KR20230128637A - 비침습적 자극 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비침습식 자극 장치에 관한 것으로, 헬멧 본체; 상기 헬멧 본체의 일측에 힌지를 통해 결합되고 상기 힌지 위로 연장된 하나 이상의 상단 가지부, 및 상기 힌지 아래로 연결된 하단 가지부를 포함한 시소 서포트 부재; 상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈; 및 상기 시소 서포트 부재의 하단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈을 구비한다.
Description
본 발명은 뇌 자극 헬스 케어 시스템에 적합한 비침습적 자극 장치에 관한 것이다.
경도인지장애는 기억력이나 기타 인지기능의 저하가 객관적인 검사에서 확인될 정도로 뚜렷하게 감퇴된 상태이나, 일상생활을 수행하는 능력은 보존되어 있어 아직은 치매가 아닌 상태를 의미한다. 하지만 경도인지장애는 치매 고위험군 상태에 해당한다. 정상 노인의 경우 매년 치매로 진행하는 비율이 약 1~2%정도이나, 경도인지장애는 매년 약 10~15%가 치매로 진행하는 것으로 알려져 있다. 경도인지장애의 경우 6년이 경과하면 약 80%가 치매로 진행될 만큼 치매 고위험군에 속한다.
경도인지장애의 치료방법으로는 약물치료, 인지치료, 및 뇌 자극 치료가 있다.
약물치료로는 알츠하이머병 치료제, 은행잎추출물 제제, 콜린 전구물질 제제, 비타민 B군 보충제 등을 사용할 수 있으며, 우울이 원인인 경우에는 항우울제를 사용하기도 한다. 하지만 약물치료는 아직 경도인지장애에 대한 치료효과가 검증된 것이 의약품이 없으며, 무엇보다 약물의 오남용 위험성이 매우 높다.
인지치료는 저하된 영역의 뇌 기능에 대한 인지 재활을 하는 것으로서, 과학적인 학습 원리를 이용하여 인지적 결함을 향상시키고 사회 기능을 향상시키기 위한 치료법에 해당한다. 하지만 인지치료는 개선에 오랜 시간이 걸리고, 효과가 약하다는 문제가 있다.
뇌자극 치료는 뇌 심부 자극술과 같은 침습적 치료와 자기나 전기, 또는 초음파로 외부에서 뇌에 자극을 가하는 비침습적 치료가 있다. 하지만 침습적 치료는 수술 이후 부작용이나 합병증 발생위험이 상존하여, 비침습적 치료에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
경도인지장애의 비침습적 치료는 침습적 치료에 비해 효과가 즉각적으로 나타나지는 않지만, 부작용이 적고 인지 치료에 비해서는 유의미한 효과를 가진다는 장점이 있다.
비침습적 치료의 대표적인 예로는 경두개자극전류(tCS: Transcranial Current Stimulation)를 이용하는 방법이 있으며, 구체적으로는 tDCS(transcranial Direct Current Stimulation)로 피시술자의 뇌의 특정 부위를 활성화시키거나 휴식을 유발하는 방법이 널리 이용되고 있다.
tDCS를 이용한 시술은 피시술자의 긴장도나 스트레스가 높은 경우 치료 효과가 떨어진다. 종래에는 tDCS의 효과를 높이기 위해 음악을 틀어주는 등의 방법으로 피시술자의 긴장도나 스트레스를 낮추려고 하였으나, 사람마다 효과의 편차가 크다는 문제가 있다.
또한, tDCS는 시술 초기에 피부에 따끔한 통증 등의 불쾌감을 유발하는데, 이 불쾌감으로 인해 비침습적 자극 장치의 주기적이고 장기적인 이용가능성이 낮아지며, 이용하더라도 피시술자의 긴장도나 스트레스를 높이는 문제가 있다.
또한, 비침습적 치료의 효과를 높이기 위해서는 주기적이고 지속적인 시술이 필요하다. 하지만 피시술자가 매일 병원에서 1~2회 이상 시술을 받는 것은 현실적으로 불가능하다. 또한, 경도인지장애의 비침습적 치료의 대표적인 예인 전기적 자극을 이용하는 방식은 두피에 전극을 밀착시키고 전기적 자극을 인가하는 것인데, 종래의 경도인지장애에 이용 가능한 전기자극 장치는 일반인이 착용하기 너무 어렵다는 문제가 있다. 예를 들어, 전기자극 장치의 복수의 전극을 적절한 위치에 위치시키기 어렵고, 또 머리카락에 의해 전극의 밀착이 방해되는 등의 문제가 있다.
본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 피시술자의 머리에 전극들을 손쉽게 밀착시킬 수 있는 비침습적 자극 장치를 제공한다.
본 발명은 전극에 흐르는 전류로 인한 버닝(burning) 현상을 방지할 수 있고 패드(pad)의 탈부착과 교체가 용이한 자극 장치를 제공한다.
본 발명은 비침습적 자극 장치를 범용으로 사용 가능할 수 있도록 피시술자의 다양한 머리 크기 및 두상에 따라 다수의 전극들이 잘 밀착될 수 있는 매커니즘이 작동하는 장치를 제공한다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치는 헬멧 본체; 상기 헬멧 본체의 일측에 힌지를 통해 결합되고 상기 힌지 위로 연장된 하나 이상의 상단 가지부, 및 상기 힌지 아래로 연결된 하단 가지부를 포함한 시소 서포트 부재; 상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈; 및 상기 시소 서포트 부재의 하단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈을 구비한다.
상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부가 전진한 상태에서 상기 하단 가지부가 상기 헬멧 본체 쪽으로 후퇴되어 있고, 상기 상단 가지부가 후퇴될 때 상기 힌지를 중심으로 상기 시소 서포트 부재가 회전하여 상기 하단 가지부가 전진한다. 상기 시소 서포트 힌지는 피사용자의 두상에 따라 자동으로 회전 각도가 적절하게 조정되어 다수의 전극이 인체에 균일한 압력으로 접촉한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 비침습적 자극 장치는 상기 시소 서포트 부재의 힌지와 상기 헬멧 본체 사이에 연결된 토션 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 시소 서포트 부재에 외력이 가해지지 않을 때 상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부가 전진하고 상기 하단 가지부가 후퇴된 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비침습적 자극 장치는 상기 헬멧 본체의 내면에 감겨진 밀착 밴드; 상기 밀착 밴드에 결합된 다이얼; 및 상기 밀착 밴드에 결합된 하나 이상의 전극 모듈을 더 구비할 수 있다.
상기 다이얼이 조임 방향으로 회전될 때, 피시술자의 머리에 상기 밀착 밴드와 상기 시소 서포트 부재에 결합된 상기 전극 모듈들이 동시에 상기 피시술자의 머리에 밀착될 수 있다.
상기 전극 모듈들 각각은 측벽에 의해 정의된 내부 공간을 포함한 용기 형태의 비도전성 실리콘 홀더; 상기 비도전성 실리콘 홀더의 내부 공간에 배치된 도전성 실리콘 패드; 상기 도전성 실리콘 패드 상에 배치되어 외부로 노출된 밀착 패드; 및 상기 비도전성 실리콘 홀더의 중공과 상기 도전성 실리콘 패드(13)의 중공 내에 삽입된 금속 핀; 및 상기 금속 핀이 삽입된 상기 도전성 실리콘 패드의 중공 부분을 덮고 상기 밀착 패드의 중공을 관통하여 상기 밀착 패드의 표면 위로 돌출되는 비도전성 실리콘 필러를 포함할 수 있다.
상기 비도전성 실리콘 필러는 평판부; 및 상기 평판부의 하면으로부터 돌출된 돌출부를 포함할 수 있다. 상기 평판부의 상면은 상기 비도전성 실리콘 홀더의 내면 쪽으로 돌출되는 하나 이상의 돌기를 포함할 수 있다. 상기 비도전성 실리콘 필러와 상기 금속 핀 사이에 상기 전도성 실리콘 패드의 일부가 채워질 수 있다.
