초록 ▼

※ 연구개요
□ 본 연구의 목표는 "관상동맥 죽상경화반의 발생을 예측하기 위한 진단 도구로서 혈관조영 CT에 혈류 수치 해석 기술을 적용한 모델의 개발" 임.

□ 관상동맥의 죽상경화반은 심근경색을 일으키는 중요 원인이며, 벽전단응력 및 전단교변지수을 포함한 벽전단인자 (Wall shear parameter, WSP) 가 특정위치에 협착 을 진행시키는데 연관성이 있으나, 현재까지 혈류역학적 인자를 전산유체역학적으로 분석하여 협착 진행 예측모델을 제안한 연구는 없었음. 본 연구에서는 관상동맥 혈관조영 CT 의료영상 데

※ 연구개요
□ 본 연구의 목표는 "관상동맥 죽상경화반의 발생을 예측하기 위한 진단 도구로서 혈관조영 CT에 혈류 수치 해석 기술을 적용한 모델의 개발" 임.

□ 관상동맥의 죽상경화반은 심근경색을 일으키는 중요 원인이며, 벽전단응력 및 전단교변지수을 포함한 벽전단인자 (Wall shear parameter, WSP) 가 특정위치에 협착 을 진행시키는데 연관성이 있으나, 현재까지 혈류역학적 인자를 전산유체역학적으로 분석하여 협착 진행 예측모델을 제안한 연구는 없었음. 본 연구에서는 관상동맥 혈관조영 CT 의료영상 데이터를 기반으로 전산유체역학을 적용하여 관상동맥 CT-벽전단인자 (CT-WSP) 모델을 개발, 실험용 돼지를 이용하여 유효성을 검증하고, 실제 환자에서 죽상동맥 경화반의 진행을 예측하는 도구로 활용 가능성을 검증함.

※ 연구 목표대비 연구결과
□ CT-WSP 모델은 혈관 및 협착부 3D 재형성, 혈류분포 예측모델, 혈류역학인자 맵핑의 3가지 분야로 나뉘어 현행모델 대비 개선방안 및 새모델의 유효성을 검증함.

□ 1. 혈관 및 협착부 3D 재형성 : 3D segmentation시 혈관 및 협착부 geometry 추출의 정확도를 높이기 위해 여러 소프트웨어를 통한 재형성법을 비교 및 표준화함.　혈관 및 협착부 형상 (직경기반 협착정도,넓이기반 협착정도, 협착부의 총 길이, 중심거리, 입구부 길이, 출구부 길이, 협착의 편심성, 평균 대동맥압)이 CFD 기반 FFR 검사에 미치는 영향을 검증.

□ 2. 혈류분포 예측모델 : CFD 계산을 위해서는 관상동맥 분지별 혈류량 분포를 정확히 예측하는 것이 필요함. 동물실험을 통해 방법론별 (혈관 직경/면적 기반 분포 예측법) 실제 혈류분포 (도플러 와이어를 이용하여 계측) 와의 상관관계 데이터를 수집 및 비교함. 면적기반 혈류 분포 예측법 채택.

□ 3. 혈류역학인자 맵핑모델 : 협착의 입구부, 출구부, 최대협착부, 3등분 부위별 평균 WSS value 의 분석 방법론 및 기준 확립. 실제 연속적으로 CT검사를 시행한 임상 환자의 CT 영상데이터 뱅크를 설립하고, 동맥경화반 진행에 있어 CT-WSP mapping 이용 mean WSS 값의 의의를 확인

□ 관상동맥경화반 생성 및 진행에 있어 혈류역학인자(벽전단인자)의 역할 규명 및 정리

※ 연구개발결과의 중요성
□ 관상동맥 혈관조영 CT (Coronary CT Angiogram) 의료영상 데이터를 기반으로 CFD 이용 혈류역학인자 CT-WSP 모델을 제시하였으며, 협착 진행 예측 가능성을 검증함. 대규모 임상 연구를 통해 죽상동맥 경화반의 진행을 예측하는 도구로 활용 가능함.

□ 또한 본 연구를 통해 새로운 모델 개발 뿐 아니라 정확도 높은 3D segmentation 모델 획득법 및 혈관 분지별 혈류분포 예측모델 확립 등의 성과를 얻어 현행 비침습적 영상기반 혈관 생리 검사법 (ex. CT-FFR) 의 정확도를 향상시키고 한계점을 극복할 수 있는 길을 확인

□ 인공지능기반 소프트웨어 플랫폼을 적용하여 시장성 높은 서비스 구현 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구 목표 ... 4
• 1.2 연구내용 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 2.1 1년차 개발 목표 및 결과 ... 6
• 1) 연구 목표 ... 6
• 2) 연구 결과 ... 6
• 2.2 2년차 개발 목표 및 결과 ... 10
• 1) 개발 목표 ... 10
• 2) 연구 결과 ... 10
• 2.3 3년차 개발 목표 및 결과 ... 17
• 1) 개발 목표 ... 17
• 2) 연구 배경 및 필요성 ... 17
• 2) 연구 결과 ... 18
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 26
• 3.1 연구개발 결과의 의의 ... 26
• 3.2 활용방안 ... 26
• 4. 참고문헌 ... 27
• 5. 연구성과 ... 29
• 끝페이지 ... 30