Coronary angiography is the diagnostic procedure that visualize the coronary arteries to confirm if angina occurs by injecting the contrast medium. The training simulation for coronary angiography is being developed. The behavior of blood and contrast medium is modeled as smoothed particle hydrodynamics (SPH).
This paper proposes the method for ghost particle sampling and determination of the property that reflecting characteristic of blood flow. Filling the vascular with blood particles requires the excessive number of particles and slows down the simulation. The blood particles are removed to reduce computation time and ghost particles are dynamically seeded in the only ambient of contrast medium particles. The absence of the blood flow results in unrealistic behavior because its influences such as pressure and viscosity on the contrast medium are neglected. The contrast medium particle interacts with ambient ghost particle to compensate for absence of blood particle. The physical property of ghost particle is determined based on blood flow analysis using commercial S/W fluent which was implemented before the simulation started. An accuracy test was implemented for 2D contrast medium simulation. The results show that the maximum velocity error is 33.86%.
조영술이란 혈관에 조영제를 투입하여 혈관구조를 가시화하여 협심증이 발생했는지를 확인하는 진단기법이다. 조영제 시술을 훈련하기 위한 입자기반의 시뮬레이션이 현재 개발되고 있다.
본 논문에서는 혈관 조영제 거동 시뮬레이션을 위한 가상입자 생성방법과 혈류의 유동특성을 반영하는 가상입자의 물성치 결정방법을 제안한다. 혈관 전체를 혈류입자로 채워 시뮬레이션을 구현하면 과도한 입자수로 인하여 실시간 시뮬레이션을 어렵게 한다. 계산시간을 단축시키기 위하여 혈류입자 대신, 조영제 입자 주위에만 가상입자를 생성한다. 혈류입자의 부재로 인해 조영제 입자에 가해지는 압력과 마찰력이 제거되며 이는 조영제의 비현실적인 거동을 초래한다. 혈류입자의 부재를 보상하기 위해서 가상입자가 조영제 입자와 상호작용을 한다. 시뮬레이션 시작 전, 혈관에 대하여 상용 전산유체역학 프로그램 Fluent를 이용하여 혈류유동을 계산하고 이를 기반으로 가상입자의 물성치를 결정하였다. 제안된 방법에 의해 2D로 구현된 조영제 시뮬레이션과 Fluent를 이용한 해석결과를 비교하여, 최대 속도오차가 33.8%임을 확인하였다.
