WO2022164159A1 - 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법 - Google Patents

인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022164159A1
WO2022164159A1 PCT/KR2022/001244 KR2022001244W WO2022164159A1 WO 2022164159 A1 WO2022164159 A1 WO 2022164159A1 KR 2022001244 W KR2022001244 W KR 2022001244W WO 2022164159 A1 WO2022164159 A1 WO 2022164159A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stimulation
human body
information
controller
signal
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/001244
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김재준
김현중
Original Assignee
울산과학기술원
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
Application filed by 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Publication of WO2022164159A1 publication Critical patent/WO2022164159A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/025—Digital circuitry features of electrotherapy devices, e.g. memory, clocks, processors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/3603—Control systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/3603—Control systems
    • A61N1/36034—Control systems specified by the stimulation parameters

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for human body stimulation based on human body communication. More specifically, the present invention relates to a human body communication-based low-power human body stimulation apparatus and method capable of dual mode and minimizing power consumption during stimulation of the human body.
  • Patent Document 1 Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0096222 (published on August 29, 2018)
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for stimulating human body based on human body communication.
  • Another object of the present invention is to provide a human body stimulation apparatus and method using a dual mode including a passive mode capable of stimulating the human body with low power and an active mode operating on the same principle as a general wired stimulator.
  • the human body stimulation apparatus includes a controller and at least one stimulator connected to the controller through a human body, and the controller receives stimulation pulse information from a user. It may include a user interface that receives an input, a control signal generator that generates a Serial Peripheral Interface (SPI) control signal used for stimulation control by using the stimulation pulse information, and a modulator that transmits the SPI control signal to the stimulator.
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the stimulation apparatus includes: a demodulator for receiving the SPI control signal from the controller; a data recovery unit for generating a clock signal and a latch enable (LE) signal using the received SPI control signal; and the SPI control A signal, the clock signal, and the LE signal may include a first stimulation information generating unit for generating stimulation information, and a first stimulation unit generating a current to stimulate the human body based on the stimulation information.
  • a demodulator for receiving the SPI control signal from the controller
  • a data recovery unit for generating a clock signal and a latch enable (LE) signal using the received SPI control signal
  • the SPI control A signal, the clock signal, and the LE signal may include a first stimulation information generating unit for generating stimulation information, and a first stimulation unit generating a current to stimulate the human body based on the stimulation information.
  • the stimulation pulse information may include at least one of information on the strength, frequency, start and end of the stimulation pulse.
  • the controller further includes a second stimulation information generating unit and a second stimulation unit, wherein the control signal generating unit further generates the clock signal and the LE signal by using the stimulation pulse information,
  • the second stimulation information generating unit generates the stimulation information using the SPI control signal, the clock signal, and the LE signal, and the second stimulation unit generates the current based on the stimulation information to control the human body.
  • the user interface further receives information on a human body stimulation mode including a first mode and a second mode from the user, and when the human body stimulation mode is the first mode, the operation of the stimulator
  • the human body stimulation can be performed without the controller alone.
  • the human body stimulation mode when the human body stimulation mode is the second mode, the second stimulation information generation unit and the second stimulation unit do not operate, and the first stimulation information generation unit and the first stimulation unit generate the Human stimulation may be performed.
  • the controller inputs stimulation pulse information from a user receiving, by the controller using the stimulation pulse information, generating an SPI (Serial Peripheral Interface) control signal used for stimulation control, and transmitting, by the controller, the SPI control signal to the stimulator have.
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the step of the stimulation apparatus receiving the SPI control signal from the controller; generating a clock signal and a latch enable (LE) signal by the stimulation apparatus using the received SPI control signal;
  • the method may further include generating stimulation information using the SPI control signal, the clock signal, and the LE signal, and the stimulation apparatus generating a current to stimulate the human body based on the stimulation information.
  • the stimulation pulse information may include at least one of information on intensity, frequency, and start and end of the stimulation pulse.
  • the method may further include the step of stimulating the human body by the controller.
  • the step of stimulating the human body by the controller includes: the controller further generating the clock signal and the LE signal by using the stimulation pulse information; generating the stimulation information using a signal and the LE signal; and generating, by the controller, the current based on the stimulation information to stimulate the human body.
  • the step of stimulating the human body by the controller may not be performed.
  • an apparatus and method for human body stimulation based on human body communication may be provided.
  • a human body stimulation apparatus and method using a dual mode including a passive mode capable of stimulating the human body with low power and an active mode operating on the same principle as a general wired stimulator may be provided.
  • FIG. 1 is a view for explaining a human body stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an operation process of a controller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an operation process of a stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a circuit configuration that can be used in the human body stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 'group' means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • FIG. 1 is a view for explaining a human body stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a human body stimulation apparatus may include a controller 200 capable of performing communication based on a user's human body 100 and at least one stimulation apparatus 300 . have.
  • Human body communication may mean ultra-short-range communication performed by attaching at least one module to the human body 100 and using the human body 100 as a medium.
  • wired or short-distance communication eg, Bluetooth, etc.
  • wired or short-distance communication has been used to stimulate the human body.
  • wired or short-distance communication there is a limit to the area where the stimulator can be attached.
  • consumption is relatively large. Accordingly, when human body stimulation is performed through human body communication according to an embodiment, there are relatively various regions to which the stimulator can be attached, and power consumption is also reduced.
  • the controller 200 and the stimulator 300 may be attached to the human body 100 .
  • the controller 200 may be attached to the wrist of the human body 100 and receive stimulation pulse information from the user to control the overall activity of the human body stimulation apparatus.
  • the stimulator 300 may be attached to a portion desired by the user, and may be attached to various portions of the human body 100 such as both ears, both arms, and both shoulders.
  • the controller 200 may include a user interface 201 , a control signal generator 202 , and a modulator 203 , but is not limited thereto, and stimulation control It may further include a battery and a battery-related module required for the .
