KR101655152B1 - Apparatus and Method for Electrical Stimulation using Pulse Count Modulation - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 전기 자극 방법은, 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 상기 외부자극의 세기에 기초하여, 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계; 및 결정된 상기 개수의 상기 단위 자극 펄스를 자극인가주기 내에서 발생시키는 단계;를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 자극인가주기에 걸쳐 자극 펄스의 진폭이 일정하고 이웃하는 펄스 사이의 시간간격이 일정한 자극 펄스를 발생시킴으로써 공간적 해상도가 높고 자극대상의 자극에 대한 민감도가 균일한 선형적 전기 자극 방법을 구현할 수 있다.An electrical stimulation method according to one embodiment includes receiving a signal indicative of an intensity of an external stimulus; Determining a number of unit stimulation pulses to be generated based on the intensity of the external stimulus; And generating the determined number of the unit stimulation pulses within a stimulation application period. According to an embodiment of the present invention, a stimulus pulse having a constant amplitude of a stimulus pulse over a plurality of stimulus application periods and a constant time interval between neighboring stimuli is generated, so that the spatial resolution is high and the sensitivity to the stimulus of the stimulus object is uniform One linear electrical stimulation method can be implemented.

Description

펄스 개수 변조를 이용한 전기 자극 방법 및 장치{Apparatus and Method for Electrical Stimulation using Pulse Count Modulation}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electric stimulation method and apparatus using pulse number modulation,

실시예들은 전기 자극 방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 펄스의 개수를 변조함으로써 전기 자극을 조절하는 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments relate to electrical stimulation methods and apparatus, and more particularly, to methods and apparatus for modulating electrical stimulation by modulating the number of pulses.

신경 자극 장치, 예를 들면, 인공 망막 장치는 시각 정보를 두뇌에 전달하기 위해서 망막의 시신경을 전기적으로 자극하며, 이를 위해 외부에서 감지된 빛의 세기에 비례하는 전기 자극을 생성한다. A nerve stimulation device, for example, an artificial retina device, electrically stimulates the optic nerve of the retina to transmit visual information to the brain and generates an electric stimulus proportional to the intensity of the light sensed from the outside.

망막 시신경을 자극하기 위한 전기 자극의 세기를 조절하기 위해서는 시신경에 주입하는 전하량을 변조해야 한다. 이를 위해 자극 전류 펄스의 진폭을 변조하는 방식인 펄스 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation) (PAM) 방식이 일반적으로 사용된다. 그러나 PAM 방식은 빛의 세기가 증가함에 따라 자극 전류 펄스의 진폭이 증가하기 때문에, 자극이 공간적으로 넓게 퍼져 망막 시신경 자극의 공간적 해상도가 감소하는 문제가 발생한다. 이는 두뇌로 전달하고자 하는 이미지의 훼손을 유발한다. To control the intensity of electrical stimulation to stimulate the retinal optic nerve, the amount of charge injected into the optic nerve must be modulated. To this end, Pulse Amplitude Modulation (PAM), which is a method of modulating the amplitude of a stimulating current pulse, is generally used. However, since the amplitude of the stimulation current pulse increases as the intensity of the light increases, the PAM method causes a problem that the spatial resolution of the stimulation of the retinal nerve is reduced due to the spread of the stimulus spatially. This leads to the destruction of the image that you want to convey to your brain.

이러한 문제를 개선하기 위해 자극 전류의 주파수를 변조시키는 방식인 펄스 주파수 변조(Pulse Frequency Modulation) (PFM) 방식이 대안으로 제시되었다. 그러나, PFM 방식은 목표 주입 전하량에 따라 자극 전류 펄스의 발생 주파수가 변조되어 자극 전류 펄스 사이의 시간간격이 변화하기 때문에, 망막 시신경의 전기 자극에 대한 반응 민감도가 매 자극 마다 변화하게 된다. 이에 따라, 자극 전류의 주파수에 비례하는 신경 자극을 구현하는 것이 용이하지 않은 문제가 있다.In order to solve this problem, Pulse Frequency Modulation (PFM), which is a method of modulating the frequency of the stimulating current, has been suggested as an alternative. However, in the PFM method, since the frequency of the generated stimulation current pulse is modulated according to the target injection charge amount, the time interval between the stimulation current pulses changes, so that the sensitivity of the response to the electrical stimulation of the retinal optic nerve changes for each stimulus. Thus, there is a problem that it is not easy to implement nerve stimulation proportional to the frequency of the stimulating current.

KR 10-2011-0090703 AKR 10-2011-0090703 A

본 발명의 일 측면에 따르면, 자극 펄스의 진폭 및 자극 펄스 사이의 시간간격이 일정한 자극 전류 펄스를 발생시키는 전기 자극 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there can be provided an electric stimulation apparatus and method for generating a stimulation current pulse having a constant amplitude of a stimulation pulse and a constant time interval between stimulation pulses.

일 실시예에 따른 전기 자극 방법은 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신하는 단계; 상기 외부자극의 세기에 기초하여, 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계; 및 결정된 상기 개수의 단위 자극 펄스를 자극인가주기 내에서 발생시키는 단계;를 포함한다.An electrical stimulation method according to an embodiment includes receiving a signal indicative of an intensity of an external stimulus; Determining a number of unit stimulation pulses to be generated based on the intensity of the external stimulus; And generating the determined number of unit stimulation pulses within a stimulation application period.

일 실시예에서, 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호는 아날로그 신호이며, 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함한다.In one embodiment, the signal indicative of the strength of the external stimulus is an analog signal, and further comprises the step of converting the signal indicative of the strength of the external stimulus into a digital signal.

일 실시예에서, 상기 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계는, 상기 단위 자극 펄스의 개수가 상기 외부자극의 세기에 비례하도록 상기 단위 자극 펄스의 개수를 결정한다.In one embodiment, the step of determining the number of unit stimulation pulses determines the number of unit stimulation pulses so that the number of unit stimulation pulses is proportional to the intensity of the external stimulus.

일 실시예에서, 상기 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계는, 상기 외부자극의 세기에 기초하여 적어도 하나의 상기 단위 자극 펄스를 발생시킬 자극시간을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계는 상기 자극인가주기 내에서 상기 자극시간 동안 결정된 개수의 상기 단위 자극 펄스를 발생시킨다.In one embodiment, the step of determining the number of unit stimulation pulses includes determining a stimulation time to generate at least one unit stimulation pulse based on the intensity of the external stimulus, The generating step generates a number of the unit stimulation pulses determined during the stimulation time within the stimulation application period.

일 실시예에서, 상기 자극시간을 결정하는 단계는, 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호를 생성하는 단계 및 상기 외부자극의 세기에 기초하여 상기 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the step of determining the stimulation time comprises: generating a plurality of signals indicative of different stimulation times; and generating one of a plurality of signals indicative of the different stimulation times based on the intensity of the external stimulus .

일 실시예에서, 이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격을 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계는, 복수의 자극인가주기에 걸쳐 각 자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격이 결정된 상기 시간간격과 동일하도록 단위 자극 펄스를 발생시킨다.In one embodiment, the method further comprises determining a time interval between neighboring unit stimulation pulses, wherein generating the unit stimulation pulses includes generating a plurality of unit stimulation pulses between adjacent unit stimulation pulses in each stimulation application period To be equal to the determined time interval.

일 실시예에서, 상기 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 단계를 더 포함하며 상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계는, 복수의 자극인가주기에 걸쳐 동일한 진폭을 갖는 단위 자극 펄스를 발생시킨다.In one embodiment, the method further comprises determining the amplitude of the unit stimulation pulses, wherein generating the unit stimulation pulses generates unit stimulation pulses having the same amplitude over a plurality of stimulation periods.

일 실시예에서, 상기 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 단계는 상기 진폭을 전기 자극의 공간적 퍼짐을 줄일 수 있는 충분히 낮은 값으로 결정한다.In one embodiment, determining the amplitude of the unit stimulus pulses determines the amplitude to a value sufficiently low to reduce the spatial spread of the electrical stimulus.

