KR20170128017A - 생체 임플란트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 전극 어레이부가 연결부를 통해서 제2유닛의 패키지부로 직접 연결되는 인체 임플란트 장치에 관한 것이다. 전극 어레이부와 연결부는 커넥터를 통해 연결될 수도 있으며, 또는, 동일 기판 상에 배치된 후 패키징되어 일체형으로 형성될 수도 있다. 또는, 연결부는 와이어를 포함할 수 있으며, 이를 통해 전극 어레이부와 제2유닛의 패키지부를 연결할 수도 있다. 이 때, 제 2 유닛의 패키지부는 수신부, 회로부 및 제2코일을 패키지 내부에 포함할 수 있다.

Description

생체 임플란트 장치{BIOARTIFICIAL IMPLANT SYSTEM}

본 발명은 인체 임플란트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개선된 착용 자유도를 제공할 수 있는 인체 임플란트 장치에 관한 것이다.

선천적 또는 후천적으로 특정 기능을 잃은 사람들에게 도움을 주기 위한 의료장치가 많이 개발되고 있다. 이러한 의료장치로써 신경보조장치를 포함하는 생체 임플란트 장치에 대한 개발도 진행되고 있다. 생체 임플란트 장치 중 하나로써 청신경의 기능이 살아있는 사람들의 청신경을 전기로 자극하여 소리를 감지할 수 있도록 도와주는 인공 와우(Cochlear Implant)장치는 현재까지 개발된 신경보조장치 중 가장 효율적인 장치로 인식되고 있으며, 이러한 인공 와우 이식수술이 매년 증가하고 있는 추세이다.

인공 와우 장치는 체외부분에 마련되는 외부기기와 체내부분에 마련되는 내부기기를 포함할 수 있다.

외부기기는 인체 외부에서 소리를 받아들이고 이를 전기적 신호로 변환하는 기능을 하며, 마이크로폰(송화기), 어음처리기(언어합성기), 송신용 안테나(발신기)로 구성된다. 이때, 마이크로폰과 송신용 안테나는 헤드셋에 합쳐져서 구성되고도 있다.

내부기기는 외부기기에서 전달되는 신호로부터 청신경을 자극하는 기능을 하며, 수용 및 자극을 위한 수화기와 전극으로 구성된다.

인공 와우 장치는 인체 외부에 부착된 마이크로폰에서 전달된 소리 신호를 고막이나 이소골을 거치지 않고, 외부의 어음처리기에서 증폭과 필터 등의 과정을 통해 물리적 진동을 전기적 신호로 변환하여 와우 내 이식된 전극을 통해 청신경 섬유로 전달한다.

인공 와우 장치의 외부기기는 마이크로폰, 어음처리기 등을 구동하기 위하여 전력을 소모하며, 내부기기도 수화기의 구동을 위한 전력이 필요하다. 종래의 인공 와우 장치에서는 체내부분에 마련되는 내부기기에 내부 코일을 포함하도록 하고, 외부에 마련되는 외부 코일과 RF 통신을 통하여 전력을 공급하고 있다. 공개특허공보 제10-2006-0000025호(2006.01.06.)에는 인공 와우 시스템이 개시되고 있다.

한편, 종래의 인공 와우 장치는 체내에 삽입되는 내부 기기가 머리 측면의 중앙 부분 두피 내부에 삽입되고, 외부 기기는 두피의 외측에 넓게 마련되고 있다.

그러나, 이러한 구성에서는 인공 와우 장치의 사용 여부가 육안으로 쉽게 식별이 되기 때문에, 인공 와우 장치의 사용을 알리고 싶지 않은 사용자는 심리적으로 위축되거나 불만을 가지는 등 좋지 않다. 또한, 이러한 인공 와우 장치는 구성 부품이 여과 없이 드러나기 때문에 심미적으로 좋지 않아 개선이 요구된다. 즉, 사용자가 착용함에 있어 착용부위 등이 매우 제한적이어서 착용의 자유도가 떨어지는 문제점이 있기 때문에 이에 대한 개선이 요구된다.

