• 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.

• Journal of Chest Surgery
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• 제33권1호
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• pp.45-50
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• 2000

Background: The CarboMedics prosthetic heart valve was produced in an attempt to improve the existing valve designs and was especially concerned with easily the implantation and further reduction of turbulence. Precise positioning of the valve in situ was achieved by the abilityof the valve to rotate relative to the sewing ring. Improved monitoring is possible due to increased radiopacity and the dacron sewing ring is coated with carbon to reduce pannus overgrowth. The leaflets have an opening angle of 78 degrees that apparently allows a rapid synchronous closure The aim of this study was to analyze the clinical performance of the CarboMedics valve prostheses(45 mitral 13 aortic and 7 double aortic-mitral valve replacement) were implanted in 65 patients(mean age 48.75$\pm$9.74 years) Result: The operative mortality was 3.1%(2/65) causes of death were low cardiac output syndrome. Total follow up was 1831 patient-months and mean follow up was 29.06$\pm$10.97 months/patient. No structural failure hemorrhage valve thrombosis and late death have been observed. Embolism occurred at a rate of 0.65%/Patient-year. Actuarial survival and thrombo-mbolism free rate at 36 months were 96.9% and 98.4% respectively. Consclusions: The CarboMedics valve stands for low valve related complicatons.

• Journal of Chest Surgery
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• 제29권10호
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• pp.1111-1117
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• 1996

표준형 이오네스큐우심낭판막의 일차성 조직실패상의 특징의 일부를 알아보고져 승모판위치에서 각 각 행콕판막을 적출하였던 56례와 표준형 이오네스큐판막을 적출하였던 연속적 전례인 일차성 조직실 패환자 113례를 대상으로 임상 및 병리학적으로 분석 검토하였다. 양 환자군의 수술당시의 연령은 각각 31.9$\pm$9.2세와 30.4$\pm$ 12.5세였다. 행콕판막은 조직손상으로 인 한 판막폐쇄부전이 빈발한 반면 이오네스큐판막은 석회화변성의 빈도가 높고 협착병변인 경향이 우세 하였다. 판막적출기간은 행콕판막에서보다 이오네스큐판막에서 단축되 었다. 이러한 판막실패의 특징은 판막구조설계의 개선으로 기계적 요소로 인한 판막실패를 감소할 수 있을 것으로 보이나 항광물화상의 개선 없이는 조직판막의 내구성의 개선은 곤난할 것임을 시사하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제30권3호
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• pp.293-299
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• 1997

고려대학교 구로병원에서는 1994년 8월부터 국내에서는 처음으로 새로운 이엽성 기계판막인 ATS(Advancing The Standard)을 이용, 21명의 환자에게 28개의 판막을 치환하였다. 환자는 평균연령 27세로 10명의 남자와 11명의 여자로 수술전후의 NYHA 기능적분류는 평균 2.9에서 1.4로 감소하였다. 심초음파상의 심박출 지수는 55.5에서 59.8으로 다소 상승하였다. 치환후 승모판 전후의 압력차는 양호하였으며,용혈 여부를 확인하기위한 LDH치는 다소 상승하였으나 임상적 중요성은 없었다. 판막과 관련된 합병증은 없었으며, 항응고제 투여와 관련된 뇌출혈이 1례 있었다. 사망례는 없었으며, 현재는 모든 환자에

• Journal of Chest Surgery
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• 제43권6호
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• pp.627-634
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• 2010

