KR20090014252A - Direct current stimulator system for brain stimulation - Google Patents

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KR20090014252A
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Abstract

A galvanism stimulator system of an implantable type in the body for a brain stimulus is provided to improve a symptom of nervous system disease to cure the disease. A galvanism stimulator system(1) of an implantable type in the body for a brain stimulus includes a storage battery(12), a circuit member(13), an electrode member(14), a terminal member(15), a conducting wire fixing member and two fixing members. The circuit member controls polarity and intensity of the DC power supply, the stimulus time and a cycle with an external remote controller.

Description

뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기자극기 시스템{DIRECT CURRENT STIMULATOR SYSTEM FOR BRAIN STIMULATION} DIRECT CURRENT STIMULATOR SYSTEM FOR BRAIN STIMULATION}

본 발명은 뇌피질에 직류전기자극을 공급하기 위한 다양한 뇌피질 자극용 전극에 직류 전기자극을 공급하는 인체 삽입형 직류전기자극기 시스템에 관한 것이다. 두피의 국소마취와 2㎝ 가량의 두피 절개만으로 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기를 두개골 상방에 설치가 가능하고 전기자극의 유효성 여부를 검사하거나 수개월간 지속되는 단기간의 전기자극을 목적으로 시술하도록 고안되어 있다. 인체 삽입형 대용량형의 직류전기자극기는 소용량형 직류전기 자극기를 통하여 직류 전기자극의 효능성이 입증된 경우 흉부 피하에 삽입하여 장기간의 전기자극이 가능하도록 고안되었다. 또한 외부 조절기를 통하여 외부에서 자극의 극성과 강도, 자극시간 및 주기 등을 조절할 수 있도록 고안되었다.The present invention relates to a human body insert type direct current electric stimulator system for supplying direct current electric stimulation to various cortical stimulation electrodes for supplying direct electric stimulation to the brain cortex. Local anesthesia of the scalp and scalp incision of about 2cm can be installed on the upper part of the skull for insertion of small human body. It is. The human implantable large-capacity DC stimulator is designed to allow long-term electrical stimulation by inserting it under the chest subcutaneous when the efficacy of DC electrical stimulation is demonstrated through the small-capacity DC stimulator. In addition, it is designed to control the polarity and intensity of the stimulus, stimulation time and period from the outside through an external controller.

인체의 다양한 신경학적 기능은 뇌의 신경활동에 의해 조절을 받거나 영향을 받도록 되어 있다. 뇌의 신경활동은 억제성 또는 흥분성 기능이 있어 이 두 기능의 적절한 조화로 인하여 신경기능의 적정성을 유지할 수 있다. 그러나 뇌의 외상, 질 병, 질환 등에 의하여 이러한 기능의 조화가 파괴되면 병적인 신경기능 이상을 초래할 수 있다. 예를 들면, 뇌혈관의 폐색이나 파열에 의해 발생되는 뇌졸중은 뇌 신경기능의 흥분성이 현저히 저하되어 운동약화, 감각이상, 언어장애, 지각장애 등을 초래할 수 있고, 반대로 간질은 뇌 특정 부위의 흥분성이 과도하게 증가되어 비정상적 과잉 신경활동을 유발시켜 신체발작을 초래한다. 또한 파킨슨씨병으로 인한 진전은 뇌 시상부의 복외측핵 부위의 과잉활동으로 인하여 발생된다고 알려져 있다.Various neurological functions of the human body are regulated or influenced by neurological activity of the brain. Neural activity of the brain has inhibitory or excitatory functions, which can maintain the adequacy of nerve function due to the proper combination of these two functions. However, if the coordination of these functions is destroyed by trauma, disease, or disease of the brain, pathological neurological abnormalities may be caused. For example, strokes caused by occlusion or rupture of cerebrovascular vessels may significantly decrease excitability of brain nerve function, resulting in motor weakness, paresthesia, speech impairment, and perceptual impairment. This excessive increase causes abnormal excess neuronal activity resulting in seizures. Parkinson's disease is also known to be caused by excess activity of the extraventricular nucleus in the brain's sagittal region.

