KR20190097788A - Apparatus of stimulating a brain - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a brain stimulator, which comprises: a first electrode corresponding to a positive electrode; a second electrode corresponding to a negative electrode; and a power supply part supplying power to the first electrode and the second electrode. The first electrode and the second electrode are attached to the scalp surrounding the brain. When either the first electrode or the second electrode is a circular electrode, the other is a donut-shaped electrode, and the circular electrode is located in an inner space of the donut-shaped electrode. A current can be applied to an electrode part comprising the circular electrode and the donut-shaped electrode to concentrate the stimulus on a specific part of the brain.

Description

두뇌 자극 장치{Apparatus of stimulating a brain}Apparatus of stimulating a brain

본 발명은 두뇌 자극장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두뇌의 특정 부분에 자극을 집중시킬 수 있는 두뇌 자극장치에 관한 것이다.The present invention relates to a brain stimulator, and more particularly to a brain stimulator capable of focusing the stimulus to a specific part of the brain.

DBS(Deep Brain Stimulation)은 뇌심부에 위치한 전극을 통해 전기자극을 줌으로써 부분적으로 뇌의 활동을 억제하여 외과적인 파괴술과 같은 효과를 얻는 치료법으로 전기신호를 이용한 두뇌기능조절 기술이다. DBS는 파킨슨 및 치매를 치료하는 기술로 적용되어 왔다.DBS (Deep Brain Stimulation) is a technique that controls the brain function by using electrical signals through the electrical stimulation through the electrode located in the deep part of the brain to partially suppress the activity of the brain and obtain an effect such as surgical destruction. DBS has been applied as a technique for treating Parkinson's and dementia.

DBS는 전기신호를 전달하기 위한 전극을 두뇌의 타겟영역에 심어야하기 때문에, 신경외과적수술을 필요로 한다. 이로 인해 DBS는 강력한 두뇌기능조절기술임에도 불구하고, 파킨슨 및 치매 환자에 대해 제한적으로 적용되어 왔다. DBS를 대체하기 위한 시도로써, 비침습적 방법으로 전기신호를 전달하는 기술이 개발되었다. Transcranial current stimulation(이하, tCS)은 비침습적으로 전극을 두피에 부착하여 전기신호를 흘려보낸다. 이 기술은 비침습적이라는 장점이 있지만, 피부저항값으로 인해 전극의 크기를 소형화하는데 한계가 있기 때문에(1cm X 1cm) 공간해상도가 DBS에 비해 떨어진다. 또한 부착형 전극으로 두뇌 내부 깊숙한 곳까지 전기신호가 닿을 수 없다는 한계가 있다. tCS 의 한계를 해결하기 위해, 두뇌의 기능적 신경연결망의 구조를 바탕으로 다수의 전극을 사용해서 간접적으로 두뇌 내부를 타겟팅하는 기술이 개발되었다. 하지만 여전히 tCS는 공간해상도가 떨어지고, 두뇌 깊숙한 부분을 정확히 자극하여 조절할 수 없다는 문제가 있었다.DBS requires neurosurgery because electrodes for delivering electrical signals must be implanted in the target area of the brain. Because of this, DBS has been applied to Parkinson's and dementia patients with limited brain function. In an attempt to replace DBS, techniques have been developed to transmit electrical signals in a non-invasive way. Transcranial current stimulation (tCS) is a non-invasive method of attaching electrodes to the scalp to send electrical signals. This technique has the advantage of being non-invasive, but the spatial resolution is lower than that of DBS because the skin resistance value limits the size of the electrode (1cm X 1cm). In addition, there is a limit that the electrical signal can not reach deep inside the brain with the attachment electrode. In order to solve the limitation of tCS, based on the structure of the functional neural network of the brain, a technique for indirectly targeting the brain using a plurality of electrodes has been developed. However, tCS still suffered from the problem of poor spatial resolution and the inability to control and stimulate the deep parts of the brain.

도 1은 종래에 두 개의 전극을 이용하여 비침습적 방법으로 두뇌에 전기신호를 전달하는 방법을 개념적으로 도시한 것이다.1 conceptually illustrates a method of delivering an electrical signal to the brain in a non-invasive manner using two electrodes in the prior art.

