• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.5
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• pp.393-402
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• 2001

A computational model representative of cardiovascular circulation was built using 12 standard lumped compartments. Especially, both the baroreceptor reflex and the cardiopulmonary reflex control model were implemented to explain the auto-regulation of cardiovascular system. Another important aspect of this model is to utilize the impulse-response curve of the nerve system in transferring the impulse error signals to autonomous nerve system. For the verification of this model, we have computed the normal hemodynamic conditions and compared those with the clinical data. Then. hemodynamic shock of 20% hemorrhage to cardiovascular system was simulated to test the effects of the control system model. The results of these two simulations were well matched with the experimental ones. The steady state LBNP simulation was also performed. The transient changes of hemodynamic variables due to ramp increase of bias pressure of LBNP showed good agreement with the physiological experiments. Numerical solution using only the baroreflex model showed relatively a larger deviation from the experimental data. compared with the one using the control model haying both the baroreflex and the cardiopulmonary reflex systems, which shows an important role of the cardiopulmonary reflex system for the simulation of the hemodynamic behavior of the cardiovascular system .

• 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.

• 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.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• v.44 no.5
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• pp.1105-1113
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• 1997

Background : Prone position improves oxygenation in some patients with ARDS. According to some authors, prone position can also improve the deteriorated hemodynamics induced by PEEP. But these respiratory and hemodynamic effects of prone position has not yet been fully established. Methods : Twentythree consequtive patients with ARDS(M : F= 11 : 12, $62.1{\pm}20.8yrs$) were the subjects for this study. ABGA, static compliance of the respiratory system, mean arterial pressure and pulse rate were obtained in supine position and at 5min, 0.5h and 2h of prone position. Positive respiratory response was defined as 20mmHg or more increase in $PaO_2/FIO_2$ within 2h of prone position. Early of late respiratory responses were defined if the positive response was observed within of after 3 day of ARDS onset, respectively. Positive hemodynamic response was defined as 10mmHg or more increase in mean arterial pressure at 5min of prone position. Results : Fifteen patients (65%) showed positive respiratory response. In the respiratory responders, $PaO_2$ was $69.8{\pm}17.6mmHg$ in supine position, $83.2{\pm}22.6mmHg$ in prone position 0.5h, $96.8{\pm}22.7mmHg$ in prone position 2h(p<0.001), and $PaO_2/FIO_2$ was $108{\pm}41mmHg$, $137{\pm}57mmHg$, $158{\pm}50mmHg$, respectively(p=0.001). Age, sex, cause of ARDS, supine $PaO_2$ and $PaO_2/FIO_2$ were not different between the respiratory responders and the nonresponders. The respiratory responders, however, showed higher mean arterial pressure than the nonresponders($91.1{\pm}13.1mmHg$ vs. $76.0{\pm}18.7mmHg$, p=0.035), and tendency of higher survival rate(9/15 vs. 2/8, p=0.074). Static compliance of the respiratory system was decreased in prone position 0.5h($28.4{\pm}7.9ml/cm$ $H_2O$ vs. $23.8{\pm}7.6ml/cm$ $H_2O$, p=0.007). The overall rate of early response(n=23) and late response(n=11) were similar(14/23 vs. 7/11, p>0.05). But patient without early response showed late response only in 25%(1/4), while patient with early response showed late response in 85.7%(6/7)(p=0.072). Five patients(22%) showed positive hemodynamic response, two of them being respiratory nonresponders. There were no differences in the baseline mean arterial pressure or the level of PEEP applied in supine between the hemodynamic responders and the hemodynamic nonresponders. Conclusions : Prone position either improved oxygenation or increased arterial pressure in significant proportion of patients with ARDS. And the respiratory response to prone position was thought to be determined in the early stage of ARDS.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.27 no.3
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• pp.83-88
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• 2024

This study aims to explore the effect of combined stimulation consisting of relaxation-inducing scent and high-concentration oxygen on psychological/physiological responses. The cerebral blood flow responses and arousal that occur when oxygen concentration is controlled under the same scent conditions were observed. The experiment's scent was lavender oil (relaxing scent), and the oxygen concentrations were normal (21%) and high (30%). The experiment involved 12 male adults repeating a 5-minute rest period and a 5-minute stimulation period. The hemoglobin (HbO) concentration was extracted using the Beer-Lambert law to observe cerebral blood flow responses. Arousal was assessed using a 5-point scale questionnaire. A paired t-test was used to compare the two stimuli (lavender +21%, lavender +30%). Results reveal that HbO concentration in the frontal lobe increased, whereas arousal decreased at lavender +30% vs. lavender +21%. These results suggest that adding high-concentration oxygen to scent stimulation can induce more brain activation and relaxation.

