KR101708515B1 - 얼굴 신경 자극을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 연합운동 신경재분포 근육을 갖는 대상의 얼굴 신경을 자극하는 방법은, 대상의 얼굴의 귀밑샘 영역에 복수 개의 접촉부를 갖는 전극을 제공하는 단계와, 접촉부 각각을 개별적으로 자극하는 단계와, 복수 개의 접촉부로부터, 하나 이상의 신경 가지가 바람직한 얼굴 근육을 활성화하도록 유도하는 하나 이상의 접촉부를 식별하는 단계와, 하나 이상의 신경 가지를 자극하기 위해 식별된 접촉부를 선택하는 단계를 포함한다. 시스템은 대상의 얼굴의 귀밑샘 영역에 배치되는 복수 개의 접촉부를 갖는 전극과, 전극과 통신하는 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 접촉부 각각을 개별적으로 자극하고, 하나 이상의 신경 가지가 바람직한 얼굴 근육을 활성화하도록 유도하는 하나 이상의 접촉부를 복수 개의 접촉부로부터 식별하고, 하나 이상의 신경 가지를 자극하기 위해 식별된 접촉부를 선택하기 위한, 프로그램 코드를 갖는다

Description

얼굴 신경 자극을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FACIAL NERVE STIMULATION}

본 출원은 그 기재의 전문이 본원에 참조로 통합된, 2008년 10월 21일 출원된 미국 가특허 출원 번호 제61/107,081호를 우선권 주장한다.

본 발명은 일반적으로 자극 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로 본 발명은 얼굴 신경 자극에 관한 것이다.

얼굴은 마음의 거울이며, 얼굴 표정은 언어적, 비언어적인 인간 의사소통의 필수불가결한 요소이다. 종양(tumor) 또는 외상(trauma)과 같은 얼굴 신경의 퇴행성 병변(degenerative lesion)은, 많은 다른 신경 병변과는 달리, 숨길 수 없는 영구적인 얼굴 신경 손상으로 이어진다. 얼굴 신경 부전마비의 기능적 회복은, 손상된 신경 부분의 최적의 미세 수술 재건에도 불구하고, 여전히 만족스럽지 못한 채로 남아있다.

얼굴 신경의 신경 섬유 또는 그 핵의 편측 손상(unilateral damage)은 주변 얼굴의 부전마비(peripheral facial paresis)로 이어진다. 이는, 소위 중앙 얼굴 부전마비(central facial paresis)로 이어지는 피질핵로(corticonuclear tract)를 따른 핵상 병변과는 구별된다. 서유럽과 미국의 주변 얼굴 부전마비의 발생률은 대략 인구 10만명 당 20 내지 35명이다. 주변 얼굴 부전마비의 가장 빈번한 이유에는, 특발성 얼굴 부전마비(2/3의 경우가 광범위한 진단에도 불구하고 원인을 찾을 수 없음), 얼굴 부상 또는 측두골의 암양부의 골절에 따른 외상 마비, 만성적인 귀 감염을 동반하는 염증성 마비, 및 종양에 의한 신경의 파괴가 있다. 중심 얼굴 부전마비의 가장 빈번한 원인, 즉 뇌졸중(종종 얼굴 부전마비의 원인이 됨)의 발생률이 인구 10만명 당 250명인 상황에서, 중심 얼굴 부전마비의 발생률은 인구 100만명 당 200명이다. 뇌출혈, 대뇌 염증, 및 뇌 종양은 중심 얼굴 부전마비의 비교적 덜 빈번한 원인이다.

이와 같이, 얼굴 부전마비는 흔한 질병이다. 대부분의 경우에, 원인에 따라서, 주변 부전마비는 비퇴행성 부전마비[세덴(Seddon)에 따른 생리적 신경 차단]로 나타나기 때문에, 이러한 경우의 80%가 적당한 치료 하에서 신경의 재생됨을 보인다. 중심 얼굴 부전마비를 보이는 경우에는 그 95%가 재생됨을 보인다. 신경 섬유의 파괴에 의해 초래된 퇴행성 부전마비(세덴에 따른 축삭 절단, 신경 절단, 혼합 형태)의 경우에는, 치료 이후에도 지속된 장애가 관찰된다. 치료 이후의 지속된 장애의 정도는 가해진 치료 및 신경 병변의 정도에 의존한다. 만약, 얼굴 신경의 적은 말초 가지만이 영향받았다면, 표정근(mimic muscle)만이 매우 국한된 장애를 보이게 된다. 주변 얼굴 신경의 완전한 손상은, 얼굴 처진 곳(face sag)의 연조직 및 얼굴의 영향받은 반부의 근긴장의 손상으로 이어진다. 수의적 운동(voluntary motor movement)을 상실하게 되고 표정근은 더 이상 움직일 수 없게 된다. 눈꺼풀을 닫기 위한 능력의 상실은 눈물 및 염증을 유발할 수 있어서 시력 장애로 간접적으로 이어진다. 입 운동의 부족은 말하고 먹는 것을 제한한다.

우리의 현대 사회에서, 얼굴 표정은 언어적 비언어적 의사 소통의 중요한 요소이다. 다른 부전마비와는 다르게, 얼굴 부전마비는 감출 수가 없다. 환자는 비난받는다고 느끼게 되고, 종종 대중에게서 은둔하게 되고, 2차적 정신 장애, 예를 들어, 우울증을 나타내게 된다. 환자의 삶의 질은 현저하게 구속되게 된다. 신경 이식에 의한 장애의 브릿징(bridging) 및 신경 절단(transsection)의 경우에는, 심지어 신경의 최적의 광범위한 외과적 재건 또는 자발적 재생의 경우에도 치료 이후의 지속된 장애가 관찰된다. 연속적인 신경의 재건 이후에도 병변의 부위에서 재생 축삭의 발아가 관찰된다. 이와 함께, 근육까지의 신경의 전체 영향받은 부분의 왈러 변성(Wallerian degeneration)은, 뷩너 밴드(Bungner's band)가 슈반 세포 안내 구조로서 남아 있을 때까지만 이행된다. 그 발아 축삭을 가진 재생 뉴런은, 개개의 신경 가지의 이러한 밴드 내로 우발적으로 성장하게 되고, 주변 표정근으로 향하게 된다. 개개의 축삭은 소멸하여 주변부에 도달하지 않게 되는데, 일부는 그들의 최초 타겟 근육에 우발적으로 도달하는 반면 나머지는 완전히 상이한 타겟 근육에 도달한다. 축삭 곁 발아(axonal collateral sprouting)에 기인하여 가장 빈번하게 관측되는 작용은, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 여러 타겟 근육으로의 동시적인 발아이다.

