KR101136880B1

KR101136880B1 - Cortical Electric Stimulator

Info

Publication number: KR101136880B1
Application number: KR1020090120502A
Authority: KR
Inventors: 김소희; 추남선
Original assignee: 광주과학기술원
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2012-04-20
Also published as: KR20110064071A

Abstract

본 발명에 따른 뇌에 전기 자극을 제공하는 전기 자극 장치는 상기 전기 자극 신호를 상기 뇌로 전송하거나 상기 뇌로부터의 신호를 수신하는 회로부와, 상기 회로부에 연결되며 플랙서블한 재료(flexible material)로 형성되어 용이하게 변형되는 바디부와, 상기 바디부 상에 형성되며, 상기 전기 자극 신호에 따라 상기 전기 자극을 전달하는 복수개의 전극을 포함하는 전극부와, 상기 바디부 상에 형성되며, 상기 회로부와 상기 전극부를 연결하기 위한 배선부를 포함한다. 이러한 전기 자극 장치에 따르면 광범위한 두피 및 두개골의 절개를 가능한 적게 하면서 넓은 범위의 뇌피질에 전기 자극을 제공할 수 있는 효과가 있다. An electrical stimulation device for providing electrical stimulation to the brain according to the present invention comprises a circuit portion for transmitting the electrical stimulation signal to the brain or receiving a signal from the brain, and formed of a flexible material connected to the circuit portion. A body portion which is easily deformed and formed on the body portion, the electrode portion including a plurality of electrodes transferring the electrical stimulation according to the electrical stimulation signal, and formed on the body portion, And a wiring part for connecting the electrode part. This electrical stimulation device has the effect of providing electrical stimulation to a wide range of brain cortex with as little incision of extensive scalp and skull as possible.

뇌피질, 경막, 전기자극, 플랙서블 전극 Cerebral cortex, dura mater, electrical stimulation, flexible electrode

Description

Cortical Electrical Stimulator

본 발명은 전기 자극 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrical stimulation device.

뇌 중추신경계에 대한 전기적 자극에 관하여서는 오랜 기간동안 연구가 진행되어 왔다. 연구 초기의 전기적 자극은 반복되는 간질이 발생되는 부분을 찾거나 수술중 뇌기능부의 특히 운동영역, 언어영역 등 뇌의 특정한 부분에 대한 기능적 지도를 얻는데 사용되었다.Electrical stimulation of the central nervous system has been underway for a long time. Early electrical stimulation was used to find areas where recurrent epilepsy develops, or to obtain functional maps of specific areas of the brain, such as motor and language areas during surgery.

최근, 반복적경두개자기자극(repetitive transcranial magnetic stimulation: rTMS) 및 경두개직류전기자극(transcranial direct current stimulation: tDCS)을 통한 뇌 전자기자극 연구에 의하면 우울증, 파킨슨씨병, 뇌졸중 후 기능 손상, 간질, 만성 신경병증성 통증 등의 치료에 효과가 있음이 밝혀졌다.Recent studies of brain electromagnetic stimulation through repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS) have shown that depression, Parkinson's disease, impairment after stroke, epilepsy, and chronic It has been found to be effective in the treatment of neuropathic pain and the like.

전기자극은 신경 간의 연결을 활성화하거나 억제시킴으로서 증상 개선에 효과적인 영향을 미친다. 대뇌피질의 전기자극을 위한 기존의 장비들은 주로 경두개성 자극 장치로 이러한 장치를 통한 자극은 대뇌피질의 목적한 병변 부위보다 불필요하게 광범위한 피질에 자극이 전달되는 단점이 있다. 또한, 기존 전기 자극을 위 한 장비들은 경두개를 통한 자극으로 인하여 실질적으로 대뇌피질에 원하는 강도의 자극을 하기 위해서는 강한 자극을 가해야 하는 문제점이 있다.Electrical stimulation has an effective effect on improving symptoms by activating or inhibiting the connections between nerves. Conventional equipment for the electrical stimulation of the cerebral cortex is mainly transcranial stimulation device, the stimulation through this device has the disadvantage that the stimulus is transmitted to the wider cortex unnecessarily than the target lesion site of the cerebral cortex. In addition, the existing equipment for electrical stimulation has a problem that you need to apply a strong stimulus in order to substantially stimulate the desired strength in the cerebral cortex due to stimulation through the head and neck.

