KR102413785B1 - Electric stimulator - Google Patents
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Abstract
전기자극장치가 개시된다. 본 발명의 전기자극장치는 정의된 영역에서 복수개로 분할된 자극전극 및 측정전극을 포함하며 두피에 부착되는 전극부; 상기 자극전극이 각각 양극, 음극 및 중성 중 어느 하나가 되도록 상기 자극전극에 각각에 제공되는 전압의 형태를 개별적으로 결정하는 제어부; 및 상기 측정전극으로부터 전기신호를 측정하여 뇌파 신호 측정 정보를 생성하는 측정부;를 포함한다.An electric stimulation apparatus is disclosed. The electrical stimulation apparatus of the present invention includes a stimulation electrode and a measurement electrode divided into a plurality in a defined area, and includes an electrode part attached to the scalp; a control unit for individually determining the type of voltage applied to each of the stimulation electrodes so that the stimulation electrodes become any one of an anode, a cathode, and a neutral; and a measurement unit that measures an electrical signal from the measurement electrode to generate EEG signal measurement information.
Description
본 발명은 전기자극장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical stimulation device.
전기자극 기술을 이용한 뇌 전기 자극은 인지능력 향상, 우울증과 같은 신경정신질환에 치료효과가 있는 것으로 알려져 연구개발이 지속되고 있다.Brain electrical stimulation using electrical stimulation technology is known to have therapeutic effects on neuropsychiatric disorders such as cognitive enhancement and depression, and research and development are continuing.
뇌 자극 기술은 침습적으로 두개골을 관통하여 뇌의 특정부위에 전기자극 전극을 삽입하는 뇌 심부 자극(DBS, Deep Brain Stimulation)은 그 치료효과가 입증되어 의료기기로 사용되고 있으며, 비침습적 자극방법으로는 반복적 자기자극(rTMS, repetitive Transcranial Magnetic Stimulation)과 전기자극(Transcranial Electrical stimulation)방법이 사용되고 있다.Deep Brain Stimulation (DBS), which invasively penetrates the skull and inserts electrical stimulation electrodes into a specific part of the brain, has proven its therapeutic effect and is used as a medical device. Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS) and Transcranial Electrical Stimulation are used.
현재까지 뇌 자극과 치료효과에 관한 작용기전(Mechanisms of Action)은 명확히 밝혀지지 않았다. 다만, 뇌의 정보전달과 처리기능은 이온물질들의 화학적 신호에 의하여 발생된 전기신호에 기인한다는 것은 상식적으로 알려져있다. 생체신호가 전달되기 위해서는 어떤 임계치를 넘겨주는 작업이 필요한데, 이 작업은 뇌의 화학물질적 작용 대신 외부에서 인가되는 전기장의 작용으로 대체될 수 있다.So far, the mechanisms of action regarding brain stimulation and therapeutic effects have not been clearly elucidated. However, it is commonly known that the brain's information transmission and processing functions are caused by electrical signals generated by chemical signals of ionic substances. In order for a biosignal to be transmitted, it is necessary to pass a certain threshold, and this task can be replaced by the action of an externally applied electric field instead of the chemical action of the brain.
