KR101428624B1 - 뇌파 측정을 위한 학습기 - Google Patents

Abstract

간단한 구조에 의해 휴대가 편리할 뿐만 아니라 뇌파 측정장치를 정확하게 사용할 수 있도록 학습(學習)할 수 있는 것으로, 밑면에 사용자의 머리 형상이 평면으로 표기된 도면으로 10-20 전극 배치법에 의해 부착 위치가 표시된 뚜껑부재; 상기 부착 위치가 표시된 부분으로 리이드선의 일단이 연결되고 상기 리이드선의 타단에는 사용자의 머리에 부착되는 부착구가 형성된 복수의 기록 전극; 및 상기 기록 전극의 리이드선을 감아서 보관할 수 있는 수용공간이 형성되어 상기 뚜껑부재가 닫혀지는 보관용기;를 포함하는 뇌파 측정을 위한 학습기를 제공한다.
그에 따라 많은 인력의 학생들이나 임상병리사 등과 같이 실제 뇌파 측정장치를 사용함에 있어, 숙련된 학습으로 인해 전문성 있게 정확하게 사용할 수 있는 효과를 가진다.

Description

뇌파 측정을 위한 학습기{Learning apparatus for EEG}

본 발명은 뇌파 측정을 위한 학습기에 관한 것으로, 더 상세하게는 간단한 구조에 의해 휴대가 편리할 뿐만 아니라 뇌파를 기록할 때 측정대상의 두피상에 부착하는 전극 배치방법을 정확하게 학습(學習)할 수 있도록 하기 위한 뇌파 측정을 위한 학습기에 관한 것이다.

뇌파(Electroencephalography; EEG)란 두뇌의 활동을 시공간적(spatio-temporal)으로 파악하는 대표적인 생체 신호로서, 임상 및 뇌 기능 연구에 폭넓게 이용되고 있는 실정이다. 뇌파 측정에는 사용자의 두피에 전극을 붙여 뇌의 활동에 따라 발생되는 전류를 측정하는 방식이 사용된다.

인체의 각성 상태나 심리적 안정의 정도에 따라 각기 다른 뇌파가 발생하기 때문에 뇌파의 변동을 이용한 다양한 장치들이 개발되고 있다. 그 대표적인 것으로는 뇌파의 주파수를 이용하는 의학적 진단기나 거짓말 탐지기가 실용화되어 있다. 특히 심리적 안정을 유도하여 학습 효과를 증진하는 장치도 다양하게 개발되고 있으며, 뇌의 활동에 의해 나타나는 생체신호인 뇌파를 컴퓨터에 입력하여 별도의 입력장치가 없어도 사용자의 생각만으로 컴퓨터와 커뮤니케이션을 할 수 있는 시스템인 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI, Brain-Computer Interface) 방법이 활발하게 연구되고 있다.

또한, 뇌파를 통한 응용에는 모바일 장치의 조종, 운전자의 졸음 및 습관 분석 등 많은 분야에 적용되고 있다. 이 같은 많은 응용 분야에서 뇌파 데이터의 취득은 필수적으로 이루어진다. 그러나 뇌파는 여러 가지 환경적, 개인적 요인들에 의해 영향을 많이 받는 단점이 있으며, 사용자의 머리 움직임과 근육의 움직임, 눈 깜빡임, 심장박동에도 뇌파 데이터에는 노이즈가 발생하는 단점이 있다. 이로 인해 정확한 뇌파 데이터의 취득이 어려운 단점이 존재한다.

이러한 뇌파를 측정하기 위한 측정장치의 종래 기술에는 대한민국 등록특허 제10-0282733호(이하 '선행특허문헌 1'이라 한다)에 개시된 바와 같이 피험자로부터 뇌파를 측정하여 뇌파 분석용 컴퓨터에 구비된 직렬포트를 통하여 실시간으로 전달하는 실시간 뇌파측정장치와 같이 기술이 제안된 바 있다.

또, 대한민국 등록특허 제10-1306922호(이하 '선행특허문헌 2'라 한다)에 개시된 바와 같이 촬영장치와 뇌파 센서를 결합하여 촬영장치로부터 취득된 영상 이미지로부터 사용자의 머리 움직임을 예측하여 머리 움직임에 따른 뇌파 데이터에 발생한 노이즈를 제걸할 수 있는 뇌파 측정장치와 같은 기술도 제안된 바 있다.

