KR102238627B1 - Transcutaneous electrical nerve stimulation device and its control method for inhibition of peripheral nerve conduction - Google Patents

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Abstract

본 발명은 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 복수의 채널 전극을 가진 전극 어레이를 신체 부위에 접촉하고 일정 전류를 가하면서 전압을 측정해 신경 위치를 추적하고 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극에 전기 자극 신호를 인가해서 간섭파를 형성하여 신경에 인가해줌으로써 불필요한 근 수축을 줄이고 보다 심부에 위치한 신경에 전기 자극을 주므로 전기자극에 따른 말초신경전도 억제를 극대화시킬 수 있는 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a percutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction and a control method thereof. In particular, an electrode array having a plurality of channel electrodes is brought into contact with a body part and a voltage is measured while applying a constant current to determine the nerve position. By applying an electrical stimulation signal to the channel electrode around the tracked and tracked nerve location to form an interference wave and applying it to the nerve, unnecessary muscle contraction is reduced and electrical stimulation is given to the nerve located in the deeper part, thus suppressing peripheral nerve conduction due to electrical stimulation. It relates to a percutaneous electrical nerve stimulation device and a control method for suppressing peripheral nerve conduction that can maximize the.

Description

말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어방법{TRANSCUTANEOUS ELECTRICAL NERVE STIMULATION DEVICE AND ITS CONTROL METHOD FOR INHIBITION OF PERIPHERAL NERVE CONDUCTION}Transcutaneous electrical nerve stimulation device for inhibiting peripheral nerve conduction and its control method {TRANSCUTANEOUS ELECTRICAL NERVE STIMULATION DEVICE AND ITS CONTROL METHOD FOR INHIBITION OF PERIPHERAL NERVE CONDUCTION}

본 발명은 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 복수의 채널 전극을 가진 전극 어레이를 신체 부위에 접촉하고 일정 전류를 가하면서 전압을 측정해서 피부저항을 산출하여 신경 위치를 추적하고 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극에 전기 자극 신호를 인가해 간섭파를 형성하여 신경에 자극을 줌으로써 불필요한 근 수축은 줄이고 보다 심부에 위치한 신경에 전기 자극을 주므로 치료효과를 극대화시킬 수 있는 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a percutaneous electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction and a control method thereof, and in particular, by contacting an electrode array having a plurality of channel electrodes to a body part and applying a constant current to measure a voltage, skin resistance is measured. It is calculated to track the nerve position, and by applying an electrical stimulation signal to the channel electrode around the tracked nerve position to form an interference wave to stimulate the nerve, reducing unnecessary muscle contraction and giving electrical stimulation to deeper nerves, thereby increasing the therapeutic effect. It relates to a percutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction that can be maximized and a control method thereof.

통상적으로 경피 전기 신경 자극 기술은 신경을 자극하여 통증을 전기 감각으로 대체하거나 근육을 수축시키는 목적으로 활용되었다. 그러나 이러한 전기 자극 기술은 통증과 경직 같은 원하지 않는 감각과 운동 신경 전도 자체를 억제하는 기술이라 할 수 없다. 구체적으로 기존 표면 전극을 사용한 전기 자극 기술들은 통증 감각을 전기 자극 감각으로 대체하여 우회적으로 통증을 억제시키는 방식이었으므로 직접적으로 통증 신호 전달을 억제한다고 볼 수는 없었다. 또한 기존 전기 자극의 경우 근육을 강하게 수축시키기 때문에 경직과 같은 비의도적인 운동 신경 전도를 억제하는 데에도 한계가 있었다.In general, transdermal electrical nerve stimulation technology has been used for the purpose of stimulating nerves to replace pain with electrical sensations or to contract muscles. However, this electrical stimulation technique cannot be said to be a technique that suppresses unwanted sensations such as pain and stiffness and motor nerve conduction itself. Specifically, the conventional electrical stimulation techniques using surface electrodes were a method of suppressing pain indirectly by replacing the pain sensation with the electrical stimulation sensation, so it could not be considered as directly suppressing the transmission of pain signals. In addition, in the case of conventional electrical stimulation, since the muscle contracts strongly, there is a limit to suppressing unintentional motor nerve conduction such as stiffness.

최근 전기 자극을 통해 신경 전도를 억제시키는 기술이 개발되었지만 수술을 통해 전극을 직접 말초신경에 접촉시켜야하기 때문에 기술 상용화에 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 표면 전극을 활용하여 비수술적으로 신경 전도를 억제해야 하는데, 표면 전극을 사용할 경우 피부 및 피하지방의 전기 저항이 높아 피하에 위치한 말초신경을 충분히 자극하기 어려운 기술적 한계가 있었다. 이론적으로 높은 주파수를 사용한 전기 자극은 보다 심부까지 전류를 보낼 수 있지만 고주파에서 신경을 자극하기 위해서는 전류도 함께 증가시켜야하므로 고전류 인가에 따른 전기 안전 문제가 발생하게 된다.Recently, a technology for inhibiting nerve conduction through electrical stimulation has been developed, but there is a problem in commercialization of the technology because the electrode must be directly contacted with the peripheral nerve through surgery. In order to solve this problem, it is necessary to non-surgically suppress nerve conduction by using a surface electrode. When using a surface electrode, there is a technical limitation that it is difficult to sufficiently stimulate peripheral nerves located under the skin due to high electrical resistance of the skin and subcutaneous fat. Theoretically, electrical stimulation using a high frequency can send a current to a deeper part, but in order to stimulate a nerve at a high frequency, the current must also be increased, causing electrical safety problems due to the application of a high current.

