KR102412414B1 - 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템 및 신경신호 피드백 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의해 실행되는 프로그램 형태로 이루어지며, 연산처리수단은 분석판단부를 포함하는 신경신호 피드백 시스템으로서, 다수의 미세전극이 기판에 배치되며, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정된 미세전극 어레이부; 및 상기 미세전극 어레이부에서 측정된 신경신호값을 기 설정된 기준값과 대비분석하고, 미세전극 어레이부의 전기적 자극의 인가 여부를 판단하는 분석판단부를 포함하며, 상기 분석판단부는 전기적 자극 인가 후에는 재측정을 하며, 측정값이 기준값에 도달할 때까지 전기적 자극 인가 및 측정을 반복하는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템이다.
Description
본 발명은 신경신호 피드백 시스템 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템 및 신경신호 피드백 방법에 관한 것이다.
본 발명은 뉴런의 정보량 알고리즘을 활용한 신경신호 피드백 시스템을 활용하여 정밀한 측정 및 의미분석 방법을 도입하고, 신경관련 문제를 치료하는 방법에 대한 것이다.
신경(Neural) 생체신호를 정밀하게 측정하기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다. 이를 위해 나노전극과 같이 초정밀 전극을 통해 생체신호를 측정하고자 한다. 또한, 신경 주위에 일정 자극을 주어서 통증 등을 감소 및 신경관련 문제를 치료하는 방법에 대한 연구가 되고 있다.
종래 기술로서, 신경계에 자극을 주는 SCS(Sinal Cord Stimulator)라는 제품이 있다. 이는 신경계 근처에 전기자극을 줌으로써 환자의 고통을 감소시키는 제품이다.
현재 기술은, 시술부위만 부분마취 시키고, 환자와 대화를 하면서, 신경계 근처 여러 곳에 임의의 전기자극을 주면서, 어느 부분이 가장 고통 감소가 잘 되는지 확인하고, 그 후 그 부분에 자극을 주는 방법을 사용하고 있다.
그러나, 이러한 방법으로는 정확한 문제 부위를 찾을 수 없고, 대략적인 문제 부위에 과도한 자극을 줌으로 인해서 자극이 필요없는 부위에도 자극이 가해지는 문제점이 발생된다.
그리고, 환자가 병원을 방문하여야 하고, 의사의 시술이 방문시마다 필요하다는 불편함도 문제점으로 제기된다.
본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템 및 방법은 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 미세전극 구조를 활용함으로써 정확한 부위의 생체신호를 정밀하게 측정하고자 한다. 이를 위해, 간단하면서도 정밀도가 높은 미세전극 어레이 패턴 구조를 제시하고, 이를 활용하여 다수의 측정값을 확보하고자 한다.
둘째, 생체신호를 정밀하게 측정하고 분석하기 위해, 아날로그 형태의 생체신호를 디지털 신호로 변환하고, 보다 정밀하게 측정값을 분석하고자 한다.
셋째, 정밀하게 측정된 생체신호를 분석하고, 기존의 기준값 데이터와 비교 분석하여, 전기적 자극의 인가여부를 판단하고자 한다.
넷째, 자동적으로 전기적 자극을 인가하는 피드백 시스템을 구축하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의해 실행되는 프로그램 형태로 이루어지며, 연산처리수단은 분석판단부를 포함하는 신경신호 피드백 시스템으로서, 다수의 미세전극이 기판에 배치되며, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정된 미세전극 어레이부; 및 상기 미세전극 어레이부에서 측정된 신경신호값을 기 설정된 기준값과 대비분석하고, 미세전극 어레이부의 전기적 자극의 인가 여부를 판단하는 분석판단부를 포함하며, 상기 분석판단부는 전기적 자극 인가 후에는 재측정을 하며, 측정값이 기준값에 도달할 때까지 전기적 자극 인가 및 측정을 반복하는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템으로 구현될 수 있다. 또한, 미세전극 어레이부에서 수행되는 측정 및 전기적 자극은 각 미세전극이 각 세포에 대응되어 수행되며, 상기 기판 상에 배치된 다수의 미세전극을 기 설정된 복수의 구역으로 구획하고, 각 구역에서 각각 다른 바이오 마커가 검출되도록, 각 구역의 미세전극 구조 또는 미세 전극에 붙는 리셉터를 조절할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 측정된 신경신호값은 활동전위(action potential)값을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 신경신호값은 아날로그 신호가 디지털 신호로 변화되어 bit 단위의 정보량으로 나타낼 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 측정 및 전기적 자극은 각 미세전극이 개별 단일세포와 일대일로 매칭되어 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 분석판단부는 측정된 신경신호값을 무선 또는 유선으로 전달받을 수 있다.
본 발명에 있어서, 각 대응 전극군 별로 측정값들의 평균을 구할 수 있다.
본 발명에 있어서, 각 대응 전극군 별 측정값들 중 상한값 또는 하한값 중 적어도 하나의 값을 제외한 측정값의 평균을 구할 수 있다.
본 발명에 있어서, 다수의 미세전극들은 종방향과 횡방향에 동일 개수로 배치되는 패턴이며, 기준 전극은 다수의 미세전극 중 어느 한 전극인 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 다수의 미세전극들은 종방향과 횡방향에 동일한 홀수 개수로 배치되며, 기준 전극은 중앙에 위치한 미세 전극으로 설정될 수 있다.
