WO2024047489A1 - 대뇌병변 산화철의 전자-펜톤효과를 이용한 전기장 대뇌자극치료기기 - Google Patents

대뇌병변 산화철의 전자-펜톤효과를 이용한 전기장 대뇌자극치료기기 Download PDF

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WO2024047489A1
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electric field
circuit board
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cushion pad
cerebral
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김종기
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주식회사 뉴로스피어
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    • A61N1/40—Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals

Definitions

  • ⁇ Title of the invention Electric field cerebral stimulation treatment device using the electron-Fenton effect of iron oxide for cerebral lesions ⁇ Technical field ⁇
  • the present invention is a device useful for removing lesions of degenerative brain diseases such as Alzheimer's dementia and Parkinson's disease, and brain waves for diagnosing the same. It's about measurement tools.
  • the drug required to induce this reaction is limited in its ability to pass through the BBB (Brain Blood Barrier), or it is difficult to react with already parasitized extracellular insoluble amyloid plaques and the redox-toxic iron oxide nanoparticles in the plaque.
  • BBB Brain Blood Barrier
  • the effectiveness of treatment for removing toxicity and removing amyloid plaques and tauer aggregates was limited. In other words, because the existence of iron oxide nanoparticle minerals, which are the source of redox toxicity, was previously unknown, there was no target setting for molecular or anatomical structures or lesions for cerebral stimulation treatment using current and electric fields.
  • Patent Document 1 Qian Liu et al. Intracranial alternat ing current st imulat ion faci 1 i tates neurogenesis in a mouse model of Alzheimer’s disease. Alzheimer's Research & Therapy (2020) 12:89.
  • Non-patent Document 2 Robert J. Wydra et al. Accelerated generat ion of free radicals by iron oxide nanopart icles in the presence of an alternat ing magnet ic f ield. RSC Adv. 2015 ; 5(24): 18888-18893.
  • the present invention combines protein-iron oxide nanoparticles in lesions of Alzheimer's disease or Parkinson's disease with a specific frequency electric field applied from the outside to cause electron emission and hydroxy radicals through the electro-Fenton effect induced in magnetite.
  • a specific frequency electric field applied from the outside to cause electron emission and hydroxy radicals through the electro-Fenton effect induced in magnetite.
  • redox toxic iron oxide nanoparticles are detoxified and at the same time the bound proteins are detoxified.
  • We provide an electric field cerebral stimulation treatment device that can easily remove protein-tangled lesions that cause irreversible damage by being worn on the head for a certain period of time by patients at home or on outpatient visits.
  • the present invention provides a crushing device that can crush the bonds between protein-iron oxide nanoparticles using a transcranial alternating current electric field, and restores nerve cell regeneration and cognitive function by controlling brain inflammatory responses and blocking Tauer lesions.
  • the present invention is capable of irreversibly crushing protein deposits in degenerative brain diseases accompanied by iron oxide-protein or metal oxide-protein condensation lesions such as copper and zinc, such as P-amyloid plaques, tau aggregation, and Lewy Body.
  • the present invention provides an electric field cerebral stimulation treatment device in the form of a headset that can determine the efficacy of treatment by indirectly measuring and diagnosing the presence or absence of iron oxide before and after treatment using an brain wave detector.
  • the electric field cerebral stimulation treatment device includes a helmet-shaped fixture, a first cushion pad fixed to one side of the inner surface of the fixture, and a first cushion pad attached to the first cushion pad.
  • a first circuit block including a circuit board and a first cooling water jacket attached to the first circuit board, and a second cushion pad facing the first circuit block and fixed to the other inner surface of the fixture, and a second cushion pad. It includes a second circuit block including a second circuit board attached to the second circuit board and a second cooling water jacket attached to the second circuit board, wherein the first circuit board and the second circuit board generate an electric field.
  • the first circuit board and the second circuit board can generate an electric field of about 0.1 to 10.0 Mhz, and preferably can generate an electric field of about 1 Mhz.
  • the first circuit board and the second circuit board can be formed in the form of a wire or coil on an electrical conductor plate attached to an insulator or an FPCB, and can form an electric field of about 5 to 300 V.
  • a voltage of about 0.1-5 volt/cm is applied to the iron oxide nanoparticles bound to the brain lesion by an electric field, which can cause the electron-Fenton effect.
  • At least one of the first cushion pad and the second cushion pad may be equipped with a measurement sensor having a strain gauge function.
  • the measurement sensor can detect whether there is contact with the patient through strain detection.
  • Multiple brain wave measurement sensors can be mounted on the inner surface of the fixture, and changes in brain waves as the treatment progresses can be detected.
  • the electric field cerebral stimulation treatment device is suitable for protein deposition lesions, Alzheimer's dementia accompanied by pathological iron sequestering proteins and insoluble iron deposition coexisting inside glial cells, Parkinson's disease, multiple sclerosis, Huntington's disease, myoclonus.
  • the electric field cerebral stimulation treatment device includes a fixture fixed to the patient's skull, a first circuit block disposed on one side of the skull in the fixture, and a device located on the skull facing the first circuit block. It includes a second circuit block disposed on the other side, and the first The circuit block and the second circuit block form an electric field, which can cause electron emission from the surface of the iron oxide nanoparticle, the generation of the electron-Fenton effect, and the pulverization of the iron oxide-protein aggregation.
  • the first circuit block and the second circuit block can generate an electric field of about 0.1 to 10.0 Mhz, preferably about 1 Mhz, and form an electric field of about 0.1 to 5 volt/cm. It can cause the electron-Fenton effect.
  • the fixing part may be formed in various shapes, for example, a helmet, a hat, a net, etc., and may be provided in a shape that can be fixed to or placed close to the head.
  • the first circuit block includes a first circuit board, a first cushion pad that secures the first circuit board to the fixture, and a first cooling water jacket attached to the first circuit board.
  • the second circuit block also includes a second circuit board, It may include a second cushion pad that secures the second circuit board to the fixture, and a second cooling water jacket attached to the second circuit board.
  • the first cushion pad and the second cushion pad may be provided in the shape of a gel pad and may be formed using arclate or soft tissue simulating gel.
  • At least one of the first cushion pad and the second cushion pad may be equipped with a measurement sensor with a strain gauge function to detect whether it is in contact with the patient, and the measurement sensor with a strain gauge function may be mounted on the side of the cushion pad. there is.
  • the measuring sensor may also include other functions, such as detecting information about the position or angle of the first circuit block or the second circuit block. Can be created or received.
  • At least one of the first circuit block and the second circuit block is equipped with a thermistor to measure the temperature of the circuit board or circuit block.
  • a plurality of brainwave measurement sensors can be installed in the fixing part, and two or more circuit blocks can also be installed.
  • the third circuit block may be located between the first circuit block and the second circuit block or on the ceiling of the fixture.
  • the iron oxide electron-Fenton effect induced iron oxide-protein aggregation grinding device using an electric field applies an electric field of about IMhz and about 5-300 volts to the iron oxide nanoparticles spread in the lesion to the electrodes of both circuit boards to stimulate the iron oxide magnetite in the lesion from the nanoparticle surface.