전기자극이 뇌의 특정영역에서의 신호발생을 활성화(Excitation)하거나 억제(inhibition)한다면 뇌를 효과적으로 자극한다고 정의될 수 있을 것이다. 그러나, 문제는 어느 부위를 활성화하거나 억제하는 자극을 제공할 것인지 알기 어려운 데 있다.If electrical stimulation activates (Excitation) or inhibits (inhibits) signal generation in a specific area of the brain, it can be defined as effectively stimulating the brain. However, the problem is that it is difficult to know which site to provide the stimulus to activate or inhibit.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 뇌에 자극영역을 정의하고 자극영역을 기준으로 다양한 전기장의 분포를 제공하는 한편 뇌의 반응을 피드백하여 그 상관관계에 대응하여 뇌를 효과적으로 자극하는 전기자극장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an electrical stimulation device that effectively stimulates the brain in response to the correlation by defining a stimulation area in the brain and providing various electric field distributions based on the stimulation area, while feeding back the brain's response. will provide
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치는 정의된 영역에서 복수개로 분할된 자극전극 및 측정전극을 포함하며 두피에 부착되는 전극부; 상기 자극전극이 각각 양극, 음극 및 중성 중 어느 하나가 되도록 상기 자극전극에 각각에 제공되는 전압의 형태를 개별적으로 결정하는 제어부; 및 상기 측정전극으로부터 전기신호를 측정하여 뇌파 신호 측정 정보를 생성하는 측정부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 자극전극 각각이 양극, 음극 및 중성 여부에 대하여 결정된 서로 다른 전극제어 조합을 적어도 하나 이상 결정하여 적어도 하나 이상의 주기에 대하여 결정된 전압을 제공할 수 있다.In order to solve the above technical problem, an electrical stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a stimulation electrode and a measuring electrode divided into a plurality in a defined area, and includes an electrode part attached to the scalp; a control unit for individually determining the type of voltage applied to each of the stimulation electrodes so that the stimulation electrodes become any one of an anode, a cathode, and a neutral; and a measurement unit for generating EEG signal measurement information by measuring an electrical signal from the measurement electrode, wherein the control unit performs at least one or more different electrode control combinations determined with respect to whether each of the stimulation electrodes is positive, negative, and neutral. The determined voltage may be provided for at least one or more periods.
본 발명의 일실시예에서, 상기 뇌파 신호 측정 정보가 상기 전극제어 조합과 연계되어 저장되는 저장부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 미리 결정된 기준에 따라 상기 전극제어 조합 중 적어도 하나 이상의 전극제어 조합을 선호조합으로 결정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, further comprising a storage unit for storing the EEG signal measurement information in association with the electrode control combination, wherein the control unit includes at least one electrode control combination of the electrode control combinations according to a predetermined criterion can be determined as a preferred combination.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전극부는, 전극을 이루는 원의 내부에 구획된 작은 원이 2등분되어 배치되는 제5전극 및 측정전극, 상기 원 중 작은원을 제외한 고리 모양이 90도 간격으로 4분할되어 각각의 사분면에 배치되는 제1전극, 제2전극, 제3전극 및 제4전극을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electrode part includes a fifth electrode and a measuring electrode in which a small circle partitioned inside a circle constituting the electrode is divided into two parts, and an annular shape excluding the small circle among the circles is 90 degrees apart. It may include a first electrode, a second electrode, a third electrode, and a fourth electrode which are divided into four and disposed in each quadrant.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전극부는, 전극을 이루는 사각형의 중앙에 2분할되어 배치되는 제5전극 및 측정전극, 그 둘레를 따라 각각의 사분면에 배치되는 제1전극, 제2전극, 제3전극 및 제4전극을 포함하고, 상기 전극들은 상기 사각형을 수평으로 가르는 선과 상기 사각형의 각 변에 꼭지점이 내접하는 마름모 모양을 따라 그린 선에 의하여 분할될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electrode unit includes a fifth electrode and a measuring electrode arranged in two divisions at the center of a quadrangle constituting the electrode, and a first electrode, a second electrode, and a second electrode arranged in each quadrant along the circumference. It includes a third electrode and a fourth electrode, and the electrodes may be divided by a line horizontally dividing the quadrangle and a line drawn along a rhombus in which a vertex is inscribed at each side of the quadrangle.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전극부는, 전극을 이루는 사각형 내부에 작은 사각형 모양이 2분할 되어 배치되는 제5전극 및 측정전극, 상기 사각형 내부의 작은 사각형을 제외한 사각 고리모양이 90도 간격으로 4분할되어 각각의 사분면에 배치되는 제1전극, 제2전극, 제3전극 및 제4전극을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electrode part has a fifth electrode and a measuring electrode in which a small square shape is divided into two inside a square constituting the electrode, and a square ring shape excluding the small square inside the square is spaced at 90 degrees. It may include a first electrode, a second electrode, a third electrode, and a fourth electrode which are divided into four and disposed in each quadrant.
본 발명의 일실시예에서, 상기 전극부는 상기 정의된 영역에서 소정 거리 이격되어 배치되는 이격전극을 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electrode unit may further include a spacer electrode disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in the defined region.
