KR101842618B1 - 침습형 전극체 삽입 장치 - Google Patents

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Abstract

전극체 삽입 장치는 전극체가 분리 가능하게 고정되는 전극체 고정부와, 전극체 고정부를 전극체의 삽입 방향으로 진동시키도록 전극체 고정부와 연결되는 진동 생성기를 포함하며, 생체 조직 내 신경에 전극체를 삽입한다.

Description

침습형 전극체 삽입 장치{APPARATUS FOR INVASIVE INSERTION OF ELECTRODE STRUCTURE}
침습형 전극체 삽입 장치{APPARATUS FOR INVASIVE INSERTION OF ELECTRODE STRUCTURE}
침습형 신경 전극 삽입을 위한 종래의 기술로는 수술자가 전극을 신경에 직접 밀어 넣는 방식과, 공압에 의한 충격으로써 전극을 박아 넣는 방식이 사용되었다.
수술자가 직접 손으로 밀어 넣을 경우 전극으로 신경 외막을 뚫기 위해 무리한 힘을 가하게 될 수 있으며, 이로 인해 신경이 손상될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 수술자의 숙련도에 의해 삽입 상태가 상이할 수 있어 삽입의 재현성 및 반복성을 충분히 확보하기 어려운 문제점 또한 있다.
공압에 의한 충격으로써 전극을 박아 넣는 방식의 경우, 대체로 다수의 전극 어레이를 뇌 신경에 삽입하는데 사용되나, 순간적인 충격에 의해 신경 또는 전극이 손상될 수 있으며, 정확한 삽입을 위하여 상당한 연습이 요구되고, 수술자가 직접 손에 쥐고 간편하게 사용하는 것이 곤란한 문제점이 있다.
따라서, 간단한 동작으로 정확하게 전극을 삽입하여 신경 및 전극의 손상을 최소화할 수 있는 전극체 삽입 장치가 요구된다.
미국 등록 특허 공보 제8,226,661호 (2012. 7. 24)
본 발명은 전술한 전극체 삽입 장치의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 음압으로써 신경을 고정하고, 신경에 삽입될 전극을 진동시킨 상태에서 전극을 신경에 삽입하는 전극체 삽입 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전극체 삽입 장치는 전극체가 분리 가능하게 고정되는 전극체 고정부; 및 상기 전극체 고정부를 상기 전극체의 삽입 방향으로 진동시키도록 상기 전극체 고정부와 연결되는 진동 생성기를 포함하며, 생체 조직 내 신경에 전극체를 삽입한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전극체 고정부를 상기 삽입 방향으로 이동시키는 선형 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전극체 고정부에 고정된 상기 전극체의 삽입단 측에 상기 전극체가 삽입될 상기 신경의 삽입 부분을 흡인하여 고정시키는 신경 고정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전극체 고정부와 상기 진동 생성기 사이에 배치되어 상기 전극체 고정부와 상기 진동 생성기를 연결하는 가요성 연결체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가요성 연결체는 상기 진동 생성기가 연결되는 단부의 측면에 둘레 방향으로 따라 측면홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전극체 고정부가 삽입 고정되는 관통공을 구비하며 상기 삽입 방향으로 탄성적으로 변형 가능한 탄성판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 둘 이상의 상기 탄성판이 상기 삽입 방향으로 나란히 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진동 생성기는 압전 액추에이터를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 삽입 방향으로 이동한 상기 전극체 고정부에 복원력을 인가하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 선형 구동부는, 상기 전극체 고정부를 상기 삽입 방향으로 이동시키는 형상기억합금 와이어를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진동 생성기가 상기 삽입 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 가이드 몸체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신경 고정부는 상기 신경의 삽입 부분이 안착되도록 오목하게 형성된 신경 고정홈을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신경 고정부는 상기 전극체 고정부 및 상기 진동 생성기가 그 내부에 배치되는 흡인 몸체를 구비하며, 상기 흡인 몸체에는 상기 전극체가 통과하는 전극체 배출공과, 상기 전극체 배출공 주위에 배치되어 상기 신경의 삽입 부분이 흡인되는 흡인공이 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극체 삽입 장치와 공압 시스템의 예시적인 연결을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 전극체 삽입 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1의 전극체 삽입 장치의 측단면도이다.
