KR102516618B1 - 전극 밀착성 및 착용성이 향상된 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피시술자의 머리에 쓸 수 있도록 돔 형상을 가지는 헬멧; 상기 헬멧의 내측에 설치되며, 상기 피시술자의 뇌에 전기적 자극을 가하기 위한 복수의 전극부; 및 상기 헬멧에 설치되는 상부전극 밀착모듈;을 포함하고, 상기 상부전극 밀착모듈은, 상기 헬멧에 위치가 고정되어 설치되는 제1밴드조절부; 및 상기 제1밴드조절부에 의해 길이가 조절되며, 상기 헬멧의 내측에서 피시술자의 머리를 감싸도록 고리로 구성되는 제1밴드;를 포함하고, 상기 전극부 중 적어도 일부는 상기 제1밴드에 설치되며, 상기 제1밴드조절부에 의해 상기 제1밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 제1밴드에 설치된 전극부가 피시술자의 전두엽 측에 밀착되는 것을 특징으로 하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치에 관한 것이다.

Description

전극 밀착성 및 착용성이 향상된 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치{Non-invasive brain stimulation healthcare device with improved electrode adhesion and wearability}

본 발명은 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전극 밀착성 및 착용성이 향상되어 사용자가 쉽고 편하게 이용할 수 있는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 뇌의 다양한 부위를 자극할 수 있는 다수의 전극을 포함함으로써다양한 뇌질환에 대한 보다 안정적이고 효과적인 치료가 가능한 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치에 관한 것이다.

경도인지장애는 기억력이나 기타 인지기능의 저하가 객관적인 검사에서 확인될 정도로 뚜렷하게 감퇴된 상태이나, 일상생활을 수행하는 능력은 보존되어 있어 아직은 치매가 아닌 상태를 의미한다. 하지만 경도인지장애는 치매 고위험군 상태에 해당한다. 정상노인의 경우 매년 치매로 진행하는 비율이 약 1~2%정도이나, 경도인지장애는 매년 약 10~15%가 치매로 진행하는 것으로 알려져 있다. 경도인지장애의 경우 6년이 경과하면 약 80%가 치매로 진행될 만큼 치매 고위험군에 속한다.

경도인지장애의 치료방법으로는 약물치료, 인지치료, 및 뇌자극 치료가 있다.

약물치료로는 알츠하이머병 치료제, 은행잎추출물 제제, 콜린 전구물질 제제, 비타민 B군 보충제 등을 사용할 수 있으며, 우울이 원인인 경우에는 항우울제를 사용하기도 한다. 하지만 약물치료는 아직 경도인지장애에 대한 치료효과가 검증된 것이 의약품이 없으며, 무엇보다 약물의 오남용 위험성이 매우 높다.

인지치료는 저하된 영역의 뇌 기능에 대한 인지재활을 하는 것으로서, 과학적인 학습 원리를 이용하여 인지적 결함을 향상시키고 사회 기능을 향상시키기 위한 치료법에 해당한다. 하지만 인지치료는 개선에 오랜시간이 걸리고, 효과가 약하다는 문제가 있다.

뇌자극 치료는 뇌 심부 자극술과 같은 침습적 치료와 자기나 전기, 또는 초음파로 외부에서 뇌에 자극을 가하는 비침습적 치료가 있다. 하지만 침습적 치료는 수술 이후 부작용이나 합병증 발생위험이 상존하여, 비침습적 치료에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

경도인지장애의 비침습적 치료는 침습적 치료에 비해 효과가 즉각적으로 나타나지는 않지만, 부작용이 적고 인지치료에 비해서는 유의미한 효과를 가진다는 장점이 있다.

비침습적 치료의 효과를 높이기 위해서는 주기적이고 지속적인 시술이 필요하다. 하지만 피시술자가 매일 병원에서 1~2회 이상 시술을 받는 것은 현실적으로 불가능하다. 또한, 경도인지장애의 비침습적 치료의 대표적인 예인 전기적 자극을 이용하는 방식은 두피에 전극을 밀착시키고 전기적 자극을 인가하는 것인데, 종래의 경도인지장애에 이용 가능한 전기자극 장치는 일반인이 착용하기 너무 어렵다는 문제가 있다. 예를 들어, 전기자극 장치의 복수의 전극을 적절한 위치에 위치시키기 어렵고, 또 머리카락에 의해 전극의 밀착이 방해되는 등의 문제가 있다.

결국 비침습적 치료인 전기 자극을 이용한 방식으로 피시술자의 경도인지장애를 개선하기 위해서는 피시술자가 손쉽고 편하게 이용할 수 있는 새로운 장치가 필요한 실정이다.

등록특허 제10-1566786호 등록특허 제10-2100696호

본 발명의 일 목적은 피시술자가 직접 착용할 수 있는 전극 밀착성 및 착용성이 향상된 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치를 제공하는 것이다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

이상에서 설명한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치는 피시술자의 머리에 쓸 수 있도록 돔 형상을 가지는 헬멧; 상기 헬멧의 내측에 설치되며, 상기 피시술자의 뇌에 전기적 자극을 가하기 위한 복수의 전극부; 및 상기 헬멧에 설치되는 상부전극 밀착모듈;을 포함하고, 상기 상부전극 밀착모듈은, 상기 헬멧에 위치가 고정되어 설치되는 제1밴드조절부; 및 상기 제1밴드조절부에 의해 길이가 조절되며, 상기 헬멧의 내측에서 피시술자의 머리를 감싸도록 고리로 구성되는 제1밴드;를 포함하고, 상기 전극부 중 적어도 일부는 상기 제1밴드에 설치되며, 상기 제1밴드조절부에 의해 상기 제1밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 제1밴드에 설치된 전극부가 피시술자의 전두엽측에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

