KR102162060B1 - Control system of implantable medical device and control method thereof - Google Patents

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Abstract

체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 체내에 이식되어 체내의 특정 부위를 자극하는 체내 이식형 의료기기, 무선 통신 방식으로 상기 체내 이식형 의료기기와 통신을 수행하여 상기 체내 이식형 의료기기의 구동을 제어하는 관리단말 및 상기 관리단말과 통신 가능하게 연결되고 환자의 질병을 치료하기 위한 각 파라미터에 대응되는 환자의 상태 정보를 분석하고, 분석된 정보를 상기 관리단말에 제공하는 관리서버를 포함하고, 상기 관리서버는 상기 환자의 상태정보에 포함된 전체 파라미터를 분석하며, 분석결과에 기초해서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하는 구성을 마련하여, 환자의 상태 정보에 기초해서 실시간으로 신경에 가해지는 자극을 조절함으로써, 질병으로 인한 증상을 완화하고, 치료 효과를 향상시키며, 환자를 안정화 상태로 유지할 수 있다. It relates to an implantable medical device control system and a control method thereof, comprising: an implantable medical device implanted in the body to stimulate a specific part of the body, and the implantable medical device communicates with the implantable medical device through a wireless communication method. A management terminal that controls the operation of a medical device and a management terminal that is communicatively connected to the management terminal and analyzes patient status information corresponding to each parameter for treating a patient's disease, and provides the analyzed information to the management terminal. The management server includes a management server, and the management server analyzes all parameters included in the patient's state information, and provides a configuration for changing a method of controlling stimulation applied to a specific part of the body based on the analysis result. By controlling the stimulation applied to the nerve in real time based on the state information of the patient, it is possible to alleviate the symptoms caused by the disease, improve the treatment effect, and keep the patient in a stable state.

Figure R1020180063017
Figure R1020180063017

Description

체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법{CONTROL SYSTEM OF IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}Intrabody implantable medical device control system and its control method {CONTROL SYSTEM OF IMPLANTABLE MEDICAL DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체내에 이식되어 체내의 특정 부위를 자극하는 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an implantable medical device control system and a control method thereof, and more particularly, to an implantable medical device control system and a control method thereof that are implanted into the body to stimulate a specific part of 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. In recent years, artificial organs such as pacemakers or cochlear implants, gastric stimulators, spinal cord stimulators, defibrillators, pacemakers, insulin pumps, foot drop implants, and deep brain to relieve or treat symptoms of various diseases. Various implantable medical devices such as Deep Brain Stimulation (DBS) are being developed.

그 중에서 심부 뇌 자극장치는 뇌의 특정 부위나 신경에 전기 자극을 가해서 뇌질환의 증상을 완화시키는 체내 이식형 의료기기이다.Among them, the deep brain stimulation device is an implantable medical device in the body that relieves symptoms of brain disease by applying electrical stimulation to specific parts of the brain or nerves.

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

상기 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.The control device is composed of a complex electronic circuit based on a microprocessor, a battery for driving for about 5 years, an RF transceiver for communication with the outside, etc., and titanium specially manufactured for stable operation for a long period in a living body. The basic structure of an artificial cardiac pacemaker, which is accommodated in a (Titanium) case and sealed by laser welding, is used as it is.

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, in the case of the deep brain stimulation device according to the prior art, the manufacturing cost of the control device is expensive and the size of the control device is increased, so that the implantation site has no choice but to descend to the chest. 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, the following patent document 1 and patent document 2 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. In Patent Document 1, a rotating magnetic field is formed by a rotating magnetic field disk provided inside a hat worn by a patient, and induced power is generated by an induction coil plate fixed to the lower part of the patient's scalp so as to combine with the formed rotating magnetic field. A configuration of a deep brain stimulation device capable of correcting abnormal motor and sensory functions using electric power wirelessly supplied from the outside of the human body is described to drive the electrode implanted in the 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 Document 2 includes an internal device implanted on the scalp and an external device that supplies power to the internal device by a wireless power transmission method, and the wireless power transmitter of the external device is an external device in which a magnetic field is induced by power supplied from a battery. The coil and the external magnet are wound, and the wireless power receiving unit of the internal device has an inner coil aligned with the outer coil and an inner magnet wound with the inner coil so that AC power is formed by a magnetic field induced in the outer coil. Including, and as the external magnet is attached to the internal magnet, the external coil and the internal coil are aligned, and by combining the external device with the internal device, the wireless power transmission function is combined to avoid reoperation due to battery consumption. Stimulation system configuration is described.

대한민국 특허 등록번호 제10-0877228호(2008년 12월 26일 공고)Korean Patent Registration No. 10-0877228 (announced on December 26, 2008) 대한민국 특허 등록번호 제10-1662594호(2016년 10월 6일 공고)Korean patent registration number 10-1662594 (announced on October 6, 2016)

상기한 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 Patent Document 1 and Patent Document 2 is applied, is a magnetic induction method between the rotating magnetic field disk and the induction coil plate provided in the external device and the internal device. Generates and transmits power to the body's devices.

인체 내부로 전력을 무선으로 전송하는 기술로 현재까지 여러 가지 방식이 시도되고 있으며, 크게 전자기파를 이용하는 전자기(Electromagnetic) 유도 방식 및 전자기 공명 방식과 전자기파 방식, 무선 주파수(Radio Frequency)를 이용하는 RF 방식, 그리고 초음파를 이용하는 초음파 방식이 있다.As a technology that transmits power wirelessly into the human body, various methods have been tried so far, and largely, an electromagnetic induction method using electromagnetic waves, an electromagnetic resonance method and an electromagnetic wave method, an RF method using a radio frequency, And there is an ultrasonic method 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 power transmission device using electromagnetic induction is composed of a charging matrix that generates charging power using an external power source, and a power receiving module that receives charging power through an electromagnetic induction phenomenon from the charging matrix, and is commercialized with a high advantage in efficiency. It 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 the electromagnetic wave rapidly decreases to the extent that the transmitted energy is inversely proportional to the distance square according to the distance in the air, the power transmission device using electromagnetic induction is limited to the use of the charging matrix and the power receiving module within a few centimeters from each other. .

이로 인해, 종래기술에 따른 전자기 유도방식을 이용한 무선 전력 전송 기술이 적용된 심부 뇌 자극 장치는 체내 장치에서의 부하 변동과 무관하게, 체외 장치에서 지속적으로 전력을 전송함에 따라, 체외 장치에 마련된 배터리의 전력이 소모되기 때문에, 전력 효율이 저하되는 문제점이 있었다. For this reason, the deep brain stimulation device to which the wireless power transmission technology using the electromagnetic induction method according to the prior art is applied continuously transmits power from the external device regardless of the load fluctuation in the internal device, so that the battery provided in the external device is Since power is consumed, there is a problem in that power efficiency is lowered.

또, 인체에 내장되는 전자기파 방식의 전력 수신기를 적용하는 경우, 특정 주파수 대역에 대한 안테나로 작용함에 따라, 해당 대역의 주파수를 이용하는 외부 전자기파 잡음이 존재할 경우 EMI(Electromagnetic Interface) 간섭에 의한 오작동이 발생하는 문제점이 있었다. In addition, when an electromagnetic wave type power receiver built into the human body is applied, it acts as an antenna for a specific frequency band, and malfunctions due to electromagnetic interface (EMI) interference occur when external electromagnetic wave noise using the frequency of the band is present. There was a problem.

또한, 전자기파 방식은 송신부에서 전자기파를 발생시키면 수신부에서 안테나와 정류기를 조합한 복수의 렉테나를 이용해서 전자기파를 수신하여 전력으로 변환함에 따라, 먼 거리까지 전력을 전송할 수 있으나, 수율이 낮고 전자기파 자체가 인체에 유해하다는 문제점이 있었다. In addition, in the electromagnetic wave method, when the transmitter generates electromagnetic waves, the receiver receives the electromagnetic waves using a plurality of rectennas combined with an antenna and a rectifier, and converts them into power, so that power can be transmitted over a long distance. There was a problem that it was harmful to the human body.

그리고 상기 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.In addition, the power transmission device using the radio frequency collects energy of RF having a very long propagation distance, and supplies power to an electronic device or a sensor. RF exists in the air, and its propagation distance is very wide. However, RF has a problem that the energy density itself is low or the amount of energy is small after energy conversion.

상기 초음파 무선 전력 전송 방식은 강유전체의 압전효과를 이용한다. The ultrasonic wireless power transmission method uses a piezoelectric effect of a ferroelectric.

즉, 압전체의 양단에 기계적인 외력인 압축력이나 인장력을 가하면 전기가 생성되며, 반대로 전기장을 가하면 수축이나 이완의 변위가 발생하는데, 후자를 이용하면 초음파를 발생 시킬수 있고, 전자를 사용하면 발생된 초음파 압력에 의해서 전기를 발생할 수 있다. In other words, when a compressive force or tensile force, which is a mechanical external force, is applied to both ends of a piezoelectric body, electricity is generated, and when an electric field is applied on the contrary, the displacement of contraction or relaxation occurs.The latter can generate ultrasonic waves, and the former can generate ultrasonic waves Electricity can be generated by pressure.

