KR20220152700A - 경두개 전기 자극을 위한 웨어러블 장치 및 이를 이용한 경두개 전기 자극 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 웨어러블 장치에 관한 것이다. 상기 웨어러블 장치는 전기 자극 생성부; 상기 전기 자극 생성부를 내장하고, 상기 사용자의 이마에 접하도록 일 측으로 만곡된 하우징; 전극 패치가 탈착 가능하도록 상기 하우징의 내측면 중 적어도 일부에 배치된 전극 단자; 상기 하우징의 양단에 형성된 밴딩부; 및 상기 전극 패치를 통해 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 사용자의 머리에 착용되어 효과적으로 전기 자극을 전달할 수 있는 효과가 있다.

Description

경두개 전기 자극을 위한 웨어러블 장치 및 이를 이용한 경두개 전기 자극 방법{WEARABLE APPARATUS FOR TRANSCRANIAL ELECTRICAL STIMULATION AND TRANSCRANIAL ELECTRICAL STIMULATION METHOD USING THE SAME}

본 명세서는 비침습적 신경 자극기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경두개 전기 자극을 위한 웨어러블 장치 및 이를 이용한 경두개 전기 자극 방법에 관한 것이다.

비수술적 뇌자극은 뇌 질환 치료에 수술 요법을 사용하지 않고 두피를 국소적으로 자극하는 방법으로, 경두개 전기 자극술(TES)과 경두개 자기 자극술(TMS) 등이 있다.

특히, 경두개 직류 자극법(Transcranial direct current stimulation, tDCS)은 머리에 전극을 붙여 약한 직류 전류로 대뇌피질의 신경 세포를 자극하는 비침습적 뇌자극의 한 방법이다. 경두개 직류 자극법은 패치 형태의 양극(Anode)과 음극(Cathode)을 두피에 부착하고, 비침습적으로 일정한 전류를 흐르게 한다. 이 전기 자극 방법은 뇌신경의 활성 상태를 조절함으로써 뇌 기능 향상을 도와 인지 능력 향상과, 우울증 및 중독 증상 완화 등의 정신 질환 치료 등에 효과가 있다고 알려져 있다.

전술한 종래의 경두개 직류 자극 장치는 비침습적으로 뇌를 자극학 위하여 일반적으로 미세 직류 전기를 생성하는 전기 신호 생성부, 상기 전기 신호 생성부에서 발생된 전류를 케이블을 통해 인체에 인가하기 위한 전극 패드 및 전극 패드를 두부(頭部)의 피부 상의 특정 위치에 고정유지하기 위한 고정부로 구성되며, 고정부는 전체가 섬유재로 이루어진 밴드 또는 일정 형상을 가지는 딱딱한 고정 프레임을 사용한다.

그러나, 고정부로서 전체가 섬유재로 이루어진 밴드 방식의 경우, 사용자 개개인의 머리 크기와 모양에 맞춰 맞춤 착용이 가능하지만 사용자가 단독으로 전극 패드를 정확한 위치에 배치하고 밴드를 고정하기 어려워 타인의 도움으로 밴드를 착용해야 하므로 사용자 편의성이 좋지 않은 문제점이 있다. 또한, 종래의 밴드 방식은 착용 시간이 지남에 따라 전극 패드가 고정되지 않고 원하는 부착 위치에서 벗어나 움직이는 현상이 발생하기 쉬우므로 이로 인해 정확한 위치에 미세 전류가 인가되지 않아 적절한 전기 자극 효과를 얻을 수 없는 문제점도 있다.

한편, 딱딱한 고정 프레임 방식의 경우, 사용자의 다양한 두피 굴곡 형상과 크기에 대응하는데 한계가 있어 전극 패드의 안정적인 밀착이 곤란하다. 즉, 고정 프레임에 고정된 전극 패드가 사용자의 피부에 밀착이 되어야 전극 패드를 통해 전류가 인체로 인가되는데, 고정 프레임 자체가 머리의 다양한 굴곡이나 크기에 정확히 맞지 않아 전극 패드가 피부에 밀착되기가 어려웠다. 이를 해결하기 위해 고정 프레임에 복잡한 전극 패드 결합 구조를 별도로 구비하는 등의 시도가 있었으나 기대하는 만큼의 효과를 거두기 어려울 뿐 아니라 제조 비용 상승의 문제를 초래한다.

또한, 종래의 경두개 직류 자극 장치의 전극 패드는 생리식염수(전해액)에 충분히 적신 스펀지가 전도성 실리콘 케이스에 수용되어 있는 구조로, 전류는 전기 자극 생성기, 케이블, 전도성 실리콘, 생리식염수에 적신 스펀지, 스펀지가 밀착된 두피를 거쳐 두개에 인가된다. 이 경우, 장치를 이용할 때마다 스펀지에 생리식염수를 뿌려 전류가 흐르도록 해야 할 뿐만 아니라 사용 횟수가 늘면 전도성 실리콘 케이스의 물성 변화로 인해 전류가 통하지 않게 되기 때문에 전극 패드의 교체가 지속적으로 필요하다. 더욱이 물성변화 시점을 정확히 알기 어려워 사용자는 도전성 실리콘의 저항 증가로 인해 경두개 자극 시에 국부적인 자극이나 통증을 느낄 수도 있어 이러한 스펀지와 전도성 실리콘의 결합 구조를 보다 사용이 편리한 것으로 대체할 필요가 있다.

