KR20170063440A - 웨어러블 경피 신경자극기들 - Google Patents

Abstract

경피 전기 자극을 적용하기 위한 경량의 웨어러블 신경자극기들 및 인지 효과를 유도하기 위해 이들을 사용하는 방법들이 개시된다. 이들 장치는 경량이며 웨어러블하고 피험자의 관자놀이에 착용되고 전극 어셈블리와 함께 다양한 머리 크기들에 안전하고 편안하게 맞도록 구성된다. 이러한 신경자극기 장치들은, (예를 들어, 고전압 소스를 사용하여) 높은 전류 세기를 안전하고 효과적으로 적용하도록 구성된 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이들 장치들은 또한, (임의의 경우) 어떤 전극들이 신경자극기에 커플링되는지를 고유하게 식별하고, 사용자 편안함을 증가시키기 위해 용량성 방전 컴포넌트를 포함할 수 있는 복잡한(예컨대, 앙상블) 파형들을 전달하도록 구성될 수 있다.

Description

웨어러블 경피 신경자극기들{WEARABLE TRANSDERMAL NEUROSTIMULATORS}

[0001] 이 특허 출원은 2014년 5월 25일자 제출된 미국 가출원 제62/002,910호("TRANSDERMAL ELECTRICAL STIMULATION ELECTRODE DEGRADATION DETECTION SYSTEMS AND METHODS OF USING THEM"), 2014년 11월 6일자 출원된 미국 가출원 제62/076,459호("CANTILEVER ELECTRODES FOR TRANSDERMAL AND TRANSCRANIAL STIMULATION"), 2015년 1월 5일자 출원된 미국 가출원 제62/099,950호("CANTILEVER ELECTRODES FOR TRANSDERMAL AND TRANSCRANIAL STIMULATION"), 2014년 11월 6일자 출원된 미국 가출원 제62/075,896호("SYSTEMS AND METHODS FOR NEUROMODULATION"), 2015년 1월 5일자 출원된 미국 가출원 제62/099,960호("METHODS AND APPARATUSES FOR USER CONTROL OF NEUROSTIMULATION"), 그리고 2015년 1월 5일자 출원된 미국 가출원 제62/100,022호("WEARABLE TRANSDERMAL NEUROSTIMULATOR")에 대한 우선권을 제공한다. 이러한 출원들 각각은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.

[0002] 이 특허 출원은 또한 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함되는 다음의 미국 특허 출원들: "Wearable Transdermal Electrical Stimulation Devices and Methods of Using Them"이라는 명칭으로 2014년 12월 2일자 출원된 미국 출원 제14/558,604호, 그리고 "Wearable Transdermal Electrical Stimulation Devices and Methods of Using Them"이라는 명칭으로 2013년 11월 26일자 출원된 미국 특허 출원 제14/091,121호와 관련될 수 있으며, 이들은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.

[0003] 본 명세서에서 언급되는 모든 공보들 및 특허 출원들은 마치 각각의 개별 공보 또는 특허 출원이 인용에 의해 포함되는 것으로 구체적이고 개별적으로 표시되는 것처럼 동일한 정도로 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.

[0004] 본 출원은 경피 전기 자극을 이용하여 인지 효과를 유도하도록 비침입성 신경조절을 위한 장치들(예컨대, 시스템들 및 디바이스들) 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 개별 전극 어셈블리에 사용(그리고 연결)될 수 있는 웨어러블 경피 신경자극기들이 본원에서 설명된다.

[0005] 신경 활동에 영향을 주는 비침입성 신경조절 기술들은 신경 활동을 조절할 수 있으며 침입 절차를 필요로 하지 않고 행동, 인지 상태들, 지각 및 모터 출력을 잠재적으로 변경할 수 있다. 현재까지 대다수의 경피 비침입적 신경조절 디바이스들은 일반적으로 코드 또는 케이블을 통해 신경자극기에 부착되는 하나 또는 그 초과의 전극들을 사용하여 피험자의 피부에 전기 에너지를 적용하는데, 이는 특히 비임상 또는 비연구 설정에서 착용하기에 길고 어색할 수 있다.

[0006] 예컨대, 두피 전극들을 이용한 경두개/경피 전기 자극(transcranial/transdermal electric stimulation)(이하 "TES")이 사람의 뇌 기능에 영향을 주기 위해 경간 교류 자극(transranial alternating current stimulation)(이하 "tACS"), 뇌 전기 요법 자극(cranial electrotherapy stimulation)(이하 "CES") 및 경두개 랜덤 잡음 자극(transcranial random noise stimulation)(이하 "tRNS")의 형태로 사용되었다. TES를 위한 시스템들 및 방법들이 개시되었다(예컨대, Capel의 미국 특허 4,646,744호; Haimovich 등의 미국 특허 5,540,736호; Besio 등의 미국 특허 8,190,248호; Hagedorn 및 Thompson의 미국 특허 8,239,030호; Bikson 등의 미국 특허 출원 2011/0144716호; 그리고 Lebedev 등의 미국 특허 출원 2009/0177243호 참조). 다수의 전극들 및 고레벨의 구성 가능성을 갖는 tDCS 시스템들이 개시되었다(예컨대, Bikson 등의 미국 특허 출원 2012/0209346호, 2012/0265261호 및 2012/0245653호 참조).

[0007] TES는 통증, 우울증, 간질 및 이명의 치료를 비롯한 다양한 임상적 적용들에서 치료학적으로 사용되어왔다. 현재 TES 신경조절에 관한 연구에도 불구하고, TES를 전달하기 위한 기존의 시스템들 및 방법들은 부족하다. 특히, 비임상(예컨대, 가정) 설정에서 특히 효과적이고 편안하며 사용하기 쉬운, 예컨대 적용 및 제거가 용이한 신경자극기들이 부족한 실정이다.

[0008] 소수의 작고, 가볍고, 짐작하건대 웨어러블 신경조절 디바이스들이 설명되었지만, 이러한 시스템들 중 어느 것도 사용자의 머리에 에너지를 인가하기 위해 전극들(예컨대, 디스포저블(disposable) 전극 어셈블리들)과의 사용을 위해 적응되지 않는다. 특히, 이러한 시스템들 중 어느 것도 신경자극기가 다양한 크기들의 사용자들을 위해 사용자의 머리(또는 다른 신체 영역)에 잘 고정될 수 있도록 별도의 전극 어셈블리에 고정될 수 없다. 예컨대, 이전에 설명된 신경자극기들은 사용자에게 직접 부착하거나(예컨대, 접착가능하게(adhesively) 그리고 이에 따라 사용자의 신체에 직접 닿아야 함) 신경자극기들이 신체에 고정되지만 피험자에게 착용되기 위해 (예컨대, 신경자극기 상의 스트랩 또는 추가 접착제로부터의) 추가 지원이 필요한 전극에 고정된다.

[0009] 따라서 별도의 전극 어셈블리를 통한 부착에 의해 사용자에게 안전하게 착용될 수 있는 경량의 웨어러블 신경조절 디바이스들(예컨대, 신경자극기들)이 필요하다. 더욱이, 다양한 신체 형상들 및 크기들에 맞는 방식으로 전극 어셈블리에 기계적으로 그리고 전기적으로 고정되는 경량의 신경자극기들이 필요하다. 특히, 편안하게 착용가능하도록 구성되고 사용자가 주위를 돌아다니고 있을 때 또는 사용자가 추가 의류 또는 안경을 착용하고 있을 때에도 떨어지지 않을 웨어러블 신경자극기들이 필요하다.

[00010] 더욱이, TES 세션 동안, 전극들 간에 커패시턴스가 형성될 수도 있는데, 이는 고통과 불쾌감을 유발할 수도 있다. 사용자가 산만해질 수도 있으며, 이에 따라 TES의 인지 효과들이 감소될 수도 있다. 대안적으로, 사용자는 통증의 주관적 경험이 다른 인지적, 주관적 또는 생리적 효과를 압도하는 전기 자극의 피부 감각들로부터 충분히 불쾌할 수도 있다. 따라서 불쾌감을 줄일 수 있는 자극 회로들을 포함하는 신경자극기가 필요하다. 예컨대, 불쾌감을 줄이고 그에 따라 ( "피험자에 의해 다른 인지 효과들이 경험될 수 있도록 불쾌감의 혼란을 감소시키는 것 그리고 더 중요한 인지 효과들을 유도하는 더 높은 피크 전류 강도들이 전달되도록 허용하는 것 중 하나 또는 둘 다에 기인하여) TES에 의해 유도된 인지 효과들을 증가시키도록 구성되는 "단락(short-circuiting)" 특징을 포함하는 신경자극기들이 본원에서 설명된다.

[00011] 추가로, 에너지 효율적이면서 효과적이기도 한 신경자극기 디바이스들(그리고 사실상, 일반적으로는 전기 자극 디바이스들)이 필요하다. 특히, 상대적으로 고전압 전력 소스를 포함하지만, 또 디바이스의 기능을 유지하면서 전력이 보존되도록(그리고 열 소산이 최소화되도록) 디바이스의 전자 장치에 공급되는 전력을 동적으로 조정할 수 있는 전기 자극 디바이스들(예컨대, 신경자극기들)이 필요하다.

[00012] 본원에서는 적어도 위에서 확인된 요구들을 해결할 수 있는 방법들 및 장치들(예컨대, 디바이스들 및 시스템들, 그리고 그러한 장치들을 동작시키는 방법들)이 설명된다.

[00013] 본원에서는 신경자극기 장치들 및 이들을 사용하여 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법들이 설명된다.

[00014] 일반적으로, 본원에서는 경량의 웨어러블 신경자극기 장치들이 설명되는데, 이들은 신경자극기 장치가 전극 어셈블리에 대한 부착에 의해 사용자의 신체(예컨대, 머리, 목 등)에 편안하고 안전하게 유지될 수 있도록 전극 어셈블리와 함께 작동될 수 있다. 이러한 장치들은 일반적으로 하나 또는 그 초과(예컨대, 2개)의 커넥터들, 예컨대 사용자의 신체에 착용되도록 적응되는 전극 어셈블리에 분리 가능하지만 안전하게 연결하기 위한 기계적 및 전기적 커넥터들을 포함할 수 있다. 기계적 및 전기적 커넥터들은 디바이스가 전기적 커넥터로부터 캔틸레버할 수 있고(이에 따라 캔틸레버 전극 어셈블리(cantilevered electrode assembly)로 지칭될 수 있음) 그리고 이에 따라 피험자의 신체로부터 캔틸레버할 수 있도록 배열될 수 있어, 전극 장치의 순응성을 여전히 보장하면서 디바이스가 다양한 신체 형상들 및/또는 크기들에 의해 마모될 수 있게 한다. 전기적 콘택들은 전극들과 연결하도록 구성된다. 이러한 장치들 중 임의의 장치는 또한 제어 회로소자를 포함할 수 있는데, 제어 회로소자는 무선 통신 회로소자, 전류 발생기 회로소자, 하나 또는 그 초과의 타이머들, 메모리, (조정가능 및/또는 재충전가능할 수 있는) 전원 장치 및 안전 회로들을 포함할 수 있다. 회로소자는 프로그래밍가능하거나, 전용이거나, 또는 프로그래밍가능(재프로그래밍가능)과 전용의 결합일 수 있다. 일부 변형들에서, 회로소자는 용량성 전하를 방지 또는 제거하기 위해 하나 또는 그 초과의 전기적 콘택들(그리고 이에 따라 그에 연결되는 전극들)에 제어 가능하게 전류를 인가하도록 구성되는 용량성 방전 회로소자를 포함한다. 추가 회로소자는 또한, 열/과열을 방지하도록 그리고 인가된 타겟 신경자극 파형(또는 앙상블 파형)의 전력 수요들을 충족시키면서 전원 장치의 포화를 방지하도록 전원 장치를 조절하는 회로소자를 포함할 수 있다.

[00015] 다음의 개시내용은, 별도의 섹션들을 비롯하여, 별도로 또는 공동으로 설명될 수 있는 다양한 특징들 및 실시예들을 설명한다. 당업자는 본원에서 설명되는 특징들 또는 엘리먼트들 중 임의의 것이 본원에서 설명되는 다른 특징들 또는 엘리먼트들 중 임의의 것과 결합될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 설명되는 예들 중 대부분이 웨어러블 신경자극기들에 특정하더라도, 이러한 특징들 및 엘리먼트들은 예컨대, 일반적으로 TENS 자극기들, 일반적으로 전기 자극기들, 근육 자극기들, 신경자극기들, 이식가능한 자극기들, 자기 자극기들, 초음파 자극기들 등을 포함하는 임의의 다른 타입의 자극기에 사용될 수 있다고 이해되어야 한다.

[00016] 본원에서는 전극 어셈블리와 함께 사용자에게 착용될 수 있는 자극기들(예컨대, 신경자극기들)이 또한 설명된다. 예컨대, 본원에서는 다양한 상이한 피험자들의 관자놀이(temple) 영역들에 안전하게 맞도록 구성된 자극기들이 설명된다. 일부 변형들에서, 이러한 장치들은 피험자의 관자놀이 상의 특정 로케이션에 착용되도록 구체적으로 적응되는 신경자극기들로서 구성될 수 있다. 따라서 본원에서 설명되는 변형들 중 임의의 변형은 피험자의 관자놀이에 유리하게 맞도록 구체적으로 구성된 평탄하고 트위스팅 형상을 갖는, 사용자를 향하는 표면(user-facing surface)을 포함할 수 있다.

[00017] 예컨대, 피험자의 관자놀이 상에 편안하게 착용되도록 구성된, 인지 효과를 유도하기 위한 웨어러블 경피 신경자극기는: 제어 회로소자, 전원 장치를 포함하는 전류 소스를 둘러싸는 하우징; 하우징 상의 사용자를 향하는 제 1 표면 ―제 1 표면은 트위스트 축을 따라 트위스팅되고, 제 1 표면은 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅됨―; 및 제 1 표면 상의 전극 또는 제 1 표면 상의 커넥터를 포함할 수 있으며, 커넥터는 전극에 연결되도록 구성되고, 신경자극기는 5 온스 미만의 중량이다.

[00018] 제 1 표면 상의 전극 또는 제 1 표면 상의 커넥터는 제 1 표면의 에지 영역에 하나 또는 그 초과의 커넥터들을 포함할 수 있으며, 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 하나 또는 그 초과의 전극들을 포함하는 전극 장치의 메이팅 표면과의 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성된다.

[00019] 일반적으로, 본원에서 설명되는 장치들은 경량일 수 있다. 예컨대, 신경자극기는 7 온스 미만(예컨대, 7 온스 미만, 6 온스, 5 온스, 4 온스, 3 온스, 2 온스)의 중량일 수 있다.

[00020] 신경자극기 하우징은 30 mm 미만의 두께일 수 있고, 불균일한 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 신경자극기 하우징은 제 1 표면과 대향하는 외향 표면을 포함할 수 있으며, 외향 표면과 제 1 표면 간의 하우징의 두께는 신경자극기의 대향 단부에서보다 신경자극기의 일 단부에서 15% 이상(20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상 등) 더 크다.

[00021] 이러한 장치들은 일반적으로 전극 어셈블리 상의 하나 또는 그 초과의 보완적인 커넥터들과 (기계적으로 그리고/또는 전기적으로) 연결될 수 있는, 장치 상의 하나 또는 그 초과의 커넥터들을 통해 하나 또는 그 초과의 전극 장치들(예컨대, 접착 전극)에 연결될 수 있다. 장치 상의 커넥터들은 장치의 신체 상에 있을 수 있고 한 쌍의 기계적 및 전기적 커넥터들을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 전극 어셈블리로부터 포스트들, 스냅들, 프로젝션들 등을 수용하도록 구성된 한 쌍의 소켓들을 포함할 수 있거나, 전극 어셈블리는 스냅들, 포스트들, 프로젝션들 등일 수 있는 장치의 온/프로젝팅 프라우드(on/projecting proud)를 커넥터들에 커플링하도록 구성된 소켓들을 가질 수 있다.

[00022] 아래 더 상세히 설명되는 바와 같이, 전극 장치에 연결하기 위한 2개의 커넥터들(예컨대, 소켓들 등)을 갖는 장치들이 특히 유용할 수 있다. 특히, 서로에 대해 미리결정된 로케이션(및 장치의 사용자를 향하는 표면 상의 오프-센터)에 포지셔닝된 한 쌍의 커넥터들을 갖는 장치들이 본원에서 설명된다. 포지셔닝 및/또는 공간은 장치를 전극 어셈블리에 고정하고, 안전한 부착을 유지하면서, 장치가 다양한 신체 형상들 및 크기들에 맞게 하고, 어떤 경우들에는 장치가 사용자의 신체에 대해 착용된 전극 어셈블리에 대해 캔틸레버하게(그리고 이에 따라 사용자의 신체에 대해 캔틸레버하게) 하도록 최적화될 수 있다. 예컨대, 장치는 약 0.5 인치 내지 1.0 인치(보다 최적으로는 0.6 내지 0.9, 0.7 내지 0.8 등)만큼 서로 분리된 한 쌍의 커넥터들을 포함할 수 있다. 이러한 분리는 중심에서 중심 또는 가장 가까운 에지에서 가장 가까운 에지일 수 있다.

[00023] 일반적으로, 본원에서 설명되는 하우징들 중 임의의 하우징은 형상이 대략 삼각형일 수 있다. 대략 삼각형 형상들은, (곡선 또는 직선일 수 있는) 3개의 에지들을 가질 수 있고 날카롭거나 곡선(예컨대, 둥근 에지들)일 수 있는 3개의 코너 영역을 일반적으로 가질 수 있는 삼각형 형상들을 포함한다.

[00024] 하우징은 (일반적으로 그러나 하나 또는 그 초과의 커넥터들을 반드시 포함할 필요는 없는) 하부 사용자를 향하는 표면을 포함할 수 있다. 하우징은 또한 하부 표면으로부터 대략 대향하는(또는 일반적으로 대향하는) 상부 표면을 포함할 수 있다. 상부 표면과 하부 표면 사이의 거리는 장치의 두께일 수 있다. 일반적으로, 두께는 일정할 수 있거나 장치에 걸쳐 변할 수 있다.

[00025] 언급한 바와 같이, 하부(사용자를 향하는) 표면은 오목하며 그리고/또는 트위스트 축을 따라 트위스팅될 수 있고, 제 1 표면은 트위스트 축의 길이를 따라 3cm마다 2도 내지 45도(예컨대, 1도 내지 45도, 2도 내지 40도, 2°, 3°, 4°, 5°, 6°, 7°, 8°, 9°, 10°로부터 선택된 하한 중 임의의 하한 내지 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°로부터 선택된 상한 중 임의의 상한, 여기서 하한은 항상 상한 미만임)로 트위스팅한다. 이는 또한 약 0.07도/mm(degrees/mm) 내지 1.5 도/mm로서 표현될 수 있다.

[00026] 기능상, 본원에서 설명되는 신경자극기 장치들 중 임의의 신경자극기 장치는 경피 전기 자극을 전달하도록 구성될 수 있다. 특히, 장치들은 전원 장치 및 파형 발생기를 포함할 수 있는 전류 소스를 포함하며, 약 750 Hz 내지 30 kHz에서 35mA까지의 비대칭인 2상 전류를 전달하도록 구성된 제어 회로소자를 포함할 수 있다. 신경자극기 전류 소스는 일반적으로, 약 10 내지 100 V 전압을 공급하도록 구성된 고전압 전원장치를 포함할 수 있다. 이 전원 장치는 전원 장치에 의해 제공되는 이용가능한 전압(전압 소스)이 전극들에 연결된 전기적 커넥터들로부터 그리고/또는 전극들로부터 직접 피드백을 수신할 수 있는 전압 제어 회로소자에 의해 조정될 수 있도록 조정가능할 수 있다.

[00027] 또한, (본원에 설명된 신경자극기들 중 임의의 것을 포함하는) 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법들이 본원에 설명된다. 예컨대, 사용자를 향하는 오목한 제 1 표면, 사용자를 향하는 표면에 대향하는 제 2 외향 표면 및 이들간의 두께를 포함하는 하우징을 갖는 신경자극기가 피험자의 인지 상태를 변조하기 위해 사용될 수 있고, 하우징은 수페리어 에지(superior edge), 오리큘러 에지(auricular edge) 및 오비탈 에지(orbital edge)에 의해 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 한정되고, 오리큘러 에지와 오비탈 에지의 교점 근처의 하우징의 영역의 두께는 2 ㎝ 두께 미만이다. 이러한 장치를 사용하여 인지 상태를 변조하는 방법은, 피험자의 눈 오비탈 영역을 향해 연장되는 오비탈 에지 및 피험자의 귀를 향하는 오리큘러 에지 및 피험자의 머리(및/또는 관자놀이 영역)의 상단을 향하는 수페리어 에지를 갖는 신경자극기를 피험자의 관자놀이 영역에 부착하는 단계를 포함한다.

[00028] 예컨대, 신경자극기는 대략 삼각형인 사용자를 향하는 오목한 제 1 표면, 사용자를 향하는 표면에 대향하는 제 2 외향 표면 및 이들간의 두께를 포함하는 하우징을 갖고, 하우징은 수페리어 에지, 오리큘러 에지 및 오비탈 에지에 의해 제 1 표면과 제 2 표면간에 한정되고, 오리큘러 에지와 오비탈 에지의 교차점 근처의 하우징의 영역의 두께는 수페리어 에지와 오비탈 에지의 교차점 근처의 하우징의 영역의 두께보다 적어도 15 % 더 얇은 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법은, 피험자의 눈 오비탈 영역을 향해 연장되는 오비탈 에지 및 피험자의 귀를 향하는 오리큘러 에지 및 피험자의 머리의 상단을 향하는 수페리어 에지를 갖는 신경자극기를 피험자의 관자놀이 영역에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.

[00029] 이들 변동들 중 임의의 것에서, 방법은, 피험자의 관자놀이에 전극 어셈블리를 부착하는 단계 및 신경자극기의 사용자를 향하는 표면을 전극 어셈블리의 외향 표면에 커플링하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 피험자의 관자놀이에 전극 어셈블리를 접착가능하게 부착하는 단계 및 적어도 하나의 전기적 및 기계적 부착에 의해 신경자극기의 사용자를 향하는 표면을 전극 어셈블리의 외향 표면에 커플링하는 단계를 포함할 수 있다.

[00030] 이러한 방법들 중 임의의 방법은, 전극 어셈블리의 제 1 전극 부분을 피험자의 관자놀이에 그리고 전극 어셈블리의 제 2 전극 부분을 피험자의 머리 또는 목 상의 제 2 영역에 부착하는 단계, 및 신경자극기가 전극 어셈블리의 제 1 및 제 2 전극 부분들 둘 모두와 전기 콘택하도록, 신경자극기의 사용자를 향하는 표면을 전극 어셈블리의 제 1 전극 부분으로부터 대향하는 외향 표면에 커플링하는 단계를 포함할 수 있다.

[00031] 이러한 방법들 중 임의의 방법은, 신경자극기의 적어도 일부 상에 안경 또는 다른 장신구 또는 의류를 착용하는 단계를 포함할 수 있다.

[00032] 또한, 파형들(예컨대, 앙상블 파형들)을 형성하는 전달된 펄스들 중 일부 또는 전부 동안 용량성 방전을 포함하는 신경자극기들이 본원에 설명된다. 예컨대, 피험자의 인지를 유도하기 위한 웨어러블 경피 신경자극기는, 제어기, 제어기에 연결되는 무선 통신 서브-시스템 및 고전압 전원장치를 둘러싸는 하우징; 하우징 상의 사용자를 향하는 제 1 표면; 제 1 전극과 연결되도록 구성되는 제 1 커넥터 및 제 2 전극과 연결되도록 구성되는 제 2 커넥터를 포함할 수 있고, 제어기는 제 1 전극과 제 2 전극 간에 2상 전기적 신호를 전달하도록 구성되는 파형 생성기 및 용량성 방전 회로를 포함하고, 제어기는 2상 전기적 자극 신호의 전달 동안 제 1 전극 및 제 2 전극 상의 커패시턴스를 방전하도록 용량성 방전 회로를 트리거링하도록 구성된다. 본원에 설명된 장치들 및 방법들 중 임의의 것에서, 방전 회로는, 양방향으로(예컨대, 전극들, 애노드 및 캐소드 둘 모두에) 용량성 방전 전류를 인가하지 않는 것을 포함하여, 용량성 방전 전류가 별개로 또는 개별적으로 단일 방향(예컨대, 하나의 또는 다른 하나의 전극에) 인가될 수 있도록 구성될 수 있다.

[00033] 용량성 방전 회로들의 예들이 본원에 제공되지만, 일부 변동들에서, 더블 H-브릿지 회로를 포함할 수 있다. 신경자극기 제어기는, 용량성 방전 회로가 트리거링되는 경우, 전류 소스를 턴 오프시키도록 구성되는 스위치를 포함할 수 있다. 신경자극기 용량성 방전 회로는 0 내지 100 microseconds의 지속기간 동안 커패시턴스를 방전하도록 구성될 수 있다. 신경자극기 제어기는 전기적 자극 펄스 동안 제 1 전극 및 제 2 전극에 전달된 전압을 측정하도록 구성되는 증폭기를 포함할 수 있다.

[00034] 신경자극기 제어기는, 복수의 더 이른 사이클들로부터 추정되는 인가된 전압의 요구 이력에 기반하여 고전압 전원장치에 의해 파형 생성기에 제공되는 전압을 조절하도록 구성될 수 있다.

[00035] 또한, 전극들 간에(예컨대, 전극들에 대한 커넥터들 간에) 용량성 엘리먼트를 갖는 전극 어셈블리로의 연결을 (검출 회로 또는 용량성 검출 회로를 사용하여) 검출하도록 구성되는 신경자극기들이 설명되고; 용량성 엘리먼트는, 임계치 초과의(예컨대, 50 kHz 초과의) 주파수들에서만 검출가능한 고주파수(고역 통과) 필터로서 작동할 수 있고, 그렇지 않으면 개방 회로로서 동작한다. 이러한 신경자극기들은 또한, 연결부를 확인하는 것 및 부착된 전극 어셈블리의 타입 또는 부류를 식별하는 것 둘 모두를 위해 사용될 수 있는 용량성 엘리먼트의 공진을 검출할 수 있다. 예컨대, 피험자에 의해 착용된 전극 어셈블리와 커플링하도록 구성되는, 피험자의 인지 효과를 유도하기 위한 웨어러블 경피 신경자극기는, 제어기, 제어기에 연결되는 무선 통신 서브-시스템 및 고전압 전원장치를 둘러싸는 하우징; 하우징 상의 사용자를 향하는 제 1 표면; 제 1 전극과 연결되도록 구성되는 제 1 커넥터 및 제 2 전극과 연결되도록 구성되는 제 2 커넥터를 포함할 수 있고, 제어기는 제 1 전극과 제 2 전극 간에 2상 전기적 신호를 전달하도록 구성되는 파형 생성기 및 용량성 감지 회로를 포함하고, 제어기는, 전극들이 연결된 것을 표시하는, 제 1 전극과 제 2 전극간의 커패시턴스 신호를 검출하도록 구성되고, 특성 공진을 검출하도록 추가로 구성된다.

[00036] 본원에 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 것은, 캔틸레버가, 예컨대 사용자를 향하는 표면의 일 영역에서 안전하게 연결되지만, 대향하는 단부에서 피험자에게 부착된/부착가능한 전극 장치 및/또는 사용자에게 상대적으로 자유롭게 플로팅하도록 구성될 수 있다. 이것은 일반적으로, 접착 전극 장치와 신경자극기 장치 오프-센터 간에 2개의(또는 잠재적으로 더 많은) 기계적 및/또는 전기적 커넥터(들)을, 이 둘 간에 미리 결정된 간격으로 포지셔닝함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 전극 장치와의 부착을 통해 피험자에게 연결가능한 경피 신경자극기는, 제어기 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징 ―하우징은 사용자를 향하는 오목한 표면 및 사용자를 향하는 표면에 대향하는 상단 표면을 포함함―; 사용자를 향하는 오목한 표면과 상단 표면간의 제 1 에지 영역 및 제 2 에지 영역 ―제 1 에지 영역은 제 2 에지 영역보다 얇음―; 사용자를 향하는 오목한 표면 및 및 사용자를 향하는 오목한 표면에 상대적인 오프-센터 상의 제 1 및 제 2 커넥터를 포함할 수 있고, 제 1 및 제 2 커넥터들은 각각 전극 장치 상에서 커넥터 메이트와 전기적 및 기계적 연결을 하도록 구성되고, 추가로, 제 1 및 제 2 커넥터들은 0.7 내지 0.8 인치만큼 떨어져 있다.

[00037] 전극 장치와의 캔틸레버식 부착을 통해 피험자에게 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기는, 제어 회로 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징; 하우징 상에서 사용자를 향하는 제 1 표면 ―제 1 표면은 오목하고 트위스팅됨―; 및 제 1 표면 및 제 1 표면에 상대적인 오프-센터 상의 하나 또는 그 초과의 커넥터들을 포함할 수 있고, 상기 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 전극 장치의 메이팅 표면상의 커넥터 메이트와 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성되며, 상기 신경자극기는 5 온스 미만의 중량이다.

[00038] 본원에 설명된 자극 디바이스들 중 임의의 것(예컨대, 신경자극기들)은 2개의 커넥터들을 포함할 수 있다(예컨대, 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 제 1 및 제 2 커넥터를 포함한다). 본원에서 사용되는 바와 같이, 커넥터는, 전기적 콘택을 만들 수 있는 것 및 자극 디바이스를 전극 장치(예컨대, 전극 어셈블리)에 기계적으로 고정시킬 수 있는 것 둘 모두가 가능한 전기적 및 기계적 커넥터일 수 있다. 커넥터는, 암(female)(수신기) 커넥터에 삽입되는 수(male)(돌출형) 커넥터, 수(돌출형) 커넥터를 수용하는 암 커넥터(수신기), 파지가능한 커넥터(graspable connector)(손잡이 등)와 메이팅되는 파지(grasping)(클램핑) 커넥터, 또는 임의의 다른 타입의 커넥터일 수 있다. 예컨대, 커넥터들은, 스냅들, 클래스프(clasp)들, 플러그들, 자석들 등일 수 있다. 자극 디바이스는, 동일한 타입(예컨대, 스냅들 또는 스냅 수신기들) 또는 상이한 타입들(예컨대, 스냅들 및 스냅 수신기들) 둘 모두인 한 쌍의(또는 그 초과의) 커넥터들을 포함할 수 있다. 예컨대, 신경자극기 장치 상에 (예컨대, 신경자극기 장치의 사용자를 향하는 표면 상에) 제 1 및 제 2 커넥터들을 갖는 변동에서, 커넥터들은 (예컨대, 수 스냅 포스트(male snap post)를 수신하도록 구성되는) 스냅 수신기들을 포함할 수 있다.

[00039] 본원에 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 것은 캔틸레버식 부착(cantilevered attachment)들로 구성되어, 장치 상의 커넥터들(예컨대, 제 1 및 제 2 커넥터들)은, 에지 영역으로부터 대향하는 사용자를 향하는 오목한 표면의 단부를 전극 장치에 상대적으로 이동하도록 허용하면서, 사용자를 향하는 오목한 표면의 에지 영역을 전극 장치(전극 어셈블리)에 고정시킬 수 있다. 신경자극기 장치들 상의 커넥터들간의 분리(예컨대, 둘 간에 약 0.7 내지 0.8 인치를 가짐)는 특히 이러한 구성, 특히 장치가 5 인치 미만의 직경 및/또는 0.5 인치 미만의 두께인 경우에 매우 적합하지만, 이러한 어레인지먼트는 또한 상이한 디멘션들을 갖는 신경자극기 장치들에서도 작동할 수 있다.

[00040] 예컨대, 일부 변동들에서, 제 1 및 제 2 커넥터들은, 약 0.7 내지 0.75인치 또는 약 0.72 내지 약 0.74인치 만큼 떨어져 있는 식이다.

[00041] 일부 변동들에서, 어댑터 유닛(adaptor unit)은 제 1 및 제 2 커넥터들에 커플링될 수 있고, 신경자극기 유닛 상의 인터-커넥터 거리보다 더 큰(예컨대, 0.8인치보다 큰, 1인치보다 큰 등의) 이들 간의 분리를 갖는 전극 커넥터들의 제 2 세트를 제공할 수 있다.

[00042] 언급된 바와 같이, 일반적으로 이러한 디바이스들은 경량이고, 특히, 장치는 5 온스 미만의 중량일 수 있다. 중량은 장치 내에서, 특히 전극 장치로부터 캔틸레버하도록 구성되는 신경자극기 장치들에서 불균일하게 분산될 수 있고, 신경자극기 장치의 중량(및/또는 두께)는 커넥터들 위의 신경자극기 장치의 단부에서 또는 그 근처에서 더 커서, 더 가벼운 단부(또한 더 얇을 수 있음)가 이러한 단부/에지 영역에 대향할 수 있다. 반대로, 일부 변동들에서, 이는 반전될 수 있어서, 신경자극기 장치의 더 두꺼운 및/또는 더 무거운 단부/에지 영역이 커넥터들에 의한 전기적 및 기계적 부착의 영역으로부터 대향하는 위치에 포지셔닝되고; 이러한 구성은, 디바이스가 전극 장치에 안전하게 부착되어 유지되는 동안 피험자의 머리에 맞도록 하는데 예기치 않게 유리할 수 있다. 이러한 구성은 또한 커넥터들(예컨대, 스냅 수신기들)과 내부 전기 회로 및/또는 전력 저장(예컨대, 배터리) 컴포넌트들간의 분리를 허용할 수 있다.

