KR102045530B1 - 새로운 복시시야 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임의의 주시거리에서의 복시범위를 간편하고 신속하게 측정할 수 있는 복시범위 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (A) 관성센서가 설치된, 측정대상자의 머리에 장착되는 헤드셋: (B) 상기 헤드셋을 장착한 측정대상자에 의해 조작되는 입력기; 및 (C) 상기 헤드셋 및 입력기와 통신하며 상기 입력기의 조작신호가 입력되면 관성센서로부터 전송된 그 시점(時點)의 위치-방향 변위정보를 저장하거나, 저장하고 디스플레이하는 소정의 프로그램이 설치된 단말기;를 포함하는 복시범위 측정장치에 관한 것이다.

Description

새로운 복시시야 측정장치{Apparatus for Measuring Diplopia Field}

본 발명은 임의의 주시거리에서의 복시범위를 간편하고 신속하게 측정할 수 있는 복시범위 측정장치에 관한 것이다.

복시(複視, diplopia)란 하나의 물체가 두개로 보이거나 겹쳐 보이는 현상을 말한다. 한 눈으로 볼 때에도 사물이 겹쳐 보이는 것을 한눈복시(단안복시)라고 하는데 한쪽 눈을 감아도 복시가 지속된다. 두 눈의 정렬이 잘못되어 생기는 복시를 두눈복시(양안복시)라고 한다. 이것이 진정한 복시이며 한쪽 눈을 감으면 복시가 사라진다. 복시는 원인미상의 사시, 외안근의 마비나 구축, 뇌신경 마비, 안와 구조물의 유착 등의 다양한 기전에 의하여 발생하며 당뇨병, 고혈압, 중증 근무력증, 외상, 후천성 사시 등이 흔한 원인질환이다. 두 눈의 정렬이 어긋난 정도(편위각)가 어느 방향을 보든지 일정한 일치성 사시(斜視, strabismus)의 경우 복시는 전시야에서 나타나기도 하지만, 편위각이 주시하는 방향에 따라 달라지는 비일치성 사시의 경우에는 주시 방향에 따라 복시 증상이 나타나거나 사라지기도 한다. 이 때 복시가 나타나는 시야의 범위는 중요하다. 복시가 나타나는 시야의 범위가 넓을수록, 중심시야에 복시가 있을수록 더 심한 불편함을 초래한다. 복시는 때로는 고개를 좌측 혹은 우측으로 기울일 때 나타나기도 한다.

복시는 매우 불편한 증상으로서 눈운동질환이 나타낼 수 있는 가장 심각한 증상이다. 그래서 표준적인 장해평가방식으로 인정받는 맥브라이드 방식의 장해평가에서는 중심시야에 복시가 있는 경우 한눈의 실명과 동일하게 간주한다.

따라서 복시의 정도를 측정하는 것은 다양한 눈운동질환을 진단하는 데 중요한 것은 물론 질환의 악화와 호전을 판단하고 치료의 효과를 판단하고 장해의 정도를 평가하는데 필수적이다.

복시를 평가하는데 가장 유용한 방법은 환자의 시야에서 복시의 범위를 측정하는 방식이다. 그러나 종래 복시범위 측정을 위한 전용장비는 개발되지 않아서 시야 검사장비인 Goldmann perimeter(도 1a 참조)를 차용하는 것을 표준으로 삼고 있다. 그러나 이는 시야를 검사하기 위하여 개발된 장비라서 구조가 복잡하고 고가인데, 그나마 현재는 새로운 시야 검사장비에 밀려서 퇴출되고 있는 상태이다. 또한 이 장비는 근거리(33cm)에서만 복시의 측정이 가능하며 원거리복시를 측정할 수 없다는 단점이 있다. 인간은 실생활에서 근거리만 주시하는 것이 아니며 33cm 이상의 원거리를 주시하는 상황이 대부분이다. 또한 근거리복시와 원거리복시는 일치하지 않는 경우가 많다. 즉, 근거리에서 복시가 없어도 원거리에서 복시가 나타나기도 하고, 반대로 근거리에서 복시가 있어도 원거리에서 없기도 하다. 따라서 복시를 정확히 평가하기 위해서는 원거리에서 복시를 측정할 수 있는 방법이 필요하다. 나아가 좌측 혹은 우측으로 머리를 기울일 때 발생하는 복시도 Goldmann perimeter에서는 불가능하다.

