KR20200068813A - Cranial window cartridge for prevention, diagnosis and treatment of brain diseases - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cranial window cartridge for diagnosis, prevention or treatment of brain diseases. The cranial window cartridge according to an embodiment of the present invention can be detached from a cranial removing portion, and enables direct treatment of brain diseases while visualizing exposed brain tissue by using biocompatible ingredients such as hydrogels.

Description

뇌질환의 예방, 진단 및 치료를 위한 두개골 윈도우 카트리지{CRANIAL WINDOW CARTRIDGE FOR PREVENTION, DIAGNOSIS AND TREATMENT OF BRAIN DISEASES}Cranial window cartridge for prevention, diagnosis and treatment of brain diseases {CRANIAL WINDOW CARTRIDGE FOR PREVENTION, DIAGNOSIS AND TREATMENT OF BRAIN DISEASES}

본 발명은 뇌질환의 예방, 진단 및 치료를 위한 두개골 윈도우 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이드로젤 등과 같은 생체적합성 성분을 포함하고, 두개골이 제거되어 외부로 노출된 뇌의 일 영역을 통해 해당 뇌신경혈관계를 보호 및 가시화할 수 있으며, 노출된 뇌의 일 영역을 통해 직접적인 뇌신경혈관계 치료가 가능하도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a skull window cartridge for the prevention, diagnosis, and treatment of brain diseases, and more particularly, includes a biocompatible component such as hydrogel, and is applied through a region of the brain where the skull is removed and exposed to the outside. The present invention relates to a device capable of protecting and visualizing the cerebral neurovascular system and enabling direct treatment of the cerebral nervous system through a region of the exposed brain.

뇌혈관 질환은 3명 중 1명에서 발생할 정도로 흔하고 사망률과 영구장애 발생률이 매우 높아 개인의 고통과 국가의 경제적 부담이 큰 질병이다. 현재까지 개발된 경구용 또는 정맥용 약물 전신 투여 방식의 뇌혈관 질환의 예방법 또는 치료법은 효과가 제한적이고 부작용이 드물지 않다.Cerebrovascular disease is so common that it occurs in 1 in 3 people, and the mortality rate and the incidence of permanent disability are very high, which is a disease that suffers greatly from individual suffering and national economic burden. Prophylactic or therapeutic methods of cerebrovascular diseases of oral or intravenous drugs systemically developed so far have limited effectiveness and few side effects.

이러한 제한적인 효과와 부작용들을 극복하고자 뇌를 외부 충격으로부터 안전하게 보호하는 완충 역할을 담당하는 두개골을 제거하여 급성 또는 만성 뇌질환에 대한 직접적인 치료를 수행하는 것에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In order to overcome these limited effects and side effects, research into performing a direct treatment for an acute or chronic brain disease by removing a skull that serves as a buffer that safely protects the brain from external shock has been actively conducted.

전술한 직접적인 치료를 위해 두개골이 제거된 부위를 일반적으로 두개골 윈도우(cranial window)라고 하며, 이러한 두개골 윈도우에 의해 노출된 뇌 부위에 대한 보호를 위해 사용되는 두개골 대용물을 두개골 윈도우 카트리지(cranial window cartridge)라고 한다. 현재는 주로 커버 글라스(cover glass) 소재가 두개골 윈도우 카트리지의 소재로서 사용되고 있다. 그러나, 커버 글라스 소재의 두개골 윈도우 카트리지는 단단한 재질 탓에 뇌의 직접적인 관측은 가능하나 뇌에 직접적인 자극을 주거나 시술을 하는 것은 불가능한 문제가 있다.The area where the skull is removed for direct treatment as described above is generally referred to as a cranial window, and a skull substitute used to protect the brain area exposed by the skull window is a cranial window cartridge. ). Currently, a cover glass material is mainly used as a material for the skull window cartridge. However, due to the hard material of the skull window cartridge of the cover glass material, direct observation of the brain is possible, but there is a problem that direct stimulation or treatment of the brain is impossible.