도 4는 도 1의 전극체 삽입 장치의 탄성판의 정면도이다.
도 5는 도 3의 A-A선에 따른 도 1의 전극체 삽입 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6는 도 1의 전극체 삽입 장치의 삽입단 측의 부분확대사시도이다.
도 7는 도 1의 전극체 삽입 장치의 배면도이다.
도 8은 도 1의 전극체 삽입 장치의 예시적인 사용 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다.
도 9a 및 도 9b는 신경을 관통하여 전극체를 삽입하는 동안 각각 진동이 없는 경우와 진동이 유지되는 경우에 전극체의 삽입을 위하여 선형 구동부에 요구되는 힘의 크기의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극체 삽입 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극체 삽입 장치(100)는 전극체 고정부(110)와, 진동 생성기(120)와, 선형 구동부(130)와, 신경 고정부(140)를 포함한다.
전극체 삽입 장치(100)는 전극체(10)를 생체 조직 내 신경(1)에 삽입한다. 전극체(10)는 전극(11)과, 전극(11)이 고정된 전극 몸체(12)를 구비할 수 있다. 전극체(10)는 전극(11)의 끝부분이 신경(1)의 표면을 관통하여 신경(1) 내부에 위치하거나, 전극(11)이 신경(1)을 완전히 관통하여 전극(11)의 중간 부분이 신경(1) 내부에 위치하도록 삽입될 수 있다.
한편, 전극체(10)는 명확한 이해를 돕기 위해 예시적으로 도시되고 설명되었으며, 가압에 의해 신경(1)에 삽입될 수 있는 탐침의 형태를 가지는 공지의 다양한 침습형 전극체가 전극체 삽입 장치(100)에 의해 신경(1)에 삽입될 수 있다는 점이 유의되어야 한다.
전극체(10)는 전극체 고정부(110)에 분리 가능하게 고정된다. 전극체 고정부(110)는 전극체(10)가 고정되는 고정 부재(111), 및 고정 부재(111)의 후단에 고정 결합되며 진동 생성기(120)로부터 진동을 위한 힘을 전달 받는 연결 부재(112)를 포함할 수 있다.
전극 몸체(12)는 전극체 고정부(110)의 고정 부재(111)에 오목하게 형성된 전극체 고정홈(113)에 안착된다. 전극체 고정홈(113)가 삽입단 측으로 개방되어 전극 몸체(12)는 전극체 고정부(110)로부터 삽입 방향(도 2에서 화살표로 도시된 방향)으로 부드럽게 분리될 수 있다.
전극 몸체(12)는 외력이 없을 경우 전극체 고정홈(113)으로부터 분리되지 않지만, 전극(11)이 신경(1)에 삽입되어 전극(11)과 신경(1) 사이의 발생하는 마찰력에 의해 전극체 고정부(110)로부터 분리될 수 있도록, 전극체 고정홈(113)에 적절한 강도로 고정되는 것이 바람직하다.
전극체 고정부(110)는 진동 생성기(120)의 삽입단에 연결되어 삽입 방향으로 진동한다. 진동 생성기(120)는 삽입 방향에 대해 전후방으로 전극체 고정부(110)를 진동시키기 위한 힘을 제공한다. 이로써, 진동 생성기(120)와 삽입 방향으로 나란히 배치되어 고정된 전극체 고정부(110)는, 진동 생성기(120)로부터 힘을 전달 받아 전후방으로 진동하게 된다.
도 4를 참조하면, 삽입 방향으로 탄성적으로 변형 가능한 탄성판(114)에 전극체 고정부(110)의 연결 부재(112)가 고정됨으로써, 전극체 고정부(110)는 삽입 방향으로만 진동 가능하며 삽입 방향의 측방향으로 이동하지 못하도록 고정될 수 있다.
탄성판(114)은 탄성 재질로 이루어진 얇은 판 형상을 가지도록 형성된다. 탄성판(114)의 중앙에는 전극체 고정부(110)의 연결 부재(112)가 삽입 고정되는 관통공(116)이 형성된다.
