KR100943396B1 - 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 디스플레이부상에 측정된 뇌파에 해당하는 장기의 이미지를 출력하고, 해당 장기가 뇌파에 따라 운동되도록 하여, 사용자가 디스플레이부에 출력되는 장기의 이미지를 보는 것으로 심상훈련이 이루어지도록 함으로서, 사용자가 가정에서도 쉽게 장기의 운동기능을 개선할 수 있도록 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

뇌파, 장기, 심상

Description

뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치 및 방법{An Apparatus and its method of Motor Imaginary Training using Electroencephalogram}

본 발명은 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.

정신현상이나 운동, 감각 등을 관장하는 최고위의 중추인 뇌는 그 중에 포함되어 있는 백수십억개나 되는 신경세포(neuron) 상호의 결합 형태나 활동에 의해서 실로 여러 가지의 움직임을 나타낸다. 이러한 활동을 외부에서 기록하는 것이 뇌파(Electroencephalogram)인데, 뇌파는 일반적으로 두피 상에 전극을 접착하여 측정되며, 수십 마이크로 볼트의 전위차와 주로 30Hz 이하의 주파수를 지닌 파장으로서 인간의 의식상태를 반영하는 물리 값이다.

뇌파는 그 주파수와 진폭에 따라 크게 4가지로 분류하기도 한다.

α파(알파파)는 사람 뇌파의 대표적인 성분이며, 보통 10 Hz 전후의 규칙적인 파동이며 연속적으로 나타난다. 진폭은 평균 50 μV 정도로, 두정부와 후두부에서 가장 크게 기록되며, 전두부에서는 작다. α파가 안정하게 나타나는 것은 눈을 감고 진정한 상태로 있을 때이며, 눈을 뜨고 물체를 주시하거나 정신적으로 흥분하 면 α파는 억제된다. 이 현상을 'α저지'라고 한다. α파는 뇌의 발달과 밀접한 관계가 있고 이완된 창조적 상태에 관련되어 있다. 그 주파수는 유아기에는 4~6 Hz이며, 그 후 나이가 들면서 주파수도 증가하여 20세 정도에 성인의 값에 이른다.

α파보다 빠른 파동으로 13Hz이상의 주파수를 β파(베타파)라고 하며, 중심부나 전두부에 우세하게 나타난다. 진폭은 보통 20 μV 정도이다. 보통 인간의 오감이 기능할 때의 일상 활동에 관련되어 있다.

α파보다 늦은 주파수를 가진 파동으로, 4~7 Hz의 것을 θ파(쎄타파)는 학습장애를 지닌 청소년에게서 많이 발견된다. 그 이하의 것을 δ파(델타파)라고 하며, 수면 상태에서 전형적으로 나타난다.

아래 표 1은 뇌파에서 나타나는 δ,θ,α,β의 파형의 예를 보여준다.

상기한 뇌파를 측정하여 뇌파 분석용 컴퓨터의 직렬포트를 통해 뇌파신호를 감지하고 제공하는 뇌파측정 장치는 대한민국 공개특허공보 특 1999-46503호(헤드밴드를 이용한 실시간 뇌파측정 장치 및 그 방법)에 개시된 바 있다.

또한 이러한 뇌파를 측정하고, 그 결과를 이용하여 피검자의 심리상태를 안정적으로 하고 두뇌를 개발할 수 있도록 하는 장치가 대한민국 공개특허 10-2001-0045348호와 공개특허 10-2003-0002677호 등에 제시되어 있으나, 이들은 사용자가 집중력을 높일 수 있도록 측정된 뇌파의 파형을 LED나 LCD를 통하여 단순히 보여주거나, 뇌파크기에 맞게 진동 장치를 구동하는 것 등에 국한되어 있었고, 단순히 출력되는 뇌파크기에 따른 시각적 및 청각적 자극을 통하여 자신의 심리상태를 안정상태로 유도할 수 있다고 언급하고 있을 뿐이다.

