KR101542780B1 - 전기 자극 장치 - Google Patents

전기 자극 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101542780B1
KR101542780B1 KR1020150058791A KR20150058791A KR101542780B1 KR 101542780 B1 KR101542780 B1 KR 101542780B1 KR 1020150058791 A KR1020150058791 A KR 1020150058791A KR 20150058791 A KR20150058791 A KR 20150058791A KR 101542780 B1 KR101542780 B1 KR 101542780B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
conductive material
unit
pads
providing module
Prior art date
Application number
KR1020150058791A
Other languages
English (en)
Inventor
이기원
고천주
장종민
김병직
Original Assignee
(주)와이브레인
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)와이브레인 filed Critical (주)와이브레인
Priority to KR1020150058791A priority Critical patent/KR101542780B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101542780B1 publication Critical patent/KR101542780B1/ko
Priority to PCT/KR2016/004287 priority patent/WO2016175519A1/ko
Priority to US15/789,218 priority patent/US20180036526A1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • A61N1/0472—Structure-related aspects
    • A61N1/0492—Patch electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0526—Head electrodes
    • A61N1/0529—Electrodes for brain stimulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • A61N1/0408—Use-related aspects
    • A61N1/0456—Specially adapted for transcutaneous electrical nerve stimulation [TENS]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/36025—External stimulators, e.g. with patch electrodes for treating a mental or cerebral condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/36025—External stimulators, e.g. with patch electrodes for treating a mental or cerebral condition
    • A61N1/36028—External stimulators, e.g. with patch electrodes for treating a mental or cerebral condition for aversion therapy
    • A61N2001/36039—

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)

Abstract

전기 자극 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치는 사용자의 머리에 접하여 상기 사용자의 머리에 전류를 가하는 적어도 하나의 전극부, 및 상기 적어도 하나의 전극부에 전류를 제공하는 전류 제공 모듈을 포함하고, 상기 전류 제공 모듈은 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하기 위한 경로 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 패드를 포함하고, 상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드가 도전성 물질에 의해 연결되면 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한다.

Description

전기 자극 장치{ELETRICAL STIMULATION DEVICE}
본 발명은 전기 자극 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 사용자의 머리에 전기 자극을 가하기 위한 전기 자극 장치에 관한 것이다.
경두개 직류 전기 자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)을 이용한 뇌 전기 자극 기술은 인지 능력 향상과, 우울증 및 ADHD(Attention Deficit Hyperactivity Disorder) 등의 정신 질환 치료 등에 효과가 있다고 알려져 있다.
따라서, 뇌 전기 자극 기술을 일상 생활에서 이용할 수 있다면, 뇌 기능을 향상시킬 수 있으며, 신경 간의 연결을 활성화하거나 억제시킴으로써 지속적인 정신 질환의 치료가 가능할 수 있다.
공개특허공보 제10-2010-0113554호, 2010.10.21
종래의 tDCS 장치는 전기 자극을 가하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하고 있으며, 각각의 전극은 사용자의 머리의 피부에 접하는 패치 레이어와 상기 패치 레이어에 전류를 전달하는 전극 레이어를 포함한다. 패치 레이어는 전류의 도통을 위한 전해질을 포함하며, 이로 인해 패치 레이어와 전극 레이어 사이의 계면 상에서 산화환원 반응이 일어날 수 있다. 이러한 산화환원 반응은 패치 레이어를 점진적으로 산성화 또는 염기성화시키고, tDCS 장치의 반복 사용에 의해서 패치 레이어의 pH 지수가 임계 범위를 벗어나게 되면, 사용자는 패치 레이어와 접하는 머리의 피부에 화상 또는 손상을 입을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용자가 전기 자극 장치 사용 시 머리의 피부에 화상 또는 손상을 입는 것을 방지할 수 있는 일회용 전기 자극 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치는 사용자의 머리에 접하여 상기 사용자의 머리에 전류를 가하는 적어도 하나의 전극부, 및 상기 적어도 하나의 전극부에 전류를 제공하는 전류 제공 모듈을 포함하고, 상기 전류 제공 모듈은 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하기 위한 경로 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 패드를 포함하고, 상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드가 도전성 물질에 의해 연결되면 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 전기 자극 장치는 상기 전류 제공 모듈이 배치되는 플렉시블 기판을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 도전성 물질은 도전성 실리콘, 도전성 테이프, 도전성 와이어, 도전성 필름, 도전성 페이스트(paste), 인체의 일부 중 적어도 하나일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 도전성 물질은 상기 복수의 패드 상에 배치되고, 상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드와 상기 도전성 물질 사이에 개재되는 비도전성 물질을 더 포함하고, 상기 비도전성 물질이 상기 복수의 패드와 상기 도전성 물질 사이로부터 제거되면, 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결될 수 있다.