일 예에 있어서, 상기 전극부 중 적어도 일부는 상기 헬멧의 내측 후방에 설치되며, 상기 제1밴드조절부에 의해 상기 제1밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 헬멧 내측 후방에 설치된 전극부가 피시술자의 두정엽측, 후두엽측 및 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착되어 지지하는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 전극부 중 다른 일부는 상기 제1밴드 중 피시술자의 두정엽측, 후두엽측 및 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착될 수 있는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

일 예에 있어서, 상기 헬멧에 설치되는 하부전극 밀착모듈을 더 포함하고, 상기 하부전극 밀착모듈은, 상기 헬멧과 독립적으로 설치되는 제2밴드조절부; 및 상기 제2밴드조절부에 의해 길이가 조절되며, 피시술자의 뒷목 또는 귀 뒤쪽 부위를 일부 감싸도록 구성되는 제2밴드;를 포함하고, 상기 전극부 중 일부는 상기 제2밴드에 설치되며, 상기 제2밴드조절부에 의해 상기 제2밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 제2밴드에 설치된 전극부가 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 제2밴드에 설치되는 센서부를 더 포함하고, 상기 제2밴드조절부에 의해 상기 제2밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 센서부가 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 전극부는 습식패드를 포함하고, 상기 헬멧은 이마로부터 뒷통수까지 감싸도록 형성되되 상부에 개구를 가지는 제1프레임과, 상기 제1프레임으로부터 상부로 연장되어 피시술자의 머리 위쪽을 가로지르는 제2프레임을 포함하며, 상기 습식패드에서 발생되는 습기 내지 수분이 상기 개구를 통해 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 전극부는 다층 하이드로젤 복합재(multilayer hydrogel composite)로 형성되는 건식패드 인 것을 특징으로 할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 헬멧에는 상기 전극부의 동작 상태를 표시하는 LED 모니터링부가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 비침습적 뇌자극 헬스케어 시스템은 피시술자의 뇌에 전기적인 자극을 가하는 복수의 전극부; 상기 복수의 전극부에 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 복수의 전극부 및 전원부를 제어하여 상기 피시술자의 뇌에 가하지는 전기적 자극을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 전기적인 자극은 tACS를 이용하는 버퍼모드와 tDCS를 이용하는 메인모드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 버퍼모드는 상기 메인모드의 수행 전에 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 상기 버퍼모드의 tACS는 4 내지 40Hz의 진동수를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는 상기 버퍼모드의 tACS는 8 내지 12 Hz의 진동수를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 피시술자의 심전도를 측정하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 상기 버퍼모드가 수행되는 경우 상기 제어부는 상기 센서부로부터 상기 피시술자의 심전도에 관한 정보를 수집하고, 상기 제어부는 상기 피시술자의 심전도에 관한 정보를 분석하여 피시술자가 정상상태인 경우 상기 버퍼모드를 종료하고 상기 메인모드를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치는 피시술자의 머리에 착용하는 헬멧 형태로 피시술자가 혼자서 쉽게 착용이 가능하다.

또한, 피시술자는 헬멧을 착용하고 제3전극부 및 제4전극부를 두정엽측, 후두엽측 및 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착시킨 상태에서 제1다이얼를 조작하여 제1전극부 및 제2전극부를 전두엽 측에 밀착시킬 수 있으며, 제2다이얼를 조작하여 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 제5전극부를 밀착시킬 수 있다.

한편, 헬멧은 제1 내지 제4전극부가 설치된 부분이 개구되어 습식 전극 사용에 따른 수분 증발문제를 해결하였다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 개략적 구조도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 다양한 전기적 자극을 설명하기 위한 개략적 참고도이다.
도 6은 tDCS와 tACS의 전기적 자극의 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 체크모드, 버퍼모드, 메인모드를 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 프로그램의 일 예를 도시한 개략적 참고도이다.
도 9 내지 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 시술 전후의 정량뇌파 자료이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템이 구현되는 헬스케어 장치의 개략적 측면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 개략적 배면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 개략적 저면도이다.
도 15a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 상부전극 밀착모듈의 개략적 평면도이고, 도 15b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 헬멧 내부의 개략적 사시도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 하부전극 밀착모듈의 개략적 평면도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다.

본 문서에서 "모듈"이나 "노드"는 CPU, AP 등과 같은 연산 장치를 이용하여 데이터를 이동, 저장, 변환 등의 작업을 수행한다. 예컨대 "모듈"이나 "노드"는 서버, PC, 태블릿 PC, 스마트폰 등과 같은 장치로 구현될 수 있다.

비침습적 뇌자극 헬스케어 시스템

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 뇌자극 헬스케어 시스템(이하, "헬스케어 시스템"이라 함)의 개략적 구조도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)은 피시술자의 두피에 밀착된 전극을 통해 비침습적으로 전기적 자극을 가하도록 구성된다. 이와 같은 전기적 자극을 통해 다양한 뇌를 이유로 하는 질환을 예방하거나 치료 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)을 이용하여 경도인지장애 뿐만아니라 우울증, 경련성 질환, 통증, 기억력 향상, 운동학습능력 향상, 지적장애, 중독질환 및 조현증 등을 예방하거나 치료 및 관리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)은 복수의 전극부(110)와 전원부(120), 센서부(130) ?? 제어부(140)를 포함한다. 한편, 본 발명의 헬스케어 시스템(100)은 후술하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치에 의해 구현되어, 피시술자가 손쉽게 헬스케어 시스템(100)을 이용할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치에 대해서는 뒤에서 상세히 살펴보도록 한다.