전통적으로 뇌에 대한 전기자극은 뇌 신경기능의 조절을 위해 교류형 전기자극을 사용해왔다. 파킨슨씨병으로 인한 증상은 고빈도의 교류형 전기자극을 뇌 심부에 공급함으로써 개선되었다. 최근 경두개 자기자극 연구에 의한 뇌졸중 환자의 증상개선의 효과에 근거하여 뇌졸중 환자에서도 교류형 전기자극을 함으로써 증상의 개선이 보고되고 있으며, 간질환자에서도 다양한 형태의 교류형 전기자극을 뇌에 전달함으로써 발작의 감소가 있음이 보고되고 있다. 또한 최근에 경두개 직류 전기자극 방법이 다양한 신경질환에 시도되어 긍정적인 효과가 입증되고 있다. 특히 음극성 직류 전기자극은 신경의 활성도를 현저히 억제하여 간질 및 파킨스씨병과 같이 신경활성도가 비정상적으로 증가되어 있는 질환에 응용될 수 있으며, 반대로 양극성 직류 전기자극은 신경의 활성도를 증가시켜 뇌졸중 등과 같은 신경활성도의 억제가 뚜렷한 질환에서 응용될 수 있다. 같은 개념에서 신경활동의 이상으로 인한 치매, 우울증, 과활동성 집중력 장애, 루게릭병, 다발성 경화증 등과 같은 많은 신경학적 질환에서 이용될 수 있다.Traditionally, electrical stimulation to the brain has used alternating current electrical stimulation to control brain neuronal function. Parkinson's disease symptoms were ameliorated by feeding high-frequency alternating electrical stimulation to the brain's core. Recently, based on the effect of symptomatic improvement of stroke patients by transcranial self-stimulation study, the improvement of symptoms by AC type electric stimulation has been reported in stroke patients, and in the epilepsy patients, various types of AC type electric stimulation are delivered to the brain. There is a reported decrease in seizures. In recent years, the transcranial DC electric stimulation method has been tried in various neurological diseases, and the positive effect has been demonstrated. In particular, cathodic DC stimulation significantly inhibits neuronal activity and can be applied to diseases in which neuronal activity is abnormally increased, such as epilepsy and Parkinson's disease. The same inhibition of neuronal activity can be applied in distinct diseases. In the same concept, it can be used in many neurological diseases such as dementia, depression, overactive concentration disorder, Lou Gehrig's disease, and multiple sclerosis due to neurological abnormalities.

현재의 경두개 직류 전기 자극법은 5㎝ × 5㎝의 전극판을 전두부와 측두부 또는 후두부에 거치시켜 뇌에 직류자극을 전달하는 방법으로 전기학적 특성상 두피와 두개골의 전기저항을 극복해야 하는 단점을 지니고 특정 목적 부위에 합당한 국소적 자극이 아닌 불필요한 넓은 부위의 뇌 자극이 이루어지는 문제점이 있다. 또한 뇌 자극시 동반되어 시행되는 집중적 재활치료가 원활치 못하며, 항상 일정한 부위에 자극 전극을 거치하는 것에 오류 또는 편차가 있고, 자극기를 설치하고 가동하기 위하여 의료인의 도움을 받아야 하기 때문에 항상 치료시마다 병원을 방문하여야 함으로서 생활에 제한을 받아야 하는 어려움이 있다. 또한 장시간의 전기적 자극이나 순환적 전기자극이 필요한 경우에도 집에서 전기자극기가 활용되지 못하여 병원에 입원하여야만 가능한 어려움이 있다. The current method of transcranial DC electrostimulation is a method of delivering DC stimulation to the brain by mounting a 5cm × 5㎝ electrode plate on the frontal and temporal or larynx, which has the disadvantage of overcoming the electrical resistance of the scalp and skull. There is a problem that the brain stimulation of the unnecessary wide area is made, rather than a local stimulation suitable for a specific target site. In addition, the intensive rehabilitation treatment that is accompanied with brain stimulation is not smooth, there is always an error or deviation in mounting the stimulation electrode on a certain area, and the medical staff must be assisted to install and operate the stimulator. There is a difficulty in limiting life by having to visit. In addition, even when a long period of electrical stimulation or cyclic electrical stimulation is required, the electric stimulator is not available at home, so it is difficult to be hospitalized.

