KR102568337B1 - Method of optimizing electrode system - Google Patents

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Abstract

전기장 인가를 위한 전극 시스템으로, 전극; 피부와 전극 사이의 하이드로겔; 및 상기 전극과 하이드로겔 사이에 삽입되는 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장 인가를 위한 전극 시스템이 제공된다.An electrode system for applying an electric field, comprising: an electrode; hydrogel between skin and electrode; And there is provided an electrode system for applying an electric field, comprising an insulator inserted between the electrode and the hydrogel.

Description

전극 시스템의 최적화 방법{Method of optimizing electrode system}Method of optimizing electrode system {Method of optimizing electrode system}

본 발명은 전극 시스템의 최적화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기요법에서 단일 전극 또는 전극 어레이(Electrode Array)를 이용하여 인체 내 관심영역에 전기장(또는 이에 기인한 전류)을 인가할 때 전극의 가장자리(Edge)에 전류가 밀집되는 현상을 감소시켜 피부에 인가되는 전류밀도 분포를 균일하게 만들어 가장자리 전류 밀집에 의한 화상 등의 부작용을 미연에 방지하고 전기장 인가 효과를 극대화 할 수 있는 전극 시스템의 최적화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for optimizing an electrode system, and more particularly, when applying an electric field (or a current resulting therefrom) to a region of interest in the human body using a single electrode or an electrode array in electrotherapy. Optimization of the electrode system that can prevent side effects such as burns caused by edge current concentration by making the current density distribution applied to the skin uniform by reducing the phenomenon of current concentration at the edge and maximizing the electric field application effect It's about how.

전기요법은 전기 에너지를 치료의 용도로 사용하는 것으로 전극을 이용하여 인체 내에 전기장을 부여하며 각종의 신경마비에 대한 전기자극요법 외에, 전광욕(열기욕), 초단파치료법 등의 온열효과를 사용하는 것, 교류전압을 이용한 암치료 등이 있다(비특허문헌 1-6 참조). Electrotherapy is the use of electrical energy for the purpose of treatment. Using electrodes, an electric field is applied to the human body, and in addition to electrical stimulation therapy for various nerve paralysis, thermal effects such as electric light bath (heat bath) and microwave therapy are used. , and cancer treatment using AC voltage (see Non-Patent Documents 1-6).

일반적으로 피부에 전극을 부착한 후 인체 내에 전압을 인가하는 방식의 전기요법은 인가된 전압에 의해 인체 내에 발생되는 전기장(또는 전기장에 의해 발생되는 전류)을 이용하는 것으로, 전기요법을 효과적으로 하기 위해서는 전기장이 최대한 관심영역(즉, 치료부위)에만 부여되고 관심영역이 아닌 정상조직에는 불필요하게 전달되는 전기장을 최소화하는 것이 필요하다. In general, electrotherapy, in which electrodes are attached to the skin and then voltage is applied to the human body, uses an electric field (or current generated by the electric field) generated in the human body by the applied voltage. It is necessary to minimize the electric field that is imparted only to the region of interest (ie, the treatment region) as much as possible and unnecessarily transmitted to normal tissues other than the region of interest.

일 예로, 암 세포에 대한 전기장 치료의 효과는 종양 조직에 인가된 전기장의 세기에 따라 차이를 나타낸다. 구체적으로, 전기장의 세기가 크면 클수록 암세포에 대한 사멸 및 분열 억제 효과가 커서 전기장의 세기와 암세포 사멸 효과와 비례 관계에 있다고 할 수 있다(비특허문헌 7 및 8 참조). 현재 상용화된 전기장 치료시스템의 경우, 사용하는 전기장의 세기는 피부에 발생하는 부작용인 화상을 발생시키지 않는 범위에서 최대한의 전기장을 인가하여 치료하고 있다. 일반적으로 전기요법에서는 피부에 발생하는 화상을 예방하기 위해서 전류 밀도를 일정 한계값 (한계 전류 밀도) 이하로 유지하여야 하며 문헌에 의하면 실효치(Root Mean Square, RMS) 기준으로 한계 전류 밀도는 100mA/cm2 이하로 유지할 것을 권고하고 있다(비특허문헌 7).For example, the effect of electric field treatment on cancer cells varies depending on the strength of the electric field applied to the tumor tissue. Specifically, the greater the strength of the electric field, the greater the effect of suppressing cancer cell death and division, and it can be said that the strength of the electric field and the effect of killing cancer cells are in a proportional relationship (see Non-Patent Documents 7 and 8). In the case of currently commercialized electric field treatment systems, the intensity of the electric field used is applied by applying the maximum electric field within a range that does not cause burns, which is a side effect that occurs on the skin. In general, in electrotherapy, the current density must be kept below a certain limit value (limit current density) to prevent burns on the skin. According to the literature, the limit current density based on the root mean square (RMS) is 100 mA/cm It is recommended to keep it below 2 (Non-Patent Document 7).

