KR20020065444A - A ultrasound-generating apparatus for deep portion stimulating - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동물의 심부 자극, 특히 인간의 두뇌 속을 두개골을 열지 않고서도 외부에서 자극할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a deep stimulus of an animal, in particular a device capable of stimulating externally in the human brain without opening the skull.
인간의 뇌신경을 외부에서 선택적으로 자극할 수 있다면 특히 말기 암 환자에 있어서 마약류의 진통제를 쓰지 않고서도 통증을 완화시킬 수 있다.If the human brain nerves can be selectively stimulated externally, especially in terminal cancer patients, pain can be alleviated without the use of narcotic analgesics.
마약류의 진통효과는 A10이나 A6 같은 도파민 작용 신경들과 밀접한 관계가 있는데, 도파민 신경의 자극은 내측전뇌속에 전극을 꽃은 쥐 실험들로 잘 알려져 있다.The analgesic effect of drugs is closely related to dopamine-acting nerves, such as A10 and A6. Stimulation of dopamine nerves is well known in rat experiments with electrodes in the medial forebrain.
인간에 있어서는 쥐와는 달리 내측전뇌속의 자극은 별다른 효과가 없고, 측두엽의 신피질 자극이 가장 효과가 있다. 그러나 측두엽의 이 부분은 공포감이나 분노, 공격성을 나타내는 편도핵을 둘러싸고 있으므로 함부로 자극할 수 없다. 실험적으로 전기자극이 효과를 보이고 있는 부분 중 중격핵과 전두부의 A10 신경 부위가 자극의 효과를 기대할 수 있다.Unlike in rats, the stimulation of the medial forebrain brain does not have much effect, and the neocortical stimulation of the temporal lobe is most effective. However, this part of the temporal lobe surrounds the amygdala nucleus, which shows fear, anger, and aggression. Experimental results show that the stimulation can be expected in the A10 nerve region of the septum nucleus and frontal head.
한편 초음파는 직진성이 양호하고 에너지가 크며, 초음파를 조사하면 압력을 받는 단백, 셀룰로스 등의 거대 분자들이 압전효과에 의해 전하를 띠게 되므로 일종의 전기자극을 기대할 수 있으며, 초음파에 의한 직접자극의 효과도 기대할 수 있다.On the other hand, ultrasonic waves have good linearity and high energy, and when irradiated with ultrasonic waves, large molecules such as proteins and cellulose under pressure are charged by the piezoelectric effect, so a kind of electric stimulation can be expected. You can expect
본 발명은 직진성이 양호한 초음파의 특성을 이용하여 절개를 하지 않고, 그렇다고 방사선처럼 지나가는 부위의 정상세포를 파괴시키는 침습적인 방법을 쓰지 않고서도, 한 곳 이상의 여러 방향에서 초음파를 조사하여 초음파 에너지를 인간 두되 속의 특정 신경부위에 집속시킴으로써, 다른 뇌조직은 손상을 받거나 큰 자극을 받지 않고서도 특정 신경에 대해 목적으로 하는 크기의 자극을 가할 수 있는, 심부 자극용 초음파 발생장치를 제공하는 것이다.The present invention does not make an incision by using the characteristics of ultrasound having good linearity, but does not use an invasive method of destroying normal cells in a passing part, such as radiation, but by irradiating the ultrasound energy from one or more directions in one or more directions. By focusing on specific nerves in the head, other brain tissues provide an ultrasonic generator for deep stimulation that can apply a desired size of stimulus to a particular nerve without being damaged or largely irritated.
제 1도는 본 발명의 전기적인 블럭도 이다.1 is an electrical block diagram of the present invention.
제 2도는 본 발명의 환자의 머리띠에 부착한 초음파 발생기들의 배열의 실시 예 이다.2 is an embodiment of the arrangement of ultrasonic generators attached to the headband of the patient of the present invention.
제 3도는 본 발명의 환자의 모자에 부착한 초음파 발생기들의 배열의 실시예 이다.3 is an embodiment of the arrangement of ultrasonic generators attached to the cap of the patient of the present invention.
제 4도는 본 발명의 환자의 뒷목 받침대에 부착한 초음파 발생기들의 배열의 실시 예 이다.4 is an embodiment of the arrangement of ultrasonic generators attached to the back neck rest of the patient of the present invention.
