KR102278547B1 - Wearable brain stimulation and image acquisition device - Google Patents
Wearable brain stimulation and image acquisition device Download PDFInfo
- Publication number
- KR102278547B1 KR102278547B1 KR1020190121491A KR20190121491A KR102278547B1 KR 102278547 B1 KR102278547 B1 KR 102278547B1 KR 1020190121491 A KR1020190121491 A KR 1020190121491A KR 20190121491 A KR20190121491 A KR 20190121491A KR 102278547 B1 KR102278547 B1 KR 102278547B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- brain
- user
- light
- stimulation
- module
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/20—Applying electric currents by contact electrodes continuous direct currents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
- A61B5/0004—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the type of physiological signal transmitted
- A61B5/0006—ECG or EEG signals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0033—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room
- A61B5/004—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room adapted for image acquisition of a particular organ or body part
- A61B5/0042—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room adapted for image acquisition of a particular organ or body part for the brain
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6814—Head
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/0404—Electrodes for external use
- A61N1/0408—Use-related aspects
- A61N1/0456—Specially adapted for transcutaneous electrical nerve stimulation [TENS]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
- A61N1/36025—External stimulators, e.g. with patch electrodes for treating a mental or cerebral condition
Abstract
전술한 과제를 해결하기 위한 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치가 개시된다. 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치는, 사용자의 두피 표면에 인접하여 뇌활동 데이터를 획득하는 하나 이상의 센서 보드, 상기 사용자의 두피 표면과 마주하는 적어도 일 영역에 상기 하나 이상의 센서 보드를 고정 결합하기 위한 하나 이상의 고정핀 포함하는 베이스 코어 및 상기 하나 이상의 센서 보드 각각에 제어 신호를 전달하고, 상기 하나 이상의 센서 보드 각각으로부터 수신한 상기 뇌활동 데이터에 기초하여 뇌 이미지 영상을 생성하는 메인 보드를 포함할 수 있다.A wearable brain stimulation and image image acquisition apparatus for solving the above-described problems is disclosed. The wearable brain stimulation and image image acquisition device includes one or more sensor boards for acquiring brain activity data adjacent to a user's scalp surface, and one or more sensor boards for fixedly coupling the one or more sensor boards to at least one region facing the user's scalp surface. A base core including one or more fixing pins and a main board that transmits a control signal to each of the one or more sensor boards, and generates a brain image image based on the brain activity data received from each of the one or more sensor boards. have.
Description
본 개시는 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 정확도 높은 뇌 활성도 측정하고, 그리고 비침습적 방식의 전기 자극을 통해 뇌 기능을 변화시키기 위한 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to an apparatus for brain stimulation and image acquisition, and more particularly, to an apparatus for measuring brain activity with high accuracy and changing a brain function through electrical stimulation in a non-invasive manner.
인지, 기억 등 우리 뇌 속 활동은 신경세포회로 내 전기적 신호 전파를 통해 이루어진다. 뇌에는 1000억 개 이상의 신경 세포가 존재하며, 복잡한 네트워크를 형성하고 있다. 신경 세포 간의 전기 신호를 통해 서로 정보를 전달하며, 이 같은 활동은 인지 및 행동을 관장하는 기능의 매우 중요한 역할을 한다. 오늘날, 의료계는 뇌 기능을 보다 정확하게 이해하기 위해 뇌의 기능적 연구를 활발히 진행하고 있다.Activities in our brain, such as cognition and memory, are accomplished through electrical signal propagation within the neural circuit. There are more than 100 billion nerve cells in the brain, forming a complex network. Neurons transmit information to each other through electrical signals, and these activities play a very important role in functions that govern cognition and behavior. Today, the medical community is actively conducting functional research on the brain to more accurately understand brain functions.
뇌의 활동을 측정 방법으로, 사람의 대뇌피질에 분포하는 뇌 혈류의 산화 또는 불산화 헤모글로빈의 농도를 측정할 수 있는 기능적 근적외선 분광법(Near-Infrared Spectroscopy)이 있다. 일반적으로, 기능적 근적외선 분광법은 기능적 자기공명영상법(Magnetic Resonance Imaging)에 비해 저가의 장비로 측정이 간편하고, 사람이 움직이는 동안에도 측정이 가능하여 환자의 운동 재활 훈련 목적의 임상 재활 치료나 동작과 관련한 다양한 작업 수행 시 뇌의 기능적 연구 등에 적극적으로 활용되고 있으며, 그 수요가 증가하는 추세이다.As a method for measuring brain activity, there is a functional near-infrared spectroscopy (Near-Infrared Spectroscopy) capable of measuring the concentration of oxidized or fluorinated hemoglobin in the cerebral blood flow distributed in the human cerebral cortex. In general, functional near-infrared spectroscopy is cheaper than functional magnetic resonance imaging (Magnetic Resonance Imaging), and it is easy to measure and can be measured while a person is moving. It is actively used for functional research of the brain when performing various related tasks, and the demand for it is increasing.
기능적 근적외선 분광법은 근적외광을 생체조직에 조사하여 생체를 투과하거나 생체 내에서 반사한 빛을 검출하여 비침습적으로, 뇌, 근육 및 기타 조직 내의 헤모글로빈의 농도와 산소 결합을 검출할 수 있는 영상기술이다. Functional near-infrared spectroscopy is an imaging technology that can detect the concentration of hemoglobin and oxygen binding in the brain, muscle and other tissues non-invasively by irradiating near-infrared light on living tissue and detecting the light that has passed through the living body or reflected in the living body. .
구체적으로, 생체에 동일한 출력을 가지는 근적외광을 조사하여 조직을 투과한 fNIRS 신호를 검출하여 처리하면 산화 헤모글로빈 농도와 환원 헤모글로빈 농도를 측정할 수 있다. 뇌의 활성화 영역은 혈액 속의 Oxy Hb에 의해 수송된 산소를 소비하고, Oxy Hb는 DEOxy Hb로 변한다. 이 두가지 헤모글로빈은 가시광과 근적외광 영역에서 광 특성을 가지며, 기능적 근적외선 분광법으로 측정한 이들의 농도는 뇌활동의 척도로서 사용될 수 있다. Specifically, by irradiating near-infrared light having the same output to the living body and detecting and processing the fNIRS signal that has passed through the tissue, the oxidized hemoglobin concentration and the reduced hemoglobin concentration can be measured. Active regions of the brain consume oxygen transported by Oxy Hb in the blood, which turns into DEOxy Hb. These two hemoglobins have optical properties in the visible and near-infrared regions, and their concentrations measured by functional near-infrared spectroscopy can be used as a measure of brain activity.
다만, 기능적 근적외선 분광법을 통해 뇌 활동도를 측정 시, 복수의 사용자 각각에 대하여 동일한 출력을 가지는 근적외광을 생체조직에 조사함에 따라, 뇌 활동도 측정에 대한 오차를 발생시킬 우려가 있다. 구체적으로, 복수의 사용자들 각각은 두개골과 뇌척수액의 두께가 상이할 수 있으며, 이에 따라, fNIRS 신호의 민감도는 머리 표면에서 뇌 표면의 깊이에 영향을 받아 뇌 활동도 측정에 대한 오차를 발생시킬 우려가 있다. However, when measuring brain activity through functional near-infrared spectroscopy, as near-infrared light having the same output for each of a plurality of users is irradiated to living tissue, there is a risk of generating an error in measuring brain activity. Specifically, the thickness of the skull and the cerebrospinal fluid of each of the plurality of users may be different, and accordingly, the sensitivity of the fNIRS signal is affected by the depth of the brain surface from the head surface, thereby causing an error in the measurement of brain activity. there is
이와 더불어, 기능적 근적외선 분광법과 같이 비침습적으로 뇌의 활동을 연구 및 측정하고자 하는 경우, 적외선이 투과되는 깊이의 한계로 인해 뇌의 이미지 영상을 획득하는 과정에서 공간 해상도가 다소 떨어질 우려가 있다. In addition, when researching and measuring brain activity non-invasively, such as functional near-infrared spectroscopy, there is a concern that spatial resolution may be somewhat lowered in the process of acquiring an image of the brain due to a limitation in the depth through which infrared rays are transmitted.
따라서, 비침습적으로 뇌의 활동을 연구 및 측정하고자 하는 경우, 보다 정확도 높은 뇌 이미지 영상을 획득하는 장치에 대한 수요가 당 업계에 존재할 수 있다. Therefore, when it is desired to study and measure brain activity non-invasively, there may be a demand in the art for a device for acquiring a brain image with higher accuracy.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 정확도 높은 뇌 이미지 영상 획득하고, 뇌 자극을 수행하는 장치를 제공하기 위함이다.The present disclosure has been made in response to the above-described background technology, and is intended to provide an apparatus for acquiring a high-accuracy brain image image and performing brain stimulation.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에서, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치가 개시된다. 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치는, 사용자의 두피 표면에 인접하여 뇌활동 데이터를 획득하는 하나 이상의 센서 보드, 상기 사용자의 두피 표면과 마주하는 적어도 일 영역에 상기 하나 이상의 센서 보드를 고정 결합하기 위한 하나 이상의 고정핀 포함하는 베이스 코어 및 상기 하나 이상의 센서 보드 각각에 제어 신호를 전달하고, 상기 하나 이상의 센서 보드 각각으로부터 수신한 상기 뇌활동 데이터에 기초하여 뇌 이미지 영상을 획득하는 메인 보드를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present disclosure for solving the above-described problems, a wearable brain stimulation and image acquisition apparatus is disclosed. The wearable brain stimulation and image image acquisition device includes one or more sensor boards for acquiring brain activity data adjacent to a user's scalp surface, and one or more sensor boards for fixedly coupling the one or more sensor boards to at least one region facing the user's scalp surface. A base core including one or more fixing pins and a main board that transmits a control signal to each of the one or more sensor boards, and acquires a brain image image based on the brain activity data received from each of the one or more sensor boards. have.
대안적으로, 상기 하나 이상의 센서 보드 각각은, 기능적 근적외선 분광법을 통해 뇌 활성도에 관한 데이터를 획득하는 근적외선 분광 모듈, 뇌의 전기적 변화에 대한 데이터를 획득하는 뇌파 검사 모듈, 전기 자극을 통해 뇌의 신경 활성도를 조정하는 경두개 자극 모듈 및 상기 메인 보드의 제어 신호에 기초하여 상기 근적외선 분광 모듈, 상기 뇌파 검사 모듈 및 경두개 자극 모듈 중 적어도 하나의 모듈을 제어하는 서브 제어 모듈을 포함할 수 있다.Alternatively, each of the one or more sensor boards includes a near-infrared spectroscopy module for acquiring data on brain activity through functional near-infrared spectroscopy, an EEG module for acquiring data on electrical changes in the brain, and nerves in the brain through electrical stimulation It may include a transcranial stimulation module for adjusting activity and a sub-control module for controlling at least one of the near-infrared spectroscopy module, the EEG test module, and the transcranial stimulation module based on the control signal of the main board.
대안적으로, 상기 뇌활동 데이터는, 상기 뇌 활성도에 관한 데이터 및 상기 뇌의 전기적 변화에 대한 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 생성될 수 있다.Alternatively, the brain activity data may be generated based on at least one of data on the brain activity and data on electrical changes in the brain.
대안적으로, 상기 근적외선 분광 모듈은, 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 상기 사용자의 신체 내부 방향으로 광을 출력하는 광원, 상기 사용자의 신체 내부에서 상기 광에 대응하여 리턴된 검출 신호를 획득하는 광 검출기 및 상기 하나 이상의 광원 각각에서 출력되는 광의 출력 레벨을 결정하는 포텐쇼미터(Potentiometer)를 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 광의 출력 레벨 별 검출 신호에 기초하여 교정 테이블을 생성하고, 상기 생성된 교정 테이블에 기초하여 상기 하나 이상의 광원 각각에 대한 최적의 광 출력 레벨을 결정할 수 있다.Alternatively, the near-infrared spectroscopy module may include a light source that is adjacent to the surface of the user's scalp and outputs light toward the inside of the user's body, and a light that obtains a detection signal returned in response to the light from inside the user's body a detector and a potentiometer for determining an output level of light output from each of the one or more light sources, wherein the control module generates a calibration table based on a detection signal for each output level of the light, and the generated calibration table An optimal light output level for each of the one or more light sources may be determined based on .
대안적으로, 상기 광 검출기는, 적어도 하나 이상의 광원에서 출력된 광에 대응하는 검출 신호를 획득하기 위하여 상기 적어도 하나 이상의 광원 각각과 하나 이상의 채널을 형성할 수 있다. Alternatively, the photo detector may form one or more channels with each of the at least one or more light sources to obtain a detection signal corresponding to the light output from the at least one or more light sources.
대안적으로, 상기 제어 모듈은, 상기 광원에서 출력되는 광의 출력 레벨을 순차적으로 증가시키도록 하는 제어신호를 생성하여 상기 서브 제어 모듈로 전송하고, 상기 광 검출기를 통해 상기 광의 출력 레벨 변화에 따라 리턴된 하나 이상의 검출 신호를 수신하고, 그리고 상기 광의 광 출력 레벨 변화에 따른 하나 이상의 검출 신호에 기초하여 상기 교정 테이블을 생성할 수 있다.Alternatively, the control module generates a control signal to sequentially increase the output level of the light output from the light source, transmits it to the sub control module, and returns according to the change in the output level of the light through the photo detector Received one or more detection signals, and generate the calibration table based on the one or more detection signals according to a change in the light output level of the light.