국내 특허 공개 2004-0085440호(공개일:2004.10.08)Korean patent publication 2004-0085440 (published date: 2004.10.08)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 표면 전극을 사용하여 말초 신경 전도 억제를 통해 피하 심부에 위치한 신경에 전기 자극을 줌으로써 통증 및 경직 억제 효과를 극대화시킬 수 있는 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to maximize the effect of suppressing pain and stiffness by applying electrical stimulation to nerves located in the deep subcutaneous through suppression of peripheral nerve conduction using a surface electrode. It is to provide a transdermal electrical nerve stimulation device and a control method for suppressing peripheral nerve conduction.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치는 인체 피부에 탈부착가능하고, 복수개의 채널 전극을 통해 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 감지하며, 상기 복수개의 채널 전극 중 선택된 채널 전극을 통해 전기 자극을 줄 수 있도록 구성된 전극 어레이; 및 상기 전극 어레이와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 전극 어레이의 모든 채널 전극에 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 측정하여서 피부저항을 산출하여 신경 위치를 추적하고, 그 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 전기 자극을 인가하여 간섭파를 형성하도록 하는 본체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the transdermal electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention is detachable to the human skin, and a voltage is supplied for each channel electrode by supplying a constant current through a plurality of channel electrodes. An electrode array configured to sense and apply electrical stimulation through a channel electrode selected from among the plurality of channel electrodes; And wired or wirelessly connected to the electrode array to supply a constant current to all channel electrodes of the electrode array to measure voltage for each channel electrode to calculate skin resistance to track a nerve location, and a channel around the tracked nerve location. And a main body configured to form an interference wave by applying electrical stimulation to four electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2).

상기 실시형태에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치에 있어서, 상기 전기 자극을 위한 신호는 신경 전도가 억제될 수 있는 주파수 및 전류를 가질 수 있다.In the transcutaneous electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction according to the above embodiment, the signal for electrical stimulation may have a frequency and current at which nerve conduction can be suppressed.

상기 실시형태에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치에 있어서, 상기 본체는 신경 위치 추적 및 신경 자극 명령을 입력하도록 구성된 신호 입력부; 상기 신호 입력부에서 입력된 명령 및 상기 채널 전극 별로 감지된 전압에 따라 제어신호를 발생하도록 구성된 제어부; 상기 제어부에서 제어신호를 입력받아 상기 전극 어레이의 모든 채널 전극에 신경 위치 추적을 위한 일정한 레벨의 전류를 공급해주도록 구성된 신경 위치 추적 전류 발생부; 상기 전극 어레이의 모든 채널 전극 각각의 전압을 측정하여 이에 상응하는 감지신호를 상기 제어부에 인가하도록 구성된 채널 전극의 전압 측정부; 및 상기 제어부에서 제어신호를 입력받아 전기 자극 신호를 발생하여 상기 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 인가하도록 구성된 신경 주변 자극 신호 발생부;를 포함할 수 있다.In the transdermal electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction according to the above embodiment, the main body includes: a signal input unit configured to input a nerve position tracking and a nerve stimulation command; A control unit configured to generate a control signal according to a command input from the signal input unit and a voltage sensed for each channel electrode; A nerve position tracking current generator configured to receive a control signal from the controller and supply a constant level of current for nerve position tracking to all channel electrodes of the electrode array; A voltage measurement unit of a channel electrode configured to measure voltages of each of the channel electrodes of the electrode array and apply a detection signal corresponding thereto to the control unit; And a nerve peripheral stimulation signal generator configured to receive a control signal from the control unit to generate an electrical stimulation signal and apply it to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the tracked nerve position. have.

