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.
Cochlear implant (CI) is an auditory prosthesis that delivers electrical stimulation via inserted electrodes into a cochlea. To evaluate CI performance, it is important to understand how auditory nerves are responded to electrical stimulations. In clinic, electrically evoked compound action potential (ECAP) is measured. In this study, we developed 3D finite element (FE) cochlear model to simulate ECAP in response to electrical stimulation. The model prododuced ECAP similar to that measured in animal experiments and clinics. This 3D FE cochlear model could be used in electrical stimulus method study to improve CI by analyzing neural responses to electrical stimulations.
