KR102130327B1 - Method of providing noninvasive stimulation for a brain in a magnetic field - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기장 기반 비침습적 자극방법에 관한 것으로서 자기적 자극을 하고자 하는 생체 내의 타겟으로 상자성체 입자를 위치시키는 단계, 및 상기 상자성체 입자가 상기 타겟에 위치하면, 상기 생체 외부에서 자기장을 발생시켜 상기 타겟에 자기적 자극을 가하는 단계를 포함하고, 상기 상자성체 입자의 내부는 상자성체 물질로 구성되고, 상기 상자성체 입자의 외부는 생체 친화적인 물질로 구성되는 것을 특징으로 하며, 약한 자기장을 발생시켜도 두뇌의 깊은 곳에 위치한 타겟에 강한 자기장을 형성시킬 수 있다. The present invention relates to a magnetic field-based non-invasive stimulation method, the step of placing paramagnetic particles as a target in a living body to be magnetically stimulated, and when the paramagnetic particles are located at the target, generate a magnetic field outside the living body to generate the target And applying a magnetic stimulus to the inside, wherein the inside of the paramagnetic particle is composed of a paramagnetic material, and the outside of the paramagnetic particle is composed of a bio-friendly material, and is deep in the brain even when a weak magnetic field is generated. A strong magnetic field can be formed in the target.
Description
본 발명은 자기장 기반 비침습적 자극방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 약한 자기장으로도 두뇌의 깊은 곳에 위치한 타겟에 강한 자기장을 형성시킬 수 있는 자기장 기반 비침습적 자극방법에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic field-based non-invasive stimulation method, and more particularly, to a magnetic field-based non-invasive stimulation method capable of forming a strong magnetic field in a target located deep in the brain even with a weak magnetic field.
TMS(transcranial magnetic stimulation, 경두개 자기 자극법)이란 자기에너지를 이용하여 뇌 내의 신경세포를 비침습적으로 자극하는 방법으로, 파킨슨증후군(Parkinson's syndrome) 또는 우울병 등의 신경질환 및 정신질환 치료에 효과적이다. 즉, 자기장을 이용해 뇌 표면에 유도전류를 발생시켜 뇌세포를 직접 자극하게 된다. TMS (transcranial magnetic stimulation) is a method of non-invasively stimulating nerve cells in the brain using magnetic energy, and is effective in treating neurological diseases and mental disorders such as Parkinson's syndrome or depression. That is, a magnetic field is used to generate an induced current on the brain surface to directly stimulate brain cells.
그런데 종래의 TMS 방법은 두뇌에 가하는 전기 자극을 발생시키는 방법에 주안점을 둔 것으로, 한국특허공개공보 제10-2014-0094808호(공개일 : 2014.07.31), 및 한국특허공개공보 제10-2014-0080053호(공개일 : 2014.06.30) 등이 있다.However, the conventional TMS method focuses on a method of generating electrical stimulation applied to the brain, Korean Patent Publication No. 10-2014-0094808 (Publication Date: 2014.07.31), and Korean Patent Publication No. 10-2014 -0080053 (Publication date: 2014.06.30).
그러나 종래의 TMS 방법은 약한 자기장으로 두뇌 깊은 곳을 자극하는데 어려움이 있고, 두뇌 깊은 곳을 자극하기 위해서는 강한 자기장을 사용해야 한다는 부담이 있었다.However, the conventional TMS method has difficulty in stimulating the deep brain with a weak magnetic field, and there is a burden to use a strong magnetic field to stimulate the deep brain.
도 1은 종래의 TMS(경두개 자기 자극법)를 개념적으로 도시한 것이다.1 conceptually illustrates a conventional TMS (transcranial magnetic stimulation method).