공개특허공보 제10-2006-0000025호(2006.01.06.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 개선된 착용 자유도를 제공할 수 있는 인체 임플란트 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 외부신호를 전기적 신호로 변환하여 제공하는 제1유닛과, 상기 제1유닛으로부터 전기적 신호를 수신하여 인체 내 기관의 신경을 자극하는 제2유닛을 포함하는 인체 임플란트 장치로서, 상기 제1유닛은 피부의 외측에 마련되고, 전력을 공급하기 위한 제1코일을 가지며, 상기 제2유닛은 피부의 내측에 삽입되고, 상기 제1유닛으로부터 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성하는 회로부와, 상기 회로부로부터 전달되는 자극신호에 따른 전류신호로 신경을 자극하는 복수의 전극을 가지는 전극 어레이부를 가지는 제1패키지부와, 상기 제1패키지부와 독립적으로 구비되고 상기 제1코일로부터 전력을 공급받는 제2코일을 가지는 제2패키지부와, 상기 제1패키지부 및 상기 제2패키지부를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것인 인체 임플란트 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 인체 내 기관은 달팽이관이고, 상기 외부신호는 소리신호이며, 상기 신경은 청신경이고, 상기 인체 임플란트 장치는 인공 와우 장치일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2유닛은 상기 제1패키지부, 상기 제2패키지부 및 상기 연결부를 밀봉하여 패키징하는 커버를 포함하고, 상기 커버는 액정폴리머(Liquid Crystal Polymer)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1유닛은 소리신호를 감지하는 송화부와, 상기 송화부에서 감지되는 소리신호를 전달받아 전기적 신호로 변환하는 음성 처리부와, 상기 음성 처리부로부터 전기적 신호를 전달받아 발신하는 송신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2패키지부는 상기 송신부로부터 신호를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2코일은 귀 뒤의 두피 내에 마련되고, 상기 제1패키지부는 귀에 걸리도록 형성되며, 상기 제1패키지부가 귀에 걸리도록 장착되었을 때, 상기 제1코일은 상기 제2코일과 대응되는 위치에 정위치 얼라인 되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2코일은 외이도의 피부 내측에서 외이도를 감싸도록 벤딩되어 마련되고, 상기 제1유닛은 귓구멍에 삽입되는 얼라인부를 더 가지며, 상기 얼라인부가 귓구멍에 삽입 완료 시, 상기 제1코일은 외이도에서 상기 제2코일과 대응되는 위치에 정위치 얼라인 되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1코일은 제2코일의 형상에 대응되도록 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 외부신호를 전기적 신호로 변환하여 제공하는 제1유닛과, 상기 제1유닛으로부터 전기적 신호를 수신하여 인체 내 기관의 신경을 자극하는 제2유닛을 포함하는 인체 임플란트 장치로서, 상기 제1유닛은 피부의 외측에 마련되고, 전력을 공급하기 위한 제1코일을 가지며, 상기 제2유닛은 피부의 내측에 삽입되고, 상기 제1유닛으로부터 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성하는 회로부와, 상기 회로부로부터 전달되는 자극신호에 따른 전류신호로 신경을 자극하는 복수의 전극을 가지는 전극 어레이부를 가지는 제1패키지부와, 상기 제1패키지부와 독립적으로 구비되고 상기 제1코일로부터 전력을 공급받는 제2코일을 가지는 제2패키지부와, 상기 제1패키지부 및 상기 제2패키지부를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것인 인체 임플란트 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 인체 내 기관은 달팽이관이고, 상기 외부신호는 소리신호이며, 상기 신경은 청신경이고, 상기 인체 임플란트 장치는 인공 와우 장치일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2유닛은 상기 제1패키지부, 상기 제2패키지부 및 상기 연결부를 밀봉하여 패키징하는 커버를 포함하고, 상기 커버는 액정폴리머(Liquid Crystal Polymer)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1유닛은 소리신호를 감지하는 송화부와, 상기 송화부에서 감지되는 소리신호를 전달받아 전기적 신호로 변환하는 음성 처리부와, 상기 음성 처리부로부터 전기적 신호를 전달받아 발신하는 송신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2패키지부는 상기 송신부로부터 신호를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2코일은 귀 뒤의 두피 내에 마련되고, 상기 제1패키지부는 귀에 걸리도록 형성되며, 상기 제1패키지부가 귀에 걸리도록 장착되었을 때, 상기 제1코일은 상기 제2코일과 대응되는 위치에 정위치 얼라인 되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제2코일은 외이도의 피부 내측에서 외이도를 감싸도록 벤딩되어 마련되고, 상기 제1유닛은 귓구멍에 삽입되는 얼라인부를 더 가지며, 상기 얼라인부가 귓구멍에 삽입 완료 시, 상기 제1코일은 외이도에서 상기 제2코일과 대응되는 위치에 정위치 얼라인 되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 제1코일은 제2코일의 형상에 대응되도록 벤딩 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1패키지부 및 제2패키지부는 일체형으로 형성될 수도 있다. 제1패키지부 및 제2패키지부는 하나의 모듈에 포함될 수 있으며, 따라서 제1패키지부 및 제2패키지부를 연결하는 연결부를 생략할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 제1패키지부 및 제2패키지부는 연결부에 의해 전기적으로 연결되면서도 각각 독립적으로 구비될 수 있기 때문에, 제2패키지부의 위치가 다양하게 선정될 수 있다. 따라서, 제2패키지부는 외부인이 육안으로 쉽게 식별하기 어려운 곳에 위치되거나 제1유닛과 보다 원활한 작동관계를 형성할 수 있는 곳에 위치될 수 있다. 이를 통해, 제1유닛은 외부로 많이 드러나지 않도록 마련되거나, 거부감이 적은 형상으로 이루어질 수 있도록 다양한 적용이 가능해지기 때문에, 인체 임플란트 장치의 사용을 알리고 싶지 않은 사용자에게 만족감을 제공하고 사용자에게 개선된 착용 자유도를 제공할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 임플란트 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제2유닛이 인체에 적용된 예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제1유닛이 인체에 적용된 예를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 인체 임플란트 장치가 인체에 적용된 예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제1코일 및 제2코일을 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제1코일 및 제2코일을 중심으로 나타낸 예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 이하의 실시예는 설명을 위한 예시로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 각각의 실시예의 구성들은 상호 조합되어 새로운 실시예를 구성할 수도 있다. 또한, 본 명세서에 기재되지 않더라도 통상의 기술자가 용이하게 치환 및/또는 변경할 수 있는 세부 구성들은 본 명세서의 실시예에 적용될 수 있는 것이며, 나아가 본 명세서의 실시예의 세부구성들은 예시적인 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 임플란트 장치를 나타낸 구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제2유닛이 인체에 적용된 예를 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제1유닛이 인체에 적용된 예를 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 인체 임플란트 장치는 제1유닛(100) 및 제2유닛(200)을 포함할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의상, 인체 임플란트 장치 중 하나인 인공 와우 장치(COCHLEAR IMPLANT SYSTEM)를 예로 들어 설명한다.

