WO2021107649A2 - Apparatus and method for modulating nerve by applying electrical stimulation to nerve of patient - Google Patents

Apparatus and method for modulating nerve by applying electrical stimulation to nerve of patient Download PDF

Info

Publication number
WO2021107649A2
WO2021107649A2 PCT/KR2020/016992 KR2020016992W WO2021107649A2 WO 2021107649 A2 WO2021107649 A2 WO 2021107649A2 KR 2020016992 W KR2020016992 W KR 2020016992W WO 2021107649 A2 WO2021107649 A2 WO 2021107649A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
waveform
nerve
pulse
burst
section
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/016992
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Other versions
WO2021107649A3 (en
Inventor
이기원
Original Assignee
(주)와이브레인
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020200146315A external-priority patent/KR102356607B1/en
Application filed by (주)와이브레인 filed Critical (주)와이브레인
Publication of WO2021107649A2 publication Critical patent/WO2021107649A2/en
Publication of WO2021107649A3 publication Critical patent/WO2021107649A3/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/36025External stimulators, e.g. with patch electrodes for treating a mental or cerebral condition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M21/02Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis for inducing sleep or relaxation, e.g. by direct nerve stimulation, hypnosis, analgesia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/0404Electrodes for external use
    • A61N1/0408Use-related aspects
    • A61N1/0456Specially adapted for transcutaneous electrical nerve stimulation [TENS]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/20Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/3603Control systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0072Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus with application of electrical currents

