KR102529408B1 - Device of nerve signal recording and stimulating for disagnosis and treatment of chronic pain or alzheimer's disease - Google Patents

Device of nerve signal recording and stimulating for disagnosis and treatment of chronic pain or alzheimer's disease Download PDF

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Abstract

본 발명은 만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 만성통증 또는 알츠하이머를 유발하는 알츠하이머 유발 단백질에 대한 전기적 자극을 제공하거나, 생체신호 측정을 위한 자극장치에 있어서, 제어부; 상기 제어부 하부에 결합되며, 무선으로 전력을 전송받을 수 있고, 무선으로 생체신호를 전달하기 위한 전력 수신 및 신호 전달 전극이 일체로 탑재되거나 구분되어 탑재된 기판; 및 상기 기판의 하부에 결합되며, 체내 조직에 전기적 자극을 전달할 수 있는 전극 소자;를 포함하여 구성되는 만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치를 제공한다.The present invention relates to a stimulator equipped with an electrode element for measuring and stimulating nerve signals for the diagnosis and treatment of chronic pain or Alzheimer's disease, and more particularly, electrical stimulation of Alzheimer's-inducing protein that causes chronic pain or Alzheimer's disease. In the stimulation device for providing or measuring bio-signals, a control unit; a substrate coupled to the lower portion of the control unit, capable of receiving power wirelessly, and having power receiving and signal transmitting electrodes integrally mounted or separately mounted for transmitting biosignals wirelessly; and an electrode element coupled to a lower portion of the substrate and capable of transmitting electrical stimulation to body tissues; a stimulator equipped with an electrode element for measuring and stimulating nerve signals for diagnosis and treatment of chronic pain or Alzheimer's disease, comprising: provides

Description

만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치{Device of nerve signal recording and stimulating for disagnosis and treatment of chronic pain or alzheimer's disease}Device of nerve signal recording and stimulating for disagnosis and treatment of chronic pain or alzheimer's disease}

본 발명은 전극 소자가 탑재된 신경신호 측정 및 자극장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 소자의 구조를 개선하여 적은 에너지 인가량에도 불구하고 충분한 에너지를 생성 및 전달할 수 있도록 에너지 전달효율을 높인 전극 소자를 사용하는 것이며, 이로써, 위 소자로부터 만성 통증 또는 알츠하이머 질환을 정확히 진단하고 효과적으로 치료하도록 하기 위한 것이다. The present invention relates to a nerve signal measurement and stimulator equipped with an electrode element, and more particularly, an electrode with improved energy transfer efficiency so that sufficient energy can be generated and delivered despite a small amount of energy applied by improving the structure of the electrode element. It is to use the device, thereby accurately diagnosing and effectively treating chronic pain or Alzheimer's disease from the above device.

통증 전달과정에서 지속적인 자극이 발생할 경우 만성통증으로 발전할 수 있다. 만성통증은 역치 이하의 자극에서도 다양한 통증이 나타난다는 특징을 가지고 있으며, 만성통증 질환자는 통증억제기능이 소실되어 정상인에 비하여 결여된 통증조절반응을 보인다. 만성통증을 유발하는 질환에는 근골격계 이상, 긴장성 두통, 만성경부통, 요통, 전환장애, 신체화 장애 등이 있다.If continuous stimulation occurs during the pain transmission process, it can develop into chronic pain. Chronic pain is characterized by the appearance of various pains even with stimuli below the threshold, and patients with chronic pain suffer from loss of pain suppression function, resulting in a lack of pain control response compared to normal people. Diseases that cause chronic pain include musculoskeletal disorders, tension headaches, chronic neck pain, back pain, conversion disorders, and somatization disorders.

특히 척수손상인 경우, 다양한 원인에 의하여 발생되는데, 이러한 원인들이 일상생활과 밀접한 연관이 많아서 전세계적으로 매년 많은 환자가 발생된다. 아울러, 한국척수장애인협회에 따르면 국내 환자는 매년 증가하는 것으로 추정되고 있다. 척수손상 환자의 75% 이상이 만성 통증을 경험하고 있으며, 대부분의 환자가 매일, 그리고 종일 통증과 함께 생활하고 있다. 최악의 통증은 최대값 10을 기준으로 평균 8.6의 강도를 가질 정도로 높은 수준을 나타내고 있다.In particular, in the case of spinal cord injury, it is caused by various causes, and since these causes are closely related to daily life, many patients are generated every year around the world. In addition, according to the Korea Spinal Cord Disability Association, it is estimated that the number of domestic patients is increasing every year. More than 75% of spinal cord injury patients experience chronic pain, and most patients live with pain every day and all day. The worst pain shows a level so high that it has an average intensity of 8.6 based on the maximum value of 10.

척수손상에 대한 다양한 치료방법 중, 척수자극(Spinal cord stimulation, SCS)의 경우 전기 펄스를 신경에 직접 전달하는 방법으로서, 통증 신호는 척수를 따라서 대뇌까지 전달이 된다는 점에서 대뇌에 전달되는 신호를 완충하여 대뇌로 다른 신호를 전달하도록 하는 원리를 따른다. 척수자극장치는 척추에 이식가능한 펄스발생기의 형태이며, 전기적인 자극을 함께 이식되는 와이어를 통하여 척수에 전달하게 된다. 척수자극장치의 주요 구성부품인 전극으로부터 통증이 발생되는 특정 위치까지 리드라고 불리우는 와이어를 통해 전기적인 자극을 전달함으로써, 통증 신호에 대한 완층작용을 부여하고, 완충된 신호가 대뇌에 전달되도록 함으로써, 통증이 완화되거나 통증을 느끼지 못하게 된다.Among the various treatment methods for spinal cord injury, spinal cord stimulation (SCS) is a method of directly transmitting electric pulses to nerves. It follows the principle of buffering and transmitting other signals to the brain. The spinal cord stimulation device is in the form of a pulse generator implantable in the spine, and electrical stimulation is transmitted to the spinal cord through a wire implanted therewith. By transmitting electrical stimulation through a wire called a lead from the electrode, which is the main component of the spinal cord stimulation device, to a specific location where pain occurs, giving a buffering effect to the pain signal, and allowing the buffered signal to be transmitted to the cerebrum, Pain is relieved or no pain is felt.

한편, 기존의 척수자극장치는 다음과 같은 단점이 있다. 먼저, 척수자극장치를 골반에 설치하고, 와이어와 리드를 척수를 따라 환부까지 연장설치하고 있는데, 척수자극장치에서 자극신호를 전달하는 리드는 척추가 움직일 때, 유동되어 환자가 불편함을 느낄 수 있으며, 때로는 연결상태가 불량하여 신호를 제대로 전달하지 못하므로, 시술을 통하여 보정하여야 하는 경우가 있고, 단선의 위험도 존재한다. 다음으로, 전극의 경우, 설치위치 주변으로 상흔이 생성될 수 있다. 그 다음으로, 펄스 생성장치를 구동하기 위한 배터리가 손상을 받을 수 있으며, 시간이 지남에 따라서 에너지 효율이 저하되는 문제점도 존재한다. On the other hand, existing spinal cord stimulation devices have the following disadvantages. First, a spinal cord stimulation device is installed in the pelvis, and wires and leads are extended along the spinal cord to the affected area. Sometimes, the signal is not transmitted properly due to poor connection, so there is a case that needs to be corrected through a procedure, and there is also a risk of disconnection. Next, in the case of electrodes, scars may be created around the installation location. Next, a battery for driving the pulse generator may be damaged, and energy efficiency may deteriorate over time.

아울러, 종래의 형태를 갖는 전극을 사용하는 경우, 높은 강도의 고통을 수반하는 통증에 대해서는 보다 증폭된 전기적 신호로써 완충하여야 하는데, 이 때, 높은 전기적 에너지가 전달되어야 한다. 그러나, 이러한 경우 증폭된 전력이 인가되는 과정에서 신체에 충격을 줄 수 있는 바, 사용상 큰 위험이 따르므로 인가 전력이 제한될 수 밖에 없다. 그러므로, 그만큼 약화된 전기적 신호가 전달되는 결과, 통증에 대한 완충도가 저하될 수 밖에 없어 통증 완화의 효과가 떨어지는 문제점이 있다. In addition, in the case of using an electrode having a conventional shape, it is necessary to buffer pain accompanying high intensity pain with a more amplified electrical signal, and at this time, high electrical energy must be transmitted. However, in this case, since the amplified power may give a shock to the body in the process of being applied, there is a great danger in use, so the applied power is inevitably limited. Therefore, as a result of the transmission of the weakened electrical signal, the buffer against pain is inevitably lowered, resulting in a decrease in the effect of relieving pain.

그러므로, 이러한 단점들에 대한 개선이 모색되어야 하며, 이를 통해서 보다 사용이 편리하고, 기능이 보강된 척수자극장치 및 그 밖의 만성통증에 대한 통증 완화장치의 개발이 요망된다. Therefore, it is necessary to seek improvement for these disadvantages, and through this, it is desired to develop a spinal cord stimulation device and other pain relief devices for chronic pain that are more convenient to use and have enhanced functions.

