KR102036535B1 - Implantable medical device - Google Patents

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신명동
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Abstract

체내 이식형 의료기기에 관한 것으로, 체외의 전력 전송기에서 초음파 신호를 이용한 무전 전력 전송 방식으로 전력을 수신하는 전력 수신부, 상기 전력 수신부를 통해 수신된 전력을 충전하는 배터리, 상면이 개구된 통체 형상으로 형성되고 외형을 형성하는 케이스 및 상기 초음파 신호에 의한 진동을 감쇄하여 상기 케이스의 외부로 전달되는 것을 차폐하는 진동 차폐층를 포함하는 구성을 마련하여,케이스의 하부와 외부에 진동 차폐 입자나 구조를 갖는 차폐층을 마련해서 초음파 진동을 감쇄해서 케이스를 통해 인체의 조직이나 골격으로 진동이 전달되지 않도록 차폐할 수 있다.The present invention relates to an implantable medical device, comprising: a power receiver configured to receive electric power by using an ultrasonic signal from an external power transmitter, a battery configured to charge power received through the power receiver, and a cylindrical shape having an upper surface opened Forming and forming a configuration including a vibration shielding layer for attenuating the vibration by the ultrasonic signal to shield the transmission to the outside of the case to form an appearance, having the vibration shielding particles or structure on the lower and outside of the case A shielding layer may be provided to attenuate ultrasonic vibrations to shield the vibrations from being transmitted to tissues or skeletons of the human body through the case.

Description

체내 이식형 의료기기{IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE}Implantable medical device {IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE}

본 발명은 체내 이식형 의료기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체내에 이식되는 의료기기의 체내 장치에 무선으로 전력을 전송하는 체내 이식형 의료기기에 관한 것이다. The present invention relates to an implantable medical device, and more particularly, to an implantable medical device for wirelessly transmitting power to an internal device of a medical device to be implanted in the body.

최근에는 다양한 질병의 증상을 완화시키거나 치료하기 위해 심장박동기 등의 인공장기나 인공와우, 위자극기, 척수자극기, 심장제세동기, 심장 맥박 조정기, 인슐린 펌프, 하수족(foot drop implants), 심부 뇌 자극장치(Deep Brain Stimulation, DBS) 등 다양한 체내 이식형 의료기기가 개발되고 있다. Recently, artificial organs such as pacemakers, cochlear implants, gastric stimulators, spinal cord stimulators, cardiac defibrillators, cardiac pacemakers, insulin pumps, foot drop implants, and deep brains are used to alleviate or treat symptoms of various diseases. Various implantable medical devices such as deep brain stimulation (DBS) have been developed.

그 중에서 심부 뇌 자극장치는 뇌의 특정 부위에 전기 자극을 가해 파킨슨병과 같은 뇌질환의 증상을 완화시키는 체내 이식형 의료기기이다.Among them, the deep brain stimulator is an implantable medical device that applies electrical stimulation to specific areas of the brain to alleviate the symptoms of brain diseases such as Parkinson's disease.

종래기술에 따른 심부 뇌 자극 장치는 뇌에 이식되는 전극, 가슴 부위에 이식되어 전기자극신호를 발생시키는 제어장치 및 전극과 제어장치를 연결하는 연결선으로 이루어진다.The deep brain stimulation device according to the prior art is composed of an electrode implanted in the brain, a control device implanted in the chest area to generate an electrical stimulation signal, and a connecting line connecting the electrode and the control device.

상기 구성들 중에서 제어장치는 마이크로프로세서 기반의 복잡한 전자회로와 5년 정도의 구동을 위한 배터리, 외부와의 통신을 위한 RF 송수신장치 등으로 구성되고, 생체 내에서의 장기간 동안의 안정된 작동을 위해 특별히 제조된 티타늄(Titanium) 케이스에 수용되어 레이저 용접(Laser welding) 방식으로 봉합되는 인공 심장 박동기(Cardiac Pacemaker)의 기본 구조를 그대로 사용하고 있다.Among the above components, the control unit is composed of a microprocessor-based complex electronic circuit, a battery for five years of driving, an RF transceiver for communication with the outside, and the like, and is specifically designed for long-term stable operation in vivo. The basic structure of an artificial heart pacemaker (Cardiac Pacemaker), which is housed in a manufactured titanium case and sealed by laser welding, is used.

따라서 종래기술에 따른 심부 뇌 자극 장치는 제어장치의 제조원가가 비싸지고, 크기도 커져서 이식부위가 가슴까지 내려올 수밖에 없으며, 특히 5년 이내에 배터리의 수명이 다하게 되면 수술을 통해 새로운 제어장치로 교체해야만 하는 문제점이 있었다.Therefore, the deep brain stimulation apparatus according to the prior art is expensive manufacturing cost of the control device, the size is too large, the transplant site is forced to descend to the chest, especially when the battery life is reached within five years must be replaced by a new control device through surgery There was a problem.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 무선 전력 전송기술을 적용한 심부 뇌 자극 장치 기술이 개시되어 있다. In order to solve this problem, Patent Document 1 and Patent Document 2 below disclose a deep brain stimulation device technology to which a wireless power transmission technology is applied.

특허문헌 1에는 환자가 착용하는 모자 내부에 구비된 회전자기장원반에 의해 회전 자기장을 형성하고, 형성된 회전 자기장과 결합하도록 환자의 두피 하부에 고정되는 유도코일판에 의해 유도 전력을 생성하여 환자의 뇌에 이식된 전극을 구동시키도록 구성되어, 인체의 외부로부터 무선으로 공급되는 전력을 이용하여 비정상적인 운동 및 감각 기능을 교정시킬 수 있는 심부 뇌 자극 장치 구성이 기재되어 있다. Patent Literature 1 forms a rotating magnetic field by a rotating magnetic disk provided inside a hat worn by a patient, and generates induced power by an induction coil plate fixed to the lower part of the patient's scalp so as to be combined with the formed rotating magnetic field. A deep brain stimulation device configuration is described that is configured to drive an electrode implanted in a body, and that can correct abnormal motor and sensory functions using power wirelessly supplied from the outside of the human body.

특허문헌 2에는 두피에 이식되는 체내장치와 무선전력 전송 방식에 의해 상기 체내장치로 전력을 공급하는 체외장치를 포함하고, 체외장치의 무선전력 송신부는 배터리에서 공급된 전력에 의해 자장이 유도되는 외부코일과 외부코일이 감기는 외부자석을 포함하고, 체내장치의 무선전력 수신부는 외부코일에 유도된 자장에 의해 교류 전력이 형성되도록 상기 외부코일에 정렬하는 내부코일, 내부코일이 감기는 내부자석을 포함하고, 외부자석이 내부자석에 부착됨에 따라 외부코일과 내부코일이 정렬된 상태로 체내장치에 체외 장치를 결합함으로써, 무선전력 전송 기능을 결합하여 배터리 소모에 따른 재수술이 불필요한 반영구적인 초소형 심부 뇌자극 시스템 구성이 기재되어 있다. Patent Literature 2 includes an internal device implanted in the scalp and an external device for supplying power to the internal device by a wireless power transmission method, wherein the wireless power transmitter of the external device is externally induced with a magnetic field by the power supplied from the battery. A coil and an external coil include an external magnet wound around, and the wireless power receiver of the internal device includes an internal coil aligned with the external coil so that AC power is formed by a magnetic field induced by the external coil, and an internal magnet wound inside the coil. By combining the external device to the internal device with the external coil and the internal coil aligned as the external magnet is attached to the internal magnet, by combining the wireless power transfer function, semi-permanent ultra-deep brain that does not require reoperation due to battery consumption The stimulation system configuration is described.

