초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 관상동맥 혈관 환경과 guidewire의 이동을 모사할 수 있는 수학적 모델링을 통해 관상동맥 질환의 진단 및 치료를 위한 상호반응형 수치 시뮬레이션을 개발하는 것이다. 영상장비로부터 획득한 혈관 데이터를 기반으로 수학적으로 구성된 혈관 모델은 혈류순환계 모델로부터 혈류를 유도하여 실제 혈관 환경과 유사한 환경을 제공한다. 또한 철선의 고유특성(모양, 강도, 토크, 탄성)에 기반한 guidewire 모델은 조작부의 축방향 상하이동 및 회전 조작에 대해 나타나는 반응을 정확히 모사하여 혈관과의

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 관상동맥 혈관 환경과 guidewire의 이동을 모사할 수 있는 수학적 모델링을 통해 관상동맥 질환의 진단 및 치료를 위한 상호반응형 수치 시뮬레이션을 개발하는 것이다. 영상장비로부터 획득한 혈관 데이터를 기반으로 수학적으로 구성된 혈관 모델은 혈류순환계 모델로부터 혈류를 유도하여 실제 혈관 환경과 유사한 환경을 제공한다. 또한 철선의 고유특성(모양, 강도, 토크, 탄성)에 기반한 guidewire 모델은 조작부의 축방향 상하이동 및 회전 조작에 대해 나타나는 반응을 정확히 모사하여 혈관과의 상호작용을 통해 임상표적으로 이동한다. 개발된 모델은 외부 입력을 통해 시뮬레이션에 결과가 반영되는 인터페이스를 이용해 상호반응형 모델로 개발되며 전문의의 조작을 통해 모델을 평가받고 guidewire가 임상표적까지 이동경로에 놓인 혈관에 최소한의 스트레스를 가하면서 이동하기 위한 경로를 학습하며 이를 기반으로 자율이동 시뮬레이션 알고리듬을 구현한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 추진목표 : 시뮬레이션 환경 구축
- 달성내용 : 가이드와이어 모델 개발
- 달성도(%) : 100

- 추진목표 : 유체기반의 혈관모델 개발과 guidewire 모델의 validation 수행
- 달성내용 : 혈관과 상호작용하는 가이드와이어 시뮬레이션 수행
- 달성도(%) : 100

- 추진목표 : 효율적인 수치계산 기법의 적용
- 달성내용 : 여러 혈관 모델에서의 적용과 병렬화 작업 수행
- 달성도(%) : 100

- 추진목표 : 실제 혈관 환경에서 가이드와이어 움직임 수행
- 달성내용 : 실제 환자의 혈관 정보를 토대로 가이드와이어의 움직임 수행
- 달성도(%) : 100

- 추진목표 : Guidewire의 혈관내 자율이동 시뮬레이션 구현
- 달성내용 : 분지부에서 가이드와이어의 조작을 통한 이동경로 변경 시뮬레이션 수행
- 달성도(%) : 50

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
혈관 여러 곳이 좁아진 경우, 혈관이 구불구불하게 생긴 경우, 좁아진 혈관이 돌처럼 딱딱한 경우, 관상동맥 기형 등과 같은 복잡한 병변을 가진 환자의 경우 guidewire의 삽입 시술의 난이도가 높아 노련한 기술과 시술상의 주의가 필요하다. 본 연구를 통해 최종 개발될 최종 연구결과물은 다양한 혈관 환경에서 guidewire의 움직임을 구현할 수 있는 상호 반응형 모델로, 앞에서 열거한 복잡한 병변에 대한 환경을 자유롭게 조성하고 이에 대한 guidewire의 시술을 실패에 대한 우려없이 반복적으로 수행해 볼 수 있다. 또한 guidewire에 의해서 혈관이 받는 스트레스를 가시화 시킴으로써 시술 중 내피 손상 혹은 혈관 파열에 의한 합병증에 대한 사전 대책을 수립할 수 있는 등 교육적인 측면과 시술 성공률을 높이는 측면에서 중요성을 갖는다. 아울러 혈관 환경을 관상동맥에 국한하지 않고, 뇌혈관 등 guidewire 시술이 필요한 부위로 대체가능하므로 활용성 측면에서 장점을 갖는다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 개요 ... 4
• 2) 연구가설(도출근거) ... 4
• 3) 연구개발의 필요성 및 중요성 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• - 시뮬레이션 모델 개발 및 환경 구축 ... 5
• - 혈관모델 개발과 guidewire 모델의 validation 수행 ... 6
• - 환자 맞춤형 혈관모델의 개발과 고효율 수치계산 기법의 적용 ... 7
• - Guidewire의 혈관내 자율이동 시뮬레이션 구현과 모델의 응용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• (1) 기술적 측면 ... 16
• (2) 경제적 측면 ... 16
• (3) 사회적 측면 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 17
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 22