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for controlling nerves by applying electrical stimulation to the nerves of a patient.
  • an implant type that controls the nerve by invasively inserting a device into the body and directly applying electrical stimulation to the nerve.
  • a typical example of the implant type is an attempt to alleviate the main symptoms of asthma or COPD through electrical stimulation, and through this method, the side effects caused by conventional methods such as nerve amputation are reduced while alleviating the main symptoms of asthma or COPD. effect can be obtained.
  • non-implant type that non-invasively applies electrical stimulation from the epidermis to reach the nerve.
  • non-implant type there is an attempt to alleviate ADHD symptoms through electrical stimulation, and through this method, the effect of reducing the side effects caused by the invasive treatment can be obtained by replacing the conventional invasive treatment. have.
  • An object of the present invention is to provide a neuromodulation apparatus and method capable of controlling a nerve by applying an electrical stimulus to a patient's nerve by applying a signal including a burst of pulses and a DC waveform.
  • An apparatus for controlling a nerve by applying electrical stimulation to a nerve of a patient for solving the above-mentioned problems, a stimulation module configured to apply a signal to the nerve of the patient, and a signal applied to the stimulation module a controller, wherein the signal comprises bursts of pulses and a direct current (DC) waveform.
  • a stimulation module configured to apply a signal to the nerve of the patient
  • a signal applied to the stimulation module a controller, wherein the signal comprises bursts of pulses and a direct current (DC) waveform.
  • the nerve may include at least one of a cranial nerve, a carotid sinus nerve, a vagus nerve, a cervical nerve, and a median nerve.
  • the stimulation module includes a contact surface located in a target region of the patient's outer skin, and the signal as an electrical stimulation is applied to the nerve non-invasively through the skin.
  • the target region may include at least one of a forehead, an ear, a neck, and a wrist.
  • the signal may be divided into a burst section of a pulse and a DC waveform section, and the controller may control the signal so that the DC waveform section is located between the burst sections of the pulse.
  • the controller includes the burst of the pulse in the signal in the burst section of the pulse and stops the application of the burst of the pulse in the DC waveform section,
  • the signal may be controlled to include the DC waveform.
  • the DC waveform may include a waveform that decreases from a relatively large first current value to a relatively small second current value.
  • the signal is a signal between the DC waveform section and the pulse.
  • a rest period in which there is no output of the DC waveform may be included between burst periods.
  • At least one of a decreasing slope value of the DC waveform in the DC waveform section and a length of the rest section is determined according to the medical disease of the patient to be treated.
  • the patient's medical disease is migraine, insomnia, neurologic disorder, neuropathic pain, motor dysfunction, epilepsy, tinnitus, It may include at least one of obesity and depression.
  • the frequency of the burst of pulses has a value between about 5 bursts per second and about 10 bursts per second
  • the duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between about 45 ms and about 100 ms. will be.
  • the magnitude of the pulse included in the burst of the pulse has a value of about 10 mA to about 20 mA
  • the magnitude of the DC waveform has a value of about 0.5 mA
  • the present invention provides a method for modulating a nerve by applying electrical stimulation to a nerve of a patient, performed by an apparatus, comprising the steps of: positioning a stimulation module in a target area of the patient's epidermis; generating a signal including (bursts of pulses) and a direct current (DC) waveform, and applying the signal to the stimulation module so that electrical stimulation is applied to the patient's nerves non-invasively through the patient's skin includes steps.
  • the present invention as described above, it is possible to control the patient's nerves by applying electrical stimulation to the patient's nerves by applying a signal including a pulse burst and a DC waveform non-invasively, thereby causing migraine and insomnia. ), neurologic disorders, and depression can be relieved, and the effect of relaxation can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram of a neuromodulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of a stimulation module included in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view for explaining a stimulation position according to a target nerve.
  • FIG. 4 illustrates a signal as an electrical stimulation of a neuromodulation device.
  • 5 is a graph that can confirm the effect of using the neuromodulation device as a major HRV indicator.
  • FIG. 6 is a graph that can confirm the effect of using the neuromodulation device as an EDA main indicator.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for neuromodulation of a patient according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram of a neural modulation device 10 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the stimulation module 20 included in FIG. 1, and FIG. It is a diagram for explaining the location of stimulation
  • FIG. 4 is an example of a signal as electrical stimulation of the neuromodulation device 10
  • FIG. 5 is a view showing the effect of using the neuromodulation device 10 as a major HRV indicator.
  • 6 is a graph in which the effect of using the neuromodulation device 10 can be confirmed as an EDA main indicator.
  • the nerve modulation device 10 is a device for modulating a nerve by applying electrical stimulation to the patient's nerve, and by providing electrical stimulation to the patient's nerve to control the nerve, the patient's medical disease (to treat a medical condition).
  • control a nerve may mean to control a nerve activity
  • the nerve activity may mean, for example, the amplitude, frequency, and/or pattern of an action potential in a nerve.
  • modulating nerves may include modulating nerve activity in the sympathetic or parasympathetic system.
  • the regulation of nerves means that the nerve activity is changed as an electrical stimulus is applied.
  • the nerve activity may be increased or inhibited (or blocked) after the electrical stimulation is applied compared to before the electrical stimulation is applied according to the regulation of the nerve, and the amplitude and/or frequency of the action potential in the nerve is can be changed.
  • the pattern of the action potential may be changed before and after the application of the electrical stimulus according to the control of the nerve.
  • the neuromodulation device 10 can provide an effective treatment for the patient's medical disease.
  • a neuromodulation device 10 includes a stimulation module 20 and a controller 30 , and in some embodiments, the neuromodulation device 10 is shown in FIG. 1 . It may include relatively more or fewer components than the specified components.
  • the components of the neuromodulation device 10 may be physically separated from each other, and do not necessarily have to be located in one housing.
  • the neuromodulation device 10 may be a stand type positioned next to a patient, a portable type that a patient or medical staff can carry and move, or a wearable type that a patient can wear, but is not limited thereto.
  • the stimulation module 20 is configured to apply a signal to the patient's nerves and the operation is controlled by the controller 30 to be described later.
  • the stimulation module 20 may include at least one component necessary for applying a signal to a nerve of a patient, for example, a power source (not shown), an electrode 21 and an outer surface of the patient. It may include, but is not limited to, a contact surface 22 positioned in a target area of .
  • the electrode 21 is a plurality of electrodes 21 and may include an anode and a cathode.
  • a signal as an electrical stimulation may be applied to the nerve non-invasively through the skin.
  • the nerve modulation device 10 When used, electrical stimulation can be applied to nerves non-invasively.
  • the neuromodulation device 10 of the present invention may not non-invasively apply electrical stimulation to a patient's nerves, but may invasively apply electrical stimulation to a patient's nerves.
  • the neuromodulation device 10 may be mounted in the patient's body in the form of an implant.
  • the target area of the epidermis of the patient may be the epidermis on the area where the target nerve to which electrical stimulation is to be applied is located, and the target nerve needs to apply electrical stimulation to treat the patient's medical disease.
  • the anode and the cathode may be spaced apart from each other by the plurality of electrodes 21 in the epidermis on the area where the target nerve is located, and the target nerve may be respectively located under the epidermis where the anode and the cathode are located.
  • the target region may include at least one of a forehead, an ear, a neck, and a wrist, and the target nerve is a cranial nerve and a carotid sinus nerve.
  • vagus nerve, neck nerve (cervical nerve) and may include at least one of the median nerve (median nerve)
  • the medical disease of the patient to be treated is migraine (migraine), insomnia (insomnia) , neurologic disorder, neuropathic pain, motor dysfunction, epilepsy, tinnitus, obesity, and depression. not limited
  • the stimulation location as the target area is a patient in which the left carotid sinus nerve (A) and the left vagus nerve (B) are located It may be the epidermis on the side of the neck.
  • the cathode may be located in the epidermis on the left carotid sinus nerve (A)
  • the anode may be located in the epidermis on the left vagus nerve (B)
  • the cathode may be located relatively closer to the head than the anode.
  • the stimulation location as the target area may be the epidermis on the back of the patient's neck where the neck nerve is located, specifically, the epidermis (C) adjacent to the first cervical vertebrae (C1) and the second cervical vertebrae (C2). ) and the epidermis D adjacent to the third cervical vertebrae C3 and the fourth cervical vertebrae C4.
  • the anode may be located in the epidermis (C) adjacent to the first cervical vertebrae (C1) and the second cervical vertebrae (C2), and the cathode may be located in the epidermis (D) adjacent to the third cervical vertebrae (C3) and the fourth cervical vertebra (C4). , the anode may be located relatively closer to the head than the cathode.
  • the stimulation location as the target area is the supraorbital nerve and the trochlear nerve, which is the first excitation of the optic nerve, which is a branch of the trigeminal nerve It may be the epidermis of the right eyebrow and the epidermis (F) of the left eyebrow, where the supratrochlear nerve is located.
  • the cathode may be positioned in the epidermis (E) on the right supraspinatus nerve and the trochlear nerve
  • the anode may be positioned in the epidermis (F) on the left supraspinatus orbital and trochlear nerve.
  • the controller 30 controls the neuromodulation device 10 , and specifically controls a signal applied to the stimulation module 20 .
  • the signal is an electrical signal for electrical stimulation, and includes bursts of pulses and a direct current (DC) waveform.
  • electrical stimulation refers to an electrical signal
  • the electrical signal includes a burst of pulses and a direct current (DC) waveform.
  • the signal is time-series divided into a burst section of a pulse and a DC waveform section, and the controller 30 controls the signal so that a DC waveform section is located between the burst sections of the pulse in time-series, specifically, the burst section of the pulse and the DC Waveform sections may be provided alternately.
  • the burst section of the pulse and the DC waveform section do not overlap
  • the controller 30 determines that the burst section of the pulse includes a burst of pulses and does not include the DC waveform in the signal
  • the DC waveform section includes the burst of pulses to stop the application and control so that the DC waveform is included in the signal. Since the burst of the pulse and the DC waveform are generated from the same power source (not shown), the burst section of the pulse and the section of the DC waveform may not overlap.
  • each pulse has a first current value in the pulse burst section, and the DC waveform has a second current value different from the first current value in the DC waveform section. That is, the first current value may be the target current value of the pulse, and the second current value may be the target current value of the DC waveform. Since the neuromodulation apparatus 10 according to the present embodiment generates signals having different values in time series from the same stimulation module 20, the first current value to the second current value is discontinuous ( discrete) values are difficult to change.
  • a waveform in which the current value continuously changes from the first current value to the second current value is included in the DC waveform section, and if the first current value is relatively larger than the second current value, the DC waveform in the DC waveform section is and a waveform decreasing from a relatively large first current value to a relatively small second current value.
  • the DC waveform may substantially maintain the second current value for a predetermined time after reaching the second current value.
  • the purpose is to apply electrical stimulation to the patient's nerves through the DC waveform having the second current value, the situation in which the DC waveform reaches the second current value is maintained for a predetermined time as described above.
  • the decreasing slope value of the DC waveform in the DC waveform section may be determined according to the medical disease of the patient to be treated. For example, the first current value of each pulse included in the pulse burst, the second current value of the DC waveform in the DC waveform section, and other characteristics are determined according to the medical condition of the patient, so that the decrease slope of the DC waveform in the DC waveform section A value can be determined.
  • the decreasing slope value of the DC waveform may be determined differently in the DC waveform section as well as the DC waveform
  • the length of the rest period between the period and the burst period of the pulse may be determined differently.
  • the first current value (mA), frequency (Hz), pulse duration ( ⁇ s), interpulse duration ( ⁇ s), ramp-up (s) of the pulses included in the pulse burst , ramp-down (s), total time (s), burst frequency (Hz), burst duration (ms), and a second current value (mA) of the DC waveform may be included.
  • the DC waveform has a second current value in the DC waveform section, and each pulse has a second current value in the burst section of the pulse and has a different first current value. Therefore, the region in which the DC waveform section is converted to the burst section of the pulse includes the idle section, and the idle section is a section in which no output is made temporarily, and no DC waveform or pulse burst is output in the idle section.
  • the signal when the burst section of the pulse is arranged after the DC waveform section in time series, the signal includes a rest section in which there is no output of the DC waveform or the burst of the pulse between the DC waveform section and the burst section of the pulse.
  • the second current value of the DC waveform is relatively low compared to the first current value of the pulse.
  • a rest period with no output is required. must exist The controller may control to generate a pulse of high energy through this rest period.
  • the length of the rest period is changed according to the magnitude of the first current value of the pulse, and the controller can control the neuromodulation apparatus 10 so that the length of the rest period becomes longer as the magnitude of the first current value of the pulse increases. have. That is, when the patient's medical condition changes, the magnitude of the first current value of the pulse changes, so that the controller can control the neuromodulation apparatus 10 to change the length of the rest period.
  • burst stimulation through bursts of pulses can control the size of nerve signal transmission in nerves, and is a signal for transmitting signals in the brain direction through the ascending nerve pathway.
  • Relief of symptoms can be induced by controlling the way the brain processes body state information. That is, peripheral nerve stimulation through burst stimulation transmits electrical/chemical neurotransmission of peripheral nerves to the central nerve (brain), thereby enabling treatment of central nerve diseases.
  • a peripheral nerve such as the trigeminal nerve vagus nerve is stimulated through burst stimulation, the stimulus is transmitted to the brain to control the metabolism of the pain control region of the brain. This principle is considered as a treatment principle for migraine.
  • direct current stimulation through a direct current waveform is a signal for increasing or decreasing spontaneous neural activity, and may induce the brain to recognize a specific body state.
  • a signal may be transmitted to the brain, or a signal may be directed in a desired direction by transmitting a signal only to an visceral organ or muscle in which the peripheral nerve terminal extends.
  • the patient's medical condition can be alleviated by suppressing the nerve signal transmission related to the patient's medical condition, and applying electrical stimulation to the nerve based on the DC waveform By doing so, it is possible to induce the patient to feel the induced state, such as relaxation.
  • the frequency of the bursts of pulses has a value between about 5 bursts per second and about 10 bursts per second, and the duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between about 45 vs and about 100 vs.
  • a magnitude of a pulse included in a burst of pulses may have a value between about 10 mA and about 20 mA.
  • the magnitude of the DC waveform may be approximately 0.1 mA to 1 mA, and preferably may have a value of approximately 0.5 mA.
  • FIGS. 5 and 6 The result of applying the electrical stimulation to the patient by setting the neuromodulation device 10 can be confirmed through FIGS. 5 and 6 .
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for neuromodulation of a patient according to an embodiment of the present invention.
  • the method for controlling the patient's nerves includes positioning the stimulation module 20 in a target area of the patient's epidermis (S10), and including bursts of pulses and direct current (DC) waveforms. generating a signal (S20) and applying the signal to the stimulation module 20 so that the electrical stimulation is applied to the nerve non-invasively through the skin (30).
  • S10 target area of the patient's epidermis
  • DC direct current
  • the DC waveform in the DC waveform section, includes a waveform that decreases from a relatively high first current value to a relatively low second current value, and in the DC waveform section, the DC waveform is After reaching the second current value, the second current value is substantially maintained for a predetermined time.
  • the contents related to the generation of the signal described in the neuromodulation apparatus 10 according to the embodiments of the present invention may be directly applied to a method of treating a patient's medical disease.
  • the frequency of the burst of pulses has a value between approximately 5 bursts per second and approximately 10 bursts per second
  • the duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between approximately 45 vs and approximately 100 vs
  • the magnitude of the pulse included in the burst may have a value between about 10 mA and about 20 mA
  • the magnitude of the DC waveform may have a value of about 0.5 mA. It has been described in detail in the neural modulation device 10 according to the embodiments.
  • a software module may contain random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • EPROM erasable programmable ROM
  • EEPROM electrically erasable programmable ROM
  • flash memory hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

Abstract

The present invention relates to an apparatus for modulating a nerve by applying electrical stimulation to a nerve of a patient, the apparatus comprising: a stimulation module configured to apply a signal to the nerve of the patient; and a controller for controlling the signal applied to the stimulation module, wherein the signal includes bursts of pulses and a direct-current (DC) waveform.