인체에 대한 직류 전기 자극법은 골절이나 척추융합술 때 골의 융합을 촉진시키기 위한 목적으로 또는 위장관의 운동성을 저하시켜 비만을 조절하는 목적으로 사용된 적은 있으나 신경학적 증상의 개선을 위한 목적으로 고안된 뇌자극용 인체삽입형 직류전기 자극기는 아직까지 개발되지 않았다.DC stimulation on the human body has been used for the purpose of promoting bone fusion in fractures or spinal fusion, or for controlling obesity by reducing the motility of the gastrointestinal tract, but designed to improve neurological symptoms. An implantable DC electrostimulator has not yet been developed.

또한 기존의 전기자극기는 전기 자극이 소용되는 기간이 환자에 따라 수개월 내로 짧은 경우도 있고 수년씩 소용되는 경우도 있으나 모두 도 6 에서와 같이 전신마취와 피부 밑으로 긴 터널을 뚫어 시술하는 복잡한 과정을 거쳐야 하며, 사용 후 제거 시에도 전신마취 하에 자극기 삽입부의 두피와 두개골을 다시 절개해야 하는 과정이 반복되어야 함으로써 환자의 불편함과 의료비용의 증가를 초래하는 문제점이 있었다.In addition, the existing electric stimulator is a short period of time to use the electrical stimulation within a few months, depending on the patient may be used for many years, but all of them are complex anesthesia and the procedure of drilling through a long tunnel under the skin as shown in Figure 6 In addition, the procedure of repeating the incision of the scalp and skull under the general anesthesia should be repeated even after removal after use, resulting in an inconvenience of the patient and an increase in medical expenses.

이에 본 발명에서는 뇌자극을 위한 직류 전기자극이 필요한 기간에 따라 단기간의 전기자극이 필요한 경우와 직류 전기자극의 효과를 빠른 시간 내에 판단하여야 하는 환자의 경우 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기 시스템를 창안하여 국소마취와 작은 두피 절개만으로 시술과 제거가 가능하도록 하였다.Therefore, in the present invention, a case where a short-term electric stimulation is required according to a period in which a direct current electrical stimulation is required for the brain stimulation, and a patient who needs to determine the effect of the direct current electrical stimulation in a short time, the human body-type small-capacity direct current type electrical stimulation for the brain stimulation A stimulator system was invented to allow removal and treatment with local anesthesia and small scalp incisions.

본 발명의 목적은 뇌 신경기능의 흥분성과 억제성을 조절하여 신경질환의 치료 및 증상 개선을 위하여 국소적인 대뇌피질에 조절된 직류 전기자극을 제공할 수 있도록 한 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기자극기 시스템을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to regulate the excitability and suppression of brain neuronal function to provide a controlled DC electric stimulation to the local cerebral cortex for the treatment and improvement of symptoms of neurological diseases. To provide a system.

또한, 본 발명의 다른 목적은 뇌의 특정 부위에 국소적으로 직류 전기자극을 공급하며, 동시에 집중적 재활치료가 동반될 수 있고, 의료적 비용의 감소와 이용자의 편의성을 도모할 수 있는 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기 시스템을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to supply a local direct current electrical stimulation to a specific part of the brain, and at the same time can be accompanied by intensive rehabilitation treatment, the human implantable small dose that can reduce the medical cost and user convenience To provide a direct current type electric stimulator system.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 외부에서 전기자극 조절기를 통하여 전기자극의 극성 및 강도를 조절함으로써 질환의 특성에 맞게 전기자극을 조절할 수 있는 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기 시스템을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention to provide a human implantable small-capacity DC electric stimulator system that can adjust the electric stimulation according to the characteristics of the disease by controlling the polarity and intensity of the electric stimulation through the electric stimulation controller from the outside.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 국소마취와 작은 두피절개만으로 전기자극기를 두개골위에 설치할 수 있으며, 쉽게 제거할 수 있어 수술의 비용과 시간을 절감할 수 있는 경제적인 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to install the electrical stimulator on the skull only by local anesthesia and small scalp incision, it is easy to remove the economical human implantable small-sized DC electric stimulator that can reduce the cost and time of surgery To provide a system.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 장기간의 직류 전기 자극이 필요한 환자에게 인체 삽입형 대용량형의 직류전기자극기 시스템을 제공하는 것이다.  In addition, another object of the present invention is to provide a human body implantable large-capacity type DC electric stimulator system for patients requiring long-term direct current electric stimulation.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극 기 시스템은 대뇌피질에 전기자극을 공급하여 뇌의 신경의 활성도를 억제 또는 흥분시킴으로써 신경학적 외상, 질병, 장해 등으로 인한 뇌신경의 기능 저하를 회복시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.As described above, the human body implantable DC electric stimulator system for brain stimulation according to the present invention supplies electrical stimulation to the cerebral cortex to suppress or excite the activity of nerves in the brain, thereby causing cranial nerves due to neurological trauma, disease, and disorder. There is an excellent effect to recover the degradation of the function.

