KR101768393B1 - Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG - Google Patents

Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG Download PDF

Info

Publication number
KR101768393B1
KR101768393B1 KR1020160123806A KR20160123806A KR101768393B1 KR 101768393 B1 KR101768393 B1 KR 101768393B1 KR 1020160123806 A KR1020160123806 A KR 1020160123806A KR 20160123806 A KR20160123806 A KR 20160123806A KR 101768393 B1 KR101768393 B1 KR 101768393B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal source
eeg
brain
signal
brain wave
Prior art date
Application number
KR1020160123806A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이승환
임창환
심미선
Original Assignee
인제대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인제대학교 산학협력단 filed Critical 인제대학교 산학협력단
Priority to KR1020160123806A priority Critical patent/KR101768393B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101768393B1 publication Critical patent/KR101768393B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
    • A61B5/372—Analysis of electroencephalograms
    • A61B5/374—Detecting the frequency distribution of signals, e.g. detecting delta, theta, alpha, beta or gamma waves
    • A61B5/048—
    • A61B5/04012—
    • A61B5/04845—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
    • A61B5/377—Electroencephalography [EEG] using evoked responses
    • A61B5/38—Acoustic or auditory stimuli
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7225—Details of analog processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

The present invention relates to an apparatus to measure an abnormal brain function part of each person using brain waves, providing brain pathological information. According to the present invention, the apparatus comprises: a brain wave measurement device (100); a stimulus generation device (200) responding to an auditory stimulus generation control signal inputted from the outside to generate and output an auditory stimulus signal; and a brain wave analysis device (300). The brain wave analysis device (300) receives the brain wave signal measured through the brain wave measurement device (100); analyzes a signal source after removing noise to calculate a signal source value for analysis, and calculates a reference signal source through averaging reference signal source values to construct a database; receives a brain wave signal of a patient from the brain wave measurement device (100) and analyzes a signal source after removing noise to calculate a comparative signal source value; and compares the comparative signal source value with the reference signal source values, and generates and provides brain pathological information for the patient based on a comparison result.

Description

뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치{Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG}[0001] The present invention relates to an individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG,

본 발명은 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치에 관한 것으로, 특히 안정상태에서의 뇌파와 P300 사건유발전위에 의해 달라지는 뇌파를 측정하여 총 6239개의 위치에서의 신호원 값을 기반으로 정상인 전체의 뇌 활성화를 대변할 수 있는 신호원을 산출하여 기준 정보로 DB를 구축하고, 환자의 뇌파신호를 기반으로 산출된 신호원을 기준정보와 비교하여 개별 환자의 뇌 병리정보를 제공하는 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring an individual brain dysfunction region using EEG, and more particularly, it relates to an apparatus for measuring an individual brain dysfunction region using EEG, And a brain is generated by comparing the signal source calculated based on the patient's brain wave signal with the reference information, And a device for measuring a brain dysfunction region.

최근 뇌기능 진단 분야에서는 기능성 자기 공명 영상(fMRI: functional magnetic resonance imaging) 기술에 대한 관심이 높다. fMRI는 PET, MEG 등보다 데이터의 공간적 분해능이 가장 높고, 비침습적(noninvasiveness)으로 반복 측정이 가능하다는 장점이 있다. 이에 따라 fMRI는 연구 및 진단에 가장 널리 활용되고 있는 대표적인 뇌기능 계측 방법이 되었다.Recently, functional magnetic resonance imaging (fMRI) technology has attracted much attention in the field of brain function diagnosis. fMRI has the highest spatial resolution of data than PET, MEG, etc., and has the advantage of iterative measurement with noninvasiveness. Therefore, fMRI has become the most widely used method of brain function measurement for research and diagnosis.

fMRI는 뇌의 어떤 영역이 활성화될 때 해당 영역의 혈중 산소 농도(BOLD: blood-oxygenated-leveldependent)가 증가하는 것을 이용하여 MRI 장비를 통해 자기장 변화를 측정함으로써 뇌의 활성화 부위를 영상으로 나타내는 뇌기능 영상화 방법이다. 즉, 뇌의 활성 부위의 국소적인 혈류량 증가로 인한 BOLD 증가를 측정함으로써 뇌기능의 활성화 패턴을 영상화한다. 이러한 뇌기능 활성화 패턴 도출에는 다양한 분석 기법 및 통계 기법이 사용된다.fMRI measures the change of magnetic field through MRI equipment using the increase of BOLD (blood-oxygenated-leveldependent) in the area when a certain area of the brain is activated, Imaging method. In other words, it visualizes the activation pattern of brain function by measuring the BOLD increase due to the increase of the local blood flow in the active part of the brain. Various analytical techniques and statistical techniques are used to derive such brain activation patterns.

