WO2019212149A1 - Game-based rehabilitation system having brain-computer interface (bci) technology combined with functional electrical stimulation for maximizing activation of mirror nerve cell, and control method therefor - Google Patents

Game-based rehabilitation system having brain-computer interface (bci) technology combined with functional electrical stimulation for maximizing activation of mirror nerve cell, and control method therefor Download PDF

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구정훈
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계명대학교 산학협력단
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    • G06F2203/01Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/011Emotion or mood input determined on the basis of sensed human body parameters such as pulse, heart rate or beat, temperature of skin, facial expressions, iris, voice pitch, brain activity patterns

Definitions

  • the present invention relates to a rehabilitation system and a method of controlling the same, and to a game-type rehabilitation system and control method combining a functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology that maximizes the activation of mirror neurons.
  • BCI brain-computer interface
  • a brain disease patient having a deficiency of exercise ability is not able to control the paralyzed muscles with his or her will, and the methods of assisting the rehabilitation of such patients include physical therapy, drug therapy, and surgery.
  • rehabilitation training using physical therapy active treatment by the patient's will has been reported to have a high effect of rehabilitation training, but in patients who have limited movement due to muscle paralysis, such rehabilitation training There is a problem that can only be made manually by the physical therapist.
  • a mirror nerve cell is a cell that causes the same reaction in the observer's body as if the observer actually acted, not just experiencing it directly, but by seeing another person's behavior.
  • this method As a rehabilitation training using this method, there is a method of showing a video including the movement of a specific subject in order to activate the patient's mirror nerve cells, this method, a patient who can not operate by his will due to brain injury For example, just watching someone else's actions affects the patient's physical system as if the patient himself was acting on his own.
  • the BCI Brain-Computer Interface
  • development of rehabilitation system using communication is getting active.
  • SSVEP Steady-State Visually Evoked Potentials
  • ⁇ steady-state visual oil potential '' which is generated from the user's brain waves when the user watches the blinking light.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
  • SSVEP is detected from an EEG of a user using light blinking a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer.
  • Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches. Since the system using the blinking light is only using the blinking light, it is difficult for the user to be interested in it, and there is a problem of low concentration.
  • Korean Patent Application Publication No. 10-2014-0075049 name of the invention: a method for evaluating concentration and a device applying the same
  • Patent No. 10-1431203 name of the invention: EEG Brain machine interface device and method for intention recognition
  • the system using the conventional SSVEP is not interested in the user, the concentration must be low, there is a need for a solution that can increase the concentration of the user, in addition, functional electrical stimulation (Functional Electrical Stimulation) ), The necessity of developing a method of activating the mirror nerve cells that can increase the effectiveness of rehabilitation training is increasing.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods. Unlike the conventional SSVEP system, which uses flickering light, the body part of the object flickering at a specific frequency of the SSVEP is displayed. In addition, through the game image that the body part of the object that the user watches, the mirror nerve cell can be activated, and the user's attention can be increased to increase the concentration of the eye to watch the image, and at the same time, the user's active
  • the object of the present invention is to provide a game-type rehabilitation system and control method that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror nerve cells, which enables rehabilitation training.
  • BCI brain-computer interface
  • the present invention provides a functional electrical stimulation (Functional Electrical Stimulation) to the user's rehabilitation needs site and the functional electrical stimulation to maximize the activation of the mirror nerve cells, which can enable rehabilitation training only by watching the game image and It is an object of the present invention to provide a game-type rehabilitation system and a control method thereof incorporating brain-computer interface (BCI) technology.
  • a functional electrical stimulation Frctional Electrical Stimulation
  • BCI brain-computer interface
  • a game-type rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror neurons
  • An EEG acquisition device for acquiring an EEG of a user corresponding to a game image displayed on the display device
  • An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus
  • An electrical stimulation device for performing a functional electrical stimulation on a rehabilitation site of a user according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the EEG analysis device;
  • the control device controls the driving device
  • One or more body parts of the object displayed on the game image may be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body part of the object displayed on the game image, the brain wave acquisition device and the EEG analysis device may be controlled. According to the result corresponding to the brain waves acquired and analyzed through the control, the body part of the object displayed on the game image may be controlled to move in a preset manner, and the functional restimulation part of the user may be moved to give a functional electrical stimulation. Can be controlled,
  • the configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
  • the display device Preferably, the display device, the display device, and
  • the display device may further include a guide content for the progress of the game image.
  • the display device More preferably, the display device,
  • It may include a voice output device for outputting the voice content corresponding to the guide content.
  • the EEG analysis device Preferably, the EEG analysis device, the EEG analysis device, and
  • An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object
  • It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
  • the EEG detection unit More preferably, the EEG detection unit,
  • SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to a specific body part of the object that the user selectively watches.
  • the EEG analysis unit More preferably, the EEG analysis unit,
  • the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
  • the electrical stimulation device Preferably, the electrical stimulation device,
  • At least one or more of the intensity and frequency of the electric stimulation may be performed to control the electric stimulation.
  • the electrical stimulation device Preferably, the electrical stimulation device,
  • a control signal receiver for receiving a control signal generated by the control signal generator
  • a stimulation controller configured to generate an electrical stimulation signal in real time based on the control signal
  • Receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit may include a stimulation unit for performing the electrical stimulation by applying the electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation needs of the patient.
  • the electrical stimulation device More preferably, the electrical stimulation device,
  • the stimulator may further include an input unit configured to input average intensity information of an electrical signal applied to a rehabilitation necessary portion of the patient.
  • the magnetic pole portion is a plurality
  • the stimulus control unit may generate an electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation units in real time for each of the plurality of stimulation units according to the pattern of the electrical stimulation.
  • the electrical stimulation device Preferably, the electrical stimulation device,
  • control device Preferably, the control device,
  • a control signal generator configured to move a body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner, and generate a control signal to give a functional electric stimulus to the user's body part in a preset manner;
  • a display device controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator
  • It may include an electrical stimulation device control unit for controlling the electrical stimulation device for providing a functional electrical stimulation to the body part of the user by using the control signal generated by the control signal generator.
  • the game rehabilitation system Preferably, the game rehabilitation system, the game rehabilitation system, and
  • the specific frequency at which one or more body parts of the object blinks may be the same frequency regardless of body parts, or may be different frequencies for each body part.
  • the game rehabilitation system Preferably, the game rehabilitation system, the game rehabilitation system, and
  • the game image in which the body part moves in a preset manner may include a movement to help the user's rehabilitation.
  • a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells
  • step (3) (4) the control device controlling the game image displayed on the display device while causing the electrical stimulation device to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation site according to the result corresponding to the brain wave analyzed in step (3) Including,
  • step (1)
  • step (4)
  • the configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
  • the EEG analysis device Preferably, the EEG analysis device, the EEG analysis device, and
  • An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object
  • It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
  • the electrical stimulation device Preferably, the electrical stimulation device,
  • a control signal receiver for receiving a control signal generated by the control signal generator
  • a stimulation controller configured to generate an electrical stimulation signal in real time based on the control signal
  • Receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit may include a stimulation unit for performing the electrical stimulation by applying the electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation needs of the patient.
  • the electrical stimulation device More preferably, the electrical stimulation device,
  • the stimulator may further include an input unit configured to input average intensity information of an electrical signal applied to a rehabilitation necessary portion of the patient.
  • the magnetic pole portion is a plurality
  • the stimulus control unit may generate an electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation units in real time for each of the plurality of stimulation units according to the pattern of the electrical stimulation.
  • control device Preferably, the control device,
  • a control signal generator configured to move a body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner, and generate a control signal to give a functional electric stimulus to the user's body part in a preset manner;
  • a display device controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator
  • It may include an electrical stimulation device control unit for controlling the electrical stimulation device for providing an electrical stimulation to the body part of the user by using the control signal generated by the control signal generator.
  • the conventional system using the SSVEP is blinking light Unlike using, the body part of the object flickering at a certain frequency of SSVEP is displayed, and the user's gaze can activate the mirror nerve cell through the game image where the body part of the object moves. It is possible to increase the concentration of attention to watch the image, and at the same time, it is possible to enable active rehabilitation training of the user.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a conventional system using SSVEP.
  • Figure 3 is a photograph showing that a certain area of the brain of the observer observing the movement of others is activated.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 5 is a view illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • Figure 6 is a game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the user of the object of the game image to watch Figure showing the movement of the body parts and at the same time giving a functional electrical stimulation to the user's body parts.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 7 is a block diagram of a game-based rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to one embodiment of the present invention. Figure shown.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a part of a game image in a game type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 9 is a game-type rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to another embodiment of the present invention, the user rehabilitation training Figure shown.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 10 is a flowchart of a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. .
  • a game-based rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
  • SSVEP is detected from an EEG of a user by using light blinking at a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer.
  • Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a conventional system using SSVEP.
  • SSVEP of the same frequency as that of the blinking light gazed by the user may be detected, and peaks are displayed at respective frequencies. You can check it.
  • FIG. 3 is a photograph showing that a certain region of the brain of an observer observing the motion of another person is activated.
  • the observer observed the transitional motion and the mimicking motion, the observer showed different activities in specific regions of the brain, unlike when observing the same motion in a static picture. It is reported that this depends on the effector participating in the observed behavior. From this, motion observation can confirm that a certain region of the observer's brain is activated, and activated mirror neurons enhance the exercise circuits involved in the observer's actual execution of the observed movement, without the observer's actual movement. You can see that you can do rehabilitation training.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells in accordance with one embodiment of the present invention.
  • a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to one embodiment of the present invention is a rehabilitation system.
  • the display device 100 for displaying a game image the brain wave acquisition device 200 for acquiring the brain waves of the user corresponding to the game image displayed on the display device 100, the brain wave acquisition device 200 EEG analysis device 300 for analyzing brain waves, electrical stimulation device 400 for performing a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs area, and EEG analysis according to the results corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300
  • the control unit 500 may control the game image and the electrical stimulation device 400 displayed on the display device 100.
  • the control device 500 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells
  • One or more body parts of the object displayed on the can be controlled to blink at a specific frequency, when the user observes the corresponding body part of the object displayed on the game image, EEG acquisition device 200 and EEG analysis device 300
  • it can be controlled to move by giving a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs site in a preset manner, and at the same time the corresponding body part of the object displayed on the game image in advance It can be controlled to move in a set way, so that the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells It shall be.
  • a display device for displaying a game image by a user ( 100), using the EEG acquisition device 200 attached to the user's head to obtain the SSVEP having the same frequency as the blinking frequency of the body part of the object displayed on the game image, EEG analysis device 300 ) Analyzes the corresponding frequency of the SSVEP obtained by the EEG acquisition apparatus 200 and uses the analyzed frequency to display the controller according to the control signal generated by the control signal generator 510 of the control apparatus 500.
  • BCI brain-computer interface
  • the electrical stimulation device control unit 530 gives a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs area
  • the user activates the mirror nerve cells of the user, provides functional electrical stimulation to the specific body part of the user, and simultaneously plays a rehabilitation training in the active posture through the user's reaction. You can do it.
  • the display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • Is a content related to a game and may display guide content including contents such as a method in which a user participates, and a voice output device capable of outputting a voice corresponding to the guide content and various other contents. 110 may be included.
  • guide content and the audio output device 110 will be described.
  • FIG. 5 is a view illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention.
  • a display device of a game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to an embodiment of the present invention.
  • 100 may further include guide content for the progress of the game image.
  • the guide content may be composed of content corresponding to a predetermined movement mode, which will be described below with reference to FIG. 8.
  • the body part of the object In order for the body part of the object to operate the movement suggested by the guide content, when the user looks at the specific body part of the object, the body part of the object moves in a corresponding predetermined movement mode of the guide content. For example, as shown in FIG. 5, by displaying the guide content on the display device 100, 'If you want to swing the knife, keep an eye on the blinking left arm', the user may move the necessary movement to swing the knife. You will know what it is, and the user will watch the left arm of the blinking object to move the left arm of the object.
  • the predetermined movement corresponding to the guide content may be 'movement of the left arm and the movement of the sword.
  • the guide content corresponding to the predetermined movement mode is the guide content presented above. It is not limited only to.
  • the game-type rehabilitation system 10 combining the functional electrical stimulation and the brain-computer interface (BCI) technology maximizing the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention has been described in the fencing operation. It is not limited to this, for example, may be described by applying to the movement of each part of the face. That is, a face image is provided as an object in the game image, and when the user watches the blinking eye in the face image, a game image of a form in which a winking operation by moving the eyes is performed may be provided.