이는 임상적으로 여러 타겟 근육의 동시적인 운동(연합운동으로 명칭되는 상태)으로 이어진다. 환자는, 예를 들어 먹을 때, 입을 움직이는 동안의 의도하지 않은 눈감음(lid closure)에 대해 종종 불평한다. 대항근의 동시적인 운동은 오토파라리틱 신드롬(autoparalytic syndrome)으로 이어진다, 즉, 근력이 서로 상쇄되어 신경 분포에도 불구하고 임상적으로 어떠한 운동도 관찰되지 않는다. 새로운 연구는, 재생 축삭의 신경근 종말판으로의 직접적인 (도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은) 말단 발아 및 곁 발아가 비연합(uncoordinated) 근육 기능을 유발한다는 것을 증명했다. 이는, 신경의 외과적 재건 이후에도 환자의 삶의 질이 왜 현저하게 제한되는지를 설명한다. 병변이 얼굴 신경의 남은 주변부로는 불충분할 정도로 광범위하다면, 또는 실패한 신경재분포에 기인하여 뷩너 밴드가 섬유질 파괴(fibrosed)된다면, 또한 근육이 3년 내지 5년 이상의 장기간의 탈신경으로 위축된다면, 환자는 더 이상 신경 이식을 제공받지 못할 수 있다.

가능한 치료는 동적 근육 이식, 자유 신경근 이식, 상안검의 삽입 또는 정적 걸기(static suspension)를 포함한다. 이러한 2차적 절차의 기능적 결과는 전술된 신경 이식보다 훨씬 덜 만족스럽다. 가장 좋은 것은, 이러한 절차가 근긴장을 복원할 수 있다는 것이지만, 얼굴 표정은 실로 가면과 같이 남아 있게 되고, 동적 근육 걸기는 극히 소수의 상당히 기계적인 운동 벡터만의 재생을 허용한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연합운동 신경재분포 근육(synkinetic reinnervated muscle)을 갖는 대상의 얼굴 신경을 자극하는 방법은, 대상의 얼굴의 귀밑샘(parotid) 영역에 복수 개의 접촉부를 갖는 전극을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 복수 개의 접촉부 각각을 개별적으로 자극하는 단계와, 복수 개의 접촉부로부터, 하나 이상의 신경 가지가 소정 얼굴 근육을 활성화하도록 유도하는 하나 이상의 접촉부를 식별하는 단계와, 하나 이상의 신경 가지를 자극하기 위해 식별된 접촉부를 선택하는 단계를 포함한다.

관련된 실시예에 따르면, 전극은 어레이 전극 및/또는 로드 전극일 수 있다. 얼굴 근육은 안륜근, 구륜근, 후두전두근, 눈살근, 코근, 중격 내림 비근, 추미근, 미모하체근, 이개근(전이, 상이, 후이), 구각하제근, 소근, 큰 광대근, 소관골근, 상순거근, 상순비익거근, 하순하체근, 구각거근, 볼살 및/또는 턱근육일 수 있다. 전극은 하나 이상의 신경 가지를 자극할 수 있는 거리 내에 이식될 수 있으며, 예를 들어, 하나 이상의 신경 가지 아래에 이식되거나 또는 신경 가지와 대상의 피부 사이의 신경 가지 위에 이식될 수 있다. 하나 이상의 신경 가지의 자극은 감지된 신호를 기반으로 유발될 수 있으며, 예를 들어, EMG 센서 및/또는 가속 센서를 사용하여 측정될 수 있다. 감지된 신호는 대상의 얼굴의 손상된 면 및/또는 건강한 면의 귀밑샘 영역의 기록 전극으로부터 기록될 수 있다. 기록 전극은 복수 개의 접촉부를 가질 수 있다. 감지된 신호는 대상의 피부에 또는 그 아래서 배치된 센서로부터 기록될 수 있다. 상기 방법은 다른 얼굴 근육의 활성화를 차단하도록 신경 가지를 자극하기 위해 하나 이상의 접촉부를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 제1 얼굴 근육의 활성화를 유도하는 하나 이상의 제1 접촉부 및 제2 얼굴 근육의 활성화를 유도하는 하나 이상의 제2 접촉부를 식별할 수 있다. 이후, 상기 방법은 식별된 제1 및 제2 접촉부를 선택할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 대상의 얼굴 신경을 자극하기 위한 시스템은 복수 개의 접촉부를 갖는 전극과, 전극과 통신하는 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 복수 개의 접촉부 각각을 개별적으로 자극하고, 하나 이상의 신경 가지가 바람직한 얼굴 근육을 활성화하도록 유도하는 하나 이상의 접촉부를 복수 개의 접촉부로부터 식별하고, 하나 이상의 신경 가지를 자극하기 위해 식별된 접촉부를 선택하기 위한, 프로그램 코드를 갖는다.

관련된 실시예에 따르면, 전극은 어레이 전극 및/또는 로드 전극일 수 있다. 시스템은 프로세서와 통신하는 하나 이상 센서를 더 포함할 수 있다. 센서는 하나 이상의 접촉부를 식별하기 위해 프로그램 코드와 함께 이용하도록 프로세서에 얼굴 운동 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 센서는 EMG 센서 및/또는 가속 센서일 수 있다. 식별된 접촉부를 선택하기 위한 프로그램 코드는 반마비된 얼굴의 손상된 면을 유지 또는 회복하기 위해 하나 이상의 신경 가지를 지속적으로 자극할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 얼굴 마비를 가진 대상의 얼굴 신경을 자극하는 방법은, 대상의 얼굴의 귀밑샘 영역에 복수 개의 접촉부를 갖는 전극을 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 복수 개의 접촉부 각각을 개별적으로 자극하는 단계와, 복수 개의 접촉부로부터, 하나 이상의 신경 가지가 바람직한 얼굴 근육을 활성화하도록 유도하는 하나 이상의 접촉부를 식별하는 단계와, 하나 이상의 신경 가지를 지속적으로 자극하기 위해 식별된 접촉부를 선택하는 단계를 포함한다.

관련된 실시예에 따르면, 전극은 어레이 전극 및/또는 로드 전극일 수 있다. 전극은 하나 이상의 신경 가지를 자극할 수 있는 거리 내에 이식될 수 있으며, 예를 들어, 하나 이상의 신경 가지 아래에 이식되거나 또는 신경 가지와 대상의 피부 사이의 신경 가지 위에 이식될 수 있다. 하나 이상의 신경 가지의 자극은 감지된 신호를 기반으로 유발될 수 있으며, 예를 들어, EMG 센서 및/또는 가속 센서를 사용하여 측정될 수 있다. 기록 전극은 복수 개의 접촉부를 가질 수 있다. 감지된 신호는 대상의 피부에 또는 아래서 배치된 센서로부터 기록될 수 있다. 상기 방법은 제1 얼굴 근육의 활성화를 유도하는 하나 이상의 제1 접촉부 및 제2 얼굴 근육의 활성화를 유도하는 하나 이상의 제2 접촉부를 식별할 수 있다. 이후, 상기 방법은 식별된 제1 및 제2 접촉부를 선택할 수 있다.

