KR100484618B1 - Apparatus for stimulating nerves - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기를 이용하여 신경을 자극시키는 신경 자극기에 있어서, 환자의 신체부위 일부를 거치할 수 있도록 형성된 거치판을 구비하는 거치대와, 환자의 신체부위 일부가 거치되는 부분의 거치판 후면에 구비되며 시변자계를 생성하는 하나 이상의 막대 코어와, 상기 하나 이상의 막대 코어를 둘러싸고 있으며 막대 코어에 시변자계가 생성될 수 있도록 순간적인 고전압 및 고전류를 인가하는 코일과, 강력한 고전압 및 고전류를 생성하는 전원부와, 전원부가 생성한 고전압과 고전류의 크기를 제어하고 막대 코어에 시변자계가 생성될 수 있도록 시간을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함으로써, 보다 강하고 침투깊이가 깊은 자기장을 형성할 수 있는 신경 자극기를 제공한다.The present invention provides a neural stimulator for stimulating a nerve using magnetism, provided with a cradle having a mounting plate formed to mount a portion of a body part of a patient, and a rear surface of the mounting plate of a part of the body part of the patient. At least one rod core generating a time varying magnetic field, a coil surrounding the at least one rod core and applying instantaneous high voltage and high current to generate a time varying magnetic field at the rod core, a power supply unit generating a strong high voltage and high current; And a control unit for controlling the magnitude of the high voltage and high current generated by the power supply unit and controlling the time to generate a time-varying magnetic field in the bar core, thereby providing a neural stimulator capable of forming a stronger and deeper magnetic field. do.
Description
본 발명은 신경을 자극하여 근육을 수축 및 이완시키는 신경자극기에 관한 것으로서, 특히 막대형 자기코어에 전류가 흐르는 코일을 감아 와전류를 유도시키고 발생된 와전류를 이용하여 신경계를 수축 및 이완시키는 신경 자극기에 관한 것이다. The present invention relates to a nerve stimulator for contracting and relaxing muscles by stimulating nerves, and particularly, a nerve stimulator for inducing eddy currents by winding a coil in which a current flows in a rod-shaped magnetic core and using the generated eddy currents to contract and relax the nervous system. It is about.
신경 세포(nerve cell)를 자극하는 방법에는 다수의 여러 가지 방법이 있는데, 그 중에서 대표적인 신경 세포 자극 방법으로는 전기적 자극방법과 자기적 자극방법이 있다. 이 중에서 전기적 자극 방법은, 신경내의 전하를 증가시켜 주위에 있는 세포 외의 액체에 대해 신경 내부의 막 전위를 증가시키는 것이다. 기능적 전기 자극(Functional Electrical Stimulation, FES)의 범위 내에 드는 한 등급의 디바이스는 피부 상이나 관심 있는 신경 그룹 다음에 있는 생체조직 내에 위치하는 전극을 통해 신경에 전하를 직접적으로 주입함으로써 신경을 자극시키게된다. 또한, 전하 전달에 필요한 전기장은 간단히 전극의 와이어(wire)를 통해 주어진다.There are a number of methods for stimulating nerve cells, and among them, typical nerve cell stimulation methods include electrical stimulation methods and magnetic stimulation methods. Among them, the electrical stimulation method is to increase the charge in the nerve to increase the membrane potential inside the nerve with respect to the extracellular liquid around. A class of devices within the scope of Functional Electrical Stimulation (FES) stimulates nerves by injecting charge directly into the nerves through electrodes located on the skin or in living tissue following the nerve group of interest. In addition, the electric field required for charge transfer is simply given through the wire of the electrode.
FES는 반 셀(half-cell)의 반응을 포함하는 메카니즘을 통해 이루어진다. 전자는 와이어에서 흐르고, 이온은 신체에서 흐른다. 전기 전해질 인터페이스에서, 반 셀의 반응은 전자-이온 교환을 이루도록 일어난다. 이 반 셀 반응이 가역 체제로 유지되지 않으면, 부분적으로는 반 셀 반응의 산화 때문에, 또한 부분적으로는 이에 의해 이루어지는 화학적 불균형 때문에 회저 현상(necrosis)이 일어나게 된다.FES is achieved through a mechanism involving the reaction of a half-cell. Electrons flow in the wires, and ions flow in the body. At the electrolytic interface, the reaction of the half cell takes place to effect electron-ion exchange. If this half-cell reaction is not maintained in a reversible regime, necrosis will occur, in part because of the oxidation of the half-cell reaction, and in part because of the chemical imbalance that results from it.
