KR102174093B1 - 신경 전극체 삽입 장치 - Google Patents

Abstract

생체 조직 내의 신경을 감싸서 보호하기 위한 신경 커버는, 평면 판 형태의 베이스부, 및 신경이 수용되는 홀을 형성하도록 상기 베이스부의 상부로 돌출되고, 일단은 상기 베이스부에 부착되고 타단은 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 커버부를 포함하고, 상기 베이스부가 측면에서 볼 때 아치형태로 구부러지면, 상기 한 쌍의 커버부의 이격된 간격이 벌어진다. 또한, 생체 조직 내의 신경에 전극체를 삽입하기 위한 전극체 삽입 장치는, 상기 신경 커버를 상기 베이스부가 측면에서 볼 때 아치형태로 구부러져 한 쌍의 커버부의 이격된 간격이 벌어진 상태로 고정시킬 수 있는 신경 커버 고정부, 및 전극체를 장착가능하고, 상기 장착된 전극체를 삽입 방향으로 선형 이동시켜 상기 신경 커버에 감싸인 신경에 삽입되도록 하는 전극체 고정부를 포함한다.

Description

신경 전극체 삽입 장치{APPARATUS FOR INSERTION OF NERVE ELECTRODE STRUCTURE}

본 발명은 신경 전극체 삽입 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 말초 신경을 둘러싸기 쉽도록 신경 커버를 고정하고 신경 커버에 감싸인 신경에 전극체를 삽입하여 고정시키기 위한 전극체 삽입 장치에 관한 것이다.

신경을 자극하거나, 신경 신호를 획득하고 분석함으로써 신경 동작을 규명하기 위한 연구는 최근까지 활발히 진행되고 있다. 특히, 초소형 미세 신경 전극을 활용하여 뇌, 신경 등에서 생체 신호를 측정하거나 자극하는 기술이 생명공학, 의공학, 신경과학분야에서 폭 넓게 사용되고 있다.

다양한 침습형 신경 전극 중 3차원 배열식 탐침전극(multielectrode array, MEA)은 오랫동안 실험에 사용되어 그 성능이 입증되었으며, 이러한 연구를 위해서는 신경의 원하는 위치에 탐침전극을 삽입하는 작업이 선행되어야 한다.

말초신경과 같은 신경은 대개 질기고 강한 외피로 둘러싸여 있기 때문에, 전극을 신경에 삽입하기 위해서는 보조기구가 필요하다. 종래기술에 따른 전극체 삽입 장치는 사용자가 공압을 이용하여 전극체를 발사하여 신경에 고정시키고, 그 후 생체적합성이 좋은 물질로 신경과 전극체를 감싸고 봉합하는 시술 과정을 거친다.

종래의 공압에 의한 전극체 삽입 장치의 경우, 삽입 시 강한 충격이 동반되므로 신경 또는 전극체가 손상될 수 있다. 또한, 종래의 장치는 매우 고가의 장비이며, 전극체가 빠지지 않도록 주의를 기울이면서 전극커버를 봉합하는 과정 또한 고도의 집중과 시술 시간을 요구한다. 이러한 이유로, 시술자의 숙련도에 의해 실험이 크게 좌우되며, 실험 결과의 일관성과 신뢰성을 유지하기 어렵게 된다.