[00043] 본원에 설명된 디바이스들 중 임의의 것은 일반적으로 상당히 얇을 수 있다. 예컨대, 본원에서 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 것의 하우징은 30 mm 미만의 두께(예컨대, 20 mm 미만의 두께, 15 mm 미만의 두께, 14 mm 미만의 두께, 13 mm 미만의 두께, 12 mm 미만의 두께, 11 mm 미만의 두께, 10 mm 미만의 두께, 9 mm 미만의 두께, 8 mm 미만의 두께, 7 mm 미만의 두께, 6 mm 미만의 두께, 5 mm 미만의 두께 등)일 수 있다. 이것은, 하우징의 평균 또는 절대(최대) 두께를 지칭할 수 있다. 일반적으로, 앞서 언급된 것처럼, 이러한 디바이스들은 균일한 또는 불균일한 두께를 가질 수 있다. 앞서 언급된 것처럼, 이러한 변동들 중 임의의 것에서, 이러한 웨어러블 전기 자극기들 중 임의의 것의 하우징은 신경자극기의 대향하는 단부에서보다 신경자극기의 일 단부 영역에서 10%(또는 15%, 또는 20%, 또는 25% 또는 30%, 또는 35%, 또는 40% 또는 45% 또는 50%, 또는 60%, 또는 70%, 또는 80%, 또는 90%, 또는 100%, 또는 110% 등) 이상 더 큰 제 1 (예컨대, 사용자를 향하는 또는 전극 어셈블리를 향하는) 표면으로부터 대향하는 상단 표면을 가질 수 있다.

[00044] 일부 변동들에서, 신경자극기 장치들의 하우징은 삼각형 형상이다. 앞서 언급된 것처럼, 이것은, 디바이스가 전극 어셈블리에 부착되는 경우 하우징의 (신경자극기 장치들의 하우징 상에서 내려다 본) 대략 3-면 형상을 지칭할 수 있다. 이 면들은, 삼각형 형상 외측 둘레의 코너들과 같이 곡선형 또는 직선형일 수 있다.

[00045] 사용자를 향하는 표면은 평탄할 수 있거나, 일부 변동들에서는 트위스팅되고 그리고/또는 오목할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 사용자를 향하는 표면은 트위스트 축을 따라 트위스팅되고 오목할 수 있고, 제 1 표면은 트위스트 축의 길이를 따라 3 cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅된다.

[00046] 본원에 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 것은, 피험자의 인지 상태를 수정하기 위해 부착된(또는 일부 변동들에서는 통합된) 전극 장치들을 통해 TES를 전달하기 위한 사용에 적응될 수 있다. 예컨대, 이러한 디바이스들 중 임의의 것은, 2015년 3월 4일에 출원된 미국 특허 출원 제 14/639,015호(US 9,002,458호에 대해 우선권을 주장함)에 설명된 바와 같이 전기적 자극을 인가하기 위해 커넥터들을 통해 한 쌍의 전극들에 자극을 제공하도록 특별히 구성될 수 있다. 일부 변동들에서, 신경자극기는, 커넥터들 간에 약 750 Hz 내지 30 kHz의 3 mA보다 큰 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하여 연결된(또는 통합된) 전극들을 통해 이러한 에너지가 인가될 수 있도록 구성되는 하우징 내의 제어기를 포함한다.

[00047] 특히, 본원에 설명된 신경자극기 장치들은, 사용자의 머리 및/또는 목 상의 적절한 위치에 인가되는 경우 인지 상태를 수정하기 위해 특히 효과적인 비교적 높은 전류 높은 주파수 자극을 인에이블하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어(예컨대, 회로, 프로그래밍가능 프로세서들, 메모리 등)를 포함할 수 있다. 따라서, 하우징은 하나 또는 그 초과의 프로세서들, 회로 보드들, 회로(본원에 설명된 회로들 또는 서브-시스템들 중 임의의 것을 포함함), 비교기들, 증폭기들(예컨대, op-amp들 등), 커패시터들, 레지스터들, 변환기들, 유도형 코일들, LED들, 배터리들 등을 (부분적으로 또는 완전히) 둘러쌀 수 있다. 특히, 본원에 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 것은 전류 소스(예컨대, 전류 공급 회로)를 포함할 수 있고 그리고/또는 약 10 내지 100 V의 전압을 공급하도록 구성된 고전압 전원장치를 포함할 수 있고, 이는 특히, TES에 의해 인지 상태를 변조하기 위한 타겟 자극 파라미터들을 달성하기 위해 도움이 될 수 있다.

[00048] 본원에 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 것은 또한 일반적으로, 예컨대, 명령들(신경자극기 장치들로부터 전달될 파형들을 포함함)을 제공하는 원격 또는 로컬 디바이스와의 무선 통신을 위해 구성될 수 있고, 따라서 이러한 장치들 중 임의의 것은 하우징 내에서 제어기에 연결되는 무선 서브-시스템(예컨대, 블루투스 칩셋 및 안테나 등)을 포함할 수 있다.

[00049] 또한, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법이 본원에 설명된다. 예를 들어, 일부 변형들에서, 방법은 본원에 설명된 임의의 신경자극기 장치들을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법은, 웨어러블 경피 신경자극기의 하우징의 제 1 표면상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터와, 전극 장치상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 메이트 간에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계 ―제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 0.7 내지 0.8 인치만큼 떨어져 있고, 하우징은 제 1 표면 및 제 1 표면에 대향하는 제 2 표면, 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 제 1 에지 영역 및 제 2 에지지 영역을 포함하며, 제 1 에지 영역은 제 2 에지 영역보다 얇음―; 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치를 고정(securing)하는 단계; 및 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 전극 장치로부터 전기 자극을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 전기 자극을 적용하는 단계는 약 750 Hz 내지 30 kHz인, 3 mA보다 큰 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

[00050] 웨어러블 경피 신경자극기를 통ㅇ해 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법의 다른 예는, 웨어러블 경피 신경자극기의 제 1 표면상의 하나 또는 그 초과의 커넥터들과 전극 장치상의 하나 또는 그 초과의 커넥터 메이트들 간의 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계 ―제 1 표면은 제 1 표면이 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도 트위스팅되도록, 트위스트 축을 따라 트위스팅되며 오목하고, 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 제 1 표면에 대해 오프-센터에 로케이팅됨―; 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치를 부착하는 단계; 및 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 전극 장치로부터 전기 자극을 적용하는 단계를 포함한다.

[00051] 일반적으로, 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는, 제 1 커넥터 메이트를 제 1 커넥터에 그리고 제 2 커넥터 메이트를 제 2 기계적 커넥터에 스냅핑(snapping)하는 단계를 포함한다. 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 전극 장치상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 메이트들에 하우징의 제 1 표면상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 연결하는 단계를 포함할 수 있으며; 제 1 표면은 오목하다.

[00052] 전극 장치를 피험자의 관자놀이 또는 이마에 고정하는 단계는 전극 장치를 피험자의 관자놀이 또는 이마에 접착가능하게 고정하는 단계를 포함할 수 있다.

[00053] 이러한 방법들 중 임의의 방법은, 피험자의 관자놀이 또는 이마에 신경자극기를 부착하는 단계 이전에 전극 장치와 신경자극기 간에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법은, 피험자의 목 또는 꼭지돌기(mastoid) 영역에 전극 장치의 부분을 연결하고, 다른 부분(여기에 신경자극기 장치가 연결될 수 있음)을 피험자의 관자놀이 및/또는 이마 영역에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

[00054] 앞서 언급된 것처럼, 본원에 설명된 장치들은, 통상적으로 의류, 장신구 및/또는 보철물의 안락함, 포지션 및 기능과 간섭하지 않고, 예를 들어, 안경, 보청기, 모자 등을 포함하는 이러한 의류, 장신구 및/또는 보철물로 착용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 설명된 장치들을 적용하거나, 이용하거나 착용하는 방법은, 신경자극기의 적어도 일부에 걸쳐 안경을 착용하는 단계를 더 포함할 수 있다.

[00055] 본원에 설명된 장치들의 애플리케이션은 장치(예를 들어, 결합된 신경조절 장치 및 전극 어셈블리, 이들은 본원에 설명된 커넥터를 이용하여 최초에 서로 연결될 수 있음)를 어디에 적용할 지를 처음에 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 방법들 중 임의의 방법은, 디바이스를 머리 및/또는 목에 접착가능하게 고정하기 전에, 머리 상의 장치 및 전극 어셈블리의 포지션을 '테스팅'하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법은: 피험자의 이마 또는 관자놀이 영역 위로 제 1 포지션에 신경자극기 디바이스의 오목한 표면을 포지셔닝하는 단계; 신경자극기 디바이스의 오목한 표면상의 접착제로부터 백킹 층(backing layer)을 제거하는 단계; 및 피험자의 이마 또는 관자놀이 영역에 신경자극기 디바이스를 접착가능하게 고정하기 위해 대략 제 1 포지션에서 신경자극기 디바이스의 오목한 표면을 재포지셔닝하는 단계를 포함할 수 있다.

[00056] 본원에 설명된 방법들 중 임의의 방법은, 약 750 Hz 내지 30 kHz인, 약 3 mA 내지 25 mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 전극 장치로부터 전기적 자극을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.

[00057] 일반적으로, 이러한 방법들은, 예를 들어, 원하는 위치에 신경자극기 디바이스가 적용될 수 있도록 접착제를 노출시키기 위해, 백킹 층을 제거하는 단계 이전에 '테스팅' 포지션의 사용자의 머리로부터 신경자극기 디바이스를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 정면 카메라를 통해 사용자의 실시간 이미지를 디스플레이할 수 있는 미러 또는 애플리케이션(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 등 애플리케이션/소프트웨어)이 장치의 위치를 확인하기 위해 장치에 적용될 경우 사용될 수 있다. 예를 들어, 방법은, 피험자의 머리의 미러 이미지를 디스플레이하는 단계 및/또는 신경자극기 디바이스의 오목한 표면을 포지셔닝한 후 피험자의 머리의 이미지를 캡처하는 단계 및 신경자극기 디바이스를 재포지셔닝하면서 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 변형들에서, 실제 미러가 사용자의 이미지를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있고; 일부 변형들에서, 정면 카메라가 앞서 설명된 것처럼 사용될 수 있다.

[00058] 신경자극기 장치는 백킹 층에 의해 커버된 접착제를 갖는 전극 어셈블리에 연결될 수 있다(그리고 연결하는 단계를 포함할 수 있다). 일부 변형들에서, 전극 어셈블리 및 신경자극기 장치는 디바이스를 사용자에게 접착가능하게 적용하기 전에 함께 커플링된다. 일부 변형들에서, 신경자극기 장치를 전극 어셈블리에 커플링하기 전에, 전극 어셈블리가 먼저 사용자의 신체에 부분적으로 또는 완전하게 부착될 수 있다.

[00059] 신경자극기 장치 및 전극 장치가 사용자들의 머리 및/또는 목에 적용되는 방법에서, 오목한 표면을 포지셔닝하는 단계는, (예를 들어, 이 두 장치를 사용자의 머리에 접착가능하게 고정하기 전에) 피험자의 이마 또는 관자놀이 영역으로 편안한 형상의 포지션을 식별하기 위해 신경자극기 디바이스를 시프팅하는 단계를 포함할 수 있다. 오목한 표면을 포지셔닝하는 단계는 피험자의 눈썹, 눈, 헤어라인 또는 이마의 중심선 중 하나 또는 그 초과의 것에 대해 신경자극기 디바이스를 시프팅하는 단계를 포함할 수 있다.

[00060] 앞서 언급된 것처럼, 본원에 설명된 장치들 중 임의의 장치는, 고전압 전원 장치를 포함할 수 있고; 이러한 전원 장치들은 동작 동안 장치에 의해 조절가능할 수 있어서, 전원 장치에 의해 공급된 이용가능한 전압(공급 전압, V_s)이 제어되고 가변적이다. 앞서 언급된 것처럼, 이러한 조절은 장치가 전기 자극 펄스 동안 회로(예를 들어, 전류 소스)가 포화되는 것을 방지함은 물론, 과열되는 것을 방지하여 전력을 보존하게 할 수 있다. 이러한 조절은 동적일 수 있다. 예를 들어, 경피 신경자극기 장치(예를 들어, 디바이스)가 또한 본원에 설명되며, 이 장치는, 10V보다 큰 최대 전압을 가지며 추가로 최대 전압 미만의 공급 전압을 제공하도록 구성되는, 고전압 전원장치를 둘러싸는 하우징 ―공급 전압은 조절가능함―; 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 1 커넥터 및 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 2 커넥터; 및 하우징 내의 제어기를 포함하며, 제어기는: 제 1 커넥터와 제 2 커넥터들 간에 펄스형인 비대칭 2상 전기 신호를 전달하도록 구성된 파형 발생기를 포함하며, 파형 발생기는 고전압 전원장치로부터 공급 전압을 수신하며, 제어기는 제 1 커넥터와 제 2 커넥터 간에 인가된 전압과, 공급 전압 간의 차를 타겟 전압 오프셋과 비교하도록 구성되며, 추가로, 제어기는 비교에 기반하여 공급 전압을 조절하도록 구성된다.

[00061] 본원에 설명된 경피 신경자극기 장치의 이러한 변형들 중 임의의 변형에서, 이 장치는 10V보다 큰 최대 전압을 가지며 추가로 최대 전압 미만의 공급 전압을 제공하도록 구성되는, 고전압 전원장치를 둘러싸는 하우징 ―공급 전압은 조절가능함―; 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 1 커넥터 및 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 제 2 커넥터; 및 하우징 내의 제어기를 포함할 수 있고, 제어기는: 제 1 커넥터와 제 2 커넥터들 간에 펄스형인 비대칭 2상 전기 신호를 전달하도록 구성된 파형 발생기 ―파형 발생기는 고전압 전원장치로부터 공급 전압을 수신함―, 제 1 커넥터와 제 2 커넥터 간에 인가된 전압을 검출하도록 구성된 감지 회로를 포함하며, 제어기는 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이를 타겟 전압 오프셋과 비교하고, 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이가 타겟 전압 오프셋보다 크면 공급 전압을 감소시킴으로써 공급 전압을 조절하고 그리고 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이가 타겟 전압 오프셋보다 작으면 공급 전압을 증가시킴으로써 공급 전압을 조절하도록 구성된다.

[00062] 이러한 예들 중 임의의 예에서, 고전압 전원장치는 일반적으로 고전압 범위(예를 들어, 20V 초과, 10V 내지 120V, 20V 내지 100V 등)의 공급 전압들을 제공하도록 구성될 수 있다.

[00063] 타겟 전압 오프셋은 일반적으로 임계치 값(예를 들어, 2V, 3V, 4V, 5V, 6V, 7V 등) 또는 전압 범위(예를 들어, 약 2V-10V, 약 3V-9V, 약 4V-8V, 약 5V-7V, 약 4V-10V, 약 1V, 2V, 3V, 4V, 5V, 6V 등 중 임의의 하나와, 약 8V, 9V, 10V, 11V, 12V 등 중 어느 하나 사이)일 수 있다.

[00064] 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이가 타겟 전압 오프셋을 초과하는 경우 공급 전압을 감소시키고 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이가 타겟 전압 오프셋 미만이면 공급 전압을 증가시키도록 일반적으로 구성될 수 있는 레귤레이터 및/또는 제어기(예를 들어, 제어/레귤레이터 회로소자 또는 서브-시스템)에 의해 전압의 조절이 레귤레이팅될 수 있다. 제어기는 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이의 함수로써 공급 전압을 조절하도록 구성될 수 있다.

[00065] 일반적으로, 장치는 감지 회로를 포함할 수 있다. 감지 회로는 (예를 들어, 사용자에게 인가될 수 있는 두 전압 사이의 전압차(V_applied)를 측정하기 위해) 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 중 하나 또는 이 둘 다와 연결된 증폭기를 포함할 수 있다.

[00066] 인가된 전류 및, 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이에 기초하여 디바이스가 과열 상태인지를 결정하도록 제어기가 구성될 수 있다. 일부 변형들에서, 제어기는 장치가 포화 상태인지(예를 들어, 현재 공급 서브-시스템/회로가 포화되었는지)를 결정하도록 구성된다. 일반적으로, 레귤레이터 회로소자 또는 서브-시스템은 또한, 과열 상태를 결정하기 위한 온도 센서(예를 들어, 서미스터)를 포함한다.

[00067] 전원장치에 의해 공급된 이용가능한 전압을 동적으로 조절하기 위해 신경자극 디바이스를 동작시키는 방법이 본원에 또한 설명된다. 예를 들어, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하는 방법은: 경피 신경자극기 디바이스의 제 1 전극과 제 2 전극 간에 2상 전기 신호를 전달하는 단계 ―경피 신경자극기 디바이스는 조절가능한 공급 전압을 제공하는 고전압 전원장치 및 공급 전압을 수신하는 파형 발생기를 포함함―; 제 1 전극과 제 2 전극 간에 인가된 전압을 검출하는 단계; 및 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이를 타겟 전압 오프셋과 비교하고, 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이가 타겟 전압 오프셋 미만이면 공급 전압을 증가시키거나, 또는 공급 전압과 인가된 전압 간의 차이가 타겟 전압 오프셋 이상이면 공급 전압을 감소시킴으로써 공급 전압을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

[00068] 인가된 전압을 검출하는 단계는 제 1 전극에 연결된 제 1 커넥터에서 그리고 제 2 전극에 연결된 제 2 커넥터에서 인가된 전압을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 일반적으로, 인가된 전압을 검출하는 단계는, TES 파형의 하나 또는 그 초과의 펄스들 동안 발생할 수 있고, 용량성 방전이 발생한 경우 TES 파형의 기간 동안 또는 펄스들(오픈 회로 상태) 사이의 인가 전압의 측정을 방지할 수 있다. TES 파형의 펄싱 기간 동안 측정하는 단계는, 용량성 방전 기간들과 오픈 회로로부터의 활성 펄스 기간들을 구별하는 신경자극 디바이스의 제어기에 의해 생성되는 게이팅 또는 다른 디지털 또는 아날로그 신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

[00069] 타겟 전압 오프셋은 전압들(예를 들어, 약 2 V 내지 10 V, 약 3 V 내지 9 V, 약 4 V 내지 약 8 V, 6 V 내지 7 V, 등)의 범위에 있을 수 있다.

[00070] 본원에 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 신경자극기 장치는, 앞서 설명된 전극 어셈블리에 사용하기 위한 캔틸레버 디바이스들로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 신경자극기 장치는 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기일 수 있고, 제어기 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징; 하우징 상의 사용자를 향하는 오목한 표면; 및 사용자를 향하는 오목한 표면에 대한 오프-센터(off-center) 및 사용자를 향하는 오목한 표면 상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 포함할 수 있으며, 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 각각, 전극 장치상의 커넥터 메이트(mate)와의 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성되며, 추가로 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 0.7 내지 0.8 인치만큼 떨어져 있다.

[00071] 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는, 제 1 에지 영역에 대향하는 사용자를 향하는 표면의 제 2 에지 영역이 전극 장치에 대해 플로팅하는 것을 허용하는 동안 전극 장치의 사용자를 향하는 표면의 제 1 에지 영역을 고정할 수 있다. 앞서 논의된 것처럼, 제 1 및 제 2 커넥터들은 스냅 수신기를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 커넥터들은 임의의 적절한 길이만큼, 통상적으로 0.5 내지 1 인치만큼, 그러나 특정하게는 0.6 내지 0.9 인치 만큼 및 더욱 특정하게는 0.7 내지 0.8 인치(예를 들어, 약 0.7 내지 0.75 인치들) 만큼 떨어져 있을 수 있다. 앞서 설명된 것처럼, 이러한 캔틸레버 장치들은 경량(예를 들어, 5 온스 미만의 무게일 수 있음)일 수 있고, 비교적 얇을 수 있다(예를 들어, 하우징은 30 mm 두께 미만, 20 mm 두께 미만, 15 mm 두께 미만, 11 mm 두께 미만 등).

[00072] 하우징은 사용자를 향하는 표면과 대향하는 상단 표면을 포함할 수 있고, 외향 표면과 제 1 표면 간의 하우징의 두께는 신경자극기의 대향 단부에서보다 신경자극기의 일 단부에서 15% 이상 더 클 수 있다. 사용자를 향하는 표면은 오목하고 그리고/또는 트위스팅될 수 있다. 예를 들어, 사용자를 향하는 표면은 오목하며 트위스트 축(twist axis)을 따라 트위스팅될 수 있고, 사용자를 향하는 표면은 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅된다.

[00073] 제어기는 약 750 Hz 내지 30 kHz에서 3mA보다 큰 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성될 수 있다.

[00074] 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기는, 제어기 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징; 하우징 상의 사용자를 향하는 제 1 표면 ―제 1 표면은 오목함―; 제 1 표면에 대한 오프-센터 및 제 1 표면상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 포함할 수 있으며, 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는, 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터가 제 1 표면의 대향 면이 메이팅 표면에 대해 플로팅하도록 허용하는 동안 전극 장치의 메이팅 표면에 제 1 표면의 일 면을 고정하도록, 메이팅 표면이 피험자의 머리를 등진 채로 전극 장치가 피험자의 머리에 부착될 때 전극 장치의 메이트 상에서 커넥터 메이트와 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성된다. 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 약 0.7 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있다.

[00075] 본원에 설명된 장치들 중 임의의 장치에서, 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 전극 어셈블리로부터의 스냅들을 수신하도록 구성되는 한 쌍의 소켓들을 포함할 수 있다. 신경자극기는 5 온스 미만의 중량일 수 있다. 하우징은 제 1 표면과 대향하는 외향 표면을 포함하며, 외향 표면과 제 1 표면 간의 하우징의 두께는 신경자극기의 대향 단부에서 보다 신경자극기의 일 단부에서 15%이상 더 클 수 있다. 제 1 표면은 오목하고 트위스트 축을 따라 트위스팅될 수 있으며, 제 1 표면은 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅된다.

[00076] 제어기는 약 750 Hz 내지 30 kHz에서 3mA보다 큰 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성될 수 있다.

[00077] 일 단부가 전극 어셈블리(및 따라서 사용자의 신체)에 관련하여 캔틸레버되도록 신경자극 장치를 부착하는 방법들, 이를테면, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법들이 또한 본원에서 설명된다. 이러한 방법들 중 임의의 방법은: 전극 장치 상의 제 1 커넥터 메이트 및 제 2 커넥터 메이트와 웨어러블 경피 신경자극기의 하우징의 제 1 표면 상의 오프-센터에 포지셔닝된 제 1 커넥터와 제 2 커넥터 간에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계 ― 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 제 1 표면 상에서 0.7 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있음―; 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치를 고정하는 단계; 및 비대칭 펄스형 2상 전류를 전달함으로써 전극 장치로부터 전기 자극을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.

[00078] 예컨대, 전기 자극을 적용하는 단계는 약 750 Hz 내지 30 kHz인, 3 mA보다 큰 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 신경자극기의 제 1 커넥터 메이트에 전극 장치의 제 1 커넥터를 그리고 신경자극기의 제 2 케넥터 메이트에 전극 장치의 제 2 커넥터를 스냅핑하는 단계를 포함할 수 있다.

[00079] 전극 장치를 피험자의 관자놀이 또는 이마에 고정하는 단계는, 신경자극기의 단부가 전극 장치에 대해 캔틸레버되도록 전극 장치를 피험자의 관자놀이 및/또는 이마에 접착가능하게 고정하는 단계, 및/또는 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치의 제 1 영역을 접착가능하게 고정하는 단계 및 피험자의 머리 또는 목의 다른 부분을 전극 장치의 제 2 부분에 접착가능하게 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 변경들에서, 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치를 고정하는 단계는, 피험자의 관자놀이 또는 이마에 신경자극기의 제 1 표면에 인접한 전극 장치의 제 1 부분을 그리고 피험자의 목 또는 꼭지돌기 영역의 다른 부분에 신경자극기의 제 2 부분을 접착가능하게 고정하는 단계를 포함한다.

[00080] 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법은: 제 1 표면의 대향 면 영역이 전극 장치에 대해 플로팅하도록 허용하는 동안 전기적 및 기계적 연결이 전극 장치에 대해 제 1 표면의 제 1 면 영역을 보유하도록, 전극 장치 상의 제 1 케넥터 메이트와 제 2 커넥터 메이트와 제 1 표면 상의 오프-센터에 로케이팅된 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 커플링함으로써 웨어러블 경피 신경자극기의 제 1 표면과 전극 장치 간에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계; 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치를 부착하는 단계; 및 약 750 Hz 내지 30 kHz인, 약 3 mA 내지 25 mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 전극 장치로부터 전기적 자극을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.

[00081] 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 신경자극기의 제 1 커넥터 메이트에 전극 장치의 제 1 커넥터를 그리고 신경자극기의 제 2 커넥터 메이트에 전극 장치의 제 2 커넥터를 스냅핑하는 단계를 포함할 수 있다. 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 제 1 표면 상의 제 1 커넥터와 제 2 커넥터 간에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계를 포함하며, 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터는 제 1 표면 상에서 0.7 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있고, 전극 장치 상의 제 1 커넥터 메이트 및 제 2 커넥터 메이트는 0.7 인치 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있어, 신경자극기의 제 2 측 영역이 전극 장치의 제 2 영역에 대해 플로팅하도록 허용하는 동안 전극 장치의 제 1 영역과 신경자극기의 제 1 측 영역 간에 연결을 제공한다.

[00082] 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치를 부착하는 단계는, 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치의 제 1 영역을 접착가능하게 고정하는 단계 및 피험자의 머리 또는 목의 다른 부분을 전극 장치의 제 2 부분에 접착가능하게 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 변경들에서, 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치를 부착하는 단계는, 피험자의 관자놀이 또는 이마에 전극 장치의 제 1 영역을 접착가능하게 고정하는 단계 및 피험자의 목 또는 꼭지돌기의 다른 부분을 전극 장치의 제 2 부분에 접착가능하게 고정하는 단계를 포함한다.

[00083] 본원에서 설명된 전기 자극(예컨대, 시스템들 및 디바이스들을 포함하는 신경자극기 장치들) 중 임의의 것은, 특히, 본원에서 설명되는 방식으로 자극하는 경우, 전극들 상에서 달리 형성할 수 있는 용량성 전하 구축에 대향하도록 지향되는 전류를 제어가능하게 그리고 신뢰성있게 인가하도록 구성될 수 있다. 용량성 방전 신호는 사용자의 인지 상태를 변조하기 위하여 본원에서 설명된 장치들에 의해 사용되는 파형(들)의 일부로서 포함될 수 있다. 일반적으로, 용량성 방전 신호는 제어되고, 이는 전극들 상에서 구축된 전하에 대향한다. 장치는 하우징 내에 포함되는 회로소자(용량성 방전 회로소자)를 포함할 수 있다.

[00084] 예컨대, 경피 신경자극기 장치는: 제 1 표면을 갖는 하우징; 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 ―제 1 커넥터는 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되며 제 2 커넥터는 제 2 전극과 전기적으로 연결됨―; 및 하우징 내의 제어기를 포함하며, 제어기는: 제 1 커넥터와 제 2 커넥터 간에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성된 파형 발생기; 제어기에 의해 트리거링되며 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 중 하나 또는 이 둘 다에 연결되고 2상 전기 자극 신호의 사이클 중 일부 동안 제 1 전극 및 제 2 전극 중 하나 또는 이 둘 다에 점진적 용량성 방전 전류 펄스를 전달하도록 구성되는 용량성 방전 회로를 포함할 수 있다. 용량성 방전 회로는 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성되는 더블 H-브릿지 회로를 포함할 수 있다.

[00085] (점진적 방전 펄스의 맥락에서) 점진적인 것은 일반적으로, 1 μs(microsecond)보다 큰(예컨대, 1 μs보다 큰, 2 μs보다 큰, 5 μs보다 큰, 10 μs보다 큰, 15 μs보다 큰, 20 μs보다 큰, 30 μs보다 큰, 40 μs보다 큰, 50 μs보다 큰, 100 μs보다 큰, 150 μs보다 큰, 200 μs보다 큰, 300 μs보다 큰, 400 μs보다 큰, 500 μs보다 큰 등) 임의의 기간의 시간을 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 용량성 방전 펄스는 순간적이지 않으며, 하나 또는 둘 다의 전극들을 단락("단락 회로")하는 결과가 아니지만, 대신에, 장치에 연결된 전극들 상의 용량성 전하가 대향되고 감소 또는 제거되도록 하는 전류의 인가이다. 예컨대, 일부 변경들에서, 용량성 방전의 최대 전류(예컨대, 10대 mA, 일반적으로, 50 mA 또는 더 큰 범위)는 사용자의 인지 상태를 변조하는데 사용되는 파형의 일부분 동안 온 또는 오프된다.

[00086] 일반적으로, 제어기는 펄스형인 비대칭 2상 전기 자극 신호의 각각의 사이클 내에 다수번 용량성 방전 회로를 트리거링하도록 구성될 수 있다. 용량성 방전 회로는 그것이 약 1 microsecond 내지 1 ms 지속되도록 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다. 제어기는 전기 자극 파형의 상이한 타임포인트들에서 제 1 전극 및 제 2 전극 상에서 커패시턴스 구축을 방전시키도록 추가로 구성될 수 있고, 용량성 방전의 방향(즉, 전극이 방전되는 커패시턴스)은 자극 펄스들의 이력(즉, 이전 용량성 방전 이후의 전하 불균형의 그들의 누적적 이력)에 의해 결정될 수 있거나 또는 (즉, 제 2 전극으로부터) 다른 방향이 아닌 (즉, 제 1 전극으로부터) 일 방향으로 용량성 방전을 가능하게 하는 신경자극기 제어기에 의해 결정될 수 있다.

[00087] 제어기는 용량성 방전 회로가 트리거링될 때 전류 소스를 턴 오프시키도록 구성될 수 있다.

[00088] 위에서 언급된 바와 같이, 본원에서 설명된 장치들 중 임의의 것은 하우징 내에 있고 제어기에 연결되는 무선 통신 서브-시스템들을 포함할 수 있다.

[00089] 본원에 설명된 전기 자극기(예컨대, 신경자극기) 장치들 중 임의의 것에서, 제어기는 2상 전기 신호의 포지티브로 가는 부분의 시작부 또는 마지막부에 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 용량성 방전 회로를 트리거링하도록 구성될 수 있다. 제어기는 2상 전기 신호의 네거티브로 가는 부분의 시작부 또는 마지막부에 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 용량성 방전 회로를 활성화시키도록 구성될 수 있다. 제어기는 2상 전기 신호의 포지티브로 가는 또는 네거티브로 가는 부분으로부터의 위상 오프셋에서(즉, 포지티브로 가는 또는 네거티브로 가는 펄스의 시작부 또는 마지막부에서가 아님) 용량성 방전 회로를 활성화시키도록 구성될 수 있다.

[00090] 예컨대, 경피 신경자극기 장치는: 전류 소스를 둘러싸는 하우징; 하우징 상의 제 1 표면; 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 ―제 1 커넥터는 전극 장치의 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되며 제 2 커넥터는 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성됨―; 및 하우징 내의 제어기를 포함하며, 제어기는: 제 1 커넥터와 제 2 커넥터 간에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성되는 파형 발생기; 제어기에 의해 트리거링되며 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 중 하나 또는 이 둘 다에 연결되고 2상 전기 자극 신호의 사이클 중 일부 동안 점진적 용량성 방전 전류 펄스를 전달하도록 구성되는 용량성 방전 회로를 포함할 수 있고, 용량성 방전 전류 펄스는 제 1 전극 상의 제 1 용량성 전하를 카운터링하는 제 1 전하 및 제 2 전극 상의 제 2 용량성 전하를 카운터링하는 제 2 전하 중 하나 또는 이 둘 다를 전달한다. 용량성 방전(및 용량성 방전 회로)에 의한 전극(들) 상의 용량성 전하의 카운터링은 부분적이거나 또는 완전할 수 있다. 예컨대, 인가된 용량성 방전 전류는 전극 또는 전극들 상에서 용량성 전하를 완전히 소거하지 않을 수 있다. 따라서, 본원에서 사용되는 바와 같이, 전극(들) 상에서 용량성 전하를 "카운터링하는 것"은 전하를 완전히 소거하는 것을 요구하지 않는다.

[00091] 언급된 바와 같이, 용량성 방전 회로는 전극(들) 상의 임의의 용량성 전하를 감소시키거나 또는 소거하기 위하여 전류를 인가하기 위한 임의의 적절한 회로소자를 포함할 수 있다. 예컨대, 용량성 방전 회로는 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성되는 더블 H-브릿지 회로(double H-Bridge circuit)를 포함할 수 있다.

[00092] 용량성 방전(예컨대, 용량성 방전 전류의 애플리케이션)은 파형의 애플리케이션 동안 임의의 포인트에서 트리거링될 수 있다. 용량성 방전의 트리거링은 제어기에 의해 제어될 수 있다. 예컨대, 장치는 펄스형인 비대칭 2상 전기 자극 신호의 각각의 사이클 내에 용량성 방전 회로를 다수번 트리거링하도록 구성되는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 2상 전기 신호의 포지티브로 가는 부분의 시작부 또는 마지막부에 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 용량성 방전 회로를 트리거링하도록 구성될 수 있다. 제어기는 2상 전기 신호의 네거티브로 가는 부분의 시작부 또는 마지막부에 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 용량성 방전 회로를 활성화하도록 구성될 수 있다.

[00093] 용량성 방전 신호(펄스)는 임의의 듀레이션을 가질 수 있지만, 통상적으로 수 microseconds 내지 수백 microseconds이다(그러나, 원할 경우 이는 더 길 수 있음). 예컨대, 용량성 방전 회로는 그것이 약 1 microsecond 내지 1 ms 지속되도록 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 용량성 방전 신호(펄스)의 듀레이션은 최대 방전 전류를 제한하거나 또는 정의함으로써 제어될 수 있다.