본 명세서는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고 필요성을 충족시키기 위한 것으로, 사용자의 다양한 두부 형태에 대응 가능하면서 피부와 전기 자극기의 전극 패치의 밀착 접촉을 안정적으로 유지할 수 있는 전기 자극 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서는 사용 편의성이 우수하면서도 전극 패치가 적용부위에 안정적으로 밀착 유지될 수 있는 동시에, 제조 비용이 절감되는 전기 자극 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 명세서는 전해질이 함입된 스펀지를 고정지지하는 전도성 바디가 반복 사용에 의해 전도성을 잃어 사용할 수 없게 되는 문제를 해결하는 새로운 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서는 사용자의 머리에 착용되어 사용자의 머리에 전기 자극을 전달하기 위한 웨어러블 장치를 제시한다. 상기 웨어러블 장치는 전기 자극 생성부; 상기 전기 자극 생성부를 내장하고, 상기 사용자의 이마에 접하도록 일 측으로 만곡된 하우징; 전극 패치가 탈착 가능하도록 상기 하우징의 내측면 중 적어도 일부에 배치된 전극 단자; 상기 하우징의 양단에 형성된 밴딩부; 및 상기 전극 패치를 통해 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기 웨어러블 장치 및 그 밖의 실시예는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 하우징은, 상기 사용자의 이마에 접하며, 비전도성 재질로 이루어진 완충재를 더 포함하고, 상기 전극 단자는 상기 완충재에 형성된 통공에 결합될 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 전극 패치는, 상기 전극 단자와 자성으로 결합되는 부착 단자; 및 상기 부착 단자와 반대면에 형성되고, 상기 전기 자극 생성부에서 생성된 전류가 상기 사용자의 피부에 전달되는 전류 경로를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 전극 패치의 형상은 원형이며, 상기 전류 경로는 상기 전극 패치의 중심을 원의 중심으로 하는 미리 정해진 폭을 갖는 원형의 띠 형상으로 형성된 할 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 원형의 띠는 재질이 은(Ag)으로 구성될 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 웨어러블 장치는 뇌파 측정 센서를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달하기 전과, 상기 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달한 후 미리 정해진 시간이 경과된 후의 상기 사용자의 뇌파의 변화를 분석할 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 프로세서는 상기 뇌파의 변화에 기초하여 상기 전류 패턴의 종류, 강도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 웨어러블 장치는 무선 통신을 통해 개인 단말기와 연결하는 무선 통신부를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 무선 통신부를 통해 상기 뇌파 측정 센서를 통해 감지된 상기 사용자의 뇌파, 상기 뇌파의 변화 결과를 상기 개인 단말기로 전송하고, 상기 개인 단말기로부터 상기 전류 패턴의 종류, 강도 중 적어도 하나가 제어되는 제어 신호를 수신할 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 웨어러블 장치는 무선 통신부를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 뇌파 측정 센서를 통해 감지된 상기 사용자의 뇌파, 상기 뇌파의 변화 결과를 상기 무선 통신부를 통해 외부 서버로 전송하고, 상기 외부 서버로부터 상기 사용자의 신체 상태에 맞는 전류 패턴 정보를 수신하고, 상기 수신된 전류 패턴 정보에 기초하여 상기 전기 자극을 생성하도록 제어할 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 외부 서버는 상기 사용자가 등록된 치료 기관의 서버를 포함하는 할 수 있다.

실시 예에 따라, 또한, 상기 상기 프로세서는 상기 전극 패치를 통해 상기 사용자의 이마의 피부 상태를 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 전류 패턴의 종류 및 전류의 강도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

한편, 본 명세서는 사용자의 머리에 착용되어 전기 자극을 전달하기 위한 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법을 제시한다. 상기 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법은 하우징에 내장된 전기 자극 생성부를 통해 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 생성하는 단계; 상기 생성된 전기 자극이 상기 하우징의 내측면 중 적어도 일부에 배치된 전극 단자에 부착된 전극 패치를 따라 상기 사용자의 피부에 전달되도록 제어하는 단계; 및 상기 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법 및 그 밖의 실시예는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어하는 단계는, 전기 자극의 전달 전에 사용자의 뇌파 신호를 감지하는 단계; 제1 전류 패턴의 전기 자극을 전극 패치를 통해서 사용자의 피부에 전달하는 단계; 일정 시간의 경과 후에 사용자의 뇌파 신호를 감지하는 단계; 감지된 사용자의 뇌파 신호의 변화를 분석하는 단계; 및 상기 분석된 뇌파 신호의 변화에 기초하여 제2 전류 패턴의 전기 자극을 사용자의 피부에 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시 예에 따른 경두개 전기 자극을 위한 웨어러블 장치는 사용자의 다양한 두부 형태에 대응 가능하면서 피부와 구비된 전극 패치의 밀착 접촉을 안정적으로 유지할 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서의 일 실시 예에 따른 경두개 전기 자극을 위한 웨어러블 장치는 사용자의 피부에 전극 패치의 밀착 접촉을 안정적으로 유지할 수 있으면서도 용이하게 전극 패치를 교환할 수 있는 구조를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서의 일 실시 예에 따른 경두개 전기 자극을 위한 웨어러블 장치는 사용자의 신체 상태 또는 사용자의 피부 상태에 따라 최적의 전류 패턴 또는 전류 강도를 부과할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서의 일 실시에에 따른 경두개 전기 자극을 위한 웨어러블 장치는 사용 편의성이 우수하면서도 제조 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치가 사용되는 개략적인 시스템 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 사시도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 사시도 및 전극 패치를 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치에 전극 패치가 부착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 횡단면도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8 및 도 9는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

전술한 본 명세서, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

이하에서는 첨부의 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치에 대해서 설명한다.

도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치가 사용되는 개략적인 시스템 환경을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치가 사용되는 시스템 환경은 웨어러블 장치(1), 사용자 단말(2), 및 외부 서버(3)을 포함하여 구성되며, 웨어러블 장치(1), 사용자 단말(2), 및 외부 서버(3)은 무선 통신망을 통해서 연결되어 서로 데이터를 송수신할 수 있다.

웨어러블 장치(1)는 사용자의 머리에 착용되어, 사용자에게 전기 자극을 전달할 수 있고, 구비된 뇌파 측정 센서를 통해 사용자의 뇌파의 변화를 감지할 수 있다.