대안적으로, 상기 교정 테이블은, 상기 하나 이상의 광원 각각에서 출력한 광의 출력 레벨 변화에 대한 정보 및 상기 하나 이상의 광 검출기가 상기 광의 출력 레벨 변화에 대응하여 검출한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다.Alternatively, the calibration table includes information on a change in an output level of light output from each of the one or more light sources and information on one or more detection signals detected by the one or more photo detectors in response to a change in the output level of the light can do.
대안적으로, 상기 제어 모듈은, 상기 교정 테이블을 통해 광원의 출력 레벨 변화에 따라 상기 광원과 매칭된 광 검출기가 획득한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 검출 신호가 최대가 되는 광 출력 레벨을 식별하고, 상기 식별된 광 출력 레벨을 상기 광원에 대한 최적의 광 출력 레벨로 결정할 수 있다. Alternatively, the control module may be configured to determine that the one or more detection signals are maximized based on information about one or more detection signals obtained by a photodetector matched with the light source according to a change in the output level of the light source through the calibration table. A light output level may be identified and the identified light output level determined as an optimal light output level for the light source.
대안적으로, 상기 뇌파 검사 모듈은, 뇌의 전기적 활동을 모니터링 하기 위한 모듈로, 상기 사용자의 뇌의 전기적 활동에 기초하여 발생되는 전압을 측정하기 위한 전극을 포함하며, 상기 전극에서 측정된 전압과 상기 전극과 이웃한 다른 전극을 통해 측정된 전압 간의 차이를 통해 상기 뇌의 전기적 활동을 감지할 수 있다. Alternatively, the EEG module is a module for monitoring the electrical activity of the brain, and includes an electrode for measuring a voltage generated based on the electrical activity of the user's brain, the voltage measured at the electrode and The electrical activity of the brain may be detected through a difference between the voltage measured through the electrode and another adjacent electrode.
대안적으로, 상기 경두개 자극 모듈은, 상기 사용자의 뇌활동 데이터의 변화를 유도하기 위하여 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 전류를 발생시킴으로써 상기 사용자의 뇌를 자극할 수 있다. Alternatively, the transcranial stimulation module may stimulate the user's brain by generating an electric current adjacent to the user's scalp surface to induce a change in the user's brain activity data.
대안적으로, 상기 경두개 자극 모듈은, 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 직류 전류를 발생시킴으로써 전기 자극을 통해 대뇌 피질의 전위 변화를 유도하는 경두개 직류 자극부 및 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 상이한 주파수의 교류 전류를 발생시킴으로써 뇌 진동의 변화를 유도하는 경두개 교류 자극부를 포함할 수 있다.Alternatively, the transcranial stimulation module may include a transcranial direct current stimulation unit for inducing a change in potential of the cerebral cortex through electrical stimulation by generating a direct current adjacent to the user's scalp surface and adjacent to the user's scalp surface. It may include a transcranial alternating current stimulation unit for inducing a change in brain vibration by generating alternating currents of different frequencies.
대안적으로, 상기 하나 이상의 센서 보드 각각은, 2개의 근적외선 분광 모듈, 4개의 뇌파 검사 모듈 및 8개의 경두개 자극 모듈을 포함할 수 있다. Alternatively, each of the one or more sensor boards may include two near-infrared spectroscopy modules, four EEG modules, and eight transcranial stimulation modules.
대안적으로, 상기 베이스 코어는, 상기 사용자의 두피 형상에 대응하여 접촉 면적을 최대화하기 위하여 밴딩 가능한 재질로 구비되며, 상기 메인 보드는, 상기 베이스 코어에 구비된 상기 하나 이상의 고정핀 각각에 대한 위치 식별 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 고정핀 중 적어도 하나에 상기 센서 보드가 고정 결합됨을 인식할 수 있다. Alternatively, the base core is provided with a bendable material in order to maximize a contact area corresponding to the shape of the user's scalp, and the main board is positioned with respect to each of the one or more fixing pins provided on the base core. It may be recognized that the sensor board is fixedly coupled to at least one of the one or more fixing pins based on the identification information.
대안적으로, 사용자 단말 및 클라우드 서버와 데이터를 송수신하기 위한 네트워크부를 더 포함할 수 있다. Alternatively, it may further include a network unit for transmitting and receiving data with the user terminal and the cloud server.
본 개시는 정확도가 향상된 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치를 제공할 수 있다.The present disclosure may provide an apparatus for brain stimulation and image acquisition with improved accuracy.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치에 대한 다양한 양태가 구현될 수 있는 시스템을 나타낸 개념도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예와 관련된 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치의 블록 구성도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예와 관련된 정확도 높은 뇌 이미지 영상 획득을 위한 방법을 위한 예시적인 순서도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시예와 관련된 센서 보드의 구체적인 블록 구성도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예와 관련된 센서 보드를 수직 방향으로 바라본 예시도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 일 실시예와 관련된 베이스 코어에 다양한 구현 양태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예와 관련된 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치를 착용한 사용자를 다양한 각도에서 바라본 예시도를 도시한다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 개시의 일 실시예와 관련된 종래의 뇌 활성도 획득 장치를 통한 뇌 활성도 측정 방법을 예시적으로 나타낸 예시도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예와 관련된 교정 테이블을 예시적으로 도시한 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예와 관련된 정확도가 향상된 뇌 활성도 획득 장치를 통한 뇌 활성도 측정 방법을 예시적으로 나타낸 예시도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예와 관련된 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치를 제공하기 위한 모듈을 도시한다.
도 12는 본 개시의 일 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도를 도시한다.Various aspects are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used to refer to like elements collectively. In the following examples, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. It will be evident, however, that such aspect(s) may be practiced without these specific details.
1 is a conceptual diagram illustrating a system in which various aspects of a wearable brain stimulation and image acquisition device of the present disclosure can be implemented.
2 is a block diagram illustrating a wearable brain stimulation and image image acquisition device according to an embodiment of the present disclosure.
3 shows an exemplary flowchart for a method for acquiring high-accuracy brain images according to an embodiment of the present disclosure.
4 shows a detailed block diagram of a sensor board related to an embodiment of the present disclosure.
5 shows an exemplary view of a sensor board related to an embodiment of the present disclosure viewed in a vertical direction.
6 is an exemplary diagram for explaining various implementation aspects of the base core related to an embodiment of the present disclosure.
7 illustrates an exemplary view from various angles of a user wearing the wearable brain stimulation and image acquisition device related to an embodiment of the present disclosure.
8 (a) and (b) show an exemplary view exemplarily showing a method for measuring brain activity through a conventional brain activity obtaining device related to an embodiment of the present disclosure.
9 is an exemplary diagram illustrating a calibration table related to an embodiment of the present disclosure.
10 shows an exemplary diagram exemplarily illustrating a method for measuring brain activity through an apparatus for acquiring brain activity with improved accuracy related to an embodiment of the present disclosure.
11 illustrates a module for providing a wearable brain stimulation and image image acquisition device according to an embodiment of the present disclosure.
12 depicts a simplified, general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the present disclosure. However, it is apparent that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.The terms “component,” “module,” “system,” and the like, as used herein, refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or execution of software. For example, a component can be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both an application running on a computing device and the computing device may be a component. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component may be localized within one computer. A component may be distributed between two or more computers. In addition, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored therein. Components may communicate via a network such as the Internet with another system, for example via a signal having one or more data packets (eg, data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system, etc.) may communicate via local and/or remote processes depending on the data being transmitted).
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; or when X employs both A and B, "X employs A or B" may apply to either of these cases. It should also be understood that the term “and/or” as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean that the feature and/or element in question is present. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or unless the context is clear as to designating a singular form, the singular in the specification and claims should generally be construed to mean "one or more."
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시 적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시 적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.Those skilled in the art will further appreciate that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented in electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that they can be implemented with To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.
본 개시내용의 청구범위에서의 동작들에 대한 권리범위는, 각 동작들에 기재된 기능 및 특징들에 의해 발생되는 것이지, 각각의 동작에서 그 순서의 선후관계를 명시하지 않는 이상, 청구범위에서의 각 동작들의 기재 순서에 영향을 받지 않는다. 예를 들어, A동작 및 B동작를 포함하는 동작으로 기재된 청구범위에서, A동작이 B동작 보다 먼저 기재되었다고 하더라도, A동작이 B동작에 선행되어야 한다는 것으로 권리범위가 제한되지는 않는다.The scope of the actions in the claims of the present disclosure is generated by the functions and features described in the respective actions, and unless a precedence of the order in each action is specified, the claims are The order of description of each operation is not affected. For example, in a claim described as an action including action A and action B, even if action A is described before action B, the scope of rights is not limited to that action A must precede action B.
도 1은 본 개시의 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치에 대한 다양한 양태가 구현될 수 있는 시스템을 나타낸 개념도를 도시한다.1 is a conceptual diagram illustrating a system in which various aspects of a wearable brain stimulation and image acquisition device of the present disclosure can be implemented.
본 개시의 실시예에 따른 시스템은 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100), 사용자 단말(200), 클라우드 서버(1000) 및 네트워크(50)를 포함할 수 있다. 본 개시의 실시예들에 따른 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100) 및 사용자 단말(200)은 네트워크(50)를 통해, 본 개시의 일 실시예들에 따른 시스템을 위한 데이터를 상호 송수신할 수 있다.A system according to an embodiment of the present disclosure may include a wearable brain stimulation and image
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 임의의 정보/데이터를 데이터베이스 또는 컴퓨터 판독가능 매체 등에 저장할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 및 컴퓨터 판독가능 통신 매체를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 시스템에 의해서 판독될 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 매체를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 양상에 따르면, 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체에는 ROM(판독 전용 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리), CD(컴팩트 디스크)-ROM, DVD(디지털 비디오 디스크)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 판독가능 통신 매체는, 또한 캐리어 웨이브(예컨대, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것 또한 포함할 수 있다. 추가적으로, 이러한 매체는 네트워크로 연결된 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독가능한 코드들 및/또는 명령들을 저장할 수도 있다. 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)의 구체적인 구성 및 각 구성에 대한 기술적 특징들은 하기의 도 2를 참조하여 자세히 후술하도록 한다.According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
또한, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 사용자가 착용 가능한 형상으로 구비될 수 있다. 구체적으로, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 밴딩 가능한 재질의 베이스 코어(120)를 통해 센서 보드(110)를 고정 결합한 상태에서 사용자의 두피 일 영역에 밀착되어 상기 사용자의 뇌 활동에 관련한 데이터를 획득할 수 있다. 착용 가능한 형상으로 구비되는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치의 형상에 대한 구체적인 설명은 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.In addition, the wearable brain stimulation and
본 개시의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말(200)은, 사용자가 서비스를 이용하도록 하는 적어도 하나의 단말일 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)에서 전송되는 정보에 기초하여 관련 이미지 영상(예컨대, 뇌의 활동 관련한 이미지 영상)를 디스플레이 하거나, 서비스 화면에 관련한 정보들(예컨대, 뇌의 활동 관련한 측정 정보)을 디스플레이할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
사용자 단말(200)은 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)와 통신을 위한 메커니즘을 갖는 시스템에서의 임의의 형태의 엔티티(들)를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이러한 사용자 단말(200)은 PC(personal computer), 노트북(note book), 모바일 단말기(mobile terminal), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet pc) 및 웨어러블 디바이스(wearable device) 등을 포함할 수 있으며, 유/무선 네트워크에 접속할 수 있는 모든 종류의 단말을 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 에이전트, API(Application Programming Interface) 및 플러그-인(Plug-in) 중 적어도 하나에 의해 구현되는 임의의 서버를 포함할 수도 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 애플리케이션 소스 및/또는 클라이언트 애플리케이션을 포함할 수 있다.The
본 개시의 일 실시예에 따르면, 클라우드 서버(1000)는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공하는 서버일 수 있다. 구체적으로, 클라우드 서버(1000)는 인터넷 기반 컴퓨팅의 일종으로 정보를 사용자의 컴퓨터가 아닌 인터넷에 연결된 다른 컴퓨터로 처리하는 클라우드 컴퓨팅 서비스일 수 있다. 상기 클라우드 컴퓨팅 서비스는 인터넷 상에 자료를 저장해 두고, 사용자가 필요한 자료나 프로그램을 자신의 컴퓨터에 설치하지 않고도 인터넷 접속을 통해 언제 어디서나 이용할 수 있는 서비스이며, 인터넷 상에 저장된 자료들을 간단한 조작 및 클릭으로 쉽게 공유하고 전달할 수 있다. 또한, 클라우드 컴퓨팅 서비스는 인터넷 상의 서버에 단순히 자료를 저장하는 것뿐만 아니라, 별도로 프로그램을 설치하지 않아도 웹에서 제공하는 응용프로그램의 기능을 이용하여 원하는 작업을 수행할 수 있으며, 여러 사람이 동시에 문서를 공유하면서 작업을 진행할 수 있는 서비스이다. 또한, 클라우드 컴퓨팅 서비스는 IaaS(Infrastructure as a Service), PaaS(Platform as a Service), SaaS(Software as a Service) 및 가상 머신 기반 클라우드 서버 및 컨테이너 기반 클라우드 서버 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다. 즉, 본 개시의 클라우드 서버(1000)는 상술한 클라우드 컴퓨팅 서비스 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수 있다. 전술한 클라우드 컴퓨팅 서비스의 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 클라우드 컴퓨팅 환경을 구축하는 임의의 플랫폼을 포함할 수도 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 실시예들에 따른 네트워크(50)는 공중전화 교환망(PSTN:Public Switched Telephone Network), xDSL(x Digital Subscriber Line), RADSL(Rate Adaptive DSL), MDSL(Multi Rate DSL), VDSL(Very High Speed DSL) 및 UADSL(Universal Asymmetric DSL), HDSL(High Bit Rate DSL) 및 근거리 통신망(LAN) 등과 같은 다양한 유선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.The
또한, 여기서 제시되는 네트워크(50)는 CDMA(Code Division Multi Access), TDMA(Time Division Multi Access), FDMA(Frequency Division Multi Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multi Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA) 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.In addition, the
본 개시의 실시예들에 따른 네트워크(50)는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN:Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN:Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 네트워크(50)는 공지의 월드와이드웹(WWW:World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA:Infrared Data Assoication) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.The
즉, 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 통해 획득한 사용자의 뇌 활동 데이터는 네트워크(예컨대, WiFi)를 통해 실시간으로 사용자 단말(200)로 전송되어 사용자에게 노출될 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)에 표시되는 해당 데이터들은 네트워크(예컨대, 인터넷 통신)를 통해 클라우드 서버(1000)로 전송될 수 있으며, 클라우드 서버(1000)에 저장된 일부 알고리즘 및 뇌 활동 관련 데이터(즉, 사용자의 뇌 활동과 관련된 분석 결과)는 사용자 단말(200)의 사용자의 필요에 의해 용이하게 제공될 수 있다.That is, the brain activity data of the user acquired through the brain stimulation and image
도 2는 본 개시의 일 실시예와 관련된 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치의 블록 구성도를 도시한다.2 is a block diagram illustrating a wearable brain stimulation and image image acquisition device according to an embodiment of the present disclosure.
