KR20110043547A - 전기제세동기/세동제거기 - Google Patents

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KR20110043547A
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게리트 요하니스 데 보스
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리지악 1 비.브이.
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Abstract

포유동물의 심장이 세동상태에 있는지를 나타내는 탐지장치(16)로부터 탐지 신호를 수신하는 전자장치(12)를 구비하는 전기제세동기/세동제거기는 프로그램을 실행함으로써 탐지 신호를 처리하고 자극장치(17)가 포유동물의 인두 영역 내 소생 자극에 의해 심장의 제세동을 자극하도록 하기 위해 탐지 신호에 기초한 자극장치(17)를 위한 제어 신호를 생성한다. 상기 장치는 코마개를 구비한다.

Description

전기제세동기/세동제거기{CARDIOVERTOR/DEFIBRILLATOR}
본 발명은 전기제세동기/세동제거기(CD)에 관한 것이다.
뇌줄기(brainstem)는 다수의 생명의 생리 기능들을 조절하는 중추 메커니즘을 포함한다. 심폐 시스템의 조절 장애는 잠재적으로 생명에 위협적인 다수의 병리적 조건들을 야기할 수 있다.
현재의 CD들은 하나 이상의 리드(lead)들을 포함하고, 이는 사용시 사람의 심장 내에 위치된다. 그러한 CD 리드들을 제거하는 것은 몸, 즉 심장, 혈관들 및 주변 세포에 심각한 손상을 야기한다. 이러한 단점을 보이지 않는 CD들에 대한 필요성이 있다.
고양이들에 대한 실험은 1분 이상 동안 산소결핍 혼합제의 흡입에 의해, 그에 따른 혈압과 심박수의 심각한 저하와 함께, 호흡이 멈출 수 있음을 보여준다. 비인두(nasopharynx)의 기계적 또는 전기적 자극은 킁킁거림 및 헐떡거림과 같은 "호흡 반사작용(aspiration reflex)"를 야기할 수 있다(Tomori and Widdicombe, 1969, Benacka & Tomori, 1995, Tomori et al. 1995, 1998, 2000). 소생 효과로 인해, 혈압은 정상으로 돌아오고, 심장 리듬은 정상화되며, 호흡 및 신경-거동(neuro-behavioral) 기능들은 정상으로 돌아온다. 충분한 혈압, 심박수 및 호흡 없이 3분 동안 후에도, 마취된 고양이는 양호한 상태에 있는 것으로 보인다. 이러한 실험은 동일한 고양이에게 눈에 띄는 부정적 결과 없이 10번 넘게 반복될 수 있다.
그러한 호흡 반사작용의 자극은 고양이들의 수면무호흡증(apnoea)의 중단을 위한 가능한 방법들로 지시되었다(Tomori et al., 1991, 1995, Benacka & Tomori, 1995, Jakus et al., 2004). 또는, 유사한 소생이 (전기)-침술(acupuncture), (전기)-지압 또는 고양이 콧소리 미약(nasal philtre)의 기계적 자극에 의해 야기될 수 있으며, 경련 들이쉼(spasmodic inspiration)을 야기한다(Benacka & Tomori, 1997).
그러나, 기술분야의 공개된 상태의 현재 위치는 고양이 비인두 및 인두 중앙부(oropharynx)로부터 도발된 호흡 반사작용의 일반적인 경련 들이쉼이 사람들에게 두드러지지 않고 사람은 강한 구토 반사작용이 덧붙여진다(Benacka, 2004).
다른 연구원들은 높은-주파수 진동 공기 압력으로 상부 기도(airway)들의 자극에 응답하여 사람 호흡 반사작용과 다른 반응들을 발견하였다(Henke & Sullivan, 1992).
본 발명과 관련된 출원의 우선일에 앞서 공개되지 않은, PCT/NL2006/000599는 소생 생리적 효과를 얻기 위해 야기된 호흡 반사작용을 가진 뇌줄기의 소생 자극이 또한 인간에게 작용한다는 놀라운 발견을 개시한다. 그러한 문헌은 또한 야기된 호흡 반사작용에 따르는 뇌줄기의 흡기중추(inspiratory centre)의 작용을 통해 관련된 인간 심폐 증후군(cardio-respiratory syndrome)들 및 수면중무호흡증을 다루도록 설계된 일부 장치를 기술한다. 그러나, 이러한 문헌은 전기제세동기/세동제거기에 대해서는 가능한 적용을 개시하지 않는다.
WO2006/115877은 심방세동(atrial fibrillation)을 다루기 위한 인간의 미주 신경(vagal verve)를 자극하기 위한 장치를 개시한다.