  • the user interface 201 may refer to a module that receives stimulation pulse information for stimulation from a user.
  • the stimulation pulse information may include information on the intensity, frequency, and start and end of the stimulation pulse. That is, the user can attach the stimulator 300 to a desired part of the stimulus and directly input the intensity and frequency of the stimulus pulse or whether the stimulus pulse starts and ends through the user interface 201 .
  • the control signal generator 202 may generate a Serial Peripheral Interface (SPI) signal used for stimulus control by using the stimulus pulse information input from the user interface 201 .
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • the SPI signal may refer to a signal that controls the clock signal and Latch Enable (LE) signal necessary for generating a stimulus to be accurately generated by the data recovery unit 302, which will be described later.
  • the control signal generator 202 may also be referred to as a micro controller unit (MCU).
  • MCU micro controller unit
  • the modulator 203 may refer to a module that transmits the generated SPI signal to the stimulation apparatus 300 . Meanwhile, the modulator 203 may perform modulation using an On-Off Keying (OOK) modulation scheme using a specific carrier frequency to perform human body communication.
  • OOK On-Off Keying
  • the specific carrier frequency may be 13.56 MHz.
  • the stimulation apparatus 300 is a module that directly stimulates the human body 100 , and includes a demodulator 301 , a data restoration unit 302 , a first stimulation information generation unit 303 , and The first stimulation unit 304 may be included, but is not limited thereto, and may further include a battery and a battery-related module necessary for providing stimulation.
  • the demodulator 301 may receive the SPI signal transmitted from the modulator 203 through human body communication. In this case, the demodulator 301 may demodulate the received SPI signal using the OOK demodulation method.
  • the data recovery unit 302 may generate a clock signal and an LE signal by using the received SPI signal.
  • the clock signal may serve to control the stimulation pulse input by the user to be uniformly input in every pulse period.
  • the LE signal may mean a signal informing that the loading of at least one or more shift registers present in the first stimulus information generating unit 303, which will be described later, is finished.
  • the first stimulus information generator 303 may generate stimulus information by using the SPI control signal, the clock signal, and the LE signal.
  • the stimulation information may refer to information that controls at least one or more registers included in the first stimulation information generating unit 303 to accurately operate the first stimulation unit 304, which will be described later.
  • the first stimulus information generating unit 303 may also be referred to as an SPI block.
  • the first stimulation unit 304 may generate a stimulation by using the stimulation information generated by the first stimulation information generation unit 303 and transmit the stimulation to the human body 100 .
  • the first stimulation unit 304 may include a digital to analog converter (I-DAC), a waveform generator, and a current generator.
  • I-DAC digital to analog converter
  • the I-DAC may serve to convert a digital stimulation pulse signal input by a user when generating a current, into an analog signal.
  • the I-DAC may be controlled in 12-bit units, but is not necessarily limited thereto.
  • the waveform generator may serve to generate a waveform of a stimulation pulse desired by a user. Specifically, it can serve to generate a waveform of a stimulation pulse suitable for the intensity and interval of the stimulation pulse included in the stimulation pulse information initially input by the user.
  • the current generator may amplify the current generated by the above-described I-DAC to generate a current corresponding to the stimulus input by the user.
  • the above-described operation of the human body stimulation apparatus may refer to a series of operations performed in a passive mode, which will be described later.
  • the user interface 201 may further receive human body stimulation mode information from the user.
  • the human body stimulation mode information determines whether stimulation is injected into the human body 100 through the above-described stimulator 300 , or It may be information for determining whether to generate a stimulus from the above-described controller 200 and inject it into the human body 100 .
  • the human body stimulation mode in which the stimulation is injected into the human body 100 through the stimulator 300 may be referred to as a passive mode.
  • a human body stimulation mode in which the stimulation is injected only through the controller 200 may be referred to as an active mode.
  • the active mode may be a stimulation mode that performs the same role as a human body stimulator using general wired or short-distance communication.
  • the controller 200 may further include a second stimulation information generating unit and a second stimulation unit.
  • the second stimulation information generating unit and the second stimulation unit may perform the same roles as the above-described first stimulation information generating unit 303 and the first stimulation unit 304 , respectively.
  • the stimulus may be transmitted only near a portion (eg, wrist) of the human body 100 to which the controller 200 is attached.
  • the human body stimulation apparatus since the user can determine in which stimulation mode the human body stimulation apparatus generates stimulation among the passive mode and the active mode (dual mode), it is possible to conveniently generate the human body stimulation.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an operation process of a controller according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 200 may receive stimulation pulse information from a user ( S201 ).
  • the stimulation pulse information may include at least one of information on the strength, frequency, start, and end of the stimulation pulse.
  • the controller 200 may generate an SPI control signal used for stimulation control by using the stimulation pulse information (S202).
  • the SPI control signal may refer to a signal that controls the data recovery unit 302 included in the stimulation apparatus 300 to accurately generate a clock signal and a latch enable (LE) signal necessary for stimulation generation.
  • controller 200 may transmit the SPI control signal to the stimulation apparatus 300 (S203).
  • steps S201 to S203 described above may mean operations of the controller 200 performed in the passive mode.
  • the method for stimulating the human body may further include the step of receiving, by the controller 200, information on a human body stimulation mode from the user.
  • the controller may perform a process of stimulating the human body.
  • the process of stimulating the human body includes: the controller further generating the clock signal and the LE signal by using the stimulation pulse information; the controller receiving the SPI control signal, the clock signal and the LE signal It may include generating the stimulation information by using, and the controller generating the current based on the stimulation information to stimulate the human body.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an operation process of a stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the stimulation apparatus 300 may receive an SPI control signal from the controller 200 ( S301 ).
  • the demodulator 301 included in the stimulation apparatus 300 may demodulate the received SPI signal using an OOK demodulation method.
