KR101834780B1 - 후두신경용 자극 신호 출력 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본원은 후두신경용 자극 신호를 출력하는 장치에 관한 것으로, 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성하는 자극 신호 생성부 및 상기 자극 신호가 제2되돌이 후두신경으로 전달되도록, 상기 자극 신호를 출력하는 자극 신호 출력부를 포함한다.

Description

후두신경용 자극 신호 출력 장치 및 방법{STIMULUS SIGNAL OUTPUT DEVICE AND METHOD FOR RECURRENT LARYNGEAL NERVE}

본원은 후두신경용 자극 신호 출력 장치 및 방법에 관한 것이다.

성대는 양측 되돌이 후두신경(recurrent laryngeal nerve)에 의해 움직인다. 이때 양측 되돌이 후두신경의 움직임은 동기적으로 움직인다. 그러나, 목에 상해를 입거나 후두부, 성대, 갑상선 등 목과 관련된 수술의 부작용으로 인해 어느 한쪽이라도 되돌이 후두신경이 손상되면, 손상된 후두의 움직임이 소실되어 쉰 목소리가 나오게 된다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제 1152282 호(발명의 명칭 "신경 소자")에 개시되어 있다. 종래기술은 인면 신경 또는 후두 신경에 신경 소자를 삽입하고, 신경에 전기적 자극을 가하여 근육을 움직이게 하는 구성을 개시하고 있다. 다만, 종래기술에 따른 구성은 되돌이 후두신경의 손상에 활용하는데 있어 한계를 갖는다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 손상된 후두신경의 신경운동(neuromotor)이 정상적으로 동작할 수 있게 할 수 있는 후두신경용 자극 신호 출력 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 한 쌍의 후두신경 각각의 신경운동을 동기적으로 동작하게 할 수 있는, 후두신경용 자극 신호 출력 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정상의 되돌이 후두신경에서 획득한 신경 신호를 기초로, 손상된 되돌이 후두신경의 신경운동이 정상적으로 동작할 수 있는 전기적 자극의 세기를 산출하는 후두신경용 자극 신호 출력 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 손상된 되돌이 후두신경에 전기적 자극을 전달하는 시간을 고려하여 자극 신호를 생성하는 후두신경용 자극 신호 출력 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 후두신경용 자극 신호 출력 장치는, 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성하는 자극 신호 생성부 및 상기 자극 신호가 제2되돌이 후두신경으로 전달되도록, 상기 자극 신호를 출력하는 자극 신호 출력부를 포함할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극 신호 생성부는, 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 제 1 전기적 신호를 생성하는 제 1 전기적 신호 생성부; 및 상기 제 1 전기적 신호에 기초하여 제 2 전기적 신호를 생성하는 제 2 전기적 신호 생성부를 포함하되, 상기 자극 신호는 상기 제 2 전기적 신호일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극 신호 생성부는 상기 신경 신호의 크기에 기초하여 상기 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극 신호 생성부는 상기 신경 신호의 크기 및 상기 자극 신호의 출력 위치에 기초하여 상기 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극 신호 생성부는 상기 신경 신호의 발생 또는 검출 시간에 기초하여 상기 자극 신호의 자극 시간을 결정할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극 신호가 상기 제 2 되돌이 후두신경으로 비침습적으로 전달되도록 하는 비침습 프로브를 더 포함할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극 신호가 상기 제 2 되돌이 후두신경으로 침습적으로 전달되도록 하는 침습 프로브를 더 포함할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치를 통해 상기 신경 신호에 대응하는 제 1 그래프를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 표시부는 상기 제 1 그래프 및 상기 자극 신호에 대응하는 제 2 그래프를 함께 표시할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 되돌이 후두신경은 상기 제 2 되돌이 후두신경의 신경 경로 상에 적어도 하나의 절단이 이루어진 것일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극 신호는 상기 절단에 의해 생성된 한 쌍의 절단 영역 중 어느 하나의 절단 영역에 전달되도록 출력되는 것일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 신경 신호를 검출하기 위한 검출 프로브를 더 포함할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경은 서로 대응하도록 배치된 한 쌍의 되돌이 후두신경일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경 중 어느 하나는 성대를 기준으로 좌측에 위치하고, 상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경 중 다른 하나는 상기 성대를 기준으로 우측에 위치하는 것일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따른 후두신경용 자극 신호 출력 방법은 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성하는 단계; 및