복수의 전극부(110)는 피시술자의 머리의 여러 위치에 밀착된다. 복수의 전극부(110)는 전원부(120)로부터 전원을 공급받아 전류가 흐를 수 있다. 복수의 전극부(110) 중 일부는 양전극이 되고, 다른 일부는 음전극이 될 수 있다. 또한, 복수의 전극부(110) 중 일부에로만 전류가 흐르고, 다른 일부로는 전류가 흐르지 않는 것도 가능하다. 즉, 각각의 전극부의 극성 또는 동작 여부는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)에서 제공하는 프로그램에 따라서 바뀔 수 있다.

제1전극부(111)는 피시술자의 머리 중 좌측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제2전극부(113)는 피시술자의 머리 중 우측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제3전극부(115)는 피시술자의 머리 중 좌측 두정엽측, 좌측 후두엽측 및 좌측 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 대응하는 위치에 밀착되며, 제4전극부(117)는 피시술자의 머리 중 우측 두정엽측, 우측 후두엽측 및 우측 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 대응하는 위치에 밀착된다. 제5전극부(119)는 제1 내지 제4전극부(111, 113, 115, 117)과 다른 위치의 피시술자의 머리에 밀착될 수 있으며, 예를 들어 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착될 수 있다.

각각의 전극부(110)에 인가되는 전기적 자극은 제어부(140)에 의해 콘트롤 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)은 제어부(140)에서 전극부(110)로 경두개자극전류(tCS: Transcranial Current Stimulation)가 인가되도록 제어할 수 있다. 본 발명에서 이용하는 경두개전류자극의 종류는 tDCS(transcranial Direct Current Stimulation), tACS(transcranial Alternating Current Stimulation), tRNS(transcranial Random-Noise Stimulation) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 이용할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)에서는 피시술자가 헬스케어 장치를 착용하고 헬스케어 시술을 시작할 경우 제어부(140)는 먼저 tACS를 수행하고, 피시술자의 상태가 정상상태가 된 후에 tDCS를 시술한다. 이와 같은 구성에 의해 피시술자에 대한 시술 효율을 보다 더 증가시킬 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.

전원부(120)는 사용전원을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전원부(120)는 배터리로 구성될수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)은 사용자의 여러가지 상태를 측정하기 위한 센서부(130)를 더 포함할 수 있다. 센서부(130)는 제5전극(119)과 마찬가지로 제1 내지 제4전극부(111, 113, 115, 117)과 다른 위치의 피시술자의 머리에 밀착될 수 있으며, 예를 들어 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착될 수 있다. 센서부가 귀 뒤쪽에 밀착될 경우, 보다 효과적인 심박 측정을 위해서는 제5전극은 오른쪽, 센서부는 왼쪽에 위치하는 것이 바람직하다. 만약 본 헬스케어 시스템에서 센서부를 포함하지 않을 경우, 센서부를 대신해서 센서부 위치에 제6전극부를 포함할 수 있으며, 제6전극부는 제5전극부와 동일한 역할을 수행한다.

센서부(130)는 피시술자의 심전도를 측정하기 위한 심전도 센서부일 수 있다. 이 경우 심전도 센서부는 피시술자의 인체정보를 수집하며, 전극부(110)를 통해 가해진 전류가 인체에 문제를 유발하는지 여부를 확인한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)은 피시술자가 헬스케어 장치를 착용하고 헬스케어 시술을 시작할 경우 제어부(140)는 먼저 tACS를 수행하고, 피시술자의 상태가 정상상태가 된 후에 tDCS를 시술하도록 구성될 수 있는데, 심전도 센서부는 피시술자의 상태가 정상상태인지 여부를 판정하는 역할을 한다. 피시술자의 상태가 정상상태인지 여부는 피시술자가 편한 상태에서의 심전도에 관한 정보를 수집한 것을 이용하여 판단하거나, 통상적으로 알려진 정상상태의 심전도에 관한 정보(예를 들어, 연령별 안정시 심박수 등)를 이용하여 판단할 수 있다.

제어부(140)는 제1전극부(111), 제2전극부(113), 제3전극부(115), 제4전극부(117) 및 제5전극부(119)에 흐르는 전류를 제어한다. 이때, 제어부(140)는 제1전극부(111), 제2전극부(113), 제3전극부(115), 제4전극부(117) 및 제5전극부(119) 중 일부에만 전원이 공급되도록 제어할 수 있고, 또한, 각각이 양전극 또는 음전극으로 구동되도록 독립적으로 제어할 수 있다.

제어부(140)는 사용자의 선택에 따라 제1전극부(111), 제2전극부(113), 제3전극부(115) 및 제4 전극부(117) 및 제5전극부(119)에 흐르는 전류의 세기를 조절할 수 있다. 예컨대, 제어부(140)는 습식 또는 건식 패드부를 포함하는 제1 전극부(111), 제2 전극부(113), 제3전극부(115) 및 제4 전극부(117)에 흐르는 전류를 0.1mA 내지 5mA 의 범위에서 조절할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 필요에 따라 모드에 따라 전류의 세기를 자동으로 조절할 수 있다.

제어부(140)는 센서부(130)에서 송신하는 피시술자의 인체 정보를 수신한다. 제어부(140)는 수신한 피시술자의 인체 정보를 저장할 수 있다. 한편, 제어부(140)는 수신한 피시술자의 인체 정보를 분석하여 전극부로 송출하 전기적 자극의 종류를 변경하거나, 세기를 변경할 수 있다.