대한민국 특허 등록번호 제10-0877228호(2008년 12월 26일 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-0877228 (August 26, 2008) 대한민국 특허 등록번호 제10-1662594호(2016년 10월 6일 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1662594 (October 6, 2016 announcement)

특허문헌 1 및 특허문헌 2를 포함한 종래기술에 따른 무선 전력 전송 기술이 적용된 심부 뇌 자극 장치는 체외 장치와 체내 장치에 마련된 회전자기장 원반과 유도코일판의 사이에서 자기유도 방식으로 유도전력을 생성하여 체내 장치에 전력을 전송한다. The deep brain stimulation device to which the wireless power transmission technology according to the prior art including the patent document 1 and the patent document 2 is applied generates the induced power by the magnetic induction method between the rotating magnetic field disk and the induction coil plate provided in the in vitro device and the internal device. Transfer power to your device.

그러나 종래기술에 따른 무선 전력 전송 기술이 적용된 심부 뇌 자극 장치는 무선 전력 전송 방식을 이용해서 체내 장치로 전력을 전송하면, 체내 장치에서 전송된 전력을 이용해서 심부 뇌를 자극하는 도중에 부하 변동에 따라 전송받고자 하는 전력을 조절할 수 있는 방법이 전혀 없었다. However, the deep brain stimulation device to which the prior art wireless power transmission technology is applied transmits power to the internal device by using the wireless power transmission method, and according to the load change while stimulating the deep brain using the power transmitted from the internal device. There was no way to control the power to be transmitted.

이로 인해, 종래기술에 따른 무선 전력 전송 기술이 적용된 심부 뇌 자극 장치는 체내 장치에서의 부하 변동과 무관하게, 체외 장치에서 지속적으로 전송을 전송함에 따라, 체외 장치에 마련된 배터리의 전력이 소모됨에 따라, 효율이 저하되는 문제점이 있었다. For this reason, the deep brain stimulation device to which the wireless power transmission technology according to the prior art is applied continuously transmits the transmission in the in vitro device, regardless of the load variation in the in vivo device, and as the power of the battery provided in the in vitro device is consumed. There is a problem that the efficiency is lowered.

한편, 무선으로 에너지를 전달하는 방식에는 전자기(Electromagnetic) 유도를 이용하여 전력을 전달하는 방식, 무선 주파수(Radio FRrequency)를 이용하여 전력을 전송하는 방식, 초음파를 이용하여 전력을 전달하는 방식이 있다.On the other hand, a method of transmitting energy wirelessly includes a method of transmitting power using electromagnetic induction, a method of transmitting power using radio frequency, and a method of transmitting power using ultrasonic waves. .

상기 전자기 유도를 이용한 전력 전송 장치는 외부 전원을 이용하여 충전 전력을 발생시키는 충전 모체와, 충전 모체로부터 전자기 유도 현상을 통해 충전 전력을 공급받는 전력 수신 모듈로 구성되고, 효율성에 있어서 장점이 커 상용화에 가장 근접한 기술이다. The electric power transmission device using electromagnetic induction is composed of a charging matrix for generating charging power using an external power source, and a power receiving module receiving charging power through electromagnetic induction from the charging matrix. Is the closest technique to.

그러나 전자기파는 공기 중에서 거리에 따라 전달 에너지가 거리제곱에 반비례하는 정도로 급격히 줄어듦에 따라, 전자기 유도를 이용한 전력 전송 장치는 충전 모체 및 전력 수신 모듈이 서로 수 cm 이내의 가까운 거리에서 사용하는 것으로서 제한된다.However, as electromagnetic waves are rapidly reduced in the air with distance inversely proportional to the distance squared, power transmission devices using electromagnetic induction are limited to the charging matrix and the power receiving module being used at close distances within a few cm of each other. .

무선 주파수를 이용한 전력 전송 장치는 전파거리가 매우 긴 RF의 에너지를 모아, 전자장치 또는 센서 등에 전력을 공급한다. RF는 공기 중에도 많이 존재하며, 그 전파거리가 매우 넓은 장점을 가진다. 그러나, RF는 에너지 밀도 자체나 낮아 에너지 변환 후, 에너지량이 작은 문제점을 가진다.A power transmission apparatus using a radio frequency collects energy of RF having a long propagation distance and supplies power to an electronic device or a sensor. RF exists in air a lot, and its propagation distance has a very wide advantage. However, RF has a problem of low energy density itself or low energy amount after energy conversion.

상기 초음파를 이용한 전력 전송 장치는 초음파를 발생하는 송신장치와, 발생된 초음파를 수신하는 수신장치로 구성된다. 초음파는 초음파 장치로부터 발생되는 진동이 매질과의 상호작용에 의해서 매질을 진동시키고, 진동하는 매질을 통해서 전달된다. The power transmission apparatus using the ultrasonic wave includes a transmitting device for generating ultrasonic waves and a receiving device for receiving the generated ultrasonic waves. The ultrasonic wave vibrates from the ultrasonic device by the interaction with the medium, and is transmitted through the vibrating medium.

초음파를 이용한 전력 전송 장치는 물속 또는 인체 피부 등 다양한 매질에서 사용될 수 있으나, 물속 또는 인체 피부와 같은 송신 장치 및 수신 장치가 서로 떨어져 있는 경우, 초음파 송신 및 수신 장치간의 전력 전송 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. The power transmission apparatus using ultrasonic waves can be used in various media such as water or human skin. However, when the transmitting and receiving apparatuses such as underwater or human skin are separated from each other, there is a problem in that the power transmission efficiency between the ultrasonic transmitting and receiving apparatuses is inferior. .

특히, 체내에 이식된 의료기기에 초음파를 이용해서 무선으로 전력을 전송하는 경우, 초음파 신호로 인해 의료기기 전체에 진동을 일으키면서 인체 조직이나 골격에 손상을 발생시킬 수 있다. In particular, in the case of wirelessly transmitting power to the medical device implanted in the body by using ultrasonic waves, the ultrasonic signal may cause damage to the human tissue or the skeleton while causing vibration to the entire medical device.

