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절단된 신체 부위의 손상된 말초신경의 말단에 연결되는 신경 도관;상기 절단된 신체 부위를 대체하는 인공 기관; 및상기 신경 도관 및 상기 인공 기관과 전기적으로 연결되어, 상기 손상된 말초신경의 신호를 송수신함으로써 상기 손상된 말초신경의 기능을 복구시키고, 상기 인공 기관의 동작을 제어하는 말초신경 인터페이스부를 포함하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제1항에 있어서,상기 신경 도관은,상기 손상된 말초신경의 말단에 연결되는 지지체;상기 지지체의 몸체 내부로 형성되는 공동 형태의 채널;상기 채널의 내벽을 따라 형성되는 전극층; 및상기 전극층과 전기적으로 연결되는 외부 전극을 포함하고,상기 손상된 말초신경의 말단에서 신경 세포가 상기 채널을 따라 성장되고, 상기 채널을 따라 성장된 신경 세포는 상기 전극층과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제2항에 있어서,상기 지지체에는 복수 개의 채널이 형성된 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제3항에 있어서,상기 말초신경 인터페이스부는,상기 손상된 신체 부위의 내부에 이식되어 상기 신경 도관과 전기적으로 연결되는 내부 모듈; 및상기 손상된 신체 부위의 외부에 위치하여 상기 인공 기관과 전기적으로 연결되는 외부 모듈을 포함하고,상기 내부 모듈 및 상기 외부 모듈은 서로 무선 통신 방식으로 신경 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제4항에 있어서,상기 내부 모듈은,상기 신경 도관을 통하여 수신한 상기 손상된 말초신경의 신호를 증폭시키는 제1 증폭부;상기 제1 증폭부를 통하여 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 컨버터;상기 제1 AD 컨버터에서 변환된 디지털 신호를 수신 및 분석하여 상기 디지털 신호를 상기 외부 모듈에 무선 통신 방식으로 전송하거나, 상기 외부 모듈로부터 수신된 디지털 신호를 수신 및 분석하여 상기 채널을 따라 성장된 신경 세포에 전달하는 제1 디지털 신호 처리부;상기 제1 디지털 신호 처리부에서 수신된 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터;상기 DA 컨버터를 통하여 변환된 아날로그 신호를 이용하여 상기 복수 개의 채널을 따라 성장된 신경 세포에 전기 자극 신호를 전달하는 자극부; 상기 제1 디지털 신호 처리부의 명령에 따라 상기 복수 개의 채널을 따라 성장된 복수 개의 신경 세포와 상기 제1 증폭부 및 상기 자극부를 전기적으로 매칭시키는 멀티플렉서; 및상기 외부 모듈과 무선 통신 방식으로 신호를 송수신하기 위한 제1 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제5항에 있어서,상기 내부 모듈은,상기 내부 모듈에 전력을 공급하는 제1 배터리부; 및상기 외부 모듈로부터 무선으로 전력을 수신하여 상기 제1 배터리부에 전달하는 무선 전력 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제5항에 있어서,상기 손상된 말초신경에 연결되는 신경 재생용 전극을 더 포함하고,상기 자극부는 상기 신경 재생용 전극에 신경 재생용 자극 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제5항에 있어서,상기 제1 디지털 신호 처리부는 다층 퍼셉트론 알고리즘을 채택하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제4항에 있어서,상기 외부 모듈은, 상기 내부 모듈과 무선 통신 방식으로 신호를 송수신하기 위한 제2 통신부;상기 인공 기관에 설치된 센서에서 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 컨버터;상기 제2 통신부에서 수신된 상기 말초신경의 신호를 분석 및 처리하고, 상기 제2 AD 컨버터에서 수신된 신호를 기초로 상기 제2 통신부를 통하여 상기 내부 모듈에 신호를 전송하는 제2 디지털 신호 처리부;상기 제2 디지털 신호 처리부에서 처리된 신호를 기초로 상기 인공 기관의 동작을 제어하는 임베디드 컨트롤러; 및상기 임베디드 컨트롤러의 제어 신호를 증폭하여 상기 인공 기관에 전달하는 제2 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제9항에 있어서,상기 외부 모듈은,상기 외부 모듈에 전력을 공급하는 제2 배터리부; 및상기 제2 배터리부로부터 전력을 수신하여 상기 내부 모듈에 무선으로 전력을 송신하는 무전 전력 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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제1항에 있어서,상기 인공 기관은 감각 신호를 검출하기 위한 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 시스템
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절단된 신체부위의 손상된 말초신경 말단의 신경 세포를 신경 도관을 이용하여 재생시키는 단계;상기 절단된 신체 부위의 내부에 이식되어 상기 신경 도관과 전기적으로 연결되는 내부 모듈을 이용하여 원심성 운동 신경 신호를 검출하는 단계;상기 원심성 운동 신경 신호를 상기 절단된 신체 부위의 외부에 위치한 외부 모듈에 전송하는 단계; 및상기 외부 모듈을 이용하여 상기 절단된 신체 부위를 대체하는 인공 기관의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 말초신경 인터페이스 방법
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제12항에 있어서,상기 인공 기관에 설치된 센서에서 구심성 감각 신호를 검출하는 단계;상기 외부 모듈이 상기 검출된 구심성 감각 신호를 분석하는 단계;상기 내부 모듈이 상기 외부 모듈로부터 상기 구심성 감각 신호를 수신하는 단계; 및상기 내부 모듈이 상기 구심성 감각 신호에 대응되는 전기 자극 신호를 생성하여 상기 신경도관을 통하여 상기 말초신경 말단의 신경 세포에 전달하는 단계를 더 포함하는 말초신경 인터페이스 방법
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제13항에 있어서,상기 내부 모듈이 상기 손상된 말초신경에 연결되는 신경 재생용 전극에 신경 재생용 자극 신호를 전달하는 단계를 더 포함하는 말초신경 인터페이스 방법
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제13항에 있어서,상기 신경 도관은 다공성 고분자 전극을 포함하고, 상기 다공성 고분자 전극을 이용하여 상기 원심성 운동 신경 신호 또는 상기 구심성 감각 신호를 선택적으로 검출하는 단계; 및상기 손상된 말초신경 말단의 신경 세포에 선택적으로 전기 자극 신호를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 방법
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제15항에 있어서,상기 원심성 운동 신경 신호 또는 상기 구심성 감각 신호를 선택적으로 검출하고, 상기 손상된 말초신경 말단의 신경 세포에 선택적으로 전기 자극 신호를 전달하는 것은,다층 퍼셉트론 알고리즘을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 말초신경 인터페이스 방법
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