  • the display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror nerve cells corresponds to the guide content. It may include a voice output device 110 for outputting the voice content. According to an exemplary embodiment, the display device 100 may include a speaker as the voice output device 110 capable of outputting voice content, or may include a device capable of connecting a headset. Of course, in the game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells, the voice thrust device 110 is connected to the speaker, headset presented above The voice output device 110 may be configured separately from the display device 100 according to another embodiment. In addition, the voice content may be composed of not only the voice content corresponding to the guide content, but also various contents required for game progress.
  • EEG acquisition device 200 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • it can include one or more electrodes for measuring brain waves.
  • one or more electrodes may be configured as a device surrounding the user's head, or by coupling the electrodes to the hat, the hat itself may be the EEG acquisition device 200.
  • the electrode can also be used by applying an electrolyte gel, since the electrolyte gel plays a role in delivering the EEG detected from the scalp to the electrode well.
  • FIG. 6 is a game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a body part moves and at the same time gives a functional electric stimulus to a user's body part
  • FIG. 7 is a function of maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention.
  • a block diagram of a game-based rehabilitation system that combines electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology.
  • the obtained EEG may be connected to an EEG analyzing apparatus 300 including an EEG detecting unit 310 and an EEG analyzing unit 320.
  • the EEG analysis device 300 is connected to the control device 500 including the control signal generation unit 510, the display device control unit 520, and the electrical stimulation device control unit 530.
  • the brain wave analyzed in 300 may be transmitted to the control device 500, and the control device 500 displays the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator 510. And it can control the electrical stimulation device 400 to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs site.
  • EEG of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • the analysis device 300 may include an EEG detector 310 for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object, and an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector 310. 320 may be included.
  • the user selectively SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to the specific body part of the object to be observed.
  • an EEG having the same frequency as that of the body part is physically in the visual cortex of the user's occipital lobe.
  • the EEG detection unit 310 is able to detect the SSVEP having the same frequency as the specific frequency of the blinking body part in the EEG of the user.
  • EEG analysis unit 320 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • EEG detection unit The frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected at 310, may be analyzed. The frequency of the SSVEP is analyzed to determine whether the SSVEP having the same frequency as the frequency of the body part of the blinking object displayed on the display device 100 is detected in the EEG of the user.
  • the control device 500 When the SSVEP having the corresponding frequency is detected in the EEG of the user, the control device 500 generates a control signal for moving the corresponding body part of the object in a preset manner.
  • Electrical stimulation device 400 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the user's rehabilitation It can serve to provide functional electrical stimulation to the area of need.
  • Functional electrical stimulation means applying electrical stimulation to the paralyzed muscles or nerves to obtain functional movement of the muscles.
  • Functional electrical stimulation treatments provide electrical stimulation to paralyzed muscles caused by central nervous system damage, resulting in functional contraction of the muscles, as well as reducing muscle stiffness and improving muscle control while stimulation is applied.
  • the electrical stimulation device 400 may be attached to a place where nerves or nerves and muscles meet to stimulate both motor and sensory nerves through electrical signals, and functional electric stimulation may cause a deficiency of motor ability.
  • the eggplant may apply electrical stimulation to the paralyzed muscles or nerves to assist the rehabilitation of the brain disease patient.
  • Electrical stimulation device 400 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the electrical stimulation device It may be controlled by the controller 530.
  • the electrical stimulation device 400 may perform electrical stimulation in which at least one or more of the intensity and frequency of the electrical stimulation are adjusted according to the result corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device.
  • the electrical stimulation may be adjusted by increasing the frequency of the electrical stimulation when the object that the user selectively watches moves rapidly, or increasing the intensity of the electrical stimulation when the object that the user selectively watches largely moves. .
  • the electrical stimulation device 400 includes a control signal receiver 410 for receiving a control signal generated by the control signal generator from the electrical stimulation device controller 530 and a stimulus for generating an electrical stimulation signal in real time based on the control signal.
  • the control unit 420 and the stimulation unit 430 for receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit, applying an electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation needs of the patient to perform electrical stimulation It may be configured to further include an input unit 440.
  • the control signal receiver 410 may receive a control signal generated by the control signal generator from the electrical stimulation device controller.
  • the control signal receiver may transmit the received control signal to the stimulus controller 420.
  • the stimulus controller 420 may generate an electrical stimulus signal in real time based on the received control signal. That is, the stimulation control unit 420 is configured to control the stimulation unit 430 to be described below, based on the control signal electrical stimulation signal for controlling the stimulation unit 430 so that the electrical stimulation is performed on the site of the patient needs rehabilitation Can be generated in real time.
  • the stimulation control unit 420 may apply the electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation unit in accordance with the pattern of the electrical stimulation to the user's rehabilitation necessary area to perform the electrical stimulation.
  • the stimulation unit 430 may be configured to apply an electrical signal to a user's rehabilitation necessary area to stimulate the user, and may attach an electrode to which a current is applied to the user's rehabilitation necessary area to perform electrical stimulation.
  • the stimulation unit 430 as a configuration attached to the rehabilitation site of the user, may be composed of a plurality. Therefore, depending on the electrical stimulation pattern, the strength or frequency of the electrical stimulation applied to the rehabilitation needs of the user in each stimulation unit 430 may be different from each other.
  • the input unit 440 may input average intensity information of an electrical signal applied to the rehabilitation necessary portion of the user by the stimulator 430. Depending on the user's condition, it may be necessary to limit the average intensity or maximum intensity of the electrical signal. Accordingly, by receiving the average intensity information from the input unit and transmitting the average intensity information to the stimulus control unit, the stimulus control unit can control the stimulation unit so that the electric stimulation of appropriate intensity can be performed to the user.
  • the input unit may be implemented in various ways such as a button, a bar, and a touch screen, and may be implemented in various forms as long as the input unit can receive intensity information of an electric signal such as average intensity information, maximum intensity information, and minimum intensity information.
  • Control device of a game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • the control unit 500 may include the control signal generator 510, the display device controller 520, and the electrical stimulation device controller 530, which will be described in detail below with reference to FIG. 8.
  • FIG. 8 is a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to an embodiment of the present invention.
  • the figure shows a part of the game image.
  • a control device of a game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to an embodiment of the present invention.
  • control signal generator 510 for generating a control signal for moving a body part of an object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer 320 in a preset manner
  • a control signal generator ( Rehabilitation of the user is required by using the control signal generated by the display device controller 520 and the control signal generator 510 that control the display device 100 displaying the movement of the object using the control signal generated by the 510.
  • It may include an electrical stimulation device control unit 530 for controlling the electrical stimulation device 400 for giving a functional electrical stimulation to the site. That is, the control device 500 transmits the control signal generated by the control signal generator 510 to the display device controller 520 and the electrical stimulation device controller 530, thereby receiving the control signal. Allows the user to control the display device 100 displaying the movement of the object, and the electric stimulation device controller 530 that receives the control signal provides the electric stimulation device 400 that provides a functional electric stimulation to the user's rehabilitation necessary area. Can be controlled.
  • a signal corresponding to an SSVEP having the same frequency generated by a user watching a body part of an object blinking at a specific frequency, and a control signal for controlling a game image is an object previously designated by a user. It may include the movement mode of.
  • the movement mode is content related to the movement of an object necessary for the user to play a game image and may include a configuration in which a specific body part of the object moves. That is, the movement mode refers to a control signal for moving the corresponding body part observed by the user in a preset manner when the user watches the blinking body part of the object.
  • the movement of the object required to move to the next step of the game image on the game screen is walking on the right road
  • the guide content presented on the game screen 'to move the right arm to go to the right road Raise and lower ', so the user must raise and lower the right arm of the object.
  • the user's brain wave detects and analyzes the SSVEP of 40 kHz, which is the same frequency as the right arm of the object, and the control signal generator In 510, a control signal is generated.
  • the predetermined movement mode may be a movement in which the right arm of the object moves up and down, a movement in which the object walks on the right road, and the like.
  • the control signal corresponding to SSVEP having a specific frequency is limited only to the control signal presented above. It doesn't happen.
  • the display device controller 520 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • the game device may be controlled by controlling the display device 100 displaying the movement of the object according to the control signal generated by the control signal generator 510, and the electrical stimulation device controller 530 may be configured as described above.
  • the electrical stimulation device 400 that provides a functional electrical stimulation to a rehabilitation necessary portion of the user according to the control signal generated by the control signal generator 510 may be controlled.
  • the body part is a game moving in a predetermined manner
  • the image may include movements that help rehabilitation of the user.
  • the movement of the body part may include a hand, a foot, a head, an arm, a leg, and the like, and may move a part of the core.
  • the movement of the body part may include bending a waist, twisting a leg, and the like. have. This operation is for activating the user's mirror nerve cell by moving the corresponding body part of the object by watching the blinking body part of the object displayed on the display device 100.
  • the movement of the image moving in a predetermined manner is only the movements presented above. It is not limited.
  • the movement of the leg part of the object may be a movement of the body part in a predetermined manner, and the user may watch the flicker of the leg part of the object to allow the leg of the object to move, By monitoring the movement of the leg area can be obtained the effect of rehabilitation of the leg area through the activation of the mirror nerve cells.
  • one or more body parts of the object flicker.
  • the specific frequency may be the same frequency regardless of the body part, or may be a different frequency for each body part.
  • the hardware of the present invention is constructed as compared to the case where the body parts have different frequencies. It has the advantage of being convenient. On the other hand, it is preferable that each body part blinks at a different frequency.
  • the body part that the user watches is determined by judging only the SSVEP of a specific frequency detected by the user's brain waves. This is because it can be easily determined to which part.
  • the body parts such as the arms and legs of the object may all blink at 30 Hz
  • the arm of the object may be flickered at different frequencies according to the body region at 35 Hz
  • the legs at 40 Hz.
  • the motion of A related to 30Hz and the motion of B related to the right arm of the object is 40Hz, even though the same body part may be flickered at different frequencies depending on the related motion or situation.
  • the first scene displayed on the display device 100 and the second scene have different frequencies.
  • the specific frequency at which the body part blinks may use a frequency range of 7 Hz to 20 Hz, but in general, in the frequency region of 7 Hz to 20 Hz, the user may recognize the blinking. Since the user may easily feel eye fatigue, the user may reduce eye fatigue by using a frequency of 30 Hz or more that the user cannot recognize blinking.
  • FIG. 9 is a game-type rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to another embodiment of the present invention, the user rehabilitation training Figure is shown.
  • BCI brain-computer interface
  • FIG. 10 is a flowchart of a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. to be.
  • a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention is a display device.
  • step S100 displaying the game image
  • the brain wave obtaining apparatus acquires the brain wave of the user corresponding to the game image displayed in step S100 (S200), and the brain wave analyzing apparatus is obtained in step S200.
  • step S300 the EEG detection unit 310 detects the SSVEP from the EEG signal of the user corresponding to the specific body part of the object that the user selectively monitors, and the EEG analysis unit 320
  • the method may further include analyzing a frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected by the EEG detector 310.
  • the control signal generator 510 generates a control signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency
  • the electrical stimulation device controller 530 generates the control signal generated by the control signal generator 510.
  • the control unit 520 controls the display device 100 to display the movement of the object using the control signal generated by the control signal generator 510 It may further comprise the step.
  • the game-type rehabilitation system and control method combining the functional electrical stimulation and the brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
  • the control method of the existing SSVEP Unlike the flashing light system, the system displays the body part of the blinking object at a certain frequency of SSVEP and activates the mirror nerve cell through the game image in which the body part of the object that the user watches is moved.
  • the functional electrical stimulation Ferctional Electrical Stimulation

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Abstract

Presented in the present invention are a game-based rehabilitation system having a brain-computer interface (BCI) technology combined with functional electrical stimulation for maximizing the activation of a mirror nerve cell, and a control method therefor, the game-based rehabilitation system differing from the use of flashing light by a conventional system using SSVEP in that a game image, which displays body parts of an object flashing at specific frequencies of SSVEP and makes a body part of the object observed by a user move, is used such that a mirror nerve cell can be activated, image-observing concentration can be increased by inducing interest of the user, and the user can undergo active rehabilitation training.

Description

거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법Game-type rehabilitation system and control method combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells
본 발명은 재활 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rehabilitation system and a method of controlling the same, and to a game-type rehabilitation system and control method combining a functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology that maximizes the activation of mirror neurons.
