JP2023002436A - 部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置 - Google Patents
部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】選択的部位刺激が可能な電流刺激機器及び制御方法の提供。【解決手段】本体と、本体に設けられる電極ユニット１２０００と、電極ユニットがＣＥＳ(Cranial Electrotherapy Stimulation)方式で、１ｍＡ以下の微細電流を、前記使用者の頭脳に伝達するように制御する制御ユニット１３０００とを含み、制御ユニットは、頭脳の全領域のうち、使用者の疾患の種類によって刺激すべき少なくとも１つの刺激領域を決め、刺激領域に微細電流を集束して前記疾患を治療するために、前記複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極、第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決めることを特徴とし、より正確な領域に適切な強度で集中的な治療が可能となり、これにより、刺激領域に対して、より効率よい治療環境の提供が可能である。【選択図】図９
Description
本発明は、部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置に関し、より詳しくは、使用者の身体の一部に対する生体信号変化を測定して、最適の電気刺激信号を生成した後、最適の電気刺激信号を使用者の身体の一部に伝達して、使用者の身体の一部を最大で治療可能な部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置に関する。
また、本発明は、使用者の疾患種類によって、刺激が必要な治療対象部位を選択し、選択された治療対象部位に微細電流を集束するために、複数の電極を選択的に活性化し、活性化された電極が、誘導すべき微細電流の強さ及び経路まで選択的に判断することにより、更に正しい部位に適切な強度で集中的な治療が可能となり、これにより、治療対象部位に対して、より効用的な治療環境を提供することができる選択的な部位刺激が可能な電流刺激機器及びこの制御方法に関する。
一般に、微細電流は、１０００μＡ未満の電流を意味し、人体内に４０～６０μＡに該当する生体電流が、人体内の各機関の間の信号伝達のために流れている。一般に、身体の状態が不安定となると、人体内に流れる生体電流が弱くなる。弱くなった生体電流の補足のために、外部から人体内に強制的に電流が流れるようにして、身体能力の回復を助ける様々な治療方法が開発されてきた。例えば、微細電流は、アデノシン３リン酸生成増加、骨折治癒促進、血液循環改善、痛み緩和、糖尿治療、骨粗鬆症治療、関節炎治療に効果があると報告されている。
人体内に強制的に微細電流を流れるようにすることで得られる効果としては、毛細血管の血流量増加と、人体内の微細循環増加とに分けられる。毛細血管の血流量増加による効果として、血液循環改善、筋肉疲労回復、痛み緩和、末梢神経改善、傷治癒促進、発育促進、細胞活性促進、及び骨形成促進が挙げられる。そして、末梢血管増加による効果として、脂肪細胞分解、コラーゲン合成増加、代謝増進、内分泌ホルモン活性化、及び浮腫減少が挙げられる。また、人体内に強制的な微細電流による刺激の臨床事例として、痛み、炎症、及び浮腫を調節するようにする微細電流治療と、肥満部位の経血に微細電流が流れるようにして、脂肪細胞を分解することが報告されている。具体的に、繊維母細胞で電気刺激によりコラーゲン合成が増加し、繊維母細胞が増殖されることが報告されている。
微細電流を人体に強制的に流れることで発生する別の効果として、脱毛予防がある。頭皮に微細電流が流れ、もって、頭皮細胞が刺激されると、毛嚢細胞を刺激して、頭皮の血液循環を改善される。これにより、頭皮に栄養供給が行われ、脱毛が予防されると報告されている。
人体内の微細電流の流れを誘導するための先行技術として、特許公開番号第２００５－００３０４５０号「微細電流による健康増進機能付き装身具」がある。該当先行技術は、２００～３００μＡの微細電流が、人体に着用又は人体に触るネックレス、指輪、又は腕時計のような各種の装身具を介して流れるようになる装置について開示している。前記発明によると、ネックレスの装飾部に太陽電池を設置して微細電流を得るようにして、太陽電池の出力は、太陽光度が最も高い時間帯を基準に、５００～８００μＡで充電部に充電及び放電が行われ、前記充電部に連結され、充電部の電流を、生体電流に準ずる２００～３００μＡに定電流化するチップ化された定電流回路を接続し、２００～３００μＡで定電流化された微細電流の一極は、人体と接する接触端子を介して、人体の胸の周辺に流れるようにし、微細電流の他極は、ネックレス装飾部とネックレス紐を介して、人体の首部分に流れるようにし、接触端子と装飾部の間には、絶縁材を充電して形成された健康増進機能付き装身具について開示している。
人体内の微細電流の流れを誘導するための他の先行技術として、特許登録番号第０７９５８３０号「機能性靴」がある。前記先行技術は、１つ以上の貫設された凹挿溝が設けられるインソールと、凹挿溝の内部に挿入され、足裏に刺激を加える指圧部材と、指圧部材の下方に位置し、指圧部材を弾支するように設けられるバネと、バネの下方に位置し、インソールの底面に取り付けられ、バネと電気的に連結される配線回路が印刷された印刷回路フィルムと、印刷回路フィルムを収納して保護し、インソールと取り付けられて、足裏の模様を維持するハードケースと、靴のアウトソールに位置し、足裏に電気的刺激を供するように、前記印刷回路フィルムに接点される１つ以上の電極を含む電気発生器とからなる機能性靴について開示している。
人体内の微細電流の流れを誘導するための他の先行技術として、特許登録番号第０９３８６０５号「微細電流刺激装置が内蔵された衣料」がある。前記先行技術は、内部に空間部が形成された長方状の本体と、空間部内に流入する円板状の流動磁石と、本体の外側面に設けられ、流動磁石と相互作用により、微細電流と磁場を発生するコイルと、本体の両端部に設けられ、流動磁石の流出を防止するカバーと、コイルの両端部に設けられ、人体に微細電流刺激を加える刺激部材とからなる微細電流刺激装置が備えられ、微細電流刺激装置の本体は、衣料の袖内部の一側に設けられ、刺激部材は、人体腕首の経血と肌に接触するように、表面に露出して設置されることを特徴とする微細電流刺激装置が内蔵された衣料について開示している。
しかし、前記先行技術は、使用者の身体の一部に対する生体信号変化を、複数の生体信号測定方式のうち、最適の生体信号測定方式で測定していないため、使用者の生体信号変化を正しく反映していなく、このため、最適の生体信号を基準に、使用者の身体の一部が最大で治療されるようにするための最適の電気信号を生成していないので、使用者の身体の一部を最大で治療しないという不都合があった。
近年、現代人は、睡眠障害、認知症、鬱病など、脳に関する疾患が増加しているが、これは、薬を飲んでも病気が容易に治らず、効果も十分認知していないまま、過多摂取している傾向があり、睡眠薬、抗うつ薬などによる副作用事例(中毒、Sleep-acting、排尿障害など)につながっている。
すなわち、今後にも、睡眠障害、認知症、鬱病などの脳に関する疾患は、更に増加すると予想され、ホルモンに関する化学的療法のような従来の治療方法には限界があり、脳科学パラダイムの新たな変化が必要である。
一般に、人間の脳中の小さい脳細胞であるミクログリア(microglia)は、脳で白血球の役割を果たしており、このような前記ミクログリアが適切な水準で活動することで、脳健康を維持することができる。
一方、ミクログリアの活動が増加しすぎるとしても、憂鬱感増加、記憶力減退、認知機能低下などが誘発され、すなわち、前記ミクログリアを適切な水準に調節することが、様々な脳神経系疾患を治療することに重要なキーとなり得る。
また、ホルモン分泌を促進又は抑制する従来の化学的療法との互換性が高いと共に、ミクログリアをより安全で効果的に調節することができ、副作用がないため、中長期的な治療が可能な最先端治療法が求められている。
このため、ミクログリアの活動を適切な水準に調節する方法として、新たなパラダイムの経頭蓋磁気刺激法(TMS)、ニューロフィードバック、ガンマ光点滅療法、改良された脳震盪管理プロトコル、断食模倣食餌療法(FMD)などが提示されており、頭脳に電気刺激を与える治療技法を活用した医療機器が登場している。
例えば、正しい部位に電気刺激を与えるＤＢＳ(Deep-Brain Stimulation)方式は、物理的に挿入する侵襲式刺激方法であって、手術が不可避であるという不都合があり、マグネチックを用いたＴＭＳ方式、超音波を用いたＵＳ方式、電極を用いたＴＤＣＳ方式などの非侵襲式刺激方法は、所望する治療対象部位に正しい刺激を与えるには困難であるという問題点がある。
さらには、前記ＴＤＣＳ方式をアップグレードしたＨＤ－ＴＤＣＳ方式も、所望する治療対象部位に沿って、電極を移動するか、多数の電極のうち、一部を選択して使用しければならないという限界があった。
そこで、微細電流を用いて、非侵襲式であり、且つ、所望する治療対象部位に正確で且つ適切に電気刺激を与えるＣＥＳ(Cranial Electrotherapy Stimulation)治療技法が適用された治療機器に対するニーズが高めている実情である。
そこで、本発明の目的は、前記のような問題点を解決するために案出されたものであって、使用者の身体の一部に対する生体信号変化を、複数の生体信号測定方式のうち、最適の生体信号測定方式で測定して、使用者の生体信号変化を正しく反映し、最適の生体信号を基準に生成される最適の電気刺激信号を使用者の身体の一部に伝達して、使用者の身体の一部を最大で治療することができる部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、使用者の疾患種類によって、刺激が必要な治療対象部位を選択し、選択された治療対象部位に微細電流を集束するために、複数の電極を選択的に活性化し、活性化された電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路まで選択的に判断する構成により、更に正しい部位に適切な強度で集中的な治療が可能となり、もって、治療対象部位に対して、より効率よい治療環境を提供する選択的な部位刺激が可能な電流刺激機器及びこの制御方法を提供することにある。