일 실시예에서, 상기 외부자극은 빛 또는 소리이다.In one embodiment, the external stimulus is light or sound.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치는 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신하는 신호수신부; 상기 신호수신부와 전기적으로 연결되어, 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호에 기초하여 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 펄스 개수 결정부; 및 상기 펄스 개수 결정부와 전기적으로 연결되어, 결정된 개수의 상기 단위 자극 펄스를 자극인가주기 내에서 발생시키는 펄스 발생부;를 포함한다.An electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a signal receiving unit for receiving a signal indicative of an intensity of an external stimulus; A pulse number determination unit electrically connected to the signal reception unit and determining a number of unit stimulation pulses to be generated based on a signal indicating the intensity of the external stimulus; And a pulse generation unit electrically connected to the pulse number determination unit and generating the determined number of unit stimulation pulses within a stimulation application period.

일 실시예에서, 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호는 아날로그 신호이며, 상기 신호수신부는, 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다.In one embodiment, the signal indicative of the strength of the external stimulus is an analog signal, and the signal receiver includes an analog-to-digital converter (ADC) for converting a signal indicative of the strength of the external stimulus into a digital signal.

일 실시예에서, 상기 펄스 개수 결정부는 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호에 기초하여 적어도 하나의 상기 단위 자극 펄스를 발생시킬 자극시간을 결정하는 자극시간 결정부를 포함하고, 상기 펄스 발생부는 상기 자극인가주기 내에서 상기 자극시간 동안 결정된 개수의 상기 단위 자극 펄스를 발생시킨다.In one embodiment, the pulse number determination section includes a stimulation time determination section for determining a stimulation time for generating at least one unit stimulation pulse based on a signal indicating the strength of the external stimulus, And generates a number of the unit stimulation pulses in a period determined during the stimulation time.

일 실시예에서, 상기 자극시간 결정부는, 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호를 생성하는 자극시간신호 생성부; 상기 신호수신부와 전기적으로 연결되어 상기 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호 중 어느 하나를 선택하기 위한 신호를 저장하는 자극시간 선택신호 저장부; 및 상기 자극시간신호 생성부 및 상기 자극시간 선택신호 저장부와 전기적으로 연결되어 상기 자극시간 선택신호에 따라 상기 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 자극시간신호 선택부를 포함한다.In one embodiment, the stimulation time determination unit may include: a stimulation time signal generation unit that generates a plurality of signals indicating different stimulation times; A stimulation time selection signal storage unit electrically connected to the signal reception unit and storing a signal for selecting any one of a plurality of signals indicating different stimulation times; And a stimulation time signal selection unit electrically connected to the stimulation time signal generation unit and the stimulation time selection signal storage unit to select and output any one of a plurality of signals indicating the different stimulation time according to the stimulation time selection signal, .

일 실시예에서, 상기 자극시간 선택신호 저장부는 플립플롭(flip-flop)을 포함한다.In one embodiment, the stimulus time selection signal storage comprises a flip-flop.

일 실시예에서, 상기 자극시간신호 선택부는 멀티플렉서(mux)를 포함한다.In one embodiment, the stimulus time signal selector comprises a multiplexer.

일 실시예에서, 상기 펄스 발생부는 하나의 자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격을 결정하는 시간간격 결정부를 포함하며, 상기 펄스 발생부는 복수의 자극인가주기에 걸쳐 각 자극인가주기내의 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격이 상기 시간간격 결정부에서 결정된 시간간격과 동일하도록 단위 자극 펄스를 발생시킨다.In one embodiment, the pulse generating unit includes a time interval determining unit that determines a time interval between neighboring unit stimulation pulses within one stimulation cycle, and the pulse generating unit generates a pulse having a plurality of neighboring stimulation pulses A unit stimulation pulse is generated such that a time interval between unit stimulation pulses equal to a time interval determined by the time interval determination unit.

일 실시예에서, 상기 펄스 발생부는 상기 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 진폭 결정부를 포함하며, 상기 펄스 발생부는 복수의 자극인가주기에 걸쳐 동일한 진폭을 갖는 단위 자극 펄스를 발생시킨다.In one embodiment, the pulse generating unit includes an amplitude determining unit that determines the amplitude of the unit stimulation pulse, and the pulse generating unit generates a unit stimulation pulse having the same amplitude over a plurality of stimulation application periods.

일 실시예에서, 상기 외부자극은 빛 또는 소리이다.In one embodiment, the external stimulus is light or sound.

본 발명의 일 측면에 따른 전기 자극 방법 또는 장치에 의하면, 펄스 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation; PAM)의 자극 전류 진폭 상승으로 인한 공간적 자극 해상도의 저하 및 이에 따른 이미지 왜곡 문제를 해결할 수 있다. According to the electric stimulation method or apparatus according to one aspect of the present invention, it is possible to solve the problem of the degradation of the spatial stimulation resolution due to the increase of the stimulation current amplitude of pulse amplitude modulation (PAM) and the image distortion problem.

뿐만 아니라, 본 발명의 일 측면에 따른 전기 자극 방법 또는 장치는, 펄스 주파수 변조(Pulse Frequency Modulation; PFM)와 달리 선형적인 전기 자극 구현이 가능하다. 즉, 전기 자극에 대한 자극대상의 민감도를 균일하게 유지함으로써 단위 자극 펄스의 개수에 비례하는 자극 세기 조절이 가능하다. In addition, the electric stimulation method or apparatus according to one aspect of the present invention can implement a linear electric stimulation unlike the pulse frequency modulation (PFM). That is, it is possible to adjust the intensity of the stimulus proportional to the number of unit stimulation pulses by maintaining the sensitivity of the stimulation target to the electric stimulation uniformly.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 방법과 종래의 펄스 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation; PAM) 또는 펄스 주파수 변조(Pulse Frequency Modulation; PFM)를 이용한 전기 자극 기법을 비교하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 발생하는 자극 펄스의 형태를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 자극시간 결정부의 내부 구조를 나타내는 개략적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치의 개략적인 내부 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치에 포함된 자극기 픽셀 회로의 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치에 포함된 자극기 픽셀 회로의 타이밍 다이어그램(timing diagram)이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 방법에서 발생하는 자극시간신호 및 자극 전류 펄스를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 방법 및 종래의 전기 자극 방법들을 이용하여 쥐의 망막 시신경을 자극하였을 때 유발되는 신경 반응의 공간적 분포를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 방법 및 종래의 펄스 진폭 변조(PAM)를 이용한 전기 자극 방법에 있어서 주입된 전하량에 따른 해상도 팩터(factor)를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 방법의 순서도이다.1 is a block diagram of an electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram for comparing an electric stimulation method according to an embodiment of the present invention with an electric stimulation technique using a conventional pulse amplitude modulation (PAM) or pulse frequency modulation (PFM).
Figure 3 shows the form of stimulation pulses that occur in accordance with embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an internal structure of a stimulation time determination unit according to an embodiment.
5 is a schematic internal structure of an electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram of a stimulator pixel circuit included in an electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a timing diagram of a stimulator pixel circuit included in an electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 shows a stimulus time signal and a stimulation current pulse generated in the electric stimulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows the spatial distribution of neuronal responses induced when stimulating the retinal optic nerve of a mouse using the electric stimulation method and the conventional electric stimulation methods according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows a resolution factor according to the amount of electric charges injected in the electric stimulation method according to an embodiment of the present invention and the electric stimulation method using conventional pulse amplitude modulation (PAM).
11 is a flowchart of an electric stimulation method according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치의 블록도이다. 도 1을 참고하면, 전기 자극 장치(100)는 신호수신부(110), 펄스 개수 결정부(120) 및 펄스 발생부(130)를 포함할 수 있다. 1 is a block diagram of an electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention. 1, the electric stimulation apparatus 100 may include a signal receiving unit 110, a pulse number determining unit 120, and a pulse generating unit 130. [

외부자극의 세기에 따라 자극인가주기 내의 단위 자극 펄스의 개수를 조절함으로써 주입 전하량을 조절할 수 있으며, 전하량을 펄스의 개수로 조절하기 때문에 펄스의 진폭 및 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격을 복수의 자극인가주기에 걸쳐 일정하게 유지할 수 있게 된다. 이에 따라, 자극의 공간적 해상도를 상승시키는 동시에 전기 자극에 대한 신경의 반응 민감도를 일정하게 유지하면서 자극의 세기를 조절할 수 있다.The amount of injected charge can be adjusted by controlling the number of unit excitation pulses in the excitation applying period according to the intensity of the external stimulus and the amount of charge is adjusted by the number of pulses so that the amplitude of the pulse and the time interval between neighboring unit excitation pulses It becomes possible to keep constant over the stimulus application period. Accordingly, the intensity of the stimulus can be adjusted while increasing the spatial resolution of the stimulus while maintaining the responsiveness of the nerve to the electrical stimulus.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 펄스 개수 변조(Pulse Count Modulation; PCM)를 이용하는 전기 자극 방법과 종래의 펄스 진폭 변조(Pulse Amplitude Modulation; PAM) 또는 펄스 주파수 변조(Pulse Frequency Modulation; PFM)를 이용한 전기 자극 기법을 비교하기 위한 개념도이다. 2 is a block diagram illustrating an electric stimulation method using a pulse count modulation (PCM) and a conventional pulse amplitude modulation (PAM) or a pulse frequency modulation (PFM) according to an embodiment of the present invention. The results of this study are as follows.