FES는 자극이 통상적으로 별로 크지 않은 전류 및 전압 레벨을 갖는 매우 작은 전극으로부터 이루어질 수 있다는 장점이 있지만, 반 셀 반응을 포함한다는 단점이 있다. FES를 사용하는 대부분의 복귀 프로그램은 전극을 피부상에 직접 배치한다. 전극과 피부 표면 사이에는 전도성 젤(gel)이나 버퍼링(buffering) 용액이 배치되어야 한다. 오랜 기간 동안 신경이나 근육 조직을 자극시킬 때는 전극/피부 인터페이스에서의 전류 집중으로 인해 때때로 피부염이 동반된다. 이러한 문제는 특히 신경 그룹의 보다 완전한 자극이나 회복에 더 큰 자극 레벨이 요구될 때 특히 악화된다. FES has the advantage that the stimulus can typically be made from very small electrodes with very low current and voltage levels, but has the disadvantage of including a half cell response. Most return programs using FES place electrodes directly on the skin. A conductive gel or buffering solution should be placed between the electrode and the skin surface. When irritating nerves or muscle tissue for a long time, dermatitis is sometimes accompanied by current concentration at the electrode / skin interface. This problem is particularly aggravated when greater stimulus levels are required for more complete stimulation or recovery of neural groups.
대조적으로, 자기적 자극은 유도에 의해 전하 전달에 필요한 전기장을 실현한다. 금속과 같은 전기 전도체로 이루어진 포화도가 큰 자기코아(magnetic core)에 코일(coil)을 감고, 코일에 순간적으로 큰 고전압 및 고전류를 급격하게 변화시켜 인가하면 코일 주변에 자기장이 발생하게된다. 코일 주변에 발생된 자기장은 자기코아에 의해 더 큰 시변자기장으로 유도되며 이 시변자기장에 의해 와전류(eddy current)가 유도되는데, 인체의 신경계는 이 와전류에 의해 자극 받아 해당 근육을 수축 및 이완시킨다. 적절하게 방향이 정해질 때와 적절한 크기가 이루어질 때, 자기적으로 유도된 전기장은 FES에 의해 실현되는 것과 똑같은 결과를 이루어, 자극되는 신경에 전하를 직접 전달한다. 신경내의 국부적인 막 전위가 대략90 밀리볼트 (millivolts)인 정상적인 음의 말초 레벨에 대해 상승될 때 신경은 자극된다. In contrast, magnetic stimulation realizes the electric field required for charge transfer by induction. When a coil is wound around a magnetic core having a high saturation magnetic core made of an electrical conductor such as a metal, and a large high voltage and a high current are suddenly changed and applied to the coil, a magnetic field is generated around the coil. The magnetic field generated around the coil is induced by a magnetic core into a larger time-varying magnetic field, and an eddy current is induced by the time-varying magnetic field. The nervous system of the human body is stimulated by this eddy current to contract and relax the muscle. When properly oriented and of the proper size, the magnetically induced electric field produces the same results as realized by FES, directly transferring charge to the stimulated nerve. The nerve is stimulated when the local membrane potential in the nerve is raised to normal negative peripheral levels of approximately 90 millivolts.
또한, 자기적 자극은 전극 피부 접촉을 요구하지 않는 유리한 특성을 갖는다. 따라서, 입고 있는 옷을 통해 자극이 이루어질 수 있으므로, 자기적 신경자극은 전기적 신경자극 방법의 여러 가지 문제점을 극복할 수 있고, 환자의 위엄을 지켜준다. 또한, 직접적인 접촉이 없기 때문에, 과도한 추가 피부염 없이 더 강한 자극 레벨이 실현될 수 있다. In addition, magnetic stimulation has advantageous properties that do not require electrode skin contact. Therefore, because the stimulation can be made through the clothes worn, magnetic nerve stimulation can overcome various problems of the electrical nerve stimulation method, and protects the dignity of the patient. In addition, since there is no direct contact, a stronger stimulus level can be realized without excessive additional dermatitis.
이와 같은 장점을 갖는 자기적 신경 자극기의 일례를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.An example of a magnetic neural stimulator having such an advantage will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 종래의 신경 자극기에 주로 쓰이는 C형 코어를 도시한다.1A shows a C-type core mainly used in conventional neural stimulators.
도 1a에서 보는 바와 같이, C형 코어(10)는 얇은 판을 쌓은 적층 구조로 이루어져 있으며 절단면(14) 사이에 갭을 갖고 360도 이하의 아크로 회전되도록 형성되어있고, 절단면(14)을 통해 자속을 구동시키기 위하여 절단면(14) 주위를 감싸는 코일(12)을 포함한다. C형 코어(10)의 아크 각도가 클수록 자기장 필드의 집속이 좋아지며, 반면에 투과 깊이는 낮아지게 된다. 도 1a에 도시된 필드선(16)은 이러한 코어(10)로 기대되는 자기장의 투과 깊이 및 집속 정도를 나타낸다. As shown in FIG. 1A, the C-shaped core 10 has a laminated structure in which a thin plate is stacked and is formed to rotate with an arc of 360 degrees or less with a gap between the cutting surfaces 14, and a magnetic flux through the cutting surface 14. It includes a coil 12 wrapped around the cutting surface 14 to drive the. The larger the arc angle of the C-type core 10, the better the focusing of the magnetic field field, while the lower the depth of penetration. Field line 16 shown in FIG. 1A represents the depth of field and the degree of focus of the magnetic field expected by this core 10.
도 1b는 이중 C형 코어를 포함하는 종래의 신경 자극기를 이용하여 요실금을 치료하는 형상을 도시한다.FIG. 1B illustrates a shape for treating urinary incontinence using a conventional neural stimulator comprising a double C-type core.