본 발명의 전술된 이점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 하기의 추가 기재로부터 보다 완벽하게 알 수 있을 것이다.
도 1a는 얼굴 신경 분포의 정상적인 체성순서적 배열의 다이어그램을 도시하고, 도 1b는 얼굴 신경의 병변 이후의 상태를 도시한다.
도 2a는 근섬유의 정상적인 종말판 영역의 다이어그램을 도시하고, 도 2b는 말단 발아에 기인하여 여러 축삭에 의해 활성화된 종말판의 다이어그램을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 얼굴 신경의 활성화 과정을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 얼굴 신경의 활성화를 위한 시스템을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 얼굴 신경의 가지와 관련된 귀밑샘 영역의 어레이 전극을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 신경 가지를 자극하는 일 접촉부를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 신경 가지를 동시에 자극하는 여러 접촉부를 도시한다.
도 8a 및 8b는 손상된 우측면 및 건강한 좌측면을 갖는, 편측 마비된 얼굴의 다이어그램을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 얼굴 신경의 귀밑샘 영역의 2개의 로드 전극을 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 신경 가지를 자극하는 일 접촉부를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 신경 가지를 동시에 자극하는 여러 접촉부를 도시한다.

본 발명의 다양한 실시예는 편측 마비된 얼굴을 복원하거나 부분적으로 복원하기 위한 신경 보정술을 제공한다. 재활과 관련된 근육(들)은 탈신경된 근육이 아닌 연합운동의[즉, 이상 방향의(misdirected)] 신경재분포 근육이다. 실시예는 대상의 얼굴의 손상된 면의 적절한 얼굴 신경을 자극하기 위해 지정된 방법 및 위치에 전기 자극을 적용한다. 이는, 원하는 얼굴 근육을 활성화하기 위해, 대상의 얼굴의 손상된 면의 귀밑샘 영역에 전극을 배치시키고 적절한 신경 가지를 자극함으로써 성취된다. 활성화된 표정근의 총 활동 전위는 EMG 및/또는 가속 센서와 같은 의료 기기로 기록될 수 있다. 이후, 이러한 임펄스는, 얼굴의 손상된 면의 원하는 표정근을 활성화하기 위해 어떠한 신경 가지를 계속해서 자극할지를 결정하는데 사용될 수 있다. 이는 잠재적으로, 건강한 면과, 대응하는 손상된 면 모두의 얼굴 근육이 동시에 움직이게 허용한다. 예시적인 실시예의 세부는 하기에 기재된다.

상세한 설명은 본원에 기재된 발명의 대상의 여러 실시예를 나열하며, 많은 경우에 이러한 실시예의 변이 및 변경을 나열한다. 이러한 기재는 단지 다수의 다양한 실시예의 예시이다. 주어진 실시예의 하나 이상의 대표적인 특징부의 기재도 마찬가지로 예시이다. 이러한 실시예는 통상적으로 기재된 특징부(들)와 함께 또는 이들 없이 존재할 수 있으며, 유사하게, 이러한 특징부들은, 본원에 나열되었든 나열되지 않았든, 본 발명에 기재된 발명의 대상의 다른 실시예에 적용될 수 있다. 과도한 반복을 회피하기 위해, 본 명세서는 이러한 특징부의 모든 가능한 조합을 나열하거나 제안하지 않는다.

달리 규정되지 않는다면, 본원에 사용된 모든 기술적 과학적 용어는 본원에 기재된 발명의 대상이 속하는 기술 분야의 당업자에게 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 본원에 기재된 것들과 유사하거나 등가한 임의의 방법, 장치, 및 재료가 본원에 기재된 발명의 대상의 실시 및 시험에 사용될 수 있음에도, 대표적인 방법, 장치, 및 재료가 이제 기술된다.

다년간의 특허법 협약 하에서, 단수를 나타내는 용어("a", "an") 및 정관사("the")는 청구항을 포함하여 본 명세서에서 사용될 때 "하나 이상"을 나타낸다. 따라서, 예를 들어, 참조로서 "근육"(예를 들어, "PCA 근육")은 복수 개의 이러한 근육(예를 들어, 복수 개의 PCA 근육) 등을 포함한다.

달리 지시되지 않는다면, 명세서 및 청구항에 사용된 요소, 반응 상태, 전기적 측정치 등의 수량을 나타내는 모든 수치적 표현은, 모든 예시에서 용어 "약(about)"에 의해 수식되는 것으로 이해된다. 따라서, 반대로 지시되지 않는다면, 본 명세서 및 첨부된 청구항에 설명된 수치상의 파라미터는 본원에 개시된 발명의 대상에 의해 획득되는 것으로 기대되는 원하는 특성에 따라 변경될 수 있는 근사치이다.

본원에 사용된 바와 같이, 질량, 중량, 시간, 수량, 체적, 전류, 농도 또는 비율의 값 또는 양을 언급할 때 사용되는 용어 "약(about)"은, 하기와 같은 변경이 적절할 때, 일부 실시예에서는 +/-20%, 일부 실시예에서는 +/-10%, 일부 실시예에서는 +/-5%, 일부 실시예에서 +/-1%, 일부 실시예에서는 +/-0.5%, 그리고 일부 실시예에서는 +/-0.1%의 특정 값으로부터의 변화를 포함하는 것을 의미한다.

용어 "대상" 및 "환자"는 본원에서 교체가능하게 사용되고, 각각의 용어는 바람직하게는 척추 동물 대상 또는 환자를 언급한다. 대표적인 척추 동물은 온혈척추 동물이며 대표적인 온혈 척추 동물은 포유동물이다. 대표적인 포유동물은 인간이다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "대상" 및 "환자"는 인간과 동물 대상 모두를 포함한다. 따라서, 본원에 기재된 발명의 대상에 따라 수의학적인 치료법의 사용이 제공된다. 이와 같이, 본원에 기재된 발명의 대상은, 예를 들어, 시베리안 호랑이와 같이 위협적인 면에 기인해 중시되는 포유동물, 인간에 의한 소비를 위해 농장에서 길러지는 동물 등 경제적으로 중시되는 포유동물, 및/또는 애완견과 같은 또는 동물원에서 양육되는 동물 등 인간에게 사회적으로 중시되는 동물과, 인간과 같은 포유동물의 치료를 제공한다. 이와 같은 동물들의 예시는, 고양이 및 개와 같은 육식 동물, 돼지새끼(pig), 수퇘지(hog), 및 멧돼지를 포함하는 돼지(swine), 축우(cattle), 수소(ox), 양, 기린, 사슴, 염소, 들소, 및 낙타와 같은 반추동물 및/또는 유제동물, 및 말을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 이에 더해, 닭류, 보다 구체적으로는 축화 닭류(domesticated fowl), 예를 들어 인간에게 또한 경제적으로 중요시되는 칠면조, 닭, 오리, 거위, 호로호로새류(guinea fowl) 등과 같은 가금(poultry)뿐 아니라, 동물원에서 양육되는 및/또는 위협적인 조류의 치료를 포함하여, 조류의 치료를 제공한다. 이와 같이, 축화 돼지, 반추동물, 유제동물, [경주마 및 쇼 말(show horse)을 포함하는] 말, 가금 등을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 가축의 치료를 또한 제공한다.