본 발명의 일실시예에서, 이상감지정보를 생성하는 센서부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 이상감지정보가 생성되는 경우 자극전극으로의 전압공급을 중단할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it further includes; a sensor unit for generating abnormal detection information, wherein the control unit may stop supplying a voltage to the stimulation electrode when the abnormal detection information is generated.
본 발명은 복잡한 형태의 피질(Cortex)에 도달하는 전기장의 형태를 다양화 함으로써 뇌를 효과적으로 자극하는 전기자극장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electrical stimulation device that effectively stimulates the brain by diversifying the shape of the electric field reaching the complex form of the cortex.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치의 전극부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치의 전극부를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치의 전극부의 부착관계를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치에 의하여 생성된 전기장을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치의 각 전극에 인가되는 전기장과 측정된 뇌파를 나타낸 것이다.1 shows an electrical stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the electrode part of the electrical stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the electrode part of the electrical stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the attachment relationship of the electrode part of the electrical stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 schematically shows an electric field generated by the electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 shows the electric field applied to each electrode of the electric stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention and the measured EEG.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치(100)를 나타낸 것이다.1 shows an
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치(100)는 전극부(110), 제어부(120), 측정부(130), 저장부(140) 및 센서부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the
전극부(110)는 제1전극(111), 제2전극(112), 제3전극(113), 제4전극(114), 제5전극(115), 제6전극(116) 및 이격전극(118)을 포함할 수 있다. 각각의 전극은 패드부(119)에 부착되어 배치될 수 있다.The
제1전극(111) 내지 제6전극(116) 중 일부는 자극전극으로, 다른 일부는 측정전극으로 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 제1전극(111) 내지 제5전극(115)은 자극전극으로, 제6전극(116)은 측정전극으로 결정된다.Some of the
도 2에서는 제1전극(111) 내지 제6전극(116)의 모양의 공간상의 배치를 도시하였다.In FIG. 2 , the spatial arrangement of the shapes of the
각각의 전극은 중앙에 배치된 제5전극(115) 및 제6전극(116), 원주를 따라 90도 간격으로 분할된 제1전극(111) 내지 제4전극(114)으로 구성될 수 있다.Each electrode may include a
제1전극(111) 내지 제5전극(115)은 제어부(120)와 연결되며, 제6전극(116)은 측정부(130)와 연결된다.The