• 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, $Rv_5$

• Journal of Chest Surgery
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• v.34 no.4
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• pp.356-360
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• 2001

일시적 혹은 단기간의 심폐보조는 여러 형태의 심부전에서 널리 이용되어 왔다. 이 중 체외막산소화장치는 고식적 치료에 반응없는 환자에서 주로 사용되는데, 소아에서는 자주 이용되어 왔으나 성인에서는 그 적응증이 명확하지 않았으며 결과도 만족스럽지 못했다. 환자는 승모판 협착증을 가진 32세의 여자로 제왕절개술후 발생한 폐부종으로 내원하였다. 내원시 환자는 쇽상태로 강심제, 폐혈관확장제, 이뇨제등에 반응이 없었다. 우측 대퇴정-동맥캐뉼라를 통하여 14시간동안 체외막산소화장치를 이용하였으며, 환자상태는 가동 즉시 호전을 보였다. 이후 양측판막치환술을 시행하였고 수술 후에도 체외막산호화장치를 지속하였다. 체외막산호화장치는 수술시간을 포함하여 모두 62시간동안 가동하였으며, 이탈(weaning)은 안정된 혈류역학, 호전된 폐부종, 기저질환의 교정등을 통하여 성공적으로 이루어졌다. 환자는 판막수술 후 30일째 특별한 합병증없이 퇴원하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• v.40 no.2
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• pp.135-146
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• 1993

Background: In acute pulmonary embolism it has been postulated that the constriction of bronchi and pulmonary artery secondary to neurohumoral response plays an important role in cardiopulmonary dysfunction in addition to the mechanical obstruction of pulmonary artery. Serotonin is considered as the most important mediator. Positive end expiratory pressure (PEEP) stimulates $PGI_2$ secretion from the vascular endothelium, but its role in acute pulmonary embolism is still in controversy. Methods: To study the cardiopulmonary effect and therapeutic role of Ketanserin, selective antagonist of 5-HT2 receptor, and PEEP in acute pulmonary embolism experimental acute pulmonary embolism was induced in dogs with autologous blood clot. The experimental animals were divided into 3 groups, that is control group, Ketanserin injection group and PEEP application group. Results: Thirty minutes after embolization, mean pulmonary arterial pressure and pulmonary vascular resistance increased and cardiac output decreased. $PaO_2,\;P\bar{v}O_2$ and oxygen transport decreased and physiological shunt and $PaCO_2$ increased. After injection of Ketanserin, comparing with control group, mean pulmonary arterial pressure, pulmonary vascular resistance and physiological shunt decreased, while cardiac output, $PaO_2$ and oxygen transport increased. All these changes sustained till 4 hours after embolization. After PEEP application pulmonary vascular resistance, $PaO_2$ and $PaCO_2$ increased, while physiological shunt, cardiac output and oxygen transport decreased. After discontinuation of PEEP, mean pulmonary arterial pressure and pulmonary vascular resistance decreased and were lower than control group, while $PaO_2$ and cardiac output increased and higher than control group. $PaCO_2$ decreased but showed no significant difference comparing with control group. Conclusion: It can be concluded that Ketanserin is effective for the treatment of acute pulmonary embolism. With PEEP hemodynamic status deteriorated, but improved better than control group after discontinuation of PEEP. Thus PEEP may be applied carefully for short period in acute pulmonary embolism if the hemodynamic status is tolerable.

• Journal of Life Science
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• v.33 no.8
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• pp.639-650
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• 2023

The levels of harmful components in aerosols from heated tobacco products (HTPs) have been reported to be significantly lower than in cigarette smoke. However, it remains unclear whether the use of HTPs can mitigate the cardiovascular risks associated with cigarette smoking (CS). The objective of this study was to investigate the effects of a short-term switch from CS to HTP use on cardiac autonomic regulation (CAR). Seven healthy male smokers completed an open-label, randomized, cross-over trial consisting of five days of CS, use of three different HTPs (IQOS use, IQ; lil SOLID use, LS; lil HYBRID use, LH), or non-smoking (NS). Each session was separated by a one-week washout period, and levels of exhaled carbon monoxide (CO) and carboxyhemoglobin (COHb), systolic (SBP) and diastolic blood pressure (DBP), and heart rate variability (HRV) reflecting CAR were assessed before use of the product assigned to each session and at 24, 48, 72, 96, and 120 hr after use. Levels of exhaled CO and COHb were statistically significantly reduced only during NS. There were no statistical changes in SBP and DBP within any session. However, in HRV spectral analysis, log-transformed high frequency (lnHF) increased statistically significantly in IQ, LS, and NS, respectively. Normalized HF (HFnu) was significantly increased in NS and LH, respectively. lnHF and HFnu showed significant interaction effects. The findings of this study suggest that a short-term switch to HTPs instead of CS may lead to different distribution patterns of CAR, primarily driven by enhanced cardiac vagal tone.