따라서 초음파 무선 전력 전송 방식은 이러한 압전현상을 이용해서 외부에서 초음파를 생성하여 인체 내부로 전송한 후, 내부의 압전체로 구성된 초음파 수신기가 음향에너지(초음파)를 전기에너지로 만들어 전력을 전송하는 방식이다. Therefore, the ultrasonic wireless power transmission method uses this piezoelectric phenomenon to generate ultrasonic waves from the outside and transmits them to the inside of the human body, and then an ultrasonic receiver composed of an internal piezoelectric substance converts acoustic energy (ultrasonic waves) into electrical energy to transmit power. .

초음파는 음파(sound wave)이기 때문에, 빛과 달리 전파되기 위해서는 매질이 필요하며 매질층의 특성에 따라 전달 속도에 차이가 난다. Since ultrasonic waves are sound waves, unlike light, a medium is required to propagate, and the transmission speed varies depending on the characteristics of the medium layer.

인체 조직은 70%가 수분이므로, 신체 내에서 초음파의 전달 속도는 물에서의 전달 속도와 유사한 값을 갖는다. Since 70% of human tissue is water, the transmission rate of ultrasonic waves within the body has a value similar to that of water.

이와 같은 이유로 초음파는 의료 분야에서 안전성이 입증되어 환자 진료 및 의료기기에 적용되어 사용하고 있다.For this reason, ultrasound has been proven to be safe in the medical field and has been applied to patient treatment and medical devices.

이러한 초음파는 초음파 장치로부터 발생되는 음향 진동이 매질과의 송신 매칭층을 진동시키고, 진동을 수진하는 매칭층을 통해서 압전 기계 에너지가 수신 장치로 전달되면 무선 전력을 사용이 가능하다. In such ultrasonic waves, when acoustic vibration generated from the ultrasonic device vibrates the transmission matching layer with the medium, and piezoelectric mechanical energy is transmitted to the receiving device through the matching layer that receives the vibration, wireless power can be used.

이와 같은 특징을 갖는 초음파를 이용한 전력 전송 장치는 초음파를 발생하는 송신장치와, 발생된 초음파를 수신하는 수신장치로 구성된다. A power transmission device using ultrasonic waves having the above characteristics includes a transmitting device that generates ultrasonic waves and a receiving device that receives the generated ultrasonic waves.

상기 초음파를 이용한 전력 전송 장치는 물속 또는 인체 피부 등 다양한 매질에서 사용될 수 있으나, 물속 또는 인체 피부와 같은 매질에 의해 송신 장치 및 수신 장치가 서로 떨어져 있는 경우, 초음파 송신 및 수신 장치간의 전력 전송 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. The power transmission device using ultrasonic waves can be used in various media such as underwater or human skin, but when the transmitting device and the receiving device are separated from each other by a medium such as water or human skin, power transmission efficiency between the ultrasonic transmitting and receiving devices is reduced. There was a falling problem.

따라서 초음파를 이용해서 무선으로 체내 장치에 전력을 공급하고, 전력 전송 효율의 저하를 방지할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다. Therefore, there is a demand for the development of a technology capable of wirelessly supplying power to internal devices using ultrasonic waves and preventing a decrease in power transmission efficiency.

한편, 종래기술에 따른 심부 뇌 자극장치는 의사나 제조사에서 미리 설정된 프로그램에 따라 뇌와 신경을 자극하도록 제조된다. Meanwhile, the deep brain stimulation apparatus according to the prior art is manufactured to stimulate the brain and nerves according to a program set in advance by a doctor or manufacturer.

따라서 종래기술에 따른 심부 뇌 자극장치는 의사나 제조사의 경험에 의존함에 따라, 환자별로 다양한 증상 및 진행 정도에 따라 적절하게 치료하기에 한계가 있었다. Therefore, the deep brain stimulation apparatus according to the prior art has limitations in appropriately treating according to various symptoms and progression levels for each patient, depending on the experience of a doctor or manufacturer.

이로 인해, 질병을 가진 환자의 실제 증상이나 진행 정도에 따라 약물과 자극 강도를 적절하게 조절해서 질병으로 인한 증상을 완화하고 치료 효과를 극대화할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다. For this reason, there is a need to develop a technology that can alleviate symptoms and maximize therapeutic effects by appropriately controlling the intensity of drugs and stimulation according to the actual symptoms or progression of the patient with the disease.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 체외에서 초음파를 이용해서 체내에 이식된 체내 장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있는 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an implantable medical device control system and a control method thereof capable of wirelessly transmitting power to an implanted body device in the body using ultrasound outside the body. will be.

본 발명의 다른 목적은 질병을 가진 환자의 증상 및 진행 정도 등을 판단하기 위한 다양한 파라미터를 분석하고, 분석결과를 실시간으로 반영해서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절할 수 있는 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to analyze various parameters for determining symptoms and progression of a patient with a disease, and reflect the analysis result in real time to control stimulation applied to a specific part of the body. It is to provide a control system and a control method thereof.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 체내 이식형 의료기기 제어시스템은 체내에 이식되어 체내의 특정 부위를 자극하는 체내 이식형 의료기기, 무선 통신 방식으로 상기 체내 이식형 의료기기와 통신을 수행하여 상기 체내 이식형 의료기기의 구동을 제어하는 관리단말 및 상기 관리단말과 통신 가능하게 연결되고 환자의 질병을 치료하기 위한 각 파라미터에 대응되는 환자의 상태 정보를 분석하고, 분석된 정보를 상기 관리단말에 제공하는 관리서버를 포함하고, 상기 관리서버는 상기 환자의 상태정보에 포함된 전체 파라미터를 분석하며, 분석결과에 기초해서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the implantable medical device control system according to the present invention includes an implantable medical device implanted into the body to stimulate a specific part of the body, and the implantable medical device and the implantable medical device through a wireless communication method. A management terminal that controls the operation of the implantable medical device by performing communication, and a management terminal that is communicatively connected to the management terminal and analyzes patient status information corresponding to each parameter for treating a patient's disease, and analyzed information And a management server that provides the management terminal, wherein the management server analyzes all parameters included in the patient's status information, and changes a method of controlling stimulation applied to a specific part of the body based on the analysis result. Characterized in that.

본 발명은 체외에서 초음파를 이용한 무선 전력 전송 방식으로 상기 체내 이식형 의료기기에 전력을 전송하는 전력 전송기 및 상기 관리단말과의 통신을 통해 환자에게 처방된 약물 정보를 수신하고, 해당 약물의 복용정보 및 환자의 상태정보를 감지해서 감지정보를 상기 체내 이식형 의료기기 및 관리서버로 전송하는 환자단말을 더 포함하고, 상기 관리단말은 통신 가능하게 연결되는 검사장비 및 상기 환자단말에서 수신된 감지정보 및 검사정보에 기초해서 상기 체내 이식형 의료기기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a power transmitter that transmits power to the implantable medical device in a wireless power transmission method using ultrasound outside the body, and receives drug information prescribed to a patient through communication with the management terminal, and dose information of the corresponding drug. And a patient terminal that senses the patient's state information and transmits the detection information to the implantable medical device and the management server, wherein the management terminal is a test equipment that is communicatively connected and the detection information received from the patient terminal. And controlling driving of the implantable medical device based on the test information.

상기 관리서버는 분석결과에 따라 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하고, 변경된 방법에 따라 시뮬레이션을 수행하여 치료 효과를 예측해서 자극 조절 방법을 선택하며, 선택된 자극 조절 방법을 상기 관리단말에 제공하고, 상기 관리단말은 상기 관리서버에서 제공된 자극 조절 방법에 따라 환자를 안정화 상태로 유지하도록 상기 체내 이식형 의료기기에 의한 자극을 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The management server changes the method of controlling stimulation applied to a specific part of the body according to the analysis result, predicts the treatment effect by performing a simulation according to the changed method, and selects a stimulation control method, and the selected stimulation control method It is provided to a management terminal, and the management terminal is characterized in that controlling the stimulation by the implantable medical device in the body to keep the patient in a stable state according to the stimulation control method provided by the management server.

상기 관리단말은 수신된 환자의 상태정보 중에서 혈압, 체온, 심박수를 포함하는 바이탈 사인정보를 이용해서 환자의 상태에 대한 기본적인 검사를 수행하고, 검사결과 정상 상태이면, 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The management terminal performs a basic test on the patient's condition using vital sign information including blood pressure, body temperature, and heart rate among the received patient's condition information, and if the test result is in a normal state, stimulation applied to a specific part of the body It characterized in that the control to adjust.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 체내 이식형 의료기기 제어시스템의 제어방법은 (a) 체내 이식형 의료기기에서 체외의 전력 전송기로부터 무선 전력 전송 방식으로 전송된 전력을 이용해서 체내의 특정 부위를 자극하는 단계, (b) 관리서버에서 환자의 질병을 치료하기 위한 각 파라미터에 대응되는 환자의 상태 정보를 분석하는 단계 및 (c) 관리단말에서 상기 관리서버에서 분석된 결과에 기초해서 전체 파라미터에 대해 미리 설정된 기준치를 만족하도록 상기 체내 이식형 의료기기에서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하도록 제어하는 단계를 포함하고, 상기 관리서버는 상기 환자의 상태정보에 포함된 전체 파라미터를 분석하며, 분석결과에 기초해서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the control method of the implantable medical device control system according to the present invention includes (a) the power transmitted by the wireless power transmission method from the external power transmitter in the implantable medical device. Stimulating a specific part of the body by using (b) analyzing the patient's condition information corresponding to each parameter for treating the patient's disease in the management server, and (c) analyzing the patient's state information in the management server at the management terminal. And controlling the stimulus applied to a specific part of the body in the implantable medical device to satisfy a predetermined reference value for all parameters based on the result, and the management server is included in the state information of the patient. It is characterized in that the entire parameter is analyzed and the method of controlling the stimulation applied to a specific part of the body is changed based on the analysis result.