전극체 고정부(110)의 연결 부재(112)는 탄성판(114)의 중앙 부분(114b)에 볼트 등으로 고정되어 탄성판(114)의 탄성적 특성에 따라 운동할 수 있다. 탄성판(114)의 가장자리 부분(114a)은, 진동 생성기(120)의 슬라이딩 몸체(122)에 고정 결합되는 정렬 커버(115)에 고정 결합된다.
이로써, 전극체 고정부(110)의 연결 부재(112)가 진동함에도 탄성판(114)의 가장자리 부분(114a)은 고정된 상태로 유지되고, 탄성판(114)의 중앙 부분(114b) 만이 삽입 방향으로 볼록하게 돌출되거나 오목하게 후퇴될 수 있다.
진동 생성기(120)의 슬라이딩 몸체(122) 내에 배치된 압전 액추에이터(121)가 활성화됨에 따라 전극체 고정부(110)를 진동시키면, 탄성판(114)에 의해 전극체 고정부(110)의 측방향으로의 움직임이 제한됨으로써, 전극체 고정부(110)는 삽입 방향에 대해 전후방으로만 진동할 수 있다.
이러한 탄성판(114)을 필요에 따라 적절한 형상, 두께, 폭을 가지도록 형성함으로써 전극체 고정부(110) 진동의 진폭, 힘의 크기, 공진주파수 대역 등을 적절하게 조정할 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 두 개의 탄성판(114)이 삽입 방향으로 나란히 배치되며, 각각의 탄성판(114)의 관통공(116)을 전극체 고정부(110)의 연결 부재(112)가 동시에 통과하여 삽입 고정될 수 있다. 이로써, 전극체 고정부(110)의 선형 진동을 더욱 확실히 보장할 수 있다. 한편, 셋 이상의 탄성판(114)이 배치됨으로써 더욱 안정적으로 선형 진동을 가이드할 수도 있다.
압전 액추에이터(121)는 슬라이딩 몸체(122) 내부에 배치되며 외부의 전원(미도시)과 전기적으로 연결된다. 압전 액추에이터(121)는 전원이 공급 여부에 따라 역압전 효과에 의해 팽창 및 축소됨으로써 진동을 위한 힘을 발생시킨다.
압전 액추에이터(121)의 삽입단 반대측에는 압전 세라믹에 인가하는 예압을 조절하는 예압 스크류(123)가 연결된다. 이로써, 압전 액추에이터(121)에 의한 진동의 변위 등을 조절할 수 있다.
진동 생성기(120)의 말단에는 내부 캡(124)에 의해 마감된다. 압전 액추에이터(121)로 연결되는 전선들은 내부 캡(124)을 통과하여 외부의 전원으로 이어진다.
전극체 고정부(110)와 진동 생성기(120)는 가요성 재질로 이루어진 가요성 연결체(125)에 의해 연결될 수 있다. 가요성 연결체(125)는 전극체 고정부(110)와 진동 생성기(120) 사이에 배치된다. 전극체 고정부(110)와 진동 생성기(120)를 직렬로 나란히 연결함으로써, 가요성 연결체(125)는 진동 생성기(120)로부터 생성된 삽입 방향으로의 진동을 전극체 고정부(110)에 전달한다.
가요성 연결체(125)는 삽입 방향의 측방향으로 휘어질 수 있다. 또한, 진동 생성기(120)가 연결되는 가요성 연결체(125)의 단부의 측면에 둘레 방향을 따라 측면홈(126)이 형성됨으로써 가요성 연결체(125)의 측방 가장자리 부분만이 휘어질 수 있다. 이로써, 압전 액추에이터(121)로부터 발생한 삽입 방향 외의 방향으로의 진동이 가요성 연결체(125)에 흡수되고, 진동의 삽입 방향에 대한 성분만이 전극체 고정부(110)로 전달될 수 있다.