미국 등록 특허 공보 제5361760호(1994. 11. 8)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 신경에 전극체를 용이하게 삽입하고 안정적으로 고정하기 위한 전극체 삽입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 생체 조직 내의 신경을 감싸서 보호하기 위한 신경 커버로서, 평면 판 형태의 베이스부, 및 신경이 수용되는 홀을 형성하도록 상기 베이스부의 상부로 돌출되고, 일단은 상기 베이스부에 부착되고 타단은 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 커버부를 포함하고, 상기 베이스부가 측면에서 볼 때 아치형태로 구부러지면, 상기 한 쌍의 커버부의 이격된 간격이 벌어지는 신경 커버가 제공된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 베이스부는 상기 신경 커버를 상기 생체 조직에 고정하기 위해 실로 봉합하는 하나 이상의 고정 홀을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 생체 조직 내의 신경에 전극체를 삽입하기 위한 전극체 삽입 장치로서, 상기 신경 커버를 상기 베이스부가 측면에서 볼 때 아치형태로 구부러져 한 쌍의 커버부의 이격된 간격이 벌어진 상태로 고정시킬 수 있는 신경 커버 고정부, 및 전극체를 장착가능하고, 상기 장착된 전극체를 삽입 방향으로 선형 이동시켜 상기 신경 커버에 감싸인 신경에 삽입되도록 하는 전극체 고정부를 포함하는 전극체 삽입 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전극체를 상기 삽입 방향으로 이동시키기 위해 상기 전극체 고정부에 힘을 인가하는 가압부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전극체 고정부는 상기 가압부와 중심폴에 의해 연결되고, 상기 가압부에 인가되는 힘은 상기 중심폴을 통해 상기 전극체 고정부에 전달될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 중심폴에 부착된 탄성 가압판과 상기 중심폴이 관통하여 이동하는 지지부 사이에 위치하고, 상기 가압부에 임계치 이상의 힘이 가해지는 경우 상기 중심폴의 이동에 따라 상기 지지부에 대해 압축되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전극체 고정부는 내부에 자성부재를 포함하고, 상기 전극체는 상단에 자성부재를 포함하여, 자성부재들 간의 자기력에 의해 상기 전극체 고정부에 고정될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전극체는 음압에 의해 상기 전극체 고정부에 고정되었다가 음압이 제거되는 경우 상기 전극체 고정부로부터 분리될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 신경 커버는 탄성이 있는 연성 물질로 제작되고, 상기 전극체가 선형 이동을 통해 상기 신경 커버에 감싸인 신경에 삽입되는 과정에서, 아치 형태로 구부러진 상기 베이스부는 평면 형태로 복원되고 상기 한 쌍의 커버부의 벌어진 이격된 간격이 원래 간격으로 복원될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 가압부 또는 상기 전극체 고정부에 부착되는 고주파 진동모터를 더 포함하고, 상기 고주파 진동모터는 상기 전극체가 상기 신경에 삽입되는 동안 생체 조직에 가해지는 압력과 마찰력을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 장치는, 신경을 삽입하기 쉽도록 신경 커버를 고정하고 전극체를 신경에 안정적이고 효과적으로 삽입할 수 있게 한다. 또한, 본 발명에서 제안하는 장치는, 신경 커버에 둘러싸인 신경에 빠르고 정밀하며 간편하게 전극체를 삽입할 수 있으며, 동시에 신경 커버를 관통하는 전극체 탐침과의 마찰을 이용하여 신경-커버-전극체를 안정적으로 상호 고정시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 신경 커버는, 신경을 둘러싸서 외부 충격으로부터 보호하고 신경에 고정되기 쉬운 구조를 제공한다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극체 삽입 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 전극체 삽입 장치의 종단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신경 커버의 사시도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기력에 의한 전극체 고정 방식의 전극체 삽입 장치 말단의 측면도 및 측면 투시도를 각각 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극체 삽입 장치를 이용하여 신경에 전극체를 삽입하는 과정의 흐름도를 도시한다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극체 삽입 장치를 이용하여 신경에 전극체를 삽입 및 고정하는 과정을 도시한다.

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

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극체 삽입 장치(100)의 사시도와 종단면도를 도시한다. 예를 들어, 전극체는 3차원 배열식 탐침전극(예: 유타 전극 어레이(utah electrode array))일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극체 삽입 장치(100)는 신경 커버 고정부(110), 몸체(120), 가압부(130), 전극체 고정부(140)를 포함한다.

신경 커버 고정부(110)는 신경 커버(20)의 홀(23) 내에 신경(10)을 삽입하기 쉬운 구조로 신경 커버(20)를 고정하는 구조로 형성된다. 예를 들어, 도 3과 같은 구조의 신경 커버(20)에서 홀(23) 입구의 간격은 신경(10)의 직경보다 훨씬 작아서 쉽게 신경(10)을 홀(23) 안에 삽입하기 어려운 구조를 가질 수 있다. 이 때, 탄성을 갖는 물질로 제작된 신경 커버(20)의 평평한 바닥 판의 베이스부(24)를 측면에서 봤을 때 아치형으로 구부러지도록 하여 신경 커버 고정부(110)에 고정하는 경우, 홀(23) 입구의 간격이 신경(10)의 직경보다 더 벌어진 상태로 유지되어 신경(10)의 삽입을 쉽게 가능하도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 신경 커버 고정부(110)는 신경 커버(20)를 걸어 고정할 수 있는 홈(groove) 구조를 더 포함할 수 있다.