도 1을 참조하면, 종래의 TMS는 마그네틱 코일을 머리에 대고 전자기장을 발생시킨다. 이 경우, 두뇌의 특정부분에 전자기장 자극이 가해지게 될 뿐만 아니라 건강한 주변 두뇌 조직에도 자극이 불필요하게 가해지게 된다. 또한 전자기장은 거리의 제곱에 반비례하므로, 두뇌의 깊은 곳에 전자기장이 도달하기 힘든 문제점이 있다. 뇌세포를 자극하는 단계는 마그네틱 코일을 머리 위에 위치시킴 -> 증상에 따라 코일의 위치, 자기강도, 시간 설정 -> TMS 치료 실시 -> 뇌의 신경세포 활성화 단계를 거친다.Referring to FIG. 1, a conventional TMS applies an electromagnetic field to a head and generates an electromagnetic field. In this case, not only electromagnetic field stimulation is applied to a specific portion of the brain, but stimulation is unnecessarily applied to healthy surrounding brain tissue. In addition, since the electromagnetic field is inversely proportional to the square of the distance, there is a problem that the electromagnetic field is difficult to reach deep in the brain. In the step of stimulating the brain cells, the magnetic coil is placed on the head -> the position, magnetic strength, and time of the coil are set according to the symptoms -> TMS treatment is performed -> the nerve cell activation of the brain is performed.
한편, 두뇌를 자극하는 다른 방법으로 DBS 방법이 있다. DBS(deep brain stimulation, 뇌심부 자극술)이란, 뇌심부에 설치한 전극을 통해 전기자극을 줌으로써 부분적으로 뇌의 활동을 억제하여 외과적인 파괴술과 같은 효과를 얻는 치료법으로, 파킨슨병(Parkinson's disease) 등의 불수의운동증에 적용된다.Meanwhile, the DBS method is another way to stimulate the brain. DBS (deep brain stimulation) is a treatment method that partially suppresses brain activity by applying electrical stimulation through electrodes installed in the brain to obtain the same effect as surgical destruction, such as Parkinson's disease. It applies to involuntary dyskinesia.
이러한 DBS 방법은 물리적으로 뇌심부까지 전극을 심어서 전기 자극을 가하기 때문에 환자에게 심리적인 거부감이 있을 뿐만 아니라 뇌에 박혀 있는 전극은 작은 외부 충격에 흔들려 움직임으로써, 또다른 문제를 환자에게 발생시키는 문제가 있었다.Since the DBS method physically implants the electrode to the deep brain to apply electrical stimulation, the patient has a psychological objection, and the electrode embedded in the brain is shaken by a small external shock, causing another problem to the patient. There was.
도 2는 종래의 DBS(뇌심부 자극술)를 개념적으로 도시한 것이다.Figure 2 conceptually illustrates a conventional DBS (deep brain stimulation).
도 2를 참조하면, 종래의 DBS는 침습적으로 전극이 뇌심부에 설치되어 있어, 환자가 평상시에도 전극을 뇌심부에 설치한 채로 생활하게 되는 불편함이 있다. 또한, 뇌심부에 설치된 전극이 충격을 받는 경우 뇌심부에서 전극이 흔들려 주변 조직에 문제를 일으킬 수 있는 위험도 존재한다.Referring to FIG. 2, in the conventional DBS, an electrode is invasively installed in the brain deep, so that the patient has the inconvenience of living with the electrode installed in the brain deep even during normal use. In addition, when the electrode installed in the deep brain is impacted, there is a risk that the electrode may be shaken in the deep brain and cause problems in surrounding tissue.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 뇌 내부에 상자성체 물질을 최소 침습적으로 위치시킴으로써, 환자의 불편함을 줄일 수 있는 자기장 기반 비침습적 자극방법을 제공하는 것이다.Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic field-based non-invasive stimulation method that can reduce patient discomfort by positioning the paramagnetic material in the brain in a minimally invasive manner.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 자기적 자극을 하고자 하는 생체 내의 타겟으로 상자성체 입자를 위치시키는 단계; 및 상기 상자성체 입자가 상기 타겟에 위치하면, 상기 생체 외부에서 자기장을 발생시켜 상기 타겟에 자기적 자극을 가하는 단계를 포함하고, 상기 상자성체 입자의 내부는 상자성체 물질로 구성되고, 상기 상자성체 입자의 외부는 생체 친화적인 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 비침습적 자극방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of positioning paramagnetic particles as a target in a living body to perform magnetic stimulation; And when the paramagnetic particles are located on the target, generating a magnetic field outside the living body to apply magnetic stimulation to the target, and the inside of the paramagnetic particles is made of a paramagnetic material, and the outside of the paramagnetic particles is It provides a magnetic field-based non-invasive stimulation method characterized by consisting of a bio-friendly material.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계는, 상기 생체 친화적인 물질이 상기 생체내의 항체물질로 구성되고, 상기 생체내의 항원 항체 반응을 통해 항원이 있는 상기 타겟으로 상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of locating the paramagnetic particles comprises: the biocompatible material is composed of the antibody material in vivo, and the paramagnetic particle is the target with antigen through the antigen-antibody reaction in vivo. It may be a step of positioning.