일반 선형 모델(GLM: general linear model)이 뇌기능 분석에 사용되어온 대표적인 분석 기법이지만, 이는 피검사자에게 검사를 위한 특정 과제를 수행하도록 하면서 측정한 fMRI 데이터에만 적용할 수 있는 방법이기 때문에 뇌기능이 저하된 피검사자의 뇌기능 진단에는 한계가 있는 분석 기법이다. 뇌기능 손상 환자의 경우 과제 수행 자체에 어려움을 겪을 수 있기 때문이다.Although the general linear model (GLM) is a typical analytical technique used for analyzing brain function, it is a method that can be applied only to the measured fMRI data while allowing the examinee to perform specific tasks for the examination, This is an analytical technique that has limitations in the diagnosis of brain function of the subject. In the case of patients with impaired brain function, it may be difficult to perform tasks themselves.

따라서 최근 특정 과제에 대한 사전 정보 없이도 시계열 및 뇌기능 활성화 영역을 해석할 수 있고, 피검사자에게 특정 과제가 주어지지 않는 휴식 상태(resting-state)에서 계측된 fMRI 데이터에 대한 분석도 가능하다는 장점이 있는 독립 성분 분석(ICA: independent component analysis) 기법의 활용이 늘고 있다.Therefore, it is possible to analyze the time series and the activation area of the brain function without any prior knowledge about the specific task, and to analyze the fMRI data measured in the resting-state in which the subject is not given a specific task Independent component analysis (ICA) techniques are increasingly being used.

이에 따라, 휴식 상태에서 발생하는 기본 뇌기능 활성화 네트워크 (default-mode network; DMN)에 대한 관심이 높아지고 있으며, 치매와 같은 노인성 뇌질환에서부터 조울병 등의 정신 질환에 이르는 다양한 질병에 대한 특징적 뇌기능 활성화 패턴의 차이에 대한 연구와 이를 이용한 진단 장치의 개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, there is a growing interest in the default-mode network (DMN) that occurs in the resting state, and the characteristic brain function of various diseases ranging from senile brain diseases such as dementia to mental diseases such as manic depression Researches on the difference of patterns and development of diagnostic apparatus using the same have been actively carried out.

한국 등록특허 제 10-1388546 호Korean Patent No. 10-1388546

이와 같은 뇌 진단 장치의 개발을 위한 연구에 발맞추기 위한 것으로, 본 발명은 안정상태에서의 뇌파와 P300 사건유발전위에 의해 달라지는 뇌파를 측정하여 총 6239개의 위치에서의 신호원 값을 기반으로 정상인 전체의 뇌 활성화를 대변할 수 있는 신호원을 산출하여 기준 정보로 DB를 구축하고, 환자의 뇌파신호를 기반으로 산출된 신호원을 기준정보와 비교하여 개별 환자의 뇌 병리정보를 제공하는 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.In order to keep pace with the research for developing such a brain diagnostic apparatus, the present invention measures brain waves that are different depending on the electroencephalograms in the stable state and the P300 event induced potentials, and based on the signal source values at a total of 6239 positions, And a brain is generated by comparing the signal source calculated based on the EEG signal of the patient with the reference information to provide brain pathology information of the individual patient. And an object of the present invention is to provide a device for measuring an individual brain dysfunction region.

