KR20230129074A - 전자약 처방 시스템 - Google Patents

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KR20230129074A
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KR1020220025722A
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장희석
이재원
오도연
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뉴로엔(주)
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Abstract

본 발명은 전자약 처방 시스템에 관한 것으로, 처방전 프로토콜에 응답하여 응답하여 전기 자극을 사용자의 머리에 가하는 비침습적 자극 장치; 사용자의 뇌 기능 검사를 실시하는 검사 시스템; 상기 검사 시스템에 연결되어 전문의로부터 진단 결과와 전자약 처방전을 입력 받는 처방전 발행 시스템; 상기 전자약 처방전이 수신되고 상기 비침습적 자극 장치와 연결되는 모바일앱을 실행하고, 상기 전자약 처방전에 응답하여 상기 처방전 프로토콜을 상기 비침습적 자극 장치에 제공하는 사용자 단말기; 및 상기 처방전 발행 시스템과 상기 사용자 단말기에 연결되어 검사 정보, 스크리닝 정보, 상담 정보, 처방전 정보, 자가 진단 정보, 상기 사용자의 생체 상태 정보가 저장되는 데이터 베이스를 포함하고, 상기 처방전 발행 시스템과 상기 사용자 단말기의 모바일앱으로부터 수신된 데이터에 따라 데이터 베이스에 저장되는 정보의 데이터를 업데이트하는 전자약 관리 시스템을 포함한다.

Description

전자약 처방 시스템{ELECTROCEUTICALS PRESCRIPTION SYSTEM}
본 발명은 전자약 처방 시스템에 관한 것이다.
전자약(electroceutical)은 빅데이터와 인공지능 등 정보통신기술(ICT)의 발달로 주목을 받고 있다. 전자약은 합성 의약품, 바이오 의약품과 달리 비대면 치료가 가능하게 하며, 독성과 부작용이 없어 미래의 의료, 헬스 케어 기술로 각광 받고 있다.
전자약 처방과 투약(또는 복용) 현황 등을 종합적으로 관리할 수 있고 환자의 투약 여부 확인을 실시간 관리할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0080299호 (2014.06.30)
본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 전자약 처방 시스템을 제공한다.
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 전자약 처방 시스템은 처방전 프로토콜에 응답하여 전기 자극을 사용자의 머리에 가하는 비침습적 자극 장치; 사용자의 뇌 기능 검사를 실시하는 검사 시스템; 상기 검사 시스템에 연결되어 전문의로부터 진단 결과와 전자약 처방전을 입력 받는 처방전 발행 시스템; 상기 전자약 처방전이 수신되고 상기 비침습적 자극 장치와 연결되는 모바일앱을 실행하고, 상기 전자약 처방전에 응답하여 상기 처방전 프로토콜을 상기 비침습적 자극 장치에 제공하는 사용자 단말기; 및 상기 처방전 발행 시스템과 상기 사용자 단말기에 연결되어 검사 정보, 스크리닝 정보, 상담 정보, 처방전 정보, 자가 진단 정보, 상기 사용자의 생체 상태 정보가 저장되는 데이터 베이스를 포함하고, 상기 처방전 발행 시스템과 상기 사용자 단말기의 모바일앱으로부터 수신된 데이터에 따라 데이터 베이스에 저장되는 정보의 데이터를 업데이트하는 전자약 관리 시스템을 포함한다.
상기 검사 시스템은 기질 및 성격 검사(Temperament and Character Inventory, TCI), 심박 변이도(Heart Rate Variability, HRV), 지속 수행 검사(Continuous Performance Task, CPT), 및 정량 뇌파(Quantitative Electroencephalogram, QEEG)를 포함한 데이터를 발생할 수 있다.
상기 검사 정보는 상기 기질 및 성격 검사, 상기 심박 변이도, 상기 지속 수행 검사, 및 상기 정량 뇌파를 포함할 수 있다. 상기 스크리닝 정보는 우울증 지수, 불안증 지수, 충동성 지수, 및 즐거움 지수를 포함할 수 있다. 상기 상담 정보는 전문의의 상담 내용 및 처방 의견을 포함할 수 있다. 상기 처방전 정보는 비침습적 자극 장치 등록, 자극 위치, 경두개 전기 자극(Transcranial Electric Stimulation, tES) 방식, 전류 세기, 전기 자극 사용 횟수, 전기 자극 사용 시각, 전기 자극 사용 주기, 및 전기 자극 사용 기한를 포함할 수 있다. 상기 자가 진단 정보는 상기 사용지가 상기 사용자 단말기에 입력하여 상기 모바일앱을 통해 얻어진 우울, 불안, ADHD(Attention Deficit Hyperactivity Disorder), 기억력, 및 편안함 수준을 포함할 수 있다. 상기 생체 상태 정보는 상기 비침습적 자극 장치 또는 웨어러블 기기에 내장된 센서 모듈을 통해 얻어진 사용자의 생체 정보와 전자약 투약 정보를 포함할 수 있다. 상기 생체 상태 정보는 전자약 투약 횟수, 전자약 처방 정상 여부, 전자약 처방후 자가 증상, 뇌파 지수, 심박수, 및 산소 포화도를 포함할 수 있다.
상기 전자약 처방 시스템은 기계 학습과 딥 러닝을 바탕으로 학습된 진단 가이드 정보를 발생하여 상기 전자약 관리 시스템과 상기 처방전 발행 시스템에 제공하는 인공지능(AI, Artificial Intelligence) 서버를 더 포함할 수 있다.
상기 검사 시스템은 상기 검사 정보를 성기 전자약 관리 시스템에 제공할 수 있다.
상기 처방전 발행 시스템이 사용자 정보를 상기 전자약 관리 시스템에 요청할 때, 상기 전자약 관리 시스템이 상기 데이터 베이스에 저장된 검사 정보, 상기 스크리닝 정보, 상기 상담 정보, 상기 처방전 정보, 상기 자가 진단 정보, 및 상기 생체 상태 정보를 상기 처방전 발행 시스템에 제공할 수 있다.
상기 처방전 발행 시스템은 전문의의 진단 결과, 상기 전자약이 처방되는 비침습적 자극 장치 등록 정보, 상기 전자약 처방전을 상기 전자약 관리 시스템에 제공할 수 있다.
상기 사용자 단말기는 상기 자가 진단 정보를 상기 전자약 관리 시스템과 상기 처방전 발행 시스템에 전송하고, 상기 전자약 관리 시스템으로부터 수신된 전자약 처방전에 응답하여 처방전 프로토콜을 상기 비침습적 자극 장치에 제공할 수 있다.