또한, 상기 비도전성 물질은 절연 시트, 절연 테이프, 절연 종이 또는 절연 필름 중 적어도 하나일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 전류 제공 모듈은 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하지 않을 수 있다.
또한, 상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 전원을 공급하는 전원 공급부와, 상기 공급된 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 전극부에 미리 정해진 양의 전류를 제공하는 전류 제공부를 더 포함하고, 상기 전류 제공부는 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 상기 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 디스에이블(disable)될 수 있다.
또한, 상기 전류 제공 모듈은 상기 전류 제공 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 상기 전류 제공부의 동작을 인에이블(enable)시키고, 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 상기 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 상기 전류 제공부의 동작을 디스에이블시킬 수 있다.
한편, 상기 전류 제공 모듈은 상기 전류 제공 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 초기에 상기 전기 자극 장치의 사용 상태를 비사용(unused) 상태로 저장하고, 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 상기 전기 자극 장치의 사용 상태를 기사용(used) 상태로 갱신하여 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기 자극 장치의 사용 상태가 기사용 상태이면 상기 전류 제공 모듈의 동작을 디스에이블시킬 수 있다.
또한, 상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 전원을 공급하는 전원 공급부와, 상기 공급된 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 전극부에 미리 정해진 양의 전류를 제공하는 전류 제공부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 전기 자극 장치의 사용 상태가 비사용 상태이면 상기 전류 제공부의 동작을 인에이블시키고, 상기 전기 자극 장치의 사용 상태가 기사용 상태면 상기 전류 제공부의 동작을 디스에이블시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 전류 제공 모듈은 상기 전류 제공 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 상기 제어부에 전원이 공급되고, 상기 제어부는 상기 전류 제공 모듈이 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 일회용 전기 자극 장치를 제공함으로써 사용자가 전기 자극 장치를 반복 사용할 수 없도록 하고, 산화환원 반응에 의해서 전기 자극 장치의 전극이 산성화 또는 염기성화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 일회용 전기 자극 장치의 전극의 pH 지수는 안전 범위 내에서 유지되므로, 사용자가 패치 레이어와 접하는 머리의 피부에 화상 또는 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 전기 자극 장치의 복수의 패드가 도전성 물질에 의해 연결된 것을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 전류 제공 모듈의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 전기 자극 장치의 사용 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 1의 전기 자극 장치의 전극부의 개략적인 구성 및 개략적인 동작을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자극 장치에 대해 설명하기로 한다.
이하에서 언급되는 “전기 자극”은 경두개 직류 전기 자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS), 경두개 교류 전기 자극(transcranial Alternating Current Stimulation; tACS), 경두개 랜덤 노이즈 자극 (transcranial Random-Noise Stimulation; tRNS) 등과 같은 경두개 전기 자극(transcranial Current Stimulation; tCS)을 나타낼 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치의 개략적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1의 전기 자극 장치의 복수의 패드가 도전성 물질에 의해 연결된 것을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 전류 제공 모듈(120) 및 전극부(130)를 포함한다.
