KR102030266B1 - 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치 - Google Patents

Abstract

스마트폰을 이용한 안진 측정 장치가 소개된다.
이를 위해 본 발명은 사용자의 안구를 촬상할 수 있는 카메라와 별도의 앱이 설치된 스마트폰; 상기 스마트폰과 사용자의 안구와의 거리를 일정하게 유지되도록 상기 스마트폰의 위치를 고정시킬 수 있는 거치대; 사용자의 안진 여부를 측정할 수 있도록 상기 앱 실행시 상기 카메라는 상기 사용자의 안구를 지속적으로 촬상하고, 설정된 시간에 따른 각 프레임별 사용자의 안구 영상이 저장될 수 있도록 상기 스마트폰 내부에 설치된 영상저장부(100);및 상기 영상저장부(100)에 저장된 사용자의 촬상된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안진 여부를 판독하는 판독부(200)를 포함한다.

Description

스마트폰을 이용한 안진 측정 장치{Nystagmus measurement apparatus using a smartphone}

본 발명은 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 스마트폰을 이용하여 시간과 장소와 관계없이 사용자의 안진을 측정하고, 말초성 어지럼증의 진단과 치료를 도모할 수 있는 새로운 개념의 스마트폰을 기반의 안진 측정 장치에 관한 것이다.

어지럼증(vertigo)이란 자신이나 주위 사물이 정지해 있음에도 불구하고 주위 혹은 자신이 빙빙 도는 듯한 회전감을 느끼는 증상이다.

인체의 평형은 시각기(눈), 사지 근육의 심부 지각기, 내이(속귀)의 전정기관들로부터 입력된 구심성 평형감각 정보들이 뇌간의 전정 핵에서 통합된 후 반사적으로 원심성 지시가 안구 및 사지의 운동계로 전달되어 이러한 운동 시스템을 반사적으로 조절하는 평형 기능에 의해 유지되며 이런 반사 경로에 장애가 일어날 때 말초성 전정 질환이 발생한다.

말초성 전정 질환의 비중은 전체 어지럼증의 약 60%로, 대표적인 질환은 양성 발작성 두위 어지럼증(이석증, Benign Paroxysmal Positional Vertigo, BPPV), 전정신경염(Vestibular neuritis), 메니에르병(Meniere's syndrome) 등이 있다.

한편 중추성 어지럼증은 뇌혈관 질환과 뇌 질환 등이 원인이므로 대개 뇌 MRI 등의 영상 검사 장비로 진단하게 된다.

인체는 속귀(내이, inner ear)의 전정 기관 중 세 반고리관(Semicircular Canals)에 있는 3개의 회전 감지 센서와 이석 기관(Otolithic organs)의 2개의 수평-수직 감지 센서(Maculae)에 의해 삼차원적 회전과 수평 및 수직 이동을 감지한다. 이러한 말초 전정 기관들에서 지속해서 발생하는 신호들은 뇌간을 거쳐 전정 안구 반사(VOR, Vestibulo-Ocular Reflex)와 전정 척수 반사(VSR, Vestibular-Spinal Reflex)를 수시로 일으켜 시야의 안정과 신체 평형을 유지하고 있다.

전정 질환이 발생하여 비정상적 신호가 전정 안구 반사로(VOR)와 전정 척수 반사로(VSR)를 지속해서 자극하면 눈동자의 안구의 흔들림(안구진탕, 안진)이 발생하여 회전감의 어지럼증을 느끼게 되고 신체의 평형 유지가 어려워진다.

일반적으로 사용되는 말초성 어지럼증 진단용 장비는 상기의 두 개 반사로 상태를 검사하는 것으로, 그 중 전정 안구 반사로의 이상을 확인하기 위해 안구진탕(안진, Nystagmus) 즉, 눈동자의 진동을 측정한다.

현재 병원에서는 안구 움직임에 의해 발생하는 각막-망막 사이의 전류 변화를 측정하는 전기 안진기(ENG, Electronystagmography) 또는 카메라로 안구 위치 변화를 측정하는 방식의 영상 안진기(VNG, Videonystagmography)가 사용되고 있다.

임상적인 중요성이 크기 때문에 반드시 측정해야 할 대표적인 안진의 종류는 아래와 같이 세 종류가 있다. 첫째, 자발 안진(Spontaneous nystagmus)은 아무 자극이 없이 저절로 나타나는 안진을 의미한다.

말초성 전정 질환에 의해 발생한 자발 안진은 주로 전정신경염과 발작기의 메니에르병에서 관찰되며, 일정한 목표물을 주시하도록 시 고정(visual fixation)을 시키면 안진이 억제되나 중추성 전정 질환에서는 고정에 의해 안진이 억제되지 않는 경우가 많다.