但し、本発明で解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に限定されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、明確に理解されるだろう。
前記のような目的を達成するための技術的手段として、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置は、使用者の身体の一部に対する生体信号を測定する複数の生体信号測定センサと、使用者の身体の一部に治療のための複数の電気刺激信号を同時に伝達するか、時間差を置いて順次伝達する複数の電気刺激センサと、生体信号に基づく使用者バイオリズム又は電気刺激信号により変わる使用者バイオリズムをモニタリングするモニタ部と、モニタ部でモニタリングされた使用者のバイオリズムに対する情報が格納されるデータベースと、データベースに格納される使用者バイオリズムに対する情報を分析して、複数の生体信号測定センサのうち、使用者バイオリズムを最大で反映する最適の生体信号を測定するための最適の生体信号測定センサを判断する第１の分析アルゴリズム、及び最適の生体信号を基準に使用者の身体の一部が最大で治療されるようにするための最適の電気刺激信号を演算する第２の分析アルゴリズムが格納される分析部と、生体信号測定センサで最適の生体信号が測定されるように制御し、電気刺激センサで最適の電気刺激信号が生成されるように制御する制御部とを含む。
また、生体信号測定センサは、生体電気信号測定方式、生体インピーダンス信号測定方式、生体磁気信号測定方式、生体力学信号測定方式、及び生体音響信号測定方式の少なくとも１つの生体信号測定方式で、生体信号を測定するための生体信号アルゴリズムが格納される。
また、第１の分析アルゴリズムは、生体信号測定センサで測定される複数の生体信号を比較して、複数の生体信号のうち、未測定値又は欠測値が相対的に少ない又はない生体信号を測定する生体信号測定方式を、最適の生体信号測定方式と判断する。
また、制御部は、生体信号測定センサが最適の生体信号測定方式で、前記最適の生体信号を測定するように制御することができる。
また、電気刺激センサは、断続直流電流方式、交流電流方式、単相脈動電流方式、異常脈動電流方式、低周波、近赤外線の少なくとも１つの電気刺激方式で、電気刺激信号を生成するための電気刺激アルゴリズムが格納される。
また、第２の分析アルゴリズムは、最適の生体信号を基準に、電気刺激方式で生成される複数の電気刺激信号をデータベースに格納し、使用者の身体の一部と同一の身体部位である仮想の使用者身体の一部に適用するシミュレーションを行った後、シミュレーションの結果から、複数の電気刺激信号のうち、使用者の身体の一部が最大で治療されるようにするための最適の電気刺激信号を演算する。
また、制御部は、電気刺激センサが最適の電気刺激信号を生成した後、使用者の身体の一部に伝達するように制御する。
また、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置は、複数の被測定人の身体部位に対する生体信号を測定して、被測定人の各部位別生体信号の平均値を算出した後、仮想の使用者身体をモデリングして、仮想の使用者身体の各部位別に、被測定人の平均生体信号を適用して、仮想の使用者身体に対する情報を生成して、データベースで送信する情報生成部を更に含む。
また、生体信号測定センサ及び電気刺激センサは、生体信号又は最適の生体信号を測定し、且つ、最適の電気刺激信号を使用者の身体の一部に伝達する最適の治療モードで動作可能な複数の治療センサに設けられる。
また、複数の治療センサは、各治療センサが同一の生体信号測定方式又は互いに異なる生体信号測定方式の１つで、最適の生体信号を測定する。
また、分析部は、データベースに格納される使用者バイオリズムに対する情報を分析して、治療センサの生体信号測定方式のうち、最適の生体信号を測定するための最適の生体信号測定方式を判断する第３の分析アルゴリズムと、最適の生体信号を基準に、電気刺激方式で生成される複数の電気刺激信号をデータベースに格納し、使用者の身体の一部と同一の身体部位である仮想の使用者身体の一部に適用するシミュレーションを行った後、シミュレーションの結果から、複数の電気刺激信号のうち、使用者の身体の一部が最大で治療されるようにするための最適の電気刺激信号を演算する第４の分析アルゴリズムと、データベースに格納される複数の治療モードを適用する場合、仮想の使用者身体の一部に対する生体信号の変化程度を予測して、複数の治療モードのうち、最適の治療モードを判断する第５の分析アルゴリズムとを含む。
また、制御部は、治療センサが第５の分析アルゴリズムを通じて判断される最適の治療モードで動作される前又は動作中に、最適の治療モードが維持、又は他の治療モードに変更されるように制御する。
また、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置は、制御部が治療センサを第５の分析アルゴリズムから判断された最適の治療モードで動作するように制御する前に、使用者に、第５の分析アルゴリズムの判断結果を案内するディスプレイを更に含む。
前記のような目的を達成するための技術的手段である本発明の一実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器は、本体と、複数の電極からなり、使用者の身体の少なくとも一部と接触するように、前記本体に設けられる電極ユニットと、前記電極ユニットがＣＥＳ(Cranial Electrotherapy Stimulation)方式で、１ｍＡ以下の微細電流を、前記使用者の頭脳に伝達するように制御する制御ユニットとを含み、前記制御ユニットは、前記頭脳の全領域のうち、前記使用者の疾患の種類によって刺激すべき少なくとも１つの刺激領域を決め、前記刺激領域に前記微細電流を集束して前記疾患を治療するために、前記複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決める。
更に、前記使用者の身体の少なくとも一部と接触し、前記使用者の脳波(EEG、Electro Encephalo Graphy)を測定するように、前記本体に設けられる脳波測定ユニットを含み、前記制御ユニットは、優先して決められた第１の刺激領域に前記微細電流を集束した後にも、前記脳波測定ユニットで測定される脳波を基に、使用者の頭脳状態を持続的にモニタリングし、且つ、前記第１の刺激領域の変化必要可否を判断し、前記判断結果、前記第１の刺激領域から新たな第２の刺激領域への変化が必要であると判断されると、新たな前記第２の刺激領域に微細電流を集束するために、前記第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変更する。
前記ＣＥＳ方式により、睡眠障害、鬱病、認知症、軽度認知障害(MCI)、不安障害、発達障害、注意力欠乏過剰行動障害(ADHD)の少なくとも１つの疾患を治療する。
前記電極ユニットの電極全体は、少なくとも８個以上が一定間隔で円形を成すように配列され、前記配列による前記第１の電極の各電極は、前記制御ユニットの制御により、多重的に交差可能な微細電流を誘導する。
前記制御ユニットは、前記第１の電極の各電極が同時に活性化(ON)するように制御する。
前記本体は、円形の周りを有する３次元の半球状で、前記身体のうち、頭に着用可能であり、前記電極ユニットの電極の全体は、前記本体の円形の周りに沿って配列される。
前記微細電流の波形は、ＤＣ、ＡＣ、Pulse(mono-phase、bi-phase、multi-phase)、ランダム波形、符号化波形、有無線連結により、外部機器で生成された波形のうち、いずれか１つを有する。
前記微細電流のパターンは、DC、sine、pulse、チャープ(chirp)、ランダムパターン、有無線連結により、外部機器で生成されたパターンのいずれか１つを有する。
前記制御ユニットは、前記微細電流が定電流である場合、前記刺激領域を基準に中心を通ると、１００％の比重で計算し、前記刺激領域を基準に最外側を通ると、２０％の比重で計算して、前記微細電流の強さを決める。
前記制御ユニットは、前記第１の電極の各電極間のインピーダンスを考えて、電圧の強さを調整し、且つ、前記微細電流の強さを調節可能に行われる。
前記制御ユニットは、前記刺激領域に前記微細電流を集束する場合と、前記第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変更する場合とに、それぞれ相違する報知信号を出力することを特徴とし、前記電流刺激機器は、更に、前記制御ユニットから出力される報知信号によって、所定のパターンで音響と光を放出する報知ユニットを含む。
前記報知ユニットは、前記報知信号によって、所定のパターンで音響を放出して、使用者に治療進行中可否と脳波変化可否を聴覚的に報知する音響出力部と、前記報知信号によって、所定のパターンで光を放出して、使用者に治療進行中可否と脳波変化可否を視覚的に報知する発光部とを含む。
更に、前記電極ユニット及び制御ユニットを回路的に絶縁して、相互電気的な干渉を防止する絶縁ユニットを含む。
前記絶縁ユニットは、電源信号に対する電気的干渉を防止する第１の絶縁部と、制御信号に対する電気的干渉を防止する第２の絶縁部とを含む。
前記第１の絶縁部は、トランス又はＤＣ－ＤＣコンバータのいずれか１つである。
また、前記第２の絶縁部は、フォトカップラー又はシグナルトランスのいずれか１つである。
一方、前記のような目的を達成するための技術的方法である本発明の一実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の制御方法として、ａ) 脳波測定ユニットが任意の脳波をリアルタイムで測定するステップと、ｂ) 制御ユニットが前記ａ)ステップで測定される脳波を基に、頭脳の全領域のうち、使用者の疾患の種類によって刺激すべき少なくとも１つの刺激領域を決めるステップと、ｃ) 前記刺激領域に微細電流を集束して、前記疾患を治療するために、前記制御ユニットが電極ユニットの複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路のうち少なくとも１つを決めるステップと、ｄ) 前記電極ユニットが前記ｃ)ステップで決められた結果による微細電流を誘導して、前記ｂ)ステップで決められた刺激領域に集束させ、且つ、ＣＥＳ方式で前記使用者の頭脳(brain)に伝達するステップとを含む。