  • the cerebral stimulation treatment device using an electric field generates electron emission and hydroxyl radicals from the surface of iron oxide nanoparticles through the electron-Fenton effect, crushes the bonds between iron oxide nanoparticles and proteins, crushes the protein matrix, and agglomerates iron oxide nanoparticles and proteins. Insoluble deposits can be converted to soluble.
  • This cerebral stimulation treatment device can be linked to external mobile devices, and users can use and treat it at home. For this purpose, the patient's contact can be detected through a strain gauge, overheating can be prevented using a water jacket, etc., and the position or angle of the circuit block can be detected in real time to form optimal usage conditions.
  • the electric field cerebral stimulation treatment device is used to treat protein deposition lesions, Alzheimer's dementia accompanied by pathological iron sequestering proteins and insoluble iron deposition coexisting inside glial cells, Parkinson's disease, and multiple sclerosis.
  • Huntington's disease amyotrophic lateral sclerosis (ALS, Lou Gehrig's disease), prion disease (mad cow disease, Creutzfeldt-Jakobs disease), etc., applying an alternating electric field in a specific frequency range (0.1 - 10 Mhz). It could be a device.
  • the cerebral stimulation treatment device of the present invention can use electro-Fenton stimulation iron oxide-protein aggregation crushing using an electric field of a specific frequency such as 1 MHz, and protein induced by iron oxide-alja accompanied by iron oxide biomineralization It deactivates the oxidation-reduction toxicity of degenerative brain diseases such as dementia, Parkinson's disease, Huntington's disease, multiple sclerosis, and ALS, and provides significant effects in recovering cognitive function and eliminating behavioral disorders by crushing and dissolving insoluble protein-iron oxide mineralization. can do.
  • iron oxide storage proteins which are in an abnormal functional state, are removed in patients with early dementia and Parkinson's disease, thereby reducing iron necrosis (ferroptosis) and brain inflammatory response.
  • iron necrosis ferroptosis
  • brain inflammatory response Through reduction, it is possible to block the progression of iron oxide mineralization and Tauer lesions, and prevent the development of clinical symptoms including dementia, including nerve cell regeneration and cognitive function recovery.
  • Figure 1 is a diagram showing a TEM image to explain the effect of treatment using the principle of an electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows the magnitude of fluorescence measurement over time showing the structural change of amyloid P-magnetite fibrils before and after treatment to illustrate the effect of treatment using the principle of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • This is a Tf-T fluorescence measurement graph.
  • Figure 3 is a graph measuring the production of hydroxyl oxygen radicals induced from iron oxide magnetite through the electron-Fenton effect after treatment to illustrate the effect of treatment using the principles of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention. It's a graph.
  • Figure 4 is a photograph illustrating another type of cerebral stimulation treatment device mounted on the head of an animal to demonstrate the effect of treatment using the principles of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram for explaining an electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram for explaining the structure of the electric field cerebral stimulation treatment device of Figure 5.
  • Figure 7 is a diagram for explaining the bottom of the electric field cerebral stimulation treatment device of Figure 5.
  • Figure 8 is a diagram for explaining the operation of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 9 and 10 are graphs to illustrate changes in toxic iron oxide and AP plaque after treatment to illustrate the effect of treatment using the principles of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 11 and 12 are graphs to explain the recovery of cognitive function in animals after treatment using the principles of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • soluble amyloid oligomers spread in all directions and may be neurotoxic substances that damage surrounding nervous tissue due to the redox toxicity of metal ions and iron oxide.
  • an electric field of a specific frequency is applied to these lesions, electron emission is triggered from the iron oxide nanoparticles (magnetite or ferrihydrat) inside the protein-aggregated biominerals, and the electron-Fenton effect in which hydroxyl oxygen is generated occurs, forming iron oxide nanoparticles.
  • Figure 1 is a diagram showing a TEM image to explain the effect of treatment using the principles of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a diagram showing the electric field cerebral stimulation according to an embodiment of the present invention.
  • Tf-T fluorescence measurement graph showing the size of the fluorescence measurement over time, which shows the structural change of amyloid p-magnetite fibrils before and after treatment.
  • Figure 1 shows the results of electron-Fenton stimulation iron oxide-protein aggregation crushing using an electric field cerebral stimulation treatment device, showing the state before electric field iron oxide stimulation treatment (top, left) and the state after treatment (top, right). Includes TEM images.
  • Figure 2 shows the results of electron-Fenton stimulation iron oxide-protein aggregate pulverization using a cerebral stimulation treatment device, and includes a Tf-T fluorescence spectrum that detects the pulverization state of amyloid-magnetite fibers by time before and after electric field iron oxide stimulation treatment. .
  • the amyloid-magnetite fibers are significantly pulverized starting from about 15 minutes after the electric field is applied.
  • the size of the fluorescence measurement method showing the structural change of amyloid P-magnetite fibrils over time before and after proton stimulation treatment using a cerebral stimulation treatment device can be shown.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • the electric field cerebral stimulation treatment device 100 includes a helmet-shaped fixing part 110, a first circuit block 120 fixed to one side of the inner surface of the fixing part 110, and a fixing part 110. ) includes a second circuit block 130 facing the first circuit block 120 on the other side of the inner surface, and a plurality of brain wave measurement sensors 140 mounted on the fixing part 110 and the circuit blocks 120 and 130. can do.
  • the first circuit block 120 is connected to a first cushion pad 124 attached to the inner surface of the fixing part 110, a first circuit board 122 attached to the first cushion pad 124, and a first circuit board 122. It includes an attached first cooling water jacket 126, and similarly, the second circuit block 130 also includes a second cushion pad 134, a second circuit board 132, and a second cooling water jacket 136. ) may include.
  • the first cushion pad 124 and the second cushion pad 134 may be provided in the shape of a gel pad and may be formed using acrylate or soft tissue simulating gel.
  • the first circuit block 120 and the second circuit block 130 can be connected to the external control main body 200 by wire or wirelessly to transmit and receive signals and measurement results, and the control main body 200 can run a control app.
  • the cooling device 300 may be provided integrally with the main body 200 or separately, and may supply cooling water to the first cooling water jacket 126 and the second cooling water jacket 136.
  • the first circuit board 122 and the second circuit board 132 may be formed using general insulators such as fiber or FPCB, and may include an electrical conductor plate or wire-coil electrode, the structure of which is shown in Figure 4. You can refer to some of the structure.
  • the first circuit board 122 and the second circuit board 132 can form a mutual voltage difference, and the resulting electric field is used to generate electron emission and electron-Fenton effect from iron oxide and to stimulate iron oxide and crush iron oxide-protein aggregation.
  • the first circuit board 122 and the second circuit board 132 can generate an electric field of about 0.1 to 10.0 Mhz, preferably about I Mhz. can do.
  • the first circuit board 122 and the second circuit board 132 can form a voltage difference of about 0.1 to 300 V, and about 0.1 V depending on the location in the brain tissue due to the iron oxide nanoparticles bound to the brain lesion by the electric field.