문제는 전기적으로 도체인 전극의 특성으로 인해 도 1과 같이 전극의 전류 밀도가 공간적으로 동일한 분포를 가지는 것이 아니라 중앙에서 가장자리로 갈수록 전류 밀도가 증가하는 현상이 나타난다는 점이다. 이러한 불균일한 전류 밀도 분포는 동일한 출력 전압에 대해 전극의 가장자리를 제외한 대부분의 영역에는 상대적으로 낮은 전류 밀도를 인가하는 반면, 가장자리의 전류 밀도는 매우 높은 전류 밀도를 야기하게 된다. 이러한 전극의 전류 밀도 불균일 현상은 작은 인가전압에도 불구하고 전극의 가장자리 부근에 높은 전류 밀도를 야기하고 이로 인해 가장자리 부분에 인접한 피부에 화상의 위험성을 크게 하는 요인이 된다. 이를 예방하기 위해 전체 입력 전압을 감소시키면 대부분의 영역에 너무 낮은 전기장 (또는 전류)이 인가되어 치료효과의 감소로 이어지게 된다. 따라서 가장자리 부분의 전류 밀도 밀집 현상은 부작용을 야기시킴과 동시에 전기요법의 치료효과를 저해하는 요인이 된다.The problem is that, due to the characteristics of the electrically conductive electrode, the current density of the electrode does not have the same spatial distribution as shown in FIG. 1, but the current density increases from the center to the edge. This non-uniform current density distribution applies a relatively low current density to most areas except for the edge of the electrode for the same output voltage, whereas the current density at the edge causes a very high current density. The current density non-uniformity of the electrode causes a high current density near the edge of the electrode despite a small applied voltage, thereby increasing the risk of burns to the skin adjacent to the edge. To prevent this, if the total input voltage is reduced, an electric field (or current) that is too low is applied to most areas, leading to a decrease in the treatment effect. Therefore, the concentration of current density in the edge portion causes side effects and at the same time becomes a factor that inhibits the therapeutic effect of electrotherapy.

따라서, 전극을 이용한 전기요법에서 피부에 발생하는 화상과 같은 부작용을 최소화함과 동시에 치료 효과를 극대화시키기 위해서는 전극의 가장자리에 발생하는 전류밀도 밀집 현상을 감소시키는 전극이 필요하다.Therefore, in order to maximize the treatment effect while minimizing side effects such as burns occurring in the skin in electrotherapy using electrodes, an electrode that reduces current density congestion occurring at the edge of the electrode is required.

KR 10-2016-0134469KR 10-2016-0134469 US7715921B2US7715921B2 US8764675B2US8764675B2

K. Heimrath et al, Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the auditory cortex modulates GABA and glutamate: a 7　T MR-spectroscopy study, Scientific Report, 10, 20111 (2020). K. Heimrath et al, Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the auditory cortex modulates GABA and glutamate: a 7　T MR-spectroscopy study, Scientific Report, 10, 20111 (2020). Eilon D. Kirson et al, Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields, Cancer Research, 64, 3288-3295 (2004) Eilon D. Kirson et al, Disruption of cancer cell replication by alternating electric fields, Cancer Research, 64, 3288-3295 (2004) Miklos Pless, Uri Weinberg, Tumor treating fields: concept, evidence, future, Expert Opinion, 20(8), 1099-1106 (2011) Miklos Pless, Uri Weinberg, Tumor treating fields: concept, evidence, future, Expert Opinion, 20(8), 1099-1106 (2011) Stupp et al, Effect of Tumor-Treating Fields Plus Maintenance Temozolomide vs Maintenance Temozolomide Alone on Survival in Patients With Glioblastoma: A Randomized Clinical Trial, Journal of the American Medical Association, 318(23), 2306-2316 (2017) Stupp et al, Effect of Tumor-Treating Fields Plus Maintenance Temozolomide vs Maintenance Temozolomide Alone on Survival in Patients With Glioblastoma: A Randomized Clinical Trial, Journal of the American Medical Association, 318(23), 2306-2316 (2017) Eilon D. Kirson et al. Alternating electric fields (TTFields) inhibit metastatic spread of solid tumors to the lungs, Clin Exp Metastasis 26, 633-640 (2009) Eilon D. Kirson et al. Alternating electric fields (TTFields) inhibit metastatic spread of solid tumors to the lungs, Clin Exp Metastasis 26, 633-640 (2009) Novocure Corporate Presentation (https://3sj0u94bgxp33grbz1fkt62h-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2019/05/201905_NVCR_Corporate_Presentation_vFF.pdf) Novocure Corporate Presentation (https://3sj0u94bgxp33grbz1fkt62h-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2019/05/201905_NVCR_Corporate_Presentation_vFF.pdf) Eilon D. Kirson et al, Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors, PNAS, 104(24), 10152-10157 (2007) Eilon D. Kirson et al, Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors, PNAS, 104(24), 10152-10157 (2007) Yunhui Jo et al, Effectiveness of a Fractionated Therapy Scheme in Tumor Treating Fields Therapy, Technology in Cancer Research & Treatment,18, 1-10 (2019) Yunhui Jo et al, Effectiveness of a Fractionated Therapy Scheme in Tumor Treating Fields Therapy, Technology in Cancer Research & Treatment,18, 1-10 (2019)

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기장 인가 목적으로 전기장을 이용하여 환자에게 인가하도록 부착되는 전극의 가장자리에 밀집되는 전류 밀도를 감소시킴으로써 전류 밀도 분포를 균일하게 만들어 피부에 발생하는 화상의 위험성은 최소화함과 동시에 전달되는 전기장의 세기를 최대화 할 수 있도록 하는 전극 시스템과, 이를 포함하는 전기장치, 그리고 최적화 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to reduce the current density concentrated on the edge of the electrode attached to apply to the patient using an electric field for the purpose of applying an electric field to make the current density distribution uniform, so that the risk of burns on the skin is reduced. It is to provide an electrode system capable of minimizing and maximizing the intensity of the transmitted electric field, an electric device including the same, and an optimization method.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전기장 인가를 위한 전극 시스템으로, 전극; 및 피부와 전극 사이의 하이드로겔;을 포함하고, 상기 전극과 피부사이에는 상기 하이드로겔과 상이한 절연 특성의 절연체가 구비되며, 이로써 상기 전극의 가장자리에서 밀집되는 전류밀도를 저감시키는 것을 특징으로 하는 전기장 인가를 위한 전극 시스템을 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is an electrode system for applying an electric field, the electrode; and a hydrogel between the skin and the electrode, wherein an insulator having an insulating property different from that of the hydrogel is provided between the electrode and the skin, thereby reducing the current density concentrated at the edge of the electrode. An electrode system for application is provided.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 절연체의 전도율은 0.1S/m 이하이며, 상기 절연체는 상기 전극의 중심부를 제외한 가장자리(edge)에 대응하는 위치에 구비된다. In one embodiment of the present invention, the conductivity of the insulator is 0.1S/m or less, and the insulator is provided at a position corresponding to an edge of the electrode except for the center.

