KR102072173B1 - 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법, 장치 및 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법은, 사용자 단말 또는 상기 사용자 단말과 연결된 자극기로부터, 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 수신하는 단계; 병원 단말로부터, 사용자의 환부로 추정되는 타겟(target) 영역의 좌표 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터를 획득하는 단계; 상기 자극 유닛 좌표 데이터와 상기 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터를 생성하는 단계; 상기 정합 데이터를 이용하여 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 자극 세기 제어 데이터를 상기 사용자 단말에 송신하는 단계;를 포함한다.

Description

영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법, 장치 및 프로그램{Method, apparatus and program for controlling stimulator using image data}
본 발명의 실시예는 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법, 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
헬스케어 산업이 급속하게 발전함에 따라, 다양한 목적을 가지는 자극기(stimulator)가 등장하고 있다. 자극기는 사용자 신체 내/외부에서, 전류, 자기장, 빛, 초음파, 진동 등의 다양한 자극을 가하여 사용자를 치료하거나 증상을 완화한다.
최근에는, 스마트폰(smartphone)과 연동되어 앱(application)을 통해 작동을 제어할 수 있는 자극기가 나타나고 있다.
한국등록특허 제10-1277465호 (공고일 2013.06.21)
기존의 자극기는 다양한 모드(mode)를 가져 사용자가 선호하는 자극 방법을 택하도록 하고 있다. 그러나 이러한 자극기의 모드들은 기정된(predetermined) 알고리즘에 따라 작동하는 것인바, 사용자 맞춤형으로 자극을 가할 수 없을 뿐만 아니라 심한 경우 사용자의 증상이 더 악화되는 문제가 있다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법은, 사용자 단말 또는 상기 사용자 단말과 연결된 자극기로부터, 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 수신하는 단계; 병원 단말로부터, 사용자의 환부로 추정되는 타겟(target) 영역의 좌표 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터를 획득하는 단계; 상기 자극 유닛 좌표 데이터와 상기 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터를 생성하는 단계; 상기 정합 데이터를 이용하여 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 자극 세기 제어 데이터를 상기 사용자 단말에 송신하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 정합 데이터를 생성하는 단계는, 상기 복수 개의 자극 유닛 좌표 데이터가 이루는 곡면이 상기 1차 영상 데이터에 나타난 상기 사용자의 신체 표면에 접하도록 상기 자극 유닛 좌표 데이터를 상기 1차 영상 데이터에 정합하는 단계일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계는, 상기 복수 개의 자극 유닛 중 상기 타겟 영역으로부터 특정 거리 이내의 자극 유닛의 자극 세기를, 상기 타겟 영역으로부터 상기 특정 거리 밖의 자극 유닛의 자극 세기와 다르게 설정하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법은, 상기 송신 단계 후, 상기 병원 단말로부터 2차 영상 데이터를 수신하는 단계; 상기 1차 영상 데이터와 상기 2차 영상 데이터를 비교하여, 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 재생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 장치는, 사용자 단말 또는 상기 사용자 단말과 연결된 자극기로부터, 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 수신하는 수신부; 병원 단말로부터, 타겟(target) 영역의 좌표 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터를 획득하는 영상 데이터 획득부; 상기 자극 유닛 좌표 데이터와 상기 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터를 생성하는 정합 데이터 생성부; 상기 정합 데이터를 이용하여 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 자극 세기 제어 데이터 생성부; 및 상기 자극 세기 제어 데이터를 상기 사용자 단말에 송신하는 송신부;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 컴퓨터를 이용하여 전술한 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 개시한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법에 의하면, 사용자가 병원에서 촬영한 MRI 데이터 등과 같은 영상 데이터를 기반으로 자극 세기를 제어하므로, 사용자의 증상에 맞는 맞춤형 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 자극 유닛 좌표 데이터와 영상 데이터를 정합하여, 사용자의 신체 형태에 맞는 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 사용자가 병원에서 촬영한 영상 데이터 기록을 종합하여, 사용자의 예후에 맞는 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다. 이에 따라 자극기를 이용한 사용자의 치료 효과가 증대될 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법의 데이터 흐름도이다.
도 2는 자극기(S)의 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 개념적으로 나타낸 그림이다.
도 3은 1차 영상 데이터(ID_1)를 개념적으로 나타낸 그림이다.
도 4는 자극 유닛 좌표 데이터와 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터(C)를 생성하는 단계를 개념적으로 나타낸 그림이다.