  • An electric field of ⁇ 5 vol t/cm can be formed to cause electron emission and electron-Fenton effect.
  • measurement sensors 128 and 138 having a strain gauge function may be mounted on the first cushion pad 124 and the second cushion pad 134.
  • the measurement sensors 128 and 138 detect whether or not there is contact with the patient through strain detection. In addition, if a negative signal is detected from the measurement sensors 128 and 138, the operation itself may not start or be stopped. In addition to the strain gauge function, the measuring sensor may also include other functions, such as detecting information about the position or angle of the first circuit block or the second circuit block. Can be created or received.
  • a number of brain wave measurement sensors 140 may be distributed on the inner surface of the helmet-shaped fixture 110, and the brain wave measurement sensors 140 are also located on the inner surface of the fixture 110 and the surfaces of the water jackets 126 and 136. can be located The brain wave measurement sensor 140 can detect changes in the wearer's brain waves as treatment progresses.
  • the brain wave measurement sensor 140 can measure brain waves before the electric field affects the cerebrum, and can also measure gamma waves at a time interval after operation and at the point when the electron-Fenton effect occurs after the brain is added. Brain waves can be measured at the point where changes in brain waves are formed.
  • the control main body 200 and the cerebral stimulation treatment device 100 detect differences in brain waves that occur depending on whether iron oxide-protein deposition lesions are removed before and after treatment, and through this, the duration and frequency of treatment can be adjusted.
  • At least one of the first circuit block 120 and the second circuit block 130 is equipped with a thermistor to measure the temperature of the circuit board or circuit block, and a thermistor, etc. can be added to the circuit boards 122 and 132. .
  • the circuit boards 122 and 132 may be connected to the control main body 200 through cable adapters 123 and 133, etc. Although not shown, it is also possible to install two or more circuit blocks.
  • the third circuit block may be located between the first circuit block and the second circuit block or on the ceiling of the fixture.
  • the sensitivity of electric field treatment may vary depending on the area, but the size of the electric field penetrating the cerebral area is controlled in advance through the distribution and size of the measuring electrodes in the phantom, so that it can be evenly distributed to each area during treatment, or to a specific area such as the substantia nigra in Parkinson's disease. It is possible to treat and remove only the lesion by controlling it through calculation and measurement to focus only on the lesion.
  • An external voltage can be applied to control it at 0.1-5 Vo It /cm per unit length.
  • the electron-Fenton electric field generator generates a 5-300 Volt electric field, and the electric field can react with iron oxide nanoparticles spread over the lesion to emit electrons and generate 0H radicals, causing an electron-Fenton reaction.
  • Electron-Fenton reaction-induced electron and hydroxyl radical generation effects break down the bonds between iron oxide nanoparticles and proteins, damage the corresponding proteins, and dissolve iron oxide nanoparticles and protein agglomerates distributed in hundreds to thousands of aggregates. It can be converted to .
  • Figures 9 and 10 are graphs to illustrate changes in toxic iron oxide and AP plaque after treatment to illustrate the effect of treatment using the principles of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • toxic iron oxide and AP plaque are removed due to electron emission and Fenton effect from toxic iron oxide (Fea; ferrous FegCU nanoparticle) covalently bound to AP protein within the AP plaque lesion. You can check .
  • CTL is for untreated dementia mice as a control group
  • EFT 0.7V/cm causes the electron-Fenton effect with a voltage of about 0.7 volt/cm
  • EFT 1.4V/cm is about
  • the electron-Fenton effect was caused by a voltage of 1.4 volt/cm.
  • toxic iron oxide was significantly reduced in animals that developed the electron-Fenton effect
  • AP plaque was also significantly reduced after electric field treatment.
  • Figures 11 and 12 are graphs to explain the recovery of cognitive function in animals after treatment using the principles of the electric field cerebral stimulation treatment device according to an embodiment of the present invention.
  • this is the result of testing whether cognitive function was recovered about 30 days after removing toxic iron oxide and AP plaque in animals by electric field treatment.
  • (a) is a comparison of the NOR (Noble Object Recognition) preference index for a new object
  • (b) is a comparison of the NOR discrimination index (discr iminat ion index).
  • the NOR preference index in (a) is based on the time the test animal recognizes and stays on a new object or the time it recognizes and pays attention to a new object, and the NOR discrimination index in (b) refers to the time it takes to recognize and stay with a new object.
  • NOR discrimination index (T1-T2) / T2
  • AD pre-treat
  • AD EFT
  • NOR discrimination index (T1-T2) / T2
  • AD pre-treat
  • AD EFT
  • WT normal mice
  • (a) represents the error frequency of repeated visits to the maze that 5xFAD mice visited to find food.
  • WT is a normal mouse as a control group
  • AD (pre-treat) is a mouse before treatment as a control group
  • AD (HD-F) is a mouse after 1.4V/cm electric field treatment for 30 minutes
  • AD(HD-H) is a mouse after half of the 1.4V/cm electric field treatment for 15 minutes
  • AD(LD- H) refers to mice after 0.7V/cm electric field treatment for 30 minutes.

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Abstract

】 【요약】 전기장 대뇌 자극치료기기는 헬멧 형상의 고정부, 고정부의 내면 일측에 고정 되는 제1 쿠션패드, 제1 쿠션 패드에 부착되는 제1 회로판 및 제1 회로판에 부착되 는 제1 냉각용 워터자켓을 포함하는 제1 회로 블록, 및 제1 회로 블록을 마주하며, 고정부의 내면 타측에 고정되는 제2 쿠션 패드, 제2 쿠션 패드에 부착되는 제2 회로 판 및 제2 회로판에 부착되는 제2 냉각용 워터자켓을 포함하는 제2 회로 블록을 포 함하며, 제1 회로판과 제2 회로판은 전기장을 형성하여 산화철로부터 전자-펜톤효과 발생과 산화철 자극 산화철-단백질응집 분쇄를 일으킬 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】 대뇌병변 산화철의 전자-펜톤효과를 이용한 전기장 대뇌자극치료기기 【기술분야】 본 발명은 알자이머 치매 , 파킨스 병 등의 퇴행성 뇌질환 병변 제거에 유용한 장치 및 이를 진단하기 위한 뇌파측정도구에 관한 것이다 .
