KR880000739B1 - 전기적 잠 유도장치 및 그 응용방법 - Google Patents

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Description

전기적 잠 유도장치 및 그 응용방법

제1도는 종래의 전기적 잠 유도장치에 의해 인가되는 주파수 패턴을 표시한 도면.

제2도는 본 발명에 의한 전기잠유도장치를 표시한 회로도.

제3도는 본 발명에 따라 얻은 치료 파형 패턴을 표시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전력원인 배터리 2 : 정전압 회로

3 : 클럭 펄스 발진기 4 : 치료 주파수 발진기

5 : 파형 형성기 6 : 치료 출력 증폭기

7 : 타이머 8 : 배터리 전압 검출기

9 : 마이크로 컴퓨터 10, 11 : 도선

본 발명은 전기적 잠 유도장치에 관한 것이며, 특히 저주파 전류를 점차 감소시키면서 머리에 인가하도록 구성한 잠 유도장치 및 그 응용방법에 관한 것이다.

처음으로 전기적인 잠 유도장치를 개발한 자는 소련연방의 길 야로브스키씨 등(Gilyarorskii et ae)이었는데, 이러한 개발은 2가지 생각에서 연유했다. 그중 첫번째 생각은 잠에 관한 파브로브(Pavlov) 씨의 신규한 기본개념이었다. 파브로브 씨는 그의 조건반사에 대한 연구를 통하여 대뇌 피질에서 광범위하게 발생하는 자극 및 억제의 과정을 객관적으로 포착하는데 성공하였다. 이런 관점하에서, 그는 잠이란 잠센터를 자극함으로써 발생한다는 그 당시의 지배적인 이론에 반기를 들고, 잠이란 본질적으로 대뇌피질이 광범위하게 억제된 상태를 나타낸다는 새로운 이론을 확립하였다.

두번째 생각은 1940년경에 미합중국 및 영국에서 실행되기 시작했던 전기경련치료법 및 전기마취치료법이었다. 이러한 전기적 치료법은 두뇌손상 치료에 쓰여졌는 바, 다음과 같이 실행되었다. 즉, 먼저 150내지 250mA의 강전류를 머리의 양편에 위치시킨 전극을 통해 가한 후, 60내지 70mA로 낮춘 다음, 전류를 낮아진 상태로 계속 인가하던지 점차적으로 더욱 낮춘다.

전기치료법에 의해 야기된 중요현상 중의 하나인 인식의 존실은 대뇌피질 전체가 억제된 상태에 관한 파브로브 씨의 이론을 도입하여 설명할 수 있다. 따라서, 전기적 잠 치료법은 그 초기단계에는 전기적 경련치료법 및 전기마취치료법으로부터 나왔다. 따라서, 길야로브스키 씨 등이 "전기적 잠 치료법을 확립하는데 해결된 문제점이 두되에 대한 전류의 가장 강한 효과를 얻기 위해 전극들을 어떻게 위치시킬 것인다"였다고 진술하고 있음은 이해할 만하다.

그들에 의하면, 성공적인 전기적 잠 치료법에 대한 기본적인 선결요건은 대뇌피질을 광범위하게 억제시키는 것, 즉 잠이오지 않게 방해하는 비동조적인 감각이 없게 하는 것이었고, 한편 시험받는 자기 불유쾌한 느낌을 불평하지 않는 한 가능한 한 강전류를 인가하는 것이 바람직하다.

이러한 조건을 만족시키기 위해서는, 전기적 잠 유도장치의 전력은 10내지 12mA이어야 하고 적어도 6내지 8mA이어야 한다. 따라서, 가장 중요한 것은 자극적인 감각에 대한 시험받는 자의 불평이다. 따라서, 뇌세포 전반에 걸쳐 억제를 가져오는데 적합한 전기적 자극상태는 1내지 20Hz의 주파수에서 고려되어야 하는데, 실제로 설정하는 주파수는 대부분의 경우 100Hz이다.

초기단계에 있어서 전기적 잠 유도장치는 그 전극을 눈에도 설치하였다. 두개골의 구조면에서, 안와(眼窩)와 기부 즉, 눈과 후두부과 대뇌에 전류를 도입하는데 가장 적합하다고 생각되었다. 더우기, 직류가 경수각의 저항으로 인하여 그 표면으로 흐르기 때문에, 임펄스 전류가 경수막을 통한다는 면에서 사용되고 있다.

그러한, 전극을 안와와 후두부에 확실히 위치시킴으로서 전류가 대뇌로 도입되게 할 수 있지만, 이러한 구성은 매우 민감한 시신경에 영향을 주기 때문에 안화섬발(眼華閃發, hhotopsia)를 유도하는 경향이 있다.