도 5 내지 도 8은 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 여러 방법을 나타낸 그림이다.
도 9는 1차 영상 데이터와 2차 영상 데이터의 일 예를 개념적으로 나타낸 그림이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 '위'에 또는 '상'에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 단계(S100)는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 단계(S100)는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, '영상 데이터'는 사용자의 신체를 영상화한 데이터로, 예컨대 CT 영상 데이터, MRI 영상 데이터, PET 영상 데이터, 초음파 영상 데이터 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 '영상 데이터'가 'MRI 영상 데이터'인 것을 위주로 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서, '자극기(S, stimulator)'는 사용자의 신체 내/외부에서 사용자에게 자극을 가하는 기기를 의미한다. 자극기(S)는 전류, 전기장, 자기장, 빛, 초음파, 진동 등의 방식으로 사용자에게 자극을 가하는 기기일 수 있다. 이하에서는 '자극기(S)'가 사용자의 머리에 부착되어 전기 자극을 가하는 전극을 포함하는 것을 위주로 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 자극기(S)는 예컨대 사용자의 머리에 착용되어, '뇌'에 전기 자극을 줄 수 있다.
본 명세서에서, '사용자 단말(UT, user terminal)'은 사용자가 사용하는 외부와 통신할 수 있는 기기로 예컨대 예컨대 모바일 폰(mobile phone)일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서, '병원 단말(HT, hospital terminal)'은 병원의 의료진이 사용하는 외부와 통신할 수 있는 기기로, 예컨대 모바일 폰(mobile phone), 모바일 태블릿(mobile tablet), 컴퓨터(computer), 병원의 의료 기록 저장 서버 등일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서, '타겟(target) 영역'은 영상 데이터에서 사용자의 환부 또는 환부로 추정되는 영역으로, 자극기(S)를 이용한 치료 또는 증상 완화의 목적이 되는 신체 영역을 의미할 수 있다. 예컨대 타겟 영역은 혈관의 협착, 폐쇄, 동맥류 출혈 등이 발생한 영역, 병변(lesion) 영역 또는 스트로크(stroke)가 발생한 허혈성(penumbra)　영역을 의미할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법의 데이터 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법은, 자극 유닛 좌표 데이터를 수신하는 단계(S100), 1차 영상 데이터를 획득하는 단계(S200), 정합 데이터를 생성하는 단계(S300), 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계(S400) 및 자극 세기 제어 데이터를 사용자 단말(UT)에 송신하는 단계(S500)를 포함한다. 상기 각 단계는 제어 장치(1000)에 의해 수행될 수 있는데 제어 장치(1000)에 관하여는 도 10과 관련하여 후술하기로 한다.
도 1을 참조하면, 우선 사용자 단말(UT) 또는 자극기(S)로부터 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 수신하는 단계(S100)가 수행된다.
본 발명에서는 자극기(S)가 사용자의 여러 신체 부위에 자극을 가할 수 있는 기기임을 전제한다. 예컨대 자극기(S)는 복수 개의 전극 또는 패치(patch)를 포함할 수 있다. 복수 개의 전극 또는 패치(patch)는 사용자의 신체, 예컨대 머리 위에 부착되어 사용자에게 자극을 가할 수 있다. 복수 개의 전극의 온/오프, 세기는 각각 다르게 제어될 수 있다.
자극 유닛 좌표 데이터는, 자극기(S)에 포함되는 자극 유닛(unit)의 좌표 세트(set)를 의미할 수 있다. 예컨대 자극 유닛(unit)은 각각이 전류, 전기장, 자기장, 빛, 초음파, 진동 등의 방식으로 사용자에게 자극을 가하는 기기일 수 있다. 자극 유닛(unit)은 예컨대 전극(electrode)일 수 있다. 이때 자극 유닛의 좌표는 각 전극의 '위치'를 의미하는 것일 수 있다. 각각의 자극 유닛의 '좌표'는 자극 유닛의 무게 중심 등으로 적절하게 정의될 수 있다. 이에 관하여는 도 2와 관련된 설명에서 후술한다.
자극기(S)는 사용자 단말(UT)과 연결된다. 이때 '연결'된다는 것은 자극기(S)와 사용자 단말(UT)이 유/무선으로 통신할 수 있는 상태를 의미할 수 있다. 예컨대 자극기(S)와 사용자 단말(UT)은 블루투스(Bluetooth) 등으로 연결되고, 사용자는 사용자 단말(UT)을 통해 자극기(S)의 온(on)/오프(off), 자극 시간, 자극 세기 등을 제어할 수 있다.