또한, 본 발명에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극기 시스템은 뇌의 특정 부위에 국소적으로 직류 전기자극을 공급하며, 동시에 집중적 재활치료가 동반될 수 있고 의료적 비용의 감소와 이용자의 편의성을 도모할 수 있다. In addition, the human body implantable DC electric stimulator system for brain stimulation according to the present invention supplies a local direct current DC electric stimulation to a specific part of the brain, at the same time can be accompanied by intensive rehabilitation treatment, reducing medical costs and user convenience Can be planned.

또한, 본 발명에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극기 시스템은 외부에서 전기자극 조절기를 통하여 전기자극의 극성 및 강도를 조절함으로써 질환의 특성에 맞게 전기자극을 조절할 수 있다. In addition, the human body insertion type DC electric stimulator system for brain stimulation according to the present invention can adjust the electrical stimulation according to the characteristics of the disease by controlling the polarity and intensity of the electrical stimulation through the electrical stimulation controller from the outside.

또한, 본 발명에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극기 시스템은 국소마취와 작은 두피절개만으로도 전기자극기를 두개골 위에 설치할 수 있으며, 쉽게 제거할 수 있어 수술의 비용과 시간을 절감할 수 있다.In addition, the human body insertion type DC electric stimulator system for brain stimulation according to the present invention can be installed on the skull with local anesthesia and only a small scalp incision, it can be easily removed to reduce the cost and time of surgery.

또한 인체삽입형 직류자극기를 소용량형과 대용량형으로 구분함으로써 직류 전기 자극 효능을 검증할 때는 소용량형을, 소용량형을 통해 검증된 환자에서 장기간 전기 자극이 필요한 경우에는 대용량형을 사용하도록 함으로써 전기 자극 요법의 적용의 융통성과 선택의 적정성을 도모하였다.In addition, the small-capacity type and the large-capacity type DC stimulator are divided into small-capacity type and large-capacity type to verify the efficacy of DC electrical stimulation. The flexibility of the application and the adequacy of the selection were achieved.

