Name: 다중 전극 경두개 전기 자극을 위한 맞춤형 3D 프린팅 헤드기어 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-09T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: 학습하세요 다중 전극 경두개 전기 자극을 위한 맞춤형 3D 프린팅 헤드기어 제작 및 원격 적용 방법을. MRI 기반 개인별 모델링과 비전문가도 가능한 정확한 전극 배치로 신경조절 치료 접근성을 확대합니다.

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<ol><li>Antal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+intensity+transcranial+electric+stimulation%3A+Safety%2C+ethical%2C+legal+regulatory+and+application+guidelines%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines.</a> Clin Neurophysiol. 128 (9), 1774-1809 (2017).</li>
<li>Bikson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+of+transcranial+direct+current+stimulation%3A+Evidence+based+update+2016%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Safety of transcranial direct current stimulation: Evidence based update 2016.</a> Brain Stimul. 9 (5), 641-661 (2016).</li>
<li>El Jamal, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tolerability+and+blinding+of+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+among+older+adults+at+intensities+of+up+to+4+mA+per+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Tolerability and blinding of high-definition transcranial direct current stimulation among older adults at intensities of up to 4 mA per electrode.</a> Brain Stimulation. 16 (5), 1328-1335 (2023).</li>
<li>Lefaucheur, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence-based+guidelines+on+the+therapeutic+use+of+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS).</a> Clin Neurophysiol. 128 (1), 56-92 (2017).</li>
<li>Charvet, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remotely-supervised+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29+for+clinical+trials%3A+Guidelines+for+technology+and+protocols%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Syst+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Remotely-supervised transcranial direct current stimulation (tDCS) for clinical trials: Guidelines for technology and protocols.</a> Front Syst Neurosci. 9, 26(2015).</li>
<li>Charvet, L. E., Shaw, M. T., Bikson, M., Woods, A. J., Knotkova, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supervised+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29+at+home%3A+A+guide+for+clinical+research+and+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Supervised transcranial direct current stimulation (tDCS) at home: A guide for clinical research and practice.</a> Brain Stimul. 13 (3), 686-693 (2020).</li>
<li>Pilloni, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tolerability+and+feasibility+of+at-home+remotely+supervised+transcranial+direct+current+stimulation+%28RS-tDCS%29%3A+Single-center+evidence+from+6%2C779+sessions%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Tolerability and feasibility of at-home remotely supervised transcranial direct current stimulation (RS-tDCS): Single-center evidence from 6,779 sessions.</a> Brain Stimul. 15 (3), 707-716 (2022).</li>
<li>Brechet, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patient-tailored%2C+home-based+non-invasive+brain+stimulation+for+memory+deficits+in+dementia+due+to+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurol%22%5BJournal%5D)">Patient-tailored, home-based non-invasive brain stimulation for memory deficits in dementia due to Alzheimer's disease.</a> Front Neurol. 12, 598135(2021).</li>
<li>Van De Winckel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Home-based+transcranial+direct+current+stimulation+plus+tracking+training+therapy+in+people+with+stroke%3A+An+open-label+feasibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroeng+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Home-based transcranial direct current stimulation plus tracking training therapy in people with stroke: An open-label feasibility study.</a> J Neuroeng Rehabil. 15 (1), 83(2018).</li>
<li>Sharma, G., Chowdhury, S. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSharma%2C+G+%222019+IEEE+Conference+on+computational+intelligence+in+bioinformatics+and+computational+biology+%28CIBCB%29%22">2019 IEEE Conference on computational intelligence in bioinformatics and computational biology (CIBCB)</a>. , 1-5 (2019).</li>