몸체(120)는 내부에 중심폴(132)을 포함하며, 신경 커버 고정부(110)와 전극체 고정부(140)를 구비한다. 몸체(120)는 슬라이딩 부재(122)의 일단과 연결되고, 슬라이딩 부재(122)의 타단은 신경 커버 고정부(110)와 연결된다. 후술하는 바와 같이, 가압부(130)에 일정 힘이 가해지면, 중심폴(132)의 말단에 연결된 전극체 고정부(140)는 슬라이딩 부재(122)를 따라 신경 커버 고정부(110)방향으로 이동한다. 이러한 이동을 통해, 전극체 고정부(140)가 신경이 위치한 신경 커버 고정부(110)에 근접하도록 위치시킬 수 있고, 신경 커버 고정부(110)에 고정된 신경 커버(20) 및 신경 커버(20)에 감싸인 신경(10)의 삽입 타겟 위치에 전극체(150)를 삽입하고 안정적으로 고정할 수 있다.

몸체(120)는 중심폴(132)이 이동하는 경로를 따라 적어도 일부가 개방된 형태를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 몸체(120)는 전극체 고정부(140)의 고정부 몸체(142)와 연결될 수 있다.

가압부(130)는 중심폴(132)과 연결되어 전극체 고정부(140)를 이동시킨다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 임계치 이상의 힘이 가압부(130)에 가해지면, 가압부(130)는 전극체 고정부(140)를 이동시킴으로써 전극체 고정부(140) 일단에 장착된 전극체(150)를 신경 커버 고정부(110)에 배치된 신경에 삽입할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 음압으로 전극체(150)를 고정하는 방식의 전극체 삽입 장치(100)인 경우, 가압부(130)를 통해 석션 펌프(suction pump)에 연결될 수 있다. 가압부(130) 및 가압부(130)에 연결된 중심폴은 내부가 빈 형태를 가짐으로써, 가압부(130)의 홀을 통해 연결된 석션 펌프에 의해 전극체 고정부(140) 말단에 전극체(150)가 음압으로 고정되게 할 수 있다. 전극체(150)가 신경에 삽입된 후 음압을 제거하여 전극체 삽입 장치(100)로부터 쉽게 전극체(150)를 분리할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시 예에 따라, 자기력에 의해 전극체(150)를 고정하는 방식의 전극체 삽입 장치(100)인 경우, 후술하는 바와 같이 전극체 고정부(140) 말단에 전극체(150)가 약한 자기력으로 고정되고, 신경에 삽입된 후 신경 커버(20)와의 마찰력에 의해 전극체 삽입 장치(100)로부터 전극체(150)가 쉽게 분리되도록 구성될 수 있다.

전극체 고정부(140)는 중심폴(132)을 통해 가압부(130)와 연결된다. 가압부(130)에 가해지는 힘에 의해 전극체 고정부(140)는 신경 방향으로 이동하게 되고, 이를 통해 전극체(150)가 신경 커버 고정부(110)에 고정된 신경 커버(20)와 신경 커버(20)에 의해 감싸인 신경(10)의 타켓 부위에 삽입될 수 있다. 전극체 고정부(140)의 선형 이동만으로도 전극체(150)가 신경(10)의 타겟 부위에 정확히 삽입되기 위해, 전극체 고정부(140)와 신경 커버 고정부(110)는 동일한 축 선상에 놓여 있을 수 있다. 전극체(150)는 음압으로 전극체 고정부(140) 말단에 고정되었다가 신경에 삽입 후 음압이 제거되어 분리되거나, 자기력에 의해 전극체 고정부(140)의 말단에 장전될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전극체 삽입 장치(100)는 탄성부재(160)를 더 포함할 수 있다.