제 5도는 본 발명의 초음파 발생기의 구조의 실시 예이다.5 is an embodiment of the structure of the ultrasonic generator of the present invention.
〈 도면의 주요 기분에 대한 부호의 설명 〉〈Explanation of Codes for Main Mood in Drawings〉
1: 스위칭회로 연결 단자 2: 직접연결단자 3: 머리띠 4: 모자1: Switching circuit connection terminal 2: Direct connection terminal 3: Headband 4: Cap
10: 전원공급회로 11: 진동회로 12: 증폭회로 13: 카운터 회로10: power supply circuit 11: vibration circuit 12: amplifier circuit 13: counter circuit
21: 스위칭회로1 22: 스위칭회로2 23: 스위칭회로3 24: 스위칭회로n21: switching circuit 1 22: switching circuit 2 23: switching circuit 3 24: switching circuit n
30: 변환기0 31: 변환기1 32:변환기2 33: 변환기3 34: 변환기n30: Converter 0 31: Converter 1 32: Converter 2 33: Converter 3 34: Converter n
40: 압전소자 41: 전극 42: 전극.진동판 43: 고임구조물(아크릴겔)40: piezoelectric element 41: electrode 42: electrode.vibration plate 43: pool structure (acryl gel)
본 발명은 직진성이 양호한 초음파의 특성을 이용하여 두개골을 중심으로 한 곳 이상에서 초음파를 조사함으로써, 뇌조직은 손상을 받거나 큰 자극을 받지 않고서도 특정 신경에 대해 목적으로 하는 크기의 자극을 가할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.According to the present invention, by irradiating ultrasound from one or more centers of the skull by using the characteristics of ultrasound having good linearity, brain tissue can be applied to a target nerve with a desired size without being damaged or largely irritated. It is about a device to make it.
본 발명의 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail.
제 1도는 본 발명의 전기적인 블럭도 이다.1 is an electrical block diagram of the present invention.
전원공급회로(10)에서 공급된 전기에너지에 의해 진동회로(11)에서 고주파 진동이 발진하고, 증폭회로(12)에서 증폭된다. 선택스위치(9)에서는 전력을 스위칭회로부(21, 22, 23... 24)연결단자(1)로 연결하거나 직접연결단자(2)로 연결한다. 진동회로(11)는 초음파로 변환된 후 지향성이 좋은 1-2MHz 전후의 진동을 가지도록, 수정발진기나 세라믹진동자, LC 발진기 등을 사용한다.The high frequency vibration is oscillated in the vibration circuit 11 by the electric energy supplied from the power supply circuit 10 and amplified in the amplification circuit 12. In the selection switch 9, the power is connected to the switching circuit section 21, 22, 23 ... 24, the connecting terminal 1 or to the direct connection terminal (2). The vibration circuit 11 uses a crystal oscillator, a ceramic oscillator, an LC oscillator, or the like so as to have a vibration of about 1-2 MHz with high directivity after being converted into ultrasonic waves.
스위칭회로부(21, 22, 23... 24)연결단자(1)로 연결하면, 카운터회로(13)에서 분주되는 하이 신호에 따라 스위칭회로들(21, 22, 23... 24)이 차례로 도통되어 변환기들( 31, 32, 33, 34 )이 카운터회로(13)에 미리 설정된 대로 돌아가면서 초음파를 내보낸다. 직접연결단자(2)로 연결하면 모든 변환기들( 31, 32, 33, 34 )에 전류가 직접 연결되어 모든 변환기들( 31, 32, 33, 34 )이 동시에 초음파를 내보낸다.When the switching circuits 21, 22, 23 ... 24 are connected to the connection terminal 1, the switching circuits 21, 22, 23 ... 24 are sequentially turned on in accordance with the high signal divided by the counter circuit 13. The converters 31, 32, 33, and 34 are turned on to emit ultrasonic waves as they are preset in the counter circuit 13. When the direct connection terminal 2 is connected, current is directly connected to all transducers 31, 32, 33, and 34 so that all transducers 31, 32, 33, and 34 simultaneously emit ultrasonic waves.