일반적으로 운동 능력의 결손을 가지는 뇌질환 환자는, 마비된 근육을 자신의 의지로는 조절할 수 없는 경우가 대부분이며, 이러한 환자의 재활을 돕는 방법으로는 물리치료, 약물치료, 수술 등이 있다. 특히, 물리치료를 이용한 재활 훈련에 있어서, 환자의 의지에 의해 능동적으로 치료를 하는 경우가 재활 훈련의 효과가 높은 것으로 보고되었으나, 근육 마비로 인해 동작에 제한이 있는 환자들에게, 이러한 재활 훈련은 물리치료사에 의하여 수동적으로 이루어질 수밖에 없는 문제점이 있다.In general, a brain disease patient having a deficiency of exercise ability is not able to control the paralyzed muscles with his or her will, and the methods of assisting the rehabilitation of such patients include physical therapy, drug therapy, and surgery. In particular, in rehabilitation training using physical therapy, active treatment by the patient's will has been reported to have a high effect of rehabilitation training, but in patients who have limited movement due to muscle paralysis, such rehabilitation training There is a problem that can only be made manually by the physical therapist.
한편, 재활 훈련의 효과를 높이기 위하여, 환자의 거울신경세포의 자극을 이용하는 치료방법이 있다. 이는 물리치료사에 의한 수동적인 치료가 아닌, 환자가 특정한 대상을 주시하고 행동을 통하여 이루어지는 능동적인 재활 훈련이라는 점에서 의미가 있다. 거울신경세포는, 자신이 직접 경험한 것이 아니라 타인의 행동을 보기만 해도, 관찰자가 실제로 행동하는 것과 같이, 관찰자의 신체에서 동일한 반응을 일으키게 하는 세포를 의미한다. 이를 응용한 재활 훈련으로서, 환자의 거울신경세포를 활성화시키기 위하여, 특정 대상의 움직임이 포함된 비디오를 보여주는 방법이 있으며, 이러한 방법은, 뇌손상으로 인하여 자신의 의지로는 동작을 할 수 없는 환자에게, 타인의 행동을 보는 것만으로도 환자 자신이 스스로 행동하는 것처럼 환자의 신체 시스템에 영향을 미치게 된다.On the other hand, in order to increase the effect of rehabilitation training, there is a treatment method using the stimulation of the mirror nerve cells of the patient. This is meaningful because it is not passive treatment by a physiotherapist, but active rehabilitation training through a patient's attention to specific objects and actions. A mirror nerve cell is a cell that causes the same reaction in the observer's body as if the observer actually acted, not just experiencing it directly, but by seeing another person's behavior. As a rehabilitation training using this method, there is a method of showing a video including the movement of a specific subject in order to activate the patient's mirror nerve cells, this method, a patient who can not operate by his will due to brain injury For example, just watching someone else's actions affects the patient's physical system as if the patient himself was acting on his own.
또한, 최근에는 환자의 뇌파를 이용한 재활과 관련된 연구가 진행되고 있으며, 특히 BCI(Brain-Computer Interface)는 뇌파를 컴퓨터에 전달하는 장치를 의미하는 것으로서, 이러한 BCI 기술을 이용하여, 사람과 컴퓨터의 소통을 이용한 재활 시스템 분야의 개발이 활발해지고 있다.In recent years, researches related to rehabilitation using brain waves of patients have been conducted. In particular, the BCI (Brain-Computer Interface) refers to a device for transmitting EEG to a computer. Development of rehabilitation system using communication is getting active.
BCI 기법으로 소개되고 있는 SSVEP(Steady-State Visually Evoked Potentials)는, ‘정상상태시각유발전위’라고 하며, 이는 사용자가 깜빡이는 빛을 주시할 때 사용자의 뇌파에서 발생되는 것으로, 주시하는 빛의 깜빡임과 같은 주파수를 갖는 뇌파를 가리킨다. 즉, SSVEP를 이용한 BCI 기술은, 사용자가 특정 주파수로 깜빡거리는 빛을 보면, 사용자의 뇌 뒤쪽에서 SSVEP가 발생하게 되며, 사용자의 머리에 설치된 뇌파 측정 장치를 통하여 측정된 SSVEP가, 컴퓨터에 입력됨으로써, 뇌파를 컴퓨터에 전달할 수 있게 되는 것이다.SSVEP (Steady-State Visually Evoked Potentials), which is introduced as a BCI technique, is called the `` steady-state visual oil potential '', which is generated from the user's brain waves when the user watches the blinking light. Points to EEG with the same frequency. That is, in the BCI technology using SSVEP, when the user sees the light flickering at a specific frequency, SSVEP is generated at the back of the user's brain, and the SSVEP measured by the EEG measuring device installed in the user's head is input to the computer. In other words, brain waves can be transmitted to a computer.
도 1은 기존의 SSVEP를 이용한 시스템의 일예를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화면에서 특정 주파수를 깜빡이는 빛을 이용하여, 사용자의 뇌파에서 SSVEP를 검출하고, 검출된 뇌파를 컴퓨터에 전달하게 된다. 이 경우 깜빡이는 빛은 하나 이상일 수 있고, 각각 특정 주파수가 상이하여, 사용자의 뇌파에서 검출된 SSVEP의 주파수의 분석을 통하여, 사용자가 주시하는 빛이 무엇인지 알 수 있다. 각각의 깜빡이는 빛에는 미리 정하여진 신호가 있으며, 사용자가 주시하는 빛의 신호에 대응되는 장치를 원격으로 제어할 수 있는 시스템이다. 이러한 깜빡이는 빛을 이용하는 시스템은, 단지 깜빡이는 빛을 이용하는 것이므로, 사용자가 이에 흥미를 갖기 어렵고, 집중도가 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 SSVEP를 이용한 시스템과 관련된 선행기술로는, 공개특허 제10-2014-0075049호(발명의 명칭: 집중력 평가 방법 및 이를 적용하는 장치), 등록특허 제10-1431203호(발명의 명칭: 뇌파를 이용한 의도 인식용 두뇌 기계 인터페이스 장치 및 방법) 등이 있다.1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP. As shown in FIG. 1, SSVEP is detected from an EEG of a user using light blinking a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer. In this case, there may be one or more blinking lights, and each specific frequency is different, and through the analysis of the frequency of the SSVEP detected by the brainwave of the user, it is possible to know what light the user is looking at. Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches. Since the system using the blinking light is only using the blinking light, it is difficult for the user to be interested in it, and there is a problem of low concentration. As prior arts related to such a system using SSVEP, Korean Patent Application Publication No. 10-2014-0075049 (name of the invention: a method for evaluating concentration and a device applying the same), and Patent No. 10-1431203 (name of the invention: EEG) Brain machine interface device and method for intention recognition).
상기한 바와 같이, 종래의 SSVEP를 이용한 시스템은, 사용자가 흥미를 갖지 않게 되어, 집중도가 낮을 수밖에 없으므로, 사용자의 집중력을 높일 수 있는 해결책이 필요하며, 이에 더 하여, 기능성 전기 자극(Functional Electrical Stimulation)를 통해 재활 훈련의 효과를 높일 수 있는, 거울신경세포의 활성화 방법의 개발의 필요성이 높아지고 있다.As described above, the system using the conventional SSVEP is not interested in the user, the concentration must be low, there is a need for a solution that can increase the concentration of the user, in addition, functional electrical stimulation (Functional Electrical Stimulation) ), The necessity of developing a method of activating the mirror nerve cells that can increase the effectiveness of rehabilitation training is increasing.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 기존의 SSVEP를 이용한 시스템은 깜빡이는 빛을 이용하였던 것과는 달리, SSVEP의 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 표시하고, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이게 되는 게임영상을 통하여, 거울신경세포를 활성화시킬 수 있으며, 사용자의 흥미를 유도하여 영상을 주시하는 집중력을 높일 수 있고, 이와 동시에, 사용자의 능동적인 재활 훈련이 가능하도록 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods. Unlike the conventional SSVEP system, which uses flickering light, the body part of the object flickering at a specific frequency of the SSVEP is displayed. In addition, through the game image that the body part of the object that the user watches, the mirror nerve cell can be activated, and the user's attention can be increased to increase the concentration of the eye to watch the image, and at the same time, the user's active The object of the present invention is to provide a game-type rehabilitation system and control method that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror nerve cells, which enables rehabilitation training.
또한, 본 발명은, 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극(Functional Electrical Stimulation)을 주어 게임영상을 보는 것만으로도 재활 훈련이 가능하도록 할 수 있는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a functional electrical stimulation (Functional Electrical Stimulation) to the user's rehabilitation needs site and the functional electrical stimulation to maximize the activation of the mirror nerve cells, which can enable rehabilitation training only by watching the game image and It is an object of the present invention to provide a game-type rehabilitation system and a control method thereof incorporating brain-computer interface (BCI) technology.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성전기자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템은,In accordance with a feature of the present invention for achieving the above object, a game-type rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror neurons,
재활 시스템으로서,As a rehabilitation system,
게임영상을 표시하는 표시 장치;A display device for displaying a game image;
상기 표시 장치에 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치;An EEG acquisition device for acquiring an EEG of a user corresponding to a game image displayed on the display device;
상기 뇌파 획득 장치에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치;An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus;
상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 기능성 전기 자극을 사용자의 재활 필요 부위에 시행하는 전기 자극 장치; 및An electrical stimulation device for performing a functional electrical stimulation on a rehabilitation site of a user according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the EEG analysis device; And
상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 표시 장치에서 표시되는 게임영상과 상기 전기 자극 장치에서 시행되는 전기 자극을 제어하는 제어 장치를 포함하되,According to a result corresponding to the EEG analyzed by the EEG analysis device, and including a control device for controlling the electric stimulation performed in the game image and the electric stimulation device displayed on the display device,
상기 제어 장치는,The control device,
상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 제어할 수 있으며, 사용자가 상기 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 뇌파 획득 장치 및 뇌파 분석 장치를 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어할 수 있고, 상기 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주어 움직이도록 제어할 수 있으며,One or more body parts of the object displayed on the game image may be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body part of the object displayed on the game image, the brain wave acquisition device and the EEG analysis device may be controlled. According to the result corresponding to the brain waves acquired and analyzed through the control, the body part of the object displayed on the game image may be controlled to move in a preset manner, and the functional restimulation part of the user may be moved to give a functional electrical stimulation. Can be controlled,
사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.The configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
바람직하게는, 상기 표시 장치는,Preferably, the display device,
상기 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시하는 표시 장치일 수 있다.The display device may further include a guide content for the progress of the game image.
더 바람직하게는, 상기 표시 장치는,More preferably, the display device,
상기 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치를 포함할 수 있다.It may include a voice output device for outputting the voice content corresponding to the guide content.
바람직하게는, 상기 뇌파 분석 장치는,Preferably, the EEG analysis device,
사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함할 수 있다.It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
더 바람직하게는, 상기 뇌파검출부는,More preferably, the EEG detection unit,
사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다.SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to a specific body part of the object that the user selectively watches.
더 바람직하게는, 상기 뇌파분석부는,More preferably, the EEG analysis unit,
상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다.The frequency of the SSVEP detected by the EEG detector may be analyzed.
바람직하게는, 상기 전기 자극 장치는,Preferably, the electrical stimulation device,
상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 전기 자극의 강도 및 빈도 중 적어도 하나 이상이 조절된 전기 자극을 시행할 수 있다.According to a result corresponding to the EEG analyzed by the EEG analysis device, at least one or more of the intensity and frequency of the electric stimulation may be performed to control the electric stimulation.
바람직하게는, 상기 전기 자극 장치는,Preferably, the electrical stimulation device,
제어 신호 생성부에서 생성된 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부;A control signal receiver for receiving a control signal generated by the control signal generator;
상기 제어신호를 바탕으로 전기 자극 신호를 실시간으로 생성하는 자극 제어부; 및A stimulation controller configured to generate an electrical stimulation signal in real time based on the control signal; And
상기 자극 제어부로부터 상기 전기 자극 신호를 전달받아, 상기 전기 자극 신호에 따른 전기 신호를 환자의 재활 필요 부위에 인가하여 전기 자극을 시행하는 자극부를 포함할 수 있다.Receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit, it may include a stimulation unit for performing the electrical stimulation by applying the electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation needs of the patient.
더 바람직하게는, 상기 전기 자극 장치는,More preferably, the electrical stimulation device,
상기 자극부에서 환자의 재활 필요 부위에 인가하는 전기 신호의 평균 세기 정보를 입력하는 입력부를 더 포함할 수 있다.The stimulator may further include an input unit configured to input average intensity information of an electrical signal applied to a rehabilitation necessary portion of the patient.
더 바람직하게는,More preferably,
상기 자극부는 복수이며,The magnetic pole portion is a plurality,
상기 자극 제어부는, 상기 전기 자극의 패턴에 따라 상기 복수의 자극부로 출력되어야 할 전기 자극 신호를 상기 복수의 자극부 각각에 대하여 실시간으로 생성할 수 있다.The stimulus control unit may generate an electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation units in real time for each of the plurality of stimulation units according to the pattern of the electrical stimulation.
바람직하게는, 상기 전기 자극 장치는,Preferably, the electrical stimulation device,
신경 또는 신경과 근육이 만나는 곳에 부착되어, 전기 신호를 통해 운동신경과 감각신경 모두를 자극할 수 있다.Attached where nerves or nerves and muscles meet, electrical signals can stimulate both motor and sensory nerves.