탄성부재(160)는 지지부(126)와 탄성 가압판(124) 사이에 고정되어 위치한다. 지지부(126)는 몸체(120)와 일체로 제작되거나 몸체(120)에 연결될 수 있다. 가압부(130)에 연결된 중심폴(132)의 몸체(120) 내에 위치하는 일 지점에 탄성 가압판(124)이 부착되고, 중심폴(132)은 몸체(120) 말단에 위치하는 지지부(126)의 내부 홀을 관통하여 움직이면서 연결된 전극체 고정부(140)를 이동시킬 수 있다. 가압부(130)에 일정 크기의 힘이 가해지는 경우 중심폴(132)에 고정 부착된 탄성 가압판(124)에 힘이 전달되고, 탄성 가압판(124)에 전달된 힘에 의해 탄성부재(160)가 지지부(126)에 대해 압축된다. 즉, 임계치 이상의 힘이 가해지는 경우 탄성 가압판(124)에 의해 탄성부재(160)가 지지부(126)에 대해 압축되고, 중심폴(132)에 연결된 전극체 고정부(140)가 신경 커버 고정부(110) 방향으로 선형 이동한다. 이를 통해, 도 6b 내지 6d에 도시된 바와 같이 전극체(150)가 장전된 전극체 고정부(140)가 신경 커버 고정부(110)에 고정된 신경 커버(20)에 둘러싸인 신경(10)에 안정적으로 삽입될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 탄성부재(160)는 스프링일 수 있으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않으며, 공지의 어떠한 탄성체도 탄성부재로서 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 전극체 삽입 장치(100)는 고주파 진동모터(미도시)를 더 포함할 수 있고, 고주파 진동모터를 통해 전극체의 탐침이 신경에 삽입될 때 생체 조직에 가해지는 압력과 마찰력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 고주파 진동모터는 가압부(130) 또는 전극체 고정부(140)에 부착되어 전극체의 탐침에 고주파 진동을 인가할 수 있다.

종래에는 전극체를 신경에 안정적으로 고정하기 위해, 공압 기반 발사 장치를 이용하여 전극체를 신경에 삽입 후 생체 적합성이 좋은 물질(예: 연질 튜브 등)로 신경과 전극체를 감싸 봉합하는 시술과정을 거쳤다. 이와 같이 종래의 장치를 이용한 시술 과정은 복잡할 뿐 아니라, 시술자의 숙련도에 따라 실험 결과에 까지 영향을 미치는 등 일관되고 신뢰성 있는 결과를 얻기 어려운 문제가 있었다.

반면, 본 발명에서 제안하는 전극체 삽입 장치(100)는, 신경 커버 고정부(110)에 신경 커버(20)를 신경(10)을 삽입하기 쉬운 형태로 고정한 후, 신경(10)을 신경 커버(20)의 홀(23) 내에 위치시키고, 신경 커버(20) 및 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10)에 동시에 전극체(150)를 삽입할 수 있는 간편한 구조를 제공한다. 이와 같은 전극체 삽입 장치(100)를 통해 신경 손상 없이 간편하게 전극체(150)를 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10)에 고정하고, 신경(10)과 전극체 탐침(152) 사이보다 큰 전극체 탐침(152)과 신경 커버(20) 사이의 마찰력을 이용하여 전극체를 안정적으로 고정시킬 수 있다.

이하, 도 3 내지 7을 통해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 신경 커버(20)의 구조와 전극체 삽입 장치(100)를 이용하여 신경 커버(20)로 신경(10)을 감싼 후 신경(10)에 전극체(150)를 삽입하는 과정이 구체적으로 도시된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 신경 커버(20)의 사시도를 도시한다.

도 3을 참조하면, 신경 커버(20)는 베이스부(24)와, 한 쌍의 커버부(21, 22) 및 마주보는 한 쌍의 커버부(21, 22)에 의해 형성된 홀(23)을 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라 신경 커버(20)는 탄성을 가지며 유연한 폴리머 또는 실리콘 재질일 수 있으나, 내부에 신경을 다치지 않게 감쌀 수 있고 형태가 변형되어도 원래 형태로 복원력이 있는 어떠한 연성 재질로도 제작이 가능하다.