본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계는, 서로 마주보는 전자석 전극을 S-S 및 N-N으로 설정한 후, 전자석 극성의 방향을 변환하여 가운데 자기장 우물을 형성하고, 상기 상자성체 입자들이 상기 자기장 우물로 오도록 하는 자기 에너지 우물 방식으로 상기 타겟으로 상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the step of positioning the paramagnetic particles, after setting the electromagnet electrodes facing each other to SS and NN, the direction of the electromagnet polarity is changed to form a center magnetic field well, and the paramagnetic particles are It may be a step of positioning the paramagnetic particles into the target in a magnetic energy well manner to come to the magnetic field well.
본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계는, 상기 생체 내의 타겟으로 상기 상자성체 입자만을 침습적으로 직접 위치시키는 단계인 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, the step of positioning the paramagnetic particles is preferably a step of invasively directing only the paramagnetic particles to a target in the living body.
본 발명에 따르면, 약한 자기장을 발생시켜도 두뇌의 깊은 곳에 위치한 타겟에 강한 자기장을 형성시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 뇌 내부에 상자성체 물질을 최소 침습적으로 위치시킴으로써, 환자의 불편함을 줄일 수 있다. 나아가, 본 발명에 따르면, DBS와 같이 전류를 직접 전극을 통해 뇌에 흘림으로써 발생하는 부작용을 제거하면서도 유사한 효과를 거둘 수 있다.According to the present invention, even if a weak magnetic field is generated, a strong magnetic field can be formed in a target located deep in the brain. In addition, according to the present invention, discomfort of the patient can be reduced by minimally invasive positioning of the paramagnetic material inside the brain. Furthermore, according to the present invention, similar effects can be obtained while removing side effects caused by flowing current through the electrode directly to the brain, such as DBS.
도 1은 종래의 TMS(경두개 자기 자극법)를 개념적으로 도시한 것이다.
도 2는 종래의 DBS(뇌심부 자극술)를 개념적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 자기장 기반 비침습적 자극방법을 개념적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 상자성체를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5는 상자성체를 원하는 두뇌의 위치에 설치하는 일 례인 자기 에너지 우물 방법의 개념도이다.
도 6은 상자성체를 원하는 두뇌의 위치에 설치하는 다른 예로서, 침습적으로 상자성체를 두뇌 내부에 설치한 후 자기장 발생장치(310)를 통해 자극을 가하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 기반 비침습적 자극방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 8은 도 2에 도시된 자기장 발생장치(310)의 N극에서 S극 사이에 상자성체(320)가 위치한 상태에서의 자기장 분포의 일례를 도시한 것이다.
도 9는 도 8에 도시된 자기장 발생장치(310)의 N극에서 S극 사이에 상자성체(320)가 위치한 상태에서의 자기장 분포를 확대하여 도시한 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 자기장의 세기를 그래프로 도시한 것이다.1 conceptually illustrates a conventional TMS (transcranial magnetic stimulation method).
Figure 2 conceptually illustrates a conventional DBS (deep brain stimulation).
3 conceptually illustrates a magnetic field-based non-invasive stimulation method according to the present invention.
4 is a view showing the paramagnetic material shown in FIG. 3 in more detail.
5 is a conceptual diagram of a magnetic energy well method, which is an example of installing a paramagnetic body at a desired brain location.
6 is a conceptual diagram of another example in which a paramagnetic body is installed in a desired location of a brain, and an invasively installing the paramagnetic body in the brain, and then applying stimulation through the
7 is a flowchart of a magnetic field-based non-invasive stimulation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows an example of a magnetic field distribution in a state where the
FIG. 9 is an enlarged view of a magnetic field distribution in a state where the
FIG. 10 is a graph showing the intensity of the magnetic field shown in FIG. 9.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments that can be easily carried out by the person of ordinary skill in the art. However, these examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereby.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.The configuration of the invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, based on the preferred embodiment of the present invention, but the same in assigning reference numerals to components of the drawings For components, even if they are on different drawings, the same reference numerals are assigned and it is revealed in advance that components of other drawings can be cited when necessary for the description of the drawings. In addition, in the detailed description of the operating principle for the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the known functions or configurations related to the present invention and all other matters may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, The detailed description is omitted.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작, 또는 소자 외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, in the entire specification, when a part is said to be'connected' with another part, it is not only'directly connected', but also'indirectly connected' with another element in between. Includes. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. As used herein, "comprises" or "comprising" excludes the presence or addition of one or more other components, steps, operations, or elements other than the components, steps, operations, or elements mentioned. I never do that.
