초록 ▼

연구개요
본 연구로 심장과 관상동맥 사이에 존재하는 수요와 공급 관계를 이용하여 관상동맥 혈액 유동과 심장 역학의 상호작용을 생리학적으로 구현한다. 심장 역학과 결합한 멀티스케일 관상동맥 혈액 유동 해석 모델은 관상동맥부터 소동맥, 미소혈관에 이르기까지 심장 역학에 따른 관상동맥 혈액 유동을 생리학적으로 해석하여 심장질환의 진단과 치료 결과 예측를 돕는다.

연구 목표대비 연구결과
총 1년의 연구를 통해 연구과제의 핵심 목표인 심장역학과 결합한 생리학적인 멀티스케일 관상동맥 혈액 유동 해석 모델 개발을 부분적으

연구개요
본 연구로 심장과 관상동맥 사이에 존재하는 수요와 공급 관계를 이용하여 관상동맥 혈액 유동과 심장 역학의 상호작용을 생리학적으로 구현한다. 심장 역학과 결합한 멀티스케일 관상동맥 혈액 유동 해석 모델은 관상동맥부터 소동맥, 미소혈관에 이르기까지 심장 역학에 따른 관상동맥 혈액 유동을 생리학적으로 해석하여 심장질환의 진단과 치료 결과 예측를 돕는다.

연구 목표대비 연구결과
총 1년의 연구를 통해 연구과제의 핵심 목표인 심장역학과 결합한 생리학적인 멀티스케일 관상동맥 혈액 유동 해석 모델 개발을 부분적으로 달성할 수 있었다.
조직의 수요 및 성장 방향에 따른 혈관 생성 모델을 개발하였고 이것을 심장 역학과 결합하기 위해서는 우선 의료 영상 데이터 해상도의 한계 아래의 작은 혈관을 생리학 원리 기반으로 예측하는 기술이 필요하다는 것을 발견하였다. 여기서 작은 혈관은 의료 영상 데이터로 구현한 혈관에서 직접 분기하는 혈관을 말한다. 이 혈관을 개발한 후에 추후 결합할 심장역학과 함께 생리학적인 멀티스케일 관상동맥 혈액 유동해석 모델을 개발할 수 있다.
부가적으로 개발한 혈관 생성 모델을 이용하여 멀티스케일 뇌혈관 혈액 유동 해석모델 및 뇌혈관 생리학모델을 개발하였고 혈액 유동으로 인해 발생하는 몸의 열전달 해석 모델을 개발하였다.
끝으로 3차원으로 진행하는 혈액 유동 해석을 정확도는 유지하면서 계산속도를 줄이기 위해 1차원 혈액 유동 방정식 기반의 차수 축소 모델을 개발하여 계산속도를 급격히 줄일 수 있었다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
심장 역학과 결합하여 관상동맥 혈액 유동을 다양한 크기의 혈관에서 생리학적으로 구현한다면 관상동맥의 멀티스케일 혈액 유동 해석 결과를 기반으로 한 심장질환 진단이 가능해진다. 심장질환의 진단에 필요한 관상동맥 멀티스케일 혈액 유동 해석을 비롯한 심장근육 혈류량 및 허혈 위험도 등의 해석 결과를 이용해 심장질환을 총체적으로 이해하고 진단할 수 있다. 특별히 관상동맥 미소혈관질환은 의료 영상 데이터로 진단하기 어렵고 생리학 파라미터인 FFR, CFR로 불일치한 진단 결과가 나오는 원인이 된다. 본 연구그룹이 개발하는 멀티스케일 관상동맥 혈액 유동 해석 모델은 미소혈관질환을 진단하는 데 도움이 될 뿐만이 아니라 관상동맥에서 측정하는 FFR과 CFR의 불일치한 결과를 생리학적으로 설명할 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1) 세부연구내용: 손실함수 최소화 기반 혈관 생성 연구 ... 5
• 2-2) 세부연구내용: 뇌혈관계 멀티스케일 혈액 유동 해석 방법 개발 및 적용 ... 6
• 2-3) 세부연구내용: 최소한의 3차원 시뮬레이션 데이터를 이용한 ROM 개발 ... 7
• 2-4) 세부연구내용: 혈관과 조직간의 수요-공급 관계에 기반한 뇌혈관계 생리학 모델 개발 및 적용 ... 8
• 2-5) 혈관 생성 알고리즘으로 개발된 멀티 스케일 혈관구조를 해석하기 위한 1차원 대리 열 전달 해석 모델 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 13
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 21