기판(110)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)일 수 있다. 기판(110) 상에는 전류 제공 모듈(120)을 위한 회로 배선이 그 표면 또는 내부에 형성될 수 있다. 기판(110)은 플렉시블(flexible)하게 구성될 수 있다.
전류 제공 모듈(120)은 전극부(130)에 전류를 제공한다. 전류 제공 모듈(120)은 서로 이격되어 배치된 복수의 패드(10)를 포함한다. 복수의 패드(10)는 전류 제공 모듈(120)이 전극부(130)에 전류를 제공하기 위한 경로 상에 배치된다. 도 1에 도시된 상태에서, 복수의 패드(10)는 전기적으로 연결되어 있지 않으므로, 전류 제공 모듈(120)은 전극부(130)에 전류를 제공할 수 없다(즉, 디스에이블(disable) 상태). 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 패드(10)가 도전성 물질(20)에 의해 전기적으로 연결되면, 비로소 전류 제공 모듈(120)이 전극부(130)에 전류를 제공할 수 있다(즉, 인에이블(enable) 상태). 전류 제공 모듈(120)의 세부적인 구성 및 동작은 이하에서 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
예를 들어, 도전성 물질(20)은 도전성 실리콘, 도전성 테이프, 도전성 와이어, 도전성 필름, 도전성 페이스트(paste)와 같은 물질 중 하나 또는 그 결합, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 물질로 구성될 수 있다. 또한, 도전성 물질(20)은 인체의 일부(머리의 피부 등)일 수도 있다.
일부 실시예에서, 사용자의 임의의 동작(예를 들어, 기계적인 스위칭 동작)에 의해서, 도전성 물질(20)이 복수의 패드(10)와 접하고 복수의 패드(10)를 전기적으로 연결할 수 있다. 도전성 물질(20)은 복수의 패드(10) 중 하나의 패드(10)에만 접하고, 사용자의 동작에 의해서, 도전성 물질(20)이 복수의 패드(10) 중 나머지 패드(10)에도 접할 수 있다. 또는, 도전성 물질(20)은 복수의 패드(10) 모두와 접하지 않고, 사용자의 동작에 의해서, 도전성 물질(20)이 복수의 패드(10) 모두에 접할 수 있다.
일부 실시예에서, 도전성 물질(20)이 복수의 패드(10) 상에 배치되고, 도전성 물질(20)과 복수의 패드(10) 사이에 비도전성 물질(20, 미도시)이 개재될 수 있다. 비도전성 물질(20)에 의해서, 도전성 물질(20)이 복수의 패드(10)와 접하지 못하고 복수의 패드(10)를 전기적으로 연결할 수 없다. 그리고, 사용자의 임의의 동작에 의해서, 비도전성 물질(20)이 도전성 물질(20)과 복수의 패드(10) 사이로부터 제거되면, 도전성 물질(20)이 복수의 패드(10)와 접하고 복수의 패드(10)를 전기적으로 연결할 수 있다. 비도전성 물질(20)은 도전성 물질(20)과 복수의 패드(10) 중 하나의 패드(10) 사이에 개재되거나, 도전성 물질(20)과 복수의 패드(10) 모두 사이에 개재될 수 있다. 비도전성 물질(20)은 절연 시트, 절연 테이프, 절연 종이 또는 절연 필름 형태로 제공될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
전극부(130)는 사용자(대상체)의 머리에 접하여 사용자의 머리에 전류를 가한다. 사용자는 후술하는 바와 같이 전기 자극 장치(100)를 머리에 착용하거나 머리에 부착할 수 있으며, 이에 따라 전극부(130)가 사용자의 머리에 접할 수 있다. 전극부(130)의 세부적인 구성 및 동작은 이하에서 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 도 1에 도시된 구성요소가 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치(100)의 필수적인 구성요소는 아니어서, 전기 자극 장치(100)는 그보다 많은 구성요소를 포함하거나, 그보다 적은 구성요소를 포함하는 장치로 구성될 수 있다.