도 1(a)는 두 개의 전극(110, 120)이 두피에 부착되어 있는 상태를 위에서 바라본 것이고, 도 1(b)는 두 개의 전극(110, 120)이 두피에 부착되어 있는 상태를측면에서 바라본 상태도이다. 도 1(c)는 두 개의 전극 사이에 자극의 방향을 도시한 것이다.FIG. 1 (a) shows the state in which the two electrodes 110 and 120 are attached to the scalp, and FIG. 1 (b) shows the state in which the two electrodes 110 and 120 are attached to the scalp. It is the state figure that I looked at. Figure 1 (c) shows the direction of the magnetic pole between the two electrodes.

도 1(b)를 참조하면, 두 개의 전극(110, 120)이 각각 양극과 음극인 경우 양극(110)에서 음극(120)으로 전류가 흐르게 된다. 도 1(c)를 참조하면, 왼쪽의 양극에서 나오는 자극이 사방으로 퍼져 나가기 때문에 공간 해상도가 떨어지고, 두뇌 깊숙한 부분을 정확히 자극하는데 어려움이 있었다.Referring to FIG. 1B, when the two electrodes 110 and 120 are positive and negative electrodes, respectively, current flows from the positive electrode 110 to the negative electrode 120. Referring to Figure 1 (c), because the stimulus from the left side of the anode spreads in all directions, the spatial resolution is lowered, it was difficult to accurately stimulate the deep part of the brain.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전극에 전류를 인가하여 두뇌의 특정 부분에 자극을 집중시킬 수 있는 두뇌 자극장치를 제공하는데 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a brain stimulation device that can focus the stimulus to a specific part of the brain by applying a current to the electrode.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 두뇌 자극장치는 양극에 해당하는 제1 전극, 음극에 해당하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 제1 전극과 제2 전극은 두뇌를 둘러싼 두피에 부착되고, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나가 원형 전극인 경우, 다른 하나는 도넛 모양의 전극이고, 상기 원형 전극이 상기 도넛 모양 전극의 내부 공간에 위치한다.Brain stimulation apparatus according to the present invention for solving the technical problem comprises a first electrode corresponding to the anode, a second electrode corresponding to the cathode, and a power supply for supplying power to the first electrode and the second electrode; The first electrode and the second electrode are attached to the scalp surrounding the brain, when either one of the first electrode or the second electrode is a circular electrode, the other is a donut-shaped electrode, the circular electrode is the It is located in the inner space of the donut-shaped electrode.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 흡착부와 연결되고, 상기 흡착부를 상기 두피에 부착함으로써, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 상기 두피에 고정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first electrode and the second electrode are connected to the adsorption part, and by attaching the adsorption part to the scalp, the first electrode and the second electrode can be fixed to the scalp. have.

또한, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전류를 흘려 유도전기장을 상기 두뇌의 특정 부분에 가함으로써, 상기 특정 부분에서 발생하는 체세포 분열을 억제하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to suppress somatic cell division occurring in the specific part by applying an induced electric field to the specific part of the brain by applying current to the first electrode and the second electrode.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 전극이 가하는 전기에너지의 주파수와 상기 제2 전극이 가하는 전기에너지의 주파수가 중첩되는 위치에서 △f의 주파수로 상기 두뇌의 특정 부분에 자극을 가하는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, applying a stimulus to a specific part of the brain at a frequency Δf at a position where the frequency of the electrical energy applied by the first electrode and the frequency of the electrical energy applied by the second electrode overlap. desirable.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 두뇌 자극장치는 주파수 f를 갖는 전기에너지를 가하는 제1 전극, 주파수 f+△f를 갖는 전기에너지를 가하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 두뇌를 둘러싼 두피에 부착되고, 상기 제1 전극이 가하는 전기에너지의 주파수와 상기 제2 전극이 가하는 전기에너지의 주파수가 중첩되는 위치인 상기 두뇌의 특정 부분에 △f의 주파수로 자극을 가할 수 있다.Brain stimulation apparatus according to the present invention for solving the above technical problem is a first electrode for applying electrical energy having a frequency f, a second electrode for applying electrical energy having a frequency f + Δf, the first electrode and the second electrode And a power supply unit for supplying power to the first electrode, wherein the first electrode and the second electrode are attached to the scalp surrounding the brain, and the frequency of electrical energy applied by the first electrode and the frequency of electrical energy applied by the second electrode are different from each other. A stimulus can be applied at a frequency of Δf to a specific part of the brain that is an overlapping position.