전술한 본 발명의 목적들은 전원을 공급하는 축전지와 직류 자극 전류를 발생시키는 회로부와 두개골 혹은 피하조직에 접지되는 접지전극부와 경막외 또는 경막하 전극을 자극기와 연결할 수 있는 연결 단자부와 두피 하에 삽입될 때 이동을 방지하기 위하여 두개골에 수나사로 고정되는 두 개의 고정부와 전극의 전선이 단단한 두개골을 지나올 때 보호의 역할과 안내 및 고정 역할을 하는 도선고정부와 외부에서 직류자극의 극성, 강도, 자극시간 등을 조절할 수 있는 외부 자극기로 구성된 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류 전기자극기 시스템을 제공함으로써 달성된다.The above-described objects of the present invention are inserted under a scalp and a connecting terminal portion capable of connecting a power supply battery and a circuit portion for generating a DC stimulation current, a ground electrode portion grounded to the skull or subcutaneous tissue, and an epidural or subdural electrode with a stimulator. Two fixing parts fixed with a male screw to the skull to prevent movement when the wires are moved, and the polarity and strength of the DC wire stimulator which acts as a protection and guide and fixation when the wires of the electrode pass through the solid skull. It is achieved by providing a human body implantable direct current electric stimulator system for brain stimulation composed of an external stimulator capable of adjusting the stimulation time, and the like.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 전술한 접지전극부재는 전기자극기의 밑면에 피복되지 않은 노출된 금속부로 두개골 또는 두피 피하에 접하여 전기장을 형성하게 하는 접지 전극의 역할을 하게 한다.According to a preferred feature of the present invention, the above-described ground electrode member serves as a ground electrode to form an electric field in contact with the skull or scalp subcutaneously with an exposed metal part not coated on the underside of the electric stimulator.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 전술한 도선고정부재는 ‘ㄱ’형으로 굽어진 플라스틱 재질의 관형 부재로 전극의 도선이 통과하며 실크 봉합사 또는 나사 등으로 위치를 고정하게 하는 것으로 한다.According to a more preferable feature of the present invention, the above-described conductive wire fixing member is a tubular member of a plastic material bent in a 'b' type to pass the conductive wire of the electrode and to fix the position with a silk suture or screw.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which are intended to describe in detail enough to be easily carried out by those skilled in the art to which the present invention pertains. This does not mean that the technical spirit and scope of the present invention is limited.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기의 단면도가 도시되고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기의 도선고정부재와 함께 전극 도선이 연 결된 모습을 보인 측면도가 도시되고, 도 3a와 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기와 뇌 피질자극용 전극의 설치과정을 나타낸 사용상태도가 도시되고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기와 다양한 경막상 또는 경막하 전극의 연결 사용상태도가 도시되며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체삽입형 대용량형 직류자극기의 단면도가 도시되며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형 직류전기자극기 시스템의 사용상태도가 도시되고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 직류전기자극기의 외부 조절기의 사면도가 도시되며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기 시스템의 외부 조절기의 사용상태도가 도시되며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형의 직류전기자극기와 외부 조절기의 사용상태도가 도시되며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기자극기 시스템의 알고리즘 도식도가 도시된다.1 is a cross-sectional view of a human body insertion-type small-capacity DC stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a human body insertion-type small-capacity DC electric stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention A side view showing a state in which an electrode lead is connected together with the wire fixing member of FIG. 3A and 3B illustrate a human body-type small-capacity DC electric stimulator and a cortical stimulation electrode for brain stimulation according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a state diagram showing the installation process, Figure 4 is a human state insertion type small-capacity DC stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention and the connection state diagram of the various dural or subdural electrodes are shown, Figure 5 Figure 2 is a cross-sectional view of the human implantable large-capacity DC stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a brain stimulation according to an embodiment of the present invention Figure 7 shows a state of use of the human body insertion type large-capacity DC electric stimulator system, the external regulator of the DC electric stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention, Figure 8 is a view of the present invention According to an embodiment of the present invention is shown a state of use of the external regulator of the human body insertion type small-capacity DC electric stimulator system for brain stimulation, Figure 9 is a human body insertion-type large-capacity DC electricity for brain stimulation according to an embodiment of the present invention A state diagram of the use of the stimulator and the external controller is shown, and FIG. 10 is a schematic diagram of an algorithm for inserting a human body DC electric stimulator system for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기(1)는 두개골과 전기자극기를 고정하는 두개고정부(11)와 뇌 피질자극용 전극(40)과 연결되는 단자부(15)와 내부의 축전지(12)와 직류 전기 자극파를 생성하는 회로부(13)와 두개골 또는 두피 피하와의 접촉으로 접지하는 접지전극부(14)로 구성되고 뇌 전극의 도선을 연결 고정시키는 도선고정부재(20)가 포함된다. 도선고정부재는 1-4 채널의 연결단자가 존재하며, 고형의 실리콘 형(型)(51)으로 형성된 다. 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기(1)는 티타늄 케이스로 포장되며, 이 케이스안의 축전지(12)와 전기회로(13) 부위가 함유되어 있고, 도선고정부의 실리콘 형(51)과는 레이져 용접으로 견고하게 연결되도록 한다. 전기자극기의 티타늄 케이스의 외부는 실리콘 막으로 절연되며, 접지전극부(14)는 노출된 티타늄 금속면으로 접지 전극의 역할을 한다.The human body insertion-type small-capacity DC electric stimulator 1 for brain stimulation according to an embodiment of the present invention includes a terminal part connected to the cranial fixing part 11 and the cortical stimulation electrode 40 for fixing the skull and the electric stimulator ( 15) and an internal battery part 12, a circuit part 13 for generating a DC electric stimulation wave, and a ground electrode part 14 for grounding by contact with a skull or scalp subcutaneous, and a conductor wire for connecting and fixing the lead of the brain electrode. The fixing member 20 is included. The wire fixing member has a connection terminal of 1-4 channels, and is formed of a solid silicon type (type) (51). The human implantable small-capacity direct current electric stimulator (1) for brain stimulation is packaged in a titanium case, which contains the battery 12 and the electric circuit (13) in the case, and the silicon type (51) Should be firmly connected by laser welding. The outside of the titanium case of the electric stimulator is insulated with a silicon film, and the ground electrode portion 14 serves as a ground electrode with the exposed titanium metal surface.

