심부 뇌 자극(DBS)에서 전극 이동은 파킨슨병이나 본태성 떨림 환자의 치료 효과를 저하시키는 조용한 합병증입니다. 전극 고정 장치가 두개골의 미세 움직임을 흡수할 충분한 탄성을 갖추지 못하면, 전극 변위는 수개월 간의 수술 계획을 무효화할 수 있습니다. Brainlab, Mimics 및 Ansys Biomechanics와 같은 소프트웨어의 조합을 통해 이제 이 현상을 밀리미터 단위의 정밀도로 모델링할 수 있습니다.
Mimics, Brainlab 및 Ansys Biomechanics를 활용한 워크플로우 🧠
프로세스는 Mimics에서 시작되며, MRI 및 CT 스캔을 기반으로 뇌 구조와 두개골을 분할합니다. 3차원 모델은 Brainlab으로 내보내져 이상적인 수술 경로와 전극 위치를 정의합니다. 이후 Ansys Biomechanics에서 뇌 조직에는 점탄성 특성이, 전극에는 티타늄 또는 폴리우레탄의 특정 영률이 할당됩니다. 시뮬레이션은 환자의 생리적 움직임을 모방하는 주기적 하중을 적용하여 조직-전극 경계면의 응력 분포를 시각화합니다. 결과는 탄성이 부족한 고정 장치가 전극 이동을 유발하는 전단력을 생성하는 임계 지점을 보여줍니다.
지능적이고 예측 가능한 고정 장치를 향하여 🔧
생체역학 시뮬레이션은 문제를 진단할 뿐만 아니라 앵커 시스템을 재설계할 수 있게 해줍니다. 고정 클립의 강성이나 전극 깊이와 같은 매개변수를 변경함으로써, 생체의공학 엔지니어는 뇌 실질을 손상시키지 않으면서 변위를 최소화하는 조합을 찾을 수 있습니다. 3D 수술 계획과 유한 요소 검증을 결합한 이 접근 방식은 DBS를 더 안전하고 오래 지속되는 시술로 변화시키고 있으며, 재수술의 필요성을 줄이고 있습니다.
DBS에서 전극 이동의 3D 시뮬레이션이 파킨슨병 환자의 치료 실패 예측에 미치는 영향.
(추신: 3D로 심장을 출력한다면, 뛰게 하거나... 적어도 저작권 문제가 없도록 하세요.)