본 발명은 또한 전기장 인가를 위한 전극 시스템으로, 전극; 및 부와 전극 사이의 하이드로겔;을 포함하고, 여기에서 상기 전극은 도체전극과 절연물질층을 포함하며, 상기 절연물질층의 두께는 불균일하며, 이로써 상기 전극의 가장자리에서 밀집되는 전류밀도를 감소시키며, 상기 절연물질층은 상기 전극 가장자리에서의 두께가 상기 전극의 중심보다 더 두껍다.The present invention is also an electrode system for applying an electric field, comprising: an electrode; and a hydrogel between the unit and the electrode, wherein the electrode includes a conductor electrode and an insulating material layer, and the thickness of the insulating material layer is non-uniform, thereby reducing the current density concentrated at the edge of the electrode. and the thickness of the insulating material layer at the edge of the electrode is thicker than that at the center of the electrode.

본 발명은 또한 전기장 인가를 위한 전극 시스템으로, 전극; 및 부와 전극 사이의 하이드로겔;을 포함하고, 여기에서 상기 전극은 도체전극과 절연물질층을 포함하며 , 상기 도체전극의 반지름은 상기 절연물질층보다 작은 반지름을 갖는다. The present invention is also an electrode system for applying an electric field, comprising: an electrode; and a hydrogel between the unit and the electrode, wherein the electrode includes a conductor electrode and an insulating material layer, and the conductor electrode has a radius smaller than that of the insulating material layer.

본 발명은 또한 전기장 인가를 위한 전극 시스템을 포함하는 전기장 인가기를 제공하며, 전기장치는 전기장을 이용한 암 치료기일 수 있다. The present invention also provides an electric field applicator including an electrode system for applying an electric field, and the electric device may be a cancer treatment device using an electric field.

본 발명은 전기장 인가를 위한 전극 시스템의 최적화 방법으로, 전극 어레이를 포함하는 전극 시스템에서 상기 전극 어레이를 구성하는 개별전극의 전류밀도 분포를 계산하는 단계;The present invention is a method for optimizing an electrode system for applying an electric field, comprising: calculating a current density distribution of individual electrodes constituting the electrode array in an electrode system including an electrode array;

상기 계산된 전류밀도 분포에 따라 개별전극의 전류밀도 분포를 조절할 수 있는 변수를 설정하는 단계; 상기 설정된 변수에 따라 상기 전극 어레이를 구성하는 개별전극의 전류밀도를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 개별전극의 전류밀도가 균일하게 될 때까지 상기 변수를 반복적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장 인가를 위한 전극 시스템의 최적화 방법을 제공하며, 상기 변수는 상기 개별전극 가장자리의 전류밀도를 감소시키는 변수로, 상기 변수는 상술한 전극시스템에 따라 설정될 수 있으며, 상기 변수는 상기 전극 어레이의 크기, 모양, 전극 어레이를 구성하는 개별 전극의 개수, 개별 전극의 크기, 개별 전극의 모양 및 개별 전극의 종류 중 적어도 어느 하나를 더 포함하며, 상기 전기장 인가를 위한 전극 시스템의 최적화 방법은 상기 전극 시스템의 전극 가장자리의 전류밀집을 감소시키도록 상기 변수를 설정한다.setting variables capable of adjusting the current density distribution of individual electrodes according to the calculated current density distribution; calculating current densities of individual electrodes constituting the electrode array according to the set parameters; and iteratively adjusting the variable until the calculated current density of the individual electrode becomes uniform, wherein the variable is the edge of the individual electrode. As a variable that reduces the current density of , the variable can be set according to the above-described electrode system, and the variable includes the size and shape of the electrode array, the number of individual electrodes constituting the electrode array, the size of individual electrodes, and the individual The method further includes at least one of a shape of an electrode and a type of individual electrode, and the method of optimizing the electrode system for applying the electric field sets the variable to reduce current concentration at the electrode edge of the electrode system.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피부에 부착되는 전극의 종류, 크기, 모양 및 개수를 기반으로 전극의 가장자리에서 발생하는 전류 밀도 증가를 효과적으로 감소시키는 전극 구조를 적용하여 균일한 전류 밀도를 피부에 인가 함으로써, 전기장 인가에 필요한 충분한 전기장(또는 이로 인한 전류)을 관심영역에 최대한 전달함과 동시에 전극의 가장 자리 부근에 발생하는 화상의 위험을 최대한 줄여서 치료를 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 가장자리 전류 밀도를 감소시키는 수단이 포함되지 않은 일률적인 전극 구조를 이용한 기존의 비효율적인 전기장 인가 방식이 가지는 문제점들을 해결할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a uniform current density is applied to the skin by applying an electrode structure that effectively reduces the increase in current density generated at the edge of the electrode based on the type, size, shape, and number of electrodes attached to the skin. By applying the electric field, it is possible to deliver a sufficient electric field (or current resulting therefrom) to the region of interest as much as possible and at the same time reduce the risk of burns occurring near the edge of the electrode to perform treatment. Accordingly, it is possible to solve the problems of the existing inefficient electric field application method using a uniform electrode structure that does not include a means for reducing the edge current density.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 원형 전극을 이용한 전기 요법의 구성도와 전극 종류(도체 전극 및 절연 전극)에 따른 전류밀도 분포의 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 사각형 전극을 이용한 전기 요법에서 전극 종류에 따른 전류밀도 분포의 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 원형 전극에 절연체(Insulator block)를 삽입하고 전극 종류에 따른 전류밀도 분포를 도시하는 도면이다.
도 4는 사각형 전극에 절연체(Insulator block)를 삽입하고 전극 종류에 따른 전류밀도 분포를 도시하는 도면이다.
도 5는 원형의 절연 전극에서 세라믹의 두께를 일정하게 적용한 경우와 세라믹의 두께를 공간적으로 조절한 경우에 대해 전류밀도 분포 변화를 도시하는 도면이다.
도 6은 원형의 절연 전극에서 도체(Conductor)의 반지름이 세라믹의 반지름과 일치하는 경우와 세라믹의 반경보다 작은 경우에 대해 전류밀도 분포 변화를 도시하는 도면이다.
도 7은 전극 어레이에서 균일한 전류밀도 분포를 위해 전극 종류에 따라 절연체(Insulator block)를 삽입한 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 전극 어레이에서 균일한 전류밀도 분포를 위해 전극 종류에 따라 절연체(Insulator block)를 삽입하기 전과 후의 전류밀도 분포를 도시하는 도면이다.
도 9는 전류 밀도 최적화를 위한 전극 제작 방법을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1 내지 3을 고려하여 전기장 인가를 위한 전극 시스템의 최적화 방법의 단계도이다.1 is a diagram showing an example of current density distribution according to a configuration diagram of electrotherapy using circular electrodes and electrode types (conductor electrodes and insulated electrodes).
2 is a diagram showing an example of current density distribution according to electrode types in electrotherapy using rectangular electrodes.
3 is a view showing a current density distribution according to electrode types after an insulator block is inserted into a circular electrode.
FIG. 4 is a view showing current density distribution according to electrode types after inserting an insulator block into a rectangular electrode.
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in current density distribution for a case where a constant ceramic thickness is applied and a case where the ceramic thickness is spatially controlled in a circular insulated electrode.
FIG. 6 is a diagram showing changes in current density distribution in the case where the radius of a conductor in a circular insulated electrode matches the radius of ceramic and when it is smaller than the radius of ceramic.
7 is a diagram showing an example in which an insulator block is inserted according to the type of electrode for uniform current density distribution in an electrode array.
8 is a diagram showing current density distribution before and after inserting an insulator block according to the type of electrode for uniform current density distribution in an electrode array.
9 is a diagram illustrating a method of fabricating an electrode for current density optimization.
10 is a step diagram of a method for optimizing an electrode system for applying an electric field in consideration of Embodiments 1 to 3 of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있다.Before explaining the present invention in detail, the terms or words used in this specification should not be construed unconditionally in a conventional or dictionary sense, and in order for the inventor of the present invention to explain his/her invention in the best way Concepts of various terms can be appropriately defined and used.

