KR20060039464A

KR20060039464A - 미주신경 전기자극기

Info

Publication number: KR20060039464A
Application number: KR1020040088550A
Authority: KR
Inventors: 정종필
Original assignee: 정종필
Priority date: 2004-11-03
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2006-05-09
Also published as: KR100596540B1

Abstract

본 발명은 인체 귀의 피부에 전기 펄스를 가함으로써 그 내부에 분포한 미주신경 이개가지를 자극하여 뇌파의 알파파를 유도할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 미주신경 전기자극기는 전원을 공급하는 배터리; 배터리로부터의 전원을 0mV 내지 100mV에서 설정된 소정의 값의 전압으로 변환하는 전압 변환부; 전압 변환부로부터의 전압을 기초로 하여 1Hz 내지 100Hz에서 설정된 소정의 값의 저주파를 발생하는 저주파 발생기; 전원/기능 버튼 및 설정 버튼을 구비한 버튼 입력부; 버튼 입력부의 동작에 의해 설정된 값을 표시하는 디스플레이; 버튼 입력부의 동작에 의해 설정된 값에 의해 저주파 발생기의 주파수 및 전압 설정부의 전압을 제어하는 마이크로 프로세서; 및 저주파 발생기에 의해 발생된 저주파를 인체 귀의 이개가지에 인가하는 다수의 접촉단자들을 구비한 자극부;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 미주신경 전기자극기는 귀고리, 목걸이 등 장신구 형태로 구현할 수 있어 인체의 귀바퀴를 통해 미주신경의 이개가지를 장시간 직접 자극할 수 있게 된다.

Description

미주신경 전기자극기{Apparatus for stimulate a vagus nerve using electric pulses}

도 1a은 본 발명에 따른 미주신경 전기자극기의 일실시예를 도시한 것이다.

도 1b는 귀고리 형태로 구현된 미주신경 전기자극기의 착용 상태를 도시한 것이다.

도 1c는 목걸이 형태로 구현된 미주신경 전기자극기의 착용 상태를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 미주신경 전기자극기의 내부적인 구성을 도시한 블록도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10 : 전기 펄스 생성부 20 : 자극부

30 : 배터리 40 : 전압 변환부

50 : 버튼 입력부 60 : 마이크로 프로세서

70 : 디스플레이 80 : 저주파 발생기

본 발명은 인체의 미주신경을 전기 펄스로 자극하는 장치에 관한 것으로, 특히 인체 귀의 피부에 전기 펄스를 가함으로써 그 내부에 분포한 미주신경 이개가지를 자극하여 뇌파의 알파파를 유도할 수 있는 장치에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 미주신경 전기자극기는 미국식품의약국(FDA)의 공인을 얻어 간질 치료와 우울증 치료를 위해 사용되고 있는데, 미주신경 경부가지를 자극의 대상으로 하고 있다. 또한, 미주신경 전기자극기는 간질환자에게 비만 치료효과가 있는 것으로 보고되어 있다. 미주신경 경부가지 전지자극술에서 미주신경은 하부장기의 각성정보를 대뇌로 가져가고 조절신호를 전하는 전달로의 역할을 하며 전기자극에 대한 주파수 의존(frequency dependence)이 있고, 이로 인한 현저한 뇌파의 동기화와 비동기화를 유발하는 차별성을 보인다는 사실이 보고되고 있다.

미주신경 경부가지 전기자극술은 피부에 직접 절개를 가하고 미주신경 경부가지를 노출하여 그 외부에 전기소체인 코일을 감고 마이크로칩을 장착하는 시술을 하여야 하므로, 시술 비용, 배터리 교체를 위한 재수술, 피부절개로 인한 영구적 흉터, 수술시 심장에 대한 심각한 영향을 미칠 수 있는 위험성, 수술에 따른 환자의 정신적인 스트레스 등 수많은 문제점을 안고 있다.

한편, 동양의학에서는 미주신경 이개가지의 자극에 의한 질병의 치료에 대한 보고가 있다. 즉, 동양의학에서는 양측 귀에 대한 침술로 비만과 통증 그리고 내장기관 질병에 대해 치료하였다는 보고를 하고 있다. 이와 같은 동양의학의 이침술에 의하면 동양의학의 이론적 바탕이 기와 혈에 대한 접근법이 우선시 되므로, 신경에 의한 자극전도의 역할을 간과하여 치료의 정확한 원리적 이론을 제시하지 못하고 있다. 하지만, 동양의학에서 비만이나 통증 그리고 내장기관의 치료를 위하여 이침술을 시행하는 부위가 미주신경의 이개가지가 자극전도를 담당하는 부위이므로, 현재 서양의학의 간질이나 우울증에 미주신경 경부가지 전기 자극술을 시행하는 치료효과가 비만치료에 탁월한 효과를 가진다는 점은 결코 무관하지 않다.

