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KR20240061915A - 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템 - Google Patents

척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템 Download PDF

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KR20240061915A
KR20240061915A KR1020220143804A KR20220143804A KR20240061915A KR 20240061915 A KR20240061915 A KR 20240061915A KR 1020220143804 A KR1020220143804 A KR 1020220143804A KR 20220143804 A KR20220143804 A KR 20220143804A KR 20240061915 A KR20240061915 A KR 20240061915A
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KR
South Korea
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electrical stimulation
user
vertebrae
stimulation system
cage
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KR1020220143804A
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Inventor
조대철
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to PCT/KR2023/016449 priority patent/WO2024096413A1/ko
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Abstract

본 발명은 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템에 관한 것으로, 전면 및 후면이 폐색되는 다공성 구조로 형성되어 상기 사용자의 척추뼈 사이에 삽입되어 사용자에게 전기적 자극을 전달하는 척추 케이지; 및 상기 척추 케이지에 전기적 자극을 발생시키기 위한 무선 전력을 송신하는 전력 제공 장치로써, 상기 사용자에게 착용 가능한 형태를 갖는 것을 포함한다. 이를 통해, 사용자의 척추뼈 골 유합 향상을 향상시킬 수 있다.

Description

척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템{ELECTRICAL STIMULATION SYSTEM TO IMPROVE VERTEBRAE OSSEOINTEGRATION}
본 발명은 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 척추뼈 사이에 삽입되는 척추 케이지를 통해 전기적 자극을 제공하는, 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템에 관한 것이다.
척추체는, 몸통을 이루는 32 ~ 35개의 척추골(Vertabra)과 척추골 사이의 추간원판(intervertebral Disk) 즉, 디스크로 이루어져 상단의 두개골과 하단의 골반을 연결하는 우리 몸의 중추를 이루는 부분이다.
척추골은, 상단부터 7개의 경추(Cervical Vertabra), 12개의 흉추(Thoracic Vertabra), 5개의 요추(Lumber Vertebra), 5개의 천추(Sacrum) 및 3 ~ 5개의 미추(Coccyx)로 이루어지는데, 성인은 5개의 천추가 유합하여 1개의 천골이 되고, 3 ~ 5개의 미추가 유합하여 1개의 미추가 된다.
대부분의 사람은, 질병이나 사고로 인하여 디스크가 파열 또는 약화되어 척추 신경을 압박하는 통증이 발생하는데, 이러한 경우는 손상된 디스크를 제거하고 인접한 척추뼈 사이에 두 척추뼈의 간격을 복구 및 유지하는 인공 보정체인 케이지를 삽입하는 척추뼈 유합술이 시행된다.
이러한 척추뼈 유합술은, 이식된 케이지와 척추뼈와의 골결합(bone integration)을 증가시키는 것이 중요하며, 이를 위해, 골이 성장하도록 내부에 빈 공간을 두는 케이지가 설계되고 있으며, 골의 성장을 촉진하기 위하여 자가골(autigraft), 동종골(allograft) 또는 합성골(synthetic bone)을 빈 공간에 채우는 등의 시도가 계속되고 있다.
이와 관련하여, 의료 분야에서는, 척추 케이지를 다공성으로 제조하여 채내에 이식 시 케이지 내에 존재하는 거대 기공(macropore)에 골조직 침투(bone ingrowth)가 일어나도록 하여 척추 케이지 고정에 소요되는 시간을 단축하고, 고정력을 증가시키도록 이루지도록 설계 중이다.
이렇게, 척추뼈 사이에 삽입된 케이지는, 척추 간 디스크를 원래의 높이로 복원할 수 있도록 적당한 두께와 인체 해부학적인 형상(Anatomic Type)을 갖으며, 다공성 구조로 형성되어 환자의 자가골을 삽입해 뼈의 성장을 용이하게 하고, 삽입도구가 장착되기 위한 장착구를 갖는 형태로 이루어진다.
그러나, 단순히 척추 케이지를 다공성 구조로 형성하는 것은, 주변 골조직과의 유합은 용이하나, 척추뼈와 척추뼈 사이에 삽입 시술된 후 척추뼈의 축성 압박력을 흡수할 수 없으며, 이로 인해 척추뼈를 지탱하기 위한 강도가 저하된다는 문제점을 갖는다.
