KR102109343B1 - Palatal motion sensing module and monitoring system for pronunciation correction and speech therapy - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 발음교정 모니터링 시스템은 구강 내의 입 천장에 배치되는 센싱 모듈(100); 상기 센싱 모듈(100)을 통해 측정된 신호들을 변환하고 연산하는 신호처리부(200); 및 상기 센싱 모듈(100)과 신호처리부(200)를 통한 센싱 정보를 통해 혀의 위치를 표현해 주는 모니터링부(300);를 포함하고, 상기 센싱 모듈(100)은, 구강 내부의 천장을 따라 배열되는 복수의 감지 센서(110), 상기 복수의 감지 센서(110)가 배치되는 연성 기판(120), 상기 연성 기판(120)을 둘러싸도록 형성되는 생체 적합성 코팅층(130) 및 상기 연성 기판(120)의 양측에 연결된 상태에서 구강 내의 치아 상에 분리 가능하게 결합되는 고정 걸이(140)를 포함하고, 상기 복수의 감지 센서(110)는 구강 내의 혀 위치에 따라 압력 내지 거리를 측정함으로써 혀 위치를 검출하여 상기 모니터링부(300)에 전달한다.The pronunciation correction monitoring system according to the present invention includes a sensing module 100 disposed on the ceiling of the mouth in the oral cavity; A signal processor 200 for converting and calculating signals measured through the sensing module 100; And a monitoring unit 300 that expresses the position of the tongue through sensing information through the sensing module 100 and the signal processing unit 200, and the sensing module 100 is arranged along the ceiling inside the oral cavity. A plurality of sensing sensors 110, a flexible substrate 120 on which the plurality of sensing sensors 110 are disposed, a biocompatible coating layer 130 formed to surround the flexible substrate 120, and the flexible substrate 120 It includes a fixed hook 140 that is detachably coupled to the teeth in the oral cavity while connected to both sides of the, and the plurality of detection sensors 110 detects the tongue position by measuring the pressure or distance according to the tongue position in the oral cavity To the monitoring unit 300.

Description

발음 교정 및 언어 치료를 위한 구개운동 센싱모듈 및 모니터링 시스템{Palatal motion sensing module and monitoring system for pronunciation correction and speech therapy}{Palatal motion sensing module and monitoring system for pronunciation correction and speech therapy}

본 발명은 조음 장애 환자 또는 일반인을 대상으로 하는 발음교정 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구강 내 입천장에 배치되는 센싱 모듈을 삽입하고 환자의 발음에 따라 상기 센싱 모듈에 접촉하는 혀의 상태를 모니터링하여 올바른 발음 교정을 유도하는 방안에 관한 것이다.The present invention relates to a pronunciation correction monitoring system for articulation disorder patients or the general public, and more specifically, inserting a sensing module disposed in the palate in the oral cavity and checking the state of the tongue contacting the sensing module according to the patient's pronunciation. It is about how to induce correct pronunciation correction by monitoring.

일반적으로 말소리 장애를 가지고 있는 아동 또는 성인의 경우에, 일련의 과정을 거쳐 조음 치료를 받게 된다. In general, children or adults with speech disorders undergo articulation through a series of processes.

조음 치료를 실시하기 위해서는 반드시 각 음소에 해당하는 정확한 조음점에 조음자, 구체적으로는 혀의 설단, 전설, 후설 등이 바르게 위치하는지 확인함으로써 환자 또는 대상자의 조음 능력을 살펴야 한다. In order to perform articulation treatment, it is necessary to check the articulation ability of a patient or a subject by confirming that the articulator, specifically the tongue tongue, legend, and tongue of the tongue are correctly positioned at the correct articulation point corresponding to each phoneme.

따라서, 조음 치료에 있어서 환자의 구강 내부에서의 혀의 위치는 매우 중요한 요소이며, 말소리 장애 환자의 경우에 자신의 잘못된 조음 위치 정보를 시각적으로 확인하여 그 상태를 임의적으로 바꿀 수 있는지의 여부는 치료의 경과에 확연한 차이를 가져온다.Therefore, in the articulation treatment, the position of the tongue inside the patient's mouth is a very important factor, and in the case of a speech-impaired patient, whether or not the condition can be arbitrarily changed by visually confirming his / her articulation position information is treated It makes a clear difference in the course of the process.

한편, 기존의 조음 치료과정에 있어 환자의 혀 위치를 확인할 수 있는 구체적인 장치 또는 기구 등은 미비한 실정이며, 치료사의 주관적인 평가 또는 시청각적 판단을 통해 간접적으로 유추해내는 수준에 있다. On the other hand, in the existing articulation treatment process, specific devices or devices that can confirm the location of the patient's tongue are incomplete, and indirectly inferred through the subjective evaluation or audiovisual judgment of the therapist.

특히, 아래윗입술의 접촉으로 생성되는 양순음의 경우 비교적 정확한 치료사의 시청각적 평가가 가능하지만, 설단이 치경에 접촉하는 치경음(alveolars), 설단이 구개치경에 접촉하는 구개치경음(palate-alveolars), 후설이 연구개 쪽으로 이동하는 연구개음(velars)의 경우에는, 조음 위치가 구강 내에 존재하기 때문에 청각적인 판단에만 의존한 평가가 이루어진다.Particularly, in the case of Yangsoonum produced by contact of the upper and lower lip, a relatively accurate therapist's audiovisual evaluation is possible, but alveolars where the lingual horn contacts the alveolar, palate-alveolars where the lingual horn contacts the alveolar pedicle. In the case of velars where the lingual sulcus moves toward the palate, an evaluation relying only on auditory judgment is made because the articulation position exists in the oral cavity.

이같은 실정으로 동일 환자의 조음 능력에 대해 치료사 간에 각기 다른 평가가 이루어지며, 이는 환자에 대한 최적의 서비스를 제공하지 못하는 결과로 이어진다.With this situation, different evaluations are made between therapists about the articulation ability of the same patient, which leads to the inability to provide optimal service to the patient.

최근 들어, 몇 가지 간단한 기구를 이용하여 환자의 혀 위치를 고정시키거나 일정 영역 내에 혀 활동이 가능하게 하는 기구 등에 대한 기술이 소개된 바 있으나, 이러한 방법은 구강 내에서 혀의 정확한 위치를 파악하여 환자 및 대상자에게 피드백을 제공하는 것에 한계를 가지고 있다.Recently, a technique has been introduced to fix a patient's tongue position using a few simple instruments, or to enable a tongue activity within a certain area, but this method can determine the exact location of the tongue in the oral cavity. There is a limit to providing feedback to patients and subjects.