그리고, 병원시설이나 체육시설 등지에서의 뇌파측정은 뇌파 측정용 기록 전극을 사용자의 머리의 정해진 위치에 부착하며, 그 부착 부위는 국제적으로 통일되어 있는 10-20 전극 배치법이 일반적으로 사용된다. 10-20 전극 배치법은 머리의 가로와 세로의 길이를 10%, 20% 간격으로 좌우 뇌에 대칭적 교차점을 형성하면서 배치된다. 성인의 표준 전극수는 19개의 활성 전극과 2개의 비활성 전극으로 구성된다.

다시 말해서, 통상적인 뇌파 측정장치는 일단이 대상자의 머리에 부착되며 타단은 연결 부재와 접촉되는 기록 전극과, 상기 연결부재와 연결되어 제어와 함께 측정값을 데이터 베이스화하는 저장매체 및 상기 저장매체에 기록된 사항을 표시하는 통상의 모니터 등과 같은 표시수단으로 구성된다.

대한민국 등록특허 제10-0282733호 대한민국 등록특허 제10-1306922호

그러나, 선행특허문헌 1 내지 2는 물론 병원시설이나 운동시설 등지에 사용되는 통상적인 뇌파 측정장치는 상당히 고가임은 물론 사용목적에 따라 필요한 수량만큼만 배치되어 있어 이를 교육용으로 사용할 경우 그 수량이 매우 부족한 실정이다.

따라서, 뇌파 측정을 위한 측정장치를 교육용으로 사용하고자 할 때 많은 학습인력이 동시에 측정장치를 사용할 수 없는 단점을 가진다.

즉, 보유되어진 뇌파측정장치의 수량만큼의 학습생만 측정장치를 시범적으로 사용하고 나머지 학생들은 그 시범을 통해 간접적으로 학습을 진행할 수밖에 없으므로 측정장치를 정확하게 취급하기 위한 충분한 학습이 이루어질 수 없는 문제점이 있다.

특히, 정확한 뇌파 측정을 위해 측정 대상의 머리에 정확하게 전극을 배치하는 것은 가장 기초적이고 가장 중요한 부분이다. 그러나 전극 배치의 위치를 정확하게 숙지하기 위해서는 반복학습을 통해 숙달되어져야하나 상기한 바와 같이 뇌파 측정장치의 수량의 한계 및 반복 실험에 따른 고가 장치의 훼손 염려로 인해 대부분의 학생이 시각적 학습에만 머무르고 있는 실정이다.

상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 주된 목적은 간단한 구조에 의해 휴대가 편리할 뿐만 아니라 뇌파를 기록할 때 측정대상의 두피상에 부착하는 전극 배치방법을 정확하게 학습할 수 있도록 하기 위한 뇌파 측정을 위한 학습기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기록 전극을 정확하게 부착하였는 지를 간편하게 식별할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기록 전극의 정렬이 용이함은 물론 엉킴 등을 방지한 상태로 보관할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 뇌파 측정장치를 사용시 뇌파 전극을 측정대상 머리의 정확한 위치에 부착할 수 있도록 학습할 수 있는 학습기로서, 상기 학습기는 밑면에 사용자의 머리 형상이 평면으로 표기된 도면에 전극 배치법에 따라 부착 위치가 표시된 뚜껑부재; 상기 부착 위치가 표시된 부분에 일단이 연결되고 타단은 측정대상의 머리에 부착되는 부착구가 형성되고, 상기 일단과 타단을 리이드선으로 연결한 복수의 기록 전극; 및 상기 기록 전극의 리이드선을 감아서 보관할 수 있는 수용공간이 형성되어 상기 뚜껑부재가 닫혀지는 보관용기;를 포함한다.

상기 기록 전극의 리이드선은 서로 다른 색상으로 형성되되, 대칭되는 위치의 리이드선의 색상은 동일한 색으로 형성된다.

상기 뚜껑부재에 전원 공급부 및 제어부를 구비하고, 상기 전원 공급부 및 제어부는 상기 기록 전극과 상기 부착위치가 표시된 부분에 구비된 각각의 발광부재와 연결되며, 상기 기록 전극의 부착구가 측정대상의 머리 형상과 대응되는 더미(dummy)의 정해진 위치에 부착되어 질 때 전기적 신호에 의해 상기 발광부재를 발광되도록 한다.

상기 기록 전극의 리이드선에는 그 리이드선을 정렬하거나 감겨질 수 있도록 권취부재를 더 구비한다.

