KR102339479B1 - 신경 인터페이스를 위한 소형화된 다기능 신경 전극 시스템 - Google Patents

신경 인터페이스를 위한 소형화된 다기능 신경 전극 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신경체로부터 신호를 획득하거나 자극을 인가하는 신경 전극 시스템으로서, 신경체의 외주를 감싸도록 구부러지는 광도체 기판; 신경체와 대면하는 광도체 기판의 일면에 배치되어, 신경체와 접촉하는 복수의 신호 계측 전극; 광도체 기판의 타면의 일면에 배치되는 금속 박막; 및 광도체 기판의 일단에 배치되는 광신호 소자를 포함하는 신경 전극 시스템에 관한 것이다.

Description

신경 인터페이스를 위한 소형화된 다기능 신경 전극 시스템{COMPACT MULTI FUNCTIONAL NERVE ELECTRODE SYSTEM FOR NEURAL INTERFACE}
본 발명은 동시에 신경 신호 측정과 광자극이 가능한 신경 전극 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 단일의 기판에 광자극 유닛과 신경 신호 계측 유닛을 함께 배치하여 2가지의 기능을 함께 수행할 수 있는 신경 전극 시스템에 관한 것이다.
최근, 피실험체의 신경체를 신경을 자극한 뒤 이에 따른 신호를 감지하고 분석하여 신경의 동작을 규명하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
예를 들어, 피실험체의 신경을 직접 자극하고 그 정보를 수집하기 위해, 도 13에는 신경체에 전기 자극을 인가하고 신호를 획득하는 신경 탐침 구조체가 기재되어 있다.
도 13(a)에 도시된 바와 같이, 종래의 신경 탐침 구조체(1000)는 신경체(N)로부터 전기 신호를 인가받기 위하여 탐침이 직접적으로 신경체(N)를 관통하도록 구성하고 있다. 그러나, 이러한 신경 탐침 구조체(1000)는 신경체(N)를 관통하여 손상시키기 때문에, 정상적인 신경체(N)의 정보가 훼손되는 문제점이 있다.
또한, 도 13(b)에 도시된 바와 같이, 자극 유닛과 측정 유닛이 각각 분리되어 있어, 체내 이식을 위해 많은 면적이 필요하고, 자극 유닛에서 인가되는 전기 신호와 측정 유닛에서 측정되는 전기 신호가 서로 중첩되어 아티팩트(artifact)가 생성되어, 본래의 신경 신호는 소실되고 자극이 전달되는 동안의 신경 신호 변화를 확인하기 어렵다.
전술한 문제점들을 해소하기 위해, 신경체를 빛으로 자극하는 기술이 제안되었는데, 이러한 신경 광자극 기술은 신경 조절 기술의 일종으로 빛에너지를 중추신경계와 말초신경계에 조사하여 신경 발화를 유도하는 기술이다. 신경 광자극의 종류로는 적외선 자극 방법과, 형질 변환 기술과 특정 파장의 빛이 접목된 광유전자 기반의 자극 방법 등이 있다.
구체적으로, 적외선 광자극 방법의 경우 특정 영역에 조사된 적외선에 의해 신경조직의 온도가 상승하게 되고, 변화된 온도조건에 의해 직접, 간접적으로 뉴런의 세포막을 사이에 두고 세포 안팎에 전위차가 발생하게 되어 신경 발화가 유도되는 기술이다.
또한, 광유전자 기반의 광자극 기술은 신경 조절 기술의 새로운 방법으로 특정 빛 파장에 민감한 단백질을 신경 세포에 선택적으로 전사 후 특정 파장의 빛으로 신경 발화를 유도하는 기술이다. 이러한 선택적인 신경 발화의 장점을 가진 광유전자 기반의 광자극 기술은 기존의 전기 자극술을 이용한 근섬유 자극시 운동 축삭 발화의 역전 현상으로 발생되는 근피로도 누적 문제를 해결하거나, 신경계 간의 연결성 분석에 이용되고 있다.