이로써, 조립 오차에 의해 발생하는 기생 운동을 방지하고, 압전 세라믹에 측방향 힘이 인가되는 것을 방지하여 내구성을 증가시키고 효율 및 제어도를 개선할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 전극(11)이 신경(1)의 인접한 피막과 그 반대편 피막을 차례로 관통하는 동안, 진동의 유무에 따라 전극체(1)의 삽입을 위해 요구되는 힘의 크기를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 전극(11)이 인접한 피막을 통과하는 시점 P1과 맞은편 피막을 통과하는 시점 P2에서 각각 요구되는 힘의 크기가 진동이 없는 경우에 비해 진동이 생성된 경우에서 더 큰 것을 알 수 있다.
또한, 각각의 그래프의 후반부에서 나타나는 바와 같이, 진동이 있는 경우 전극(11)의 피막 통과 후에도 삽입에 의한 신경(1)의 변형이 적어 삽입 전후에 요구되는 힘의 차이 d2가 매우 작지만, 진동이 없는 경우 전극(11)의 피막 통과 후 신경(1)이 변형됨에 따라 삽입 전후에 요구되는 힘의 차이 d1이 상대적으로 더 큰 것을 알 수 있다.
이와 같이, 전극(11)을 진동시킨 상태로 신경(1)에 삽입함으로써 신경의 손상을 방지하고 변형을 최소화하여 삽입 전과 실질적으로 동일한 상태의 신경을 유지할 수 있어, 전극(11)을 이용한 신경 신호의 측정 및 분석에 있어 더욱 정확한 측정값 및 분석값을 얻을 수 있다.
전극체 고정부(110)는 선형 구동부(130)에 의해 삽입 방향으로 이동할 수 있다. 선형 고정부(130)는 전극체 고정부(110) 또는 진동 생성기(120)와 연결되어, 전극체 고정부(110)와 진동 생성기(120)를 삽입 방향으로 이동시킨다.
선형 구동부(130)는 형상기억합금 와이어(133)를 구비할 수 있다. 형상기억합금 와이어(133)는 전류 인가 시 수축됨으로써 진동 생성기(120) 및 전극체 고정부(110)를 삽입 방향으로 이동시킬 수 있다.
형상기억합금 와이어(133)는 외부 몸체, 본 실시예에서는 흡인 몸체(141)에 전단이 고정되며, 슬라이딩 캡(134)에 후단이 고정된다. 슬라이딩 캡(134)은 삽입 방향으로 연장 형성된 삽입 폴(135)이 리니어 부쉬(145)에 삽입되거나 리니어 부쉬(145)로부터 인출 가능함에 따라 삽입 방향으로 이동할 수 있으며, 측방향 이동 또는 회전이 제한된다.
형상기억합금 와이어(133)가 수축되면, 슬라이딩 캡(134)이 전진함에 따라 슬라이딩 캡(134)의 중앙 돌출부가 내측에 배치된 진동 생성기(120)를 전진시킨다. 이로써, 슬라이딩 몸체(122)가 가이드 몸체(131)의 내부에서 삽입 방향으로 슬라이딩 하며, 전극체 고정부(110)도 함께 전진한다.
형상기억합금 와이어(133)로의 전류가 해제됨에 따라 형상기억합금 와이어(133)가 이완되면, 삽입 방향으로 이동한 전극체 고정부(110)는 탄성 부재(132)로부터 복원력을 받아 원래의 위치로 복귀할 수 있다.
상술한 바와 같이, 형상기억합금 와이어(133)의 수축 및 이완을 이용하여 전극체(10)를 이동시켜 신경(1)에 전극(11)을 삽입함으로써, 형상기억합금 와이어(133)에 인가되는 전류의 크기, 와이어의 특성 등을 조절함으로써 삽입 속도 및 힘의 크기를 세밀하게 조절할 수 있다. 이로써, 삽입되는 전극(11)의 수량, 두께, 길이 등에 따라 신경(1)의 변형을 최소화하는 적절한 속도로 전극(11)을 이동시킬 수 있다.
예를 들면, 형상기억합금 와이어(133)에 상대적으로 낮은 전류를 서서히 인가하는 경우 형상기억합금 와이어(133)를 천천히 수축시킬 수 있으며, 반대로 짧은 시간 동안 상대적으로 높은 전류를 인가하는 경우 형상기억합금 와이어(133)를 빠르게 수축시킬 수 있다.
