KR20240044782A - 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어 방법은 파킨슨병, 진전, 근긴장 이상증, 알츠하이머 치매, 뇌전증, 강박증, 우울증, 통증, 약물중독, 외상후 증후군, 등과 같은 뇌 및 신경 질환의 치료를 위해 뇌심부 핵에 2개의 전극을 삽입하고 고주파 전류를 공급하되, 2개의 전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 하여 종래와 동일하거나 우수한 치료 효과를 달성하면서도 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다.
Description
본 명세서에 개시된 기술은 뇌심부 자극 장치 및 이를 이용한 뇌심부 자극 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파킨슨병, 진전, 근긴장 이상증, 알츠하이머 치매, 뇌전증, 강박증, 우울증, 통증, 약물중독, 외상후 증후군, 등과 같은 뇌 및 신경 질환의 치료를 위해 뇌심부 핵에 2개의 전극을 삽입하고 고주파 전류를 공급하되, 2개의 전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 하여 적어도 종래와 동일하거나 우수한 치료 효과를 달성하면서도 배터리의 수명을 연장시킬 수 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
임상적으로 서동증(bradykinesia), 근육경직(rigidity), 안정시 진전(resting tremor) 등의 파킨슨병 증상을 보이는 질환군을 통칭하여 파킨슨 증후군(Parkinsonism)이라 부르는데 이에는 파킨슨병(Parkinson disease), 감염, 약물, 독성 물질이나 뇌혈관 질환으로 인한 뇌손상으로 인해 발생하는 이차적 파킨슨 증후군(secondary parkinsonism)과 다발성 기관 위축증(multiple system atrophy), 진행성 핵상 신경마비(progressive supranuclear palsy), 대뇌피질 기저핵 변성(corticobasal degeneration)과 같은 비전형적인 파킨슨 증후군(atypical parkinsonism)인 파킨슨 플러스 증후군(Parkinson-plus syndrome)이 있다. 파킨슨병은 1817년 James Parkinson에 의하여 처음 기술된 질환으로 알츠하이머병(Alzheimer disease)에 이어 두 번째로 흔한 중추신경계의 퇴행성 질환으로 파킨슨 증후군 환자의 약 80%를 차지한다. 특징적으로 치밀부흑질(substantia nigra pars compacta: SNc)에서 기원하여 선조체(corpus striatum)로 신경 돌기를 뻗는 도파민 신경세포의 퇴행성 변화가 서서히 진행하게 되면서 파킨슨병의 증상들이 발현되는 것으로 알려져 있다. 그러나 아직까지 파킨슨병의 발병 원인이나 기전에 대하여는 밝혀진 바가 없어 파킨슨병은 예방적 혹은 근치적 치료를 기대할 수 없는 중추신경계의 퇴행성 질환이다. 치밀부흑질 도파민 세포의 점차적 소실에 의한 도파민 결핍이 파킨슨병의 증상을 유발한다는 것은 잘 알려져 있어 증상 완화를 위한 치료 방법들이 시도되어 왔다. 파킨슨병의 증상 완화를 위한 치료는 약물 치료와 수술적 치료가 있는데 두 가지 치료는 상호 보완적으로 환자의 증상을 완화시켜 왔다. 1940년대 후반 이후 뇌정위 수술 기법이 발전하면서 수술적 치료가 활발해졌으나 1960년대 말에 L-dopa 약제가 개발되면서 합병증 발생률이 높았던 수술적 치료는 쇠퇴하기 시작하였다. 그 밖의 파킨슨병의 약물 치료로는 apomorphine, bromocriptine, pergolide, paramipexole, ropinirole, carbergoline, lisuride 등의 도파민 수용체(dopamine agonist), trihexyphenidyl(Artane), benztropin[Cogentin), biperidin(Akinetone)등의 항콜린제(anticholinergics), 항바이러스 제제인 아만타딘(Amantadine), tolcapone, entacapone 등의 COMT(catechol-O-methyl transferase) 억제제 및 selegiline[(deprenyl) 등의 MAO-B(monoamine oxidase-B) 억제제 등이 있다. 그러나 L-dopa를 포함한 파킨슨병 약제들의 장기 복용 후 발생하는 이상운동증(dyskinesia), 운동 기복(motor fluctuation), 및 약제의 장기 과다 복용에 의한 합병증(위장장애, 정신 장애) 등으로 약물 치료만으로는 더 이상 환자의 증상을 완화시키기 어렵게 되었다. 