KR101477161B1 - 전기 자극 시스템 및 전기 자극 방법 - Google Patents
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Abstract
사용자의 뇌파 신호에 기초하여 뇌 질환을 판단하고, 판단된 뇌 질환 정보에 기초한 전기 자극을 사용자의 뇌로 인가할 수 있는 전기 자극 시스템 및 전기 자극 방법이 게시된다.
전기 자극 시스템의 일 실시예는 사용자의 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보를 설정하는 분석부; 및 상기 사용자의 머리에 착용되어, 상기 사용자의 뇌파 신호를 측정하고, 상기 설정된 전기 자극의 정보에 기초한 전기 자극을 상기 사용자의 뇌에 비침습적으로 인가하는 전기 자극 장치를 포함한다.
전기 자극 시스템의 일 실시예는 사용자의 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보를 설정하는 분석부; 및 상기 사용자의 머리에 착용되어, 상기 사용자의 뇌파 신호를 측정하고, 상기 설정된 전기 자극의 정보에 기초한 전기 자극을 상기 사용자의 뇌에 비침습적으로 인가하는 전기 자극 장치를 포함한다.
Description
본 발명은 전기 자극 시스템 및 전기 자극 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사용자의 뇌파 신호에 기초하여 뇌 질환을 판단하고, 판단된 뇌 질환 정보에 기초한 전기 자극을 사용자의 뇌로 인가할 수 있는 전기 자극 시스템 전기 자극 방법에 관한 것이다.
뇌는 머리의 내부에 위치하는 기관으로 신경계의 최고 중추기관이다. 뇌는 대뇌(cerebrum), 소뇌(cerebellum), 중간뇌(midbrain, mesencephalon), 다리뇌(pons) 및 연수(medulla)로 나뉘어지며, 뇌파(brainwave)를 발생한다. 뇌파는 뇌전도(electroencephalography, EEG)라고도 하며, 신경계에서 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름을 말한다. 뇌파는 심신의 상태에 따라 각각 다르게 나타나며 뇌의 활동 상황을 측정하는 가장 중요한 지표이다.
뇌에 전기적인 자극을 가하면 손떨림과 같은 신경증상을 치료하거나 완화시킬 수 있다. 뇌에 전기적인 자극을 가하는 방법에는 침습형 뇌 전기 자극 방법과 비침습형 뇌 전기 자극 방법이 있다. 침습형 뇌 전기 자극 방법은 수술을 통해 뇌에 전극을 삽입하고, 전극에 전기 신호를 가하는 방법이다. 이에 비하여 비침습형 뇌 전기 자극 방법은 두피에 전극을 접착시킨 다음, 전극에 전기 신호를 가하는 방법이다.
비침습형 뇌 전기 자극 방법은 침습형 뇌 전기 자극 방법에 비하여 비용과 위험이 적다는 장점이 있다. 이에 따라 비침습적인 방법으로 뇌에 전기 자극을 가할 수 있는 전기 자극 장치에 대한 연구 및 개발이 이루어지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용자의 뇌파 신호에 기초하여 뇌 질환을 판단하고, 판단된 뇌 질환 정보에 기초한 전기 자극을 사용자의 뇌로 인가하는 전기 자극 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 전기 자극 시스템의 일 실시예는 사용자의 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보를 설정하는 분석부; 및 상기 사용자의 머리에 착용되어, 상기 사용자의 뇌파 신호를 측정하고, 상기 설정된 전기 자극의 정보에 기초한 전기 자극을 상기 사용자의 뇌에 비침습적으로 인가하는 전기 자극 장치를 포함하되, 상기 분석부는 상기 뇌파 신호의 파워 스펙트럼 분포에서 베타파가 차지하는 비율의 변화 및 시간에 따른 상기 베타파의 크기 변화 중 적어도 하나와, 기준 강도의 곱에 기초하여, 상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보를 설정할 수 있다.
상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보는 상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 강도에 대한 정보 및 상기 전기 자극이 가해질 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 사용자가 상기 뇌 질환을 판단하는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 가입자인지를 확인하는 인증 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 판단된 뇌 질환 정보를 청각적 신호 및 시각적 신호 중 적어도 하나로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 전기 자극 장치는 상기 사용자의 뇌파 신호를 측정하는 측정부; 및 상기 사용자의 뇌에 상기 전기 자극을 인가하는 자극부를 포함하되, 상기 측정부에 포함된 복수의 전극과 상기 자극부에 포함된 복수의 자극 전극은 상기 전기 자극 장치가 상기 사용자의 머리에 장착됨에 따라, 상기 머리의 제1 영역과 제2 영역에 각각 배치될 수 있다.
상기 분석부는 상기 전기 자극이 인가된 후에 측정된 상기 사용자의 뇌파 신호를 분석하여 상기 뇌 질환의 변동 사항을 판단하고, 상기 뇌 질환의 변동 사항은 청각적 신호 및 시각적 신호 중 적어도 하나로 출력될 수 있다.
상기 사용자가 상기 뇌 질환을 판단하는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 가입자인지를 확인하는 인증 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 판단된 뇌 질환 정보를 청각적 신호 및 시각적 신호 중 적어도 하나로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
상기 전기 자극 장치는 상기 사용자의 뇌파 신호를 측정하는 측정부; 및 상기 사용자의 뇌에 상기 전기 자극을 인가하는 자극부를 포함하되, 상기 측정부에 포함된 복수의 전극과 상기 자극부에 포함된 복수의 자극 전극은 상기 전기 자극 장치가 상기 사용자의 머리에 장착됨에 따라, 상기 머리의 제1 영역과 제2 영역에 각각 배치될 수 있다.
상기 분석부는 상기 전기 자극이 인가된 후에 측정된 상기 사용자의 뇌파 신호를 분석하여 상기 뇌 질환의 변동 사항을 판단하고, 상기 뇌 질환의 변동 사항은 청각적 신호 및 시각적 신호 중 적어도 하나로 출력될 수 있다.
사용자의 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단하고, 판단된 뇌 질환 정보에 기초한 전기 자극을 사용자의 뇌로 인가함으로써, 뇌 질환의 진행 속도를 늦추거나 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 자극 장치의 제어구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 장치의 제어구성을 도시한 도면이다.
