Please give a lot of attention and participation from the members of the Mechanical Engineering department.

▣ Title: 유체물리기반 전산디자인 및 초고성능 컴퓨팅을 이용한 심혈관 질환 치료의 발전과 R&D 혁신 연구

▣ Speaker: 서종민 교수

▣ Affiliation: 경희대학교 기계공학과

▣ Date: 2022. 11. 4.(Fri) 13:30

▣ Venue: 제2공학관 B040호

▣ Host: 강건욱 교수

▣ Abstract

최근 디지털트윈과 컴퓨팅기술의 발전은 물리기반 시뮬레이션과 결합하여 다양한 엔지니어링 영역에서 최적 시스템 디자인 및 예측에 사용되며 혁신을 선도하고 있습니다. 미래 의료의 발전을 위해 최근에 이루어지는 의-공학 협력연구들은 기초과학에서의 발견과 발전된 공학기술들을 임상에 적용하는 접근법을 쓰고 있으며, 임상에서의 수요와 관점을 기초연구에 포함시키는 중개적 접근법을 적용하고 있습니다. 이번 세미나에서는 기계공학의 기술들이 세계의 주요 사망 원인 중 하나인 심혈관 질환의 치료와 계획에 적용되는 최신연구들을 소개할 예정입니다. 환자 혈관의 형상을 CT/MRI 영상 이미지로부터 3차원으로 모델을 만든 후 CFD(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 혈류의 시뮬레이션을 하는 기술들은, 인체를 침투하지 않고도 환자맞춤형으로 의료 기술 및 다양한 수술법을 가상으로 적용해보는 발전된 치료 가능성을 제시하고, 기존의 영상 이미지만으로는 정확하게 측정이 어려웠던 혈류 데이터들을 계산함으로써 질병의 위험도평가, 치료 결정과 질병의 기전규명에 포함하는 새로운 연구 영역들을 열어가고 있습니다. 이번 발표에서 단심실(single-ventricle) 기형 소아환자들의 혈관재구조화(Fontan) 수술 후에 나타나는 합병증 및 운동능력 저하를 혈류의 에너지 손실과 연결시키는 연구와, 온몸에 염증이 나타나는 후천성 소아희귀질환인 가와사끼 병으로 발생된 팽창한 관상동맥 내의 혈류유동의 정량지표(Residence Time/Fractional Flow Reserve)에 기반한 치료계획 연구들을 소개해 드릴 예정입니다. 또한 성인 심장의 관상동맥질환에 적용되는 흉부외과적 수술인 Bypass graft surgery의 다양한 수술법에 대한 가상수술을 도입한 정량평가 연구와, 불확실성을 포함한 환자데이터를 이용한 시뮬레이션의 신뢰도를 정량적으로 평가할 수 있는 통계방법론 (Uncertainty quantification)의 심혈관 분야 적용을 소개할 예정입니다. 또한 유체물리 기반 이론 및 다상유동 (Multiphase flow) CFD를 이용한 3D 프린터 노즐의 전산디자인 및 난류 조건에서의 항력감소를 위한 초소수성 표면의 최적디자인을 포함한 다양한 산업응용 연구의 사례들에 대해서도 소개합니다.