• Journal of Chest Surgery
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• v.32 no.10
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• pp.874-882
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• 1999

배경: 체외순환 후의 부종현상 및 이에 따른 여러 장치의 기능 저하를 방지하기 위하여, 최근에 체외 순환 이탈 후 환자의 혈액을 짧은 시간에 관류하여 여과해 주는 변형 초여과법의 사용이 늘고 있다. 이에 대한 긍정적인 임상결과들의 보고도 있으나, 다른 한편 체외 순환 후 염증반응을 포함한 폐손상의 기전에 혈구 성분의 영향이 보고되고 있는 바, 변형 초여과법의 효과, 특히 폐 조직에 대한 영향을 밝혀 보고자 하였다. 대상 및 방법: 몸무게 15에서 22 Kg(평균 16.5$\pm$0.5)의 16 쌍의 잡견을 이용한 정소성 심장이식, 실험에서, 통상적인 인공심폐기 작동군과 인공심폐기 작동 후 변형 초여과 관류를 시행한 군으로 무작위 구분하였다. 변형초여과법은 체외순환 정지 후에 대동맥관에서 나온 혈류를 Roller pump를 거쳐 Amicon Diafilter 초여과 관에 150 mL/m 정도의 속도로 10~15 분 정도 관류시켜 정맥관을 통하여 우심방에 직접 주입하였다. 혈액 채취 및 폐생검은 심폐기 시작 전과 정지 직후, 그리고 변형초여과 시행 군은 초여과 완료 직후에, 대조군은 심폐기 정지 10~15분 후에 각각 시행하였다. 혈류역학 측정요소는 동맥압, 우심방압, 좌심방압 등이었으며, 혈액 검사 항목은 동맥혈 가스분석, 혈색소 농도, 헤마토크릿, 백혈구 수, 혈소판 수, 혈중 단백 성분, 알부민 성분 등이었다. 폐 생검 조직으로는 냉동 건조법을 이용한 수분 함유량을 측정하였고, 광학 및 전자현미경으로 관찰을 하였다. 결과: 변형 초여과 군에서 혈중 혈색소 농도는 수술전 10.3$\pm$1.7 mg/dL, 심폐기 정지 직후 6.3$\pm$1.7 mg/dL, 초여과 직후는 8.3$\pm$2.8 mg/dL의 변화를(p=0.0078, 0.0117), 혈중 총 단백질의 농도 변화는 4.3$\pm$0.9, 3.1$\pm$1.5, 4.1$\pm$1.6 mg/dL, 혈중 알부민의 농도는 1.9$\pm$0.5, 1.4$\pm$0.7, 1.8$\pm$0.8 mg/dL로서, 각각 초여과법의 시행 전후에 유의한 증가를 가져왔고(p=0.0280, 0.0277), 폐조직의 수분 함유량의 변화는 수술전 75.1$\pm$8.6%, 심폐기 정지 직후 82.8$\pm$6.0%, 초여과 직후 77.88%를 보인 반면, 대조군에서는 각각 74.7$\pm$4.9, 82.1$\pm$5.9, 82.3$\pm$5.1%의 변화를 보였다. 미세 구조의 관찰에서, 폐포의 내포세피의 융합 기저막층과 미토콘드리아에서의 부종은 변형 초여과 후에 급격히 감소하였으나, 미토콘드리아내 크리스티의 파괴성 변화와 막성 파괴 성향이 초여과 후에 심화되게 관찰되었고, 세포질 내 소체의 팽창과 공포화 현상도 심폐기 가동 후 발생하여 초여과 후에 더 심화되게 관찰되었다. 세포질 내 소체의 팽창과 공포화 현상도 심폐기 가동 후 발생하여 초여과 후에 더 심화되게 관찰되었다. 폐조직 내의 백혈구는 심폐기 작동 후에 그 수에 있어서 증가하였으며 백혈구의 괴변, 탈과립 정도도 심폐기 작동 후 및 초여과 후에 증가한 소견을 보였다. 결론: 변형 초여과법은 인공 심폐기 후의 혈색소 농도 및 혈중 단백질 농도의 복원에 효과가 있었으며 변형 초여과 관류후 폐의 미세 조직내에서 부종의 급격한 감소 등을 관찰할 수 있었다.