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KR101758903B1 - 경두개 직류 자극(tDCS) 장치 - Google Patents

경두개 직류 자극(tDCS) 장치 Download PDF

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KR101758903B1
KR101758903B1 KR1020150147464A KR20150147464A KR101758903B1 KR 101758903 B1 KR101758903 B1 KR 101758903B1 KR 1020150147464 A KR1020150147464 A KR 1020150147464A KR 20150147464 A KR20150147464 A KR 20150147464A KR 101758903 B1 KR101758903 B1 KR 101758903B1
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Abstract

본 발명은 경두개 직류 자극(tDCS) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 생체 부착용 전극에 구비되는 하이드로겔 패치(Hydrogel Patch)의 재사용이 가능하도록 구성된 경두개 직류 자극 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 자극부, 제어부 및 입출력부를 구비하는 경두개 직류 자극(tDCS) 장치에 있어서, 상기 자극부는, 상기 제어부로부터 인가되는 제어 신호에 대응되는 전기 자극용 전원 공급을 위한 전원 공급부; 및 하이드로겔 패치(Hydrogel Patch)를 구비하며, 상기 전원 공급부로부터 공급되는 전원을 인가받아 생체에 전기 자극을 제공하기 위한 복수의 자극 전극;을 포함하되, 상기 제어부는, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 및 전원의 공급 또는 미공급 시간에 대응되도록 상기 전원 공급부의 온/오프(ON/OFF) 기능을 제어하도록 구성되는 경두개 직류 자극 장치를 제공한다.

Description

경두개 직류 자극(tDCS) 장치{TRANSCRANIAL DIRECT CURRENT STIMULATION DEVICE}
본 발명은 경두개 직류 자극(tDCS) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 생체 부착용 전극에 구비되는 하이드로겔 패치(Hydrogel Patch)의 재사용이 가능하도록 구성된 경두개 직류 자극 장치에 관한 것이다.
뇌는 인체 머리의 내부 기관으로 신경계의 최고 중추기관이며, 대뇌, 소뇌, 중간뇌, 다리뇌, 연수로 나뉘어진다. 또한, 뇌는 뉴런 활동 준위의 합이 뇌의 표피에서 측정되는 신호인 뇌파를 발생한다.
뇌의 상태를 측정하는 방법으로, 먼저 두피에 전극을 구비한 패드를 장착하여 전극으로부터 수신되는 뇌파를 측정해 검사하는 EEG(electroencephalogram) 검사, 또는, 뇌를 방사선이나 초음파를 이용하여 여러 각도에서 단층 촬영해 검사하는 CT 검사, 자기공명에 의해 뇌를 촬영하는 MRI 검사 등이 있다.
다양한 개념들이 뇌 구조들의 신경 자극 분야에 알려져 있으며, 뇌를 자극시켜서 소정의 목적을 달성하는 두뇌자극술은 크게 침습식 두뇌자극술(invasive brain stimulation)과 비침습식 두뇌자극술(non-invasive brain stimulation)로 구분된다.
침습식 두뇌자극술은 수술을 통해 전극을 뇌에 침투시키고 전기 신호를 인가하는 방법이며, 비침습식 두뇌자극술은 두개골 내부로 전극을 침습하지 않고 뇌를 자극하여 소정의 효과를 달성하는 방법이다.
구체적인 두뇌자극술로는, 심부 전기 자극법(deep electrical stimulation), 경두개 자기 자극법(TMS: transcranial magnetic stimulation), 경두개 전기 자극법(TES: transcranial electrical stimulation), 경두개 직류 자극법(tDCS: transcranial direct current stimulation) 및 경두개 랜덤 노이즈 자극법(tRNS: transcranial random noise stimulation) 등이 있다.
이 가운데 경두개 직류 자극법(tDCS)을 이용한 뇌 전기 자극 기술은, 상대적으로 간단한 비침습식 두뇌자극술 가운데 하나로써, 인지 능력 향상이나 우울증 또는 ADHD(Attention Deficit Hyperactivity Disorder) 등의 정신 질환 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있어 이와 관련된 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다.