본 발명은 (d) 상기 관리단말에서 상기 환자의 상태정보 중에서 혈압, 체온, 심박수를 포함하는 바이탈 사인정보를 이용해서 환자의 상태에 대한 기본적인 검사를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that it further comprises the step of (d) performing a basic examination of the patient's condition using vital sign information including blood pressure, body temperature, and heart rate among the patient's condition information at the management terminal.

본 발명은 (e) 상기 관리서버에서 상기 관리단말로부터 지속적으로 상기 환자의 상태정보를 수신하고, 수신된 환자의 상태 정보와 질병 정보 및 치료 정보를 분석해서 자극 조절 방법을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes the step of (e) continuously receiving status information of the patient from the management terminal in the management server, analyzing the received patient status information, disease information, and treatment information to change the stimulation control method. Characterized in that.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법에 의하면, 환자의 상태 정보와 질병 정보 및 치료 정보를 분석해서 최적의 자극 조절 방법을 선택하여 실시간으로 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the implantable medical device control system and the control method thereof according to the present invention, by analyzing the patient's condition information, disease information, and treatment information, the optimal stimulation control method is selected to The effect of being able to control the stimulation applied to the body is obtained.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 환자의 상태 정보에 기초해서 실시간으로 자극을 조절함으로써, 질병으로 인한 증상을 완화하고, 치료 효과를 향상시키며, 환자를 안정화 상태로 유지할 수 있다는 효과가 얻어진다. As described above, according to the present invention, by controlling the stimulation in real time based on the state information of the patient, it is possible to alleviate the symptoms caused by the disease, improve the treatment effect, and obtain the effect of maintaining the patient in a stable state.

그리고 본 발명에 의하면, 환자의 상태정보에 따라 실시간으로 자극을 조절함으로써, 뇌파의 안정화 상태를 유지하는 시간을 증가시켜 환자의 만족도를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. In addition, according to the present invention, by controlling the stimulation in real time according to the patient's state information, it is possible to increase the time to maintain the stabilization state of the brain wave, thereby improving the patient's satisfaction.

또한, 본 발명에 의하면, 환자의 상태정보 중에서 혈압, 체온, 심박수를 포함하는 바이탈 사인정보를 이용해서 환자의 상태에 대한 기본적인 검사를 수행하고, 검사 결과에 따라 자극을 조절할 수 있다는 효과가 얻어진다.In addition, according to the present invention, it is possible to perform a basic examination on the patient's condition by using vital sign information including blood pressure, body temperature, and heart rate among the patient's condition information, and to control stimulation according to the test result. .

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치 제어시스템의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 도시된 심부 뇌 자극장치의 분해도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치 제어시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도. 1 is a configuration diagram of a deep brain stimulation device control system according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is an exploded view of the deep brain stimulation device shown in FIG. 1;
3 is a flowchart for explaining step-by-step a method of controlling a system for controlling a deep brain stimulation device according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, an implantable medical device control system and a control method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 체내 이식형 의료기기 및 검사장비를 이용해서 환자의 질병을 치료하기 위한 다양한 파라미터의 검사결과를 분석하고, 분석결과를 실시간으로 반영해서 신경에 가해지는 자극을 조절한다.The present invention analyzes test results of various parameters for treating a patient's disease using implantable medical devices and test equipment, and adjusts stimulation applied to nerves by reflecting the analysis results in real time.

이에 따라, 본 발명은 체내 이식형 의료기기를 이용한 환자의 증상을 완화하고, 치료 효과를 극대화할 수 있다. Accordingly, the present invention can alleviate the symptoms of a patient using an implantable medical device in the body and maximize the therapeutic effect.

본 실시 예에서는 체내 이식형 의료기기 중에서 심부 뇌 자극장치를 이용해서 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, a deep brain stimulation device is used among implantable medical devices, but the present invention is not limited thereto.

즉, 본 발명은 체내 장치를 이식해서 체내의 특정 부위를 자극하여 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 의료기기 제어시스템에 적용될 수도 있음에 유의하여야 한다.That is, the present invention implants a device in the body to stimulate a specific part of the body to alleviate or treat symptoms of various diseases, such as artificial organs, cochlear implants, gastric stimulators, spinal cord stimulators, defibrillators, It should be noted that it may be applied to a variety of implantable medical device control systems such as pacemakers, insulin pumps, and foot drop implants.

또한, 본 실시 예에서는 초음파 무선 충전 방식을 이용해서 무선으로 전력을 전송해서 심부 뇌 자극장치에 전원을 공급하는 것으로 설명하나, 본 발명은 초음파 무선 충전 방식뿐만 아니라, 전자기파 방식이나 무선 주파수 방식을 이용해서 전력을 공급하도록 변경될 수도 있다.In addition, in the present embodiment, power is supplied to the deep brain stimulation device by transmitting power wirelessly using an ultrasonic wireless charging method, but the present invention uses an electromagnetic wave method or a radio frequency method as well as an ultrasonic wireless charging method. It can also be changed to supply power.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치 제어시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a system for controlling a deep brain stimulation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치 제어시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 두피 내부에 이식되어 뇌와 신경을 자극하는 심부 뇌 자극장치(10), 심부 뇌 자극장치(10)의 구동을 제어하는 관리단말(30) 및 관리단말(30)과 통신 가능하게 연결되고 환자의 질병을 치료하기 위한 다양한 파라미터에 대응되는 환자의 상태 정보를 분석하고, 분석된 정보를 관리단말(30)에 제공하는 관리서버(40)를 포함한다. The deep brain stimulation device control system according to a preferred embodiment of the present invention includes a deep brain stimulation device 10 and a deep brain stimulation device 10 implanted inside the scalp to stimulate the brain and nerves. The management terminal 30 that controls the driving and the management terminal 30 are communicatively connected and analyze the patient's state information corresponding to various parameters for treating the patient's disease, and the analyzed information management terminal 30 It includes a management server 40 provided to.

그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치 제어시스템은 체외에서 초음파를 이용한 무선 전력 전송 방식으로 심부 뇌 자극장치(10)에 전력을 전송하는 전력 전송기(20) 및 관리단말(30)과의 통신을 통해 환자에게 처방된 약물 정보를 수신하고, 약물의 복용 정보와 환자의 상태를 감지한 감지 정보를 심부 뇌 자극장치(10) 및 관리서버(40)로 전송하는 환자단말(50)을 더 포함할 수 있다. In addition, the deep brain stimulation device control system according to a preferred embodiment of the present invention includes a power transmitter 20 and a management terminal 30 that transmit power to the deep brain stimulation device 10 in a wireless power transmission method using ultrasonic waves from outside the body. The patient terminal 50 that receives drug information prescribed to the patient through communication of the patient, and transmits the drug dose information and the sensing information of the patient's state to the deep brain stimulation device 10 and the management server 40 It may contain more.

전력 전송기(20)는 상용전원을 공급받아 전기 에너지를 미리 설정된 주파수의 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 심부 뇌 자극장치(10)로 전송하는 초음파 트랜스듀서(ultrasonic transducer)로 마련될 수 있다. The power transmitter 20 may be provided as an ultrasonic transducer that receives commercial power, converts electrical energy into an ultrasonic signal having a preset frequency, and transmits the converted ultrasonic signal to the deep brain stimulation device 10. have.

이를 위해, 전력 전송기(20)는 전기 에너지를 초음파 신호로 변환해서 초음파 신호를 발생하고, 발생한 초음파 신호를 전송하도록 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.To this end, the power transmitter 20 may include a driving control unit that converts electrical energy into an ultrasonic signal to generate an ultrasonic signal, and controls to transmit the generated ultrasonic signal.

이러한 전력 전송기(20)에는 아래에서 설명할 심부 뇌 자극장치(10)의 전력 수신부(11)와 음향 임피던스를 매칭하기 위한 매칭층이 마련될 수 있다.The power transmitter 20 may be provided with a matching layer for matching the power receiver 11 and the acoustic impedance of the deep brain stimulation device 10 to be described below.

관리단말(30)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 전송하며 심부 뇌 자극장치(10)의 프로그램을 변경하거나 업데이트할 수 있다. The management terminal 30 receives operation state information of the deep brain stimulation device 10 and information sensed by the deep brain stimulation device 10 through communication with the deep brain stimulation device 10, and receives the deep brain stimulation device 10 ), and a program of the deep brain stimulation device 10 may be changed or updated.

이를 위해, 관리단말(30)은 관리서버(40)와의 통신 및 심부 뇌 자극장치(10)와의 무선 통신이 가능하도록 통신유닛(도면 미도시)을 포함할 수 있다. To this end, the management terminal 30 may include a communication unit (not shown) to enable communication with the management server 40 and wireless communication with the deep brain stimulation device 10.

이러한 관리단말(30)은 병원에서 의사가 처방된 약물이나 환자의 상태에 관한 각종 정보를 확인하고, 환자에 대한 약물을 처방하며, 심부 뇌 자극장치(10)를이용한 자극을 조절하도록 제어하는 의사단말로 마련될 수 있다. Such a management terminal 30 is a doctor who checks various information about a drug prescribed by a doctor or a patient's condition in a hospital, prescribes a drug for the patient, and controls the stimulation to be controlled using the deep brain stimulation device 10. It can be provided as a terminal.