상기 자극 신호가 제2되돌이 후두신경으로 전달되도록, 상기 자극 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극신호를 생성하는 단계는, 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 제 1 전기적 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제 1 전기적 신호에 기초하여 제 2 전기적 신호를 생성하는 단계를 포함하되 상기 자극 신호는 상기 제 2 전기적 신호일 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극신호를 생성하는 단계는, 상기 신경 신호의 크기에 기초하여 상기 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극신호를 생성하는 단계는, 상기 신경 신호의 크기 및 상기 자극 신호의 출력 위치에 기초하여 상기 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 자극신호를 생성하는 단계는, 상기 신경 신호의 발생 또는 검출 시간에 기초하여 상기 자극 신호의 자극 시간을 결정할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치를 통해 상기 신경 신호에 대응하는 제 1 그래프를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 정상의 되돌이 후두 신경의 신경 신호에 기초하여 생성된 자극 신호를 손상된 되돌이 후두신경에 전달함으로써, 손상된 되돌이 후두신경의 신경운동이 정상적으로 동작하도록 할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 자극 신호 생성부에 의해 자극 신호의 세기 및 자극 신호 전달시간을 고려한 자극 신호를 전달함으로써 정상의 되돌이 후두신경과 손상된 되돌이 후두신경 각각의 신경운동이 동기적으로 동작할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 정상의 되돌이 후두신경에서 획득한 신경 신호를 기초로, 손상된 되돌이 후두신경의 신경운동이 정상적으로 동작할 수 있는 전기적 자극의 세기를 산출할 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 손상된 되돌이 후두신경에 전기적 자극을 전달하는 시간을 고려하여 자극 신호를 생성할 수 있다.

또한 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 신경 신호 및 자극 신호에 대응하는 그래프를 각각 표시함으로써, 손상된 되돌이 후두신경의 개선 정도를 가시적으로 파악할 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 후두신경용 자극 신호 출력 장치의 구성을 도시한 블록도 이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 되돌이 후두 신경의 형태를 도시한 도면이다
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 되돌이 후두신경과 연결된 자극 신호 출력 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 되돌이 후두 신경의 형태를 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 후두신경용 자극 신호 출력 장치의 구성을 도시한 블록도 이고, 도4는 본원의 일 실시예에 따른 되돌이 후두 신경의 형태를 도시한 도면이다.

상세한 설명에 앞서, 되돌이 후두신경에 대해 살펴보면, 되돌이 후두신경은 후두 속에 있는 신경인 것으로, 되돌이 후두신경의 신경운동을 통해 성대 또는 성대 근육의 움직임을 제어하는 신경이다. 도 4를 참조하면 되돌이 후두신경은 성대 기준 좌측에 위치하는 되돌이 후두신경(410)과 성대 기준 우측에 위치하는 되돌이 후두신경(420)이 한 쌍으로 존재할 수 있다. 이러한 되돌이 후두신경들은 좌우대칭인 성대를 동시에 제어하기 위해 상호 동기적으로 동작할 수 있다.

한 쌍의 되돌이 후두신경 중 어느 하나에서 이상이 발생하면 되돌이 후두신경의 신경운동이 동작하지 못하여, 성대가 제 역할을 하지 못해 쉰 목소리가 발성될 수 있다. 이하에서는, 건측 되돌이 후두 신경을 제 1 되돌이 후두 신경으로 설정하고, 환측 되돌이 후두 신경을 제 2 되돌이 후두 신경으로 설정하여 설명하도록 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서 환측 되돌이 후두 신경은, 되돌이 후두신경의 신경 전달 경로 중 일부가 손상되어 신경 신호가 전달되지 못하는 신경일 수 있다.

도 1을 참조하면 본원의 일 실시예에 따른 후두신경용 자극 신호 출력 장치(100)는, 자극신호 생성부(120) 및 자극신호 출력부(130)를 포함할 수 있다.

자극 신호 출력 장치(100)는 한 쌍의 되돌이 후두 신경 중 건측 되돌이 후두 신경으로부터 신경 신호를 획득하고, 이를 전기적 신호인 자극 신호로 생성하여 환측 되돌이 후두신경으로 전달함으로써 환측 되돌이 후두신경이 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 장치이다.

자극 신호 생성부(120)는 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성할 수 있다. 자극 신호 생성부(120)는 제1 되돌이 후두 신경에서 신경 신호를 검출하고, 제 2 되돌이 후두신경이 정상적으로 동작할 수 있는, 자극 신호의 크기 및 자극 시간을 결정하여 자극 신호를 생성할 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 자세히 설명하기로 한다.