본 발명의 목적은 세동제거 방법 및 인두 영역에 대한 자극을 통해 야기된 호흡 반사작용을 가진 뇌줄기의 소생 자극에 기초한 CD를 제공하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 청구항 1에서 청구된 바와 같은 CD를 제공한다. 그러한 CD는 바람직하게 세동제거의 도움에 있는 환자가 몇 분 동안 도움을 필요로 하는 병원에서 사용될 수 있다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
본 발명은 본 발명의 실시예를 보여주고 범위를 제한하지 않도록 된 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위들 및 그것의 기술적 균등물들에 의해 정의된다.
도 1은 사람의 머리와 목의 일부의 개략적 단면도이다;
도 2는 도 1의 상세도이다;
도 3은 본 발명에 다른 전자 시스템의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명에서 사용될 수 있는 전자학의 예시를 도시한다.
도 5는 상부에 전자 구성요소들을 구비한 유연한 기판을 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.
도 7은 자극 유닛들의 매트릭스 배열을 가진 기판을 도시한다.
도 8a, 8b 및 8c는 본 발명에 따른 장치의 실시예들을 도시한다.
다른 것들 사이에서, 본 발명은 필요에 놓인 자동소생(autoresuscitation)을 야기하기에 적절한 장치에 관한 것이다. 자동소생이라는 용어는 킁킁거림 및 헐떡거림과 같은 호흡 반사작용, 또는, 사람이 아닌 동물들 및 사람의 유아에서 관찰되는 자발적인 헐떡거리는 자동소생의 방법에 의해 제공되는 것과 유사한, 다른 종들에서의 그것의 다른 형태들을 유도하는 것을 통해 사람의 유기적 조직체의 자연적인 보상 메커니즘의 활동에 의한 소생을 포함한다(Sridhar et al., 2003; Xie et al., 2004). 본 명세서에서 자동소생의 야기를 언급할 때 소생이라는 용어가 사용될 수 있다. 본 발명의 문맥에서 자동소생의 야기로부터의 이익이 될 수 있는 대상들은 CD에 의해 해결되기만 할 수 있는 심장마비들로 고생하는 대상들이다.
흡기중추의 강한 활동을 통해, "호흡 반사작용(aspiration reflex)"은, 헐떡거림에 의해 야기된 자동소생 동안 뇌줄기 중추들의 활동과 유사하게, 뇌줄기의 제어 기능들이 다시 세트(reset) 되도록 야기하는 것으로 믿어진다. 헐떡거림 동안 신속하고 강한 흡기 노력들 또는 도발된 호흡 반사작용에서, 뇌줄기의 흡기중추들의 활동은, 심장의 작동을 제어하는 중추를 포함하는, 다른 신체 기능들의 쇠한 중추들을 다시 세트한다. 이는 심장의 작동을 제어하는 뇌의 중추들이 심장에 다시 세트하는 신호를 보내게 한다. 이러한 신호는 심장 세동을 제거할 수 있다. 이는 매우 놀라우며, 왜냐하면, PCT/NL2006/000599의 출원 전에, 소생 생리학적 노력들을 얻기 위해 야기된 호흡 반사작용과 함께 뇌줄기의 소생 자극은 사람에서 작용하지 않는다고 일반적으로 믿어졌기 때문이다.
본 발명의 발명자는 소생제거의 필요가 있는 돼지가 인두의 영역 내 자극을 소생시킴으로써 세동이 멈출 수 있음을 발견하였다. 상기 소생 자극에 의한 호흡 반사작용은 뇌줄기 내 호흡중추의 활동을 생기게 하였다. 호흡 중추(breathing centre)는 호흡중추의 활동에 의해 활성화된 심혈관 제어 중추와 연결된다. 이는 매우 놀라운 돼지 심장의 세동제거를 생기게 하며, 이는 돼지의 심장이 세동제거의 형태에 대해 매우 저항하는 것으로 믿어지기 때문이다.
인두의 영역 내 소생 자극은 또한 인간과 같은 다른 포유동물 내 세동상태 심장(fbrillating heart)의 세동제거를 야기할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 사람 몸의 인두(pharynx)는 경추(cervical vertebra C6)와 같은 높이로 두개골의 아래쪽으로부터 위치된다. 인두는 다음의 세 구획으로 나누어질 수 있다. 비인두(nasophaynx; 화살표들(1 및 2) 사이의 비강 뒤에 대략 위치함), 인두 중앙부(oropharynx; 화살표들(2 및 3) 사이의 구강 뒤에 대략 위치함), 인후두(laryngopharynx; 화살표들(3 및 4) 사이의 후두 뒤에 대략 위치함).
도 2는 인두의 소생 자극의 바람직한 위치를 보여준다. 소생 자극은 바람직하게 이관(tuba auditiva; 5)을 둘러싸는 참조부호들(A, B, C, D)에 의해 둘러싸인 비인두의 영역 내에서 실시된다. 더욱 바람직하게 소생 자극은 도 2에서 해칭선(hatched line)으로 지시된 이관(5)에 바로 근접하는 위치 내에서 실시된다.