도 4는 정상인의 뇌파 신호와 치매 환자의 뇌파 신호를 예시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 5의 뇌파 측정 단계를 보다 상세히 도시한 흐름도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 자극 장치의 제어구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 장치의 제어구성을 도시한 도면이다.
도 4는 정상인의 뇌파 신호와 치매 환자의 뇌파 신호를 예시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 5의 뇌파 측정 단계를 보다 상세히 도시한 흐름도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템은 전기 자극 장치(200), 제1 장치(100) 및 처리 장치(300)를 포함할 수 있다.
전기 자극 장치(200)는 사용자의 신체 중 특정 부위 예를 들어, 머리에 접촉되어, 뇌파 신호를 측정하거나, 뇌에 전기 자극을 가할 수 있다. 여기서, 전기 자극은 직류 전류(Direct Current; DC)을 의미할 수 있다.
이를 위해 전기 자극 장치(200)는 머리에 착용될 수 있는 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 전기 자극 장치(200)는 헬맷 형상을 가질 수 있다. 다른 예로, 전기 자극 장치(200)는 머리 둘레의 전체 또는 일부를 감싸도록 밴드 형상을 가질 수 있다. 또 다른 예로, 전기 자극 장치(200)는 두피에 부착될 수 있도록 패치 형태를 가질 수도 있다. 그러나 전기 자극 장치(200)의 형상이 예시된 형상들로 제한되는 것은 아니다. 여기서, 도 2를 참조하여 전기 자극 장치(200)의 제어구성에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 자극 장치(200)의 제어구성을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 전기 자극 장치(200)는 자극부(210), 측정부(220), 버튼부(230), 표시부(240), 제어부(270), 저장부(260) 및 통신부(250)를 포함할 수 있다.
측정부(220)는 사용자의 뇌로부터 뇌파 신호를 측정할 수 있다. 이를 위해 측정부(220)는 머리의 제1 영역에 부착되는 복수의 전극, 복수의 전극을 통해 측정된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 전류-전압 변환기, 전압 신호를 증폭하는 증폭기, 증폭된 전압 신호에서 노이즈를 제거하는 필터 및 노이즈가 제거된 전압 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(analog to digital converter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 영역은 뇌의 배외측전전두피질 영역, 복내측전전두피질 영역, 일차운동피질 영역, 측두엽 영역, 및 후두엽 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
측정부(220)의 전극은 접지 전극(ground electrode), 기준 전극(reference electrode) 및 측정 전극 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
접지 전극은 전기 자극 장치(200)의 기준 전위와 인체의 기준 전위를 일치시키는 역할을 수행할 수 있다. 접지 전극은 뇌파가 측정되지 않거나, 뇌파가 적게 측정되는 위치에 부착될 수 있다. 예를 들어, 접지 전극은 오른쪽 귀밑에 부착될 수 있다.
기준 전극은 접지 전극과 마찬가지로 뇌파가 측정되지 않거나, 뇌파가 적게 측정되는 위치에 부착될 수 있다. 일 예로, 기준 전극은 접지 전극과 같은 위치에 부착될 수 있다. 다른 예로, 기준 전극은 접지 전극과는 다른 위치에 부착될 수 있다. 구체적으로, 접지 전극이 오른쪽 귀밑에 부착된 경우, 기준 전극은 왼쪽 귀밑, 뒷목 또는 볼에 부착될 수 있다.
측정 전극은 사용자의 뇌파를 측정하기 위한 능동 전극(active electrode)으로, 사용자의 두피에 부착될 수 있다. 이러한 측정 전극은 복수개가 배치될 수 있다.
자극부(210)는 사용자의 뇌에 전기 자극을 인가할 수 있다. 이를 위해 자극부(210)는 머리의 제2 영역에 부착되는 복수의 자극 전극과, 상기 복수의 자극 전극으로 전압을 공급하는 전압 공급부를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 영역은 측정부의 측정 전극들이 배치되는 제1 영역과 유사하거나 동일한 영역일 수도 있고, 제1 영역과는 다른 영역일 수도 있다.
복수의 자극 전극은 양극 전극 및 음극 전극을 포함할 수 있다. 전압 공급부에 의해 양극 전극 및 음극 전극으로 전압이 인가되면, 양극 전극와 음극 전극 사이에 전류가 흐르게 되고, 이 전류는 뇌신경 네트워크를 따라 사용자의 뇌 안쪽까지 전달된다.
전압 공급부는 전기 자극에 대한 설정 정보에 기초하여, 자극부(210)의 자극 전극으로 전압을 인가한다. 실시예에 따르면, 전기 자극에 대한 설정 정보는 사용자의 뇌 질환에 기초하여 설정될 수 있다. 뇌 질환에 대한 판단은 사용자의 뇌파 신호를 분석한 결과에 기초하여 이루어질 수 있다.
상술한 구성요소들 중에서, 측정 전극과 자극 전극은 기능적으로만 분리된 것으로, 물리적으로는 같은 전극일 수 있다. 이 경우, 뇌로부터 뇌파를 측정하는 것과 뇌에 전기 자극을 가하는 것은 순차적으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 측정 전극과 자극 전극은 기능적으로 분리될 뿐만 아니라, 물리적으로도 분리된 전극일 수 있다. 이 경우, 뇌로부터 뇌파를 측정하는 것과 뇌에 전기 자극을 가하는 것은 동시에 이루어질 수 있다.
버튼부(230)는 사용자가 명령을 입력할 수 있는 부분이다. 이를 위해 버튼부(230)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버튼부(230)는 전원 공급 버튼, 뇌파 측정 실행 버튼, 전기 자극 실행 버튼, 자극 강도 조절 버튼 및 자극 시간 조절 버튼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 예시된 버튼들로 반드시 한정되는 것은 아니며, 전기 자극 장치(200)의 기능에 따라 버튼부(230)에 구비되는 버튼의 종류나 개수는 추가될 수도 있고, 생략될 수도 있다.
표시부(240)는 명령 처리 결과를 표시할 수 있다. 이러한 표시부(240)는 LED(Light emitting diode), LCD(Liquid crystal dispaly), 또는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 포함할 수 있다.
