KR102272529B1

KR102272529B1 - 위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선 및 이의 제어 시스템

Info

Publication number: KR102272529B1
Application number: KR1020190162894A
Authority: KR
Inventors: 박은경; 김태경; 최동일; 이규성
Original assignee: 사회복지법인 삼성생명공익재단
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-07-02
Also published as: KR20210072512A; WO2021118110A3; WO2021118110A2

Abstract

본 발명은 위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선 및 이의 제어 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선은, 복수개의 전극들이 외주면을 감싸도록 배치되고, 전극들에 자극신호를 전달하기 위한 제 1 와이어가 인입 배치되는 제 1 레이어, 단차를 형성하는 복수개의 세그먼트들을 포함하며, 세그먼트들의 제어를 위한 복수개의 제 2 와이어들이 세그먼트들에 형성된 복수개의 홀들을 통해 인입 배치되는 제 2 레이어 및 전극선이 이식되는 과정에서 변형되는 것을 방지하기 위한 제 3 와이어가 중공에 인입 배치되는 제 3 레이어를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 레이어는 제 1 레이어와 제 3 레이어의 사이에 위치할 수 있다.

Description

위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선 및 이의 제어 시스템{POSITIONING-ENABLED AND DEFORMABLE IMPLANTABLE LEAD AND CONTROL SYSTEM THEREOF}

본 발명은 위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선 및 이의 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형태 및 위치를 임의로 조정할 수 있어 수술 후 전극의 이탈 및 이동의 교정 수술이 간편화되고 자극효과를 극대화할 수 있는 이식형 전극선의 구조, 이를 제어하기 위한 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.

신경조절술(Neuromodulation)은 뇌 또는 신경의 특정 부위에 전기 자극을 통하여 신경회로를 자극으로 인해 신체의 기능을 조절하는 치료 방법으로 파킨슨병, 만성 통증, 근긴장이상증 등을 호전시키는 데 사용되고 있다.

신경조절술은 정확한 전기펄스의 전달을 위해 삽입형 의료기기를 활용한다. 크게 신경자극기는 자극발생기(Implantable pulse generator), 연장선(Extension), 전극선(lead)으로 구성되어 있고, 체내에 자극발생기를 이식하고 전극선을 특정 신경 주변에 위치시킴으로써 국소 지역의 미세전기자극이 가능하다.

전극의 위치에 따라서 환자 별 임상 경과의 차이가 발생할 수 있기 때문에 수술 이후의 전극의 위치 확인은 중요하다. 신경자극기와 전극선의 이식수술 후 물리적인 충돌이나 외내부 압력 등으로 인해 전극선의 위치나 형태의 변형을 초래할 수 있는데 전극선의 변형 및 탈출로 신경에 충분한 미세전기자극이 되지 않는다면 전극선의 위치 재교정을 위한 수술을 해야 한다.

그렇지만 전극선의 재교정수술은 피부를 절개할 뿐만 아니라 주변의 근육, 뼈, 혈관 등을 손상시킬 수 있는 간단한 수술이 아니기 때문에 환자의 삶의 질이나 수술 및 의료기기의 안정성 측면에서 결코 쉬운 문제가 아니다.

일본 등록특허공보 제6490839호 (2019.03.08)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물리적인 충돌이나 외내부 압력 변화 등에 의해 전극선 자체의 위치 변화가 발생하더라도 복잡한 재수술 없이 외부 컨트롤을 통해 모양 및 구조를 변형시켜 미세전기자극이 전달될 위치를 조정할 수 있는 전극선을 제공함에 목적이 있다.