신경 고정부(140)는 전극체 고정부(110) 및 진동 생성기(120)가 그 내부에 배치되는 흡인 몸체(141)를 구비한다. 흡인 몸체(141)는 도시된 바와 같이 펜의 형상을 가지도록 형성됨으로써, 사용자의 사용의 용이와 편의를 도모할 수 있다. 흡인 몸체(141)의 내부에는 중공이 형성되며, 내부 공간에 전극체 고정부(110), 진동 생성기(120) 및 선형 구동부(130) 등을 구비할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 몸체(122)와, 가이드 몸체(131)와, 흡인 몸체(141)는 각각의 중심축이 동일선 상에 오도록 정렬될 수 있다. 흡인 몸체(141)와 가이드 몸체(131)는 흡인 몸체(141)의 내벽과 가이드 몸체(131)의 외벽이 이격되도록 배치되어 진공 펌프에 의한 음압이 유지되는 공간을 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 흡인 몸체(141)의 삽입단에는 전극체(10)가 삽입될 신경(1)의 삽입 부분이 안착되도록 오목하게 형성되는 신경 고정홈(142)이 형성될 수 있다. 충분한 길이의 신경(1)이 신경 고정홈(142)에 안착될 수 있도록, 신경 고정홈(142)의 연장 길이를 적절하게 선정하는 것이 바람직하다.
흡인 몸체(141)에는 전극체(10)가 통과하는 전극체 배출공(143)과, 전극체 배출공(143) 주위에 배치되어 신경(1)의 삽입 부분이 흡인되는 흡인공(144)이 형성된다.
전극체 배출공(143)은 전극체 고정부(110)의 전방에 배치되며, 신경 고정홈(142)의 내측에 형성된다. 신경 고정홈(142)에 신경(1)이 안착되면, 전극(11)과 신경(1)이 삽입 가능하게 정렬된다.
하나 이상의 흡인공(144)이 전극체 배출공(143)의 주위에 형성되어 흡인 몸체(141) 내부의 음압을 신경 고정홈(142)에 안착된 신경(1)에 전달하여 신경(1)을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 흡인 몸체(141)의 후단에는 공압 파이프 연결부(146)가 배치된다. 공압 파이프(20)는 흡인 몸체(141)의 후단에 형성된 파이프 구멍(147)을 통해 흡인 몸체(141) 내부에 유체 소통 가능하게 연결된다.
도 1을 참조하면, 흡인 몸체(141)로부터 나오는 공압 파이프(20)는 이물질, 수분 등을 걸러주는 필터(200), 유량을 조절하는 솔레노이드 밸브(300), 적정한 압력으로 조정하는 레귤레이터(400), 및 흡인 몸체(141)로부터 공기를 흡인하는 진공 펌프(500) 등에 연결될 수 있다.
이로써, 진공 펌프(500)의 작동에 의해 흡인 몸체(141)로부터 공압 파이프(20)를 통해 공기가 흡인됨에 따라 흡인 몸체(141) 내에 음압이 형성될 수 있다.
한편, 압전 액추에이터(121) 및 형상기억합금 와이어(133)와 연결되는 전선들은 흡인 몸체(141) 후단에 형성된 전선 구멍(148)을 통과하여 외부의 전원과 연결된다. 파이프 구멍(147)과 전선 구멍(148)은 전선 및 파이프 연결 시 흡인 몸체(141) 내부의 음압 유지를 위해 틈이 생기지 않도록 철저하게 밀봉되는 것이 바람직하다.
한편, 흡인 몸체(141)의 외측 측면에는 카메라(미도시)가 장착될 수 있다. 전극체(10)의 삽입 시 신경(1)의 삽입 부분을 확대 촬영함으로써 정밀한 삽입 동작을 보조할 수 있다. 카메라와 함께 조명 장치(미도시)를 구비하여 신경(1)의 삽입 부분의 가시성을 증대시킬 수도 있다.