도 2에 도시된 바와 같이, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 센서 보드(110), 베이스 코어(120), 메인 보드(130), 디스플레이부(140), 네트워크부(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다. 전술한 컴포넌트들은 예시적인 것으로서, 본 개시내용의 권리범위가 전술한 컴포넌트들로 제한되지 않는다. 즉, 본 개시내용의 실시예들에 대한 구현 양태에 따라서 추가적인 컴포넌트들이 포함되거나 또는 전술한 컴포넌트들 중 일부가 생략될 수 있다. As shown in FIG. 2 , the wearable brain stimulation and image
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 하나 이상의 센서 보드(110)를 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 센서 보드(110)는 사용자의 뇌의 활동과 관련한 이미지 영상을 획득하고자 하는 경우, 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 뇌활동 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 하나 이상의 센서 보드(110)는 사용자의 두피 표면과 마주하는 적어도 일 영역에 하나 이상의 고정핀(121)을 포함하는 베이스 코어(120)에 의해 고정 결합되어 사용자의 두피 표면에 인접하여 뇌 활동에 관련한 데이터를 획득할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and
자세히 설명하면, 하나 이상의 센서 보드(110) 각각은, 근적외선 분광 모듈(10), 뇌파 검사 모듈(20), 경두개 자극 모듈(30) 및 서브 제어 모듈(40)을 포함할 수 있다. 센서 보드(110)에 포함된 컴포넌트들은 예시적인 것으로써, 상기 컴포넌트들 중 일부만이 센서 보드(110)를 구성할 수 있다. 또한, 상기 컴포넌트들 이외에 추가적인 컴포넌트(들)가 센서 보드(110)에 포함될 수도 있다. 이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 하나 이상의 센서 보드(110)에 대한 구체적인 구성에 대하여 후술하도록 한다.In detail, each of the one or
본 개시의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 센서 보드(110) 각각은 2개의 근적외선 분광 모듈(10)을 포함할 수 있다. 2개의 근적외선 분광 모듈(10)은 제 1 근적외선 분광 모듈(60) 및 제 1 근적외선 분광 모듈(70)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, as shown in FIG. 4 , each of the one or
2개의 근적외선 분광 모듈(10) 각각은 기능적 근적외선 분광법을 통해 사용자의 대뇌피질에 분포하는 뇌 혈류의 산화 또는 불산화 헤모글로빈의 농도를 측정하여 뇌 활성도에 관한 데이터를 획득하기 위한 모듈로, 광원(11), 광 검출기(12), 포텐쇼미터(13), 신호 변환기(14) 및 전류 조정기(15)를 포함할 수 있다. 근적외선 분광 모듈(10)에 포함된 컴포넌트들은 예시적인 것으로써, 상기 컴포넌트들 중 일부만이 근적외선 분광 모듈(10)을 구성할 수 있다. 또한, 상기 컴포넌트들 이외에 추가적인 컴포넌트(들)가 근적외선 분광 모듈(10)에 포함될 수도 있다.Each of the two near-
근적외선 분광 모듈(10)은 광원(11)을 포함할 수 있다. 상기 광원(11)은, 사용자의 두피 표면에 인접하여 사용자의 신체 내부 방향으로 광을 출력할 수 있다. 구체적으로, 광원(11)은 사용자의 뇌의 활동에 관련한 이미지 영상을 획득하고자 하는 경우, 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 사용자의 신체 내부 방향에 대한 45도의 출광 각도로 광을 출력할 수 있다. 이 경우, 광원(11)에서 출력하는 광은 근적외선 광일 수 있으며, 하나 이상의 광원 각각은 최대 30mW의 근적외선 광을 출력할 수 있다.The near-
자세히 설명하면, 하나의 센서 보드(110)에 2개의 근적외선 분광 모듈(10)(즉, 제 1 근적외선 분광 모듈(60) 및 제 1 근적외선 분광 모듈(70))이 구비됨에 따라, 상기 센서 보드(110)에 2개의 광원(11)(제 1 광원(61) 및 제 2 광원(71))이 존재할 수 있다. 즉, 제 1 근적외선 분광 모듈(60)에 포함된 제 1 광원(61) 및 제 1 근적외선 분광 모듈(70)에 포함된 제 2 광원(71) 각각은 사용자의 두피 표면 복수의 영역 각각 상이한 위치에 위치하여 사용자의 신체 내부 방향으로 광을 출력할 수 있다.More specifically, as two near-infrared spectroscopy modules 10 (that is, the first near-infrared spectroscopy module 60 and the first near-infrared spectroscopy module 70) are provided on one
또한, 근적외선 분광 모듈(10)은 광 검출기(12)를 포함할 수 있다. 광 검출기(12)는 사용자의 뇌의 활동에 관련한 이미지 영상을 획득하고자 하는 경우, 사용자의 두피 표면 일 영역에 위치하여 사용자의 신체 내부에서 리턴된(또는, 반사된) 검출 신호를 획득할 수 있다. 구체적으로, 광 검출기(12)는 광원(11)이 사용자의 두피 표면에 인접하여 상기 사용자의 신체 내부로 광을 조사(또는, 출력)함으로써, 상기 사용자의 신체 내부에서 리턴되는 검출 신호를 획득할 수 있다. Also, the near-
자세히 설명하면, 하나의 센서 보드(110)에 2개의 근적외선 분광 모듈(10)이 구비됨에 따라, 상기 센서 보드(110)에 2개의 광 검출기(12)(제 1 광 검출기(62) 및 제 2 광 검출기(72))가 존재할 수 있다. 즉, 제 1 근적외선 분광 모듈(60)에 포함된 제 1 광 검출기(62) 및 제 1 근적외선 분광 모듈(70)에 포함된 제 2 광 검출기(72) 각각은 사용자의 두피 표면 복수의 영역 각각 상이한 위치에 위치하여 사용자의 신체 내부 방향으로부터 신체 외부 방향으로 리턴되는 검출 신호를 획득할 수 있다. In detail, as two near-
또한, 광 검출기(12)는 적어도 하나 이상의 광원(11)에서 출력된 광에 대응하는 검출 신호를 획득하기 위하여 상기 적어도 하나 이상의 광원 각각과 하나 이상의 채널을 형성할 수 있다. 구체적으로, 하나의 센서 보드(110)에 제 1 근적외선 분광 모듈(60) 및 제 1 근적외선 분광 모듈(70)이 구비됨에 따라, 상기 센서 보드(110)에는 2개의 광원(제 1 광원(61) 및 제 2 광원(71))과 2개의 광 검출기(제 1 광 검출기(62) 및 제 2 광 검출기(72))가 도 5에 도시된 바와 같이 위치할 수 있다. 이 경우, 제 1 광원(61)과 제 1 광 검출기(62)는 제 1 채널을 형성할 수 있으며, 제 1 광원(61)과 제 2 광 검출기(72)는 제 2 채널을 형성할 수 있으며, 제 2 광원(71)과 제 2 광 검출기(72)는 제 3 채널을 형성할 수 있고, 그리고 제 2 광원(71)과 제 1 광 검출기(62)는 제 4 채널을 형성할 수 있다. In addition, the
즉, 하나의 센서 보드(110)에 2개의 근적외선 분광 모듈(10)이 구비되는 경우, 각 근적외선 분광 모듈(10)에 포함된 광원 및 광 검출기는 4개의 채널을 형성할 수 있으며, 각 광 검출기(12)는 상기 형성된 채널을 통해 제 1 광원(61) 및 제 2 광원(71)으로부터 출력된 광에 대응하는 검출 신호를 획득할 수 있다.That is, when two near-
또한, 제 1 광 검출기(62) 제 2 광 검출기(72)는 사용자의 뇌의 활동에 관련한 이미지 영상을 획득하고자 하는 경우, 제 1 광원(61) 및 제 2 광원(71)과 사전 결정된 이격 거리를 유지하도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 각 광 검출기 및 각 광원이 매칭되어 채널을 형성하는 경우, 각 채널을 형성하는 광 검출기 및 광원은 사전 결정된 이격 거리를 유지하도록 구비될 수 있다. 이 경우, 사전 결정된 이격 거리는 3cm일 수 있다.In addition, when the first photodetector 62 and the second photodetector 72 are to acquire an image image related to the user's brain activity, a predetermined separation distance from the first light source 61 and the second light source 71 may be provided to maintain Specifically, when each photodetector and each light source are matched to form a channel, the photodetector and light source forming each channel may be provided to maintain a predetermined separation distance. In this case, the predetermined separation distance may be 3 cm.
즉, 사용자의 뇌의 활동을 측정하기 위해 2개의 광원 및 2개의 광 검출기가 사용자의 신체(즉, 두피)에 접촉되는 경우, 2개의 광원 및 2개의 광 검출기는 3cm의 이격 거리를 유지할 수 있다. 이에 따라, 각 광원이 출력하는 광에 대한 잡음의 영향이 최소화되어 보다 정밀한 뇌 활성도 측정이 가능해질 수 있다. That is, when the two light sources and the two photodetectors are in contact with the user's body (ie, the scalp) to measure the user's brain activity, the two light sources and the two photodetectors can maintain a separation distance of 3 cm. . Accordingly, the influence of noise on the light output from each light source is minimized, so that more precise brain activity measurement can be made.