둘째, 주시 안진(Gaze-evoked nystagmus)은 중심에서 20~30도 상방, 하방, 좌측, 우측을 각각 각각 약 10초간 주시하게 할 때 관찰되는 안진이다. 주시에 의해 안진이 새로이 유발되거나 말초성 어지럼증에서 안진의 방향으로 주시하게 하면 자발 안진이 더 강화되어 나타난다.

셋째, 두위 변환 안진(Positional nystagmus)은 머리의 위치를 빠르게 움직이는 자극을 줄 때 유발되는 안진이다. 앉은 자세에서 오른쪽으로 고개를 45도 돌린 채 빠르게 뒤로 눕게 하여 검사대 끝에 머리를 젖혀 떨어뜨린 현수두위에서 약 2~3 분간 안진 발생을 검사하고 다시 일으킨 후(고개를 45도 돌린 채 유지하고) 앉은 자세에서 2~3분간 다시 관찰한다. 오른쪽 검사가 끝나면 고개를 왼쪽으로 45도 돌린 채 같은 방법으로 반복하여 시행하게 된다. 이 중 어느 한 자세에서 어지럼증과 안진이 발생하면 양성으로 판단한다. 두위 변환 안진검사(Dix-Hallpike test)는 세 반고리관 내부로 이석이 빠져 들어와 고개를 돌릴 때마다 어지럼증과 안진이 유발되는 양성 발작성 두위 어지럼증(이석증, Benign Paroxysmal Positional Vertigo, BPPV)의 진단에 가장 중요한 검사이다.

종래의 어지럼증 진단은 병원 진료를 예약하고 방문해야 하며 병원에 비치된 장비를 이용한 안진 검사가 필요하다. 방문 당일의 검사가 불가능한 경우도 많아서 심지어 증상이 시작된 며칠 후에나 검사하게 되므로 증상이 발현 중에 측정이 필요한 안진 검사의 시기를 놓치기도 한다. 즉, 안진 발생 시기에 검사하지 않으면 검사 소견이 정상으로 나올 수도 있어 어지럼 증상을 느낄 때 곧바로 검사하는 것이 정확한 진단에 아주 중요하다. 또한 가장 흔한 말초성 어지럼증인 양성 발작성 두위 어지럼증(이석증)은 약 40%의 확률로 재발이 흔하므로 어지럼증을 느낄 때마다 병원을 찾아야만 하는 번거로움과 어려움이 있다. 또한, 전기 또는 영상 안진 검사 장치는 가격이 아주 비싸 검사 비용도 고가이며 이동이 어려운 데다가 임상 전문의가 안진 여부를 판독하는 과정을 기다릴 수밖에 없다.

KR 10-1175282(2012.08.13 등록)

이에 본 발명은 스마트폰을 이용하여 시간, 장소에 제한 없이 (ubiquity) 안진을 측정하여 말초성 어지럼증의 진단과 치료에 도움을 주고자 사용자에게 안진 측정 기능을 제공함에 그 목적이 있다.

스마트폰을 이용한 안진 측정 장치가 소개된다.

이를 위해 본 발명은 사용자의 안구를 촬상할 수 있는 카메라와 별도의 앱이 설치된 스마트폰; 상기 스마트폰과 사용자의 안구와의 거리를 일정하게 유지되도록 상기 스마트폰의 위치를 고정시킬 수 있는 거치대; 사용자의 안진을 측정할 수 있도록 상기 앱 실행시 상기 카메라는 상기 사용자의 안구를 지속적으로 촬상하고, 설정된 시간에 따른 각 프레임별 사용자의 안구 영상이 저장될 수 있도록 상기 스마트폰 내부에 설치된 영상저장부;및 상기 영상저장부에 저장된 사용자의 촬상된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안진 여부를 판독하는 판독부를 포함한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한다면 아래와 같은 다양한 효과가 구현된다.

첫째, 고가의 전기 혹은 영상 안진검사기기의 대체 역할로 저렴한 비용으로 쉽게 필요한 진단 및 치료용 데이터를 얻을 수 있는 이점이 있다.

둘째, 스마트폰을 이용하여 시간과 장소의 제한 없이 사용 가능한(ubiquity) 안진 측정 기능을 제공하는 효과가 있다.