한편, 압전소자를 이용하여 구강 내부의 센싱을 실시하는 기술과 관련해서는 등록특허 제10-1822329호를 참조할 수 있는데, 상기 문헌 상에서는 치아 부착부의 일면인 교합면에 결합되어 치아와 치아 부착부의 맞물리는 힘을 감지하는 센서를 통해 환자의 턱관절 장애를 판단하는 것을 내용으로 하는 것으로서, 교정 치료 또는 마우스피스 형태의 구강 내 장치를 착용하여 해결하는 방안을 제공하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, regarding the technology of sensing the interior of the oral cavity using a piezoelectric element, reference may be made to Patent No. 10-1822329, wherein in the above document, it is coupled to the occlusal surface, which is one surface of the tooth attachment part, so that the tooth fits the tooth attachment part. It is to determine the patient's jaw joint disorder through a sensor that senses a physical force, and it can be seen that it provides a method of solving the problem by wearing orthodontic treatment or wearing an intraoral device in the form of a mouthpiece.

상기한 바와 같이 종래의 기술들은 구강의 치아 상에 배치된 압전 소자를 이용하여 치아 상에 발생하는 압력을 측정하고 상기 측정된 결과를 토대로 하여 도출된 생체 정보를 이용하여 다양한 검사를 가능하게 한다는 점은 알 수 있지만, 구강 내의 혀의 위치에 따라 생성되는 발음을 교정하기 위한 구체적인 방안에 대해서는 기재하는 바가 없는바,As described above, the conventional technologies measure pressure generated on the teeth using a piezoelectric element disposed on the teeth of the oral cavity and enable various tests using bio information derived based on the measured results. Although it is known, there is no description of a specific method for correcting the pronunciation generated according to the position of the tongue in the oral cavity.

본 발명은 언어 치료 또는 발음 교정이 요구되는 환자의 구강 내에 삽입된 센싱 모듈을 통해 언어 치료 과정에 있어 혀의 위치를 실시간 모니터링하고 치료사가 환자에게 피드백함으로써 치료의 경과를 높일 수 있는 방법을 제공하는 것이 목적이다.The present invention provides a method for improving the progress of treatment by real-time monitoring of the position of the tongue in a speech therapy process and feedback to the patient through a sensing module inserted into the oral cavity of a patient in need of speech therapy or pronunciation correction That is the purpose.

특히, 본 발명은 압전 센서 내지 광센서 기반의 센싱부와 진단 모니터링 유닛을 구성함으로써 환자의 혀 위치를 정확하게 모니터링할 수 있도록 구현하는 방안을 제공한다.In particular, the present invention provides a method of implementing a piezoelectric sensor or a light sensor-based sensing unit and a diagnostic monitoring unit to accurately monitor a patient's tongue position.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발음교정 모니터링 시스템은 구강 내의 입 천장에 배치되는 센싱 모듈(100); 상기 센싱 모듈(100)을 통해 측정된 신호들을 변환하고 연산하는 신호처리부(200); 및 상기 센싱 모듈(100)과 신호처리부(200)를 통한 센싱 정보를 통해 혀의 위치를 표현해 주는 모니터링부(300);를 포함하고, 상기 센싱 모듈(100)은, 구강 내부의 천장을 따라 배열되는 복수의 감지 센서(110), 상기 복수의 감지 센서(110)가 배치되는 연성 기판(120), 상기 연성 기판(120)을 둘러싸도록 형성되는 생체 적합성 코팅층(130) 및 상기 연성 기판(120)의 양측에 연결된 상태에서 구강 내의 치아 상에 분리 가능하게 결합되는 고정 걸이(140)를 포함하고, 상기 복수의 감지 센서(110)는 구강 내의 혀 위치에 따라 압력 내지 거리를 측정함으로써 혀 위치를 검출하여 상기 모니터링부(300)에 전달한다.The pronunciation correction monitoring system according to the present invention for achieving the above object is a sensing module 100 disposed on the ceiling of the mouth in the oral cavity; A signal processor 200 for converting and calculating signals measured through the sensing module 100; And a monitoring unit 300 that expresses the position of the tongue through sensing information through the sensing module 100 and the signal processing unit 200, and the sensing module 100 is arranged along the ceiling inside the oral cavity. A plurality of sensing sensors 110, a flexible substrate 120 on which the plurality of sensing sensors 110 are disposed, a biocompatible coating layer 130 formed to surround the flexible substrate 120, and the flexible substrate 120 It includes a fixed hook 140 that is detachably coupled to the teeth in the oral cavity while connected to both sides of the, and the plurality of detection sensors 110 detects the tongue position by measuring the pressure or distance according to the tongue position in the oral cavity To the monitoring unit 300.

조음 내지 발음 치료상태에서 환자의 혀가 상기 센싱 모듈(100)에 접촉되며, 상기의 경우에 상기 센싱 모듈(100)을 구성하는 감지 센서(110)는 접촉되는 강도에 따라 레벨화된 특성을 출력하는 압전 센서이다.In the articulation or pronunciation treatment state, the patient's tongue comes into contact with the sensing module 100, and in this case, the sensing sensor 110 constituting the sensing module 100 outputs a leveled characteristic according to the intensity of contact. Is a piezoelectric sensor.

구강 내부의 입천장에 부착되는 센싱 모듈의 경우에, 압전 센서를 기반으로 한 상태에서 조음 또는 발음 치료를 하는 과정에서 환자의 혀가 센싱 모듈을 접촉하며, 이때 센싱 모듈 내부의 센서들은 접촉 강도에 따라 레벨화된 출력 특성을 출력한다.In the case of the sensing module attached to the palate inside the oral cavity, the patient's tongue touches the sensing module in the process of articulation or pronunciation treatment in a state based on the piezoelectric sensor, wherein the sensors inside the sensing module depend on the contact strength. Output the leveled output characteristics.

측정된 신호는 신호처리부를 통해 잡음 제거 및 센서 위치별 포지셔닝 단계 등 일련의 신호처리과정을 거치게 되며, 신호처리된 신호는 모니터링부를 통해 발음에 따른 환자의 혀 위치를 표시해주게 된다.The measured signal undergoes a series of signal processing processes such as noise removal through the signal processing unit and positioning steps for each sensor position, and the signal-processed signal displays the location of the patient's tongue according to pronunciation through the monitoring unit.

