유재영 교수, 연구 논문 발표

중앙대학교 소속 유재영 교수가 해외학술지(Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics)에 교신저자로 연구 논문을 발표했다.

연구주제는 'Comparison of haemodynamics in carotid endarterectomy: primary closure versus patch angioplasty'이다.

경동맥 내막 절제술에는 대표적으로 Primary closure (PC) 시술과 Patch angioplasty (PA) 시술이 진행되는데, 전통적으로 외과 의사들은 PA 시술을 선호하며 실제로 영국에서는 70% 이상이 PA 시술을 진행한다고 한다.

전산유체역학 (Computational Fluid Dynamics, CFD) 해석을 진행하여 시술법에 따른 혈류역학적 특성을 분석했다. PC 시술을 진행한 환자 10명, PA 시술을 진행한 환자 10명, 경동맥 시술을 받지않은 건강한 데이터 10명, 총 30명의 환자 데이터를 사용하여 전산 해석 및 분석을 진행했다. 3D 전산 해석을 위한 해석 모델은 환자의 CT 이미지를 기반으로 만들어졌다. 해석에는 Newtonian 유체 가정과 비압축 유체를 가정한, 연속 방정식 및 Constitutive stress-strain law with a stabilized Petrov-Galerkin scheme을 포함한 나비에-스토크스 방정식이 계산되었다. 초음파 데이터를 이용하여 환자별 입구 유량 조건을 설정하였으며, three-element Windkessel 모델을 이용하여 rigid 벽을 가정한 출구 경계 조건을 적용했다.

그 결과, 실제 환자의 초음파 데이터 등과 비교하여 전산 해석이 올바르게 진행되고 있는 것을 확인했다. PC 시술을 진행한 환자군에서는 아테롬성 동맥 경화증 (atherosclerosis)으로 인해 발생하는 비정상적인 혈류역학적 특성이 PA 시술 환자군에 비해 덜한 결과가 나왔다. 또한, 수술에 따라서 발생하는 ICA 지름 확장 등과 같이, 경동맥 형상 변화에 따라 발생하는 특성은 비정상적인 혈류 역학적 힘에 노출되는 영역과 크게 관련이 있었다.

본 연구를 통해, 각 환자별로 경동맥 분지에서의 확장을 최소화할 수 있는 적절한 수술 방법을 선정하여 비정상적인 혈류 역학적 힘에 노출을 피하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.