KR102345602B1

KR102345602B1 - 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극선 및 이를 이용한 전극 시스템

Info

Publication number: KR102345602B1
Application number: KR1020200051335A
Authority: KR
Inventors: 박은경; 김태경; 김태우; 이규성
Original assignee: 사회복지법인 삼성생명공익재단
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2021-12-30
Also published as: WO2021221327A1; KR20210132881A; US20230173260A1

Abstract

이 발명의 한 가지 양태에 따라서, 뇌 심부 자극기용 전극선을 이식하기 위한 전극선 이식 시스템에 사용하기 위한 전극선이 제공된다. 상기 전극선은 상기 전극선이 삽입되는 뇌 부위로부터의 자극 신호를 전달하기 위한 전극 와이어; 상기 전극 와이어의 양단 부근에 마련되는 뇌 부위 삽입부와 외부 기기와의 인터페이스부에 마련되는 복수 개의 전극; 상기 전극을 상호 연결하는 신호선을 포함하고, 상기 전극이 마련된 전극 와이어의 삽입부는 상기 전극이 마련되는 복수의 전극부와, 전극부 사이의 신축가능한 복수의 신축부를 포함하고, 상기 전극부에 대응되는 삽입부의 내벽에는 직경이 상이한 복수 개의 이동판이 설치되고, 각 이동판의 복수 개의 부위에는 와이어가 설치되고, 각 와이어는 전극 와이어의 내벽을 통과하여, 상기 인터페이스부를 넘어 외부로 연장되는 것을 특징으로 한다.

Description

신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극선 및 이를 이용한 전극 시스템{LEAD FOR STIMULATION AND LEAD SYSTEM USING THE SAME}

이 발명은 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극선 및 이를 이용하는 전극 시스템에 관한 것이다.

현대사회의 복잡성으로 인하여 현대인은 사고 또는 질병에 잘 노출되어 인간고유의 기능 또는 운동 능력을 상실하고는 하는데, 의학만으로는 이러한 환자를 치유하는데 한계성을 가지고 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 공학분야의 기술을 의학분야에 접목한 의공학 분야가 발전하고 있으며, 이로 인하여 건강 관리 시스템의 많은 영역에 큰 변화를 이루어지고 있다.

예컨대, 심장박동조절기 및 심실근육 세동제거기는 많은 생명을 구하고 있으며 심장병 치료의 혁신적인 역할을 해오고 있다. 또한 심장박동조절기의 기술을 이용하여, 외과의사는 비정상적인 뇌기능을 조절하기 위해 뇌 심부 자극(Deep Brain Stimulation, DBS) 장치를 환자의 뇌에 이식하고 있다(예컨대, 특허문헌 참조).

비정상적인 신체 행동 또는 정신적인 장애는 파킨슨병(Parkinson's Disease, PD) 또는 강박장애(Obessive-Compulsive Disorder, OCD)와 같은 뇌의 비정상적인 기능으로부터 유래한다. 파킨슨병은 손발이 떨리고 행동이 느려지면서 근육이 굳어지는 것이 주 증상인 만성 퇴행성 뇌질환이며, 강박장애를 가진 사람은 자신들이 접촉하는 어떤 것들로부터 오염되지도 모른다는 공포 때문에 외출도 꺼려하는 정신 질환이다.

현재 신경외과 의사는 파킨슨병, 강박장애 및 우울증과 같은 중대한 건강상의 문제점을 치료하기 위해 뇌 심부 자극기를 사용하고 있다. 뇌 심부 자극기를 이용하는 치료 방법은 외과적 방법으로 강박장애를 치료하는 유일한 희망이며, 파킨슨병을 치유하는데 효과가 입증된 방법으로 평가되기도 한다.

