KR102312774B1 - 자기 자극 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 자극 시스템. 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 시스템은, 운동 역치(Motor Threshold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장 출력을 결정하는 제어부와, 자기장을 발생시키는 코일과 연결되며, 상기 코일이 결정된 자기장을 발생시키도록 전력을 공급하는 전력 모듈을 포함하며, 상기 제어부는, 자기장 변환 모듈을 이용하여 사용자의 운동 역치(Motor Threshold)를 측정하는 운동 역치 측정 모듈; 및 상기 자기장의 관련 파라미터를 조절하여 자기장 출력을 제어하는 자기장 변환 모듈; 을 포함하는 자기장 발생 장치를 포함할 수 있다.

Description

자기 자극 시스템 및 방법{MAGNETIC STIMULATION SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 자기 자극 시스템 및 방법에 관한 것이다.

경두개 자기 자극(TMS, Transcranial Magnetic Stimulation) 등 자기 자극 방법은 자기에너지를 이용하여 뇌 내의 신경세포를 비침습적으로 자극하는 방법으로, 두부 가까이에서 강력한 자기장으로 두개골을 통과시켜 신경세포를 활성화시킴으로써 우울증과 같은 정신과적 치료 또는 치매와 같은 신경과적 치료를 수행할 수 있다.

종래에는 자기 자극을 받을 뇌의 위치에 자기장을 발생시킬 코일을 위치시키기 위해서 간호사 등의 의료인력이 직접 코일을 위치시켜야 했으며, 이 경우에 많은 시간을 코일을 정확하게 위치시키는데 할애해야 해서 치료의 효율을 반감시켰다.

(특허문헌 1) KR10-2020-0139536 A

본 발명은, 상술한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각 사용자에게 적합한 자기장 출력을 판단 가능하도록 자기장 출력을 변환시켜 사용자의 운동 역치를 검출할 수 있는, 자기 자극 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제1 양태로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 시스템은, 운동 역치(Motor Threshold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장 출력을 결정하는 제어부와, 자기장을 발생시키는 코일과 연결되며, 상기 코일이 결정된 자기장을 발생시키도록 전력을 공급하는 전력 모듈을 포함하며, 상기 제어부는, 자기장 변환 모듈을 이용하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈; 및 상기 자기장의 관련 파라미터를 조절하여 자기장 출력을 제어하는 자기장 변환 모듈; 을 포함하는 자기장 발생 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 운동 역치 측정 모듈은, 상기 자기장 변환 모듈에 의해 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하거나, 또는 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달한 경우, 자기장 주파수를 기설정된 비율만큼 높인 후 다시 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자기장 변환 모듈은, 수신된 사용자의 MRI 영상을 이용하여 자극되는 뇌 영역까지의 거리와, 사용자의 뇌 형태, 크기 및 두상 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 뇌 상태에 따라 자기장 출력을 결정할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자기장 변환 모듈은, 상기 자극되는 뇌 영역 및 사용자의 뇌 상태에 따라 사전 설정된 비율로 측정한 사용자의 운동 역치를 연산하여 결정된 자기장 세기로 코일을 구동시켜 자기장 자극을 수행할 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자기장의 관련 파라미터는 주파수, 시간, 주기 및 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 시스템은, 사용자의 MRI 영상을 분석하여 상기 자극될 뇌 영역의 위치를 검출하고, 상기 자기장 발생 장치의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치를 더 포함할 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레인 네비게이션 장치는 사용자의 MRI 영상과 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수신하여 저장하는 MRI 데이터 메모리; 및 카메라를 이용하여 상기 사용자의 실제 머리 영상을 실시간 촬영하고, 상기 MRI 데이터 메모리에 저장된 자극될 뇌 영역의 위치 데이터가 표시된 사용자의 뇌 MRI 영상과 실시간으로 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 맵핑 모듈;을 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라는 3D 카메라를 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자극될 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하도록 사용자의 머리를 스캔하는 레이저 스캐너; 및 상기 레이저 스캐너를 통해 검출된 상기 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 표시하는 레이저 포인터;를 더 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 브레인 네비게이션 장치는 상기 자기장 발생 장치와 연동되도록 통신을 수행하는 통신 모듈을 더 포함하며, 상기 레이저 스캐너가 3D 카메라와 연동하며 사람의 움직임을 검출하고, 상기 레이저 포인터가 변동된 상기 머리 위치를 트래킹하며, 상기 통신 모듈이 상기 코일의 위치와 상기 레이저 포인터가 트래킹한 머리 위치의 정렬이 틀어짐을 송신하면, 상기 자기장 발생 장치의 제어부가 상기 코일의 구동을 정지시킬 수 있다.

또는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라서, 자기장을 발생시키는 코일을 포함하는 자기장 발생 장치와, 사용자의 MRI 영상을 분석하여 상기 자극될 뇌 영역의 위치를 검출하고, 상기 자기장 발생 장치의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치를 포함하는 자기 자극 시스템에서, 사용자의 MRI 영상과 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수신하여 저장하는 MRI 데이터 메모리; 카메라를 이용하여 상기 사용자의 실제 머리 영상을 실시간 촬영하고, 상기 MRI 데이터 메모리에 저장된 자극될 뇌 영역의 위치가 표시된 사용자의 뇌 MRI 영상과 실시간으로 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 맵핑 모듈; 및 상기 맵핑 모듈에 의해 획득된 실제 머리에서의 자극될 뇌 영역의 위치 좌표를 수신받아 상기 코일을 상기 위치 좌표에 대응하는 위치로 이동시키는 로봇암;을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 자극 시스템은, 상기 자기장 발생 장치와 연동되어 상기 자기장 발생 장치에 의한 뇌 자극 이후에, 상기 자기장 발생 장치가 자극한 뇌 영역이 활성화되도록 상기 뇌 영역과 대응하는 사전 설정된 문제를 출제하여 인지 훈련을 수행하는 인지 훈련 장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 자극 시스템은, 상기 자기장 발생 장치 및 상기 인지 훈련 장치와 통신 연결되며, 상기 자기장 발생 장치와 상기 인지 훈련 장치를 동시에 또는 교대로 구동시키는 통합 오퍼레이터를 더 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 통합 오퍼레이터 또는 상기 인지 훈련 장치는 적어도 하나의 메모리를 더 포함하며, 상기 메모리는 클라우드 서버에 구성된 데이터베이스(DB)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자기장 발생 장치는, 출력된 자기장을 사용자에게 표시하는 출력 모듈과, 사용자가 수동으로 상기 자기장 출력을 조절하는 입력 모듈을 포함하는 사용자 인터페이스; 상기 통합 오퍼레이터 및 상기 브레인 네비게이션과 통신을 수행하는 통신 모듈; 및 상기 코일의 온도를 모니터링하고, 임계치를 초과하면 냉각을 수행하는 냉각 모듈;을 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치는, 운동 역치(Motor Threshold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장 출력을 결정하는 제어부와, 복수의 뇌 영역을 동시에 자극하도록 구성된 멀티 코일과 각각 연결되며, 상기 멀티 코일 각각에 전력을 공급하는 전력 모듈을 포함하며, 상기 제어부는, 자기장 변환 모듈을 이용하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈; 및 상기 멀티 코일 각각의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 조절하여 자기장 출력을 각각 제어하는 자기장 변환 모듈; 을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 상기 멀티 코일은, 상기 사용자의 우측에 위치한 뇌 영역과 상기 사용자의 좌측에 위치한 뇌 영역에 대응되는 위치에서 상기 우측에 위치한 뇌영역과 좌측에 위치한 뇌 영역을 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극할 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 멀티 코일에서 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극을 할 때, 각 멀티 코일의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기를 동일하게 또는 상이하게 제어하여 자기장 자극할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자기장 변환 모듈은, 자기장을 출력하는 경우, 상기 주파수를 1 내지 50 Hz 범위에서 조절하며, 상기 세기는 1 내지 10 테슬라 범위에서 조절하며, 상기 시간은 1 내지 200ms 단위로 조절 가능하다.

한편, 본 발명의 제2 양태로서, 자기 자극 방법은, 운동 역치(Motor Threshold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장 출력을 결정하는 제어부와, 자기장을 발생시키는 코일과 연결되며, 상기 코일이 결정된 자기장 출력을 발생시키도록 전력을 공급하는 전력 모듈을 포함하는 자기장 발생 장치에 있어서, 상기 코일의 자기장 세기 또는 주파수를 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 단계; 자극될 뇌 영역의 위치와 대응되는 머리 위치에 상기 코일을 대응되게 위치시키는 단계; 및 측정한 사용자의 운동 역치와 상기 자극될 뇌 영역을 고려하여 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계; 를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 방법은, 별도의 인지 훈련 장치에 의해, 상기 자기장 발생 장치가 자극한 뇌 영역이 활성화되도록 상기 뇌 영역과 대응하는 사전 설정된 문제를 출제하여 인지 훈련을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 운동 역치를 측정하는 단계는, 상기 코일에 의해 사용자의 모터 코텍스(Motor Cortex)를 자기장 자극하여 손가락 움직임이 있는지 확인하거나 ECG 센서로 맥박 변화를 확인하는 제1 단계; 손가락 움직임이 없거나 맥박의 변화가 없는 경우, 사전 설정된 비율로 손가락 움직임이나 맥박의 변화가 발생할 때까지 자기장 세기를 올리는 제2 단계; 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달하면 자기장 주파수를 향상시키고, 상기 제2 단계로 되돌아가는 제3 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 단계는, 손가락 움직임이 있거나 맥박의 변화가 있으면, 손가락 반응이 없거나 종전 맥박 상태로 되돌아오는 임계값까지 자기장 세기를 낮추고, 상기 임계값을 운동 역치로 결정할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자극될 뇌 영역의 위치와 대응되는 머리 위치에 상기 코일을 대응되게 위치시키는 단계는, 브레인 네비게이션 장치에 의해, 자극될 뇌 영역의 위치가 표시된 사용자의 MRI 영상과 카메라에 의해 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 스캐너에 의해 실시간으로 촬영된 머리 영상에서 상기 맵핑된 영상에 표시된 자극될 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 검출할 수 있으며, 추가로 검출된 상기 대응되는 머리 위치를 레이저 포인터에 의해 표시할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기 자극 방법은 상기 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계에서, 멀티 코일을 구동시켜 복수의 뇌 영역을 동시에 자극하는 경우, 자기장 변환 모듈에 의해 상기 멀티 코일의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 각각 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 이때 상기 자기장 변환 모듈에 의해 상기 멀티 코일에서 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극을 할 때, 각 멀티 코일의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기를 동일하게 또는 상이하게 제어하여 자기장 자극할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 측정한 사용자의 운동 역치와 상기 자극되는 뇌 영역을 고려하여 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계는, 상기 자기장 정보는, 주파수를 1 내지 50 Hz 범위에서 조절하며, 세기는 1 내지 10 테슬라 범위에서 조절하며, 시간은 1 내지 200ms 단위로 조절 가능하다.

본 발명의 제3 양태로서, 상술한 자기 자극 방법을 컴퓨터상에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.

또는, 상술한 자기 자극 방법의 단계를 실행하도록 구성된 프로세서, 및 상기 사용자의 운동 역치 또는 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행한 데이터를 클라우드 서버에 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4 양태로서, 자기장 자극을 수행하는 자기장 발생 장치, 상기 자기장 발생 장치의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치, 및 상기 자기장 발생 장치와 동시에 또는 교대로 인지 훈련을 수행하는 인지 훈련 장치 중 적어도 하나를 포함하는 자기 자극 시스템; 상기 자기 자극 시스템에 의한 사용자 사용 결과를 저장하는 클라우드 서버; 및 보안 절차를 통해 상기 클라우드 서버에 연결되어 상기 사용자 사용 결과를 확인하고, 상기 자기 자극 시스템의 자기장 출력 또는 인지 훈련을 원격으로 제어하는 관리자 단말기;를 포함하는, 원격 진료 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 자기 자극하기 전에 운동 역치 측정 모듈을 이용하여 각 사용자의 운동 역치를 항상 측정할 수 있어, 운동 역치의 임계값으로 자기장 출력을 조절할 수 있고, 이를 통해 사용자의 움직임 없이 뇌 자극 효율이 최대로 되게끔 자기 자극을 수행할 수 있어 치료 효율을 상승시킬 수 있다.