전술한 광자극을 수행하기 위한 기술적 핵심 조건은 자극하고자 하는 영역에 광원이 유도돼는 것이다. 이를 위한 방법으로 광섬유나 발광 다이오드를 자극하고자 하는 영역에 위치시키고 있다. 특히 말초 신경의 경우에서는 앞서 언급한 방법과 유사하게 광섬유를 말초 신경에 근접시키거나, 다수의 미소 발광다이오드를 미세유리관 외부에 부착하여 말초 신경의 발화를 유도하고 있다.
또한, 말초 신경계에서 광자극에 따른 응답을 확인하기 위하여 직접적 방법으로 근섬유 내의 전위활동과 단일 골격근의 힘을 측정하거나, 간접적으로 힘 센서를 이용한 하지의 힘 변화를 측정하고 있다. 하지만, 이러한 접근 방법 역시 광자극을 위한 소자 외에 추가적인 센서들이 필요로 하며, 이로 인하여 이식된 상태 혹은 비마취 상태의 동물 모델 적용에 어려움을 가지고 있다.
한국특허등록공보 제10-1887024호
따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술들의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 광자극과 이와 동시에 발생되는 응답을 신경 신호로부터 획득할 수 있는 신경 전극 시스템을 제안하고, 광자극과 신경 전극의 역할을 복합적으로 수행할 수 있는 신경 전극 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 신경체로부터 신호를 획득하거나 자극을 인가하는 신경 전극 시스템으로서, 신경체의 외주를 감싸도록 구부러지는 광도체 기판; 신경체와 대면하는 광도체 기판의 일면에 배치되어, 신경체와 접촉하는 복수의 신호 계측 전극; 광도체 기판의 타면에 배치되는 금속 박막; 및 광도체 기판의 일단에 배치되는 광신호 소자를 포함하는 신경 전극 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 광도체 기판은 커프 형태로 구부러지고, 이러한 커프 형태의 광도체 기판의 일면에 신경체가 끼워져 지지될 수 있다.
또한, 본 발명의 광도체 기판은 원형으로 구부러지고, 대면하는 신경체에 대하여, 광도체 기판의 원주 방향으로 균일한 광자극 신호를 인가할 수 있다.
또한, 본 발명의 금속 박막은 광반사 기능을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 광도체 기판의 탄성 계수는 신경체 연조직의 탄성 계수와 동일하거나, 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 광신호 소자는 LED를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 복수의 신호 계측 전극은 2개이고, 광도체 기판의 길이 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 복수의 신호 계측 전극은 백금으로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명은 광도체 기판으로부터 인가되는 광자극 신호와 복수의 신호 계측 전극으로부터 수신되는 신호 사이에 아티팩트가 발생되지 않는 신경 전극 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명은 신경 신호 검출과 광자극의 역할을 수행함에 있어서, 신호 자극에 따른 아티팩트가 발생하지 않고, 소실되는 신호가 없기 때문에, 자극과 동시에 계측된 신경신호를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명은 신경 신호 검출을 위한 신경 전극으로서의 역할과 광원을 전달하기 위한 광도체으로서의 역할을 동시에 수행할 수 있으므로, 말초 신경과 같이 활용가능 면적이 좁은 환경에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 신경 자극 실험에 추가적인 외부 센서가 요구되지 않기 때문에, 비마취 상태의 동물의 말초신경 인터페이스 실험이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템을 구부리기 전의 양태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템에 신경체가 끼워져 지지되는 것을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5(b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템을 통하여 신경체에 광신호가 인가되는 것을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템이 이식된 것을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따라, 말초 신경체에 광자극과 전기 자극을 인가하였을 때 발생하는 신경 신호의 아티팩트의 차이를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템의 신호 계측 전극의 전기적 특성 평가 결과를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템의 광자극의 기능 평가 결과를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템을 동물에 이식하는 조건에서, 이러한 신경 전극 시스템의 성능 평가 결과를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템을 동물에 이식하는 조건에서, 신경체의 열손상 안전성 평가 결과를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템을 동물에 이식하는 조건에서, 이러한 신경 전극 시스템을 통해 자발적 보행 조건과 광자극으로 유도된 보행 조건에서의 신경 신호 계측 결과를 도시한 것이다.