[00094] 용량성 방전 회로를 가지는 것들을 포함하여 본원에 설명된 장치들(예컨대, 디바이스들 또는 방법들) 중 임의의 것은 커넥터들에 커플링되거나 또는 커플링가능한 전극들을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치는 제 1 커넥터에 연결된 제 1 전극 및 제 2 커넥터에 연결된 제 2 전극을 포함할 수 있다.

[00095] 달리 가능할 수 있는 것보다 상대적으로 더 강한 자극(예컨대, 더 높은 강도 전류)의 사용을 허용할 수 있는, 전기 자극 동안 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계를 포함할 수 있는 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법들이 또한 본원에서 설명된다. 예컨대, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법은: 피험자에 부착된 경피 신경자극기의 한 쌍의 전극들 간에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계 ―신경자극기는 한 쌍의 전극들 중 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되는 제 1 커넥터 및 쌍의 전극들 중 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되는 제 2 커넥터, 및 파형 발생기 및 용량성 방전 회로를 갖는 제어기를 둘러싸는 하우징을 포함함―; 및 2상 전기 자극 신호의 사이클 중 일부 동안 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계를 포함하며, 용량성 방전 전류 펄스는 제 1 전극 상의 제 1 용량성 전하를 카운터링하는 제 1 전하 및 제 2 전극 상의 제 2 용량성 전하를 카운터링하는 제 2 전하 중 하나 또는 이 둘 다를 전달한다.

[00096] 본원에 설명된 방법들 중 임의의 것에서, 방법은 한 쌍의 전극들 간에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함하는 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함할 수 있으며, 제 1 전극은 피험자의 관자놀이 또는 이마에 부착된다. 예컨대, 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계는 한 쌍의 전극들 간에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함할 수 있으며, 제 1 전극은 피험자의 관자놀이 또는 이마에 부착되며 제 2 전극은 피험자의 목 또는 꼭지돌기 영역에 부착된다. 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계는 약 750 Hz 내지 30 kHz인, 약 3 mA 내지 25 mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

[00097] 일반적으로, 본원에 설명된 장치들 및 방법들 중 임의의 것에서, 전극들(및 특히 제 2 전극)은, 신체의 임의의 적절한 영역으로의 배치를 위해 구성될 수 있으며, 이들 예들에서 설명되는 꼭지돌기 및 목 영역들로 제한되지 않는다. 다른 위치들은, 다른 안면 영역들(예컨대, 이마 중심 등), 두피 영역들, 목 아래의 신체 등을 포함한다.

[00098] 위에 언급된 바와 같이, 용량성 방전 전류 펄스를 인가하는 것은, 펄스형인 비대칭 2상 전류의 사이클 동안 제어기가 용량성 방전 전류 펄스를 트리거링하는 것을 포함할 수 있다. 용량성 방전 전류 펄스를 인가하는 것은, 펄스형인 비대칭 2상 전류의 사이클 내의 포지티브로 가는 펄스 이전 또는 이후, 용량성 방전 전류 펄스를 전달하기 위해 용량성 방전 회로를 활성화하는 것을 포함할 수 있다. 용량성 방전 전류 펄스를 인가하는 것은, 펄스형인 비대칭 2상 전류의 사이클 내의 네거티브로 가는 펄스 이전 또는 이후, 용량성 방전 전류 펄스를 전달하기 위해 용량성 방전 회로를 활성화하는 것을 포함할 수 있다. 일부 변형들에서, 용량성 방전 전류 펄스를 인가하는 것은, 펄스형인 비대칭 2상 전류의 하나 또는 그 초과의 사이클들 동안 용량성 방전 전류 펄스를 여러번 전달하도록 용량성 방전 회로를 활성화하는 것을 포함한다.

[00099] 예컨대, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법은, 피험자의 머리, 목, 또는 머리 및 목에 부착된 경피 신경자극기의 한 쌍의 전극들 간에 약 750 Hz 내지 30 kHz인, 약 3 mA 내지 25 mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계 ― 신경자극기는, 한 쌍의 전극들 중 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되는 제 1 커넥터 및 한 쌍의 전극들 중 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되는 제 2 커넥터를 포함하고, 하우징은, 파형 발생기 및 용량성 방전 회로를 갖는 제어기를 둘러쌈―; 및 2상 전기 자극 신호의 사이클의 부분 동안 용량성 방전 전류를 인가하는 단계를 포함하며, 용량성 방전 전류 펄스는, 제 1 전극 상에서 제 1 용량성 전하를 카운터링하는 제 1 전하 및 제 2 전극 상에서 제 2 용량성 전하를 카운터링하는 제 2 전하 중 어느 하나 또는 둘 모두를 전달한다.

[000100] 본 발명의 신규한 특징들은 후속하는 청구항들에서 구체적으로 기재된다. 본 발명의 특징들 및 장점들의 더 완전한 이해는, 본 발명의 원리들이 활용되는 예시적인 실시예들을 기재하는 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 획득될 것이다.
[000101] 도 1a는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 피험자 상에 착용된 경량의 웨어러블 전기 자극 장치를 예시한다.
[000102] 도 1b는 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 웨어러블 전기 자극 장치의 후면 사시도를 예시한다.
[000103] 도 2a는, 피험자의 머리 상의 캔틸레버 전극 장치를 예시한다.
[000104] 도 2b 및 2c는, 신경자극기 하우징의 피부를 향하는 표면의 부착 메커니즘의 캔틸레버 효과를 예시한다. 도 2b에서, 신경자극기는, 전극 어셈블리(피험자의 관자놀이에 접착가능하게 스티킹(stick)되도록 구성되는 플렉시블한 패드(239))에 한 쌍의 커넥터들(227, 227')(예컨대, 스냅들)에 의해 오직 일 단부에서 커플링되는 강성의 하우징을 갖는다. 신경자극기(236)의 대향 단부는, 도 2b의 (230)과 도 2c의 (232) 간의 상이한 분리들에 의해 도시된 바와 같이, 플로팅하는 것이 자유롭다.
[000105] 도 3a-3f는 각각, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 신경자극기 디바이스(전기 자극기)의 변형의 전면, 후면, 좌측 면, 우측 면, 상단, 및 하단 사시도들을 예시한다.
[000106] 도 4a는, 본원에서 설명되는 바와 같은 전극 장치의 제 1 변형의 사시도이다.
[000107] 도 4b, 4c 및 4d는 각각, 도 4a의 캔틸레버 전극 장치의 전면도 평면도, 및 후면도를 도시한다.
[000108] 도 5a는, 도 4b에 도시된 것과 유사한 캔틸레버 전극 장치의 전면의 분해도이다.
[000109] 도 5b는, 도 4d에 도시된 것과 유사한 캔틸레버 전극 장치의 후면의 분해도이다.
[000110] 도 6은, 도 4b에 도시된 장치와 유사한 캔틸레버 전극 장치의 대안적인 전면도이며, 여기서, 제 1 전극 영역의 전면 위에 폼 패드가 포함되지 않는다.
[000111] 도 7a는, 본원에서 설명되는 바와 같은 전극 장치의 변형의 사시도이다.
[000112] 도 7b, 7c 및 7d는 각각, 도 7a의 캔틸레버 전극 장치의 전면도, 평면도, 및 후면도를 도시한다.
[000113] 도 8a는, 신경자극기에 의해 감지될 수 있는, 제 1 및 제 2 전극들 사이의 용량성 엘리먼트를 갖는 캔틸레버 전극 장치의 변형의 사시도의 예이다.
[000114] 도 8b는, 신경자극기에 의해 감지될 수 있는, 제 1 및 제 2 전극들 사이의 용량성 엘리먼트를 갖는 캔틸레버 전극 장치의 사시도의 다른 예이다.
[000115] 도 9a는, 전극 장치의 타입 또는 아이덴티티 및/또는 연결을 검출하는데 사용될 수 있는 검출 회로의 일 실시예이며, 검출 회로는, 본원에서 설명되는 전극 장치들의 일부 변형들을 검출하기 위해 신경자극기에 포함될 수 있다.
[000116] 도 9b는, 전극 장치의 타입 또는 아이덴티티 및/또는 연결을 검출하는데 사용될 수 있는, 신경자극기 상의 검출 회로의 다른 실시예이다.
[000117] 도 9c는, 전극 장치의 타입 또는 아이덴티티 및/또는 연결을 검출하는데 사용될 수 있는 검출 회로의 또 다른 실시예이다.
[000118] 도 10은, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 TES 파형을 개략적으로 예시한다.
[000119] 도 11a는, 신경자극기의 제어기의 회로의 예의 부분을 예시한다.
[000120] 도 11b는, 신경자극기의 제어기의 회로의 예의 다른 부분을 예시한다.
[000121] 도 12a는, 일 사이클 내에 포지티브 펄스 및 네거티브 펄스를 갖는 2상 전기 자극 파형을 개략적으로 예시한다.
[000122] 도 12b는, 포지티브 펄스 직후에 트리거링되는 용량성 방전 펄스를 개략적으로 예시한다.
[000123] 도 12c는, 네거티브 펄스 직후에 트리거링되는 용량성 방전 펄스를 개략적으로 예시한다.
[000124] 도 12d는, 포지티브 펄스 및 네거티브 펄스 직후에 트리거링되는 용량성 방전 펄스들을 개략적으로 예시한다.
[000125] 도 12e는, 각각의 네거티브로 가는 펄스의 시작에서 발생하는, 네거티브로 가는 방향에서의 용량성 방전 펄스를 개략적으로 예시한다.
[000126] 도 13은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 더블 H-브릿지를 포함하는 용량성 방전 회로의 예를 개략적으로 예시한다.
[000127] 도 14a는, 더블 H-브릿지 용량성 방전 회로로부터의 용량성 방전 펄스들의 예를 예시한다.
[000128] 도 14b는, 더블 H-브릿지를 갖는 용량성 방전 회로로부터의 용량성 방전 펄스들의 다른 예를 예시한다.
[000129] 도 15는, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 안전 비교 회로의 예를 개략적으로 예시한다.
[000130] 도 16a는, 사용자의 관자놀이/이마 영역 상에서의 신경자극기 장치(TES 장치)의 배치의 일 예를 예시한다. 도 16b는, 사용자의 관자놀이/이마 영역의 곡률을 결정하는 하나의 방법을 예시한다. 도 16c는, 일 축에서의 일반적인 곡률을 도시하는, 사용자들(N=20)의 샘플로부터 취해지는 예시적인 곡률 측정들을 도시한다.
[000131] 도 17a-17f는 예시적인 신체(여기서, 시트 또는 장방형 신체로서 도시됨)에 대한 (트위스트의 축에 따른) 트위스트를 예시한다. 도 17a 및 17b는, 트위스트의 축에 따른 트위스팅 이전(도 17a) 및 이후(도 17b)의 시트의 전면 사시도들을 도시한다. 도 17c 및 17d는 각각, 도 17a 및 17b에 도시된 신체들에 대한 내려다보는 평면도들을 도시한다. 도 17e 및 17f는 트위스트의 각도(알파, α)를 예시한다.
[000132] 도 18a 및 18b는 각각, 사용자를 향하는 표면인 곡선형이고 (트위스트의 축을 따라) 트위스팅된 후면 뿐만 아니라 대략적으로 0.72 인치만큼 떨어져 있는 한 쌍의 커넥터들을 갖는, 본원에 설명된 바와 같은 신경자극기 장치의 후면 사시도 및 측면 사시도를 도시한다. 도 18c는, 도 18a 및 18b의 장치의 후면 표면들의 트위스팅의 각도를 예시한다.
[000133] 도 19a는, 신경자극이 장치에 연결되는 상이한 전극 장치들을 식별하기 위한 커패시턴스 검출 회로의 다른 예이다.
[000134] 도 19b는, 전극 어셈블리의 2개의 전극들 각각에 대한 커넥터들 사이에 커패시터를 포함하는 전극 어셈블리의 예이다. 도 19b에서, 전극 어셈블리는, 지지 백킹('라이너(liner)') 상에 도시되며, 전극 어셈블리는 이로부터 벗겨질 수(peeled off) 있다(그리고 교체될 수 있음).
[000135] 도 19c는, 전기 자극기(예컨대, 신경자극기)가 부착되는 상이한 타입들의 전극 장치들의 아이덴티티를 결정하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
[000136] 도 20은, 도 19a의 커패시턴스 검출 회로를 사용하는 전극 어셈블리들의 3개의 타입들의 검출을 예시하는 표이다.
[000137] 도 21a-21b는, 한 쌍의 피부 전극들을 통해 전달되는 왜곡되지 않은 전류(도 21a) 및 왜곡된 전류(도 21b)의 예를 예시한다.
[000138] 도 21c 및 21d는 각각, 도 21c 및 21d의 왜곡되지 않은 전류 및 왜곡된 전류에 대한 대응하는 전극 전압을 예시한다.
[000139] 도 22는, 인가된 전압과 미리정의된 타겟 전압 오프셋 간의 비교(예컨대, 차이)에 기반하여 공급 전압(V_s)을 조절하기 위한 방법의 일 변형을 그래프로 예시한다.
[000140] 도 23a 및 23b는, 공급 전압 V_s(도 23b) 뿐만 아니라 인가된 전류(도 23a)를 조정하기 위한 제어 루프의 예이다.
[000141] 도 24a-24c는, 연결해제될 수 있는 내구성있는 케이블에 의해 연결되는 2개의 모듈들을 갖는 TES 장치의 개략적 표현들을 도시한다.
[000142] 도 25s는, 케이블에 의해 연결되는 제 1 내구성있는 TES 하우징 및 제 2 내구성있는 TES 하우징의 하드웨어 피처들을 도시한다.
[000143] 도 26은, 우측 귀 뒤의 꼭지돌기 상에 배치된 부착 전극 어셈블리의 개략도를 도시한다.
[000144] 도 27은, 중심선의 약간 우측으로 목 상에 배치되는 부착 전극 어셈블리의 개략도를 도시한다.
[000145] 도 28은, 우측 관자놀이 구역 상에 배치된 부착 전극 어셈블리의 개략도를 도시한다.
[000146] 도 29a-29c는, 사용자의 타겟팅된 영역들 위에 놓이는 전극들의 서브세트를 활성화시킴으로써 해부학적 포지셔닝을 개선하는데 사용될 수 있는 전극 어셈블리 내에 포함되는 전극들의 어레이를 갖는 신경자극기에 대해 사용하기 위한 전극 어셈블리를 도시한다.

[000147] 본 발명의 다양한 실시예들의 다음의 설명은, 본 발명을 이들 실시예들로 제한하도록 의도되는 것이 아니라, 오히려, 당업자가 본 발명의 실시 및 사용하는 것을 가능하게 하도록 의도된다. 신경자극 파형들의 사용자 제어를 위한 방법들 및 장치들, 및 시스템들이 본원에 개시된다.

[000148] 경피 전기 자극을 적용하기 위한 경량의 웨어러블 장치들 및 인지 효과를 유도하기 위해 그들을 사용하는 방법들이 설명된다. 이들 장치들은 통상적으로 자체완비적이고 경량인 웨어러블 디바이스들 및/또는 시스템들이다. 피험자의 인지 효과를 유도하기 위한 경량의 웨어러블 경피 전기 자극 장치는 일반적으로, 디바이스에 대한 적절한 제어 시퀀스들을 생성하고, 전류 또는 전압 소스 및/또는 컨디셔너에 신호들을 송신하고, 그리고 사용자 상에 배치되도록 구성되는 전류를 발생시키기 위한 전극들에 연결되도록 구성되는 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치는, 전류 발생기에 시퀀스들을 송신하도록 구성되는 제어기를 포함할 수 있다. 따라서, 장치는, 모바일 사용에 위해 구성될 수 있다.

[000149] 장치는 일반적으로, 자극을 제어하기 위한 제어 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 이러한 제어는, 자극의 시작, 지속기간, 및 타이밍의 제어(예컨대, 온/오프, 지속기간 등)를 포함할 수 있고, 그리고/또는 피험자의 인지 효과를 유도하기 위해 인가될 파형들에 대한 제어들을 또한 포함할 수 있다. 일반적으로, 유도된 인지 효과는, 전극들의 포지션(예컨대, 전극들이 포지셔닝되는 머리/목 상의 위치) 및 인가된 파형들의 자극 파라미터들의 함수이다. 장치는, 하나 또는 그 초과의 수동 제어들(예컨대, 입력들)을 장치 상에 포함할 수 있고, 그리고/또는 제어 정보를 무선으로 장치에 송신하는 원격 프로세서("기지국")에 대한 무선 통신을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치는, 기지국으로의 또는 셀룰러 네트워크들을 통해 인터넷으로의 무선 통신을 위한 무선 모듈(예컨대, 서브-시스템, 무선 회로/회로소자 등)을 포함할 수 있다. 원격 프로세서는, 디바이스(예컨대, 1차 유닛 내부)에 로케이팅된 전류 발생기에 제어 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다. 원격 프로세서는, (스마트폰 등과 같은) 원격 프로세서에 의해 실행되는 것이 가능한 명령들의 세트를 저장하는 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체들을 포함할 수 있으며, 명령들은, 원격 프로세서에 의해 실행되는 경우 프로세서로 하여금, 본원에서 설명되는 경량의 웨어러블 장치들을 제어하기 위한 제어 파라미터들 중 하나 또는 그 초과(또는 세트)를 피험자가 선택하는 것을 허용하게 한다. 명령들의 세트는, 하나 또는 그 초과의 경량의 웨어러블 장치들과의 통신 링크를 확인하는 것, (예컨대, 전류 진폭, 전류 주파수, 펄스 폭, 펄스 지속기간, 펄스 주파수, 펄스 파형, 버스트 지속기간, 버스트 주파수, 오프-시간, 버스트 파형, 포지티브 듀티 사이클, 네거티브 듀티 사이클, 및 온/오프 등 중 하나 또는 그 초과에 대한) 사전-선택된 제어 값들 또는 이들 제어 값들 중 하나 또는 그 초과의 수정을 개별적으로 허용하기 위한 메뉴 및/또는 리스트를 제공하는 것을 포함할 수 있다.

[000150] 일반적으로, 인지 효과를 유도하는 것은, 합리적인 사용자가 인지적으로 자각하는 반응을 유도하는 것을 포함할 수 있다. 효과는, 생리학적 변화를 포함할 수 있다. 예컨대, 효과는, 뇌 리듬의 진폭 또는 위상의 변화를 포함할 수 있다. 효과는, 다음의 생물리학적 또는 생화학적 프로세스들, 즉, (i) 이온 채널 활성도, (ii) 이온 수송체 활성도, (iii) 시그널링 분자들의 분비(secretion), (iv) 셀들의 증식, (v) 셀들의 분화, (vi) 셀들의 단백질 전사, (vii) 셀들의 단백질 변환, (viii) 셀들의 단백질 인산화, 또는 (ix) 셀들 내의 단백질 구조들 중 하나 또는 복수의 프로세스들의 변조를 포함할 수 있다. 장치(디바이스 또는 시스템)는, 유도된 인지 효과가 수신측에 의해 감각 인식, 운동, 개념, 명령, 다른 상징적 통신으로서 주관적으로 인식되게 하도록 구성될 수 있거나, 또는 수신측의 인지, 감정, 생리학, 주의 또는 다른 인지 상태를 수정한다. 뇌 및 머리 구역의 뉴런들 및 다른 셀들이 전기적으로 활성이므로, 전기장들을 사용하는 자극은, 뇌 기능을 변조하기 위한 효과적인 전략일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에서, 전기 자극의 효과는, 뉴런 활성도의 억제, 여기, 또는 변조 중 하나 또는 그 초과이다.

[000151] TES의 인지 효과들은 부분적으로 그리고 적어도 일부 인스턴스들에서 뇌신경의 신경조절을 통해 전달될 수 있다. 따라서, 개선된 TES 시스템들 및 방법들은 피험자의 뇌신경의 특정한 로케이션(및/또는 생리학)을 맵핑함으로써 적절한 뇌 신경들의 타겟팅 및 활성화를 개선한다. 뇌신경이 TES(및 원하는 인지 효과를 유도하지 않는 뇌신경들에서 최소화된 오프 타겟 효과들)에 의해 효과적으로 타겟팅될 수 있도록 하는 전극 포지션(들) 및/또는 TES 파형들의 개인화는, 유도되는 인지 효과의 개선된 세기 및 신뢰성을 위해 장점이 되면서, 또한 부작용들(예컨대, 필요한 것보다 더 높은 자극 세기가, 이상적이지 않은 전극 포지셔닝을 통해 뇌신경을 활성화하는데 필요한 것으로 인한 불쾌감)을 최소화할 것이다. 뇌신경들의 맵핑은 이미징, 전기 자극, 근육 레코딩, 신경 레코딩, 또는 특정한 뇌신경의 활성화와 상관되는 것으로 알려진 다른 생리학적 측정을 포함하는 그룹의 하나 또는 그 초과 것에 의해 달성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

[000152] 신경자극기 장치는 웨어러블하도록 소형이고 경량일 수 있다. 예를 들어, 일부 변형들에서, 하우징의 최대 치수는 약 10 cm 미만(예컨대, 약 9 cm, 8 cm, 7 cm, 6 cm, 5 cm, 4cm, 3 cm 미만 등, 약 10 cm 내지 약 2 cm 등)이다. 웨어러블 신경조절 디바이스들은 피험자의 머리에 또는 피험자의 머리 및 목에 착용되도록 구성될 수 있다. 전극 장치들이 웨어러블 신경조절 디바이스들과 함께 사용될 수 있다. 이들 전극 부분들은 또한 캔틸레버 전극들로 지칭될 수 있다. 본원에서 설명된 신경자극기 장치들 중 임의의 신경자극기 장치는 전극 장치(예컨대, 캔틸레버 전극, 전극 어셈블리, 또는 캔틸레버 전극 장치)와 함께 사용될 수 있거나 또는 이 전극 장치를 포함할 수 있고; 일부 변형들에서, 전극 어셈블리(또는 서브-어셈블리)는 신경자극기 장치의 일부로서 포함될 수 있거나 또는 신경자극기 장치 안에/상에 통합될 수 있다. 도 4a-8b에 도시된 바와 같이, 단일-피스 전극 어셈블리들(이 전극 어셈블리들은 제 1 부분을 갖는 평탄한 접착제 부재들이며, 이 제 1 부분 상에 신경자극기의 하우징이 부착됨)이 본원에서 설명되지만, 별개의(및 와이어들에 의해 연결된 식의) 2 또는 그 초과의 피스들을 포함하는 임의의 전극 장치/어셈블리가 사용될 수 있다.

[000153] 도 1a는 전극 어셈블리에 대한 부착을 통해 피험자에 착용될 수 있는, 경량이고 웨어러블한 전기 자극 장치(예컨대, 신경자극기 장치)의 일 변형을 예시하며; 전극 어셈블리가 피부와 직접적으로 맞닿게 사용자의 머리에 착용되는 평탄한 접착제 부재인 반면에, 신경자극기 장치는 전극 어셈블리의 후방(사용자를 향하지 않는 측)에 연결된다. 피험자가 그들의 매일의 활동들을 시작하는 동안에 신경자극기 디바이스들이 착용될 수 있도록, 신경자극기 디바이스들은 소형이고, 경량이며, 피험자에 맞도록 특별히 적응될 수 있다. 이 기능성을 허용하거나 또는 향상시키는 피처들 또는 엘리먼트들이 본원에서 설명된다. 이들 장치들(이 장치들은 일반적으로 시스템들 및 디바이스들을 포함할 수 있음)은, 심지어 모자들, 안경, 후드들, 스카프들 등과 같은 헤드기어를 착용하고 있는 동안에도 편안하게 피험자의 머리에(예컨대, 관자놀이 및/또는 이마 영역에) 착용되도록 적응될 수 있다. 이들 신경자극기 디바이스들은 통상적으로 제 1 표면(피험자를 향하는 표면)을 가질 수 있는데, 이 제 1 표면은 이 표면 상의 전극이 피험자의 관자놀이 및/또는 이마 영역에 맞도록 곡선형 및/또는 트위스팅된 형상을 갖는다. 장치는 또한, 아래에 설명되는 전극 어셈블리에서 캔틸레버하도록 구성될 수 있다.

[000154] 일부 실시예들에서, 피험자를 향하는 표면은 미리정의된 배향들에 맞도록 특별히 컨투어링될 수 있으며, 이는 피험자가 오용하는 것, 그리고 부착된 캔틸레버 전극 장치의 활성 영역을 잘못된 장소에 배치하는 위험을 어렵게 하거나 또는 불가능하게 한다. 이 표면은 새들(saddle) 형상의 섹션일 수 있고, 여기서 곡률 축(이 축 주위에서 표면은 오목한 곡선형임) 및 트위스팅 축이 있으며, 이 트위스팅 축은 곡선형 표면을 왜곡할 수 있다(두 개의 축들은 상이하거나 또는 동일할 수 있다). 부가하여, 이들 표면들은 플렉시블하거나, 구부릴 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 피험자의 형상에 컨투어링하도록 구성될 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 일부 다른 실시예들에서, 이 피험자를 향하는 표면은 (예컨대, 본원에서 설명되는 바와 같이 곡선형이며 그리고/또는 트위스팅되는, 사용자를 향하는 표면을 갖는 것을 비롯해) 일반적으로 머리의 컨투어에 맞도록 구성될 수 있지만, 전극 어셈블리 및/또는 헤드에 상대적으로 캔틸레버되도록 적응될 수 있으며, 따라서 장치가 피험자들의 머리들의 다양한 사이즈들에 맞도록 하기 위해, 하나의 단부가 사용자의 머리(이 머리는 상이한 사용자들 간에 또는 심지어 동일한 사용자에 대해 사용할 때마다 변할 수 있음)로부터 멀리 떨어진 곳에서 "플로팅(float)"할 수 있다. (캔틸레버 전극 어셈블리로 지칭될 수 있는) 전극 장치/어셈블리는 신경자극기에 부착될 수 있다. 전극 어셈블리는, 이 전극 어셈블리가 사용자 머리와 직접적으로 맞닿게(예컨대, 곡률에 매칭하도록) 고정될 수 있도록, 플렉싱하거나 또는 구부릴 수 있다. 전극 어셈블리는, 피험자의 머리의 피부에 콘택하여 타이트한 핏과 우수한 전기적 연결을 제공하도록 구성될 수 있다. 신경자극기 장치는 전극 어셈블리에 직접적으로 연결될 수 있고, 따라서 전극 어셈블리는 신경자극기 장치를 사용자의 신체에 유지시킨다.

[000155] 일반적으로, 신경자극기 장치는 피험자의 머리의 임의의 영역에 맞도록 적응될 수 있다. 특히, 사용자를 향하는 표면을 가짐으로써 피험자의 이마 및/또는 관자놀이 영역에 맞도록 구성되는 신경자극기 장치들이 본원에서 설명되며, 이 사용자를 향하는 표면은, 이 사용자를 향하는 표면이 일반적인 사용자의 머리의 이 영역의 외부 곡률에 적절하게 맞게 하는 곡선형이며 그리고/또는 트위스팅되지만, 오버사이징될 수 있으며, 따라서 이 사용자를 향하는 표면은 평균 성인의 이마 및/또는 관자놀이 영역보다 약간 덜 곡선형이고 그리고/또는 트위스팅된다. 도 16a-17c는 사용자의 머리의 이 부분, 및 앞서 설명된 신경자극기 장치의 사용자를 향하는 표면의 구성을 예시한다.

[000156] 도 16a는 우측 관자놀이 영역(더 일반적으로, 관자놀이/이마 영역)을 예시하며, 전극 장치를 통해 연결되는 것을 비롯해, 이 우측 관자놀이 영역 상에 신경자극기 장치가 연결될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, 신경자극기 장치는 특히 정확하게 착용될 때 볼에 가장 가까이 착용될 단부 상에서 낮은 프로파일을 가질 수 있고, 따라서 사용자는 안경을 착용할 수 있고, 안경의 프레임들은 유닛이 사용자의 관자놀이/이마 영역에 커플링될 때 신경자극기 장치 주위에/위에 맞을 수 있다.

[000157] 신경자극기 장치가 사용자를 향하는 표면이 이 영역에 맞게 곡선형으로 구성될 때, 곡률 및 형상은 또한 장치를 적용/착용할 때 사용자를 안내하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 경피 신경자극기 장치의 사용자를 향하는 곡률은, 머리 상의 랜드마크들, 예컨대, 눈들(예컨대, 눈의 코너와 귀 사이의 라인(1604)), 눈썹, 헤어라인, 또는 이마(예컨대, 이마의 정중선)에 대해 정확하게 디바이스를 포지셔닝할 때 사용자를 안내할 수 있다. 도 16a는 신경자극기 장치의 에지가 사용자의 우측 눈의 에지와 귀 사이의 선에 또는 이 선 가까이 있도록 우측 관자놀이 및 이마 영역 위에 포지셔닝된 일반적인 신경자극기 장치 하우징(1603)을 갖는 사용자(1601)의 렌더링을 도시한다. 라인(1602)은 축(이 축은 주축 또는 관자놀이 축으로 지칭될 수 있음)을 표시하며, 이 축을 따라, 신경자극기 장치의 사용자를 향하는 표면이 곡선형이 될 수 있다. 이는 앞서 설명된 도 1a에 도시된 신경자극기 장치의 포지셔닝과 유사하다.

[000158] 도 16b는 라인(1602)(관자놀이 축)을 따른 사용자의 곡률을 측정하기 위해 플라스틱 컨투어 게이지를 사용하기 위한 워크플로우를 도시한다. 이 예에서, 컨투어 게이지가 사용자의 관자놀이 및 이마 영역에 대하여 압박되어, 컨투어 게이지 상에 인상(impression)이 캡쳐될 수 있으며, 이 인상은 프로세싱된(예컨대, 임계치의) 이미지(1605)에 의해 캡쳐될 수 있다. 에지-발견 알고리즘(1606)을 적용함으로써, 곡률(1607) 및 정렬/스케일링 바(1608)가 결정될 수 있다. 곡률(트위스트 축 주위의 트위스트를 포함함)을 포함하는 표면 특성들의 경험적 결정을 생성하기 위해, 이 프로세스는 사람 성인들의 인구로부터 여러번 반복되었으며, 이것의 예가 도 16c에 도시된다.

[000159] 도 16c는 n = 20명 피험자들 뿐만 아니라 표면의 2개의 표본 곡률들(신경자극기 장치가 관자놀이/이마 영역에 착용되도록 하는 표면을 생성하는데 사용될 수 있음)의 경우 정렬된 관자놀이/이마 컨투어들을 도시한다. 놀랍게도, 상이한 사용자들, 심지어 다양한 범위의 신체 형상들 및 사이즈들의 사용자들, 뿐만 아니라 상이한 나이들의 사용자들 사이의 정보가 이 영역에 대하여 현저하게 유사하다. 전극에 대한 정확한 포지션에서 얼굴 곡률에 매칭되는, 신경자극기 장치의 사용자를 향하는 표면을 생성하기 위해 도출된 곡률을 사용함으로써, 장치는 더 편안하게 착용될 수 있고, 사용자들이 또한 유닛을 정확하게 배치(부착)할 가능성이 높아질 수 있다. 일부 실시예들에서, 오정렬들(예컨대, 우측이 아니라 좌측에 부착되고; 너무 낮게, 눈에 너무 가까이, (이마의 정중선 쪽으로) 너무 의료적으로 부착됨)이 사용자에 더 불편하지 않게 되고 따라서 인식하기가 더 쉽게 되도록, 추가적인 피처들이 하우징에 추가될 수 있다. 앞서 언급된 것처럼, 그곳에 착용되도록 구성된 신경자극기 장치의 사용자를 향하는 표면의 곡률/트위스트를 생성하기 위해 이 정보를 사용할 때, 결과적 데이터는 팩터(예컨대, 1.1x, 1.2x, 1.3x 등)로 곱해질 수 있다. 팩터로 곱하는 것은 캔틸레버 전극과 함께 사용하도록 구성된 신경자극기들에 유리할 수 있다.

[000160] 본원에 설명된 경피 신경자극기들 중 임의의 것 그리고 특히 (위에서 도 1a 및 1b에서 예시된) 전극 장치와의 부착을 통해 피험자에 연결가능한 것들에서, 신경자극기는 하우징을 포함할 수 있고, 이 하우징은 많은 전자장치들(예컨대, 제어기, 전류 소스 등)을 둘러싸는 것 그리고 또한 그것이 포지셔닝될 헤드의 영역에 기반하여 곡선형이되는 사용자를 향하는 표면을 갖는 것 양자 모두가 가능하다. 특히, 편의를 위해 바닥 표면으로 본원에서 지칭될 수 있는 사용자를 향하는 하우징은 그것이 이 관자놀이/이마 영역에 맞도록 오목하고 트위스트의 축을 따라 트위스팅될 수 있다. 도 16a-16c에 도시된 바와 같이, 이 영역은 도시된 바와 같이 (예컨대, 관자놀이 축을 따라) 곡선형일 수 있고, 이 영역은 곡률의 축을 따라 트위스팅될 수 있다.

[000161] 도 17a-17f는 표면, 예컨대, 신경자극기 장치의 표면이 어떻게 트위스팅될 수 있는지를 예시한다. 도 17a에서, 블록(직사각형 피스(1702))의 표면이 도시되고; 도 17b는 트위스트의 축(트위스트 축(1704))에 대하여 트위스트된 동일한 피스(1702)를 도시한다. 이 트위스팅은 도 17c 및 17d에서 예시되는데, 대략 α도(트위스트의 각도 α)로 트위스팅하기 이전(도 17c) 및 그 이후(도 17d)에 평면도로부터 아래로 트위스트의 축(1704)을 따라 보여지며, 트위스트의 축의 미리결정된 길이(예컨대, 도 17a의 원위 L)를 따라 트위스트의 축(1704)(각도의 꼭짓점)에 수직하는 두 개의 라인들(도 17e 및 17f에서, 1722 및 1723) 간의 각도로서 결정될 수 있다. 이 예에서, 각도 α는 표면(1702)의 길이(L)에 걸쳐 대략 15도이다. 이 표면은 또한 곡선형이 될 수 있으며, 이는 회전 축(1704)의 곡률을 야기할 수 있다.