따라서, 척추뼈와 척추뼈 사이에 케이지를 삽입할 때, 척추 골 유합을 향상시키기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.
(대한민국) 공개특허공보 제10-2016-0128236호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 전기적 자극을 발생시킬 수 있는 수신코일을 결합한 척추 케이지를 환자의 척추뼈 사이에 삽입하여 전기적 자극을 제공하는, 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템은, 전면 및 후면이 폐색되는 다공성 구조로 형성되어 상기 사용자의 척추뼈 사이에 삽입되어 사용자에게 전기적 자극을 전달하는 척추 케이지; 및 상기 척추 케이지에 전기적 자극을 발생시키기 위한 무선 전력을 송신하는 전력 제공 장치로써, 상기 사용자에게 착용 가능한 형태를 갖는 것을 포함한다.
여기서, 상기 전력 제공 장치는, 배터리; 상기 배터리에 저장된 전력을 상기 척추 케이지에 무선으로 송신하는 송신회로; 및 상기 배터리에 저장된 전력에 의해 상기 송신회로의 자기 공진을 유도하는 제어부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 외부로부터 입력된 제어 정보에 따라 상기 송신회로에서 발생하는 자기 공진의 전압 레벨을 조절할 수 있다.
한편, 상기 척추 케이지는, 골 이식 충전 공간인 중공을 둘러싸는 형태로 마련되는 케이지 본체를 포함하되, 상기 케이지 본체는, 선단으로 갈수록 테이퍼링진 형태를 갖는 선단부; 상기 선단부와 마주보는 방향에 위치에서 평평한 형태를 갖는 후단부; 상기 선단부와 후단부 사이에서 상기 골 이식 충전 공간으로 마련되는 중공부; 및 상기 중공부의 측면을 이루며 일정 부분 개방 형성되어 다공성 구조를 갖는 측부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 측부는, 상기 측부의 상측면과 하측면을 이루고 척추뼈와 맞닿는 복수 개의 접촉면; 상기 접촉면에 길이 방향으로 일정 간격 이격되게 형성된 복수 개의 돌기; 및 상기 복수개의 접촉면 사이에 위치하며, 수직 방향으로 가해지는 축성 압력에 따라 변형되는 복수 개의 판상 스프링을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 측부는, 상기 접촉면에 이웃하게 위치하여 상기 접촉면에 전기적 자극을 발생시키는 복수 개의 수신 코일을 더 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 상기 복수 개의 수신 코일은, 상기 측부의 외측면 상에 위치하되, 상기 접촉면에 대응되게 위치하고, 금속부와, 상기 금속부를 둘러싸는 와이어를 포함할 수 있다.
한편, 상기 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템은, 상기 사용자에게 상기 전기적 자극을 조절할 수 있는 자극 조절 인터페이스 화면을 출력하고, 상기 사용자가 자극 조절 인터페이스 화면을 통해 선택한 자극 조절 항목에 따라 제어 정보를 생성하여 상기 제어 정보를 상기 전력 제공 장치에 전달하는 사용자 단말;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템은, 사용자의 척추뼈 사이에 척추 케이지를 삽입하고, 척추 케이지를 이용하여 전기적 자극을 발생시킴으로써, 사용자 척추뼈 간의 골 유합을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템의 예시 도면이다.
도 2는 도 1의 전력 제공 장치의 예시 도면이다.
도 3은 도 1의 척추 케이지의 사시 도면이다.
도 4는 도 1의 척추 케이지의 측단면 도면이다.
도 5는 도 1의 척추 케이지가 사용자의 척추뼈 사이에 삽입된 예시 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제헌하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprises)” 및 “포함하는(comprising)”은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, “및/또는”은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다, 비록 "제1, 제2”등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템의 예시 도면이고, 도 2는 도 1의 전력 제공 장치의 예시 도면이며, 도 3은 도 1의 척추 케이지의 사시 도면이고, 도 4는 도 1의 척추 케이지의 측단면 도면이며, 도 5는 도 1의 척추 케이지가 사용자의 척추뼈 사이에 삽입된 예시 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 척추뼈 골 유합 향상을 위한 전기적 자극 시스템(이하, 시스템)(1)은, 수신코일(170)이 형성된 척추 케이지(10)를 사용자의 척추 뼈(3, 3') 사이에 삽입하고, 전력 제공 장치(20)를 통해 전기적 자극을 발생시킨다.
