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순환계 질환의 진단과 치료를 위한 혈류순환시스템 모델의 개발
Development of mathematical model for the diagnosis and treatment of cardiovascular disease

  • 과제명

    순환계 질환의 진단과 치료를 위한 혈류순환시스템 모델의 개발

  • 주관연구기관

    국가수리과학연구소

  • 연구책임자

    이완호

  • 참여연구자

    이성원   권오상  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2016-01

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    국가수리과학연구소

  • 등록번호

    TRKO201600000672

  • 과제고유번호

    1711032700

  • 키워드

    혈관,심장,순환계,동맥경화,중격결손,부정맥Blood vessel,Heart,Circulatory system,Atherosclerosis,Septal defect,Arrhythmia

  • DB 구축일자

    2016-04-23

  • 초록 


    Ⅳ. Results
    Research of the Heart and Heart Disease
    - Development of the two-dimensional whole heart modeling
    - Developme...

    Ⅳ. Results
    Research of the Heart and Heart Disease
    - Development of the two-dimensional whole heart modeling
    - Development of the three-dimensional ventricle model
    - Development of the web based user interface
    Applied Research for the Immersed Boundary Method
    - An immersed boundary method for a contractile elastic ring in a three-dimensional newtonian fluid
    - Multi-dimensional open system for valveless pumping


    본 연구에서는 순환계 질환의 진단과 치료를 위한 혈류순환시스템 모델을 개발한다. 인체 내 혈류순환계는 마이크로스케일에서부터 센티미터스케일까지 여러 스케일이 존재하기 때문에 하나의 모델을 수립하기 보다는 멀티스케일 모델링으로 접근하는...

    본 연구에서는 순환계 질환의 진단과 치료를 위한 혈류순환시스템 모델을 개발한다. 인체 내 혈류순환계는 마이크로스케일에서부터 센티미터스케일까지 여러 스케일이 존재하기 때문에 하나의 모델을 수립하기 보다는 멀티스케일 모델링으로 접근하는 것이 적합하다. 이에 본 연구에서는 심장은 2-3차원으로 모델링 하고, 심장을 제외한 순환계는 0-1차원으로 모델링 하여 압력-유량 관계로 서로 다른 모델을 결합한 멀티스케일 모델을 제시한다. 제시한 멀티스케일 모델에서는 선천적 심장질환 중 하나인 심실중격결손에 대해 모델에 적용하고 질환을 가지고 있는 경우 순환계 시스템이 어떻게 변화하는지에 대한 분석을 진행하였다. 또한 2-3차원 모델에 적용한 가상경계법의 응용연구를 위하여 세포의 수축시 발현되는 수축환의 역학적인 움직임을 모델링 하였고, 멀티스케일 결합 알고리듬을 활용하여 무판막 펌핑의 문제에 적용하였다. 본 연구를 통해 모델링 기법을 확고히 하고 나아가 인체 시스템을 수학적으로 분석할 수 있는 기틀을 마련하여 의료진단 보조 시스템, 원격 의료진료 시스템, 신약 개발 테스트, 인공장기 모의 실험 등 생명공학 분야와 의료분야에서의 소프트웨어 개발과 모델링, 자료분석 등의 중요한 역할을 담당할 수 있다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. CONTENTS ... 8
    7. 목차 ... 10
    8. 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
    9. 제 1 절 사업 배경 ... 12
    10. 제...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 6
    6. CONTENTS ... 8
    7. 목차 ... 10
    8. 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
    9. 제 1 절 사업 배경 ... 12
    10. 제 2 절 사업의 목적 및 필요성 ... 13
    11. 제 3 절 사업의 내용 및 범위 ... 14
    12. 1. 1단계 연구추진내용 ... 14
    13. 2. 2단계 연구추진내용 ... 18
    14. 3. 3단계 연구추진내용 ... 21
    15. 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 24
    16. 1. 국내 연구 동향 ... 24
    17. 2. 국외 연구 동향 ... 26
    18. 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 30
    19. 제 1 절 심장 모델링과 심장질환 연구 ... 30
    20. 1. 2심방 2심실 2차원 심장모델의 개발 ... 30
    21. 2. 0차원 혈류순환계 모델과 2차원 심장모델의 결합 알고리듬 ... 35
    22. 3. 정상적인 심장 박동으로부터의 결과 ... 38
    23. 4. 심장질환으로의 적용 결과 ... 42
    24. 5. 3차원 심실 모델 및 웹기반 사용자 인터페이스 개발 ... 46
    25. 제 2 절 가상경계법의 응용연구 ... 48
    26. 1. 세포의 수축환에 대한 연구 ... 48
    27. 2. 무판막 펌핑으로의 멀티스케일 모델 응용 연구 ... 49
    28. 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에서의 기여도 ... 53
    29. 1. 연구개발목표의 달성도 ... 53
    30. 2. 목표달성도에 대한 자체평가 ... 54
    31. 3. 논문게재 성과 ... 55
    32. 4. 학술발표 실적 ... 55
    33. 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 57
    34. 1. 활용방안 ... 57
    35. 2. 기대성과 ... 57
    36. 제 6 장 참고문헌 ... 59
    37. 끝페이지 ... 62
  • 참고문헌

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