  • the stimulator 300 may generate a clock signal and an LE signal by using the received SPI control signal (S302).
  • the clock signal may serve to control the stimulation pulse input by the user to be uniformly input in every pulse period.
  • the LE signal may mean a signal indicating that loading of at least one shift register present in the first stimulation information generating unit 303 included in the stimulation apparatus 300 is finished.
  • the stimulation apparatus 300 may generate stimulation information using the SPI control signal, the clock signal, and the LE signal (S303).
  • the stimulation information may refer to information that controls at least one or more registers included in the first stimulation information generating unit 303 to accurately operate the first stimulation unit 304 .
  • the stimulation apparatus 300 may generate a current based on the stimulation information to stimulate the human body 100 ( S304 ).
  • steps S301 to S304 may refer to the operation of the stimulation apparatus 300 performed in the passive mode. Accordingly, when the human body stimulation mode information received from the user is the active mode, the steps S301 to S304 performed by the stimulation apparatus 300 may not be performed.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a circuit configuration that can be used in the human body stimulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • controller 200 and the stimulator 300 may be used for human stimulation, and the controller 200 and the stimulator 300 may be implemented in a manner including the same IC (Integrated Circuit) structure.
  • IC Integrated Circuit
  • the IC structure 400 for human stimulation shown in FIG. 4 includes a modulator 401 , a demodulator 402 , a data restoration unit 403 , a stimulation information generation unit 403 , and a stimulation unit 405 .
  • a modulator 401 the IC structure 400 for human stimulation shown in FIG. 4 includes a modulator 401 , a demodulator 402 , a data restoration unit 403 , a stimulation information generation unit 403 , and a stimulation unit 405 .
  • the components included in the IC structure 400 may be performed according to the above-described principle.
  • the controller 200 may further include a user interface 201 and a control signal generator 202 in addition to the IC structure 400 .
  • the controller 200 may not use the demodulator 402 , the data restoration unit 403 , the stimulation information generation unit 404 , and the stimulation unit 405 .
  • the controller 200 may not use the modulator 401 , the demodulator 402 , and the data recovery unit 403 .
  • the stimulation apparatus 300 may generate stimulation using the demodulator 402, the data restoration unit 403, the stimulation information generation unit 404, and the stimulation unit 405, and the modulator ( 401) may not be used.
  • the stimulation apparatus 300 can perform human stimulation only with the above-described IC structure 400 and peripheral passive elements, power consumption can be greatly reduced.
  • the human body stimulation apparatus can use a plurality of stimulators 300 in the passive mode, stimulation can be applied to various parts of the body, and wireless communication (human body communication) can be utilized, which is convenient. .
  • an index may be assigned to each of the plurality of stimulation apparatuses 300 , so that the controller 200 may adjust the stimulation generated by each stimulation apparatus 300 .
  • the human body stimulation method can be implemented in the form of a computer program stored in a computer-readable recording medium programmed to perform each step of the method, and also a program to perform each step of the method It may be implemented in the form of a computer-readable recording medium storing a computer program.
  • Combinations of each block in the block diagram attached to this specification and each step in the flowchart may be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be embodied in a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, such that the instructions performed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be configured in the respective blocks of the block diagram or of the flowchart.
  • Each step creates a means for performing the described functions.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer-usable or computer-readable memory that may direct a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, and thus the computer-usable or computer-readable memory.
  • the instructions stored in the block diagram may produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block in the block diagram or in each step in the flowchart.
  • the computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to create a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that instructions for performing the processing equipment provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.
  • each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments it is also possible for the functions recited in blocks or steps to occur out of order. For example, it is possible that two blocks or steps shown one after another may in fact be performed substantially simultaneously, or that the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order according to the corresponding function.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

본 개시는 인체통신 기반 인체 자극 장치를 제공한다. 상기 장치는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러와 인체를 통해 연결되는 적어도 하나 이상의 자극기를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 사용자로부터 자극 펄스 정보를 입력 받는 사용자 인터페이스, 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 자극 컨트롤에 이용되는 SPI 컨트롤 신호를 생성하는 컨트롤 신호 생성부 및 상기 SPI 컨트롤 신호를 상기 자극기로 전송하는 모듈레이터를 포함하고, 상기 자극기는, 상기 SPI 컨트롤 신호를 수신하는 디모듈레이터, 상기 수신한 SPI 컨트롤 신호를 이용하여, 클럭 신호 및 LE 신호를 생성하는 데이터 복원부, 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 자극 정보를 생성하는 제1 자극 정보 생성부 및 상기 자극 정보에 기초하여, 전류를 발생시켜 인체를 자극하는 제2 자극부를 포함할 수 있다.

Description

인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법
본 발명은 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 듀얼 모드가 가능하고, 인체 자극 시 전력 소모가 최소화된 인체통신 기반 저전력 인체 자극 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 연구는 산업통상자원부(정부)의 재원으로 한국산업기술평가관리원의 지원을 받아 수행된 연구사업(산업기술알키미스트프로젝트(R＆D))의 "생체모방형 브레인 인터페이스 기반 최소 침습 B2X 애플리케이션 개발 (과제고유번호: 1415169912, 과제수행기관명: 한양대학교산학협력단, 연구기간: 2020.09.01 ~ 2021.04.30)"과, 과학기술정보통신부(정부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구사업(미래뇌융합기술개발(R&D))의 "일상생활 다중 생체신호 측정 넥밴드 웨어러블 측정 시스템 개발 (과제고유번호: 1711134196, 과제수행기관명: 한양대학교, 연구기간: 2021.04.01 ~ 2023.12.31)"과 관련된다.