베이스부(24)는 얇고 넓은 판 모양을 이룬다. 베이스부(24)는 그 상부에 돌출되어 단부가 서로 마주보도록 내측으로 연장되어 홀(23)을 이루는 한 쌍의 커버부(21, 22)가 부착된 형태로 이루어질 수 있다. 홀(23)은 신경(10)의 수용 공간을 제공하며, 그 단면이 원형으로 베이스부(24)에 부착된 일면의 반대편 입구가 개방된 형태일 수 있다. 베이스부(24)와 한 쌍의 커버부(21, 22)는 따로 제작되어 결합될 수도 있고, 일체형으로 제작될 수 있다. 베이스부(24)는 탄성이 있는 재질의 특성상 홀(23)의 입구 부분이 벌어지도록 아치형태로 구부러질 수 있으며, 구부러진 형태로 신경 커버 고정부(110)에 고정됨으로써 홀(23) 내부에 신경(10)이 쉽게 삽입될 수 있는 구조를 형성할 수 있다. 홀(23)에 신경(10)이 삽입되어 베이스부(24)에 하방으로 압력이 가해지면 그 형태가 쉽게 복원될 수 있고, 이를 통해 쉽게 신경 커버(20)가 신경(10)을 감싼 후 전극체(150)가 안정적으로 삽입될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 신경 커버(20)는 하나 이상의 고정 홀(25)을 더 포함할 수 있다. 신경 커버(20)가 신경(10)을 감싸고, 신경 커버(20)를 투과하여 신경(10)까지 전극체(150)가 삽입되어 고정된 후, 신경 커버(20)의 고정 홀(25)에 꿰어진 실(string)을 주변 조직 또는 근육 등에 봉합하여 신경-신경 커버-전극체 복합체의 위치를 더 안정적으로 고정되게 할 수 있다. 예를 들어, 신경 커버(20)는 베이스부(24)의 네 모서리 부근에 4개의 고정 홀(25)을 포함할 수 있으나, 그 개수 및 분포는 제한되지 않으며, 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기력에 의한 전극체 고정 방식의 전극체 삽입 장치(100) 말단의 측면도 및 측면 투시도를 각각 도시한다. 도 1의 전극체 삽입 장치(100)의 전극체 고정부(140)는 고정부 몸체(142) 및 자성부재(144)를 포함할 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기력에 의해 전극체(150)를 고정하는 방식의 고정부 몸체(142)는 전극체(150)를 내부에 수용할 수 있는 형태의 말단 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 전극체(150)의 단면과 거의 같거나 유사한 크기의 오목한 홈 형태의 단부에 자기력에 의해 부착될 수 있는 전극체(150)를 장전하고, 가압부(130)에 일정 크기 이상의 힘이 가해짐에 따라 고정부 몸체(142)가 이동하게 되면, 말단에 장전된 전극체(150)가 신경 커버(20)에 의해 둘러싸인 신경(10)이 놓인 신경 커버 고정부(110) 방향으로 이동하게 된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 전극체 고정부(140)는 고정부 몸체(142) 내부에 자성을 띄는 자성부재(144)를 포함하고, 전극체(150) 자성을 띄는 자성부재(154)를 포함할 수 있다. 전극체 고정부(140)의 자성부재(144)와 전극체(150)의 자성부재(154) 간에는 자기력에 의한 인력이 작용하여 전극체(150)가 전극체 고정부(140)에 장전될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따라, 전극체 고정부(140)의 자성부재(144)와 전극체(150)의 자성부재(154) 간에 약한 인력이 작용하도록 설계되어, 전극체(150)가 신경 커버(20)에 감싸인 신경(10)에 삽입된 후 신경 커버(20)와의 마찰력보다 인력이 작아서 전극체(150)가 전극체 고정부(140)로부터 쉽게 분리되도록 할 수 있다.

도 4에는 자기력에 의한 전극체 고정 방식의 전극체 삽입 장치(100)만이 도시되어 있으나, 전극체 고정 방식에는 제한이 없으며, 다양한 방식으로 변형이 가능하다. 예를 들어, 음압에 의한 전극체 고정 방식의 전극체 삽입 장치(100)도 가능하다. 이 경우, 전극체 고정부(140)와 연결된 중심폴(132)의 가운데가 중공(hollow) 형태로 되어, 가압부(130)의 측면 홀을 통해 연결된 석션 펌프를 통해 음압 방식의 전극체(150) 고정을 가능하게 할 수 있다. 음압으로 전극체(150)를 고정하는 방식의 경우, 가압부(130)에 일정 크기 이상의 힘을 계속 가하여 신경 커버(20)에 둘러 쌓인 신경(10)에 전극체(150)를 삽입 및 고정한 후, 음압을 제거하여 전극체(150)를 쉽게 분리할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극체 삽입 장치(100)를 이용하여 신경(10)에 전극체(150)를 삽입하는 과정의 흐름도를 도시한다.