한편, 알츠하이머 질환의 경우, 뇌에 신경섬유 플라크(plaques, 알츠하이머 유발 단백질 플라크)가 응집되어 축적됨으로써, 질환을 일으키는 병리학적 특징이 있다. 현재 알츠하이머 질환의 관리를 위한 다양한 접근방식이 시도되고 있다. 대표적으로 침습 방법과 비침습 방법이 포함되어 있는데, 알츠하이머 유발 단백질 프라크, 예를 들어 베타 아밀로이드 플라크의 생성을 억제하기 위한 방안으로서, 알츠하이머 유발 단백질의 생성을 억제하는 방법, 알츠하이머 유발 단백질 섬유질, 응집체 등을 제거하는 방법 등이 대표적이다. 특히 후자의 방법의 경우, 알츠하이머 유발 단백질 면역요법이 가장 유망한 것으로 전망되고 있으나, 다른 단백질 의약품과 같이 이러한 요법은 혈뇌장벽(blood-brain barrier)을 통한 대사 불안정성과 투과성이 떨어져 궁극적으로 알츠하이머 질환의 치료를 위한 성공적인 약물로 평가받지 못하고 있다.On the other hand, in the case of Alzheimer's disease, neurofibrillary tangles (plaques, Alzheimer's-induced protein plaques) are aggregated and accumulated in the brain, thereby causing the disease. Various approaches are currently being tried for the management of Alzheimer's disease. Representatively, invasive and non-invasive methods are included, and as a method for inhibiting the production of Alzheimer's-induced protein plaques, for example, beta-amyloid plaques, a method for inhibiting the production of Alzheimer's-induced proteins, Alzheimer's-induced protein fibers, aggregates For example, how to remove the back. In particular, in the case of the latter method, Alzheimer's-induced protein immunotherapy is expected to be the most promising, but like other protein drugs, this therapy has poor metabolic instability and permeability through the blood-brain barrier, ultimately treating Alzheimer's disease. has not been evaluated as a successful drug for

한편, 이러한 화학요법의 한계를 극복하기 위하여 최근 알츠하이머 유발 단백질 응집상태를 변화시키기 위하여 물리적인 방법의 사용이 시도되고 있다. 초음파, 빛, 레이저, 자기장, 직류, 교류 등이 응용되고 있으며, 이로부터 알츠하이머 유발 단백질 플라크의 감소효과를 나타내고 있음이 보고되고 있다. On the other hand, in order to overcome the limitations of such chemotherapy, the use of physical methods has recently been attempted to change the state of Alzheimer's-induced protein aggregation. Ultrasound, light, laser, magnetic field, direct current, alternating current, etc. are being applied, and it has been reported that they show the effect of reducing Alzheimer's-induced protein plaques.

그러나, 이러한 경우, 방향성은 바람직하나, 효과적인 자극을 위해서는 높은 입력에너지, 예를 들어 높은 전력, 전압 등을 인가하여야 할 경우가 있으며, 이 경우, 자극과는 별도로 높은 인가 에너지가 인체에 위해가 될 수 있으며, 알츠하이머 유발 단백질의 강한 응집력 및 응집성향과 응집상태의 불균일성으로 인하여, 실시간으로 작용하는 전기장 하에서, 알츠하이머 유발 단백질의 순응변화를 모니터링하는 것이 어렵다는 문제점도 있다. However, in this case, directionality is desirable, but high input energy, for example, high power, voltage, etc., must be applied for effective stimulation. In this case, high applied energy, apart from stimulation, may be harmful to the human body In addition, there is also a problem in that it is difficult to monitor the adaptation change of the Alzheimer's inducing protein under an electric field acting in real time due to the strong cohesive force and aggregation tendency of the Alzheimer's inducing protein and the non-uniformity of the aggregation state.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 전극의 형태를 개선하여 보다 적은 전기적 에너지를 인가함에도 불구하고, 높은 에너지 효율을 달성하여 통증 완화에 충분한 역할을 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention improves the shape of the electrode to achieve high energy efficiency despite applying less electrical energy to play a sufficient role in relieving pain. It aims to enable

즉, 종래의 전극이 조직의 외부에서 자극을 주는 방식이어서, 소기의 전기적 자극을 위해서는 보다 높은 전력량을 인가하여야 하는 반면, 본 발명은 조직 내에 이식되는 형태이므로, 상대적으로 낮은 전력량으로도 동일하거나 그 이상의 전기적 자극이 가능하다. That is, since the conventional electrode is a method of stimulating the outside of the tissue, a higher amount of power must be applied for the desired electrical stimulation, whereas the present invention is implanted into the tissue, so a relatively low amount of power is equivalent or less. More electrical stimulation is possible.

또한, 본 발명은 낮은 전력량을 필요로하기 때문에 무선 전력 기술을 도입할 수 있는 바, 배터리의 운용이 필요없으므로, 배터리 운용에 따른 누액이나 배터리 파손 등의 문제점이 발생되지 않고, 장치의 안정적인 운용이 가능하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, since the present invention requires a low amount of power, wireless power technology can be introduced, and battery operation is not required, so problems such as leakage or battery damage due to battery operation do not occur, and stable operation of the device is possible. Another purpose is to make it possible.

또한, 본 발명은 종래의 평면형 전극이 특정 신호의 발생에도 불구하고 총체적인 신호(ensemble signal)의 형태로 감지되는 반면, 본 발명의 전극의 경우, 보다 세분화된 특정 신호가 그대로 감지되도록 함으로써, 질환이나 통증에 따라서 신호의 면밀한 조절이 가능하거나, 질환이나 통증의 정도를 보다 정확히 파악하도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, while the conventional planar electrode is detected in the form of an ensemble signal despite the occurrence of a specific signal, in the case of the electrode of the present invention, a more subdivided specific signal is detected as it is, thereby preventing diseases or Another object is to enable precise control of signals according to pain or to more accurately determine the degree of disease or pain.

또한, 본 발명은 자극과 기록을 동시에 수행하도록 하며, 신경신호를 지속적으로 감지하다가 이상신호 감지시 전기적 자극을 주어 만성통증을 조기 치료할 수 있고, 그 반대로 전기적 자극을 준 후 변화된 신경신호를 감지함으로써 치료 이후 예후를 관찰할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention enables stimulation and recording to be performed at the same time, and continuously detects nerve signals, and when an abnormal signal is detected, chronic pain can be treated early by providing electrical stimulation. Another purpose is to be able to observe the prognosis after treatment.

또한, 본 발명은 저장장치가 결합되어 있어, 장치의 운용과정동안 축적되는 생체신호 빅데이터의 수집 및 저장이 가능하도록 하며, 이로부터 딥러닝 프로세스를 통해 자극 프로토콜을 최적화할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is coupled with a storage device, enabling the collection and storage of bio-signal big data accumulated during the operation of the device, and from this, it is possible to optimize the stimulation protocol through a deep learning process. The purpose.

또한, 본 발명은 장치를 소형화할 수 있으므로, 환자의 체내에 이식시 조직의 손상을 최소화하고 환자의 부담을 경감할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, since the present invention can miniaturize the device, it is another object of the present invention to minimize tissue damage and reduce the burden on the patient when transplanted into the patient's body.

또한, 본 발명은 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 전극이나 코일의 구조 조정을 통하여 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 에너지를 국부적으로 선택 및 집중할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to enable local selection and concentration of energy required for electrical or magnetic stimulation through structural adjustment of electrodes or coils required for electrical or magnetic stimulation.

또한, 본 발명은 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 전극이나 코일의 구조 조정을 통하여 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 에너지의 크기 및 영역을 조절할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to adjust the size and region of energy required for electrical or magnetic stimulation by adjusting the structure of electrodes or coils required for electrical or magnetic stimulation.

또한, 본 발명은 세포내에 직접 장착되어 저전압 조건에서 알츠하이머 유발 단백질의 응집구조 해체에 필요한 충분한 장벽 극복 자유 에너지(folding free energy)를 제공하면서 알츠하이머 유발 단백질 분자의 순응 변화를 실시간으로 관찰할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is directly mounted in cells to provide sufficient barrier-overcoming folding free energy necessary for disassembling the aggregation structure of Alzheimer's-inducing proteins under low voltage conditions, enabling real-time observation of changes in adaptation of Alzheimer's-inducing protein molecules. that serves another purpose.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 만성통증 또는 알츠하이머를 유발하는 알츠하이머 유발 단백질에 대한 전기적 자극을 제공하거나, 생체신호 측정을 위한 자극장치에 있어서, 제어부; 상기 제어부 하부에 결합되며, 무선으로 전력을 전송받을 수 있고, 무선으로 생체신호를 전달하기 위한 전력 수신 및 신호 전달 전극이 일체로 탑재되거나 구분되어 탑재된 기판; 및 상기 기판의 하부에 결합되며, 체내 조직에 전기적 자극을 전달할 수 있는 전극 소자;를 포함하여 구성되는 만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides electrical stimulation for an Alzheimer's-inducing protein that causes chronic pain or Alzheimer's or provides a stimulation device for measuring a biosignal, comprising: a control unit; a substrate coupled to the lower portion of the control unit, capable of receiving power wirelessly, and having power receiving and signal transmitting electrodes integrally mounted or separately mounted for transmitting biosignals wirelessly; and an electrode element coupled to a lower portion of the substrate and capable of transmitting electrical stimulation to body tissues; a stimulator equipped with an electrode element for measuring and stimulating nerve signals for diagnosis and treatment of chronic pain or Alzheimer's disease, comprising: provides

상기 전극 소자는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 돌출된 적어도 하나의 기둥 형태이거나, 상부에 다수의 홀이 가공된 절연 코팅층이 구현된 평면 형태이거나, 코일 형태인 전극부;를 포함하며, 상기 전극부가 기둥 형태인 경우, 첨단부분을 제외한 전극부의 적어도 일부 또는 베이스 기판 상부 중 적어도 일 영역에 비전도성 코팅층이 포함되고, 상기 전극부가 코일 형태인 경우, 중앙부에 통공이 형성되며, 상기 통공으로부터 외측으로 연장되는 슬릿이 적어도 하나 마련되는 도전판이 상기 전극부와 간격을 두고 적어도 하나 적층되는 것이 바람직하다.The electrode element may include a base substrate; At least one pillar shape protruding on the base substrate, a planar shape in which an insulating coating layer having a plurality of holes is implemented, or a coil shape electrode part; includes, when the electrode part has a pillar shape, A non-conductive coating layer is included in at least one region of at least a portion of the electrode unit except for the portion or an upper portion of the base substrate, and when the electrode unit is in the form of a coil, a through hole is formed in the central portion, and at least one slit extending outward from the through hole is provided. It is preferable that at least one conductive plate is laminated at a distance from the electrode part.

