KR20230014937A - 에너지 하베스팅이 가능한 전자약 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피하에 매립되어 신경에 전기 자극을 제공하며 에너지 하베스팅이 가능한 전자약에 있어서, 전자파 차폐 기능을 가지고 있는 금속을 포함하며 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되며 신경에 제공되는 전기 자극을 생성하는 전기 자극 발생부; 상기 전기 자극 발생부에 전력을 공급하며, 반복적인 충전이 가능한 배터리; 상기 하우징 내부에 구비되며, 외부 무선 충전기에 의해 발생된 자기장을 전류로 변환하여 상기 배터리에 공급하는 하베스팅; 및 상기 하우징 내부에 전자파 차폐 기능을 가진 격벽으로 구비되며, 상기 하베스팅와 상기 배터리를 상기 전기 자극 발생부로부터 격리하는 이너쉴드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약에 관한 것이다.
Description
본 발명은 에너지 하베스팅이 가능한 전자약에 관한 것이다.
전자약은 전자(electronics)와 약품(pharmaceutical)의 합성어로 뇌와 신경세포에서 발생하는 전기신호를 조절하여 질병을 치료하는 전자장치를 의미한다.
초창기에는 심장박동기와 같은 단순한 형의 이식형 의료기기가 주를 이루었으나 최근에는 뇌전증, 당뇨, 관절염, 고혈압 등 만성 질환을 치료하기 위해 신경조직을 자극하는 전자기기로 진화하고 있다.
전자약은 피하에 매립되어, 치료가 필요한 특정한 부분만을 골라서 자극하므로 부작용을 최소화 할 수 있고, 만일의 경우 약효를 즉시 중단할 수 있는 장점을 가지고 있다.
다만, 현재 개발되어 있는 전자약의 경우 대부분 1차 전지를 사용하고 있어 정기적으로 인체 외부로 인출하여 전지를 교환하여야 하며, 2차 전지를 사용하는 경우도 마찬가지로 정기적으로 인체 외부로 인출하여 전지를 충전해야하는 단점을 가지고 있다.
이는 관리를 번거롭게 할 뿐만 아니라, 신경과 직접적으로 연결되어 있는 전자약을 이식하고 인출하는 과정을 반복해야 하므로 신경이 손상될 확률이 상당히 높은 문제를 내포하고 있다.
특히, 뇌전증 치료에 이용되는 전자약의 경우, 미주신경과 직접 연결되어 있어 이러한 문제에 대한 우려가 갈수록 많아지고 있는 것이 현실이다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 에너지 하베스팅이 가능한 전자약을 제공하기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 신경에 전기 자극을 제공하는 부품들이 전자약의 무선 충전과정에서 무선 충전기에 의해 발생되는 전자파로 인해 교란을 받지 않도록 하는 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피하에 매립되어 신경에 전기 자극을 제공하며 에너지 하베스팅이 가능한 전자약에 있어서, 전자파 차폐 기능을 가지고 있는 금속을 포함하며 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되며 신경에 제공되는 전기 자극을 생성하는 전기 자극 발생부; 상기 전기 자극 발생부에 전력을 공급하며, 반복적인 충전이 가능한 배터리; 상기 하우징 내부에 구비되며, 외부 무선 충전기에 의해 발생된 자기장을 전류로 변환하여 상기 배터리에 공급하는 하베스팅; 및 상기 하우징 내부에 전자파 차폐 기능을 가진 격벽으로 구비되며, 상기 하베스팅와 상기 배터리를 상기 전기 자극 발생부로부터 격리하는 이너쉴드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 양단이 상기 배터리에 연결되며, 자기장을 전류로 변환하는 코일; 및 상기 코일을 고정하는 베이스;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 베이스는 페라이트로 구비될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 코일은 상기 페라이트의 상측에 구비될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 배터리는 상기 페라이트의 하측에 구비될 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 이너 쉴드는 알루미나세라믹(Al203) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상기 전기 자극 발생부는 무선 충전이 시작되면 작동이 중지될 수 있다.
상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법에 있어서, 무선 충전이 시작되었는지 판단하는 단계; 무선 충전이 시작된 경우, 상기 전기 자극 발생부를 안전모드로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 무선 충전이 종료되었는지 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 무선 충전이 종료된 경우, 상기 전기 자극 발생부를 안전모드로 해제하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 에너지 하베스팅이 가능한 전자약을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 신경에 전기 자극을 제공하는 부품들이 전자약의 무선 충전과정에서 무선 충전기에 의해 발생되는 전자파로 인해 교란을 받지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 상면도이다.
도 2는 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약이 피하에 매립된 상태에서 무선 충전이 되는 것을 도시한 것이다.
도 3은 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 세부 구성들 표시한 블록도이다.