또한, 전기 자극 장치(100)의 전체적인 형상이 도 1에 도시된 실시예에 제한되는 것은 아니다. 도 1에 도시된 바와 다르게, 전극부(130)의 적어도 일부는 기판(110) 상에 배치되지 않을 수 있다. 그리고, 전류 제공 모듈(120)과 전극부(130)를 연결하는 배선은 복수의 전극부(130)의 거리가 조절 가능하도록 (늘어날 수 있는) 구불구불한 형태로 구성될 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 전류 제공 모듈의 세부적인 구성 및 동작을 설명하기로 한다. 도 3은 도 1의 전류 제공 모듈의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전류 제공 모듈(120)은 전원 공급부(121), 제어부(122), 전류 제공부(123)를 포함한다.
전원 공급부(121)는 배터리를 포함하여 제어부(122), 전류 제공부(123)에 제1 전압(예를 들어, 3.3V)의 전원(VCC)을 공급한다. 예를 들어, 배터리는 일회용(single-use) 배터리일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(121)의 전원 공급단과 배터리의 사이 경로에 상술한 복수의 패드(10)가 배치될 수 있다. 복수의 패드(10)가 도전성 물질(20)에 의해 전기적으로 연결되면, 전원 공급단과 배터리가 전기적으로 연결되어, 전원 공급부(121)가 전원(VCC)을 공급할 수 있다.
제어부(122)는 전류 제공 모듈(120)의 동작을 총체적으로 제어한다. 전원 공급부(121)로부터 전원(VCC)이 공급되면, 제어부(122)가 동작할 수 있다. 전원 공급과 제어부(122)의 동작 사이에는 자연적인 또는 임의적인 시간 지연이 존재할 수 있다. 제어부(122)는 전류 제공부(123)에 제어 신호(EN)를 전송하여 전류 제공부(123)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(122)는 전기 자극 장치(100)의 사용 상태를 저장하기 위한 메모리(미도시, 예를 들어 레지스터)를 포함할 수 있다. 전기 자극 장치(100)의 사용 상태는 비사용(unused) 상태와 기사용(used) 상태로 구분될 수 있다. 초기에 제어부(122)의 메모리는 전기 자극 장치(100)의 사용 상태를 비사용 상태로 저장할 수 있다. 제어부(122)는 전기 자극 장치(100)의 기준 횟수(예를 들어, 1회) 사용이 완료(complete)되었다고 판단되면, 메모리에 전기 자극 장치(100)의 사용 상태를 기사용 상태로 저장할 수 있다. 제어부(122)는 전원(VCC)이 인가된 후 시간의 경과를 카운트할 수 있고, 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 기준 횟수 사용이 완료되었다고 판단할 수 있다.
제어부(122)는 전기 자극 장치(100)의 사용 상태에 따라 전류 제공부(123)에 서로 다른 제어 신호(EN)를 전송할 수 있다. 전기 자극 장치(100)의 사용 상태가 비사용 상태이면, 제어부(122)는 제1 레벨(예를 들어, HIGH)의 제어 신호(EN)를 전송하여 전류 제공부(123)의 동작을 인에이블(enable)시킬 수 있다. 이에 따라, 전류 제공부(123)가 전극부(130)에 전류를 제공한다. 전기 자극 장치(100)의 사용 상태가 기사용 상태이면, 제어부(122)는 제2 레벨(예를 들어, LOW)의 제어 신호(EN)를 전송하여 전류 제공부(123)의 동작을 디스에이블(disable)시킬 수 있다. 이에 따라, 전류 제공부(123)가 전극부(130)에 전류를 제공하지 않는다.
예를 들어, 제어부(122)는 프로세서, 마이크로 프로세서(Micro Processor), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), MPU(Micro Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit) 등으로 구성될 수 있다. 제어부(122)는 상술한 제어 동작을 수행하기 위한 펌웨어(firmware)를 포함할 수 있다.
