JP2024502908A - 交互に行われる磁気刺激方法及びパーソナライズ認知訓練方法、装置、並びにシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、交互に行われる磁気刺激方法及びパーソナライズ認知訓練方法、装置、並びにシステムに関し、本発明の一実施形態による磁気刺激システムは、運動閾値（Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場出力を決定する制御部と、磁場を発生させるコイルと連結され、上記コイルが決定された磁場を発生させるように電力を供給する電力モジュールと、を含み、上記制御部は、磁場調節モジュールを用いてユーザーの運動閾値を測定する運動閾値測定モジュールと、ユーザーのＭＲＩ画像を用いて、刺激される脳領域までの距離と、ユーザーの脳の形態、大きさ及び頭の形の少なくとも一つを含むユーザーの脳の状態、及び測定された運動閾値に基づいて決定された磁場出力を、磁場関連パラメーターを調節して制御する磁場調節モジュールと、を含むことができる。

Description

本発明は、交互に行われる磁気刺激方法及びパーソナライズ認知訓練方法、装置、並びにシステムに関する。

経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ、Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）などの磁気刺激方法は、磁気エネルギーを用いて脳内の神経細胞を非侵襲的に刺激する方法であり、頭部の近くから強い磁場で頭蓋骨を通過させて神経細胞を活性化させることで、うつ病のような精神科的治療または痴呆のような神経科的治療を行うことができる。

従来は、磁気刺激を受けるべき脳の位置に磁場を発生させるコイルを位置させるべく、看護師などの医療従事者が直接コイルを位置させる必要があり、この場合、コイルを正確に位置させるのに多くの時間を要するため、治療の効率が半減していた。

また、脳領域の刺激活性化を極大化するために、上記経頭蓋磁気刺激方法と交互に認知訓練を行うことができる。特に、認知訓練は多様な理由から行われ得るが、認知機能障害を改善もしくは予防するために用いられることができ、例えば、老人性認知障害、中でも、老人性痴呆患者をユーザーとして行われることができる。

しかし、従来、認知訓練はユーザーの脳の状態のみによってユーザーを分類し、ユーザー各自の特性は考慮せずに認知訓練を行っており、同一の状態の痴呆を有するユーザーであったとしても、ユーザーの履歴によって脳を活性化させる問題項目と難度が異なることがあるという点が無視されていた。

したがって、経頭蓋磁気刺激のために、刺激されるべき脳の位置にコイルを正確に位置させる磁気刺激システムが必要とされており、これとともに行われる認知訓練が実質的かつ持続的にユーザーの脳を活性化させることができるように、ユーザーのデータを考慮した上で項目とレベルを調節することができる、パーソナライズ認知訓練が必要であった。

本発明は、上述の従来の問題を解決するためのものであって、各ユーザーに適した磁場出力を判断可能であるように、磁場出力を調節してユーザーの運動閾値を検出することができる磁気刺激システム及び方法と、各ユーザー毎のデータと構造化されたデータベースを用いて、ユーザー毎にパーソナライズ認知訓練を行うことができるパーソナライズ認知訓練方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明の第１態様として、本発明の一実施形態による磁気刺激システムは、運動閾値（Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場出力を決定する制御部と、磁場を発生させるコイルと連結され、上記コイルが決定された磁場を発生させるように電力を供給する電力モジュールと、を含み、上記制御部は、磁場調節モジュールを用いてユーザーの運動閾値を測定する運動閾値測定モジュールと、上記磁場の関連パラメーターを調節して磁場出力を制御する磁場調節モジュールと、を含み、上記運動閾値測定モジュールは、上記磁場調節モジュールにより磁場強度を段階的に調節してユーザーの運動閾値を測定し、上記磁場強度が磁場最大出力に達した場合、磁場周波数を既設定の比率だけ上げた後、さらに磁場強度を段階的に調節してユーザーの運動閾値を測定し、上記磁場調節モジュールは、受信されたユーザーのＭＲＩ画像を用いて、刺激される脳領域までの距離と、ユーザーの脳の形態、大きさ及び頭の形の少なくとも一つを含むユーザーの脳の状態、及び測定された運動閾値に基づいて磁場出力を決定する、磁場発生装置を含むことができる。

また、本発明の第２態様として、磁気刺激方法は、運動閾値（Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場出力を決定する制御部と、磁場を発生させるコイルと連結され、上記コイルが決定された磁場を発生させるように電力を供給する電力モジュールと、を含む磁場発生装置において、上記コイルの磁場強度または周波数を調節してユーザーの運動閾値を測定する段階と、刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置に、上記コイルを対応させて位置させる段階と、ユーザーのＭＲＩ画像を用いて、刺激されるべき脳領域までの距離と、ユーザーの脳の形態、大きさ及び頭の形の少なくとも一つを含むユーザーの脳の状態と、測定したユーザーの運動閾値を考慮して決定された磁場情報でコイルを駆動させ、脳刺激を行う段階と、を含み、上記ユーザーの運動閾値を測定する段階は、上記コイルによりユーザーのモーターコルテックス（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｒｔｅｘ）を磁場刺激し、指の動きがあるかを確認するか、運動閾値測定センサーにより運動性変化を確認する第１段階と、指の動きがないか、運動性の変化がない場合、予め設定された比率で、指の動きや運動性の変化が発生するまで磁場強度を上げる第２段階と、上記磁場強度が磁場最大出力に達すると磁場周波数を向上させ、上記第２段階に戻る第３段階と、を含むことができる。

一方、本発明の第３態様として、認知訓練装置が行うパーソナライズ認知訓練方法を提供することができ、本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法は、ユーザーのデータが装置に入力されると、問題出題部により、訓練を受ける脳領域に応じて予め決定された種類の問題が出題される段階（上記問題はレベルと類型によって区分される）と、点数判断部により、出題された上記問題に対してユーザーが提供したフィードバックに基づいて、認知訓練結果点数が判定される段階と、問題変更部により、現在のラウンドの認知訓練結果点数に基づいて次のラウンドの問題が決定される段階と、を含み、上記次のラウンドの問題を決定する段階は、認知訓練結果点数に基づいて次のラウンドの問題類型を変更することを含むことができる。

また、本発明の第４態様として、複数の認知訓練を行うパーソナライズ認知訓練装置であって、問題出題に用いられるコンテンツを段階別または項目別に分類して格納するコンテンツ格納部と、認知訓練により活性化される脳領域とユーザーデータを考慮して、それに対応する認知訓練のための問題を出題する問題出題部（上記問題はレベルと類型によって区分される）と、上記問題出題部が出題した問題に対して獲得した点数の範囲または点数の維持有無を判断する点数判断部と、上記点数判断部の結果に基づいて上記問題のレベルまたは問題のプール（Ｐｏｏｌ）を変更する問題変更部と、を含み、上記問題変更部は、予め設定された最適点数範囲が維持されるように、上記問題のレベルを調節するレベル調節モジュールと、獲得した認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題類型を変更するプール変換モジュールと、を含むことができる。

なお、本発明の第５態様として、上記第２態様の磁気刺激方法、または第３態様のパーソナライズ認知訓練方法をコンピューター上で実行するためのプログラムを記録した、コンピューターで読み取り可能な記録媒体を提供することができる。

本発明の一実施形態による磁気刺激システムが磁気刺激する前に各ユーザーの運動閾値を常に測定し、運動閾値の臨界値に基づいて磁場出力を調節することができ、これにより、ユーザーの動きなしに、脳刺激の効率が最大となるように磁気刺激を行うことができるため、治療効率を上昇させることができる。

また、上述の磁気刺激と同時にまたは交互に行われる本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法及び装置は、ユーザーデータとの関連性に応じて脳刺激がなされるように、種類毎、段階毎、項目毎に問題を調節して出題することができるため、各ユーザー毎にパーソナライズ認知訓練を行うことができ、脳活性化効率及びユーザーの治療効率も上昇させることができる。

磁気刺激方法を説明するために、ヒトの脳と対応するコイルを概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による磁場発生装置の構成を概略的にブロック図で示したものである。 本発明の一実施形態によるブレインナビゲーション装置の構成を概略的にブロック図で示したものである。 本発明の一実施形態による磁場発生装置とナビゲーション装置を含む全体磁気刺激システムの構成を概略的にブロック図で示したものである。 本発明の一実施形態による、運動閾値を測定する運動閾値測定モジュールのフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態による、刺激されるべき脳位置領域を検出するフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態による、刺激されるべき脳位置領域の位置データを表示した座標を示したものである。 本発明の他の実施形態による、マルチコイルを用いる磁場発生装置とナビゲーション装置を含む全体磁気刺激システムの構成を概略的にブロック図で示したものである。 本発明の一実施形態による磁気刺激方法のフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態による運動閾値検出方法のフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練装置の構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるコンテンツ格納部の構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるコンテンツ格納部が単語を分類及び格納する構造を示したものである。 本発明の他の実施形態によるコンテンツ格納部が単語を分類及び格納する構造を示したものである。 本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法のフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法のレベルの調節のためのフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法のレベルの調節及び問題プールの調節のためのフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法の問題プールの調節のためのフローチャートを示したものである。 本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法のユーザーデータを考慮したレベル及び問題プールの調節のためのフローチャートを示したものである。 本発明の他の実施形態による制御部の構成及び動作を概略的にブロック図で示したものである。 本発明の他の実施形態による単語分析及び分類モジュールが単語を分類する方式を示したものである。 本発明の他の実施形態による単語分析及び分類モジュールが単語を分類するフローチャートを示したものである。

以下では、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態にのみ限定されない。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上の同一の符号で表示される要素は同一の要素である。

以下、磁気刺激を受けるか、磁気刺激を受けるように磁気刺激システムを制御する者、またはパーソナライズ認知訓練を受けるか、パーソナライズ認知訓練を受けるようにパーソナライズ認知訓練装置を制御する者を、ユーザーと定義する。老人性痴呆患者、または他の種類の認知障害患者のような認知障害患者などはユーザーの一実施形態にすぎず、ユーザーは患者に制限されない。また、ユーザーは、磁気刺激を受けるユーザーと、磁気刺激を受けるように装置を用いるユーザーを含み、以下で、ユーザーは主に磁気刺激を受けるユーザーを意味する。

また、本発明は多様な理由から行われる認知訓練に用いられることができ、子供の頭脳開発を助けたり、認知障害などにより脳発達が低下した場合に、脳の活性化を助けて、治療または予防の目的で用いられることができる。

特に、本発明は、老人性認知障害を治療及び予防するのに用いられることができ、老人性認知障害としては、記憶力が低下する記憶障害、神経退行性疾患であるアルツハイマー病などの痴呆疾病が挙げられ、認知訓練により、脳活動の低下を防止し、認知障害などの疾病を治療または予防することができる。

図１は、磁気刺激方法を説明するために、ヒトの脳と対応するコイルを概略的に示した図であり、図１に示したように、磁気刺激方法としては、ＴＭＳ、ＴＤＣＳ（Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）などがある。特に、ＴＭＳ方法は、伝導電磁気コイルで発生させた磁場により脳の特定部位を刺激し、神経細胞を活性化させる非手術的脳刺激の方法である。磁場が発生するようにコイルに強い電流を印加すると、頭に対応して位置したコイルで発生した強い磁場が、ユーザーの脳神経細胞に生体電流を誘導し、上記誘導電流が脳神経細胞を刺激するようになる。

したがって、うつ病や痴呆の治療のように、脳の神経細胞が円滑に活性化できない精神科的治療や神経科的治療として、脳を刺激する治療法を提供することができる。

特に、円形コイルを用いてもよいが、８字形態のコイルを用いることで、上記両コイルの接点で磁場の先端が鋭く形成され、これにより局所的な刺激が可能となるようにすることができる。

図２は本発明の一実施形態による磁場発生装置、図３は本発明の一実施形態によるブレインナビゲーション装置の構成を概略的にブロック図で示したものであり、図４は本発明の一実施形態による磁場発生装置とナビゲーション装置を含む全体磁気刺激システムの構成を概略的にブロック図で示したものである。

以下、全体磁気刺激システムを説明し、磁気刺激システム内のそれぞれの装置を説明する。

磁気刺激システム
図４に示したように、磁気刺激システムは、磁場発生装置１００と、ブレインナビゲーション装置２００と、統合オペレーター３００と、認知訓練装置４００と、を含むことができる。

ユーザーが座る椅子１０を基準として、ユーザーの脳が位置した方にはコイル１６０を配置し、上記コイル１６０と磁場発生装置１００が連動されることができる。

本発明の一実施形態による磁場発生装置１００は、ユーザーの脳に磁場刺激を行うように、磁場出力を決定してコイル１６０に提供する装置である。

本発明の一実施形態による磁場発生装置１００は、運動閾値（ＭＴ、Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｏｌｄ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場を決定する制御部１１０と、上記制御部１１０及び磁場を発生させるコイル１６０と連結され、決定された磁場を上記コイル１６０が発生させるように電力を供給する電力モジュール１２０と、を含むことができる。上記電力モジュール１２０に交流電源（ＡＣ）を変換させて供給するように、電力変換モジュール１２１を含むことができる。

なお、本発明の一実施形態によると、出力された磁場を、磁場発生装置１００を制御するユーザーに表示する出力モジュール１５２、及び上記ユーザーが手動で上記磁場出力を調節する入力モジュール１５１を含むユーザーインタフェース１５０と、統合オペレーター３００及びブレインナビゲーション２００と通信を行う通信モジュール１３０と、上記コイル１６０の温度をモニタリングする温度モニタリング部１４２、及び臨界値を超えると冷却を行う冷却部１４１を含む冷却モジュール１４０と、を含むことができる。

また、本発明の一実施形態によるブレインナビゲーション装置２００は、磁場発生装置１００と連動して、ユーザーの刺激されるべき脳領域の位置に上記磁場発生装置１００が正確に配置されるように、刺激されるべき脳領域の位置を検出し、上記磁場発生装置１００の位置をガイドするように、上記脳領域の位置情報を磁場発生装置１００に提供する装置である。

本発明の一実施形態によるブレインナビゲーション装置２００は、ユーザーのＭＲＩ画像と、刺激されるべき脳領域の位置データを受信して格納するＭＲＩデータメモリー２１０を含み、カメラ部２２１を用いて上記ユーザーの実際の頭画像をリアルタイムで撮影し、上記ＭＲＩデータメモリー２１０に格納された、上記刺激されるべき脳領域の位置データが表示されたユーザーの脳ＭＲＩ画像と、リアルタイムで撮影された実際の頭画像をマッピングするマッピングモジュール２２１、２２２を含むことができる。

また、上記刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置を検出するようにユーザーの頭をスキャンするレーザースキャナー２３０と、上記レーザースキャナー２３０により検出された上記脳領域の位置と対応する頭の位置を表示するレーザーポインター２４０と、をさらに含むことができる。

または、上記刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置を検出するように、カメラ部２２１を用いて撮影された頭の位置に、ロボットアームを移動させることができる。

すなわち、一実施形態として、ブレインナビゲーション装置２００は、ＭＲＩデータメモリー２１０とマッピングモジュール２２１、２２２を含むことができ、ユーザーの実際の頭において刺激されるべき脳領域の位置を探しやすいように、レーザースキャナー２３０とレーザーポインター２４０をさらに含んでもよく、または、刺激されるべき脳領域の位置の伝送を受けるロボットアームをさらに含んでもよい。

上記刺激されるべき脳領域の位置データは、ユーザーのＭＲＩ画像から医師などの専門家が手動で検出した位置情報であることができ、学習された人工知能などを用いて自動で検出した位置情報であることができる。上記位置データは、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の座標で表示されることができる。

上記マッピングモジュールは、ユーザーの脳に向かって光を照射するＩＲ ＬＥＤ部２２２と、刺激されるべき脳部位をマーキングするように上記ＩＲ ＬＥＤ部２２２により照射された光のうち反射された光を受信するカメラ部２２１と、を含むことができる。この時、上記カメラ部２２１は３Ｄカメラを含むことができる。上記マッピングモジュールにより、正確な刺激位置に磁場発生装置１００をガイドすることができる。

なお、磁場発生装置１００と連動されるように通信を行う通信モジュール２５０と、上述の構成を制御する制御部２６０と、上記制御部２６０に電力を供給する電源モジュール２７０と、をさらに含むことができる。

また、本発明の一実施形態による認知訓練装置４００は、上記磁場発生装置１００と同時にまたは交互に駆動させてユーザーの脳刺激を行うことができ、磁場発生装置１００により刺激される脳部位を認知訓練装置４００がさらに活性化させるか、磁場発生装置１００により不十分に刺激された脳部位を認知訓練装置４００が補完的に活性化させることで、痴呆治療効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態による認知訓練装置４００は、ユーザーの個人情報、またはユーザーが行った認知訓練問題または認知訓練点数などのユーザー治療データを格納する第１メモリー４０２を含み、認知訓練問題を出題し、ユーザーがそれに対する回答をフィードバックできるユーザーインタフェース４０１を含むことができる。

上記ユーザーインタフェース４０１は、デスクトップコンピューター、ノート型パソコン、ＰＤＡ、タブレットＰＣなどの種々のユーザー機器を含むことができ、ユーザーの便宜を高めるために、移動可能なＰＣであることができる。

本発明の一実施形態による統合オペレーター３００は、上記認知訓練装置４００または磁場発生装置１００と連動して、認知訓練装置４００と磁場発生装置１００を同時にまたは交互に駆動させる場合、その駆動時間、時間間隔、周波数、及び強度などを制御する装置である。

