KR20170084848A - Magnetic Simulator - Google Patents

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KR20170084848A
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서강대학교산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 자기 자극기는 몸체부와, 상기 몸체부에서 전도체 쪽으로 향하는 돌출부를 구비하여, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 시변 자계를 형성하는 자기코일을 포함하고, 상기 자기코일은, 제1자기코일과 제2자기코일 한 쌍으로 이루어지되, 상기 돌출부가 서로 맞닿도록 상기 몸체부가 측방으로 나란히 배치되어, 상기 돌출부에 집중자계를 형성한다.The magnetic stimulator according to the present invention includes a body portion and a magnetic coil having a protrusion directed toward the conductor from the body portion to form a time-varying magnetic field by a current applied from the outside, and the magnetic coil includes a first magnetic coil And a pair of second magnetic coils, wherein the body portion is arranged laterally side by side so that the protrusions are in contact with each other, thereby forming a concentrated magnetic field in the protrusions.

Description

자기 자극기{Magnetic Simulator}Magnetic stimulator {Magnetic Simulator}

본 발명은 자기 자극기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외과적인 수술없이 뇌를 자극하는 방법인 경두개 두뇌자극을 위한 자기 자극기에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic stimulator, and more particularly, to a magnetic stimulator for stimulating the brain, which is a method for stimulating the brain without surgical operation.

경두개 두뇌자극술(Transcranial magentic stimulation, TMS)은 자기코일에 0.2 - 0.9 msec 간 고정류를 흐르게 함으로써 발생되는 고자장으로 대뇌 피질에 전류가 흐르도록 하여, 외과적인 수술없이 뇌를 자극할 수 있는 방법을 말한다. 인체 외부에서 시변 자기장(time-varing magnetic field)을 인가하여, 인체 내부에 전자기 유도 법칙(Faraday's Induction Law)에 의한 유도 전기장(induced electric field)을 유도함으로써, 인체의 특정 부위에 위치한 신경 및 근육 세포 조직에 전기 자극을 주게 되는 비침습적(non-invasive)인 기술인 것이다. 이는 주로 우울증에 초점이 맞추어있으나 이명, 통증치료, 뇌졸중 후 뇌신경 재활 등 다양한 분야에 대해 연구가 진행되고 있다.Transcranial magentic stimulation (TMS) is a high magnetic field generated by flowing a fixed flow between magnetic coils for 0.2 - 0.9 msec, allowing a current to flow through the cerebral cortex and stimulating the brain without surgery . By applying a time-varing magnetic field outside the human body to induce an induced electric field induced by the Faraday's induction law inside the human body, It is a non-invasive technique that gives electrical stimulation to the tissue. This is mainly focused on depression, but studies are under way on various fields such as tinnitus, pain treatment, and post-stroke neuropsychiatric rehabilitation.

이와 같은 경두개 두뇌자극술을 위한 장치에 대한 선행기술로, 특허등록번호 제0696724호 '자기장의 집적도를 향상시킨 자기 자극기'가 있다. 상기 선행기술은 외부로부터 인가되는 펄스 형태의 전류에 의해 시변 자계를 형성하는 자기 코일과 자기 코일의 하부에 배치되어 자기 코일에 의해 방사되는 자기장의 투과를 차단시키는 도전성 차폐 부재로 이루어진 자기 자극기에 대하여 개시하고 있다. 그리고 이 선행기술은 자극기를 대뇌 반구에 수직이 되는 지점에 위치시키고 자극기의 위치를 조금씩 이동시키면서 가장 큰 운동 유발 전위를 나타내는 지점을 찾은 후 역치를 기준으로 자극 강도를 결정하여 해당 부위를 반복적으로 자극하는 두뇌자극방식을 개시한다.As a prior art device for such cranial brain stimulation, Patent Registration No. 0696724 entitled " Magnetic stimulator with enhanced magnetic field density ". The prior art discloses a magnetic stimulator comprising a magnetic coil forming a time-varying magnetic field by a pulse-shaped current applied from the outside, and a conductive shielding member disposed at a lower portion of the magnetic coil for blocking transmission of a magnetic field radiated by the magnetic coil Lt; / RTI > In this technique, the stimulator is placed at a position perpendicular to the cerebral hemisphere, the stimulus position is gradually shifted, a point indicating the greatest motor-induced potential is found, and the stimulus intensity is determined based on the threshold value. Of brain stimulation.

그런데, 이러한 선행기술을 포함한 종래의 TMS 장치는, 전자기 코일에서 발생한 전자장이 코일로부터 거리가 멀어짐에 따라 크게 감소하게 되어, 그 효과가 단지 두피로부터 2~3 cm 정도내에 있는 뇌의 피질부만을 자극하는 것으로 국한되는 문제가 있다. 또, 종래 자기 자극기에 사용되는 코일의 형상은 단일(single) 코일에 해당하는 도넛 형상 또는 팽이 모양이어서 원하는 부위에 초점이 형성되지 않아 국소 자극이 어렵다는 문제가 있다. However, in the conventional TMS apparatus including the prior art, the electromagnetic field generated in the electromagnetic coil is greatly reduced as the distance from the coil is increased, and the effect is stimulated only in the cortex of the brain within about 2 to 3 cm from the scalp There is a problem that is limited to doing. In addition, since the shape of the coil used in the conventional magnetic stimulator is a donut shape or a top shape corresponding to a single coil, there is a problem that locally irritation is difficult because a focus is not formed at a desired site.

한국 등록특허공보 10-0696724호(2007.03.12.등록)Korean Registered Patent No. 10-0696724 (registered on March 12, 2007)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 종래 대비 향상된 자기장 집적도를 가지는 자기 자극기를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic stimulator having a higher magnetic field density than the conventional magnetic stimulator.