셋째, 어지럼증이 발생했을 때 스마트폰 앱을 통해 안진 검사 방법을 안내하고 이를 통하여 얻은 검사 결과를 활용해 진단에 도움이 되는 정보와 적절한 치료 혹은 완화 방안에 대한 정보를 제공할 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 한 구성 요소인 거치대를 나타내는 도면이다.
도 3은 앱 실행 시 스마트폰의 화면에 자발 안진, 주시 안진 및 두위 변환 안진 창이 생성된 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 자발 안진 창 선택 시 스마트폰을 거치대에 고정하는 지시 안내가 음성 혹은 문자로 표시되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 스마트폰의 디스플레이부 중앙에 중앙점이 표시되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 이진화 기법을 통해 카메라로 촬상된 안구의 이진화 영상을 나타내는 도면이다.
도 7은 이차원 영상에서 이른바 connected component(연결된 요소들)들을 분리한 후 (연결된 점들은 하나의 component(요소)로 만들어짐) 각 component의 contour(윤곽) (연결된 component의 outline)를 얻게 된 사진을 나타낸다.
도 8은 contour(윤곽)의 모양을 분석하여 동공에 가장 가까운 contour를 선택한 도면을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 전체 구성도이다.
도 10은 본 발명의 작동 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 스마트폰으로 세 가지 안진 검사 결과를 제시하는 화면이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치의 바람직한 실시 예를 설명한다.

우선, 도 1과 도 2는 본 발명의 일 구성요소인 거치대를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 헤드셋 타입의 스마트폰 거치대가 사용되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 고글형으로 갖춰져 그 전면에 형성된 홈에 스마트폰을 거치하여 사용자의 안진 여부를 측정할 수 있다.

이러한 거치대를 통해 스마트폰과 사용자의 안구와의 거리를 일정하게 유지되도록 스마트폰의 위치가 고정된다.

다만, 도 1과 도 2에 도시된 거치대는 본 발명의 일 구성요소인 스마트폰이 거치될 수 있는 구성의 일 실시예이며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명에 사용되는 스마트폰의 경우 일반적으로 사용되는 스마트폰이 사용될 수 있으나, 이하 후술할 이진화 기법도 사용되는바 적외선 카메라가 설치됨이 바람직하고, 더 나아가 불필요한 빛을 차단할 수 있는 차단필터가 카메라에 설치됨이 더욱 바람직하다.

거치대는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 구조가 사용될 수 있으며, 반드시 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고 스마트폰과 사용자의 안구와의 거리가 일정하게 유지될 수 있는 구조라면 본 발명에 채용될 수 있다.

스마트폰에는 사용자의 안구를 촬상할 수 있는 카메라가 설치되어 있고, 사용자의 안진을 판정하고, 이를 이용해 말초성 어지럼증의 유무를 판정하는 데 필요한 단계들을 안내해 줄 수 있는 별도의 앱이 설치되어 있다.

사용자의 안진을 측정할 수 있도록 앱 실행시 카메라는 사용자의 안구를 지속해서 촬상한다.

스마트폰의 경우 최근 그 성능이 발전하여 초당 60프레임 이상을 촬상하게 되는데 각각의 프레임 당 촬상된 영상을 이 앱을 이용해 저장한다.

즉, 설정 시간의 기간에 따라 각 프레임별로 안구 영상을 저장할 수 있도록 스마트폰 내부에는 영상 저장부(100)가 설치된다.

예를 들어, 사용자가 설정하는 시간에 따라 0.1초당 혹은 0.01초당 프레임 별로 사용자의 촬상된 동공의 이미지가 저장된다.

다음으로 영상저장부(100)에 저장된 동공 이미지 영상을 분석하여 사용자의 안진 여부를 판독하는 판독부(200)를 포함하게 되는데, 이는 이하 구체적으로 설명한다.

도 3은 앱 실행시 스마트폰의 화면에 자발 안진, 주시 안진 및 두위 변환 안진 창이 생성된 것을 나타낸다.

또한, 도 4에는 자발 안진 창 선택시 스마트폰을 거치대에 고정하는 지시안내문이 안내 음성 혹은 문자로 표시되는 것을 특징으로 한다.

안내 음성은 스마트폰에 설치된 스피커로 송출되고, 문자는 스마트폰의 디스플레이부에 표시된다.

그 후, 도면에는 도시되어 있지는 않지만, 사용자가 스마트폰을 고정대에 고정하는 시간을 고려하여 5~10초의 설정된 시간이 지난 후 스마트폰에서 사용자에게 전방을 주시하라는 지시안내문이 안내 음성으로 안내되는 것을 특징으로 한다.

또는, 사용자가 스마트폰을 거치대에 고정한 후 '검사 시작' 표시를 클릭하면 스마트폰에서 사용자에게 전방을 주시하라는 안내 음성이 출력되는 방식으로 구현될 수도 있다.