상기 시소 서포트 부재는 상기 하단 가지부에 배치된 센서 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 비침습적 자극 장치는 헬멧 본체와, 상기 헬멧 본체의 일측에 힌지를 통해 결합되어 피시술자의 머리에 연동하여 시소 운동하는 시소 서포트 부재를 포함한다. 상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부에 하나 이상의 전극 모듈이 결합될 수 있다. 상기 시소 서포트 부재의 하단 가지부에 전극 모듈과 센서 모듈 중 하나 이상이 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비침습적 자극 장치는 저면이 개구된 헬멧 본체; 상기 헬멧 본체의 내면에 감겨진 밀착 밴드; 상기 밀착 밴드에 결합되어 회전 방향에서 따라 상기 밀착 팬드의 지름을 조정하는 다이얼; 상기 밀착 밴드에 결합된 제1 및 제2 전극 모듈들; 상기 헬멧 본체의 상부 내면에 제3 및 제4 전극 모듈들; 상기 헬멧 본체의 일측에 힌지를 통해 결합되어 피시술자의 머리에 연동하여 시소 운동하고, 상기 힌지 위쪽의 상단 지지부와 상기 힌지 아래쪽의 하단 지지부를 가지는 시소 서포트 부재; 상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈; 및 상기 시소 서포트 부재의 하단 가지부에 결합된 전극 모듈 및 센서 모듈 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에 따르면, 헬멧과 같은 장비에 장착하여 경도 인지 장애를 예방할 수 있으므로 피시술자가 안전하게 뇌를 자극할 수 있다.
본 발명은 정해진 프로그램에 의해 동작하도록 조작할 수 있어, 안전하면서도 편리하게 피시술자가 뇌자극을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 피시술자의 머리에 착용하는 헬멧 형태로 피시술자가 혼자서 쉽게 착용이 가능하다.
본 발명의 전극 장치는 전극 모듈의 전극 구조를 비도전성 실리콘 홀더, 도전성 실리콘 패드, 및 밀착 패드의 삼중 구조에서 밀착 패드의 중앙에서 밀착 패드 보다 높게 돌출된 비도전성 실리콘 필러(Pillar)를 추가함으로써 전류 경로 및 수분 침투 경로를 확보하고 밀착 패드의 탈부착을 용이하게 함은 물론, 밀착 패드의 중앙부에서 발생할 수 있는 버닝 현상을 방지할 수 있다.
본 발명은 피시술자가 헬멧 형태의 비침습적 자극 장치를 착용할 때 시소 서포트 부재에 결합된 전극 모듈들이 피시술자의 머리에 연동하여 피시술자의 머리에 접촉되고, 하나의 다이얼을 조임 방향으로 회전시킬 때 모든 전극 모듈들이 전기 자극 부위들 각각에서 피시술자의 머리에 동시에 밀착될 수 있다. 따라서, 본 발명은 비침습적 자극 장치의 착용과 분리시에 편의성을 향상시킬 수 있고, 비침습적 자극 장치에 결합된 밀착 밴드와 다이얼 구조를 단순하게 할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 개략적 구조도이다.
도 2a는 비침습적 자극 장치에 다섯 개의 전극 모듈들이 적용될 때 뇌 자극 부위를 보여 주는 도면이다.
도 2b는 비침습적 자극 장치에 일곱 개의 전극 모듈들이 적용될 때 뇌 자극 부위를 보여 주는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 다양한 전기적 자극을 설명하기 위한 개략적 참고도이다.
도 6은 tDCS와 tACS의 전기적 자극의 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 체크 모드, 버퍼 모드, 메인 모드를 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 프로그램의 일 예를 도시한 개략적 참고도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 여러 각도에서 보여 주는 도면들이다.
도 10은 밀착 패드를 제외한 전극 모듈의 분해 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 구성 요소들이 조립된 전극 모듈을 보여 주는 도면이다.
도 12는 밀착 패드가 비도전성 실리콘 홀더 내에 장착된 전극 모듈을 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
도 13은 비도전성 실리콘 홀더의 배면에 배치되는 금속 캡을 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
도 14는 전극 모듈의 금속 캡과 자석의 결합을 보여 주는 단면도이다.
도 15 및 도 16은 다이얼, 밀착 밴드, 시소 연결부, 및 전극 모듈들의 결합 관계를 보여 주는 사시도들이다.
도 17은 시소 연결부의 회전을 보여 주는 도면이다.
도 18은 시소 연결부가 헬멧 본체에 연결된 구조를 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
도 19a 내지 도 19c는 피시술자가 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 착용하기 전, 시소 서포트 부재의 상태를 보여 주는 도면들이다.
도 20a 내지 도 20c는 피시술자가 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 착용하기 전, 시소 서포트 부재의 상태를 보여 주는 도면들이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
도 2a는 비침습적 자극 장치에 다섯 개의 전극 모듈들이 적용될 때 뇌 자극 부위를 보여 주는 도면이다.
도 2b는 비침습적 자극 장치에 일곱 개의 전극 모듈들이 적용될 때 뇌 자극 부위를 보여 주는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 다양한 전기적 자극을 설명하기 위한 개략적 참고도이다.
도 6은 tDCS와 tACS의 전기적 자극의 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 체크 모드, 버퍼 모드, 메인 모드를 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 프로그램의 일 예를 도시한 개략적 참고도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 여러 각도에서 보여 주는 도면들이다.
도 10은 밀착 패드를 제외한 전극 모듈의 분해 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 구성 요소들이 조립된 전극 모듈을 보여 주는 도면이다.
도 12는 밀착 패드가 비도전성 실리콘 홀더 내에 장착된 전극 모듈을 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
도 13은 비도전성 실리콘 홀더의 배면에 배치되는 금속 캡을 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
도 14는 전극 모듈의 금속 캡과 자석의 결합을 보여 주는 단면도이다.
도 15 및 도 16은 다이얼, 밀착 밴드, 시소 연결부, 및 전극 모듈들의 결합 관계를 보여 주는 사시도들이다.
도 17은 시소 연결부의 회전을 보여 주는 도면이다.
도 18은 시소 연결부가 헬멧 본체에 연결된 구조를 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
도 19a 내지 도 19c는 피시술자가 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 착용하기 전, 시소 서포트 부재의 상태를 보여 주는 도면들이다.
도 20a 내지 도 20c는 피시술자가 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 착용하기 전, 시소 서포트 부재의 상태를 보여 주는 도면들이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다.
본 문서에서 "모듈"이나 "노드"는 CPU, AP 등과 같은 연산 장치를 이용하여 데이터를 이동, 저장, 변환 등의 작업을 수행한다. 예컨대 "모듈"이나 "노드"는 서버, PC, 태블릿 PC, 스마트폰 등과 같은 장치로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 개략적 구조도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)는 피시술자의 두피에 밀착된 전극을 통해 비침습적으로 전기적 자극을 가하도록 구성된다. 이와 같은 전기적 자극을 통해 다양한 뇌를 이유로 하는 질환을 예방하거나 치료 및 관리할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)를 이용하여 경도인지장애 뿐만 아니라 불면증, 우울증, 경련성 질환, 통증, 기억력 향상, 운동 학습 능력 향상, 지적 장애, 중독 질환 및 조현증 등을 예방하거나 치료 및 관리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)는 자극 장치(110), 전원부(120), 및 제어부(140)를 포함한다.
자극 장치(110)는 피시술자 머리의 여러 위치에 밀착되는 패드들(또는 패치)에 전류를 인가하는 복수의 전극 모듈들(111~117)을 포함한다. 도 1의 예에서, 자극 장치(110)는 제1 내지 제7 전극 모듈들(111~117)을 포함하는 예이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 자극 장치(110)는 세 개 이상의 전극 모듈들을 포함할 수 있다.