또, 본 발명은 동일한 조건에서 종래 대비 높은 두뇌자극 효율을 가지면서 손쉽게 제조되는 자기 자극기를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a magnetic stimulator which can be easily manufactured while having a high brain stimulation efficiency under the same conditions.

본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체부와, 상기 몸체부에서 전도체 쪽으로 향하는 돌출부를 구비하여, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 시변 자계를 형성하는 자기코일을 포함하고, 상기 자기코일은, 제1자기코일과 제2자기코일 한 쌍으로 이루어지되, 상기 돌출부가 서로 맞닿도록 상기 몸체부가 측방으로 나란히 배치되어, 상기 돌출부에 집중자계를 형성하는 자기 자극기가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic sensor comprising: a body portion; and a magnetic coil having a protrusion toward the conductor in the body portion to form a time-varying magnetic field by a current applied from the outside, A magnetic stimulator may be provided which is composed of a pair of a coil and a second magnetic coil, and the body is laterally arranged so that the protrusions are in contact with each other so as to form an intensive magnetic field on the protrusions.

또, 상기 돌출부는, 상기 몸체부의 일측에서 하방으로 절곡되는 하방수직부와, 상기 하방수직부에서 상기 몸체부에 수평하게 절곡되는 수평부와, 상기 수평부에서 상기 몸체부 쪽으로 절곡되는 상방수직부로 이루어져 ㄷ자 형상을 가질 수 있다. The protruding portion may include a lower vertical portion bent downward from one side of the body portion, a horizontal portion bent horizontally to the body portion at the lower vertical portion, and an upper vertical portion bent toward the body portion from the horizontal portion. It can have a U-shape.

또, 상기 몸체부는, 사각형으로 이루어져 일측 모서리가 서로 맞닿게 배치될 수 있다. In addition, the body portion may be formed in a rectangular shape so that one side edge thereof is in contact with one another.

또, 상기 돌출부는 사각형인 상기 몸체부의 일측 모서리 중앙에 위치할 수 있다.In addition, the protrusion may be located at the center of one side edge of the rectangular body.

또, 상기 제1자기코일은 시계방향으로의 전류흐름을 형성하고, 상기 제2자기코일은 반시계방향으로의 전류흐름을 형성하여 상기 자계가 증폭될 수 있다.Further, the first magnetic coil forms a current flow in a clockwise direction, and the second magnetic coil forms a current flow in a counterclockwise direction, so that the magnetic field can be amplified.

본 발명에 따른 자기 자극기는, 자기코일의 몸체부에서 전도체 쪽으로 향하는 돌출부를 구비하여, 종래 대비 향상된 크기의 유도 자기장을 가지는 이점이 있다.The magnetic stimulator according to the present invention has a protrusion directed toward the conductor from the body portion of the magnetic coil, and has an advantage that it has an induced magnetic field of a size larger than that of the conventional art.

또 자기코일의 돌출부에 집중자계를 형성함으로써, 사용자가 원하는 특정 위치에 집중적으로 사용하기 용이한 이점이 있다.Further, by forming a concentrated magnetic field on the protruding portion of the magnetic coil, there is an advantage that it is easy to use intensively at a specific position desired by the user.

또 자기코일이 몸체부와 돌출부의 단순한 형상으로 이루어짐으로써, 제조공정이 간단해지고 제조 공정시간이 줄어드는 이점이 있다.Further, since the magnetic coil has a simple shape of the body portion and the protruding portion, the manufacturing process is simplified and the manufacturing process time is reduced.

또 한 쌍의 자기코일이 각각 사각형으로 이루어져, 손쉽게 제조가능하면서 넓은 접촉면적을 가져 종래 대비 향상된 크기의 자계가 형성될 수 있다.In addition, since the pair of magnetic coils are each formed of a square shape, it is possible to manufacture easily and have a wide contact area, so that a magnetic field of an improved size compared to the conventional one can be formed.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 자기 자극기에서 하나의 자기코일을 분리 도시한다.
도 3은 종래의 제1형 자기 자극기를 나타낸다.
도 4는 종래의 제2형 자기 자극기를 나타낸다.
도 5은 종래의 제3형 자기 자극기를 나타낸다.
도 6은 제1형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.
도 7은 제2형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.
도 8은 제3형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.
도 10은 제1형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타낸다.
도 11은 제2형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타낸다.
도 12은 제3형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타낸다.
도 13는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타낸다.
도 14은 제1형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.
도 15은 제2형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.
도 16은 제3형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.
도 17는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.1 is a perspective view of a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates one magnetic coil in the magnetic stimulator of FIG. 1; FIG.
3 shows a conventional type 1 magnetic stimulator.
Fig. 4 shows a conventional type magnetic magnetic stimulator.
5 shows a conventional type 3 magnetic stimulator.
6 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when a current is applied to the first type magnetic magnetic stimulator.
7 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when a current is applied to the second type magnetic magnetic stimulator.
8 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when a current is applied to the type-3 magnetic stimulator.
FIG. 9 shows the intensity of a maximum magnetic field generated when a current is applied to a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention.
10 shows the intensity of the maximum electric field generated when a current is applied to the first type magnetic magnetic stimulator.
11 shows the intensity of the maximum electric field generated when a current is applied to the second type magnetic magnetic stimulator.
12 shows the intensity of the maximum electric field generated when a current is applied to the type-3 magnetic stimulator.
FIG. 13 shows the intensity of a maximum electric field generated when a current is applied to a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention.
14 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when a current is applied to the first type magnetic demagnetizer.
15 shows the intensity of a maximum magnetic field generated when a current is applied to the second type magnetic magnetic stimulator.
16 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when a current is applied to the type-3 magnetic stimulator.
17 shows the intensity of a maximum magnetic field generated when a current is applied to a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기의 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1의 자기 자극기에서 하나의 자기코일을 분리 도시한다. 이때 도 2는 하나의 예시로 제2자기코일(200)만을 도시한다. 이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기는 크게 제1자기코일(100)과 제2자기코일(200)을 포함한다. 여기서, 도시된 전도체(E)는 자기 자극기에 의해 발생되는 유도자기가 적용되는 곳을 말하는 것으로, 경두개 자극에 있어서는 사람의 머리 부분일 수 있고, 이에 한정하지 않는다.FIG. 1 is a perspective view of a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates one magnetic coil in the magnetic stimulator of FIG. 1. Here, FIG. 2 shows only the second magnetic coil 200 as an example. Referring to FIG. 1, a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention includes a first magnetic coil 100 and a second magnetic coil 200. Here, the illustrated conductor E refers to a place where the induction magnet generated by the magnetic stimulator is applied, and may be a head portion of a person in a light cranial stimulation, but is not limited thereto.