제1유닛(100)은 소리신호를 전기적 신호로 변환하여 제공할 수 있으며, 피부의 외측에 마련되고, 전력을 공급하기 위한 제1코일(140)을 가질 수 있다.

그리고, 제2유닛(200)은 피부의 내측에 삽입될 수 있으며, 제1유닛(100)으로부터 전기적 신호를 수신하여 달팽이관(10) 내의 청신경섬유를 자극할 수 있다.

제2유닛(200)은 제1유닛(100)으로부터 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성하는 회로부(220)와, 회로부(220)로부터 전달되는 자극신호에 따른 전류신호로 청신경섬유를 자극하는 복수의 전극(231)을 가지는 전극 어레이부(230)를 가지는 제1패키지부(201)와, 제1패키지부(201)와 독립적으로 구비되고 제1코일(140)로부터 전력을 공급받는 제2코일(260)을 가지는 제2패키지부(205)와, 제1패키지부(201) 및 제2패키지부(205)를 전기적으로 연결하는 연결부(208)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1패키지부(201) 및 제2패키지부(205)는 연결부(208)에 의해 전기적으로 연결되면서도 각각 독립적으로 구비될 수 있기 때문에, 제2패키지부(205)의 위치가 다양하게 선정될 수 있다. 이에 따라, 제2패키지부(205)는 외부인이 육안으로 쉽게 식별하기 어려운 곳에 위치되거나 제1유닛(100)과 보다 원활한 작동관계를 형성할 수 있는 곳에 위치될 수도 있다. 이를 통해, 제1유닛(100)은 외부로 많이 드러나지 않도록 마련되거나, 거부감이 적은 형상으로 이루어질 수 있도록 다양한 적용이 가능해지기 때문에, 인공 와우 장치의 사용을 알리고 싶지 않은 사용자에게 만족감을 제공하고 사용자에게 개선된 높은 착용 자유도를 제공할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 인공 와우 장치를 예시로 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 유닛(200)은 인체의 다른 기관 또는 장기에 전기적 신호를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 제2 유닛(200)은 인체의 뇌에 전기적 신호를 공급할 수도 있다. 이 경우에도 제1 패키지부(201)와 제2 패키지부(205)는 독립적으로 구비될 수 있기 때문에, 제2 패키지부(205)의 위치가 제1 패키지부(201)와 상이할 수 있다. 따라서, 뇌에 전기적 신호를 제공하기 위하여 제1 패키지부(201)가 머리 부분에 위치하는 경우라도 외부 전력을 인가받는 제2 패키지부(205)는 이외의 다른 부위, 예를 들어, 귓바퀴, 귓구멍 등 외부 노출이 적은 부분에 배치될 수 있다. 또한, 심장, 폐 또는 간 등과 같은 몸통 부위의 장기에 제1 패키지부(201)가 배치되는 경우도 마찬가지로 제2 패키지부(205)는 역시 상이한 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 사용자는 전기 자극을 필요로 하는 신체 기관의 위치와 상관없이 제1 유닛(100)을 소지할 수 있어 사용자의 착용 자유도가 크게 향상될 수 있다. 즉, 본 발명은 바람직한 실시예로서 인공 와우 장치를 주로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 인체에 삽입되어 전기적 자극을 제공할 수 있는 모든 인체 임플란트 장치를 포함한다.

