KR20230054937A - 미주신경 자극장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미주신경 자극장치에 관한 것으로, 왼쪽 귀와 오른 쪽 귀 중에 적어도 하나에 착용되어 외이의 미주신경에 전기자극을 발생하는 전극을 둘 이상 포함하는 장치로서, 귀의 일 측에 위치되는 바디부; 착용자의 외이도에 삽입되어 접촉하는 제1전극; 착용자의 이갑개정(Cymba concha)에 접촉하는 제2전극; 상기 바디부에서 돌출형성되고 단부에 제1전극이 위치된 제1전극 고정부; 상기 바디부에서 돌출형성되고 단부에 제2전극이 위치된 제2전극 고정부를 포함하며, 상기 제1전극 고정부의 돌출방향을 3차원 좌표계의 x축에 일치시켰을 때, 상기 제2전극 고정부의 돌출방향과 상기 제1전극 고정부의 돌출방향 사이의 각도가 xz 평면상에서 10~20°범위이고 xy 평면상에서 35~45°범위인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 귀의 외이도에 삽입되는 전극을 기준으로 이갑개정에 접촉하기 용이한 형태로 두 번째 전극의 형성 위치를 특정함으로써, 사람의 이갑개정에 접촉하는 특성이 향상된 형태의 미주신경 자극장치를 제공할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

미주신경 자극장치{STIMULATION APPARATUS FOR VAGUS NERVE}
본 발명은 미주신경을 자극하는 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 귀에 위치하는 미주신경에 전기자극을 가하기 위한 전극이 원하는 위치에 밀착하기 용이하도록 개발된 미주신경 자극장치에 관한 것이다.
미주신경은 뇌신경들 중의 하나로서 10번째 뇌신경에 해당된다. 미주신경은 뇌로부터 나와서 얼굴, 흉부, 복부에 걸쳐서 분포하고, 부교감신경섬유를 포함하는 혼합신경으로서 심장, 폐, 소화관 등에 작용하는 부교감신경의 조절에 관여한다. 12쌍의 뇌신경 중에서 가장 길고 복잡한 구조를 가지고 있으며, 감각신경섬유와 운동신경섬유를 모두 포함한다.
간질 치료와 우울증 치료를 위한 미주신경자극 장치가 미국식품의약국(FDA)의 공인을 얻은 것으로 알려져 있으며, 이들은 목에 위치하는 경부 가지를 자극 대상으로 하고 있다. 다만 이러한 미주신경의 경부가지 전기자극술은 피부에 직접 절개를 가하고 미주신경 경부 가지를 노출하여 그 외부에 전기소체인 코일을 감고 마이크로칩을 장착하는 시술을 수행하여 일반인에 의한 자가 치료의 영역에서는 사용할 수 없다.
한편, 사람의 귀는 미주신경이 지나가는 주요 경로이고, 미주 신경이 피부에 가깝게 위치하기 때문에 외부에서 전기자극을 가하여 미주신경에 대한 전기 자극을 가할 수 있는 신체부위로 여겨진다. 동양의학에서는 귀에 대한 침술을 통해서 질병을 치료하는 방식이 적용되고 있으며, 귀는 미주신경의 이개가지가 분포하는 곳으로서 미주신경에 대한 자극을 치료에 이용하는 것으로 볼 수 있다. 다만, 침을 이용하는 것은 일반인들이 적용할 수 없는 문제가 있다.
이에 귀에 전극을 접촉하여 전기자극을 가하려는 기술이 개발되었지만 전극을 귀에 접촉시키기 위하여 착용이 어렵거나 착용감이 낮은 형태로 제작된 단점이 있다.
대한민국 등록특허 10-0596540 대한민국 공개특허 10-2019-0088300 대한민국 등록특허 10-0596540
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 귀에 위치하는 미주신경을 자극하기에 용이하도록 전극이 배치된 미주신경 자극장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 미주신경 자극장치는, 왼쪽 귀와 오른 쪽 귀 중에 적어도 하나에 착용되어 외이의 미주신경에 전기자극을 발생하는 전극을 둘 이상 포함하는 장치로서, 귀의 일 측에 위치되는 바디부; 착용자의 외이도에 삽입되어 접촉하는 제1전극; 착용자의 이갑개정(Cymba concha)에 접촉하는 제2전극; 상기 바디부에서 돌출형성되고 단부에 제1전극이 위치된 제1전극 고정부; 상기 바디부에서 돌출형성되고 단부에 제2전극이 위치된 제2전극 고정부를 포함하며, 상기 제1전극 고정부의 돌출방향을 3차원 좌표계의 x축에 일치시켰을 때, 상기 제2전극 고정부의 돌출방향과 상기 제1전극 고정부의 돌출방향 사이의 각도가 xz 평면상에서 10~20°범위이고 xy 평면상에서 35~45°범위인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제2전극 고정부의 돌출방향과 상기 제1전극 고정부의 돌출방향 사이의 각도가 xz 평면상에서 14.8±2°이고 xy 평면상에서 39.7±2°인 것이 더욱 바람직하다.
상기 바디부에서 상기 제1전극 고정부가 돌출된 위치에서 z축 방향으로 상기 제2전극 고정부가 돌출된 위치까지의 간격이 14.5±2mm 인 것이 바람직하다.
상기 바디부에서 상기 제1전극 고정부가 돌출된 길이가 6mm 이상 인 것이 바람직하다.
상기 바디부에서 상기 제2전극 고정부가 돌출된 길이가 5mm 이상 인 것이 바람직하다.
상기 제1전극은 유연성 재질의 전도성 폴리머인 것이 바람직하다.
상기 제2전극은 유연성 재질의 전도성 폴리머인 것이 바람직하다.
상기 바디부는 상기 제1전극 고정부와 상기 제2전극 고정부가 도출된 형성면을 포함하고, 상기 형성면의 기준평면을 기준으로 제2전극 고정부는 80~90°의 각도로 배치된 것이 바람직하다.
또한, 양쪽 귀 각각에 대응하는 한 쌍의 바디부를 포함하며, 한 쌍의 바디부는 착용자의 머리를 기준으로 거울 대칭 형태로 상기 제2전극 고정부와 상기 제1전극 고정부가 돌출 형성된 것일 수 있다.
상기 한 쌍의 바디부를 연결하는 연결부를 더 포함하고, 상기 연결부는 상기 바디부가 착용자의 머리에 밀착하는 방향으로 힘을 가하는 것이 바람직하다.
상기 바디부는 상기 제1전극 고정부와 상기 제2전극 고정부가 도출된 형성면을 포함하고, 상기 형성면의 기준평면을 기준으로 제2전극 고정부는 80~90°의 각도로 배치된 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 귀의 외이도에 삽입되는 전극을 기준으로 이갑개정에 접촉하기 용이한 형태로 두 번째 전극의 형성 위치를 특정함으로써, 사람의 이갑개정에 접촉하는 특성이 향상된 형태의 미주신경 자극장치를 제공할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
또한, 전극이 형성되는 바디부와 전극의 각도를 조절하여, 바디부를 귀에 밀착시키면 전극이 이갑개정에 접촉하도록 구성함으로써, 바디부를 귀에 고정하기 위한 구성이 전극을 이갑개정에 밀착시키는 효과가 있다.
도 1은 미주신경 자극장치에서 전극이 접촉해야하는 위치를 설명하기 위한 귀에 대한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치의 구성을 설명하기 위한 일부 확대도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치에서 전극 사이의 각도 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치에서 제2전극과 바디부 사이의 각도 관계를 설명하기 위한 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.
또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 미주신경 자극장치에서 전극이 접촉해야하는 위치를 설명하기 위한 귀에 대한 모식도이다.
본 발명의 발명자는 뇌기능 활성화를 위한 신경조절(neuromodulation)기술을 개발함에 있어 경두개 자극자극법이나 경두개 전기 자극법과는 달리 미주신경을 이용한 신경조절 기술을 개발하였으며, 특히 외이 미주신경을 비침습적으로 자극하여 구심성 감각신경을 자극함으로써 다수의 중추신경핵을 거쳐 변연계(Limbic system) 및 대뇌피질(ceberbal cortex)을 활성화 하는 기술을 개발하였다.
경두개 자기자극술이나 경두개 전기자극술의 경우 대뇌 피질을 외부에서 자극하는 특성을 가지고 있으나, 본 발명에 따른 미주신경자극의 경우 10번째 뇌신경인 미주신경을 거쳐 뇌의 심부를 자극함으로 뇌간 및 대뇌심부를 효과적으로 자극할 수 있는 기술이다.
사람의 귀에서 미주신경이 지나가는 위치는 외이도와 이갑개정(cymba concha)이다. 이때, 이륜(귓바퀴)에서 이어진 연골구성인 이륜각(helicis crus)이 가로로 위치하여, 외이도의 입구인 이개강이 형성된 부분인 이개강부(cavum concha)와 이갑개정을 분리하고 있다.
외이도의 경우, 이어폰 등에서 외이도 삽입형 구조가 개발되어, 외이도에 접촉하는 형태의 전극을 구성하는 것이 용이하다. 하지만, 이륜각의 위쪽에 오목한 부분에 위치하는 이갑개정의 위치적 특성과 형태적 특성으로 인하여, 이갑개정에 접촉하는 전극을 구성하는 것은 쉽지 않다.
특히, 외이도에 접촉하는 전극과 이갑개정에 접촉하는 전극을 동시에 구비하는 경우, 이갑개정에 접촉해야하는 전극이 피부에 밀착되지 못하여 전기자극을 정확하게 전달하지 못하는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 외이도에 접촉하는 전극과 이갑개정에 접촉하는 전극이 동시에 귀에 밀착될 수 있도록, 이갑개정에 접촉하는 전극의 위치나 높이 등을 조절할 수 있게 하는 형태의 미주신경 자극장치를 연구하여 출원을 진행한 바가 있다. 하지만, 전극의 위치를 조절하는 구성을 포함하는 과정에서 장치의 구조가 복잡해져서 제조비용이 상승하였고, 사용과정에서 잦은 고장이 발생하는 문제도 함께 발생하였다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 외이도에 접촉하는 제1전극과 이갑개정에 접촉하는 제2전극의 위치 관계를 특정함으로써, 제1전극과 제2전극이 동시에 귀에 밀착될 수 있는 미주신경 자극장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
본 실시예의 미주신경 자극장치는 바디부(100), 제1전극(200), 제2전극(300) 및 연결부(400)를 포함한다.
바디부(100)는 착용자의 귀 옆에 위치하면서 미주신경에 전기자극을 전달하기 위한 제1전극(200)과 제2전극(300)을 형성하기 위한 몸체에 해당한다. 이때, 바디부(100)는 1개만을 구비하여 한쪽 귀에 착용하도록 구성될 수도 있고, 2개를 구비하여 양쪽 귀에 착용하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 바디부(100)를 구비하고, 바디부(100) 각각에 제1전극(200)과 제2전극(300)이 형성된 형태이다.
제1전극(200)은 착용자의 이개강을 통해서 외이도에 삽입되어 외이도에 접촉하는 전극이다. 귀에서 안쪽으로 위치하는 외이도에 삽입되어 접촉하기 때문에, 제1전극(200)은 바디부(100)에서 도출되도록 형성된다.
이때, 외이도에 접촉하는 제1전극(200)은 유연성과 탄성복원력을 갖는 전도성 폴리머로 구성하면, 전기를 통하면서도 사람마다 차이가 있는 외이도의 크기에 맞춰 적절하게 변형될 수 있으며, 외이도에의 밀착력이 높아진다. 또한, 외이도에서 빼낸 이후에는 전극이 원래의 모양과 크기로 복원될 수 있으며, 반복 사용 과정에서 변형에 의한 문제가 발생하지 않는다. 전도성 폴리머를 적용한 제1전극(200)의 구조와 형태는 이어폰 등에서 폴리머를 이용하여 밀폐 및 내부 밀착을 도모하는 구성을 적용할 수 있다. 또한, 전도성 폴리머를 적용한 제1전극(200)은 탈착이 가능한 형태로 제작함으로써 전극만을 교체하도록 구성할 수 있으며, 다양한 크기로 제작하여 사용자에 따라서 교체하여 사용할 수 있고, 전극에 파손이 발생한 경우에 전극만을 교체하여 사용할 수 있다.
한편, 외이도에 삽입되는 제1전극(200)을 통해서는 소리 또는 음파를 전달할 수 있으며, 치료 과정의 안정을 위한 음악이나 음향 및 치료를 위한 음파 등을 전달할 수 있다. 이를 위하여 바디부(100)에는 소리 발생을 위한 음향 유닛을 구비하고, 바디부(100)에서 제1전극(200)으로 이어지는 공간 및 제1전극(200)에는 소리가 이동할 수 있는 통로를 형성한다. 음향 유닛에서 발생한 소리자극을 통해서 대뇌피질의 활성을 조절할 수 있으며 이러한 효과는 대뇌가소성(neural plasticity)에 기반하여 퇴행성 뇌질환과 관련된 신경 시냅스에 영향을 미쳐 변화를 촉진할 수 있다. 본 발명의 비침습적 미주신경 자극은 고립핵(Nucleus tractus solitarius)과 청반(Locus Cceruleus), 기저핵(Nucleus basalis)를 거쳐 대뇌피질을 자극하여 대뇌의 신경가소성(Neural plasticity)를 향상시킬 수 있어, 새로운 시냅스의 형성을 촉진하여 학습능력을 향상시킬 수 있다. 소리자극에 의한 대뇌 시냅스의 변화는 본 발명의 비침습적 미주신경 자극에 의한 대뇌 가소성의 향상과 시너지를 유발하여 치료 효과를 향상시킬 수 있다.
제2전극(300)은 착용자의 이갑개정(Cymba concha)에 접촉하는 전극이다. 본 발명의 미주신경 자극장치는 외이도와 이갑개정에 접촉하여 전기자극을 전달하는 전극을 각각 구비하는 점에 특징이 있으며, 제2전극(300)은 이갑개정에 접촉하여 전기자극을 전달한다. 이때, 사람의 이갑개정은 이륜각의 위쪽에서 오목하게 배치되기 때문에, 제2전극(300)은 바디부(100)에서 도출되도록 형성된다.
이때, 이갑개정에 접촉하는 제2전극(300)은 유연성과 탄성복원력을 갖는 전도성 폴리머로 구성하면, 전기를 통하면서도 사람마다 차이가 있는 이갑개정의 구조와 크기에 맞춰 적절하게 변형될 수 있으며, 이갑개정에 대한 밀착력이 높아진다. 또한, 앞서 제1전극(200)을 전도성 폴리머로 구성한 경우에 얻을 수 있었던 효과를 거의 동일하게 얻을 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 외이도에 삽입되어 접촉하기 위한 제1전극(200)과 이륜각 위쪽에 오목한 부위인 이갑개정에 접촉하기 위한 제2전극(300)은 모두 바디부(100)에서 돌출된 형태이며, 이때 제1전극(200)과 제2전극(300)의 돌출구조 및 방향이 적절하지 않으면 서로가 밀착되는 것을 방해하는 문제가 있다. 이에 따라서 본 발명은 제1전극(200)과 제2전극(300)의 돌출구조 및 방향을 특정하고 있으며, 이는 항목을 바꿔서 더 자세하게 설명한다.
연결부(400)는 2개의 바디부(100)를 연결하는 구성요소이다. 연결부(400)는 2개의 바디부(100)를 연결할 뿐만이 아니라, 탄성력을 통해서 바디부(100)가 사람의 귀에 밀착될 수 있도록 힘을 가하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이러한 연결부(400)에 의해 바디부(100)를 귀에 밀착시키는 힘은, 본 실시예의 미주신경 자극장치 자체가 착용자에게 고정되도록 할 뿐만이 아니라, 바디부(100)에 형성된 제1전극(200)과 제2전극(300)이 착용자의 피부에 밀착하도록 힘을 가함으로써 전기자극이 전극을 통하여 귀의 미주신경까지 전달되기 용이하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치의 구성을 설명하기 위한 일부 확대도이다.
도 3은 2개의 바디부(100) 중에서 왼쪽 귀에 착용되는 바디부를 확대한 도면이다. 앞서 설명한 것과 같이, 제1전극(200)은 외이도에 삽입되어야 하고, 제2전극(300)은 이갑개정에 접촉하여야 하므로, 제1전극(200)과 제2전극(300)은 모두 바디부(100)에서 착용자의 머리를 향하는 방향에 위치하는 형성면(110)에서 돌출형성되어야 하며, 본 발명은 바디부(100)에서 도출형성된 제1전극 고정부(210)의 끝에 전도성 폴리머 재질의 제1전극(200)을 부착하고, 나아가 바디부(100)에서 도출형성된 제2전극 고정부(310)의 끝에 전도성 폴리머 재질의 제2전극(300)을 부착하는 구조를 적용한다. 이때, 외이도와 이갑개정의 위치관계에 의해서 제1전극 고정부(210)와 제2전극 고정부(310)가 돌출되는 방향은 차이가 있으며, 이들의 돌출방향이 정확히 정의되어야 제1전극(200)과 제2전극(300)이 각각 외이도와 이갑개정에 밀착할 수 있다.
사람의 외이도가 전면을 향하여 비스듬한 각도로 배치된 것이 널리 알려져 있기 때문에, 외이도에 삽입되어 접촉하는 제1전극(200)의 경우는 앞쪽을 향하는 돌출방향을 가지는 것이 바람직하다. 이때, 외이도에 삽입되기 위한 제1전극 고정부(210)의 돌출 방향과 각도는 이어폰 등의 기술분야에서 연구된 것을 적용할 수 있다.
이에 비하여, 이갑개정에 접촉해야하는 제2전극(300)의 경우는 일반적으로 적용되는 구성은 아니며, 제1전극(200)을 기준으로 하여 위쪽을 향해 비스듬히 배치되어야 하기 때문에, 설계가 잘못되면 이갑개정에 밀착하지 못하는 문제가 있다. 한편, 종래에 이어폰 관련 기술에서 이어폰을 귀에 고정하는 역할로서 이갑개정에 구조물이 걸치는 형태가 적용되기도 하였으나, 전기 자극을 전달해야하는 제2전극(300) 및 제2전극 고정부(310)에는 적용하지 못하는 기술이다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 기존의 기술들을 적용할 수 있는 제1전극 고정부(210)의 돌출방향을 기준으로 하여 제2전극 고정부(310)의 돌출방향을 최적화한 미주신경 자극장치를 개발하였다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치에서 전극 사이의 각도 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
먼저 도 4에 도시된 것과 같이, 3차원의 좌표계에서 제1전극 고정부(210)의 돌출방향을 x축과 일치시키고, 제2전극 고정부(310)의 시작점이 z축에 위치하도록 배치하였다. 그리고 제1전극 고정부(210)의 돌출방향에 대한 벡터(A)와 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B) 사이의 각도를 xy 평면과 xz 평면에 대하여 특정하였다.
먼저 xz 평면에 대한 제1전극 고정부(210)의 돌출방향에 대한 벡터(A)와 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B) 사이의 각도(a)는 10~20°범위이다. 이는 제1전극 고정부(210)의 돌출방향을 수평으로 놓았을 때에 살짝 위쪽을 향하는 각도이며, 이러한 각도 범위에서 이륜각에 방해를 받지 않고 제2전극(300)이 이륜각의 상부에 위치하는 이갑개정에 밀착할 수 있다. 더욱 바람직하게는 xz 평면에 대한 제1전극 고정부(210)의 돌출방향에 대한 벡터(A)와 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B) 사이의 각도(a)가 14.8±2°인 것이 좋다.
그리고 xy 평면에 대한 제1전극 고정부(210)의 돌출방향에 대한 벡터(A)와 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B) 사이의 각도(b)는 35~45°범위이다. 앞서 설명한 것과 같이, 사람의 외이도는 얼굴의 앞쪽을 향하여 비스듬히 배치되기 때문에, 제2전극 고정부(310)의 돌출방향은 제1전극 고정부(210)의 돌출방향보다 얼굴의 뒤쪽을 향하도록 배치되어야 한다. 이러한 각도 범위에서 제1전극(200)이 외이도로 삽입되도록 밀착되는 방향과 제2전극(300)이 이갑개정에 접촉하도록 밀착되는 방향이 서로 방해하지 않는다. 더욱 바람직하게는 xy 평면에 대한 제1전극 고정부(210)의 돌출방향에 대한 벡터(A)와 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B) 사이의 각도(b)가 39.7±2°인 것이 좋다.
이와 같이, 제1전극 고정부(210)의 돌출방향에 대한 벡터(A)와 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B) 사이의 각도를 특정하여 전극을 설계하면, 제1전극(200)은 외이도에 삽입되어 밀착되고 제2전극은 이갑개정에 밀착되는 효과를 얻을 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 제1전극이나 제2전극 중에 하나가 귀에 밀착되지 못하거나, 착용이 어려운 문제가 발생한다.
이때, 앞서 설명한 것과 같이, 외이도와 이갑개정의 구조적 특징에 의해서, 제1전극 고정부(210)와 제2전극 고정부(310)는 바디부(100)로부터 돌출형성되어야 하며, 제1전극 고정부(210)가 바디부(100)로부터 돌출되는 길이는 6mm이상이고 제2전극 고정부(310)가 바디부(100)로부터 돌출되는 길이는 5mm 이상이 되어야 한다. 돌출길이가 이보다 짧으면 외이도와 이갑개정에의 밀착이 어려워진다. 한편, 제1전극 고정부(210)의 단부에 부착되는 전도성 폴리머 재질의 제1전극(200)에 의해서 바디부(100)에서 제1전극(200)의 단부까지의 거리는 제1전극 고정부(210)의 돌출길이 보다 클 수 있으며, 최종 설계 과정에서는 전도성 폴리머 재질의 제1전극(200)의 크기를 고려하여야 한다. 마찬가지로, 제2전극 고정부(310)의 단부에 부착되는 전도성 폴리머 재질의 제2전극(300)에 의해서 바디부(100)에서 제2전극(300)의 단부까지의 거리는 제2전극 고정부(310)의 돌출길이보다 클 수 있으며, 최종 설계 과정에서는 전도성 폴리머 재질의 제2전극(300)의 크기를 고려하여야 한다. 상기한 범위를 벗어나는 경우, 제1전극이나 제2전극 중에 하나가 귀에 밀착되지 못하거나, 착용이 어려운 문제가 발생한다.
나아가 바디부(100)에서 제1전극 고정부(210)가 돌출된 위치와 제2전극 고정부(310)가 돌출된 위치는 이격되며, 제1전극 고정부(210)가 돌출된 위치와 제2전극 고정부(310)가 돌출된 위치 사이의 간격이 14.5±2mm 인 것이 바람직하다. 이는, 제1전극 고정부(210)와 제2전극 고정부(310)의 사이에서 가장 가까운 거리를 측정한 것이며, 제1전극 고정부(210)와 제2전극 고정부(310)의 폭에 따라서 적절히 조절할 수 있다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 미주신경 자극장치에서 제2전극과 바디부 사이의 각도 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제1전극 고정부(210)와 제2전극 고정부(310)에서 전도성 폴리머 재질의 전극을 제거한 형태이며, 각각에서 전극에 접촉하는 부분을 전도성 재질을 노출시킨 전도부(212, 312)로 구성하여, 단부에 설치된 전극으로 전기가 통하도록 구성한다.
앞서 살펴본 것과 같이, 본 발명의 미주신경 자극장치는 바디부(100)의 형성면(110)에 제1전극(200)과 제2전극(300)이 돌출형성되며, 연결부(400)의 탄성력에 의해서 양쪽의 바디부(100)가 착용자의 얼굴(귀)방향으로 밀착하도록 구성된다. 이때, 바디부(100)의 형성면(110)이 착용자의 귀에 밀착하는 방향으로 힘을 가하게 되며, 제1전극 고정부(210)와 제2전극 고정부(310)의 돌출방향을 적절하게 구성하면, 연결부(400)의 탄성력에 의한 힘이 제1전극(200)과 제2전극(300)이 외이도와 이갑개정에 밀착하는 방향으로 힘을 전달할 수 있다.
이때, 바디부(100)의 형성면(110)은 완전한 평면이 아니기 때문에, 설계과정에서 형성면(110)과 제1전극 고정부(210) 및 제2전극 고정부(310) 사이의 각도를 설정하기 위한 평면인 기준평면(110a)을 정의하며, 기준평면(110a)은 바디부(100)의 형성면(110)에 대응되는 평면이다. 일반적으로 장치를 설계함에 있어서 연결부(400)의 탄성력에 의해서 기준평면(110a)이 착용자의 얼굴 측면에 나란한 방향에서 얼굴(귀)에 밀착하는 방향으로 힘이 가해지는 것이 바람직하다. 따라서 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B)와 기준평면(110a) 사이의 각도가 수직에 가까울수록 제2전극 고정부(310)의 돌출방향으로 힘이 가해질 수 있다. 이를 기준으로 하여, 제2전극 고정부(310)의 돌출방향에 대한 벡터(B)와 기준평면(110a) 사이의 각도 80~90°범위가 되도록 설계하면, 연결부(400)의 탄성력에 의한 힘이 제2전극(300)이 이갑개정에 밀착하는 방향으로 힘을 가하게 됨으로써, 제2전극(300)이 이갑개정에 밀착될 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 바디부
110: 형성면
110a: 기준평면
200: 제1전극
210: 제1전극 고정부
212: 전도부
300: 제2전극
310: 제2전극 고정부
312: 전도부
400: 연결부

Claims (11)

  1. 왼쪽 귀와 오른 쪽 귀 중에 적어도 하나에 착용되어 외이의 미주신경에 전기자극을 발생하는 전극을 둘 이상 포함하는 장치로서,
    귀의 일 측에 위치되는 바디부;
    착용자의 외이도에 삽입되어 접촉하는 제1전극;
    착용자의 이갑개정(Cymba concha)에 접촉하는 제2전극;
    상기 바디부에서 돌출형성되고 단부에 제1전극이 위치된 제1전극 고정부;
    상기 바디부에서 돌출형성되고 단부에 제2전극이 위치된 제2전극 고정부를 포함하며,
    상기 제1전극 고정부의 돌출방향을 3차원 좌표계의 x축에 일치시켰을 때, 상기 제2전극 고정부의 돌출방향과 상기 제1전극 고정부의 돌출방향 사이의 각도가 xz 평면상에서 10~20°범위이고 xy 평면상에서 35~45°범위인 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2전극 고정부의 돌출방향과 상기 제1전극 고정부의 돌출방향 사이의 각도가 xz 평면상에서 14.8±2°이고 xy 평면상에서 39.7±2°인 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.

  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디부에서 상기 제1전극 고정부가 돌출된 위치에서 상기 제2전극 고정부가 돌출된 위치까지의 간격이 14.5±2mm 인 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디부에서 상기 제1전극 고정부가 돌출된 길이가 6mm 이상 인 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디부에서 상기 제2전극 고정부가 돌출된 길이가 5mm 이상 인 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1전극은 유연성 재질의 전도성 폴리머인 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2전극은 유연성 재질의 전도성 폴리머인 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디부는 상기 제1전극 고정부와 상기 제2전극 고정부가 도출된 형성면을 포함하고,
    상기 형성면의 기준평면을 기준으로 제2전극 고정부는 80~90°의 각도로 배치된 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    양쪽 귀 각각에 대응하는 한 쌍의 바디부를 포함하며, 한 쌍의 바디부는 착용자의 머리를 기준으로 거울 대칭 형태로 상기 제2전극 고정부와 상기 제1전극 고정부가 돌출형성된 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 한 쌍의 바디부를 연결하는 연결부를 더 포함하고,
    상기 연결부는 상기 바디부가 착용자의 머리에 밀착하는 방향으로 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 바디부는 상기 제1전극 고정부와 상기 제2전극 고정부가 도출된 형성면을 포함하고,
    상기 형성면의 기준평면을 기준으로 제2전극 고정부는 80~90°의 각도로 배치된 것을 특징으로 하는 미주신경 자극장치.
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