자극 신호 생성부(120)는 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 제 1 전기적 신호를 생성하는 제1 전기적 신호 생성부(121)를 포함할 수 있다. 이때, 후두신경용 자극 신호 출력 장치(100)는 신경 신호를 검출하기 위한 검출 프로브(110)를 포함할 수 있다. 상기 검출 프로브(110)는 침습적 또는 비침습적으로 제1 되돌이 후두신경에 접근할 수 있다. 침습적으로 접근하는 것의 일 예는 바늘과 같은 형상의 침습용 프로브를 통해 후두신경에 접근하는 것이고, 비침습적으로 접근하는 것의 일 예는 피부용 전극을 통해 후두신경에 근접한 피부 표면을 통해 후두신경에 접근하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 되돌이 후두신경은, 제 2 되돌이 후두신경의 신경 경로상에 적어도 하나의 절단이 이루어진 것일 수 있다. 자극 신호는 절단에 의해 생성된 한 쌍의 절단 영역 중 어느 하나의 절단 영역에 전달되도록 출력되는 것일 수 있다. 예를 들어, 침습 프로브(141)는 침습적으로 제 2 되돌이 후두신경에 접근하여 제 2 되돌이 후두 신경의 절단 영역 중 하나에 삽입됨으로써, 자극 신호를 출력할 수 있다.

제 2 전기적 신호 생성부(122)는 제 1 전기적 신호에 기초하여 제 2 전기적 신호를 생성할 수 있다. 이때, 자극 신호는 제2 전기적 신호와 동일 또는 제 2 전기적 신호의 다른 형태일 수 있다.

자극 신호 생성부(120)는 제 1 전기적 신호를 기초로 생성된 제 2 전기적 신호를 자극 신호로 하되, 제 2 전기적 신호의 크기 및 제 2 전기적 신호를 전달하는 시간을 결정하여 자극 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 자극 신호 생성부(120)는 제 2 되돌이 후두 신경이 정상적으로 동작할 수 있도록, 제 2 전기적 신호의 유형, 크기 및 지속 시간 중 적어도 하나 이상을 결정할 수 있다. 또한, 자극 신호 생성부(120)는 제 1 전기적 신호의 유형, 크기 및 지속 시간 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 제 2 전기적 신호의 유형, 크기 및 지속 시간 중 적어도 하나 이상을 결정할 수 있다. 일 예로, 제 2 전기적 신호의 크기는 신경 신호 또는 제 1 전기적 신호의 크기의 1.5배의 크기를 갖도록 결정될 수 있다. 다른 예로, 제 2 전기적 신호의 유형은 신경 신호 또는 제 1 전기적 신호에서 위상 변환된 유형으로 결정될 수도 있다.

자극 신호 생성부(120)는 자극 신호를 생성함에 있어서, 신경 신호의 크기에 기초하여 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다. 신호의 크기란 신호가 갖는 특성 중 하나일 수 있다. 또한, 신호의 크기는 신경 신호 자체의 크기일 수 있고, 신경에 연결된 근육 또는 기관이 동작하는 정도에 비례 또는 대응할 수도 있다. 자극 신호 생성부(120)는 신경 신호의 크기에 대응하여 자극 신호의 크기를 결정함으로써, 자극 신호를 전달 받는 제 2 되돌이 후두신경이, 정상적으로 동작하게 할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 사람이 실내에서 대화하는 정도로 목소리를 낼 경우, 상기 목소리에 대응하는 유형, 크기 및 지속 시간 중 적어도 하나 이상의 특성을 갖는 신경 신호가 발생할 수 있다. 자극 신호 생성부(120)는 이와 같은 특성을 갖는 신경 신호에 기초하여, 자극 신호를 생성할 수 있다. 이때, 제 2 되돌이 후두신경이 상기 목소리에 대응하는 특성을 갖는 자극 신호를 수신함으로써, 상기 특성에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.

자극 신호가 최초 전달되거나 가해지는 위치가 자극 신호의 최종 목적지(예를 들어, 제 2 되돌이 후두 신경 상의 소정 위치)로부터 일정거리 이상 이격될 수 있으므로, 자극 신호는 신경 전달 경로 상에서 그 크기가 감쇄될 수 있다. 이로 인해, 제 2 되돌이 후두신경은 감쇄된 크기의 자극 신호를 수신하게 된다. 따라서 제 1 되돌이 후두신경과, 제 2 되돌이 후두신경의 동작의 차이가 발생할 수도 있다. 이에, 자극 신호 생성부(120)는 자극 신호의 출력 위치를 고려하여, 자극 신호가 최초 전달되는 위치부터 제 되돌이 후두 신경까지의 거리에 따라, 자극 신호의 크기의 가감하는 등의 방법으로 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다.