이와 함께, 관리단말(30) 및 관리서버(40)는 환자의 혈압이나 체온, 근전도, 심전도, 뇌전도 등 환자의 상태를 검사하기 위한 각종 검사장비(31)와도 통신 가능하게 연결되고, 각 검사장비(31)의 검사 결과를 실시간으로 전달받을 수 있다. In addition, the management terminal 30 and the management server 40 are also communicatively connected with various test equipment 31 for examining the patient's condition such as blood pressure, body temperature, electromyography, electrocardiogram, and electroencephalogram, and each test equipment The test results of (31) can be delivered in real time.

이에 따라, 관리단말(30)은 관리서버(40)에서 분석된 분석정보를 수신하고, 수신된 분석정보에 따라 심부 뇌 자극장치(10)를 구동하는 구동 프로그램을 변경, 수정, 업데이트할 수 있다. Accordingly, the management terminal 30 may receive the analysis information analyzed by the management server 40, and change, modify, and update a driving program that drives the deep brain stimulation device 10 according to the received analysis information. .

그리고 관리단말(30)은 무선 전력 전송 방식으로 전력을 전송하는 과정에서 전력 전송기(20)의 구동을 제어할 수 있다. In addition, the management terminal 30 may control the driving of the power transmitter 20 in a process of transmitting power through a wireless power transmission method.

관리서버(40)는 관리단말(30), 각 검사장비(31) 및 환자단말(50)과 근거리 통신망이나 이동통신망을 통해 통신 가능하게 연결되고, 환자의 질병을 치료하기 위한 다양한 파라미터에 대응되는 검사정보를 분석한다. The management server 40 is communicatively connected to the management terminal 30, each test equipment 31, and the patient terminal 50 through a local area communication network or a mobile communication network, and corresponds to various parameters for treating a patient's disease. Analyze inspection information.

예를 들어, 관리서버(40)는 관리단말(30) 및 각 검사장비(31)와 환자단말(50)로부터 수신된 환자의 상태정보에 포함되는 각 파라미터를 복수의 그룹으로 분류하고, 분류된 각 그룹 또는 파라미터에 대해 우선 순위를 부여하며, 부여된 우선 순위에 따라 전체 파라미터에 대해 미리 설정된 기준치를 만족시켜 환자의 상태를 안정화 상태로 유지하도록 제어할 수 있다. For example, the management server 40 classifies each parameter included in the state information of the patient received from the management terminal 30 and each examination equipment 31 and the patient terminal 50 into a plurality of groups, and the classified Priority is given to each group or parameter, and control to maintain the patient's state in a stable state by satisfying a preset reference value for all parameters according to the assigned priority.

예를 들어, 표 1은 파킨슨병 환자와 관련된 파라미터 테이블이다. For example, Table 1 is a table of parameters related to Parkinson's disease patients.

그룹group 파라미터parameter 측정/감지 방법Measurement/Detection Method 약물 정보 그룹Drug information group 처방된 약물 정보,
약물 복용 정보,
음식, 건강식품 섭취정보Prescribed medication information,
Medication information,
Food, health food intake information 관리단말
환자단말
환자단말Management terminal
Patient terminal
Patient terminal 생체 정보 그룹 Biometric information group 혈압, 체온, 심박수 등Blood pressure, body temperature, heart rate, etc. 검사장비, 감지센서Inspection equipment, detection sensor 증상 정보 그룹Symptom information group 통증, 떨림 등의 증상 Symptoms such as pain and tremor 관리단말, 환자단말Management terminal, patient terminal 뇌파 정보 그룹EEG information group 뇌전도, 심전도, 근전도 등EEG, ECG, EMG, etc. 검사장비, 감지센서Inspection equipment, detection sensor 보행 정보 그룹Walking information group 보행, 회전, 보행 동결 정보Walk, turn, walk freeze information 검사장비, 환자단말Inspection equipment, patient terminal 환경 정보 그룹Environmental Information Group 주변 환경 변화 정보Information on changes in the surrounding environment 검사장비, 환자단말Inspection equipment, patient terminal 자율 신경 정보 그룹Autonomic Information Group 수면 시간, 수면 상태Sleep time, sleep state 검사장비, 감지센서Inspection equipment, detection sensor 운동 정보 그룹Exercise information group 일상 생활 중 운동 시간,
비운동 시간 정보Exercise time during daily life,
Non-exercise time information 검사장비, 환자단말Inspection equipment, patient terminal 타 질병 정보 그룹 Other Disease Information Group 타 질병으로 인한 통증,
증상 정보Pain from other diseases,
Symptom information 관리단말, 환자단말Management terminal, patient terminal

환자의 상태정보는 파킨슨 병과 관련된 파라미터뿐만 아니라, 환자가 섭취한 음식 등의 정보, 환자의 운동이나 수면 정보, 주변 환경 변화와 관련한 운동 정보 등 다양한 파라미터들을 포함할 수 있다. The patient's state information may include not only parameters related to Parkinson's disease, but also various parameters such as information on food consumed by the patient, information on exercise or sleep of the patient, and exercise information related to changes in the surrounding environment.

예를 들어, 관리서버(40)는 환자의 상태정보에 포함되는 다양한 파라미터들을 표 1에 기재된 바와 같이, 환자에게 처방된 약물 정보 및 약물의 복용 정보, 환자가 섭취한 음식이나 건강식품 섭취정보를 포함하는 약물 정보 그룹, 혈압이나 체온, 심박수 등 환자의 생체 신호를 감지한 생체 정보 그룹, 환자의 통증이나 떨림이나 증상을 감지한 증상 정보 그룹, 환자의 뇌파를 측정한 뇌전도, 심전도, 근전도 등을 포함하는 뇌파 정보 그룹, 환자의 보행, 회전, 보행 동결 정보를 포함하여 보행 상태를 감지한 보행 정보 그룹, 주변 환경 변화에 따른 운동 상태를 감지한 환경 정보 그룹, 수면 시간이나 수면 상태 등 자율 신경 계통의 정보를 감지한 자율 신경 정보 그룹, 일상 생활 중 운동 시간와 질병으로 인한 비운동 시간 정보를 포함하는 운동 정보 그룹, 혈압, 당뇨 등 환자의 기저질환 및 감기나 두통 등 비 일상적으로 발생한 다른 질환을 포함한 타 질병 정보를 포함하는 타 질병 정보 그룹 등을 포함하는 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.For example, the management server 40 stores various parameters included in the patient's state information, as described in Table 1, information about drugs prescribed to a patient, information about taking drugs, and information about food or health food consumed by the patient. Includes a drug information group, a biometric information group that detects a patient's vital signs such as blood pressure, body temperature, and heart rate, a symptom information group that detects a patient's pain or tremor or symptoms, an electroencephalogram, an electrocardiogram, and an electromyogram that measures the patient's EEG. Includes EEG information group, a gait information group that detects a gait status including information about a patient's gait, rotation, and gait freezing, an environmental information group that detects an exercise status according to changes in the surrounding environment, and autonomic nervous system such as sleep time or sleep status Including the autonomic nervous information group that detected the information of the patient, the exercise information group that includes information about the time of exercise and non-exercise time due to disease during daily life, the underlying disease of the patient such as blood pressure and diabetes, and other non-routine diseases such as cold or headache It can be divided into a plurality of groups including other disease information groups including other disease information.

일 예로서, 상기 보행 정보 그룹은 환자가 일상 생활을 보행 주기 및 보폭을 포함한 보행 상태를 감지한 보행(gait) 정보, 보행시 회전 상태를 감지하는 회전 정보, 보행시 도로나 골목의 폭 변화 등을 포함한 특정 상황 발생시 보행 동결(gait freeae) 상태를 감지하는 보행 동결 정보를 포함할 수 있다. As an example, the gait information group includes gait information that detects a gait state including a gait cycle and a stride length of a patient in daily life, rotation information that detects a rotation state when walking, a change in the width of a road or alley when walking, etc. It may include gait freeze information that detects a gait freeae state when a specific situation occurs, including.

그리고 관리서버(40)는 구분된 각 그룹에 우선순위를 부여하고, 각 파라미터에 대한 검사 또는 감지정보를 분석해서 수치화하며, 환자를 안정화 상태로 유지하도록 부여된 우선 순위에 따라 수치화된 각 정보를 분석한 분석정보를 관리단말(30) 및 환자단말(50)에 제공할 수 있다.In addition, the management server 40 assigns priority to each of the divided groups, analyzes and quantifies the test or detection information for each parameter, and stores each numerical information according to the priority given to keep the patient in a stable state. The analyzed analysis information can be provided to the management terminal 30 and the patient terminal 50.

예를 들어, 관리서버(40)는 환자에게 투여되는 약물의 정보 및 복용 정보와 각 약물에 대한 상대적인 역가 정보, 환자에게 처방된 약물의 복용 시기, 주기 및 복용량을 포함하는 처방정보, 환자에게 처방된 약물 및 해당 약물 이외에 타 약물과의 상호작용(interaction) 정보, 그리고 처방된 약물과 음식 또는 건강 기능식품과의 상호작용 정보를 저장하고 관리하며, 저장된 정보를 관리단말(30) 및 환자단말(50)에 제공할 수 있다.For example, the management server 40 includes information and dose information of drugs administered to a patient and relative potency information for each drug, prescription information including timing, period and dose of drugs prescribed to the patient, and prescription information to the patient. It stores and manages information on interactions with other drugs other than the drug and the drug, and interaction information between the prescribed drug and food or health functional food, and stores the stored information on the management terminal 30 and the patient terminal ( 50) can be provided.