이러한 EEG 측정 장치나 tDCS 등의 두뇌 자극 장치는 반드시 복수의 전극을 포함하도록 구성되는데, 하나의 전극을 측정 단위 또는 자극 단위로 하여, 머리의 다양한 위치로부터 EEG 신호를 측정하거나 머리의 다양한 위치에 전기적인 자극을 가할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 EEG 측정 장치나 두뇌 자극 장치 등에 구비되는 전극은 크게 습식 전극과 건식 전극으로 구분 가능하다. 습식 전극은, 자유전자가 없는 전해질과 이온이 없는 전극 사이의 인터페이스에서 전하를 이동시키기 위해 발생하는 화학반응을 이용하도록 구성되며, 전도성 풀 또는 겔(이하 전해질)을 이용하여 전극이 피부에 잘 고정 될 수 있게 하며, 피부의 임피던스를 낮춤으로써 신호가 잘 계측될 수 있도록 이루어진다.
건식 전극은, 전해질의 사용과 같은 습식 전극의 불편함을 극복하기 위해 연구된 방식으로, 통상의 건식 전극에는 높은 임피던스를 갖는 하이드로겔층이 포함된 패치가 구비된다. 건식 전극의 구체적인 구성이나 패치의 구성 등에 대해서는 본원 출원인의 등록특허(대한민국 등록특허 10-1539658호, 발명의 명칭: 건식 전극, 대한민국 등록특허 10-1473433호, 발명의 명칭: 패치 장치) 등을 포함하는 생체전극 분야의 선행기술을 참고하도록 한다.
경두개 직류 자극(tDCS) 장치의 건식 전극에 구비되는 하이드로겔 패치는 통상 1회용으로 구성된다. 다시 말해, 생체에 부착된 하이드로겔 패치를 통해 직류(DC) 자극이 이루어지면, 가해진 전류에 해당하는 에너지가 하이드로겔이 포함하고 있는 수분(H2O)을 가수분해하고, 전류에 의해 형성된 전자기장 필드에 분극 현상이 발생되면서 산성/염기성 이온의 분극화가 이루어진다. 그러면, 이로 인한 각 전극과 피부 계면 사이의 pH 불균형(imbalance)이 피부 조직 손상 등 과 같은 문제를 발생시킬 수 있기 때문에, 1회 사용된 하이드로겔 패치는 폐기 처분되어 왔다.
그리고 이와 같은 1회용 하이드로겔 패치는, 경두개 직류 자극 장치의 운용 비용 증가 및 환경 오염 등과 같은 문제를 발생시킨다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1539658호(발명의 명칭: 건식 전극) 대한민국 등록특허공보 제10-1473433호(발명의 명칭: 패치 장치) 대한민국 등록특허공보 제10-1465593호(발명의 명칭: 경두개 직류 자극(tDCS) 장치)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 생체 부착용 전극에 구비되는 하이드로겔 패치의 재사용이 가능하도록 구성된 경두개 직류 자극(tDCS) 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자극부, 제어부 및 입출력부를 구비하는 경두개 직류 자극(tDCS) 장치에 있어서, 상기 자극부는, 상기 제어부로부터 인가되는 제어 신호에 대응되는 전기 자극용 전원 공급을 위한 전원 공급부; 및 하이드로겔 패치(Hydrogel Patch)를 구비하며, 상기 전원 공급부로부터 공급되는 전원을 인가받아 생체에 전기 자극을 제공하기 위한 복수의 자극 전극;을 포함하되, 상기 제어부는, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 및 전원의 공급 또는 미공급 시간에 대응되도록 상기 전원 공급부의 온/오프(ON/OFF) 기능을 제어하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 또는 전원의 계속 공급 시간에 대응되도록 규정 시간 동안 상기 전원 공급부의 온 기능을 통제하도록 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 또는 전원의 공급 시간이 기준치를 초과하는 경우 상기 전원 공급부를 오프시키거나, 상기 자극 전극에 대한 전원 미공급 시간에 대응되도록 상기 자극 전극에 인가 가능한 전원 공급 기준치를 실시간 계산하여 설정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 규정 시간은, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 또는 전원의 공급 시간에 대응되도록 상기 제어부의 실시간 계산에 의해 설정되는 것이 바람직할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 생체 부착용 전극에 구비되는 하이드로겔 패치(Hydrogel Patch)의 재사용이 가능한 경두개 직류 자극 장치를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
이에 따라, 경두개 직류 자극 장치의 운용 비용 절감 및 환경 보호 등과 같은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 2는 도 1에 구비되는 자극 전극의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 3은 도 1에 구비되는 자극 전극의 하이드로겔 패치에 대한 중화 실험 결과를 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치(100)는, 자극부(110), 제어부(120) 및 입출력부(130) 등을 포함하여 구성됨을 확인할 수 있다.