종래의 전기 자극 방법은 PAM 신호(S2) 또는 PFM 신호(S3)와 같은 전류 펄스를 발생시킴으로써 주입하는 전하량을 조절할 수 있다. 제1자극인가주기(P1), 제2자극인가주기(P2) 및 제3자극인가주기(P3)에서 주입하고자 하는 전하량이 각각 Q, 0.5Q, 2Q [C]로 표현될 경우, PAM 신호(S2)의 제1자극인가주기(P1), 제2자극인가주기(P2) 및 제3자극인가주기(P3)에서의 단위 자극 펄스의 진폭은 각각 A, 0.5A, 2A 로 표현된다. 또한, PFM 신호(S3)의 경우는 제1자극인가주기(P1), 제2자극인가주기(P2) 및 제3자극인가주기(P3)에서의 단위 자극 펄스의 주파수가 각각 f, 0.5f, 2f 로 표현된다. 복수의 자극인가주기(P1, P2, P3)는 미리 설정된 지속시간을 동일하게 가질 수 있으며, 예를 들면 시신경을 자극할 경우 이전 주기의 잔상이 남지 않는 정도의 값으로 결정된다. The conventional electric stimulation method can adjust the amount of electric charge to be injected by generating a current pulse such as a PAM signal S2 or a PFM signal S3. When the amounts of charges to be injected in the first stimulation application period P1, the second stimulation application period P2 and the third stimulation application period P3 are represented by Q, 0.5Q and 2Q [C], the PAM signal The amplitudes of the unit stimulation pulses in the first stimulation application period P1, the second stimulation application period P2 and the third stimulation application period P3 of the second stimulation waveform S2 are represented by A, 0.5A, and 2A, respectively. In the case of the PFM signal S3, the frequencies of the unit stimulation pulses in the first stimulation application period P1, the second stimulation application period P2, and the third stimulation application period P3 are f, 0.5f, 2f. The plurality of stimulation application periods (P1, P2, P3) may have the same preset duration, for example, when stimulating the optic nerve, the degree of the afterimage of the previous period is not determined.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 방법에서 자극 펄스로서 발생되는 PCM 신호(S1)는 각각의 자극인가주기(P1, P2, P3) 내의 펄스의 개수가 외부자극의 세기에 따라 조절된다. 즉, 각 자극인가주기에서는 단위 자극 펄스의 개수에 따라 해당 주기 내에서 주입되는 전하량이 결정된다. 예를 들어, 제1자극인가주기(P1)에서 4개의 단위 자극 펄스가 발생되었을 때 주입되는 전하량을 Q 라고 하면, 2개의 단위 자극 펄스가 발생하는 제2자극인가주기(P2)에서 주입되는 전하량은 0.5Q, 8개의 단위 자극 펄스가 발생하는 제3자극인가주기(P3)에서 주입되는 전하량은 2Q 로 표현된다. 전하량은 외부자극의 세기에 비례하여 주입되므로, 하나의 자극인가주기에서 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수는 외부자극의 세기에 비례하여 결정할 수 있다.Meanwhile, in the electric stimulation method according to the embodiment of the present invention, the PCM signal S1 generated as the stimulation pulse is adjusted in accordance with the intensity of the external stimulus in the number of pulses in each stimulation application period (P1, P2, P3) . That is, in each stimulation application period, the amount of charge injected in the period is determined according to the number of unit stimulation pulses. For example, assuming that the amount of charge injected when four unit stimulation pulses are generated in the first stimulation application period P1 is Q, the amount of charges injected in the second stimulation application period P2 in which two unit stimulation pulses are generated Is 0.5Q, and the amount of charge injected in the third stimulation application period (P3) in which 8 unit stimulation pulses are generated is represented by 2Q. Since the amount of charge is injected in proportion to the intensity of the external stimulus, the number of unit stimulus pulses to be generated in one stimulation cycle can be determined in proportion to the intensity of the external stimulus.

PCM 신호(S1)는 PAM 신호(S2)와 달리, 서로 다른 자극인가주기에서도 단위 자극 펄스의 진폭이 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 또한, PFM 신호(S3)는 자극인가주기가 바뀌면 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격도 변하는 반면, PCM 신호(S1)는 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격(td)이 서로 다른 자극인가주기에서도 동일하게 유지된다. It can be seen that, unlike the PAM signal S2, the PCM signal S1 maintains the amplitude of the unit stimulation pulse constant even in different stimulation application periods. Also, the time interval between neighboring unit stimulation pulses also changes when the stimulation application period of the PFM signal S3 is changed, whereas the time interval t d between the adjacent unit stimulation pulses is different from that of the PCM signal S1 The same is maintained in the cycle.

본 발명의 실시예들에 따른 전기 자극 방법은 적어도 세 가지의 형태로 자극 펄스 트레인(train)을 발생시킬 수 있다. 도 3은 실시예들에서 발생하는 자극 펄스 트레인의 형태를 나타낸다. 도 3을 참고하면, 자극 펄스 트레인은 연속된 2상(biphasic) 단위 자극 펄스로 이루어진 펄스 트레인(S4), 연속된 단상(monophasic) 펄스 트레인(S5) 및 연속된 단상 펄스를 이용한 2상 자극 펄스 트레인(S6) 중 어느 하나일 수 있다. 제4자극인가주기(P4)에서 주입되는 전하량을 Q'라고 할 때, 세 개의 펄스 트레인(S4, S5, S6) 중 어느 것을 이용하더라도 제5자극인가주기(P5) 및 제6자극인가주기(P6)에서 주입되는 전하량은 각 자극인가주기 내의 펄스의 개수로 조절되며, 각각 0.5Q', 2Q'로 표현된다. The electrical stimulation method according to embodiments of the present invention can generate a stimulus pulse train in at least three forms. Figure 3 shows the form of the excitation pulse train that occurs in the embodiments. 3, the stimulus pulse train includes a pulse train S4 composed of successive biphasic unit stimulation pulses, a continuous monophasic pulse train S5, and a two-phase stimulation pulse And the train S6. When the amount of charge injected in the fourth magnetic pole applying period P4 is Q ', the fifth magnetic pole applying period P5 and the sixth magnetic pole applying period (S6), regardless of which of the three pulse trains S4, S5, P6) is controlled by the number of pulses in each stimulation application period, and is represented by 0.5Q 'and 2Q', respectively.

다시 도 1을 참고하면, 신호수신부(110)는 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신한다. 외부자극은 감각기관으로 감지할 수 있는 자극을 의미하며, 예를 들면 빛 또는 소리 등일 수 있다. Referring again to FIG. 1, the signal receiving unit 110 receives a signal indicating the intensity of an external stimulus. An external stimulus is a stimulus that can be sensed by a sensory organ, such as light or sound.

외부자극의 세기를 나타내는 신호는 전기 자극 장치의 외부장치로부터 수신될 수 있다. 이때 외부장치는 외부자극(예를 들면, 광신호)을 전기적 신호로 변환하는 장치로서 카메라, 녹음기 등일 수 있다. 다른 실시예에서는 전기 자극 장치 내에서 외부자극을 감지하여 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 생성할 수도 있다. 전기 자극 장치의 내부에서 외부자극을 감지하는 경우, 전기 자극 장치는 외부자극 감지부(예를 들면, 광감지부) 및 감지된 외부자극을 전기적 신호로 변환하는 신호변환부를 포함할 수 있다.A signal indicative of the intensity of the external stimulus may be received from an external device of the electric stimulation apparatus. At this time, the external device may be a device for converting an external stimulus (for example, an optical signal) into an electrical signal, such as a camera, a sound recorder, and the like. In other embodiments, an external stimulus may be sensed within the electrical stimulation device to produce a signal indicative of the intensity of the external stimulus. When detecting an external stimulus within the electric stimulation device, the electric stimulation device may include an external stimulus sensing part (for example, a light sensing part) and a signal converting part for converting the sensed external stimulus into an electric signal.