더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Furthermore, it should be noted that these terms or words should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다.That is, the terms used in this specification are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not intended to specifically limit the contents of the present invention.

이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.It should be noted that these terms are terms defined in consideration of various possibilities of the present invention.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Also, in this specification, a singular expression may include a plurality of expressions unless the context clearly indicates otherwise.

또한, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.In addition, it should be noted that similarly, even if expressed in a plurality, it may include a singular meaning.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.Throughout this specification, when a component is described as "including" another component, it does not exclude any other component, but further includes any other component, unless otherwise stated. It can mean you can do it.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있다.Furthermore, when a component is described as "existing inside or connected to and installed" of another component, this component may be directly connected to or installed in contact with the other component.

또한, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있다.In addition, it may be installed at a certain distance, and in the case of being installed at a certain distance, a third component or means for fixing or connecting the corresponding component to another component may exist. .

한편, 상기 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Meanwhile, it should be noted that the description of the third component or means may be omitted.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when it is described that a certain element is "directly connected" to another element, or is "directly connected", it should be understood that no third element or means exists.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Similarly, other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "directly between", or "adjacent to" and "directly adjacent to" have the same meaning. should be interpreted as

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용된다.In addition, in the present specification, terms such as "one side", "the other side", "one side", "the other side", "first", and "second" refer to one component with respect to another component. It is used to make it clearly distinguishable from the elements.

하지만, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.However, it should be noted that the meaning of a corresponding component is not limitedly used by such a term.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 한다.In addition, in this specification, terms related to positions such as “upper”, “lower”, “left”, “right”, etc., if used, are to be understood as indicating relative positions of corresponding components in the drawing.

또한, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니 된다.In addition, unless an absolute location is specified for these locations, these location-related terms should not be understood as referring to an absolute location.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미한다.Moreover, in the specification of the present invention, terms such as "... unit", "... unit", "module", and "device", if used, mean a unit capable of processing one or more functions or operations.

이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.It should be noted that this may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings accompanying this specification, the size, position, coupling relationship, etc. of each component constituting the present invention is partially exaggerated, reduced, or omitted in order to sufficiently clearly convey the spirit of the present invention or for convenience of explanation. may be described, and therefore the proportions or scale may not be exact.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.In addition, in the following description of the present invention, a detailed description of a configuration that is determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, for example, a known technology including the prior art, may be omitted.

일반적으로 전기 요법은 전극을 인체에 직접 부착하여 인체 내부에 전기장을 형성시켜 치료를 수행한다. In general, electrotherapy is performed by directly attaching electrodes to the human body to form an electric field inside the human body.

일 예로, 현재 상용화된 전기장 암치료 시스템은 1 내지 3 V/cm 정도의 약한 세기의 전기장으로만 치료가 가능하도록 개발되었으며, 이처럼 약한 세기의 전기장으로 가능한 한 최대의 치료효과를 확보하기 위해서는 환자가 수면시간을 제외하고 거의 하루 종일(18-24시간/일) 치료를 받아야 하는 불편함이 있다. 현재까지의 연구 결과에 따르면, 전기장 세기 및 전기장 인가 시간에 따라 암 종별 전기장 치료의 효과는 차이를 나타내며, 전기장 세기 및 인가 시간이 크면 클수록 암세포에 대한 사멸 및 분열억제 효과가 크다(비특허문헌 7 참조). For example, currently commercialized electric field cancer treatment systems have been developed to enable treatment only with weak electric fields of about 1 to 3 V/cm. There is an inconvenience of having to receive treatment almost all day (18-24 hours/day) except for sleeping time. According to the research results to date, the effect of electric field treatment for each type of cancer is different depending on the electric field strength and electric field application time, and the greater the electric field strength and application time, the greater the effect of killing and inhibiting division of cancer cells (Non-Patent Document 7 reference).