도 1을 참조하면, 시스템(1)은, 보조기와 같은 형태로 형성된 전력 제공 장치(20)와 다공성 구조로 형성된 척추 케이지(10)를 포함한다.
그리고, 시스템(1)은, 사용자가 전기적 자극을 조절하기 위한 사용자 단말(30)을 더 포함한다.
여기서, 사용자 단말(30)은, 척추 케이지(10)가 삽입된 사용자에게 전기적 자극을 조절할 수 있는 자극 조절 인터페이스 화면을 출력하고, 사용자가 자극 조절 인터페이스 화면을 통해 선택한 자극 조절 항목에 따라 제어 정보를 생성하여 전력 제공 장치(20) 측에 전달할 수 있다.
이러한 사용자 단말(30)은, 전력 제공 장치(20)와 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크들로는 인터넷(Internet), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 3G, 5G, LTE(Long Term Evolution), WiFi(Wireless Fidelity), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), WiGig(Wireless gigabit) 등이 포함되나 이에 한정되지 않는다.
그리고, 사용자 단말(30)은, 이동성을 갖거나 고정될 수 있는 서버 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말 (terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
전력 제공 장치(20)는, 전기적 자극을 발생시키기 위한 무선 전력을 척추 케이지(10)에 송신한다.
이러한 전력 제공 장치(20)는, 사용자에게 착용될 수 있도록, 벨트형, 포켓형 등 다양한 형태로 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 전력 제공 장치(20)는, 척추 케이지(10)가 삽입되는 사용자의 척추뼈 위치에 따라 다양한 형태로 마련될 수 있다.
여기서, 전력 제공 장치(20)는, 척추 케이지(10)가 삽입된 사용자의 척추뼈가 사용자의 두개골에 인근한 척추뼈(1번 내지 3번 경추)이면 경추 보조기(CervicalStim Device)와 같은 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 전력 제공 장치(20)는, 척추 케이지(10)가 삽입된 사용자의 척추뼈가 사용자의 흉부와 인근한 척추뼈(흉추 및 요추)이면 허리 보조기(SpinalStim Device)와 같은 형태로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 이러한 전력 제공 장치(20)는, 배터리(210), 송신회로(220) 및 제어부(230)와 사용자 단말(30)과 네트워크 통신하기 위한 통신부를 포함할 수 있다. 여기서, 통신부는, 사용자 단말(30)로부터 제어 정보를 전달받기 위해 통신 센서 또는 통신 모듈로 형성된 구성으로서 공지된 통신 방법을 통해 네트워크 통신할 수 있어 본 명세서에서는 설명을 생략하기로 한다.
배터리(210)는, 외부로부터 사용전원을 공급받아 충전할 수 있다.
여기서, 배터리(210)는, 전력 제공 장치(20)에 일체로 마련되거나, 또는 전력 제공 장치(20)에 교체 가능하게 마련될 수 있다.
그리고, 배터리(210)는, 도면에 도시되지는 않았지만, 전력 제공 장치(20)의 일측에 마련된 충전포트를 통해 외부로부터 상용전원을 공급받아 충전할 수 있다.
송신회로(220)는, 배터리(210)에 저장된 전력을 척추 케이지(10)에 무선으로 송신할 수 있다.
보다 구체적으로, 송신회로(220)는, 기 설정된 공진 주파수의 공진신호를 발생하여 무선으로 송신하기 위해 마련된 회로로써, 척추 케이지(10)에 형성된 수신코일(170)과 동일한 자기 공진 주파수(Magnetic resonance frequency)를 갖는 송신 코일을 포함할 수 있다. 이때, 송신 코일은, 소스 코일과 송신 공진코일이 결합된 코일로 마련될 수 있다.