상기 실시형태에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치에 있어서, 상기 본체는 상기 제어부에서 표시 제어 신호를 입력받아 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 동작 상태를 음성 및 영상으로 표출하도록 구성된 표시부를 더 포함할 수 있다.In the transdermal electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction according to the above embodiment, the main body receives a display control signal from the control unit and voices an operating state of the transdermal electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction. A display unit configured to be displayed as an image may be further included.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 제어 방법은 본체에 의해 신경 위치 추적 및 신경 자극 명령이 입력되는 단계; 상기 본체에 의해 신경 위치 추적을 위한 일정 레벨의 전류가 발생되어 인체 피부에 부착된 전극 어레이의 모든 채널 전극에 인가되는 단계; 상기 본체에 의해 상기 모든 채널 전극의 전압이 측정되는 단계; 상기 본체에 의해 상기 측정된 모든 채널 전극의 전압 중 임계값 이하의 전압이 존재하는 지의 여부가 결정되는 단계; 상기 임계값 이하 존재 여부 결정 단계에서 임계값 이하의 전압이 존재할 경우, 상기 본체는 그 임계값 이하의 전압이 측정되는 채널 전극의 위치를 신경 위치로 결정하는 단계; 및 상기 본체는 결정된 상기 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 두 종류의 주파수를 갖는 전기 자극 신호를 인가하되, 동일 주파수의 전기 자극 신호가 채널 전극의 대각선 방향으로 교차하도록 전기 자극 신호를 인가하는 단계;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a method for controlling a percutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention includes the steps of: tracking a nerve position and inputting a nerve stimulation command by a body; Generating a current of a predetermined level for tracking nerve location by the body and applying it to all channel electrodes of the electrode array attached to the human skin; Measuring voltages of all the channel electrodes by the body; Determining whether or not there is a voltage less than a threshold value among voltages of all the channel electrodes measured by the main body; Determining, in the step of determining whether the voltage is less than or equal to the threshold, determining, by the main body, a position of the channel electrode at which the voltage less than or equal to the threshold is measured as a nerve position; And the main body applies electrical stimulation signals having two kinds of frequencies to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the determined nerve position, but the electrical stimulation signals of the same frequency are in a diagonal direction It may include; applying an electrical stimulation signal to cross.

상기 실시형태에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 제어 방법은 상기 임계값 이하 존재 여부 결정 단계에서 임계값 이하의 전압이 존재하지 않을 경우, 상기 신경 위치 추적을 위한 일정 레벨의 전류가 발생되는 단계로 진행될 수 있다.The control method of the percutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction according to the embodiment is, when there is no voltage less than the threshold value in the step of determining whether or not there is less than the threshold value, a predetermined level for tracking the nerve position. It can proceed to the stage in which current is generated.

본 발명의 실시형태에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 전극 어레이가 인체 피부에 탈부착가능하고, 복수개의 채널 전극을 통해 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 감지하며, 상기 복수개의 채널 전극 중 선택된 채널 전극을 통해 전기 자극을 줄 수 있으며; 그리고 본체가 상기 전극 어레이와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 전극 어레이의 모든 채널 전극에 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 측정하여서 피부저항을 산출하여 신경 위치를 추적하고, 그 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 전기 자극을 인가하여 간섭파를 형성하도록; 구성됨으로써, 불필요한 근수축은 줄이고 보다 심부에 위치한 신경에 전기 자극을 줌으로써 신경 전도 억제 효과를 극대화시킬 수 있다.According to the transcutaneous electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention and a control method thereof, the electrode array is detachable to the human skin, and a constant current is supplied through a plurality of channel electrodes to each channel electrode. Sensing a voltage and providing electrical stimulation through a channel electrode selected from among the plurality of channel electrodes; And the main body is connected to the electrode array by wire or wirelessly, supplying a constant current to all channel electrodes of the electrode array, measuring voltage for each channel electrode, calculating skin resistance, tracking nerve position, and tracking the nerve position around the tracked nerve position. To form an interference wave by applying electrical stimulation to the four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) of; By being configured, unnecessary muscle contraction can be reduced and the nerve conduction inhibitory effect can be maximized by applying electrical stimulation to deeper nerves.

특히, 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 인가되는 전기 자극을 위한 신호는 신경이 직접적으로 자극되지 않는 고주파 영역이기 때문에 해당 부위에는 전기 자극에 의한 저린 느낌이나 불필요한 근 수축이 발생하지 않으며, 채널 부착부 가운데에서 형성되는 간섭파에 의해 피하 심부에서 신경이 자극되는 장점이 있다.In particular, since the signal for electrical stimulation applied to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the tracked nerve location is a high-frequency region in which the nerve is not directly stimulated, a numbness caused by the electrical stimulation is felt in the relevant region. However, unnecessary muscle contraction does not occur, and the nerve is stimulated in the subcutaneous deep part by the interference wave formed in the center of the channel attachment part.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 전극 어레이에 대한 상세 구성도이다.
도 3은 도 1에서 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳에 두 종류의 전기 자극 신호가 인가되어 간섭파가 형성되는 원리를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치가 신체에 장착되어 작동되는 원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
1 is an overall configuration diagram of a transdermal electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed configuration diagram of the electrode array of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram illustrating a principle in which two types of electrical stimulation signals are applied to four channel electrodes around a nerve location tracked in FIG. 1 to form an interference wave.
FIG. 4 is a diagram illustrating a principle in which the percutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction of FIG. 1 is mounted on the body and operated.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling a transcutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 전체 구성도이고, 도 2는 도 1의 전극 어레이에 대한 상세 구성도이며, 도 3은 도 1에서 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳에 두 종류의 전기 자극 신호가 인가되어 간섭파가 형성되는 원리를 설명하는 도면이며, 도 4는 도 1의 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치가 신체에 장착되어 작동되는 원리를 설명하는 도면이다.1 is an overall configuration diagram of a transdermal electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the electrode array of FIG. 1, and FIG. 3 is a trace in FIG. It is a diagram explaining the principle that interference waves are formed by applying two types of electrical stimulation signals to four channel electrodes around the nerve location. FIG. 4 is a transcutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction of FIG. It is a diagram explaining the principle that it is mounted on and operated.