일일 치료시간을 늘리는 것은 이미 한계에 도달했기 때문에 원하는 치료 효과를 달성하기 위해서는 충분한 크기의 전기장 세기가 필수적이다. 단순히 인가된 전압의 크기를 증가시켜서 체내에 전달되는 전기장의 크기를 증가시키는 것은 물리적으로는 가능하다. 하지만, 이러한 전기장의 상승은 피부에 부착된 전극에 의해 피부로 흐르는 전류도 함께 증가시키기 때문에 화상과 같은 심각한 부작용을 야기시킬 수 있다. Since increasing the daily treatment time has already reached its limit, an electric field strength of sufficient magnitude is essential to achieve the desired treatment effect. It is physically possible to increase the magnitude of the electric field delivered to the body simply by increasing the magnitude of the applied voltage. However, since this increase in electric field also increases the current flowing through the skin through electrodes attached to the skin, serious side effects such as burns may occur.

이러한 이유 때문에 피부에 전달되는 한계전류가 전기장 치료에서 중요한 요소가 되며 현재의 전기장 암치료에서는 피부에 부작용이 생기지 않는 범위 내에서 가능한 최대의 전기장을 인체에 인가하고 있지만 그 크기는 만족할 만한 수준이 아니다(비특허문헌 7 참조). For this reason, the limiting current delivered to the skin is an important factor in electric field treatment, and in current electric field cancer treatment, the maximum possible electric field is applied to the human body within a range that does not cause side effects on the skin, but the size is not at a satisfactory level. (See Non-Patent Document 7).

일반적으로 단위면적당 최대한계전류밀도는 실효치(Root Mean Square) 기준으로 100mA/cm2 이하이지만 전기장 치료에서 권고되는 단위면적당 권고한계전류밀도는 약 31mA/cm2 이하라고 할 수 있다(비특허문헌 7 참조). 따라서, 치료효과를 극대화시키기 위해서는 피부에 흐르는 전류는 권고한계전류밀도 이하로 유지하면서 체내에 전달되는 전기장의 크기는 증가시킬 수 있는 방법이 필요하다.In general, the maximum field current density per unit area is 100 mA/cm 2 or less based on the root mean square, but the recommended limit current density per unit area recommended for electric field therapy is about 31 mA/cm 2 or less (Non-Patent Document 7 reference). Therefore, in order to maximize the therapeutic effect, a method of increasing the magnitude of the electric field delivered to the body while maintaining the current flowing through the skin below the recommended limiting current density is required.

일반적으로, 특정 전압이 인가된 경우 인체 피부에 부착되어 있는 다양한 전극에 의해 형성되는 전류 밀도의 분포가 도 1과 도 2에 도시되어 있다. In general, distributions of current densities formed by various electrodes attached to human skin when a specific voltage is applied are shown in FIGS. 1 and 2 .

도 1 및 2를 참조하면, 도 1(b)와 도 2(a)는 일반적인 도체와 하이드로겔로 이루어진 도체 전극을 나타내고 도 1(c)와 도 2(b)는 도체와 하이드로겔 사이에 세라믹을 포함하는 절연전극을 나타내고 있다(비특허문헌 7 참조). Referring to FIGS. 1 and 2, FIGS. 1(b) and 2(a) show a conductor electrode made of a general conductor and a hydrogel, and FIGS. 1(c) and 2(b) show a ceramic electrode between the conductor and the hydrogel. Shows an insulated electrode containing (see Non-Patent Document 7).

도 1과 2에서 볼 수 있듯이 전극의 중앙에 위치하는 대부분의 영역에 권고한계전류밀도인 31mA/cm2 가 유지되도록 설정하여도 도체의 특성상 전극의 가장자리 부분에는 전류 밀도가 크게 증가하여 권고한계전류밀도를 벗어나는 영역이 있음을 알 수 있다. 따라서, 가장자리 부분의 전류 밀도가 권고한계전류밀도 이하로 되기 위해서는 전체 인가 전압을 낮추어야 하고 이는 인체 내부 전기장 세기의 감소로 이어져 임상 효과를 낮추게 된다.As can be seen in FIGS. 1 and 2, even if the recommended limit current density of 31 mA/cm 2 is maintained in most of the area located in the center of the electrode, the current density greatly increases at the edge of the electrode due to the characteristics of the conductor, resulting in a recommended limit current It can be seen that there is a region out of density. Therefore, in order for the current density of the edge portion to be less than the recommended limiting current density, the total applied voltage must be lowered, which leads to a decrease in the strength of the electric field inside the human body, thereby lowering the clinical effect.

이러한 문제를 효과적으로 해결하기 위해서는 본 발명은 이러한 전극 가장자리에 집중되는 전류 밀도를 감소시키기 위하여, 상기 전극 시스템의 전극 가장자리의 전류밀집을 감소시키도록 전극 어레이의 크기, 모양, 전극 어레이를 구성하는 개별 전극의 개수, 개별 전극의 크기, 개별 전극의 모양, 개별 전극의 종류를 조절하는 최적화 방법과, 이를 위한 전극 시스템을 제공한다. In order to effectively solve this problem, the present invention provides the size, shape, and individual electrodes constituting the electrode array to reduce the current density concentrated at the electrode edge of the electrode system to reduce the current density concentrated on the edge of the electrode. An optimization method for adjusting the number of electrodes, the size of individual electrodes, the shape of individual electrodes, and the type of individual electrodes, and an electrode system for this purpose are provided.

