신경세포 신호 측정을 위한 다중 전극 시스템 및 그의 동작 방법
MULTI-ELECTRODES SYSTEM FOR MEASURING NEURAL SIGNAL AND OPERATION METHOD THEREOF
특허 요약
본 발명은 다중 전극 시스템 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 전극 시스템은 복수의 제1 칼럼 라인, 복수의 제2 칼럼 라인 및 복수의 로우 라인과 전기적으로 연결된 복수의 전극 셀을 포함하는 전극 어레이, 상기 복수의 로우 라인과 연결되고, 적어도 하나의 로우 라인을 선택하여 로우 디코더 신호를 인가하는, 로우 디코더, 상기 복수의 제1 칼럼 라인과 연결되고, 적어도 하나의 제1 칼럼 라인을 선택하여 칼럼 디코더 신호를 인가하는, 칼럼 디코더, 상기 복수의 제2 칼럼 라인과 연결되고, 상기 로우 디코더에 의해 결정되는 부분 어레이 단위로 전기 신호를 수신하는, 리드아웃 회로 및 상기 전극 어레이, 로우 디코더, 칼럼 디코더 및 리드아웃 회로에 제어 신호를 인가하고, 수신한 신호를 처리하는 제어 장치를 포함하고, 상기 전극 셀은 신경세포의 신호를 측정하는 측정 전극, 및 상기 측정 전극과 상기 제2 칼럼 라인의 연결을 제어하는 메모리를 포함한다.
청구항
번호청구항
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제5항에 있어서,상기 메모리는 사전 측정 단계(Pre-learning stage)에서 측정된 상기 전극 셀의 전기 신호를 기초로 상기 전극 셀의 연결을 제어하는, 다중 전극 시스템.

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제5항에 있어서,상기 메모리는 D-플립플롭 메모리인, 다중 전극 시스템.

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제1항에 있어서,상기 전극 어레이는 세포 배양 장치의 하부에 배치되는, 다중 전극 시스템.

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제1항에 있어서,상기 전극 어레이는 측정 대상에 부착 가능한 유연 기판 상에 형성되는, 다중 전극 시스템.

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복수의 제1 칼럼 라인, 복수의 제2 칼럼 라인 및 복수의 로우 라인과 전기적으로 연결된 복수의 전극 셀을 포함하는 전극 어레이;상기 복수의 로우 라인과 연결되고, 적어도 하나의 로우 라인을 선택하여 로우 디코더 신호를 인가하는, 로우 디코더;상기 복수의 제1 칼럼 라인과 연결되고, 적어도 하나의 제1 칼럼 라인을 선택하여 칼럼 디코더 신호를 인가하는, 칼럼 디코더;상기 복수의 제2 칼럼 라인과 연결되고, 상기 로우 디코더에 의해 결정되는 부분 어레이 단위로 전기 신호를 수신하는, 리드아웃 회로; 및상기 전극 어레이, 로우 디코더, 칼럼 디코더 및 리드아웃 회로에 제어 신호를 인가하고, 수신한 신호를 처리하는 제어 장치를 포함하고,상기 전극 셀은 신경세포의 신호를 측정하는 측정 전극, 및 온 상태 또는 오프 상태를 저장하고 저장된 상태를 기초로 상기 측정 전극과 상기 제2 칼럼 라인의 연결을 제어하는 메모리를 포함하는, 다중 전극 시스템.

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제1항에 있어서,상기 로우 디코더는 하나의 상기 부분 어레이를 구성하는 상기 로우 라인의 수를 변경 가능한, 다중 전극 시스템.

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제1항에 있어서,상기 로우 디코더는 상기 부분 어레이를 순차적으로 선택하고,상기 리드아웃 회로는 선택된 상기 부분 어레이를 구성하는 복수의 전극 셀 중 메모리가 온 된 전극 셀의 전기 신호를 수신하는, 다중 전극 시스템.

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제1항에 있어서,상기 로우 디코더는 선택된 로우 라인에 로우 디코더 신호를 인가하고,상기 칼럼 디코더는 선택된 제1 칼럼 라인에 칼럼 디코더 신호를 인가하고,상기 전극 셀의 메모리는 상기 로우 디코더 신호 및 상기 칼럼 디코더 신호를 기초로 상태를 변경하는, 다중 전극 시스템.

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제4항에 있어서,상기 칼럼 디코더는 하나의 상기 부분 어레이 내에서, 상기 제2 칼럼 라인마다 하나의 전극 셀이 선택되도록 상기 메모리의 상태를 변경하는, 다중 전극 시스템.

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신경세포 신호 측정을 위한 다중 전극 시스템의 동작 방법에 있어서,다중 전극 시스템이 전극 어레이를 적어도 하나의 로우 라인을 포함하는 복수의 부분 어레이들로 분할하는 단계;다중 전극 시스템이 신호 측정을 수행하는 복수의 전극 셀들을 선택하는 단계; 및다중 전극 시스템의 로우 디코더가 상기 부분 어레이들을 순차적으로 선택하고, 리드아웃 회로가 선택된 상기 전극 셀들로부터 신호를 측정하는 단계;를 포함하고, 상기 전극 어레이는 복수의 제1 칼럼 라인, 복수의 제2 칼럼 라인 및 로우 라인과 전기적으로 연결된 복수의 전극 셀을 포함하고,상기 전극 셀은 신경세포의 신호를 측정하는 측정 전극, 및 온 상태 또는 오프 상태를 저장하고 저장된 상태를 기초로 상기 측정 전극과 상기 제2 칼럼 라인의 연결을 제어하는 메모리를 포함하는, 다중 전극 시스템의 동작 방법.

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제10항에 있어서,상기 복수의 부분 어레이들로 분할하는 단계는,상기 로우 디코더가 하나의 상기 부분 어레이를 구성하는 상기 로우 라인의 수를 변경하는 단계를 포함하는, 다중 전극 시스템의 동작 방법.

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제11항에 있어서,상기 부분 어레이의 크기는 상기 신경세포의 밀도, 위치, 상기 다중 전극 시스템의 해상도, 및 주사율(Frame rate)을 고려하여 선택되는, 다중 전극 시스템의 동작 방법.

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제10항에 있어서,상기 복수의 전극 셀들을 선택하는 단계는,상기 다중 전극 시스템이 상기 전극 어레이를 구성하는 모든 전극 셀들 각각에 대하여 전기 신호를 측정하는 단계; 및상기 다중 전극 시스템이 측정된 상기 전기 신호를 기초로, 하나의 상기 부분 어레이 내에서, 상기 제2 칼럼 라인마다 하나의 전극 셀이 선택되도록 상기 메모리의 상태를 변경하는 단계;를 포함하는, 다중 전극 시스템의 동작 방법.

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제10항에 있어서,상기 전극 셀들로부터 신호를 측정하는 단계는,상기 로우 디코더가 상기 부분 어레이를 순차적으로 선택하는 단계;선택된 상기 부분 어레이의 상기 제2 칼럼 라인과 연결된 전극 셀로부터 전기 신호를 측정하는 단계;상기 리드아웃 회로가 수신한 상기 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하는, 다중 전극 시스템의 동작 방법.

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컴퓨팅 장치를 이용하여 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.