【발명의 배경이 되는 기술】 알자이머 치매에 대한 종래의 약물기반 치료기술은 AP또는 타우어 단백질의 생성을 억제하거나, 해당 단백질의 대뇌 배출을 증강시켜 세포 외 아밀로이드 플라그의 침착 형성 및 대뇌염증반응 생성을 억제시키는 방법을 주로 이용하고 있다. 이 외에도 세포 내 금속이온 풀 (pool ) 자체를 화학적 금속 봉쇄제 ( iron chelator )를 이용하여 제거하거나 용해성 산화환원 독성 AP올리고머의 독성을 비활성화 하는 방법을 추구하는 것도 있다. 하지만 이러한 반응을 유발하기 위해 필요한 약물의 BBB(Brain Blood Barr ier ) 통과성 제한이 있거나, 이미 기생성된 세포 외 비용해성인 아밀로이드 플라그와 플라그 내 redox-독성 산화철 나노입자와 반응하기 어려우므로 redox-독성 제거 및 아밀로이드 플라그 및 타우어 엉김 제거를 위한 치료 효과가 제한적이었다. 즉 , 종래에는 산화환원 독성의 근원인 산화철 나노입자 미네랄의 존재가 알려지지 않아 전류 및 전기장 등을 이용한 대뇌자극 치료의 분자 또는 해부학적 구조 및 병변의 타겟 설정 이 없었다. 초음파 (sonicat ion)를 이용한 방법의 경우 , 플라그의 엉김을 풀어서 아밀로이드 플라그 제거 효과가 있으나 , 일시적 풀림 현상으로 redox-독성 금속이온-산화철 나노입자가 여전히 결합체를 이루는 가능성 이 많아 일정시간이 지나면 처음과 같이 단백질 엉김이 재현되어 2주 간격 등 주기적으로 반복해야 된다 . 또한 redox-독성 산화철 나노입자와는 아무런 반응 기작이 없기 때문에 병 리적 페리틴 단백질 내 또는 플라그 혹은 타우어 엉김의 핵심 내 금속-단백질 생광물화를 근본적으로 동일하게 제거하지 못하였다. 또한 , 환자가 간편하게 가정에서 반복적으로 치료행위를 할 수 있거나 치료에 보조적 인 장비로 증상치료 및 효능 분석을 할 수 있는 현장 케어 기기는 종전까지 없었다 .
［선행기술문헌］
(ti］특허문헌 1) Qian Liu et al . Intracranial alternat ing current st imulat ion faci 1 i tates neurogenesis in a mouse model of Alzheimer’ s disease . Alzheimer ' s Research & Therapy (2020) 12： 89.
(비특허문헌 2) Robert J . Wydra et al . Accelerated generat ion of free radicals by iron oxide nanopart icles in the presence of an alternat ing magnet ic f ield. RSC Adv. 2015 ； 5(24)： 18888-18893.
【발명의 상세한 내용】
【기술적 과제】 본 발명은 알자이머 치매 또는 파킨슨병 병변내 단백질-산화철 나노입자간 결합을 외부에서 가해준 특정주파수 전기장으로 마그네타이트에 유도된 전자-펜톤 (electro Fenton)효과로 전자방출과 하이드록시 래디칼 ( .OH)생성을 통해 분쇄하여 산화환원 독성 산화철 나노입자를 비독성화 시키고 동시에 결합된 단백질을 비가역적으로 손상시켜 단백질 엉김 병변을 가정이나 외 래방문 환자가 머리에 일정시간 착용함으로써 손쉽게 제거할 수 있는 전기장 대뇌자극치료기기를 제공한다. 본 발명은 경두개 (transcranial ) 교류 전기장을 이용하여 단백질-산화철 나노입자간 결합을 분쇄할 수 있는 분쇄장치를 제공하고 뇌염증 반응 제어 , 타우어 병변 차단을 통해 신경세포 재생 복원과 인지기능 회복을 지원하는 전기장 대뇌자극치료기기를 제공한다 . 본 발명은 P -아밀로이드 플라그 , 타우 응집 , 루이바디 (Lewy Body) 등 산화철-단백질 또는 구리 , 아연 등 금속산화물-단백질 엉김 침착 병변을 동반하는 퇴행성 뇌질환의 단백질 침착을 비가역적으로 분쇄할 수 있는 전기장 대뇌자극치료기기를 제공한다 . 본 발명은 뇌파검출기를 이용하여 치료 전후 산화철의 존재 유무를 간접측정 진단하여 치료 효능을 알 수 있는 헤드셋 형태의 전기장 대뇌자극치료기기를 제공한다.
【기술적 해결방법】 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따르면 , 전기장 대뇌 자극치료기기는 헬멧 형상의 고정부 , 고정부의 내면 일측에 고정되는 제 1 쿠션패드 , 제 1 쿠션 패드에 부착 되는 제 1 회로판 및 제 1 회로판에 부착되는 제 1 냉각용 워터자켓을 포함하는 제 1 회 로 블록 , 및 제 1 회로 블록을 마주하며 , 고정부의 내면 타측에 고정되는 제 2 쿠션 패 드 , 제 2 쿠션 패드에 부착되는 제 2 회로판 및 제 2 회로판에 부착되는 제 2 냉각용 워 터자켓을 포함하는 제 2 회로 블록을 포함하며 , 제 1 회로판과 제 2 회로판은 전기장을 형성하여 산화철로부터 전자-펜톤효과 발생과 산화철 자극 산화철-단백질응집 분쇄를 일으킬 수 있다. 제 1 회로판과 제 2 회로판은 약 0.1〜 10.0 Mhz의 전기장을 생성할 수 있으며 , 바람직하게는 약 1 Mhz의 전기장을 생성할 수 있다. 제 1 회로판과 제 2 회로판은 절연체에 부착된 전기도체판또는 FPCB 상에서 와 이어 또는 코일 형태로 형성될 수 있으며, 약 5 〜 300 V 의 전기장을 형성할 수 있다. 전기장에 의해서 뇌병변에 결합되어 있는 산화철 나노입자에 뇌조직내 위치에 따라 약 0.1-5 volt/cm의 전압이 가해져 전자-펜톤 효과를 일으킬 수 있다. 고정부를 머리에 착용하는 것을 확인하기 위해서 제 1 쿠션패드 및 제 2 쿠션 패드 중 적어도 하나에는 스트레인 게이지 기능을 갖는 측정 센서가 장착될 수 있다. 측정 센서는 스트레인 감지를 통해서 환자와의 접촉 여부를 감지할 수 있다. 고정부의 내면에는 복수의 뇌파 측정센서가 장착될 수 있으며, 치료의 진행에 따른 뇌파의 변화를 감지할 수 있다. 본 실시예에 따른 전기장 대뇌 자극치료기기는 단백질 침착 병변, 병리적 철 격리 단백질과 아교세포 내부에 공존하는 비용해성 철침착을 동반하는 알자이머성 치 매, 파킨슨병, 다중경화증, 헌팅톤병, 근위축성 측색 경화증 (amyotrophic lateral sclerosis： ALS, 루게릭병), 프리온병 (광우병, Creutzfeldt -Jakobs disease) 등의 치료 에 적용될 수 있다. 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면 , 전기장 대뇌 자극치료기기는 환자의 두개골에 고정되는 고정부, 고정부에서 두개골의 일측에 배치되는 제 1 회로 블록, 및 제 1 회로 블록을 마주하며 두개골의 타측에 배치되는 제 2 회로 블록을 포함하며 , 제 1 회로 블록과 제 2 회로 블록은 전기장을 형성하여 산화철 나노입자 표면으로부터 전자 방출 및 전자-펜톤효과 발생과 산화철-단백질응집 분쇄를 일으킬 수 있다. 