도 3은 케이스(11)를 구비한 장치(10)를 도시한다. 전자장치(12)에 연결된 배터리(13)가 케이스(11) 내에 있다. 배터리(13)는, 일반적으로 심박조율기(cardiac pacemaker)들에 사용되는 것처럼, 나노결정(nanocrystaline) 음극(cathod) 구성요소들을 가진 리튬 요오드를 포함할 수 있다. 전자장치(12)는 적절한 와이어들(14)을 통해 탐지장치(16)에 연결될 뿐만 아니라, 적절한 와이어들(15)을 통해 자극장치(17)에 연결된다.
전자장치(12)는 아날로그 회로, 디지털 회로 또는 적절한 컴퓨터 프로그램에 의해 지시된 프로세서를 구비한 컴퓨터 장치, 또는 그것들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 도 2는 컴퓨터 장치에 기초한 실시예를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전자장치(12)는 제어기를 포함하고, 이는 예를 들어 메모리(21)에 연결된 마이크로프로세서(microprocessor; 20)의 형태이다. 게다가, 마이크로프로세서(20)는, 적절한 와이어(22)를 통해, 자극장치(17)에 연결될 수 있는 와이어들(15)에 연결된 출력을 구비하는 파동 생성기(wave function generator; 23)에 연결된다.
메모리(21)는 다른 형태의 몇몇 메모리 유니트들로 수행될 수 있다(RAM, ROM 등). 메모리(21)는 마이크로프로세서(20)가 하나 이상의 기능들ㅇ르 수행하도록 프로그램의 지시들을 저장한다. 선택적으로, 메모리(21)는 탐지장치(16)로부터 획득된 다수의 탐지된 파라미터 값들을 저장한다. 메모리(21)는 컴퓨터 판독 메모리와 같은 기설정된 기능을 저장하기 위한 적절한 메모리일 수 있다. 기설정된 기능은 수학적 기능 또는 상관관계일 수 있다. 적절한 기능들은 결정된 파라미터 값이 기설졍된 임계값보다 크거나 작은지, 동일한지를 결절하기 위해 적절한 기능들일 수 있다. 당업자의 지식에 기초하여 당업자는 응답이 결정된 파라미터 값들의 기능으로서 필요하다 것에 기초하여 적절한 기능들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기능은 어떤 시간 프레임에 어떤 임계값 아래의 어떤 파라미터 값의 부재를 관련시킬 수 있다. 그러한 기능은 세동상태 심장(fibrillating haeart)의 존재를 탐지하기 위해 결정될 수 있다.
메모리(21)에 저장된 프로그램에 기초하여, 마이크로프로세서(20)는 상기 기능 안의 탐지장치(16)로부터 얻어진 바와 같이 탐지된 수의 파라미터 값들을 처리할 수 있다. 이를 위해, 탐지된 파라미터 값들은 탐지장치(16)로부터 바로 또는 탐지된 파라미터 값들이 이미 로딩되는 메모리(21)로부터 마이크로프로세서(20) 내로 로딩된다. 기능은 메모리(21)로부터 마이크로프로세서(20) 내에 로딩되거나 다른 실시예에서 기설정된 기능은 상기 마이크로프로세서(20) 내에 넣어질 수 있다. 후자의 실시예에서 적어도 하나의 메모리가 (부분적으로) 마이크로프로세서(20) 내에 통합된다.
탐지장치(16)는 다수의 파라미터 값들을 탐지하기 위한 적절한 장치일 수 있다. 본 명세서에서, "수(number)"는 다르게 명백히 기술되지 않는다면 하나 이상을 의미한다. 사용시, 탐지장치(16)는 와이어(14) 상의 출력 신호를 제공하고, 결정된 파라미터 값들에 응답하여 결정된 파라미터 값들을 나타낸다. 결정된 파라미터 값들은 어떤 시간 프레임 내 탐지장치(16)에 의해 측정된/결정된 것과 같은 파라미터 값들이다. 파라미터는 대상이 세동제거의 필요가 있는지에 따라 결정될 수 있는 기초 상의 파라미터일 수 있다.
대상이 세동상태 심장을 가져서 세동제거의 필요가 있는지 여부를 결정하는데 적절한 파라미터들은 심장박동 또는 심박수 패턴에 관련된 파라미터들을 포함한다. 원칙적으로, 예를 들어 심장박동 및/또는 심박수를 감지하여 세동상태 심장을 감지하는 몸 위의 장소는 탐지장치(16)에 의해 사용될 수 있다. 그러나, 적절한 수행은 탐지장치(16)가 예를 들어 인두 부근에 동맥 내 혈액 흐름을 감지하도록 배열되는 것이다. 다음으로, 탐지장치(16)는 혈액 흐름 신호를 전자장치(12)로 전송한다. 마이크로프로세서(20)는 혈액 흐름 신호를 처리하고 당업자에게 알려진 방법으로 그로부터 심전도를 생성하도록 배열된다.