안내 음성과 동시에 디스플레이부를 통해 사용자에게 지시 안내문이 표시될 수도 있다.

설정된 시간이 지난 후 전방을 주시하라는 지시 안내문이 안내 음성 혹은 디스플레이부에 표시된다.

설정된 시간이 지난 후 상기 스마트폰에서 사용자에게 전방 주시 안내문이 안내 음성 혹은 문자로 스마트폰을 통해 사용자에게 안내된 직후 스마트폰의 화면에는 사용자의 시 고정(visual fixation)을 교란하기 위해 이미 저장된 영상이 설정된 시간만큼 반복되며, 스마트폰에 설치된 카메라는 설정된 시간만큼 지속해서 사용자의 안구를 촬상하고, 이 촬상된 안구 영상이 상기 영상 저장부에 저장되는 것을 특징으로 한다.

즉, 전방 주시의 지시가 출력된 직후 스마트폰 화면에 시 고정을 방해하도록 어른거리는 안개나 구름이 흩어지는 무늬가 반복되는 화면을 5-10초간 보여주어 한 지점에 주시가 고정되지 않도록 하며 스마트폰에 설치된 카메라는 설정된 이 시간만큼 지속해서 사용자의 안구를 촬상하고, 이 촬상된 안구 영상이 '시 비고정 상태의 자발 안진 검사 결과'로 상기 영상 저장부(100)에 저장되는 것을 특징으로 한다.

다음 단계로 시 고정 상태에서의 자발 안진을 측정하기 위해 스마트폰의 디스플레이부에는 그 화면 중심에 중앙점(포인트)가 표시되면서 중앙점을 주시하라는 안내 음성과 문자가 출력된다. 이에 사용자는 그 중앙점을 주시하게 되고, 주시하는 동안 설정된 시간만큼 카메라는 지속해서 사용자의 안구를 촬상하게 되고, 설정된 시간의 프레임별로 사용자의 안구 영상이 '시 고정 상태의 자발 안진 검사 결과'로써 영상 저장부(100)에 저장된다.

시 고정 상태의 자발 안진 검사 역시 스마트폰의 디스플레이부에는 구름 혹은 안개 영상이 전개되고 이를 보고 있는 사용자의 안구 영상이 설정된 시간만큼 지속해서 영상이 촬상되고, 이 영상이 영상 저장부(100)에 저장된다.

한편, 판독부(200)는 동공의 무게중심 좌표가 설정된 기준값 이상으로 수평 혹은 수직으로 이동하는 것이 감지되거나, 동공의 무게중심 좌표가 한 방향으로 반복 이동하는 것이 감지되거나, 동공의 무게중심 좌표가 한 방향과 다른 방향으로 반복 이동하는 것을 감지하는 경우 사용자에게 자발 안진이 있다고 판독하고 이를 스마트폰의 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 한다.

이하, 동공의 무게중심 좌표를 어떠한 방식으로 산출하는지 구체적으로 서술하면 다음과 같다.

동공의 무게중심 좌표 설정은 일반적인 영상의 이진화 기법을 이용한다.

즉, 주지하다시피, 안구는 홍채와 동공으로 이루어져 있으며, 동공의 무게 중심을 추출하기 위해서는 우선 이진화 기법이 이루어져야 한다.

이를 위해 스마트폰에 설치된 앱에는 앱 구동시 스마트폰에 미리 저장된 이진화 기법의 프로그램이 연동되게 함이 바람직하다.

홍채와 동공이 촬상된 영상은 복수개의 픽셀로 구성되어 있으며, 각각의 픽셀은 그 명암 정도에 따라 "그레이 레벨값"을 가지고 있다.

주지하다시피, 그레이 레벨값이란 각 픽셀의 명암 정도를 "0~255"값을 기준으로 산정한 것으로, 해당 픽셀값이 "0"에 가까울수록 검은색에, "255"에 가까울수록 흰색에 각각 가깝게 된다.

이때, 기준이 되는 그레이 레벨값을 선정하여 이 기준값보다 큰 픽셀은 흰색으로 이 기준값보다 작은 픽셀은 검은색으로 수행하는 것이 이른바 주지되어 있는 이진화 방법이다.

본 발명 역시 일반적으로 알려진 이진화 기법을 통해 카메라로 촬상된 안구를 이진화 기법으로 변환된 이진화 영상이 도 6에 도시되어 있다.

