KR101275073B1 - 뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법은 시술 준비 단계(S100), 시술 단계(S200), 봉합 단계(S300)의 3단계로 구성되며, 시술 단계(S200)가 전극 장착(Electrode mounting) 과정(S210)과, 전극 타겟팅(Electrode targeting) 과정(S220)과, 앵커 고정나사 체결(Metal screw fixation) 과정(S230)과, 접속 케이블 연결(Connection cable connecting) 과정(S240)과, 앵커 삽입부위 전극의 절단(Electrode cutting) 과정(S250)과, 앵커 캡 부착(Anchor cap mount) 과정(S260)을 포함하며, 비교적 간단한 구성으로 자극전극을 보다 안정적으로 고정하여 신뢰성있는 실험 수행이 가능한 효과를 가진다.

Description

뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법{Procedure for a Miniaturized Brain Stimulating Electrode System}
본 발명은 뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운동장애 및 통증치료를 위하여 두강내에 이식되어 뇌의 특정 구조물을 자극하는데 쓰이는 차세대 심부뇌자극기의 자극(stimulus, 刺戟) 전극(electrode)을 피험물에 안정적으로 용이하게 고정함에 따라 신뢰성있는 실험의 수행을 가능하게 하는 소형의 뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 파킨슨씨병, 통증, 간질 등의 병변에 의한 운동장애 및 통증 치료를 위한 치료제를 개발하기 위하여, 이들 병변을 인위적으로 만든 피험물을 이용하고 있고, 이 피험물의 특정 뇌신경을 자극하면서 병증의 호전 정도를 조사하는 행동실험을 수행하고 있다.
이러한 심부뇌자극(DBS: Deep Brain Stimulation) 시술법의 장점은 약물치료나 수술에 비해 치료효과가 크고, 뇌손상의 위험이 적고, 뇌조직을 제거하지 않기 때문에 새로운 치료법의 적용이 용이하다는 장점이 있지만, 현재 시술되고 있는 심뇌자극기는 제한된 배터리 수명에 의한 잦은 자극기 교체와 큰 크기로 인한 수술의 복잡성 등이 극복해야 하는 단점으로, 이러한 단점을 해소하는 차세대 심뇌자극기가 활발하게 개발되고 있으며, 개발되는 심뇌자극기의 효용성에 대한 검증 및 장치의 응용 범위(통증, 간질 등)를 넓히기 위해 동물모델을 이용하고 있다.
이러한 피험물을 이용한 심부뇌자극을 실시함에 있어서, 동물모델이 생물학적으로 안전해야 하므로, 생체에 영향이 없어야 하고, 자극 전극과 전기 자극에 의한 뇌세포의 파괴가 없어야 하며, 뇌전극에 사용된 전극 재료 및 관련 장치는 생체에 적용하기에 안전해야 한다. 이를 위해서는 심부 구조물 내의 목표 부위의 정확한 위치를 설정하여야 하며, 자기공명영상(MRI)을 이용한 영상과 미세 전극을 함께 이용함으로써 위치 설정 및 수술의 정밀도를 월등히 높일 수 있다.
한편, 피험물로서 통상적으로 실험용 흰쥐를 이용하며, 이상의 안전성 기준을 충족하면서 뇌신경을 자극하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 뇌심부자극기를 사용하여, 먼저 흰쥐의 두개골(1)을 천공하고, 5㎛의 파릴렌(parylene)이 코팅된 텅스텐의 금속전극(6)을 생체에 적합한 스테인리스 스틸 재질의 앵커(2)를 이용하여 뇌의 목표부위(target site)(3)에 삽입하고, 소량의 치과용 시멘트(dental cement)(4)로 매립하여, 안정적으로 고정한 후, 금속전극(6)이 삽입된 앵커(2)를 도 2에 도시된 바와 같은 고정기구(10)로서 흰쥐에 장착하고 있다. 고정기구(10)는 흰쥐가 압박감을 느끼지 않을 정도의 소프트한 탄성체로 구성된 테더(tether) 밴드(14)로서, 그 상부에는 흰쥐의 절개부위에서 이상 고열이 발생하는 것을 방지하고자, 절개부위 상단에 자극기가 위치하는 새들(saddle)(12)이 구비되어 있으며, 이는 피험물이 행동실험을 수행할 때 자극기를 안정하게 고정하는 역할을 한다.