자극 신호가 제 2 되돌이 후두 신경의 경로 상에서 최초 전달되거나 가해지는 위치가 자극 신호의 최종 목적지(예를 들어, 후두 또는 성대)로부터 일정거리 이상 이격될 수 있으므로, 자극 신호는 신경 전달 경로 상에서 그 크기가 감쇄될 수 있다. 이에, 자극 신호 생성부(120)는 제 2 되돌이 후두 신경의 경로 상에서 자극 신호가 최초 전달되는 위치로부터 최종 목적지 (예를 들어, 후두 또는 성대)까지의 거리를 고려하여 자극 신호의 크기(또는 유형, 지속시간, 시간지연 등)를 결정할 수 있다.

자극 신호 생성부(120)는 신경 신호의 발생 또는 검출 시간에 기초하여 자극 신호의 자극 시간을 결정할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 자극 신호 생성부(120)는 제 1 되돌이 후두신경의 신경 전달 경로상에서 신경 신호의 발생 또는 검출 시간(t)을 획득할 수 있다(이하 검출 시간(t)). 또한, 자극 신호 생성부(120)는 검출시간(t)을 획득한 신경 전달 경로의 지점부터, 제 2 되돌이 후두신경의 신경 절단 지점에 대응하는 제 1 되돌이 후두신경의 지점까지 걸리는 신경 전달 소요 시간 (a)을 획득할 수 있다.

이때, 자극 신호 출력 장치(100)는 제 2 되돌이 후두신경의 신경 절단 지점에 대응하는 제 1 되돌이 후두신경의 지점에서 신경 신호의 발생 또는 검출 시간을 획득할 수 있는, 제 2 침습 프로브를 포함할 수 있다. 자극 신호 생성부(120)는 제 1 되돌이 후두신경에서 신경 신호를 감지하면, 신경 절단 지점까지의 신경 전달 소요 시간(a)을 고려하여, 제 2 되돌이 후두 신경에 자극 신호를 전달하는 시간(t+a)을 결정할 수 있다. 이와 같이, 자극 신호 생성부(120)는 신경 신호와의 시간적 또는 거리적 차이를 고려하여 자극 신호를 생성함으로써, 제1되돌이 후두신경과 제 2 되돌이 후두신경이 동시에 동작할 수 있고, 신경 신호를 검출하는 지점이 변경되더라도 유기적으로 대응할 수 있다.

본원의 다른 일 실시예에 따르면, 자극 신호 생성부(120)는 t시간마다(예를 들면, 1초) 주기적으로 신경 신호를 검출하여 자극 신호를 생성할 수 있다. 이때 자극 신호 생성부(120)는 현재 주기 동안 생성된 자극 신호를 다음 주기에 제 2 되돌이 후두신경으로 전달할 수 있다. 즉, t-1시간에서 생성된 자극 신호를 t시간에 제 2 되돌이 후두신경으로 전달할 수 있고, t시간에 생성된 자극 신호를 t+1 시간에 전달할 수 있다. 상술한 실시예에 따르면, 각 주기별 생성되는 자극 신호들은 연속적으로 발생된 신경 신호에 기초하여 생성되기 때문에 동일 내지 유사한 세기를 가질 수 있다. 따라서, t-1 시간에 검출된 신경 신호를 t시간이 되기 이전에 자극 신호로 생성하고, 생성된 자극 신호를 t 시간에 제 2 되돌이 후두신경으로 전달함으로써, 제 2 되돌이 후두신경이 정상적으로 동작할 수 있다.

자극 신호 출력부(130)는 자극 신호가 제 2되돌이 후두신경으로 전달되도록, 자극 신호를 출력할 수 있다. 자극 신호 출력부(130)는 자극 신호 생성부(120)에서 생성된 자극 신호를 출력할 수 있고, 출력된 자극 신호는 프로브를 통해 제 2 되돌이 후두신경으로 전달할 수 있다.