다시, 인공 와우 장치를 예를 들어 본 발명의 제1실시예에 대해 계속 설명하기로 한다.

제1유닛(100)은 피부의 외측에 마련될 수 있다. 즉, 제1유닛(100)은 체내에 이식되지 않고 체외에 장착될 수 있다.

제1유닛(100)은 송화부(110), 음성 처리부(120), 송신부(130) 및 제1코일(140)을 가질 수 있다.

송화부(110)는 소리신호를 감지할 수 있다. 소리신호는 음성신호 또는 음향신호를 포함할 수 있다.

음성 처리부(120)는 송화부(110)에서 감지되는 소리신호를 전달받아 전기적 신호로 변환할 수 있다. 음성 처리부(120)는 스피치 프로세서(Speech Processor)를 포함할 수 있다.

송신부(130)는 음성 처리부(120)로부터 전기적 신호를 전달받아 발신할 수 있다.

제1코일(140)은 전력을 공급할 수 있다.

한편, 송신부(130)는 생략될 수 있다. 즉, 제1유닛(100)은 별도의 송신부(130)를 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제1유닛(100)은 음성 처리부(120)로부터 전기적 신호를 전달받아 이를 제 1 코일(140)을 통해 전력 전송과 함께 제 2 유닛(200)에 전기적 신호를 전달할 수도 있다.

또한, 제 1 유닛(100)은 전원부(미도시)를 포함할 수도 있다. 상기 전원부는 제 1 유닛(100)에 전원을 공급하기 위한 구성으로서, 교체식 배터리 또는 충전 가능한 배터리 등을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 전원부는 외부로부터 전원을 공급받아 전력을 저장할 수도 있다. 예를 들어, 전원부는 커패시터와 같은 용량성 소자를 포함할 수 있다. 용량성 소자는 외부 전원으로부터 유선으로 전력을 인가 받아 이를 저장할 수도 있고, 또는 제 1 유닛(100)의 제 1 코일(140)을 통해 외부 전원으로부터 무선으로 전력을 인가 받을 수도 있다. 예를 들어, 제 1 코일(140)은 충전 모드에서는 전자기 유도를 통해 외부 전원의 코일로부터 무선으로 전력을 인가 받아 이를 용량성 소자에 저장하고, 송신 모드에서는 용량성 소자의 전력을 제 2 유닛(200)의 제 2 코일(260)로 무선으로 전송할 수도 있다. 이때, 코일을 통한 전력의 전송은 전자기 유도 현상을 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다른 방식의 무선전력 전송 기술이 사용될 수도 있다.

그리고, 제2유닛(200)은 피부의 내측에 삽입될 수 있다. 다시 말해서, 제2 유닛(200)은 피부 내부, 예를 들어 피하지방 층에 삽입될 수 있거나, 체내에 이식될 수 있다.

제2유닛(200)은 제1패키지부(201), 제2패키지부(205) 및 연결부(208)를 포함할 수 있다.