반면 컴퓨터 공학의 발전과 더불어 뇌전산화단층촬영과 뇌자기공명영상이라는 새로운 뇌 영상 기술의 개발과 수술 기법의 발달로 뇌정위 수술이 높은 정확도와 낮은 합병증을 보이게 되었고 파킨슨병 환자와 파킨슨병 동물 모델에서 많은 전기생리학적 지식을 얻게 되었다. 이를 토대로 1980년대 후반부터 파킨슨병 환자에서 수술적 치료가 파킨슨병 약제의 장기 복용으로 인한 부작용을 효과적으로 완화시킬 수 있게 되어 부흥기를 맞게 되었다. 처음에는 파킨슨병 환자에서 전기생리 신호가 이상적으로 증가되어 있는 뇌 심부핵 부위를 전기 소작술을 이용하여 파괴하는 수술을 시행하였으나 1980년대 후반 Benabid에 의하여 뇌 심부핵 부위를 고주파(high frequency) 전류로 자극함으로써 조직을 파괴시키지 않고도 전기 소작술과 같은 치료 효과를 얻을 수 있다는 것을 발견하게 되어 이를 치료에 적용하게 되었다. 1997년에는 진전에 대한 뇌심부자극술(deep brain stimulation: DBS)이 미국 식약청의 승인을 받았고 2002년에는 파킨슨병에 대한 뇌심부자극술이 미국 식약청의 승인을 받았다. 그 이후로 현재까지 많은 파킨슨병 환자들이 뇌심부자극술을 받아오고 있다. 우리나라의 경우는 2000년 한국 식약청에서 진전 및 파킨슨병에 대한 뇌심부자극술 승인을 받았고 2005년 1월부터 뇌심부자극술이 보험 적용 대상이 되면서 국내의 많은 파킨슨병 환자들이 뇌심부자극술을 받을 수 있게 되었다. 최근 들어 L-dopa 패치 또는 L-dopa 위장관 펌프를 이용한 L-dopa의 서방용 투여방법이 개발되어 일부 환자에서 도움을 주고 있지만 파킨슨병 약제들의 장기 복용 후 발생하는 이상운동증, 운동 기복, 및 약제의 장기 과다 복용에 의한 합병증(위장장애, 정신 장애)이 발생하는 경우 대부분 뇌심부자극술을 시행하게 된다. 최근들어 이러한 뇌심부 자극술은 파킨슨병을 포함하여 진전, 근긴장 이상증, 알츠하이머 치매, 뇌전증, 강박증, 우울증, 통증, 약물중독, 외상후 증후군, 등과 같은 뇌 및 신경 질환 환자들에게도 널리 사용되고 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 뇌심부 핵의 제 1 위치에 위치되도록 구성된 제 1 자극전극, 뇌심부 핵의 제 2 위치에 위치되도록 구성된 제 2 자극전극, 및 제 1 자극전극 및 제 2 자극전극에 전류를 공급하는 자극기를 포함하고, 자극기는 제 1 자극전극과 제 2 자극전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 자극기는 제 1, 2 자극전극들 중 어느 하나에만 전류를 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 자극기는 제 1, 2 자극전극들 각각에 교번적인 전류를 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 자극기는 제 1 자극전극에 연결되어 제 1 자극전극에 전류를 공급하는 제 1 자극기, 제 2 자극전극에 연결되어 제 2 자극전극에 전류를 공급하는 제 2 자극기를 포함하고, 제 1 자극기와 제 2 자극기는 제 1 자극전극과 제 2 자극전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 제 1 자극전극에 공급되는 전류와 제 2 자극전극에 공급되는 전류는 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 제 1 전류공급시간과 제 2 전류공급시간은 동일한 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 제 1 자극전극에 전류를 공급된 후에, 소정의 휴지 시간이 지나면 제 2 자극전극에 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 제 1 전류공급시간과 제 2 전류공급시간은 동일한 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이를 이용한 뇌심부 자극 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치는 뇌심부 핵의 제 1 위치에 위치되도록 구성된 제 1 자극전극; 뇌심부 핵의 제 2 위치에 위치되도록 구성된 제 2 자극전극; 및 제 1 자극전극 및 제 2 자극전극에 연결되어 제 1 자극전극 및 제 2 자극전극에 전류를 공급하는 자극기를 포함하고, 자극기는 제 1 자극전극과 제 2 자극전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어될 수 있다. 이는 전류가 제 1, 2 자극전극들에 동시에 공급되지 않도록 제어됨을 의미하는 것으로서, 이들 자극전극들 중 어느 하나에만 지속적인 전류공급이 이루어질 수도 있고 또는 이들 자극전극들 각각에 교번적인 전류공급이 이루어질 수도 있음을 의미한다.