본 발명의 실시예에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 전극 어레이(200) 및 본체(100)를 포함한다.A transcutaneous electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention includes an electrode array 200 and a main body 100 as shown in FIGS. 1 to 4.

전극 어레이(200)는 인체 피부에 탈부착가능하고, 본체(100)로부터 신경 위치 추적을 위한 일정한 레벨의 전류를 입력받아 복수개의 채널 전극(210)을 통해 피부에 공급하여 채널 전극(210) 별로 전압을 감지하여 감지된 전압을 본체(100)에 제공하며, 복수개의 채널 전극(210) 중 본체(100)에 의해 선택된 채널 전극(ch1, ch1, ch2, ch2)을 통해 전기 자극을 줄 수 있도록 구성되어 있다.The electrode array 200 is detachable to the human skin and receives a constant level of current for tracking nerve location from the body 100 and supplies it to the skin through a plurality of channel electrodes 210 to provide voltage for each channel electrode 210. Is configured to provide the sensed voltage to the main body 100 by sensing and to give electrical stimulation through the channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) selected by the main body 100 among the plurality of channel electrodes 210 Has been.

전극 어레이(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일면이 피부와 접촉하고 복수개의 채널 전극(210)이 수용되는 전도성 젤(211), 전도성 젤(211)의 타면에 탈부착되는 섬유 소재(미도시됨), 및 전도성 젤(211) 내부에서 복수개의 채널 전극(210) 사이마다 설치되어 전기 절연 시키는 절연체(212)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the electrode array 200 includes a conductive gel 211 in which one surface is in contact with the skin and a plurality of channel electrodes 210 are accommodated, and a fibrous material detachably attached to the other surface of the conductive gel 211 ( (Not shown), and an insulator 212 installed between the plurality of channel electrodes 210 in the conductive gel 211 to electrically insulate them.

본체(100)는 전극 어레이(200)와 유선 또는 무선으로 연결되어 전극 어레이(200)의 모든 채널 전극(210)에 일정 전류를 공급하여 채널 전극(210) 별로 전압을 측정하여서 피부저항을 산출하여 신경 위치를 추적하고, 그 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 전기 자극을 인가하여 간섭파를 형성하는 역할을 한다. 여기서 전기 자극을 위한 신호는 신경 전도가 억제될 수 있는 주파수(대략, 20kHz 이상의 주파수) 및 전류를 갖는다.The main body 100 is connected to the electrode array 200 by wire or wirelessly and supplies a constant current to all the channel electrodes 210 of the electrode array 200 to measure the voltage for each channel electrode 210 to calculate skin resistance. It tracks the nerve position and forms an interference wave by applying electrical stimulation to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the tracked nerve position. Here, the signal for electrical stimulation has a frequency (approximately, a frequency of 20 kHz or more) and a current at which nerve conduction can be suppressed.

본체(100)는 신호 입력부(110), 제어부(120), 신경 위치 추적 전류 발생부(130), 채널 전극의 전압 측정부(140), 신경 주변 자극 신호 발생부(150) 및 표시부(160)를 포함한다.The main body 100 includes a signal input unit 110, a control unit 120, a nerve position tracking current generation unit 130, a voltage measurement unit 140 of a channel electrode, a nerve peripheral stimulation signal generation unit 150, and a display unit 160. Includes.

신호 입력부(110)는 신경 위치 추적 및 자극 치료 명령을 제어부(120)에 입력하는 입력 장치이다. 예컨대, 키보드, 마우스, 다이얼패드 등이 될 수 있다.The signal input unit 110 is an input device for inputting a nerve position tracking and stimulation treatment command to the control unit 120. For example, it may be a keyboard, mouse, dial pad, or the like.

제어부(120)는 전체 구성 요소를 제어하는 마이크로프로세서로서, 신호 입력부(110)에서 입력된 명령, 및 채널 전극의 전압 측정부(140)에서 입력되는 전극 어레이(200)의 채널 전극(210) 별로 감지된 전압에 따라 신경 위치 추적 전류 발생부(130), 신경 주변 자극 신호 발생부(150) 및 표시부(160)에 제어신호를 발생하는 역할을 한다. The control unit 120 is a microprocessor that controls all components, and is used for each channel electrode 210 of the electrode array 200 inputted from the signal input unit 110 and the voltage measurement unit 140 of the channel electrode. It serves to generate a control signal to the nerve position tracking current generating unit 130, the nerve peripheral stimulation signal generating unit 150, and the display unit 160 according to the sensed voltage.

