KR20210024697A - Transcranial magnetic stimulation device using permanent magnet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영구자석의 자기장을 사용자의 경두개에 제공하여 경두개 피질의 신경세포를 자극시켜서 활성화시킬 수 있는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치에 관한 것이다. The present invention relates to a transcranial magnetic stimulation apparatus using a permanent magnet capable of stimulating and activating nerve cells in the transcranial cortex by providing a magnetic field of a permanent magnet to the transcranial of a user.
일반적으로, 경두개 자기 자극(Transcranial magnetic stimulation)(TMS)은 뇌 내의 신경 세포를 자극하여 우울증의 증상 및 다른 신경 정신병학적 상태를 개선하기 위하여 자기장을 사용하는 절차이다. 통상적으로, TMS 코일은 단일지점에서 최대 강도를 달성하도록 설계된 원형 또는 8-자 형상을 갖는다. In general, transcranial magnetic stimulation (TMS) is a procedure that uses a magnetic field to stimulate nerve cells in the brain to improve symptoms of depression and other neuropsychiatric conditions. Typically, TMS coils have a circular or eight-shaped shape designed to achieve maximum strength at a single point.
신경계에 대한 비침습적인 검사방법으로 운동피질을 자극할 때 운동신경에 대해 흥분과 억제 효과를 동시에 나타내는 것으로 알려져 있다. 그리고 반복적인 경두개 자기 자극술이 대뇌 피질에 영향을 주는 기전이 정확하게 밝혀진 것은 아니지만 경두개 자기 자극술과 관련하여 우울증 치료에 대한 효과, 신경병성 통증에 대한 임상 효과 및 파킨스병에 대한 임상 효과와 같은 것이 다수 보고되고 있다. As a non-invasive test method for the nervous system, when stimulating the motor cortex, it is known to exhibit both excitatory and inhibitory effects on the motor nerve. And although the mechanism by which repetitive transcranial magnetic stimulation affects the cerebral cortex has not been accurately identified, related to transcranial magnetic stimulation, such as the effect on the treatment of depression, the clinical effect on neuropathic pain, and the clinical effect on Parkinson's disease. Many have been reported.
경두개 자기 자극의 시술을 위하여 일정 직경을 가지는 코일을 대뇌 반구에 대하여 수직이 되는 지점에 위치시키고 자극기의 위치를 조금씩 이동시키면서 가장 큰 운동 유발 전위를 나타내는 지점을 찾는다. 이후 역치를 기준으로 자극 강도를 결정하여 해당 부위를 반복적으로 자극하게 된다. For transcranial magnetic stimulation, a coil having a certain diameter is placed at a point perpendicular to the cerebral hemisphere, and the position of the stimulator is moved little by little to find the point that represents the largest motion-induced potential. After that, the stimulation intensity is determined based on the threshold, and the corresponding area is repeatedly stimulated.
그러나, 종래 복수개의 코일을 포함한 다양한 구조적인 설계를 통해 자기장의 세기를 높이고 동시에 원하는 타깃부위에 효과적인 자기장의 집속을 위한 구조의 개발이 지속되어 왔으나, 장치의 크기가 커지고 소음이 발생되며 코일에서 발생되는 열을 식히기 위한 별도의 쿨링시스템이 별도로 구비되어야 하는 문제점이 있었다. However, through various structural designs including a plurality of coils, the strength of the magnetic field has been increased and the development of a structure for effective focusing of the magnetic field at the desired target area has been continued. However, the size of the device increases, noise is generated, and the coil is generated. There is a problem in that a separate cooling system must be separately provided to cool the heat generated.
본 발명의 배경기술은 공개특허 10-2018-0073321(2018.07.02.)호가 제안되어 있다. Background art of the present invention is proposed in Patent Publication No. 10-2018-0073321 (2018.07.02.).
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 영구자석의 자기장을 사용자의 경두개에 제공하여 경두개 피질의 신경세포를 자극시켜서 활성화시킬 수 있는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치를 제공하고자 하는 것이다. An object to be solved by the present invention is to provide a transcranial magnetic stimulation apparatus using a permanent magnet capable of stimulating and activating nerve cells in the transcranial cortex by providing a magnetic field of a permanent magnet to the transcranial of a user.
