KR20120010237A - 신체 부위에 이식하기 위한 박스를 포함하는 시스템 - Google Patents

Abstract

시스템(102)은 제 1 전기 콘택트(110, 121, 114, 116, 118, 120)가 제공되어 있는, 포유동물 신체 부위(106)에 이식하기 위한 박스(104), 및 상기 제 1 전기 콘택트와 협력하기 위한 제 2 전기 콘택트 (122, 124, 126)가 제공되어 있는, 박스에 수용하기 위한 모듈(108)을 포함한다. 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트는 적어도 박스에 모듈의 고정된 수용시에, 상기 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 전기적으로 연결되어 있는 접촉 위치와, 상기 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트가 서로 분리되어 있는 비-접촉 위치 사이로 상호 간에 이동 가능하다.

Description

신체 부위에 이식하기 위한 박스를 포함하는 시스템 {SYSTEM COMPRISING A BOX FOR IMPLANTING IN A BODY PART}

본 발명은 포유동물 신체 부위에 이식 가능한 박스, 및 박스에 수용 가능한 모듈을 포함하는 시스템에 관한 것이다.

US-A 2007/0225773 A1호에는 신경-조절 전기적 신호를 발생시키기 위한 이식가능한 경두개 펄스 발생기가 기재되어 있다. US-A 2007/0225773 A1호에 따른 발생기는 환자의 두개골에 위치된 천두공(burr hole) 내에 탑재하기 위한 경두개 삽입체(transcranial insert), 및 경두개 삽입체에 탈착 가능하게 탑재된 돔(dome)을 포함한다. 돔 및 삽입체는 전기 부품들을 포함하고 직접적인 전기적 상호연결을 용이하게 하는 보조 커넥터(complementary connector)를 구비하고 있다.

US-A 2007/0225773 A1호에 기재된 발생기의 단점은 돔을 경두개 삽입체에 탑재 시에 상기 삽입체 상에 힘이 가해지고 그 결과 환자의 두개골에서 천두공에 하중이 가해진다는 사실에 있다. 즉, 직접적인 전기적 상호연결을 용이하게 하기 위한 보조 커넥터들 사이에 존재하는 마찰력이 보조 커넥터를 기계적으로 연결시키기 전에 너무 크다는 것이다. 천두공의 이러한 하중은, 천두공의 상처입기 쉬운 특성(vulnerable nature)을 고려하면, 바람직하지 않다.

본 발명의 목적은 박스에 모듈을 삽입하는 동안에 포유동물의 신체 부위 상에 가해지는 힘이 감소되는, 도입부에서 정의된 부류의 시스템을 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적은 제 1 전기 콘택트가 제공되어 있는, 포유동물의 신체 부위에 이식 가능한 박스, 및 상기 제 1 전기 콘택트와 협력하기 위한 제 2 전기 콘택트가 제공되어 있는, 박스에 수용 가능한 모듈을 포함하며, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가, 적어도 박스에 모듈의 고정된 수용 시에 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트가 전기적으로 연결되어 있는 접촉 위치와 상기 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트가 서로 분리되어 있는 비-접촉 위치 사이로 상호 간에 이동 가능한, 본 발명에 따른 시스템에 의해 달성된다.

제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트를, 적어도 박스에 모듈의 고정된 수용 시에, 접촉 위치와 비-접촉 위치 사이로 상호 간에 이동시킬 수 있게 함으로써, 박스에 모듈을 수용할 목적으로 박스에 모듈을 삽입할 때 신체 부위에 힘이 전혀 또는 실제적으로 전혀 가해지지 않을 것이다. 즉, 박스에 모듈을 설치하기 전에 제 1 콘택트 및 제 2 콘택트를 비-접촉 위치로 상호 간에 이동시킴으로써, 박스에 모듈을 삽입할 때 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트 사이에 어떠한 마찰도 발생되지 않을 것이며, 이에 따라 박스에 모듈을 수용하기 위하여 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트 사이의 마찰력이 과도하지 않게 될 것이다. 그 결과, 원칙적으로 박스에 모듈을 삽입하는 동안에 박스와 모듈 사이에 0 힘(zero force)이 가해질 것이다. 결론적으로, 모듈이 신체 부위에 이식될 것을 고려하여, 박스에 모듈을 삽입하는 동안에 상기 신체 부위 상에 실제적으로 0 힘이 가해지게 될 것이다.

본 발명에 따른 시스템, 및 보다 상세하게, 상기 시스템에 포함되는 박스는 다양한 포유동물의 신체 부위에 이식 가능하다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 시스템의 적용은 상처입기 쉬운 특성을 갖는 포유동물의 신체 부위, 예를 들어 인간 두개골에서 특히 유익할 것이다. 박스 및 모듈은 바람직하게 티타늄, 또는 티타늄의 합금, 예를 들어 알루미늄 또는 바나듐과 티타늄의 합금으로부터 제작된다.