제1자기코일(100)과 제2자기코일(200)은 한 쌍으로 이루어져 접촉면에 보강간섭하여 증폭된 자기장을 형성할 수 있다. 이러한 제1자기코일(100)과 제2자기코일(200)은 동일한 형상을 가지되, 돌출부(120,220)가 맞닿는 접촉면을 기준으로 대칭으로 배치될 수 있다. 이하에서는 제1자기코일(100)을 기준으로 설명한다.The first magnetic coil 100 and the second magnetic coil 200 are formed as a pair, and can form a magnetic field amplified by interference with the contact surface. The first magnetic coil 100 and the second magnetic coil 200 may have the same shape and may be disposed symmetrically with respect to a contact surface where the protrusions 120 and 220 abut. Hereinafter, the first magnetic coil 100 will be described as a reference.

제1자기코일(100)은 외부로부터 인가되는 전류에 의해 시변 자계를 형성한다. 도면에는 외부로부터 전류를 인가하는 방식에 대하여는 도시되어 있지 않으나, 이는 후술할 몸체부(110) 일측에 도선으로 구성된 회로에 의해 구현될 수 있다. 이때 회로는 전원이 연결되고 컨버터(convertor) 등에 의한 전압변환이 이루어 질 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 그리고 제1자기코일(100)은 크게 몸체부(110)와 돌출부(120)를 포함한다.The first magnetic coil 100 forms a time-varying magnetic field by a current applied from the outside. Although a method of applying a current from the outside is not shown in the drawing, it may be realized by a circuit composed of a conductor on one side of the body 110, which will be described later. At this time, the circuit may be connected to a power source and voltage conversion may be performed by a converter or the like, but is not limited thereto. The first magnetic coil 100 includes a body 110 and a protrusion 120.

몸체부(110)는 지지체역할을 하며, 전류의 일방향 흐름을 안내할 수 있다. 그리고 몸체부(110)는 제1몸체부(111)와, 제2몸체부(112)와, 제3몸체부(113)와, 제4몸체부(114)를 포함할 수 있다. 이때 이러한 각 부분들은 전류의 흐름방향에 의하여 결정될 수 있다. 제1몸체부(111)와 제3몸체부(113)는 서로 반대방향으로 전류 흐름을 안내하고, 제2몸체부(112)와 제4몸체부(114)도 역시 서로 반대방향으로 전류 흐름을 안내하는 식이다. 그리고 전류는 제1몸체부(111)에서 제2몸체부(112)와 제3몸체부(113)와 제4몸체부(114)를 거쳐 다시 제1몸체부(111)로 흘러 일방향의 흐름을 형성할 수 있다.The body portion 110 serves as a support and can guide a one-way current flow. The body portion 110 may include a first body portion 111, a second body portion 112, a third body portion 113, and a fourth body portion 114. At this time, each of these parts can be determined by the direction of current flow. The first body part 111 and the third body part 113 guide current flow in opposite directions and the second body part 112 and the fourth body part 114 also conduct current in opposite directions It is an expression to guide. The current flows from the first body part 111 to the first body part 111 through the second body part 112, the third body part 113 and the fourth body part 114 and flows in one direction .

또 몸체부(110)는 사각형으로 이루어져 일측 모서리, 즉 제1몸체부(111)와 제2자기코일(200)의 제1몸체부(211)가 서로 맞닿게 배치될 수 있다. 이때 제1몸체부(111)에는 후술할 돌출부(120)가 마련되어 제2자기코일(200)에 마련된 돌출부(220)와 함께 집중자계를 형성할 수 있다. 제1자기코일(100)과 제2자기코일(200)이 한 쌍으로 이루어지고, 돌출부(120,220)가 서로 맞닿으며 몸체부(110,120)가 동일 평면상에 나란히 배치되는 것이다.The body 110 may have a rectangular shape and may have one side edge, that is, the first body 111 and the first body 211 of the second magnetic coil 200 may be in contact with each other. At this time, the first body part 111 is provided with a protruding part 120 to be described later, so that a concentrated magnetic field can be formed together with the protruding part 220 provided on the second magnetic coil 200. The first magnetic coil 100 and the second magnetic coil 200 are formed as a pair and the protrusions 120 and 220 are in contact with each other and the body portions 110 and 120 are arranged side by side on the same plane.