자극부(110)는 전원 공급부(112) 및 자극 전극(114) 등을 구비한다. 전원 공급부(112)는 제어부(120)의 제어 신호에 대응되도록 자극 전극(114)에 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 자극 전극(114)은 전원 공급부(110)로부터 공급되는 전원을 이용하여 두피 등에 자극 신호를 인가하게 된다.
제어부(120)는 입출력부(130)를 통해 입력되는 사용자의 조작 명령 등에 대응되도록 제어 신호를 생성한다. 제어부(120)를 통해 생성된 제어 신호는 자극부(110)의 전원 공급부(112)로 인가되어 자극 전극(114)을 통해 인체 등으로 전달될 전기 신호를 생성하도록 기능한다.
입출력부(130)는 키보드 또는 마우스 등과 같은 통상의 입력 장치와 모니터 등과 같은 통상의 디스플레이 장치 등에 의해 구성될 수 있으며, 사용자의 조작 명령을 입력받고 장비의 현재 동작 상태 등에 대한 정보를 표출하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 도 1에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치(100)가 사용자의 뇌파 등의 측정을 위한 측정부 등이 추가로 구비할 수 있으며, 이 경우 제어부(120)가 측정부로부터 입력되는 신호를 이용하여 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있음은 통상의 기술자에 있어 자명할 것이다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치(100)에 구비되는 제어부(120)는, 도면에 도시된 바와 같이, 전원 공급부(112)로부터 자극 전극(114)으로 인가되는 전원의 공급량이나 공급 시간 정보 등을 실시간 파악하고, 파악된 정보에 대응되도록 전원 공급부(112)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치(100)에 구비되는 제어부(120) 등의 기능에 대해 보다 상세히 설명할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1에 구비되는 자극 전극의 구성을 나타낸 설명도이고, 도 3은 도 1에 구비되는 자극 전극의 하이드로겔 패치에 대한 중화 실험 결과를 나타낸 설명도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치에 구비되는 자극 전극(도 1의 114)은, 전도성 바디(210) 및 하이드로겔 패치(Hydrogel Patch, 220) 등을 구비한다.
이와 같은 하이드로겔 패치(220)에 직류 전원이 인가되는 경우, 하이드로겔 패치의 수분에 대한 가수분해와 이로 인한 분극 현상으로 인해 발생되는 pH 불균형 등으로 인해 사용자의 피부 조직 손상 등이 발생될 수 있기 때문에, 통상 이와 같은 하이드로겔 패치(220)는 1회 사용 후 폐기 처분 되는 것이 일반적이었다.
하지만, 분극이 이루어진 하이드로겔 패치(220)의 경우에도 시간의 경과에 따라 그 사용성이 다시 회복된다는 것이 실험에 의해 확인되었으며, 본 발명은 하이드로겔 패치(220)의 이와 같은 특성을 최대한 활용하기 위해 제안되었다.
다시 말해, 도 3과 같이 DC 2㎃ 전원을 이용해 30분 동안의 전기 자극에 사용된 하이드로겔 패치(220)의 경우, 8시간이 경과되면 그 사용성이 거의 원상태로 회복됨을 확인할 수 있다. 특히, 도 3의 3회 연속 실험 결과를 참조하면, 이와 같은 회복 특성이 1회성이 아님을 확인할 수 있다.
즉, 도 3의 (b), (c), (d)는 각각, 이중 하이드로겔 패치(220)의 제1 하이드로겔층(222) 및 제2 하이드로겔층(224) 사이 계면에서의 pH 변화를 나타내는데, (b)는 1회 사용(1 time used)의 경우, (c)는 2회 사용의 경우, 그리고 (d)는 3회 사용의 경우를 나타내고 있다. 상술하자면, (b)는 하이드로겔 패치(220)에 대해 DC 2㎃ 전원을 이용해 30분 동안 전기 자극을 가한 뒤 8시간이 경과한 이후 하이드로겔 패치(220) 계면의 pH 변화를 나타내고 있고, (c)는 (b) 자극 이후 8시간이 경과되어 사용성이 회복된 시점에서 재자극(누적 2회 자극) 후의 pH 변화를 나타내고 있으며, (d)는 (c) 자극 후 8시간 경과 시점에서 재자극이 이루어진 하이드로겔 패치 계면의 pH 변화를 각각 나타내고 있다.
그리고 (a)는 3회 자극이 이루어진 (d) 상태(up to 3 times used)에서 하이드로겔 패치(220)의 표면, 즉 제2 하이드로겔층(224)의 외부면에 대한 pH 변화를 나타내고 있다.