신경 위치 추적 전류 발생부(130)는 제어부(120)에서 제어신호를 입력받아 전극 어레이(200)의 모든 채널 전극(210)에 신경 위치 추적을 위한 일정한 레벨의 전류를 공급하는 역할을 한다.The nerve position tracking current generation unit 130 receives a control signal from the controller 120 and supplies a constant level of current to all the channel electrodes 210 of the electrode array 200 for nerve position tracking.

채널 전극의 전압 측정부(140)는 전극 어레이(200)의 모든 채널 전극(210) 각각의 전압을 측정하여 이에 상응하는 감지신호를 제어부(120)에 인가하는 역할을 한다.The voltage measuring unit 140 of the channel electrode measures voltages of each of the channel electrodes 210 of the electrode array 200 and applies a detection signal corresponding thereto to the control unit 120.

신경 주변 자극 신호 발생부(150)는 제어부(120)에서 제어신호를 입력받아 전기 자극 신호를 발생하여 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 인가하는 역할을 한다. 여기서, 인가되는 전기 자극 신호에 대해 좀 더 상세하게 설명하면 도 4에 도시된 바와 같이 동일 주파수의 전기 자극 신호가 채널 전극의 대각선 방향으로 교차하도록 전기 자극 신호를 인가한다(즉, 대각선으로 교차하는 채널 전극 ch1과 ch1에 어느 하나의 주파수를 갖는 전기 자극 신호가 인가되는 한편, 또 다른 대각선으로 교차하는 채널 전극 ch2와 ch2에 다른 하나의 주파수를 갖는 전기 자극 신호가 인가된다).The nerve peripheral stimulation signal generator 150 receives a control signal from the controller 120 and generates an electrical stimulation signal and applies it to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, and ch2) around the tracked nerve position. do. Here, when the applied electrical stimulation signal is described in more detail, as shown in FIG. 4, the electrical stimulation signal is applied so that the electrical stimulation signal of the same frequency crosses in the diagonal direction of the channel electrode (that is, it crosses diagonally). An electrical stimulation signal having one frequency is applied to channel electrodes ch1 and ch1, while an electrical stimulation signal having another frequency is applied to channel electrodes ch2 and ch2 crossing another diagonally).

도 3은 도 1에서 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 두 종류의 전기 자극 신호가 인가되어 간섭파가 형성되는 원리를 설명하는 도면으로서, 여기서, ch1 및 ch2를 각각 두 개 표시한 것은 동일한 전기 자극 신호가 인가되는 것을 이해하기 쉽게 나타낸 것이다. 두 개의 1번 채널 전극(ch1, ch1)에는 A의 파형의 전기 자극 신호가 인가되는 한편, 두 개의 2번 채널 전극(ch2, ch2)에는 B의 파형의 전기 자극 신호가 발생되어, 4개의 채널 전극(ch1, ch1, ch2, ch2)이 교차하는 부분에는 C의 파형과 같은 간섭파가 주입되게 된다. FIG. 3 is a diagram explaining the principle of forming an interference wave by applying two types of electrical stimulation signals to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the nerve position tracked in FIG. 1, where ch1 Two marks of and ch2 each indicate that the same electrical stimulation signal is applied for easy understanding. An electrical stimulation signal of waveform A is applied to the two first channel electrodes (ch1, ch1), while an electrical stimulation signal of waveform B is generated to the two second channel electrodes (ch2, ch2). Interfering waves such as the C waveform are injected into portions where the electrodes ch1, ch1, ch2, and ch2 intersect.

여기서, A, B 파형의 전기 자극 신호의 주파수는 모두 20kHz 이상의 서로 다른 주파수로서 신경 전도가 억제될 수 있는 주파수이므로 불필요한 근 수축이 발생되는 것을 억제할 수 있는 한편, 신경 위치에 해당하는 부위(도 4의 진한 흑색으로 칠해진 부분)에는 C 파형의 간섭파(예컨대, 10kHz)가 주입되므로 신경 위치의 심도에 전기 자극이 가해져 신경 자극에 따른 말초신경전도 억제 효과를 높일 수 있다. Here, the frequencies of the electrical stimulation signals of the A and B waveforms are all different frequencies of 20 kHz or more, and since nerve conduction can be suppressed, the occurrence of unnecessary muscle contraction can be suppressed. C-waveform interference (for example, 10 kHz) is injected into the part painted in dark black (4), so that electrical stimulation is applied to the depth of the nerve location, thereby enhancing the effect of inhibiting peripheral nerve conduction due to nerve stimulation.

표시부(160)는 제어부(120)에서 표시 제어 신호를 입력받아 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 동작 상태를 음성 및 영상으로 표출하여 유저로 하여금 신경 위치 추적 상태, 전극 어레이(200)에 전기 자극 신호가 인가되는 상태 등을 인지할 수 있게 한다. The display unit 160 receives a display control signal from the control unit 120 and displays the operation state of the transcutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction in voice and image, allowing the user to track the nerve position and the electrode array 200. ), it is possible to recognize the state in which the electrical stimulation signal is applied.