인체 건강에 대한 수요가 갈수록 증가함에 따라, 전류를 이용하여 인체를 자극할 수 있는 장치들이 개발되고 있다. 한편, 현존하는 인체 자극 장치의 경우 컨트롤러, 통신 모듈(예: 블루투스 통신 모듈)의 사용이 필연적으로 수반되므로, 이들로부터 발생하는 전력 소모가 매우 큰 문제점이 있다.
또한, 현존하는 인체 자극 장치의 경우, 컨트롤러와 자극기가 서로 통신하기 위해 서로 인접한 곳에 위치하거나, 유선으로 연결되어야 하므로, 하나의 컨트롤러로 동시에 여러 자극기를 컨트롤하지 못하는 제한 사항이 있으며, 자극할 수 있는 부위도 제한적이라는 단점이 존재한다.
따라서, 전력 소모를 최소화함과 동시에, 하나의 컨트롤러로 동시에 여러 자극기를 동작시킬 수 있는 새로운 인체 자극 장치가 필요한 실정이다.
(특허문헌 1) 한국공개특허공보, 10-2018-0096222호 (2018.08.29. 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 저전력으로 인체 자극이 가능한 패시브 모드 및 일반적인 유선 자극기와 동일한 원리로 동작하는 액티브 모드가 포함된 듀얼 모드를 이용한 인체 자극 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인체통신 기반 인체 자극 장치에 있어서, 상기 인체 자극 장치는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러와 인체를 통해 연결되는 적어도 하나 이상의 자극기를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 사용자로부터 자극 펄스 정보를 입력 받는 사용자 인터페이스, 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 자극 컨트롤에 이용되는 SPI(Serial Peripheral Interface) 컨트롤 신호를 생성하는 컨트롤 신호 생성부 및 상기 SPI 컨트롤 신호를 상기 자극기로 전송하는 모듈레이터를 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 자극기는, 상기 컨트롤러부터 상기 SPI 컨트롤 신호를 수신하는 디모듈레이터, 상기 수신한 SPI 컨트롤 신호를 이용하여, 클럭 신호 및 LE(Latch Enable) 신호를 생성하는 데이터 복원부, 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 자극 정보를 생성하는 제1 자극 정보 생성부 및 상기 자극 정보에 기초하여, 전류를 발생시켜 인체를 자극하는 제1 자극부를 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 자극 펄스 정보는, 자극 펄스의 세기, 빈도, 시작 및 종료에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 컨트롤러는 제2 자극 정보 생성부 및 제2 자극부를 더 포함하고, 상기 컨트롤 신호 생성부는, 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 더 생성하고, 상기 제2 자극 정보 생성부는, 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 상기 자극 정보를 생성하고, 상기 제2 자극부는, 상기 자극 정보에 기초하여, 상기 전류를 발생시켜 상기 인체를 자극할 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 사용자 인터페이스는, 상기 사용자로부터 제1 모드 및 제2 모드를 포함하는 인체 자극 모드에 대한 정보를 더 입력 받고, 상기 인체 자극 모드가 상기 제1 모드인 경우, 상기 자극기의 동작 없이 상기 컨트롤러만으로 인체 자극이 수행될 수 있다.
상기 장치에 있어서, 상기 인체 자극 모드가 상기 제2 모드인 경우, 상기 제2 자극 정보 생성부 및 상기 제2 자극부는 동작하지 않고, 상기 제1 자극 정보 생성부 및 상기 제1 자극부에 의해 상기 인체 자극이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 및 상기 컨트롤러와 인체를 통해 연결되는 적어도 하나 이상의 자극기를 포함하는 인체 자극 장치에 의해 수행되는 인체통신 기반 인체 자극 방법은, 상기 컨트롤러가 사용자로부터 자극 펄스 정보를 입력 받는 단계, 상기 컨트롤러가 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 자극 컨트롤에 이용되는 SPI(Serial Peripheral Interface) 컨트롤 신호를 생성하는 단계 및 상기 컨트롤러가 상기 SPI 컨트롤 신호를 상기 자극기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 자극기가 상기 컨트롤러로부터 상기 SPI 컨트롤 신호를 수신하는 단계, 상기 자극기가 상기 수신한 SPI 컨트롤 신호를 이용하여, 클럭 신호 및 LE(Latch Enable) 신호를 생성하는 단계, 상기 자극기가 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 자극 정보를 생성하는 단계 및 상기 자극기가 상기 자극 정보에 기초하여, 전류를 발생시켜 인체를 자극하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 자극 펄스 정보는, 자극 펄스의 세기, 빈도, 시작 및 종료에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 컨트롤러가 상기 사용자로부터 제1 모드 및 제2 모드를 포함하는 인체 자극 모드에 대한 정보를 입력 받는 단계를 더 포함하고, 상기 인체 자극 모드가 상기 제1 모드인 경우, 상기 자극기는 동작하지 않고, 상기 방법은, 상기 컨트롤러가 상기 인체를 자극하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 컨트롤러가 상기 인체를 자극하는 단계는, 상기 컨트롤러가 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 더 생성하는 단계, 상기 컨트롤러가 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 상기 자극 정보를 생성하는 단계 및 상기 컨트롤러가 상기 자극 정보에 기초하여, 상기 전류를 발생시켜 상기 인체를 자극하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 인체 자극 모드가 상기 제2 모드인 경우, 상기 컨트롤러가 상기 인체를 자극하는 단계는 수행되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저전력으로 인체 자극이 가능한 패시브 모드 및 일반적인 유선 자극기와 동일한 원리로 동작하는 액티브 모드가 포함된 듀얼 모드를 이용한 인체 자극 장치 및 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 자극 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자극기의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 자극 장치에 이용될 수 있는 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 자극 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 자극 장치는, 사용자의 인체(100)를 기반으로 통신을 수행할 수 있는 컨트롤러(200) 및 적어도 하나 이상의 자극기(300)를 포함할 수 있다.