본 발명에 있어서, 다수의 미세전극들은 종방향과 횡방향에 서로 다른 개수로 배치되는 패턴이며, 기준 전극은 다수의 미세전극 중 어느 한 전극인 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 다수의 미세전극들은 복수 개의 동심원의 원중심 및 각 동심원의 원주 상에 배치되고, 기준 전극은 원 중심에 배치된 미세 전극이며, 대응 전극군은 각 동심원의 원주상에 배치된 미세전극들로 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기판 상에 배치된 다수의 미세전극을 기 설정된 복수의 구역으로 구획하고, 각 구역의 미세전극들은 상호 상이한 물질을 검출하도록 설정될 수 있다.
본 발명은 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의해 실행되는 프로그램 형태로 이루어지며, 연산처리수단은 분석판단부를 포함하는 신경신호 피드백 방법으로서, 다수의 미세전극이 기판에 배치되며, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정된 미세전극 어레이부는 인체에 삽입된 상태에서 신경신호값을 측정하고 분석판단부로 측정값을 전송하는 S1 단계; 분석판단부는 상기 측정값을 기 설정된 기준값과 대비하여, 전기적 자극의 인가 여부를 판단하는 S2 단계; 및 분석판단부는 S2 단계의 대비 결과, 측정값이 기준값에 도달하지 않으면, 상기 미세전극 어레이부의 전기적 자극을 인가하는 S3 단계를 포함하며, 상기 측정값이 기준값에 도달할 때까지 S1 단계 내지 S3 단계가 반복 수행되며, S2 단계에서 상기 측정값이 기준값에 도달하면, 분석판단부는 전기적 자극을 인가하지 않는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 미세전극 어레이부에서 수행되는 측정 및 전기적 자극은 각 미세전극이 각 세포에 대응되어 수행되며, 상기 기판 상에 배치된 다수의 미세전극을 기 설정된 복수의 구역으로 구획하고, 각 구역에서 각각 다른 바이오 마커가 검출되도록, 각 구역의 미세전극 구조 또는 미세 전극에 붙는 리셉터를 조절할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 측정된 신경신호값은 활동전위(action potential)값이 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 신경신호값은 아날로그 신호가 디지털 신호로 변화되어 bit 단위의 정보량으로 나타낼 수 있다.
본 발명에 있어서, 전기적 자극은 각 미세전극을 통해 개별적으로 인가될 수 있다.
본 발명은 컴퓨터의 하드웨어와 결합되어, 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램으로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 간단하면서도 다양한 미세전극 어레이 패턴 구조를 통해, 다수의 정밀도 높은 측정값을 확보하는 효과가 있다.
둘째, 디지털 신호로 변환된 값을 대비함으로써, 보다 정밀하게 측정값을 분석하는 효과가 있다.
셋째, 분석판단부에서 기준값과 대비하여 전기적 자극의 인가여부를 판단하는 효과가 있다.
넷째, 측정값이 기준값에 도달할 때까지 자동적으로 전기적 자극을 인가하는 피드백 시스템이 구축되는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 신경신호 피드백 시스템의 미세전극 어레이부가 신경신호를 분석하는 것을 나타내는 개요도이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 장치에 관한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법의 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 구성 모식도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 세부 구성 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 전체 구성 모식도를 나타낸다.
도 9는 종래 생체신호 측정장치에서 전극 2개가 배치된 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴의 모식도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴의 여러 실시예를 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴을 이용하여 특성을 측정한 결과를 비교한 데이터를 나타낸다.
도 15는 본 발명에서, 어레이 패턴이 복수로 구획되는 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 장치에 관한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법의 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 구성 모식도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 세부 구성 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 전체 구성 모식도를 나타낸다.
도 9는 종래 생체신호 측정장치에서 전극 2개가 배치된 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴의 모식도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴의 여러 실시예를 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴을 이용하여 특성을 측정한 결과를 비교한 데이터를 나타낸다.
도 15는 본 발명에서, 어레이 패턴이 복수로 구획되는 실시예를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 설명하고자 한다. 참고로, 도면은 본 발명의 특징을 설명하기 위하여, 일부 과장되게 표현될 수도 있다. 이 경우, 본 명세서의 전 취지에 비추어 해석되는 것이 바람직하다.
본 발명은 생체신호의 측정/분석/자극의 3단계를 자동 피드백하는 시스템을 구축하는 것이다. 본 발명에 따른 피드백 시스템이 구현된 소자를 체내에 삽입하여 동작시킬 경우, 자동으로 필요한 부위에 자동으로 정확한 자극을 주는 치료가 가능하게 된다.
본 발명은 신경신호 피드백 시스템, 신경신호 피드백 방법 및 이를 이용한 컴퓨터프로그램으로 구현될 수 있다. 각 발명의 구현형태는 본 발명에 따른 미세전극 어레이부를 공통의 기술특징으로 포함한다.
먼저, 본 발명에 따른 신경신호 피드백 시스템을 설명하고자 한다.