이에 따라 뇌혈관 질환의 진단, 예방 또는 치료를 위해 뇌를 관측할 수 있으면서도 뇌의 상태를 모니터링하고 뇌에 대한 직접적인 치료가 가능하도록 하는 새로운 차원의 두개골 윈도우 카트리지에 대한 필요성이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a new level of skull window cartridge that allows the brain to be monitored for the diagnosis, prevention, or treatment of cerebrovascular disease while monitoring the condition of the brain and enabling direct treatment for the brain.

일본 공개특허공보 제2013-520216호 (2013.06.06)Japanese Patent Application Publication No. 2013-520216 (2013.06.06)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하이드로젤 등과 같은 생체적합성 성분을 이용함으로써, 두개골 윈도우에 의해 노출된 뇌의 일 영역을 가시화함과 동시에 뇌에 대한 직접적인 자극 및 치료가 가능하도록 하는 장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above, by using a biocompatible component such as hydrogel, so as to visualize a region of the brain exposed by the skull window, and at the same time direct stimulation and treatment for the brain is possible It is an object to provide a device to do.

또한, 뇌질환과 관련된 생체 신호를 측정 및 이용함으로써, 뇌의 상태를 실시간으로 모니터링하고, 뇌질환의 예방, 진단 및 치료의 전 과정을 관리하는 표적 치료(theranostic) 플랫폼 역할을 수행할 수 있는 장치를 제공함에 목적이 있다.In addition, by measuring and using biological signals related to brain disease, a device capable of monitoring the state of the brain in real time and serving as a target therapeutic platform that manages the entire process of prevention, diagnosis, and treatment of brain disease The purpose is to provide.

본 발명의 일 실시 예에 따른 뇌질환의 진단, 예방 또는 치료를 위한 두개골 윈도우 카트리지(cranial window cartridge)에는 하이드로젤(hydrogel)이 포함되며, 두개골의 제거부위에 착탈이 가능할 수 있다.A cranial window cartridge for diagnosis, prevention or treatment of brain disease according to an embodiment of the present invention includes a hydrogel, and may be detachable from and removed from the skull.

본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지에 포함된 하이드로젤은 뇌질환 치료를 위한 약제와 혼합되어 형성되며, 하이드로젤과 혼합된 약제는 두개골이 제거됨으로써 노출된 뇌의 영역에 방출될 수 있다.Hydrogel contained in the skull window cartridge according to an embodiment of the present invention is formed by mixing with a drug for the treatment of brain disease, the drug mixed with the hydrogel can be released to the area of the exposed brain by removing the skull .

본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지에 포함된 하이드로젤은 두개골 내의 채널(channel)에 대응되는 커널(canal)형 구조를 가질 수 있다.The hydrogel included in the skull window cartridge according to an embodiment of the present invention may have a kernel-type structure corresponding to a channel in the skull.

본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지에는, 생체 신호의 측정을 위한 센싱 모듈이 포함될 수 있다.The skull window cartridge according to an embodiment of the present invention may include a sensing module for measuring a biosignal.

본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 두개골 윈도우 카트리지에 따르면, 카트리지 자체를 통해 뇌의 혈관을 포함한 내부조직의 상태를 임상의 등이 직접 관찰 및 모니터링할 수 있고, 응급 상황이 발생하거나 또는 직접적인 치료가 필요한 경우에 뇌와 뇌혈관에 직접 접근할 수 있는 루트로 삼아 국소 또는 전신 치료를 신속하게 수행할 수 있도록 할 수 있다.According to the skull window cartridge provided as an embodiment of the present invention, the state of internal tissues, including blood vessels of the brain, can be directly observed and monitored by a clinician through the cartridge itself, an emergency occurs or direct treatment If necessary, it can be used as a route to directly access the brain and cerebral blood vessels so that local or systemic treatment can be performed quickly.

또한, 본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 두개골 윈도우 카트리지에 따르면, 하이드로겔 등의 생체적합성 성분을 이용함으로써 뇌혈관의 접촉 안정성을 확보하고, 감염 또는 염증의 위험을 최소화할 수 있다.In addition, according to the skull window cartridge provided as an embodiment of the present invention, by using biocompatible components such as hydrogel, it is possible to secure contact stability of the cerebral blood vessels and minimize the risk of infection or inflammation.