자극기(S)는 자극 유닛 좌표 데이터에 관한 정보를 저장할 수 있다. 이후 자극기(S)와 사용자 단말(UT)이 연결되는 경우, 자극기(S)는 사용자 단말(UT)에 자극 유닛 좌표 데이터를 전송할 수 있다. 제어 장치(1000)는, 자극 유닛 데이터를 사용자 단말(UT)로부터 간접적으로 수신할 수 있다.
한편, 병원 단말(HT)로부터 타겟(target) 영역의 좌표 데이터 및 증상 정도 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터를 획득하는 단계(S200)가 수행된다. 도 1에서는 상기 단계(S200)가 자극 유닛 좌표 데이터 수신 단계(S100) 이후 수행되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제어 장치(1000)는, 병원 단말(HT)로부터 예컨대 MRI 데이터 원본(raw data)을 받아 영상 처리하여 타겟 영역의 좌표 및 증상 정도 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터를 산출할 수 있다. 또는, 제어 장치(1000)는 병원 단말(HT)에서 이미 영상 처리하여 얻은 1차 영상 데이터를 수신할 수 있다.
타겟 영역 좌표 데이터는, 영상(image)에서의 타겟 영역(또는 환부)의 좌표값을 의미할 수 있다. 증상 정도 데이터는, 영상에서의 타겟 영역의 신호 세기 또는 타겟 영역의 크기(volume)를 의미할 수 있다. 이에 관하여는 도 3과 관련된 설명에서 후술한다.
이후, 사용자 단말(UT)에서 수신한 자극 유닛 좌표 데이터와 병원 단말(HT)에서 획득한 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터를 생성하는 단계(S300)가 수행된다. 제어 장치(1000)는 사용자 단말(UT), 병원 단말(HT)에서 각각 데이터를 통합하여 정합 데이터를 생성한다. 이에 관하여는 도 4와 관련된 설명에서 후술한다.
이후, 정합 데이터를 이용하여 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계(S400)가 수행된다. 자극 세기 제어 데이터는 자극기(S)의 각 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 신호를 포함할 수 있다. 또한, 자극 세기 제어 데이터는 자극기(S)의 자극 시간을 제어할 수 있는 자극 시간 제어 신호를 더 포함할 수 있다. 즉 자극 세기 제어 데이터는 자극기(S)에 포함된 복수 개의 자극 유닛을 어떻게 각각 다르게 제어할 것인지에 관한 데이터를 포함할 수 있다.
이후, 제어 장치(1000)가 자극 세기 제어 데이터를 사용자 단말(UT)에 송신하는 단계(S500)가 수행된다. 사용자 단말(UT)에서는 자극 세기 제어 데이터를 수신받은 후, 이를 토대로 자극기(S)를 제어하는 제어 신호를 자극기(S)에 송신할 수 있다. 자극기(S)는, 제어 장치(1000)가 생성한 자극 세기 제어 데이터에 기반한 제어 신호에 따라 작동한다. 즉 자극기(S) 자체의 기정(predetermined) 알고리즘에 따라 사용자에 자극이 가해지는 것이 아니라, 사용자의 '영상 데이터'를 분석한 데이터를 기반으로 사용자 맞춤형 자극이 가해진다.
도 2는 자극기(S)의 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 개념적으로 나타낸 그림이다. 도 2에서는 편의를 위해 4개의 자극 유닛(U1, U2, U3, U4)을 가지는 자극기(S)를 개념적으로 도시하였으나 본 발명이 이에 제한되는 것이 아님은 물론이다. 한편, 설명의 편의상 도 2는 2D로 도시되었다.
자극기(S)는, 표준 사용자(U_R)의 머리 모양/크기에 맞추어 자극 유닛의 좌표 데이터(P1, P2, P3, P4)를 가지고 있을 수 있다. 이때 자극 유닛의 좌표 데이터(P1, P2, P3, P4)는 자극기(S)의 특정 지점을 기준점으로 하여 고정된 값을 가질 수 있다. 이때 자극 유닛의 좌표 데이터(P1, P2, P3, P4)는 자극기 좌표계(x, y)에서 정의될 수 있다.
한편, 자극기(S)가 사용자의 머리 모양/크기에 따라 형태가 변할 수 있도록 유연성(flexibility)을 가지는 경우, 사용자가 자극기(S)를 착용하였을 때 '실제' 자극 유닛(U1, U2, U3, U4)의 위치는 좌표 데이터(P1, P2, P3, P4)와 차이가 있을 수 있다.