Description

환자의 신경에 전기적인 자극을 가하여 신경을 조절하는 장치 및 그 방법Apparatus and method for controlling nerves by applying electrical stimulation to nerves of a patient
본 발명은 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하여 신경을 조절하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling nerves by applying electrical stimulation to the nerves of a patient.
전기적인 자극을 신경에 가하여 환자의 의학적 질환을 치료하려는 다양한 시도가 진행되고 있다.Various attempts are being made to treat a patient's medical disease by applying electrical stimulation to the nerve.
우선, 침습적으로 체내에 장치를 삽입하여 신경에 직접적으로 전기적인 자극을 가함으로써 신경을 조절는 임플란트 타입이 있다. 임플란트 타입의 대표적인 예로 전기적인 자극을 통해 천식이나 COPD의 주요 증상을 완화시키려는 시도가 있으며, 이러한 방식을 통해 종래의 신경 절단 등의 방식을 통해 야기되는 부작용을 줄이면서 천식이나 COPD의 주요 증상의 완화 효과를 얻을 수 있다.First, there is an implant type that controls the nerve by invasively inserting a device into the body and directly applying electrical stimulation to the nerve. A typical example of the implant type is an attempt to alleviate the main symptoms of asthma or COPD through electrical stimulation, and through this method, the side effects caused by conventional methods such as nerve amputation are reduced while alleviating the main symptoms of asthma or COPD. effect can be obtained.
이 밖에, 비침습적으로 표피에서 전기적인 자극을 가하여 신경에 도달시키는 비임플란트 타입이 있다. 비임플란트 타입의 대표적인 예로 전기적인 자극을 통해 ADHD 증상을 완화시키려는 시도가 있으며, 이러한 방식을 통해 종래의 침습적인 방식의 치료를 대체하여 침습적인 방식의 치료로 인한 부작용을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, there is a non-implant type that non-invasively applies electrical stimulation from the epidermis to reach the nerve. As a representative example of the non-implant type, there is an attempt to alleviate ADHD symptoms through electrical stimulation, and through this method, the effect of reducing the side effects caused by the invasive treatment can be obtained by replacing the conventional invasive treatment. have.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 펄스의 버스트와 직류 파형을 포함하는 신호를 인가하여 전기적인 자극을 환자의 신경에 가함으로써 신경을 조절할 수 있는 신경 조절 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a neuromodulation apparatus and method capable of controlling a nerve by applying an electrical stimulus to a patient's nerve by applying a signal including a burst of pulses and a DC waveform.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하여 신경을 조절하는 장치는, 상기 환자의 신경에 신호를 인가하도록 구성된 자극 모듈 및 상기 자극 모듈에 인가되는 신호를 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 신호는 펄스의 버스트(bursts of pulses)와 직류(DC) 파형을 포함한다.An apparatus for controlling a nerve by applying electrical stimulation to a nerve of a patient according to the present invention for solving the above-mentioned problems, a stimulation module configured to apply a signal to the nerve of the patient, and a signal applied to the stimulation module a controller, wherein the signal comprises bursts of pulses and a direct current (DC) waveform.
또한, 상기 환자의 상기 신경에 상기 전기적인 자극을 제공하여 상기 신경을 조절함으로써 상기 환자의 의학적 질환(medical condition)을 치료할 수 있다.In addition, by providing the electrical stimulation to the nerve of the patient to control the nerve, it is possible to treat a medical condition of the patient.
또한, 상기 신경은 뇌 신경(cranial nerve), 경동맥동 신경(carotid sinus nerve), 미주 신경(vagus nerve), 목 신경(cervical nerve) 및 정중 신경(median nerve) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the nerve may include at least one of a cranial nerve, a carotid sinus nerve, a vagus nerve, a cervical nerve, and a median nerve.
또한, 상기 자극 모듈은 상기 환자의 표피(outer skin)의 목표 영역에 위치하는 접촉면(contact surface)을 포함하고, 상기 피부를 통해 비침습적으로 상기 신경에 전기적인 자극으로서의 상기 신호가 가해지는 것이다.In addition, the stimulation module includes a contact surface located in a target region of the patient's outer skin, and the signal as an electrical stimulation is applied to the nerve non-invasively through the skin.
또한, 상기 목표 영역은 이마(forehead), 귀(ear), 목(neck) 및 손목(wrist) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Also, the target region may include at least one of a forehead, an ear, a neck, and a wrist.
또한, 상기 신호는 펄스의 버스트 구간과 직류 파형 구간으로 구분되고, 상기 컨트롤러는 상기 펄스의 버스트 구간 사이에 상기 직류 파형 구간이 위치하도록 상기 신호를 제어할 수 있다.Also, the signal may be divided into a burst section of a pulse and a DC waveform section, and the controller may control the signal so that the DC waveform section is located between the burst sections of the pulse.
또한, 상기 펄스의 버스트 구간과 상기 직류 파형 구간은 오버랩되지 않고, 상기 컨트롤러는 상기 펄스의 버스트 구간에는 상기 신호에 상기 펄스의 버스트가 포함되고 상기 직류 파형 구간에는 상기 펄스의 버스트의 인가를 중지하고 상기 신호에 상기 직류 파형이 포함되도록 제어할 수 있다.In addition, the burst section of the pulse and the DC waveform section do not overlap, the controller includes the burst of the pulse in the signal in the burst section of the pulse and stops the application of the burst of the pulse in the DC waveform section, The signal may be controlled to include the DC waveform.
또한, 상기 직류 파형 구간에서 상기 직류 파형은 상대적으로 큰 제1 전류값에서 상대적으로 작은 제2 전류값으로 감소하는 파형을 포함할 수 있다.Also, in the DC waveform section, the DC waveform may include a waveform that decreases from a relatively large first current value to a relatively small second current value.
또한, 상기 신호에서 상기 펄스의 버스트 구간 사이에 상기 직류 파형 구간이 배치되고, 시계열적으로 상기 직류 파형 구간 이후에 상기 펄스의 버스트 구간이 배치되는 경우, 상기 신호는 상기 직류 파형 구간과 상기 펄스의 버스트 구간 사이에 상기 직류 파형의 출력이 없는 휴지 구간을 포함할 수 있다.In addition, when the DC waveform section is disposed between the burst sections of the pulse in the signal, and the burst section of the pulse is disposed after the DC waveform section in time series, the signal is a signal between the DC waveform section and the pulse. A rest period in which there is no output of the DC waveform may be included between burst periods.
또한, 치료의 대상이 되는 상기 환자의 의학적 질환에 따라 상기 직류 파형 구간에서 상기 직류 파형의 감소 기울기값 및 상기 휴지 구간의 길이 중 적어도 하나가 결정되는 것이다.In addition, at least one of a decreasing slope value of the DC waveform in the DC waveform section and a length of the rest section is determined according to the medical disease of the patient to be treated.
또한, 상기 환자의 의학적 질환은 편두통(migraine), 불면증(insomnia), 신경성 장애(neurologic disorder), 신경병성 통증(neuropathic pain), 운동장애(motor dysfunction), 간질(epilepsy), 이명(tinnitus), 비만(obesity) 및 우울증(depression) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the patient's medical disease is migraine, insomnia, neurologic disorder, neuropathic pain, motor dysfunction, epilepsy, tinnitus, It may include at least one of obesity and depression.
또한, 상기 펄스의 버스트의 주파수는 대략 초당 5 버스트부터 대략 초당 10버스트 사이의 값을 갖고, 상기 펄스의 버스트에 포함되는 각각의 펄스의 듀레이션(duration)은 대략 45ms부터 대략 100ms 사이의 값을 갖는 것이다.In addition, the frequency of the burst of pulses has a value between about 5 bursts per second and about 10 bursts per second, and the duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between about 45 ms and about 100 ms. will be.
또한, 상기 펄스의 버스트에 포함되는 펄스의 크기는 대략 10mA에서 대략 20mA 사이의 값을 갖고, 상기 직류 파형의 크기는 대략 0.5mA의 값을 갖는 것이다.In addition, the magnitude of the pulse included in the burst of the pulse has a value of about 10 mA to about 20 mA, and the magnitude of the DC waveform has a value of about 0.5 mA.
또한, 본 발명은 장치에 의해 수행되는, 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하여 신경을 조절(modulation)하는 방법에 있어서, 상기 환자의 표피의 목표 영역에 자극 모듈을 위치시키는 단계와, 펄스의 버스트(bursts of pulses)와 직류(DC) 파형을 포함하는 신호를 생성하는 단계, 및 상기 환자의 피부를 통해 비침습적으로 상기 환자의 신경에 전기적인 자극이 가해지도록 상기 자극 모듈에 상기 신호를 인가하는 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a method for modulating a nerve by applying electrical stimulation to a nerve of a patient, performed by an apparatus, comprising the steps of: positioning a stimulation module in a target area of the patient's epidermis; generating a signal including (bursts of pulses) and a direct current (DC) waveform, and applying the signal to the stimulation module so that electrical stimulation is applied to the patient's nerves non-invasively through the patient's skin includes steps.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.In addition to this, another method for implementing the present invention, another system, and a computer-readable recording medium for recording a computer program for executing the method may be further provided.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 비침습적으로 펄스의 버스트와 직류 파형을 포함하는 신호를 인가하여 전기적인 자극을 환자의 신경에 가함으로써 환자의 신경을 조절할 수 있어서, 편두통(migraine), 불면증(insomnia), 신경성 장애(neurologic disorder) 및 우울증(depression)의 증상을 완화시킬 수 있으며, 이완(relaxation)의 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to control the patient's nerves by applying electrical stimulation to the patient's nerves by applying a signal including a pulse burst and a DC waveform non-invasively, thereby causing migraine and insomnia. ), neurologic disorders, and depression can be relieved, and the effect of relaxation can be obtained.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 조절 장치의 도면이다.1 is a diagram of a neuromodulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 포함되는 자극 모듈의 세부 구성을 표시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a detailed configuration of a stimulation module included in FIG. 1 .
도 3은 목표 신경에 따른 자극 위치를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a stimulation position according to a target nerve.
도 4는 신경 조절 장치의 전기적인 자극으로서의 신호를 예시한 것이다.4 illustrates a signal as an electrical stimulation of a neuromodulation device.
도 5는 신경 조절 장치를 이용한 경우의 효과를 HRV 주요 지표로 확인할 수 있는 그래프이다.5 is a graph that can confirm the effect of using the neuromodulation device as a major HRV indicator.