따라서 체내 삽입형 긱기에서 초음파 진동에 의한 신체 조식의 손상을 최소화하고, 안정적으로 조직에 유착할 수 있도록, 인체에 가해지는 진동을 차폐할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다. Therefore, in order to minimize the damage of the body breakfast due to the ultrasonic vibration in the inserting machine, and to be able to stably adhere to the tissue, the development of a technology that can shield the vibration applied to the human body is required.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 체외에서 초음파를 이용해서 체내에 이식된 체내 장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있는 체내 이식형 의료기기를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems as described above, and to provide an implantable medical device in the body capable of wirelessly transmitting power to a device implanted in the body using ultrasound in vitro.

본 발명의 다른 목적은 초음파 신호를 이용해서 무선 전송되는 전력을 수신하는 과정에서 초음파 진동을 차폐하여 진동의 체내 전달을 방지할 수 있는 체내 이식형 의료기기를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an implantable medical device that can prevent the transmission of vibration in the body by shielding the ultrasonic vibration in the process of receiving the wirelessly transmitted power using the ultrasonic signal.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 체내 이식형 의료기기는 체외의 전력 전송기에서 초음파 신호를 이용한 무전 전력 전송 방식으로 전력을 수신하는 전력 수신부, 상기 전력 수신부를 통해 수신된 전력을 충전하는 배터리, 상면이 개구된 통체 형상으로 형성되고 외형을 형성하는 케이스 및 상기 초음파 신호에 의한 진동을 감쇄하여 상기 케이스의 외부로 전달되는 것을 차폐하는 진동 차폐층를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the implantable medical device according to the present invention is a power receiver for receiving power by a wireless power transmission method using an ultrasonic signal from an external power transmitter, the power received through the power receiver A battery to be charged, the upper surface is formed in a cylindrical shape and the outer shape and characterized in that it comprises a vibration shielding layer for attenuating the vibration by the ultrasonic signal to shield the transmission to the outside of the case.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 체내 이식형 의료기기에 의하면, 케이스의 하부와 외부에 진동 차폐 입자나 구조를 갖는 진동 차폐층을 마련해서 초음파 진동을 감쇄해서 케이스를 통해 인체의 조직이나 골격으로 진동이 전달되지 않도록 차폐할 수 있다는 효과가 얻어진다. As described above, according to the implantable medical device according to the present invention, by providing a vibration shielding layer having vibration shielding particles or structure at the bottom and the outside of the case to attenuate ultrasonic vibration to the tissue or skeleton of the human body through the case The effect that it can shield so that vibration is not transmitted is acquired.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 초음파를 이용한 무선 전력 전송 과정에서 진동으로 인한 인체의 조직이나 골격의 손상을 방지하고, 초음파 진동에 의한 사용자의 불쾌감이나 통증을 예방할 수 있다는 효과가 얻어진다. Accordingly, according to the present invention, it is possible to prevent damage to tissues or skeletons of the human body due to vibration in the wireless power transmission process using ultrasonic waves, and to prevent discomfort or pain of the user due to ultrasonic vibrations.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 심부 뇌 자극장치의 분해도,
도 3은 도 2에 도시된 심부 뇌 자극장치의 개략 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치의 개략 단면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치의 개략 단면도.
1 is a block diagram of a deep brain stimulation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is an exploded view of the deep brain stimulation apparatus shown in FIG.
3 is a schematic cross-sectional view of the deep brain stimulation apparatus shown in FIG.
4 is a schematic cross-sectional view of a deep brain stimulation apparatus according to another embodiment of the present invention,
5 is a schematic cross-sectional view of a deep brain stimulation apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체내 이식형 의료기기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, an implantable medical device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시 예에서는 체내 이식형 의료기기용 신경전달물질 공급장치 중에서 심부 뇌 자극장치를 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, the deep brain stimulation device in the neurotransmitter supply device for implantable medical devices, but the present invention is not necessarily limited thereto.

즉, 본 발명은 체내 장치를 이식해서 신경을 자극하고 신경전달물질을 공급해서 다양한 질병의 증상을 완화시키거나 치료하기 위해 사용되는 심장박동기 등의 인공장기나 인공와우, 위자극기, 척수자극기, 심장제세동기, 심장 맥박 조정기, 인슐린 펌프, 하수족(foot drop implants) 등 다양한 체내 이식형 의료기기에 적용될 수도 있음에 유의하여야 한다.That is, the present invention implants a device in the body to stimulate the nerves and supply the neurotransmitter artificial organs such as pacemakers or cochlear implants, gastric stimulator, spinal cord stimulator, heart used to alleviate or treat symptoms of various diseases It should be noted that it may be applied to a variety of implantable medical devices such as defibrillators, cardiac pacemakers, insulin pumps, foot drop implants.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 심부 뇌 자극장치의 분해도이다. 1 is a block diagram of a deep brain stimulation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded view of the deep brain stimulation apparatus shown in FIG.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 두피 내부에 이식되고, 체외의 전력 전송기(12)로부터 초음파를 이용한 무선 전력 전송 방식으로 공급된 전력을 이용해서 뇌신경을 자극한다. Deep brain stimulation apparatus 10 according to a preferred embodiment of the present invention is implanted into the scalp, as shown in Figure 1, and the power supplied by the wireless power transmission method using ultrasonic waves from the power transmitter 12 in vitro To stimulate the cranial nerves.

그리고 심부 뇌 자극장치(10)는 뇌신경을 자극하는 과정에서 피부의 두께, 머리카락의 자란 정도, 혈류의 변화 등 다양한 요인에 의한 전력 부하의 변동을 감지해서 감지된 부하 정보를 관리단말(11)로 송신할 수 있다. In addition, the deep brain stimulation apparatus 10 detects a change in power load due to various factors such as skin thickness, hair growth rate, and blood flow change in the process of stimulating the brain nerve, and transmits the detected load information to the management terminal 11. I can send it.

이를 위해, 심부 뇌 자극장치(10)는 전력 전송기(12)에서 전송된 전력을 수신하는 전력 수신부(20), 전력 수신부(20)를 통해 수신된 전력을 충전하는 배터리(30) 및 배터리(30)로부터 공급되는 전력을 이용하여 뇌신경을 자극하는 자극부(40)를 포함한다. To this end, the deep brain stimulator 10 includes a power receiver 20 for receiving power transmitted from the power transmitter 12, a battery 30 for charging power received through the power receiver 20, and a battery 30. It includes a stimulator 40 for stimulating the cranial nerve using the power supplied from.

그리고 심부 뇌 자극장치(10)는 심부 뇌 자극장치(10)에 마련된 각 장치의 구동을 제어하는 제어부(60) 및 관리단말(11)과 무선 통신 방식으로 통신하는 통신부(60)를 더 포함할 수 있다. The deep brain stimulation apparatus 10 may further include a control unit 60 for controlling the driving of each device provided in the deep brain stimulation apparatus 10 and a communication unit 60 communicating with the management terminal 11 in a wireless communication manner. Can be.