한편, 위의 설명에서는 채널 전극의 수를 4×4=16 개로 하였으나, 채널 전극 수는 그 보다 많거나 적을 수 있으며, 또한 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳에 전기 자극 신호를 인가했으나, 동일한 주파수의 전기 자극 신호가 서로 교차될 수 있다면 얼마든지 전기 자극 신호가 인가되는 채널 전극의 개수는 변경될 수 있다. On the other hand, in the above description, the number of channel electrodes is 4×4=16, but the number of channel electrodes may be more or less, and electrical stimulation signals are applied to four channel electrodes around the nerve location. As long as the electrical stimulation signals can cross each other, the number of channel electrodes to which the electrical stimulation signals are applied can be changed.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치를 제어하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling a transcutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 나타낸다.5 is a flowchart illustrating a method of controlling a transcutaneous electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention, where S represents a step.

먼저, 전극 어레이(200)를 자극하고자 하는 인체 피부 부근에 부착한 후, 유저의 키 조작에 의해 본체(100)에는 신경 위치 추적 및 신경 자극 명령이 입력된다(S10).First, after attaching the electrode array 200 to the vicinity of the human skin to be stimulated, a nerve position tracking and a nerve stimulation command are input to the main body 100 by a user's key operation (S10).

이어서, 본체(100)에 의해 신경 위치 추적을 위한 일정 레벨의 전류가 발생되어 인체 피부에 부착된 전극 어레이(200)의 모든 채널 전극(210)에 인가되고(S20), 이에 따라 채널 전극(210)에 맞닿은 피부에 전류가 인가되게 된다.Subsequently, a current of a certain level for tracking nerve position is generated by the body 100 and applied to all the channel electrodes 210 of the electrode array 200 attached to the human skin (S20), and accordingly, the channel electrode 210 The current is applied to the skin in contact with ).

이때, 모든 채널 전극(210)에 대한 전압이 본체(100)에 의해 측정되고(S30), 측정된 전압 중 기 설정된 임계 값 이하의 전압이 존재하는 지의 여부가 결정된다(S40).At this time, voltages for all the channel electrodes 210 are measured by the main body 100 (S30), and it is determined whether or not a voltage less than a preset threshold is present among the measured voltages (S40).

상기 스텝(S40)에서 임계값 이하의 전압이 존재할 경우(YES), 본체(100)는 그 임계값 이하의 전압이 측정되는 채널 전극의 위치를 신경 위치(도 4의 전압 측정을 통한 신경 위치 찾기 참조)로 결정한다(S50).If there is a voltage less than the threshold value (YES) in the step (S40), the body 100 determines the location of the channel electrode at which the voltage less than the threshold value is measured, the nerve location (finding the nerve location through voltage measurement in FIG. Reference) is determined (S50).

이어서, 본체(100)는 상기 스텝(S50)에서 결정된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)을 선택하여 두 종류의 주파수를 갖는 전기 자극 신호를 인가하되, 동일 주파수의 전기 자극 신호가 채널 전극의 대각선 방향으로 교차하도록 전기 자극 신호를 인가한다(S60). 즉, ch1과 ch1의 채널 전극 쌍 그리고 ch2와 ch2의 채널 전극 쌍에는 각각 동일한 주파수의 전기 자극 신호가 인가된다. Subsequently, the main body 100 selects four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the nerve position determined in step S50 to apply electrical stimulation signals having two types of frequencies, but with the same frequency. The electrical stimulation signal is applied so that the electrical stimulation signal crosses in the diagonal direction of the channel electrode (S60). That is, an electrical stimulation signal of the same frequency is applied to the channel electrode pair of ch1 and ch1 and the channel electrode pair of ch2 and ch2, respectively.

한편, 상기 스텝(S40)에서 임계값 이하의 전압이 존재하지 않을 경우(NO), 상기 스텝(S20)으로 진행된다.On the other hand, if there is no voltage below the threshold value in step S40 (NO), the process proceeds to step S20.

본 발명의 실시예에 의한 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 전극 어레이가 인체 피부에 탈부착가능하고, 복수개의 채널 전극을 통해 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 감지하며, 상기 복수개의 채널 전극 중 선택된 채널 전극을 통해 전기 자극을 줄 수 있으며; 그리고 본체가 상기 전극 어레이와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 전극 어레이의 모든 채널 전극에 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 측정하여서 피부저항을 산출하여 신경 위치를 추적하고, 그 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 전기 자극을 인가하여 간섭파를 형성하도록; 구성됨으로써, 불필요한 근 수축을 줄이고 보다 심부에 위치한 신경에 전기 자극을 줌으로써 신경 자극 효과를 극대화시킬 수 있다.According to the transcutaneous electrical nerve stimulation apparatus for suppressing peripheral nerve conduction according to an embodiment of the present invention and a control method thereof, the electrode array is detachable to the human skin, and a constant current is supplied through a plurality of channel electrodes to each channel electrode. Sensing a voltage and providing electrical stimulation through a channel electrode selected from among the plurality of channel electrodes; And the main body is connected to the electrode array by wire or wirelessly, supplying a constant current to all channel electrodes of the electrode array, measuring voltage for each channel electrode, calculating skin resistance, tracking nerve position, and tracking the nerve position around the tracked nerve position. To form an interference wave by applying electrical stimulation to the four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) of; As a result, it is possible to maximize the nerve stimulation effect by reducing unnecessary muscle contraction and applying electrical stimulation to deeper nerves.