제 1 회로 블록 및 제 2 회로 블록은 약 0.1〜 10.0 Mhz 의 전기장을 생성할 수 있으며 , 바람직하게는 약 1 Mhz 의 전기장을 생성할 수 있으며 , 약 0.1〜 5 volt/cm의 전 기장을 형성하여 전자-펜톤 효과를 일으킬 수 있다. 고정부는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며 , 예를 들어 헬멧 , 모자, 그물 등 머리에 고정 또는 근접하게 위치시킬 수 있는 형상으로 제공될 수 있다. 제 1 회로 블록은 제 1 회로판, 제 1 회로판을 고정부에 고정시키는 제 1 쿠션패 드 , 및 제 1 회로판에 부착되는 제 1 냉각용 워터자켓을 포함하며 , 제 2 회로 블록 역시 제 2 회로판, 제 2 회로판을 고정부에 고정시키는 제 2 쿠션패드 , 및 제 2 회로판에 부착 되는 제 2 냉각용 워터자켓을 포함할 수 있다. 제 1 쿠션패드 및 제 2 쿠션패드는 젤 패드 형상으로 제공될 수 있으며 , 아크 릴레이트 또는 연조직 모사 젤을 이용하여 형성될 수 있다 . 제 1 쿠션패드 및 제 2 쿠 션패드 중 적어도 하나에는 스트레인 게이지 기능을 갖는 측정 센서가 장착되어 환자 와의 접촉 여부를 감지할 수 있으며 , 스트레인 게이지 기능을 갖는 측정 센서는 쿠션 패드의 측면에 장착될 수 있다. 이 외에도 측정 센서는 스트레인 게이지 기능 외에도 다른 기능을 포함할 수 있는데 , 위치 또는 각도에 관한 정보를 감지하는 기능을 포함할 수 있고 , 제 1 회로 블 록 또는 제 2 회로 블록의 위치 또는 각도에 대한 정보를 생성 또는 수신할 수 있다. 제 1 회로 블록 및 제 2 회로 블록 중 적어도 하나에는 서미스터가 장착되어 , 회로판 또는 회로 블록의 온도를 측정할 수 있다. 고정부에는 전기장을 형성하기 위한 회로 블록 외에도 복수의 뇌파 측정센서 가 장착될 수 있고 , 회로 블록 역시 2 개 이상 장착되는 것도 가능하다. 제 3 회로 블 록은 제 1 회로 블록과 제 2 회로 블록 중간 또는 고정부의 천장에 위치할 수 있다. 전기장을 이용한 산화철 전자-펜톤 효과 유도 산화철-단백질응집 분쇄장치는 병변에 퍼져 있는 산화철 나노입자에 약 IMhz 및 약 5-300 볼트 전기장을 양 회로판의 전극에 가하여 병변내 산화철 마그네타이트를 자극 나노입자 표면으로부터 전자를 방 출케 하고 펜톤 반응을 일으킬 수 있다. 전기장을 이용한 대뇌자극치료기기는 전자-펜톤 효과로서 산화철 나노입자표 면으로부터 전자방출과 하이드록실 래디칼을 생성 , 산화철 나노입자-단백질 간 결합이 분쇄되고 , 단백질 메트릭스를 분쇄 , 산화철 나노입자와 단백질 엉김 비용해성 침착을 용해성으로 변환시킬 수 있다. 본 대뇌자극치료기기는 외부의 모바일 기기와 연동할 수 있으며 , 가정에서도 사용자의 사용 및 치료가 가능할 수 있다. 이를 위해 스트레인 게이지를 통해 환자의 접촉을 감지하고 , 워터자켓 등을 이용하여 과열을 방지하고 , 회로 블록의 위치나 각도 를 실시간 감지하여 최적의 사용 조건을 형성할 수 있다. 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따르면 , 전기장 대뇌 자극치료기기는 단백질 침착 병변 , 병리적 철 격리 단백질과 아교세포 내부에 공존하는 비용해성 철침착을 동 반하는 알자이머성 치매 , 파킨슨병 , 다중경화증 , 헌팅톤병 , 근위축성 측색 경화증 (amyotrophic lateral sclerosis： ALS, 루게릭병 ) , 프리온병 (광우병 , Creutzfeldt -Jakobs disease) 등의 치료에 적용하는 특정 주파수 (0.1 -10 Mhz) 영 역의 교류 전기장을 가하는 장치일 수 있다. 【발명의 효과】 본 발명의 대뇌자극치료기기는 1MHz 와 같은 특정 주파수 전기장을 이용한 전 자-펜톤자극 산화철-단백질응집 분쇄를 이용할 수 있으며 , 산화철로 유도되는 단백질- 산화철 생광물화를 동반하는 알자이머 치매 , 파킨슨 병 , 헌팅톤 병 , 다중 경화증 , ALS 등 퇴행성 뇌질환의 산화-환원 독성을 비활성화 시키고 , 불용성 단백질-산화철 광물화 를 분쇄 용해시킴으로써 , 인지기능 회복 , 행동장애 제거에 유의미한 효과를 제공할 수 있다. 또한, 가정 , 병실 등 다양한 공간에서 대뇌자극치료기기를 사용할 수 있게 함 으로써 , 조기 치매 및 파킨슨 병 환자에게 비정상적 기능-상태인 산화철 저장 단백질 을 제거를 통하여 , 철괴사 (ferroptosis) 및 뇌염증반응을 감소를 통해 , 산화철 광물 화진행과 타우어병변을 차단시키고 신경세포재생 비롯한 인지기능 회복 등 치매를 비 롯한 임상적 증상의 발현을 예방할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】 도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용 한 치료의 효과를 설명하기 위한 TEM 영상을 도시한 도면이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용 한 치료의 효과를 설명하기 위해 치료 전후 시간별 아밀로이드 P -마그네타이트 피브릴 의 구조변화를 나타내는 형광측정법의 시간별 크기를 도시하는 Tf-T 형광측정 그래프 이다. 도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용 한 치료의 효과를 설명하기 위해 치료 후 전자-펜톤 효과로 산화철 마그네타이트로부 터 유발되는 하이드록실 활성산소 생성을 측정한 그래프이다 . 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용 한 치료의 효과를 설명하기 위해 동물의 헤드에 장착한 다른 형 태의 대뇌자극치료기기 를 설명하기 위한 사진이다 . 도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기를 설명하기 위 한 도면이다 . 도 6 은 도 5 의 전기장 대뇌자극치료기기의 구조를 설명하기 위한 도면이다 . 도 7 은 도 5 의 전기장 대뇌자극치료기기의 저부를 설명하기 위한 도면이다 . 도 8 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 작동을 설명 하기 위한 도면이다 . 도 9 및 도 10 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원 리를 이용한 치료의 효과를 설명하기 위해 치료 후 독성 산화철 및 AP 플라그의 변화 를 설명하기 위한 그래프이다 . 도 11 및 도 12 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용한 치료 후 동물의 인지기능 회복을 설명하기 위한 그래프이다 .