그런데 이상과 같은 종래의 뇌신경 자극 시스템은 흰쥐가 실험기간 사육구(우리) 안에서 이곳저곳으로 움직이면서 부딪치게 되어 파손되는 경우가 발생하여, 원하는 자극신호를 피험물에 전달하는 것이 불가능하게 되어, 실험결과를 도출하는데 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 비교적 간단한 구성으로 자극전극을 보다 안정적으로 고정하여 신뢰성있는 실험 수행이 가능한 소형의 뇌신경 자극용 전극 시스템을 이용한 시술 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법은 시술 준비 단계(S100), 시술 단계(S200), 봉합 단계(S300)의 3단계로 구성되며, 상기 시술 단계(S200)는 전극 장착(Electrode mounting) 과정(S210)과, 전극 타겟팅(Electrode targeting) 과정(S220)과, 앵커 고정나사 체결(Metal screw fixation) 과정(S230)과, 접속 케이블 연결(Connection cable connecting) 과정(S240)과, 앵커 삽입부위 전극의 절단(Electrode cutting) 과정(S250)과, 앵커 캡 부착(Anchor cap mount) 과정(S260)을 포함한다.
본 발명에 있어서, 시술 준비 단계(S100)는 마취(anesthetization) 과정(S110)과, 두부 털 깍기(shaving : hair shaving with clipper) 과정(S120)과, 뇌정위 기구 고정(stereotaxic frame fixation) 과정(S130)과, 정중선 절개(midline incision) 과정(S140)과, 브레그마 마킹(bregma marking) 과정(S150)과, 타겟 포지셔닝(Target positioning) 과정(S160)과, 버 홀 개구(Burr hole opening) 과정(S170)을 포함할 수 있다.
봉합 단계(S300)는 기준 전극과 두피 봉합(suture) 과정(S310)과, 접속 케이블 봉합(Connection cable suture) 과정(S320)과, 항생물질 주사(Antibiotics Injection) 과정(S330)과, 하니스 부착(Harness mount) 과정(S340)과, 수술 후 치료(Post-operative care) 과정(S350)을 포함할 수 있다.
전극 장착(Electrode mounting) 과정(S210)에서 사용되는 자극 전극은 심부뇌자극을 실시하는 질병에 따라 하나 이상(multi-target)으로 고정되거나 수직방향이 아닌 각을 형성하여(angled-position) 뇌에 삽입될 수 있다.
전극 타겟팅(Electrode targeting) 과정(S220)은 고정지그에 장착된 전극을 현미조작장치(micromanupulator)에 체결한 후 두개골 표면의 marking 된 브레그마로부터 AP(Anterior-Posterior, 앞뒤 방향), LA(Lateral, 좌우 방향), DV(Dorsal-ventral, 상하방향) target방향으로 이동시킨 이후, 앵커 부재를 두개골 표면에 부착시킬 수 있다.
앵커 고정나사 체결(Metal screw fixation) 과정(S230)에서 사용되는 앵커와 고정나사는 뇌기능영상 촬영시 이미지의 굴곡을 일으키지 않는 재질을 사용할 수 있다.
접속 케이블 연결(Connection cable connecting) 과정(S240)은 DBS 시스템과 연결되는 연결부와, 이 연결부에서 분기된 기준 전극과 자극 전극 연결부로 이루어진 접속 케이블을 등쪽으로부터 살가죽 바로 아래의 피하에 위치하도록 하여 DBS 시스템과 연결할 수 있다.
앵커 캡 부착(Anchor cap mount) 과정(S260)에서 사용되는 앵커캡 재질은 뇌기능영상 촬영시 이미지의 굴곡을 일으키지 않는 재질을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 비교적 간단한 구성으로 자극전극을 보다 안정적으로 고정하여 신뢰성있는 실험 수행이 가능한 효과를 가진다.
도 1은 종래의 심부뇌자극기의 구성을 나타내는 개략도이고,
도 2는 도 1 자극기를 피험물에 장착하는 고정기구를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 시술 방법에 사용되는 두강내 뇌신경 자극 전극 시스템을 나타내는 개략 사시도이고,
도 4는 도 3 시스템을 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 시술 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 동작을 상세하게 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 이하에 서술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 시술 방법에 사용되는 두강내 뇌신경 자극 전극 시스템을 개략적으로 나타내고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 두강내 뇌신경 자극 전극 시스템(100)은 앵커부재(20)가 피험물의 두개골에 고정된다. 앵커부재(20)는 자극 전극(50)이 삽입되어 지지되는 원통형의 전극 홀더(40)와 이 전극 홀더(40)의 하부 양측에 일체로 형성된 플랜지부(30)로 구성된다.