뇌 심부 자극술은 정확한 전기펄스의 전달을 위해 삽입형 의료기기를 활용한다. 크게 뇌 심부 자극기는 자극발생기(Implantable pulse generator), 연장선(Extension), 전극선(lead)으로 구성된다. 일반적으로, 흉부 피하에 자극발생기를 이식하고 전극선을 뇌의 특정 부위 깊이 위치시키고, 이 두 구성요소를 연장선으로 연결하여, 자극발생기를 통해 자극을 발생시키면, 연장선을 통해 전극선에 전달되어, 이 전극선을 통해 뇌의 특정 부위에 미세 전기 자극을 인가할 수 있다.

전극선의 위치에 따라서 환자 별 임상 경과의 차이가 발생할 수 있기 때문에 수술 이후의 전극선의 위치와 접점의 확인은 중요하다. 따라서, 뇌 심부 자극와 전극선의 이식 수술 중 MRI, CT 영상, C-arm 영상, 뇌신경신호 등의 다양한 측정 방법을 통해 전극의 자극 위치를 확인할 필요가 있고, 정확한 타겟에 충분한 미세 전기 자극이 이루어지지 않는다면, 치료효과를 기대하기가 어렵다.

그러나, 수술 도중 또는 이후에 잘못된 전극의 삽입 위치, 물리적 요인에 의한 위치 및 접점의 변화, 자극에 의한 반응 유무 등에 맞춰 그때마다 재교정 수술을 하는 것은 환자의 삶의 질이나 수술 및 의료 기기의 안정성 측면에서 결코 쉬운 문제가 아니지만, 종래 기술에서는 이에 대하여 뚜렷한 해결책을 제시하지 못하고 있다.

공개특허 제10-2020-16103호

이 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 전극을 신체에 이식한 후에 외부에서 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극의 접점 및 위치를 조정할 수 있는 전극선 및 이 전극선을 이용하는 전극 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 이 발명의 과제를 해결하는 수단으로서, 이 발명의 한 가지 양태에 따라서, 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극선이 제공된다.

상기 전극선은,

일단은 신체 내부로 삽입되는 삽입부로 마련되고 타단은 외부 기기와의 연결을 위한 인터페이스부로 마련되어 상기 전극선이 삽입되는 신체 기관으로 자극 신호를 전달하기 위한 전극 와이어; 상기 삽입부에 배치되어 신체 기관에 전기 자극을 전달하는 복수 개의 제1 전극; 상기 인터페이스부에 배치되어 외부로부터 인가되는 전기 자극을 수용하는 복수 개의 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극을 각각 상호 연결하여 제2 전극이 수용하는 전기 자극을 제1 전극으로 전달하는 복수 개의 신호선을 포함하고,

상기 전극 와이어의 삽입부는 상기 제1 전극이 각각 배치되는 복수 개의 지지부 및 지지부 사이에 배치되며 신축 가능한 복수의 신축부로 이루어지며,

각각의 지지부를 전극 와이어의 길이 방향으로 밀거나 당기는 조작 수단을 더 포함하고,

각각의 지지부를 밀거나 당기는 조작에 의해 지지부 사이의 신축부가 신축되어 지지부의 위치가 조정되는 것이다.

이러한 양태의 실시예의 하나로서, 각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어의 일단이 결합되고 조작 와이어의 타단은 전극선의 외부로 연장되어 조작 와이어의 타단을 밀거나 당기는 조작에 의해 전극 와이어에 대한 각각의 지지부의 위치가 조정되거나 전극 와이어의 연장 방향에 대한 지지부의 배치 각도가 조정되는 것으로 구성될 수 있다.

또 다른 실시예로서, 상기 전극 와이어의 인터페이스부에는 전극 와이어의 길이 방향으로 각각 가동되는 복수 개의 이동판이 배치되고, 각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어의 일단이 결합되고 조작 와이어의 타단은 각각의 이동판에 결합되어, 각각의 이동판의 가동에 의해 조작 와이어가 각각의 지지부를 밀거나 당기는 것으로 구성될 수 있다.

이 발명의 다른 양태로서, 신체에 이식되어 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극 시스템이 제공된다.