제어부(140)는 전원부(120)로부터 전원을 공급받아 전극 모듈들(111~117)에 전류가 흐르게 한다. 복수의 전극 모듈들(111~117) 중 일부는 양전극이 되고, 다른 일부는 음전극이 될 수 있다. 또한, 복수의 전극 모듈들(111~117) 중 일부에만 전류가 흐르고, 다른 일부로는 전류가 흐르지 않는 것도 가능하다. 즉, 각각의 전극부의 극성 또는 동작 여부는 제어부(120)에 설정된 프로그램에 따라 변경될 수 있다.
비침습적 자극 장치(100)에 제3 및 제4 전극 모듈들 없이 다섯 개의 전극 모듈들이 배치되는 경우, 도 2a에 도시된 바와 같이 제1 전극 모듈(111)은 피시술자의 좌측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제2 전극 모듈(112)은 피시술자의 우측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제5 전극 모듈(115)은 피시술자의 좌측 두정엽측, 좌측 후두엽측 및 좌측 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 대응하는 위치에 밀착되며, 제6 전극 모듈(116)은 피시술자의 우측 두정엽측, 우측 후두엽측 및 우측 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 대응하는 위치에 밀착될 수 있다. 그리고 제7 전극 모듈(117)은 상기 전극 모듈(111, 112, 115, 116)과 다른 위치의 피시술자의 머리에 밀착될 수 있으며, 예를 들어 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착될 수 있다. 제7 전극 모듈(117)은 전류가 방출되는 양전극이나 전류가 들어오는 음전극일 수 있다.
비침습적 자극 장치(100)에 일곱 개의 전극 모듈들이 배치되는 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 전극 모듈(111)은 피시술자의 좌측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제2 전극 모듈(112)은 피시술자의 우측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제3 전극 모듈(113)은 피시술자의 좌측 전두엽과 좌측 두정엽 사이의 좌측 운동 감각 영역에 밀착되며, 제4 전극 모듈(114)은 피시술자의 우측 전두엽과 우측 두정엽 사이의 우측 운동 감각 영역에 대응하는 위치에 밀착될 수 있다. 제5 전극 모듈(115)은 피시술자의 좌측 측두 두정엽 영역에 밀착되며, 제6 전극 모듈(116)은 피시술자의 우측 측두 두정엽 영역에 밀착될 수 있다. 그리고 제7 전극 모듈(117)은 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 밀착될 수 있다. 제7 전극 모듈(117)은 전류가 방출되는 양전극이나 전류가 들어오는 음전극일 수 있다.
전극 모듈들(111~117) 각각은 수분이 포함된 패드를 통해 피시술자의 머리에 전기 자극을 인가할 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 전극 모듈들(111~117)은 필요에 따라 수분 없이 전류가 일정하게 전달될 수 있는 소재를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 전극 모듈들(111~117)을 이용하여 피시술자의 머리에 전기 자극을 주는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 전극 모듈들(111~117) 중 하나 이상을 이용하여 피시술자의 머리 이외의 부위에 전기 자극을 줄 수도 있다.
전극 모듈들(111~117)에 인가되는 전기 자극 신호는 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다.
제어부(140)는 경두개자극전류(tCS: Transcranial Current Stimulation)가 피시술자의 머리에서 원하는 부위에 인가되도록 전극 모듈들(111~117)를 제어할 수 있다. 본 발명에서 이용하는 경두개전류자극의 종류는 tDCS(transcranial Direct Current Stimulation), tACS(transcranial Alternating Current Stimulation), tRNS(transcranial Random-Noise Stimulation) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 특히, 피시술자가 비침습적 자극 장치이 내장된 헬멧을 자신의 머리에 착용하고 뇌 전기 자극을 시작할 경우 제어부(140)는 먼저 tACS를 먼저 수행한 후에 피시술자의 상태가 정상상태가 된 후에 tDCS를 시술할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해 피시술자에 대한 시술 효과를 보다 더 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
전원부(120)는 사용전원을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
제어부(140)의 메모리에는 피시술자의 증상에 따른 다양한 종류의 전기적 자극을 제공하기 위한 복수의 자극 신호 패턴들이 저장되어 있다.
제어부(140)는 전극 모듈들(111~116)에 전기 자극 신호를 공급하여 제1 내지 제6 전극 모듈들(111~116)을 양전극으로 제어하고, 제5 전극 모듈(115)을 음전극으로 제어할 수 있다. 또는 제1 내지 제6 전극 모듈들(111~116)이 음전극이 되고, 제7 전극 모듈(117)이 양전극이 되도록 전기 자극 신호가 전극 모듈들(111~117) 각각에 제공할 수 있다. 또는, 제3 내지 제6 전극 모듈들(113~116) 에 전원을 공급하지 않은 상태에서, 제1 및 제2 전극 모듈들(111, 112)이 양전극이 되고, 제7 전극 모듈(117)이 음전극이 되도록 전기 자극 신호를 일부 전극 모듈들에 제공할 수 있다. 환자의 증상이나 진단 결과에 따라 설정된 프로그램에 따라 전기 자극 위치와 전기 자극 신호 패턴이 선택될 수 있다.
제어부(140)는 전원부(120)로부터 공급되는 전원을 조절하여 전극 모듈들(111~117) 각각에 공급되는 전류량을 조절할 수 있다. 일 예로, 전극 모듈들(111~117)에 흐르는 전류는 각 전극에 약 0.5mA일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원부(120)는 전극 모듈들(111~117)의 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있으며, 필요에 따라 배터리일 수 있다. 전원부(120)가 배터리인 경우, 충전이 가능한 2차 전지가 이용될 수 있다.
본 발명의 비침습적 자극 장치(100)는 사용자의 여러가지 상태를 측정하기 위한 센서 모듈(130)을 더 포함할 수 있다. 센서 모듈(130)은 피시술자의 머리 예를 들어, 피시술자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 한 영역에 밀착될 수 있다. 센서 모듈(130)이 귀 뒤쪽에 밀착될 경우, 보다 효과적인 생체 정보(예, 심전도, 심박수 등) 측정을 위해서는 제7 전극 모듈(117)이 오른쪽, 센서 모듈(130)은 왼쪽에 배치될 수 있다.
센서 모듈(130)은 피시술자의 심전도를 측정하기 위한 심전도 센서 모듈을 포함할 수 있다. 심전도 센서 모듈은 피시술자의 생체 정보를 수집하며, 전극 모듈들(111~117)을 통해 피술자의 머리에 인가되는 전류가 인체에 문제를 유발하는지 여부를 확인한다. 예를 들어, 피시술자가 비침습적 자극 장치이 내장된 헬멧을 착용하고 뇌 전기 자극 시술을 시작할 경우 제어부(140)는 먼저 tACS를 수행하고, 피시술자의 상태가 정상상태가 된 후에 tDCS를 시술하도록 구성될 수 있는데, 심전도 센서 모듈은 피시술자의 상태가 정상상태인지 여부를 판정하는 역할을 할 수 있다. 피시술자의 상태가 정상상태인지 여부는 피시술자가 편한 상태에서의 심전도에 관한 정보를 수집한 것을 이용하여 판단하거나, 통상적으로 알려진 정상상태의 심전도에 관한 정보(예를 들어, 연령별 안정시 심박수 등)를 이용하여 판단할 수 있다.
비침습적 자극 장치에서 센서 모듈이 생략되는 경우, 센서 모듈을 대신해서 센서 모듈 위치에 도면에서 생략된 전극 모듈이 추가될 수 있다.
