• 순환기질환의공학회:학술대회논문집
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• 2003.04a
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• pp.9-29
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• 2003

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.21 no.6
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• pp.567-573
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• 2000

뇌동맥류는 뇌혈관의 일부가 풍선처럼 부풀어나는 혈관계 질환이며 뇌동맥류의 파열은 사망이나 심각한 후유 장애를 야기한다. 뇌동맥류의 다양한 발생 원인 중 혈관 내부의 혈류의 유동이 중요한 인자로 의심된다. 뇌동맥류의 형성에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 내경동맥에서 발생한 환자의 내경 동맥류 CT 사진을 이용하여 내경동맥류 모델을 제작하고, 모델 내부의 혈류유동장을 입자영상속도계를 이용하여 측정하였다. 동맥류가 발생한 내경동맥류 모델에서는 동맥류 원위부 목(distal neck)쪽과 반대쪽 내경동맥 벽에서 전단응력이 높게 나타났다. 동맥류 발생에 미치는 혈류역학적 인자를 규명하기 위해 동맥류를 제거한 내경모델을 제작하여 맥동유동에서 내부 유동장을 측정하였다. 심실수축기 동안 휘어진 내경동맥의 바깥쪽 벽에서 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되었으며 심실이완기 초반에도 이는 계속 유지되었다. 내경 동맥 내부의 부차적 유동특성을 연구하기 위해 동맥류 발생 위치에서 혈관 축과 수직인 평면의 유동장이 측정되었다. 혈관 단면에서는 휘어진 혈관의 바깥쪽에서 안쪽으로 시계방향의 와류가 형성되었으며, 이로 인해 혈관벽 바깥쪽과 시계방향으로 90도 정도 지역에서 전단응력이 높게 나타났다. 혈류 유동 특성과 동맥류 발생위치를 비교해 보면, 혈류의 혈관벽 부딪힘이 관찰되는 위치와 부차적 유동에 의해 전단응력이 크게 나타난 지역은 동맥류의 발생위치와 일치하였다. 따라서 혈류의 혈관벽 부딪힘과 부차적 유동에 의한 전단력이 동맥류 발생의 혈류역학적 요인으로 의심된다.

• 순환기질환의공학회:학술대회논문집
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• 2004.11a
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• pp.11-12
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• 2004

본 연구에서는 동맥경화증의 발생에 관한 가설들을 혈류역학적 관점에서 비교/검토하였다. 혈류의 와류 현상, 분리현상 등도 역시 저전단응력 위치에서 발생하게 되며 동맥경화의 발생이 되기 시작하며 동맥내 형태학적 변화로 인해 이러한 현상이 좀더 복잡한 유동을 거치게 된다. 이로 인해 동맥내의 형태적 재형성이 일어나게 되는데 유동의 변화가 역할을 하는 것으로 생각된다. 생물학적으로 동맥경화는 질병의 성격이 만성 염증성 질환으로 알려져 있는데 이러한 생물학적 변성이 발생하는데 형태적 특성에 따른 혈류역학적 변화가 그 기전에 중요한 것임을 확인되었다. 본 연구자 등은 동맥경화가 발생하기 시작하는 곳은 혈관의 만곡부, 분지부 등에서 발생하는 것을 임상적 database를 통해 확인하였고 이 위치에서 영상을 simulation model을 동생 분석하여 전단응력의 영향과 시간에 따른 역동적 변화가 큰 것을 확인하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.10
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• pp.893-899
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• 2010

A previous study showed that hemodynamics is correlated with stenosis in the coronary artery. The flow characteristics and the distributions of the hemodynamic wall parameters in the coronary artery are investigated under physiological flow condition. The present study also aims to establish the mechanism of the generation of atherosclerosis by analyzing the hemodynamic variables in the coronary artery where atherosclerosis frequently occurs. The stenosis phenomena due to atherosclerosis are related to not only the biochemical reaction between blood and blood vessels but also the hemodynamic factors sush as flow separation and oscillatory wall shear stress. As the bifurcated angle increases, the size of the recirculation area that appears in the cross section increases and disturbed flow is observed in this area. We speculate that this area is the starting point of atherosclerosis in the coronary artery.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.21 no.2
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• pp.181-187
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• 2000