본 문헌에서, 전기 콘택트는 별도로 설치된 전기 전도성 구성요소, 예를 들어 핀(pin), 프롱(prong) 또는 평평한 표면인 것으로 해석된다. 이에 따라, 예를 들어, 본 문헌은 두 개의 전기 콘택트를 구비하기 위해, 공지된 교류(AC) 전력 플러그인 표준화된 CEE 7/17 플러그를 고려할 것이다. 또한, 본 문헌은 마찬가지로, 예를 들어, 8 개의 전기 콘택트를 포함하기 위해 표준화된 8P8C 모듈 커넥터 플러그를 고려한다. 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트는 전기 전도성 물질, 바람직하게 인 청동 합금(phosphor bronze alloy) 또는 백금 이리듐 합금으로부터 제작된다.

단일 제 1 전기 콘택트 및 단일 제 2 전기 콘택트가 전류의 흐름을 위한 회로를 확립시키기 위해 충분한 것으로 인식된다. 즉, 저-전압 전류에 의해 구동되는 적용에서, 통상적으로 단일 제 1 전기 콘택트 및 단일 제 2 전기 콘택트는 접지 구성요소(grounding element)와 결합하여 구성될 것이다. 시스템에 포함되어 있는 박스 및 모듈의 적어도 일부는 전기 전도성 물질에 의해 제공될 수 있으며, 상기 일부는 추가 전기적 연결을 확립할 것이라는 것이 강조된다. 상기 추가 전기적 연결이 이루어진 경우에, 전류 흐름을 위한 추가 경로가 확립될 것이다. 예를 들어, 박스 및 모듈이 적어도 부분적으로 전기 전도성인 경우에, 이러한 것들은 서로 접촉되어 있을 때 상기 접지 구성요소를 형성시킬 수 있다. 통상적으로, 본 발명에 따른 시스템의 구체예는 적어도 두 개의 제 1 전기 콘택트를 포함하는 제 1 세트, 및 적어도 두 개의 제 2 전기 콘택트를 포함하는 제 2 세트를 포함하며, 상기 제 1 세트 및 제 2 세트가, 상기 제 1 및 제 2 세트가 전기적으로 연결되어 있는 접촉 위치와 상기 제 1 및 제 2 세트가 서로 분리되어 있는 비-접촉 위치 사이로 상호 간에 이동 가능할 것이다.

박스에 모듈을 수용함으로써, 시스템의 크기는, 모듈이 박스에 수용 가능하지 않는 구조와 비교하여 줄어드는데, 상기 구조는 박스에 모듈을 전기적으로 연결시키기 위한 전기적 와이어를 포함하는 케이블을 추가적으로 포함해야 한다. 그 결과, 본 발명에 따른 시스템은 자기 공명 영상(MRI) 디바이스에 의해 제공되는 자기장을 받아들이는 것을 현저히 감소시키며, 이에 따라 MRI 양립성(compatibility)을 유리하게 증가시킨다.

또한, 본 발명에 따른 시스템에서 박스와 모듈을 전기적으로 연결시키기 위한 케이블의 부재는 환자가 케이블의 존재에 더 이상 귀찮아 하지 않아도 된다는 점에서 유익한데, 이의 존재는 일부 환자에게 이들의 피부에 염증을 초래할 수 있는 스크래칭(scratching)을 유발시킨다. 또한, 케이블의 설치는 상당한 수술 시간을 들일 것이며, 이러한 상당한 수술 시간은 박스에 모듈을 수용함으로써 방지된다.