본 발명은 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의해 실행되는 프로그램 형태로 이루어지며, 연산처리수단은 분석판단부를 포함하는 신경신호 피드백 시스템으로서, 다수의 미세전극이 기판에 배치되며, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정된 미세전극 어레이부(10); 및 상기 미세전극 어레이부에서 측정된 신경신호값을 기 설정된 기준값과 대비하고, 미세전극 어레이부의 전기적 자극의 인가 여부를 판단하는 분석판단부(20)를 포함하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템이다.
본 발명에 따른 분석판단부(20)는 전기적 자극 인가 후에는 재측정을 하며, 측정값이 기준값에 도달할 때까지 전기적 자극 인가 및 측정을 반복할 수 있다.
본 발명에 있어서, 측정된 신경신호값은 활동전위(action potential)값을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 측정된 신경신호값은 아날로그 신호가 디지털 신호로 변화되어 bit 단위의 정보량으로 나타낼 수 있다.
본 발명에 있어서, 미세전극 어레이부(10)에서 수행되는 측정 및 전기적 자극은 각 미세전극이 개별 단일세포와 일대일로 매칭되어 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 분석판단부(20)는 측정된 신경신호값을 무선 또는 유선으로 전달받을 수 있다. 무선으로 전달받는 경우, 본 발명에 따른 신경신호 피드백 시스템의 소자는 무선통신 소자부를 포함할 수 있다(도 6 참조).
도 1은 본 발명에 따른 신경신호 피드백 시스템의 미세전극 어레이부가 신경신호를 분석하는 것을 나타내는 개요도이다. 일반적으로 신경 등에서 나오는 생체신호는 활동전위(action potential)로 나타내고, 이는 도 1과 같이 아날로그 형태를 띠고 있다.
미세전극은 크기가 충분히 작아서 각각의 세포에 대응하도록 구성되어 있고, 이러한 미세전극들은 어레이 형태로 구축하여 수많은 활동전위를 측정하게 된다. 그리고, 측정된 수많은 활동전위들의 상관관계를 분석함으로써 신경신호의 전달과 그 의미를 파악할 수 있게 된다.
이때 측정된 수많은 활동전위 값들은 아날로그 형태 이므로 비교 및 분석하기가 용이하지 않은 단점이 있다. 이에, 본 발명에서는 이러한 아날로그 형태의 생체신호 측정값들을 모두 0과 1의 디지털 신호 값으로 변환하여 비교 및 분석하는 것을 특징으로 한다.
이러한 생체신호들을 디지털 신호로 변환하고, 생체신호가 시간에 따라 전달되는 정보들을 0과 1의 비트(bit) 신호의 정보량으로 표현함으로써 생체신호의 정확한 전달을 알 수 있게 된다. 디지털 생체신호를 비트 신호의 정보량으로 표현하기 위해서, 샤논(Shannon)의 정보통신 이론이 활용될 수 있다.
수많은 뉴런에서 보내는 정보와 받는 정보간에 전달된 정보가 의미있는 정보 (semantic information) 인지를 확인하는 방법으로 본 발명에 따른 생체데이터 정보를 활용할 수 있다.
뉴런에서 발생하는 수많은 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환함으로써 비트 단위의 정보량을 측정할 수 있게 되는데, 보내는 정보량과 받는 정보량을 비교하여 그 값이 동일할 경우 제대로 된 의미있는 정보(semantic information)가 전달됨을 알 수 있는 것을 본 발명의 특징으로 한다.
이상과 같이 아날로그 형태의 생체신호를 디지털 신호로 변경한 후, 이를 정보통신 이론을 접목하여 생체신호를 정밀 분석 및 비교할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법의 순서도이다.
도 4에서 보는 바와 같이 소자를 통해 신경신호를 측정 및 기록을 우선 하게 된다. 측정된 신경신호에 대해 정밀한 분석을 한 후, 정상상태의 신경신호인 기준값(reference data)과 비교를 하고, 정상상태의 데이터와 다를 경우에는 신경에 자극을 주는 처리를 하고, 자극 이후의 신경신호를 재측정 하고, 분석 및 비교를 하면서 피드백을 주는 절차를 반복하게 된다.
그리고, 기준값과 비교를 하였을 때 동일한 데이터 값을 얻게 되었을 때 더 이상 신경자극 치료를 하지 않고 끝내는 자동 피드백 시스템을 특징으로 한다.
기존에는 단순 신경신호 측정 또는 자극의 단편적인 방법이 존재하였기는 하지만, 이를 연결시키고, 분석하여 피드백을 주는 시스템은 부재하였다.
본 발명에서 주요한 부분 중 하나는 신경신호를 대비 분석하는 구성이다.
본 분석 구성에서는 전술한 바와 같이, 측정된 생체신호를 데이터 처리에 적합하도록 원하는 디지털 형태로 변환하고, 변환된 데이터로부터 정보량을 측정함으로써 의미있는 정보만은 추출함으로써, 불필요한 노이즈(noise) 성분을 제거하여, 생체신호에 직접적으로 연관되는 필요한 데이터만 얻게 된다.
이렇게 수집된 데이터를 집결시켜서 빅데이터(big data)화 시키고, 이를 분류하는 작업을 통해 관리하게 될 것이다.
