인공와우 임플란트 디자인 설계 시 최우선은? 가운데로 최대한 가깝게

인공와우 이식 시 달팽이관(와우)에 삽입하는 전극은 어떠한 원리에 근거해서 만들어 질까요? 여기에는 테크놀로지와 디자인이 결합되어 아주 이상적인 결과를 얻을 수 있도록 설계가 되었습니다. 그 비결이 무엇일까요? 여기에는 과학이 숨어 있습니다.

임플란트 디자인 설계 시 왜 와우 측(Modiolus)에 최대한 가깝게 근접하려고 설계를 할까요?

•          전극(electrode)을 신경절 세포(ganglion cell)에 최대한 가까이 하기 위함이다.

•          신경 자극(neural excitation)에 최대한 포커스를 두고자 한다.

달팽이관(와우)을 뚝 잘라서 보면 크리스마스 트리와 닮았습니다. 거기에서 신경이 가운데 중심으로 모여있습니다. 이를 최대한 활용하는 것입니다. 여기가 전극(electrode) 디자인의 출발선입니다. 

아래 그림을 보시면 와우의 중심축(modiolus) 이라고 표시한 부분에 최대한 전극을 가깝게 안착시키는 것이 비결입니다. 결론부터 말씀드리면 와우의 핵(중심축)에 가깝게 근접할 수록 다양한 이점도 있습니다.

이렇게 와우 축에 가깝게 전극을 붙임으로 인해서 어떠한 기대 효과가 나타날까요?

1. T & C 레벨이 낮아질 수 있다. 
☞ 이는 와우 중심 축에 전극이 가깝게 붙어 있기 때문에  적은 전류량으로도 자극이 가능하다는 의미이며, 적은 전류량을 제공해도 환자가 반응을 보인다는 의미입니다.

2. 주파수 코딩이 향상된다 (place coding 또는 frequency coding)
3. 역동범위가 넓어진다(dynamic range)
4. 언어 명료도가 높아질 수 있다.
5.  전류 소비량을 줄일 수 있다.



또한 임플란트 전극 길이(electrode array)는 나선 신경절 세포(Spiral Ganglion Cell)의 길이를 반영합니다. 나선형으로 말려져 있는 나선 신경절 세포를 역시 쭉~ 폈을 때 그 길이가 16mm 정도가 됩니다. 따라서 이 길이에 맞게 전극의 길이를 제작해서 10개의 납을 지나서 실제 와우 전극에 삽입되는 전극의 길이 역시 16mm 정도라고 보시면 되겠습니다.