KR101971784B1 - 주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기, 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기에 있어서, 상기 웨어러블 기기는, 주의력 테스트 데이터 입력 수단; 상기 주의력 테스터 데이터 수단에 데이터를 입력하는 동안 상기 웨어러블 기기의 움직임을 감지하는 움직임 감지 수단; 상기 주의력 테스트 입력 수단으로부터 수신된 주의력 테스트 데이터와 상기 움직임 감지 수단으로부터 입력된 움직임에 관한 데이터를 처리하는 프로세싱부 및 상기 프로세싱부로 부터의 출력을 서버에 전송하는 데이터 전송부를 포함한다.

Description

주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기, 방법 및 시스템{WEARABLE APPARATUS, METHOD, AND SYSTEM FOR ASSESING ATTENTION DEFICIT}

본 발명은 일반적으로 아동의 주의력 문제를 평가하기 위한 웨어러블 기기와, 이를 이용한 주의력 문제 평가 방법, 및 시스템에 관한 것이다.

주의력결핍 과잉행동장애(이하 ADHD)는 전 세계적으로 아동의 5%, 성인의 2.5% 정도에서 나타나는 유병률이 매우 높은 장애이다(APA, 2013). 일반적으로 ADHD가 있는 개인의 두드러진 특징은 전두엽과 관련된 실행기능(executive function)에 결함(Slaats-Willemse et al. 2003)이 있고, 그리고 운동 활동(motor activity)이 증가하는 것으로(Campbell & Ewing, 1990) 잘 알려져 있다. ADHD가 있는 개인에게서 실행기능 결함은 과제 수행 시 주의지속력(sustained attention) 및 억제능력(inhibitory control)의 저하, 반응시간의 비일관성(reaction time variability), 누락 및 오경보오류(omission and commission error) 등의 형태로 나타나는데, 이러한 특성들은 ADHD를 진단하고 증상의 심각도를 평가하는 데 있어서 유용한 신경심리학적 특성들로 간주된다(Uebel et al, 2010). 이러한 신경심리학적 특성을 적절하게 평가하고 판별하기 위한 검사들 중에 가장 널리 사용되는 검사가 CPT(continuous performance test _연속 수행 검사)이다.

주의력 테스트(예를 들어, CPT)는 컴퓨터 모니터를 통해 일정시간 동안 특정 자극(시각, 청각)을 연속적으로 제시하면서 미리 정해진 자극(즉, 표적 자극)이 나타날 때 빠르게 반응하도록 하는 경계 과제(vigilance task)이다. 자극 제시 특성이나 반응 방법에 따라 여러 가지 형태의 CPT가 활용되고 있다. 많은 국내외 선행 연구에서, ADHD 혹은 임상적인 수준의 주의력 문제를 지닌 아동 집단은 정상 집단에 비해 CPT 수행에서 시간의 경과에 따라 표적자극에 대한 민감도가 저조하고(부주의) 비표적 자극에 보다 빈번히 반응하는 등 충동적인 반응경향이 높은 것으로 보고되고 있다. 그리고 주의력 문제를 지닌 아동집단은 정상 아동집단 보다 정반응 시간이 느리거나(느린 정보처리 속도) 과도하게 빠르고(충동성), 비일관적인 반응 속도를 나타내는 것으로 보고되었다.

또한 과잉행동(hyperactivity; increased motor activity)의 수준은 ADHD 예후에 결정적인 영향을 미치는 요인으로 알려져 있다(Halperin et al, 2008). 다양한 경험적 연구를 통하여, 그러한 과잉행동성은 ADHD 아동을 다른 아동기 장애를 지닌 아동과 구별해 주는 독특한 증상(Halperin et al., 1992)이며, 시간의 흐름에도 비교적 안정성을 보이는 증상(Halperin et al., 2008)으로 알려졌다. 이를 기초로 하여 운동 행동을 객관적으로 측정하기 위한 여러 방법들이 개발되었고, 이들 중에서, QbTest(Ulberstad, 2012), MMAT(McLean Motion and Attention Test System; Teicher et al. 1996)등의 행동기록 시스템(motion tracking system)이 많은 연구에 활용되었다. QbTest와 MMAT는 일정 시간 Go/No-Go 과제 혹은 CPT를 수행하면서 피검자의 운동 행동을 양적으로 기록하여 과잉운동성이나 운동범위 등을 측정하는 평가 시스템이다. 이 평가 시스템에서는 피검자가 머리(forehead)에 카메라 마커(marker)가 부착된 밴드를 착용하고 주의력 과제를 수행하는 중에, 전면에 설치된 적외선 카메라가 마커의 움직임을 기록하는 방식으로 피검자의 움직임을 측정한다. 선행 연구(Reh et al., 2014)에서, QbTest를 사용하여 과잉행동성을 양적으로 평가한 결과, 과잉행동성 변인(예: Time Active, Distance, Microevents, Motion Simplicity)의 수치가 ADHD 아동에서 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 또한 ADHD에서 높은 수준의 운동 행동성은 보다 심각한 인지적 결함을 동반한다는 연구 결과도 발표된바 있다(Lis et al., 2010).