신호수신부(110)는 아날로그 신호 또는 디지털 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 외부자극의 세기를 나타내는 신호가 아날로그 신호로 수신될 경우, 신호수신부(110)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter; ADC)를 더 포함한다. The signal receiving unit 110 may receive an analog signal or a digital signal. In one embodiment, when a signal indicative of the strength of an external stimulus is received as an analog signal, the signal receiver 110 further includes an analog-to-digital converter (ADC) that converts the analog signal to a digital signal .

펄스 개수 결정부(120)는 신호수신부(110)와 전기적으로 연결되며, 외부자극의 세기를 나타내는 신호에 기초하여 하나의 자극인가주기 내에서 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정한다. The pulse number determination unit 120 is electrically connected to the signal reception unit 110 and determines the number of unit stimulation pulses to be generated within one stimulation application period based on a signal indicating the strength of the external stimulation.

도 4를 참고하여 일 실시예에 따른 펄스 개수 결정부의 구조 및 연결관계를 설명한다. 도 4를 참고하면, 펄스 개수 결정부는 자극시간 결정부(420)를 포함할 수 있으며, 자극시간 결정부(420)는 신호수신부(110)와 전기적으로 연결되어 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 입력받고, 외부자극의 세기에 따라 하나의 자극인가주기 내에서 적어도 하나의 단위 자극 펄스를 발생시키는 시간인 자극시간을 결정한다. 그 후 자극시간 결정부(420)는 전기적으로 연결된 펄스 발생부(130)에 자극시간을 나타내는 신호를 전달하며, 펄스 발생부(130)는 결정된 자극시간 동안 진폭, 펄스 폭 및 이웃하는 펄스 사이의 시간간격이 일정하게 정해진 적어도 하나의 단위 자극 펄스를 발생시킨다. 외부자극의 세기가 클수록 자극대상(예를 들면, 시신경)에 주입해야 하는 전하량이 증가하므로, 자극시간은 외부자극의 세기에 비례하도록 결정될 수 있다. The structure and connection relationship of the pulse number determination unit according to one embodiment will be described with reference to FIG. 4, the pulse number determination unit may include a stimulation time determination unit 420. The stimulation time determination unit 420 is electrically connected to the signal reception unit 110 and inputs a signal indicating the intensity of the external stimulus And determines the stimulation time, which is the time for generating at least one unit stimulation pulse within one stimulation cycle according to the intensity of the external stimulus. Then, the stimulation time determination unit 420 transmits a signal indicative of the stimulation time to the electrically-connected pulse generation unit 130. The pulse generation unit 130 generates an amplitude, a pulse width, Thereby generating at least one unit stimulation pulse whose time interval is constant. As the intensity of the external stimulus increases, the amount of charge to be injected into the stimulus target (for example, the optic nerve) increases, so that the stimulation time can be determined to be proportional to the intensity of the external stimulus.

자극시간을 결정하기 위한 일 실시예로서, 자극시간 결정부(420)는 도 4에 도시된 바와 같이 자극시간신호 생성부(420a), 자극시간 선택신호 저장부(420b) 및 자극시간신호 선택부(420c)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4, the stimulus time determination unit 420 may include a stimulus time signal generator 420a, a stimulus time selection signal storage 420b, and a stimulus time signal selector 420b. (420c).

자극시간신호 생성부(420a)는 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호를 생성하여 출력한다. 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호는 복수의 펄스 트레인으로서 각 펄스 트레인은 서로 다른 지속시간(duration) 또는 폭을 갖는 펄스로 이루어질 수 있다. 자극시간은 미리 설정된 자극인가주기보다 작거나 같고, 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격(td; 도 2)의 배수일 수 있다. The stimulus time signal generator 420a generates and outputs a plurality of signals indicating different stimulation times. The plurality of signals representing different stimulation times may be a plurality of pulse trains, each pulse train having a pulse having a different duration or width. The stimulation time may be less than or equal to a predetermined stimulus application period, and may be a multiple of the time interval t d (Fig. 2) between adjacent unit stimulation pulses.

자극시간 선택신호 저장부(420b)는 신호수신부(110)로부터 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 입력받아 저장한다. 외부자극의 세기를 나타내는 신호는 복수의 자극시간신호 중 어느 하나를 선택하는데 이용될 수 있다. 자극시간 선택신호 저장부(420b)는 데이터를 저장하기 위해 적어도 하나의 플립플롭(flip-flop)을 포함할 수 있다. The stimulus time selection signal storage unit 420b receives a signal indicating the strength of the external stimulus from the signal reception unit 110 and stores the received signal. The signal indicative of the intensity of the external stimulus may be used to select any one of a plurality of stimulus time signals. The stimulus time selection signal storage unit 420b may include at least one flip-flop for storing data.

자극시간신호 선택부(420c)는 자극시간신호 생성부(420a)에서 생성된 복수의 자극시간신호 및 자극시간 선택신호 저장부(420b)에 저장된 자극시간 선택신호를 입력받고, 자극시간 선택신호에 따라 복수의 자극시간신호 중 어느 하나를 선택하여 펄스 발생부(130)로 출력한다. 자극시간 선택신호는 매 자극인가주기마다 자극시간신호 선택부(420c)로 입력된다. 자극시간신호 선택부(420c)는 예를 들어 멀티플렉서(multiplexer; mux)로 이루어질 수 있으며, 이 경우 자극시간 선택신호가 멀티플렉서의 제어신호가 된다. The stimulus time signal selection unit 420c receives a plurality of stimulus time signals generated by the stimulus time signal generation unit 420a and a stimulus time selection signal stored in the stimulus time selection signal storage unit 420b, Selects one of the plurality of stimulus time signals and outputs the selected one to the pulse generator 130. [ The stimulus time selection signal is input to the stimulus time signal selection unit 420c every stimulation period. The stimulus time signal selector 420c may be formed of, for example, a multiplexer (mux). In this case, the stimulus time selection signal becomes a control signal of the multiplexer.

다시 도 1을 참고하면, 펄스 발생부(130)는 펄스 개수 결정부(120)와 전기적으로 연결되어, 펄스 개수 결정부(120)로부터 단위 자극 펄스의 개수를 나타내는 신호를 입력받아 하나의 자극인가주기 동안 결정된 개수의 단위 자극 펄스를 발생시킨다. 1, the pulse generating unit 130 is electrically connected to the pulse number determining unit 120, receives a signal indicating the number of unit stimulation pulses from the pulse number determining unit 120, And generates a determined number of unit stimulation pulses during the period.

일 실시예에서, 전기 자극 장치(100)는 펄스 발생부(130)에서 발생시킬 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 진폭 결정부(130a)를 더 포함한다. 본 실시예에 따른 전기 자극 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 자극인가주기에서 단위 자극 펄스의 진폭이 일정한 자극 신호(S1)를 발생시킨다. 본 실시예에서는 고정된 낮은 진폭을 갖는 단위 자극 펄스의 개수에 따라 주입 전하량을 조절할 수 있으므로 자극 세기의 조절이 용이하며 자극의 공간 해상도를 증대시킬 수 있다. 단위 자극 펄스의 진폭은 예를 들면 20μA 이하의 값으로 설정될 수 있다.In one embodiment, the electric stimulation apparatus 100 further includes an amplitude determination unit 130a for determining the amplitude of a unit stimulation pulse to be generated in the pulse generation unit 130. [ The electric stimulation apparatus 100 according to the present embodiment generates a stimulus signal S1 having a constant amplitude of unit stimulation pulses in a plurality of stimulation application periods as shown in FIG. In this embodiment, since the amount of injected charge can be adjusted according to the number of unit stimulation pulses having a fixed low amplitude, the intensity of the stimulus can be easily controlled and the spatial resolution of the stimulus can be increased. The amplitude of the unit stimulation pulse may be set to a value of 20 mu A or less, for example.

