• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제21권2호
• /
• pp.209-217
• /
• 2010

색소성망막염(retinitis pigmentosa: RP)이나 연령관련 황반변성(age-related macular degeneration: AMD)과 같은 망막질환으로 인해 실명한 환자를 위해 인공시각장치가 개발되고 있다. 인공시각장치의 동작원리는 전기자극을 주어 신경세포의 활동도를 조절하는 것이므로 시각정보를 제대로 인코딩하기 위해 최적의 전기자극을 인가하는 것은 인공시각장치의 실용화를 위해 매우 중요한 요소이다. 그러므로 본 연구에서는 전압자극의 크기와 자극시간을 변화시켜 가면서 정상망막과 변성망막에 인가한 후 자극에 의해 유발된 망막신경절세포 반응을 분석하고 역치전하밀도를 비교함으로써 최적의 전기자극 조건을 찾아보고자 하였다. 이를 위하여 정상마우스와 rd1 마우스의 망막을 in vitro 상태로 분리한 후 망막의 신경절세포층이 전극을 향하여 부착되도록 한 후 망막신호를 기록하였다. rd1 마우스에서 얻은 변성망막의 망막신경절세포에서도 전압펄스를 인가시 정상망막의 망막신경절세포처럼 전압자극의 크기와 자극시간 변조에 대하여 반응하였다. 그러나 정상망막과 변성망막에서 망막신경절세포 반응의 시간적 패턴은 매우 달랐다: 정상망막의 망막신경절세포 반응은 전기자극 후 약 100 ms 내에서 1개의 피크만 나타나는 반면, 변성망막에서는 이보다 긴 400 ms 구간에서 약 10 Hz의 진동리듬을 가진 다수의 피크(~4개)들이 나타나는 것을 확인하였다. 또한 변성망막에서 망막신경절세포의 반응을 유발하기 위한 역치 전하밀도가 정상망막에서 보다 크게 상승하였다: 자극세기를 변화시켰을 때 정상망막의 역치 전하밀도는 $37.23{\sim}61.65\;{\mu}C/cm^2$, rd1 마우스에서는 $70.50{\sim}99.87\;{\mu}C/cm^2$로 2배가량 높은 것을 확인하였다. 자극시간을 변화시켰을 때 정상망막의 역치 전하밀도는 $22.69{\sim}37.57\;{\mu}C/cm^2$, rd1 마우스에서는 $120.5{\sim}170.6\;{\mu}C/cm^2$로 5배가량 높은 것을 확인하였다.

• 한국전문물리치료학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.69-76
• /
• 2002

본 연구에서는 상부 승모근의 근막통증(myofascial pain syndrome; MPS)를 대상으로 이완상태에서 근 활성도를 측정해보고, 통증을 감소시키는 데 주로 이용되는 경피신경자극 치료 후 근 활성도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 실시하였다. 본 연구의 대상자는 근막 통증으로 진단을 받은 총 10명을 대상으로 실시하였다. 주관적 시각 척도(visual analogue scale; VAS)와 압통 역치 측정계(pressure threshold meter)를 이용하여 경피신경자극 전, 후 통증의 정도를 평가하였고, 표면 근전도를 이용하여 이완시 근 활성도를 측정하였다. 치료 기구는 경피신경자극기(TENS: HAT-2000)를 이용하였다. 치료 전과 비교하여 VAS는 통증이 심한 쪽과 약한 쪽 모두에서 유의하게 감소하였으며(p<.05), 압통 역치는 통증이 심한 쪽과 약한 쪽 모두에서 유의한 차이가 없었고(p>.05), 근 활성도는 통증이 심한 쪽에서 유의하게 감소하였다(p<.05).