이때, 자극 신호 출력 장치(100)는 자극 신호가 제 2 되돌이 후두신경으로 비침습적으로 전달되도록 하는 비침습 프로브(140)를 포함할 수 있다. 또한 자극 신호가 제 2 되돌이 후두신경으로 침습적으로 전달되도록 하는 침습 프로브(141)를 포함할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따라서는 자극 신호의 전달은 침습적일 수도 있고, 다른 실시예에 따라서는 비침습적일 수도 있다. 비침습 프로브(140)를 통해 자극 신호를 전달하는 경우, 비침습 프로브(140)부터 제 2 되돌이 후두 신경의 신경 절단 지점까지 걸리는 신경 신호의 이동시간 또한 고려될 수 있고, 침습 프로브(141)또한 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 자극 신호 생성부(120)는 제 2 되돌이 후두신경의 절단된 영역 중 신경 신호가 전달되는 부분, 즉 뇌로부터 연결된 신경 전달 경로에서 신경 신호를 획득할 수 있다. 또한 획득한 신경 신호를 기초로 자극 신호를 생성할 수 있다. 이때, 자극 신호 출력부(120)는 상기 자극 신호를 출력할 수 있으며, 비침습 프로브(140) 또는 침습 프로브(141)를 통해 제 2 되돌이 후두 신경과 연결된 절단 영역에 자극 신호를 전달 할 수 있다.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 되돌이 후두신경과 연결된 자극 신호 출력 장치를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 성대 좌측에 위치하는 되돌이 후두신경(410)이 제 1 되돌이 후두신경이고, 성대 우측에 위치하는 되돌이 후두신경(420)이 제 2 되돌이 후두신경인 실시예가 도시된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 되돌이 후두 신경의 전달 방향은 도 3을 기준으로 6시 방향에서 12시 방향으로 전달될 수 있고, 이 때, 제 1 되돌이 후두신경은 6시 방향에서 12시 방향으로 신경 신호를 전달하는 반면, 제 2 되돌이 후두신경은 신경 전달 경로가 절단되어 절단 지점보다 원위부(distal part)인 12시 방향 쪽의 되돌이 후두 신경까지 신경 신호를 전달하지 못할 수 있다. 이 경우, 자극 신호 출력 장치(100)는 신경 신호에 기초하여 생성된 자극 신호를 제 2 되돌이 후두신경에서 손상 부위보다 원위부인 12시 방향의 되돌이 후두 신경 쪽에 전달할 수도 있다. 이때, 원위부는 신체의 중심으로부터 먼 쪽의 부위를 의미할 수 있다. 또한, 원위부는 되돌이 후두신경의 주행 경로상 뇌에서 시작(시작점)하여 후두의 해당 근육(도착점)에서 끝나는 신경 전달 경로에서, 손상 부위보다 도착점에 가까운 부분의 신경 부위를 의미할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 되돌이 후두 신경의 전달 방향은 도 3을 기준으로 12시 방향에서 6시 방향으로 전달될 수 있고, 이 때, 제 1 되돌이 후두신경은 12시 방향에서 6시 방향으로 신경 신호를 전달하는 반면, 제 2 되돌이 후두신경은 신경 전달 경로가 절단되어 절단 지점보다 근위부(proximal part)인 6시 방향 쪽의 되돌이 후두 신경까지 신경 신호를 전달하지 못할 수 있다. 이 경우, 자극 신호 출력 장치(100)는 신경 신호에 기초하여 생성된 자극 신호를 제 2 되돌이 후두신경에서 손상 부위보다 근위부인 6시 방향의 되돌이 후두 신경 쪽에 전달할 수도 있다. 이때, 근위부는 신체의 중심으로부터 가까운 쪽의 부위를 의미할 수 있다. 또한, 근위부는 되돌이 후두신경의 주행 경로상 뇌에서 시작(시작점)하여 후두의 해당 근육(도착점)에서 끝나는 신경 전달 경로에서, 손상 부위보다 시작점에 가까운 부분의 신경 부위를 의미할 수도 있다.

자극 신호 출력 장치(100)는 디스플레이 장치를 통해 신경 신호에 대응하는 제 1 그래프(151)를 표시하는 표시부(150)를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치를 통해 표시되는 제 1 그래프(151)는, 제 1 되돌이 후두신경이 동작할 때 발생하는 신경 신호를 파형의 그래프로 표시할 수 있다. 또한 표시부(150)는 제 1 그래프(151) 및 자극 신호에 대응하는 제 2 그래프(152)를 함께 표시할 수 있다. 제 1 그래프(151)와 제 2 그래프(152)를 함께 표시함으로써, 신경 신호와 자극 신호가 동기화 된 정도를 가시적으로 표시할 수 있다.