上記第１メモリー４０２のユーザーデータの紛失に対備して、ユーザーの治療履歴や個人情報などを格納した第２メモリー３０２を含むことができ、医師や看護師のような磁気刺激システムを制御できるユーザーが、上記駆動時間、時間間隔、周波数、及び強度などを手動制御または確認するように設定されたユーザーインタフェース３０１を含むことができる。

上記第２メモリー３０２は、内装型格納装置や外装型格納装置だけでなく、クラウドサーバー形態のＤＢで実現し、ユーザーの治療履歴や入力されたユーザー情報が自動でクラウドサーバーに連動して格納されるようにすることができる。特に、遠隔診療の時にユーザーデータを統合して格納することで、データ管理を容易にし、ユーザーの便宜性を高めることができる。

上記ユーザーインタフェース３０１は、デスクトップコンピューター、ノート型パソコン、ＰＤＡ、タブレットＰＣなどの種々のユーザー機器を含むことができ、ユーザーの便宜を高めるために、移動可能なＰＣであることができる。

磁場発生装置１００
磁気刺激方法を受けるには、ユーザーが動かない固定された状態であるとともに、脳は刺激を受けるようにする必要があるため、指などに動きが発生する運動閾値（ＭＴ、Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）以下に磁場出力を調節し、且つ脳の刺激効率を上げるために運動閾値に近く磁場出力を維持すべきである。

従来の磁気刺激方法は、別に運動閾値を確認しなかったり、固定された磁場周波数で任意に強度を調節して運動閾値を確認していたため、任意の強度でユーザーの動きが発生し、該当ユーザーはそれ以上の治療を進行することができず、ユーザーのそれぞれへのパーソナライズ磁気刺激を提供することができなかった。

特に、運動閾値は、ユーザーの人種、性別などによっても変わるが、ユーザーのコンディションによっても変わるため、正確かつ安全な治療のためには、治療の直前に運動閾値を正確に確認することが非常に必要である。

そのために、本発明の一実施形態による磁場発生装置１００は、図２及び図４に示したように、運動閾値（ＭＴ、Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場を決定する制御部１１０と、磁場を発生させるコイル１６０と連結され、上記コイル１６０が決定された磁場を発生させるように電力を供給する電力モジュール１２０と、を含むことができる。

上記制御部１１０は、上記磁場の関連パラメーターを調節して磁場出力を制御する磁場調節モジュール１１０１と、上記磁場調節モジュール１１０１を用いてユーザーの運動閾値（ＭＴ）を測定する運動閾値測定モジュール１１０２と、を含むことができる。

この時、上記磁場の関連パラメーターは、周波数、時間、周期、及び強度の少なくとも一つを含むことができる。

本発明の一実施形態による運動閾値測定モジュール１１０２は、上記磁場調節モジュール１１０１により磁場強度を段階的に調節してユーザーの運動閾値を測定するか、または、上記磁場強度が磁場最大出力に達した場合、磁場周波数を既設定の比率だけ上げてからさらに磁場強度を段階的に調節してユーザーの運動閾値を測定することができる。

運動閾値測定モジュール１１０２は、コイル１６０が脳の運動領域を担当するモーターコルテックス（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｒｔｅｘ）領域を刺激し、その後に、手の動きや脈拍や筋肉または神経の変化を検知することで、脳に刺激が伝達されているかを確認することができる。

具体的に、ユーザーの運動閾値はヒトによって異なり、同一のユーザーであって、その日によって、コンディションによって異なる。特に、西洋人よりも東洋人の運動閾値が著しく高く形成されるため、正確な運動閾値を測定するための制御方法がない従来の磁気刺激装置では、任意に提供する磁場出力で指の動きがないか、運動閾値測定センサーが脈拍や筋肉または神経の変動を認知できないと、該当ユーザーはそれ以上磁気刺激治療を受けることができなかった。

これに対し、本発明の一実施形態による運動閾値測定モジュール１１０２は、先ず、可能な磁場強度または磁場周波数の範囲で中間程度の磁場強度または磁場周波数を設定して磁場を出力することができる。ユーザーの運動閾値を測定するために基準点を設定する。

本発明の一実施形態として、運動閾値測定センサーは、ＥＣＧセンサー、ＥＭＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｙ）センサー（筋電図センサー）などを含むことができる。

その後、最初段階で、指の動きがないか、ＥＣＧセンサーが脈拍変化を測定できないか、ＥＭＧセンサーが電流変化を測定できないと、磁場周波数は固定し、磁場強度を既設定の比率（Ｒ１）だけ上昇させながら調節し、指の動きが発生するか、ＥＣＧセンサーが脈拍変化を測定するか、ＥＭＧセンサーが電流変化を測定するまで上昇させることができる。この時、運動性を検出すると、ユーザーの脳のモーターコルテックス（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｒｔｅｘ）が反応した運動閾値を超えたと判断し、上記既設定の比率（Ｒ１）より小さく設定された既設定の比率（Ｒ２）で周波数又は強度を減少させ、運動閾値に達する直前の臨界値を検出することができる。上記臨界値が脳の刺激に用いられる磁場強度の基準値になる。

すなわち、脈拍が変化するか、筋肉または神経が刺激を受けて電流変化が発生する場合、運動性変化があり、反対の場合、運動性変化がない。

一方、磁場強度を上昇させて磁場最大強度まで達した際にも指の動きがないか、ＥＣＧセンサーが脈拍変化を測定できないか、ＥＭＧセンサーが電流変化を測定できないと、磁場周波数を向上させて磁場出力を向上させることができる。磁場周波数を既設定の比率（Ｒ３）だけ向上させた後、磁場強度は最初に戻って中間程度の磁場強度を出力し、運動性が検出されないと、さらに磁場強度を既設定の比率（Ｒ１）だけ上昇させながら調節し、指の動きが発生するか、ＥＣＧセンサーが脈拍変化を測定するか、ＥＭＧセンサーが電流変化を測定するまで上昇させることができる。

これにより、全てのユーザーは自分に符合する運動閾値（ＭＴ）を検出することができ、運動閾値直前の臨界値を、脳刺激に用いられる磁場強度の基準値として設定し、運動性がなくてユーザーが脳刺激を受けながら動かないように制御しながらも、脳刺激を行う最大磁場出力で磁気刺激を行うことができるため、安全性を確保した状態で治療効率が極大化することができる。

一方、上述の指の動きを検知するセンサー、またはＥＣＧセンサー、またはＥＭＧセンサーは例示的な実施形態に過ぎず、上記実施形態により請求範囲が制限されるものではなく、ユーザーの運動性を検知する運動閾値測定センサーであれば、何れも本発明の請求範囲に含まれることができる。

本発明の一実施形態による磁場調節モジュール１１０１は、受信されたユーザーのＭＲＩ画像を用いて、上記ＭＲＩ画像の治療位置情報、刺激される脳領域までの距離と、ユーザーの脳の形態、大きさ及び頭の形の少なくとも一つを含むユーザーの脳の状態に基づいて、磁場出力を決定することができる。

磁場発生装置１００とブレインナビゲーション装置２００は通信モジュールを介して通信して連動されるため、ブレインナビゲーション装置２００に格納されたユーザーのＭＲＩ画像を受信し、頭皮から刺激されるべき脳領域までの距離、ユーザーの脳がどのくらい縮小されたかなどの変形を考慮したユーザーの脳の形態などを確認し、それに対応する磁場出力になるように、磁場関連パラメーターを調節することができる。

特に、磁場調節モジュール１１０１に人工知能モジュールを結合し、ヒトごとに異なる脳の形状、病歴の進行程度による脳の状態、刺激されるべき脳領域による距離差などを考慮して磁場関連パラメーターを学習するようにすることで、磁気刺激の前に、対応する磁場を一つずつ制御して探す必要なしに、直ちに上記の事項を反映した対応する磁場強度などを出力することができる。この場合、予め磁場情報を予測することができるため、治療前に磁場発生装置１００のセットにかかる時間を低減し、治療時間をより確保することができて、治療効率を向上させることができる。

また、本発明の一実施形態による磁場調節モジュール１１０１は、上記刺激される脳領域及びユーザーの脳の状態によって、予め設定された比率で測定したユーザーの運動閾値を演算して決定された磁場強度でコイルを駆動させ、磁場刺激を行うことができる。

運動閾値測定モジュール１１０２により測定した運動閾値の臨界値である基準値は、ヒトの運動性を遮断し、且つ脳刺激を最大にする磁場出力である。しかし、運動閾値を判断する脳のモーターコルテックスとの位置差などにより、刺激されるべき脳領域によって磁場出力を調節する必要性がある。

したがって、基準値を基準として、刺激される脳領域の位置や距離と、ユーザーの脳の形状やサイズ差による、刺激される脳領域の距離も考慮した上で脳領域ごとに予め設定された比率を設定し、基準値に上記の比率を乗じた磁場強度でコイルを駆動させ、各脳領域を刺激することができる。

例えば、刺激される脳領域は総６個の領域であり、ブローカ（Ｂｒｏｃａ）領域、ウェルニッケ（Ｗｅｒｎｉｃｈｅ）領域、左右の背外側前頭前野（ＤＬＰＦＣ、Ｄｏｒｓｏｌａｔｅｒａｌ Ｐｒｅｆｒｏｎｔａｌ Ｃｏｒｔｅｘ）領域、左右の頭頂体性感覚連合野（ＰＳＡＣ、Ｐａｒｉｅｔａｌ Ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｃｏｒｔｅｘ）を含むことができる。

この時、ブローカ領域は、基準値を基準に０．８～１．０と比率を既設定し、刺激すべき脳領域がブローカ領域である場合、上記０．８～１．０の比率からユーザーの脳の状態を考慮した比率を選択し、基準値に乗じた数値を磁場強度として決定することができる。

または、左右のｐＳＡＣは、脳の背側に位置し、痴呆などの疾病により多く縮小される領域であって、ブローカ領域よりも高い比率である１．０～１．２と比率を予め設定し、上記１．０～１．２の比率からユーザーの脳の状態を考慮した比率を選択し、基準値に乗じた数値を磁場強度として決定することができる。

または、左右のＤＬＰＦＣは既設定の比率が０．９～１．１、ウェルニッケ領域は既設定の比率が０．９～１．１であることができる。頭皮から各脳領域までの距離や脳の形態などを考慮して、既設定の比率を決定することができる。

特に、考慮されるユーザーの脳の状態を含む上記ユーザーデータは、上記ユーザーの脳ＭＲＩ画像を分析した脳の形態、頭皮から刺激されるべき脳領域までの距離、及び頭蓋骨などを意味し得る。

したがって、磁場調節モジュール１１０１は、上記刺激される脳領域及びユーザーの脳の状態によって磁場強度、周波数などを調節し、磁気刺激を異ならせて提供することができる。

一方、運動閾値測定モジュール１１０２及び磁場調節モジュール１１０１は機能によって分類したものにすぎず、運動閾値測定モジュール１１０２と磁場調節モジュール１１０１は一つの装置にともに位置してもよく、または、それぞれ異なる装置に位置し、全体的な一つのシステム内に存在してもよく、または、それぞれ異なる装置やシステムに位置し、情報を送受信するものであってもよい。

例えば、運動閾値を測定する別途の装置と、磁場刺激を行うために磁場を調節する別途の装置がある際に、上記運動閾値を測定する別途の装置から測定された運動閾値を用いて磁場調節を行う場合、これは、本発明の請求範囲に属する。

また、例えば、運動閾値を測定する装置と、磁場刺激による脳治療を行う装置がある際に、上記脳治療を行う装置に、上記運動閾値を測定する装置で測定された運動閾値が受信されたり、それを用いて脳治療を行う場合、これも本発明の請求範囲に属する。

したがって、図２及び図４に示したように、磁場発生装置１００は、制御部１１０、電力モジュール１２０、及びコイル１６０を含むことができ、これに加えて、ブレインナビゲーション装置２００、統合オペレーター３００などと通信を行う通信モジュール１３０をさらに含むことができる。

上記通信モジュール１３０は、有線通信は言うまでもなく、無線通信も含むことができ、ワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）などを用いることができる。

また、ユーザーに磁気刺激を安定して加えるためには、装置、特にコイルの温度管理が非常に重要であるため、コイル１６０の温度変化を確認する温度モニタリング部１４２と、温度モニタリング部１４２により確認した温度が臨界温度を超える場合に装置の冷却を行う冷却部１４１と、を含む冷却モジュール１４０をさらに含むことができる。

また、入力モジュール１５１と出力モジュール１５２を含むユーザーインタフェース１５０を含むことで、ユーザーが診療を受ける間に、医療従事者として磁場発生装置１００を制御するユーザーがそれを確認または制御するようにすることができる。

一方、上記磁場発生装置１００は、磁場刺激を行う前に管理者のＩＤとパスワードを要求し、上記ユーザーを治療することができる許可を有する者のみが磁場発生装置１００にアクセス可能であるようにすることができる。ここで、管理者は、ユーザーが磁場刺激方法を受けるようにするために磁場発生装置１００を制御する者を意味し、管理者とユーザーは同一人物であっても他人であってもよい。

したがって、磁場刺激ＯＮＬＹモードのみが付与された管理者は、ユーザーの磁場刺激データのみを確認することができ、認知訓練データなどの他の情報を確認することができない。

ブレインナビゲーション装置２００
ブレインナビゲーション装置２００は、上記ユーザーのＭＲＩ画像を分析して上記刺激される脳領域の位置を検出し、上記磁場発生装置に上記位置を提供することができる。

図３及び図４に示したように、本発明の一実施形態による上記ブレインナビゲーション装置２００は、ユーザーのＭＲＩ画像と、刺激されるべき脳領域の位置データを受信して格納するＭＲＩデータメモリー２１０と、３Ｄカメラを用いて上記ユーザーの実際の頭画像をリアルタイムで撮影し、上記ユーザーの脳ＭＲＩ画像と、撮影された実際の頭画像をマッピングするマッピングモジュール２２０と、を含むことができる。

この時、本発明の一実施形態によると、上記刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置を検出するように、ユーザーの頭をスキャンするレーザースキャナー２３０と、上記レーザースキャナー２３０により検出された上記脳領域の位置と対応する頭の位置を表示するレーザーポインター２４０と、を含むことができる。

レーザースキャナー２３０及びレーザーポインター２４０により、磁気刺激する位置をガイドすることができる。

または、本発明の他の実施形態として、マッピングモジュール２２０によりマッピングされたデータに基づいて、上記刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置を別途のカメラで検出し、磁場発生装置１００に連結されたロボットアームが該当位置に移動することができる。

別途のガイドなしに、ロボットアームが直ちに、刺激されるべき脳領域の位置に対応する頭の位置を獲得して対応する位置に移動することができる。

上記マッピングモジュール２２０はＩＲ ＬＥＤ部２２２とカメラ部２２１を含むことができ、上述の３Ｄカメラはカメラ部２２１に含まれることができる。

上記マッピングモジュール２２０を用いて、別途の医療従事者がマッピングされた画像を見ながら、実際のユーザーの頭で刺激されるべき脳領域の位置データを手動で探すか、レーザースキャナー２３０及びレーザーポインター２４０を用いて自動で刺激されるべき脳領域の位置データを獲得することができる。

また、本発明の一実施形態による上記ブレインナビゲーション装置２００は、上記ブレインナビゲーション装置は、上記磁場発生装置と連動されるように通信を行う通信モジュール２５０をさらに含むことができる。

本発明の一実施形態によって、上記レーザースキャナー２３０が３Ｄカメラと連動してヒトの動きを検出し、上記レーザーポインター２４０が変動された頭の位置をトラッキングすることで上記脳領域の位置をフォローする場合、上記通信モジュール２５０が、上記コイルの位置と、上記レーザーポインター２４０がトラッキングした頭の位置がずれたことを伝送すると、上記磁場発生装置１００の制御部１１０が上記コイル１６０の駆動を停止させることができる。

または、本発明の他の実施形態によって、磁場発生装置１００が連結されたロボットアームを用いる場合、通信モジュール２５０が、ロボットアームが刺激すべき脳領域と対応する頭の位置から外れたと検知すると、上記磁場発生装置１００の制御部１１０が上記コイル１６０の駆動を停止させることができる。

具体的に、磁気刺激を受けるように椅子１０に座っているユーザーの実際の脳で刺激されるべき脳領域の位置を検出し、該当位置と対応する頭部の近くにコイル１６０を位置させる必要がある。

しかし、実際の脳で刺激されるべき脳領域の位置を直ちに検出することは非常に難しく、特に、ユーザーが痴呆患者である場合には、脳が縮小されて一般的な脳の形態ではないため、さらに困難である。

したがって、予めＭＲＩデータメモリー２１０にユーザーの脳を撮影したＭＲＩ画像を格納し、上記ＭＲＩ画像は、基準座標とする鼻先、眉間、右側耳及び左側耳を表示し、上記基準座標を中心に刺激されるべき脳領域の位置を表示することで、治療位置が表示された画像であることができる。

また、ＭＲＩ画像にマーキングを行う前に、ユーザーの脳を撮影したＭＲＩ画像の入力を受け、画像画質を改善する画像画質改善モジュールをさらに含むことができる。ブローカのような脳領域はそれほどではないが、ＰＳＡＣのように脳の背側に位置した脳領域は、脳が収縮される痴呆患者では画像からも位置を確認しにくいため、予め画像処理を行う。これにより、さらに正確な位置検出が可能であって、治療効率が上昇することができる。

マッピングモジュール２２０は、治療位置が表示されたＭＲＩ画像と、３Ｄカメラによる現在撮影されたユーザーの実際の頭をマッピングし、実際の頭を撮影した画像に治療位置が表示されるようにし、磁場発生装置１００を実際の頭における刺激されるべき脳領域の位置にガイドすることができる。