본 발명의 일실시예에 따른 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치는, 경두개 피질의 신경세포가 자극되어서 활성화되도록 영구자석(100)을 이용하여 머리에 자기장을 제공하는 경두개 자기자극장치에 있어서, 영구자석(100)은 복수로 구성되면서 원형형태로 분산되게 배열되는 것을 특징으로 한다. The transcranial magnetic stimulation apparatus using a permanent magnet according to an embodiment of the present invention includes a transcranial magnetic stimulation apparatus that provides a magnetic field to the head using a
바람직하게, 영구자석(100)들은 홀수 번째 및 짝수 번째의 극성이 서로 상이하게 배열되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the
바람직하게, 영구자석(100)들이 일정간격으로 배열되어서 고정되는 자석고정부재(200)와, 영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 머리에 반복적으로 제공되도록 자석고정부재(200)를 유동시키는 유동부재(300)를 포함하고, 유동부재(300)는 자석고정부재(200)를 회전시키는 회전부(310)와, 회전부(310)가 고정되는 프레임(320)과, 회전부(310)를 컨트롤하는 컨트롤러(330)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the
바람직하게, 프레임(320)은 회전부(310)가 일단에 고정되는 암대(321)와, 암대(321)의 타단이 연결되면서 기립되는 폴대(322)와, 프레임(320)은 암대(321) 및 폴대(322)를 관통하여서 결합되는 결합핀(323)을 포함하고, 암대(321)는 회전부(310)가 고정되면서 폴대(322)의 양측에 지지되고, 결합핀(323)이 관통되는 연결홀(325)이 형성되는 복수의 암대판재(324)와, 암대판재(324)들의 사이에 결합되어 폴대(322)에 지지되는 지지블록(326)을 포함하며, 폴대(322)에는 암대판재(324)의 연결홀(325)에 연통되면서 결합핀(323)이 관통되어서 결합되는 결합홀(327)들이 상하방향으로 일정간격 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the
바람직하게, 컨트롤러(330)는 회전부(310)를 작동시키거나 정지시키는 스위치(331)와, 회전부(310)의 회전속도를 설정하는 속도설정부(332)와, 스위치(331)의 조작을 인식하여 설정된 회전속도로 회전부(310)를 작동시키는 제어부(333)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the
본 발명은, 영구자석의 자기장을 사용자의 경두개에 제공하여 경두개 피질의 신경세포를 자극시켜서 활성화시킬 수 있는 이점이 있다. The present invention has the advantage of stimulating and activating nerve cells in the transcranial cortex by providing a magnetic field of a permanent magnet to the user's transcranial.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 영구자석이 원형으로 배열된 상태를 보인 도면.
도 3은 본 발명에서 원형으로 배열되는 영구자석들의 내측에 영구자석이 추가로 배열된 상태를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 영구자석들이 원형으로 배열되어 그룹을 이루는 상태로 자석고정부재에 대칭되게 고정된 상태를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 적용되는 암대가 폴대에서 분리된 상태를 보인 도면.
도 6은 본 발명의 사용상태를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 적용되는 컨트롤러를 보인 블록도. 1 is a perspective view showing a transcranial magnetic stimulation device using a permanent magnet according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view showing a state in which the permanent magnets of the present invention are arranged in a circle.
Figure 3 is a view showing a state in which the permanent magnets are additionally arranged inside the permanent magnets arranged in a circle in the present invention.
4 is a view showing a state in which the permanent magnets of the present invention are arranged in a circle to form a group and are symmetrically fixed to the magnet fixing member.
5 is a view showing a state in which the arm band applied to the present invention is separated from the pole.
Figure 6 is a view showing a state of use of the present invention.