상기 기둥 형태의 전극의 경우, 전극부 중 적어도 하나의 하부 중 베이스 기판에 매립된 영역에는 피딩(feeding)이 구성되는 것이 바람직하다.In the case of the pillar-shaped electrode, it is preferable that feeding is configured in a region buried in the base substrate among the lower portions of at least one of the electrode units.

상기 기둥 형태의 전극의 경우, 전극부의 첨단부 및 상기 첨단부로부터 연장되는 측면부의 일부가 노출되는 것이 바람직하다.In the case of the pole-shaped electrode, it is preferable that the tip of the electrode part and a part of the side part extending from the tip are exposed.

상기 도전판이 2개 이상인 경우, 각 도전판의 슬릿의 위치는 서로 다르게 하여 적층되는 것이 바람직하다.When the number of the conductive plates is two or more, it is preferable that the positions of the slits of each conductive plate are different from each other and stacked.

상기 기판은 무선으로 전력을 전송받을 수 있는 전력 수신 전극을 포함하는 기판과, 무선으로 생체신호를 전달할 수 있는 신호 전달 전극을 포함하는 기판으로 구분되는 것이 바람직하다.The substrate is preferably divided into a substrate including a power receiving electrode capable of receiving power wirelessly and a substrate including a signal transmission electrode capable of wirelessly transmitting a biosignal.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 전극의 형태를 개선하여 보다 적은 전기적 에너지를 인가함에도 불구하고, 높은 에너지 효율을 달성하여 통증 완화에 충분한 역할을 수행할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.According to the present invention as described above, despite the application of less electric energy by improving the shape of the electrode, high energy efficiency is achieved, so that it can play a sufficient role in relieving pain.

또한, 본 발명은 낮은 전력량을 필요로하기 때문에 무선 전력 기술을 도입할 수 있는 바, 배터리의 운용이 필요없으므로, 배터리 운용에 따른 누액이나 배터리 파손 등의 문제점이 발생되지 않고, 장치의 안정적인 운용이 가능하도록 하는 효과가 기대된다.In addition, since the present invention requires a low amount of power, wireless power technology can be introduced, and battery operation is not required, so problems such as leakage or battery damage due to battery operation do not occur, and stable operation of the device is possible. The effect that makes it possible is expected.

또한, 본 발명은 종래의 평면형 전극이 특정 신호의 발생에도 불구하고 총체적인 신호(ensemble signal)의 형태로 감지되는 반면, 본 발명에서 제시된 전극의 경우, 보다 세분화된 특정 신호가 그대로 감지되도록 함으로써, 질환이나 통증에 따라서 신호의 면밀한 조절이 가능하거나, 질환이나 통증의 정도를 보다 정확히 파악하도록 하는 효과가 기대된다.In addition, while the conventional planar electrode is detected in the form of an ensemble signal despite the occurrence of a specific signal, in the case of the electrode presented in the present invention, a more subdivided specific signal is detected as it is, thereby preventing disease Depending on the condition or pain, it is expected that the signal can be closely controlled or the effect of more accurately grasping the degree of disease or pain is expected.

또한, 본 발명은 자극과 기록을 동시에 수행하도록 하며, 신경신호를 지속적으로 감지하다가 이상신호 감지시 전기적 자극을 주어 만성통증을 조기 치료할 수 있고, 그 반대로 전기적 자극을 준 후 변화된 신경신호를 감지함으로써 치료 이후 예후를 관찰할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.In addition, the present invention enables stimulation and recording to be performed at the same time, and continuously detects nerve signals, and when an abnormal signal is detected, chronic pain can be treated early by providing electrical stimulation. The effect of allowing the prognosis to be observed after treatment is expected.

또한, 본 발명은 저장장치가 결합되어 있어, 장치의 운용과정동안 축적되는 생체신호 빅데이터의 수집 및 저장이 가능하도록 하며, 이로부터 딥러닝 프로세스를 통해 자극 프로토콜을 최적화할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.In addition, since the present invention is coupled with a storage device, it is possible to collect and store bio-signal big data accumulated during the operation of the device, and from this, it is expected that the stimulation protocol can be optimized through a deep learning process. do.

또한, 본 발명은 장치를 소형화할 수 있으므로, 환자의 체내에 이식시 조직의 손상을 최소화하고 환자의 부담을 경감할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.In addition, since the present invention can miniaturize the device, the effect of minimizing tissue damage and reducing the patient's burden when transplanted into the patient's body is expected.

또한, 본 발명은 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 전극이나 코일의 구조 조정을 통하여 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 에너지를 국부적으로 선택 및 집중할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.In addition, the present invention is expected to have an effect of enabling local selection and concentration of energy required for electrical or magnetic stimulation through structural adjustment of electrodes or coils required for electrical or magnetic stimulation.

또한, 본 발명은 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 전극이나 코일의 구조 조정을 통하여 전기적 또는 자기적 자극에 필요한 에너지의 크기 및 영역을 조절할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.In addition, the present invention is expected to have the effect of adjusting the size and region of energy required for electrical or magnetic stimulation by adjusting the structure of electrodes or coils required for electrical or magnetic stimulation.

또한, 본 발명은 세포내에 직접 장착되어 저전압 조건에서 알츠하이머 유발 단백질의 응집구조 해체에 필요한 충분한 장벽 극복 자유 에너지(folding free energy)를 제공하면서 알츠하이머 유발 단백질 분자의 순응 변화를 실시간으로 관찰할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.In addition, the present invention is directly mounted in cells to provide sufficient barrier-overcoming folding free energy necessary for disassembling the aggregation structure of Alzheimer's-inducing proteins under low voltage conditions, enabling real-time observation of changes in adaptation of Alzheimer's-inducing protein molecules. effect is expected.