その後、３Ｄカメラにより獲得した治療椅子１０に座っている実際のヒトの脳画像で、レーザースキャナー２３０を用いて刺激されるべき脳領域と対応する頭の実際位置を検出し、レーザーポインター２４０が内部ミラーを調節して上記頭の実際位置にレーザーが照射されるようにするか、または、カメラにより撮影された頭の位置にロボットアームが自動で位置移動するようにすることができる。

これにより、ユーザーは、レーザーポインター２４０が指すポイントにコイル１６０の整列基準点をマッチングしてコイル１６０の位置を決定するか、ロボットアームが自動でコイル１６０の位置に移動することができるため、画面を見ながら一つずつ脳刺激領域を探す煩わしさを避けることができ、ユーザーの便宜性が向上し、コイル１６０の位置決定にかかる時間を低減して治療時間をより確保することができることから、治療効率も上昇することができる。

すなわち、上記コイル１６０の位置を移動させることは、磁場発生装置１００を制御するユーザーが直接手動で移動させてもよく、または、ロボットアームを用いてコイル１６０の位置移動を行ってもよい。

ロボットアームを用いる場合、上記ロボットアームに、刺激されるべき脳領域の位置データ、または上記刺激されるべき脳領域の位置データと対応する実際の頭の位置座標を伝送し、上記ロボットアームをｘ、ｙ、ｚ軸に移動させることができる。この時、ロボットアームは座標をもって直接駆動するため、実際の頭における位置を表示する別途のレーザーポインター２４０は省略することができる。但し、実際の頭をスキャンして実際の頭の位置データを獲得するようにするレーザースキャナー２３０を含んでロボットアームの位置移動を確認してもよく、レーザースキャナー２３０を省略し、ロボットアームに直ちに座標を伝送して移動させてもよい。

したがって、本発明の他の実施形態による磁気刺激システムは、磁場を発生させるコイル１６０を含む磁場発生装置１００と、ユーザーのＭＲＩ画像を分析して上記刺激されるべき脳領域の位置を検出し、上記磁場発生装置の位置をガイドするブレインナビゲーション装置２００と、を含む磁気刺激システムであって、ユーザーのＭＲＩ画像と刺激されるべき脳領域の位置データを受信して格納するＭＲＩデータメモリー２１０、カメラを用いて上記ユーザーの実際の頭画像をリアルタイムで撮影し、上記ＭＲＩデータメモリーに格納された、刺激されるべき脳領域の位置が表示されたユーザーの脳ＭＲＩ画像と、リアルタイムで撮影された実際の頭画像をマッピングするマッピングモジュール２２０、及び上記マッピングモジュール２２０により獲得された実際の頭における刺激されるべき脳領域の位置座標を受信し、上記コイル１６０を上記位置座標に対応する位置に移動させるロボットアームを含むことができる。

すなわち、磁場刺激を受けるユーザーが治療中に離脱して磁場から外れた場合、ブレインナビゲーション装置２００がカメラによりユーザーの状態を確認し、ユーザーが治療位置を外れたり、頭の位置がずれた場合に、レーザースキャナー２３０とレーザーポインター２４０を用いて、ユーザーの頭がコイル１６０と対応する原位置に容易に戻るようにするか、ブレインナビゲーション装置２００がカメラによりユーザーの状態を確認し、確認された位置にロボットアームが自動で移動するようにし、磁場発生装置１００は、コイル１６０が原位置に戻るまでオフとなるように上記ブレインナビゲーション２００と連動されることができる。

すなわち、上述の構成により、刺激されるべき脳領域の位置に対応するようにコイルを位置させる時に、磁気刺激システムと連動されるブレインナビゲーション装置２００により容易に正確な位置にガイドされることができ、磁気刺激中にユーザーの動きがある時に、自動で磁気刺激システムを停止させることができるため、安全性を確保することができる。

認知訓練装置４００
本発明の他の実施形態によると、図４に示したように、上記磁場発生装置１００と連動され、上記磁場発生装置１００による脳刺激の後に交互にまたは同時に、上記磁場発生装置１００が刺激した脳領域が活性化されるように、上記脳領域と対応する予め設定された問題を出題して認知訓練を行う認知訓練装置４００をさらに含むことができる。

すなわち、磁場発生装置１００のみを用いて磁場刺激を行うことができるが、認知訓練装置４００をともに駆動することで、治療効率を上昇させることができる。

例えば、認知機能を行う脳領域は総６個の領域であり、ブローカ（Ｂｒｏｃａ）領域、ウェルニッケ（ｗｅｒｎｉｃｈｅ）領域、左右の背外側前頭前野（ＤＬＰＦＣ、Ｄｏｒｓｏｌａｔｅｒａｌ Ｐｒｅｆｒｏｎｔａｌ Ｃｏｒｔｅｘ）領域、左右の頭頂体性感覚連合野（ＰＳＡＣ、Ｐａｒｉｅｔａｌ Ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｃｏｒｔｅｘ）を含む。これは、上記脳刺激が行われる脳領域と同一であり、認知訓練領域と脳刺激が行われる脳領域が異なってもよい。

上記ブローカ領域は、構文、文法、言葉の表現を担当し、ウェルニッケ領域は、言葉の意味、分類を担当する。また、左右のＤＬＰＦは、行動名称、事物名称、または空間記憶を担当し、左右のＰＳＡＣは空間や方向作業を担当する。したがって、上記領域を活性化させるためには、各領域ごとに異なる種類の認知訓練を行う必要があり、ブローカ領域は、類似した文章の選択、正しいまたは正しくない文章の選択を行うことができ、ウェルニッケ領域は、正しい単語探しや写真に一致する単語のマッチングにより活性化されることができる。

また、左側ＤＬＰＦＣは、単語暗記、図形色のマッチングと図形位置のマッチングを、右側ＤＬＰＦＣは、単語暗記または行動状態のマッチング、または事物名称のマッチングを行う時に活性化されることができ、左側ＰＳＡＣは、特定文字探し、右側ＰＳＡＣは、色相及び図形探しを行って活性化されることができる。

一例として、上記特定文字探しは、特定文字の「か」を「か」と類似した「が」、「カ」などと交ぜた画像を見せ、「か」が上記画像にあったかを回答するようにする方法であり、特定文字が上記画像内にないこともある。

他の一例として、指定色相及び図形探しは、「青色の縦型図形がありますか」という質問に対して、画像から該当する色相及び図形を探す問題の形態である。

したがって、該当脳領域に応じて、対応する種類の問題を解く認知訓練により各脳領域を活性化させることができ、一つの種類の問題が一つの脳領域を活性化させるように問題を出題することができる。

または、後述のマルチコイル１６０ａ、１６０ｂを含む磁場発生装置１００が同時に複数の脳領域を磁場刺激する場合には、上記認知訓練装置４００が複数の脳領域が担当する領域を一度に刺激することができる、混合された問題類型の認知訓練問題を解くようにすることで、認知訓練装置４００も複数の脳領域を活性化させるようにすることができる。

すなわち、本発明の磁場発生装置１００は、ヒトの脳領域に磁場を出力して神経細胞に電流刺激を与えるためのものであり、磁場発生装置１００が上記物理的刺激を行う間に、脳刺激の効率を極大化するために、認知訓練装置４００は脳が担当する領域の問題類型を解くようにして脳を活性化させることができる。

また、本発明の一実施形態によると、パーソナライズ認知訓練装置４００を用いて、別途の認知訓練を一定の間隔で、例えば、毎日行うことができる。

磁場発生装置１００による磁気刺激と、パーソナライズ認知訓練装置４００を用いた認知訓練を同時に行うか、交互に行うことができ、あえて別にそれぞれ行うこともできる。但し、ユーザーの便宜と時間及びコストの低減のために、同時にまたは交互に行うことが好ましい。

上述の認知訓練を認知訓練装置４００により行い、磁場発生装置１００と同時にまたは交互に周期的にともに行うことができ、これにより、脳刺激の効率を極大化することができる。これは、老人性認知障害、例えば、老人性痴呆を治療または予防することができ、または、老人だけでなく、子供などの認知機能障害を有する何れのユーザーにも適用することができる。

一方、上記認知訓練装置４００は、ユーザー情報が記録されたユーザーＤＢと、認知訓練情報が記録された認知訓練ＤＢを含むことができ、上記ＤＢにクラウドサーバーを介して接続することができる。上記クラウドサーバーを介して遠隔診療を行うことで、在宅で治療を行うことができる。一定の期間間隔で、例えば、毎日病院を訪問することはユーザーの不便をもたらすため、これによりユーザーの治療便宜性及びアクセス性を高め、治療効率を上昇させることができる。

上記第１メモリー４０２は、内装型格納装置や外装型格納装置だけでなく、クラウドサーバー形態のＤＢで実現し、ユーザーの治療履歴や入力されたユーザー情報が自動でクラウドサーバーに連動して格納されるようにすることができる。この場合、特に、遠隔診療の時にユーザーデータを統合して格納することができるため、データ管理を容易にし、ユーザー便宜性を高めることができる。

すなわち、遠隔診療により家で認知訓練を行ったユーザーの治療情報が第１メモリー４０２に格納されると、病院では、クラウドサーバーを介して直ちに第１メモリー４０２の内容を確認することができ、他のサーバーと連結し、クラウドサーバー内の治療データを自動でアップデートすることもできる。

本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練装置４００の具体的な構成は以下で後述する。

したがって、本発明の一実施形態による磁気刺激システムは、磁場発生装置１００とブレインナビゲーション装置２００を含むことができ、認知訓練装置４００をさらに含むことができる。

統合オペレーター３００
上述のように、本発明の磁気刺激システムは認知訓練装置４００をさらに含むことができる。

この時、また、本発明の他の実施形態によると、図４に示したように、上記磁場発生装置１００及び上記認知訓練装置４００と通信連結され、上記磁場発生装置１００と上記認知訓練装置４００を同時にまたは交互に駆動させる統合オペレーター３００をさらに含むことができる。

すなわち、磁場発生装置１００のみを用いて磁場刺激を行うことができるが、認知訓練装置４００をともに駆動して治療効率を上昇させることができ、これを統合オペレーター３００が制御することができる。

本発明の他の実施形態による統合オペレーター３００が磁場発生装置１００または認知訓練装置４００と通信を行い、上記通信は、ワイファイ（ＷｉＦｉ）のような無線は言うまでもなく、有線でも行われることができる。上記統合オペレーター３００が、認知訓練と磁場刺激の間の時間間隔、認知訓練期間、磁場刺激期間、または磁場刺激強度や周波数などの関連パラメーターを決定することができる。

具体的に、統合オペレーター３００は、認知訓練装置４００が行う認知訓練と、磁場発生装置１００が行う磁気刺激が同時にまたは交互に行われるように制御することができる。

一実施形態として、磁場発生装置１００による磁気刺激が行われた後、上記磁気刺激の効果が一定数値以下に下がる前に、認知訓練装置４００による認知訓練を行い、認知訓練装置４００による認知訓練が行われた後、さらに磁気刺激を繰り返し、周期的に複数の認知訓練と複数の磁気刺激が行われるようにすることができる。

例えば、磁場発生装置１００がＴＭＳ装置であり、ブローカ領域を刺激する場合、ＴＭＳ装置で２秒間２０パルスを刺激し、磁気刺激が完了した後に、２８秒間「類似した文章探し」問題を２問題ずつ解くことを１セットとし、総２０セットを行うことができる。

この時、統合オペレーター３００は、認知訓練と磁気刺激を１セット当たりに３０秒ずつ行うことを設定し、ＴＭＳ刺激は３０秒間隔で２秒間２０パルスずつ行うように設定し、認知訓練は２８秒間２問題、すなわち、１問題当たりに１４秒ずつ解くように設定して、上記セットを２０回繰り返すように制御することができる。

上述のパラメーターは、刺激する脳領域、認知訓練の問題類型、ユーザーデータなどによって変わり得て、例えば、上述の例と同一の条件で、問題類型を「正しいまたは正しくない文章の選択」に変えるだけでも、統合オペレーター３００は、ＴＭＳ刺激の時間間隔は３３秒間隔に変更設定し、認知訓練は３１秒間２問題を解くように変更設定して、異ならせて制御することができる。

他の例として、磁場発生装置１００がＴＭＳ装置であり、ウェルニッケ領域を刺激する場合、ＴＭＳ装置でウェルニッケ領域を２秒間２０パルス刺激し、磁気刺激が完了した後に、３４秒間ウェルニッケを刺激する問題類型である「正しい単語探し」の問題を３４秒間４問題解くことを１セットとし、総２０セットを行うこともできる。

この時、統合オペレーター３００は、認知訓練と磁気刺激を１セット当たりに３６秒ずつ行うように設定し、ＴＭＳ刺激は３６秒間隔で２秒間２０パルスずつ行うように設定し、認知訓練は３６秒間４問題、すなわち、１問題当たりに８．５秒ずつ解くように設定して、上記セットを２０回繰り返すように制御することができる。

なお、ユーザーが認知障害患者、例えば、老人性痴呆患者である場合、それを考慮して磁場や認知訓練の回数を増やすこともできる。

したがって、統合オペレーター３００は、刺激される脳領域と、上記脳領域を刺激するための認知訓練の問題類型、ユーザーが今まで受けた治療履歴や個人情報、磁気刺激の種類などを考慮することができ、これにより、磁場発生装置１００で行う総セット回数、１セット内の磁気刺激時間、周波数、刺激後休止時間などを調節することができ、認知訓練装置４００における認知訓練の問題数と１問題当たりの解く時間、行った総セット回数などを調節することができる。

一方、上記第２メモリー３０２は、内装型格納装置や外装型格納装置だけでなく、クラウドサーバー形態のＤＢで実現し、ユーザーの治療履歴や入力されたユーザー情報が自動でクラウドサーバーに連動して格納されるようにすることができる。上述の訓練または刺激結果に基づいて、遠隔で認知訓練及び磁気刺激プロトコルを調節することができる。

したがって、本発明の一実施形態による磁気刺激システムは、磁場発生装置１００とブレインナビゲーション装置２００を含み、認知訓練装置４００と統合オペレーター３００をさらに含むことができ、上記統合オペレーター３００は、以前の磁場刺激と次の磁場刺激との間に認知訓練を行うように制御してもよく、刺激と同時に認知訓練を行うように制御してもよい。

一方、図５は、本発明の一実施形態による、運動閾値を測定する運動閾値測定モジュール１１０２のフローチャートを示したものである。

図５に示したように、運動閾値（ＭＴ）を測定するために、磁場調節モジュール１１０１を用いて、コイル１６０に予め設定された磁場強度で出力する（Ｓ５０１）。

上記予め設定された磁場強度は、例えば、基準点を定めるために、現在の磁場周波数で中間範囲の磁場強度を意味し得る。

予め設定された磁場強度で出力した時に、指がビクッとしたり手首が跳ねたりする動きなどが発生する指の反応がないと（Ｓ５０２の「いいえ」）、まだ運動閾値を超えていないとみなし、磁場強度を以前より大きく調節する。

他の実施形態として、磁場刺激による指の動きではなく、ＥＣＧセンサーを設けて脈拍変化を検知するか、ＥＭＧセンサーを設けて電流変化を検知することで、脳のモーターコルテックスが刺激されているかを確認することもできる。

これは例示的な実施形態であり、ユーザーの運動性を測定可能な他の運動閾値測定センサーによりＳ５０２を行うことができる。

この時、出力できる磁場最大強度ではないと（Ｓ５０３の「いいえ」）、磁場強度を既設定の比率（Ｒ１）ずつ上昇させて出力し（Ｓ５０５）、指の反応があるかを確認し続けることができる（Ｓ５０２に戻る）。

例えば、上記既設定の比率Ｒ１＝ｎ％であり、ｎが５％である場合、最初に予め設定された磁場強度から５％ずつ磁場強度を上げ、運動閾値を超えて指の反応があるまで高く調節する。

その途中、指の反応はまだないが、現在出力する磁場が、出力できる最大磁場強度である場合（Ｓ５０３の「はい」）、磁場周波数を高く調節する（Ｓ５０４）。

従来は、一つの固定された磁場周波数を用いて、運動閾値が最大磁場で発生する刺激量以上である場合に、該当ユーザーはそれ以上脳刺激治療を受けることができず、排除されていた。

これに対し、本発明の一実施形態によると、磁場モードを調節して磁場周波数を上げ（Ｓ５０４）、磁場周波数を調節した状態でさらに予め設定された磁場強度で出力することができる（Ｓ５０１に戻る）。

したがって、さらにＳ５０１～Ｓ５０５を繰り返し、特定の磁場周波数又は強度で指の反応がある場合（Ｓ５０２の「はい」）、運動閾値を超えたとみなし、運動閾値測定モジュール１１０２は、磁場調節モジュール１１０１を用いて磁場強度を既設定の比率（Ｒ２）で周波数又は強度を下降させて出力する（Ｓ５０６）。

具体的に、指の反応があるという運動性が検出されると、ユーザーの脳のモーターコルテックス（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｒｔｅｘ）が反応した運動閾値を超えたと判断し、上記既設定の比率（Ｒ１）よりも小さく設定された既設定の比率（Ｒ２）で周波数又は強度を減少させ、運動閾値に達する直前の臨界値を検出することができる。脳刺激は、刺激されるべき脳領域のみが刺激されるようにしなければならないが、ユーザーが動くとそれ以外の領域が刺激される恐れがあるため、運動性はなく、且つ脳刺激により脳が活性化される程度の刺激強度が出力される必要があるためである。

例えば、Ｒ１＝５％に設定される場合、運動閾値の臨界値を検出するために、それより細かく磁場強度を調節する必要があるため、Ｒ２＝１％（ｍ＝１）に設定し、磁場強度を下げて出力することができる。