이러한 단점을 극복하기 위해 경막 외측에 삽입되는 전극이 사용되고 있으나 이것 또한 전극의 크기가 미리 설정되어 있어 전극을 삽입하기 위해서는 정해진 크기의 전극에 맞춰 두개골을 절개해야하는 문제점이 있었다.In order to overcome this disadvantage, an electrode inserted into the outer surface of the dura is used, but this also has a problem in that the size of the electrode is set in advance so that the skull needs to be cut in accordance with a predetermined size of electrode in order to insert the electrode.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 광범위한 두피 및 두개골의 절개를 가능한 적게 하면서 넓은 범위의 뇌피질에 전기 자극을 제공할 수 있는 전기자극 장치를 제공한다.The present invention has been proposed to solve the above problems and to meet the above demands, and provides an electrical stimulation device capable of providing electrical stimulation to a wide range of brain cortex while reducing the incision of a wide range of scalp and skull. do.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌에 전기 자극을 제공하는 전기 자극 장치는 상기 전기 자극 신호를 상기 뇌로 전송하거나 상기 뇌로부터의 신호를 수신하는 회로부와, 상기 회로부에 연결되며 플랙서블한 재료(flexible material)로 형성되어 용이하게 변형되는 바디부와, 상기 바디부 상에 형성되며, 상기 전기 자극 신호에 따라 상기 전기 자극을 발생시키는 복수개의 전극을 포함하는 전극부와, 상기 바디부 상에 형성되며, 상기 회로부와 상기 전극부를 연결하기 위한 배선부를 포함한다.An electrical stimulation device for providing an electrical stimulation to the brain according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a circuit portion for transmitting the electrical stimulation signal to the brain or receiving a signal from the brain, and is connected to the circuit portion A body part formed of a flexible material and easily deformed, an electrode part formed on the body part, the electrode part including a plurality of electrodes generating the electric stimulus according to the electric stimulation signal, and It is formed on the body portion, and includes a wiring portion for connecting the circuit portion and the electrode portion.

여기에서, 상기 바디부는 링 형태를 갖는다. Here, the body portion has a ring shape.

본 발명의 다른 실시예에 따른 뇌에 전기 자극을 제공하는 전기 자극 장치는 상기 전기 자극 신호를 상기 뇌로 전송하고 상기 뇌로부터의 신호를 수신하는 회로부와, 상기 회로부에 연결되며 플랙서블한 재료(flexible material)로 주머니 형태를 가지도록 형성되어 용이하게 변형되며, 유체를 주입할 수 있는 주입구를 포함하는 바디부와, 상기 바디부 상에 형성되며, 상기 전기 자극 신호에 따라 상기 전기 자극을 발생시키는 복수개의 전극을 포함하는 전극부와, 상기 바디부 상에 형성되며, 상기 회로부와 상기 전극부를 연결하기 위한 배선부를 포함한다.An electrical stimulation device for providing electrical stimulation to the brain according to another embodiment of the present invention is a circuit portion for transmitting the electrical stimulation signal to the brain and receiving a signal from the brain, and flexible material connected to the circuit portion (flexible) a material formed in a bag shape and easily deformed, and including a body part including an injection hole for injecting a fluid, and formed on the body part and generating the electric stimulus according to the electric stimulation signal. And an electrode part including two electrodes, and a wiring part formed on the body part to connect the circuit part and the electrode part.