상기 전극 시스템은

외부 장치와 연결되어 통신 및 제어를 담당하는 처리부와; 신체에 이식되어 신체 기관에 전기 자극을 인가하는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 따른 하나 이상의 전극선과; 상기 전극선과의 전기적 접속을 위한 전극 클램프와; 상기 전극선에서의 전기 자극을 전달하는 위치 조절을 위한 컨트롤러를 포함하고,

각각의 전극선은, 일단은 신체 내부로 삽입되는 삽입부로 마련되고 타단은 외부 기기와의 연결을 위한 인터페이스부로 마련되어 상기 전극선이 삽입되는 신체 기관으로 자극 신호를 전달하기 위한 전극 와이어; 상기 삽입부에 배치되어 신체 기관에 전기 자극을 전달하는 복수 개의 제1 전극; 상기 인터페이스부에 배치되어 외부로부터 인가되는 전기 자극을 수용하는 복수 개의 제2 전극; 및 제1 전극과 제2 전극을 각각 상호 연결하여 제2 전극이 수용하는 전기 자극을 제1 전극으로 전달하는 복수 개의 신호선을 포함하고,

이러한 양태의 하나의 실시예로서, 전극선의 각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어가 결합되고 조작 와이어를 밀거나 당기는 조작에 의해 전극 와이어에 대한 각각의 지지부의 위치가 조정되거나 전극 와이어의 연장 방향에 대한 지지부의 배치 각도가 조정되고,

상기 컨트롤러는 전극선의 각각의 조작 와이어를 밀거나 당기는 모터를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

또 다른 실시예로서, 상기 전극 와이어의 인터페이스부에는 전극 와이어의 길이 방향으로 각각 가동되는 복수 개의 이동판이 배치되고, 각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어의 일단이 결합되고 조작 와이어의 타단은 각각의 이동판에 결합되어, 각각의 이동판의 가동에 의해 조작 와이어가 각각의 지지부를 밀거나 당기고,

컨트롤러에는 전극선의 각각의 이동판과 결합하여 이동판을 가동하는 액츄에이터가 마련되는 것으로 구성될 수 있다.

이 발명의 전술한 양태들에 따르면, 외부에서의 제어를 통해 전극선의 전극의 접점과 위치를 변화시켜 물리적 위치 변화에 맞게 조정할 수 있다. 이와 같은 간단한 교정 시술을 통해 복잡한 재수술의 필요성을 제거할 수 있어, 환자의 부담을 덜어주고 치료에 대한 만족도를 높일 수 있다.

도 1은 뇌 심부 자극기의 인체 내 이식 상태를 모식적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 뇌 심부 자극기용 전극선이 이동판에 대한 조작에 따라 변화되는 다양한 형태, 전극선의 인터페이스부(IFP)와 삽입부(ISP)에 마련되는 이동판 및 고정판 그리고 조작 와이어에 의한 그 결합 양태를 개략적으로 보여주는 모식도이다.
도 3은 이동판이 액츄에이터에 장착된 양태 및 전극선 내부에서의 위치 및 결합 양태를 개략적으로 보여주는 모식도이다.
도 4는 전극선의 삽입부의 내부 구조, 그 삽입부에 설치된 고정판의 결합 양태를 개략적으로 보여주는 모식도이다.
도 5는 이동판 및 고정판의 위치 및 그에 대응되는 전극선의 형태를 모식적으로 보여주는 도면으로서, 이동판 및 고정판의 이동에 따른 전극선의 삽입부의 형태 변화를 모식적으로 보여준다.

이하에서는, 도면을 참조하여 이 발명의 실시예를 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예에서는 이 발명의 전극선과 이 전극선을 이용하는 전극 시스템을 뇌 심부에 전기 자극을 인가하는 뇌 심부 자극기에 적용한 예를 설명한다. 다만, , 뇌 심부 자극기와 관련하여 널리 알려진 기술적 구성에 대한 설명은 생략한다.