사용자 단말(2)은 사용자 개인이 소유한 스마트 폰, 스마트 패드 등의 개인 단말기로서 무선 통신망을 통해서 웨어러블 장치(1)와 연결되며, 무선 통신망을 통해 웨어러블 장치(1)의 뇌파 측정 센서를 통해 감지된 사용자의 뇌파, 및 뇌파의 변화 결과를 수신하고, 수신된 뇌파 감지 결과에 기초하여 전기 자극을 위한 전류 패턴의 종류 및 전류의 강도 중 적어도 하나를 제어하는 제어 신호를 웨어러블 장치(1)로 송신할 수 있다.

한편, 외부 서버(3)는 웨어러블 장치(1)의 뇌파 측정 센서를 통해 감지된 사용자의 뇌파, 및 뇌파의 변화 결과를 상기 무선 통신망을 통해 수신하고, 수신된 뇌파 감지 결과에 기초하여 사용자의 신체 상태에 맞는 전류 패턴 정보를 웨어러블 장치(1)로 송신할 수 있다. 외부 서버(3)는 사용자가 등록된 치료 기관의 서버를 포함할 수 있다.

상기 무선 통신망의 통신 방법에 사용되는 네트워크는 예를 들어, 무선 네트워크, 모바일 통신 네트워크용 광역 시스템(Global System for Mobile communication network; GSM) 네트워크, 범용 패킷 무선 네트워크(General Packet Radio Network; GPRN), 셀룰러 네트워크, 블루투스, Wi-Fi 다이렉트(Wi-Fi Direct), 근거리장 통신(Near Field communication), 초 광 대역(Ultra-Wide band), 이들의 조합, 또는 임의의 다른 네트워크일 수 있지만 이들로 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)는 사용자의 머리에 착용되며, 사용자의 머리에 착용되기에 용이한 형상, 예를 들어 원형의 밴드 형상을 가질 수 있다.

웨어러블 장치(1)는 사용자의 이마에 접하도록 일 측으로 만곡된 밴드 형상의 하우징(10)와 하우징(10)의 양측에 결합되어 하우징(10)을 사용자의 이마에 고정시키는 밴딩부(20) 및 하우징(10)의 사용자의 이마에 접하는 부분에 구비된 전극 패치(도시하지 않음)를 포함하여 구성될 수 있다. 전극 패치는 하우징(10)의 오목하게 만곡된 면의 내측에 탈부착될 수 있으며 하우징(10)으로부터 전류를 공급받아, 사용자의 피부에 전기적인 자극을 가한다. 이하에서는 웨어러블 장치(1)를 머리에 착용했을 때 이마에 접하는 방향을 하우징(10)의 내측으로, 그리고 이마에 접하지 않는 반대 방향을 외측으로 지칭하여 설명한다.

하우징(10)은 전기 자극 생성부(도시하지 않음)를 내장한 기기로서, 내측이 오목하고 외측이 볼록하도록 만곡되게 형성된다. 웨어러블 장치(1)는 하우징(10)의 만곡된 밴드 형상에 의해 일반적인 사용자의 머리 모양에 맞게 착용될 수 있다. 이때, 하우징(10)의 곡률 반경은 평균적인 사용자들의 이마의 곡률 반경으로 채택하여 사용하는 것이 바람직하다. 하우징(10)의 외측면은 커버부(130)로서 외부 커버 및 내부 커버를 포함하고, 하우징(10)의 내측면은 사용자의 이마의 피부 또는 두피에 접촉하는 면으로 내측 커버(100)를 포함한다. 내측 커버(100)는 사용자가 자신의 머리에 하우징(10)을 밀착시키기 용이하고, 전류가 일정 영역(전극 단자)에 집중되어 흐르게 하기 위해 비전도성의 탄성 및 유연한 특성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 또한 전극 패치는 하우징(10)의 내측에 부착되어 웨어러블 장치(1)가 사용자의 머리에 장착되었을 때 하우징(10)의 내측과 사용자의 두피 사이에 위치하게 된다. 한편, 웨어러블 장치(1)는 전기 자극 생성부에 의해 구동되고, 전기 자극 생성부는 하우징(10)에 구비된 사용자 입력부(150)에 의해 작동이 온/오프되거나, 상기 전기 자극의 패턴 및 전기 자극의 강도 중 적어도 하나를 조절될 수 있다. 사용자 입력부(150)의 예로는 스위치 또는 터치 입력부 등이 될 수 있다.

밴딩부(20)는 하우징(10)과 연결되어 사용자가 머리에 착용하여 사용할 수 있도록 구성된다. 웨어러블 장치(1)가 사용자의 머리에 착용되는 경우, 밴딩부(20)는 길이 조절을 통해 사용자의 머리 크기에 맞게 고정될 수 있다. 밴딩부(20)는 접착, 나사 결합 등 다양한 방식으로 하우징(10)과 결합될 수 있고, 탈착 가능할 수 있으나, 반드시 탈착 가능해야 하는 것은 아니다. 또한, 밴딩부(20)는 사용자 머리의 형상에 따라 대응될 수 있도록 유연한 소재, 예를 들어 고무 소재 또는 섬유재로 제작될 수 있다. 밴딩부(20)는 2개의 띠로 구성될 수 있고, 각 띠의 일단은 상기 하우징(10)의 양 측 단부에 결합되고 띠의 타단에는 체결부(21)가 형성되며 각 띠의 체결부(21)는 상호 결합가능하도록 구성된다.

도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 사시도 및 전극 패치를 상세하게 도시한 도면므로, 도 3(a)는 웨어러블 장치를 후면 측에서 바라본 사시도이고, 도 3(b)는 전극 패치가 웨어러블 장치에 부착되는 부착면을 도시하고, 도 3(c)는 사용자의 이마에 닿는 전극 패치의 접촉면을 도시한다.