회로부(13)에서는 직류 전기 자극파를 생성하며, 직류 전기의 극성, 강도, 자극 시간 및 주기는 외부 조절기와 연동되도록 라디오파 통신이 가능하도록 한다.The circuit unit 13 generates a DC electric stimulation wave, and the polarity, intensity, stimulation time, and period of the DC electric current enable radio wave communication to be linked with an external regulator.

또한, 도선고정부재(20)는 폴리프로필렌의 성분으로 된 플라스틱 도관으로 ‘ㄱ’자 형태를 가지고 있으며 두개 천공부위에서 봉합사로 위치를 고정하고 도선의 꺾임과 손상을 방지하는 기능을 한다.In addition, the wire fixing member 20 is a plastic conduit made of polypropylene has a 'b' shape and functions to fix the position with a suture at the two perforations and to prevent the bending and damage of the wire.

이하에는, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기(1)를 이용한 시술방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a procedure using the human body insertion-type small-capacity DC stimulator 1 for brain stimulation according to an embodiment of the present invention described above.

먼저, 시술자는 뇌피질 자극용 전극(40)이 삽입될 두피(130)를 2㎝로 절개하고 두개골(100)을 천공한 후, 뇌피질 자극용 전극(40)이 완전히 삽입되면 외부로 노출되어 있는 도선(30)의 단부에 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기(1)를 연결하여 치료부위에 따라 선택된 패턴의 전기를 국소적으로 공급하게 된다. 공급된 전기는 도선(30)를 통해 뇌피질자극용 전극(40)으로 유입되어, 대뇌피질(120)에 직류 전기 자극을 가하게 된다.First, the operator cuts the scalp 130 into which the cerebral cortex stimulation electrode 40 is to be inserted into 2 cm and punctures the skull 100, and when the cerebral cortex stimulation electrode 40 is completely inserted, it is exposed to the outside. The human implantable small-capacity DC electric stimulator 1 for brain stimulation is connected to the end of the conductive wire 30, and locally supplies electricity of a selected pattern according to the treatment site. The supplied electricity is introduced into the cortical stimulation electrode 40 through the conductive wire 30 to apply a direct current electrical stimulation to the cerebral cortex 120.

이하에는, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형 직류전기자극기(1)를 이용한 시술방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a procedure using the human body insertion type DC electric stimulator 1 for brain stimulation according to an embodiment of the present invention described above.

먼저, 시술자는 뇌피질 자극용 전극(40)이 삽입될 두피(130)를 2㎝로 절개하고 두개골(100)을 천공한 후, 뇌피질 자극용 전극(40)이 완전히 삽입되면 쇄골아래 피하층에 절개를 넣고, 두피 절개부까지 터널을 뚫은 후 전극 도선(30)을 통과하여, 단자에 외부로 노출되어 있는 도선(30)의 단부에 전극 도선(30)을 연결하고, 쇄골아래 절개부에서는 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형 직류전기자극기(50)를 연결하여 치료부위에 따라 선택된 패턴의 전기를 공급하게 된다.First, the operator cuts the scalp 130 into which the cerebral cortical stimulation electrode 40 is to be inserted into 2 cm and punctures the skull 100, and when the cortical stimulation electrode 40 is fully inserted into the subcutaneous layer below the collarbone. Insert the incision, and then drill the tunnel to the scalp incision through the electrode lead 30, connects the electrode lead 30 to the end of the lead 30 exposed to the terminal outside, the brain at the incision below the clavicle By inserting the human body large-capacity type DC electric stimulator 50 for stimulation is to supply electricity of the selected pattern according to the treatment site.