반대측 측면을 전기적으로 자극함으로써 개의 마비된 후두근을 자극하는데에 가장 먼저 성공한 질레어르(Zealear)와 데도(Dedo)의 작업(1977년)에 기초하여, 로드스테인(Rothstein)과 벨링거(Berlinger)는 1986년에 반대측의 건강한 측면을 통해 마비된 얼굴을 전기적으로 소생시키는 아이디어를 개발했다. 이들은 최초로, 2주간의 탈신경 이후에, 이식된 강철 전극으로 토끼의 얼굴 근육을 자극하는데 성공했고 얼굴 운동을 유도해냈다. 그룹은 어떠한 추가적인 연구도 수행하지 않았다. 또한, 2주간의 탈신경 기간 이후에, 8-채널 전극을 사용하여 개의 안륜근을 자극하여 눈감음을 성공시켰다. 이는 1-채널 전극으로는 불가능했다. 토끼에 있어서는, 상부 눈꺼풀과 하부 눈꺼풀의 (심장 박동 조율기로부터의) 2개의 1-채널 전극을 이용하여 새로 탈신경된 안륜근을 30일 동안 전기 자극한 이후에, 눈감음을 회복시킬 수 있었다. 브로니아토우스키(Broniatowski)의 작업 그룹은 다른 접근법인 신경 재생을 이용했다. (설하 신경에 의해 최초로 신경 분포된) 토끼의 편측 탈신경된 목뿔위 근육(infrahyoidal muscle)은 탈신경된 근육에 봉합된 반대 측면의 신경 근육 이식에 의해 신경재분포되었다. 20주 후에, 압박 전극이 건강한 얼굴 근육에 삽입되었다.

얼굴 운동은 전극의 압박으로 이어졌으며, 이에 따라 자극으로 이어졌다. 신호는 외적으로 증폭되었고 자극 전극은 자극되었다. 자극 전극은 커프 전극과 같이 신경 근육 이식의 신경 밑동(neural stump) 주위에 배치되었다. 토끼의 얼굴 운동은 최초로 탈신경된 경부근의 수축으로 이어졌다. 제2 단계에서는, 건강한 측면의 동일한 근육의 신호를 사용하여, 동일한 기술이 토끼의 탈신경된 안륜근을 전반적으로 전기 자극시킬 수 있었다. 본원은, 기록 및 자극 파라미터를 자세하게 기술하지 않았다. 또한, 실험의 기간은 불명료한 채로 남아 있다. 시체 실험은 동일한 신경 근육 이식이 인간 얼굴의 신경 재생에 이용될 수 있다는 것을 증명했다. 실험은 개에서 마지막으로 반복되었다. 가장 먼저, 대응하는 기록 및 관련된 자극이 2개의 근육, 즉, 안륜근 및 구근(oris muscle)에서 동시에 행해졌다. 또한 근긴장을 모사하기 위해 추가적인 연속 자극이 가장 먼저 이용되었다. 제한적인 요인, 즉, 건강한 측면의 근육 운동은 동물의 정상 자발적 활동으로부터 기인하지 않았으며, 마비된 동물의 건강한 측면의 노출된 얼굴 신경의 직접적인 전기 자극으로부터 기인했다는 것이, 언급되어야 한다. 장기간의 실험이 수행되지는 않았다.

탈신경된 얼굴 근육의 위축을 방지하기 위해, 신경 이식에 의해 신경이 재건된 3명의 환자는, 빛장위 주머니(supraclavicular pouch)로 구체화되는 이식 펄스 발생기[메트르로닉(Medtronic) 이식가능한 펄스 발생기®, IPG]에 의해 일시적으로 자극되었다. 자극 전극은 눈 주위의, 코 주위의, 그리고 입 주위의 근육에 끼워졌다. 합병증은 발생하지 않았다. 하나의 임플란트(implant)는 304일 동안 신체에 남아 있었다. 다른 2개의 임플란트 대한 정보는 없으며, 자극 파라미터는 주어지지 않았다. 함수적 결과는 기술되지 않았다. 작업 그룹은 더 이상의 논문을 발표하지 않았다.

ENT 의술의 다른 분야 즉, 후두학에서는, 성대 부전마비의 경우의 전기 자극에 대한 연구가 얼굴 신경 부전마비의 경우의 적용례보다 훨씬 더 진보되었다. 상기에 인용된 많은 작업 그룹은 한편으로는 이러한 주제에 배타적으로 작용한다. 질레어르(Zealear) 주변의 작업 그룹은 1996년에, 인간 성대근을 일시적으로 전기 자극하는데에 이미 성공했다. 결과적으로, 완전 이식가능한 시스템[만성 통증 상태에서 척수의 자극에 대해 입증된 메트로닉 ITREL II 시스템®]이 7명의 환자에게 시험 되었다. 반후두(hemilarynx)의 기능상으로 충분한 개방이 4명의 환자에게서 달성될 수 있었다. 자극은 센서 구동 유발(triggering) 없이 고정된 리듬으로 발생했다. 근육뿐 아니라 이웃하는 신경과 근육들이 부분적으로 자극되었다. 이는 근육의 바람직하지 않은 동조성(co-movement)으로 이어졌다. 전극은 애노드에서 부식되었다. 이는 2명의 환자에게서 기능적 실패로 이어졌다. 2-채널 시스템만이 이용될 수 있었다. 이는 전극 실패의 경우의 또는 기능적 피팅(fitting) 동안의 제한을 유발했다. 과도하게 높은 자극 진폭(> 8.5 mA)은 통증을 유발했다.

워너 린덴달러(Werner Lindenthaler)는 후두 박동 조율기를 더 개발하는 작업을 수행했다. 예를 들어, 본원에 그 전문이 참조로 통합된 미국 특허 제7,069,082호를 참조하라. 매우 가요적인 다중 전극 및 최소한의 침습 적용 기술을 사용함으로써, 주변 근육에 대한 외과적 외상이 상당히 감소되었다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2008/0091247호, 제2008/0071230호, 제2008/0071245호, 제2008/0071244호, 및 제2008/0071231호를 참조하라. 다중 채널 전극 및 자동 마비성 신경재분포 후두근에의 관심의 집중은, 엔도스칸(Endoscan) 시스템을 이용한 성문의 유도 운동의 측정 및 상당히 낮은 전류 강도를 갖는 바람직한 성문 운동의 자극을 가능하게 했다. 장기간의 부전마비 이후, 성문 자극을 방해하는 관절의 강직은 발생하지 않았다. 질레어르와 동료에 의해 고려되지 않았던 호흡, 삼킴, 및 발성과 성문 자극의 동기화(synchronization)는 후두 박동 조율기의 구성에 통합되었으며, EMG 신호 분석이 수행되었다.