또한, 일 실시예에 따른 전기 자극 장치(100)는, 하나의 자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격(td; 도 2)을 결정하는 시간간격 결정부(130b)를 더 포함할 수 있다. 단위 자극 펄스 사이의 시간간격(td)이란 동일한 자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격으로서, 예를 들면 동일한 상(phase)의 상승 엣지(rising edge) 사이의 시간간격 또는 하강 엣지(falling edge) 사이의 시간간격일 수 있다. 본 실시예에 따른 전기 자극 장치(100)의 경우, 서로 다른 자극인가주기에서도 단위 자극 펄스 사이의 시간간격이 목표 주입 전하량에 무관하게 일정하므로, 자극대상의 전기 자극에 대한 민감도를 균일하게 유지할 수 있다. 이에 따라 자극의 세기가 펄스의 개수에 비례하는 선형적인 전기 자극의 구현이 가능하다. Further, the electric stimulation apparatus 100 according to an embodiment further includes a time interval determination unit 130b that determines a time interval t d (Fig. 2) between neighboring unit stimulation pulses in one stimulation application cycle can do. The time interval t d between unit stimulation pulses is the time interval between neighboring unit stimulation pulses in the same stimulation application period, for example, the time interval between the rising edges of the same phase, and a falling edge. In the case of the electric stimulation apparatus 100 according to the present embodiment, since the time interval between unit stimulation pulses is constant regardless of the target injection charge amount even in different stimulation application periods, the sensitivity to the electric stimulation of the stimulation target can be uniformly maintained have. Thus, it is possible to realize a linear electric stimulation in which the intensity of the stimulus is proportional to the number of pulses.

진폭 결정부(130a) 또는 시간간격 결정부(130b)는 도 1에 도시된 바와 같이 펄스 발생부(130)에 포함될 수도 있고, 펄스 발생부(130)의 외부에 위치하면서 펄스 발생부(130)와 전기적으로 연결될 수도 있다.The amplitude determining unit 130a or the time interval determining unit 130b may be included in the pulse generating unit 130 or may be included in the pulse generating unit 130, As shown in FIG.

이하, 도 5 내지 도 7을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치의 구조 및 동작에 대하여 세부적으로 설명한다.Hereinafter, the structure and operation of the electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5 to FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치의 개략적인 내부 구조도이다.5 is a schematic internal structure of an electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 전기 자극 장치(500)는 자극기 픽셀 어레이(520a) 및 자극 행 선택기(520b)를 포함하는 자극기 회로(520)를 이용하여 구현할 수 있다. 도 5에 도시된 자극기 픽셀 어레이(520a)는 총 16개의 자극기 픽셀 회로(520c)를 포함한다. 자극 행 선택기(520b)에 의해 선택된 행에 있는 적어도 하나의 자극기 픽셀 회로(520c)는 동시에 동작할 수 있다. 5, the electrical stimulation apparatus 500 may be implemented using a stimulator circuit 520 including a stimulus pixel array 520a and a stimulus row selector 520b. The stimulator pixel array 520a shown in Figure 5 includes a total of 16 stimulator pixel circuits 520c. At least one stimulator pixel circuit 520c in a row selected by the stimulus row selector 520b may operate simultaneously.

신호 수신부(510)는 외부장치(예를 들면, 영상 장치)로부터 외부자극의 세기를 나타내는 아날로그 신호(예를 들면, 명암 등의 영상 정보)를 수신한다. 수신된 아날로그 신호는 ADC에 의해 디지털 신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호는 자극시간을 결정하기 위해 이용되며, 자극기 픽셀 회로(520c)로 전달된다. The signal receiving unit 510 receives an analog signal (e.g., image information such as light and dark) indicating the intensity of an external stimulus from an external device (e.g., a video device). The received analog signal is converted into a digital signal by the ADC. The converted digital signal is used to determine the stimulation time and is passed to stimulator pixel circuit 520c.

자극시간신호 생성부(530)는 자극기 회로(520)에 전기적으로 연결되며 복수의 자극시간신호를 각각의 자극기 픽셀 회로(520c)로 전달한다. The stimulus time signal generator 530 is electrically connected to the stimulator circuit 520 and transmits a plurality of stimulus time signals to each stimulator pixel circuit 520c.

자극 펄스의 진폭을 결정하기 위한 신호(VAMP)가 자극기 회로(520)로 입력되며, 전기 자극 장치(500)에서 발생하는 자극 펄스의 진폭은 VAMP 신호에 의해 결정된다.The signal V AMP for determining the amplitude of the stimulation pulse is input to the stimulator circuit 520 and the amplitude of the stimulation pulse generated in the electrical stimulation apparatus 500 is determined by the V AMP signal.

전기 자극 장치(500)에서 발생될 자극 펄스의 형태(2상, 단상 등)를 결정하기 위해 자극 펄스의 방향을 결정하는 적어도 하나의 신호(source(SRC), sink(SNK))가 자극기 회로(520)로 입력된다. At least one signal (source (SRC), sink (SNK)) for determining the direction of the stimulation pulse to determine the type of stimulation pulse to be generated in the electrical stimulation apparatus 500 (two-phase, 520).

이외 자극기 회로(520)의 전체적인 동작을 위한 클락(clock(CLK)), 리셋(reset(RST)), 인에이블(enable(EN)) 신호 또한 자극기 회로(520)로 입력된다. The clock (CLK), reset (RST) and enable (EN) signals for the overall operation of the stimulator circuit 520 are also input to the stimulator circuit 520.

도 6은 도 5의 자극기 픽셀 회로(520c)의 예시적 회로도이다. 6 is an exemplary circuit diagram of the stimulator pixel circuit 520c of FIG.

도 6을 참고하면, 각 자극기 픽셀 회로(520c)는 플립플롭 메모리로 이루어진 자극시간 선택신호 저장부(620b), 멀티플렉서로 이루어진 자극시간 선택부(620c), 및 SRC/SNK 신호 생성기(630b), 2상 전류 생성기(630c) 및 전압제어 전류원(Voltage Controlled Current Source; VCCS)(630a)을 포함하는 펄스 발생부(630)를 포함할 수 있다. 6, each stimulator pixel circuit 520c includes a stimulus time selection signal storage unit 620b composed of a flip-flop memory, a stimulus time selection unit 620c composed of a multiplexer, and an SRC / SNK signal generator 630b, And a pulse generator 630 including a two-phase current generator 630c and a voltage controlled current source (VCCS) 630a.

자극시간 선택신호 저장부(620b)는 신호수신부(110; 도 4)로부터 자극시간을 선택하기 위한 신호를 입력받아 저장한다. 자극시간신호 선택부(620c)는 자극시간신호 생성부(420a; 도 4)로부터 복수(도 6에서는 8개)의 자극시간신호를 입력받고, 자극시간 선택신호 저장부(620b)로부터 자극시간 선택신호를 제어신호로서 입력받음으로써 복수의 자극시간신호 중 어느 하나를 선택하여 펄스 발생부(630)로 전달한다. The stimulation time selection signal storage unit 620b receives a signal for selecting a stimulation time from the signal reception unit 110 (FIG. 4) and stores the signal. The stimulus time signal selection unit 620c receives a plurality of stimulus time signals from the stimulus time signal generation unit 420a (FIG. 4) (eight in FIG. 6), selects the stimulus time signal from the stimulus time selection signal storage unit 620b Signal as a control signal to select any one of the plurality of stimulus time signals and transmit the selected one to the pulse generator 630. [

2상 전류 생성기(630c) 및 전압제어 전류원(630a)은 예를 들면 12V의 높은 전압에서 동작하도록 구성함으로써 전극의 크기를 감소시킬 수 있다. 그 외의 구성요소들은 예를 들면 5V의 상대적으로 낮은 전압에서 동작하도록 구성될 수 있다.The two-phase current generator 630c and the voltage control current source 630a can be configured to operate at a high voltage of, for example, 12V, thereby reducing the size of the electrode. Other components may be configured to operate at a relatively low voltage of, for example, 5V.