돌출부(120)는 ㄷ자 형상을 이루는 하방수직부(121)와, 수평부(122)와, 상방수직부(123)로 이루어져 집중자계를 형성할 수 있다. 이때 돌출부(120)는 사각형인 몸체부(110)에 대응하여 사각형 일측 모서리, 예를 들어 제1몸체부(111) 중앙에 위치할 수 있다. The protrusions 120 are formed of a U-shaped downward vertical portion 121, a horizontal portion 122, and an upper vertical portion 123 to form an intense magnetic field. At this time, the protrusion 120 may be located at a corner of one side of the square, for example, the center of the first body 111, corresponding to the rectangular body 110.

또 돌출부(120)는 몸체부(110)와 별개의 자계를 형성할 수 있다. 하나의 폐루프를 가지는 몸체부(110)는 제1몸체부(111)로부터 제2몸체부(112), 제3몸체부(113), 제4몸체부(114)로의 전류의 흐름으로 하나의 자계를 형성하고, 돌출부(120)는 하방수직부(121), 수평부(122), 상방수직부(123)로 흐르는 전류의 흐름으로부터 별개의 자계를 형성하는 것이다. 이는 집중자계를 형성하여 종래 대비 현저한 효과상승을 가져온다.The protrusion 120 may form a magnetic field separate from the body 110. The body part 110 having one closed loop is formed by the current flow from the first body part 111 to the second body part 112, the third body part 113 and the fourth body part 114, And the protruding portion 120 forms a separate magnetic field from the flow of current flowing to the downward vertical portion 121, the horizontal portion 122 and the upward vertical portion 123. This forms a concentrated magnetic field, which leads to a remarkable increase in the effect compared to the prior art.

그리고 돌출부(120)는 제2자기코일(200)에 마련된 돌출부(220)와 같은 방향으로 전류가 흐르도록 배치될 수 있다. 각각의 자기코일(100,200)이 그가 만드는 자계가 증폭되도록 배치되는 것이다. 예를 들어, 제1자기코일(100)에서 전류가 제4몸체부(114)로부터 제1몸체부(111)를 거쳐 제2몸체부(112)로 흐르고, 제2자기코일(200)에서도 전류가 제4몸체부(214)로부터 제1몸체부(211)를 거쳐 제2몸체부(212)로 흐르는 식이다. The protrusions 120 may be arranged so that current flows in the same direction as the protrusions 220 provided in the second magnetic coil 200. [ The magnetic coils 100 and 200 are arranged such that the magnetic field generated by the magnetic coils 100 and 200 is amplified. For example, in the first magnetic coil 100, a current flows from the fourth body part 114 to the second body part 112 via the first body part 111, Flows from the fourth body portion 214 to the second body portion 212 through the first body portion 211.

이상으로 제1자기코일(100)을 설명하였다. 제2자기코일(200)도 몸체부(210)와 돌출부(220)를 포함하여 실질적으로 제1자기코일(100)과 동일한 형상을 가지고 동일한 기능을 수행할 수 있다. 이때 제2자기코일(200)의 몸체부(210)는 제1몸체부(211)와 제2몸체부(212)와 제3몸체부(213)와 제4몸체부(214)를 포함하고, 돌출부(220)는 하방수직부(221)와 수평부(222)와 상방수직부(223)를 포함할 수 있다. 이에 대하여는 앞서 제1자기코일(100)에서 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.The first magnetic coil 100 has been described above. The second magnetic coil 200 may have substantially the same shape as the first magnetic coil 100 including the body 210 and the protrusion 220 and may perform the same function. At this time, the body 210 of the second magnetic coil 200 includes a first body 211, a second body 212, a third body 213, and a fourth body 214, The protrusion 220 may include a downward vertical portion 221, a horizontal portion 222, and an upright vertical portion 223. Since this has been described above with reference to the first magnetic coil 100, detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기는, 예를 들어 우울증, 신경증 계통의 치료 또는 대뇌 부위의 자극이 요구되는 다양한 형태의 치료를 위하여 사용될 수 있다. 이는 다음과 같은 순서에 의해 의하여 사용될 수 있다.A magnetic stimulator according to one embodiment of the present invention may be used for various types of treatment, for example, depression, neuropathic treatment, or stimulation of the cerebral region. It can be used by the following sequence.

먼저 시술을 위하여 다른 의료 장치와 함께 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기가 전원에 연결될 수 있다(S1). 그리고 이 단계에서 자기 자극기가 전원이 연결된 후 별도의 마련된 스위치의 조작에 의해 자기 자극기의 작동여부가 결정될 수 있다. 자기 자극기의 사용을 원하는 때에는 스위치를 켜고, 사용을 원치 않을 때에는 스위치를 끄는 방식이다.First, a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention may be connected to a power source (S1) together with other medical devices for the purpose of the procedure. At this stage, whether the magnetic stimulator is operated or not may be determined by operating a separate switch after the magnetic stimulator is connected to the power source. If you want to use the magnetic stimulator, switch it on. If you do not want to use it, switch it off.

다음으로 질환 또는 증상에 따라 피사용자의 두부 특정 위치에 대뇌의 자극 부위가 결정되면, 상기한 특정 위치에 자기 자극기가 설치될 수 있다(S2). 이때 본 발명에 따른 자기 자극기에 의한 자극은 자극의 초점이 일정 영역에 걸쳐 주기적으로 이동되는 면적 자극의 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 면적 자극 부위가 결정되어야 한다(S2). 이때 자극이 되어야 할 부위의 결정은 이 분야에서 공지된 방법에 따라 이루어질 수 있고, 이에 한정하지 않는다. Next, if a cerebral stimulation site is determined at a specific position of the head of the user according to the disease or symptom, a magnetic stimulator may be installed at the specific position (S2). At this time, the stimulation by the magnetic stimulator according to the present invention can be performed in the form of an area stimulus in which the focus of the stimulation is cyclically shifted over a certain region. Thus, the area stimulation site should be determined (S2). The determination of the site to be stimulated at this time can be performed according to a method known in the art, but is not limited thereto.