• The Korean Journal of Physiology
• /
• 제4권2호
• /
• pp.83-89
• /
• 1970

전기적 자극법은 심맥관계기능의 신경성조절을 이해하기위해 널리 이용되는 방법이며, 일반적으로 중추신경에는 고빈도, 말초신경에서는 저빈도 자극에 의해 최대반응이 유발된다고 알려지고 있으며, 이는 흥분파의 민도가 말초로 내려오며 감소되기 때물이라 해석되고 있다. 또한편 신경계의 어떤 단위위에서건 자극민도가 어느 한계를 넘으면 유발된 반응은 유지되지를 못하고 감쇠소실되는 것으로 이는 주로 시납스간 흥분파전달능 부전에 기인될 것이라고 믿어지고있다. 그러나 고위주추계와 말초를 연결하고 있는 척수에 있어서는 아직 최적전기적 자극조건도 분명히 알려져 있지 않을 뿐 아니라 이 부위에서도 고빈도자극시에 반응이 어느 정도 감쇠하는지에 대한 보고가 없기에 이를 추구코자 저자는 고양이의 상부경수를 면수와 연결부에서 완전 절단하기 전후 여러가지 자극조건으로 자극하여 몇 가지 결론을 얻었기에 보고하는 바이다. 1) 연수와 연결부에서 완전절단을 하기 전에는 경수$(C_1{\sim}C_2)$의 백질, 회백질의 여러부위에서 심맥관반응이 유발되었으나 절단후에는 백질중의 만두부위(좌 $2{\sim}3\;mm$, 배면으로 부터 $0.3{\sim}1.0\;mm$및 $2.5{\sim}3.5\;mm$)에만 반응이 유발되었으며, 이 두 부위는 심맥관계기능을 지배조절하는 원심성 섬유의 통로라고 사료되었다. 2) 최대반응은 자극조건(빈도 자극파지속시간 강도) 100/sec-1 mesc-3V 및 20/sec-3 msec-3V에서. 최장지속반응은 20/sec-3msec에서 유발되었으므로, 후자가 척수부에 있어 심맥관계반응을 유발키 위한 최적자극조건으로 생각된다. 3) 자극면도 20/sec 이하에서 반응유지가 잘된다는 결과는 생리적 조건하에서 척수를 통과하는 흥분파의 빈도가 20/sec를 넘지 않을 것이란 것을 시사한다. 4) 반응지속정도는 최초의 최대반응의 반으로 감쇠되기까지 소요되는시간 즉 50% 반응감쇠시간으로 표시하였으며, 척수에서는 대뇌피질 및 간뇌에서보다 심맥관계반응의 50%반응감쇠시간이 현저히 긴 것을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제19권1호
• /
• pp.73-79
• /
• 2008