또한, 전술한 전극선에 대한 외부 컨트롤이 정확하게 수행될 수 있도록 하며, 전극선이 삽입된 심부영역의 신경신호 모니터링이 용이하도록 구성된 제어 시스템을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선은, 복수개의 전극들이 외주면을 감싸도록 배치되고, 전극들에 자극신호를 전달하기 위한 제 1 와이어가 인입 배치되는 제 1 레이어, 단차를 형성하는 복수개의 세그먼트들을 포함하며, 세그먼트들의 제어를 위한 복수개의 제 2 와이어들이 세그먼트들에 형성된 복수개의 홀들을 통해 인입 배치되는 제 2 레이어 및 전극선이 이식되는 과정에서 변형되는 것을 방지하기 위한 제 3 와이어가 중공에 인입 배치되는 제 3 레이어를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 레이어는 제 1 레이어와 제 3 레이어의 사이에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 와이어는, 제 1 레이어의 내부에 나선형으로 삽입되어, 제 1 레이어의 상단부에 구비된 전극들과 제 1 레이어의 하단부에 구비된 전극들을 상호 연결할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제 2 와이어들은, 한 쌍씩 구분되어 각 세그먼트의 상단에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 한 쌍씩 구분된 제 2 와이어들에 각각 작용하는 외력에 의해 세그먼트들이 개별적으로 제어됨으로써, 단차가 형성된 지점들을 기준으로 전극선이 구부러질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 레이어는, 제 1 레이어의 상단부에 구비되어, 제 2 와이어들의 움직임을 고정하는 체결부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선의 제어 시스템은, 전술한 일 실시 예에 따른 이식형 전극선, 제 1 와이어의 상단부에 구비된 전극들과 전기적으로 연결되는 겸자, 제 2 와이어들과 연결되어 제 2 와이어들의 움직임을 제어하는 와이어 구동모듈 및 전극선으로부터 전달되는 신경신호를 수신하여 디지털화하고, 와이어 구동모듈의 동작을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 겸자는, 자극신호를 전극선으로 전달하기 위한 제 4 와이어가 인입 배치되는 손잡이 및 제 1 레이어의 상단부와 결합되어 전극선과 겸자를 연결시키는 고정부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 고정부는, 손잡이에서 연장된 제 4 와이어 및 제 4 와이어와 연결되는 복수개의 전극 접촉부들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 겸자는, 고정부의 일측 상단에 구비되어 전극들과 전극 접촉부들이 맞닿도록 전극선을 고정부의 정위치로 안착시키는 가이더를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 구동모듈은, 프로세서로부터 전달되는 제어신호에 맞추어 제 2 와이어들의 움직임을 조절하기 위한 구동력을 제공하는 모터 및 제 2 와이어들과 연결되는 그래버를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 이식형 전극선 및 이의 제어 시스템에 따르면, 다음과 같은 현저한 효과들을 달성할 수 있다.

1. 기존에 신경조절술 수행 후 위치의 교정이 필요한 경우 본 발명을 이용한다면 재수술 없이 교정이 가능하다.

2. 전극의 이동이나 탈출이 발생될 때 외부의 제어부에서 간편하게 조정할 수 있다.

3. 전극의 교정을 위한 수술이 불필요해짐으로써 환자의 삶의 질과 의료기기의 안정성 및 수명에 긍정적인 효과를 유도할 수 있다.

4. 간편한 전극의 교정과정으로 인해 목표한 신경에 대한 자극효과를 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선을 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선의 삽입 파트(insertion part)에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선의 연결 파트(interface part)에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선의 제 2 레이어에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선의 제 3 레이어에 대한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선의 제어 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 겸자를 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 구동모듈을 나타낸 개념도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "??부", "모듈", "유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)을 나타낸 정면도, 도 2는 이식형 전극선(100)의 삽입 파트(insertion part)에 대한 사시도, 도 3은 이식형 전극선(100)의 연결 파트(interface part)에 대한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)은, 목표 위치에 삽입되는 삽입 파트(insertion part)와 후술할 제어 시스템이 결합되는 연결 파트(interface part)로 구분될 수 있다. 이때, 전극선(100)의 하단부에 해당하는 삽입 파트에는 연결 파트로부터 전달되는 자극신호를 수신하여 전기자극을 발생시키는 복수개의 전극들(111a)이 이격되어 형성될 수 있다. 전극선(100)의 상단부에 해당하는 연결 파트에는 제어 시스템으로부터 자극신호를 수신하기 위해 제어 시스템과 전기적으로 연결되는 복수개의 전극들(111b)이 이격되어 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)은, 세개의 레이어로 구성될 수 있다. 이식형 전극선(100)은 복수개의 전극들(111a, 111b)이 외주면을 감싸도록 배치되고, 전극들(111a, 111b)에 자극신호를 전달하기 위한 제 1 와이어(112)가 인입 배치되는 제 1 레이어(110), 단차를 형성하는 복수개의 세그먼트들(121)을 포함하며, 세그먼트들(121)의 제어를 위한 복수개의 제 2 와이어들(123)이 세그먼트들(121)에 형성된 복수개의 홀들(122)을 통해 인입 배치되는 제 2 레이어(120) 및 전극선(100)이 이식되는 과정에서 변형되는 것을 방지하기 위한 제 3 와이어(131)가 중공(131)에 인입 배치되는 제 3 레이어(130)를 포함할 수 있다.

