전산유체역학 기반 좌상엽 절제술 후 기도 형상에 따른 기류 변화 분석 (Evaluation of Airflow Changes according to the Geometry of Airway after Left Upper Lobectomy based on Computational Fluid Dynamics)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 47권 / 9호 / 439 ~ 447페이지
· 저자명 : 김민수, 이수진, 안효영, 이치승

초록

좌상엽 절제술은 폐엽 중 가장 큰 엽을 절제하는 수술이다. 수술 후 남아있는 폐가 팽창을 하면서 기관지의 형상 변화를 유도한다. 기관지, 폐동맥, 폐정맥 등을 덮고 있는 것을 폐 인대라고 한다. 수술 방법으로는 폐 인대를 박리하는 방법과 보존하는 방법이 있다. 본 연구에서는 좌상엽 절제술 시 폐 인대를 박리한 환자의 CT 이미지로부터 수술 전과 후의 기관지 형상 데이터를 분석하였다. 기관지 모델을 단순화하여 전산유체역학 해석을 통해 형상 요인에 따른 기류의 변화를 평가하였다. 수술 후 기관지의 길이, 곡률, 단면적에서 형상의 가장 큰 변화를 보였으며, 이 세 요인을 가지고 일정한 변화량을 주어 모델링하여 시뮬레이션 한 결과 단면적 변화가 기류에 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 단면 내경이 0.5배로 감소하는 경우 체적 유량이 약 64% 감소하는 것을 확인하였다.

영어초록

Left upper lobectomy is a surgical procedure to remove the largest lobe of the lung. As the remaining lung expands after lobectomy, it induces changes in the shape of the bronchi. The covering of the bronchi, pulmonary artery, pulmonary vein, etc. is called the pulmonary ligament. Surgical methods are divided into dissection and preservation of the pulmonary ligaments. In this study, pre- and post-operative bronchial shape data were analyzed from the CT images of patients with pulmonary ligament dissection during left upper lobectomy. The bronchial model was simplified and the change in airflow according to the shape factor was evaluated through computational fluid dynamics analysis. After lobectomy, the shape of the bronchus showed the greatest change in length, curvature, and cross-sectional area. Modeling and simulation by providing a constant amount of change with these three factors confirmed that the change in the cross-sectional area had the greatest effect on airflow. Furthermore, the volume flow rate decreased by approximately 64% when the cross-sectional inner diameter was reduced by 0.5 times.

참고자료

· 없음