여기에서, 상기 전극부의 전극들은 상기 바디부 상에 일정한 패턴을 가지고 배열되어 있다. Here, the electrodes of the electrode portion are arranged in a predetermined pattern on the body portion.

여기에서, 상기 전극부의 전극들은 뇌의 병변 부위의 크기 및 위치에 따라 하나 이상의 패턴을 갖는다. Here, the electrodes of the electrode unit has one or more patterns according to the size and position of the lesion site of the brain.

여기에서, 상기 배선부는 상기 복수개의 전극들 각각이 회로부에 연결되도록 구성된다. Here, the wiring portion is configured such that each of the plurality of electrodes is connected to the circuit portion.

여기에서, 상기 배선부는 반도체 공정에 의해 상기 바디부 상에 형성된다.Here, the wiring portion is formed on the body portion by a semiconductor process.

여기에서, 상기 바디부는 고분자 수지로 형성된다. Here, the body portion is formed of a polymer resin.

여기에서, 상기 바디부는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 또는 폴리이미드로 형성된다.Here, the body portion is formed of polydimethylsiloxane (PDMS) or polyimide.

여기에서, 상기 바디부, 상기 전극부 및 상기 배선부는 생체적합성 재료로 형성된다.Here, the body portion, the electrode portion and the wiring portion is formed of a biocompatible material.

여기에서, 상기 전기 자극 장치는 유선 또는 무선으로 전력 및 전기 자극을 위한 제어 신호를 생성하는 스티뮬레이터와 연결된다.Here, the electrical stimulation device is connected with a stimulator for generating control signals for power and electrical stimulation by wire or wirelessly.

본 발명에 따른 전기자극 장치에 따르면, 두피 및 두개골의 절개를 가능한 적게 하면서 넓은 범위의 뇌피질에 전기 자극을 제공할 수 있는 효과가 있다. According to the electrical stimulation device according to the present invention, there is an effect that can provide electrical stimulation to a wide range of brain cortex while reducing the incision of the scalp and skull.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이 다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 대뇌피질을 감싸는 경막 상부에 삽입되어 전기적인 자극을 주거나 신호의 기록을 하는 전극장치에 관한 것으로서, 회로부를 제외한 부분의 플랙서블 한 바디가 전기적 배선을 형성하는 구성을 가지며, 플랙서블한 바디부는 용이하게 변형되며, 주머니 형태 이거나 플랙서블한 링타입일 수 있다.The present invention relates to an electrode device that is inserted into the upper part of the dura enveloping the cerebral cortex to give electrical stimulation or record signals. The body portion is easily deformed, and may be in the form of a bag or a flexible ring type.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 자극 장치의 구성을 나타낸다.1 shows a configuration of an electrical stimulation device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 전기 자극 장치(100)은 대뇌피질을 감싸는 경막 상부에 삽입되어 전기적인 자극을 제공하는 전기 자극 장치이다. 또는 전기 자극 장치(100)는 상기 전기적인 자극에 응답한 뇌 신호를 기록할 수도 있다.The electrical stimulation device 100 according to the present invention is an electrical stimulation device that is inserted into the upper part of the dura surrounding the cerebral cortex to provide electrical stimulation. Alternatively, the electrical stimulation device 100 may record the brain signal in response to the electrical stimulation.

전기 자극 장치는 회로부(10), 바디부(20), 전극부(40) 및 배선부(30)를 포함한다. The electrical stimulation device includes a circuit portion 10, a body portion 20, an electrode portion 40, and a wiring portion 30.

회로부(10)는 자극 신호를 전송하는 부분과 뇌로부터 신호를 수신하는 부분을 포함할 수 있다. 또한, 회로부(10)는 전기 자극에 따라 뇌로부터 수신되는 신호를 기록할 수도 있다. 회로부(10)는 바디부(20)의 일측에 또는 바디부(20) 상에 위치될 수 있다. The circuit unit 10 may include a portion for transmitting a stimulus signal and a portion for receiving a signal from the brain. In addition, the circuit unit 10 may record a signal received from the brain according to the electrical stimulation. The circuit portion 10 may be located on one side of the body portion 20 or on the body portion 20.