제 1 레이어(110)는 전극선(100)의 최외각에 노출된 레이어로서, 신경자극을 위한 전기펄스의 전달이라는 전극선(100)의 기본적인 역할을 수행하는 구성이다. 예를 들어, 제 1 레이어(110)의 하단부에는 도 2와 같이 삽입 파트의 전극들(111a)이 소정의 간격으로 이격되어 제 1 레이어(110)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다. 제 1 레이어(110)의 상단부에는 도 3과 같이 연결 파트의 전극들(111b)이 소정의 간격으로 이격되어 제 1 레이어(110)의 외주면을 감싸도록 배치될 수 있다. 자극신호 또는 신경신호의 송수신을 위한 통로인 제 1 와이어(112)는 삽입 파트의 전극들(111a)과 연결 파트의 전극들(111b)이 전기적으로 연결되도록 제 1 레이어(110)의 내부에 나선형으로 배치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 제 1 레이어(110)의 상단부에는 후술할 제 2 와이어들(123)의 움직임을 고정하는 체결부재(113)가 형성될 수 있다. 제 2 와이어들(123)은 전극선(100)의 위치 조정 및 변형을 위한 컨트롤 과정에서만 움직일 수 있어야 한다. 따라서, 전극선(100)이 목표 위치로 삽입되는 과정 또는 위치 조정이 완료된 상태에서 제 2 와이어들(123)이 움직이지 않도록 하기 위해 나사 조임 방식의 체결 부재가 제 1 레이어(110)에 구비될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)의 제 2 레이어(120)에 대한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 제 2 레이어(120)는 제 1 레이어(110)의 내부를 구성하는 하부 레이어로서, 전극선(100)의 위치를 조정하거나 형태를 변형하는데 활용되도록 구조화된 구성이다. 예를 들어, 제 2 레이어(120)는 총 5개의 세그먼트들(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)로 구분되고, 5개의 세그먼트들(121a, 121b, 121c, 121d, 121e)은 소정의 간격으로 이격 형성되어 단차를 형성할 수 있다. 이때, 8개의 제 2 와이어들(123)은 5개의 세그먼드들(121a, 121b, 121c, 121d, 121e) 각각에 형성된 8개의 홀들(122)에 인입 배치될 수 있다. 8개의 제 2 와이어들(123)은 한 쌍씩 총 4개의 그룹으로 구분될 수 있으며, 최상단에 위치한 세그먼트(121a)를 제외한 나머지 4개의 세그먼트들(121b, 121c, 121d, 121e)의 상단에 각각 연결될 수 있다.