피검자의 ADHD 유무를 판단하기 위한 종래 기술의 한 예에는 ADHD 대상자를 위한 게임 콘텐츠 제공 장치 및 방법 (출원번호 10-2014-0095763)이 있다. 이는 ADHD가 의심되는 아동에게 게임 콘텐츠를 제공하여, 게임 콘텐츠를 수행하게 하고, 그 수행 결과를 기초로 생체 신호 그래프를 생성하여 표시하도록 하는 기술이다.

상기 종래의 기술은 K-ARS(Korean ADHD Rating Scale) 평정척도 질문지를 이용하여 단순하게 아동의 주의집중 및 충동성의 변화를 측정하는 것에 반하여, 본 발명은 전산화된 주의력 평가 프로그램에서 다루는 누락오류, 오경보오류, 반응시간 평균, 반응시간 표준편차와 같은 지표들을 개인이 휴대할 수 있는 웨어러블 기기에 적용하여 제시함으로써 체계적인 평가를 가능하게 한다. 상기 종래 기술은 뉴로피드백을 이용하여 아동이 과제(집중, 이완)를 수행하게 하고, 그때 발생하는 뇌파수치를 계산하여 뇌파 데이터를 제공하도록 한 것이나, 본 발명은 피검자가 주의력 평가 과제를 수행할 때 과제 수행의 결과와 함께 피검자의 움직임의 범위와 빈도를 웨어러블 기기를 이용하여 직접적으로 측정하여 피검자의 주의력과 과잉행동을 측정하는데 추가적인 정보로 활용할 수 있도록 함으로써 편리하고 신속하게 주의력 문제를 신뢰롭게 평가하게 한 것이다.

또한, 종래의 기술의 한 예에서, Qb test는 피검자가 ADHD 진단을 위해 주의력 테스트(예를 들어, CPT)과제를 수행할 때 피검자의 헤어 밴드에 마커(marker)를 부착하여 피검자의 움직임을 고정된 컴퓨터에서 측정하는 컴퓨터 기반의 시행 방법이기 때문에 실시 장소에 대한 제약이 크고, 피검자의 과제 수행 중 움직임에 대한 정확한 데이터를 얻기 어렵다. 본 발명은 웨어러블 기기(wearable device)를 이용하여 실시 장소의 제약이 없이 피검자의 실시간 움직임의 범위와 빈도에 대한 더욱 정밀한 데이터를 얻을 수 있게 하여 피검자의 주의력 문제를 저렴한 비용으로 신속 정확하게 수행할 수 있게 하고, 그러한 기기와 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고자 한다.

본원 발명의 한 실시 예에서 주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기는, 주의력 테스트 데이터 입력 수단; 상기 주의력 테스터 데이터 수단에 데이터를 입력하는 동안 상기 웨어러블 기기의 움직임을 감지하는 움직임 감지 수단; 상기 주의력 테스트 입력 수단으로부터 수신된 주의력 테스트 데이터와 상기 움직임 감지 수단으로부터 입력된 움직임에 관한 데이터를 처리하는 프로세싱부 및 상기 프로세싱부로 부터의 출력을 서버에 전송하는 데이터 전송부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 주의력 테스트 데이터 입력 수단은 일정시간 동안 주의를 지속하여 특정 형태의 시각자극을 변별하여 반응하는 시각주의력 검사를 수행하도록 하는 과제의 데이터를 입력할 수 있도록 구성되는 타겟을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 움직임을 감지하는 수단은 주의력과 과잉행동을 평가하기 위해 상기 주의력 테스트 데이터 입력 동안 상기 웨어러블 기기의 움직임의 가속도를 측정하는 가속도 센서와 상기 웨어러블 기기의 움직임의 방향을 측정하는 자이로 센서로 구성된 센서를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서,상기 프로세싱부는, 상기 주의력 테스트 데이터 입력 수단의 타겟으로부터 수신된 주의력 테스트 데이터를 연산하여 정반응수, 누락오류수, 오경보오류수, 반응시간 평균, 반응시간 표준편차 등을 계산하는 터치 데이터 처리부; 상기 주의력 테스트 데이터 입력 수단의 타겟에 터치로 상기 주의력 테스트 데이터를 입력할 때 랜덤 제너레이터를 이용하여 타겟의 발생 비율, 빈도, 인터벌, 타겟의 개수 등과 같은 미리 정해진 규칙 내에서 타겟을 생성하여 제공하는 랜덤표적발생부; 상기 터치 데이터 처리부로부터 처리된 상기 주의력 테스트 데이터를 수신하여 이를 분석하고 테스트 점수를 산출하는 T점수산출부; 상기 움직임 감지 수단으로부터 수신된 움직임 데이터를 필터를 통해 필터링 하는 센서 데이터 필터링부; 상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 움직임 데이터로부터 움직임 거리를 계산하는 거리를 계산하는 유클리디언 거리 연산부; 상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 움직임 데이터로부터 움직임 수를 카운트하는 움직임 카운트부; 및 상기 T점수산출부, 상기 유클리디언 거리 연산부 및 상기 움직임 카운트부로 부터 출력된 데이터들을 수신하여 비교 분석하고 분석된 데이터를 이용하여 시각적으로 주의력 문제를 제시하기 위한 그래프를 생성하는 비교분석판정부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 휴대용 기기는 스마트폰, 태블릿 또는 노트북 컴퓨터가 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 주의력 문제를 평가하기 위한 웨어러블 기기를 이용한 주의력 문제 측정 방법에서, 상기 웨어러블 기기는 프로세서, 메모리, 데이터 입력/출력 수단, 움직임 감지 수단 및 데이터 전송수단을 포함하고, 상기 방법은 상기 웨어러블 기기 상에서 주의력 테스트를 위한 과제를 수행 단계; 상기 주의력 과제를 수행하는 동안 상기 웨어러블 기기의 움직임을 상기 움직임 감지 수단에 의해서 상기 웨어러블 기기의 움직임을 감지하는 단계; 상기 주의력 과제 수행에 의해서 입력된 데이터들과 상기 움직임 감지 수단에 의해서 감지된 움직임에 대한 데이터를 처리하여 주의력 문제 유무를 판정하는 단계를 포함한다.

