KR102349805B1 - System and method for diagnosis of stroke - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정량적으로 측정된 지표를 통해 뇌졸중을 정확하게 진단할 수 있도록 하는 뇌졸중 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.본 발명은 정량적으로 측정된 지표를 이용하여 병원의 응급실 등에서 피검자의 뇌졸중을 신속하고 정확하게 진단할 수 있도록 하여, 뇌졸중의 진단 및 치료를 신속하게 받을 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a stroke diagnosis system and method for accurately diagnosing a stroke through a quantitatively measured index. The present invention provides a quantitatively measured index to quickly and accurately diagnose a subject's stroke in an emergency room of a hospital, etc. By enabling diagnosis, there is an effect of promptly receiving diagnosis and treatment of stroke.
Description
본 발명은 뇌졸중 진단 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정량적으로 측정된 지표를 통해 뇌졸중을 정확하게 진단할 수 있도록 하는 뇌졸중 진단 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stroke diagnosis system and method, and more particularly, to a stroke diagnosis system and method capable of accurately diagnosing a stroke through a quantitatively measured index.
뇌졸중은 뇌의 국소 부위에서 발생한 혈류 장애로 인해 비가역적인 신경학적손상을 초래하는 질환으로, 고령화 사회에 사회, 경제적으로 중요성이 증가되고 있는 만성질환 중 하나이다. 뇌졸중은 치명률이 높고, 생존 시에도 심각한 신체적 장애를 동반하여 급성기 회복 후 사회로의 복귀나 기능상태 회복에 한계가 있는 경우가 많다. 노년층의 인구가 급속하게 증가하고 있는 우리나라의 경우, 사회나 가정 부양에 관한 대부분의 책임을 갖게 되는 40~60대 연령층에서 뇌졸중 유병률 증가 경향은 점차적으로 사회, 경제적 측면에서의 손실을 증대시킬 것으로 예상된다.Stroke is a disease that causes irreversible neurological damage due to blood flow disturbance occurring in a local area of the brain, and is one of the chronic diseases that are increasing in social and economic importance in an aging society. Stroke has a high fatality rate and is accompanied by serious physical disability during survival, so there are many cases where there is a limit to returning to society or recovering functional status after acute recovery. In Korea, where the elderly population is rapidly increasing, the trend of increasing stroke prevalence among those in their 40s and 60s who have most of the responsibility for social and family support is expected to gradually increase the loss in social and economic aspects. do.
급성 뇌졸중 환자의 예후와 관련하여 증상 발생 후 빠른 시간 내 정맥 내 혈전용해제(IV-tPA) 투여는 효과가 증명된 치료법이다. 그리고 증상 발생 후 치료까지의 시간이 짧을수록 원내 사망률과 합병증이 감소하는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 뇌졸중의 효과적인 치료를 위해서는 3시간 이내에 전문적인 치료를 받을 수 있는 병원에 도착하는 것이 중요한 관건이며, 뇌졸중 조기 증상에 대한 인지도가 환자의 빠른 의료기관 도착 시간에 영향을 미치는 주요 요인으로 알려져 있다. 따라서, 뇌졸중 증상 발생시 적정 시간 내 치료가 이루어지기 위해서는 일상 생활에서 또는 응급실에서 뇌졸중을 조기에 예측하고 진단할 수 있는 장치가 필요하다.With regard to the prognosis of acute stroke patients, intravenous thrombolytic agent (IV-tPA) administration within a short time after symptom onset is a proven treatment. In addition, it is known that the shorter the time from symptom onset to treatment, the lower the in-hospital mortality and complications. Therefore, for effective treatment of stroke, it is important to arrive at a hospital that can receive professional treatment within 3 hours, and awareness of early symptoms of stroke is known to be a major factor influencing a patient's rapid arrival time to a medical institution. Therefore, in order to be treated within an appropriate time when stroke symptoms occur, a device capable of predicting and diagnosing stroke early in daily life or in an emergency room is needed.
한편, 최근 연구에 의하면, 뇌혈관질환의 약 9%가 초기에 오진되고 어지럼과 같은 일시적인 비특이 증상이 오진과 밀접하게 연관되어 있다고 한다. 이처럼 급성 어지럼에서의 뇌졸중 오진율이 높은 이유에는 어지럼 종류에 따른 고식적 접근법, 혈관 위험인자(vascular risk factors)에 과도한 의존, 초기 뇌 CT와 MRI에 대한 잘못된 인식 등이 제시되고 있으나, 응급 의료진의 HINTS(Head Impulse test, Nystagmus, Test of Skew) 진찰 미숙이 가장 큰 원인으로 파악되고 있다. Meanwhile, according to a recent study, about 9% of cerebrovascular diseases are initially misdiagnosed, and temporary nonspecific symptoms such as dizziness are closely related to the misdiagnosis. The reasons for the high stroke misdiagnosis rate in acute dizziness include palliative approaches according to the type of dizziness, excessive dependence on vascular risk factors, and incorrect perception of early brain CT and MRI. (Head Impulse test, Nystagmus, Test of Skew) Immature examination is identified as the biggest cause.