<li>Borckardt, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pilot+study+of+the+tolerability+and+effects+of+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+%28HD-tDCS%29+on+pain+perception%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pain%22%5BJournal%5D)">A pilot study of the tolerability and effects of high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) on pain perception.</a> J Pain. 13 (2), 112-120 (2012).</li>
<li>Datta, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gyri-precise+head+model+of+transcranial+direct+current+stimulation%3A+Improved+spatial+focality+using+a+ring+electrode+versus+conventional+rectangular+pad%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation: Improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad.</a> Brain Stimul. 2 (4), 201-207 (2009).</li>
<li>Rogers, G., Joodaki, M., Hopf, A., Santarnecchi, E., Guzman, R., Muller, B., Osmani, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+target+engagement+via+customized+electrode+positioning+for+personalized+transcranial+electrical+stimulation%3A+A+biophysical+modeling+study%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Increasing target engagement via customized electrode positioning for personalized transcranial electrical stimulation: A biophysical modeling study.</a> NeuroImage. 311, 121206(2025).</li>
<li>Kuo, H. -I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+cortical+plasticity+induced+by+conventional+and+high-definition+4%C3%97+1+ring+tDCS%3A+A+neurophysiological+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+stimul%22%5BJournal%5D)">Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4× 1 ring tDCS: A neurophysiological study.</a> Brain stimul. 6 (4), 644-648 (2013).</li>
<li>Reckow, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tolerability+and+blinding+of+4x1+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+%28HD-tDCS%29+at+two+and+three+milliamps%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Tolerability and blinding of 4x1 high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) at two and three milliamps.</a> Brain Stimul. 11 (5), 991-997 (2018).</li>
<li>Iglesias, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthsr%3A+A+public+ai+tool+to+turn+heterogeneous+clinical+brain+scans+into+high-resolution+T1-weighted+images+for+3D+morphometry%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">Synthsr: A public ai tool to turn heterogeneous clinical brain scans into high-resolution T1-weighted images for 3D morphometry.</a> Sci Adv. 9 (5), eadd3607(2023).</li>
<li>Iglesias, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Joint+super-resolution+and+synthesis+of+1+mm+isotropic+MP-RAGE+volumes+from+clinical+MRI+exams+with+scans+of+different+orientation%2C+resolution+and+contrast%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Joint super-resolution and synthesis of 1 mm isotropic MP-RAGE volumes from clinical MRI exams with scans of different orientation, resolution and contrast.</a> Neuroimage. 237, 118206(2021).</li>
<li>Huang, Y., Datta, A., Bikson, M., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Realistic+volumetric-approach+to+simulate+transcranial+electric+stimulation-roast-a+fully+automated+open-source+pipeline%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Realistic volumetric-approach to simulate transcranial electric stimulation-roast-a fully automated open-source pipeline.</a> J Neural Eng. 16 (5), 056006(2019).</li>
<li>Hampstead, B. M., Ehmann, M., Rahman-Filipiak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliable+use+of+silver+chloride+HD-tDCS+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Reliable use of silver chloride HD-tDCS electrodes.</a> Brain Stimul. 13 (4), 1005-1007 (2020).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>전극 겔</td><td>표지판</td><td>해당 없음</td><td></td></tr><tr><td>머리 장식</td><td>소테릭스 메디컬 주식회사&nbsp;</td><td>https://soterixmedical.com/research/remote</td><td></td></tr><tr><td>MxN 10 원격</td><td>소테릭스 메디컬 주식회사&nbsp;</td><td>https://soterixmedical.com/research/remote</td><td></td></tr></tbody></table>