바디부(20)는 전기 자극 장치(100)가 뇌피질 상에 위치할 때 뇌피질에 접촉하며 회로부(10)를 지지한다. 도 1의 실시예에서 바디부(20)는 원형의 형상을 가지며, 바디부(20)의 가장자리는 회로부(10)의 가장자리에 접착하거나 연결될 수 있다. 이 경우 바디부(20)는 주머니 형태를 갖는다.The body portion 20 contacts the brain cortex and supports the circuit portion 10 when the electrical stimulation device 100 is positioned on the brain cortex. In the embodiment of FIG. 1, the body portion 20 has a circular shape, and the edge of the body portion 20 may be bonded or connected to the edge of the circuit portion 10. In this case, the body portion 20 has a bag shape.

전극부는 바디부(20) 상에 형성되며, 복수개의 전극(40)을 포함할 수 있다. 전극(40)은 병변의 크기 또는, 전기 자극의 전기 자극 장치의 효율성, 목적 또는 기능 등에 따라 다양한 패턴으로 형성될 수 있다. The electrode portion is formed on the body portion 20 and may include a plurality of electrodes 40. The electrode 40 may be formed in various patterns according to the size of the lesion or the efficiency, purpose, or function of the electrical stimulation device of the electrical stimulation.

도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 자극 장치의 구성을 나타낸다.2 shows a configuration of an electrical stimulation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 전기 자극 장치(100)는 도 1의 전기 자극 장치와 바디부를 제외하고는 동일한 구성을 갖는다.The electrical stimulation apparatus 100 illustrated in FIG. 2 has the same configuration except for the body portion and the electrical stimulation apparatus of FIG. 1.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 전기 자극 장치(100)의 바디부(20)는 도 1의 바디부의 형상과 다르게 직사각형 형상을 갖는다. 이 직사각형 바디부(20)의 짧은 두 면이 회로부(10)의 양 측면에 연결되거나 접착될 수 있다. 이 경우, 바디부(20)는 링 형태를 갖는다.As shown in FIG. 2, the body portion 20 of the electrical stimulation apparatus 100 according to the second embodiment has a rectangular shape different from that of the body portion of FIG. 1. Two short sides of the rectangular body portion 20 may be connected or bonded to both sides of the circuit portion 10. In this case, the body portion 20 has a ring shape.

도 3는 본 발명의 실시예들에 따른 전극 패턴들을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating electrode patterns according to example embodiments.

도 3에는 다양한 전극 패턴이 도시되어 있다. 도 3(a)에는 복수개의 전극들이 바디부(20) 상에 일정한 간격으로 배치된 전극 패턴이 나타나 있다. 도 3(b)를 참조하면, 4개의 정사각형 전극들이 바디부(20) 상에 배치되어 있다. 도 3(c)는 바디부(20)의 형상과 유사한 형상을 갖는 하나의 전극이 바디부(20)에 배치되어 있다. 도 3(d)는 2개의 직사각형 전극들이 바디부(20) 상에 배치되어 있다.3 illustrates various electrode patterns. 3A illustrates an electrode pattern in which a plurality of electrodes are disposed on the body portion 20 at regular intervals. Referring to FIG. 3B, four square electrodes are disposed on the body portion 20. In FIG. 3C, one electrode having a shape similar to that of the body part 20 is disposed in the body part 20. 3 (d), two rectangular electrodes are disposed on the body portion 20.

또한, 회로부(10)와 전극(40)을 연결하는 배선부(30)가 바디부(20) 상에 형성될 수 있다. 또는 배선부(30)는 별도의 전도체로 형성된 라인으로 구성되어 회로부(10)와 전극(40)을 연결할 수 있다.In addition, a wiring part 30 connecting the circuit part 10 and the electrode 40 may be formed on the body part 20. Alternatively, the wiring unit 30 may be formed of a line formed of a separate conductor to connect the circuit unit 10 and the electrode 40.