본 발명에 따르면, 원형 전극과 도넛 모양의 전극으로 이루어진 전극부에 전류를 인가하여 두뇌의 특정 부분에 자극을 집중시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 각 전극에 상이한 주파수를 가진 전기 에너지를 인가하되, 상기 주파수 차이가 두뇌의 메인 주파수 범위에 포함되도록 함으로써, 전기 에너지가 중첩되는 두뇌의 특정 부위에 자극을 집중시킬 수 있다.According to the present invention, a current can be applied to an electrode part consisting of a circular electrode and a donut-shaped electrode to concentrate a stimulus on a specific part of the brain. In addition, according to the present invention, by applying electrical energy having a different frequency to each electrode, so that the frequency difference is included in the main frequency range of the brain, it is possible to focus the stimulus to a specific region of the brain where the electrical energy overlaps .

또한, 본 발명에 따르면, 각 전극과 연결된 흡착컵을 이용하여 별도의 고정장치 없이 전극을 두피의 특정 위치에 고정시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, an electrode may be fixed to a specific position of the scalp without a separate fixing device by using a suction cup connected to each electrode.

나아가, 본 발명에 따르면, 원형 전극과 도넛 모양의 전극에 전류를 흘려줌으로써, 두뇌에 직접 전류를 흐르게 하지 않고도 간접적으로 유도자기장을 가해주어 암세포의 체세포분열을 억제할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, by injecting a current to the circular electrode and the donut-shaped electrode, it is possible to suppress the somatic cell division of cancer cells by applying an induction magnetic field indirectly without flowing a current directly to the brain.

도 1은 종래에 두 개의 전극을 이용하여 비침습적 방법으로 두뇌에 전기신호를 전달하는 방법을 개념적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 두뇌 자극장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 전원부(220)가 전극부(230)에 가하는 전기 에너지의 주파수 차이(△f)를 이용하여 두뇌의 특정영역을 자극하는 방법을 개념적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 전극부(230)의 형상과 자극의 방향을 도시한 것이다. 1 conceptually illustrates a method of delivering an electrical signal to the brain in a non-invasive manner using two electrodes in the prior art.
2 is a block diagram of a brain stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 conceptually illustrates a method of stimulating a specific region of the brain by using the frequency difference Δf of electrical energy applied to the electrode unit 230 by the power supply unit 220 according to an exemplary embodiment of the present invention. .
4 illustrates the shape of the electrode unit 230 and the direction of the magnetic poles according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.The configuration of the invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on the preferred embodiment of the present invention, the same in the reference numerals to the components of the drawings The same reference numerals are given to the components even though they are on different drawings, and it is to be noted that in the description of the drawings, components of other drawings may be cited if necessary. In addition, in describing the operation principle of the preferred embodiment of the present invention in detail, when it is determined that the detailed description of the known function or configuration and other matters related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, The detailed description is omitted.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작, 또는 소자 외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. Include. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" or "comprising" excludes the presence or addition of one or more other components, steps, operations, or elements other than the components, steps, operations, or elements mentioned. I never do that.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 두뇌 자극장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a brain stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 두뇌 자극장치는 제어부(210), 전원부(220), 및 전극부(230)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the brain stimulation apparatus according to the present embodiment includes a control unit 210, a power supply unit 220, and an electrode unit 230.

제어부(210)는 전극부(230)의 제1 전극(231)과 제2 전극(232)에 제공되는 전기 에너지의 주파수를 제어하는 주파수 제어신호를 전원부(220)로 전송한다.The controller 210 transmits a frequency control signal for controlling the frequency of electrical energy provided to the first electrode 231 and the second electrode 232 of the electrode unit 230 to the power supply unit 220.

전원부(220)는 상기 주파수 제어신호를 수신하고, 제1 전극(231)과 제2 전극(232)에 가해지는 전기 에너지의 주파수는 △f만큼 차이가 나도록 할 수 있다. The power supply unit 220 may receive the frequency control signal and allow the frequency of the electrical energy applied to the first electrode 231 and the second electrode 232 to be different by Δf.

