KR101700886B1 - 신경 손상을 최소화한 고성능 신경 탐침 구조체 - Google Patents

Abstract

신경 탐침 구조체는, 유연한 재질의 연결체와, 상기 연결체에 결합되며 신경 신호를 검출하는 전극이 형성된 복수의 탐침을 포함하고, 상기 복수의 탐침은 상기 연결체의 길이 방향을 따라 간격을 가지고 배치되고, 상기 연결체는 상기 신경의 외주면 둘레를 감고, 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 외주면을 찔러 신경 내부로 삽입된다.

Description

신경 손상을 최소화한 고성능 신경 탐침 구조체{Neural probe array of high performance and for minimized damage of neuron}

본 발명은 신경 탐침 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신경에 연결되어 탐침에 형성된 전극을 통해 신경 신호를 수집하거나 신경에 전기 자극을 가할 수 있는 신경 전극 구조체에 관한 것이다.

최근에 신경보철(neuroprosthetic) 또는 HMI(human-machine interface)에 사용하기 위한 신경 인터페이스로서, 직접 신경에 연결되어 신경에 자극을 가하거나 신경으로부터 신경 신호 정보를 수집할 수 있는 초소형 신경 전극 구조체가 연구되고 있다.

초소형 신경 전극 구조체의 일례로, 넓은 면적을 가지는 유연한 재질의 몸체와 몸체에 매설되는 전극으로 구성되는 커프형 전극체(cuff electrode)가 이용된다.

커프형 전극체는 붕대를 감듯이 신경 표면 둘레 전체에 유연 몸체를 말아 고정하고, 몸체 표면에 형성된 전극을 통해 신경 신호를 검출하는 방식을 이용한다.

하지만, 커프형 전극체는 몸체가 신경 다발의 외주면를 완전히 감싸도록 고정되어 신경 다발의 일부분을 압박하므로 신경 상막(eqineurium)에 존재하는 혈관의 혈액 순환을 저해하여 만성 통증을 일으킬 수 있다. 또한, 일반적으로 폴리머 재질로 이루어지는 몸체는 산소 및 물 등을 투과시키지 못하므로, 착용 부위에서 통증이나 신경의 괴사를 유발할 수 있다. 따라서, 신경에 장기간 이식이 어렵다는 문제점이 있다.

아울러, 전극이 신경 다발 외부에서 전극이 신경 신호를 수집하게 되므로, 신경 내부의 신호를 제대로 읽을 수 없고, 신경 섬유 수준의 신호를 선택적으로 획득할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 커프형 전극체는 대체적으로 매설되는 전극의 개수가 제한되며, 신경보철 또는 HMI 응용을 제한하는 요인이 된다.

커프형 전극체와 같은 신경 외부형 전극체(extraneural electrode)의 문제점을 보완하기 위하여, 전극체를 직접 신경 내부로 삽입하는 신경 내부형 전극체(intrafasicular electrode)가 이용되기도 한다.

대표적으로, 실 형태의 전극체를 신경 다발 내부로 삽입/관통하여 신경 신호를 읽는 소위 TIME/LIFE(Transverse Intrafascicular Multichannel Electrode/Lingitudinal Intra-Fascicular Electrode), 판형의 몸체에 수직방향으로 배열된 복수의 탐침을 형성하고 해당 신경 부위에 탐침을 꽂아 넣는 유타(Utah) 탐침 전극체, 일부 절단한 신경의 단면 사이에 삽입할 수 있는 얇은 판형의 몸체에 신경 다발이 통과할 수 있는 통공을 형성하고 통공에 전극을 배열하는 시브형(sieve) 전극체 등을 들 수 있다.

하지만, TIME/LIFE의 경우는 신경 내부에서 원하는 위치에 전극을 제대로 위치시키기 어려워 신경 선택성이 낮다는 문제점이 있다. 또한 이식 후에도 전극체의 고정이 용이하지 않으므로 외부의 힘에 의해 전극의 위치가 유동하기 쉬워 장기 이식에 불리하다.

유타 전극체는 큰 간격의 많은 탐침이 신경 다발의 수직 방향에서 삽입되므로 중복적인 신경 손상이 매우 크다. 전극체의 제작 공정상 탐침의 재질이 단단한실리콘(silicon)에 한정되어 장기적으로 신경 손상을 유발시킬 수 있고, 이로 인해 신경 신호의 획득 성능이 저하될 수 있는 점도 문제점이다.