도 4은 본 발명에 따른 배선부의 실시예들을 나타낸 도면이다.4 is a view showing embodiments of a wiring unit according to the present invention.

도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선부를 도시하며, 도 4(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선부를 도시한다.Figure 4 (a) shows a wiring portion according to an embodiment of the present invention, Figure 4 (b) shows a wiring portion according to another embodiment of the present invention.

도 4(a)를 참조하면, 회로부(10)에 대해 각각 전극(40)이 연결되어 있다. 즉, 배선부(30)는 각각의 전극(40)과 회로부(10)를 연결하도록 구성될 수 있다. 또 한, 도 4(b)를 참조하면, 회로부(10)에 대해 복수 개의 전극들(40)이 함께 연결되어 있다. 이러한 전기적 배선은 반도체 공정에 의해 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4A, the electrodes 40 are connected to the circuit unit 10, respectively. That is, the wiring unit 30 may be configured to connect each electrode 40 and the circuit unit 10. In addition, referring to FIG. 4B, a plurality of electrodes 40 are connected to the circuit unit 10 together. Such electrical wiring may be formed by a semiconductor process.

도 5는 본 발명에 따른 배선부들의 회로부와 전극 간의 연결 형태들을 나타낸 도면이다. 도 5(a)는 배선부가 주머니 내부 공간에 별도로 형성된 경우의 회로부와 전극을 연결한 경우의 연결 형태들을 나타내고, 도 5(b)는 바디부(20) 상에 배선부가 형성된 경우의 회로부와 전극을 연결한 경우의 연결 형태들을 나타낸다.5 is a view showing the connection form between the circuit portion and the electrode of the wiring portion according to the present invention. FIG. 5 (a) shows connection forms when the circuit part and the electrode are connected when the wiring part is separately formed in the inner space of the bag, and FIG. 5 (b) shows the circuit part and the electrode when the wiring part is formed on the body part 20 Connection types in the case of connecting.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 배선부의 배선 방식은 전기 자극 장치의 효율성, 목적 또는 그 기능에 따라 당업자에 의해 변형 가능하다. 한편, 바디부(20)는 회로부(10)에 연결되며, 플랙서블한 재료(flexible material)로 형성되어 용이하게 변형될 수 있다. 다시 말해, 바디부(20)는 접촉되는 곳의 형상에 맞춰 변형될 수 있다. 이러한 바디부의 플랙서블 특징을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.As shown in FIG. 5, the wiring scheme of the wiring unit according to the present invention may be modified by those skilled in the art according to the efficiency, purpose, or function of the electrical stimulation device. On the other hand, the body portion 20 is connected to the circuit portion 10, it is formed of a flexible material (flexible material) can be easily deformed. In other words, the body portion 20 may be deformed according to the shape of the contact portion. The flexible feature of such a body portion will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 6는 본 발명에 따른 전기 자극 장치(100)가 뇌 경막 상부 상에 삽입된 경우를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따라 전기 자극 장치(100)가 뇌 경막 상에 삽입되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view showing a case where the electrical stimulation device 100 according to the present invention is inserted on the upper portion of the brain dura, Figure 7 illustrates the process of the electrical stimulation device 100 is inserted on the brain dura in accordance with the present invention It is a figure for following.

도 6 및 도 7(a)를 참조하면, 두개골(210)은 절개되어 전기 자극 장치(100) 삽입될 수 있는 구멍이 형성되어 있다. 본 발명에 따른 전기 자극 장치(100)는 두개골(210)의 구멍으로 삽입되어 대뇌피질을 감싸는 경막 상부 상에 접촉하도록 한다. 바디부(20)는 플랙서블한 특성을 가지므로, 그 형태가 용이하게 변형된다. 6 and 7 (a), the skull 210 is cut and a hole into which the electrical stimulation device 100 can be inserted is formed. The electrical stimulation device 100 according to the present invention is inserted into the hole of the skull 210 to make contact with the upper part of the dura surrounding the cerebral cortex. Since the body portion 20 has a flexible characteristic, its shape is easily deformed.