이렇게 분류된 데이터들을 딥러닝(deep running) 및 인공지능(AI) 기법을 통해 알고리듬으로 만들수 있다. 그 이후, 알고리듬으로 정리된 데이터와 실제 환자의 질병(disease) 또는 통증(pain) 과의 연관성을 추출함으로써 최적의 자극 치료 방안 및 최소의 자극 치료 양을 확보할 수 있는 것이다.
이러한 분석 단계를 거친 후에는, 정상 생체신호인 기준값(reference data) 과 비교를 하게 된다. 측정 및 분석된 생체신호 값이 기준값과 동일하다는 의미는 이상이 없다는 의미이므로, 자극 등의 치료를 할 필요가 없게 된다.
그러나, 기준값과 비교하였을 때 다를 경우에는 이상이 있다는 것을 의미하므로, 자극(stimulating)을 주는 치료를 할 수 있다.
이러한 일정 자극을 준 이후에는 다시 신경 신호를 측정하고 분석하는 단계를 거치게 되고, 이를 기준값과 비교를 하여, 여전히 서로 다를 경우에는 다시 자극을 주고, 측정, 분석하는 피드백 루프(feedback loop)를 자동적으로 반복할 수 있다.
이러한 피드백 루프를 통해 최종적으로 생체신호의 측정값과 기준값이 동일하게 일치하게 되는 경우에는 더 이상의 피드백 루프가 없이 종료하게 된다.
이를 통해 이러한 소자를 인체 내부에 삽입하게 되면, 문제가 있는 부분을 찾아서 자동적으로 자극 등의 치료를 할 수 있게 되는 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 구성 모식도를 나타낸다.
도 5에는 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 소자의 구성 모식도를 나타내었다. 소자는 생체신호를 측정 및 자극을 주기 위한 신경신호를 처리하는 부분과 측정된 신호를 data 처리하고, 비교 및 자극 명령을 주게되는 측정신호 처리 IC 부분이 있다. 그리고, 이러한 동작을 하게 할 수 있는 파워 구동부를 포함하게 된다. 이러한 소자구조를 통해 생체 신경신호를 측정, 분석 및 자극을 주는 시스템을 갖추게 된다.
도 6에는 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 소자의 다른 실시예 구성 모식도를 나타내었다. 도 4와 기본적인 구성은 유사하나, 측성된 신호를 외부로 전송하기 위한 무선통신 소자부를 추가로 포함할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 세부 구성 단면도를 나타낸다. 도 8은 본 발명에서 제시한 신경신호 피드백 시스템에 따른 소자의 전체 구성 모식도를 나타낸다.
다음으로, 본 발명에 따른 신경신호 피드백 시스템에 이용되는 미세전극 어레이부의 어레이 패턴에 관하여 상세하게 설명하고자 한다.
일반적으로 질병을 검출하기 위해서는 질병으로 인해 생체내에 발생되는 단백질을 검출하는 간접적인 방법을 사용하는데, 이러한 단백질을 '바이오 마커(bio-marker)'라고 한다.
암과 관련된 대표적 바이오 마커로는 VEGF가 있고, 이 외에도 다양한 바이오 마커가 있다. 그리고, 알츠하이머용 바이오 마커로는 베타아밀로이드, 심근색용 바이오 마커로는 트로포닌 등이 있다.
이러한 바이오 마커가 있는 경우, 체내 유전율 등의 유전특성이나, 저항 등의 임피던스 특성이 변화하게 되고, 이를 미세전극을 이용하여, 유전특성이나 임피던스 특성 변화를 정밀하게 측정함으로써 질병 유무를 검출하게 된다.
또한 콜레라 또는 수은과 같은 질병이나 중금속은 특별한 바이오 마커 없이도 전극간의 유전특성이나 임피던스 특성 변화를 관찰함으로써 콜레라나 중금속의 유무를 판별할 수 있게 된다.
여기서 중요한 것은 전극간의 유전특성이나 임피던스의 미세변화를 검출할 수 있는가 하는 것이 질병을 검출하는 정밀도를 의미한다는 것이다. 즉, 정밀하면서 고분해능의 생체신호 측정장치를 개발하는 것이 매우 큰 의미를 갖게 되는 것이다.
도 9의 종래기술은 두 개의 전극이 1개의 쌍으로만 구성되어 있으므로, 한번의 특정으로 한번의 검출만이 가능하게 되는데, 측정의 신뢰도를 높이기 위해서는 이러한 샘플들을 여러 개 제작하여, 여러 번 반복측정해야 하는 문제가 있었다.
본 발명에서는 이러한 문제들을 개선하고자, 다수개의 어레이 형태의 전극을 구성하였고, 측정방법을 개선하였다.
한편, 본 발명은 미세전극들이 바이오마커를 검출하는 실시예 및 바이오마커가 아닌 물질을 검출하는 실시예 모두를 포함한다.
또한, 미세전극의 표면에 바이오마커와 결합되는 수용체(receptor)가 구비된 실시예와 미구비된 실시예 모두를 포함한다. 다만, 본 발명의 경우, 측정값이 매우 많아져서 측정 정밀도가 매우 높아지기 때문에, 미세전극의 표면에 수용체를 미구비하여도 충분히 정밀한 측정이 가능한 장점이 있다.