당업자에게 알려진 바와 같이, 심전도 측저은 포유류 몸체의 몇몇 위치 위에서 이루어질 수 있다. 그러므로 그러한 위치는 포유류가 세동을 멎게 할 필요가 있는 세동상태 심장을 가지는지 여부를 확정하기 위해 본 발명의 내용 내에서 사용될 수 있다.
자극장치(17)는 처리된 수의 파라미터 값들의 기능으로서 응답을 제공하도록 배열된다. 자극장치(17)는 뇌줄기의 호흡중추를 자극 및/또는 재활성시키기 위해 소생 자극을 제공하도록 설계된 다수의 자극 유니트들을 포함할 수 있다. 위에서 지시한 바와 같이, 자극장치(17)에 의해 제공된 호흡중추의 자극 및/또는 재활성은 인두 내에 있다. 결과적으로 호흡중추의 자극에 2차로 영향을 또한 미칠 수 있는, 혈관운동신경(vasomotor) 중추 및 뉴런(neuron)들 제어 심장 활동과 같은, 다른 제어 중추들이 뇌줄기 내에 있다.
인두 내와 같이, 뇌줄기로부터 떨어진 어떤 위치들의 자극은 소생의 유도를 야기하며, 왜냐하면 포유류의 몸의 어떤 위치들에서 뇌줄기의 호흡중추에 연결된 구심성 신경(afferent nerve)들이 존재하기 때문이다. 그러한 구심성 신경 또는 그것들 각각의 영역들의 자극은 뇌줄기의 호흡중추의 활성을 야기하고 이를 통해 뇌줄기 및 뇌의 다른 부분들 내의 다른 중추들에 영향을 미쳐서 세동제거가 유도될 수 있다.
비인강(nasopharynx), 더욱 바람직하게는 이관(tubae auditivae)에 근접한 비인강 부분의 자극은 호흡 반사작용의 유도에 효과적인 가장 강한 소생을 제공한다는 것이 알려져 있다.
자극장치(17)는 기계적, 화학적 또는 전기적 자극장치일 수 있다. 전기 자극장치는 분리된 전원을 포함할 수 있다. 적절한 전원은 충전된 축전지의 배열일 수 있고, 스파이크(spike)들이 사용되는 경우, 자극을 위한 전압 선택을 허용한다. 또는, 이러한 분리된 전원은 자극장치(17)가 와이어(15)를 통해 케이스(11) 내에 캐터리(13)에 연결될 경우에 결여될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 파동 생성기(23)는 자극장치(17)의 부분일 수 있다. 그러한 전원과 결합하여, 파동 생성기(23)는, 예를 들어 블록파(block wave)들, 공동파(sinus wave)들 또는 다른 길이, 주파수 및 진폭의 스파이크(spike)들, 또는 그것들의 조합의 형태로, 자극장치(17)를 위한 원하는 제어 신호를 생성하도록 배열된다.
일 실시예에서, 자극 유니트들(43(i))은 인간 몸체 기계적 자극을 제공하도록 배열된 기계적 자극 유니트들이다. 그러한 기계적 자극 유니트들(43(i))은 전류에 의해 자극될 때 기계적 움직임을 생성하는 전기일그러짐(electrostriction) 구성요소에 의해 형성될 수 있다. 그러한 기계적 자극 유니트들(43(i))은 바늘들의 형태를 가질 수 있다.
자극장치(17)는 전기 자극을 인두에 전달하기 위한 하나 이상의 자극 전극들을 더 포함하거나 이에 연결될 수 있다. 그러한 전극들은 전자장치(12)로부터 수신된 제어 신호에 기초한 적절한 자극 신호들을 수신한다. 전극들은 단일-극(mono-polar) 또는, 양극(bipolar) 전극들을 포함하는,다중극(multipolar)일 수 있고 인두 표면 상에 위치될 수 있거나 인두 내에 고정될 수 있다. 후자의 경우, 전기-자극 리드(lead)는 비인강의 배측면(dorsolateral) 영역 내에 고정되기에 적당할 수 있다. 또는, 전극들은 적어도 부분적으로 인두 표면을 침투하도록 배열된 바늘들의 형태일 수 있다.
일 실시예에서, 자극장치(17)는 다수의 자극 전극들을 포함한다. 다수의 자극 전극들을 사용함으로써 더 복잡한 자극 전류들이 몸에 제공될 수 있다. 이는 또한 자극되는 영역의 정확한 한정(definition)를 가능하게 한다. 다수의 자극 전극들이 사용된다면 상기 전극들 사이에는 일정 거리가 있음이 바람직하다. 이러한 거리로 인해서 전류는 대상 몸체를 통해서 거리를 넘어 이동할 것이다. 이는 자극 효과를 향상시킬 것이다.