다중 전극 경두개 전기 자극을 위한 맞춤형 3d 프린팅 헤드기어

Personalized 3D-printed Headgear for Multi-electrode Transcranial Electrical Stimulation

다중 전극 경두개 전기 자극을 위한 맞춤형 3D 프린팅 헤드기어

We present an overview of a novel, patented, approach for creating personalized 3D-printed headgear that enables multi-electrode transcranial electrical ...

우리 프로그램은 사실 두 가지 주요 목표가 있습니다. 첫 번째는 치매 스펙트럼 전반에 걸쳐 인지 및 정서적 결손을 유발하는 뇌의 변화를 식별하는 것입니다. 두 번째 목표는 방금 치료 목표로 지정한 변화들을 신경조절과 같은 기법을 활용해 일상 기능을 개선하는 것입니다.혁신적인 헤드기어와 훈련 과정을 통해 원격으로 쉽고 정확한 다중 전극 설치를 가능하게 합니다. 이로 인해 접근성이 확대되면서도 시뮬레이션의 정밀도를 유지하고 심지어 향상시킨다. 우선, 구조적 T1 MRI 스캔을 받으세요.참가자의 T1 데이터를 안전한 서버에 업로드하고, 분할 소프트웨어를 사용해 뇌 조직을 분할하여 계산 모델링 단계를 준비합니다. ROAST 프로그램을 시작하세요. 참가자의 머리를 흐르는 전류의 개별화된 계산 모델을 개발하세요.모델을 사용해 전극을 목표 뇌 부위로 전류 흐름을 유도하는 위치에 배치합니다. 이제 원하는 전극 위치와 참가자의 T1을 헤드기어 생성 소프트웨어에 업로드하세요. 소프트웨어는 전극 홀더를 연결하는 횡막대를 자동으로 배치하여 단단한 껍질을 형성하여 사용자가 머리카락을 재배치하고 해부학적 지점을 식별할 수 있게 합니다.3D 모델 파일을 적절한 3D 프린터에 STL 형식으로 업로드하세요. 인쇄 후에는 필요할 때 사포로 거친 가장자리를 매끄럽게 다듬으세요. 자세를 안내하는 방향 탭을 사용해 연구 참가자의 머리에 머리 위에 머리를 착용하세요.양쪽 헤드기어는 턱 아래에 후크 앤 루프 스트랩을 사용해 고정하세요. 전극 홀더와 두피 사이의 미세한 틈을 찾아 헤드기어의 착용감을 확인하세요. 작은 틈이 생기는 위치를 주목하고, 헤드기어를 벗어 이 틈을 보완할 부드러운 스페이서를 적용하세요.다른 전극 홀더가 두피와 접촉하고 있는지 다시 한 번 확인하세요. 헤드기어의 측정 정확도를 검증하기 위해, 유연한 줄자를 사용해 참가자의 머리에 있는 각 전극의 위치를 손으로 측정하고 표시하세요. 참가자에게 머리 장비를 씌우세요.그 다음 각 전극 홀더의 위치를 표시하세요. 헤드기어를 벗어. 손으로 측정한 자국과 헤드기어 전극 홀더 자국 사이의 밀리미터 차이를 측정하세요.차이가 있는 거리와 방향을 기록하세요. 헤드기어가 제대로 착용되면, 전극 홀더에서 흩어진 머리카락을 최대한 제거해 피부를 최대한 노출시키세요. 그 다음 각 전극 홀더에 전도성 젤을 채우고 각 전극을 홀더에 넣어 전극과 젤 간의 접촉을 보장합니다.전극을 고정하기 위해 홀더에 캡을 끼우세요. 첫 세션에서는 머리 장식의 구성 요소를 설명하고 올바른 배치와 준비 절차를 학습 파트너에게 시연하세요. 헤드기어의 핏에 미세한 틈이 있는지 점검하세요.틈이 있다면 전극 홀더 하단에 유연한 스페이서를 붙이고 다른 전극 홀더도 다시 점검하세요. 모발 하부 홀더에서 모발을 옮기고, 젤을 적절히 채우고, 전극을 설치하며, 해당 홀더 캡을 착용하는 등 모범 사례를 시연하세요. 이제 ME-tES 장치의 작동법을 시연해 보겠습니다: 배터리 충전 검사와 전극 임피던스 평가.그 다음 올바른 회전, 제거, 세탁 및 건조 방법을 보여주세요. 다음 세션에서는 학습 파트너가 머리에 머리 고정 탭이 올바르게 배치되었는지 확인하기 위해 비(鼻)와 이귓바퀴 지점을 표시하게 하세요. 그 다음, 스터디 파트너가 머리 장비를 착용하게 하세요.연구 파트너의 배치 위치를 선거구 보유자 위치를 표시한 후 머리 장비를 벗으세요. 다음으로, 참가자의 머리에 머리를 씌우고, 유권자 위치를 표시한 뒤 머리 장식을 벗습니다. 두 배치 간의 차이를 주목하고 교정 피드백을 제공하세요.스터디 파트너가 장치 작동, 임피던스 평가, 장비 청소 등 모든 준비를 감독 하에 진행하게 하세요. 이후 세션에서는 표준 기술 기반 체크리스트를 사용하여 설정 과정의 각 단계에서 학습 파트너를 모니터링하세요. 훈련 마지막 날에는 학습 파트너에게 필요한 모든 용품이 든 캐링 케이스, 관리 및 유지보수 매뉴얼, 그리고 세션 종료 시 ME-tES 장치가 든 두 번째 케이스를 제공합니다.원격 재택 ME-tES 세션의 경우, 학습 파트너가 안전한 영상 통화에 로그인하도록 하세요. 모든 설정 작업을 그들에게 맡기세요. 그 다음, 임피던스를 보고하게 하세요.승인되면 학습 파트너가 ME-tDCS 단원에 입력할 수 있도록 코드를 제공하세요. 그 후 영상 통화로 필요한 세션 활동을 수행합니다. 세션이 끝나면, 학습 파트너가 관리 및 유지 체크리스트를 준수하고 자극기 배터리를 충전하도록 하세요.헤드기어 전극 위치는 처음 54명의 참가자 사이에 평균 8.6밀리미터 차이만 있었으며, 이는 연구팀이 손으로 측정한 위치에 비해 이루어졌습니다. 훈련 첫날, 연구 파트너들은 연구 팀 배치에 비해 평균 약 3밀리미터 편차 간격으로 헤드기어를 착용했으며, 마지막 날에는 명목상 1.74밀리미터로 개선되었습니다. 참가자와 연구 파트너들은 첫 세션 후 높은 자신감을 보고했으며, 마지막 교육 세션에서는 거의 한계에 가까운 수준으로 더욱 상승했습니다.저희 특허받은 헤드기어는 다중 전극 신경조절을 안전하고 정확하게 전달할 수 있는 진정으로 개인화된 방법을 제공합니다. 이 헤드기어는 매우 사용자 친화적이어서 가족이나 친구 같은 비전문가도 원격으로 다중 전극 자극을 제공할 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