종래의 주의력 테스트는 피검자가 ADHD 진단을 위해 주의력 테스트(예를 들어, CPT)과제를 수행할 때 피검자의 헤어 밴드에 마커(marker)를 부착하여 피검자의 움직임을 고정된 컴퓨터에서 측정하는 컴퓨터 기반의 시행 방법이기 때문에 실시 장소에 대한 물리적 제약이 크고, 사용에 불편함이 있었을 뿐만 아니라, 피검자의 움직임을 측정하기 위해 헤어 밴드에 마커를 부착하여 피검자의 움직임을 고정된 컴퓨터에서 측정하는 방식이라서 피검자의 과제 수행 중 움직임에 대한 정확한 데이터를 얻기 어려웠다. 하지만, 본 발명은 웨어러블 기기(wearable device)에 주의력 테스트 과제 수행을 할 수 있는 타겟을 구비한 터치센싱부와 상기 웨어러블 기기의 움직임을 감지할 수 있도록 가속도 센서와 자이로 센서로 구성된 움직임 감지를 위한 센서를 설치하여 피험자가 웨어러블 기기 상의 주의력 테스트 과제들을 수행하여 누락오류, 오경보오류, 반응시간 평균, 반응시간 표준편차와 같은 지표들을 측정할 뿐만 아니라 상기 움직임 감지를 위한 센서가 피검자의 움직임(가속도 센서와 자이로센서의 위상차와 3차원 공간상에서 움직인 거리를 누적하여 계산)의 범위와 빈도를 함께 정밀하게 측정하도록 함으로써 보다 편리하고 정확한 ADHD 하위유형인 주의력 부주의군에 대한 진단을 가능하게 한다. 또한 웨어러블 기기에서 측정되고 처리된 주의력 문제 평가를 위한 데이터를 서버로 전송하여 저장하고 휴대용 기기에 전송하여 주의력 테스트 결과와 과잉행동 데이터를 그래프 형태로 실시간으로 휴대형 기기 사용자에 전송함으로써 주의력 문제 측정을 저렴한 비용으로 신속 정확하게 달성될 수 있다.

도 1은 종래의 주의력 문제 측정 과제 수행 및 과잉행동을 측정을 위한 ADHD 진단을 위한 시스템을 도시한다.
도 2a는 본원 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 웨어러블 기기의 한 예를 도시한다.
도 2b는 본원 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 웨어러블 기기를 이용하여 주의력 테스트를 실시하는 한 예를 도시한다.
도 3a는 본원 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 웨어러블 기기에 사용될 수 있는 데이터 처리 장치의 한 예의 전체 블럭도를 도시한다.
도 3b는 본원 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 웨어러블 기기에 사용될 수 있는 데이터 처리 장치의 한 예에서 프로세싱부의 내부 세부 블럭도를 도시한다.
도 3c는 웨어러블 기기를 이용하여 주의력 문제 평가 서비스를 제공하는 본 발명의 일 실시 예의 전체 구성도를 도시한다.
도 4a는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 일정시간 동안 주의를 지속하여 특정 형태의 시각자극을 변별하여 반응하는 원리를 적용한 시각주의력 검사를 위한 과제를 도시한다.
도 4b는 본원 발명의 일 실시 예에서 시각주의력 검사를 위한 과제 프로그램을 수행하여 주의력 테스트를 측정하는 단계들을 도시한다
도 5a는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력 테스트 측정을 위한 과제를 수행 동안 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 웨어러블 기기의 움직임을 센서에 의해서 감지하는 단계들을 도시한다.
도 5b는 도 5a의 감지 단계들을 수행하여 측정된 움직임의 위상차 계산 결과를 도시한다.
도 5c는 도 5a의 감지 단계들을 수행하여 측정된 3차원 공간상 움직임의 계산 결과를 도시한다.
도 6a는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력이 정상인 피검자 그룹에 대하여 CPT측정을 위한 과제 수행 동안 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 웨어러블 기기의 움직임을 센서에 의해서 측정한 결과들을 도시한다.
도 6b는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력결핍 피검자 그룹에 대하여 CPT측정을 위한 과제 수행 동안 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 웨어러블 기기의 움직임을 센서에 의해서 측정한 결과들을 도시한다.
도 7은 휴대용 기기에 전송된 주의력 및 과잉행동에 관한 처리된 데이터를 이용하여 주의력 문제 평가치에 대한 그래프를 도시한다.