바람직하게는, 상기 제어 장치는,Preferably, the control device,
뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하고, 사용자의 신체부위에 미리 설정된 방식으로 기능성 전기 자극을 주도록 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;A control signal generator configured to move a body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner, and generate a control signal to give a functional electric stimulus to the user's body part in a preset manner;
상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 표시 장치 제어부; 및A display device controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator; And
상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 사용자의 신체부위에 기능성 전기 자극을 주는 전기 자극 장치를 제어하는 전기 자극 장치 제어부를 포함할 수 있다.It may include an electrical stimulation device control unit for controlling the electrical stimulation device for providing a functional electrical stimulation to the body part of the user by using the control signal generated by the control signal generator.
바람직하게는, 상기 게임 방식의 재활 시스템은,Preferably, the game rehabilitation system,
객체의 하나 이상의 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는, 신체부위에 관계없이 동일한 주파수이거나, 신체부위마다 서로 다른 주파수일 수 있다.The specific frequency at which one or more body parts of the object blinks may be the same frequency regardless of body parts, or may be different frequencies for each body part.
바람직하게는, 상기 게임 방식의 재활 시스템은,Preferably, the game rehabilitation system,
신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함할 수 있다.The game image in which the body part moves in a preset manner may include a movement to help the user's rehabilitation.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성전기자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법은,In addition, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells,
재활 시스템의 제어방법으로서,As a control method of the rehabilitation system,
(1) 표시 장치가, 게임영상을 표시하는 단계;(1) displaying, by the display device, a game image;
(2) 뇌파 획득 장치가, 상기 단계 (1)에서 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계;(2) acquiring an EEG of the user corresponding to the game image displayed in the step (1) by the EEG obtaining apparatus;
(3) 뇌파 분석 장치가, 상기 단계 (2)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계; 및(3) the EEG analyzing apparatus, analyzing the EEG of the user obtained in the step (2); And
(4) 제어 장치가, 상기 단계 (3)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 전기 자극 장치에서 사용자의 재활 부위에 기능성 전기 자극을 주도록 하는 동시에 표시 장치에서 표시되는 게임영상을 제어하는 단계를 포함하되,(4) the control device controlling the game image displayed on the display device while causing the electrical stimulation device to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation site according to the result corresponding to the brain wave analyzed in step (3) Including,
상기 단계 (1)에서는,In step (1),
상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 상기 게임영상을 표시하고,Displaying the game image such that one or more body parts of an object displayed on the game image blink at a specific frequency,
상기 단계 (4)에서는,In step (4),
사용자가 상기 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 단계 (2) 및 단계 (3)을 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어하고, 상기 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주어 움직이도록 제어하며,When the user observes the corresponding body part of the object displayed on the game image, the corresponding body of the object displayed on the image according to the result corresponding to the brain wave acquired and analyzed through the steps (2) and (3) To control the area to move in a preset manner, to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs to control the movement,
사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.The configuration features the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells according to the movement of the body part of the object that the user selectively watches.
바람직하게는, 상기 뇌파 분석 장치는,Preferably, the EEG analysis device,
사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함할 수 있다.It may include an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
바람직하게는, 상기 전기 자극 장치는,Preferably, the electrical stimulation device,
제어 신호 생성부에서 생성된 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부;A control signal receiver for receiving a control signal generated by the control signal generator;
상기 제어신호를 바탕으로 전기 자극 신호를 실시간으로 생성하는 자극 제어부; 및A stimulation controller configured to generate an electrical stimulation signal in real time based on the control signal; And
상기 자극 제어부로부터 상기 전기 자극 신호를 전달받아, 상기 전기 자극 신호에 따른 전기 신호를 환자의 재활 필요 부위에 인가하여 전기 자극을 시행하는 자극부를 포함할 수 있다.Receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit, it may include a stimulation unit for performing the electrical stimulation by applying the electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation needs of the patient.
더 바람직하게는, 상기 전기 자극 장치는,More preferably, the electrical stimulation device,
상기 자극부에서 환자의 재활 필요 부위에 인가하는 전기 신호의 평균 세기 정보를 입력하는 입력부를 더 포함할 수 있다.The stimulator may further include an input unit configured to input average intensity information of an electrical signal applied to a rehabilitation necessary portion of the patient.
더 바람직하게는,More preferably,
상기 자극부는 복수이며,The magnetic pole portion is a plurality,
상기 자극 제어부는, 상기 전기 자극의 패턴에 따라 상기 복수의 자극부로 출력되어야 할 전기 자극 신호를 상기 복수의 자극부 각각에 대하여 실시간으로 생성할 수 있다.The stimulus control unit may generate an electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation units in real time for each of the plurality of stimulation units according to the pattern of the electrical stimulation.
바람직하게는, 상기 제어 장치는,Preferably, the control device,
뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하고, 사용자의 신체부위에 미리 설정된 방식으로 기능성 전기 자극을 주도록 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;A control signal generator configured to move a body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner, and generate a control signal to give a functional electric stimulus to the user's body part in a preset manner;
상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 표시 장치 제어부; 및A display device controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator; And
상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 사용자의 신체부위에 조절된 전기 자극을 주는 전기 자극 장치를 제어하는 전기 자극 장치 제어부를 포함할 수 있다.It may include an electrical stimulation device control unit for controlling the electrical stimulation device for providing an electrical stimulation to the body part of the user by using the control signal generated by the control signal generator.
본 발명에서 제안하고 있는 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법에 따르면, 기존의 SSVEP를 이용한 시스템은 깜빡이는 빛을 이용하였던 것과는 달리, SSVEP의 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 표시하고, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이게 되는 게임영상을 통하여, 거울신경세포를 활성화시킬 수 있으며, 사용자의 흥미를 유도하여 영상을 주시하는 집중력을 높일 수 있고, 이와 동시에, 사용자의 능동적인 재활 훈련이 가능하도록 할 수 있다.According to the game-based rehabilitation system and control method that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells proposed in the present invention, the conventional system using the SSVEP is blinking light Unlike using, the body part of the object flickering at a certain frequency of SSVEP is displayed, and the user's gaze can activate the mirror nerve cell through the game image where the body part of the object moves. It is possible to increase the concentration of attention to watch the image, and at the same time, it is possible to enable active rehabilitation training of the user.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극(Functional Electrical Stimulation)을 주어 게임영상을 보는 것만으로도 재활 훈련이 가능하도록 할 수 있다.In addition, according to the present invention, by providing a functional electrical stimulation (Functional Electrical Stimulation) to the user's rehabilitation needs site can be able to enable rehabilitation training just by watching the game image.
도 1은 기존의 SSVEP를 이용한 시스템의 일예를 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP.
도 2는 기존의 SSVEP를 이용한 시스템을 통하여 출력된 뇌파의 주파수 분석 결과를 도시하는 도면.2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a conventional system using SSVEP.
도 3은 타인의 동작을 관찰하는 관찰자의 뇌의 일정 영역이 활성화된 것을 나타내는 사진.Figure 3 is a photograph showing that a certain area of the brain of the observer observing the movement of others is activated.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 구성을 도시한 도면.4 is a diagram showing the configuration of a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면.FIG. 5 is a view illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. One drawing.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 주시하는 게임 영상의 객체의 신체부위가 움직이고 동시에 사용자의 신체부위에 기능성 전기 자극을 주는 모습을 도시한 도면.Figure 6 is a game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the user of the object of the game image to watch Figure showing the movement of the body parts and at the same time giving a functional electrical stimulation to the user's body parts.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 블럭도를 도시한 도면.7 is a block diagram of a game-based rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to one embodiment of the present invention. Figure shown.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 게임영상의 일부를 도시한 도면.FIG. 8 is a diagram illustrating a part of a game image in a game type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면.9 is a game-type rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to another embodiment of the present invention, the user rehabilitation training Figure shown.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 그 제어방법의 흐름도를 도시한 도면.FIG. 10 is a flowchart of a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. .
<부호의 설명><Description of the code>
10: 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템10: A game-based rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention
100: 표시 장치100: display device
110: 음성출력 장치110: audio output device
200: 뇌파 획득 장치200: EEG acquisition device
300: 뇌파 분석 장치300: EEG analysis device
310: 뇌파검출부310: brain wave detection unit
320: 뇌파분석부320: brain wave analysis unit
400: 전기 자극 장치400: electrical stimulation device
410: 제어신호 수신부410: control signal receiver
420: 자극 제어부420: stimulus control unit
430: 자극부430: stimulation unit
440: 입력부440: input unit
500: 제어 장치500: control unit
510: 제어신호 생성부510: control signal generation unit
520: 표시 장치 제어부520: display device controller
530: 전기 자극 장치 제어부530: electrical stimulation device control unit
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, in describing the preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same or similar reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. Include. In addition, "including" a certain component means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.
도 1은 기존의 SSVEP를 이용한 시스템의 일예를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 화면에서 특정 주파수로 깜빡이는 빛을 이용하여, 사용자의 뇌파에서 SSVEP를 검출하고, 검출된 뇌파를 컴퓨터에 전달하게 된다. 이 경우 깜빡이는 빛은 하나 이상일 수 있고, 각각 특정 주파수가 상이하여, 사용자의 뇌파에서 검출된 SSVEP의 주파수의 분석을 통하여, 사용자가 주시하는 빛이 무엇인지 알 수 있다. 각각의 깜빡이는 빛에는 미리 정하여진 신호가 있으며, 사용자가 주시하는 빛의 신호에 대응되는 장치를 원격으로 제어할 수 있는 시스템이다.1 is a diagram illustrating an example of a system using a conventional SSVEP. As shown in FIG. 1, SSVEP is detected from an EEG of a user by using light blinking at a specific frequency on a screen, and the detected EEG is transmitted to a computer. In this case, there may be one or more blinking lights, and each specific frequency is different, and through the analysis of the frequency of the SSVEP detected by the brainwave of the user, it is possible to know what light the user is looking at. Each blinking light has a predetermined signal, and the system can remotely control the device corresponding to the light signal that the user watches.
도 2는 기존의 SSVEP를 이용한 시스템을 통하여 출력된 뇌파의 주파수 분석결과를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 깜빡이는 빛을 주시하는 사용자의 뇌파에서는, 사용자가 주시한 깜빡이는 빛이 갖는 주파수와 동일한 주파수의 SSVEP가 검출될 수 있으며, 각각 해당 주파수에서 피크가 표시된 것을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency analysis result of brain waves output through a conventional system using SSVEP. As shown in FIG. 2, in the brainwaves of a user gazing at one or more blinking lights, SSVEP of the same frequency as that of the blinking light gazed by the user may be detected, and peaks are displayed at respective frequencies. You can check it.