도 1은 자기 자극 방법을 설명하기 위해 사람의 뇌와 대응되는 코일을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치의 구성도를 간략하게 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레인 네비게이션 장치의 구성도를 간략하게 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치와 네비게이션 장치를 포함하는 전체 자기 자극 시스템의 구성을 간략하게 블록도로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈의 플로우 차트를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자극 될 뇌 위치 영역을 검출하는 플로우 차트를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자극될 뇌 위치 영역의 위치 데이터를 표시한 좌표를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 코일을 이용하는 자기장 발생 장치와 네비게이션 장치을 포함하는 전체 자기 자극 시스템의 구성을 간략하게 블록도로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 역치 검출 방법의 흐름도를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

이하, 자기 자극을 받거나, 자기 자극을 받도록 자기 자극 시스템을 제어하는 자를 사용자라고 정의한다. 치매 환자나 인지 장애 환자 등은 사용자 중 일 실시예이며, 사용자는 환자에 제한되지 않는다. 또한, 사용자는 자기 자극을 받는 사용자와 자기 자극을 받도록 장치를 사용하는 사용자를 포함하며, 이하에서 사용자는 주로 자기 자극을 받는 사용자를 의미한다.

도 1은 자기 자극 방법을 설명하기 위해 사람의 뇌와 대응되는 코일을 간략하게 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 자기 자극 방법으로는, TMS, TDCS(Transcranial Direct Current Stimulation) 등이 존재하며, 특히 TMS 방법은 전도 전자기 코일로 발생시킨 자기장으로 뇌의 특정 부위를 자극하여 신경세포를 활성화시키는 비수술적 뇌자극의 방법이다. 자기장이 발생될 수 있도록 코일에 강한 전류를 인가하면 머리에 대응되게 위치한 코일에서 발생하는 강한 자기장이 사용자의 뇌 신경세포에 생체전류를 유도하고, 상기 유도 전류가 뇌 신경세포를 자극하게 된다.

따라서, 우울증이나 치매치료와 같이 뇌의 신경세포가 제대로 활성화되지 못하는 정신학과적 치료나 신경학과적 치료로서 뇌를 자극하는 치료법을 제공할 수 있다.

특히 원형 코일을 사용할 수도 있지만, 8자 형태의 코일을 사용하여 상기 양 코일의 접점에서 자기장의 첨단이 날카롭게 형성되며, 이를 통해 국소적인 자극이 가능하도록 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레인 네비게이션 장치의 구성도를 간략하게 블록도로 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치와 네비게이션 장치를 포함하는 전체 자기 자극 시스템의 구성을 간략하게 블록도로 도시한 것이다.

이하에서, 전체 자기 자극 시스템을 설명하고, 자기 자극 시스템 내의 각각의 장치를 설명하도록 한다.

자기 자극 시스템

도 4에 도시된 바와 같이, 자기 자극 시스템은 자기 발생 장치(100), 브레인 네비게이션 장치(200), 통합 오퍼레이터(300) 및 인지 훈련 장치(400)를 포함할 수 있다.

사용자가 앉는 의자(10)를 기준으로 사용자의 뇌가 위치한 쪽에는 코일(160)을 배치하고, 상기 코일(160)과 자기장 발생 장치(100)가 연동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치(100)는, 사용자의 뇌에 자기장 자극을 수행할 수 있도록 자기장 출력을 결정하여 코일(160)에 제공하는 장치이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치(100)는, 운동 역치(MT, Motor Thresold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장을 결정하는 제어부(110)와, 상기 제어부(110) 및 자기장을 발생시키는 코일(160)과 연결되며, 상기 코일(160)이 결정된 자기장을 발생시키도록 전력을 공급하는 전력 모듈(120)을 포함할 수 있다. 상기 전력 모듈(120)로 교류 전원(AC)을 변환시켜 공급하도록 전력 변환 모듈(121)을 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 출력된 자기장을 자기장 발생 장치(100)를 제어하는 사용자에게 표시하는 출력 모듈(152)과, 상기 사용자가 수동으로 상기 자기장 출력을 조절하는 입력 모듈(151)을 포함하는 사용자 인터페이스(150)와, 통합 오퍼레이터(300) 및 브레인 네비게이션(200)과 통신을 수행하는 통신 모듈(130)과, 상기 코일(160)의 온도를 모니터링하는 온도 모니터링부(142) 및 임계치를 초과하면 냉각을 수행하는 냉각부(141)를 포함하는 냉각 모듈(140)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 브레인 네비게이션 장치(200)는, 자기장 발생 장치(100)와 연동하여 상기 자기장 발생 장치(100)가 사용자의 자극될 뇌 영역 위치로 정확하게 배치될 수 있도록 자극될 뇌 영역 위치를 검출하고, 상기 자기장 발생 장치(100)의 위치를 가이드할 수 있게 상기 뇌 영역 위치 정보를 자기장 발생 장치(100)에 제공하는 장치이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 브레인 네비게이션 장치(200)는, 사용자의 MRI 영상과 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수신하여 저장하는 MRI 데이터 메모리(210)를 포함하며, 카메라부(221)를 이용하여 상기 사용자의 실제 머리 영상을 실시간 촬영하고, 상기 MRI 데이터 메모리(210)에 저장된 상기 자극될 뇌 영역의 위치 데이터가 표시된 사용자의 뇌 MRI 영상과 실시간으로 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 맵핑 모듈(221, 222)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 자극될 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하도록 사용자의 머리를 스캔하는 레이저 스캐너(230)와, 상기 레이저 스캐너(230)를 통해 검출된 상기 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 표시하는 레이저 포인터(240)를 추가로 포함할 수 있다.

즉, 일 실시예로서, 브레인 네비게이션 장치(200)는, MRI 데이터 메모리(210)와 맵핑 모듈(221, 222)를 포함할 수 있으며, 사용자의 실제 머리에 자극될 뇌 영역 위치를 찾기 용이하도록 레이저 스캐너(230)와 레이저 포인터(240)를 더 포함할 수도 있다.

상기 자극될 뇌 영역의 위치 데이터는 사용자의 MRI 영상에 의사 등 전문가가 수동으로 검출한 위치 정보일 수 있으며, 학습된 인공지능 등을 이용하여 자동으로 검출한 위치 정보일 수 있다. 상기 위치 데이터는 X,Y,Z 축의 좌표로 표시될 수 있다.

상기 맵핑 모듈은, 사용자의 뇌를 향해 빛을 쏘는 IR LED부(222) 및 자극되어야 할 뇌 부위를 마킹할 수 있도록 상기 IR LED부(222)에 의해 쏘여진 빛 중 반사된 빛을 수신하는 카메라부(221)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라부(221)는 3D 카메라를 포함할 수 있다. 상기 맵핑 모듈을 통해 정확한 자극 위치로 자기장 발생 장치(100)를 가이드할 수 있다.

더하여, 자기장 발생 장치(100)와 연동되도록 통신을 수행하는 통신 모듈(250)과, 상술한 구성들을 제어하는 제어부(260) 및 상기 제어부(260)에 전력을 공급하는 전원 모듈(270)을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 장치(400)는 상기 자기장 발생 장치(100)와 교대로 구동시켜 사용자의 뇌 자극을 수행할 수 있으며, 자기장 발생 장치(100)로 자극되는 뇌 부위를 인지 훈련 장치(400)가 추가로 활성화시키거나, 자기장 발생 장치(100)로 덜 자극되는 뇌 부위를 인지 훈련 장치(400)가 보완적으로 활성화시켜 치매 치료 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인지 훈련 장치(400)는 사용자의 신상 정보 또는 사용자가 수행한 인지 훈련 문제 또는 인지 훈련 점수 등 사용자 치료 데이터를 저장하는 제1 메모리(402)를 포함하며, 인지 훈련 문제를 출제하고, 사용자가 그에 대한 답변을 피드백 할 수 있는 사용자 인터페이스(401)를 포함할 수 있다.

상기 사용자 인터페이스(401)는 데스크탑 컴퓨터, 노트북, PDA, 테블릿 PC 등 다양항 사용자 기기를 포함할 수 있으며, 사용자 편의를 높이기 위해 이동 가능한 PC일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 통합 오퍼레이터(300)는, 상기 인지 훈련 장치(400) 또는 자기장 발생 장치(100)와 연동하며, 인지 훈련 장치(400)와 자기장 발생 장치(100)를 동시에 또는 교대로 구동시킬 경우, 그 구동 시간, 시간 간격, 주파수 및 세기 등을 제어하는 장치이다.

상기 제1 메모리(402)의 사용자 데이터 분실을 대비하여, 사용자의 치료 이력이나 개인 신상 정보 등을 저장한 제2 메모리(302)를 포함할 수 있으며, 의사나 간호사와 같은 자기 자극 시스템을 제어할 수 있는 사용자가 상기 구동 시간, 시간 간격, 주파수 및 세기 등을 수동 제어하거나 확인할 수 있도록 설정된 사용자 인터페이스(301)를 포함할 수 있다.

상기 제2 메모리(302)는 내장형 저장장치나 외장형 저장장치뿐만 아니라 클라우드 서버 형태의 DB로 구현하여 사용자의 치료 이력이나 입력된 사용자 정보가 자동으로 클라우드 서버에 연동되어 저장되도록 할 수 있다. 특히, 원격 진료시 사용자 데이터를 통합하여 저장하여 데이터 관리를 용이하게 하고 사용자 편의성을 높일 수 있다.

상기 사용자 인터페이스(301)는 데스크탑 컴퓨터, 노트북, PDA, 테블릿 PC 등 다양한 사용자 기기를 포함할 수 있으며, 사용자 편의를 높이기 위해 이동 가능한 PC일 수 있다.

자기장 발생 장치(100)

자기 자극 방법을 받으려면 사용자가 움직이지 않는 고정된 상태이면서 동시에 뇌는 자극 받아야 하기 때문에 손가락 등에 움직임이 발생하는 운동 역치(MT, Motor Threshold) 이하로 자기장 출력을 조절하면서도, 뇌의 자극 효율을 높이기 위해 운동 역치 가까이 자기장 출력을 유지해야 한다.

종래의 자기 자극 방법은 따로 운동 역치를 확인하지 않거나, 고정된 자기장 주파수에서 임의로 세기를 조절하여 운동 역치를 확인하여 임의의 세기에서 사용자의 움직임이 발생하며 해당 사용자는 더 이상의 치료를 진행하지 못하여, 사용자 각각에 대한 맞춤형 자기 자극을 제공할 수 없었다.

특히, 운동 역치는 사용자의 인종, 성별 등에 의해서도 달라지지만 사용자의 컨디션에 따라서도 달라지는 것으로 정확하고 안전한 치료를 위해서는 치료 직전에 운동 역치를 정확하게 확인하는 것이 매우 필요하다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치(100)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 운동 역치(MT)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장을 결정하는 제어부(110)와, 자기장을 발생시키는 코일(160)과 연결되며, 상기 코일(160)이 결정된 자기장을 발생시키도록 전력을 공급하는 전력 모듈(120)을 포함할 수 있다.