본 발명에 따른 시스템의 바람직한 구체예에서, 모듈은 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트가 비-접촉 위치로 존재하는 경우에 박스로부터 제거 가능하다. 이러한 구체예는 모듈에 포함되어 있는 전력공급원 및 전자 회로의 업데이트, 수정, 교체 및/또는 수리를 용이하게 수행할 수 있게 하는 장점을 가지며, 여기서 업데이트, 수정, 교체 및/또는 수리는 박스에 대해서 모듈의 제거를 요구한다. 박스가 상기 업데이트, 수정, 교체 및/또는 수리 동안에 신체 부위에 대해서 이의 위치를 보존될 수 있는 것으로 인식된다. 후자는, 박스가 신체 부위에 이식된 직 후에, 유기적으로 성장되고 다소 미세한 메시(mesh)에 의해 신체 부위 밑의 연질 조직에 연결될 것이라는 사실을 고려하면 매우 유익한 장점을 제공한다. 메시, 및 메시를 둘러싸는 연질 조직은 신체 부위로부터 박스를 제거함으로써 손상될 것이다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 실제적인 구체예에서, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 적어도 하나는 탄성적으로 변형 가능하다. 이러한 구체예는 즉 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 적어도 하나의 탄성적 변형을 통해, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트를 상호 간에 이동시키는 것을 신뢰성 있는 방식으로 가능하게 한다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트는 접촉 위치에서 상호 간에 기계적으로 응력이 가해질 수 있다. 이러한 구체예는 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 상의 제작 공차 및 환자의 움직임에 의한 기계적 진동과 같은, 전기 전도성에 영향을 미치는 장애(disturbance)와 관련한 접촉 위치의 강건성(robustness)이 크게 증가된다는 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 시스템은 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 적어도 하나의 탄성적 변형을 통해 접촉 위치와 비-접촉 위치 사이로 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트를 상호 간에 이동시키기 위해 구성된 물체(object)를 수용하도록 배열된다. 이러한 구체예는 박스에 모듈을 수용함에 있어 전문의를 상당히 용이하게 하는 장점을 갖는다. 즉, 물체는 전문의가 스스로 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 적어도 하나를 탄성적으로 변형시키는 것을 방지한다. 또한, 물체는 박스에 모듈을 수용하는 동안에 모듈을 조작하기 위한 핸들(handle)로서 수행할 수 있다. 여기서, 물체는 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 적어도 하나를 탄성적으로 변형시킬 수 있는 특정 형상을 갖는 산물(creation)이다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트는 시스템에 물체의 존재에 의해 접촉 위치에서 상호 간에 기계적으로 응력이 가해질 수 있다. 이러한 구체예는 접촉 위치에서 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트의 기계적 응력가함(mechanical stressing)을 보증하며, 이에 따라 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트에 대한 제작 공차 및 환자의 움직임으로 인한 기계적 진동과 같은, 전기 전도성에 영향을 미치는 장애에 관한 접촉 위치의 특정 수준의 강건성을 보증한다는 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 물체는, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 비-접촉 위치로 존재하는 경우에 커버에 의해 박스가 닫혀지는 것을 방지하도록 배열된다. 커버는 박스 및 모듈이 오염되는 것을 막기 위해 박스를 밀폐적으로 시일링시키기 위해 구성된다. 이러한 구체예는, 박스가 커버로 닫혀진 직 후에 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 접촉 위치로 존재하는 것을 보장하는 장점을 갖는다. 후자의 특성은 시스템에 의해 실행 가능한 치료법이 실제로 치료법의 효율을 증가시키게 달성되게 함을 보증한다는 점에서 유익하다. 또한, 상기 치료법에 의존적인 환자의 안정성은 크게 개선된다. 이 외에, 본 발명에 따른 시스템의 이러한 구체예는 환가가 다시 한번 전문의를 방문하는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 박스 및 모듈은 회전 공동 축 둘레에 박스 및 모듈에 대한 상호 회전 자유도에 대하여 박스에 모듈을 독특하게 탑재하기 위한 협력 열쇠 부품(copperating key component)을 포함한다. 이러한 구체예는 모듈이 박스에서 부정확하게 설치되는 것을 방지하고 이에 따라 모듈 및 박스 둘 모두에 대한 손상, 특히 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트에 대한 손상을 방지하며, 모듈에 박스를 적절하게 수용하기 위해 요구되는 시간을 감소시킨다는 장점을 갖는다. 일반적으로, 열쇠 부품은 상호 보완적인 형상에 의해 구현되며, 상호 보완적인 형상의 예에는 메이팅 실린더(mating cylinder) 및 핀 구성요소가 있다.