도 3은 타인의 동작을 관찰하는 관찰자의 뇌의 일정 영역이 활성화된 것을 나타내는 사진이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 연구결과에서는, 관찰자가 이행적 동작과 흉내 내기 동작을 관찰할 때는, 같은 동작을 정적인 그림으로 관찰할 때와는 달리 뇌의 특정 영역에서 각기 다른 활성을 보였으며, 이는 관찰한 동작에 참여하는 효과기에 달려있다고 발표되었다. 이로부터, 동작 관찰을 통해 관찰자의 뇌의 일정 영역이 활성화되는 것을 확인할 수 있고, 활성화된 거울신경세포는 관찰된 동작을 관찰자가 실제로 실행하는데 관여하는 운동회로를 강화시킴으로써, 관찰자의 실질적인 운동이 없이도 재활 훈련을 할 수 있다는 것을 알 수 있다.3 is a photograph showing that a certain region of the brain of an observer observing the motion of another person is activated. As shown in FIG. 3, in the study results, when the observer observed the transitional motion and the mimicking motion, the observer showed different activities in specific regions of the brain, unlike when observing the same motion in a static picture. It is reported that this depends on the effector participating in the observed behavior. From this, motion observation can confirm that a certain region of the observer's brain is activated, and activated mirror neurons enhance the exercise circuits involved in the observer's actual execution of the observed movement, without the observer's actual movement. You can see that you can do rehabilitation training.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 구성을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)은, 재활 시스템으로서, 게임영상을 표시하는 표시 장치(100), 표시 장치(100)에 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치(200), 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치(300), 뇌파 분석 장치(300)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 기능성 전기 자극을 사용자의 재활 필요 부위에 시행하는 전기 자극 장치(400), 및 뇌파 분석 장치(300)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 표시 장치(100)에서 표시되는 게임영상과 전기 자극 장치(400)를 제어하는 제어 장치(500)를 포함하여 구성될 수 있다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어 장치(500)는, 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 제어할 수 있고, 사용자가 상기 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 주시할 경우, 뇌파 획득 장치(200) 및 뇌파 분석 장치(300)를 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 사용자의 재활 필요 부위에 미리 설정된 방식으로 기능성 전기 자극을 주어 움직이도록 제어할 수 있으며, 동시에 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어할 수 있어, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.4 is a diagram illustrating the configuration of a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells in accordance with one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to one embodiment of the present invention is a rehabilitation system. For example, the display device 100 for displaying a game image, the brain wave acquisition device 200 for acquiring the brain waves of the user corresponding to the game image displayed on the display device 100, the brain wave acquisition device 200 EEG analysis device 300 for analyzing brain waves, electrical stimulation device 400 for performing a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs area, and EEG analysis according to the results corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device 300 According to a result corresponding to the brain wave analyzed by the device 300, the control unit 500 may control the game image and the electrical stimulation device 400 displayed on the display device 100. In particular, the control device 500 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the game image One or more body parts of the object displayed on the can be controlled to blink at a specific frequency, when the user observes the corresponding body part of the object displayed on the game image, EEG acquisition device 200 and EEG analysis device 300 According to the result obtained according to the analysis and corresponding to the brain wave, it can be controlled to move by giving a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs site in a preset manner, and at the same time the corresponding body part of the object displayed on the game image in advance It can be controlled to move in a set way, so that the rehabilitation training using the activation of the user's mirror nerve cells It shall be.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에서는, 사용자가 게임영상을 표시하는 표시 장치(100)를 주시하면, 사용자의 머리에 부착된 뇌파 획득 장치(200)를 이용하여 게임영상에 표시되는, 객체의 신체부위의 깜빡이는 주파수와 동일한 주파수를 갖는 SSVEP를 획득하며, 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 SSVEP의 해당 주파수를 분석하고, 이렇게 분석된 주파수를 이용하여 제어 장치(500)의 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호에 따라 표시 장치 제어부(520)가 객체의 신체부위의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어하고, 동시에 전기 자극 장치 제어부(530)가 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 줌으로써, 개체의 특정 신체부위의 움직임을 이용하여 사용자의 거울신경세포를 활성화시키고 사용자의 특정 신체부위에 기능성 전기 자극을 주는 것과 동시에 사용자의 반응으로 진행되는 게임을 통하여, 사용자는 적극적인 자세로 재활 훈련을 할 수 있게 된다.In a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, a display device for displaying a game image by a user ( 100), using the EEG acquisition device 200 attached to the user's head to obtain the SSVEP having the same frequency as the blinking frequency of the body part of the object displayed on the game image, EEG analysis device 300 ) Analyzes the corresponding frequency of the SSVEP obtained by the EEG acquisition apparatus 200 and uses the analyzed frequency to display the controller according to the control signal generated by the control signal generator 510 of the control apparatus 500. 520 controls the display device 100 displaying the movement of the body part of the object, and at the same time the electrical stimulation device control unit 530 gives a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs area By using the movement of a specific body part of the object, the user activates the mirror nerve cells of the user, provides functional electrical stimulation to the specific body part of the user, and simultaneously plays a rehabilitation training in the active posture through the user's reaction. You can do it.
실시예에 따라서는, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, 게임과 관련된 콘텐츠로서, 사용자가 참여하는 방법 등의 내용을 포함하는 안내콘텐츠를 표시할 수 있으며, 안내콘텐츠에 해당되는 콘텐츠, 및 그 외의 다양한 콘텐츠에 대하여 음성으로 출력할 수 있는 음성출력 장치(110)를 포함할 수도 있다. 이하 도 5에서는 안내콘텐츠와 음성출력 장치(110)에 대하여 설명하도록 한다.According to an embodiment, the display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention Is a content related to a game, and may display guide content including contents such as a method in which a user participates, and a voice output device capable of outputting a voice corresponding to the guide content and various other contents. 110 may be included. Hereinafter, the guide content and the audio output device 110 will be described.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시할 수 있다. 안내콘텐츠는 이하 도 8에서 설명되는, 미리 지정된 움직임 모드와 대응되는 콘텐츠로 구성될 수 있다. 객체의 신체부위가 안내콘텐츠가 제시하는 움직임을 동작하게 하기 위하여, 사용자가 객체의 특정 신체부위를 주시하게 되면, 안내콘텐츠의 대응되는 미리 지정된 움직임 모드로, 객체의 신체부위가 움직이게 된다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, ‘칼을 휘두르고 싶으시면, 깜빡거리는 왼팔을 주시하시오’라는 안내콘텐츠를 표시 장치(100)에 표시함으로써, 사용자는 칼을 휘두르기 위하여, 필요한 움직임의 동작이 무엇인지를 알 수 있게 되며, 사용자는 객체의 왼팔을 움직이게 하기 위하여, 깜빡이고 있는 객체의 왼팔을 주시하게 될 것이다. 이 경우, 안내콘텐츠와 대응되는 미리 지정된 움직임은 ‘왼팔의 움직임, 및 칼을 휘두르는 움직임’이 될 수 있다. 물론, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 미리 지정된 움직임 모드와 대응되는 안내콘텐츠는 상기에 제시된 안내콘텐츠로만 한정되는 것은 아니다. 도 5에서는 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)을 펜싱 동작에 적용하여 설명하였으나, 이것으로 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 얼굴의 각 부위를 움직이는 동작에 적용하여 설명할 수도 있다. 즉, 게임영상 안에서 객체로서 얼굴 영상이 제공되고, 사용자가 얼굴 영상 내의 깜빡거리는 눈을 주시하면, 눈을 움직여 윙크하는 동작이 실시되는 형태의 게임영상이 제공될 수도 있다.FIG. 5 is a view illustrating a user performing rehabilitation training in a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. One drawing. As shown in FIG. 5, a display device of a game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to an embodiment of the present invention. 100 may further include guide content for the progress of the game image. The guide content may be composed of content corresponding to a predetermined movement mode, which will be described below with reference to FIG. 8. In order for the body part of the object to operate the movement suggested by the guide content, when the user looks at the specific body part of the object, the body part of the object moves in a corresponding predetermined movement mode of the guide content. For example, as shown in FIG. 5, by displaying the guide content on the display device 100, 'If you want to swing the knife, keep an eye on the blinking left arm', the user may move the necessary movement to swing the knife. You will know what it is, and the user will watch the left arm of the blinking object to move the left arm of the object. In this case, the predetermined movement corresponding to the guide content may be 'movement of the left arm and the movement of the sword.' Of course, in the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells, the guide content corresponding to the predetermined movement mode is the guide content presented above. It is not limited only to. In FIG. 5, the game-type rehabilitation system 10 combining the functional electrical stimulation and the brain-computer interface (BCI) technology maximizing the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention has been described in the fencing operation. It is not limited to this, for example, may be described by applying to the movement of each part of the face. That is, a face image is provided as an object in the game image, and when the user watches the blinking eye in the face image, a game image of a form in which a winking operation by moving the eyes is performed may be provided.
본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치(100)는, 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치(110)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 표시 장치(100)는 음성콘텐츠를 출력할 수 있는 음성출력 장치(110)로서 스피커를 포함할 수 있으며, 헤드셋을 연결할 수 있는 장치를 포함할 수도 있다. 물론, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 음성추력 장치(110)는 상기에 제시된 스피커, 헤드셋을 연결할 수 있는 장치로만 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에 따라서는, 음성출력 장치(110)는 표시 장치(100)와 별개로 구성되어질 수도 있다. 또한, 음성콘텐츠는 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠 뿐만 아니라, 게임진행에서 필요한 다양한 콘텐츠로 구성될 수 있다.The display device 100 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, corresponds to the guide content. It may include a voice output device 110 for outputting the voice content. According to an exemplary embodiment, the display device 100 may include a speaker as the voice output device 110 capable of outputting voice content, or may include a device capable of connecting a headset. Of course, in the game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells, the voice thrust device 110 is connected to the speaker, headset presented above The voice output device 110 may be configured separately from the display device 100 according to another embodiment. In addition, the voice content may be composed of not only the voice content corresponding to the guide content, but also various contents required for game progress.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파 획득 장치(200)는, 도 5에서 확인할 수 있듯이, 뇌파를 측정하는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 하나 이상의 전극을 사용자의 머리를 감싸는 형태의 장치로 구성할 수 있으며, 또는 모자에 전극을 결합시킴으로써, 모자 자체가 뇌파 획득 장치(200)가 될 수도 있다. 뿐만 아니라, 전극에는 전해질 젤을 발라서 사용할 수도 있는데, 이는 전해질 젤이 두피로부터 검출되는 뇌파를 전극에 잘 전달할 수 있도록 해주는 역할을 하기 때문이다. EEG acquisition device 200 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, As can be seen, it can include one or more electrodes for measuring brain waves. According to an embodiment, one or more electrodes may be configured as a device surrounding the user's head, or by coupling the electrodes to the hat, the hat itself may be the EEG acquisition device 200. In addition, the electrode can also be used by applying an electrolyte gel, since the electrolyte gel plays a role in delivering the EEG detected from the scalp to the electrode well.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 주시하는 게임 영상의 객체의 신체부위가 움직이고 동시에 사용자의 신체부위에 기능성 전기 자극을 주는 모습을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 블럭도를 도시한 도면이다. 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 뇌파 획득 장치(200)에서 획득된 뇌파는, 뇌파검출부(310)와 뇌파분석부(320)를 포함하는 뇌파 분석 장치(300)와 연결될 수 있다. 또한, 뇌파 분석 장치(300)는, 제어신호 생성부(510), 표시 장치 제어부(520) 와 전기 자극 장치 제어부(530)를 포함하여 구성되는 제어 장치(500)와 연결되어, 뇌파 분석 장치(300)에서 분석한 뇌파를 제어 장치(500)로 전달할 수 있으며, 제어 장치(500)는 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호를 이용하여, 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)와 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주는 전기 자극 장치(400)를 제어할 수 있다.Figure 6 is a game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the user of the object of the game image to watch FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a body part moves and at the same time gives a functional electric stimulus to a user's body part, and FIG. 7 is a function of maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. A block diagram of a game-based rehabilitation system that combines electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology. 6 and 7, in the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells, in the EEG acquisition apparatus 200 The obtained EEG may be connected to an EEG analyzing apparatus 300 including an EEG detecting unit 310 and an EEG analyzing unit 320. In addition, the EEG analysis device 300 is connected to the control device 500 including the control signal generation unit 510, the display device control unit 520, and the electrical stimulation device control unit 530. The brain wave analyzed in 300 may be transmitted to the control device 500, and the control device 500 displays the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator 510. And it can control the electrical stimulation device 400 to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs site.
도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파 분석 장치(300)는, 사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부(310), 및 뇌파검출부(310)에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부(320)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 6 and 7, EEG of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention The analysis device 300 may include an EEG detector 310 for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object, and an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector 310. 320 may be included.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파검출부(310)는, 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출할 수 있다. 사용자가 표시 장치(100)의 게임영상에 표시되는 객체에 대하여 특정 주파수로 깜빡이고 있는 신체부위를 주시할 경우, 해당 신체부위의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 뇌파가 사용자의 후두엽의 시각 피질에서 물리적으로 유도되는데, 뇌파검출부(310)에서는 깜빡이는 신체부위의 특정주파수와 동일한 주파수를 갖는 SSVEP를 사용자의 뇌파에서 검출할 수 있게 되는 것이다. EEG detection unit 310 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the user selectively SSVEP may be detected from the EEG signal of the user corresponding to the specific body part of the object to be observed. When the user observes a body part blinking at a specific frequency with respect to an object displayed on the game image of the display device 100, an EEG having the same frequency as that of the body part is physically in the visual cortex of the user's occipital lobe. Induced, the EEG detection unit 310 is able to detect the SSVEP having the same frequency as the specific frequency of the blinking body part in the EEG of the user.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 뇌파분석부(320)는, 뇌파검출부(310)에서 검출된, 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수를 갖는 SSVEP의 주파수를 분석할 수 있다. SSVEP의 주파수를 분석하는 것은, 표시 장치(100)에서 표시되는 깜빡이는 객체의 신체부위의 주파수와 동일한 주파수를 갖는 SSVEP가 사용자의 뇌파에서 검출되었는지 여부를 확인하기 위함이다. 해당 주파수를 갖는 SSVEP가 사용자의 뇌파에서 검출되면, 제어 장치(500)에서는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하게 된다. EEG analysis unit 320 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, EEG detection unit ( The frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected at 310, may be analyzed. The frequency of the SSVEP is analyzed to determine whether the SSVEP having the same frequency as the frequency of the body part of the blinking object displayed on the display device 100 is detected in the EEG of the user. When the SSVEP having the corresponding frequency is detected in the EEG of the user, the control device 500 generates a control signal for moving the corresponding body part of the object in a preset manner.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 전기 자극 장치(400)는, 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주는 역할을 할 수 있다. 기능성 전기 자극은 전기적 자극을 마비된 근육 또는 신경에 가하여 근육의 기능적인 움직임을 얻는 것을 의미한다. 기능적 전기 자극 치료는 중추신경계 손상에 따른 마비된 근육에 전기적인 자극을 주어 근육을 기능적으로 수축하게 하며, 또한 근육 경직을 감소시키고, 자극이 적용되는 동안 근육조절능력을 향상시키기 위해 사용되는 치료를 말한다. 실시예에 따라서는, 전기 자극 장치(400)는, 신경 또는 신경과 근육이 만나는 곳에 부착되어, 전기 신호를 통해 운동신경과 감각신경 모두를 자극할 수 있으며, 기능성 전기 자극은 운동 능력의 결손을 가지는 뇌질환 환자의 재활을 돕기 위하여, 전기적 자극을 마비된 근육 또는 신경에 가할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 전기 자극 장치(400)는, 전기 자극 장치 제어부(530)에 의해 제어될 수 있다. Electrical stimulation device 400 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the user's rehabilitation It can serve to provide functional electrical stimulation to the area of need. Functional electrical stimulation means applying electrical stimulation to the paralyzed muscles or nerves to obtain functional movement of the muscles. Functional electrical stimulation treatments provide electrical stimulation to paralyzed muscles caused by central nervous system damage, resulting in functional contraction of the muscles, as well as reducing muscle stiffness and improving muscle control while stimulation is applied. Say. In some embodiments, the electrical stimulation device 400 may be attached to a place where nerves or nerves and muscles meet to stimulate both motor and sensory nerves through electrical signals, and functional electric stimulation may cause a deficiency of motor ability. The eggplant may apply electrical stimulation to the paralyzed muscles or nerves to assist the rehabilitation of the brain disease patient. Electrical stimulation device 400 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the electrical stimulation device It may be controlled by the controller 530.