도 6은 신경 조절 장치를 이용한 경우의 효과를 EDA 주요 지표로 확인할 수 있는 그래프이다.6 is a graph that can confirm the effect of using the neuromodulation device as an EDA main indicator.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 환자의 신경 조절 방법에 대한 순서도이다.7 is a flowchart of a method for neuromodulation of a patient according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully understand the scope of the present invention to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)의 도면이고, 도 2는 도 1에 포함되는 자극 모듈(20)의 세부 구성을 표시한 도면이고, 도 3은 목표 신경에 따른 자극 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 신경 조절 장치(10)의 전기적인 자극으로서의 신호를 예시한 것이고, 도 5는 신경 조절 장치(10)를 이용한 경우의 효과를 HRV 주요 지표로 확인할 수 있는 그래프이고, 도 6은 신경 조절 장치(10)를 이용한 경우의 효과를 EDA 주요 지표로 확인할 수 있는 그래프이다.Hereinafter, a neural modulation device 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 . 1 is a diagram of a neural modulation device 10 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the stimulation module 20 included in FIG. 1, and FIG. It is a diagram for explaining the location of stimulation, FIG. 4 is an example of a signal as electrical stimulation of the neuromodulation device 10, and FIG. 5 is a view showing the effect of using the neuromodulation device 10 as a major HRV indicator. 6 is a graph in which the effect of using the neuromodulation device 10 can be confirmed as an EDA main indicator.
본 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)는 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하여 신경을 조절(modulation)하기 위한 장치이며, 환자의 신경에 전기적인 자극을 제공하여 신경을 조절함으로써 환자의 의학적 질환(medical condition)을 치료하기 위한 것이다.The nerve modulation device 10 according to the present embodiment is a device for modulating a nerve by applying electrical stimulation to the patient's nerve, and by providing electrical stimulation to the patient's nerve to control the nerve, the patient's medical disease (to treat a medical condition).
여기서, 신경을 조절하는 것은 신경활동을 조절하는 것을 의미하고, 신경활동은 예컨대 신경에서의 활동전위의 진폭, 주파수 및/또는 패턴 등을 의미할 수 있다. 몇몇 실시예에서 신경을 조절하는 것은 교감계 또는 부교감계의 신경활동을 조절하는 것을 포함할 수 있다.Here, to control a nerve may mean to control a nerve activity, and the nerve activity may mean, for example, the amplitude, frequency, and/or pattern of an action potential in a nerve. In some embodiments, modulating nerves may include modulating nerve activity in the sympathetic or parasympathetic system.
신경의 조절(또는 신경활동의 조절)은 전기적인 자극이 인가됨에 따라 신경활동이 변경되는 것을 의미한다. 몇몇 실시예에서 신경의 조절에 따라 전기적인 자극이 인가되기 전에 비해 전기적인 자극이 인가된 후에 신경활동이 증가하거나 억제(또는 차단)될 수 있으며, 신경에서의 활동전위의 진폭 및/또는 주파수가 변경될 수 있다. 몇몇 실시예에서 신경의 조절에 따라 전기적인 자극의 인가 전후에 활동전위의 패턴이 변경될 수도 있다.The regulation of nerves (or regulation of nerve activity) means that the nerve activity is changed as an electrical stimulus is applied. In some embodiments, the nerve activity may be increased or inhibited (or blocked) after the electrical stimulation is applied compared to before the electrical stimulation is applied according to the regulation of the nerve, and the amplitude and/or frequency of the action potential in the nerve is can be changed. In some embodiments, the pattern of the action potential may be changed before and after the application of the electrical stimulus according to the control of the nerve.
환자의 의학적 질환은 이러한 신경의 조절에 따라 완화 또는 방지될 수 있다는 점에서 신경 조절 장치(10)는 환자의 의학적 질환에 대하여 효과적인 치료법을 제공할 수 있다.In that a patient's medical disease can be alleviated or prevented according to the control of the nerve, the neuromodulation device 10 can provide an effective treatment for the patient's medical disease.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)는 자극 모듈(20) 및 컨트롤러(30)를 포함하고, 몇몇 실시예에서 신경 조절 장치(10)는 도 1에 도시된 구성요소보다 상대적으로 많거나 적은 구성요소를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a neuromodulation device 10 according to an embodiment of the present invention includes a stimulation module 20 and a controller 30 , and in some embodiments, the neuromodulation device 10 is shown in FIG. 1 . It may include relatively more or fewer components than the specified components.
몇몇 실시예에서 신경 조절 장치(10)의 구성은 물리적으로 이격되어 구성될 수도 있으며, 반드시 하나의 하우징 내에 위치할 필요는 없다.In some embodiments, the components of the neuromodulation device 10 may be physically separated from each other, and do not necessarily have to be located in one housing.
몇몇 실시예에서 신경 조절 장치(10)는 환자 옆에 위치시키는 스탠드 타입이거나 환자 또는 의료진이 들고 이동할 수 있는 포터블 타입이거나 환자가 착용할 수 있는 웨어러블 타입일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.In some embodiments, the neuromodulation device 10 may be a stand type positioned next to a patient, a portable type that a patient or medical staff can carry and move, or a wearable type that a patient can wear, but is not limited thereto.
자극 모듈(20)은 환자의 신경에 신호를 인가하도록 구성되고 후술하는 컨트롤러(30)에 의해 작동이 제어된다. 자극 모듈(20)은 환자의 신경에 신호를 인가하기 위해 필요한 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있고, 예컨대 전력원(power source, 미도시), 전극(21) 및 환자의 표피(outer surface)의 목표 영역에 위치하는 접촉면(22)(contact surface) 등을 포할할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 전극(21)은 복수의 전극(21)으로 애노드(anode)와 캐소드(cathode)를 포함할 수 있다.The stimulation module 20 is configured to apply a signal to the patient's nerves and the operation is controlled by the controller 30 to be described later. The stimulation module 20 may include at least one component necessary for applying a signal to a nerve of a patient, for example, a power source (not shown), an electrode 21 and an outer surface of the patient. It may include, but is not limited to, a contact surface 22 positioned in a target area of . The electrode 21 is a plurality of electrodes 21 and may include an anode and a cathode.
여기서, 자극 모듈(20)의 접촉면(22)이 환자의 표피의 목표 영역에 위치하는 경우, 피부를 통해 비침습적으로 신경에 전기적인 자극으로서의 신호가 가해질 수 있다. 구체적으로, 전기적인 자극으로서의 신호가 가해지면 형성되는 전기장(electric field)이 환자의 표피를 통과하여 환자의 표피 내의 신경에 전달되기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)를 이용하면 비침습적으로 신경에 전기적인 자극이 가해질 수 있다.Here, when the contact surface 22 of the stimulation module 20 is located in the target region of the epidermis of the patient, a signal as an electrical stimulation may be applied to the nerve non-invasively through the skin. Specifically, since an electric field formed when a signal as an electrical stimulus is applied passes through the epidermis of the patient and is transmitted to the nerves in the epidermis of the patient, the nerve modulation device 10 according to an embodiment of the present invention When used, electrical stimulation can be applied to nerves non-invasively.
다만, 몇몇 실시예에서 본 발명의 신경 조절 장치(10)는 비침습적으로 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하는 것이 아니라, 침습적으로 환자의 신경에 전기적인 자극을 가할 수도 있다. 예컨대, 신경 조절 장치(10)가 환자의 체내에 임플란트 타입으로 장착될 수도 있다.However, in some embodiments, the neuromodulation device 10 of the present invention may not non-invasively apply electrical stimulation to a patient's nerves, but may invasively apply electrical stimulation to a patient's nerves. For example, the neuromodulation device 10 may be mounted in the patient's body in the form of an implant.
도 2를 참조하면, 환자의 표피의 목표 영역은 전기적인 자극을 가하려고 하는 목표 신경이 위치하는 영역 상의 표피일 수 있고, 목표 신경은 환자의 의학적 질환을 치료하기 위해 전기적인 자극을 가하는 것이 필요한 신경일 수 있다. 예컨대, 목표 신경이 위치하는 영역 상의 표피에 복수의 전극(21)으로 애노드와 캐소드가 이격되어 위치할 수 있으며, 애노드와 캐소드가 위치하는 표피 아래 목표 신경이 각각 위치할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the target area of the epidermis of the patient may be the epidermis on the area where the target nerve to which electrical stimulation is to be applied is located, and the target nerve needs to apply electrical stimulation to treat the patient's medical disease. could be nerves. For example, the anode and the cathode may be spaced apart from each other by the plurality of electrodes 21 in the epidermis on the area where the target nerve is located, and the target nerve may be respectively located under the epidermis where the anode and the cathode are located.
목표 영역은 이마(forehead), 귀(ear), 목(neck) 및 손목(wrist) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있고, 목표 신경은 뇌 신경(cranial nerve), 경동맥동 신경(carotid sinus nerve), 미주 신경(vagus nerve), 목 신경(cervical nerve) 및 정중 신경(median nerve) 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있고, 치료의 대상이 되는 환자의 의학적 질환은 편두통(migraine), 불면증(insomnia), 신경성 장애(neurologic disorder), 신경병성 통증(neuropathic pain), 운동장애(motor dysfunction), 간질(epilepsy), 이명(tinnitus), 비만(obesity) 및 우울증(depression) 중 적어도 하나일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.The target region may include at least one of a forehead, an ear, a neck, and a wrist, and the target nerve is a cranial nerve and a carotid sinus nerve. , vagus nerve, neck nerve (cervical nerve) and may include at least one of the median nerve (median nerve), the medical disease of the patient to be treated is migraine (migraine), insomnia (insomnia) , neurologic disorder, neuropathic pain, motor dysfunction, epilepsy, tinnitus, obesity, and depression. not limited
도 3을 참조하면, 왼쪽 경동맥동 신경(A)과 왼쪽 미주 신경(B)이 목표 신경인 경우, 목표 영역으로서 자극 위치는 왼쪽 경동맥동 신경(A)과 왼쪽 미주 신경(B)이 위치하는 환자 목의 측면의 표피일 수 있다. 구체적으로, 왼쪽 경동맥동 신경(A) 상의 표피에 캐소드가 위치하고, 왼쪽 미주 신경(B) 상의 표피에 애노드가 위치할 수 있으며, 캐소드가 애노드에 비하여 상대적으로 머리 가까이 위치할 수 있다.Referring to FIG. 3 , when the left carotid sinus nerve (A) and the left vagus nerve (B) are target nerves, the stimulation location as the target area is a patient in which the left carotid sinus nerve (A) and the left vagus nerve (B) are located It may be the epidermis on the side of the neck. Specifically, the cathode may be located in the epidermis on the left carotid sinus nerve (A), the anode may be located in the epidermis on the left vagus nerve (B), and the cathode may be located relatively closer to the head than the anode.