이하 도 3을 참조하여, 보다 상세하게 살펴보도록 한다.Hereinafter, referring to FIG. 3, it will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 전원부(220)가 전극부(230)에 가하는 전기 에너지의 주파수 차이(△f)를 이용하여 두뇌의 특정영역을 자극하는 방법을 개념적으로 도시한 것이다.FIG. 3 conceptually illustrates a method of stimulating a specific region of the brain by using the frequency difference Δf of electrical energy applied to the electrode unit 230 by the power supply unit 220 according to an exemplary embodiment of the present invention. .

먼저, 바이노럴 비트(Binaural beats)는 사람의 두뇌의 메인 주파수가 1~20Hz의 낮은 주파수에서 동작하고, 이에 반해 사람의 귀의 가청주파수가 20~20,000Hz 로 한정되어 있다는 점에 착안한다. 여기서 두뇌의 메인 주파수란, 사람의 두뇌에 자극을 가할 수 있는 주파수 범위를 의미한다. First, the binaural beats focus on the fact that the main frequency of the human brain operates at a low frequency of 1-20 Hz, while the audible frequency of the human ear is limited to 20-20,000 Hz. Here, the main frequency of the brain refers to a frequency range in which the human brain can be stimulated.

예를 들어 사람의 두뇌를 10Hz 로 자극하고자 할 때, 귀에 10Hz 소리를 들려주면 가청주파수를 벗어나는 영역이기 때문에 자극은 고막을 통과하지 못한다. 따라서 한쪽 귀에 1000Hz, 다른 쪽 귀에 1010Hz 를 들려주게 되면 자극은 고막을 통과하고, 두뇌는 양쪽에서 들려오는 소리의 차이인 10Hz 를 인식하게 된다.For example, if you want to stimulate the human brain at 10Hz, if you hear 10Hz sound in your ear, the stimulus will not pass through your eardrum because it is outside the audible frequency. Therefore, if you put 1000Hz on one ear and 1010Hz on the other ear, the stimulus passes through the eardrum, and the brain recognizes 10Hz, the difference between the sounds coming from both sides.

다시 도 3을 참조하면, 제1 전극(231)에 f 라는 주파수의 전기에너지 E(f)를 가하고, 제2 전극(232)에는 f + Δf 라는 주파수의 전기에너지 E(f + Δf)를 가하면 두 전극의 전기 에너지가 모이는 곳에서 Δf 주파수로 두뇌 영역을 자극하는 효과를 얻을 수 있다.Referring again to FIG. 3, when electrical energy E (f) having a frequency of f is applied to the first electrode 231 and electrical energy E (f + Δf) having a frequency of f + Δf is applied to the second electrode 232. The effect of stimulating the brain region at the Δf frequency where the electrical energy of the two electrodes gathers can be obtained.

주파수 f가 두뇌의 메인 주파수인 1~20Hz 보다 충분히 큰 경우(예를 들면 1000Hz), 각각의 전극(231, 232)에서 발생하는 전기에너지 E(f)는 두뇌에서 아무런 영향을 미치지 못한다. 그러나 두 전극의 주파수가 중첩되는 특정 영역의 위치에서는 Δf의 주파수로 자극된다. If the frequency f is sufficiently greater than the brain's main frequency of 1-20 Hz (eg 1000 Hz), the electrical energy E (f) generated at each electrode 231, 232 has no effect on the brain. However, at the location of the specific region where the frequencies of the two electrodes overlap, they are stimulated at a frequency of Δf.

따라서, 제1 전극(231)과 제2 전극(232)의 주파수를 조정하여 두뇌 내부의 특정 영역을 Δf의 주파수로 자극할 수 있게 된다. 이 때, Δf는 사람의 두뇌의 메인 주파수인 1~20Hz 것이 바람직하다.Therefore, by adjusting the frequencies of the first electrode 231 and the second electrode 232, it is possible to stimulate a specific region inside the brain at a frequency of Δf. At this time, Δf is preferably 1 ~ 20Hz which is the main frequency of the human brain.

다시 도 2를 참조하면, 전원부(220)는 전극부(230)와 케이블에 의해 전기적으로 연결되어, 전극부(230)에 전력을 인가한다. 전극부(230)는 각 전극(231, 232)마다 하나의 케이블(100)이 전원부(220)와 연결된다.Referring back to FIG. 2, the power supply unit 220 is electrically connected to the electrode unit 230 by a cable to apply power to the electrode unit 230. In the electrode unit 230, one cable 100 is connected to the power supply unit 220 for each electrode 231 and 232.