특히, 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 인가되는 전기 자극을 위한 신호는 신경이 직접적으로 자극되지 않는 고주파 영역이기 때문에 해당 부위에는 전기 자극에 의한 저린 느낌이나 불필요한 근 수축이 발생하지 않으며, 채널 부착부 가운데에서 형성되는 간섭파에 의해 피하 심부에서 신경이 자극되는 장점이 있다.In particular, since the signal for electrical stimulation applied to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the tracked nerve location is a high-frequency region in which the nerve is not directly stimulated, a numbness caused by the electrical stimulation is felt in the relevant region. However, unnecessary muscle contraction does not occur, and the nerve is stimulated in the subcutaneous deep part by the interference wave formed in the center of the channel attachment part.

도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.In the drawings and specification, an optimal embodiment has been disclosed, and specific terms are used, but these are used only for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and are used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Was not done. Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 본체
110: 신호 입력부
120: 제어부
130: 신경 위치 추적 전류 발생부
140: 채널 전극의 전압 측정부
150: 신경 주변 자극 신호 발생부
160: 표시부
200: 전극 어레이
210: 복수개의 채널 전극
ch1, ch2: 신경 주변의 전기 자극이 가해지는 채널 전극
100: main body
110: signal input unit
120: control unit
130: nerve position tracking current generator
140: voltage measuring unit of the channel electrode
150: nerve peripheral stimulation signal generator
160: display
200: electrode array
210: a plurality of channel electrodes
ch1, ch2: channel electrodes to which electrical stimulation around nerves is applied

Claims (7)