이하에서는 상술한 전극체 삽입 장치(100)의 예시적인 사용 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 전극체 삽입 장치(100)의 사용 방법 일 예시는, 신경 고정부(140)를 신경(1)에 접근시키는 단계(S110)와, 흡인 몸체(141) 내 음압을 형성하여 신경(1)을 고정시키는 단계(S120)와, 압전 액추에이터(121)에 전압을 인가하여 전극체 고정부(110)를 진동시키는 단계(S130)와, 선형 구동부(130)로써 전극체 고정부(110)를 삽입 방향으로 이동시켜 전극체(10)를 신경(1)에 삽입하는 단계(S140)와, 진동을 중지하고, 전극체 고정부(110)로부터 전극체(10)를 분리시키는 단계(S150)와, 음압을 해제하고 신경(1)을 분리하는 단계(S160)를 포함한다.
먼저, 신경 고정부(140)의 신경 고정홈(142)과 전극(11)이 삽입될 신경(1)의 삽입 부분이 근접하여 정렬되도록 신경 고정부(140)를 신경(1)에 접근시킨다(S110). 생체 조직 내 신경(1)을 외부로 노출시킨 상태에서 돌출된 신경(1) 중 전극(11)이 삽입될 신경(1) 부분이 전극체 배출공(143)의 전방에 오도록 배치하고 신경 고정홈(142) 내에 신경(1)을 삽입한다.
그 다음으로, 진공 펌프를 작동하여 흡인 몸체(141) 내에 음압을 형성함으로써 신경(1)을 고정시킨다(S120). 흡인 몸체(141) 내에 음압이 형성됨에 따라 신경(1)이 전극체 배출공(143) 및 흡인공(144)에 의해 신경 고정홈(142)의 내벽과 밀착하여 고정될 수 있다. 삽입 동작 동안 음압이 지속적으로 유지됨으로써 신경(1)이 고정된 위치에서 이동하지 않도록 안정적으로 안착될 수 있다.
그 다음으로, 외부 전원으로부터 압전 액추에이터(121)에 전압을 인가하여 전극체 고정부(110)를 진동시킨다(S130). 압전 액추에이터(121)에 의한 진동이 가요성 연결체(125) 및 탄성판(114)에 의해 삽입 방향에 대한 진동 성분으로 전극체 고정부(110)에 전달된다. 진동은 전극(11)이 신경(1)에 완전히 삽입될 때까지 지속되며, 필요에 따라 각 단계별로 진동의 진폭, 주파수 등이 적절하게 조절될 수 있다.
그 다음으로, 형상기억합금 와이어(133)를 수축시켜 진동 생성기(120) 및 전극체 고정부(110)를 삽입 방향으로 전진시킴으로써 전극체(10)의 전극(11) 부분이 신경(1)에 삽입되도록 한다(S140).
전극체 고정부(110)의 이동 속도는 신경(1)에 삽입시킬 전극(11)의 수량, 전극(11)의 두께, 신경(1) 외막의 상태 등을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 다수의 전극 어레이를 신경(1)에 삽입시키는 경우 전극체 고정부(110)를 상대적으로 빠르게 이동시킬 수 있다. 하나의 전극만을 삽입시키는 경우, 상대적으로 느리게 전극체 고정부(110)를 이동시킬 수도 있다.
그 다음으로, 진동을 중지하고, 형상기억합금 와이어(133)를 이완시킴에 따라 탄성 부재(132)의 복원력으로써 전극체 고정부(110)를 후퇴시켜 전극체 고정부(110)로부터 전극체(10)를 분리시킨다(S150). 이때, 후퇴 과정에서 전극체(10)가 신경(1)으로부터 다시 이탈되지 않도록 적절한 속도로 전극체 고정부(110)를 후퇴시키는 것이 바람직하다.
마지막으로, 흡인 몸체(141) 내의 음압을 해제하고, 신경 고정홈(142)으로부터 신경을 분리시킨다(S160). 신경(1)의 분리 과정에서 신경(1)이 변형되거나 손상되지 않도록 조심스럽게 신경(1)을 분리시켜야 한다는 점이 유의되어야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극체 삽입 장치(100)에 의하면, 신경에 삽입되는 전극체(10)를 진동시키면서 삽입하여 신경 외막을 뚫고 전극(11)을 신경 내로 진입시킬 때 필요한 힘을 줄일 수 있으며, 이로 인해 전극(11) 삽입에 따른 신경의 변형 및 손상을 줄일 수 있고, 삽입 중 전극(11)이 구부러지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전기적으로 형상기억합금 와이어(133)를 제어함으로써 전극체(10)가 신경에 삽입되는 속도 및 강도를 정밀하게 조절하여, 신경의 변형 및 손상을 더욱 감소시킬 수 있다.