도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치에 전극 패치가 부착된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 분해 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)의 하우징(10)은 전기 자극 생성부(도 6의 참조번호 124), 홀더(120), 상기 홀더(120)의 일측에 결합되어 상기 홀더(120)와 함께 상기 전기 자극 생성부를 내부에 수납하는 하우징을 형성하는 커버부(130)를 포함한다. 전기 자극 생성부는 전원부로부터 직류 전류를 생성하여 소정의 시간 동안 일정한 세기의 미세 전류를 전극 단자(110)에 전달하기 위한 회로가 형성된 인쇄회로기판(PCB)으로 구현된다.

상기 홀더(120)에는 안착부가 형성되어 전기 자극 생성부가 안착되고, 충전가능한 배터리부(2차 전지)가 상기 전기 자극 생성부에 연결된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 웨어러블 장치(1)는 상기 홀더(120)의 타측에 결합되어 상기 웨어러블 장치(1)의 착용 시에 사용자의 피부에 접하는 내측 커버(100)를 더 포함한다.

상기 내측 커버(100)는 비전도성 탄성 재질 또는 완충재, 예를 들어 비전도성 실리콘으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 내측 커버(100)에는 전극 패치(300)가 부착되어 전기적으로 연결되기 위한 전극 단자(110)가 형성된다. 즉, 내측 커버(100)는 홀더(120)를 내측에서 감싸도록 구성되며, 홀더(120)와 커버부(130)에 의해 형성되는 하우징에 수납된 전기 자극 생성부와 물리적, 전기적으로 연결되어 전극 패치(300)를 물리적, 전기적으로 연결하는 전극 단자(110)를 더 포함한다. 전기 자극 생성부는 커버부(130)와 내측 커버(100) 사이의 하우징(10) 내의 공간에 구비되어 전극 단자(110)로 전류를 공급할 수 있다.

전극 단자(110)는 전기 자극 생성부와 전선(도시되지 않음)으로 연결되고, 오목한 홈(112)이 내측의 중앙에 형성되는 안착판(114)을 포함한다. 하우징(10)에 부착되는 전극 패치(300)의 부착면의 결합돌출부는 돌부(312)와 돌출 단자(314)를 포함하여 구성되며, 상기 결합돌출부는 상기 전극 단자(110)의 홈(112)와 안착판(114)에 안착하여 결합된다. 전극 패치(300)와 전극 단자(110)의 구조에 대해서는 후술한다.

본 발명의 실시 예에 의한 웨어러블 장치(1)는 다양한 사용자들의 다양한 머리 곡률에 모두 적절하게 대응할 수 있다. 이를 위해 내측 커버(100)는 비전도성의 플렉서블 실리콘으로 이루어지는 것이 보다 효과적이나 이에 한정되지 않는다. 이에 따라 내측 커버(100)는 외부로부터 외력이 작용할 시 예를 들어, 사용자 피부의 굴곡에 따라 내측 커버(100)가 부분적으로 함몰되도록 완충하는 역할을 한다. 그리고 외력이 제거되면, 내측 커버(100)의 자체 탄성력에 의해 원래의 형상로 복원될 수 있다.

도 3(b)를 참조하면, 전극 패치(300)의 일면에는 전극 단자(110)의 홈(112)에 대응되도록 형성된 돌부(312)를 포함하는 돌출 단자가 형성되어 전극 단자(110)와 탈착가능하게 결합된다. 전극 단자(110)에는 자석이 구비되어 금속 또는 자석으로 된 결합부를 포함하는 전극 패치가 자석 결합 방식으로 장착될 수 있고, 이에 따라 전극 패치(300)는 전극 단자(110)로부터 전류를 전달받을 수 있다. 전극 패치(300)는 전극 단자(110)로부터 전류를 전달받아 사용자에 전기적인 자극을 가할 수 있다.

전극 패치(300)는 원형의 시트 형상을 가지며, 변형이 가능한 재질로 이루어지나, 원형에 한정되지 않고 사각형 또는 다른 형상을 가질 수도 있다. 하우징(10)과 결합될 때 하우징(10)에 접하는 전극 패치(300)의 일면은 부직포(301)로 이루어질 수 있으며 부직포의 일부분, 바람직하게는 중앙에는 도전성의 돌출 단자(312)가 결합되어 있다. 전극 패치(300)의 일면은 부직포(301) 외에 다양한 소재로 구성될 수도 있다.

도 3(c)를 참조하면, 전극 패치(300)의 타면에는 소정의 폭을 가지는 원형의 띠로 구성된 도전성의 전류 경로(320)가 전극 패치(300)의 중심을 기준으로 동심원을 그리며, 적어도 하나가 형성되어 사용자 피부에 접한다. 동심원을 그리는 복수의 도전성의 원형의 전류 경로(320)들은 서로 연결되어 있어서 접촉된 피부에 동시에 고르게 전류를 부가할 수 있다. 전류 경로(320)가 형성되어 있는 전극 패치(300)의 타면은 사용자의 이마의 피부에 접촉하는 것이 바람직하다. 이러한 형태 및 재질의 전극 패치(300)가 하우징(10)에 결합되는 경우, 사용자의 두상에 따라 변형될 수 있는 자유도가 높아지며, 플렉서블한 특징으로 인해 변형이 용이하여 패치(300)가 이마의 피부에 밀착될 수 있도록 할 수 있다. 상기 원형의 띠는 그 재질이 은(Ag)으로 구성될 수 있다.

한편, 피부는 상대적으로 높은 임피던스를 가지는 각질과 상대적으로 낮은 임피던스를 가지는 각질 이외의 구성으로 이루어지는데, 전류는 상대적으로 임피던스가 낮은 각질 이외의 구성을 따라 흐르기 쉽기 때문에, 전류가 일정 영역에 집중되어 흐를 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 전극 패치(300)는 사용자의 이마의 피부에 접하는 타면이 하이드로겔층을 포함할 수 있으므로, 하이드로겔층에 의해, 각질과 각질 이외의 구성 사이의 임피던스 차이에 의한 영향이 감소할 수 있다. 따라서, 피부의 일부에만 전류가 집중되어 흐르는 것을 방지하고, 전극 패치(300)와 접하는 피부의 전 영역에 전류 밀도가 고르게 형성될 수 있다. 따라서, 전극 패치(300)를 통해 안정적으로 전기적인 자극을 가할 수 있다.