인체 통신이란, 적어도 하나 이상의 모듈이 인체(100)에 부착되어, 인체(100)를 매질로 하여 수행되는 초 근거리 통신을 의미할 수 있다. 종래에는, 인체 자극을 위해 유선 또는 근거리 통신(예: 블루투스 등)이 이용되었으나, 유선 또는 근거리 통신이 이용될 경우, 자극기를 부착할 수 있는 부위에 한계가 존재하고, 특히 근거리 통신의 경우, 전력 소모가 상대적으로 큰 단점이 존재한다. 따라서, 일 실시예에 따른 인체 통신을 통해 인체 자극을 수행할 경우, 자극기를 부착할 수 있는 부위가 상대적으로 다양하며, 전력 소모 또한 감소하는 효과가 존재한다.
상기 컨트롤러(200) 및 상기 자극기(300)는, 인체(100)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 컨트롤러(200)는, 인체(100)의 팔목에 부착되어 사용자로부터 자극 펄스 정보를 입력 받아, 인체 자극 장치의 전반적인 활동을 컨트롤할 수 있다. 또한, 상기 자극기(300)는, 사용자가 자극을 원하는 부위에 부착될 수 있으며, 양쪽 귀, 양쪽 팔, 양쪽 어깨 등 인체(100)의 다양한 부위에 부착될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 컨트롤러(200)는, 사용자 인터페이스(201), 컨트롤 신호 생성부(202) 및 모듈레이터(203)를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되지는 않고, 자극 제어에 필요한 배터리 및 배터리 관련 모듈을 추가적으로 더 포함할 수도 있다.
사용자 인터페이스(201)는, 사용자로부터 자극에 대한 자극 펄스 정보를 입력 받는 모듈을 의미할 수 있다.
자극 펄스 정보는, 자극 펄스의 세기, 빈도, 자극 펄스의 시작 및 종료에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 사용자는 자극을 원하는 부위에 자극기(300)를 부착하고, 사용자 인터페이스(201)를 통해, 자극 펄스의 세기, 빈도 또는 자극 펄스의 시작 및 종료 여부를 직접 입력할 수 있다.
컨트롤 신호 생성부(202)는, 상기 사용자 인터페이스(201)로부터 입력된 자극 펄스 정보를 이용하여, 자극 컨트롤에 이용되는 SPI(Serial Peripheral Interface) 신호를 생성할 수 있다. SPI 신호는, 자극 발생에 필요한 클럭 신호 및 LE(Latch Enable) 신호가, 후술할 데이터 복원부(302)에서 정확히 생성될 수 있도록 제어하는 신호를 의미할 수 있다. 한편, 상기 컨트롤 신호 생성부(202)는, MCU(Micro Controller Unit)로도 불릴 수 있다.
모듈레이터(203)는, 상기 생성된 SPI 신호를 자극기(300)에 송신하는 모듈을 의미할 수 있다. 한편, 상기 모듈레이터(203)는, 인체통신을 수행하기 위해, 특정 캐리어 주파수를 사용하는 OOK(On-Off Keying) 모듈레이션 방식을 이용하여 변조를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 캐리어 주파수는 13.56MHz일 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 자극기(300)는 인체(100)를 직접 자극하는 역할을 수행하는 모듈로써, 디모듈레이터(301), 데이터 복원부(302), 제1 자극 정보 생성부(303) 및 제1 자극부(304)를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되지는 않고, 자극 제공에 필요한 배터리 및 배터리 관련 모듈을 추가적으로 더 포함할 수도 있다.
디모듈레이터(301)는, 인체통신을 통해 모듈레이터(203)로부터 송신된 SPI 신호를 수신할 수 있다. 이때, 디모듈레이터(301)는, 수신한 SPI 신호를 OOK 디모듈레이션 방식을 이용하여 복조를 수행할 수 있다.
데이터 복원부(302)는, 상기 수신한 SPI 신호를 이용하여, 클럭 신호 및 LE 신호를 생성할 수 있다. 클럭 신호는, 사용자가 입력한 자극 펄스가 매 펄스 주기마다 일정하게 입력될 수 있도록 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, LE 신호는, 후술할 제1 자극 정보 생성부(303) 내부에 존재하는 적어도 하나 이상의 shift register의 로딩이 끝났음을 알려주는 신호를 의미할 수 있다.
제1 자극 정보 생성부(303)는, 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여, 자극 정보를 생성할 수 있다. 상기 자극 정보는, 제1 자극 정보 생성부(303) 내에 포함된 적어도 하나 이상의 register들이, 후술할 제1 자극부(304)를 정확히 동작시키도록 제어하는 정보를 의미할 수 있다. 상기 제1 자극 정보 생성부(303)는, SPI 블록으로도 불릴 수 있다.
제1 자극부(304)는, 상기 제1 자극 정보 생성부(303)로부터 생성된 자극 정보를 이용하여 자극을 생성하고, 인체(100)에 자극을 전달할 수 있다. 상기 제1 자극부(304)는, I-DAC(Digital to Analog Converter), 파형 발생기 및 전류 발생기를 포함할 수 있다.
I-DAC은, 전류 생성 시 사용자가 입력한 디지털 자극 펄스 신호를, 아날로그 신호로 변환하는 역할을 수행할 수 있다. 이때, I-DAC은 통상적으로 12-bit 단위로 제어될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
파형 발생기는, 사용자가 원하는 자극 펄스의 파형을 생성하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 사용자가 초기에 입력한 자극 펄스 정보에 포함된 자극 펄스의 세기 및 간격 등에 알맞은 자극 펄스의 파형을 생성하는 역할을 할 수 있다.
전류 발생기는, 상술한 I-DAC에서 생성한 전류를 증폭시켜, 사용자가 입력한 자극에 대응되는 전류를 발생시킬 수 있다.