또한, 신경 신호 또는 자극 신호의 세기의 변화량 대한 그래프를 표시할 수 있다. 자극 신호로 예를 들면, 어떠한 크기를 가진 자극 신호를 출력한 이후, 상대적으로 더 큰 세기의 자극 신호가 출력된 경우, 이때 세기의 변화량을 그래프로 표시할 수 있다. 이에 따르면, 신경 신호 또는 자극 신호의 세기의 변화량의 연속을 그래프로 표시할 수 있으므로, 변화량을 직관적으로 파악할 수 있다. 또한, 자극 출력 장치(100)를 활용함으로써 목소리가 개선되는 정도를 가시적으로 파악할 수 있다.

본원의 일 실시예에 따라서는 표시부(150)가 자극 신호 출력 장치(100)와 일체형으로 구비될 수도 있고 자극 신호 출력 장치(100)와 별도로 구비될 수도 있다. 또한 제 1 그래프(151)와 제 2 그래프(152)가 동시에 출력될 수 있고, 설정에 의해 하나의 그래프가 출력될 수도 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 자극 신호 출력 장치(100)는 표면이 이물질 반응을 유도하지 않는 재질로 처리될 수 있어 반영구적으로 피하에 삽입될 수도 있다. 또한 자극 신호 출력 장치(100)는 자극 신호 출력 장치(100)를 구동하기 위한 배터리 유닛을 포함할 수 있다. 상기 배터리 유닛은, 교체형일 수 있고, 별도의 충전장치를 통해 무선 충전이 가능할 수도 있다.

본원의 일 실시예에 따르면, 자극 신호 출력 장치(100)는 무선 통신이 가능한 통신 유닛을 포함할 수 있고, 상기 통신 유닛을 통해 자극 신호 출력 장치(100)를 프로그래밍 할 수 있는 컴퓨터 장치와 비침습적으로 통신할 수 있다. 상기 통신 유닛은 컴퓨터 장치와 블루투스(Bluetooth) 통신, RF(Radio Frequency)통신 또는 적외선 통신을 수행할 수 있다.

상기 컴퓨터 장치는 자극 신호 생성부(120)가 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성할 때, 자극신호의 크기 및 자극 시간을 미세 조작(micro manipulation)할 수 있도록 통신 유닛을 통해 자극 신호 생성부(120)를 비침습적으로 프로그래밍 할 수 있다. 자세히 설명하면, 되돌이 후두 신경이 손상된 환자마다 되돌이 후두 신경의 길이 또는 절단 지점이 상이할 수 있다. 따라서, 컴퓨터 장치는 이러한 되돌이 후두 신경의 특성을 고려하여, 자극 신호의 크기, 자극 지속시간(Amplitude, duration) 및 대기 시간(Latency)을 미세 조작할 수 있도록 자극 신호 생성부(120)를 비 침습적으로 프로그래밍할 수 있다. 상기 미세 조작을 통해 신경 신호와의 유사도를 상승시킬 수 있으며, 되돌이 후두 신경의 고유한 특성에 대응하는 자극 신호를 생성할 수 있다.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 자극 신호 출력 방법의 흐름을 도시한 도면이다.

후술하는 자극 신호 출력 방법은 앞서 설명된 자극 신호 출력 장치에 의하여 수행되는 것으로서, 이하에서 설명이 생략되는 내용은 앞서 설명된 내용으로 대체될 수 있다.

도 2를 참조하면, 단계(S210)에서 자극 신호 출력 장치(100)는 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 자극 신호 출력 장치(100)는 제1 되돌이 후두 신경에서 신경 신호를 검출하고, 제 2 되돌이 후두신경에 적합한, 자극 신호의 크기 및 자극 시간을 결정하여 자극 신호를 생성할 수 있다.