한편, 운동기술의 습득과 향상을 위한 운동학습법의 하나로 운동심상훈련(Motor Imaginary Training)이 다양한 분야에 사용되고 있는데, 운동심상훈련이란 신체의 움직임을 사용하지 않고 마음속으로 움직임을 수행하여 이를 통하여 운동기술을 습득하고 증진시키는 운동학습방법을 말한다.

또한 운동심상훈련이란 마음에 경험을 창조 혹은 재창조한다는 것인데, 이것은 모든 경험에서 저장된 기억조각으로부터의 회상에 관여하는 자극의 형태로 모든 경험을 의미있는 이미지로 만드는 것이라 할 수 있다.(손각중 2000;무용전공학생들의 심상훈련프로그램 개발과 그 효과성에 관한 연구,대한무용학회지 제29호)

이러한 운동심상훈련은 의학과 심리학 및 전자기기의 유기적인 상호작용으로이루어지는데, 운동선수의 운동수행능력이나 무용학습 등을 최대화하는데 주로 이용되어졌으나, 최근에는 스포츠 영역 이외에도 재활치료 영역에서도 주목을 받고 있다.

예컨대, 회복이 늦어 걷기에 대해 동기를 잃은 뇌졸증 환자의 경우, 스스로 걷는 상상을 하는 것으로 동기의 수준을 높여주는 것으로 나타난다. 이러한 심상 훈련의 메카니즘은 여러 학설로 설명될 수 있는데,심신경근이론(Psychoneuromuscular theory)은 목적하는 동작을 상상할 때와 실제로 동작을 수행할 때 같은 부분의 뇌가 작용하므로, 심상훈련을 수행하면 실제행동과 동일하지만 아주 미약한 원심성 전류가 대뇌에 흐르고 이 전류가 해당 근육에 전달되기 때문이라고 설명된다.

상징학습이론(Symbolic learning theory)은 상상을 통해 과제의 연쇄 동작을 상징적인 요소들로 코드화하여 인식함으로서 보다 자동화된 움직임이 가능하도록 도와 대상자의 과제 수행을 촉진한다는 것이며, 생체 정보처리이론(Bio-information theory)은 생각을 하면 실제로 몸이 반응을 일으킨다는 것이다. 이처럼 운동심상훈련이 운동기능 및 치료기능 향상에 미치는 긍정적인 효과를 제시하는 보고는 많이 발표되고 있다.

본 발명자는 이러한 운동심상훈련의 원리를 신체 내부의 장기 기능을 단련하고 치료할 수 있는지 여부에 대해 최초로 시도해보았다.

이제까지 심장이나 간 등 내부 장기에 이상이 있을 경우, 현대의약에서는 약물이나 수술, 장기 이식 등을 통한 치료가 이루어지거나 식이요법 등을 통해서 체질을 개선하는 것이 권유되고 있을 뿐, 장기를 직접 단련시키거나 운동시키는 방법이나 장치가 제안된 적이 없다.

이에 본 발명의 목적은 뇌파측정을 통하여 디스플레이부상에 훈련을 하고자 하는 장기의 이미지를 출력하고, 해당 장기가 측정된 뇌파에 따라 운동되도록 하여, 사용자가 디스플레이부에 출력되는 장기의 이미지를 보면서 심상훈련이 이루어지도록 함으로서, 사용자가 어디서나 용이하게 장기 훈련을 수행하고, 장기운동기능을 개선할 수 있도록 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 뇌파를 측정하고 그에 해당하는 신호를 출력하는 뇌파 측정기와; 디스플레이부와; 뇌파 측정기로부터 출력되는 신호에서 뇌파의 세기에 대응되도록, 장기들의 정상상태와 이상상태의 이미지가 기록되고, 디스플레이부에 출력되는 가상현실상의 장기가 뇌파신호의 세기에 따라 움직이도록 하는 가상현실 장기 구동 프로그램을 포함하는 데이터가 기록된 메모리; 심상훈련을 하고자 하는 장기의 종류를 포함한 각종 동작모드를 사용자가 선택할 수 있도록 하는 키입력부; 상기한 키입력부와 뇌파 측정기로부터 출력된 신호를 전달받아 해당 장기의 종류와 상태에 따른 영상을 메모리로부터 검색하여 디스플레이부로 출력하고, 상기한 메모리에 기록된 가상현실 장기 구동 프로그램을 구동시켜 디스플레이부에 출력되는 해당 장기가 상기한 뇌파 측정기로부터 출력되는 사용자의 뇌파신호 세기에 따라 움직이도록 하는 제어부;로 구성되는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치에 있다.