상기 권취부재는 각각의 리이드선이 개별적으로 관통되도록 복수의 관통공이 형성된 정렬디스크, 상기 정열디스크의 밑면으로 리이드선이 감겨질 수 있도록 형성된 보빈(bobbin)이 형성된다.

본 발명은 간단한 구조에 의해 휴대가 편리하게 이루어질 뿐만 아니라 뇌파 측정장치를 정확하게 사용할 수 있도록 함으로써, 많은 인력의 학생들이나 임상병리사 등과 같이 실제 뇌파 측정장치를 사용함에 있어, 숙련된 학습으로 인해 전문성 있게 정확하게 사용할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 기록 전극을 정확하게 부착하였는 지를 간편하게 식별할 수 있도록 함으로써, 기록 전극이 정확하게 부착되었는 지를 반복 학습하여 뇌파 측정장치를 더욱더 정확하게 사용할 수 있는 효과도 갖는다.

또한, 기록 전극의 정렬이 용이함은 물론 엉킴 등을 방지한 상태로 보관할 수 있도록 함으로써, 사용시 편리성을 제공함은 물론 리이드선을 감아 놓고 보관할 때에도 단락되는 것과 같은 현상을 방지할 수 있는 효도도 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도,
도 2는 본 발명 뚜껑부재의 밑면을 설명하기 위한 저면도,
도 3은 본 발명의 보관용기에 뚜껑부재가 닫혀진 상태의 사시도,
도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 배치도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 사시도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 정면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명 뚜껑부재의 밑면을 설명하기 위한 저면도이고, 도 3은 본 발명의 보관용기에 뚜껑부재가 닫혀진 상태의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 사용 상태를 설명하기 위한 배치도이다.

도시된 바와 같이 장비의 특성상 고가이면서 많이 보급되지 않은 뇌파 측정장치를 사용시 뇌파 전극을 측정대상의 사용자 머리의 정확한 위치에 부착할 수 있도록 학습할 수 있는 학습기를 개시한다.

본 발명은 간단한 구조에 의해 휴대가 편리할 뿐만 아니라 뇌파를 기록할 때 측정대상의 두피상에 부착하는 전극 배치방법을 정확하게 학습(學習)할 수 있도록 한 학습기를 제공한다.

본 발명에 따른 상기 학습기(1)는 밑면에 사용자의 머리 형상이 평면으로 표기된 도면에 전극 배치법에 따라 부착 위치가 표시된 뚜껑부재(10)를 구비한다. 상기 뚜껑부재는 통상적인 캡 형태로 외측면에는 뇌파 측정을 위한 학습기를 표시하기 위한 문구나 사진 또는 설명 등이 인쇄되거나 부착 또는 코팅된다. 여기서, 상기 전극 배치법은 일반적으로 공지된 10-20 전극 법(ten-twenty electrode system), Gibbs 법(Ilinois법), Cohn 법, Aird 법 등의 전극 배치법 등일 수 있으며, 본원에서는 그 일 실시 예로 10-20- 전극 배치법으로 적용하여 설명한다.

상기 부착 위치의 표시는 10-20 전극 배치법에 표기된 기호와 아라비아 숫자로 표시된다. 즉, 사용자의 머리 형상의 코와 귀를 기준하여 머리의 앞 부분인 이마로부터 정수리와 뒤통수까지 10-20 전극 배치법에 표기된 정확한 위치로 표시된다.

그리고, 상기 부착 위치가 표시된 부분에 일단이 연결되고 타단은 측정대상의 머리에 부착되는 부착구(24)가 형성되고, 상기 일단과 타단을 리이드선(22)으로 연결한 통상적인 복수의 기록 전극(20)을 포함한다. 이때, 상기 리이드선은 비교적 길이가 길게 형성되어 측정대상의 머리에 원활하게 부착이 이루어질 수 있도록 한다.

즉, 상기 기록 전극은 성인을 기준하여 19개의 활성 전극과 2개의 비활성 전극으로 구성되어, 10-20 전극 배치법에 의해 측정대상의 머리에 정확하게 부착할 수 있도록 구비된다.

아울러, 상기 기록 전극(20)의 리이드선(22)을 감아서 보관할 수 있는 수용공간(32)이 형성되어 상기 뚜껑부재(10)가 닫혀지는 보관용기(30);를 포함한다. 상기 보관용기는 비교적 길이가 긴 리이드선을 감아서 넣을 수 있는 크기로 제작된다. 상기 뚜껑부재는 보관용기에 공지된 나사 방식이나 억지끼움 방식에 의해 닫혀진다. 또, 상기 보관용기는 기록 전극이 오염되지 않도록 보관한다.