면적 자극 부위가 결정되면(S2) 다음으로 자극 초점이 결정될 수 있다(S3). 자극 초점의 결정은 초점이 이동되는 영역, 초점이 이동되는 시간, 초점에서 자기장의 세기 및 자극에서 초점이 형성되는 깊이를 결정하는 것을 말한다. 이는 도 1 또는 도 2에 도시된 돌출부(120,220)에 의하여 자극 초점이 형성될 수 있다. If the area stimulation site is determined (S2), then the stimulation focus can be determined (S3). The determination of the stimulus focus refers to the area in which the focus is moved, the time at which the focus moves, the intensity of the magnetic field at the focus, and the depth at which the focus is formed in the stimulus. This can be achieved by the protrusions 120 and 220 shown in FIG. 1 or FIG.

자극 영역에서 자극 초점이 결정되면(S3) 시변 자기장이 인가될 수 있다(S3). 시변 자기장은 각각의 자기 코일 유닛의 양단에 걸리는 전압 또는 전류 제어를 통하여 발생될 수 있다. 그리고 시변 자기장의 인가(S4) 및 자기 자극기의 이동에 의하여 면적 자극 부위에서 초점이 변화될 수 있다. When the stimulation focus is determined in the stimulation region (S3), a time-varying magnetic field may be applied (S3). The time-varying magnetic field may be generated through voltage or current control applied to both ends of each magnetic coil unit. The focus can be changed at the area stimulation site by application of the time-varying magnetic field (S4) and movement of the magnetic stimulator.

다음으로 초점 변화가 미리 설정된 값에 따른 것인지 여부가 결정될 수 있다(S5). 만약 미리 설정된 값의 범위를 벗어난다면 시변 자기장이 다시 조절될 수 있다(S6). 반면, 미리 설정된 값의 범위 내에 있다면 반복적으로 시변 자기장이 인가될 수 있다(S4). 이때 미리 설정된 값의 매개변수는 예를 들어 시간, 자극 크기 또는 초점 위치와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.Next, it may be determined whether the focus change is according to a preset value (S5). If it is out of the preset range of values, the time-varying magnetic field can be adjusted again (S6). On the other hand, the time-varying magnetic field can be repeatedly applied if it is within the range of the predetermined value (S4). The parameters of the preset values may be, for example, time, stimulus size or focus position, but are not limited thereto.

제어부(미도시)에 의하여 자기코일(100,200)로부터 시변 자기장에 형성되면 대뇌의 일정 부위에 해당하는 자극 영역(signal)에 자극 초점이 형성될 수 있다. 초점은 특정 시각에 하나만이 형성되고 시간의 변화에 따라 자극 영역에서 이동될 수 있다. 초점의 깊이는 자기장의 세기에 의하여 조절될 수 있고 자극 정도는 미세 전류 측정 장치(미도시)에 의하여 결정될 수 있다. 이때, 자극 영역에서의 자극은 반복적으로 이루어질 수 있다.When a time-varying magnetic field is formed from the magnetic coils 100 and 200 by a control unit (not shown), a stimulation focal point may be formed on a stimulus signal corresponding to a certain region of the cerebrum. Only one focus can be formed at a specific time and can be moved in the stimulus region according to the change of time. The depth of focus can be controlled by the intensity of the magnetic field and the degree of stimulation can be determined by a microcurrent measuring device (not shown). At this time, the stimulation in the stimulation region can be repeatedly performed.

이러한 방식에 의하여 사용되는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기는, 자기코일(100,200)의 몸체부(110,210)에서 전도체(E)쪽으로 향하는 돌출부(120,220)를 구비하여, 종래 대비 향상된 유도 자기장 집적도를 가지는 이점이 있으며, 자기코일(100,200)의 돌출부(120,220)에 집중자계를 형성함으로써, 사용자가 원하는 특정 위치에 집중적으로 사용하기 용이한 이점이 있다. The magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention used in this manner is provided with projections 120 and 220 directed toward the conductor E from the body portions 110 and 210 of the magnetic coils 100 and 200 to improve the induced magnetic field density And the concentrated magnetic field is formed on the protrusions 120 and 220 of the magnetic coils 100 and 200, which is advantageous in that it is easy to use intensively at a specific position desired by the user.

그리고 자기코일(100,200)의 몸체부(110,210)와 돌출부(120,220)가 단순한 형상으로 이루어짐으로써, 제조공정이 간단해지고 제조 공정시간이 줄어드는 이점이 있으며, 한 쌍의 자기코일(100,200)이 각각 사각형으로 이루어져, 손쉽게 제조가능하면서 넓은 접촉면적을 가져 종래 대비 향상된 크기의 자계가 형성될 수 있다. 그리고 이러한 효과는 계측자료에 의하여 증명될 수 있는데, 이하에서는 비교대상군을 먼저 설명한 후 상기한 계측자료에 대하여 설명한다.In addition, since the body portions 110 and 210 and the protrusions 120 and 220 of the magnetic coils 100 and 200 are formed in a simple shape, the manufacturing process is simplified and the manufacturing process time is shortened. In the case where the pair of magnetic coils 100 and 200 are rectangular So that a magnetic field having an improved size compared to the conventional magnetic field can be formed. These effects can be proved by the measurement data. Hereinafter, the measurement data will be described after the comparison target group is described first.