본 발명의 일 실시예에서 상기 최적화 방법은 도체 전극의 크기(반지름) 조절, 절연체 사용, 그리고 세라믹과 같은 절연물질층의 형태와 구성을 조절하여 전극 가장자리에 집중되는 전류밀도를 감소시킨다. 본 발명의 일 실시예에서는 1) 절연체 사용 2) 절연물질층 두께 3) 도체판 크기 조절 이 3가지 설계변수 단독 또는 이들의 조합에 따라 개별전극에서의 가장자리 전류밀집을 감소시킨다. 또한 복수의 개별전극의 어레이 구조에서는 전체적인 전류밀도를, 개별전극 형태뿐만 아니라 어레이에서의 전극 구성, 크기 등을 조절하여 전류밀도를 전체적으로 균일하게 하는 최적화를 진행한다.In one embodiment of the present invention, the optimization method reduces the current density concentrated on the edge of the electrode by controlling the size (radius) of the conductor electrode, the use of an insulator, and the shape and configuration of an insulating material layer such as ceramic. In one embodiment of the present invention, 1) use of an insulator, 2) thickness of an insulating material layer, and 3) control of the size of a conductor plate reduce edge current concentration in individual electrodes according to these three design variables alone or in combination. In addition, in the array structure of a plurality of individual electrodes, the overall current density is optimized to make the overall current density uniform by adjusting not only the shape of the individual electrodes but also the configuration and size of the electrodes in the array.

즉, 본 발명은 인가 전압은 유지하고 따라서 전극의 중앙부분에 흐르는 전류 밀도는 권고한계전류밀도 이하로 유지하고 필요 이상으로 발생되는 가장자리의 전류 밀도만 권고한계전류밀도 이하로 줄이는 최적화 방법과 전극 시스템을 제공한다. 이하 본 발명에 따른 실시예에 따른 전극 시스템을 보다 상세히 설명한다. That is, the present invention maintains the applied voltage, thus maintaining the current density flowing in the center of the electrode below the recommended limit current density, and reducing only the current density generated more than necessary at the edge below the recommended limit current density and electrode system. provides Hereinafter, an electrode system according to an embodiment according to the present invention will be described in more detail.

실시예 1Example 1

절연체 사용Insulator use

본 발명의 일 실시예에서는, 전극 가장자리에 집중되는 전류 밀도를 줄이기 위하여 본 발명의 일 실시예는 절연체로 구성된 블럭(Insulator block)을 삽입하고 이로 인한 가장자리의 전류밀도를 감소시킨다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 전극; 및 피부와 전극 사이의 하이드로겔;을 포함하고, 상기 전극과 피부사이에는 상기 하이드로겔과 상이한 전기적 특성, 바람직하게는 상이한 절연 특성의 절연체가 구비되며, 상기 절연체의 전도율은 0.1S/m 이하로 높은 절연 특성을 갖는다. 절연체의 전도율이 이보다 높은 경우, 전극의 가장자리 위치에 대응되도록 위치하는 절연체에 의한 전류밀도 집중을 감소시키는 효과가 떨어진다.In one embodiment of the present invention, in order to reduce the current density concentrated on the edge of the electrode, one embodiment of the present invention inserts an insulator block, thereby reducing the current density at the edge. That is, in one embodiment of the present invention the electrode; And a hydrogel between the skin and the electrode; including, an insulator having electrical properties different from those of the hydrogel, preferably different insulating properties, is provided between the electrode and the skin, and the conductivity of the insulator is 0.1 S/m or less. It has high insulating properties. When the conductivity of the insulator is higher than this, the effect of reducing concentration of current density by the insulator positioned to correspond to the edge of the electrode is reduced.

도 3은 각각 원형 전극에 절연체(Insulator block)를 삽입하고 전극 종류에 따른 전류밀도 분포를 도시하는 도면이고, 도 4는 사각형 전극에 절연체(Insulator block)를 삽입하고 전극 종류에 따른 전류밀도 분포를 도시하는 도면이다.3 is a diagram showing current density distribution according to electrode types after inserting insulator blocks into circular electrodes, and FIG. 4 shows current density distribution according to electrode types after inserting insulator blocks into rectangular electrodes. It is a drawing showing

도 3과 도 4를 참조하면, 도 3(a)와 (b)는 원형의 도체 전극과 절연 전극에 대하여 절연체 삽입에 의한 전류밀도 균일화 효과를 각각 도시하고 있으며 도 4(a)와 (b)는 사각의 도체 전극과 절연 전극에 대하여 절연체의 삽입에 의한 전류밀도 균일화 효과를 각각 도시하고 있다. Referring to FIGS. 3 and 4, FIGS. 3(a) and (b) respectively show the effect of equalizing the current density by inserting an insulator with respect to the circular conductor electrode and the insulated electrode, and FIGS. 4(a) and (b) shows the current density equalization effect by inserting an insulator for the rectangular conductor electrode and the insulated electrode, respectively.

즉, 본 발명의 일 실시예는 절연지, 절연필름, 절연 플라스틱 등과 같은 절연 물질로 구성된 절연체 블록(Insulator block)은 전극의 가장자리에 발생하는 전기장을 감소시킴으로써 가장자리로부터 발생하는 전류 밀도를 효과적으로 감소시켜 전극 전반에 분포하는 전류 밀도를 균일하게 조절한다. 따라서, 본 발명에 따른 이러한 방법을 사용하면 일정한 전압을 인가하여 인체에 충분한 전기장을 유지하면서도 가장자리에 집중되는 전류 밀도를 효과적으로 낮출 수 있어서 가장자리에 발생할 수 있는 화상을 방지할 수 있다. That is, in one embodiment of the present invention, an insulator block made of an insulating material such as insulating paper, insulating film, insulating plastic, etc. reduces the electric field generated at the edge of the electrode, thereby effectively reducing the current density generated from the edge of the electrode. Uniformly adjusts the current density distributed throughout. Therefore, by using this method according to the present invention, it is possible to effectively lower the current density concentrated on the edge while maintaining a sufficient electric field in the human body by applying a constant voltage, thereby preventing possible burns on the edge.