したがって、指の反応があると（Ｓ５０７の「はい」）、磁場強度をｍ％ずつ下げ続き、指の反応がそれ以上ないと（Ｓ５０７の「いいえ」）、その時の磁場強度を運動閾値と決定し（Ｓ５０８）、上記運動閾値を、脳刺激する時の磁場強度の基準値として定めることができる。

これにより、全てのユーザーにパーソナライズ運動閾値検出方法を行うことができ、人種や性別、またはその日のコンディションによって変わる運動閾値を、迅速に且つ容易に検出することができ、安全性を確保するとともに、治療効率を極大化することができる。

また、上述の例示では指の反応に限定したが、これは例示的な実施形態に過ぎず、運動閾値測定センサーを用いて運動閾値反応を確認する実施形態も含まれることができ、請求範囲が制限されない。

図６は、本発明の一実施形態による、刺激されるべき脳位置領域を検出するフローチャートを示したものである。

図５で説明したように、ユーザーパーソナライズ運動閾値を検出した後、図６に示したように、磁場刺激を行うべき脳領域の位置をブレインナビゲーション装置２００を用いて検出することができる。

ブレインナビゲーション装置２００はユーザーＭＲＩ画像を受信することができる（Ｓ６０１）。上記受信されたユーザーＭＲＩ画像はＭＲＩデータメモリー２１０に格納されることができる。

次に、ユーザーＭＲＩ画像は画質に劣って、後続の実際の脳画像とのマッピングを行うことが困難であるため、ＭＲＩ画像画質を改善させることができる（Ｓ６０２）。ブレインナビゲーション装置２００に画像画質改善モジュールをさらに含ませ、基準座標と刺激されるべき脳領域座標をマーキングしたＭＲＩ画像の画質を予め改善させることができ、または、画像画質を改善させた後、上記基準座標と治療位置座標を表示（Ｓ６０３）し、上記ＭＲＩデータメモリー２１０に格納させてもよい。

この時、上記基準座標と刺激されるべき脳領域座標は、図７に示したように、基準座標として、鼻先、眉間、右側耳、及び左側耳を付けることができ、右側に位置した脳領域においては、鼻先、眉間、右側耳が基準座標として配置され、左側に位置した脳領域においては、鼻先、眉間、左側耳が基準座標として配置されることができる。

右側から見た場合、上記基準座標を中心に、Ｒ－ＰＳＡＣ及びＲ－ＤＬＰＦＣ位置座標を獲得することができ、左側から見た場合、ブローカ、ウェルニッケ、Ｌ－ＰＳＡＣ、Ｌ－ＤＬＰＦＣの位置座標を獲得することができる。

上記基準座標は、ＭＲＩ画像を読み取ることが可能な医療従事者が直接マーキングして位置データを獲得するか、または、人工知能モジュールにより学習を行って出力して位置データを獲得することもできる。

したがって、きれいな画質のＭＲＩ画像を獲得すると、マッピングモジュール２２０により上記ＭＲＩ画像と実際の頭画像をマッピングし（Ｓ６０４）、上記ＭＲＩ画像にマーキングされた治療位置の座標と、実際の頭画像でその対応する座標をマッチングさせることができる。

実際の頭画像で対応する座標を検出したため、レーザースキャナー２３０とレーザーポインター２４０を用いるか、または、ロボットアームに上記検出された座標を伝送して、実際のユーザーの頭で、コイル１６０が位置するべきユーザーの脳の治療位置を決定することができる（Ｓ６０５）。すなわち、決定された座標をレーザーポインター２４０により指すか、ロボットアームに伝送してロボットアームに連結された磁場発生装置１００が自動で移動するようにすることができる。

すなわち、上述のフローを経て、ユーザー毎の運動閾値と、治療すべき脳領域に対応するコイル１６０の位置を検出することができ、運動閾値を基準として磁場強度を調節し、各脳領域をコイル１６０により磁場刺激することができる。

マルチコイル１６０ａ、１６０ｂを含む磁場発生装置１００
一方、上述のような磁場発生装置１００は一つのコイル１６０を含み、複数の脳領域を刺激する場合、一つの領域ずつ順番に刺激することができる。

これに対し、図８に示したように、マルチコイル１６０ａ、１６０ｂを含む磁場発生装置１００は、複数の脳領域を刺激する場合、上記マルチコイル１６０ａ、１６０ｂを用いて同時に脳刺激を行うことができる。この時、好ましくは、一方のマルチコイル１６０ａは右側脳領域の少なくとも一つ、他方のマルチコイル１６０ｂは左側脳領域の少なくとも一つの領域を刺激することができる。

すなわち、上記マルチコイル１６０ａ、１６０ｂは、上記ユーザーの右側に位置した脳領域と、上記ユーザーの左側に位置した脳領域に対応する位置で、上記右側に位置した脳領域と左側に位置した脳領域を同時にまたは時間間隔をおいて磁場刺激することができる。マルチコイル１６０ａ、１６０ｂが時間差を設けずにともに刺激を行うか、時間差を設けて別に刺激を行うことができるということである。

この時、一つの右側に位置した脳領域と一つの左側に位置した脳領域を同時に刺激することもできるが、二つ以上の右側に位置した脳領域を同時に刺激することもでき、二つ以上の右側に位置した脳領域と一つの左側に位置した脳領域を一度に刺激することもできる。

すなわち、少なくとも一つの右側に位置した脳領域または少なくとも一つの左側に位置した脳領域を、同時にまたは時間間隔を置いて磁場刺激することができる。

また、本発明の一実施形態によると、上記マルチコイル１６０ａ、１６０ｂで同時にまたは時間間隔を置いて磁場刺激をする時に、各マルチコイル１６０ａ、１６０ｂが位置した刺激されるべき脳の位置に応じて、磁場の周波数、周期、時間、及び強度を同一にまたは異ならせて制御して磁場刺激することができる。

例えば、収縮された脳部位がブローカ領域に偏る場合、ブローカ治療を連続して行いつつ、他のチャンネルを介して他の脳部位の刺激及び認知訓練を行うことができ、マルチコイル１６０ａ、１６０ｂにより個人毎のパーソナライズ治療を行うことができる。

そして、左右のＰＳＡＣ領域を同時に刺激する場合、出力される磁場の強度や周波数、刺激周期などを同一に制御して磁場刺激を行うことができるが、右側ＰＳＡＣ領域とブローカ領域を同時に刺激する場合、出力される磁場の強度や周波数、刺激周期などを異ならせて制御して磁場刺激を行うことができる。これにより、マルチコイル１６０ａ、１６０ｂで同時に刺激を行っても、位置毎に異ならせて調節することで、磁場刺激を行って刺激されるべき脳位置毎にパーソナライズ治療を行うことができる。

したがって、本発明の一実施形態によると、磁場発生装置１００は、運動閾値（ＭＴ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場を決定する制御部１１０と、複数の脳領域を同時に刺激するように構成されたマルチコイル１６０ａ、１６０ｂとそれぞれ連結され、上記マルチコイル１６０ａ、１６０ｂのそれぞれに電力を供給する電力モジュール１２０ａ、１２０ｂと、を含むことができる。脳領域毎に磁場の強度やプロトコルなどが異なるため、各脳領域に符合する最適の磁場を出力するために、電力変換モジュール１２１にマルチコイル１６０ａ、１６０ｂのそれぞれに対応する電力モジュール１２０ａ、１２０ｂが配置されることができる。

なお、上記制御部１１０は、上記マルチコイル１６０ａ、１６０ｂのそれぞれの磁場の周波数、周期、時間、及び強度の少なくとも一つを調節して磁場出力をそれぞれ制御する磁場調節モジュール１１０１と、上記磁場調節モジュールを用いてユーザーの運動閾値（ＭＴ）を測定する運動閾値測定モジュール１１０２と、を含むことができる。

それ以外の磁場発生装置１００の構造とブレインナビゲーション装置２００、認知訓練装置４００、統合オペレーター３００の構成は前述の説明と同様であり、但し、複数の脳領域を刺激するため、認知訓練装置４００による認知訓練の時に、磁場発生装置１００が同時に刺激した脳領域に対して、同時に複数の脳領域を訓練する場合、脳領域に応じて予め決定された類型の問題を混合した問題が出題されることができる。これにより、統合オペレーター３００も、複数の脳領域に対する磁場刺激と認知訓練を考慮して制御を行うことができる。

その他の説明は上述の内容と同様であり、重複を避けるために同一の説明は省略する。

これにより、同時に複数の領域の脳刺激を行うことができ、同時間と比べてより多くの脳刺激を行うことができるため、時間及びコストが低減され、治療効率が上昇することができる。

一方、図９は本発明の一実施形態による磁気刺激方法のフローチャートを示したものであり、図１０は本発明の一実施形態による運動閾値検出方法のフローチャートを示したものである。以下の磁気刺激方法は、上述の磁場発生装置１００で行われることができる。

したがって、本発明の一実施形態によると、図９に示したように、上記コイルの磁場強度または周波数を調節してユーザーの運動閾値を測定する段階（Ｓ９０１）と、刺激されるべき脳領域の位置に上記コイルを対応させて位置させる段階（Ｓ９０２）と、測定したユーザーの運動閾値と上記刺激されるべき脳領域を考慮して決定された磁場情報でコイルを駆動させ、脳刺激を行う段階（Ｓ９０３）と、を含むことができる。

また、ユーザーの運動閾値を測定する段階（Ｓ９０１）は、図１０に示したように、上記コイルによりユーザーのモーターコルテックス（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｒｔｅｘ）を磁場刺激し、指の動きがあるかを確認するか、ＥＣＧセンサーまたはＥＭＧセンサーにより運動性を確認する段階（Ｓ９０１１）と、指の動きがないか、運動性の変化がない場合、予め設定された比率で、指の動きや脈拍変化が発生するまで磁場強度を上げる段階（Ｓ９０１２）と、上記磁場強度が磁場最大出力に達すると磁場周波数を向上させ、上記段階Ｓ９０１２に戻る段階（Ｓ９０１３）と、を含むことができる。

なお、本発明の一実施形態によると、上記段階（Ｓ９０１２）は、指の動きがあるか、運動性の変化があると、指の反応がないか、以前の運動性の状態に戻る臨界値まで磁場強度を下げ、上記臨界値をＭＴと決定することができる。

また、刺激されるべき脳領域の位置に上記コイルを対応させて位置させる段階（Ｓ９０２）は、具体的に、ブレインナビゲーション装置２００により、刺激されるべき脳領域の位置が表示されたユーザーのＭＲＩ画像と、３Ｄカメラにより撮影された実際の脳画像をマッピングし、刺激されるべき脳領域の位置データを獲得した後、レーザースキャナー２３０により、上記刺激されるべき脳領域の位置までの距離を検出し、レーザーポインター２４０により、検出された脳領域の位置を表示することができる。

または、本発明の他の実施形態によると、刺激されるべき脳領域の位置データを獲得した後、ロボットアームにそれを伝達し、上記ロボットアームが３Ｄカメラにより撮影された該当位置に移動するように駆動させることができる。

したがって、本発明の一実施形態によると、上記刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置に上記コイルを対応させて位置させる段階（Ｓ９０２）は、ブレインナビゲーション装置２００により、刺激されるべき脳領域の位置が表示されたユーザーのＭＲＩ画像と、カメラ部２２０により撮影された実際の頭画像をマッピングする段階と、上記レーザースキャナー２３０により、リアルタイムで撮影された頭画像で、上記マッピングされた画像に表示された刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置を検出する段階と、検出された上記対応する頭の位置をレーザーポインター２４０により表示するか、ロボットアームにそれを伝送する段階と、を含むことができる。

そして、コイルを駆動させて脳刺激を行う段階（Ｓ９０３）は、本発明の他の実施形態によると、マルチコイル１６０ａ、１６０ｂを駆動させて複数の脳領域を同時に刺激する場合、磁場調節モジュール１１０１により、上記マルチコイル１６０ａ、１６０ｂの磁場の周波数、周期、時間、及び強度の少なくとも一つをそれぞれ制御する段階をさらに含むことができる。

この時、上記磁場調節モジュール１１０１により上記マルチコイル１６０ａ、１６０ｂにて同時にまたは時間間隔を置いて磁場刺激を行う時に、各マルチコイル１６０ａ、１６０ｂの磁場の周波数、周期、時間、及び強度を同一にまたは異ならせて制御して磁場刺激することができる。

一方、本発明の一実施形態によると、別途の認知訓練装置４００により、上記磁場発生装置１００が刺激した脳領域が活性化されるように、上記脳領域と対応する予め設定された問題を出題して認知訓練を行う段階をさらに含むことができる。

上述の磁場調節モジュール１１０１は、磁場を出力する場合に、上記周波数を１～２００Ｈｚの範囲で調節し、上記強度は１～１０テスラの範囲で調節し、上記時間は１～２００ｍｓ単位で調節することができる。上述の範囲は、ＦＤＡのセーフティ規定にも規定されている出力範囲内であり、上記の範囲内で磁場出力調節を行うことで、安全性を確保しながらも、最大出力効率を維持して治療効率を上げることができる。

したがって、コイルを駆動させて脳刺激を行う段階（Ｓ９０３）で出力する磁場情報は、上述の範囲内で調節されることができる。

また、本発明の一実施形態による磁場発生装置１００がＴＭＳ装置である場合、繰り返される磁気刺激を行うｒＴＭＳであることができ、磁場調節モジュール１１０１はシータバースト刺激（Ｔｈｅｔａ－Ｂｕｒｓｔ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、ＴＢＳ）で出力することができ、連続的なＴＢＳ（ｃＴＢＳ）、間歇的なＴＢＳ（ｉＴＢＳ）などで出力することができる。上記シータバースト刺激は超高頻度の刺激を短時間内で行うことであり、上述の範囲で、５０Ｈｚの頻度で時間間隔を２００ｍｓとして刺激を行うことができる。

磁場調節モジュール１１０１がｒＴＭＳの刺激頻度を調節し、最適の脳領域の刺激効率を維持するようにすることができる。

したがって、本発明は、上述の磁気刺激方法により、一日に１５００パルスで脳を刺激することができ、マルチコイル１６０を用いる場合、一度に３つの脳領域を刺激することができる。脳刺激を行うパルス数はＴＭＳ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｉａｌ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｇｕｉｄａｎｃｅに従う。

一方、本発明のさらに他の実施形態によると、磁気刺激装置は、上述の上記磁気刺激方法の段階を実行するように構成されたプロセッサー、及び上記ユーザーの運動閾値または決定された磁場情報でコイルを駆動させて脳刺激を行ったデータをクラウドサーバーに格納するメモリーを含むことができる。

磁気刺激装置で磁場を発生させて磁場刺激を行い、ユーザーの性別、人種、年齢などの情報を含むユーザーデータと、ユーザーが行った磁場刺激情報を全てメモリーに格納することで、後で該当ユーザーの磁場刺激を制御する場合や、同一のユーザー情報を有する他のユーザーに参照データとして用いることができる。この時、上記メモリーはクラウドサーバーとして、遠隔診療に活用することができる。

また、上述のプロセッサーが実行されるように遠隔通信を行う送受信器をさらに含むことができる。上記プロセッサーが上記磁気刺激方法の段階を実行すると、ロボットアームが上記磁気刺激方法が実行されるように対応して駆動され、上記ロボットアームが遠隔駆動されるように、送受信器により遠隔制御を行うことができる。

本発明のさらに他の実施形態による遠隔診療システムは、磁場刺激を行う磁場発生装置１００、上記磁場発生装置１００の位置をガイドするブレインナビゲーション装置２００、及び上記磁場発生装置１００と同時にまたは交互に認知訓練を行う認知訓練装置４００の少なくとも一つを含む磁気刺激システムと、上記磁気刺激システムによるユーザー使用結果を格納するクラウドサーバー、及び保安手続きを経て、上記クラウドサーバーに連結されて上記ユーザー使用結果を確認し、上記磁気刺激システムの磁場出力または認知訓練を遠隔制御する管理者端末機と、を含むことができる。

上記磁気刺激システムは上述の実施形態による磁気刺激システムであることができ、上記管理者端末機は、上記クラウドサーバーへのアクセス許可を受けたＩＤとパスワードを有する管理者端末機を意味し、上記管理者端末機は、病院に設置されたコンピューターなどのユーザーインタフェースを意味し得る。

本発明のさらに他の実施形態によると、上記管理者端末機は、上記磁気刺激システムにより刺激される脳領域、ユーザーデータ、上記認知訓練装置が行う認知訓練の問題類型の少なくとも一つを考慮して上記磁場発生装置が発生させる磁場の周波数、周期、及び時間の少なくとも一つと、上記認知訓練装置が行う認知訓練の問題を解く周期及び時間を制御し、上記クラウドサーバーに制御内容をリアルタイムでアップデートすることができる。これにより、ユーザーの治療履歴を統合して管理することで、管理容易性及びデータＤＢ化を図ることができる。

具体的なクラウドサーバーアップデート内容は以下で後述する。

一方、上記磁気刺激システムの磁場発生装置１００でユーザーの脳を刺激する時に、磁場による直接的な刺激の他に、認知訓練装置による訓練による脳刺激をユーザーの脳に提供することができる。磁場発生装置１００で刺激した後、上記刺激による活性が下がる前に、刺激された脳をトレーニングする認知訓練を行うことで、脳刺激の効率を極大化することができる。

本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練装置４００は、磁場発生装置１００で脳刺激を行った直後に、または、脳刺激による活性が一定の数値以下に下がる前に、または、磁場発生装置１００で脳刺激を行うと同時に、認知訓練を進行することができる。