[000162] 실제로, 본원에 설명된 장치들 중 임의의 장치는 트위스트의 축을 따라 트위스트되는 사용자를 향하는 표면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 18a-18b는 디바이스의 단부들이 트위스트되도록 하는 트위스트의 축(1804)과 함께 사용자를 향하는 표면을 갖는 신경자극기 장치의 일 예를 예시하며, 이는 심지어 사용자 머리(예컨대, 관자놀이/이마 영역)에 연결되는 전극 장치에 연결될 때에도 신경자극기 장치의 편안함 및 착용성을 향상시킬 수 있다. 도 18a에서, 트위스트의 축은 장치의 사용자를 향하는 표면을 따라 연장되고; 다른 변형들에서, 이 트위스트의 축은 또한 곡선형이 될 수 있고, 특히 오목할 수 있다. 이 예에서의 트위스트 각도는 길이(L)에 걸쳐 트위스트 축에 직각(수직)으로 연장되는 라인들 간에 형성되는 예각으로부터 추정될 수 있다. 도 18a, 18b, 및 18c에 도시된 바와 같이, 벡터들(1822 및 1823) 간의 이 각도는 대략 30 mm의 길이에 걸쳐 대략 30도이다(이는 이 예에서 1 도/mm로서 표현될 수 있음). 앞서 설명된 바와 같이, 사용자를 향하는 표면의 트위스트는 예를 들어 0.07 도/mm와 1.5 도/mm 사이에서 변할 수 있다.

[000163] 촉각 및 형상 큐들은 자기-배치를 위해 의도되는 TES 시스템들에 대한 내구성이 있는 컴포넌트들(즉, 전력 소스, 마이크로프로세서, 전류 제어 회로소자, 무선 송신기 등)에 대한 TES 전극들 및 하우징들의 유리한 피처들이다. 일반적으로, TES 시스템의 컴포넌트의 에지, 코너, 또는 형상의 다른 피처는 사용자의 해부학적 구조의 피처에 대해 정렬되거나, 배향되거나, 또는 다른 방식으로 포지셔닝되도록 구성된다. 미러 또는 비디오 카메라(즉, 스마트폰 또는 태블릿 상의 정면 카메라)는 사용자가 가시적 구역에서의(예컨대, 그들의 얼굴 상에서의) 전극들에 대한 배치를 안내하는 것을 도울 수 있다. 그러나, 미러 또는 카메라가 이용가능하지 않을 때를 비롯해 시각적 피드백이 가능하지 않을 때, 뿐만 아니라 목의 뒤 또는 귀 뒤와 같이 단일 미러로 쉽게 볼 수 없는 구역들에서의 전극 배치들의 경우의 상황들에 대해, 정확한 배치를 위한 촉각 및 형상 큐들이 유용하다.

[000164] 사용자에 의한 정확한 전극 또는 하우징 자기-배치를 위해 형상 및/또는 촉각 큐들을 사용하는 방법들의 경우, 적절한 명령들(예컨대, 키트 내에 포함되거나 또는 이미지들의 세트 또는 비디오에 의해 제공됨)은 사용자가 배치시 형상 또는 촉각 큐들을 효과적으로 사용하는 법을 이해하는 것을 도울 수 있다. 일반적으로, 형상 또는 촉각 큐들은 사용자가, 전극 또는 전극을 포함하는 TES 하우징을 정확하게 배향시키고, 원하는 인지 효과를 유도하기 위해 전기 자극을 타겟 신경 영역에 전달하기 위한 적절한 로케이션에 그것을 배치(그것을 착용)하도록 안내하기에 유리하다. 공통의 해부학적 랜드마크들에 관련되는 큐들이 특히 장점이 된다. 하기의 몇몇 예들은 형상 및 촉각 큐들이 전극 컴포넌트들의 포지셔닝을 어떻게 안내할 수 있는지를 예시한다.

[000165] 이제 도 16a를 참조하면, 렌더링은 사용자(1601) 상에서 전극을 그것의 피부를 향하는 부분(전극은 미도시)에서 포함하는 TES 제어기 어셈블리(1603)를 도시한다. 사용자가 하우징 및 밑에 있는 전극을, TES 신경조절을 통해 인지 효과를 유도하기 위한 정확한 로케이션에 더 쉽게 자기-배치할 수 있도록, 하우징 형상은 몇몇 해부학적 안내들을 갖는다. 예컨대, 유닛의 형상은, 정확한 측(우측)이 아니라 얼굴의 부정확한 측(좌측)에 배치될 때 덜 편안하게 만든다. 사용자에게 제공되는 명령들은, 정확한 해부학적 배치가 달성되도록 형상 및 촉각 큐들을 식별할 수 있다. 직선 에지(1604)는, 수평이 되고 우측 눈의 에지에 대해 정렬되도록 설계된다. 눈에서 가장 가까운 곡선형 에지가 눈 및 눈썹 주위를 랩핑한다. 양각 라인이 눈썹의 에지에 대해 정렬되고 명확한 촉각 큐를 제공할 수 있어서, 사용자는 자신의 눈썹을 따라 그들의 손가락을 연장시키고 양각 라인을 따라 계속할 수 있다. 정렬 큐는 또한 버튼, 탭, 또는 임의의 다른 정렬된 촉각 큐에 의해 달성될 수 있다. 대안적으로, LED(눈 아래로, 미러로, 또는 예컨대 스마트폰 상의 정면 카메라에 의해 관찰가능할 수 있음)는 TES 제어기 하우징에 통합될 수 있고, 추가로, 적절하게 정렬될 때에만 그것이 턴 온되도록 구성될 수 있다. LED 또는 LED들의 세트는, 단지 특정한 배향들로부터 관찰가능하며 따라서 착륙을 위한 접근 각도를 안내하는 공항 활주로 상의 조명들과 유사하게 구성될 수 있다.

[000166] 도 26은 귀 뒤의 우측 꼭지돌기 구역을 타겟팅하도록 설계된 곡선형의 초승달형 전극 유닛의 CAD 렌더링을 도시한다. 전극의 곡선은 그것을 (사용자의 좌측이 아니라) 사용자의 우측 꼭지돌기 상에 배치하도록 사용자를 안내한다. 인쇄된 실리콘 로고(대안적으로, 탭 또는 버튼 또는 임의의 다른 촉각 큐)는 전극의 센터 가까이 포지셔닝되며, 꼭지돌기의 보니 프로세스(bony process)에 직접적으로 오버레이하는 그 섹션을 배치하도록 사용자를 안내한다. 접착제 구역들은, 이 접착제 구역들이 꼭지돌기의 센터를 커버하지 않지만 또한 헤어를 갖는 구역들과도 크게 오버랩되지 않도록 포지셔닝된다.

[000167] 도 27은 정중선의 살짝 우측에 센터링된 목을 타겟팅하도록 설계된 둥근 전극 유닛의 CAD 렌더링을 도시한다. 활성 전극 구역은 전체 유닛의 센터를 벗어나 있다(즉, 백색 접착제 구역이 우측에서보다 좌측에서 더 넓다). 또한, 인쇄된 실리콘 로고(대안적으로, 탭 또는 버튼 또는 임의의 다른 촉각 큐)는 사용자가 그것을 척추와 정렬시킬 수 있도록 포지셔닝된다. 정중선의 살짝 우측으로 목 배치를 안내하기 위한 대안적 전극 형상은 대문자 'D'처럼 형상화되며, 직선 에지가 스파인(spine)과 정렬되도록 의도된다.

[000168] 도 28은 우측 눈의 우측에 그리고 위의 우측 관자놀이 구역을 타겟팅하도록 설계된 직사각형 전극 유닛의 CAD 렌더링을 도시한다. 제 1 인쇄된 실리콘 로고 탭(대안적으로 탭 또는 버튼 또는 임의의 다른 촉각 큐)은, 사용자가 그것을 자신의 이마 우측에 정렬하도록 포지셔닝되고 제 2 인쇄된 실리콘 로고 탭(대안적으로 탭 또는 버튼 또는 임의의 다른 촉각 큐)은 사용자가 그것을 자신의 광대뼈에 정렬하도록 포지셔닝된다. 비대칭 형상은 좌측 보단, 안면의 우측 상의 정확한 배치를 안내한다.

[000169] 일반적으로, 경피 전극을 포함하는 경피 전극 어셈블리 또는 TES 제어기 어셈블리는 부저, 압전 물질, 초음파 트랜스듀서(예를 들어, CMUT), 또는 정렬(부징 부분을 당신의 눈썹의 측에 정렬함)을 위한 신호 또는 정렬의 신호(부저가 정확한 위치에 대해 활성화하거나 최적 위치에 근접함을 표시하기 위해 그의 주파수를 변경함)로서 감각 전달 경로를 활성화하기 위한 다른 트랜스듀서를 포함할 수 있다.

[000170] 일반적으로, 우측 관자놀이 구역 근처에 배치를 위해 의도된 경피 전극을 포함하는 경피 전극 어셈블리 또는 TES 제어기 어셈블리는, 유닛이 피험자의 피부에 부착(또는 다르게는, 사용자가 착용)되면 안경 프레임들이 유닛에 맞도록, 정확히 착용했을 때 볼에 가장 가까운 단부 상에 낮은 프로파일을 갖도록 설계될 수 있다.

[000171] 일반적으로, TES 시스템들은 전극들의 어레이를 사용함으로써 타겟팅 및 효과적인 전극 포지셔닝을 개선할 수 있다. 예를 들어, 회로는 어레이의 모든 활성 전극들이 등전위(즉, 단락)이도록 설계될 수 있다. 전체 유닛의 포지셔닝에 기반하여 전극들의 어레이의 서브세트를 선택함으로써, 피험자가 전체 어셈블리 또는 어레이를 정확히 배치할 필요 없이 활성 전극 영역의 배치의 정확도가 개선될 수 있다. 이들 실시예들은 전체 어셈블리 또는 어레이의 실제 위치 및 그 후 원하는 타겟팅에 기초하여 서브세트를 수동으로 또는 자동으로 선택하는 방식을 결정하기 위한 컴포넌트들 및/또는 방법들을 요구한다. 임의의 형상의 어레이, 임의의 수의 전극들 및 어레이의 위치 및 배향을 결정하는 임의의 수단을 조합하여 개선된 타겟팅에 대한 전극들의 적절한 서브세트들을 선택할 수 있다.

[000172] 예를 들어, 도 29a는 긴 방사상 전극들(2901, 2902, 2903, 2904, 2905 및 2906)을 갖는 전극 어레이들의 개략도를 도시한다. 도 29a에서, 어레이는 우측 관자놀이 구역을 타겟팅하도록 정확히 포지셔닝되어 모든 전극들이 활성화된다. 도 29b에서, 유닛은 너무 낮게 배치되어, 전극들(2903, 2904 및 2905)만이 활성화된다. 도 29c에서, 유닛은 회전되고 너무 안쪽이어서, 전극(2904, 2905 및 2906)만이 활성이다.

[000173] 일반적으로, 신경자극기 장치의 하우징은 또한 사용자를 향하는 하단 표면에 대향하는 상단 표면을 가질 수 있다. 하우징은 일반적으로 하단 및/또는 상단 표면을 가로지르는(또는 법선) 방향의 두께를 포함하여 이 표면들 간의 영역을 정의한다. 본원에서 지칭되는 표면들 중 임의의 표면은 일반적으로 매끄러운 표면을 지칭할 수 있지만, 이들은 하나 또는 그 초과의 갭들, 돌출부 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 18a의 사용자를 향하는 표면(1819)은 커넥터들(커넥터 수신기들(1805 및 1807))이 로케이팅되는 2개의 개구들을 포함한다.

[000174] 위에서 설명된 바와 같이, 신경자극기 장치의 하우징의 두께는 불균일할 수 있고 다른 곳들에서보다 일부 영역들에서 더 두꺼울 수 있다. 따라서, 상부 표면은 하부 표면과 상이한 형상(비틀림, 곡률 등)을 가질 수 있다. 신경자극기 장치의 하우징의 예를 도시하는 도 2b를 다시 참조하면, 하우징은 제 1 두께(256)를 갖는 일 단부에서 제 1 에지 영역(250) 및 상이한(그리고 이 예에서 더 두꺼운) 두께(255)를 갖는 제 2 단부에서 제 2 에지 영역(252)을 포함한다. 이 예에서 두께는 사용자를 향하는 오목한 바닥 표면과 상단 표면 사이에서 측정되고, 제 1 에지 영역(250)은 제 2 에지 영역(252)보다 얇다. 다른 에지 영역들이 취해질 수 있지만, 이 예에서, 2개의 에지 영역들은 장치의 최장 치수(도 3b에 도시된 오비탈 에지)를 따라 서로 대향한다. 일반적으로, 하우징은 얇고, 약 30mm 미만(예를 들어, 약 25mm 미만, 약 20mm 미만, 약 15mm 미만, 약 10mm 미만, 약 8mm 미만 등)의 평균 두께를 가질 수 있다.

[000175] 하우징은 신경자극기의 대향 단부에서보다 신경자극기의 한 단부에서 15% 초과로 더 큰, 사용자를 향하는 표면과 상단 표면 사이의 두께를 가질 수 있다. 도 3e에 도시된 예에서, 하나의 코너 단부/에지 영역(오리큘러(auricula) 에지와 오비탈(orbital) 에지 사이)의 두께는 대향 에지 영역(예를 들어, 수페리어(superior) 에지와 오비탈 에지 사이의 코너 영역)의 두께의 약 0.5배이다. 따라서, 하나의 영역은 다른 영역의 두께의 약 2배(대략 100% 두꺼움)의 두께를 갖는다. 일반적으로, 상단 표면과 제 1 표면 사이의 하우징의 두께는 신경자극기의 대향 단부 보다 신경자극기의 한 단부에서 50% 이상(또는 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 100% 이상 등 내지 일반적으로 500% 미만) 더 클 수 있다.

[000176] 위에서 언급된 바와 같이, 본원에서 설명된 신경자극기 장치들은 일반적으로 사용자를 향하는 표면 상에, 그 안에 또는 이로부터 연장하는 하나 또는 그 초과의 커넥터들을 포함한다. 도 1b, 도 3b, 도 3d, 도 18a 및 도 18b에서, 도 4a 내지 도 8b에서 도시된, 아래에서 더 상세히 설명되는 전극 어셈블리로부터 돌출 스냅들을 수용할 수 있는 암(수용) 커넥터들로서 둘 다 구성된 한 쌍의 커넥터들을 갖는 장치들이 도시된다. 예를 들어, 도 18a를 참조하면, 사용자를 향하는 오목한 표면(1819) 상의 제 1(1805) 및 제 2(1807) 커넥터들은 사용자를 향하는 오목한 표면에 대해 오프-센터로 포지셔닝된다. 언급된 바와 같이, 이 예에서, 커넥터들은 스냅 수신기들이다. 제 1(1805) 및 제 2(1807) 커넥터들은 도 2a-2c를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같이, 전극 장치 상의 커넥터 메이트(스냅)와의 전기적 및 기계적 연결을 이루도록 각각 구성된다. 제 1 및 제 2 커넥터들은 임의의 적절한 길이만큼 떨어질 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 도 18a에서, 이들은 중심에서 약 0.7 내지 0.8 인치(대략 17.78mm 및 20.32mm), 또는 약 0.74 인치(대략 18.80mm)만큼 떨어질 수 있다.

[000177] 여기에 도시된 예들 대부분에서, 신경자극기 장치는, 제 1 및 제 2 커넥터들이 사용자를 향하는 오목한 표면의 에지 영역을 전극 장치에 고정하면서, 에지 영역에 대향하는 사용자를 향하는 오목한 표면의 단부가 전극 장치에 대해 이동하도록 허용하게 구성된다. 이는 신경자극 장치가 도 2b 및 도 2c에 예시된 바와 같이 전극 장치(및 사용자) 위에서 캔틸레버되도록 허용하여서, 하나의 단부 또는 에지 영역(250)은 기계적으로, 대향 단부 영역(250)이 플로팅하도록 허용되는 동안, 화살표(230)에 의해 도시된 바와 같이 전극 장치(239) 위에서 캔틸레버된 채로 유지되는 한 쌍의 커넥터들(도 2b에서 가시적이지 않음)에 의해 전극 장치(239) 및 사용자에 대해 상대적으로 고정된 채로 유지된다. 따라서, 장치를 착용한 사용자가 그녀의 얼굴을 움직임에 따라(그녀의 표정의 변화, 말하기 등을 포함함), 제 2 단부 영역(252)과 전극 어셈블리(239)(및 사용자) 사이의 분리는 전극 어셈블리와 신경자극기 하우징 사이의 전기적 및 기계적 연결에 스트레스를 주지 않고 변할 수 있다. 신경자극기의 스냅 리셉터클과 전극 어셈블리 간의 커넥터들 상의 스트레스를 감소시키는 것은 신경자극기 및 전극 어셈블리의 커넥터들 사이의 연결의 간헐성에 의해 야기되는 과도현상(transients)(즉, '쇼크')을 제거하거나 완화시킴으로써 TES 파형들의 편안함 및 효능을 개선할 수 있다.

[000178] 일반적으로, 경피 전극과 TES 시스템의 내구성 있는 어셈블리 사이의 커넥터는 자석을 갖는 커넥터(즉, '마그락(maglock)' 또는 자기력 커넥터)를 사용할 수 있으며, 여기서 자석의 한 극성은 전극의 커넥터 상에 있고 대향 극성의 자석은 TES 시스템의 내구성 있는 부분 내에 포함된다. 자기 커넥터들은 (예를 들어, 제어기로부터 전극까지의 전류를 서로 맞추고 전달하기 위해) 전기 전도성 및/또는 기계적으로 매칭된 컴포넌트들의 자동화된 정렬을 인에이블할 수 있다.

[000179] 신경자극기 장치의 하우징과 전극 어셈블리를 연결하는 커넥터들 사이의 간격은 캔틸레버된 연결을 허용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 약 0.5 인치(약 12.7mm) 미만의 간격은 너무 가까울 수 있고, 특히 하우징이 본원에서 설명된 바와 같이 사이징되고(예를 들어, 약 4cm 초과, 일부 경우에는 약 15cm 미만의 최장 길이 치수를 가짐) 및 약 7온스(예를 들어, 0.1온스 내지 7온스) 미만의 중량을 가질 때, 신경자극기의 하우징의 토크 또는 이탈을 허용할 수 있다. 약 1인치보다 큰 간격은 일부 변형들에서, 연결을 지나치게 빽빽하게 하고 장치가 다른 머리 곡률들에 연결되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명자들은 일반적으로 약 0.5 내지 1인치 사이의 간격이 안정되고 편안한 부착을 제공할 수 있어서, 더 큰 사이즈/무게들의 디바이스들에 대해서 조차도 큰 모멘트 암이 발현되는 것을 방지한다.

[000180] 사용자를 향하는 표면에 대해 오프-센터로(예를 들어, 제 1 단부/에지 영역을 따라) 커넥터를 포지셔닝함으로써, 대향 단부/에지 영역은 앞서 설명된 바와 같이 그것 아래의 전극 어셈블리에 대해 다소 움직이도록 허용될 수 있다. 예를 들어, 도 3b을 다시 참조하면, 도시된 한 쌍의 커넥터들(스냅 수신기들)은 디바이스의 오리큘러 에지에 가장 가까운 디바이스의 하단으로부터 오프-센터로 포지셔닝되는 반면에, 대향 단부(수페리어 에지와 오비탈 에지 간의 교차부)는 전극 어셈블리에 연결될 때 다른 단부/에지 영역에 대해 플로팅하도록 허용될 것이다.

[000181] 본원에서 설명된 예들 대부분에서, 신경자극기 하우징은 3개의 라운딩되는 "코너들"을 갖는 3개의 측들(도 3b에서, 각각 약간 곡선형인 수페리어 에지, 오리큘러 에지, 및 오비탈 에지)을 갖는 삼각형이다.

[000182] 일부 실시예들에서, 신경자극기는 안경을 착용하는 사용자를 위해 안경 프레임의 관자놀이 부분 아래에 맞춰지도록 구성될 수 있고, 이에 따라 조합된 어셈블리(전극 어셈블리 및 신경자극기)의 부분은 안경과 관자놀이 영역 사이에 맞기에 충분히 얇을 수 있다. 일부 실시예들에서, 피험자의 눈과 관자놀이 사이에서 연장하도록 구성된 신경자극기의 제 1 단부의 두께는 피험자의 안경 프레임 아래에 맞도록 충분히 얇을 수 있다. 예를 들어, 제 1 단부의 두께는 0.1 내지 10 mm(예를 들어, 1 mm 내지 8 mm, 2 mm 내지 7 mm 등)일 수 있다.

[000183] 그러나, 일부 실시예들에서, 신경자극기의 일부 부분들은 장치가 충분한 배터리(또는 다른 전력 부분)를 포함하는 것을 허용하도록 충분히 두껍게 되어서, 유닛이 충전들 사이의 합리적 양의 시간 동안 이용될 수 있게 되는 것이 또한 유리할 수 있다. 따라서, 신경자극기의 한 부분은 한 단부(예를 들어, 안면 상에서 더 위에 착용되는 단부)에서 표준 배터리 및/또는 회로를 허용하도록 충분히 두꺼울 수 있다. 따라서, 일부 변형들에서, 커넥터가 두꺼운 배터리 부분 아래(또는 둘 다 아래) 보단 오히려 PCB의 스루-홀(through-hole) 아래 또는 그 내부에 맞게 허용하도록, 시스템의 전체 두께를 감소시키기 위해 신경자극기의 배터리 격실로부터 분리된, 더 얇은 단부쪽으로 캔틸레버 전극 어셈블리로부터 프라우드를 연장하는, 스냅과 같은 기계적/전기적 커넥터들을 로케이팅하는 것이 유리할 수 있다. 그러나 커넥터(들)가 배터리 부분 아래에 포지셔닝되게 하거나 또는 하나의 커넥터가 배터리 부분 아래에 그리고 하나의 커넥터가 배터리 부분과 분리된 더 얇은 영역 아래에 있게 하는 것이 유리할 수 있다.

[000184] 예를 들어, 일부 변형 예에서, 이마 상의 가장 높이 있는 신경자극기 하드웨어의 부분 근처의 전극 어셈블리(예를 들어, 캔틸레버 전극 어셈블리) 상에 하나의 커넥터를 갖는 것이 유익할 수 있고; 이는 디바이스의 상위 부분이 전극으로부터 풀링되지 않도록 보장하는데 도움을 줄 수 있다. 그런일이 발생하면, 신경자극기의 무게가 전극을 머리로부터 추가로 풀링하고 결국 전극 활성 구역과 피부 사이의 열등한 콘택으로 유도될 수 있다. 이를 방지하기 위해 신경자극기와 전극 어셈블리 사이에 접착제가 사용될 수 있는데; 대안적으로 또는 부가적으로, 부가적인 기계적 커넥터가 사용될 수 있다(접착제는 하나의 타입의 기계적 커넥터로 간주될 수 있고, 전극 어셈블리 및/또는 신경자극기 본체 상에 존재할 수 있음). 또한, 제 1 전극 부분의 활성 영역에 또는 그 근처(바람직하게는, 그 뒤에)에 전기적/기계적 커넥터들(예컨대, 스냅) 중 적어도 하나를 갖는 것이 유리할 수 있는데, 그 이유는 이것이 하드웨어 유닛과의 전기적 연결을 보다 쉽고 보다 견고하게 하기 때문이다.

[000185] 일부 실시예들에서, (제 1 표면으로부터 측정된) 디바이스의 두께는 일 단부에서 더 얇을 수 있고 다른 단부에서 더 두꺼울 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 더 얇은 단부(1)는 피험자의 눈에 대해 배향되도록 구성될 수 있으며, 더 두꺼운 영역(2)은 피험자의 머리 상에 더 높게 착용된다. 본 명세서에 설명된 신경조절 디바이스들은 또한, 캔틸레버 전극 어셈블리 상의 적어도 2개의 전극들에 전기적 연결을 제공하도록, 아래 측(예를 들어, 제 1 표면) 상의 캔틸레버 전극에 대한 부착들을 포함하도록 구성된다. 이러한 신경조절 디바이스들은 또한, 신경조절 디바이스들, 신경자극기들, 신경조절기들, 애플리케이터들, 신경조절 애플리케이터들, 전기 자극기들 등으로서 칭해질 수 있다.

[000186] 일부 실시예들에서, 예를 들어, 신경자극기의 전체 형상은 도 1a에 도시된 바와 같이 삼각형(라운딩된 에지들을 포함함)일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 삼각형은 예시된 바와 같이 3개의 측들 간의 라운딩된/부드러운 트랜지션들을 갖는 형상들을 포함한다. 귀에 착용되는 유닛(3)의 측은 오리큘러 에지일 수 있고, 이마 상의 가장 높이 착용되는 측(4)은 수페리어 에지일 수 있고, 눈/눈썹에 가장 가까이 착용되는 측(5)은 오비탈 에지일 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 디바이스는 상이한 형상의 프로파일을 가질 수 있다. 예를 들어, 프로파일은 일반적으로 직사각형, 일반적으로 사다리꼴 또는 일반적으로 난형(ovular)일 수 있다. 프로파일은 라운딩된 에지들 또는 일반적으로 날카로운 에지들을 가질 수 있다.

[000187] 도 1b에 도시된 바와 같이, 캔틸레버 전극 장치가 부착되는 신경자극기의 제 1 표면은 캔틸레버 전극 장치 상의 커넥터들을 수용하고 그와 전기적 및 기계적 콘택을 이루도록 메이팅 접합부(개구들, 리셉터클들, 암 수신기들 등)를 포함할 수 있다. 이들 수신기들은 또한, 캔틸레버 전극 장치의 배치를 최적화하도록 포지셔닝되어, 그것이 신경자극기 및 피험자와의 충분한 콘택을 이루는 것을 허용하고 피험자가 이동 및/또는 활성인 동안에도 캔틸레버 전극 장치가 구부러지거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

[000188] 일부 실시예들에서, 웨어러블 경피 전기 자극기는 피험자에 의한 제어를 위한 버튼을 포함할 수 있다. 피험자는 필요한 경우 버튼을 이용하여 신경자극기를 중단 또는 리셋할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 경피 전기 자극기는 시각적 피드백을 제공하도록 구성된 광 표시자 또는 촉각 피드백을 제공하기 위한 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 표시자는 전극들의 연결, 상태 및 TES 자극 섹션의 진행을 표시하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 촉각 표시자는 사용자가 거울 또는 스마트폰의 정면 카메라 등 없이 시각적 표시자를 쉽게 볼 수 없는 경우, 머리 상에 착용된 동안 디바이스의 기능(예를 들어, 파형에서 남아있는 1분, 배터리 부족, 배치 부정확 등)을 나타내는데 이용될 수 있다.

[000189] 도 2a는 피험자의 머리에 착용되는 전극 장치(200)의 변형을 예시한다. 전극 장치들의 예들은 또한 미국 출원 제14/634,664호(2015년 2월 27일에 출원되고, 명칭이 "CANTILEVER ELECTRODES FOR TRANSDERMAL AND TRANSCRANIAL STIMULATION"임)에서 알 수 있으며, 그 전체가 본원에 인용에 의해 포함된다. 예시된 바와 같이, 장치는 관자놀이 및 이마 영역 상의 제 1 전극 부분 및 머리의 뒤의 제 2 전극 부분(예컨대, 도시되지 않은 귀 또는 목 뒤 영역)에 포지셔닝된다. 이 예에서, 신경자극기(도 2a에 도시되지 않음)는, 이것이 피험자에게 적용되기 전 또는 후에 캔틸레버 전극 장치에 부착될 수 있다. 예컨대, 기계적 및 전기 커넥터들은 신경자극기와 전극 장치의 하우징 사이에 함께 스냅핑될 수 있다.

[000190] 도 3a 내지 3f는 신경자극 장치 중 하나의 변형의 사시도들을 예시한다. 일부 실시예들에서, 신경자극기의 전체 형상은 삼각형일 수 있으며, 특히, 전극 장치에 연결되고 사용자를 향하도록 적응되는 신경자극기의 표면은 (곡선형이며/오목하고 그리고 트위스팅되더라도) 3-면(예컨대, 대략 삼각형)일 수 있다. 상술한 바와 같이, 이 대략적인 삼각형 형상은 둥근 에지들을 포함할 수 있고, (캔틸레버 전극 장치와 콘택하는 표면에 수직인 방향의) 자극기의 두께는, 예컨대, 한 면, 특히 눈과 관자놀이 사이에서 연장될 면(오비탈 에지와 오리큘러 에지 사이의 부분)을 따라 더 얇아지게 변할 수 있다. 이 형상은 또한, 헤어를 갖지 않는 경향이 있는 머리의 영역(예컨대, 얼굴)에서 대부분의 사람들에게 맞거나 그리고/또는 착용되도록 도울 경우에 유리할 수 있다. 이 얇은 더 낮은 코너(오비탈/오리큘러의 코너)는 눈썹과 헤어라인 사이에서 맞을 수 있는 반면, 더 넓은 부분은, 헤어가 있을 확률이 낮은 이마 구역의 위로 포지셔닝된다.

[000191] 도 3a 내지 도 3f에서, 다양한 에지들은, 장치가 피험자가 착용하게 될 것이라는 것에 기초하여 도 1a에 예시된 것과 유사하게 라벨링된다. 일반적으로, 귀를 향해 착용된 유닛의 면은 오리큘러 에지이고 이마 상에 가장 높이 착용된 면은 수페리어 에지이고, 눈/눈썹에 가장 가깝게 착용된 면은 오비탈 에지이다. 일부 실시예들에서, 신경자극기의 전체 형상은 (라운딩된 에지들을 포함하는) 삼각형일 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 신경자극기의 전체 형상은 다양한 형상들일 수 있다. 피험자를 향하는 표면은 미리정의된 배향에서 맞도록 컨투어링될 수 있다. 이 표면은 새들 형상의 섹션일 수 있으며, 여기에는, 주위의 표면이 오목하게 곡선을 이루는 곡률의 축, 및 곡선 표면을 왜곡시킬 수 있는 트위스트의 축이 있다. 캔틸레버 전극 장치를 신경자극기에 부착할 경우, 캔틸레버 전극 장치는 곡선형이며 트위스팅된 표면과 일치하도록 컨투어링되도록 플렉싱하거나 또는 구부러질 수 있다.

[000192] 일반적으로, 본원에 설명된 전극 장치들은 웨어러블, 경량 및 자기-포함 신경자극기("전기 자극기")와 피험자의 신체, 특히, 자극이 인가될 머리 또는 머리와 목 영역 사이의 인터페이스로서 역할을 할 수 있다. 이들 캔틸레버 전극 장치들은 신경자극기에 연결되고 피험자에게 직접 인가되는 디스포저블(또는 세미-디스포저블) 컴포넌트들일 수 있고; 신경자극기로부터의 에너지(통상적으로 전류)가 캔틸레버 전극 장치에 의해 피험자에게 안내되고 전달된다. 신경자극기가 소형이고 경량일지라도, 캔틸레버 전극 장치는 이를 피험자의 신체에 고정하고 에너지를, 신경자극기의 사이즈보다 훨씬 더 큰 거리만큼 떨어져 있는 신체(예컨대, 관자놀이, 목, 가슴 등) 상의 2 또는 그 초과의 영역들로 전달하는 것을 가능하게 할 수 있다.

[000193] 본원에 설명된 캔틸레버 전극 장치들은 일반적으로, 세장형 신체를 따라 서로로부터 분리되는 적어도 2개의 전극 영역들을 포함한다. 캔틸레버 전극 장치는 통상적으로 전극 영역들과 전기적으로 콘택하는 2개 (또는 그 초과의) 전기 커넥터들(이는 본원에서 커넥터들로서 지칭될 수 있음)에 의해 신경자극기 디바이스에 부착된다. 전기적 콘택들은 서로 인접한 캔틸레버 전극 장치 상에, 그리고 캔틸레버 전극 장치가 피험자에 의해 착용되는 동안, 심지어 피험자가 움직이는 동안에도 신경자극기에 대한 고정 부착을 허용하고 전기적 콘택의 중단을 방지하는 특정한 방식으로 포지셔닝될 수 있다. 예컨대, 커넥터들의 공간은 (센터에서 센터까지) 센터에서 0.6 내지 0.9 인치, 더욱 바람직하게는, 약 0.7 인치 내지 약 0.8 인치 떨어져 있을 수 있다. 전기적 커넥터들은 통상적으로 캔틸레버 전극 장치의 다른(otherwise) 실질적으로 평탄한 표면으로부터 연장될 수 있고 신경자극기로 플러그될 수 있다. 전기적 커넥터들은 캔틸레버 전극 장치와 신경자극기 사이의 연결을 위한 기계적 지원을 또한 제공할 수 있는 신경자극기(예컨대, 이들은 스냅들일 수 있음)와 기계적으로 인게이징될 수 있음으로써, 캔틸레버 전극 장치들이 피험자의 신체에 부착될 경우 피험자의 신체 상에 신경자극기를 지원하고 유지하도록 돕는다.