Transcranial 직류 자극 (tDCS)은 대뇌 피질의 흥분을 조절하기 위해 설립된...

Transcranial 직접 전류 자극의 전극 위치와 몬티지

출처: Curado, M. et. al., 인간 운동 기능 조절을 위한 비침습적 전기 뇌 자극 몽타주. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 인간의 운동 기능을 조절하기 위한 경두개 직류 자극(tDCS)의 설정 및 메커니즘을 보여줍니다. 양극을 일차 운동 피질 위에 배치하고 음극을 반대쪽 안와상 영역 위에 배치함으로써 표적 전기 자극은 피질 흥분성을 증가시켜 운동 뉴런 활동을 향상시키며 운동 성능을 향상시킵니다.

인간 운동 뉴런 활동을 조절하기 위한 비침습적 전기 뇌 자극

출처: Fehér, K. D. et. al., 경두개 교류 자극(tACS) 중 동시 뇌파 기록. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 뇌 활동을 기록하면서 리드미컬한 전기 신호를 뇌에 전달하기 위한 동시 경두개 교류 자극(tACS) 및 뇌파 검사(EEG) 실험의 설정을 보여줍니다. 이 절차는 전극 분리를 보장하고 정확한 자극과 깨끗한 EEG 신호를 위해 겔 브리징을 방지합니다.