그 다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이 얻어진 이차원 영상에서 이른바 connected component(연결된 요소들)들을 분리한 후 (연결된 점들은 하나의 component(요소)로 만들어짐) 각 component의 contour(윤곽) (연결된 component의 outline)를 얻게 된다.

그 후, 도 8에 도시된 바와 같이 contour(윤곽)의 모양을 분석하여 동공에 가장 가까운 contour를 선택하게 된 후, 선택된 contour를 갖는 component의 무게 중심 (center of mass)를 계산하게 된다.

동공의 무게 중심은 아래와 같은 (1)과 (2)식으로 산출할 수 있다.

Xc = (ΣXi ×Mxi )/ΣMxi - - - - - - - - - - - - - - - - - (1)

Yc = (ΣYi ×MYi )/ΣMYi - - - - - - - - - - - - - - - - - (2)

(Xc : 무게중심의 X 좌표, Yc : 무게중심의 Y 좌표, Xi : 각 픽셀들의 X 좌표, Yi : 각 픽셀들의 Y 좌표, Mxi : 각 픽셀들의 X 축 방향으로의 무게, MYi : 각 픽셀들의 Y 축 방향으로의 무게)

상기의 식에서 각 픽셀들의 X 축 방향으로의 무게, Y 축 방향으로의 무게는 1로 가정하여 계산한다. 물론, 상기의 식 이외에 다수개의 픽셀로 구성된 동공 영역의 무게중심을 구할 때, (각 픽셀들의 X 좌표의 합)/(픽셀들의 갯수), (각 픽셀들의 Y 좌표의 합)/(픽셀들의 갯수)로 계산할 수 있다.

상기와 같이 동공의 이미지를 추출하고, 그 이미지의 무게중심의 좌표를 산출하게 되면, 동공의 무게중심 좌표가 설정된 기준값 이상으로 수평으로 이동하는 것이 감지되거나, 동공의 무게중심 좌표가 한 방향으로 반복 이동하는 것이 감지되거나, 안구 중 동공의 무게중심 좌표가 한 방향과 다른 쪽 방향으로 반복 이동하는 것을 감지하는 경우 사용자에게 자발 안진이 있다고 판독하게 되고 이를 스마트폰에 디스플레이부에 표시하거나 음성으로 사용자에게 안내해 주는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 5의 우측 도면에 개시된 (a)의 무게중심 좌표가 설정된 후 무게 중심의 X 좌표가 설정된 기준값(예를들면 0.5cm) 이상으로 이동하는 것이 감지되는 경우(도 5의 우측 도면 (b)의 무게중심 좌표가 (a)도면의 무게중심 좌표보다 0.5cm 이상으로 벗어나는 경우) 자발안진이 있다고 판독하게 된다.

또한, 동공의 무게중심 좌표가 한 방향(좌측 혹은 우측)으로 반복 이동(좌측으로 이동 후 다시 중앙으로 이동한 후 다시 좌측으로 이동하는 등의 경우)하는 경우에도 자발 안진이 있다고 판독하게 된다.

위와 같이 사용자에게 자발 안진이 있다고 판독되는 경우 스마트폰의 디스플레이부에 문자로 사용자에게 현재 자발 안진이 있다고 표시해주거나 스마트폰에 설치된 스피커를 매개로 음성으로 사용자에게 자발 안진 유무를 알려주게 된다.

이하, 사용자에게 주시 안진을 검사하는 방법을 안내한다.

자발 안진을 측정하는 것과 마찬가지로 도 3에 도시된 바와 같이 앱 실행시, 스마트폰의 화면에는 자발 안진, 주시 안진 및 두위 변환 안진 창이 생성되고, 주시 안진 창 선택시 스마트폰을 거치대에 고정하는 지시안내문이 음성 혹은 문자로 표시되는 것을 특징으로 한다.

그 밖의 과정은 자발 안진 측정시 이미 설명한바 여기서는 생략한다.

설정된 시간이 지난 후 스마트폰 화면 좌측의 한 지점에 설정된 위치의 제1포인트가 생성되고, 이 제1포인트를 설정된 시간만큼 주시하라는 안내가 음성으로 사용자에게 알려진다.

도 10에 도시된 바와 같이 스마트폰의 화면 중심을 기준으로 좌측 한 지점에 제1포인트가 생성된다. 이 제1포인트를 향해 사용자의 시선이 이동하게 되고, 지속해서 카메라는 사용자의 안구를 촬상하게 된다.

설정된 시간은 미리 사용자가 지정할 수 있으며, 대략 2~3초 정도 제1포인트를 향해 주시하도록 설정할 수 있다.