자극기는 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간동안 전류를 공급할 때, 제 2 자극전극에는 전류를 공급하지 않는 단계; 및 제 1 전류공급시간이 지나면, 제 1 자극전극에 전류를 공급하지 않고 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계를 포함하는 전류공급방법을 수행할 수 있다.
제 1 자극전극에 공급되는 전류와 제 2 자극전극에 공급되는 전류는 동일한 크기일 수 있다.
전류공급방법은 제 1 자극전극에 전류를 공급한 후에, 제 2 자극전극에 전류를 공급하기 전에 자극기가 소정의 휴지 시간을 가지는 단계를 더 포함하며, 휴지 시간에는 제 1 자극전극 및 제 2 자극전극 모두에 전류를 공급하지 않을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치는, 뇌심부 핵의 제 1 위치에 위치되도록 구성된 제 1 자극전극; 뇌심부 핵의 제 2 위치에 위치되도록 구성된 제 2 자극전극; 제 1 자극전극에 연결되어 제 1 자극전극에 전류를 공급하도록 구성된 제 1 자극기; 및 제 2 자극전극에 연결되어 제 2 자극전극에 전류를 공급하도록 구성된 제 2 자극기를 포함하고, 제 1 자극기와 제 2 자극기는 제 1 자극전극과 제 2 자극전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어될 수 있다. 이는 전류가 제 1, 2 자극전극들에 동시에 공급되지 않도록 제어됨을 의미하는 것으로서, 이들 자극전극들 중 어느 하나에만 지속적인 전류공급이 이루어질 수도 있고 또는 이들 자극전극들 각각에 교번적인 전류공급이 이루어질 수도 있음을 의미한다.
뇌심부 자극 장치에서는 제 1 자극기가 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급할 때, 제 2 자극기는 제 2 자극전극에 전류를 공급하지 않는 단계; 및 제 1 전류공급시간이 지나면, 제 1 자극기는 제 1 자극전극에 전류를 공급하지 않고, 제 2 자극기가 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계를 포함하는 전류공급방법이 수행될 수 있다.
제 1 자극전극에 공급되는 전류와 제 2 자극전극에 공급되는 전류는 동일한 크기일 수 있고, 제 1 전류공급시간과 제 2 전류공급시간은 동일할 수 있다.
뇌심부 자극 장치는 제 1 자극기가 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급한 후에, 제 2 자극기가 소정의 휴지 시간 후에 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하도록 할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치의 제어 방법은, 뇌심부 핵의 제 1 위치에 위치되는 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계; 및 제 1 전류공급시간 후에, 뇌심부 핵의 제 2 위치에 위치되는 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계를 포함하고, 제 1 자극전극에 전류가 공급되는 동안, 제 2 자극전극에는 전류가 공급되지 않고, 제 2 자극전극에 전류가 공급되는 동안, 제 1 자극전극에는 전류가 공급되지 않도록 제어될 수 있다. 이는 전류가 제 1, 2 자극전극들에 동시에 공급되지 않음을 의미하는 것으로서, 이들 자극전극들 중 어느 하나에만 지속적인 전류공급이 이루어질 수도 있고 또는 이들 자극전극들 각각에 교번적인 전류공급이 이루어질 수도 있음을 의미한다.
제 1 자극전극에 공급되는 전류와 제 2 자극전극에 공급되는 전류는 동일한 크기일 수 있고, 제 1 전류공급시간과 제 2 전류공급시간은 동일할 수 있다.