인간의 뇌 활동 기록을 위한 동시 경두개 교류 자극 및 뇌파 검사 구축

이 비디오는 전극 어셈블리를 마우스의 뇌에 이식하는 기술을 보여줍니다. 어셈블리에는 해마의 활동을 기록하기 위한 양극성 전극과 소뇌에서 기준선 활동을 얻기 위한 참조 전극이 포함되어 있습니다. 마취된 마우스를 입체성 프레임에 놓고 전극 어셈블리를 표적 뇌 영역에 이식합니다. 그런 다음 동물은 전기 생리학적 기록을 수행하기 전에 회복하도록 허용합니다.

전기생리학적 기록을 위해 마우스 뇌에 전극 어셈블리를 이식합니다.

두개 직류 자극 (tDCS)은 여러 가지 신경 학적 조건에서 초기 치료 효과를 보여 주었다 비 침습 뇌 자극 기술입니다. 이러한 치료 효과의 근간이되는 주요 메커니즘은 대뇌 피질의 흥분의 변조이다. 따라서 대뇌 피질의 흥분의 온라인 모니터링 가이드 자극 매개 변수를 도움과 치료 효과를 최적화합니다. 본 문서에서 우리는 실시간으로 동시 tDCS 및 EEG 감시를 결합한 새로운 장치의 사용을 검토합니다.

경 두개 직류 자극하는 동안 동시 EEG 모니터링

이 프로젝트의 목표는 거의 실시간으로 깊은 두뇌 자극의 효과 시뮬레이션 하 고 어떻게 이러한 장치에 영향을 미칠 뇌의 신경 활동으로 의미 있는 피드백을 제공 하는 대화형, 환자 관련 모델링 파이프라인을 개발 하는 것입니다.

대화형, 환자 전용 모델을 사용 하 여 깊은 두뇌 자극 치료를 위한 신경 섬유 책자를 대상으로

경두개 직접 전류 자극(tDCS)을 투여할 때, 재현 가능한 전극 준비 및 배치는 허용되고 효과적인 세션에 필수적입니다. 이 문서의 목적은 tDCS 및 관련 두개내 전기 자극 기술(예: 경두개 교류 전류 자극(tACS)의 관리를 위한 업데이트된 최신 설정 절차를 설명하는 것입니다.

경두개 직접 전류 자극을 포함한 신뢰할 수 있고 쉬우며 용인된 경두개 전기 자극을 위한 기술 업데이트

이 논문은 인간의 뇌 네트워크를 연구하고 조절하기 위해 실시간 뇌파 검사 트리거 경두개 자기 자극을 설명합니다.

실시간 뇌전도-트리거 경두개 자기 자극을 가진 두뇌 국가 의존적인 두뇌 자극

여기에 제시된 프로토콜은 3D 디지타이저와 고화질 경두개 직접 전류 자극을 결합한 자극 위치의 결정에서 더 높은 정확도를 달성하기 위한 프로토콜이다.

고화질 경부 직접 전류 자극이 있는 3D 디지타이저를 사용한 자극 위치 측정

이 프로토콜은 작업 기억의 세타 주파수 자극을 예로 사용하여 인지 작업 중 신경 진동에 대한 자극 효과를 조사하기 위해 HD-tACS와 EEG를 결합하기 위한 실용적인 접근 방식을 확립합니다.

경두개 교류 자극과 뇌파도의 조합

학습하세요 다중 전극 경두개 전기 자극을 위한 맞춤형 3D 프린팅 헤드기어 제작 및 원격 적용 방법을. MRI 기반 개인별 모델링과 비전문가도 가능한 정확한 전극 배치로 신경조절 치료 접근성을 확대합니다.

다중 전극 경두개 전기 자극을 위한 맞춤형 3D 프린팅 헤드기어

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