추가적으로 웨어러블 장치(1)는 충전부(140)를 포함하고, 내측 커버(100)는 충전부(140)가 노출되도록 구멍이 형성될 수 있다. 하우징(10)의 내부에 위치하는 배터리부는 충전부(140)를 통해 충전 전력을 공급받아 웨어러블 장치(1)에 전원을 공급한다. 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)는 하우징(10)에 내장된 배터리의 전원을 이용하여 웨어러블 장치(1)를 구동시키기 때문에 다른 장치와의 결선 없이 단독으로 동작할 수 있으므로, 사용자는 본 발명의 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)를 착용하더라도 자유로운 활동을 할 수 있다.

다시, 도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)는 커버부, 홀더(120), 전극 단자(110), 전극 패치(300), 및 밴딩부(20)를 포함하여 구성될 수 있다. 커버부는 외부 커버(131), 내부 커버(132), 및 내측 커버(100)를 포함하여 구성되고, 내부 커버(132)는 외부 커버(131)에 의해 덮이도록 결합될 수 있다. 외부 커버(131)에는 디스플레이 장치 및/또는 발광 구조체 또는 색 변환 요소가 구비되어 웨어러블 장치(1)의 작동 상태가 표시될 수 있고, 또는/및 디자인적 요소로 활용될 수 있지만 이에 한정하지 않는다. 상기 발광 구조체 또는 색 변환 요소는 외부 커버(131)와 내부 커버(132) 사이의 공간에, 예를 들어 레이저 다이오드(Laser Diode, LD), LED 및/또는 OLED 부품으로서 구비될 수 있으며, 외부 커버(131)는 상기 발광 구조체 또는 색 변환 요소를 보호하는데 사용될 수 있다.

내부 커버(132)는 홀더(120)와 결합되며, 내부 커버(132)와 홀더(120) 사이의 공간에는 배터리와 전기 자극 생성부가 수용될 수 있다. 내부 커버(132)는 홀더(120)와 나사로 결합될 수 있다. 내부 커버(132)의 일면에는 복수의 고정 돌기가 형성될 수 있으며, 복수의 고정 돌기들은 홀더(120) 방향으로 돌출될 수 있다.

홀더(120)는 일정 각도로 절곡되어 형성될 수 있으며, 중앙부에 상기 인쇄회로기판(PCB)의 안착부가 형성될 수 있다. 또한 홀더(120)는 하나 이상의 구멍을 포함하며, 인쇄회로기판(PCB)의 케이블은 상기 구멍을 관통하여 설치되어 전극 단자(110)로 전류를 공급할 수 있다.

내측 커버(100)는 하우징(10)의 내측 면에서 홀더(120)를 둘러싸며 구성될 수 있다. 내측 커버(100)는 비전도성 소재로 형성되어 웨어러블 장치(1)의 사용 시, 전류 패치(300)가 접촉되는 영역을 제외한 하우징(10)이 사용자의 피부에 닿을 수 있는 영역을 절연할 수 있다. 이에 따라 사용자는 안전하게 웨어러블 장치(1)를 이용할 수 있다. 한편, 내측 커버(100)에는 전극 단자(110)가 끼움결합될 수 있도록 하나 이상의 통공이 형성된다. 통공은 전극 패치(300)의 개수와 동일한 개수로 형성되는 것이 바람직하다. 본 명세서의 실시 예에서는 전극 패치(300)와 통공은 각각 2개인 경우로 예를 들어 설명하였다.

내측 커버(100)의 통공에 끼움 결합되는 전극 단자(110)는 홈(112)이 형성된 안착판(114)과, 상기 안착판(114)으로부터 하부로 연장되는 2개의 도전성 재질의 다리로 이루어진 고정부(116)를 포함할 수 있다. 고정부(116)는 연성이 있어 조립 시에 외측으로 꺽일 수 있어 이에 의해 내측 커버(100)에 고정됨과 동시에 전기 자극 생성부의 인쇄회로기판과 전선(미도시)으로 연결되고, 전선을 통해 전류를 공급받아 전극 패치(300)로 전달할 수 있다. 즉, 고정부(116)는 내측 커버(100)에 대한 물리적 고정 수단 및 전기 자극 생성부로부터의 전기적 연결 수단으로서 기능할 수 있다.

전극 패치(300)는 전극 단자(110)와 자기적으로 결합하고, 결합된 부분을 통해 전극 단자(110)로부터 전류를 전달받을 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(1)가 사용자의 머리에 착용되는 경우, 두피의 굴곡에 따라 내측 커버(100) 및 전극 패치(300)가 탄성 변형되어 하우징(10)을 사용자의 이마와 밀착시킬 수 있다. 예를 들어, 내측 커버(100)의 표면에 비전도성의 재질의 완충재를 포함할 수 있으며, 완충재에 형성된 통공 내부의 전극 단자(110)에 전극 패치(300)가 자기 결합될 수 있다. 이 때, 내측 커버(100)와 전극 패치(300)의 탄성력에 의해 전극 패치(300)가 두피로부터 들뜨는 것이 줄어들게 되어, 사용자 두피와 전극 패치(300)의 접촉 면적이 증대되고 전극 패치(300)에 발생하는 전류 밀도가 균일하게 된다. 이에 따라 전기 자극 시 사용자 피부 특정 위치에 전류가 국부적으로 흐르는 것을 방지하며, 안정적으로 전기 자극을 가할 수 있게 된다.

도 6은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 횡단면도이다.