ENT 의술의 전기 자극 분야의 가장 광범위한 경험은, 와우 임플란트에서 보여진다. 전세계 60,000명 이상의 환자가 와우 임플란트를 받았다. 와우 임플란트는 매우 고도로 발전된 전기 자극 임플란트이다. 이들은 12 내지 24 채널(심장 박동 조율기: 1, 통증 박동 조율기: 4 내지 8)에서, 채널마다 초당 최대 20,000 펄스(심장 박동 조율기: 1, 통증 박동 조율기: 최대 190)로, 최대 50,000Hz로 자극한다. 이들은 최대 20,000Hz의 주파수 및 다양한 진폭 범위에서 입력 신호를 처리한다[현재는, 외부 발꿈치 스위치를 갖춘 족하수(foot drop) 임플란트 및 EMG 신호 기록을 갖는 심장 박동 조율기만이 센서를 갖춘 승인된 거래 대상 시스템이다]. 와우 임플란트는 또 한편으로는 중이의 유발 전위(evoked potential)를 측정할 수 있다. 전극은, 상당히 많은 기록 및 자극 접촉을 가짐에도, [예를 들어, 심장 박동 조율기 전극, 통증, 파킨슨(Parkinson), 떨림 등의] 박동 조율기 전극보다 더 얇고 더 가요적이다. 높은 자극 속도에 기인해, 심장 박동 조율기 배터리는 약 17일만 지속되기 때문에, 와우 임플란트는 여전히 유도식 결합 시스템이다, 즉, 에너지 및 신호는, 고주파에 의해 피부를 통해 이식된 자극기로 전달된다.

신체의 다른 부분의 기능적인 전기 자극은 지난 40년 이상 동안 상당히 진보되어 왔다. 격막을 당김으로써 장 및 방광 기능 또는 호흡을 제어하도록 마비된 쪽을 제어하는 FDA 승인 신경 보철기(neuroprostheses)가 미국에서 이용가능하다. 자극 시스템은 영향을 받는 신체 표면에 배치되거나 [예를 들어, 이스라엘의 네스 엘티디(Ness Ltd) 또는 스페인의 바이오네스 인크(BioNess Inc)의 Handmaster®] 또는 이식된다[예를 들어, 일본의 엔이씨(NEC)의 FESMate®, 미국의 씨더블유알유(CWRU)의 Freehand®; 방광에 대한 영국의 Finetech-Brindley Bladder System; 또는 격막에 대한 미국의 아베리(Avery) 및 오스트리아의 메드임플란드(MedImplant)의 Avery Mark IV]. 1 세대 장치가 외부 유발기를 통해 배타적으로 작업하는 반면, 새로운 장치는, 개선된 임펄스를 제어하기 위해, 이웃하는 본래의 근육의 EMG 신호 또는 근육이나 관절 위치의 탐지를 위한 센서를 사용한다. 이러한 개발은 개선된 전극(파손의 위험 감소, 다중 채널 시스템) 및 개선된 자극 유닛(소형화, 이식가능성)으로 이어졌다.

근육 내 전극과 이식가능한 근육 표면 전극(근외막 전극)에 추가하여, 커프 전극과 같은 상신경 전극(extraneural electrode), 신경 외막 및 다발사이 전극(interfascicular electrode)이 또한 개발되었다. 이러한 전극은, 보다 침습적인 이식을 이용하여 포획된 신경을 보다 선택적으로 자극한다는 이점을 갖는다.

최근에는, 원격 제어를 통해 탈신경된 근육의 활성화가 가능하다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 쥐의 탈신경된 장딴지근은, 원격 무선주파수 시스템을 사용하여, 두 번째 건강한 동물의 동일한 근육으로부터의 EMG 유발을 통해 성공적으로 수축되었다.

도 1a 및 도 1b는 각각 얼굴 신경 분포의 정상적인 체성순서적 배열의 다이어그램 및 얼굴 신경의 병변 이후의 조직을 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 정상적인 바른 하나의 축삭(10)은 근섬유(12)의 하나의 종말판에 투사된다. 얼굴의 각각의 다양한 근육군(14)은 핵의 아핵의 운동 신경 세포 집단에 의해 활성화된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 얼굴 신경의 절단 및 최적 재건에도 불구하고, 재생 축삭(10)은 병변의 부위에서 부차적으로 발아할 수 있다. 축삭(10)은 전혀 뜻하지 않게 임의의 근섬유(12)로 발아한다. 체성 정열(somatotopic order)은 상실된다. 임상 결과는 연합운동이다.

도 2a 및 도 2b는, 각각, 근섬유(12)의 정상 종말판 영역 및 말단 발아에 기인하여 여러 축삭(10)에 의해 활성화된 종말판 영역의 다이어그램을 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 정상적인 바른 하나의 축삭(10)은 근섬유(12)의 하나의 종말판에 투사된다. 그러나, 절단과 외과적 재건 이후, 곁 발아 외에도 (도 2b에 도시된 바와 같이) 말단 발아가 발생할 수 있다. 이 경우에, 개개의 종말판은 여러 축삭(10)에 의해 활성화될 수 있다. 따라서, 이런 종류의 문제를 갖는 대상에서, 바람직한 얼굴 근육의 활성화는 상당한 난제를 수반할 수 있는데, 그 이유는, 대상의 얼굴의 손상된 면의 신경 가지의 자극은 대응하는 얼굴 근육을 활성화하지 않고, 전체적으로 상이한 예측 불가능한 얼굴 근육 또는 근육들을 활성화할 수도 있기 때문이다.

본 발명의 다양한 실시예는 연합운동 신경재분포 근육을 갖는 대상에서 적절한 얼굴 신경을 자극함으로써 바람직한 얼굴 근육을 활성화하는 시스템 및 방법을 제공한다. 도 3은 얼굴 신경을 자극하는 과정을 도시하고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 얼굴 신경의 자극을 위한 시스템을 도시한다. 과정은 단계 100에서 시작하는데, 도 5에 도시된 바와 같이 전극(16)이 대상의 얼굴의 귀밑샘 영역에 제공된다. 전극(16)은 행과 열로 구성[예를 들어, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같은 어레이 전극(20)]될 수 있거나 또는 하나 이상의 행으로 구성[예를 들어, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같은 하나 이상의 로드 전극(22)]될 수 있는 복수 개의 접촉부(18)를 갖는다. 접촉부(18)는 신경 가지(24)를 자극하거나 또는 신경 가지(24)로부터의 신경 임펄스 또는 전위를 기록하는데 이용될 수 있다. 전극(16)은, 접촉부(18)를 둘러싸는 절연성 전극 패드(26), 및 전극(16)의 기록 및/또는 자극의 제어를 위해 전극(16)을 프로세서(30)에 전기적으로 연결시키는 전극 리드(28)를 가질 수 있다. 프로세서(30)는 또한 신호 정보의 기록 및/또는 자극에 대한 신호 처리 역량을 제공할 수도 있다.