또한, 시브형 전극체는 신경 선택성은 우수하여 다수의 전극을 매설시 각 전극에 대응하는 신경 신호의 정확한 매핑(mapping)이 가능하지만, 신경을 절단하여야 하는 조건이 있어 신경에 대한 침습성(invasiveness)이 매우 크다는 문제점이 있다.

대한민국 특허공개공보 제10-2012-0084903호

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 신경의 손상 및 압박을 최소화하여 신경에 장기간 이식이 가능하고, 신경 내부의 신경 신호를 고밀도로 고르게 획득할 수 있는 신경 탐침 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 신경 탐침 구조체는, 유연한 재질의 연결체와, 상기 연결체에 결합되며 신경 신호를 검출하는 전극이 형성된 복수의 탐침을 포함하고, 상기 복수의 탐침은 상기 연결체의 길이 방향을 따라 간격을 가지고 배치되고, 상기 연결체는 상기 신경의 외주면 둘레를 감고, 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 외주면을 찔러 신경 내부로 삽입된다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 탐침은 다른 탐침과 길이가 다른 탐침을 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 탐침 중 적어도 하나는 상기 신경의 중심에 이르도록 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 신경을 길이방향과 수직으로 절단하는 단면방향에서 보았을 때, 상기 신경 내부로 삽입된 상기 복수의 탐침은 방사형으로 배치된다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 탐침은 서로 등간격으로 배치된다.

일 실시예에 따르면, 상기 연결체는 나선형으로 상기 신경의 외주면을 감아서, 상기 복수의 탐침은 상기 신경의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에서 상기 신경 내부에 삽입된다.

일 실시예에 따르면, 상기 연결체는 원호 형태를 가지고, 유연하게 휠 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 연결체는 직선 형태를 가지고, 연결체의 길이 방향을 따라 길이 신축이 가능하다.

일 실시예에 따르면, 상기 연결체는, 상기 복수의 탐침이 각각 고정되는 복수의 고정부와, 인접한 고정부를 연결하며 길이 신축이 가능한 신축부를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 탐침은 상기 연결체의 길이 전체에 걸쳐 배치되며, 상기 연결체는 상기 신경의 주위를 한 바퀴 이상 감는다.

일 실시예에 따르면, 상기 연결체는 두께보다 폭이 큰 얇은 판 형태를 가지고, 상기 연결체의 두께를 형성하는 일 측면이 상기 신경의 외주면에 닿도록 세워져 상기 신경을 감는다.

일 실시예에 따르면, 하나의 탐침에는 복수의 전극이 형성되고, 상기 복수의 전극은 탐침의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 탐침은, 상기 탐침이 신경 내부에 걸려 신경으로 삽입되는 방향의 역방향으로 뽑히지 않도록 하는 후크 구조체를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 후크 구조체는 상기 탐침이 신경으로 삽입되는 방향의 역방향 쪽으로 단부가 연장되도록 상기 탐침의 측면에 형성되는 뾰족한 돌기이다.

일 실시예에 따르면, 하나의 탐침은 복수의 돌기를 포함하고, 상기 복수의 돌기는 탐침의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 형성되며, 복수의 전극이 각각 상기 복수의 돌기를 덮도록 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수의 탐침은 유연한 재질로 형성되거나, 표면에 유연한 재질의 물질이 코팅된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 탐침 구조체의 평면도이다.
도 2는 도 1의 신경 탐침 구조체의 탐침을 확대 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 신경 탐침 구조체가 신경에 연결된 일례를 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 신경 탐침 구조체가 신경에 연결된 다른 예를 도시한 것이다.
도 5는 도 4와 같이 신경 탐침 구조체가 연결된 신경의 단면을 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1의 신경 탐침 구조체를 신경에 연결하는 모습을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신경 탐침 구조체를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 신경 탐침 구조체가 신경에 연결된 모습을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신경 탐침 구조체를 도시한 것이다.
도 10은 도 9의 신경 탐침 구조체가 신경에 연결된 모습을 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)의 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 신경 탐침 구조체(1)는 유연한 재질의 연결체(10) 및 상기 연결체(10)에 결합되며 몸체에 전극이 형성된 복수의 탐침(20)을 포함한다.