7 is a block diagram showing a controller applied to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 살펴본다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치는, 경두개 피질의 신경세포가 자극되어서 활성화되도록 머리에 자기장을 제공하는 영구자석(100)들과, 영구자석(100)들의 자속이 증대되도록 일정간격으로 배열되어서 고정되는 자석고정부재(200)와, 영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 머리에 반복적으로 제공되도록 자석고정부재(200)를 유동시키는 유동부재(300)를 포함한다. 1 to 7, the transcranial magnetic stimulation apparatus using a permanent magnet according to an embodiment of the present invention is a permanent magnet that provides a magnetic field to the head so that neurons in the transcranial cortex are stimulated and activated ( 100) and, a
영구자석(100)은 1cm x 1cm x 1cm 크기이면서 약 1테슬라 정도의 자속을 갖는 네오디뮴 자석으로 구성될 수 있다. The
그리고, 영구자석(100)은 6~10개로 구성되어 원형형태로 분산되면서 0.05cm의 간격으로 이격되게 배열된다. 영구자석(100)들은 홀수 번째 및 짝수 번째의 극성이 서로 상이하게 배열된다. 예를 들어, 홀수 번째의 영구자석(100)들은 S극이 상부를 향하게 배열되고 짝수 번째의 영구자석(100)들은 N극이 상부를 향하게 배열된다. 이에 의해, 인접하는 영구자석(100)들에 자력선이 형성되게 된다. In addition, the
따라서, 원형으로 배열되는 영구자석(100)들에서 도넛형태로 자기장이 형성되므로 사용자의 경두개에 넓은 범위로 자기장이 제공될 수 있다. 즉, 자기장에 의해 경두개 피질의 신경세포가 자극될 수 있다. Accordingly, since the magnetic field is formed in a donut shape in the
또한, 영구자석(100)들이 원형으로 배열되면서 원형의 중앙에 영구자석(100)이 추가로 배열될 수 있어서, 영구자석(100)들의 중앙에서도 자기장이 형성될 수 있다. 이에 의해, 원형의 중앙에서도 자기장이 형성됨에 따라 경두개에 제공되는 자기장의 집속도가 향상될 수 있다. In addition, as the
자석고정부재(200)는 영구자석(100)들이 원형으로 배열되면서 고정되는 판재로 구성된다. 판재에는 영구자석(100)들이 삽입되어서 고정되는 홈이 형성되거나 영구자석(100)들이 접착제에 의해 고정될 수 있다. The
그리고, 자석고정부재(200)에는 영구자석(100)들이 원형으로 배열되어서 이루어지는 그룹(GR)이 복수로 구성된다. In addition, the
여기서, 복수의 그룹(GR)은 자석고정부재(200)의 중심을 기준으로 대칭되게 배치된다. 즉, 2개의 그룹(GR)은 자석고정부재(200)에서 양측에 배치될 수 있고, 4개의 그룹(GR)이 자석고정부재(200)에서 사방에 배치될 수 있다. Here, the plurality of groups GR are arranged symmetrically with respect to the center of the
따라서, 자석고정부재(200)가 유동부재(300)에 의해 회전되면 하나의 그룹(GR)이 사용자의 경두개에 위치되고, 다시 자석고정부재(200)가 회전되면 다른 그룹(GR)이 사용자의 경두개에 위치된다. Therefore, when the
유동부재(300)는 자석고정부재(200)를 회전시키는 회전부(310)와, 회전부(310)가 고정되는 프레임(320)과, 회전부(310)를 컨트롤하는 컨트롤러(330)를 포함한다. The flow member 300 includes a rotating
회전부(310)는 자석고정부재(200)의 상부에 축결합되는 스텝모터로 구성될 수 있다. 따라서 스텝모터가 구동되면 자석고정부재(200)가 회전된다. The rotating
프레임(320)은 회전부(310)가 일단에 고정되는 암대(321)와, 암대(321)의 타단이 연결되면서 기립되는 폴대(322)를 포함한다. The
암대(321)의 일단에 회전부(310)가 수직되게 고정되고, 회전부(310)의 하부로 돌출되는 축에 자석고정부재(200)가 연결된다. The rotating
여기서, 기립되는 폴대(322)에서 암대(321)가 측방으로 돌출되므로 암대(321)에 고정된 자석고정부재(200)가 사용자에 간섭되지 않으면서 사용자의 머리위에 근접되게 위치될 수 있다. Here, since the