본 발명의 실시 예를 이하 도면을 참조하여 상세하게 기술한다.

일반적으로 ADHD를 지닌 개인의 두드러진 특징은 전두엽과 관련된 실행기능의 결함, 그리고 운동 활동의 증가로 잘 알려져 있고, ADHD를 지닌 개인의 실행기능 결함, 즉 특정 과제 수행 시 주의지속력 및 억제능력의 저하, 반응시간의 비일관성, 누락 및 오경보오류 측정을 통해서 개인의 ADHD 유무를 진단하고 그 증상의 심각도를 평가할 수 있다. 상기한 ADHD를 지닌 개인의 실행기능의 결함을 정확하게 평가하고 ADHD 유무를 진단하기 위한 신경심리학적 평가 방법 중에 가장 널리 사용되는 검사가 주의력 테스트(예를 들어, CPT)이다. CPT는 모니터를 통해 일정 시간 동안 특정 자극(시각, 청각)을 연속적으로 제시하면서 미리 정해진 자극(즉, 표적 자극)이 나타날 때 빠르게 반응하도록 하는 경계 과제(vigilance task)이다. 상기한 ADHD를 지닌 아동의 실행기능의 결함을 정확하게 평가하고 ADHD 유무를 진단하기 위한 평가 방법 중 하나가 과잉행동(hyperactivity; increased motor activity) 수준의 검사이다. 과잉행동 수준은 ADHD 예후에 결정적인 영향을 미치는 요인이라고 알려져 있고, 다양한 경험적 연구를 통하여, 과잉행동성은 ADHD 아동은 다른 아동기 장애를 지닌 아동과 구별해주는 독특한 증상이자 시간의 흐름에도 비교적 안정성을 보이는 증상이다. 이와 같은 이해에 기반하여 과잉운동 행동을 객관적으로 측정하기 위한 여러 방법이 개발되었는데, 그 한 예가 도 1에서 도시되어 있다.

종래 기술의 한 예로서, 도 1은 피검자가 머리(forehead)에 카메라 마커(marker)가 부착된 밴드를 착용하고 주의력 과제를 수행하는 중에, 전면에 설치된 적외선 카메라가 마커의 움직임을 기록하는 방식으로 피검자의 움직임을 측정하는 방식으로 과잉행동을 측정한다. 이 방식의 문제는 과잉행동 측정을 위한 컴퓨터, 적외선 카메라, 헤어밴드 등, 실험실 수준의 장비와 환경이 필요하므로 ADHD 진단에 비용이 많이 들고, 시간적 장소적인 제약이 있다. 또한 ADHD 진단을 위해 피검자가 컴퓨터 상에서 과제를 수행할 때, 과잉 행동을 측정하기 위해 머리에 마커가 부착된 헤어밴드를 착용하여 머리의 움직임에 따른 과잉행동을 머리에 착용하고 있는 헤어밴드의 마커의 움직임으로 변화시켜서 원거리에 설치된 적외선 카메라가 이를 포착하여 과잉 행동 데이터를 수집하도록 하고 있다. 따라서, 과잉행동에 관한 데이터를 머리의 움직임에 따라 수집하므로 데이터의 정밀성이 떨어질 수 있다. 또한, 과잉 행동을 움직임 데이터로 변환하는 헤어 밴드 마커와 움직임 데이터를 수집하는 카메라와 거리에 따라 데이터의 편차가 커질 가능성도 크다.

도 2a는 본원 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 웨어러블 기기의 한 예를 도시한다. 주의력 문제 평가를 위한 주의력과 과잉행동 측정을 위해서 도 1에서 도시한 바와 같은 헤어밴드, 적외선 카메라 및 컴퓨터를 사용하는 대신,도 2a와 같은 웨어러블 기기에 주의력 측정을 위한 모듈과 과잉행동 측정을 위한 센서를 탑재하여 주의력과 과잉행동을 간단하게 측정할 수 있다.