더불어, 본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 두개골 윈도우 카트리지에 따르면, 생체 신호의 측정 및 약물 분비가 실시간으로 수행될 수 있으므로, 임상의 등은 뇌질환의 예방-진단-치료로 이어지는 뇌질환 관리의 전 과정을 효과적으로 수행 및 관리할 수 있다.In addition, according to the skull window cartridge provided as an embodiment of the present invention, since bio-signal measurement and drug secretion can be performed in real time, clinicians, etc. of brain disease management leading to prevention-diagnosis-treatment of brain diseases You can effectively perform and manage the entire process.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지가 두개골의 제거부위에 장착된 모습을 나타낸 제 1 단면도이다.
도 2a는 두개골 내의 채널(channel)을 확인한 결과를 나타낸다.
도 2b는 두개골 내의 채널(channel)을 3D(3-dimention) 이미지화한 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지가 두개골의 제거부위에 장착된 모습을 나타낸 제 2 단면도이다.
1 is a first cross-sectional view showing a state in which a skull window cartridge according to an embodiment of the present invention is mounted on a removal portion of the skull.
Figure 2a shows the results of checking the channel (channel) in the skull.
FIG. 2B shows the result of 3D (3-dimention) imaging of a channel in the skull.
Figure 3 is a second cross-sectional view showing a state in which the skull window cartridge according to an embodiment of the present invention is mounted on the removal portion of the skull.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in the specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terminology used in the present invention has been selected, while considering the functions in the present invention, general terms that are currently widely used are selected, but this may vary according to the intention or precedent of a person skilled in the art or the appearance of a new technology. In addition, in certain cases, some terms are arbitrarily selected by the applicant, and in this case, their meanings will be described in detail in the description of the applicable invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meanings of the terms and the contents of the present invention, not simply the names of the terms.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When a part of the specification "includes" a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components, unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as “module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented in hardware or a combination of hardware and software.

또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.In addition, when a part is "connected" with another part in the specification, this includes not only "directly connected" but also "connected with other components in between".

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)가 두개골의 제거부위(10)에 장착된 모습을 나타낸 제 1 단면도이다.1 is a first cross-sectional view showing a state in which the skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention is mounted on the removal part 10 of the skull.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 뇌질환의 진단, 예방 또는 치료를 위한 두개골 윈도우 카트리지(cranial window cartridge)(100)는 두개골의 제거부위(10)에 착탈이 가능할 수 있다. 이때, 두개골 윈도우 카트리지(100)는 두개골의 제거부위(10)의 크기에 알맞게 착용될 수 있도록 두개골의 제거부위(10)의 크기에 따라 다양하게 제작될 수 있다.Referring to FIG. 1, a cranial window cartridge 100 for diagnosis, prevention or treatment of brain disease according to an embodiment of the present invention may be detachable from the removal site 10 of the skull. At this time, the skull window cartridge 100 may be manufactured in various ways according to the size of the removal portion 10 of the skull so that it can be worn to fit the size of the removal portion 10 of the skull.

종래의 커버 글라스 소재의 두개골 윈도우 카트리지는 두개골의 제거부위에 한번 고정이 되고나면 제거에 어려움이 있다. 이러한 어려움으로 인해 뇌질환의 진행 정도에 따라 노출영역 전체에 대한 치료가 이루어져야 하는 경우, 두개골 윈도우 카트리지를 제거하지 못해 적절한 치료가 이루어지지 못하는 문제가 발생할 수 있다.The skull window cartridge of the conventional cover glass material is difficult to remove once it is fixed to the removal portion of the skull. Due to these difficulties, when treatment for the entire exposed area needs to be performed depending on the progression of brain disease, a problem may not occur due to the inability to remove the skull window cartridge and prevent proper treatment.