한편, 제어부(140)는 통신모듈(예를 들어, WIFI, 블루투스 등)을 더 포함할 수 있다. 제어부(140)가 통신모듈을 포함할 경우 피시술자의 단말기(예를 들어, 스마트폰, 컴퓨터 등)로 피시술자의 인체정보를 비롯한 헬스케어 시스템(100)의 동작에 관한 정보를 전송할 수 있다. 또한, 피시술자가 헬스케어 시스템(100)을 이용한 모드나 횟수 등에 대한 정보를 전달할 수 있다. 그에 따라 피시술자는 헬스케어 시스템 (100)의 이용에 대한 안내를 받을 수 있으며, 제품에 대한 관리를 받을 수도 있다.

제어부(140)에는 피시술자의 증상에 따른 다양한 종류의 전기적 자극이 저장되어 있다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 다양한 전기적 자극을 설명하기 위한 개략적 참고도이다.

도2는 기억력 및 집중력 동시 개선 모드의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.

기억력 및 집중력을 동시에 개선하고자 할 경우 기억력을 담당하는 전두엽과 집중력을 담당하는 두정엽을 동시에 활성화되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 따라서 기억력 및 집중력 동시 개선 모드에서 제어부(140)는 제1전극부(111), 제2전극부(113), 제3전극부(115) 및 제4전극부(117)가 양전극으로 구동하고, 제5전극부(119)가 음전극으로 구동하도록 제어할 수 있다. 만약 센서부가 없을 경우, 센서부를 대신해서 센서부 위치에 제 6전극부를 포함할 수 있으며, 제 6전극부는 제 5전극부와 동일하게 음전극으로 구동하도록 제어할 수 있다.

도3은 기억력 개선 모드의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.

기억력을 개선하고자 할 경우 기억력을 담당하는 전두엽을 활성화되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 따라서 기억력 개선 모드에서 제어부(140)는 제1전극부(111) 및 제2전극부(113)가 양전극으로 구동하고, 제5전극부(119)가 음전극으로 구동하도록 제어할 수 있다. 이때, 제3전극(115) 및 제4전극부(117)는 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 만약 센서부가 없을 경우, 센서부를 대신해서 센서부 위치에 제 6전극부를 포함할 수 있으며, 제 6전극부는 제 5전극부와 동일하게 음전극으로 구동하도록 제어할 수 있다.

도 4는 집중력 개선 모드의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.

집중력을 개선하고자 할 경우 집중력을 담당하는 두정엽을 활성화되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 따라서 집중력 개선 모드에서 제어부(140)는 제3전극부(115) 및 제4전극부(117)가 양전극으로 구동하고, 제5전극부(119)가 음전극으로 구동하도록 제어할 수 있다. 이때, 제1전극(111) 및 제2전극부(113)는 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 만약 센서부가 없을 경우, 센서부를 대신해서 센서부 위치에 제 6전극부를 포함할 수 있으며, 제 6전극부는 제 5전극부와 동일하게 음전극으로 구동하도록 제어할 수 있다.

도 5는 수면 모드(불면증 개선 모드)의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.

수면을 유도하기 위해서는 뇌가 전반적으로 휴식되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 따라서 수면 모드에서 제어부(140)는 제1전극부(111), 제2전극부(113), 제3전극부(115) 및 제4전극부(117)가 음전극으로 구동하고, 제5전극부(119)가 양전극으로 구동하도록 제어할 수 있다. 만약 센서부가 없을 경우, 센서부를 대신해서 센서부 위치에 제 6전극부를 포함할 수 있으며, 제 6전극부는 제 5전극부와 동일하게 음전극으로 구동하도록 제어할 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 5의 각 모드들은 전기적 자극이 tDCS로 인가될 수 있다. 또한, 도 2 내지 도 5과 같은 모드들이 조합되어 프로그램을 구성할 수 있다.

도 6은 tDCS와 tACS의 전기적 자극의 형태를 개략적으로 도시한 것이다.

tDCS의 경우 직류를 이용하며 일반적으로 수분동안 동일한 극성의 자극을 인가한다. 이에 비해 tACS는 교류를 이용하며 직사각형(점선) 또는 정현파(실선)의 자극을 인가한다.

tDCS는 극성을 가지는 전기적 자극을 통해 뇌의 자발적인 신경활동을 조절한다. 예를 들어, 뇌 부위별로 의사결정, 기억, 언어, 감각 지각 등의 조절에 효과가 있다. 이에 비해 tACS는 교류를 이용하기 때문에 뇌 영역에서 전류의 방향성(예를 들어, 상향 또는 하향) 조절이 실질적으로 불가능하다. 따라서 우울증, 경련성 질환, 통증, 지적 장애, 중독질환 및 경도인지장애를 예방하거나 치료 및 관리하거나, 기억력 향상, 운동학습능력 향상 등의 효과를 위해서는 tACS보다는 tDCS가 널리 이용된다. 다만, tDCS는 피시술자의 피로도나 스트레스에 의해 시술 효과가 감소하는 문제가 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 tDCS는 시술 초기에 피부에 따끔한 통증 등의 불쾌감을 유발하는데, 이 불쾌감으로 인해 피시술자의 헬스케어 시스템의 주기적이고 장기적인 이용가능성이 낮아지며, 이용하더라도 피시술자의 스트레스를 높이는 문제가 있다. 특히, 인지기능 저하가 발생한 경우 피시술자의 불안, 긴장이 높아지는데, tDCS의 불쾌감이 피시술자의 불안, 긴장을 더욱 높이는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)은 tDCS가 가지는 상술한 문제점을 해결할 수 있도록 구성된 프로그램을 제안한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 체크모드, 버퍼모드, 메인모드를 설명하기 위한 참고도이다.