도 1은 종래의 척수자극장치의 설치상태를 나타내는 모식도이다.
도 2는 종래의 척수자극장치의 다양한 형태를 나타내는 모식도이다.
도 3은 종래의 척수자극장치로부터 발생되는 파형을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 척수자극장치와 본 발명의 척수자극장치의 설치상태를 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 척수자극장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 척수자극장치의 작동도이다.
도 7은 종래의 척수자극장치와 본 발명의 일 실시예에 의한 척수자극장치를 각각 적용하였을 때 나타나는 전기장 분포도이다.
도 8은 본 발명의 척수자극장치 설치 및 종래의 척수자극장치 설치상태를 각각 인체를 예를 들어서 나타낸 모식도이다.
도 9는 종래의 형태를 갖는 전극에서 발생되는 전기장 필드의 분포와 방향을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 기둥형 전극에서 나타나는 전기장 필드 분포를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 기둥형 전극에서 비전도성 코팅층을 기둥형 전극의 하부를 포함하여 베이스 기판상에 형성한 것과 그에 따른 전기장 필드 분포를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 기둥형 전극에서 비전도성 코팅층을 기둥형 전극의 상단부를 제외하고 측면에 형성한 것과 그에 따른 전기장 필드 분포를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 11과 도 12를 조합하여 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 기둥형 전극에 비전도성 코팅층을 다양한 실시예들에 의하여 형성한 것과 그에 따른 전기장 필드 분포를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 기둥형 전극에 비전도성 코팅층을 다양한 실시예들에 의하여 형성한 것과 그에 따른 전기장 필드 분포로서, 기둥형 전극의 하부에 피딩(feeding)을 형성한 것을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 의하여 종래의 평면 형태를 갖는 전극상에 비전도성 코팅을 수행하고, 전극이 드러나도록 비전도성 코팅상에 홀가공을 한 것을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 코일형 전극에 금속판을 간격을 두고 적층하거나 금속판에 슬릿을 형성한 다양한 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 코일형 전극과 적층된 금속판과의 간격에 따른 전기장 에너지의 크기를 비교한 그래프이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 코일형 전극에 적층된 금속판의 통공 크기에 따른 전기장 에너지의 크기를 비교한 그래프이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 코일형 전극에 복수의 금속판을 적층하되, 각 금속판에 형성된 슬릿의 방향을 달리하여 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 코일형 전극의 전극 턴수에 따른 전기장 에너지 크기를 비교한 그래프이다.
도 22는 본 발명의 일 실시계 의한 자극장치를 이용하고, 이로부터 알츠하이머 유발 단백질 응집체를 해체하기 위하여 필요한 가장 이상적인 전력의 파라미터를 도출하기 위하여 50mV, 1V, 10V으로 전압값을 달리하여 전기자극을 수행하고, 동일한 조건에서 평면형 자극장치로 전기 자극을 수행한 후 비교하여 나타낸 CD 스펙트럼 결과이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 자극장치의 알츠하이머 유발 단백질의 순응에 대한 영향을 조사하기 위해 CD 스펙트럼에 의한 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질 구조물의 순응 변화를 실시간으로 모니터링하되, 기존의 평면형 필름으로 제작된 전기자극 시스템과 비교하여 나타낸 CD 스펙트럼 결과이다.
1 is a schematic diagram showing an installation state of a conventional spinal cord stimulation device.
2 is a schematic diagram showing various types of conventional spinal cord stimulation devices.
3 is a diagram showing waveforms generated from a conventional spinal cord stimulation device.
4 is a schematic diagram showing installation states of the conventional spinal cord stimulation device and the spinal cord stimulation device of the present invention.
5 is an exploded perspective view showing a spinal cord stimulation device according to an embodiment of the present invention.
6 is an operation diagram of the spinal cord stimulation device of FIG. 5;
7 is an electric field distribution diagram appearing when a conventional spinal cord stimulation device and a spinal cord stimulation device according to an embodiment of the present invention are respectively applied.
8 is a schematic diagram showing the installation of the spinal cord stimulation device of the present invention and the installation state of the conventional spinal cord stimulation device by taking the human body as an example, respectively.
9 is a diagram showing the distribution and direction of an electric field generated from an electrode having a conventional shape.
10 is a diagram showing electric field distribution appearing in a columnar electrode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a formation of a non-conductive coating layer on a base substrate including a lower portion of a columnar electrode in a columnar electrode according to an embodiment of the present invention and a corresponding electric field distribution.
12 is a view showing a non-conductive coating layer formed on the side surface of the pillar-shaped electrode except for the upper end of the pillar-shaped electrode according to an embodiment of the present invention and the resulting electric field distribution.
Fig. 13 is a view showing a combination of Figs. 11 and 12;
FIG. 14 is a view showing the formation of a non-conductive coating layer on a pillar-shaped electrode according to various embodiments of the present invention and the resulting electric field distribution.
FIG. 15 is a view showing the formation of a non-conductive coating layer on a columnar electrode according to various embodiments of the present invention and the resultant electric field distribution, showing the formation of a feeding under the columnar electrode.
16 is a view showing that a non-conductive coating is performed on an electrode having a conventional planar shape according to embodiments of the present invention, and a hole is drilled on the non-conductive coating to expose the electrode.
17 is a view showing various embodiments in which metal plates are laminated at intervals on the coil-type electrode or slits are formed in the metal plate according to the present invention.
18 is a graph comparing the magnitude of electric field energy according to the distance between the coiled electrode and the stacked metal plates according to an embodiment of the present invention.
19 is a graph comparing the magnitude of electric field energy according to the size of through holes of metal plates stacked on coil-type electrodes according to an embodiment of the present invention.
20 is a view showing a plurality of metal plates stacked on a coil-type electrode according to an embodiment of the present invention, but with different directions of slits formed in each metal plate.
21 is a graph comparing electric field energy according to the number of electrode turns of a coiled electrode according to an embodiment of the present invention.
22 shows electrical stimulation using a stimulator according to an embodiment of the present invention and varying voltage values at 50 mV, 1 V, and 10 V in order to derive the most ideal power parameters required to dismantle Alzheimer's-induced protein aggregates therefrom. This is a CD spectrum result shown by comparison after performing electrical stimulation with a planar stimulator under the same conditions.
Figure 23 monitors the adaptation change of the Alzheimer's induction protein 42 protein structure in real time by the CD spectrum in order to investigate the effect of the stimulator on the adaptation of the Alzheimer's induction protein according to an embodiment of the present invention, but with a conventional flat film. This is the CD spectrum result shown in comparison with the fabricated electrical stimulation system.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

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 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.In addition, terms such as “… unit” and “… group” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation.

<만성통증><Chronic Pain>

여기서는 척추에서 발생되는 통증을 진단 및 치료하기 위한 척수자극장치(100)를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 자극장치(100)는 척수의 자극 뿐만 아니라 다양한 통증에 대한 진단 및 치료의 목적으로 사용될 수 있으며, 이식이 가능한 한, 적용영역에는 제한이 없다. Here, the spinal cord stimulation device 100 for diagnosing and treating pain occurring in the spine has been described as an example, but the stimulation device 100 of the present invention can be used for the purpose of diagnosis and treatment of various pains as well as stimulation of the spinal cord. As long as it can be transplanted, there is no limit to the application area.

도 1은 종래의 척수자극장치(100)의 설치상태를 나타내는 모식도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 척수자극장치(100)는 대개 평면 형상을 이루며, 배터리가 내장된 전기 자극기(implanted stimulator)를 체내, 예를 들어 둔부에 이식하고, 상기 전기 자극기와 결선된 전극을 척추의 환부 인근에 위치되도록 설치한다. 1 is a schematic diagram showing an installation state of a conventional spinal cord stimulation device 100. As shown, the conventional spinal cord stimulation device 100 usually has a planar shape, implants an implanted stimulator with a built-in battery into the body, for example, the hip, and connects electrodes connected to the electrical stimulator to the spine. It is installed so that it is located near the affected part of

즉, 종래의 척수자극장치(100)는 척수 내부로 삽입되지 않고 척추의 외부에 위치된다는 점에서 본 발명과 차이가 있다. 그러므로, 효과적인 자극을 위해서는 가급적 높은 입력전력이 필요하다. 그러나, 입력 전력값이 높을수록 인체에 부담으로 작용하며, 때로는 조직에 손상을 일으킬 수도 있다. 그러므로, 이에 대한 대안이 필요하다. That is, the conventional spinal cord stimulation device 100 is different from the present invention in that it is not inserted into the spinal cord but located outside the spinal cord. Therefore, an input power as high as possible is required for effective stimulation. However, as the input power value increases, it acts as a burden on the human body and sometimes causes tissue damage. Therefore, an alternative to this is needed.

종래의 척수자극장치(100)는 도 2와 같이 다양한 형태로 개발되어 있다. 또한, 도 3은 종래의 척수자극장치(100)로부터 발생되는 전기 신호의 파형을 나타내는 도면인데, 대체로 주기파인 것이 특징이다. The conventional spinal cord stimulation device 100 has been developed in various forms as shown in FIG. 2 . In addition, FIG. 3 is a diagram showing the waveform of an electrical signal generated from the conventional spinal cord stimulation device 100, which is characterized in that it is generally a periodic wave.

도 4는 종래의 척수자극장치(100)와 본 발명의 척수자극장치(100)의 설치상태를 나타내는 모식도이다. 도시된 바와 같이 종래의 척수자극장치(100)의 경우, 주기파를 앙상블 신호(ensemble)로 전달하는 반면, 본 발명의 척수자극장치(100)는 전극의 형태나 간격 등에 의하여 특정한 신호를 전달한다는 점에서 질환이나 통증에 따라서 신호의 면밀한 조절이 가능하거나, 질환이나 통증의 정도를 보다 정확히 파악할 수 있다는 장점이 존재한다. Figure 4 is a schematic diagram showing the installation state of the conventional spinal cord stimulation device 100 and the spinal cord stimulation device 100 of the present invention. As shown, in the case of the conventional spinal cord stimulation device 100, periodic waves are transmitted as an ensemble signal, whereas the spinal cord stimulation device 100 of the present invention transmits a specific signal according to the shape or spacing of the electrodes. In this respect, there is an advantage in that it is possible to closely control the signal according to the disease or pain or to more accurately grasp the degree of the disease or pain.

여기서, 만일 통증이 발생되는 경우, 해당 부위에 자극이 가해지도록 전극을 통하여 전기적 자극을 시행하는데, 자극을 시행한 전기량을 모니터링하여 이를 데이터화한다. 만일 통증이 완전히 해소되지 않는 경우에는 인가 전기량을 조절할 수 있다. 조절된 인가 전기량과 신경부위의 생체 신호를 매칭함으로써 매칭 데이터를 획득할 수 있으며, 이는 향후 만성통증을 개선하기 위한 자극 장치 운용에 필요한 플랫폼으로 생성될 수 있다.Here, if pain occurs, electrical stimulation is performed through electrodes so that stimulation is applied to the corresponding area, and the amount of electrical stimulation applied is monitored and converted into data. If the pain is not completely relieved, the amount of applied electricity can be adjusted. Matching data can be obtained by matching the adjusted amount of applied electricity with the biosignal of the nerve, which can be created as a platform necessary for operating a stimulation device to improve chronic pain in the future.

여기서, 특정신호라는 것은 생체신호로서 진단을 위하여 환부에서 보내는 신호이며, action potential이라고 한다. 뉴런(neuron) 이라는 신경세포에서 신경자극을 전달하면서 나오는 아날로그(analog) 형태의 바이오 신호(bio signal)로 정의된다. Here, the specific signal is a bio-signal, which is a signal sent from the affected part for diagnosis, and is referred to as an action potential. It is defined as a bio signal in the form of an analog that comes out while transmitting nerve impulses from nerve cells called neurons.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 척수자극장치(100)를 나타내는 분해사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 척수자극장치(100)는 만성통증에 대한 전기적 자극을 제공하거나, 생체신호 측정을 위한 자극장치(100)에 있어서, 제어부(101); 상기 제어부(101) 하부에 결합되며, 무선으로 전력을 전송받을 수 있고, 무선으로 생체신호를 전달하기 위한 전력 수신 및 신호 전달 전극이 일체로 탑재되거나 구분되어 탑재된 기판(103); 및 상기 기판(103)의 하부에 결합되며, 체내 조직에 전기적 자극을 전달할 수 있는 전극 소자;를 포함하여 구성된다.5 is an exploded perspective view showing the spinal cord stimulation device 100 according to an embodiment of the present invention. As shown, the spinal cord stimulation device 100 of the present invention provides electrical stimulation for chronic pain or the stimulation device 100 for measuring bio-signals, including a control unit 101; A substrate 103 coupled to the lower part of the controller 101, capable of receiving power wirelessly, and having power receiving and signal transmitting electrodes integrally mounted or separately mounted for transmitting biosignals wirelessly; and an electrode element coupled to a lower portion of the substrate 103 and capable of transmitting electrical stimulation to body tissues.