또한, 근적외선 분광 모듈(10)은 포텐쇼미터(13)를 포함할 수 있다. 포텐쇼미터(13)는 광원(11)의 광 출력 레벨을 조정할 수 있다. 구체적으로, 포텐쇼미터(13)는 서브 제어 모듈(40)의 제어에 기초하여 광원(11)에서 출력되는 광의 출력 레벨을 조정할 수 있다.In addition, the near-
또한, 하나의 센서 보드(110)에는 적어도 둘 이상의 포텐쇼미터(13)가 구비될 수 있다. 구체적으로, 하나의 센서 보드(110)에 2개의 근적외선 분광 모듈(10)이 구비될 수 있으며, 포텐쇼미터(13)는 2개의 광원 각각에 대응하여 2개(즉, 제 1 포텐쇼미터 및 제 2 모텐쇼미터)로 구비될 수 있다. 이 경우, 각 포텐쇼미터는 서브 제어 모듈의 제어에 기초하여 각 광원의 광 출력 레벨을 조정할 수 있다. In addition, at least two or
예를 들어, 제 1 포텐쇼미터는 서브 제어 모듈(40)의 제어에 의해 제 1 광원(61)에서 출력되는 광의 출력 레벨을 조정할 수 있으며, 제 2 포텐쇼미터는 서브 제어 모듈(40)의 제어에 의해 제 2 광원(71)에서 출력되는 광의 출력 레벨을 조정할 수 있다. For example, the first potentiometer may adjust the output level of the light output from the first light source 61 under the control of the
서브 제어 모듈(40)은 광원 각각에 대응하여 구비된 포텐쇼미터 각각을 제어하여 각 포텐쇼미터에 대응하는 광원(11)의 광 출력 레벨을 조정할 수 있다. 서브 제어 모듈(40)로부터의 제어는, 예를 들어, 특정 레벨을 광을 출력하도록 하기 위한 제어, 현재 광 출력 레벨을 유지하도록 하기 위한 제어, 현재 광 출력 레벨 보다 상향된 레벨의 광을 출력하도록 하기 위한 제어 및 현재 광 출력 레벨 보다 하향된 레벨의 광을 출력하도록 하기 위한 제어 등을 포함할 수 있다. 전술한 서브 제어 모듈로부터의 제어에 대한 구체적인 설명은 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. The
또한, 근적외선 분광 모듈(10)은 신호 변환기(14)를 포함할 수 있다. 신호 변환기(14)는 광 검출기(12)를 통해 획득한 검출 신호에 대한 변환을 수행할 수 있다. 구체적으로, 신호 변환기(14)는 연속성 아날로그 신호를 표본화(Sampling), 양자화 (Quantizing) 및 부호화 (Binary Encoding)를 거쳐 디지털 신호로 변환시키는 A/D(Analog-to-Digital Conversion) 변환을 수행할 수 있다.In addition, the near-
또한, 근적외선 분광 모듈(10)은 전류 조정기(15)를 포함할 수 있다. 전류 조정기(15)는 광원의 광도를 안정화할 수 있다. 구체적으로, 전류 조정기(15)는 각 광원이 독립적인 안정 전압을 공급받게 함으로써 각 광원에서 출력되는 광을 안정화시킬 수 있다. 즉, 전류 조정기(15)를 통해 광원(11)에서 출력되는 광의 안정화시킬 수 있어, 해당 광원에서 출력되는 광에 대응하는 검출 신호를 획득하는 과정에서 광의 불안정에 따른 잡음이 최소화될 수 있다.In addition, the near-
또한, 근적외선 분광 모듈(10)은 검출 신호에서 사용자의 호흡, 혈액 순환 및 움직임 중 적어도 하나에 기초하여 발생한 잡음 성분을 제거하는 노이즈 제거 모듈을 포함할 수 있다. 노이즈 제거 모듈은 광 검출기(12)를 통해 획득한 검출 신호에서 사용자의 호흡, 혈액 순환, 움직임 등과 같은 생체 잡음 성분을 제거할 수 있다.Also, the near-
구체적으로, 노이즈 제거 모듈은 검출 신호를 혈류 역학적 반응 함수(hemodynamic response function; hrf), 웨이블릿 변환(Wavelet Transform), 또는 유한 임펄스 응답 필터(finite impulse response filter; FIR)를 이용하여 잡음 성분을 제거할 수 있다. 이와 같이, 머리, 체간 등의 움직임이나 호흡, 심박 등 생리적 잡음 등 원하지 않는 잡음을 제거하여 신경생리학적 정보를 포함하는 뇌혈류에 관련된 검출 신호만을 획득할 수 있어, 뇌의 활동도 측정의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.Specifically, the noise removal module removes the noise component from the detection signal using a hemodynamic response function (hrf), a wavelet transform, or a finite impulse response filter (FIR). can In this way, it is possible to obtain only the detection signal related to the cerebral blood flow including neurophysiological information by removing unwanted noises such as movement of the head and trunk or physiological noises such as breathing and heartbeat, thereby improving the accuracy of measuring brain activity. can be further improved.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 센서 보드(110) 각각은 4개의 뇌파 검사 모듈(20)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, each of the one or
뇌파 검사 모듈(20)은 뇌의 전기적 활동을 모니터링 하기 위한 모듈로, 사용자의 뇌의 전기적 활동을 감지할 수 있다. 구체적으로, 뇌파 검사 모듈(20)은 상기 사용자의 뇌의 전기적 활동에 기초하여 발생되는 전압을 측정하기 위한 전극(21)을 포함할 수 있으며, 상기 전극(21)과 이웃한 다른 전극을 통해 측정된 전압 간의 차이를 통해 뇌의 전기적 활동을 모니터링할 수 있다.The
자세히 설명하면, 하나의 센서 보드(110)에는 4개의 뇌파 검사 모듈을 포함할 수 있으며, 각각의 뇌파 검사 모듈(20)은 사용자의 뇌의 전기적 활동에 기초하여 발생되는 전압을 측정하기 위한 전극을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 센서 보드(110)에는 4개의 뇌파 검사 모듈(20) 각각에 대응하는 4개의 전극이 구비될 수 있다. 이 경우, 제 1 뇌파 검사 모듈(80)의 제 1 전극에서 측정된 전압과 제 2 뇌파 검사 모듈(90)의 제 2 전극에서 측정된 전압 간의 차이에 기초하여 뇌의 전기적 활동을 모니터링 할 수 있다. 즉, 사용자의 뇌의 내부에서 뉴런의 활동을 통해 발생하는 이온 전류로 인한 전압 변동을 전극(21)을 통해 측정하여 사용자의 뇌의 전기적 활동을 모니터링할 수 있다. In detail, one
또한, 뇌파 검사 모듈(20)은 신호 증폭기(22)를 포함할 수 있다. 신호 증폭기(22)는 상기 뇌파 검사 모듈(20)의 전극을 통해 감지된 신호를 증폭시킬 수 있다. 구체적으로, 신호 증폭기(22)는 뇌파 검사 모듈(20)의 전극이 감지한 사용자의 뇌의 전기적 활동에 기초하여 발생되는 전압에 대한 신호를 수신할 수 있으며, 해당 신호를 증폭시켜 메인 보드(130)로 전송할 수 있다. In addition, the
또한, 뇌파 검사 모듈(20) 밴드 패스 필터(23)를 포함할 수 있다. 밴드 패스 필터(23)는 상기 뇌파 검사 모듈(20)의 전극을 통해 감지된 신호에 대한 노이즈를 제거할 수 있다. 구체적으로, 밴드 패스 필터는 뇌파 검사 모듈(20)의 전극이 감지한 사용자의 뇌의 전기적 활동에 기초하여 발생되는 전압에 대한 신호를 수신할 수 있으며, 해당 신호에 대한 노이즈를 제거하여 메인 보드(130)로 전송할 수 있다. In addition, the
즉, 신호 증폭기(22)와 밴드 패스 필터(23)를 통해 전극을 통해 감지되는 신호에 대한 증폭 및 노이즈 제거를 통해 뇌의 전기적 활동에 대한 보다 정밀도 높은 측정이 가능해질 수 있다. That is, through the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 센서 보드(110) 각각은 8개의 경두개 자극 모듈(30)을 포함할 수 있다. 경두개 자극 모듈(30)은 사용자의 뇌활동 데이터의 변화를 유도하기 위하여 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 전류를 발생시킴으로써 사용자의 뇌를 자극할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, each of the one or
구체적으로, 경두개 자극 모듈(30)은 경두개 직류 자극부(31) 및 경두개 교류 자극부(32) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 경두개 직류 자극부(31)는 사용자의 두피 표면에 인접하여 직류 전류를 발생시킴으로써 전기 자극을 통해 대뇌 피질의 전위 변화를 유도할 수 있다. 경두개 교류 자극부(32)는 사용자의 두피 표면에 인접하여 상이한 주파수의 교류 전류를 발생시킴으로써, 뇌 진동의 변화를 유도할 수 있다. Specifically, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 베이스 코어(120)를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
베이스 코어(120)는 사용자의 두피 표면과 마주하는 적어도 일 영역에 하나 이상의 센서 보드(110)를 고정 결합하기 위한 하나 이상의 고정핀(121)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 베이스 코어(120)는 사용자의 두피 형상에 대응하는 접촉 면적을 최대화하기 위하여 밴딩 가능한 재질로 구비될 수 있다. 베이스 코어(120)에 대한 구체적인 구성에 대한 설명은 도 6의 (a) 내지 (c)를 참조하여 이하에서 후술하도록 한다. The
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 베이스 코어(120)는 일 영역(즉, 착용 시, 사용자의 두피와 마주하는 영역)에 하나 이상의 센서 보드(110)를 고정 결합하기 위한 하나 이상의 고정핀(121)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 고정핀(121)을 통해 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 제 1 센서 보드(110), 제 2 센서 보드(110) 및 제 3 센서 보드(110)가 베이스 코어(120)에 고정 결합될 수 있다. 전술한 하나 이상의 센서 보드가 고정되는 구체적인 위치 및 개수에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 즉, 하나 이상의 고정핀(121)을 통해 하나 이상의 센서 보드(110)와 베이스 코어(120)는 결합될 수 있으며, 해당 고정핀(121)을 통해 베이스 코어(120) 및 하나 이상의 센서 보드(110) 간 정보의 통신이 가능해질 수 있다. As shown in (a) of FIG. 6 , the
또한, 베이스 코어(120)의 일 측단에는 메인 보드(130)와 상기 베이스 코어(120) 간의 데이터 및 전원을 송수신하기 위한 통신선이 접촉되는 전원 연결부(122)가 구비될 수 있다. 즉, 해당 전원 연결부(122)를 통해 베이스 코어(120)는 메인 보드(130)와 통신이 가능해질 수 있으며, 이에 따라, 베이스 코어(120)와 고정핀(121)을 통해 연결된 하나 이상의 센서 보드(110)와 메인 보드(130) 간의 통신 또한 가능해질 수 있다. In addition, a power connection part 122 contacting a communication line for transmitting and receiving data and power between the
또한, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 베이스 코어(120)는 밴딩 가능한 재질로 구비되어 사용자의 두피 형상에 대응하여 밴딩될 수 있다. 밴딩 가능한 재질은, 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리이미드(Polyimides) 및 PET 등을 포함할 수 있다. 즉, 베이스 코어(120)가 밴딩 가능한 재질로 구비됨에 따라 하나 이상의 센서 보드(110)가 사용자의 두피 표면에 접촉하는 접촉 면적을 용이하게 증가시키도록 할 수 있어, 뇌활동 데이터 확보가 용이해질 수 있다. In addition, as shown in (b) of Figure 6, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 메인 보드(130)를 포함할 수 있다. 메인 보드(130)는 통산적으로 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 메인 보드(130)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나, 메모리(160)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
또한, 메인 보드(130)는 메모리(160)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 상술한 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 메인 보드(130)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 조합하여 동작시킬 수 있다.In addition, the
이하에서 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 및 저장매체 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described below may be implemented in, for example, a computer or similar device-readable recording medium and storage medium using software, hardware, or a combination thereof.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 개시 내용에서 설명되는 실시예들이 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)의 메인 보드(130) 자체로 구현될 수 있다.According to the hardware implementation, the embodiments described herein are ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, It may be implemented using at least one of processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and other electrical units for performing functions. The embodiments described in may be implemented by the
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 개시 내용에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)의 메모리에 저장되고, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)의 메인 보드(130)에 의해 실행될 수 있다.According to the software implementation, embodiments such as procedures and functions described in the present disclosure may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein. The software code may be implemented as a software application written in a suitable programming language. The software code may be stored in the memory of the wearable brain stimulation and
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 하나 이상의 센서 보드 각각을 구동시킬 수 있다. 구체적으로, 메인 보드(130)는 하나 이상의 센서 보드 각각에 포함된 근적외선 분광 모듈(10), 뇌파 검사 모듈(20) 및 경두개 자극 모듈(30) 중 적어도 하나를 제어하기 위한 제어신호를 하나 이상의 센서 보드 각각에 대응하는 서브 제어 모듈(40)로 전송할 수 있다. 또한, 각각의 센서 보드에 구비된 서브 제어 모듈(40)은 메인 보드(130)로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 근적외선 분광 모듈(10), 뇌파 검사 모듈(20) 및 경두개 자극 모듈 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 하나 이상의 센서 보드(110)에 포함된 복수의 광원 각각이 출력하는 광의 광 출력 레벨을 결정할 수 있다. 구체적으로, 메인 보드(130)는 복수의 광원 각각의 출력 레벨을 제어하는 포텐쇼미터를 제어하는 메인 보드(130)로 광의 출력 레벨에 관련한 제어신호를 전송하여 상기 하나 이상의 광원 각각에서 출력되는 광의 출력 레벨을 결정할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
예를 들어, 제 1 광원에 광 출력 레벨을 상승시키고자 하는 경우, 메인 보드(130)는 광 출력 레벨을 상승시키기 위한 제 1 제어신호를 생성하여 상기 제 1 광원에 대응하는 제 1 포텐쇼미터를 제어하는 서브 제어 모듈(40)로 전송할 수 있다. 이 경우, 제 1 포텐쇼미터는 메인 보드(130)로부터 수신한 제 1 제어신호에 기초하여 상기 제 1 광원에서 출력되는 광의 출력 레벨이 상승되도록 제어할 수 있다. 전술한 광원, 포텐쇼미터 및 제어신호에 대한 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.For example, when it is desired to increase the light output level of the first light source, the
일반적으로, 기능적 근적외선 분광법을 통해 뇌 활동도를 측정하는 종래의 장치는 복수의 광원 각각을 사용자의 두피 표면 복수의 영역에 접촉시키고, 상기 복수의 광원이 동일한 출력을 가지는 근적외광을 사용자의 신체 내부 방향으로 출력하도록 제어할 수 있다. 사용자의 신체 내부 방향으로 조사된 근적외광은 사용자의 신체 내부의 일 영역에서 상기 사용자의 신체 외부 방향으로 반사될 수 있다. 종래의 장치는 광 검출기를 통해 사용자의 신체 내부로부터 근적외광에 대응하여 리턴된 신호를 획득하여 뇌 활동도에 대한 이미지 영상을 출력할 수 있다. 뇌 활동도에 대한 이미지 영상은, 사용자의 신체 내부 방형으로 조사된 근적외광이 뇌 영역의 혈류의 헤모글로빈의 농도에 기초하여 생성되는 영상일 수 있다. In general, a conventional device for measuring brain activity through functional near-infrared spectroscopy brings a plurality of light sources into contact with a plurality of regions on the user's scalp surface, and the plurality of light sources transmits near-infrared light having the same output to the inside of the user's body. It can be controlled to output in the direction. The near-infrared light irradiated toward the inside of the user's body may be reflected from an area inside the user's body toward the outside of the user's body. A conventional device may obtain a signal returned in response to near-infrared light from the inside of the user's body through a photodetector and output an image of brain activity. The image of the brain activity may be an image in which near-infrared light irradiated to the inside of the user's body is generated based on the concentration of hemoglobin in blood flow in the brain region.