상기 비침습적 자극 장치는 상기 전자약 투약 후에 전자약 투약 확인 정보를 상기 사용자 단말기로 전송하고, 상기 사용자 단말기는 상기 비침습적 자극 장치로부터 수신된 전자약 투약 확인 정보에 응답하여 전자약 투약 현황 정보를 상기 전자약 관리 시스템으로 전송할 수 있다.
상기 비침습적 자극 장치는 전자약 투약시 및 투약 후에 상기 사용자의 생체 인식 정보를 상기 사용자 단말기로 실시간 전송하고, 상기 사용자 단말기가 상기 비침습적 자극 장치로부터 수신된 상기 생체 인식 정보 및 자가 진단 상태를 상기 전자약 관리 시스템으로 전송할 수 있다. 또한 사용자는 전자약 투약 후의 몸의 상태나 정신적인 변화 상태를 불안, 편안함 등과 같은 자가진단 메시지를 포함하여 전자약 관리 시스템으로 전송할 수 있다.
상기 비침습적 자극 장치는 상기 사용자의 머리 부위에 접촉되는 패치를 포함한 복수의 전극들이 배치된 헬멧; 및 상기 헬멧에 내장되어 상기 전극들을 구동하는 회로 보드를 포함할 수 있다.
상기 회로 보드는 상기 사용자의 산소 포화도, 심박수, 스트레스 지수, 및 뇌파 중 하나 이상의 생체 정보를 측정하는 센서 모듈; 근거리 통신을 수행하는 통신 모듈; 및 상기 전극들, 상기 센서 모듈 및 상기 통신 모듈에 연결되어 상기 센서 모듈로부터 수신된 생체 정보를 통신 모듈을 통해 상기 사용자 단말기로 전송하고, 상기 처방전 프로토콜에 따라 설정된 전기 자극 신호의 전류를 선택된 전극에 공급하고, 상기 패치 저항을 바탕으로 상기 사용자의 머리에 접촉된 패치의 밀착도를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 전자약 처방 시스템은 환자의 진단 이력, 전자약 처방 이력, 환자의 전자약 투약 현황, 전자약 투약에 따라 환자의 생체 인식 정보 변화 등을 종합적으로 실시간 관리할 수 있다.
기존의 전자약 의료기기 또는 약물 처방의 경우, 환자의 투약 여부 확인 불가능하였다. 본 발명의 전자약 처방 시스템은 의료진이 환자의 전자약 투약 현황을 실시간 확인할 수 있게 한다.
기존의 전자약 의료기기는 환자의 생체 정보 인식 측정이 불가능하였다. 이에 반해, 본 발명의 전자약 처방 시스템은 환자의 생체 상태를 실시간 체크할 수 있다.
환자는 본 발명의 전자약 처방 시스템과 연동되는 모바일앱을 이용하여 자가 진단하고, 비대면, 원격 방식으로 의료진과 실시간 상담할 수 있다. 또한, 환자와 의료진은 본 발명의 전자약 처방 시스템에서 기존의 진단 정보, 전자약 처방전 이력, 병원 진료 정보 등을 언제나 어디서나 확인할 수 있고 자신의 치료 과정을 모니터할 수 있다. 또한, 환자는 본 발명의 전자약 처방 시스템을 이용하여 자신의 병원 진료 예약 일정을 확인할 수 있으므로 병원 의료진과의 소통을 원활하게 할 수 있다. 의료진은 전자약 처방전 투약 현광과 환자의 비침습적 자극 장치의 사용 현황을 쉽게 확인할 수 있다.
환자는 본 발명의 전자약 처방 시스템과 연동되는 비침습적 자극 장치를 이용하여 진단 받은 뇌기능 상태에 따른 뇌기능 개선 훈련을 받을 수 있다.
본 발명의 전자약 처방 시스템은 복수의 병원 시스템과 연결되어 환자의 진단 결과와 환자의 생체 정보 변화를 체크하면서 전자약 처방전을 발행할 수 있게 함으로써 전자약 진단 및 처방전 발행을 표준화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 비침습적 자극 장치의 전극들이 자극 부위에 정확하게 배치된 헬멧으로 구현되어 사용자가 비침습적 자극 장치를 착용하기 쉽게 하여 뇌 전기 자극을 효과적으로 시술할 수 있게 한다.
본 발명의 비침습적 자극 장치는 환자의 진단 결과와 환자의 생체 인식 정보에 따라 실시간으로 변경 가능한 처방전 프로토콜에 응답하여 구동하므로 안전하면서도 편리하게 환자를 치료할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자약 처방 시스템은 보여 주는 도면들이다.
도 3은 전자약 처방 신호 흐름을 보여 주는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 처방전 발행 시스템의 사용자 인터페이스 화면의 일 예를 보여 주는 도면들이다.
도 5a 내지 도 5e는 처방전 발행 시스템을 이용한 비침습적 자극 장치를 제어하여 전자약 처방 및 치료 방법을 보여 주는 사용자 인터페이스 화면의 일 예를 보여 주는 도면들이다.
도 6은 사용자 단말기에서 치료 모드와 일반 모드의 사용자 인터페이스 화면의 일 예를 보여 주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치를 개략적으로 보여 주는 블록도이다.
도 8은 도 7에 도시된 전극 모듈들의 패치가 접촉되는 환자의 뇌 자극 부위를 보여 주는 도면이다.
도 9는 전기 자극 신호에서 tDCS 파형과 tACS 파형을 개략적으로 보여 주는 파형도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치가 구현된 헬멧을 여러 각도에서 보여 주는 도면들이다.
도 11은 패치를 제외한 전극 모듈의 분해 사시도이다.
도 12는 밀착 패드가 비도전성 실리콘 홀더 내에 장착된 전극 모듈을 보여 주는 부분 절개 사시도이다.
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.
이하에, '전자약(또는 디지털 약)'은 비침습적 자극 장치의 뇌 전기 자극 시술을 위한 디지털 데이터로 해석될 수 있다. 전자약 처방전이 비침습적 자극 장치와 연동된 사용자 단말기에 전송되면, 환자(또는 피시술자)는 비대면, 원격으로 전자약 처방전에서 설정된 뇌 전기 자극 시술을 받는다. 이하에서, 전자약 '투약'은 '복용''으로 해석될 수 있고, “뇌 전기 자극 시술”로 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자약 처방 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자약 처방 시스템은 보여 주는 도면들이다. 도 3은 전자약 처방 신호 흐름을 보여 주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 전자약 처방 시스템은 검사 시스템(S), 처방전 발행 시스템(A), 전자약 관리 시스템(B), 사용자 단말기(C), 의료기기(D), 인공지능 서버(E), 및 처방 전달 시스템(Order Communication System, OCS)(F)를 포함한다. 전자약 처방 시스템의 구성 요소들은 유/무선 네트워크를 통해 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다.