결정된 자극시간신호가 펄스 발생부(630)로 인가되는 동안 SRC/SNK 신호 생성기(630b)는 2상 자극 펄스 트레인을 발생시키기 위해 입력받은 SRC 신호 및 SNK 신호를 이용하여 2상 전류 생성을 위해 사용될 신호를 생성한다. SRC 및 SNK 신호는 레벨 쉬프터(lever shifter)에서 레벨이 예를 들면 5V에서 12V로 변경된 후 2상 전류 생성기(630c)로 인가된다. While the determined stimulation time signal is applied to the pulse generator 630, the SRC / SNK signal generator 630b may be used to generate a two-phase stimulus pulse train using the SRC signal and the SNK signal, Signal. The SRC and SNK signals are applied to the two-phase current generator 630c after the level is changed from 5V to 12V in the level shifter, for example.

2상 전류 생성기(630c)는 SRC/SNK 신호 생성기(630b)에서 생성된 신호 및 전압제어 전류원(630a)을 이용하여 펄스 개수 변조(PCM) 방식으로 2상 펄스 트레인의 형태를 갖는 자극 전류를 생성한다. 2상 전류 생성기(630c)는 전압제어 전류원(630a)과 전기적으로 연결되어 있으며, 자극 펄스의 진폭은 전압제어 전류원(630a)의 입력 전압(VAMP)의 레벨에 의해 결정되고, 상기 입력 전압(VAMP)은 예를 들면 1V 이하로 고정되어 자극 펄스의 진폭이 20 μA 이하의 낮은 값으로 고정될 수 있다. 생성된 자극 펄스는 신경에 전달되어 신경을 전기적으로 자극한다. The two-phase current generator 630c generates a stimulus current having the form of a two-phase pulse train by a pulse number modulation (PCM) method using the signal generated in the SRC / SNK signal generator 630b and the voltage control current source 630a do. The two phase current generator 630c is electrically connected to the voltage control current source 630a and the amplitude of the stimulation pulse is determined by the level of the input voltage V AMP of the voltage control current source 630a, V AMP ) is fixed to, for example, 1 V or less, and the amplitude of the stimulation pulse can be fixed to a low value of 20 μA or less. The generated stimulus pulse is transmitted to the nerve and electrically stimulates the nerve.

도 7은 도 6의 자극기 픽셀 회로의 예시적 타이밍 다이어그램(timing diagram)이다. Figure 7 is an exemplary timing diagram of the stimulator pixel circuit of Figure 6;

도 7을 참고하면, 클락(CLK) 신호에 의해 자극인가주기가 결정되며, 매 자극인가주기마다 자극시간 선택신호(SEL)가 생성되고 이에 따라 8개의 자극시간신호 중 어느 하나가 선택되어 자극시간이 결정된다. Referring to FIG. 7, a stimulus application period is determined by a clock (CLK) signal, a stimulus time selection signal SEL is generated every stimulation period, and one of eight stimulus time signals is selected, Is determined.

자극시간이 결정되면, 자극시간 동안 자극 펄스가 발생되며, 자극 펄스의 형태는 자극시간신호가 인가되는 구간 내에서 SRC 신호 및 SNK 신호에 따라 결정된다. 단위 자극 펄스의 폭은 SRC 신호와 SNK 신호의 지속시간(또는 펄스 폭)에 의해 결정되며, 이웃하는 단위 자극 펄스의 시간간격은 이웃하는 두 SRC 신호 또는 두 SNK 신호 사이의 딜레이에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서 복수의 단위 자극 펄스는 일정한 폭을 가질 수 있고, 예를 들면 250 μs 이다. When the stimulation time is determined, a stimulation pulse is generated during the stimulation time, and the shape of the stimulation pulse is determined according to the SRC signal and the SNK signal in the interval in which the stimulation time signal is applied. The width of the unit stimulation pulse is determined by the duration (or pulse width) of the SRC signal and the SNK signal, and the time interval of neighboring unit stimulation pulses can be determined by the delay between two neighboring SRC signals or two SNK signals . In one embodiment, the plurality of unit stimulation pulses may have a constant width, for example, 250 μs.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 장치에서 발생하는 자극시간신호 및 자극 전류 펄스를 오실로스코프로 관찰한 결과이다. 자극시간신호가 인가되는 동안에 2상 전류 펄스로 구성된 자극 전류 펄스 트레인이 생성되고, 자극시간신호가 인가되지 않는 구간에서는 자극 전류 펄스가 생성되지 않은 것을 확인할 수 있다. FIG. 8 is a result of observing a stimulus time signal and a stimulation current pulse generated by an electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention with an oscilloscope. A stimulation current pulse train composed of two-phase current pulses is generated while the stimulation time signal is applied, and it can be confirmed that a stimulation current pulse is not generated in a section in which the stimulation time signal is not applied.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 펄스 개수 변조(PCM)를 이용한 전기 자극 방법 및 종래의 전기 자극 방법들(PAM, PFM)을 이용하여 rd1 쥐의 망막 조직을 전류 자극하였을 때 유발되는 신경 반응의 공간적 분포를 시신경에 주입된 전하량에 따라 나타낸다. FIG. 9 is a graph illustrating the effect of current stimulation on the retinal tissues of rd1 rats using electrical stimulation using pulse number modulation (PCM) and conventional electrical stimulation methods (PAM, PFM) according to an embodiment of the present invention. The spatial distribution of the response is shown by the amount of charge injected into the optic nerve.

도 9에 도시된 바와 같이, PCM을 이용하여 망막 시신경을 자극하였을 때 기존의 망막 시신경 자극 기법(PAM, PFM)과 비교하여 신경 반응의 퍼짐이 적은 것을 확인할 수 있으며, 이는 본 발명의 일 실시예를 통해 고해상도 망막 시신경 자극이 가능함을 입증한다.As shown in FIG. 9, when the retinal optic nerve was stimulated using PCM, it was confirmed that the spread of the neural response was small compared with the conventional retinal optic nerve stimulation technique (PAM, PFM) To demonstrate the possibility of high-resolution retinal optic nerve stimulation.

도 10은 PCM과 PAM 방법에 대하여 주입된 전하량에 따른 해상도 팩터(factor)를 나타낸다. 원형(circle)의 금(Au) 마이크로전극 어레이(microelectrode array; MEA)가 사용되었고, 각 자극 전극의 지름은 150 μm, 신경 스파이크를 기록하기 위한 기록 전극의 지름은 50 μm 이다. 마이크로 전극 어레이의 중심에 위치한 16개의 전극은 집중적으로 자극된 영역을 의미한다. 전기 자극으로서 2상 전류 펄스가 rd1 쥐의 망막 신경절 세포(retinal ganglion cells; RGCs)에 주입되었다. 자극 인가 주기는 1초로 설정하였다. 펄스 진폭 변조(PAM) 방법은 펄스의 진폭을 10μA, 20μA 및 40μA 로 변화시켰으며, SRC 및 SNK 전류 펄스는 도 7에 도시된 SRC 및 SNK 신호의 형태를 가지며, SRC 및 SNK 전류 펄스의 지속시간은 1 ms 로 고정하고, SRC 펄스와 SNK 펄스의 사이(SRC 펄스의 하강 엣지와 SNK 펄스의 상승 엣지의 사이 또는 SRC 펄스의 상승 엣지와 SNK 펄스의 하강 엣지의 사이)에는 1 ms 의 딜레이를 두었다. 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 방법은 SRC 및 SNK 전류 펄스의 지속시간 및 두 펄스 사이의 딜레이는 250μs 로 고정하고, 펄스의 진폭은 20μA 로 고정하고, 펄스의 개수는 2, 4 및 8개로 변화시켰다. Figure 10 shows the resolution factor according to the amount of charge injected for PCM and PAM methods. A circle of gold microelectrode array (MEA) was used, the diameter of each stimulating electrode was 150 μm, and the diameter of the recording electrode to record nerve spikes was 50 μm. The sixteen electrodes located at the center of the microelectrode array represent intensively stimulated regions. Two phase current pulses were injected into rd1 rat retinal ganglion cells (RGCs) as electrical stimulation. The stimulus application period was set to 1 second. The Pulse Amplitude Modulation (PAM) method varied the amplitude of the pulses to 10 [mu] A, 20 [mu] A and 40 [mu] A, the SRC and SNK current pulses have the form of the SRC and SNK signals shown in FIG. 7, Was set at 1 ms and a delay of 1 ms was set between the SRC pulse and the SNK pulse (between the falling edge of the SRC pulse and the rising edge of the SNK pulse or between the rising edge of the SRC pulse and the falling edge of the SNK pulse) . In the PCM method according to an embodiment of the present invention, the duration of the SRC and SNK current pulses and the delay between the two pulses are fixed at 250 μs, the amplitude of the pulses is fixed at 20 μA, the number of pulses is 2, 4 and 8 Change.