상기한 구성에서 디스플레이부에는 초음파를 통해서 얻어진 사용자의 실제 장기 영상과 상기한 뇌파 측정기로부터 출력되는 뇌파신호에 따라 가상현실로 구현된 장기의 영상이 동시에 출력된다.

상기한 제어부는 장기가 정상적으로 운동하는 경우의 값으로 기 설정된 목표 뇌파값 범위와 측정된 뇌파신호값을 비교하여, 측정된 뇌파신호값이 상기한 목표뇌파값 범위를 벗어나면 가상현실상의 해당 장기가 정상상태가 아니라고 판단하고, 목표뇌파값 범위내에 있으면 가상현실상의 해당 장기가 정상상태로 판단하여, 상기한 목표뇌파값 범위와 측정된 뇌파신호값의 차이에 따라 장기의 손상 혹은 기능이상 정도를 매칭시켜 해당 장기 이미지를 출력해준다. 즉, 상기한 목표뇌파값 범위와 차이가 클수록 장기의 손상 혹은 기능이상 정도가 큰 이미지가 출력되는 것이다.

또한, 상기한 디스플레이부에 출력되는 가상현실 장기 영상은 알파파에 해당하는 뇌파신호가 입력되면 제어부는 장기가 정상적으로 운동하는 영상을 출력하고, 알파파값을 벗어나는 값이 출력되는 경우에는 장기의 기능이 저하되거나 장기에 손상이 발생된 영상을 출력하며, 이는 측정된 뇌파값에 따라 지속적으로 가변된다.

한편 상기한 장치를 사용하고, 키입력부로부터 출력되는 신호를 제어부에서 판단하여 심상훈련을 하고자 하는 장기의 종류를 결정하는 장기 결정 단계와; 장기가 정상적으로 운동하는 경우의 값으로 기 설정된 목표 뇌파값 범위와 측정된 뇌파신호값을 비교하여, 측정된 뇌파신호값이 상기한 목표뇌파값 범위를 벗어나면 정상상태가 아니라고 판단하고, 목표뇌파값 범위내에 있으면 정상상태로 판단하는 판단 단계와; 상기한 판단 단계에서 측정된 뇌파신호가 정상상태에 해당하는 경우 정상상태의 장기영상을 출력하고, 뇌파신호가 정상상태가 아니라고 판단될 경우 손상 혹은 기능이상인 장기영상을 디스플레이부에 출력하는 영상표시단계; 를 포함하고, 상기한 판단 단계와 영상표시단계를 반복하여 심상훈련을 수행하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 방법에 본 발명의 다른 특징이 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의해, 사용자는 가정에서 쉽게 장기의 운동을 시각적으로 인지할 수 있게 되어 심상 훈련을 할 수 있게 되므로 간편하게 장기를 단련시킬 수 있어서, 장기훈련과 장기운동 기능의 증진을 얻을 수 있게 된다.

아울러 병/의원에서 치료중인 환자의 경우에도 수술 혹은 약물에 의한 치료와 함께 상기한 심상훈련을 수행함으로서 치료효과가 증진된다.