본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)는 하이드로젤(hydrogel) 등의 생체적합성 성분을 포함함으로써, 고정을 위한 별도의 구성 또는 접착부재가 없이도 두개골의 제거부위(10)에 원활하게 착탈될 수 있다. 예를 들어, 하이드로젤을 포함하는 두개골 윈도우 카트리지(100)는 두개골의 제거에 의해 노출된 뇌표면 뇌막(duramater) 또는 지주막(subarachnoid membrane) 등에 직접 접촉되어 고정력을 가질 수 있으며, 고정된 두개골 윈도우 카트리지(100)는 흡인력을 가지는 제거 장치를 통해 쉽게 제거될 수 있다.Skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention by including a biocompatible component such as hydrogel (hydrogel), smoothly to the removal portion 10 of the skull without a separate configuration or adhesive member for fixing Can be removed. For example, the skull window cartridge 100 including a hydrogel may have a fixing force by directly contacting a brain surface duramater or a subarachnoid membrane exposed by the removal of the skull, and the fixed skull window cartridge 100 may be easily removed through a removal device having a suction force.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)를 구성하는 생체적합성 성분인 하이드로젤은 수용성 고분자가 물리적(ex. 수소결합, 반데르 발스의 힘, 수소수성 상호작용 등) 혹은 화학적(ex. 공유결합)인 결합에 의해 3차원의 가굘르 형성하고 있는 망상구조로서, 수상 환경에서 용해되지 않고 상당한 양의 물을 함유할 수 있는 물질을 말한다.On the other hand, the hydrogel which is a biocompatible component constituting the skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention is a water-soluble polymer physical (ex. hydrogen bond, van der Waals force, hydrogen-water interaction, etc.) or chemical (ex. Covalent bond) It is a network structure that is formed in a three-dimensional form by bonding, and refers to a substance that does not dissolve in an aqueous environment and can contain a considerable amount of water.

하이드로젤은 높은 함수율(water content)과 세포외 기질(extracellular matrix)과의 물리화학적 유사성으로 인해 높은 생체적합성을 갖는다. 이러한 높은 생체적합성으로 하이드로젤을 포함하는 두개골 윈도우 카트리지(100)는 뇌막 또는 뇌혈관에 직접 접촉을 하더라도 안정성을 가지며, 접촉 또는 세균의 침입으로 인한 감염 또는 염증의 발생을 최소화할 수 있다.Hydrogels have high biocompatibility due to their high water content and physicochemical similarity to the extracellular matrix. Due to such high biocompatibility, the skull window cartridge 100 including a hydrogel has stability even if it directly contacts the meninges or cerebral blood vessels, and can minimize the occurrence of infection or inflammation due to contact or invasion of bacteria.

또한, 하이드로젤은 약제와 혼합되어 형성될 수 있으며, 혼합 과정에서 선형고분자, 나노입자 등이 약물전달체로 사용될 수 있다. 약물전달체는 생체내 pH의 변화 또는 시간의 경과 등에 따라 하이드로젤에 혼합된 약제가 체내로 방출되도록 할 수 있다.In addition, the hydrogel may be formed by mixing with a drug, and linear polymers, nanoparticles, etc. may be used as a drug delivery agent in the mixing process. The drug delivery system may cause the drug mixed with the hydrogel to be released into the body according to a change in pH or elapse of time in vivo.

이러한 특성을 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)에 포함된 하이드로젤은 뇌질환 치료를 위한 약제와 혼합되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 항혈전제(antiplatelet), 항응고제(angicoagulant), 고지혈증 약제(statin) 등과 같은 뇌질환 치료를 위한 약제가 선형고분자 또는 나노입자 등으로 구성된 약물전달체를 통해 하이드로젤과 혼합될 수 있다. 이와 같이 하이드로젤과 혼합된 약제는 두개골이 제거됨으로써 노출된 뇌의 영역(20)에 생체내 pH의 변화 또는 시간의 경과 등에 따라 직접 방출될 수 있다. 이때, 체내로의 약물 방출(또는 분비) 시간 또는 주기는 약물전달체의 종류 및 하이드로젤과의 혼합 방식 등에 따라 달라질 수 있다.Using these characteristics, the hydrogel included in the skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention may be formed by mixing with a drug for the treatment of brain diseases. For example, an agent for treating brain diseases such as an antiplatelet, an anticoagulant, or a hyperlipidemic agent may be mixed with a hydrogel through a drug delivery system composed of linear polymers or nanoparticles. As such, the drug mixed with the hydrogel can be directly released to the exposed area 20 of the brain by removing the skull, such as a change in pH or in time. At this time, the time or cycle of drug release (or secretion) into the body may vary depending on the type of drug delivery system and the mixing method with the hydrogel.