도 13은 종래의 신경 자극 시스템의 일례를 나타내는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 기준으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 통하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 모의실험 시스템과 이를 이용한 화학물질의 저감 양상을 모니터링하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
설명에 앞서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 구현예들이 첨부된 도면을 참고로 설명되었으나, 이는 예시를 위하여 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 적용이 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 신경체(N)의 외주를 감싸도록 구부러진 광도체 기판(10)의 내면에는 신경체(N)와 접촉하여 신경체(N)로부터 신경 신호를 수신할 수 있는 복수의 신호 계측 전극(11)이 배치되어 있다.
또한, 구부러진 광도체 기판(10)의 외면에는 금속 박막(20)이 배치되어 있으며, 이러한 금속 박막(20)은 후술할 광신호 소자(30)로부터 발산된 광신호(31)를 반사할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서는, 이러한 광신호 소자(30)로서 LED 소자를 사용하여, 에너지의 사용량을 현저히 절감할 수 있다.
또한, 광신호(31)를 발산하는 광신호 소자(30)는 광도체 기판(10)의 일단에 배치되고, 광도체 기판(10)이 구부러졌을 때, 광도체 기판(10)의 타단과 마주할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 광도체 기판(10)은 구부러질 수 있으며, 예를 들어, 커프(cuff) 형태로 구부러져 굴곡부 내부에 신경체(N)가 끼워져 지지될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광도체 기판(10)은 원형으로 구부러질 수 있으며, 마찬가지로, 원형 내부에 신경체(N)가 끼워져 지지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광도체 기판(10)은 폴리디메틸실록산(PDMS)로 제조되어, 신경체 연조직의 탄성 계수와 동일한 탄성 계수를 갖기 때문에, 조직과의 경계면에서 이물감이 작아지므로, 안정적으로 신호 계측이 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)은 자극 유닛과 계측을 분리하지 않고, 하나의 소자로 형성하는 것이 가능하기 때문에, 말초신경과 같이 활용 가능한 면적이 매우 좁은 환경에 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 구부리기 전, 즉, 신경 전극 시스템(100)이 펼쳐져 있는 양태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 신호 계측 전극(11)이 신경체(N)와 대면하는 광도체 기판(10)의 일면에 배치되어, 광도체 기판(10)이 구부러졌을 때, 복수의 신호 계측 전극(11)은 신경체(N)와 접촉할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예에서는, 2개의 신호 계측 전극(11)을 사용하였고, 신호 계측 전극(11)이 광도체 기판(10)의 길이 방향으로 나란하게 배치되는 것이, 신경체(N)의 외주와 접촉할 수 있는 길이를 최대화할 수 있다. 한편, 복수의 신호 계측 전극(11)은 백금으로 제조될 수 있다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)에 신경체(N)가 끼워져 지지되는 것을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 5(b)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 통하여 신경체(N)에 광신호(31)가 인가되는 것을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 구부러진 신경 전극 시스템(100) 내부에 신경체(N)가 끼워져 지지되어 있으므로, 신경체(N)와 신경 전극 시스템(100) 사이의 접촉 면적을 증가시킬 수 있고, 신경 신호를 전달하기 위한 최적의 조건을 형성할 수 있다.
또한, 신경체(N)가 움직이더라도, 신경 전극 시스템(100)은 지지 위치를 유지하면서도, 신경체(N) 외주와의 접촉 면적이 변하지 않는다.
도 5(b)에 도시된 바와 같이, 광신호 소자(30)로부터 발산되는 광신호(31)는 구부러진 광도체 기판(10)의 외면에 배치된 금속 박막(20)에 의해 반사되어, 구부러진 광도체 기판(10)의 내부로 수렴하게 된다. 따라서, 신경체(N) 외주 주위로 균일하게 광자극(S)이 인가되어, 신경체(N)를 활성화하는 것이 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)은 신경체(N)의 일 지점에 신호를 인가하는 것이 아닌, 신경체(N) 외주 주위로 균일하게 비접촉식으로 광자극(S)을 인가하기 때문에, 열효과(thermo-effect)에 의한 신경체(N) 조직 열손상을 방지할 수 있다.