한편, 상기 기록 전극(20)의 리이드선(22)은 사용자로 하여금 20가닥의 기록 전극(20)의 부착구(24)를 부착시키고자 하는 위치에 따라 식별이 용이하게 이루어질 수 있도록 서로 다른 색상으로 형성되되, 대칭되는 위치의 리이드선(22)의 색상은 동일한 색으로 형성된다.

다시 말해서, 리이드선의 부착구를 사용자의 머리에 부착시 머리의 중심을 기점으로 양측에 대칭되게 부착됨으로써, 대칭되는 위치의 리이드선 색상을 동일하게 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 사용자가 항시 휴대하여 소지하고 있다가 필요에 따라 불특정 다수인 누구에게나 간단하게 학습할 수 있는 편리성을 제공한다.

다시 말해서, 10-20 전극 배치법이 표기된 뚜껑부재(10)를 토대로 기록 전극(20)의 부착구(24)를 측정대상의 머리에 누구나가 반복 학습을 통하여 간편하게 부착할 수 있도록 함으로써, 실제 뇌파 측정장치를 사용하여 뇌파를 측정시 본 발명에 의한 학습 효과로 인하여 정확하게 측정할 수 있는 조건을 가진다.

따라서, 본 발명은 평상시 학습자가 간편하게 휴대하고 다닐수 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 뇌파 측정을 위한 기록 전극의 위치를 용이하게 숙련되도록 학습할 수 있도록 함으로써, 실제 뇌파 측정장치를 사용시에도 최소한의 오차로 정확하게 사용할 수 있도록 하는 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 사시도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 학습자로 하여금 기록 전극을 부착시 정확한 위치에 제대로 부착되었는 지를 확연하게 확인할 수 있는 수단을 구비하도록 한다.

상기 확인수단은 상기 뚜껑부재(10)에 마련된 확인수단 및 더미(100)로 구성된다.

여기서, 확인수단은 상기 뚜껑부재(10)에 통상적인 방식에 의해 전기 에너지를 공급하는 전원 공급부(40) 및 일반적인 전기신호를 제어하는 통상적인 제어부(45)와 이로부터 발광하는 발광부재(48)를 포함한다. 여기서 전원 공급부와 제어부는 하나의 유닛화하여 뚜껑으로부터 공지된 방식에 의해 착탈 가능하게 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 전원 공급부(40) 및 제어부(45)는 부착위치에 연결된 기록 전극(20)과 상기 부착위치가 표시된 부분으로 구비된 통상의 LED 등과 같은 각각의 발광부재(48)와 연결된다.

또한, 상기 더미(100)는 인간의 머리 형상을 띠는 모양체로서 그 두피 내부에 전극 등과 같은 통상의 통전수단이 10-20 전극 배치법에 정해진 정확한 위치에 내장되어 있다.

따라서, 상기 기록 전극(20)의 부착구(24)가 더미(100)의 10-20 전극 배치법에 정해진 정확한 위치에 부착되어 질 때 전기적 신호에 의해 상기 발광부재(48)를 발광되도록 한다. 상기 기록 전극 및 발광부재와 전원 공급부는 통상의 리이선이나 패턴에 의해 연결된다.

그에 따라 학습자가 뚜껑부재에 구비된 기록 전극의 부착구를 더미의 두피 내부에 삽입된 전극의 정확한 위치에 부착시에는 발광부재가 발광하게 되며, 정확한 위치에 부착된 것을 인지할 수 있는 것이다. 아울러, 기록 전극이 정확한 위치에 부착되지 않을 경우 발광부재가 발광하지 않아 학습자로 하여금 정확한 위치로 부착할 수 있도록 유도할 수 있는 것이다.

따라서, 기록 전극의 부착구 또한 10-20 전극 배치법에 의한 정확한 위치로 부착할 수 있는 학습을 직접적으로 확인할 수 있는 조건을 가짐으로써, 더욱더 정확하고 정교한 학습이 이루어질 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 정면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 기록 전극의 리이드선은 비교적 길이가 길게 형성됨으로 인해 보관용기에 사용자가 임의대로 말아서 넣을 경우 엉킴이 심하게 발생할 뿐만 아니라 사용하고자 할 때 그 엉킴으로 인해 리이드선을 정렬하는 시간 또한 오래 소요되는 것을 해소할 수 있도록 한다.