배경: 조직판막의 내구성은 심장 판막 수술에서 기계판막과 조직판막을 선택하는 중요한 기준이 된다. 본 연구는 조직판막이 사용된 대동맥판막치환술의 중기성적을 분석해 보았다. 대상 및 방법: 이 연구는 1990년 3월부터 2009년 3월까지 조직판막을 이용하여 대동맥판막치환술을 시행한 380명의 환자들을 대상으로 하였다. 술 후 평균 관찰 기간은 $46.7{\pm}40.8$월(0~196개월)이었으며 외래 경과 기록과 의무기록을 통하여 후향적으로 분석하였다. 결과: 총 380명의 환자에서 389예의 수술이 시행되었으며 환자들의 평균 연령은 $69{\pm}9$세, 남녀 비는 227 : 162였다. 조기 사망은 15명 (3.9%)이었다. 1년, 5년, 10년 생존율은 92.3%, 78.1%, 54.2%였다. 재수술의 l년, 5년, 10년 회피율(Freedom from reoperation)은 98.4%, 97.1%, 91.7%였으며 구조적 판막 손상 1년, 5년, 10년의 회피율(Freedom from structural valvular deterioration)은 96.1%, 92.3%, 88.0%였다. 수술 전 위험인자의 다변량 분석에서 젊은 나이 (p<0.001)가 재수술의 위험인자였으며 수술 후 판막 부하 최고속도(p=0.034)와 젊은 나이(p=0.029)가 구조적 판막 손상의 위험인자였다. 고령(p=0.001), 장시간의 심폐기사용(long bypass time) (p=0.035), 관상동맥 우회술을 동시에 실시한 경우(concomitant CABG) (p=0.003), 술 전 중등도 이상의 좌심실 기 능부전(Left ventricular ejection fraction, LVEF<40%) (p=0.003)이 조기 사망의 위험인자였으며 술 전 신기능저하(estimated glomerular filtration rate, eGFR<60 mL/min) (p=0.025)와 지속적인 좌심실비대(persistent left ventricular hypertrophy, LVH) (p=0.032)가 만기 사망의 위험인자였다. 결론: 이 연구를 통해 조직판막을 이용한 대동맥판막치환술은 재수술과 구조적 판막 손상 회피율 등의 측면에서 만족할 만하다고 할 수 있으며, 향후 더 많은 환자에서 보다 장기적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.59-68
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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, fluid analysis is performed for the blood flow through a bileaflet mechanical heart valve. Simultaneously the kinetodynamic analysis is carried out to obtain the appropriate structural condition for the structural analysis. Thereafter the structural static analysis is also carried out to confirm the thickness minimization structural condition(minimum thickness shape of leaflet).

• Journal of Chest Surgery
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• 제31권4호
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• pp.353-361
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• 1998

저온 요법은 심장수술중 심근 보호에 있어서 기본적인 요소로 널리 인식되어 왔다. 비록 저온 요법이 산소 요구량을 감소시켜 허혈성 심정지의 기간을 연장시키지만 저온 요법은 효소 기능과 에너지 생성, 세포 보존에 해를 끼치는 등의 단점을 나타낸다. 심장의 이상적인 보호 상태는 전기 기계적으로 정지하는 상태이며 혈액에 의해서 관류되는 상태 즉 호기의 심정지라고 생각된다. 전기 기계적 정지, 연속적인 온혈 심정지액의 관류에 의한 정온 호기 상태의 심정지에 기초를 둔 새로운 방법의 심근 보호법이 개발되었다. 1994년 1월부터 1996년 6월까지 간헐적 냉각 심정지액으로 심근 보호를 시행한 31명의 판막 수술을 받은 환자와 연속 온혈 심정지액을 사용하여 심근 보호를 실시한 30명의 판막 수술을 받은 환자를 임상적으로 비교 분석 하였다. 저자들의 결과는 연속 온혈 심정지액을 사용한 판막 수술을 받은 환자는 적어도 냉각 심정지액을 사용한 환자보다 대동맥 차단 해제후 자연 심박 재개율이 높으며, 술후 심부종이 발생하지 않아 심막 절개 부위의 봉합율이 높고 술후 12시간 동안의 배설되는 소변량이 증가된다는 점 및 좌측 횡격막 상승 소견이 없었으며 술후 1시간 및 12시간의 심근 효소 검사상 연속 온혈 심정지액을 사용한 군에서 그 수치가 낮은점 등으로 안전하고 효과적인 심근 보호가 이루어졌으며, 개념적으로 이것은 심장수술중에 우수한 심근 보호를 유지하는 새로운 방법임을 알 수 있었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권12호
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• pp.900-905
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• 2006