망막색소변성(retinitis pigmentosa: RP)과 연령 관련 황반변성(age-related Macular Degeneration: AMD)은 망막변성으로 인해 실명에 이르는 대표적인 질환이며 망막이식장치의 개발을 통해 치료될 수 있다고 간주되고 있다. 최근에 국내에서도 망막이식장치 개발을 위한 연구팀이 조직되었다. 성공적인 망막이식장치 개발을 위하여 여러 가지 선결요소가 필요하지만 그 중 한 가지가 이식장치에 인가할 전기자극을 최적화하는 것이다. 변성망막의 전기적 특성은 정상 망막과 다르리라 예측되므로 우리는 장차 개발될 망막 이식장치에 인가할 전기자극 최적화를 위한 가이드라인을 제공하기 위해 정상 망막과 변성 망막의 전압자극 파라미터에 관한 실험을 하였다 망막을 분리한 후 망막절편을 신경절세포 층이 다채널전극의 표면을 향하게 하여 전극에 붙인다 in-vitro 상태에서 망막 신경절세포의 전기신호를 기록하기 위해 전극 직경: $30{\mu}m$, 전극간 거리: $200{\mu}s$, 전극 임피던스 1kHz 에서 $50k{\Omega}$인 8행 8열의 다채널전극을 사용하였다. 다채널전극의 60채널 중 두 채널을 자극전극과 접지로 사용하여 단극전기자극을 인가하였고 나머지 전극을 기록전극으로 사용하였다. 가한 전기자극은 전압자극으로 전하균형을 맞춘 이상성자극을 아노딕 사각파를 먼저 주고 캐쏘딕 사각파가 나중에 나오는 형태로 두 사각파간의 지체는 없도록 하였으며 동일한 자극을 2초 간격으로 50회 반복하여 인가하였다. 다양한 전기자극을 사용하였는 바 첫째는 사각파의 크기를 달리하였다 $(0.5{\sim}3V)$. 둘째는 사각파의 시간을 달리하였다 $(100{\sim}1,200{\mu}s)$. 전하밀도는 옴의 법칙과 쿨롱의 법칙을 이용하여 계산하였다. 전기자극으로 유발된 반응은 50회 자극에 대한 평균치를 얻은 후 자극 후 히스토그램(PSTH)을 그려 분석하였다. 전압자극의 크기를 $0.5{\mu}3V$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극은 1.5V이었고 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $2.123mC/cm^2$이었다. 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었다. 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $1.698mC/cm^2$이었다. L-(1)-2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB)을 사용하여 ON-경로를 차단한 후에 전기자극을 인가하였을 때도 자극에 의해 망막신경절 세포의 반응이 유발되는 것을 확인하였다. APB-변성망막에서 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었으며 이는 정상망막의 결과와 같았다. 추후 APB-변성망막을 가지고 좀더 실험이 진행되어야 정상망막과 변성망막의 전하밀도에 관한 명료한 비교가 가능할 것이다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
• /
• 한국응용약물학회 1992년도 제1회 신약개발 연구발표회 초록집
• /
• pp.29-29
• /
• 1992

척수에서의 통각전달은 말초에서 전달되는 통각정보가 척수내의 척수세포에 전달되면서 시작된다. 척수에 전달된 유해자극 정보는 척수내의 이차감각세포를 통하여 시상으로 전달되고 이로 인해 통증을 느끼게 된다. 이러한 척수내의 세포는 연수등의 여러 부위에 존재하는 신경 세포에 의하여 억제를 받으며 이와 같은 하향성 억제는 뇌에 존재하는 내재진 통계를 설명하는 중요한 인자가 되고 있다. 본 실험은 하부연수에 위치하는 신경핵인 Lateral reticular nucleus가 이러한 하향성 억제를 가졌는가를 알아 보고자 하였다. 이를 위하여 고양이를 마취시키고 척수궁을 절제하여 척수를 노출시키고 미세전극을 꽂아 척수세포의 활성을 기록하였다. 여덟마리의 고양이에서 31개의 척수세포를 기록하였다. 이 세포들 중 WDR세포가 14 (45%), HT가 9 (29%), LT 및 Deep세포가 각각 4 (13%)가 되었다. 이 척수세포에 북외측하부 연수인 lateral reticualr nucleus 주위를 건기자극하면 21개 (68%)의 세포가활성의 억제를 받았고 9개의 (29%) 세포는 아무런 변화가 없었고 1개의 (3%) 세포는 흥분되었다. 전기의 자극은 강도 100$\mu$A이며 자극길이는 100$\mu$S 그리고 100Hz의 주파수를 가진 펄스파였다. 이와같은 북외측하부연수의 전기자국은 신경세포의 자발활성뿐 아니라 수용장 자극에 의한 반응도 억제하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권7호
• /
• pp.110-120
• /
• 2016