更に、ｅ) 前記ｄ)ステップで優先して決められた第１の刺激領域に前記微細電流を接続した後にも、前記制御ユニットが、前記ａ)ステップで測定される脳波を基に、使用者の頭脳状態を持続的にモニタリングし、且つ、前記第１の刺激領域の変化必要可否を判断し、前記判断結果、前記第１の刺激領域から新たな第２の刺激領域への変化が必要であると判断されると、新たな前記第２の刺激領域に微細電流を集束するために、前記第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変更するステップを含む。
更に、ｄｅ－１) 前記ｄ)ステップにおいて、刺激領域に前記微細電流を集束する時点と、前記ｅ)ステップで前記第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変更する時点に、前記制御ユニットがそれぞれ異なる報知信号を出力し、報知ユニットが、前記制御ユニットから出力される報知信号によって、予め設定されたパターンで、音響と光を放出するステップを含む。
本発明によると、複数の生体信号測定方式で最適の生体信号を測定することによって、使用者の身体の一部に対する生体信号を正しく測定して、電気刺激による治療効能を向上することができる。
また、本発明によると、複数の電気刺激方式から最適の電気刺激信号を生成して、使用者の身体の一部に伝達することで、電気刺激による治療効能を向上することができる。
更に、本発明によると、最適の治療モードで使用者の身体の一部を治療することで、使用者の身体の一部に対する治療効果を極大化することができる。
本発明は、使用者の疾患種類によって、刺激が求められる少なくとも１つの刺激領域を決め、刺激領域に微細電流を集束するために、電極ユニットの複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極、第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決める制御ユニットの構成により、更に正しい領域に適切な強度で集中的な治療が可能となり、もって、刺激領域に対して、効率よい治療環境の提供が可能となる。
また、本発明によると、一定の間隔で円形配列された複数の電極からなり、微細電流の誘導に際して、各電極が複数の対でマッチングされ、相互多重的に交差可能な微細電流の誘導経路を生成する電極ユニットの構成により、微細電流に対する集束ポイントと強度調節範囲を様々に確保することができ、もって、より広範囲な刺激領域に対応することができると共に、より容易に刺激強度を調節することができる。
さらに、本発明によると、頭に着用可能な本体と、リアルタイムで脳波を測定する脳波測定ユニットと、測定される脳波によって、電極ユニットを適応的に制御する制御ユニットにより、人工知能方式のＣＥＳ療技法を誘導することができ、これにより、睡眠障害、鬱病、認知症、軽度認知障害(MCI)、発達障害、注意力欠乏過剰行動障害(ADHD)の少なくとも１つの疾患に対して、より効率的な治療を達成することができる。
なお、本発明によると、各電気的な構成を回路的に絶縁する絶縁ユニットにより、各構成間の相互電気的な干渉を防止することができ、もって、信頼性のある治療環境を提供することができる。
さらに、本発明によると、それぞれ相違する報知信号を出力する制御ユニットと、制御ユニットの報知信号によって、所定のパターンで音響と光を放出する報知ユニットにより、使用者が、治療進行可否と脳波変化可否を視聴覚的に容易に認識することができる。
但し、本発明より得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、下記の記載から本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、明確に理解されるだろう。
以下では、添付の図面を参考として、本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明に関する説明は、構造的乃至機能的な説明のための実施例に過ぎないので、本発明の権利範囲は、本文に説明された実施例により制限されることと解析されてはいけない。すなわち、実施例は、様々な変更が可能であり、様々な形態を有することができるので、本発明の権利範囲は、技術的思想を実現することができる均等物を含むことと理解されなければならない。また、本発明で提示された目的又は効果は、特定の実施例がこれを全て含むべきであるか、このような効果のみを含むべきであるという意味ではないので、本発明の権利範囲は、これにより制限されることと理解されてはいけない。
本発明における用語の意味は、以下のように理解される。
「第１」、「第２」などの用語は、ある構成要素を他の構成要素から区別するためのものであり、これらの用語によって権利範囲が限定されてはいけない。例えば、第１の構成要素は、第２の構成要素と名付けられ、同様に、第２の構成要素も、第１の構成要素と名付けられることができる。ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いることは、該当他の構成要素に直接して連結されることもできるが、中間に他の構成要素が存在することもあり得ると理解されるべきである。これに対して、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いることは、中間に他の構成要素が存在しないことと理解されるべきである。一方、構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち、「～間に」と「すぐ～間に」、又は「～に隣接する」と「～に直接隣接する」なども同様に解析されるべきである。
単数の表現は、文脈上、明らかに異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。また、「含む」又は「有する」等の用語は、説示された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、パーツ、又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであり、１つ又はその以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、パーツ、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を排除しないことと理解すべきである。
ここで用いられる全ての用語は、異なった定義しない限り、本発明が属する分野における通常の知識を有する者によって一般に理解されることと同一の意味を有する。一般に使用される辞書に定義されている用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致することと解析されるべきであり、本発明において明らかに定義されない限り、理想的又は過度に形式的な意味を有するものと解析できない。
部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置
以下では、図１乃至図４を参照して、本発明の一実施例による部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０について、詳しく説明する。
以下では、図１乃至図４を参照して、本発明の一実施例による部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０について、詳しく説明する。
部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０は、使用者の身体の一部に対する生体信号変化を測定して、最適の電気刺激信号を生成した後、最適の電気刺激信号を使用者の身体の一部に伝達して、使用者の身体の一部を最大で治療可能な装置である。
このような部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０は、生体信号測定センサ１００と、電気刺激センサ１１０と、モニタ部１２０、データベース１３０、分析部１４０と、制御部１５０とを含む。
生体信号測定センサ１００は、分析部１４０から最適の生成信号測定方式が判断されるようにするため、使用者の身体の一部に対する生体信号を測定する。
ここで、使用者の身体の一部とは、使用者の身体を成す頭、首、胸、腹、腕、脚、足、肩、腰、骨盤、尻などの少なくとも１つの部位をいい、１つの身体部位だけでなく、２つ以上の身体部位を意味することもできる。
このような生体信号測定センサ１００は、２つ以上の身体部位に対する生体信号を測定するか、使用者の身体部位の周り、長さ、体積、面積などにより変わる生体信号測定領域から、使用者の身体の一部に対する生体信号を最大限正しく測定するため、複数の生体信号測定センサ１００－１、１００－２、１００－３、１００－４...１００－ｎからなり得る。
ここで、複数の生体信号測定センサ１００－１、１００－２、１００－３、１００－４...１００－ｎを構成する各生体信号測定センサ１００は、同一の生体信号測定方式又は互いに異なる生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する生体信号を測定することができる。
生体信号測定センサ１００は、分析部１４０から判断される最適の生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する最適の生体信号を測定することができる。
ここで、最適の生体信号とは、複数の生体信号測定方式で測定可能な生体信号のうち、相対的に使用者のバイオリズムを正しく反映する生体信号であり、各生体信号測定センサ１００が測定した生体信号のうち、未測定値又は欠測値が相対的に少ない又はない生体信号を意味する。
また、生体信号測定センサ１００は、同一の生体信号測定方式又は互いに異なる生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する生体信号を測定するために、生体信号処理方法などの変数が互いに異なる複数の生体信号測定方式１０５０に対する情報を格納する生体信号アルゴリズム１０５が格納される。
具体例として、生体信号アルゴリズム１０５には、生体電気信号測定方式１０５０ａと、生体インピーダンス測定方式１０５０ｂと、生体磁気信号測定方式１０５０ｃ、生体力学信号測定方式１０５０ｄと、生体音響信号測定方式１０５０ｅに対する情報が格納される。