여기서, 해상도 팩터(factor)란 서로 다른 펄스 변조 방법의 공간 해상도를 비교하기 위해 고안된 요소로서, 집중적으로 자극되지 않은 영역에서 발생된 스파이크(spike)의 평균 개수에 대한 집중적으로 자극된 영역에서 발생된 스파이크의 평균 개수의 비율을 의미한다. Here, a resolution factor is a factor designed to compare the spatial resolution of different pulse modulation schemes. It is a factor that is generated in the intensively stimulated region with respect to the average number of spikes generated in the region not intensively stimulated Means the ratio of the average number of spikes.

도 10을 참고하면, PAM의 경우 주입된 전하량이 증가할수록 해상도 팩터가 감소하는 반면, PCM의 경우에는 주입된 전하량이 증가할수록 해상도 팩터가 증가한 것을 확인할 수 있다. 즉, 펄스의 개수를 변조하여 신경 자극 세기를 조절할 경우, 주입되는 전하량이 증가하더라도 공간적 해상도가 감소하지 않는 유리한 효과를 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10, in the case of PAM, the resolution factor decreases as the injected charge increases. On the other hand, in the case of PCM, the resolution factor increases as the injected charge increases. That is, when the number of pulses is modulated to adjust the intensity of the nerve stimulus, it can be confirmed that the spatial resolution is not reduced even when the amount of charge to be injected is increased.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 전기 자극 방법에 대하여 도 11을 참고하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 자극 방법의 순서도이다.Hereinafter, an electric stimulation method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11 is a flowchart of an electric stimulation method according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참고하면, 전기 자극 방법은 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신하는 단계(S100), 외부자극의 세기에 기초하여 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계(S200) 및 결정된 개수의 단위 자극 펄스를 자극인가주기 내에서 발생시키는 단계(S300)를 포함할 수 있다. 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계(S200)는 단위 자극 펄스의 개수가 외부자극의 세기에 비례하도록 결정할 수 있다. Referring to FIG. 11, the electric stimulation method includes a step S100 of receiving a signal indicating the intensity of an external stimulus, a step S200 of determining the number of unit stimulation pulses to be generated based on the intensity of the external stimulus, And generating a unit stimulation pulse within the stimulation application period (S300). The step S200 of determining the number of unit stimulation pulses may determine that the number of unit stimulation pulses is proportional to the intensity of the external stimulus.

외부자극의 세기를 나타내는 신호가 아날로그 신호인 경우에는 일 실시예에 따른 전기 자극 방법은 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신하는 단계(S100)와 외부자극의 세기에 기초하여 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계(S200)의 사이에, 수신한 외부자극의 세기를 나타내는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함한다. In the case where the signal indicating the intensity of the external stimulus is an analog signal, the electric stimulation method according to an embodiment includes a step S100 of receiving a signal indicating the strength of the external stimulus, And converting the analog signal representing the strength of the received external stimulus into a digital signal during the step of determining the number (S200).

일 실시예에서, 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계(S200)는 하나의 자극인가주기 내에서 적어도 하나의 단위 자극 펄스가 발생하는 시간인 자극시간을 결정함으로써 단위 자극 펄스의 개수를 결정할 수 있으며, 자극시간은 외부자극의 세기에 비례할 수 있다. 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계(S200)에서 자극시간이 결정되면, 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계(S300)는 하나의 자극인가주기 내에서 결정된 자극시간 동안 단위 자극 펄스를 발생시킨다. 단위 자극 펄스의 펄스 폭 및 이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격이 정해져 있을 경우, 자극시간을 결정함으로써 단위 자극 펄스의 개수를 결정할 수 있다. In one embodiment, determining the number of unit stimulation pulses (S200) may determine the number of unit stimulation pulses by determining the stimulation time, which is the time at which at least one unit stimulation pulse occurs within one stimulation cycle , The stimulation time can be proportional to the intensity of the external stimulus. When the number of unit stimulation pulses is determined in step S200, the unit stimulation pulse generating step S300 generates a unit stimulation pulse during a stimulation time determined in one stimulation cycle. When the pulse width of the unit stimulation pulse and the time interval between neighboring unit stimulation pulses are determined, the number of unit stimulation pulses can be determined by determining the stimulation time.

자극시간을 결정하는 일 실시예로서, 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호를 생성하고, 외부자극의 세기에 기초하여 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호 중 어느 하나를 선택하여 자극시간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 외부자극의 세기가 클수록 긴 자극시간을 나타내는 신호를 선택한다. 그러나 본 발명의 전기 자극 방법에서 자극시간을 결정하는 방법은 본 실시예에 한정되지 않는다. As one embodiment for determining the stimulation time, it is possible to generate a plurality of signals representing different stimulation times and to select any one of a plurality of signals representing different stimulation times based on the intensity of the external stimulus to determine the stimulation time have. For example, a signal indicating a longer stimulation time is selected as the intensity of the external stimulus is larger. However, the method of determining the stimulation time in the electric stimulation method of the present invention is not limited to this embodiment.

또한, 일 실시예에서는, 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 단계를 더 포함하고, 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계(S300)에서는 결정된 진폭을 갖는 적어도 하나의 단위 자극 펄스를 발생시키되, 복수의 자극인가주기에 걸쳐 단위 자극 펄스의 진폭이 일정하도록 한다. 자극 펄스의 진폭은 예를 들면 20 μA 이하일 수 있다. In one embodiment, the method further includes the step of determining the amplitude of the unit stimulation pulse. In the step (S300) of generating the unit stimulation pulse, at least one unit stimulation pulse having the determined amplitude is generated, So that the amplitude of the unit stimulation pulse is constant over the period. The amplitude of the stimulation pulse may be, for example, 20 μA or less.

한편, 일 실시예에서는, 하나의 자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격을 결정하는 단계를 더 포함하고, 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계(S300)는 제1자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격과 제2자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격이 결정된 상기 시간간격과 동일하도록 단위 자극 펄스를 발생시킨다. 이때, 제1자극인가주기와 제2자극인가주기는 서로 다른 주기이다. 즉, 본 실시예에서는 PFM을 이용한 전기 자극 기법과 달리, 서로 다른 자극인가주기에서도 단위 자극 펄스 간의 시간간격을 일정하게 유지한다. In one embodiment, the method further comprises determining a time interval between neighboring unit stimulation pulses within one stimulation cycle, wherein generating the unit stimulus pulses (S300) comprises determining a time interval between adjacent unit stimulation pulses in the first stimulation cycle A unit stimulation pulse is generated so that the time interval between the stimulation pulses and the time interval between adjacent unit stimulation pulses in the second stimulation application period are equal to the determined time interval. At this time, the first stimulation application period and the second stimulation application period are different from each other. That is, in this embodiment, unlike the electric stimulation technique using PFM, the time interval between unit stimulation pulses is kept constant even in different stimulation application periods.

본 발명의 실시예들에 따른 전기 자극 장치 또는 전기 자극 방법은 감각 정보를 두뇌에 전달하는 신경(예를 들면, 망막 시신경, 청각신경 등)을 자극하기 위해 이용될 수 있다. 전기 자극 장치는 예를 들면 인공 망막 장치, 신경 자극 장치 등일 수 있다. An electric stimulation apparatus or an electric stimulation method according to embodiments of the present invention can be used to stimulate nerves that transmit sensory information to the brain (e.g., retinal optic nerve, auditory nerve, and the like). The electrical stimulation device may be, for example, an artificial retina device, a nerve stimulation device, or the like.