이와 같은 특성을 갖는 하이드로젤이 포함된 두개골 윈도우 카트리지(100)는 두개골이 제거된 뇌의 노출영역(20)을 안정적으로 보호할 수 있으며, 뇌의 뇌혈관 등과 같은 생체 조직을 임상의 등이 직접 관찰할 수 있도록 가시화할 수 있다.The skull window cartridge 100 including the hydrogel having such characteristics can stably protect the exposed area 20 of the brain from which the skull has been removed, and a clinician or the like directly protects biological tissues such as brain blood vessels of the brain. It can be visualized for observation.

도 2a는 두개골 내의 채널(channel)을 확인한 결과, 도 2b는 두개골 내의 채널(channel)을 3D(3-dimention) 이미지화한 결과를 나타낸다.FIG. 2A shows a result of checking a channel in the skull, and FIG. 2B shows a result of 3D (3-dimention) imaging of a channel in the skull.

여기서 말하는 두개골 내의 채널이란 두개골 내에서 뇌로 염증세포가 이동하는 통로를 말한다. 이와 같은 채널은 두개골 내에 복수개로 형성되어 있다. 예를 들어, 1 마이크로미터(mm) 기준의 두개골 단면 촬영 이미지인 도 2a의 그림 A를 참조하면, 두개골에는 골수의 빈 공간(marrow cavity)과 연결되는 채널이 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 1 마이크로미터(mm) 기준의 두개골 외면 촬영 이미지인 도 2a의 그림 B를 참조하면, 두개골의 외면에는 복수개의 채널들이 불규칙하게 형성되어 있음을 확인할 수 있다.The channel in the skull here refers to a pathway through which inflammatory cells move from the skull to the brain. A plurality of such channels are formed in the skull. For example, referring to Figure A of FIG. 2A, which is a cross-sectional image of a skull based on 1 micrometer (mm), it can be seen that a channel is formed in the skull that is connected to a marrow cavity. Referring to FIG. B of FIG. 2A, which is an image taken on the outer surface of the skull based on 1 micrometer (mm), it can be confirmed that a plurality of channels are irregularly formed on the outer surface of the skull.

또한, 도 2b의 그림 B 및 C를 참조하면, 두개골 내에 형성된 복수개의 채널들은 두개골을 구성하는 각 층을 관통하는 통로 형태로 형성되어 있음을 확인할 수 있다.In addition, referring to Figures B and C of Figure 2b, it can be seen that a plurality of channels formed in the skull is formed in the form of a passage through each layer constituting the skull.

본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)에 포함된 하이드로젤은 전술한 두개골 내의 채널에 대응되는 커널(canal)형 구조를 가질 수 있다. 즉, 하이드로젤은 두개골 내의 채널의 크기, 형태 등이 반영되어 약제 등이 이동할 수 있는 통로가 마련된 구조로 형성될 수 있다.The hydrogel included in the skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention may have a kernel-type structure corresponding to a channel in the skull. That is, the hydrogel may be formed in a structure in which a passage through which a drug or the like can move is provided by reflecting the size and shape of a channel in the skull.

이와 같이 하이드로젤이 두개골 내의 채널의 크기, 형태 등이 반영된 커널형 구조로 형성되면, 두개골 대용물로서 두개골 윈도우 카트리지(100)가 두개골과 유사한 환경을 노출영역에 제공할 수 있으며, 이질감을 최소화할 수 있다.As described above, when the hydrogel is formed into a kernel-like structure reflecting the size, shape, etc. of channels in the skull, the skull window cartridge 100 as a substitute for the skull can provide an environment similar to the skull to the exposed area, and minimize heterogeneity. have.

또한, 두개골 윈도우 카트리지(100)가 장착된 상태에서 뇌질환의 상태에 따라 체외로부터 카트리지를 경유하여 뇌와 뇌혈관에 직접 접근하는 방식의 국소 치료(ex. 동맥도관법(arterial catheterization) 등), 뇌혈관에 대한 약물 주입 치료 등이 효과적으로 수행될 수 있다.In addition, in the state where the skull window cartridge 100 is mounted, according to the state of the brain disease, topical treatment of a method of directly accessing the brain and cerebral blood vessels via the cartridge from outside the body (ex. arterial catheterization, etc.), Drug injection treatment for cerebral blood vessels and the like can be effectively performed.