ここで、生体電気信号測定方式１０５０ａは、心電図、脳電図、眼球電図、筋電図などの使用者の身体の一部で生じる電気信号を測定する方式であり、生体インピーダンス測定方式１０５０ｂは、使用者の身体の一部に微細電流を通して、インピーダンスを測定する方式であり、生体磁気信号測定方式１０５０ｃは、使用者の身体の一部で生じる磁気信号(活動電流)の微細な変化を測定する方式であり、生体力学信号測定方式１０５０ｄは、トランスデューサなどの測定手段を用いて、使用者の身体の一部に対する力学信号を測定する方式であり、生体音響信号測定方式１０５０ｅは、聴診器、心音計などの測定手段を用いて、使用者の身体の一部に対する音響信号を測定する方式である。
生体信号アルゴリズム１０５は、前記生体信号測定方式１０５０ａ、１０５０ｂ、１０５０ｃ、１０５０ｄ、１０５０ｅのみならず、更に、使用者の身体の一部に対する生体信号を測定する他の生体信号測定方式(心電図(GCG)、光容積脈波(Photoplethysmogram、PPG)など)に対する情報が格納される。
これにより、生体信号測定センサ１００は、心弾図及び光容積脈波などの生体信号測定方式でも、使用者の身体の一部に対する最適の生体信号を測定することができる。
電気刺激センサ１１０は、電気刺激アルゴリズム１１５に格納される電気刺激方式により、同一の電気刺激方式又は互いに異なる電気刺激方式で、使用者の身体の一部に電気刺激信号を伝達する。
ここで、電気刺激信号は、使用者の身体の一部に伝達される微細電流であり、微細電流の量(mA/Cm2)、微細電流の周期(usec)、及び微細電流による電気刺激の繰返し周期(Hz)による波形を含む信号(エネルギー)である。
このような電気刺激センサ１１０は、生体信号測定センサ１００が最適の生体信号を測定した後に、分析部１４０から使用者の身体の一部を治療するための最適の電気刺激信号が演算されると、使用者の身体の一部に最適の電気刺激信号を伝達することができる。
ここで、最適の電気刺激信号は、使用者の身体の一部に対する治療を極大化する電気刺激信号を意味し、生体信号測定センサ１００で測定される最適の生体信号により、微細電流の量、微細電流の周期、及び微細電流による電気刺激の繰返し周期による波形が変わるのが望ましい。
そして、電気刺激センサ１１０は、２つ以上の身体部位に電気刺激信号を伝達するか、使用者の身体部位の周り、長さ、体積、面積などによって変わる電気刺激領域に、最適の電気刺激信号を伝達するために、複数の電気刺激センサ１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４...１１０－ｎからなり得る。
ここで、複数の電気刺激センサ１１０－１、１１０－２、１１０－３、１１０－４...１１０－ｎを構成する各電気刺激センサ１１０は、使用者の身体の一部に最適の電気刺激信号を同時に伝達するか、時間差を置いて順次伝達することができる。
また、電気刺激センサ１１０は、最適の生体信号に合わせて、最適の電気刺激信号を生成するために、電気刺激方法、電流の種類、波形、脈動頻度、位相期間、脈動期間、脈動間隔などの変数が互いに異なる複数の電気刺激方式１１５０に対する情報を格納する電気刺激アルゴリズム１１５が格納される。
具体例として、電気刺激アルゴリズム１１５には、断続直流電流方式１１５０ａ、交流電流方式１１５０ｂ、単相脈動電流方式１１５０ｃ、異常脈動電流方式１１５０ｄ、低周波方式１１５０ｅ、近赤外線方式１１５０ｆに関する情報が格納される。
電気刺激アルゴリズム１１５は、前記電気刺激方式１１５０ａ、１１５０ｂ、１１５０ｃ、１１５０ｄ、１１５０ｅ、１１５０ｆのみならず、前記電気刺激方式１１５０ａ、１１５０ｂ、１１５０ｃ、１１５０ｄ、１１５０ｅ、１１５０ｆと波形が異なる電気刺激方式(中周波、高周波など)に対する情報が格納される。
また、電気刺激アルゴリズム１１５は、前記電気刺激方式１１５０ａ、１１５０ｂ、１１５０ｃ、１１５０ｄ、１１５０ｅ、１１５０ｆのみならず、前記電気刺激方式１１５０ａ、１１５０ｂ、１１５０ｃ、１１５０ｄ、１１５０ｅ、１１５０ｆと電気刺激方法が異なる電気刺激方式(TDCS、DBS、TACS、ECT、ECS、CES、NIRなど)に対する情報が格納される。
これにより、電気刺激センサ１１０は、中周波、高周波、TDCS、DBS、TACS、ECT、ECS、CES、NIRなどの電気刺激方式でも、最適の電気刺激信号を使用者の身体の一部に伝達することができる。
モニタ部１２０は、生体信号測定センサ１００に連結され、生体信号測定センサ１００で測定される生体信号に基づく使用者バイオリズム、又は電気刺激センサ１１０が使用者の身体の一部に、最適の電気刺激信号を伝達することにつれ、変化する使用者バイオリズムをモニタリングする。
このようなモニタ部１２０は、生体信号測定センサ１００が複数からなることにつれ、各生体信号測定センサ１００で測定される生体信号に基づく使用者バイオリズムを区分して、モニタリングすることができる。
また、モニタ部１２０は、各生体信号測定センサ１００が互いに異なる複数の生体信号測定方式１０５０で生体信号を測定する場合、複数の生体信号測定方式１０５０による複数の使用者バイオリズムを区分して、モニタリングすることができる。
具体例として、第１の生体信号測定センサ１００－１が生体電気信号測定方式１０５０ａ、第２の生体信号測定センサ１００－２が生体インピーダンス信号測定方式１０５０ｂで生体信号を測定する場合、モニタ部１２０は、第１の生体信号測定センサ１００－１と第２の生体信号測定センサ１００－２とを区分し、生体電気信号測定方式１０５０ａによる使用者バイオリズムと、生体インピーダンス信号測定方式１０５０ｂによる使用者バイオリズムとを区分して、モニタすることができる。
また、モニタ部１２０は、生体信号測定センサ１００が最適の生体信号測定方式で、使用者の身体の一部から最適の生体信号を測定する場合、生体信号測定センサ１００で測定される最適の生体信号に基づく使用者バイオリズムをモニタリングすることができる。
データベース１３０は、モニタ部１２０でモニタリングされた使用者バイオリズムに対する情報が格納される。
ここで、データベース１３０に格納される使用者バイオリズムに対する情報は、複数の生体信号測定センサ１００で測定される生体信号又は最適の生体信号である。すなわち、使用者バイオリズムは、生体信号又は最適の生体信号であり得る。
また、データベース１３０は、使用者バイオリズムに対する情報のみならず、制御部１５０が本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０を制御するためのプログラムが格納される。
分析部１４０は、データベース１３０に格納される使用者バイオリズムに対する情報を分析して、最適の生体信号を測定するための最適の生体信号測定センサを判断し、使用者の身体の一部に伝達される最適の電気刺激信号を演算するために、第１の分析アルゴリズム１４１及び第２の分析アルゴリズム１４２が格納される。
第１の分析アルゴリズム１４１は、複数の生体信号測定センサ１００で測定される複数の生体信号を比較して、複数の生体信号のうち、未測定値又は欠測値が相対的に少ない又はない生体信号を測定する生体信号測定方式を、最適の生体信号測定方式と判断する。
具体例として、第１の生体信号測定センサ１００－１が、生体電気信号測定方式１０５０ａで生体信号を測定し、第２の生体信号測定センサ１００－２が、生体インピーダンス信号測定方式１０５０ｂで生体信号を測定する場合、第１の分析アルゴリズム１４１は、データベース１３０に格納される第１の生体信号測定センサ１００－１の生体信号と、第２の生体信号測定センサ１００－２の生体信号とを比較して、未測定値又は欠測値が相対的に少ない又はない生体信号が第１の生体信号測定センサ１００－１である結果を導出することで、生体電気信号測定方式１０５０ａが最適の生体信号測定方式であると判断することができる。
第２の分析アルゴリズム１４２は、生体信号測定センサ１００が、第１の分析アルゴリズム１４１から判断された最適の生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する最適の生体信号を測定することになると、最適の生体信号を基準に、複数の電気刺激方式１１５０で生成される複数の電気刺激信号を、使用者の身体の一部と同一の身体部位である仮想の使用者の身体の一部に適用するシミュレーションを行った後、シミュレーション結果から、複数の電気刺激信号のうち、使用者の身体の一部が最大で治療されるようにするための最適の電気刺激信号を演算する。
具体例として、第２の分析アルゴリズム１４２は、最適の生体信号を基準に、断続直流電流方式１１５０ａ、交流電流方式１１５０ｂ、単相脈動電流方式１１５０ｃ、異常脈動電流方式１１５０ｄ、低周波方式１１５０ｅ、及び近赤外線方式１１５０ｆでそれぞれ生成される複数の電気刺激信号を、使用者の身体の一部と同一の身体部位である仮想の使用者の身体の一部に適用するシミュレーションを行った後、シミュレーション結果から、断続直流電流方式１１５０ａで生成された電気刺激信号が、使用者の身体の一部が最大で治療されるようにするための最適の電気刺激信号と判断する場合、断続直流電流方式１１５０ａの電気刺激信号を、最適の電気刺激信号として演算することができる。
ここで、仮想の使用者の身体の一部に対する情報は、情報生成部(図示せず)が複数の被測定人の身体の全体部位に対する生体信号を測定して、被測定人の各部位別生体信号の平均値を算出した後、仮想の使用者身体をモデリングして、仮想の使用者身体の各部位別に被測定人の平均生体信号を適用した情報であって、情報生成部により、データベース１３０に送信することができる。
これにより、第２の分析アルゴリズム１４２は、シミュレーションが行われる度に、データベース１３０から仮想の使用者身体の一部に対する情報をロードするのが望ましい。
また、最適の生体信号が測定、又は最適の電気刺激信号が伝達される使用者の身体の一部は、使用者の選択により変わることができるので、データベース１３０には、使用者身体の全ての部位と同一の仮想の使用者身体の情報が格納されるのが望ましい。
制御部１５０は、第１の分析アルゴリズム１４１から最適の生体信号測定方式が判断される場合、生体信号測定センサ１００が最適の生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する最適の生体信号を測定するように、生体信号測定センサ１００を制御する。
また、制御部１５０は、第２の分析アルゴリズム１４２から最適の電気刺激信号が演算される場合、電気刺激センサ１１０で最適の電気刺激信号が生成されるように制御して、電気刺激センサ１１０から最適の電気刺激信号が、使用者の身体の一部へ伝達されるようにする。
更に、制御部１５０は、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０の全体の動作過程を制御することができる。