또한, 흡인 몸체(141) 내에 전극 고정부(110), 진동 생성기(120) 및 선형 구동부(130)가 모두 내장됨으로써, 전극체 삽입 장치(100)가 소형화될 수 있어, 사용자가 손에 쥐고 간단한 동작으로 전극체(10)를 삽입할 수 있어, 삽입 동작의 용이성 및 범용성을 확보할 수 있다. 손의 미세 떨림을 보정하는 장치를 추가적으로 구비함으로써 더욱 정확한 전극 삽입을 가능케 할 수도 있을 것이다.
110 : 전극체 고정부 111 : 고정 부재
112 : 연결 부재 113 : 전극체 고정홈
114 : 탄성판 115 : 정렬 커버
116 : 관통공 120 : 진동 생성기
121 : 압전 액추에이터 122 : 슬라이딩 몸체
123 : 예압 스크류 124 : 내부 캡
125 : 가요성 연결체 126 : 측면홈
130 : 선형 구동부 131 : 가이드 몸체
132 : 탄성 부재 133 : 형상기억합금 와이어
134 : 슬라이딩 캡 135 : 삽입폴
140 : 신경 고정부 141 : 흡인 몸체
142 : 신경 고정홈 143 : 전극체 배출공
144 : 흡인공 145 : 리니어 부쉬
146 : 공압 파이프 연결부 147 : 파이프 구멍
148 : 전선 구멍 1 : 신경
10 : 전극체 11 : 전극
12 : 전극 몸체 20 : 공압 파이프
100 : 전극체 삽입 장치 200 : 필터
300 : 솔레노이드 밸브 400 : 레귤레이터
500 : 진공 펌프

Claims (13)

  1. 생체 조직 내 신경에 침습형 전극체를 삽입하기 위한 전극체 삽입 장치로서,
    상기 전극체가 분리 가능하게 고정되는 전극체 고정부;
    상기 전극체 고정부를 상기 전극체의 삽입 방향으로 진동시키도록 상기 전극체 고정부와 연결되는 진동 생성기; 및
    상기 전극체 고정부에 고정된 상기 전극체의 삽입단 측에 상기 전극체가 삽입될 상기 신경의 삽입 부분을 흡인하여 고정시키는 신경 고정부를 포함하는 전극체 삽입 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전극체 고정부를 상기 삽입 방향으로 이동시키는 선형 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 전극체 고정부와 상기 진동 생성기 사이에 배치되어 상기 전극체 고정부와 상기 진동 생성기를 연결하는 가요성 연결체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 가요성 연결체는 상기 진동 생성기가 연결되는 단부의 측면에 둘레 방향으로 따라 측면홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전극체 고정부가 삽입 고정되는 관통공을 구비하며 상기 삽입 방향으로 탄성적으로 변형 가능한 탄성판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    둘 이상의 상기 탄성판이 상기 삽입 방향으로 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 진동 생성기는 압전 액추에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 삽입 방향으로 이동한 상기 전극체 고정부에 복원력을 인가하는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 선형 구동부는, 상기 전극체 고정부를 상기 삽입 방향으로 이동시키는 형상기억합금 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 진동 생성기가 상기 삽입 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 가이드 몸체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 신경 고정부는 상기 신경의 삽입 부분이 안착되도록 오목하게 형성된 신경 고정홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 신경 고정부는 상기 전극체 고정부 및 상기 진동 생성기가 그 내부에 배치되는 흡인 몸체를 구비하며,
    상기 흡인 몸체에는 상기 전극체가 통과하는 전극체 배출공과, 상기 전극체 배출공 주위에 배치되어 상기 신경의 삽입 부분이 흡인되는 흡인공이 형성되는 것을 특징으로 하는 전극체 삽입 장치.
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