도 3은 본 발명에 따른 자기장 기반 비침습적 자극방법을 개념적으로 도시한 것이다. 3 conceptually illustrates a magnetic field-based non-invasive stimulation method according to the present invention.
상자성(Paramagnetic)이란, 물질의 자기적인 성질 가운데 자기장 속에 놓으면 자기장과 같은 방향으로 자력을 띠는 성질이며, 상자성체는 상자성을 갖는 물질로서, 자기장 안에서 자기장 방향으로 자화되는 물질을 말한다.Paramagnetic refers to a material that has a magnetic force in the same direction as a magnetic field when placed in a magnetic field among magnetic properties of a material, and a paramagnetic material is a material having a paramagnetic property and refers to a material that is magnetized in the magnetic field in a magnetic field.
도 3을 참조하면, 두뇌 내부에 상자성체(320)가 위치해 있고, 자기장 발생장치(310)의 N극에서 S극으로 자기장이 형성되어 있는 것이 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 자기장 내에 상자성체(320)가 위치하게 되면, 자기장의 왜곡이 발생하게 되는데, 도 3에 도시된 바와 같이 상자성체를 통과하는 자속밀도가 증가하게 된다. 따라서, 약한 자기장을 발생시켜도 상자성체(320)가 위치한 곳에 자기장을 집속함으로써, 강한 자극을 가할 수 있게 된다. 나아가 상자성체(320)가 복수 개인 경우에는 하나의 자기장 발생장치(310)로 복수의 위치에 강한 자극을 가할 수도 있다.When the
도 4는 도 3에 도시된 상자성체를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.4 is a view showing the paramagnetic material shown in FIG. 3 in more detail.
상자성체(320)는 내부 코어에 상자성 물질(321)이 있고, 상기 상자성 물질을 생체 친화적인 물질(322)로 둘러 싸서 구성된다. The
내부 상자성체 물질은 산화철(Iron Oxide)로서, 적철석(hematite, α-Fe2O3), 자철석(magnetite,Fe3O4), 또는 마그헤마이트(maghemite, γ-Fe2O3) 중에 어느 하나인 것이 바람직하다. The inner paramagnetic material is iron oxide, either hematite (α-Fe 2 O 3 ), magnetite (magnetite, Fe 3 O 4 ), or maghemite (γ-Fe 2 O 3 ). It is preferred.
본 발명에서 상자성체 물질은 초상자성 물질을 포함하는 의미로 사용하기로 한다. 초상자성 물질은 외부 자기장이 가해지지 않은 상태에서는 열적운동에 의해 자화가 사라지는 반면 외부 자기장이 가해진 경우 유도되는 자화의 정도가 상자성체에 비해 매우 큰 물질로 임계자장에서는 강자성체와 유사하게 자기포화현상을 나타내는 물질이다. 현재 알려진 바로는 자연 중에 존재하는 초상자성 물질은 없고 일반적으로 강자성체가 단자구정도의 크기로 작아지는 경우 초상자성체로 상전이 된다. 이러한 단자구의 크기는 물질에 따라 차이가 있지만 대략적으로 수 나노미터에서 수백 나노미터 정도의 지름을 갖는다.In the present invention, the paramagnetic material will be used in a sense including a superparamagnetic material. Superparamagnetic materials are magnetized by thermal motion when no external magnetic field is applied, while the degree of magnetization induced when an external magnetic field is applied is very large compared to paramagnetic materials. Is a substance. Currently, there is no superparamagnetic substance present in nature, and in general, when the ferromagnetic material is reduced to the size of the terminal sphere, it becomes a superparamagnetic phase. The size of the terminal hole varies depending on the material, but has a diameter of approximately several nanometers to several hundred nanometers.