具体例として、制御部１５０は、前記生体信号測定センサ１００の生体信号又は最適の生体信号測定過程、電気刺激センサ１１０の最適の電気刺激信号生成過程、モニタ部１２０の使用者バイオリズムモニタリング過程、データベース１３０の使用者バイオリズムに対する情報格納過程と仮想の使用者身体の一部に対する情報送信過程、及び分析部１４０の最適の生体信号測定方式判断過程と最適の電気刺激信号演算過程を制御することができる。
一方、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０は、生体信号測定センサ１００、電気刺激センサ１１０、モニタ部１２０、データベース１３０、及び分析部１４０の動作のための電源を供給する給電部(図示せず)を更に含むことができる。
また、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０は、最適の生体信号測定可否を使用者に案内するため、発光、点滅、発光及び点滅の１つの方式で、第１及び第２の色の光を所定の時間の間、発生する第１のアラーム部(図示せず)を更に含むことができる。
具体例として、最適の生体信号が測定される場合、第１のアラーム部は、第１の色の光を１～４秒間、発光し、これとは異なり、最適の生体信号が測定されない場合、第１のアラーム部は、第２の色の光を、５～１０秒間、点滅することができる。
このように、第１のアラーム部は、最適の生体信号測定可否により、第１及び第２の色の光を発生する方式と、第１及び第２の色の光を発生する時間を互いに異ならせて設定するか、制御部１５０により制御することができる。
そして、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０は、最適の電気刺激信号生成可否を使用者に案内するために、強さ(又は振幅)、高低(又は振動数)、音色(又は波動)が互いに異なる第１及び第２のサウンドを、所定の時間の間、発生する第２のアラーム部(図示せず)を更に含むことができる。
具体例として、最適の電気刺激信号が生成される場合、第２のアラーム部は、第１のサウンドを１～２秒間、発生し、これとは異なり、最適の電気刺激信号が生成されない場合、第２のアラーム部は、第２のサウンドを３～５秒間、発生する。
このように、第２のアラーム部は、最適の電気刺激信号生成可否により、第１及び第２のサウンドを発生する方式と、第１及び第２のサウンドを発生する時間を互いに異ならせて設定するか、制御部１５０により制御することができる。
以下では、図５乃至図８を参照して、本発明の他の実施例による部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置２０について、詳しく説明する。
他の実施例の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置２０は、前記一実施例の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置１０の変形例であるので、前記一実施例と符号が異なるだけで、同一の構成要素に対しては、詳しい説明を省略する。
部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置２０は、治療センサ２００と、モニタ部２１０と、データベース２２０と、分析部２３０と、制御部２４０と、ディスプレイ２５０とを含む。
治療センサ２００は、前記生体信号測定センサ１００と前記電気刺激センサ１１０を含むハイブリッド方式のセンサであり、前記生体信号測定センサ１００と前記電気刺激センサ１１０を備えることにつれ、使用者の身体の一部に対する生体信号又は最適の生体信号を測定しつつ、最適の電気刺激信号を使用者の身体の一部に伝達することができる。
このような治療センサ２００は、２つ以上の身体部位に対する生体信号を測定するか、使用者の身体部位の周り、長さ、体積、面積などにより変わる生体信号測定領域から、使用者の身体の一部に対する生体信号を最大限正しく測定、又は２つ以上の身体部位に電気刺激信号を伝達するか、使用者の身体部位の周り、長さ、体積、面積などにより変わる電気刺激領域に最適の電気刺激信号を伝達するために、複数の治療センサ２００－１、２００－２、２００－３、２００－４...２００－ｎからなることができる。
ここで、複数の治療センサ２００－１、２００－２、２００－３、２００－４...２００－ｎを構成する各治療センサ２００は、同一の生体信号測定方式又は互いに異なる生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する生体信号を測定することができ、使用者の身体の一部に最適の電気刺激信号を同時に伝達するか、時間差を置いて順次伝達することができる。
また、治療センサ２００は、同一の生体信号測定方式又は互いに異なる生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する生体信号を測定するために、生体信号処理方法などの変数が互いに異なる複数の生体信号測定方式２０１０に対する情報を格納する生体信号アルゴリズム２０１が格納される。
生体信号アルゴリズム２０１に格納される生体信号測定方式２０１０に対する情報は、前記一実施例の生体信号測定方式１０５０に対する情報と符号が異なるだけであるので、これに関する詳しい説明は、省略する。
そして、治療センサ２００は、最適の生体信号に合わせて、最適の電気刺激信号を生成するために、電気刺激方法、電流の種類、波形、脈動頻度、位相期間、脈動期間、脈動間隔などの変数が互いに異なる複数の電気刺激方式２０３０に対する情報を格納する電気刺激アルゴリズム２０３が格納される。
電気刺激アルゴリズム２０３に格納される電気刺激方式２０３０に関する情報は、前記一実施例の電気刺激方式１１５０に対する情報と符号が異なるだけであるので、これに関する詳しい説明は、省略する。
モニタ部２１０は、前記一実施例のモニタ部１２０と比較して、前記生体信号測定センサ１００の代わりに、治療センサ２００に連結されることが異なるだけで、モニタリング過程は、前記一実施例と同一であるので、これに対する詳しい説明は、省略する。
データベース２２０は、モニタ部１２０でモニタリングされた使用者バイオリズムに対する情報が格納され、本発明の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置２０を制御するためのプログラム、治療センサ２００の治療モード、及び仮想の使用者身体の一部に対する情報が格納される。
ここで、治療モードは、治療センサ２００が、１つの生体信号測定方式２０１０と、１つの電気刺激方式２０３０で動作する命令モードである。
分析部２３０は、データベース２２０に格納される使用者バイオリズムに対する情報を分析して、最適の生体信号測定方式を判断するための第３の分析アルゴリズム２３１と、使用者の身体の一部に伝達される最適の電気刺激信号を演算するための第４の分析アルゴリズム２３２とが格納される。
第３の分析アルゴリズム２３１は、複数の治療センサ２００で測定される複数の生体信号を比較して、複数の生体信号のうち、未測定値又は欠測値が相対的に少ない又はない生体信号を測定する生体信号測定方式を、最適の生体信号測定方式と判断することができる。
第４の分析アルゴリズム２３２は、治療センサ２００が第３の分析アルゴリズム２３１から判断された最適の生体信号測定方式で、使用者の身体の一部に対する最適の生体信号を測定することになると、最適の生体信号を基準に、複数の電気刺激方式２０３０で生成される複数の電気刺激信号を、使用者の身体の一部と同一の身体部位である仮想の身体の一部に適用するシミュレーションを行い、シミュレーション結果から、複数の電気刺激信号のうち、使用者の身体の一部が最大で治療される最適の電気刺激信号を演算することができる。
制御部２４０は、治療センサ２００が最適の治療モードで動作される前又は動作中に、最適の治療モードが維持、又は他の治療モードに変わるように制御することができる。
ここで、最適の治療モードは、治療センサ２００の治療モードのうち、使用者の身体の一部が最大で治療される最適の生体信号測定方式２０１０と最適の電気刺激方式２０３０で動作されるようにする命令モードである。
一方、分析部２３０は、最適の治療モードを判断するための第５の分析アルゴリズム２３３が格納される。
第５の分析アルゴリズム２３３は、データベース２２０に格納される複数の治療モードを適用する場合、使用者の身体の一部と同一の身体部位である仮想の使用者身体の一部に対する生体信号(使用者バイオリズム)の変化程度を予測して、複数の治療モードのうち、最適の治療モードを判断することができる。
制御部２４０は、治療センサ２００が、第５の分析アルゴリズム２３３から判断される最適の治療モードで動作するように制御することができる。
ディスプレイ２５０は、治療センサ２００が制御部２４０により、最適の治療モードで動作する前に、使用者に、第５の分析アルゴリズム２３３の判断結果、すなわち、最適の治療モードに対する情報を案内することができる。
一方、他の実施例の部位別電気刺激に基づく生体信号測定装置２０は、前記一実施例と同様に、給電部(図示せず)、第１のアラーム部(図示せず)、及び第２のアラーム部(図示せず)を含み、前記給電部、第１のアラーム部、及び第２のアラーム部は、前記一実施例と同様であるので、詳しい説明は省略する。
選択的部位刺激が可能な電流刺激機器及び制御方法
図９は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電子的な構成を概略的に示すブロック図であり、図１０は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の本体及び報知ユニットを示す斜視図であり、図１１は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電極ユニットにおいて、電極の円形配列とそれによる微細電流の経路を概略的に示す図であり、図１２は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電極ユニットにおいて、電極間微細電流の波形を概略的に示す図であり、図１３は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電気的連結を概略的に示す図であり、図１４は、本発明の他の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電気的連結を概略的に示す図であり、図１５は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器及びこの制御方法を示すフローチャートである。