예컨대, 자극발생기의 구조, 자극발생기와 전극선의 연결 구조/방법, 전극선을 통해 측정한 전기신호를 외부 장치와 송수신하는 프로세스 등, 뇌 심부 자극술에서 통상적으로 이용되고 있는 장치 내지 시스템의 구성/구조/방법 등에 대한 설명은 생략한다. 이러한 설명을 생략하더라도, 당업자라면 이하의 설명을 통해 이 발명의 특징적 구성을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

도 1에는 뇌 심부 자극기가 신체에 시술된 양태가 모식적으로 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 뇌 심부 자극기는 뇌의 특정 부위에 이식되는 복수 개(도 1에서는 한 개만 도시)의 전극선(A), 흉부 피하에 이식되는 자극발생기(C), 이들 전극선과 자극발생기를 접속하는 연장선으로 구성된다.

자극발생기를 통해 자극을 발생시키면, 연장선을 통해 전극선에 자극이 전달되어, 이 전극선을 통해 뇌의 특정 부위에 미세 전기 자극을 인가할 수 있다.

이하의 실시예는 이러한 뇌 심부 자극기의 구성요소 중, 전극선(A)을 뇌의 특정 타겟 부위에 정확히 그리고 간단한 시술을 통해 이식할 수 있도록 해주는 뇌 심부 자극기용 전극 시스템 및 전극선에 관한 것이다.

도 2에는 이 발명의 실시예에 따른 뇌 심부 자극기용 전극선이 이동판에 대한 조작에 따라 변화되는 다양한 형태, 전극 와이어의 인터페이스부(IFP)와 삽입부(ISP)에 마련되는 제1 이동판 및 제2 이동판 그리고 와이어에 의한 그 결합 양태가 개략적으로 도시되어 있다.

도 2의 상부에는 전극선(A)의 다양한 상태가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 본 실시예의 전극선(A)은 전극선이 삽입되는 뇌 부위로부터의 자극 신호를 전달해 주는 역할을 하는 전극 와이어(10), 전극 와이어의 상측 부위로서(도면의 우측), 외부 장치와의 연결부 역할을 하는 인터페이스부(IFP)에 마련되는 제2 전극(12), 전극 와이어의 하측 부위(도면의 좌측)로서, 뇌 부위에 삽입되는 삽입부(ISP)에 마련되는 제1 전극(14), 인터페이스부와 삽입부 사이에 대각선 형태로 마련되어 상기 삽입부와 인터페이스부에 마련된 제1 및 제2 전극(14, 12)을 상호 연결하는 신호선(SL)을 포함한다.

그리고 구체적으로 도시하지는 않았지만, 전극 와이어의 내측 공간에 삽입되어, 전극 와이어 삽입시 전극 와이어를 지지하는 가이드 와이어가 마련된다. 가이드 와이어는 높은 강성을 가지고 있어서, 전극선의 삽입시에 전극선이 굴곡되지 않고 신체에 삽입될 수 있게 해주며, 삽입 후에는 제거된다.

도면에서, 신호선은 전극 와이어 외부에 나선형 형태로 감겨 고정된 형태로 도시되어 있지만, 이 발명은 신호선의 제공 형태와 관련하여 특별히 제한되지 않는다.

즉, 신호선이 전극 와이어의 상하단에 마련되는 전극에 연결되기만 하면, 전극 와이어(10)의 표면에 나선형으로 고정되는 형태로 제한되지 않고, 예컨대 와이어(10) 내에 나선형으로 삽입되어 고정될 수도 있다. 전극 와이어(10)는 유연하고 내구성이 우수하며, 인체에 무해한 재질, 예컨대 폴리우레탄으로 형성된다.

한편, 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 전극선의 삽입부(ISP)는 종래의 전극선과 달리, 신축 가능하고 굴곡 가능한 구조를 갖는다.

삽입부(ISP)의 단면 구조를 보여주는 도 4를 참조하여 설명하면, 전극 와이어(10)는 삽입부에서 하나의 소재로 구성되지 않고 강성을 갖는 지지부(17)와 신축성을 갖는 신축부(18)가 교호로 마련된 구조를 갖고 있다.