본 발명의 실시예에 따른 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치는, 두피에 밀착되어 뇌파를 측정하여 출력하는 뇌파 측정 장치(100); 외부로부터 입력되는 청각 자극 발생제어신호에 응하여 소리 자극 신호를 발생시켜 출력하는 자극 발생 장치(200); 및 상기 뇌파 측정 장치(100)를 통해 측정된 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하여 분석용 신호원 값을 산출한 후 기준용 신호원 값들을 평균하여 정상인 전체의 뇌활성화를 대변할 수 있는 기준용 신호원을 산출하여 DB로 구축하고, 상기 뇌파 측정 장치(100)로부터 환자의 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하여 비교용 신호원 값을 산출하고, 비교용 신호원 값과 상기 기준용 신호원 값들을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 환자의 뇌병리 정보를 생성시켜 제공하는 뇌파 분석 장치(300);를 포함하되, 상기 뇌파 분석 장치(300)는, 상기 자극 발생 장치(200)가 1000Hz의 표준 소리 자극, 1500Hz의 목표 소리 자극을 일정 간격을 두고 발생시켜 출력할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하며, 상기 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 분석을 위한 프로그램인 sLORETA(standardized low-resolution brain electromagnetic tomography) 분석프로그램이 탑재되어 있으며, 상기 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 측정 장치(100)를 통해 측정된 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하고, 총 6239개의 위치에서 신호원 값을 산출한 후 각각의 위치의 신호원 값들을 평균하여 정상인 전체의 뇌활성화를 대변할 수 있는 기준용 신호원을 산출하여 정상인 기준(norm)정보로서 DB를 구축하고, 뇌파 측정 장치(100)로부터 환자의 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하고, 총 6239개의 위치에서 비교용 신호원 값을 산출한 후 기준용 신호원 값과 비교하고, 비교 결과를 기반으로 환자의 뇌병리 정보를 생성시켜 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 뇌파 분석 장치(300)는, 상기 뇌파 측정 장치(100)가 안정상태와 P300에 대한 뇌파를 각각 측정하여 제공할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 뇌파 분석 장치(300)는 delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma 중 적어도 하나 이상의 주파수 밴드들에서 신호원값을 계산하고, P300의 경우 1~30Hz 주파수 밴드들에서 신호원 값을 산출하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for measuring an individual brain dysfunction region using an EEG according to an embodiment of the present invention includes an EEG measuring apparatus 100 for measuring and outputting an EEG in close contact with the scalp; A stimulus generator 200 for generating and outputting a stimulus stimulation signal in response to a auditory stimulation generation control signal input from the outside; And an EEG signal measured through the EEG 100. The signal source is analyzed to calculate the signal source value for analysis, and then the signal source values for the reference signal are averaged, A signal source for reference is calculated and constructed as a DB, a brain wave signal of the patient is input from the brain wave measuring apparatus 100, noise is removed, and the signal source is analyzed to calculate a signal source for comparison, And an EEG analysis device 300 for comparing the signal source value with the reference signal source values and generating and providing brain pathology information of the patient based on the comparison result, And the stimulus generator 200 generates a standard sound stimulus of 1000 Hz and a target sound stimulus of 1500 Hz at regular intervals and outputs the generated sound stimulus. A standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA) analysis program, which is a program for analyzing waves, is installed in the brain wave analyzer 300. The brain wave analyzer 300 receives the EEG signals measured through the EEG 100, After analyzing the signal source and calculating the signal source values from a total of 6239 positions, the signal source values at the respective positions are averaged to calculate a reference signal source capable of representing the brain activation of the whole normal person, A brain wave measuring apparatus 100 receives a patient's brain wave signal to remove noise, analyzes the signal source, calculates a comparison signal source value at a total of 6239 positions, And generates and provides brain pathology information of the patient on the basis of the comparison result.
The EEG analyzing apparatus 300 is characterized in that the EEG apparatus 100 controls the EEG 100 to measure and provide EEG for the P300 state.
The EEG analyzing apparatus 300 calculates a signal source value in at least one frequency band among delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma, and calculates a signal source value in frequency bands of 1 to 30 Hz in case of P300 .

삭제delete

삭제delete

삭제delete

본 발명은 안정상태에서의 뇌파와 P300 사건유발전위에 의해 달라지는 뇌파를 측정하여 총 6239개의 위치에서의 신호원 값을 기반으로 정상인 전체의 뇌 활성화를 대변할 수 있는 신호원을 산출하여 기준 정보로 DB를 구축하고, 환자의 뇌파신호를 기반으로 산출된 신호원을 기준정보와 비교하여 개별 환자의 뇌 병리정보를 제공함으로써, 전문가들로 하여금 환자의 뇌리 병리를 정확하게 파악하고, 더 나아가 해당 영역에 tDCS, TMS 등의 치료를 가할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention measures the brain waves that are different depending on the EEG and P300 event induced potentials in the stable state, and calculates the signal sources that can represent the brain activation of the whole normal person based on the signal source values at a total of 6239 positions, DB is constructed and the signal source calculated based on the patient's brain wave signal is compared with the reference information to provide the brain pathology information of the individual patient so that the experts can accurately grasp the patient's brain pathology and furthermore, tDCS, TMS, and the like.