제 2 와이어들(123)은 도 3과 같이 전극선(100)의 상단부를 통해 밖으로 소정의 길이(e.g. 약 3cm)만큼 노출 연장될 수 있다. 이때, 전극선(100)의 상단부로 노출된 제 2 와이어와 제어 시스템이 연결되면, 한 쌍씩 구분된 제 2 와이어들(123)에 각각 작용하는 외력에 의해 세그먼트들(121)이 개별적으로 제어됨으로써, 단차가 형성된 지점들을 기준으로 전극선(100)이 구부러질 수 있다. 즉, 전극선(100)의 삽입 파트가 자극이 전달해야하는 목표 위치에 정위치될 수 있도록 한 쌍씩 구분된 제 2 와이어들(123)의 개별적인 컨트롤을 통해 전극선(100)의 형태를 변형시킬 수 있다. 단, 전술한 전극선(100)의 위치 조정 및 변형(i.e. 구부러짐)은 제 3 와이어(131)의 제거를 전제로 수행될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)의 제 3 레이어(130)에 대한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 제 3 레이어(130)는 전극선(100)의 최내측을 구성하는 제 2 레이어(120)의 하부 레이어로서, 전극선(100)의 내부 뼈대에 해당하는 구성이다. 예를 들어, 제 3 레이어(130)에는 가장 내측 공간에 중공이 형성되고, 중공에는 제 3 와이어(131)가 인입 배치될 수 있다. 전극선(100)의 중심축에 해당하는 제 3 와이어(131)는 전극선(100)이 목표 위치로 삽입되는 동안에 전극선(100)이 구부러지거나 형태가 변형되는 것을 방지하기 위해 전극선(100)의 구조를 전체적으로 지지한다. 전극선(100)이 삽입된 이후에는 신경자극술을 시행하는 임상의에 의해 제거될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)의 제 1 레이어(110), 제 2 레이어(120) 및 제 3 레이어(130)는 전술한 구부러짐과 같은 형태 변형이 용이하도록 가요성 재질로 형성될 수 있다. 즉, 레이어들은 유연하고 내구성이 높은 소재로 제작될 수 있다. 또한, 레이어들은 인체에 삽입되므로, 장기적으로 인체에 무해한 소재로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 1 레이어(110), 제 2 레이어(120) 및 제 3 레이어(130)는 폴리우레탄(polyurethane) 등으로 제작될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)의 제어 시스템을 나타낸 개념도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이식형 전극선(100)의 제어 시스템은, 전술한 일 실시 예에 따라 목표 위치로 삽입되는 이식형 전극선(100), 제 1 와이어(112)의 상단부에 구비된 전극들(111b)과 전기적으로 연결되는 겸자(200), 제 2 와이어들(123)과 연결되어 제 2 와이어들(123)의 움직임을 제어하는 와이어 구동모듈(300) 및 전극선(100)으로부터 전달되는 신경신호를 수신하여 디지털화하고, 와이어 구동모듈(300)의 동작을 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

예를 들어, 프로세서와 전극선(100)이 신호를 상호 송수신할 수 있도록 전극선(100)의 연결 파트와 겸자(200)가 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전극선(100)의 위치 조정 및 변형을 위한 제 2 와이어의 제어를 위해 전극선(100)의 연결 파트와 와이어 구동 모듈이 기계적으로 연결될 수 있다.

프로세서는 겸자(200)를 통해 자극신호를 전극선(100)으로 전달할 수 있다. 또한, 프로세서는 반대로 겸자(200)를 통해 전극선(100)에서 측정된 신경신호를 수신할 수 있다. 프로세서는 전극선(100)에서 측정된 신경신호를 디지털화하여 유무선 네트워크 통신을 통해 별도의 외부 장치(e.g. 스마트폰, PC, 태블릿 PC, 랩탑 등)로 출력할 수 있다. 프로세서는 전극선(100)으로부터 전달된 신경신호를 기초로 제어신호를 생성하여 와이어 구동모듈(300)의 동작을 제어할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 겸자(200)를 나타낸 개념도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 겸자(200)는, 자극신호를 전극선(100)으로 전달하기 위한 제 4 와이어(230)가 인입 배치되는 손잡이(210) 및 제 1 레이어(110)의 상단부와 결합되어 전극선(100)과 겸자(200)를 연결시키는 고정부(220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자극신호 또는 신경신호의 송수신을 위한 통로인 제 4 와이어(230)는 집게형 손잡이(210)의 한쪽 팔(arm)의 내부에 인입되어 고정부(220)까지 연장 배치될 수 있다. 이때, 프로세서와의 연결을 위해 제 5와이어는 고정부(220)가 결합되지 않은 손잡이(210)의 상단부로 노출 연장될 수 있다.