사용자가 병원에 방문하여 뇌기능 검사를 받고 전자약을 처방 받는다. 의료진은 병원의 ENIT(Evidence-based Neuromodulator-specific Integrated Therapy) 검사 시스템(이하, “검사 시스템”으로 약칭함)(S)을 이용하여 사용자의 뇌기능 검사를 수행할 수 있다. ENIT는 환자로부터 측정한 생물학적 근거(Biological Evidence)를 기반으로 한 검사 및 치료법이다. 사용자는 질환 진단을 받은 환자일 수 있다. 또한, 사용자는 전자약 처방전 없이 자가 진단 및 치료를 원하는 일반 사용자일 수 있고, 피시술자로 해석될 수 있다. 이하에서, 사용자를 환자로 설명하나, 이에 한정되지 않는다는 것에 주의하여야 한다.
검사 시스템(S)은 뇌 기능 검사 결과를 바탕으로 기질 및 성격 검사(Temperament and Character Inventory, TCI), 심박 변이도(Heart Rate Variability, HRV), 지속 수행 검사(Continuous Performance Task, CPT), 정량 뇌파(Quantitative Electroencephalogram, QEEG) 등의 검사 정보(Pkg-S)를 포함한 데이터를 발생한다. TCI는 환자의 기질과 성격 정보를 포함한다. CPT는 환자의 이해력, 끈기, 감각 운동 신경 정보를 포함한다. QEEG는 환자의 뇌파 측정 정보를 포함한 이미지 파일로 발생될 수 있다. HRV는 환자의 스트레스 지수, 심박수, 및 자율 신경 정보를 포함한다. 검사 시스템(S)은 제1 데이터 패키지(Pkg-S)를 유무선 네트워크를 통해 처방전 발행 시스템(A)에 제공한다.
의사(전문의)는 처방전 발행 시스템(A)에 수신된 환자의 뇌기능 검사 결과를 바탕으로 환자의 증상을 진단한다. 처방전 발행 시스템(A)은 검사 시스템(S), 처방 전달 시스템(F), 전자약 관리 시스템(B), 및 환자의 사용자 단말기(C)에 연결된다. 처방전 발행 시스템(A)은 의사의 진단 결과, 의사와 환자의 상담 내용, 처방 내용 등을 출력하고, 이 정보 등을 업데이트한다.
사용자 단말기(C)는 처방전 발행 시스템(A), 전자약 관리 시스템(B), 및 비침습적 자극 장치(D)에 연결되는 모바일 어플리케이션(Mobile application, 이하 “모바일앱”이라 함)이 실행 가능한 스마트폰일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 사용자 단말기(C)는 웨어러블 기기 또는 거치용/휴대용 컴퓨터일 수 있으며, 모바일 앱은 컴퓨터에에서 실행되는 어플리케이션 또는 프로그램일 수 있다. 사용자 단말기(C)는 비침습적 자극 장치(D)와 도면에서 생략된 웨어러블 기기와 연동될 수 있다.
비침습적 자극 장치(D)는 환자의 머리에 밀착된 패치에 전류를 인가하여 뇌 에 전기 자극을 인가하는 비침습적 자극 장치로 구현될 수 있다. 이하에서, '의료기기'를 '비침습적 자극 장치'로 설명하기로 한다. 비침습적 자극 장치(D)는 뇌에 전기 자극 신호의 전류를 인가하여 경도인지장애, 불면증, 우울증, 경련성 질환, 통증, 기억력 향상, 운동 학습 능력 향상, 지적 장애, 중독 질환 및 조현증 등의 증상을 완화 및 치료한다.
비침습적 자극 장치(D)는 사용자 단말기(C)로부터 수신된 처방전 프로토콜에 응답하여 구동될 수 있다. 처방전 프로토콜은 도 2에 도시된 비침습적 자극 장치 등록, 자극 위치, 경두개 전기 자극 (Transcranial Electric Stimulation, tES) 방식 정보, 전기 자극의 전류 세기, 전기 자극 사용 횟수, 전기 자극 사용 시각, 전기 자극 사용 주기, 전기 자극 사용 기한 등의 처방전 정보에 따라 인코딩된 전기 자극 신호로 발생될 수 있다. 자극 위치는 의료 기기에서 환자의 머리에 전기 자극을 인가하는 전극 위치와, 선택된 전극의 극성을 정의한다. tES 정보는 전기 자극 신호 포맷을 정의하며, 직류, 교류, 및 직류와 교류 혼용 중 어느 하나의 자극 신호를 정의할 수 있다.
처방 전달 시스템(F)은 처방전 발행 시스템(A)과 전자약 관리 시스템(B)에 연결된다. 처방 전달 시스템(F)은 병원의 검사실, 간호과, 원무과, 약국 및 기타 부서에 연결되어 처방전 발행 시스템(A)으로부터 수신된 전자약 처방전 정보를 포함한 데이터를 해당 부서에 전달한다. 처방 전달 시스템(F)은 기존의 병원 관리 시스템을 활용할 수 있다.
전자약 관리 시스템(B)은 처방전 발행 시스템(A), 처방 전달 시스템(F), 및 환자의 사용자 단말기(C)에 연결된다. 전자약 관리 시스템(B)은 환자 개인별로 분류된 검사 정보(Pkg-S), 스크리닝 정보(Pkg-A), 상담 정보(Pkg-B), 처방전 정보(Pkg-C), 자가 진단 정보(Pkg-D), 환자 생체 상태 정보(Pkg-E) 등이 수집된 데이터 베이스(DB)를 포함한다. 전자약 관리 시스템(B)은 처방전 발행 시스템(A), 처방 전달 시스템(F), 및 환자의 사용자 단말기(C)으로부터 수신된 데이터에 따라 데이터 베이스(DB)에 저장된 데이터를 업데이트한다. 전자약 관리 시스템(B)은 데이터 베이스에 환자의 진료 기록, 과거 진단 결과, 전자약 처방전 등이 과거 데이터부터 현재 데이터까지 수집하고, 각 정보의 이력을 관리한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 검사 정보(Pkg-S)는 TCI, HRV, CPT, QEEG, 및 HRV 정보를 포함할 수 있다. 스크리닝 정보(Pkg-A)는 우울증 지수, 불안증 지수, 충동성 지수, 즐거움 지수, 및 기타 정보를 포함할 수 있다. 상담 정보(Pkg-B)는 의사의 환자 상담 내용과 처방 의견 등의 정보를 포함할 수 있다. 처방전 정보(Pkg-C)는 비침습적 자극 장치 등록, 자극 위치, tES 방식, 전류 세기, 전기 자극 사용 횟수, 전기 자극 사용 시각, 전기 자극 사용 주기, 전기 자극 사용 기한 등의 정보를 포함할 수 있다.