그리고 목 신경이 목표 신경인 경우, 목표 영역으로서 자극 위치는 목 신경이 위치하는 환자 목의 뒷면의 표피일 수 있으며, 구체적으로 제1 경추(C1) 및 제2 경추(C2)에 인접한 표피(C)와, 제3 경추(C3) 및 제4 경추(C4)에 인접한 표피(D)일 수 있다. 제1 경추(C1) 및 제2 경추(C2)에 인접한 표피(C)에 애노드가 위치하고, 제3 경추(C3) 및 제4 경추(C4)에 인접한 표피(D)에 캐소드가 위치할 수 있으며, 애노드가 캐소드에 비하여 상대적으로 머리 가까이 위치할 수 있다.And when the neck nerve is the target nerve, the stimulation location as the target area may be the epidermis on the back of the patient's neck where the neck nerve is located, specifically, the epidermis (C) adjacent to the first cervical vertebrae (C1) and the second cervical vertebrae (C2). ) and the epidermis D adjacent to the third cervical vertebrae C3 and the fourth cervical vertebrae C4. The anode may be located in the epidermis (C) adjacent to the first cervical vertebrae (C1) and the second cervical vertebrae (C2), and the cathode may be located in the epidermis (D) adjacent to the third cervical vertebrae (C3) and the fourth cervical vertebra (C4). , the anode may be located relatively closer to the head than the cathode.
이 밖에 뇌 신경에 속하는 삼차 신경(trigeminal nerve)이 목표 신경인 경우, 목표 영역으로서 자극 위치는 삼차신경의 가지인 안신경(Opthalmic nerve)의 첫번째 가진인 안와상 신경(supraorbital nerve)과 활차상 신경(supratrochlear nerve)이 위치하는 오른쪽 눈썹의 표피와 왼쪽 눈썹의 표피(F)일 수 있다. 구체적으로, 오른쪽의 안와상 신경과 활차상신경 상의 표피(E)에 캐소드가 위치하고 왼쪽의 안와상 신경과 활차상신경 활차상 신경 상의 표피(F)에 애노드가 위치할 수 있다.In addition, if the trigeminal nerve belonging to the cranial nerve is the target nerve, the stimulation location as the target area is the supraorbital nerve and the trochlear nerve, which is the first excitation of the optic nerve, which is a branch of the trigeminal nerve It may be the epidermis of the right eyebrow and the epidermis (F) of the left eyebrow, where the supratrochlear nerve is located. Specifically, the cathode may be positioned in the epidermis (E) on the right supraspinatus nerve and the trochlear nerve, and the anode may be positioned in the epidermis (F) on the left supraspinatus orbital and trochlear nerve.
컨트롤러(30)는 신경 조절 장치(10)를 제어하며, 구체적으로 자극 모듈(20)에 인가되는 신호를 제어한다. 여기서, 신호는 전기적인 자극을 위한 전기적인 신호이고, 펄스의 버스트(bursts of pulses)와 직류(DC) 파형을 포함한다.The controller 30 controls the neuromodulation device 10 , and specifically controls a signal applied to the stimulation module 20 . Here, the signal is an electrical signal for electrical stimulation, and includes bursts of pulses and a direct current (DC) waveform.
도 4를 참조하면, 전기적인 자극은 전기적인 신호를 의미하며, 전기적인 신호는 펄스의 버스트와 직류(DC) 파형을 포함한다. 신호는 시계열적으로 펄스의 버스트 구간과 직류 파형 구간으로 구분되고, 컨트롤러(30)는 시계열적으로 펄스의 버스트 구간 사이에 직류 파형 구간이 위치하도록 신호를 제어하며, 구체적으로 펄스의 버스트 구간과 직류 파형 구간이 번갈아가며 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4 , electrical stimulation refers to an electrical signal, and the electrical signal includes a burst of pulses and a direct current (DC) waveform. The signal is time-series divided into a burst section of a pulse and a DC waveform section, and the controller 30 controls the signal so that a DC waveform section is located between the burst sections of the pulse in time-series, specifically, the burst section of the pulse and the DC Waveform sections may be provided alternately.
몇몇 실시예에서, 펄스의 버스트 구간과 직류 파형 구간은 오버랩되지 않고, 컨트롤러(30)는 펄스의 버스트 구간에는 신호에 펄스의 버스트가 포함되고 직류 파형이 포함되지 않고, 직류 파형 구간에는 펄스의 버스트의 인가를 중지하고 신호에 직류 파형이 포함되도록 제어할 수 있다. 펄스의 버스트와 직류 파형이 동일한 전력원(미도시)으로부터 생성되기 때문에, 펄스의 버스트 구간과 직류 파형 구간은 오버랩되지 않을 수 있다.In some embodiments, the burst section of the pulse and the DC waveform section do not overlap, the controller 30 determines that the burst section of the pulse includes a burst of pulses and does not include the DC waveform in the signal, and the DC waveform section includes the burst of pulses to stop the application and control so that the DC waveform is included in the signal. Since the burst of the pulse and the DC waveform are generated from the same power source (not shown), the burst section of the pulse and the section of the DC waveform may not overlap.
펄스의 버스트 구간에서 직류 파형 구간으로 전환되는 영역을 살펴보면, 펄스의 버스트 구간에서 각 펄스는 제1 전류값을 가지며, 직류 파형 구간에서 직류 파형은 제1 전류값과 다른 제2 전류값을 가진다. 즉, 제1 전류값은 펄스의 목표 전류값이고 제2 전류값은 직류 파형의 목표 전류값일 수 있다. 본 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)는 동일한 자극 모듈(20)에서 시계열적으로 서로 다른 값을 가지는 신호를 생성하기 때문에, 회로 특성으로 인해 제1 전류값에서 제2 전류값으로 불연속하게(discrete) 값을 변경하기 어렵다.Looking at the region in which the pulse burst section is converted to the DC waveform section, each pulse has a first current value in the pulse burst section, and the DC waveform has a second current value different from the first current value in the DC waveform section. That is, the first current value may be the target current value of the pulse, and the second current value may be the target current value of the DC waveform. Since the neuromodulation apparatus 10 according to the present embodiment generates signals having different values in time series from the same stimulation module 20, the first current value to the second current value is discontinuous ( discrete) values are difficult to change.
따라서 직류 파형 구간에서 제1 전류값에서 제2 전류값으로 연속적으로 전류값이 변화하는 파형이 포함되며, 제1 전류값이 제2 전류값에 비해 상대적으로 큰 경우라면 직류 파형 구간에서 직류 파형은 상대적으로 큰 제1 전류값에서 상대적으로 작은 제2 전류값으로 감소하는 파형을 포함한다.Accordingly, a waveform in which the current value continuously changes from the first current value to the second current value is included in the DC waveform section, and if the first current value is relatively larger than the second current value, the DC waveform in the DC waveform section is and a waveform decreasing from a relatively large first current value to a relatively small second current value.
직류 파형 구간에서 직류 파형은 제2 전류값에 도달한 후 미리 정해진 시간동안 제2 전류값을 실질적으로 유지할 수 있다. 직류 파형 구간에서는 제2 전류값을 가지는 직류 파형을 통해 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하는 것이 목적이기 때문에, 전술한 바와 같이 직류 파형이 제2 전류값에 도달한 상황이 미리 정해진 시간동안 유지될 수 있다.In the DC waveform section, the DC waveform may substantially maintain the second current value for a predetermined time after reaching the second current value. In the DC waveform section, since the purpose is to apply electrical stimulation to the patient's nerves through the DC waveform having the second current value, the situation in which the DC waveform reaches the second current value is maintained for a predetermined time as described above. can
여기서, 치료의 대상이 되는 환자의 의학적 질환에 따라 직류 파형 구간에서 직류 파형의 감소 기울기값이 결정될 수 있다. 예컨대, 환자의 의학적 질환에 따라 펄스의 버스트에 포함되는 각 펄스의 제1 전류값과 직류 파형 구간에서 직류 파형의 제2 전류값 그리고 이 밖의 다른 특성이 결정되어 직류 파형 구간에서 직류 파형의 감소 기울기값이 결정될 수 있다.Here, the decreasing slope value of the DC waveform in the DC waveform section may be determined according to the medical disease of the patient to be treated. For example, the first current value of each pulse included in the pulse burst, the second current value of the DC waveform in the DC waveform section, and other characteristics are determined according to the medical condition of the patient, so that the decrease slope of the DC waveform in the DC waveform section A value can be determined.
따라서 환자의 의학적 질환이 달라지면, 치료를 위한 펄스의 버스트 특성과 직류 파형의 특성 중 적어도 하나가 달라질 수 있고, 이에 따라 직류 파형 구간에서 직류 파형의 감소 기울기값이 다르게 결정될 수 있을 뿐 아니라, 직류 파형 구간과 펄스의 버스트 구간 사이의 휴지 구간의 길이가 다르게 결정될 수 있다. 펄스의 버스트 특성과 직류 파형의 특성으로서, 펄스의 버스트에 포함되는 펄스의 제1 전류값(mA), 주파수(Hz), 펄스 듀레이션(νs), 인터펄스 듀레이션(νs), 램프 업(s), 램프 다운(s), 총 시간(s), 버스트 주파수(Hz), 버스트 듀레이션(ms), 및 직류 파형의 제2전류값(mA)이 포함될 수 있다.Therefore, if the medical condition of the patient is changed, at least one of the burst characteristic of the pulse for treatment and the characteristic of the DC waveform may be changed, and accordingly, the decreasing slope value of the DC waveform may be determined differently in the DC waveform section as well as the DC waveform The length of the rest period between the period and the burst period of the pulse may be determined differently. As the burst characteristics and DC waveform characteristics of pulses, the first current value (mA), frequency (Hz), pulse duration (νs), interpulse duration (νs), ramp-up (s) of the pulses included in the pulse burst , ramp-down (s), total time (s), burst frequency (Hz), burst duration (ms), and a second current value (mA) of the DC waveform may be included.
몇몇 실시예에서 도 4를 참조하여 직류 파형 구간에서 펄스의 버스트 구간으로 전환되는 영역을 살펴보면, 직류 파형 구간에서 직류 파형은 제2 전류값을 가지며, 펄스의 버스트 구간에서 각 펄스는 제2 전류값과 다른 제1 전류값을 가진다. 따라서 직류 파형 구간에서 펄스의 버스트 구간으로 전환되는 영역에는 휴지 구간이 포함되며, 휴지 구간은 일시적으로 출력을 하지 않는 구간으로서 휴지 구간에는 직류 파형이나 펄스의 버스트가 출력되지 않는다. 구체적으로, 시계열적으로 직류 파형 구간 이후에 펄스의 버스트 구간이 배치되는 경우, 신호는 직류 파형 구간과 펄스의 버스트 구간 사이에 직류 파형이나 펄스의 버스트의 출력이 없는 휴지 구간을 포함한다.In some embodiments, referring to FIG. 4 , looking at a region in which the DC waveform section is converted to a burst section of a pulse, the DC waveform has a second current value in the DC waveform section, and each pulse has a second current value in the burst section of the pulse and has a different first current value. Therefore, the region in which the DC waveform section is converted to the burst section of the pulse includes the idle section, and the idle section is a section in which no output is made temporarily, and no DC waveform or pulse burst is output in the idle section. Specifically, when the burst section of the pulse is arranged after the DC waveform section in time series, the signal includes a rest section in which there is no output of the DC waveform or the burst of the pulse between the DC waveform section and the burst section of the pulse.