상기 약물 정보는 환자에게 처방된 약물별의 명칭, 각 약물의 복용 시기와 복용 주기, 일별 복용량 및 1회당 복용량 정보를 포함할 수 있다. The drug information may include the name of each drug prescribed to the patient, the time and period of administration of each drug, the daily dose and the dose per dose.

상기 약물의 복용 정보는 실제 환자가 약물을 복용한 정보로서, 사용자는 상기 약물 정보에 포함된 각 정보에 대해 환자단말(50)의 화면을 터치 조작해서 해당 약물의 복용 여부를 체크할 수 있다. The drug dose information is information that the patient actually takes the drug, and the user can check whether or not to take the drug by touching the screen of the patient terminal 50 for each information included in the drug information.

그리고 관리서버(40)는 식품의약품안전처 등의 정부기관에서 관리하는 의약품 정보관리 서버(도면 미도시)와의 통신을 통해 각 약품 및 관련 정보를 실시간으로 업데이트할 수 있다. In addition, the management server 40 may update each drug and related information in real time through communication with a drug information management server (not shown) managed by a government agency such as the Ministry of Food and Drug Safety.

또한, 관리서버(40)는 타 병원이나 연구소 등의 서버와 통신을 통해 해당 질병에 대한 치료 정보 및 연구 정보를 수집하고, 수집된 정보를 반영해서 분석할 수 있다. In addition, the management server 40 may collect treatment information and research information for a corresponding disease through communication with servers such as other hospitals or research institutes, and analyze the collected information by reflecting the collected information.

따라서 관리서버(40)는 파킨슨 병을 치료하기 위해 환자에게 처방된 약물, 즉 도파민 제제의 투여량, 예컨대 레보도파 투여량(levodopa dose)을 관리할 수 있다. Therefore, the management server 40 may manage a dose of a drug, that is, a dopamine formulation, such as a levodopa dose, prescribed to a patient to treat Parkinson's disease.

또, 관리서버(40)는 처방된 약물과 함께, 환자의 다른 질병, 예컨대 당뇨병이나 고혈압과 같은 기저질환이나 감기나 복통 과 같은 비 일상적 질병을 치료하기 위해 처방된 약물의 상호 작용 정보에 따라 각 약물의 복용 방법을 안내하거나 처방을 방지하도록 안내할 수 있다. In addition, the management server 40, along with the prescribed drugs, according to the interaction information of the drugs prescribed to treat other diseases of the patient, for example, underlying diseases such as diabetes or high blood pressure, or unusual diseases such as cold or abdominal pain. They can guide you how to take your medication or prevent prescriptions.

또한, 관리서버(40)는 처방된 약물과 음식 또는 건강기능식품과의 상호작용 정보에 따라 섭취 권장 음식 또는 건강기능식품과 섭취 금지 음식 또는 건강기능식품을 구분해서 안내할 수 있다. In addition, the management server 40 may guide the information on the interaction between the prescribed drug and the food or the health functional food by dividing the recommended food or the health functional food and the prohibited food or the health functional food.

이에 따라, 의사는 환자의 상태 정보에 포함된 각 파라미터의 변화, 예컨대 질병의 정도 변화나 타 질환의 발생 여부 등을 확인하고, 관리단말(30)은 의사의 조작에 따라 관리서버(40)와의 통신을 통해 부여된 우선 순위를 변경할 수 있다. Accordingly, the doctor checks the change of each parameter included in the patient's state information, for example, a change in the degree of a disease or the occurrence of other diseases, and the management terminal 30 interacts with the management server 40 according to the operation of the doctor. Priorities given through communication can be changed.

또한, 관리단말(30)는 통증이나 증상의 완화 등 환자가 요청하는 우선 순위에 따라 각 파라미터의 우선 순위를 변경할 수도 있다. In addition, the management terminal 30 may change the priority of each parameter according to the priority requested by the patient, such as relief of pain or symptoms.

한편, 본 실시 예에서는 관리서버(40)에서 기본적인 우선순위를 부여하고, 관리단말(30)에서 부여된 우선 순위에 따라 뇌와 신경에 가해지는 자극을 조절하며, 우선 순위를 변경하도록 제어하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. On the other hand, in this embodiment, the management server 40 gives basic priority, controls the stimulation applied to the brain and nerves according to the priority given by the management terminal 30, and controls to change the priority. Although described, the present invention is not necessarily limited thereto.

즉, 본 발명은 휴대단말(50)에서 각 파라미터에 대해 부여된 우선순위를 변경하고, 부여된 우선순위에 따라 뇌와 신경의 자극을 조절하도록 변경될 수 있다. That is, the present invention can be modified to change the priority given to each parameter in the mobile terminal 50 and to control stimulation of the brain and nerves according to the assigned priority.

또한, 본 발명은 심부 뇌 자극장치(50) 자체에서 관리단말(30)에서 부여된 우선순위에 따라 뇌와 신경의 자극을 조절하도록 변경될 수 있다. In addition, the present invention may be modified so that the deep brain stimulation device 50 itself controls stimulation of the brain and nerves according to the priority given by the management terminal 30.

다만, 환자가 환자단말(50)을 이용해서 심부 뇌 자극장치(10)의 구동을 직접 제어하는 경우에 발생할 수 있는 사고의 위험을 방지하기 위해, 본 발명은 환자가 환자단말(50)을 이용해서 우선 순위 변경을 요청하면, 관리서버(40) 및 관리단말(30)을 통해 의사의 검토 과정을 거쳐 승인된 경우에만, 우선 순위를 변경해서 심부 뇌 자극장치(10)로 전달하도록 구성되는 것이 바람직하다. However, in order to prevent the risk of an accident that may occur when the patient directly controls the driving of the deep brain stimulation device 10 using the patient terminal 50, the present invention uses the patient terminal 50 If the priority change is requested, the priority is changed and transmitted to the deep brain stimulation device 10 only when it is approved through the review process of the doctor through the management server 40 and the management terminal 30. desirable.

또는, 관리서버(40)는 환자의 상태 정보에 기초해서 우선 순위를 변경해서 치료하는 과정을 시뮬레이션하고, 시뮬레이션 결과에 따라 우선 순위 변경 여부를 승인할 수도 있다. Alternatively, the management server 40 may simulate a treatment process by changing the priority based on the patient's state information, and approve whether or not the priority is changed according to the simulation result.

한편, 관리서버(40)는 환자의 질병 진단 이후에 치료 정보와 질병의 진행 정보를 전체적으로 분석하고, 분석결과에 따라 신경에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하며, 변경된 방법에 따라 시뮬레이션을 수행하여 치료 효과를 예측할 수 있다. On the other hand, the management server 40 analyzes the treatment information and disease progress information as a whole after diagnosis of the patient's disease, changes the method of adjusting the stimulation applied to the nerve according to the analysis result, and performs the simulation according to the changed method. Thus, the therapeutic effect can be predicted.

이를 위해, 관리서버(40)는 환자의 질병 정보 및 치료 정보에 대해 기계학습(machine learning) 방식 등을 이용해서 최적의 자극 조절 방법을 제공할 수 있다. To this end, the management server 40 may provide an optimal stimulation control method using a machine learning method for disease information and treatment information of a patient.

환자단말(50)은 환자의 상태 정보에 포함된 파라미터들 중에서 일부 파라미터에 대한 감지정보를 관리서버(40)로 전송하고, 관리서버(40)에서 수신된 분석정보에 따라 심부 뇌 자극장치(10)의 구동을 제어하는 기능을 한다. The patient terminal 50 transmits detection information for some of the parameters included in the patient's state information to the management server 40, and according to the analysis information received from the management server 40, the deep brain stimulation device 10 ) To control the drive.

그리고 환자단말(50)은 관리서버(40)로부터 환자에게 처방된 약물 정보를 수신하고, 환자 또는 보호자를 포함한 사용자(이하 '환자'라 함)로부터 해당 약물의 복용 정보를 입력받아 심부 뇌 자극장치(10)로 전송할 수 있다. In addition, the patient terminal 50 receives drug information prescribed to the patient from the management server 40, and receives information on taking the drug from the user (hereinafter referred to as'patient'), including the patient or guardian, and receives a deep brain stimulation device. Can be transmitted to (10).

이와 함께, 환자단말(50)은 환자가 파킨슨 병 이외에 다른 질병을 치료하기 하기 위해 복용한 약물 정보와 음식 또는 건강기능식품 정보를 입력받고, 입력된 정보를 관리서버(40) 및 심부 뇌 자극장치(10)로 전송할 수 있다.Along with this, the patient terminal 50 receives drug information and food or health functional food information that the patient took to treat diseases other than Parkinson's disease, and stores the input information into the management server 40 and the deep brain stimulation device. Can be transmitted to (10).

이를 위해, 환자단말(50)에는 상기 환자의 상태 정보를 수신하고, 심부 뇌 자극장치(10)의 구동을 제어하기 위한 전용 어플리케이션이 설치되고, 이동통신망이나 근거리 통신망에 접속 가능하도록 무선 통신 기능을 갖는 스마트폰이나, 태블릿 PC, 랩탑 컴퓨터 등 다양한 단말기기로 마련될 수 있다. To this end, a dedicated application for receiving the patient's state information and controlling the driving of the deep brain stimulation device 10 is installed in the patient terminal 50, and a wireless communication function is provided to enable access to a mobile communication network or a local area network. It may be provided with various terminal devices such as a smart phone, a tablet PC, and a laptop computer.