または、磁場発生装置１００で一定周期の刺激を複数回進行しながら、交互にパーソナライズ認知訓練装置４００による認知訓練を一定周期で複数回進行することができる。

すなわち、磁場発生装置１００が用いられる時に、パーソナライズ認知訓練装置４００をさらに用いることで、ユーザーの脳刺激の効率を補完及び極大化してユーザーの治療効率を上げ、ユーザーが脳刺激を受けるために特定の位置を訪問する回数を減らすことができて、ユーザーの便宜も向上させることができる。

したがって、具体的に、図１１は本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練装置４００の詳細な構成を示したものである。

図１１に示したように、複数の認知訓練を行うパーソナライズ認知訓練装置として、問題出題に用いられるコンテンツを段階別または項目別に分類して格納するコンテンツ格納部４１０と、認知訓練により活性化される脳領域とユーザーデータを考慮して、それに対応する認知訓練のための問題を出題する問題出題部４２０と、上記問題出題部４２０が出題した問題に対して獲得した点数の範囲または点数の維持有無を判断する点数判断部４３０と、上記点数判断部４３０の結果に基づいて、上記問題のレベルまたは問題のプール（Ｐｏｏｌ）を変更する上記問題変更部４４０と、を含み、上記問題変更部４４０は、予め設定された最適点数範囲が維持されるように、上記問題のレベルを調節するレベル調節モジュール１４０１と、問題の難度を変更させた後にも、現在のラウンドの認知訓練結果点数が相変らず以前の認知訓練結果点数と同一に維持される時に、問題のプールを変更するように上記コンテンツ格納部４１０の段階または項目を変更するプール変換モジュール１４０２と、を含むことができる。

具体的に、レベル調節モジュール１４０１が、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を変更するか、または、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を変更させた後にも、現在のラウンドの認知訓練結果点数が相変らず以前の認知訓練結果点数と同一に維持される時に、プール変換モジュール１４０２が次のラウンドの問題類型を変更することができる。

本発明の一実施形態によると、上記予め設定された最適点数範囲は、ユーザーが既設定したものであり、８５点以上９５点以下の点数になることができる。認知訓練装置４００はユーザーの脳を刺激し続けることが重要であるが、４００点が出続けると、正解を過度に易しく当てて集中力が却って低下し、眠気が襲ってきて脳刺激の効率が低下し、逆に４～５０点の低い点数が出ると、問題が難しすぎてユーザーの興味度が下がって集中力が低下し、脳刺激の効率が低下するようになる。よって、脳活性化状態を持続的に維持するために、８５点～９５点の点数範囲を設定することができるが、これは例示的な一実施形態であって、それにより請求範囲が制限されない。

したがって、上記問題変更部４４０は、上記点数判断部４３０により出たユーザーの認知訓練結果点数を考慮して、予め設定された最適点数範囲を維持するように問題の難度または問題プールを変更することができる。

また、ユーザーの認知訓練結果点数を考慮して問題の難度または問題プールを変更すると、ユーザーの痴呆の進行程度や脳の状態に応じて、適した脳機能の向上のための難度または問題プールを調節して問題を出題することができるが、ユーザーの個人情報や履歴などのユーザーデータによる問題を出題することはできない。ユーザーのデータを考慮せずに問題を出題すると、痴呆の進行と無関係にユーザーが分からない単語や文章などが存在することがあり、この場合にも問題が誤答処理され、上記ユーザーの痴呆の進行状況に対する誤ったフィードバックを受けることができる。

したがって、次のラウンドの問題難度または問題プールを決定する時には、ユーザーデータを考慮して問題類型を他の類型に変更することができ、この時、上記ユーザーデータは、上記ユーザーの学歴、駆使言語、性別、居住地域履歴、及び職業履歴の少なくとも一つを含むことができる。

すなわち、問題出題部４２０は、活性化させるべき脳領域に応じて問題の種類を決定し、問題変更部４４０のレベル調節モジュール１４０１が、点数判断部４３０によるユーザーの認知訓練結果点数を考慮して問題の難度を調節し、問題変更部４４０のプール変換モジュール１４０２が問題の難度を調節したにもかかわらずユーザーの結果点数に影響がない場合、問題類型を他の類型に変更するように上記コンテンツ格納部４１０の段階または項目を変更することができる。

図１２から図１４は、本発明の一実施形態によるコンテンツ格納部４１０の構成を概略的に示し、コンテンツ格納部４１０が単語を分類及び格納する構造を示したものである。

図１２に示したように、本発明の一実施形態による上記コンテンツ格納部４１０は、単語問題として出題される単語を含む単語モジュール４１０１と、文章問題として出題されるように単語を文章構造によって分類して格納する文章構造モジュール４１０２と、ユーザーの個人情報及びユーザーの治療情報の少なくとも一つを含むユーザーデータを格納するユーザーデータモジュール４１０３と、を含む認知訓練データベースＤＢを含むことができる。

単語モジュール４１０１は、事物や動作を表す単語が格納されたＤＢであり、ブローカを活性化させるための文章を生成するように文章構造モジュール４１０２に用いられる単語を提供するか、ウェルニッケを活性化させるための正しい単語探しや写真に一致する単語のマッチング、または右側ＤＬＦＰを活性化させるための行動または事物名称のマッチングに用いられる単語などを提供することができる。

また、文章構造モジュール４１０２は、主語、述語、目的語、補語、または機能的単語に単語を分類格納し、文章を生成する時に、分類された各項目から単語を抽出することができる。

特に、本発明の一実施形態による文章構造モジュール４１０２は、韓国語に応じて、韓国語の文章に対応する文章構造でモジュールを構成する。しかし、英語、日本語、中国語など他の国の言語による文章に対応する文章構造でもモジュールを構成することができる。

なお、ユーザーデータモジュール４１０３は、ユーザーの学歴、言語、性別、地域、職業の少なくとも一つを含むユーザー履歴情報を格納するか、ユーザーの認知訓練内容または認知訓練結果点数などを格納したユーザー治療情報を格納することができる。

したがって、ユーザーデータモジュール４１０３は、ユーザーの履歴情報とユーザーの治療情報を格納するユーザー治療情報ＤＢを含むことができる。

例えば、ユーザーが複数の言語を駆使する場合、一例として、韓国語と英語の両方を駆使することができれば、ユーザーデータを考慮して、文章構造モジュール４１０２として韓国語の文章に符合する文章構造モジュールだけでなく、英語の文章に符合する文章構造モジュールを含んで複数の文章構造モジュール４１０２が備えられるようにすることができ、上記言語を活用して難度を調節するか、問題プールを変更することができる。

または、ユーザーの学歴はユーザーが有する知識に影響を与え得るため、ユーザーが大学院を卒業した場合には、大学院で用いられる専攻用語も単語モジュール４１０１に含ませることができる。

または、性別によって体験可能な経験が変わるため、その経験から体得できる用語を考慮して単語モジュール４１０１に反映することができる。

または、ユーザーの居住履歴によって、ソウルでのみ居住したユーザーは、地域方言の単語が、痴呆に関わらず分からないが、方言を使用する地域に居住したユーザーは、地域方言のみで使用される単語も単語モジュール４１０１に含ませ、認知訓練に用いることができる。

したがって、コンテンツ格納部４１０は、問題出題に用いられる単語やユーザーデータを上述のような分類を基準として構造化して格納し、単語モジュール４１０１や文章構造モジュール４１０２は、ユーザーデータモジュール４１０３から伝達されたユーザーデータを考慮して単語や文章を抽出することができ、ユーザー毎に、上記ユーザーの脳が持続的に刺激されることができるパーソナライズ問題を出題することができる。

特に、上記脳領域に対応する問題の種類から、写真に一致する単語、行動名称のマッチング、事物名称のマッチングは環境の影響を特に多く受ける分野であるため、ユーザーデータを考慮して問題を出題することが非常に重要である。

なお、認知訓練に用いられた問題難度及び問題プールとユーザー履歴情報が対応付けられてユーザーデータモジュール４１０３に格納されるため、ユーザーデータが蓄積されると、それをビックデータとして用いて、ユーザーパーソナライズ問題を出題または変更するのにかかる時間及びコストを減少させることができ、該当ユーザーデータで脳刺激の効率が最も高い最適点数範囲を導出することもできる。

具体的に、図１３及び図１４に示したように、本発明の一実施形態による上記コンテンツ格納部４１０は、上記単語を段階別にまたは一つの段階内で項目別に分類して格納し、この時、上記段階は１～ｎ段階を含み、上記ｎは２以上の正の整数である。

また、本発明の一実施形態によると、上記コンテンツ格納部４１０の第１段階は名詞項目と動詞項目を含み、段階の数字が大きくなるほど、上記項目を細分化した下位概念の単語を含むことができる。

図１３に示したように、コンテンツ格納部４１０は、第１段階～第４段階に構造化して単語を格納することができる（ｎ＝４）。第１段階は名詞（事物）項目１個を含み、第２段階は、名詞（事物）項目を細分化した下位概念である生物項目と無生物項目を含むことができる。

また、第３段階は、第２段階の生物項目を細分化した植物項目と動物項目、そして、第２段階の無生物項目を細分化した衣服項目と道具項目を含むことができる。

第４段階では、第３段階の植物項目を細分化した草、花項目、そして、動物項目を細分化したイヌ科、ネコ科項目、そして、第３段階の衣服項目を細分化したズボン、シャツ、靴下項目を含むことができる。

例えば、問題出題部４２０は、上記第３段階で、ひき臼の写真を見せて衣服と道具のうち何であるかと出題してもよいが、上記第４段階で、第３段階の道具を具体化したひき臼と鎌を見せて何であるかと出題してもよい。

ｎが２以上の数であるが、実際に問題として出題される段階は、最も大きい数字の段階や、最も大きい数字のすぐ前の段階の程度で出題され、残りの段階は、段階と項目を構造化して問題プールを分類するのに用いられることができる。

本発明の一実施形態によると、問題難度を調節しても、上記平均点数が、ユーザーが設定した最適範囲を外れて複数のラウンドの間に連続して一定に維持される場合、問題プールが変更されるように上記コンテンツ格納部４１０の段階または項目を変更することができる。

具体的な一実施形態として、図１３に示されたコンテンツ格納部４１０がｎ＝５に設定され、第５段階をさらに含むと仮定する。第５段階が、第４段階に記載の花項目を細分化した、芝桜、草夾竹桃、タツタソウ、シライトソウ、レンギョウなどを含む時に、ユーザー１の居住地が生涯にわたりソウル市江南区であって花に接したことがない場合には、痴呆に関わらず、ユーザー１は芝桜、草夾竹桃、タツタソウが正しい単語であるか、あるいは写真に一致する単語であるかが分からないはずである。

これに対し、ユーザー２の職業が植物学者である場合、ユーザー２が生涯にわたりソウル市江南区に住んでいたとしても、上記ユーザー２は芝桜、草夾竹桃、タツタソウ、シライトソウなどが正しい単語であることが分かり、写真を見て写真に一致する単語を選ぶことができるはずであり、該当ユーザー２の痴呆が激しくなって上記単語を選ぶことができなくなる場合、ユーザー２の痴呆の進行状況の正確なフィードバックを受けることができる。

つまり、同一の段階の同一の項目の問題を出題しても、ユーザーのデータによって、ユーザーが考えて回答を導出する脳活性化過程の遂行有無が変わり得る。

したがって、ユーザー１が、予め設定された最適点数範囲よりも低い点数を受け続ける場合、プール変換モジュール１４０２は、該当項目がユーザー１の脳を活性化させる程度の分別力を有しないとみなし、コンテンツ格納部４１０の第５段階から第４段階に段階を下げた後、花項目からイヌ科項目に項目を変更することができる。

または、ユーザー１が、予め設定された最適点数範囲よりも著しく低い点数を受け続ける場合、プール変換モジュール１４０２は、該当項目とそれに近接した項目がユーザー１の脳を活性化させる程度の分別力を有しないとみなし、コンテンツ格納部４１０の第５段階から第３段階に段階を２段階下げた後、花項目の上位概念である第３段階の植物項目から、第３段階の道具項目に項目を変更することができる。

これに対し、ユーザー２が、第４段階の花項目の問題を解き、予め設定された最適点数範囲よりも高い点数を受け続ける場合、過度に易しい問題のため集中力が低下し、脳活性化の程度が低下し得るため、段階を上げた後、第５段階の芝桜、草夾竹桃、タツタソウ、シライトソウ項目を出題することができる。

図１４に示したように、コンテンツ格納部４１０は、第１段階～第４段階に構造化して単語を格納することができる（ｎ＝４）。第１段階は動詞（動作）項目１個を含み、第２段階は、動詞（動作）項目を細分化した下位概念である行動項目と心理項目、知覚項目を含むことができる。

また、第３段階は、第２段階の行動項目を細分化した移動項目と遊び項目、そして、第２段階の心理項目を細分化した怒り項目と悲しみ項目、喜び項目、そして、知覚項目を細分化した感覚項目と認知項目を含むことができる。

第４段階では、第３段階の移動項目を細分化した過ぎる、久しい項目、そして、悲しみ項目を細分化した悲しい、泣く項目、そして、第３段階の感覚項目を細分化した、「みる」、「きく」、「なる」などの項目を含むことができる。

具体的な一実施形態として、ユーザー３のユーザーデータが、会社員、男性、ソウル、大学卒業である場合、第４段階の「なる」を見て、新しい身分や地位を有するという意味の「なる」であるか、仕事が手に余るという意味の慶尚道の方言である「余る」であるかが分からない。例えば、上記「なる」が後者の意味である場合、「彼は仕事が手に余る」と記載された文章を見て、ユーザー３は正しくない文章と選択することができるが、これは誤答になる。

そのため、上記誤答が繰り返され、問題難度を調節しても、上記平均点数がユーザーが設定した最適範囲を外れて複数のラウンドの間に連続して一定に維持される場合、プール変換モジュール４４０２は、問題プールが変更されるように、上記コンテンツ格納部４１０の段階を第３段階に下げた後、第３段階の移動項目に項目を変更して問題を出題することができる。

したがって、上記プール変換モジュール４４０２は、問題プールを決定する時に、上記ユーザーのデータを考慮して問題類型を他の類型に変更することができる。

本発明の一実施形態によると、上記プール変換モジュール４４０２は、予め設定された最適点数範囲未満に上記結果点数が維持される場合、上位概念の単語が出題されるように上記単語モジュールの段階を下げて項目を変更し、予め設定された最適点数範囲を超えて上記結果点数が維持される場合、下位概念の単語が出題されるように上記単語モジュールの段階を上げて項目を変更することができる。

または、予め設定された最適点数範囲と多くの差を示す結果点数が維持される場合、上記コンテンツ格納部４１０の段階を複数段階ずつ下げるか上げて項目を変更してもよい。

一方、文章構造モジュール４１０２は、主語項目、補語項目、目的語項目、述語項目を含み、追加的に機能的単語項目をさらに含むことができる。

ブローカ領域を活性化させるためには、類似した「文章」を出題する必要があり、「正しいまたは正しくない文章」を出題する必要がある。文章を形成するための条件として、必ず述語が含まれるべきであり、述語に主語を追加するか、主語、目的語を追加するか、主語、補語を追加するか、主語、目的語、補語を追加することができる。

問題出題部４２０は、述語の前にくる体言である主語、目的語、及び補語を追加または削除して問題類型を変更するか難度を調節することができ、述語の存在有無と位置を調節することで、正しいまたは正しくない文章を形成することができる。

一例示として、上記機能的単語項目には、体言、修飾語、助詞のような関係語、接続語、用言、運用語、感嘆詞のような独立語などを含むことができる。

一方、本発明の一実施形態による上記レベル調節モジュール４４０１は、問題難度を減少させるか、現在の認知訓練のラウンドが第１ラウンドである場合、上記ユーザーデータモジュール４１０３から伝達されたユーザーデータに関連する項目に優先順位を付与し、入力されたユーザーのデータに関連する問題プールから問題を出題することができる。

上述のように、ユーザーデータに関連する項目はユーザーが前に接したことのある単語であり、難度にも影響を与え得る。よって、難度を減少させるか、以前データなしに認知訓練を行う第１ラウンドでは、ユーザーデータに関連する項目に優先順位を高く付与し、ユーザーが問題をより容易に解くようにすることができる。

また、レベル調節モジュール４４０１は、例えば、特定の文字探しの問題で、難度を低くするために、特定の文字だけを大きくするか、全文字数を減らすなどにより調節することができる。

または、レベル調節モジュール４４０１は、類似した文章の選択や、正しいまたは正しくない文章の選択、または正しい単語探しや写真に一致する単語探しなど、文章と単語に関連する問題で難度を低くするためには、単語の音節を減らすか、文章を構成する単語の個数を減らすことができる。

なお、難度を調節する時には、結果点数に応じて一レベルずつ難度を調節してもよいが、結果点数が最適点数範囲を多く外れる場合、複数レベルずつ難度を調節してもよい。

本発明の一実施形態による複数の認知訓練を行うパーソナライズ認知訓練装置において、ユーザーのデータを装置に入力し、訓練を受ける脳領域に応じて、予め決定された種類の問題を出題する段階と、出題された上記問題に対してユーザーが提供したフィードバックに基づいて認知訓練結果点数を判定する段階と、現在のラウンドの認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題難度または問題プールを決定する段階と、を含むことができる。

この時、上記次のラウンドの問題難度または問題プールを決定する段階は、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を変更するか、または、問題難度を変更させた後にも、現在のラウンドの認知訓練結果点数が相変らず以前の認知訓練結果点数と同一に維持される時に、次のラウンドの問題類型を変更することができる。