한편, 상기 기판(103)은 위와 같이 기능상 일체형으로 작동할 수도 있으나, 다른 유형으로서, 무선으로 전력을 전송받을 수 있는 전력 수신 전극을 포함하는 기판(103)과, 무선으로 생체신호를 전달할 수 있는 신호 전달 전극을 포함하는 기판(103)으로 구분될 수도 있다. 즉, 전력 수신과 신호 전달이 각각 구분된 기판(103)이 탑재되어 결국 분리된 모듈로 개별적으로 작동하도록 할 수도 있다. On the other hand, the substrate 103 may be functionally operated as an integral type as described above, but as a different type, the substrate 103 including a power receiving electrode capable of receiving power wirelessly, and a biosignal capable of transmitting a biosignal wirelessly It may be divided into a substrate 103 including a signal transfer electrode. That is, the board 103 with separate power reception and signal transmission may be mounted so that it may operate individually as a separate module.

여기서, 상기 전극 소자는, 베이스 기판(105), 상기 베이스 기판(105) 상에 돌출되는 적어도 하나의 기둥 형태이거나, 상부에 다수의 홀(115)이 가공된 절연 코팅층이 구현된 평면 형태이거나, 코일 형태인 전극부(107), 상기 전극부(107)와 베이스 기판(105)이 결합된 영역에 형성되어 신호 또는 전력을 전송받거나 신호를 전달하기 위한 접합부를 포함한다.Here, the electrode element is a base substrate 105, at least one pillar shape protruding on the base substrate 105, or a flat shape in which an insulating coating layer having a plurality of holes 115 processed thereon is implemented, An electrode unit 107 in the form of a coil, and a bonding portion formed in a region where the electrode unit 107 and the base substrate 105 are combined to receive or transmit signals or power are included.

본 발명은 전극부(107)가 주된 특징인 바, 전극부(107)의 역할은 낮은, 또는 신체가 수인할 수 있을 정도로 적정한 입력 전력에 대하여 효율적으로 전기적 자극이 가능하도록 하는 것이다. 이를 위하여 다음과 같이 다양하게 형상화된 전극부(107)를 도출하였다. The main feature of the present invention is the electrode unit 107, and the role of the electrode unit 107 is to enable electrical stimulation efficiently with low or adequate input power that the body can accept. To this end, variously shaped electrode units 107 were derived as follows.

첫째, 기둥 형태의 전극에는 그 상단부를 제외하고, 적어도 전극부(107) 또는 베이스 기판(105)상에 비전도성 코팅층(109)을 형성함으로써, 비전도성 코팅층(109)이 형성되지 않은 노출된 전극영역에서 전기장이 선택적으로 강하게 발생되며, 다라서, 전기적 자극이 선택과 집중의 법칙에 따라서 정밀하게 이루어지도록 하였다.First, the exposed electrode on which the non-conductive coating layer 109 is not formed by forming the non-conductive coating layer 109 on at least the electrode part 107 or the base substrate 105 except for the upper end of the pillar-shaped electrode. The electric field is generated selectively and strongly in the area, and therefore, the electric stimulation is made precisely according to the law of selection and concentration.

둘째, 종래의 평면형 전극상에 비전도성 코팅층(109)을 형성하되, 전극의 표면이 드러날 정도로 국부적으로 홀(115)가공을 수행함으로써, 해당 홀(115)에서 전기장이 형성되도록 하였으며, 이로써, 기둥형태의 전극과 유사한 기능을 수행하도록 하였다.Second, a non-conductive coating layer 109 is formed on the conventional flat electrode, but the hole 115 is locally processed to the extent that the surface of the electrode is exposed, so that an electric field is formed in the hole 115, thereby forming a pillar. It was designed to perform a function similar to the shape of the electrode.

셋째, 코일형태의 전극의 경우 전극과 간격을 두고 도전판(119)을 적층하여 전극부(107)를 구성하였으며, 이 때, 전극판의 중앙부에는 홀(115)을 형성하고, 위 홀(115)로부터 도전판(119)의 특정 방향을 따라서 연장되는 슬릿(123)을 가공하였다. 이로써, 코일형태의 전극으로부터 공급되는 전력에 의하여 홀(115)과 슬릿(123)을 통해서 자기장이 형성되도록 하였다. Third, in the case of a coil-type electrode, the electrode part 107 was formed by stacking the conductive plates 119 at intervals from the electrodes, and at this time, a hole 115 was formed in the center of the electrode plate, and the upper hole 115 From ), a slit 123 extending along a specific direction of the conductive plate 119 was processed. Thus, a magnetic field was formed through the hole 115 and the slit 123 by the electric power supplied from the coil-shaped electrode.

이들 전기장과 자기장은 본 발명의 자극장치(100)의 목적인 전기적, 자기적 자극을 위한 에너지가 되며, 이러한 자극을 보다 세밀하고 정확하게 할 수 있고, 통증의 정도, 환부의 위치 등을 보다 정밀하게 파악할 수 있게 된다.These electric and magnetic fields become energy for electrical and magnetic stimulation, which is the purpose of the stimulator 100 of the present invention, and these stimulations can be performed more precisely and accurately, and the degree of pain and the location of the affected area can be more accurately grasped. be able to

도 6은 도 5의 척수자극장치(100)의 작동도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 자극장치(100)는 자극을 일으켜, 이로부터 결과물을 입력받아 이를 기록하며, 결과물로부터 이에 적합한 새로운 자극을 일으키도록 제어될 수 있다. 이들 결과물들이 축적되면 빅데이터로서 활용되며, 보다 개선된 치료효과를 도출할 수 있도록 장치 및 그 운용방법을 개선하는데 도움을 받을 수 있다.FIG. 6 is an operation view of the spinal cord stimulation device 100 of FIG. 5 . As shown, the stimulator 100 of the present invention generates a stimulus, receives a result from it, records it, and can be controlled to generate a new stimulus suitable for this from the result. When these results are accumulated, they are used as big data, and help can be provided to improve the device and its operation method so that more improved treatment effects can be derived.

도 7은 종래의 척수자극장치(100)와 본 발명의 일 실시예에 의한 척수자극장치(100)를 각각 적용하였을 때 나타나는 전기장 분포도이다. 도시된 바와 같이 종래의 척수자극장치(100)는 전기장의 세기가 작고, 넓으며 특색없이 분포되는 특징이 있으나, 본 발명의 자극장치(100)의 경우 전극을 중심으로 높은 밀도의 전기장을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.7 is an electric field distribution diagram appearing when a conventional spinal cord stimulation device 100 and a spinal cord stimulation device 100 according to an embodiment of the present invention are respectively applied. As shown, the conventional spinal cord stimulation device 100 has a characteristic that the strength of the electric field is small, wide, and distributed without any feature, but in the case of the stimulation device 100 of the present invention, a high density electric field can be formed around the electrode can confirm that it can.

도 8은 본 발명의 척수자극장치(100) 설치 및 종래의 척수자극장치(100) 설치상태를 각각 인체를 예를 들어서 나타낸 모식도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 척추에 직접 이식하여 척수 내로 보다 정밀하게 자극을 전달할 수 있으며, 빅데이터의 획득, 딥 러닝을 통하여 제공되는 피드백으로부터 자극장치(100)를 보다 정확하고 효과적으로 운용할 수 있다. 이는 단순히 자극을 제공하는데 그치는 종래의 척수자극장치(100)와 구별되는 점이라고 할 수 있다.8 is a schematic diagram showing the installation of the spinal cord stimulation device 100 of the present invention and the installation state of the conventional spinal cord stimulation device 100 by taking the human body as an example, respectively. As shown, the present invention can deliver stimulation more precisely into the spinal cord by directly implanting it in the spine, and more accurately and effectively operate the stimulation device 100 from feedback provided through acquisition of big data and deep learning. there is. This can be said to be a point of distinction from the conventional spinal cord stimulation device 100 that simply stops at providing stimulation.

이하에서는 본 발명의 전극 소자에서 전극부(107)의 다양한 형상 조절을 통하여 전기장 또는 자기장의 집중효과를 도출할 수 있음을 설명하기로 한다. 이와 같이 전국부의 다양한 형상조절로부터 다양한 형태의 만성 통증에 효과적으로 적용되는 자극장치(100)를 제작할 수 있다.Hereinafter, it will be described that a concentration effect of an electric field or a magnetic field can be derived through various shape adjustments of the electrode part 107 in the electrode element of the present invention. In this way, it is possible to manufacture the stimulator 100 that is effectively applied to various types of chronic pain by adjusting various shapes in the whole country.

도 9는 종래의 형태를 갖는 전극에서 발생되는 전기장 필드의 분포와 방향을 나타내는 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 기둥형 전극에서 나타나는 전기장 필드 분포를 나타내는 도면이다. 9 is a view showing the distribution and direction of an electric field generated in an electrode having a conventional shape, and FIG. 10 is a view showing the distribution of an electric field appearing in a columnar electrode according to an embodiment of the present invention.