도 1은 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치의 작용을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.FIG. 1 is a view for explaining a configuration of an individual brain abnormality region measuring apparatus using brain waves according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of an individual brain abnormality measuring apparatus using brain waves according to the present invention.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms can be understood by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprising" or "comprising" and the like should not be construed as encompassing various elements or various steps of the invention, Or may further include additional components or steps.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a configuration of an individual brain abnormality region measuring apparatus using brain waves according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용된 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치는 뇌파 측정 장치(100), 자극 발생 장치(200), 뇌파 분석 장치(300)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, an apparatus for measuring individual brain dysfunction region using EEG according to the present invention includes an EEG 100, a stimulus generator 200, and an EEP analyzer 300.

뇌파 측정 장치(100)는 환자의 두피에 밀착되어 뇌파를 측정하여 출력한다. 뇌파 측정 장치(100)는 측정 센서와 증폭기로 이루어져 있으며, 측정 센서를 두피에 부착시켜 뇌에서 발생되는 신호를 측정하게 된다. 측정 센서를 낱개로 구성하여 하나씩 두피에 부착시킬 수도 있으나, 측정 센서가 일정하게 배열되어 있는 모자처럼 형성시켜 환자가 머리에 쓰고 측정할 수도 있도록 구현 가능하다. 이때 뇌에서 발생되는 신호는 매우 미약하므로, 측정 센서에 의해 센싱된 뇌파는 증폭기에 의해 증폭되어 뇌파 분석 장치(300)로 출력된다. 측정 센서에 의해 측정된 신호의 크기 단위는 micro-voltage(μV)이다.The EEG apparatus 100 closely measures the scalp of the patient and measures and outputs the brain waves. The EEG 100 includes a measurement sensor and an amplifier, and measures the signal generated in the brain by attaching the measurement sensor to the scalp. The measurement sensors may be individually configured to be attached to the scalp one by one, but it is possible to form the measurement sensor as a uniformly arranged cap so that the patient can write on the head and measure it. Since the signal generated in the brain is very weak, the EEG sensed by the measurement sensor is amplified by the amplifier and output to the EEG analyzer 300. The unit of magnitude of the signal measured by the measurement sensor is micro-voltage (μV).

뇌파 측정 장치(100)는 뇌파 분석 장치(300)의 제어에 응하여 안정상태(resting state)와, P300 사건유발전위(event-related potential ERP)에 대해서 순차적으로 측정하여, 뇌파 분석 장치(300)로 제공되도록 한다. The EEG apparatus 100 sequentially measures the resting state and the P300 event-related potential ERP in response to the control of the EEG analyzing apparatus 300 and outputs it to the EEG analyzing apparatus 300 .

여기서, 안정 상태(resting state)는 아무것도 하지 않은 상태에서 환자의 뇌파를 측정하는 것으로, 주로 눈을 뜬 상태(eyes open)와 눈을 감은 상태(eyes close)에서 대략 3분~5분 정도 측정한다.Here, the resting state measures the patient's EEG in a state where nothing is done, and it is measured for about 3 minutes to 5 minutes mainly in the eyes open state and eyes closed state .

P300 ERP란 청각 양자극 방안(auditory oddball task)를 수행할 때 발생하는 양의 값을 갖는 신호로서, 해당 방안은 표준 자극(standard stimulus, 1000Hz)과 목표 자극(target stimulus, 1500Hz)의 두 가지 소리 자극으로 구성되어 있고, 환자는 목표 자극에 반응하도록 요구된다.P300 ERP is a positive signal that occurs when auditory oddball task is performed. The corresponding stimulus is composed of two stimuli: standard stimulus (1000Hz) and target stimulus (1500Hz) And the patient is required to respond to the target stimulus.

뇌파 측정 장치(100)는 안정상태와 P300에 대한 뇌파를 측정한 후, 눈 움직임, 전원 노이즈 등 다양한 노이즈들을 제거하는 등의 일련의 전처리 과정을 통하여 깨끗한 신호를 확보하고, 이를 뇌파 분석 장치(300)로 제공한다.The electroencephalogram measuring apparatus 100 measures a stable state and an electroencephalogram (P300), and then obtains a clean signal through a series of preprocessing processes such as eliminating various noise such as eye movements and power supply noise, ).

자극 발생 장치(200)는 외부로부터 입력되는 청자극 발생제어신호에 응하여 소리 자극 신호를 발생시켜 출력한다. 즉, 자극 발생 장치(200)는 뇌파 분석 장치(300)의 제어에 응하여 표준 자극, 목표 자극이 일정 간격을 두고 제공되고, 이에 반응하는 뇌파를 측정하여 분석할 수 있도록 지원한다.The stimulus generator 200 generates a sound stimulus signal in response to a blue stimulus generation control signal input from the outside. That is, the stimulus generator 200 supports standard emotions and target stimuli provided at predetermined intervals in response to the control of the EEG analyzing apparatus 300, and measures and analyzes the EEGs responsive thereto.

뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 분석을 위한 프로그램인 sLORETA(standardized low-resolution brain electromagnetic tomography) 분석프로그램이 탑재되어 있으며, 뇌파 분석을 위한 사용자 인터페이스를 제공하고, 전문가(의사 또는 뇌파 진단자)는 사용자 인터페이스를 통해 뇌파를 측정하거나, 또는 소리자극 신호를 발생시킬 수 있도록 뇌파 측정 장치(100) 또는 자극 발생 장치(200)의 작동 상태를 제어할 수 있도록 구현가능하다. The EEG analyzing apparatus 300 is equipped with a standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA) analysis program for a brain wave analysis, provides a user interface for analysis of brain waves, The EEG measuring device 100 or the stimulation generating device 200 can be controlled so as to measure the EEG through the interface or generate the sound stimulation signal.

뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 측정 장치(100)를 통해 측정된 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하고, 총 6239개의 위치에서 신호원 값을 산출한 후 각각의 위치의 신호원 값들을 평균하여 정상인 전체의 뇌활성화를 대변할 수 있는 기준용 신호원을 산출하여 정상인 기준(norm)정보로서 DB를 구축하고, 뇌파 측정 장치(100)로부터 환자의 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하고, 총 6239개의 위치에서 비교용 신호원 값을 산출한 후 기준용 신호원 값과 비교하고, 비교 결과를 기반으로 환자의 뇌병리 정보를 생성시켜 제공한다.The EEG analyzing apparatus 300 receives the EEG signal measured through the EEG 100, analyzes the signal source after removing the noise, calculates the signal source value at a total of 6239 positions, Values are averaged to generate a reference signal source capable of representing brain activation of the whole normal person to construct a DB as normal norm information and input a patient's brain wave signal from the brain wave measuring apparatus 100 to remove noise After analyzing the signal source, the signal source value for comparison is calculated at a total of 6239 positions, then compared with the reference signal source value, and the patient's brain pathology information is generated and provided based on the comparison result.

뇌파 분석 장치(300)는 delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma 중 적어도 하나 이상의 주파수 밴드들에서 신호원값을 계산하고, P300의 경우 1~30Hz 주파수 밴드들에서 신호원 값을 산출한다.The EEG analyzing apparatus 300 calculates a signal source value in at least one frequency band among delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma, and calculates a signal source value in frequency bands of 1 to 30 Hz in case of P300 .

상기와 같이 구성된 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치의 작용에 대해서 설명하면 하기와 같다.The operation of the individual brain dysfunction region measuring apparatus using the thus constructed EEG will be described as follows.

도 2는 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치의 작용을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of an individual brain abnormality measuring apparatus using brain waves according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 뇌파 분석 장치(300)는 사용자 인터페이스를 통해 정상인 전체의 뇌 활성화를 대변할 수 있는 기준용 신호원 값을 산출하여 기준 정보로 저장되는 DB 구축 명령이 입력되는지를 판단(S110)하고, 판단 결과 DB 구축 명령이 입력되면, 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 측정 개시 명령이 입력되었는지를 판단(S120)한다.As shown in FIG. 2, the EEG analyzing apparatus 300 calculates a reference signal source value capable of representing brain activation of the whole normal person through a user interface, and determines whether a DB construction command stored as reference information is input (S110). When it is determined that a DB construction command is input, the EEG analyzing apparatus 300 determines whether an EEG measurement start command has been input (S120).

S120 단계의 판단 결과, 뇌파 측정 개시 명령이 입력되면 뇌파 분석 장치(300)는 스피커를 통해 안정상태에서의 뇌파 측정이 이루어질 예정임을 알리는 멘트와 함께 환자에게 측정시 행동상황에 대한 정보를 알려주는 멘트가 출력되도록 한 후 뇌파를 측정(S130)한다. 예를 들면 '눈을 뜨고 계세요' 라는 멘트를 출력시킨 후 그 때의 뇌파를 측정하고, '눈을 감으세요'라는 멘트를 출력시킨 후 그 때의 뇌파를 측정한다. 이때 뇌파를 측정하는 시간은 약 3분에서 5분 사이이다.As a result of the determination in step S120, when the EEG measurement start command is input, the EEG analyzing apparatus 300 notifies the user that the EEG measurement in the stable state is to be performed through the speaker, And the EEG is measured (S130). For example, after outputting the message "Keep your eyes open", measure the EEG at that time, output the message "close your eyes", and measure the EEG at that time. The time to measure EEG is about 3 to 5 minutes.