이하 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2a는 뇌파 측정기를 나타내는 도면이며, 도 2b는 뇌파 측정기의 내부구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치의 사용예를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 방법을 나타내는 순서도이고, 도 5 내지 도 9는 심상훈련용 장기이미지를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치는 크게, 뇌파 측정기(100)와, 상기한 뇌파 측정기(100)로부터 출력되는 신호의 잡음을 제거하는 필터(210)와 상기한 필터(210)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭기(220)로 구성되는 신호처리부와, 각종 데이터가 기록된 메모리(230), 가상현실 장기 영상이 출력되는 디스플레이부(240) 및 상기한 뇌파 측정기(100)를 포함한 각종 디바이스들의 동작을 제어하는 제어부(250)로 구성된다.

한편, 상기한 구성에서 뇌파 측정기(100)는 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 머리에 덮어 쓸 수 있도록 턱끈(131)을 가지고, 내피(132)와 외피(133)로 이루어진 연성재질의 캡(130); 상기한 캡(130)의 일정 부분 부분에 각각 고정하되 중심을 향해 임의의 행정 길이를 갖는 실린더(141)들과, 상기 실린더들 속으로 압축공기를 전달하기 위한 튜브(142)들과, 상기 튜브(142)들과 연통되는 압축공기챔버(미도시) 및 상기 압축공기챔버로 압축공기를 제공하기 위한 공기압축수단(미도시)을 포함하는 전극 압착수단; 상기 실린더(141)의 전방에 설치되어 뇌파를 측정하는 전극(150); 으로 형성된다.

한편 상기한 바와 같은 뇌파 측정기외에 종래의 공지의 뇌파측정기는 어떠한 것이든 사용이 가능하다.

그리고 상기한 구성에서 신호처리부(210)(220)(225)는 뇌파 측정기(100)로부터 출력되는 신호의 잡음을 제거하는 필터(210)와, 상기한 필터(210)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭기(220)와, 상기한 증폭기(220)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터(225)를 포함한다.

이 중 상기한 필터(210)는 뇌파의 주파수가 1-20Hz이므로 이를 벗어나는 신호를 제거하고, 증폭기(220)는 입력되는 신호를 설정된 일정한 레벨로 증폭하게 되는데, 통상의 뇌파는 50㎶이하이나 본 발명의 실시예에서 증폭기(220)를 통과한 신호는 0-20mv값을 갖는다.

그리고, 상기한 증폭기(220)를 통과한 신호를 이용하여 컨버터(225)는 0mv-20mv사이의 가상현실 장기 구동을 위한 신호를 출력하는데, 실제로는 뇌파신호가 없을 수 없으므로 1mv-20mv 사이의 신호가 출력되며, 컨버터(225)의 샘플링 주파수는 256Hz로 정했다.

그리고, 상기한 메모리(230)에는 심상훈련을 위한 다수의 장기 이미지와, 장기의 종류별로 뇌파 측정기(100)로부터 출력되는 신호에 대응되게 해당 장기가 움직이도록 하는 프로그램을 포함하여 본 발명에 따른 가상현실 장기 구동장치를 동작하는데 필요한 각종 데이터가 기록된다.

키입력부(260)는 본 발명에 따른 가상현실 장기 구동장치의 각종 동작 모드를 사용자가 선택할 수 있도록 하는 하는 것으로, 예를 들면 심상훈련을 하고자 하는 장기를 선택할 수 있도록 하고, 뇌파측정기를 포함한 가상현실 장기 구동 장치의 각종 동작을 제어할 수 있도록 한다.

이러한 뇌파 측정기(100)를 이용한 가상현실 장기 구동 방법을 도 4를 참조하여 살펴보면 우선, 사용자는 키입력부(250)를 통하여 심상훈련을 하고자 하는 장기의 종류(예로서 심장, 간, 신장, 눈 등)를 선택하고(S101), 상기한 뇌파 측정기(100)를 구동시켜 사용자의 뇌파를 측정한다(S102).

이와 같이 뇌파가 측정되면 뇌파 측정기(100)로부터 출력되는 신호가 필터(210)를 통과하며 잡음이 제거되고, 잡음이 제거된 신호는 증폭기(220)에서 일정한 레벨로 증폭된 후 컨버터(225)를 통하여 디지털신호로 변환되어 제어부(250)로 입력된다.