제 1 자극전극에 전류를 공급된 후에, 소정의 휴지 시간이 지나면 제 2 자극전극에 전류가 공급될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어 방법은 파킨슨병, 진전, 근긴장 이상증, 알츠하이머 치매, 뇌전증, 강박증, 우울증, 통증, 약물중독, 외상후 증후군, 등과 같은 뇌 및 신경 질환의 치료를 위해 뇌심부 핵에 2개의 전극을 삽입하고 고주파 전류를 공급하되, 2개의 전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어하여 적어도 종래와 동일한 치료 효과를 달성하면서도 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 명세서에 개시된 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 명세서에 개시된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 명세서에 개시된 기술은 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "결합된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결 또는 결합될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
다양한 실시예에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 명세서에 개시된 기술의 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치 및 이의 제어 방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치는 제 1 자극전극(110), 제 2 자극전극(120) 및 자극기(130)를 포함할 수 있다.
제 1 자극전극(110)은 뇌심부 핵의 제 1 위치(111)에 위치될 수 있고, 제 2 자극전극(120)은 뇌심부 핵의 제 2 위치(121)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 자극전극(110) 및 제 2 자극전극(120)은 백금 또는 이리듐으로 이루어진 긴 막대형 전극이며 각각 뇌심부 핵의 제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)에 전기 자극을 가하는 기능을 수행할 수 있다.
제 1 자극전극(110) 및 제 2 자극전극(120)은 각각 천공된 두개골에 제 1 고정부(112) 및 제 2 고정부(122)를 통해 고정될 수 있다. 제 1 자극전극(110) 및 제 2 자극전극(120)은 각각 제 1 연장선(113) 및 제 2 연장선(123)을 통해 피하 통로로 자극기(130)와 연결되어 한 쌍의 전극을 구성한다.
제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)는 파킨슨병의 경우 시상의 중간복측핵, 내측담창구 및 시상하핵 등이 될 수 있다. 제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)는 뇌 중앙을 기준으로 좌우 대칭이 되도록 위치될 수 있다.
시상의 중간복측핵은 파킨슨병 진전을 포함한 여러 가지 원인의 진전을 보이는 환자에서 제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)로 선택될 수 있다.
내측담창구와 시상하핵은 L-dopa의 장기 투여를 받고 있는 파킨슨병의 환자에서 증상을 완화시키기 위하여 제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)로 선택될 수 있다.
시상의 중간복측핵에 대한 자극은 파킨슨병의 증상들 중 진전 이외에는 증상 완화의 효과가 없고 내측담창구나 시상하핵에 대한 자극은 대부분의 파킨슨병의 증상을 완화시키지만 시상하핵에 대한 자극은 수술 후 L-dopa의 투여용량을 줄일 수 있는 반면 내측담창구에 대한 자극은 수술 후에도 L-dopa의 투여용량을 줄일 수 없다. 시상하핵은 파킨슨병 진전에도 좋은 효과를 보이고 있어 대부분의 파킨슨병 환자의 뇌심부 자극 방법의 제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)로 선택될 수 있다.
여기서 제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)는 진전, 근긴장 이상증, 알츠하이머 치매, 뇌전증, 강박증, 우울증, 통증, 약물중독, 외상후 증후군, 등과 같은 뇌 및 신경 질환의 경우, 각각의 질병들에 효과적인 치료 효과를 보이는 시상, 기저핵, 대뇌피질, 뇌간, 소뇌 등의 적절한 뇌심부 구조물이 될 수 있다.
자극기(130)는 제 1 자극전극(110) 및 제 2 자극전극(120)에 연결되어 제 1 자극전극(110) 및 제 2 자극전극(120)에 전류를 공급할 수 있다.