도 1b에서 보는 바와 같이 종래의 신경 자극기는, 환자(1)의 신체부위 일부를 거치할 수 있도록 수평방향으로 이루어진 좌석판(22)을 구비하는 치료용 의자(20)와, "W"자 형상으로 이루어져 있으며 좌석판(22)의 하면에 구비되는 두 개의 C형 코어(10)를 포함하여 구성된다. 또한, 서로 접촉되는 두 개의 C형 코어(10) 다리에는 고전압과 고전류가 흐르는 코일(12)이 감겨진다.As shown in FIG. 1B, a conventional nerve stimulator includes a treatment chair 20 having a seat plate 22 formed in a horizontal direction so as to mount a part of a body part of a patient 1, and a “W” shape. It consists of and comprises two C-type core 10 provided on the lower surface of the seat plate (22). In addition, a coil 12 through which a high voltage and a high current flow is wound around two C-type cores 10 which are in contact with each other.
코일(12)에 고전압 및 고전류를 흘려주면 C형 코어(10)에는 필드선(16)을 따라 자기장이 형성되고, 자기장이 형성되면 패러데이의 법칙(Fraraday's law)에 의하여 유도전류(18)가 발생한다. 발생된 유도전류(18)는 치료용 의자(20)에 앉아있는 환자의 운동신경(Motor nerve)을 자극하여 근육을 수축시키며, 상기 근육은 코일(12)에 흘려주는 전류의 주파수에 따라서 수축과 이완을 반복하는 운동을 한다.When a high voltage and a high current flow through the coil 12, a magnetic field is formed in the C-type core 10 along the field line 16, and when the magnetic field is formed, an induced current 18 is generated by Faraday's law. do. The generated induced current 18 stimulates the motor nerve of the patient sitting in the treatment chair 20 to contract the muscle, and the muscle contracts with the frequency of the current flowing through the coil 12. Exercise to repeat the relaxation.
그러나 상기와 같은 구조로 형성된 신경 자극기는 C형 코어를 제작하는 데에 제작상 어려움이 있고, 발생되는 자장의 크기에 한계가 있으며, 자장의 침투깊이를 깊게하기가 어렵다는 단점이 있었다.However, the neural stimulator formed as described above has a disadvantage in that it is difficult to manufacture a C-type core, there is a limitation in the size of the generated magnetic field, it is difficult to deepen the penetration depth of the magnetic field.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 고안된 것으로서, 코어에 자기장을 형성시켰을 때, 형성되는 자기장의 세기가 세며, 자기장의 침투깊이가 깊은 신경 자극기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is designed to solve the above problems, and when the magnetic field is formed in the core, the strength of the formed magnetic field is high, and an object of the present invention is to provide a neural stimulator having a deep penetration depth of the magnetic field.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 신경 자극기는, 환자의 신체부위 일부를 거치할 수 있도록 형성된 거치판을 구비하는 거치대와, 환자의 신체부위 일부가 거치되는 부분의 거치판 후면에 구비되며 시변자계를 생성하는 하나 이상의 코어와, 상기 하나 이상의 코어를 둘러싸고 있으며 상기 하나 이상의 코어에 시변자계가 생성될 수 있도록 순간적인 고전압 및 고전류를 인가하는 코일과, 강력한 고전압 및 고전류를 생성하는 전원부와, 전원부가 생성한 고전압과 고전류의 크기를 제어하고 막대 코어에 시변자계가 생성될 수 있도록 시간을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다. Neural stimulator according to the present invention for achieving the above object, is provided with a cradle having a mounting plate formed so as to mount a part of the body part of the patient, the rear of the mounting plate of the part where the part of the body part of the patient is mounted At least one core for generating a time-varying magnetic field, a coil surrounding the at least one core and applying instantaneous high voltage and high current to generate the time-varying magnetic field, a power supply unit generating a strong high voltage and high current; And a control unit for controlling the magnitude of the high voltage and the high current generated by the power supply unit and controlling the time so that a time-varying magnetic field can be generated in the bar core.
코어는 0.5 테슬라 이상의 자기장 포화도를 가질 수 있는 물질로 제작되어 있으며, 길이 방향으로 하나 이상의 판을 쌓아 제작된다. 또한, 코어는 일자형, 접시형, 요철원형, E자형 및 L자형 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성된다. The core is made of a material that can have a magnetic field saturation of 0.5 Tesla or higher, and is made by stacking one or more plates in the longitudinal direction. In addition, the core is formed in any one of a straight, dish-shaped, uneven round shape, E-shape and L-shape.
본 발명에 적용되는 코어는, C형 코어에 비하여 생성되는 자기장의 회전반경이 크기 때문에 자기장의 침투 깊이가 깊게 형성되고, 코어의 길이를 변화시킴으로써 생성되는 자기장의 세기를 조절할 수 있으므로 환자의 특성에 따라 적절한 자기장을 생성시킬 수 있다.The core applied to the present invention has a larger rotation radius of the magnetic field compared to the C-type core, so that a deeper penetration depth of the magnetic field is formed. Therefore, a suitable magnetic field can be generated.