도 4는 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 하우징의 일 구성인 상부 파트를 제거한 상태를 도시한 것이다.
도 5는 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 하베스팅 및 배터리를 측면에서 본 상태를 도시한 것이다.
도 6은 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법으로, 전기 자극 발생부가 제어되는 플로우를 도시한 것이다.
도 2는 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약이 피하에 매립된 상태에서 무선 충전이 되는 것을 도시한 것이다.
도 3은 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 세부 구성들 표시한 블록도이다.
도 4는 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 하우징의 일 구성인 상부 파트를 제거한 상태를 도시한 것이다.
도 5는 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 하베스팅 및 배터리를 측면에서 본 상태를 도시한 것이다.
도 6은 상기 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법으로, 전기 자극 발생부가 제어되는 플로우를 도시한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해서 살펴보기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하베스팅이 가능한 전자약(1)을 설명한다.
상기 전자약(1)은 피하에 매립되어 신경에 전기 자극을 제공함으로써 뇌전증에 의해 신경에서 비정상적으로 발생되는 전기 전달을 과정을 제어할 수 있다.
이를 위해 상기 전자약(1)은 외관을 형성하는 하우징(11)을 포함할 수 있으며, 상기 하우징(11)은 상부파트(111)와 하부파트(112)를 포함할 수 있다.
상기 상부파트(111)와 하부파트(112)는 전자파를 차폐하며 인체에 대해 무독성을 가지고 있는 금속으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속은 알루미나세라믹(Al203)과 티타늄(Ti) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이에 따라, 무선 충전시 발생되는 전자파가 하우징을 통해 인체 내부로 전달되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 전자약(1)은 상기 하우징의 상부파트(111)의 상면 중 일부분에 구비되며, 상기 외부 무선 충전기에 의해 발생된 자기장을 상기 하우징 내부로 투과시키는 자기장 투과막(12)을 더 포함할 수 있다.
도 2는 상기 전자약(1)이 피부(S)의 하부에 매립되고, 매립된 상태에서 무선 충전기(C)에 의해 충전되는 과정을 도시한 것이다.
이때, 외부의 무선 충전기(C)에 의해 충전되는 과정에서는 안전을 위해 일시적으로 신경에 전기 자극이 전달되는 과정이 정지될 수 있으며, 무선 충전이 완료되면 전기자극 전달 라인(14)을 통해 다시 전기 자극이 전달될 수 있다.
도 3은 상기 전자약(1)의 내부 구성들을 블록도로 도식화한 것으로, 상기 전자약(1)은 메모리(4) 및 다른 구성(5, 6, 7)들을 제어하는 제어부(3)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부(3) 및 메모리(4)는 상기 PCB(P)에 구비될 수 있다.
도 4는 상기 상부파트(111)를 하부파트(112)에서 제거한 상태를 도시한 것으로, 이를 통해 상기 하우징(11) 내부에 구비된 구성들을 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 전자약(1)은 상기 하우징(11) 내부에 구비되며 신경에 제공되는 전기 자극을 생성하는 전기 자극 발생부(5), 상기 전기 자극 발생부(5)에 전원을 공급하며 반복적인 충전이 가능한 2차전지로 구비된 배터리(7), 상기 하우징(11) 내부에 구비되며 외부 무선 충전기에 의해 발생된 자기장을 전류로 변환하여 상기 배터리에 공급하는 하베스팅(6)를 포함할 수 있다.
상기 하베스팅(6)는 양단이 상기 배터리(7)에 연결되며 자기장을 전류로 변환하는 코일(61)과 상기 코일(61)을 고정하며 페라이트로 구비된 베이스(62)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 인체 외부에서 무선 충전기가 자기장을 발생시키면 전자기 유도에 의해 상기 코일(61)에 전류가 생성될 수 있다.
이를 위해, 상기 자기장 투과막(12)은 자기장을 투과하는 실리콘(Si), 아크릴 수지(acrylic), 나일론(Nylon)에 테플론(Teflon), 폴리우레탄(polyurethane) 중 적어도 어느 하나로 구비될 수 있으며, 상기 코일(61)과 마주보도록 상기 하우징(11)의 상부파트(111) 중 일부분에 구비될 수 있다.
이는 무선 충전에 의해 발생된 자기장이 코일(61)에만 집중되고, 다른 부품들에는 영향을 미치지 않도록 하여 교란을 방지하는 탁월한 효과가 있으며, 나아가 시스템 교란에 의해 신경이 비정상적으로 자극될 수 있는 문제를 방지한다.
또한, 상기 배터리(7)는 상기 하베스팅(6) 하측에 구비될 수 있다.
나아가, 상기 전자약(1)은 상기 하우징(11) 내부에 상기 하베스팅(6) 및 배터리(7)를 격리하는 격벽으로 구비되는 이너쉴드(13)를 더 포함할 수 있으며, 상기 이너쉴드(13)는 상기 하우징(11)과 동일한 금속으로 구비될 수 있다.
상기 이너쉴드(13)는 상기 하우징(11)의 하부파트(112) 또는 상부파트(111)에 고정될 수 있으며, 상기 하부파트(112) 또는 상부파트(111)와 일체로 구성될 수도 있다.
이는 상기 자기장 투과막(12)을 통해 유입된 자기장이 다른 부품에 영향을 미치지 않도록 하는 효과를 가지고 있다.
상기 전자약(1)은 제어를 위한 PCB(P)를 더 구비할 수 있으며, 상기 PCB는상기 배터리(7)와 전기 자극 발생부(5)를 사이에 두고 상기 하베스팅(6)의 반대편에 구비될 수 있다.
이는 민감한 PCB가 외부 자기장에 의해 교란될 수 있는 문제를 방지하기 위함이다.
도 5는 상기 하베스팅(6)와 배터리(7)의 측면을 도시한 것으로, 상기 배터리(7)는 하베스팅(6)의 베이스(62) 하부에 구비될 수 있다.
상기 베이스(62)는 페라이트로 구비되어 외부에서 유입되는 자기장을 상기 코일(61)에 집중시키므로, 상기 배터리(7)는 상기 코일(61)의 반대편에 위치하여 자기장의 영향을 덜 받을 수 있다.
도 6은 상기 전기 자극 발생부(5)가 작동 중지된 후 재개되는 플로우를 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예 따른 제어방법은 무선 충전이 시작되었는지 판단하는 단계(S1), 무선 충전이 시작되면 전기 자극 발생부의 자극 발생이 중단되는 안전 모드 전환 단계(S2), 무선 충전이 종료되었는지 판단하는 단계(S3) 및, 무선 충전이 종료되면 전기 자극 발생부의 안전모드가 해제되는 단계(S4)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재되어 있지 않은 효과라도, 본 발명은 상술한 각각의 구성들이 다른 효과를 추가적으로 가지고 있을 수 있으며, 상술한 각각의 구성들간 유기적인 결합관계에 따라 종래기술에서 볼 수 없는 새로운 효과를 도출할 수 있다.
아울러, 도면에 도시된 실시예들이 다른 형태로 변형되어 실시될 수 있으며, 본 발명의 특허청구범위에 청구된 구성을 포함하여 실시되거나 균등범위 내에서 실시되는 경우 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
전자약 1 에너지 하베스팅기 C
Claims (10)
- 피하에 매립되어 신경에 전기 자극을 제공하며 에너지 하베스팅이 가능한 전자약에 있어서,
전자파 차폐 기능을 가지고 있는 금속을 포함하며 외관을 형성하는 하우징;
상기 하우징 내부에 구비되며 신경에 제공되는 전기 자극을 생성하는 전기 자극 발생부;
상기 전기 자극 발생부에 전력을 공급하며, 반복적인 충전이 가능한 배터리;
상기 하우징 내부에 구비되며, 상기 배터리에 공급하는 하베스팅부; 및
상기 하우징 내부에 전자파 차폐 기능을 가진 격벽으로 구비되며, 상기 하베스팅와 상기 배터리를 상기 전기 자극 발생부로부터 격리하는 이너쉴드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약. - 제1항에 있어서,
상기 하베스팅는
양단이 상기 배터리에 연결되며, 자기장을 전류로 변환하는 코일; 및
상기 코일을 고정하는 베이스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약. - 제2항에 있어서,
상기 베이스는 페라이트로 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약. - 제3항에 있어서,
상기 코일은 상기 페라이트의 상측에 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약. - 제4항에 있어서,
상기 배터리는 상기 페라이트의 하측에 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약. - 제1항에 있어서,
상기 이너 쉴드는
알루미나세라믹(Al203) 또는 티타늄(Ti)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약. - 제1항에 있어서,
상기 전기 자극 발생부는
무선 충전이 시작되면 작동이 중지되는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약. - 제1항의 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법에 있어서,
무선 충전이 시작되었는지 판단하는 단계;
무선 충전이 시작된 경우, 상기 전기 자극 발생부를 안전모드로 전환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법. - 제8항에 있어서,
무선 충전이 종료되었는지 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법. - 제1항에 있어서,
무선 충전이 종료된 경우, 상기 전기 자극 발생부를 안전모드로 해제하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하베스팅이 가능한 전자약의 제어방법.
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| KR1020210096108A KR20230014937A (ko) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 에너지 하베스팅이 가능한 전자약 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230014937A (ko) |
-
2021
- 2021-07-22 KR KR1020210096108A patent/KR20230014937A/ko unknown
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