HINTS 중 두부 충동 검사(Head Impulse test, HI)는 환자에게 검사자의 코를 쳐다보게 한 다음 환자의 머리를 빠르게 중앙으로 돌리며 눈의 움직임을 관찰하는 것으로, 전정 기능이 정상이면 환자의 눈은 움직이지 않은 채로 검사자의 코를 계속해서 응시하지만, 진정 기능에 이상이 잇을 때는 머리를 돌릴 때 눈이 머리의 회전과 같은 방향으로 움직이므로, 다시 검사자의 코를 보기 위해 신속한 안구운동이 발생하는 것을 관찰할 수 있다. 안구진탕(Nystagmus, N)은 무의식적이고 빠른, 눈의 리듬감 있는 운동으로, 안구운동계의 이상, 혹은 외부적인 요인으로 안구가 원하는 위치에 머물러 있지 못하고 서서히 주시점을 벗어났을 때, 주시점을 회복하려는 무의식적인 안구의 빠른 움직임이다. 스큐 테스트(Test of Skew, TS)는 두 눈을 번갈아 가며 한쪽 눈에만 빛이 없는 환경을 구성하여 일정 시간 동안 암막 환경과 빛이 있는 환경에서 동공의 수직과 수평 위치 변화를 측정한다. Among HINTS, the Head Impulse test (HI) has the patient look at the examiner's nose and then quickly turns the patient's head to the center to observe the eye movements. If the vestibular function is normal, the patient's eyes do not move. Continue to stare at the examiner's nose without it, but when the sedation function is abnormal, when the head is turned, the eyes move in the same direction as the head rotation, so it can be observed that rapid eye movements occur to look at the examiner's nose again. can Nystagmus (N) is an unconscious, rapid, rhythmic movement of the eye that attempts to restore the gaze point when the eyeball does not stay in the desired position due to an abnormality in the oculomotor system or an external factor and gradually deviates from the gaze point. It is an involuntary rapid movement of the eyeball. The Skew Test (Test of Skew, TS) measures changes in the vertical and horizontal position of the pupil in a dark environment and in a light environment for a certain period of time by configuring an environment without light in only one eye by alternating both eyes.
이러한 HINTS 진찰은 급성 전정 증후군에서 뇌졸중 진단에 매우 유용한 검사로, 뇌졸중 초기에 시행한 MRI 영상보다 진단율이 더 우수하다고 알려져 있다. 그러나 안구운동 이상이 경미한 경우 주관적인 임상 진찰만으로는 판단이 어려워, 안구운동 비전문가인 응급 의료진이 안구운동 이상이 매우 경미한 환자의 안구운동 이상을 주관적으로 판단하기에는 무리가 있다.This HINTS examination is a very useful test for diagnosing stroke in acute vestibular syndrome, and it is known that the diagnosis rate is better than MRI images performed in the early stages of stroke. However, if the eye movement abnormality is mild, it is difficult to judge only by subjective clinical examination.
따라서, 응급실이나 뇌졸중 센터에는 안구운동 이상을 정량적으로 측정 가능한 장비가 요구되고 있는 실정이다. 이에 따라 현재 미국, 독일, 호주 증의 선진국에서는 급성 어지럼에서 뇌졸중 오진과 이로 인한 의료비 상승을 해결하기 위해 휴대용 뇌졸중 진단시스템의 개발을 가속화하고 있으나, 국내에서는 아직 시도조차 되지 않고 있다.Therefore, there is a need for equipment capable of quantitatively measuring eye movement abnormalities in emergency rooms or stroke centers. Accordingly, the developed countries of the United States, Germany, and Australia are accelerating the development of portable stroke diagnosis systems to solve the misdiagnosis of stroke in acute dizziness and the resulting increase in medical expenses.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 정량적으로 측정된 지표를 통해 뇌졸중을 정확하게 진단할 수 있도록 하는 뇌졸중 진단 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above to provide a stroke diagnosis system and method for accurately diagnosing a stroke through a quantitatively measured index.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 피검자의 눈을 포함하는 얼굴에 착용되는 디바이스의 일측에 장착되며 피검자의 눈을 촬영하는 카메라; 상기 디바이스의 타측에 장착되며 피검자의 얼굴의 위치를 감지하는 위치센서; 및 상기 카메라가 촬영한 영상으로부터 동공의 움직임을 검출하고, 상기 위치센서가 감지한 얼굴의 위치 정보로부터 얼굴의 움직임을 검출하고, 상기 동공의 움직임 및 상기 얼굴의 움직임을 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is mounted on one side of the device worn on the face including the eyes of the subject, the camera for photographing the eyes of the subject; a position sensor mounted on the other side of the device and sensing the position of the subject's face; And detecting the movement of the pupil from the image taken by the camera, detecting the movement of the face from the position information of the face detected by the position sensor, and analyzing the movement of the pupil and the movement of the face to determine whether a stroke It provides a stroke diagnosis system comprising a control module.
또한, 상기 제어모듈은: 상기 카메라가 촬영한 영상으로부터 동공의 위치를 추출하는 동공추출부; 상기 동공추출부가 추출한 동공의 위치 정보에 대한 좌표를 추적하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 제 1 이동검출부; 상기 위치센서가 감지한 얼굴의 위치 정보를 추적하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 제 2 이동검출부; 및 상기 제 1 이동검출부가 검출한 동공의 움직임 정보와 상기 제 2 이동검출부가 검출한 얼굴의 움직임 정보를 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템을 제공한다.In addition, the control module includes: a pupil extraction unit for extracting the position of the pupil from the image taken by the camera; a first movement detection unit for detecting movement information of the pupil by tracking the coordinates of the position information of the pupil extracted by the pupil extraction unit; a second movement detection unit for detecting movement information of the face by tracking the position information of the face detected by the position sensor; and a determination unit configured to determine whether a stroke has occurred by analyzing the pupil motion information detected by the first movement detection unit and the facial movement information detected by the second movement detection unit.
