KR102220485B1

KR102220485B1 - 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치

Info

Publication number: KR102220485B1
Application number: KR1020190104140A
Authority: KR
Inventors: 고천주
Original assignee: 인에이블 주식회사
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2021-03-11
Also published as: KR20210024697A

Abstract

본 발명은 영구자석으로 사용자의 경두개에 자기장을 제공할 수 있는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 영구자석(100)을 이용하여 머리의 경두개에 자기장을 제공하는 경두개 자기자극장치에 있어서, 복수로 구성되면서 원형형태로 분산되게 배열되는 영구자석(100)과, 영구자석(100)들이 일정간격으로 배열되어서 고정되는 자석고정부재(200)와, 영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 머리에 반복적으로 제공되도록 자석고정부재(200)를 유동시키는 유동부재(300)를 포함한다.

Description

영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치{Transcranial magnetic stimulation device using permanent magnet}

본 발명은 영구자석으로 사용자의 경두개에 자기장을 제공할 수 있는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치에 관한 것이다.

일반적으로, 경두개 자기 자극(Transcranial magnetic stimulation)(TMS)은 뇌 내의 신경 세포를 자극하여 우울증의 증상 및 다른 신경 정신병학적 상태를 개선하기 위하여 자기장을 사용하는 절차이다. 통상적으로, TMS 코일은 단일지점에서 최대 강도를 달성하도록 설계된 원형 또는 8-자 형상을 갖는다.

신경계에 대한 비침습적인 검사방법으로 운동피질을 자극할 때 운동신경에 대해 흥분과 억제 효과를 동시에 나타내는 것으로 알려져 있다. 그리고 반복적인 경두개 자기 자극술이 대뇌 피질에 영향을 주는 기전이 정확하게 밝혀진 것은 아니지만 경두개 자기 자극술과 관련하여 우울증 치료에 대한 효과, 신경병성 통증에 대한 임상 효과 및 파킨스병에 대한 임상 효과와 같은 것이 다수 보고되고 있다.

경두개 자기 자극의 시술을 위하여 일정 직경을 가지는 코일을 대뇌 반구에 대하여 수직이 되는 지점에 위치시키고 자극기의 위치를 조금씩 이동시키면서 가장 큰 운동 유발 전위를 나타내는 지점을 찾는다. 이후 역치를 기준으로 자극 강도를 결정하여 해당 부위를 반복적으로 자극하게 된다.