일례로서, 전원부(220)가 제1 전극(231)에는 양극 단자를, 제2 전극(232)에는 음극 단자를 연결할 수 있다. 다른 예로서, 전원부(220)가 제1 전극(231)에는 f 라는 주파수의 전기에너지 E(f)를 가하고, 제2 전극(232)에는 f + Δf 라는 주파수의 전기에너지 E(f + Δf)를 가할 수 있다. For example, the power supply unit 220 may connect a positive terminal to the first electrode 231 and a negative terminal to the second electrode 232. As another example, the power supply unit 220 applies electric energy E (f) of frequency f to the first electrode 231 and electric energy E (f + Δf) of frequency f + Δf to the second electrode 232. Can be added.

전극부(230)는 제1 전극(231)과 제2 전극(232)를 포함하고, 제1 전극(231)과 제2 전극(232)은 두뇌를 둘러싼 두피에 부착된다.The electrode unit 230 includes a first electrode 231 and a second electrode 232, and the first electrode 231 and the second electrode 232 are attached to the scalp surrounding the brain.

제1 전극(231)과 제2 전극(232)은 플렉시블한 전도성의 재질로 이루어지고, 전기자극이 가해지는 대상체의 두피에 착탈된다. 전극(231, 232)은 사각형, 원형, 타원형, 다각형 중 어느 하나의 단면형상을 가질 수 있다. 또한, 전극(231, 232)은 대상체에 밀착이 용이하도록 탄성 또는 점탄성 변형될 수 있다.The first electrode 231 and the second electrode 232 are made of a flexible conductive material, and are attached to and detached from the scalp of the object to which the electrical stimulation is applied. The electrodes 231 and 232 may have a cross-sectional shape of any one of a rectangle, a circle, an ellipse, and a polygon. In addition, the electrodes 231 and 232 may be elastically or viscoelastically deformed to facilitate close contact with the object.

전극부(230)에 두피에 부착되는 방법으로, 전극의 일면에 스티커를 부착하는방식, 헬멧에 전극을 부착하는 방식, 헤드밴드에 전극을 부착하는 방식, 흡착기에 전극을 부착하는 방식 등이 있다.As a method of attaching the electrode to the scalp, there is a method of attaching a sticker to one surface of the electrode, a method of attaching an electrode to a helmet, a method of attaching an electrode to a headband, a method of attaching an electrode to an adsorber, and the like. .

일례로서, 제1 전극(231)과 제2 전극(232)는 두피에 스티커를 이용하여 부착될 수 있으며, 다른 예로서, 별도의 흡착부(도 4의 410, 420)를 구비하여 각 전극의 위치를 고정하거나 변경시킬 수 있다. 흡착부(도 4의 410, 420)는 각 전극과 연결되므로, 흡착부가 두피에 고정됨과 동시에 각 전극도 고정되는 것이 바람직하다.As an example, the first electrode 231 and the second electrode 232 may be attached to the scalp using a sticker. As another example, a separate adsorption part (410, 420 of FIG. The position can be fixed or changed. Since the adsorption unit 410 and 420 of FIG. 4 are connected to each electrode, it is preferable that the adsorption unit is fixed to the scalp and each electrode is also fixed.

전극부(230)가 소모하는 전력을 살펴보면, 전류는 2mA, 전압은 5V 미만으로 10mW 전력이 소모된다. 따라서 매우 작은 형태로 전극 설계가 가능하다.Looking at the power consumed by the electrode unit 230, the current is 2mA, the voltage is less than 5V 10mW power is consumed. Therefore, it is possible to design the electrode in a very small form.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 전극부(230)의 형상과 자극의 방향을 도시한 것이다. 4 illustrates the shape of the electrode unit 230 and the direction of the magnetic poles according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4(a)는 두 개의 전극(231, 232)이 두피에 부착되어 있는 상태를 위에서 바라본 것이고, 도 4(b)는 두 개의 전극(231, 232)이 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부(410)를 이용하여 두피에 부착되어 있는 상태를 측면에서 바라본 상태도이다. 도 4(c)는 두 개의 전극(231, 232)이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡착부(420)를 이용하여 두피에 부착되어 있는 상태를 측면에서 바라본 상태도이다. 도 4(d)는 두 개의 전극 사이에 자극의 방향을 도시한 것이다.4 (a) shows the state in which the two electrodes 231 and 232 are attached to the scalp, and FIG. 4 (b) shows the adsorption of the two electrodes 231 and 232 according to an embodiment of the present invention. The state attached to the scalp using the unit 410 is a state diagram viewed from the side. FIG. 4 (c) is a side view of a state in which two electrodes 231 and 232 are attached to the scalp using an adsorption unit 420 according to another embodiment of the present invention. 4 (d) shows the direction of the magnetic poles between the two electrodes.