그리고 환자단말(50)에는 블루투스와 같은 근거리 무선 통신 기술을 이용해서 심부 뇌 자극장치(10)와 통신이 가능하도록 통신모듈(도면 미도시)이 마련될 수 있다. In addition, a communication module (not shown) may be provided in the patient terminal 50 to enable communication with the deep brain stimulation device 10 using a short-range wireless communication technology such as Bluetooth.

또, 환자단말(50)은 환자의 혈압, 체온, 심박수를 직접 감지하거나, 각 정보를 감지하는 기능을 갖는 스마트워치(smart watch), 환자의 뇌파를 감지하는 스마트 밴드(smart band) 등 감지 기능을 갖는 스마트 기기(도면 미도시)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. In addition, the patient terminal 50 directly senses the patient's blood pressure, body temperature, and heart rate, or has a smart watch that has a function of detecting each information, and a smart band that detects the patient's brain waves. It may be connected to be able to communicate with a smart device (not shown) having a.

또한, 환자단말(50)에는 환자의 운동 정보를 생성하기 위한 GPS 모듈과 3축 자이로센서와 같은 감지센서(51)가 마련될 수 있다. In addition, the patient terminal 50 may be provided with a GPS module for generating motion information of the patient and a detection sensor 51 such as a 3-axis gyro sensor.

다음, 도 1 및 도 2를 참조하여 심부 뇌 자극장치의 구성을 상세하게 설명한다. Next, the configuration of the deep brain stimulation apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도 2는 도 1에 도시된 도시된 심부 뇌 자극장치의 분해도이다. 2 is an exploded view of the deep brain stimulation apparatus shown in FIG. 1.

심부 뇌 자극장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 전송기(20)에서 전송된 전력을 수신하는 전력 수신부(11), 전력 수신부(11)를 통해 수신된 전력을 충전하는 배터리(12) 및 배터리(12)로부터 공급되는 전력을 이용하여 뇌와 신경을 자극하는 자극부(13)를 포함한다. Deep brain stimulation device 10, as shown in Figs. 1 and 2, the power receiving unit 11 receiving the power transmitted from the power transmitter 20, the power receiving unit 11 to charge the received power It includes a battery 12 and a stimulation unit 13 that stimulates the brain and nerves by using the power supplied from the battery 12.

그리고 심부 뇌 자극장치(10)는 심부 뇌 자극장치(10)에 마련된 각 장치의 구동을 제어하는 제어부(14) 그리고 관리단말(30) 및 환자단말(50)과 무선 통신 방식으로 통신하는 통신부(15)를 더 포함할 수 있다. In addition, the deep brain stimulation device 10 includes a control unit 14 that controls driving of each device provided in the deep brain stimulation device 10, and a communication unit that communicates with the management terminal 30 and the patient terminal 50 in a wireless communication method ( 15) may be further included.

전력 수신부(11)는 전력 전송기(20)에서 전송된 초음파 신호를 전기 에너지로 변환해서 전력을 수신하는 초음파 트랜스듀서로 마련될 수 있다. The power receiver 11 may be provided as an ultrasonic transducer that receives power by converting the ultrasonic signal transmitted from the power transmitter 20 into electrical energy.

이를 위해, 전력 수신부(11)는 초음파 신호에 의한 압력을 전기 에너지의 전압을 변화시키는 다수의 압전소자를 포함할 수 있다.To this end, the power receiver 11 may include a plurality of piezoelectric elements that change a voltage of electrical energy by a pressure by an ultrasonic signal.

상기 압전소자는 압전ㆍ초전성을 갖는 세라믹 재질인 지르콘산염(PbZrO3)과 티탄산염(PbTiO3)의 고용체인 타이타늄산 지르콘산 연(PZT, lead zirconate titanate)을 이용해서 제조될 수 있다. The piezoelectric device may be manufactured using lead zirconate titanate (PZT), a solid solution of zirconate (PbZrO 3 ) and titanate (PbTiO 3 ), which are ceramic materials having piezoelectricity and pyroelectricity.

도 2에 도시된 바와 같이, 전력 수신부(11)와 제어부(14) 및 통신부(15), 배터리(12)는 케이스(80) 내부에 상하 방향을 따라 순차적으로 적층되고, 전력 수신부(11)의 상부에는 케이스(17)의 상면을 패키징하고, 전력 전송기(20)와 음향 임피던슬르 매칭하기 위한 매칭층(16)이 마련될 수 있다. As shown in FIG. 2, the power receiving unit 11, the control unit 14, the communication unit 15, and the battery 12 are sequentially stacked in the case 80 in the vertical direction, and the power receiving unit 11 A matching layer 16 for packaging the upper surface of the case 17 and matching the power transmitter 20 with the acoustic impedance may be provided on the upper side.

즉, 전력 전송기(20)에서 전송된 초음파 신호는 인체의 피부나 혈액 등의 매질층을 통해 전력 수신부(11)로 전송된다. That is, the ultrasonic signal transmitted from the power transmitter 20 is transmitted to the power receiver 11 through a medium layer such as skin or blood of the human body.

전력 전송기(20)와 전력 수신부(11) 사이에서 무선 전송되는 전력의 전송 효율은 매질층의 특성, 즉 매질층의 재료(material), 기하학적 구조(geometry), 변환 매체(transmission medium), 감쇠(attenuation) 및 전력 전송기(20)와 전력 수신부(11) 사이의 거리에 따라 변화될 수 있다. The transmission efficiency of power wirelessly transmitted between the power transmitter 20 and the power receiver 11 depends on the characteristics of the medium layer, that is, the material of the medium layer, the geometry, the transmission medium, and the attenuation ( attenuation) and the distance between the power transmitter 20 and the power receiver 11.

따라서, 본 발명은 전력 전송기(20)와 전력 수신부(11)에 각각 마련되는 매칭층(16)의 재료와 기하학적 구조를 이용해서 전력 수신부(11)로 전송되는 전력의 반사 손실을 최소화함으로써, 무선 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention minimizes the return loss of power transmitted to the power receiver 11 by using the material and geometry of the matching layer 16 provided on the power transmitter 20 and the power receiver 11, respectively, Power transmission efficiency can be improved.

배터리(12)는 충전 가능한 2차 전지로 마련될 수 있다. The battery 12 may be provided as a rechargeable secondary battery.

자극부(13)는 배터리(12)에서 공급된 직류 전력을 이용하여 뇌와 신경을 자극하기 위한 특정 자극 파형을 생성하는 내부 마이크로 컨트롤러(도면 미도시)와 자극회로(도면 미도시) 및 상기 자극회로에서 생성된 자극 파형에 따라 뇌와 신경을 자극하는 복수의 전극을 포함할 수 있다.The stimulation unit 13 uses the DC power supplied from the battery 12 to generate a specific stimulation waveform for stimulating the brain and nerves, an internal microcontroller (not shown), a stimulation circuit (not shown), and the stimulation. It may include a plurality of electrodes to stimulate the brain and nerves according to the stimulation waveform generated by the circuit.

여기서, 각 전극에는 뇌와 신경에 자극신호를 전달하기 위한 복수의 채널이 마련될 수 있다. Here, each electrode may be provided with a plurality of channels for transmitting stimulation signals to the brain and nerves.

상기 내부 마이크로 컨트롤러는 제어부(10)의 제어신호에 따라 뇌와 신경을 자극하는 자극신호의 전류값, 전압값, 주기를 변동하고, 복수의 전극 중에서 뇌와 신경을 자극하는 전극의 위치 및 조합을 변경할 수 있다. The internal microcontroller varies the current value, voltage value, and period of the stimulation signal that stimulates the brain and nerves according to the control signal of the controller 10, and determines the position and combination of the electrodes that stimulate the brain and nerves among the plurality of electrodes. You can change it.

상기 전극의 일부 또는 전체는 환자가 복용한 약물 및 뇌와 신경 자극에 의해 변화하는 환자의 뇌파를 감지하는 기능을 할 수 있다. Some or all of the electrodes may function to detect a patient's brain waves changed by drugs taken by the patient and brain and nerve stimulation.

이와 같이, 전극에서 뇌파를 감지한 감지신호는 제어부(14)로 전달된다. In this way, the detection signal that detects the EEG by the electrode is transmitted to the control unit 14.

제어부(14)는 심부 뇌 자극장치(10)에 마련된 각 장치의 구동을 제어하는 중앙제어유닛으로 마련될 수 있다.The control unit 14 may be provided as a central control unit that controls driving of each device provided in the deep brain stimulation device 10.

이러한 제어부(14)는 메모리(도면 미도시)에 저장된 구동 프로그램을 실행시켜 뇌와 신경에 가해지는 자극을 조절하도록 자극부(13)의 구동을 제어할 수 있다. The controller 14 may control the driving of the stimulation unit 13 to control stimulation applied to the brain and nerves by executing a driving program stored in a memory (not shown).

그리고 제어부(14)는 통신부(15)를 통해 뇌와 신경을 자극하는 과정에서 피부의 두께, 머리카락의 자란 정도, 혈류의 변화 등 다양한 요인에 의한 전력 부하의 변동을 감지한 부하 정보를 관리단말(30)로 전송하도록 제어할 수도 있다.In the process of stimulating the brain and nerves through the communication unit 15, the control unit 14 detects the change in the power load due to various factors such as skin thickness, hair growth, and blood flow. 30) can also be controlled to transmit.