도 6을 참조하면, 외부 커버(131)와 내부 커버(132) 사이의 공간에는 전술한 발광 구조체 또는 색 변환 요소가 수용될 수 있고, 내부 커버(132)와 홀더(120) 사이의 하우징 공간에는 배터리부(126)와 전기 자극 생성부(124)가 수용될 수 있다. 내부 커버(132) 일면에는 고정돌기(133)가 형성되어 배터리부(126)가 안착 및 고정될 수 있다. 본 명세서의 도면에는 고정 돌기로서 격자형 돌기가 도시되지만 이에 제한되지 않으며, 일자형 돌기, 직사각형 돌기, 벌집형 돌기, 스파이크형 돌기, 나선형 돌기 등 다양한 형상의 돌기로 대체될 수도 있다. 또한, 홀더(120)에는 전기 자극 생성부(124)를 구성하는 인쇄회로기판(PCB)을 위한 안착부가 형성되어 전기 자극 생성부(124)가 안착 및 고정될 수 있다.

상기 구조의 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 장치(1)는 사용자의 다양한 두부 형태에 대응 가능하면서 피부에 대한 웨어러블 장치(1)의 전극 패치(300)의 밀착 접촉을 안정적으로 유지할 수 있는 동시에 사용 편의성이 우수하다. 나아가, 전극 단자(110)와 내측 커버(100)의 조립이 용이하여 제조 비용이 절감될 수 있다.

도 7은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)는 전기 전극 패치(300), 전기 자극 생성부(124), 하우징(10), 전극 단자(110), 뇌파 측정 센서(210), 무선 통신부(220), 및 프로세서(200)를 포함할 수 있으며, 전극 패치(300), 전기 자극 생성부(124), 하우징(10), 전극 단자(110)는 앞에서 상세히 설명했으므로, 여기에서는 뇌파 측정 센서(210), 무선 통신부(220), 및 프로세서(200)에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

프로세서(200)는 웨어러블 장치(1)의 전체 작동을 제어하며, 특히, 전극 패치(300)를 통해 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달하되, 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어할 수 있다.

뇌파 측정 센서(210)는 하우징(10)에 별도로 구비되거나, 전극 패치(300)에 연결되는 형태로 구비될 수 있으며, 사용자의 뇌파의 변화를 실시간으로 감지할 수 있다. 이 때, 프로세서(200)는 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달하기 전과, 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달한 후에 일정 시간이 경과된 후의 사용자의 뇌파의 변화를 분석할 수 있으며, 분석된 뇌파의 변화에 기초하여 전극 패치(300)를 통해 사용자에게 부가할 전류 패턴의 종류, 전류의 강도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

또한, 웨어러블 장치(1)는 무선 통신부(220)를 통해서 도 1의 사용자 개인 단말(2) 및/또는 외부 서버(3)와 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(200)는 무선 통신부(220)를 통해 뇌파 측정 센서(210)를 통해 감지된 사용자의 뇌파 및 뇌파의 변화 결과를 사용자 단말기(2)로 전송하고, 사용자 단말기(2)로부터 감지된 사용자의 뇌파 및 뇌파의 변화 결과에 기초하여 전류 패턴의 종류 및 전류 강도 중 적어도 하나가 제어되는 제어 신호를 수신할 수 있다. 이 후, 프로세서(200)는 사용자 단말기(2)로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 전류 패턴의 종류와 강도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

프로세서(200)는 뇌파 측정 센서(210)를 통해 감지된 사용자의 뇌파 및 뇌파의 변화 결과를 무선 통신부(220)를 통해 외부 서버(3)로 전송할 수 있으며, 외부 서버(3)로부터 사용자의 신체 상태에 맞는 전류 패턴 정보를 수신한 뒤, 수신된 전류 패턴 정보에 기초하여 전기 자극을 생성하도록 전기 자극 생성부(124)를 제어할 수 있다.

또한, 프로세서(200)는 전극 패치(300)를 통해 사용자 이마의 피부 상태를 감지하고, 감지된 이마의 피부 상태에 따라 전기 자극을 위한 전류 패턴의 종류와 전류 강도를 결정하여 전기 자극 생성부(124)에서 생성하게 할 수 있다. 사용자 이마의 피부 상태는 건조한 정도, 굴곡 정도 등에 따라 달라질 수 있으며, 프로세서(200)는 전극 패치(300)를 통해서 테스트 전류를 사용자의 이마로 흘려보내서 그 측정되는 값에 기초하여 이마 피부의 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(200)는 사용자 이마 피부의 상태가 보통의 상태를 기준으로 할 때, 더 건조한 것으로 판단될 때는 보통 상태의 피부에 가하는 전류 강도보다 더 큰 전류의 강도로 전기 자극을 가하도록 전기 자극 생성부(124)를 제어할 수 있으며, 사용자 이마 피부의 상태는 미리 정해진 간격으로 계속 측정하여 측정 값을 실시간으로 반영한 전류 패턴 및 전류 강도를 결정할 수도 있다.

한편, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)는 사용자 단말(2)에 설치된 어플리케이션 프로그램(앱)을 통해 사용자에게 웨어러블 장치(1)에 대한 사용을 권고할 수 있다. 웨어러블 장치(1)에서 제공하는 앱은 사용자 단말(2)에 구비된 센서들 또는 사용자 단말(2)에 설치된 앱을 통해 수집한 사용자에 대한 감정 데이터를 통해 미리 정해진 시간에 사용자의 감정을 판단하고, 판단된 사용자 감정 상태에 따라 웨어러블 장치(1)에 대한 사용 권고 메시지를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 앱은 아침, 점심, 저녁의 특정 시간에 사용자의 감정을 인식하고, 인식된 감정 상태에 기초하여 웨어러블 장치(1)를 사용할 것을 사용자 단말(2)을 통해서 사용자에게 통지할 수 있다.

또 한편, 사용자는 하우징(10)에 구비된 사용자 입력부(150) 또는 상기 앱을 통해 웨어러블 장치(1)의 사용 모드를 결정하여 입력할 수 있다.

