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신경보철 작동·신체적 기능 제어용 신경신호 검출방법 및 장치

전문가 제언: ○ 이 발명은 광 펄스를 이용하여 신경활동 신호를 검출하는 방법과 장치에 관한 것이다. 광은 파장 690∼1,200nm인 근적외선(Near infrared, NIR)을 사용하여 펄스광을 조직에 입사시키고 조직 내에서 산란, 반사한 광이나 조직을 투과한 광을 검출기로 검출, 처리하여 병의 진단과 신경병소를 전기적으로 자극하여 치료하는데 사용한다.

○ 광원은 단일 어레이, 2차원 어레이, 3차원 어레이(VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser), LED)일 수 있으며 각 채널은 복수의 검출기를 포함한다. 많은 광원-검출기 세트를 사용하여 어떤 뇌신호의 3차원 위치를 신호처리에 의해 알아내어 보철디바이스에 보낼 수 있다.

○ 이 발명에서 신경활동의 위치와 시간(공간적, 시간적 특성)을 검출하기 위한 광학분광법(optical spectroscopy)의 사용은 재래식 기술보다 10∼50배 우수한 전례가 없는 분해능을 제공하며, 움직임에 대해 덜 민감하고, 매우 빠르다는 것이 진일보한 기술로 평가된다.

○ 광학분광법은 과정이 덜 침습적이어서 조직 손상을 주지 않으며 광의 세기(평균 출력은 1mW 이하)는 미국 FDA의 기준보다 훨씬 낮고 광학분광법을 사용한 침투깊이는 피질과 신경에서 1cm 이상이다.

○ 이 발명은 검출된 신경활동신호를 보철디바이스의 구동, 신경치료, 신경 연결이 부족한 팔다리를 자극하는데 사용한다. 즉 뇌 활동과 거짓말 탐지와 같은 특수한 생각패턴을 검출하는데 응용할 수 있다. 이 발명의 신경신호 검출시스템은 척수신경과 말초신경의 활동을 검출하는데 사용된다.

○ 국내에서는 성균관대학교에서 광학영상을 이용한 대뇌의 혈류변화 반응연구와 고려대학교에서 근적외선 분광법을 이용한 대뇌의 혈류변화 연구를 수행하고 있으며, 옥시-와 디옥시- 혈액 비율과 혈액 산소결합을 측정하는 연구를 수행하고 있다. 그러나 관련 광학분광법 연구는 제한적이며 국내 관련 특허가 별로 없는 것으로 보아 앞으로 국내에서도 관련연구가 활성화 되어야 할 것이다.

저자: Lockheed Martin Corporation
자료유형: 특허정보