그러나, 종래 복수개의 코일을 포함한 다양한 구조적인 설계를 통해 자기장의 세기를 높이고 동시에 원하는 타깃부위에 효과적인 자기장의 집속을 위한 구조의 개발이 지속되어 왔으나, 장치의 크기가 커지고 소음이 발생되며 코일에서 발생되는 열을 식히기 위한 별도의 쿨링시스템이 별도로 구비되어야 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 공개특허 10-2018-0073321(2018.07.02.)호가 제안되어 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 영구자석으로 사용자의 경두개에 자기장을 제공할 수 있는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치는, 영구자석(100)을 이용하여 머리의 경두개에 자기장을 제공하는 경두개 자기자극장치에 있어서, 복수로 구성되면서 원형형태로 분산되게 배열되는 영구자석(100)과, 영구자석(100)들이 일정간격으로 배열되어서 고정되는 자석고정부재(200)와, 영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 머리에 반복적으로 제공되도록 자석고정부재(200)를 유동시키는 유동부재(300)를 포함하고, 영구자석(100)들은 홀수 번째 및 짝수 번째의 극성이 서로 상이하게 배열되고, 유동부재(300)는 자석고정부재(200)를 회전시키는 회전부(310)와, 회전부(310)가 고정되는 프레임(320)과, 회전부(310)를 컨트롤하는 컨트롤러(330)를 포함하고, 프레임(320)은 회전부(310)가 일단에 고정되는 암대(321)와, 암대(321)의 타단이 연결되면서 기립되는 폴대(322)와, 프레임(320)은 암대(321) 및 폴대(322)를 관통하여서 결합되는 결합핀(323)을 포함하고, 암대(321)는 회전부(310)가 고정되면서 폴대(322)의 양측에 지지되고, 결합핀(323)이 관통되는 연결홀(325)이 형성되는 복수의 암대판재(324)와, 암대판재(324)들의 사이에 결합되어 폴대(322)에 지지되는 지지블록(326)과, 지지블록(326)에서 이격되면서 암대판재(324)들의 사이에 결합되고 회전부(310)가 하부로 돌출되게 고정되는 고정블록(328)을 포함하고, 폴대(322)에는 암대판재(324)의 연결홀(325)에 연통되면서 결합핀(323)이 관통되어서 결합되는 결합홀(327)들이 상하방향으로 일정간격 이격되게 형성되고, 컨트롤러(330)는 회전부(310)를 작동시키거나 정지시키는 스위치(331)와, 회전부(310)의 회전속도를 설정하는 속도설정부(332)와, 스위치(331)의 조작을 인식하여 설정된 회전속도로 회전부(310)를 작동시키는 제어부(333)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명은, 영구자석으로 사용자의 경두개에 자기장을 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 영구자석이 원형으로 배열된 상태를 보인 도면.
도 3은 본 발명에서 원형으로 배열되는 영구자석들의 내측에 영구자석이 추가로 배열된 상태를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 영구자석들이 원형으로 배열되어 그룹을 이루는 상태로 자석고정부재에 대칭되게 고정된 상태를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 적용되는 암대가 폴대에서 분리된 상태를 보인 도면.
도 6은 본 발명의 사용상태를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 적용되는 컨트롤러를 보인 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 살펴본다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치는, 머리에 자기장을 제공하는 영구자석(100)들과, 영구자석(100)들의 자속이 증대되도록 일정간격으로 배열되어서 고정되는 자석고정부재(200)와, 영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 머리에 반복적으로 제공되도록 자석고정부재(200)를 유동시키는 유동부재(300)를 포함한다.

영구자석(100)은 1cm x 1cm x 1cm 크기이면서 약 1테슬라 정도의 자속을 갖는 네오디뮴 자석으로 구성될 수 있다.

그리고, 영구자석(100)은 6~10개로 구성되어 원형형태로 분산되면서 0.05cm의 간격으로 이격되게 배열된다. 영구자석(100)들은 홀수 번째 및 짝수 번째의 극성이 서로 상이하게 배열된다. 예를 들어, 홀수 번째의 영구자석(100)들은 S극이 상부를 향하게 배열되고 짝수 번째의 영구자석(100)들은 N극이 상부를 향하게 배열된다. 이에 의해, 인접하는 영구자석(100)들에 자력선이 형성되게 된다.

따라서, 원형으로 배열되는 영구자석(100)들에서 도넛형태로 자기장이 형성되므로 사용자의 경두개에 넓은 범위로 자기장이 제공될 수 있다. 즉, 자기장에 의해 경두개가 자극될 수 있다.

또한, 영구자석(100)들이 원형으로 배열되면서 원형의 중앙에 영구자석(100)이 추가로 배열될 수 있어서, 영구자석(100)들의 중앙에서도 자기장이 형성될 수 있다. 이에 의해, 원형의 중앙에서도 자기장이 형성됨에 따라 경두개에 제공되는 자기장의 집속도가 향상될 수 있다.

자석고정부재(200)는 영구자석(100)들이 원형으로 배열되면서 고정되는 판재로 구성된다. 판재에는 영구자석(100)들이 삽입되어서 고정되는 홈이 형성되거나 영구자석(100)들이 접착제에 의해 고정될 수 있다.

그리고, 자석고정부재(200)에는 영구자석(100)들이 원형으로 배열되어서 이루어지는 그룹(GR)이 복수로 구성된다.

여기서, 복수의 그룹(GR)은 자석고정부재(200)의 중심을 기준으로 대칭되게 배치된다. 즉, 2개의 그룹(GR)은 자석고정부재(200)에서 양측에 배치될 수 있고, 4개의 그룹(GR)이 자석고정부재(200)에서 사방에 배치될 수 있다.