플랜지부(30)에는 각각 나사홈(32)이 전극 홀더(40)쪽으로 경사지게 제공되어 앵커부재(20)를 피험물의 두개골에 견고하게 고정한다.
전극 홀더(40)의 나사홈(44)에는 지지 나사(60)가 나사결합되어 삽입홈(42)에 삽입된 자극 전극(50)과 맞닿아서 자극 전극(50)을 지지한다.
지지 나사(60)의 나사홈(44)에 결합되는 나사부(62)와, 연결선(80)의 결합부(82)가 결합되어 자극 전극(50)에 전류를 공급하는 머리부(64)로 이루어진다.
본 발명은 이상과 같이 구성된 두강내 뇌신경 자극용 소형 전극 시스템을 이용하여 시술한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 두강내 뇌신경 자극용 소형 전극시스템의 시술 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 시술 방법을 도 4을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 시술 방법은 크게 시술 준비 단계(S100), 시술 단계(S200), 봉합 단계(S300)의 3단계로 구성된다.
시술 준비 단계(S100)는 다음 7개의 과정으로 이루어진다.
마취(anesthetization) 과정(S110)
먼저, 실험용 쥐(Sparage-Dawley rat)의 복강(intraperitoneal injection)을 통해 마취제로서 케타민 칵테일(Ketamine cocktail) 3cc/kg rat을 주사하여 쥐를 마취하고, 쥐의 꼬리를 눌러 마취가 이루어 졌는지 확인한다.
케타민 칵테일의 조성은 케타민 75mg/kg, 아세프로마진(acepromazine) 0.75mg/kg, 럼푼(rompun) 4mg/kg 및 식염수(saline) 100mg/kg 이다. 이때 주의 사항으로 케타민의 경우, 저체온증(hypothermia)을 유발시킬 수 있으므로, 마취 후 케이지(cage)에 오래두지 않도록 한다.
두부 털 깍기(shaving : hair shaving with clipper) 과정(S120)
수술 부위의 털을 동물용 이발기(clipper)를 이용하여 깍는다. 이때 전극이 임플란트되는 부위와, 자극기와 연결되는 접속 케이블(connection cable)이 나오는 부위(subcutaneous connection)의 털을 이발한다.
뇌정위 기구 고정(stereotaxic frame fixation) 과정(S130)
실험 쥐의 귓구멍(ear hole)에 뇌정위 기구의 이어바(earbar)를 끼워서 실험 쥐의 뇌를 정중앙에 위치시킨 후, 실험 쥐의 두부를 뇌정위 기구에 고정한다. 이때 실험 쥐의 머리가 평평하게 유지되도록, 즉 평탄한 두개골(skull)의 위치에서, 두개골의 계측점의 하나인 브레그마(bregma) 및 삼각형상(lambdoid)의 시상봉합(sagittal suture)의 합치점인 람다(lambda)의 높이가 같도록 뇌정위 기구의 앞니 고정틀(incisor bar)을 영점에서 3.3mm 아래로 내려서 고정시킨다.
정중선 절개(midline incision) 과정(S140)
브레이드를 사용하여 수술 부위의 정중앙선을 따라 절개(incision)한 후, 두피(scalp)를 봉합사를 이용하여 벌려주어 수술을 용이하게 하며, 좀 더 넓은 수술공간을 확보하기 위해서 마이크로-시저(micro-scissors)를 사용할 수 있다.
브레그마 마킹(bregma marking) 과정(S150)
타겟 위치(Target position)를 찾기 위해 참고점(reference point)인 브레그마를 찾고자, 두개골 표면을 포셉(forcep)으로 눌러주어 위쪽의 시상봉합과 관상봉합(coronal suture)이 교차되는 부위로서 수술용 수성펜을 이용하여 마킹한다.
타겟 포지셔닝(Target positioning) 과정(S160)
두개골 표면에 타겟을 마킹하고자, 브레그마로 부터 현미조작장치(micromanipulator)를 이동시켜 타겟의 두개골 표면을 마킹한다. 전극을 목표부위에 targeting하기 위해 실험용 쥐에 적용 시, 자극 전극의 타겟의 위치는 Rat brain atlas(See, Paxinos G, Watson C: The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates, ed 4th. San Diego: Academic Press, 1998)를 통해 확인하며, 이때의 좌표 사이트(coordinate site)는 브레그마로부터 AP(anterior-posterior), LA(lateral) 방향으로 이동시킨 후의 좌표를 두개골(skull) 위에 마킹(marking)한다.