사용 모드는 집중력 강화 모드, 수면 모드, 스트레스 해소 모드 등이 있을 수 있으며, 예를 들어, 집중력 강화 모드에서는 웨어러블 장치(1)가 20분 동안에는 1mA의 전류 강도로 전기 자극을 가한 후, 더 강한 자극인 2mA로 사용자의 이마에 전기 자극을 부과할 수 있다. 수면 모드에서는 웨어러블 장치(1)가 30분 동안은 1mA의 전류 강도로 전기 자극을 가할 수 있다. 스트레스 해소 모드는 웨어러블 장치(1)가 30분 동안에 1mA의 전류 강도로 전기 자극을 발생하되, 구비되어 있는 스피커를 통해서 사용자의 스트레스를 해소할 수 있는 특정 소리를 지속적으로 발생시킬 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)는 하우징에 내장된 전기 자극 생성부를 통해 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 생성하고(S800), 생성된 전기 자극이 하우징의 내측면 중 적어도 일부에 배치된 전극 단자에 부착된 전극 패치를 따라 사용자의 피부에 전달되도록 제어하고(S810), 상기 전극 패치를 통해 상기 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태를 감지하고(S820), 프로세서로 하여금 감지된 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 전기 자극 생성부를 제어(S830)하여 사용자의 머리에 전기 자극을 전달할 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 웨어러블 장치(1)는 전기 자극의 전달 전에 뇌파 측정 센서를 통해 사용자의 뇌파 신호를 감지하고(S900), 미리 결정된 제1 전류 패턴의 전기 자극을 전극 패치를 통해서 사용자의 피부에 전달하고(S910), 상기 뇌파 측정 센서를 통해 일정 시간의 경과 후에 사용자의 뇌파 신호를 감지하고(S920), 프로세서를 통해 감지된 사용자의 뇌파 신호의 변화를 분석하고(S930), 프로세서가 분석된 뇌파 신호의 변화에 기초하여 제2 전류 패턴의 전기 자극을 전극 패치를 통해 사용자의 피부에 전달(S940)하는 과정으로 사용자에게 전기 자극을 가할 수 있다. 한편, 도 9의 제어 과정은 도 8의 단계 S820 및 단계 S830의 세부 제어 과정일 수 있다.

상술한 설명에서, 동작들(S800 내지 S940)은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 동작들로 더 분할되거나, 더 적은 동작들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 동작은 필요에 따라 생략될 수도 있고, 동작 간의 순서가 전환될 수도 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "부"는(예를 들면, 제어부 등), 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "부"는, 예를 들어, 유닛(unit), 로직(logic), 논리블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "부"는, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "부"는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "부"는 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, "부"는, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 칩, FPGAs(Field-Programmable Gate Arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술된 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 "하나"는 하나 또는 하나 이상으로 정의된다. 또한, 청구 범위에서 "적어도 하나" 및 "하나 이상"과 같은 도입 문구를 사용하는 것은, 동일한 청구항에 "적어도 하나" 및 "하나 이상"과 같은 도입 문구 및 "하나" 같은 불명료한 문구가 포함되어 있는 경우라 할지라도, 불명료한 문구 "하나"에 의한 다른 청구항 요소의 도입이 그러한 요소를 하나만을 포함하는 발명에 대해 그렇게 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항을 제한한다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.

달리 명시하지 않는 한, "제1" 및 "제2"와 같은 용어는 그러한 용어가 설명하는 요소들을 임의로 구별하는 데 사용된다. 따라서, 이들 용어는 그러한 요소들의 시간적 또는 다른 우선 순위를 나타내도록 반드시 의도된 것은 아니며, 특정 수단이 서로 다른 청구항들에 열거되어 있다는 단순한 사실만으로 이러한 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 따라서, 이들 용어는 그러한 요소의 시간적 또는 다른 우선 순위를 나타내도록 반드시 의도되지는 않는다. 특정 조치가 서로 다른 주장에 인용되었다는 단순한 사실만으로 이러한 조치의 조합이 유용하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.

또한, 상세한 설명 및 청구 범위에서의 "앞", "뒤", "꼭대기", "상부", "밑", "바닥", "위에", "아래" 등의 용어는 설명을 목적으로 사용되었지만 영구적인 상대적 위치를 설명하는 데 반드시 사용되는 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어는 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예가 예를 들어 여기에 도시되거나 달리 설명된 것 외의 다른 방향으로 작동할 수 있도록 적절한 환경 하에서 상호 교환 가능하다는 것으로 이해된다.

도시의 단순성 및 명료성을 위해, 도면들에 도시된 요소들(요소)은 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니라는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 요소들의 치수는 명확성을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다. 또한, 적절한 것으로 고려되는 경우, 참조 번호들은 대응되거나 유사한 요소들을 나타내기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.

동일한 기능을 달성하기 위한 구성 요소의 배열은 효과적으로 "관련"되어 원하는 기능이 달성된다. 따라서, 특정 기능성을 달성하기 위해 결합된 임의의 2 개의 구성 요소는 구조 또는 중개하는 구성 요소와 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "관련"되는 것으로 간주될 수 있다. 마찬가지로 이와 같이 연관된 두 개의 구성 요소는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "작동 가능하게 연결"되거나 "작동 가능하게 결합된" 것으로 간주될 수 있다.

"X일 수 있다"는 문구는 조건 X가 충족될 수 있음을 나타낸다. 이 문구는 또한 조건 X가 충족되지 않을 수도 있음을 나타낸다. 예를 들어, 특정 구성 요소를 포함하는 시스템에 대한 참조는 시스템이 특정 구성 요소를 포함하지 않는 시나리오도 포함해야 한다. 예를 들어, 특정 동작을 포함하는 방법에 대한 참조는 해당 방법이 특정 구성 요소를 포함하지 않는 시나리오도 포함해야 한다. 그러나 또 다른 예를 들면, 특정 동작을 수행하도록 구성된 시스템에 대한 참조는 시스템이 특정 작업을 수행하도록 구성되지 않은 시나리오도 포함해야 한다.