설정된 시간이 지난 후 상기 스마트폰의 화면의 우측에는 설정된 위치의 제2포인트가 생성되고, 이 제2포인트를 설정된 시간만큼 주시하라는 안내가 음성으로 사용자에게 알려지는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이 스마트폰의 화면의 중심을 기준으로 우측의 한 지점에 제2포인트가 생성된다. 이 제2포인트를 향해 사용자의 시선이 이동하게 되고, 지속적으로 카메라는 사용자의 안구를 촬상하게 된다.

한편, 스마트폰에 설치된 카메라는 제1포인트와 제2포인트를 향해 순차적으로 좌우로 이동하는 사용자의 안구를 촬상하고, 이 촬상된 안구 영상이 상기 영상저장부(100)에 저장되는 것을 특징으로 한다.

즉, 이하 추가로 설명하겠지만 중앙점으로부터 4개의 방향(좌, 우, 상, 하)을 순서대로 주시하도록 하여 중앙점을 포함한 좌, 우, 상, 하의 5개의 포인트는 각각 정면 시, 좌방 시, 우방 시, 상방 시, 하방 시를 표시하여 모두 5개 방향의 주시에 따른 안진을 측정하도록 한다.

이때, 판독부(200)는 설정된 기준의 동공 궤적 값이 이미 저장되어 있어, 이미 저장된 궤적을 기준으로 설정된 각도 이상 사용자의 궤적이 벗어나거나, 제1포인트 또는 제2포인트에서 안구 중 동공의 무게중심이 설정된 시간 동안 설정된 기준값 이상으로 유지되지 않는 경우 사용자에게 주시 안진이 있다고 판독 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 10의 우측 도면에 도시된 바와 같이 판독부(200)에는 이미 저장된 궤적이 있으며, 점선 부분은 사용자의 실제 안구 궤적이다.

이때, 이미 저장된 궤적 기준으로 실제 사용자의 동공 궤적과의 각도가 설정된 각도 이상 벗어나는 경우 사용자에게 주시 안진이 있다고 판독한다.

중앙점을 포함한 5개의 포인트는 각각 정면 시, 좌방 시, 우방 시, 상방 시, 하방 시를 표시하여 모두 5개 방향의 주시에 따른 안진을 측정하도록 하고, 설정된 각도는 다양한 값으로 설정할 수 있으며, 바람직하게는 θ 값은 15⁰이내로 설정한다. 또한, 이미 저장된 궤적을 기준으로 이 설정된 각도를 벗어나는 횟수 역시 사전에 설정될 수 있으며, 설정된 각도를 벗어나는 횟수가 3회 이상인 경우 사용자에게 주시 안진이 있다고 판단함이 바람직하다.

한편, 다시 도 10을 참조하면 설정된 시간이 지난 후 스마트폰 화면 상측의 한 지점에 설정된 위치의 제3포인트가 생성되고, 이 제3포인트를 설정된 시간 만큼 주시하라는 안내가 음성으로 사용자에게 알려지게 된다.

이에 사용자의 시선은 제3포인트를 향하게 될 것이고, 이때에도 지속해서 카메라는 사용자의 동공 궤적을 촬상하게 된다.

또한, 제3포인트를 머무는 동공의 무게중심 좌표가 설정된 기준값 이상으로 변동되는 경우 사용자에게 주시 안진이 있다고 판독될 수 있다.

다시, 설정된 시간이 지난 후 스마트폰의 화면의 하측의 한 지점에 설정된 위치에 도 10에 도시된 바와 같이 제4포인트가 생성되고, 이 제4포인트를 설정된 시간만큼 주시하라는 안내가 음성으로 사용자에게 알려지는 것을 특징으로 한다.

이때에도 마찬가지로 제3포인트에서 수행되는 위와 같은 과정이 이루어진다

스마트폰에 설치된 카메라는 상하로 이동하는 사용자의 안구 중 동공의 무게중심 좌표를 지속해서 감지하고, 이 촬상된 안구 영상과 이동되고 있는 동공의 무게중심 좌표의 궤적을 영상 저장부(100)에 저장하는 것을 특징으로 한다.

판독부(200)는 설정된 기준 동공 궤적값이 이미 저장되어 있어 이 궤적을 기준으로 설정된 각도 이상 사용자의 동동 궤적이 벗어나거나, 제3포인트 또는 제4포인트에서 동공의 무게중심이 설정된 시간 동안 설정된 기준값 이상으로 유지되지 않는 경우 사용자에게 주시 안진이 있다는 판독을 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 10의 도면에 도시된 바와 같이 판독부(200)에는 이미 저장된 궤적이 있으며, 점선 부분은 사용자의 실제 안구 궤적이다.