도 3을 참조하면, (a) 내지 (d)의 하이드로겔 패치(220)의 pH 변화가 크게 다르지 않음을 확인할 수 있으며, 따라서, pH 불균형으로 인한 사용자 피부 조직의 손상 등에 대한 염려없이 하이드로겔 패치(220)의 재사용이 가능함을 알 수 있다.
다시 말해, 만일 하이드로겔 패치(220)에 60분 연속 자극을 가하게 되면 하이드로겔 패치의 표면으로 OH- 이온의 확산(diffusion)이 이루어져 하이드로겔 패치의 pH가 변화하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 하이드로겔 패치(220)의 성능 특성을 최대한 활용할 수 있도록, 제어부(도 1의 120)가 하이드로겔 패치(220)에 사용성 회복이 가능할 수 있는 수준의 자극을 인가하고, 다시, 자극의 인가가 이루어진 하이드로겔 패치의 사용성 회복을 위해 요구되는 시간 동안 경두개 직류 자극 장치의 작동을 통제할 수 있도록 하기 위한 구성을 제공한다.
즉, 도 1을 참조하면, 본 발명은 전원 공급부(112)로부터 자극 전극(114)으로 인가되는 전원의 공급량이나 공급 시간 등의 정보를 제어부(120)가 직접 파악하고, 이를 이용해, 제어부(120)가 자극 전극(114)에 인가된 전원의 공급량이나 공급 시간 등에 대응되는 휴지 시간을 설정할 수 있도록 하는 구성을 제공함을 확인할 수 있다.
이에 따라, 제어부(120)는, 자극 전극(114)의 하이드로겔 패치에 허용된 최대 사용 시간(기준 시간)을 초과하여 전원 공급부(112)로부터 전원이 공급되는 것을 통제하는 한편, 자극 전극(114)에 인가된 전원의 공급량이나 공급 시간 등에 대응되도록 전원 공급 통제 시간(규정 시간)을 설정할 수 있다.
즉, 전원 공급부(112)로부터 자극 전극(114)으로 인가되는 전원의 공급량 또는 공급 시간이 기준 시간을 초과하는 경우, 제어부(120)는 자극 전극(114)으로 인가되는 전원의 공급을 강제로 종료하며, 기준 시간 달성 이전에 전원 공급부(112)로부터 전원 공급이 중지되는 경우에는, 현재까지 인가된 전원의 공급량이나 공급 시간에 따른 규정 시간을 계산하여 설정한 후, 해당 규정 시간 동안 자극 전극(114)에 전원의 공급이 이루어지지 못하도록 통제하도록 기능할 수 있다. 상기 규정 시간이 달성되는 경우, 다시 말해, 자극 전극(114)에 대한 전원 미공급 시간이 규정 시간을 초과하는 경우, 경두개 직류 자극 장치는 다시 사용 가능한 상태(스탠 바이(stand by))를 유지할 수 있다.
여기서, 제어부(120)에 의해 이루어지는 자극 전극(114)에 대한 전원 공급의 통제가, 전원 공급부(112)의 작동 제어 또는 경두개 직류 자극 장치(100)의 메인 전원 제어를 통해 이루어지는 등의 다양한 방식을 통해 구현 가능할 수 있음은 당연하다.
참고로, 여러 도면 등을 통한 본 발명의 실시예는 오직 경두개 직류 자극 장치만을 설명하고 있으나, 본 발명이 반드시 이와 같은 경두개 직류 자극 장치에만 한정되어 적용되는 것은 아니며, 상기와 같은 하이드로겔 패치의 사용성 회복 특성이 이용 가능한 모든 직류 자극 장치 등에 본 발명의 기술이 확대 적용 가능할 수 있음은 통상의 기술자에 있어 자명할 것이다. 가령, 직류 자극 방식을 이용한 저주파 치료기 등에 하이드로겔 패치가 적용되는 경우, 본 발명의 실시예와 같은 제어 방식의 적용을 통해 하이드로겔 패치를 재사용 하는 것이 가능할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치(110)의 자극 전극(114)은, 도 2와 같이 2중 하이드로겔 패치(220)를 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 자극 전극(114)은 도전성 카본(conductive carbon) 등과 같은 전도성 바디(210), 상기 전도성 바디(210)에 접하는 제1 하이드로겔층(222) 및 상기 제1 하이드로겔층(222)과 밀착되며, 제1 하이드로겔층(222)에 비해 상대적으로 큰 임피던스를 갖고 두피 등의 생체에 직접 접하는 제2 하이드로겔층(224) 등으로 구성될 수 있다.