구강 내 삽입되는 센싱 모듈은 환자 개개인의 구강 특성에 맞게 규격화되어야 하며, 체내에 한시적으로 삽입되는 장치로써 생체적합한 재질로 구성되어야한다.The sensing module inserted in the oral cavity should be standardized to the characteristics of the individual patient's oral cavity, and should be made of a biocompatible material as a device that is temporarily inserted into the body.

특히, 광센서를 기반으로 하는 센싱 모듈의 경우 레이저 도플러 효과를 적용하는 TOF(time of flight) 연산을 통해 센서 배열에 따라 각각 수집되는 신호의 반사되는 시간을 측정하여 혀의 모양을 산출할 수 있도록 한다. 이는 구강 내 입천장에 대한 혀의 위치 뿐만 아니라 모양 또는 형태도 모니터링부를 통해 육안으로 쉽게 관찰할 수 있게 하기 위한 것이며, 이를 통해 치료사와 환자 간의 피드백에 도움이 될 수 있다.In particular, in the case of a sensing module based on an optical sensor, the time of flight (TOF) applying a laser Doppler effect can be used to calculate the shape of the tongue by measuring the reflected time of each collected signal according to the sensor arrangement. do. This is to make it easy to visually observe the shape or shape of the tongue as well as the position of the tongue with respect to the palate in the oral cavity, which may help feedback between the therapist and the patient.

또한, Flexible PCB(Print circuit board)와 같은 유연한 재질의 인쇄회로기판 상에 센서 코어가 실장됨으로써 구강 내에 센싱 모듈이 삽입되었을 때 환자의 불편함을 최소화하도록 한다. 센싱 모듈과 신호처리부 내지 모니터링부 간의 연결은 유선을 통한 방법 외에도 무선 모듈을 센싱 모듈 종단에 적용함으로써 환자의 자율성을 높일 수 있다.In addition, the sensor core is mounted on a flexible printed circuit board such as a flexible printed circuit board (PCB) to minimize patient discomfort when the sensing module is inserted into the oral cavity. The connection between the sensing module and the signal processing unit to the monitoring unit can increase the autonomy of the patient by applying a wireless module to the end of the sensing module in addition to a wired method.

센싱 모듈이 구강 내의 상부에 완전히 밀착 위치할 수 있도록 일련의 거치 기구가 상기 센싱 모듈의 좌우 측면에 구성될 수 있으며, 센싱 모듈을 치과용 보철 장치와 같은 기구물을 통해 상단 치아에 거치됨으로서 센싱 모듈의 부착을 용이하게 할 수 있다.A series of mounting devices may be configured on the left and right sides of the sensing module so that the sensing module is completely in close contact with the upper part of the oral cavity, and the sensing module is mounted on the upper teeth through a device such as a dental prosthetic device. Attachment can be facilitated.

신호처리부 내에서는 센싱 모듈에 연결되는 데이터 전송선로 또는 센서 코어에서 자체적으로 발생 또는 유입되는 잡음을 제거하기 위해 일련의 신호처리회로 또는 필터가 요구되며, 특정한 배열을 갖는 센서 코어를 통해 획득된 혀에 대한 데이터를 모니터링부에 표시하기 위해 마이크로 컨트롤러 등에서 신호처리 연산을 수행한다.In the signal processing unit, a series of signal processing circuits or filters are required to remove noise generated or introduced by the data transmission line or sensor core connected to the sensing module, and the tongue obtained through the sensor core having a specific arrangement In order to display the data for the monitoring unit, a signal processing operation is performed by a micro controller or the like.

모니터링부에서는 센싱 모듈 또는 신호처리부를 통해 전달된 구강 내부 상에서 위치한 혀의 위치 정보를 화면표시기 상에 표현한다. 이때, 환자의 구강 내 실제적인 혀의 위치와 함께 관련된 바람직한 혀의 위치 정보 또는 보충 설명을 모니터링부 상에 백데이터로 기저장한 상태에서 환자에게 피드백하도록 한다. The monitoring unit expresses the location information of the tongue located on the inside of the oral cavity transmitted through the sensing module or the signal processing unit on the screen display. At this time, the desired tongue position information or supplementary explanation related to the actual tongue position in the patient's oral cavity is fed back to the patient in the state of being stored as back data on the monitoring unit.

특히, 모니터링부 외에도 별도의 휴대폰 어플리케이션 및 GUI 프로그램을 통해 발음 교정 치료 교구와 함께 연동되어 모니터링부를 구성할 수 있도록 한다.In particular, in addition to the monitoring unit, it is possible to configure the monitoring unit in conjunction with the teaching aids of pronunciation correction through a separate mobile phone application and GUI program.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템은 기존 언어 치료 또는 발음 교정의 과정에서 치료사의 주관적인 판단 또는 촉지각 검사 등의 간접적이고 비효율적인 방법을 개선하고 환자의 발음 상태에 따른 혀의 위치를 실시간으로 정확하게 모니터링하고 피드백을 가능하게 한다.The monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to the present invention as described above improves indirect and inefficient methods such as subjective judgment or tactile perception of the therapist in the process of existing speech therapy or speech correction and improves the pronunciation of the patient. It accurately monitors the position of the tongue along and enables feedback.

특히, 구개열 환자의 구어 습관에서 발견되는 연인두 기능에 관한 정보를 제공함으로써 연인두 기능을 증진시킬 수 있다.In particular, it is possible to improve the function of the couple's head by providing information about the function of the couple's head found in the oral habits of patients with cleft palate.