상기 생체 친화적인 물질(322)의 일 례로서, 상자성체 물질에 코팅되는 생체 적합성 고분자(polymer)는 PCL(폴리카프로락톤), PLGA(폴리락틱-코-글리콜산), 키토산, 덱스트란 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 생체 친화적인 물질(322)의 다른 예로서, PEG, PEI, PVA, PVP, 키토산, 알부민, 실란 등이 포함될 수 있다.As an example of the
한편, 상자성체를 원하는 두뇌의 위치에 설치하는 방법을 이하 설명하기로 한다.On the other hand, the method of installing the paramagnetic body to the desired location of the brain will be described below.
도 5는 상자성체를 원하는 두뇌의 위치에 설치하는 일 례인 자기 에너지 우물 방법의 개념도이다.5 is a conceptual diagram of a magnetic energy well method, which is an example of installing a paramagnetic body at a desired brain location.
자기 에너지 우물(magnetic energy well) 방법이란 사방으로 전자석을 설치하고 서로 마주보는 전극을 S-S, N-N으로 설정한 후, 빠른 속도로 전자석 극성의 방향을 변환하는 방법을 말한다. 자기 에너지 우물 방법을 통해 전자석 사이의 가운데 부분에 자기장 우물이 형성되고, 상자성체(320)가 시간이 지남에 따라 가운데 부분으로 모이게 된다. 상자성체(320)가 가운데 부분으로 모이게 되므로, 상자성체(320)를 특정 위치에 고정할 수도 있고, 이동시키는 것이 가능하다.The magnetic energy well method refers to a method in which electromagnets are installed in all directions and the electrodes facing each other are set to S-S and N-N, and then the direction of the electromagnet polarity is rapidly changed. The magnetic field well is formed in the middle portion between the electromagnets through the magnetic energy well method, and the
도 6은 상자성체를 원하는 두뇌의 위치에 설치하는 다른 예로서, 침습적으로 상자성체를 두뇌 내부에 설치한 후 자기장 발생장치(310)를 통해 자극을 가하는 개념도이다.6 is a conceptual diagram of another example in which a paramagnetic body is installed in a desired brain position, and an invasively installing the paramagnetic body in the brain, and then applying stimulation through the
도 6을 도 2와 비교하여 살펴보면, 도 2에서는 환자가 뇌심부에 자극을 가하기 위해 전극을 심는 것은 물론이고, 케이블과 배터리도 인체 내부에 설치하는 반면, 도 6에서는 뇌심부에 상자성체(320)를 침습적으로 설치한 후에는 외부 자기장 발생장치(310)를 통해 비침습적으로 뇌심부에 자극을 가하는 차이점이 있다.Referring to FIG. 6 in comparison with FIG. 2, in FIG. 2, the patient not only implants electrodes to apply stimulation to the brain, but also installs a cable and a battery inside the human body, whereas in FIG. After the invasive installation, there is a difference in that non-invasively applying stimulation to the brain through the external
따라서, 도 2에 도시된 DBS와 비교할 때 침습을 최소로 하면서 전류로 인한 부작용을 줄일 수 있다.Therefore, when compared to the DBS shown in Figure 2, it is possible to reduce side effects due to current while minimizing invasion.
상자성체를 원하는 두뇌의 위치에 설치하는 또 다른 예로서, 마그네틱 코일을 이용해 두뇌의 특정 부분에 자기장을 가하여 혈액뇌장벽(Blood Brain Barrier)에 일시적으로 공간을 만들고, 두뇌 내의 혈관을 흐르는 나노 크기의 상자성체(320)가 혈액뇌장벽(Blood Brain Barrier)를 통과하여 대뇌 피질 속으로 들어가도록 할 수 있다. 이때 상자성체(320)의 외부는 생체 친화적인 물질로 구성되며, 내부는 상자성 물질인 것이 바람직하다. 또한, 상자성체(320)의 내부에 추가로 약제를 더 포함하여, 외부의 생체 친화적인 물질이 분해되면서 표적 세포에 약제를 반응시킬 수 있다.As another example of installing a paramagnetic body at a desired brain location, a magnetic coil is applied to a specific part of the brain to create a temporary space in the Blood Brain Barrier, and a nano-sized paramagnetic body flowing through blood vessels in the brain. (320) may pass through the blood brain barrier (Blood Brain Barrier) into the cerebral cortex. At this time, the outside of the
상자성체를 원하는 두뇌의 위치에 설치하는 또 다른 방법으로 항원 항체 반응을 이용할 수 있다.Antibody-antibody reactions can be used as another way to place paramagnetic bodies in desired brain locations.