제어부(270)는 버튼부(230)를 통해 입력된 명령을 처리할 수 있다. 예를 들어, 뇌파 측정 실행 버튼이 인가된 경우, 제어부(270)는 측정부(220)의 측정 전극을 통해 뇌파 신호가 측정되도록 구성요소들을 제어할 수 있다.
다른 예로, 제어부(270)는 설정 정보에 기초한 전기 자극이 자극부(210)의 자극 전극으로 인가되도록 구성요소들을 제어할 수 있다. 상기 설정 정보는 제1 장치(100)로부터 수신된 것으로, 사용자의 뇌에 인가할 전기 자극의 강도에 대한 정보 및 전기 자극을 인가할 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부(270)는 제1 장치(100)로부터 전기 자극의 설정 정보를 수신한 경우, 자동으로 설정 정보에 기초한 전기 자극이 사용자의 뇌에 인가되도록 구성요소들을 제어할 수 있다. 다른 예로, 제어부(270)는 제1 장치(100)로부터 전기 자극의 설정 정보를 수신한 후, 전기 자극 실행 버튼이 인가된 경우, 설정 정보에 기초한 전기 자극이 사용자의 뇌에 인가되도록 구성요소들을 제어할 수 있다.
저장부(260)는 측정부(220)의 측정 전극을 통해 측정된 뇌파 신호를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(260)는 제1 장치(100)로부터 수신한 전기 자극의 설정 정보를 저장할 수도 있다. 이러한 저장부(260)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 하드디스크드라이브, 광디스크드라이브, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
통신부(250)는 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식에 따라, 제1 장치(100)와 데이터 및/또는 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(250)는 측정부(220)를 통해 측정된 뇌파 신호를 제1 장치(100)로 전송할 수 있다. 다른 예로, 통신부(250)는 제1 장치(100)로부터 전기 자극의 설정 정보를 수신할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 장치(100)는 사용자가 소지한 장치이다. 제1 장치(100)는 사용자로부터 뇌 질환 정보 제공 서비스 가입에 필요한 가입자 정보를 입력받고, 입력받은 가입자 정보를 포함하는 서비스 가입 요청 신호를 처리 장치(300)로 전송할 수 있다. 또한, 제1 장치(100)는 처리 장치(300)로부터 서비스 가입 처리 결과를 수신하여, 표시할 수 있다.
또한, 제1 장치(100)는 처리 장치(300)에게 가입자 인증을 요청할 수 있다. 즉, 제1 장치(100)는 사용자가 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 가입자인지를 확인해 줄 것을 처리 장치(300)에 요청할 수 있다. 처리 장치(300)로부터 가입자 인증 처리 결과가 수신되면, 제1 장치(100)는 전기 자극 장치(200)로부터 수신한 뇌파 신호를 분석하여, 사용자의 뇌 질환을 판단할 수 있다. 또한, 제1 장치(100)는 판단 결과를 출력할 수 있다. 여기서, 도 3을 참조하여 제1 장치(100)의 제어구성에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 장치(100)의 제어구성을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 제1 장치(100)는 입력부(110), 출력부(120), 제어부(130), 통신부(150) 및 저장부(160)를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 장치(100)의 제어구성을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 제1 장치(100)는 입력부(110), 출력부(120), 제어부(130), 통신부(150) 및 저장부(160)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 사용자로부터 가입자 정보를 입력받거나 명령을 입력받을 수 있다. 이를 위해 입력부(110)는 적어도 하나의 키를 포함할 수 있다. 상기 키는 하드웨어적으로 구현되거나, 아이콘 등과 같이 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다.
출력부(120)는 명령 처리 결과를 청각적 신호 및/또는 시각적 신호로 출력할 수 있다. 이러한 출력부(120)는 스피커, LED, LCD, 및 플렉서블 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(130)는 각 구성요소들을 연결할 수 있으며, 입력된 명령을 처리할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 분석부(134)를 더 포함할 수 있다. 분석부(135)는 전기 자극 장치(200)로부터 수신한 사용자의 뇌파 신호를 분석하여, 사용자의 뇌 질환을 판단할 수 있다. 그리고, 판단된 뇌 질환에 기초하여, 사용자의 뇌로 인가할 전기 자극의 정보를 설정할 수 있다.
일반적으로, 뇌파 신호는 0~50㎐의 주파수를 가지며, 20~200㎶의 진폭을 가질 수 있다. 뇌파 신호는 주파수에 따라 델타파(delta wave, δ wave), 쎄타파(theta wave, θ wave), 알파파(alpha wave, α wave), 베타파(beta wave, β wave), 감마파(gamma wave, γ wave)로 분류될 수 있다.
델타파는 0~4㎐의 주파수를 가지며, '수면파'라고도 한다. 쎄타파는 4~8㎐의 주파수를 가지며, '졸음파' 또는 '서파수면파(徐波睡眠波)'라고 불린다. 알파파는 8~13㎐의 주파수를 가진다. 알파파는 심신이 안정을 취하고 있을 때의 뇌파로, '안정파'라고도 한다. 베타파는 13~30㎐의 주파수를 가지며, '스트레스파'라고도 한다. 감마파는 30~50㎐의 주파수를 가지는 뇌파이다.
실시예에 따르면, 분석부(134)는 뇌파 신호 중에서 베타파를 분석하여, 경도성 인지 장애(Mild Cognitive Impairment; MCI), 치매 등과 같은 뇌 질환을 판단할 수 있다. 이처럼 베타파를 분석하는 이유는, 경도성 인지 장애 환자나 치매 환자의 뇌파에는 정상인의 뇌파에 비하여, 베타파의 파워가 낮게 나타나기 때문이다. 도 4는 정상인의 뇌파 신호와 치매 환자의 뇌파 신호를 예시한 도면이다. 도 4의 (A)는 정상인의 뇌파 신호를 예시한 것이고, (B)는 정상인의 뇌파 신호에 대한 파워 스펙트럼을 예시한 것이다. 도 4의 (C)는 치매 환자의 뇌파 신호를 예시한 것이고, (D)는 치매 환자의 뇌파 신호에 대한 파워 스페트럼을 예시한 것이다. (A)와 (C)를 비교하면, 정상인의 뇌파 신호와 치매 환자의 뇌파 신호는 차이가 나는 것을 알 수 있다. 구체적으로, (B)와 (D)를 비교하면, 정상인에 비하여 치매 환자의 뇌파 신호에서는 베타파가 현저히 감소된 것을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 분석부(134)는 뇌파 신호에서 베타파가 차지하는 비율의 변화를 분석할 수 있다. 이를 위해, 분석부(134)는 뇌파 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier transform; FFT)하여, 뇌파 신호의 각 주파수 성분에 대한 파워의 분포를 전체적으로 보여주는 파워 스펙트럼 분포를 얻는다. 그 다음, 분석부(134)는 파워 스펙트럼 분포에서, 베타파가 차지하는 비율을 산출할 수 있다.