버 홀 개구(Burr hole opening) 과정(S170)
타겟과 앵커 고정나사 지점의 두개골에 버 홀을 만들고자, 타겟에 치과용 천공 드릴(drill)을 이용하여 버 홀을 만든다. 타겟 사이트(target site)로부터 전후(AP:anterior-posterior) 방향으로 3mm 지점에 앵커 고정나사의 버 홀을 만든다.
이어서 시술 단계(S200)로서, 다음의 과정을 수행한다.
전극 장착(Electrode mounting) 과정(S210)
전극을 고정지그에 끼우고 현미조작장치에 장착시킨다. 고정지그는 전극을 고정시킨채 앵커만 이동할 수 있도록 설계되어 있으므로 전극을 타겟에 위치한 상태로 앵커를 두개골 표면으로 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 심부뇌자극을 실시하는 질병에 따라 사용되는 자극 전극은 하나 이상(multi-target)으로 고정되거나 수직방향이 아닌 각을 형성하여(angled-position) 뇌에 삽입될 수 있다.
전극 타겟팅(Electrode targeting) 과정(S220)
고정지그에 장착된 전극을 현미조작장치(micromanupulator)에 체결한 후 두개골 표면의 marking 된 브레그마로부터 AP(Anterior-Posterior, 앞뒤 방향), LA(Lateral, 좌우 방향), DV(Dorsal-ventral, 상하방향) target방향으로 이동시킨 이후, 앵커 부재를 두개골 표면에 부착시킨 후 고정지그의 나사를 풀고 전극의 위치는 변하지 않은 채 앵커를 두개골 표면에 부착시킨다. 이때 앵커가 확실하게 부착되도록 의료용 순간접착제를 도포할 수 있다.
앵커 고정나사 체결(Metal screw fixation) 과정(S230)
앵커가 두개골 표면에 고정되면, 앵커의 양측을 고정나사로 체결한다. 이때 양쪽에 균등한 힘을 가하여 앵커가 밀려서 전극의 이동이 발생하지 않도록 주의한다. 또한 사용되는 앵커와 고정나사 재질은 뇌기능영상 촬영시 이미지의 굴곡을 일으키지 않는 재질로 사용될 수 있다. 동물용 뇌기능영상(MRI, PET) 촬영 시 금속 재질이 아닌 테플론 등의 재질을 이용하여 촬영 이미지가 굴곡을 일으키지 않도록 한다.
접속 케이블 연결(Connection cable connecting) 과정(S240)
DBS 시스템과 연결되는 연결부와, 이 연결부에서 분기된 기준 전극과 자극 전극 연결부로 이루어진 접속 케이블을 등쪽으로부터 살가죽 바로 아래의 피하에 위치하도록 하여 DBS 시스템과 연결한다.
앵커 삽입부위 전극의 절단(Electrode cutting) 과정(S250)
케이블 접속기를 전극 고정 나사에 결합한 후, 현미조작장치에 체결된 고정지그를 올려준 다음, 커터기를 사용하여 잉여 전극을 잘라준다.
앵커 캡 부착(Anchor cap mount) 과정(S260)
캡 그리퍼(cap gripper)를 이용하여 앵커의 윗부분에 앵커 캡을 끼운 후, 그립퍼를 당겨서 빼내면 앵커 캡이 앵커에 장착된다. 이때 사용되는 앵커캡 재질은 뇌기능영상 촬영시 이미지의 굴곡을 일으키지 않는 재질로 사용될 수 있다. 동물용 뇌기능영상(MRI, PET) 촬영 시 금속 재질이 아닌 테플론 등의 재질을 이용하여 촬영 이미지가 굴곡을 일으키지 않도록 한다.
마지막으로 봉합 단계(S300)를 시술한다.
기준 전극과 두피 봉합(suture) 과정(S310)
기준 전극과 두피(scalp)를 봉합사를 이용하여 앵커에 가까운 위치의 피부조직에 봉합을 실시한다. 봉합의 전후에는 감염을 방지하고자 베타딘 용액(Povidone Idodine)을 두피에 발라줄 수 있다.