또한, 본 발명에서 기술하는 구강내 센싱부의 센서 배열 및 조합 신호를 통한 혀의 위치 검출 기술은 구성이 간단하고 치료사의 조작 및 확인이 간편하다는 장점을 가진다.In addition, the technology for detecting the position of the tongue through the sensor arrangement and the combination signal of the intraoral sensing part described in the present invention has advantages of simple configuration and easy manipulation and confirmation of the therapist.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템을 보이는 것으로서, 구체적으로 언어 치료 및 발음 교정을 위한 혀 위치 검출 시스템(Tongue-position-graphy(TPG) system)을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 모니터링 시스템의 데이터 이동 경로 및 신호처리부 적용을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템의 무선 데이터 전송 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명인 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템을 구성하는 센싱 모듈의 구조, 배열 방법 및 구강 내 위치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템 내부에서 센싱 모듈을 구성하는 압전 센서를 통한 접촉 강도별 센싱 레벨에 대한 검출 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 혀 위치 검출 장치(Tongue-position-graphy(TPG)system)내 센서부의 접촉강도별 센싱레벨 도출방법에 대한 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템 상에 압전형 센서를 적용함에 따른 혀 위치 검출 예시를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템 상에서 광센서를 통하여 환자 발음에 따른 혀의 모양 및 형태 검출 방법에 대한 예시를 도시한 도면이다.
도 9는 구강 내에서 광센서와 혀의 거리를 측정하는 구체적인 방안을 보인다.
도 10은 치경음, 경구개 치경음, 연구개음 등을 포함한 발음 예에 따라 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템을 구성하는 센싱 모듈의 동작 예시를 도시한 도면이다.
도 11은 경구개음을 발음하는 경우에 센싱 모듈을 통하여 감지된 혀의 형상을 3차원으로 나타낸 것을 보인다.
Figure 1 shows a monitoring system for speech correction and speech therapy according to an embodiment of the present invention, specifically showing a tongue position detection system (Tongue-position-graphy (TPG) system) for speech therapy and speech correction It is one drawing.
2 is a view showing the application of the data movement path and the signal processing unit of the monitoring system according to the present invention.
3 is a diagram illustrating a wireless data transmission method of a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to the present invention.
4 is a view showing the structure of the sensing module constituting the monitoring system for the pronunciation correction and speech therapy of the present inventors, the arrangement method and the position in the oral cavity.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of detecting a sensing level for each contact intensity through a piezoelectric sensor constituting a sensing module in a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to the present invention.
6 is a flowchart of a method for deriving a sensing level for each contact strength of a sensor unit in a tongue-position-graphy (TPG) system.
7 is a view showing an example of tongue position detection by applying a piezoelectric sensor on a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to the present invention.
8 is a diagram illustrating an example of a method for detecting the shape and shape of a tongue according to a patient's pronunciation through an optical sensor on a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to the present invention.
9 shows a specific method for measuring the distance between the optical sensor and the tongue in the oral cavity.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an operation of a sensing module constituting a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to a pronunciation example including alveolar sound, alveolar alveolar sound, and research sound.
FIG. 11 shows that the shape of the tongue sensed through the sensing module is displayed in three dimensions when the mouth sounds are pronounced.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform you completely. The same reference numbers in the drawings refer to the same elements.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템을 설명한다.Hereinafter, a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템의 전체적인 구성을 설명한다.First, the overall configuration of a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템은 구체적으로는 언어 치료 및 발음 교정을 위한 혀 위치 검출 시스템(Tongue-position-graphy(TPG) system)을 대상으로 한다.The monitoring system for speech correction and speech therapy according to the present invention specifically targets a tongue-position-graphy (TPG) system for speech therapy and speech correction.

발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템은 구강 내의 입 천장 측에 배치되는 센싱 모듈(100), 센싱 모듈(100)을 통해 측정된 신호들을 변환하고 연산하는 신호처리부(200) 및 센싱 모듈(100)과 신호처리부(200)를 통한 센싱 정보를 통해 혀의 위치를 표현해 주는 모니터링부(300)를 포함한다.The monitoring system for pronunciation correction and speech therapy includes a sensing module 100 disposed on the mouth ceiling side in the oral cavity, a signal processing unit 200 and a sensing module 100 that convert and calculate signals measured through the sensing module 100. And a monitoring unit 300 that expresses the position of the tongue through sensing information through the signal processing unit 200.

센싱 모듈(100)은 구강 내의 입천장에 부착되는 구조를 갖는 것으로서, 조음 또는 발음 치료상태에서 환자의 혀가 상기 센싱 모듈(100) 상에 접촉되며, 이 때에 센싱 모듈(100)를 구성하는 센서들은 접촉되는 강도에 따라 레벨화된 출력 특성을 출력하게 된다.The sensing module 100 has a structure that is attached to the palate in the oral cavity, and in the articulation or pronunciation treatment state, the patient's tongue contacts the sensing module 100. At this time, the sensors constituting the sensing module 100 are Leveled output characteristics are output according to the contact strength.

센싱 모듈(100)을 구성하는 복수의 감지 센서(110)를 통해 측정된 신호는 신호처리부(200)를 통해 잡음 제거 및 센서위치별 표지셔닝 단계 등 일련의 신호처리과정을 거친다. 신호처리된 신호는 모니터링부(300)를 통해 발음에 따른 환자의 혀 위치를 표시한다.The signal measured through the plurality of detection sensors 110 constituting the sensing module 100 undergoes a series of signal processing processes such as noise removal through the signal processing unit 200 and a labeling step for each sensor location. The signal processed signal displays the location of the patient's tongue according to pronunciation through the monitoring unit 300.

구강 내부에 삽입되는 센싱 모듈(100)은 혀에 대한 센싱을 위하여 환자 개개인의 구강 특성에 맞게 규격화되어야 하며, 인체 내에 한시적으로 삽입되는 장치로써 생체적합성 재질로 구성되어야 한다.The sensing module 100 inserted into the oral cavity must be standardized according to the individual patient's oral characteristics for sensing the tongue, and must be made of a biocompatible material as a device that is temporarily inserted into the human body.

신호처리부(200)는 센싱 모듈(100)에 연결되는 데이터 전송선로 또는 센싱 모듈(100)을 이루는 센서 코어에서 자체적으로 발생 또는 유입되는 잡음을 제거하기 위해 일련의 신호처리회로 또는 필터가 요구된다. 신호처리부(200)를 이루는 센서들 간의 구체적인 배열을 통해 획득된 데이터를 모니터링부(300)에 표시하기위해 마이크로 컨트롤러 등에서 신호처리 연산을 수행하게 된다. The signal processing unit 200 requires a series of signal processing circuits or filters to remove noise generated or introduced by itself from a sensor core constituting the data transmission line or sensing module 100 connected to the sensing module 100. In order to display the data obtained through the specific arrangement between the sensors constituting the signal processing unit 200 on the monitoring unit 300, a signal processing operation is performed by a microcontroller or the like.

모니터링부(300)에서는 센싱 모듈(100) 또는 신호처리부(200)를 통해 전달된 구강내 혀위치정보를 화면 표시기 상에 표현한다. 이때, 환자의 구강 내 혀의 위치와 함께 관련된 바람직한 혀의 위치 정보 내지 보충 설명을 통해 환자에게 피드백하도록 한다.The monitoring unit 300 expresses the tongue position information in the oral cavity transmitted through the sensing module 100 or the signal processing unit 200 on a screen indicator. At this time, feedback is provided to the patient through preferred tongue position information or supplementary explanation related to the position of the tongue in the patient's mouth.