이하에서는 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 미세전극 어레이부의 어레이 패턴의 기술구성에 관하여 상세히 설명하고자 한다.
도 10은 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴을 갖는 생체신호 측정장치의 모식도이다. 도 11 내지 도 13은 본 발명에 따른 미세전극 어레이 패턴의 여러 실시예를 나타낸다.
도 10에는 본 발명에서 제시한 어레이 형태의 3D 전극 형상 모식도를 나타낸다. 이러한 3D 형상 전극은 하나의 실시 예일 뿐이고, 2D 형태의 어레이 전극도 적용 가능하게 된다.
도 11에는 본 발명에서 제시한 어레이 형태의 전극의 새로운 측정방법을 설명하는 모식도를 나타내었다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 기존의 측정방법은 2개의 전극간의 정전용량이나 임피던스를 측정하여 질병 유무에 따른 변화로써 질병을 검출하는 방법이다. 그러나, 본 발명에서는 수많은 어레이 형태의 전극을 사용하고, 주위의 수많은 전극간의 여러 가지 정전용량이나 임피던스를 측정하고 그 변화량을 관찰함으로써 정밀도 및 신뢰도를 획기적으로 높일 수 있는 것이다.
본 발명은 다수의 미세전극(200)이 기판(100)에 배치되는 생체신호 측정장치로서, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정되며, 기준 전극과 대응 전극 군들의 각 미세 전극과의 정전용량 또는 임피던스 측정값을 구하는 미세전극 어레이 패턴을 갖는 생체신호 측정장치이다.
본 발명은 각 대응 전극군 별로 측정값들의 평균을 구할 수 있다.
본 발명은 각 대응 전극군 별 측정값들 중 상한값 또는 하한값 중 적어도 하나의 값을 제외한 측정값의 평균을 구하는 것도 가능하다.
일반적으로는 측정값의 평균을 구할 것이다. 다만, 상한값 또는 하한값이 오류가 예상될 경우, 이를 제외한 평균을 구하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 미세전극의 어레이 패턴 구조는 다양한 실시예로 구현될 수 있다.
일 실시예로서, 다수의 미세전극(200)들은 종방향과 횡방향에 동일 개수로 배치되는 패턴이며, 기준 전극은 다수의 미세전극 중 어느 한 전극인 실시예가 가능하다.
이러한 실시예의 경우, 다수의 미세전극(200)들은 종방향과 횡방향에 동일한 홀수 개수로 배치되며, 기준 전극은 중앙에 위치한 미세 전극으로 설정되는 것이 바람직하다. 다만, 다수의 미세전극(200)들이 종방향과 횡방향에 동일한 짝수 개수로 배치되는 것을 권리범위에서 배제하는 의미는 아니다.
다른 실시예로서, 다수의 미세전극(200)들은 종방향과 횡방향에 서로 다른 개수로 배치되는 패턴이며(미도시), 기준 전극은 다수의 미세전극 중 어느 한 전극인 것이 가능하다.
한편, 본 명세서에서 사용된 '종방향'과 '횡방향'은 수직방향과 수평방향에 국한되지 않으며, 사선방향으로 배치되는 것도 포함하는 개념이다.
예를 들어, 수직방향, 수평방향, 사선방향, 랜덤(random)한 방향 등으로 자유로이 미세전극이 배치될 수도 있을 것이다. 다만, 기준 전극과 동일한 거리에 해당되는 타 전극들이 복수개 구비되도록 패턴이 형성되는 것이 특징인 것이다.
도 11에는 일 실시예로서, 25개의 미세전극이 어레이 형태로 구성되어 있는 패턴 구조를 나타내었다. 이 중 정가운데 전극인 P13을 기준 전극으로 설정하여 설명하면, P13 전극으로부터 가장 가까운 동일 거리의 미세전극은 총 4개(P8, P12, P18, P14)이다.
본 발명에서는 기준 전극으로부터 동일 거리에 위치한 미세전극들을 대응 전극군이라고 명명한다. 이에 가장 가까운 동일 거리의 미세전극 4개를 제1 대응 전극군으로 명명한다.
제1 대응 전극군은 도 5의 a1-a2 선 및 a3-a4 선 상에 4개의 미세전극들(P8, P12, P18, P14)로 존재하게 되며, 기준 전극과의 측정값 4개가 존재하게 된다.
이 경우 기존에는 두 전극간 정전용량이나 임피던스를 측정값이 1개 존재하게 되나, 본 발명의 경우 가장 가까운 전극들이 4개 있어, 4개의 측정값이 존재하게 된다.
제1 대응 전극군 다음으로 기준 전극과 가까운 동일 거리에 있는 4개의 미세전극들(P7, P9, P17, P19)은 제2 대응 전극군이 된다. 도 5의 b1-b2 선 및 b3-b4 선 상에 4개의 미세전극들로 존재하게 되며, 기준 전극과의 측정값 4개가 존재하게 된다.
제2 대응 전극군 다음으로 가까운 동일 거리의 4개의 미세전극들(P3, P11, P15, P23)은 제3 대응 전극군이 된다. 도 11의 a1-a2 선 및 a3-a4 선 상의 4개의 미세전극들로 존재하게 되며, 기준 전극과의 측정값 4개가 존재하게 된다.