스파이크들이 신호를 제어하는데 사용된다면, 스파이크들의 진폭 및 지속기간 내 변형들, 즉 에너지 양은 늘어난 시간(초)을 넘어 스파이크들의 트레인(train)들로부터 멀어지도록 만들어질 수 있다(Benacka and Tomori, 1995). 다양한 주파수들 및 지속기간의 공동파들, 블록파들, 스파이크들, 스파이크 트레인들 및 이들의 조합이 사용될 수 있다. 오직 에너지만을 전달하지 않고 원하는 생리적 응답을 이끌어내기 위해 더욱 복잡하게 목표된 응답 중추를 자극하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 CD는, 본 발명의 방법의 실시예 내에서, 사람 몸의 인두 영역 내에, 즉 구성요소 내부를 구비하는 적어도 케이스(11) 내에 적어도 부분적으로 넣어진다. 바람직하게, 그러한 실시예에서, CD는 사람 몸의 인두 영역 내에 완전히 넣어진다. 주입은 특히 전기 및/또는 기계적 자극 수단을 사용할 때 적절하다. 장치의 완전한 주입은 대상 몸체의 표면 상에 부분이 없을 것이기 때문에 대상에 대한 더 쉬운 사용을 가능하게 할 것이다. 일 실시예에서, 주입가능한 CD는 그것의 인두 영역 내 주입이 콧구멍을 통해서나 사람의 목구멍을 통해서 수행될 수 있도록 크기가 정해진다.
심박조율기로부터 배터리수명은 10년만큼일 수 있다는 게 알려져 있다. 뇌줄기의 호흡 뉴런들의 소생 자극을 위한 장치로 배터리 수명은 훨씬 더 길어질 것으로 기대될 수 있고, 또는 장치는 더 작게 만들어질 수 있으며, 그것은 심박조율기처럼 자주 자극해야 하지 않기 때문이다. 심박조율기들에서, 대략 심박조율기 부피의 70%가 배터리와 연결기들에 의해 차지된다.
일 실시예에서, 본 발명의 방법의 실시예 내에서 사용되는 주입가능한 장치는 전자장치(12)를 수용하는 케이스(11) 및 배터리(13)가 유연한 생체에 적합한(biocompatible) 재료로 만들어지는 도 3에 도시된 바와 같이 배열된다. 적절한 재료는 실리콘이며 그것이 인간 몸에 의해 잘 견뎌지기 때문이다. 그러나, 인간 몸에 의해 견뎌지는 다른 유연한 재료들이 대신 사용될 수 있다.
유연한 케이스를 사용하는 이점은 케이스가 주입되는 몸의 형태에 그것 자체를 맞춘다는 것이다. 따라서, 그것은, 불편함이나 나아가 원하지 않는 압력에 의한 자극을 야기할 수 있는, 주입 후 인간 몸에 기계적 압력을 형성하지 않거나, 거의 형성하지 않는다.
일 실시예에서, 유연한 케이스(11)는 비인강 내 또는 뒤에 주입되도록 설계된다. 그러한 케이스의 주입은 코 또는 입을 통해 이루어질 수 있다.
그러한 일 실시예에서, 배터리 또한 유연하게 만들어질 수 있다. 또는, 배터리는 유연한 배터리 팩(pack)을 산출하는 두 개 또는 그 이상의 배터리들로 구성될 수 있다. 전자장치(12)가 또한 유연한 구성요소들로 만들어질 수 있거나 적어도 전자장치 구성요소들은 예를 들어 유연한 인쇄회로기판과 같은 유연한 기판 상에 제공될 수 있다. 도 5는 적어도 일 표면 상에 위치한 전자장치 구성요소들(31)을 구비하는 그러한 유연한 기판(30)을 보여준다. 자극장치(17)가 또한 케이스(11) 내부에 위치될 수 있고 또한 유연한 기판 상에 전자장치 구성요소들로 만들어질 수 있다. 다음으로, 자극장치(17)는 도 5에 도시된 바와 같이 배열될 수 있다. 전자장치(12)의 전자 구성요소들은 제1 유연한 기판 상에 배열될 수 있고 자극장치(17)는 제2 유연한 기판 상에 배열될 수 있다. 그러나, 이러한 제1 및 제2 기판들은 단일 기판일 수 있다. 배터리(13)가 또한 그러한 기판 상에 제공될 수 있다. 탐지장치가 또한 케이스(11) 내부에 위치될 수 있고 또한 제3 유연한 기판 상에 전자장치 구성요소들로 만들어질 수 있다. 다음으로, 탐지장치(16)가 또한 도 5에 도시된 바와 같이 배열될 수 있다. 전자장치(12), 탐지장치(16) 및 자극장치(17)의 전자장치 구성요소들을 구비한 기판들은 분리된 기판들일 수 있다. 