특히, 모니터링부(300) 외에도 별도의 휴대폰 어플리케이션 및 GUI 프로그램을 통해 발음교정 치료 교구와 함께 연동되어 상기 모니터링부를 구성할 수 있도록 한다.In particular, in addition to the monitoring unit 300, it is possible to configure the monitoring unit in conjunction with a pronunciation correction treatment teaching aid through a separate mobile phone application and a GUI program.

한편, 도 3을 참조하면 센싱 모듈(100), 신호처리부(200) 및 모니터링부(300)로의 연결은 유선을 통한 방법 외에도 무선 모듈(400)을 센싱 모듈(100) 종단에 적용함으로써 환자의 자율성을 높일 수 있다.On the other hand, referring to Figure 3, the sensing module 100, the signal processing unit 200 and the connection to the monitoring unit 300, in addition to the wired method, by applying the wireless module 400 to the end of the sensing module 100, the autonomy of the patient Can increase.

상기 센싱 모듈(100)은 다수의 압전 소자, 압전형 필름, 광센서 및 접촉 전극 등을 포함하는 센서 코어 그룹 중 어느 하나 이상의 센서 코어를 매립한 상태로 배열하는 것으로 한다.The sensing module 100 is to arrange one or more sensor cores among a group of sensor cores including a plurality of piezoelectric elements, a piezoelectric film, an optical sensor, and a contact electrode, in a buried state.

구체적으로, 도 4를 참조하면, 센싱 모듈(100)은 구강 내부의 천장을 따라 배열되는 복수의 감지 센서(110), 복수의 감지 센서(110)가 배치되는 연성 기판(120), 연성 기판(120)을 둘러싸도록 형성되는 생체 적합성 코팅층(130), 연성 기판(120)의 양측 상에 결합되는 고정 걸이(140) 등을 포함한다. 도 4에서, 상기의 복수의 감지 센서는 압전 센서를 의미한다.Specifically, referring to FIG. 4, the sensing module 100 includes a plurality of detection sensors 110 arranged along a ceiling inside the oral cavity, a flexible substrate 120 on which a plurality of detection sensors 110 are disposed, and a flexible substrate ( It includes a biocompatible coating layer 130 formed to surround the 120, a fixed hook 140, etc. are coupled on both sides of the flexible substrate 120. In FIG. 4, the plurality of sensing sensors means a piezoelectric sensor.

사용자가 센싱 모듈(100)을 착용한 상태에서 발음을 하는 경우에, 구강 내의 혀는 다양한 형상 및 위치 변동을 갖는다. 상기의 과정에서 혀는 복수의 감지 센서(110) 중 일부를 다양한 압박 강도로 자극을 하게 되고, 자극된 복수의 감지 센서(110)는 감지된 신호를 송신한다.When the user pronounces while wearing the sensing module 100, the tongue in the oral cavity has various shapes and position variations. In the above process, the tongue stimulates some of the plurality of detection sensors 110 with various compression strengths, and the stimulated plurality of detection sensors 110 transmit the sensed signals.

일예를 들어, 센싱 모듈(100)을 이루는 복수의 감지 센서(110)는 구강 내에서 전방 중앙의 치경을 기준으로 내측으로 3열 종대로 복수의 행을 이루도록 메인 센싱부가 배치된 상태에서, 상기 메인 센싱부를 기준으로 하여 양측 상에 보조 센싱부가 하나 이상의 열을 이룬 상태에서 단차진 상태로 배치된다. 즉, 복수의 감지 센서(110)는 구강 천장의 형상에 따라서 전방보다는 후방으로 갈수록 그 배치되는 폭이 넓어지는 경향을 가질 수 있다.For example, a plurality of detection sensors 110 constituting the sensing module 100 in a state in which the main sensing unit is arranged so as to form a plurality of rows in three columns inwards based on the alveolar center of the anterior center in the oral cavity, the main On the sides of the sensing unit, the auxiliary sensing units are arranged in a stepped state in a state in which one or more rows are formed. That is, the plurality of detection sensors 110 may have a tendency to be wider as they are arranged toward the rear rather than the front depending on the shape of the oral ceiling.

연성 기판(120)은 Flexible PCB(Print circuit board)와 같은 유연한 재질의 인쇄회로기판에 센서 코어가 실장됨으로써 구강내 삽입되었을 때 환자의 불편함을 최소화하도록 한다.The flexible substrate 120 is mounted with a sensor core mounted on a flexible printed circuit board such as a flexible printed circuit board (PCB) to minimize patient discomfort when inserted into the oral cavity.

고정 걸이(140)는 센싱 모듈(100)이 구강 내의 상부에 완전히 밀착되어 위치할 수 있도록 하는 일련의 거치 기구를 의미하는 것으로서, 구강 내의 좌우 측면 상에 구성되며, 일예로서 치과용 보철 장치와 같은 기구물과 같은 구조를 통해 상단 치아에 거치됨으로서 센싱 모듈(100)의 부착을 용이하게 할 수 있다.The fixed hook 140 refers to a series of mounting devices that allow the sensing module 100 to be positioned in close contact with the upper portion of the oral cavity, and is configured on the left and right sides of the oral cavity, for example, as a dental prosthetic device. It can be easily attached to the sensing module 100 by being mounted on the upper teeth through a structure such as a fixture.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 구강 내에 센싱 모듈(100)을 결합한 상태에서 발음을 통한 조음 치료를 실시하는 경우에, 특정 발음 시에 착용자의 혀를 이용하여 센싱 모듈(100)을 가압하는 힘의 분포를 나타내는 것을 보인다.5 to 7, in the case of performing articulation treatment through pronunciation in a state in which the sensing module 100 is coupled in the oral cavity, the force for pressing the sensing module 100 using the wearer's tongue during specific pronunciation It seems to indicate the distribution of.

즉, 센싱 모듈(110)의 접촉 강도별 센싱 레벨에 대한 검출 예시를 보이는 것으로서, 전방 치경으로부터 소정 거리 이격된 부위 상에 고강도 압력이 작용하고, 상기 고강도 압력 작용 부위를 기준으로 후방 상에 중강도의 압력이 작용하며, 상기 고강도 압력 작용 부위의 전방 및 중강도 압력 작용 부위의 후방 상에 저강도의 압력이 작용한다. 한편, 상기 저강도 압력 작용 부위의 후방 상에는 혀를 통한 압력이 가해지지 않는 무가압 작용 부위를 갖게 된다.That is, as an example of detection of the sensing level for each contact strength of the sensing module 110, a high-intensity pressure acts on a portion spaced a predetermined distance from the anterior diameter, and a medium intensity on a rear side based on the high-intensity pressure acting portion The pressure acts, and the low-intensity pressure acts on the front of the high-strength pressure-acting site and on the rear of the medium-strength-pressure-acting site. On the other hand, on the back side of the low-intensity pressure-acting portion, there will be a non-pressurizing acting portion where no pressure through the tongue is applied.