제 2도는 본 발명의 환자의 머리띠에 부착한 초음파 발생기들의 배열의 실시 예 이다.2 is an embodiment of the arrangement of ultrasonic generators attached to the headband of the patient of the present invention.
이마에 일렬로 늘어선 초음파 발생기들은 미네랄오일이나 초음파플, 물을 발생기의 표면에 바르는 것이 좋으며, 중격핵을 향하도록 고임구조물(43)에 의해 필요한 만큼 들리워져 배치된다. 초음파 발생기들이 중격핵을 향하도록 배치되지만, 결과적으로 지나는 경로인 전두부를 자극함으로써, 전두부의 A10 신경의 자극 또한 기대한다. 이마에 늘어선 초음파 발생기들 이외에, 도시하지 않은 별도의 부품 주머니나 부품함이 있다.The ultrasonic generators lined up on the forehead are preferably coated with mineral oil, ultrasonic waves, and water on the surface of the generator. The ultrasonic generators are lifted and disposed as needed by the ridge structure 43 to face the septum core. Ultrasonic generators are positioned to face the septum nucleus, but by stimulating the frontal head, which is the resulting path, stimulation of the A10 nerve of the frontal head is also expected. In addition to the ultrasonic generators lining the forehead, there is a separate component bag or compartment not shown.
제 3도는 본 발명의 환자의 모자에 부착한 초음파 발생기들의 배열의 실시 예 이다.3 is an embodiment of the arrangement of the ultrasonic generators attached to the cap of the patient of the present invention.
초음파 발생기들은 이마에 일렬(33, 30, 34)로 늘어서고, 정중앙에서 직각으로 뒷머리를 향해 일렬(30, 32, 31)로 배치된다. 늘어선 초음파 발생기들은 중격핵을 향하도록 고임구조물(43)에 의해 필요한 만큼 들리워지며 배치된다. 이때도 이마의 초음파 발생기들은 중격핵을 향하도록 배치되지만, 결과적으로 지나는 경로인 전두부를 자극함으로써, 전두부의 A10 신경의 자극 또한 기대한다. 또 이때 뒷머리를 향해 늘어선 초음파 발생기들(31, 32)이 제 역할을 하도록 하려면, 머리를 깍고, 미네랄오일이나 초음파풀, 물을 발생기의 표면에 바르는 것이 좋다. 이마와 머리에 늘어선 초음파 발생기들 이외에, 도시하지 않은 별도의 부품 주머니나 부품함이 있다.The ultrasonic generators are arranged in rows 33, 30 and 34 on the forehead and arranged in rows 30, 32 and 31 toward the back head at right angles from the center. The lined ultrasonic generators are lifted up and placed as needed by the lumps 43 to face the septum nucleus. At this time, the ultrasonic generators of the forehead are arranged to face the septum nucleus, but the stimulation of the A10 nerve of the frontal head is also expected by stimulating the frontal head, which is a passing path. In addition, to make the ultrasonic generators 31 and 32 lined up to the back of the head, it is good to shave the hair, and to apply mineral oil or ultrasonic paste, water to the surface of the generator. In addition to ultrasonic generators lining the forehead and head, there are separate component bags or compartments not shown.
제 4도는 본 발명의 환자의 뒷목 받침대에 부착한 초음파 발생기들의 배열의 실시 예 이다.4 is an embodiment of the arrangement of ultrasonic generators attached to the back neck rest of the patient of the present invention.
받침대에 일렬로 늘어선 초음파 발생기들은 중격핵을 향하도록 고임구조물(43)에 의해 필요한 만큼 받쳐서 배치된다. 이때 또한 초음파 발생기들이 후두부에서 중격핵을 향하도록 배치되지만, 중격핵을 통과하고 나면 결과적으로 전두부를 자극하게 됨으로써, 전두부의 A10 신경의 자극 또한 기대한다.Ultrasonic generators lined up on the pedestal are placed as needed by the stump 43 to face the septum nucleus. In addition, the ultrasonic generators are arranged to face the septum nucleus at the back of the head, but after passing through the septum, the result is that the frontal head is stimulated, thus stimulating the A10 nerve of the frontal head.