도 7(b)를 참조하면, 전기 자극 장치(100)의 바디부(20)가 대뇌피질(200)에 접촉한 후 대뇌피질(200) 상에 안정적으로 위치할 때까지 계속적으로 두개골(210)의 구멍으로 삽입된다. 이 경우 전기 자극 장치(100)의 바디부(20)는 두개골(210)과 대뇌피질(200) 사이의 공간으로 진입한다. 전술한 바와 같이, 바디부(20)는 쉽게 변형될 수 있으므로, 전기 자극 장치(100)가 대뇌피질(200) 상으로 압박되면, 바디부(20)는 그 압력에 따라 두개골(210)과 대뇌피질(200) 사이의 공간으로 진입하게 된다. Referring to FIG. 7B, the skull 210 continues until the body 20 of the electrical stimulation device 100 contacts the cerebral cortex 200 and is stably positioned on the cerebral cortex 200. Is inserted into the hole. In this case, the body portion 20 of the electrical stimulation device 100 enters the space between the skull 210 and the cerebral cortex 200. As described above, since the body portion 20 can be easily deformed, when the electrical stimulation device 100 is pressed onto the cerebral cortex 200, the body portion 20 is according to the pressure of the skull 210 and the cerebrum. It enters the space between the cortex 200.

이 때, 바디부(20)가 주머니 형태를 가질 경우, 대뇌피질(200) 상에 넓게 접촉하도록 바디부(20)에 유체를 주입할 수도 있다. 이 경우, 바디부(20)에는 유체를 주입할 수 있는 주입구(도시 생략)가 형성될 수도 있다. 다른 실시예에서 주입구는 회로부(10) 상에 형성될 수도 있다. 유체는 액체 또는 기체가 될 수 있다.In this case, when the body portion 20 has a bag shape, fluid may be injected into the body portion 20 so as to be in wide contact with the cerebral cortex 200. In this case, an injection hole (not shown) may be formed in the body part 20 to inject a fluid. In another embodiment, the injection hole may be formed on the circuit part 10. The fluid can be a liquid or a gas.

도 7(c)를 참조하면, 이에 따라, 바디부(20) 상에 형성된 전극부의 전극들(40)은 두개골(210) 상에 형성된 개구보다 넓은 범위의 대뇌피질에 접촉할 수 있게 된다. Referring to FIG. 7C, accordingly, the electrodes 40 of the electrode part formed on the body part 20 may contact a wider range of cerebral cortex than the opening formed on the skull 210.

이러한 바디부(20)는 고분자 수지로 만들어질 수 있는데, 예컨대, PDMS(Polydimethylsiloxane) 또는 폴리이미드로 형성될 수 있다. 또한, 바디부(20) 및 바디부(20) 상에 형성된 전극들(40) 및 배선부(30)는 생체적합성 재료에 의해 구성됨은 당연하다. 이러한, 바디부(20)는 주머니 형상을 하거나, 링 형상을 가질 수 있다. The body portion 20 may be made of a polymer resin, for example, may be formed of polydimethylsiloxane (PDMS) or polyimide. In addition, it is obvious that the body portion 20 and the electrodes 40 and the wiring portion 30 formed on the body portion 20 are made of a biocompatible material. The body portion 20 may have a bag shape or a ring shape.

도 8는 본 발명의 실시예들에 따른 바디부의 형상을 도시한다. 8 illustrates the shape of a body portion in accordance with embodiments of the present invention.