특히, 제어부(14)는 관리단말(30)이나 환자단말(50)로부터 수신되는 제어신호 및 각 전극에서 감지된 뇌파 감지신호에 따라 뇌와 신경에 가해지는 자극을 조절하도록 제어신호를 발생할 수 있다. In particular, the control unit 14 may generate a control signal to control stimulation applied to the brain and nerves according to the control signal received from the management terminal 30 or the patient terminal 50 and the EEG detection signal sensed by each electrode. .

한편, 심부 뇌 자극장치(10)는 상기한 부하 정보를 감지할 수 있는 감지부(18)를 더 포함하고, 감지부(18)에서 출력되는 감지신호는 제어부(14)로 전달될 수 있다. Meanwhile, the deep brain stimulation device 10 may further include a sensing unit 18 capable of sensing the load information, and a sensing signal output from the sensing unit 18 may be transmitted to the controller 14.

감지부(18)는 상기한 부하 정보 이외에도, 인체의 체온, 혈압, 심장 박동수, 호흡량 등의 바이탈 사인(vital sign)과 배터리(12)의 온도, 뇌전도(electroencephalogram) 등 다양한 정보를 감지하는 복수의 감지센서를 포함할 수 있다. In addition to the above-described load information, the sensing unit 18 detects various information such as vital signs such as body temperature, blood pressure, heart rate, and respiration volume of the human body, temperature of the battery 12, and electroencephalogram. It may include a detection sensor.

그래서 제어부(14)는 약물의 복용 정보 및 뇌파 감지신호와 감지부(18)에서 감지된 감지정보를 연계해서 뇌와 신경을 자극하는 자극신호를 조절하도록 제어할 수 있다. Therefore, the control unit 14 may control the stimulus signal to stimulate the brain and nerves by linking the drug dose information and the EEG detection signal and the detection information detected by the detection unit 18.

그리고 제어부(14)는 통신부(15)를 통해 관리단말(30)로부터 수신되는 제어신호에 따라, 자극부(13)를 구동하는 프로그램을 변경하거나 업데이트하도록 제어할 수 있다. In addition, the control unit 14 may control to change or update a program driving the stimulation unit 13 according to a control signal received from the management terminal 30 through the communication unit 15.

다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치 제어시스템의 제어방법을 상세하게 설명한다. Next, a control method of a deep brain stimulation apparatus control system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 심부 뇌 자극장치 제어시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating step-by-step a method of controlling a system for controlling a deep brain stimulation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3의 S10단계에서 심부 뇌 자극장치(10)의 제어부(14)는 미리 저장된 구동 프로그램을 실행시켜 복수의 전극을 통해 뇌와 신경을 자극하도록 자극부(13)의 구동을 제어한다. In step S10 of FIG. 3, the control unit 14 of the deep brain stimulation apparatus 10 executes a previously stored driving program and controls the driving of the stimulation unit 13 to stimulate the brain and nerves through a plurality of electrodes.

S12단계에서 심부 뇌 자극장치(10)의 통신부(15)를 통해 관리단말(30)(또는 환자단말(50))과의 통신이 연결되면, 관리단말(30)은 관리서버(40)로부터 정보를 이용해서 전체 파라미터에 대해 우선순위를 부여한다. When communication with the management terminal 30 (or the patient terminal 50) is connected through the communication unit 15 of the deep brain stimulation device 10 in step S12, the management terminal 30 receives information from the management server 40. Priority is given to all parameters by using.

S14단계에서 검사장비(31)는 환자의 혈압이나 체온, 심박수, 근전도, 심전도, 뇌전도 등 환자의 상태를 검사한 정보를 관리단말(30)로 전송한다. In step S14, the test equipment 31 transmits information about the patient's state such as blood pressure, body temperature, heart rate, electromyography, electrocardiogram, and electroencephalogram of the patient to the management terminal 30.

이때, 환자단말(50)의 감지센서(51) 및 환자단말(50)과 통신 가능하게 연결된 스마트 기기도 환자의 바이탈 사인(vital sign) 정보를 감지해서 환자단말(50)로 전송하고, 환자단말(50)은 수신된 감지 정보와 환자로부터 입력된 약물의 복용 정보 등을 관리서버(40)와 관리단말(30) 및 심부 뇌 자극장치(10)로 전송할 수 있다. At this time, the detection sensor 51 of the patient terminal 50 and the smart device connected in communication with the patient terminal 50 also senses the patient's vital sign information and transmits it to the patient terminal 50, 50 may transmit the received sensing information and drug dose information input from the patient to the management server 40, the management terminal 30, and the deep brain stimulation device 10.

그러면, 관리단말(30)은 수신된 환자의 상태 정보 중에서 혈압, 체온, 심박수를 포함하는 바이탈 사인 정보를 이용해서 환자의 상태에 대한 기본적인 검사를 수행한다(S16). Then, the management terminal 30 performs a basic examination on the patient's condition using vital sign information including blood pressure, body temperature, and heart rate among the received patient's condition information (S16).

이와 같은 바이탈 사인 정보를 검사한 결과, 환자가 정상 상태이면, 관리단말(30)은 환자의 상태정보를 관리서버(40)로 전송하고, 관리서버(40)는 수신된 환자의 상태정보와 기 저장된 환자의 질병정보 및 치료정보를 연동해서 분석한다(S18). As a result of examining such vital sign information, if the patient is in a normal state, the management terminal 30 transmits the patient's status information to the management server 40, and the management server 40 includes the received patient status information and The stored patient disease information and treatment information are linked and analyzed (S18).

그리고 관리서버(40)는 분석결과에 따라 신경에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하고, 변경된 방법에 따라 시뮬레이션을 수행하여 치료 효과를 예측해서 최적의 자극 조절 방법을 선택한다(S20). In addition, the management server 40 changes the method of controlling the stimulation applied to the nerve according to the analysis result, predicts the treatment effect by performing a simulation according to the changed method, and selects the optimal stimulation control method (S20).

이와 같은 과정을 통해 선택된 자극 조절 방법은 관리단말(30)을 통해 심부 뇌 자극장치(10)로 전송된다(S22). The stimulation control method selected through this process is transmitted to the deep brain stimulation apparatus 10 through the management terminal 30 (S22).

그러면, 심부 뇌 자극장치(10)의 제어부(14)는 관리단말(30)로부터 수신된 자극 조절 방법에 따라 뇌와 신경에 가해지는 자극의 강도 및 주기를 조절하도록 자극부(13)의 구동을 제어한다(S24).Then, the control unit 14 of the deep brain stimulation device 10 drives the stimulation unit 13 to adjust the intensity and period of stimulation applied to the brain and nerves according to the stimulation control method received from the management terminal 30. Control (S24).

이와 같이, 본 발명은 환자의 상태 정보와 질병 정보 및 치료 정보를 분석해서 최적의 자극 조절 방법을 선택하여 뇌와 신경에 가해지는 자극을 조절함으로써, 전체 파라미터를 미리 설정된 기준치를 만족시켜 환자의 상태를 안정화 상태로 유지하도록 제어할 수 있다. As described above, the present invention selects the optimal stimulation control method by analyzing the patient's state information, disease information, and treatment information, and adjusts the stimulation applied to the brain and nerves, thereby satisfying the pre-set criterion to satisfy the patient's condition. Can be controlled to keep it in a stable state.

한편, 환자의 상태 정보에 따라 뇌와 신경 자극을 조절하는 과정에서 제어부(14)는 전력 전송기(20)로부터 초음파 무선 전력 전송 기술을 이용해서 전력이 수신이 되는지를 검사한다(S26). Meanwhile, in the process of controlling brain and nerve stimulation according to the patient's state information, the controller 14 checks whether power is received from the power transmitter 20 using an ultrasonic wireless power transmission technology (S26).

만약, S26단계의 검사결과 전력이 수신되면, 심부 뇌 자극장치(10)의 전력 수신부(11)는 전력을 수신해서 배터리(12)에 충전한다(S28). If, as a result of the test in step S26, power is received, the power receiver 11 of the deep brain stimulation device 10 receives the power and charges the battery 12 (S28).

이어서, 제어부(14)는 S10단계 또는 S12단계로 복귀해서 배터리(12)에 충전된 전력를 각 장치에 공급하고, 이후 단계를 반복 수행하도록 제어한다. Subsequently, the controller 14 returns to step S10 or step S12 to supply the electric power charged in the battery 12 to each device, and controls to repeat the subsequent steps.

이와 같은 과정들을 반복 수행하면서 관리단말(30)은 지속적으로 환자의 상태정보를 관리서버(40)로 전송하고, 관리서버(40)는 수신된 환자의 상태 정보와 질병 정보 및 치료 정보를 분석해서 최적의 자극 조절 방법을 선택하여 뇌와 신경에 가해지는 자극을 조절하도록 제어할 수 있다. While repeating these processes, the management terminal 30 continuously transmits the patient's status information to the management server 40, and the management server 40 analyzes the received patient status information, disease information, and treatment information. By selecting the optimal stimulation control method, it is possible to control the stimulation applied to the brain and nerves.