이하에서는 본 발명에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극기 시스템의 운용에 대한 알고리즘(도10)을 설명한다.Hereinafter, an algorithm (FIG. 10) for the operation of the human body implantable DC electric stimulator system for brain stimulation according to the present invention will be described.

신경학적 질환이 있는 환자에서 임상적, 신경영상학적, 신경생리학적 자료에 의거하여 직류 전기 자극 방법이 도움이 되는 환자들을 선택한 뒤 직류 전기 자극의 파라미터를 신경학적 증상 및 장해에 따라 설정한다. 선택된 환자들에서 전극 삽입 위치를 결정하여 정확한 위치에 전극을 삽입한다. 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기를 두피 하에 삽입하고 뇌피질 자극용 전극과 연결시킨다. 설정된 파라미터를 외부 조절기에 입력시킨 후 라디오파 통신을 통하여 직류전기자극기에 동일한 파라미터를 전송하여 작동시킨다. 일정 기간 동안 전기 자극의 효과를 관찰하고 평가하여 전기 자극 효과가 불충분하면 전기 자극의 파라미터를 외부 자극기를 통하여 재조정한다. 전기 자극의 효과가 충분히 입증되면 장기간의 전기 자극 요법이 필요한 환자에서는 인체삽입형 대용량형의 직류전기자극기로 대체한다.Based on clinical, neuroimaging, and neurophysiological data in patients with neurological diseases, patients with the DC electrostimulation method are selected, and the parameters of DC electrostimulation are set according to neurological symptoms and disorders. The electrode insertion position is determined in the selected patients and the electrode is inserted at the correct position. The human implantable small-capacity DC electric stimulator is inserted under the scalp and connected to the electrode for brain cortex stimulation. After inputting the set parameter to external controller, it operates by transmitting the same parameter to DC electric stimulator through radio wave communication. Observe and evaluate the effects of electrical stimulation over a period of time, and if the effects of electrical stimulation are insufficient, readjust the parameters of the electrical stimulation through an external stimulator. Once the effects of electrical stimulation have been fully demonstrated, patients who require long-term electrical stimulation therapy should be replaced with an implantable high-capacity DC electrostimulator.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기 단면도.1 is a cross-sectional view of the human body insertion type small-capacity DC electric stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기의 도선고정부재와 함께 전극 도선이 연결된 모습을 보인 측면도.Figure 2 is a side view showing the electrode lead connected with the wire fixing member of the human body insertion type small-capacity DC electric stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기과 뇌피질 자극용 전극의 설치과정을 나타낸 사용상태도.Figure 3a to 3b is a state diagram showing the installation process of the human body insertion type small-capacity DC electric stimulator and the brain cortical stimulation electrode for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기와 다양한 뇌피질 자극용 전극의 사용상태도.Figure 4 is a state of use of the human body insertion-type small-capacity DC electric stimulator and various cortical stimulation electrodes for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형의 직류전기자극기의 단면도Figure 5 is a cross-sectional view of the human body insertion type DC electric stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형의 직류전기자극기의 사용상태도.Figure 6 is a state of use of the human body insertion-type large-capacity DC electric stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 직류전기자극기의 외부 조절기의 사면도.Figure 7 is a perspective view of an external regulator of the direct current electric stimulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기 시스템의 외부 조절기의 사용상태도.8 is a state of use of the external regulator of the human body insertion type small-capacity DC electric stimulator system for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형의 직류전기자극기와 외부 조절기의 사용상태도.Figure 9 is a state of use of the human body insertion-type large-capacity DC electric stimulator and external regulator for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기자 극기 시스템의 알고리즘 도식도.10 is an algorithmic schematic diagram of a human body implantable DC armature system for brain stimulation according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형의 직류전기자극기1: Small-capacity DC electric stimulator of human body type for brain stimulation