도 9에서 도시된 바와 같이, 종래의 형태를 갖는 전극은 평면구조의 전극이거나, 단순 코일 형상이다. 전자의 경우, 전기장 필드가 평판 부분이 아닌 모서리부분에서 강하게 발생됨을 확인할 수 있다. 이는 전기장은 금속면의 곡률이 작은 곳으로 필드가 모이기 때문이고, 일반적인 모든 전극에서 나타나는 일반적인 현상이다. 따라서 전극 면적의 대부분을 차지하는 평면 부분에 전기장을 크게 걸어주기 위해서는 매우 큰 전압을 걸어주어야 하고, 이때 모서리 부분에는 원하지 않는 매우 큰 전기장이 국부적으로 형성되어 전기장 분포가 불균일해짐은 물론, 이를 인체에 적용하는 경우, 큰 전기장으로 인하여 조직에 손상이 발생될 수 있는 바, 사용상 큰 위험성이 존재할 수 있다. As shown in FIG. 9, the electrode having a conventional shape is a planar electrode or a simple coil shape. In the case of the former, it can be confirmed that the electric field is strongly generated at the corner rather than the flat plate. This is because the electric field gathers where the curvature of the metal surface is small, and it is a general phenomenon that appears in all electrodes. Therefore, in order to apply a large electric field to the flat part that occupies most of the electrode area, a very large voltage must be applied. In the case of doing so, damage to tissues may occur due to a large electric field, and thus, there may be a great risk in use.

후자의 경우, 일 실시예로서, 자기장을 형성시키기 위한 루프(loop) 안테나 코일 형상의 전극과 이로부터 형성된 자기장 필드를 확인할 수 있다. 이때 최대 자기장은 코일 중심 부분에서 나타나게 되고, 끝 부분으로 가면서 줄어드는 필드 분포를 나타내는 것이 일반적인 현상이다. 자기장이 하면으로는 발생하지 않고 상면으로만 발생되는 것은 코일전극 형성시 하면에는 자기장을 차폐하기 위한 자성체를 배치시켰기 때문이다.In the latter case, as an example, a loop antenna coil-shaped electrode for forming a magnetic field and a magnetic field formed therefrom can be confirmed. At this time, it is a general phenomenon that the maximum magnetic field appears at the center of the coil and shows a field distribution that decreases toward the end. The reason why the magnetic field is not generated on the lower surface but only on the upper surface is that a magnetic material for shielding the magnetic field is disposed on the lower surface when the coil electrode is formed.

한편, 도 10에서 도시된 바와 같이, 전극에 기둥 구조를 도입하는 경우에는, 평면구조 전극에 비해, 전극 안쪽 부분에서도 일부 필드가 형성되어, 좀 더 균일한 필드분포가 형성됨을 알 수 있다. 그러나, 아직도 전극의 중심 부분에서는 필드가 잘 형성되지 못한 결과를 보이고 있다.On the other hand, as shown in FIG. 10, in the case of introducing a columnar structure to the electrode, it can be seen that a more uniform field distribution is formed because some fields are formed even in the inner part of the electrode compared to the planar structure electrode. However, the field is still not well formed in the center of the electrode.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 전극부(107)가 기둥형 전극부(107)인 경우, 비전도성 코팅층(109)을 기둥형 전극부(107)의 하부를 포함하여 베이스 기판(105)상에 형성한 것과 그에 따른 전기장 필드 분포를 나타내는 도면이다.11 shows a base substrate 105 including a lower portion of the columnar electrode unit 107 with a non-conductive coating layer 109 when the electrode unit 107 according to an embodiment of the present invention is a columnar electrode unit 107. ) is a diagram showing the electric field field distribution formed on it.

도시된 바와 같이, 도 10에 비하여 전기장이 일부 좀 더 뚜렷하게 형성되고 있음을 알 수 있다. 이를 통하여 기존의 기둥형 전극부(107)에 비하여, 각 기둥형 전극부(107)에서 좀 더 높은 전기장 에너지를 전달할 수 있다. 이는 도 12의 경우에도 마찬가지인데, 도 11의 결과와 유사하게 각 기둥형 전극부(107)에서 전기장이 형성되었음을 확인할 수 있다.As shown, it can be seen that some electric fields are more clearly formed than in FIG. 10 . Through this, a higher electric field energy can be transmitted in each columnar electrode unit 107 than in the conventional columnar electrode unit 107 . This is the same in the case of FIG. 12, and similar to the result of FIG. 11, it can be confirmed that an electric field is formed in each columnar electrode part 107.

도 13은 도 11과 도 12를 조합하여, 기둥형 전극의 측면과 베이스 기판(105)의 상면에 모두 비전도성 코팅층(109)을 형성한 것이다. 도 11과 도 12와 비교하여 좀 더 강한 전기장이 형성되는 것으로 보이고, 도 13 또한 도 11 및 도 12와 마찬가지로 기둥형 전극부(107)에 비전도성 코팅층(109)을 도입하는 것이 타당성이 있음을 보여주는 것이다.FIG. 13 is a combination of FIGS. 11 and 12 , wherein the non-conductive coating layer 109 is formed on both the side surface of the columnar electrode and the upper surface of the base substrate 105 . Compared to FIGS. 11 and 12, it seems that a stronger electric field is formed, and FIG. 13 also shows that it is feasible to introduce a non-conductive coating layer 109 to the columnar electrode part 107 as in FIGS. 11 and 12. it will show

도 11 ~ 도 13을 통해서, 기둥형 전극부(107)의 일부, 바람직하게는 상단부를 제외하고, 베이스 기판(105)을 포함하여 나머지 영역에 비전도성 코팅층(109)을 도입하는 것은 전기장의 형성 위치 및 전기장의 형성 방향, 전기장 분포를 조절함으로써 다양하게 응용될 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 11 to 13, introducing the non-conductive coating layer 109 to the remaining area, including the base substrate 105, except for a part of the columnar electrode unit 107, preferably the upper end, forms an electric field. It contains the possibility of various applications by controlling the location, direction of electric field formation, and electric field distribution.

특히 본 발명에 따르면 만성 통증의 범위와 강도에 따라서 기둥형 전극부(107)에 대한 비전도성 코팅층(109)의 형성 위치, 단위 면적당 기둥형 전극의 밀도 등을 조절함으로써, 동일한 입력 전력값을 가지고 다양한 출력값(전기적 자극)을 도출할 수 있는 바, 높은 통증 강도에 대하여 인체에 위험한 수준으로 입력 전력값을 높이지 않고도 통증을 조절할 수 있어 매우 바람직하다고 할 수 있다.In particular, according to the present invention, the formation position of the non-conductive coating layer 109 relative to the columnar electrode unit 107 and the density of the columnar electrode per unit area are adjusted according to the range and intensity of chronic pain, thereby providing the same input power value. Since various output values (electrical stimulation) can be derived, it can be said that pain can be controlled without increasing the input power value to a level dangerous to the human body for high pain intensity, which is very desirable.

도 14는 본 발명의 기둥형 전극부(107)에 비전도성 코팅층(109)을 다양한 실시예들에 의하여 형성한 것과 그에 따른 전기장 필드 분포를 나타내는 도면이다. 즉, 비전도성 코팅층(109)을 도 14에서와 같이 다양하게 구현할 수 있으며, 이로부터 전기장을 FIG. 14 is a diagram illustrating the formation of a non-conductive coating layer 109 on a columnar electrode unit 107 according to various embodiments of the present invention and the resultant electric field distribution. That is, the non-conductive coating layer 109 can be implemented in various ways as shown in FIG.

도 15는 본 발명의 기둥형 전극에 비전도성 코팅층(109)을 다양한 실시예들에 의하여 형성한 것과 그에 따른 전기장 필드 분포로서, 기둥형 전극부(107)의 하부에 피딩(111)(feeding)을 형성한 것을 나타내는 도면이다. 피딩(111)은 1개 이상의 전극에 부분적으로 형성할 수도 있고, 모든 전극에 형성할 수도 있다. 피딩(111)을 1개만 하는 경우, 피딩(111)된 1개의 기둥형 전극에 주로 전기장이 집중되는 현상이 나타났다. 따라서 피딩(111)을 어디에 형성하느냐에 따라서 전기장의 분포를 효과적으로 조절할 수 있게 된다. 15 shows the formation of the non-conductive coating layer 109 on the pillar-shaped electrode of the present invention according to various embodiments and the electric field distribution accordingly, the feeding 111 (feeding) at the bottom of the pillar-shaped electrode part 107 It is a drawing showing the formation of The feeding 111 may be partially formed on one or more electrodes or may be formed on all electrodes. When only one feeding 111 is performed, a phenomenon in which an electric field is mainly concentrated on one feeding 111 columnar electrode appears. Accordingly, the distribution of the electric field can be effectively controlled depending on where the feeding 111 is formed.

전기장의 세기를 살펴보면, 각 기둥형 전극부(107)들 주위에 형성되는 전기장 세기가 약 4,000 V/m 인데, 1개의 기둥형 전극부(107)에만 피딩(111)을 한 경우에 전기장 세기가 약 40,000 V/m 로 10배 정도로 전기장 세기가 증가함을 실험적으로 확인하였다. 그러므로, 기둥형 전극부(107)에 피딩(111)을 하는 방법을 다양하게 조절함으로써 에너지를 집중시킬 수 있게 된다. Looking at the strength of the electric field, the strength of the electric field formed around each of the pillar-shaped electrode parts 107 is about 4,000 V/m. It was experimentally confirmed that the electric field strength increased by about 10 times to about 40,000 V/m. Therefore, energy can be concentrated by variously adjusting the method of feeding 111 to the columnar electrode unit 107 .