도 3은 종래의 제1형 자기 자극기를 나타내고, 도 4는 종래의 제2형 자기 자극기를 나타내며, 도 5은 종래의 제3형 자기 자극기를 나타내는데, 이를 참조하여 비교대상군을 간략히 설명한다.FIG. 3 shows a conventional type 1 magnetic magnetic stimulator, FIG. 4 shows a conventional type 2 magnetic stimulator, and FIG. 5 shows a conventional type 3 magnetic stimulator.

제1형 자기자극기(10)는 도시된 바와 같이 제1형 제1자기코일(11) 및 제 1형 제2자기코일(12)이 서로 동일 평면 상에 나란히 접하는 방식으로 자기장을 발생시킨다. 이러한 제1형 자기자극기(10)는 일반적으로 사용되고 있으며, 이는 60~100 mm 정도의 비교적 큰 직경을 갖는 두 개의 원형 코일을 팔자모양으로 배치한다. 이러한 형상을 갖는 자기 코일은 보통 직경 40~70 mm 이상의 원의 면적에 해당하는 넓은 범위에 이르는 피질 영역을 동시에 자극하기 되며, 그 결과 특정 국소 부위의 신경 조직만을 선별적으로 자극하기에는 매우 부정확하게 되는 문제가 발생된다.The first-type magnetic stimulator 10 generates a magnetic field in such a manner that the first-type first magnetic coil 11 and the first-type second magnetic coil 12 are in contact with each other on the same plane as shown. This type 1 magnetic stimulator 10 is generally used, and it arranges two circular coils having a relatively large diameter of about 60 to 100 mm in a palm shape. Magnetic coils of this shape stimulate a wide range of cortical areas, usually corresponding to a circle area of 40 to 70 mm in diameter or more, and as a result, it is very inaccurate to selectively stimulate only the nerve tissue of a specific local region A problem arises.

제2형 자기자극기(20)는 세 개의 자기코일로 이루어지며, 제1자기코일(21)과 제2자기코일(22)과 제3자기코일(23)을 포함한다. 이는 제1형 자기자극기(10)의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3개 이상의 원형 코일을 이용한 방식인데, 슬린키 코일(Slinky Coil)방식이라고 하기도 한다. 도시된 자기 코일 조합들은 제1형 자기자극기(10)에서 부가적으로 원형 코일을 추가한 구조들을 갖는다. 여기서, 부가적으로 추가되는 제3자기코일(23)은 제1자기코일(21)과 제2자기코일(22)에 의해 생성된 공간 자기장을 부분적으로 보강시키거나 상쇄시키는 역할을 하게 된다.The second type magnetic magnetic stimulator 20 is composed of three magnetic coils and includes a first magnetic coil 21, a second magnetic coil 22 and a third magnetic coil 23. This is to solve the problem of the first type magnetic magnetic stimulator 10, and is a method using three or more circular coils, which is also called a Slinky Coil method. The illustrated magnetic coil combinations have structures that additionally add a circular coil in the first type magnetic stimulator 10. Here, the third magnetic coil 23 added additionally serves to partially reinforce or cancel the spatial magnetic field generated by the first magnetic coil 21 and the second magnetic coil 22.

그런데,이러한 제2형 자기자극기(20)는 기존 제1형 자기자극기(10)에 비해 두뇌 내부에서 유도되는 유도 전기장의 세기가 조금 증가되지만 자기장의 집적도(Field Localization)는 감소되는 것으로 판명되어, 사용자의 요구조건을 만족시키지 못하는 문제가 있다.However, the intensity of the induced electric field induced in the brain is slightly increased compared to the conventional type 1 magnetic stimulator 10, but the field localization of the magnetic field is reduced. There is a problem that the requirement of the user can not be satisfied.

제3형 자기자극기(30)는 네 개의 자기코일로 이루어지며, 자기코일(31)과, 자기코일(32)과, 자기코일(33)과, 자기코일(34)을 포함한다. 이는 네 개의 자기코일이 동일 평면상에서 맞닿는 형상을 가지는 것을 특징으로 하나, 이러한 형태 또한 제1형 자기자극기(10) 및 제2형 자기자극기(20)가 가지는 문제를 해결하지 못한다. 이하에서는 이러한 제1형, 제2형, 제3형 자기자극기(10,20,30)를 비교대상군으로 수행한 계측자료를 설명하기로 한다.The third type magnetic stimulator 30 is composed of four magnetic coils and includes a magnetic coil 31, a magnetic coil 32, a magnetic coil 33 and a magnetic coil 34. This is characterized in that the four magnetic coils have a shape that abuts on the same plane, but this configuration also does not solve the problems of the first type magnetic stimulator 10 and the second type magnetic stimulator 20. [ Hereinafter, measurement data obtained by performing the above-mentioned first, second, and third magnetic stimulators 10, 20, and 30 on the comparison target group will be described.

< 유도 자기장 집적도 증가에 대한 증명 ><Proof for Increasing Inductive Field Accumulation>

도 6은 제1형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타내고, 도 7은 제2형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타내며, 도 8은 제3형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 자기장의 세기를 나타낸다.FIG. 6 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when a current is applied to the first type magnetic magnetic stimulator, FIG. 7 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when current is applied to the second type magnetic magnetic stimulator, 3 shows the intensity of the maximum magnetic field generated when a current is applied to the magnetic stimulator.