한편, 상술한 인체 자극 장치의 동작은, 후술할 패시브 모드(passive mode)에서 수행되는 일련의 동작을 의미할 수 있다.
구체적으로, 상기 사용자 인터페이스(201)는, 사용자로부터 인체 자극 모드 정보를 더 입력 받을 수 있는데, 상기 인체 자극 모드 정보는, 자극이 상술한 자극기(300)를 통해 인체(100)에 주입될지, 또는 상술한 컨트롤러(200)로부터 자극을 발생시켜 인체(100)에 주입할지를 결정하는 정보일 수 있다.
이때, 상기 자극이 자극기(300)를 통해 인체(100)에 주입되는 인체 자극 모드를 패시브 모드(passive mode)라고 할 수 있다. 또한, 상기 자극이 컨트롤러(200)만을 통해 주입되는 인체 자극 모드를 액티브 모드(active mode)라고 할 수 있다. 상기 액티브 모드는, 일반적인 유선 또는 근거리 통신을 이용한 인체 자극기와 동일한 역할을 수행하는 자극 모드일 수 있다.
액티브 모드가 수행되기 위해서는, 상기 컨트롤러(200) 내부에도 자극을 발생시키는 모듈이 존재해야 한다. 따라서, 일 실시예에 의하면, 상기 컨트롤러(200)는, 제2 자극 정보 생성부 및 제2 자극부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 제2 자극 정보 생성부 및 상기 제2 자극부는, 각각 상술한 제1 자극 정보 생성부(303) 및 상기 제1 자극부(304)와 동일한 역할을 수행할 수 있다.
따라서, 액티브 모드에서는, 컨트롤러(200)가 부착된 인체(100)의 부위(예: 손목)근처에만 자극이 전달될 수 있다.
즉, 사용자는 인체 자극 장치가 패시브 모드 및 액티브 모드 중 어느 자극 모드로 자극을 발생시킬 지 결정할 수 있으므로(듀얼 모드), 편리하게 인체 자극을 발생시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 컨트롤러(200)는, 사용자로부터 자극 펄스 정보를 입력 받을 수 있다(S201). 이때, 상기 자극 펄스 정보는, 자극 펄스의 세기, 빈도, 시작 및 종료에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 컨트롤러(200)는, 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 자극 컨트롤에 이용되는 SPI 컨트롤 신호를 생성할 수 있다(S202). 상기 SPI 컨트롤 신호는, 자극 발생에 필요한 클럭 신호 및 LE(Latch Enable) 신호가, 자극기(300)에 포함된 데이터 복원부(302)에서 정확히 생성될 수 있도록 제어하는 신호를 의미할 수 있다.
또한, 컨트롤러(200)는, 상기 SPI 컨트롤 신호를 자극기(300)로 전송할 수 있다(S203).
한편, 상술한 S201 내지 S203 단계는, 패시브 모드에서 수행되는 컨트롤러(200)의 동작을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인체 자극 방법은, 컨트롤러(200)가 상기 사용자로부터 인체 자극 모드에 대한 정보를 입력 받는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 인체 자극 모드가 액티브 모드인 경우, 상기 컨트롤러는 인체를 자극하는 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 인체를 자극하는 과정은, 상기 컨트롤러가 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 더 생성하는 단계, 상기 컨트롤러가 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 상기 자극 정보를 생성하는 단계 및 상기 컨트롤러가 상기 자극 정보에 기초하여, 상기 전류를 발생시켜 상기 인체를 자극하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자극기의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 자극기(300)는, 컨트롤러(200)로부터 SPI 컨트롤 신호를 수신할 수 있다(S301). 일 실시예에 따르면, 상기 자극기(300)에 포함된 디모듈레이터(301)는, 수신한 SPI 신호를 OOK 디모듈레이션 방식을 이용하여 복조를 수행할 수 있다.
또한, 자극기(300)는, 수신한 SPI 컨트롤 신호를 이용하여, 클럭 신호 및 LE 신호를 생성할 수 있다(S302). 클럭 신호는, 사용자가 입력한 자극 펄스가 매 펄스 주기마다 일정하게 입력될 수 있도록 제어하는 역할을 할 수 있다. 또한, LE 신호는, 자극기(300)에 포함된 제1 자극 정보 생성부(303) 내부에 존재하는 적어도 하나 이상의 shift register의 로딩이 끝났음을 알려주는 신호를 의미할 수 있다.
그리고, 자극기(300)는, SPI 컨트롤 신호, 클럭 신호 및 LE 신호를 이용하여 자극 정보를 생성할 수 있다(S303). 상기 자극 정보는, 제1 자극 정보 생성부(303) 내에 포함된 적어도 하나 이상의 register들이, 제1 자극부(304)를 정확히 동작시키도록 제어하는 정보를 의미할 수 있다.
또한, 자극기(300)는, 상기 자극 정보에 기초하여 전류를 발생시켜 인체(100)를 자극할 수 있다(S304).
한편, 상술한 S301 내지 S304 단계는, 패시브 모드에서 수행되는 자극기(300)의 동작을 의미할 수 있다. 따라서, 사용자로부터 수신한 인체 자극 모드 정보가 액티브 모드인 경우, 상기 자극기(300)에 의해 수행되는 상기 S301 내지 S304 단계는 수행되지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 자극 장치에 이용될 수 있는 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이, 인체 자극을 위해서는 컨트롤러(200) 및 자극기(300)가 이용될 수 있으며, 상기 컨트롤러(200) 및 자극기(300)는, 동일한 IC(Integrated Circuit) 구조를 포함하는 방식으로도 구현될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 인체 자극을 위한 IC 구조(400)는, 모듈레이터(401), 디모듈레이터(402), 데이터 복원부(403), 자극 정보 생성부(403) 및 자극부(405)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 IC 구조(400)에 포함된 구성들은 상술한 원리에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 컨트롤러(200)는, 상기 IC 구조(400) 외에 사용자 인터페이스(201) 및 컨트롤 신호 생성부(202)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 패시브 모드의 경우, 상기 컨트롤러(200)는, 디모듈레이터(402), 데이터 복원부(403), 자극 정보 생성부(404) 및 자극부(405)는 이용하지 않을 수 있다. 한편, 액티브 모드의 경우, 컨트롤러(200)는, 모듈레이터(401), 디모듈레이터(402) 및 데이터 복원부(403)를 이용하지 않을 수 있다.
