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마이크로컨트롤러 기반의 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템

  • 기술번호 : KST2015115753
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 신경 세포로부터 발생하는 신경 전기 신호를 측정하여 그 결과에 기반하여 다시 신경 세포에 전기 자극을 인가함으로써 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface, BCI), 신경 활성(Neural Activity Modulation)의 조절 및 신경 가소성(Neural Plasticity) 연구에 적용할 수 있는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템에 관한 것이다.본 발명에 따른 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템은, 신경세포에서 발생하는 전기적 신호를 취득하도록 복수의 전극 채널로 이루어지는 미세 신경세포칩; 상기 미세 신경세포칩의 전극에서 취득한 전기적 신호를 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부에서 증폭된 전기적 신호를 수신하여 측정하고, 측정된 전기적 신호에 근거하여 새로운 자극 파형을 생성하는 적어도 하나의 마이크로컨트롤러 유닛을 포함하는 신경 신호처리부; 및 상기 신호 처리부에서 발생된 자극 파형을 상기 미세 신경세포칩의 전극 채널에 선택적으로 제공하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Int. CL C12M 1/34 (2006.01) C12N 13/00 (2006.01) G01N 27/30 (2006.01) C12Q 1/02 (2006.01)
CPC C12Q 1/02(2013.01) C12Q 1/02(2013.01)
출원번호/일자 1020120011324 (2012.02.03)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-1356625-0000 (2014.01.22)
공개번호/일자 10-2013-0101604 (2013.09.16) 문서열기
공고번호/일자 (20140204) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.02.03)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 남윤기 대한민국 대전광역시 유성구
2 이석영 대한민국 경기 고양시 덕양구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이원희 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 성지하이츠빌딩*차 ***호 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.02.03 수리 (Accepted) 1-1-2012-0092134-06
2 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2012.02.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2012-0098681-98
3 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2012.02.08 수리 (Accepted) 1-1-2012-0102207-10
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2013.01.08 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.02.01 수리 (Accepted) 4-1-2013-5019983-17
6 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2013.02.05 수리 (Accepted) 9-1-2013-0005682-74
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2013.06.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0425022-94
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.08.13 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0735020-94
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.08.13 수리 (Accepted) 1-1-2013-0735001-26
10 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.08.13 수리 (Accepted) 1-1-2013-0734925-19
11 등록결정서
Decision to grant		 2013.12.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0892666-07
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
17 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
신경세포에서 발생하는 전기적 신호를 취득하도록 복수의 전극 채널로 이루어지는 미세 신경세포칩;상기 미세 신경세포칩의 전극에서 취득한 전기적 신호를 증폭하는 증폭부;상기 증폭부에서 증폭된 전기적 신호를 수신하고, 상기 수신된 전기적 신호를 기초로 자극 파형을 생성하는 연산을 분산하여 실시간으로 처리하는 복수의 마이크로컨트롤러 유닛을 포함하는 신경 신호처리부; 및상기 신경 신호처리부에서 발생된 자극 파형을 상기 미세 신경세포칩의 전극 채널에 선택적으로 제공하는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
