• 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.

• 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.

• Childhood Kidney Diseases
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• v.13 no.2
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• pp.99-117
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• 2009

Diabetic nephropathy is a major cause of chronic renal failure in developing countries, and the prevalence rate has markedly increased during the past decade. Diabetic nephropathy shows various specific histological changes not only in the glomeruli but also in the tubulointerstitial region. In the early stage, the effacement of podocyte foot processes and thickened glomerular basement membrane (GBM) is noticed even at the stage of microalbuminuria. Nodular, diffuse, and exudative lesions, so-called diabetic glomerulosclerosis, are well known as glomerular lesions. Interstitial lesions also exhibit fibrosis, edema, and thickened tubular basement membrane. Diabetic nephropathy is considered to be multifactorial in origin with increasing evidence that one of the major pathways involved in the development and progression of diabetic nephropathy as a result of hyperglycemia. Hyperglycemia induces renal damage directly or through hemodynamic alterations, such as, glomerular hyperfiltration, shear stress, and microalbuminuria. Chronic hyperglycemia also induces nonhemodynamic dysregulations, such as, increased production of advanced glycosylation endproducts, oxidative stress, activation of signal pathway, and subsequent various cytokines. Those pathogenic mechanisms resulted in extracellular matrix deposition including mesangial expansion and GBM thickening, glomerular hypertrophy, inflammation, and proteinuria. In this review, recent opinions on the histopathologic changes and pathophysiologic mechanisms leading to initiation and progression of diabetic nephropathy will be introduced.

• 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.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• spring
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• pp.357-360
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• 2002

혈관에 흐르는 혈류 속도의 측정은 혈압 및 심박수와 관련된 혈류의 역학적 변화를 관찰하는 데 있어서 주로 사용되는 방법 중의 하나이다. 이 혈류 속도는 일반적으로 도플러 효과에 의하여 주파수가 변화하는 현상을 이용하여 추정하게 된다. 그런데 기존의 주파수 추정 방법들은 시불변 시스템을 가정하고 있지만 실제 혈관 속은 혈구가 일정하지 않은 속도를 갖는 시변 시스템이라 할 수 있기 때문에 이러한 시변 특성이 강한 경우 기존의 방법을 이용하게 되면 그 성능이 저하되는 경향을 보인다. 또 피시험자의 몸 상태에 따라서 서로 다른 주파수 변화 추이를 보이므로 하나의 고정 변수로써 최적화된 성능을 기대하기도 어렵다. 그러므로 본 논문에서는 시변 시스템에서 좋은 성능을 갖는 가변 망각 인자(variable forgetting factor, VFF)를 사용한 순환적인 완전 최소 자승법(recursive total least squares, RTLS) 기법을 이용한 주파수 추정 방법을 제안한다. RTLS란 TLS 기법을 순차적으로 계산하는 방법으로 시변 적응력을 향상시키는 방법이다. 또한 이 기법에 가변 망각 인자(VFF)를 적용시키는 것은 시변 시스템에서 외부적인 변화에 대하여 좀더 효율적으로 대응할 수 있기 위함이다. 기존의 방법과 성능 비교를 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 하였으며 그 결과 시변 시스템에서 본 논문에서 제안한 VFF를 이 용한 RTLS 기법이 보다 향상된 성능을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다.

• 순환기질환의공학회:학술대회논문집
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• 2005.12a
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• pp.23-24
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• 2005

위와 같은 결과로부터 개인마다 다르게 형성되는 혈관의 형상이 혈류역학적 특성을 변화시켜 동맥경화의 발생에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 즉, 동일한 관상동맥일지라도 기하학적 형태변화에 따라 좌주간지의 길이가 짧을수록, 좌전하행지와 좌회선지의 분지부 각도가 넓을수록, 동맥경화의 발생이 용이한 형태가 되는데, 이로 미루어 혈관의 형상이 혈류의 유동조건을 변화시켜 혈관내피세포의 손상, 혈류의 정체시간 연장 등으로 나타나 동맥경화가 발생되는 인자가 된다.

• 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, $Rv_5$

• 대한예방의학회:학술대회논문집
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• 2001.10a
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• pp.441-442
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• 2001

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.36 no.5
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• pp.361-369
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• 2017

Hemodynamic information in the carotid artery bifurcation is very important for understanding the development and progression mechanisms of cerebrovascular disease and for its early diagnosis and prediction of the progress. In this paper, we constructed a mock pulsatile blood circulation system using an anthropomorphic elastic vessel of the carotid artery bifurcation and ex vivo pig blood to acquire ultrasound images from blood and vessels synchronized with internal pressure while controlling the blood flow. Echogenicity, blood flow velocity, and blood vessel wall motion from the ultrasound images, and internal blood pressure were extracted over a cycle averaged from five cycles when the pulsatile pump rates are 20 r/min, 40 r/min, and 60 r/min. As a result, respectively, the peak systolic blood flow velocities were 20 cm/s, 25 cm/s, and 40 cm/s, the blood pressure differences were 30 mmHg, 70 mmHg, and 85 mmHg, the arterial walls were expanded to 0.05 mm, 0.15 mm, and 0.25 mm. Time-delayed cyclic variation of echogenicity compared to blood flow and pressure was observed, but the variation was minimal at 20 r/min. Time-synchronized cyclic variations of these parameters are important information for accurate input parameters and validation of the computational hemodynamic experiments which will provide useful information for the development and progress mechanisms of carotid artery stenosis.

• Korean Journal of Clinical Laboratory Science
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• v.56 no.3
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• pp.273-276
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• 2024

Spontaneous echo contrast is a swirling, smoke-like echographic pattern observed in B-mode ultrasound imaging, typically arising in areas of blood stasis or low-flow states. This hemodynamic disturbance generates low shear stress due to sluggish flow, leading to endothelial dysfunction and facilitating the activation of fibrinogen, a coagulation factor. Consequently, blood cells, including erythrocytes, readily aggregate, forming a spontaneous echo contrast, a precursor to thrombus formation. Spontaneous echo contrast is primarily found in the left atrium of patients with left atrial enlargement or the left atrial appendage of patients with atrial fibrillation. While less common, it can also be observed in the carotid arteries. This case report presents the imaging findings of spontaneous echo contrast detected during carotid duplex ultrasonography in a patient with metastatic cancer and discusses its clinical implications.