한편, 패시브 모드일 때, 자극기(300)는, 디모듈레이터(402), 데이터 복원부(403), 자극 정보 생성부(404) 및 자극부(405)를 이용하여 자극을 생성할 수 있으며, 모듈레이터(401)는 이용하지 않을 수 있다.
패시브 모드의 경우, 상기 자극기(300)는 상술한 IC 구조(400) 및 주변 수동 소자들로만 인체 자극을 수행할 수 있으므로, 소모되는 전력을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 일 실시예에 따른 인체 자극 장치는, 패시브 모드에서 복수 개의 자극기(300)를 이용할 수 있으므로, 다양한 부위에 자극을 줄 수 있으며, 무선 통신(인체 통신)을 활용할 수 있으므로, 편리한 장점이 있다.
또한, 일 실시예에 따른 인체 자극 장치는, 복수 개의 자극기(300) 각각에 인덱스를 부여하여, 컨트롤러(200)가 상기 자극기(300) 각각에 의해 생성되는 자극을 조절할 수도 있다.
한편, 전술한 다양한 실시예들에 따른 인체 자극 방법은 이러한 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현 가능하고, 또한 이러한 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체의 형태로 구현될 수도 있다.
본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 인체통신 기반 인체 자극 장치에 있어서,
    상기 인체 자극 장치는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러와 인체를 통해 연결되는 적어도 하나 이상의 자극기를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    사용자로부터 자극 펄스 정보를 입력 받는 사용자 인터페이스;
    상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 자극 컨트롤에 이용되는 SPI(Serial Peripheral Interface) 컨트롤 신호를 생성하는 컨트롤 신호 생성부; 및
    상기 SPI 컨트롤 신호를 상기 자극기로 전송하는 모듈레이터를 포함하는
    인체 자극 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자극기는,
    상기 컨트롤러부터 상기 SPI 컨트롤 신호를 수신하는 디모듈레이터;
    상기 수신한 SPI 컨트롤 신호를 이용하여, 클럭 신호 및 LE(Latch Enable) 신호를 생성하는 데이터 복원부;
    상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 자극 정보를 생성하는 제1 자극 정보 생성부; 및
    상기 자극 정보에 기초하여, 전류를 발생시켜 인체를 자극하는 제1 자극부를 포함하는
    인체 자극 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자극 펄스 정보는,
    자극 펄스의 세기, 빈도, 시작 및 종료에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는
    인체 자극 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 제2 자극 정보 생성부 및 제2 자극부를 더 포함하고,
    상기 컨트롤 신호 생성부는,
    상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 더 생성하고,
    상기 제2 자극 정보 생성부는,
    상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 상기 자극 정보를 생성하고,
    상기 제2 자극부는,
    상기 자극 정보에 기초하여, 상기 전류를 발생시켜 상기 인체를 자극하는
    인체 자극 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는,
    상기 사용자로부터 제1 모드 및 제2 모드를 포함하는 인체 자극 모드에 대한 정보를 더 입력 받고,
    상기 인체 자극 모드가 상기 제1 모드인 경우,
    상기 자극기의 동작 없이 상기 컨트롤러만으로 인체 자극이 수행되는
    인체 자극 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인체 자극 모드가 상기 제2 모드인 경우,
    상기 제2 자극 정보 생성부 및 상기 제2 자극부는 동작하지 않고,
    상기 제1 자극 정보 생성부 및 상기 제1 자극부에 의해 상기 인체 자극이 수행되는
    인체 자극 장치.
  7. 컨트롤러 및 상기 컨트롤러와 인체를 통해 연결되는 적어도 하나 이상의 자극기를 포함하는 인체 자극 장치에 의해 수행되는 인체통신 기반 인체 자극 방법에 있어서,
    상기 컨트롤러가 사용자로부터 자극 펄스 정보를 입력 받는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 자극 컨트롤에 이용되는 SPI(Serial Peripheral Interface) 컨트롤 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 SPI 컨트롤 신호를 상기 자극기로 전송하는 단계를 포함하는
    인체 자극 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자극기가 상기 컨트롤러로부터 상기 SPI 컨트롤 신호를 수신하는 단계;
    상기 자극기가 상기 수신한 SPI 컨트롤 신호를 이용하여, 클럭 신호 및 LE(Latch Enable) 신호를 생성하는 단계;
    상기 자극기가 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 자극 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 자극기가 상기 자극 정보에 기초하여, 전류를 발생시켜 인체를 자극하는 단계를 더 포함하는
    인체 자극 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 자극 펄스 정보는,
    자극 펄스의 세기, 빈도, 시작 및 종료에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는
    인체 자극 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 사용자로부터 제1 모드 및 제2 모드를 포함하는 인체 자극 모드에 대한 정보를 입력 받는 단계를 더 포함하고,
    상기 인체 자극 모드가 상기 제1 모드인 경우, 상기 자극기는 동작하지 않고,
    상기 방법은,
    상기 컨트롤러가 상기 인체를 자극하는 단계를 더 포함하는
    인체 자극 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 인체를 자극하는 단계는,
    상기 컨트롤러가 상기 자극 펄스 정보를 이용하여, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 더 생성하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 SPI 컨트롤 신호, 상기 클럭 신호 및 상기 LE 신호를 이용하여 상기 자극 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 자극 정보에 기초하여, 상기 전류를 발생시켜 상기 인체를 자극하는 단계를 포함하는
    인체 자극 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 인체 자극 모드가 상기 제2 모드인 경우,
    상기 컨트롤러가 상기 인체를 자극하는 단계는 수행되지 않는
    인체 자극 방법.