또한, 거치대는 코어가 위치하는 부분의 사방 측면에 자기장의 누설을 막고 효율적인 자기장을 형성하기 위하여 자기장을 차단할 수 있는 재료로 제작된 자기 차단판을 구비한다.In addition, the cradle includes a magnetic shield plate made of a material capable of blocking the magnetic field to prevent leakage of the magnetic field and to form an efficient magnetic field on all sides of the portion where the core is located.
이하에서는 첨부되는 도면을 참고로 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 이하에 도시되는 자기장의 분포는 시뮬레이션 실험을 통하여 산출된 실험 결과이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; The magnetic field distribution shown below is an experimental result calculated through a simulation experiment.
도 2는 일자형 막대 코어를 사용한 신경 자극기의 구성도이다.2 is a block diagram of a neural stimulator using a straight rod core.
도 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 신경 자극기는, 환자(1)의 신체부위 일부를 거치할 수 있도록 수평방향으로 이루어진 거치판(32)을 구비하는 거치대(30)와, 거치판(32)의 하면에 구비되는 막대 코어(40)와, 막대 코어(40)를 둘러싸고 있으며 막대 코어(40)에 시변자계(42)가 생성될 수 있도록 순간적인 고전압 및 고전류를 인가하는 코일(50)과, 강력한 고전압 및 고전류를 생성하는 전원부(60)와, 전원부(60)가 생성한 고전압과 고전류의 크기를 제어하고 막대 코어(40)에 시변자계(42)가 생성될 수 있도록 시간을 제어하는 제어부(70)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 2, the neural stimulator according to the present invention includes a cradle 30 having a mounting plate 32 formed in a horizontal direction so as to mount a part of a body part of the patient 1, and a mounting plate 32. A rod core 40 provided at a lower surface of the rod core, a coil 50 surrounding the rod core 40 and applying instantaneous high voltage and high current to generate a time-varying magnetic field 42 at the rod core 40, Power control unit 60 for generating a strong high voltage and high current, a control unit for controlling the size of the high voltage and high current generated by the power supply unit 60 and the time-varying magnetic field 42 to be generated in the bar core ( 70).
전원부(60)에서 생성된 고전압 및 고전류가 코일(50)에 인가되면 막대 코어(40)에는 시변자계(42)가 형성되고, 시변자계(42)의 형성으로 인하여 거치판(32)의 상단부에 유도전류(44)가 형성된다. 유도전류(44)는 환자(1)의 운동신경을 자극하여 환자(1)의 근육을 수축시키며, 수축되는 환자(1)의 근육은 코일(50)에 흘려주는 전류의 주파수에 따라서 수축과 이완을 반복하는 운동을 한다.When the high voltage and the high current generated by the power supply unit 60 are applied to the coil 50, a time-varying magnetic field 42 is formed in the rod core 40, and due to the formation of the time-varying magnetic field 42, an upper portion of the mounting plate 32 is formed. Induced current 44 is formed. The induced current 44 stimulates the motor nerves of the patient 1 to contract the muscles of the patient 1, and the muscles of the patient 1 to be contracted contract and relax according to the frequency of the current flowing in the coil 50. Repeat the exercise.
도 3a는 일자형 막대 코어의 형상을 나타낸다.3A shows the shape of a straight rod core.
일자형 막대코어(100)는 길이 방향으로 얇은 판을 쌓은 적층 구조로 형성되어있으며 순간적인 고전압 및 고전류를 인가하는 코일(130)에 의하여 둘러 싸여있다. The straight bar core 100 is formed of a laminated structure in which thin plates are stacked in a length direction and is surrounded by a coil 130 that applies instantaneous high voltage and high current.
일자형 막대코어(100)는 일자형 막대코어(100)의 양 끝단을 연결하며 자기장을 형성하게되는데, 도 1a에 도시된 C형 코어가 형성하는 자기장과 비교하였을 때 회전반경이 보다 큰 자기장이 형성되므로 자기장의 침투깊이가 깊어지게 된다. 따라서, 코어 길이(110)가 길수록 자기장의 침투깊이가 깊어지게 되고, 코어 단면적이 커질수록 자기장의 세기가 커지게 된다. The straight bar core 100 connects both ends of the straight bar core 100 to form a magnetic field. As compared with the magnetic field formed by the C-type core shown in FIG. 1A, a magnetic field having a larger rotation radius is formed. The penetration depth of the magnetic field is deepened. Therefore, the longer the core length 110, the deeper the penetration depth of the magnetic field, and the larger the core cross-sectional area, the greater the strength of the magnetic field.
도 3b는 도 3a의 일자형 막대코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때 자기장의 분포를 도시한다.FIG. 3B shows the distribution of the magnetic field when the magnetic field is formed using the straight rod core of FIG. 3A.
일자형 막대코어(100)를 둘러싸고 있는 코일(130)에 자기장을 형성시키면 도 3b에 도시된 바와 같이 자기장 분포(140)가 나타난다. When the magnetic field is formed in the coil 130 surrounding the straight bar core 100, the magnetic field distribution 140 appears as shown in FIG. 3B.