자가 진단 정보(Pkg-D)는 환자가 모바일앱을 통해 자가진단하여 얻어진 우울, 불안, ADHD(Attention Deficit Hyperactivity Disorder), 기억력, 편안함 수준, 기타 자가 진단 정보를 포함할 수 있다. 자가 진단 정보의 각 항목들은 비침습적 자극 장치 또는 사용자 단말기(C)에 내장된 센서 모듈로부터 얻어진 생체 정보와, 환자가 입력한 정보에 따라 결정될 수 있다. 모바일 앱을 이용한 자가 진단 방법은 공지의 자가 진단 알고리즘을 이용할 수 있다. 자가 진단 정보는 처방전 발행 시스템(A)과 전자약 관리 시스템(B)에 실시간 전송될 수 있다.
환자 생체 상태 정보(Pkg-E)는 비침습적 자극 장치(D) 또는 웨어러블 기기에 내장된 센서 모듈을 통해 얻어진 한자의 생체 정보와, 전자약 투약 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 환자 생체 상태 정보(Pkg-E)는 전자약 투약 횟수, 전자약 처방 정상 여부, 전자약 처방후 자가 증상, 뇌파 지수, 심박수, 산소 포화도, 기타 생체 인식 정보를 포함할 수 있다.
인공지능 서버(E)는 전자약 관리 시스템(B)과 처방전 발행 시스템(A)에 연결된다. 인공지능 서버(E)는 기계 학습과 딥 러닝을 바탕으로 학습된 진단 가이드 정보를 발생하여 전자약 관리 시스템(B)과 처방전 발행 시스템(A)에 제공할 수 있다. 의사는 처방전 발행 시스템(A)을 통해 전자약 관리 시스템(B)에서 진단 가이드 정보를 진단 및 처방에 참고할 수 있다. 진단 가이드 정보는 처방전 예시 정보를 포함할 수 있다.
전자약 처방 시스템의 동작에 대하여 도 3을 결부하여 설명하기로 한다. 도 3에서 PkG-B'/C'/E'은 처방전 등록, 전자약 투약, 생체 인식에 따라 변경되는 정보이다.
검사 시스템(S)은 환자의 검사 정보(Pkg-S)를 전자약 관리 시스템(B)에 제공한다. 의사가 처방전 발행 시스템(A)을 통해 검사 정보(Pkg-S)와 함께 환자 정보를 전자약 관리 시스템(B)에 요청하면, 전자약 관리 시스템(B)은 진단에 필요한 환자의 정보(Pkg-A, Pkg-B, Pkg-C, Pkg-D, Pkg-E, Pkg-S)를 처방전 발행 시스템(A)에 제공한다.
의사는 전자약 관리 시스템(B)으로부터 수신된 정보(Pkg-A, Pkg-B, Pkg-C, Pkg-D, Pkg-E, Pkg-S)를 바탕으로 환자를 진단하고, 그 진단 결과에 따른 처방전을 처방전 발행 시스템(A)에서 작성할 수 있다. 인공지능 서버(E)는 전자약 관리 시스템(B)으로부터 입력 받은 환자 생체 상태 정보(Pkg-E)를 학습 결과와 비교하여 진단 가이드 정보를 전자약 관리 시스템(B)을 통해 처방전 발행 시스템(A)에 제공할 수 있다.
처방전 발행 시스템(A)은 의사의 진단 결과, 전자약이 처방되는 비침습적 자극 장치 등록 정보, 전자약 처방전을 전자약 관리 시스템(B)에 제공한다. 이 때, 전자약 관리 시스템(B)에 새로운 상담 정보(Pkg-B')와 처방전 정보(Pkg-C')가 등록된다. 전자약 처방전 정보에는 전자약과 함께 합성 의약품, 바이오 의약품의 처방 정보가 포함될 수 있다.
처방전 발행 시스템(A)은 전자약 처방전이 발행된 비침습적 자극 장치(D)와 사용자 단말기(C)의 모바일앱에 연동되어 전자약 처방전을 사용자 단말기(C)에 전송한다.
환자가 자신의 사용자 단말기(C)를 통해 처방전 설정을 확인하면, 그 정보가 처방전 발행 시스템(A)에 실시간 전송된다. 사용자 단말기(C)는 모바일앱을 통해 실시한 자가 진단 정보를 전자약 관리 시스템(B)과 처방전 발행 시스템(A)에 전송하고, 의사는 자가진단 정보를 참고하여 환자의 현재 상태를 확인할 수 있다.
사용자 단말기(C)는 전자약 관리 시스템(B)으로부터 수신된 전자약 처방전 정보(Pkg-C')에 응답하여 전자약 투약을 비침습적 자극 장치(D)에 지시하고, 비침습적 자극 장치(D)는 전자약 투약 후에 전자약 투약 확인 정보(Pkg-E')를 사용자 단말기(C)로 전송한다. 사용자 단말기(C)의 모바일앱은 비침습적 자극 장치(D)로부터 수신된 전자약 투약 확인 정보에 응답하여 전자약 투약 현황 정보를 전자약 관리 시스템(B)으로 전송하고, 의사는 처방전 발행 시스템(A)을 통해 전자약 관리 시스템(B)으로부터 수신된 전자약 투약 현황을 실시간 체크할 수 있다.
비침습적 자극 장치(D)는 전자약 투약시에 그리고 투약 후에 생체 인식 정보를 사용자 단말기(C)로 실시간 전송하고, 사용자 단말기(C)의 모바일앱은 비침습적 자극 장치(D)로부터 수신된 환자의 생체 인식 정보를 전자약 관리 시스템(B)으로 전송한다. 의사는 처방전 발행 시스템(A)을 통해 전자약 관리 시스템(B)으로부터 수신된 생체 인식 정보를 실시간 체크하여 환자의 생체 이상(Abnormal) 증세를 확인할 수 있다.