이와 같이 증폭기(220)를 거쳐서 입력된 신호와 키입력부(260)로부터 출력되는 신호를 판단하여 제어부(250)는 심상훈련을 하고자 하는 장기의 종류를 결정하고, 뇌파의 크기에 따라 디스플레이부(240)로 출력된 가상장기의 상태를 결정하고 그에 해당하는 가상장기의 영상을 메모리(230)로부터 검색하여 디스플레이부(240)로 출력한다.(S103 ~ S105)

그 예로서, 키입력부(260)를 통하여 심장모드 신호가 입력되는 경우, 디스플레이부(240)에는 심장영상을 표시해주는데, 장기의 상태를 판단하기 위하여 제어부(250)는 입력되는 1-20mv사이의 가상현실 장기 구동을 위한 신호의 레벨을 판단하여, 측정된 뇌파신호값이 가상장기가 정상상태인 경우 즉 알파파에 해당하는 뇌파신호값인 10mv±2mv(이는 임의로 설정될 수 있는 값임)이내의 신호일 경우 정상상태의 가상 장기 영상을 출력하고, 그 범위를 벗어나는 경우에는 손상되거나 비정상적으로 운동되는 가상 장기의 영상을 출력하되, 손상된 가상 장기의 영상도 측정된 뇌파신호값에 따라 정상상태에서 멀어질수록 손상 혹은 비정상운동의 정도를 더 한 영상을 출력한다.

그리고, 심상훈련 종료모드인지를 판단(S106)하여 종료모드가 아니면 계속해서 상기한 스텝 S102 내지 S106을 반복하여 상기한 디스플레이부(240)에 표시된 장기 영상은 뇌파측정기(100)로부터 출력되는 사용자의 뇌파에 따라 가상현실상에서 운동을 하는 것으로 표현한다.

이때 심상훈련 종료시점은 자체 타이머를 구비하여 사용자가 키입력부를 통하여 설정할 수 있도로 하여 설정된 시간이 경과되었는지를 판단하거나 키입력부로부터 종료모드 신호입력이 있는지를 판단하여 결정한다.

그 예로서는 도 5 내지 도 9에 나타내는 바와 같이 심장이 수축운동하는 영상이나, 심장의 수축운동으로 인하여 혈액이 몸 전체에 퍼지는 영상을 형상화하여 출력한다.

이에 따라 사용자는 디스플레이부(240)에 출력되는 장기가 자신의 뇌파에 따라 운동하고 있음을 시각적으로 받아들이게 됨으로서, 심상훈련이 가능하게 되는 것이다.

특히, 디스플레이부(240)에 출력되는 장기의 이미지가 비정상적으로 운동하거나 손상된 것으로 최초화면이 출력되는 경우, 장기의 움직임 영상이 지속적으로 출력되는 과정에서 디스플레이부(240)에는 장기가 정상적으로 운동하거나 기능에 이상이 있던 것이 정상기능을 하는 것으로 사용자가 직감할 수 있는 영상으로 변화되어 출력되므로 사용자는 무의식중에 장기가 정상적으로 운동하고 있는 것으로 기억하고 판단하게 되므로 심상훈련이 가능하게 되는 것이다.

이때, 장기가 정상적으로 운동하는 값인 10mv±2mv를 목표 뇌파값이라 하며, 사용자가 디스플레이부(240)에 출력되는 영상을 통해서 심상훈련을 실시한 결과 뇌파신호값이 목표 뇌파값과 비교하여 일정크기의 오차를 갖고 있다가 그 오차범위가 줄어들면서 목표 뇌파값에 가까이 가면 디스플레이부에 출력되는 가상현실의 장기가 정상으로 움직이게 하고 1mv이나 20mv 근처에 머물면 디스플레이부에 출력되는 가상현실의 장기가 심히 위축되거나 병증이 있는 것처럼 보이게 한다.