단계(S210)는 제 1 전기적 신호를 생성하는 단계(미도시) 및 제 2 전기적 신호를 생성하는 단계(미도시)를 포함할 수 있다. 제 1 전기적 신호를 생성하는 단계(미도시)는 제 1 전기적 신호 생성부(121)에 의하여 제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 제 1 전기적 신호가 생성되는 것일 수 있다. 이때, 신경 신호는 검출 프로브(110)를 통해 검출될 수 있다. 상기 검출 프로브(110)는 침습적 또는 비침습적으로 제1 되돌이 후두신경에 접근할 수 있다. 또한, 제 2 전기적 신호를 생성하는 단계(미도시)는 제 2 전기적 신호 생성부(122)에 의하여 제 1 전기적 신호에 기초하여 제 2 전기적 신호가 생성되는 것일 수 있다. 이때, 자극 신호는 제2 전기적 신호 자체 또는 그것의 다른 형태일 수 있다. 일 예로, 제 2 전기적 신호는 출력용 프로브의 입력 신호이고, 자극 신호는 프로브의 출력 신호일 수 있다.

자극 신호를 생성하는 단계(S210)는 제 1 전기적 신호를 기초하여 생성된 제 2 전기적 신호를 자극 신호로 하되, 제 2 전기적 신호의 세기 및 제 2 전기적 신호를 전달하는 시간을 제 2 되돌이 후두신경에 적합한 변수를 결정하여 자극 신호를 생성하는 것일 수 있다.

자극 신호를 생성하는 단계(S210)는 자극 신호를 생성함에 있어서, 신경 신호의 크기에 기초하여 자극 신호의 크기를 결정하는 것일 수 있다. 또한, 자극 신호 생성단계(S210)는 신경 신호의 크기에 대응하여 자극 신호의 크기를 결정함으로써, 자극 신호를 전달 받는 제 2 되돌이 후두신경이, 정상적으로 동작하게 하는 것일 수 있다.

또한, 단계(S210)에서 자극 신호 생성부(120)는 신경 신호의 크기 및 자극 신호의 출력 위치에 기초하여 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다. 즉, 자극 신호 생성부(120)는 자극 신호의 출력 위치를 고려하여, 출력 위치부터 제 되돌이 후두 신경의 거리에 따라, 자극 신호의 크기의 가감하는 등의 방법으로 자극 신호의 크기를 결정할 수 있다.

또한, 단계(S210)에서 자극 신호 생성부(120)는 신경 신호의 발생 또는 검출 시간에 기초하여 자극 신호의 자극 시간을 결정할 수 있다. 또한, 단계(S210)에서 자극 신호 생성부(120)는 제 1 되돌이 후두신경에서 신경 신호를 감지하면, 신경 절단 지점까지의 이동시간 또는 신경 전달 소요 시간(a)을 고려하여, 제 2 되돌이 후두 신경에 자극 신호를 전달하는 시간(t+a)을 결정할 수 있다.

단계(S220)에서 자극 신호 출력부(130)는 자극 신호가 제 2 되돌이 후두신경으로 전달되도록 자극 신호를 출력할 수 있다. 이 때, 자극 신호는 프로브를 통해 제 2 되돌이 후두신경으로 전달될 수 있다. 또한, 자극 신호는 비침습적 또는 침습적으로 전달될 수 있다.

자극 신호 출력부(130)는 비침습 프로브(140)를 통해 자극 신호가 제 2 되돌이 후두신경으로 비침습적으로 전달되도록 할 수 있다. 또한, 자극 신호 출력부(130)는 침습 프로브(141)를 통해 자극 신호가 제 2 되돌이 후두신경으로 침습적으로 전달되도록 할 수 있다. 자극 신호가 비침습 프로브(140) 를 통해 자극 신호를 전달하는 경우, 자극 신호의 특성을 결정하는데 있어서, 비침습 프로브(140)부터 제 2 되돌이 후두 신경의 신경 절단 지점까지 걸리는 신경 신호의 이동시간이 고려될 수 있다.

단계(230)에서 표시부(150)는 자극 신호 그래프를 출력하는 제 1 그래프를 표시할 수 있다. 이 때, 표시부(150)는 디스플레이 장치를 통해 상기 신경 신호에 대응하는 제 1 그래프를 표시할 수 있다. 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치를 통해 표시되는 제 1 그래프(151)는, 제 1 되돌이 후두신경이 동작할 때 발생하는 신경 신호 파형의 그래프적 표시일 수 있다.

표시부(150)는 제 1 그래프(151)와 자극 신호에 대응하는 제 2 그래프(152)를 함께 표시할 수 있다. 표시부(150)는 제 1 그래프(151)와 제 2 그래프(152)를 함께 표시함으로써, 신경 신호와 자극 신호가 동기화 된 정도를 가시적으로 표시할 수 있으며, 사용자로 하여금 동기화 설정에 대한 정보를 제공받을 수 있도록 할 수 있다. 또한, 사용자는 자극 출력 장치(100)를 활용함으로써 목소리가 개선되는 정도를 가시적으로 파악할 수 있다.