전류 제공부(123)는 전극부(130)에 전류를 제공한다. 전원 공급부(121)로부터 전원(VCC)이 공급되고, 제어부(122)가 제1 레벨의 제어 신호(EN)를 전송하면, 전류 제공부(123)가 동작할 수 있다. 전류 제공부(123)는 전원 공급부(121)로부터 공급된 제1 전압을 제2 전압(예를 들어, 10V)으로 부스팅(boosing)하고, 이를 이용하여 전극부(130)에 미리 정해진 양(예를 들어, 1mA)의 전류를 제공할 수 있다. 이를 위해, 전류 제공부(123)는 전압 부스터 회로 및 정전류 회로(예를 들어, CRD(Current Regulator Diode) 등)를 포함할 수 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 전극부의 세부적인 구성 및 동작을 설명하기로 한다. 도 4는 도 1의 전기 자극 장치의 사용 예를 도시하는 도면이고, 도 5는 도 1의 전기 자극 장치의 전극부의 개략적인 구성 및 개략적인 동작을 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 사용자(대상체)는 머리에 전기 자극 장치(100)를 부착할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 다르게, 사용자는 머리에 전기 자극 장치(100)를 착용할 수도 있다. 사용자가 머리에 전기 자극 장치(100)를 부착함에 따라, 전극부(130)가 사용자의 머리에 접할 수 있다. 전극부(130)는 사용자의 머리의 이마에 인접하여 접할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
전극부(130)는 후술하는 바와 같이 복수 개(제1 전극부(130a) 및 제2 전극부(130b))로 구성될 수 있다. 복수의 전극부(130)를 이용하여, 전기 자극 장치(100)는 사용자의 머리의 복수의 부분(위치 또는 영역)에 전류를 가할 수 있다. 예를 들어, 하나의 전극부(130)는 사용자의 머리의 좌측에 인접하여 접할 수 있고, 다른 전극부(130)는 사용자의 머리의 우측에 인접하여 접할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 전극부(130)는 각각 독립적으로 동작하도록 제어될 수 있다.
도 5를 참조하면, 각각의 전극부(130)는 각각 패치 레이어(131, patch layer) 및 전극 레이어(132, electrode layer)를 포함한다.
패치 레이어(131)는 사용자의 머리의 피부에 직접 접하는 레이어이다. 패치 레이어(131)는 단일층으로 구성될 수 있다. 패치 레이어(131)는 전극 레이어(132)로부터 전달된 전류를 사용자의 머리에 가한다. 이를 위해, 패치 레이어(131)는 전류를 전달하기 위한 전해질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 패치 레이어(131)는 전해질을 포함하는 스펀지 또는 하이드로겔(hydrogel)로 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 전해질은 사용자의 피부와 공통되는 염소 이온(Cl-)을 포함할 수 있다. 패치 레이어(131)는 상대적으로 임피던스(impedance)가 높은 물질로 형성될 수 있다.
전극 레이어(132)는 패치 레이어(131) 상에 형성된다. 전극 레이어(132)는 사용자의 머리의 피부에 접하지 않는다. 전극 레이어(132)는 패치 레이어(131)에 전류를 전달하여, 패치 레이어(131)를 통해 사용자에게 전기 자극이 가해지도록 한다. 예를 들어, 전극 레이어(132)는 전도성 카본 시트(carbon sheet) 또는 전도성 실리콘으로 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 각각의 전극부(130)는 복수의 세그먼트(segment)를 포함하고, 복수의 세그먼트가 서로 이격되어 동일한 기판 상에 형성될 수도 있다. 각각의 세그먼트는 상술한 패치 레이어(131) 및 전극 레이어(132)를 포함할 수 있다. 세그먼트의 개수, 형상, 세그먼트 간의 간격 등은 실시예에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 복수의 세그먼트는 각각 독립적으로 제어될 수도 있을 것이다. 또는, 몇몇 개의 세그먼트가 하나의 군을 이루어 제어될 수도 있다.