상기 제어부(110)는, 상기 자기장의 관련 파라미터를 조절하여 자기장 출력을 제어하는 자기장 변환 모듈(1101) 및 상기 자기장 변환 모듈(1101)을 이용하여 사용자의 운동 역치(MT)를 측정하는 운동 역치 측정 모듈(1102)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 자기장의 관련 파라미터는 주파수, 시간, 주기 및 세기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 운동 역치 측정 모듈(1102)은, 상기 자기장 변환 모듈(1101)에 의해 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하거나, 또는 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달한 경우, 자기장 주파수를 기설정된 비율만큼 높인 후 다시 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정할 수 있다.

운동 역치 측정 모듈(1102)는, 코일(160)이 뇌의 운동 영역을 담당하는 모터 코텍스(Motor Cortex) 영역을 자극하고, 이후 손의 움직임이나 맥박의 변화를 감지하여 뇌에 자극이 전달되고 있는지를 확인할 수 있다.

구체적으로, 사용자의 운동 역치는 사람마다 다르고, 동일 사용자도 날마다, 컨디션마다 상이하다. 특히, 서양인보다 동양인의 운동 역치가 훨씬 높게 형성되는 바, 정확한 운동 역치 측정을 위한 제어 방법이 없는 종래의 자기 자극 장치에서는, 임의로 제공하는 자기장 출력에서 손가락 움직임이 없거나, ECG 센서가 맥박의 변동을 인지하지 못하면 해당 사용자는 더 이상 자기 자극 치료를 받을 수 없었다.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 역치 측정 모듈(1102)은, 우선, 가능한 자기장 세기 또는 자기장 주파수 범위에서 중간 정도의 자기장 세기 또는 자기장 주파수를 설정하고 자기장을 출력할 수 있다. 사용자의 운동 역치를 측정하기 위해 기준점을 설정하는 것이다.

이후, 첫 단계에서 손가락 움직임이 없거나 ECG 센서가 맥박의 변화를 측정하지 못하면 자기장 주파수는 고정하고, 자기장 세기를 기설정된 비율(R1)만큼 상승시키며 조절하여, 손가락 움직임이 발생하거나, ECG 센서가 맥박의 변화를 측정할 때까지 상승시킬 수 있다. 이때, 운동성을 검출하면, 사용자 뇌의 모터 코텍스(Motor Cortex)가 반응한 운동 역치를 지나쳤다고 판단하고, 상기 기설정된 비율(R1)보다 작게 설정된 기설정된 비율(R2)로 주파수 세기를 감소시켜 운동 역치에 도달하기 직전의 임계값을 검출할 수 있다. 상기 임계값이 뇌 자극에 사용될 자기장 세기의 기준값이 된다.

한편, 자기장 세기를 상승시켜 자기장 최대 세기까지 도달한 경우에도 손가락 움직임이 없거나 ECG 센서가 맥박의 변화를 측정하지 못하면, 자기장 주파수를 향상시켜 자기장 출력을 향상시킬 수 있다. 자기장 주파수를 기설정된 비율(R3)만큼 향상시킨 후, 자기장 세기는 처음으로 되돌아가 중간 정도의 자기장 세기를 출력하고, 운동성이 검출되지 않으면 다시 자기장 세기를 기설정된 비율(R1)만큼 상승시키며 조절하여, 손가락 움직임이 발생하거나, ECG 센서가 맥박의 변화를 측정할 때까지 상승시킬 수 있다.

이를 통해 모든 사용자는 자신에게 부합하는 운동 역치(MT)를 검출할 수 있으며, 운동 역치 직전의 임계값을 뇌 자극에 사용될 자기장 세기의 기준 값으로 설정하여, 운동성이 없어 사용자가 뇌 자극을 수행 받으며 움직이지 않도록 제어하면서도 뇌 자극을 수행할 최대 자기장 출력으로 자기 자극을 수행할 수 있어 안전성을 확보한 상태에서 치료 효율이 극대화될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 변환 모듈(1101)은, 수신된 사용자의 MRI 영상을 이용하여 자극되는 뇌 영역까지의 거리와, 사용자의 뇌 형태, 크기 및 두상 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 뇌 상태에 따라 자기장 출력을 결정할 수 있다.

자기장 발생 장치(100)와 브레인 네비게이션 장치(200)는 통신 모듈을 통해 통신하며 연동되는 바, 브레인 네비게이션 장치(200)에 저장된 사용자의 MRI 영상을 수신 받아, 두피에서 자극될 뇌 영역까지의 거리, 사용자의 뇌가 얼마나 축소되었는지 등 변형을 고려한 사용자 뇌 형태 등을 확인하고, 그에 대응하는 자기장 출력으로 변환하도록 자기장 관련 파라미터를 조절할 수 있다.

특히, 자기장 변환 모듈(1101)에 대하여 인공 지능 모듈을 결합하여, 사람마다 상이한 뇌 형상, 병력의 진행 정도에 따른 뇌 상태, 자극될 뇌 영역에 따른 거리 차이 등을 고려하여 자기장 관련 파라미터를 학습하여, 자기 자극 전에 대응되는 자기장을 하나씩 제어하여 찾을 필요 없이 곧바로 상기 사항을 반영한 대응되는 자기장 세기 등을 출력할 수 있다. 미리 자기장 정보를 예측할 수 있어 치료 전 자기장 발생 장치(100) 세팅에 들어가는 시간을 줄이고 치료 시간을 더 확보할 수 있어 치료 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 변환 모듈(1101)은, 상기 자극되는 뇌 영역 및 사용자의 뇌 상태에 따라 사전 설정된 비율로 측정한 사용자의 운동 역치를 연산하여 결정된 자기장 세기로 코일을 구동시켜 자기장 자극을 수행할 수 있다.

운동 역치 측정 모듈(1102)에서 측정한 운동 역치 임계값인 기준값은 사람의 운동성을 막으면서 뇌 자극을 최대로 하는 자기장 출력이다. 그러나, 운동 역치를 판단하는 뇌의 모터 코텍스와의 위치 차이 등으로 인하여 자극될 뇌 영역에 따라 자기장 출력을 조절할 필요성이 있다.

따라서, 기준값을 기준으로 하여, 자극되는 뇌 영역의 위치나 거리와, 사용자의 뇌 형상이나 크기 차이에 따른 자극되는 뇌 영역의 거리까지 고려하여, 뇌 영역마다 사전 설정된 비율을 설정하고, 기준값에 상기 비율을 곱한 자기장 세기로 코일을 구동시켜 각 뇌 영역을 자극할 수 있다.

예를 들면, 자극되는 뇌 영역은 총 6 개의 영역으로서, 브로카(Broca) 영역, 베르니케(Werniche) 영역, 좌우 배측장 전전두피질(DLPFC, Dorsolateral Prefrontal Cortex) 영역, 좌우 두정 체감각 연합피질(PSAC, Parietal Somatosensory Association Cortex)을 포함할 수 있다.

이때, 브로카 영역은 기준값 기준 0.8 내지 1.0으로 비율을 기설정하여, 자극해야하는 뇌 영역이 브로카 영역일 경우, 상기 0.8 내지 1.0 비율에서 사용자의 뇌 상태를 고려한 비율을 선택하여 기준값에 곱한 수치를 자기장 세기로 결정할 수 있다.

또는, 좌우 pSAC는 뇌의 뒤쪽에 위치하고, 치매 등 질병으로 인해 많이 축소되는 영역으로 브로카 영역보다 높은 비율인 1.0 내지 1.2로 비율을 사전 설정하여, 상기 1.0 내지 1.2 비율에서 사용자의 뇌 상태를 고려한 비율을 선택하여 기준값에 곱한 수치를 자기장 세기로 결정할 수 있다.

또는, 좌우 DLPFC는 기설정된 비율이 0.9 내지 1.1, 베르니케 영역은 기설정된 비율이 0.9 내지 1.1일 수 있다. 두피에서 각 뇌 영역까지의 거리나 뇌 형태 등을 고려하여 기설정된 비율을 결정할 수 있다.

특히, 고려되는 사용자의 뇌 상태를 포함하는 상기 사용자 데이터는, 상기 사용자의 뇌 MRI 영상을 분석한 뇌의 형태, 두피에서부터 자극될 뇌 영역까지의 거리 및 두개골 등을 의미할 수 있다.

따라서, 자기장 변환 모듈(1101)은, 상기 자극되는 뇌 영역 및 사용자의 뇌 상태에 따라 자기장 세기, 주파수 등을 조절하여 다르게 자기 자극을 제공할 수 있다.

따라서, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 자기장 발생 장치(100)는, 제어부(110), 전력 모듈(120) 및 코일(160)을 포함할 수 있으며, 더하여 브레인 네비게이션 장치(200), 통합 오퍼레이터(300) 등과 통신을 수행하는 통신 모듈(130)을 더 포함할 수 있다.

상기 통신 모듈(130)은 유선통신은 물론 무선통신도 포함할 수 있으며, 와이파이(Wi-Fi) 등을 이용할 수 있다.

또한, 사용자에게 자기 자극을 안정적으로 가하기 위해서는 장치, 특히 코일 온도 관리가 매우 중요한 바, 코일(160)의 온도 변화를 확인하는 온도 모니터링부(142)와 온도 모니터링부(142)에서 확인한 온도가 임계온도를 초과할 경우 장치의 냉각을 수행하는 냉각부(141)를 포함하는 냉각 모듈(140)을 더 포함할 수 있다.

또한, 입력 모듈(151)과 출력 모듈(152)를 포함하는 사용자 인터페이스(150) 포함하여 사용자가 진료받을 동안 의료 인력으로서 자기장 발생 장치(100)를 제어하는 사용자가 이를 확인하거나 제어하도록 할 수 있다.

한편, 상기 자기장 발생 장치(100)는, 자기장 자극을 수행하기 전에 관리자의 아이디와 비밀번호를 요구하여 상기 사용자를 치료할 수 있는 허가를 가진 자만 자기장 발생 장치(100)에 접근 가능하도록 할 수 있다. 여기서, 관리자는 사용자가 자기장 자극 방법을 받도록 하기 위해 자기장 발생 장치(100)를 제어하는 자를 의미하며, 관리자와 사용자는 동일인이거나 다른 사람일 수 있다.

따라서, 자기장 자극 ONLY 모드만 부여 받은 관리자의 경우 사용자의 자기장 자극 데이터만 확인할 수 있으며, 인지 훈련 데이터 등 다른 정보를 확인할 수 없다.

브레인 네비게이션 장치(200)

브레인 네비게이션 장치(200)는 상기 사용자의 MRI 영상을 분석하여 상기 자극되는 뇌 영역의 위치를 검출하고 상기 자기장 발생 장치에 상기 위치를 제공할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 브레인 네비게이션 장치(200)는 사용자의 MRI 영상과 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수신하여 저장하는 MRI 데이터 메모리(210), 3D 카메라를 이용하여 상기 사용자의 실제 머리 영상을 실시간 촬영하고, 상기 사용자의 뇌 MRI 영상과 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 맵핑 모듈(220), 상기 자극될 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하도록 사용자의 머리를 스캔하는 레이저 스캐너(230) 및 상기 레이저 스캐너(230)를 통해 검출된 상기 뇌 영역 위치와 대응되는 머리의 위치를 표시하는 레이저 포인터(240)를 포함할 수 있다.

상기 맵핑 모듈(220)은 IR LED부(222)와 카메라부(221)을 포함할 수 있으며, 상술한 3D 카메라는 카메라부(221)에 포함될 수 있다.