본원의 일 실시 예에 따른 자극 신호 출력 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 자극 신호 출력 장치
110: 검출 프로브
120: 자극 신호 생성부
121: 제 1 전기적 신호 생성부
122: 제2 전기적 신호 생성부
130: 자극 신호 출력부
140: 비침습 프로브
141: 침습 프로브
150: 표시부
151: 제 1 그래프
152: 제 2 그래프
410: 좌측 되돌이 후두신경
420: 우측 되돌이 후두신경

Claims (20)

1. 후두신경용 자극 신호를 출력하는 장치에 있어서,
   제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성하는 자극 신호 생성부; 및
   상기 자극 신호가 제2되돌이 후두신경으로 전달되도록, 상기 자극 신호를 출력하는 자극 신호 출력부를 포함하되,
   상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경 중 어느 하나는 성대를 기준으로 좌측에 위치하고, 상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경 중 다른 하나는 상기 성대를 기준으로 우측에 위치하고,
   상기 자극 신호 생성부는 상기 신경 신호의 크기 및 상기 자극 신호의 출력 위치에 기초하여 상기 자극 신호의 크기를 결정하는 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자극 신호 생성부는,
   제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 제 1 전기적 신호를 생성하는 제 1 전기적 신호 생성부; 및
   상기 제 1 전기적 신호에 기초하여 제 2 전기적 신호를 생성하는 제 2 전기적 신호 생성부를 포함하되,
   상기 자극 신호는 상기 제 2 전기적 신호인 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 자극 신호 생성부는 상기 신경 신호의 발생 또는 검출 시간에 기초하여 상기 자극 신호의 자극 시간을 결정하는 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 자극 신호가 상기 제 2 되돌이 후두신경으로 비침습적으로 전달되도록 하는 비침습 프로브를 더 포함하는 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 자극 신호가 상기 제 2 되돌이 후두신경으로 침습적으로 전달되도록 하는 침습 프로브를 더 포함하는 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   디스플레이 장치를 통해 상기 신경 신호에 대응하는 제 1 그래프를 표시하는 표시부를 더 포함하는 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 표시부는 상기 제 1 그래프 및 상기 자극 신호에 대응하는 제 2 그래프를 함께 표시하는 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 되돌이 후두신경은 상기 제 2 되돌이 후두신경의 신경 경로 상에 적어도 하나의 절단이 이루어진 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 자극 신호는 상기 절단에 의해 생성된 한 쌍의 절단 영역 중 어느 하나의 절단 영역에 전달되도록 출력되는 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 신경 신호를 검출하기 위한 검출 프로브를 더 포함하는 후두신경용 자극 신호 출력 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경은 서로 대응하도록 배치된 한 쌍의 되돌이 후두신경인 것인, 후두신경용 자극 신호 출력장치.
14. 삭제
15. 후두신경용 자극 신호를 출력하는 방법에 있어서,
    제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 자극 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 자극 신호가 제2되돌이 후두신경으로 전달되도록, 상기 자극 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경 중 어느 하나는 성대를 기준으로 좌측에 위치하고, 상기 제 1 되돌이 후두신경 및 상기 제 2 되돌이 후두신경 중 다른 하나는 상기 성대를 기준으로 우측에 위치하고,
    상기 자극신호를 생성하는 단계는, 상기 신경 신호의 크기 및 상기 자극 신호의 출력 위치에 기초하여 상기 자극 신호의 크기를 결정하는 것인, 후두신경용 자극 신호 출력 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 자극신호를 생성하는 단계는,
    제 1 되돌이 후두신경으로부터 발생된 신경 신호에 대응하는 제 1 전기적 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 전기적 신호에 기초하여 제 2 전기적 신호를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 자극 신호는 상기 제 2 전기적 신호인 것인 후두신경용 자극 신호 출력 방법.
17. 삭제
18. 삭제
19. 제 15 항에 있어서,
    상기 자극신호를 생성하는 단계는, 상기 신경 신호의 발생 또는 검출 시간에 기초하여 상기 자극 신호의 자극 시간을 결정하는 것인 후두신경용 자극 신호 출력 방법.
20. 제 15 항에 있어서,
    디스플레이 장치를 통해 상기 신경 신호에 대응하는 제 1 그래프를 표시하는 단계를 더 포함하는 후두신경용 자극 신호 출력 방법.

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