전기 자극 장치(100)의 동작시, 복수의 전극부(130) 중 제1 전극부(130a)는 애노드(anode)로 기능하고, 제2 전극부(130b)는 캐소드(cathode)로 기능할 수 있다. 그리고, 전극 레이어(132)로부터 패치 레이어(131)에 전류가 전달되는 때에 패치 레이어(131)와 전극 레이어(132) 사이의 계면 상에서 산화환원 반응(물 분해 반응)이 일어난다. 패치 레이어(131)는 전해질 외에 (용매로서 사용되는) 물을 더 포함할 수 있는데, 패치 레이어(131)의 물이 전극 레이어(132)로부터 제공되는 전자와 반응하여 수산화 이온(OH-)과 수소 분자로 분해될 수 있다(캐소드의 경우). 또는, 패치 레이어(131)의 물이 전자를 잃어 수소 이온(H+)과 산소 분자로 분해될 수 있다(애노드의 경우). 이에 따라, 캐소드 전극부(130b)의 경우, 수산화 이온에 의해서 패치 레이어(131)의 pH 지수가 점진적으로 높아질 수 있으며, 이와 유사하게, 애노드 전극부(130a)의 경우, 수소 이온에 의해서 패치 레이어(131)의 pH 지수가 점진적으로 낮아질 수 있다. 그리고, 전기 자극 장치(100)의 반복 사용에 의해서 패치 레이어(131)의 pH 지수의 변화가 임계 범위를 벗어나게 되면, 사용자가 패치 레이어(131)와 접하는 머리의 피부에 화상 또는 손상을 입을 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자극 장치(100)에 의하면, 사용자가 전기 자극 장치(100)를 반복할 수 없기 때문에, 산화환원 반응에 의해서 전기 자극 장치(100)의 전극이 산성화 또는 염기성화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 자극 장치(100)에 의하면, 전기 자극 장치(100)의 전극의 pH 지수를 안전 범위 내에서 유지시킬 수 있으므로, 결과적으로는 사용자가 패치 레이어(131)와 접하는 머리의 피부에 화상 또는 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
본 명세서에서는 사용자의 머리에 전기 자극을 가하는 전기 자극 장치(100)를 실시예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술적 특징은 머리 이외에 사용자의 다른 신체 부위에 전기 자극을 가하기 위한 전기 자극 장치에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법은 프로세서에 의해 수행되는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 상주할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 전기 자극 장치
110: 기판
120: 전류 제공 모듈
121: 전원 공급부
122: 제어부
123: 전류 제공부
130: 전극부
10: 패드
20: 도전성 물질

Claims (11)

  1. 사용자의 머리에 접하여 상기 사용자의 머리에 전류를 가하는 적어도 하나의 전극부; 및
    상기 적어도 하나의 전극부에 전류를 제공하는 전류 제공 모듈을 포함하고,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하기 위한 경로 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 패드를 포함하고,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드가 도전성 물질에 의해 연결되면 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하는, 전기 자극 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제공 모듈이 배치되는 플렉시블 기판을 더 포함하는, 전기 자극 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 도전성 실리콘, 도전성 테이프, 도전성 와이어, 도전성 필름, 도전성 페이스트(paste), 인체의 일부 중 적어도 하나인, 전기 자극 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 상기 복수의 패드 상에 배치되고,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드와 상기 도전성 물질 사이에 개재되는 비도전성 물질을 더 포함하고,
    상기 비도전성 물질이 상기 복수의 패드와 상기 도전성 물질 사이로부터 제거되면, 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되는, 전기 자극 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비도전성 물질은 절연 시트, 절연 테이프, 절연 종이 또는 절연 필름 중 적어도 하나인, 전기 자극 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하지 않는, 전기 자극 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 전원을 공급하는 전원 공급부와,
    상기 공급된 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 전극부에 미리 정해진 양의 전류를 제공하는 전류 제공부를 더 포함하고,