제3 대응 전극군 다음으로 가까운 동일 거리의 8개의 미세전극들(P6, P20, P2, P24, P4, P22, P10, P16)은 제4 대응 전극군이 된다. 도 11의 c1-c2선, c3-c4선, c5-c6선 및 c7-c8선 상의 8개의 미세전극들로 존재하게 되며, 기준 전극과의 측정값 8개가 존재하게 된다.
제4 대응 전극군 다음으로 가까운 동일 거리의 4개의 미세전극들(P1, P5, P21, P25)은 제5 대응 전극군이 된다. 도 11의 b1-b2선, b3-b4선 상의 4개의 미세전극들로 존재하게 되며, 기준 전극과의 측정값 4개가 존재하게 된다.
정리하면, P13 전극을 기준 전극으로 설정하는 경우에, 총 24개의 전극간 정전용량 또는 임피던스의 변화값을 얻을 수 있게 되어, 기존 측정방식 대비 매우 높은 정밀성과 신뢰성을 갖는 특성값을 얻을 수 있게 되는 것이다.
도 12에는 예를 들어, 다른 전극위치(P1)를 기준 전극으로 설정하는 실시예를 나타낸다. 이 실시예도 가장 가까운 동일 거리의 대응 전극군부터 가장 먼 동일 거리의 대응 전극군을 설정하고 기준 전극과의 전극간 정전용량 또는 임피던스의 변화량을 측정하면, 총 24개의 측정값을 얻을 수 있다.
이러한 방법으로 총 25개의 미세전극 각각 위치에서 인접한 전극간의 변화량 측정값을 얻을 수 있게 되고, 이와 같이 25개 전극인 경우에는 한번에 총 300개의 측정값이 나오게 된다. 이를 통해 획기적으로 정밀하면서 신뢰성있는 측정값을 얻을 수 있게 되는 것이다.
전극의 개수가 n개일 경우, 한번 측정으로 나오게 되는 측정값 개수는 n(n-1)/2 로, 100개의 전극인 경우에는 한번에 4,950개의 측정값이 나오게 되는 것이다.
한편, 도 13은 미세전극 어레이가 동심원 패턴 구조를 가지는 일 실시예를 나타낸다. 도 13에 도시된 바와 같이, 다수의 미세전극(200)들은 복수 개의 동심원의 원중심 및 각 동심원의 원주 상에 배치되고, 기준 전극은 원 중심에 배치된 미세 전극이며, 대응 전극군은 각 동심원의 원주상에 배치된 미세전극들인 것이 가능하다.
도 13의 경우, 기준 전극(P1)으로부터 가장 가까운 동일 거리(d1)의 4개의 미세 전극들(P2, P3, P4, P5)은 제1 대응 전극군이 된다.
제1 대응 전극군(d1) 다음으로 가까운 동일 거리(d2)의 4개의 미세 전극들(P6, P7, P8, P9)은 제2 대응 전극군이 된다.
제2 대응 전극군(d2) 다음으로 가까운 동일 거리(d3)의 4개의 미세 전극들(P10, P11, P12, P13)은 제3 대응 전극군이 된다.
제3 대응 전극군(d3) 다음으로 가까운 동일 거리(d4)의 8개의 미세 전극들(P14, P15, P16, P17, P18, P19, P20, P21)은 제4 대응 전극군이 된다.
본 발명은 이와 같은 다양한 실시예에 제시된 바와 같이, 수많은 측정값으로 측정값의 분포도를 나타낼 수 있고, 질병에 따른 바이오 마커의 존재로 인한 전극간 변화량을 더욱 정밀하게 비교하는 것이 가능하여, 획기적으로 정밀한 질병 검출이 가능하다.
도 14에는 본 발명에서 제시한 방법으로 특성 측정한 결과의 비교 데이터를 나타내었다. 도 14a는 기존 방식과 같이 2개의 전극간 측정된 데이터를 나타낸다. 도 14b는 본 발명에서 제시한 어레이 전극 및 동시측정 방법 활용한 측정 데이터를 나타낸다.
도 14에서 적색 사각형상 도형 표식은 바이오 마커나 질병이 없는 기준(reference) 상태에서의 전극간 임피던스(impedance) 또는 캐피시턴스(capacitance) 측정값을 나타낸다. 도 14에서 청색 원형 도형 표식은 바이오 마커나 질병이 있는 상태에서의 측정값으로서, 이 둘 간의 변화량으로 질병 유무를 예측할 수 있게 되는 것이다.
도 14a와 같은 기존 방법으로는 전극이 2개 이므로, 전극간 측정 데이터는 1개 뿐이다. 즉, 기준(reference) 상태에서의 측정값이 1개이고, 변화된 측정값도 1개 이므로, 변화량은 1개의 상수 데이터 값만 얻을 수 있게 된다.
그러나, 실제 상태에서는 전극의 형태나 바이오 마커의 분포가 완벽하게 일정하지 않기 때문에 1개의 데이터 변화값만으로 정확한 진단을 하는 것은 한계가 있게 된다.
그러나, 본 발명에서는 다수의 어레이 전극을 사용하고 있으므로, 하나의 기준 전극으로부터 가장 가까운 위치의 전극들(제1 대응 전극군)이 다수 존재하므로, 측정된 값도 여러 개의 평균값으로 더욱 신뢰도 높은 값을 얻을 수 있다.