PCT/KR2022/001244 2021-01-26 2022-01-24 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법 WO2022164159A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210010754A KR102568423B1 (ko) 2021-01-26 2021-01-26 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법
KR10-2021-0010754 2021-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022164159A1 true WO2022164159A1 (ko) 2022-08-04

Family

ID=82653993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/001244 WO2022164159A1 (ko) 2021-01-26 2022-01-24 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102568423B1 (ko)
WO (1) WO2022164159A1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130109274A (ko) * 2012-03-27 2013-10-08 주식회사 루트로닉 신경근 자극기, 신경근 자극기의 동작방법
KR20160090114A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 김정순 운동량 극대화 의류
KR101718129B1 (ko) * 2016-04-07 2017-03-20 연세대학교 원주산학협력단 손목 자극 장치 및 그의 제어 방법
KR101747023B1 (ko) * 2016-02-11 2017-06-14 인하대학교 산학협력단 저전력 신경자극기 및 그 동작 방법
JP6190056B2 (ja) * 2013-06-28 2017-08-30 コチ・ウニヴェルシテシＫｏｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｓｉ 電気刺激デバイス
JP6568803B2 (ja) * 2013-03-15 2019-08-28 マインドテック・インコーポレイテッド パルス制御を備えた電気刺激システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100990530B1 (ko) * 2008-04-03 2010-10-29 주식회사 싸이버메딕 고주파 온침 전기자극장치
TWI424832B (zh) * 2008-12-15 2014-02-01 Proteus Digital Health Inc 與身體有關的接收器及其方法
US10452143B2 (en) * 2015-10-20 2019-10-22 San Diego State University Research Foundation Apparatus and method of implantable bidirectional wireless neural recording and stimulation
KR20180096222A (ko) 2017-02-21 2018-08-29 유남곤 인체자극구 및 이를 이용한 인체자극장치
KR102094400B1 (ko) * 2018-07-02 2020-03-27 국방과학연구소 신경 자극을 위한 컨트롤러

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130109274A (ko) * 2012-03-27 2013-10-08 주식회사 루트로닉 신경근 자극기, 신경근 자극기의 동작방법
JP6568803B2 (ja) * 2013-03-15 2019-08-28 マインドテック・インコーポレイテッド パルス制御を備えた電気刺激システム
JP6190056B2 (ja) * 2013-06-28 2017-08-30 コチ・ウニヴェルシテシＫｏｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｓｉ 電気刺激デバイス
KR20160090114A (ko) * 2015-01-21 2016-07-29 김정순 운동량 극대화 의류
KR101747023B1 (ko) * 2016-02-11 2017-06-14 인하대학교 산학협력단 저전력 신경자극기 및 그 동작 방법
KR101718129B1 (ko) * 2016-04-07 2017-03-20 연세대학교 원주산학협력단 손목 자극 장치 및 그의 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220107736A (ko) 2022-08-02
KR102568423B1 (ko) 2023-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015199327A1 (en) Transcutaneous electrical nerve stimulation (tens) apparatus
WO2021015570A1 (ko) 싱글리드 심전도 데이터를 이용하여 심장의 질병 유무를 판단하는 심전도 측정 시스템 및 그 방법
WO2014021619A2 (ko) 멀티노드 무선전력전송 시스템의 무선 충전 방법
WO2018221858A1 (ko) 피부용 전기장치 및 그 장치의 구동방법
ITTO20111024A1 (it) Dispositivo di misura per segnali elettromiografici ad alta risoluzione e elevato numero di canali.
CN102974035B (zh) 体外除颤仪及其扩展器、除颤监护系统
WO2022114293A1 (ko) 스마트 의복 결합형 생체 신호 측정 시스템
WO2019054571A1 (ko) 전도성 실리콘고무가 코팅된 전선 일체형 스마트 의류
CN103751910A (zh) 一种基于手机数据线的心脏除颤仪
WO2022164159A1 (ko) 인체통신 기반 인체 자극 장치 및 방법
CN104198830A (zh) 基于双通信通道动态切换的电磁环境实时监测系统及方法
WO2018208009A1 (ko) 전기 자극 인가 구조의 기능성 안대
CN209951260U (zh) 一种呼吸跟踪装置
WO2022114397A1 (ko) Led 광패치와 이를 이용하는 피부케어 진단 시스템 및 그 구동 방법
WO2019226008A1 (ko) 뇌파를 이용한 기기 제어 장치, 및 뇌파를 이용한 기기 제어 장치가 설치된 전자 기기
WO2016032087A1 (en) Stimulation apparatus, method for controlling the same, and electrical stimulation device
CN208492991U (zh) 触屏笔式程控中转器、程控装置及植入式医疗系统
WO2022225227A1 (ko) 의료정보 제공 방법, 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 컴퓨터 프로그램
CN219501853U (zh) 一种无线电刺激器系统
CN213515746U (zh) 一种前端采集电池模拟信息的电池信息采集设备
WO2023054804A1 (ko) 둘 이상의 어플리케이터를 포함하는 자기 자극 장치
WO2019098515A1 (ko) 이종 이상의 주변 에너지를 이용한 에너지 하베스팅 시스템
WO2023277263A1 (ko) 가상현실에서의 운동감각을 구현하는 시스템 및 그 방법
CN105608878B (zh) 一种基于蓝牙的多点采集数据装置及方法
WO2023146270A1 (ko) 디바이스의 무선 연동을 지원하기 위한 방법, 시스템 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

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: 22746186

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22746186

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1