한편, 상기한 구성에서 디스플레이부(240)에는 측정자의 실제 장기 영상과 가상현실로 구현된 장기의 영상이 동시에 출력될 수도 있다.

상기한 바와 같은 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치를 사용한 심상훈련예를 살펴본다.

심상 훈련은 주 3회, 1회실시마다 30분씩, 디스플레이에는 사람의 전체 외부모습에서, 전체 내부장기모습-> 심상훈련을 하고자 하는 해당 장기모습-> 해당 장기의 내부모습 등의 순서로 영상이 변화되어 표시된다.

만약, 간이나 심장의 경우 도 7 및 도 8과 같이 간과 심장의 외부를 보여준 후, 내부의 각종 혈관의 혈액움직임이 보이도록 디스플레이에 출력되는 영상이 조절되어 뇌파신호값에 따라 혈액이 정상적으로 움직이도록 하거나 뇌파신호값이 정상치를 벗어날 경우 혈류속도가 늦어지고, 혈관벽에 지방과 같은 이물질이 부착되는 모습 등을 보여준다.

그리고, 두뇌개발을 위한 경우에는 도 9와 같이 뇌의 영상을 보여준 후 신경전달물질을 보여주어 뇌가 활발하게 움직이고 있음을 표시해준다.

또한, 신장의 경우에는 신장이미지를 보여준 후 세뇨관의 모습이 디스플레이에 출력되도록 하고, 뇌파 신호값이 정상상태를 벗어나는 경우에는 세뇨관에 상처가 생겨서 탈리되는 이미지가 출력되도록 하고 정상상태를 벗어났다가 다시 정상상태로 회복되는 경우에는 탈리된 것이 복원되는 영상을 출력해준다.

이외에도 눈의 경우에도 눈의 이미지를 보여준 후 시신경의 영상을 보여주어 신경전달물질이 이동되는 것을 표시해준다.

이러한 방법으로 신장질환(그레아틴 2.6)환자 1명과 간경화환자 4명 및 시신 경환자 1명이 심상훈련을 수행한 결과, 신장질환자는 그레아틴 수치가 1.90으로 감소하였고, 간경화환자들 역시 간경화진행이 중단되거나 간경화가 완치되었으며, 시신경에 이상이 있는 환자의 경우 심상훈련 전 녹재장수술로 시신경이 많이 죽고 수술 후 안압 조절이 안되었으나(안압 19-25) 훈련 후 안압이 14-15로 유지되고 있다.

이와 같이 본 발명은 뇌파가 실제 장기의 움직임 및 기능과 밀접한 관련성이 있으므로, 뇌파를 동력으로 가상현실을 구동시켜 오장육부 바이오피드백을 통해 장기를 훈련하고 건강하게 하는데 필요한 장치를 구현하였고, 다양한 실험을 한 결과 매우 긍정적인 결과를 얻게 되었다.

도 1은 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치의 구성을 나타내는 블록도

도 2a 및 도 2b는 뇌파 측정기를 나타내는 도면

도 3은 본 발명의 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치의 사용예를 나타내는 도면

도 4는 본 발명의 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 방법을 나타내는 순서도

도 5 내지 도 9는 심상훈련용 장기이미지를 나타내는 도면

Claims (7)

1. 뇌파를 측정하고 그에 해당하는 신호를 출력하는 뇌파 측정기와;

   디스플레이부와;

   뇌파 측정기로부터 출력되는 신호에서 뇌파의 세기에 대응되도록, 장기들의 정상상태와 이상상태의 이미지가 기록되고, 디스플레이부에 출력되는 가상현실상의 장기가 뇌파신호의 세기에 따라 움직이도록 하는 가상현실 장기 구동 프로그램을 포함하는 데이터가 기록된 메모리;

   심상훈련을 하고자 하는 장기의 종류를 포함한 각종 동작모드를 사용자가 선택할 수 있도록 하는 키입력부;