다만, 종래의 기술과 같은 경우, 사용자의 두피 표면에 인접하여 광을 조사하는 복수의 광원 각각이 동일한 출력 레벨을 가지는 근적외광을 출력함에 따라, 해당 근적외광이 신체 외부로 리턴되기까지 도달하는 지점이 서로 상이할 수 있다. 보다 구체적으로, 일반적인 성인의 머리는 두피, 두개골, 뇌척수액, 회색 물질 및 흰색 물질 즉, 5개의 레이어로 구성될 수 있다. 또한, 일반적인 성인의 머리에 각 레이어들은 두피 표면의 복수의 영역에 따라 상이한 깊이(또는, 두께)를 가질 수 있다. 복수의 광원을 통해 사용자의 신체 내부로 조사된 근적외광들은 뇌척수액 부근에서 사용자의 신체 외부 방향으로 리턴될 수 있다. However, in the case of the prior art, as each of the plurality of light sources irradiating light adjacent to the user's scalp surface outputs near-infrared light having the same output level, the point at which the near-infrared light reaches the outside of the body until it is returned to the outside of the body. These may be different from each other. More specifically, a typical adult's head may be composed of a scalp, skull, cerebrospinal fluid, gray matter and white matter, that is, five layers. In addition, in a typical adult's head, each layer may have a different depth (or thickness) according to a plurality of regions of the scalp surface. Near-infrared lights irradiated into the user's body through the plurality of light sources may be returned to the outside of the user's body in the vicinity of the cerebrospinal fluid.
즉, 복수의 사용자 각각의 뇌 활동도를 측정함에 있어, 복수의 광원을 사용자의 두피 표면 복수의 영역 각각에 접촉하여 동일한 출력 레벨을 가지는 근적외광을 출력하는 경우, 사용자 개개인 별 복수의 두피 표면 영역에 따라 두개골에서 뇌척수액까지의 거리가 각각 다르기 때문에 뇌 활동도 측정의 민감도에 따른 측정 오차가 발생할 우려가 있다. That is, when measuring the brain activity of each of a plurality of users, when a plurality of light sources are brought into contact with each of a plurality of regions of the user's scalp surface to output near-infrared light having the same output level, a plurality of scalp surface regions for each user Since the distance from the skull to the cerebrospinal fluid is different depending on the cerebrospinal fluid, there is a possibility that a measurement error may occur depending on the sensitivity of the brain activity measurement.
구체적인 예를 들어, 도 8의 (a)를 참조하면, 복수의 광원은 제 1 광원(410), 제 2 광원(420) 및 제 3 광원(430)을 포함할 수 있으며, 복수의 광 검출기는 제 1 광 검출기(412), 제 2 광 검출기(422) 및 제 3 광 검출기(423)를 포함할 수 있다. 제 1 광원(410), 제 2 광원(420) 및 제 3 광원(430)이 동일한 출력 레벨의 근적외광을 사용자의 신체 내부 방향으로 출력하는 경우, 각각의 광원으로부터 출력된 광은 일정 지점에서 리턴될 수 있으며, 상기 리턴된 신호 각각은 제 1 광 검출기(412), 제 2 광 검출기(422) 및 제 3 광 검출기(432)를 통해 획득될 수 있다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 두피 표면의 복수의 영역 각각에 인접하여 제 1 광원(410)으로부터 조사된 광은 사용자의 신체 내부 제 1 지점(411)에서 리턴되어 제 1 광 검출기(412)를 통해 획득될 수 있으며, 제 2 광원(420)으로부터 조사된 광은 사용자의 신체 내부 제 2 지점(421)에서 리턴되어 제 2 광 검출기(422)를 통해 획득될 수 있고, 그리고 제 3 광원(430)으로부터 조사된 광은 사용자의 신체 내부 제 3 지점(431)에서 리턴되어 제 3 광 검출기(432)를 통해 획득될 수 있다. 이 경우, 두피 표면의 복수의 영역 각각에 접촉되어 조사된 광 각각이 도달하는 위치인 제 1 지점(411), 제 2 지점(421) 및 제 3 지점(431)은 일 방향에서 바라보는 경우, 동일 선상(450)에 위치하는 것으로 식별될 수 있다. 즉, 사용자의 두피 표면의 복수의 영역 각각에 인접하여 광을 출력하는 복수의 광원의 광 출력 레벨이 적정한 것으로 식별될 수 있다. As a specific example, referring to FIG. 8A , the plurality of light sources may include a first
다만, 상술한 상황을 보다 구체적으로 살펴보면, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 해당 상황을 다른 일 측면에서 바라보는 경우, 두피 표면의 복수의 영역 각각에 접촉되어 조사된 광 각각이 도달하는 위치인 제 1 지점(411), 제 2 지점(421) 및 제 3 지점(431)은 동일 하지 않은 선상(451)에 위치할 수 있다. 즉, 사용자의 두피 표면의 복수의 영역에 따라 두개골로부터 뇌척수액의 두께가 상이함에 따라 각 광들이 리턴되기 전까지 도달하는 위치가 완전히 상이할 수 있다. 다시 말해, 사용자 별 두피 표면의 복수의 영역 각각에 대응하여 상이한 두께(즉, 두개골에서 뇌척수액까지의 거리)를 가질 수 있어, 뇌 활동의 정확도를 상승시키기 위해 각 광들이 리턴되기 전까지 도달하는 위치를 동일 선상으로 하기 위해서는 각 영역에 접촉되는 광원들의 출력 레벨을 최적으로 조정할 필요가 있다. However, looking at the above-described situation in more detail, as shown in FIG. 8( b ), when the situation is viewed from another side, each of the irradiated light in contact with each of the plurality of regions of the scalp surface reaches The
즉, 종래의 뇌 활동도 획득 장치는 사용자의 두피 표면의 복수의 영역 각각에 동일한 출력 레벨을 갖는 광을 조사함으로써, 사용자 별 두피 표면 각 영역에 따른 두께가 고려되지 않아 사용자의 뇌 활동도를 측정함에 있어 사용자 개개인의 특성이 고려되지 않을 수 있다.That is, the conventional brain activity acquisition device irradiates light having the same output level to each of a plurality of regions of the user's scalp surface, so that the thickness according to each region of the scalp surface for each user is not taken into account, thereby measuring the user's brain activity In doing so, the characteristics of each user may not be considered.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 하나 이상의 센서 보드 각각에 구비된 복수의 광원을 통해 광을 출력하고, 복수의 광 검출기를 통해 상기 광에 대응하여 획득한 검출 신호에 기초하여 교정 테이블을 생성할 수 있다. 구체적으로, 메인 보드(130)는 복수의 광원 각각에서 출력되는 광의 출력 레벨 변화에 따라 복수의 광 검출기를 통해 획득한 검출 신호에 기초하여 교정 테이블을 생성할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
교정 테이블은 하나 이상의 광원 각각에서 출력한 광의 출력 레벨 변화에 대한 정보 및 하나 이상의 광 검출기가 광의 출력 레벨 변화에 대응하여 검출한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다.The calibration table may include information on a change in the output level of light output from each of the one or more light sources and information on one or more detection signals detected by the one or more photo detectors in response to the change in the output level of the light.
구체적인 예를 들어, 도 9를 참조하면, 복수의 광원은 제 1 광원(511)을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 광 검출기는 제 1 광 검출기(522) 및 제 2 광 검출기(523)를 포함할 수 있다. 이 경우, 메인 보드(130)는 제 1 광원(511)에서 출력되는 제 1 광의 출력 레벨을 순차적으로 증가시키도록 하는 제 1 제어신호를 생성하여 포텐쇼미터를 제어하는 서브 제어 모듈(40)로 전송할 수 있다. 포텐쇼미터는 서브 제어 모듈(40)의 제어에 기초하여 상기 제 1 광원(511)에서 출력되는 제 1 광의 출력 레벨을 순차적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 메인 보드(130)는 제 1 광원(511)에서 출력되는 제 1 광의 출력 레벨 변화에 따라 리턴된 제 1 검출 신호를 제 1 광 검출기(522) 및 제 2 광 검출기(523)를 통해 획득할 수 있다. 이 경우, 제 1 광 검출기(522)는 제 1 광원(511)과 매칭되어 채널을 형성하는 검출기일 수 있으며, 제 2 광 검출기(523)는 제 1 광원(511)이 아닌 다른 광원(예컨대, 제 2 광원)과 매칭된 검출기일 수 있다. 즉, 메인 보드(130)는 제 1 광의 광 출력 레벨 변화에 따라 획득한 하나 이상의 검출 신호에 기초하여 교정 테이블을 생성할 수 있으며, 상기 교정 테이블은 도 9에 도시된 바와 같을 수 있다.As a specific example, referring to FIG. 9 , the plurality of light sources may include a first
해당 교정 테이블은 제 1 광원의 출력 레벨 변화 별 제 1 광 검출기(522) 및 제 2 광 검출기(523)에서 획득된 검출 신호가 기록된 테이블일 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 출력 레벨(521)에 대응하는 칼럼(column)에는 제 1 광원(511)에서 출력되는 제 1 광이 순차적으로 증가되는 값이 기록될 수 있으며, 제 1 광 검출기(522)에 대응하는 칼럼에는 상기 제 1 광이 순차적으로 증가됨에 따라 제 1 광 검출기가 획득한 검출 신호 값 각각이 기록될 수 있고, 그리고 제 2 광 검출기(523)에 대응하는 칼럼에는 상기 제 1 광이 순차적으로 증가됨에 따라 제 2 검출기가 획득한 검출 신호 값 각각이 기록될 수 있다. The corresponding calibration table may be a table in which detection signals obtained by the
즉, 메인 보드(130)는 광의 출력 레벨 별 검출 신호에 기초하여 교정 테이블을 생성할 수 있다.That is, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 교정 테이블에 기초하여 하나 이상의 광원 각각에 대한 최적의 광 출력 레벨을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 메인 보드(130)는 교정 테이블을 통해 제 1 광원의 출력 레벨 변화에 따라 제 1 광원과 채널을 형성하는 제 1 광 검출기가 획득한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보에 기초하여 하나 이상의 제 1 검출 신호가 최대가 되는 제 1 광 출력 레벨을 식별할 수 있다. 또한, 메인 보드(130)는 상기 식별된 제 1 광 출력 레벨을 제 1 광원에 대한 최적의 광 출력 레벨로 결정할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
보다 구체적인 예를 들어, 도 9를 참조하면, 복수의 광원은 제 1 광원(511)을 포함할 수 있으며, 복수의 광 검출기는 제 1 광 검출기(522) 및 제 2 광 검출기(523)를 포함할 수 있다.As a more specific example, referring to FIG. 9 , the plurality of light sources may include a first
메인 보드(130)는 교정 테이블에 기초하여 제 1 광 검출기(522)에서 제 1 광원(511)의 광 출력 레벨 별 획득한 검출 신호들(즉, 제 1 광 검출기에 대응하는 칼럼에 기록된 값) 중 최대값을 가지는 검출 신호를 최대 검출 신호(551) 식별할 수 있다. 즉, 메인 보드(130)가 교정 테이블을 통해 식별하는 최대 검출 신호(551)는 '2'일 수 있다. 또한, 메인 보드(130)는 상기 최대 검출 신호(551)에 대응하는 제 1 광원(511)의 출력 레벨(552)을 식별할 수 있다. 즉, 메인 보드(130)가 교정 테이블을 통해 식별된 최대 검출 신호(551)에 대응하는 제 1 광원(511)의 광 출력 레벨은, 해당 최대 검출 신호(551)인 '2'와 동일한 로우(row)에 위치하는 값인 '14'일 수 있다. 또한, 메인 보드(130)는 교정 테이블을 통해 식별된 최대 검출 신호(551)에 대응하는 제 1 광원(511)의 광 출력 레벨을 상기 제 1 광원(511)이 사용자의 두피 표면의 일 영역에 위치하는 경우 사용자의 신체 내부 방향으로 조사되는 최적의 광 출력 레벨로 결정할 수 있다. 즉, 사용자의 두피 일 영역에 인접한 제 1 광원(511)이 해당 영역에서 사용자의 두개골로부터 뇌척수액까지 거리를 고려하여 사용자의 신체 내부 방향으로 조사하는 광의 최적의 광 출력 레벨은 14mW일 수 있다. 전술한, 교정 테이블에 대한 구체적인 기재들은 본 개시의 이해를 돕기위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 복수의 광원(11) 각각이 사용자의 두피 표면 위치하는 복수의 영역 각각에 대응하여 최적을 광을 조사하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 메인 보드(130)는 교정 테이블에 기초하여 복수의 광원(11) 각각에 대한 최적의 광 출력 레벨이 결정된 경우, 복수의 광원(11) 각각이 최적의 광 출력 레벨에 대응하는 광을 출력하도록 하는 제어신호를 생성하여 포텐쇼미터(13)로 전송함으로써, 복수의 광원(11) 각각이 최적의 광을 출력하도록 제어할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
또한, 메인 보드(130)는 하나 이상의 광원 각각이 최적의 광 출력 레벨에 대응하는 광을 출력함에 따라, 하나 이상의 광원 각각과 채널을 형성하는 하나 이상의 광 검출기를 통해 검출 신호를 획득할 수 있다. 또한, 메인 보드(130)는 상기 검출 신호에 기초하여 사용자의 뇌 활성도에 대한 데이터를 수신할 수 있다. Also, as each of the one or more light sources outputs light corresponding to an optimal light output level, the
구체적인 예를 들어, 도 10을 참조하면, 복수의 광원은 제 1 광원(610), 제 2 광원(620) 및 제 3 광원(630)을 포함하며, 복수의 광 검출기는 제 1 광 검출기(612), 제 2 광 검출기(622) 및 제 3 광 검출기(633)를 포함할 수 있다. 이 경우, 메인 보드(130)는 교정 테이블에 기초하여 제 1 광원(610)이 사용자의 두피 표면 제 1 영역에서 출력하는 제 1 광의 최적의 출력 레벨을 14mW, 제 2 광원(620)이 사용자의 두피 표면 제 2 영역에서 출력하는 제 2 광의 최적의 출력 레벨을 16mW, 제 3 광원(630)이 사용자의 두피 표면 제 3 영역에서 출력하는 제 3 광의 최적의 출력 레벨을 17mW로 결정할 수 있다. As a specific example, referring to FIG. 10 , the plurality of light sources includes a first