도 3은 1차 영상 데이터(ID_1)를 개념적으로 나타낸 그림이다. 도 3에서는 사용자의 '머리'를 촬영한 영상 데이터(ID_1)에서 뇌(B) 및 두개골(SK)이 나타난 것을 예시하였다.
일 실시예에 따른 제어 장치(1000)는, 예컨대 MRI 데이터를 영상 처리하여, 신호 세기가 특정 값 이상 또는 이하인 영역을 타겟 영역(T)으로 설정할 수 있다. 이때 제어 장치(1000)는 특정 거리 범위 내에 몰려 있는 타겟 영역(T)의 복셀(voxel)의 집합을 '하나'의 영역으로 판단할 수 있으며, '하나'의 영역에 포함된 복셀의 좌표를 평균하여 타겟 영역(T)의 '좌표 데이터'를 획득할 수 있다. 또한, 신호 세기의 평균 및/또는 복셀의 개수를 기반으로 증상 정도 데이터를 획득할 수 있다. 한편, 타겟 영역 좌표 데이터는 영상 좌표계(X, Y)에서 정의된다.
도 4는 자극 유닛 좌표 데이터와 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터(C)를 생성하는 단계를 개념적으로 나타낸 그림이다.
일 실시예에 따르면, 정합 데이터를 생성하는 단계(S100)는, 복수 개의 자극 유닛 좌표 데이터가 이루는 곡면(ES)이 1차 영상 데이터에 나타난 사용자의 신체 표면에 접하도록 자극 유닛 좌표 데이터를 1차 영상 데이터에 정합하는 단계일 수 있다.
제어 장치(1000)는, 사용자 단말(UT) 또는 자극기(S)에서 수신한 자극 유닛 좌표 데이터(P1, P2, P3, P4)와, 병원 단말(HT)에서 수신한 1차 영상 데이터(ID_1)를 정합한다. 더 구체적으로, 제어 장치(1000)는 자극 유닛 좌표(P1, P2, P3, P4)가 1차 영상 데이터(ID_1)에 나타난 사용자의 신체 표면에 접하도록 자극 유닛 좌표 데이터가 이루는 곡면(ES)을 변환할 수 있다.
예컨대 도 4의 왼쪽 그림을 참조하면, 자극 유닛 좌표 데이터(P1, P2, P3, P4)가 이루는 곡면(ES)은 표준 사용자(U_R)의 신체(예컨대 머리)를 기준으로 산출된 것이므로, 실제 사용자의 신체 바깥 표면(예컨대 두개골 바깥 표면)과 일치하지 않을 수 있다. 이에, 제어 장치(1000)는 자극기(S)에서 수신한 자극 유닛 좌표 데이터(P1, P2, P3, P4)가 이루는 곡면(ES)이 1차 영상 데이터(ID_1)에 나타난 사용자의 두개골(SK) 바깥 표면에 접하도록 자극 유닛 좌표 데이터 곡면을 두개골 바깥 표면에 맞게 정합할 수 있다.
도 4의 오른쪽 그림을 참조하면, 정합 데이터(C)에서는 자극 유닛 좌표 데이터(P1', P2', P3', P4')가 이루는 곡면(ES')이 두개골 바깥 표면과 일치한다. 즉, 제어 장치(1000)는 사용자 단말(UT)과 병원 단말(HT)에서 서로 다르게 수신받은 데이터를 정합하여, 사용자가 자극기(S)를 착용한 상태를 모델링할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 여러 방법을 나타낸 그림이다.
일 실시예에 따르면, 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계(S400)는, 복수 개의 자극 유닛 중 타겟 영역으로부터 특정 거리 이내의 자극 유닛의 자극 세기를, 타겟 영역으로부터 특정 거리 밖의 자극 유닛의 자극 세기와 다르게 설정하는 단계일 수 있다.