도면을 참조하면, 원형코일을 사용한 제1형 자기자극기(10,butterfly coil) 및 다른 형태의 자기 자극기와 달리, 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기는 몸체부가 사각형인 사각 코일(square type coil)이 이용되는데, 사각 코일은 다음과 같이 동일한 전류가 흐를 때 최고 유도 자기장이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는 두 코일이 접촉하는 부분이 넓어졌기 때문인데, 두 코일 간 접촉 영역이 넓어져 코일을 흐르는 전류에 의해 발생된 자기장이 더욱 중첩되기 때문이다.Referring to the drawings, a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention, unlike the first type magnetic stimulator (10, butterfly coil) and other types of magnetic stimulators using a circular coil, has a square type coil ), Where the maximum induced magnetic field is increased when the same current is applied to the square coil as follows. This is because the contact area between the two coils is widened because the contact area between the two coils is widened and the magnetic field generated by the current flowing through the coil is further overlapped.

또 본 발명에 따른 돌출부(120,220)은 전도체(E)에 가까운 방향으로 향하게 하는데, 이는 전도체(E)와 코일간 거리가 가까워짐에 따라 유도되는 자기장의 세기가 커지는 원리를 이용한다. 도시된 바를 참조하면, 본 발명의 경우 제1형 자기자극기(10,butterfly coil)에 비해 유도 자기장의 최대 세기가 약 2.4 배 이상 증가하였으며, 분포영역 또한 상당히 협소해진 것을 확인할 수 있다. Further, the protrusions 120 and 220 according to the present invention are oriented in a direction close to the conductor E, which uses a principle that the intensity of the magnetic field induced as the distance between the conductor E and the coil approaches becomes large. In the present invention, the maximum intensity of the induced magnetic field is increased by about 2.4 times as compared with that of the butterfly coil 10, and the distribution area is also significantly narrowed.

또, 그밖에 제2형 및 제3형 자기 자극기(20, 30)(slinky coil, 4-leaves coil) 와의 비교분석을 통해 제안된 형상의 우수성을 정량적으로 확인할 수 있다. 게다가 본 발명은 다른 형태에 비하여 상대적으로 상당히 단순한 형상이기 때문에 용이한 생산이 가능한 이점을 가진다. 이를 표로 비교하면 다음과 같다. In addition, the superiority of the proposed shape can be quantitatively confirmed by comparison analysis with the second and third type magnetic stimulators 20 and 30 (slinky coil, 4-leaves coil). Moreover, since the present invention has a relatively simple shape as compared with other shapes, the present invention has an advantage that it is easy to produce. The table below compares them.

제1형
(butterfly coil)Type 1
(butterfly coil) 제2형
(slinky coil)Type 2
(slinky coil) 제3형
(4-leaves coil)Type 3
(4-leaves coil) 특허안Patents 최대 자기장의 세기 (×106 A/m2)The intensity of the maximum magnetic field (× 10 6 A / m 2 ) 3.393.39 4.054.05 3.683.68 8.198.19

< 자기장에 의해 유도된 전기장의 초고집적도 증명 >&Lt; Proof of high density of electric field induced by magnetic field >

도 10은 제1형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타내고, 도 11은 제2형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타내고, 도 12은 제3형 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타내며, 도 13는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 자극기에 전류가 인가될 때 발생되는 최대 전기장의 세기를 나타낸다.Fig. 10 shows the intensity of the maximum electric field generated when a current is applied to the first type magnetic magnetic stimulator, Fig. 11 shows the intensity of the maximum electric field generated when current is applied to the second type magnetic magnetic stimulator, FIG. 13 shows the intensity of a maximum electric field generated when a current is applied to a magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 shows an intensity of a maximum electric field generated when a current is applied to the magnetic stimulator according to an embodiment of the present invention.

이를 참조하면, 앞서 기술한 초고집적도의 자기장 특성뿐만 아니라 추가로 높은 집적도의 전기장 특성도 아래와 같이 기술된다. 각 코일의 자기장에 의해 유도된 전기장을 나타낸 것으로써, 제안된 형상의 유도 전기장의 최대 전기장의 세기가 압도적으로 큰 것을 확인할 수 있다. Referring to this, not only the magnetic field characteristics of the ultra-high density as described above, but also the electric field characteristics of a further high integration degree are described as follows. The electric field induced by the magnetic field of each coil is shown, which shows that the intensity of the maximum electric field of the induced electric field of the proposed shape is overwhelmingly large.

제1형
(butterfly coil)Type 1
(butterfly coil) 제2형
(slinky coil)Type 2
(slinky coil) 제3형
(4-leaves coil)Type 3
(4-leaves coil) 특허안Patents 최대 전기장의 세기 (×103 V/m)The intensity of the maximum electric field (× 10 3 V / m) 1.1581.158 0.3630.363 4.2374.237 195.0195.0

<유도 자기장의 고효율성 증명><Proof of high efficiency of induced magnetic field>

제시된 형상의 효율성을 판단하기 위해서 코일 형상의 하단 부를 모두 일치시키고 유도 자기장의 세기를 비교하였다. 이는 앞서 설명한 < 유도 자기장 집적도 증가에 대한 증명 >과 계측방식은 동일하나, 제1형 내지 제3형의 자기코일을 전도체(E)에 더 가까이 위치하도록 배치했다는 점에 차이가 있다.In order to evaluate the effectiveness of the proposed shape, the lower ends of the coil shape were all matched and the intensity of the induced magnetic field was compared. This is different from the above-described < Proof for Increasing the Inductive Field Accumulation > and the measurement method are the same, but the magnetic coils of the first to third types are disposed closer to the conductor E.

즉, 본 발명의 돌출부(120,220)와 같은 평면에 제1형 내지 제3형의 자기코일들을 위치시킴으로써, 실제 사용 시 어떤 코일이 같은 전류로 더 높은 자기장을 얻을 수 있는지 확인하였다.That is, by positioning the magnetic coils of the first to third types in the same plane as the protrusions 120 and 220 of the present invention, it was confirmed which coils can obtain a higher magnetic field with the same current in actual use.