관리단말(11)은 심부 뇌 자극장치(10)와의 통신을 통해 심부 뇌 자극장치(10)의 동작 상태 정보 및 심부 뇌 자극장치(10)에서 감지된 정보를 수신하고, 심부 뇌 자극장치(10)를 동작시키기 위한 제어명령을 전송하고 심부 뇌 자극장치(10)의 프로그램을 변경하거나 업데이트할 수 있다. The management terminal 11 receives the operation state information of the deep brain stimulation apparatus 10 and the information detected by the deep brain stimulation apparatus 10 through communication with the deep brain stimulation apparatus 10, the deep brain stimulation apparatus 10 Transmit a control command for operating the) and change or update the program of the deep brain stimulation apparatus 10.

전력 전송기(12)는 상용전원을 공급받아 전기 에너지를 미리 설정된 주파수의 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 심부 뇌 자극장치(10)로 전송하는 초음파 트랜스듀서로 마련될 수 있다. The power transmitter 12 may be provided as an ultrasonic transducer that receives commercial power, converts electrical energy into an ultrasonic signal having a predetermined frequency, and transmits the converted ultrasonic signal to the deep brain stimulator 10.

전력 전송기(12)는 전기 에너지를 초음파 신호로 변환해서 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호를 전송하도록 제어하는 구동 제어부(13)를 포함할 수 있다. The power transmitter 12 may include a driving control unit 13 that converts electrical energy into an ultrasonic signal to generate an ultrasonic signal and transmit the generated ultrasonic signal.

이러한 전력 전송기(12)는 아래에서 설명할 심부 뇌 자극장치(10)의 전력 수신부(20)와 매칭하기 위한 매칭층(14)을 포함할 수 있다.The power transmitter 12 may include a matching layer 14 for matching with the power receiver 20 of the deep brain stimulation apparatus 10 to be described below.

전력 수신부(20)는 전력 전송기(12)에서 전송된 초음파 신호를 전기 에너지로 변환해서 전력을 수신하는 초음파 트랜스듀서로 마련될 수 있다. The power receiver 20 may be provided as an ultrasonic transducer that converts an ultrasonic signal transmitted from the power transmitter 12 into electrical energy and receives power.

이를 위해, 전력 수신부(20)는 초음파 신호에 의한 압력을 전기 에너지의 전압을 변화시키는 압전소자를 포함할 수 있다. To this end, the power receiver 20 may include a piezoelectric element for changing the voltage of the electrical energy to the pressure by the ultrasonic signal.

여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 수신부(20)와 제어부(50) 및 통신부(60), 배터리(30)는 케이스(80) 내부에 상하 방향을 따라 순차적으로 적층되고, 전력 수신부(20)의 상부에는 케이스(80)의 상면을 패키징하고, 전력 전송기(12)와 음향 임피던스를 매칭하기 위한 매칭층(70)이 마련될 수 있다. Here, as shown in FIG. 2, the power receiver 20, the controller 50, the communicator 60, and the battery 30 are sequentially stacked in the case 80 along the vertical direction, and the power receiver 20 is provided. The upper surface of the case) may be provided with a matching layer 70 for packaging the upper surface of the case 80, and matching the acoustic impedance with the power transmitter 12.

그리고 케이스(80)의 하부에는 전력 수신부(20)로부터 전달되는 진동을 감쇄시켜 체내로 전달되지 않도록 차폐하는 진동 차폐층(90)이 마련될 수 있다. And a lower portion of the case 80 may be provided with a vibration shielding layer 90 to attenuate the vibration transmitted from the power receiver 20 to shield it from being transmitted into the body.

즉, 전력 전송기(12)에서 전송된 초음파 신호는 인체의 피부나 혈액 등의 매질층을 통해 전력 수신부(20)로 전송된다. That is, the ultrasonic signal transmitted from the power transmitter 12 is transmitted to the power receiver 20 through a medium layer such as skin or blood of the human body.

전력 전송기(12)와 전력 수신부(20) 사이에서 무선 전송되는 전력의 전송 효율은 매질층의 특성, 즉 매질층의 재료(material), 기하학적 구조(geometry), 변환 매체(transmission medium), 감쇠(attenuation) 및 전력 전송기(12)와 전력 수신부(20) 사이의 거리에 따라 변화될 수 있다. The transmission efficiency of the power wirelessly transmitted between the power transmitter 12 and the power receiver 20 is characterized by the characteristics of the media layer, that is, the material, geometry, transmission medium and attenuation of the media layer. attenuation) and the distance between the power transmitter 12 and the power receiver 20.

따라서, 본 발명은 전력 전송기(12)와 전력 수신부(20)에 각각 마련되는 매칭층(14,70)의 재료와 기하학적 구조를 이용해서 무선 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention can improve the wireless power transmission efficiency by using the materials and geometry of the matching layers 14 and 70 provided in the power transmitter 12 and the power receiver 20, respectively.

반면, 진동 차폐층(90)은 전력 수신부(20)로 전달되는 초음파 신호에 의한 진동을 감쇄해서 케이스(80)의 외부로 전달되지 않도록 차단함으로써, 초음파 신호를 이용한 무전 전력 전송 과정에서 전달되는 진동 및 압력으로 인한 사용자의 불쾌감이나 통증을 예방하는 기능을 한다. On the other hand, the vibration shielding layer 90 attenuates the vibration by the ultrasonic signal transmitted to the power receiver 20 so as not to be transmitted to the outside of the case 80, the vibration transmitted in the wireless power transmission process using the ultrasonic signal And it prevents the discomfort or pain of the user due to the pressure.

이러한 진동 차폐층(90)의 구성은 아래에서 도 3 내지 도 를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. The configuration of the vibration shielding layer 90 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 3 below.

다시 도 1 및 도 2에서 배터리(30)는 충전 가능한 2차 전지로 마련될 수 있다. 1 and 2, the battery 30 may be provided as a rechargeable secondary battery.

자극부(40)는 배터리(30)에서 공급된 직류 전력을 이용하여 뇌신경을 자극하기 위한 특정 자극 파형을 생성하는 내부 마이크로 콘트롤러(도면 미도시)와 자극회로(도면 미도시) 및 상기 자극회로에서 생성된 자극 파형에 따라 뇌신경을 자극하는 자극용 전극을 포함할 수 있다.The stimulator 40 may include an internal microcontroller (not shown), a stimulation circuit (not shown), and a stimulation circuit for generating a specific stimulus waveform for stimulating the cranial nerve using DC power supplied from the battery 30. It may include a stimulation electrode for stimulating the cranial nerve in accordance with the generated stimulation waveform.

제어부(50)는 심부 뇌 자극장치(10)에 마련된 각 장치의 구동을 제어하는 메인제어장치로 마련될 수 있다.The controller 50 may be provided as a main control device for controlling the driving of each device provided in the deep brain stimulation device 10.

이러한 제어부(50)는 메모리(도면 미도시)에 저장된 구동 프로그램에 따라 뇌 심부에 가해지는 자극을 조절하도록 자극부(40)의 구동을 제어할 수 있다. The controller 50 may control the driving of the stimulator 40 to adjust the stimulus applied to the core of the brain according to a driving program stored in a memory (not shown).