본 발명에 따른 시스템의 실제적인 구체예에서, 시스템은 뇌를 전기적으로 자극하기 위해 구성된다. 이를 위하여, 모듈은 전기적 펄스의 신호를 발생시키기 위한 전자 회로, 및 상기 전자 회로에 전력을 공급하기 위한 전력 공급원을 포함하며, 시스템은 상기 전기적 펄스를 뇌로 전달하기 위한, 제 1 전기 콘택트에 전기적으로 연결된 전극을 도입하는 프로브를 포함한다. 이러한 특정 구체예에서, 박스는 바람직하게 뇌를 둘러싸고 있는 두개골에 이식된다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 프로브는 박스에 연결된다. 이러한 구체예는, 박스에 대해 모듈을 제거하는 동안에 신체 부위의 내측의 이의 위치에 프로브를 잔류시킬 수 있게 한다는 장점을 갖는다. 후자는 프로브가 신체 부위에 이식된 직후에 유기적으로 성장된 및 다소 미세한 메시에 의해 신체 부위 밑의 연질 조직에 연결될 것이라는 사실을 고려하면 매우 유익한 장점을 제공한다. 메시, 및 메시를 둘러싸는 연질 조직은 프로브를 신체 부위로부터 제거함으로써 손상될 것이다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 전력공급원은 재충전 가능한 배터리를 포함한다. 이러한 구체예는 동일한 전력 용량을 제공할 수 있지만 재충전을 위해 적합하지 않은 추가 전력공급원과 비교하여 전력공급원의 소형화를 가능하게 하며, 이에 따라 시스템의 크기를 줄여서 시스템의 존재와 관련한 환자의 순응성을 향상시킨다는 장점이다. 즉, 비-재충전 가능한 전력공급원을 사용할 때, 허용 가능한 수명을 보증하기 위해 이에 대한 특정 크기가 요구될 것이다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 시스템은 박스에 연결된, 통신을 위한 안테나를 포함한다. 이러한 구체예는 박스에 대해 모듈을 제거하는 동안에 신체 부위 내측의 이의 위치에 프로브가 잔류할 수 있게 한다는 장점을 갖는다. 후자는 안테나가 신체 부위에 이식된 직후에, 유기적으로 성장된 및 다소 미세한 메시에 의해 신체 부위 밑의 연질 조직에 연결될 것이라는 사실을 고려하면 매우 유리한 장점을 갖는다. 메시, 및 메시를 둘러싸는 연질 조직은 신체 부위로부터 안테나를 제거함으로써 손상될 것이다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 실제적인 구체예에서, 안테나는 재충전 가능한 배터리를 무선으로 충전하기 위해 배열된다. 이에 의해, 안테나는 재충전 가능한 배터리를 충전하는 편리한 방식을 제공한다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 실제적인 구체예에서, 제 1 콘택트는 박스의 내부에 탑재된 접촉 구역에 의해 구체화되며, 제 2 콘택트는 모듈의 외부 상에 탑재된다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 제 1 전기 콘택트는 제 1 전기 콘택트의 제 1 세트의 부분이며, 제 2 전기 콘택트는 제 2 전기 콘택트의 제 2 세트의 부분으로서, 제 1 세트 및 제 2 세트는, 상기 제 1 및 제 2 세트가 전기적으로 연결되어 있는 접촉 위치와, 상기 제 1 및 제 2 세트가 서로 분리되어 있는 비-접촉 위치 사이로 상호 간에 이동 가능하며, 제 1 세트는 제 1 배열 방식으로 설치되며, 제 2 세트는 제 2 배열 방식으로 이루어지며, 제 1 배열 방식 및 제 2 배열 방식은 접촉 위치에서 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트 사이의 헤르츠 접촉력에 대해 수직인 축에 대해 회전 대칭적이다. 이러한 구체예는 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트 사이에 가해진 헤르츠 접촉력이 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트의 회전 대칭 배열로 인해 상호 간에 상쇄할 것이라는 장점을 갖는다. 그 결과, 상기 헤르츠 접촉력의 균형을 맞추기 위해 다른 어떠한 힘도 생성되지 않을 것이다. 모듈이 포유동물의 신체 부위에 이식되는 경우에, 헤르츠 접촉력 이외의 어떠한 힘도 신체 부위 상에 가해지지 않을 것이다. 그 결과로서, 상기 포유동물의 신체 부위의 하중은 최소화된다. 후자는 모듈이 상처입기 쉬운 포유동물의 신체 부위, 예를 들어 인간 두개골에 이식되는 경우에 특히 유익하다.