図９は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電子的な構成を概略的に示すブロック図であり、図１０は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の本体及び報知ユニットを示す斜視図であり、図１１は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電極ユニットにおいて、電極の円形配列とそれによる微細電流の経路を概略的に示す図であり、図１２は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電極ユニットにおいて、電極間微細電流の波形を概略的に示す図であり、図１３は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電気的連結を概略的に示す図であり、図１４は、本発明の他の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器の電気的連結を概略的に示す図であり、図１５は、本発明の実施例による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器及びこの制御方法を示すフローチャートである。
図９乃至図１３に示しているように、本発明による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器１００００は、微細電流を用いて、使用者の身体の少なくとも一部を治療する医療用機器であって、本体１１０００と、電極ユニット１２０００と、制御ユニット１３０００と、脳波測定ユニット１４０００と、報知ユニット１５０００と、絶縁ユニット１６０００とを含む。
前記本体１１０００は、本発明の各構成を全体として覆うものであり、望ましくは、円形周囲を有する３次元の半球状で、前記身体のうち、頭に着用可能になされる。
このような前記本体１１０００は、図１０に示しているように、ヘッドギアの形状が適用され得るが、これに限定されず、本発明の技術的範囲内で当該関連分野の当業者により、様々な形状に製作可能であることは勿論、様々な素材が使用される。
前記電極ユニット１２０００は、複数の電極からなり、前記使用者の身体のうち、少なくとも一部と接触するように、前記本体１１０００に設けられ、前記各電極が集まった集合体を意味する。
このような前記電極ユニット１２０００は、前述した本体１１０００の構成により、前記身体のうち、頭に接触可能に設けられるのが望ましく、より望ましくは、前記電極が、前記本体１１０００の円形周囲に沿って、少なくとも１１個以上で一定間隔をもって円形配列されるように構成され、本発明による前記図１０では、本体１１０００に内設されたことと、図示を省略している。
すなわち、前記電極は、身体のうち、前記頭と間接に接触して、後述する構成間の電気的な結合関係により、１ｍＡ以下の微細電流を頭脳に伝達するように構成され、ＣＥＳ治療技法を誘導可能な環境となる。
また、前記電極ユニット１２０００は、微細電流を誘導するための電気刺激を発生する刺激発生部(図示せず)を含むことができる。
前記刺激発生部は、別の給電部(図示せず)から電源を供給され、前記制御ユニット１３０００の制御により、前記微細電流の誘導のための電気刺激を生成して、前記電極に伝達するように構成される。
ここで、前記電気刺激は、前記制御ユニット１３０００の制御による単位面積当たりの微細電流の量(単位面積当たりの微細電流の量(mA/Cm)、微細電流を流す周期(usec)、微細電流刺激の繰返し周期(Hz)による微細電流波形の少なくともいずれか１つを意味する。
また、前記給電部は、上述した電極ユニット１２０００の刺激発生部に電源を供給する構成であって、本発明の好適な実施例によると、効率側面から、前記制御ユニット１３０００の制御により、オン/オフ作動するように構成され、前記制御ユニット１３０００により、前記刺激発生部に電源を選択的に供給する機能を働く。
このような前記給電部の給電に関する技術は、一般の公知技術であるので、本発明の図面では図示を省略しており、本発明の技術範囲内で当該関連分野の当業者により、様々な公知の給電装置(モジュール)を取り扱うことができる。
前記制御ユニット１３０００は、給電部の作動を制御し、前記電極ユニット１２０００がＣＥＳ方式で、１ｍＡ以下の微細電流を前記使用者の頭脳に伝達するように制御する構成で、後述する脳波測定ユニット１４０００で測定される脳波によって、前記電極ユニット１２０００を適応的に制御するようにする。
具体的に、前記制御ユニット１３０００は、前記頭脳の全領域のうち、前記使用者の疾患の種類によって、刺激すべき少なくとも１つの刺激領域(A)を決めるようにすることができる。
また、前記制御ユニット１３０００は、刺激領域(A)に前記微細電流を集束して前記疾患を治療するために、前記複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極１２１００と、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが、誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決めるようにするのが望ましい。
このため、前記制御ユニット１３０００は、使用者の頭脳に関する疾患にそれぞれ対応する刺激パターン情報を予め設定することができる。
ここで、本発明の好適な実施例によると、前記疾患は、睡眠障害、鬱病、認知症、軽度認知障害(MCI)、発達障害、注意力欠乏過剰行動障害(ADHD)の少なくとも１つであるのが望ましい。
例えば、このような前記疾患は、頭脳上で刺激をすべき部位がそれぞれ異なり、その刺激の強度も異にしなければならない。
前記刺激パターン情報は、前述した疾患にそれぞれ対応し、前記脳波測定ユニット１４０００で測定される脳波に供えて、前記電極ユニット１２０００でどの電極をある程度複数に選択(ON)して、ある程度複数の対１２１００ａ－１２１００ｂ、１２１００ｃ－１２１００ｄ、１２１００ｅ－１２１００ｆにマッチング(link)すべきであるかに対する情報(図１１参照)と、前記マッチングされる電極１２１００ａ－１２１００ｂ、１２１００ｃ－１２１００ｄ、１２１００ｅ－１２１００ｆ間の微細電流が、どのような波形(W1又はW2)を有するべきかに関する情報(図１２参照)と、前記マッチングされる電極１２１００ａ－１２１００ｂ、１２１００ｃ－１２１００ｄ、１２１００ｅ－１２１００ｆ間の微細電流に対するインピーダンスを考えて、ある程度の電圧強さに調整すべきかに関する情報を含む。
すなわち、前記制御ユニット１３０００は、所定の刺激パターン情報と前記脳波測定ユニット１４０００で測定される脳波を相互マッチングして分析し、前記分析結果に応じて、前記刺激領域(A)と、前記刺激領域(A)に対する第１の電極１２１００、前記第１の電極１２１００に対する微細電流の強さ及び経路などを決める。
一方、本発明の実施例では、前記制御ユニット１３０００に電極ユニット１２０００の制御のための信号として、前記脳波測定ユニット１４０００の脳波のみを適用しているが、前記制御ユニット１３０００には、電極ユニット１２０００の制御のための任意の刺激要求信号が付加的に受信されるようにすることもできる。
このような前記刺激要求信号は、使用者に望ましいか、使用者が意図的に所望する微細電流の変化要求値に対する電気信号であって、別に設けられた外部機器１０１００の入力手段(図示せず)により、使用者が直接に手動入力するか、前記使用者の頭脳状態を感知可能な本発明の技術的範囲内で様々な公知のセンサユニット(図示せず)により、自動入力することができる。
例えば、前記センサユニットは、制御ユニット１３０００に連動する音声認識ＳＤＫが搭載された音声センサを含むことができ、前記のような構成を取る場合、前記刺激要求信号が、使用者の音声によっても、入力されることになる。
前記脳波測定ユニット１４０００は、使用者の身体の少なくとも一部と接触して、前記使用者の脳波(EEG、Electro Encephalo Graphy)を測定するように、前記本体１１０００に設けられるセンサであって、より望ましくは、使用者の頭に触るようにすることができる。
ここで、前記脳波測定ユニット１４０００は、様々な公知の脳波センサが適用され、これは、別の脳波感知用電極(図示せず)によっても具現可能であり、より具体的な説明は、省略する。
結果として、本発明の好適な実施例による前記制御ユニット１３０００は、脳波測定ユニット１４０００で測定される脳波をリアルタイムに分析して、前記頭脳疾患の種類によって、前記刺激領域(A)を決め、前記決められた刺激領域(A)に対応する前記第１の電極１２１００、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決めるようにすることができる。
ここで、前記電極ユニット１２０００の第１の電極１２１００は、前記制御ユニット１３０００の制御により選択された電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆであって、前記制御ユニット１３０００の制御に応じて、複数選択されて活性化(ON動作)して、微細電流を誘導することができ、より具体的には、互いに異なる電極同士、複数の対(１２１００ａ－１２１００ｂ、１２１００ｃ－１２１００ｄ、１２１００ｅ－１２１００ｆで交差可能にマッチングされ、前記刺激領域(A)に向かって集束される微細電流を誘導することができる。
このような前記電極ユニット１２０００の電極全体は、より望ましくは８つからなり、図１１に示しているように、様々な経路(R)を有する微細電流を誘導することができ、これに限定されず、より様々な微細電流の誘導経路を確保できるように、少なくとも８つ以上の電極からなるのが望ましい。
ここで、前記制御ユニット１３０００は、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが同時に活性化(ON)するように制御するのが望ましく、これにより、前記刺激領域(A)に対する微細電流の集束が同時に行われる。
この際、前記各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆで誘導される微細電流の波形は、Pulse(mono-phase、bi-phase、multi-phase)であることが望ましいが、ＤＣ、ＡＣ、ランダム波形、符号化波形、有無線連結により、外部機器１０１００で生成された波形のいずれか１つであるが、これに限定されない。