인체 피부에 탈부착가능하고, 복수개의 채널 전극을 통해 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 감지하며, 상기 복수개의 채널 전극 중 선택된 채널 전극을 통해 전기 자극을 줄 수 있도록 구성된 전극 어레이(200); 및
상기 전극 어레이와 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 전극 어레이의 모든 채널 전극에 일정 전류를 공급하여 채널 전극 별로 전압을 측정하여서 피부저항을 산출하여 신경 위치를 추적하고, 그 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 두 종류의 주파수를 갖는 전기 자극 신호를 인가하되, 어느 하나의 대각선으로 교차하는 채널 전극(ch1, ch1)에는 어느 하나의 주파수를 갖는 전기 자극 신호가 인가되는 한편, 또 다른 대각선으로 교차하는 채널 전극(ch2, ch2)에는 다른 하나의 주파수를 갖는 전기 자극 신호가 인가되어, 4개의 상기 채널 전극(ch1, ch1, ch2, ch2)이 교차되는 부분에 간섭파를 형성하도록 하는 본체(100);를 포함하고,
상기 전기 자극 신호는 신경 전도가 억제될 수 있는 주파수 및 전류를 갖고,
상기 전극 어레이(200)는 일면이 피부와 접촉하고 복수개의 채널 전극(210)이 수용되는 전도성 젤(211), 상기 전도성 젤(211)의 타면에 탈부착되는 섬유 소재, 및 상기 전도성 젤(211) 내부에서 복수개의 채널 전극(210) 사이마다 설치되어 전기 절연시키는 절연체(212)를 포함하며,
상기 본체(100)는
신경 위치 추적 및 전기 자극 명령을 입력하도록 구성된 신호 입력부(110);
상기 신호 입력부(110)에서 입력된 명령 및 상기 채널 전극 별로 감지된 전압에 따라 제어신호를 발생하도록 구성된 제어부(120);
상기 제어부에서 제어신호를 입력받아 상기 전극 어레이의 모든 채널 전극에 신경 위치 추적을 위한 일정한 레벨의 전류를 공급해주도록 구성된 신경 위치 추적 전류 발생부(130);
상기 전극 어레이의 모든 채널 전극 각각의 전압을 측정하여 이에 상응하는 감지신호를 상기 제어부에 인가하도록 구성된 채널 전극의 전압 측정부(140);
상기 제어부에서 제어신호를 입력받아 전기 자극 신호를 발생하여 상기 추적된 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 인가하도록 구성된 신경 주변 자극 신호 발생부(150); 및
상기 제어부에서 표시 제어 신호를 입력받아 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 동작 상태를 음성 및 영상으로 표출하도록 구성된 표시부(160);를 포함하는, 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치.
An electrode array 200 that is detachable to the human skin, senses a voltage for each channel electrode by supplying a constant current through a plurality of channel electrodes, and provides electrical stimulation through a selected channel electrode among the plurality of channel electrodes; And
Wired or wirelessly connected to the electrode array, a constant current is supplied to all the channel electrodes of the electrode array, voltage is measured for each channel electrode, and skin resistance is calculated to track the nerve location, and channel electrodes around the tracked nerve location Electrical stimulation signals having two kinds of frequencies are applied to four places (ch1, ch1, ch2, ch2), but an electric stimulation signal having any one frequency is applied to the channel electrodes (ch1, ch1) crossing one diagonally. Meanwhile, an electrical stimulation signal having a different frequency is applied to another diagonally crossing channel electrode (ch2, ch2), so that the four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) cross each other. Including; a main body 100 to form an interference wave,
The electrical stimulation signal has a frequency and current at which nerve conduction can be suppressed,
The electrode array 200 includes a conductive gel 211 having one surface in contact with the skin and accommodating a plurality of channel electrodes 210, a fiber material detachable to the other surface of the conductive gel 211, and the conductive gel 211 It includes an insulator 212 installed between the plurality of channel electrodes 210 and electrically insulated from the inside,
The main body 100 is
A signal input unit 110 configured to input a nerve position tracking and electrical stimulation command;
A control unit 120 configured to generate a control signal according to a command input from the signal input unit 110 and a voltage sensed for each channel electrode;
A nerve position tracking current generator 130 configured to receive a control signal from the control unit and supply a constant level of current for nerve position tracking to all channel electrodes of the electrode array;
A voltage measurement unit 140 of a channel electrode configured to measure voltages of each of the channel electrodes of the electrode array and apply a detection signal corresponding thereto to the control unit;
A nerve peripheral stimulation signal generator 150 configured to receive a control signal from the control unit to generate an electrical stimulation signal and apply it to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the tracked nerve position; And
Transcutaneous electricity for suppressing peripheral nerve conduction including; a display unit 160 configured to display an operation state of the transdermal electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction by receiving a display control signal from the control unit in voice and image Nerve stimulation device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 기재된 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치를 제어하는 방법으로서:
본체(100)에 의해 신경 위치 추적 및 전기 자극 명령이 입력되는 단계;
상기 본체에 의해 신경 위치 추적을 위한 일정 레벨의 전류가 발생되어 인체 피부에 부착된 전극 어레이(200)의 모든 채널 전극에 인가되는 단계;
상기 본체에 의해 상기 모든 채널 전극의 전압이 측정되는 단계;
상기 본체에 의해 상기 측정된 모든 채널 전극의 전압 중 임계값 이하의 전압이 존재하는 지의 여부가 결정되는 단계;
상기 임계값 이하 존재 여부 결정 단계에서 임계값 이하의 전압이 존재할 경우, 상기 본체는 그 임계값 이하의 전압이 측정되는 채널 전극의 위치를 신경 위치로 결정하는 단계; 및
상기 본체는 결정된 상기 신경 위치 주변의 채널 전극 네 곳(ch1, ch1, ch2, ch2)에 두 종류의 주파수를 갖는 전기 자극 신호를 인가하되, 상기 두 주파수의 전기 자극 신호가 채널 전극의 대각선 방향으로 교차하도록 전기 자극 신호를 인가하는 단계를 포함하는 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 제어방법.
As a method of controlling the percutaneous electrical nerve stimulation device for inhibiting peripheral nerve conduction according to claim 1:
Inputting a nerve position tracking and electrical stimulation command by the body 100;
Generating a current of a predetermined level for tracking nerve location by the body and applying it to all channel electrodes of the electrode array 200 attached to the human skin;
Measuring voltages of all the channel electrodes by the body;
Determining whether or not there is a voltage less than a threshold value among voltages of all the channel electrodes measured by the main body;
Determining, in the step of determining whether the voltage is less than or equal to the threshold, determining, by the main body, a position of the channel electrode at which the voltage less than or equal to the threshold is measured as a nerve position; And
The body applies electrical stimulation signals having two kinds of frequencies to four channel electrodes (ch1, ch1, ch2, ch2) around the determined nerve position, and the electrical stimulation signals of the two frequencies are in the diagonal direction of the channel electrode. Control method of a transcutaneous electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction, comprising the step of applying an electrical stimulation signal to intersect.
제 5 항에 있어서,
상기 임계값 이하 존재 여부 결정 단계에서 임계값 이하의 전압이 존재하지 않을 경우, 상기 신경 위치 추적을 위한 일정 레벨의 전류가 발생되는 단계로 진행되는 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 제어방법.
The method of claim 5,
In the step of determining whether there is less than the threshold value, when there is no voltage less than the threshold value, the transdermal electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction proceeds to the step of generating a predetermined level of current for tracking the nerve location. Control method.
제 5 항에 있어서,
상기 전기 자극 신호는 신경 전도가 억제될 수 있는 주파수 및 전류를 갖는 말초신경전도 억제를 위한 경피성 전기 신경 자극 장치의 제어방법.
The method of claim 5,
The electrical stimulation signal is a control method of a transdermal electrical nerve stimulation device for suppressing peripheral nerve conduction having a frequency and current capable of inhibiting nerve conduction.
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