본 문헌에서, 배열은 기하학적으로 동일한 배열을 형성시키는 상기 축에 대해 상기 배열의 적어도 하나의 회전이 존재하는 경우에, 축에 대해 회전 대칭적인 것으로 여겨진다. 헤르츠 접촉력은 짝을 이루는 부분이 서로 접촉됨에 따라 발생하고 그 결과로서 약간 변형을 일으키는 응력에 의해 야기되는 힘이다. 여기서, 변형의 정도(amount)는 짝을 이루는 부분의 탄성의 영률, 이의 곡률 반경, 및 짝을 이루는 부분들 간의 수직력(normal force)에 따른다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 시스템은 적어도 세 개의 제 1 전기 콘택트 및 적어도 세 개의 제 2 전기 콘택트를 포함한다. 이러한 구체예는 박스 및 모듈의 적절한 상호 위치지정(positioning), 즉 박스의 기하학적 중심이 적어도 두 개의 치수에서 모듈의 기하학적 중심과 공동으로 정렬되는 상호 위치지정은 자동적으로 얻어진다. 즉, 적어도 세 개의 제 1 전기 콘택트 및 적어도 세 개의 제 2 전기 콘택트의 회전 대칭 배열로 인하여, 접촉 위치에서 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트 사이에 가해지는 헤르츠 힘은 박스 및 모듈의 중심들을 적어도 두 개의 치수에서 공동으로 정렬되게 할 것이다. 바람직하게, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트는 접촉 위치에서 상호 간에 기계적으로 응력을 받게 된다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 박스는 적어도 두 개의 제 1 전기 콘택트를 포함하며, 모듈은 적어도 두 개의 제 1 전기 콘택트와 협력하기 위한 적어도 두 개의 제 2 전기 콘택트를 포함하며, 여기서 프로브는 적어도 두 개의 전극을 도입하며, 펄스 발생기는 전기적 펄스의 적어도 두 개의 신호를 발생시키기 위해 배열된다. 이러한 구체예는 유리하게 공간적으로 더욱 섬세한 치료를 가능하게 한다. 즉, 적어도 두 개의 전극을 이용하고 이러한 적어도 두 개의 전극에 수반하는 갯수의 전기적 펄스의 적어도 두 개의 다양할 수 있는 신호를 제공함으로써, 공간적으로 더욱 섬세한, 전기적 펄스의 신호 패턴이 뇌로 전달될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 구체예에서, 제 1 전기 콘택트의 갯수는 제 2 전기 콘택트의 갯수의 배이다. 이러한 구체예는 제 1 전기 콘택트에 대하여 접촉 위치에 대한 부정정 차수(degree of redundancy)를 유리하게 제공한다. 즉, 제 2 전기 콘택트의 갯수와 비교하여 제 1 전기 콘택트의 다수의 갯수에 따라, 접촉 위치는 다수의 방식에 따라 박스에 모듈을 수용함으로써 설정될 수 있다. 후자의 특성은 심각하게 오염되거나 손상된 제 1 전기 콘택트의 경우에, 신체 부위로부터 박스를 제거할 필요가 없다는 장점을 갖는데, 이러한 제거는 지루하게 긴 절차이고 박스를 둘러싸는 조직에 대한 이의 가능한 손상 효과로 인해 잠재적으로 위험하다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 시스템에서 사용하기 위한 물체(object)를 제공하기 위한 것이다. 이러한 물체는 청구항 제21항에서 규정된, 본 발명에 따른 물체에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 물체는 접촉 위치와 비-접촉 위치 사이로 박스의 제 1 전기 콘택트 및 모듈의 제 2 전기 콘택트를 상호 간에 이동시키기 위해 구성된다. 여기서, 제 1 콘택트 및 제 2 콘택트 중 적어도 하나는 탄성적으로 변형 가능하다. 이러한 물체는 적어도 박스에 모듈의 고정된 수용 시에, 상기 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 적어도 하나를 탄성적으로 변형시키도록 배열된다.

도 1a는 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 비-접촉 위치로 존재하는, 본 발명에 따른 시스템의 일 구체예의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1b는 제 2 전기 콘택트를 탄성적으로 변형시키기 위한 물체의 존재로 인하여 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 접촉 위치로 존재하는, 도 1a에 도시된 구체예의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a는 도 1a에 도시된 구체예의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2b는 도 1b에 도시된 구체예의 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1a는 뇌를 전기적으로 자극하기 위해 구성된 시스템(102)의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다. 본 시스템(102)은 신체 부위(106)에 이식하기 위한 박스(104), 및 박스(104)에 수용시키기 위한 모듈(108)을 포함한다. 도 1a에서, 모듈(108)은 박스(104)에 고정된 수용(stationary accommodation)으로 위치된다. 여기에서, 모듈은 모듈(108)의 기하학적 중심(C)을 수직으로 통과하는 축(136)을 따라 박스에 수용된다. 이러한 예에서, 박스(104)와 모듈(108) 둘 모두는 예를 들어, 이의 우수한 내부식성을 위해, 티타늄으로 제조된다. 박스(102)에는 도 2a에 도시되어 있는, 제 1 전기 콘택트(110), 및 제 1 전기 콘택트들(112, 114, 116, 118 및 120)을 포함하는 전기 콘택트의 제 1 세트가 제공된다.