그리고 제어부(50)는 통신부(60)를 통해 뇌신경을 자극하는 과정에서 피부의 두께, 머리카락의 자란 정도, 혈류의 변화 등 다양한 요인에 의한 전력 부하의 변동을 감지한 부하 정보를 관리단말로 전송하도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit 50 transmits load information that detects a change in power load due to various factors, such as skin thickness, hair growth rate, and blood flow change, to the management terminal in the process of stimulating the cranial nerve through the communication unit 60. Can be controlled.

이를 위해, 심부 뇌 자극장치(10)는 상기한 부하 정보를 감지할 수 있는 감지수단(도면 미도시)을 더 포함하고, 상기 감지수단에서 출력되는 감지신호는 제어부(50)로 전달될 수 있다. To this end, the deep brain stimulation apparatus 10 further includes a sensing means (not shown) capable of sensing the load information, and the sensing signal output from the sensing means may be transmitted to the controller 50. .

상기 감지수단은 상기한 부하 정보 이외에도, 인체의 체온, 혈압, 호흡량, 배터리(30)의 온도 등 다양한 정보를 감지하는 복수의 감지센서를 더 포함할 수 있다. In addition to the load information, the sensing means may further include a plurality of sensing sensors for sensing various information such as body temperature, blood pressure, respiratory rate, and temperature of the battery 30.

또한, 제어부(50)는 통신부(60)를 통해 관리단말(11)로부터 수신되는 제어신호에 따라, 자극부(40)를 구동하는 프로그램을 변경하거나 업데이트하도록 제어할 수 있다. In addition, the controller 50 may control to change or update a program driving the stimulator 40 according to a control signal received from the management terminal 11 through the communication unit 60.

한편, 도 2에서 케이스(80) 및 케이스(80) 내부에 수용되는 각 장치(20,30,50,60,70)는 원통 형상과 원판 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 케이스(80)를 사각 통체 등 다각 통체 형상으로 형성하고, 케이스(80) 내부에 수용되는 각 장치(20,30,50,60,70)를 다각 판 형상으로 형성하도록 변경될 수도 있다. Meanwhile, in FIG. 2, the devices 80 and the devices 20, 30, 50, 60, and 70 accommodated inside the case 80 are illustrated in a cylindrical shape and a disc shape, but the present invention is not limited thereto. In some embodiments, the case 80 may be formed in a polygonal cylindrical shape such as a rectangular cylinder, and each device 20, 30, 50, 60, 70 accommodated in the case 80 may be modified in a polygonal plate shape.

다음, 도 3 내지 도 5를 참조하여 진동 차폐층의 구성을 상세하게 설명한다. Next, the configuration of the vibration shielding layer will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

도 3은 도 2에 도시된 심부 뇌 자극장치의 개략 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of the deep brain stimulation apparatus shown in FIG.

먼저, 진동 차폐층(90)의 구성을 설명하기에 앞서, 매칭층(70)의 구성을 간략하게 설명한다.First, before describing the configuration of the vibration shielding layer 90, the configuration of the matching layer 70 will be briefly described.

매칭층(70)은 체내에 이식됨에 따라, 매질층을 형성하는 인체의 피부와 혈액과 유사한 음향 임피던스(acoustic impedance)를 갖고, 인체 안전성 규격을 만족하는 생체적합성(biocompatibility) 재질의 재료를 이용해서 제조될 수 있다. As the matching layer 70 is implanted in the body, the matching layer 70 has an acoustic impedance similar to the skin and blood of the human body forming the medium layer, and uses a material of biocompatibility that satisfies human safety standards. Can be prepared.

상기 생체적합성은 양방향 반응, 즉 물질에 대한 신체의 반응 및 물질들의 신체 환경에 대한 반응을 정의한다. The biocompatibility defines a bidirectional reaction, that is, the body's response to a substance and the response of the substances to the body environment.

특히, 의료기기의 생체적합성은 의료기기가 호스트에서 원하지 않은 지역적 또는 시스템적 효과들을 끌어내지 않으면서 호스트 내에서 결합의 원하는 정도를 갖고 의도된 기능을 수행하는 능력을 나타낸다. In particular, the biocompatibility of a medical device represents the ability of the medical device to perform its intended function with the desired degree of coupling in the host without eliciting unwanted local or systemic effects at the host.

본 실시 예에서 생체적합성 재질은 의료용(medical grade) 또는 삽입용(implant grade) 물질이다.In this embodiment, the biocompatible material is a medical grade or an implant grade material.

따라서 본 실시 예에서 심부 뇌 자극장치(10)의 외형을 형성하는 케이스(80) 및 케이스(80)의 상면을 패키징하는 매칭층(70)은 생체적합성 재질의 재료를 이용해서 제조된다. Therefore, in the present embodiment, the case 80 forming the outer shape of the deep brain stimulation apparatus 10 and the matching layer 70 packaging the upper surface of the case 80 are manufactured using a material of biocompatible material.

예를 들어, 케이스(80)는 티타늄과 같이 생체적합성이 인증된 금속 재질의 재료를 이용해서 제조될 수 있다.For example, the case 80 may be manufactured using a material made of a biocompatible metal such as titanium.

한편, 피부의 음향 임피던스는 약 1.5Mrayl이고, 혈액, 즉 물의 음향 임피던스는 약 1.48Mrayl이다. On the other hand, the acoustic impedance of skin is about 1.5 Mrayl, and the acoustic impedance of blood, ie, water, is about 1.48 Mrayl.

음향 임피던스(Z)는 매질의 속도와 음압 사이의 비율을 말하며, 음파가 전달되는 파면에 평행인 면에 작용하는 음압(P)을 그 면을 통과하는 파동의 부피속도(uS)로 나눈 양이다(Z=P/uS). The acoustic impedance (Z) is the ratio between the speed of the medium and the sound pressure, which is the amount of sound pressure (P) acting on a plane parallel to the wavefront through which sound waves are transmitted divided by the volume velocity (uS) of the wave passing through that plane. (Z = P / uS).

예를 들어, 매칭층(70)은 매질층을 이루는 인체의 피부나 혈액과 유사한 음향 임피던스, 즉 약 1.4 내지 1.6Mrayl의 음향 임피던스를 갖는 실리콘 고무(silicon rubber)와 같은 실리콘 계열 재질의 재료, 에폭시(epoxy)나 폴리우레탄(polyurethane) 등의 폴리머(polymer)와 같은 고분자 화합물을 이용해서 제조될 수 있다. For example, the matching layer 70 may be formed of a silicone-based material, such as silicone rubber, having an acoustic impedance similar to that of the human skin or blood constituting the medium layer, that is, about 1.4 to 1.6 Mrayl, and epoxy. It may be prepared using a high molecular compound such as a polymer such as (epoxy) or polyurethane (polyurethane).

또는, 매칭층(70)은 매질층을 이루는 인체의 피부나 혈액의 음향 임피던스보다 높은 음향 임피던스를 갖는 재질의 재료로 제조될 수 있다. Alternatively, the matching layer 70 may be made of a material having a higher acoustic impedance than the acoustic impedance of human skin or blood forming the medium layer.