이 외에 정형외과에서 사용되는 '머리위치 변위 측정장치'(도 1b 참조)의 변칙적인 활용이 제시된 적이 있으나 고가이면서 사용하기 복잡하고 유지보수에 어려움이 있어 실제 임상에서 사용되고 있지 않고 있다.

한편, 등록특허 10-1769426(모션 인식기법을 이용한 관절 각도기 장치)처럼 관성센서(가속도센서+자이로센서)를 이용하여 신체 관절의 각도를 측정하는 장치가 다수 제안되고 있다. 그러나 관성센서를 안과적으로 활용하려는 시도는 현재까지 알려진 바 없다.

등록특허 10-1769426

본 발명은 단순한 구성이면서도 간편하고 신속하게 원하는 임의의 거리에서의 복시범위를 측정할 수 있는 새로운 복시범위 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은

(A) 관성센서가 설치된, 측정대상자의 머리에 장착되는 헤드셋: (B) 상기 헤드셋을 장착한 측정대상자에 의해 조작되는 입력기; 및 (C) 상기 헤드셋 및 입력기와 통신하며 상기 입력기의 조작신호가 입력되면 관성센서로부터 전송된 그 시점(時點)의 위치-방향 변위정보를 저장하거나, 저장하고 디스플레이하는 소정의 프로그램이 설치된 단말기;를 포함하는 복시범위 측정장치인 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 단순하면서도 정확한 복시범위 측정이 가능하며, 원하는 모든 거리에서 복시의 측정이 가능하다. 또한 머리를 좌우로 기울일 때 복시가 발생하거나 심해지는 '경사복시' 범위도 정확하게 측정할 수 있게 된다.

사용방법이 간편하여 '비숙련' 오퍼레이터도 운용가능하며, 별도의 계산장치나 프로그램이 필요하지 않고 측정값이 자동으로 디지털로 저장/보관 및 디스플레이 되므로 안과 분야에서 널리 활용될 수 있다.

도 1a는 Goldmann perimeter를 활용하여 시야범위를 측정하는 모습을 보여주는 사진.
도 1b는 종래기술에 의한 '머리위치 변위 측정장치'의 착용예 사진.
도 2a는 본 발명에 의한 측정장치의 헤드셋과 입력기의 제작예 사진.
도 2b는 본 발명의 제작예에 사용된 관성센서의 예시적 사진.
도 2c는 본 발명에 의한 측정장치의 단말기로 사용된 노트북 사진.
도 3은 본 발명에 의한 측정장치의 헤드셋 착용예 사진.
도 4는 본 발명에 의한 측정장치에서 단말기에 디스플레이된 정보들의 예를 보여주는 도표.

이하 첨부된 도면과 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다. 또한 청구범위의 구성요소에 도면부호가 병기되어 있는 경우, 이는 설명 위한 예시적인 것일 뿐 도면부호로 구성요소를 한정하려는 의도는 아니다.

본 발명에서 '정면방향'이란 머리를 똑바로 세웠을 때 두 눈 사이 중앙을 앞뒤로 지나가는 가상의 직선방향을 의미한다. 두 눈 사이의 중앙을 '중심점', 관성센서의 중앙을 '센서중심'이라 칭하기로 한다.

전술하였듯이 본 발명은 소정의 헤드셋, 입력기 및 단말기를 포함하는 복시범위 측정장치에 관한 것으로서, 헤드셋을 착용한 측정대상자가 정면의 표적을 주시한 채로 머리를 돌려 복시가 나타나는 지점에서 입력기를 조작하면 자동으로 복시범위가 측정/저장 및 디스플레이되는 단순한 구조의 복시범위 측정장치이다.

