[논문]생체시스템공학 연구실

심은보

[국내논문] 생체시스템공학 연구실
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한국가시화정보학회지= Journal of the Korean society of visualization, v.13 no.1, 2015년, pp.3 - 5

심은보 (강원대학교 기계의용공학과)

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제안 방법

실제 임상에서는 관상동맥 협착 환자에 대해서 스텐트 시술여부를 결정할 시에 이 index를 기준으로 평가한다. 이를 위하여 아데노신이라는 약물을 주사하고 압력와이어를 환자의 동맥에 넣어서 협착전후의 압력을 측정 하여 이 인자의 값을 산정한다. 이와 같은 침습적인 인자를 전산유체역학(CFD)과 생리학적 시스템 모델(LPM, lumped parameter model)을 결합한 시뮬레이션을 통하여 결정하는 방법이 미국의 Stanford대학에 의해 제시된 바있으며, 의학적인 혁신으로 평가되고 있다.
본 연구실에서는 이와 관련하여 심장세포의 전기생리학적 모델에서 출발하여 심장조직의 전기적 흥분 전도와 이에 따른 수축역학 및 이와 연계된 심실/대동맥 판막/대동맥 혈류를 종합적으로 풀 수 있는 수치해석 코드를 개발하였다. 그리고 이 코드를 여러 실제 임상적 상황에 적용하여 그 의학적 의미를 분석하였고 이를 여러 의학 저널에 게재한 바 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	생체시스템연구실은 무엇을 개발 및 연구하고 있는가?	공학에 기초를 두고 의학, 생물학, 컴퓨터공학 등 다양한 분야가 복합된 학문인 생체시스템공학은 바이오 기술과 공학 해석기술이 접목된 융합기술의 대표적인 사례라 할 수 있다. 이러한 학문적 배경을 바탕으로 한 생체시스템연구실에서는 인체 혈관계 혹은 심장/뇌 등 인체 주요 장기에서 발생하는 생체현상을 분석할 수 있는 기술을 개발하고 이를 의료기기 개발 또는 의료용 소프트웨어 에 응용하고 있다. 특히 심장의 전기생리학, 고체역학, 심실 내 유체역학, 심장혈관의 혈류역학 등과 대한 다양한 연구를 진행하고 있다.
	침습적인 인자를 전산유체역학(CFD)과 생리학적 시스템 모델을 결합한 시뮬레이션을 통해 결정하는 방법의 장점은?	본 연구실에서는 이에 대한 연구를 2010년부터 지속적으로 진행하고 있다. 이 방법을 쓸 경우, 환자에게 와이어를 삽입하지 않고 비침습적으로 CT영상만으로 환자의 혈류흐름을 예측할수 있을 뿐 아니라, 치료 후 예후 상태를 종합적으로 제시할 수 있다 (Prog in Biophy & Mole Biol, 2014).
	강원대학교 생체시스템공학 연구실에서는 심장의 물리적 현상 해석을 위한 기계공학적 시뮬레이션 기술과 관련하여 무엇을 개발하였나?	본 연구실에서는 이와 관련하여 심장세포의 전기생리학적 모델에서 출발하여 심장조직의 전기적 흥분 전도와 이에 따른 수축역학 및 이와 연계된 심실/대동맥 판막/대동맥 혈류를 종합적으로 풀 수 있는 수치해석 코드를 개발하였다. 그리고 이 코드를 여러 실제 임상적 상황에 적용하여 그 의학적 의미를 분석하였고 이를 여러 의학 저널에 게재한 바 있다.

참고문헌 (7)

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Yun Y, Hwang M, Park JH, Shin H, Shim EB, Pak HN. The relationship among complex fractionated electrograms, wavebreak, phase singularity, and local dominant frequency in fibrillation wave-dynamics: a modeling comparison study. J Korean Med Sci. 2014 Mar;29(3):370-377.

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Lim KM, Yang SH, Shim EB. Systemic modelling of human bioenergetics and blood circulation. IET Syst Biol. 2012 Oct;6(5):187-195.

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Hong JY, Kim GH, Kim JW, Kwon SS, Sato EF, Cho KH, Shim EB. Computational modeling of apoptotic signaling pathways induced by cisplatin. BMC Syst Biol. 2012 Sep 11;6:122.

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Lim KM, Jeon JW, Gyeong MS, Hong SB, Ko BH, Bae SK, Shin KS, Shim EB. Patient-specific identification of optimal ubiquitous electrocardiogram (U-ECG) placement using a three-dimensional model of cardiac electrophysiology. IEEE Trans Biomed Eng. 2013 Jan;60(1):245-249.

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Shim EB, Hong SB, Lim KM, Leem CH, Youn CH, Pak HN, Earm YE, Noble D. New index for categorising cardiac reentrant wave: in silico evaluation. IET Syst Biol. 2011 Sep;5(5):317-323.

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Lim KM, Constantino J, Gurev V, Zhu R, Shim EB, Trayanova NA. Comparison of the effects of continuous and pulsatile left ventricular-assist devices on ventricular unloading using a cardiac electromechanics model. J Physiol Sci. 2012 Jan; 62(1):11-19.

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