다른 한편, 최근에 알파파를 유도하는 방법으로, 양측 눈과 귀에 일정 주기를 가지는 빛과 소리를 주사하여 중추신경계의 뇌파 동기화를 유도하는 방법이나 두개골 외부에서 내부로 직접 자기장을 조사하여 뇌파 동기화를 유도하는 방법 등이 소개되고 있다. 그러나, 이 방법들은 장기간 자극시에도 동기화 유도 효과가 매우 짧으며, 대뇌세포 내로의 자극의 직접 전달 방식이 아닌 간접 전달에 의해 뇌파를 유도하는 방식이므로 그 효과가 즉시적이지 못하다. 따라서, 자극 지속시에도 그 반응이 계속되지 않아 인체내 스트레스나 과각성 반응에 공통 원인을 가지는 많은 질병을 치료하기 위한 치료기로는 적절히 이용할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 뇌파의 동기화에 직접적으로 관여한 것으로 알려진 미주신경 중 유일하게 피부 근처에 위치하여 접근하기가 가장 용이한 귀의 양측 이개가지를 택하여 특정 주파수와 세기의 전기 자극을 지속적으로 가함으로써 뇌파반응에 의한 알파파를 효율적으로 유도하고, 미주신경 조절력 감소나 둔화로 인해 생기는 수많은 만성 질병들을 치료할 수 있으며, 사용자가 휴대하여 착용하기 용이하게 구현될 수 있는 미주신경 전기자극기를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 미주신경 전기자극기는 전원을 공급하는 배터리; 상기 배터리로부터의 전원을 0mV 내지 100mV에서 설정된 소정의 값의 전압으로 변환하는 전압 변환부; 상기 전압 변환부로부터의 전압을 기초로 하여 1Hz 내지 100Hz에서 설정된 소정의 값의 저주파를 발생하는 저주파 발생기; 전원/기능 버튼 및 설정 버튼을 구비한 버튼 입력부; 상기 버튼 입력부의 동작에 의해 설정된 값을 표시하는 디스플레이; 상기 버튼 입력부의 동작에 의해 설정된 값에 의해 저주파 발생기의 주파수 및 전압 설정부의 전압을 제어하는 마이크로 프로세서; 및 상기 저주파 발생기에 의해 발생된 저주파를 인체 귀의 이개가지에 인가하는 다수의 접촉단자들을 구비한 자극부;를 포함하여 구성된다.

상기의 미주신경 전기자극기에서, 상기 마이크로 프로세서는 전원/기능 버튼이 클릭되면 전원을 온(ON)하고, 전원이 온(ON)된 상태에서 전원/기능 버튼이 계속 클릭되면 다른 기능으로 전환하며 더블 클릭되면 전원을 오프(OFF)하고, 설정 버튼이 눌러지면 소정의 시간 단위로 현재 기능의 설정값을 오름차순 또는 내림차순으로 변환하는 것을 특징으로 한다.

상기의 미주신경 전기자극기에서, 상기 자극부는 인체 귀를 양면에서 압박하는 이어링 형태로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기의 미주신경 전기자극기에서, 상기 자극부는 인체 귀를 양면에서 압박하는 다수의 이어링들과 상기 다수의 이어링들을 지지하는 지지부를 구비하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하에서, 본 발명에 따른 미주신경 전기자극기에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 2에 의하면, 본 발명에 따른 미주신경 전기자극기(1)는 크게 전기 펄스 생성부(10)와 인체의 귓바퀴에 착용하는 자극부(20)를 포함하여 구성된다. 전기 펄스 생성부(10)는 도 1b에 도시된 귀고리 형태의 팬던트 또는 도 1c에 도시된 목걸이 형태의 팬던트로 구현되고 배터리(30), 전압 변환부(40), 저주파 발생기(80), 버튼 입력부(50), 디스플레이(70) 및 마이크로 프로세서(60)를 구비한다.