즉, 두개골 내의 채널에 대응되는 커널형 구조의 하이드로젤을 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)가 제거되지 않은 상태에서도 체외로부터 뇌와 뇌혈관에 직접 접근한 약제 주입 치료 등이 임상의 등에 의해 신속히 수행될 수 있다.That is, even though the skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention is not removed through a hydrogel having a kernel-type structure corresponding to a channel in the skull, drug injection treatment, etc., which directly accesses the brain and cerebral blood vessels from outside the body It can be performed quickly by a clinician or the like.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)가 두개골의 제거부위(10)에 장착된 모습을 나타낸 제 2 단면도이다.3 is a second cross-sectional view showing a state in which the skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention is mounted on the removal part 10 of the skull.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 두개골 윈도우 카트리지(100)에는, 생체 신호의 측정을 위한 센싱 모듈(110)이 포함될 수 있다. 이때, 측정되는 생체 신호에는 뇌질환의 모니터링을 위한 신호로서 뇌피질 뇌혈류, 뇌파, 산소포화도, 뇌출혈 여부, 뇌압 등에 관한 신호가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 3, the skull window cartridge 100 according to an embodiment of the present invention may include a sensing module 110 for measuring a biosignal. At this time, the measured bio-signals may include signals for brain cortical brain blood flow, brain waves, oxygen saturation, brain bleeding, and brain pressure as signals for monitoring brain diseases.

본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱 모듈(110)은 협소한 영역에서도 효과적인 신호 측정이 가능할 수 있는 멤스(microelectromechanical systemsm, MEMS) 센서일 수 있다. 멤스 센서는 수 마이크로미터 내지 수 나노미터의 크기를 가지며, 무선 통신 방식을 이용하여 외부의 타 단말 등에 측정된 생체 신호를 전송할 수 있다.The sensing module 110 according to an embodiment of the present invention may be a MEMS (microelectromechanical systemsm, MEMS) sensor capable of effective signal measurement even in a narrow area. The MEMS sensor has a size of several micrometers to several nanometers, and can transmit a biosignal measured in another external terminal using a wireless communication method.

본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱 모듈(110)은 뇌의 노출영역(20)과 직접 접촉되도록 두개골 윈도우 카트리지(100)의 일 영역에 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같이 센싱 모듈(110)은 두개골 윈도우 카트리지(100)의 중심부에 삽입되는 형태로 구비될 수 있으며, 두개골 윈도우 카트리지(100)가 두개골의 제거부위(10)에 장착됨으로써 뇌의 노출영역(20)과 직접 접촉될 수 있다. 다만, 센싱 모듈(110)의 구비 형태는 전술한 예시에 국한되지 않으며, 뇌질환의 예방, 진단 또는 치료 등의 목적에 따라 구비 형태는 달라질 수 있다.The sensing module 110 according to an embodiment of the present invention may be provided in an area of the skull window cartridge 100 so as to directly contact the exposed area 20 of the brain. For example, as shown in Figure 3, the sensing module 110 may be provided in a form that is inserted into the center of the skull window cartridge 100, and the skull window cartridge 100 is mounted on the removal part 10 of the skull, thereby allowing the brain It may be in direct contact with the exposed area 20 of. However, the provided form of the sensing module 110 is not limited to the above-described examples, and the provided form may be changed according to purposes such as prevention, diagnosis, or treatment of brain diseases.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱 모듈(110)은 체외에 마련된 모니터링 단말(120)과 무선 통신을 이용하여 연동될 수 있다. 이때, 모니터링 단말(120)은 무선 통신이 가능한 컴퓨팅 단말 또는 서버 등을 말하는 것으로, 스마트폰, PMP(portable multimedia player), PDA(personal digital assistants), 데스크탑(desktop) PC, 랩탑(laptop) PC, 태블릿(tablet) PC, 데이터베이스(database) 서버 등일 수 있다.Referring to FIG. 3, the sensing module 110 according to an embodiment of the present invention may be linked to the monitoring terminal 120 provided outside the body using wireless communication. At this time, the monitoring terminal 120 refers to a computing terminal or a server capable of wireless communication, a smart phone, a portable multimedia player (PMP), a personal digital assistants (PDA), a desktop PC, a laptop PC, It may be a tablet PC, a database server, or the like.