도 16은 본 발명의 일 실시예에 의하여 종래의 형태를 갖는 전극부(113) 상에 비전도성 코팅을 수행하고, 전극이 드러나도록 비전도성 코팅층(109)상에 홀(115)가공을 한 것을 나타내는 도면이다.16 shows that a non-conductive coating is performed on an electrode part 113 having a conventional shape according to an embodiment of the present invention, and a hole 115 is processed on the non-conductive coating layer 109 to expose the electrode. It is a drawing that represents

도시된 바와 같이, 홀(115)이 가공된 부분에서 강한 전기장이 관측되고 있으며, 이와 같이 홀(115)의 크기, 위치, 갯수 등을 변화시켜 가면서 전기장의 세기나 형성 위치를 조절할 수 있는 바, 전술한 기둥형 전극부(107)와 유사한 효과를 거둘 수 있다. 그러므로, 필요에 따라서 기둥형 전극부(107)와, 전극부(113)에 비전도성 코팅층(109)을 형성한 후 홀(115) 가공하는 것 중에서 선택을 할 수 있다는 점에서 응용의 다양성이 인정된다.As shown, a strong electric field is observed at the part where the hole 115 is machined, and the strength or formation position of the electric field can be adjusted while changing the size, position, number, etc. of the hole 115, Effects similar to those of the aforementioned columnar electrode unit 107 can be achieved. Therefore, the diversity of applications is recognized in that it is possible to select between forming the pillar-shaped electrode part 107 and the non-conductive coating layer 109 on the electrode part 113 and then processing the hole 115 as needed. do.

도 17은 본 발명의 코일형 전극부(117)에 도전판(119)을 간격을 두고 적층하거나 도전판(119)에 슬릿(123)을 형성한 다양한 실시예들을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 코일형 전극부(117)에 슬릿(123)이 없는 도전판(119)을 간격을 두고 적층하는 경우, 외부로 자기장이 전혀 방사되지 않음을 알 수 있다. 그러나, 슬릿(123)을 생성하는 경우, 자기장이 슬릿(123)과 통공(121)을 통해서 방사됨을 확인할 수 있으며, 특히 통공(121)을 통한 자기장의 방사효과가 두드러지는 것으로 나타났다. 여기서, 통공(121)의 크기, 도전판(119)과 코일형 전극부(117)의 간격 등을 조절함으로써, 자기장의 세기를 제어할 수 있다.FIG. 17 is a view showing various embodiments in which conductive plates 119 are stacked on the coil-type electrode part 117 at intervals or slits 123 are formed in the conductive plate 119 according to the present invention. As shown, when the conductive plate 119 without the slit 123 is stacked at intervals on the coil-type electrode part 117, it can be seen that no magnetic field is radiated to the outside. However, when the slit 123 is created, it can be confirmed that the magnetic field is radiated through the slit 123 and the through hole 121, and the radiation effect of the magnetic field through the through hole 121 is particularly noticeable. Here, the intensity of the magnetic field can be controlled by adjusting the size of the through hole 121 and the distance between the conductive plate 119 and the coil-type electrode part 117 .

이와 관련하여 도 18에서 나타낸 바와 같이, 이러한 자기장의 세기는 도전판(119)과 코일형 전극부(117)의 간격이 좁을수록 큰 것으로 측정되었으며, 도 19에서 나타낸 바와 같이, 자기장의 세기는 홀(115)의 크기가 작을수록 큰 것으로 측정되었다.In this regard, as shown in FIG. 18, the strength of the magnetic field was measured to be greater as the distance between the conductive plate 119 and the coil-type electrode part 117 was narrowed. As shown in FIG. 19, the strength of the magnetic field was measured as The smaller the size of (115), the larger it was measured.

한편, 도 20에서와 같이 코일형 전극부(117)상에 도전판(119)을 서로 간격을 두어 복수개 적층할 수 있는데, 이 때, 슬릿(123)의 방향을 달리할 수 있는데, 이 경우에는 통공(121)이 위치하고 있는 지점의 자기장이 유독 세게 관찰되고 있다. 즉, 통공(121) 영역은 자기장이 통과하되, 슬릿(123)이 있는 부분에 자기장이 통과하는 것을 억제하기 위한 방법으로, 이와 같이 두장의 도전판(119)을 적층시키면서 슬릿(123)의 형성방향을 다르게 할 수 있다. 자기장의 형성 양태를 보면, 통공(121) 영역만 자기장이 통과되고, 다른 부분으로는 자기장이 통과하지 않음을 알 수 있으며 이로써 원하는 부위의 자기장만을 통과시켜 에너지를 집중시키고, 자기장 에너지가 조사되는 영역을 정확히 조절할 수 있게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 20, a plurality of conductive plates 119 may be stacked on the coil-type electrode part 117 at intervals from each other. At this time, the direction of the slits 123 may be different. In this case, The magnetic field at the point where the through hole 121 is located is particularly strongly observed. That is, as a method for suppressing the passage of a magnetic field through the through hole 121 region but passing through the slit 123, the slit 123 is formed while stacking two conductive plates 119 in this way. direction can be different. Looking at the formation of the magnetic field, it can be seen that the magnetic field passes through only the through hole 121 area, and the magnetic field does not pass through other parts. As a result, only the magnetic field passes through the desired area to concentrate energy, and the area where the magnetic field energy is irradiated can be precisely controlled.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 코일형 전극부(117)의 코일 턴(turn)수에 따른 전기장 에너지 크기를 비교한 그래프이다. 만일 턴수가 더 많은 경우 자기장 에너지가 집중되므로 자기장의 크기가 더 커짐을 확인할 수 있다. 이로써, 코일의 턴수를 조절함으로써 집중되는 자기장 에너지의 크기 및 영역을 조절할 수 있게 된다.21 is a graph comparing electric field energy according to the number of coil turns of the coiled electrode unit 117 according to an embodiment of the present invention. If the number of turns is greater, it can be confirmed that the magnitude of the magnetic field increases because the energy of the magnetic field is concentrated. Thus, by adjusting the number of turns of the coil, it is possible to adjust the size and area of the concentrated magnetic field energy.

<알츠하이머><Alzheimer's>

본 발명의 자극 장치를 사용함으로써, 알츠하이머 유발 단백질의 응집상태가 해체되는 양태와 알츠하이머 유발 단백질 올리고머가 순응적으로 변화하는 양태를 각각 평가하였다. 만성통증과 알츠하이머 질환에 사용되는 본 발명의 자극장치(100)는 구조와 사용방법면에서 동일하다. 다만, 질환에 대한 장치의 운용방법(치료방법)은 해당 질환에 특화되는 바, 서로 상이할 수 있다.By using the stimulator of the present invention, the state in which the aggregation state of Alzheimer's inducing proteins is disintegrated and the state in which Alzheimer's inducing protein oligomers are adaptively changed were evaluated, respectively. The stimulator 100 of the present invention used for chronic pain and Alzheimer's disease is the same in terms of structure and method of use. However, the operating method (treatment method) of the device for the disease is specific to the disease, and may be different from each other.

알츠하이머 유발 단백질 응집체를 해체하기 위하여 필요한 가장 이상적인 전력의 파라미터를 도출하기 위하여 50mV, 1V, 10V으로 전압값을 달리하여 실험하였으며, 전압의 인가시간은 1초로 하였고, 대상 단백질은 증류수에 8일간 배양된 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질 용액으로 하였다(도 22a 참조). In order to derive the most ideal power parameters required to dismantle Alzheimer's-induced protein aggregates, experiments were conducted with different voltage values of 50 mV, 1 V, and 10 V, the voltage application time was 1 second, and the target protein was cultured in distilled water for 8 days. It was used as an Alzheimer's-induced protein 42 protein solution (see Fig. 22a).

전기장을 인가하기 전후의 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질의 CD(Circular dichroism) 스펙트라를 비교하며, 대략 195nm에서의 강도의 증가를 제외하고는 특별한 변화가 관찰되지 않는다. 전기장의 강도가 CD 스펙트럼에 별다른 영향을 주지 않음에도 불구하고, 본 발명의 자극장치(100)가 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질의 구조에 영향을 미칠 가능성은 확인되었다. Circular dichroism (CD) spectra of Alzheimer's-inducing protein 42 before and after application of the electric field were compared, and no particular change was observed except for an increase in intensity at approximately 195 nm. Although the intensity of the electric field does not significantly affect the CD spectrum, the possibility that the stimulator 100 of the present invention affects the structure of the Alzheimer's-induced protein 42 protein was confirmed.

그리고, 도 22b에서와 같이 16일간 배양된 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질 용액에 4가지 조건으로 전기장을 인가하여 상기 단백질 용액의 양태를 살펴보았다. And, as shown in FIG. 22B, an electric field was applied to the Alzheimer's-inducing protein 42 protein solution cultured for 16 days under four conditions, and the behavior of the protein solution was examined.