11 : 두개고정부11: two old government

12 : 축전지12: storage battery

13 : 회로부13: circuit part

14 : 접지전극부14: grounding electrode

15 : 연결단자부15: connecting terminal part

20 : 도선고정부재20: conductor fixing member

30 : 전극 도선30: electrode lead

40 : 피질자극용 전극40: cortical stimulation electrode

50 : 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형의 직류전기자극기50: Human body insertion type DC electric stimulator for brain stimulation

51 : 실리콘 형(型)51: silicon mold

60 : 자극 조절기60: stimulation regulator

61 : 연결 케이블61: connecting cable

62 : 동작 스위치62: operation switch

63 : 상태표시 LED63: Status LED

100 : 두개골100: skull

10 : 경막10: dura mater

120 : 대뇌피질120: cerebral cortex

130 : 두피130: scalp

140 : 컴퓨터 (노트북)140: computer (laptop)

150 : 컴퓨터 (PDA)150: computer (PDA)

Claims (3)

뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극기 시스템에 있어서,In the human body implantable DC electrostimulator system for brain stimulation, 전원을 공급하는 축전지;A storage battery for supplying power; 직류전원의 극성과 강도, 자극 시간 및 주기를 외부 리모콘과 연동하여 조절가능한 회로부재;A circuit member capable of adjusting the polarity and the intensity of the DC power supply, the stimulation time and the period in conjunction with an external remote controller; 두개골 또는 두피 피하에 접지하는 접지전극부재;A ground electrode member grounded under the skull or scalp; 경막상 또는 경막하 뇌 전극과 전기적으로 연결하는 단자부재;A terminal member electrically connected to the epidural or subdural brain electrode; 두개천공부위에서 경막외 전극을 고정 및 보호하는 도선고정부재;A wire fixing member for fixing and protecting the epidural electrode at the cranial perforation site; 두개골에 자극기를 고정하는 두개고정부재; 및Cranium fixing member for fixing the stimulator to the skull; And 단기간의 사용에 적합하며 국소마취와 작은 두피 절개로 간편한 시술이 가능하며 동시에 간편한 제거가 가능한 뇌자극을 위한 인체 삽입형 소용량형 직류전기자극기.It is suitable for short-term use and can be easily operated by local anesthesia and small scalp incision. 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극기 시스템에 있어서,In the human body implantable DC electrostimulator system for brain stimulation, 전원을 공급하는 축전지;A storage battery for supplying power; 직류전원의 극성과 강도, 자극 시간 및 주기를 외부 리모콘과 연동하여 조절가능한 회로부재;A circuit member capable of adjusting the polarity and the intensity of the DC power supply, the stimulation time and the period in conjunction with an external remote controller; 쇄골하 흉부 피하부위에 접지하는 접지전극부재;A grounding electrode member grounded to the subclavian thoracic subcutaneous region; 경막상 또는 경막하 뇌 전극과 전기적으로 연결하는 단자부재;A terminal member electrically connected to the epidural or subdural brain electrode; 두개천공부위에서 경막외 전극을 고정 및 보호하는 도선고정부재; 및A wire fixing member for fixing and protecting the epidural electrode at the cranial perforation site; And 장기간의 사용에 적합한 뇌자극을 위한 인체 삽입형 대용량형 직류전기자극기.Human implantable large-capacity DC electric stimulator for brain stimulation suitable for long-term use. 뇌자극을 위한 인체 삽입형 직류전기 자극기 시스템에 있어서,In the human body implantable DC electrostimulator system for brain stimulation, 직류 전기자극의 극성, 강도, 자극 시간 및 주기를 설정할 수 있는 프로그램;A program for setting the polarity, intensity, stimulation time and period of the direct current electric stimulation; 컴퓨터 프로그램과 외부 자극 조절기를 연결할 수 있는 인터페이스 시스템; 및 전기 자극기와 라디오파 통신을 할 수 있는 회로와 안테나로 구성된 외부 조절기.An interface system capable of connecting a computer program and an external stimulus controller; And an external regulator comprising a circuit and an antenna for radio wave communication with the electrical stimulator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101275073B1 (en) * 2011-05-26 2013-06-17 알피니언메디칼시스템 주식회사 Procedure for a Miniaturized Brain Stimulating Electrode System

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