도 2b는 본원 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 웨어러블 기기를 주의력 문제 평가를 위한 주의력 테스트를 실시하는 한 예를 도시한 것으로서, 도 2b에서 보는 바와 같이 웨어러블 기기에서 주의력 테스트 수행 과제를 실시할 때 상기 웨어러블 기기에 탑재된 센서는 피검자의 움직임을 동시에 측정할 수 있다.

도 3a는 본원 발명의 일 실시 예에 따른 주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기에서 사용될 수 있는 데이터 처리 장치의 한 예의 전체 블럭도를 도시한다. 도 3a는 도시한 상기 데이터 처리 장치는 데이터 입력수단으로 디스플레이/터치 센싱부, 움직임 감지 수단으로 가속도 센서 및 자이로 센서로 구성된 센서, 데이터를 처리하는 프로세서 및 처리된 데이터를 저장하는 메모리 (도시하지 않음)를 포함하는 프로세싱부와 처리된 데이터를 외부 서버나 휴대용 기기로 전송하는 데이터 출력부(도시하지 않음)로 구성되며, 상기 데이터 처리 장치의 동작은 다음과 같다. 주의력 문제 평가를 위한 주의력 테스트가 시작되면, 상기 디스플레이/터치 센싱부는 주의력 테스트 데이터의 입력을 타겟을 통해 수신하고, 상기 디스플레이/터치센싱부가 주의력 테스트 데이터의 입력을 수신하는 동안, 가속도 센서 및 자이로 센서로 구성된 상기 센서는 상기 웨어러블 기기를 착용한 피검자의 움직임에 대한 데이터를 수신한다. 상기 디스플레이/터치센싱부에서 수신한 주의력 테스트 데이터와 상기 센서에서 수신한 움직임 데이터는 상기 프로세싱부에 입력되어서 처리되고, 그 다음 상기 프로세싱부에 의해서 처리된 데이터는 상기 데이터 출력부로 전송되며, 상기 데이터 출력부로 전송된 데이터는 무선 네트웍(예를 들어, 블루투스 또는 인터넷; 도시하지 않음)을 통해 서버(도 3c)에 전송되어 저장된다.

도 3b는 도 3a에서 도시한 데이터 처리 장치의 프로세싱부의 내부 세부 블럭도를 도시한다. 상기 프로세싱부는 터치 데이터 처리부, 랜덤표적발생부, T점수산출부, 비교분석판정부, 유클리디언 거리 연산부, 움직임 카운트부, 센서 데이터 필터링부로 구성되며, 상기 프로세싱부의 동작은 다음과 같다. 상기 디스플레이부/터치 센싱부에 터치된 주의력 테스트 데이터는 터치 데이터 처리부 및 랜덤표적발생부에 각각 입력되고, 상기 터치데이터 처리부는 상기 터치센싱부의 타겟에 터치로 입력된 터치 데이터를 연산하여 정반응수, 누락오류수, 오경보오류수, 반응시간 평균, 반응시간 표준편차 등을 계산한다. 한편 상기 랜덤표적발생부는 상기 터치센싱부의 타겟에 터치로 터치 데이터의 입력이 있으면 랜덤 제너레이터를 이용하여 타겟 발생 비율, 빈도, 인터벌, 타겟의 개수 등과 같은 미리 정해진 규칙 내에서 타겟을 생성한다. 상기 T점수산출부는 상기 터치 데이터 처리부로부터 처리된 데이터를 수신하여 이를 분석하여 테스트 점수를 산출한다. 한편 상기 센서 데이터 필터링부는 상기 센서(예를 들어 상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서)로부터 수신된 데이터를 필터(예를 들어, 칼만 필터(Kalman filter))를 통해 필터링 하여서보다 세밀한 동작의 움직임에 대한 데이터를 추출한다. 상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 데이터는 상기 유클리디언 거리 연산부로 입력되어, 여기서 가속도 센서의 값을 이용한 움직임 거리의 정밀한 분석을 위해 유클리디언 거리 연산 방식을 이용하여 움직임 거리를 계산한다.

