전기적 신경 차단술의 최적화를 위한 경피 전기 자극 모델링

Abstract

뇌졸중 환자에게서 나타나는 경직과 같은 불수의적인 운동 반응을 즉각적으로 억제하기 위한 방법으로 중주파 교류 전류를 통한 전기적 신경 차단 기법이 연구되고 있다. 그러나 삽입형 전극이 아닌 피부 부착형 전기 자극의 경우 의도치 않은 수축과 통증이 발생하는 등 임상적 사용에 어려움이 있다. 기존 연구에서는 신경의 모델링을 통해 전기적 신경 차단술의 메커니즘을 밝혔으나, 경피 전기 자극에서 발생하는 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다. 본 연구에서는 유한요소법을 통한 체내 전기장 계산과 근신경계 자극 모델을 결합한 경피 전기 자극 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 통해 전기 자극의 파형과 전극 위치, 체내 전기적 특성 등의 매개변수 연구를 통해 임상적 환경에서 전기적 신경 차단술의 최적화를 수행할 수 있다. 모델을 통한 시뮬레이션 결과, 중주파 경피 자극으로 인해 뉴런의 활성 전위는 차단되지만 오프셋이 발생하여 불완전한 수축 억제가 발생함을 확인하였다.