[000194] 일반적으로, 캔틸레버 전극 장치들은 캔틸레버 전극 장치의 세장형 신체의 일 단부에 또는 그 부근에 2개 또는 그 초과의 커넥터들을 포함하고, 2개 (또는 그 초과의) 전극 영역들은 캔틸레버 전극 장치의 세장형 신체를 따라 포지셔닝된다. 2개 또는 그 초과의 커넥터들(이는 전기 또는 기계적 및 전기적 커넥터들로도 지칭될 수 있음)은 일 단부 또는 에지 영역에 있고, 제 2 전극 영역이 커넥터들 및 다른 전극 영역으로부터 캔틸레버 전극 장치의 세장형 신체를 따라 거리(예컨대, 2인치 초과, 3인티 초과, 4인치 초과 등)를 두고 포지셔닝되는 동안에도, 전체 캔틸레버 전극 장치를 신경자극기에 고정시키도록 도울 수 있다.

[000195] 본원에 설명된 전극 장치들의 각각의 전극 영역은 통상적으로 피험자와 콘택하도록 적응되는 전극 영역의 후면 측 상에 활성 영역을 포함한다. 활성 영역은 신경자극기로부터 피험자의 피부로 에너지(예컨대, 전류)를 전달하는 하이드로겔(hydrogel)을 포함할 수 있다. 활성 영역은 커넥터와 전기 통신한다.

[000196] 일반적으로, 캔틸레버 전극 장치들을 형성하는 세장형 신체는 적어도 하나의 방향에서는 강성이지만 다른 방향에서는 플렉시블한 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 캔틸레버 전극 장치의 세장형 신체는 비교적 얇은(예컨대, 3mm 미만, 2mm 미만, 1mm 미만 등) 재료(예컨대, 플렉스 회로 재료)의 비교적 평탄한 시트로 형성될 수 있다. 재료의 시트는 일 평면으로 연장될 수 있고, 재료는, 이것이 그 평면의 방향으로부터 구부러질 수 있고(예컨대, 위/아래로 구부러질 수 있고) 트위스팅될 수 있지만, 그 평면의 방향으로 구부러지지 않을 수 있다. 이 부분적인 강성은, 신체 상의 캔틸레버 전극 장치를 지원하면서 다양한 피험자 신체 크기들과 이것이 맞도록 허용하는 것을 도울 수 있다. 일부 변형들에서, 캔틸레버 전극 장치는 강성인 재료로 이루어지지만 형상을 유지하려는 힘의 인가에 의해 구부러질 수 있다. 예컨대, 캔틸레버 전극 장치의 세장형 신체는 연성, 예컨대, 구부러지게 허용하는 형상 기억 재료로 (적어도 부분적으로) 이루어질 수 있다.

[000197] 웨어러블 TES 시스템의 유용성 및 소형화는: 전자 회로들, 전력 소스(즉, 플렉시블한 솔라 패널 또는 플렉시블한/구부릴 수 있는 배터리), 및 통신 모듈(예컨대, 무선 통신 모듈)을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는 플렉시블한 또는 신축성 컴포넌트들의 사용에 의해 개선될 수 있다. 재료들 과학 및 플렉시블한/신축성 전자 회로들의 설계 및 제조에 있어서의 최근의 진보는 신체에 착용되거나 또는 신체에 부착되는 소형화, 웨어러블 TES 시스템을 지원한다. 다양한 컴포넌트들 및 기술들이 플렉시블한 및/또는 신축성 TES 시스템을 구성하기 위해 사용될 수 있다. 플렉시블한 회로들, 플렉시블한 센서들 또는 플렉시블한 전력 소스들의 기술 분야의 당업자는, 착용가능한 TES 시스템의 순응성, 편안함 및 일회성을 개선시키기 위해 다른 재료들, 방법들 및 기술들이 사용될 수 있음을 인식할 것이다.

[000198] TES 시스템의 유연성 및 착용성을 개선하기 위해 사용될 수 있는 재료들 및 기술들의 예들은, 근육 수축을 감지하기 위한 탄성 변형 센서들(예컨대, Danfoss Poly Power A/S로부터의 스트레치 센서); Graff 등의 미국 특허 제8,536,667호 및 제8,097,926호에 설명된 특징들을 포함하는 MC10 Inc. (Cambridge, MA) 및 Electrozyme(San Diego, CA)을 포함하는 회사들이 개발한 '타투(tattoo)' 전자기기뿐만 아니라 고체 상태 컴포넌트들(예컨대, John Rogers 등이 개발한 것)을 통합할 수 있는 기술들; 박막 배터리들(예컨대, 폴리머들, 탄소 나노튜브들 및/또는 나노다공성 니켈 플루오르화물로 이루어진 배터리들); 그래핀 및 탄소 나노튜브들로 이루어진 플렉시블한 수퍼-커패시터; 플렉시블한 OLED 디스플레이; 삼성(Samsung)이 개발한 단층 그래핀을 포함하는 컴포넌트들; 분자적으로 신축성있는 전자기기를 포함하는 컴포넌트들을 포함한다.

[000199] 전극들 및 다른 TES 컴포넌트들의 개선된 부착성은, 평탄한 표면을 강력하게 유지할 수 있으면서 잔류물을 남기지 않고 쉽게 제거될 수 있는 매사추세츠 대학(University of Massachusetts)-암어스트(Amherst)의 Irschick과 Crosby가 개발한 'geckskin'의 사용으로부터 유익할 것이다.

[000200] 본원에 설명된 캔틸레버 전극 장치들 구성은, 와이어 또는 별개의 연결이 제 2(또는 그 초과의) 전극 영역을 신경자극기에 연결하는 변형들을 포함하는 다른 가능한 어레인지먼트들에 비해 수 많은 이점들을 제공할 수 있다. 예컨대, 본원에 설명된 캔틸레버 전극 장치들은, 캔틸레버 전극 장치가 웨어러블 신경자극기에 부착될 경우 피부와 양호하게 콘택할 수 있게 도울 수 있는 각각의 전극의 활성 구역을 둘러싸는 적어도 수 mm의 접착제를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 본원에 설명된 캔틸레버 전극 장치들은 활성 전극 구역을 경계로 하는 섹션들에서 적어도 수 mm의 접착제를 포함할 수 있다. (예컨대, 눈에 인접한) 관자놀이에 착용되도록 구성되는 전극 장치들 및 마이크로자극기들의 경우, 전극 장치의 일 부분, 특히, 전극의 하부 에지 아래에 포지셔닝되는 부분에서의 접착제의 양은, 유닛이 관자놀이에서 눈을 향해 그리고/또는 헤어라인을 향해 너무 멀리 연장되는 것을 방지하도록 제한될 수 있다. 일부 변형들에서, 캔틸레버 전극 장치 및 전기 자극기가 얼굴 상에 포지셔닝되는 그의 오버레잉 하드웨어 유닛을 구비하게 하여 디바이스를 착용하는 동안 착용하고 있을 수 있는 안경의 관자놀이 부분(예컨대, 귀와 인접한 영역)을 간섭하지 않는 것이 바람직하다. 또한, (제 1 전극 부분에서) 캔틸레버 전극 어셈블리의 하부 에지가, 눈의 에지, 자기-배치를 위한 용이한 랜드마크와 수평으로 정렬하도록 디바이스의 하부 에지를 이용하여 자기-배치를 가이드하도록 돕도록 전기 자극기의 하부 에지와 대응하는 것이 유익할 수 있고; 따라서, 전극의 하부 섹션 아래/주위의 접착제의 양을 제한하는 것이 유익할 수 있다.

[000201] 일부 실시예들에서, 전기적으로 전도성인 테더링(tethering) 와이어는 신경자극기에 커플링되는 디스포저블 전극 어셈블리의 부분이다. 피험자는 필요에 따라 전기적으로 전도성인 테더링 와이어를 펄칠 수 있으므로 2개 또는 그 초과의 전극 부분들이 관심있는 뇌 영역에 TES 신경조절을 전달하기 위해 머리의 적합한 부분들에 부착될 수 있다.

[000202] 상기 언급된 바와 같이, 캔틸레버 전극 장치의 활성 영역들을 전기 자극기에 기계적으로 그리고 전기적으로 둘 모두로 전기적으로 연결하기 위한 커넥터를 이용하는 수 많은 이점들이 또한 존재한다. 예컨대, 기계적 및 전기적 커넥터, 이를 테면, 스냅 커넥터 또는 비교적 얇은 캔틸레버 전극 장치로부터 프라우드를 세우는 다른 커넥터를 사용하는 장치는 장치의 오조정을 방지할 수 있다. 특히, 웨어러블 장치 및 캔틸레버 전극 장치를 연결하기 위한 단지 와이어들 또는 하나의 스냅 및 와이어보다는 2개의 커넥터들(예컨대, 스냅들)을 구비하는 것이 유리할 수 있다. 제 2 기계/전기 커넥터, 이를테면, 스냅은 전극 접착성 패드와 하드웨어 유닛(신경자극기/전기 어셈블리) 사이의 물리적 연결을 개선할 수 있다. 또한, 하드웨어 유닛(신경자극기/전기 자극기) 및 전극 장치는 안경을 착용하는 사용자들을 위한 안경 프레임의 관자놀이 부분 아래에 맞을 수 있고; 따라서, 결합된 어셈블리(전극 어셈블리 및 신경자극기)의 부분은 이상적으로 안경과 관자놀이 영역 사이에 맞을 정도로 충분히 얇아야 한다. 그러나, 시스템의 일부 부분들(예컨대, 신경자극기)은, 장치가 충분한 배터리(또는 다른 전력 부분)를 포함할 수 있도록 충분한 두께일 수 있으므로, 유닛이 전하들 사이의 합리적인 시간량 동안 사용될 수 있다는 것이 또한 유리할 수 있다. 따라서 신경자극기 중 일 부분은 표준 배터리 및/또는 회로로 하여금 일 단부(예컨대, 얼굴 상에서 더 위로 착용되는 단부)에 있게 허용하기에 충분한 두께일 수 있다. 따라서, 커넥터들이 두꺼운 배터리 부분 아래가 아닌 PCB의 스루 홀 아래 또는 내부(둘 모두의 아래)와 맞도록, 일부 변형들에서 시스템의 전체 두께를 감소시키기 위해 신경자극기의 배터리 컴파트먼트로부터 분리된, 더 얇은 단부를 향해 캔틸레버 전극 어셈블리로부터의 프라우드를 연장시키는 스냅들과 같은 기계적/전기적 커넥터들을 위치시키는 것이 유리할 수 있다. 그러나, 일부 변형들에서, 배터리 부분 아래에 커넥터(들)를 포지셔닝시키거나, 배터리 부분 아래에 하나의 커넥터를 갖고, 배터리 부분으로부터 분리된 더 얇은 영역 아래에 하나의 커넥터를 갖는 것이 유리할 수 있다.

[000203] 예컨대, 일부 변형들에서, 이마에 가장 높이 신경자극기 하드웨어의 부분 근처에 전극 조립체(예컨대, 캔틸레버 전극 조립체) 상에 하나의 커넥터를 갖는 것이 유익할 수 있다; 이는 디바이스의 이 상부 부분이 전극으로부터 당겨지지 않도록 하는 것을 보장하도록 도울 수 있다. 그런 일이 발생하면, 하드웨어 유닛의 중량은 머리에서 전극을 추가로 당겨 결국 전극 활성 구역과 피부 사이의 불량한 콘택으로 이어지게 할 수 있다. 이를 방지하기 위해 신경자극기와 전극 어셈블리 사이에 접착제를 사용할 수 있다; 대안으로 또는 부가적으로 부가적인 기계적 커넥터가 사용될 수 있다(접착제는 일 타입의 기계적 커넥터로 간주될 수 있고, 전극 어셈블리 및/또는 신경자극기 신체 상에 존재할 수 있다).

[000204] 이는 하드웨어 유닛과 함께 전기적 연결을 더 쉽고 더 강인하게 만들 수 있기 때문에, 제 1 전극 부분의 활성 구역에서 또는 그 근처 (또는 바람직하게는 그 뒤쪽)에 전기/기계 커넥터들 중 적어도 하나(이를 테면, 스냅)를 갖는 것이 또한 바람직할 수 있다.

[000205] 도 4a 내지 4d는 피험자의 머리에 착용되는 신경자극기와 함께 사용될 수 있는 전극 장치("캔틸레버 전극 장치")의 일 변형을 예시한다. 이 예에서, 캔틸레버 전극 장치(100)는 복수의 전극 부분들(2개가 도시 됨)(103, 105)을 포함한다. 도 4a에서, 전면 사시도가 도시된다. 전면 측은, 착용될 경우 피험자의 반대쪽을 향하게 되는 면이다. 캔틸레버 전극 장치는 얇으므로, 전극 부분은 전면 측(도 4a 및 4b에서 볼 수 있음) 및 후면 측(도 4d에서 볼 수 있음)을 포함한다. 도 4c의 측면 도에 도시된 바와 같이, 디바이스는 전극 부분들(103, 105)뿐만 아니라 2개의 전극 부분들 사이에서 연장되는 세장형 신체 영역(107)을 포함하는 얇은 신체를 갖는다. 또한, 세장형 신체는 얇다(두께보다 훨씬 더 큰 직경과 높이를 가짐(두께는 도 4c에 도시됨)).

[000206] 이러한 예에서, 2개의 커넥터들(115, 117)(이러한 예에서 스냅들로서 도시된 전기적 및 기계적 커넥터들)은 캔틸레버 전극 장치의 전면으로부터 연장된다. 제 1 전기적 부분(103)의 전면은 또한 스냅들이 제 1 전기적 부분의 프라우드를 연장시키는 선택적인 폼 및/또는 접착제 재료(121)를 포함할 수 있다. 제 1 전기적 부분은, 스냅들이 전기 자극기 상의 플러그들(포트들, 홀더들, 개구, 암(female) 메이팅 등)에 연결하도록 형상화 및 사이징된다. 앞서 설명된 바와 같이, 전극 장치 상의 커넥터들은 신경자극기 장치의 하우징 상의 상보적인 커넥터들과 동일한 방식으로 이격될 수 있다. 예컨대, 전극 장치 상의 커넥터들은 약 0.5 내지 약 1 인치(예컨대, 약 0.72 인치로서 도 4a-4d에 도시된 약 0.6 내지 약 0.9 인치, 약 0.7 내지 약 0.8 인치 등)만큼 떨어질 수 있다. 제 2 전극 부분은 또한 폼 또는 백킹 부분(123)을 포함할 수 있다. 이러한 폼/백킹 영역은 선택적일 수 있다.

[000207] 도 4d는 캔틸레버 전극 장치의 이러한 제 1 예의 후면도를 도시한다. 이러한 예에서, 제 1 전극 부분(103) 및 제 2 전극 부분(105)이 또한 도시되고, 활성 영역들(133, 135)을 포함한다. 활성 영역들은 접착제(140)에 의해 경계를 이룬다. 제 1 전극 부분(103)은, 전극 어셈블리의 에지 영역으로 연장되는 접착제 재료(140)에 의해 둘러싸이는 제 1 활성 영역(133)을, 후면(사용자-콘택) 측 상에, 포함한다. 활성 영역은 전도성 재료(예컨대, 전기적으로 전도성 겔)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 전극 부분(105)의 후면은 접착제(140)에 의해 상부 및 하부 측 상에 결합되는 제 2 활성 영역(135)을 포함한다. 접착제는 재료를 피부에 해제가능하게 홀딩할 수 있는 임의의 생체에 적합한 접착제일 수 있다.

[000208] 도 5a 및 5b는 도 4a-4d의 예시적인 캔틸레버 전극 장치의 분해도들을 도시한다. 도 5a에서, 제거된 스냅들(117, 115) 및 폼 백킹(121, 123)(하나 또는 양자 모두의 측들 상의 접착제일 수 있음) 재료들을 갖는 캔틸레버 전극 장치의 전면 측이 도시된다. 스냅들은 2개의 부분들(도 5a에 도시되지 않음), 베이스 및 포스트를 포함할 수 있고, 베이스는 캔틸레버 전극 장치에 대한 기판(또는 베이스)(108)을 형성하는 세장형 신체의 후면 측 상에 위치될 수 있다. 베이스는, 예컨대, 재료의 평면 외부에서 상대적으로 절연성이며, 플렉시블하지만 평면에서 강성인 플렉스 회로 재료일 수 있다(베이스가 평면 외부에서 위/아래로 구부려지지만 재료의 평면의 방향에서 푸싱/풀링될 때 강성을 가질 수 있다는 것을 의미함). 전극 영역들 및 커넥터들을 형성하는데 사용되는 구조들 중 많은 것은 베이스에 직접적으로 인쇄되거나 베이스에 부착될 수 있다. 예컨대, 도 5b에서, 스냅들의 베이스가 후면 측을 따라 연장되고, 제 1 전극 부분의 부분을 형성하는 전기적으로 전도성 제 1 활성 영역과 하나의 경우에 전기적 콘택할 수 있도록 스냅들이 부착된 캔틸레버 전극 장치의 베이스의 후면(사용자를 향하는) 측이 도시된다. 제 2 스냅은 전기적으로 활성 영역으로부터 오프셋되고, (예컨대, 베이스의 신체(108) 상에 인쇄된) 전도성 트레이스를 콘택하고, 자신이 제 2 활성 영역을 콘택할 때까지 세장형 신체 영역(107)을 따라 연장될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 커넥터들은 활성 영역들과 신경자극기 간의 전기적 통신을 설정할 수 있다. 도 5b에서, 활성 영역들은 전도성 겔을 포함한다(희생 재료들, pH 버퍼 재료들, 항균성/살균성 재료들 등을 비롯하여 부가적인 재료들이 또한 포함될 수 있음). 접착제 부분(140)이 또한 이러한 분해도에 도시된다.

[000209] 앞서 설명된 바와 같이, 제 1 및 제 2 전극 부분들의 전방 측들 중 어느 하나 또는 양자 모두 위에 폼 재료가 생략될 수 있다. 도 6은, 또한 또는 대안적으로 캔틸레버 전극 장치를 신경자극기에 고정하는 것을 돕기 위한 접착제일 수 있는 폼 재료가 캔틸레버 전극 장치에 포함되지 않는 예를 도시한다. 이러한 예에서, 커넥터들(스냅들(117, 115))은 홀로 캔틸레버 전극 장치를 신경자극기에 고정하는데 사용될 수 있다.

[000210] 도 4a-6에 도시된 캔틸레버 전극 장치는, 예컨대, 세장형 신체 영역(107)이 피험자의 머리를 넘어 연장되도록 구부러지고 사용자의 목의 후면의 정중선 상의 부분으로 아래로 구부러지면서, 프라우드 커넥터들로 스냅핑함으로써 신경자극기가 캔틸레버 전극 장치의 전면 측에 부착되도록 피험자의 머리에 신경자극기를 연결하는데 특히 유용할 수 있다. 제 1 전극 부분 및 제 2 전극 부분 양자 모두는 피부에 대해 전기적으로 활성 영역들과 접착가능하게 홀딩될 수 있어서, 2014년 6월 30일에 출원되고 전체 내용이 인용에 의해 본원에 통합되고, 명칭이 "TRANSDERMAL ELECTRICAL STIMULATION METHODS FOR MODIFYING OR INDUCING COGNITIVE STATE"인 출원 제 14/320,443 호에 설명된 바와 같이, 신경자극기가 에너지, 특히 파형들을 인가하도록 허용한다.

[000211] 도 7a-7d는 캔틸레버 전극 장치의 다른 예를 예시한다. 이러한 예는 도 4a-5b에 도시된 변형과 매우 유사하다. 커넥터들(스냅들(417, 415))은 도 4a-4d에 도시된 바와 같이 제 1 전극 부분(403)의 형상 및 폼/백킹 재료(421)(또한 또는 대안적으로 접착제 재료일 수 있음)와 같이 동일한 포지션에 있다. 그러나, 도 7a-7d에 도시된 예는 상이한 전체 형상을 포함하고, 예컨대, 사용자의 머리/목의 상이한 영역들에 연결하는데 사용될 수 있다. 특히, 2개의 전극 부분들(403, 405) 사이에서 연장되는 세장형 신체 영역(407)을 형성하는 기판의 부분은 약간 상이하게 형상화된다. 이러한 예에서, 캔틸레버 전극 장치는, 예컨대, 제 1 전극 부분(신경자극기가 연결될 수 있음)을 통해 피험자의 관자놀이에 연결하도록 구성될 수 있고, 세장형 신체 영역은 제 2 전극 부분이 (예컨대, 꼭지돌기에서 또는 근처에서) 피험자의 귀 너머의 영역과 전기 콘택할 수 있도록 피험자의 머리 둘레에서 구부러질 수 있다. 전기적으로 활성 영역(및 부착된 신경자극기)을 제자리에 홀딩하기 위해 전기적으로 활성 영역(433)을 둘러싸는 접착제 재료(440)를 사용하여, 제 1 전극 부분(405)의 제 1 활성 영역(433)을 관자놀이 영역의 피부와 전기적 콘택하게 배치함으로써, 제 2 전기적으로 활성 영역(435)이 꼭지돌기 영역과 콘택하도록, 제 2 전기적으로 활성 영역은 또한 피부에 접착가능하게(440) 홀딩될 수 있다.

[000212] 일반적으로, 2개의 전극 부분들을 연결하는 세장형 신체 영역은 임의의 적절한 길이일 수 있지만, 일반적으로 몇 인치보다 더 길다(예컨대, 약 2 인치보다 길고, 약 3 인치보다 더 길고, 약 4 인치보다 더 길고, 약 5 인치보다 더 길고, 약 6인치보다 더 길고, 약 7 인치보다 더 길고, 약 8 인치보다 더 길고, 약 9 인치보다 더 긴 식임). 세장형 신체 영역은 또한 도 4a-6 및 도 7a-7d의 변형들 양자 모두에 예시된 바와 같이, 구부러지거나 곡선형일 수 있다.

[000213] 대안적인 실시예들에서, 전기적으로 전도성 테더링 와이어는 TES 시스템의 내구성있는 부분이고, 장기간 사용을 위해 의도될 수 있다. 도 24a는 1차 내구성있는 하우징(2402), 2차 내구성있는 하우징(2401), 커넥터들(2403 & 2404) 및 전기적으로 전도성 테더링 와이어(2405)를 포함하는 TES 시스템의 예시적인 개략적인 실시예들을 도시한다. TES 시스템이 사용자에 착용가능하게 부착될 수 있도록 하우징들(2401 & 2402)에 전기적으로 그리고 기계적으로 커플링하고 피부적으로 접하는 접착제를 포함하는 디스포저블 전극들이 도시되지 않는다. 본원에 설명된 바와 같은 TES 시스템들의 다른 변형들은 비-부착이고, 그렇지 않다면 (예컨대, 헤드밴드, 모자 등에 의해) 사용자의 신체에 착용가능하게 부착될 수 있다.

[000214] 도 24a에 도시된 바와 같이, 테더링 와이어는 1차 및 2차 유닛들에 영구적으로 부착될 수 있거나, 이것은 표준 또는 커스텀 커넥터(2406, 2407)를 통해 1차 또는 2차 TES 시스템 하우징(도 24b, 도 24c) 중 어느 하나 또는 양자 모두로부터 언플러깅하도록 구성될 수 있다.

[000215] 일부 실시예들에서, 내구성있는 하우징 중 하나는 다른 전자 또는 컴퓨팅 디바이스들을 충전하고 이들과 통신하기 위한 표준 플러그 컴포넌트(예컨대, 메일 USB 또는 메일 마이크로-USB 커넥터)를 가질 수 있다. 예컨대, 더 작은 2차 내구성있는 하우징은 메일 USB 커넥터, 충전 회로 및 배터리를 포함할 수 있다.

[000216] 일반적으로, 영구적으로 또는 분리가능하게 부착되는 전기적으로 전도성 케이블을 포함하는 TES 시스템들은 모든 컴포넌트들을 단일 하우징에 포함할 수 있다. 그러한 인스턴스들에서, 전기적으로 전도성 케이블은 디스포저블 전극이 전기적으로 연결될 수 있는 전기 컴포넌트들을 포함하는 유닛으로부터 원단부에 또는 근처에 적어도 커넥터를 포함할 것이다.

[000217] 일반적으로, 영구적으로 또는 분리가능하게 부착되는 전기적으로 전도성 케이블을 포함하는 TES 시스템들은 컴포넌트들을 2 개 또는 그 초과의 하우징들에 포함할 수 있다. 이들 실시예들이 모든 컴포넌트들을 단일 하우징에 갖는 것에 비해 하우징들 각각의 소형화를 허용하기 때문에, 이들 실시예들이 유리하다. 이러한 소형화는 TES 시스템의 편안함, 착용가능성, 내구성 및/또는 피트를 개선할 수 있다. 임의의 세트의 필요한 또는 선택적인 컴포넌트들은 제 1 하우징 또는 제 2 하우징(또는 제 3 하우징 등) 내에 있도록 선택될 수 있다. 도 25는 전류 제어 회로소자(2505), 퓨즈 및 다른 안전 회로소자(2506), 무선 안테나 및 칩셋(2507), 파형 발생기(2508), 메모리(2509), 마이크로프로세서(2510) 및 배터리(2501), 재충전 회로소자(2502), 제 2 전극에 대한 커넥터(2503) 및 다른 전기 컴포넌트들(2504)을 포함하는 제 2 내구성있는 TES 하우징(2513)에 대한 전기적으로 전도성 케이블(2511)에 의해 연결된 제 1 전극(2514)에 대한 커넥터를 포함하는 제 1 내구성있는 TES 하우징(2512)을 갖는 예시적인 TES 시스템도를 도시한다.

[000218] 본원에 설명된 TES 시스템들을 사용하는 방법은 분리가능하고, 재사용가능한 전기적으로-전도성 케이블을 통해 2개의 TES 제어기 하우징들을 연결하는 것, 다음에 2개의 전극들을 케이블 및/또는 TES 제어기에 연결하는 것을 포함할 수 있다. 대안적인 방법들은 필요하고 분리가능한 시스템 컴포넌트들을 연결하는 것의 반대 순서를 채용할 수 있다.

[000219] 전극 커넥터들을 통해 2개의 하우징들 또는 2 개 또는 그 초과의 전극 커넥터들을 통해 단일 하우징을 연결하는 내구성있는 케이블을 갖는 TES 장치는 그들을 연결하는 와이어를 갖지 않는 디스포저블 전극들을 통해 사용될 수 있다. 이러한 시스템 아키텍처는 디스포저블 세트의 경피 전극들의 비용 및 복잡성을 감소시키고, 이것은 TES 제어기 시스템과 연결하도록 구성된 커넥터(예컨대, 전기적으로 전도성 버튼 스냅 커넥터)만을 요구한다.

[000220] 도 8a 및 8b는 2개의 상이한 타입들의 캔틸레버 전극 장치들을 예시하고, 이들 각각은 전기적으로 검출가능한 엘리먼트, 예컨대, 전극 콘택들을 연결하는 커패시터를 갖는다. 전기적으로 검출가능한 엘리먼트는 일부 실시예들에서 커패시터 또는 용량성 엘리먼트일 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 전기 검출가능한 엘리먼트는 다른 타입의 전기 엘리먼트일 수 있다. 일부 실시예들에서, 캔틸레버 전극 장치들 각각은 전기적으로 검출가능한 엘리먼트를 가질 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 캔틸레버 전극 장치들 중 단지 하나는 (그것이 전기적으로 검출가능한 엘리먼트를 갖는 전극 장치의 버전으로부터 용이하게 구별될 수 있도록) 전기 검출가능한 엘리먼트를 가질 수 있다. 신경자극기 내의 검출 회로는 전기적으로 검출가능한 엘리먼트를 검출하고, 2개의 상이한 타입들의 캔틸레버 전극 장치들을 구별하도록 구성될 수 있다.

[000221] 도 8a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 전기/기계적 콘택들(1615, 1617)은 검출가능한 전기 엘리먼트(1646)에 의해 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출가능한 전기 엘리먼트는, 신경자극 동작 주파수 범위 내의 주파수들에서(예컨대, 약 18 kHz 미만, 약 20 kHz 미만, 약 25 kHz 미만, 약 30 kHz 미만 등의 주파수들에서) 커패시터 또는 용량성 엘리먼트가 개방 회로와 같이 거동하고 따라서 사용자로의 앙상블 파형들의 인가를 간섭하지 않도록 선택된 커패시터 또는 용량성 엘리먼트일 수 있다. 더 높은 주파수들(예컨대, 약 18 kHz 초과, 약 20 kHz 초과, 약 25 kHz 초과, 약 30 kHz 초과 등 그리고 특히 MHz 범위에서)에서, 커패시터 또는 용량성 엘리먼트는 신경자극기 내의 검출 회로소자에 의해 감지될 수 있는 특성 응답을 갖는다.

[000222] 예컨대, 앞서 설명된 에너지 효과를 환기시키는데 사용될 수 있는 "에너지" 전극 장치의 일 예를 예시한 도 8a에서, 전기적으로 검출가능한 엘리먼트는 커패시턴스 180 pF을 갖는 커패시터(1646)(또는 약 10 pF 내지 2 nF의 커패시턴스, 예컨대, 10 pF, 100 pF, 200 pF, 300 pF 등을 갖는 임의의 커패시터)일 수 있다. 대조적으로, "진정" 타입의 전극 장치를 설명할 수 있는 도 8b에 도시된 전극 장치는 상이한 전기적으로 검출가능한 엘리먼트(1646'), 이를테면 680 nF의 제 2 커패시턴스(약 20 pF 내지 2 nF의 임의의 커패시턴스, 예컨대, 20 pF, 200 pF, 400 pF, 600 pF, 800 pF 등)를 갖는 커패시터를 가질 수 있다. 도 8b에서, 전기적으로 검출가능한 엘리먼트(1646')는 또한, 각각 전극 장치의 후면 상의 활성 영역에 연결하는 2개의 전기적 콘택들(1615' 및 1617')을 연결한다. 제 2 커패시터의 커패시턴스는 검출 회로에 의해 구별가능한 임의의 값일 수 있는데, 예컨대, 제 2 커패시터의 커패시턴스는 제 1 커패시터의 커패시턴스보다 2 배, 3 배, 4 배 더 클 수 있다.

[000223] 도 9a는 전극 장치를 신경자극기에 부착할지 그리고 어떠한 타입의 전극 장치가 신격자극기에 부착되는지를 결정하기 위해 사용될 수 있는(예컨대, 신경자극기에 포함되는) 검출 회로의 일 실시예를 예시한다. 이러한 예에서, 프로브 A 및 프로브 B 부분들은 신경자극기가 부착되는 전극 장치 상의 제 1 및 제 2 콘택들과 각각 통신한다. 프로브 A는 전극 장치의 전기(또는 전기적 및 기계적, 예컨대, 스냅들) 커넥터들 간에 연결된 전극 어셈블리 상의 커패시터 또는 용량성 엘리먼트(검출 커패시터 또는 검출 용량성 엘리먼트로 지칭될 수 있음)에 대한 구동 라인으로 작동하고, 반면에, 프로브 B는 용량성 검출 회로를 포함한다. 용량성 검출 회로는 직렬로 연결된 레지스터, 인덕터 및 커패시터를 포함하는 RLC 공진 회로(문자들 R, L 및 C는 상이한 순서일 수 있음)일 수 있다. RLC 공진 회로는 전류에 대한 고조파 오실레이터를 형성하고, 공진 주파수에서 공진할 수 있다. 공진 주파수는 RLC 공진 회로의 임피던스가 최소인 주파수로서 정의될 수 있다. 직렬의 공진 회로에서 공진 주파수는 다음의 값을 갖는다.

[000224] 도 9a에 도시된 신경자극기의 용량성 검출 회로는 회로의 공진을 표시하는 신호(즉, 전압)를 검출하기 위해 마이크로제어기 또는 다른 로직 회로에 연결될 수 있다. 마이크로제어기 또는 다른 로직 회로는 또한 클락 또는 다른 타이밍 회로를 통합할 수 있다. 공진의 존재 및/또는 진폭은 일부 실시예들에서 상이한 타입의 전극 장치를 구별하는데 사용될 수 있다. 공진이 시작하는 레이턴시는 일부 실시예들에서 상이한 타입의 전극을 구별하는데 사용될 수 있다.

[000225] 일부 다른 실시예들에서, 도 9a에 도시된 바와 같이, 용량성 검출 회로는 커패시터(910)(C368) 및 인덕터(912)(L3)를 병렬로 포함할 수 있다. LC 회로의 공진 주파수는, 커패시터(910)의 커패시턴스 및 인덕터(912)의 인덕턴스에 의해 정의된다. 주파수가 RL 회로의 공진 주파수일 때, 트랜지스터(916)의 노드 B에 걸쳐 전하가 빠르게 누적될 수 있다. 트랜지스터(916)는 전도하기 시작할 수 있고, 트랜지스터(916)의 노드 C는 상태 "0"으로부터 "1"로 전환할 수 있다. 전극 장치(예컨대, 도 8a의 1646 또는 도 8b의 1646')의 전기 커넥터들 사이에 연결된 전극 어셈블리 상의 커패시터 또는 용량성 엘리먼트의 커패시턴스는 트랜지스터(916)의 노드 C가 전환하는 시간에 영향을 줄 수 있다. 트랜지스터(916)의 노드 C가 전환하는 시간을 측정함으로써, 용량성 검출 회로는 어떤 타입의 전극 장치가 신경자극기에 부착될지 결정할 수 있다. 커패시터 또는 용량성 엘리먼트를 검출하기 위한 검출 회로는 공진 회로를 사용함으로써 높은 감도를 가질 수 있다. 검출 회로는 커패시턴스에 있어서의 작은 차이를 검출할 수 있다. 예컨대, 제 1 커패시턴스가 일부 실시예들에서 제 2 커패시턴스보다 2배, 3배, 또는 4배 더 클 때, 검출 회로는 커패시턴스에 있어서의 차이를 검출할 수 있다. 검출 회로는, 제 1 커패시턴스와 제 2 커패시턴스 사이의 차이가 일부 실시예들에서 50pF, 100pF, 200pF, 300pF, 400pF, 및 500pF보다 클 때, 커패시턴스에 있어서의 차이를 검출할 수 있다.