여기서, 송신회로(220)는, 송신 코일과 척추 케이지에 형성된 수신코일(170) 간에 경로(path)를 형성하여 공명현상을 발생시킴으로써 무선 전력 전송 효율을 증가시킬 수 있다.
그리고, 송신회로(220)는, 배터리(210)에서 공급되는 전력의 레벨을 증폭하는 전력 증폭기, 자기 공진 방식으로 전력을 전송하기 위해 증폭된 신호의 주파수를 매칭하여 공진신호를 발생하는 매칭회로 및 전력 증폭기와 매칭회로의 구동을 제어하는 송신 제어기가 결합되어 형성될 수 있다.
그리고, 송신회로(220)는, 자기 공진 방식으로 무선 전력 전송을 수행하는 공진기를 더 포함할 수 있다. 여기서, 공진기는, 원형 또는 사각형 도선을 가진 루프 안테나 또는 핼리컬 안테나로 형성될 수 있다.
제어부(230)는, 배터리(210)에 저장된 전력에 의해 송신회로(220)의 자기 공진을 유도할 수 있다. 여기서, 제어부(230)는, 전력 제공 장치(20)에 포함된 각 구성의 구동을 제어하는 메인 제어 모듈(Modulation)로 마련될 수 있다.
이러한 제어부(230)는, 외부로부터 입력된 제어 정보에 따라 송신회로에서 발생하는 자기 공진의 전압 레벨을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부(230)는, 외부 즉, 사용자 단말(30)로부터 제어 정보가 전송되면, 별도로 마련한 메모리에서 제어 정보와 대응하는 공진 주파수 값을 확인하여 해당 공진 주파수의 공진 신호 전압 레벨을 조절할 수 있다.
이로써, 전력 제공 장치(20)는, 사용자의 조절에 따른 전력을 척추 케이지(10)에 무선으로 전송할 수 있다.
척추 케이지(10)는, 사용자의 척추 뼈(3)와 척추 뼈(3') 사이에 삽입 설치되고, 수신코일(170)을 통해 전력 제공 장치(20)로부터 수신한 전력에 따른 전기적 자극을 발생시킨다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 이러한 척추 케이지(10)는, 골 이식 충전 공간(110)인 중공을 둘러싸는 형태로 마련되는 케이지 본체(100)로 이루어진다.
케이지 본체(100)는, 가운데에 중공이 형성되고, 전체적으로 길이방향으로 긴 직육면체의 형태를 갖는다.
보다 구체적으로, 케이지 본체(100)는, 선단으로 갈수록 테이퍼링진 형태를 갖는 선단부(180), 선단부(180)와 마주보는 방향에 위치에서 평평한 형태를 갖는 후단부(190), 선단부(180)와 후단부(190) 사이에서 골 이식 충전 공간(110)으로 마련되는 중공부 및 중공부의 측면을 이루며 일정 부분 개방 형성되어 다공성 구조를 갖는 측부를 포함할 수 있다.
여기서, 측부는, 상측면과 하측면을 이루고 사용자의 척추뼈(3, 3')와 맞닿는 복수 개의 접촉면과, 접촉면에 형성된 복수 개의 돌기(130)와 복수 개의 판상 스프링(170)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 케이지 본체(100)는, 측부 중 척추뼈(3, 3')와 맞닿는 면에 길이 방향으로 일정 간격 이격되게 형성된 복수 개의 돌기(130)가 돌출 형성될 수 있다.
여기서, 케이지 본체(100)는, 복수의 돌기(130)가 형성됨으로써 사용자의 척추뼈(3)와 척추뼈(3') 사이에 삽입 시 이웃한 척추뼈(3, 3')에 밀착 고정될 수 있다.
그리고, 복수의 돌기(130)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 척추 뼈(3, 3')에 밀착 고정되도록 육면체 형상으로 형성되어 상부면 및 하부면이 거칠게 형성될 수 있으나, 쐐기 형태로도 형성될 수 있어 이에 한정되지 않으며, 척추 뼈(3, 3')에 고정이 용이한 형태라면 여러 다양하게 변경 실시될 수 있다.