도 4(a)를 참조하면, 제1 전극(231)이 원형 전극이고, 제2 전극(232)이 도넛 모양의 전극이다. 역으로 제1 전극(231)이 도넛 모양의 전극이고, 제2 전극(232)이 원형 모양의 전극이어도 무방하다. Referring to FIG. 4A, the first electrode 231 is a circular electrode, and the second electrode 232 is a donut-shaped electrode. Conversely, the first electrode 231 may be a donut-shaped electrode, and the second electrode 232 may be a circular electrode.

한편, 원형 전극이 양극, 도넛 모양의 전극이 음극으로 될 수도 있고, 반대로 원형 전극이 음극, 도넛 모양의 전극이 양극으로 될 수도 있으며, 전류의 방향이 바뀌는 것에 불과하다.On the other hand, the circular electrode may be the anode, the donut-shaped electrode may be the cathode, on the contrary, the circular electrode may be the cathode, the donut-shaped electrode may be the anode, the direction of the current is only changed.

상기 원형 전극이 상기 도넛 모양의 전극 내부에 있는 공간에 위치하게 되는데 상기 원형 전극과 상기 도넛 모양의 중심은 같은 것이 바람직하다. 그러나 상기 원형 전극과 상기 도넛 모양의 중심을 다르게 하는 것도 가능하다..The circular electrode is positioned in a space inside the donut-shaped electrode, and the center of the circular electrode and the donut-shaped electrode are preferably the same. However, it is also possible to vary the center of the circular electrode from the donut shape.

도 4(b)를 참조하면, 원형 모양의 제1 전극(231)과 도넛 모양의 제2 전극(232)이 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부(410)를 이용하여 두피에 부착되어 있는 상태가 도시되어 있다.Referring to FIG. 4B, a circular first electrode 231 and a donut-shaped second electrode 232 are attached to the scalp using the adsorption part 410 according to an embodiment of the present invention. The state is shown.

제1 전극(231)과 제2 전극(232)이 흡착부(410)와 일체로 형성되어 흡착부(410)를 두피에 부착하는 경우 전극 역시 고정될 수 있다.When the first electrode 231 and the second electrode 232 are integrally formed with the adsorption part 410 to attach the adsorption part 410 to the scalp, the electrode may also be fixed.

도 4(c)는 두 개의 전극(231, 232)이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡착부(420)를 이용하여 두피에 부착되어 있는 상태가 도시되어 있다.4 (c) shows a state in which two electrodes 231 and 232 are attached to the scalp by using an adsorption part 420 according to another embodiment of the present invention.

이때, 제1 전극(231)과 제2 전극(232)이 두피에 고정시키는 흡착부(420)와 연결되고, 흡착부(420)를 상기 두피에 부착함으로써, 제1 전극(231)과 제2 전극(232)을 상기 두피에 고정할 수 있다.In this case, the first electrode 231 and the second electrode 232 are connected to the adsorption part 420 which is fixed to the scalp, and by attaching the adsorption part 420 to the scalp, the first electrode 231 and the second electrode. An electrode 232 may be fixed to the scalp.

또한, 흡착부(420)와 전극(231, 232)을 연결하는 연결부(421)는 도면상 스프링으로 도시하였으나 이에 한정되지 아니하고, 흡착부(420)와 전극을 연결하고 전극의 일부 영역에 압력을 가함으로써, 전극의 위치를 변경시키거나 두피에 밀착시킬 수 있는 다른 장치로 대체될 수 있다.In addition, the connection part 421 connecting the adsorption part 420 and the electrodes 231 and 232 is illustrated as a spring in the drawing, but is not limited thereto. The connection part 420 may be connected to the electrode and pressure may be applied to a portion of the electrode. By addition, it can be replaced by another device that can change the position of the electrode or stick to the scalp.