자극기(130)는 내부에 포함된 배터리를 전원으로 하여 구동되는 신경자극기로서, 외부의 제어기와 유무선으로 연결되어 제어될 수 있으며, 배터리의 전류를 제 1 자극전극(110) 및 제 2 자극전극(120)에 원하는 주기와 원하는 크기로 공급할 수 있다. 배터리는 충전식 배터리와 비충전식 배터리가 모두 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자극기(130)의 위치는 환자의 쇄골 아래에 위치될 수 있으며, 환자의 머리 부위에 설치되는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치의 제어 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
자극기(130)는 한 쌍의 전극을 구성하는 제 1 자극전극(110)과 제 2 자극전극(120)에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어된다. 여기서, 전류가 한 쌍의 전극을 구성하는 제 1, 2 자극전극들에 동시에 공급되지 않도록 제어된다는 것은, 이들 자극전극들 중 어느 하나에만 지속적인 전류공급이 이루어질 수도 있고 또는 이들 자극전극들 각각에 교번적인 전류공급이 이루어질 수도 있음을 의미한다. 예를 들어, 자극기(130)는 하기 단계들을 포함하는 전류공급방법을 수행하여 제 1 자극전극(110)과 제 2 자극전극(120)에 전류를 공급할 수 있다.
먼저, 제 1 자극전극(110)에 제 1 전류공급시간동안 전류를 공급할 때, 제 2 자극전극(120)에는 전류를 공급하지 않는 단계가 수행될 수 있다.
선택적으로, 제 1 전류공급시간이 지나면, 제 1 자극전극(110)에 전류를 공급하지 않고 제 2 자극전극(120)에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계가 수행될 수 있다. 여기서, '선택적'이라는 것은 극단적으로 제 1, 2 자극전극들 중 어느 하나에만 전류가 제공될 수도 있음을 의미하며, 이하 동일하게 해석되어야 한다.
상기 단계들은 반복될 수 있으며, 제 1 자극전극(110)에 공급되는 전류와 제 2 자극전극(120)에 공급되는 전류는 동일한 크기일 수 있다.
또한, 자극기(130)의 전류공급방법은 제 1 자극전극(110)에 전류를 공급한 후에, 제 2 자극전극(120)에 전류를 공급하기 전에 자극기(130)가 소정의 휴지 시간을 가지는 단계를 더 포함할 수 있다. 휴지 시간에는 한 쌍을 구성하는 제 1 자극전극(110) 및 제 2 자극전극(120) 모두에 전류를 공급하지 않게 된다.
이러한 구성에 의해, 한 쌍을 구성하는 2개의 자극전극 모두에 동시에 계속 전류를 공급하는 종래의 방법과 동일하거나 우수한 치료 효과를 가지면서, 자극기(130)의 배터리의 수명을 2배 이상으로 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 제 1 자극전극(110)만을 뇌심부 핵의 제 1 위치(111)에 위치시키거나, 제 2 자극전극(120)만을 제 2 위치(121)에 위치시키고, 자극기(130)가 전류를 연속적으로 제공하거나 또는 소정 시간의 휴지 시간을 주기적으로 가지며 공급하는 구성도 가능하다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예에 따른 뇌심부 자극 장치는 제 1 자극전극(210), 제 2 자극전극(220), 제 1 자극기(230) 및 제 2 자극기(240)를 포함할 수 있다.
제 1 자극전극(210)은 뇌심부 핵의 제 1 위치(211)에 위치될 수 있으며, 제 2 자극전극(220)은 뇌심부 핵의 제 2 위치(221)에 위치될 수 있다. 제 1 자극전극(210) 및 제 2 자극전극(220)은 백금 또는 이리듐으로 이루어진 긴 막대형 전극이며 각각 뇌심부 핵의 제 1 위치(211) 및 제 2 위치(221)에 전기 자극을 가하는 기능을 수행할 수 있다.
기능적으로 한 쌍의 전극을 구성하는 제 1 자극전극(210) 및 제 2 자극전극(220)은 각각 천공된 두개골에 제 1 고정부(212) 및 제 2 고정부(222)를 통해 고정될 수 있다. 제 1 자극전극(210)은 제 1 연장선(213)을 통해 및 제 2 자극전극(220)은 각각 및 제 2 연장선(223)을 통해 제 1 자극기(230)와 연결될 수 있으며, 제 2 자극전극(220)은 제 2 연장선(223)을 통해 제 2 자극기(240)와 피하 통로로 연결될 수 있다.
제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)는 시상의 중간복측핵, 내측담창구 및 시상하핵 등이 될 수 있다. 제 1 위치(111) 및 제 2 위치(121)는 뇌 중앙을 기준으로 좌우 대칭이 되도록 위치될 수 있다.