다른 예로, 분석부(134)는 시간에 따른 베타파의 변화를 분석할 수 있다. 이를 위해, 분석부(134)는 현재까지 수신된 뇌파 신호들을 분석하여, 시간이 지남에 따라 뇌파 신호에서 베타파가 어떻게 변하였는지를 분석할 수 있다. 구체적으로, 분석부(134)는 시간이 지남에 따라 뇌파 신호에서 베타파의 크기가 얼마나 감소하였는지를 분석할 수 있다. 분석부(134)는 예시된 바와 같은 분석 결과들에 기초하여, 경도성 인지 장애나 치매 등의 뇌 질환을 판단 및/또는 예측할 수 있다.
또한, 분석부(134)는 판단된 뇌 질환 정보에 기초하여, 전기 자극 장치(200)에서 사용자의 뇌로 인가될 전기 자극의 정보를 설정할 수 있다. 여기서, 전기 자극 정보란 사용자의 뇌로 인가할 전기 자극의 강도에 대한 정보 및 전기 자극이 가해질 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 전기 자극에 대한 정보가 예시된 것들로 반드시 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 분석부(134)는 파워 스펙트럼 분포에서 베타파의 감소 비율에 비례하도록, 전기 자극의 강도 및/또는 전기 자극이 가해질 시간을 설정할 수 있다. 다른 예로, 분석부(134)는 시간에 따른 베타파의 감소 비율에 비례하도록, 전기 자극의 강도 및/또는 전기 자극이 가해질 시간을 설정할 수 있다. 또 다른 예로, 분석부(134)는 파워 스펙트럼 분포에서의 베타파의 변화율과, 시간에 따른 베타파의 변화율과, 기준 강도의 곱에 기초하여, 전기 자극의 강도 및/또는 전기 자극이 가해질 시간을 설정할 수 있다. 전기 자극의 설정 정보는 전기 자극 장치(200)로 전송될 수 있다.
저장부(160)는 전기 자극 장치(200)호부터 수신한 뇌파 신호를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(160)는 수신한 뇌파 신호를 분석하는데 필요한 데이터나 알고리즘을 저장할 수 있다. 예를 들어, 뇌파 신호를 고속 푸리에 변환하기 위한 알고리즘, 고속 푸리에 변환으로 얻어진 파워 스펙트럼에서 베타파가 차지하는 비율을 산출하기 위한 알고리즘, 시간에 따른 베타파의 변화율을 산출하기 위한 알고리즘 등을 저장할 수 있다. 또한, 뇌 질환을 판단하는데 필요한 하나 이상의 기준값들을 저장할 수도 있다. 이러한 저장부(160)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 하드디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
통신부(150)는 전기 자극 장치(200) 및 처리 장치(300)와 통신할 수 있다. 구체적으로, 통신부(150)는 전기 자극 장치(200)로부터 뇌파 신호를 수신할 수 있으며, 뇌 질환 정보에 기초하여 설정된 전기 자극의 정보를 전기 자극 장치(200)로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 서비스 가입 요청 신호나 가입자 인증 요청 신호를 처리 장치(300)로 전송하고, 처리 장치(300)로부터 서비스 가입 처리 결과나 가입자 인증 처리 결과 등을 수신할 수 있다.
상술한 바와 같은 제1 장치(100)는 유무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 통신 장치로는 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone: Personal Communications Services phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 등의 이동 단말기, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA: Personal Digital Assistant), 스마트폰(Smart phone), 왑폰(WAP phone: Wireless application protocol phone) 및 모바일 게임기(mobile play-station)를 예로 들 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 처리 장치(300)는 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식에 따라, 제1 장치(100)와 데이터 및/또는 신호를 송수신할 수 있다. 실시예에 따르면, 처리 장치(300)는 가입 처리부(310), 과금 처리부(320) 및 인증 처리부(330)를 포함할 수 있다.
가입 처리부(310)는 제1 장치(100)로부터 수신한 서비스 가입 요청 신호에 기초하여, 뇌 질환 정보 제공 서비스에 대한 가입 처리를 수행할 수 있다. 뇌 질환 정보 제공 서비스 가입이 완료되면, 서비스 가입 요청 신호에 포함된 가입자 정보는 후술될 인증 처리부(330)에 저장될 수 있다.
과금 처리부(320)는 서비스 가입 요청 신호에 기초하여, 뇌 질환 정보 제공 서비스에 대한 과금 처리를 수행할 수 있다. 즉, 뇌 질환 정보 제공 서비스에 할당된 요금을 사용자에게 청구할 수 있다. 과금 처리 결과는 후술될 인증 처리부(330)에 저장될 수 있다.
인증 처리부(330)는 제1 장치(100)로부터 수신한 가입자 인증 요청 신호에 기초하여, 인증 처리를 수행할 수 있다. 여기서, 가입자 인증 요청 신호란, 전기 자극 장치(200)의 사용자가 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 가입자인지를 확인해 줄 것을 요청하는 신호이다. 즉, 인증 처리부(330)는 가입자 인증 요청 신호에 포함된 정보와 인증 처리부(330)에 기 저장된 가입자 정보가 일치하는 경우, 전기 자극 장치(200)의 사용자가 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 가입자임을 인증할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 도시한 흐름도이다.