환자는 전자약 처방전을 받기 전에 적어도 1회 병원에서 치료를 받을 수 있다. 환자가 병원에 방문하여 검사 시스템(S)을 통해 ENIT 검사를 받고, ENIT 검사 결과를 바탕으로 의사와 상담을 한다. 검사 시스템(S)은 ENIT 검사 결과를 처방전 발행 시스템(A)으로 전송한다. 의사는 도 4a와 같은 처방전 발행 시스템(A)의 사용자 인터페이스 화면에서 ENIT 검사 결과에 대하여 환자와 상담한다. 의사는 환자의 ENIT 검사 결과와 상담 내용을 바탕으로 처방전 발행 시스템(A)에서 전기 자극의 전류 세기, 전기 자극 위치(음극 또는 양극), 전기 자극의 1회 사용 시간, 전기 자극의 사용 주기, 전기 자극 처방 횟수 등 전자약 처방전을 등록한다. 도 4b는 처방전 발행 시스템(A)의 사용자 인터페이스 화면에서 전자약 처방전 등록시에 전기 자극 위치의 극성을 선택한 화면의 일 예이다.
의사는 처방전 발행 시스템(A)의 화면 상에서 처방 이력을 선택하여 환자가 투약한 전자약 투약 현황을 실시간으로 확인할 수 있다. 도 4c는 처방전 발행 시스템(A)의 사용자 인터페이스 화면에서 환자가 원격지에서 전자약 처방전에 따른 전자약 투약이 실시되는 비침습적 자극 장치의 전극 구동 정보와 전자약 투약 현황을 보여 준다.
사용자 등록이 설정된 의료진은 처방전 발행 시스템(A)에서 사용자 인증을 거쳐 환자를 선택하여 그 환자의 전자약 투약 현황과 그에 따른 환자의 생체 정보 변화를 실시간 모니터할 수 있다. 도 5a는 처방전 발행 시스템(A)의 사용자 인터페이스에서 선택된 환자의 전자약 처방전 화면이다. 도 5b는 환자가 비침습적 자극 장치를 머리에 착용한 상태에서 전기 자극시 전극에 인가될 때 현재의 전기적 특성(전류, 저항, 전압)을 보여 주는 화면이다.
의사는 처방전 발행 시스템(A)의 사용자 인터페이스 화면에서 전자약을 투약하는 동안 도 5c에 도시된 바와 같이 전기 자극의 실시간 전류, 저항, 및 전압을 모니터할 수 있고 그 값들을 저장하고 그래프로 저장 및 열람할 수 있다. 의사는 전자약이 투약되는 동안 환자의 생체 정보 이상 징후가 보일 때 투약 중지나 전류값을 조정할 수 있다. 전자약 투약시에, 환자에 접촉된 전극의 밀착되지 않은 기기 이상이 발견되면 도 5d에 도시된 바와 같이 처방전 발행 시스템(A)은 해당 전극 확인을 유도하는 메시지를 화면 상에 표시하고, 경고음 출력과 환자의 의료진 담당자를 호출할 수 있다. 의사는 도 5e에 도시된 바와 같이 전자약 투약후에 환자의 생체 정보 상태에 따라 전자약 처방전을 변경할 수 있다.
환자는 전자약 처방 시스템을 통해 전자약 처방전을 받고 비대면, 원격 치료를 받을 수 있다. 비침습적 자극 장치 1 대당 복수의 환자들이 등록될 수 있다. 환자는 자신의 사용자 단말기에서 실행되는 모바일앱을 통해 사용자 인증을 받은 후에 비침습적 자극 장치(D)를 사용할 수 있다.
환자 스스로 비침습적 자극 장치(D)를 구동하는 경우, 그 구동 모드는 처방 모드와 일반 모드로 나뉘어질 수 있다. 환자의 사용자 단말기(C)에서 실행되는 모바일앱은 도 6에 도시된 바와 같이 처방 모드의 사용자 인터페이스 화면과, 일반 모드의 사용자 인터페이스 화면을 제공할 수 있다. 처방 모드는 전자약 처방전에서 설정된 전자약 투약 날짜와 시각에 활성화되어 환자가 비침습적 자극 장치(D)가 확인되면 자가 치료를 시작하게 한다. 일반 모드는 전자약 처방전과 무관하게 환자가 임의로 뇌 전기 자극 시술을 받게 한다. 모바일앱에는 불면증을 완화 및 치료하기 위한 불면 모드가 더 설정될 수 있다.
처방 모드, 일반 모드, 및 불면 모드 각각에서 전자약 투약 현황 즉, 비침습적 자극 장치(D)의 사용 현황은 환자의 사용자 단말기(C)를 통해 전자약 관리 시스템(B)에 실시간 전송되어 데이터 베이스에 저장될 수 있다.
모바일앱에서 전자약 처방전에 따라 전자약이 투약되는 날짜에 일반 모드 사용이 불가능하게 설정될 수 있다. 비침습적 자극 장치(D)는 처방 모드, 일반 모드, 불면 모드 각각에서 개인당 1일 2회 사용이 가능하도록 설정될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전자약 처방전에 따라 불면 모드가 비활성으로 강제 설정될 수 있다. 전자약 투약에서 설정된 비침습적 자극 장치(D)의 1회 사용 시간의 2/3 이상 사용되면 1회 사용 완료된 것으로 설정될 수 있고, 2/3 미만으로 사용되고 정지된 후 남은 시간 동안만 비침적 자극 장치(D)를 사용할 수 있도록 설정될 수 있다.
의사는 처방전 발행 시스템(A)에서 환자 개인별로 전자약 투약 현황을 실시간 모니터할 수 있다. 또한, 의사는 처방 모드, 일반 모드, 불면 모드 각각에서 비침습적 자극 장치(D)의 사용 현황을 실시간 모니터할 수 있다.
의사는 전자약이 투약되는 동안 환자의 신체 정보가 정상 범위를 벗어날 때 강제 종료 명령을 발생하거나 전자약 처방전을 변경할 수 있다. 환자의 모바일앱은 처방전 정보에 설정된 전기 자극 사용 시각과 전기 자극 사용 주기에 따라 환자가 전자약 투약할 수 있도록 메시지 표시, 알람음, 진동 등의 형태로 알람을 발생할 수 있다.
환자가 전자약 처방전에서 지시된 전자약을 모두 투약한 경우, 병원에 내원하여 전자약 처방전을 추가 요청할 수 있다.