예를 들어, 매칭층(70)은 피부나 혈액의 음향 임피던스보다 높은 약 1.5 내지 약 3Mrayl의 음향 임피던스를 갖는 폴리에틸렌(polyethylene)이나 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에스터(polyester)와 같은 고분자 화합물을 이용해서 제조될 수 있다. For example, the matching layer 70 uses a polymer compound such as polyethylene, polypropylene, or polyester having an acoustic impedance of about 1.5 to about 3 Mrayl higher than that of skin or blood. Can be prepared.

상기 폴리에틸렌의 음향 임피던스는 약 1.78Mrayl이고, 폴리프로필렌의 음향 임피던스는 약 2.24Mrayl이며, 폴리에스터의 음향 임피던스는 약 2.86Mrayl이다.The acoustic impedance of the polyethylene is about 1.78 Mrayl, the acoustic impedance of polypropylene is about 2.24 Mrayl, and the acoustic impedance of the polyester is about 2.86 Mrayl.

그리고 매칭층(70)은 매질층의 음향 임피던스를 연속적으로 변화시킬 수 있도록, 다수의 원뿔형 또는 반구형 돌기 구조를 가질 수 있다. The matching layer 70 may have a plurality of conical or hemispherical protrusion structures to continuously change the acoustic impedance of the medium layer.

즉, 매칭층(70)은 각 돌기의 상단부분에 음향 임피던스가 약 0.000409Mrayl인 공기가 충진된 상태이고, 각 돌기의 하단부로 갈수록 각 돌기(71)의 단면적이 증가함에 따라 음향 임피던스가 점차적으로 커지면서, 매칭층(70)의 전체 음향 임피던스는 인체의 피부 및 혈액의 임피던스로 근사화될 수 있다. That is, the matching layer 70 is filled with air having an acoustic impedance of about 0.000409Mrayl at the upper end of each protrusion, and the acoustic impedance gradually increases as the cross-sectional area of each protrusion 71 increases toward the lower end of each protrusion. As it increases, the overall acoustic impedance of the matching layer 70 can be approximated to the impedance of the skin and blood of the human body.

따라서 매칭층(70)에 마련된 돌기 구조는 초음파 신호의 반사를 방지하고, 초음파 신호를 전력 수신부(20)의 각 압전소자로 투과시킬 수 있다. Therefore, the protrusion structure provided in the matching layer 70 may prevent reflection of the ultrasonic signal and transmit the ultrasonic signal to each piezoelectric element of the power receiver 20.

진동 차폐층(90)은 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(80)의 내부 공간 하부에 마련되고, 상부에 마련된 전력 수신부(20), 배터리(30), 제어부(50) 및 통신부(600를 통해 전달되는 진동을 감쇄해서 케이스(80) 외부로 전달되지 않도록 차폐하는 기능을 한다. As shown in FIG. 3, the vibration shielding layer 90 is provided under the inner space of the case 80, and includes the power receiver 20, the battery 30, the controller 50, and the communicator 600 provided thereon. By attenuating the vibration transmitted through the function to shield from being transmitted to the outside of the case (80).

이를 위해, 진동 차폐층(90)은 매칭층(70)과 마찬가지로, 생체적합성을 갖는 실리콘 계열 재질의 재료, 에폭시(epoxy)나 폴리우레탄(polyurethane) 등의 폴리머(polymer)와 같은 고분자 화합물을 이용해서 제조될 수 있다. To this end, the vibration shielding layer 90, like the matching layer 70, uses a biocompatible material of a silicon-based material, or a polymer compound such as a polymer such as epoxy or polyurethane. Can be prepared.

그리고 진동 차폐층(90)은 케이스(80) 내부 공간의 하단부에 배치되는 배터리(30)의 하부에 마련되고, 진동 차폐층(90)의 측벽은 케이스(80)의 내면을 따라 케이스(80)의 상단까지 연장 형성될 수 있다. In addition, the vibration shielding layer 90 is provided under the battery 30 disposed at the lower end of the inner space of the case 80, and the side wall of the vibration shielding layer 90 is disposed along the inner surface of the case 80. It can be formed extending to the top of the.

이와 함께, 진동 차폐층(90)은 진동을 감쇄하기 위한 진동 차폐 입자(91)나 진동 차폐 구조를 포함할 수 있다. In addition, the vibration shielding layer 90 may include vibration shielding particles 91 or vibration shielding structures for damping vibrations.

상기 진동 차폐 입자(91)는 폴리에테르에테르케톤(polyetherether ketone)과 같이 생체적합성과 내충격성을 갖는 합성수지 재질의 재료를 이용해서 제조될 수 있다. The vibration shielding particle 91 may be manufactured using a material of synthetic resin material having biocompatibility and impact resistance, such as polyetherether ketone.

이러한 진동 차폐 입자(91)는 초음파 신호의 구동 주파수와 진동의 파장에 따라 직경이 변경될 수 있다. The vibration shielding particle 91 may have a diameter changed according to the driving frequency of the ultrasonic signal and the wavelength of the vibration.

즉, 파장과 주파수 및 매질의 음속의 관계는 아래의 수학식 1로 정의된다. That is, the relationship between the wavelength, the frequency, and the speed of sound of the medium is defined by Equation 1 below.

Figure 112017118841128-pat00001
Figure 112017118841128-pat00001

예를 들어, 실리콘에서 초음파의 음속은 약 1485m/s이고, 초음파를 이용한 무전 전력 전송에 사용되는 초음파 신호의 구동 주파수가 약 300㎑인 경우, 진동 차폐 입자의 직경은 공진을 일으키는 매질의 크기인 파장/2, 즉 약 2.4㎜보다 크게 설정될 수 있다. For example, when the sound velocity of ultrasonic waves in silicon is about 1485 m / s, and the driving frequency of the ultrasonic signals used for the wireless power transmission using ultrasonic waves is about 300 Hz, the diameter of the vibration shielding particle is the size of the medium causing resonance. Wavelength / 2, i.e., greater than about 2.4 mm.

즉, 본 실시 예에서는 초음파 신호의 주파수 및 매질의 음속을 이용해서 산출된 파장의 1/2보다 큰 직경을 갖는 진동 차폐 입자(91)를 진동 차폐층(90)에 적용함으로써, 초음파 진동을 효과적으로 감쇄할 수 있다. That is, in the present embodiment, by applying the vibration shielding particle 91 having a diameter larger than 1/2 of the wavelength calculated using the frequency of the ultrasonic signal and the sound velocity of the medium to the vibration shielding layer 90, the ultrasonic vibration is effectively applied. Can be attenuated.

상기 진동 차폐 구조는 선형, 격자, 엠보, 불규칙 어레이 구조 등으로 마련될 수 있다. The vibration shielding structure may be provided in a linear, grating, embossing, irregular array structure, or the like.