[000226] 도 9b는, 전극 장치가 신경자극기에 부착될지 여부를 결정하고 그리고 전극 장치의 타입을 결정하기 위해 사용될 수 있는 검출 회로의 다른 실시예를 예시한다. 도 9a의 실시예와 유사하게, 프로브 A 부분 및 프로브 B 부분은 전극 장치상의 제 1 콘택 및 제 2 콘택과 통신하는데, 이 전극 장치에 신경자극기가 부착된다. 프로브 A는 용량성 엘리먼트(예컨대, 도 8a의 1646 또는 도 8b의 1646')에 대한 드라이브 라인으로서 동작하는 한편, 프로브 B는 용량성 검출 회로를 포함한다. 용량성 검출 회로는 도 9a에 나타낸 실시예의 약간의 변형인 다른 RLC 공진 회로일 수 있다. 신경자극 동작 주파수 범위보다 더 높은 주파수들에서 주파수들을 스위핑할 때, RLC 회로는 공진 주파수에서의 공진을 가질 수 있다. 이에 따라, 검출 회로는 신경자극기에 부착된 전극 장치들의 타입을 결정할 수 있다.

[000227] 도 9c는, 전극 장치를 고유하게 식별하는데 사용될 수 있는 커패시턴스 검출 회로의 다른 변형에서 전극 장치상의 커패시터를 검출하기 위해 펄스를 사용하는 회로를 예시한다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 실시예들은 전극 장치상의 커패시터 또는 용량성 엘리먼트를 검출하기 위해 공진 회로에 기반한다. 대안적으로, 커패시터 검출 회로는 전극 장치상의 커패시터 또는 용량성 엘리먼트를 검출하기 위해 펄스를 사용할 수 있다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 펄스는 회로에 커플링된 제어기 출력에 의해 생성될 수 있다. 펄스는 전극 장치상에 커패시터 또는 용량성 엘리먼트(예컨대, 도 8a의 1646 또는 도 8b의 1646')를 포함하는 회로를 통해 전파할 수 있고, 그 응답은 커패시터 또는 용량성 엘리먼트에 의해 영향을 받을 수 있다. 응답을 측정함으로써, 검출 회로는 신경자극기에 부착된 전극 장치의 타입을 결정할 수 있다.

[000228] 도 19a-19b는 또한, 본원에서 설명된 바와 같이 전극 장치들이 신경자극기에 연결될 때, 전극 장치들의 상이한 타입들을 식별하는데 사용될 수 있는 커패시턴스 검출 회로의 다른 예를 예시한다. 도 19a는 사용될 수 있는 회로의 일 예를 예시한다. 도 19a에서, 회로는 펄스 길이, 예컨대, 펄스가 임계치 미만으로 감쇠하게 하는데 요구되는 시간을 검사함으로써 동작한다. 도 19a에서, 회로는, 전극 어셈블리 내에서 커패시터와 직렬로 위치될 때, 전극들(프로브 A 및 프로브 B) 사이에서 송신되는 신호의 펄스가, 전극 어셈블리 내의 커패시터를 특징으로 하고 이에 의존하는 레이트에서 감쇠하도록 허용하는, 테스트 회로 내에 2개의 커패시터들을 포함한다. 검출 회로는, 전극 어셈블리를 통해 리턴된 펄스가 임계치(예컨대, 비-제로 임계치)를 초과하여 유지되는 시간을 검출하고, 그리고 예상값(예컨대, 제어기 내에서, 또는 비교기를 통해)과 비교한다. 도 19a에서, 제어기는 리턴된 펄스의 값을 직접 판독하고 그리고 임계치를 초과하는 시간을 결정하도록 구성된다. 이는, 이 예에서, 리턴된 신호가 대부분 감쇠하는 지수(decaying exponential)이지만 증폭 이득이 높을 때 펄스가 포화되기 때문에 가능하다. 리턴된 펄스의 지수 크기가 대략 2.8V이지만, 증폭기는 이를 28V까지 증폭시키기 원하는데, 그러나 이는 전원으로부터 2.8V로 제한되기 때문에, 신호는 이 값으로 포화된다.

[000229] 따라서, 이 예에서, 3개의 커패시터들은 직렬로 연결되고, 펄스의 감쇠 시간은 3개의 커패시터들의 값에 기반할 것이며, 이 3개의 커패시터들 중 2개는 (회로 내에서) 일정하다. 전극 어셈블리 내 커패시터의 값에 의존하여, 임계치 미만으로 통과하는 시간은 상이한 커패시터들에 대해 상이할 것이다.

[000230] 도 19c는 복수의 전극 스트립 타입들(도 19b에 도시된 전극 어셈블리(1904))을 구별하기 위한 워크플로우의 예를 도시한다. 전극 어셈블리(1904)는 비-전도성(또는 최소한으로 전도성) 이형성 라이너(1901) 상에 홀딩될 수 있는데, 이 이형성 라이너(1901)에는 접착제가 제거될 때까지 접착제가 부착되고 그리고 피부 상에 위치될 수 있다(이후에 접착제 라이너에 리턴될 수 있다). 이 예의 전극 어셈블리는, 도 1b 및 도 3a-3f에 도시된 것과 같이, 신경자극기 장치상에 리셉터클들을 스냅하기 위해, 전극 어셈블리의 제 1(사용자로부터 바깥쪽으로 향하여 멀어지는) 측에 연결을 위한 2개의 커넥터들(스냅들(1903))을 포함한다. 일반적으로, 2(또는 그 초과) 타입들의 전극 어셈블리들은, 전극 장치상의 2개의 스냅들 사이를 단락시키는, 위에 논의되고 예컨대, 도 8a-8b에 도시된 것과 같은 전극 어셈블리 상의 커패시터의 값을 검출함으로써 구별될 수 있다. 신경자극기 장치는 전류원을 제어하는 제어기를 포함하거나 이 제어기와 함께 동작하는 검출 회로를 포함할 수 있다. 전극 장치상의 (단락) 커패시터의 값 및/또는 존재를 검출하기 위한 검출 회로, 및 제어기는 또한 개인 컴퓨팅 디바이스 상에서 구동하는 "app"과 통신하기 위한 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리와 신경자극기 장치가 (예컨대, 스냅들 및 스냅 리셉터클들을 통해) 연결될 때, 신경자극기 장치는 앞서 설명된 바와 같은 인지 효과(cognitive effect)를 야기하도록 경피 전기 자극을 전달하기 위해 피험자의 머리 및/또는 목에 점착가능하게 착용될 수 있다.

[000231] 예시의 워크플로우를 도시하는 도 19c에서, 사용자는 (예컨대, 스냅 리셉터클들 및 스냅들을 통해) 전극 장치에 신경자극기를 연결한다. 신경자극기 모듈 상에서 구동하는 소프트웨어(및/또는 펌웨어)는, 전극 장치가 언제 전기적으로(및 기계적으로) 연결되는지 검출하고 그리고 커패시터 식별 파형(1909)을 전달하도록 구성될 수 있다. 도 19c에 도시된 예시적인 플로우차트에서, 장치는 2개의 가능한 전극 장치들 중 하나 사이(예컨대, 2개의 상이한 커패시터 값들 사이)를 결정하도록 구성된다. 신경자극기 장치상의 커패시터-검출 회로 및 제어 로직은, 전극 장치(1910) 상에 어떠한 커패시터도 존재하지 않는지 여부(이 경우, 사용자에게 프롬프트할 수 있음), 또는 전극 장치상에서 로우 커패시터 값을 검출(1913)하는지 또는 하이 커패시터 값을 검출(1912)하는지를 결정할 수 있다. 신경자극기 장치상의 커패시터-검출 회로 및 제어 로직은 또한, 일부 변형들에서는 피험자의 피부에 부착될 때 전극 어셈블리가 신체의 비교적 높은 커패시턴스로 인해 전극 어셈블리 서브-타입들의 상이한 커패시터 값들 사이를 신뢰가능하게 구별하는 것이 불가능할 수 있지만, 전극 어셈블리 및 신경자극기 장치가 피험자의 머리에 또는 머리 및 목에 부착되어 있는지 여부를 결정할 수 있다.

[000232] 일부 변형들에서, 커패시터 식별 회로(검출 회로)가, 어떠한 커패시터도 존재하지 않는다고 (예컨대, 전극 장치의 스냅들을 단락시킨다고) 결정할 때, 시스템은 전기 자극을 디스에이블하는 로킹 상태로 진입할 수 있다. 이러한 기능은, 사용자가 부적절하게 구성된 전극 장치를 통해 경피 전기 자극을 전달하기 위해 신경자극기 모듈을 사용하지 않을 수 있도록, 개선된 안전성에 도움이 될 수 있다. 대안적으로, 전극 장치상의 커패시터의 부재는, 사용자가 (예컨대, 2개 타입들의 전극 어셈블리들 중 하나를, 이를테면, 스크린의 상반부를 탭핑함으로써 "Calm"-타입 파형을, 또는 스크린의 하반부를 탭핑함으로써 "Energy"-타입 파형을 선택하는 것을 허용하여) 신경자극기 장치(1917)에 연결된 전극 장치 타입에 매칭하는 적절한 파형 타입을 선택할 수 있도록 도시될 선택 스크린을 제공하기 위해 개인용 컴퓨팅 디바이스(신경자극기 장치와 통신하는 스마트폰, 랩탑, 데스크탑, 패드 등) 상에서 사용자 인터페이스를 트리거할 수 있다.

[000233] 대안적으로, 신경자극기 장치가 로우 커패시터 값을 검출(1913)하면, 이러한 정보를 사용자 컴퓨팅 디바이스에 무선으로 송신할 수 있는데, 여기서 사용자 컴퓨팅 디바이스는, 전극 커넥터 스냅들을 단락시키는 로우 커패시터 값에 대응하는 전극 어셈블리의 타입에 적절한 파형들을 자동으로 선택(1914)할 수 있고, 그리고 또한 풀-다운 메뉴를 통해 매칭 타입으로부터 특정 파형을 선택(1919)하고 그리고 인지 효과를 유도하기 위한 경피 전기 자극 파형의 개시, 강도, 변조, 일시정지, 또는 중단을 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 디스플레이(1919)할 수 있다. 유사한 워크플로우 및 기능은, 높은 값 커패시터에 대응하는 전극 어셈블리 타입에 적절한 파형들의 자동 선택을 위한 하이 커패시터 값의 검출(1912)을 발생시킬 수 있고, 그리고 이러한 전극 타입에 매칭시키기 위한 적절한 파형들의 선택 또는 적절한 파형의 자동-선택 및 개시뿐만 아니라, 파형의 시작, 중단, 및 강도의 제어를 허용하는 사용자 인터페이스를 제공(1916)할 수 있다.

[000234] 도 9a-9c 및 도 19a-19b는 전극 장치상의 커패시터 또는 용량성 엘리먼트를 검출하는데 사용될 수 있는 감지 회로의 예시들이다. 신경자극기의 검출 회로는 마이크로제어기 또는 다른 로직 회로에 연결될 수 있다. 마이크로제어기 또는 다른 로직 회로는 또한 클록 또는 다른 타이밍 회로를 통합할 수 있다. 일부 실시예들에서, 커패시터 검출 회로는 RLC 공진 회로를 포함할 수 있다. 일반적으로, RLC 공진 회로에 기반하는 감지 회로는 전극 장치의 전기적 연결들(양극, 음극) 사이에 고주파수 전류를 인가함으로써 전극 장치상의 커패시터 또는 용량성 엘리먼트를 식별할 수 있다. 일부 대안적인 실시예들에서, 커패시터 검출 회로는, 펄스를 생성할 수 있고, 그리고 이 펄스가 전극 장치상에서 커패시터 또는 용량성 엘리먼트를 통해 전파한 후에, 응답(예컨대, 신호의 지속기간)을 측정함으로써 신경자극기에 부착된 전극 장치들의 타입을 결정할 수 있다.

[000235] 다양한 상이한 검출 회로들(전극 어셈블리 검출/식별 회로)은 신경자극기 장치의 일부로서 사용될 수 있으며, 전극 검출 회로들은 위에 논의된 예시들에 한정되지 않는다. 일부 실시예들에서, 두 타입들의 전극 어셈블리들은 상이한 커패시턴스를 갖는 커패시터들 또는 용량성 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 오직 하나의 전극 장치가 커패시터 또는 용량성 엘리먼트를 포함할 수 있다. 일부 대안적인 실시예들에서, 다른 전기적으로 검출가능한 엘리먼트들, 이를테면, 저항기 또는 인덕터는 두 타입들의 전극 어셈블리들에 또는 오직 하나의 타입의 전극 어셈블리에 포함될 수 있는데; 검출 회로는 전기적으로 검출가능한 엘리먼트를 검출하도록 구성될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 하나의 타입의 전극 장치가 사용될 때 턴 온되고 그리고 다른 타입의 전극 장치가 사용될 때 턴 오프되도록 구성될 수 있는 스위치가 검출 회로에 포함될 수 있다.

[000236] 도 20은, 3가지 타입들의 예시적인 전극 어셈블리들로부터 취해진 데이터를 도시하는데; 여기서 3가지 타입들은: 도 20에서 "sticker no cap." 로 지칭된, 커패시터(예컨대, 도 8a-8b에 도시된 바와 같이 전기 커넥터들 사이의 커패시터)를 포함하지 않는 제 1 세트; 커넥터들(전극들) 사이의 전극 어셈블리 상의 180pF 커패시터를 포함하는 제 2 세트; 및 커넥터들(전극들) 사이의 전극 어셈블리 상의 680pF 커패시터를 포함하는 제 3 세트이다. 이러한 상이한 세트들은 전극 어셈블리들, 이를테면, 상이한 인지 효과들을 유도하는데 사용되도록 특별히 설계된 전극 어셈블리들의 상이한 타입들에 대응할 수 있다. 예컨대, "calm" 인지 상태를 유도하는데 사용되는 전극 어셈블리는, 사용자의 관자놀이/이마에 부착하기 위한 제 1 전극과 사용자의 목의 뒷편에 착용될 제 2 전극, 이를테면, 도 4a-6 및 8b에 도시된 전극 어셈블리 변형 사이를 연결하는, 제 1 값(예컨대, 680pF)을 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 도 7a-8a에 도시된 것과 같은 다른 타입의 전극 어셈블리는, 강화된 에너지의 인지 상태를 유도하는데 사용되도록 구성될 수 있고, 그리고 사용자의 관자놀이/이마에 부착될 제 1 전극과 사용자의 귀 뒤에 부착하는, 제 2 전극 사이를 연결하는 상이한 값(예컨대, 180pF)을 갖는 커패시터를 포함할 수 있다. 이 예에서, 어떠한 커패시터도 갖지 않는 전극 어셈블리들 사이에 큰 구별(distinction)을 포함하여, 전극 어셈블리들의 이러한 상이한 구성들 사이에 다소 크고 검출가능한 구별이 존재한다. 상이한 커패시터 값들을 갖는 전극 어셈블리 타입들 사이의 크고 검출가능한 차이에도 불구하고, 제 1 값(커패시턴스)을 갖는 용량성 엘리먼트에 대해 측정된 지속기간들의 분포가 제 2 값(커패시턴스)을 갖는 용량성 엘리먼트에 대해 측정된 지속기간들의 분포와 중첩될 수 있도록, 측정된 값들은 설명되지 않은 변동성을 포함할 수 있다. 전극 어셈블리 상의 용량성 엘리먼트들의 커패시턴스 차이들에 기반하여 전극 어셈블리 타입 검출의 신뢰성을 개선시키기 위해, 다수의 값들을 샘플링하고 통계 알고리즘(예컨대, 평균을 계산하고, 중간값을 계산함)을 적용하는 알고리즘이 적용될 수 있는데, 여기서 n개의 연속적인 측정들은 동일한 전극 서브타입으로 분류되도록 요구하는 식이다(여기서, n은 2개의 측정들, 3개의 측정들, 4개의 측정들, 5개의 측정들, 또는 그 이상의 측정들일 수 있다). 일반적으로, 회로에 의한 전극 어셈블리 커패시턴스의 계속 진행중인 순차적 측정들은, (예컨대, 위에 열거된 것과 같이 알고리즘에 따라) 통계 임계치에 도달될 때까지 계속할 수 있다. 이에 더해, 장치는 어떠한 전극도 부착되지 않을 때까지("no sticker") 쉽게 검출할 수 있다. 도시된 데이터는, 전극 어셈블리("sticker")가 피험자에게 아직 부착되지 않았을 때, 펄스 검출 기간 동안 발생하는, 12MHz 클록(대략 83 nanoseconds) 동안의 다수의 클록 사이클들을 나타낸다. 위에 설명된 바와 같이, 이러한 값들은 전극 어셈블리가 사용자에게 부착될 때 상이할 수 있으며, 용량성 검출 회로(및/또는 제어기)는 전극 어셈블리가 사용자에게 부착되었는지 여부를 결정하고 그리고 연결되어 있거나 또는 앞으로 연결될 전극 어셈블리의 타입을 사용자로 하여금 확인하게 하도록 안내하기 위해 이러한 상이한 값들을 검출할 수 있다.

[000237] 대안적으로 또는 부가적으로, 일부 변형들에서, 본원에서 설명되는 캔틸레버 전극 장치들과 같은 전극 어셈블리는 전극 장치를 식별하기 위한 그리고/또는 보안을 위한 표면 장착 칩과 같은 활성 회로소자를 포함할 수 있다. 예컨대, 전극 장치가 플렉스 회로인 기판을 포함하는 경우, 회로소자는 고유 식별자, 및/또는 사용(들)에 따라 증분될 수 있는 카운터를 제공하도록 구성될 수 있다.

[000238] 본원에서 설명되는 전극 어셈블리 실시예들 중 임의의 전극 어셈블리 실시예는 부가적으로 또는 대안적으로, 전극 어셈블리 타입(예컨대, 에너지, 진정) 및/또는 다른 식별 정보를 지정하거나 또는 전극 어셈블리에 관한 정보를 사용하도록 구성된 식별 태그(예컨대, 근접장 식별 태그)를 포함할 수 있다. 식별 태그는 기판의 표면 상에, 예컨대 기판의 외부(피부를 향하지 않는) 표면 상에, 또는 기판에 물리적으로 커플링된 커넥터 상에 배치될 수 있다. 임의의 적절한 식별 태그(들), 예컨대 블루투스 송신기, 블루투스 스마트 비콘, RFID 태그, 근접장 통신 태그, 저항성 엘리먼트, 용량성 엘리먼트, 마이크로제어기, 및/또는 시각적 식별자, 이를테면 바코드, QR 코드, 광 송신기, 또는 이미지가 사용될 수 있다. 식별 태그는 특정 전극 어셈블리의 하나 또는 그 초과의 특징들을 식별하는 역할을 할 수 있다. 예컨대, 식별 태그는 전극 어셈블리의, 모델(예컨대, 진정 효과, 에너자이징 효과, 또는 포커싱 효과), 브랜드, 제조자, 제조 일자 및/또는 시간, 물리적 사이즈(예컨대, 소형, 중형, 또는 대형), 보안 태그, 또는 자극 용량(예컨대, 전극 어셈블리에 존재하는 Ag 및 Ag/AgCl 및/또는 히드로겔의 양에 의해 결정되는 바와 같음)을 고유하게 식별할 수 있다.

[000239] 전극 어셈블리의 식별을 위한 용량성 엘리먼트를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 전기 자극 시스템은 전극 어셈블리의 식별 태그와 함께 사용되도록 적응될 수 있다. 추가로, 본원에서 설명된 신경자극기들과 함께 사용될 수 있는 제어기들 중 임의의 제어기는, 제어기, 예컨대 특화된 원격 제어, 스마트폰, 태블릿 등에 의해 인식하도록 구성될 수 있다(그리고 전극 어셈블리 및 마커가 인식가능하도록 구성될 수 있음). 일부 이러한 변형들에서, 제어기는 식별 태그를 검출 및 인식하도록 구성된 전자 판독기, 전자 수신기, 또는 이미지 판독기를 포함할 수 있다. 일부 변형들에서, 신경자극기는 식별 정보를 제어기에 구체적으로 전달할 수 있다(즉, 식별 태그를 판독 및 기입하는 둘 모두를 할 수 있음). 예컨대, 시스템의 일 실시예에서, 제어기는 블루투스 수신기를 포함하고, 전극 어셈블리는 블루투스 송신기 또는 스마트 비콘을 포함하고; 다른 실시예에서, 제어기는 RFID 판독기를 포함하고, 전극 어셈블리는 RFID 태그를 포함한다. 다른 실시예에서, 제어기는 근접장 통신 안테나를 포함하고, 전극 어셈블리는 근접장 통신 태그를 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어기는 전기 커넥터 및 공진 회로, 이를테면 일련의 전기 핀들을 포함할 수 있고, 전극 어셈블리는 저항성 엘리먼트 또는 용량성 엘리먼트를 포함할 수 있다.

[000240] 전극 어셈블리를 포함하는 시스템의 일 실시예에서, 전극 어셈블리 및 제어기(및/또는 신경자극기) 각각은 펌웨어로 프로그래밍된 마이크로제어기(예컨대, 마이크로프로세서 또는 프로그램가능 칩)를 포함한다. 펌웨어는 실행될 때, 커플링된 마이크로제어기들 간의 일방향 또는 양방향 통신을 허용하며, 마이크로제어기들이, 제어기와 전극 어셈블리가 인증되었는지 및 함께 사용되도록 인가되었는지를 질의 및 확인하기 위해 인증 프로토콜을 실행하도록 추가로 허용한다.

[000241] 다른 실시예에서, 제어기(및/또는 신경자극기)는 시각적 식별 태그를 검출하도록 구성된 이미지 판독기를 포함할 수 있고, 전극 어셈블리는 시각적 식별 태그를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 판독기는 이미지 캡처 메커니즘(예컨대, 카메라, 렌즈, 바코드 판독기, QR 코드 판독기, 또는 다이오드) 및 마이크로프로세서를 포함하고, 전극 어셈블리의 시각적 식별 태그는: 바코드, QR 코드, 광 송신기, 이미지, 또는 다른 시각적 식별자를 포함한다.

[000242] 다양한 실시예들의 제어기 및/또는 신경자극기는, 제어기가 전극 어셈블리의 식별 태그를 인식할 수 없는 경우, 제어기가 자극 전류를 전극 어셈블리에 제공하지 않도록, 프로그래밍될 수 있다. 예컨대, 제어기가 인식되지 않는 식별 태그를 가진(또는 이러한 태그가 없는) 전극 어셈블리에 통신가능하게 커플링되는 경우, 제어기는 커플링된 전극 어셈블리를 동작불능으로 만들 수 있다. 어떠한 자극 전류도 전극 어셈블리에 전달되지 않을 것이다. 이러한 방식으로, 전자 식별 태그는, 인가되지 않은 전극 어셈블리들과 함께 시스템이 동작하는 것을 방지하고, 그에 따라 시스템의 안전한 동작을 보장할 수 있다.

[000243] 일부 실시예들에서, 제어기 및/또는 신경자극기가, 식별 태그를 가진 전극 어셈블리에 통신가능하게 커플링되는 경우, 제어기 및/또는 신경자극기의 마이크로프로세서는, 검출된 식별 태그가 알려진 식별 태그에 매칭된다는 것을 확인하기 위해, 검출된 식별 태그를 메모리에 저장된 식별 태그들의 데이터베이스와 비교할 수 있다. 부가적인 전극-특정 정보는, 예컨대: 각각의 전극에 대한 적절한 자극 프로토콜, 허용가능한 임계 레벨들(예컨대, 온도, pH, 및/또는 전류 값들), 허용가능한 동작 파라미터들(예컨대, 온도, 습도 등) 등과 같은 각각의 알려진 식별 태그와 함께 데이터베이스에 저장될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제어기 및/또는 신경자극기의 마이크로프로세서는 검출된 식별 태그를 표시하는 데이터를 알려진 식별 태그들의 데이터베이스가 저장된 원격 서버에 송신할 수 있고, 원격 서버는 검출된 식별 태그를 알려진 태그들과 비교하여, 매칭이 존재하는 경우, 알려진 태그와 연관된 데이터를 다시 제어기에 송신할 수 있다. 데이터베이스로부터 획득된 정보를 이용하여, 제어기 및/또는 신경자극기는, 전극(들)이 여전히, 허용가능한 동작 규격들(예컨대, 온도, 습도, 힘 등) 내에 있는지를 확인하기 위해 전극 어셈블리 및 전류 상태들을 테스트할 수 있고; 제어기는 그 다음으로, 전극 어셈블리의 동작 상태들에 대해 적절한 사용자에게 프로그래밍된 자극 프로토콜을 전달할 수 있다.

[000244] 예컨대, 신경자극기, 사용자 컴퓨팅 디바이스, 또는 예컨대 인터넷을 통해 연결된 원격 서버는 제 1 단계에서, 전달된 전기 자극에 관한 정보와 연관된 특정 전극 어셈블리 유닛에 관한 정보(태그의 검출된 정보에 포함된 고유 식별자)를 저장할 수 있다. 동일한 전극 식별자가 그 신경자극기(또는 그 전극 어셈블리 유닛의 이전의 사용에 관한 정보를 저장하는 데이터베이스에 인터넷을 통해 연결된 다른 신경자극기)에 의해 검출되는 경우, 인지 효과를 유도하기 위한 전기 자극 파형의 효과적이고 편안한 전달을 보장하기 위해, 자극의 지속기간, 강도, 또는 다른 품질이 조정될 수 있다. 예컨대, 전극 어셈블리 태그로부터 검출된 정보는 소모 전극 재료(즉, Ag-AgCl 층)의 양을 포함하고, 하나 또는 그 초과의 전기 자극 세션들에 걸쳐 이 제한을 준수하도록 전극의 사용을 제한할 수 있다. 일반적으로, 이 정보는 신경자극기 디바이스 상에, 신경자극기와 무선으로 통신하는 사용자 컴퓨팅 디바이스 상의 데이터베이스에, 또는 예컨대 인터넷을 통해 신경자극기(및/또는 사용자 컴퓨팅 디바이스)에 연결된 원격 서버 상의 데이터베이스에 로컬적으로 저장될 수 있다.

[000245] 도 10은 본 개시내용의 다양한 실시예들에 따라 2상 전기 자극 신호를 전달하도록 구성된 TES 파형을 개략적으로 예시한다. 일반적으로, TES 파형은 지속기간, 방향, 피크 전류, 및 주파수에 의해 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, TES 파형은 퍼센트 듀티 사이클, 퍼센트 직류 전류, 램핑 또는 다른 진폭 변조, 하나의 또는 다수의 주파수 컴포넌트들, 2상 전류의 위상 관계, 평탄한 또는 구조화된 잡음, 파 형상들(즉, 톱니, 삼각형, 사인파, 구형파, 지수, 또는 다른 파 형상), 커패시턴스 보상 피처들, 또는 "Wearable Transdermal Electrical Stimulation Devices and Methods of Using Them"이라는 명칭으로 2013년 11월 26일 출원된 미국 특허 출원 번호 제 14/091,121호에서 논의된 바와 같은 다른 파라미터들에 의해 추가로 정의되며, 이 미국 특허 출원은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다. TES 파형은 또한, 파형의 하나 또는 그 초과의 사이클들이 버스팅 주파수에서 반복되고, 버스팅 주파수의 퍼센티지로서, 버스트를 포함하는 사이클 대 정지 기간의 비율을 정의하는 버스팅 듀티 사이클을 갖는 버스팅에 대해 정의될 수 있다.

[000246] 일부 실시예들에서, 신경자극기는 고전압 서플라이, 예컨대 30V, 60V, 또는 80V를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 TES 시스템들은 고전압 전기 자극을 달성하기 위해 전자 회로소자를 포함하고, 여기서 고전압은 일반적으로는 10 V 초과의 그리고 선택적으로는 15 V 초과의, 20 V 초과의, 30 V 초과의, 40 V 초과의, 50 V 초과의, 또는 75 V 초과의 회로 공급 전압에 대응한다. 고전류 자극을 전달하기 위한 장치는, 피크 전류들이 전달될 수 있도록 고속 방전 속성들(예컨대, 1C (200mA)의 최대 충전 전류, 1C (200mA)의 최대 연속 방전 전류, 및 2C (400mA)의 최대 피크 방전 전류를 갖는 200 mAh 용량의 Li-이온 2C 배터리)을 갖는 전력 소스(일반적으로 배터리); 배터리 또는 다른 전력 소스의 더 낮은 전압 출력을 취하고, 특정된 전력 레벨을 제공하기 위해 필요한 고전압 레벨들을 제공하기 위한 변압기(벅 부스트 또는 다른 것); 및 고전압에서 예측가능하게 그리고 신뢰적으로 동작하도록 설계된 다른 전자 회로 컴포넌트들을 포함한다.

[000247] 도 11a 및 도 11b는 인가된 전압을 조정하도록 구성된 신경자극기의 제어기의 회로의 예를 예시한다. 다양한 실시예들에서, 신경자극기의 제어기는 최대 이용가능한 전압을 사용하는 대신에, 인가된(또는 이용가능한) 공급 전압(V_s)을 제어하기 위한 피처를 포함할 수 있다. 도 11a는 제어기의 전원장치를 예시한다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 전력 변환기(1112)는, 전원장치의 이용가능한 최대 전압과 상이할 수 있는 공급 전압(V_s)을 출력하도록 구성될 수 있다.

[000248] 예컨대, 도 11b는 전기 자극을 피험자에 전달하고, 인가된 공급 전압(V_s)(1105)을 제어하도록 구성된 H-브릿지를 포함하는 회로를 예시한다. 일부 실시예들에서, 회로는 더블 H-브릿지 구성일 수 있다. 외부 H-브릿지의 일 방향에서, 트랜지스터(1113) 및 트랜지스터(1111)는 TES 파형의 제 1 부분일 수 있는 제 1 전류 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다. 제 1 전류 펄스는 프로브 A(1101), 피험자, 프로브 B(1102)에 전파되고, 그 다음으로 MOSFET 트랜지스터(1114)에 전파될 수 있다. 제 1 전류 펄스는 증폭기(1109)에 의해 측정될 수 있고, 측정은 마이크로프로세서(1103)에 전송될 수 있다. 마이크로프로세서(1103)는 인가된 공급 전압(V_s)(1105)을 조정하기 위해 제 1 피드백 신호로서 제 1 전류 펄스의 측정을 사용할 수 있다. 외부 H-브릿지의 다른 방향에서, 트랜지스터들(1125)의 쌍은, TES 파형의 제 2 부분일 수 있는 제 2 전류 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다. 제 2 전류 펄스는 프로브 B(1102), 피험자, 프로브 A(1101)에 전파되고, 그 다음으로 제 2 MOSFET 트랜지스터(1115)에 전파될 수 있다. 제 2 전류 펄스는 제 2 증폭기(1110)에 의해 측정될 수 있고, 측정은 마이크로프로세서(1103)에 전송될 수 있다. 마이크로프로세서(1103)는 인가된 공급 전압(V_s)(1105)을 조정하기 위해 제 2 피드백 신호로서 제 2 전류 펄스의 측정을 사용할 수 있다.

[000249] 일부 실시예들에서, 회로는 전극들에 전달된 피크 전압들을 측정 및/또는 계산할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 회로는 프로브들에 전달된 피크 전압들의 측정들을 수행하기 위해 다른 전기 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 측정된 전압은, 유효 임피던스, 저항, 및/또는 커패시턴스를 계산하기 위해 사용될 수 있고, 그 다음으로 통신 신호는 제어기의 마이크로프로세서(1103)에 전송될 수 있고, 마이크로프로세서(1103)는 프로브들에 전달된 피크 전압들의 이력 패턴에 따라, 인가된 공급 전압(V_s)(1105)을 조정할 수 있다. 일반적으로, 회로는 TES 파형의 포지티브로 가는 그리고/또는 네거티브로 가는 펄스들 동안에만 프로브들에 전달되는 피크 전압들의 측정들을 수행할 수 있다.

[000250] 일부 실시예들에서, 제어기는 TES 자극 세션 동안 인가된 전압들 및/또는 피크 전압들의 이력 수요로부터, 인가된 공급 전압들(V_s)을 조정하도록 구성될 수 있다. 피부의 임피던스 및/또는 커패시턴스는 TES 자극 세션 동안 변화될 수 있다. 예컨대, 피부의 임피던스는 전기 신호 주파수들, 로컬 피부 온도 등에 의해 영향받을 수 있고, 피부 상의 커패시턴스는 개별적인 펄스들 동안 빌드업되어서, 정전류에 대한 시작보다 펄스의 종료에서 더 큰 전압이 요구될 수 있다. 최대 이용가능한 전압이 높을 수 있지만(예컨대, 일부 실시예들에서, 60 V), 인가된 전압들은 과열을 회피하기 위해 사용자의 수요에 따라 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기는 몇몇 사이클들(예컨대, 2, 5, 8, 또는 10 사이클들)에 걸쳐 프로브들에 전달되는 피크 전압들을 측정할 수 있다. 측정된 피크 전압들은 인가된 전압들을 조정하기 위한 피드백 제어 신호들로서 사용될 수 있다. 예컨대, 소수의 사이클들(예컨대, 2, 5, 8, 10, 또는 그 초과의 사이클들)에 걸쳐 측정된 평균 측정 피크 전압은 어떠한 측정된 값, 예컨대 10V일 수 있다. 제어기는 측정된 값 10V에 대해, 인가된 전압을 5 V 또는 7 V로 설정함으로써 인가된 전압을 조정할 수 있고, 그에 따라, 60 V의 최대 전압을 사용하는 대신에 전체적인 인가된 전압이 17V로 조정될 수 있다. 이러한 자동적인 피드백 조정 피처는, 신경자극기 또는 사용자의 피부의 과열을 회피하고, 효율성을 개선하도록 전기 에너지를 절약하고, 그리고 신경자극기의 배터리들을 재충전하는 것 또는 교체하는 것 사이에서 더 긴 TES 파형들이 전달되는 것을 가능하게 할 수 있다.