전극(16)은 얼굴 신경의 말단부의 가지(24)를 자극할 수 있는 거리 내의 귀밑샘 영역에 이식된다. 전극(16)을 이 영역에 배치시킬 때의 이점은, 얼굴 신경이 분리 신경 가지(24) 내로 이미 분할되어 있어 얼굴의 기능 및 다양한 영역(예를 들어, 도 5 내지 도 7 및 도 9 내지 도 11에 표시된 a, b, c 및 d)이 개별적으로 신경 분포되게 허용한다는 것이다. 예를 들어, 얼굴 신경의 2가지 기능은 안륜근(MOC)을 통해 눈꺼풀을 닫는 것과 구륜근(MOR)을 통해 입을 오므릴 것을 포함할 수 있다. 또한, 후두전두근(occipitofrontalis muscle), 눈살근(procerus muscle), 코근(nasalis muscle), 중격 내림 비근(depressor septi nasi muscle), 추미근(corrugator supercilii muscle), 미모하체근(depressor supercilii muscle), 이개근(auricular muscles)(전이, 상이, 후이), 구각하제근(depressor anguli oris muscle), 소근(risorius muscle), 큰 광대근(zygomaticus major muscle), 소관골근(zygomaticus minor muscle), 상순거근(levator labii superioris muscle), 상순비익거근(levator labii superioris alaeque nasi muscle), 하순하체근(depressor labii inferioris muscle), 구각거근(levator anguli oris muscle), 볼근(buccinator muscle) 및/또는 턱근육(mentalis muscle)과 같은 다른 얼굴 근육이 신경 분포될 수 있다. 전극(16)은 신경과 피부 사이의 얼굴 신경 위에 또는 얼굴 신경 아래에 이식될 수 있다. 다양한 접촉부(18)가 하기에 보다 상세하게 기술된 기재 방식으로, 연속적으로 또는 동시에 자극 또는 기록을 제공할 수 있다(또는 자극을 제공하지 않거나 또는 기록을 제공하지 않을 수 있음).

단계 110에서, 전극(16)의 각각의 접촉부(18)는 어떤 신경 가지(24)가 어떤 얼굴 근육을 활성화하는 지를 결정하기 위해 개별적으로 자극된다. 다양한 얼굴 근육의 운동은 피부에 배치되거나 피부 아래에 이식된 센서(32)에 의해 측정될 수 있다. 센서(32)는 당업자에게 잘 알려진 바와 같이 근육 운동을 효과적으로 측정할 수 있는 근전도 (EMG) 센서, 가속 센서 또는 다른 센서일 수 있다. 센서(32)는 어떤 접촉부(들)(18)가 어떤 얼굴 근육(들)을 궁극적으로 활성화하는 지를 결정하기 위해 접촉 자극 정보가 측정된 근육 운동 정보와 상호 관련되도록 프로세서(30)와 통신한다. 접촉부(18)는 연속된 방식(예를 들어, 첫 번째 행, 첫 번째 열의 제1 접촉부, 이후 첫 번째 행, 두 번째 열의 제2 접촉부 등)으로 또는 하나의 접촉부(18)가 동시에 자극되는 한 바람직한 정보를 제공하는 임의의 순서 또는 패턴으로 자극될 수 있다. 도 6은 자극되는 하나의 접촉부[예를 들어, 자극된 접촉부(18a)를 표시한 별 패턴]와, 자극되지 않는 남은 접촉부[예를 들어, 어떠한 자극도 없는 상태의 접촉부(18b)를 표시한 평면 원형]를 도시한다.

이러한 초기 평가는 연합운동 신경재분포 근육을 갖는 대상에서 특히 중요하다. 예를 들어, 얼굴 신경 분포의 정상적인 체성순서적 배열을 갖는 대상에서, 예를 들어, 눈을 위한 신경 가지(들)는 눈을 위한 얼굴 근육(들)을 활성화할 것이고, 입을 위한 신경 가지(들)는 입을 위한 얼굴 근육을 활성화할 것이다. 그러나, 연합운동 신경재분포 근육을 갖는 대상에서, 눈을 위한 신경 가지(들)는 다른 얼굴 근육(들)(예를 들어, 입을 위한 얼굴 근육 또는 입과 눈을 위한 얼굴 근육)을 활성화할 것이다. 따라서, 전극(16)의 각각의 접촉부(18)의 개별적인 자극을 통한 시험에 의해, 특정 얼굴 근육, 예를 들어, 눈을 닫기에 적합한 근섬유를 활성화하는 신경 가지를 자극하는 하나 이상의 접촉부(18)가 (단계 120에서) 식별된다. 다른 신경 가지의 공동 활성화가 수용할 수 없는 수준으로 발생하면, 하나 이상 접촉부(18)가 다른 신경 가지를 차단하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 접촉부가 신경 가지(a+b)를 자극하고, 다른 접촉부가 가지(b)를 자극하면, 가지(a+b)의 선단 자극과 결합된 가지(b)의 말단 차단 자극은 가지(a)만을 선택적으로 자극할 수 있다. 신경 차단은 신경 충돌 차단, 애노드 차단, 고주파수 차단 등과 같은 수많은 방법으로 성취될 수 있다.

단계 130에서, 식별된 접촉부(18)는 바람직한 얼굴 근육을 활성화하기 위해 적절한 신경 가지(들)를 자극하도록 선택된다. 프로세서(30)는 측정된 근육 운동 정보를 기반으로 어떤 신경 가지(들)가 적절한 신경 가지인지를 결정할 수 있다. 이후, 프로세서(30)는 식별된 접촉부(18)를 선택하고 자극할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 접촉부(18a)는 하나의 얼굴 근육을 활성화하기 위해 동시에 자극될 수 있다. 또한 접촉부(18a)의 2개 이상의 세트가 하나보다 많은 얼굴 근육을 활성화하도록 함께 자극될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 접촉부가 제1 얼굴 근육을 활성화하기 위해 식별되고 하나 이상의 접촉부가 제2 얼굴 근육을 활성화하기 위해 식별된다면, 접촉부의 제1 및 제2 세트는 두 얼굴 근육 모두를 활성화하기 위해 동시에 선택될 수 있다. 접촉부의 2개의 세트는, 대상의 초기 평가에 따라서, 일부 접촉부를 공통으로 가질 수 있거나, 완전히 상이한 접촉부일 수 있거나, 또는 동일한 접촉부일 수 있다.

특정 상황에서, 예를 들어 얼굴 마비를 가진 대상에서, 프로세서(30)는 얼굴의 건강한 면으로부터의 추가 센서 입력 없이, 예를 들어, 유발 신호 없이 고정된 자극 프로토콜을 이용하여 식별된 접촉부(18)를 지속적으로 자극할 수 있다. 이러한 연속적인 자극은, 정지된 상태의 얼굴의 비대칭이 다른 사람들의 이목을 끄는 통상적으로 가장 큰 두드러진 오점이라는 점 때문에, 신경 기능이 반마비된 얼굴의 휴면 긴장(resting tone)을 유지하거나 회복되게 허용할 수 있다.