본 실시예에 따른 복수의 탐침(20)은 연결체(10)의 길이 방향을 따라 간격을 가지고 배치된다.

도 2는 본 실시예에 따른 탐침(20)을 확대 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 탐침(20)은 긴 침 형태의 몸체(210)를 가진다. 본 실시예에 따르면 탐침(20)은 신경(N)의 외주면을 찔러 그 길이 방향으로 신경(N)의 내부로 삽입되며, 탐침(20)의 몸체(210)의 첨단(211)은 신경(N) 내부로의 삽입이 용이하도록 뾰족한 형상을 가진다.

탐침(20)이 신경(N) 내부로 삽입되거나 삽입된 상태에서 신경(N)에 손상을 입히는 것을 최소화하기 위하여, 본 실시예에 따른 탐침(20)은 그 몸체(210)가 폴리머 등을 이용해 유연한 재질로 형성되거나, 몸체(210)의 표면에 폴리이미드(polyimide), 페릴린(parylene), 실리콘(silicon), 에폭시(epoxy) 등과 같은 유연한 재질의 물질이 코팅될 수 있다.

탐침(20)의 몸체(210)가 유연한 재질로 형성되는 경우에도, 탐침(20)이 신경(N) 내부로 삽입되기 충분한 강성을 가지도록 하는 것이 좋다.

도 2에 도시된 바와 같이, 탐침(20)의 몸체(210)의 표면에는 복수의 전극(213)이 형성된다. 본 실시예에서 하나의 탐침(20)에는 네 개의 전극(213)이 형성되어 있다.

네 개의 전극(213) 각각에는 전선(214)이 전기적으로 연결되고, 전선(214)은 길게 연장되어 신호 처리 장치나 무선 통신 장치(미도시) 등에 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)는 전극(213)을 이용해 탐침(20)의 삽입 부위의 신경 신호를 검출할 수 있으며, 전기 자극에 따른 신경 반응을 살피고자 할 때는 전극(213)을 통해 신경에 대한 전기 자극을 수행할 수도 있다.

신경(N) 내부의 가급적 많은 부위에 대한 신경 신호 탐지 또는 전기 자극을 위하여, 본 실시예에 따르면, 하나의 탐침(20)에서 복수의 전극(213)은 탐침(20)의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 형성된다.

이에 따라서, 탐침(20)이 신경 내부에 삽입되었을 때, 각각의 전극(213)이 서로 다른 깊이에서 신경(N)과 접촉하므로, 신경 신호 획득 또는 전기 자극 부위에 대한 선택성을 높일 수 있다.

한편, 본 실시에에 따른 신경 탐침 구조체(1)는 별도의 지지 구조 없이 탐침(20)의 신경(N)에 대한 지지력에 의존하여 신경(N)에 고정된다.

따라서, 탐침(20)이 일단 신경(N) 내부로 삽입되면 신경 내부에 걸려 역방향으로 다시 뽑히지 않도록, 탐침(20)은 후크(hook) 구조체를 포함하여 신경 탐침 구조체(1)의 신경(N)에 대한 고정력을 향상시킨다.

예를 들어, 후크 구조체는 탐침(20)의 몸체(210)가 화살촉이나 작살과 같이 첨단의 면적이 넓은 소위 "브로드 헤드(broad head)" 구조에 의해 형성될 수 있다.

다만, 이 경우 넓은 첨단이 신경에 삽입되며 신경에 손상을 줄 수 있어, 본 실시예에 따른 탐침(20)은 일자형의 몸체(210)의 측면에 뾰족한 복수의 돌기(212)를 형성하여 후크 구조체를 형성한다.

돌기(212)는 탐침(20)의 삽입 방향의 역방향 쪽으로 단부가 연장되어, 탐침(20)이 신경으로 삽입될 때는 저항을 일으키지 않다가 탐침(20)이 역방향으로 힘을 받으면 신경(N)의 내부에서 걸려 탐침(20)이 쉽게 뽑히는 것을 방지한다.

본 실시예에 따르면, 뾰족한 돌기(212)가 신경(N)에 손상을 주는 것을 방지하기 위해, 돌기(212)의 크기는 탐침(20)의 몸체(210)의 크기에 비해 작게 형성한다. 다만, 고정력을 높이기 위해 하나의 탐침(20)에는 복수의 돌기(212)가 형성되며, 복수의 돌기(212)는 탐침(20)의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 형성된다.