피시술자가 헬스케어 시스템에서 제공하는 프로그램 중 어느 하나를 선택하면, 제어부(140)는 가장 먼저 체크모드(check mode)를 수행한다. 체크모드는 피시술자가 후술하는 헬스케어 장치를 적절히 착용하였는지 여부를 확인한다. 체크모드에서는 전극부(110)의 저항을 측정하며, 그 저항값의 범위에 따라 피시술자에게 적절한 조치를 안내한다. 예를 들어, 설치된 부하(load)보다 전극부의 임피던스가 낮은 경우에는 정상으로, 부하(load)다 전극부의 임피던스가 1~2배 범위인 경우에는 습식패드의 수분 부족으로, 부하(load)다 전극부의 임피던스가 2배를 초과할 경우에는 전극부의 밀착 불량으로 판정할 수 있다.

모든 전극부(110)가 정상으로 판정된 경우에는 버퍼모드(buffer mode)가 수행된다. 버퍼 모드는 tACS를 이용하여 전극부가 접촉해 있는 피부를 적응시킴으로써, 그 뒤의 메인모드(main mode)의 tDCS로 인한 피부 자극을 낮춰주는 역할을 한다. tACS로는 4~40 Hz의 전기적 자극을 이용할 수 있다. 바람직하게는 버퍼 모드(mode 0)는 tACS(alpha)를 이용할 수 있다. tACS(alpha)는 8~12Hz의 전기적 자극을 의미하는 것으로서, 피시술자의 긴장을 완화하는 효과가 있다. 그러므로 버퍼 모드를 먼저 수행하고, 그 다음 메인모드를 수행할 경우 메인 모드의 시술 효과가 더욱 상승된다.

메인모드는 기억력 개선 모드, 집중력 개선 모드, 기억력 개선 및 집중력 동시 개선 모드 및 수면모드 중 적어도 어느 하나로 구성된다. 메인모드는 램프 업(ramp up)-자극(stimulation)-램프 다운(ramp down)으로 구성된다. 메인모드의 자극의 전반부에 램프 업하는 단계를 위치시킴으로써 피시술자의 피부 자극에 적을 할 수 있는 시간을 충분히 부여하여, 불쾌감을 낮춘다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)의 프로그램의 여러가지 예를 도시한 개략적 참고도이다.

도 8(a)는 기억력 개선 모드(mode I), 집중력 개선 모드(mode II), 기억력 및 집중력 동시 개선 모드(mode III)가 순차적으로 진행되고, 마지막으로 수면 모드(mode IV)가 진행되는 프로그램이다.

도 8(b) 및 도 8(c)도 도 8(a)와 마찬가지로 기억력 개선 모드(mode I), 집중력 개선 모드(mode II), 기억력 및 집중력 동시 개선 모드(mode III)가 순차적으로 진행되고, 마지막으로 수면 모드(mode IV)가 진행되는 프로그램이다.

도 8(b) 및 도 8(c)의 경우 프로그램의 초기에 tACS를 이용한 버퍼 모드(mode 0)가 수행되는 것에 특징이 있다.

메인 모드가 기억력 개선 모드(mode I), 집중력 개선 모드(mode II), 기억력 및 집중력 동시 개선 모드(mode III), 수면 모드(mode IV)에서 선택되는 2개 이상의 모드로 구성될 경우에 각 모드 사이에 버퍼 모드(mode 0)가 위치하여 피시술자의 긴장을 완화하는 역할을 할 수 있다.

한편, 전극부가 습식패드인 경우 사용중에 체온으로 습식패드의 수분이 증발하여 임피던스가 증거할 수 있으며, 이에 메인모드는 수행되는 중에도 제어부(140)는 체크모드와 동일한 방법으로 전극부의 이상여부를 주기적으로 판단할 수 있다.

제어부(140)는 센서부(130)를 이용하여 버퍼 모드(mode 0)의 수행에 따른 피시술자의 심전도 변화를 측정할 수 있다. tDCS를 이용한 메인 모드는 전기적 자극에 따른 통증으로 인해 피시술자의 긴장도가 올라가며 이에 따라 심전도에 변화가 생긴다. 제어부(140)는 버퍼 모드(mode 0)를 시술하면서, 피시술자의 심전도 변화를 감지하여 심전도가 정상상태로 판단될 경우에 예정되어 있는 메인모드의 시술을 시작할 수 있다. 심전도가 정상상태라고 하는 것은 피시술자의 편안한 상태에서의 심전도 측정값을 의미한 것으로서, 심박수나 리듬을 기준으로 판단할 수 있다.

프로그램을 구성하는 각 모드는 보통 10~30분의 기간동안 수행되나, 필요에 따라서는 1시간 내의 시간 동안 수행될 수 있으며, 세기는 -5 mA ~ +5mA 안에서 결정된다. 한편, tACS의 경우에는 진폭이 -1mA ~ +1mA안에서 제어될 수 있다.

한편, 도 8(c)에서 보는 바와 같이 버퍼 모드(mode 0)는 진폭이 시간이 흐를수록 점차 커지도록하여 피시술자의 피부가 자극에 더욱 원활하게 적응하도록 할 수 있다.

아래의 표 1은 도 8의 각 프로그램에 따른 시술 후의 피시술자를 대상으로 한 설문조사 결과를 종합한 것이다. 비교예는 도 8(a)의 프로그램에 따라 헬스케어 시스템을 이용한 100명의 사람에 대한 설문조사 결과이며, 실시예 1은 도 8(b)의 프로그램에 따라 헬스케어 시스템을 이용한 100명의 사람에 대한 설문조사 결과이며, 실시예 3은 도 8(c)의 프로그램에 따라 헬스케어 시스템을 이용한 100명의 사람에 대한 설문조사 결과이다.