즉, 강성을 갖고 굴곡되지 않는 강성 소재의 복수 개의 지지부(17-1 ~ 17-4)가 서로 이격되어 마련되고, 이들 사이는 신축성 소재의 신축부(18)가 마련되며, 이들은 서로 고정되어 일체를 이루고 있다. 각각의 지지부(17)의 외표면에는 제1 전극(14)이 마련되어 있다.

각각의 지지부(17)는 내경이 상이하며, 내측 표면에는 서로 상이한 직경의 고정판(32, 34, 36, 38)이 고정되어 있으며, 각각의 고정판에는 고정판을 밀거나 당겨서 지지부(17)의 위치를 조절하는 조작 와이어(W)의 단부가 결합되어 있다.

조작 와이어(W)는 하나의 고정판(32 ~ 38)의 원주 방향으로 이격되어 여러 개가 결합되어 있고 충분한 강성을 가지고 있어서, 조작 와이어를 밀고 당기는 작용에 의해 지지부(17)를 밀거나 당기거나 기울어지게 한다.

각각의 고정판(32 ~ 38)에 결합된 조작 와이어는 다른 고정판을 관통하여 전극 와이어(10)의 인터페이스부(IFP) 쪽으로 연장되어 있다.

도 3을 참조하면, 조작 와이어(W)가 관통하면서 결합되는 복수 개의 이동판(22, 24, 26, 28)이 전극 와이어(10)의 인터페이스부(IFP) 쪽에 마련되어 있다.

이동판(22 ~ 28)은 액츄에이터(44)에 맞닿아 배치된다. 이동판 액츄에이터(44)는 다단으로 형성되어 각 단에 이동판이 하나씩 배치되고 다단이 각각 선형 구동되어 이동판을 상하로 가동한다.

이에 따라, 조작 와이어(W)는 밀고 당기는 작용을 하게 되어, 단부의 고정판(32 ~ 38) 및 고정판이 결합된 각각의 지지부(17)를 가동한다.

가동판(22 ~ 28)은 고정판(32 ~ 38)에 상응하도록 서로 상이한 직경으로 형성되어 서로 간섭하지 않고 이들에 결합된 조작 와이어들이 서로 간섭되지 않는다.

한편, 조작 와이어(W)는 이동판(22 ~ 28)을 관통하여 컨트롤러(40)의 내측으로 연장되고, 컨트롤러(40)에 내장된 모터에 의해 당겨지거나 밀어질 수 있다.

도면에는 구체적으로 도시하지 않았지만, 조작 와이어(W)는 이동판(22 ~ 28)을 관통하여 컨트롤러(40)의 내부로 연장되고 모터에 결합되어 가동된다.

조작 와이어(W)는 이동판(22 ~ 28)에 선택적으로 고정 또는 고정 해제된다. 이동판(22 ~ 28)에 고정된 경우에는 이동판(22 ~ 28)의 가동에 의해 전극 와이어의 지지부(17)를 가동하고, 이동판에 고정되지 않은 경우에는 컨트롤러(40) 내부의 모터에 의해 각각 가동된다.

조작 와이어(W)와 가동판(22 ~ 28)의 고정 및 해제는 가동판에 삽입되어 조작 와이어(W)를 압박하도록 배치되는 볼트에 의해 수작업으로 간단히 이루어질 수 있다.

도 2의 아래측에 도시한 바와 같이, 고정판(32 ~ 38)과 가동판(22 ~ 28)은 서로 일대일로 세트를 이루고, 서로가 4개의 조작 와이어(W)로 연결되어 있다. 이러한 구성에 의해 액츄에이터(44)에 의해 각각의 가동판(22 ~ 28)을 구동하거나 컨트롤러(40)의 내장 모터에 의해 조작 와이어(W)를 밀고 당기는 작용에 의해 조작 와이어(W)의 단부에 결합된 고정판(32 ~ 38) 및 고정판이 결합된 지지부(17)의 위치와 자세가 조정된다.