제어부(140)는 도면에서 입력된 사용자 인터페이스를 통해 수신된 입력 신호에 응답하여 사용자 예를 들어, 의료진이나 피시술자 자신의 선택에 따라 전극 모듈들(111~117) 각각에 흐르는 전류의 세기를 조절할 수 있다. 예컨대, 제어부(140)는 사용자 입력에 응답하여 전극 모듈들(111~117) 각각에 흐르는 전류를 0.1mA 내지 5mA 의 범위에서 조절할 수 있다. 예시적으로 제어부(140)는 0.5mA 단위로 전류를 조절할 수 있다. 또한 제어부(140)는 필요에 따라 모드에 따라 전류의 세기를 자동으로 조절할 수 있다.
제어부(140)는 센서 모듈(130)에서 송신하는 피시술자의 인체 정보를 수신한다. 제어부(140)는 수신한 피시술자의 인체 정보를 저장할 수 있다. 한편, 제어부(140)는 수신한 피시술자의 인체 정보를 분석하여 전극부로 송출하는 전기 자극 신호 패턴이나 신호 세기를 변경할 수 있다.
본 발명의 비침습적 자극 장치(100)는 통신 모듈(150)을 더 포함할 수 있다. 통신 모듈(150)은 WiFi, 블루투스 등의 표준 근거리 통신을 수행할 수 있다. 제어부(140)는 통신 모듈(150)을 통해 피시술자의 단말기(예를 들어, 스마트폰, 컴퓨터 등)로 피시술자의 인체 정보를 비롯한 비침습적 자극 장치(100)의 동작에 관한 정보를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 비침습적 자극 장치(100)를 이용한 구동 모드나 사용 횟수 등에 대한 정보를 피시술자의 단말기로 전송할 수 있다. 이 경우, 피시술자는 비침습적 자극 장치(100)의 이용에 대한 안내를 받을 수 있으며, 제품에 대한 관리를 받을 수도 있다.
도 2a 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치의 다양한 전기적 자극을 설명하기 위한 개략적 참고도이다.
도 2a 및 도 2b는 기억력 및 집중력 동시 개선 모드의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.
기억력 및 집중력을 동시에 개선하고자 할 경우 기억력을 담당하는 전두엽과 집중력을 담당하는 두정엽을 동시에 활성화되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 따라서, 기억력 및 집중력 동시 개선 모드에서 제어부(140)의 제어 하에 제1 전극 모듈(111), 제2 전극 모듈(112), 제5 전극 모듈(115) 및 제6 전극 모듈(116)은 양전극으로 구동하고, 제7 전극 모듈(117)은 음전극으로 구동한다.
도 3은 기억력 개선 모드의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.
기억력을 개선하고자 할 경우 기억력을 담당하는 전두엽을 활성화되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 따라서, 기억력 개선 모드에서 제어부(140)의 제어 하에 제1 전극 모듈(111)과 제2 전극 모듈(112)은 양전극으로 구동하고, 제7 전극 모듈(117)은 음전극으로 구동한다. 이 때, 제3 내지 제6 전극 모듈들(113~116)은 구동되지 않을 수 있다.
도 4는 집중력 개선 모드의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.
집중력을 개선하고자 할 경우 집중력을 담당하는 두정엽을 활성화되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 따라서, 집중력 개선 모드에서 제어부(140)의 제어 하에 제5 및 제6 전극 모듈들(115, 116)이 양전극으로 구동하고, 제7 전극 모듈(117)이 음전극으로 구동한다. 이때, 제1 내지 제4 전극 모듈들(111~114)은 구동되지 않을 수 있다.
도 5는 수면 모드(불면증 개선 모드)의 전기적 자극을 설명하는 참고도이다.
수면을 유도하기 위해서는 뇌가 전반적으로 휴식되는 방향으로 자극할 필요가 있다. 수면 모드에서 제어부(140)의 제어 하에 제1 내지 제6 전극 모듈들(111~116) 중 넷 이상이 음전극으로 구동하고, 제7 전극 모듈(117)이 양전극으로 구동할 수 있다.
상기와 같은 모드 이외에도, 언어 능력, 시공간 능력, 감정조절 및 청각 능력을 개선하고자 하는 경우에 전두엽 및 두정엽 중 하나 이상을 자극하도록 전극 모듈들(111~117) 중 하나 이상이 구동될 수 있다.
제어부(140)는 센서 모듈(130)에서 측정된 사용자의 심전도에 따라 또는 사용자 입력에 응답하여 전극 모듈들(111~117)에 인가되는 전류를 차단할 수 있다. 예컨대, 센서 모듈(130)에서 측정된 사용자의 심전도가 정상 범위를 벗어나거나 사용자 입력에 따라 인터럽트가 발생될 때, 전극 모듈들(111~117)에 전류가 차단되어 피시술자에 가해지는 전기 자극을 멈출 수 있다.
도 2a 내지 도 5의 각 모드들에서 발생되는 전기 자극은 tDCS로 인가될 수 있다. 도 2a 내지 도 5과 같은 모드들이 조합되어 프로그램을 구성할 수 있다.
도 6은 tDCS와 tACS의 전기 자극 신호 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
tDCS의 경우 직류를 이용하며 일반적으로 수분 동안 동일 극성의 전기 자극 신호를 전극 모듈들(111~117)에 인가한다. 이에 비해 tACS는 교류를 이용하며 구형파(점선) 또는 정현파(실선) 형태의 전기 자극 신호를 전극 모듈들(111~117)에 인가한다.
tDCS는 동일 극성을 가지는 전기 자극을 통해 뇌의 자발적인 신경활동을 조절한다. 예를 들어, tDCS는 뇌 부위별로 의사결정, 기억, 언어, 감각 지각 등의 조절에 효과가 있다. 이에 비해 tACS는 극성이 주기적으로 반전되는 교류를 이용하기 때문에 뇌 영역에서 전류의 방향성(예를 들어, 상향 또는 하향) 조절이 실질적으로 불가능하다. 따라서 우울증, 경련성 질환, 통증, 지적 장애, 중독질환 및 경도인지장애를 예방하거나 치료 및 관리하거나, 기억력 향상, 운동학습능력 향상 등의 효과를 위해서는 tACS보다는 tDCS가 널리 이용된다. 다만, tDCS는 피시술자의 피로도나 스트레스에 의해 시술 효과가 감소할 수 있다. 그리고 tDCS는 시술 초기에 피부에 따끔한 통증 등의 불쾌감을 유발하는데, 이 불쾌감으로 인해 피시술자의 비침습적 자극 장치의 주기적이고 장기적인 이용 가능성이 낮아지며, 이용하더라도 피시술자의 스트레스를 높일 수 있다. 특히, 인지기능 저하가 발생한 경우 피시술자의 불안, 긴장이 높아지는데, tDCS의 불쾌감이 피시술자의 불안, 긴장감을 더 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)은 tDCS가 가지는 상술한 문제점을 해결할 수 있도록 구성된 프로그램을 제안한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)의 체크 모드, 버퍼 모드, 및 메인 모드를 설명하기 위한 참고도이다. 각 모드에 따른 전기 자극 신호 패턴은 제어부(140)의 메모리에 저장될 수 있다.
피시술자가 비침습적 자극 장치에서 제공하는 프로그램 중 어느 하나를 선택하면, 제어부(140)는 가장 먼저 체크 모드(check mode)를 수행한다. 체크 모드는 피시술자가 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 적절히 착용하였는지 여부를 확인한다. 체크 모드에서는 전극 모듈(111~117)의 저항을 측정하며, 그 저항값의 범위에 따라 피시술자에게 적절한 조치를 안내한다. 예를 들어, 제어부(140)는 미리 설정된 기준값 보다 전극 모듈(111~117)의 임피던스가 낮은 경우에는 정상으로, 기준값 보다 전극 모듈(111~117)의 임피던스가 1~2배 정도 높은 경우에는 습식 패드의 수분 부족으로, 기준값 보다 전극 모듈(111~117)의 임피던스가 2 배를 초과할 경우에는 전극 모듈들(111~117)의 패드 밀착 불량으로 판정할 수 있다.