대상의 얼굴의 손상된 면으로부터의 초기 평가는 얼굴의 건강한 면으로부터의 얼굴 운동 정보와 결합하여 사용될 수 있다. 초기 평가는 건강한 면에 감지된 운동이 손상된 면의 적절한 근육을 유발하는 것을 보장할 것이다. 예를 들어, 도 8a및 도 8b는 손상된 우측면과 건강한 좌측 면 모두를 갖는 2개의 편측 마비된 얼굴의 다이어그램을 도시한다. 도 8a에서는, MOC을 통해 눈꺼풀을 닫는 시스템이 도시되고, 도 8b에서는, MOC을 통해 눈꺼풀을 닫고 MOR를 통해 입을 오므리는 시스템이 도시된다. 초기 평가가 결정된 이후에, 얼굴의 건강한 면의 얼굴 운동은 하나 이상의 센서(34)를 사용하여 측정 또는 기록될 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 얼굴 운동 정보는, 선택적으로, 프로세서(30)와 통신할 수 있는 자극 유닛(36)(S)에서, 신호의 증폭 및/또는 변조를 겪을 수 있다. 프로세서(30)는 어떤 근육이 얼굴의 건강한 면에서 이동되었는지를 기록 또는 결정할 수 있고, 적절한 신경 가지를 자극하기 위해 얼굴의 손상된 면의 어떤 접촉부(들)(18)를 선택할지를 결정할 수 있고, 이후 그 접촉부(들)(18)를 선택할 수 있다.

예를 들어, 초기 평가는, 눈을 위한 신경 가지(들)가 실제로, 눈을 위한 정상적인 대응 얼굴 근육(들)보다 오히려 입을 위한 얼굴 근육(들)을 활성화할 수 있고, 입을 위한 신경 가지(들)가 눈을 위한 얼굴 근육(들)을 활성화할 수 있다는 것을 결정할 수 있다. 눈을 위한 얼굴 근육(들)이 얼굴의 건강한 면에서 이동되었다는 것을 센서(34)가 측정할 때, 프로세서(30)는 손상된 면의 입을 위한 신경 가지(들)를 자극하고, 이어서, 눈을 위한 얼굴 근육(들)을 활성화하는 접촉부(18)를 선택한다. 이전에, 종래 기술에서는, 건강한 면의 운동이, 통상적으로 손상된 면의 동일한 대응 근육을 바로 유도했었는데, 이러한 예시에서는, 얼굴의 손상된 면의 바람직한 눈 근육보다 오히려 입 근육을 이동시켰다. 초기 평가가 결정된 이후에, 얼굴의 손상된 면의 얼굴 운동은 하나 이상의 전극 접촉부(18)를 이용하여 다르게 측정 또는 기록될 수 있다. 얼굴 운동 정보는, 선택적으로, 프로세서(30)와 통신할 수 있는 자극 유닛(36)(S)에서, 신호의 증폭 및/또는 변조를 겪을 수 있다. 프로세서(30)는, 얼굴의 적절한 이상 방향 신경 가지 신호의 기록을 통해 어떤 근육이 손상된 면에서 이동되었는지를 기록 또는 결정할 수 있고, 적절한 이상 방향 신경 가지(들)를 자극하기 위해 얼굴의 손상된 면에서 어떤 접촉부(들)(18)를 선택할지를 결정할 수 있고, 이후 그 접촉부(들)(18)를 선택할 수 있다. 이는, 건강한 면에서, 신경 가지(c)에 의해 신경 분포된 근육의 활성화를 위한 정보를 수반할 수 있는 도 6의 접촉부(18a)가, 이상 방향 신경 섬유로부터의 정보를 측정 또는 기록한다는 것을 의미한다. 얼굴 운동 정보는, 선택적으로, 프로세서(30)와 통신할 수 있는 자극 유닛(36)(S)에서, 신호의 증폭 및/또는 변조를 겪을 수 있다. 프로세서(30)는 어떤 근육이 손상된 면상에서 이동되었는지를 결정할 수 있고, 적절한 이상 방향 신경 가지(들)를 자극하기 위해 얼굴의 손상된 면에서 어떤 접촉부(들)(18)를 선택할지를 결정할 수 있고, 이후 도 7에서 그 접촉부(들)(18a)를 선택할 수 있다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 얼굴의 건강한 면으로부터의 얼굴 운동 정보는 추가 센서(34)를 사용하는 하나보다 많은 근육 시스템을 위해 제공될 수 있다. 도 8b에서, 2개의 분리 자극 유닛(36)(S1, S2)은 선택적으로 센서(34)에 의해 측정된 신호를 증폭 및/또는 변경하는데 사용될 수 있다. 도 8a 및 도 8b는 각각 하나 및 2개의 근육 시스템을 도시하지만, 2개 이상의 근육 시스템 또는 도시된 것과 다른 근육 시스템이 또한 이용될 수 있다. 유사하게, 하나 혹은 2개의 자극 유닛이 도시되지만, 자극 유닛 없이 또는 2개의 상의 자극 유닛이 또한 이용될 수 있거나, 또는 하나의 자극 유닛이 2개 이상의 근육 시스템을 위해 사용될 수 있다.

도 5 내지 도 7에 어레이 전극(20)이 도시 및 기재되지만, 다른 다양한 형태의 전극(16)이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 귀밑샘 영역에 이식된 로드 전극을 도시한다. 도시된 바와 같이, 하나의 로드 전극 또는 2개 이상의 로드 전극이 또한 사용될 수 있지만, 행의 접촉부(18)를 갖는 2개의 로드 전극(22)이 대상에 이식될 수 있다. 2개의 로드 전극은 평행한 배향으로 도시되지만, 2개 이상의 로드 전극에 대한 다른 구성이 사용되어 자극을 위해 양호한 결과를 제공할 수 있다.