同時に、前記各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆで誘導される微細電流のパターンは、DC、sine、pulse、チャープ(chirp)などの正規パターンであるのが望ましいが、ランダムパターンとなり得、これに限定されず、有無線連結により、外部機器１０１００で生成されたパターンとなり得る。
例えば、図１２に示しているように、前記制御ユニット１３０００は、前記マッチングされる電極１２１００ａ、１２１００ｂ間の微細電流が定電流である場合、前記刺激領域(A、図11)を基準に中心を通る第１の波形(W1)であると、１００％の比重で計算して、前記微細電流の強さを決めるのが望ましい。
一方、前記マッチングされる電極１２１００ａ、１２１００ｂ間の微細電流が定電流である場合、前記刺激領域(A、図11)を基準に最外側を通る第２の波形(W2)であると、２０％の比重で計算して、前記微細電流の強さを決めることができ、更には、前記第１、第２の波形(W1、W2)の間に位置している波形(符号未図示)であると、その間の値の比重で計算して、前記微細電流の強さを決めることができる。
このような前記微細電流の強さは、前記制御ユニット１３０００が、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆ間のインピーダンスを考えて、電圧の強さを調整して調節可能に構成されるのが望ましいが、これに限定されず、該当関連分野の通常の知識を有する当業者により、様々に変更設計可能である。
一方、本発明の好適な実施例によると、前記制御ユニット１３０００は、上述した刺激領域(A)のうち、優先して決められた第１の刺激領域(符号未図示)に前記微細電流を集束した後にも、前記脳波測定ユニット１４０００で測定される脳波を基に、使用者の頭脳状態を持続的にモニタリングしながら、前記第１の刺激領域の変化必要可否を判断する。
また、前記制御ユニット１３０００は、前記判断結果、既存の前記第１の刺激領域から、前記刺激領域(A)のうち、新たな第２の刺激領域(符号未表示)への変化が必要であると判断されると、新たな前記第２の刺激領域に微細電流を集束するために、前記第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変えるようにするのが望ましい。
さらには、前記制御ユニット１３０００は、刺激領域(A)に前記微細電流を集束する場合と、前記第１の電極１２１００、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変える場合に、それぞれ相違する報知信号を出力するようにすることができる。
例えば、前記刺激領域(A)に前記微細電流を集束する前者の場合は、前記電流刺激機器１００００による治療進行中であることを意味することができ、一方、前記第１の電極１２１００、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変える後者の場合は、前記使用者の脳波変化があることを意味することができる。
これに関して、前記報知ユニット１５０００は、制御ユニット１３０００から出力される報知信号に応じて、所定のパターンで音響と光を放出するようにすることができる。
このような前記報知ユニット１５０００は、本発明による前記電流刺激機器１００００による治療進行中可否と、自分の脳波変化可否(頭脳状態)を、使用者が自ら認識できるようにする機能を働き、音響出力部１５１及び発光部１５２を含むことができる。
前記音響出力部１５１は、上述した報知信号により、所定のパターンで音響を放出しながら、使用者に治療進行中可否と脳波変化可否を聴覚的に報知する機能を働く。
このような前記音響出力部１５１は、音の強さ、高低、音色などの音響パターン情報を、前記それぞれの報知信号別に相違して設定することができ、これは、様々な公知のスピーカーモジュールが適用される。
前記発光部１５２は、上述した報知信号により、所定のパターンで光を放出しながら、使用者に治療進行中可否と脳波変化可否を視覚的に報知する機能を働く。
このような前記発光部１５２は、色、点滅などの照明パターン情報を、前記それぞれの報知信号別に相違して設定することができ、ＬＥＤが適用されるのが望ましいが、これに限定されず、通常の知識を有する該当関連分野の当業者により、様々な公知の照明モジュールが適用可能である。
合わせて、本発明の好適な実施例において、前記報知ユニット１５０００は、前記可否を視覚的に報知する構成として、前記発光部１５２を適用しているが、これに限定されず、同一の技術仕様で構成され、上述した報知信号によＲ、所定のテキストとイメージを任意の画面上に視覚的にディスプレイするディスプレイ部(図示せず)を更に含むか、又は入替えることもできる。
このような前記ディスプレイ部は、液晶ディスプレイ(LCD)、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(TFT LCD)、有機発光ダイオード(OLED)、フレキシブルディスプレイ、３次元ディスプレイ(3D display)の少なくとも１つを含むことができる。
前記絶縁ユニット１６０００は、上述した電極ユニット１２０００、給電部、及び前記制御ユニット１３０００を回路的に絶縁して、相互電気的な干渉を防止する構成であって、より具体的には、第１の絶縁部１６１００と、第２の絶縁部１６２００とを含む。
前記第１の絶縁部１６１００は、給電部を回路的に絶縁して、電源信号に対する電気的干渉を防止する機能を働く。
このような前記第１の絶縁部１６１００は、トランスであるのが望ましいが、ＤＣ－ＤＣコンバータが適用されることもでき、これに限定されない。
前記第２の絶縁部１６２００は、電極ユニット１２０００の電極間及び刺激発生部、前記制御ユニット１３０００を回路的に絶縁して、制御信号に対する電気的干渉を防止する機能を働く。
ここで、前記第２の絶縁部１６２００は、フォトカップラー(photo coupler)であるのが望ましいが、シグナルトランス適用可能であり、これに限定されず、本発明の技術的範囲内で該当関連分野の通常の知識を有する当業者により、様々に変更設計可能である。
一方、本発明の他の実施例において、前記電極ユニット１２０００及び制御ユニット１３０００は、個別的な通常の電気刺激機器(前記外部機器、１０１００)にそれぞれ構成されるが、この際は、図１４を参照して、前記電極ユニット１２０００及び制御ユニット１３０００がモジュール化して、複数の電極部１２０ａ、複数の制御部１３０ａに分けて構成することができる。
ここで、前記絶縁ユニット１６０００も、それぞれの絶縁ためにモジュール化され、複数の絶縁部１６０ａがそれぞれの構成にマッチングされるようにするのが望ましい。
特に、前記本発明の他の実施例による制御ユニット１３０(図１４)は、前記それぞれの制御部１３０ａに連動して、前記制御部１３０ａを統合的に制御する機能が含まれるようにするのが望ましい。
すなわち、複数の電極部１２０ａは、モジュール化された電気刺激機器１０１００ａによりそれぞれ区分して構成しているだけで、本発明による前記電極ユニット１２０００と同一仕様の機能を行うことができ、前記制御部１３０ａは、本発明の制御ユニット１３０００に含まれた機能である前記電極部１２０ａの第１の電極１２１００を選択的に活性化(ON)する制御機能を果たすことができる。
また、前記給電部も、同様な技術的仕様で構成できることは、言うまでもない。
ついで、このように構成された選択的部位刺激が可能な電流刺激機器１００００を制御する方法は、図１５に示しているように、リアルタイム脳波測定ステップ(Ｓ１００)と、刺激領域決定ステップ(Ｓ２００)と、選択条件決定ステップ(Ｓ３００)と、微細電流集束ステップ(Ｓ４００)とを含む。
前記リアルタイム脳波測定ステップ(Ｓ１００)では、脳波測定ユニット１４０００が使用者から、任意の脳波をリアルタイムで測定する。
前記刺激領域決定ステップ(Ｓ２００)では、制御ユニット１３０００が前記リアルタイム脳波測定ステップ(Ｓ１００)で測定される脳波を基に、頭脳の全領域のうち、使用者の疾患の種類によって、刺激すべき少なくとも１つの刺激領域(A)を決める。
前記選択条件決定ステップ(Ｓ３００)では、前記刺激領域(A)に微細電流を集束して前記疾患を治療するために、前記制御ユニット１３０００が電極ユニット１２０００の複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極１２１００、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決める。
前記微細電流集束ステップ(Ｓ４００)では、前記電極ユニット１２０００が前記選択条件決定ステップ(Ｓ３００)で決められた結果による微細電流を誘導して、前記刺激領域決定ステップ(Ｓ２００)で決められた刺激領域(A)に集束して、ＣＥＳ方式で前記使用者の頭脳(brain)に伝達する。
一方、本発明による前記電流刺激機器１００００の制御方法は、選択条件補正ステップ(Ｓ５００)をさらに含む。
具体的に、前記選択条件補正ステップ(Ｓ５００)では、前記微細電流集束ステップ(Ｓ４００)において、前記刺激領域(A)のうち、優先して決められた第１の刺激領域に前記微細電流を接続した後でも、前記制御ユニット１３０００が前記リアルタイム脳波測定ステップ(Ｓ１００)で測定される脳波を基に、使用者の頭脳状態を持続的にモニタリングしながら、前記第１の刺激領域の変化必要可否を判断する。
また、前記選択条件補正ステップ(Ｓ５００)では、前記判断結果、前記第１の刺激領域から、前記刺激領域(A)のうち、新たな第２の刺激領域への変化が必要であると判断されると、新たな前記第２の刺激領域に効率よい微細電流を集束するために、前記第１の電極１２１００、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変える。
さらには、前記電流刺激機器１００００の制御方法は、報知ユニット動作ステップ(Ｓ４０１、Ｓ５０１)を更に含む。
前記報知ユニット動作ステップ(Ｓ４０１、Ｓ５０１)では、上述した微細電流集束ステップ(Ｓ４００)において、前記刺激領域(A)に前記微細電流を集束する時点と、前記選択条件補正ステップ(Ｓ５００)において、前記第１の電極１２１００、前記第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変える時点に、前記制御ユニット１３０００がそれぞれ異なる報知信号を出力する。