본 실시예에 따르면, 복수의 돌기(212)는 전극(213)의 수에 대응하여 네 개가 형성되며, 네 개의 돌기(212)는 네 개의 전극(213)의 위치에 각각 대응하도록 형성된다.

다시 도 1을 참조하면, 연결체(10)는 전체적으로 원의 일부인 원호 형태를 가진다.

연결체(10)는 연결체(10)의 폭을 형성하는 측면(12)과 두께를 형성하는 측면(11)을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 연결체(10)는 그 폭이 두께보다 현저하게 큰 얄읍 판 형태(띠 형태)를 가진다.

복수의 탐침(20)은 그 길이방향이 연결체(10)의 폭 방향과 대략 일치하도록 형성된다. 또한, 복수의 탐침(20)의 길이 방향은 연결체(10)의 원호의 법선 방향에 대략 수직하다.

본 실시예에 따르면, 연결체(10)는 폴리머 재질로 형성되어 유연한 특성을 가진다.

각각의 탐침(20)의 전극(213)과 연결된 전선(214)은 연결체(10)를 따라 연장된다. 도 1과 도시된 바와 같이, 각각의 탐침(20)에서 연장된 네 가닥의 전극(214)은 연결체(10) 상에서 서로 겹쳐지지 않고 평행하게 연장되어, 연결체(10)의 일 단부까지 연장된다. 따라서, 도 1에서 전선(214)들이 형성하는 폭이 시계 반대 방향으로 갈수록 증가하는 것을 알 수 있다.

연결체(10)의 일 단부에서 전선(214)에는 무선 통신 장비(미도시) 등이 연결될 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)가 신경(N)에 연결된 일례를 도시한 것이다. 도 3은 신경(N)을 그 길이방향과 수직으로 절단한 모습을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 연결체(10)는 신경(N)의 외주면의 둘레를 감고, 복수의 전극(20)은 신경(N)의 외주면을 찔러 신경 내부로 삽입된다.

신경(N)을 길이방향과 수직으로 절단하는 단면방향에서 보았을 때, 신경(N) 내부로 삽입된 복수의 탐침(20)은 방사형으로 배치된다. 이와 같은 배치에 의해 신경 전체 부위에서 고르게 다수의 신경 신호를 획득하거나 전기 자극을 수행할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 복수의 탐침(20)은 서로 등간격으로 배치된다. 연결체(10)는 유연한 재질로 이루어지지만, 탐침(20)의 위치를 고정하는 역할을 하므로, 연결체(10)의 길이와 탐침(20) 간의 간격을 고려하면, 각각의 탐침을 별도로 신경에 삽입하는 것에 비해 원하는 위치에 정확하게 탐침(20)을 삽입할 수 있다. 즉, 신경에 대한 선택성이 높다.

한편, 본 실시예에 따르면, 신경 탐침 구조체(1)는 탐침(20)의 구조에 의해 신경(N)에 대한 충분한 지지력을 형성할 수 있으므로, 연결체(10)를 신경에 지지할 필요는 없다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 연결체(10)의 두께를 형성하는 측면(11)이 신경(N)의 외주면에 닿도록 연결체(10)가 세워져 신경을 감도록 할 수 있다.

즉, 연결체(10)는 탐침(20) 간의 전기적 연결 및 탐침(20)의 위치 정의를 위해 사용되며, 연결체(10)가 세워진 형태로 신경(N)을 감도록 함으로써, 신경(N)의 외주면에 대한 접촉 면적이 최소화될 수 있다. 따라서, 신경 탐침 구조체(1)가 신경에 압박을 가하지 않아 통증을 유발하지 않고 신경상막의 미세혈관을 통한 혈관 순환을 방해하지 않으며, 신경 내외부로의 물질 왕래를 저해하지 않아 신경 탐침 구조체(1)를 장시간 이식해 사용할 수 있다.

한편, 도 1에서는 복수의 탐침(20)이 모두 동일한 길이를 가지는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지는 않는다.

복수의 팀침(20)은 다른 탐침과는 길이가 다른 적어도 하나의 탐침을 포함할 수 있다. 복수의 탐침(20)은 그 길이가 모두 상이하게 형성될 수도 있고, 일부 탐침들이 다른 탐침과 길이가 상이할 수도 있다.