그러나, 또는, 그것들은 하나의 단일 기판일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 주입장치(10)는 그것이 외부 탐지 또는 자극 리드들을 포함하지 않도록 설계될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 그러한 장치(10)의 케이스(11)는 다음으로 탐지장치(16), 전자장치(12), 배터리(13) 및 자극장치(17)를 포함하는 모든 구성요소들을 수용한다. 배터리(13)는 전자장치(12)에 연결되도록 보여지지만 탐지장치(16)와 자극장치(17)에 동일하게 연결될 수 있다. 다음으로, 케이스(11)는 부분적으로 전도성일 수 있다. 예를 들어, 케이스(11)에는 탐지장치(16)에 연결된 전도성 패드들(33)이 제공될 수 있고 ECG의 탐지를 위한 전압 감지 매트릭스로서 작동한다. 다음으로, 전압 감지 패드들은, 당업자에게 명백한 바와 같이, 그러한 ECG가 되도록 적절한 필터들 및 증폭기들에 연결된다. 전도성 케이스(11)에는 몸의 인두의 바로 근처에서 몸의 인두에 전기 자극 전류를 안내하는데 사용되는 자극장치(17)에 연결된 전기 패드들(43(i), i=1,2,3,...,I)가 유사하게 제공될 수 있다. 전기 패드들(33, 43(i))은 실리콘 및 타이탄(titan) 또는 백금과 같은 적절한 금속을 가진 그것의 도핑(doping) 부분들로부터 케이스(11)를 만드는 것에 의해 만들어질 수 있다. 다음으로, 그러한 도핑된 부분들은 전기 패드들(33, 43(i))을 형성한다. 전기 패드들은, (실리콘) 케이스(11) 내에 삽입될 수 있거나 위에 배열될 수 있는, 티타늄이나 백금과 같은 적절한 금속으로 만들어질 수 있다.
패드들(43(i))은 2차원 자극 매트릭스(40)로 형성될 수 있다. 도 7은 본 발명의 장치 내에서 사용될 수 있는 그러한 자극 매트릭스(40)를 보여준다. 도 7에 도시된 바와 같이, 자극 매트릭스(40)2차원 패턴 내에 배열된 다수의 자극 유니트들(43(i))이 제공된 기판(42)을 구비한다. 기판(42)은 케이스(11)의 부분일 수 있거나 케이스(11) 외부 분리된 유니트로 제공될 수 있다. 자극 유니트들(43(i))은 매트릭스 형태로 배열된다. 도시된 배열은 규칙적인 매트릭스 패턴 내 자극 유니트들(43(i))을 포함한다. 그러나, 본 발명은 이러한 배열에 제한되지 않는다. 다른 규칙적 패턴들 또는 불규칙적 패턴들이 대신 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 자극장치(17)만이 케이스(11) 내에 위치되고 자극 유니트들(43(i))은 케이스(11) 상에 위치되며 탐지 회로(16)는 도 3에 도시된 배열에서와 같이 케이스(11) 외부에 위치된다.
케이스(11)는 티탄(titan)이나 백금과 같은 전도성 재료로 만들어질 수 있다. 그러한 경우, 자극 유니트들(43(i))이 매우 전도성이 있을 때 그것들은 전도성 케이스(11)로부터 전기적으로 고립되어야 한다. 이는 당업자에게 알려진 방식으로 이루어질 수 있다.
그러한 주입가능한 장치는 자동-활용(auto-optimizing)적으로 만들어질 수 있다. 전자장치(12)는 하나 이상의 최적의 자극 포인트들, 호흡 반사작용이 최고로 유도될 수 있는 포인트들을 위치시키도록 피부 위의 기설정된 위치들 상에 임피던스 측정을 수행하도록 배열될 수 있다. 그러한 임피던스 측정은 몇몇 자극 유니트들(43(i)) 사이에서 피부의 임피던스 레벨들을 측정하고 자극 매트릭스를 사용함으로써 수행될 수 있다. 이는 피부 위의 측정된 영역의 임피던스 레벨의 2D 패턴이 되게 한다. 낮은 임피던스를 가진 영역들은 자극을 제공하기 위한 더 좋은 포인트들일 수 있다.
전자장치(12)는, 형태(form)나 진폭(amplitude) 중 하나 또는 모두로, 자극 유니트들(43(i))로 자극 신호들의 다른 형태들을 보내도록 배열될 수 있다. 자극 유니트(43(i))당 다른 자극 신호들의 효과는 탐지장치(16)에 의해 측정될 수 있고 전자장치(12)에 의해 평가될 수 있다. 전자장치(12)는 자극장치(17)로의 출력으로서 그것의 제어 신호를 보정함으로써 이러한 자극 신호들을 보정하도록 프로그램될 수 있다.