용어 "포함하는", "갖는", "구성된", "이루어진" 및 "본질적으로 이루어진"은 상호 교환적으로 사용된다. 예를 들어, 임의의 방법은 적어도 도면 및/또는 명세서에 포함된 동작을 포함할 수 있으며, 도면 및/또는 명세서에 포함된 동작만을 포함할 수 있다. 또는, "포함하는"이라는 단어는 청구항에 나열된 요소들 또는 동작들의 존재를 배제하지 않는다.

일 실시예에서, 도시된 예들은 단일 집적 회로 상에 또는 동일한 장치 내에 위치된 회로로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 상기 예들은 임의의 수의 개별적인 집적 회로들 또는 적합한 방식으로 서로 상호 접속된 개별 장치들로서 구현될 수 있으며, 다른 변경, 수정, 변형 및 대안들이 또한 가능하다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

또한, 예를 들어, 전술한 예들 또는 그 일부는, 임의의 적절한 유형의 하드웨어 기술 언어와 같은, 물리적 회로 또는 물리적 회로로 변환 가능한 논리적 표현의 소프트웨어 또는 코드 표현으로서 구현될 수 있다.

이 명세서에 언급된 시스템, 장치 또는 디바이스는 적어도 하나의 하드웨어 구성 요소를 포함한다.

이상에서 본 명세서의 기술에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명되었다. 여기서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

1: 웨어러블 장치 2: 사용자 단말
3: 외부 서버 10: 하우징
20: 밴딩부 21: 체결부
100: 내측 커버 110: 전극 단자
112: 홈 116: 고정부
120: 홀더 124: 전기 자극 생성부
126: 배터리부 130: 커버부
131: 외부 커버 132: 내부 커버
133: 고정 돌기 140: 충전부
150: 스위치 200: 프로세서
210: 뇌파 측정 센서 220: 무선 통신부
300: 전극 패치 301: 부직포
312: 돌부 314: 돌출 단자

Claims (13)

1. 사용자의 머리에 착용되어 전기 자극을 전달하기 위한 웨어러블 장치로서,
   전기 자극 생성부;
   상기 전기 자극 생성부를 내장하고, 상기 사용자의 이마에 접하도록 일 측으로 만곡된 하우징;
   전극 패치가 탈착 가능하도록 상기 하우징의 내측면 중 적어도 일부에 배치된 전극 단자;
   상기 하우징의 양단에 형성된 밴딩부; 및
   상기 전극 패치를 통해 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어하는 프로세서;
   를 포함하는 웨어러블 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 사용자의 이마에 접하며, 비전도성 재질로 이루어진 완충재;를 더 포함하고,
   상기 전극 단자는 상기 완충재에 형성된 통공에 결합되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 전극 패치는,
   상기 전극 단자와 자성으로 결합되는 부착 단자; 및
   상기 부착 단자와 반대면에 형성되고, 상기 전기 자극 생성부에서 생성된 전류가 상기 사용자의 피부에 전달되는 전류 경로;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 전극 패치의 형상은 원형이며, 상기 전류 경로는 상기 전극 패치의 중심을 원의 중심으로 하는 미리 정해진 폭을 갖는 원형의 띠 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 원형의 띠는 재질이 은(Ag)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   뇌파 측정 센서를 더 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달하기 전과, 상기 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 전달한 후 미리 정해진 시간이 경과된 후의 상기 사용자의 뇌파의 변화를 분석하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 뇌파의 변화에 기초하여 상기 전류 패턴의 종류, 강도 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
8. 제6 항에 있어서,
   무선 통신을 통해 개인 단말기와 연결하는 무선 통신부;를 더 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 무선 통신부를 통해 상기 뇌파 측정 센서를 통해 감지된 상기 사용자의 뇌파, 상기 뇌파의 변화 결과를 상기 개인 단말기로 전송하고, 상기 개인 단말기로부터 상기 전류 패턴의 종류, 강도 중 적어도 하나가 제어되는 제어 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
9. 제6 항에 있어서,
   무선 통신부;를 더 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 뇌파 측정 센서를 통해 감지된 상기 사용자의 뇌파, 상기 뇌파의 변화 결과를 상기 무선 통신부를 통해 외부 서버로 전송하고,
   상기 외부 서버로부터 상기 사용자의 신체 상태에 맞는 전류 패턴 정보를 수신하고, 상기 수신된 전류 패턴 정보에 기초하여 상기 전기 자극을 생성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 외부 서버는, 상기 사용자가 등록된 치료 기관의 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전극 패치를 통해 상기 사용자의 이마의 피부 상태를 판단하고,
    상기 판단 결과에 기초하여 전류 패턴의 종류 및 전류의 강도 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 장치.
12. 사용자의 머리에 착용되어 전기 자극을 전달하기 위한 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법에 있어서,
    하우징에 내장된 전기 자극 생성부를 통해 미리 정해진 전류 패턴의 전기 자극을 생성하는 단계;
    상기 생성된 전기 자극이 상기 하우징의 내측면 중 적어도 일부에 배치된 전극 단자에 부착된 전극 패치를 따라 상기 사용자의 피부에 전달되도록 제어하는 단계; 및
    상기 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어하는 단계;
    를 포함하는 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 전기 자극을 전달하는 중 상기 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 전류 패턴을 생성하도록 상기 전기 자극 생성부를 제어하는 단계는,
    전기 자극의 전달 전에 사용자의 뇌파 신호를 감지하는 단계;
    제1 전류 패턴의 전기 자극을 전극 패치를 통해서 사용자의 피부에 전달하는 단계;
    일정 시간의 경과 후에 사용자의 뇌파 신호를 감지하는 단계;
    감지된 사용자의 뇌파 신호의 변화를 분석하는 단계; 및
    상기 분석된 뇌파 신호의 변화에 기초하여 제2 전류 패턴의 전기 자극을 사용자의 피부에 전달하는 단계;
    를 포함하는 웨어러블 장치의 경두개 전기 자극 방법.

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