프로세서(30)의 일부 실시예에는 하드웨어, 소프트웨어(예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품), 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 실시예는 컴퓨터 시스템과 함께 사용하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 실행될 수 있다. 이와 같은 구현은, 매체에 걸쳐 네트워크에 연결된 통신용 어뎁터와 같은 모뎀 또는 다른 인터페이스 장치를 통해, 컴퓨터 시스템에 전송가능한 또는 컴퓨터 판독성 매체(예를 들어, 디스켓, CD-롬, ROM, 또는 고정 디스크)와 같은 유형 매체(tangible medium)에 고정된 일련의 컴퓨터 명령을 포함할 수 있다. 매체는, 유형 매체(예를 들어, 광학 또는 아날로그 통신 라인) 또는 무선 기술에 의해 구현된 매체(예를 들어, 마이크로파, 적외선 또는 다른 전송 기법)일 수 있다. 일련의 컴퓨터 명령은 프로세서에 대해 본원에서 기능적으로 전술된 일부 또는 모두를 구체화할 수 있다. 당업자는 이와 같은 컴퓨터 명령이 많은 컴퓨터 구조 또는 운영 시스템과 함께 사용되는 수많은 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 이와 같은 명령은 반도체, 자성, 광학적 또는 다른 메모리 장치와 같은 임의의 메모리 장치에 저장될 수 있고, 광학, 적외선, 마이크로파, 또는 다른 전송 기술과 같은 임의의 통신 기술을 이용하여 전송될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 제품은, 인쇄 또는 전자 문서화[예를 들어, 슈링크랩 소프트웨어(shrink wrapped software)]를 수반하는 탈착형 매체로서 분포되거나, (예를 들어, 시스템 ROM 또는 고정 디스크에서) 컴퓨터 시스템과 함께 예비 로딩되거나, 또는 네트워크[예를 들어, 인터넷 또는 월드 와이드 웹(World Wide Web)]에서 서버 또는 전자 게시판으로부터 분포될 수 있는 것으로 예상된다.

전술된 기재는 본 발명의 다양한 예시적인 실시예를 기술하였지만, 당업자에게는, 본 발명의 실질적인 범위로부터 벗어나지 않는 본 발명의 이점의 일부를 성취하는 다양한 변경이 가능하다는 것이 명백할 것이다.

Claims (24)

1. 연합운동 신경재분포 근육을 가진 대상의 얼굴 신경을 자극하기 위한 시스템이며,
   대상의 얼굴의 귀밑샘 영역에 배치되는 복수 개의 접촉부를 갖는 전극과,
   상기 전극과 통신하는 프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는 어떤 접촉부(들)가 어떤 얼굴 근육(들)을 자극하는지를 결정하기 위해 복수 개의 접촉부 각각을 개별적으로 자극하고, 하나 이상의 신경 가지가 소정 얼굴 근육을 활성화하도록 유도하는 하나 이상의 접촉부를 복수 개의 접촉부로부터 식별하고, 하나 이상의 신경 가지를 자극하기 위해 식별된 접촉부를 선택하기 위한, 프로그램 코드를 가짐으로써 연합운동 신경재분포 근육의 초기 시험을 판단하도록 구성되는
   자극용 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   전극은 어레이 전극인
   자극용 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   전극은 로드 전극인
   자극용 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   프로세서와 통신하는 하나 이상의 센서를 더 포함하고, 상기 센서는, 하나 이상의 접촉부의 식별을 위해 프로그램 코드와 함께 이용하도록 프로세서에 얼굴 운동 정보를 제공하도록 구성되는
   자극용 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   센서는 EMG 센서 및/또는 가속 센서일 수 있는
   자극용 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   식별된 접촉부를 선택하기 위한 프로그램 코드는 또한 반마비된 얼굴의 손상된 면을 유지 또는 회복하기 위해 하나 이상의 신경 가지를 지속적으로 자극하도록 구성되는
   자극용 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   복수 개의 접촉부 각각을 개별적으로 자극하기 위한 프로세서는 하나 이상의 신경 가지가 안륜근, 구륜근, 후두전두근, 눈살근, 코근, 중격 내림 비근, 추미근, 미모하체근, 이개근, 구각하제근, 소근, 큰 광대근, 소관골근, 상순거근, 상순비익거근, 하순하체근, 구각거근, 볼살 및 턱근육 중 적어도 하나를 활성화하도록 유도하는
   자극용 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   전극은 하나 이상의 신경 가지를 자극할 수 있는 거리 내에 이식할 수 있도록 구성되는
   자극용 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   식별된 접촉부를 선택하기 위한 프로그램 코드를 갖는 프로세서는 다른 얼굴 근육의 활성을 막기 위해 신경 가지를 자극하는 하나 이상의 접촉부를 선택하는 것을 포함하는
   자극용 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    식별된 접촉부를 선택하기 위한 프로그램 코드를 갖는 프로세서는 감지된 신호에 기반하여 접촉부를 선택하는 것을 포함하는
    자극용 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    대상의 얼굴의 손상된 면의 귀밑샘 영역에 제공되는 기록 전극을 더 포함하며, 상기 기록 전극은 복수 개의 접촉부를 갖는
    자극용 시스템.
12. 제10항에 있어서,
    대상의 얼굴의 건강한 면의 귀밑샘 영역에 제공되고 감지된 신호를 기록하도록 구성된 기록 전극을 더 포함하며, 상기 기록 전극은 복수 개의 접촉부를 갖는
    자극용 시스템.
13. 제10항에 있어서,
    대상의 피부에 또는 그 아래에 배치되도록 구성된 센서 및 센서에 의해 감지된 신호를 기록하기 위한 수단을 더 포함하는
    자극용 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    하나 이상 접촉부를 식별하기 위한 프로그램 코드를 갖는 프로세서는, 제1 얼굴 근육의 활성화를 유도하는 하나 이상의 제1 접촉부와, 제2 얼굴 근육의 활성화를 유도하는 하나 이상의 제2 접촉부를 식별하기 위한 프로그램 코드를 포함하며,
    식별된 접촉부를 선택하기 위한 프로그램 코드를 갖는 프로세서는 식별된 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 선택하기 위한 프로그램 코드를 포함하는
    자극용 시스템.
15. 연합운동 신경재분포 근육을 가진 대상의 얼굴의 귀밑샘 영역에 제공되도록 구성된 전극의 복수 개의 접촉부로부터 하나 이상의 신경 가지가 소정 얼굴 근육을 활성화하도록 유도하는 하나 이상의 접촉부를 식별하는 방법이며,
    복수 개의 접촉부 각각을 개별적으로 자극하는 단계와,
    피부에 배치된 또는 피부 아래에 이식된 센서에 의해 다양한 연합운동 신경재분포 얼굴 근육의 운동을 측정하는 단계와,
    어떤 접촉부(들)가 어떤 얼굴 근육(들)을 궁극적으로 활성화했는지를 결정하기 위해 측정된 근육 운동 정보와 접촉부 자극 정보를 상호관련시키는 단계를 포함하는
    식별 방법.
16. 제15항에 있어서,
    전극은 어레이 전극인
    식별 방법.
17. 제15항에 있어서,
    전극은 로드 전극인
    식별 방법.
18. 제15항에 있어서,
    운동을 측정하는 단계는 안륜근, 구륜근, 후두전두근, 눈살근, 코근, 중격 내림 비근, 추미근, 미모하체근, 이개근, 구각하제근, 소근, 큰 광대근, 소관골근, 상순거근, 상순비익거근, 하순하체근, 구각거근, 볼살 및 턱근육 중 적어도 하나의 운동을 측정하는 것을 포함하는
    식별 방법.
19. 제15항에 있어서,
    전극은 하나 이상의 신경 가지를 자극할 수 있는 거리 내에 이식되도록 구성되는
    식별 방법.
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