먼저, 제1패키지부(201)는 수신부(210), 회로부(220) 및 전극 어레이부(230)를 가질 수 있다.

수신부(210)는 제 2 패키지부(205)로부터 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 2 패키지부(205)가 제 2 코일(260)을 통해 제 1 유닛(100)으로부터 전력과 함께 신호를 수신 받으면, 제 2 패키지부(205)는 신호를 추출하여 이를 연결부(208)를 통해 수신부(210)로 전송할 수 있다. 그리고, 제 1 유닛(100)의 제 1 코일(140)이 제 2 유닛(200)의 제 2 코일(260)로 전력을 전송할 때, 전력 신호와 함께 전기적 자극을 위한 데이터 신호를 같이 전송할 수도 있다. 예를 들어, 제1코일(140)은 전력 신호의 진폭 또는 위상을 가변하여 데이터 신호를 함께 전송할 수도 있다.

또는, 제1유닛(100)의 송신부(130)로부터 수신부(210)가 직접 신호를 수신할 수 있다. 송신부(130)와 수신부(210)는 특정한 통신 기술에 한정되지 않는 여러 통신 기술을 통해 통신될 수 있다. 또한, 전술되지 않은 별도의 통신 수단 또는 별도의 주파수를 통해 전력 신호와 별개로 데이터 신호를 통신할 수도 있다.

회로부(220)는 수신부(210)에서 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성할 수 있다. 회로부(220)는 자극신호를 생성하기 위한 집적회로(IC)를 가질 수 있다.

전극 어레이부(230)는 하나 이상의 전극(231)을 가질 수 있다. 전극(231)은 절연층(미도시)에 마련될 수 있으며, 상기 절연층은 달팽이관(10)에 삽입될 수 있도록 가늘게 형성될 수 있다.

전극(231)은 회로부(220)로부터 전달되는 자극신호에 따른 전류신호로 달팽이관(10) 내의 청신경섬유를 자극할 수 있으며, 또한, 청신경섬유로부터 생체신호를 수집, 감지, 기록할 수도 있다.

그리고, 제2패키지부(205)는 제1패키지부(201)와 독립적으로 구비될 수 있으며, 제2코일(260)을 가질 수 있다. 제2코일(260)은 전자기 유도 방식을 통해 제1코일(140)로부터 전력을 공급받을 수 있으며, 제2코일(260)에서 공급받는 전력은 제1패키지부(201)의 각 구성 부품의 동력원으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 코일(140)에 전류가 인가되어 코일 주변에 자기장이 형성되면, 이에 따라 근접한 제 2 코일(260)에 자기장이 형성될 수 있고, 형성된 자기장을 통해 제 2 코일(260)에 전류가 흐를 수 있다. 또는, 제 2 코일(260)은 RF 통신을 통해 제 1 코일(140)로부터 전력을 공급받을 수도 있다.

또한, 연결부(208)는 제1패키지부(201)와 제2패키지부(205)를 전기적으로 연결할 수 있다. 연결부(208)는 와이어 형태로 이루어질 수 있으며, 유연성(Flexibility)을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2패키지부(205)는 제1패키지부(201)와 떨어져서 다양한 위치에 이식될 수 있다. 연결부(208)는 바람직하게는 구리 도선을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 금, 백금 등과 같은 다른 전도성 물질이 사용될 수도 있다.

그리고, 제2유닛(200)은 커버(280)를 포함할 수 있다. 커버(280)는 제1패키지부(201), 제2패키지부(205) 및 연결부(208)를 밀봉하여 패키징할 수 있다. 커버(280)는 폴리머 계열의 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 액정폴리머(Liquid Crystal Polymer)를 포함할 수 있으며, 예를 들면 액정폴리머 필름일 수 있다. 커버(280)는 제2유닛(200)이 밀봉되도록 패키징하여 체액이 제2유닛(200) 내부로 들어가지 않도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예에서, 제2코일(260)은 귀 뒤의 두피 내에 마련될 수 있다. 예를 들면, 제2코일(260)은 양쪽 관자뼈(측두골)의 아래쪽에 위치하며 바깥에서 보면 귓바퀴의 뒤편 아래쪽에 위치하는 꼭지돌기(유양돌기, Mastoid) 내에 삽입 시술하여 이식될 수 있다.