그리고, 케이지 본체(100)는, 척추 케이지(10)를 척추 뼈(3)와 척추 뼈(3') 사이에 삽입하기 위한 수술도구 등이 결합되도록 후단부(190)의 중심부에 홀이 관통 형성될 수 있다.
이어서, 케이지 본체(100)는, 측부를 이루는 복수 개의 접촉면 사이에 위치하며, 수직 방향으로 가해지는 축성 압력에 따라 변형되는 복수 개의 판상 스프링(150a, 150a')을 갖을 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수 개의 판상 스프링(150a, 150a')은, 측부의 상측과 하측에 서로 마주보는 형태로 설치될 수 있다.
여기서, 판상 스프링(150a, 150a')은, 판상으로 연장되고 탄성력을 갖는 스프링으로서, 상측과 하측에 각각 상판 스프링(151a)과 하판 스프링(151b)의 구조로 형성되어 한 쌍으로 구비될 수 있다.
이러한, 상판 스프링(151a)과 하판 스프링(151b)은, 실질적으로 측부의 길이방향만큼 연정 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 상판 스프링(151a) 및 하판 스프링(151b)의 너비방향 길이는, 케이지 본체(100)에 형성된 가장자리의 수평방향 너비와 대응되는 길이로 형성될 수 있다.
그리고, 상판 스프링(151a)과 하판 스프링(151b)은, 다수의 산부(153a, 154a)와 골부(153b, 154b)가 연속되게 형성되는 웨이브(Wave) 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 상판 스프링(151a)의 산부(153a)와 하판 스프링(151b)의 골부(154b)는, 골 이식 충전 공간(110)의 양측 가장자리의 상부면 및 하부면에 맞닿도록 배치될 수 있다.
또한, 상판 스프링(151a)의 골부(153b)와 하판 스프링(151b)의 산부(154a)는, 상판 스프링(151a)과 하판 스프링(151b)이 대칭되도록 상호 맞닿는 형태로 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 상판 스프링(151a)의 산부(153a) 외부면 중심부는, 골 이식 충전 공간(110)의 상부에 형성되는 프레임 형태의 양측 가장자리 하부면에 맞닿도록 배치될 수 있다.
그리고, 하판 스프링(151b)의 골부(154b) 외부면 중심부는, 골 이식 충전 공간(110)의 하부에 형성된 프레임 형태의 양측 가장자리 상부면에 맞닿도록 배치될 수 있다.
그리고, 상판 스프링(151a)의 골부(153b) 외부면 중심부와 하판 스프링(151b)의 산부(154b) 외부면 중심부는, 상호 맞닿도록 배치될 수 있다.
이와 관련하여, 상판 스프링(151a)과 하판 스프링(151b)을 형성하는 산부(153a, 154a)와 골부(153b, 154b)의 두께는, 산부(153a, 154a)와 골부(153b, 154b)가 연결되는 연결부(158)의 두께와 각각 다르게 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상판 스프링(151a)과 하판 스프링(151b)을 형성하는 산부(153a, 154a) 및 골부(153b, 154b)는, 동일한 두께로 형성되고, 산부(153a, 154a)와 골부(153b, 154b)를 연결하는 연결부(158)는 중심부(158a)를 향하는 방향으로 두께가 점진적으로 감소되는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 척추 케이지(10)는, CMOS 공정에 의해 매우 작은 크기로 형성된 복수 개의 수신코일(170)을 포함할 수 있다.
복수 개의 수신코일(170)은, 케이지 본체(100)의 측부 외측면 상에 위치하되, 접촉면에 대응되게 위치할 수 있다.
보다 구체적으로, 복수 개의 수신코일(170)은, 케이지 본체(100)의 측부에 형성된 접촉면과 이웃하게 위치하여 접촉면에 전기적 자극을 발생시킬 수 있다.
이를 위해, 복수 개의 수신코일(170)은, 금속부와 금속부를 둘러싸는 와이어를 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 복수 개의 수신 코일(170)은, 금속부를 중심으로, 동심원, 동심 타원 또는 동심 다각형 중 어느 하나의 형태로 소정의 와이어가 감겨진 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 복수 개의 수신코일(170)은, 럼프 커패시터(lumped capacitor) 또는 CMOS 커패시터로 마련되는 매칭 커패시터과 더 연결될 수 있다.
이로써, 시스템(1)은, 이상의 형태로 형성된 척추 케이지(10)와 전력 제공 장치(20)를 이용하여 골 유합을 촉진시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 시스템(1)은, 사용자의 움직임에 따라 축성 압박이 발생하면 척추 케이지(10)의 판상 스프링(150a, 150a')을 통해 일정 범위 내에서 축성 압박을 혀용하여 역동적 안정화를 제공함으로써 골 유합을 촉진시킬 수 있다.
또한, 시스템(1)은, 전력 제공 장치(20)와 사용자의 척추뼈(3, 3') 사이에 삽입된 척추 케이지(10)의 수신코일(170)을 통해 전기적 자극을 발생시킴으로써 골 유합을 촉진시킬 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
1 : 전기적 자극 시스템
3, 3' : 척추 뼈
10 : 척추 케이지
100 : 케이지 본체
110 : 골 이식 충전 공간
130 : 돌기
150a, 150a' : 판상 스프링
151a : 상판 스프링
151b : 하판 스프링
153a, 154a : 산부
153b, 154b : 골부
158 : 연결부
158a : 중심부
170 : 수신코일
180 : 선단부
190 : 후단부
20 : 전력 제공 장치
210 : 배터리
220 : 송신회로
230 : 제어부
30 : 사용자 단말

Claims (8)

  1. 전면 및 후면이 폐색되는 다공성 구조로 형성되어 상기 사용자의 척추뼈 사이에 삽입되어 사용자에게 전기적 자극을 전달하는 척추 케이지; 및
    상기 척추 케이지에 전기적 자극을 발생시키기 위한 무선 전력을 송신하는 전력 제공 장치로써, 상기 사용자에게 착용 가능한 형태를 갖는 것을 포함하는, 전기적 자극 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 제공 장치는,
    배터리;
    상기 배터리에 저장된 전력을 상기 척추 케이지에 무선으로 송신하는 송신회로; 및
    상기 배터리에 저장된 전력에 의해 상기 송신회로의 자기 공진을 유도하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 자극 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    외부로부터 입력된 제어 정보에 따라 상기 송신회로에서 발생하는 자기 공진의 전압 레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는, 전기적 자극 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 척추 케이지는,
    골 이식 충전 공간인 중공을 둘러싸는 형태로 마련되는 케이지 본체를 포함하되,
    상기 케이지 본체는,
    선단으로 갈수록 테이퍼링진 형태를 갖는 선단부;
    상기 선단부와 마주보는 방향에 위치에서 평평한 형태를 갖는 후단부;
    상기 선단부와 후단부 사이에서 상기 골 이식 충전 공간으로 마련되는 중공부; 및
    상기 중공부의 측면을 이루며 일정 부분 개방 형성되어 다공성 구조를 갖는 측부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 자극 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 측부는,
    상기 측부의 상측면과 하측면을 이루고 척추뼈와 맞닿는 복수 개의 접촉면;
    상기 접촉면에 길이 방향으로 일정 간격 이격되게 형성된 복수 개의 돌기; 및
    상기 복수개의 접촉면 사이에 위치하며, 수직 방향으로 가해지는 축성 압력에 따라 변형되는 복수 개의 판상 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 자극 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 측부는,
    상기 접촉면에 이웃하게 위치하여 상기 접촉면에 전기적 자극을 발생시키는 복수 개의 수신 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 자극 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 수신 코일은,
    상기 측부의 외측면 상에 위치하되, 상기 접촉면에 대응되게 위치하고,
    금속부와, 상기 금속부를 둘러싸는 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 자극 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 사용자에게 상기 전기적 자극을 조절할 수 있는 자극 조절 인터페이스 화면을 출력하고, 상기 사용자가 자극 조절 인터페이스 화면을 통해 선택한 자극 조절 항목에 따라 제어 정보를 생성하여 상기 제어 정보를 상기 전력 제공 장치로 전달하는 사용자 단말;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기적 자극 시스템.
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