게다가, 전자장치(12)는 그것의 생성된 제어 신호를 임의로 변하도록 프로그램될 수 있어서 자극 신호들은 자극 유니트들(43(i))에 의해 자극된 몸의 영역 위로 임의의 자극을 생성한다. 이는 생성된 자극에 몸의 적응을 감소시킬 수 있어서 장치(10)의 효율을 향상시킨다.
도 8a, 8b 및 8c는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도시한다. 본 발명의 방법은 또한 이러한 도면들의 실시예에 적용될 수 있다.
도 8a에 도시된 장치는 인간의 콧구멍 안으로 삽입될 수 있도록 형성된 코마개(nose plug)로 설계된 케이스(11)를 포함한다. 바람직하게, 케이스(11)는 유연하여서 쉽게 맞춰진다. 케이스(11)는 관통홀(50)을 통해 사용자가 호흡할 수 있도록 설계된 관통홀(50)을 포함한다. 케이스는 내부에 탐지장치(16)를 포함할 수 있어서 관통홀(50)을 통해 공기흐름을 측정함으로써 호흡 활동을 측정할 수 있다. 탐지장치(16)에 의한 그렇나 탐지는 흐름 측정, 온도 측정, 압력 측정 등과 같은 물리적 원리에 기초할 수 있다.
내부 탐지장치(16)에 더하여, 시스템은 케이스(11)의 외부에 위치하고 코 안의 동맥으로부터 심장박동 신호를 탐지하도록 배열된 하나 이상의 센서들(38)을 포함할 수 있다. 그러한 센서는 소리 또는 압력을 측정하는 것을 기초로 할 수 있다. 케이스(11)는 사용 시 사람 머리에 착용되고 콧구멍 내 코마개 형상 케이스(11)를 유지하도록 배열되도록 하는 브레이스(brace) 도는 브라켓(braket; 52)과 같은 유지 유니트에 연결된다.
도 8a의 실시예에서, 케이스(11)는 또한 콧구멍으로 화학물의 스프레이(54)를 제공하도록 배열된 자극장치(17)를 포함한다. 화학 자극은 소생을 야기하는 화학물로 상부 기도들에 접촉함으로써 유도될 수 있다. 인두와 접촉하는 시간에 화학물은 바람직하게 가스 또는 10 에어로졸 형태이다. 많은 냄새들은 화합물의 혼합 결과물이다. 소생의 화학적 유도는 예를 들어 하나 이상의 바닐린, 초산아밀(amlyacetate), 프로피온산(propionic acid) 또는 15 페닐에틸아코올(phenylethylalcohol)을 포함하는 삼차신경-후각(trigemino-olfactoric) 자극제에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 냄새들/화합물들을 가진 화학적 자극에 제한되지 않는다는 것이 명백히 기술된다.
화학물을 분배하기 위해 자극장치(17)는 스프레이 유니트를 포함할 수 있다. 스프레이 유니트는 (가압된) 가스를 스프레이 하고/또는 (안개화) 액체를 스프레이 하기에 적합할 수 있다. 적절한 스프레이 유니트들이 당업자에게 알려져 있다.
도 8b는 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예를 보여준다. 동일한 참조번호들을 가진 구성요소들은 도 6a와 동일한 구성요소들을 가르킨다. 그러나, 도 6a의 장치는 인두 영역으로 적어도 하나의 전기적 그리고 기계적 자극을 제공하도록 배열된다. 이를 위해, 케이스(11)에는 적어도 하나의 실(thread), 와이어 및 섬유(58)가 연장하는 튜브(56)가 제공된다. 실, 와이어 및 섬유(58)의 길이는 케이스(11)가 콧구멍 안으로 삽입되면 그것이 인두 영역에 접촉하도록 되어 있다. 실, 와이어 또는 섬유는 적절한 모터(미도시)에 연결되고 전자장치(12)에 의해 지시된 적절한 기계적 움직임에 의해 비인두 영역을 자극하도록 배열된다. 또는, 와이어(58)는 전자장치(12)에 의해 지시된 와이어(58)로 전기적 자극 신호들을 제공하도록 배열된 자극장치(17) 내 전자장치(44)에 연결될 수 있다.
도 8c는 사람의 코 위로 이동될 수 있는 코부분(60)에 케이스(11)가 연결되는 실시예를 도시한다. 코부분(60)은 브레이스 또는 브라켓(52)에 연결된다.
비록 본 발명이 세동상태 심장에 작용하는 방법 및 장치를 참조하여 설명되었지만, 동일한 장치가 심장경색 또는 뇌경색과 같은 몸의 다른 장애에 작용하도록 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 심장경색은 ECG 신호를 측정하도록 배열된 탐지장치(16)를 사용함으로써 탐지될 수 있다. 예를 들어 심장경색은 당업자에게 알려진 바와 같이 QRS 콤플렉스(complex)를 측정하는 것으로부터 탐지될 수 있다. 심장경색이 탐지되면, 장치는 뇌줄기 내 소생 중추를 활성화하고 다음으로 심혈관 제어 중추를 활성화하기 위해 소생 자극을 생성하는 인두 영역을 자극하는데 이용될 수 있다.