また、前記報知ユニット動作ステップ(Ｓ４０１、Ｓ５０１)では、報知ユニット１５０００が前記制御ユニット１３０００から出力される報知信号により、所定のパターンで音響と光を放出する。
そこで、本発明による選択的部位刺激が可能な電流刺激機器１００００及びこの制御方法は、使用者の疾患種類によって、刺激が要求される少なくとも１つの刺激領域(A)を決め、刺激領域(A)に微細電流を集束するために、電極ユニット１２０００の複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極１２１００、第１の電極１２１００の各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決める制御ユニット１３０００により、更に正しい領域に適切な強度で集中的な治療が可能となり、もって、刺激領域(A)について効率的な治療環境の提供が可能となる。
また、本発明によると、一定の間隔で円形配列された複数の電極からなり、微細電流の誘導に際して、各電極１２１００ａ、１２１００ｂ、１２１００ｃ、１２１００ｄ、１２１００ｅ、１２１００ｆが複数の対でマッチングされ、且つ、相互多重的に交差可能な微細電流の誘導経路を生成する電極ユニット１２０００の構成により、微細電流に対する集束ポイントと強さ調節範囲を様々に確保できることになり、もって、広範囲な刺激領域(A)に対応すると共に、容易に刺激強度を調節できるというメリットがある。
さらに、本発明によると、頭に着用可能な本体１１０００と、リアルタイムで脳波を測定する脳波測定ユニット１４０００と、測定される脳波によって、電極ユニット１２０００を適応的に制御する制御ユニット１３０００により、人工知能方式のＣＥＳ治療技法を誘導することができ、もって、睡眠障害、鬱病、認知症、軽度認知障害(MCI)、発達障害、注意力欠乏過剰行動障害(ADHD)の少なくとも１つの疾患に対して、より効率よい治療を達成可能な効果がある。
また、本発明によると、各電気的な構成を回路的に絶縁する絶縁ユニット１６０００により、各構成間の相互電気的な干渉を防止することができ、もって、信頼性のある治療環境を提供することができる。
さらには、本発明によると、それぞれ相違する報知信号を出力する制御ユニット１３０００と、制御ユニット１３０００の報知信号によって、所定のパターンで音響と光を放出する報知ユニット１５０００により、使用者が治療進行中可否と脳波変化可否を視聴覚的に容易に認識することができる。
上述したように本発明の好適な実施例に対する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供されている。前記では、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、該当技術分野における熟練した当業者は、本発明の領域から逸脱しない範囲内で、本発明を様々に修正及び変更できることを理解するだろう。例えば、当業者は、上述した実施例に記載された各構成を互いに組み合わせる方式で利用可能である。そこで、本発明は、ここに現れた実施形態に制限しようとすることではなく、ここで開示された原理及び新規の特徴と一致する最広の範囲を付与しようとすることである。
本発明は、本発明の精神及び必須の特徴を逸脱しない範囲で、他の特定の形態で具体化することができる。そこで、前記の詳細な説明は、全ての面で制限的に解析されてはいけず、例示的なことと考えられるべきである。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解析により決められ、本発明の等価的範囲内での全ての変更は、本発明の範囲に含まれる。本発明は、ここに現れた実施形態に制限しようとすることではなく、ここに開示された原理及び新規の特徴と一致する最広の範囲を付与しようとする。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係のない請求項を組み合わせして、実施例を構成するか、出願後の補正により、新たな請求項として含むことができる。
Claims (15)
- 本体と、
複数の電極からなり、使用者の身体の少なくとも一部と接触するように、前記本体に設けられる電極ユニットと、
前記電極ユニットがＣＥＳ(Cranial Electrotherapy Stimulation)方式で、１ｍＡ以下の微細電流を、前記使用者の頭脳に伝達するように制御する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットは、
前記頭脳の全領域のうち、前記使用者の疾患の種類によって刺激すべき少なくとも１つの刺激領域を決め、
前記刺激領域に前記微細電流を集束して前記疾患を治療するために、前記複数の電極のうち、活性化(ON)すべき２つ以上の第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを決めることを特徴とする選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。 - 更に、前記使用者の身体の少なくとも一部と接触し、前記使用者の脳波(EEG)を測定するように、前記本体に設けられる脳波測定ユニットを含み、
前記制御ユニットは、
優先して決められた第１の刺激領域に前記微細電流を集束した後にも、
前記脳波測定ユニットで測定される脳波を基に、使用者の頭脳状態を持続的にモニタリングし、且つ、前記第１の刺激領域の変化必要可否を判断し、
前記判断結果、前記第１の刺激領域から新たな第２の刺激領域への変化が必要であると判断されると、
新たな前記第２の刺激領域に微細電流を集束するために、前記第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変えることを特徴とする請求項１に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。 - 前記ＣＥＳ方式により、睡眠障害、鬱病、認知症、軽度認知障害(MCI)、不安障害、発達障害、注意力欠乏過剰行動障害(ADHD)の少なくとも１つの疾患を治療することを特徴とする請求項２に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
- 前記電極ユニットの電極全体は、少なくとも８個以上が一定間隔で円形を成すように配列され、
前記配列による前記第１の電極の各電極は、前記制御ユニットの制御により、多重的に交差可能な微細電流を誘導することを特徴とする請求項３に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。 - 前記制御ユニットは、前記第１の電極の各電極が同時に活性化(ON)するように制御することを特徴とする請求項４に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
- 前記本体は、円形の周りを有する３次元の半球状で、前記身体のうち、頭に着用可能であり、
前記電極ユニットの電極の全体は、前記本体の円形の周りに沿って配列されることを特徴とする請求項４に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。 - 前記微細電流の波形は、ＤＣ、ＡＣ、Pulse(mono-phase、bi-phase、multi-phase)、ランダム波形、符号化波形、有無線連結により、外部機器で生成された波形のうち、いずれか１つを有することを特徴とする請求項１に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
- 前記微細電流のパターンは、DC、sine、pulse、チャープ(chirp)、ランダムパターン、有無線連結により、外部機器で生成されたパターンのいずれか１つを有することを特徴とする請求項１に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
- 前記制御ユニットは、前記微細電流が定電流である場合、前記刺激領域を基準に中心を通ると、１００％の比重で計算し、前記刺激領域を基準に最外側を通ると、２０％の比重で計算して、前記微細電流の強さを決めることを特徴とする請求項１に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
- 前記制御ユニットは、前記第１の電極の各電極間のインピーダンスを考えて、電圧の強さを調整し、且つ、前記微細電流の強さを調節可能に構成することを特徴とする請求項９に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
- 前記制御ユニットは、前記刺激領域に前記微細電流を集束する場合と、前記第１の電極、前記第１の電極の各電極が誘導すべき微細電流の強さ及び経路の少なくとも１つを変更する場合に、それぞれ異なる報知信号を出力し、
前記電流刺激機器は、更に、前記制御ユニットから出力される報知信号により、所定のパターンで音響と光を放出する報知ユニットを含むことを特徴とする請求項２に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。 - 前記報知ユニットは、前記報知信号により、所定のパターンで音響を放出し、且つ、使用者に治療進行中可否と脳波変化可否を聴覚的に報知する音響出力部と、
前記報知信号により、所定のパターンで光を放出し、且つ、使用者に治療進行中可否と脳波変化可否を視覚的に報知する発光部とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。 - 更に、前記電極ユニット及び制御ユニットを回路的に絶縁して、相互電気的な干渉を防止する絶縁ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
- 前記絶縁ユニットは、
電源信号に対する電気的干渉を防止する第１の絶縁部と、
制御信号に対する電気的干渉を防止する第２の絶縁部とを含むことを特徴とする請求項１３に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。 - 前記第１の絶縁部は、トランス又はＤＣ－ＤＣコンバータのいずれか１つであり、
前記第２の絶縁部は、フォトカップラー又はシグナルトランスのいずれか１つであることを特徴とする請求項１４に記載の選択的部位刺激が可能な電流刺激機器。
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