제 1 자극기(230)는 제 1 자극전극(210)에 연결되어 제 1 자극전극(210)에 전류를 공급할 수 있으며, 제 2 자극기(240)는 제 2 자극전극(220)에 연결되어 제 2 자극전극(220)에 전류를 공급할 수 있다.
제 1 자극기(230)와 제 2 자극기(240)는 내부에 포함된 배터리를 전원으로 하여 구동되는 신경자극기로서, 외부의 제어기와 유무선으로 연결되어 제어될 수 있으며, 배터리의 전류를 제 1 자극전극(210) 및 제 2 자극전극(220)에 원하는 주기와 원하는 크기로 공급할 수 있다. 배터리는 충전식 배터리와 비충전식 배터리가 모두 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 자극기(230)와 제 2 자극기(240)의 위치는 환자의 쇄골 아래에 위치될 수 있으며, 환자의 머리 부위에 설치되는 것도 가능하다.
제 1 자극기(230)와 제 2 자극기(240)는 기능적으로 한 쌍의 전극을 구성하는 제 1 자극전극(210)과 제 2 자극전극(220)에 동시에 전류를 공급하지 않는다. 예를 들어, 제 1 자극기(230)와 제 2 자극기(240)는 하기 단계들을 포함하는 전류공급방법을 수행하여 제 1 자극전극(210)과 제 2 자극전극(220)에 전류를 공급할 수 있다.
먼저, 제 1 자극기(230)가 제 1 자극전극(210)에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급할 때, 제 2 자극기(240)는 제 2 자극전극(220)에 전류를 공급하지 않는 단계가 수행될 수 있다.
선택적으로, 제 1 전류공급시간이 지나면, 제 1 자극기(230)는 제 1 자극전극(210)에 전류를 공급하지 않고, 제 2 자극기(240)가 제 2 자극전극(220)에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계가 실시될 수 있다.
상기 단계들은 반복될 수 있으며, 제 1 자극전극(210)에 공급되는 전류와 제 2 자극전극(220)에 공급되는 전류는 동일한 크기일 수 있다. 또한, 제 1 전류공급시간과 제 2 전류공급시간은 동일할 수 있다.
여기서, 제 1 자극기(230)가 제 1 자극전극(210)에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급한 후에, 제 2 자극기(240)가 소정의 휴지 시간 후에 제 2 자극전극(220)에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 2개의 자극전극 모두에 동시에 계속 전류를 공급하는 종래의 방법과 동일하거나 우수한 치료 효과를 가지면서, 제 1 자극기(230) 및 제 2 자극기(240)의 배터리의 수명을 2배 이상으로 증가시킬 수 있게 된다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 방법은 파킨슨병으로 진단받고 L-dopa의 장기 약물투여로 인한 이상운동증, 운동 기복 혹은 L-dopa 약물의 과다복용으로 인한 부작용(위장장애, 정신장애)을 보이거나 L-dopa 약물에 반응하지 않는 파킨슨병 진전이 있는 환자를 포함하는 파킨슨병, 진전, 근긴장 이상증, 알츠하이머 치매, 뇌전증, 강박증, 우울증, 통증, 약물중독, 외상후 증후군, 등과 같은 뇌 및 신경 질환 환자가 대상이 될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 뇌심부 자극 방법은 뇌심부 핵의 제 1 위치에 위치되는 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계와, 제 1 전류공급시간 후에, 뇌심부 핵의 제 2 위치에 위치되는 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 단계들은 반복될 수 있다.
여기서, 제 1 자극전극에 전류가 공급되는 동안, 제 2 자극전극에는 전류가 공급되지 않고, 제 2 자극전극에 전류가 공급되는 동안, 제 1 자극전극에는 전류가 공급되지 않는다.