본 발명 상에서, 센싱 모듈(110)에 대한 혀의 접촉 강도에 따른 레벨화는 매우 중요한 요소로써 일반적으로 한국어의 조음 방법은 긴장도에 따라 평음인 예사소리와 경음인 된소리로 나눌 수 있다. 이때 말하는 긴장도는 성대의 후두근육 뿐만 아니라 조음에 필요한 모든 조음기관의 긴장을 말하는 것으로서, 혀 근육 또한 이에 포함된다. In the present invention, leveling according to the intensity of contact of the tongue with respect to the sensing module 110 is a very important factor, and in general, the Korean articulation method can be divided into plain sound and sound sound depending on the tension. At this time, the degree of tension refers to the tension of all the articulatory organs required for articulation as well as the larynx muscles of the vocal cords, and the tongue muscles are included therein.

평음은 구강 내부의 기압이 낮아짐에 따라 조음 기관의 긴장도가 약해지는 음을 말한다. 경음은 평음과 대립적인 개념으로 구강 내압이 증가하며 조음점에서 생기는 저항이 강력해짐에 따라 조음 기관의 긴장도가 증가하는 음이다. Pyeongum is a tone in which the tension in the articulation organs weakens as the air pressure inside the oral cavity decreases. Contrast is a concept that opposes flat tone, which increases the intraoral pressure and increases the tension of the articulation organs as the resistance at the articulation point becomes stronger.

대표적으로 설단이 치경에 접촉하는 치경음(alveolars)의 평음은 [ㄷ], 경음은 [ㄸ]의 차이를 보이며, 설단이 구개치경에 접촉하는 치경경구개음(palate- alveolars)의 평음은 [ㅈ], 경음은 [ㅉ]의 차이를 보인다. 또한, 후설이 연구개 쪽으로 이동하는 연구개음(velars)의 평음은 [ㄱ], 경음은 [ㄲ]의 차이를 보인다. Typically, the alveolars of the alveolar come into contact with the alveolar [c] and the consonants show a difference between [차이], and the alveolars of the alveolar come into contact with the alveolar alveolar [pal]. , The hard sound shows the difference of [ㅉ]. In addition, the flat sound of the velars, where the Husserl moves toward the soft palate, shows a difference between [ㄱ] and the consonant [ㄲ].

이처럼 동일한 조음 위치를 가진 평음과 경음을 구분하는데 있어서 혀의 긴장도 측정 및 접촉 강도에 따른 레벨화는 언어 치료 또는 환자의 발음 교정을 진단하는데 있어 매우 중요하다.In order to distinguish between the flat tone and the horn having the same articulation position, measuring the tension of the tongue and leveling according to the contact strength are very important in diagnosing speech therapy or correcting the pronunciation of the patient.

도 6을 참조하여 혀 위치 검출 장치(Tongue-position-graphy(TPG) system) 내 센서부의 접촉 강도별로 센싱 레벨을 도출하는 방법을 설명한다.A method of deriving the sensing level for each contact strength of the sensor unit in the tongue-position-graphy (TPG) system will be described with reference to FIG. 6.

먼저, 환자의 구강 내에 센싱 모듈(100)을 결합한 상태에서 환자의 발화를 유도함으로써 발음을 하게 한다. 발음을 행하는 과정에서 착용자의 혀를 통해 센싱 모듈(100)에 가해진 압력 신호를 수신한다. First, by inducing the utterance of the patient in a state in which the sensing module 100 is combined in the oral cavity of the patient to be pronounced. During the pronunciation process, a pressure signal applied to the sensing module 100 is received through the wearer's tongue.

복수의 감지 센서(110)를 통해 측정된 신호는 신호처리부(200)를 통해 잡음 제거 및 센서위치별 표지셔닝 단계 등 일련의 신호처리과정을 거침으로써 압력 신호를 분류한다. 구체적으로는, 전체 전압 레벨 대비 입력 전압 비를 계산하여 강도를 계산하는 과정을 거친다. 예를 들어, 계산 강도는 강,중,약,무 단계로 설정 가능할 수 있다. 강,중,약,무 단계는 각각 100~67%, 66~34%, 33~1%, 및 0%로 구분 가능하다.The signal measured through the plurality of detection sensors 110 classifies the pressure signal by going through a series of signal processing processes such as noise removal through the signal processing unit 200 and a labeling step for each sensor position. Specifically, the process of calculating the intensity by calculating the ratio of the input voltage to the total voltage level. For example, the calculation strength may be set to strong, medium, weak, or no stage. Strong, medium, weak, and no steps can be divided into 100 to 67%, 66 to 34%, 33 to 1%, and 0%, respectively.

도 8을 참조하면, 센서 코어인 감지 센서를 광센서로 채택한 상태에서 혀의 모양을 산출하는 방안을 나타낸다. 도 9는 구강 내에 장착된 광센서와 혀의 거리를 측정하는 구체적인 방안을 보인다.Referring to FIG. 8, a method for calculating the shape of the tongue in a state in which a sensor, which is a sensor core, is adopted as an optical sensor is shown. 9 shows a specific method for measuring the distance between the optical sensor mounted in the oral cavity and the tongue.

구체적으로는, 센서 코어인 광센서를 기반으로 한 상태에서, 레이저 도플러 효과를 적용하는 TOF(time of flight) 연산을 통해 광센서의 배열에 따라 각각 수집되는 신호의 반사되는 시간을 측정하여 혀의 모양을 산출할 수 있게 한다. Specifically, in the state based on the optical sensor, which is the sensor core, the reflected time of each collected signal is measured according to the arrangement of the optical sensor through a time of flight (TOF) operation that applies the laser Doppler effect. Allows shape to be calculated.

이는 구강 내 입 천장에서 혀의 위치 뿐만 아니라 모양 또는 형태도 모니터링부(300)를 통해 육안으로 쉽게 관찰할 수 있게 하기 위함이며, 이는 치료사와 환자 간 피드백에 도움이 될 수 있다.This is to make it easy to visually observe not only the position of the tongue but also the shape or shape of the tongue in the mouth of the mouth through the monitoring unit 300, which may help feedback between the therapist and the patient.