상기 맵핑 모듈(220)을 이용하여 별도의 의료 인력이 맵핑된 이미지를 보면서 실제 사용자의 머리에서 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수동으로 찾거나, 레이저 스캐너(230) 및 레이저 포인터(240)을 이용하여 자동으로 자극될 뇌 영역 위치 데이터를 획득할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 브레인 네비게이션 장치(200)는 상기 브레인 네비게이션 장치는 상기 자기장 발생 장치와 연동되도록 통신을 수행하는 통신 모듈(250)을 더 포함할 수 있으며, 상기 레이저 스캐너(230)가 3D 카메라와 연동하며 사람의 움직임을 검출하고, 상기 레이저 포인터(240)가 변동된 머리 위치를 트래킹함으로써 상기 뇌 영역 위치를 팔로잉할 수 있다.

이때, 상기 통신 모듈(250)이 상기 코일의 위치와 상기 레이저 포인터(240) 트래킹한 머리 위치의 정렬이 틀어짐을 송신하면, 상기 자기장 발생 장치(100)의 제어부(110)가 상기 코일(160)의 구동을 정지시킬 수 있다.

구체적으로, 자기 자극을 받도록 의자(10)에 앉아 있는 사용자의 실제 뇌에서 자극될 뇌 영역 위치를 검출하여 해당 위치와 대응하는 두부 근처로 코일(160)을 위치시켜야 한다.

그러나, 실제 뇌에서 곧바로 자극될 뇌 영역 위치를 검출하는 것은 매우 어려우며, 특히 사용자가 치매 환자일 경우 뇌가 축소되어 일반적인 뇌 형태가 아닌 바 더욱 어려운 문제이다.

따라서, 사전에 MRI 데이터 메모리(210)에 사용자의 뇌를 촬영한 MRI 영상을 저장하고, 상기 MRI 영상은, 기준 좌표로 삼을 코끝, 미간, 오른쪽 및 왼쪽 귀를 표시하고, 상기 기준 좌표를 중심으로 자극될 뇌 영역의 위치를 표시하여 치료 위치가 표시된 영상일 수 있다.

또한, MRI 영상에 마킹을 수행하기 전에, 사용자의 뇌를 촬영한 MRI 영상을 입력 받아 영상 화질을 개선하는 영상 화질 개선 모듈을 더 포함할 수 있다. 브로카와 같은 뇌 영역은 덜하여도 PSAC와 같이 뇌 뒤쪽에 위치한 뇌 영역은 뇌가 수축되는 치매 환자의 경우 영상으로도 위치를 확인하기 어려운 바 사전 영상 처리를 수행하는 것이다. 이를 통해 더 정확한 위치 검출이 가능하여 치료 효율이 상승될 수 있다.

맵핑 모듈(220)은, 치료 위치가 표시된 MRI 영상과 3D 카메라에 의해 현재 촬영된 사용자의 실제 머리를 맵핑하여, 실제 머리를 촬영한 영상에 치료 위치가 표시되도록 하여, 자기장 발생 장치(100)를 실제 머리에서의 자극될 뇌 영역의 위치로 가이드할 수 있다.

이후, 3D 카메라를 통해 획득한 치료 의자(10)에 앉아있는 실제 사람 뇌 영상에 레이저 스캐너(230)를 이용하여 자극될 뇌 영역과 대응되는 머리의 실제 위치를 검출하고, 레이저 포인터(240)가 내부 미러를 조절하여 상기 머리의 실제 위치에 레이저가 조사될 수 있다.

이를 통해, 사용자는 레이저 포인터(240)가 가리키는 포인트에 코일(160)의 정렬 기준점을 매칭하여 코일(160)의 위치를 결정할 수 있는 바, 화면을 보며 하나씩 뇌 자극 영역을 찾는 번거로움을 피할 수 있어 사용자 편의성이 향상되고, 코일(160)의 위치 결정에 드는 시간을 줄여 치료 시간을 더 확보할 수 있는 바 치료 효율도 상승시킬 수 있다.

상기 코일(160)의 위치를 이동시키는 것은 자기장 발생 장치(100)를 제어하는 사용자가 직접 수동으로 이동시킬 수 있으며, 또는 로봇암을 이용하여 코일(160) 위치 이동을 진행할 수도 있다.

로봇암을 이용할 경우, 상기 로봇암에 자극될 뇌 영역 위치 데이터 또는 상기 자극될 뇌 영역 위치 데이터와 대응되는 실제 머리 위치 좌표를 로봇암에게 전송하여 상기 로봇암을 x, y, z축으로 이동시킬 수 있다. 이때, 로봇암은 좌표를 가지고 직접 구동하므로, 별도로 실제 머리에서의 위치를 표시해주는 레이저 포인터(240)는 생략할 수 있다. 다만, 실제 머리를 스캔하여 실제 머리 위치 데이터를 획득하게 하는 레이저 스캐너(230)를 포함하여 로봇암의 위치 이동을 확인할 수 있으며, 레이저 스캐너(230)를 생략하고 로봇암에 곧바로 좌표를 전송하여 이동시킬 수도 있다.

따라서, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기 자극 시스템은, 자기장을 발생시키는 코일(160)을 포함하는 자기장 발생 장치(100)와, 사용자의 MRI 영상을 분석하여 상기 자극될 뇌 영역의 위치를 검출하고, 상기 자기장 발생 장치의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치(200)를 포함하는 자기 자극 시스템에서, 사용자의 MRI 영상과 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수신하여 저장하는 MRI 데이터 메모리(210), 카메라를 이용하여 상기 사용자의 실제 머리 영상을 실시간 촬영하고, 상기 MRI 데이터 메모리에 저장된 자극될 뇌 영역의 위치가 표시된 사용자의 뇌 MRI 영상과 실시간으로 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 맵핑 모듈(220) 및 상기 맵핑 모듈(220)에 의해 획득된 실제 머리에서의 자극될 뇌 영역의 위치 좌표를 수신받아 상기 코일(160)을 상기 위치 좌표에 대응하는 위치로 이동시키는 로봇암을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자기 자극 시스템은, 상기 자극될 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하도록 사용자의 머리를 스캔하는 레이저 스캐너(230)를 더 포함하며, 상기 레이저 스캐너(230)는 실제 머리를 스캔하여 실제 머리 위치 데이터를 획득하고, 상기 머리 위치 데이터를 상기 로봇암에 전송할 수 있다.

더하여, 자기장 자극이 미치는 것은 자극되어야 하는 뇌 영역으로 한정하여야 하며 다른 뇌 영역까지 자극이 되어서는 안 되는 바, 자기장 자극을 받는 사용자가 움직이거나 코일(160)의 위치가 움직여 다른 뇌 영역을 자극하는 것을 방지하여야 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 레이저 포인터(240)가 코일(160)의 정렬 기준점을 매칭하고 있는 바, 코일(160)의 정렬 기준점에 레이저 포인터(240)가 조사되지 않을 경우, 센서를 통해 이를 감지하여, 자기장 발생 장치(100)에 이를 알리고, 코일(160)의 자기장 발생을 멈출 수 있다. 이를 통해 사용자 안전성을 확보할 수 있다.

뿐만 아니라, 코일(160)의 위치가 벗어나고 나서도, 처음부터 다시 자극되는 뇌 영역을 찾지 않아도, 레이저 포인터(240)가 표시하고 있는 위치로 코일(160)을 이동시키면 자극될 뇌 영역을 바로 검출할 수 있어 더욱 편리하며, 치료 효율이 상승된다.

즉, 자기장 자극을 받는 사용자가 치료 중 이탈하여 자기장에서 벗어날 경우, 브레인 네비게이션 장치(200)가 카메라를 통해 사용자의 상태를 확인하고, 사용자 치료 위치를 벗어나거나 머리의 위치가 틀어질 경우, 레이저 스캐너(230)와 레이저 포인터(240)를 이용하여 사용자의 머리가 코일(160)과 대응되는 원위치로 용이하게 돌아올 수 있도록 하며, 자기장 발생 장치(100)는 코일(160)이 원위치로 돌아올 때까지 오프되도록 상기 브레인 네비게이션(200)과 연동될 수 있다.

즉, 상술한 구성들을 통해 자극될 뇌 영역 위치에 대응되게끔 코일을 위치시킬 때, 자기 자극 시스템과 연동되는 브레인 네비게이션 장치(200)를 통해 손 쉽게 정확한 위치로 가이드될 수 있으며, 사용자가 자기 자극 중 움직임이 있을 때 자동으로 자기 자극 시스템을 정지시킬 수 있어 안전성을 확보할 수 있다.

인지 훈련 장치(400)

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자기장 발생 장치(100)와 연동되어 상기 자기장 발생 장치(100)에 의한 뇌 자극 이후에, 상기 자기장 발생 장치(100)가 자극한 뇌 영역이 활성화되도록 상기 뇌 영역과 대응하는 사전 설정된 문제를 출제하여 인지 훈련을 수행하는 인지 훈련 장치(400)를 더 포함할 수 있다.

즉, 자기장 발생 장치(100)만을 이용하여 자기장 자극을 수행할 수 있지만, 인지 훈련 장치(400)를 함께 구동하여 치료 효율을 상승시킬 수 있다.

예를 들어, 인지 기능을 수행하는 뇌 영역은 총 6 개의 영역으로서, 브로카(Broca) 영역, 베르니케(Werniche) 영역, 좌우 배측장 전전두피질(DLPFC, Dorsolateral Prefrontal Cortex) 영역, 좌우 두정 체감각 연합피질(PSAC, Parietal Somatosensory Association Cortex)을 포함한다.

상기 브로카 영역은 구문, 문법, 말 표현을 담당하며, 베르니케 영역은 말의 의미, 분류를 담당한다. 또한, 좌우 DLPF는 행동 이름, 사물 이름 또는 공간 기억을 담당하고, 좌우 PSAC는 공간이나, 방향 작업을 담당한다. 따라서, 상기 영역을 활성화 시키기 위해서는 각 영역마다 다른 종류의 인지 훈련을 수행하여야 하며, 브로카 영역은 유사한 문장 선택, 옳고 그른 문장 선택을 수행할 수 있고, 베르니케 영역은 올바른 단어 찾기나 사진에 맞는 단어 맞추기를 통해 활성화될 수 있다.

또한, 좌측 DLPFC는 단어 암기, 도형 색깔 맞추기와 도형 위치 맞추기를, 우측 DLPFC는 단어 암기 또는 행동 상태 맞추기 또는 사물 이름 맞추기를 수행할 때 활성화될 수 있으며, 좌측 PSAC는 특정 글자 찾기, 우측 PSAC는 색상 및 도형 찾기를 수행하여 활성화될 수 있다.

일 예로, 상기 특정 글자 찾기는, 특정 글자 '가'를 '가'와 유사한, 갸, 거, 겨 등과 섞어 놓은 이미지를 보여주고 '가'가 상기 이미지에 있었는지를 답변하도록 하는 것으로, 특정 글자가 상기 이미지 내에 없을 수도 있다.

또 다른 일례로, 지정 색상 및 도형 찾기는, '파란색 세로 도형이 있나요?'라는 질문에 이미지에서 해당하는 색상 및 도형을 찾는 문제 형태이다.

따라서, 해당 뇌 영역에 따라 대응되는 종류의 문제를 푸는 인지 훈련을 통해 각 뇌 영역을 활성화시킬 수 있으며, 하나의 종류의 문제가 하나의 뇌 영역을 활성화시키도록 문제를 출제할 수 있다.

또한, 상기 인지 훈련 장치(400)는, 사용자의 데이터를 고려하여 사용자 맞춤형 인지 훈련 문제를 출제할 수 있으며, 인지 훈련 결과 점수에 따라 인지 훈련 문제를 출제하는 문제 유형이 사용자 데이터와 관련성 있는 항목을 포함하게 하거나 또는 사용자 데이터와 관련성 있는 항목을 배제하도록 문제 풀을 조절할 수 있다.