그러한 작용을 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5의 상단에 도시한 예에서는, 액추에이터(44)를 가동하여 각각의 조작 와이어(w)를 밀면, 조작 와이어의 단부에 결합된 고정판(32 ~ 38)이 하방으로 이동하게 된다.

이에 따라 지지부(17)가 아래로 당겨지면서 지지부 사이의 신축부(18)가 신장되어 지지부(17)에 부착된 전극 사이의 간격이 벌어지게 된다.

역으로, 한편, 도 5의 가운데에 도시한 예와 같이, 가동판 중에서 상측의 가동판(28)만을 밀면, 이것과 조작 와이어에 의해 결합된 하단의 고정판(38)이 아래로 밀리면서 이 고정판이 결합된 하단의 지지부(17)가 하방으로 이동하게 된다.

이와 같이 하여 지지부(17)를 서로 벌리거나 좁히거나 특정 지지부(17)만을 이동시킴으로써 지지부(17)에 부착된 제1 전극(EP)의 위치와 간격을 조절할 수 있다.

한편, 필요에 따라 전극 와이어(10)를 굴곡시킬 수 있다.

전극 와이어(10)를 굴곡시킬 때에는 가동판(22 ~ 28)과 조작 와이어(W) 사이의 체결 상태를 해제하고, 컨트롤러(40)의 모터에 의해 조작 와이어(W)를 가동한다.

어느 하나의 고정판(32 ~ 38)에 결합된 조작 와이어들 중에서 일부만을 당기거나 미는 작용에 의해 고정판이 기울어지고, 이에 따라 지지부(17)가 기울어지면서 전극 와이어가 굴곡된다.

한편, 본 실시예에서는 이동판(22 ~ 28)을 사용하고 있지만, 이동판을 사용하지 않고 컨트롤러에 내장된 모터에 의해 각각의 조작 와이어를 구동하여 전술한 동작을 모두 구현할 수 있다.

또한, 내장 모터를 사용하지 않고 다단으로 구동되는 액츄에이터만을 이용하는 경우에는 전극 와이어의 굴곡 작용은 구현할 수 없으나, 신축과 전극 사이의 간극 조정은 간단히 구현할 수 있다.

이러한 전극의 위치 조정과 전극 와이어의 굴곡 등에 의해 시술자는 각각의 지지부(17)(에 부착된 제1 전극(14)의 위치를 조절함으로써 피시술자의 뇌 심부에 배치되는 전극을 타켓 위치에 배치할 수 있게 된다.

한편, 위 실시예의 전극선을 포함하는 시스템은, 전술한 구성과 작용의 전극선(A)과, 컨트롤러(40), 통신 및 제어를 담당하는 처리부(Main processor), 전극선의 전극과 전기적 접속을 위한 전극 클램프(Electrode clamp)를 포함한다.

처리부는 별도의 외부 장치(PC, 태블릿, 스마트폰 등)와 연결되어 신호를 주고받으며, 전극으로부터 측정된 전기 신호를 디지털화 하여 상기 외부 장치에 전달하거나 외부 장치로부터 제어 신호를 받아 모터를 구동하는 기능을 수행한다. 전극 클램프는 스프링이 달린 클램프의 끝단에 반원 구조가 부착되어 전극선의 표면과 잘 부착될 수 있는 구조이며, 클램프 한 쪽 팔에 위치한 접점으로부터 전선이 나와 처리부로부터 연결되고, 반대쪽 팔에는 전극 선과 클램프의 위치를 맞출 수 있는 안내선(Guide line)이 부착되어 있다. 이러한 처리부 및 전극 클램프는 뇌 심부 자극술 분야에서 통상적으로 사용되는 공지의 구성 요소로서, 본원에서는 그 설명을 생략한다.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 전극선을 이용하여 전극선을 이식하는 구체적인 실시예를 설명한다.