도 5를 참고하면, 전극체 삽입 장치(100)를 이용하여 신경(10)에 전극체(150)를 삽입하는 방법의 일 실시 예는, 신경 커버 고정부(110)에 신경 커버(20)를 배치하는 단계(S510), 신경 커버(20) 안으로 신경(10)을 삽입하는 단계(S520), 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10)에 전극체(150)를 삽입 및 고정하는 단계(S530) 및 전극체 삽입 장치(100)로부터 신경(10)에 고정된 전극체(150)를 분리하는 단계(S540)를 포함한다.

먼저, 신경 커버 고정부(110)에 신경 커버(20)를 배치한다(S510). 다시 말해, 신경 커버 고정부(110)에 신경(10)을 위치시키기 전에 신경 커버 고정부(110)의 돌출부(112)에 신경 커버(20)를 배치하여 고정시킨다. 예를 들어, 신경 커버(20)는 일자형의 평평한 베이스부(24) 위에 횡단면이 원형인 홀(23)이 놓인 구조로, 홀(23)의 상부 일면이 개방된 형태일 수 있다. 신경 커버(20)는 일반적으로 탄성이 있는 폴리머 또는 실리콘 재질일 수 있으나, 내부에 신경을 다치지 않게 감쌀 수 있는 형태 또는 재질로 변형이 가능하다.

구체적으로, 도 6a를 참조하면, 탄성이 있는 재질의 신경 커버(20)는 베이스부(24)를 아치형으로 구부려 홀(23)의 상부 입구가 신경(10)의 직경보다 크게 개방되도록 한 상태로 신경 커버 고정부(110)에 배치 및 고정될 수 있다. 베이스부(24)가 아치 형태로 구부러진 상태로 신경 커버(20)가 신경 커버 고정부(110)에 고정될 수 있도록, 베이스부(24)의 폭은 신경 커버 고정부(110)의 돌출부(112)의 돌출 길이와 일치하거나 유사한 크기로 설계될 수 있다.

그 다음으로, 신경 커버(20) 안으로 신경(10)을 삽입한다(S520). 다시 말해, 전극체(150)를 삽입하고자 하는 신경(10) 부위가 신경 커버 고정부(110)의 돌출부(112)에 위치되도록, 신경 커버(20) 안에 신경(10)을 위치시켜 고정시킨다. 전극체(150)를 삽입하고자 하는 신경(10) 부위는 신경 커버(20)안에 안착하여 전극체 고정부(140)와 동일한 축 선상에 정렬될 수 있다. 이를 통해, 전극체(150)가 신경(10)의 원하는 위치에 삽입될 수 있다. 신경 커버(20)는 개방된 일면으로 홀(23)에 신경(10) 밀어 넣었을 때 신경(10)이 다치지 않고 신경 커버(20) 안으로 쉽게 들어갈 수 있도록 적절한 탄력을 지닌 부드러운 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 신경 커버(20)는 탄성이 있는 폴리머 또는 실리콘 재질일 수 있으나, 모양이 변형된 후 다시 복원될 수 있는 탄성이 있는 어떠한 재질로도 이루어질 수 있다.

구체적으로, 도 6a 및 6b를 참조하면, 신경(10)을 신경 커버(20)의 개방된 홀(23)의 입구 간격을 넓게 벌리기 위해 신경 커버(20)의 베이스부(24)가 아치형태가 되도록 하여 신경 커버 고정부(110)의 돌출부(112)에 고정시키고, 신경 커버(20)의 홀(23) 내에 신경(10)을 삽입할 수 있다. 도 6b에 도시된 바와 같이 고정된 신경 커버(20)의 홀(23) 입구를 통해 신경(10)이 삽입된 후, 아치형으로 구부러진 베이스부(24)에 압력을 가하면 아치형 바닥 면이 어느 정도 복원될 수 있다. 도 6c와 같이 전극체(150)를 삽입하기 위해 압력이 계속 가해지거나, 기타 다른 형태로 베이스부(24)에 압력이 계속 가해지면 아치형 베이스부(24)가 일자형태로 쉽게 복원될 수 있다. 베이스부(24)가 일자형태로 복원되면, 홀(23) 내부에 신경(10)이 감싸인 상태로 입구가 신경(10)의 직경보다 훨씬 좁아진 상태로 되돌아가 신경(10)을 전체적으로 감싼 형태가 유지될 수 있다.