또한, 상기 카메라는 적외선 카메라로 구성되고, 상기 동공추출부는 상기 카메라로부터 전달받은 눈의 영상으로부터 노이즈를 제거하여 동공의 위치를 추출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템을 제공한다.In addition, the camera is configured as an infrared camera, and the pupil extraction unit provides a stroke diagnosis system, characterized in that it extracts the position of the pupil by removing noise from the image of the eye received from the camera.
또한, 상기 제 1 이동검출부는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 지속기간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템을 제공한다.In addition, the first movement detection unit provides a stroke diagnosis system, characterized in that it detects the movement information of the pupil by extracting the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to the duration based on a preset reference point.
또한, 상기 제 1 이동검출부는, 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 짧으면 빠른 위상 신호인 것으로 판단하고, 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 길면 느린 위상 신호인 것으로 판단하되, 느린 위상 신호인 것으로 판단하는 경우, 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템을 제공한다.In addition, the first movement detection unit determines that it is a fast phase signal when the amplitude of the pupil according to the duration is shorter than the preset amplitude, and determines that it is a slow phase signal when the amplitude of the pupil according to the duration is longer than the preset amplitude, but , when it is determined that the signal is a slow phase, provides a stroke diagnosis system characterized in that the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to time are extracted.
또한, 상기 제 2 이동검출부는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 얼굴의 회전 방향, 회전 속도 및 기울기를 추출하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템을 제공한다.In addition, the second movement detection unit provides a stroke diagnosis system, characterized in that it detects the movement information of the face by extracting the rotation direction, rotation speed, and inclination of the face according to time based on a preset reference point.
또한, 상기 판단부는, 상기 제 1 이동검출부가 검출한 동공의 움직임 정보와 상기 제 2 이동검출부가 검출한 얼굴의 움직임 정보로부터 두부충동검사(Head Impulse test), 안진검사(Nystagmus) 및 스큐편위검사(Test of Skew)를 진행하여 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과, 두부충동검사, 안진검사 및 스큐편위검사 중에서 선택되는 어느 한 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하면 뇌졸중으로 진단하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템을 제공한다. In addition, the determination unit, a head impulse test, a nystagmus test, and a skew deviation test from the pupil movement information detected by the first movement detection unit and the facial movement information detected by the second movement detection unit (Test of Skew) to determine whether there is an abnormality in either the peripheral nervous system or the central nervous system, and as a result of the judgment, abnormalities in the central nervous system during any one of the examinations selected from the head impulse test, nystagmus test, and skew deviation test To provide a stroke diagnosis system, characterized in that the diagnosis of stroke when it is determined that there is.
또한, 본 발명은 피검자의 눈을 포함하는 얼굴에 착용되는 디바이스의 일측에 장착된 카메라를 제어하여 피검자의 눈을 촬영하는 촬영 과정; 상기 디바이스의 타측에 장착된 위치센서를 제어하여 피검자의 얼굴의 위치를 감지하는 감지 과정; 및 상기 카메라가 촬영한 영상으로부터 동공의 움직임을 검출하고, 상기 위치센서가 감지한 얼굴의 위치정보로부터 얼굴의 움직임을 검출하고, 상기 동공의 움직임 및 상기 얼굴의 움직임을 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 판단 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a photographing process of controlling the camera mounted on one side of the device worn on the face including the eyes of the subject to photograph the eyes of the subject; a sensing process of controlling a position sensor mounted on the other side of the device to detect the position of the subject's face; and detecting the movement of the pupil from the image taken by the camera, detecting the movement of the face from the position information of the face detected by the position sensor, and analyzing the movement of the pupil and the movement of the face to determine whether a stroke It provides a stroke diagnosis method comprising a judgment process.
또한, 상기 판단 과정은, 상기 카메라가 촬영한 영상으로부터 동공의 위치 정보를 획득하는 획득 단계; 상기 동공의 위치 정보에 대한 이동 좌표를 추적하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 동공 움직임 검출 단계; 상기 위치센서가 감지한 얼굴의 위치정보를 추적하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 얼굴 움직임 검출 단계; 및 상기 동공의 움직임 정보와 상기 얼굴의 움직임 정보를 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법을 제공한다.In addition, the determination process may include an acquiring step of acquiring location information of the pupil from the image captured by the camera; a pupil movement detection step of detecting movement information of the pupil by tracking movement coordinates for the position information of the pupil; a face motion detection step of detecting face motion information by tracking the face location information detected by the location sensor; and analyzing the motion information of the pupil and the motion information of the face to determine whether or not there is a stroke.
또한, 상기 획득 단계는 상기 카메라가 촬영한 적외선 이미지로부터 노이즈를 제거하여 동공의 위치 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법을 제공한다.In addition, the acquiring step provides a stroke diagnosis method, characterized in that the acquisition of the location information of the pupil by removing noise from the infrared image taken by the camera.