손잡이(210)의 하단부에는 전극선(100)의 상단부를 감싸는 고정부(220)가 구비될 수 있다. 고정부(220)는 전극선(100)과 완전히 밀착될 수 있도록 2개의 반원통 형상의 고정유닛들로 구성될 수 있다. 이때, 2개의 반원통 형상의 고정유닛들 중 하나는, 손잡이(210)의 한쪽 팔의 내부에서 연장된 제 4 와이어(230) 및 제 4 와이어(230)와 연결되는 복수개의 전극 접촉부들(240)을 포함할 수 있다. 즉, 전극선(100)의 연결 파트에 구비된 전극들(111b)과 프로세서와의 연결을 위해 반원통 형상의 고정유닛의 내벽에는 전극들(111b)의 개수 및 위치에 대응되는 전극 접촉부들(240)이 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 겸자(200)는, 고정부(220)의 일측 상단에 구비되어 전극들(111b)과 전극 접촉부들(240)이 맞닿도록 전극선(100)을 고정부(220)의 정위치로 안착시키는 가이더(250)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 가이더(250)는 2개의 반원통 형상의 고정유닛들 중 전극 접촉부들(240)이 구비되지 않은 고정유닛의 상단에 구비될 수 있다. 가이더(250)는 ㄱ자형 단면을 가지도록 제작될 수 있다. 즉, 가이더(250)는 전극선(100)의 연결 파트들의 전극들(111b)과 겸자(200)의 전극 접촉부들(240)이 정확히 일치되도록 하고, 전극선(100)이 고정부(220)의 개방된 상부로 이탈하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 겸자(200)는, 손잡이(210)의 양쪽 팔 사이에 구비되는 탄성부재(260)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(260)는 겸자(200)를 사용하는 임상의에게 조작의 편의성을 제공함과 동시에 고정부(220)에 결합력을 제공하기 위한 구성이다. 즉, 손잡이(210)의 양쪽 팔에 별도의 외력이 작용하지 않는 한 탄성부재(260)는 2개의 고정유닛이 서로 맞닿은 상태를 유지할 수 있도록 결합력을 제공한다. 따라서, 탄성부재(260)를 통해 전극선(100)이 고정부(220)와 안정적으로 결합된 상태가 유지될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 구동모듈(300)을 나타낸 개념도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 구동모듈(300)은, 프로세서로부터 전달되는 제어신호에 맞추어 제 2 와이어들(123)의 움직임을 조절하기 위한 구동력을 제공하는 모터 및 제 2 와이어들(123)과 연결되는 그래버(320)를 포함할 수 있다. 모터는 프로세서로부터 전달되는 제어신호를 수신하고, 그에 따라 구동력을 발생시키는 모터 본체(311)와 모터 본체(311)로부터 발생된 구동력에 따라 회전하는 모터 회전축(312)으로 구성될 수 있다. 이때, 그래버(320)는 모터 회전축(312)에 감긴 제 5 와이어의 양 단부에 부착될 수 있다. 하나의 모터 회전축(312)에는 2개의 그래버(320)가 제 5 와이어를 통해 연결될 수 있으므로, 하나의 모터 회전축(312) 당 한 쌍의 제 2 와이어의 움직임이 제어될 수 있다. 따라서, 도 4와 같이 8개의 제 2 와이어가 구비되는 경우에는, 4개의 모터가 제 2 와이어와 연결될 수 있다.

한편, 전술한 제어 시스템을 이용한 전극선(100)의 위치 조정 및 변형은 다음과 같은 과정을 통해 수행될 수 있다.

제어 시스템에 전원이 인가되면, 프로세서는 모터의 위치 영점 조정, 제어를 위한 외부 장치와 통신 연결 등과 같은 초기화 과정을 수행할 수 있다. 임상의에 의해 제 3 와이어(131)가 제거되지 않은 상태에서 전극선(100)이 목표 위치로 삽입되면, 와이어 구동모듈(300)의 그래버(320)와 제 2 와이어가 한 쌍씩 모두 4쌍으로 연결될 수 있다.

와이어 구동모듈(300)과 전극선(100)의 연결이 완료되면, 겸자(200)의 가이더(250)에 전극선(100)의 상단부가 접촉된 상태에서 전극선(100)의 연결 파트의 전극들(111b)이 전극 접촉부들(240)의 올바른 위치에 닿을 수 있도록 겸자(200)와 전극선(100)이 연결될 수 있다. 겸자(200)와 전극선(100)의 연결이 완료되면, 전극선(100)에서 획득되는 신경신호가 실시간으로 프로세서로 전송될 수 있다.

프로세서가 신경신호를 기초로 제어신호를 생성하고, 제어신호를 와이어 구동모듈(300)로 송신하면, 와이어 구동모듈(300)은 세그먼트들(121)에 의해 형성된 각 관절(i.e. 단차)의 이동 목표까지 모터를 구동시킬 수 있다. 모터의 구동 중 전극선(100)의 형태가 변형되어 목표 지점에 도달하거나 프로세서로부터 정지신호를 수신하는 경우, 와이어 구동모듈(300)은 모터의 구동을 정지시킬 수 있다.