도 9를 참조하면 하기의 수식 (1)을 이용하여 구강 내 센서부인 발광소자 및 수광소자와 환자 혀의 거리를 측정할 수 있다. Referring to FIG. 9, the distance between the light emitting element and the light receiving element, which is the sensor part in the oral cavity, and the patient's tongue can be measured using Equation (1) below.

D = c * (Δt/2).........수식 (1)D = c * (Δt / 2) ......... Equation (1)

여기서 D는 센서부와 혀의 거리이며, C는 빛의 속도, t는 발광소자에서 발신된 신호가 혀에 부딪히고 세트를 이루는 수광소자에 수신되는 시간을 의미한다. Here, D is the distance between the sensor and the tongue, C is the speed of light, and t is the time when the signal transmitted from the light emitting element hits the tongue and is received by the light receiving element forming a set.

상기의 식을 통해서 발광소자에서 발신된 신호가 혀에 부딪히고 반사된 상태에서 한 세트를 이루는 수광소자에 수신되는 시간을 측정함으로써 환자의 혀가 구강 내의 상부 벽으로부터 얼마나 거리를 두고 있는지 알 수 있으며, 또한 발광소자 및 수광소자 세트의 멀티 배열을 통해 구강 내에서 혀 거리에 대한 포인트 정보를 얻을 수 있다.Through the above equation, it is possible to know how far the patient's tongue is from the upper wall in the oral cavity by measuring the time that the signal transmitted from the light emitting element hits the tongue and is reflected and forms a set of light receiving elements. In addition, it is possible to obtain point information on the distance of the tongue in the oral cavity through the multi-array of the light emitting element and the light receiving element set.

각각의 측정된 정보는 포인트 클라우드를 형성하여 디스플레이부에 혀의 모양을 도시해줄 수 있다. 한편, 구강 상부 벽의 협소한 영역에 의해서 센서 채널의 한계가 있을 수 있으나 센싱 포인트별로 mesh merge를 통해 smooth line을 형성해 줌으로써 사용자가 보기 용이하게 혀의 모양을 형상화해줄 수 있다.Each measured information may form a point cloud to show the shape of the tongue on the display. On the other hand, the sensor channel may be limited by a narrow area of the upper wall of the oral cavity, but by forming a smooth line through mesh merge for each sensing point, the shape of the tongue can be easily seen by the user.

본 발명 상에서 센싱 모듈을 이루는 감지 센서는 압전 소자 또는 광센서를 각각 독립적으로 채택하거나 상기 두 가지의 센서를 모두 총합하여 사용 가능할 수 있다. In the present invention, the sensing sensors constituting the sensing module may be independently used as piezoelectric elements or optical sensors, or may be used by summing both types of sensors.

압전 소자 기반의 센싱 모듈은 혀의 위치 및 혀의 경직도 판별을 가능하게 한다.The sensing module based on the piezoelectric element enables discrimination of the position of the tongue and the stiffness of the tongue.

한편, 광센서 기반의 센싱 모듈은 혀가 구강 천장에 닿지 않을 때의 동작 감지 및 혀의 모양을 시각화할 수 있는 기능을 갖는다. 여기에서, 시각화는 실제로 신호처리부와 디스플레이부에서 수행하는 반면, 광센서는 단지 거리 정보 만을 센싱한다.On the other hand, the optical sensor-based sensing module has a function of detecting motion when the tongue does not touch the ceiling of the mouth and visualizing the shape of the tongue. Here, the visualization is actually performed by the signal processing unit and the display unit, while the optical sensor senses only the distance information.

다른 한편으로, 압전 소자와 광센서가 접목된 상태에서 센싱 모듈로 구현이 가능할 수 있지만, 압전 소자만을 기반으로 하는 경우의 분해능 기능이 다소 저하될 수 있는 한편, 동작 감지와 혀의 모양 시각화 기능을 향상하는 효과를 누릴 수 있다.On the other hand, it may be possible to implement the sensing module in a state in which the piezoelectric element and the optical sensor are grafted, but the resolution function in the case of only based on the piezoelectric element may be somewhat deteriorated, while the motion detection and the shape visualization of the tongue may be performed. You can enjoy the effect of improving.

상기와 같이, 감지 센서는 압전소자 타입 또는 광센서 타입 각각 존재할 수 있는바, 광센서 또는 레이저 도플러 타입의 경우 혀의 윗부분 모양 입체 형상화를 가능하게 할 수 있다. As described above, the sensing sensors may exist in the piezoelectric element type or the optical sensor type, respectively, and in the case of the optical sensor or the laser Doppler type, the shape of the upper portion of the tongue may be three-dimensionally shaped.

도 10은 치경음, 경구개 치경음, 연구개음 등을 포함한 발음 예시에 따라 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템을 구성하는 센싱 모듈(100)의 동작을 보인다.10 shows the operation of the sensing module 100 constituting a monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to pronunciation examples including alveolar sound, oral dog alveolar sound, and research sound.

제일 좌측의 이미지는 치경음을 발음하는 과정을 보인다.The image on the far left shows the process of pronouncing alveolar sound.

tie 및 die 에서 발음 기호 /t/ 및 /d/ 처럼 발음할 때 혀끝이 앞 윗니 뒤쪽의 치경에 닿는 음을 말하는 것으로서, 앞 윗니 뒤쪽의 치경 바로 후단의 첫번째 행을 이루는 감지 센서(110) 상에 가장 고강도 압력이 가해지고, 2,3 행 상에 그 다음 강도의 압력이 가해지는 상태를 보인다.When the tongue and die are pronounced like the pronunciation symbols / t / and / d /, the tongue tip refers to the sound that touches the alveoli behind the front upper teeth, on the detection sensor 110 forming the first row immediately after the alveolar behind the upper upper teeth. It shows the state in which the highest strength pressure is applied, and then the second strength pressure is applied on rows 2 and 3.

중간의 이미지는 경구개 치경음을 발음하는 과정을 보인다.The middle image shows the process of pronounced oral canine alveolar sound.