간단히 말해, 종래의 전기적 잠 유도장치는 대뇌피질의 전영역에 걸쳐 유효한 억제로부터 만족스런 효과를 얻을 수 있다는 파브로브 씨의 개념을 완전히 수용함으로써 개발하고 있다. 이 치료법의 초기단계에서는, 12내지 16의 비교적 높은 주파수를 지닌 임펄스를 인가한 후, 이 주파수를 작동시간의 경과에 따라 점차 1-2로 감소시킨다.

성술한 주파수는 첨부도면의 제1도에 도시한 바와같이 계단식으로 낮춘다. 이러한 계단식의 감소는 주파수 변화조정 다이얼을 손으로 돌리므로써 실행된다. 시험기는 구두로 주파수 전환 매단계마다 전류자극에 대해 시험받는 자에게 묻는데, 이것은 시간과 노력이 많이 요구된다.

그밖에, 이러한 계단식 주파수 하향법에 따라, 주파수가 변하는 순간은 이렇게 자극에서 일어나는 차이가 생체에 단순히 순간적인 효과이지만 상당할 정도로 영향을 주기 때문에 문제점을 제기한다. 그 위에 전극 중의 1개를 눈 위에 놓기 때문에, 회로를 열고 닫는 순간 강하게 나타나는 상술한 효과에 의해 자극된 광신경에 빛이 감응되는 어떤 순간도 있다고 보고도 있는 바, 종래 기술의 단점들은 아래와 같다.

(1) 종래의 전기적 잠 유도장치는 많은 시간과 노력을 필요로 한다. 최적의 동전기 자극을 결정하는데 있어서, 시험기는 시험받는 자의 불평에 따라 좌우된다.

(2) 과도자극을 주게 되면, 계단식 주파수 하향법은 자극의 정도를 낮추게 하여 자극의 변화가 일시 끝나지만 생체에 강한 영향을 준다.

(3) 시신경을 자극시킨다. 즉, 전극 중의 1개를 눈 위에 놓기 때문에, 민감한 시신경은 자각적으로 자극되기 쉽다.

(4) 전극들의 형상이 복잡하기 때문에, 이들을 부착시키고 제거시키는 많은 시간이 요구된다. 이들 전극 중의 하나는 안와를 위하여 안경테 형상으로 배열하는 한편, 다른 하나는 후두부에 맞게 배열된다. 대뇌피질의 전영역을 억제시키고 머리살갛과 꽉 접촉하기 위해선, 전극에 여러 개의 작은 돌출부들을 마련한다. 이런 유형의 전극은 스면든 물함량을 바쁘게 건조시킴에 따라, 더욱 주의를 요한다. 그밖에, 전극을 후두부에 부착시키기 이전, 후두부의 기름기를 알코올 등으로 철저하게 제거시켜야 한다.

(5) 부작용이 자주 일어난다는 것이다. 종래 기술의 기본개념이 시험받는 자가 그의 머리에 인가된 전기 자극 하에서 불유쾌한 느낌을 갖지 않게 하는 전류범위 내에서 허용할 수 있는 가장 큰 전류를 인가함에 따라 보다 양호한 효과를 얻을 수 있다는 것이기 때문에, 강한 자극이 종국적으로 머리에 주어지는 경향이 있다. 이에 따라 안화섬광, 살갛화상, 현기증, 그리고 그 복합적인 것이 발생되는 경우가 있다.

(6) 적용할 수 있는 징후군의 범위가 과도로 넓어지기 쉽다. 달리말해, 파브로브 씨의 개념을 확대해석한 결과, 내과적인 병, 외과적인 병, 중심 및 주변 신경계의 병, 그리고 피부병이 적용범위 내에 포함된다. 이에 따라, 이러한 과도적용은 전기적 잠 유도장치가 불면증 치료 목적이라는 사실을 잃어버리게 한다.

본 발명은 상술한 종래의 장치가 갖고 있었던 단점들을 제거하기 위해 안출한 것으로, 종래의 전기적 잠 유도장치와 상이한 개념, 그리고 머리동전기화(head galranization)에 관한 문헌으로부터 얻은 발견 및 최근 참에 대한 연구의 대단한 진보결과에 따라 개발된 신규한 전기적 머리치료장치가 마련된다.

따라서, 본 발명의 목적은 어떠한 부작용도 없이 높은 잠 유도효과를 줄 뿐만 아니라 상술한 종래의 잠 유도장치의 관점을 제거한 신규한 동전기펄스구성(전기적 유도장치) 및 이러한 전기적 잠 유도장치를 인가하는 방법 즉, 여러 가지가 있지만 그 중에서도 전류인가 위치들을 결정하고 이들 전류인가 위치에 적합한 도선을 개발하는 것이다.