도 4a는 두 개의 일자형 막대 코어를 겹친 형상을 도시한다.4A shows the shape of two straight bar cores overlapped.
일자형 막대 코어(100) 두 개를 겹친 후 순간적인 고전압 및 고전류를 인가하는 코일(132)로 둘러싼 형상으로써, 자기장이 생성되는 코어 단면적이 넓어지게 되므로 하나의 일자형 막대 코어(100)를 사용하였을 때 보다 세기가 센 자기장이 형성된다.When two straight bar cores 100 are overlapped and surrounded by coils 132 that apply instantaneous high voltage and high current, the cross-sectional area of the core in which the magnetic field is generated is widened, so when one straight bar core 100 is used. A stronger magnetic field is formed.
도 4b는 두 개의 일자형 막대 코어를 겹쳐 자기장을 형성시켰을 때 자기장의 분포를 나타낸다.4B shows the distribution of the magnetic field when two magnetic bar cores are superimposed to form a magnetic field.
도 4b에 도시된 바와 같이, 하나의 일자형 막대 코어(100)를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때 보다 두 개의 일자형 막대 코어를 겹쳐 자기장을 형성시켰을 때의 자기장이 더 세게 형성됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 4B, it can be seen that the magnetic field is formed stronger when two magnetic bar cores are overlapped to form a magnetic field than when one magnetic bar core 100 is used to form a magnetic field.
도 5a는 다수의 일자형 막대 코어를 병렬로 배치한 형상을 도시한다.5A shows a configuration in which a plurality of straight rod cores are arranged in parallel.
도 5a에 도시된 바와 같이, 다수의 일자형 막대 코어(100)를 일정 간격을 두며 배치시키고, 각 일자형 막대 코어(100)에 코일(134)을 감은 후에 자기장을 형성시키면 보다 넓은 범위에 걸쳐 자기장을 형성시킬 수 있다. 사용자의 필요에 따라 일자형 막대 코어(100)의 배치는 변형될 수 있으며, 배치하는 일자형 막대 코어(100)의 개수도 변경하여 응용될 수 있다.As shown in FIG. 5A, a plurality of straight bar cores 100 are arranged at regular intervals, and a coil 134 is wound around each straight bar core 100 to form a magnetic field, thereby forming a magnetic field over a wider range. Can be formed. The arrangement of the straight bar core 100 may be modified according to the needs of the user, and the number of the straight bar cores 100 to be disposed may also be changed and applied.
도 5b는 일정 간격을 두어 배치한 다수의 일자형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.5B shows a magnetic field distribution when a magnetic field is formed using a plurality of straight bar cores arranged at regular intervals.
도 5b와 같이 일정 간격을 두어 배치한 다수의 일자형 막대 코어(100)를 이용하여 자기장을 형성시키면, 하나의 일자형 막대 코어(100)를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때보다 넓은 자기장 분포(144)가 형성된다.When the magnetic field is formed using a plurality of straight bar cores 100 arranged at regular intervals as shown in FIG. 5B, a wider magnetic field distribution 144 is obtained than when a magnetic field is formed using one straight bar core 100. Is formed.
도 6a는 접시형 막대 코어의 형상을 도시한다.6A shows the shape of a dish-shaped rod core.
접시형 막대 코어(200)는 접시와 같이 오목하게 형성된 코어의 중앙부에 원기둥 형상의 막대(210)를 구비하도록 구성되어있다. 막대(210) 주위에 도넛형의 코일(260)을 둘러싼 후 자기장을 형성시키면 막대(210)부분에서 사방의 원주(220)로 퍼져나가며 자기장이 형성된다.The dish-shaped rod core 200 is configured to include a cylindrical rod 210 at the center of the core formed concave like a dish. When the magnetic field is formed after enclosing the donut-shaped coil 260 around the rod 210, the magnetic field is formed by spreading from the rod 210 to the circumference 220 in all directions.
막대와 원주간의 거리(230)가 클수록 자기장의 세기가 약해짐과 동시에 자기장의 침투깊이도 작아지며, 막대와 원주간 각도(240)가 180도 이상으로 커지게 될 때에도 자기장의 세기와 자기장의 침투깊이도 작아지게된다. 또한, 막대 높이(250)가 높아짐에 따라 자기장의 세기와 자기장의 침투깊이가 커지게 된다. The greater the distance 230 between the rod and the circumference, the weaker the strength of the magnetic field, and the smaller the penetration depth of the magnetic field, and even when the angle between the rod and the circumference 240 becomes greater than 180 degrees, the strength of the magnetic field and the The penetration depth is also small. In addition, as the bar height 250 increases, the strength of the magnetic field and the penetration depth of the magnetic field become large.
도 6b는 접시형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 6B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the dish bar core.
도 6b에 도시된 바와 같이, 접시형 막대 코어(200)에 자기장을 형성시키면, 접시형 막대 코어(200)의 상단부에만 자기장 분포(270)가 형성된다.As shown in FIG. 6B, when the magnetic field is formed in the dish-shaped rod core 200, the magnetic field distribution 270 is formed only at the upper end of the dish-shaped rod core 200.