	통증을 느낀 비율	만족도
비교예	82%	81%
실시예 1	23%	97%
실시예 2	8%	98%

표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)의 프로그램 동작 초기에 따끔한 통증과 같은 불쾌감을 느낀 비율은 비교예의 경우 82%, 실시예 1의 경우에는 23%, 실시예 2의 경우에는 8%에 불과했다. 특히, 실시예 2의 경우 통증의 정도가 매우 경미하다고 응답하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 만족도의 경우 모두 비교적 높은 만족도를 보였으나, 통증 정도가 경미했던 실시예 1과 실시예 2의 경우 더 높은 만족도를 보였다.

도 9 내지 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템의 시술 전후의 정량뇌파 자료이다. 도 9는 높은 수준으로 게임이 중독된 피시술자의 시술 전후 정량 뇌파자료이며, 도 10은 틱장애 및 ADHD 증상이 있는 피시술자의 시술 전후 정량 뇌파자료이고, 도 11은 아스퍼거 언어치료를 받는 피시술자의 시술 전후 정량 뇌파자료이다. 도 9 내지 도 11에서 공통적으로 시술 전에는 이상 뇌파(붉은색)가 나타났으며, 시술 후에는 정상 뇌파(녹색)로 회복된 것을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같은 비침습적 뇌자극 헬스케어 시스템은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.

여기서 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

비침습적 뇌자극 헬스케어 장치

도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템이 구현되는 헬스케어 장치의 개략적 측면도이며, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 개략적 배면도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 개략적 저면도이다. 또한, 도 15(a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 상부전극 밀착모듈의 개략적 평면도이고, 도 15(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 헬멧 내부의 개략적 사시도이며, 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치의 하부전극 밀착모듈의 개략적 평면도이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치는 피시술자의 머리에 쓸 수 있도록 돔 형상을 가지는 헬멧(210) 및 헬멧(210)의 내측에 설치되는 복수의 전극부(251, 253, 255, 257, 259)를 포함한다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치가 센서부를 구비하지 않은 경우에는 추가적인 전극부가 더 포함될 수 있다.

헬멧(210)은 착용자의 피시술자의 이마로부터 뒷통수까지 감싸도록 형성되되 상부에 개구(213, 214)를 가지는 제1프레임(211)과, 상기 제1프레임(211)으로부터 상부로 연장되어 피시술자의 머리 위쪽을 가로지르는 제2프레임(212)로 구성된다. 제2프레임(212)에 의해 제1프레임(211) 상부의 개구는 제1개구(213)와 제2개구(214)로 분할된다.

헬멧(210)의 프레임(211, 212)의 내부에는 일 실시예에 따른 헬스케어 시스템(100)의 전원부(120)와 제어부(140)가 설치된다. 헬멧(210)의 외측에는 버튼(220)이 설치되어 있어서, 헬스케어 시스템(100)의 전원 및 동작을 제어할 수 있다. 한편, 제어부(140)가 통신모듈을 포함하고 있는 경우 피시술자는 본인의 스마트폰 등을 이용하여 헬스케어 시스템(100)을 제어하는 것도 가능하다.

도 13에 보는 바와 같이, 헬멧(210)의 내측에는 복수의 전극부(251, 253, 255, 257, 259)가 설치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치(200)를 이용하여 피시술자에게 헬스케어 시스템(100)의 모드 또는 프로그램을 시술하기 위해서는 전극부가 피시술자의 머리에 밀착되어야 한다.

이를 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치(200)는 헬멧(210)에 설치되는 상부전극 밀착모듈(230)과 하부전극 밀착모듈(240)을 포함한다.

상부전극 밀착모듈(230)은 헬멧(210)에 위치가 고정되어 설치되는 제1밴드조절부(232), 제1밴드조절부(232)에 의해 길이가 조절되는 제1밴드(233), 제1밴드(233)에 설치되는 제1전극부(251) 및 제2전극부(253)를 포함한다. 제1밴드(233)는 헬멧(210)의 내측에서 피시술자의 머리를 따라서 고리를 구성한다.

제1밴드(233)의 길이는 제1밴드조절부(232)의 제1다이얼(231)을 조작하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1다이얼(231)을 시계방향(또는 반시계방향)으로 돌리면 제1밴드(233)의 길이가 짧아지고, 제1다이얼(231)을 반시계방향(또는 시계방향)으로 돌리면 제1밴드(233)의 길이가 길어진다. 예를 들어, 제1밴드조절부(232)의 내부에는 제1다이얼(231)에 의해 회전하는 기어와 톱니가 있고, 이 톱니가 회전하면서 제1밴드(233)를 밀거나 당겨서 길이를 조절할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1밴드(233)의 길이를 조절할 수 있는 다른 방법(예를 들어, 전동식 모터)을 차용하는 것도 가능하다.

제1밴드(233)에는 제1전극소켓(235) 및 제2전극소켓(236)이 설치된다. 제1밴드(233)에는 적어도 하나 이상의 전선(234)이 내장되어 있으며, 이 전선은 제1전극소켓(235) 및 제2전극소켓(236)과 각각 연결된다. 제1전극소켓(235)에는 제1전극부(251)가 연결되고, 제2전극소켓(236)에는 제2전극부(253)가 연결된다. 제1전극소켓(235)과 제2전극소켓(236)은 각각 복수로 구성될 수 있으며, 피시술자는 자신의 두상(頭相)에 맞는 위치의 제1전극소켓(235)과 제2전극소켓(236)에 제1전극부(251)와 제2전극부(253)를 설치할 수 있다.