접속 케이블 봉합(Connection cable suture : helical insertion) 과정(S320)
등쪽(dorsal side)의 접속 케이블의 자극 전극 연결부를 봉합한다. 접속케이블은 단선을 막아주기 위하여 나선형으로 삽입한다.
항생물질 주사(Antibiotics Injection) 과정(S330)
항생제로서 유한양행(주)의 상표명 세파졸린(cefazolin)을 근육주사방법(intramuscular injection)으로 뒤다리(hindlimb)의 근육에 주사하며, 수술 후에도 같은 용법으로 3일동안 매일 주사한다.
하니스 부착(Harness mount) 과정(S340)
수술 후, DBS 시스템을 부착하기 위해 등쪽에 하니스(Instech Inc.의 상품명 Cat.CIH95)를 부착한다. 이 하니스는 설치류 안장이 구비된 끈의 형태로서, 연성 탄성체이며, 동물체가 잘 견디며, 발열(hyperthermia)의 위험을 줄일 수 있는 것이 바람직하다.
수술 후 치료(Post-operative care) 과정(S350)
수술 후 실험동물이 깨어날 때까지 온열 패드(heating pad)위에 두어 체온을 유지시키며, 마취에서 깨어나면 사육장으로 옮긴다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 두강내 뇌신경 자극용 소형 전극시스템의 시술방법의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이다.
예를 들면 심부뇌자극 시술의 응용 범위는 뇌(brain)의 특정영역의 이상으로 생기는 질병으로 확대가 가능하다. 보통 파킨슨 병(Parkinson's disease), 근긴장이상증(dystonia), 본태성 진전증(essential tremor), 헌팅톤 병(Huntington's disease) 등의 운동성 질환(movement disorer)이나, 우울증(depression), 정신분열증(schizophrenia), 강박장애(Obsessive-compulsive disorder) 등의 정신질환(psychiatric disorders)이나 신경병증성 통증(neuropathic pain), 간질(epilepsy) 등에서 해당하는 질병에 영향을 주는 목표 부위를 자극함으로서 질병의 증상이나 질병의 진행 속도를 더디게 하며 질병의 호전을 가져올 수 있다.
이를 위해 질병의 호전을 야기하는 목표부위(target site)는 운동성 질환(movement disorer)에서 파킨슨 병(Parkinson's disease)의 경우에는 시상하핵(STN; subthalamic nucleus), 불확정구역(Zona incerta), 담창구 내핵(GPi; Globus pallidus internal part), 대뇌각교뇌핵(pedunculopontine nucleus)이 가능하며, 근긴장이상증(dystonia)의 경우에는 담창구 내핵(GPi; Globus pallidus internal part)이 가능하며, 본태성 진전증(essential tremor)의 경우에는 (VIM;ventral intermediate nucleus of the thalamus)이 가능하며, 헌팅톤 병(Huntington's disease)의 경우에는 담창구 내핵(GPi; Globus pallidus internal part)와 담창구 외핵(GPe; Globus pallidus external part)이 가능하다.
한편, 정신질환(psychiatric disorders)에서의 목표부위는 우울증(depression)의 경우에는 대뇌측좌핵(nucleus accumbens)이 가능하며, 정신분열증(schizophrenia)의 경우에는 대뇌측좌핵(nucleus accumbens)이 가능하며, 강박장애(Obsessive-compulsive disorder)의 경우에는 속섬유막(internal capsule), 대뇌측좌핵(nucleus accumbens)이 가능하다.
또한 신경병증성 통증(neuropathic pain)에서의 목표부위는 전두대상피질(anterior cingulate cortex)이 가능하며, 간질(epilepsy)에서는 시상(thalamus), 미상핵 (caudate nucleus), 시상하핵(STN; subthalamic nucleus)이 가능한 목표 부위로 사용된다.
이상과 같이 전극을 목표부위에 타겟팅(targeting)하기 위해 실험용 쥐에 적용 시, 자극 전극의 위치는 Rat brain atlas(See, Paxinos G, Watson C: The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates, ed 4th. San Diego: Academic Press, 1998)를 통해 확인하며, 이후 뇌정위기구를 이용하여 자극 전극을 목표위치에 삽입할 수 있다.