여기서, 사용자 데이터는 상기 사용자의 학력, 구사할 수 있는 언어의 종류, 성별, 거주 지역 이력 및 이전까지 가졌던 직업 이력 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 자기장 발생 장치(100)는 사람의 뇌 영역에 자기장을 출력하여 신경세포에 전류자극을 부여하기 위함이며, 자기장 발생 장치(100)가 상기 물리적 자극을 수행할 동안 뇌 자극 효율을 극대화하기 위해 인지 훈련 장치(400)는 뇌가 담당하는 영역의 문제 유형을 풀도록 하여 뇌를 활성화 시킬 수 있는 것이다.

사용자가 문제를 손쉽게 풀 경우에는 사용자 데이터와 관련성 없는 항목을 포함하는 문제 풀에서 인지 훈련 문제를 출제하고, 사용자가 문제를 쉽게 풀지 못할 경우 사용자 데이터와 관련성 있는 항목을 포함하는 문제 풀에서 인지 훈련 문제를 출제하여 환자 맞춤형의 인지 훈련을 수행할 수 있다.

후술할 멀티 코일(160a, 160b)을 포함하는 자기장 발생 장치(100)가 동시에 복수의 뇌 영역을 자기장 자극할 경우에는, 상기 인지 훈련 장치(400)가 복수의 뇌 영역이 담당하는 영역을 한꺼번에 자극할 수 있는 혼합된 문제 유형의 인지 훈련 문제를 풀도록 하여 인지 훈련 장치(400)도 복수의 뇌 영역을 활성화 시키도록 할 수 있다.

따라서, 인지 훈련 장치(400)는 인지 훈련 결과 점수에 따라 문제의 난도나 유형을 변경할 수 있으며, 뇌 자극이 원활하게 수행되도록 사용자 데이터와 관련된 문제 풀에 우선순위를 부여하여 문제 유형을 조절할 수 있다.

상술한 인지 훈련을 인지 훈련 장치(400)를 통해 수행하며, 자기장 발생 장치(100)와 동시에 또는 교대로 주기적으로 함께 수행할 수 있으며, 이를 통해 뇌 자극 효율을 극대화할 수 있다. 이는 노인성 인지 장애, 예를 들어 노인성 치매를 치료하거나 예방할 수 있으며, 또는 노인뿐만 아니라 어린 아이 등 인지기능 장애를 가진 사용자에게 모두 적용할 수도 있다.

한편, 상기 인지 훈련 장치(400)는, 사용자 정보가 담긴 사용자 DB와 인지 훈련 정보가 담긴 인지 훈련 DB를 포함할 수 있으며, 상기 DB에 대해 클라우드 서버를 통해 접속할 수 있다. 상기 클라우드 서버를 통해 원격진료를 수행하여 재택하며 치료를 수행할 수 있다. 일정 기간 간격으로, 예를 들어 매일 병원에 오는 것은 사용자의 불편함을 초래하는 바, 이를 통해 사용자의 치료 편의성 및 접근성을 높여 치료 효율을 상승시킬 수 있다.

상기 제1 메모리(402)는 내장형 저장장치나 외장형 저장장치뿐만 아니라 클라우드 서버 형태의 DB로 구현하여 사용자의 치료 이력이나 입력된 사용자 정보가 자동으로 클라우드 서버에 연동되어 저장되도록 할 수 있다. 이 경우 특히 원격 진료시 사용자 데이터를 통합하여 저장할 수 있어 데이터 관리를 용이하게 하고 사용자 편의성을 높일 수 있다.

즉, 원격 진료로 집에서 인지 훈련을 수행한 사용자의 치료 정보가 제1 메모리(402)에 저장되면 병원에서 클라우드 서버를 통해 곧바로 제1 메모리(402)의 내용을 확인할 수 있으며, 다른 서버와 연결하여 클라우드 서버 내의 치료 데이터를 자동으로 업데이트할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 시스템은, 자기장 발생 장치(100)와, 브레인 네비게이션 장치(200)를 포함할 수 있고, 인지 훈련 장치(400)를 더 포함할 수 있다.

통합 오퍼레이터(300)

상술한 바와 같이, 본 발명의 자기 자극 시스템은 인지 훈련 장치(400)를 더 포함할 수 있다.

이때, 또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 자기장 발생 장치(100) 및 상기 인지 훈련 장치(400)와 통신 연결되며, 상기 자기장 발생 장치(100)와 상기 인지 훈련 장치(400)를 동시에 또는 교대로 구동시키는 통합 오퍼레이터(300)를 더 포함할 수 있다.

즉, 자기장 발생 장치(100)만을 이용하여 자기장 자극을 수행할 수 있지만, 인지 훈련 장치(400)를 함께 구동하여 치료 효율을 상승시킬 수 있으며, 이를 통합 오퍼레이터(300)가 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 통합 오퍼레이터(300)가 자기장 발생 장치(100) 또는 인지 훈련 장치(400)와 통신을 수행하며, 상기 통신은 와이파이(WiFi)와 같은 무선은 물론 유선으로도 수행될 수 있다. 상기 통합 오퍼레이터(300)가 인지 훈련과 자기장 자극 간의 시간 간격, 인지 훈련 기간, 자기장 자극 기간, 또는 자기장 자극 세기나 주파수 등의 관련 파라미터를 결정할 수 있다.

구체적으로, 통합 오퍼레이터(300)는, 인지 훈련 장치(400)가 수행하는 인지 훈련과 자기장 발생 장치(100)가 수행하는 자기 자극은 동시에 또는 교대로 수행되도록 제어할 수 있다.

일 실시예로서, 자기장 발생 장치(100)에 의한 자기 자극이 수행된 후, 상기 자기 자극의 효과가 일정 수치 이하로 떨어지기 전에 인지 훈련 장치(400)에 의한 인지 훈련을 수행하며, 인지 훈련 장치(400)에 의한 인지 훈련 수행한 후, 다시 자기 자극을 반복하여, 주기적으로 복수의 인지 훈련과 복수의 자기 자극을 수행할 수 있다.

예를 들면, 자기장 발생 장치(100)가 TMS 장치이고, 브로카 영역을 자극할 경우, TMS 장치로 2초간 20펄스를 자극하고, 자기 자극이 종료된 후, 28초 동안 '유사한 문장 찾기' 문제를 2 문제씩 푸는 걸 1세트로 하여, 총 20세트를 수행할 수 있다.

이때, 통합 오퍼레이터(300)는 인지 훈련과 자기 자극을 1세트에 30초씩 수행한다는 것을 설정하고, TMS 자극은 30초 간격으로 2초간 20펄스씩 수행하도록 설정하며, 인지 훈련은 28초간 2문제, 즉, 1문제에 14초씩 풀도록 설정하여 상기 세트를 20번 반복하도록 제어할 수 있다.

상술한 파라미터들은 자극하는 뇌 영역, 인지 훈련 문제 유형, 사용자 데이터 등에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들면, 상술한 예와 동일한 조건에서 문제 유형을 '옳고 그른 문장 선택'으로만 바꿔도, 통합 오퍼레이터(300)는 TMS 자극 시간 간격은 33초 간격으로 변경설정하고, 인지 훈련은 31초간 2문제를 풀도록 변경설정하여 다르게 제어할 수 있다.

다른 예를 들면, 자기장 발생 장치(100)가 TMS 장치이고, 베로니케 영역을 자극할 경우, TMS 장치로 베로니케 영역을 2초간 20펄스 자극하고, 자기 자극이 종료된 후, 34초간 베로니케를 자극하는 문제 유형인 '올바른 단어 찾기' 문제를 34초간 4문제 푸는 걸 1세트로 하여, 총 20세트를 수행할 수도 있다.

이때, 통합 오퍼레이터(300)는, 인지훈련과 자기 자극을 1세트에 36초씩 수행하도록 설정하며, TMS 자극은 36초 간격으로 2초간 20펄스씩 수행하도록 설정하며, 인지 훈련은 36초간 4문제, 즉, 1문제에 8.5초씩 풀도록 설정하여 상기 세트를 20번 반복하도록 제어할 수 있다.

더하여, 사용자가 인지 장애 환자, 예를 들면 노인성 치매 환자일 경우 이를 고려하여 자기장이나 인지 훈련 횟수를 늘릴 수도 있다.

따라서, 통합 오퍼레이터(300)는 자극되는 뇌 영역과 상기 뇌 영역을 자극하기 위한 인지 훈련 문제 유형, 사용자가 여태껏 치료 받은 치료이력이나 개인 신상 정보, 자기 자극의 종류 등을 고려할 수 있으며, 이를 통해 자기장 발생 장치(100)에서 총 수행하는 세트 횟수, 1 세트 내의 자기 자극 시간, 주파수, 자극 후 휴지 시간 등을 조절할 수 있으며, 인지 훈련 장치(400)에서 인지 훈련 문제 문항 수와 1 문제당 풀이 시간, 총 수행 세트 횟수 등을 조절할 수 있다.

한편, 상기 제2 메모리(302)는 내장형 저장장치나 외장형 저장장치뿐만 아니라 클라우드 서버 형태의 DB로 구현하여 사용자의 치료 이력이나 입력된 사용자 정보가 자동으로 클라우드 서버에 연동되어 저장되도록 할 수 있다. 상술한 훈련 또는 자극 결과를 토대로 원격으로 인지 훈련 및 자기 자극 프로토콜을 조절할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 시스템은, 자기장 발생 장치(100)와, 브레인 네비게이션 장치(200)를 포함할 수 있고, 인지 훈련 장치(400)와 통합 오퍼레이터(300)를 더 포함할 수 있으며, 상기 통합 오퍼레이터(300)는 이전 자기장 자극과 다음 자기장 자극 사이에 인지 훈련을 수행하도록 제어할 수 있으며, 자극과 동시에 인지 훈련을 수행하도록 제어할 수도 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈(1102)의 플로우 차트를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 운동 역치(MT)를 측정하기 위하여, 자기장 변환 모듈(1101)을 이용하여 코일(160)에 사전 설정된 자기장 세기로 출력한다(S501).

상기 사전 설정된 자기장 세기는, 예를 들면, 기준점을 잡기 위해 현재 자기장 주파수에서 중간 범위의 자기장 세기를 의미할 수 있다.

사전 설정된 자기장 세기로 출력할 때, 손가락이 움찔하거나 손목이 튀는 움직임 등이 발생하는 손가락 반응이 없으면(S502에서 아니오), 아직 운동 역치를 넘지 못했다고 간주하고 자기장 세기를 종전보다 크게 조절한다.

다른 일 실시예로서, 자기장 자극에 따른 손가락 움짐임이 아니라, ECG 센서를 설치하여 맥박 변화를 통해 뇌의 모터 코텍스가 자극되고 있는지를 확인할 수도 있다.

이때, 출력할 수 있는 자기장 최대 세기가 아니면(S503에서 아니오), 자기장 세기를 기설정된 비율(R1)씩 상승시켜 출력하고(S505), 손가락 반응이 있는지 계속 확인할 수 있다(S502로 되돌아간다).

예를 들면, 상기 기설정된 비율 R1=n%이고, n은 5%인 경우, 처음 사전 설정된 자기장 세기에서 5%씩 자기장 세기를 올려 운동 역치를 초과하여 손가락 반응이 올 때까지 높게 조절한다.

그러다가, 손가락 반응이 아직 없는데 현재 출력하는 자기장이 출력할 수 있는 최대 자기장 세기일 경우(S503에서 예), 자기장 주파수를 높게 변환한다(S504).

종래에는 하나의 고정된 자기장 주파수를 사용하여, 운동 역치가 최대 자기장으로 발생하는 자극량 이상일 경우, 해당 사용자는 더 이상 뇌 자극 치료를 받을 수 없어 배제되었다.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자기장 모드를 변환하여 자기장 주파수를 올리고(S504), 자기장 주파수를 변환한 상태에서 다시 사전 설정된 자기장 세기로 출력할 수 있다(S501로 되돌아감).