상자성체의 외부 물질을 항원-항체 반응을 일으키는 항체로 구성하면, 상기 항체는 항원이 있는 타겟위치로 이동하여 반응을 일으키게 된다. 따라서, 상자성체의 외부 물질을 항체로 구성함으로써, 상자성체를 원하는 타겟 위치로 이동시킬 수 있다.When an external substance of a paramagnetic substance is composed of an antibody that causes an antigen-antibody reaction, the antibody moves to a target position with an antigen and causes a reaction. Therefore, by constructing the foreign substance of the paramagnetic body with an antibody, the paramagnetic body can be moved to a desired target position.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 기반 비침습적 자극방법의 흐름도를 도시한 것이다.7 is a flowchart illustrating a magnetic field-based non-invasive stimulation method according to an embodiment of the present invention.
710 단계에서 자기적 자극을 하고자 하는 생체 내의 타겟으로 상자성체 입자를 위치시킨다. 상자성체 입자를 위치시키는 방법은 도 5 내지 도 6에서 살펴본 바와 같다.In
생체 내의 타겟으로 상자성체 입자가 위치한 경우에도 외부 자기장에 의해 상자성체 입자가 움직일 수 있다. 이를 고정시키기 위해서 상기 자기 에너지 우물(magnetic energy well) 방법과 자기 자극 프로토콜을 번갈아가며 쓰면서 상자성체의 위치를 정기적으로 보정할 수 있다.Even when paramagnetic particles are positioned as targets in a living body, paramagnetic particles may be moved by an external magnetic field. In order to fix this, the magnetic energy well method and the magnetic stimulation protocol are alternately used to periodically correct the position of the paramagnetic body.
상자성체 입자를 고정시키는 다른 방법으로서, 항원-항체반응을 통해 상자성체의 외부를 항체로 형성하고, 신체 내의 특정 항원에 반응하도록 함으로써, 상자성체의 항체가 항원을 만나는 영역에 상자성체 입자를 고정할 수 있다.As another method of immobilizing paramagnetic particles, the paramagnetic body can be immobilized in an area where the antibody of the paramagnetic body meets the antigen by forming the outside of the paramagnetic body as an antibody through an antigen-antibody reaction and reacting to a specific antigen in the body.
상자성체 입자를 고정시키는 또 다른 방법으로서, 상기 상자성체 입자를 주변 조직을 이용하여 물리적으로 고정할 수도 있다.As another method for immobilizing paramagnetic particles, the paramagnetic particles may be physically immobilized using surrounding tissue.
720 단계에서 상기 상자성체 입자가 상기 타겟에 위치하면, 상기 생체 외부에서 자기장을 발생시켜 상기 타겟에 자기적 자극을 가한다.When the paramagnetic particles are located on the target in
자기장 발생장치(310)는 영구자석 또는 전자석으로 하여 머리에 쓰도록 함으로써, 지속적으로 타겟에 자기장 자극을 줄 수 있다.The magnetic
도 8은 도 2에 도시된 자기장 발생장치(310)의 N극에서 S극 사이에 상자성체(320)가 위치한 상태에서의 자기장 분포의 일례를 도시한 것이다.FIG. 8 shows an example of a magnetic field distribution in a state where the
자기장의 세기 B는 붉은색일수록 강하고, 푸른색일수록 약한 것을 나타낸다.The intensity B of the magnetic field indicates that the red color is stronger, and the blue color is weaker.
도 8을 참조하면, N극과 S극 주변은 붉은색으로 자기장의 세기가 가장 강하게 나타나고, 상자성체(320)에 가해지는 자기장의 세기는 노란색으로, 주변의 푸른색보다는 강하게 나타난다.Referring to FIG. 8, the intensity of the magnetic field is strongest around the N-pole and S-pole red, and the intensity of the magnetic field applied to the
도 9는 도 8에 도시된 자기장 발생장치(310)의 N극에서 S극 사이에 상자성체(320)가 위치한 상태에서의 자기장 분포를 확대하여 도시한 것이다.FIG. 9 is an enlarged view of a magnetic field distribution in a state where the
도 9를 참조하면, 상자성체(320)에 가해지는 자기장의 세기는 붉은색으로, 상자성체(320) 주변의 노란색 또는 연두색의 자기장의 세기보다 강한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that the intensity of the magnetic field applied to the
도 10은 도 9에 도시된 자기장의 세기를 그래프로 도시한 것이다.FIG. 10 is a graph showing the intensity of the magnetic field shown in FIG. 9.