본 발명에서 상기 헤드셋은 측정대상자의 머리에 장착되는 것으로서 관성센서가 설치된다. 이때 관성센서는 정면을 향하도록 하는 것이 바람직하다. 헤드셋에는 관성센서에 전원을 공급하는 전원부 및 관성센서의 정보를 상기 단말기로 전송하는 통신부가 추가되는 것이 바람직하다. 헤드셋의 제작예 사진을 도 2a에 도시하였다. 제작예에서는 헤어밴드 형태인 것을 적용하였으나, 헬멧이나 머리띠 형태도 가능할 것이다.

본 발명에서 상기 관성센서는 측정대상자의 머리 움직임 즉, 위치-변위를 정밀하게 측정하기 위한 것으로서, 가속도계-각가속도계-지자기장측정계로 이루어진 통상의 관성측정장치(Inertial Measurement Unit 모듈; IMU 모듈)를 활용할 수 있다. 관성센서에 의한 측정정보는 구체적으로 x-y-z축에서의 회전값과 이동값이 될 수 있다. 보다 정확한 측정정보를 위해 '중심점'과 '센서중심'의 차이를 보정하는 것도 좋을 것이다. 즉, 상기 단말기는, 헤드셋이 장착된 측정대상자의 머리 및 시선이 정면을 향했을 때의 관성센서에 감지된 위치-방향을 기준점으로 설정하고 이를 기준으로 측정정보를 보정하는 것도 좋다. 측정정보 보정에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.

본 발명의 제작예에 적용된 IMU 모듈의 예를 도 2b에 도시하였다. 관성측정센서의 측정정보는 소정의 시간간격으로 또는 상기 입력기의 조작신호와 연동하여 단말기로 전송된다.

본 발명에서 상기 입력기는 측정대상자가 복시를 인지하는 시점(時點)에 조작하여 그 신호를 직간접적으로 상기 단말기로 전송하는 파트이다. '직간접적'이란 입력기의 조작신호가 단말기로 직접 전달되고 그때의 관성센서 측정정보가 저장/디스플레이되거나, 입력기의 조작신호가 관성센서로 전달되고 그때의 관성센서 측정정보가 저장/디스플레이되는 경우 양자를 의미하는 것이다.

한편, 본 발명에 의한 복시범위 측정장치를 사용할 때 복시범위를 정확하게 측정하기 위해서는 측정대상자가 정면방향에 위치한 소정의 물체나 그림 등 표적을 주시하고 있어야 한다. 즉, 시선이 표적을 주시하면서 머리를 움직여야 한다. 그러나 실제 측정과정에서 무의식적으로 시선이 표적을 놓칠 경우가 많다. 따라서 본 발명에 의한 장치에는 측정대상자의 시선의 변경을 감지하여 상기 단말기로 전송하는 시선추적센서가 추가되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 단말기는 시선추적센서의 감지값으로 관성센서의 측정정보를 보정하거나, 시선의 변경이 있는 경우 상기 입력기의 조작이 있더라도 관성센서의 측정정보를 무시하는 기능을 추가로 가지도록 한다. '무시'하는 경우 단말기는 소정의 경보음을 발하여 측정대상자로 하여금 시선을 고정하도록 요구하도록 하는 것도 좋다. 시선추적센서는 헤드셋에 장착되는 것이 바람직하다. 시선추적센서는 종래 알려져 있으므로 적절한 것을 선택하여 적용할 수 있을 것이다.

이러한 본 발명에 의한 측정장치는 다음과 같은 과정으로 사용될 수 있다. 측정장치의 사용상황을 보여주는 사진을 도 3에 도시하였다. 설명의 편의를 위해서 입력기가 n번째 눌려졌을 때의 관성센서에서 측정된 x-y-z축에서의 위치정보를 (Pn(x-y-z)), 약칭하여 (Pn)이라 하기로 한다.