일 예에 따르면, 복수의 탐침(20) 중 적어도 하나가 신경(N)의 중심에 이르도록 형성될 수 있다(도 5의 전극(21) 참조).

이와 같은 구성에 따르면, 신경 전체 부위에서 고르게 다수의 신경 신호를 획득하거나 전기 자극이 가능하고, 신경에 대한 탐지 또는 자극 부위에 대한 선택성을 극대화할 수 있다.

도 3에서는 신경(N)의 길이 방향에서 실질적으로 동일한 위치에 복수의 탐침(20)이 방사형으로 삽입되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.

신경 탐침 구조체(1)의 연결체(10)의 길이, 폭, 두께 및 곡률을 조정하면, 복수의 탐침(20)의 위치를 신경(N)의 길이방향을 따라 달리 선정하여 삽입할 수 있다.

도 4는 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)가 신경(N)에 연결된 다른 예를 도시한 것이다. 도 5는 도 4와 같이 신경 탐침 구조체(1)가 연결된 신경(N)을 단면 방향에서 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 연결체(10)는 나선형으로 신경(N)의 외주면을 감아 신경(N)에 연결된다.

연결체(10)가 나선형을 이루어 신경(N)을 감게 되면, 복수의 탐침(20)은 신경(N)의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에서 신경 내부에 삽입될 수 있다. 따라서, 복수의 탐침(20)이 한 부분을 집중적으로 침습하지 않게 되므로, 신경(N)의 손상을 최소화할 수 있다.

한편, 연결체(10)를 나선형으로 신경(N)의 외주면에 감는 방식에 따르면, 연결체(10)를 신경(N)의 주위에 한 바퀴 이상 감을 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 연결체(10)를 신경(N)의 주위를 한 바퀴 이상 감더라도, 나선 구조에 의해 연결체(10)가 신경(N)을 폐루프 형태로 완전히 묶는 부분이 발생하지 않는다.

따라서, 종래기술의 커프형 전극과 같이, 신경을 압박하여 혈류의 흐름을 방해하는 상황이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

반면, 복수의 탐침(20)이 연결체(10)의 길이 전체에 걸쳐 배치되었을 때, 연결체(10)를 신경(N)의 주위를 한 바퀴 이상 감게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 탐침(20)이 방사형을 이루며 신경(N)의 내부 전체에 걸쳐 배치될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 신경(N)은 그 내부를 복수의 신경 다발(N1, N2)을 포함하고 있다. 복수의 탐침(20)이 방사형을 이루며 신경(N)의 내부 전체에 걸쳐 배치되도록 함으로써 높은 밀도(개수)의 전극을 신경(N) 내부에 고르게 배치할 수 있다. 따라서, 실질적으로 거의 모든 신경 다발에 전극이 위치할 수 있게 된다. 이에 따라, 정확한 신경 신호의 획득이 가능해지고, 신경의 검측 및 자극 위치의 선택성이 매우 우수해진다.

한편, 앞선 예와 마찬가지로, 도 4의 예에서도, 연결체(10)는 그 두께를 형성하는 측면(11)이 신경(N)의 외주면에 닿도록 연결체(10)가 세워져 신경을 감는다. 따라서, 신경(N)의 외주면에 대한 접촉 면적이 최소화된다.

도 6a 및 도 6b는 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1)를 신경(N)에 연결하는 모습을 도시한 것이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 신경 탐침 구조체(1)를 연결하기 위한 유연한 재질의 지그(2)가 신경(N)의 둘레에 미리 끼워진다.

지그(2)는 원통형의 몸체(3)를 가지고, 몸체(3)는 연결체(10)와 탐침(20)이 삽입될 수 있는 얇은 두께의 슬릿(4)을 구비한다. 슬릿(4)은 몸체(3)의 길이 방향을 따라 나선형으로 형성되어 있으며, 완전히 개방되어 신경(N)의 외주면이 슬릿(4)을 통해 노출된다.

슬릿(4)의 주변에는 탐침(20)이 삽입될 위치를 표시하는 마크(5)가 형성되어 있다.