    상기 전류 제공부는 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 상기 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 디스에이블(disable)되는, 전기 자극 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 전류 제공 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 상기 전류 제공부의 동작을 인에이블(enable)시키고, 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 상기 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 상기 전류 제공부의 동작을 디스에이블시키는, 전기 자극 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 전류 제공 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 초기에 상기 전기 자극 장치의 사용 상태를 비사용(unused) 상태로 저장하고, 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공한 후 미리 정해진 기준 사용 시간이 경과하면 상기 전기 자극 장치의 사용 상태를 기사용(used) 상태로 갱신하여 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 전기 자극 장치의 사용 상태가 기사용 상태이면 상기 전류 제공 모듈의 동작을 디스에이블시키는, 전기 자극 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 전원을 공급하는 전원 공급부와,
    상기 공급된 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 전극부에 미리 정해진 양의 전류를 제공하는 전류 제공부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 전기 자극 장치의 사용 상태가 비사용 상태이면 상기 전류 제공부의 동작을 인에이블시키고, 상기 전기 자극 장치의 사용 상태가 기사용 상태면 상기 전류 제공부의 동작을 디스에이블시키는, 전기 자극 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전류 제공 모듈은 상기 전류 제공 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 패드가 상기 도전성 물질에 의해 연결되면 상기 제어부에 전원이 공급되고, 상기 제어부는 상기 전류 제공 모듈이 상기 적어도 하나의 전극부에 상기 전류를 제공하도록 제어하는, 전기 자극 장치.
KR1020150058791A 2015-04-27 2015-04-27 전기 자극 장치 KR101542780B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150058791A KR101542780B1 (ko) 2015-04-27 2015-04-27 전기 자극 장치
PCT/KR2016/004287 WO2016175519A1 (ko) 2015-04-27 2016-04-25 전기 자극 장치
US15/789,218 US20180036526A1 (en) 2015-04-27 2017-10-20 Electrical stimulation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150058791A KR101542780B1 (ko) 2015-04-27 2015-04-27 전기 자극 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101542780B1 true KR101542780B1 (ko) 2015-08-07

Family

ID=53886660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150058791A KR101542780B1 (ko) 2015-04-27 2015-04-27 전기 자극 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180036526A1 (ko)
KR (1) KR101542780B1 (ko)
WO (1) WO2016175519A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016175519A1 (ko) * 2015-04-27 2016-11-03 (주)와이브레인 전기 자극 장치
WO2017069541A1 (ko) * 2015-10-22 2017-04-27 주식회사 와이브레인 경두개 직류 자극 장치
KR20190097788A (ko) * 2018-02-13 2019-08-21 (주) 비비비 두뇌 자극 장치
EP3533488A4 (en) * 2016-10-31 2019-11-27 Y-Brain Inc POWER MONITORING DEVICE AND DEVICE FOR ELECTRICAL STIMULATION THEREWITH

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101473433B1 (ko) 2014-06-30 2014-12-18 (주)와이브레인 패치 장치
KR101473443B1 (ko) 2014-02-07 2014-12-18 (주)와이브레인 전기자극 시스템

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5658316A (en) * 1995-07-03 1997-08-19 Automatic Defibrillator, Inc. Portable defibrillator with disposable power pack
US6254247B1 (en) * 1999-01-14 2001-07-03 Redgate Industries, Inc. Illuminable containers and method
JP2008506464A (ja) * 2004-07-15 2008-03-06 ノーススター ニューロサイエンス インコーポレイテッド 神経刺激効率及び／又は効力の強化又はそれに影響を及ぼすためのシステム及び方法
WO2008128215A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-23 Alejandro Covalin Apparatus and method for the treatment of headache
KR101164779B1 (ko) * 2010-04-14 2012-07-10 (주)휴레브 보행보조 일체형 전극패드 및 이를 이용한 보행보조 장치