실시예 2Example 2

전극 형태 조정electrode shape adjustment

본 실시예서는 도체전극의 크기, 도체전극과 하이드로겔 사이의 절연물질층의 두께 등과 같이 전극 자체의 물리적 치수(physical dimension)를 조절하여 전극 가장자리의 전류밀도를 조절한다. In this embodiment, the current density at the edge of the electrode is controlled by adjusting the physical dimension of the electrode itself, such as the size of the conductor electrode and the thickness of the insulating material layer between the conductor electrode and the hydrogel.

도 5는 도체와 하이드로겔의 사이에 절연물질층인 세라믹 두께가 일정할 때(t=t')와 공간적으로 세라믹의 두께를 변화했을 때 (t>t')의 전류밀도 분포를 도시하고 있다. 5 shows the current density distribution when the thickness of the ceramic, which is an insulating material layer, between the conductor and the hydrogel is constant (t = t') and when the thickness of the ceramic is spatially varied (t > t'). .

도 5를 참조하면, 전극의 가장자리 부근의 세라믹의 두께를 두껍게 하면 그 부분의 전기저항을 높이게 되고 따라서 가장자리 부근의 전기장을 차폐하는 효과를 야기하여 전극의 가장자리에서 발생되는 전류 밀도를 줄일 수 있다. Referring to FIG. 5 , when the thickness of the ceramic near the edge of the electrode is increased, the electrical resistance of the portion increases, thereby causing an effect of shielding the electric field near the edge, thereby reducing the current density generated at the edge of the electrode.

또한, 전극 도체판(conductor)의 크기를 조절하여 전류밀도 분포를 조절하는 방법이 있는데, 도 6은 절연물질층 대비 도체판 반지름 크기를 일정 수준으로 줄였을 때 가장자리의 전류 밀도가 감소하여 전극에 의해 발생되는 전류 밀도가 균일하게 되는 결과를 보여준다. In addition, there is a method of adjusting the current density distribution by adjusting the size of the electrode conductor plate. In FIG. 6, when the size of the radius of the conductor plate compared to the insulating material layer is reduced to a certain level, the current density at the edge decreases, so that the electrode shows the result that the current density generated by

실시예 3Example 3

전극 어레이 적용Electrode array application

이상 설명한 전극 시스템의 전류밀도 균일화 방법은 단일 전극을 사용하는 경우뿐만 아니라 전극을 어레이(array) 형태로 사용하는 경우에도 적용할 수 있다. The method for equalizing the current density of the electrode system described above can be applied not only to the case of using a single electrode but also to the case of using the electrodes in the form of an array.

도 7은 어레이 형태의 도체 전극과 절연 전극을 도시하고 있다. 도 7에서 도시한 전극 어레이를 구성하고 있는 단일 전극의 가장 자리에 절연체를 삽입했을 때 전류밀도 분포의 변화가 도 8에 도시되어 있다. 7 shows a conductor electrode and an insulated electrode in the form of an array. 8 shows a change in current density distribution when an insulator is inserted into the edge of a single electrode constituting the electrode array shown in FIG. 7 .

실시예 1과 같은 절연체가 사용되지 않은 경우, 도체 전극과 절연 전극의 가장자리에 전류 밀도가 밀집되어 있는 것이 도 8(a)와 (d)에 각각 도시되어 있다. When the insulator as in Example 1 is not used, the concentration of current density at the edges of the conductor electrode and the insulation electrode is shown in FIGS. 8(a) and (d), respectively.

특이한 점은 단일 전극과는 다르게 전극 어레이의 경우, 개별 전극이 어디에 위치하는 지에 따라 가장자리의 전류 밀도분포가 각각 다르다는 것을 알 수 있다. 즉, 전극 어레이의 중심에 위치하는 개별 전극의 경우, 전류 밀도의 분포가 대칭적(symmetric)인 반면, 다른 곳에 위치한 개별 전극의 전류밀도 분포는 그 위치에 따라 각각 다른 형태로 비대칭적임을 알 수 있다. A peculiar point is that in the case of an electrode array, unlike a single electrode, the current density distribution at the edge is different depending on where the individual electrode is located. That is, in the case of individual electrodes located at the center of the electrode array, the current density distribution is symmetric, whereas the current density distribution of individual electrodes located elsewhere is asymmetric in different forms depending on their positions. there is.

이러한 차이점을 무시하고 같은 두께의 절연체를 삽입했을 때의 전류밀도 분포를 도 8(b)와 (e)가 보여주고 있다. 도 8(b)와 (e)에서 볼 수 있듯이 일정한 두께의 절연체를 사용한 경우, 가장자리의 전류밀도 감소를 일정하게 감소시키기 때문에 가장자리의 밀도가 예외적으로 높은 영역의 경우 효과적으로 전류밀도 감소를 할 수 없을 경우가 있다. 8(b) and (e) show the current density distribution when an insulator of the same thickness is inserted ignoring these differences. As can be seen in FIGS. 8(b) and (e), when an insulator of a constant thickness is used, the current density reduction at the edge is constantly reduced, so that the current density cannot be effectively reduced in the case of an area where the edge density is exceptionally high. There are cases.

따라서 각 개별 전극의 전류 밀도의 분포를 미리 계산하여 그 값에 따라 공간적으로 다르게 적용하는 최적화 방법이 필요하다고 할 수 있다. 도 8의 (c), (f)는 전극 어레이에서 각 개별 전극의 비대칭적 전류 밀도를 고려하여 각 개별 전극의 가장자리에서 발생하는 전류밀도 밀집현상을 위치에 따라 다른 두께의 절연체를 삽입하여 맞춤형으로 차단하는 경우에 대한 전류밀도 균일화 결과를 보여주고 있다.Therefore, it can be said that an optimization method that calculates the current density distribution of each individual electrode in advance and applies it spatially differently according to the value is required. 8 (c) and (f) show the current density concentration phenomenon occurring at the edge of each individual electrode in consideration of the asymmetrical current density of each individual electrode in the electrode array by inserting an insulator of different thickness depending on the position. The current density equalization results for the case of blocking are shown.