【발명의 실시를 위한 형 태】 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설 명하지만 , 본 발명 이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다 . 참고로 , 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며 , 이러한 규칙 하에서 다 른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고 , 당업자에게 자명하다고 판단되거 나 반복되는 내용은 생략될 수 있다. 우선 , 퇴행성 뇌질환의 대표적 병변은 공통적으로 산화철 나노입자를 핵으로 하여 공유 결합된 아밀로이드 , 타우 , 알파-시뉴클레인 등 단백질 엉김으로써 , 철 （Fe2+）의 산화환원 독성을 가지며 복합체 표면에 추가로 구리 , 아연 등 금속이온 등이 엉김 또는 응집된 비용해성 복합체일 수 있다 . 이로부터 용해성 아밀로이드 올리고머가 사방으로 퍼져서 , 금속이온 , 산화철의 산화환원독성으로 주변 신경조직 등을 손상시키는 신경독성물질일 수 있다. 이러한 병변에 특정 주파수 전기장을 가해주면 , 단백질 응집 생광화물 내부의 산화철 나노 입자（마그네타이트 혹은 페리하이드라트）로부터 전자방출을 유발, 하이드록실 활성산소가 생성되는 전자-펜톤 효과가 발생하여 산화 철 나노 입자-단백질 간 화학적 결합을 깨고 단백질을 손상 , 응집된 산화철 나노입자와 단백질 엉김을 용해성으로 변환시킨다. 즉 독성 산화철（Fe2+ 이온）이 비활성화 （Fe3+ 이온） 되고 , 손상된 단백질 조각은 미세 아교세포의 포식작용으로 제거될 수 있다. 실험예 1 아밀로이드 단백질-마그네타이트 섬유소 모델을 마우스 두경부와 대뇌조직젤 생체외（in vitro） 팬텀내 제작하고 , 마그네타이트가 산화환원 독성상태인 2가 이온으 로 환원됨을 확인하고 , 약 1 Mhz 및 약 1.25 V/cm 전기장을 가해서 마그네타이트가 3 가 이온으로 비독성화 되고 , 마그네타이트-아밀로이드 섬유소가 파괴되는 양상을 TEM 영상과 Tf-T 형광 분광법으로 확인하였다. 도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용 한 치료의 효과를 설명하기 위한 TEM 영상을 도시한 도면이고 , 도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용한 치료의 효과를 설명하기 위 해 치료 전후 시간별 아밀로이드 p -마그네타이트 피브릴의 구조변화를 나타내는 형광 측정법의 시간별 크기를 도시하는 Tf-T 형광측정 그래프이다 . 도 1 은 전기장 대뇌자극치료기기를 이용하여 전자-펜톤자극 산화철-단백질응 집 분쇄를 수행한 결과로, 전기장 산화철자극 처리 전 상태（상, 좌） 및 처리 후 상태 （상, 우）를 도시한 TEM 영상을 포함한다. 도 2 는 대뇌자극치료기기를 이용하여 전자-펜톤자극 산화철-단백질응집 분쇄 를 수행한 결과로, 전기장 산화철자극 처리 전후 시간별 아밀로이드-마그네타이트 섬 유소의 분쇄 상태를 검출하는 Tf-T 형광 스펙트럼을 포함한다. 도 2 를 보면 , 전기장이 가해진 후 약 15 분부터 아밀로이드- 마그네타이트 섬 유소가 현저히 분쇄되는 것을 확인할 수 있다. 대뇌자극치료기기를 이용한 양성자자극 처리 전후 시간별 아밀로이드 P -마그네타이트 피브릴의 구조변화를 나타내는 형광측정 법의 시간별 크기를 도시할 수 있다. 실험예 2 산화철 마그네타이트 나노입자용액을 마우스 두경부 와 대뇌조직젤 생체외（in vi tro） 팬텀내 제작하고 , 1 Mhz 및 1.25 V/cm 전기장을 가해서 superoxide 및 하이드록 실 활성산소의 생성을 산화반응-형광 검색체 분광법으로 측정하였다. 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용 한 치료의 효과를 설명하기 위해 치료 후 전자-펜톤 효과로 산화철 마그네타이트로부 터 유발되는 하이드록실 활성산소 생성을 측정한 그래프이다. 전기장 대뇌자극치료기기 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기를 설명하기 위 한 도면이고, 도 6 은 도 5 의 전기장 대뇌자극치료기기의 구조를 설명하기 위한 도면 이고, 도 7은 도 5의 전기장 대뇌자극치료기기의 저부를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 작동을 설명하기 위한 도 면이다. 도 5 내지 도 8 을 참조하면 , 전기장 대뇌 자극치료기기 (100)는 헬멧 형상의 고정부 (110), 고정부 (110)의 내면 일측에 고정되는 제 1 회로 블록 (120), 고정부 (110) 의 내면 타측에서 제 1 회로 블록 (120)을 마주하는 제 2 회로 블록 (130), 및 고정부 (110)와 회로 블록 (120, 130)에 장착된 복수의 뇌파 측정센서 (140)를 포함할 수 있다. 제 1 회로 블록 (120)은 고정부 (110)의 내면에 부착되는 제 1 쿠션패드 (124), 제 1 쿠션패드 (124)에 부착되는 제 1 회로판 (122) 및 제 1 회로판 (122)에 부착되는 제 1 냉각용 워터자켓 (126)을 포함하며, 이와 유사하게 제 2 회로 블록 (130)도 제 2 쿠션패 드 (134),제 2 회로판 (132) 및 제 2 냉각용 워터자켓 (136)을 포함할 수 있다. 제 1 쿠션패드 (124) 및 제 2 쿠션패드 (134)는 젤 패드 형상으로 제공될 수 있 으며, 아크릴레이트 또는 연조직 모사 젤을 이용하여 형성될 수 있다. 제 1 회로 블록 (120) 및 제 2 회로 블록 (130)의 외부의 제어용 본체 (200)와 유 선 또는 무선으로 연결되어 신호 및 측정 결과를 송수신할 수 있으며 , 제어용 본체 (200)는 제어용 앱을 포함하는 모바일 기기 , 독립 제어장치 등이 될 수 있다. 냉각장치 (300)는 본체 (200)와 일체로 또는 별도로 제공될 수 있으며 , 제 1 냉 각용 워터자켓 (126) 및 제 2 냉각용 워터자켓 (136)에 냉각수를 공급할 수 있다. 제 1 회로판 (122)과 제 2 회로판 (132)은 섬유질과 같은 일반절연체 또는 FPCB 등을 이용하여 형성될 수 있으며 , 전기도체판 또는 와이어 -코일 전극을 포함할 수 있 으며 , 그 구조는 도 4의 구조를 일부 참조할 수 있다. 