아래 해석결과는 제안된 형상의 돌출부(120,220)와 동일한 평면에 제1형 내지 제3형의 자기코일을 위치했을 때의 전도체(E)에서의 유도 자기장을 나타낸 것으로서, 이 경우 또한 기존 특허 형상의 최대 유도 자기장이 제시된 특허안의 유도 자기장의 세기에 비해 낮게 나타난다. 따라서 국부적으로 동일한 자기장의 세기를 얻기 위해서 코일에 가해주어야 하는 전류량은 제시된 특허안의 형상이 가장 작다는 것을 알 수 있다. 즉, 제시된 형상이 가장 높은 효율을 갖는다.The results of the analysis below show the induced magnetic field in the conductor E when the first to third magnetic coils are placed on the same plane as the protrusions 120 and 220 of the proposed shape, The maximum induced magnetic field is lower than the intensity of the induced magnetic field in the proposed patent. Therefore, it can be seen that the amount of current to be applied to the coil in order to obtain the intensity of the same local magnetic field is the smallest in the proposed patent. That is, the proposed shape has the highest efficiency.

제1형
(butterfly coil)Type 1
(butterfly coil) 제2형
(slinky coil)Type 2
(slinky coil) 제3형
(4-leaves coil)Type 3
(4-leaves coil) 특허안Patents 최대 전기장의 세기 (×106 A/m2)The intensity of the maximum electric field (× 10 6 A / m 2 ) 6.506.50 7.427.42 6.046.04 8.198.19

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, You will understand. Accordingly, the true scope of the invention should be determined only by the appended claims.

E: 전도체 10: 제1형 자기자극기
11: 제1형 제1자기코일 12: 제1형 제2자기코일
20: 제2형 자기자극기 21: 제2형 제1자기코일
22: 제2형 제2자기코일 23: 제2형 제3자기코일
30: 제3형 자기자극기 31: 제3형 자기코일
32: 제3형 자기코일 33: 제3형 자기코일
34: 제3형 자기코일 100: 제1자기코일
110: 몸체부 111: 제1몸체부
112: 제2몸체부 113: 제3몸체부
114: 제4몸체부 120: 돌출부
121: 하방수직부 122: 수평부
123: 상방수직부 200: 제2자기코일
210: 몸체부 211: 제1몸체부
212: 제2몸체부 213: 제3몸체부
214: 제4몸체부 220: 돌출부
221: 하방수직부 222: 수평부
223: 상방수직부E: conductor 10: type 1 magnetic stimulator
11: first type first magnetic coil 12: first type magnetic coil
20: type 2 magnetic stimulator 21: type 2 magnetic coil
22: second type second magnetic coil 23: second type third magnetic coil
30: Type 3 magnetic stimulator 31: Type 3 magnetic coil
32: third type magnetic coil 33: third type magnetic coil
34: a third type magnetic coil 100: a first magnetic coil
110: body part 111: first body part
112: second body part 113: third body part
114: fourth body part 120: protrusion
121: downward vertical portion 122: horizontal portion
123: upper vertical part 200: second magnetic coil
210: body part 211: first body part
212: second body portion 213: third body portion
214: fourth body part 220: protrusion
221: downward vertical part 222: horizontal part
223: Upper vertical part

Claims (5)

몸체부와, 상기 몸체부에서 전도체 쪽으로 향하는 돌출부를 구비하여, 외부로부터 인가되는 전류에 의해 시변 자계를 형성하는 자기코일을 포함하고,
상기 자기코일은,
제1자기코일과 제2자기코일 한 쌍으로 이루어지되, 상기 돌출부가 서로 맞닿도록 상기 몸체부가 측방으로 나란히 배치되어, 상기 돌출부에 집중자계를 형성하는 자기 자극기.And a magnetic coil having a body portion and a protrusion facing the conductor in the body portion to form a time-varying magnetic field by a current applied from the outside,
The magnetic coil
A magnetic stimulator comprising a pair of a first magnetic coil and a second magnetic coil, wherein the body portion is laterally arranged side by side so that the protrusions abut against each other, thereby forming an intensive magnetic field in the protrusions. 제1항에 있어서,
상기 돌출부는,
상기 몸체부의 일측에서 하방으로 절곡되는 하방수직부와, 상기 하방수직부에서 상기 몸체부에 수평하게 절곡되는 수평부와, 상기 수평부에서 상기 몸체부 쪽으로 절곡되는 상방수직부로 이루어져 ㄷ자 형상을 가지는 자기 자극기.The method according to claim 1,
The projection
A lower vertical portion bent downward from one side of the body portion, a horizontal portion bent horizontally to the body portion at the lower vertical portion, and an upper vertical portion bent toward the body portion from the horizontal portion, Stimulator. 제1항에 있어서,
상기 몸체부는,
사각형으로 이루어져 일측 모서리가 서로 맞닿게 배치되는 자기 자극기.The method according to claim 1,
The body portion
The magnetic stimulator has a rectangular shape and is disposed so that one side edge is in contact with the other. 제3항에 있어서,
상기 돌출부는
사각형인 상기 몸체부의 일측 모서리 중앙에 위치하는 자기 자극기. The method of claim 3,
The protrusion
And is located at the center of one side edge of the rectangular body. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1자기코일은 시계방향으로의 전류흐름을 형성하고,
상기 제2자기코일은 반시계방향으로의 전류흐름을 형성하여 상기 자계가 증폭되는 자기 자극기.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The first magnetic coil forms a current flow in a clockwise direction,
And the second magnetic coil forms a current flow in a counterclockwise direction so that the magnetic field is amplified.
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