도 7a는 요철원형 막대 코어의 형상을 도시한다.7A shows the shape of the uneven rod core.
도 7a에 도시된 바와 같이, 요철원형 막대 코어(300)는 일정 두께를 갖는 원판형 코어에 상단으로 갈수록 지름이 작아지도록 구배를 갖는 원기둥 형상의 막대(310)를 중앙부에 구비한다. 또한, 고전압과 고전류를 인가하는 코일(370)은 막대(310)를 둘러싸도록 구비된다. 요철원형 막대 코어(300)에 전기장을 형성시키면 막대(310) 상단면에서 바깥원주(320)의 측면으로 퍼져 나가도록 자기장이 형성된다. As shown in FIG. 7A, the uneven circular bar core 300 includes a cylindrical rod 310 having a gradient in a central portion of the disc-shaped core having a predetermined thickness so as to decrease in diameter toward the top thereof. In addition, the coil 370 for applying a high voltage and a high current is provided to surround the rod 310. When the electric field is formed in the uneven circular bar core 300, a magnetic field is formed to spread from the top surface of the rod 310 to the side of the outer circumference 320.
막대 상단면 높이(330)나 막대와 원주간 거리(340)가 커질수록 자기장의 세기가 침투깊이가 작아지며, 막대와 원주간의 각도(350)가 작아질수록 자기장의 세기와 침투깊이가 커지게 된다. As the height of the rod top surface 330 or the distance between the rod and the circumference 340 increases, the intensity of penetration of the magnetic field decreases. As the angle 350 between the rod and circumference decreases, the strength and penetration depth of the magnetic field increases. You lose.
도 7b는 요철원형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 7B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the uneven bar core.
도 7b에 도시된 바와 같이, 요철원형 막대 코어(300)에 자기장을 형성시키면, 주로 요철원형 막대 코어(300)의 측면에 자기장 분포(380)가 형성된다.As shown in FIG. 7B, when the magnetic field is formed in the uneven circular bar core 300, the magnetic field distribution 380 is mainly formed on the side surface of the uneven circular bar core 300.
도 8a는 E자형 막대 코어의 형상을 도시한다.8A shows the shape of an E-shaped rod core.
E자형 막대 코어(400)는, 고전류와 고전압을 인가하는 코일(460)이 감겨있는 제 1 막대(410)와, 제 1 막대(410)와 하단부가 연결되어 있으며 제 1 막대(410)의 양 측면에 각각 하나씩 위치하는 제 2 막대(420)를 구비한다. E자형 막대 코어(400)에 자기장을 형성시키면, 자기장은 제 1 막대(410)에서 제 2 막대(420)로 퍼져 나가도록 형성된다.The E-shaped rod core 400 includes a first rod 410 wound around a coil 460 for applying a high current and a high voltage, a first rod 410 and a lower end connected thereto, and an amount of the first rod 410. Second rods 420 are located one on each side. When a magnetic field is formed in the E-shaped rod core 400, the magnetic field is formed to spread from the first rod 410 to the second rod 420.
제 1 막대(410)와 제 2 막대(420)간의 막대간 거리(430)가 멀어지면 자기장의 세기 및 침투깊이가 작아지고, 제 1 막대(410)와 제 2 막대(420)간의 막대간 각도(440)가 180도 이상으로 커지게 되면 자기장의 세기 및 침투깊이가 커지게 된다. 또한, 막대 높이(450)가 커질수록 자기장의 세기 및 침투깊이가 커진다.If the distance between the bars 430 between the first bar 410 and the second bar 420 is far, the strength and penetration depth of the magnetic field decreases, and the bar-to-bar angle between the first bar 410 and the second bar 420 is reduced. When the 440 becomes larger than 180 degrees, the strength and penetration depth of the magnetic field become large. In addition, as the bar height 450 increases, the strength and penetration depth of the magnetic field increases.
도 8b는 E자형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.8B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the E-shaped rod core.
도 8b에 도시된 바와 같이, E자형 막대 코어(400)에 자기장을 형성시키면, E자형 막대 코어(400)의 상단측에 자기장 분포(470)가 주로 형성된다.As shown in FIG. 8B, when the magnetic field is formed in the E-shaped rod core 400, the magnetic field distribution 470 is mainly formed on the upper side of the E-shaped rod core 400.
도 9a는 L자형 막대 코어의 형상을 도시한다.9A shows the shape of an L-shaped rod core.
L자형 막대 코어(500)는 상측으로 길이를 갖는 수직부(510)와 측면으로 길이를 갖는 수평부(520)로 이루어져 있으며, 고전압과 고전류를 인가하는 코일(560)은 수직부(510)의 둘레에 감기도록 위치한다. L자형 막대 코어(500)에 자기장을 형성시키면 수직부(510)에서 수평부(520)로 나가는 형상으로 자기장이 형성된다.The L-shaped rod core 500 is composed of a vertical portion 510 having a length upwardly and a horizontal portion 520 having a length laterally, and the coil 560 for applying a high voltage and a high current has a vertical portion 510. It is positioned to wind around. When the magnetic field is formed on the L-shaped bar core 500, the magnetic field is formed in a shape that exits from the vertical portion 510 to the horizontal portion 520.