본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 전자약 처방 시스템과 연동되는 비침습적 자극 장치는 그 전극들이 환자의 뇌에서 이상적인 자극 부위에 정확하게 배치된 헬멧으로 구현될 수 있다. 따라서, 환자가 비침습적 자극 장치를 착용하기 쉽고 뇌 전기 자극을 효과적으로 시술 받을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치를 개략적으로 보여 주는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)는 환자(피시술자)의 머리에 밀착된 패치(Patch)를 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 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 환자 머리의 여러 위치에 밀착되는 복수의 패치들에 전류를 인가하는 전극 모듈들(111~117)을 포함한다. 실시예에서, 자극 장치(110)의 전극 모듈들(111~117)은 일곱 개로 예시되었으나 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 있고, 전극 모듈들(111~117) 각각에 인가되는 전류의 극성이 반전될 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 처방전 프로토콜에 따라 변경될 수 있다.
비침습적 자극 장치(100)에 제3 및 제4 전극 모듈들 없이 다섯 개의 전극 모듈들이 배치되는 경우, 제1 전극 모듈(111)은 환자의 좌측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제2 전극 모듈(112)은 환자의 우측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제5 전극 모듈(115)은 환자의 좌측 두정엽측, 좌측 후두엽측 및 좌측 측두엽측 중 적어도 일부를 포함하는 영역에 대응하는 위치에 밀착되며, 제6 전극 모듈(116)은 환자의 머리 중 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 환자의 머리에 밀착될 수 있으며, 예를 들어 환자의 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 8에 도시된 바와 같이 제1 전극 모듈(111)은 환자의 좌측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제2 전극 모듈(112)은 환자의 우측 전두엽에 대응하는 위치에 밀착되며, 제3 전극 모듈(113)은 환자의 좌측 전두엽과 좌측 두정엽 사이의 좌측 운동 감각 영역에 밀착되며, 제4 전극 모듈(114)은 환자의 우측 전두엽과 우측 두정엽 사이의 우측 운동 감각 영역에 대응하는 위치에 밀착될 수 있다. 제5 전극 모듈(115)은 환자의 좌측 측두 두정엽 영역에 밀착되며, 제6 전극 모듈(116)은 환자의 우측 측두 두정엽 영역에 밀착될 수 있다. 그리고 제7 전극 모듈(117)은 환자의 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 환자의 머리에 밀착되는 패치와 결합되어 그 패치에 전류를 인가하여 환자의 뇌에 전기 자극을 인가한다. 패치들 각각은 쉽게 압축 및 복원되는 다공질 소재 예를 들어 스펀지로 제작될 수 있으며, 수분이 포함된 습식 패드 또는 건식 패드를 포함할 수 있다. 건식 패드는 하이드로젤 복합재(multilayer hydrogel composite)로 제작될 수 있다.
제어부(140)는 사용자 단말기(300)로부터 수신된 처방전 프로토콜에 따라 설정된 전기 자극 신호를 발생하여 전극 모듈들(111~117)에 제공한다. 제어부(140)는 경두개자극전류(tCS: Transcranial Current Stimulation)가 환자의 머리에서 원하는 부위에 인가되도록 환자의 증상에 따라 전극 모듈들(111~117)에 전기 자극 신호를 인가할 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.
본 발명의 비침습적 자극 장치(100)는 환자가 머리에 착용하기 쉬운 헬멧 형태로 구현될 수 있다. 환자가 비침습적 자극 장치(100)를 착용하고 뇌자극 시술을 시작할 경우, 제어부(140)는 도 8과 같은 전기 자극 신호를 인가할 수 있다.
전원부(120)는 사용 전원을 통해 비침습적 자극 장치(100)의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 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.
제어부(140)의 메모리에는 환자의 증상에 따라 최적화된 전기 자극 신호를 제공하기 위한 복수의 자극 신호 패턴들이 저장되어 있다. 제어부(140)는 환자의 증상이나 진단 결과에 따라 전기 자극 위치와 전기 자극 신호 패턴을 선택할 수 있다.
제어부(140)는 전원부(120)로부터 공급되는 전원을 조절하여 전극 모듈들(111~117) 각각에 공급되는 전기 자극 신호의 전류량을 조절할 수 있다.
본 발명의 비침습적 자극 장치(100)는 사용자의 여러가지 상태를 측정하기 위한 하나 이상의 센서 모듈(130)을 더 포함할 수 있다. 센서 모듈(130)은 환자의 머리 예를 들어, 환자의 귀 뒤쪽, 뒷통수 및 뒷목 중 적어도 한 영역에 밀착될 수 있다. 센서 모듈(130)은 보다 효과적인 생체 정보 예를 들어, 산소 포화도, 심박수, 스트레스 지수, 뇌파 등의 생체 정보를 측정하여 제어부(140)에 제공할 수 있다.
제어부(140)는 센서 모듈(130)로부터 수신된 생체 정보를 분석하여 환자의 신체 변화를 실시간 측정하여 환자의 뇌의 전기 자극 시술시에 환자의 신체 변화를 실시간 모니터(monitor)할 수 있다. 제어부(140)는 전기 자극 시술시에 환자의 신체 변화를 분석하여 전극 모듈들(111~117)에 인가되는 전기 자극 신호의 패턴이나 전류 세기를 자동 변경할 수 있다.
제어부(140)는 전기 자극 신호의 전류가 인가되는 전극 모듈들(111~117) 각각의 전압을 측정하여 전극 모듈들(111~117)의 패치 저항을 판단할 수 있다. 환자의 머리에 패치가 밀착되면, 패치 저항값이 미리 설정된 기준값 보다 작은 값이지만, 패치가 환자의 머리에 밀착되지 않으면 패치 저항값이 기준값 이상으로 높게 측정된다. 따라서, 제어부(140)는 환자의 머리에 접촉되는 패치들 각각의 밀착도를 실시간 감지할 수 있다.
제어부(140)는 도면에서 생략된 사용자 인터페이스 또는 사용자 단말기를 통해 수신된 입력 신호에 응답하여 사용자 예를 들어, 의료진이나 환자 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. 제어부(140)는 미리 설정된 처방전 프로토콜에 따라 시술 모드에 따라 전극 모듈들(111~117) 각각에 인가되는 전류 세기를 자동으로 조절할 수 있다.