본 발명의 목적은, 그 구성에 관한한 특허청구범위 제2항에 의한 우선적인 실시예와 함께 특허청구범위 제1항의 독특한 특성에 의한 전기적 잠 유도장치에 이해 실형되고, 그 방법에 관한한 특허청구범위 제3-10항 중 하나 또는 그 이상의 특성에 따라 실현된다.

본 발명은 손의 살갛온도가 잠을 자는 동안 상승한다는 사실에 기초하고 있다. 또한 본 발명은 교감신경계의 활동감소가 신경성 잠 유도요인으로 기능한다는 가정 및 상술한 사실의 기계장치에 대한 연구결과이다.

종래의 장치 "전기적 슬리이프 장치"란 이름은 잠을 유도하는 그 유도된 잠을 유지한다는 합성기능을 시시한다. 그러나, 잠에 관한 최근연구결과에 따르면, 체액이 잠의 지속기간에 참가한다는 사실이 일반적으로 믿어진다. 이러한 점을 피하기 위해, 본 발명의 장치는 "전기적 잠 유도장치"라 칭했다.

이제 본 발명을 첨부도면에 따라 상세히 설명한다. 제2도를 참조하면, 전력원인 배터리(1)의 출력이 정전합회로(2)를 통해 일전전압으로 근절된 후 각기 클럭펄스발진기(3), 치료 주파수 발진기(4), 파형형성기(5), 치료출력증폭기(6) 및 타이미(7)로 공급된다. 전력이 공급되면, 각 기계장치는 작동한다. 또한 전력원인 배터리(1)용 전압검출기(8), 치료주파수발진기(4) 및 타이머(7)를 포함한 마이크로컴퓨터(9), 그리고 치료출력증폭기(6)에 접속시킨 패드와 같은 양극 및 음극도선(10)(11)이 구성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 실시예는 다음과 같이 동작한다. 먼저, 양극도선(10)을 생리학적인 소금용액으로 적신다음, 시험받는 자의 후두부에 가하는 한편, 음극도선(11)은 전두부에 가한다. 이 그 두선(10)(11)이 살갛과 꼭 접촉하게, 밴드 등과 같은 것으로 부쳐 놓는다.

그후, 전력원을 "턴온"시키는데, 이때 제3도에 도시한 바와 같이 펄스폭이 3내지 4V에서 0.2msec이고 비계단적으로 점차 감소하는 식으로 14Hz 내지 0Hz의 주파수 범위를 갖게 마이크로컴퓨터(9)에서 제어된 치료펄스가 치료출력증폭기(6)로부터 생성된다. 이렇게 해서 얻은 출력이 도선(10)(11)을 통해 머리로 인가되는 바, 14Hz 내지 0Hz의 치료펄스는 제3도에 도시한 바와 같이 비단계적으로 점차 감소하는 식으로 1사이클에 구성되어 있다. 이 사이클 반복수는 시험자가 겪는 상이한 정도의 불면증에 따라서 다음과 같이 조정된다. 즉, 1사이클의 펄스를 인가함으로서 또는 이 사이클을 여러번 또는 그 이상 반복시킴으로서 치료를 종료케 하는 종료펄스를 생성하게 마이크로 컴류터(9)를 미리 설정시켜 놓는다. 이를 간단히 언급하면

(a) 번호 3은 마이크로컴퓨터(9)에 클럭펄스를 주기 위한 클럭펄스 발진기인데, 그 주파수는 4MHz 또는 2MHz이다.

(b) 번호 3은 제3도에 도시한 패턴을 설정하는데, 이 패턴을 1내지 20배 반복한다. 이것은 이것을 주파수를 변동시킨다.

(c) 번호 5는 0.2msec 내지 0.5msec의 범위에 걸쳐 번호 4에 의해 얻어진 패턴의 펄스폭인데, 예를 들어 단안정(one-short) 멀티바이브레이터가 사용된다.

(d) 번호 6은 3내지 4의 펄스전압을 결정한다.

(e) 타이머(7)는 그 설정에 따라서 30 또는 60이 아닌 다른 설정시간을 위해 사용할 수 있다. 치료시간은 14 내지 0Hz의 1패턴(제3도에서 약 3분)의 반복에 의해 결정되는 바, 이 타이머는 반복수는 설정한다. 따라서 타이머는 1번의 반복 내지 20번의 반복을 위한 시간을 설정할 수가 있다.

비 계산적으로 점차 감소하는 식으로 치료펄스들을 설정하는 것은 제3도에 도시되어 있다. 먼저, 14Hz의 주파수가 10초 동안 인가되는데, 이 10초의 기간은 느린 파가 일어나지 않게 하는데 유효한 시간길이이기 때문에 설정되었다. 이후, 주파수 값은 80내지 100초를 소모하면서 10내지 9Hz로 비계단적으로 점차 감소된다. 이때, 10내지 9의 주파수가 7초의 기간동안 인가된 후, 이 주파수는 90초 내지 100초 간의 시간주기를 소모하면서 0Hz로 더욱 낮아진다. 따라서, 약 3분의 전체사이클에서, 14Hz에서 0Hz로 점차 낮아지는 펄스들이 인체에 가해져서, 비교적 높은 속도로 잠을 유도하게 된다.