그 후, 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10)에 전극체(150)를 삽입 및 고정시킨다(S530). 가압부(130)에 탄성부재(160)를 압축시킬 수 있는 임계치보다 큰 경우 힘이 가해지면 중심폴(132)을 통해 전극체 고정부(140)의 고정부 몸체(142)가 아래로 이동하면서 전극체(150)가 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10) 부근으로 이동된다. 이 때, 전극체(150)는 전극체 고정부(140)와 동일한 축 선상의 신경 커버 고정부(110)에 고정된 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10)에 선형적으로 삽입 및 고정될 수 있다.

구체적으로, 도 6c 및 6d를 참조하면, 가압부(130)에 힘을 가하여 전극체(150)를 신경 커버 고정부(110)에 위치된 신경(10) 가까이 위치시키고, 가압부(130)에 지속적으로 힘을 가하여 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10)에 전극체(150)를 안정적으로 삽입할 수 있다. 신경(10)이 홀(23) 내로 삽입되었으나 베이스부(24)가 일자 형태로 완전히 펴지지 않은 상태라면, 전극체(150)를 삽입하는 하방 압력에 의해 베이스부(24)가 일자 형태로 복원되고, 신경(10)은 신경 커버(20)의 홀(23) 안에서 완전히 감싸인 형태가 된다. 이 상태로 전극체(150)가 안정적으로 삽입되어 신경-신경 커버-전극체 복합체의 형태로 고정될 수 있다.

마지막으로, 전극체 삽입 장치(100)로부터 신경(10)에 고정된 전극체(150)를 분리한다(S540). 가압부(130)에 가해지는 힘을 제거하는 경우, 탄성부재(160)의 복원력에 의해 전극체 고정부(140)는 원래의 위치로 되돌아가고자 한다. 이 때, 연성 물질로 이루어진 신경 커버(20)와 전극체(150)의 마찰력이 전극체(150)를 전극체 고정부(140)에 고정시키는 자기력보다 크게 설계되는 경우, 자기력으로 고정되어 있던 전극체(150)는 전극체 고정부(140)로부터 쉽게 분리된다. 다른 실시 예에 따라, 자기력의 방향을 바꾸어 자성부재(144, 154)간에 척력이 작용하도록 하여 먼저 전극체(150)를 전극체 고정부(140)와 분리 시킨 후, 전극체 고정부(140)를 원래 위치로 되돌리도록 설계하는 것도 가능하다. 전극체 고정부(140)로부터 전극체(150)를 분리하게 되면 전극체(150)와 상호 고정된 신경-신경 커버-전극체 구조가 전극체 삽입 장치(100)로부터 완전히 분리되고, 신경(10)에 대한 전극체(150) 삽입 과정이 완료된다.

구체적으로, 도 6e를 참조하면, 가압부(130)에 가해지는 힘을 제거하여, 탄성부재(160)의 복원력에 의해 전극체 고정부(140)는 원래의 위치로 되돌아가도록 하고, 자기력으로 고정되어 있던 전극체(150)를 전극체 고정부(140)로부터 분리되도록 할 수 있다. 이를 통해, 신경 커버(20)로 감싸인 신경(10)과 상호 고정된 전극체(150)를 전극체 삽입 장치(100)로부터 분리시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 6e를 참조하면, 전극체 삽입 장치(100)를 이용하여 신경(10)에 삽입 고정된 3차원 배열식 전극체(150)의 예가 도시된다. 3차원 배열식 전극체(150)는 일면은 넓고 평평하고 다른 면은 곡선형으로 좁아지는 비대칭 몸체(151)를 가질 수 있고, 몸체(151)의 넓고 평평한 일면에 복수개의 탐침(152)을 포함할 수 있다. 다른 면에는 자기력에 의해 전극체(150)를 전극체 고정부(140)에 장전할 수 있도록 자성부재(154)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 신경 커버(20)를 관통하여 신경(10)에 삽입되는 전극체(150) 삽입 과정이 완료되면, 도 6e에 도시된 바와 같이, 신경(10)을 둘러싼 신경 커버(20)와의 마찰력에 의해 더욱 단단히 고정된 전극체(150)를 통해 신경에 전기적 자극을 전달하고, 신경활동의 전기적 신호를 측정할 수 있다.