도 4(b)와 도 4(c)에 도시된 흡착부(410, 420)와 같이 흡착컵(suction cup) 형태로 자체적으로 부착 고정되면, 전극 이외의 다른 고정장치가 필요하지 않게 된다.If it is attached and fixed in the form of a suction cup (suction cup), such as the adsorption unit (410, 420) shown in Figure 4 (b) and 4 (c), no other fixing device other than the electrode is required.

한편, 도 4(d)와 도 1(c)를 비교하면, 도 4(d)의 자극의 분포는 바깥에 위치한 도넛 모양의 전극에서 안쪽에 위치한 원형 전극으로 자극이 집중되는 것을 볼 수 있다. 종래의 사각형 또는 원형 패치 전극은 크기가 크고, 두 전극간의 거리가 멀어서 두뇌 안으로 흐르는 전류가 퍼지게 되고 특정 영역에 집중할 수가 없는 반면, 도 4(a)에 도시된 전극의 조합(원형 전극과 도넛 모양의 전극)은 전극의 면적이 상대적으로 작고 전극간의 거리가 가까워서 특정 영역에 포커싱이 용이하다.On the other hand, comparing Fig. 4 (d) and Fig. 1 (c), the distribution of the magnetic pole of Figure 4 (d) can be seen that the magnetic pole is concentrated from the donut-shaped electrode located on the outside to the circular electrode located on the inside. Conventional rectangular or circular patch electrodes are large in size, have a long distance between the two electrodes, and spread the current flowing into the brain and cannot concentrate on a specific area, whereas the combination of electrodes shown in FIG. 4 (a) (circular electrode and donut shape) Electrode) has a relatively small area of the electrode and a short distance between the electrodes, so that it is easy to focus on a specific area.

나아가 도 1에 도시된 기존 사각형 전극은 전극을 두피에 부착하는 각도에 따라서 전기장 분포형태가 달라지기 때문에 정확한 측정과 숙련된 기술이 필요하다. 특히 두 개 이상의 전극을 부착할 때 각 전극을 부착하는 각도에 따라서 전극 사이의 거리가 달라지기 때문에 중요하다. 반면, 도 4에 도시된 전극은 자극을 가하고자 하는 두뇌 내의 타겟 위치만 결정하면 부착각도를 신경쓸필요가 없게 된다. 원형 전극과 도넛 모양의 전극의 조합은 전극 사이의 거리가 이미 결정되어 있기 때문에 전극 사이의 상호작용을 사전에 알 수 있고, 부착각도를 신경쓸 필요가 없기 때문이다.Furthermore, the conventional rectangular electrode shown in FIG. 1 requires accurate measurement and skilled techniques because the electric field distribution shape varies according to the angle of attaching the electrode to the scalp. In particular, when attaching two or more electrodes, it is important because the distance between the electrodes varies according to the angle of attaching each electrode. On the other hand, the electrode shown in FIG. 4 does not need to care about the attachment angle only by determining the target position in the brain to be stimulated. The combination of the circular electrode and the donut-shaped electrode is because the distance between the electrodes is already determined, so the interaction between the electrodes can be known in advance, and there is no need to worry about the attachment angle.

또한, 도 1에 도시된 따로 떨어진 두 개의 전극과 비교해, 원형 전극과 도넛 모양의 전극의 조합은 음극과 양극의 거리가 항상 일정하기때문에 타겟 영역에 균일한 전류흐름으로 자극이 가능하여 자극효과를 극대화할 수 있다. 또한, 특정부분에 전류가 집중되지 않는 균일한 전류흐름은, 두피에 불필요한 자극을 최소화한다는 장점이 있다.In addition, compared to the two separate electrodes shown in Figure 1, the combination of the circular electrode and the donut-shaped electrode is always a constant distance between the cathode and the anode, so that the stimulation effect can be stimulated with a uniform current flow in the target area It can be maximized. In addition, the uniform current flow in which the current is not concentrated in a specific portion has an advantage of minimizing unnecessary stimulation on the scalp.

한편, 본 발명에 따른 두뇌 자극장치의 전극부(230)에 전류를 흐르게 하면, 뇌에는 전류가 직접 흐르지 않고, 대신 자기장이 형성된다.On the other hand, when the current flows to the electrode unit 230 of the brain stimulation apparatus according to the present invention, the current does not flow directly to the brain, instead a magnetic field is formed.