인체 삽입형 뇌 신경자극기는 소비전력에 있어서 효율적인 구조로 설계되어야 한다. 이들 자극신호는 파형이 단순하고, MCU(micro controller unit)의 대기시간은 실행시간보다 훨씬 긴 특성을 가짐에도 불구하고, 이러한 특성을 고려한 저전력 설계가 되어 있지 않다. 본 논문에서는 자극신호 특성에 기반하는 저전력 알고리즘을 제안한다. 또한 뇌 신경자극기 S/W, NMS(neuro modulation simulation)의 설계 및 구현 결과도 제시한다. 저전력 알고리즘 구현을 위해, 기존 뇌 신경자극기 프로그램의 함수별 수행(running) 시간을 분석하여, 실행(execution) 시간과 대기(waiting) 시간을 도출하였다. 그리고 AM-LPM(active mode-low power mode) 전환시간을 추정하여 저전력 알고리즘 구현에 반영하였다. 본 논문에서 제안하는 저전력 알고리즘은 자극신호의 특성을 이용하여 출력을 다수의 구간으로 분할하고, MCU를 구간별 AM 또는 LPM으로 운용한다. 제안하는 알고리즘의 검증을 위해, 외부 제어프로그램을 개발하여 알고리즘의 동작상태를 확인하였고, 오실로스코프를 이용하여 출력신호의 정확성을 확인하였다. 검증 결과, 제안하는 저전력 알고리즘을 적용할 경우, 기존 뇌 신경자극기 대비 소모전류를 76.31% 감소시킴을 확인 할 수 있었다.

• Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
• /
• 제14권1호
• /
• pp.3-11
• /
• 2003

주의력결핍/과잉행동장애는 소아 청소년기의 가장 흔한 정신 장애이다. 이 장애의 기본 증상 및 이차 증상으로 인하여 본 장애를 가진 아동들은 학교 생활의 어려움, 학업성취도의 저하, 가족이나 친구관계 등 대인관계의 문제를 보이며, 장애가 적절하게 치료되지 않으면, 우울증과 같은 이차적인 정신장애로 발전하기도 하며, 물질남용, 행동장애, 반사회적 인격장애 등과 같은 장애와도 연관되어 있다. 현재까지 주의력결핍/과잉행동장애 치료로 가장 선호되는 것은 메칠페니데이트나 암페타민 등의 중추신경자 극제이다. 이들 약제의 작용기전은 여전히 불분명한 부분도 있으나, 대체적으로 뇌에서 도파민 등의 카테콜아민 농도를 증가시켜서 시냅스 효율을 높히는 것으로 알려져 있다. 효과 측면에서도 정신약물학 분야에서 본 중추신경자극제에 의한 주의력결핍/과잉행동장애의 치료는 정신질환의 어떤 치료법보다도 효과적이다. 지금까지 중추신경자극제의 최대 단점은 짧은 작용시간으로 인하여 하루에도 여러 차례 복용을 해야 한다는 것이다. 이로 인하여 본 약제를 복용하는 아동들은 동료로 부터 문제아로 낙인이 찍힐 가능성이 높으며, 낮은 약물 순응도, 사회적 편견 등에 노출될 가능성이 높았다. 이로 인하여 중추신경자극제의 장기 제형 개발은 꾸준히 시도되었고, 최근에는 본 장애의 병태생리에 대한 새로운 연구결과를 반영한 보다 진보된 형태의 장기 작용형 중추신경자극제가 등장하였다. 본 고찰에서는 이들 제형들의 특징을 소개하였다. 이들 새로운 제형의 중추신경자극제들은 주의력결핍/과잉행동장애를 가진 아동 뿐만 아니라 장애아의 부모나 학교 교사에도 큰 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권6호
• /
• pp.287-293
• /
• 2013