먼저, 뇌 심부 자극 시술자(이하, 단순히 '시술자'라 한다)는 뇌 심부 자극기용 전극선 이식 시스템(도시 생략)의 전원을 인가하여 초기화 과정(제어를 위한 외부 장치와 통신 연결, 이동판 영점 조정)을 수행한다. 이어서, 시술자는 통상의 전극선 삽입 순서에 따라 전극 와이어(10)를 뇌의 특정 부위에 삽입한다. 이어서, 가이드 와이어를 제거하고, 액츄에이터(44)가 결합된컨트롤러(40)를 전극선(A)의 중공의 구멍에 맞게 배치한 후, 이동판을 이동판 커넥터의 대응 부위에 장착하고, 와이어의 일단을 컨트롤러에 접속한다. 이어서, 컨트롤러를 뇌 심부 자극기용 전극선 이식 시스템의 제어부(도시 생략)와 연결한다.

한편, 시술자는 전극 클램프를 열고 가이드 라인에 맞춰 클램프를 닫아, 클램프의 전극 접촉부가 전극과 올바른 위치에 닿을 수 있도록 연결한다. 한편, 이러한 과정은 복수 개(예컨대, 4개)의 전극선에 대해 수행한다.

이동판(22 ~ 28)과 고정판( 32 ~ 38)을 와이어(W)를 매개로 이동시켜 획득되는 신경 신호를 실시간으로 상기 제어부로 전송하여, 어느 지점의 전극이 가장 티겟에 근접한지 계산한다.

이어서, 제어부로부터의 제어 신호에 따라 모터가 구동되어, 이동판을 이동시켜 목표한 전극의 자극 위치 및 간격을 조절한다. 이때, 목표 지점에 도달하거나 정지 신호가 수신되면, 모터의 구동을 정지하고, 삽입 위치가 어긋난 경우에는 상기 모터를 이용하여 특정 부위의 조작 와이어만을 당겨, 전극 부위를 절곡함으로써, 자극 위치를 수정한다(도 5 참조).

이러한 과정을 반복하여, 최종 전극 간격 및 위치를 결정한다. 이어서, 액츄에이터에 결합된 조작 와이어의 결합을 해제하고, 와이어를 전극선에 움직이지 않게 묶는다. 이어서, 제어부와의 연결을 해제하고, 전극 클램프 및 액츄에이터를 제거한다.

자극술에 이용하는 경우에 대해 설명하였지만, 전술한 실시예는 물론이고 이 발명에 따른 전극선 및 전극 시스템은 통증 완화를 위한 척수 자극술, 배뇨 장애 치료를 위한 전골 신경 자극술 및 뇌전증이나 우울증 치료를 위한 미주 신경 자극술과 같이, 신체의 기관에 전기 자극을 인가하여 통증을 완화하거나 질병을 치료하는 데 널리 이용될 수 있다.

이상, 이 발명을 실시예를 참조하여 설명하였지만, 이 발명은 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 즉, 상기 실시예는 후술하는 청구범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있으며, 이들 역시 이 발명의 범위 내에 속하는 것이다..

A: 전극선 10: 전극 와이어
12: 제2 전극 14: 제1 전극
17: 지지부 18: 신축부
SL: 신호선 20, 22, 24, 26, 28: 이동판
30, 32, 34, 36, 38: 고정판 40: 액추에이터
W: 조작 와이어