그리고 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 분석 장치(300)는 탑재된 sLORETA를 이용하여 각각 피험자의 신호원 값을 산출(S130)한다. 즉, 뇌파 분석 장치(300)는 안정상태의 경우 총 6개의 주파수 밴드(delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma)에서의 신호원 값을 계산하고, P300의 경우, 1~30 Hz 주파수 밴들의 신호원 값을 산출한다.Then, the EEG analyzing apparatus 300 calculates the signal source values of the subjects using the sLORETA loaded in the EEG analyzer 300 (S130). That is, the EEG apparatus 300 calculates the signal source values in a total of 6 frequency bands (delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma) And calculates the signal source value of the frequency bands.

그리고 뇌파 분석 장치(300)는 탑재된 sLORETA를 이용하여 총 6239개의 위치에서의 신호원 값을 계산해 주는데, 이 각각 위치의 신호원 값들을 평균하여 정상인 전체의 뇌 활성화를 대변할 수 있는 기준용 신호원 값을 산출하여 정상인 기준 신호원 DB를 구축(S140)한다.The EEG analyzer 300 calculates a signal source value at a total of 6239 positions using the loaded sLORETA. The signal source values of the positions are averaged to generate a reference signal The original value is calculated and a normal reference signal source DB is constructed (S140).

이후 뇌파 분석 장치(500)는 사용자 인터페이스를 통해 환자 뇌파 측정 개시 명령이 입력되는지를 판단(S150)하고, 판단 결과 환자 뇌파 측정 개시 명령이 입력되면, 뇌파 분석 장치(500)는 정상인 신호원 DB 구축하는 것과 마찬가지 방식으로, 환자의 뇌파 신호를 기반으로 신호원을 분석하여 총 6239개의 위치에서 비교용 신호원 값을 산출한 후 정상인 기준 정보와 비교하고, 비교 결과를 기반으로 환자의 뇌병리 정보를 생성시켜 제공(S160)한다.The EEG analyzing apparatus 500 then determines whether a patient EEG measurement start command is input through the user interface (S150). When the EEG measurement start command is input as a determination result, In the same way as the case, the signal source is analyzed based on the EEG signal of the patient, and the signal source value for comparison is calculated at a total of 6239 positions. Then, the signal source value is compared with the normal reference information, (S160).

전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 뇌파 측정 장치
200 : 자극 발생 장치
300 : 뇌파 분석 장치100: EEG measurement device
200: stimulation generator
300: EEG analyzer

Claims (4)