직류 파형의 제2 전류값은 펄스의 제1 전류값에 비하여 상대적으로 낮은데, 상대적으로 낮은 직류 파형의 제2 전류값에서 상대적으로 높은 펄스의 제1 전류값을 구현하기 위해서는 출력이 없는 휴지 구간이 존재해야만 한다. 컨트롤러는 이러한 휴지 구간을 통해서 높은 에너지의 펄스를 생성하도록 제어할 수 있다.The second current value of the DC waveform is relatively low compared to the first current value of the pulse. In order to implement the relatively high first current value of the pulse from the relatively low second current value of the DC waveform, a rest period with no output is required. must exist The controller may control to generate a pulse of high energy through this rest period.
여기서, 펄스의 제1 전류값의 크기에 따라 휴지 구간의 길이가 달라지게 되며, 컨트롤러는 펄스의 제1 전류값의 크기가 클수록 휴지 구간의 길이가 길어지도록 신경 조절 장치(10)를 제어할 수 있다. 즉, 환자의 의학적 질환이 달라지는 경우, 펄스의 제1 전류값의 크기가 달라지게 되어 컨트롤러는 휴지 구간의 길이가 달라지도록 신경 조절 장치(10)를 제어할 수 있다.Here, the length of the rest period is changed according to the magnitude of the first current value of the pulse, and the controller can control the neuromodulation apparatus 10 so that the length of the rest period becomes longer as the magnitude of the first current value of the pulse increases. have. That is, when the patient's medical condition changes, the magnitude of the first current value of the pulse changes, so that the controller can control the neuromodulation apparatus 10 to change the length of the rest period.
본 발명의 일 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)에서 펄스의 버스트를 통한 버스트 자극은 신경에서 신경 신호전달의 크기를 조절할 수 있으며, 오름신경로를 통한 뇌 방향의 신호 전달을 하기 위한 신호로써 뇌의 신체 상태 정보 처리 방식을 조절하여 증상의 경감을 유도할 수 있다. 즉, 버스트 자극을 통한 말초 신경 자극이 말초 신경의 전기적/화학적 신경전달을 중추신경(뇌)으로 전달하여 중추신경 질환의 치료가 가능하다. 예컨대, 버스트 자극을 통해 삼차 신경 미주 신경과 같은 말초 신경을 자극하면 자극이 뇌로 전달되어 뇌의 통증 조절 부위의 대사 등이 조절되는데 이러한 원리가 편두통 등의 치료 원리로 여겨진다.In the neuromodulation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, burst stimulation through bursts of pulses can control the size of nerve signal transmission in nerves, and is a signal for transmitting signals in the brain direction through the ascending nerve pathway. Relief of symptoms can be induced by controlling the way the brain processes body state information. That is, peripheral nerve stimulation through burst stimulation transmits electrical/chemical neurotransmission of peripheral nerves to the central nerve (brain), thereby enabling treatment of central nerve diseases. For example, when a peripheral nerve such as the trigeminal nerve vagus nerve is stimulated through burst stimulation, the stimulus is transmitted to the brain to control the metabolism of the pain control region of the brain. This principle is considered as a treatment principle for migraine.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 조절 장치(10)에서 직류 파형을 통한 직류 자극은 자발적인 신경 활동을 증가시키거나 감소시키기 위한 신호로써 뇌가 특정 신체 상태임을 인식하도록 유도할 수 있다. 전술한 것과 동일한 원리로 뇌로 신호를 전달하거나, 말초가 신경 말단이 뻗어있는 내장 장기나 근육으로만 신호를 전달하여 신호를 원하는 방향으로 이끌 수 있다.In addition, in the neuromodulation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention, direct current stimulation through a direct current waveform is a signal for increasing or decreasing spontaneous neural activity, and may induce the brain to recognize a specific body state. In the same principle as described above, a signal may be transmitted to the brain, or a signal may be directed in a desired direction by transmitting a signal only to an visceral organ or muscle in which the peripheral nerve terminal extends.
예컨대, 펄스의 버스트에 기초하여 신경에 전기적인 자극을 가함으로써 환자의 의학적 질환과 관련된 신경 신호전달을 억제하여 환자의 의학적 질환의 경감시킬 수 있으며, 직류 파형에 기초하여 신경에 전기적인 자극을 가함으로써 완화(relaxion) 등과 같이 환자가 유도된 상태를 느낄 수 있도록 유도할 수 있다.For example, by applying electrical stimulation to the nerve based on the burst of pulses, the patient's medical condition can be alleviated by suppressing the nerve signal transmission related to the patient's medical condition, and applying electrical stimulation to the nerve based on the DC waveform By doing so, it is possible to induce the patient to feel the induced state, such as relaxation.
몇몇 실시예에서 펄스의 버스트의 주파수는 대략 초당 5 버스트부터 대략 초당 10버스트 사이의 값을 갖고, 펄스의 버스트에 포함되는 각각의 펄스의 듀레이션(duration)은 대략 45νs부터 대략 100νs 사이의 값을 가질 수 있다.In some embodiments, the frequency of the bursts of pulses has a value between about 5 bursts per second and about 10 bursts per second, and the duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between about 45 vs and about 100 vs. can
몇몇 실시예에서 펄스의 버스트에 포함되는 펄스의 크기는 대략 10mA에서 대략 20mA 사이의 값을 가질 수 있다.In some embodiments, a magnitude of a pulse included in a burst of pulses may have a value between about 10 mA and about 20 mA.
몇몇 실시예에서 직류 파형의 크기는 대략 0.1mA에서 1mA일 수 있으며, 바람직하게는 대략 0.5mA의 값을 가질 수 있다.In some embodiments, the magnitude of the DC waveform may be approximately 0.1 mA to 1 mA, and preferably may have a value of approximately 0.5 mA.
신경 조절 장치(10)를 설정하여 환자에게 전기적인 자극을 가한 결과는 도 5 및 도 6을 통해 확인할 수 있다.The result of applying the electrical stimulation to the patient by setting the neuromodulation device 10 can be confirmed through FIGS. 5 and 6 .
우선, 도 5를 참조하면, 베이스라인 대비 스트레스 상황 속에도 전기적인 자극에 기초하여 부교감 신경 활성화를 통한 즉각적 안정 효과가 HRV(Heart Rate Variability) 주요 지표로 확인된다.First, referring to FIG. 5 , an immediate stabilization effect through parasympathetic activation based on electrical stimulation even in a stressful situation compared to baseline is confirmed as a major indicator of heart rate variability (HRV).
또한, 도 6을 참조하면, 베이스라인 대비 스트레스 상황 속에도 전기적인 자극에 기초하여 부교감 신경 활성화를 통한 즉각적 안정 효과가 EDA(Electrical Dermal Activity) 주요 지표로 확인된다.In addition, referring to FIG. 6 , an immediate stabilization effect through parasympathetic activation based on electrical stimulation is confirmed as a major indicator of EDA (Electrical Dermal Activity) even in a stressful situation compared to the baseline.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 신경 조절 장치(10)를 이용하여 환자의 의학적 질환을 치료하는 방법 또는 환자의 신경을 조절하는 방법을 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예들에 따른 신경 조절 장치(10)에 대한 설명과 겹치는 부분에 대하여는 설명을 생략한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 환자의 신경 조절 방법에 대한 순서도이다.Hereinafter, a method of treating a patient's medical disease or a method of controlling a patient's nerves using the neuromodulation apparatus 10 according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 7 . However, descriptions of parts overlapping with the description of the neuromodulation apparatus 10 according to embodiments of the present invention will be omitted. 7 is a flowchart of a method for neuromodulation of a patient according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 환자의 신경을 조절하는 방법은 환자의 표피의 목표 영역에 자극 모듈(20)을 위치시키고(S10), 펄스의 버스트(bursts of pulses)와 직류(DC) 파형을 포함하는 신호를 생성하고(S20), 피부를 통해 비침습적으로 상기 신경에 전기적인 자극이 가해지도록 상기 자극 모듈(20)에 상기 신호를 인가하는 것(30)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the method for controlling the patient's nerves includes positioning the stimulation module 20 in a target area of the patient's epidermis (S10), and including bursts of pulses and direct current (DC) waveforms. generating a signal (S20) and applying the signal to the stimulation module 20 so that the electrical stimulation is applied to the nerve non-invasively through the skin (30).
여기서, 신호를 생성하는 것(S20)은, 직류 파형 구간에서 직류 파형은 상대적으로 높은 제1 전류값에서 상대적으로 낮은 제2 전류값으로 감소하는 파형을 포함하는 것이고, 직류 파형 구간에서 직류 파형은 제2 전류값에 도달한 후 미리 정해진 시간동안 상기 제2 전류값을 실질적으로 유지하도록 하는 것이다. 본 발명의 실시예들에 따른 신경 조절 장치(10)에서 설명된 신호의 생성과 관련된 내용이 환자의 의학적 질환을 치료하는 방법에 그대로 적용될 수 있다.Here, in generating the signal ( S20 ), in the DC waveform section, the DC waveform includes a waveform that decreases from a relatively high first current value to a relatively low second current value, and in the DC waveform section, the DC waveform is After reaching the second current value, the second current value is substantially maintained for a predetermined time. The contents related to the generation of the signal described in the neuromodulation apparatus 10 according to the embodiments of the present invention may be directly applied to a method of treating a patient's medical disease.
한편, 펄스의 버스트의 주파수는 대략 초당 5 버스트부터 대략 초당 10버스트 사이의 값을 갖고, 펄스의 버스트에 포함되는 각각의 펄스의 듀레이션(duration)은 대략 45νs부터 대략 100νs 사이의 값을 갖고, 펄스의 버스트에 포함되는 펄스의 크기는 대략 10mA에서 대략 20mA 사이의 값을 갖고, 직류 파형의 크기는 대략 0.5mA의 값을 가질 수 있으며, 펄스의 버스트와 직류 파형의 특성과 관련된 내용은 본 발명의 실시예들에 따른 신경 조절 장치(10)에서 자세히 설명하였다.On the other hand, the frequency of the burst of pulses has a value between approximately 5 bursts per second and approximately 10 bursts per second, and the duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between approximately 45 vs and approximately 100 vs, The magnitude of the pulse included in the burst may have a value between about 10 mA and about 20 mA, and the magnitude of the DC waveform may have a value of about 0.5 mA. It has been described in detail in the neural modulation device 10 according to the embodiments.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of a method or algorithm described in relation to an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, as a software module executed by hardware, or by a combination thereof. A software module may contain random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (20)