수직부 길이(530)가 길어질수록 자기장의 세기 및 침투 깊이는 커지게 되고, 수평부 길이(540)가 길어질수록 자기장의 세기 및 침투 깊이는 작아지게 된다. 또한, 수직부와 수평부간 각도(550)가 90도 이상으로 커질수록 자기장의 세기와 침투 깊이가 커지게 된다.As the length of the vertical portion 530 increases, the strength and penetration depth of the magnetic field increases, and as the length of the horizontal portion 540 increases, the strength and penetration depth of the magnetic field decreases. In addition, as the angle 550 between the vertical portion and the horizontal portion increases to 90 degrees or more, the strength and penetration depth of the magnetic field increase.
도 9b는 L자형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 9B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the L-shaped bar core.
도 9b에 도시된 바와 같이, L자형 막대 코어에 자기장을 형성시키게 되면 좌우의 자기장 분포(570)가 서로 다르게 형성된다.As shown in FIG. 9B, when the magnetic field is formed in the L-shaped bar core, the left and right magnetic field distributions 570 are formed differently.
도 10a는 도 9a에 도시된 L자형 막대 코어를 2개 및 4개 결합한 형상을 도시한다.FIG. 10A shows a shape in which two and four L-shaped rod cores shown in FIG. 9A are combined.
도 9a에 도시된 L자형 막대 코어(500)를 2개 이상 결합하여 하나의 코어로 사용할 수 있는데, 여기에서는 각각 L자형 막대 코어(500)를 각각 2개와 4개를 결합한 형상을 나타낸다. 고전압과 고전류를 인가하는 코일(562)은 결합이 완료된 수직부의 둘레에 감기도록 구비된다. 기타 기본적인 특성은 도 9a에 도시된 L자형 막대 코어(500)와 동일하다. Two or more L-shaped bar cores 500 shown in FIG. 9A may be combined to be used as one core. Here, each of the L-shaped bar cores 500 may be combined with two and four L-shaped bar cores 500. The coil 562 for applying the high voltage and the high current is provided to be wound around the vertical portion in which the coupling is completed. Other basic characteristics are the same as the L-shaped rod core 500 shown in FIG. 9A.
도 10b는 L자형 막대 코어를 2개 결합하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 10B shows the magnetic field distribution when two L-shaped rod cores are joined to form a magnetic field.
좌우가 대칭되도록 L자형 막대 코어를 결합하여 사용하게 되므로, L자형 막대 코어를 1개 사용하여 자기장을 형성시킨 도 9b와는 달리 좌우가 대칭되도록 자기장 분포(572)가 형성된다.Since the left and right symmetrical bar cores are used in combination, the magnetic field distribution 572 is formed so as to be symmetrical, unlike in FIG. 9B, in which a magnetic field is formed using one L-shaped bar core.
도 11a는 L자형 막대 코어를 다수 개 조합한 형상을 도시한다. 11A shows a shape in which a plurality of L-shaped bar cores are combined.
도 9a에 도시된 L자형 막대 코어(500) 2개를 좌우 대칭이 되도록 배열한 것으로서, 이는 적절한 자기장의 세기와 침투 깊이를 얻기 위한 것이다. 막대 코어의 조합은 도 11a에 도시된 바에 한정되는 것이 아니며, 사용자의 필요에 따라 여러 가지 형상으로 조합이 가능하다.The two L-shaped rod cores 500 shown in FIG. 9A are arranged to be symmetrically, in order to obtain an appropriate magnetic field strength and penetration depth. Combination of the rod core is not limited to that shown in Figure 11a, it can be combined in various shapes according to the user's needs.
도 11b는 도 11a의 막대 코어 조합을 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.FIG. 11B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the bar core combination of FIG. 11A.
도 11b에 도시된 바와 같이, 2개의 막대 코어를 조합하여 자기장을 형성시키면 하나의 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때 보다 자기장의 세기와 침투 깊이가 커지게 된다.As shown in FIG. 11B, when the two bar cores are combined to form a magnetic field, the strength and penetration depth of the magnetic field are greater than when the magnetic field is formed using one bar core.
도 12는 자기 차단판을 구비하는 거치대를 도시한다.12 shows a cradle with a magnetic shield plate.