동맥의 일부분이 팽창하는 동맥류는 파열로 인한 높은 사망률을 야기한다. 동맥류의 발생 및 파열에는 혈관벽의 구조적 약화와 혈류에 의한 응력이 중요한 역할을 하며, 혈류에 의해 혈관벽에 가해지는 전단응력은 간접적으로 혈관벽 구조를 변화시키고, 직접적으로 혈관벽에 응력을 가하므로 동맥류 파열에 영향을 미치는 중요한 혈류역학적 인자이다. 동맥류가 자주 발생하는 복부대동맥류 모델을 제작하여 정상류와 맥동류 유동에서 광색성 염료를 이용한 유동가시화 방법으로 벽 전단변형률을 측정하였다. 벽전단변형률은 동맥류 내부에서 감소하여 음의 값을 가지며, 동맥류 최대확장부 후부에서 다시 증가하여 확장부가 끝나는 위치에서 동맥 벽에 비해 약 1.5배 정도의 큰 전단변형률 값을 가졌다. 동맥류 최대확장부 후부에서는 벽전단변형률의 방향의 바뀌며, 위치에 따른 전단변형률의 변화가 크게 나타났다. 맥동류 유동에서는 동맥류의 위치에 따라 시간에 따른 벽전단형률 파형이 측정되었다. 동맥류 내부에서는 전단변형률의 크기가 작고 그 방향이 시간에 따라 변화가 심하였으므로 혈관벽의 구조변화가 발생하기 쉬운 지역으로 지목된다. 동맥류 최대 확장부 후부는 위치 및 시간에 따른 전단변형률의 변화가 심하며, 혈관벽 응력이 최대값을 갖는 지역이므로 동맥류의 파열이 발생하기 쉬운 지역으로 예측된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.10
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• pp.927-932
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• 2013

The intracranial aneurysm model is extracted based on the Computed Tomography (CT) scan images. Computational fluid dynamics simulations were conducted under both steady and realistic flow conditions in ANSYS-FLUENT. The minimum wall shear stress in the intracranial aneurysm tended to occur in the aneurysmal region. The magnitude of wall shear stress along inner wall of the curvature in the right M1 segment of middle cerebral artery is approximately 20 times higher than that along both the proximal and distal walls. However, the magnitudes of the wall shear stress at the aneurysm region were considerably low. The blood flow has the complex distribution in the aneurysmal region during the systolic period. Complex helical flow patterns are observed inside the aneurysm. Through an analysis of the hemodynamic characteristics, one may predict the rupture of the cerebral aneurysms.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2003.04a
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• pp.1915-1918
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• 2003

Atherosclerosis, which is a degenerate disease, is believed to occur in the vascular system due to deposition of cholesterol and low density lipoprotein(LDL) or thrombosis on the blood vessel. Atherosclerosis narrows arterial lumen, which is known as stenosis phenomenon of blood vessel. Pathogenesis of atherosclerosis is thought to occur mainly by aging. Restenosis phenomenon is observed in the same site of insertion of a stent and balloon angioplasty after treatment of interventional theraphy. Several hypothetical theories related to the generation of atherosclerosis have been reported: high shear stress theory, low shear stress theory, high shear stress gradient theory, flow separation and turbulence theory and high pressure theory. However, no one theory clearly explains the causes of atherosclerosis. In the present study the generation of atherosclerosis in the left coronary artery is investigated. The hypotheses are verified by using the computer simulation.

• 순환기질환의공학회:학술대회논문집
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• 2005.12a
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• pp.25-26
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• 2005