  1. 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하여 신경을 조절(modulation)하기 위한 장치로서,As a device for modulating the nerve by applying electrical stimulation to the patient's nerve,
    상기 환자의 신경에 신호를 인가하도록 구성된 자극 모듈; 및a stimulation module configured to apply a signal to a nerve of the patient; and
    상기 자극 모듈에 인가되는 신호를 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,Including; a controller for controlling the signal applied to the stimulation module;
    상기 신호는 펄스의 버스트(bursts of pulses)와 직류(DC) 파형을 포함하는 것인, 장치.wherein the signal comprises bursts of pulses and a direct current (DC) waveform.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 환자의 신경에 상기 전기적인 자극을 제공하여 신경을 조절함으로써 상기 환자의 의학적 질환(medical condition)을 치료하기 위한 것인, 장치.An apparatus for treating a medical condition of the patient by providing the electrical stimulation to the nerves of the patient to modulate the nerves.
  3. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 신경은 뇌 신경(cranial nerve), 경동맥동 신경(carotid sinus nerve), 미주 신경(vagus nerve), 목 신경(cervical nerve) 및 정중 신경(median nerve) 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 장치.The device, wherein the nerve comprises at least one of a cranial nerve, a carotid sinus nerve, a vagus nerve, a cervical nerve, and a median nerve.
  4. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 자극 모듈은 상기 환자의 표피(outer skin)의 목표 영역에 위치하는 접촉면(contact surface)을 포함하고,The stimulation module comprises a contact surface located in a target area of the patient's outer skin,
    상기 환자의 피부를 통해 비침습적으로 신경에 전기적인 자극으로서의 상기 신호가 가해지는 것인, 장치.wherein the signal is applied as an electrical stimulation to a nerve non-invasively through the skin of the patient.
  5. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4,
    상기 목표 영역은 이마(forehead), 귀(ear), 목(neck) 및 손목(wrist) 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 장치.wherein the target area comprises at least one of a forehead, an ear, a neck and a wrist.
  6. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 신호는 펄스의 버스트 구간과 직류 파형 구간으로 구분되고,The signal is divided into a burst section of a pulse and a DC waveform section,
    상기 컨트롤러는 상기 펄스의 버스트 구간 사이에 상기 직류 파형 구간이 위치하도록 상기 신호를 제어하는 것인, 장치.The controller is to control the signal so that the DC waveform section is located between the burst sections of the pulse.
  7. 제6항에 있어서,7. The method of claim 6,
    상기 펄스의 버스트 구간과 상기 직류 파형 구간은 오버랩되지 않고,The burst section of the pulse and the DC waveform section do not overlap,
    상기 컨트롤러는 상기 펄스의 버스트 구간에는 상기 신호에 상기 펄스의 버스트가 포함되고 상기 직류 파형 구간에는 상기 펄스의 버스트의 인가를 중지하고 상기 신호에 상기 직류 파형이 포함되도록 제어하는 것인, 장치.The controller is configured to control so that the burst of the pulse is included in the signal in the burst period of the pulse, the burst of the pulse is stopped in the DC waveform period, and the DC waveform is included in the signal.
  8. 제6항에 있어서,7. The method of claim 6,
    상기 직류 파형 구간에서 상기 직류 파형은 상대적으로 큰 제1 전류값에서 상대적으로 작은 제2 전류값으로 감소하는 파형을 포함하는 것인, 장치.In the DC waveform section, the DC waveform includes a waveform that decreases from a relatively large first current value to a relatively small second current value.
  9. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8,
    상기 신호에서 상기 펄스의 버스트 구간 사이에 상기 직류 파형 구간이 배치되고,The DC waveform section is disposed between the burst sections of the pulses in the signal,
    시계열적으로 상기 직류 파형 구간 이후에 상기 펄스의 버스트 구간이 배치되는 경우, 상기 신호는 상기 직류 파형 구간과 상기 펄스의 버스트 구간 사이에 상기 직류 파형의 출력이 없는 휴지 구간을 포함하는 것인, 장치.When the burst section of the pulse is arranged after the DC waveform section in time series, the signal includes a rest section in which there is no output of the DC waveform between the DC waveform section and the burst section of the pulse .
  10. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9,
    치료의 대상이 되는 상기 환자의 의학적 질환에 따라 상기 직류 파형 구간에서 상기 직류 파형의 감소 기울기값 및 상기 휴지 구간의 길이 중 적어도 하나가 결정되는 것인, 장치.At least one of a decreasing slope value of the DC waveform in the DC waveform section and a length of the rest section is determined according to the medical disease of the patient to be treated.
  11. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2,
    상기 환자의 의학적 질환은 편두통(migraine), 불면증(insomnia), 신경성 장애(neurologic disorder), 신경병성 통증(neuropathic pain), 운동장애(motor dysfunction), 간질(epilepsy), 이명(tinnitus), 비만(obesity) 및 우울증(depression) 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 장치.The patient's medical disease is migraine, insomnia, neurologic disorder, neuropathic pain, motor dysfunction, epilepsy, tinnitus, obesity ( A device comprising at least one of obesity and depression.
  12. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 펄스의 버스트의 주파수는 대략 초당 5 버스트부터 대략 초당 10버스트 사이의 값을 갖고, 상기 펄스의 버스트에 포함되는 각각의 펄스의 듀레이션(duration)은 대략 45ms부터 대략 100ms 사이의 값을 갖는 것인, 장치.wherein the frequency of the bursts of pulses has a value between approximately 5 bursts per second and approximately 10 bursts per second, and the duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between approximately 45 ms and approximately 100 ms. , Device.
  13. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12,
    상기 펄스의 버스트에 포함되는 펄스의 크기는 대략 10mA에서 대략 20mA 사이의 값을 갖고,The magnitude of the pulse included in the burst of the pulse has a value between about 10 mA and about 20 mA,
    상기 직류 파형의 크기는 대략 0.5mA의 값을 갖는 것인, 장치.wherein the magnitude of the DC waveform has a value of approximately 0.5 mA.
  14. 장치에 의해 수행되는, 환자의 신경에 전기적인 자극을 가하여 신경을 조절(modulation)하는 방법에 있어서,In a method of modulating a nerve by applying electrical stimulation to a nerve of a patient, performed by the device,
    상기 환자의 표피의 목표 영역에 자극 모듈을 위치시키는 단계;positioning a stimulation module in a target region of the patient's epidermis;
    펄스의 버스트(bursts of pulses)와 직류(DC) 파형을 포함하는 신호를 생성하는 단계; 및generating a signal comprising bursts of pulses and a direct current (DC) waveform; and
    상기 환자의 피부를 통해 비침습적으로 상기 환자의 신경에 전기적인 자극이 가해지도록 상기 자극 모듈에 상기 신호를 인가하는 단계;를 포함하는 것인, 방법.Applying the signal to the stimulation module so that the electrical stimulation is applied to the nerve of the patient non-invasively through the skin of the patient;
  15. 제14항에 있어서,15. The method of claim 14,
    상기 신호 생성 단계는,The signal generating step is
    상기 펄스의 버스트 구간과 직류 파형 구간으로 구분되고, 상기 펄스의 버스트 구간 사이에 상기 직류 파형 구간이 위치하도록 상기 신호를 생성하는 것이고,The pulse is divided into a burst section and a DC waveform section, and the signal is generated so that the DC waveform section is located between the burst sections of the pulse,
    상기 펄스의 버스트 구간과 상기 직류 파형 구간은 오버랩되지 않는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein the burst section of the pulse and the DC waveform section do not overlap.
  16. 제15항에 있어서,16. The method of claim 15,
    상기 신호 생성 단계는,The signal generating step is
    상기 직류 파형 구간에서 상기 직류 파형은 상대적으로 큰 제1 전류값에서 상대적으로 작은 제2 전류값으로 감소하는 파형을 포함하는 것인, 방법.In the DC waveform section, the DC waveform includes a waveform that decreases from a relatively large first current value to a relatively small second current value.
  17. 제16항에 있어서,17. The method of claim 16,
    상기 신호 생성 단계는,The signal generating step is
    상기 직류 파형 구간에서 상기 직류 파형은 상기 제2 전류값에 도달한 후 미리 정해진 시간동안 상기 제2 전류값을 실질적으로 유지하도록 하는 것인, 방법.In the DC waveform section, the DC waveform is configured to substantially maintain the second current value for a predetermined time after reaching the second current value.
  18. 제14항에 있어서,15. The method of claim 14,
    상기 펄스의 버스트의 주파수는 대략 초당 5 버스트부터 대략 초당 10버스트 사이의 값을 갖는 것인, 방법.wherein the frequency of the bursts of pulses has a value between approximately 5 bursts per second and approximately 10 bursts per second.
  19. 제18항에 있어서,19. The method of claim 18,
    상기 펄스의 버스트에 포함되는 각각의 펄스의 듀레이션(duration)은 대략 45ms부터 대략 100ms 사이의 값을 갖는 것인, 방법.and a duration of each pulse included in the burst of pulses has a value between approximately 45 ms and approximately 100 ms.
  20. 제19항에 있어서,20. The method of claim 19,
    상기 펄스의 버스트에 포함되는 펄스의 크기는 대략 10mA에서 대략 20mA 사이의 값을 갖고,The magnitude of the pulse included in the burst of the pulse has a value between about 10 mA and about 20 mA,
    상기 직류 파형의 크기는 대략 0.5mA의 값을 갖는 것인, 방법.wherein the magnitude of the DC waveform has a value of approximately 0.5 mA.
PCT/KR2020/016992 2019-11-29 2020-11-26 Apparatus and method for modulating nerve by applying electrical stimulation to nerve of patient WO2021107649A2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0157565 2019-11-29
KR20190157565 2019-11-29
KR1020200146315A KR102356607B1 (en) 2019-11-29 2020-11-04 Device, method and program for modulating nerve of a patient by providing electrical stimulation
KR10-2020-0146315 2020-11-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2021107649A2 true WO2021107649A2 (en) 2021-06-03
WO2021107649A3 WO2021107649A3 (en) 2021-07-15

