초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구의 최종 목표는 적혈구 응집 현상을 생체내의 동맥에서와 유사한 박동흐름에서 관측하고 정상상태 흐름에서와는 다른 적혈구 응집 기작을 이론적으로 실험적으로 밝히는 데 목표가 있다. 지금까지 알려진 적혈구 응집 현상에 관련된 혈류역학적 기작은 주로 전단율에 의해서 설명되어졌으며, 전단율이 커지면 룰로가 깨지고 전단율이 작아지면 적혈구 응집이 잘 이루어진다. 그러나 최근에 박동흐름에서 적혈구 응집현상이 수축기때 잘 이루어지는 주기변화를 관측되었으나, 이런 주기변화는 전단율로는 설명이 되지 않으며 그 기작에

연구의 목적 및 내용
본 연구의 최종 목표는 적혈구 응집 현상을 생체내의 동맥에서와 유사한 박동흐름에서 관측하고 정상상태 흐름에서와는 다른 적혈구 응집 기작을 이론적으로 실험적으로 밝히는 데 목표가 있다. 지금까지 알려진 적혈구 응집 현상에 관련된 혈류역학적 기작은 주로 전단율에 의해서 설명되어졌으며, 전단율이 커지면 룰로가 깨지고 전단율이 작아지면 적혈구 응집이 잘 이루어진다. 그러나 최근에 박동흐름에서 적혈구 응집현상이 수축기때 잘 이루어지는 주기변화를 관측되었으나, 이런 주기변화는 전단율로는 설명이 되지 않으며 그 기작에 대한 체계적인 연구가 없었다. 이 연구과제에서는 박동흐름에서 주기변화를 일으키는 기작으로 제안된 혈류가속도와 반경방향의 룰로 분포 변화에 대한 영향을 정량화 해서 가설로 제기된 기작을 검증하고자 한다. 이러한 박동흐름에서의 적혈구 응집 현상의 기작에 대한 연구는 혈류역학적으로 매우 중요하며 더 나아가 심혈관 관련 질병을 진단하는데 유용할 것이다.
연구결과
지금까지는 박동흐름에서 수축기 때 적혈구 응집이 잘 된다는 관측 결과만 있었고, 그 기작에 대해서는 혈류가속도가 적혈구 응집을 강화시킬 것이라는 가설이 본 연구자에 의해서 제안되었을 뿐인데, 실험실에서 혈류가속도를 변화하며 적혈구 응집의 변화를 초음파로 측정하여 혈류가속도에 따른 적혈구 응집의 함수로 나타내는 정량적인 연구를 수행하여 이들의 상관관계를 밝힘.
사람과 실험동물 (랫드)의 경동맥에서 혈액에코발생도를 측정하여 적혈구 응집이 박동수와 혈류가속도의 함수임을 정량적으로 나타냄.
사람의 요골동맥에서 박동주기에 따른 혈액에코의 변동을 측정하여 혈액에코박동지수를 계산하고 이것이 질병의 진단에 유용한 파라메타임을 제안함.
박동흐름 하에서 적혈구 응집의 주기적이고 공간적인 변화를 컴퓨터 시뮬레이션 연구를 통하여 모델링하고 이를 실측 실험에서 얻은 결과와 비교 분석하여 적혈구 응집의 혈류역학적인 기전을 밝힘.
연구결과의 활용계획
-적혈구 응집의 박동주기 동안 변화에 영향을 미치는 인자로 제시된 혈류가속도와 반경 방향의 룰로 변화를 정량적이고 체계적인 연구로 기작을 밝힐 수 있음
-적혈구 응집에 대한 기작 연구는 생체유동학과 혈류역학, 그리고 혈액학에 새롭고 중요한 정보 제공
-뇌심혈관 관련 질병을 이해하고 진단하는데 활용할 수 있음
-초음파를 통한 혈액 연구와 적혈구응집 현상을 측정하여 실시간 비침습적으로 혈액 및 혈관 관련 질병 진단 가능성 제공

Abstract ▼

Purpose& contents
The purpose of this research is to investigate the mechanisms of cyclic changes of erythrocyte aggregation under physiological pulsatile flow theoretically and experimentally. It is known that shear rate is the most important hemodynamic parameter to explain erythrocyte aggregat

Purpose& contents
The purpose of this research is to investigate the mechanisms of cyclic changes of erythrocyte aggregation under physiological pulsatile flow theoretically and experimentally. It is known that shear rate is the most important hemodynamic parameter to explain erythrocyte aggregation and that rouleaux are enhanced at lower shear rate but disaggregated at higher shear rate. However, it was recently observed that erythrocyte aggregation was enhanced at systole of pulsatile flow. This pattern of cyclic change could not be explained by shear rate only but no systematic study of the mechanisms was pursued yet. This research will examine the hypothesis that flow acceleration and radial variation of rouleaux are the potential mechanisms for the cyclic changes of erythrocyte aggregation theoretically and experimentally. Erythrocyte aggregation will be quantified as a function of flow acceleration and radial variation. This research will be helpful to understand the hemodynamics and some cardiovascular diseases.
Result
Erythrocyte aggregation was observed to be enhanced at systole. The hypothesis that flow acceleration may enhance erythrocyte aggregation was proposed by the principal investigator. In the present study, using ultrasound, erythrocyte aggregation was quantified as a function of flow acceleration experimentally and the effects of flow acceleration on erythrocyte aggregation was investigated.
The experimental results of blood echogenicity obtained from carotid arteries of humans and rats showed erythrocyte aggregation is a function of blood acceleration and heart rate.
The pulsatility index of blood echogenicity was measured from the human radial artery, which was suggested to be a useful parameter.
Cyclic and spatial variation of erythrocyte aggregation under pulsatile flows was investigated by a computer simulation study, and the results were compared with the experimental results to elucidate hemodynamic mechanisms of erythrocyte aggregation.
Expected Contribution
-It is expected to understand the mechanisms of erythrocyte aggregation which is hypothesized to be affected by flow acceleration and radial variation of rouleaux during a pulsatile cycle.
-Understanding of the mechanisms would provide the new and valuable information to biorheology, hemodynamics, and hematology.
-It would be used in understanding cardiovascluar and cerebrovascular diseases and diagnosing them.
-Ultrasound technology would be developed to study blood and erythrocyte aggregation and to diagnose the blood-related diseases

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 19
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 55
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 56
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 57
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 57
• 8. 참고문헌 ... 58
• 9. 연구성과 ... 61
• 10. 기타사항 ... 67
• [별첨1] 대표연구성과 ... 68