도 8(a)에는 바디부(20)가 주머니 형태를 갖는 경우를 나타내며, 도 7(b)는 바디부(20)가 링 형태를 갖는 경우를 나타낸다. 도 8(a) 및 8(b)에 나타난 바와 같이, 바디부(20)는 쉽게 변형가능하다. 8A illustrates a case in which the body 20 has a bag shape, and FIG. 7B illustrates a case in which the body 20 has a ring shape. As shown in Figures 8 (a) and 8 (b), the body portion 20 is easily deformable.

이와 같이 구성된 전기 자극 장치(100)는 스티뮬레이터(stimulator)(300)와 연결되어 스티뮬레이터(300)로부터 전기 자극 신호를 공급받아 대뇌피질(200)에 전기 자극을 제공한다. 스티뮬레이터(300)는 전기 자극 장치(100)로 전기 자극을 제공하며, 또한, 환자의 질병 종류에 따라 상이한 전기적 자극을 위한 제어 신호를 생성하여 전기 자극 장치(100)에 제공한다. The electrical stimulation device 100 configured as described above is connected to the stimulator 300 and receives an electrical stimulation signal from the stimulator 300 to provide electrical stimulation to the cerebral cortex 200. The stimulator 300 provides electrical stimulation to the electrical stimulation device 100, and also generates and provides a control signal for the electrical stimulation device 100 according to the disease type of the patient.

이와 같은 전기 전극 장치(100)는 뇌의 병변부위 상에 위치되어 전기 자극을 제공한다. 도 9는 본 발명에 따른 전기 자극 장치를 뇌의 병변 부위에 따라 설치하는 경우 병변 부위의 크기에 따른 전기 자극 장치의 배치 상태를 설명하기 위한 도면이다.This electrical electrode device 100 is located on the lesion site of the brain to provide electrical stimulation. 9 is a view for explaining the arrangement of the electrical stimulation device according to the size of the lesion site when installing the electrical stimulation device according to the lesion site of the brain.

도 9(a)에서 병변 부위(1)에 대해 3개의 전기 자극 장치(100)가 사용되고 있고, 도 9(b)에서 보다 넓은 병변 부위(1)에 대해 5개의 전기 자극 장치(100)가 사용되고 있는 예시를 보이고 있다. 도 9(a) 및 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 병변의 크기가 커질수록 더 많은 전기자극 장치가 사용된다.Three electrical stimulation devices 100 are used for the lesion site 1 in FIG. 9 (a), and five electrical stimulation devices 100 are used for the wider lesion site 1 in FIG. 9 (b). An example is shown. As shown in Figs. 9 (a) and 9 (b), the larger the lesion size, the more electro-stimulating devices are used.

도 10은 본 발명에 따른 전기 자극장치(100)와 스티뮬레이터(300)가 유선으로 연결된 경우를 나타내고, 도 11은 본 발명에 따른 전기 자극장치(100)와 스티뮬레이터(300)가 무선으로 연결된 경우를 나타낸다. 10 illustrates a case in which the electrical stimulation apparatus 100 and the stimulator 300 according to the present invention are connected by wire, and FIG. 11 illustrates that the electrical stimulation apparatus 100 and the stimulator 300 according to the present invention are wireless. Indicates a connection.

도 10을 참조하면, 전기 자극장치(100)와 스티뮬레이터(300)은 예컨대, 도전체 등의 전선으로 서로 연결되어 있다. Referring to FIG. 10, the electrical stimulation apparatus 100 and the stimulator 300 are connected to each other by, for example, a wire such as a conductor.