전기 자극 장치(400)는, 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 전기 자극의 강도 및 빈도 중 적어도 하나 이상이 조절된 전기 자극을 시행할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 선별적으로 주시하는 객체가 빠르게 움직이면 전기 자극의 빈도를 높게 하거나, 사용자가 선별적으로 주시하는 객체가 크게 움직이면 전기 자극의 강도를 높게 하는 등으로, 전기 자극을 조절할 수 있다.The electrical stimulation device 400 may perform electrical stimulation in which at least one or more of the intensity and frequency of the electrical stimulation are adjusted according to the result corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device. For example, the electrical stimulation may be adjusted by increasing the frequency of the electrical stimulation when the object that the user selectively watches moves rapidly, or increasing the intensity of the electrical stimulation when the object that the user selectively watches largely moves. .
전기 자극 장치(400)는, 제어 신호 생성부에서 생성된 제어신호를 전기 자극 장치 제어부(530)로부터 수신하는 제어신호 수신부(410), 상기 제어신호를 바탕으로 전기 자극 신호를 실시간으로 생성하는 자극 제어부(420), 및 상기 자극 제어부로부터 상기 전기 자극 신호를 전달받아, 상기 전기 자극 신호에 따른 전기 신호를 환자의 재활 필요 부위에 인가하여 전기 자극을 시행하는 자극부(430)를 포함하여 구성될 수 있으며, 입력부(440)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The electrical stimulation device 400 includes a control signal receiver 410 for receiving a control signal generated by the control signal generator from the electrical stimulation device controller 530 and a stimulus for generating an electrical stimulation signal in real time based on the control signal. The control unit 420 and the stimulation unit 430 for receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit, applying an electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation needs of the patient to perform electrical stimulation It may be configured to further include an input unit 440.
제어신호 수신부(410)는, 제어 신호 생성부에서 생성된 제어신호를 전기 자극 장치 제어부로부터 수신할 수 있다. 제어신호 수신부는 수신한 제어신호를 자극 제어부(420)에 전달할 수 있다.The control signal receiver 410 may receive a control signal generated by the control signal generator from the electrical stimulation device controller. The control signal receiver may transmit the received control signal to the stimulus controller 420.
자극 제어부(420)는, 수신한 제어신호를 바탕으로 전기 자극 신호를 실시간으로 생성할 수 있다. 즉, 자극 제어부(420)는 이하에서 설명할 자극부(430)를 제어하는 구성으로서, 제어신호를 바탕으로 환자의 재활 필요 부위에 전기 자극이 시행되도록 자극부(430)를 제어하는 전기 자극 신호를 실시간으로 생성할 수 있다.The stimulus controller 420 may generate an electrical stimulus signal in real time based on the received control signal. That is, the stimulation control unit 420 is configured to control the stimulation unit 430 to be described below, based on the control signal electrical stimulation signal for controlling the stimulation unit 430 so that the electrical stimulation is performed on the site of the patient needs rehabilitation Can be generated in real time.
한편, 자극 제어부(420)는, 전기 자극의 패턴에 따라 복수의 자극부로 출력되어야 할 전기 자극 신호를 사용자의 재활 필요 부위에 인가하여 전기 자극을 시행할 수 있다. 자극부(430)는 사용자의 재활 필요 부위에 전기 신호를 인가하여 자극을 줄 수 있는 구성으로서, 전류를 인가할 수 있는 전극을 사용자의 재활 필요 부위에 부착하여 전기 자극을 시행할 수 있다. 이때, 자극부(430)는, 사용자의 재활 필요 부위에 부착된 구성으로서, 복수 개로 구성될 수 있다. 따라서 전기 자극 패턴에 따라서는, 각 자극부(430)에서 사용자의 재활 필요 부위에 인가되는 전기 자극의 강도 또는 빈도가 서로 상이할 수도 있다.On the other hand, the stimulation control unit 420 may apply the electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation unit in accordance with the pattern of the electrical stimulation to the user's rehabilitation necessary area to perform the electrical stimulation. The stimulation unit 430 may be configured to apply an electrical signal to a user's rehabilitation necessary area to stimulate the user, and may attach an electrode to which a current is applied to the user's rehabilitation necessary area to perform electrical stimulation. At this time, the stimulation unit 430, as a configuration attached to the rehabilitation site of the user, may be composed of a plurality. Therefore, depending on the electrical stimulation pattern, the strength or frequency of the electrical stimulation applied to the rehabilitation needs of the user in each stimulation unit 430 may be different from each other.
입력부(440)는, 자극부(430)에서 사용자의 재활 필요 부위에 인가하는 전기 신호의 평균 세기 정보를 입력할 수 있다. 사용자의 상태에 따라서는, 전기 신호의 평균 세기나 최대 세기 등에 제한을 두어야 할 수도 있다. 따라서 입력부에서 평균 세기 정보를 입력받아 자극 제어부에 전달함으로써, 자극 제어부가 자극부를 제어하여 적절한 강도의 전기 자극이 사용자에게 시행되도록 할 수 있다. 입력부는 버튼, 바, 터치스크린 등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 평균 세기 정보, 최대 세기 정보, 최소 세기 정보 등 전기 신호의 세기 정보를 입력받을 수 있다면 다양한 형태로 구현될 수 있다.The input unit 440 may input average intensity information of an electrical signal applied to the rehabilitation necessary portion of the user by the stimulator 430. Depending on the user's condition, it may be necessary to limit the average intensity or maximum intensity of the electrical signal. Accordingly, by receiving the average intensity information from the input unit and transmitting the average intensity information to the stimulus control unit, the stimulus control unit can control the stimulation unit so that the electric stimulation of appropriate intensity can be performed to the user. The input unit may be implemented in various ways such as a button, a bar, and a touch screen, and may be implemented in various forms as long as the input unit can receive intensity information of an electric signal such as average intensity information, maximum intensity information, and minimum intensity information.
본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성전기자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어 장치(500)는, 제어신호 생성부(510), 표시 장치 제어부(520), 및 전기 자극 장치 제어부(530)로 구성될 수 있는데, 이에 대해서는, 이하에서 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Control device of a game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention The control unit 500 may include the control signal generator 510, the display device controller 520, and the electrical stimulation device controller 530, which will be described in detail below with reference to FIG. 8.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 게임영상의 일부를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 제어 장치(500)는, 뇌파분석부(320)가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부(510), 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호를 이용하여 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어하는 표시 장치 제어부(520) 및 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호를 이용하여 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주는 전기 자극 장치(400)를 제어하는 전기 자극 장치 제어부(530)를 포함할 수 있다. 즉 제어 장치(500)는 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호를 표시 장치 제어부(520) 및 전기 자극 장치 제어부(530)로 전송하도록 하여, 제어 신호를 전송받은 표시 장치 제어부(520)가 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어할 수 있게 하고, 제어 신호를 전송받은 전기 자극 장치 제어부(530)가 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주는 전기 자극 장치(400)를 제어할 수 있다.8 is a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to an embodiment of the present invention. The figure shows a part of the game image. As shown in FIG. 8, a control device of a game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror neurons according to an embodiment of the present invention. 500 is a control signal generator 510 for generating a control signal for moving a body part of an object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer 320 in a preset manner, and a control signal generator ( Rehabilitation of the user is required by using the control signal generated by the display device controller 520 and the control signal generator 510 that control the display device 100 displaying the movement of the object using the control signal generated by the 510. It may include an electrical stimulation device control unit 530 for controlling the electrical stimulation device 400 for giving a functional electrical stimulation to the site. That is, the control device 500 transmits the control signal generated by the control signal generator 510 to the display device controller 520 and the electrical stimulation device controller 530, thereby receiving the control signal. Allows the user to control the display device 100 displaying the movement of the object, and the electric stimulation device controller 530 that receives the control signal provides the electric stimulation device 400 that provides a functional electric stimulation to the user's rehabilitation necessary area. Can be controlled.
실시예에 따라서는, 사용자가 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 주시하여 발생된, 동일한 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 신호로서, 게임영상을 제어할 수 있는 제어신호는 사용자에 의하여 미리 지정된 객체의 움직임 모드를 포함할 수 있다. 움직임 모드란, 사용자가 게임영상을 진행하기 위하여 필요한 객체의 움직임과 관련된 콘텐츠로서, 객체의 특정 신체부위가 움직이는 구성을 포함할 수 있다. 즉, 움직임 모드란, 사용자가 객체의 깜빡이는 신체부위를 주시하는 경우, 사용자가 주시한 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하는 제어신호를 의미한다.According to an exemplary embodiment, a signal corresponding to an SSVEP having the same frequency generated by a user watching a body part of an object blinking at a specific frequency, and a control signal for controlling a game image is an object previously designated by a user. It may include the movement mode of. The movement mode is content related to the movement of an object necessary for the user to play a game image and may include a configuration in which a specific body part of the object moves. That is, the movement mode refers to a control signal for moving the corresponding body part observed by the user in a preset manner when the user watches the blinking body part of the object.
