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Year ~ Transaction Count Keyword

Detail

Implantable wireless neural interface device

Manager
Chang Han Je
Participants
Yousung Kang, Youm/Wooseup, Lee Sung Q, Chang Han Je, Hwang Gunn
Transaction Count
1
Year
2024
Project Code
15PB5600, Development of sustainable power module foe implantable medical devices based on iltrasonic wireless power transfer, Lee Sung Q
14PO2100, Development of sustainable power module foe implantable medical devices based on iltrasonic wireless power transfer, Lee Sung Q
기술 이전명은 “무선 삽입형 신경 인터페이스 디바이스(Implantable wireless neural interface device)”이고, 세부적으로는 (1) 신경신호 획득과 무선통신 기능
을 일체화된 회로로 구성한 디바이스 모듈 기술, (2) 신경신호를 블루투스 BLE 통신 규격에 따라 전송하는 무선통신기술, (3) 생체적합성 소재를 이용한 패키
징 기술로 이루어짐. 본 문서에서는 각 세부 기술에서 구현할 수 있는 방법론은 구체적으로 기술하지 않고, 결과 중심으로 나타내며, 구체적인 방법론은 기술
문서, 기술노하우, 회로도면 및 구동 프로그램 전수를 통해서 구체적인 기술 이전이 이루어짐
- 인구 고령화, 질병, 그리고 교통사고와 같은 불의의 사고로 인해 손상된 신체기능을 복구하거나 돕기 위한 삽입용 의료 기기의 사용 영역이 확대되고 있으며, 뇌심부 자극기, 심장제세동기, BCI(Brain Computer Interface) 등으로 대표되는 임플란터블 의료기기는 인구 고령화, 복지 수준의 향상으로 지속적인 시장규모 및 성장률 제고가 기대됨 ($179,032.75 million by 2030, CAGR of 7.2% from 2021 to 2030)
- 인체 삽입용 기기는 요구기능이 고급화되고 다양해질수록 전원사용시간이 줄어들므로 전원교체를 위한 재수술의 주기가 짧아져 환자들의 추가적인 비용부담과 신체적 그리고 심리적 부담이 발생함. 이을 덜어 줄 지속가능 전원모듈의 개발은 인체 삽입용 의료기기의 더 다양한 기능 구현을 가능케 하는 필수적인 요소 기술임

- 국외에서는 브라운 대학의 Brain Gate, MIT의 Brain controlled Robot 등 생체신호나 뇌파를 이용한 뇌신호 감지 및 자극 기술 기반의 차세대 임플란터블 기기의 활용성에 대한 선행연구가 활발히 수행 중이며, 국내는 임플란터블 기기로 인공와우를 대표적으로 시도하였으나 성공적이지 못함

- ETRI 가 보유한 삽입형 생체신호 감지 및 자극 디바이스 기술은 현재 시장에서 요구되는 기술을 만족할 수 있는 시기적절한 기술로 이 기술을 활용하여 삽입형 의료기기 시장에서의 사업화를 계획하고 있는 기업에게는 사업화 기간을 단축해주고, Time to Market을 위한 경쟁력을 확보하게 도와주는 효과를 가짐
- 뇌질환 관련 바이오의료산업은 고부가가치 및 지식기반산업이자 차세대 성장동력산업으로 미래의 유망한 산업이며 우리나라 환경에 적합한 산업으로,
웨어러블과 인체부착형의 전자소자 기술을 발전시켜 생체 내부에서 적극적인 진단과 치료가 가능한 임플란터블 전자소자용 핵심 기술 확보
- 신경 전기 자극회로는 신체기능 복원기기 및 복지기기에 사용됨으로써 의료복지, 돌봄/요양 서비스 제공 및 연계에 크게 공헌할 것으로 기대
- 초소형 고집적 신호처리 회로기술, 저전력 데이터 통신 및 신호처리 일체형 프로세서, 지속가능 전원 및 생체적합성 패키징 기술 등 첨단 소재와 고성능
소자기술이 집적된 ICT 기술 기반의 임플란터블 전자소자기술은 국내 기술 경쟁력 향상에 크게 기여함
- 수입의존도가 높은 제품의 자체 개발을 통한 수입 대체 효과와, 차세대 성장동력이자 먹거리 분야인 체내 삽입형 의료기기 신 사업 진입 및 사업화 확대
효과가 큼
o 기술 이전명은 “무선 삽입형 신경 인터페이스 디바이스(Implantable wireless neural interface device)”이고, 세부적으로는 (1) 신경신호 획득과 무선통신
기능을 일체화된 회로로 구성한 디바이스 모듈 기술, (2) 신경신호를 블루투스 BLE 통신 규격에 따라 전송하는 무선통신기술, (3) 생체적합성 소재를 이용한
패키징 기술로 이루어짐. 본 문서에서는 각 세부 기술에서 구현할 수 있는 방법론은 구체적으로 기술하지 않고, 결과 중심으로 나타내며, 구체적인 방법론은
기술문서, 기술노하우, 회로도면 및 구동 프로그램 전수를 통해서 구체적인 기술 이전이 이루어짐
(1) 무선 삽입형 신경신호 인터페이스 디바이스 회로 모듈
- 신경 신호 입력 회로 기술, 증폭비: 192배
- 최대 16채널 생체 신호 입력(범위) : +/- 5mV
- 최대 샘플링 : 1.05MSPS (sample per sec)
- 16채널 신경 신호 획득 및 처리 @ 200Hz/ch
- Band pass filter (Low: 100 Hz ~20 kHz, High: 0.1 Hz ~ 500 Hz)
(2) 신경 신호 무선 전송 기술
- BLE 5.0 방식의 초저전력 데이터 통신 회로 설계 및 구동 프로그램
- nRF52832칩을 활용
- Carrier Frequency : 2.4GHz
- 신경신호 데이터 포맷: 16bit * 32 channel * 512 Hz sampling
- 통신 거리: 3m
- 송수신 데이터 구조 및 데이터 모니터링 프로그램 (BBCI Studio)
(3) 생체적합 신경 인터페이스 디바이스 모듈 패키징 기술
- 신경 신호 감지회로, 무선 데이터 통신회로, 전력제어 회로 통합 패키징
- 크기: 가로 15.9mm, 세로30.8mm, 두께 5.1mm
- 소재: 생체적합소재 (제품명: 퀵씰 (KWIK-SIL))
본 기술 이전 범위 및 비중은 아래와 같으며 특허와 기술문서가 통합되어 기술이전 되며, 기술이전에 포함되는 특허(국내/미국)와 기술문서에 대한 국내외 통
상 실시권을 허여함
(1) 관련 특허 (기술비중: 50%, ETRI와 SDSURF(미)이 1:1 공동지분)
- 발명명칭 : 인체 삽입형 양방향 무선 뇌 신호저장 및 뇌 자극 장치 와 그 방법
Apparatus and method of implantable bidirectional wireless neural recording and stimulation
등록번호: US 10,452,143 B2(미국, 2019), 출원번호: 2016-0136768(한국)
(2) 관련 기술 문서(기술비중: 50%, ETRI 단독 지분)
o 무선 삽입형 신경신호 I/F 디바이스 관련 기술 문서 2건 (기술비중: 전체의 15%)
- TM1: 신경신호 기록 전류 자극 디바이스 제작 및 동물실험(설치류)검증
- TM2: 신경신호 기록 전류 자극 디바이스 수신보드 회로도
o BLE(Blue tooth 5.0) 무선 데이터 통신 관련 기술 문서 2건 (기술비중: 전체의 15%)
- TM3: 무선 뇌파 데이터 양방향 제어 인터페이스
- TM4: 신경 IF 디바이스 사용자 인터페이스
o 생체적합 패키징 기술 관련 문서 2건 (기술비중: 전체의 20%)
- TM5: CBRAIN_SYS_ELE_2023_11차 개체 신경 신호 감지 전극 디바이스 제작
- TM6: 삽입형 신경인터페이스 시험절차 및 시험결과서
(별도추가) 회로도 및 프로그램 (기술비중 : 기술문서에 포함)
o 무선 삽입형 신경신호 인터페이스 디바이스 회로 및 수신 보드 회로
o 디바이스 구동 firmware 및 사용자 인터페이스 프로그램
- 뇌질환 관련 바이오의료산업은 고부가가치 및 지식기반산업이자 차세대 성장동력산업으로 미래의 유망한 산업이며 우리나라 환경에 적합한 산업으로, 웨어러블과 인체부착형의 전자소자 기술을 발전시켜 생체 내부에서 적극적인 진단과 치료가 가능한 임플란터블 전자소자용 핵심 기술 확보

- 신경 전기 자극회로는 신체기능 복원기기 및 복지기기에 사용됨으로써 의료복지, 돌봄/요양 서비스 제공 및 연계에 크게 공헌할 것으로 기대

- 초소형 고집적 신호처리 회로기술, 저전력 데이터 통신 및 신호처리 일체형 프로세서, 지속가능 전원 및 생체적합성 패키징 기술 등 첨단 소재와 고성능 소자기술이 집적된 ICT 기술 기반의 임플란터블 전자소자기술은 국내 기술 경쟁력 향상에 크게 기여함

- 수입의존도가 높은 제품의 자체 개발을 통한 수입 대체 효과와, 차세대 성장동력이자 먹거리 분야인 체내 삽입형 의료기기 신 사업 진입 및 사업화 확대 효과가 큼