한편 상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 데이터는 또한 상기 움직임 카운트부에 입력되어, 여기서 자이로 센서의 값을 사용해서 움직임의 수를 카운트한다. 자이로 센서의 값을 이용하여 움직임 카운트를 비교하는 연산의 한 예는 다음과 같다.

if(_sensordb[N_AVG-1].gyroY < -30 && _sensordb[N_AVG-2].gyroY >= -30){

isLeft1 = true;

}else if(_sensordb[N_AVG-1].gyroY > -30 && _sensordb[N_AVG-2].gyroY <= -30){

isLeft2 = true;

}//if(GyroYData[N_AVG-1] < -20 && GyroYData[N_AVG-2] >= -20){\

if(_sensordb[N_AVG-1].gyroY > 30 && _sensordb[N_AVG-2].gyroY <= 30){

isRight1 = true;

}else if(_sensordb[N_AVG-1].gyroY < 30 && _sensordb[N_AVG-2].gyroY >= 30){

isRight2 = true;

}//if(GyroYData[N_AVG-1] < -20 && GyroYData[N_AVG-2] >= -20){

if(isLeft1 == true && isLeft2 == true && isRight1 == true && isRight2 == true && countTooth > 20){

isLeft1 = false;

isLeft2 = false;

isRight1 = false;

isRight2 = false;

handsMoving++;

}

그 다음, 상기 T점수산출부의 출력 데이터와, 상기 유클리디언 거리 연산부의 출력 데이터 및 상기 움직임 카운트부의 출력 데이터는 모두 상기 비교분석판정부에 입력되고, 여기서 입력된 데이터들은 비교 분석되어서 주의력 문제 판정을 위한 그래프(예를 들어, 도 7에 도시한 그래프)를 생성하는 최종 데이터로 변환된다, 상기 최종 데이터는 무선 네트웍을 통해 서버로 전송되어 저장되고, 또한 휴대용 기기(예를 들어, 스마트폰, 태플릿 또는 노트북 등)에 전송되어 주의력 문제 평가를 요청한 사람들(보호자, 의사, 등)에게 제공된다. 도 7은 휴대용 기기에 전송된 주의력 및 과잉행동에 관한 처리된 데이터를 이용하여 주의력 문제 여부를 보여주는 그래프의 한 예이다.

도 3c는 웨어러블 기기를 이용하여 주의력 문제 평가를 제공하는 본 발명의 일 실시 예의 전체 구성도를 도시한다. 전술한 바와 같이, 주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기(예를 들어, 도 2a에 도시한 웨어러블 기기)에서 측정한 주의력 테스트 데이터 및 상기 웨어러블 기기의 움직임에 대한 데이터는 상기 웨어러블 기기의 프로세싱부에서 처리되어 무선 네트웍(예를 들어, 블루투스, 인터넷 등)를 통해서 서버에 저장되고, 상기 저장된 데이터는 상기 무선 네트웍을 통해서 휴대용 기기(예를 들어, 스마트폰, 태블릿, 노트북 등)에 전송되어 도 7에서 도시한 바와 같은 주의력 문제 평가치에 대한 그래프를 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에서, 주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기(예를 들어, 도 2a의 웨어러블 기기)는 도 3a에서 도시한 바와 같이 디스플레이/터치센싱부를 통해서 주의력 테스트를 위한 데이터를 상기 웨어러블 기기에 입력하도록 구성되는데, 상기 주의력 테스트를 위한 입력데이터는 도 4a에 도시한 일정시간 동안 주의를 지속하여 특정 형태의 시각자극을 변별하여 반응하는 원리를 적용한 시각주의력 검사를 위한 과제를 수행하는 과제 수행 방식에 의해서 입력된다. 또한 상기 웨어러블 기기는 상기 주의력 테스트를 위한 데이터의 입력 동안 피험자의 움직임을 상기 웨어러블 기기를 통해 측정할 수 있는 과잉 행동 측정을 위한 센서(예를 들어, 도 5a의 센서)를 포함한다.

도 4a에 도시한 주의력 과제 수행 방식은 피검자가 일정시간 동안 주의를 지속하여 웨어러블 기기의 화면에 표시된 특정 형태의 시각자극을 변별하여 반응하는 것을 데이터로 웨어러블 기기 내의 데이터 처리 장치가 수집하여 처리해서 피검자의 시각주의력을 판별한다. 상기 주의력 과제 수행 방식의 구성과 동작 원리의 한 예는 다음과 같다.

표적자극은 해로 표시되고, 비표적 자극은 달, 별로 표시될 수 있는데, 피검자는 각 자극이 표시될 때 주의를 기울여 표적자극인 해가 화면에 나타날 때만 하단의 주황색 버턴을 누름으로써 반응하고, 비표적 자극(달, 별)이 화면에 나타날 때에는 주황색 버튼을 누르지 않음으로써 반응하지 않는다. 한 예에서 자극제시 시간은 150ms이고, 자극제시 간격은 2,000ms로 총 5분간 시행되었고, 137회의 자극이 제시되었으며, 표적 자극의 제시비율 변화는 초반 2분 30초에는 30% 이었고, 후반 2분 30초에는 70%였다.