따라서, 다시 S501 내지 S505를 반복하며, 특정 자기장 주파수 및 세기에서 손가락 반응이 있는 경우(S502에서 예), 운동 역치를 초과하였다고 간주하고, 운동 역치 측정 모듈(1102)은 자기장 변환 모듈(1101)을 이용하여 자기장 세기를 기설정된 비율(R2)로 주파수 세기를 하강시켜 출력한다(S506).

구체적으로, 손가락 반응이 있다는 운동성을 검출하면, 사용자 뇌의 모터 코텍스(Motor Cortex)가 반응한 운동 역치를 지나쳤다고 판단하고, 상기 기설정된 비율(R1)보다 작게 설정된 기설정된 비율(R2)로 주파수 세기를 감소시켜 운동 역치에 도달하기 직전의 임계값을 검출할 수 있다. 뇌 자극은 자극되어야 할 뇌 영역만 자극되어야 하는 바, 사용자가 움직이면 그 외의 영역이 자극될 수 있어 운동성은 없으면서도 뇌 자극을 통해 뇌가 활성화될 정도의 자극 세기가 출력되어야 하기 때문이다.

예를 들어, R1= 5%로 라고 설정될 경우, 운동 역치의 임계값을 검출하기 위해 그 보다 디테일하게 자기장 세기를 조절할 필요가 있는 바, R2=1%(m=1)로 설정하여, 자기장 세기를 내려서 출력할 수 있다.

따라서, 손가락 반응이 있으면(S507에서 예), 계속 자기장 세기를 m%씩 낮춰, 손가락 반응이 더 이상 없으면(S507에서 아니오), 그 때의 자기장 세기를 운동 역치로 결정하고(S508), 상기 운동 역치를 뇌 자극할 때의 자기장 세기의 기준값으로 잡을 수 있다.

이를 통해서, 모든 사용자에게 맞춤형 운동 역치 검출 방법을 수행할 수 있으며, 인종이나 성별 또는 그 날의 컨디션에 따라 달라지는 운동 역치를 빠르고, 용이하게 검출할 수 있으며, 안전성을 확보함과 동시에 치료 효율을 극대화할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자극될 뇌 위치 영역을 검출하는 플로우 차트를 도시한 것이다.

도 5에서 설명한 바와 같이, 사용자 맞춤형 운동 역치를 검출하고 난 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 자기장 자극을 수행할 뇌 영역의 위치를 브레인 네비게이션 장치(200)를 이용하여 검출할 수 있다.

브레인 네비게이션 장치(200)는 사용자 MRI 영상을 수신할 수 있다(S601). 상기 수신된 사용자 MRI 영상은 MRI 데이터 메모리(210)에 저장될 수 있다.

다음으로, 사용자 MRI 영상은 화질이 떨어져 이후 실제 뇌 영상과 맵핑을 수행하기 어려운 바, MRI 영상 화질을 개선시킬 수 있다(S602). 브레인 네비게이션 장치(200)에 영상 화질 개선 모듈을 더 포함시켜 사전에 기준 좌표와 자극될 뇌 영역 좌표를 마킹한 MRI 영상 화질을 개선시킬 수 있으며, 또는, 영상 화질을 개선시킨 후, 상기 기준 좌표와 치료 위치 좌표를 표시(S603)하여, 상기 MRI 데이터 메모리(210)에 저장시킬 수도 있다.

이때, 상기 기준 좌표와 자극될 뇌 영역 좌표는, 도 7에 도시된 바와 같이, 기준 좌표로 코 끝, 미간, 오른쪽 귀 및 왼쪽 귀를 찍을 수 있으며, 오른쪽에 위치한 뇌 영역에 대해서는 코끝, 미간, 오른쪽 귀가 기준 좌표로서 배치되고, 왼쪽에 위치한 뇌 영역에 대해서는 코끝, 미간, 왼쪽 귀가 기준 좌표로서 배치될 수 있다.

오른쪽에서 볼 경우, 상기 기준 좌표를 중심으로, R-PSAC 및 R-DLPFC 위치 좌표를 획득할 수 있으며, 왼쪽에서 볼 경우, 브로카, 베로니케, L-PSAC, L-DLPFC 위치 좌표를 획득할 수 있다.

상기 기준 좌표는 MRI 영상을 읽을 수 있는 의료 인력이 직접 마킹하여 위치 데이터를 획득하거나, 또는 인공 지능 모듈을 통해 학습을 수행하여 출력하여 위치 데이터를 획득할 수도 있다.

따라서, 깨끗한 화질의 MRI 영상을 획득하면, 맵핑 모듈(220)에 의해 상기 MRI 영상과 실제 머리 영상을 맵핑하여(S604), 상기 MRI 영상에 마킹된 치료 위치 좌표와 실제 머리 영상에서 그 대응되는 좌표를 매칭시킬 수 있다.

실제 머리 영상에서 대응되는 좌표를 검출한 바, 레이저 스캐너(230)와 레이저 포인터(240)를 이용하여 실제 사용자 머리에서 코일(160)이 위치할 치료 위치를 결정할 수 있다(S605).

즉, 상술한 플로우를 통해 사용자 별 운동 역치와 치료할 뇌 영역에 대응되는 코일(160) 위치를 검출할 수 있고, 운동 역치를 기준으로 자기장 세기를 조절하여 각 뇌 영역을 코일(160)에 의해 자기장 자극할 수 있다.

멀티 코일(160a, 160b)을 포함하는 자기장 발생 장치(100)

한편, 상술한 바와 같은 자기장 발생 장치(100)는 하나의 코일(160)을 포함하며, 복수의 뇌 영역을 자극할 경우, 하나의 영역씩 돌아가면서 자극할 수 있다.

반면, 도 8에 도시된 바와 같이, 멀티 코일(160a, 160b)를 포함하는 자기장 발생 장치(100)는 복수의 뇌 영역을 자극할 경우, 상기 멀티 코일(160a, 160b)를 이용하여 동시에 뇌 자극을 수행할 수 있다. 이때, 바람직하게는 하나의 멀티 코일(160a)는 오른쪽 뇌 영역 중 적어도 하나, 다른 하나의 멀티 코일(160b)는 왼쪽 뇌 영역 중 적어도 하나의 영역을 자극할 수 있다.

즉, 상기 멀티 코일(160a, 160b)은, 상기 사용자의 우측에 위치한 뇌 영역과 상기 사용자의 좌측에 위치한 뇌 영역에 대응되는 위치에서 상기 우측에 위치한 뇌영역과 좌측에 위치한 뇌 영역을 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극할 수 있다. 멀티 코일(160a, 160b)가 시간차 없이 같이 자극을 수행하거나, 시간차를 두고 따로 자극을 수행할 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 멀티 코일(160a, 160b)에서 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극을 할 때, 각 멀티 코일(160a, 160b)이 위치한 자극될 뇌 위치에 따라 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기를 동일하거나 또는 상이하게 제어하여 자기장 자극할 수 있다.

예를 들어, 수축된 뇌 부위가 브로카 영역에 치중될 경우, 브로카 치료를 연속하여 수행하면서, 다른 채널로 다른 뇌 부위의 자극 및 인지훈련을 수행할 수 있어, 멀티 코일(160a, 160b)을 통해 개인 별 맞춤형 치료를 수행할 수 있다.

그리고, 좌우 PSAC 영역을 동시에 자극할 경우, 출력되는 자기장에 대한 세기나 주파수, 자극 주기 등을 동일하게 제어하여 자기장 자극을 수행할 수 있으나, 우측 PSAC 영역과 브로카 영역을 동시에 자극하는 경우, 출력되는 자기장에 대한 세기나 주파수, 자극 주기 등을 다르게 제어하여 자기장 자극을 수행할 수 있다. 이를 통해 멀티 코일(160a, 160b)로 동시에 자극을 수행하더라도 위치 별로 다르게 조절하여 자기장 자극을 수행하여 자극될 뇌 위치 별 맞춤형 치료를 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자기장 발생 장치(100)는, 운동 역치(MT)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장을 결정하는 제어부(110)와, 복수의 뇌 영역을 동시에 자극하도록 구성된 멀티 코일(160a, 160b)과 각각 연결되며, 상기 멀티 코일(160a, 160b) 각각에 전력을 공급하는 전력 모듈(120a, 120b)을 포함할 수 있다. 뇌 영역마다 자기장의 세기나 프로토콜 등이 상이한 바, 각 뇌 영역에 부합하는 최적의 자기장을 출력하기 위해 전력 변환 모듈(121)에 멀티 코일(160a, 160b) 각각에 대응되는 전력 모듈(120a, 120b)이 배치될 수 있다.

더하여, 상기 제어부(110)는, 상기 멀티 코일(160a, 160b) 각각의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 조절하여 자기장 출력을 각각 제어하는 자기장 변환 모듈(1101) 및 상기 자기장 변환 모듈을 이용하여 사용자의 운동 역치(MT)를 측정하는 운동 역치 측정 모듈(1102)을 포함할 수 있다.

다른 자기장 발생 장치(100)의 구조와 브레인 네비게이션 장치(200), 인지 훈련 장치(400), 통합 오퍼레이터(300) 구성은 전술한 바와 동일하며, 다만, 복수의 뇌 영역을 자극 하는 바, 인지 훈련 장치(400)에 의한 인지 훈련시 자기장 발생 장치(100)가 동시에 자극한 뇌 영역에 대해 동시에 복수의 뇌 영역을 훈련할 경우, 뇌 영역에 따라 미리 정해진 유형의 문제를 혼합한 문제가 출제될 수 있다. 그에 따라 통합 오퍼레이터(300)도 복수의 뇌 영역에 대한 자기장 자극과 인지 훈련을 고려하여 제어를 수행할 수 있다.

기타 다른 설명은 상술한 내용과 동일하며, 중복을 피하기 위해 동일한 설명은 생략한다.

이를 통해, 동시에 복수의 영역의 뇌 자극을 수행할 수 있으며, 동시간 대비 더 많은 뇌 자극을 수행할 수 있는 바, 시간 및 비용이 절감되고 치료 효율이 상승될 수 있다.

한편, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 자극 방법의 흐름도를 도시한 것이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 역치 검출 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 아래의 자기 자극 방법은 상술한 자기 발생 장치(100)에서 수행될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 코일의 자기장 세기 또는 주파수를 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 단계(S901), 자극될 뇌 영역의 위치에 상기 코일을 대응되게 위치시키는 단계(S902) 및 측정한 사용자의 운동 역치와 상기 자극될 뇌 영역을 고려하여 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계(S903)를 포함할 수 있다.

또한, 사용자의 운동 역치를 측정하는 단계(S901)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 코일에 의해 사용자의 모터 코텍스(Motor Cortex)를 자기장 자극하여 손가락 움직임이 있는지 확인하거나 ECG 센서로 맥박 변화를 확인하는 단계(S9011), 손가락 움직임이 없거나 맥박의 변화가 없는 경우, 사전 설정된 비율로 손가락 움직임이나 맥박의 변화가 발생할 때까지 자기장 세기를 올리는 단계(S9012), 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달하면 자기장 주파수를 향상시키고, 상기 단계 S9012로 되돌아가는 단계(S9013)를 포함할 수 있다.

더하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S9012)는, 손가락 움직임이 있거나 맥박의 변화가 있으면, 손가락 반응이 없거나 종전 맥박 상태로 되돌아오는 임계값까지 자기장 세기를 낮추고, 상기 임계값을 MT로 결정할 수 있다.