모든 전극 모듈들(111~117)이 정상으로 판정된 경우에는 버퍼 모드(buffer mode)가 수행된다. 버퍼 모드는 tACS를 이용하여 피시술자의 머리에 접촉된 피시술자의 피부를 전기 자극에 적응시킴으로써, 그 뒤의 메인 모드(main mode)의 tDCS로 인한 피부 자극을 낮춰주는 역할을 한다. tACS로는 4~40 Hz의 전기 자극 신호를 이용할 수 있다. 바람직하게는, 버퍼 모드(mode 0)는 tACS(alpha)를 이용할 수 있다. tACS(alpha)는 8~12Hz의 전기적 자극을 의미하는 것으로서, 피시술자의 긴장을 완화하는 효과가 있다. 그러므로 버퍼 모드를 먼저 수행하고, 그 다음 메인 모드를 수행할 경우 메인 모드의 시술 효과가 더욱 상승된다.
메인 모드는 기억력 개선 모드, 집중력 개선 모드, 기억력 개선 및 집중력 동시 개선 모드 및 수면 모드 중 적어도 어느 하나로 나뉘어질 수 있다. 메인 모드는 램프 업(ramp up)-자극(stimulation)-램프 다운(ramp down)으로 구성된다. 메인 모드의 자극 초기에 램프 업 단계를 설정함으로써 피시술자의 피부 자극에 적응 할 수 있는 시간을 충분히 부여하여, 피시술자의 불쾌감을 낮출 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)의 프로그램의 여러가지 예를 도시한 개략적 참고도이다.
도 8 (a)는 기억력 개선 모드(mode I), 집중력 개선 모드(mode II), 기억력 및 집중력 동시 개선 모드(mode III)가 순차적으로 진행되고, 마지막으로 수면 모드(mode IV)가 진행되는 프로그램이다.
도 8 (b) 및 (c)는 도 8 (a)와 마찬가지로 기억력 개선 모드(mode I), 집중력 개선 모드(mode II), 기억력 및 집중력 동시 개선 모드(mode III)가 순차적으로 진행되고, 마지막으로 수면 모드(mode IV)가 진행되는 프로그램이다.
도 8 (b) 및 (c)의 경우 프로그램의 초기에 tACS를 이용한 버퍼 모드(mode 0)가 수행된다.
메인 모드가 기억력 개선 모드(mode I), 집중력 개선 모드(mode II), 기억력 및 집중력 동시 개선 모드(mode III), 수면 모드(mode IV)에서 선택되는 2개 이상의 모드로 구성될 경우에 각 모드 사이에 버퍼 모드(mode 0)가 위치하여 피시술자의 긴장을 완화하는 역할을 할 수 있다.
전극 모듈(111~117)이 습식 패드를 포함하는 경우 사용 중에 체온으로 습식 패드의 수분이 증발하여 임피던스가 증가할 수 있으며, 이에 메인 모드가 수행되는 기간 동안에도 제어부(140)는 체크 모드와 동일한 방법으로 전극 모듈들(111~117) 각각의 이상 여부를 주기적으로 체크할 수 있다.
제어부(140)는 센서 모듈(130)을 이용하여 버퍼 모드(mode 0)의 수행에 따른 피시술자의 심전도 변화를 측정할 수 있다. tDCS를 이용한 메인 모드는 전기적 자극에 따른 통증으로 인해 피시술자의 긴장도가 올라가며 이에 따라 심전도에 변화가 생긴다. 제어부(140)는 버퍼 모드(mode 0)를 시술하면서, 피시술자의 심전도 변화를 감지하여 심전도가 정상상태로 판단될 경우에 예정되어 있는 메인 모드를 시작할 수 있다. 심전도가 정상상태라고 하는 것은 피시술자의 편안한 상태에서의 심전도 측정값을 의미한 것으로서, 심박수나 리듬을 기준으로 판단할 수 있다.
프로그램을 구성하는 각 모드는 보통 10~30분 동안 수행되나, 필요에 따라서는 1시간 내의 시간 동안 수행될 수 있으며, 세기는 -5 mA ~ +5mA 안에서 결정된다. 한편, tACS의 경우에는 진폭이 -1mA ~ +1mA안에서 제어될 수 있다.
도 8 (c)에서 보는 바와 같이 버퍼 모드(mode 0)는 진폭이 시간이 흐를수록 점차 커지도록 하여 피시술자의 피부가 자극에 더욱 원활하게 적응하도록 할 수 있다.
본 발명의 비침습적 뇌자극 장치의 뇌 전기 자극 프로토콜과 프로그램은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행 가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 헬멧 형태로 구현될 수 있다. 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 여러 각도에서 보여 주는 도면들이다. 도 9a는 헬멧 본체를 좌측 위에서 바라 본 사사도이고, 도 9b는 착용 방향에서 헬멧 본체의 내부를 보여 주는 저면도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 비침습적 자극 장치(100)는 헬멧 본체(210), 헬멧 본체(210)의 내부 면에 배치된 밀착 밴드(230), 밀착 밴드(230)와 헬멧 본체(210)에 분산 배치된 적어도 하나의 전극 모듈들(111~117), 밀착 밴드(230)를 조이거나 푸는 다이얼(240)을 포함한다.
헬멧 본체(210)는 피시술자의 머리 크기 이상으로 설정된 저면 개구부를 포함하고, 피시술자의 이마로부터 뒷통수까지 감싸는 형태로 제작된다. 헬멧 본체(210)의 상부 내면에는 하나 이상의 전극 모듈들(113, 114)이 유동 가능하게 결합될 수 있다. 헬멧 본체(210)의 상부 중앙부는 브릿지부(211)를 포함할 수 있다. 헬멧 본체(210)의 상부에서 브릿지부(211)의 양측의 개구부가 형성될 수 있다. 브릿지부(211)에서 피시술자의 머리와 대향하는 내면에 전극 모듈들(113, 114)이 배치될 수 있다. 헬멧 본체(210)의 일측에 배치된 회로 내장부(220)에는 전원부(120), 제어부(140), 및 통신 모듈(150)이 실장된 회로 보드가 내장되고, 도면에서 생략된 전원 버튼, 비침습적 자극 장치(100)의 동작 상태를 표시하는 LED 표시부, 외부 기기나 전원이 연결된 USB 포트 등이 회로 보드에 연결될 수 있다.
밀착 밴드(230)는 피시술자의 머리와 대향하는 헬멧 본체(210)의 내면에 감겨진다. 전극 모듈들(111~117)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 전기 자극 부위들 각각에 대향하도록 밀착 밴드(230), 브릿지부(211), 그리고 도면에서 생략된 시소 서포트 부재에 유동 가능하게 분산 설치된다. 밀착 밴드(230)는 다이얼(240)에 연동하여 그 지름이 확장되거나 작아진다. 밀착 밴드(230)에는 하나 이상의 전극 모듈 특히, 피시술자의 앞머리의 전기 자극 위치에 대향하는 전극 모듈이 결합될 수 있다. 시소 서포트 부재에 피시술자의 뒷머리와 뒷목에 대향하는 둘 이상의 전극 모듈들이 결합될 수 있다.
전극 모듈들(111~117) 각각은 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 비도전성 실리콘 홀더(11), 도전성 실리콘 패드(13), 비도전성 실리콘 필러(Pillar)(15), 금속 핀(17), 및 밀착 패드(20)를 포함할 수 있다.