그런데 뇌종양 환자의 경우, 뇌의 특정 부분에서 끊임없이 체세포분열(mitosis)이 일어남으로써 종양이 커지게 된다. 체세포분열시, 염색체가 가운데에 정렬했다가 방추사(spindle fiber)를 따라서 양 끝쪽으로 이동하고, 방추사는 전기적 신호를 이용해 염색체를 양 끝쪽으로 끌고간다. 원형 전극과 도넛 모양의 전극의 조합으로 구성된 전극부(230)에 전류를 흘려주어 전기장을 형성해주면, 뇌종양 부분에 방추사 형성을 방해하고, 체세포분열을 막게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 두뇌 자극장치를 활용하면, 뇌종양이 더이상 자라지 않는 효과를 얻을 수 있다.In the case of brain tumors, however, tumors grow in a certain part of the brain because of mitosis. During somatic cell division, the chromosomes are aligned in the center and then moved to both ends along the spindle fiber, which uses the electrical signal to pull the chromosomes to both ends. If an electric field is formed by flowing an electric current through the electrode unit 230 composed of a combination of a circular electrode and a donut-shaped electrode, it interferes with the formation of spindles in the brain tumor and prevents somatic cell division. Therefore, by utilizing the brain stimulation device according to the present invention, it is possible to obtain an effect that the brain tumor no longer grows.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents and equivalents of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention. .

Claims (5)

양극에 해당하는 제1 전극;
음극에 해당하는 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
상기 제1 전극과 제2 전극은 두뇌를 둘러싼 두피에 부착되고,
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나가 원형 전극인 경우, 다른 하나는 도넛 모양의 전극이고, 상기 원형 전극이 상기 도넛 모양 전극의 내부 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 두뇌 자극장치.A first electrode corresponding to an anode;
A second electrode corresponding to the cathode; And
It includes a power supply unit for supplying power to the first electrode and the second electrode,
The first electrode and the second electrode is attached to the scalp surrounding the brain,
If either one of the first electrode or the second electrode is a circular electrode, the other is a donut-shaped electrode, the brain stimulator, characterized in that the circular electrode is located in the inner space of the donut-shaped electrode. 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 흡착부와 연결되고, 상기 흡착부를 상기 두피에 부착함으로써, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 상기 두피에 고정하는 것을 특징으로 하는 두뇌 자극장치.According to claim 1,
The first electrode and the second electrode is connected to the adsorption portion, the brain stimulation apparatus, characterized in that for fixing the first electrode and the second electrode to the scalp by attaching to the scalp. 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전류를 흘려 유도전기장을 상기 두뇌의 특정 부분에 가함으로써, 상기 특정 부분에서 발생하는 체세포 분열을 억제하는 것을 특징으로 하는 두뇌 자극장치.According to claim 1,
Applying a induced electric field to a specific part of the brain by applying current to the first electrode and the second electrode, thereby suppressing somatic cell division occurring in the specific part. 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극이 가하는 전기에너지의 주파수와 상기 제2 전극이 가하는 전기에너지의 주파수가 중첩되는 위치에서 △f의 주파수로 상기 두뇌의 특정 부분에 자극을 가하는 것을 특징으로 하는 두뇌 자극장치.According to claim 1,
And stimulating a specific part of the brain at a frequency of Δf at a position where the frequency of the electrical energy applied by the first electrode and the frequency of the electrical energy applied by the second electrode overlap. 주파수 f를 갖는 전기에너지를 가하는 제1 전극;
주파수 f+△f를 갖는 전기에너지를 가하는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 두뇌를 둘러싼 두피에 부착되고,
상기 제1 전극이 가하는 전기에너지의 주파수와 상기 제2 전극이 가하는 전기에너지의 주파수가 중첩되는 위치에서 △f의 주파수로 상기 두뇌의 특정 부분에 자극을 가하는 것을 특징으로 하는 두뇌 자극장치.A first electrode applying electrical energy having a frequency f;
A second electrode applying electrical energy having a frequency f + Δf;
It includes a power supply unit for supplying power to the first electrode and the second electrode,
The first electrode and the second electrode is attached to the scalp surrounding the brain,
And stimulating a specific part of the brain at a frequency of Δf at a position where the frequency of the electrical energy applied by the first electrode and the frequency of the electrical energy applied by the second electrode overlap.
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