그러므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
20 : 앵커부재 30 : 플랜지부
32 : 나사구멍 40 : 전극 홀더
42 : 삽입홈 44 : 나사홈
50 : 자극 전극 60 : 지지 나사
62 : 나사부 64 : 머리부
80 : 연결선 82 : 결합부

Claims (8)

  1. 동물모델의 두강내 뇌신경 자극 전극 시스템의 시술 방법으로서,
    시술 준비 단계(S100), 시술 단계(S200), 봉합 단계(S300)의 3단계로 구성되며,
    상기 시술 단계(S200)는
    전극 장착(Electrode mounting) 과정(S210)과,
    전극 타겟팅(Electrode targeting) 과정(S220)과,
    앵커 고정나사 체결(Metal screw fixation) 과정(S230)과,
    접속 케이블 연결(Connection cable connecting) 과정(S240)과,
    앵커 삽입부위 전극의 절단(Electrode cutting) 과정(S250)과,
    앵커 캡 부착(Anchor cap mount) 과정(S260)을 포함하는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시술 준비 단계(S100)는
    마취(anesthetization) 과정(S110)과,
    두부 털 깍기(shaving : hair shaving with clipper) 과정(S120)과,
    뇌정위 기구 고정(stereotaxic frame fixation) 과정(S130)과,
    정중선 절개(midline incision) 과정(S140)과,
    브레그마 마킹(bregma marking) 과정(S150)과,
    타겟 포지셔닝(Target positioning) 과정(S160)과,
    버 홀 개구(Burr hole opening) 과정(S170)을 포함하는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉합 단계(S300)는
    기준 전극과 두피 봉합(suture) 과정(S310)과,
    접속 케이블 봉합(Connection cable suture) 과정(S320)과,
    항생물질 주사(Antibiotics Injection) 과정(S330)과,
    하니스 부착(Harness mount) 과정(S340)과,
    수술 후 치료(Post-operative care) 과정(S350)을 포함하는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    전극 장착(Electrode mounting) 과정(S210)에서의 사용전극은 심부뇌자극을 실시하는 질병에 따라 하나 이상(multi-target)으로 고정되거나 수직방향이 아닌 각을 형성하여(angled-position) 뇌에 삽입되는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 타겟팅(Electrode targeting) 과정(S220)은 고정지그에 장착된 전극을 현미조작장치(micromanupulator)에 체결한 후 두개골 표면의 마킹(marking)된 브레그마로부터 AP(Anterior-Posterior, 앞뒤 방향), LA(Lateral, 좌우 방향), DV(Dorsal-ventral, 상하방향) target방향으로 이동시킨 이후, 앵커 부재를 두개골 표면에 부착시키는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 앵커 고정나사 체결(Metal screw fixation) 과정(S230)에서 사용되는 앵커와 고정나사는 뇌기능영상 촬영시 이미지의 굴곡을 일으키지 않는 재질을 사용하는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속 케이블 연결(Connection cable connecting) 과정(S240)은 DBS 시스템과 연결되는 연결부와, 이 연결부에서 분기된 기준 전극과 자극 전극 연결부로 이루어진 접속 케이블을 등쪽으로부터 살가죽 바로 아래의 피하에 위치하도록 하여 DBS 시스템과 연결하는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 앵커 캡 부착(Anchor cap mount) 과정(S260)에서 사용되는 앵커캡 재질은 뇌기능영상 촬영시 이미지의 굴곡을 일으키지 않는 재질을 사용하는
    뇌신경 자극용 소형 전극 시스템의 시술 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3254726B1 (en) * 2013-10-21 2020-07-08 NeuroNexus Technologies, Inc. Omnidirectional deployable multichannel neural electrode system
CN110025886A (zh) * 2019-04-19 2019-07-19 桂林医学院 动物脑立体定位在体电刺激装置
KR102460537B1 (ko) 2020-03-27 2022-10-28 한국전기연구원 신경 신호 처리 기반의 적응형 신경 자극 시스템, 장치 및 방법
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325652A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Univ Nihon 脳深部刺激装置
US20080172068A1 (en) * 2006-10-30 2008-07-17 Adams Matthew H Externally releasable body portal anchors and systems
US20080269602A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Medtronic, Inc. Method And Apparatus For Performing A Navigated Procedure
KR20090014252A (ko) * 2007-08-04 2009-02-09 김형일 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기자극기 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325652A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Univ Nihon 脳深部刺激装置
US20080172068A1 (en) * 2006-10-30 2008-07-17 Adams Matthew H Externally releasable body portal anchors and systems
US20080269602A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Medtronic, Inc. Method And Apparatus For Performing A Navigated Procedure
KR20090014252A (ko) * 2007-08-04 2009-02-09 김형일 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기자극기 시스템

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