본 발명의 비침습적 자극 장치(100)은 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 사용자 단말기(300)로 환자의 생체 정보와, 비침습적 자극 장치(100)의 동작에 관한 정보를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 비침습적 자극 장치(100)를 이용한 시술 모드나 횟수 등에 대한 정보를 환자의 단말기로 전송할 수 있다. 이 경우, 환자는 비침습적 자극 장치(100)의 이용에 대한 안내를 받을 수 있으며, 제품에 대한 관리를 받을 수도 있다. 사용자 단말기(300)는 환자의 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 기기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 9는 전기 자극 신호에서 tDCS 파형과 tACS 파형을 개략적으로 보여 주는 파형도이다.
tDCS 파형은 직류 신호로 발생되어 미리 설정된 시술 시간 동안 동일 극성의 전기 자극 신호를 전극 모듈들(111~117)에 인가한다. 이에 비해 tACS 파형은 교류 신호로 발생되어 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 환자의 피로도나 스트레스에 의해 시술 효과가 감소할 수 있다. 그리고 tDCS는 시술 초기에 피부에 따끔한 통증 등의 불쾌감을 유발하는데, 이 불쾌감으로 인해 환자의 헬스 케어 시스템의 주기적이고 장기적인 이용 가능성이 낮아지며, 이용하더라도 환자의 스트레스를 높일 수 있다. 특히, 인지기능 저하가 발생한 경우 환자의 불안, 긴장이 높아지는데, tDCS의 불쾌감이 환자의 불안, 긴장감을 더 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치(100)는 tDCS 전에 tACS를 이용하여 환자의 머리에 접촉된 환자의 피부를 전기 자극에 적응시킴으로써, 그 뒤에 실시되는 tDCS 자극에서 피부 자극을 낮춰 줄 수 있다. tACS의 자극 신호는 4~40 Hz의 교류 신호로 발생될 수 있다. 바람직하게는, tACS(alpha)가 이용될 수 있다. tACS(alpha)는 8~12Hz의 교류 신호로 발생되어 환자의 긴장을 완화하는 효과가 있다. 따라서, tACS 자극을 실시한 후에, tDCS를 수행할 경우 시술 효과가 더욱 상승된다.
제어부(140)에서 실행되는 모바일앱과 전자약 처방전은 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, 제어부(140)에서 실행되는 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 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 비침습적 자극 장치는 뇌 기능에　이상이 있는 복수의 부위를 직접 동시에 자극할 수 있으므로 증상 완화 및 치료 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비침습적 자극 장치는 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 헬멧 형태로 구현될 수 있다. 도 10a는 헬멧 본체를 좌측 위에서 바라 본 사사도이고, 도 10b는 착용 방향에서 헬멧 본체의 내부를 보여 주는 저면도이다.
도 10a 및 도 10b를 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 환자의 머리 크기 이상으로 설정된 저면 개구부를 포함하고, 환자의 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 환자의 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, 스타트 키 버튼(Start key button), 비침습적 자극 장치(100)의 동작 상태를 표시하는 LED 표시부, 스피커, 외부 기기나 전원이 연결된 USB 포트 등이 회로 보드에 연결될 수 있다.
밀착 밴드(230)는 환자의 머리와 대향하는 헬멧 본체(210)의 내면에 감겨진다. 전극 모듈들(111~117)은 도 8에 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, 환자의 앞머리의 전기 자극 위치에 대향하는 전극 모듈이 결합될 수 있다. 시소 서포트 부재에 환자의 뒷머리와 뒷목에 대향하는 둘 이상의 전극 모듈들이 결합될 수 있다.
전극 모듈들(111~117) 각각은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 비도전성 실리콘 홀더(11), 도전성 실리콘 패드(13), 비도전성 실리콘 필러(Pillar)(15), 금속 핀(17), 및 패치(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 패치(20)의 중공에 삽입되어 패치(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 패치(20)를 제외한 전극 모듈의 구성 요소들이 한 공정에서 결합된다.
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. 패치(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.
패치(20)는 전술한 바와 같이 습식 패드 또는 건식 패드로 구현될 수 있다. 패치(20)가 도전성 실리콘 필러(15)에 압입되면, 도 12에 도시된 바와 같이 도전성 실리콘 필러(15)의 돌출부(15c)가 패치(20)는 비도전성 실리콘 홀더(11)의 오목한 내부 공간에 삽입된다. 비도전성 실리콘 필러(15)는 비도전성 실리콘 홀더(11) 내에서 패치(20)를 고정한다. 패치(20)의 두께는 비도전성 실리콘 홀더(11)의 측벽 보다 두껍다. 따라서, 패치(20)가 비도전성 실리콘 홀더(11) 내에 삽입될 때 패치(20)는 d1 만큼 외부로 돌출되어 환자의 머리에 밀착될 수 있다.
비도전성 실리콘 필러(15)의 돌출부(15c) 높이는 패치(20)의 두께 보다 크다. 따라서, 패치(20)가 도전성 실리콘 필러(15)에 압입된 상태에서, 도 12와 같이 비도전성 실리콘 필러(15)의 돌출부(15c)가 d2 만큼 패치(20)로부터 돌출된다. 전기 자극 시술시에 패치(20)의 중앙부 과열로 인하여 환자가 뜨겁게 느낄 뿐 아니라 두피에 화상이 발생하는 버닝(burning) 현상이 나타낼 수 있다. 비도전성 실리콘 필러(15)는 패치(20)의 중앙부에서 패치(20)와 환자의 피부 사이의 공간을 확보하여 밀착 수준을 낮춤으로써 버닝 현상을 방지할 수 있다.
전극 모듈들(111~117)은 헬멧 본체(210)의 내부에서 전기 자극 부위와 대향하는 위치에 배치된다. 전극 모듈들(117~117) 각각은 배선을 통해 회로 보드에 연결된다.
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.