2 2
제 1 항에 있어서,상기 신경 신호처리부는 범용 마이크로컨트롤러 유닛인 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
3 3
제 1 항에 있어서,상기 신경 신호처리부에 수신되는 전기적 신호는 8채널 아날로그-디지털 변환(ADC)된 신호인 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
4 4
제 1 항에 있어서,상기 신경 신호처리부는 수신된 전기적 신호의 측정결과에 따라 새로운 자극 파형이 인가될 상기 미세 신경세포칩의 전극 채널 및 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
5 5
제 1 항에 있어서,상기 신경 신호 처리부에 포함되는 복수의 마이크로컨트롤러 유닛은 각각의 마이크로컨트롤러 유닛마다 서로 동기화되는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
6 6
제 1 항에 있어서,상기 신경 신호 처리부는,상기 증폭부에서 증폭되어 수신된 전기적 신호에 포함된 노이즈 레벨 및 신경 신호를 검출하고, 상기 검출된 신경 신호를 전송하는 제 1 마이크로컨트롤러 유닛; 및상기 검출된 신경 신호를 분석하고, 상기 분석된 신경 신호를 기초로 상기 자극 파형을 생성하는 제 2 마이크로컨트롤러 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
7 7
제 6 항에 있어서,상기 제 1 마이크로컨트롤러 유닛은,상기 미세 신경세포칩의 전극 채널 중 취득된 전기적 신호에 대해 차동 입력 모드로 8채널의 입력이 가능한 8채널 아날로그-디지털 변환모듈;전기적 신호가 입력되는 각 채널당 노이즈의 레벨을 계산하는 기준 노이즈 계산모듈; 및전기적 신호가 입력되는 각 채널의 임계값에 근거하여 신경 신호를 검출하여 상기 제 2 마이크로컨트롤러 유닛에 제공하는 신경 신호 검출모듈;을 포함하되,상기 임계값은 상기 노이즈 레벨에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
8 8
제 7 항에 있어서,상기 기준 노이즈 계산모듈은, 다음의 수학식을 통하여 노이즈 레벨의 표준 편차를 추정하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
9 9
제 7 항에 있어서,상기 8채널 아날로그-디지털 변환모듈에 입력된 전기적 신호는 16
10 10
제 7 항에 있어서,상기 기준 노이즈 계산모듈 및 상기 신경 신호 검출모듈은 상기 제 2 마이크로컨트롤러 유닛과 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 이용하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
11 11
제 6 항에 있어서,상기 제 2 마이크로컨트롤러 유닛은,상기 제 1 마이크로컨트롤러 유닛에서 검출된 신경 신호를 분석하여 자극이 인가될 전극 채널 및 타이밍을 결정하고, 자극 파형을 생성하는 자극 파형 생성부;외부의 PC와 통신을 수행하고 상기 제 1 마이크로컨트롤러 유닛에서 검출된 노이즈레벨을 상기 PC에 UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) 통신을 이용하여 제공하거나 PC로부터 자극 파라미터와 피드백 자극 지연 시간 설정값 을 전송받아 적용시키는 PC통신모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
12 12
제 11 항에 있어서,상기 자극 파형 생성부는,상기 검출된 신경 신호를 분석하여 피드백 시간차를 산출한 후 상기 미세 신경세포칩의 전극 채널에 새로운 자극을 인가할지를 결정하는 타이밍 결정모듈; 상기 미세 신경세포칩의 전극 채널 중 자극이 인가될 전극 채널을 선택하는 채널 선택모듈; 및상기 선택된 전극 채널에 인가될 자극 파형을 생성하여 상기 스위칭부에 제공하는 자극 파형 생성모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
13 13
제 12 항에 있어서,상기 피드백 시간차는 신경 신호 검출 후 새로운 자극까지의 시간인 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
14 14
제 12 항에 있어서,상기 자극 파형 생성모듈에서 생성되는 자극 파형은 디지털-아날로그 변환(DAC)에 의한 전압 파형인 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
15 15
제 6 항에 있어서,상기 제 1 마이크로컨트롤러 유닛은 제 1 리얼타임 동기화모듈을 포함하고, 상기 제 2 마이크로컨트롤러 유닛은 제 2 리얼타임 동기화모듈을 포함하며,상기 제 1 리얼타임 동기화모듈과 상기 제 2 리얼타임 동기화모듈은 SPI 통신을 이용하여 상기 제 1 마이크로컨트롤러 유닛과 상기 제 2 마이크로컨트롤러 유닛을 동기화시키는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
16 16
제 11 항에 있어서,상기 PC통신모듈은 외부 PC로부터 제공되는 제어 신호를 수신하여 상기 제 1 마이크로컨트롤러 유닛에 포트 인터럽트(PORT Interrupt) 방식을 이용하여 제공하고,상기 제어 신호는 상기 제 1 마이크로컨트롤러 유닛에서 검출되는 신경 신호의 임계값을 높이거나 낮추는 제어 신호이거나 노이즈 레벨의 재계산신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극용 다채널 실시간 피드백 시스템
지정국 정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육과학기술부 한국과학기술원 21세기프론티어사업 구조가 설계된 인공 신경네트웍을 이용한 신경-기계 인터페이스 기술
2 교육과학기술부 한국과학기술원 기초과학연구사업 중견연구자사업(핵심) 살아있는 신경세포를 이용한 뉴런칩 시스템 설계 기술 연구