• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권3호
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• pp.291-296
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• 1998

설계방법론을 적용하여 새로운 기계식 인공심장판막을 설계 하였다. 심장판막의 기능을 정의하고 기능구조 결과에 따라 체계적인 설계변이 탐색을 수행하였으며, 이에 의하여 다양한 가능성을 검토하였다. 심장판막에 요구되는 제반 요구조건들을 기준으로 하여 최적 모델을 결정하였다. 설계된 심장판막의 시제품을 제작하여 모의순환계를 이용한 거동특성측정 실험을 수행하였다. 설계된 신규모델은 유량과 파형특성 및 거동특성면에서 대체로 양호한 결과를 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권5호
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• pp.505-512
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• 2000

기계식 인공심장판막을 통한 혈액의 유동과 이 유동에 관련된 판첨의 거동특성을 수치해석기법을 이용하여 연구하였다. 혈액은 맥동류, 층류, 비압축성 유동으로 가정하였으며 유체-고체의 상호작용을 고려하기 위하여 혈액의 유동방정식과 고체의 운동방정식이 동시에 계산되었다. 심실과 대동맥에서의 압력파형을 경계조건으로 사용하였다. 연구의 결과로서 혈액유동과 판첨의 거동이 예측되었으며, 판막을 통한 3개의 제트가 발견되었으며 vortex가 판첨의 끝단에서 발생하여 하부로 흘러가는 것이 관찰되었다. 판첨의 닫힘 거동은 열림 거동에 비하여 2배정도 빠르게 진행되었으며 sinus에서 2개의 큰 vortex가 관찰되었다. 유체-고체 상호작용을 고려하는 본 연구방법은 향후 판막의 연구와 개발에 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권3호
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• pp.154-161
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• 2005

In this study, the leaflet motion of a mechanical heart valve and the characteristics of two-dimensional transient blood flow in an elastic blood vessel have been numerically investigated by using fluid-structure interaction method. Here, blood has been assumed as a Newtonian, incompressible fluid. Pressure profiles have been used as boundary conditions at the ventricle and the aorta. As a result, closing motion of the leaflet is faster than opening one. While opening angles of leaflet grow up, vortex is detected at the sinus and backward of the leaflets. When the leaflet is fully closed, vortex is detected at the ventricle and at that moment maximum displacement of the elastic blood vessel is observed in the vicinity of the sinus region. Maximum displacement is caused in association with the blood flow that is oriented toward the elastic blood vessel.

• 순환기질환의공학회:학술대회논문집
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• 순환기질환의공학회 2001년도 제1회 학술대회 초록집
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• pp.43-44
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• 2001

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.504-512
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• 2002

Bileaflet mechanical valves have the complications such as hemolytic and thromboembolic events, leaflet damage, and leaflet break. These complications are related with the fluid velocity and shear stress characteristics of mechanical heart valves. This fact makes clear the importance of determining the fluid velocity and shear stress characteristics of mechanical heart valves, and requires a detailed understanding of these system properties and further substantial research. The first aim of current study is to introduce fluid-structure interaction method for calculation of unsteady and three-dimensional blood flow through bileaflet valve and leaflet behavior interacted with its flow, and to overcome the shortness of previous studies, where the leaflet motion has been ignored or simplified, by using FSI method. To accomplish this goal, a finite volume computational fluid dynamics code and a finite element structure dynamics code have been used concurrently to solve the flow and structure equations, respectively, to investigate the interaction between the blood flow and leaflet. Physiologic ventricular and aortic pressure waveforms were prescribed as flow boundary conditions. The interaction of aortic flow and valve motion were computed.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.185-186
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• 2008

• Journal of Chest Surgery
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• 제42권2호
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• pp.193-200
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• 2009