한편, 제3전극부(255)와 제4전극부(257)는 헬멧(210)의 내측, 피시술자의 뒷통수 부분(두정엽 부근)에 설치된다. 제3전극부(255)와 제4전극부(257)도 제1전극부(251)와 제2전극부(253)와 마찬가지로 헬멧(210)의 내측에 복수개의 소켓(미도시)이 설치되어 있고, 그 소켓 중 적절한 위치에 제3전극부(255)와 제4전극부(257)를 설치한다. 또는, 제3전극부(255)와 제4전극부(257)는 제1밴드(233) 중 피시술자의 두정엽측, 후두엽측 및 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착될 수 있는 위치에 설치될수도 있다. 이 경우, 제1밴드의 중간(제1전극부와 제3전극부 사이, 제2전극부와 제4전극부 사이)에 제1밴드의 길이를 조절할 수 있는 추가 밴드 조절부가 설치될 수 있다. 추가 밴드 조절부는 밴드의 길이를 늘리거나 줄일 수 있는 공지의 기술을 이용할 수 있다.

피시술자는 전극부를 모두 헬멧 내측에 설치하고 제1밴드(233)를 길게 만든 상태에서 헬멧(210)을 쓴다. 그 다음 피시술자가 제1다이얼를 조작하여 제1밴드(233)의 길이를 줄이면, 제3전극부(255)와 제4전극부(257)가 피시술자의 뒷머리를 지지한 상태에서 제1밴드(233)의 길이가 줄어들면서 제1전극부(251) 및 제2전극부(253)가 피시술자의 앞머리측, 즉 전두엽 부분에 밀착된다.

피시술자는 전극부를 적절한 위치의 소켓에 끼우고 제1다이얼를 조작하는 것만으로 제1전극부(251), 제2전극부(253), 제3전극부(255) 및 제4전극부(257)를 손쉽게 머리에 밀착시킬 수 있다.

제1전극부(251)는 패드 수용부(251a)와 습식 패드(251b)로 구성되거나, 하이드로젤 복합재(multilayer hydrogel composite)로 형성되는 건식패드를 이용할 수 있다. 이와 같은 구성은 제2내지 제5전극부(253, 255, 257, 259)에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 여기서는 제1전극부(251)를 예를 들어 설명한다.

제1전극부(251)가 패드 수용부(251a)와 습식 패드(251b)로 구성될 경우 피시술자는 스폰지 재질의 패드(251b)를 물에 적신 다음에 이용하게 된다. 이는 제1전극부(251) 외에 다른 전극부들도 마찬가지이다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치(200)를 이용할 경우 체온에 의해 수분이 증발되는데, 헬멧(210)이 밀폐되어 있는 경우 수분으로 인해 피시술자의 불쾌감이 증가하며, 장시간 사용시 악취의 원인이 된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 헬스케어 장치(200)는 헬멧(210)의 상부에 제1개구(213)와 제2개구(214)를 형성함으로써, 사용중 발생하는 습기 내지 수증기를 외부로 방출시켜 수분으로 인해 피시술자의 불쾌감 문제 및 악취 문제를 미연에 방지한다.

하부전극 밀착모듈(240)은 헬멧(210)과 독립적으로 설치되는 제2밴드조절부(242), 제2밴드조절부(242)에 의해 길이가 조절되는 제2밴드(243), 제2밴드(243)에 설치되는 제5전극부(259)를 포함한다. 또한, 제2밴드(243)에는 센서부(260)가 더 설치될 수 있다. 제2밴드(243)는 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역을 일부 감싸도록 구성된다. 만약 본 헬스케어 시스템에서 센서부를 포함하지 않을 경우, 센서부를 대신해서 센서부 위치에 제6전극을 포함할 수 있으며, 제 6전극은 제 5전극과 동일한 역할을 수행한다.

제2밴드(243)는 헬멧(210)에 끝부분이 고정된다. 제2밴드(243)의 길이는 제2밴드조절부(242)의 제2다이얼(241)을 조작하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제2다이얼(241)을 시계방향(또는 반시계방향)으로 돌리면 제2밴드(243)의 길이가 짧아지고, 제2다이얼(241)을 반시계방향(또는 시계방향)으로 돌리면 제2밴드(243)의 길이가 길어진다. 예를 들어, 제2밴드조절부(242)의 내부에는 제2다이얼(241)에 의해 회전하는 기어와 톱니가 있고, 이 톱니가 회전하면서 제2밴드(243)를 밀거나 당겨서 길이를 조절할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제2밴드(243)의 길이를 조절할 수 있는 다른 방법(예를 들어, 전동식 모터)을 차용하는 것도 가능하다.

제2밴드(243)에는 제5전극소켓(245)이 설치된다. 또한, 제2밴드(243)에는 센서부 소켓(246)이 더 설치될 수 있다. 제2밴드(243)에는 적어도 하나 이상의 전선(244)이 내장되어 있으며, 이 전선은 제5전극소켓(245) 및 센서부 소켓(246)과 각각 연결된다. 제5전극소켓(245)에는 제5전극부(259)가 연결되고, 센서부 소켓(246)에는 센서부(260)가 연결된다. 제5전극소켓(245)과 센서부 소켓(246)은 각각 복수로 구성될 수 있으며, 피시술자는 자신의 두상(頭相)에 맞는 위치의 제5전극소켓(245)과 센서부 소켓(246)에 제5전극부(259)와 센서부(260)를 설치할 수 있다.