전압 비례적인 의미있는 변화가 관찰되지는 않았으나, 197nm에서의 강도 증가 이외에도 195nm, 216nm 부근에서의 적색편이(red-shift)가 일어남을 확인할 수 있었다. 플라크 구조로 성숙하기 이전 단계인 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질 올리고머와 비정질 응집체가 본 발명의 자극장치(100)에 의하여 인가된 전기장에 의하여 영향을 받아 베타 시트 구조(beta sheet conformation)의 수준이 증가하는 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.Although no significant voltage-proportional change was observed, it was confirmed that a red-shift occurred around 195 nm and 216 nm in addition to an increase in intensity at 197 nm. As a result, the level of the beta sheet conformation increases as the Alzheimer's-inducing protein 42 protein oligomer and the amorphous aggregate, which are the stages prior to maturation into the plaque structure, are affected by the electric field applied by the stimulator 100 of the present invention. It was confirmed that it represents

본 발명의 자극장치(100)의 알츠하이머 유발 단백질의 순응에 대한 영향을 추가적으로 조사하기 위해 CD 스펙트럼에 의한 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질 구조물의 순응 변화를 실시간으로 모니터링하였으며, 이를 Au 필름으로 제작된 전기자극 시스템과 비교하였다. In order to further investigate the effect of the stimulator 100 of the present invention on the adaptation of the Alzheimer's-inducing protein, the adaptation change of the Alzheimer's-inducing protein 42 protein structure was monitored in real time by the CD spectrum, and this was an electrical stimulation system made of Au film. compared with

도 23a에서 확인되는 바와 같이, 5시간 동안 사전 배양된 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질에 10분간 50mV를 적용했을 때, 본 발명의 자극장치(100)의 경우 베타(β)-시트 특성을 선명하게 보이는 반면, Au 필름으로 제작된 자극장치(100)는 베타(β)-시트로의 변환이 느리게 나타났다. As shown in FIG. 23a, when 50 mV was applied for 10 minutes to Alzheimer's-inducing protein 42 pre-incubated for 5 hours, the stimulator 100 of the present invention clearly showed beta (β)-sheet characteristics, whereas , The stimulation device 100 made of Au film showed slow conversion to beta (β)-sheet.

한편, 도 23b에서 확인되는 바와 같이, 30일 동안 배양된 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질에 도 23a와 동일한 전기장을 적용한 경우, Au 필름에 의한 자극장치(100)가 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질을 비정형 형태에서 β-시트로 변환시키는 반면, 본 발명의 자극장치(100)는 약 222nm에서 뚜렷한 음의 띠를 보여 TFE(Tetrafluoroeethylene) 조건에서 일반적으로 나타나는 α-헬릭스로 전환되는 양태를 나타낸 바, 양 자극장치(100)의 결과는 뚜렷이 구분되었다.On the other hand, as shown in FIG. 23b, when the same electric field as in FIG. 23a is applied to the Alzheimer's-inducing protein 42 cultured for 30 days, the Au film-based stimulator 100 converts the Alzheimer's-inducing protein 42 protein in an atypical form to β. -On the other hand, the stimulator 100 of the present invention shows a distinct negative band at about 222 nm, showing an aspect of converting to an α-helix commonly seen in TFE (Tetrafluoroeethylene) conditions, and the positive stimulator (100 ) results were clearly distinguished.

여기서, 용해되지 않는 플라크와 같은 구조물은 침전될 때 고강도의 다방향 국부 전기장을 집중적으로 받는 반면, 분산된 수용성 올리고머는 전기장의 영향을 덜 받는 것으로 해석될 수 있다. 나아가, 본 발명의 자극장치(100)에 의하여 α-헬리컬 구조로의 전환의 실현이 가능하다. 응집 해체된 알츠하이머 유발 단백질 42 단백질이 단시간에 다시 강하게 응집하였기 때문에 이 결과는 생체상에 적용되는 전기장 시스템(전기 자극 장치)에서만 관찰되었다. 이 결과는 알츠하이머 유발 단백질의 순응과 전기장 사이의 밀접한 상관관계에 대한 기존의 이론적 입증과 일치한다.Here, it can be interpreted that an insoluble plaque-like structure is intensively subjected to a high-intensity multidirectional local electric field when precipitated, whereas a dispersed water-soluble oligomer is less affected by an electric field. Furthermore, it is possible to realize conversion to an α-helical structure by the stimulator 100 of the present invention. Since the disaggregated Alzheimer's-induced protein 42 protein strongly aggregated again in a short time, this result was observed only in an electric field system (electric stimulation device) applied to a living body. This result is consistent with previous theoretical demonstrations of a close correlation between adaptation of Alzheimer's-inducing proteins and electric fields.

상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It should be noted that the foregoing embodiments are illustrative and not limiting. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical spirit of the present invention.

100 : 자극장치 101 : 제어부
103 : 기판 105 : 베이스 기판
107, 113, 117 : 전극부 109 : 비전도성 코팅층
111 : 피딩(feeding) 115 : 홀
119 : 도전판 121 : 통공
123 : 슬릿
100: stimulation device 101: control unit
103: substrate 105: base substrate
107, 113, 117: electrode part 109: non-conductive coating layer
111: feeding 115: hole
119: conductive plate 121: through hole
123: slit

Claims (6)

만성통증 또는 알츠하이머를 유발하는 알츠하이머 유발 단백질에 대한 전기적 자극을 제공하거나, 생체신호 측정을 위한 자극장치에 있어서,
제어부; 상기 제어부 하부에 결합되며, 무선으로 전력을 전송받을 수 있고, 무선으로 생체신호를 전달하기 위한 전력 수신 및 신호 전달 전극이 일체로 탑재되거나 구분되어 탑재된 기판; 및 상기 기판의 하부에 결합되며, 체내 조직에 전기적 자극을 전달할 수 있는 전극 소자;를 포함하고,
상기 전극 소자는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 돌출된 적어도 하나의 기둥 형태이거나, 상부에 다수의 홀이 가공된 절연 코팅층이 구현된 평면 형태이거나, 코일 형태인 전극부;를 포함하며,
상기 전극부가 기둥 형태인 경우, 첨단부분을 제외한 전극부의 적어도 일부 또는 베이스 기판 상부 중 적어도 일 영역에 비전도성 코팅층이 포함되되, 전극부 중 적어도 하나의 하부 중 베이스 기판에 매립된 영역에는 피딩(feeding)이 구성되는 것을 특징으로 하는 만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치.
In a stimulator for providing electrical stimulation for Alzheimer's-inducing protein that causes chronic pain or Alzheimer's, or for measuring bio-signals,
control unit; a substrate coupled to the lower portion of the control unit, capable of receiving power wirelessly, and having power receiving and signal transmitting electrodes integrally mounted or separately mounted for transmitting biosignals wirelessly; and an electrode element coupled to a lower portion of the substrate and capable of transmitting electrical stimulation to body tissues,
The electrode element may include a base substrate; At least one pillar shape protruding on the base substrate, a planar shape with an insulating coating layer having a plurality of holes processed thereon, or a coil shape electrode part; includes,
When the electrode unit has a pillar shape, a non-conductive coating layer is included in at least one region of at least a portion of the electrode unit excluding the tip portion or an upper portion of the base substrate, and a feeding area is included in the lower portion of at least one of the electrode units buried in the base substrate. ) A stimulator equipped with an electrode element for measuring and stimulating nerve signals for the diagnosis and treatment of chronic pain or Alzheimer's disease, characterized in that the configuration.
만성통증 또는 알츠하이머를 유발하는 알츠하이머 유발 단백질에 대한 전기적 자극을 제공하거나, 생체신호 측정을 위한 자극장치에 있어서,
제어부; 상기 제어부 하부에 결합되며, 무선으로 전력을 전송받을 수 있고, 무선으로 생체신호를 전달하기 위한 전력 수신 및 신호 전달 전극이 일체로 탑재되거나 구분되어 탑재된 기판; 및 상기 기판의 하부에 결합되며, 체내 조직에 전기적 자극을 전달할 수 있는 전극 소자;를 포함하고,
상기 전극 소자는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 돌출된 적어도 하나의 기둥 형태이거나, 상부에 다수의 홀이 가공된 절연 코팅층이 구현된 평면 형태이거나, 코일 형태인 전극부;를 포함하며,
상기 전극부가 코일 형태인 경우, 중앙부에 통공이 형성되며, 상기 통공으로부터 외측으로 연장되는 슬릿이 적어도 하나 마련되는 도전판이 상기 전극부와 간격을 두고 적어도 하나 적층되되, 상기 도전판이 복수인 경우, 각 도전판의 슬릿의 위치는 서로 다르게 적층되는 것을 특징으로 하는 만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치.
In a stimulator for providing electrical stimulation for Alzheimer's-inducing protein that causes chronic pain or Alzheimer's, or for measuring bio-signals,
control unit; a substrate coupled to the lower portion of the control unit, capable of receiving power wirelessly, and having power receiving and signal transmitting electrodes integrally mounted or separately mounted for transmitting biosignals wirelessly; and an electrode element coupled to a lower portion of the substrate and capable of transmitting electrical stimulation to body tissues,
The electrode element may include a base substrate; At least one pillar shape protruding on the base substrate, a planar shape with an insulating coating layer having a plurality of holes processed thereon, or a coil shape electrode part; includes,
When the electrode part is in the form of a coil, at least one conductive plate having a through hole formed in the central portion and provided with at least one slit extending outward from the through hole is stacked at a distance from the electrode part. A stimulator equipped with an electrode element for measuring and stimulating nerve signals for diagnosis and treatment of chronic pain or Alzheimer's disease, characterized in that the positions of the slits of the conductive plate are stacked differently.
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전극이 기둥 형태인 경우, 전극부의 첨단부 및 상기 첨단부로부터 연장되는 측면부의 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치.
According to claim 1 or 2,
When the electrode is in the form of a pillar, an electrode element for measuring and stimulating a nerve signal for diagnosis and treatment of chronic pain or Alzheimer's disease is mounted, characterized in that the tip of the electrode part and a part of the side part extending from the tip are exposed. stimulator.
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판은 무선으로 전력을 전송받을 수 있는 전력 수신 전극을 포함하는 기판과, 무선으로 생체신호를 전달할 수 있는 신호 전달 전극을 포함하는 기판으로 구분되는 것을 특징으로 하는 만성 통증 또는 알츠하이머 질환의 진단 및 치료를 위한 신경신호 측정 및 자극용 전극 소자가 탑재된 자극장치.
According to claim 1 or 2,
Diagnosis and Stimulator equipped with electrode elements for nerve signal measurement and stimulation for treatment.
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