또한, 자극될 뇌 영역의 위치에 상기 코일을 대응되게 위치시키는 단계(S902)는, 구체적으로, 브레인 네비게이션 장치(200)에 의해, 자극될 뇌 영역의 위치가 표시된 사용자의 MRI 영상과 3D 카메라에 의해 촬영된 실제 뇌 영상을 맵핑하여 자극될 뇌 영역 위치 데이터를 획득한 후, 레이저 스캐너(230)에 의해 상기 자극될 뇌 영역 위치까지의 거리를 검출하고, 레이저 포인터(240)에 의해 검출된 뇌 영역 위치를 표시할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자극될 뇌 영역의 위치와 대응되는 머리 위치에 상기 코일을 대응되게 위치시키는 단계(S902)는, 브레인 네비게이션 장치(200)에 의해, 자극될 뇌 영역의 위치가 표시된 사용자의 MRI 영상과 카메라부(220)에 의해 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 단계, 상기 레이저 스캐너(230)에 의해 실시간으로 촬영된 머리 영상에서 상기 맵핑된 영상에 표시된 자극될 뇌 영역의 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하는 단계, 검출된 상기 대응되는 머리 위치를 레이저 포인터(240)에 의해 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계(S903)는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 멀티 코일(160a, 160b)을 구동시켜 복수의 뇌 영역을 동시에 자극하는 경우, 자기장 변환 모듈(1101)에 의해 상기 멀티 코일(160a, 160b)의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 각각 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 자기장 변환 모듈(1101)에 의해 상기 멀티 코일(160a, 160b)에서 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극을 할 때, 각 멀티 코일(160a, 160b)의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기를 동일하게 또는 상이하게 제어하여 자기장 자극할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 인지 훈련 장치(400)에 의해, 상기 자기장 발생 장치(100)가 자극한 뇌 영역이 활성화되도록 상기 뇌 영역과 대응하는 사전 설정된 문제를 출제하여 인지 훈련을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 자기장 변환 모듈(1101)은, 자기장을 출력하는 경우, 상기 주파수를 1 내지 50 Hz 범위에서 조절하며, 상기 세기는 1 내지 10 테슬라 범위에서 조절하며, 상기 시간은 1 내지 200ms 단위로 조절할 수 있다. 상술한 범위는 FDA의 세이프티 규정에도 규정된 출력 범위 내로 상기 범위 내에서 자기장 출력 변환을 수행하여 안전성을 확보하면서도 최대 출력 효율을 유지하여 치료 효율을 높일 수 있다.

따라서, 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계(S903)에서 출력하는 자기장 정보는, 상술한 범위 내에서 조절될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 발생 장치(100)가 TMS 장치일 경우, 반복적인 자기 자극을 수행하는 rTMS일 수 있으며, 자기장 변환 모듈(1101)은 세타버스트자극(Theta-Burst Stimulation, TBS)로 출력될 수 있으며, 연속적인 TBS(cTBS), 간헐적인 TBS(iTBS) 등으로 출력할 수 있다. 상기 세타버스트 자극은 초고빈도의 자극을 단시간내 수행하는 것으로, 상술한 범위에서 50Hz의 빈도로 시간 간격을 200ms로 하여 자극을 수행할 수 있다.

자기장 변환 모듈(1101)이 rTMS의 자극 빈도를 조절하여 최적의 뇌 영역 자극 효율을 유지하도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 자기 자극 방법으로 하루에 1300 펄스로 뇌를 자극할 수 있으며, 멀티 코일(160)을 이용할 경우 한 번에 3 개의 뇌 영역을 자극할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 자기 자극 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, '~ 모듈'은 다양한 방식, 예를 들면 프로세서, 프로세서에 의해 수행되는 프로그램 명령들, 소프트웨어 모듈, 마이크로 코드, 컴퓨터 프로그램 생성물, 로직 회로, 애플리케이션 전용 집적 회로, 펌웨어 등에 의해 구현될 수 있다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, '메모리'는 USB와 같은 외장형 또는 내장형 저장 장치를 모두 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 자기 자극 장치는 상술한 상기 자기 자극 방법의 단계를 실행하도록 구성된 프로세서, 및 상기 사용자의 운동 역치 또는 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행한 데이터를 클라우드 서버에 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.

자기 자극 장치에서 자기장을 발생시켜 자기장 자극을 수행하고, 사용자의 성별, 인종, 연령 등의 정보를 포함하는 사용자 데이터와 사용자가 수행한 자기장 자극 정보를 모두 메모리에 저장하여, 추후 해당 사용자의 자기장 자극을 제어하거나 동일한 사용자 정보를 가진 다른 사용자에게 참조 데이터로 사용할 수 있다. 이때, 상기 메모리는 클라우드 서버로서, 원격 진료에 활용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 원격 진료 시스템은, 자기장 자극을 수행하는 자기장 발생 장치(100), 상기 자기장 발생 장치(100)의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치(200), 및 상기 자기장 발생 장치(100)와 동시에 또는 교대로 인지 훈련을 수행하는 인지 훈련 장치(400) 중 적어도 하나를 포함하는 자기 자극 시스템, 상기 자기 자극 시스템에 의한 사용자 사용 결과를 저장하는 클라우드 서버 및 보안 절차를 통해 상기 클라우드 서버에 연결되어 상기 사용자 사용 결과를 확인하고, 상기 자기 자극 시스템의 자기장 출력 또는 인지 훈련을 원격으로 제어하는 관리자 단말기를 포함할 수 있다.

상기 자기 자극 시스템은 상술한 실시에에 따른 자기 자극 시스템일 수 있으며, 상기 관리자 단말기는 상기 클라우드 서버에 접근 허가를 받은 아이디와 비밀번호를 가진 관리자 단말기를 의미하며, 상기 관리자 단말기는 병원에 설치된 컴퓨터 등 사용자 인터페이스를 의미할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 관리자 단말기는, 상기 자기 자극 시스템에 의해 자극되는 뇌 영역, 사용자 데이터, 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 유형 중 적어도 하나를 고려하여 상기 자기장 발생 장치가 수행하는 자기장 주파수, 주기 및 시간 중 적어도 하나와 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 풀이 주기 및 시간을 제어하며, 상기 클라우드 서버에 제어 내용을 실시간으로 업데이트할 수 있다. 이를 통해 사용자의 치료 이력을 통합하여 관리함으로써 관리 용이성 및 데이터 DB화를 도모할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100: 자기장 발생 장치 110: 제어부
1101: 자기장 변환 모듈 1102: 운동 역치 측정 모듈
120, 120a, 120b: 전력 모듈 121: 전력 변환 모듈
130: 통신 모듈 140: 냉각 모듈
141: 냉각부 142: 온도 모니터링부
150: 사용자 인터페이스 151: 입력 모듈
152: 출력 모듈 160, 160a, 160b: 코일
200: 브레인 네비게이션 장치 210: MRI 데이터 메모리
220: 맵핑 모듈 221: 카메라부
222: IR LED부 230: 레이저 스캐너
240: 레이저 포인터 250: 통신 모듈
260: 제어부 270: 전원 모듈
300: 통합 오퍼레이터 301: 사용자 인터페이스
302: 제2 메모리 400: 인지 훈련 장치
401: 사용자 인터페이스 402: 제1 메모리

Claims (36)

1. 자기장 발생 장치는,
   운동 역치(Motor Threshold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장 출력을 결정하는 제어부와,
   자기장을 발생시키는 코일과 연결되며, 상기 코일이 결정된 자기장을 발생시키도록 전력을 공급하는 전력 모듈을 포함하며,
   상기 제어부는,
   자기장 변환 모듈을 이용하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈; 및
   상기 자기장의 관련 파라미터를 조절하여 자기장 출력을 제어하는 자기장 변환 모듈; 을 포함하며,
   상기 운동 역치 측정 모듈은,
   상기 자기장 변환 모듈에 의해 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하고, 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달한 경우, 자기장 주파수를 기설정된 비율만큼 높인 후 다시 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하며,
   상기 자기장 변환 모듈은,
   수신된 사용자의 MRI 영상을 이용하여 자극되는 뇌 영역까지의 거리와, 사용자의 뇌 형태, 크기 및 두상 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 뇌 상태 및 측정된 운동 역치에 따라 자기장 출력을 결정하는, 자기 자극 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 자기장 변환 모듈은,
   상기 자극되는 뇌 영역 및 사용자의 뇌 상태에 따라 사전 설정된 비율로 측정한 사용자의 운동 역치를 연산하여 결정된 자기장 세기로 코일을 구동시켜 자기장 자극을 수행하는, 자기 자극 시스템.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 자기장의 관련 파라미터는 주파수, 시간, 주기 및 세기 중 적어도 하나를 포함하는, 자기 자극 시스템.
   
6. 제1 항에 있어서,
   사용자의 MRI 영상을 분석하여 자극될 뇌 영역의 위치를 검출하고, 상기 자기장 발생 장치의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치를 더 포함하는, 자기 자극 시스템.
   
7. 제6 항에 있어서,
   사용자의 MRI 영상과 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수신하여 저장하는 MRI 데이터 메모리; 및
   카메라를 이용하여 상기 사용자의 실제 머리 영상을 실시간 촬영하고, 상기 MRI 데이터 메모리에 저장된 자극될 뇌 영역의 위치 데이터가 표시된 사용자의 뇌 MRI 영상과 실시간으로 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 맵핑 모듈;을 포함하는, 자기 자극 시스템.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 브레인 네비게이션 장치는,
   상기 자극될 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하도록 사용자의 머리를 스캔하는 레이저 스캐너; 및
   상기 레이저 스캐너를 통해 검출된 상기 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 표시하는 레이저 포인터;를 더 포함하는, 자기 자극 시스템.
   
9. 제7 항에 있어서,
   상기 카메라는 3D 카메라를 포함하는, 자기 자극 시스템.
   
10. 제8 항에 있어서,
    상기 브레인 네비게이션 장치는 상기 자기장 발생 장치와 연동되도록 통신을 수행하는 통신 모듈을 더 포함하며,
    상기 레이저 스캐너가 3D 카메라와 연동하며 사람의 움직임을 검출하고, 상기 레이저 포인터가 변동된 상기 머리 위치를 트래킹하며,
    상기 통신 모듈이 상기 코일의 위치와 상기 레이저 포인터가 트래킹한 머리 위치의 정렬이 틀어짐을 송신하면, 상기 자기장 발생 장치의 제어부가 상기 코일의 구동을 정지시키는, 자기 자극 시스템.
    
11. 제1 항, 제4 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 발생 장치와 연동되어 상기 자기장 발생 장치에 의한 뇌 자극 이후에, 상기 자기장 발생 장치가 자극한 뇌 영역이 활성화되도록 상기 뇌 영역과 대응하는 사전 설정된 문제를 출제하여 인지 훈련을 수행하는 인지 훈련 장치를 더 포함하는, 자기 자극 시스템.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 자기장 발생 장치 및 상기 인지 훈련 장치와 통신 연결되며, 상기 자기장 발생 장치와 상기 인지 훈련 장치를 동시에 또는 교대로 구동시키는 통합 오퍼레이터를 더 포함하는, 자기 자극 시스템.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 통합 오퍼레이터 또는 상기 인지 훈련 장치는 적어도 하나의 메모리를 더 포함하며, 상기 메모리는 클라우드 서버에 구성된 데이터베이스(DB)인, 자기 자극 시스템.
    
14. 제1 항, 제4 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 발생 장치는,
    출력된 자기장을 사용자에게 표시하는 출력 모듈과, 사용자가 수동으로 상기 자기장 출력을 조절하는 입력 모듈을 포함하는 사용자 인터페이스;
    통합 오퍼레이터 또는 상기 브레인 네비게이션과 통신을 수행하는 통신 모듈; 및
    상기 코일의 온도를 모니터링하고, 임계치를 초과하면 냉각을 수행하는 냉각 모듈;을 더 포함하는, 자기 자극 시스템.
    