본 발명의 잇점은 다음과 같다.

인체의 개별적인 차이에 따라 선택적으로 결정되는 상술한 비계단식 점차 감소유형 패선의 8 또는 16사이클을 인가함으로서, 선택된 수의 사이클 동안 시험받는 자의 머리에 펄스들이 인가된다. 이에 따라 유효하게 종래방법의 단점을 제거시키면서 잠을 유도한다.

본 발명에 의한 전기적 잠 유도장치의 특정 및 효과는 다음과 같다.

(1) 초기 주파수가 14인데, 이것은 NREM(Non Rapid Eye Movement) 슬리이프의 제2단계에 나타난 스핀들과의 주파수에 해당한다.

(2) 인가펄스들의 주파수를 비계단적으로 14Hz에서 0Hz로 점차 낮추어가는 구성은 인체의 교감신경계를 억제시킴으로써 매우 유효하게 잠을 도입한다.

(3) 구형파펄스를 사용하였지만, 인가된 펄스폭은 0.2msec 및 0.5msec 사이에 설정하였는데, 그 이유는 자극이 3 내지 4V의 저전압에서 그리고 14Hz를 초과하지 않는 저주파수에서 주어질 때, 이 펄스폭이 머리피질의 크로낙시(chronaxy) 범위내에 있기 때문이다. 그밖에, 이 펄스폭은 잠을 방해하는 인화섬광 발생을 예방하기 위한 범위내에 있는 것으로 믿어진다.

(4) 전류인가전극이 위치한 살갛 부위에 의해 느껴질 자극의 임계치 아래인 3내지 4V 사이로 출력전압을 설정하였다. 이에 따라 동전기 감응을 최소할 뿐만 아니라 피부가 국부적으로 화상 입는 가능성이 배제된다.

(5) 마이크로 컴퓨터에 내장된 타이머는 30분 또는 60분에 걸쳐서 반복된 펄스인가동작을 허용한다. 이것은 특히 슬리핑 뇌점도(또는 스핀들파)의 발생을 가속화함으로써 매 3분마다 상술한 비계단식 점차 감소자극 패턴을 반복하게 한다. 달리말해, 개별적인 차이를 고려함으로써, 본 발명에 의한 잠 유도장치는 30분 또는 60분 주기의 어느쪽의 동작을 위해서도 설정할 수가 있다. 이때 잠 유도장치는 설정시간 후 자동적으로 정지해서, 자극이 과도할 정도로 긴 시간주기에 걸쳐 주어지지 않을 것이다.

Claims (10)

1. 비계단식으로 14Hz에서부터 0Hz까지 점차 감소하도록 제어된 주파수로 인가되는 치료파형출력을 발생시켜서 슬리핑 뇌전도를 측정하는 제어회로와 이 제어회로 출력을 시험받는 자의 두부에 인가하는 음가 및 양극도선소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치.
2. 제1항에 있어서, 상기양극 및 음극 도선소자들은 패드형인 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치.
3. 제1항의 전기적 잠 유도장치를 적용하는 방법에 있어서, 상기양극 도선소자는 시험받는 자의 후두부에 가하고, 상기음극 도선소자는 그 시험받는 자의 전두부에 가하도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.
4. 제3항에 있어서, 상기양극도선소자를 생리학적인 소금용액으로 적시도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.
5. 제3항에 있어서, 상기도선들을 시험받는 자의 피부에 밀착시키도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.
6. 제3항에 있어서, 0.2내지 0.5msec의 폭을 갖는 펄스를 상기도선소자들에 가하도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.
7. 제3항에 있어서, 3내지 4V의 펄스를 상기도선 소자들에 가하도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.
8. 제3항 또는 제6항에 있어서, 시험받는 자가 겪는 불면증의 정도에 따라 주파수의 사이클을 낮추어 가면서 상기도선소자들에 반복적으로 펄스를 가하도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.
9. 제8항에 있어서, 상기주파수의 사이클을 30분 또는 60분 동안 매 3분마다 반복시키도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.
10. 제9항에 있어서, 14Hz의 주파수를 10초 동안 가한후 80내지 100초 경과 후에 이 주파수가 10내지 9Hz로 낮아지도록 하고, 10내지 9Hz로 낮아진 주파수를 다시 7초 가한후 90초 내지 100초 경과 후에 이 주파수가 10내지 9Hz로부터 0Hz로 더욱 낮아지도록 한 것을 특징으로 하는 전기적 잠 유도장치 적용방법.

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