도 1a를 참조하여, 제 1 전기 콘택트(110, 112, 114, 116, 118 및 120)는 박스(104)의 내부(121) 상에 탑재된다. 또한, 제 1 전기 콘택트(110, 112, 114, 116, 118 및 120)은 접촉 구역에 의해 구체화된다. 모듈(108)에는 이의 외부(127) 상에, 도 2a에 도시되어 있는 제 2 전기 콘택트(122) 및 제 2 전기 콘택트들(124 및 126)을 포함하는 전기 콘택트의 제 2 세트가 제공된다. 이러한 특정 예에서, 제 1 전기 콘택트의 갯수는 제 2 전기 콘택트의 갯수의 배수, 즉 2배수이다. 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)는 탄성적으로 변형 가능하다. 이를 위하여, 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)는 각각 탄성 방식으로 굽혀지는 것이 가능한 섬유-유사 성분(fiber-like element)(128, 130 및 132)을 각각 포함한다. 자유도(latter degree of freedom)는 섬유-유사 성분(128, 130 및 132)의 길이와 비교하여 실질적으로 작은 단면 직경을 갖는 섬유-유사 성분(128, 130 및 132)을 제공함으로써 얻어진다. 이러한 예에서, 물체(134)는 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)를 탄성적으로 변형시킴을 통해 제 1 및 제 2 세트의 전기 콘택트를 서로 이동하도록 배열되는데, 이러한 물체(134)는 모듈(104)에 탈착 가능하게 탑재된다. 이러한 특정 예에서, 물체(134)는 플라스틱과 같은 전기 절연 물질로부터 적어도 일부 제작된다. 즉, 물체(134)는 섬유-유사 성분(128, 130 및 132)과 접촉되며, 여기에 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)가 부착된다. 대안적으로, 섬유-유사 성분(128, 130 및 132)에는 물체(134)와 전기적으로 연결되지 않게 하기 위하여 전기 절연 층이 제공될 수 있다.

도 2a를 참조하여, 시스템(102)의 평면도가 개략적으로 도시된다. 제 1 전기 콘택트(110, 112, 114, 116, 118 및 120)는 제 1 배열 방식으로 배열되는데, 제 1 배열 방식은 축(136)에 대하여 회전 대칭적이다 [참조, 도 1a]. 도 2a를 참조하여, 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)는 제 2 배열 방식으로 배열되는데, 제 2 배열 방식은 축(136)에 대해 회전 대칭 방식이다. 또한, 제 2 배열 방식은 제 1 배열 방식에 대해 동심적으로 배열된다. 이에 추가하여, 물체(134)는 제 1 및 제 2 배열 방식에 대해 동심적으로 위치된다. 박스(104) 및 모듈(108)에는 각각 협력 열쇠 부품(140 및 142)이 제공된다. 열쇠 부품(140 및 142)은 서로 보완적인 형상을 제공한다. 열쇠 부품은 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)가 제 1 전기 콘택트(110, 114 및 118)와 협력하도록 위치되게, 박스(102)에 모듈(108)의 수용을 가능하게 하고, 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)가 제 1 전기 콘택트(112, 116 및 120)와 협력하도록 위치되는 추가 수용을 가능하게 한다. 외관상으로, 상기 추가 수용은 축(136)에 대해 180도의 각도를 따라 박스(104) 및 모듈(108)을 서로 회전시킴으로써 얻어질 수 있다. 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트를 비-접촉 위치로 유지시키기 위하여, 물체(134)는 물체의 말단(144 및 146) 사이에 충분히 작은 거리(D)를 유지시킴으로써 기계적으로 가압된 배치(mechanically stressed configuration)로 유지되어야 한다. 상기 기계적으로 가압된 배치는 기계적 응력이 도입되지 않은 경우에 물체(134)에 관련된 곡률 반경과 비교하여 물체(134)에 대해 보다 작은 곡률 반경을 이용함으로써 수반된다. 물체의 말단(144 및 146) 사이의 거리(D)를 충분히 작게 유지하기 위하여, 그 자체로 공지된 툴(tool)이 전문의에 의해 이용될 수 있다.

도 1b를 참조하여, 거리(D)에 대한 제한을 제거함으로써, 제 2 전기 콘택트의 세트는 물체(134)에 의해 응력이 가해질 것이고 그 결과 탄성적으로 변형할 것이다. 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)의 변형은, 제 1 및 제 2 세트의 전기 콘택트가 접촉 위치로 놓여지게 할 것이다. 다시 한번 물체(134)에 기계적으로 응력을 가함으로써, 제 1 및 제 2 콘택트의 세트는 비-접촉 위치로 놓여질 것이며, 이는 모듈(108)이 박스(104)에 탈착 가능하게 수용할 수 있게 한다. 여기서, 모듈(108)을 박스(104)에 수용하는 공정, 및 모듈(108)을 박스(104)로부터 제거하는 공정은, 물체(134)를 통해 크게 촉진된다. 즉, 물체(134)는 핸들과 같이 실행되며, 이러한 핸들은 박스(104)에 대한 모듈(108)의 조작 시에 전문의를 돕는다. 모듈(108)은 라인(136)에 의해 확정된 방향을 따라 박스(104)로부터 제거 가능하다.