비도전성 실리콘 홀더(11), 도전성 실리콘 패드(13), 및 비도전성 실리콘 필러(15)는 금형 성형이 용이한 실리콘 합성 고무로 성형될 수 있다. 실리콘 합성 고무는 내열성이 우수하며, 카본 블랙, 은 또는 그와 동등한 수준의 도전성 재료와 배합될 때 저항이 매우 낮은 도전성을 가지게 된다.
비도전성 실리콘 홀더(11)는 오목한 내부 공간을 원형 띠 형태의 측벽이 감싸는 용기 구조로 제작된다. 비도전성 실리콘 홀더(11)의 중앙부는 금속 핀(17)의 헤드부(17a)가 삽입되는 중공(hole)(11a)을 포함한다.
금속 핀(17)은 비도전성 실리콘 홀더(11)의 오목한 내면에서 중공(11a)에 삽입되는 헤드부(17a), 헤드부(17a)의 외부 측면로부터 수직으로 돌출된 스토퍼(17b), 헤드부(head)(17a)의 두께 보다 얇은 두께로 헤드부(17a)에 연결된 네크부(neck)(17c)를 포함한다.
도전성 실리콘 패드(13)는 비도전성 실리콘 홀더(11)의 오목한 내면에 평탄하게 배치된다.
비도전성 실리콘 필러(15)는 비도전성 실리콘 홀더(11)의 오목한 내면 중앙에서 도전성 실리콘 패드(13)에 접합된다. 비도전성 실리콘 필러(15)는 밀착 패드(20)의 중공에 삽입되어 밀착 패드(20)를 지지한다.
비도전성 실리콘 필러(15)는 넓은 평판부(15a)와, 평판부(15a)의 하면으로부터 돌출된 돌출부(15c)를 포함한다. 평판부(15a)의 상면은 하나 이상의 작은 돌기(15b)를 포함한다. 비도전성 실리콘 필러(15)는 중공(15d)을 포함한다. 중공(15d)은 평판부(15a)를 관통하고 돌출부(15a)의 일부를 관통하여 돌출부(15c)의 높이 보다 작은 깊이로 평판부(15a)와 돌출부(15c)의 중앙에 오목하게 파여진 공간을 제공한다.
비도전성 실리콘 홀더(11), 도전성 실리콘 패드(13), 비도전성 실리콘 필러(15), 및 금속 핀(17)은 금형에서 동시에 결합될 수 있다. 예를 들어, 별도로 제작된 비도전성 실리콘 홀더(11), 비도전성 실리콘 필러(15), 및 금속 핀(17)이 금형 내에 장착된 상태에서 도전성 실리콘 패드(13)의 원료가 금형 내로 주입되면 도 11에 도시된 바와 같이 밀착 패드(20)를 제외한 전극 모듈의 구성 요소들이 한 공정에서 결합된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 비도전성 실리콘 필러(15)의 중공(15d)에 금속 핀(17)의 가는 네크부(17c)가 삽입된다. 금속 핀(17)의 네크부(17c)가 비도전성 실리콘 필러(15)의 중공(15d)에 삽입된 상태에서, 도전성 실리콘 패드(13)가 금속 핀(17)과 비도전성 실리콘 필러(15) 사이에 채워진다. 밀착 패드(20)가 습식 패드인 경우, 비도전성 실리콘 필러(15)와 금속 핀(17) 사이에 채워진 도전성 실리콘 패드(13)를 통해 전류 경로와 수분 침투가 확산될 수 있다.
비도전성 실리콘 필러(15)의 평판부(15a)로부터 돌출된 돌기(15b)는 비도전성 실리콘 홀더(11)의 내면과 접촉하고, 비도전성 실리콘 홀더(11)의 내면과 비도전성 실리콘 필러(15)의 평판부(15a) 사이에 공간을 확보한다. 돌기(15b)에 의해 확보된 공간과, 중공(15d)에 도전성 실리콘 패드(13)의 중앙 부분이 채워진다.
밀착 패드(20)는 쉽게 압축 및 복원되는 다공질 소재 예를 들어 스펀지로 제작될 수 있으며, 습식 패드 또는 건식 패드로 이용될 수 있다. 건식 패드는 하이드로젤 복합재(multilayer hydrogel composite)로 제작될 수 있다. 밀착 패드(20)는 도전성 실리콘 필러(15)의 돌출부(15c)가 삽입되는 중공을 포함한다.
밀착 패드(20)가 도전성 실리콘 필러(15)에 압입되면, 도 12에 도시된 바와 같이 도전성 실리콘 필러(15)의 돌출부(15c)가 밀착 패드(20)는 비도전성 실리콘 홀더(11)의 오목한 내부 공간에 삽입된다. 비도전성 실리콘 필러(15)는 비도전성 실리콘 홀더(11) 내에서 밀착 패드(20)를 고정한다. 밀착 패드(20)의 두께는 비도전성 실리콘 홀더(11)의 측벽 보다 두껍다. 따라서, 밀착 패드(20)가 비도전성 실리콘 홀더(11) 내에 삽입될 때 밀착 패드(20)는 도 12와 같이 d1 만큼 외부로 돌출되어 피시술자의 머리에 밀착될 수 있다.
비도전성 실리콘 필러(15)의 돌출부(15c) 높이는 밀착 패드(20)의 두께 보다 크다. 따라서, 밀착 패드(20)가 도전성 실리콘 필러(15)에 압입된 상태에서, 도 12와 같이 비도전성 실리콘 필러(15)의 돌출부(15c)가 d2 만큼 밀착 패드(20)로부터 돌출된다. 전기 자극 시술시에 밀착 패드(20)의 중앙부 과열로 인하여 피시술자가 뜨겁게 느낄 뿐 아니라 두피에 화상이 발생하는 버닝(burning) 현상이 나타낼 수 있다. 비도전성 실리콘 필러(15)는 밀착 패드(20)의 중앙부에서 밀착 패드(20)와 피시술자의 피부 사이의 공간을 확보하여 밀착 수준을 낮춤으로써 버닝 현상을 방지할 수 있다.
전극 모듈들(111~117) 중에서, 피수술자의 머리 앞부분과 대향하는 하나 이상의 전극 모듈은 밀착 밴드(230)에 유동 가능하게 결합된다. 피시술자의 머리 뒤쪽과 뒷목과 대향하는 둘 이상의 전극 모듈들(115, 116, 117) 중 둘 이상이 헬멧 본체(210)에 결합된 시소(Seesaw) 서포트 부재에 유동 가능하게 연결될 수 있다.
전극 모듈들(111~117)은 똑딱이 단추 구조(snap button structure)로 밀착 밴드(230) 또는 시소 서포트 부재에 연결되거나 도 13 및 도 14에 도시된 금속과 자석의 자력 결합을 이용하여 밀착 밴드(230) 또는 시소 서포트 부재에 연결될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 비도전성 실리콘 홀더(11)의 배면 중앙부에 금속 캡(Metal cap)(19)이 결합될 수 있다. 나사(22)는 금속 캡(19)의 중공과 금속 핀(17)의 헤드에 형성된 암나사에 결합되어 금속 캡(19)을 비도전성 실리콘 홀더(11)의 배면 중앙부에 고정할 수 있다. 금속 캡(19)은 밀착 밴드(230) 또는 시소 서포트 부재에 설치된 자석(24)에 결합될 수 있다. 도 14에서, 도면 부호 “26”은 전극 모듈들(111~117)을 밀착 밴드(230) 또는 시소 서포트 부재에 모든 방향에서 유동 가능하게 연결하는 고무 링(rubber ring)이고, 도면 부호 “28”은 전극 모듈들(111~117)을 회로 보드에 연결하여 회로 보드로부터의 전류를 전극 모듈들(111~117)에 인가하는 배선이다.