도 9는 전류 밀도 최적화를 위한 전극 제작 방법 및 시스템의 전체 과정을 도시하고 있다. 먼저, 전기장 인가를 위한 전극 어레이의 크기, 모양, 전극 어레이를 구성하는 개별 전극의 개수, 개별 전극의 크기, 개별 전극의 모양, 개별 전극의 종류에 대한 전극 어레이 정보를 획득하고 이를 이용하여 전류 밀도의 초기 분포를 계산한다. 계산된 결과를 토대로 전류밀도 분포 균일화 방법을 선택 또는 설정하여 분포가 최적화될 때까지 반복하여 수행한 후 최종적으로 맞춤형 전극 어레이 구조를 도출하는 과정이다. Figure 9 shows the entire process of the electrode fabrication method and system for current density optimization. First, electrode array information on the size and shape of the electrode array for applying the electric field, the number of individual electrodes constituting the electrode array, the size of individual electrodes, the shape of individual electrodes, and the type of individual electrodes is obtained, and current density is obtained using this information. Calculate the initial distribution of It is a process of selecting or setting a method for equalizing current density distribution based on the calculated result, repeating the process until the distribution is optimized, and finally deriving a customized electrode array structure.

도 10은 본 발명의 실시예 1 내지 3을 고려하여 전기장 인가를 위한 전극 시스템의 최적화 방법의 단계도이다. 10 is a step diagram of a method for optimizing an electrode system for applying an electric field in consideration of Embodiments 1 to 3 of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 최적화 방법은, 전체 전극 어레이에서 각 개별 전극의 전류밀도를 개별적으로 계산하는 단계를 포함한다. Referring to FIG. 10 , the optimization method according to an embodiment of the present invention includes individually calculating the current density of each individual electrode in the entire electrode array.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 최적화 방법은, 전극 어레이를 포함하는 전극 시스템에서 상기 전극 어레이를 구성하는 개별전극의 전류밀도 분포를 계산하는 단계; 상기 계산된 전류밀도 분포에 따라 개별전극의 전류밀도 분포를 조절할 수 있는 변수를 설정하는 단계; 상기 설정된 변수에 따라 상기 전극 어레이를 구성하는 개별전극의 전류밀도를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 개별전극의 전류밀도가 균일하게 될 때까지 상기 변수를 반복적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장 인가를 위한 전극 시스템의 최적화 방법을 포함한다. That is, the optimization method according to an embodiment of the present invention includes calculating a current density distribution of individual electrodes constituting the electrode array in an electrode system including an electrode array; setting variables capable of adjusting the current density distribution of individual electrodes according to the calculated current density distribution; calculating current densities of individual electrodes constituting the electrode array according to the set parameters; and iteratively adjusting the variable until the calculated current density of the individual electrodes becomes uniform.

본 발명에서 전극 어레이의 전류밀도 분포를 균일하게 만드는 변수는 상술한 바와 같이 실시예 1 또는 2와 같은 개별전극의 물리적 변수(절연체 사용, 절연물질층 두께, 도전판 반지름 등) 뿐만 아니라 개별 전극의 개수, 개별 전극의 크기, 개별 전극의 모양, 개별 전극의 종류 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 적어도 개별전극별 전류분포를 고려하여 전체적인 전류밀도 분포를 균일하게 하는 최적화 변수가 모두 본 발명의 범위에 속한다. In the present invention, the variables that make the current density distribution of the electrode array uniform are the physical variables of the individual electrodes (use of insulator, thickness of the insulating material layer, radius of the conductive plate, etc.) of the individual electrodes as in Example 1 or 2, as well as the It may include at least one of the number, size of individual electrodes, shape of individual electrodes, and type of individual electrodes, and all optimization variables that make the overall current density distribution uniform considering at least the current distribution for each individual electrode are the present invention. belongs to the range of

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.The present invention is not limited by the foregoing embodiments and accompanying drawings. It will be clear to those skilled in the art that the components according to the present invention can be substituted, modified, and changed without departing from the technical spirit of the present invention.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 전극, 피부와 전극 사이의 하이드로겔, 및 상기 전극과 피부사이에는 상기 하이드로겔과 상이한 절연 특성의 절연체가 구비된 전극 시스템의의 최적화 방법으로,
전극 어레이를 포함하는 전극 시스템에서 상기 전극 어레이를 구성하는 개별전극의 전류밀도 분포를 계산하는 단계;
상기 계산된 전류밀도 분포에 따라 개별전극의 전류밀도 분포를 조절할 수 있는 변수를 설정하는 단계;
상기 설정된 변수에 따라 상기 전극 어레이를 구성하는 개별전극의 전류밀도를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 개별전극의 전류밀도가 균일하게 될 때까지 상기 변수를 반복적으로 조절하는 단계를 포함하며,
상기 변수는 상기 절연체의 두께를 포함하며, 상기 절연체의 두께는 개별전극별로 조절되는 것을 특징으로 하는, 전기장 인가를 위한 전극 시스템의 최적화 방법.As an optimization method of an electrode system provided with an electrode, a hydrogel between the skin and the electrode, and an insulator having an insulating property different from that of the hydrogel between the electrode and the skin,
Calculating a current density distribution of individual electrodes constituting the electrode array in an electrode system including an electrode array;
setting variables capable of adjusting the current density distribution of individual electrodes according to the calculated current density distribution;
calculating current densities of individual electrodes constituting the electrode array according to the set parameters; and
Iteratively adjusting the variable until the calculated current density of the individual electrodes becomes uniform,
The variable includes the thickness of the insulator, and the thickness of the insulator is adjusted for each individual electrode. 삭제delete 삭제delete
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