이에 따라, 본 발명은 환자의 상태 정보에 기초해서 실시간으로 뇌와 신경에 가해지는 자극을 조절함으로써, 질병으로 인한 증상을 완화하고, 치료 효과를 향상시키며, 환자를 안정화 상태로 유지할 수 있다. Accordingly, according to the present invention, by controlling stimulation applied to the brain and nerves in real time based on the state information of the patient, symptoms caused by the disease may be alleviated, treatment effects may be improved, and the patient may be maintained in a stable state.

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.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that the invention can be changed in various ways without departing from the gist.

상기의 실시 예에서는 체내 이식형 의료기기 중에서 심부 뇌 자극장치의 구성을 설명하였으나, 본 발명은 체내 장치를 이식해서 체내의 특정 부위를 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 a deep brain stimulation device among implantable medical devices has been described, but the present invention is a heart pacemaker used to alleviate or treat symptoms by stimulating a specific part of the body by implanting the device. It can be changed to be applicable to various implantable medical devices such as artificial organs, cochlear implants, gastric stimulators, spinal cord stimulators, cardiac defibrillators, cardiac pacemakers, insulin pumps, and lower limbs.

그리고 상기의 실시 예에서는 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. Further, in the above embodiment, it has been described that the stimulation unit and the sensing unit are provided at the same time. However, in the present invention, the load information without stimulation is provided by providing only a sensing unit such as a nerve stimulator and a brain machine interface (BMI) that stimulates the nerve by providing only the stimulation unit. It can be changed to be applicable to medical devices that only detect biometric information.

또한, 상기의 실시 예에서는 초음파 무선 충전 방식을 이용해서 무선으로 전력을 전송해서 심부 뇌 자극장치에 전원을 공급하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 초음파 무선 충전 방식뿐만 아니라, 전자기파 방식이나 무선 주파수 방식을 이용해서 전력을 공급하도록 변경될 수도 있다. In addition, in the above embodiment, it has been described that power is supplied to the deep brain stimulation apparatus by transmitting power wirelessly using an ultrasonic wireless charging method, but the present invention uses an electromagnetic wave method or a radio frequency method as well as an ultrasonic wireless charging method. It can also be modified to provide power using.

본 발명은 체내에 이식되어 체내의 특정 부위를 자극하는 체내 이식형 의료기기 제어시스템 및 그의 제어방법 기술에 적용된다.The present invention is applied to an implantable medical device control system and a control method technology thereof that are implanted into the body to stimulate a specific part of the body.

10: 심부 뇌 자극장치
11: 전력 수신부 21: 압전소자
12: 배터리 13: 자극부
14: 제어부 15: 통신부
16: 매칭층 17: 케이스
18: 감지부
20: 전력 전송기
30: 관리단말 31: 검사장비
40: 관리서버
50: 환자단말 51: 감지센서 10: deep brain stimulation device
11: power receiver 21: piezoelectric element
12: battery 13: magnetic pole
14: control unit 15: communication unit
16: matching layer 17: case
18: sensing unit
20: power transmitter
30: management terminal 31: inspection equipment
40: management server
50: patient terminal 51: detection sensor

Claims (7)

체내에 이식되어 체내의 특정 부위를 자극하는 체내 이식형 의료기기,
무선 통신 방식으로 상기 체내 이식형 의료기기와 통신을 수행하여 상기 체내 이식형 의료기기의 구동을 제어하는 관리단말 및
상기 관리단말과 통신 가능하게 연결되고 환자의 질병을 치료하기 위한 각 파라미터에 대응되는 환자의 상태 정보를 분석하고, 분석된 정보를 상기 관리단말에 제공하는 관리서버를 포함하고,
상기 관리서버는 상기 환자의 상태정보에 포함된 전체 파라미터를 분석하며, 분석결과에 기초해서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하고, 변경된 방법에 따라 시뮬레이션을 수행하여 치료 효과를 예측해서 자극 조절 방법을 선택하며, 선택된 자극 조절 방법을 상기 관리단말에 제공하고,
상기 관리단말은 상기 관리서버에서 제공된 자극 조절 방법에 따라 환자를 안정화 상태로 유지하도록 상기 체내 이식형 의료기기에 의한 자극을 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기 제어시스템.Implantable medical devices that are implanted in the body to stimulate specific areas in the body,
A management terminal for controlling the driving of the implantable medical device by performing communication with the implantable medical device in a wireless communication method, and
And a management server that is communicatively connected with the management terminal and analyzes patient status information corresponding to each parameter for treating a disease of the patient, and provides the analyzed information to the management terminal,
The management server analyzes all parameters included in the patient's condition information, changes the method of controlling stimulation applied to a specific part of the body based on the analysis result, and performs a simulation according to the changed method to determine the treatment effect. Predictably selects a stimulation control method, provides the selected stimulation control method to the management terminal,
Wherein the management terminal controls the stimulation by the implantable medical device to be controlled to maintain the patient in a stable state according to the stimulation control method provided by the management server. 제1항에 있어서,
체외에서 초음파를 이용한 무선 전력 전송 방식으로 상기 체내 이식형 의료기기에 전력을 전송하는 전력 전송기 및
상기 관리단말과의 통신을 통해 환자에게 처방된 약물 정보를 수신하고, 해당 약물의 복용정보 및 환자의 상태정보를 감지해서 감지정보를 상기 체내 이식형 의료기기 및 관리서버로 전송하는 환자단말을 더 포함하고,
상기 관리단말은 통신 가능하게 연결되는 검사장비 및 상기 환자단말에서 수신된 감지정보 및 검사정보에 기초해서 상기 체내 이식형 의료기기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기 제어시스템.The method of claim 1,
A power transmitter that transmits power to the implantable medical device in the body by a wireless power transmission method using ultrasonic waves from outside the body, and
A patient terminal that receives drug information prescribed to a patient through communication with the management terminal, detects the drug dose information and patient status information, and transmits the detection information to the implantable medical device and the management server. Including,
Wherein the management terminal controls the driving of the implantable medical device based on the test equipment that is communicatively connected and the detection information and test information received from the patient terminal. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 관리단말은 수신된 환자의 상태정보 중에서 혈압, 체온, 심박수를 포함하는 바이탈 사인정보를 이용해서 환자의 상태에 대한 기본적인 검사를 수행하고, 검사결과 정상 상태이면, 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기 제어시스템. The method according to claim 1 or 2,
The management terminal performs a basic test on the patient's condition using vital sign information including blood pressure, body temperature, and heart rate among the received patient's condition information, and if the test result is normal, stimulation applied to a specific part of the body Implantable medical device control system, characterized in that for controlling to control the. (a) 체내 이식형 의료기기에서 체외의 전력 전송기로부터 무선 전력 전송 방식으로 전송된 전력을 이용해서 체내의 특정 부위를 자극하는 단계,
(b) 관리서버에서 환자의 질병을 치료하기 위한 각 파라미터에 대응되는 환자의 상태 정보를 분석하는 단계
(c) 관리단말에서 상기 관리서버에서 분석된 결과에 기초해서 전체 파라미터에 대해 미리 설정된 기준치를 만족하도록 상기 체내 이식형 의료기기에서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하도록 제어하는 단계 및
(d) 상기 관리서버에서 상기 관리단말로부터 지속적으로 상기 환자의 상태정보를 수신하고, 수신된 환자의 상태 정보와 질병 정보 및 치료 정보를 분석해서 자극 조절 방법을 변경하는 단계를 포함하며,
상기 (d)단계에서 관리서버는 상기 환자의 상태정보에 포함된 전체 파라미터를 분석하며, 분석결과에 기초해서 체내의 특정 부위에 가해지는 자극을 조절하는 방법을 변경하고, 변경된 방법에 따라 시뮬레이션을 수행하여 치료 효과를 예측해서 자극 조절 방법을 선택하며, 선택된 자극 조절 방법을 상기 관리단말에 제공하고,
상기 관리단말은 상기 관리서버에서 제공된 자극 조절 방법에 따라 환자를 안정화 상태로 유지하도록 상기 체내 이식형 의료기기에 의한 자극을 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기 제어시스템의 제어방법.(a) stimulating a specific part of the body by using power transmitted by a wireless power transmission method from an external power transmitter in an implantable medical device,
(b) Analyzing patient status information corresponding to each parameter for treating the patient's disease in the management server
(c) controlling the management terminal to adjust the stimulation applied to a specific part of the body by the implantable medical device so as to satisfy a preset reference value for all parameters based on the result analyzed by the management server; and
(d) continuously receiving the patient's status information from the management terminal in the management server, analyzing the received patient's status information, disease information, and treatment information, and changing a stimulation control method,
In step (d), the management server analyzes all parameters included in the patient's condition information, changes the method of controlling the stimulation applied to a specific part of the body based on the analysis result, and performs a simulation according to the changed method. To predict the treatment effect by performing a stimulation control method, and to provide the selected stimulation control method to the management terminal,
The control method of the implantable medical device control system, characterized in that the control terminal controls the stimulation by the implantable medical device to maintain the patient in a stable state according to the stimulation control method provided by the management server. 제5항에 있어서,
(e) 상기 관리단말에서 상기 환자의 상태정보 중에서 혈압, 체온, 심박수를 포함하는 바이탈 사인정보를 이용해서 환자의 상태에 대한 기본적인 검사를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 이식형 의료기기 제어시스템의 제어방법.
The method of claim 5,
(e) performing a basic examination on the patient's condition by using vital sign information including blood pressure, body temperature, and heart rate from the patient's condition information at the management terminal. Control method of device control system.
 삭제delete
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