이때, 이미 저장된 궤적 기준으로 실제 사용자의 안구 궤적과의 각도가 설정된 각도 이상 벗어나는 경우 사용자에게 주시 안진이 있다고 판독한다.

설정된 각도는 다양한 값으로 설정할 수 있으며, 바람직하게는 θ 값은 15⁰이내로 설정한다. 또한, 이미 저장된 궤적을 기준으로 이 설정된 각도를 벗어나는 횟수 역시 사전에 설정할 수 있으며, 설정된 각도를 벗어나는 횟수가 3회 이상인 경우 사용자에게 주시 안진이 있다고 판단함이 바람직하다.

한편, 본 발명을 이용하여 사용자에게 두위 변환 안진의 유무를 판정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

앱 실행 시, 스마트폰의 화면에는 자발 안진, 주시 안진 및 두위 변환 안진 창이 생성되고, 두위변환안진 창 선택 시 스마트폰을 고정대에 고정하는 지시안내문이 음성 혹은 문자로 표시되는 것을 특징으로 한다.

그다음으로 스마트폰에서 사용자가 침대 끝에 앉아서 우선 고개를 45도 우측(혹은 좌측)으로 돌리고 그 상태로 빨리 눕게 하여 고개를 침대 난간으로 30도 떨어뜨린 현수위에서 1차 측정하고 이것이 종료된 후 그대로 다시 앉은 자세로 (고개 각도는 유지하고) 빠르게 되돌린 후 2차 측정하며, 고개를 중앙으로 향하고 앉아서 잠시 쉬었다가 반대쪽을 같은 방식으로 반복하는 것을 특징으로 한다.

이때, 한 위치(현수위 혹은 앉은 자세로 돌아온 후)에서 30초 이상 측정함이 바람직하다.

이때, 스마트폰에 설치된 카메라는 안내에 따라 검사 자세를 유지하는 동안 지속해서 사용자의 안구 궤적을 촬상하여 상기 영상 저장부(100)에 저장하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 동공의 궤적이 비정상적으로 움직여 설정된 기준 궤적을 벗어나거나 동공의 무게중심이 설정된 시간 동안 설정된 기준값 이상으로 벗어나는 경우 사용자에게 두위 변환 안진이 있다는 판독을 하는 것을 특징으로 한다.

설정된 기준값에 대한 자세한 설명은 이미 설명한바 여기서는 생략한다.

100 : 영상저장부 200 : 판독부

Claims (5)