또한, 상기 동공 움직임 검출 단계는, 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법을 제공한다.In addition, the step of detecting the pupil movement provides a stroke diagnosis method, characterized in that the movement information of the pupil is detected by extracting the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to time based on a preset reference point.
또한, 상기 동공 움직임 검출 단계는, 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 짧으면 빠른 위상 신호인 것으로 판단하고, 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 길면 느린 위상 신호인 것으로 판단하는 단계; 및 상기 느린 위상 신호인 것으로 판단하는 경우, 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법을 제공한다.In addition, in the step of detecting the pupil movement, if the amplitude of the pupil according to the duration is shorter than the preset amplitude, it is determined as a fast phase signal, and if the amplitude of the pupil according to the duration is longer than the preset amplitude, it is determined as a slow phase signal step; and detecting the pupil movement information by extracting the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to time when it is determined that it is the slow phase signal.
또한, 상기 얼굴 움직임 검출 단계는, 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 얼굴의 회전 방향, 회전 속도 및 기울기를 추출하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법을 제공한다.In addition, the detecting of the face motion provides a stroke diagnosis method, characterized in that the face motion information is detected by extracting the rotation direction, rotation speed, and inclination of the face according to time based on a preset reference point.
또한, 상기 판단 단계는, 상기 제 1 이동검출부가 검출한 동공의 움직임 정보와 상기 제 2 이동검출부가 검출한 얼굴의 움직임 정보로부터 두부충동검사(Head Impulse test), 안진검사(Nystagmus) 및 스큐편위검사(Test of Skew)를 진행하여 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 판단 결과, 두부충동검사, 안진검사 및 스큐편위검사 중에서 선택되는 어느 한 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하면 뇌졸중으로 진단하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법을 제공한다. In addition, the determining step includes a head impulse test, a nystagmus test, and a skew deviation from the pupil movement information detected by the first movement detection unit and the face movement information detected by the second movement detection unit. Determining whether there is an abnormality in which nervous system of the peripheral nervous system and the central nervous system by performing a test (Test of Skew); And as a result of the determination, if it is determined that there is an abnormality in the central nervous system in any one examination process selected from the head impulse test, the nystagmus test and the skew deviation test, it provides a stroke diagnosis method, characterized in that the diagnosis of stroke is provided.
본 발명은 정량적으로 측정된 지표를 이용하여 병원의 응급실 등에서 피검자의 뇌졸중을 신속하고 정확하게 진단할 수 있도록 하여, 뇌졸중의 진단 및 치료를 신속하게 받을 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of rapidly and accurately diagnosing the stroke of a subject in an emergency room of a hospital, etc. using quantitatively measured indicators, so that the diagnosis and treatment of stroke can be quickly received.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템의 전반적인 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템을 블록으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템의 제어모듈을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템의 동공추출부가 처리하는 단계별 눈 영상을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템에서 안진을 추적 관찰하기 위한 BPPV test 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템을 적용하기 위하여 안진에서의 동공의 움직임을 그래프로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a control module of a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a view showing eye images processed by the pupil extraction unit of the stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a view showing a BPPV test result for monitoring nystagmus in a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the movement of the pupil in nystagmus in order to apply the stroke diagnosis system according to the preferred embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a stroke diagnosis method according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템 및 방법을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a stroke diagnosis system and method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템의 전반적인 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템을 블록으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템(100)은 디바이스(110), 카메라(120), 위치센서(130), 제어모듈(140) 및 출력부(150)를 포함한다.1 and 2 , a
