Maxwell 3D를 이용한 경두개 자기 전극 시뮬레이션에 관한 연구 (A Study on Transcranial Magnetic Electrode Simulation Using Maxwell 3D)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보전자통신기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보전자통신기술학회 논문지 / 12권 / 6호 / 657 ~ 665페이지
· 저자명 : 이근용, 윤세진, 정진형, 김준태, 이상식

초록

본 연구는 전 세계적으로 문제가 대두되고 있는 고령화 사회로 인한 신경성 퇴행 질환인 치매 및 근육통증 치료방법인 경두개 자기 전극에 관한 연구를 진행하였다. 특히 경두개 자기 전극은 두부 표피에 코일을 이용하여 뇌 심층으로 자기를 출력하여 언어능력, 인지능력, 기억력 등의 치매 증상에 의해 저하되는 능력을 향상시키기 위해 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 경두개 자기 전극의 핵심인 코일의 설계를 위하여 Maxwell 3D 프로그램을 통한 시뮬레이션을 진행하였다. 선행 연구로 설계된 코일과 연구 개발을 통한 코일의 시뮬레이션 비교를 한 결과 출력의 경우 기존의 설계된 코일 보다 출력 면에서 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. B-Field, H-Field 두 개의 코일 출력의 그래프는 대칭을 이루는 것을 확인하였으나, 각 코일간의 대칭은 유사 대칭으로 정확한 대칭을 이루지 않는 것으로 확인이 되었다. 이러한 결과를 바탕으로 양 코일을 통한 두부 표피의 출력이 가능한지에 관한 확인을 위해 실험을 진행하였다. 역순방향 2-코일의 분석의 자기장의 경우 최대 출력은 3.3920e+004 H[A_per_meter]로 나타났으며 벡터장의 경우 35도에서 165도 부근에서의 자기장이 가장강한 것으로 나타났지만, 양 방향의 자기 출력으로 인하여 자기 출력이 상쇄가 되는 것을 확인하였다. 순방향 2-코일의 경우 역방향 코일과 비슷한 최대 3.2348e+004H[A_per_meter] 나타났으나 vector field의 경우 순방향 출력 및 두부 표피 출력에 관한 자기 출력이 확인이 되었다. 다만, 출력 코일에서 높이의 변화를 하였을 때, 자기 출력이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

영어초록

In this study, we conducted a study on the transcranial magnetic electrode, a method for the study of dementia and muscle pain, a neurodegenerative disease caused by an aging society, which is becoming a problem worldwide. In particular, transcranial magnetic electrodes have been studied to improve their ability to be deteriorated by dementia symptoms such as speech, cognitive ability, and memory by outputting magnetism deep into the brain using coils on the head epidermis. In this study, simulation was performed using Maxwell 3D program for the design of coil, the core of transcranial magnetic electrode. As a result of the simulation comparison between the coil designed by the previous research and the coil through the research and development, the output was found to be superior to the conventional designed coil. The graphs of the coil outputs of B-Field and H-Field are found to be symmetrical, but the symmetry between each coil is pseudo-symmetrical and not accurate. Based on these results, an experiment was conducted to confirm whether the output of the head epidermis through both coils is possible. In the magnitude field of the reverse-coil 2-coil analysis, the maximum output was 3.3920e + 004 H [A_per_meter], and the vector field showed the strongest magnetic field around 35 to 165 degrees. It was confirmed that the magnetic output canceled due to the magnetic output. In the case of the forward 2-coil, a maximum of 3.2348e + 004H [A_per_meter] similar to the reverse coil was observed, but in the case of the vector field, the magnetic output regarding the forward output and the head skin output was confirmed. However, when the height change in the output coil, the magnetic output was reduced.

참고자료

· 없음