예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 해당 게임화면에서 게임영상의 다음 단계로 이동하기 위하여 필요한 객체의 움직임은 오른쪽 길로 걸어가는 것이며, 게임화면에서 제시된 안내콘텐츠는, ‘오른쪽 길로 가려면 오른팔을 올렸다가 내리시오’이므로, 사용자는 객체의 오른팔을 올렸다가 내려야 한다. 게임의 진행을 위하여, 사용자가 게임화면에서 40㎐로 깜빡이고 있는 객체의 오른팔을 주시하게 되면, 사용자의 뇌파에서는 객체의 오른팔과 동일한 주파수인 40㎐의 SSVEP가 검출, 분석되고, 제어신호 생성부(510)에서는 제어신호를 생성하게 된다. 이 경우, 미리 지정된 움직임 모드는, 객체의 오른팔이 올렸다가 내리는 움직임, 및 객체가 오른쪽 길로 걸어가는 움직임 등이 될 수 있다. 물론, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 제어신호는 상기에 제시된 제어신호로만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)의 표시 장치 제어부(520)는, 상기와 같이 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호에 따라 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어하여 게임이 진행되도록 제어할 수 있고, 전기 자극 장치 제어부(530)는, 상기와 같이 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호에 따라 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주는 전기 자극 장치(400)를 제어할 수 있다.For example, as shown in Figure 8, the movement of the object required to move to the next step of the game image on the game screen is walking on the right road, the guide content presented on the game screen, 'to move the right arm to go to the right road Raise and lower ', so the user must raise and lower the right arm of the object. In order to proceed with the game, when the user looks at the right arm of the object flashing at 40 kHz on the game screen, the user's brain wave detects and analyzes the SSVEP of 40 kHz, which is the same frequency as the right arm of the object, and the control signal generator In 510, a control signal is generated. In this case, the predetermined movement mode may be a movement in which the right arm of the object moves up and down, a movement in which the object walks on the right road, and the like. Of course, in a game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation that maximizes the activation of mirror neurons and brain-computer interface (BCI) technology, the control signal corresponding to SSVEP having a specific frequency is limited only to the control signal presented above. It doesn't happen. In addition, the display device controller 520 of the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, As described above, the game device may be controlled by controlling the display device 100 displaying the movement of the object according to the control signal generated by the control signal generator 510, and the electrical stimulation device controller 530 may be configured as described above. As described above, the electrical stimulation device 400 that provides a functional electrical stimulation to a rehabilitation necessary portion of the user according to the control signal generated by the control signal generator 510 may be controlled.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 신체부위의 움직임은 손, 발 , 머리, 팔, 다리 등을 포함하며 심체의 일부를 움직이는 구성일 수 있으며, 그 외에도 허리를 굽히는 동작, 다리를 꼬는 동작 등을 포함할 수도 있다. 이러한 동작은, 사용자가 표시 장치(100)에 표시되는 객체의 깜빡이는 신체부위를 주시함으로써, 객체의 해당 신체부위가 움직이도록 하여, 사용자의 거울신경세포를 활성화시키기 위함이다. 물론, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 미리 설정된 방식으로 움직이는 영상의 움직임은 상기에 제시된 움직임으로만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 객체의 다리부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 것을 신체부위의 움직임으로 할 수 있으며, 사용자는 객체의 다리부위의 깜빡거림을 주시하여, 객체의 다리가 움직이도록 할 수 있고, 이러한 객체의 다리부위의 움직임을 주시하는 것을 통하여 거울신경세포의 활성화를 통한 다리부위의 재활의 효과를 얻을 수가 있다.In the game-type rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the body part is a game moving in a predetermined manner The image may include movements that help rehabilitation of the user. According to an embodiment, the movement of the body part may include a hand, a foot, a head, an arm, a leg, and the like, and may move a part of the core. In addition, the movement of the body part may include bending a waist, twisting a leg, and the like. have. This operation is for activating the user's mirror nerve cell by moving the corresponding body part of the object by watching the blinking body part of the object displayed on the display device 100. Of course, in a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation that maximizes the activation of mirror neurons and brain-computer interface (BCI) technology, the movement of the image moving in a predetermined manner is only the movements presented above. It is not limited. For example, the movement of the leg part of the object may be a movement of the body part in a predetermined manner, and the user may watch the flicker of the leg part of the object to allow the leg of the object to move, By monitoring the movement of the leg area can be obtained the effect of rehabilitation of the leg area through the activation of the mirror nerve cells.
본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템(10)에 있어서, 객체의 하나 이상의 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는, 신체부위와 관계없이 동일한 주파수이건, 신체부위마다 서로 다른 주파수일 수 있다. 객체에서 움직임이 가능한 신체부위로서, 예를 들어 손, 발, 목, 팔, 다리, 허리 등이 깜빡거리는 주파수가 동일한 경우는, 신체부위마다 서로 다른 주파수인 경우에 비하여 본 발명의 하드웨어를 구성함에 있어서 편리하다는 장점이 있다. 한편, 바람직한 것은 각각의 신체부위마다 다른 주파수로 깜빡이는 것인데, 이는 각각의 상이한 신체부위마다 상이한 주파수가 설정되어 있으므로, 사용자의 뇌파에서 검출되는 특정 주파수의 SSVEP만 판단하면 사용자가 주시하는 신체부위가 어느 부위에 해당하는지를 용이하게 판단할 수 있기 때문이다. 실시예에 따라서는, 객체의 팔, 다리 등 신체부위가 모두 30㎐로 깜빡일 수 있으며, 객체의 팔은 35㎐, 다리는 40㎐로 신체부위 별로 다른 주파수로 깜빡일 수도 있고, 객체의 오른팔과 관련된 A동작은 30㎐, 객체의 오른팔과 관련된 B동작은 40㎐로, 같은 신체부위라 하더라도 관련된 동작이나 상황에 따라 각각 다른 주파수로 깜빡일 수도 있을 것이다. 또한, 동일한 신체부위인 경우에도, 표시 장치(100)에 표시되는 첫 번째 장면과, 두 번째 장면에서 각각 다른 주파수를 갖는 경우도 있을 수 있다.In a game-based rehabilitation system 10 that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of mirror nerve cells in accordance with one embodiment of the present invention, one or more body parts of the object flicker. The specific frequency may be the same frequency regardless of the body part, or may be a different frequency for each body part. In the case of a body part capable of moving in an object, for example, when the frequency of flickering of the hand, foot, neck, arm, leg, waist, etc. is the same, the hardware of the present invention is constructed as compared to the case where the body parts have different frequencies. It has the advantage of being convenient. On the other hand, it is preferable that each body part blinks at a different frequency. Since different frequencies are set for each different body part, the body part that the user watches is determined by judging only the SSVEP of a specific frequency detected by the user's brain waves. This is because it can be easily determined to which part. According to an embodiment, the body parts such as the arms and legs of the object may all blink at 30 Hz, the arm of the object may be flickered at different frequencies according to the body region at 35 Hz, and the legs at 40 Hz. The motion of A related to 30㎐ and the motion of B related to the right arm of the object is 40㎐, even though the same body part may be flickered at different frequencies depending on the related motion or situation. In the case of the same body part, there may be a case where the first scene displayed on the display device 100 and the second scene have different frequencies.
실시예에 따라서는, 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는 7㎐~20㎐의 주파수 영역을 이용할 수 있으나, 일반적으로 7㎐~20㎐의 주파수 영역의 경우에는 사용자가 깜빡임을 인식할 수 있기 때문에, 사용자가 눈의 피로감을 쉽게 느끼게 되므로, 사용자가 깜빡임을 인식할 수 없는 30㎐ 이상의 주파수를 사용하여 사용자의 눈의 피로감을 줄일 수도 있다.According to an embodiment, the specific frequency at which the body part blinks may use a frequency range of 7 Hz to 20 Hz, but in general, in the frequency region of 7 Hz to 20 Hz, the user may recognize the blinking. Since the user may easily feel eye fatigue, the user may reduce eye fatigue by using a frequency of 30 Hz or more that the user cannot recognize blinking.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 사용자가 재활 훈련을 하는 모습을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성전기자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 표시 장치(100)에 표시되는 객체는 하나 이상일 수 있으며, 한명 이상의 사용자가 함께 게임을 진행하며 재활 훈련을 할 수도 있다.9 is a game-type rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells according to another embodiment of the present invention, the user rehabilitation training Figure is shown. As shown in FIG. 9, a display device 100 of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology for maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. There may be more than one object displayed, and one or more users may play games together and rehabilitation.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템에 있어서, 그 제어방법의 흐름도를 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법은, 표시 장치(100)가, 게임영상을 표시하는 단계(S100), 뇌파 획득 장치가, 단계 S100에서 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계(S200), 뇌파 분석 장치가, 단계 S200에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계(S300), 및 제어 장치가, 단계 S300에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 전기 자극 장치에서 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주도록 하는 동시에 표시 장치에서 표시되는 게임영상을 제어하는 단계(S400)를 포함할 수 있다. 즉, 단계 S100에서는 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 게임영상을 표시하고, 단계 S400에서는 사용자가 해당 신체부위를 주시할 경우, 단계 S200 및 단계 S300을 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 전기 자극 장치에서 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주도록 할 수 있고 표시 장치에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어하여, 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 극대화 시켜 재활 훈련을 하는 것을 도울 수 있다.FIG. 10 is a flowchart of a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention. to be. As shown in FIG. 10, a control method of a game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology maximizing activation of mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention is a display device. In step S100, displaying the game image, the brain wave obtaining apparatus acquires the brain wave of the user corresponding to the game image displayed in step S100 (S200), and the brain wave analyzing apparatus is obtained in step S200. Analyzing the brain waves of the user (S300), and the control device causes the electrical stimulation device to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation necessary area at the same time as the result corresponding to the brain waves analyzed in step S300; And controlling the displayed game image (S400). That is, in step S100, the game image is displayed such that at least one body part of the object displayed on the game image blinks at a specific frequency, and in step S400, when the user watches the body part, it is obtained through steps S200 and S300. According to the result corresponding to the analyzed EEG, the electrical stimulation device can give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs area, and control the body part of the object displayed on the display device to move in a preset manner. In response to the movement of the body part of the object to be selectively monitored, the activation of the user's mirror nerve cells can be maximized to help rehabilitation training.
실시예에 따라서는, 단계 S300은, 뇌파검출부(310)가 사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서 SSVEP를 검출하는 단계, 및 뇌파분석부(320)가 뇌파검출부(310)에서 검출된, 사용자에 의하여 선별된 특정 주파수를 갖는 SSVEP의 주파수를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 단계 S400은, 제어신호 생성부(510)가 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 제어신호를 생성하는 단계, 및 전기 자극 장치 제어부(530)가 제어신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호를 이용하여 사용자의 신체부위에 기능성 전기 자극을 주도록 하는 동시에 표시 장치 제어부(520)가 제어 신호 생성부(510)에서 생성된 제어신호를 이용하여 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치(100)를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, step S300, the EEG detection unit 310 detects the SSVEP from the EEG signal of the user corresponding to the specific body part of the object that the user selectively monitors, and the EEG analysis unit 320 The method may further include analyzing a frequency of the SSVEP having a specific frequency selected by the user, detected by the EEG detector 310. In operation S400, the control signal generator 510 generates a control signal corresponding to the SSVEP having a specific frequency, and the electrical stimulation device controller 530 generates the control signal generated by the control signal generator 510. By using the control to generate a functional electrical stimulation to the user's body part using the control unit 520 controls the display device 100 to display the movement of the object using the control signal generated by the control signal generator 510 It may further comprise the step.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법은, 기존의 SSVEP를 이용한 시스템은 깜빡이는 빛을 이용하였던 것과는 달리, SSVEP의 특정 주파수로 깜빡이는 객체의 신체부위를 표시하고, 사용자가 주시하는 객체의 신체부위가 움직이게 되는 게임영상을 통하여, 거울신경세포를 활성화시킬 수 있으며, 사용자의 흥미를 유도하여 영상을 주시하는 집중력을 높일 수 있고, 이와 동시에, 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극(Functional Electrical Stimulation)을 주어 게임영상을 보는 것만으로도 재활 훈련이 가능하도록 할 수 있다.As described above, the game-type rehabilitation system and control method combining the functional electrical stimulation and the brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cells according to an embodiment of the present invention, the control method of the existing SSVEP Unlike the flashing light system, the system displays the body part of the blinking object at a certain frequency of SSVEP and activates the mirror nerve cell through the game image in which the body part of the object that the user watches is moved. In addition, it is possible to increase the concentration of attention to the image by inducing the interest of the user, and at the same time, by providing the functional electrical stimulation (Functional Electrical Stimulation) to the user's need for rehabilitation so that rehabilitation training can be done just by watching the game image. Can be.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above may be variously modified or applied by those skilled in the art, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.

Claims (20)

  1. 재활 시스템으로서,As a rehabilitation system,
    게임영상을 표시하는 표시 장치;A display device for displaying a game image;
    상기 표시 장치에 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 뇌파 획득 장치;An EEG acquisition device for acquiring an EEG of a user corresponding to a game image displayed on the display device;
    상기 뇌파 획득 장치에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 뇌파 분석 장치;An EEG analyzer for analyzing EEG of the user acquired by the EEG acquisition apparatus;
    상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 기능성 전기 자극을 사용자의 재활 필요 부위에 시행하는 전기 자극 장치; 및An electrical stimulation device for performing a functional electrical stimulation on a rehabilitation site of a user according to a result corresponding to the brain wave analyzed by the EEG analysis device; And
    상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 표시 장치에서 표시되는 게임영상과 상기 전기 자극 장치에서 시행되는 전기 자극을 제어하는 제어 장치를 포함하되,According to a result corresponding to the EEG analyzed by the EEG analysis device, and including a control device for controlling the electric stimulation performed in the game image and the electric stimulation device displayed on the display device,
    상기 제어 장치는,The control device,
    상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 제어할 수 있으며, 사용자가 상기 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 뇌파 획득 장치 및 뇌파 분석 장치를 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 상기 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어할 수 있고, 상기 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주어 움직이도록 제어할 수 있으며,One or more body parts of the object displayed on the game image may be controlled to blink at a specific frequency, and when the user observes the corresponding body part of the object displayed on the game image, the brain wave acquisition device and the EEG analysis device may be controlled. According to the result corresponding to the brain waves acquired and analyzed through the control, the body part of the object displayed on the game image may be controlled to move in a preset manner, and the functional restimulation part of the user may be moved to give a functional electrical stimulation. Can be controlled,
    사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.Functional electrical stimulation and brain-computer maximizing the activation of the mirror nerve cells, characterized in that the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user according to the movement of the body parts of the object that the user selectively watches. Gaming rehabilitation system that combines interface (BCI) technology.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 1, wherein the display device comprises:
    상기 게임영상의 진행을 위한 안내콘텐츠를 더 포함하여 표시하는 표시 장치인 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.A game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology that maximizes the activation of mirror nerve cells, characterized in that the display device further comprises a display device for displaying the progression of the game image. .