두피에 밀착되어 뇌파를 측정하여 출력하는 뇌파 측정 장치(100);
외부로부터 입력되는 청각 자극 발생제어신호에 응하여 소리 자극 신호를 발생시켜 출력하는 자극 발생 장치(200); 및
상기 뇌파 측정 장치(100)를 통해 측정된 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하여 분석용 신호원 값을 산출한 후 기준용 신호원 값들을 평균하여 정상인 전체의 뇌활성화를 대변할 수 있는 기준용 신호원을 산출하여 DB로 구축하고, 상기 뇌파 측정 장치(100)로부터 환자의 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하여 비교용 신호원 값을 산출하고, 비교용 신호원 값과 상기 기준용 신호원 값들을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 환자의 뇌병리 정보를 생성시켜 제공하는 뇌파 분석 장치(300);를 포함하되,
상기 뇌파 분석 장치(300)는, 상기 자극 발생 장치(200)가 1000Hz의 표준 소리 자극, 1500Hz의 목표 소리 자극을 일정 간격을 두고 발생시켜 출력할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하며,
상기 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 분석을 위한 프로그램인 sLORETA(standardized low-resolution brain electromagnetic tomography) 분석프로그램이 탑재되어 있으며,
상기 뇌파 분석 장치(300)는 뇌파 측정 장치(100)를 통해 측정된 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하고, 총 6239개의 위치에서 신호원 값을 산출한 후 각각의 위치의 신호원 값들을 평균하여 정상인 전체의 뇌활성화를 대변할 수 있는 기준용 신호원을 산출하여 정상인 기준(norm)정보로서 DB를 구축하고, 뇌파 측정 장치(100)로부터 환자의 뇌파 신호를 입력받아 노이즈를 제거한 후 신호원을 분석하고, 총 6239개의 위치에서 비교용 신호원 값을 산출한 후 기준용 신호원 값과 비교하고, 비교 결과를 기반으로 환자의 뇌병리 정보를 생성시켜 제공하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치.An electroencephalogram measuring device (100) closely attached to the scalp and measuring and outputting brain waves;
A stimulus generator 200 for generating and outputting a stimulus stimulation signal in response to a auditory stimulation generation control signal input from the outside; And
After receiving the EEG signal measured through the EEG device 100 to remove noise, the signal source is analyzed to calculate the signal source value for analysis, and then the signal source values for the reference signal are averaged to represent the activation of the entire brain A signal source for reference is calculated and constructed as a DB, a brain wave signal of the patient is input from the brain wave measuring apparatus 100, noise is removed, and the signal source is analyzed to calculate a signal source for comparison, And an EEG analyzer 300 for comparing the original value with the reference signal source values and generating and providing brain pathology information of the patient based on the comparison result,
The EEG analyzing apparatus 300 is characterized in that the stimulus generator 200 generates a standard sound stimulus of 1000 Hz and a target sound stimulus of 1500 Hz at regular intervals,
The EEG analyzing apparatus 300 is equipped with a standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA) analysis program,
The EEG analyzing apparatus 300 receives the EEG signal measured through the EEG 100 and analyzes the signal source after removing the noise, calculates a signal source value at a total of 6239 positions, A reference signal source capable of representing the brain activation of the whole normal person is averaged by averaging the original values to construct a DB as normal norm information and receives a brain wave signal of the patient from the EEG 100, Analyzing the signal source, calculating a signal source value for comparison at a total of 6239 positions, comparing the signal source value with a reference signal source value, and generating brain pathological information of the patient based on the comparison result, A device for measuring individual brain dysfunction using EEG. 제 1 항에 있어서,
상기 뇌파 분석 장치(300)는, 상기 뇌파 측정 장치(100)가 안정상태와 P300에 대한 뇌파를 각각 측정하여 제공할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the EEG analyzing apparatus (300) controls the EEG apparatus (100) to measure and provide EEG signals for the stable state and the P300, respectively.
삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 뇌파 분석 장치(300)는 delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma 중 적어도 하나 이상의 주파수 밴드들에서 신호원값을 계산하고, P300의 경우 1~30Hz 주파수 밴드들에서 신호원 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 개인별 뇌기능 이상부위 측정장치.3. The method of claim 2,
The EEG analyzing apparatus 300 calculates a signal source value in at least one frequency band among delta, theta, alpha, low beta, high beta and gamma, and calculates a signal source value in frequency bands of 1 to 30 Hz in case of P300 Wherein the brain is used to measure an individual's brain abnormality using an EEG.
KR1020160123806A 2016-09-27 2016-09-27 Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG KR101768393B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160123806A KR101768393B1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160123806A KR101768393B1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101768393B1 true KR101768393B1 (en) 2017-08-17

Family

ID=59753108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160123806A KR101768393B1 (en) 2016-09-27 2016-09-27 Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101768393B1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190050522A (en) * 2017-11-03 2019-05-13 최재건 Apparatus of head band with healthcare
KR102211030B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES USING BRAIN STIMULATION
KR102211051B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED DEVICE THAT PROVIDES INFORMATION TO IMPROVE BRAIN ACTIVATION
KR102211050B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES USING MEDICAL IMAGING INFORMATION
KR102211048B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES USING AUDITORY INFORMATION
KR102211049B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 (AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICE USING BIOMETRIC INFORMATION
KR102222335B1 (en) 2020-12-01 2021-03-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED DEVICE THAT PROVIDES BRAIN INFORMATION BASED ON INFORMATION COLLECTED WHILE THE USER IS IN MOTION
KR102241759B1 (en) 2020-07-22 2021-04-20 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES
KR102288267B1 (en) 2020-07-22 2021-08-11 액티브레인바이오(주) AI(Artificial Intelligence) BASED METHOD OF PROVIDING BRAIN INFORMATION
EP3944257A1 (en) 2020-07-22 2022-01-26 Actibrain Bio, Inc. Ai (artificial intelligence) based device and method for providing brain information
KR102379132B1 (en) 2021-06-30 2022-03-30 액티브레인바이오(주) device and method for providing digital therapeutics information