도 2b를 참조하여, 접촉 위치에서 제 1 전기 콘택트(112, 116 및 120)는 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)에 전기적으로 연결된다. 모듈(108)은 적어도 작동 조건에서 전력을 전자 회로(150)에 제공하기 위한 전력공급원(148)을 포함한다. 이러한 예에서, 전력공급원(148)에는 재충전 가능한 배터리가 제공되는데, 재충전 가능한 배터리는 안테나(152)를 통해 무선으로 재충전 가능하다. 즉, 안테나(152)는 안테나(152) 쪽으로 향하는 전자기선으로 이루어진 에너지를 얻기 위해 배열되며, 이러한 에너지는 적어도 작동 동안에 배터리에 공급된다. 안테나(152)는 박스(104)에 탑재된다. 전자 회로(150)는 전기적 펄스의 세 개의 신호를 발생시키도록 구성된다. 작동 조건에서, 상기 세 개의 신호는 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)로 분배되기 전에 분파기(demuxer)(154)에 의해 분리된다. 제 1 전기 콘택트(112, 116 및 120)를 거쳐서, 전기적 펄스의 신호는 각각 전극(156, 158 및 160)으로 전송된다. 전극(156, 158 및 160)은 프로브(162) 내에 끼워져 있다. 프로브(162)는 박스(104)에 탑재되고, 신체 부위(106), 및 보다 상세하게 두개골 밑의뇌에 이식 가능하다. 프로브(162)에 의해, 전극(156, 158 및 160)은 전기적 펄스의 신호를 뇌로 전달한다. 접촉 위치에서, 제 1 전기 콘택트(112, 116 및 120) 및 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)는 협력하는 쌍(cooperating pair)으로 물체(134)에 의해서 기계적으로 응력을 받게 되며, 제 1 전기 콘택트(112) 및 제 2 전기 콘택트(122)은 물체(134)에 의해 서로 기계적으로 응력을 받게 된다. 이를 위하여, 이의 곡률 반경의 감소와 관련한 물체(134)의 저항은 바람직하게 굽힘(bending)과 관련한 섬유-유사 성분의 저항을 크게 초과한다.

도 1b를 참조하여, 제 1 전기 콘택트(112, 116 및 120) 및 제 2 전기 콘택트(122, 124 및 126)에 기계적으로 예비 응력을 가하는 것(pre-stressing)은 협력하는 전기 콘택트들 사이에 가해진 헤르츠 접촉력(Hertzian contact force)을 형성시킨다. 상기 헤르츠 접촉력은 축(136)에 대해 수직인 면(164)에 놓여진다. 도 2b에서와 같이, 전기 콘택트의 회전 대칭적인 제 1 및 제 2 배열 방식을 고려하여, 헤르츠 접촉력은 서로 상쇄될 것이며 이러한 힘들에 기인한 어떠한 전체 힘도 박스(104)에 가해지지 않을 것이다. 또한, 전기 콘택트의 회전 대칭적인 제 1 및 제 2 배열 방식에 의하여, 모듈(108)의 기하학적 중심(C)은 적어도 두 개의 치수에서 박스(104)의 기하학적 중심(C)과 공동으로 정렬될 것이다.

본 발명이 도면 및 상기 상세한 설명에서 상세히 예시하고 기술되어 있지만, 이러한 예시 및 설명은 예시적이거나 대표적인 것으로서 제한적이지 않은 것으로 여겨진다. 예를 들어, 제 2 전기 콘택트가 탄성적으로 변형 가능하다는 것 대신에, 제 1 전기 콘택트가 탄성적으로 변형 가능하게 이행될 수 있다. 본 발명은 기술된 구체예들로 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 시스템 및 이들의 모든 부품들이 공지된 공정 및 물질을 적용함으로써 제조될 수 있는 것으로 인식된다. 청구범위 및 상세한 설명에서, 용어 "포함하는"은 다른 구성요소들을 배제하지 않으며, 단수형은 복수형을 배제하지 않는다. 청구범위에서 임의의 참조 기호는 본 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않을 것이다. 또한, 청구범위에서 규정된 바와 같이 특징들의 모든 가능한 조합이 본 발명의 부분인 것으로 인식된다.