도 15는 다이얼, 밀착 밴드, 시소 서포트 부재, 및 전극 모듈들의 결합 관계를 보여 주는 사시도이다. 도 16은 도 15에서 “A”부분을 확대한 도면이다. 도 17은 시소 서포트 부재의 회전을 보여 주는 도면이다. 도 18은 시소 서포트 부재가 헬멧 본체에 연결된 구조를 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
도 15 내지 도 18을 참조하면, 비침습적 자극 장치(100)는 헬멧 본체(210)에 회전 가능하게 연결된 시소 서포트 부재(50)를 더 포함한다.
다이얼(240)과 밀착 밴드(230)는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 랙과 피니언(Rack and pinion) 결합 구조로 결합될 수 있다. 예를 들어, 다이얼(240)은 헬멧 본체(210) 내에서 돌출된 피니언 기어(241)의 나사산을 포함한다. 밀착 밴드(230)의 양측 끝단에는 랙 기어(231, 233)의 나사산을 포함한다. 밀착 밴드(230)의 양측 끝단의 랙 기어들(231, 232)은 피니언 기어(241)에서 서로 반대측 나사산과 치합된다. 따라서, 다이얼(240)이 풀림 방향 예를 들면, 반시계 방향으로 회전되면 밀착 밴드(230)의 지름이 확장되는 반면, 다이얼(240)이 조임 방향 예를 들면, 시계 방향으로 회전되면 밀착 밴드(203)가 조여지면서 그 지름이 작아진다.
시소 서포트 부재(50)는 전극 모듈들(115, 116, 117)이 피시술자의 머리에 밀착될 수 있도록 경성(Rigid) 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 반면에, 밀착 밴드(240)는 헬멧 본체(210)의 내면에 감겨질 수 있도록 적어도 일부 구간이 연성 소재를 포함할 수 있다.
시소 서포트 부재(50)는 회전축을 제공하는 힌지(hinge)(51)를 통해 헬맷 본체(210)에 연결되어, 시소의 운동과 같이 일측이 일 방향으로 이동될 때 회전축을 중심으로 그 반대측인 타측이 반대 방향으로 이동된다.
시소 서포트 부재(50)의 힌지(51)와 헬멧 본체(210)의 연결부에는 시소 서포트 부재(50)에 복원력을 제공하는 스프링 예를 들어 도 17과 같은 토션 스프링(53)이 연결될 수 있다. 시소 서포트 부재(50)에 외력이 가해지지 않을 때 시소 서포트 부재(50)에서 힌지(51) 아래의 하단 가지부(branch)는 토션 스프링(53)의 복원력으로 인하여 헬멧 본체(210)와 멀리 뒤로 후퇴되어 있다. 피시술자가 헬스 본체(210)를 착용할 때, 그 착용 방향에서 시소 서포트 부재(50)의 힌지(51) 위의 상단 가지 부분이 피시술자의 머리에 의해 후퇴되는 반면, 하단 가지부가 피시술자 쪽으로 전진한다. 이 때, 시소 서포트 부재(50)에 결합된 모든 전극 모듈들(115, 116, 117)이 피시술자의 뒷머리와 뒷목에 동시에 강하게 밀착된다.
시소 서포트 부재(50)의 힌지(51)를 사이에 두고, 두 개 이상의 전극 모듈들(115, 116, 117)이 시소 서포트 부재(50)에 결합될 수 있다. 시소 서포트 부재(50)에 세 개의 전극 모듈들(115, 116, 117)이 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시소 서포트 부재(50)의 회전 중심 즉, 힌지(51) 위에 하나 이상의 전자 모듈이 결합되고, 회전 중심 아래에 하나 이상의 전자 모듈이 결합될 수 있다. 또한, 시소 서포트 부재(50)에 센서 모듈(130)이 더 결합될 수 있다.
시소 서포트 부재(50)는 피술자의 뒷머리와 뒷목을 감싸는 구조 예를 들어, 구부러진 'T'자 형태로 제작될 수 있다. 시소 서포트 부재(50)에 세 개의 전극 모듈들(115, 116, 117)가 결합되는 경우, 시소 서포트 부재(50)는 힌지(51) 위로부터 제1 방향(Dir1)으로 연장되어 제5 전극 모듈(115)을 지지하는 제1 상단 가지부, 힌지(51) 위로부터 제2 방향(Dir2)으로 연장되어 제6 전극 모듈(116)을 지지하는 제2 상단 가지부, 및 힌지(51) 아래로부터 제3 방향(Dir3)으로 연장되어 제7 전극 모듈(117)을 지지하는 하단 가지부를 포함할 수 있다. 시소 서포트 부재(50)의 하단 가지부에는 제7 전극 모듈(117)과 함께 센서 모듈(130)이 더 배치되거나 전극 모듈 없이 센서 모듈(130)이 배치될 수도 있다.
도 18에 도시된 바와 같이 헬멧 본체(210)의 내면에는 시소 서포트 부재(50)의 상단 지지부와, 그 상단 지지부에 결합된 전극 모듈(115, 116)이 수용되는 가이드 홈(212)이 형성될 수 있다. 시소 서포트 부재(50)에서 힌지(51) 위쪽의 상단 가지부는 피시술자가 헬멧 본체(210)를 착용할 때 헬멧 본체(210)의 내면으로 삽입될 수 있다.
피시술자가 헬멧 본체(210)를 착용할 때 시소 서포트 부재(50)의 상단 지지부는 가이드 홈(212) 내로 후퇴됨과 동시에 소폭 회전될 수 있다. 이를 위하여, 가이드 홈(212)의 폭(W)과 길이(L)는 상단 지지부에 결합된 전극 모듈(115, 116)의 크기 보다 크게 설계되는 것이 바람직하다. 일 예로, 피시술자의 착용 방향과 나란한 길이 방향에서 전극 모듈이 더 크게 이동하기 때문에 이를 고려하여 가이드 홈(212)의 길이(L)는 전극 모듈의 지름 보다 크고 가이드 홈(212)의 폭(W) 보다 크게 설정된다. 가이드 홈(212)의 폭(W)은 전극 모듈(115, 116)의 지름 보다 크다.
도 19a 내지 도 19c는 피시술자가 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 착용하기 전, 시소 서포트 부재의 상태를 보여 주는 도면들이다. 도 20a 내지 도 20c는 피시술자가 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧을 착용하기 전, 시소 서포트 부재의 상태를 보여 주는 도면들이다.
피시술자가 헬멧 본체(210)를 착용하기 전에 시소 서포트 부재(50)는 도 19a 내지 도 19c와 같이 토션 스프링(53)의 복원력으로 상단 가지부가 하단 가지부 보다 앞으로 전진된 상태이다. 따라서, 피시술자는 시소 서포트 부재(50)의 큰 간섭 없이 헬멧 본체(210)를 머리에 착용할 수 있다.
피시술자가 헬멧 본체(210)를 착용하는 과정에서 피시술자의 머리가 시소 서포트 부재(50)의 상단 가지부를 밀게 된다. 이 때, 시소 서포트 부재(50)는 도 20a 내지 도 20c에 도시된 바와 같이 힌지(51)를 중심으로 회전하여 시소 서포트 부재(50)의 상단 가지부는 헬멧 본체(210)의 가이드 홈(212) 쪽으로 후퇴함과 동시에, 시소 서포트 부재(50)의 하단 가지부가 피시술자의 머리 쪽으로 전진하여 시소 서포트 부재(50)의 피수술자의 뒷머리나 뒷목에 접촉된다. 이 상태에서 피시술자 자신이나 의료진이 다이얼(240)을 조임 방향으로 돌리면, 밀착 밴드(230)가 조여지면서 밀착 밴드(230)와 시소 서포트 부재(50)에 결합된 모든 전극 모듈들(111~117)이 피시술자의 머리에 동시에 밀착된다. 이 상태에서 전기 자극 시술이 진행될 수 있다.