제 1 자극전극에 공급되는 전류와 제 2 자극전극에 공급되는 전류는 동일한 크기일 수 있고, 제 1 자극전극에 전류를 공급된 후에, 소정의 휴지 시간이 지나면 제 2 자극전극에 전류가 공급될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
110, 210: 제 1 자극전극
120, 220: 제 2 자극전극
130: 자극기
230: 제 1 자극기
240: 제 2 자극기
120, 220: 제 2 자극전극
130: 자극기
230: 제 1 자극기
240: 제 2 자극기
Claims (17)
- 뇌심부 핵의 제 1 위치에 위치되도록 구성된 제 1 자극전극;
뇌심부 핵의 제 2 위치에 위치되도록 구성된 제 2 자극전극; 및
제 1 자극전극 및 제 2 자극전극에 전류를 공급하는 자극기를 포함하고,
자극기는 제 1 자극전극과 제 2 자극전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 1 항에 있어서,
자극기는 제 1, 2 자극전극들 중 어느 하나에만 전류를 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 1 항에 있어서,
자극기는 제 1, 2 자극전극들 각각에 교번적인 전류를 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 1 항에 있어서, 자극기는
제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간동안 전류를 공급할 때, 제 2 자극전극에는 전류를 공급하지 않는 단계; 및
제 1 전류공급시간이 지나면, 제 1 자극전극에 전류를 공급하지 않고 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계를 포함하는 전류공급방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 4 항에 있어서, 전류공급방법은
제 1 자극전극에 전류를 공급한 후에, 제 2 자극전극에 전류를 공급하기 전에 자극기가 소정의 휴지 시간을 가지는 단계를 더 포함하며,
휴지 시간에는 제 1 자극전극 및 제 2 자극전극 모두에 전류를 공급하지 않는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 1 항에 있어서, 자극기는
제 1 자극전극에 연결되어 제 1 자극전극에 전류를 공급하는 제 1 자극기; 및
제 2 자극전극에 연결되어 제 2 자극전극에 전류를 공급하는 제 2 자극기를 포함하고,
제 1 자극기와 제 2 자극기는 제 1 자극전극과 제 2 자극전극에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 6 항에 있어서,
제 1 자극기가 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급할 때, 제 2 자극기는 제 2 자극전극에 전류를 공급하지 않는 단계; 및
제 1 전류공급시간이 지나면, 제 1 자극기는 제 1 자극전극에 전류를 공급하지 않고, 제 2 자극기가 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계를 포함하는 전류공급방법이 수행되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 자극전극에 공급되는 전류와 제 2 자극전극에 공급되는 전류는 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 4 항 또는 제 7 항에 있어서,
제 1 전류공급시간과 제 2 전류공급시간은 동일한 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 제 4 항 또는 제 7 항에 있어서, 뇌심부 자극 장치는
제 1 자극기가 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급한 후에, 제 2 자극기가 소정의 휴지 시간 후에 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치.
- 뇌심부 자극 장치를 제어하는 방법으로서,
뇌심부 핵의 소정 위치들에 위치되도록 구성된 한 쌍의 자극전극 각각에 전류가 공급되도록 제어하는 단계를 포함하고,
한 쌍의 자극전극을 구성하는 자극전극들 각각에 동시에 전류를 공급하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치의 제어 방법.
- 제 11 항에 있어서,
한 쌍의 자극전극을 구성하는 자극전극들 중 어느 하나에만 전류가 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치의 제어 방법.
- 제 11 항에 있어서,
한 쌍의 자극전극들 각각에 교번적인 전류가 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치의 제어 방법.
- 제 11 항에 있어서,
뇌심부 핵의 제 1 위치에 위치되는 제 1 자극전극에 제 1 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계; 및
제 1 전류공급시간 후에, 뇌심부 핵의 제 2 위치에 위치되는 제 2 자극전극에 제 2 전류공급시간 동안 전류를 공급하는 단계를 포함하되,
제 1 자극전극에 전류가 공급되는 동안, 제 2 자극전극에는 전류가 공급되지 않고,
제 2 자극전극에 전류가 공급되는 동안, 제 1 자극전극에는 전류가 공급되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치의 제어 방법.
- 제 14 항에 있어서,
제 1 자극전극에 공급되는 전류와 제 2 자극전극에 공급되는 전류는 동일한 크기인 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치의 제어 방법.
- 제 14 항에 있어서,
제 1 전류공급시간과 제 2 전류공급시간은 동일한 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 장치의 제어 방법.
- 제 14 항에 있어서,
제 1 자극전극에 전류를 공급된 후에, 소정의 휴지 시간이 지나면 제 2 자극전극에 전류가 공급되는 것을 특징으로 하는 뇌심부 자극 방법.
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