본 발명은 외부 자극의 세기에 따라 단위 자극 펄스의 개수를 조절하기 위해 자극시간을 달리하는 실시예에 한정되지 않으며, 복수의 자극인가주기에 걸쳐 일정한 진폭 및 시간간격을 유지하면서 외부 자극의 세기에 따라 펄스의 개수를 조절하는 방법이라면 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The present invention is not limited to the embodiment in which the number of stimulation pulses is varied in order to adjust the number of unit stimulation pulses according to the intensity of the external stimulus and is not limited to the intensity of the external stimulus while maintaining a constant amplitude and time interval over a plurality of stimulation application periods Any method for adjusting the number of pulses should be interpreted as including both.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. However, it should be understood that such modifications are within the technical scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110 : 신호수신부 120 : 펄스 개수 결정부
130 : 펄스 발생부 130a : 진폭 결정부
130b : 시간간격 결정부110: signal receiving unit 120: pulse number determining unit
130: Pulse generating unit 130a: Amplitude determining unit
130b: time interval determining unit

Claims (18)

외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신하는 단계;
상기 외부자극의 세기에 기초하여, 각 자극인가주기 내에서 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계; 및
결정된 상기 개수의 단위 자극 펄스를 자극인가주기 내에서 발생시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법. Receiving a signal indicative of an intensity of an external stimulus;
Determining the number of unit stimulation pulses to be generated within each stimulation application period based on the intensity of the external stimulus; And
Generating the determined number of unit stimulation pulses in a stimulation application period;
Wherein the electrical stimulation method comprises: 제1항에 있어서,
상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호는 아날로그 신호이며,
상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.The method according to claim 1,
The signal indicating the intensity of the external magnetic pole is an analog signal,
Further comprising: converting a signal indicative of the intensity of the external stimulus to a digital signal. 제1항에 있어서,
상기 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계는, 상기 단위 자극 펄스의 개수가 상기 외부자극의 세기에 비례하도록 상기 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of determining the number of unit stimulation pulses determines the number of unit stimulation pulses so that the number of unit stimulation pulses is proportional to the intensity of the external stimulus. 제1항에 있어서,
상기 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 단계는, 상기 외부자극의 세기에 기초하여 적어도 하나의 상기 단위 자극 펄스를 발생시킬 자극시간을 결정하는 단계를 포함하며,
상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계는 상기 자극인가주기 내에서 상기 자극시간 동안 결정된 개수의 상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.The method according to claim 1,
Wherein determining the number of unit stimulation pulses includes determining a stimulation time to generate at least one unit stimulation pulse based on the intensity of the external stimulus,
Wherein the step of generating the unit stimulation pulses generates the unit stimulation pulses in a number determined during the stimulation time within the stimulation application period. 제4항에 있어서,
상기 자극시간을 결정하는 단계는, 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호를 생성하는 단계 및 상기 외부자극의 세기에 기초하여 상기 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.5. The method of claim 4,
The step of determining the stimulation time may include generating a plurality of signals indicative of different stimulation times and selecting one of the plurality of signals indicative of the different stimulation time based on the intensity of the external stimulus Wherein the electrical stimulation method comprises: 제1항에 있어서,
이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격을 결정하는 단계를 더 포함하며,
상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계는, 복수의 자극인가주기에 걸쳐 각 자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격이 결정된 상기 시간간격과 동일하도록 단위 자극 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.The method according to claim 1,
Determining a time interval between neighboring unit stimulation pulses,
Wherein generating the unit stimulation pulses generates a unit stimulation pulse so that a time interval between neighboring unit stimulation pulses in each stimulation application period is equal to the determined time interval over a plurality of stimulation application periods. Stimulation method. 제1항에 있어서,
상기 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 단계를 더 포함하며
상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 단계는, 복수의 자극인가주기에 걸쳐 동일한 진폭을 갖는 단위 자극 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.The method according to claim 1,
Further comprising determining an amplitude of the unit stimulation pulse
Wherein generating the unit stimulation pulses generates unit stimulation pulses having the same amplitude over a plurality of stimulation application periods. 제7항에 있어서,
상기 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 단계는 상기 진폭을 0초과 20 μA 이하의 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of determining the amplitude of the unit stimulation pulses comprises determining the amplitude to be greater than 0 and less than or equal to 20 μA. 제1항에 있어서,
상기 외부자극은 빛 또는 소리인 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.The method according to claim 1,
Wherein the external stimulus is light or sound. 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 수신하는 신호수신부;
상기 신호수신부와 전기적으로 연결되어, 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호에 기초하여 각 자극인가주기 내에서 발생시킬 단위 자극 펄스의 개수를 결정하는 펄스 개수 결정부; 및
상기 펄스 개수 결정부와 전기적으로 연결되어, 결정된 개수의 상기 단위 자극 펄스를 자극인가주기 내에서 발생시키는 펄스 발생부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.A signal receiving unit for receiving a signal indicative of an intensity of an external stimulus;
A pulse number determination unit electrically connected to the signal reception unit and determining a number of unit stimulation pulses to be generated within each stimulation application period based on a signal indicating the strength of the external stimulus; And
A pulse generator electrically connected to the pulse number determiner to generate a predetermined number of the unit stimulation pulses within a stimulation application period;
Wherein the electrical stimulation device comprises: 제10항에 있어서,
상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호는 아날로그 신호이며,
상기 신호수신부는, 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.11. The method of claim 10,
The signal indicating the intensity of the external magnetic pole is an analog signal,
Wherein the signal receiving unit includes an analog-to-digital converter (ADC) for converting a signal representing the strength of the external stimulus into a digital signal. 제10항에 있어서,
상기 펄스 개수 결정부는 상기 외부자극의 세기를 나타내는 신호에 기초하여 적어도 하나의 상기 단위 자극 펄스를 발생시킬 자극시간을 결정하는 자극시간 결정부를 포함하고,
상기 펄스 발생부는 상기 자극인가주기 내에서 상기 자극시간 동안 결정된 개수의 상기 단위 자극 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the pulse number determination unit includes a stimulation time determination unit that determines a stimulation time to generate at least one unit stimulation pulse based on a signal indicating the strength of the external stimulus,
Wherein the pulse generator generates the number of unit stimulation pulses determined during the stimulation time within the stimulation application period. 제12항에 있어서,
상기 자극시간 결정부는, 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호를 생성하는 자극시간신호 생성부; 상기 신호수신부와 전기적으로 연결되어 상기 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호 중 어느 하나를 선택하기 위한 신호를 저장하는 자극시간 선택신호 저장부; 및 상기 자극시간신호 생성부 및 상기 자극시간 선택신호 저장부와 전기적으로 연결되어 상기 자극시간 선택신호에 따라 상기 서로 다른 자극시간을 나타내는 복수의 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 자극시간신호 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.13. The method of claim 12,
The stimulation time determination unit may include: a stimulus time signal generation unit that generates a plurality of signals indicating different stimulation times; A stimulation time selection signal storage unit electrically connected to the signal reception unit and storing a signal for selecting any one of a plurality of signals indicating different stimulation times; And a stimulation time signal selection unit electrically connected to the stimulation time signal generation unit and the stimulation time selection signal storage unit to select and output any one of a plurality of signals indicating the different stimulation time according to the stimulation time selection signal, Wherein the electrical stimulation device comprises: 제13항에 있어서,
상기 자극시간 선택신호 저장부는 플립플롭(flip-flop)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the stimulation time selection signal storage unit comprises a flip-flop. 제13항에 있어서,
상기 자극시간신호 선택부는 멀티플렉서(mux)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the stimulus time signal selection unit includes a multiplexer (mux). 제10항에 있어서,
상기 펄스 발생부는 하나의 자극인가주기 내의 이웃하는 단위 자극 펄스 간의 시간간격을 결정하는 시간간격 결정부를 포함하며,
상기 펄스 발생부는 복수의 자극인가주기에 걸쳐 각 자극인가주기내의 이웃하는 단위 자극 펄스 사이의 시간간격이 상기 시간간격 결정부에서 결정된 시간간격과 동일하도록 단위 자극 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the pulse generating unit includes a time interval determining unit for determining a time interval between neighboring unit stimulation pulses within one stimulation application cycle,
Wherein the pulse generating unit generates a unit stimulation pulse so that a time interval between neighboring unit stimulation pulses within each stimulation application period is equal to a time interval determined by the time interval determination unit over a plurality of stimulation application periods Device. 제10항에 있어서,
상기 펄스 발생부는 상기 단위 자극 펄스의 진폭을 결정하는 진폭 결정부를 포함하며,
상기 펄스 발생부는 복수의 자극인가주기에 걸쳐 동일한 진폭을 갖는 단위 자극 펄스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the pulse generating unit includes an amplitude determining unit for determining an amplitude of the unit stimulation pulse,
Wherein the pulse generating unit generates a unit stimulation pulse having the same amplitude over a plurality of stimulation application periods. 제10항에 있어서,
상기 외부자극은 빛 또는 소리인 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the external stimulus is light or sound.
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