이 받침대는 베게나 의자 기대는 받침대에 동일하게 설치될 수 있다. 이때에도 뒷목 부분의 머리를 깎고, 미네랄오일이나 초음파풀, 물을 발생기의 표면에 바르는 것이 좋다. 받침대 상부면에 늘어선 초음파 발생기들 이외에, 도시하지 않은 별도의 부품 주머니나 부품함이 있으며, 받침대 내부에 부품들을 넣어둘 수도 있다.This pedestal can be installed equally on the pillow or chair reclining pedestal. At this time, it is good to shave the head of the back neck, and apply mineral oil, ultrasonic paste, and water to the generator surface. In addition to the ultrasonic generators arranged on the upper surface of the pedestal, there is a separate component bag or a compartment not shown, and the parts may be placed inside the pedestal.
제 5도는 본 발명의 초음파 발생기의 구조의 실시 예이다.5 is an embodiment of the structure of the ultrasonic generator of the present invention.
(41)은 전극이며, (42)는 전극겸 진동판이다. 압전체(40)는 평평할 수도 있으나, 중격핵을 향해 초음파 빔을 모아 보내도록 안쪽이 오목하게 구부러진 구조이거나 안쪽이 약간 오목한 오목거울 구조를 가질 수도 있다. 이러한 구조를 가지면 초음파 발생기 하나로도 초음파를 집속하여 특정 부위에 모을 수 있다. 압전체(40)는 진동회로(11)에서 보내오는 전기의 주파수에 맞추어 수축과 팽창을 하게 되고, 이때 동일한 주파수의 초음파가 발생하게 된다. 압전체(40)는 수정이나 PZT, 등을사용한다.Reference numeral 41 is an electrode, and 42 is an electrode and a diaphragm. The piezoelectric body 40 may be flat, but may have a concave curved structure inwardly concave or a concave mirror structure inwardly condensed to collect an ultrasonic beam toward the septum core. With such a structure, even one ultrasonic generator can focus ultrasonic waves and collect them in a specific area. The piezoelectric body 40 is contracted and expanded in accordance with the frequency of electricity sent from the vibration circuit 11, and at this time ultrasonic waves of the same frequency are generated. The piezoelectric body 40 uses quartz, PZT, or the like.
고임구조물(43)은 일렬로 늘어선 초음파 발생기들을 중격핵을 향하도록 필요한 쪽을 필요한 만큼 들어올린다.The ridge structure 43 raises the necessary side to line the ultrasonic generators lined up toward the septum core.
이상의 장치에 의해 본 발명을 설명하면 다음과 같다.The present invention is explained by the above apparatus as follows.
두뇌의 특정 부위를 자극하기 위해서는 자극하기에 충분한 초음파 에너지가 그 부위에 도달해야 하고, 그렇다고 그부위가 손상을 입을만큼 큰 에너지가 도달해서도 안된다. 두뇌 내부에 대한 기존의 에너지 주입 방법은 두개골을 절개하여 전기자극을 하거나, 감마 나이프 같은 침습적 방법을 사용하는 것이었다. 초음파 나이프의 경우, 두개골의 음향임피던스가 7.80으로 연부조직(1.70)이나 공기(0.0004)와는 차이가 많이 나서 초음파 빔이 반사나 굴절이 되어 에너지 감쇠가 크게 일어나므로, 두개골을 제거하고 초음파 나이프를 시술했었다. 그러나 본 발명에서는 조직이나 암세포의 제거가 아닌, 단순한 자극이 목적이다.In order to stimulate a particular part of the brain, enough ultrasound energy must reach that area, but not enough energy to damage it. Traditional methods of injecting energy into the brain have been done by incising the skull to perform electrical stimulation or by using invasive methods such as gamma knives. In the case of the ultrasonic knife, the acoustic impedance of the skull is 7.80, which is different from the soft tissue (1.70) or the air (0.0004), so that the ultrasonic beam is reflected or refracted, resulting in large energy attenuation. did. However, in the present invention, the purpose is not to remove tissues or cancer cells, but simply to stimulate them.
압전체(40)는 진동회로(11)에서 보내오는 전기의 주파수에 맞추어 수축과 팽창을 하게 되고, 이때 동일한 주파수의 초음파가 발생하게 된다.The piezoelectric body 40 is contracted and expanded in accordance with the frequency of electricity sent from the vibration circuit 11, and at this time ultrasonic waves of the same frequency are generated.
