목적: 본 연구는 사전이의(Left atrial appendage, LAA)의 정확한 폐색(occlusion)이 심방세동(atrial fibrillation, AF) 환자에서 심장 내 혈류 및 혈전 형성에 미치는 영향을 4차원(4D) 유속 자기공명영상(MRI)과 3차원(3D) 프린팅 팬텀을 사용하여 조사하고자 수행되었다. 재료 및 방법: 장기 지속성 AF를 가진 86세 남성의 심장 컴퓨터단층촬영 영상을 바탕으로, 시술 전(pre-occlusion, 즉 폐색 시술 이전) 모델과 시술 후 올바르게 폐색된 모델 및 올바르지 않게 폐색된 모델을 포함한 총 3개의 실물 크기 3D 프린팅 좌심방(left atrium, LA) 팬텀을 제작하였다. 맞춤형 폐쇄형 순환계(closed-loop flow circuit)를 구축하였고, 펌프를 통해 맥동성으로 모사한 폐정맥 혈류(pulsatile simulated pulmonary venous flow)를 전달하였다. 4D 유속 MRI는 3T 스캐너로 수행하였으며, 영상은 MATLAB 기반 소프트웨어(R2020b; Mathworks)를 사용하여 분석하였다. 혈류 정체 및 혈전유발(thrombogenicity)과 관련된 지표, 예컨대 속도 역치(|V̅| < 3 cm/s)로 정의된 정체(stasis)의 부피, 표면 및 시간 평균 벽전단응력(wall shear stress, WSS), 내피세포 활성화 잠재력(endothelial cell activation potential, ECAP)을 세 가지 LA 팬텀 모델 간에 분석하고 비교하였다. 결과: , 각각의) 모델. 결론: 이러한 결과는 LAA의 정확한 폐색이 LA 혈류 정체 및 혈전유발성을 가장 크게 감소시킨다는 점을 시사하며, AF 환자에서 임상적 이점을 극대화하기 위한 잠정적인 시술 목표를 제시한다.

4차원 흐름 자기공명영상(4D flow MRI)은 유체 흐름을 가시화하기 위한 강력한 도구로, 심혈관 질환의 진단과 공학적 유체역학 분석 모두에 핵심적이다. 의학 연구에서의 잠재력에도 불구하고, 4D flow MRI의 임상적 적용 가능성은 본질적인 잡음으로 인해 종종 어려움에 직면한다. 이를 완화하기 위해, 우리는 분할-그리고-중첩 특이값 분해(split-and-overlap singular value decomposition; SOSVD) 필터를 도입한다. 이는 독특한 잡음 감소 접근법이다. 전통적인 특이값 분해 기법과 달리, SOSVD 필터는 주 데이터 행렬을 중첩되는 하위 영역들로 분할한 뒤 각 하위 영역에 특이값 분해를 적용하며, 잡음 감쇠를 위해 지배적인 모드만 보존한다. 정사각형 덕트 내에서의 시뮬레이션 및 실험 유동 데이터에 대한 평가 결과, 제곱근 평균 제곱 오차(root mean square noise) 지표가 유의하게 감소함이 확인되었다. 또한 생체 내 대동맥(in vivo aortic) 데이터에 적용했을 때, SOSVD 필터는 발산(divergence), 속도 구배(velocity gradients), 스트림라인(streamlines), 속도 일관성(velocity coherence)을 포함하는 다양한 유동 지표들을 향상시켰다. 따라서 SOSVD 방법은 4D flow MRI에서 잡음 감소를 보강할 수 있는 유망한 방안으로, 잠재적으로 진단 정확도를 높이고 심혈관 질환 연구를 풍부하게 할 수 있다.