배경: 선천성 심장병에서 라스텔리 수술은 일반적으로 동종 혹은 이종의 조직판막을 이용하게 되며 이 경우 장기적으로 재수술이 요구된다. 반면 기계판막을 이용하여 라스텔리 수술은 보고가 많지 않으며 이번 연구는 이들 환자에서의 장기 성적을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1990년 1월부터 1992년 7월까지 기계판막을 이용한 라스텔리 수술을 받은 20명의 환자 중 조기 사망 1명을 제외한 19명의 환자를 대상으로 하였다. 기저질환으로는 교정된 대혈관전위증 4예, 대혈관전위증 2예, 심실중격결손을 동반한 폐동맥폐쇄증 9예, 총동맥간 2예, 양대혈관우심실기시증에 동반된 폐동맥협착증 2예였다. 수술 당시의 평균 연령은 $4.6{\pm}3.4$년이며, 남녀비는 1.11:1이었다. 사용한 판막으로는 Carbomedics 16예, Bjork-Shiley 3예였으며 평균 크기는 $17{\pm}2mm$였다. 평균 추적관찰 기간은 $12.8{\pm}2.7$년이었다. 결과: 19명 중 15명은 판막 도관에 대한 재수술을 받았으며, 재수술까지의 평균 기간은 $5.3{\pm}4.7$년이었다. 재수술 시에는 전부 조직판막을 사용하였다. 5 yr freedom from reoperation은 53%, 10 yr freedom from reoperation은 37%였다. 항응고 치료는 와파린과 아스피린, 다이피리다몰을 사용하였으며 PT INR수준은 1.5에서 2.0으로 유지하였고, 심각한 수준의 출혈성 부작용이나 색전에 의한 부작용은 발생하지 않았다. 술 후 3년을 기준으로 이전과 이후의 판막도관의 실패원인에서 차이를 보였다. 3년 이전에 재수술을 받은 환자군(총 6예)을 분석하였을 때, 전부에서 판막 자체의 움직임에 제한이 있었으며, 그 중 3예에서는 혈전에 의한 움직임 장애, 3예에서는 pannus 또는 fibromyxoid plaque에 의한 움직임 장애였다. 반면, 3년 이후에 재수술을 시행받은 9예에서는 1예를 제외하고 전부에서 도관 협착이 있었으며 판막 움직임은 정상이었다. 결론: 기계판막을 이용하여 라스텔리 수술의 경우 장기 성적을 좋게 하기 위해서 초기에는 엄격한 항응고 치료가 요구되며 장기적으로는 도관재질의 개선을 요구된다. 일부 환자에서는 10년 이상 특별한 문제없이 사용이 가능하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제40권3호
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• pp.200-208
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• 2007

배경: 대동맥판막 치환술 후 발생하는 환자-인공판막 부조화(patient-prosthesis mismatch, PPM)가 환자의 경과에 어떠한 영향을 주는가에 대해서는 아직 논란의 여지가 있다. 이 연구는 대동맥판막 치환술 후 PPM이 발생한 환자군과 PPM을 예방하기 위해 대동맥판륜 확장술을 시행한 환자군 간의 수술 결과와 경과를 비교해 보았다. 대상 및 방법: 1996년 1월부터 2006년 2월까지 stent가 있는 조직판막 혹은 기계판막을 이용하여 대동맥판막 치환술을 시행 받은 627명의 성인 환자를 연구대상으로 하였다. 치환된 대동맥판막의 indexed effective orifice area (iEOA)가 $0.85cm^2/m^2$ 이하인 경우를 PPM으로 정의 하였고 $0.65cm^2/m^2$ 이하는 심한 PPM으로 정의하였다 PPM은 103명(16.4%, PPM군)에서 발생하였고 심한 PPM은 11명(1.8%, SPPM군)에서 발생하였다. 동일한 연구 기간 동안 대동맥판륜 확장술을 시행 받은 환자(Annular Enlargement군, AE)는 모두 21명이었다. 결과: AE군의 평균 iEOA는 PPM군보다 더 컸다($0.95\;vs.\;0.76cm^2/m^2,\;p=0.00$). AE군은 PPM군보다 심폐바이패스 시간, 심장허혈 시간 및 수술 시간이 더 길었으며 수술 사망률이 더 높은 경향을 보였다(14.3% vs. 2.9%, p=0.06). 술 후 가장 최근에 시행한 심초음파 검사에서 SPPM군은 대동맥판막 판구 압력차(최고/평균)가 AE군보다 더 높게 나타났으며(72/45 mmHg vs. 38/25 mmHg, p=0.02/0.06), 대동맥판막 관련 문제(대동맥판막 재치환술 혹은 심한 대동맥판막 협착)가 더 많이 발생하였다(45.5% vs. 9.5%, p=0.03). 또한 대동맥판막 관련 문제가 발생한 환자들에서는 좌심실 심근량 감축(regression)을 관찰할 수 없었다. 결론: 협소한 대동맥판륜을 가진 환자에서 대동맥판륜 확장술의 시행여부는 대동맥판륜 확장술 자체의 위험도와 환자 상태 및 동반 질환 등을 함께 고려하여 신중히 결정하여야 한다. 하지만 대동맥판막 치환술 후 심한 PPM이 예상되는 환자에서는 대동맥판륜 확장술이 대안으로 이용될 수 있다.

• 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).