  3. 제2항에 있어서, 상기 표시 장치는,The display device of claim 2, wherein the display device comprises:
    상기 안내콘텐츠에 해당되는 음성콘텐츠를 출력하는 음성출력 장치를 포함 하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.And a voice output device for outputting voice content corresponding to the guide content. A game-type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells.
  4. 제1항에 있어서, 상기 뇌파 분석 장치는,According to claim 1, The EEG analysis device,
    사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
    상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.Game brain rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize the activation of the mirror nerve cell, characterized in that it comprises an EEG analyzer for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detector.
  5. 제4항에 있어서, 상기 뇌파검출부는,The method of claim 4, wherein the EEG detection unit,
    사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 특정 신체부위에 대응되는 사용자의 뇌파 신호에서, SSVEP를 검출하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.Functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology that maximizes the activation of mirror neurons, characterized in that SSVEP is detected in a user's EEG signal corresponding to a specific body part of an object that the user selectively watches. A game-based rehabilitation system that combines.
  6. 제4항에 있어서, 상기 뇌파분석부는,The method of claim 4, wherein the EEG analysis unit,
    상기 뇌파검출부에서 검출된 SSVEP의 주파수를 분석하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.A game type rehabilitation system combining functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology to maximize activation of mirror nerve cells, characterized in that the frequency of the SSVEP detected by the EEG detector.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전기 자극 장치는,According to claim 1, The electrical stimulation device,
    상기 뇌파 분석 장치에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 전기 자극의 강도 및 빈도 중 적어도 하나 이상이 조절된 전기 자극을 시행하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.According to the results corresponding to the brain waves analyzed by the EEG analysis device, characterized in that to perform at least one or more of the intensity and frequency of the electrical stimulation controlled electrical stimulation, functional electrical stimulation to maximize the activation of the mirror nerve cells and Gaming rehabilitation system that combines brain-computer interface (BCI) technology.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전기 자극 장치는,According to claim 1, The electrical stimulation device,
    제어 신호 생성부에서 생성된 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부;A control signal receiver for receiving a control signal generated by the control signal generator;
    상기 제어신호를 바탕으로 전기 자극 신호를 실시간으로 생성하는 자극 제어부; 및A stimulation controller configured to generate an electrical stimulation signal in real time based on the control signal; And
    상기 자극 제어부로부터 상기 전기 자극 신호를 전달받아, 상기 전기 자극 신호에 따른 전기 신호를 환자의 재활 필요 부위에 인가하여 전기 자극을 시행하는 자극부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.Receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit, and applying an electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation necessary portion of the patient comprising a stimulator for performing electrical stimulation, maximizing the activation of the mirror nerve cells A game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation with brain-computer interface (BCI) technology.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전기 자극 장치는,The method of claim 8, wherein the electrical stimulation device,
    상기 자극부에서 환자의 재활 필요 부위에 인가하는 전기 신호의 평균 세기 정보를 입력하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.A functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) for maximizing the activation of mirror nerve cells, further comprising an input unit for inputting the average intensity information of the electrical signal applied to the rehabilitation needs of the patient in the stimulation unit A game-based rehabilitation system that combines technology.
  10. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 자극부는 복수이며,The magnetic pole portion is a plurality,
    상기 자극 제어부는, 상기 전기 자극의 패턴에 따라 상기 복수의 자극부로 출력되어야 할 전기 자극 신호를 상기 복수의 자극부 각각에 대하여 실시간으로 생성하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.The stimulation control unit is characterized in that to generate an electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation unit in real time for each of the plurality of stimulation unit in accordance with the pattern of the electrical stimulation, functionality to maximize the activation of the mirror nerve cells Gaming rehabilitation system that combines electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전기 자극 장치는,According to claim 1, The electrical stimulation device,
    신경 또는 신경과 근육이 만나는 곳에 부착되어, 전기 신호를 통해 운동신경과 감각신경 모두를 자극하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.A functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology that maximizes the activation of mirror nerve cells, which is attached to where nerves or nerves and muscles meet and stimulates both motor and sensory nerves through electrical signals. Combined game rehabilitation system.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,The method of claim 1, wherein the control device,
    뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하고, 사용자의 신체부위에 미리 설정된 방식으로 기능성 전기 자극을 주도록 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;A control signal generator configured to move a body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner, and generate a control signal to give a functional electric stimulus to the user's body part in a preset manner;
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 표시 장치 제어부; 및A display device controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator; And
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 사용자의 신체부위에 기능성 전기 자극을 주는 전기 자극 장치를 제어하는 전기 자극 장치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.And an electrical stimulation device control unit for controlling an electrical stimulation device to give a functional electrical stimulation to the body part of the user by using the control signal generated by the control signal generation unit. A game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation with brain-computer interface (BCI) technology.
  13. 제1항에 있어서, 상기 게임 방식의 재활 시스템은,According to claim 1, The game system rehabilitation system,
    객체의 하나 이상의 신체부위가 깜빡이는 특정 주파수는, 신체부위에 관계없이 동일한 주파수이거나, 신체부위마다 서로 다른 주파수인 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.The specific frequency at which one or more body parts of an object blinks is the same frequency, regardless of body parts, or different frequencies for each body part. Functional electrical stimulation and brain-computer interface to maximize activation of mirror nerve cells. A game-based rehabilitation system that combines (BCI) technology.
  14. 제1항에 있어서, 상기 게임 방식의 재활 시스템은,According to claim 1, The game system rehabilitation system,
    신체부위가 미리 설정된 방식으로 움직이는 게임영상은, 사용자의 재활에 도움이 되는 움직임을 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템.The game image, in which the body part moves in a preset manner, includes a movement that helps the user's rehabilitation, combining functional electrical stimulation that maximizes the activation of mirror nerve cells and brain-computer interface (BCI) technology. Game-type rehabilitation system.
  15. 재활 시스템의 제어방법으로서,As a control method of the rehabilitation system,
    (1) 표시 장치가, 게임영상을 표시하는 단계;(1) displaying, by the display device, a game image;
    (2) 뇌파 획득 장치가, 상기 단계 (1)에서 표시되는 게임영상에 대응되는 사용자의 뇌파를 획득하는 단계;(2) acquiring an EEG of the user corresponding to the game image displayed in the step (1) by the EEG obtaining apparatus;
    (3) 뇌파 분석 장치가, 상기 단계 (2)에서 획득된 사용자의 뇌파를 분석하는 단계; 및(3) the EEG analyzing apparatus, analyzing the EEG of the user obtained in the step (2); And
    (4) 제어 장치가, 상기 단계 (3)에서 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 전기 자극 장치에서 사용자의 재활 부위에 기능성 전기 자극을 주도록 하는 동시에 표시 장치에서 표시되는 게임영상을 제어하는 단계를 포함하되,(4) the control device controlling the game image displayed on the display device while causing the electrical stimulation device to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation site according to the result corresponding to the brain wave analyzed in step (3) Including,
    상기 단계 (1)에서는,In step (1),
    상기 게임영상에 표시되는 객체의 하나 이상의 신체부위가 특정 주파수로 깜빡이도록 상기 게임영상을 표시하고,Displaying the game image such that one or more body parts of an object displayed on the game image blink at a specific frequency,
    상기 단계 (4)에서는,In step (4),
    사용자가 상기 게임영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 주시할 경우, 상기 단계 (2) 및 단계 (3)을 통해 획득하고 분석된 뇌파에 대응되는 결과에 따라, 영상에 표시되는 객체의 해당 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이도록 제어하고, 상기 사용자의 재활 필요 부위에 기능성 전기 자극을 주어 움직이도록 제어하며,When the user observes the corresponding body part of the object displayed on the game image, the corresponding body of the object displayed on the image according to the result corresponding to the brain wave acquired and analyzed through the steps (2) and (3) To control the area to move in a preset manner, to give a functional electrical stimulation to the user's rehabilitation needs to control the movement,
    사용자가 선별적으로 주시하는 객체의 신체부위의 움직임에 따른, 사용자의 거울신경세포의 활성화를 이용하여 재활 훈련을 하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.Functional electrical stimulation and brain-computer maximizing the activation of the mirror nerve cells, characterized in that the rehabilitation training using the activation of the mirror nerve cells of the user according to the movement of the body parts of the object that the user selectively watches. Control method of game-type rehabilitation system incorporating interface (BCI) technology.
  16. 제15항에 있어서, 상기 뇌파 분석 장치는,The method of claim 15, wherein the EEG analysis device,
    사용자가 선별적으로 객체의 특정 신체부위를 주시할 때의 뇌파를 검출하는 뇌파검출부; 및An EEG detecting unit for detecting EEG when the user selectively looks at a specific body part of the object; And
    상기 뇌파검출부에서 검출된 뇌파의 주파수를 분석하는 뇌파분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.In the game-type rehabilitation system of the brain-computer interface (BCI) technology combined with a functional electrical stimulation to maximize the activation of the mirror neurons, characterized in that it comprises an EEG analysis unit for analyzing the frequency of the EEG detected by the EEG detection unit Control method.
  17. 제15항에 있어서, 상기 전기 자극 장치는,The method of claim 15, wherein the electrical stimulation device,
    제어 신호 생성부에서 생성된 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부;A control signal receiver for receiving a control signal generated by the control signal generator;
    상기 제어신호를 바탕으로 전기 자극 신호를 실시간으로 생성하는 자극 제어부; 및A stimulation controller configured to generate an electrical stimulation signal in real time based on the control signal; And
    상기 자극 제어부로부터 상기 전기 자극 신호를 전달받아, 상기 전기 자극 신호에 따른 전기 신호를 환자의 재활 필요 부위에 인가하여 전기 자극을 시행하는 자극부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.Receiving the electrical stimulation signal from the stimulation control unit, and applying an electrical signal according to the electrical stimulation signal to the rehabilitation necessary portion of the patient comprising a stimulator for performing electrical stimulation, maximizing the activation of the mirror nerve cells A method of controlling a game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전기 자극 장치는,The method of claim 17, wherein the electrical stimulation device,
    상기 자극부에서 환자의 재활 필요 부위에 인가하는 전기 신호의 평균 세기 정보를 입력하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.A functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) for maximizing the activation of mirror nerve cells, further comprising an input unit for inputting the average intensity information of the electrical signal applied to the rehabilitation needs of the patient in the stimulation unit Control method of game-type rehabilitation system combining technology.
  19. 제17항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 자극부는 복수이며,The magnetic pole portion is a plurality,
    상기 자극 제어부는, 상기 전기 자극의 패턴에 따라 상기 복수의 자극부로 출력되어야 할 전기 자극 신호를 상기 복수의 자극부 각각에 대하여 실시간으로 생성하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.The stimulation control unit is characterized in that to generate an electrical stimulation signal to be output to the plurality of stimulation unit in real time for each of the plurality of stimulation unit in accordance with the pattern of the electrical stimulation, functionality to maximize the activation of the mirror nerve cells Control method of game-type rehabilitation system combining electric stimulation and brain-computer interface (BCI) technology.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제어 장치는,The method of claim 15, wherein the control device,
    뇌파분석부가 분석한 특정 주파수를 갖는 SSVEP에 대응되는 객체의 신체부위를 미리 설정된 방식으로 움직이게 하고, 사용자의 신체부위에 미리 설정된 방식으로 기능성 전기 자극을 주도록 하는 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;A control signal generator configured to move a body part of the object corresponding to the SSVEP having a specific frequency analyzed by the EEG analyzer in a preset manner, and generate a control signal to give a functional electric stimulus to the user's body part in a preset manner;
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 객체의 움직임을 표시하는 표시 장치를 제어하는 표시 장치 제어부; 및A display device controller configured to control a display device displaying the movement of the object by using the control signal generated by the control signal generator; And
    상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호를 이용하여 상기 사용자의 신체부위에 조절된 전기 자극을 주는 전기 자극 장치를 제어하는 전기 자극 장치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템의 제어방법.Maximizing the activation of the mirror nerve cell, characterized in that it comprises an electrical stimulation device control unit for controlling the electrical stimulation device to give a controlled electrical stimulation to the body part of the user using the control signal generated by the control signal generation unit A method of controlling a game-based rehabilitation system that combines functional electrical stimulation and brain-computer interface (BCI) technology.
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