제 1 회로판 (122)과 제 2 회로판 (132)은 상호 전압차를 형성할 수 있으며 , 이로 인해 발생된 전기장을 이용하여 산화 철로부터 전자방출 및 전자-펜톤효과 발생과 산화철 자극 산화철-단백질응집 분쇄를 일으킬 수 있다. 본 실시 예에서는 본체 (200)의 제어에 따라 제 1 회로판 (122)과 제 2 회로판 (132)은 약 0.1〜 10.0 Mhz 의 전기장을 생성할 수 있으며 , 바람직하게는 약 I Mhz 의 전 기장을 생성할 수 있다. 제 1 회로판 (122)과 제 2 회로판 (132)은 약 0.1 〜 300 V 의 전 압 차를 형성할 수 있으며 , 전기장에 의해서 뇌병변에 결합되어 있는 산화철 나노입자 에 뇌조직내 위치에 따라 약 0.1〜 5 vol t/cm 의 전기장이 형성되어 전자방출 및 전자-펜 톤 효과를 일으킬 수 있다. 고정부 (110)를 머리에 착용하는 것을 확인하기 위해서 제 1 쿠션패드 (124) 및 제 2 쿠션패드 (134)에는 스트레인 게이지 기능을 갖는 측정 센서 (128 , 138)가 장착될 수 있다. 측정 센서 (128 , 138)는 스트레인 감지를 통해서 환자와의 접촉 여부를 감지 할 수 있으며 , 측정 센서 (128 , 138)로부터 네가티브 신호가 감지되면 작동 자체를 시 작하지 않거나 정지시킬 수 있다. 이 외에도 측정 센서는 스트레인 게이지 기능 외에도 다른 기능을 포함할 수 있는데 , 위치 또는 각도에 관한 정보를 감지하는 기능을 포함할 수 있고 , 제 1 회로 블 록 또는 제 2 회로 블록의 위치 또는 각도에 대한 정보를 생성 또는 수신할 수 있다. 헬멧 형태의 고정부 (110)의 내면에는 다수의 뇌파 측정센서 (140)가 분포될 수 있으며 , 뇌파 측정센서 (140)는 고정부 (110)의 내면 및 워터자켓 (126 , 136)의 표면에도 위치할 수 있다. 뇌파 측정센서 (140)는 치료의 진행에 따른 착용자의 뇌파의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어 , 뇌파 측정센서 (140)는 전기장이 대뇌에 영향을 미치기 전 에 뇌파를 측정할 수 있으며 , 또한 작동 이후로 시간 간격을 두고 대뇌 부가 후 전자- 펜톤 효과가 발생되는 시점에서 감마 파를 비롯한 뇌파의 변화를 형성되는 지점에서 뇌파를 측정할 수 있다. 제어용 본체 (200)와 대뇌자극치료기기 (100)는 치료 전후 산화철-단백질 침착 병변의 제거 유무에 따라 발생하는 뇌파의 차이를 감지하며 이를 통해 치료의 지속 시 간과 빈도를 조절할 수 있다. 제 1 회로 블록 (120) 및 제 2 회로 블록 (130) 중 적어도 하나에는 서미스터가 장착되어 , 회로판 또는 회로 블록의 온도를 측정할 수 있으며 , 서미스터 등은 회로판 (122 , 132) 등에 추가될 수 있다. 회로판 (122 , 132)는 케이블 어댑터 (123 , 133) 등을 통해서 제어용 본체 (200)와 연결될 수 있다. 도시되지 않았지만 , 회로 블록 역시 2 개 이상 장착되는 것도 가능하다 . 제 3 회로 블록은 제 1 회로 블록과 제 2 회로 블록 중간 또는 고정부의 천장에 위치할 수 있다 . 전기장 치료 감도가 부위에 따라 다를 수 있는데 , 대뇌 부위를 투과하는 전기 장의 크기를 미 리 팬텀에서 측정 전극의 분포와 크기를 통해 제어함으로써 치료시 부 위별로 고르게 하거나 파킨슨병과 같이 substant ia nigra 같이 특정 부위만 집중하도록 계산과 측정을 통해 제어하면서 병변 만을 치료 제거할 수 있다 . 단위 길이당 0.1-5 Vo It /cm 로 제어가 되도록 외부 전압을 걸어줄 수 있다. 전자-펜톤 전기장 발생기는 5-300 Volt 전기장을 생성하고 , 전기장은 병변에 퍼져 있는 산화철 나노입자와 반응해서 전자를 방출 , 전자-펜톤 반응을 유발 0H 래디 칼을 생성시킬 수 있다 . 전자-펜톤 반응 유발 전자 및 하이드록실 래디칼 생성 효과로서 산화철 나노 입자-단백질 간 결합이 분쇄되고 , 해당 단백질이 손상될 수 있으며 , 수백-수천개로 응 집되어 분포된 산화철 나노입자와 단백질 엉김 침착을 용해성으로 변환시킬 수 있다 . 도 9 및 도 10 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원 리를 이용한 치료의 효과를 설명하기 위해 치료 후 독성 산화철 및 AP 플라그의 변화 를 설명하기 위한 그래프이다 . 도 9 를 참조하면 , 전기장 치료후 AP 플라그 병변내 AP 단백질에 공유결합된 독성 산화철 (Fe아; ferrous FegCU nanopart icle)에서 전자방출과 펜톤 (Fenton) 효과 발 생으로 독성 산화철과 AP 플라그가 제거되는 것을 확인할 수 있다 . 여기서 , CTL 은 대조군으로서 치료되지 않은 치매 마우스 (mouse)를 대상으로 한 것이며 , EFT 0.7V/cm 는 약 0.7 volt/cm 의 전압으로 전자-펜톤 효과를 일으킨 것이 고 , EFT 1.4V/cm 는 약 1.4 volt/cm의 전압으로 전자-펜톤 효과를 일으킨 것이다. 대조군에 비해서 , 전자-펜톤 효과를 일으킨 동물에게서 독성 산화철이 현저하 게 감소한 것을 알 수 있으며 , AP 플라그 역시 전기장 치료 후 현저하게 감소한 것을 알 수 있다. 도 11 및 도 12 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기장 대뇌자극치료기기의 원리를 이용한 치료 후 동물의 인지기능 회복을 설명하기 위한 그래프이다. 도 11 을 참조하면 , 동물에 대한 전기장 치료로 독성 산화철 및 AP 플라그를 제거한 후 , 약 30 일 경과 후 인지기능이 회복되었는지를 시험한 결과이다. (a)는 새로 운 물체에 대한 NOR(Noble Object Recogni t ion) 선호 지수 (preference index)를 비교한 것이며 , (b)는 NOR 차별 지수 (discr iminat ion index)를 비교한 것이다.
(a)의 NOR 선호 지수는 실험 대상 동물이 새로운 물체를 인지하고 머무는 시 간 또는 새로운 물체를 인지하고 관심을 가지는 시간을 기준으로 한 것이며 , (b)의 NOR 차별 지수는 새로운 물체를 인지하고 머무는 시간 (T1)과 나중에 같은 물체를 인지 하고 머무는 시간 (T2)을 이용한 것으로서 , 다음의 식을 이용할 수 있다.