시술자는, 유연한 연결체(10)를 슬릇(4)에 삽입하여 슬릿(4)의 경로를 따라 감는 동시에, 감는 방향에서 차례로 마크(5)가 형성된 위치를 확인하여 탐침(20)을 신경(N)에 박아 넣는다.

과정이 완료된 후 지그(2)를 풀어서 신경(N)으로부터 제거하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 신경 탐침 구조체(1)가 신경(N)에 연결된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1')를 도시한 것이다.

본 실시예에 따르면, 연결체(10')는 직선 형태를 가진다. 다만, 연결체(10')를 신경(N)에 나선 형태로 감기 위해 연결체(10')는 그 길이 방향을 따라 길이 신축이 가능하도록 형성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 연결체(10')는 복수의 탐침(20)이 각각 고정될 수 있는 복수의 고정부(110)와, 두 고정부(110)를 연결하며 길이 신축이 가능한 신축부(120)를 포함한다.

고정부(110)는 얇은 판 형태를 가지며, 탐침(20)의 몸체(210)와 일체로 성형될 수 있다. 탐침(20)은 임의로 고정부(110)에 대해 휘거나 구부러질 수도 있다.

신축부(120)는 구불구불 구부러져 유연성과 신축성을 동시에 가지는 미엔더(meander) 구조체(121, 122)로 이루어진다. 두 개의 미엔더 구조체(121, 122)가 평행하게 형성되어 고정부(110)에 대한 지지력을 높이고, 연결체(10')를 구조적으로 안정시킨다.

각각의 탐침(20)에서 연장된 전선(214)은 고정부(110)를 따라 연장되고 신축부(120)를 통해 무선 통신 장비 등 전자 장비까지 연장된다.

각각의 탐침(20)에서 연장된 네 가닥의 전극(214)은 연결체(10') 상에서 서로 겹쳐지지 않고 평행하게 연장되어, 연결체(10')의 단부까지 연장된다.

도 7에서 제일 좌측의 탐침(20)에서 우측으로 갈수록 전선(214)들이 형성하는 폭이 증가하는 것을 알 수 있다.

다만, 모든 전선이 누적적으로 신축부(120)에 형성되는 경우 신축부(120)의 폭이 커질 수밖에 없다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 제일 좌측의 고정부(111)에서 부터 누적되던 전선(214)은 상단 쪽의 신축부(122)를 따라 중앙의 고정부(112)까지 연장된 후 최우측의 고정부(113)까지 전선(214)이 추가됨이 없이 연결체(10')의 일 단부까지 연장된다.

중간 위치의 탐침(20)에서 연장된 전선(214)은 하단 쪽의 신축부(121)를 따라 연장되어 연결체(10')의 일 단부까지 연장된다.

본 실시예에 따르면, 연결체(10')가 유연성과 신축성을 동시에 가지므로, 직선형의 연결체(10')를 신경(N)에 나선형태로 감을 수 있으며, 신경(N)에 연결시 일부 길이를 늘여 탐침(20) 간의 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 탐침(20)의 위치를 원하는 위치로 조정할 수 있게 된다.

도 8은 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1')가 신경(N)에 연결된 모습을 도시한 것이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 예를 들어 연결체(1')의 양 단부에는 고리(130)가 형성되며, 고리(130)에 실(131)을 꿰어 신경(N)에 꼬매는 방식으로 신경 탐침 구조체(1')의 신경(N)에 대한 지지력을 추가적으로 제공할 수도 있다.

도 7의 실시예에서는, 연결체가 미엔더 구조를 채용하고 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1")를 도시한 것이다.

본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1")는 띠 형태의 연결체(10")를 포함한다.

연결체(10")의 좌측부에는 살짝 구부러져 신경 탐침 구조체(1")를 신경(N)에 연결하는 등의 과정에서 사용자가 파지할 수 있는 부분이 일부 존재하지만, 연결체(10")는 전체적으로 직선 형태로 연장된다.

연결체(10")는 유연하게 구부러질 수 있는 동시에 그 길이방향을 따라 길이 신축이 가능하다. 연결체(10")는 PDMS 등 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 그 외에도 각종 엘래스토머(elastomer) 계열 재료가 이용될 수 있다.