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190050522A (en) * 2017-11-03 2019-05-13 최재건 Apparatus of head band with healthcare
KR102067536B1 (en) 2017-11-03 2020-01-20 최재건 Apparatus of head band with healthcare
EP3944257A1 (en) 2020-07-22 2022-01-26 Actibrain Bio, Inc. Ai (artificial intelligence) based device and method for providing brain information
KR102241759B1 (en) 2020-07-22 2021-04-20 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES
KR102298943B1 (en) 2020-07-22 2021-09-09 액티브레인바이오(주) AI(Artificial Intelligence) based informative method provides brain information determined when the user is in motion, and information for brain activation
KR102298940B1 (en) 2020-07-22 2021-09-09 액티브레인바이오(주) AI(Artificial Intelligence) based device provides brain information determined when the user is in motion, and information for brain activation
KR102288267B1 (en) 2020-07-22 2021-08-11 액티브레인바이오(주) AI(Artificial Intelligence) BASED METHOD OF PROVIDING BRAIN INFORMATION
KR102211049B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 (AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICE USING BIOMETRIC INFORMATION
KR102222335B1 (en) 2020-12-01 2021-03-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED DEVICE THAT PROVIDES BRAIN INFORMATION BASED ON INFORMATION COLLECTED WHILE THE USER IS IN MOTION
KR102211051B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED DEVICE THAT PROVIDES INFORMATION TO IMPROVE BRAIN ACTIVATION
KR102211048B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES USING AUDITORY INFORMATION
KR102211050B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES USING MEDICAL IMAGING INFORMATION
KR102211030B1 (en) 2020-12-01 2021-02-04 (주)엔브레인 AI(Artificial Intelligence) BASED BRAIN INFORMATION PROVIDING DEVICES USING BRAIN STIMULATION
KR102379132B1 (en) 2021-06-30 2022-03-30 액티브레인바이오(주) device and method for providing digital therapeutics information
KR102388596B1 (en) 2021-06-30 2022-04-25 액티브레인바이오(주) device and method that collect signals related to the brain in an active state and provide digital therapeutics information
KR102388595B1 (en) 2021-06-30 2022-04-25 액티브레인바이오(주) device for determining a brain condition and providing digital therapeutics information

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101768393B1 (en) Individual brain function measuring apparatus abnormality part using EEG
Steele et al. Neuroimaging measures of error-processing: Extracting reliable signals from event-related potentials and functional magnetic resonance imaging
King et al. Single-trial decoding of auditory novelty responses facilitates the detection of residual consciousness
US10835179B2 (en) Headset for bio-signals acquisition
Ghuman et al. A wavelet-based method for measuring the oscillatory dynamics of resting-state functional connectivity in MEG
US20120302867A1 (en) Brain function measuring apparatus and brain function measuring method
KR101718293B1 (en) PTSD diagnostic System through the brain network analysis
EP2052679A1 (en) Electrophysiological assessment of the integrity of cerebral vasculature
Rusiniak et al. A modified oddball paradigm for investigation of neural correlates of attention: a simultaneous ERP–fMRI study
Barnes et al. Electrophysiological measures of resting state functional connectivity and their relationship with working memory capacity in childhood
Simbolon et al. An experiment of lie detection based EEG-P300 classified by SVM algorithm
KR20150030498A (en) Measurement of depression depth with frontal lobe brain waves
KR101630747B1 (en) Method and apparatus for estimating olfactory function
Keil Electro-and magnetoencephalography in the study of emotion
Kaur et al. The reliability and psychometric structure of Multi-Scale Entropy measured from EEG signals at rest and during face and object recognition tasks
US20210282718A1 (en) Improved signal quality index of multichannel bio-signal using riemannian geometry
Bidelman et al. Frontal cortex selectively overrides auditory processing to bias perception for looming sonic motion
Arutiunian et al. The age‐related changes in 40 Hz Auditory S teady‐State Response and sustained E vent‐Related Fields to the same amplitude‐modulated tones in typically developing children: A magnetoencephalography study
Djakow et al. MoviBed-sleep analysis using capacitive sensors
Baumann et al. Effects of attention and perceptual uncertainty on cerebellar activity during visual motion perception
Shaw et al. Topographical assessment of neurocortical connectivity by using directed transfer function and partial directed coherence during meditation
García et al. Anterior cingulate cortex signals the need to control intrusive thoughts during motivated forgetting
JP2024503752A (en) fMRI test monitoring
CN107480452B (en) Multi-user emotion monitoring method, device, equipment and storage medium
Fabbiano et al. An innovative strategy for correctly interpreting simultaneous acquisition of EEG signals and FMRI images

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant