• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.497-503
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• 2004

건강한 정상인의 복부대동맥과 장골동맥 분기관의 다이콤 의료 영상으로부터 구성된 혈관 모델을 대상으로 전산혈류해석을 수행하였다. 본 연구에서는 CT로 촬영한 혈관영상으로부터 단면영상을 읽고 각 단면의 경계 좌표를 매끄럽게 추출하는 프로그램을 개발하여 적응하였다. 해석용 3차원 메쉬 생성과 혈류해석은 상용프로그램을 사용하였다. 해석을 통해 얻어진 압력, 속도 및 유량 분포는 정상인의 생리학적 범위 내에 있었다. 초음파로 측정된 장골동맥 중심부의 심장 수축기 속도는 해석에 비해 20% 정도 작은 값을 보였으며 한 주기 동안 속도 변화의 경향은 유사하였다. 본 연구의 접근방법은 환자 개인의 실제 혈관 형상에 기반한 혈류해석으로서 좁아진 동맥 또는 시술 될 동맥에서의 압력, 속도값, 속도분포에 대한 정보를 제공한다. 이 결과는 의사로 하여금 환자의 혈류역학적 변수의 변화를 파악하게 하여 환자의 상태를 더 잘 이해하고 수술의 필요성을 판단하도록 도움을 줄 수 있으며 나아가 혈관 수술의 기초자료로 사용될 수 있을 것이다. 이 연구는 향후 동맥경화와 밀접히 연관된 혈류역학적 변수의 분포를 혈관 내에 보여줌으로서 동맥경화를 조기 진단하는 프로그램으로 발전할 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.238-243
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• 2011

본 연구는 기존의 인공심폐기의 단점을 보완하기 위하여 혈액펌프를 사용하지 않고 혈류의 흐름을 유도할 수 있는 기구(balloon)형 인공심폐기 설계를 위한 구조적 해석을 시도하였다. 가상의 모형 인공심폐기 내에서의 혈류의 흐름패턴을 분석하기 위하여 CFD 모델링 방법을 사용하였다. 이 시스템의 작동원리는 막 산화기 주위를 기구를 사용하여 압력하중을 인가하여 주기적으로 수축.이완되도록 하였으며, 시간에 따라 변화하는 시간 함수 값은 sine 반주기와 sine 주기를 계산하여 적용하였다. 이와 같은 방법으로 기구형 인공심폐기를 설계할 경우 한 방향에 대한 혈류의 움직임을 유도할 수 있다는 가정 하에 구조적 해석을 하였다. 실험결과 CFD 시뮬레이션을 통하여 인공심폐기의 입구와 출구에 서의 혈류의 속도와 압력을 측정하여 분석한 결과 한 방향에 대한 혈류의 유동이 발생하는 것을 확인하였다. 이와 같은 CFD 시뮬레이션은 혈류의 흐름특성을 미리 예측할 수 있어 인공심폐기 설계에 있어서 최적화된 디자인을 제공할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제13권3호
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• pp.44-50
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• 2008

The present study is carried out in order to investigate the effect of the periodic acceleration in the stenosed and bifurcated blood vessels. The blood flow and wall shear stress are changed under body movement or acceleration variation. Numerical studies are performed for various periodic acceleration phase angles, bifurcation angles and section area ratios of inlet and outlet. It is found that blood flow and wall shear stress are changed about ${\pm}20%$ and ${\pm}24%$ as acceleration phase angle variation with the same periodic frequency. also wall shear stress and blood flow rate are decreased as bifurcation angle increased.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.741-746
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• 2003

The main objective of present study is to obtain information for flow characteristics, such as velocity and wall shear stress, of bifurcation in blood vessel. Branch flows for Newtonian fluids are simulated by using Fluent V.6.0. The numerical simulations are carried out for five cases divided by different values of bifurcation angle and area ratio. As a result of simulation, high wall shear stress is appeared at the bifurcated region. As increasing bifurcation angle, pressure drop is increasing. In addition, as the area is decreasing, pressure drop and wall shear stress is increasing.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권11호
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• pp.1521-1529
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• 1998

The objective of this study is to investigate the effects of the hemodynamics on the morphological changes of the human endothelial cells due to the blood flow by in vitro experiment and computer simulation. The morphological changes of the endothelial cells due to the t10w shear stress were observed in the laminar t10w chamber as a function of the exposure time. The observed shapes of the endothelial cells are used to the model shapes of the endothelial cells for numerical study and the pressure and the wall shear stress variations around the endothelial cells are calculated from the numerical results. The endothelial cells elongate along the t10w direction and lessen their heights in the flow field to reduce the pressure and the wall shear stress on the surface.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.685-691
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• 2011

본 연구는 도플러 광 단층촬영법이 미세유동 및 미세구조를 동시에 측정하는 첨단 장비임을 보일뿐 아니라 기존의 도플러 광 단층촬영법의 한계를 극복한 새로운 방법을 제시하였다. 기존의 도플러 광단층촬영법은 샘플로 입사되는 광과 같은 방향의 속도성분만을 측정할 수 있다. 본 연구에서는 임의의 속도벡터의 세 성분을 동시에 측정할 수 있는 다관점 도플러 광 단층촬영법을 개발하였고 심전도 게이트를 사용하여 맥동혈류유동의 3 차원 공간 내에서 위상속도 벡터장을 측정하는 심전도 게이트 다관점 도플러 광 단층촬영법의 타당성 조사를 햄스터 모래주머니 모델을 사용하여 수행하였다. 이를 통해 측정 가능한 속도성분의 수를 증가할 뿐 아니라 프레임 레이트가 심박에 비해 상대적으로 느리기 때문에 발생하는 엘리아싱 문제를 해결하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제22권1호
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• pp.15-25
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• 2017

Swirl flow is often found in proximal coronary arteries, because the aortic valves can induce swirl flows in the coronary artery due to vortex formation. In addition, the curvature and tortuosity of arterial configurations can also produce swirl flows. The present study was performed to investigate fractional flow reserve alterations in a post-stenotic distal part due to the presence of pre-stenotic swirl flow by computational fluid dynamics analysis for virtual stenotic models by quantifying fractional flow reserve(FFR). Simplified stenotic coronary models were divided into those with and without pre-stenotic swirl flow. Various degrees of virtual stenosis were grouped into three grades: mild, moderate, and severe, with degree of stenosis of 0 ~ 40%, 50 ~ 60%, and 70 ~ 90%, respectively. In this study, three-dimensional computational hemodynamic simulations were performed under hyperemic conditions in virtual stenotic coronary models by coupling with a zero-dimensional lumped parameter model. The results showed that the influence of pre-stenotic swirl inflow is dominant on FFR alteration in mild stenosis, whereas stenosis is dominant on FFR alteration in moderate/severe stenosis. The decrease in FFR caused by swirl flow is more significant in mild stenosis than moderate/severe stenosis. Biomechanical modeling is useful for clinicians to provide insight for medical intervention strategies. This hemodynamic-based parameter study could play a critical role in the development of a non-invasive imaging-based strategy-support system for percutaneous transluminal angioplasty in cases of mild/moderate stenosis.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제13권2호
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• pp.87-96
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• 1992

In thIns paper, a numerical simulation of steady laminar and turbulent flow in a two dimensional model for the total artificial heart is'presented. A trlleaflet polyurethane valve was simulated at the outflow orifice while the Inflow orifice had a trileaflet or a flap valve. The finite analytic numerical method was employed to obtain solutions to the governing equations in the Cartesian coordinates. The closure for turbulence model was achieved by employing the k-$\varepsilon$-E model. The SIMPLER algo rithm was used to solve the problem in primitive variables. The numerical solutions of the slulated model show that regions of relative stasis and trapped vortices were smaller within the ventricular chamber with the flap valve at the Inflow orifice than that with the trileaflet valve. The predicted Reynolds stresses distal to the inflow valve within the ventricular chamber were also found to be smaller wlth the flap valve than with the trlleaflet valve. These resu1ts also suggest a correlation be- tween high turbulent stresses and the presence of thrombus In the vicinity of the valves in the total artificial hearts. The computed velocity vectors and trubulent stresses were comparable with previ ously reported in vitro measurements in artificial heart chambers. Analysis of the numerical solo talons suggests that geometries similar to the flap valve(or a tilting disc valve) results in a better flow dynamics within the total artificial heart chamber compared to a trileaflet valve.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.560-565
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• 2001

The objective of the present study is to investigate the characteristics for flow and wall shear stress in the aneurysm which is a local dilatation of the blood vessel. The numerical simulation using the commercial software for the laminar and steady flow were carried out over the diameter ratios(ratio of maximum diameter of aneurysm to the diameter of blood vessel) ranging from 1.5 to 2.5 and Reynolds number ranging from 900 to 1800. It was shown that a recirculating vortex occupied the entire bulge with its core located closer to the distal end of the bulge and the strength of vortex increased with increase of the Reynolds number and diameter ratio. Especially, for the Reynolds number of 1800 and diameter ratio of 2.5, the very weak secondary recirculating flow was produced at the left upper of the aneurysm. The position of a maximum wall shear stress was the distal end of the aneurysm(z=18mm) regardless of the Reynolds number and diameter ratios. But the maximum values of the wall shear stress increased in proportion to the increase of Reynolds number and diameter ratio.

• Journal of Chest Surgery
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• 제37권6호
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• pp.511-516
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• 2004

배경: 관상동맥우회술 시 내유동맥편의 골격화 채취법의 이론적인 장점들의 하나는 골격화 채취가 내유동맥의 채취에 필연적으로 수반되는 흉골로의 혈류 공급의 감소를 최소화시킨다는 것이다. 저자들은 술 전과 술 후 각각 골주사를 통하여 좌측 및 우측 흉골로의 흡수율을 비교 분석하여, 술 후 내유동맥편의 채취 방법에 따른 흉골로의 혈류 감소의 차이를 증명하고자 하였다. 대상 및 방법: 2002년 4월부터 2003년 3월까지 시행한 48예의 관상동맥우회술 환자들 중 술 전 및 술 후 1일째 골주사를 시행한 27예의 환자를 대상으로 하였다. 8예의 환자에서 양측 내유동맥을 모두 사용하였으며(BIMA군), 19예의 환자에서 좌내유동맥만을 사용하였는데(LIMA군), 이 중 골격화 채취를 하여 사용한 환자가 12예(LIMA_skel군), 경상 채취하여 사용한 환자가 7예(LIMA_ped군)였다. 골주사를 시행 후 임의의 정중선을 기준으로 흉골의 좌측 부분에 관심 영역을 그리고 흉골의 반대편에 이 영역의 대칭영상을 만들어 또 하나의 관심 영역을 만든 후 각 관심 영역의 화소 당 평균 계산치를 택하여 좌우비를 산출 하였다. 결과: LIMA군에서 좌우비는 수술 전 94.6$\pm$4.1%에서 술 후 87.9$\pm$6.9%로 감소한 반면(p=0.003), BIMA군에서는 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않아 좋은 대조를 보였다. LIMA_skel군 과 LIMA_ped군에서의 좌우비는 각각 수술 전 95.3$\pm$4.2% 및 93.4$\pm$3.9% 에서 술 후 88.3$\pm$7.7% 및 87.4$\pm$5.8%로 감소하였으나 감소 정도를 분율로 표시하였을 때 LIMA_skel군이 -7.44$\pm$7.08, LIMA-ped 군이 -6.17$\pm$9.08로 통계적인 유의성은 없었다. 결론: 술 후 흉골의 골주사 흡수의 감소는 내유동맥의 채취가 채취방법에 상관없이 동측의 흉골의 혈류 공급을 감소시킴을 시사하였다. 내유동맥의 골격화 채취가 비골격화 채취에 비하여 흉골의 혈류 공급의 보존 측면에서 월등한 이점을 보이지는 않았다.