상기 기록 전극(20)의 리이드선(22)에는 그 리이드선(22)을 정렬하거나 감겨질 수 있도록 권취부재(50)를 더 구비한다. 상기 권취부재(50)는 각각의 리이드선(22)이 개별적으로 관통되도록 복수의 관통공(51)이 형성된 정렬디스크(52)와, 상기 정열디스크(52)의 밑면으로 리이드선(22)이 가지런히 감겨질 수 있도록 형성된 보빈(54)이 형성된다. 상기 권취부재는 플렉시블한 통상적인 합성수지재질인 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 정렬디스크는 형성된 관통공에는 서로 대응되는 방향으로 절개선이 형성된 그 관통공으로 리이드선의 끝단에 형성된 부착구를 삽입시 벌어진 후 탄성력에 의해 다시 리이드선만 지지할 수 있도록 한다.

그에 따라 상기 뚜껑부재(10)에 일단이 고정된 기록 전극(20)의 리이드선(22)을 상기 권취부재(50)의 정렬디스크(52)의 관통공(51)에 개별적으로 삽입시킴에 따라 뚜껑부재(10)로부터 권취부재(50)를 상,하로 슬라이딩시킴에 따라 복수의 리이드선(22)이 간단하게 정력될 수 있는 것이다.

아울러, 학습이 완료된 상태에서는 정렬디스크(52)를 뚜껑부재(10)의 밑면으로 최대한 밀착시킨 후 상기 리이드선(22)을 권취부재(50)의 보빈(54)에 가지런하게 감은 후 보관용기(30)로 넣으므로써, 상기 리이드선이 엉키는 것 또한 방지할 수 있는 것이다.

또, 사용하고자 할 때에도 뚜껑부재를 보관용기로부터 분리한 후 보빈에 감겨진 리이드선을 풀은 다음 정렬디스크를 하부로 내리게 되면 자연스럽게 리이드선이 정렬될 수 있는 것이다.

따라서, 상기 권취부재는 기록 전극의 리이드선이 엉킴을 방지함과 아울러 원활하게 정렬시킴은 물론 가지런하게 감아 놓을 수 있도록 함으로써, 학습자로 하여금 보다 편리하게 사용할 수 있는 편리성을 제공한다.

1 : 학습기
10 : 뚜껑부재 20 : 기록 전극
22 : 리이드선 24 : 부착구
30 : 보관용기 40 : 전원공급부
45 : 제어부 48 : 발광부재
50 : 권취부재 51 : 관통공
52 : 정렬디스크 54 : 보빈

Claims (5)

1. 뇌파 측정장치를 사용시 뇌파 전극을 측정대상 머리의 정확한 위치에 부착할 수 있도록 학습할 수 있는 학습기로서,
   상기 학습기는 밑면에 사용자의 머리 형상이 평면으로 표기된 도면에 전극 배치법에 따라 부착 위치가 표시된 뚜껑부재;
   상기 부착 위치가 표시된 부분에 일단이 연결되고 타단은 측정대상의 머리에 부착되는 부착구가 형성되고, 상기 일단과 타단을 리이드선으로 연결한 복수의 기록 전극; 및
   상기 기록 전극의 리이드선을 감아서 보관할 수 있는 수용공간이 형성되어 상기 뚜껑부재가 닫혀지는 보관용기;를 포함하고,
   상기 기록 전극의 리이드선에는 그 리이드선이 정렬되거나 감겨질 수 있도록 권취부재를 더 구비하되,
   상기 권취부재는 각각의 리이드선이 개별적으로 관통되도록 복수의 관통공이 형성된 정렬디스크, 상기 정렬디스크의 밑면으로 리이드선이 감겨질 수 있도록 형성된 보빈이 형성되는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정을 위한 학습기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기록 전극의 리이드선은 서로 다른 색상으로 형성되되, 대칭되는 위치의 리이드선의 색상은 동일한 색으로 형성되는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정을 위한 학습기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 뚜껑부재에 전원 공급부 및 제어부를 구비하고, 상기 전원 공급부 및 제어부는 상기 기록 전극과 상기 부착위치가 표시된 부분에 구비된 각각의 발광부재와 연결되며, 상기 기록 전극의 부착구가 측정대상의 머리 형상과 대응되는 더미의 정해진 위치에 부착되어 질 때 전기적 신호에 의해 상기 발광부재를 발광되도록 하는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정을 위한 학습기.
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