기술정보
기술정보
기술명 뇌신호 처리 및 무선 전송을 위한 뇌삽입용 bio-telemetry 플랫폼 구현
기술명(영문) Brain implanted bio-telemetry platform for brain signal sensing and monitoring
활용분야 의료 서비스 헬스 케어 기기 3D 프린팅
기술번호 TI2019-01240
기술성숙도
#기술성숙도
개발전 3단계:연구실 규모의 기본성능 검증
개발후 5단계:확정된 부품/시스템 시작품 제작 및 평가
외부기술요소 개발목표시기 2020-12-31
결과물 형태
검증방법
시장성
시장성
시장성 내용
1. 국내외 기술동향 및 경쟁력
   ㅇ 국내기술 동향
    ▷국내의 경우 심전도(ECG)를 포함한 생체 신호 처리용 전자장치 혹은 뇌전도(EEG) 기록 전자장치 등의 체외 착용(wearable) 의료 목적 기기에 대한 연구 개발은 예전부터 활발히 수행이 되어 왔으나, 체내 이식(implantable) 응용 연구는 최근 일부 몇몇 연구소와 대학교에서 수행 중에 있음
       - 서울과학기술대학교의 경우, action potential (AP, spike signal) 및 local field potential (LFP) 뇌신경 신호 기록을 위한 저잡음 아날로그 front-end 집적 회로를 CMOS 반도체 기술
       - 무선통신용 RFIC의 경우, KAIST 및 광운대학교에서 단말통신 및 레이더 응용을 위해 저전력(54~80mA), 고주파(3~5GHz) 대역 소형IC를 발표함
   ㅇ 해외기술 동향
    ▷ 세계적으로 뇌신호 처리/전송 시스템 연구는 미국과 유럽연합이 주도하고 있음. 미국에서는 DARPA 프로젝트의 일환인 Silent Talk 프로젝트가 국방부 주도로 이루어지고 있으며, 기타 연구소 및 대학에서는 침습식 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있음. 유럽은 비침습식 연구가 많이  이루어졌으며 2012년까지 총 1,200만 유로를 투입하는 유럽 내 대단위 프로젝트인 TOBI(Tools for Brain-Computer Interaction)를 통해 실생활에서 사용할 수 있는 보조기구 및 엔터테인먼트용의 시스템 개발을 목적으로 함
    ▷일본에서는 ATR, NTT, RIKEN, BSI와 같은 연구소들이 뇌 공학을 기반으로 연구를 수행 중이며, 특히 로봇강국이라는 토대 위에 BCI를 로봇 제어에 접목시키려는 연구도 수행 중임
    ▷중국은 출발은 늦었지만 뇌신호 처리 알고리즘 및 아이디어의 성능을 겨루는 대회에서 꾸준히 좋은 성적으로 상위에 랭크되고 있음. 칭화대학팀이 비 침습분야에서는 주목을 받고 있으며, Shanghai 연구소와 Shanghai Jiao-Tong 대학 등이 침습식 시스템 연구를 진행하고 있음
   ㅇ 표준화 동향
    ▷ETRI, 삼성, KETI, KORPA에서 인체 근거리 무선네트워크 표준에 대한 국내 통합안 제정을 위해 TTA산하 PG317그룹의 논의를 거쳐 IEEE에 통합안을 제출하였음. ETRI에서 제안한 Frequency Selective Digital Trans- mission(FSDT) 방식이 인체 근거리 통신 표준으로 채택되었음
    ▷국가기술표준원은 ISO TC261 P-Member로 가입하고 ISO TC261(Additive Manufacturing) 표준화에 참여하고 있으며 2014년 ISO TC261 국내 전문 위원회가 구성되어 국제 표준화 대응을 추진 중임. 2016년 1월 ISO TC261 7차 총회에서 한국 대표단은 2건의 신규표준화 아이템을 발표하였고 2개의 관련 Ad-Hoc 그룹을 구성하고 멤버활동 및 표준화를 추진함
    ▷2006년도부터 IEEE 802.15.6에서 인체 근거리 무선네트워크 표준화 작업을 진행해왔으며 크게 3가지 형태의 기술그룹으로 표준화 진행 중임: 3.1~10.6 GHz대역을 사용하는 UWB 기술 그룹, 그 외의 NB(Narrow Band) 기술 그룹, HBD(Human Body Communication)기술 그룹
   ㅇ 기술적 경쟁력(우수성 및 차별성)
       - 비침습형 방식은 헬멧이나 헤드셋 형태의 장비를 이용한 방식으로, 삽입형 방식에 비해서 잡음으로 인한 정확한 측정이 제한되며, 장비 착용으로 인한 대상자의 행동 제약이 발생
      - IR/초음파 기반 무선 기술 방식은 RF 방식의 무선 방식에 비해서 높은 생산단가가 요구됨
2. 국내외 시장동향 및 전망
   Grand View Research 사의 조사에 의하면 그림 5와 같이 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 시장은 매년 11.5%씩 성장하여 2022년에는 1.7조 규모에 이를 것으로 전망됨. 국내시장은 세계시장 대비 2.5% 정도로 예상됨


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시장성 -제품화 및 활용분야
시장성 -제품화 및 활용분야
활용분야(제품/서비스) 제품 및 활용분야 세부내용
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의료 서비스
캡슐형 내시경, 임플란트 의료장치, 뇌질환 실시간 모니터링
헬스 케어 기기
BCI용 뇌파장치, 뇌신호 연동 VR기기, 로봇 의수
3D 프린팅
생체적합성 필라멘트 및 성형 기술
기술개요(영문)
기술개요(영문)
기술개요(영문) 내용
1. Technical Name: Wireless bio-telemetry platform for brain signal monitoring
2. Concept: A sensing/communication platform for brain implants that can detect and store brain signals through analog sensors and reliably transmit them to external devices via wireless links. An in-vitro test-bed for platofrom verification is included.
3. Service Offering:
- UWB brain signal monitoring and detection platform
- Brain signal recording analog integrated circuit
- Low power in-to-off body RF integrated circuit
- High dielectric constant 3D printing material
- In-vitro testbed
4. Comparative Advantage:
- Extremely small, low-profile size for easy implantation
- Low power consumption
- High data rate
5. Patents(Domestics)
 
Patents(Domestics) Application ( O )
Registration(    )
Patents(International) Application ( O )
Registration(    )

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기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도
기술개요 및 개념도 내용
1. 기술의 개념 및 내용
   ㅇ 기술의 개념:
       아날로그 센서를 통해 미약한 뇌신호를 감지하고 무선통신을 통해 이를 외부 모니터링 기기에 안정적으로 전송할 수 있는 뇌삽입용 센싱 / 통신 플랫폼으로써, 뇌전증(epilepsy) 등 뇌질환 치료를 위한 모니터링 및 치료기기에 활용, 전동휠체어, 로봇의수 등의 제어에 활용 가능한 통신 제품
   ㅇ 기술개념도(고해상도 그림 사용 요망)



   ㅇ 기술의 상세내용 및 사업화 제약사항
    ▷ 기술의 상세내용
       - 본 기술은 인체 삽입형 무선 통신 플랫폼을 위한 통신 모듈과 이를 테스트하기 위한 in-vitro 테스트베드를 포함하고 있으며, 추가적으로 개발된 모듈과 응용분야 등에 적용 가능한 생체적합성 3D 프린팅 필라멘트 개발 및 성형 기술을 제공
    ▷ 기술이전 범위
       - 무선 통신 모듈
               · Low-band UWB 뇌삽입 소형 안테나 설계 기술
               · 3D프린팅 고유전율 절연체 이용 안테나 성능 제조 기술
               · 저전력/저잡음 뇌신호 처리 아날로그 집적회로 설계 기술
               · 무선통신용 RF집적회로용 비선형 전력 증폭기 설계 기술
               · 저전력 RF 송신 주파수 튜닝 펄스 생성기 설계 기술
      - 테스트베드
               · Artificial tissue emulating 물질 측정을 위한 측정 장치 
      - 3D 프린팅
               · 3D프린팅 고유전율 절연체 이용한 제조 기술
    ▷ 사업화 제약사항
       - 본 기술의 사업화를 위해서는 인체에서의 임상시험이 진행되어야 하며, 이를 위해서는 in-vivo 동물 모델 등의 충분한 사전 임상시험 역시 필요하며 이를 위해서는 수년간의 기간이 요구됨. 

       


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첨부파일
본과제 정보
본과제 정보
과제명(한글) 뇌신호 처리 및 무선 전송을 위한 뇌삽입용 bio-telemetry 플랫폼 구현
과제명(영문) Brain implanted bio-telemetry platform for brain signal sensing and monitoring
색인어 (한글) 삽입형 안테나  / 3D 프린팅 물질  / 아날로그 및 RF회로  / 뇌-기계 인터페이스  / 뇌모사 측정
색인어 (영문) Implant antenna  / 3D printing material  / Analog, RF circuit  / Brain machine interface  / Artificial tissue emulating
과제번호 2017-0-00659-003 해당연도 2019
기술분류
권리성 특허, HW-IP
총연구기간 2017-04-01 ~ 2020-12-31 총예산 미공개
기간(당해연도) 2019-01-01 ~ 2019-12-31 예산(당해연도) 미공개
참여기관 미공개
주관기관 충남대학교 산학협력단 과제책임자 윤익재
연락처
연락처
tel : 미공개
cp : 미공개
E-Mail 미공개
개발중인 기술(기술예고)
개발중인 기술(기술예고)
기술번호 기술명 목표시기
TI2019-0124000001 뇌신호 처리 및 무선 전송을 위한 뇌삽입용 bio-telemetry 플랫폼 구현 2020-12-31
이전가능 기술
이전가능 기술
기술번호 기술명
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지재권 목록
관련 지재권 목록
발명 명 출원 번호
생체 신호를 수집하기 위한 이식형 안테나 10-2018-0124483
개방 단말 동축선 프로브를 이용한 광대역 복소 유전율 측정 장치 10-2018-0124482
생체 신호를 수집하기 위한 이식형 안테나 PCT/KR2019/013508
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