도 12에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 거치대(30)는 전자기가 외부로 유출됨을 막기 위하여 막대 코어(40)가 위치하는 부분의 사방 즉, 전후 측면과 좌우 측면에 자기를 차단할 수 있는 재료로 이루어진 자기 차단판을 추가로 구비한다. 신경 자극기에서 발생하는 전자기가 외부로 유출됨을 방지함으로써, 자기에 의해 영향을 받는 각종 전자제품을 자기로부터 보호할 수 있으며, 발생된 자기를 보다 효율적으로 이용할 수 있게된다.As shown in Figure 12, the cradle 30 according to the present invention is made of a material that can block the magnets on all sides, that is, the front and rear and left and right sides of the portion where the rod core 40 is located in order to prevent the electromagnetic leakage to the outside It further comprises a magnetic blocking plate made. By preventing the electromagnetic waves generated by the neural stimulator from leaking to the outside, various electronic products affected by the magnetism can be protected from the magnetism, and the generated magnetism can be used more efficiently.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment and should be interpreted by the attached claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
본 발명에 의한 신경 자극기를 이용하면 같은 값의 전류 및 전압을 인가하더라도 보다 강하고 침투 깊이가 깊은 자기장을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 막대 코어의 길이를 조절함으로써 형성되는 자기장을 조절할 수 있으므로 사용에 편리하다는 장점이 있다.The neural stimulator according to the present invention has an advantage of forming a stronger and deeper magnetic field even when the same current and voltage are applied. In addition, since the magnetic field formed by adjusting the length of the rod core can be adjusted, there is an advantage that it is convenient to use.
도 1a는 종래의 신경 자극기에 주로 쓰이는 C형 코어를 도시한다.1A shows a C-type core mainly used in conventional neural stimulators.
도 1b는 이중 C형 코어를 포함하는 종래의 신경 자극기를 이용하여 요실금을 치료하는 형상을 도시한다.FIG. 1B illustrates a shape for treating urinary incontinence using a conventional neural stimulator comprising a double C-type core.
도 2는 일자형 막대 코어를 사용한 신경 자극기의 구성도이다.2 is a block diagram of a neural stimulator using a straight rod core.
도 3a는 일자형 막대 코어의 형상을 나타낸다.3A shows the shape of a straight rod core.
도 3b는 도 3a의 일자형 막대코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때 자기장의 분포를 도시한다.FIG. 3B shows the distribution of the magnetic field when the magnetic field is formed using the straight rod core of FIG. 3A.
도 4a는 두 개의 일자형 막대 코어를 겹친 형상을 도시한다.4A shows the shape of two straight bar cores overlapped.
도 4b는 두 개의 일자형 막대 코어를 겹쳐 자기장을 형성시켰을 때 자기장의 분포를 나타낸다.4B shows the distribution of the magnetic field when two magnetic bar cores are superimposed to form a magnetic field.
도 5a는 다수의 일자형 막대 코어를 병렬로 배치한 형상을 도시한다.5A shows a configuration in which a plurality of straight rod cores are arranged in parallel.
도 5b는 일정 간격을 두어 배치한 다수의 일자형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.5B shows a magnetic field distribution when a magnetic field is formed using a plurality of straight bar cores arranged at regular intervals.
도 6a는 접시형 막대 코어의 형상을 도시한다.6A shows the shape of a dish-shaped rod core.
도 6b는 접시형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 6B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the dish bar core.
도 7a는 요철원형 막대 코어의 형상을 도시한다.7A shows the shape of the uneven rod core.
도 7b는 요철원형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 7B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the uneven bar core.
도 8a는 E자형 막대 코어의 형상을 도시한다.8A shows the shape of an E-shaped rod core.
도 8b는 E자형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.8B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the E-shaped rod core.
도 9a는 L자형 막대 코어의 형상을 도시한다.9A shows the shape of an L-shaped rod core.
도 9b는 L자형 막대 코어를 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 9B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the L-shaped bar core.
도 10a는 도 9a에 도시된 L자형 막대 코어를 2개 및 4개 결합한 형상을 도시한다.FIG. 10A shows a shape in which two and four L-shaped rod cores shown in FIG. 9A are combined.
도 10b는 L자형 막대 코어를 2개 결합하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.Fig. 10B shows the magnetic field distribution when two L-shaped rod cores are joined to form a magnetic field.
도 11a는 L자형 막대 코어를 다수 개 조합한 형상을 도시한다. 11A shows a shape in which a plurality of L-shaped bar cores are combined.
도 11b는 도 11a의 막대 코어 조합을 이용하여 자기장을 형성시켰을 때의 자기장 분포를 나타낸다.FIG. 11B shows the magnetic field distribution when the magnetic field is formed using the bar core combination of FIG. 11A.
도 12는 자기 차단판을 구비하는 거치대를 도시한다.12 shows a cradle with a magnetic shield plate.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 환자 10 : 코어1: patient 10: core
12 : 코일 16 : 필드선12 coil 16 field wire
18 : 유도전류 20 : 치료용 의자18: induced current 20: chair for treatment
22 : 좌석판 30 : 거치대22: seat plate 30: holder
32 : 거치판 40 : 막대 코어32: mounting plate 40: rod core
42 : 시변 자계 44 : 유도 전류42: time-varying magnetic field 44: induction current
50 : 코일 60 : 전원부50: coil 60: power supply
70 : 제어부 100 : 일자형 막대 코어70: control unit 100: straight bar core
200 : 접시형 막대 코어 300 : 요철원형 막대 코어200: dish type bar core 300: uneven round bar core
400 : E자형 막대 코어 500 : L자형 막대 코어400: E-shaped rod core 500: L-shaped rod core
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