동맥경화의 재발생 위치는 속도와 전단응력 등과 같은 혈류역학의 인자들의 영향을 많이 받는 혈관형태를 가진 영역이다. 이러한 결과는 관상동맥에 동맥경화의 발생빈도를 조사한 결과와 일치하고 있으며, 즉 좌전 하행지, 회선지, 및 우관동맥 등의 동맥경화성 병변 발생빈도에서 좌전하행지가 가장 많은 빈도를 나타낸다. 따라서 동맥경화의 발생 및 재형성은 혈관의 동맥경화성 위험지역의 형태적 특징, 즉, 분지부의 위치, 길이, 각도의 변화 등에 따라 달라질 수 있음을 시사한다. 동일한 관상동맥이더라도 동맥경화의 발생이 용이한 형태가 있는데, 혈관의 형태학적 특성에 따란 혈류역학적 특성이 달라지고 동맥경화가 발생할 수 있는 가능성이나 진행과정이 차이가 날 수 있음을 말한다. 특히 임계치를 넘는 고전단응력은 혈관내피세포를 파괴하거나 손상을 주며, 반대로 임계치 미만의 저전단응력은 혈류의 정체시간을 길게 하여 양쪽 모두 동맥경화성 생물학적 반응을 유발 할 수 있며, 고전단응력과 저전단응력의 빈번한 맥동성 변화작용으로 혈관이 손상될 수 있는 한계범위를 넘어서게 될 때 내피세포의 방어체계를 파괴시키거나 혈관성형술후의 신내포세포 형성과정에서 생물학적 활성반응을 촉진하게 되는 환경을 제공하게 되어 동맥경화를 촉진한다고 할 수 있다. 즉 임계치 이상의 고전단응력이 나타나는 형태와 입구경계조건이 발생되면 내피세포 손상에 따른 혈전 현상의 발생가능성이 높아지며, 임계치 미만의 저전단응력이 발생되면 동맥경화성 죽상반 재형성에 영향을 미치게 한다. 결론적으로 동맥경화의 재발생의 기전은 변형된 혈관의 형태학적인 차이와 위치에 따라 서로 다른 혈류역학적 유발할 수 있는 물리적 환경을 제공하는 데에서 출발한다고 할 수 있다.$8.0{\sim}8.3$으로 알카리 쪽으로 이동하였다. 파일롯트 규모로 본 고정화 효소 충전탑(내경 30cm, 높이 85cm)에 의한 이성화당의 생산을 시도하였던바, 고정화 효소(350 IXIU/ml-R) 1리터가 30일동안에 약 293리터의 이성화당을 생산할 수 있는 것으로 나타났다.l plane에서 선수군(選手群)이 $62.7{\pm}7.36^{\circ}$로서 비선수군(非選手群)과 별(別) 차이(差異)가 없었고, horizontalplane에서는 선수군(選手群)이 $-23.5{\pm}7.2^{\circ}$로서 비선수군(非選手群)의 $-38.8{\pm}8.2^{\circ}$에 비(比)해 유의(有意)하게 높았으며 운동후(運動後) 양군(兩群) 모두 유의(有意)하게 높았다. QRS vector 길이에서 Frontal plane에서 선수군(選手群)이 $13.86{\pm}1.44\;mm$로서 비선수군(非選手群)의 $9.62{\pm}0.97\;mm$에 비(比)해 유의(有意)하게 높았으며 운동후(運動後)에도 유의(有意)하게 높았다. Horizontal plane에서도 선수군(選手群)이 $19.82{\pm}2.10\;mm$로서 비선수군(非選手群)의 $16.90{\pm}1.39\;mm$에 비(比)해 유의(有意)하게 높았고 운동후(運動後)에도 선수군(選手群)이 유의(有意)하게 높았다. 이상(以上)을 종합(綜合)해 보면 선수군(選手群)의 R파고(波高)가 비선수군(非選手群)에 비(比)해 운동후(運動後) 계속(繼續) 유의(有意)하게 높았고, $Rv_5$

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.11b
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• pp.529-532
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• 2001

The purposes of the present study are to investigate hemodynamic characteristics and to define shear-sensitive remodeling in the stenosed coronary models. Two models for the compensatory remodelling used for this research are a pre-stenotic dilation and a post-stenotic dilation models for the computer simulation. The peak wall shear stress on the post-stenotic model is higher than that of the pre-stenotic model. Two recirculation zones are generated in the pre-stenotic model, and the zones in the pre-stenotic model are smaller than those in the post-stenotic model. Variation of the wall shear stress in the pre-stenotic model is lower than that in the post-stenotic model. In computer simulation with the post-stenotic model, higher temporal and spatial shear fluctuation and stress suggested shear-sensitive remodeling. Shear-sensitive remodeling may be associated with the increased risk of plaque rupture, the underlying cause of acute coronary syndromes, and sudden cardiac death.

• Tribology and Lubricants
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• v.14 no.1
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• pp.94-98
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• 1998

혈관내피세포는 혈관의 내벽에 단일 층을 구성하고 있는 상피세포로 동맥경화나 혈관협착의 원인에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그리고, 모든 혈관 질환의 발생장소가 혈관이 나뉘는 분지부에 집중되고 있어, 혈류역학과 혈관질환 간에 상호연관성이 있음을 짐작할 수 있다. 특히, 최근에 와서 혈관내피세포가 혈액유동에 의해 발생하는 전단응력을 인지하여 혈관의 제반 생리적 반응을 조절한다는 연구결과가 속속 발표되고 있어, 혈관질환의 극복을 위한 연구 개발에 혈관내피세포에 대한 이해의 중요성이 증대되고 있다. 이에 본 연구에서는 혈관내피세포에 혈류와 같은 크기의 전단응력을 부가하여 세포의 생리적 반응을 고찰할 수 있는 평판형 층류발생장치를 설계, 제작하였다. 설계된 평판형 층류발생장치는 유동환경 하에서의 혈관내피세포의 동적반응을 고찰 할 수 있도록 유동액의 온도, 산도, 전단응력의 크기를 조절할 수 있도록 설계하였으며, 제작된 실험장치를 이용하여 전단응력에 의한 혈관내피세포의 형태변화를 고찰하였다. 개발된 층류발생장치는 혈관내피세포의 연구 뿐 아니라, 백혈구의 점착, 암세포의 전이등에도 다양하게 활용이 가능하다.