즉, 진동 차폐 구조는 초음파 신호의 주파수 및 매질의 음속을 이용해서 산출된 파장의 1/2보다 작은 크기의 통공을 갖는 갖는 격자 구조, 복수의 선을 나란하게 배치한 선형 구조, 복수의 열과 행을 따라 입자가 형성되는 엠보 구조, 선이나 입자를 불규칙하게 배열한 구조 등 다양한 구조로 마련될 수 있다. That is, the vibration shielding structure has a lattice structure having apertures smaller than half of the wavelength calculated using the frequency of the ultrasonic signal and the sound velocity of the medium, a linear structure in which a plurality of lines are arranged side by side, and a plurality of columns and rows. It can be provided in a variety of structures, such as embossed structure in which particles are formed, a structure in which lines or particles are arranged irregularly.

이와 같이, 본 발명은 케이스의 하부에 진동 차폐 입자나 구조를 갖는 진동 차폐층을 마련해서 초음파 진동을 감쇄해서 케이스를 통해 인체의 조직이나 골격으로 진동이 전달되지 않도록 차폐할 수 있다. As described above, the present invention may provide a vibration shielding layer having vibration shielding particles or a structure at the bottom of the case to attenuate ultrasonic vibrations to shield the vibrations from being transmitted to the tissue or skeleton of the human body through the case.

이에 따라, 본 발명은 초음파를 이용한 무선 전력 전송 과정에서 진동으로 인한 인체의 조직이나 골격의 손상을 방지하고, 초음파 진동에 의한 사용자의 불쾌감이나 통증을 예방할 수 있다. Accordingly, the present invention can prevent damage to tissues or skeletons of the human body due to vibration in the wireless power transmission process using ultrasonic waves, and can prevent user discomfort or pain caused by ultrasonic vibrations.

한편, 본 실시 예에서는 케이스의 내부 공간 하부에 진동 차폐층이 마련되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the vibration shielding layer is provided under the inner space of the case, but the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치의 개략 단면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치의 개략 단면도이다. For example, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a deep brain stimulation device according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is a schematic cross-sectional view of a deep brain stimulation device according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시 예 따른 심부 뇌 자극장치(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(80)의 내부 공간 하부에 마련되는 진동 차폐층(90)과 케이스(80)의 외면 및 하면을 감싸는 제1 진동 차폐층(100)을 포함하도록 변경될 수 있다. Deep brain stimulation apparatus 10 according to another embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, the outer surface and the lower surface of the vibration shielding layer 90 and the case 80 provided in the lower inner space of the case 80 It may be changed to include the first vibration shielding layer 100 that wraps.

여기서, 제1 진동 차폐층(100)의 하부는 인체와 접촉되는 면적을 증가시키도록, 상부에 비해 큰 직경이나 면적을 갖도록 형성될 수 있다. Here, the lower portion of the first vibration shielding layer 100 may be formed to have a larger diameter or area than the upper portion so as to increase the area in contact with the human body.

그리고 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(80)의 내부 공간 하부에 마련되는 진동 차폐층(90)과 케이스(80)의 외면과 하면을 감싸는 제1 진동 차폐층(100) 및 케이스(80)의 상면을 감싸는 제2 진동 차폐층(110)을 포함하도록 변경될 수 있다. And the deep brain stimulation apparatus 10 according to another embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, the outer surface of the vibration shielding layer 90 and the case 80 provided in the lower inner space of the case 80 The first vibration shielding layer 100 surrounding the lower surface and the second vibration shielding layer 110 surrounding the upper surface of the case 80 may be changed.

여기서, 각 진동 차폐층(90,100,110)에는 진동 차폐 입자(91,101)나 진동 차폐 구조가 적어도 하나의 층으로 마련될 수 있다.Here, each of the vibration shielding layers 90, 100 and 110 may be provided with at least one layer of vibration shielding particles 91 and 101 or a vibration shielding structure.

따라서 본 발명은 진동 차폐층이 진동 차폐 입자나 진동 차폐 구조를 복수의 층으로 형성함으로써, 진동 차폐 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. Therefore, in this invention, a vibration shielding layer can form a vibration shielding particle | grains or a vibration shielding structure in multiple layers, and can further improve vibration shielding performance.

그리고 진동 차폐 입자(91,101)나 진동 차폐 구조는 각 진동 차폐층(90,100,110)의 상면이나 하면, 각 진동 차폐층(90,100,110)의 중간 등 다양한 위치에 마련될 수 있다. In addition, the vibration shielding particles 91 and 101 or the vibration shielding structure may be provided at various positions such as an upper surface or a lower surface of each of the vibration shielding layers 90, 100 and 110, and the middle of each of the vibration shielding layers 90, 100 and 110.

상기한 바와 같이, 본 발명은 케이스의 하부와 외부에 초음파 진동을 감쇄하는 진동 차폐층을 마련해서 진동이 케이스 외부로 전달되지 못하도록 차폐할 수 있다. As described above, the present invention may provide a vibration shielding layer that attenuates ultrasonic vibrations in the lower part and the outside of the case to shield the vibrations from being transmitted to the outside of the case.

이에 따라, 초음파를 이용한 무선 전력 전송 과정에서 진동으로 인한 인체의 조직이나 골격의 손상을 방지하고, 초음파 진동에 의한 사용자의 불쾌감이나 통증을 예방할 수 있다. Accordingly, it is possible to prevent damage to tissues or skeletons of the human body due to vibration in the wireless power transmission process using ultrasonic waves, and to prevent discomfort or pain of the user due to ultrasonic vibrations.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by the present inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

상기의 실시들 예에서는 체내 이식형 의료기기용 신경전달물질 공급장치 중에서 심부 뇌 자극장치의 구성을 설명하였으나, 본 발명은 체내 장치를 이식해서 신경을 자극하여 증상을 완화시키거나 치료하기 위해 사용되는 심장박동기 등의 인공장기나 인공와우, 위자극기, 척수자극기, 심장제세동기, 심장 맥박 조정기, 인슐린 펌프, 하수족 등 다양한 체내 이식형 의료기기에 적용 가능하도록 변경될 수 있다. In the above embodiments, the configuration of the deep brain stimulation device in the neurotransmitter supply device for implantable medical devices in the body, but the present invention is implanted in the body device to stimulate the nerves to relieve or treat symptoms heart It may be modified to be applicable to various implantable medical devices such as artificial organs such as pacemakers, cochlear implants, gastric stimulators, spinal cord stimulators, cardiac defibrillators, cardiac pacemakers, insulin pumps, and limbs.

그리고 상기의 실시 예들에서는 자극부와 감지부가 동시에 마련되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 자극부만을 마련해서 신경을 자극하는 신경자극기 및 BMI(Brain Machine Interface)와 같이 감지부만을 마련해서 자극없이 부하정보나 생체정보만 감지하는 의료기기에도 적용 가능하도록 변경될 수 있다. In the above embodiments, the stimulation unit and the sensing unit are described as being provided at the same time. However, the present invention provides only the stimulation unit to stimulate the nerves by providing only the stimulation unit and the sensor such as a BMI (Brain Machine Interface) to provide load information without stimulation. It may be changed to be applicable to medical devices that detect only biometric information.