도 10을 참조하면, 정규화된 거리(Normalized distance)가 0.5인 위치가 상자성체의 위치이며, 이 위치에서 자기장의 세기를 1로 보면, 주변의 자기장의 세기는 0.5 미만으로 나타난다. 따라서, 상자성체(320)를 뇌심부에 위치시키는 경우 주변 자기장의 세기의 최소 2배 이상의 자기장 세기를 가할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 10, the position where the normalized distance is 0.5 is the position of the paramagnetic material, and when the intensity of the magnetic field is 1 at this position, the intensity of the surrounding magnetic field is less than 0.5. Accordingly, it can be seen that when the
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like have been described by limited embodiments and drawings, but these are provided only to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments , Anyone having ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent to or equivalent to the claims, as well as the claims described below, will fall within the scope of the spirit of the present invention. .
Claims (4)
상기 상자성체 입자가 상기 타겟에 위치하면, 상기 생체 외부에서 자기장을 발생시켜 상기 타겟에 자기적 자극을 가하는 단계를 포함하고,
상기 상자성체 입자의 내부는 상자성체 물질로 구성되고, 상기 상자성체 입자의 외부는 생체 친화적인 물질로 구성되고,
상기 타겟에 자기적 자극을 가하는 단계는,
자기장 발생 장치의 N극에서 S극으로 자기장이 형성되어 있고, 상기 자기장 내에 상기 상자성체가 위치하여 자기장의 왜곡을 발생시킴으로써, 상기 상자성체를 통과하는 자속밀도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 비침습적 자극방법.
Positioning the paramagnetic particles to a target in a living body to be magnetically stimulated; And
When the paramagnetic particles are located on the target, generating a magnetic field outside the living body and applying a magnetic stimulus to the target,
The inside of the paramagnetic particle is composed of a paramagnetic material, the outside of the paramagnetic particle is composed of a bio-friendly material,
The step of applying a magnetic stimulus to the target,
A magnetic field-based non-invasive stimulus, characterized in that a magnetic field is formed from the N pole to the S pole of the magnetic field generating device, and the paramagnetic substance is located in the magnetic field to generate distortion of the magnetic field, thereby increasing the magnetic flux density passing through the paramagnetic substance. Way.
상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계는,
상기 생체 친화적인 물질이 상기 생체내의 항체물질로 구성되고,
상기 생체내의 항원 항체 반응을 통해 항원이 있는 상기 타겟으로 상기 상자성체 입자를 위치시키는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 비침습적 자극방법.
According to claim 1,
Positioning the paramagnetic particles,
The bio-friendly material is composed of the antibody material in the living body,
A magnetic field-based non-invasive stimulation method, characterized in that the paramagnetic particles are positioned on the target with antigen through the antigen-antibody reaction in vivo.
상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계는,
서로 마주보는 전자석 전극을 S-S 및 N-N으로 설정한 후, 전자석 극성의 방향을 변환하여 가운데 자기장 우물을 형성하고, 상기 상자성체 입자들이 상기 자기장 우물로 오도록 하는 자기 에너지 우물 방식으로 상기 타겟으로 상기 상자성체 입자를 위치시키는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 비침습적 자극방법.
According to claim 1,
Positioning the paramagnetic particles,
After setting the electromagnet electrodes facing each other to SS and NN, the magnetoelectric well is converted into the target by forming a magnetic field well in the middle by converting the direction of the electromagnet polarity, and allowing the paramagnetic particles to come to the magnetic field well. Magnetic field-based non-invasive stimulation method, characterized in that the positioning.
상기 상자성체 입자를 위치시키는 단계는,
상기 생체 내의 타겟으로 상기 상자성체 입자만을 침습적으로 주변 조직을 이용하여 물리적으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 자기장 기반 비침습적 자극방법.According to claim 1,
Positioning the paramagnetic particles,
A magnetic field-based non-invasive stimulation method, characterized in that only the paramagnetic particles are invasively fixed as targets in the living body using surrounding tissue.
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