연결체(10")가 길이 신축 가능하게 형성되면, 그 위에 형성되는 전선도 길이 신축 가능하도록 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 전선은 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀(graphene) 등의 전도성을 가지는 나노 파우더를 PDMS에 섞어 경화시키는 방법이나, 고무를 미리 늘려놓은 상태에서 금속 박막을 형성/패터닝하여 주름이 져있는 박막형 전선을 구현하는 방법 등으로 제조될 수 있다. 아울러, 신축 가능한 재질 내부에 미리 형성되어 있는 유체 채널 내부에 전도성 액상 금속을 넣어 구현하는 방법 등도 이용될 수 있다.

위와 같은 특징을 제외한, 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1")의 다른 구성적 특징은 도 1의 신경 탐침 구조체(1)와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 9는 본 실시에에 따른 신경 탐침 구조체(1")가 신경(N)에 연결된 모습을 도시한 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 신경 탐침 구조체(1")에서 연결체(10")는 직선 형태를 가지므로, 연결체(10")의 폭을 형성하는 측면이 신경(N)의 외주면에 접하도록 눕는 형태로 연결체(10")를 신경(N)의 외주면에 나선형으로 감는 것이 보다 용이할 수 있다. 이 경우, 전극(20)은 연결체(10")에 대해 대략 90도 구부려져 신경(N)의 내부로 삽입된다.

다만, 신경 탐침 구조체(1")가 위와 같은 형태로만 신경(N)에 연결될 수 있는 것은 아니며, 도 6에 도시된 지그(2)와 유사한 도구를 이용하는 등의 방법으로, 연결체의 두께를 형성하는 측면이 신경(N)의 외주면에 접하도록 세운 형태로 연결체(10")를 신경(N)에 감을 수도 있다는 것이 이해될 것이다(도 4 참조).

Claims (16)

1. 유연한 재질의 연결체;
   상기 연결체에 결합되며, 몸체에 전극이 형성된 복수의 탐침을 포함하고,
   상기 복수의 탐침은 상기 연결체의 길이 방향을 따라 간격을 가지고 배치되고,
   상기 연결체는 신경의 외주면 둘레를 감고, 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 외주면을 찔러 신경 내부로 삽입되고,
   상기 연결체가 나선형으로 상기 신경의 외주면을 감아서, 상기 복수의 탐침이 상기 신경의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에서 상기 신경 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 탐침은 다른 탐침과 길이가 다른 탐침을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 탐침 중 적어도 하나는 상기 신경의 중심에 이르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 신경을 길이방향과 수직으로 절단하는 단면방향에서 보았을 때,
   상기 신경 내부로 삽입된 상기 복수의 탐침은 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
5. 제4항에 있어서,
   상기 복수의 탐침은 서로 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 연결체는 원호 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
8. 제1항에 있어서,
   상기 연결체는 직선 형태를 가지고, 연결체의 길이 방향을 따라 길이 신축이 가능한 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 연결체는,
   상기 복수의 탐침이 각각 고정되는 복수의 고정부와,
   인접한 고정부를 연결하며 길이 신축이 가능한 신축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 탐침은 상기 연결체의 길이 전체에 걸쳐 배치되며,
    상기 연결체는 상기 신경의 주위를 한 바퀴 이상 감는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
11. 제1항에 있어서,
    상기 연결체는 두께보다 폭이 큰 얇은 판 형태를 가지고,
    상기 연결체의 두께를 형성하는 일 측면이 상기 신경의 외주면에 닿도록 세워져 상기 신경을 감는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
12. 제1항에 있어서,
    하나의 탐침에는 복수의 전극이 형성되고,
    상기 복수의 전극은 탐침의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
13. 제1항에 있어서,
    상기 탐침은,
    상기 탐침이 신경 내부에 걸려 신경으로 삽입되는 방향의 역방향으로 뽑히지 않도록 하는 후크 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 탐침구조체.
14. 제13항에 있어서,
    상기 후크 구조체는 상기 탐침이 신경으로 삽입되는 방향의 역방향 쪽으로 단부가 연장되도록 상기 탐침의 측면에 형성되는 뾰족한 돌기인 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
15. 제14항에 있어서,
    하나의 탐침은 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 복수의 돌기는 탐침의 길이 방향을 따라 서로 다른 위치에 형성되며,
    복수의 전극이 각각 상기 복수의 돌기를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.
16. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 탐침은 유연한 재질로 형성되거나, 표면에 유연한 재질의 물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 신경 탐침 구조체.

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