본 발명은 초음파 진동을 감쇄하는 진동 차폐층을 마련해서 진동이 케이스 외부로 전달되지 못하도록 차폐함으로써, 초음파를 이용한 무선 전력 전송 과정에서 진동으로 인한 인체의 조직이나 골격의 손상을 방지하고, 초음파 진동에 의한 사용자의 불쾌감이나 통증을 예방하는 체내 이식형 의료기기 기술에 적용된다.The present invention provides a vibration shielding layer to attenuate ultrasonic vibrations to shield the vibrations from being transmitted to the outside of the case, thereby preventing damage to tissues or skeletons of the human body due to vibrations during the wireless power transmission process using ultrasonic waves, It is applied to the implantable medical device technology to prevent the discomfort or pain of the user.

10: 뇌심부 자극장치
11: 관리단말 12: 전력 전송기
13: 구동 제어부 14: 매칭층
20: 전력 수신부 30: 배터리
40: 자극부 50: 제어부
60: 통신부 70: 매칭층
80: 케이스 90: 진동 차폐층
100,110: 제1,제2 진동 차폐층
91,101: 진동 차폐 입자
10: deep brain stimulator
11: management terminal 12: power transmitter
13: drive control unit 14: matching layer
20: power receiver 30: battery
40: stimulation unit 50: control unit
60: communication unit 70: matching layer
80: case 90: vibration shielding layer
100,110: first and second vibration shielding layer
91,101: vibration shielding particles

Claims (11)

체외의 전력 전송기에서 초음파 신호를 이용한 무선 전력 전송 방식으로 전력을 수신하는 전력 수신부,
상기 전력 수신부를 통해 수신된 전력을 충전하는 배터리,
상면이 개구된 통체 형상으로 형성되고 외형을 형성하는 케이스 및
상기 초음파 신호에 의한 진동을 감쇄하여 상기 케이스의 외부로 전달되는 것을 차폐하는 진동 차폐층를 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
A power receiver for receiving power by a wireless power transmission method using an ultrasonic signal from an external power transmitter;
A battery for charging power received through the power receiver;
A case formed in a cylindrical shape with an upper surface opened and forming an outer shape;
Intra-body implantable medical device, characterized in that it comprises a vibration shielding layer for attenuating the vibration by the ultrasonic signal to shield the transmission to the outside of the case.
제1항에 있어서,
상기 진동 차폐층은 상기 케이스 내부 공간의 하부에 마련되고,
상기 진동 차폐층의 측벽은 상기 케이스의 내면을 따라 상기 케이스의 상단까지 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 1,
The vibration shielding layer is provided below the case inner space,
Intra-body implantable medical device, characterized in that the side wall of the vibration shielding layer is formed to extend along the inner surface of the case to the top of the case.
제2항에 있어서,
상기 케이스의 외면과 하면을 감싸는 제1 진동 차폐층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 2,
Intra-body implantable medical device further comprising a first vibration shielding layer surrounding the outer surface and the lower surface of the case.
제3항에 있어서,
상기 케이스의 상면을 감싸는 제2 진동 차폐층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 3,
Intra-body implantable medical device further comprises a second vibration shielding layer surrounding the upper surface of the case.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 차폐층은 생체적합성 재질의 재료를 이용해서 제조되는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The vibration shielding layer is an implantable medical device, characterized in that is manufactured using a material of biocompatible materials.
제5항에 있어서,
각 진동 차폐층은 실리콘 계열 재질의 재료나 고분자 화합물을 이용해서 제조되는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 5,
Each vibration shielding layer is an implantable medical device, characterized in that it is manufactured using a silicon-based material or a high molecular compound.
제5항에 있어서,
각 진동 차폐층에는 진동 감쇄 효과를 높이도록, 복수의 진동 차폐 입자가 적어도 하나 이상의 층으로 마련되고,
상기 진동 차폐 입자는 생체적합성과 내충격성을 갖는 합성수지 재질의 재료를 이용해서 제조되는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 5,
Each vibration shielding layer is provided with a plurality of vibration shielding particles in at least one layer, so as to enhance the vibration damping effect,
The vibration shielding particle is an implantable medical device, characterized in that is manufactured using a material of synthetic resin material having biocompatibility and impact resistance.
제7항에 있어서,
상기 진동 차폐 입자의 직경은 초음파 신호의 주파수 및 매질의 음속을 이용해서 산출된 파장의 1/2보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 7, wherein
The diameter of the vibration shielding particle is an implantable medical device, characterized in that it is set larger than 1/2 of the wavelength calculated using the frequency of the ultrasonic signal and the sound velocity of the medium.
제5항에 있어서,
각 진동 차폐층에는 진동 감쇄 효과를 높이도록, 진동 차폐 구조가 적어도 하나 이상의 층으로 마련되고,
상기 진동 차폐 구조는 생체적합성을 갖는 재질의 재료를 이용해서 선형, 격자, 엠보, 불규칙 어레이 구조 중에서 어느 하나 이상의 구조로 마련되는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 5,
Each vibration shielding layer is provided with a vibration shielding structure of at least one or more layers so as to enhance the vibration damping effect,
The vibration shielding structure is an implantable medical device, characterized in that it is provided in any one or more of a linear, grating, embossed, irregular array structure using a material of biocompatible material.
제1항에 있어서,
상기 배터리로부터 공급되는 전력을 이용하여 신경을 자극하는 자극부,
신경을 자극하는 과정에서 전력 부하의 변동이나 생체정보를 감지하는 감지부,
관리단말과 무선 통신 방식으로 통신하는 통신부 및
상기 체내 이식형 의료기기에 마련된 각 장치의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 감지부에서 감지된 부하정보와 생체정보를 상기 관리단말로 전송하도록 제어하며,
상기 자극부와 감지부는 동시에 마련되거나, 또는 어느 하나만 마련되는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 1,
Stimulator for stimulating the nerve using the power supplied from the battery,
Sensing unit for detecting fluctuations in power load or biometric information in the process of stimulating nerves,
Communication unit for communicating with the management terminal in a wireless communication method and
Further comprising a control unit for controlling the driving of each device provided in the implantable medical device,
The control unit controls to transmit the load information and the biometric information detected by the detection unit through the communication unit,
The implantable medical device, characterized in that the stimulation unit and the sensing unit is provided at the same time, or only one.
제1항에 있어서,
상기 전력 전송기는 전기 에너지를 초음파 신호로 변환해서 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호를 전송하도록 제어하는 구동 제어부 및
상기 전력 수신부와 음향 임피던스를 매칭하는 매칭층을 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기.
The method of claim 1,
The power transmitter generates a ultrasonic signal by converting electrical energy into an ultrasonic signal, and a driving control unit for controlling to transmit the generated ultrasonic signal;
Intra-body implantable medical device comprising a matching layer for matching the acoustic impedance with the power receiver.
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