또한, 어레이 전극이므로 도 10 내지 도 13에서 예시된 바와 같이, 기준 전극으로부터 서로 다른 동일한 거리에 위치하는 전극들(대응 전극군)의 위치가 다수 존재하므로, 도 14b와 같이 동일 거리의 다양한 위치(position B, C, D, E, F)에서 여러 대응 전극군의 평균 측정값을 얻을 수 있게 된다. 이로써, 기준(reference) 상태와의 비교 모수가 늘어나서 더욱 정밀한 비교로 정확한 진단이 가능하다.
그리고, 각 위치에 따른 임피던스(impedance) 또는 캐피시턴스(capacitance) 값의 변화량을 그래프로 나타낼 수 있어, 단순 상수의 변화량이 아닌, 그래프의 기울기간 변화로 변화량을 나타낼 수도 있게 된다.
도 14에서는 기준(reference) 상태 대비 바이오 마커나 질병이 있는 상태에서의 임피던스(impedance) 또는 캐피시턴스(capacitance) 측정값이 감소하는 예를 나타내었다. 그러나 질병의 종류에 따라서는 이러한 측정값이 증가할 수도 있고, 이러한 경우에서도 상술한 바와 같이 변화량을 비교하는 것은 동일하게 적용할 수 있게 된다.
도 15는 본 발명에서, 어레이 패턴이 복수로 구획되는 실시예를 나타낸다. 구체적으로, 도 15는 1개의 어레이 전극구조에서 1개의 질병이 아닌 다수의 질병을 한번에 검출하는 방법을 나타내는 모식도를 나타내었다.
전술한 바와 같이, 질병 종류에 따라 바이오 마커가 달라지게 되는데, 어레이 전극에서 임의의 구간으로 구획을 나누어 구분하고, 각 구획에 각각 다른 바이오 마커를 검출하도록 전극 구조 또는 전극에 붙는 리셉터를 조절하여, 한번에 다양한 질병을 한꺼번에 검출하도록 하는 것이다.
도 15에는 임의의 실시예로 어레인 전극 구조를 4개의 구역(section-A, B, C, D)으로 구분하고, 각각의 구역에 서로 다른 바이오 마커를 검출할 수 있도록 구성할 수 있다.
도 15를 예로 들면, 구역A(section-A) 에는 VEGF 바이오 마커를 검출하도록 하고, 구역B(section-B)에는 베타아밀로이드, 구역C(section-C)에는 트로포닌, 구역D(section-D)에는 글루코스를 검출하도록 설정하면, 피 한방울로써 한번에 암, 알츠하이머, 심근경색, 당뇨를 모두 검출할 수 있게 된다.
그리고, 도 15의 실시예의 경우, 각 구역이 4개의 전극으로 구성되어 있다. 따라서, 도 11 및 도 12의 실시예에서 설명한 바와 같이, 각 구역당 6개의 측정 데이터를 얻을 수 있다. 이로써, 여러개의 질병 검출 측정임에도 높은 정밀도와 신뢰도를 확보할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따른 생체신호 측정장치는 높은 정밀도 및 신뢰도 있는 데이터를 얻을 수 있고, 또한 한번의 측정으로 다양한 질병은 한꺼번에 검출할 수 있는 획기적인 측정장치 및 측정방법을 구현할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 신경신호 피드백 방법에 관하여 설명하고자 한다. 신경신호 피드백 방법은 전술한 신경신호 피드백 시스템과 발명의 카테고리가 다를 뿐 실질적인 발명의 구성은 공통된다. 따라서, 공통되는 기술구성에 대한 설명은 전술한 피드백 시스템의 설명으로 대체하고, 신경신호 피드백 방법에 따른 순서를 위주로 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법의 순서도이다.
본 발명은 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의해 실행되는 프로그램 형태로 이루어지며, 연산처리수단은 분석판단부를 포함하는 신경신호 피드백 방법이다.
본 발명에 따른 S1 단계에 있어서, 다수의 미세전극이 기판에 배치되며, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정된 미세전극 어레이부(10)가 인체에 삽입된 상태에서 신경신호값을 측정하고 분석판단부(20)로 측정값을 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 S2 단계에 있어서, 분석판단부(20)는 상기 측정값을 기 설정된 기준값과 대비하여, 전기적 자극의 인가 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 S3 단계에 있어서, 분석판단부(20)는 S2 단계의 대비 결과, 측정값이 기준값에 도달하지 않으면, 상기 미세전극 어레이부의 전기적 자극을 인가할 수 있다.
본 발명에 있어서, 측정값이 기준값에 도달할 때까지 S1 단계 내지 S3 단계가 반복 수행될 수 있다.
S2 단계에서 측정값이 기준값에 도달하면, 분석판단부는 전기적 자극을 인가하지 않게 되며, 피드백 루프는 종결하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 측정된 신경신호값은 활동전위(action potential)값인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 신경신호값은 아날로그 신호가 디지털 신호로 변화되고, 송신 정보량과 수신 정보량이 동일한 상태를 기준값으로 설정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 전기적 자극은 각 미세전극을 통해 개별적으로 인가될 수 있다.