상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 신경 20: 신경 커버
21, 22: 커버부 23: 홀
24: 베이스부 25: 고정 홀
100: 전극체 삽입 장치 110: 신경 커버 고정부
112: 돌출부 120: 몸체
122: 슬라이딩 부재 124: 탄성 가압판
126: 지지부 130: 가압부
132: 중심폴 140: 전극체 고정부
142: 고정부 몸체 144: 자성부재
150: 전극체 151: 몸체
152: 탐침 154: 자성부재
160: 탄성부재

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 생체 조직 내의 신경에 전극체를 삽입하기 위한 전극체 삽입 장치로서,
   신경 커버를 베이스부가 측면에서 볼 때 아치형태로 구부러져 한 쌍의 커버부의 이격된 간격이 벌어진 상태로 고정시킬 수 있는 신경 커버 고정부; 및
   전극체를 장착가능하고, 상기 장착된 전극체를 삽입 방향으로 선형 이동시켜 상기 신경 커버에 감싸인 신경에 삽입되도록 하는 전극체 고정부를 포함하고,
   상기 신경 커버는 생체 조직 내의 신경을 감싸서 보호하기 위한 신경 커버로서,
   상기 신경 커버는,
   평면 판 형태의 베이스부; 및
   신경이 수용되는 홀을 형성하도록 상기 베이스부의 상부로 돌출되고, 일단은 상기 베이스부에 부착되고 타단은 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 커버부를 포함하고,
   상기 신경 커버는, 상기 베이스부가 측면에서 볼 때 아치형태로 구부러지면, 상기 한 쌍의 커버부의 이격된 간격이 벌어지는, 전극체 삽입 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전극체를 상기 삽입 방향으로 이동시키기 위해 상기 전극체 고정부에 힘을 인가하는 가압부를 더 포함하는, 전극체 삽입 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전극체 고정부는 상기 가압부와 중심폴에 의해 연결되고,
   상기 가압부에 인가되는 힘은 상기 중심폴을 통해 상기 전극체 고정부에 전달되는, 전극체 삽입 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 중심폴에 부착된 탄성 가압판과 상기 중심폴이 관통하여 이동하는 지지부 사이에 위치하고, 상기 가압부에 임계치 이상의 힘이 가해지는 경우 상기 중심폴의 이동에 따라 상기 지지부에 대해 압축되는 탄성부재를 더 포함하는, 전극체 삽입 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 전극체 고정부는 내부에 자성부재를 포함하고,
   상기 전극체는 상단에 자성부재를 포함하여, 자성부재들 간의 자기력에 의해 상기 전극체 고정부에 고정되는, 전극체 삽입 장치.
8. 제3항에 있어서,
   상기 전극체는 음압에 의해 상기 전극체 고정부에 고정되었다가 음압이 제거되는 경우 상기 전극체 고정부로부터 분리되는, 전극체 삽입 장치.
9. 제3항에 있어서,
   상기 신경 커버는 탄성이 있는 연성 물질로 제작되고,
   상기 전극체가 선형 이동을 통해 상기 신경 커버에 감싸인 신경에 삽입되는 과정에서, 아치 형태로 구부러진 상기 베이스부는 평면 형태로 복원되고 상기 한 쌍의 커버부의 벌어진 이격된 간격이 원래 간격으로 복원되는, 전극체 삽입 장치.
10. 제4항에 있어서,
    상기 가압부 또는 상기 전극체 고정부에 부착되는 고주파 진동모터를 더 포함하고,
    상기 고주파 진동모터는 상기 전극체가 상기 신경에 삽입되는 동안 생체 조직에 가해지는 압력과 마찰력을 감소시키는, 전극체 삽입 장치.

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