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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

강수진 (울산대학교, 울산대학교 대학원)

지도교수
우지환
발행연도
2014
저작권
울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수15

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2014

전기 자극에 대한 신경 반응을 평가하기 위한 3차원 달팽이관 모델 개발
강수진 의용생체공 2014.01 학위논문

2013

ECAP 평가를 위한 3차원 달팽이관 모델 개발
강수진 ,  우지환 전자공학회논문지 2013.06 학술저널

초록· 키워드

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현대 사회에는 고령화 인구의 증가와 소음에 대한 노출 정도의 증가로 인해 난청 인구가 증가하는 추세이다. 난청의 정도에 따라 의료 보조기기를 통해 청력을 회복하지만 고도 난청 환자의 경우에는 인공와우 삽입 시술을 받는다. 인공와우란 달팽이관 내에 존재하는 유모세포의 손상으로 인해 소리가 뇌로 전달되지 않아 청각을 상실한 환자에게 달팽이관 내에 삽입한 전극을 통하여 전기 자극을 가함으로써 청신경을 자극하여 소리를 들을 수 있게 해주는 시스템을 말한다. 인공와우 사용자는 인공와우를 통해 청각을 회복하지만 자극 전극 개수의 한계와 전극 간 간섭 효과 등 다양한 문제로 주변 환경이 시끄러운 소음 환경이나, 음악을 들을 때 등의 상황에서 인공와우 사용자가 소리를 인식하기 어려운 경우가 많이 존재한다. 따라서 인공와우의 성능을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행 중에 있다.
자극에 따른 정확한 신경 반응의 이해는 매우 중요하고 신경 반응에 대한 이해를 바탕으로 다양한 파라미터 연구를 진행함으로써 인공와우의 성능을 향상시키는데 기여할 수 있다. 인공와우의 성능을 향상시키기 위하여 임상에서는 electrically evoked compound action potential(ECAP)을 측정하여 신경 반응을 분석하고, 동물 실험을 통한 다양한 자극에 대한 신경 반응 연구도 진행되고 있다. 그러나 임상 시험과 동물 실험은 여러 파라미터 변화에 대한 연구의 제약이 존재하여 다양한 전기적 자극에 대한 평가가 힘든 실정이다.
본 논문에서는 전기 자극에 대한 청신경의 반응을 평가하기 위하여 고양이 달팽이관을 기반으로 한3차원 달팽이관 모델을 개발하였다. 자극에 따른 신경 반응은 ECAP을 측정하여 분석하였고, ECAP을 측정할 수 있는 ECAP알고리즘을 개발하였다. 개발된 3차원 달팽이관 모델과 컴퓨터 청신경 모델을 이용하여 ECAP의 진폭과 반응 잠복 시간을 측정하여 신경 반응을 분석하였다. 또한, 신경의 직경과 자극 패턴, 전극의 위치 등 다양한 파라미터를 변화하여 신경 반응을 측정하였다. 측정된 결과는 임상 시험과 동물 실험에서 측정된 결과와 유사한 값을 얻을 수 있었고 모델 연구를 통해 다양한 파라미터에 대한 신경 반응을 분석할 수 있었다.
모델 연구는 임상 시험과 동물 실험의 제한점을 극복하고 다양한 자극 방식에 대한 신경 반응을 분석할 수 있으므로 자극 기법의 안정성 및 성능을 예측할 수 있고, 이를 통해 안전하고 효율적인 임상 시험 및 동물 실험을 진행할 수 있으리라 본다. 본 연구에서 개발된 3차원 달팽이관 모델은 전기 자극에 대한 신경 반응을 분석하여 인공와우의 성능을 향상시키기 위한 다양한 파라미터 연구를 진행하는데 유용하게 이용될 수 있다.
#인공와우 #3차원 달팽이관 모델 #컴퓨터 청신경 모델 #ECAP

목차

감사의 글 IV
[국문 요약] VII
[그림 목록] IX
[표 목록] XI
1. 서 론 1
1.1. 연구 배경 및 목표 2
2. 본 론 7
2.1. 여러 파라미터에 따른 신경 반응 8
2.1.1. 컴퓨터 청신경 모델과 3차원 달팽이관 모델 8
2.2. EXTRA-COCHLEAR ECAP과 INTRA-COCHLEAR ECAP 11
2.2.1. EXTRA-COCHLEAR ECAP 12
2.2.2. INTRA-COCHLEAR ECAP 12
2.3. 고실계를 따라 위치한 자극 전극에 따른 신경 반응 14
2.4. 실험 결과 17
2.4.1. 하나의 청신경(ANF) 반응과 ECAP의 예 17
2.4.2. 자극 패턴에 따른 ECAP 19
2.4.3. 청신경의 직경에 따른 ECAP 20
2.4.4. 자극 전극의 위치에 따른 ECAP 22
2.4.5. EXTRA-COCHLEAR ECAP과 INTRA-COCHLEAR ECAP 23
2.4.6. 고실계를 따라 위치한 전극에 따른 ECAP 27
3. 토의 및 결론 32
3.1. 토의 및 결론 33
참고 문헌 34
[ABSTRACT] 36

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