ここで、「ラウンド」とは、一定周期で繰り返される認知訓練ルーチンを意味し、ユーザーが予め設定することができる。例えば、１週単位に「ラウンド」を定める場合には、第１週ラウンド、第２週ラウンド、…、第Ｎ週ラウンド行うことができる。

図１５は本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法のフローチャートを示したものであり、図１５に示したように、パーソナライズ認知訓練装置４００にユーザーデータを入力し（Ｓ７０１）、既設定のスケジュールに従って脳領域のうち治療位置を選定し（Ｓ７０２）、上記脳領域に対応する既設定の認知訓練種類を出力する（Ｓ７０３）。これは、上述の脳領域に対応する認知訓練の種類と同様である。

また、本発明の一実施形態によって、上記ラウンドの単位が一週である場合、複数の認知訓練を行うパーソナライズ認知訓練方法は、一週ずつ総４週間訓練を行うことができる。

この時、１週次の認知訓練である場合（Ｓ７０４の「はい」）、以前の認知訓練結果点数がないため、上記装置に入力されたユーザーデータを用いて、ユーザーデータに関連する項目の問題を出題することができる。また、難度はレベル０とし、最も易しい問題を出題することができる。

これに対し、１週次の認知訓練ではない場合（Ｓ７０４の「いいえ」）、上記装置に入力されたユーザーデータ、及び以前のラウンドの認知訓練結果点数を用いて、問題プール及び難度を決定することができる（Ｓ７０５）。

上記決定された認知訓練の種類及び認知訓練問題の難度及びプールに応じて認知訓練を開始し（Ｓ７０６）、予め設定された方式によって認知訓練を行った後に認知訓練が終了されると（Ｓ７０７）、認知訓練結果をユーザーに伝送することができる（Ｓ７０８）。

既設定の期間である一週間の認知訓練が完了すると（Ｓ７０９の「はい」）、既設定の期間の間の認知訓練結果点数の平均点数を算出し、上記認知訓練結果の平均点数を格納（Ｓ７１０）することができる。この時、上記結果平均はユーザー治療情報ＤＢに格納することができ、これはユーザーデータモジュール４１０３に含まれることができる。

一方、Ｓ７０１で入力されたユーザーデータも上記ユーザー治療情報ＤＢに格納されることができる（Ｓ７１１）。

一方、Ｓ７０３で、本発明のさらに他の実施形態によって、各認知訓練時に同時に複数の脳領域を訓練する場合、脳領域に応じて、予め決定された類型の問題を混合した問題が出題されることができる。つまり、複数の脳領域を同時に認知訓練することができ、各脳領域をそれぞれ認知訓練することができて、これによって問題の種類が異なることができる。

図１６から図１９は、本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法のレベルの調節または問題プールの調節のためのフローチャートを示したものである。

図１５で認知訓練を行い、結果平均点数を獲得して格納（Ｓ７１０）した後、図１６に示したように、レベル調節モジュール４４０１は、上記ユーザー治療情報ＤＢに格納された結果平均点数を確認し、それに基づいて次のラウンドの問題難度を調節することができる。

例えば、上記ラウンドは一週単位であり、ユーザーが予め設定した最適点数範囲は８５点から９５点の間であると仮定する。

レベル調節モジュール４４０１は、上記ユーザー治療情報ＤＢに格納された上記平均点数が最適点数範囲内であるかを確認する。

具体的に、平均点数が８５点未満である場合（Ｓ８０１の「はい」）、問題難度を減少させ、平均点数が９５点を超える場合（Ｓ８０２の「はい」）、レベル調節モジュール４４０１は問題難度を増加させる。これに対し、平均点数が最適点数範囲の８５点から９５点の間である場合（Ｓ８０１の「いいえ」＆Ｓ８０２の「いいえ」）、レベル調節モジュール４４０１は難度を維持することができる。

つまり、平均点数に基づいて、レベル調節モジュール４４０１が問題難度を調節する（Ｓ８０３）。

その後、決定された問題難度に応じて次の週次の問題を出題し（Ｓ８０４）、出題された問題を認知訓練ＤＢに格納することができる。

なお、図１７に示したように、現在の平均点数に基づいてレベル調節モジュール４４０１がレベルを調節した後、以前週次の平均点数と現在週次の平均点数の変更程度に応じて、プール変換モジュール４４０２が問題プールを変更することができる。

図１７に示したように、Ｎ週次の平均点数を確認した後、Ｓ９０１からＳ９０３は、図１６に示されたＳ８０１からＳ８０３と順序は異なるが、平均点数が予め設定された最適点数範囲内であるかを確認する段階であって、同一の段階である。

レベル調節モジュール４４０１が次のラウンド（Ｎ＋１週次）の難度を決定（Ｓ９０３）した後、Ｎ－１週次とＮ週次の平均点数を比較（Ｓ９０４）し、プール変換モジュール４４０２が問題プールを変更するかを決定することができる。

Ｎ－１週次とＮ週次の平均点数を比較（Ｓ９０４）して平均点数が維持されると（Ｓ９０６の「はい」）、問題プールを変更（Ｓ９０７）することができ、難度を変更して平均点数に変化があると（Ｓ９０６の「いいえ」）、問題プールを維持（Ｓ９０８）することができる。

但し、これは、Ｎが２以上に該当する場合（Ｓ９０５の「いいえ」）に、上述の過程を行うことができ、Ｎ＝１であって１週次に該当する場合（Ｓ９０５の「はい」）には、以前週次の平均点数がないため、問題プールの変更なしに直ちに２週次（Ｎ＋１週次）の問題を出題及び格納することができる。

図１７に示された問題プールの変更フローは、認知訓練結果の平均点数に基づいて、プール変換モジュール４４０２がどのように問題プールを調節するかが図１８に具体的に示されている。

図１８に示したように、Ｎ－１週次とＮ週次の平均点数を比較（Ｓ９０４）し、平均点数が８５点未満に維持される場合（Ｓ４００１の「はい」）、コンテンツ格納部４１０の単語概念段階を減少させるか、項目を変更する。

また、平均点数が９５点超過に維持される場合（Ｓ４００２の「はい」）、コンテンツ格納部４１０の単語概念段階を増加させるか、項目を変更する。

つまり、平均点数が８５点未満に維持されるか、９５点を超えて維持される場合、問題プールを変更し（Ｓ９０７）、平均点数が、予め設定された最適範囲の８５点以上９５点以下に維持される場合、問題プールを維持することができる（Ｓ９０８）。

プール変換モジュール４４０２は、上述の過程を経て問題プールを決定し、これを認知訓練ＤＢに格納した後、次のラウンドの認知訓練で用いることができる。

したがって、本発明の一実施形態による複数の認知訓練を行うパーソナライズ認知訓練装置において、ユーザーのデータを装置に入力し、訓練を受ける脳領域に応じて、予め決定された種類の問題を出題し、出題された上記問題に対してユーザーが提供した回答に基づいて認知訓練結果点数を判定し、現在のラウンドの認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を変更するか、または、問題難度を変更させた後にも、現在のラウンドの認知訓練結果点数が相変らず以前の認知訓練結果点数と同一に維持される時に、次のラウンドの問題類型を変更することができる。

なお、具体的に、本発明の一実施形態によると、以前のラウンドの認知訓練結果点数と問題難度を変更させた現在のラウンドの認知訓練結果点数が、何れも予め設定された最適点数範囲の未満である場合、上記ユーザーデータとの連関性の高い問題プールから問題を出題し、何れも予め設定された最適点数範囲を超える場合、上記ユーザーデータとの連関性の低い問題プールから問題を出題することができる。問題プールと難度をユーザーデータを考慮して決定する。

図１９は、本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法のユーザーデータを考慮したレベル及び問題プールの調節のためのフローチャートを示したものである。

本発明の一実施形態によると、現在のラウンドの認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題難度または問題プールを決定する段階で問題プールを決定する時に、上記ユーザーのデータを考慮して問題類型を他の類型に変更することができる。

この時、本発明の一実施形態によると、上記ユーザーデータは、上記ユーザーの学歴、駆使言語、性別、居住地域履歴、及び職業履歴の少なくとも一つを含むことができる。

すなわち、プール変換モジュール４４０２が問題プールを決定する時に、ユーザーデータを考慮してプールを決定することができる。

具体的に、図１９に示したように、ユーザーデータモジュール４１０３に含まれたユーザー治療データＤＢは、入力されたユーザーデータを確認することができる（Ｓ１１０１）。

１週次ではない場合（Ｓ１１０２の「いいえ」）、Ｎ－１週次とＮ週次の平均点数を比較し（Ｓ１１０５）、結果平均点数が８５点未満であると（Ｓ１１０６の「いいえ」）、ユーザーデータとの連関性を増加させた問題プールに変更することができ、結果平均点数が９５点を超えると（Ｓ１１０６の「はい」＆１１０７の「いいえ」）、ユーザーデータとの連関性を減少させた問題プールに変更することができる（Ｓ９０７）。

一方、結果平均点数が８５点以上９５点以下である場合、ユーザーデータに関わらず問題プールを維持することができる。

すなわち、問題プールを変更する時に、単純に他の問題類型に変更するだけでなく、ユーザーデータを考慮して問題プールの優先順位を決定して問題プールを変更することができる。

ユーザーは、ユーザーデータに関連する項目においてより多くの情報を有しており、より容易に問題に対する回答を出すことができるため、ユーザーデータを考慮して問題プールを変更する。

一方、認知訓練が１週次である場合（Ｓ１１０２の「はい」）、以前週次の平均点数がないため、ユーザーの水準を評価するために非常に易しい水準の認知訓練を行うために、ユーザーデータとの連関性のある問題類型に高い優先順位を付与（Ｓ１１０３）し、該当問題プールからレベル０の問題を出題（Ｓ１１０４）し、ユーザーとの関連性の高い問題プールから低いレベルの問題を出題することができる。

これにより、問題類型を変更することと同様に、ユーザーデータとの関連項目でレベルを下げると、ユーザーが問題に対する回答を容易に出すことができ、認知訓練を最初に行う時にユーザーの状態を確認することができる。

したがって、本発明の他の実施形態によると、上記コンテンツ格納部４１０の段階または項目を変更する段階では、上記装置４００に入力されたユーザーデータ及び現在のラウンドの認知訓練結果点数を用いて、ユーザーデータに関連する項目の問題出題のための優先順位を調節することができる。

具体的に、本発明の他の実施形態によると、上記コンテンツ格納部４１０の段階は、数字が大きくなるほど上記項目を細分化した下位概念の単語を含み、上記平均点数が、ユーザーが設定した最適範囲未満に複数のラウンドの間に連続して維持される場合、上記段階を下げて上記ユーザーデータとの連関性の高い項目に優先順位を付与し、上記平均点数が、ユーザーが設定した最適範囲を超えて複数のラウンドの間に連続して維持される場合、上記段階を上げて上記ユーザーデータとの連関性の低い項目に優先順位を付与することができる。

また、現在の認知訓練ラウンドが第１ラウンドである場合、上記ユーザーデータとの連関性の高い項目に優先順位を付与して問題プールを決定し、次のラウンドの問題プールも上記第１ラウンドの問題プールをそのまま維持し、現在の認知訓練の問題難度は最小レベルとして出題することができる。

これにより、問題難度を持続的に調節しても、認知訓練を行うユーザーの認知訓練結果点数が非常に低く維持されるか、非常に高く維持されるのみで脳刺激がちゃんと行われない場合、該当ユーザーがそれ以上の認知訓練を行わずに痴呆治療から排除される問題を解決することができる。

本発明のパーソナライズ認知訓練により、ユーザーは自分の履歴と治療情報に符合する認知訓練を行うことができるため、何れのユーザーであっても、自分に符合する認知訓練問題により痴呆治療を効果的に受けることができ、既存のユーザーにおいても治療効果が向上することができる。

本発明の一実施形態によると、上記訓練を受ける脳領域は、ブローカ、ウェルニッケ、Ｌ－ＤＬＰＦＣ、Ｒ－ＤＬＰＦＣ、Ｌ－ＰＳＡＣ、及びＲ－ＰＳＡＣの少なくとも一つの領域であり、各認知訓練時に、脳領域に応じて予め決定された種類の問題を混合した問題が出題されることができる。

また、各認知訓練時に、同時に複数の脳領域を訓練する場合、予め決定された種類が混合した新しい種類の問題が出題されることができる。

本発明の一実施形態によると、認知訓練に用いられる単語を段階別にまたは一つの段階内で項目別に分類して格納し、この時、上記段階は１～ｎ段階を含み、上記ｎは２以上の正の整数である、コンテンツ格納部４１０を含むパーソナライズ認知訓練装置４００において、各ラウンド毎に、既設定の期間の間に各脳領域を活性化させるように提出された複数の種類の問題に対して入力された回答に基づいて平均点数を算出する段階と、問題難度を調節しても、上記平均点数が、ユーザーが設定した最適範囲を外れて複数のラウンドの間に連続して一定に維持される場合、問題プールが変更されるように上記コンテンツ格納部４１０の段階または項目を変更する段階と、を含むことができる。

本発明の一実施形態によると、上記コンテンツ格納部４１０は、上記１段階は名詞項目と動詞項目を含み、段階の数字が大きくなるほど、上記項目を細分化した下位概念の単語を含むことができる。

なお、本発明の一実施形態によると、現在の認知訓練ラウンドが第１ラウンドである場合、入力されたユーザーのデータに関連する問題プールから問題を出題することができる。ユーザー連関性の高い項目から問題を出題し、難度を低く調節するためである。

また、プール変換モジュール４４０２がプールを変更する前に、レベル調節モジュール４４０１が問題難度の調節のためにレベルを変更することができ、本発明の一実施形態によると、難度に応じて、ＤＢから抽出する単語の数、文章の長さ、色相の数、または図形の数を調節することができる。

さらには、上記レベル調節モジュール４４０１は、問題難度を減少させるか、現在の認知訓練ラウンドが第１ラウンドである場合、上記ユーザーデータモジュール４１０３から伝達されたユーザーデータに関連する項目に優先順位を付与し、入力されたユーザーのデータに関連する問題プールから問題を出題することができる。

具体的に、本発明の一実施形態による上記レベル調節モジュール４４０１は、現在のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在すると、次のラウンドの問題難度を維持し、現在のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲未満であると、次のラウンドの問題難度を減少させ、現在のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲を超えて存在すると、問題難度を増加させることができる。

一方、本発明の一実施形態によると、ユーザーが問題に対して入力した回答を受信する入力部４５０と、上記ユーザーに問題が提供されるように問題を出力する出力部４６０と、を含むことができ、上記入力部４５０及び上記出力部４６０は、図４及び図８のユーザーインタフェース４０１に含まれることができる。

出力部４６０はディスプレイモジュールを意味し、上記入力部４５０は、タブレットＰＣ、ノート型パソコン、デスクトップコンピューターなどの、ユーザーが入力した回答を受信して制御部４７０に提供することができる入力インタフェースや、ユーザーが音声で回答したものを自動でコンピューターに格納するＴＴＳ（Ｔｅｘｔ Ｔｏ Ｓｐｅｅｃｈ）プログラムを含む機器などを意味し得る。

または、本発明の他の実施形態によると、出題された問題は出力部４６０を介してユーザーに提供するとしても、上記問題に対する回答は、看護師などの医療従事者に直接答える形態で、ユーザーがユーザーの回答を直接入力することができる。痴呆を有するユーザーは、ユーザーの運動能力にも劣るため、回答を機械で処理する場合には回答が正確に受け付けられないことがあるためである。

また、具体的な本発明の一実施形態によると、上記単語モジュール４１０１は、単語、色相、図形、及び写真の少なくとも一つの項目を含み、上記文章構造モジュール４１０２は、主語、述語、目的語、補語の少なくとも一つの項目を含み、上記ユーザーデータモジュール４１０３は、上記ユーザーの学歴、言語、性別、地域、職業の少なくとも一つの項目を含むことができる。

すなわち、上記単語モジュール４１０１に格納された色相、図形、及び写真も難度に応じて対応するものが出題されることができ、例えば、色相の数や図形の数を調節するか、ユーザーデータモジュール４１０３を考慮して、外国に住んだことのあるユーザーは外国文化に慣れているため、難度を下げるために外国に関連する写真を問題として出題することができる。

なお、上記問題出題部４２０は、刺激される脳区域、上記レベル調節モジュール４４０１が決定した難度、及び上記プール変換モジュール４４０２が変換したプールの少なくとも一つを用いて、上記単語モジュール４１０１、文章構造モジュール４１０２、ユーザーデータモジュール４１０３に格納された情報を用いてそれに対応する種類の問題を出力することができる。

これにより、痴呆治療から排除されるユーザーなしに、全てのユーザーにパーソナライズ認知訓練を提供することができ、各ユーザーの履歴などのユーザーデータを反映した認知訓練問題により、さらに正確かつ効率的に脳領域を刺激することができるため、痴呆治療の効果が向上することができる。また、難度調節だけでなく、問題プールを調節することで、脳領域刺激の正確性をより高めることができる。

また、問題に用いられる単語などを段階または項目によって分類して格納しているため、データベースを容易に確張することができる。時間がたつについて新しい用語や新しい品物を指称する用語が登場し、新規な単語を追加する必要がある場合に、既存のＤＢに容易に単語が追加可能であって、拡張性を確保することができる。

特に、上記拡張性を確保して直接収集した単語ＤＢだけでなく、グーグルサーチやウィキペディアなどの第３者が収集した単語ＤＢの伝達を受け、本発明のコンテンツ格納部４１０を持続的にアップデートすることができる。