전방 치경으로부터 소정 거리 이격된 부위 상에 고강도 압력이 작용하고, 상기 고강도 압력 작용 부위를 기준으로 전후방 상에 중강도의 압력이 작용하며, 상기 중강도 압력 작용 부위의 후방 상에 저강도의 압력이 작용한다. 한편, 상기 저강도 압력 작용 부위의 후방 상에는 혀를 통한 압력이 가해지지 않는 무가압 작용 부위를 갖게 된다.High-intensity pressure acts on the area spaced a predetermined distance from the anterior alveolar, medium-intensity pressure acts on the front-rear side based on the high-intensity pressure action site, and low-intensity pressure on the back of the medium-intensity pressure action site. Works. On the other hand, on the back side of the low-intensity pressure-acting portion, there will be a non-pressurizing acting portion where no pressure through the tongue is applied.

제일 우측의 이미지는 연구개음을 발음하는 과정을 보인다.The image on the far right shows the process of pronouncing research sounds.

영어 단어 key와 go에 쓰인 /k/나 /g/ 같이, 혀의 뒷부분을 연구개에 대거나 연구개 가까이에 대고 내는 소리를 의미한다.Like the / k / or / g / used in the English words key and go, it means the sound made by placing the back of the tongue on the palate or near the palate.

후설로부터 소정 거리 이격된 부위 상에 고강도 압력이 작용하고, 상기 고강도 압력 작용 부위를 기준으로 전후방 상에 중강도의 압력이 작용하며, 한편, 전방 치경으로부터 상기 중강도 압력 작용 부위의 전방 상에는 혀를 통한 압력이 가해지지 않는 무가압 작용 부위를 갖게 된다.A high-intensity pressure acts on a site spaced a predetermined distance from the posterior tongue, and a medium-intensity pressure acts on the front-rear side based on the high-intensity pressure action site, while a tongue is placed on the front of the medium-intensity pressure-acting site from the anterior alveolar. It has a non-pressurized action site to which no pressure is applied.

한편, 도 11은 경구개음을 발음하는 경우에 센싱 모듈(100)을 통하여 감지된 혀의 형상을 3차원으로 나타낸 것을 보인다.On the other hand, Figure 11 shows that the shape of the tongue sensed through the sensing module 100 in the case of pronouncing the mouth opening in three dimensions.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 발음 교정 및 언어 치료를 위한 모니터링 시스템은 기존 언어 치료 또는 발음 교정의 과정에서 치료사의 주관적인 판단 또는 촉지각 검사 등의 간접적이고 비효율적인 방법을 개선하고 환자의 발음 상태에 따른 혀의 위치를 실시간으로 정확하게 모니터링하고 피드백을 가능하게 한다.As described above, the monitoring system for pronunciation correction and speech therapy according to the present invention improves indirect and inefficient methods such as subjective judgment or tactile perception of the therapist in the process of speech therapy or speech correction, and improves the pronunciation of the patient. It accurately monitors the position of the tongue along and enables feedback.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100 : 센싱 모듈
110 : 압전 센서
120 : 연성 기판
130 : 생체 적합성 코팅층
140 : 고정 걸이
200 : 신호처리부
300 : 모니터링부
100: sensing module
110: piezoelectric sensor
120: flexible substrate
130: biocompatible coating layer
140: fixed hook
200: signal processing unit
300: monitoring unit

Claims (6)

구강 내의 입 천장에 배치되는 센싱 모듈(100);
상기 센싱 모듈(100)을 통해 측정된 신호들을 변환하고 연산하는 신호처리부(200); 및
상기 센싱 모듈(100)과 신호처리부(200)를 통한 센싱 정보를 통해 혀의 위치를 표현해 주는 모니터링부(300);를 포함하고,
상기 센싱 모듈(100)은,
구강 내부의 천장을 따라 배열되는 복수의 감지 센서(110), 상기 복수의 감지 센서(110)가 배치되는 연성 기판(120), 상기 연성 기판(120)을 둘러싸도록 형성되는 생체 적합성 코팅층(130) 및 상기 연성 기판(120)의 양측에 연결된 상태에서 구강 내의 치아 상에 분리 가능하게 결합되는 고정 걸이(140)를 포함하고,
상기 복수의 감지 센서(110)는 구강 내의 혀 위치에 따라 압력 내지 거리를 측정함으로써 혀 위치를 검출하여 상기 모니터링부(300)에 전달하며,
상기 복수의 감지 센서(110)는 상기 연성 기판(120)을 따라 배열된 광센서를 포함하고,
상기 광센서는 발광소자와 수광소자를 포함하고, 하기의 수식 (1)을 이용하여 광센서와 혀의 거리를 측정하는,
모니터링 시스템.
D = c * (Δt/2).........수식 (1)
(여기서, D는 센서부와 혀의 거리, C는 빛의 속도, t는 발광소자에서 발신된 신호가 혀에 부딪힌 후 수광소자에 수신되는 시간)
A sensing module 100 disposed on the mouth ceiling in the oral cavity;
A signal processor 200 for converting and calculating signals measured through the sensing module 100; And
Includes; monitoring unit 300 for expressing the position of the tongue through the sensing information through the sensing module 100 and the signal processing unit 200;
The sensing module 100,
A plurality of sensing sensors 110 arranged along the ceiling inside the oral cavity, a flexible substrate 120 on which the plurality of sensing sensors 110 are disposed, and a biocompatible coating layer 130 formed to surround the flexible substrate 120 And a fixing hook 140 detachably coupled to the teeth in the oral cavity while connected to both sides of the flexible substrate 120,
The plurality of detection sensors 110 detects the location of the tongue by measuring pressure or distance according to the location of the tongue in the oral cavity, and transmits the detected location to the monitoring unit 300,
The plurality of detection sensors 110 includes an optical sensor arranged along the flexible substrate 120,
The optical sensor includes a light-emitting element and a light-receiving element, and measures the distance between the optical sensor and the tongue using Equation (1) below,
Monitoring system.
D = c * (Δt / 2) ......... Equation (1)
(Where D is the distance between the sensor and the tongue, C is the speed of light, and t is the time that the signal transmitted from the light emitting element hits the tongue and is received by the light receiving element)
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 감지 센서(110)는 전방 중앙의 치경을 기준으로 구강 내측으로 종대로 복수의 행을 이루도록 메인 센싱부가 배치된 상태에서, 상기 메인 센싱부를 기준으로 하여 양측 상에 보조 센싱부가 하나 이상의 열을 이룬 상태에서 단차진 상태로 배치된,
모니터링 시스템.
According to claim 1,
The plurality of detection sensors 110, in the state where the main sensing unit is arranged so as to form a plurality of rows vertically inside the oral cavity based on the diameter of the front center, the auxiliary sensing unit at least one column on both sides based on the main sensing unit Placed in the stepped state from the achieved state,
Monitoring system.
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