A: 처방전 발행 시스템 B: 전자약 관리 시스템
C, 300: 사용자 단말기 D, 100: 의료기기(비침습적 자극 장치)
E: 인공지능 서버 F: 처방 전달 시스템
11: 비도전성 실리콘 홀더 13: 도전성 실리콘 패드
15: 비도전성 실리콘 필러 17: 금속 핀
20: 패치 111~117: 전극 모듈
120: 전원부 130: 센서 모듈
140: 제어부 150: 통신 모듈
210: 헬멧 본체 220: 회로 내장부
230: 밀착 밴드 240: 다이얼

Claims (7)

  1. 처방전 프로토콜에 응답하여 응답하여 전기 자극을 사용자의 머리에 가하는 비침습적 자극 장치(D);
    사용자의 뇌 기능 검사를 실시하는 검사 시스템(S);
    상기 검사 시스템에 연결되어 전문의로부터 진단 결과와 전자약 처방전을 입력 받는 처방전 발행 시스템(A);
    상기 전자약 처방전이 수신되고 상기 비침습적 자극 장치와 연결되는 모바일앱을 실행하고, 상기 전자약 처방전에 응답하여 상기 처방전 프로토콜을 상기 비침습적 자극 장치에 제공하는 사용자 단말기(C); 및
    상기 처방전 발행 시스템과 상기 사용자 단말기에 연결되어 검사 정보(Pkg-S), 스크리닝 정보(Pkg-A), 상담 정보(Pkg-B), 처방전 정보(Pkg-C), 자가 진단 정보(Pkg-D), 상기 사용자의 생체 상태 정보(Pkg-E)가 저장되는 데이터 베이스를 포함하고, 상기 처방전 발행 시스템과 상기 사용자 단말기의 모바일앱으로부터 수신된 데이터에 따라 데이터 베이스에 저장되는 정보의 데이터를 업데이트하는 전자약 관리 시스템(B)을 포함하는 전자약 처방 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 시스템은,
    기질 및 성격 검사(Temperament and Character Inventory, TCI), 심박 변이도(Heart Rate Variability, HRV), 지속 수행 검사(Continuous Performance Task, CPT), 및 정량 뇌파(Quantitative Electroencephalogram, QEEG)를 포함한 데이터를 발생하는 전자약 처방 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 정보(Pkg-S)는 상기 기질 및 성격 검사(TCI), 상기 심박 변이도(HRV), 상기 지속 수행 검사(CPT), 및 상기 정량 뇌파를 포함하고,
    상기 스크리닝 정보(Pkg-A)는 우울증 지수, 불안증 지수, 충동성 지수, 및 즐거움 지수를 포함하고,
    상기 상담 정보(Pkg-B)는 전문의의 상담 내용 및 처방 의견을 포함하고,
    상기 처방전 정보(Pkg-C)는 비침습적 자극 장치 등록, 자극 위치, 경두개 전기 자극 (Transcranial Electric Stimulation, tES) 방식, 전류 세기, 전기 자극 사용 횟수, 전기 자극 사용 시각, 전기 자극 사용 주기, 및 전기 자극 사용 기한를 포함하고,
    상기 자가 진단 정보(Pkg-D)는 상기 사용지가 상기 사용자 단말기에 입력하여 상기 모바일앱을 통해 얻어진 우울, 불안, ADHD(Attention Deficit Hyperactivity Disorder), 기억력, 및 편안함 수준을 포함하고,
    상기 생체 상태 정보(Pkg-E)는 상기 비침습적 자극 장치(D) 또는 웨어러블 기기에 내장된 센서 모듈을 통해 얻어진 사용자의 생체 정보와 전자약 투약 정보를 포함하는 전자약 처방 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 생체 상태 정보(Pkg-E)는 전자약 투약 횟수, 전자약 처방 정상 여부, 전자약 처방후 자가 증상, 뇌파 지수, 심박수, 및 산소 포화도를 포함하는 전자약 처방 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    기계 학습과 딥 러닝을 바탕으로 학습된 진단 가이드 정보를 발생하여 상기 전자약 관리 시스템(B)과 상기 처방전 발행 시스템(A)에 제공하는 인공지능 서버(E)을 더 포함하는 전자약 처방 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 검사 시스템(S)이 상기 검사 정보(Pkg-S)를 성기 전자약 관리 시스템(B)에 제공하고,
    상기 처방전 발행 시스템(A)이 사용자 정보를 상기 전자약 관리 시스템(B)에 요청할 때, 상기 전자약 관리 시스템(B)이 상기 데이터 베이스에 저장된 검사 정보(Pkg-S), 상기 스크리닝 정보(Pkg-A), 상기 상담 정보(Pkg-B), 상기 처방전 정보(Pkg-C), 상기 자가 진단 정보(Pkg-D), 및 상기 생체 상태 정보(Pkg-E)를 상기 처방전 발행 시스템(A)에 제공하고,
    상기 처방전 발행 시스템(A)이 전문의의 진단 결과, 상기 전자약이 처방되는 비침습적 자극 장치 등록 정보, 상기 전자약 처방전을 상기 전자약 관리 시스템(B)에 제공하고,
    상기 사용자 단말기(C)가 상기 자가 진단 정보를 상기 전자약 관리 시스템(B)과 상기 처방전 발행 시스템(A)에 전송하고, 상기 전자약 관리 시스템(B)으로부터 수신된 전자약 처방전에 응답하여 상기 처방전 프로토콜을 상기 비침습적 자극 장치(D)에 제공하고,
    상기 비침습적 자극 장치(D)는 상기 전자약 투약 후에 전자약 투약 확인 정보를 상기 사용자 단말기로 전송하고, 상기 사용자 단말기(C)는 상기 비침습적 자극 장치(D)로부터 수신된 전자약 투약 확인 정보에 응답하여 전자약 투약 현황 정보를 상기 전자약 관리 시스템(B)으로 전송하고,
    상기 비침습적 자극 장치(D)는 전자약 투약시 및 투약 후에 상기 사용자의 생체 인식 정보를 상기 사용자 단말기(C)로 실시간 전송하고, 상기 사용자 단말기(C)가 상기 비침습적 자극 장치(D)로부터 수신된 상기 생체 인식 정보 및 자가 진단 상태를 상기 전자약 관리 시스템(B)으로 전송하는 전자약 처방 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비침습적 자극 장치(D, 100)는,
    상기 사용자의 머리 부위에 접촉되는 패치를 포함한 복수의 전극들이 배치된 헬멧; 및
    상기 헬멧에 내장되어 상기 전극들을 구동하는 회로 보드를 포함하고,
    상기 회로 보드는,
    상기 사용자의 산소 포화도, 심박수, 스트레스 지수, 및 뇌파 중 하나 이상의 생체 정보를 측정하는 센서 모듈(130);
    근거리 통신을 수행하는 통신 모듈(150); 및
    상기 전극들, 상기 센서 모듈 및 상기 통신 모듈에 연결되어 상기 센서 모듈로부터 수신된 생체 정보를 통신 모듈을 통해 상기 사용자 단말기로 전송하고, 상기 처방전 프로토콜에 따라 설정된 전기 자극 신호의 전류를 선택된 전극에 공급하고, 상기 패치 저항을 바탕으로 상기 사용자의 머리에 접촉된 패치의 밀착도를 판단하는 제어부(140)를 포함하는 전자약 처방 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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