뇌경색, TIA 또는 간질 발작은 동일한 방식으로 중화될 수 있다. 게다가, 손상이 더 잘 제어될 수 있다. 대상이 뇌경색으로 고생한다면 본 발명의 장치와 방법의 실시예는 탐지장치(16)가 전자장치(12)가 대상이 뇌경색을 가지는지를 결정하도록 하는 CT 스캔이나 MRI 스캔을 수행하도록 배열된다. 이는 예를 들어 고려되는 대상이 몸의 유사한 불기능을 야기할 수 있지만 제안된 치료가 아마 작용하지 않는 뇌출혈로 고생하지 않는다는 것을 확실히 할 필요가 있다.
위의 예시에서 나타난 실시예들이 본 발명을 설명하기 위함이고 첨부된 청구범위와 그것의 기술적 균등물로만 제한되는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
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11 : 케이스
12 : 전자장치
16 : 탐지장치
17 : 자극장치

Claims (13)

  1. 케이스(11),
    상기 케이스(11) 내에 배열된 전자장치(12),
    상기 전자장치(12)에 연결된 탐지장치(16),
    상기 전자장치(12)에 연결된 자극장치(17)를 포함하고,
    상기 전자장치(12)는 세동상태 심장, 심장경색, 뇌경색 및 TIA 중 적어도 하나를 포함하는 몸의 장애를 나타내는 상기 탐지장치(16)로부터 탐지 신호를 수신하도록 배열되고, 상기 탐지 신호를 처리하고 상기 자극 장치(17)가 뇌줄기 내 호흡 중추를 활성화하기 위해 소생 자극을 생성하도록 상기 탐지 신호에 기초한 상기 자극장치(17)를 위한 제어 신호를 생성하고, 차례로, 상기 장애를 중화하며, 상기 케이스(11)는 콧구멍 안으로 삽입되도록 배열된 코마개로 설계되고, 상기 자극장치(17)는 포유동물의 인두 영역을 자극하도록 배열되는 전기제세동기/세동제거기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기제세동기/세동제거기는 전기적 그리고 기계적 방법 중 적어도 하나로 상기 인두 영역을 자극하는 적어도 하나의 실, 와이어 및 섬유를 포함하는 전기제세동기/세동제거기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자극장치(17)는 상기 콧구멍 안으로 화학물을 제공하도록 배열된 전기제세동기/세동제거기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기제세동기/세동제거기는 상기 케이스(11)에 연결된 코뚜겅(nose cap; 60)을 포함하는 전기제세동기/세동제거기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스(11)는 유연한 생체적합한 재료로 만들어지는 전기제세동기/세동제거기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유연한 재료는 실리콘인 전기제세동기/세동제거기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전자장치(12)는 유연한 기판(30) 위에 전자 구성요소들을 포함하는 전기제세동기/세동제거기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자장치(12)는 파동기능 생성기(23)에 연결된 마이크로프로세서(20)를 포함하고, 파동기능 생성기(23)는 적어도 하나의 공동파, 블록파, 스파이크 트레인 또는 기설정된 주파수, 기간 및 진폭을 가지는 그것들의 조합으로부터 선택된 파동 형태를 가지는 상기 제어 신호를 생성하도록 배열되는 전기제세동기/세동제거기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탐지장치(16)는 심장박동 신호를 감지하기 위해 상기 케이스(11) 상의 센서(38)를 포함하는 전기제세동기/세동제거기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 포유동물이 콧구멍으로 호흡하도록 하는 관통홀(50)을 포함하는 전기제세동기/세동제거기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탐지장치(16)는 상기 관통홀(50)을 통해 흐르는 호흡 활동을 감지하도록 배열되는 전기제세동기/세동제거기.
  12. 몸의 장애를 중화하는 방법에 있어서,
    세동상태 심장, 심장경색, 뇌경색 및 TIA 중 적어도 하나를 포함하는 몸의 상기 장애를 상기 몸이 보이는지를 탐지하는 단계;
    뇌줄기 내 호흡 중추를 활성화하기 위해 소생 자극을 생성하고, 차례로, 심혈관 제어 중추를 활성화해서 상기 장애를 중화하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 소생 자극은 포유동물의 인두 영역에 가해지는 몸의 장애를 중화하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    탐지와 생성을 수행하도록 설계된, 상기 포유동물 내 비인강 내 또는 뒤에서 주입가능한 전기제세동기/세동제거기를 주입하는 단계를 포함하는 몸의 장애를 중화하는 방법.
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