그리고, 제1패키지부(201)는 귀에 걸리도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1패키지부(201)가 귀에 걸리도록 장착되었을 때, 제 2 패키지부(205)는 도 2에 도시된 바와 같이 귓바퀴 하측면부에 배치될 수 있다. 이 경우, 제 1 유닛(100)의 제1코일(140)은 제2코일(260)과 대응되는 위치에 정위치 얼라인 되도록 구비될 수 있다. 이를 통해, 제1코일(140)과 제2코일(260) 간에 통신이 안정적으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 제 1 코일(140)과 제 2 코일(260)을 정위치 얼라인 되도록 배치하는 경우 코일 간 결합계수가 높아져 효율적인 전력 전송 및/또는 데이터 통신이 가능할 수 있고, 자기장 영역을 최소화하여 자기장이 인체에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제2유닛(200)의 제2패키지부(205)가 제1패키지부(201)와 독립적으로 구비될 수 있기 때문에, 제1패키지부(201)가 달팽이관(10)에 삽입되는 전극 어레이부(230)를 가지는 특성 상 달팽이관(10)에 근접한 곳에 위치되더라도, 제2패키지부(205)는 자유롭게 적절한 위치에 설치될 수 있다. 따라서, 제1패키지부(201)가 귀에 걸릴 수 있는 형상인 경우, 제1유닛(100)의 제1코일(140)의 위치에 대응되도록 제2패키지부(205)의 제2코일(260)이 위치되도록 할 수 있다.

제 1 유닛(100)은 별도의 부착 수단이 없이 귀에 걸 수 있는 웨어러블(Wearable) 디바이스의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 1 유닛(100)은 접착 테이프를 통해 인체에 부착될 수도 있고, 또는, 제 1 유닛(100) 내부에 자석을 구비하여 제 2 유닛(200)에 자기력으로 고정될 수도 있다. 또한, 제 1 유닛(100)은 내부에 전자석을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제 1 유닛(100)의 스위칭 온(On)에 따라 전자석이 구동되어 자기력으로 인체에 고정되고, 스위칭 오프(Off) 시에는 전자석이 비활성화되어 인체에서 떨어질 수도 있다

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 인체 임플란트 장치가 인체에 적용된 예를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제1코일 및 제2코일을 중심으로 나타낸 예시도이다.

도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 인체 임플란트 장치에서는 제2코일(1260)이 외이도(20)의 피부 내측에서 외이도(20)를 감싸도록 벤딩되어 마련될 수 있다.

여기서, 제2유닛(1200)의 제1패키지부(1201)가 포함하는 전극 어레이부(1230)는 제1실시예와 동일하게 위치될 수 있다. 본 실시예에서는 제2패키지부(1205)가 외이도(20)에 마련되어 제2코일(1260)이 외이도(20)를 감싸도록 벤딩되어 마련될 수 있으며, 연결부(1208)는 제2패키지부(1205)를 제1패키지부(1201)와 전기적으로 연결할 수 있다.

그리고, 제1유닛은 귓구멍에 삽입되는 얼라인부(1500)를 더 가질 수 있으며, 얼라인부(1500)가 귓구멍에 삽입 완료 시, 제1코일(1140)은 외이도(20)에 위치될 수 있다. 이때, 제1코일(1140)은 외이도(20)에서 제2코일(1260)과 대응되는 위치에 정위치 얼라인 되도록 구비될 수 있다. 제1코일(1140)은 제2코일(1260)과 위치상으로 정위치 얼라인되도록 할 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 곡률을 갖도록 벤딩되어 정위치 얼라인될 수도 있다. 또는, 위치 및 곡률이 모두 정위치 얼라인 되도록 구비될 수도 있다.

또한, 제1코일(1140)은 제2코일(1260)에 대응되는 크기 또는 형상으로 구비될 수 있으며, 제2코일(1260)의 형상에 대응되도록 벤딩 형성될 수 있다.

얼라인부(1500)는 송화부 및 음성 처리부 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1유닛은 얼라인부(1500)의 송화부를 통해 소리신호를 감지하고 이를 음성 처리부를 통해 전기적 신호로 변환할 수 있다. 음성 처리부에서 생성된 전기적 신호는 제1코일(1140)을 통해 제2 유닛(1200)의 제2코일(1260)로 전송될 수 있다. 따라서, 제1코일(1140)이 제2코일(1260)로 전력을 전송할 때 전기적 신호를 함께 전송할 수 있다. 또는 얼라인부(1500)는 별도의 송신부를 더 포함할 수 있으며, 송신부를 통해 전기적 신호를 제 2 유닛(1200)에 전달할 수도 있다.