도 10에 도시된 바와 같이, 사용자의 두피 표면 복수의 영역 각각에 위치한 제 1 광원(610), 제 2 광원(620) 및 제 3 광원(630) 각각이 상기 사용자의 신체 내부 방향으로 최적의 광 출력 레벨로 광을 출력하는 경우, 각각의 광은 사용자의 신체 내부의 제 1 지점(611), 제 2 지점(621) 및 제 3 지점(631) 각각에서 리턴되고, 리턴된 검출 신호는 제 1 광 검출기(612), 제 2 광 검출기(622) 및 제 3 광 검출기(632)를 통해 획득될 수 있다. 이 경우, 각 광원을 통해 조사된 광은 최적의 광 출력 레벨로 조사된 광이므로, 각 광이 리턴되는 제 1 지점(611), 제 2 지점(621) 및 제 3 지점(631)은 동일 선상에 위치할 수 있다. 즉, 사용자의 두피 표면 복수의 영역 각각에 위치한 하나 이상의 광원 각각에 대하여 최적의 광 출력 레벨을 결정함으로써, 두피 표면 각 영역에 대응하여 적정한 광을 출력하도록 제어하여 각 광이 리턴되는 지점을 동일 시 할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 개인 특성(즉, 사용자의 두피 표면의 복수의 영역 각각으로부터 뇌척수액까지의 거리)이 고려되어 보다 정밀도 높은 뇌활동 측정이 가능해질 수 있다.10, each of the first
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 하나 이상의 센서 보드(110)에 구비된 복수의 뇌파 검사 모듈(20)의 전극을 통해 사용자의 뇌의 전기적 활동을 감지하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 메인 보드(130)는 복수의 뇌파 검사 모듈(20)의 전극에 전압 측정을 개시하는 제어 신호를 복수의 뇌파 검사 모듈(20) 각각에 대응하는 서브 제어 모듈(40)로 전송할 수 있으며, 서브 제어 모듈(40)은 상기 제어 신호에 기초하여 각 뇌파 검사 모듈(20)의 전극을 통해 사용자의 뇌의 전기적 활동을 감지할 수 있다. 또한, 메인 보드(130)는 복수의 뇌파 검사 모듈(20)의 각 전극을 통해 측정된 전압 간의 차이에 기초한 뇌의 전기적 변화에 대한 데이터를 수신할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the
또한, 메인 보드(130)는 근적외선 분광 모듈(10) 및 뇌파 검사 모듈(20)로부터 수신한 데이터에 기초하여 뇌활동 데이터를 생성할 수 있다. 뇌활동 데이터는 뇌 활동 이미지 영상의 생성에 기초가 되는 데이터일 수 있다. 보다 구체적으로, 메인 보드(130)는 근적외선 분광 모듈(10) 및 뇌파 검사 모듈(20) 각각으로부터 수신한 뇌 활성도에 관한 데이터 및 뇌의 전기적 변화에 대한 데이터에 기초하여 뇌활동 데이터를 생성할 수 있다. Also, the
다시 말해, 근적외선 분광 모듈(10) 및 뇌파 검사 모듈(20)이 조합된 센서 보드를 통해 획득한 데이터를 통해 뇌 활동 이미지 영상에 기초가 되는 뇌활동 데이터를 생성함으로써, 보다 정확도 높은 뇌 활동 이미지 영상을 생성할 수 있다. 또한, 뇌활동 데이터에 기초하여 뇌 활동 이미지 영상을 생성하는 경우, 뉴런 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 사이의 상호 작용에 대한 직관을 획득할 수 있어, 신경 과학 및 신경 기술과 관련된 분야에서 뇌 연구에 대한 새로운 접근 방식을 제공할 수 있다. In other words, the near-
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 하나 이상의 센서 보드에 구비된 복수의 경두개 자극 모듈(30)을 제어하여 사용자의 뇌활동 데이터의 변화를 유도할 수 있다. 구체적으로, 메인 보드(130)는 복수의 경두개 자극 모듈(30)을 통해 사용자의 두피 표면으로부터 직류 전류를 발생시키는 제어신호를 서브 제어 모듈(40)에 전송함으로써, 경두개 직류 자극부(31)를 구동시켜 전기 자극을 통해 사용자의 대뇌 피질의 전위 변화를 유도할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
또한, 메인 보드(130)는 복수의 경두개 자극 모듈(30)을 통해 사용자의 두피 표면으로부터 교류 전류를 발생시키는 제어 신호를 서브 제어 모듈(40)에 전송함으로써, 경두개 교류 자극부(32)를 구동시켜 사용자의 뇌 진동(brain oscillation)의 변화를 유도할 수 있다. In addition, the
즉, 메인 보드(130)는 복수의 경두개 자극 모듈(30)을 제어하여 사용자의 뇌에 자극을 줌으로서, 사용자의 뇌활동 데이터에 변화를 유도할 수 있다. 이에 따라, 복수의 경두개 자극 모듈(30)을 통해 사용자의 뇌를 자극하는 동안 획득되는 사용자의 뇌활동 데이터의 변화를 실시간 모니터링 할 수 있다. 다시 말해, 경두개 자극 모듈(30)을 제어하여 사용자의 뇌를 자극하는 동안 근적외선 분광 모듈(10) 및 뇌파 검사 모듈(20)을 통해 획득한 뇌활동 데이터의 변화를 통해 뇌 활동 연구에 대한 보다 상세한 직관을 얻을 수 있다.That is, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메인 보드(130)는 베이스 코어(120)에 고정 결합된 하나 이상의 센서 보드(110)의 위치를 식별할 수 있다. 구체적으로, 메인 보드(130)는 베이스 코어(120)에 구비된 하나 이상의 고정핀 각각에 대한 위치 식별 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 고정핀(121) 중 적어도 하나에 센서 보드가 고정 결합됨을 인식할 수 있다. 즉, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 통해 사용자의 뇌 이미지 영상을 획득하는 과정에서 상기 사용자의 두피 표면 복수의 영역 각각에 위치하여 뇌활동 데이터를 획득하는 각각의 센서 보드의 위치를 식별할 수 있다. 이에 따라, 각 센서 보드에 포함된 근적외선 분광 모듈(10), 뇌파 검사 모듈(20) 및 경두개 자극 모듈(30)이 구동되거나 또는 뇌활동 데이터를 획득하는 명확한 위치를 식별하여 보다 정확한 뇌 이미지 영상 획득이 가능해질 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 사용자 단말(200)과 데이터를 송수신하는 네트워크부(150)를 포함할 수 있다. 네트워크부(150)는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)가 아닌 외부 기기 또는 애플리케이션을 통해 사용자의 입력 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크부(150)는 센서 보드(110), 베이스 코어(120), 메인 보드(130), 디스플레이부(140) 및 메모리(160) 간의 데이터 통신을 위한 채널을 형성할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
또한, 네트워크부(150)는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)와 사용자와의 통신 기능을 제공할 수 있다. 네트워크부(150)는 사용자로부터 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 네트워크부(150)는 사용자 단말(200)로부터 사용자의 뇌 이미지 영상 획득을 개시하기 위한 개시 신호를 수신할 수 있다. Also, the
구체적으로, 네트워크부(150)는 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 제어하는 단말기와 무선 신호를 송수신할 수도 있다. 무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 네트워크부(150)는 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 제어하는 단말기와 데이터를 송수신하게 된다.Specifically, the
또한, 네트워크부(150)는 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA: Infrared Data Association), UWB(Ultra Wide band), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수도 있다. 네트워크부(150)는, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 제어하는 단말기와 뇌 활성도 획득 장치 (100) 사이의 무선 통신을 지원할 수도 있다.In addition, the
메모리(160)는 메인 보드(130)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 또는 영구 저장할 수도 있다. 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적 어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(160)에 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 이러한 메모리는 메인 보드(130)에 제어에 의하여 동작될 수 있다. 전술한, 메모리에 대한 구체적인 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. The
메모리(160)는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(160)는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한, 응용 프로그램 중 적어도 하나는 출고 당시부터 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)에 존재할 수 있다. 예를 들어, 메모리(160)는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)에 포함된 복수의 광원 각각이 구비된 위치에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다. 다른 예를 들어, 메모리(160)는 메인 보드(130)가 광의 출력 레벨 별 검출 신호에 기초하여 생성한 교정 테이블에 대한 정보를 저장하고 있을 수 있다. The
도 3은 본 개시의 일 실시예와 관련된 정확도 높은 뇌 이미지 영상 획득을 위한 방법을 위한 예시적인 순서도를 도시한다.3 shows an exemplary flowchart for a method for acquiring a high-accuracy brain image image related to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 제어 신호를 통해 하나 이상의 센서 보드 각각을 구동시킬 수 있다(310).According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 하나 이상의 센서 보드를 통해 외활동 데이터를 획득할 수 있다(320).According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 뇌활동 데이터에 기초하여 뇌 이미지 영상을 생성할 수 있다(330). According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
전술한 도 3에 도시된 단계들은 필요에 의해 순서가 변경될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 단계가 생략 또는 추가될 수 있다. 즉, 전술한 단계는 본 개시의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 개시의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.The order of the steps illustrated in FIG. 3 described above may be changed if necessary, and at least one or more steps may be omitted or added. That is, the above-described steps are merely an embodiment of the present disclosure, and the scope of the present disclosure is not limited thereto.
도 7은 본 개시의 일 실시예와 관련된 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치를 착용한 사용자를 다양한 각도에서 바라본 예시도를 도시한다.7 is a view illustrating an exemplary view from various angles of a user wearing the wearable brain stimulation and image acquisition device related to an embodiment of the present disclosure.
도 7의 (a)는 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 착용한 사용자의 모습을 후면에서 바라본 예시도이며, 도 7의 (b)는 정면에서 바라본 예시도이다.7A is an exemplary view of a user wearing the wearable brain stimulation and
도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 사용자의 두피 표면에 착용될 수 있다. 구체적으로, 베이스 코어(120)는 하나 이상의 센서 보드(110)를 고정 결합하기 위한 하나 이상의 고정핀(121)을 포함하며, 상기 하나 이상의 고정핀(121)을 통해 적어도 하나의 센서 보드를 고정 결합한 상태에서 사용자의 두개골을 둘러싸는 형상으로 착용될 수 있다. 이에 따라, 센서 보드(110)는 사용자의 두피 표면에 직접적으로 접촉할 수 있다. 이 경우, 베이스 코어(120)는 밴딩 가능한 재질로 구비되어 보다 용이하게 사용자의 두피 형상에 대응하여 착용될 수 있다. 또한, 사용자가 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 착용하는 경우, 베이스 코어(120)의 일 측단에 연결된 통신선을 통해 메인 보드(130)가 연결될 수 있다. As shown in (a) and (b) of Figure 7, the wearable brain stimulation and image
또한, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 베이스 코어(120)는 하나 이상의 접힘부(123)를 포함할 수 있다. 접힘부(123)는 베이스 코어(120)를 다양한 형상으로 변형하기 위한 것일 수 있다. 즉, 접힘부(123)를 통해 베이스 코어(120)가 다양한 형상으로 변형됨에 따라, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)가 다양한 형태로 사용자의 두피에 착용될 수 있다. 다시 말해, 사용자의 두피 표면의 복수의 영역에 직접적으로 접촉하여 뇌활동 데이터를 획득하는 하나 이상의 센서 보드(110)의 위치가 달라질 수 있다. 이에 따라, 다양한 위치에서의 뇌활동 데이터의 획득을 통한 뇌활동 모니터링이 가능해질 수 있다.In addition, as shown in (c) of FIG. 7 , the
도 11은 본 개시의 일 실시예와 관련된 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치를 제공하기 위한 모듈을 도시한다. 11 illustrates a module for providing a wearable brain stimulation and image image acquisition device according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치는 다음과 같은 모듈에 의해 구현될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the computing device may be implemented by the following modules.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)는 제어 신호를 통해 하나 이상의 센서 보드 각각을 구동시키기 위한 모듈(710), 하나 이상의 센서 보드를 통해 뇌 활동 데이터를 획득하기 위한 모듈(720) 및 뇌활동 데이터에 기초하여 뇌 이미지 영상을 획득하기 위한 모듈(730)을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the wearable brain stimulation and image
대안적으로, 상기 하나 이상의 센서 보드 각각은, 기능적 근적외선 분광법을 통해 뇌 활성도에 관한 데이터를 획득하는 근적외선 분광 모듈, 뇌의 전기적 변화에 대한 데이터를 획득하는 뇌파 검사 모듈, 전기 자극을 통해 뇌의 신경 활성도를 조정하는 경두개 자극 모듈 및 상기 메인 보드의 제어 신호에 기초하여 상기 근적외선 분광 모듈, 상기 뇌파 검사 모듈 및 경두개 자극 모듈 중 적어도 하나의 모듈을 제어하는 서브 제어 모듈을 포함할 수 있다.Alternatively, each of the one or more sensor boards includes a near-infrared spectroscopy module for acquiring data on brain activity through functional near-infrared spectroscopy, an EEG module for acquiring data on electrical changes in the brain, and nerves in the brain through electrical stimulation It may include a transcranial stimulation module for adjusting activity and a sub-control module for controlling at least one of the near-infrared spectroscopy module, the EEG test module, and the transcranial stimulation module based on the control signal of the main board.