우선, 제1 장치(100)는 전기 자극 장치(200)의 사용자로부터 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입하는데 필요한 가입자 정보를 입력받는다(S510). 이 때, 가입자 정보는 사용자의 정보, 전기 자극 장치(200)의 정보, 제1 장치(100)의 정보 및 결제 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자의 정보로는 사용자의 이름, 나이, 주소, 성별 및 연락처를 예로 들 수 있으나, 예시된 정보들로 한정되는 것은 아니다.
전기 자극 장치(200)의 정보로는 전기 자극 장치(200)의 식별 정보를 예로 들 수 있으나, 예시된 정보로 한정되는 것은 아니다.
결제 정보는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 대한 요금을 결제하는데 필요한 정보로서, 사용자가 소지한 신용카드의 정보나 제1 장치(100)의 정보를 의미할 수 있다. 신용카드의 정보로는, 신용카드사, 신용카드번호, 유효기간 및 신용카들의 비밀번호를 예로 들 수 있으나, 예시된 것들로 한정되는 것은 아니다. 결제 정보로서, 신용카드의 정보가 입력된 경우, 뇌 질환 정보 제공 서비스에 대한 요금은 입력된 신용카드로 청구될 수 있다. 만약, 결제 정보로서, 제1 장치(100)의 정보가 입력된 경우, 서비스 요금은 제1 장치(100)의 사용요금에 추가되어 청구될 수 있다.
가입자 정보가 입력되면, 제1 장치(100)는 입력된 가입자 정보를 포함하는 서비스 가입 요청 신호를 처리 장치(300)로 전송할 수 있다(S512).
이후, 처리 장치(300)는 제1 장치(100)로부터 수신한 서비스 가입 요청 신호에 기초하여, 서비스 가입 처리를 수행할 수 있다(S514). 즉, 서비스 가입 요청 신호에 포함되어 있는 가입자 정보가 유효한 정보인지를 판단하고, 가입자 정보가 유효한 정보인 것으로 판단된 경우, 해당 가입자 정보를 데이터베이스(미도시)에 저장할 수 있다. 이 후, 처리 장치(300)는 서비스 가입 처리 결과를 제1 장치(100)로 전송할 수 있다(S516).
뇌 질환 정보 제공 서비스 가입이 완료된 후, 전기 자극 장치(200)는 뇌파 신호를 측정할 수 있다(S520). 여기서, 도 6을 참조하여, 뇌파 신호 측정 단계(S520)에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
우선, 사용자는 전기 자극 장치(200)를 머리에 장착한다(S521). 여기서, 전기 자극 장치(200)를 머리에 장착한다는 것은, 머리의 제1 영역과 제2 영역에 각각 측정 전극과 자극 전극이 위치하도록 전기 자극 장치(200)를 머리에 장착하는 것을 의미할 수 있다. 실시예에 따르면, 사용자는 측정 전극과 자극 전극의 위치를 수동으로 배치할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 사용자가 전기 자극 장치(200)를 머리에 장착하는 것만으로도, 측정 전극과 자극 전극은 각각 제1 영역과 제2 영역에 배치될 수 있다.
그 다음, 전기 자극 장치(200)에서는 측정 전극을 통해 뇌파 신호가 측정된다(S522). 전기 자극 장치(200)는 뇌파 측정 실행 버튼이 인가된 경우, 뇌파 신호를 측정할 수 있다.
측정된 뇌파 신호는 전기 자극 장치(200)의 저장부(260)에 저장될 수 있다(S523).
다시 도 5를 참조하면, 뇌파 신호 측정 단계(S520)는 주기적으로 실행될 수 있다. 예를 들면, 뇌파 신호 측정 단계(S520)는 하루에 한 번씩 수행될 수 있다. 이 때, 뇌파 신호의 측정은 동일한 시간대에 수행될 수도 있고, 시간대와는 상관 없이, 하루에 1회만 실행될 수도 있다. 이상, 뇌파 신호 측정 단계(S520)가 하루에 한번씩 수행되는 경우를 예로 들었지만, 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니며, 뇌파 신호 측정 단계(S520)는 2일 혹은 3일에 한 번씩 수행될 수도 있다. 실시예에 따르면, 뇌파 신호의 측정 주기는 변경 불가능하도록 구현될 수도 있고, 사용자에 의해 변경 가능하도록 구현될 수 있다.
전기 자극 장치(200)에서 뇌파 신호가 측정되면, 전기 자극 장치(200)는 측정된 뇌파 신호를 제1 장치(100)로 전송할 수 있다(S522). 일 예로, 전기 자극 장치(200)는 사용자로부터 뇌파 신호가 측정될 때마다 측정된 뇌파 신호를 제1 장치(100)로 전송할 수 있다. 다른 예로, 전기 자극 장치(200)는 사용자로부터 뇌파 신호가 측정될 때마다 저장부(260)에 저장하였다가, 일정 기간에 해당하는 뇌파 신호가 수집되면, 수집된 뇌파 신호를 한꺼번에 제1 장치(100)로 전송할 수도 있다.
제1 장치(100)는 전기 자극 장치(200)로부터 수신한 뇌파 신호를 저장할 수 있다(S524). 그 다음, 사용자가 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 가입자인지를 확인해 줄 것을 요청하는 가입자 인증 요청 신호를 처리 장치(300)에 전송할 수 있다(S530). 가입자 인증 요청 신호는 제1 장치(100)의 정보를 포함할 수 있다.
처리 장치(300)는 제1 장치(100)로부터 수신한 가입자 인증 요청 신호에 기초하여, 가입자 인증 처리를 수행할 수 있다(S532). 구체적으로, 가입자 인증 요청 신호는 제1 장치(100)의 정보를 포함할 수 있는데, 처리 장치(300)는 인증 처리부(330)에 저장된 가입자 정보 중 제1 장치(100)의 정보가 가입자 인증 요청 신호에 포함된 제1 장치(100)의 정보와 일치하는지를 판단할 수 있다. 판단 결과 두 정보가 서로 일치한다면, 가입자 인증 요청 신호를 전송한 제1 장치(100)는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 장치인 것으로 판단할 수 있다. 만약, 두 정보가 서로 일치하지 않는다면, 가입자 인증 요청 신호를 전송한 제1 장치(100)는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입되지 않은 장치인 것으로 판단할 수 있다.