제1전극(111) 내지 제5전극(115)은 제어부(120)에 의하여 양극(Anode), 음극(Cathod or Ground) 및 중성 중 어느 하나의 전극형태로 결정될 수 있다. 중성은 전기가 통하지 않는 차단된 상태를 의미할 수 있다. 제1전극(111) 내지 제5전극(115)에 있어서, 전극형태의 조합은 다양하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1전극(111), 제3전극(113) 및 제5전극(115)은 양극, 제2전극(112) 및 제4전극(114)은 음극으로 결정될 수 있다.The
도 2a는 원 모양으로 정의된 영역에서 원형의 전극이 6개로 분할된 것을 알 수 있다. 중앙에는 자극전극이자 기준전극인 제5전극(115)과 측정용 전극인 제6전극(116)이 배치된다. 제5전극(115)과 제6전극(116)은 원을 반으로 나눈 모양이다. 제1전극(111) 내지 제4전극(114)은 전극을 이루는 전체원에서 중앙 전극을 제외한 고리 모양을 4분할 한 모양으로 각각 x-y좌표계에서 1사분면, 2사분면, 3사분면 및 4사분면에 배치된다.It can be seen in FIG. 2A that the circular electrode is divided into six in the region defined in the circular shape. A
도 2b는 사각형 모양으로 정의된 영역에서 사각형의 전극이 6개로 분할된 것을 알 수 있다. 중앙에는 자극전극이자 기준전극인 제5전극(115)과 측정용 전극인 제6전극(116)이 배치되며, x-y좌표계에서 1사분면, 2사분면, 3사분면 및 4사분면에는 각각 제1전극(111), 제2전극(112), 제3전극(113) 및 제4전극(114)이 배치된다. 각각의 전극을 구분하는 구획은 사각모양 전극을 수평으로 가르는 선과 사각형의 각 변에 꼭지점이 내접하는 마름모 모양을 따라 정의된다.It can be seen from FIG. 2B that the quadrangular electrode is divided into six in the region defined in the quadrangular shape. A
도 3b는 사각형 모양으로 정의된 영역에서 사각형의 전극이 6개로 분할된 것을 알 수 있다. 중앙에는 자극전극이자 기준전극인 제5전극(115)과 측정용 전극인 제6전극(116)이 배치되며, x-y좌표계에서 1사분면, 2사분면, 3사분면 및 4사분면에는 각각 제1전극(111), 제2전극(112), 제3전극(113) 및 제4전극(114)이 배치된다. 큰 사각형 내부에 작은 사각형 전극이 배치되며 이들은 제5전극(115)과 제6전극(116)으로 각각 분할된다. 큰 사각형에서 작은 사각형을 제외한 사각 고리모양은 제1전극(111) 내지 제4전극(114)으로 4분할된다.In FIG. 3B , it can be seen that the quadrangular electrode is divided into six in the region defined in the quadrangular shape. A
도 2에서는 중앙에 배치된 전극을 제외하고, 90도 간격으로 사분면마다 배치된 전극을 예시하였다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 60도, 45도 또는 30도 간격으로 배치되는 전극을 구성할 수도 있다. 이 경우 둘레를 따라 배치되는 전극의 수는 각각 6개, 8개, 12개이다.In FIG. 2, electrodes disposed in every quadrant at intervals of 90 degrees are illustrated except for the electrode disposed in the center. However, the present invention is not limited thereto, and electrodes disposed at intervals of 60 degrees, 45 degrees or 30 degrees may be configured. In this case, the number of electrodes disposed along the circumference is 6, 8, and 12, respectively.
본 발명에서, 전극부(110)를 복수의 전극으로 구성하고 공간적으로 분포되도록 배치한 것은 뇌 자극은 비균질적인(non-homogeneous)한 전기적 특성을 나타낸다는 것을 고려한 것이다. 제어부(120)에 의하여 전극형태가 주기마다 변경될 수 있는 제1전극(111) 내지 제5전극(115)은 국소적인 영역에서 보다 세분화된 자극으로 나누어진 전기장을 다양한 방향으로 형성할 수 있다. 이러한 구성은 비균질적인 자극 환경에서 목적하는 뇌파를 유도하는 최적의 자극경로를 효과적으로 탐색하는 것을 가능하게 한다.In the present invention, the
도 3에서는 이격전극(118)을 포함하는 전극부(110)를 예시한다.3 illustrates the
이격전극(118)은 제어부(120)에 의하여 양극(Anode), 음극(Cathod or Ground) 및 중성 중 어느 하나로 결정될 수 있다.The spaced
이격전극(118)은 제1전극(111) 내지 제5전극(115)간의 거리에 비하여 멀리 떨어져 배치된다.The
제1전극(111) 내지 제6전극(116) 및 이격전극(118)은 패치부에 부착되어 배치될 수 있다.The
제1전극(111) 내지 제6전극(116) 및 이격전극(118)은 패치부와 함께 두피에 부착될 수 있다.The