디바이스(110)는 피검자의 눈을 포함하는 얼굴에 착용되는 것으로, 예를 들면, 헤드 마운트 디스플레이(HMD: Head Mount Display) 또는 안경 형태 또는 헬멧 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 취급의 편의를 위하여 안경 형태로 제작되는 것이 바람직하다.The
카메라(120)는 디바이스(110)의 일측에 장착되어 피검자의 눈을 촬영하는 것으로, 피검자의 한쪽 눈을 촬영하도록 구성될 수도 있고, 피검자의 양쪽 눈을 촬영하도록 구성될 수도 있다. 이러한 카메라(120)는 예를 들면 적외선 카메라로 구성될 수 있다.°The
위치센서(130)는 디바이스(110)의 타측에 장착되어 피검자의 얼굴의 위치를 감지하는 것으로, 예를 들면, 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 자이로센서는 얼굴의 방위각을 측정할 수 있고, 가속도센서는 얼굴의 기울기 및 가속도를 측정할 수 있으며, 지자기 센서는 얼굴의 동서남북 방위를 측정할 수 있다. 이러한 위치센서(130)가 감지한 위치 정보를 이용하면 얼굴의 회전 방향, 회전 속도 및 기울기 등의 얼굴의 움직임을 알 수 있다.The
제어모듈(140)은 카메라(120)가 촬영한 영상으로부터 동공의 움직임을 검출하고, 위치센서(130)가 감지한 얼굴의 위치 정보로부터 얼굴의 움직임을 검출하고, 동공의 움직임 및 얼굴의 움직임을 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 것으로, 후술하기로 한다.The
출력부(150)는 제어모듈(140)로부터 각종 제어신호를 전달받아 이를 소리, 문자, 영상 등으로 외부로 출력한다. 예를 들어, 출력부(150)는 소리를 출력할 수 있도록 디바이스(110)에 구비되는 스피커로 구성될 수도 있고, 문자 등을 출력할 수 있도록 외부의 스마트폰, PC, 노트북 등의 단말기에 구비되는 디스플레이부로 구성될 수도 있다. 출력부(150)가 디스플레이부로 구성되는 경우, 출력부(150)와 단말기는 블루투스 등의 근거리 무선 통신 또는 유선 통신 등에 의하여 연결될 수 있다. The
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템의 제어모듈을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템의 동공추출부가 처리하는 단계별 눈 영상을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템에서 안진을 추적 관찰하기 위한 BPPV test 결과를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 시스템을 적용하기 위하여 안진에서의 동공의 움직임을 그래프로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a control module of a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a step-by-step eye processed by the pupil extraction unit of the stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention. It is a view showing an image, and FIG. 5 is a view showing a BPPV test result for tracking nystagmus in a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a stroke diagnosis system according to a preferred embodiment of the present invention. It is a diagram showing the movement of the pupil in nystagmus in a graph for application.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 제어모듈(140)은 동공추출부(142), 제 1 이동검출부(144), 제 2 이동검출부(146) 및 판단부(148)를 포함한다.3 to 6 , the
동공추출부(142)는 카메라(120)로부터 전달받은 눈의 영상으로부터 노이즈를 제거하여 동공의 위치를 정확하게 추출한다. 이를 상세하게 설명하면, 먼저, 적외선 카메라(120)가 촬영한 눈의 영상을 전달받아 이를 회색으로 변환하고, 기 설정된 기준치를 기준으로 이진화를 수행하여 이진화 영상(142a)으로 출력한다. 그리고 이진화 영상(142a)은 모폴로지(Morphology) 연산으로 침식(Erode)과 팽창(Dilate)을 필터링하여 노이즈를 제거한다. 침식은 이웃한 화소들 중 최소 화소값을 현재 화소값으로 대체하는 것이며, 작은 노이즈(작은 덩어리)의 객체를 사라지게 할 수 있다. 그리고 팽창은 이웃한 화소들 중 최대 화소값을 현재 화소값으로 대체하는 것이며, 객체 내부에 있는 작은 구멍들을 사라지게 할 수 있는 역할을 한다. 즉, 침식 연산을 통해 노이즈를 제거하고(142b), 팽창연산을 통해 객체 내의 빈 공간을 제거해주며(142c), 이들 침식과 팽창을 적용하여 필터링 영상(142d)을 생성한다. 그리고 필터링 영상(142d)으로부터 원(142e)을 검출하고, 검출된 원(142e)이 동공에 일치하도록 원의 중심점을 계산하고, 계산된 중심점을 동공의 3차원 구조 및 곡선을 고려하여 실제 동공이 움직이는 거리, 각도를 픽셀 단위로 추정하여 동공의 위치를 추출한다.The
제 1 이동검출부(144)는 동공추출부(142)가 추출한 동공의 위치 정보에 대한 좌표를 추적하여 동공의 움직임 정보를 검출한다. 그리고 제 1 이동검출부(144)가 동공의 위치를 추적 관찰하기 위하여 양성돌발성두위현훈(Benign Paroxysmal Positional Vertigo, BPPV) Head-Rolling Test를 실시할 수 있다. BPPV는 앉은 자세에서 피검자의 머리를 환측으로 45° 돌린 상태로 피검자를 눕히고 머리를 뒤로 20° 정도 낮게 유지한 후 안진(Nytagmus)을 관찰하는 테스트이다. BPPV 테스트 결과는 도 5에서 보는 바와 같이 동공의 좌표가 최고점과 최저점이 주기적으로 나타난다. 그리고 안진에서의 동공의 움직임은 도 6과 같이 나타난다. 이러한 도 6에서의 동공의 움직임은 빠른 위상(fast phase, fp)과 느린 위상(slow phase, sp)으로 구분되며, slope를 이용하여 구분할 수 있다. 제 1 이동검출부(144)는 하기의 수학식1을 이용하여 slope를 계산하여, 지속기간(duration, d)에 따른 동공의 진폭(amplitude, a)이 기 설정된 진폭보다 짧으면 빠른 위상(fast phase, fp) 신호인 것으로 판단하고, 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 길면 느린 위상 신호(slow phase, sp)인 것으로 판단하되, 느린 위상 신호인 것으로 판단하는 경우, 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출한다. 또한, 제 1 이동검출부(144)는 수평과 수직의 컴포넌트를 통해 패턴 분석을 하여 동공의 움직임 정보를 검출할 수도 있다.The first
[수학식1][Equation 1]
( 수학식1에서 s는 Slope, d는 duration, a는 amplitude, spd는 slow phase 의 duration, fpd는 fast phase의 duration을 나타낸다.)(In Equation 1, s is the slope, d is the duration, a is the amplitude, spd is the duration of the slow phase, and fpd is the duration of the fast phase.)