처리 장치(300)는 상술한 바와 같은 인증 처리 결과를 제1 장치(100)로 전송할 수 있다(S534).
제1 장치(100)는 처리 장치(300)로부터 수신한 인증 처리 결과에 따라, 뇌파 신호를 분석하여 사용자의 뇌 질환을 판단할 수 있다(S540). 구체적으로, 가입자 인증에 성공하였다는 인증 처리 결과를 수신한 경우, 제1 장치(100)는 뇌파 신호를 분석하여 사용자의 뇌 질환을 판단할 수 있다. 이 때, 뇌 질환 판단 결과는 출력부(120)를 통해 청각적 신호 및/또는 시각적 신호로 출력될 수 있다. 만약, 가입자 인증에 실패하였다는 인증 처리 결과를 수신한 경우, 제1 장치(100)는 뇌파 신호를 분석하지 않고, 가입자 인증 실패 결과를 청각적 신호 및/또는 시각적 신호로 출력할 수 있다.
사용자의 뇌 질환이 판단되면(S540), 제1 장치(100)는 판단 결과에 기초하여, 전기 자극 장치(200)에서 사용자에게 인가될 전기 자극의 정보를 설정할 수 있다(S542). 구체적으로, 제1 장치(100)는 뇌파 신호의 파워 스펙트럼에서 베타파의 감소 비율, 및 시간에 따른 베타파의 감소 비율, 또는 이들의 곱에 기초하여 전기 자극의 강도 및/또는 시간에 대한 정보를 설정할 수 있다.
이 후, 제1 장치(100)는 전기 자극에 대한 설정 정보를 전기 자극 장치(200)로 전송한다(S544).
전기 자극 장치(200)는 제1 장치(100)로부터 수신한 설정 정보에 기초한 전기 자극을 자극부(210)의 자극 전극으로 인가한다. 전기 자극은 뇌신경 네트워크를 따라 뇌의 안쪽까지 전달될 수 있다.
사용자의 뇌로 전기 자극이 가해진 후, 전기 자극 장치(200)는 측정부(220)의 측정 전극을 통해 뇌파 신호를 측정할 수 있다(S550). S550 단계는 전기 자극이 가해진 후, 일정 시간이 지난 후에 자동으로 수행될 수 있다.
전기 자극 장치(200)에서 측정된 뇌파 신호는 제1 장치(100)로 전송될 수 있다(S552). 그러면, 제1 장치(100)에서는 뇌파 분석 및 뇌 질환에 대한 판단이 이루어지고, 뇌 질환과 관련하여 변동 사항이 있는 경우, 변동 사항을 출력부(120)를 통해 출력할 수 있다(S554).
이상으로, 도 5를 참조하여, 도 1에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 설명하였다. 도 5는 제1 장치(100)에서 뇌 질환의 판단 및 전기 자극의 정보 설정이 모두 이루어지는 경우를 도시하고 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 다른 실시예에 따르면, 제1 장치(100)에서는 뇌 질환의 판단만 이루어질 수 있다. 그리고 판단 결과에 기초한 전기 자극의 정보 설정은 전기 자극 장치(200)에서 이루어질 수도 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템은 전기 자극 장치(200), 제1 장치(10) 및 처리 장치(30)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 전기 자극 장치(200), 제1 장치(10) 및 처리 장치(30)는 도 1에 도시된 전기 자극 장치(200), 제1 장치(100) 및 처리 장치(300)와 유사하다. 다만, 도 1에서는 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단하는 분석부(134)가 제1 장치(100)에 포함된 경우를 도시하고 있는데 비하여, 도 7은 분석부(34)가 처리 장치(30)에 포함된 경우를 도시하고 있다.
전기 자극 장치(200)는 도 1을 참조하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제1 장치(10)는 사용자로부터 뇌 질환 정보 제공 서비스 가입에 필요한 가입자 정보를 입력받고, 입력받은 가입자 정보를 포함하는 서비스 가입 요청 신호를 처리 장치(30)로 전송할 수 있다. 또한, 제1 장치(10)는 처리 장치(30)로부터 서비스 가입 처리 결과를 수신하여, 표시할 수 있다. 또한, 제1 장치(10)는 전기 자극 장치(200)로부터 수신한 뇌파 신호를 처리 장치(30)로 전송할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상술한 바와 같은 동작들을 위하여, 제1 장치(10)는 사용자로부터 가입자 정보를 입력받거나 명령을 입력받기 위한 입력부, 입력된 명령을 처리하기 위한 제어부, 전기 자극 장치(200) 및 처리 장치(30)와 데이터 및/또는 신호를 송수신하기 위한 통신부, 명령 처리 결과를 출력하기 위한 출력부를 포함할 수 있다.
처리 장치(30)는 제1 장치(10)와 데이터 및/또는 신호를 송수신할 수 있다. 실시예에 따르면, 처리 장치(30)는 가입 처리부(31), 과금 처리부(32), 인증 처리부(33) 및 분석부(34)를 포함할 수 있다.
가입 처리부(31)는 제1 장치(10)로부터 수신한 서비스 가입 요청 신호에 기초하여, 뇌 질환 정보 제공 서비스에 대한 가입 처리를 수행할 수 있다. 뇌 질환 정보 제공 서비스 가입이 완료되면, 서비스 가입 요청 신호에 포함된 가입자 정보는 후술될 인증 처리부(33)에 저장될 수 있다.
과금 처리부(32)는 서비스 가입 요청 신호에 기초하여, 뇌 질환 정보 제공 서비스에 대한 과금 처리를 수행할 수 있다. 즉, 뇌 질환 정보 제공 서비스에 할당된 요금을 사용자에게 청구할 수 있다. 과금 처리 결과는 후술될 인증 처리부(33)에 저장될 수 있다.