이러한 상태에서, 회전부(310)가 자석고정부재(200)를 회전시키면 하나의 그룹(GR)이 사용자의 머리에 위치되므로 해당 그룹(GR)에서 발생되는 자기장이 사용자의 경두개에 제공된다. 이어서, 자석고정부재(200)가 회전되면서 다른 그룹(GR)이 사용자의 머리에 위치되므로 다른 그룹(GR)에서 발생되는 자기장이 사용자의 경두개에 제공된다. In this state, when the rotating
그리고, 프레임(320)은 암대(321) 및 폴대(322)를 관통하여서 결합되는 결합핀(323)을 포함한다. And, the
또한, 암대(321)는 회전부(310)가 고정되면서 폴대(322)의 양측에 지지되고, 결합핀(323)이 관통되는 연결홀(325)이 형성되는 복수의 암대판재(324)와, 암대판재(324)들의 사이에 결합되어 폴대(322)에 지지되는 지지블록(326)을 포함한다. In addition, the
암대판재(324)들은 폴대(322)의 양측에 지지되고, 지지블록(326)은 폴대(322)의 일측에 지지된다. 이에 의해, 암대판재(324)들은 일체화된 상태로 폴대(322)에서 측방으로 돌출된 상태를 이루게 된다. The
또한, 폴대(322)에는 암대판재(324)의 연결홀(325)에 연통되면서 결합핀(323)이 관통되어서 결합되는 결합홀(327)들이 상하방향으로 일정간격 이격되게 형성된다. In addition, the
따라서, 결합핀(323)을 결합시키지 않은 상태에서 폴대(322)에서 암대(321)를 승강시켜서 자석고정부재(200)가 사용자의 경두개에 근접되게 한다. 그리고, 암대판재(324)의 연결홀(325)들이 폴대(322)의 결합홀(327)에 연통되게 하고, 결합핀(323)을 연결홀(325)들 및 결합홀(327)에 관통시켜서 결합시킨다. 이와 같이, 자석고정부재(200)가 사용자의 경두개에 근접되게 하면 자석고정부재(200)에서 발생되는 자기장이 경두개에 정확하게 제공될 수 있다. Therefore, in a state in which the
컨트롤러(330)는 회전부(310)를 작동시키거나 정지시키는 스위치(331)와, 회전부(310)의 회전속도를 설정하는 속도설정부(332)와, 스위치(331)의 조작을 인식하여 설정된 회전속도로 회전부(310)를 작동시키는 제어부(333)를 포함한다. The
따라서, 속도설정부(332)를 통해 적정속도를 설정한 상태에서 스위치(331)를 조작하면 제어부가(333)가 회전부(310)를 회전시키므로, 영구자석(100)으로 이루어지는 그룹(GR)들이 사용자의 경두개에 반복적으로 위치될 수 있다. Therefore, when the
이와 같이, 자석고정부재(200)가 연속으로 회전되면 경두개에 위치되는 그룹(GR)에서 발생되는 자기장이 경두개에 반복적으로 제공된다. In this way, when the
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다. Hereinafter, the action and effect of the present invention will be described.
먼저, 사용자는 의자에 편안하게 앉은 상태에서 상체를 바르게 한다. First, the user corrects the upper body while sitting comfortably in a chair.
그리고, 폴대(322)에서 암대(321)를 승강시켜서 자석고정부재(200)가 사용자의 경두개에 근접되게 하고, 결합핀(323)을 이용하여 폴대(322)에서 암대(321)를 결합시킨다. 이에 의해, 자석고정부재(200)가 유동되지 않으면서 고정된 상태가 견고하게 유지된다. And, by raising and lowering the
이러한 상태에서, 컨트롤러(330)를 조작하여 자석고정부재(200)를 설정된 속도로 회전시킨다. 자석고정부재(200)가 회전됨에 따라 자석고정부재(200)의 영구자석(100)들이 사용자의 경두개에 교번으로 위치되므로, 영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 사용자의 경두개에 반복적으로 제공되게 된다. In this state, the
이에 의해, 자기장이 경두개의 운동피질을 자극하므로 운동신경에 대해 흥분과 억제효과가 동시에 나타나게 된다. 아울러, 반복적인 자기장의 자극에 의해 대뇌피질에도 영향이 미치게 된다. 이와 같은, 자극에 의해 우울증 치료에 대한 효과와 신경병성 통증에 대한 효과 및 파킨슨병에 대한 효과를 기대할 수 있다. As a result, since the magnetic field stimulates the motor cortex of the transcranial, excitement and inhibitory effects on the motor nerves appear at the same time. In addition, the cerebral cortex is also affected by repetitive magnetic field stimulation. Such stimulation can be expected to have an effect on the treatment of depression, an effect on neuropathic pain, and an effect on Parkinson's disease.