또한, 신경체(N)에 인가하는 신호는 광자극(S)이고, 신경체(N)로부터 수신되는 신호는 전기 신호로서, 수신된 전기 신호에는 별도의 아티팩트가 발생하지 않아, 소실되는 신호 없이 자극과 동시에 신경 신호를 계측하여 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)이 이식된 것을 나타내는 사진이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 좌측의 도면에는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 체내에 이식한 상태에서 광신호 소자(30)가 켜지지 않았을 때를 나타내고, 우측의 도면에는 광신호 소자(30)가 작동하였을 때를 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 광신호 소자(30)의 광신호를 통해 신경이 자극되고, 해당 근육이 수축되어 관절 각도가 변화한 것을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따라, 말초 신경체에 광자극과 전기 자극시에 발생하는 신경 신호의 아티팩트의 차이를 도시한 것이다.
구체적으로, 도 7(a)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 사용한 광자극 실험의 결과이고, 도 7(b)는 종래의 전기 자극 실험의 결과를 나타낸다.
도 7(a)와 도 7(b)의 비교를 통해, 외부에서 인위적으로 신경을 자극하기 위해 광자극과 전기 자극 신호를 인가할 때, 노이즈의 일종인 아티팩트가 발생하는지, 또한, 이러한 아티팩트가 계측 전극으로 전달되어 얻고자 하는 본래 신호인 신경 발화 신호를 가리는지를 확인하는 것이다.
도 7(a)의 광자극 실험의 경우, 푸른색으로 자극 시점을 표시하였고, 푸른색 색상이 있는 동안에는 자극이 지속되는 것을 나타낸다. 도 7(b)의 전기 자극 실험의 경우, 아래쪽의 붉은색 형태로 자극 시점을 표시하였고, 위와 동일하게 색상이 지속되는 동안에는 꾸준히 자극이 들어감을 의미한다. 다만, 도 7(a)처럼 전반적인 컬러 배경을 사용하지 않고, 붉은색의 바(bar) 형태로 표기하게 된 이유는, 검은 색상의 신호와 겹쳐지는 영역이 너무 커서, 검은색과 붉은색 둘 중 하나는 보이지 않기 때문이다.
도 7(a) 및 도 7(b)의 실험 결과를 비교하면, 도 7(a)의 경우에는 광자극이기 때문에, 아티팩트가 발생하지 않고 본래의 신경 신호만이 모니터링된 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 도 7(b)의 경우에는, 전기 자극이기 때문에 아티팩트가 발생하여, 발화되는 신경 신호가 가려져 보이지 않고, 거대한 아티팩트 신호만이 부각되는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 아티팩트의 경우, 광자극에서는 발생하지 않고, 전기 자극에서만 발생한 것을 확인할 수 있었다.
도 8는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템의 신호 계측 전극의 전기적 특성 평가 결과를 도시한 것이다.
구체적으로, 도 8(a)는 광자극시 아티팩트가 발생하지 않는 것을 확대하여 ms단위로 보여준 것이고, 도 8(b)는 전기 자극시 아티팩트가 발생하는 것을 확대하여 ms단위로 나타낸 것이다. 또한, 도 8(c)는 시스템의 아티팩트 발생 정도를 수치화하여 비교할 수 있는 SIR 수치로, 도 8(a)와 도 8(b)의 두 시스템을 비교한 것이다.
도 8(c)에 도시된 바와 같이, 광자극에서는 아티팩트가 거의 발생하지 않고, 전기 자극에서 아티팩트가 발생한 것을 확인할 수 있었다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)의 광자극의 기능 평가 결과를 도시한 것으로, 구체적으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광도체 기판(10)을 사용하지 않고, 단일의 LED를 신경에 접착하여 자극될 때와, 광도체 기판(10)을 통해 자극될 때의 근전도 차이를 나타낸 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 광도체 기판(10)을 사용하여 단일의 LED를 일점에서 자극하는 경우와 비교하더라도, 에너지의 손실화가 거의 발생하지 않고, 신경체에 대한 자극 효과가 낮아지지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광도체 기판(10)을 사용하였을 때, 신경체를 국소적으로 자극한 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있지만, 신경체 조직의 열손상을 현저히 방지할 수 있다는 점에서, 국소적으로 자극하는 경우와 대비하여 매우 우수한 안전성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 동물에 이식하는 조건에서, 이러한 신경 전극 시스템(100)의 성능 평가 결과를 도시한 것이다.