したがって、本発明の一実施形態による上記コンテンツ格納部４００は、ウェブサーバーと連動されて上記ウェブサーバーから新しいコンテンツを受信し、問題出題に用いられるコンテンツをアップデートすることができる。

以下、図１９から図２２は、新しい単語を検索して収集し、分析または分類する制御部４７０について示したものである。

具体的に、図１９に示したように、本発明の一実施形態による上記制御部４７０は、問題出題に用いられるコンテンツをアップデートするようにサーバーと連動され、上記サーバーから新しいコンテンツを検索して収集する単語検索及び収集モジュール２１０と、上記新しいコンテンツを分析し、既存の段階別または項目別に分類する単語分析及び分類モジュール２２０と、を含むことができる。

図１９に示したように、ウェブサーバーから文章、単語、画像の少なくとも一つを含むコンテンツを検索または収集することができ、上記ウェブサーバーは第３者が収集したデータベースを含むことができる。

検索または収集されたコンテンツを、本発明のコンテンツ格納部４１０の分類方式によって段階別または項目別に分類して直ちにコンテンツ格納部４１０に格納することができ、または、分析または分類されたコンテンツを段階別または項目別にクラウドサーバーに格納することができる。クラウドサーバーに認知訓練ＤＢを格納し、コンテンツの拡張性または管理容易性を確保することができる。

また、本発明の一実施形態による上記単語分析及び分類モジュール２２０は、上記コンテンツ格納部４１０に、検索された上記コンテンツに関連する上位概念単語または下位概念単語がある場合、上記上位概念単語の下位段階または上記下位概念単語の上位段階として格納し、上記コンテンツ格納部４１０に、検索された上記コンテンツに関連する上記上位概念単語または下位概念単語がない場合、上記単語検索及び収集モジュールが、検索されたコンテンツに関連する上記上位概念単語または下位概念単語を検索及び収集することができる。

なお、本発明の一実施形態による上記単語分析及び分類モジュール２２０は、人工知能を用いてコンテンツを分析または分類し、この時、上記コンテンツは、単語、文章、及び画像の少なくとも一つを含むことができる。

具体的に、図２１に示したように、コンテンツ格納部４１０は、第１段階として「事物」、第２段階として「無生物」、第３段階として「移動手段」、第４段階として「自動車」を格納し、段階別に上位概念から下位概念に分類することができる。

もし、単語検索及び収集モジュール２１０がウェブサーバーから「自動車」という単語を新しいコンテンツとして検索し、それをクラウドサーバーから見つからない場合、これを収集してクラウドサーバーやコンテンツ格納部４１０に格納することができる。

この時、図２１（ａ）に示したように、「自動車」という単語の上位概念が存在し、コンテンツ格納部４１０に上記上位概念が存在しない場合、単語検索及び収集モジュール２１０が「自動車」単語の上位概念である「移動手段」を検索し、単語分析及び分類モジュール２２０が移動手段－自動車に分類して段階毎に格納することができる。

または、図２１（ｂ）に示したように、「自動車」という単語の上位概念が存在し、コンテンツ格納部４１０に上記上位概念が存在する場合、そのまま、上位概念である「移動手段」の次の段階に「自動車」を下位概念として格納することができる。

一方、図２１（ｃ）に示したように、新しいコンテンツである「自動車」という単語の下位概念が存在する場合、単語検索及び収集モジュール２１０が「自動車」に関連する下位概念の単語を検索及び収集し、それを自動車－乗用車、乗合自動車などに分類して格納することができる。なお、乗用車と乗合自動車の下位概念も検索及び収集し、乗用車と乗合自動車の次の段階に追加格納することができる。下位概念の単語は段階によって重複されることもあるが、重複された下位概念の単語であっても、連関する上位概念の段階の単語が異なる。

また、図２１（ｄ）に示したように、上述の方式により分類して、事物－無生物－移動手段－自動車－乗用車、乗合自動車と総５段階でコンテンツを格納することができ、単語だけでなく、上記単語の段階及び関連項目をともにコンテンツ格納部４１０に格納するか、クラウドサーバーにあるＤＢに格納することができる。

さらには、図２１（ｅ）に示したように、単語に関連する写真、絵、図形などの画像もともにマッチングして格納し、コンテンツ格納部４１０に格納するか、クラウドサーバーにあるＤＢに格納することができる。これにより、写真に一致する単語探しなどの類型問題に活用することができる。

この時、新しく追加される単語に応じてウェルニッケ領域を刺激するために、「写真に一致する単語」の認知訓練を行うか、Ｒ－ＤＬＰＳＣを刺激するために、「事物名称のマッチング」の認知訓練を行う場合、単語に一致する画像が必要である。

したがって、人工知能を用いて画像を分類し、例えば、トラックと乗用車の画像を検索及び収集し、人工知能により、トラック画像は第５段階に格納された「トラック」単語とマッチングし、「乗用車」画像は第５段階に格納された「乗用車」単語とマッチングして分類及び格納することができる。上記人工知能はＣＮＮ（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを用いて学習させることができる。

他の実施形態として、上記人工知能を用いて検索して収集した単語を分類して格納してもよい。

したがって、図２２に示したように、単語検索及び収集モジュール２１０がウェブサーバーから「自動車」という単語を新しいコンテンツとして検索し（Ｓ１４０１）、上記単語がコンテンツ格納部４１０にない新しい単語である場合（Ｓ１４０２の「いいえ」）、上記「自動車」単語を収集することができる（Ｓ１４０３）。上記単語がコンテンツ格納部４１０にある単語である場合（Ｓ１４０２の「はい」）、再び新しいコンテンツを検索することができる（Ｓ１４０１）。

そして、単語分析及び分類モジュール２２０が上記単語「自動車」を分析し、上記単語の上位概念の単語が存在するかを判断し（Ｓ１４０４）、下位概念の単語が存在するかを判断することができる（Ｓ１４０８）。

具体的に、「自動車」という単語の上位概念の単語が存在すると（Ｓ１４０４の「はい」）、上記上位概念の単語、例えば、「移動手段」単語がクラウドサーバーのＤＢやコンテンツ格納部４１０に存在するかを判断し（Ｓ１４０５）、上位概念の単語が存在すると（１４０５の「はい」）、ＤＢやコンテンツ格納部４１０で、上記上位概念の単語（「移動手段」）が含まれた段階の下位段階に上記下位概念の単語（「自動車」）を追加することができる。

これに対し、上位概念の単語がＤＢやコンテンツ格納部４１０に存在しないと（１４０５の「いいえ」）、単語検索及び収集モジュール２１０が現在の単語である「自動車」の上位概念の単語を検索し（Ｓ１４０７）、上記単語を収集し、上位概念の単語－下位概念の単語を連関付けて段階毎に格納することができる。

なお、「自動車」という単語の下位概念の単語が存在すると（Ｓ１４０８の「はい」）、単語検索及び収集モジュール２１０が新しい単語（「自動車」）の下位概念の単語（「乗合自動車」、「乗用車」）も追加検索し（Ｓ１４０９）、ＤＢやコンテンツ格納部４１０で、新しい単語（「自動車」）とその下位概念の単語（「乗合自動車」、「乗用車」）を段階毎に格納することができる。

すなわち、上記単語の上位概念の単語が存在するかを判断し（Ｓ１４０４）、下位概念の単語が存在するかを判断して（Ｓ１４０８）、上述の分類及び分析を経て新しいコンテンツを分類し、クラウドサーバーのＤＢやコンテンツ格納部４１０に格納されるように伝送することができる（Ｓ１４１０）。

したがって、本発明の一実施形態によるパーソナライズ認知訓練方法は、複数の認知訓練を行うパーソナライズ認知訓練装置において、ユーザーのデータを上記装置に入力し、訓練を受ける脳領域に応じて、予め決定された種類の問題を出題する段階と、出題された上記問題に対してユーザーが提供したフィードバックに基づいて認知訓練結果点数を判定する段階と、現在のラウンドの認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題を決定する段階と、を含み、上記次のラウンドの問題を決定する段階は、認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題類型を変更することができる。

また、上記次のラウンドの問題を決定する段階は、認知訓練結果点数に基づいて、問題の難度及び問題類型の少なくとも一つを変更あるいは維持させ、この際、問題類型の変更は、問題の難度の変更によっても認知訓練結果点数の変動が一定範囲以下である場合に行うことができる。具体的に、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように、ユーザーデータと関連のある問題類型が含まれる問題プールに変更するか、または、ユーザーデータと連関のない問題類型が含まれる問題プールに変更することができる。

または、問題プールが変更されるように、上記コンテンツ格納部の段階または項目を変更することができ、上記装置に入力されたユーザーデータ、及び現在のラウンドの認知訓練結果点数を用いて、ユーザーデータに関連する項目の問題出題のための優先順位を調節して段階または項目を変更することができる。入力されたデータに基づいて、連関性のある項目とない項目を分類し、問題プールを調節することができる。

上述の本発明の一実施形態による磁気刺激方法またはパーソナライズ認知訓練方法は、コンピューターで実行されるためのプログラムとして製作され、コンピューターが読み取り可能な記録媒体に格納されることができる。コンピューターが読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ格納装置などを含む。また、コンピューターが読み取り可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピューターシステムに分散され、分散方式によりコンピューターが読み取り可能なコードが格納されて実行されることができる。そして、上記方法を実現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎ）プログラム、コード、及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野におけるプログラマーにより容易に推論されることができる。

また、本発明を説明するにあたり、「～モジュール」は、多様な方式、例えば、プロセッサー、プロセッサーにより行われるプログラム命令、ソフトウェアモジュール、マイクロコード、コンピュータープログラム生成物、ロジック回路、アプリケーション専用集積回路、ファームウェアなどにより実現されることができる。

また、本発明を説明するにあたり、「メモリー」は、ＵＳＢのような外装型または内装型格納装置を何れも含むことができ、クラウドサーバーをメモリーとして活用することができる。

本発明は上述の実施形態及び添付図面によって限定されない。添付の特許請求の範囲により権利範囲を限定しようとし、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な形態の置換、変形、及び変更が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ 磁場発生装置
１１０ 制御部
１１０１ 磁場調節モジュール
１１０２ 運動閾値測定モジュール
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 電力モジュール
１２１ 電力変換モジュール
１３０ 通信モジュール
１４０ 冷却モジュール
１４１ 冷却部
１４２ 温度モニタリング部
１５０ ユーザーインタフェース
１５１ 入力モジュール
１５２ 出力モジュール
１６０、１６０ａ、１６０ｂ コイル
２００ ブレインナビゲーション装置
２１０ ＭＲＩデータメモリー
２２０ マッピングモジュール
２２１ カメラ部
２２２ ＩＲ ＬＥＤ部
２３０ レーザースキャナー
２４０ レーザーポインター
２５０ 通信モジュール
２６０ 制御部
２７０ 電源モジュール
３００ 統合オペレーター
３０１ ユーザーインタフェース
３０２ 第２メモリー
４００ パーソナライズ認知訓練装置
４０１ ユーザーインタフェース
４０２ 第１メモリー
４１０ コンテンツ格納部
４１０１ 単語モジュール
４１０２ 文章構造モジュール
４１０３ ユーザーデータモジュール
４２０ 問題出題部
４３０ 点数判断部
４４０ 問題変更部
４５０ 入力部
４６０ 出力部
４７０ 制御部
４４０１ レベル調節モジュール
４４０２ プール変換モジュール

また、ユーザーの運動閾値を測定する段階（Ｓ９０１）は、図１０に示したように、上記コイルによりユーザーのモーターコルテックス（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｒｔｅｘ）を磁場刺激し、指の動きがあるかを確認するか、ＥＣＧセンサーまたはＥＭＧセンサーにより運動性を確認する段階（Ｓ９０１１）と、指の動きがないか、運動性の変化がない場合、予め設定された比率で、指の動きや脈拍変化が発生するまで磁場強度を上げる段階（Ｓ９０１２）と、上記磁場強度が磁場最大出力に達すると磁場周波数を向上させ、上記段階Ｓ９０１１に戻る段階（Ｓ９０１３）と、を含むことができる。

したがって、本発明の一実施形態によると、上記刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置に上記コイルを対応させて位置させる段階（Ｓ９０２）は、ブレインナビゲーション装置２００により、刺激されるべき脳領域の位置が表示されたユーザーのＭＲＩ画像と、カメラ部２２１により撮影された実際の頭画像をマッピングする段階と、上記レーザースキャナー２３０により、リアルタイムで撮影された頭画像で、上記マッピングされた画像に表示された刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置を検出する段階と、検出された上記対応する頭の位置をレーザーポインター２４０により表示するか、ロボットアームにそれを伝送する段階と、を含むことができる。

図１１に示したように、複数の認知訓練を行うパーソナライズ認知訓練装置として、問題出題に用いられるコンテンツを段階別または項目別に分類して格納するコンテンツ格納部４１０と、認知訓練により活性化される脳領域とユーザーデータを考慮して、それに対応する認知訓練のための問題を出題する問題出題部４２０と、上記問題出題部４２０が出題した問題に対して獲得した点数の範囲または点数の維持有無を判断する点数判断部４３０と、上記点数判断部４３０の結果に基づいて、上記問題のレベルまたは問題のプール（Ｐｏｏｌ）を変更する上記問題変更部４４０と、を含み、上記問題変更部４４０は、予め設定された最適点数範囲が維持されるように、上記問題のレベルを調節するレベル調節モジュール４４０１と、問題の難度を変更させた後にも、現在のラウンドの認知訓練結果点数が相変らず以前の認知訓練結果点数と同一に維持される時に、問題のプールを変更するように上記コンテンツ格納部４１０の段階または項目を変更するプール変換モジュール４４０２と、を含むことができる。

具体的に、レベル調節モジュール４４０１が、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を変更するか、または、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を変更させた後にも、現在のラウンドの認知訓練結果点数が相変らず以前の認知訓練結果点数と同一に維持される時に、プール変換モジュール４４０２が次のラウンドの問題類型を変更することができる。

本発明の一実施形態によると、上記予め設定された最適点数範囲は、ユーザーが既設定したものであり、８５点以上９５点以下の点数になることができる。認知訓練装置４００はユーザーの脳を刺激し続けることが重要であるが、１００点が出続けると、正解を過度に易しく当てて集中力が却って低下し、眠気が襲ってきて脳刺激の効率が低下し、逆に４～５０点の低い点数が出ると、問題が難しすぎてユーザーの興味度が下がって集中力が低下し、脳刺激の効率が低下するようになる。よって、脳活性化状態を持続的に維持するために、８５点～９５点の点数範囲を設定することができるが、これは例示的な一実施形態であって、それにより請求範囲が制限されない。

すなわち、問題出題部４２０は、活性化させるべき脳領域に応じて問題の種類を決定し、問題変更部４４０のレベル調節モジュール４４０１が、点数判断部４３０によるユーザーの認知訓練結果点数を考慮して問題の難度を調節し、問題変更部４４０のプール変換モジュール４４０２が問題の難度を調節したにもかかわらずユーザーの結果点数に影響がない場合、問題類型を他の類型に変更するように上記コンテンツ格納部４１０の段階または項目を変更することができる。

したがって、ユーザー１が、予め設定された最適点数範囲よりも低い点数を受け続ける場合、プール変換モジュール４４０２は、該当項目がユーザー１の脳を活性化させる程度の分別力を有しないとみなし、コンテンツ格納部４１０の第５段階から第４段階に段階を下げた後、花項目からイヌ科項目に項目を変更することができる。

または、ユーザー１が、予め設定された最適点数範囲よりも著しく低い点数を受け続ける場合、プール変換モジュール４４０２は、該当項目とそれに近接した項目がユーザー１の脳を活性化させる程度の分別力を有しないとみなし、コンテンツ格納部４１０の第５段階から第３段階に段階を２段階下げた後、花項目の上位概念である第３段階の植物項目から、第３段階の道具項目に項目を変更することができる。

したがって、本発明の一実施形態による上記コンテンツ格納部４１０は、ウェブサーバーと連動されて上記ウェブサーバーから新しいコンテンツを受信し、問題出題に用いられるコンテンツをアップデートすることができる。

具体的に、図１９に示したように、本発明の一実施形態による上記制御部４７０は、問題出題に用いられるコンテンツをアップデートするようにサーバーと連動され、上記サーバーから新しいコンテンツを検索して収集する単語検索及び収集モジュール４７０１と、上記新しいコンテンツを分析し、既存の段階別または項目別に分類する単語分析及び分類モジュール４７０２と、を含むことができる。

また、本発明の一実施形態による上記単語分析及び分類モジュール４７０２は、上記コンテンツ格納部４１０に、検索された上記コンテンツに関連する上位概念単語または下位概念単語がある場合、上記上位概念単語の下位段階または上記下位概念単語の上位段階として格納し、上記コンテンツ格納部４１０に、検索された上記コンテンツに関連する上記上位概念単語または下位概念単語がない場合、上記単語検索及び収集モジュールが、検索されたコンテンツに関連する上記上位概念単語または下位概念単語を検索及び収集することができる。

なお、本発明の一実施形態による上記単語分析及び分類モジュール４７０２は、人工知能を用いてコンテンツを分析または分類し、この時、上記コンテンツは、単語、文章、及び画像の少なくとも一つを含むことができる。

もし、単語検索及び収集モジュール４７０１がウェブサーバーから「自動車」という単語を新しいコンテンツとして検索し、それをクラウドサーバーから見つからない場合、これを収集してクラウドサーバーやコンテンツ格納部４１０に格納することができる。

この時、図２１（ａ）に示したように、「自動車」という単語の上位概念が存在し、コンテンツ格納部４１０に上記上位概念が存在しない場合、単語検索及び収集モジュール４７０１が「自動車」単語の上位概念である「移動手段」を検索し、単語分析及び分類モジュール４７０２が移動手段－自動車に分類して段階毎に格納することができる。