WO2011156649A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Protopeutics, Incorporated Therapeutic device and methods of using and making same for multimodal stimulation of living tissue
KR101209102B1 (ko) * 2010-10-07 2012-12-06 주식회사 웨이전스 전기자극 기능을 가지는 미세전류 기기
KR101472114B1 (ko) * 2014-05-30 2014-12-16 에스엠티글로벌 주식회사 절연된 플렉시블 패치형 전극을 이용한 다관절 고주파 치료장치
KR101542780B1 (ko) * 2015-04-27 2015-08-07 (주)와이브레인 전기 자극 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101473443B1 (ko) 2014-02-07 2014-12-18 (주)와이브레인 전기자극 시스템
KR101473433B1 (ko) 2014-06-30 2014-12-18 (주)와이브레인 패치 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016175519A1 (ko) * 2015-04-27 2016-11-03 (주)와이브레인 전기 자극 장치
WO2017069541A1 (ko) * 2015-10-22 2017-04-27 주식회사 와이브레인 경두개 직류 자극 장치
KR101758903B1 (ko) * 2015-10-22 2017-07-18 (주)와이브레인 경두개 직류 자극(tDCS) 장치
US11045642B2 (en) 2015-10-22 2021-06-29 Y-Brain Inc Transcranial direct current stimulation apparatus
EP3533488A4 (en) * 2016-10-31 2019-11-27 Y-Brain Inc POWER MONITORING DEVICE AND DEVICE FOR ELECTRICAL STIMULATION THEREWITH
US11305116B2 (en) 2016-10-31 2022-04-19 Y-Brain Inc. Current monitoring apparatus and electrical stimulation apparatus comprising same
KR20190097788A (ko) * 2018-02-13 2019-08-21 (주) 비비비 두뇌 자극 장치
KR102029914B1 (ko) * 2018-02-13 2019-10-08 (주) 비비비 두뇌 자극 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20180036526A1 (en) 2018-02-08
WO2016175519A1 (ko) 2016-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10188859B2 (en) Portable one-piece therapeutical apparatus with dual heating and low-frequency treatment functions
US11235148B2 (en) Apparatuses and methods for transdermal electrical stimulation of nerves to modify or induce a cognitive state
US10293161B2 (en) Apparatuses and methods for transdermal electrical stimulation of nerves to modify or induce a cognitive state
KR101542780B1 (ko) 전기 자극 장치
KR100849392B1 (ko) 이온 도입용 패드 장치 및 이를 이용한 다한증 치료 장치
KR101559341B1 (ko) 전기 자극 장치 및 교체형 패치 유닛
KR20160095579A (ko) 남용으로 인한 부작용을 최소화하는 개인용 경두개직류자극장치
US9901735B1 (en) Ancillary device for electrical stimulation device and electrical stimulation device
JP7480047B2 (ja) 電極パッチ
US20120150099A1 (en) Iontophoretic transdermal device
KR101566796B1 (ko) 전기 자극 장치
CN110809487B (zh) 电治疗仪、控制方法以及治疗系统
US8688240B1 (en) Device for neuro-physiologic stimulation
JP6733514B2 (ja) 電気治療器、および治療システム
US20180043152A1 (en) Electrical stimulation device
KR101628336B1 (ko) 전기 자극 장치용 보조 장치 및 전기 자극 장치
JP2019122429A (ja) 電気刺激装置
KR101593067B1 (ko) 전기 자극 장치용 보조 장치 및 전기 자극 장치
KR20170101422A (ko) 전류자극을 이용한 피부 보호 장치 및 그 방법
KR101566791B1 (ko) 전기 자극 장치
KR200453125Y1 (ko) 휴대용 전위 발생기
US20190314626A1 (en) Apparatus for outputting electric stimulation pulses
KR102433961B1 (ko) 웨어러블 tCS 제어장치
US20240033500A1 (en) Evaluating method for useful lifespan of conductive gel and non-implantable electrical stimulation device
WO2019057249A8 (de) Iontophorese-handgerät

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180724

Year of fee payment: 4