구체적으로, 도 10(a)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)이 신경체에 이식된 모식도이고, 도 10(c)는 광자극의 주파수를 달리하여 근전도를 측정한 결과를 나타낸다. 또한, 도 10(e)는 광자극에 따른 신경 신호와 그에 따라 발생한 근전도를 함께 도시한 그래프이고, 도 10(f)는 발화된 신경 신호와 근전도 신호의 연관성 분석이며, 도 10(g)는 주파수에 따라 신경 신호의 발화 정도의 차이를 보여주는 그래프이다.
도 10(c), 도 10(e), 도 10(f) 및 도 10(g)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 사용하여, 다양한 방식의 자극이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 동물에 이식하는 조건에서, 신경체의 열손상 안전성 평가 결과를 도시한 것이다.
도 11(a)는 광자극의 주파수 특성을 변화시키며 자극하였을 때 신경체의 온도 증가폭을 나타내고, 도 11(b)는 사이클 특성을 변화시키며 자극하였을 때 온도증가폭을 확인한 것이다.
도 11(a)와 도 11(b) 모두에서 붉은 점선을 확인할 수 있는데, 붉은선 이하로는 안전하다는 것을 확인할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)의 광자극이 신경체에 열손상을 야기하지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
도 12은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 동물에 이식하는 조건에서, 이러한 신경 전극 시스템을 통해 자발적 보행 조건과 광자극으로 유도된 보행 조건에서의 신경 신호 계측 결과를 도시한 것이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 동물의 근육 수축에 따른 관절의 움직임이 발생하여 걷는 모션이 발생할 때 신경 신호를 모니터링 하였고, 구체적으로, 도 12(a)는 신경 전극 시스템(100)을 사용하지 않고 동물의 자발적인 움직임을 나타내고, 도 12(b)는 신경 전극 시스템(100)을 이용한 광자극을 통해 나타나는 인위적인 움직임의 그래프이다.
도 12(a) 및 도 12(b)의 비교를 통해, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 신경 전극 시스템(100)을 사용하더라도, 동물의 자발적인 운동과 유사한 관절 운동 및 신경 신호가 계측되는 것을 확인할 수 있었다.
전술한 설명들을 참고하여, 본 발명이 속하는 기술 분야의 종사자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 지금까지 전술한 실시 형태는 모든 면에서 예시적인 것으로서, 본 발명을 상기 실시 형태들에 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구 범위에 의하여 나타내지며, 특허 청구 범위의 의미 및 범위 그리고 균등한 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 신경 전극 시스템
10 광도체 기판
11 신호 계측 전극
20 금속 박막
30 광신호 소자
31 광신호
N 신경체
S 광자극

Claims (12)

  1. 신경체로부터 신호를 획득하거나 자극을 인가하는 신경 전극 시스템으로서,
    상기 신경체의 외주를 감싸도록 커프 형태로 원형으로 구부러지는 광도체 기판;
    상기 신경체와 대면하는 상기 광도체 기판의 일면에 배치되어, 상기 신경체와 접촉하는 복수의 신호 계측 전극;
    상기 광도체 기판의 타면에 배치되는 금속 박막; 및
    상기 광도체 기판의 일단에 배치되는 광신호 소자를 포함하고,
    상기 광도체 기판은 대면하는 상기 신경체에 대하여, 상기 광도체 기판의 원주 방향으로 균일한 광자극 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 커프 형태의 광도체 기판의 일면에 상기 신경체가 끼워져 지지되는 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 박막은 광반사 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광도체 기판의 탄성 계수는 신경체 연조직의 탄성 계수와 동일한 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광도체 기판은 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광신호 소자는 LED인 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 신호 계측 전극은 2개이고,
    상기 광도체 기판의 길이 방향으로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 신호 계측 전극은 백금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광도체 기판으로부터 인가되는 광자극 신호와 상기 복수의 신호 계측 전극으로부터 수신되는 신호 사이에 아티팩트가 발생되지 않는 것을 특징으로 하는 신경 전극 시스템.
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