Family

ID=76129563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/016992 WO2021107649A2 (en) 2019-11-29 2020-11-26 Apparatus and method for modulating nerve by applying electrical stimulation to nerve of patient

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20220017952A (en)
WO (1) WO2021107649A2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1551497A2 (en) * 2002-06-13 2005-07-13 Inc. Atlantic Medical Transcutaneous electrical nerve stimulation device and method using microcurrent
US8874227B2 (en) * 2009-03-20 2014-10-28 ElectroCore, LLC Devices and methods for non-invasive capacitive electrical stimulation and their use for vagus nerve stimulation on the neck of a patient
US7660636B2 (en) * 2006-01-04 2010-02-09 Accelerated Care Plus Corp. Electrical stimulation device and method for the treatment of dysphagia
US7949403B2 (en) * 2007-02-27 2011-05-24 Accelerated Care Plus Corp. Electrical stimulation device and method for the treatment of neurological disorders
BR112015023532A2 (en) * 2013-03-15 2017-07-18 Boston Scient Neuromodulation Corp systems for administering subliminal therapy to a patient
US20160339241A1 (en) * 2014-01-21 2016-11-24 Cerephex Corporation Methods and apparatus for electrical stimulation
CN106456969A (en) 2014-03-09 2017-02-22 神经体化知识产权控股(泽西岛)有限公司 Systems and methods for neuromodulation of sympathetic and parasympathetic cardiac nerves

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220017952A (en) 2022-02-14
WO2021107649A3 (en) 2021-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7890185B2 (en) Treatment of disorders by unidirectional nerve stimulation
US10342980B2 (en) Neurostimulator and method for regulating the same
US9403014B2 (en) Onset-mitigating high-frequency nerve block
US7734355B2 (en) Treatment of disorders by unidirectional nerve stimulation
EP2833960B1 (en) Subcutaneous electrodes for cranial nerve stimulation
US8073544B2 (en) Neurostimulator involving stimulation strategies and process for using it
US20080147137A1 (en) Inhibition of sympathetic nerves
WO2001010375A2 (en) Inhibition of action potentials
CN109125921B (en) Pulse acupuncture therapeutic instrument based on induced electroencephalogram signals
AU2018210216B2 (en) Method and system for providing therapy to a patient via application of a broad spectrum of tunable electrical noise signals
KR102356607B1 (en) Device, method and program for modulating nerve of a patient by providing electrical stimulation
AU2015206541B2 (en) Selective nerve stimulation using presynaptic terminal depletion block
WO2021107649A2 (en) Apparatus and method for modulating nerve by applying electrical stimulation to nerve of patient
US11813461B2 (en) Device and method modulating nerve of a patient by providing electrical stimulation
KR102462573B1 (en) Wearable device for nerve impulse
US10556108B1 (en) Multichannel apparatus for Vagus nerve stimulation
WO2023096359A1 (en) Method for controlling vagus nerve stimulation
US11793443B2 (en) Adjustable random electrical stimulation technologies
CN110870946A (en) Device for stimulating the reins and/or the medullary veins and/or the retroflexion in the brain
WO2024034864A1 (en) Tactile stimulation device and method using air pressure in order to activate parasympathetic nerve
KR20210067694A (en) Nerve function regulating device
WO2023096360A1 (en) Method for controlling complex stimulation and complex stimulation device
EP3888737A1 (en) Method and system for providing neuromodulation

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20893850

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20893850

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2