일 실시예에서, 제어 장치(1000)는 타겟 영역으로부터 특정 거리 이내의 자극 유닛의 자극 세기를, 타겟 영역으로부터 특정 거리 밖의 자극 유닛의 자극 세기보다 크게 설정할 수 있다. 예컨대 도 5를 참조하면, 제어 장치(1000)는 타겟 영역(T)에서 특정 거리(r) 이내에 있는 자극 유닛(U1, U2)만을 온(on)시키고 나머지 전극(U3, U4)을 오프(off)시키는 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 자극 유닛(U1, U2)에서의 자극 세기는 타겟 영역(T)과의 거리에 반비례하도록 각각 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 장치(1000)는 타겟 영역과 복수 개의 자극 유닛(또는 전극)과의 거리를 산출하여, 타겟 영역으로부터 가장 가까운 자극 유닛의 자극 세기를 다른 자극 유닛의 자극 세기보다 크도록 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대 도 6을 참조하면, 제어 장치(1000)는 타겟 영역(T)에 가장 가까운 제1 자극 유닛(U1)만을 온(on)시키고 나머지 자극 유닛(U2, U3, U4)을 오프(off)시키라는 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다. 또는, 제어 장치(1000)는 타겟 영역(T)으로부터 거리가 가까운 순서대로 특정 개수의 자극 유닛을 온(on)시키라는 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수도 있다.
한편, 타겟 영역이 복수 개 있는 경우, 제어 장치(1000)는 각 타겟 영역마다 가장 가까운 자극 유닛이 온(on)되도록 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대 도 7과 같이 타겟 영역이 3개(T1, T2, T3) 있는 경우, 제어 장치(1000)는 각각의 타겟 영역(T1, T2, T3)에 가장 가까운 자극 유닛(U1, U3, U4)을 온(on)시키는 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다.
한편, 자극 세기는 타겟 영역의 크기(volume)의 함수일 수 있다. 예컨대 타겟 영역의 크기가 커지면, 자극 세기 역시 커질 수 있다. 또한, 자극 세기는 타겟 영역의 증상 정도의 함수일 수 있다. 예컨대 타겟 영역의 신호 세기가 커지면, 자극 세기 역시 커질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계(S400)는, 타겟 영역을 1차 영상 데이터에 나타난 상기 사용자의 신체 표면에 사영(projection)시키고, 사영된 타겟 영역으로부터 가장 가까운 자극 유닛이 온(on)되도록 설정하는 단계일 수 있다. 예컨대 도 8을 참조하면, 제어 장치(1000)는 두 개의 타겟 영역(T1, T2)을 사용자의 두개골 표면에 y축 방향으로 사영시키고, 사영된 영역(P_T1, P_T2)과 각각 가장 가까운 자극 유닛(U2, U3)이 온(on) 되도록 자극 세기 제어 데이터를 생성할 수 있다.
제어 장치(1000)는, 상술한 실시예에 의해 생성된 자극 세기 제어 데이터를 상기 사용자 단말(UT)에 송신한다. 사용자 단말(UT)은 자극 세기 제어 데이터를 수신한 후, 사용자의 입력 등에 따라 자극 시간, 세기 등을 설정하는 제어 신호를 생성하여 유/무선으로 자극기(S)를 작동시킬 수 있다. 결과적으로, 자극기(S)를 제어하는 신호는 제어 장치(1000)에 의해 영상 데이터와 연동되어 생성된다.
자극 세기 제어 데이터는 자극기(S)의 자극 영역 및 세기를 제어할 수 있는 자극 영역 제어 신호 및 자극 세기 제어 신호를 포함한다. 또한, 자극 세기 제어 데이터는 자극기(S)의 자극 시간을 제어할 수 있는 자극 시간 제어 신호를 더 포함할 수 있다. 제어 장치(1000)는, 정합 데이터로부터 타겟 영역의 좌표를 파악한 후, 사용자 맞춤형 자극 세기 제어 데이터를 생성한다. 즉 자극 세기 제어 데이터는 자극기(S)에 포함된 복수 개의 전극의 상대적 세기에 관한 제어 데이터를 포함한다.
이후, 제어 장치(1000)는 자극 세기 제어 데이터를 사용자 단말(UT)에 송신한다. 사용자 단말(UT)에서는 이를 수신받은 후, 자극기(S)를 제어하는 제어 신호를 자극기(S)에 송신할 수 있다. 이때 사용자는 자극기(S)의 전체 작동 시간 및 전체적인 세기를 조절할 수 있다. 자극기(S)는, 제어 장치(1000)가 생성한 자극 세기 제어 데이터에 기반한 제어 신호에 따라 작동한다. 즉 자극기(S) 자체의 기정(predetermined) 알고리즘에 따라 사용자에 자극이 가해지는 것이 아니라, 사용자의 MRI 데이터와 같은 '영상 데이터'를 분석한 데이터를 기반으로 자극이 가해진다.