배경: 기계식 인공 심장판막 치환 수술을 받은 환자들에 있어서 장기간의 경구 항응고제 투여는 반드시 필요하다. 그러나 이러한 환자들에 있어서 혈색전증의 발생을 예방하는 동시에 출혈을 방지하기 위한 적절한 항응고제의 용량에 관해서는 아직까지 논의의 소지가 있다. 저자들은 INR (International Normalized Ratios)을 1.5에서 2.5사이에 두는 낮은 강도 항응혈 관리를 적용하여 장기 추적관찰 결과를 분석하였다. 대상 및 방법: 1992년 1월부터 2002년 12월까지 144명의 단일 심장판막 치환 수술을 받은 환자를 대상으로 하였다. 평균연령은 47.4세였고$(15{\sim}72)$, 대동맥판막 치환수술을 받은 환자는 49명, 승모판막 치환수술을 받은 환자는 95명이었다. 이들의 항응고 수치와 임상 결과를 분석하였다. 환자들은 본원 외래로 $1{\sim}2$개월에 한번씩 임상관찰 추적하고 prothrombin time을 측정하여 INR을 낮은 강도 항응혈 목표치인 1.5와 2.5사이에 유지하려 하였다. 결과: 총 144명의 환자에서 추적관찰 기간은 835.3 환자년(평균 $5.9{\pm}3.5$)이었으며 7,706개의 INR측정치가 평가의 대상이었다 승모판막 치환수술군과 대동맥판막 치환수술군 간에 INR 수치는 유의한 차이를 보였다(p<0.01). 모든 환자의 INR측정 수치의 61.9%가 목표 범위 내에 있었다. 심방세동이 있는 환자는 전체의 30.3%였으며 그들의 INR 측정치$(2.16{\pm}0.23)$는 동율동 환자들의 INR 측정치$(2.03{\pm}0.27)$보다 유의하게 높았다(p<0.01). 혈색전증은 9명의 환자에서 보였으며 1.08%/환자년의 발생율을 보였다. 주요 출혈은 2명의 환자에서 발생하였고 발생율은 0.24%/환자년이었다. 환자의 순응도가 좋을수록 합병증 발생율이 유의하게 낮았다(p=0.000). 결론: 단일 대동맥판막 또는 승모판막 치환술 후 항응혈 치료에서 낮은 강도의 INR 목표범위로도 효과적이고 안전한 항응혈 치료가 가능하다는 것을 시사하며 더 효과적인 항응혈 치료를 위해서는 환자의 순응도를 높여야 될 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권4호
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• pp.309-315
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• 2002

1980년대에 동물과 인체에 이식한 기계식 인공 판막으로부터 핏트(pit)가 발견된 이래 그 원인으로 캐비테이션 현상이 주목받고 있다. 심실 압력 구배(dp/dt), 최대 폐쇄속도, 스퀴즈 유동 등과 같은 다양한 요소가 캐비테이션 발생의 임계값으로 연구되고 있다. 현재에는 기계식 판막의 표면 괴식의 원인으로서는 폐쇄직전에 발생하는 스퀴즈 유동과 수격현상 등이 주목받고 있다. 본 연구에서는 자연 심장에 비교적 가까운 압력 조건하에서 강체 홀더와 유연성을 부가한 홀더를 이용하여 모델 밸브의 디스크의 폐쇄 운동 및 밸브 표면 부위의 압력 변화를 측정하였다 실험 결과 모든 홀더에서 디스크 표면 근처에서 수증기 압력 이하의 압력 저하가 예상되었다. 또한 폐쇄 직전의 속도가 증가할수록 밸브의 표면 괴식도 증가하였다. 이들의 결과로부터 폐쇄 직전의 판막의 속도가 표면 괴식에 큰 영향을 미친다고 생각됐다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.14-22
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• 2004

Bileaflet mechanical valves have the complications such as hemolysis and thromboembolism, leaflet damage, and leaflet break. These complications are related with the fluid velocity and shear stress characteristics of mechanical heart valves. The first aim of the current study is to introduce fluid-structure interaction method for calculation of unsteady and three-dimensional blood flow through bileaflet valve and leaflet behavior interacted with its flow, and to overcome the shortness of the previous studies, where the leaflet motion has been ignored or simplified, by using FSI method. A finite volume computational fluid dynamics code and a finite element structure dynamics code have been used concurrently to solve the flow and structure equations, respectively, to investigate the interaction between the blood flow and leaflet. As a result, it is observed that the leaflet is closing very slowly at the first stage of processing but it goes too fast at the last stage. And the results noted that the low pressure is formed behind leaflet to make the cavitation because of closing velocity three times faster than opening velocity. Also it is observed some fluttering phenomenon when the leaflet is completely opened. And the rebounce phenomenon due to the sudden pressure change of before and after the leaflet just before closing completely. The some of time-delay is presented between the inversion point of ventricle and aorta pressure and closing point of leaflet. The shear stress is bigger and the time of exposure is longer when the flow rate is maximum. So it is concluded that the distribution of shear stress at complete opening stage has big effect on the blood damage, and that the low-pressure region appeared behind leaflet at complete closing stage has also effect on the blood damage.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.643-646
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• 2001

This paper investigates the structural analysis and design of mechanical heart valve through the numerical analysis methodology. In a numerical analysis methodology application to the thickness minimization structural design of mechanical heart valve, structural analysis is performed for the blood flow through a bileaflet mechanical heart valve. The structural static analysis is carried out to confirm the thickness minimization structural condition (minimum thickness shape of leaflet).