도 4b는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 시각주의력 검사를 위한 과제들을 수행하여 주의력 테스트(예를 들어 CPT)를 측정하는 각 단계들을 도시한다. 도 4c에서, 피검자가 일정시간 동안 시각 주의력 측정 과제를 수행할 때, 버튼 누름과 과제를 수행하는 동안 피검자에 착용된 웨어러블 기기의 움직임이 웨어러블 기기의 센서를 통해서 입력 데이터로서 수집되어 웨어러블 기기 내의 메모리에 저장된다. 저장된 이러한 데이터는 웨어러블 기기 내의 데이터 처리를 위한 프로세싱부(예를 들어, 도 3a, 3b의 프로세싱부)에 의해서 처리되어 주의력 문제 평가 결과를 제공한다. 본 발명의 한 실시 예에서, 웨어러블 기기 화면에 번호(name index)와 성별, 만 나이, 자극 제시시간, 총 시간, 자극 간격을 입력하면, 자동으로 설정 내용과 평가 결과(반응 평균 시간, 반응 표준 편차, 누락오류수, 오경보오류수, 움직임 정도)가 저장된다.

도 5a는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력 테스트(예를 들어, CPT) 수행 동안 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 웨어러블 기기의 움직임을 상기 웨어러블 기기에 내장된 센서에 의해서 측정하는 단계들을 도시한다. 주의력 문제 평가를 위해 실시하는 기본적인 과제들은 본 발명의 한 예에서, 도 4a와 같은 과제를 수행하여 얻어지는 결과이고 이를 주의력 문제 평가를 위한 기본지표라 한다. 이에 더하여 피검자들의 과잉 행동을 측정하여 이를 보조지표로 하여 기본지표에 더하여 주의력 문제 평가 자료로 할 때 더욱 정확한 주의력 문제 측정이 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에서, 주의력 문제 평가를 위해 웨어러블 기기에 주의력 테스트(예를 들어, CPT)측정을 할 수 있는 과제 수행을 입력하는 디스플레이/터치센싱부 및 입력 데이터를 처리하는 프로세싱부와 상기 웨어러블 기기를 착용한 피검자의 움직임을 측정할 수 있는 센서(예를 들어, 가속도 세선서와 자이로 센서로 구성된 센서)를 탑재하여 피검자의 과잉행동을 정밀하게 그리고 간단히 측정함으로써, 비용과 편리성 그리고 정확성 면에서 주의력 문제를 측정할 수 있다. 한 실시 예에서, 상기 웨어러블 기기 내에 장착된 센서(예를 들어, 가속도 센서와 자이로 센서로 구성된 센서)는 상기 웨어러블 기기의 움직임의 위상차와 3차원 공간 움직임을 측정하여 주의력 문제 평가를 위한 보조지표로 제공한다.

도 5b는 도 5a의 측정 단계들을 수행하여 측정된 움직임의 위상차 계산 결과를 그래프로 표시한 것을 도시한 것이고, 도 5c는 도 5a의 측정 단계들을 수행하여 측정된 3차원 공간상 움직임의 계산 결과를 그래프로 표시한 것을 도시한 것이다.

도 6a는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력이 있는 피검자 그룹에 대하여 주의력 테스트(예를 들어, CPT)측정을 위한 과제 수행 동안 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 웨어러블 기기의 움직임을 센서(예를 들어,가속도 센서와 자이로 센서로 구성된 센서)에 의해서 측정한 결과들을 도시하고, 도 6b는 본원 발명의 일 실시 예에서 주의력이 결핍된 피검자 그룹에 대하여 주의력 테스트(예를 들어, CPT)측정을 위한 과제 수행 동안 주의력 문제 평가를 위해 사용하는 웨어러블 기기의 움직임을 센서(예를 들어, 가속도 센서와 자이로 센서로 구성된 센서)에 의해서 측정한 결과들을 도시한다. 이러한 측정 결과들을 제공하는 본 발명의 주의력 문제 평가 웨어러블 기기 및 시스템 그리고 이를 이용한 진단방법을 사용하여서 주의력 문제 측정을 보다 신속하고 정확하게 그리고 저비용으로 가능할 수 있다.

당업자는 많은 변경들이 청구항들의 범위 내에서 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 명세서에서 특정하게 도시되고 기술되었지만, 당업자는 형식과 상세 내용들에서 이들과 다른 변경들이 청구항들의 정신과 범위를 벗어남이 없이 가능할 수 있음을 이해할 것이다. 또한 본 명세서와 도면들에 사용된 용어는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예로서 사용한 것이며, 발명의 범위를 인용한 실시 예에 한정하기 위한 것이 아니다.