[000251] 트랜지스터들(1111, 1113 및 1125)이 적절하게 동작하게 하기 위해, MOSFET 트랜지스터들(1115 및 1114)의 상부 노드들과 V_s 사이의 전압 강하들이 적절한 동작 범위 내에 있도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전압 강하들은 2V, 3V, 4V, 5V, 6V, 7V, 8V 또는 그들 사이의 임의의 값들일 수 있다. 인가된 공급 전압(V_s)(1105)은, 전압 강하들이 적절한 동작 범위 내에 있다는 것을 보장하기 위해 피드백 신호들을 사용하여 조정될 수 있다. 전압 강하들이 너무 높은 경우, 회로는 전압 강하들을 감소시키기 위해 전류를 조정할 수 있다.

[000252] 일반적으로, 특히 본원에 설명된 웨어러블 경피 신경자극기 장치들을 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 임의의 전기 자극기들은 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하도록 구성될 수 있다. 전기 자극기들은 회로소자를 이용하여 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 2상 전기 신호들을 전달하도록 구성될 수 있다. 이들 장치들 중 임의의 장치는, 조정가능한 공급 전압(V_s)을 제공하도록 구성되는 고전압 전원장치 및 공급 전압을 수신하는 파형 발생기를 포함할 수 있다. 장치는 이용가능한 V_s를, 전류를 구동하는데 필요한 전압(및/또는 전극들에 연결되도록 구성된 커넥터들 또는 전극들 사이에 실제로 인가되는 전압)과 비교한 후에 V_s를 조정하기 위한 제어 회로소자를 포함할 수 있다. 이 제어 회로소자는 전기 자극 장치의 제어기에 통합될 수 있거나 또는 이 제어 회로소자는 별개의 회로소자일 수 있다. 위에서 논의된 도 11b는, 공급 전압(V_s)과 인가된 전압(V_applied) 사이의 차이를 타겟 전압 오프셋과 비교하여, 제어 회로소자로 하여금, 공급 전압을 조정하도록 허용하고, 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋 미만인 경우에는 공급 전압을 증가시키거나 또는 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋을 초과하는 경우에는 공급 전압을 감소시키도록 허용하기 위한 H-브릿지 구성을 포함하는 이 제어 회로소자의 일 예를 예시한다.

[000253] 일반적으로, 타겟 전압 오프셋은 다양한 값들(약 1V, 2V, 3V, 4V, 등의 임의의 하부 값과 5V, 6V, 7V, 8V, 9V, 10V, 등의 임의의 상부 값 사이를 포함하여, 예컨대, 1V와 12V 사이, 2V와 10V 사이, 3V와 9V 사이, 4V와 8V 사이, 등)일 수 있다. 비록 넓은 범위들의 타겟 전압 오프셋들(예컨대, 1-12V 사이)이 가능하지만, 일부 변형들에서, 범위의 높은 단부에서 가열 및 범위의 낮은 단부에서 파형의 왜곡들을 회피하기 위하여, 더 좁은 범위(4-6V 사이 또는 다른 유사한 범위들 같은)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시예들에서, 범위는, V_s 조정들이 특정 오프셋 전압(즉, 4 V, 5 V, 6 V, 6.5 V, 7 V 등)을 타겟팅으로 하여 구성되도록 좁을 수 있다.

[000254] 본원에 설명된 바와 같은 공급 전압(V_s)을 조정하도록 구성된 제어 회로소자 없이, 장치는 가열될 수 있고, 그리고 열 손실시 다량의 이용 가능한 전하를 낭비할 수 있다. 게다가, 전달된 파형들의 형상은 도 21a-21d에 예시된 바와 같이 덜 정확할 수 있다. 예컨대, 도 21a는 원하는 주파수에서 반복될 수 있는 "이상적인" 2상(biphasic) 파형을 도시하고, 그리고 듀레이션(펄스 폭) 동안 포지티브로 가는 펄스 및 네거티브로 가는 펄스, 진폭, 및 임의의 용량성 방전 컴포넌트의 존재(및 방향) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 조정하기 위해 변조(예컨대, 진폭 변조)되고, 그리고 제어될 수 있다. 도 21a에서, 파형 엘리먼트는 네거티브로 가는 펄스(2105)보다 큰 듀레이션을 갖고 포지티브로 가는 펄스(2103)를 가진 직사각형-파, 2상, 전하-불균형 전류이고; 어떠한 용량성 방전도 도시되지 않는다(용량성 방전을 도시하는 예들은 앞서 논의된 도 12a-12e 및 14a-14b에 도시됨). 도 21b는 공급 전압(V_s)이 본원에 설명된 바와 같이 조정되지 않으면, 구체적으로 공급된 전압의 값이 원하는 전류(피부 임피던스 및 다른 요인들에 따라 가변할 수 있음)를 전달하기 위해 필요한 인가된 전압 값에 근접할 때 이런 전류 파형 신호가 어떻게 왜곡될 수 있는지를 예시하고; 이 경우에, 전류 소스는 도 21b에 예시된 바와 같이 전극들(및 피험자)에 커패시턴스 구축으로 인해 포화할 수 있고, 이는 인가된 파형들의 왜곡을 초래한다. 도 21c 및 21d는 각각 도 21c 및 21d의 TES 파형들에 도시된 전류들을 공급하기 위하여 전극들에 연결된 프로브(probe)들에 전달되는 전압을 예시한다. 이런 포화는 본원에 설명된 제어 회로소자를 사용하여 회피될 수 있다.

[000255] 따라서, 본원에 설명된 경피 신경자극기 장치들 중 임의의 것은 공급 전압이 조정 가능한 최대 전압보다 작은 공급 전압을 제공하도록 구성된 고전압 전원장치(예컨대, 10V보다 큰 최대 전압을 가짐), 제 1 전극 및 제 2 전극과 전기적으로 연결하도록 구성된 한 쌍의 커넥터들, 및 제 1 및 제 2 커넥터들 사이에서 펄스형인 비대칭 2상의 전기 신호를 전달하도록 구성된 파형 발생기를 포함하는 제어기(예컨대, 하우징 내)를 둘러싸는 하우징을 포함하여, 앞서 언급된 엘리먼트들 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 여기서 파형 생성기는 고전압 전원장치로부터 공급 전압을 수신한다. 제어기는 특별히 공급 전압(V_s)과 제 1 및 제 2 커넥터들(예컨대, V_s-V_applied) 사이에 인가된 전압 사이의 차이를 타겟 전압 오프셋에 비교하도록 구성될 수 있고, 그리고 제어기는 비교에 기반하여 공급 전압을 조정할 수 있다. 예컨대, 제어기는, 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋 초과이면 공급 전압(V_s)을 감소시키고, 그리고 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋 미만이면 공급 전압을 증가시킴으로써 공급 전압을 조정하도록 구성될 수 있다. 도 22는 이 비교에 기반하여 공급 전압을 조정하기 위한 방법의 일 예를 예시한다. 이 예에서, 타겟 전압 오프셋은 V_b와 V_a(예컨대, 4 내지 7 V, V_a=7 V, V_b=4 V) 사이에서 연장되는 타겟 범위이다. 다른 예들에서, 타겟 전압 오프셋은 임계 값(예컨대, 6.5V)이다. 전극들(V_applied) 사이에 인가된 전압이 가변함에 따라, 이런 인가된 전압과 공급 전압(V_s) 사이의 차이(V_s-V_applied)는 타겟 전압 오프셋에 비교된다. 도 22에서, 이 범위는 V_s-V_b 및 V_s-V_a로서 그래프적으로 도시된다. 인가된 전압이 공급 전압에 관하여 타겟 전압 오프셋(V_a와 V_b 사이)의 범위 윈도우를 벗어나 움직일 때, 공급 전압은 상기 공급 전압을 타겟 전압 오프셋 값(들)에 또는 가까이에 시도 및 유지하도록 상향 또는 하향으로 조정된다. 따라서, 도 22에서, 시간들(t1, t2 및 t3)에서, 공급 전압은 도시된 바와 같이 조정된다. 도 22는 간략화된 경우이고, 실제로, 제어기는 또한, V_s를 조정하는 방법(또는 경우)을 결정할 때 다른 상태들을 고려할 수 있고 - 그리고 V_s에 대한 조정들은 빈번하게(즉, 매 사이클, 매 다른 사이클, 매 5번째 사이클, 매 8번째 사이클, 매 10번째 사이클, 등) 발생할 수 있다. 예컨대, 도 23a 및 23b는 V_s가 조정될 수 있는(V_adjust) 방법을 표시하는 상태도들이다. 상태도는 타겟 V_s-V_applied(일반적으로, 증가된 V_s는 'V_s 포화' 하에서의 필드들을 위하여 요구되고 감소된 V_s는 'V_s 포화' 하에 있지 않은 필드들을 위하여 요구됨), 전압 소스의 포화, 또는 과열을 이루기 위하여 V_s 조정을 요구하는 조건들 하에서 전압(도 23a) 및/또는 인가된 전류(도 23b)를 조정하기 위한 경계 조건들을 표시한다. 도 23a 및 23b는 V_s 포화의 논리 기준(즉, 도 22에 도시된 바와 같이 V_s-V_applied는 그의 타겟 지역 밖에 있음), 과열 제한(사용자를 보호할 뿐 아니라, 안전 동작 제한들 내에서 컴포넌트들을 유지하기 위해), 및 도달된 최대치('max') V_s에 따라 제어기가 실행할 수 있는 타겟 전류(즉, 전기 자극 펄스의 피크 전류) 및 공급 전압(V_s)을 조정하기 위한 제어 루프 로직을 예시한다. V_s 포화는, 전류 소스들이 선형적으로 동작하기 위하여 전류 소스들 양단에 충분한 전압을 가지지 않고, 그리고 자극 펄스 동안 충분한 전압을 공급할 수 없는 것을 의미할 수 있고, 이는 사각형 펄스들(도 21b 및 21d를 참조하여 앞서 설명된 바와 같이)의 왜곡들을 유도한다. 포화를 제거하기 위하여, 공급된 전압(전원장치 전압)은 증가될 수 있고 및/또는 인가된 전류는 감소될 수 있다. 최대 공급 전압이 이미 V_s로서 공급되었다면, V_s(도 23b)에 대해 어떠한 변화도 이루어지지 않고 전극들에 전달되는 타겟 전류는 감소된다(도 23a). 일반적으로, 최대 V_s가 이미 전달되는 중이거나 과열 조건이 존재하지 않으면(상기 경우들에서 전달되는 피크 전류는 대신 감소됨), V_s 포화가 발생할 때 V_s는 증가된다. 일반적으로, 제어 로직은 전류 파형을 왜곡시키거나 과열 조건을 유지하기 보다 전달되는 피크 전류를 감소시킬 수 있다. 과열은 전류 소스들 트랜지스터 전력으로부터 전달(예컨대, 계산)될 수 있다. 소모되는 전력이 과도할 때, 전류는 감소될 수 있다. 그 다음으로, 전력 공급 전압은 V_s 조정 피드백 제어에 의해 더 적은 전력을 소모시키는 레벨로 감소될 수 있다. 전압들 및 전류 둘 모두는 타겟 값들을 매칭시키기 위해 제어될 수 있다. 따라서, 공급 전압을 조정하는 것에 더하여, 제어기는 (일부 인스턴스들에서) 인가되는 전류를 조정하고 이들 조건들(예컨대, 도 23의 중간 행들 참조)에 기반하여 인가되는 전류를 조정한다. 예컨대, 제어 로직은, V_s가 포화되지 않더라도 과열 제한 조건들 하에서 전달되는 타겟 전류를 감소시킬 수 있다.

[000256] 공급 전압이 앞서 설명된 바와 같이 조정되어야 할 때, 공급 전압은 고정된 양만큼 조정, 및/또는 차이의 퍼센티지 만큼 조정(예컨대, V_s와 V_applied 사이), 및/또는 인가된 전압의 최근 이력 값들(예컨대, 몇몇 최근 시간 기간)에 기반한 조정을 포함하여, 임의의 수의 방식들로 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공급 전압은 허용 가능한 전압 오프셋 범위로부터 예상된 편차를 회피하기 위하여 파형의 곧 있을 변화(예컨대, 더 긴 듀티 사이클 또는 감소된 주파수 같은 더 높은 프로브 전압들을 요구하는 변화)에 기반하여 개루프 방식으로 조정될 수 있다. 예컨대, 일부 변형들에서, V_s는 허용 가능한 범위 밖 (V_s-V_elec)의 측정된 과도출력(excursion)의 예컨대 85%까지 조정될 수 있다. 이것은 시스템의 개선된 안정성을 제공할 수 있어서, V_s의 변화들은 다소 약화된다. 일부 변형들에서, 큰 조정들은 (예컨대, 약 0.5V, 1V, 1.5V, 2V, 2.5V, 3V, 등의) 고정된 증분들만큼 조정에 의해 이루어질 수 있다. 이것은 장치로부터 안전하지 않거나 불안정한 쇼크가 있을 수 있는 그런 큰 즉각적인 변화를 만들지 않고 충분한 조정이 V_s-V_elec의 허용 가능한 범위로 빠르게 가게(예컨대, 접근하게)한다.

[000257] 앞서 표시된 바와 같이, V_s에 대한 조정이 전압 공급을 위해 최대 이용 가능한 전력을 초과하면, 제어기는 요청된 최대 전류를 중단시킬 수 있다. 중단 후, 전류는 더 낮은 최대 강도를 가진다(예컨대 도 21b 및 21d에 예시된 바와 같이 대안이 신호들을 왜곡하여, 전압 공급이 최대치에 도달하면 전류가 펄스의 단부에서 질이 떨어지는 것을 주의하라).

[000258] 예컨대, 경피 신경자극기 장치는 (예컨대, 10V보다 큰, 15V보다 큰, 20V보다 큰, 25V보다 큰, 30V보다 큰 식의) 최대 전압을 가지며 최대 전압 미만의 공급 전압을 제공하도록 추가로 구성된 고전압 전원장치를 둘러싸는 하우징을 포함할 수 있고, 여기서 공급 전압은 조정 가능하다. 이들 장치들은 일반적으로 제 1 전극과 전기적으로 연결하도록 구성된 제 1 커넥터 및 제 2 전극과 전기적으로 연결하도록 구성된 제 2 커넥터를 포함한다. 이들 장치들 중 임의의 것은 또한 제 1 및 제 2 커넥터들 사이에서 펄스형인 비대칭 2상의 전기 신호를 전달하도록 구성된 예컨대 파형 발생기를 포함하는 (예컨대, 하우징 내의) 제어기를 포함할 수 있고, 여기서 파형 발생기는 고전압 전원장치로부터 공급 전압을 수신한다. 이들 제어기들 중 임의의 것은 또한 제 1 및 제 2 커넥터들 사이에 인가된 전압(V_applied)을 검출하도록 구성된 감지 회로를 포함할 수 있다. 감지 회로는 제 1 및 제 2 커넥터들 중 하나 또는 둘 모두에 연결되는 증폭기를 포함할 수 있다. 제어기는 또한, 본원에서 설명된 바와 같이 공급 전압(V_s)과 인가된 전압(V_applied) 사이의 차이를 미리 결정된 타겟 전압 오프셋과 비교하고, 그리고 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋 초과이면 공급 전압을 감소시킴으로써 공급 전압을 조정하고 그리고 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋 미만이면 공급 전압을 증가시킴으로써 공급 전압을 조정도록 구성될 수 있다.

[000259] 일반적으로, 임의의 적당한 고전압 전원장치가 사용될 수 있다. 예컨대, 고전압 전원장치는 20V와 100V 사이에서 제공하도록 구성될 수 있다.

[000260] 앞서 언급된 바와 같이, 제어기는, 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋 초과이면 공급 전압을 감소시키고, 그리고 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이가 타겟 전압 오프셋 미만이면 공급 전압을 증가시키도록 구성될 수 있다. 제어기는 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이의 함수로서 공급 전압을 조정하도록 구성될 수 있다.

[000261] 본원에 설명된 장치들 및 방법들 중 임의의 것에서, 제어기는, 장치가 인가된 전류 및 공급 전압과 인가된 전압 사이의 차이에 기반하여 과열 상태에 있는지를 결정하도록 구성된다.

[000262] 앞서 언급된 바와 같이, 다양한 실시예들에서, TES 신경자극기의 제어기는 2상 전기 자극 신호의 전달 동안 전극들 상의 커패시턴스를 방전하도록 구성된 용량성 방전 회로를 포함할 수 있다. 전극들 상의 커패시턴스를 방전하는 것을 포함하는 TES 신경자극기들은 펄스형인 자극 레짐(regime)들에 유용할 수 있고, 그리고 고통 및 불쾌감을 감소시키거나 방지하는 것을 도울 수 있다. 일부 변형들에서, 장치는 전극들과 관련하여 커패시턴스 방전 회로소자를 포함한다. 예컨대, 앞서 설명된 바와 같이, 커패시턴스 방전 회로소자는 펄스 동안(예컨대, 피험자의 피부에서) 구축한 커패시턴스의 방전을 허용하기 위하여 애노드-캐소드 경로를 단락시키는 전자 컴포넌트들 및 펌웨어 피처들을 포함할 수 있다. 일부 인스턴스들에서, 단락은 TES(다른 인지 효과들이 피험자에 의해 경험될 수 있도록 불쾌감의 기분전환 감소 및 더 많은 인지 효과들을 포함하는 더 높은 피크 전류 밀도들이 전달되게 허용하는 것 중 하나 또는 둘 모두로 인함)에 의해 유도된 불쾌감 및 이에 따라서 인지 효과들을 감소시키는데 유리하다. 일반적으로, 커패시턴스 방전 펄스의 최대 전류를 제어하는 것은 TES 파형의 따름을 동조(예컨대, 포지티브로 가는 펄스와 네거티브로 가는 펄스 사이의 증가하는 불균형(즉, 듀레이션 및/또는 피크 전류)과 상관하는 것으로 예상되는 커패시턴스 형성의 추정 양뿐 아니라, 고정된 듀티 사이클에서 더 낮은 주파수 자극이 사이클 당 비교적 더 많은 커패시턴스 구축을 유발할 경우의 빈도에 기반하여 방전의 최대 전류를 가변)시키기 위하여 유리할 수 있다.

[000263] 일부 실시예들에서, 웨어러블 경피 전기 자극기는 설명된 용량성 방전 피처들을 가지는 제어 모듈('단락 회로' 애플리케이터로서 지칭될 수 있음)을 포함할 수 있다. 예컨대, 웨어러블 경피 전기 자극기는: 제 1 전극 및 제 2 전극에 연결되도록 구성되는 하우징, 적어도 부분적으로 하우징 내의 제어 모듈을 포함할 수 있고 하우징은 프로세서, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 2상 전기 자극 신호를 전달하도록 구성된 파형 발생기, 및 2상 전기 자극 신호의 전달 동안 제 1 전극 및 제 2 전극 상의 커패시턴스를 방전시키도록 구성된 용량성 방전 회로를 포함한다. TES 제어 모듈은 DC 오프셋과 함께, 400 Hz 또는 그 초과의 주파수, 10 퍼센트 초과의 듀티 사이클, 3 mA 또는 그 초과의 강도를 가지는 10 초 또는 그 초과의 2상 전기 자극 신호를 제 1 및 제 2 전극들 사이에서 전달하도록 적응되고; 그리고 용량성 방전 회로, 여기서 TES 제어 모듈은 2상 전기 자극의 전달 동안 전극들 상의 커패시턴스를 방전하도록 용량성 방전 회로를 가끔 트리거하도록 구성된다.

[000264] 도 12a는 하나의 사이클에서 포지티브 펄스 및 네거티브 펄스를 가진 2상 전기 자극 파형을 개략적으로 예시한다. 일부 실시예들에서, 펌웨어는 파형 사이클에서 세그먼트들을 생성할 수 있다. 가장 작은 세그먼트는 프로세서의 클록에 의해 제한될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 사이클당 가장 짧은 세그먼트는 2, 5, 또는 10 microseconds일 수 있거나 그 사이의 임의의 값들일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 펌웨어는 사이클 당 10, 12, 15 또는 20 세그먼트들을 생성할 수 있다. 사이클의 각각의 세그먼트에 대해, 제어기는 파형 발생기에게, 포지티브 강도 값, 네거티브 강도 값, 개방 회로 모드를 표시하는 "제로"의 값, 또는 용량성 방전을 생성하게 명령할 수 있다.

[000265] 일부 실시예들에서, 용량성 방전(단락의 결과가 아니지만 "단락-회로'로서 지칭될 수 있음)은 도 12b-12d에 도시된 바와 같이 포지티브 펄스 또는 네거티브 펄스들 직후 트리거될 수 있다. 예컨대, 도 12b에 도시된 바와 같이, 포지티브 펄스가 종료하는 시간에서, 제어기는 애노드-캐소드 경로를 단락시키기 위해 용량성 방전 회로를 트리거하고, 이는 용량성 방전 펄스가 커패시턴스의 방전을 허용하게 한다. 용량성 방전 펄스의 최소 듀레이션은 앞서 논의된 바와 같이 사이클의 가장 짧은 세그먼트에 의해 제한될 수 있다. 따라서, 펄스의 듀레이션은 2, 5 또는 10 microseconds 초과일 수 있다. 그러나, 펄스의 듀레이션은 너무 짧지 않을 수 있다. 피험자의 고통을 방지하기 위하여 더욱 점진적 펄스를 가지는 유리할 수 있다. 고통 및 불쾌감을 추가로 방지하기 위하여 펄스의 제한된 피크 값을 가지는 것이 유리할 수 있다. 용량성 방전 펄스의 피크 값 및 시간 상수는 용량성 방전 회로에 의해 제어될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 용량성 방전은 도 12c에 도시된 바와 같은 네거티브 펄스 직후 트리거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 용량성 방전은 도 12d에 도시된 바와 같이 포지티브 펄스 후 및 네거티브 펄스 후 둘 다에서 트리거될 수 있다.

[000266] 일부 대안적 실시예들에서, 용량성 방전 펄스는 도 12e에 도시된 바와 같이 네거티브로 가는 방향으로 각각의 네거티브로 가는 펄스의 시작에서 트리거될 수 있다. 예컨대, "에너지" 모드에서, 용량성 방전 펄스는 강화된 인지 상태를 유도하기 위하여 네거티브로 가는 방향으로 각각의 네거티브로 가는 펄스의 시작에서 트리거될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 용량성 방전 펄스는 포지티브로 가는 방향으로 각각의 포지티브로 가는 펄스의 시작에서 트리거될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 용량성 방전 펄스는 네거티브로 가는 방향으로 각각의 네거티브로 가는 펄스의 시작 및 포지티브로 가는 방향으로 각각의 포지티브로 가는 펄스의 시작 둘 모두에서 트리거될 수 있다.

[000267] 도 13은, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른, 더블 H-브릿지를 포함하는 용량성 방전 회로의 예를 개략적으로 예시한다. 더블 H-브릿지 회로는, 제어된 시간 상수 및 피크 값을 갖는 점진적인 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 외부 H-브릿지는, 피드백 신호들에 기반하여, 인가된 전압 V_s를 적응적으로 조절하도록 구성될 수 있다. 외부 H-브릿지에 추가로, 회로는, 트랜지스터들(1324, 1305 및 1310)을 포함하는 내부 H-브릿지를 더 포함할 수 있다. 트랜지스터들(1305 및 1310)은, 전류 소스를 형성하여, 접지로 전류를 구동하도록 구성될 수 있다. 프로브 B가 네거티브로 충전되고, 프로브 A가 포지티브로 충전되는 경우, 트랜지스터들(1305 및 1310)은, 점진적으로 방전하는 펄스로 프로브 B를 접지로 끌어당길 수 있다. 다른 방향에서, 트랜지스터들(1324)은, 제 2 전류 소스를 형성하여, 접지로 전류를 구동하도록 구성될 수 있다. 프로브 A가 네거티브로 충전되고, 프로브 B가 포지티브로 충전되는 경우, 트랜지스터들(1324)은, 제 2의 점진적으로 방전하는 펄스로 프로브 A를 접지로 끌어당길 수 있다. 따라서, 트랜지스터들(1324, 1305 및 1310)을 포함하는 내부 H-브릿지는, 제어된 시간 상수들 및 피크 값들을 갖는 점진적인 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 더블 H-브릿지 회로는, 피드백 신호들을 사용하여, 인가된 전압 V_s를 적응적으로 조절하는 것에 추가로, 점진적인 용량성 방전 펄스들을 생성하도록 구성될 수 있다.

[000268] 예를 들어, TEST 파형은, 11kHz의 주파수를 가질 수 있으며, 용량성 방전 펄스의 시간 상수는 0.00001 내지 100 microseconds일 수 있다. 일부 실시예들에서, 피크 값은 0.001 내지 10mA가 되도록 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 신경자극기의 제어기는, 용량성 방전 회로가 트리거링되는 경우, 전류 소스를 턴 오프시키도록 구성된 스위치를 포함할 수 있다.

[000269] 도 14a는, 더블 H-브릿지 용량성 방전 회로로부터 용량성 방전 펄스의 예를 예시한다. 포지티브 펄스 직후의 방전 펄스는, 제어된 피크 값을 갖는 점진적인 슬로프를 갖도록 제어될 수 있다. 구축된 작은 양의 커패시턴스만이 존재하기 때문에, 네거티브 펄스 직후의 방전 펄스는 작다.

[000270] 도 14b는, 더블 H-브릿지를 갖는 용량성 방전 회로로부터의 용량성 방전 펄스의 다른 예를 예시한다. 방전 펄스는, 제어된 시간 상수 및 피크 값을 이용하여, 네거티브로 가는 방향에서 네거티브로 가는 펄스의 시작에서 트리거링된다. 방전 펄스는, "에너지" 인지 상태를 향상시키고 사용자 불쾌감을 최소화시키도록 구성될 수 있다.

[000271] 일부 다른 실시예들에서, 커패시턴스 방전 회로소자는, (예를 들어, 피험자의 피부에서) 펄스 동안 구축되는 커패시턴스의 방전을 허용하기 위해 낮은 옴 레지스터(예를 들어, 50옴)를 갖는 애노드-캐소드 경로를 단락시키는 전자 컴포넌트들 및 펌웨어 피처들을 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 용량성 방전 회로소자는, 디바이스 내의 메인 전류 소스와 유사하지만, 0V에서 포화되고 누적된 전하들의 방전을 허용하는 고정된 전류 소스를 포함할 수 있다. 방전 시간은, 고정될 수 있거나, 전압 및 전극 커패시턴스에 의존할 수 있다. 일 예에서, 레지스터를 변경시킴으로써 변경될 수 있는 공칭 단락-회로 전류는 (예를 들어, 40mA로) 조절가능할 수 있다. 방전은, 범위 내부, 예를 들어, 20mA까지 조절가능한 전류를 이용하여 통상적인 전류 소스에 의해 행해질 수 있으며; 이러한 경우에서, 2개의 정류된 하단 스위치들을 턴 온시키는 것은 역 충전을 회피할 수 있다. 일반적으로, 용량성 방전은, (예를 들어, microsecond 타임스케일로) 매우 신속할 수 있으며, 매우 높은 전류, 예를 들어, 수십 mA 내지 100mA를 사용할 수 있다.

[000272] 일반적으로, 2상 펄스는, 네거티브로 가는 펄스에 후속하여 (바로 후속하여 또는 일부 지연 이후) 포지티브로 가는 펄스를 포함할 수 있다. 본원에 설명된 바와 같이, 이들 펄스들은 정방형-파 펄스들로 제한되는 것이 아니라, 톱니형 또는 다른 형상들일 수 있다. 일부 변형들에서, 포지티브로 가는 그리고 네거티브로 가는 펄스들은 상이한 형상들을 가질 수 있다. 일부 변형들에서, 2상 펄스는, 포지티브로 가는(또는 네거티브로 가는) 단상 정방형파 펄스 및 다른 방향의 (용량성 방전 회로로부터의) 용량성 방전을 포함한다. 예를 들어, 장치는, (포지티브로 또는 네거티브로 가는) 단상 정방형 파 펄스 및 용량성 방전을 대향하는 방향으로 적용하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, TES 파형들은 버스팅 레짐들을 포함할 수 있으며, 여기서 자극의 사이클들은 간헐적으로 발생한다.

[000273] 도 15는, 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 안전 비교 회로들의 예를 개략적으로 예시한다. 다양한 실시예들에서, 신경자극기의 제어기는, 전류 및/또는 전압이 최대값들을 초과하는 것을 방지하도록 구성된 안전 비교 회로들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 최대 DC 전류는 5mA, 8mA, 또는 10mA, 또는 그들 사이의 임의의 값들로 세팅될 수 있다. 유사하게, 전압은 피험자의 안전을 위한 최대값을 또한 가질 수 있다. 회로는, 전류 또는 전압이 최대값을 초과하는 경우, 전원 장치를 셧 다운시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 안전 회로는, 전류 안전 비교 회로 섹션(1510)을 포함할 수 있다. 섹션(1510)은, 양자 모두의 방향들에서 전류 값들을 비교하며, 임의의 방향에서의 전류 값이 최대값을 초과하면, 고장 신호를 마이크로프로세서에 출력하도록 구성될 수 있다. 안전 회로는, 전압 안전 비교 회로 섹션(1520)을 더 포함할 수 있다. 섹션(1520)은, 양자 모두의 방향들에서 전압 값들을 비교하며, 임의의 방향에서의 전압 값이 최대값을 초과하면, 제 2 고장 신호를 마이크로프로세서에 출력하도록 구성될 수 있다. 전압 안전 비교 회로 섹션(1520)은, 안전 회로의 감도를 증가시키기 위해 트랜지스터(1527)를 포함할 수 있다.

[000274] 선호되는 실시예들 및 그들의 변형들의 시스템들, 디바이스들, 및 방법들은, 컴퓨터-판독가능 명령들을 저장하는 컴퓨터-판독가능 매체를 수용 또는 포함하도록 구성된 머신으로서 적어도 부분적으로 내장 및/또는 구현될 수 있다. 명령들은, 소프트웨어를 이용하여 구성된 컴퓨팅 디바이스를 포함하는 시스템과 바람직하게 통합되는 컴퓨터-실행가능 컴포넌트들에 의해 바람직하게 실행된다. 컴퓨터-판독가능 매체는 임의의 적절한 컴퓨터-판독가능 매체들, 예컨대 RAM들, ROM들, 플래시 메모리, EEPROM들, 광학 디바이스들(예를 들어, CD 또는 DVD), 하드 드라이브들, 플로피 드라이브들, 또는 임의의 적절한 디바이스 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터-실행가능 컴포넌트는 바람직하게는 범용 또는 주문형 프로세서이지만, 임의의 적절한 전용된 하드웨어 또는 하드웨어/펌웨어 결합이 대안적으로 또는 부가적으로 명령들을 실행할 수 있다.

[000275] 피처 또는 엘리먼트가 다른 피처 또는 엘리먼트 "상에" 있는 것으로 본원에서 지칭되는 경우, 그것은, 다른 피처 또는 엘리먼트 상에 직접적으로 존재할 수 있거나, 개재 피처들 및/또는 엘리먼트들이 또한 존재할 수 있다. 대조적으로, 피처 또는 엘리먼트가 다른 피처 또는 엘리먼트 "상에 직접적으로" 존재하는 것으로 지칭되는 경우, 어떠한 개재 피처들 또는 엘리먼트들도 존재하지 않는다. 또한, 피처 또는 엘리먼트가 다른 피처 또는 엘리먼트에 "연결", 부착" 또는 "커플링되는 것으로 지칭되는 경우, 그것은 다른 피처 또는 엘리먼트에 직접적으로 연결, 부착 또는 커플링될 수 있거나, 개재 피처들 또는 엘리먼트들이 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 대조적으로, 피처 또는 엘리먼트가 다른 피처 또는 엘리먼트에 "직접적으로 연결되거나", "직접적으로 부착되거나" 또는 "직접적으로 커플링되는 것으로 지칭되는 경우, 어떠한 개재 피처들 또는 엘리먼트들도 존재하지 않는다. 일 실시예에 대해 설명되거나 도시되지만, 그렇게 설명되거나 도시된 피처들 및 엘리먼트들은 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 또한, 다른 피처에 "인접하게" 배치된 구조 또는 피처에 대한 레퍼런스는 인접한 피처에 중첩하거나 그 아래에 놓인 부분들을 가질 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인식될 것이다.

[000276] 본원에서 사용된 용어는, 단지 특정한 실시예들을 설명하려는 목적을 위한 것이며, 본 발명의 제한인 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 본원에서 사용된 바와 같이, 단수형들("a", "an" 및 "the")은, 맥락상 명확하게 달리 표시되지 않으면, 복수형들을 또한 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 경우, 용어들 "포함하다" 및/또는 "포함"은, 제시된 특성들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 하나 또는 그 초과의 다른 특성들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들, 및/또는 그들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가적으로 이해될 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은 연관된 나열된 아이템들 중 하나 또는 그 초과의 임의의 및 모든 결합들을 포함하며, "/"로서 간략화될 수 있다.