제 2 이동검출부(146)는 위치센서(130)가 감지한 얼굴의 위치 정보를 추적하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 것으로, 위치센서(130)가 감지한 얼굴의 방위각, 기울기, 가속도, 방위 등을 이용하여 얼굴의 회전 방향, 회전 속도 및 기울기 등을 검출한다.The second
판단부(148)는, 제 1 이동검출부(144)가 검출한 동공의 움직임 정보와 제 2 이동검출부(146)가 검출한 얼굴의 움직임 정보로부터 HINTS, 즉, 두부충동검사(Head Impulse test, HI), 안진검사(Nystagmus, N) 및 스큐편위검사(Test of Skew, TS)를 진행하여, 어지럼증의 원인이 중추신경계인지 말초신경계인지를 파악한다. 이러한 두부충동검사, 안진검사 및 스큐편위검사는 뇌졸중을 진단하기 위하여 병원 응급실에서 진행되는 통상적인 검사이다. The
한편, 중추신경계에 이상이 오면 어지럼증과 함께 물체가 둘로 보이거나, 말이 어둔해지거나, 음식을 삼킬 때 사레가 드는 경우가 많고 의식이 나빠질 수 있다. 중년 이후에서 이러한 증상이 발생하면 뇌졸중 질환을 의심할 수 있다. 반면, 말초신경계에 이상이 오면 어지럼증과 함께 이석증, 메니에르병, 전정 신경염 등을 의심할 수 있다. 이에 따라, 어지럼증이 발생되면, 어지럼증의 원인이 중추신경계(뇌졸중)인지 말초신경계인지 파악하기 위하여 HINTS를 실시한다. 판단 결과, 두부충동검사, 안진검사 및 스큐편위검사 중에서 선택되는 어느 한 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하면 뇌졸중의 발생이 예측되므로, 이에 대한 대비 및 치료를 진행하도록 한다. HINTS를 이용하여 뇌졸중을 진단하는 기준은 하기 표 1과 같다.On the other hand, if there is an abnormality in the central nervous system, objects appear in two with dizziness, speech becomes dull, or food is swallowed in many cases, and consciousness may deteriorate. If these symptoms occur after middle age, stroke disease may be suspected. On the other hand, if there is an abnormality in the peripheral nervous system, along with dizziness, otolithiasis, Meniere's disease, vestibular neuritis, etc. may be suspected. Accordingly, when dizziness occurs, HINTS is performed to determine whether the cause of the dizziness is the central nervous system (stroke) or the peripheral nervous system. As a result of the judgment, if it is determined that there is an abnormality in the central nervous system in any one of the tests selected from the head impulse test, the nystagmus test, and the skew deviation test, the occurrence of a stroke is predicted, so prepare and treat it. The criteria for diagnosing stroke using HINTS are shown in Table 1 below.
[표 1][Table 1]
두부충동검사(Head Impulse test, HI)는 피검자의 두 눈이 검사자의 코끝을 바라보도록 한 상태에서 피검자의 고개를 한 쪽으로 빠르게 돌리도록 하여 두 눈이 시선을 검사자의 코끝에 고정할 수 있는지 평가하는 방법이다. 판단부(148)는 제 1 이동검출부(144)가 검출한 동공의 움직임 정보와 제 2 이동검출부(146)가 검출한 얼굴의 움직임 정보를 통하여 피검자가 두부충동검사를 제대로 이행하면(양성반응이 관찰되면), 말초신경계에 이상이 있는 것으로 판단한다. 만일, 피검자가 두부충동검사를 제대로 이행할 수 없으면(음성반응이 관찰되면), 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단한다.Head impulse test (HI) is a test that evaluates whether both eyes can fix their gaze on the tip of the examiner's nose by quickly turning the subject's head to one side with the subject's eyes facing the tip of the examiner's nose. way. The
안진(Nystagmus, N) 검사는 무의식적이고 빠른, 눈의 리듬감 있는 운동으로, 안구운동계의 이상, 혹은 외부적인 요인으로 안구가 원하는 위치에 머물러 있지 못하고 서서히 주시점을 벗어났을 때, 주시점을 회복하려는 무의식적인 안구의 빠른 움직임이다. 이러한 안진 검사를 위하여 판단부(148)는 느린 위상 신호로부터 이득, 비대칭 및 위상 특성을 추출하여 동공 움직임 특성 정보를 출력한다. Nystagmus (N) test is an unconscious, rapid, rhythmic movement of the eyes, which attempts to restore the gaze point when the eyeball does not remain in the desired position due to abnormalities in the oculomotor system or due to external factors. It is an involuntary rapid movement of the eyeball. For this nystagmus test, the
이득(Gain)은 안구 운동의 진폭 대 머리 자극의 진폭의 비율이다. 이는 느린 위상 동공 움직임의 최대 속도를 얼굴 움직임의 최대 속도로 나누어 계산된다. 이건은 하기 수학식 2에 의해 나타낼 수 있을 것이다.Gain is the ratio of the amplitude of eye movements to the amplitude of head stimulation. It is calculated by dividing the maximum velocity of the slow phase pupil movement by the maximum velocity of the facial movement. This may be expressed by Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
예를 들면, 양측 전정이 약한 환자는 낮은 주파수의 회전에서 이득값이 감소할 것이다.For example, patients with bilateral vestibular weakness will have reduced gain at lower frequencies of rotation.