Claims (9)

1. 주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기에 있어서, 상기 웨어러블 기기는: 주의력 테스트 데이터 입력 수단;
   움직임 감지 수단;
   프로세싱부; 및
   상기 프로세싱부로부터 출력된 데이터를 서버에 전송하는 데이터 전송부를 포함하고,
   상기 주의력 테스트 데이터 입력 수단은 일정시간 동안 주의를 지속하여 특정 형태의 시각자극을 변별하여 반응하는 시각주의력 검사를 수행하도록 하는 과제의 데이터를 입력할 수 있도록 구성되는 타겟을 포함하며,
   상기 움직임을 감지하는 수단은 주의력 문제 평가를 위해 상기 주의력 테스트 데이터 입력 동안 상기 웨어러블 기기의 움직임의 가속도를 측정하는 가속도 센서와 상기 웨어러블 기기의 움직임의 방향을 측정하는 자이로 센서로 구성되고,
   상기 프로세싱부는 상기 주의력 테스트 데이터 타겟으로부터 수신된 주의력 테스트 데이터를 연산하여 정반응수, 누락오류수, 오경보오류수, 반응시간 평균, 반응시간 표준편차를 계산하는 터치 데이터 처리부,
   상기 주의력 테스트 데이터 입력 수단의 타겟에 터치로 상기 주의력 테스트 데이터를 입력할 때 랜덤 제너레이터를 이용하여 타겟의 발생 비율, 빈도, 인터벌, 타겟의 개수와 같은 미리 정해진 규칙 내에서 타겟을 생성하여 제공하는 랜덤표적발생부,
   상기 터치 데이터 처리부로부터 처리된 상기 주의력 테스트 데이터를 분석하고 테스트 점수를 산출하는 T점수산출부,
   움직임 감지 수단으로부터 수신된 움직임 데이터를 필터를 통해 필터링하는 센서 데이터 필터링부,
   상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 움직임 데이터로부터 움직임 거리를 계산하는 거리를 계산하는 유클리디언 거리 연산부,
   상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 움직임 데이터로부터 움직임 수를 카운트하는 움직임 카운트부, 및
   상기 T점수산출부와, 상기 유클리디언 거리 연산부와, 상기 움직임 카운트부로부터 출력된 데이터들을 비교 분석하여 주의력 문제 평가를 위한 데이터를 산출하고 그래프를 생성하는 비교분석판정부 포함하는
   주의력 문제 평가를 위한 웨어러블 기기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 웨어러블 기기를 이용하여 주의력 문제 평가를 위한 데이터를 처리하기 위한 시스템에서, 상기 시스템은:
   웨어러블 기기 - 상기 웨어러블 기기는 주의력 테스트 데이터 입력 수단, 움직임 감지 수단, 프로세싱부, 및 상기 프로세싱부로부터 출력된 데이터를 서버에 전송하는 데이터 전송부를 포함하고,
   상기 주의력 테스트 데이터 입력 수단은 일정시간 동안 주의를 지속하여 특정 형태의 시각자극을 변별하여 반응하는 시각주의력 검사를 수행하도록 하는 과제의 데이터를 입력할 수 있도록 구성되는 타겟을 포함하며,
   상기 움직임을 감지하는 수단은 주의력 문제 평가를 위해 상기 주의력 테스트 데이터 입력 동안 상기 웨어러블 기기의 움직임의 가속도를 측정하는 가속도 센서와 상기 웨어러블 기기의 움직임의 방향을 측정하는 자이로 센서로 구성되고,
   상기 프로세싱부는 상기 주의력 테스트 데이터 타겟으로부터 수신된 주의력 테스트 데이터를 연산하여 정반응수, 누락오류수, 오경보오류수, 반응시간 평균, 반응시간 표준편차를 계산하는 터치 데이터 처리부,
   상기 주의력 테스트 데이터 입력 수단의 타겟에 터치로 상기 주의력 테스트 데이터를 입력할 때 랜덤 제너레이터를 이용하여 타겟의 발생 비율, 빈도, 인터벌, 타겟의 개수와 같은 미리 정해진 규칙 내에서 타겟을 생성하여 제공하는 랜덤표적발생부,
   상기 터치 데이터 처리부로부터 처리된 상기 주의력 테스트 데이터를 분석하고 테스트 점수를 산출하는 T점수산출부,
   움직임 감지 수단으로부터 수신된 움직임 데이터를 필터를 통해 필터링하는 센서 데이터 필터링부,
   상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 움직임 데이터로부터 움직임 거리를 계산하는 거리를 계산하는 유클리디언 거리 연산부,
   상기 센서 데이터 필터링부에서 출력된 움직임 데이터로부터 움직임 수를 카운트하는 움직임 카운트부, 및
   상기 T점수산출부와, 상기 유클리디언 거리 연산부와, 상기 움직임 카운트부로부터 출력된 데이터들을 비교 분석하여 주의력 문제 평가를 위한 데이터를 산출하고 그래프를 생성하는 비교분석판정부 포함함-;
   상기 웨어러블 기기로부터 상기 주의력 문제 평가를 위한 데이터를 수신하여 저장하는 서버; 및
   상기 서버로부터 상기 주의력 문제 평가를 위한 데이터를 수신하여 그래프로 표시하는 휴대용 기기- 상기 휴대용 기기는 스마트폰, 태블릿, 또는 노트북 컴퓨터임 -를 포함하는
   주의력 문제 평가를 위한 데이터 처리 시스템.
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