본 발명의 비침습적 자극 장치는 복수의 전극 모듈들이 배치되어 환자의 진단 결과를 바탕으로 복수의 자극 부위에 전기 자극을 동시에 가할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 비침습적 자극 장치가 내장된 헬멧은 뇌 기능에 이상이 있는 복수의 부위를 직접 동시에 자극할 수 있으므로 증상 완화 및 치료 효과를 향상시킬 수 있다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 명세서의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 비도전성 실리콘 홀더
13: 도전성 실리콘 패드
15: 비도전성 실리콘 필러 17: 금속 핀
20: 밀착 패드 50: 시소 서포트 부재
51: 시소 서포트 부재의 힌지 53: 토션 스프링
100: 비침습적 자극 장치 110: 자극 장치
111~117: 전극 모듈 120: 전원부
130: 센서 모듈 140: 제어부
150: 통신 모듈 210, 211: 헬멧 본체
212: 헬멧 본체의 가이드 홈 220: 회로 내장부
230: 밀착 밴드 240: 다이얼
15: 비도전성 실리콘 필러 17: 금속 핀
20: 밀착 패드 50: 시소 서포트 부재
51: 시소 서포트 부재의 힌지 53: 토션 스프링
100: 비침습적 자극 장치 110: 자극 장치
111~117: 전극 모듈 120: 전원부
130: 센서 모듈 140: 제어부
150: 통신 모듈 210, 211: 헬멧 본체
212: 헬멧 본체의 가이드 홈 220: 회로 내장부
230: 밀착 밴드 240: 다이얼
Claims (8)
- 헬멧 본체(210);
상기 헬멧 본체의 일측에 힌지를 통해 결합되고 상기 힌지 위로 연장된 하나 이상의 상단 가지부, 및 상기 힌지 아래로 연결된 하단 가지부를 포함한 시소 서포트 부재(50);
상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈(115, 116); 및
상기 시소 서포트 부재의 하단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈(117)을 구비하고,
상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부가 전진한 상태에서 상기 하단 가지부가 상기 헬멧 본체 쪽으로 후퇴되어 있고, 상기 상단 가지부가 후퇴될 때 상기 힌지를 중심으로 상기 시소 서포트 부재가 회전하여 상기 하단 가지부가 전진하는 비침습적 자극 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 시소 서포트 부재의 힌지(51)와 상기 헬멧 본체 사이에 연결된 토션 스프링(53)을 더 포함하고,
상기 시소 서포트 부재에 외력이 가해지지 않을 때 상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부가 전진하고 상기 하단 가지부가 후퇴된 상태를 유지하는 비침습적 자극 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 헬멧 본체의 내면에 감겨진 밀착 밴드(230);
상기 밀착 밴드에 결합된 다이얼(240); 및
상기 밀착 밴드에 결합된 하나 이상의 전극 모듈(111, 113)을 더 구비하고,
상기 다이얼(240)이 조임 방향으로 회전될 때, 피시술자의 머리에 상기 밀착 밴드와 상기 시소 서포트 부재에 결합된 상기 전극 모듈들이 동시에 상기 피시술자의 머리에 밀착되는 비침습적 자극 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 전극 모듈들(111~117) 각각은,
측벽에 의해 정의된 내부 공간을 포함한 용기 형태의 비도전성 실리콘 홀더(11);
상기 비도전성 실리콘 홀더의 내부 공간에 배치된 도전성 실리콘 패드(13);
상기 도전성 실리콘 패드 상에 배치되어 외부로 노출된 밀착 패드(20); 및
상기 비도전성 실리콘 홀더의 중공과 상기 도전성 실리콘 패드(13)의 중공 내에 삽입된 금속 핀(17); 및
상기 금속 핀이 삽입된 상기 도전성 실리콘 패드의 중공 부분을 덮고 상기 밀착 패드의 중공을 관통하여 상기 밀착 패드의 표면 위로 돌출되는 비도전성 실리콘 필러(15)를 포함하는 비침습적 자극 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 비도전성 실리콘 필러는,
평판부(15a); 및
상기 평판부의 하면으로부터 돌출된 돌출부(15c)를 포함하고,
상기 평판부(15a)의 상면은,
상기 비도전성 실리콘 홀더의 내면 쪽으로 돌출되는 하나 이상의 돌기(15b)를 포함하고,
상기 비도전성 실리콘 필러와 상기 금속 핀 사이에 상기 전도성 실리콘 패드의 일부가 채워지는 비침습적 자극 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 밀착 패드가 비도전성 실리콘 홀더의 측벽 상단으로부터 소정의 제1 거리 만큼 돌출되고,
상기 비도전성 실리콘 필러의 돌출부 상단이 제2 거리 만큼 상기 밀착 패드로부터 돌출되는 비침습적 자극 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 시소 서포트 부재는,
상기 하단 가지부에 배치된 센서 모듈(130)을 더 포함하는 비침습적 자극 장치. - 저면이 개구된 헬멧 본체(210);
상기 헬멧 본체의 내면에 감겨진 밀착 밴드(230);
상기 밀착 밴드에 결합되어 회전 방향에서 따라 상기 밀착 팬드의 지름을 조정하는 다이얼(240);
상기 밀착 밴드에 결합된 제1 및 제2 전극 모듈들(111, 112);
상기 헬멧 본체의 상부 내면에 결합된 제3 및 제4 전극 모듈들(113, 114);
상기 헬멧 본체의 일측에 힌지를 통해 결합되어 피시술자의 머리에 연동하여 시소 운동하고, 상기 힌지 위쪽의 상단 지지부와 상기 힌지 아래쪽의 하단 지지부를 가지는 시소 서포트 부재(50);
상기 시소 서포트 부재의 상단 가지부에 결합된 하나 이상의 전극 모듈(115, 116); 및
상기 시소 서포트 부재의 하단 가지부에 결합된 전극 모듈(117)과 센서 모듈(130) 중 하나 이상을 포함하는 비침습적 자극 장치.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020220025720A KR20230128637A (ko) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 비침습적 자극 장치 |
| PCT/KR2023/002668 WO2023163547A1 (ko) | 2022-02-28 | 2023-02-24 | 비침습적 자극 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220025720A KR20230128637A (ko) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 비침습적 자극 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=87766488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220025720A KR20230128637A (ko) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 비침습적 자극 장치 |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20140080299A (ko) | 2012-12-20 | 2014-06-30 | (주)와이브레인 | 머리 착용 장치 및 이를 이용한 경두개 전기 자극 시스템 |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| US7212871B1 (en) * | 2003-12-24 | 2007-05-01 | Pacesetter, Inc. | Epicardial and myocardial leads for implanting in the heart by thoracotomy or port access surgeries with detachable electrode tip |
| US20140142676A1 (en) * | 2012-11-16 | 2014-05-22 | NorDocs Technologies Inc. | Electrode-retaining headband |
| KR20160095579A (ko) * | 2015-02-03 | 2016-08-11 | (주)정우메디칼 | 남용으로 인한 부작용을 최소화하는 개인용 경두개직류자극장치 |
| US10143397B2 (en) * | 2015-06-15 | 2018-12-04 | Edward Lafe Altshuler | Electrode holding device |
| AU2016354596A1 (en) * | 2015-11-13 | 2018-06-28 | Neurolutions, Inc. | EEG headsets with precise and consistent electrode positioning |
-
2022
- 2022-02-28 KR KR1020220025720A patent/KR20230128637A/ko not_active Application Discontinuation
-
2023
- 2023-02-24 WO PCT/KR2023/002668 patent/WO2023163547A1/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140080299A (ko) | 2012-12-20 | 2014-06-30 | (주)와이브레인 | 머리 착용 장치 및 이를 이용한 경두개 전기 자극 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023163547A1 (ko) | 2023-08-31 |
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