이와 같이, 본 발명은 영구자석의 자기장을 사용자의 경두개에 제공하여 경두개 피질의 신경세포를 자극시켜서 활성화시킬 수 있으므로, 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치에 적용되어서 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다. As described above, the present invention provides a magnetic field of a permanent magnet to the user's transcranial so that neurons in the transcranial cortex can be stimulated and activated, so it is applied to a transcranial magnetic stimulation device using a permanent magnet and thus can be widely used. It can be called an invention.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and non-limiting in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts Any change or modified form derived from it should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 :영구자석
200 : 자석고정부재
300 : 유동부재
310 : 회전부
320 : 프레임
321 : 암대
322 : 폴대
323 : 결합핀
324 : 암대판재
324 : 연결홀
326 : 지지블록
327 : 결합홀
330 : 회전부
331 : 스위치
332 : 속도설정부
333 : 제어부
GR : 그룹100: permanent magnet
200: Magnet fixing material
300: flow member
310: rotating part
320: frame
321: arm band
322: pole
323: coupling pin
324: rock plate
324: connection hole
326: support block
327: coupling hole
330: rotating part
331: switch
332: speed setting unit
333: control unit
GR: group
Claims (5)
영구자석(100)은 복수로 구성되면서 원형형태로 분산되게 배열되는 것을 특징으로 하는 경두개 자기자극장치.
In the transcranial magnetic stimulation apparatus for providing a magnetic field to the head using a permanent magnet 100 so that nerve cells of the transcranial cortex are stimulated and activated,
Transcranial magnetic stimulation device, characterized in that the permanent magnets 100 are arranged to be distributed in a circular shape while being composed of a plurality.
The transcranial magnetic stimulation apparatus using a permanent magnet according to claim 1, wherein the permanent magnets 100 have odd-numbered and even-numbered polarities arranged differently from each other.
영구자석(100)들이 일정간격으로 배열되어서 고정되는 자석고정부재(200)와,
영구자석(100)들에서 발생되는 자기장이 머리에 반복적으로 제공되도록 자석고정부재(200)를 유동시키는 유동부재(300)를 포함하고,
유동부재(300)는
자석고정부재(200)를 회전시키는 회전부(310)와,
회전부(310)가 고정되는 프레임(320)과,
회전부(310)를 컨트롤하는 컨트롤러(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치.
The method according to claim 1,
The permanent magnets 100 are arranged at regular intervals and fixed to the magnet fixing member 200,
Including a flow member 300 for flowing the magnet fixing member 200 so that the magnetic field generated from the permanent magnets 100 is repeatedly provided to the head,
The flow member 300 is
A rotating part 310 for rotating the magnet fixing member 200,
The frame 320 to which the rotating part 310 is fixed,
Transcranial magnetic stimulation device using a permanent magnet, characterized in that it comprises a controller 330 for controlling the rotation unit 310.
회전부(310)가 일단에 고정되는 암대(321)와,
암대(321)의 타단이 연결되면서 기립되는 폴대(322)와,
프레임(320)은 암대(321) 및 폴대(322)를 관통하여서 결합되는 결합핀(323)을 포함하고,
암대(321)는
회전부(310)가 고정되면서 폴대(322)의 양측에 지지되고, 결합핀(323)이 관통되는 연결홀(325)이 형성되는 복수의 암대판재(324)와,
암대판재(324)들의 사이에 결합되어 폴대(322)에 지지되는 지지블록(326)을 포함하며,
폴대(322)에는 암대판재(324)의 연결홀(325)에 연통되면서 결합핀(323)이 관통되어서 결합되는 결합홀(327)들이 상하방향으로 일정간격 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치.
The method of claim 3, wherein the frame 320 is
An arm 321 on which the rotating part 310 is fixed to one end,
With the pole 322 standing up while the other end of the arm 321 is connected,
The frame 320 includes a coupling pin 323 coupled through the arm 321 and the pole 322,
The arm band 321
A plurality of arm plate members 324 which are supported on both sides of the pole 322 while the rotating part 310 is fixed, and the connection holes 325 through which the coupling pins 323 pass are formed,
It is coupled between the arm plate 324 and includes a support block 326 supported on the pole 322,
A permanent magnet, characterized in that the coupling holes 327 to which the coupling pin 323 penetrates while being connected to the connection hole 325 of the arm plate 324 are formed at regular intervals in the vertical direction in the pole 322 Transcranial magnetic stimulation device using.
회전부(310)를 작동시키거나 정지시키는 스위치(331)와,
회전부(310)의 회전속도를 설정하는 속도설정부(332)와,
스위치(331)의 조작을 인식하여 설정된 회전속도로 회전부(310)를 작동시키는 제어부(333)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 경두개 자기자극장치. The method of claim 4, wherein the controller 330
A switch 331 for operating or stopping the rotating part 310,
A speed setting unit 332 that sets the rotational speed of the rotating unit 310,
Transcranial magnetic stimulation apparatus using a permanent magnet, characterized in that it comprises a control unit 333 for operating the rotating unit 310 at a set rotational speed by recognizing the operation of the switch 331.
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