도 11을 참조하면, 전기 자극장치(100)와 스티뮬레이터(300)은 무선으로 서로 연결된다. 이 경우에는 무선 전력 공급 방식이 채용될 수 있다. 이 경우에는 전기 자극장치(100)와 스티뮬레이터(300)가 전력 효율적인 면에서 일정한 거리 이내에 위치하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 11, the electrical stimulation apparatus 100 and the stimulator 300 are wirelessly connected to each other. In this case, a wireless power supply method can be adopted. In this case, it is preferable that the electrical stimulation apparatus 100 and the stimulator 300 are located within a certain distance in terms of power efficiency.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

도 1은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 자극 장치의 구성을 나타낸다.1 shows a configuration of an electrical stimulation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 전극 패턴들을 나타낸 도면이다.3 illustrates electrode patterns according to embodiments of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 전기 자극 장치의 배선부의 실시예들을 나타낸 도면이다.4 is a view showing embodiments of a wiring portion of the electrical stimulation device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 배선부들의 회로부와 전극 간의 연결 형태들을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the connection form between the circuit portion and the electrode of the wiring portion according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 전기 자극 장치(100)가 뇌 경막 상에 삽입된 경우를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a case where the electrical stimulation device 100 according to the present invention is inserted on the cerebral dura mater.

도 7은 본 발명에 따라 전기 자극 장치(100)가 뇌 경막 상에 삽입되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 7 is a view for explaining the process of the electrical stimulation device 100 is inserted on the cerebral dura mat according to the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 바디부의 형상을 도시한다. 8 illustrates the shape of a body portion in accordance with embodiments of the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 전기 자극 장치를 뇌의 병변 부위에 따라 설치하는 경우 병변 부위의 크기에 따른 전기 자극 장치의 개수를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the number of electrical stimulation device according to the size of the lesion site when the electrical stimulation device according to the present invention is installed according to the lesion site.

도 10은 본 발명에 따른 전기 자극장치(100)와 스티뮬레이터(300)가 유선으로 연결된 경우를 나타낸다. 10 illustrates a case in which the electrical stimulation apparatus 100 and the stimulator 300 according to the present invention are connected by wire.

도 11은 본 발명에 따른 전기 자극장치(100)와 스티뮬레이터(300)가 무선으로 연결된 경우를 나타낸다.11 illustrates a case in which the electrical stimulation apparatus 100 and the stimulator 300 according to the present invention are wirelessly connected.

Claims

An electrical stimulation device for providing electrical stimulation to the brain,

A circuit unit for transmitting the electrical stimulation signal to the brain or receiving a signal from the brain;

It is formed of a flexible material connected to the circuit portion and inserted into the space between the cerebral cortex and the skull through the incision of the skull smaller than the portion of the brain cortex to be stimulated, and the incision of the skull at the time of insertion. A body portion deformed to stimulate a wider portion of the brain cortex and simultaneously adapted to fit the space between the brain cortex and the skull to pressurize the brain cortex and skull;

An electrode part formed on the body part, the electrode part including a plurality of electrodes generating the electrical stimulation according to the electrical stimulation signal;

An electrical stimulation device formed on the body part and including a wiring part for connecting the circuit part and the electrode part.

The method of claim 1,

Electrodes of the electrode portion, characterized in that arranged in a predetermined pattern on the body portion.

The method of claim 1,

Electrodes of the electrode unit has an electrical stimulation device characterized in that it has one or more patterns according to the size and location of the lesion site of the brain.

3. The method of claim 2,

And the wiring unit is configured such that each of the plurality of electrodes is connected to a circuit unit.

3. The method of claim 2,

And the wiring portion is formed on the body portion by a semiconductor process.

The method of claim 1,

The body stimulator, characterized in that the body portion is formed of a polymer resin.

The method of claim 1,

The body portion of the electrical stimulation device, characterized in that formed of polydimethylsiloxane (PDMS) or polyimide.

The method of claim 1,

And the body portion has a ring shape.

The method of claim 1,

And the body portion, the electrode portion and the wiring portion are formed of a biocompatible material.

The method of claim 1,

The electrical stimulation device is characterized in that connected to the stimulator for generating a control signal for power and electrical stimulation by wire or wireless.

The method of claim 1, wherein the body portion,

An electrical stimulation device having a bag shape, and further comprising an injection hole for injecting fluid.

The method of claim 11,

And the body portion, the electrode portion, and the wiring portion are formed of a biocompatible material.

The method of claim 11,