즉, 센싱 모듈(110)을 통해 측정된 뇌질환과 관련된 생체 신호는 모니터링 단말(120)로 무선 통신을 통해 전송될 수 있다. 모니터링 단말(120)로 전송된 생체 신호는 뇌와 혈관의 상태를 체크하기 위한 정보로 변환 또는 추정되어 출력될 수 있다. 이때, 모니터링 단말(120)에서의 정보 변환 또는 추정 과정에서 생체 신호에 따라 환자의 뇌질환의 상태가 비상 상황(ex. 뇌출혈의 발생 등)인 것으로 판단되는 경우에는, 해당 환자의 주치의로 등록된 단말, 응급 센터 단말 등으로 신속한 치료를 위한 알람 신호가 전송되거나 모니터링 단말(120) 자체에서 신속한 치료를 위한 알람 신호가 출력될 수 있다.That is, the biological signal related to the brain disease measured through the sensing module 110 may be transmitted to the monitoring terminal 120 through wireless communication. The bio-signal transmitted to the monitoring terminal 120 may be converted or estimated as information for checking the state of the brain and blood vessels, and output. At this time, when it is determined that the state of the patient's brain disease is an emergency situation (eg, occurrence of brain hemorrhage, etc.) according to a biosignal in the process of information conversion or estimation in the monitoring terminal 120, registered as the primary care physician of the patient An alarm signal for rapid treatment may be transmitted to a terminal, an emergency center terminal, or the like, or an alarm signal for rapid treatment may be output from the monitoring terminal 120 itself.

전술한 센싱 모듈(110) 및 모니터링 단말(120)을 통해 출력된 신호 또는 정보를 기초로 임상의 등은 실시간으로 환자의 상태를 모니터링 할 수 있으며, 뇌질환의 발병 여부, 진행 정도, 치료 방향 등을 결정함으로써 뇌질환의 예방, 진단 및 치료의 전 과정을 효율적으로 관리할 수 있다.Based on the signal or information output through the sensing module 110 and the monitoring terminal 120, the clinician, etc. can monitor the patient's condition in real time, and whether the onset of brain disease, progress, treatment direction, etc. By determining, it is possible to efficiently manage the entire process of prevention, diagnosis and treatment of brain diseases.

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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 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.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present invention. .

10: 두개골의 제거부위 20: 뇌의 노출영역
100: 두개골 윈도우 카트리지
110: 센싱 모듈
200: 모니터링 단말
10: skull removal area 20: brain exposed area
100: skull window cartridge
110: sensing module
200: monitoring terminal

Claims (4)

뇌질환의 진단, 예방 또는 치료를 위한 두개골 윈도우 카트리지(cranial window cartridge)로서, 하이드로젤(hydrogel)이 포함되며, 두개골의 제거부위에 착탈이 가능한 것을 특징으로 하는 두개골 윈도우 카트리지.
A cranial window cartridge for diagnosis, prevention or treatment of brain diseases. A cranial window cartridge comprising a hydrogel and detachable from and removed from the skull.
제 1 항에 있어서,
상기 하이드로젤은 뇌질환 치료를 위한 약제와 혼합되어 형성되며,
상기 하이드로젤과 혼합된 약제는 상기 두개골이 제거됨으로써 노출된 뇌의 영역에 방출되는 것을 특징으로 하는 두개골 윈도우 카트리지.
According to claim 1,
The hydrogel is formed by mixing with a drug for the treatment of brain diseases,
The skull window cartridge, characterized in that the drug mixed with the hydrogel is released to the area of the exposed brain by removing the skull.
제 1 항에 있어서,
상기 하이드로젤은 상기 두개골 내의 채널(channel)에 대응되는 커널(canal)형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 두개골 윈도우 카트리지.
According to claim 1,
The hydrogel is a skull window cartridge, characterized in that it has a kernel (canal) structure corresponding to the channel (channel) in the skull.
제 1 항에 있어서,
생체 신호의 측정을 위한 센싱 모듈이 포함되는 것을 특징으로 하는 두개골 윈도우 카트리지.
According to claim 1,
Skull window cartridge, characterized in that a sensing module for measuring a biosignal is included.
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