   상기한 키입력부와 뇌파 측정기로부터 출력된 신호를 전달받아 해당 장기의 종류와 상태에 따른 영상을 메모리로부터 검색하여 디스플레이부로 출력하고, 상기한 메모리에 기록된 가상현실 장기 구동 프로그램을 구동시켜 디스플레이부에 출력되는 해당 가상 장기가 상기한 뇌파 측정기로부터 출력되는 사용자의 뇌파신호 세기에 따라 움직이도록 하는 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 디스플레이부에는 초음파를 통해서 얻어진 사용자의 실제 장기 영상과 상기한 뇌파 측정기로부터 출력되는 뇌파신호에 따라 가상현실로 구현된 장기의 영상이 제어부에 의하여 동시에 출력되는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기한 제어부는 가상현실상의 장기가 정상적으로 운동하는 경우의 값으로 기 설정된 목표 뇌파값 범위와 측정된 뇌파신호값을 비교하여, 측정된 뇌파신호값이 상기한 목표뇌파값 범위를 벗어나면 가상현실상의 해당 장기가 정상상태가 아니라고 판단하고, 목표뇌파값 범위내에 있으면 가상현실상의 해당 장기가 정상상태로 판단하여, 상기한 목표뇌파값 범위와 측정된 뇌파신호값의 차이에 따라 장기의 손상 혹은 기능이상 정도를 매칭시켜 해당 장기 이미지를 출력해주는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기한 디스플레이부에 출력되는 최초의 가상현실 장기 영상이 손상되거나 비정상적으로 운동되는 장기의 영상일 경우, 시간의 경과 혹은 디스플레이부에 출력되는 가상현실 장기 영상을 통한 심상훈련의 결과에 따라 목표 뇌파값인 알파파값에 접근하는 신호가 입력되면 제어부는 장기의 기능이 개선되는 것을 사용자가 인지할 수 있도록 디스플레이부로 출력되는 영상을 변화시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기한 뇌파 측정기로부터 출력되는 신호는 필터를 통해서 잡음을 제거하고, 상기한 필터로부터 출력되는 신호는 증폭기에서 증폭하여, 상기한 증폭기로부터 출력되는 아날로그 신호를 컨버터에서 디지털 신호로 변환하여 제어부로 입력되는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기한 컨버터의 샘플링 주파수는 256Hz인 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 장치.
7. 심상훈련을 위한 장기의 종류 및 각종 동작모드를 선택하는 키입력부와, 제어부, 뇌파측정기, 뇌파 측정기로부터 출력되는 신호에서 뇌파의 세기에 대응되도록, 장기들의 정상상태와 이상상태의 이미지가 기록되고, 디스플레이부에 출력되는 장기가 뇌파신호의 세기에 따라 움직이도록 하는 가상현실 장기 구동 프로그램을 포함하는 데이터가 기록된 메모리 및 디스플레이부를 이용하여,

   키입력부로부터 출력되는 신호를 제어부에서 판단하여 심상훈련을 하고자 하는 장기의 종류를 결정하는 장기 결정 단계와,

   장기가 정상적으로 운동하는 경우의 값으로 기 설정된 목표 뇌파값 범위와 측정된 뇌파신호값을 비교하여, 측정된 뇌파신호값이 상기한 목표뇌파값 범위를 벗어나면 정상상태가 아니라고 판단하고, 목표뇌파값 범위내에 있으면 정상상태로 판단하는 판단 단계와,

   상기한 판단 단계에서 측정된 뇌파신호가 정상상태에 해당하는 경우 정상상태의 장기영상을 출력하고, 뇌파신호가 정상상태가 아니라고 판단될 경우 상기한 목표뇌파값 범위와 측정된 뇌파신호값의 차이에 따라 장기의 손상 혹은 기능이상 정도를 매칭시켜 해당 장기 이미지를 디스플레이부에 출력하는 영상표시단계를 포함하고,

   상기한 판단 단계와 영상표시단계를 반복하여 심상훈련을 수행하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 심상훈련용 가상현실 장기 구동 방법.

Images