전기 펄스 생성부(10)가 구현되는 팬던트의 하우징 외부에는 전원/기능 버튼(14)과 설정 버튼(16)을 구비하는 버튼 입력부(50)와 버튼 입력부(50)의 동작에 의해 설정된 값을 표시하는 디스플레이(70)가 형성된다. 디스플레이(70)는 액정 디스플레이(LCD)로 구현됨이 바람직하다. 여기서 팬던트 하우징의 형태는 사용자의 취향이나 생산자의 디자인 기술에 따라 다양한 응용이 가능한 것으로, 본 발명의 범위는 특정 형태의 팬던트에 한정되지 아니한다.

팬던트의 하우징 내부에는 배터리(30), 전원 변환부(40), 저주파 발생기(80) 및 마이크로 프로세서(60)의 구성요소들이 구비된다.

배터리(30)는 타 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급하고, 전압 변환부(40)는 마이크로 프로세서(60)로부터 제어를 받아 배터리(30)로부터의 전원을 0mV 내지 100mV에서 설정된 소정의 값의 전압으로 변환한다.

저주파 발생기(80)는 마이크로 프로세서(60)로부터 제어를 받아 전압 변환부(40)로부터의 전압을 기초로 하여 1Hz 내지 100Hz에서 설정된 소정의 값의 저주파 를 발생한다. 즉, 저주파 발생기(80)는 발진기(도시되지 않음)를 구비하는데, 발진기로부터의 고주파 펄스를 마이크로 프로세서(60)에 설정된 주파수로 변환함으로써 사용자가 원하는 주파수의 전기 펄스를 생성한다.

마이크로 프로세서(60)는 버튼 입력부(50)의 동작에 의해 설정된 값에 의해 저주파 발생기(80)의 주파수 및 전압 설정부(40)의 전압을 제어한다. 즉, 마이크로 프로세서(60)는 주파수 설정 모드, 전압 설정 모드, 주기 설정 모드, 동작시간 설정 모드 등 다수의 설정 모드들을 구비한다. 따라서, 마이크로 프로세서(60)는 전원이 오프(OFF)인 상태에서 전원/기능 버튼(14)이 한번 클릭되면 전원을 온(ON)하고, 전원이 온(ON)된 상태에서 전원/기능 버튼(14)이 계속 클릭되면 클릭할 때마다 주파수 설정 모드, 전압 설정 모드, 주기 설정 모드, 동작시간 설정 모드 등의 순으로 로테이션하면서 다른 기능으로 설정 모드를 전환하고, 전원/기능 버튼(14)이 더블 클릭되면 전원을 오프(OFF)한다. 여기에서, 설정 모드의 종류 및 순서는 예시적인 것이므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 평균적 지식을 가진 자는 용이하게 다른 구성으로 응용하는 것이 가능하다. 특정 설정 모드가 정해져 있는 상태에서, 사용자가 설정 버튼(16)을 누르면 소정의 시간 단위(예를 들어, 0.2초)로 그 설정 모드에 현재 설정된 값에서 오름차순 또는 내림차순으로 변환하게 된다. 설정값의 변환이 오름차순으로 진행되는 것으로 결정된 경우, 설정된 값이 설정 범위의 최대값이 도달하면 다시 최소값에서 오름차순으로의 변환이 진행된다.

한편, 자극부(20)는 전기 펄스 생성부(10)와 전선으로 연결된 다수의 접촉단자(22a)들을 구비하여 저주파 발생기에 의해 발생된 저주파를 인체 귀의 이개가지 에 인가한다. 자극부(20)는 인체 귀를 양면에서 압박하는 하나 이상의 이어링 형태로 이루어짐이 바람직하다. 자극부(20)가 다수의 이어링(22)들을 구비하는 경우, 각 이어링들을 하나의 지지부(24)에 결합되어 일체화된다. 이어링(22)에서 귀의 양쪽 피부를 압박하는 부위에는 라운딩 처리되고, 그 중앙에는 금속편의 접촉단자(22a)가 설치된다. 여기에서, 자극부(20)의 형태는 하나의 실시예에 불과한 것이므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 평균적 지식을 가진 자는 용이하게 다른 형태로 응용하는 것이 가능하다.