15. 자기장 발생 장치는,
    운동 역치(Motor Threshold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장 출력을 결정하는 제어부와,
    복수의 뇌 영역을 동시에 자극하도록 구성된 멀티 코일과 각각 연결되며, 상기 멀티 코일 각각에 전력을 공급하는 전력 모듈을 포함하며,
    상기 제어부는,
    자기장 변환 모듈을 이용하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈; 및
    상기 멀티 코일 각각의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 조절하여 자기장 출력을 각각 제어하는 자기장 변환 모듈; 을 포함하며,
    상기 운동 역치 측정 모듈은,
    상기 자기장 변환 모듈에 의해 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하고, 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달한 경우, 자기장 주파수를 기설정된 비율만큼 높인 후 다시 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하고,
    상기 자기장 변환 모듈은,
    수신된 사용자의 MRI 영상을 이용하여 자극되는 뇌 영역까지의 거리와, 사용자의 뇌 형태, 크기 및 두상 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 뇌 상태 및 측정된 운동 역치에 따라 상기 멀티 코일 각각의 자기장 출력을 결정하는, 자기 자극 시스템.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 멀티 코일은, 상기 사용자의 우측에 위치한 뇌 영역과 상기 사용자의 좌측에 위치한 뇌 영역에 대응되는 위치에서 상기 우측에 위치한 뇌 영역과 좌측에 위치한 뇌 영역을 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극하는, 자기 자극 시스템.
    
17. 제 15항에 있어서,
    상기 멀티 코일에서 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극을 할 때, 각 멀티 코일의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기를 동일하게 또는 상이하게 제어하여 자기장 자극하는, 자기 자극 시스템.
    
18. 제5 항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 자기장 변환 모듈은, 자기장을 출력하는 경우,
    상기 주파수를 1 내지 50 Hz 범위에서 조절하며, 상기 세기는 1 내지 10 테슬라 범위에서 조절하며, 상기 시간은 1 내지 200ms 단위로 조절 가능한, 자기 자극 시스템.
    
19. 제18 항에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 자기장 발생 장치가 자극한 뇌 영역이 활성화되도록 상기 뇌 영역과 대응하는 사전 설정된 문제를 출제하여 인지 훈련을 수행하는 인지 훈련 장치 및 통합 오퍼레이터를 더 포함하며,
    상기 통합 오퍼레이터는, 자극되는 뇌 영역, 사용자 데이터, 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 유형 중 적어도 하나를 고려하여 상기 자기장 발생 장치가 수행하는 자기장 주파수, 주기 및 시간 중 적어도 하나와 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 풀이 주기 및 시간을 제어하는, 자기 자극 시스템.
    
20. 운동 역치(Motor Threshold)를 포함한 사용자 데이터 및 자극되는 뇌 영역을 고려하여 대응되는 자기장 출력을 결정하는 제어부와, 자기장을 발생시키는 코일과 연결되며, 상기 코일이 결정된 자기장 출력을 발생시키도록 전력을 공급하는 전력 모듈을 포함하는 자기장 발생 장치에 있어서,
    상기 코일의 자기장 세기 또는 주파수를 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 단계;
    자극될 뇌 영역의 위치와 대응되는 머리 위치에 상기 코일을 대응되게 위치시키는 단계; 및
    사용자의 MRI 영상을 이용하여 자극될 뇌 영역까지의 거리와, 사용자의 뇌 형태, 크기 및 두상 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 뇌 상태와 측정한 사용자의 운동 역치를 고려하여 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계; 를 포함하며,
    상기 사용자의 운동 역치를 측정하는 단계는,
    상기 코일에 의해 사용자의 모터 코텍스(Motor Cortex)를 자기장 자극하여 손가락 움직임이 있는지 확인하거나 ECG 센서로 맥박 변화를 확인하는 제1 단계;
    손가락 움직임이 없거나 맥박의 변화가 없는 경우, 사전 설정된 비율로 손가락 움직임이나 맥박의 변화가 발생할 때까지 자기장 세기를 올리는 제2 단계; 및
    상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달하면 자기장 주파수를 향상시키고, 상기 제2 단계로 되돌아가는 제3 단계; 를 포함하는, 자기 자극 방법.
    
21. 제20 항에 있어서,
    별도의 인지 훈련 장치에 의해, 상기 자기장 발생 장치가 자극한 뇌 영역이 활성화되도록 상기 뇌 영역과 대응하는 사전 설정된 문제를 출제하여 인지 훈련을 수행하는 단계를 더 포함하는, 자기 자극 방법.
    
22. 삭제
23. 제20 항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    손가락 움직임이 있거나 맥박의 변화가 있으면, 손가락 반응이 없거나 종전 맥박 상태로 되돌아오는 임계값까지 자기장 세기를 낮추고, 상기 임계값을 운동 역치로 결정하는, 자기 자극 방법.
    
24. 제20 항에 있어서,
    상기 자극될 뇌 영역의 위치와 대응되는 머리 위치에 상기 코일을 대응되게 위치시키는 단계는,
    브레인 네비게이션 장치에 의해, 자극될 뇌 영역의 위치가 표시된 사용자의 MRI 영상과 카메라에 의해 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는, 자기 자극 방법.
    
25. 제24 항에 있어서,
    레이저 스캐너에 의해 실시간으로 촬영된 머리 영상에서 상기 맵핑된 영상에 표시된 자극될 뇌 영역의 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하는, 자기 자극 방법.
    
26. 제25 항에 있어서,
    검출된 상기 대응되는 머리 위치를 레이저 포인터에 의해 표시하는, 자기 자극 방법.
    
27. 제20 항에 있어서,
    상기 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계에서, 멀티 코일을 구동시켜 복수의 뇌 영역을 동시에 자극하는 경우,
    자기장 변환 모듈에 의해 상기 멀티 코일의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 각각 제어하는 단계를 더 포함하는, 자기 자극 방법.
    
28. 제27 항에 있어서,
    상기 자기장 변환 모듈에 의해 상기 멀티 코일에서 동시에 또는 시간 간격을 두고 자기장 자극을 할 때, 각 멀티 코일의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기를 동일하게 또는 상이하게 제어하여 자기장 자극하는, 자기 자극 방법.
    
29. 제20 항에 있어서,
    상기 측정한 사용자의 운동 역치와 상기 자극되는 뇌 영역을 고려하여 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행하는 단계는,
    상기 자기장 정보는, 주파수를 1 내지 50 Hz 범위에서 조절하며, 세기는 1 내지 10 테슬라 범위에서 조절하며, 시간은 1 내지 200ms 단위로 조절 가능한, 자기 자극 방법.
    
30. 제29 항에 있어서,
    상기 뇌 자극을 수행하는 단계와 동시에 또는 교대로 인지 훈련 장치에 의해 인지 훈련을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있으며,
    이때, 자극되는 뇌 영역, 사용자 데이터, 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 유형 중 적어도 하나를 고려하여 상기 자기장 발생 장치가 수행하는 자기장 주파수, 주기 및 시간 중 적어도 하나와 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 풀이 주기 및 시간을 제어하는, 자기 자극 방법.
    
31. 제20 항, 제21 항, 제23 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 따른 자기 자극 방법을 컴퓨터상에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체.
    
32. 제20 항, 제21 항, 제23 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 따른 상기 자기 자극 방법의 단계를 실행하도록 구성된 프로세서, 및 상기 사용자의 운동 역치 또는 결정된 자기장 정보로 코일을 구동시켜 뇌 자극을 수행한 데이터를 클라우드 서버에 저장하는 메모리를 포함하는, 자기 자극 장치.
    
33. 자기장 자극을 수행하는 자기장 발생 장치, 상기 자기장 발생 장치의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치, 및 상기 자기장 발생 장치와 동시에 또는 교대로 인지 훈련을 수행하는 인지 훈련 장치 중 적어도 하나를 포함하는 자기 자극 시스템;
    상기 자기 자극 시스템에 의한 사용자 사용 결과를 저장하는 클라우드 서버; 및
    보안 절차를 통해 상기 클라우드 서버에 연결되어 상기 사용자 사용 결과를 확인하고, 상기 자기 자극 시스템의 자기장 출력 또는 인지 훈련을 원격으로 제어하는 관리자 단말기;를 포함하며,
    상기 자기 자극 시스템은
    자기장 변환 모듈에 의해 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하고, 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달한 경우, 자기장 주파수를 기설정된 비율만큼 높인 후 다시 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈; 및
    사용자의 MRI 영상을 이용하여 자극되는 뇌 영역까지의 거리와, 사용자의 뇌 형태, 크기 및 두상 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 뇌 상태 및 측정된 운동 역치를 고려하여 멀티 코일 각각의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 결정하여 자기장 출력을 각각 제어하는 자기장 변환 모듈; 을 포함하는, 원격 진료 시스템.
    
34. 제33 항에 있어서,
    상기 관리자 단말기는, 상기 자기 자극 시스템에 의해 자극되는 뇌 영역, 사용자 데이터, 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 유형 중 적어도 하나를 고려하여 상기 자기장 발생 장치가 수행하는 자기장 주파수, 주기 및 시간 중 적어도 하나와 상기 인지 훈련 장치가 수행하는 인지 훈련 문제 풀이 주기 및 시간을 제어하며,
    상기 클라우드 서버에 제어 내용을 실시간으로 업데이트하는, 원격 진료 시스템.
    
35. 자기장을 발생시키는 코일을 포함하는 자기장 발생 장치와, 사용자의 MRI 영상을 분석하여 자극될 뇌 영역의 위치를 검출하고, 상기 자기장 발생 장치의 위치를 가이드하는 브레인 네비게이션 장치를 포함하는 자기 자극 시스템에서,
    사용자의 MRI 영상과 자극될 뇌 영역의 위치 데이터를 수신하여 저장하는 MRI 데이터 메모리;
    카메라를 이용하여 상기 사용자의 실제 머리 영상을 실시간 촬영하고, 상기 MRI 데이터 메모리에 저장된 자극될 뇌 영역의 위치가 표시된 사용자의 뇌 MRI 영상과 실시간으로 촬영된 실제 머리 영상을 맵핑하는 맵핑 모듈; 및
    상기 맵핑 모듈에 의해 획득된 실제 머리에서의 자극될 뇌 영역의 위치 좌표를 수신받아 상기 코일을 상기 위치 좌표에 대응하는 위치로 이동시키는 로봇암;을 포함하며,
    상기 자기 자극 시스템은
    자기장 변환 모듈에 의해 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하고, 상기 자기장 세기가 자기장 최대 출력에 도달한 경우, 자기장 주파수를 기설정된 비율만큼 높인 후 다시 자기장 세기를 단계적으로 조절하여 사용자의 운동 역치를 측정하는 운동 역치 측정 모듈; 및
    사용자의 MRI 영상을 이용하여 자극되는 뇌 영역까지의 거리와, 사용자의 뇌 형태, 크기 및 두상 중 적어도 하나를 포함하는 사용자의 뇌 상태 및 측정된 운동 역치를 고려하여 멀티 코일 각각의 자기장에 대한 주파수, 주기, 시간 및 세기 중 적어도 하나를 결정하여 자기장 출력을 각각 제어하는 자기장 변환 모듈; 을 포함하는, 자기 자극 시스템.
    
36. 제35 항에 있어서,
    상기 자극될 뇌 영역 위치와 대응되는 머리 위치를 검출하도록 사용자의 머리를 스캔하는 레이저 스캐너를 더 포함하며,
    상기 레이저 스캐너는 실제 머리를 스캔하여 실제 머리 위치 데이터를 획득하고, 상기 머리 위치 데이터를 상기 로봇암에 전송하는, 자기 자극 시스템.
    

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