전술한 제어신호에 기반한 모터의 구동 및 정지 과정의 반복을 통해 최종적인 전극선(100)의 위치가 결정되면, 프로세서와 겸자(200) 및 와이어 구동모듈(300) 간의 연결이 해제될 수 있다. 전극선(100)의 삽입이 완료되면, 겸자(200) 및 제 3 와이어(131)가 순서대로 전극선(100)으로부터 제거될 수 있다. 또한, 체결부재(113)에 대한 나사 조임을 통해 제 2 와이어가 완전히 고정되고, 제 2 와이어가 완전히 고정된 이후에 와이어 구동 모듈의 그래버(320)가 모두 제거될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 전술한 방법 중 프로세서에 의한 신호 처리 과정은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 프로세서에 의한 신호 처리 과정에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 이와 같은 과정을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 이식형 전극선
110: 제 1 레이어 111a, 111b: 복수개의 전극들
112: 제 1 와이어 113: 체결부재
120: 제 2 레이어
121a, 121b, 121c, 121d, 121e: 복수개의 세그먼트들
122: 복수개의 홀들 123: 제 2 와이어들
130: 제 3 레이어 131: 제 3 와이어
200: 겸자 210: 손잡이
220: 고정부 230: 제 4 와이어
240: 전극 접촉부들 250: 가이더
260: 탄성부재 300: 와이어 구동모듈
311: 모터 본체 312: 모터 회전축
320: 그래버

Claims

위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선(Lead)에 있어서,
복수개의 전극들이 외주면을 감싸도록 배치되고, 상기 전극들에 자극신호를 전달하기 위한 제 1 와이어가 인입 배치되는 제 1 레이어;
단차를 형성하는 복수개의 세그먼트들을 포함하며, 상기 세그먼트들의 제어를 위한 복수개의 제 2 와이어들이 상기 세그먼트들에 형성된 복수개의 홀들을 통해 인입 배치되는 제 2 레이어; 및
상기 전극선이 이식되는 과정에서 변형되는 것을 방지하기 위한 제 3 와이어가 중공에 인입 배치되는 제 3 레이어를 포함하며,
상기 제 2 레이어는 상기 제 1 레이어와 제 3 레이어의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 이식형 전극선.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 와이어는,
상기 제 1 레이어의 내부에 나선형으로 삽입되어, 상기 제 1 레이어의 상단부에 구비된 전극들과 상기 제 1 레이어의 하단부에 구비된 전극들을 상호 연결하는 것을 특징으로 하는 이식형 전극선.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 와이어들은,
한 쌍씩 구분되어 각 세그먼트의 상단에 연결되는 것을 특징으로 하는 이식형 전극선.
제 3 항에 있어서,
상기 한 쌍씩 구분된 제 2 와이어들에 각각 작용하는 외력에 의해 상기 세그먼트들이 개별적으로 제어됨으로써, 상기 단차가 형성된 지점들을 기준으로 상기 전극선이 구부러지는 것을 특징으로 하는 이식형 전극선.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 레이어는,
상기 제 1 레이어의 상단부에 구비되어, 상기 제 2 와이어들의 움직임을 고정하는 체결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이식형 전극선.
위치 조정 및 변형이 가능한 이식형 전극선의 제어 시스템에 있어서,
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 이식형 전극선;
상기 제 1 와이어의 상단부에 구비된 전극들과 전기적으로 연결되는 겸자;
상기 제 2 와이어들과 연결되어 상기 제 2 와이어들의 움직임을 제어하는 와이어 구동모듈; 및
상기 전극선으로부터 전달되는 신경신호를 수신하여 디지털화하고, 상기 와이어 구동모듈의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하는 제어 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 겸자는,
상기 자극신호를 상기 전극선으로 전달하기 위한 제 4 와이어가 인입 배치되는 손잡이 및 상기 제 1 레이어의 상단부와 결합되어 상기 전극선과 상기 겸자를 연결시키는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 손잡이에서 연장된 제 4 와이어 및 상기 제 4 와이어와 연결되는 복수개의 전극 접촉부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 겸자는,
상기 고정부의 일측 상단에 구비되어 상기 전극들과 전극 접촉부들이 맞닿도록 상기 전극선을 상기 고정부의 정위치로 안착시키는 가이더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 와이어 구동모듈은,
상기 프로세서로부터 전달되는 제어신호에 맞추어 상기 제 2 와이어들의 움직임을 조절하기 위한 구동력을 제공하는 모터 및 상기 제 2 와이어들과 연결되는 그래버를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.