대안적으로, 상기 뇌활동 데이터는, 상기 뇌 활성도에 관한 데이터 및 상기 뇌의 전기적 변화에 대한 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 생성될 수 있다. Alternatively, the brain activity data may be generated based on at least one of data on the brain activity and data on electrical changes in the brain.
대안적으로, 상기 근적외선 분광 모듈은, 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 상기 사용자의 신체 내부 방향으로 광을 출력하는 광원, 상기 사용자의 신체 내부에서 상기 광에 대응하여 리턴된 검출 신호를 획득하는 광 검출기 및 상기 하나 이상의 광원 각각에서 출력되는 광의 출력 레벨을 결정하는 포텐쇼미터를 포함하고, 상기 메인 보드는, 상기 광의 출력 레벨 별 검출 신호에 기초하여 교정 테이블을 생성하고, 상기 생성된 교정 테이블에 기초하여 상기 하나 이상의 광원 각각에 대한 최적의 광 출력 레벨을 결정할 수 있다.Alternatively, the near-infrared spectroscopy module may include a light source that is adjacent to the surface of the user's scalp and outputs light toward the inside of the user's body, and a light that obtains a detection signal returned in response to the light inside the user's body a detector and a potentiometer for determining an output level of light output from each of the one or more light sources, wherein the main board generates a calibration table based on a detection signal for each output level of the light, and based on the generated calibration table An optimal light output level for each of the one or more light sources may be determined.
대안적으로, 상기 광 검출기는, 적어도 하나 이상의 광원에서 출력된 광에 대응하는 검출 신호를 획득하기 위하여 상기 적어도 하나 이상의 광원 각각과 하나 이상의 채널을 형성할 수 있다. Alternatively, the photo detector may form one or more channels with each of the at least one or more light sources to obtain a detection signal corresponding to the light output from the at least one or more light sources.
대안적으로, 상기 메인 보드는, 상기 광원에서 출력되는 광의 출력 레벨을 순차적으로 증가시키도록 하는 제어신호를 생성하여 상기 서브 제어 모듈로 전송하고, 상기 광 검출기를 통해 상기 광의 출력 레벨 변화에 따라 리턴된 하나 이상의 검출 신호를 수신하고, 그리고 상기 광의 광 출력 레벨 변화에 따른 하나 이상의 검출 신호에 기초하여 상기 교정 테이블을 생성할 수 있다. Alternatively, the main board generates a control signal to sequentially increase the output level of the light output from the light source, transmits it to the sub control module, and returns according to the change in the output level of the light through the photo detector Received one or more detection signals, and generate the calibration table based on the one or more detection signals according to a change in the light output level of the light.
대안적으로, 상기 교정 테이블은, 상기 하나 이상의 광원 각각에서 출력한 광의 출력 레벨 변화에 대한 정보 및 상기 하나 이상의 광 검출기가 상기 광의 출력 레벨 변화에 대응하여 검출한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다. Alternatively, the calibration table includes information on a change in an output level of light output from each of the one or more light sources and information on one or more detection signals detected by the one or more photo detectors in response to a change in the output level of the light can do.
대안적으로, 상기 메인 보드는, 상기 교정 테이블을 통해 광원의 출력 레벨 변화에 따라 상기 광원과 매칭된 광 검출기가 획득한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 검출 신호가 최대가 되는 광 출력 레벨을 식별하고, 상기 식별된 광 출력 레벨을 상기 광원에 대한 최적의 광 출력 레벨로 결정할 수 있다. Alternatively, the main board may be configured such that the one or more detection signals are maximized based on information about one or more detection signals acquired by a photodetector matched with the light source according to a change in the output level of the light source through the calibration table. A light output level may be identified and the identified light output level determined as an optimal light output level for the light source.
대안적으로, 상기 뇌파 검사 모듈은, 뇌의 전기적 활동을 모니터링 하기 위한 모듈로, 상기 사용자의 뇌의 전기적 활동에 기초하여 발생되는 전압을 측정하기 위한 전극을 포함하며, 상기 전극에서 측정된 전압과 상기 전극과 이웃한 다른 전극을 통해 측정된 전압 간의 차이를 통해 상기 뇌의 전기적 활동을 감지할 수 있다.Alternatively, the EEG module is a module for monitoring the electrical activity of the brain, and includes an electrode for measuring a voltage generated based on the electrical activity of the user's brain, the voltage measured at the electrode and The electrical activity of the brain may be detected through a difference between the voltage measured through the electrode and another adjacent electrode.
대안적으로, 상기 경두개 자극 모듈은, 상기 사용자의 뇌활동 데이터의 변화를 유도하기 위하여 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 전류를 발생시킴으로써 상기 사용자의 뇌를 자극할 수 있다. Alternatively, the transcranial stimulation module may stimulate the user's brain by generating an electric current adjacent to the user's scalp surface to induce a change in the user's brain activity data.
대안적으로, 상기 경두개 자극 모듈은, 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 직류 전류를 발생시킴으로써 전기 자극을 통해 대뇌 피질의 전위 변화를 유도하는 경두개 직류 자극부 및 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 상이한 주파수의 교류 전류를 발생시킴으로써 뇌 진동의 변화를 유도하는 경두개 교류 자극부를 포함할 수 있다. Alternatively, the transcranial stimulation module may include a transcranial direct current stimulation unit for inducing a change in potential of the cerebral cortex through electrical stimulation by generating a direct current adjacent to the user's scalp surface and adjacent to the user's scalp surface. It may include a transcranial alternating current stimulation unit for inducing a change in brain vibration by generating alternating currents of different frequencies.
대안적으로, 상기 하나 이상의 센서 보드 각각은, 2개의 근적외선 분광 모듈, 4개의 뇌파 검사 모듈 및 8개의 경두개 자극 모듈을 포함할 수 있다.Alternatively, each of the one or more sensor boards may include two near-infrared spectroscopy modules, four EEG modules, and eight transcranial stimulation modules.
대안적으로, 상기 베이스 코어는, 상기 사용자의 두피 형상에 대응하여 접촉 면적을 최대화하기 위하여 밴딩 가능한 재질로 구비되며, 상기 메인 보드는, 상기 베이스 코어에 구비된 상기 하나 이상의 고정핀 각각에 대한 위치 식별 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 고정핀 중 적어도 하나에 상기 센서 보드가 고정 결합됨을 인식할 수 있다. Alternatively, the base core is provided with a bendable material in order to maximize a contact area corresponding to the shape of the user's scalp, and the main board is positioned with respect to each of the one or more fixing pins provided on the base core. It may be recognized that the sensor board is fixedly coupled to at least one of the one or more fixing pins based on the identification information.
대안적으로, 상기 메인 보드에 제어 신호에 기초하여 상기 센서 보드에 전원을 공급하는 전원 공급부, 상기 뇌 이미지 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이부 및 사용자 단말과 데이터를 송수신하기 위한 네트워크부를 더 포함할 수 있다.Alternatively, it may further include a power supply unit for supplying power to the sensor board based on a control signal to the main board, a display unit for displaying the brain image image, and a network unit for transmitting and receiving data with a user terminal .
본 개시의 일 실시예에 따르면, 웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치(100)를 구현하기 위한 모듈은, 컴퓨팅 장치를 구현하기 위한 로직, 회로 또는 수단에 의하여 구현될 수도 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a module for implementing the wearable brain stimulation and image
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있으나, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.Those skilled in the art will further appreciate that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be combined with electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that it can be implemented as To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application, but such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.
도 12는 본 개시의 일 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도를 도시한다.12 depicts a simplified, general schematic diagram of an exemplary computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
본 개시가 일반적으로 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어와 관련하여 전술되었지만, 당업자라면 본 개시가 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Although the present disclosure has been described above generally in the context of computer-executable instructions that may be executed on one or more computers, those skilled in the art will appreciate that the present disclosure may be implemented in combination with other program modules and/or as a combination of hardware and software. will be.
일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Generally, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, those skilled in the art will appreciate that the methods of the present disclosure are suitable for single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, etc. It will be appreciated that other computer system configurations may be implemented, including those that may operate in connection with one or more associated devices.
본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘다에 위치할 수 있다.The described embodiments of the present disclosure may also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.
컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Computers typically include a variety of computer-readable media. Any medium accessible by a computer can be a computer readable medium, and such computer readable media includes volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. including removable media. By way of example, and not limitation, computer-readable media may include computer-readable storage media and computer-readable transmission media. Computer-readable storage media includes volatile and non-volatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. includes media. Computer storage media may include RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device or other magnetic storage device; or any other medium that can be accessed by a computer and used to store the desired information.
컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.A computer readable transmission medium typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data in a modulated data signal such as a carrier wave or other transport mechanism, and Includes any information delivery medium. The term modulated data signal means a signal in which one or more of the characteristics of the signal is set or changed so as to encode information in the signal. By way of example, and not limitation, computer-readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer-readable transmission media.
컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.An example environment 1100 implementing various aspects of the disclosure is shown including a
시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.The
컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)이 내장형 하드 디스크 드라이브(2114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음), 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.The
이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.These drives and their associated computer-readable media provide non-volatile storage of data, data structures, computer-executable instructions, and the like. In the case of
운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용 가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.A number of program modules may be stored in the drive and
사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.A user may enter commands and information into the
모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.A
컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.When used in a LAN networking environment, the
컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.
Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a,b,g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5 GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.Wi-Fi (Wireless Fidelity) makes it possible to connect to the Internet, etc. without a wire. Wi-Fi is a wireless technology such as cell phones that allows these devices, eg, computers, to transmit and receive data indoors and outdoors, ie anywhere within range of a base station. Wi-Fi networks use a radio technology called IEEE 802.11 (a, b, g, etc.) to provide secure, reliable, and high-speed wireless connections. Wi-Fi can be used to connect computers to each other, to the Internet, and to wired networks (using IEEE 802.3 or Ethernet). Wi-Fi networks may operate in unlicensed 2.4 and 5 GHz radio bands, for example, at 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b) data rates, or in products that include both bands (dual band). have.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.One of ordinary skill in the art of this disclosure will understand that information and signals may be represented using any of a variety of different technologies and techniques. For example, data, instructions, instructions, information, signals, bits, symbols and chips that may be referenced in the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical fields particles or particles, or any combination thereof.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 "소프트웨어"로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Those of ordinary skill in the art of the present disclosure will recognize that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein include electronic hardware, (convenience For this purpose, it will be understood that it may be implemented by various forms of program or design code (referred to herein as "software") or a combination of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. A person skilled in the art of the present disclosure may implement the described functionality in various ways for each specific application, but such implementation decisions should not be interpreted as a departure from the scope of the present disclosure.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터-판독가능 장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다. The various embodiments presented herein may be implemented as methods, apparatus, or articles of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term “article of manufacture” includes a computer program, carrier, or media accessible from any computer-readable device. For example, computer-readable media include magnetic storage devices (eg, hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (eg, CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash memory. devices (eg, EEPROMs, cards, sticks, key drives, etc.). Also, various storage media presented herein include one or more devices and/or other machine-readable media for storing information.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the presented processes is an example of exemplary approaches. Based on design priorities, it is understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes may be rearranged within the scope of the present disclosure. The appended method claims present elements of the various steps in a sample order, but are not meant to be limited to the specific order or hierarchy presented.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (14)
사용자의 두피 표면에 인접하여 뇌활동 데이터를 획득하는 하나 이상의 센서 보드;
상기 사용자의 두피 표면과 마주하는 적어도 일 영역에 상기 하나 이상의 센서 보드를 고정 결합하기 위한 하나 이상의 고정핀 포함하는 베이스 코어; 및
상기 하나 이상의 센서 보드 각각에 제어 신호를 전달하고, 상기 하나 이상의 센서 보드 각각으로부터 수신한 상기 뇌활동 데이터에 기초하여 뇌 이미지 영상을 획득하는 메인 보드;
을 포함하고, 그리고
상기 하나 이상의 센서 보드 각각은,
뇌의 전기적 변화에 대한 데이터를 획득하는 뇌파 검사 모듈을 포함하고,
상기 뇌파 검사 모듈은,
뇌의 전기적 활동을 모니터링 하기 위한 모듈로, 상기 사용자의 뇌의 전기적 활동에 기초하여 발생되는 전압을 측정하기 위한 전극을 포함하며, 상기 전극에서 측정된 전압과 상기 전극과 이웃한 다른 전극을 통해 측정된 전압 간의 차이를 통해 상기 뇌의 전기적 활동을 감지하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
A wearable brain stimulation and image acquisition device comprising:
one or more sensor boards adjacent to the user's scalp surface to acquire brain activity data;
a base core including one or more fixing pins for fixing and coupling the one or more sensor boards to at least one region facing the surface of the user's scalp; and
a main board that transmits a control signal to each of the one or more sensor boards and acquires a brain image image based on the brain activity data received from each of the one or more sensor boards;
including, and
Each of the one or more sensor boards,
Containing an EEG module that acquires data on electrical changes in the brain,
The brain wave test module,
A module for monitoring electrical activity of the brain, comprising an electrode for measuring a voltage generated based on the electrical activity of the user's brain, and measuring the voltage measured at the electrode and another electrode adjacent to the electrode Detecting the electrical activity of the brain through the difference between the voltages,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 하나 이상의 센서 보드 각각은,
기능적 근적외선 분광법을 통해 뇌 활성도에 관한 데이터를 획득하는 근적외선 분광 모듈;
전기 자극을 통해 뇌의 신경 활성도를 조정하는 경두개 자극 모듈; 및
상기 메인 보드의 제어 신호에 기초하여 상기 근적외선 분광 모듈, 상기 뇌파 검사 모듈 및 경두개 자극 모듈 중 적어도 하나의 모듈을 제어하는 서브 제어 모듈;
을 더 포함하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
The method of claim 1,
Each of the one or more sensor boards,
a near-infrared spectroscopy module for acquiring data on brain activity through functional near-infrared spectroscopy;
a transcranial stimulation module for adjusting nerve activity in the brain through electrical stimulation; and
a sub-control module for controlling at least one of the near-infrared spectroscopy module, the EEG module, and the transcranial stimulation module based on the control signal of the main board;
further comprising,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 뇌활동 데이터는,
상기 뇌 활성도에 관한 데이터 및 상기 뇌의 전기적 변화에 대한 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 생성되는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
3. The method of claim 2,
The brain activity data is
generated based on at least one of data on the brain activity and data on electrical changes in the brain,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 근적외선 분광 모듈은,
상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 상기 사용자의 신체 내부 방향으로 광을 출력하는 광원;
상기 사용자의 신체 내부에서 상기 광에 대응하여 리턴된 검출 신호를 획득하는 광 검출기; 및
상기 하나 이상의 광원 각각에서 출력되는 광의 출력 레벨을 결정하는 포텐쇼미터(Potentiometer);
를 포함하고,
상기 메인 보드는,
상기 광의 출력 레벨 별 검출 신호에 기초하여 교정 테이블을 생성하고, 상기 생성된 교정 테이블에 기초하여 상기 하나 이상의 광원 각각에 대한 최적의 광 출력 레벨을 결정하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
3. The method of claim 2,
The near-infrared spectroscopy module,
a light source adjacent to the surface of the user's scalp and outputting light in an internal direction of the user;
a photodetector configured to obtain a detection signal returned in response to the light inside the user's body; and
a potentiometer for determining an output level of light output from each of the one or more light sources;
including,
The main board is
generating a calibration table based on a detection signal for each output level of the light, and determining an optimal light output level for each of the one or more light sources based on the generated calibration table,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 광 검출기는,
적어도 하나 이상의 광원에서 출력된 광에 대응하는 검출 신호를 획득하기 위하여 상기 적어도 하나 이상의 광원 각각과 하나 이상의 채널을 형성하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
5. The method of claim 4,
The photodetector is
Forming one or more channels with each of the at least one or more light sources to obtain a detection signal corresponding to the light output from the at least one or more light sources,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 메인 보드는,
상기 광원에서 출력되는 광의 출력 레벨을 순차적으로 증가시키도록 하는 제어신호를 생성하여 상기 서브 제어 모듈로 전송하고,
상기 광 검출기를 통해 상기 광의 출력 레벨 변화에 따라 리턴된 하나 이상의 검출 신호를 수신하고, 그리고
상기 광의 광 출력 레벨 변화에 따른 하나 이상의 검출 신호에 기초하여 상기 교정 테이블을 생성하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
5. The method of claim 4,
The main board is
A control signal for sequentially increasing the output level of light output from the light source is generated and transmitted to the sub control module,
receiving one or more detection signals returned according to a change in the output level of the light through the photo detector, and
generating the calibration table based on one or more detection signals according to a change in the light output level of the light;
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 교정 테이블은,
상기 하나 이상의 광원 각각에서 출력한 광의 출력 레벨 변화에 대한 정보 및 상기 하나 이상의 광 검출기가 상기 광의 출력 레벨 변화에 대응하여 검출한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보를 포함하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
5. The method of claim 4,
The calibration table is
Information on a change in the output level of light output from each of the one or more light sources and information on one or more detection signals detected by the one or more photo detectors in response to the change in the output level of the light,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 메인 보드는,
상기 교정 테이블을 통해 광원의 출력 레벨 변화에 따라 상기 광원과 매칭된 광 검출기가 획득한 하나 이상의 검출 신호에 대한 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 검출 신호가 최대가 되는 광 출력 레벨을 식별하고, 상기 식별된 광 출력 레벨을 상기 광원에 대한 최적의 광 출력 레벨로 결정하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
5. The method of claim 4,
The main board is
Based on information about one or more detection signals acquired by a photodetector matched with the light source according to a change in the output level of the light source through the calibration table, the light output level at which the one or more detection signals are maximum is identified determining the light output level as the optimal light output level for the light source,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 경두개 자극 모듈은,
상기 사용자의 뇌활동 데이터의 변화를 유도하기 위하여 상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 전류를 발생시킴으로써 상기 사용자의 뇌를 자극하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
3. The method of claim 2,
The transcranial stimulation module,
Stimulating the user's brain by generating an electric current adjacent to the user's scalp surface in order to induce a change in the user's brain activity data,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 경두개 자극 모듈은,
상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 직류 전류를 발생시킴으로써 전기 자극을 통해 대뇌 피질의 전위 변화를 유도하는 경두개 직류 자극부; 및
상기 사용자의 두피 표면에 인접하여 상이한 주파수의 교류 전류를 발생시킴으로써 뇌 진동의 변화를 유도하는 경두개 교류 자극부;
를 포함하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
11. The method of claim 10,
The transcranial stimulation module,
a transcranial direct current stimulation unit for inducing a change in potential of the cerebral cortex through electrical stimulation by generating a direct current adjacent to the user's scalp surface; and
a transcranial alternating current stimulation unit for inducing changes in brain vibration by generating alternating currents of different frequencies adjacent to the surface of the user's scalp;
containing,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 하나 이상의 센서 보드 각각은,
2개의 근적외선 분광 모듈, 4개의 뇌파 검사 모듈 및 8개의 경두개 자극 모듈을 포함하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
The method of claim 1,
Each of the one or more sensor boards,
Including two near-infrared spectroscopy modules, four EEG modules and eight transcranial stimulation modules,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
상기 베이스 코어는,
상기 사용자의 두피 형상에 대응하여 접촉 면적을 최대화하기 위하여 밴딩 가능한 재질로 구비되며,
상기 메인 보드는,
상기 베이스 코어에 구비된 상기 하나 이상의 고정핀 각각에 대한 위치 식별 정보에 기초하여 상기 하나 이상의 고정핀 중 적어도 하나에 상기 센서 보드가 고정 결합됨을 인식하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
The method of claim 1,
The base core is
It is provided with a bendable material to maximize the contact area corresponding to the shape of the user's scalp,
The main board is
Recognizing that the sensor board is fixedly coupled to at least one of the one or more fixing pins based on position identification information for each of the one or more fixing pins provided in the base core,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
사용자 단말과 데이터를 송수신하기 위한 네트워크부;
를 더 포함하는,
웨어러블 뇌 자극 및 이미지 영상 획득 장치.
The method of claim 1,
a network unit for transmitting and receiving data to and from the user terminal;
further comprising,
Wearable brain stimulation and image acquisition device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190121491A KR102278547B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Wearable brain stimulation and image acquisition device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190121491A KR102278547B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Wearable brain stimulation and image acquisition device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210039103A KR20210039103A (en) | 2021-04-09 |
KR102278547B1 true KR102278547B1 (en) | 2021-07-16 |
Family
ID=75444052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190121491A KR102278547B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Wearable brain stimulation and image acquisition device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102278547B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11931574B2 (en) | 2021-02-22 | 2024-03-19 | Neurode Pty Ltd | Apparatus, systems and methods for monitoring symptoms of neurological conditions |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115844325A (en) * | 2022-11-17 | 2023-03-28 | 天津大学 | Distributed fNIRS brain function imaging system for super-scanning application |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101669436B1 (en) | 2014-08-08 | 2016-10-26 | 최상식 | Head wearable type apparatus and method for managing state of user |
US20170087367A1 (en) * | 2012-11-16 | 2017-03-30 | Rio Grande Neurosciences, Inc. | System for variably configurable, adaptable electrode arrays and effectuating software |
US20170312518A1 (en) * | 2015-03-10 | 2017-11-02 | Hrl Laboratories, Llc | Montage design for closed loop sensing and neurostimulation of the dorsal lateral prefrontal cortex and/or motor cortex |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001297839A (en) | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Maspro Denkoh Corp | Coaxial cable connector |
-
2019
- 2019-10-01 KR KR1020190121491A patent/KR102278547B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170087367A1 (en) * | 2012-11-16 | 2017-03-30 | Rio Grande Neurosciences, Inc. | System for variably configurable, adaptable electrode arrays and effectuating software |
KR101669436B1 (en) | 2014-08-08 | 2016-10-26 | 최상식 | Head wearable type apparatus and method for managing state of user |
US20170312518A1 (en) * | 2015-03-10 | 2017-11-02 | Hrl Laboratories, Llc | Montage design for closed loop sensing and neurostimulation of the dorsal lateral prefrontal cortex and/or motor cortex |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11931574B2 (en) | 2021-02-22 | 2024-03-19 | Neurode Pty Ltd | Apparatus, systems and methods for monitoring symptoms of neurological conditions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210039103A (en) | 2021-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Niu et al. | Resting-state functional brain connectivity: lessons from functional near-infrared spectroscopy | |
KR102278547B1 (en) | Wearable brain stimulation and image acquisition device | |
US20160049051A1 (en) | Room monitoring device with packaging | |
Pai et al. | Cloud computing-based non-invasive glucose monitoring for diabetic care | |
Schroeder et al. | Seizure pathways change on circadian and slower timescales in individual patients with focal epilepsy | |
Khan et al. | Deep learning framework for subject-independent emotion detection using wireless signals | |
US20220160309A1 (en) | Multiple partially redundant biometric sensing devices | |
CN105210107B (en) | The automated quality of physiological signal is assessed | |
US10009581B2 (en) | Room monitoring device | |
US20080294058A1 (en) | Wearable Device, System and Method for Measuring a Pulse While a User is in Motion | |
CN108471973A (en) | Method and apparatus for the acquisition of wideband phase gradient signal | |
Lopez et al. | Internet of things applied in healthcare based on open hardware with low-energy consumption | |
CN109069051A (en) | The method that bio signal obtains equipment and system, acquisition bio signal | |
US11864865B2 (en) | Small form factor detector module for high density diffuse optical tomography | |
US20160174841A1 (en) | System for remote child monitoring | |
US20160183870A1 (en) | Monitoring device for sleep analysis including the effect of light and noise disturbances | |
Pazzini et al. | An ultra-compact integrated system for brain activity recording and stimulation validated over cortical slow oscillations in vivo and in vitro | |
US20190282098A1 (en) | System for remote child monitoring | |
Jahn et al. | Polarity sensitivity in pediatric and adult cochlear implant listeners | |
Bicciato et al. | Increase in low-frequency oscillations in fNIRS as cerebral response to auditory stimulation with familiar music | |
Dura-Bernal et al. | Data-driven multiscale model of macaque auditory thalamocortical circuits reproduces in vivo dynamics | |
Zarepour et al. | Characterizing terahertz channels for monitoring human lungs with wireless nanosensor networks | |
Wu et al. | Impedance Variations over Time for a Closed‐Loop Neurostimulation Device: Early Experience with Chronically Implanted Electrodes | |
RU2712078C2 (en) | Non-invasive biofluid detector and portable sensor transceiving system | |
Mikkelsen et al. | EEGs vary less between lab and home locations than they do between people |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |