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제목
| 미국/MIT-정기석 박사
작성일 | 2007/07/26
조회
| 3732 글쓴이 | 관리자
 
  • 성명 : 정기석
  • 과정 : 박사
  • 기간 : 2007.1.25-2007.2.22
  • 대상국 / 기관 : 미국/MIT
  • 연구과제명 : 외력에 따른 세포의 기능변화에 대한 시뮬레이션 연구
  • 지도교수 : 선경
  • 연수내용 :

본 단기연수는 외력에 의한 세포의 기능에 대한 연구와 심혈관계를 computation modeling을 이용하여서 연구하는 모델링 기법 및 실제 code를 컴퓨터 언어로 구현하기 위하여 진행하였다.

- 외력에 의한 세포의 기능변화는 현재 활발히 진행되고 있는 연구중의 하나로서 이에 대한 연구는 크게 실험에 의한 방법과 FEM code를 이용하여서 수치해석적으로 진행하는 방법으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 MIT Roger D Kamm 교수의 연구실에서 진행하고 있는 실험에 기초로 하여서 세포의 기계적인 property를 합리적인 수준에서 model하는 것에 중점을 두었으며, 모델링한 세포에 외력을 가했을 때 세포 내부에서 발생하는 응력변화 및 변화율 등을 해석하는 것을 목적으로 한다.

- MIT-Harvard HST의 Roger Mark 교수의 lab에서는 심혈관계 modeling에 대한 연구를 진행하고 있다. 이는 인체의 혈관계를 미분방정식으로 정의하고 이를 수치해석적 방법으로 구현하게 된다. 따라서 본 연수를 통하여 이미 잘 알려진 심혈관계에 대한 미분방정식을 해석할 수 있는 modeling code 개발에 대한 기초자료를 얻고자 한다.

1. 외력에 의한 세포의 기능변화 연구

외력에 의한 세포의 기능변화에 대한 연구는 우선적으로 외력에 의한 세포 형태의 변화에 대한 연구가 진행되어야 한다. 이를 위해서 기존 발표된 논문에서 제시한 세포의 기계적인 물성치를 확인하는 작업이 필요하다. 본 연수에서는 기본적인 모델을 완성하고 적절한 물성치를 찾고 이에 따른 외력에 의한 세포의 변화를 상용코드인 ADINA를 이용하여 확인하였다.

2. 심혈관계 수치해석 모델링

심혈관계에 대한 모델링은 각각의 장기 및 혈관계에 따라서 여러개의 components로 구성된 일련의 관계도로 구성될 수 있다. 각각의 components는 1차 상미분 방정식으로 구성되며, 각각의 상미분 방정식을 행렬식으로 구성하여서 해를 구하게 된다. 즉, 연립 상미분 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법으로 해를 구하게 된다. 본 연수에서는 이를 위하여 4차 Runge-Kutta method를 이용하여 상미분 방정식의 해를 얻기 위한 code를 작성하였다.