프로젝트 소개
본 과제는 암, 알츠하이머병 등으로 성장하거나 위축되는 연조직 내부의 잔류응력을 컴퓨터로 분석하고, 조직이 힘을 받기 전의 상태를 추정하는 연구임. 연조직의 성장과 변형은 질병의 발생 및 진행과 관련되므로, 이를 정확히 이해하기 위한 전산 생체역학 기술 개발이 핵심임.
연구 목표는 incompatibility를 고려한 G&R(growth and remodeling) 수치해석모델과 잔류응력 측정 기준을 정립하고, stress-free reference configuration을 계산하는 방법론 및 잔류응력을 반영한 기계적 물성치 측정법을 개발하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 geometric incompatibility tensor 기반 유한요소해석, Clausius？Duhem inequality와 frame-indifference를 고려한 잔류응력 이론 정립, 뇌·심장·폐·피부의 실험 결과와 모델 비교 검증임. 또한 physics-informed neural network와 Gaussian process regression을 활용해 inverse problem을 해결하고, G&R의 불확정성 영향을 분석함. 기대 효과는 연조직 질병의 역학적 자극과 생리학적 특징 사이 상관관계 규명, 조기 진단 및 상처 치유 개선, 환자 맞춤형 재건 수술 시뮬레이션 기반 마련임.