일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법은, 송신 단계(S500) 후, 병원 단말(HT)로부터 2차 영상 데이터를 수신하는 단계(S600) 및 1차 영상 데이터와 2차 영상 데이터를 비교하여, 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 재생성하는 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 송신 단계(S500) 후, 2차 영상 데이터를 수신하는 단계(S600)가 수행된다.
송신 단계(S500) 후 수일 또는 수개월이 지난 뒤, 사용자는 병원에 다시 방문하여 MRI 등과 같은 영상 이미지를 다시 촬영할 수 있다. 본 명세서에서는 이처럼 1차 영상 데이터 획득 이후, 같은 포맷(format)으로 촬영하여 획득한 영상 데이터를 '2차 영상 데이터'로 칭하기로 한다. 제어 장치(1000)는, 병원 단말(HT)로부터 예컨대 MRI 데이터 원본(raw data)을 받아 영상 처리하여 타겟 영역의 좌표 및 증상 정도 데이터를 포함하는 2차 영상 데이터를 산출할 수 있다. 또는, 제어 장치(1000)는 병원 단말(HT)에서 이미 영상 처리하여 얻은 2차 영상 데이터를 수신할 수 있다.
이후, 1차 영상 데이터와 2차 영상 데이터를 비교 또는 정합한 후, 정합 데이터를 이용하여 자극 세기 제어 데이터를 재생성하는 단계(S700)가 수행된다.
도 9는 1차 영상 데이터와 2차 영상 데이터의 일 예를 개념적으로 나타낸 그림이다.
1차 영상 데이터(ID_1)와 2차 영상 데이터(ID_2)는, 같은 사용자에 대해 수일 또는 수개월 간의 간격을 두고 촬영한 영상 데이터일 수 있다. 제어 장치(1000)는 1차 영상 데이터(ID_1)와 2차 영상 데이터(ID_2)를 정합하여, 두 영상 데이터의 차이를 비교할 수 있다.
도 9의 왼쪽에는 두 개의 타겟 영역(T1, T2)이 나타난 1차 영상 데이터(ID_1)가 예시되어 있다. 이때 제1 타겟 영역(T1)의 크기는 제2 타겟 영역(T2)의 크기보다 크다. 이 경우, 제어 장치(1000)는 자극 세기 제어 데이터 생성 단계(S400)에서 제1 타겟 영역(T1)과 가장 가까운 제1 자극 유닛(U1)의 자극 세기를 제2 타겟 영역(T2)과 가장 가까운 제4 자극 유닛(U4)의 자극 세기보다 크도록 자극 세기 제어 데이터를 생성해 사용자 단말(UT)에 전송(S500)할 수 있다. 사용자 단말(UT)은 상기 자극 세기 제어 데이터를 토대로 자극기(S)를 작동시킨다. 이때 사용자는 제1 자극 유닛(U1)의 자극 세기가 제4 자극 유닛(U4)의 자극 세기보다 큰 상태로 자극을 받게 된다.
이후 시간이 지나 사용자가 병원을 다시 방문해 MRI 영상 등을 다시 촬영하면, 병원 단말(HT)은 제어 장치(1000)에 2차 영상 데이터(ID_2)를 송신할 수 있다. 제어 장치(1000)는 1차 영상 데이터(ID_1)와 비교할 때, 2차 영상 데이터(ID_2)에서의 제1 타겟 영역(T1)의 크기는 그대로이며 제2 타겟 영역(T2)의 크기는 커졌음을 판단할 수 있다. 이때 비록 제2 타겟 영역(T2)의 크기는 제1 타겟 영역(T1)의 크기보다 작지만, 크기가 '커지고' 있다는 측면에서 제2 타겟 영역(T2)은 제1 타겟 영역(T1)보다 더 위험할 수 있다. 이 경우 제어 장치(1000)는, 제2 타겟 영역(T2)을 '중점적으로' 치료하기 위하여 제2 타겟 영역(T2)과 가까운 자극 유닛(U4)의 자극 세기를 더 키우도록 자극 세기 제어 데이터를 재생성할 수 있다. 즉 자극 세기는 타겟 영역의 크기뿐만 아니라 크기 변화량의 함수일 수 있다.