[000277] 공간적으로 상대적인 용어들, 예컨대 "하", "아래", "하부", "위에", "상부" 등은, 도면들에 예시된 바와 같이 하나의 엘리먼트 또는 피처들의 다른 엘리먼트(들) 또는 피처(들)에 대한 관계를 설명하기 위한 설명의 용이함을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들이 도면들에 도시된 배향에 추가로 사용 또는 동작중인 디바이스의 상이한 방향들을 포함하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도면들의 디바이스가 반전되면, 다른 엘리먼트들 또는 피처들 "하" 또는 "아래"에 있는 것으로 설명되는 엘리먼트들은, 다른 엘리먼트들 또는 피처들 "위로" 지향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "하"는 위 및 하의 지향 둘 모두를 포함할 수 있다. 따라서, 디바이스는 달리 지향될 수 있으며(90도 또는 다른 배향들으로 회전됨), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명어들은 그에 따라 해석될 수 있다. 유사하게, 용어들 "상향으로", "하향으로", "수직", "수평" 등은 달리 특별하게 표시되지 않으면, 설명의 목적을 위해서만 본원에서 사용된다.

[000278] 용어들 "제 1"및 "제 2"는 (단계들을 포함하여) 다양한 피처들/엘리먼트들을 설명하기 위해 본원에서 사용될 수 있지만, 문맥상 달리 표시되지 않으면, 이들 피처들/엘리먼트들은 이들 용어들에 의해 제한되지 않아야 한다. 이들 용어들은, 하나의 피처/엘리먼트를 다른 피처/엘리먼트로부터 구별하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 교시들을 벗어나지 않으면서, 아래에서 논의되는 제 1 피처/엘리먼트는 제 2 피처/엘리먼트로 지칭될 수 있고, 유사하게, 아래에서 논의되는 제 2 피처/엘리먼트는 제 1 피처/엘리먼트로 지칭될 수 있다.

[000279] 예들에서 사용된 바를 포함하여 본원의 명세서 및 청구범위에서 사용된 바와 같이, 달리 명백히 특정되지 않으면, 모든 수치들은, 단어 "약" 또는 "대략"이 명백히 나타나지 않더라도, 그 용어가 선행하는 것처럼 판독될 수 있다. 어구 "약" 또는 "대략"은, 설명된 값 및/또는 포지션이 값들 및/또는 포지션들의 합리적인 예상 범위 내에 있다는 것을 표시하기 위해 크기 및/또는 포지션을 설명할 경우 사용될 수 있다. 예를 들어, 수치값은, 제시된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 0.1%, 제시된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 1%, 제시된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 2%, 제시된 값 (또는 값들의 범위)의 +/- 5 %, 제시된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 10% 등인 값을 가질 수 있다. 본원에서 인용된 임의의 수치 범위는 그 내에 포함된 모든 서브-범위들을 포함하도록 의도된다.

[000280] 다양한 예시적인 실시예들이 위에서 설명되지만, 다수의 변경들 중 임의의 변경이 청구범위들에서 설명된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 실시예들에 대해 행해질 수 있다. 예를 들어, 다양한 설명된 방법 단계들이 수행되는 순서는 종종 대안적인 실시예들에서 변경될 수 있으며, 다른 대안적인 실시예들에서, 하나 또는 그 초과의 방법 단계들이 전체적으로 스킵될 수 있다. 다양한 디바이스 및 시스템 실시예들의 선택적인 특성들은 일부 실시예들에 포함될 수 있고, 다른 실시예들에는 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 전술한 설명은, 주로 예시적인 목적들을 위해 제공되며, 청구범위들에서 기재된 바와 같은 본 발명의 범위를 제한하도록 해석되지 않아야 한다.

[000281] 본원에 포함된 예들 및 예시들은, 청구 대상이 실시될 수 있는 특정한 실시예들을 제한이 아니라 예시로서 도시한다. 언급된 바와 같이, 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않으면서 구조적 및 논리적 대체들 및 변경들이 행해질 수 있도록, 다른 실시예들이 이용될 수 있고 그로부터 도출될 수 있다. 본 발명의 청구 대상의 그러한 실시예들은, 편의를 위해 그리고 사실 1개 초과인 기재된 임의의 단일 발명 또는 발명 개념으로 본 출원의 범위를 자발적으로 제한하도록 의도하지 않으면서, 단지 용어 "본 발명"에 의해 개별적으로 또는 집합적으로 본원에서 지칭될 수 있다. 따라서, 특정한 실시예들이 본원에서 예시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하기 위해 계산된 임의의 어레인지먼트는 도시된 특정한 실시예들에 대해 대체될 수 있다. 이러한 개시내용은, 다양한 실시예들의 임의의 그리고 모든 적응들 또는 변형들을 커버하도록 의도된다. 위의 실시예들 및 본원에 특별히 설명되지는 않은 다른 실시예들의 결합들은, 위의 설명을 검토할 시에 당업자들에게 명백할 것이다.

Claims (106)

1. 전극 장치와의 부착을 통해 피험자와 연결가능한 경피 신경자극기로서,
   제어기 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징 ―상기 하우징은 사용자를 향하는 오목한 표면(concave user-facing surface) 및 상기 사용자를 향하는 표면에 대향하는 상단 표면을 포함함―;
   상기 사용자를 향하는 오목한 표면과 상기 상단 표면 사이의 제 1 에지 영역 및 제 2 에지 영역 ―상기 제 1 에지 영역은 상기 제 2 에지 영역보다 얇음―;
   상기 사용자를 향하는 오목한 표면에 대한 오프-센터(off-center) 및 상기 사용자를 향하는 오목한 표면상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터
   를 포함하며, 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 각각, 전극 장치상의 커넥터 메이트(mate)와의 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성되며, 추가로 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 0.7 내지 0.8 인치만큼 떨어져 있는, 전극 장치와의 부착을 통해 피험자와 연결가능한 경피 신경자극기.
2. 전극 장치와의 캔틸레버식 부착(cantilevered attachment)을 통해 피험자와 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기로서,
   제어 회로소자(circuitry) 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징;
   상기 하우징상의 사용자를 향하는 제 1 표면 ―상기 제 1 표면은 오목하며 트위스팅됨(twisted)―;
   상기 제 1 표면에 대한 오프-센터 및 상기 제 1 표면상의 하나 또는 그 초과의 커넥터들
   을 포함하며, 상기 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 상기 전극 장치의 메이팅 표면(mating surface)상의 커넥터 메이트와 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성되며, 상기 신경자극기는 5 온스 미만의 중량인, 전극 장치와의 캔틸레버식 부착을 통해 피험자와 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 포함하는, 신경자극기.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 신경자극기는, 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터들이, 에지 영역에 대향하는 상기 사용자를 향하는 오목한 표면의 단부가 상기 전극 장치에 대해 이동하도록 허용하면서 상기 전극 장치에 상기 사용자를 향하는 오목한 표면의 에지 영역을 고정(secure)하도록 구성되는, 신경자극기.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징은 삼각형(trianguloid)인, 신경자극기.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 스냅 수신기들을 포함하는, 신경자극기.
7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 약 0.7 내지 0.75 인치만큼 떨어져있는, 신경자극기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 장치는 5 온스 미만의 중량인, 신경자극기.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징은 30 mm 미만의 두께인, 신경자극기.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 사용자를 향하는 표면과 상기 상단 표면 사이에 하우징의 두께를 포함하며, 상기 두께는 상기 신경자극기의 대향 단부에서보다 상기 신경자극기의 일 단부에서 15 % 이상(more than) 더 큰, 신경자극기.
11. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제 1 표면과 대향하는 상단 표면을 포함하며, 상기 상단 표면과 상기 제 1 표면 간의 상기 하우징의 두께는 상기 신경자극기의 대향 단부에서 보다 상기 신경자극기의 일 단부에서 15% 이상 더 큰, 신경자극기.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자를 향하는 표면은 오목하며 트위스팅되는, 신경자극기.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 사용자를 향하는 표면은 오목하며 트위스트 축(twist axis)을 따라 트위스팅되며, 상기 제 1 표면은 상기 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅되는, 신경자극기.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는 약 750Hz 내지 30kHz에서 3mA 초과의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성되는, 신경자극기.
15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전류 소스는 약 10 내지 100V 전압을 공급하도록 구성된 고전압 전원장치를 포함하는, 신경자극기.
16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 연결되는 무선 통신 서브-시스템을 더 포함하는, 신경자극기.
17. 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법으로서,
    전극 장치상의 제 1 커넥터 메이트 및 제 2 커넥터 메이트와 상기 웨어러블 경피 신경자극기의 하우징의 제 1 표면상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 간에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계 ―상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 0.7 내지 0.8 인치만큼 떨어져 있고, 상기 하우징은 상기 제 1 표면 및 상기 제 1 표면에 대향하는 제 2 표면, 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면 사이의 제 1 에지 영역 및 제 2 에지지 영역을 포함하며, 상기 제 1 에지 영역은 상기 제 2 에지 영역보다 얇음―;
    상기 전극 장치를 상기 피험자의 관자놀이(temple) 또는 이마에 고정(securing)하는 단계; 및
    펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 상기 전극 장치로부터 전기 자극을 적용하는 단계
    를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전기 자극을 적용하는 단계는 약 750 Hz 내지 30 kHz인 3 mA 초과의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 상기 제 1 커넥터 메이트를 상기 제 1 커넥터로 그리고 상기 제 2 커넥터 메이트를 제 2 기계적 커넥터에 스냅핑하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
20. 제 17 항에 있어서,
    상기 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 상기 전극 장치상의 상기 제 1 커넥터 메이트 및 상기 제 2 커넥터 메이트에 상기 하우징의 상기 제 1 표면상의 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터를 연결하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 표면은 오목한, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
21. 제 17 항에 있어서,
    상기 전극 장치를 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 고정하는 단계는 상기 전극 장치를 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 접착가능하게(adhesively) 고정하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
22. 제 17 항에 있어서,
    상기 피험자의 목 또는 꼭지돌기(mastoid) 영역에 상기 전극 장치의 다른 부분을 연결하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
23. 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법으로서,
    전극 장치상의 하나 또는 그 초과의 커넥터 메이트들과 상기 웨어러블 경피 신경자극기의 제 1 표면상의 하나 또는 그 초과의 커넥터들 간에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계 ―상기 제 1 표면은 상기 제 1 표면이 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅되도록, 상기 트위스트 축을 따라 트위스팅되고 오목하며, 상기 하나 또는 그 초과의 커넥터들은 제 1 표면에 대해 오프-센터에 로케이팅됨―;
    상기 전극 장치를 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 부착하는 단계; 및
    펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 상기 전극 장치로부터의 전기 자극을 적용하는 단계
    를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
24. 제 23 항에 있어서,
    추가로, 상기 전극 장치와 상기 신경자극기 사이에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는, 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 신경자극기를 부착하는 단계 이전에 상기 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
25. 제 23 항에 있어서,
    추가로, 상기 부착하는 단계는 접착가능하게 부착하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
26. 제 23 항에 있어서,
    꼭지돌기 또는 목에 전극 어셈블리의 제 2 전극 영역을 부착하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
27. 제 23 항에 있어서,
    상기 신경자극기의 적어도 일부에 걸쳐 안경을 착용하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
28. 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법으로서,
    피험자의 이마 또는 관자놀이 영역 위로 제 1 포지션에 신경자극기 디바이스의 오목한 표면을 포지셔닝하는 단계;
    상기 신경자극기 디바이스의 오목한 표면상의 접착제로부터 백킹 층(backing layer)을 제거하는 단계;
    상기 피험자의 이마 또는 관자놀이 영역에 상기 신경자극기 디바이스를 접착가능하게 고정하기 위해 대략 상기 제 1 포지션에서 상기 신경자극기 디바이스의 오목한 표면을 재포지셔닝하는 단계
    를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
29. 제 28 항에 있어서,
    약 750 Hz 내지 30 kHz인 약 3 mA 내지 25 mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 상기 전극 장치로부터 전기 자극(electrical stimulation)을 적용하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
30. 제 28 항에 있어서,
    상기 백킹 층을 제거하는 단계 이전에 사용자의 머리로부터 상기 신경자극기 디바이스를 제거하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
31. 제 28 항에 있어서,
    상기 백킹 층에 의해 커버된 접착제를 갖는 전극 어셈블리에 상기 신경자극기 디바이스를 연결하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
32. 제 28 항에 있어서,
    상기 오목한 표면을 포지셔닝하는 단계는 상기 피험자의 이마 또는 관자놀이 영역에 대한 형상의 순응 포지션(conformable position)을 식별하기 위해 상기 신경자극기 디바이스를 시프팅하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
33. 제 28 항에 있어서,
    상기 오목한 표면을 포지셔닝하는 단계는 상기 피험자의 눈썹, 눈, 헤어라인 또는 이마의 중심선 중 하나 또는 그 초과의 것에 대해 상기 신경자극기 디바이스를 시프팅하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
34. 제 28 항에 있어서,
    상기 피험자의 머리의 미러 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
35. 제 28 항에 있어서,
    상기 신경자극기 디바이스의 오목한 표면을 포지셔닝한 후 상기 피험자의 머리의 이미지를 캡처하는 단계 및 상기 신경자극기 디바이스를 재포지셔닝하는 동안 상기 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
36. 경피 신경자극기 장치로서,
    10V 초과의 최대 전압을 가지며 추가로 상기 최대 전압 미만의 공급 전압을 제공하도록 구성되는 고전압 전원장치를 둘러싸는 하우징 ―상기 공급 전압은 조절가능함 ―;
    제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 1 커넥터 및 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 제 2 커넥터; 및
    상기 하우징 내의 제어기
    를 포함하며, 상기 제어기는 상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에 펄스형인 비대칭 2상 전기 신호를 전달하도록 구성된 파형 발생기를 포함하며, 상기 파형 발생기는 상기 고전압 전원장치로부터 상기 공급 전압을 수신하며,
    상기 제어기는 상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에 인가되는 전압과 상기 공급 전압 간의 차이를 타겟 전압 오프셋과 비교하도록 구성되며, 추가로 상기 제어기는 상기 비교에 기반하여 상기 공급 전압을 조절하도록 구성되는, 경피 신경자극기 장치.
37. 경피 신경자극기 장치로서,
    10V 초과의 최대 전압을 가지며 추가로 상기 최대 전압 미만의 공급 전압을 제공하도록 구성되는 고전압 전원장치를 둘러싸는 하우징 ―상기 공급 전압은 조절가능함―;
    제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 1 커넥터 및 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 제 2 커넥터; 및
    상기 하우징 내의 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에 펄스형인 비대칭 2상 전기 신호를 전달하도록 구성된 파형 발생기 ―상기 파형 발생기는 상기 고전압 전원장치로부터 상기 공급 전압을 수신함―, 및
    상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에 인가되는 전압을 검출하도록 구성된 감지 회로를 포함하며,
    상기 제어기는 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이를 타겟 전압 오프셋과 비교하고, 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이가 상기 타겟 전압 오프셋을 초과하는 경우 상기 공급 전압을 감소시킴으로써 상기 공급 전압을 조절하고 그리고 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이가 상기 타겟 전압 오프셋 미만인 경우 상기 공급 전압을 증가시킴으로써 상기 공급 전압을 조절하도록 구성되는, 경피 신경자극기 장치.
38. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 고전압 전원장치는 20V 내지 100V를 제공하도록 구성되는, 경피 신경자극기 장치.
39. 제 36 항에 있어서,
    상기 타겟 전압 오프셋은 전압 범위인, 경피 신경자극기 장치.
40. 제 36 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이가 상기 타겟 전압 오프셋을 초과하는 경우 상기 공급 전압을 감소시키고 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이가 상기 타겟 전압 오프셋 미만인 경우 상기 공급 전압을 증가시키도록 구성되는, 경피 신경자극기 장치.
41. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이의 함수로써 상기 공급 전압을 조절하도록 구성되는, 경피 신경자극기 장치.
42. 제 37 항에 있어서,
    상기 감지 회로는 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터 중 하나 또는 이 둘다와 연결된 증폭기를 포함하는, 경피 자극기 장치.
43. 제 36 항 또는 제 37 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 장치가 인가되는 전류 및 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이에 기반하여 과열 상태인지를 결정하도록 구성되는, 경피 신경자극기 장치.
44. 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하는 방법으로서,
    상기 경피 신경자극기 디바이스의 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 2상 전기 신호를 전달하는 단계 ―상기 경피 신경자극기 디바이스는 조절가능한 공급 전압을 제공하는 고전압 전원장치 및 상기 공급 전압을 수신하는 파형 발생기를 포함함―;
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 전압을 검출하는 단계; 및
    상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이를 타겟 전압 오프셋과 비교하고, 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이가 상기 타겟 전압 오프셋 미만인 경우 상기 공급 전압을 증가시키거나, 또는 상기 공급 전압과 상기 인가되는 전압 간의 차이가 상기 타겟 전압 오프셋을 초과하는 경우 상기 공급 전압을 감소시킴으로써 상기 공급 전압을 조절하는 단계
    를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하는 방법.
45. 제 44 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 피험자의 머리 또는 머리와 목에 부착하는 단계를 더 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하는 방법.
46. 제 44 항에 있어서,
    상기 인가되는 전압을 검출하는 단계는 상기 제 1 전극에 연결된 제 1 커넥터에서 그리고 상기 제 2 전극에 연결된 제 2 커넥터에서 상기 인가되는 전압을 검출하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하는 방법.
47. 제 44 항에 있어서,
    상기 타겟 전압 오프셋은 전압들의 범위인, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하는 방법.
48. 제 44 항에 있어서,
    상기 타겟 전압 오프셋은 약 4 내지 8V 전압들의 범위인, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스의 전력을 조절하는 방법.
49. 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기로서,
    제어기 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징;
    상기 하우징 상의 사용자를 향하는 오목한 표면; 및
    상기 사용자를 향하는 오목한 표면에 대한 오프-센터(off-center) 및 상기 사용자를 향하는 오목한 표면 상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터
    를 포함하며, 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 각각, 전극 장치상의 커넥터 메이트와의 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성되며, 추가로 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 0.7 내지 0.8 인치만큼 떨어져 있는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
50. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는, 상기 제 1 에지 영역에 대향하는 상기 사용자를 향하는 표면의 제 2 에지 영역이 상기 전극 장치에 대해 플로팅하는 것을 허용하는 동안 상기 전극 장치의 상기 사용자를 향하는 표면의 제 1 에지 영역을 고정하는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
51. 제 49 항에 있어서,
    상기 하우징은 삼각형인, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
52. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 스냅 수신기들을 포함하는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
53. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 약 0.7 내지 0.75 인치만큼 떨어져있는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
54. 제 49 항에 있어서,
    상기 신경자극기는 5 온스 미만의 중량인, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
55. 제 49 항에 있어서,
    상기 하우징은 30 mm 미만의 두께인, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
56. 제 49 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 사용자를 향하는 표면과 대향하는 상단 표면을 포함하며, 외향 표면(outward-facing surface)과 제 1 표면 간의 상기 하우징의 두께는 상기 신경자극기의 대향 단부에서 보다 상기 신경자극기의 일 단부에서 15% 이상 더 큰, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
57. 제 49 항에 있어서,
    상기 사용자를 향하는 표면은 오목하며 트위스팅되는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
58. 제 49 항에 있어서,
    상기 사용자를 향하는 표면은 오목하며 트위스트 축(twist axis)을 따라 트위스팅되며, 상기 사용자를 향하는 표면은 상기 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅되는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
59. 제 49 항에 있어서,
    상기 제어기는 약 750 Hz 내지 30 kHz에서 3mA 초과의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성되는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
60. 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기로서,
    제어기 및 전류 소스를 둘러싸는 하우징;
    상기 하우징상의 사용자를 향하는 제 1 표면 ―상기 제 1 표면은 오목함―; 및
    상기 제 1 표면에 대한 오프-센터 및 상기 제 1 표면상의 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터
    를 포함하며, 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는, 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터가 상기 제 1 표면의 대향 면이 메이팅 표면에 대해 플로팅하도록 허용하는 동안 상기 전극 장치의 메이팅 표면에 상기 제 1 표면의 일 면을 고정하도록, 메이팅 표면이 피험자의 머리를 등진 채로 상기 전극 장치가 피험자의 머리에 부착될 때 커넥터 메이트와 전기적 및 기계적 연결을 만들도록 구성되는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
61. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 약 0.7 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
62. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 상기 전극 어셈블리로부터의 스냅드을 수신하도록 구성되는 한 쌍의 소켓들을 포함하는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
63. 제 60 항에 있어서,
    상기 신경자극기는 5 온스 미만의 중량인, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
64. 제 60 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제 1 표면과 대향하는 외향 표면을 포함하며, 상기 외향 표면과 제 1 표면 간의 상기 하우징의 두께는 상기 신경자극기의 대향 단부에서 보다 상기 신경자극기의 일 단부에서 15% 이상 더 큰, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
65. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 1 표면은 삼각형인, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
66. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 1 표면은 오목하며 트위스트 축을 따라 트위스팅되며, 상기 제 1 표면은 상기 트위스트 축의 길이를 따라 3cm 마다 2도 내지 45도로 트위스팅되는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
67. 제 60 항에 있어서,
    상기 제어기는, 전하 불균형인, 약 750 Hz 내지 30 kHz에서 3mA 초과의 2상 전류를 전달하도록 구성되는, 전극 장치와 피험자에 연결가능한 웨어러블 경피 신경자극기.
68. 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법으로서,
    전극 장치상의 제 1 커넥터 메이트 및 제 2 커넥터 메이트와 상기 웨어러블 경피 신경자극기의 하우징의 제 1 표면상의 오프-센터에 로케이팅된 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 사이에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계 ―상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 상기 제 1 표면상에서 0.7 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있음―;
    상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치를 고정(securing)하는 단계; 및
    펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 상기 전극 장치로부터 전기 자극을 적용하는 단계
    를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
69. 제 68 항에 있어서,
    상기 전기 자극을 적용하는 단계는 약 750 Hz 내지 30 kHz인 3 mA 초과의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
70. 제 68 항에 있어서,
    상기 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 상기 신경자극기의 상기 제 1 커넥터 메이트에 상기 전극 장치의 제 1 커넥터를 그리고 상기 신경자극기의 상기 제 2 케넥터 메이트에 상기 전극 장치의 제 2 커넥터를 스냅핑하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
71. 제 68 항에 있어서,
    상기 전극 장치를 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 고정하는 단계는, 상기 신경자극기의 단부가 상기 전극 장치에 대해 캔틸레버되도록, 상기 전극 장치를 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 접착가능하게 고정하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
72. 제 68 항에 있어서,
    상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치를 고정하는 단계는, 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치의 제 1 영역을 접착가능하게 고정하는 단계 및 상기 피험자의 머리 또는 목의 다른 부분에 상기 전극 장치의 제 2 부분을 접착가능하게 고정하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
73. 제 68 항에 있어서,
    상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치를 고정하는 단계는, 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 신경자극기의 제 1 표면과 인접한 상기 전극 장치의 제 1 부분을 그리고 상기 피험자의 목 또는 꼭지돌기 영역의 다른 부분에 상기 신경자극기의 제 2 부분을 접착가능하게 고정하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
74. 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법으로서,
    전극 장치상의 제 1 커넥터 메이트 및 제 2 커넥터 메이트와 상기 웨어러블 경피 신경자극기의 제 1 표면상에 오프-센터 로케이팅된 제 1 커넥터 및 제 2 커넥터를 커플링함으로써 상기 전극 장치와 상기 제 1 표면 사이에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계 ―상기 전기적 및 기계적 연결은, 상기 제 1 표면의 대향측 영역이 상기 전극 장치에 대해 플로팅하도록 허용하는 동안 상기 전극 장치에 상기 제 1 표면의 제 1 측 영역을 보유하게 함 ―;
    상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치를 부착하는 단계; 및
    약 750 Hz 내지 30 kHz인 약 3 mA 내지 25 mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달함으로써 상기 전극 장치로부터 전기 자극을 적용하는 단계
    를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기 디바이스로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
75. 제 74 항에 있어서,
    상기 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 상기 신경자극기의 상기 제 1 커넥터 메이트에 상기 전극 장치의 제 1 커넥터를 그리고 상기 신경자극기의 상기 제 2 커넥터 메이트에 상기 전극 장치의 제 2 커넥터를 스냅핑하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
76. 제 74 항에 있어서,
    상기 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계는 상기 제 1 표면상의 상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에 전기적 및 기계적 연결을 만드는 단계를 포함하며, 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 상기 제 1 표면상에서 0.7 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있고, 상기 전극 장치상의 상기 제 1 커넥터 메이트 및 상기 제 2 커넥터 메이트는 0.7 인치 내지 0.8 인치만큼 서로 떨어져 있어, 상기 신경자극기의 제 2 측 영역이 상기 전극 장치의 제 2 영역에 대해 플로팅하도록 허용하는 동안 상기 전극 장치의 제 1 영역과 상기 신경자극기의 제 1 측 영역 사이에 연결을 제공하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
77. 제 74 항에 있어서,
    상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치를 부착하는 단계는, 사상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치의 제 1 영역을 접착가능하게 고정하는 단계 및 상기 피험자의 머리 또는 목의 다른 부분에 상기 전극 장치의 제 2 부분을 접착가능하게 고정하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
78. 제 74 항에 있어서,
    상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치를 부착하는 단계는, 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 상기 전극 장치의 제 1 영역을 접착가능하게 고정하는 단계 및 상기 피험자의 목 또는 꼭지돌기 영역의 다른 부분에 상기 전극 장치의 제 2 부분을 접착가능하게 고정하는 단계를 포함하는, 웨어러블 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
79. 경피 신경자극기 디바이스로서,
    제 1 표면을 갖는 하우징;
    제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 ―상기 제 1 커넥터는 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되며 상기 제 2 커넥터는 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성됨―; 및
    상기 하우징 내의 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성된 파형 발생기; 및
    상기 제어기에 의해 트리거링되고 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터 중 하나 또는 이 둘 다에 연결되며, 2상 전기 자극 신호의 사이클 중 일부 동안 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 중 하나 또는 이 둘 다에 점진적 용량성 방전 전류 펄스를 전달하도록 구성되는 용량성 방전 회로
    를 포함하는, 경피 신경자극기 디바이스.
80. 제 79 항에 있어서,
    상기 용량성 방전 회로는 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성된 더블 H-브릿지 회로(double H-Bridge circuit)를 포함하는, 경피 신경자극기 디바이스.
81. 제 79 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 상기 제 1 표면상에 있는, 경피 신경자극기 디바이스.
82. 제 79 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 펄스형인 비대칭 2상 전기 자극 신호의 각각의 사이클 내에 상기 용량성 방전 회로를 다수번 트리거링하도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
83. 제 79 항에 있어서,
    상기 용량성 방전 회로는 약 1 microsecond 내지 1 ms 지속되는 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
84. 제 79 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 용량성 방전 회로가 트리거링될 때 전류 소스를 턴 오프(turn off)시키도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
85. 제 79 항에 있어서,
    상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 연결되는 무선 통신 모듈을 더 포함하는, 경피 신경자극기 디바이스.
86. 제 79 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터에 연결된 제 1 전극 및 상기 제 2 커넥터에 연결된 제 2 전극을 더 포함하는, 경피 신경자극기 디바이스.
87. 제 79 항에 있어서,
    추가로, 상기 제어기는 2상 전기 신호의 포지티브를 향하는 부분의 시작부 또는 마지막부에 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 상기 용량성 방전 회로를 트리거링하도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
88. 제 79 항에 있어서,
    추가로, 상기 제어기는 2상 전기 신호의 네거티브를 향하는 부분의 시작부 또는 마지막부에 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 상기 용량성 방전 회로를 활성화시키도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
89. 경피 신경자극기 디바이스로서,
    전류 소스를 둘러싸는 하우징;
    상기 하우징상의 제 1 표면;
    제 1 커넥터 및 제 2 커넥터 ―상기 제 1 커넥터는 전극 장치의 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성되며 상기 제 2 커넥터는 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성됨―; 및
    상기 하우징 내의 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터 사이에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하도록 구성된 파형 발생기; 및
    상기 제어기에 의해 트리거링되고 상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터 중 하나 또는 이 둘 다에 연결되며, 2상 전기 자극 신호의 사이클 중 일부 동안 점진적 용량성 방전 전류 펄스를 전달하도록 구성되는 용량성 방전 회로
    를 포함하며, 상기 용량성 방전 전류 펄스는, 상기 제 1 전극상의 제 1 용량성 전하를 카운팅하는 제 1 전하 및 상기 제 2 전극상의 제 2 용량성 전하를 카운팅하는 제 2 전하 중 하나 또는 이 둘 다를 전달하는, 경피 신경자극기 디바이스.
90. 제 89 항에 있어서,
    상기 용량성 방전 회로는 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성된 더블 H-브릿지 회로를 포함하는, 경피 신경자극기 디바이스.
91. 제 89 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터 및 상기 제 2 커넥터는 상기 제 1 표면상에 있는, 경피 신경자극기 디바이스.
92. 제 89 항에 있어서,
    상기 제어기는 펄스형인 비대칭 2상 전기 자극 신호의 각각의 사이클 내에 상기 용량성 방전 회로를 다수번 트리거링하도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
93. 제 89 항에 있어서,
    상기 용량성 방전 회로는 약 1 microsecond 내지 1 ms 지속되는 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 생성하도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
94. 제 89 항에 있어서,
    상기 하우징 내에 있고 상기 제어기에 연결되는 무선 통신 서브-시스템을 더 포함하는, 경피 신경자극기 디바이스.
95. 제 89 항에 있어서,
    상기 제 1 커넥터에 연결된 제 1 전극 및 상기 제 2 커넥터에 연결된 제 2 전극을 더 포함하는, 경피 신경자극기 디바이스.
96. 제 89 항에 있어서,
    추가로, 상기 제어기는 2상 전기 신호의 포지티브를 향하는 부분의 시작부 또는 마지막부에 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 상기 용량성 방전 회로를 트리거링하도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
97. 제 89 항에 있어서,
    추가로, 상기 제어기는 2상 전기 신호의 네거티브를 향하는 부분의 시작부 또는 마지막부에 상기 점진적 용량성 방전 펄스를 전달하도록 상기 용량성 방전 회로를 활성화시키도록 구성되는, 경피 신경자극기 디바이스.
98. 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법으로서,
    피험자에 부착된 경피 신경자극기의 한 쌍의 전극들 사이에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계 ―상기 신경자극기는 상기 쌍의 전극들 중 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 1 커넥터 및 상기 쌍의 전극들 중 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 2 커넥터, 및 파형 발생기 및 용량성 방전 회로를 갖는 제어기를 둘러싸는 하우징을 포함함―; 및
    2상 전기 자극 신호의 사이클 중 일부 동안 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계
    를 포함하며, 상기 용량성 방전 전류 펄스는 상기 제 1 전극상의 제 1 용량성 전하를 카운팅하는 제 1 전하 및 상기 제 2 전극상의 제 2 용량성 전하를 카운팅하는 제 2 전하 중 하나 또는 이 둘 다를 전달하는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법
99. 제 98 항에 있어서,
    펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계는 상기 쌍의 전극들 사이에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 부착되는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
100. 제 98 항에 있어서,
     펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계는 상기 쌍의 전극들 사이에 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 피험자의 관자놀이 또는 이마에 부착되며 상기 제 2 전극은 상기 피험자의 목 또는 꼭지돌기 영역에 부착되는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
101. 제 98 항에 있어서,
     펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계는 약 750 Hz 내지 30 kHz인 약 3 mA 내지 25 mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계를 포함하는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
102. 제 98 항에 있어서,
     상기 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계는, 상기 제어기가 상기 펄스형인 비대칭 2상 전류의 사이클 동안 상기 용량성 방전 전류 펄스를 트리거링하는 것을 포함하는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
103. 제 98 항에 있어서,
     상기 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계는 상기 용량성 방전 회로가 상기 펄스형인 비대칭 2상 전류의 사이클 내에서 포지티브로 가는 펄스 이전 또는 이후에 상기 용량성 방전 전류 펄스를 전달하도록 활성화되는 것을 포함하는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
104. 제 98 항에 있어서,
     상기 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계는 상기 용량성 방전 회로가 상기 펄스형인 비대칭 2상 전류의 사이클 내에서 네거티브로 가는 펄스 이전 또는 이후에 상기 용량성 방전 전류 펄스를 전달하도록 활성화되는 것을 포함하는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
105. 제 98 항에 있어서,
     상기 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계는 상기 용량성 방전 회로가 상기 펄스형인 비대칭 2상 전류의 하나 또는 그 초과의 사이클들 동안 상기 용량성 방전 전류 펄스를 여러번 전달하도록 활성화되는 것을 포함하는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
106. 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법으로서,
     피험자의 머리, 목 또는 머리와 목에 부착된 경피 신경자극기의 한 쌍의 전극들 사이에 약 750Hz 내지 30kHz인 약 3mA 내지 25mA의 펄스형인 비대칭 2상 전류를 전달하는 단계―상기 신경자극기는 상기 쌍의 전극들 중 제 1 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 1 커넥터 및 상기 쌍의 전극들 중 제 2 전극과 전기적으로 연결되도록 구성된 제 2 커넥터, 및 파형 발생기 및 용량성 방전 회로를 갖는 제어기를 둘러싸는 하우징을 포함함―; 및
     2상 전기 자극 신호의 사이클 중 일부 동안 용량성 방전 전류 펄스를 적용하는 단계
     를 포함하며, 상기 용량성 방전 전류 펄스는 상기 제 1 전극상의 제 1 용량성 전하를 카운팅하는 제 1 전하 및 상기 제 2 전극상의 제 2 용량성 전하를 카운팅하는 제 2 전하 중 하나 또는 이 둘다를 전달하는, 경피 신경자극기로 피험자의 인지 상태를 변조하는 방법.
     

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