측정대상자는 본 발명에 의한 헤드셋을 머리에 장착하고 정면방향에 고정된 소정의 물체나 그림 등 표적을 주시한 상태(초기상태)에서 입력기를 누른다. 단말기는 이때 관성센서에서 측정된 정보를 기준값 (P0)으로 설정한다. 이어서 측정대상자가 표적을 주시하면서 고개를 임의의 또는 오퍼레이터가 지시하는 방향/각도로 서서히 돌리다가 '복시'가 나타나는 (복시를 인지하는) 순간 입력기를 누른다. 단말기는 입력기가 눌려질 때마다 그때의 정보값 (P1), (P2), ... (Pn)을 저장한다.

복수개의 측정정보값 또는 보정값(이하 단순히 '측정정보'라 함) 각각은 복시가 인식되는 시점의 머리방향각도정보가 된다. 본 발명에 의한 복시시야 측정장치는 <시선고정-머리회전> 방식인데, 이는 종래 측정법인 <머리고정-시선이동> 방식과 비교할 때 180°의 위상차이이가 있으므로, 복시시야 경계선의 방향은 본 발명에 의한 측정장치에서 측정한 값에 180°를 더한 값이 된다.

측정결과를 디스플레이하기 위해 상기 단말기는 복수의 측정정보에 따른 머리 방향과 180° 반대 방향에 머리각도와 동일한 위치(복시 경계점)를 기록지에 점으로 표시한다. 이러한 과정을 반복하여 소정 개수 이상의 복시 경계점을 얻고 인접한 복시 경계점을 연결하여 대상자의 복시범위를 표시하는 것이다. 본 발명에 의해 측정된 각종 정보가 디스플레이된 예를 도 4에 첨부하였다.

이상과 같은 본 발명에 의한 복시범위 측정장치에 의하면, 시야 검사장비인 Goldmann perimeter와 같이 크고 복잡한 장치 없이 간편하게 복시범위를 측정할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의하면 오퍼레이터가 일일이 복시 경계를 결과지에 수동으로 표시하지 않아도 반자동으로 측정되어 디지털화된 정보로 저장 및 디스플레이되므로 오퍼레이터에 의한 변수가 사라지고 객관적인 측정이 가능하게 된다.

한편, 일부의 복시환자는 상하좌우 회전이 아니라 머리를 상하좌우로 기울일 때 복시가 발생하거나 심해지는 '경사복시' 증상을 가지고 있는데, 종래에 검사방법에 의하면 머리를 고정한 채 검사하므로 이에 대한 측정이 불가능하였다. 본 발명에 의하면 머리의 상하좌우 기울기 정보도 정확히 획득할 수 있으므로 경사복시를 신속정확하게 측정하는 것이 가능하다.

또한 본 발명에 의하면, 단순히 표적의 거리를 조절하는 것으로 근거리/원거리 복시 모두 자유롭게 측정할 수 있다.

Claims (4)

1. (A) 관성센서가 설치된, 측정대상자의 머리에 장착되는 헤드셋:
   (B) 상기 헤드셋을 장착한 측정대상자에 의해 조작되는 입력기;
   (C) 상기 헤드셋 및 입력기와 통신하며 상기 입력기의 조작신호가 입력되면 관성센서로부터 전송된 그 시점의 위치-방향 측정정보를 저장하거나, 저장하고 디스플레이하는 소정의 프로그램이 설치된 단말기;를 포함하는 복시범위 측정장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   측정대상자의 시선의 변경을 감지하여 상기 단말기로 전송하는 시선추적센서를 추가로 포함하며,
   상기 단말기는 시선추적센서의 감지값으로 관성센서의 측정정보를 보정하는 기능을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 복시범위 측정장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 시선추적센서는 헤드셋에 장착되는 것을 특징으로 하는 복시범위 측정장치.
   
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단말기는,
   헤드셋이 장착된 측정대상자의 머리 및 시선이 정면을 향했을 때의 관성센서에 감지된 위치-방향을 기준점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 복시범위 측정장치.

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