이와 같은 자극 전극(114)과 이에 구비되는 하이드로겔 패치(220)의 상세 구성 및 기능 등에 대해서는, 본 발명 출원인의 등록 특허(대한민국 등록특허공보 제10-1473433호(발명의 명칭: 패치 장치))를 참고할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치의 작동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 장치의 작동은, 자극 전극에 전원 공급(S410)이 이루어짐으로써 개시됨을 확인할 수 있다.
즉, 기준 시간이 초과(S420)되지 않는 범위 내에서 자극 전극에 전원 공급(S410)이 이루어지도록 제어부(도 1의 120)는 전원의 공급을 제어하며, 만일 기준 시간의 초과가 발생되면 자극 전극에 대한 전원 공급을 통제(S440)하게 된다.
그리고, 이와 같이 자극 전극에 대한 전원 공급의 통제(S440)가 이루어지면, 기 설정된 규정 시간이 경과(S460)된 이후에야 비로소 경두개 직류 자극 장치의 재사용이 가능한 스탠 바이(Stand by, S470) 상태를 유지할 수 있다.
이때, 기준 시간의 초과(S420) 이전에 장치의 작동이 중단되는 경우(S430)에는, 제어부는 현재까지의 전원 공급량이나 전원 공급 시간 등을 이용해 규정 시간을 계산(S450)할 수 있으며, 이와 같이 계산된 규정 시간의 경과(S460)가 이루어지면 역시 경두개 직류 자극 장치는 재사용 가능한 스탠 바이(S470) 상태를 유지하게 된다.
여기서, 자극 전극에 대한 전원 공급의 통제(S440)가 전원 공급부(도 1의 112)에 대한 동작 제어 또는 경두개 직류 자극 장치의 메인 전원에 대한 기능 제어 등을 통해 이루어질 수 있음에 대해서는 전술한 바 있다.
아울러, 본 발명의 이와 같은 제어 방식이, 경두개 직류 자극 장치 이외의 하이드로겔 패치를 사용하는 다양한 직류 자극 장치에 적용 가능할 수 있음에 대해서도 전술한 바 있다.
전술한 바와 같은 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100: 경두개 직류 자극 장치 110: 자극부
112: 전원 공급부 114: 자극 전극
120: 제어부 130: 입출력부
210: 전도성 고분자 220: 하이드로겔 패치

Claims (8)

  1. 자극부, 제어부 및 입출력부를 구비하는 경두개 직류 자극(tDCS) 장치에 있어서,
    상기 자극부는,
    상기 제어부로부터 인가되는 제어 신호에 대응되는 전기 자극용 전원 공급을 위한 전원 공급부; 및
    하이드로겔 패치(Hydrogel Patch)를 구비하며, 상기 전원 공급부로부터 공급되는 전원을 인가받아 생체에 전기 자극을 제공하기 위한 복수의 자극 전극;을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 또는 전원의 계속 공급 시간에 대응되도록 규정 시간 동안 상기 전원 공급부의 온 기능을 통제하며, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 또는 전원의 공급 시간이 기준치를 초과하는 경우 상기 전원 공급부를 오프시키고, 상기 자극 전극에 대한 전원 미공급 시간에 대응되도록 상기 자극 전극에 인가 가능한 전원 공급 기준치를 실시간 계산하여 설정하는 것을 특징으로 하는 경두개 직류 자극 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 규정 시간은, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 또는 전원의 공급 시간에 대응되도록 상기 제어부의 실시간 계산에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 경두개 직류 자극 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 자극 전극은,
    전도성 바디;
    상기 전도성 바디에 접하는 제1 하이드로겔층; 및
    상기 제1 하이드로겔층에 비해 상대적으로 큰 임피던스를 가지며 생체에 접하는 제2 하이드로겔층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 경두개 직류 자극 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 자극 전극에 인가된 전원의 공급량 및 상기 자극 전극에 전원이 공급된 시간에 기초하여 전원 공급 통제 시간을 설정하고, 상기 전원 공급 통제 시간 동안 상기 자극 전극에 대한 전원의 공급을 중단하며, 상기 자극 전극에 대한 전원의 공급이 중단되는 전원 미공급 시간이 상기 전원 공급 통제 시간을 초과하면 상기 자극 전극에 대한 전원의 공급이 가능한 스탠바이 상태가 되도록 상기 전원 공급부의 온/오프(ON/OFF) 기능을 제어하는 것을 특징으로 하는 경두개 직류 자극 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전원 공급 통제 시간을 실시간 계산으로 설정하는 것을 특징으로 하는 경두개 직류 자극 장치.
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