인공와우는 유모세포의 손실로 청신격 자극이 되지 않을 경우, 삽입된 전극에 전기자극을 가함으로써 청감각을 회복하는 장치이다. 인공와우의 성능을 향상하기 위하여, 자극에 따른 정확한 신경반응을 이해하는 것이 매우 중요하고, 임상에서는 electrically evoked compound action potential (ECAP)을 측정하여 신경반응을 측정하고 있다. 본 연구에서는 실제 달팽이관과 유사한 3차원 달팽이관 유한요소 모델을 개발하고, 자극에 따른 신경반응을 측정할 수 있는 ECAP 알고리즘을 개발하였다. 개발된 3차원 달팽이관 모델을 이용하여, 전기 자극에 따른 ECAP 크기와 반응 잠복 시간을 측정하였으며, 측정된 결과 임상시험과 동물실험에서 측정된 ECAP 크기와 반응 잠복 시간과 유사한 값을 얻을 수 있었다. 본 3차원 달팽이관 모델은 전기 자극에 대한 신경 반응을 분석함으로써 인공 와우의 성능을 향상시키기 위한 전기자극 방식을 연구하는데 유용하게 이용될 수 있다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
• /
• pp.245-245
• /
• 2000

후각기는 후각신경과 삼차신경의 기능을 객관적이고 정량적으로 검사할 수 있는 기기로, 객관적으로 인정받을 수 있는 후각기의 제작에는 많은 어려움이 있기 때문에, 현재까지 후각신경과 삼차신경의 기능을 정확하게 측정할 수 있는 방법이 없었다. 그러나, 산업이 발달하고 공해가 더욱 심해질수록 후각의 변화가 생기고, 비강 내 질환이나, 공해물질 등에 의해 삼차신경이 민감한 반응을 일으키므로, 앞으로는 이 신경들의 측정이 중요할 것으로 여겨진다. 또한 각종 산업분야에서 이제까지 사람의 미각이나 후각에 의존하여 제품을 생산해오던 방법을 변화시켜 객관적인 수치를 이용하여 제품을 생산할 수 있다. 따라서 이번 연구에서는 사람이나 동물에게 다양한 후각물질을 원하는 정확한 농도로 투여하는 기기로, 온도와 습도를 사람의 신체 조건과 동일한 공기와 혼할하여 원하는 정확한 농도(ppm)의 후각 자극을 만들어 mass flow controller와 solenoid valve를 이용하여 square-shape의 자극모양이 되도록 한 후, 피검자에게 자극하여 전기생리학적 반응을 얻는 기기를 개발하였다.

• 대한치과마취과학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.29-34
• /
• 2008

배경: 신경병증성 통증은 스테로이드, 아편유사제 등의 진통제에 잘 반응하지 않는다. 하지만 염증성 매개물질들이 신경병증성 통증의 발생에 관여한다는 보고가 있다. 특히 선택적 COX2 억제제인 celecoxib의 신경병증성 통증에 대한 효과에 관해서 상반된 연구결과가 존재한다. 본 연구는 신경병증성 통증 모델인 척추신경 결찰모델을 이용 기계적, 냉각 이질통 및 온도감각 과민현상의 발현에 celecoxib이 미치는 영향을 관찰하여 celecoxib의 항통각효과를 확인하고자 하였다. 방법: 30마리의 쥐를 이용 척추신경을 결찰하여 신경병증성 통증을 유도하였다 celecoxib (1, 10, 100, and 300 mg/kg)을 경구 투여하였고 총 30마리 중 12마리의 쥐에서 열, 기계적자극에 대해서 통각과민, 냉각자극에 의해 이질통이 발생하였다. 약물 투여 후 30, 60, 120, 180분 후 von Frey, 냉각자극검사, Hargreaves검사를 시행하여 쥐의 행동변화를 관찰하였다. 결과: 신경결찰 후 5일 후에 celecoxib의 용량에 관계없이 열, 기계적 자극에 의한 통각과민, 냉각 자극에 대한 이질통을 감소시키지 않았다(P > 0.05). 또한 celecoxib투여에 의한 장기간의 항 통각효과는 관찰되지 않았다(P > 0.05). 결론: celecoxib을 경구로 투여하였을 때 장기간 유지된 신경병증성 통증 흰쥐에서 약의 투여용량, 투여기간에 따른 항 통각작용은 관찰되지 않았다. 따라서 조직 손상후 발생된 장기간의 신경병증성 통증에 있어서 celecoxib은 효과가 없는 것으로 사료된다.