비대칭(Symmetry/Asymmetry)은 각 주파수에 대해 좌우로 회전할 때 왼쪽과 오른쪽의 동등한 느린 위상 요소를 비교하여 나타낸다. 비대칭은 하기 수학식 3에 의해 계산될 수 있을 것이다.Symmetry/Asymmetry is represented by comparing the left and right equally slow phase components as they rotate left and right for each frequency. The asymmetry may be calculated by Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
여기서, b2는 ipsilesional saccade amplitude (손상측의 안구의 순간적인 움직임 신호의 높이), b1은 contraleisonal saccade amplitude (손상측 반대편 안구의 순간적인 움직임 신호의 높이)를 나타낸다.Here, b2 denotes the ipsilesional saccade amplitude (height of the instantaneous movement signal of the eye on the injured side), and b1 denotes the contraleisonal saccade amplitude (the height of the instantaneous movement signal of the eye opposite to the injured side).
일반적으로 정상적인 대칭 범위는 15~20%이다.In general, the normal range of symmetry is 15-20%.
위상(Phase)은 머리 움직임의 시작과 반사적인 안구 반응 사이의 시간 관계이다. 만약, 머리와 눈이 정확히 같은 속도로 반대 방향으로 움직이는 경우, 위상은 180°로 간주된다. 머리의 움직임이 눈 반응 반사를 일으킬 때 위상 리드(Lead)가 나타나고, 보정 안구 운동이 진행될 때 위상 래그(Lag)가 나타난다. 비정상적으로 긴 리드(Lead)와 짧은 리드는 각각 주변 병변 및 소뇌 병변으로 간주될 수 있다. 위상 각인 θ는 하기 수학식 4에 의해 계산되며, 완벽한 정전안반사가 일어나는 경우 위상은 0°이다.Phase is the temporal relationship between the onset of head movement and the reflex eye response. If the head and eyes move in opposite directions at exactly the same speed, the phase is considered 180°. A phase lead appears when a head movement triggers an eye reaction reflex, and a phase lag appears when the corrective eye movement proceeds. Abnormally long leads and short leads can be considered peripheral lesions and cerebellar lesions, respectively. The phase angle θ is calculated by Equation 4 below, and when perfect electrostatic reflection occurs, the phase is 0°.
[수학식 4][Equation 4]
(여기서 f는 안구 운동 신호의 주파수를 나타내고, Δt는 느린 위상(slow phase)에서의 안구 운동의 최대 속도와 얼굴 움직임의 최대 속도 사이의 시간차를 나타낸다.)(Where f denotes the frequency of the eye movement signal, and Δt denotes the time difference between the maximum velocity of the eye movement and the maximum velocity of the face movement in the slow phase.)
판단부(148)는 이득, 위상차, 대칭의 분석을 통해 이득이 감소하거나 비대칭이 발생되는 경우, 전정기능 손실이 단방향으로 작용하는지 양방향으로 작용하는지를 판단한다. 만일 단방향으로 작용되면 말초신경계에 이상이 있는 것으로 판단하고, 양방향으로 작용하면 중추신경계 즉, 뇌졸중으로 판단한다. The
스큐 테스트(Test of Skew, TS)는 두 눈을 번갈아 가며 한쪽 눈에만 빛이 없는 환경을 구성하여 일정 시간 동안 암막 환경과 빛이 있는 환경에서 동공의 수직과 수평 위치 변화를 측정한다. 판단부(148)는 스큐 테스트를 통해 동공의 수직과 수평 위치에 변화가 감지되면, 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하여 뇌졸중으로 진단하고, 변화가 감지되지 않으면 말초신경계에 이상이 있는 것으로 판단한다. The Skew Test (Test of Skew, TS) measures changes in the vertical and horizontal position of the pupil in a dark environment and in a light environment for a certain period of time by configuring an environment without light in only one eye by alternating both eyes. When a change is detected in the vertical and horizontal positions of the pupil through the skew test, the
이처럼 판단부(148)는 제 1 이동검출부(144)가 검출한 동공의 움직임 정보와 제 2 이동검출부(146)가 검출한 얼굴의 움직임 정보로부터 두부충동검사, 안진검사 및 스큐편위검사를 진행하고, 진행 결과를 표 1에 대입하여, 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단한다. 판단 결과, 판단부(148)는 두부충동검사, 안진검사 및 스큐편위검사 중에서 선택되는 어느 한 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하거나 또는 2개 이상의 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하면 뇌졸중으로 진단한다.As such, the
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.7 is a flowchart illustrating a stroke diagnosis method according to a preferred embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 뇌졸중 진단 방법은 먼저, 디바이스(110)가 피검자의 눈을 포함하는 얼굴에 착용된다. 이후, 제어모듈(140)은 디바이스(110)에 장착된 카메라(120)를 제어하여 피검자의 눈을 촬영한 후(S100), 위치센서(130)를 제어하여 피검자의 얼굴의 위치를 감지한다(S110). Referring to the drawings, in the stroke diagnosis method according to the preferred embodiment of the present invention, first, the
그 후, 제어모듈(140)의 동공추출부(142)는 카메라(120)로부터 전달받은 눈의 영상으로부터 노이즈를 제거하여 동공의 위치를 추출한다(S120). Thereafter, the