Claims

신체에 이식되어 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극선으로서,
일단은 신체 내부로 삽입되는 삽입부로 마련되고 타단은 외부 기기와의 연결을 위한 인터페이스부로 마련되어 상기 전극선이 삽입되는 신체 기관으로 자극 신호를 전달하기 위한 전극 와이어;
상기 삽입부에 배치되어 신체 기관에 전기 자극을 전달하는 복수 개의 제1 전극;
상기 인터페이스부에 배치되어 외부로부터 인가되는 전기 자극을 수용하는 복수 개의 제2 전극; 및
제1 전극과 제2 전극을 각각 상호 연결하여 제2 전극이 수용하는 전기 자극을 제1 전극으로 전달하는 복수 개의 신호선
을 포함하고,
상기 전극 와이어의 삽입부는 상기 제1 전극이 각각 배치되는 복수 개의 지지부 및 지지부 사이에 배치되며 신축 가능한 복수의 신축부로 이루어지며,
각각의 지지부를 전극 와이어의 길이 방향으로 밀거나 당기는 조작 수단을 더 포함하고,
각각의 지지부를 밀거나 당기는 조작에 의해 지지부 사이의 신축부가 신축되어 지지부의 위치가 조정되는 것인 전극선.
청구항 1에 있어서,
각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어의 일단이 결합되고 조작 와이어의 타단은 전극선의 외부로 연장되어 조작 와이어의 타단을 밀거나 당기는 조작에 의해 전극 와이어에 대한 각각의 지지부의 위치가 조정되거나 전극 와이어의 연장 방향에 대한 지지부의 배치 각도가 조정되는 것인 전극선.
청구항 1에 있어서,
상기 전극 와이어의 인터페이스부에는 전극 와이어의 길이 방향으로 각각 가동되는 복수 개의 이동판이 배치되고, 각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어의 일단이 결합되고 조작 와이어의 타단은 각각의 이동판에 결합되어, 각각의 이동판의 가동에 의해 조작 와이어가 각각의 지지부를 밀거나 당기는 것인 전극선.
신체에 이식되어 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 전극 시스템으로서,
외부 장치와 연결되어 통신 및 제어를 담당하는 처리부와;
신체에 이식되어 신체 기관에 전기 자극을 인가하는 하나 이상의 전극선과;
상기 전극선과의 전기적 접속을 위한 전극 클램프와;
상기 전극선에서의 전기 자극을 전달하는 위치 조절을 위한 컨트롤러
를 포함하고,
각각의 전극선은
일단은 신체 내부로 삽입되는 삽입부로 마련되고 타단은 외부 기기와의 연결을 위한 인터페이스부로 마련되어 상기 전극선이 삽입되는 신체 기관으로 자극 신호를 전달하기 위한 전극 와이어;
상기 삽입부에 배치되어 신체 기관에 전기 자극을 전달하는 복수 개의 제1 전극;
상기 인터페이스부에 배치되어 외부로부터 인가되는 전기 자극을 수용하는 복수 개의 제2 전극; 및
제1 전극과 제2 전극을 각각 상호 연결하여 제2 전극이 수용하는 전기 자극을 제1 전극으로 전달하는 복수 개의 신호선
을 포함하고,
상기 전극 와이어의 삽입부는 상기 제1 전극이 각각 배치되는 복수 개의 지지부 및 지지부 사이에 배치되며 신축 가능한 복수의 신축부로 이루어지며,
각각의 지지부를 전극 와이어의 길이 방향으로 밀거나 당기는 조작 수단을 더 포함하고,
각각의 지지부를 밀거나 당기는 조작에 의해 지지부 사이의 신축부가 신축되어 지지부의 위치가 조정되는 것인 전극 시스템.
청구항 4에 있어서,
전극선의 각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어가 결합되고 조작 와이어를 밀거나 당기는 조작에 의해 전극 와이어에 대한 각각의 지지부의 위치가 조정되거나 전극 와이어의 연장 방향에 대한 지지부의 배치 각도가 조정되고,
상기 컨트롤러는 전극선의 각각의 조작 와이어를 밀거나 당기는 모터를 포함하는 것인 전극 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 전극 와이어의 인터페이스부에는 전극 와이어의 길이 방향으로 각각 가동되는 복수 개의 이동판이 배치되고, 각각의 지지부에는 조작 수단으로서 복수 개의 조작 와이어의 일단이 결합되고 조작 와이어의 타단은 각각의 이동판에 결합되어, 각각의 이동판의 가동에 의해 조작 와이어가 각각의 지지부를 밀거나 당기고,
컨트롤러에는 전극선의 각각의 이동판과 결합하여 이동판을 가동하는 액츄에이터가 마련되는 것인 전극 시스템.