인증 처리부(33)는 제1 장치(10)로부터 수신한 뇌파 신호를 저장할 수 있다. 그리고, 인증 처리부(33)는 뇌파 신호를 전송한 제1 장치(10)에 대한 인증 처리를 수행할 수 있다. 즉, 인증 처리부(33)는 뇌파 신호를 전송한 제1 장치(10)가 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 사용자의 단말인지를 확인할 수 있다. 제1 장치(10)에 대한 인증 처리 결과는 후술될 분석부(34)로 제공될 수 있다.
분석부(34)는 인증 처리부(33)로부터 제공받은 인증 처리 결과에 따라, 기 저장되어 있던 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단할 수 있다. 구체적으로, 가입자 인증에 성공하였다는 인증 처리 결과를 수신한 경우, 처리 장치(30)의 분석부(34)는 저장된 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단할 수 있다.
일 예로, 분석부(34)는 사용자의 뇌파 신호에서 베타파가 차지하는 비율의 변화를 분석할 수 있다. 이를 위해 분석부(34)는 뇌파 신호를 고속 푸리에 변환하여, 뇌파 신호에 대한 파워 스펙트럼 분포를 획득한다. 그리고, 획득된 파워 스펙트럼 분포에서 베타파가 차지하는 비율을 산출할 수 있다.
다른 예로, 분석부(34)는 시간에 따른 베타파의 변화를 분석할 수 있다. 이를 위해 분석부(34)는 현재까지 수신된 사용자의 뇌파 신호들을 분석하여, 시간이 지남에 따라 뇌파 신호에서 베타파가 어떻게 변하였는지를 분석할 수 있다. 구체적으로, 분석부(34)는 시간이 지남에 따라 뇌파 신호 중 베타파의 크기가 얼마나 감소하였는지를 분석할 수 있다.
뇌파 신호에 대한 분석이 완료되면, 분석부(34)는 분석 결과에 기초하여 사용자의 뇌 질환을 판단할 수 있다. 또한, 분석부(34)는 판단 결과에 기초하여 전기 자극 장치(200)에서 사용자에게 인가될 전기 자극에 대한 정보를 설정할 수 있다. 전기 자극의 정보는 전기 자극의 강도에 대한 정보 및 전기 자극이 가해질 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 도시한 흐름도이다.
우선, 제1 장치(10)는 전기 자극 장치(200)의 사용자로부터 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입하는데 필요한 가입자 정보를 입력받는다(S610). 이 때, 가입자 정보는 사용자의 정보, 전기 자극 장치(200)의 정보, 제1 장치(10)의 정보 및 결제 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자의 정보로는 사용자의 이름, 나이, 주소, 성별 및 연락처를 예로 들 수 있으나, 예시된 정보들로 한정되는 것은 아니다. 전기 자극 장치(200)의 정보로는 전기 자극 장치(200)의 식별 정보를 예로 들 수 있으나, 예시된 정보로 한정되는 것은 아니다. 결제 정보는 서비스 요금을 결제하는데 필요한 정보로서, 사용자가 소지한 신용카드의 정보나 제1 장치(10)의 정보를 의미할 수 있다. 신용카드의 정보로는, 신용카드사, 신용카드번호, 유효기간 및 신용카들의 비밀번호를 예로 들 수 있으나, 예시된 것들로 한정되는 것은 아니다. 결제 정보로서, 신용카드의 정보가 입력된 경우, 서비스 요금은 입력된 신용카드로 청구될 수 있다. 만약, 결제 정보로서, 제1 장치(10)의 정보가 입력된 경우, 서비스 요금은 제1 장치(10)의 사용요금에 추가되어 청구될 수 있다.
가입자 정보가 입력되면, 제1 장치(10)는 입력된 가입자 정보를 포함하는 서비스 가입 요청 신호를 처리 장치(30)로 전송할 수 있다(S612).
이후, 처리 장치(30)는 제1 장치(10)로부터 수신한 서비스 가입 요청 신호에 기초하여, 서비스 가입 처리를 수행할 수 있다(S614). 이 후, 처리 장치(30)는 서비스 가입 처리 결과를 제1 장치(10)로 전송할 수 있다(S616).
뇌 질환 정보 제공 서비스의 가입이 완료된 후, 전기 자극 장치(200)는 뇌파 신호를 측정할 수 있다(S620). 전기 자극 장치(200)에서 뇌파 신호를 측정하는 단계(S620)에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 전기 자극 장치(200)에서 뇌파 신호의 측정은 주기적으로 실행될 수 있다. 예를 들면, 뇌파 신호의 측정은 하루에 한 번씩 동일한 시간대에 수행될 수 있다. 그러나 뇌파 신호의 측정은 반드시 동일한 시간대에 수행되어야 하는 것은 아니며, 시간대와는 상관 없이, 하루에 1회만 실행될 수도 있다.
이처럼 전기 자극 장치(200)에서 뇌파 신호가 측정되면, 전기 자극 장치(200)는 측정된 뇌파 신호를 제1 장치(10)로 전송할 수 있다(S622). 일 예로, 전기 자극 장치(200)는 사용자로부터 뇌파 신호가 측정될 때마다 측정된 뇌파 신호를 제1 장치(10)로 전송할 수 있다. 다른 예로, 전기 자극 장치(200)는 사용자로부터 뇌파 신호가 측정될 때마다 저장부에 저장하였다가, 일정 기간에 해당하는 뇌파 신호가 수집되면, 수집된 뇌파 신호를 한꺼번에 제1 장치(10)로 전송할 수도 있다.
제1 장치(10)는 전기 자극 장치(200)로부터 수신한 뇌파 신호를 처리 장치(30)로 전송할 수 있다(S624).
처리 장치(30)는 제1 장치(10)로부터 수신한 뇌파 신호를 저장하고(S626), 뇌파 신호를 전송한 제1 장치(10)에 대하여 가입자 인증 처리를 수행할 수 있다(S630). 즉, 제1 장치(10)가 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 장치인지를 확인할 수 있다.
구체적으로, 처리 장치(30)는 인증 처리부(33)에 저장된 가입자 정보 중 제1 장치(10)의 정보와, 뇌파 신호를 전송한 제1 장치(10)의 정보가 일치하는지를 판단할 수 있다. 판단 결과 두 정보가 서로 일치한다면, 뇌파 신호를 전송한 제1 장치(10)는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 장치인 것으로 판단할 수 있다. 만약, 두 정보가 서로 일치하지 않는다면, 뇌파 신호를 전송한 제1 장치(10)는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입되지 않은 장치인 것으로 판단할 수 있다.