제1전극(111) 내지 제6전극(116)이 부착되는 패치부와 이격전극(118)이 부착되는 패치부는 별도로 구성될 수 있다.The patch part to which the
도 4a를 참조하면, 전극부(110)는 패치부에 부착된 제1전극(111) 내지 제6전극(116)으로 구성되며, 두피에 부착될 수 있다.Referring to FIG. 4A , the
도 4b를 참조하면, 전극부(110)는 패치부에 부착된 제1전극(111) 내지 제6전극(116) 및 이격전극(118)으로 구성되며, 두피에 부착될 수 있다.Referring to FIG. 4B , the
도 4c를 참조하면, 전극부(110)는 별개로 구성된 패치부에 부착된 제1전극(111) 내지 제6전극(116)과 이격전극(118)으로 구성되며, 각 패치부가 거리를 두고 두피에 부착될 수 있다.Referring to FIG. 4C , the
본 발명의 일실시예에서 이격전극(118)은 하나의 전극으로 구성된 것을 예시하였으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다. 이격전극(118)도 복수의 전극이 다양한 전극형태의 조합으로 작동하도록 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the spaced
본 발명에서, 이격전극(118)을 구성한 이유는 뇌 자극은 비균질적인(non-homogeneous)한 전기적 특성을 나타낸다는 것을 고려한 것이다. 이격전극(118)은 이러한 비균질적 특성을 지닌 뇌 자극의 형태를 보다 다양화 하기 위한 것이다. 인가된 전기장에 의한 최적의 자극경로는 국소적인 영역에서 형성될 것인지 보다 긴 거리에서 형성될 것인지는 알 수 없기 때문이다(예를 들어, 가까운 거리를 갖는 경로에서 저항이 크고 먼 거리를 갖는 경로에서 저항이 작다면 먼 거리에 전기장을 형성하는 것이 더 효과적일 수 있다). 이격전극(118)에 의한 자극은 원거리에서의 최적의 자극경로를 탐색한다는 점에서 국소 영역에서 최적의 자극경로를 탐색하는 제1전극(111) 내지 제5전극(115)의 역할과는 상호보완적일 수 있다.In the present invention, the reason for configuring the spaced
제어부(120)는 전극부(110), 측정부(130), 저장부(140) 및 센서부(150)와 연결되며 이들로부터 정보를 수신하고 제어할 수 있다.The
제어부(120)는 제1전극(111), 제2전극(112), 제3전극(113), 제4전극(114), 제5전극(115) 및 이격전극(118)에 각각 제공되는 전압의 형태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 제1전극(111), 제3전극(113), 제5전극(115) 및 이격전극(118)은 양극, 제2전극(112) 및 제4전극(114)은 음극이 되도록 제어할 수 있다. 제어부(120)는 어느 한 전극에 대하여 전기적 연결을 차단할 수도 있다. 이 경우 해당 전극은 전기적으로 중성이 될 수 있다.The
제어부(120)는 측정부(130)로부터 뇌파 측정 정보를 수신할 수 있다. 제어부(120)는 뇌파 측정 정보와 측정 시 인가된 전극제어 조합을 연계하여 저장부(140)에 저장할 수 있다. 여기서, 전극제어 조합은 제1전극(111) 내지 제5전극(115) 및 이격전극(118)이 각각 양극, 음극 및 중성 중 어느 하나로 결정된 것을 의미한다. 이격전극(118)이 없는 경우 조합의 수는 243개이고, 이격전극(118)이 포함된 경우 729개이다. 실시예에 따라 전극의 수가 늘어나면 그 조합의 수도 기하급수적으로 증가될 수 있다.The
제어부(120)는 적어도 하나 이상의 전극제어 조합을 미리 결정된 기준에 따라 선호조합으로 결정할 수 있다. 선호조합은 사용자에 의하여 선택될 수도 있다. 이 경우, 장치에 입력버튼이 구비될 수 있다. 본 발명은 사용자의 선택에 도움이 되도록 전극제어 조합과 뇌파 측정 정보가 표시되는(예를 들어, 도 6에 도시된 정보) 표시부를 더 포함할 수 있다.The
선호조합은 뇌파 측정정보를 볼 때, 뇌가 가장 활성화되거나 가장 비활성화된 것 중 어느 하나가 선택되도록 설정될 수 있다. 선호조합은 양자 모두가 선택되도록 설정될 수 있다. 이 경우 사용자는 선호조합 중 활성화 또는 비활성화 옵션을 선택하여 원하는 형태의 자극이 제공되도록 결정할 수 있다. 이 경우, 본 발명은 선택버튼을 포함할 수 있다.The preference combination may be set so that either one of the most activated or the most inactive ones of the brain is selected when viewing EEG measurement information. A preference combination may be set so that both are selected. In this case, the user may select an activation or inactivation option among the preferred combinations to determine that a desired type of stimulus is provided. In this case, the present invention may include a selection button.
선호조합은 항상 양 극단일 필요는 없다. 사용자 또는 제어부(120)가 적정한 크기의 활성 자극으로 판단되면 이를 선호조합으로 선택하여 저장할 수 있다. 선호조합은 잘 알려진 알파파, 베타파 등으로 정의된 파형 중 어느 하나의 파형에 가장 가까운 것으로 선택될 수 있다.Preference combinations need not always be extremes. When the user or the
선호조합은 다양한 조합의 자극을 한 후 주로 자극을 제공할 전극의 조합을 결정한 것으로, 제어부(120)는 선호조합에 의한 전기자극이 제공되도록 전극부(110)를 제어하거나, 다양한 자극을 제공하되 선호조합이 가장 빈번한 자극으로 제공되도록 전극부(110)를 제어할 수 있다.The preference combination determines the combination of electrodes that will mainly provide stimulation after various combinations of stimulation, and the
제어부(120)는 센서부(150)로부터 제공된 감지정보에 대응하여 전극부(110)를 제어할 수 있다. 제어부(120)는 센서부(150)로부터 이상감지정보가 수신될 경우 전극부(110)에 제공되는 전압을 해제하여 전기자극을 중단할 수 있다.The
측정부(130)는 제6전극(116)과 연결되며, 제6전극(116)으로부터 수신되는 뇌파 신호를 수신한다. 측정부(130)는 수신된 뇌파 신호를 제어부(120)에 전달할 수 있다.The
저장부(140)는 제어부(120)와 연결되며, 정보를 저장한다.The
저장부(140)는 뇌파 신호와 이에 연계된 전극제어 조합 및 선호조합을 포함하는 정보를 저장할 수 있다.The
저장부(140)는 제어부(120)에 요청에 대응하여 상기 정보들 중 적어도 하나를 제어부(120)에 제공할 수 있다.The
센서부(150)는 감지정보를 생성하여 제어부(120)에 제공한다.The
센서부(150)는 가속도 센서 및 광센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
가속도 센서는 어떤 방향에 대하여 특정 시점에 발생하는 가속도를 측정하여 제어부(120)에 제공한다.The acceleration sensor measures the acceleration occurring at a specific time in a certain direction and provides it to the
제어부(120)는 방향을 구분하지 않고 감지된 가속도가 설정값 이상인지 판단한다. 가속도가 설정값 이상인 경우 이를 이상감지정보로 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 전기자극을 받다가 불편함에 의하여 심하게 움직인 경우는 가속도가 설정값 이상인 경우에 해당할 수 있다.The
광센서는 패드부(119) 중 전극이 설치된 면에 반대편에 설치될 수 있다. 광센서는 광 감지정보를 생성하여 제어부(120)에 제공할 수 있다.The photosensor may be installed on the opposite side to the electrode-installed surface of the
제어부(120)는 광 감지정보가 제공되지 않는 경우 이를 이상감지정보로 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 전기자극을 받아가 과도한 임피던스가 발생하여 불편함을 느끼면 손으로 패드부(119)(광센서가 설치된 부분)을 가리면 광 감지정보가 제공되지 않는 경우에 해당할 수 있다.When the light detection information is not provided, the
제어부(120)는 상술한 바와 같이 이상감지정보가 생성되면 전극부(110)의 작동을 즉시 중단할 수 있다.As described above, when the abnormal detection information is generated, the
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치(100)에 의하여 생성된 전기장을 개략적으로 도시한 것이다. 도 5에서는 표시의 단순화를 위하여 도 2에서와 같은 정확한 기하학적 위치보다는 개략적인 위치를 도시하였으며, 2차원적인 전기력선을 표시하였다(실제 전기장은 3차원).5 schematically shows an electric field generated by the
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전기자극장치(100)의 각 전극에 인가되는 전기장과 측정된 뇌파를 나타낸 것이다.6 shows an electric field applied to each electrode of the
도 5a는 제1전극(111), 제2전극(112)은 양극, 제3전극(113), 제4전극(114)은 음극, 제5전극(115)은 중성으로 설정한 경우의 전기장을 도시한 것이고, 도 6의 첫번째 주기는 도 5a에서와 동일하게 설정된 전극제어 조합에 따른 전기장 인가(제1전극(111) 내지 제5전극(115)) 및 뇌파 신호 측정 정보(제6전극(116))를 도시한 것이다.5A is an electric field when the
도 5b는 제1전극(111) 내지 제4전극(114)은 양극, 제5전극(115)은 음극으로 설정한 경우의 전기장을 도시한 것이고, 도 6의 두번째 주기는 도 5b에서와 동일하게 설정된 전극제어 조합에 따른 전기장 인가(제1전극(111) 내지 제5전극(115)) 및 뇌파 신호 측정 정보(제6전극(116))를 도시한 것이다.FIG. 5B shows an electric field when the
도 5c는 제1전극(111), 제3전극(113) 및 제5전극(115)은 양극, 제2전극(112) 및 제4전극(114)은 음극으로 설정한 경우의 전기장을 도시한 것이고, 도 6의 세번째 주기는 도 5c에서와 동일하게 설정된 전극제어 조합에 따른 전기장 인가(제1전극(111) 내지 제5전극(115)) 및 뇌파 신호 측정 정보(제6전극(116))를 도시한 것이다.FIG. 5C is a diagram illustrating an electric field when the
도 5 및 도 6을 참조하면, 전기자극장치(100)에 의하여 형성되는 전기장 분포는 서로 다른 전극제어 조합에 따라 다양하게 나타날 수 있고, 이에 대응한 뇌파 반응(뇌파 신호) 역시 다양한 형태로 나타나는 것을 알 수 있다.5 and 6, the electric field distribution formed by the
본 발명에 일실시예에 의한 전기자극장치(100)는 비침습적으로 뇌에 전기자극을 제공하되, 다양한 전기장의 공간적 분포를 제공하여 어떠한 형태의 자극이 원하는 효과를 제공하지 않더라도 다양한 전기장 분포로 다양한 방향에 자극을 제공하므로 다른 자극 주기 중 적어도 어느 하나에서는 목적하는 최적의 효과를 가진 자극 형태를 쉽게 찾을 수 있는 효과가 있다.The
본 발명은 최적의 효과를 가진 자극 형태(전극제어 조합)을 저장하고 이를 재차 활용할 수 있는 효과가 있다. 구체적 예시하면, 선호조합과 다른 전극제어 조합의 제공 주기 횟수에 비중을 다르게 하여 보다 효과적인 전기자극을 제공할 수 있다. 전기자극장치(100)로부터 제공될 전극제어 조합은 사용자에 의해 또는 자동화 설정 프로그램 내지 기계학습에 의한 인공지능 모듈에 의하여 그 주기 및 횟수가 결정될 수 있다.The present invention has the effect of storing the stimulation type (electrode control combination) having the optimal effect and re-using it. As a specific example, more effective electrical stimulation can be provided by varying the weight of the frequency of providing cycles of the preferred combination and other electrode control combinations. The frequency and frequency of the electrode control combination to be provided from the
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
100: 뇌자극기
110: 전극부
111: 제1전극
112: 제2전극
113: 제3전극
114: 제4전극
115: 제5전극
116: 제6전극
118: 이격전극
119: 패드부
120: 제어부
130: 측정부
140: 저장부
150: 센서부100: brain stimulator
110: electrode part
111: first electrode
112: second electrode
113: third electrode
114: fourth electrode
115: fifth electrode
116: sixth electrode
118: spaced electrode
119: pad part
120: control unit
130: measurement unit
140: storage
150: sensor unit
Claims (7)
상기 자극전극이 각각 양극, 음극 및 중성 중 어느 하나가 되도록 상기 자극전극에 각각에 제공되는 전압의 형태를 개별적으로 결정하는 제어부; 및
상기 측정전극으로부터 전기신호를 측정하여 뇌파 신호 측정 정보를 생성하는 측정부;를 포함하고,
상기 제어부는 상기 자극전극 각각이 양극, 음극 및 중성 여부에 대하여 결정된 서로 다른 전극제어 조합을 적어도 하나 이상 결정하여 적어도 하나 이상의 주기에 대하여 결정된 전압을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기자극장치.
an electrode unit including a stimulation electrode and a measurement electrode divided into a plurality in a defined area and attached to the scalp;
a control unit for individually determining the type of voltage applied to each of the stimulation electrodes so that the stimulation electrodes become any one of an anode, a cathode, and a neutral; and
Including; a measuring unit for generating EEG signal measurement information by measuring an electrical signal from the measuring electrode;
The control unit determines at least one different electrode control combination determined for each of the stimulation electrodes as positive, negative, and neutral, and provides a voltage determined for at least one or more periods.