1. 사용자의 안구를 촬상할 수 있는 카메라와 별도의 앱이 설치된 스마트폰;
   상기 스마트폰과 사용자의 안구와의 거리를 일정하게 유지되도록 상기 스마트폰의 위치를 고정시킬 수 있는 거치대;
   사용자의 안진을 측정할 수 있도록 상기 앱 실행시 상기 카메라는 상기 사용자의 안구를 지속적으로 촬상하고, 설정된 시간에 따른 각 프레임별 사용자의 안구 영상이 저장될 수 있도록 상기 스마트폰 내부에 설치된 영상저장부;및
   상기 영상저장부에 저장된 사용자의 촬상된 안구 영상을 분석하여 사용자의 안진 여부를 판독하는 판독부를 포함하며,
   상기 앱 실행시 상기 스마트폰의 화면에는 자발 안진 창, 주시 안진 창 및 두위 변환 안진 창이 생성되고,
   상기 자발 안진 창, 상기 주시 안진 창 및 상기 두위 변환 안진 창 중 어느 하나를 선택시 상기 스마트폰을 상기 거치대에 고정시키는 지시안내문이 5 내지 10초간 안내 음성 혹은 문자로 표시되며,
   상기 자발 안진 창 선택시, 상기 자발 안진 창을 선택한 후 5 내지 10초가 지난 뒤 상기 스마트폰에서 사용자에게 전방 주시 안내문이 안내 음성 혹은 문자로 상기 스마트폰을 통해 사용자에게 안내되며, 상기 전방 주시 안내문이 안내 된 직후 상기 스마트폰의 화면에는 사용자의 주시 고정을 방해하는 기 저장된 영상이 5 내지 10초만큼 반복되고, 상기 스마트폰에 설치된 카메라는 상기 사용자의 주시 고정을 방해하는 기 저장된 영상이 반복되는 동안 지속적으로 사용자의 안구를 촬상하고, 이 촬상된 안구 영상이 상기 영상저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는, 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 사용자의 주시 고정을 방해하는 기 저장된 영상은 구름 영상 또는 안개 영상인 것을 특징으로 하는, 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 주시 안진 창 선택시, 상기 주시 안진 창을 선택한 후 5 내지 10초가 지난 뒤 상기 스마트폰의 화면의 좌측 일 지점에는 설정된 위치의 제1포인트가 생성되고, 이 제1포인트를 2 내지 3초만큼 주시하라는 안내가 음성으로 사용자에게 알려지고,
   설정된 시간이 지난 후 상기 스마트폰의 화면의 우측 일 지점에는 설정된 위치의 제2포인트가 생성되고, 이 제2포인트를 2 내지 3초만큼 주시하라는 안내가 음성으로 사용자에게 알려지는 것을 특징으로 하고,
   상기 스마트폰에 설치된 카메라는 좌우로 이동하는 사용자의 안구 중 동공의 무게중심 좌표를 지속적으로 센싱하고, 이 촬상된 안구 영상과 이동되고 있는 동공의 무게중심 좌표의 궤적을 상기 영상저장부에 저장되는 것을 특징으로 하며,
   상기 판독부는 설정된 기준 안구 궤적값이 기 저장되어 있어, 기 저장된 궤적을 기준으로 설정된 각도 이상 사용자의 궤적이 벗어나거나, 제1포인트 또는 제2포인트에서 안구 중 동공의 무게중심이 설정된 시간동안 설정된 기준값 이상으로 유지되지 않는 경우 사용자에게 주시 안진이 있다고 판독 하는 것을 특징으로 하는, 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   설정된 시간이 지난 후 상기 스마트폰의 화면의 상측 일지점 설정된 위치의 제3포인트가 생성되고, 이 제3포인트를 설정된 시간 만큼 주시하라는 안내가 안내 음성으로 사용자에게 알려지고,
   설정된 시간이 지난 후 상기 스마트폰의 화면의 하측 일지점 설정된 위치의 제4포인트가 생성되고, 이 제4포인트를 설정된 시간 만큼 주시하라는 안내가 음성으로 사용자에게 알려지는 것을 특징으로 하고,
   상기 스마트폰에 설치된 카메라는 상하로 이동하는 사용자의 안구 중 동공의 무게중심 좌표를 지속적으로 센싱하고, 이 촬상된 안구 영상과 이동되고 있는 동공의 무게중심 좌표의 궤적을 상기 영상저장부에 저장되는 것을 특징으로 하며,
   상기 판독부는 설정된 기준 안구 궤적값이 기 저장되어 있어, 기 저장된 궤적을 기준으로 설정된 각도 이상 사용자의 궤적이 벗어나거나, 제3포인트 또는 제4포인트에서 안구 중 동공의 무게중심이 설정된 시간동안 설정된 기준값 이상으로 유지되지 않는 경우 사용자에게 주시안진이 있다고 판독하는 것을 특징으로 하는, 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 두위 변환 안진 창 선택시 상기 스마트폰에서 사용자로 하여금 소정 높이의 침대에 앉으라는 지시와 함께 사용자의 고개를 우측으로 돌리라는 지시가 음성으로 송출되고, 침대를 향해 누우라는 지시와 함께 사용자의 고개를 설정된 각도만큼 젖히라는 지시가 음성으로 송출되는 1차 측정이 이루어지며
   상기 스마트폰에는 사용자로 하여금 사용자의 고개 각도는 유지하되 다시 앉은 자세를 유지하라는 지시가 음성으로 송출되는 2차 측정이 이루어지며,
   상기 스마트폰에는 사용자의 고개를 중앙으로 향하게 하고 소정 시간 휴식을 취하라는 음성이 송출된 뒤 다시 고개를 좌측으로 돌리라는 지시가 음성으로 송출되고, 침대를 향해 누우라는 지시와 함께 사용자의 고개를 설정된 각도만큼 젖히라는 지시가 음성으로 송출되는 3차 측정이 이루어지는 두위 변환 안진 측정을 위한 사용자의 자세위치안내가 이루어지며,
   상기 스마트폰에 설치된 카메라는 지속적으로 상기 자세위치안내가 이루어지는 동안 사용자의 안구 궤적을 촬상함과 동시에 사용자의 동공의 무게중심 위치를 지속적으로 촬상하여 상기 영상저장부에 저장되는 것을 특징으로 하며,
   상기 판독부는 설정된 기준 궤적을 벗어나거나 동공의 무게중심이 설정된 시간동안 설정된 기준값 이상으로 벗어나는 경우 사용자에게 두위 변환 안진이 있다고 판독하는 것을 특징으로 하는, 스마트폰을 이용한 안진 측정 장치.
   
   
   
   
   
   

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