이 후, 처리 장치(30)는 상술한 바와 같은 인증 처리 결과에 따라, 사용자의 뇌파 신호를 분석하여, 사용자의 뇌 질환을 판단할 수 있다(S640). 구체적으로, 가입자 인증에 실패한 경우, 처리 장치(30)는 뇌파 신호에 대한 분석을 수행하지 않고, 인증 실패 결과를 제1 장치(10)로 전송할 수 있다. 만약, 가입자 인증에 성공하였다면, 처리 장치(30)는 사용자의 뇌파 신호를 분석하여, 경도성 장애나 치매 등의 뇌 질환을 판단할 수 있다.
그리고 처리 장치(30)는 뇌파 신호 분석 결과에 기초하여, 전기 자극 장치(200)에서 사용자에게 가해질 전기 자극의 정보를 설정할 수 있다(S642). 구체적으로, 처리 장치(30)는 뇌파 신호의 파워 스펙트럼 분포에서 베타파가 차지하는 비율의 변화, 및 시간에 따른 베타파의 크기의 변화에 기초하여, 전기 자극의 강도 및 전기 자극이 가해질 시간 중 적어도 하나를 설정할 수 있다.
이 후, 처리 장치(30)는 뇌 질환 판단 결과 및 전기 자극의 설정 정보를 제1 장치(10)로 전송할 수 있다(S644).
제1 장치(10)는 처리 장치(30)로부터 수신한 뇌 질환 결과를 청각적 신호 및/또는 시각적 신호로 출력할 수 있다(S646). 그리고, 제1 장치(10)는 처리 장치(30)로부터 수신한 전기 자극의 설정 정보를 전기 자극 장치(200)로 전송할 수 있다(S648).
전기 자극 장치(200)는 제1 장치(10)로부터 수신한 설정 정보에 기초한 전기 자극을 사용자의 뇌로 인가할 수 있다(S650).
이 후, 전기 자극 장치(200)는 측정부(200)의 측정 전극을 통해 뇌파 신호를 측정할 수 있다(S660). S660 단계는 전기 자극이 가해진 후, 일정 시간이 지난 후에 자동으로 수행될 수 있다.
전기 자극 장치(200)에서 측정된 뇌파 신호는 제1 장치(10)로 전송되며(S662), 제1 장치(10)는 수신한 뇌파 신호를 처리 장치(30)로 전송할 수 있다(S664).
처리 장치(30)는 제1 장치(10)로부터 수신한 뇌파 신호를 분석하여, 뇌 질환 변동 사항을 판단할 수 있다(S670). 뇌 질환에 대한 변동 사항에 있는 경우, 처리 장치(30)는 뇌 질환의 변동 사항을 제1 장치(10)로 전송할 수 있다(S672).
이상으로, 도 8을 참조하여, 도 7에 도시된 전기 자극 시스템에 의한 전기 자극 방법을 설명하였다. 도 8은 처리 장치(30)에서 뇌 질환의 판단 및 전기 자극의 정보 설정이 모두 이루어지는 경우를 도시하고 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 다른 실시예에 따르면, 처리 장치(30)에서는 뇌 질환의 판단만 이루어질 수 있다. 그리고 판단 결과에 기초한 전기 자극이 정보 설정은 제1 장치(10) 또는 전기 자극 장치(200)에서 이루어질 수도 있다.
이상으로 본 발명의 실시예들을 설명하였다. 전술한 실시예들에 더하여, 본 발명의 실시예들은 전술한 실시예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, 마그네틱 저장 매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학 기록 매체(예를 들면, CD-ROM, Blu-Ray, DVD)와 같은 기록 매체, 반송파(carrier wave)와 같은 전송매체를 포함할 수 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 10: 제1 장치
200: 전기 자극 장치
300, 30: 처리 장치
200: 전기 자극 장치
300, 30: 처리 장치
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- 사용자의 뇌파 신호를 분석하여 뇌 질환을 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보를 설정하는 분석부; 및
상기 사용자의 머리에 착용되어, 상기 사용자의 뇌파 신호를 측정하고, 상기 설정된 전기 자극의 정보에 기초한 전기 자극을 상기 사용자의 뇌에 비침습적으로 인가하는 전기 자극 장치를 포함하되,
상기 분석부는
상기 뇌파 신호의 파워 스펙트럼 분포에서 베타파가 차지하는 비율의 변화 및 시간에 따른 상기 베타파의 크기 변화 중 적어도 하나와, 기준 강도의 곱에 기초하여, 상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보를 설정하는, 전기 자극 시스템. - 삭제
- 제13항에 있어서,
상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 정보는
상기 사용자에게 인가할 전기 자극의 강도에 대한 정보 및 상기 전기 자극이 가해질 시간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 전기 자극 시스템. - 삭제
- 제13항에 있어서,
상기 사용자가 상기 뇌 질환을 판단하는 뇌 질환 정보 제공 서비스에 가입된 가입자인지를 확인하는 인증 처리부를 더 포함하는, 전기 자극 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 판단된 뇌 질환 정보를 청각적 신호 및 시각적 신호 중 적어도 하나로 출력하는 출력부를 더 포함하는, 전기 자극 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 전기 자극 장치는
상기 사용자의 뇌파 신호를 측정하는 측정부; 및
상기 사용자의 뇌에 상기 전기 자극을 인가하는 자극부를 포함하되,
상기 측정부에 포함된 복수의 전극과 상기 자극부에 포함된 복수의 자극 전극은 상기 전기 자극 장치가 상기 사용자의 머리에 장착됨에 따라, 상기 머리의 제1 영역과 제2 영역에 각각 배치되는, 전기 자극 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 분석부는
상기 전기 자극이 인가된 후에 측정된 상기 사용자의 뇌파 신호를 분석하여 상기 뇌 질환의 변동 사항을 판단하고,
상기 뇌 질환의 변동 사항은 청각적 신호 및 시각적 신호 중 적어도 하나로 출력되는, 전기 자극 시스템.
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