상기 뇌파 신호 측정 정보가 상기 전극제어 조합과 연계되어 저장되는 저장부;를 더 포함하고,
상기 제어부는 미리 결정된 기준에 따라 상기 전극제어 조합 중 적어도 하나 이상의 전극제어 조합을 선호조합으로 결정하는 것을 특징으로 하는 전기자극장치.
According to claim 1,
A storage unit for storing the EEG signal measurement information in association with the electrode control combination; further comprising,
The electric stimulation apparatus, characterized in that the control unit determines at least one of the electrode control combination of the electrode control combination as a preferred combination according to a predetermined criterion.
상기 전극부는,
전극을 이루는 원의 내부에 구획된 작은 원이 2등분되어 배치되는 제5전극 및 측정전극, 상기 원 중 작은원을 제외한 고리 모양이 90도 간격으로 4분할되어 각각의 사분면에 배치되는 제1전극, 제2전극, 제3전극 및 제4전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자극장치.
According to claim 1,
The electrode part,
The fifth electrode and the measuring electrode are arranged in a small circle divided into two equal parts inside the circle constituting the electrode, and the ring shape except for the small circle among the circles is divided into four at 90 degree intervals, and the first electrode is arranged in each quadrant. , An electrical stimulation device comprising a second electrode, a third electrode and a fourth electrode.
상기 전극부는,
전극을 이루는 사각형의 중앙에 2분할되어 배치되는 제5전극 및 측정전극, 그 둘레를 따라 각각의 사분면에 배치되는 제1전극, 제2전극, 제3전극 및 제4전극을 포함하고, 상기 전극들은 상기 사각형을 수평으로 가르는 선과 상기 사각형의 각 변에 꼭지점이 내접하는 마름모 모양을 따라 그린 선에 의하여 분할되는 것을 특징으로 하는 전기자극장치.
According to claim 1,
The electrode part,
A fifth electrode and a measuring electrode are divided into two at the center of a quadrangle constituting the electrode, and a first electrode, a second electrode, a third electrode and a fourth electrode are disposed in each quadrant along the periphery, wherein the electrode The electric stimulation device, characterized in that divided by a line that horizontally divides the rectangle and a line drawn along a rhombus shape in which a vertex is inscribed on each side of the rectangle.
상기 전극부는,
전극을 이루는 사각형 내부에 작은 사각형 모양이 2분할 되어 배치되는 제5전극 및 측정전극, 상기 사각형 내부의 작은 사각형을 제외한 사각 고리모양이 90도 간격으로 4분할되어 각각의 사분면에 배치되는 제1전극, 제2전극, 제3전극 및 제4전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자극장치.
According to claim 1,
The electrode part,
The fifth electrode and the measuring electrode are arranged in two divided small squares inside the square constituting the electrode, and the first electrode is divided into four quadrants at intervals of 90 degrees except for the small square inside the square, and the first electrode is disposed in each quadrant. , An electrical stimulation device comprising a second electrode, a third electrode and a fourth electrode.
상기 전극부는 상기 정의된 영역에서 소정 거리 이격되어 배치되는 이격전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자극장치.
According to claim 1,
The electrode part Electrical stimulation apparatus, characterized in that it further comprises a spaced electrode disposed to be spaced apart a predetermined distance in the defined region.
이상감지정보를 생성하는 센서부;를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 이상감지정보가 생성되는 경우 자극전극으로의 전압공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 전기자극장치.According to claim 1,
It further includes; a sensor unit for generating abnormal detection information;
The electric stimulation apparatus, characterized in that the control unit stops the voltage supply to the stimulation electrode when the abnormal detection information is generated.
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GRNT | Written decision to grant |