다음으로, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 하드웨어는 프로세스(CPU)를 포함하는 것이고, 구체적으로는 본 발명에 의한 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법에 관한 컴퓨터 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 메모리에 로딩된 상태에서 상기 프로그램과 프로세스가 상호작용에 의해서 상기 방법을 수행한다.
본 발명에 따른 컴퓨터프로그램은 컴퓨터의 하드웨어와 결합되어, 본 발명에 따른 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 미세전극 어레이부
20 : 분석판단부
100 : 기판
200 : 미세전극들
20 : 분석판단부
100 : 기판
200 : 미세전극들
Claims (17)
- 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의해 실행되는 프로그램 형태로 이루어지며, 연산처리수단은 분석판단부를 포함하는 신경신호 피드백 시스템으로서,
다수의 미세전극이 기판에 배치되며, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정된 미세전극 어레이부; 및 상기 미세전극 어레이부에서 측정된 신경신호값을 기 설정된 기준값과 대비분석하고, 미세전극 어레이부의 전기적 자극의 인가 여부를 판단하는 분석판단부를 포함하며,
상기 분석판단부는 전기적 자극 인가 후에는 재측정을 하며, 측정값이 기준값에 도달할 때까지 전기적 자극 인가 및 측정을 반복하며,
상기 미세전극 어레이부에서 수행되는 측정 및 전기적 자극은 각 미세전극이 각 세포에 대응되어 수행되며,
상기 기판 상에 배치된 다수의 미세전극을 기 설정된 복수의 구역으로 구획하고, 각 구역에서 각각 다른 바이오 마커가 검출되도록, 각 구역의 미세전극 구조 또는 미세 전극에 붙는 리셉터를 조절하는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 측정된 신경신호값은 활동전위(action potential)값을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 신경신호값은 아날로그 신호가 디지털 신호로 변화되어 bit 단위의 정보량으로 나타내는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 분석판단부는 측정된 신경신호값을 무선 또는 유선으로 전달받는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 1에 있어서,
각 대응 전극군 별로 측정값들의 평균을 구하는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 1에 있어서,
각 대응 전극군 별 측정값들 중 상한값 또는 하한값 중 적어도 하나의 값을 제외한 측정값의 평균을 구하는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 1에 있어서,
다수의 미세전극들은 종방향과 횡방향에 동일 개수로 배치되는 패턴이며, 기준 전극은 다수의 미세전극 중 어느 한 전극인 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 8에 있어서,
다수의 미세전극들은 종방향과 횡방향에 동일한 홀수 개수로 배치되며, 기준 전극은 중앙에 위치한 미세 전극으로 설정되는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 1에 있어서,
다수의 미세전극들은 종방향과 횡방향에 서로 다른 개수로 배치되는 패턴이며, 기준 전극은 다수의 미세전극 중 어느 한 전극인 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 청구항 1에 있어서,
다수의 미세전극들은 복수 개의 동심원의 원중심 및 각 동심원의 원주 상에 배치되고, 기준 전극은 원 중심에 배치된 미세 전극이며, 대응 전극군은 각 동심원의 원주상에 배치된 미세전극들인 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 시스템. - 삭제
- 컴퓨터를 포함하는 연산처리수단에 의해 실행되는 프로그램 형태로 이루어지며, 연산처리수단은 분석판단부를 포함하는 신경신호 피드백 방법으로서,
다수의 미세전극이 기판에 배치되며, 기준 전극인 일 미세전극 및 기준 전극으로부터 서로 다른 동일 거리에 위치한 타 미세전극들로 구비된 대응 전극군들이 설정된 미세전극 어레이부는 인체에 삽입된 상태에서 신경신호값을 측정하고 분석판단부로 측정값을 전송하는 S1 단계; 분석판단부는 상기 측정값을 기 설정된 기준값과 대비하여, 전기적 자극의 인가 여부를 판단하는 S2 단계; 및 분석판단부는 S2 단계의 대비 결과, 측정값이 기준값에 도달하지 않으면, 상기 미세전극 어레이부의 전기적 자극을 인가하는 S3 단계를 포함하며,
상기 측정값이 기준값에 도달할 때까지 S1 단계 내지 S3 단계가 반복 수행되며, S2 단계에서 상기 측정값이 기준값에 도달하면, 분석판단부는 전기적 자극을 인가하지 않으며,
상기 미세전극 어레이부에서 수행되는 측정 및 전기적 자극은 각 미세전극이 각 세포에 대응되어 수행되며,
상기 기판 상에 배치된 다수의 미세전극을 기 설정된 복수의 구역으로 구획하고, 각 구역에서 각각 다른 바이오 마커가 검출되도록, 각 구역의 미세전극 구조 또는 미세 전극에 붙는 리셉터를 조절하는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 측정된 신경신호값은 활동전위(action potential)값인 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 신경신호값은 아날로그 신호가 디지털 신호로 변화되어 bit 단위의 정보량으로 나타내는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법. - 청구항 13에 있어서,
전기적 자극은 각 미세전극을 통해 개별적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법. - 컴퓨터의 하드웨어와 결합되어, 청구항 13의 미세전극 어레이부가 구비된 신경신호 피드백 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
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