Claims (18)

1. - 제 1 전기 콘택트(110, 121, 114, 116, 118, 120)가 제공되어 있는, 포유동물 신체 부위(106)에 이식 가능한 박스(104), 및
   - 상기 제 1 전기 콘택트와 협력하기 위한 제 2 전기 콘택트(122, 124, 126)가 제공되어 있는, 박스에 수용 가능한 모듈(108)을 포함하며,
   - 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 적어도 박스에 모듈의 고정된 수용시에, 상기 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 전기적으로 연결되어 있는 접촉 위치와, 상기 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 서로 분리되어 있는 비-접촉 위치 사이로 상호 간에 이동 가능한 시스템(102).
2. 제 1항에 있어서, 모듈이, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 비-접촉 위치로 존재하는 경우에 박스로부터 제거될 수 있는 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 하나 이상이 탄성적으로 변형 가능한 시스템.
4. 제 3항에 있어서, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 접촉 위치에서 상호 기계적으로 응력이 가해질 수 있는 시스템.
5. 제 3항에 있어서, 시스템이 물체(134)를 수용하도록 배열되며, 이러한 물체가 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트 중 하나 이상을 탄성적으로 변형시킴을 통해 접촉 위치와 비-접촉 위치 사이로 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트를 상호 이동시키도록 구성되어 있는 시스템.
6. 제 5항에 있어서, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 시스템에서 물체의 존재에 의해 접촉 위치에서 상호 기계적으로 응력이 가해질 수 있는 시스템.
7. 제 5항에 있어서, 물체(134)가, 제 1 전기 콘택트 및 제 2 전기 콘택트가 비-접촉 위치로 존재하는 경우에 박스가 커버(166)에 의해 닫혀지는 것을 방지하도록 배열되는 시스템.
8. 제 1항에 있어서, 박스 및 모듈이 공동 회전 축 둘레에 박스 및 모듈에 대한 상호 회전 자유도에 대하여 박스에 모듈을 특유의 형태로 탑재하기 위한 협력 열쇠 부품(144, 146)을 포함하는 시스템.
9. 제 1항에 있어서, 시스템이 뇌를 전기적으로 자극하도록 구성되며, 모듈이 전기적 펄스의 신호를 발생시키기 위한 전자 회로(150) 및 상기 전자 회로에 전력을 공급하기 위한 전력공급원(148)을 포함하며, 시스템이 상기 전기적 펄스를 뇌로 전달하기 위한 전극(156, 158, 160)을 도입하는 프로브(162)를 포함하며, 상기 전극이 제 1 전기 콘택트에 전기적으로 연결되어 있는 시스템.
10. 제 9항에 있어서, 프로브(162)가 박스(104)에 연결되어 있는 시스템.
11. 제 9항에 있어서, 전력공급원 (148)이 재충전 가능한 배터리를 포함하는 시스템.
12. 제 9항에 있어서, 통신을 위한 안테나(152)를 포함하며, 안테나가 박스에 연결되어 있는 시스템.
13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 안테나가 재충전 가능한 배터리를 무선으로 충전하도록 배열되어 있는 시스템.
14. 제 1항에 있어서, 제 1 전기 콘택트가 박스의 내부(121)에 탑재되어 있는 접촉 구역(110, 112, 114, 116, 118, 120)에 의해 구체화되며, 제 2 전기 콘택트가 모듈의 외부(127) 상에 탑재되어 있는 시스템.
15. 제 1항에 있어서, 제 1 전기 콘택트가 제 1 전기 콘택트의 제 1 세트의 부분이며, 제 2 전기 콘택트가 제 2 전기 콘택트의 제 2 세트의 부분이며, 제 1 세트 및 제 2 세트가, 상기 제 1 세트 및 제 2 세트가 전기적으로 연결되는 접촉 위치와, 상기 제 1 세트 및 제 2 세트가 서로 분리되어 있는 비-접촉 위치 사이로 상호 간에 이동 가능하며, 제 1 세트가 제 1 배열 방식으로 설치되어 있으며, 제 2 세트가 제 2 배열 방식으로 이루어지며, 제 1 배열 방식 및 제 2 배열 방식이, 접촉 위치에서 제 1 전기 콘택트와 제 2 전기 콘택트 사이의 헤르츠 접촉력에 대해 수직인 축(1376)에 대해 회전 대칭인 시스템.
16. 제 2항에 있어서, 박스가 두 개 이상의 제 1 전기 콘택트를 포함하며, 모듈이 두 개 이상의 제 1 전기 콘택트와 협력하기 위한 두 개 이상의 제 2 전기 콘택트를 포함하며, 프로브가 두 개 이상의 전극을 도입하며, 펄스 발생기가 전기적 펄스의 두 개 이상의 신호를 발생시키도록 배열되어 있는 시스템.
17. 제 1항에 있어서, 세 개 이상의 제 1 전기 콘택트 및 세 개 이상의 제 2 전기 콘택트를 포함하는 시스템.
18. 제 1항에 있어서, 제 1 전기 콘택트의 갯수가 제 2 전기 콘택트의 갯수의 배수인 시스템.

Images