NOR 차별 지수 = (T1-T2) / T2 그래프에서 "는 대조군으로 정상 마우스이고 , AD(pre- treat )는 대조군으로서 치료 전 마우스이며 , AD(EFT)는 전기장 치료 후 30 일 경과된 마우스이다. 전기장 치료 후 치매 마우스 (AD(EFT) )의 NOR 선호 지수가 치료 마우스 (AD(pre- treat ) )보다 많이 개선된 것을 알 수 있으며 , 정상 마우스 (WT)와 유사한 것을 알 수 있다. 도 12 를 보면 , 치매 마우스에 대한 전기장 치료 전후로 RAM(Radi al Arm Maze) 행동시험 결과도 확인할 수 있다.
(a)는 5xFAD 마우스를 대상으로 먹이를 찾기 위해 방문했던 미로 (maze)의 반 복 방문 오류 빈도를 표현한 것으로서 , WT 는 대조군으로 정상 마우스 , AD(pre-treat ) 는 대조군으로서 치료 전 마우스 , AD(HD- F)는 1.4V/cm 전기장 치료를 30 분 수행한 치 료 후 마우스 , AD(HD- H)는 1.4V/cm 전기장 치료를 절반인 15 분 수행한 치료 후 마우스 , AD(LD- H)는 0.7V/cm 전기장 치료를 30분 수행한 치료 후 마우스를 의미한다.
(b)는 3xTG 마우스를 대상으로 먹이를 찾기 위해 방문했던 미로 (maze)의 반복 방문 오류 빈도를 표현한 것으로서 , "는 대조군으로 정상 마우스 , AD(pre- treat )는 대 조군으로서 치료 전 마우스 , AD(EFT)는 전기장 치료 후 30 일 경과된 마우스를 의미한 다. 그래프에 나타난 바와 같이 , 전기장 치료 후 미로에서의 반복 방문 오류 빈도 가 줄어드는 것을 확인할 수 있으며 , 치료 조건에 따라서는 거의 정상의 마우스로 근 접하는 것도 확인할 수 있었다. 상술한 바와 같이 , 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로 부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이 해할 수 있을 것이다.

Claims

【청구범위】
【청구항 11 전기장 대뇌 자극치료기기에 있어서 , 헬멧 형상의 고정부; 상기 고정부의 내면 일측에 고정되는 제 1 쿠션패드, 상기 제 1 쿠션 패드에 부 착되는 제 1 회로판 및 상기 제 1 회로판에 부착되는 제 1 냉각용 워터자켓을 포함하는 제 1 회로 블록; 및 상기 제 1 회로 블록을 마주하며 , 상기 고정부의 내면 타측에 고정되는 제 2 쿠 션 패드, 상기 제 2 쿠션 패드에 부착되는 제 2 회로판 및 상기 제 2 회로판에 부착되 는 제 2 냉각용 워터자켓을 포함하는 제 2 회로 블록;을 포함하며 , 상기 제 1 회로판과 상기 제 2 회로판은 전기장을 형성하여 산화철로부터 전자- 펜톤효과 발생과 산화철 자극 산화철-단백질응집 분쇄를 일으키는 전기장 대뇌 자극 치료기기 .
【청구항 이 제 1항에 있어서 , 상기 제 1 회로판 및 상기 제 2 회로판은 0.1〜 10.0 Mhz의 전기장을 생성하는 것 을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 3] 제 1항에 있어서 , 상기 제 1 회로판 및 상기 제 2 회로판은 0.1〜 5 volt/cm의 전기장을 형성하여 전 자-펜톤 효과를 일으키는 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 . 【청구항 4] 제 1항에 있어서 , 상기 제 1 쿠션패드 및 상기 제 2 쿠션패드 중 적어도 하나에는 스트레인 게이 지 기능을 갖는 측정 센서가 장착되어 환자와의 접촉 여부를 감지하는 것을 특징으 로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 5] 제 1항에 있어서 , 상기 고정부에는 복수의 뇌파 측정센서가 장착된 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 6] 전기장 대뇌 자극치료기기에 있어서 , 환자의 두개골에 고정되는 고정부 ; 상기 고정부에서 상기 두개골의 일측에 배치되는 제 1 회로 블록 ; 및 상기 제 1 회로 블록을 마주하며 상기 두개골의 타측에 배치되는 제 2 회로 블 록 ;을 포함하며 , 상기 제 1 회로 블록과 상기 제 2 회로 블록은 전기장을 형성하여 산화철로부터 전자-펜톤효과 발생과 산화철 자극 산화철-단백질응집 분쇄를 일으키는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 7] 제 6항에 있어서 , 상기 제 1 회로 블록 및 상기 제 2 회로 블록은 0.1〜 10.0 Mhz의 전기장을 생성 19 하는 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 8] 제 6항에 있어서 , 상기 제 1 회로 블록 및 상기 제 2 회로 블록은 0.1-5 volt/cm의 전기장을 형성 하여 전자-펜톤 효과를 일으키는 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 이 제 6항에 있어서 , 상기 고정부는 헬멧 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극 치료기기 .
【청구항 10】 제 6항에 있어서 , 상기 제 1 회로 블록은 제 1 회로판, 상기 제 1 회로판을 상기 고정부에 고정시 키는 제 1 쿠션패드, 및 상기 제 1 회로판에 부착되는 제 1 냉각용 워터자켓을 포함하 며 , 상기 제 2 회로 블록은 제 2 회로판, 상기 제 2 회로판을 상기 고정부에 고정시 키는 제 2 쿠션패드, 및 상기 제 2 회로판에 부착되는 제 2 냉각용 워터자켓을 포함하 는 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 11】 제 10항에 있어서 , 상기 제 1 쿠션패드 및 상기 제 2 쿠션패드 중 적어도 하나에는 스트레인 게이 지 기능을 갖는 측정 센서가 장착되어 환자와의 접촉 여부를 감지하는 것을 특징으 20 로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 1이 제 10항에 있어서, 상기 제 1 쿠션패드 및 상기 제 2 쿠션패드 중 적어도 하나에는 위치 또는 각도 에 관한 정보를 감지하는 기능을 갖는 측정 센서가 장착되어 상기 제 1 회로 블록 또 는 상기 제 2 회로 블록의 위치 또는 각도에 대한 정보를 생성 또는 수신하는 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 13】 제 10항에 있어서, 상기 제 1 회로 블록 및 상기 제 2 회로 블록 중 적어도 하나에는 서미스터가 장착된 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기.
【청구항 14】 제 6항에 있어서, 상기 고정부에는 복수의 뇌파 측정센서가 장착된 것을 특징으로 하는 전기장 대뇌 자극치료기기 .
【청구항 15】 단백질 침착 병변, 병리적 철 격리 단백질과 아교세포 내부에 공존하는 비용 해성 철침착을 동반하는 알자이머성 치매, 파킨슨병, 다중경화증, 헌팅톤병, 근위축 성 즉색 경화증 (amyotrophic lateral sclerosis： ALS, 루게릭병 ) , 프리온병 (광우병 , Cr eut z f e 1 dt - J akobs disease) 등의 치료에 적용하는 특정 주파수 (0.1 -10 Mhz) 영역 의 교류 전기장을 가하는 전기장 대뇌 자극치료기기.
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