따라서, 자석고정부재(200)가 유동부재(300)에 의해 회전되면 하나의 그룹(GR)이 사용자의 경두개에 위치되고, 다시 자석고정부재(200)가 회전되면 다른 그룹(GR)이 사용자의 경두개에 위치된다.

유동부재(300)는 자석고정부재(200)를 회전시키는 회전부(310)와, 회전부(310)가 고정되는 프레임(320)과, 회전부(310)를 컨트롤하는 컨트롤러(330)를 포함한다.

회전부(310)는 자석고정부재(200)의 상부에 축결합되는 스텝모터로 구성될 수 있다. 따라서 스텝모터가 구동되면 자석고정부재(200)가 회전된다.

프레임(320)은 회전부(310)가 일단에 고정되는 암대(321)와, 암대(321)의 타단이 연결되면서 기립되는 폴대(322)를 포함한다.

암대(321)의 일단에 회전부(310)가 수직되게 고정되고, 회전부(310)의 하부로 돌출되는 축에 자석고정부재(200)가 연결된다.

여기서, 기립되는 폴대(322)에서 암대(321)가 측방으로 돌출되므로 암대(321)에 고정된 자석고정부재(200)가 사용자에 간섭되지 않으면서 사용자의 머리위에 근접되게 위치될 수 있다.

이러한 상태에서, 회전부(310)가 자석고정부재(200)를 회전시키면 하나의 그룹(GR)이 사용자의 머리에 위치되므로 해당 그룹(GR)에서 발생되는 자기장이 사용자의 경두개에 제공된다. 이어서, 자석고정부재(200)가 회전되면서 다른 그룹(GR)이 사용자의 머리에 위치되므로 다른 그룹(GR)에서 발생되는 자기장이 사용자의 경두개에 제공된다.

그리고, 프레임(320)은 암대(321) 및 폴대(322)를 관통하여서 결합되는 결합핀(323)을 포함한다.

또한, 암대(321)는 회전부(310)가 고정되면서 폴대(322)의 양측에 지지되고, 결합핀(323)이 관통되는 연결홀(325)이 형성되는 복수의 암대판재(324)와, 암대판재(324)들의 사이에 결합되어 폴대(322)에 지지되는 지지블록(326)과, 지지블록(326)에서 이격되면서 암대판재(324)들의 사이에 결합되고 회전부(310)가 하부로 돌출되게 고정되는 고정블록(328)을 포함한다.

암대판재(324)들은 폴대(322)의 양측에 지지되고, 지지블록(326)은 폴대(322)의 일측에 지지된다. 이에 의해, 암대판재(324)들은 일체화된 상태로 폴대(322)에서 측방으로 돌출된 상태를 이루게 된다.

또한, 폴대(322)에는 암대판재(324)의 연결홀(325)에 연통되면서 결합핀(323)이 관통되어서 결합되는 결합홀(327)들이 상하방향으로 일정간격 이격되게 형성된다.

따라서, 결합핀(323)을 결합시키지 않은 상태에서 폴대(322)에서 암대(321)를 승강시켜서 자석고정부재(200)가 사용자의 경두개에 근접되게 한다. 그리고, 암대판재(324)의 연결홀(325)들이 폴대(322)의 결합홀(327)에 연통되게 하고, 결합핀(323)을 연결홀(325)들 및 결합홀(327)에 관통시켜서 결합시킨다. 이와 같이, 자석고정부재(200)가 사용자의 경두개에 근접되게 하면 자석고정부재(200)에서 발생되는 자기장이 경두개에 정확하게 제공될 수 있다.

컨트롤러(330)는 회전부(310)를 작동시키거나 정지시키는 스위치(331)와, 회전부(310)의 회전속도를 설정하는 속도설정부(332)와, 스위치(331)의 조작을 인식하여 설정된 회전속도로 회전부(310)를 작동시키는 제어부(333)를 포함한다.

따라서, 속도설정부(332)를 통해 적정속도를 설정한 상태에서 스위치(331)를 조작하면 제어부가(333)가 회전부(310)를 회전시키므로, 영구자석(100)으로 이루어지는 그룹(GR)들이 사용자의 경두개에 반복적으로 위치될 수 있다.