피시술자는 상부전극 밀착모듈(230)을 이용하여 제1 내지 제4전극부(251, 253, 255, 257)을 밀착시킨 후에 하부전극 밀착모듈(240)의 제2다이얼(241)을 조작하여 제2밴드(243)의 길이를 줄인다. 그러면 제2밴드(243)의 길이가 줄어듬에 따라 제5전극부(259) 또는 센서부(260)가 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역을 일부 감싸도록 구성된다. 센서부로는 공지된 심전도 센서의 센서부를 이용하는 것도 가능하다.

한편, 헬멧(210)에는 LED 모니터링부(미도시)를 더 포함할 수 있다. LED 모니터링부는 5개 또는 6개의 LED로 구성되며, 전극부 또는 센서부의 동작 상태(전류값/저항값의 만족 여부 등)를 표시하는 역할을 한다.

한편, 전극부의 외부면에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다. 상기 오염 방지 도포용 조성물은 메르캅토벤조씨아졸 및 아미도알킬 베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 메르캅토벤조씨아졸과 아미도알킬베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다. 상기 메르캅토벤조씨아졸과 아미도알킬 베타인은 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하 되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다. 상기 메르캅토벤조씨아졸 및 아미도알킬 베타인은 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로 는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포 막 두께는 550 ~ 2000 Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1100 ~ 1900Å이다. 상 기 도포막의 두께가 550 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 메르캅토벤조씨아졸 0.1 몰 및 아미도알킬 베타인 0.05몰을 증류수 1000 ml 에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

또한, 헬멧(210) 내외부면에 살균기능을 가진 방향제 물질이 코팅됨에 따라, 헬멧(210) 내외부면을 살균, (스트레스를 완화)하는 효과적인 작용을 한다.

한편, 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비 율은 방향제 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은 코스터스 오일(Costus oil) 50중량%, 카시이 오일(Cassie oil) 50중량%로 이루어진다.

여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바 람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 3~5중량%를 초과하면 그 효과가 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.

코스터스 오일(Costus oil)은 신경통, 근육통, 항울증, 스트레스 완 화작용 등에 좋은 효과가 있다.

카시이 오일(Cassie oil)은 해독 작용, 피부 질환 치료, 살균, 가려움증 완화, 머리를 맑게 하고, 긴장완화 등에 작용효과가 우수하다.

이러한 기능성 오일이 헬멧(210) 내외부면에 코팅됨에 따라, 헬멧(210) 내외부면을 살균하는 우수한 작용효과를 나타낸다. 상기 구성 성분 및 비율은 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한번 첨언한다.

Claims (7)

1. 피시술자의 머리에 쓸 수 있도록 돔 형상을 가지는 헬멧;
   상기 헬멧의 내측에 설치되며, 상기 피시술자의 뇌에 전기적 자극을 가하기 위한 제1 전극부 내지 제5 전극부; 및
   상기 헬멧에 설치되는 상부전극 밀착모듈;을 포함하고,
   상기 상부전극 밀착모듈은,
   상기 헬멧에 위치가 고정되어 설치되는 제1밴드조절부; 및
   상기 제1밴드조절부에 의해 길이가 조절되며, 상기 헬멧의 내측에서 피시술자의 머리를 감싸도록 고리로 구성되는 제1밴드;를 포함하고,
   상기 전극부 중 적어도 일부는 상기 제1밴드에 설치되며, 상기 제1밴드조절부에 의해 상기 제1밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 제1밴드에 설치된 전극부가 피시술자의 전두엽측, 두정엽측, 후두엽측 및 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착되어 지지하고,
   사용 모드에 따라 상기 제1 내지 제4 전극부 중 적어도 일부가 양전극 또는 음전극으로 구동되도록 독립적으로 제어하고, 상기 제5 전극부는 상기 제1 내지 제4 전극부와 다른 극성을 갖도록 제어하고,
   상기 헬멧은 상기 제1 내지 제5 전극부가 각각 고정되는 제1 내지 제5전극소켓을 구비하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 전극부 중 적어도 일부는 상기 헬멧의 내측 후방에 설치되며, 상기 제1밴드조절부에 의해 상기 제1밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 헬멧 내측 후방에 설치된 전극부가 피시술자의 두정엽측, 후두엽측 및 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착되어 지지하는 것을 특징으로 하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치.
   
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4. 제1항에 있어서,
   상기 헬멧에 설치되는 하부전극 밀착모듈을 더 포함하고,
   상기 하부전극 밀착모듈은,
   상기 헬멧과 독립적으로 설치되는 제2밴드조절부; 및
   상기 제2밴드조절부에 의해 길이가 조절되며, 피시술자의 뒷목 또는 귀 뒤쪽 부위를 일부 감싸도록 구성되는 제2밴드;를 포함하고,
   상기 전극부 중 일부는 상기 제2밴드에 설치되며, 상기 제2밴드조절부에 의해 상기 제2밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 제2밴드에 설치된 전극부가 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착되는 것을 특징으로 하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2밴드에 설치되는 센서부를 더 포함하고,
   상기 제2밴드조절부에 의해 상기 제2밴드의 길이가 짧아질 경우 상기 센서부가 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착되는 것을 특징으로 하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 전극부는 습식패드를 포함하고,
   상기 헬멧은 이마로부터 뒷통수까지 감싸도록 형성되되 상부에 개구를 가지는 제1프레임과, 상기 제1프레임으로부터 상부로 연장되어 피시술자의 머리 위쪽을 가로지르는 제2프레임을 포함하며,
   상기 습식패드에서 발생되는 습기 내지 수분이 상기 개구를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 헬멧에는 상기 전극부의 동작 상태를 표시하는 LED 모니터링부가 설치되는 것을 특징으로 하는 비침습적 뇌자극 헬스케어 장치.

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