또한, 제 1 유닛은 송화부, 음성 처리부 및 통신부를 포함하는 서브유닛(미도시)을 별도로 포함할 수도 있다. 상기 서브유닛은 소리신호를 감지하여 전기적 신호로 변화시키고 이를 통신부를 통해 얼라인부(1500)에 전달할 수도 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공 와우 장치에서 제2코일은 귓바퀴의 내측에 설치될 수도 있다. 그리고, 제1패키지부는 귓바퀴의 외측에 탈착되도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 제1패키지부에 귓바퀴에 결합되는 클립부재(미도시)를 더 마련하거나, 귓바퀴를 관통하는 피어싱 부재(미도시)를 더 마련할 수 있으며, 이를 통해, 제1패키지부가 귀걸이의 형상으로 구현될 수도 있다.

이하에서는 도 7을 중심으로 또 다른 실시예를 설명한다.

또 다른 실시예는 전극 어레이부(2501)가 연결부(2500)을 통해서 제2유닛의 패키지부(2503)로 직접 연결되는 경우를 나타낸다. 전극 어레이부(2501)와 연결부(2500)는 커넥터를 통해 연결될 수도 있으며, 또는, 동일 기판 상에 배치된 후 패키징되어 일체형으로 형성될 수도 있다. 또는, 연결부(2500)는 와이어를 포함할 수 있으며, 이를 통해 전극 어레이부(2501)와 제2유닛의 패키지부(2503)를 연결할 수도 있다. 이 때, 제 2 유닛의 패키지부(2503)는 수신부, 회로부 및 제2코일(2502)을 패키지 내부에 포함할 수 있다.

수신부는 제2코일(2502)을 통해 제 1 유닛(2504)의 제1코일(2505)로부터 전력, 데이터 신호 또는 전력과 함께 데이터 신호를 수신받을 수 있고, 회로부는 수신한 신호를 처리하여 전극 어레이부(2501)로 전송할 수 있다. 제1 유닛(2504)로부터 수신하는 신호는 전력 신호 및 전기적 자극을 위한 데이터 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1유닛(2504)은 전력 신호의 진폭 또는 위상을 가변하여 데이터 신호를 함께 전송할 수도 있다. 제1 유닛(2504)으로부터의 신호 전송은 특정한 통신 기술에 한정되지 않는 여러 통신 기술을 통해 통신될 수 있다. 또한, 전술되지 않은 별도의 통신 수단 또는 별도의 주파수를 통해 전력 신호와 별개로 데이터 신호를 통신할 수도 있다.

회로부는 수신부에서 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성할 수 있다. 회로부는 자극신호를 생성하기 위한 집적회로(IC)를 가질 수 있다.

제2유닛의 패키지부(2503)는 귓바퀴, 외이도 또는 귓바퀴와 외이도 피부 안쪽에 이식될 수 있다. 이 때, 제1유닛(2504)의 제1코일(2505)과 제2유닛(2503)의 제2코일(2502)의 정렬은 외이도와 귓바퀴의 모양에 적합하게 설계된 제1유닛(2504)에 의해 정렬될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 제1유닛
140: 제1코일
200: 제2유닛
201: 제1패키지부
205: 제2패키지부
208: 연결부
260: 제2코일
280: 커버

Claims (1)

1. 외부신호를 전기적 신호로 변환하여 제공하는 제1유닛과, 상기 제1유닛으로부터 전기적 신호 또는 전력을 수신하여 인체 내 기관의 신경을 자극하는 제2유닛을 포함하는 인체 임플란트 장치로서,
   상기 제1유닛은 피부의 외측에 마련되고, 전력 및 신호를을 공급하기 위한 제1코일을 가지며,
   상기 제2유닛은 피부의 내측에 삽입되고, 상기 제1유닛으로부터 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성하는 회로부와, 상기 회로부로부터 전달되는 자극신호에 따른 전류신호로 신경을 자극하는 복수의 전극을 가지는 전극 어레이부를 가지는 제1패키지부와, 상기 제1패키지부와 독립적으로 구비되고 상기 제1코일로부터 전력 및 신호를을 공급받는 제2코일을 가지는 제2패키지부와, 상기 제1패키지부 및 상기 제2패키지부를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 것인 인체 임플란트 장치.

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