一方、図２１（ｃ）に示したように、新しいコンテンツである「自動車」という単語の下位概念が存在する場合、単語検索及び収集モジュール４７０１が「自動車」に関連する下位概念の単語を検索及び収集し、それを自動車－乗用車、乗合自動車などに分類して格納することができる。なお、乗用車と乗合自動車の下位概念も検索及び収集し、乗用車と乗合自動車の次の段階に追加格納することができる。下位概念の単語は段階によって重複されることもあるが、重複された下位概念の単語であっても、連関する上位概念の段階の単語が異なる。

したがって、図２２に示したように、単語検索及び収集モジュール４７０１がウェブサーバーから「自動車」という単語を新しいコンテンツとして検索し（Ｓ１４０１）、上記単語がコンテンツ格納部４１０にない新しい単語である場合（Ｓ１４０２の「いいえ」）、上記「自動車」単語を収集することができる（Ｓ１４０３）。上記単語がコンテンツ格納部４１０にある単語である場合（Ｓ１４０２の「はい」）、再び新しいコンテンツを検索することができる（Ｓ１４０１）。

そして、単語分析及び分類モジュール４７０２が上記単語「自動車」を分析し、上記単語の上位概念の単語が存在するかを判断し（Ｓ１４０４）、下位概念の単語が存在するかを判断することができる（Ｓ１４０８）。

これに対し、上位概念の単語がＤＢやコンテンツ格納部４１０に存在しないと（１４０５の「いいえ」）、単語検索及び収集モジュール４７０１が現在の単語である「自動車」の上位概念の単語を検索し（Ｓ１４０７）、上記単語を収集し、上位概念の単語－下位概念の単語を連関付けて段階毎に格納することができる。

なお、「自動車」という単語の下位概念の単語が存在すると（Ｓ１４０８の「はい」）、単語検索及び収集モジュール４７０１が新しい単語（「自動車」）の下位概念の単語（「乗合自動車」、「乗用車」）も追加検索し（Ｓ１４０９）、ＤＢやコンテンツ格納部４１０で、新しい単語（「自動車」）とその下位概念の単語（「乗合自動車」、「乗用車」）を段階毎に格納することができる。

１００ 磁場発生装置
１１０ 制御部
１１０１ 磁場変換モジュール
１１０２ 運動閾値測定モジュール
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 電力モジュール
１２１ 電力変換モジュール
１３０ 通信モジュール
１４０ 冷却モジュール
１４１ 冷却部
１４２ 温度モニタリング部
１５０ ユーザーインタフェース
１５１ 入力モジュール
１５２ 出力モジュール
１６０、１６０ａ、１６０ｂ コイル
２００ ブレインナビゲーション装置
２１０ ＭＲＩデータメモリー
２２０ マッピングモジュール
２２１ カメラ部
２２２ ＩＲ ＬＥＤ部
２３０ レーザースキャナー
２４０ レーザーポインター
２５０ 通信モジュール
２６０ 制御部
２７０ 電源モジュール
３００ 統合オペレーター
３０１ ユーザーインタフェース
３０２ 第２メモリー
４００ パーソナライズ認知訓練装置
４０１ ユーザーインタフェース
４０２ 第１メモリー
４１０ コンテンツ格納部
４１０１ 単語モジュール
４１０２ 文章構造モジュール
４１０３ ユーザーデータモジュール
４２０ 問題出題部
４３０ 点数判断部
４４０ 問題変更部
４５０ 入力部
４６０ 出力部
４７０ 制御部
４４０１ レベル調節モジュール
４４０２ プール変換モジュール
４７０１ 単語検索及び収集モジュール
４７０２ 単語分析及び分類モジュール

Claims (24)

1. 磁場発生装置は、
   運動閾値（Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場出力を決定する制御部と、
   磁場を発生させるコイルと連結され、前記コイルが決定された磁場を発生させるように電力を供給する電力モジュールと、を含み、
   前記制御部は、磁場調節モジュールを用いてユーザーの前記運動閾値を測定する運動閾値測定モジュールと、ユーザーのＭＲＩ画像を用いて、前記ＭＲＩ画像の治療位置情報、刺激される脳領域までの距離と、ユーザーの脳の形態、大きさ及び頭の形の少なくとも一つを含むユーザーの脳の状態、及び測定された前記運動閾値に基づいて決定された磁場出力を、磁場関連パラメーターを調節して制御する磁場調節モジュールと、を含む、磁気刺激システム。
2. 前記電力モジュールは、複数の脳領域を同時に刺激するように構成されたマルチコイルとそれぞれ連結されて、前記マルチコイルのそれぞれに電力を供給し、
   前記磁場調節モジュールは、前記マルチコイルのそれぞれの磁場出力を決定し、前記マルチコイルのそれぞれの磁場の関連パラメーターを調節して磁場出力をそれぞれ制御する、請求項１に記載の磁気刺激システム。
3. 前記運動閾値測定モジュールは、
   前記磁場調節モジュールにより磁場強度を段階的に調節してユーザーの前記運動閾値を測定するか、または、
   前記磁場強度が磁場最大出力に達した場合、磁場周波数を既設定の比率だけ上げてからさらに磁場強度を段階的に調節してユーザーの前記運動閾値を測定する、請求項１または２に記載の磁気刺激システム。
4. ユーザーのＭＲＩ画像を分析して刺激されるべき脳領域の位置を検出し、前記磁場発生装置の位置をガイドするブレインナビゲーション装置をさらに含み、
   前記ブレインナビゲーション装置は、
   ユーザーのＭＲＩ画像と刺激されるべき脳領域の位置データを受信して格納するＭＲＩデータメモリーと、
   カメラを用いて前記ユーザーの実際の頭画像をリアルタイムで撮影し、前記ＭＲＩデータメモリーに格納された、刺激されるべき脳領域の位置データが表示されたユーザーの脳ＭＲＩ画像と、リアルタイムで撮影された実際の頭画像をマッピングするマッピングモジュールと、
   前記マッピングモジュールにより獲得された実際の頭における刺激されるべき脳領域の位置座標を受信し、前記位置座標に対応する位置に前記コイルを移動させるロボットアームと、を含む、請求項１または２に記載の磁気刺激システム。
5. 前記磁場発生装置と連動され、前記磁場発生装置による脳刺激の後に、前記磁場発生装置が刺激した脳領域が活性化されるように、前記脳領域と対応する予め設定された問題を出題して認知訓練を行う認知訓練装置、
   または、前記磁場発生装置及び前記認知訓練装置と通信連結され、前記磁場発生装置と前記認知訓練装置を同時にまたは交互に駆動させる統合オペレーターをさらに含む、請求項１または２に記載の磁気刺激システム。
6. 前記統合オペレーターまたは前記認知訓練装置は少なくとも一つのメモリーをさらに含み、前記メモリーは、クラウドサーバーに構成されたデータベース（ＤＢ）である、請求項５に記載の磁気刺激システム。
7. 前記マルチコイルは、前記ユーザーの右側に位置した脳領域と、前記ユーザーの左側に位置した脳領域に対応する位置で、前記右側に位置した少なくとも一つの脳領域と左側に位置した少なくとも一つの脳領域を同時にまたは時間間隔を置いて磁場刺激するか、または、
   前記ユーザーの右側に位置した脳領域に対応する位置で、前記右側に位置した少なくとも２つ以上の脳領域を同時にまたは時間間隔を置いて磁場刺激するか、または、
   前記ユーザーの左側に位置した脳領域に対応する位置で、前記左側に位置した少なくとも２つ以上の脳領域を同時にまたは時間間隔を置いて磁場刺激し、
   前記マルチコイルにより同時にまたは時間間隔を置いて磁場刺激をする時に、各マルチコイルの磁場の周波数、周期、時間、及び強度を同一にまたは異ならせて制御して磁場刺激する、請求項２に記載の磁気刺激システム。
8. 運動閾値（ＭＴ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場出力を決定する制御部と、磁場を発生させるコイルと連結され、前記コイルが決定された磁場を発生させるように電力を供給する電力モジュールと、を含む磁場発生装置において、
   前記コイルの磁場強度または周波数を調節してユーザーの前記運動閾値を測定する段階と、
   刺激されるべき脳領域の位置と対応する頭の位置に前記コイルを対応させて位置させる段階と、
   ユーザーのＭＲＩ画像を用いて、刺激されるべき脳領域までの距離と、ユーザーの脳の形態、大きさ及び頭の形の少なくとも一つを含むユーザーの脳の状態と、測定したユーザーの前記運動閾値を考慮して決定された磁場情報でコイルを駆動させ、脳刺激を行う段階と、を含む、磁気刺激方法。
9. 前記ユーザーの前記運動閾値を測定する段階は、
   前記コイルによりユーザーのモーターコルテックス（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｒｔｅｘ）を磁場刺激し、指の動きがあるかを確認するか、運動閾値測定センサーにより運動性変化を確認する第１段階と、
   指の動きがないか、運動性の変化がない場合、予め設定された比率で、指の動きや運動性の変化が発生するまで磁場強度を上げ、指の動きがあるか、運動性の変化があると、指の反応がないか、以前の運動性の状態に戻る臨界値まで磁場強度を下げ、前記臨界値を前記運動閾値として決定する第２段階と、
   指の動きがないか、運動性の変化がない場合、前記磁場強度が磁場最大出力に達すると磁場周波数を向上させ、前記第２段階に戻る第３段階と、を含む、請求項８に記載の磁気刺激方法。
10. 前記脳刺激を行う段階と同時にまたは交互に、認知訓練装置により認知訓練を行う段階をさらに含み、
    この時、刺激される脳領域、ユーザーデータ、前記認知訓練装置が行う認知訓練の問題類型の少なくとも一つを考慮して、前記磁場発生装置が発生させる磁場の周波数、周期、及び時間の少なくとも一つと、前記認知訓練装置が行う認知訓練問題を解く周期及び時間を制御する、請求項８に記載の磁気刺激方法。
11. 前記コイルを駆動させて脳刺激を行う段階で、マルチコイルを駆動させて複数の脳領域を同時にまたは時間間隔を置いて刺激する場合、
    磁場調節モジュールにより、前記マルチコイルの磁場の周波数、周期、時間、及び強度の少なくとも一つを同一にまたは異ならせてそれぞれ制御する段階をさらに含む、請求項８に記載の磁気刺激方法。
12. 請求項８から１１の何れか一項に記載の前記磁気刺激方法の段階を実行するように構成されたプロセッサー、前記ユーザーの前記運動閾値または決定された磁場情報でコイルを駆動させて脳刺激を行ったデータをクラウドサーバーに格納するメモリー、及び前記プロセッサーが実行されるように遠隔通信を行う送受信器を含む磁気刺激装置を含む、遠隔診療システム。
13. 保安手続きを経て、前記クラウドサーバーに連結されて前記ユーザー使用結果を確認し、前記磁気刺激システムの磁場出力または認知訓練を遠隔で制御する管理者端末機をさらに含み、
    前記管理者端末機は、前記磁気刺激システムにより刺激される脳領域、ユーザーデータ、前記認知訓練装置が行う認知訓練の問題類型の少なくとも一つを考慮して、前記磁場発生装置が発生させる磁場の周波数、周期、及び時間の少なくとも一つと、前記認知訓練装置が行う認知訓練問題を解く周期及び時間を制御し、
    前記クラウドサーバーに制御内容をリアルタイムでアップデートする、請求項１２に記載の遠隔診療システム。
14. 請求項１に記載の磁場発生装置及び認知訓練装置を含むシステムにおいて、
    ユーザーのデータが装置に入力されると、問題出題部により、訓練を受ける脳領域に応じて、予め決定された種類の問題が出題される段階（前記問題はレベルと類型によって区分される）と、
    点数判断部により、出題された前記問題に対してユーザーが提供したフィードバックに基づいて認知訓練結果点数が判定される段階と、
    問題変更部により、現在のラウンドの認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題が決定される段階と、を含み、
    前記次のラウンドの問題を決定する段階は、認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題類型を変更することを含む、パーソナライズ認知訓練方法。
15. 前記次のラウンドの問題を決定する段階は、
    認知訓練結果点数に基づいて問題の難度及び問題類型の少なくとも一つを変更あるいは維持させ、この際、問題類型の変更は、問題の難度の変更によっても認知訓練結果点数の変動が一定範囲以下である場合に行う、請求項１４に記載のパーソナライズ認知訓練方法。
16. 前記次のラウンドの問題を決定する段階は、前記ユーザーのデータを考慮して問題類型を他の類型に変更し、
    現在のラウンドの認知訓練結果点数が、予め設定された最適点数範囲を満たさない場合、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を低く変更するか、または、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように、ユーザーデータとの連関性のある問題類型が含まれる問題プールに変更し、
    現在のラウンドの認知訓練結果点数が、予め設定された最適点数範囲を超える場合、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように問題難度を高く変更するか、または、次のラウンドの認知訓練結果点数が予め設定された最適点数範囲内に存在するように、ユーザーデータとの連関性のない問題類型が含まれる問題プールに変更する、請求項１５に記載のパーソナライズ認知訓練方法。
17. 問題出題に用いられるコンテンツを段階別または項目別に分類して格納するコンテンツ格納部と、
    認知訓練により活性化される脳領域とユーザーデータを考慮して、それに対応する認知訓練のための問題を出題する問題出題部（前記問題はレベルと類型によって区分される）と、
    前記問題出題部が出題した問題に対して獲得した点数の範囲または点数の維持有無を判断する点数判断部と、
    前記点数判断部の結果に基づいて、前記問題のレベルまたは問題のプール（Ｐｏｏｌ）を変更する問題変更部と、を含み、
    前記問題変更部は、予め設定された最適点数範囲が維持されるように前記問題のレベルを調節するレベル調節モジュールと、獲得した認知訓練結果点数に基づいて、次のラウンドの問題類型を変更するプール変換モジュールと、を含む、パーソナライズ認知訓練装置。
18. 前記プール変換モジュールは、前記レベル調節モジュールによる問題難度の変更によっても認知訓練結果点数の変動が一定範囲以下である時に、問題の類型を変更するように、問題プールを含む前記コンテンツ格納部の段階または項目を変更する、請求項１７に記載のパーソナライズ認知訓練装置。
19. 前記コンテンツ格納部は、
    認知訓練に用いられる単語を上位または下位概念によって段階別に分類して格納するか、または、一つの段階内で項目別に分類して格納し、前記段階が大きくなるほど、前記項目を細分化した下位概念の単語を含む、請求項１７に記載のパーソナライズ認知訓練装置。
20. 前記プール変換モジュールは、
    複数のラウンドの間に、予め設定された最適点数範囲未満に前記結果点数が維持される場合、上位概念の単語が出題されるように、前記単語モジュールの段階を減少させて項目を変更するか、ユーザーデータとの連関性のある項目に変更し、
    複数のラウンドの間に、予め設定された最適点数範囲を超えて前記結果点数が維持される場合、下位概念の単語が出題されるように、前記単語モジュールの段階を増加させて項目を変更するか、前記ユーザーデータとの連関性のない項目に変更する、請求項１９に記載のパーソナライズ認知訓練装置。
21. 前記レベル調節モジュールは、現在の認知訓練ラウンドが第１ラウンドである場合、
    前記ユーザーデータモジュールから伝達されたユーザーデータとの連関性のある項目に優先順位を付与し、前記ユーザーのデータに関連する問題プールから問題を出題し、次のラウンドの問題プールも前記第１ラウンドの問題プールをそのまま維持し、
    現在の認知訓練の問題難度は最小レベルとして出題する、請求項１９に記載のパーソナライズ認知訓練装置。
22. 制御部をさらに含み、
    前記制御部は、問題出題に用いられるコンテンツをアップデートするようにサーバーと連動され、前記サーバーから新しいコンテンツを検索して収集する単語検索及び収集モジュールと、人工知能を用いて前記新しいコンテンツを分析し、既存の段階別または項目別に分類する単語分析及び分類モジュールと、を含み、
    前記単語分析及び分類モジュールは、
    前記コンテンツ格納部に、検索された前記コンテンツに関連する上位概念単語または下位概念単語がある場合、前記上位概念単語の下位段階または前記下位概念単語の上位段階として格納し、
    前記コンテンツ格納部に、検索された前記コンテンツに関連する上位概念単語または下位概念単語がない場合、前記単語検索及び収集モジュールが、検索されたコンテンツに関連する前記上位概念単語または下位概念単語を検索及び収集する、請求項１９に記載のパーソナライズ認知訓練装置。
23. 請求項８から１１の何れか一項に記載の磁気刺激方法、または請求項１４から１６の何れか一項に記載の認知訓練方法をコンピューター上で実行するためのプログラムを記録した、コンピューターで読み取り可能な記録媒体。
24. 磁場発生装置は、
    運動閾値（Ｍｏｔｏｒ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を含むユーザーデータ及び刺激される脳領域を考慮して、対応する磁場出力を決定する制御部と、
    磁場を発生させるコイルと連結され、前記コイルが決定された磁場を発生させるように電力を供給する電力モジュールと、を含み、
    前記制御部は、運動閾値測定センサーから受信した前記運動閾値及びユーザーのＭＲＩ画像を用いて、前記ＭＲＩ画像の治療位置情報、刺激される脳領域までの距離と、ユーザーの脳の形態、大きさ及び頭の形の少なくとも一つを含むユーザーの脳の状態、及び前記運動閾値に基づいて決定された磁場出力を、磁場関連パラメーターを調節して制御する磁場調節モジュールを含む、磁気刺激システム。
    
    

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