즉 재생성 단계(S700)에서, 제어 장치(1000)는 1차 영상 데이터(ID_1)와 2차 영상 데이터(ID_2)를 정합한 후, 영상 신호의 차를 통해 크기가 커지고 있는 타겟 영역을 선별한 뒤, 이에 가까운 자극 유닛에 더 큰 자극을 가하라는 자극 세기 제어 데이터를 재생성하여 사용자 단말(UT)에 송신할 수 있다. 이후 사용자 단말(UT)은 재생성된 자극 세기 제어 데이터에 기초하여 자극기(S)를 작동시킬 수 있다.
즉, 제어 장치(1000)는 사용자가 병원에서 촬영한 영상 데이터 기록을 종합하여, 사용자의 예후에 맞는 자극 세기 제어 데이터를 생성해 사용자 단말(UT)에 송신할 수 있다. 사용자 단말(UT)은 사용자의 예후 특성에 맞는 자극 세기 제어 데이터를 토대로 제어 신호를 자극기(S)에 송신할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나 제어 신호가 자극기(S)에 전달되어 자극기(S)가 작동한 후, 제어 장치(1000)는 사용자의 피드백 데이터를 사용자 단말(UT)로부터 수신할 수 있다. 예컨대 자극기(S)의 사용이 완료된 후, 사용자는 사용자 단말(UD)에 자극기(S)에 의한 통증 완화 정도에 관한 만족도 정보 등을 입력할 수 있다. 또한, 제어 장치(1000)는 자극기(S)가 언제/얼마나 작동하였는지에 관한 자극기의 작동 기록 데이터를 사용자 단말(UT)로부터 수신할 수 있다. 제어 장치(1000)는 이렇게 수신한 사용자의 피드백 데이터 및/또는 자극기의 작동 기록 데이터를 병원 단말(HT)에 송신할 수 있다. 병원 단말(HT)을 사용하는 의료진은 이를 모니터링하여, 상황에 따라 알맞은 메시지를 제어 장치(1000)를 거쳐 사용자 단말(UT)에 송신할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 10에 도시된 제어 장치(1000)는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예와 관련된 구성요소들만을 도시한 것이다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
본 실시예에 따른 제어 장치(1000)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어 장치(1000)는 마이크로프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 생성, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 본 발명의 구성요소들이 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제어 장치(1000)는 수신부(1100), 영상 데이터 획득부(1200), 정합 데이터 생성부(1300), 자극 세기 제어 데이터 생성부(1400) 및 송신부(1500)를 포함한다.
수신부(1100)는, 사용자 단말(UT) 또는 사용자 단말(UT)과 연결된 자극기(S)로부터, 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 수신한다. 수신부(1100)는 사용자 단말(UT) 및 병원 단말(UT)에서 의료 정보/예후 정보/증상 정보와 관련된 메시지를 수신할 수도 있다.
영상 데이터 획득부(1200)는, 병원 단말(HT)로부터 타겟(target) 영역의 좌표 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터를 획득한다. 영상 데이터 획득부(1200)는 1차 영상 데이터 외에도 2차 영상 데이터, 3차 영상 데이터, ? , n차 영상 데이터를 획득할 수 있다.
정합 데이터 생성부(1300)는, 자극 유닛 좌표 데이터와 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터를 생성한다.
자극 세기 제어 데이터 생성부(1400)는, 정합 데이터를 이용하여 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 생성한다.