고임구조물(43)은 필요한 쪽을 필요한 만큼 들어올려서 늘어선 초음파 발생기들을 중격핵을 향하도록 한다.The ridge structure 43 raises the necessary side as necessary to line the ultrasonic generators toward the septum nucleus.
전원공급회로(10)에서 공급된 전기에너지에 의해 진동회로(11)에서 고주파 진동이 발진하고, 증폭회로(12)에서 증폭되는데, 선택스위치(9)는 사용자가 전력을 스위칭회로부(21, 22, 23... 24)연결단자(1)로 연결하거나 직접연결단자(2)로 연결한다.The high frequency vibration is oscillated in the vibration circuit 11 by the electrical energy supplied from the power supply circuit 10, and amplified in the amplification circuit 12. The selection switch 9 allows the user to switch power to the switching circuit unit 21, 22. , 23 ... 24) Connect with the connection terminal (1) or with the direct connection terminal (2).
스위칭회로부(21, 22, 23... 24)연결단자(1)로 연결하면, 카운터회로(13)에서 분주되는 하이 신호에 따라 스위칭회로들(21, 22, 23... 24)이 차례로 도통되어 변환기들( 31, 32, 33, 34 )이 카운터회로(13)에 미리 설정된 대로 돌아가면서 초음파를 내보낸다.When the switching circuits 21, 22, 23 ... 24 are connected to the connection terminal 1, the switching circuits 21, 22, 23 ... 24 are sequentially turned on in accordance with the high signal divided by the counter circuit 13. The converters 31, 32, 33, and 34 are turned on to emit ultrasonic waves as they are preset in the counter circuit 13.
카운터 회로에 의해 각 초음파 발생기들이 번갈아 돌아가면서 시간간격을 두고 초음파 에너지를 유입시키면 주변 조직은 그만큼 손상을 입거나 자극을 받은 가능성이 적으면서도 원하는 부위에서는 큰 자극을 얻을 수 있다.When the ultrasonic generators alternately introduce the ultrasonic energy at a time interval by the counter circuit, the surrounding tissues are less likely to be damaged or stimulated, but a large stimulus can be obtained at a desired area.
직접연결단자(2)로 연결하면 모든 변환기들( 31, 32, 33, 34 )에 전류가 직접 연결되어 모든 변환기들( 31, 32, 33, 34 )이 동시에 초음파를 내보낸다.When the direct connection terminal 2 is connected, current is directly connected to all transducers 31, 32, 33, and 34 so that all transducers 31, 32, 33, and 34 simultaneously emit ultrasonic waves.
여러 방향에서 동시에 초음파 조사를 하면, 감쇠가 많이 일어나더라도 중심부에서는 큰 자극 에너지를 얻을 수 있다. 초음파는 직진성이 양호하기 때문에 한 곳에서 조사하더라도 효과를 기대할 수 있다.Ultrasonic irradiation in multiple directions simultaneously yields a large stimulus energy at the center even if much attenuation occurs. Ultrasonic waves can be expected to be effective even if they are irradiated at one place because of their good linearity.
본 발명의 효과는 직진성이 양호한 초음파의 특성을 이용하여 절개를 하지 않고, 그렇다고 방사선처럼 지나가는 부위의 정상세포를 파괴시키는 침습적인 방법을 쓰지 않고서도, 한 곳 이상의 여러 방향에서 초음파를 조사하여 초음파 에너지를 인간 두뇌 속의 특정 신경부위에 집속시킴으로써, 다른 뇌조직은 손상을 받거나 큰 자극을 받지 않고서도 특정 신경에 대해 목적으로 하는 크기의 자극을 가할 수 있는, 심부 자극용 초음파 발생장치를 제공하는 것이다.The effect of the present invention is to make ultrasonic energy from one or more directions by irradiating the ultrasonic energy in one or more directions without using an invasive method of destroying normal cells in a passing part, such as radiation, without making an incision using the characteristics of ultrasonic waves having good linearity. By focusing on a specific nerve region in the human brain, other brain tissues to provide an ultrasonic generator for deep stimulation, which can apply a desired size of stimulation to a specific nerve without being damaged or largely stimulated.
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2002
- 2002-07-13 KR KR1020020041047A patent/KR20020065444A/en not_active Application Discontinuation
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