이하에서, 본 발명에 의한 미주신경 전기자극기(1)의 동작 과정에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 사용자가 귀고리 또는 목걸이의 팬던트로서 구현된 전기 펄스 생성부(10)에 외장된 전원/기능 버튼(14)이 한번 클릭하여 전원을 온(ON)하면, 마이크로 프로세서(60)는 먼저 주파수 설정 모드로 설정된다. 주파수 설정 모드에서 마이크로 프로세서(60)는 현재 설정된 주파수 설정값을 LCD(70)를 통해 디스플레이한다. 사용자는 설정 버튼(16)을 눌러 주파수 설정값을 변경할 수 있다. 이때, 주파수 값은 7Hz 내지 14Hz 중 어느 한 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 변경된 설정값은 LCD(70)를 통해 확인할 수 있다. 사용자가 전원/기능 버튼(14)을 다시 클릭하면, 마이크로 프로세서(60)의 설정 모드는 전압 설정 모드로 전환된다. 동일한 방식으로 마이크로 프로세서(60)의 설정 모드는 주기 설정 모드, 동작시간 설정 모드로 전환될 수 있다. 각 설정 모드에서 설정 버튼(16)을 사용하여 대응하는 설정값을 변경하는 것이 가능하다.

설정값들이 정해지면, 마이크로 프로세서(60)는 설정값에 따라 저주파 발생기(80)의 주파수 및 전압 변환부(40)의 전압을 제어하여 사용자가 원하는 전기 펄스를 생성한다. 생성된 전기 펄스는 전선을 통해 자극부(20)에 구비된 다수의 접촉단자(22a)들에 인가된다. 따라서, 사용자가 이어링(22) 형태의 자극부(20)를 착용하게 되면, 자신의 귀 부위에 위치한 미주신경의 이개가지가 전기 펄스 생성부(10)에 의해 생성된 전기 펄스에 의해 자극된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 의하면, 미주신경 전기자극기는 귀고리, 목걸이 등 장신구 형태로 구현할 수 있어 인체의 귀바퀴를 통해 미주신경의 이개가지를 장시간 직접 자극할 수 있게 된다. 따라서, 사용자는 자신이 설정한 주파수 및 전압에 따른 전기 펄스의 자극에 의해 고혈압, 순환기 장애, 당뇨, 비만, 고지혈증, 조증 및 우울증, 불안장애, 기억력 감소 질환, 주의력과 집중력 감소 질환, 허혈성 뇌질환, 간질, 손발 떨림 및 여러 정신질환, 만성 관절염 및 통증병, 수면 무호흡 및 호흡기 장애, 담배 및 마약 중독 및 금단증, 그 외 다른 물질 관련 장애, 소화기 장애, 성장 장애, 갱년기 장애, 면역 장애, 미주신경 지배 장기의 악성암, 노화 등 부교감 신경의 조절력 감소 내지 둔화로 인한 질병들의 치료에 본 발명에 의한 미주신경 전기자극기를 효과적으로 이용할 수 있다.

Claims

전원을 공급하는 배터리;

상기 배터리로부터의 전원을 0mV 내지 100mV에서 설정된 소정의 값의 전압으로 변환하는 전압 변환부;

상기 전압 변환부로부터의 전압을 기초로 하여 1Hz 내지 100Hz에서 설정된 소정의 값의 저주파를 발생하는 저주파 발생기;

전원/기능 버튼 및 설정 버튼을 구비한 버튼 입력부;

상기 버튼 입력부의 동작에 의해 설정된 값을 표시하는 디스플레이;

상기 버튼 입력부의 동작에 의해 설정된 값에 의해 저주파 발생기의 주파수 및 전압 설정부의 전압을 제어하는 마이크로 프로세서; 및

상기 저주파 발생기에 의해 발생된 저주파를 인체 귀의 이개가지에 인가하는 다수의 접촉단자들을 구비한 자극부;를 포함함을 특징으로 하는 미주신경 전기자극기.
제1항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서는

전원/기능 버튼이 클릭되면 전원을 온(ON)하고, 전원이 온(ON)된 상태에서 전원/기능 버튼이 계속 클릭되면 다른 기능으로 전환하며 더블 클릭되면 전원을 오프(OFF)하고, 설정 버튼이 눌러지면 소정의 시간 단위로 현재 기능의 설정값을 오름차순 또는 내림차순으로 변환하는 것을 특징으로 하는 미주신경 전기자극기.
제1항에 있어서, 상기 자극부는

인체 귀를 양면에서 압박하는 이어링 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 미주신경 전기자극기.
제1항에 있어서, 상기 자극부는

인체 귀를 양면에서 압박하는 다수의 이어링들과 상기 다수의 이어링들을 지지하는 지지부를 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 미주신경 전기자극기.