이와 같이, 자석고정부재(200)가 연속으로 회전되면 경두개에 위치되는 그룹(GR)에서 발생되는 자기장이 경두개에 반복적으로 제공된다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 사용자는 의자에 편안하게 앉은 상태에서 상체를 바르게 한다.

그리고, 폴대(322)에서 암대(321)를 승강시켜서 자석고정부재(200)가 사용자의 경두개에 근접되게 하고, 결합핀(323)을 이용하여 폴대(322)에서 암대(321)를 결합시킨다. 이에 의해, 자석고정부재(200)가 유동되지 않으면서 고정된 상태가 견고하게 유지된다.

이러한 상태에서, 컨트롤러(330)를 조작하여 자석고정부재(200)를 설정된 속도로 회전시킨다. 자석고정부재(200)가 회전됨에 따라 자석고정부재(200)의 영구자석(100)들이 사용자의 경두개에 교번으로 위치되므로, 영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 사용자의 경두개에 반복적으로 제공되게 된다.

이에 의해, 자기장이 경두개의 운동피질을 자극하므로 운동신경에 대해 흥분과 억제효과가 동시에 나타나게 된다. 아울러, 반복적인 자기장의 자극에 의해 대뇌피질에도 영향이 미치게 된다. 이와 같은, 자극에 의해 우울증 치료에 대한 효과와 신경병성 통증에 대한 효과 및 파킨슨병에 대한 효과를 기대할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 영구자석으로 사용자의 경두개에 자기장을 제공할 수 있으므로, 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치에 적용되어서 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 :영구자석
200 : 자석고정부재
300 : 유동부재
310 : 회전부
320 : 프레임
321 : 암대
322 : 폴대
323 : 결합핀
324 : 암대판재
324 : 연결홀
326 : 지지블록
327 : 결합홀
330 : 회전부
331 : 스위치
332 : 속도설정부
333 : 제어부
GR : 그룹

Claims

영구자석(100)을 이용하여 머리의 경두개에 자기장을 제공하는 경두개 자기자극장치에 있어서,
복수로 구성되면서 원형형태로 분산되게 배열되는 영구자석(100)과,
영구자석(100)들이 일정간격으로 배열되어서 고정되는 자석고정부재(200)와,
영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 머리에 반복적으로 제공되도록 자석고정부재(200)를 유동시키는 유동부재(300)를 포함하고,
영구자석(100)들은 홀수 번째 및 짝수 번째의 극성이 서로 상이하게 배열되고,
유동부재(300)는
자석고정부재(200)를 회전시키는 회전부(310)와,
회전부(310)가 고정되는 프레임(320)과,
회전부(310)를 컨트롤하는 컨트롤러(330)를 포함하고,
프레임(320)은
회전부(310)가 일단에 고정되는 암대(321)와,
암대(321)의 타단이 연결되면서 기립되는 폴대(322)와,
프레임(320)은 암대(321) 및 폴대(322)를 관통하여서 결합되는 결합핀(323)을 포함하고,
암대(321)는
회전부(310)가 고정되면서 폴대(322)의 양측에 지지되고, 결합핀(323)이 관통되는 연결홀(325)이 형성되는 복수의 암대판재(324)와,
암대판재(324)들의 사이에 결합되어 폴대(322)에 지지되는 지지블록(326)과,
지지블록(326)에서 이격되면서 암대판재(324)들의 사이에 결합되고 회전부(310)가 하부로 돌출되게 고정되는 고정블록(328)을 포함하고,
폴대(322)에는 암대판재(324)의 연결홀(325)에 연통되면서 결합핀(323)이 관통되어서 결합되는 결합홀(327)들이 상하방향으로 일정간격 이격되게 형성되고,
컨트롤러(330)는
회전부(310)를 작동시키거나 정지시키는 스위치(331)와,
회전부(310)의 회전속도를 설정하는 속도설정부(332)와,
스위치(331)의 조작을 인식하여 설정된 회전속도로 회전부(310)를 작동시키는 제어부(333)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치.
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