일 실시예에 따르면, 정합 데이터 생성부(1300)는, 복수 개의 자극 유닛이 상기 1차 영상 데이터에 나타난 사용자의 신체 표면에 접하도록 자극 유닛 좌표 데이터를 1차 영상 데이터에 정합할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자극 세기 제어 데이터 생성부(1400)는, 복수 개의 자극 유닛 중 타겟 영역으로부터 특정 거리 이내의 자극 유닛의 자극 세기를, 타겟 영역으로부터 특정 거리 밖의 자극 유닛의 자극 세기와 다르게 설정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 영상 데이터 획득부(1200)는, 병원 단말로부터 2차 영상 데이터를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 자극 세기 제어 데이터 생성부(1400)는, 1차 영상 데이터와 2차 영상 데이터를 비교하여, 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 재생성할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 10에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성할 수 있고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1000: 제어 장치
1100: 수신부
1200: 영상 데이터 획득부
1300: 정합 데이터 생성부
1400: 자극 세기 제어 데이터 생성부
1500: 송신부

Claims (9)

  1. 수신부, 영상 데이터 획득부, 정합 데이터 생성부, 자극 세기 제어 데이터 생성부 및 송신부를 구비하는 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 장치를 이용한 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법에 있어서,
    상기 수신부에 의해, 사용자 단말 또는 상기 사용자 단말과 연결된 자극기로부터, 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 수신하는 단계;
    상기 영상 데이터 획득부에 의해, 병원 단말로부터, 사용자의 환부로 추정되는 타겟(target) 영역의 좌표 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터를 획득하는 단계;
    상기 정합 데이터 생성부에 의해, 상기 자극 유닛 좌표 데이터와 상기 1차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터를 생성하는 단계;
    상기 자극 세기 제어 데이터 생성부에 의해, 상기 정합 데이터를 이용하여 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 송신부에 의해, 상기 자극 세기 제어 데이터를 상기 사용자 단말에 송신하는 단계;를 포함하고,
    상기 정합 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 복수 개의 자극 유닛 좌표 데이터가 이루는 곡면이 상기 1차 영상 데이터에 나타난 상기 사용자의 신체 표면에 접하도록 상기 자극 유닛 좌표 데이터를 상기 1차 영상 데이터에 정합하는 단계이며,
    상기 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 타겟영역을 사용자의 두개골 표면에 제1축 방향으로 사영시키고, 사영된 영역과 각각 가장 가까운 상기 자극 유닛이 온(on)되도록 상기 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계이며,
    상기 송신 단계 후,
    상기 병원 단말로부터 동일 사용자로부터 상기 1차 영상 데이터와 시간 간격을 갖는 2차 영상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 1차 영상 데이터와 상기 2차 영상 데이터를 이용하여 상기 자극 유닛 좌표 데이터를 상기 1차 영상 데이터와 상기 2차 영상 데이터에 정합하는 단계; 및
    상기 1차 영상 데이터와 상기 2차 영상 데이터를 비교하고 상기 타겟 영역의 크기 변화량을 고려하여, 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 재생성하는 단계;를 더 포함하는 , 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법.


  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 복수 개의 자극 유닛 중 상기 타겟 영역으로부터 특정 거리 이내의 자극 유닛의 자극 세기를, 상기 타겟 영역으로부터 상기 특정 거리 밖의 자극 유닛의 자극 세기와 다르게 설정하는 단계인, 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 방법.


  4. 삭제
  5. 사용자 단말 또는 상기 사용자 단말과 연결된 자극기로부터, 복수 개의 자극 유닛의 좌표 데이터를 수신하는 수신부;
    병원 단말로부터, 타겟(target) 영역의 좌표 데이터를 포함하는 1차 영상 데이터 및 상기 1차 영상 데이터와 시간 간격을 갖는 2차 영상 데이터를 획득하는 영상 데이터 획득부;
    상기 자극 유닛 좌표 데이터와 상기 1차 영상 데이터 및 상기 2차 영상 데이터를 정합하여 정합 데이터를 생성하는 정합 데이터 생성부;
    상기 정합 데이터를 이용하여 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 자극 세기 제어 데이터를 생성하는 자극 세기 제어 데이터 생성부; 및
    상기 자극 세기 제어 데이터를 상기 사용자 단말에 송신하는 송신부;를 포함하고,
    상기 정합 데이터 생성부는,
    상기 복수 개의 자극 유닛이 상기 1차 영상 데이터 및 상기 2차 영상 데이터에 나타난 상기 사용자의 신체 표면에 접하도록 상기 자극 유닛 좌표 데이터를 상기 1차 영상 데이터 및 상기 2차 영상 데이터에 정합하고,
    상기 자극 세기 제어 데이터 생성부는,
    상기 타겟영역을 사용자의 두개골 표면에 제1축 방향으로 사영시키고, 사영된 영역과 각각 가장 가까운 상기 자극 유닛이 온(on)되도록 상기 자극 세기 제어 데이터를 생성하고, 상기 1차 영상 데이터와 상기 2차 영상 데이터를 비교하고 상기 타겟 영역의 크기 변화량을 고려하여 상기 복수 개의 자극 유닛의 자극 세기를 제어할 수 있는 상기 자극 세기 제어 데이터를 재생성하는, 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 자극 세기 제어 데이터 생성부는,
    상기 복수 개의 자극 유닛 중 상기 타겟 영역으로부터 특정 거리 이내의 자극 유닛의 자극 세기를, 상기 타겟 영역으로부터 상기 특정 거리 밖의 자극 유닛의 자극 세기와 다르게 설정하는, 영상 데이터와 연동한 자극기 제어 장치.


  8. 삭제
  9. 컴퓨터를 이용하여 제1항 및 제3항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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