이어서, 제어모듈(140)의 제 1 이동검출부(144)는 동공추출부(142)가 추출한 동공의 위치 정보에 대한 좌표를 추적하여 동공의 움직임 정보를 검출한다. 이때, 제 1 이동검출부(144)는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하여 동공의 움직임 정보를 검출한다. 여기서 제 1 이동검출부(144)는 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 짧으면 빠른 위상 신호인 것으로 판단하고, 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 길면 느린 위상 신호인 것으로 판단한다. 그 후, 느린 위상 신호인 것으로 판단하는 경우, 제 1 이동검출부(144)는 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하여 동공의 움직임 정보를 검출한다(S130).Next, the first
이어서, 제어모듈(140)의 제 2 이동검출부(146)는 위치센서(130)가 감지한 얼굴의 위치정보를 추적하여 얼굴의 움직임 정보를 검출한다. 여기서 제 2 이동검출부(146)는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 얼굴의 회전 방향, 회전 속도 및 기울기를 추출하여 얼굴의 움직임 정보를 검출한다(S140).Next, the second
이어서 제어모듈(140)의 판단부(148)는 동공의 움직임 정보와 얼굴의 움직임 정보로부터 안진검사(Nystagmus), 두부충동검사(Head Impulse test) 및 스큐편위검사(Test of Skew)를 진행한다. 예를 들어, 판단부(148)는 응급실의 의사가 피검자에게 안진검사를 진행하도록 하기 위한 안내 메시지를 출력부(150)로 출력하도록 한다. 그리고 의사가 안진검사를 진행하면, 판단부(148)는 동공의 움직임 정보와 얼굴의 움직임 정보가 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단한다. 이어서, 판단부(148)는 의사가 피검자에게 두부충동검사를 진행하도록 하기 위한 안내메시지를 출력부(150)로 출력하도록 한다. 그리고 의사가 두부충동검사를 진행하면, 판단부(148)는 동공의 움직임 정보와 얼굴의 움직임 정보가 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단한다. 이어서 판단부(148)는 의사가 피검자에게 스큐편위검사를 진행하도록 하기 위한 안내메시지를 출력부(150)로 출력하도록 한다. 그리고 의사가 스큐편위검사를 진행하면, 판단부(148)는 동공의 움직임 정보와 얼굴의 움직임 정보가 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단한다. 최종적으로 판단부(148)는 안진검사, 두부충동검사 및 스큐편위검사 중에서 선택되는 어느 한 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하면 뇌졸중으로 진단하고, 진단 결과를 출력부(150)가 출력하도록 제어한다(S150).Next, the
이처럼 본 발명은 피검자에게서 정량적으로 측정된 지표 즉, 동공의 움직임 정보와 얼굴의 움직임 정보를 이용하여 HINTS 검사 중 어느 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하면, 뇌졸중으로 진단하도록 구성되므로, 정량적인 지표를 이용하여 뇌졸중을 신속하고 정확하게 진단할 수 있게 되어, 뇌졸중의 진단 및 치료를 신속하게 받을 수 있는 효과가 있다. As such, the present invention is configured to diagnose a stroke when it is determined that there is an abnormality in the central nervous system during any of the HINTS tests using indicators quantitatively measured from the subject, that is, pupil movement information and face movement information. It is possible to quickly and accurately diagnose a stroke by using the phosphorus index, which has the effect of promptly receiving diagnosis and treatment of stroke.
또한, 본 발명을 통해 뇌졸중 진단에 대한 오진율을 낮출 수 있어, 불필요한 의료비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can reduce the misdiagnosis rate for stroke diagnosis, thereby reducing unnecessary medical costs.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.Although the present invention has been described in detail in the above embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited thereto, and it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the technical spirit of the present invention. If it falls within the scope of the claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.
100: 뇌졸중 진단 시스템
110: 디바이스 120: 카메라
130: 위치센서 140: 제어모듈
142: 동공추출부 144: 제 1 이동검출부
146: 제 2 이동검출부 148: 판단부
150: 출력부100: stroke diagnosis system
110: device 120: camera
130: position sensor 140: control module
142: pupil extraction unit 144: first movement detection unit
146: second movement detection unit 148: determination unit
150: output unit
Claims (14)
상기 디바이스의 타측에 장착되며 상기 피검자의 얼굴의 위치를 감지하는 위치센서; 및
상기 카메라가 촬영한 영상으로부터 동공의 움직임을 검출하고, 상기 위치센서가 감지한 얼굴의 위치 정보로부터 얼굴의 움직임을 검출하고, 상기 동공의 움직임 및 상기 얼굴의 움직임을 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 제어모듈;을 포함하며,
상기 제어모듈은:
상기 카메라가 촬영한 영상으로부터 동공의 위치를 추출하는 동공추출부; 및
상기 동공추출부가 추출한 상기 동공의 위치에 대한 좌표를 추적하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 제1 이동검출부;를 포함하며,
상기 제1 이동검출부는, 지속기간에 따른 상기 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 짧으면 빠른 위상 신호인 것으로 판단하고, 지속기간에 따른 상기 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 길면 느린 위상 신호인 것으로 판단하되, 상기 느린 위상 신호인 것으로 판단하는 경우, 시간에 따른 상기 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템.
a camera mounted on one side of a device worn on a face including the eyes of the examinee and photographing the eyes of the subject;
a position sensor mounted on the other side of the device and configured to detect the position of the subject's face; and
Control for detecting the movement of the pupil from the image taken by the camera, detecting the movement of the face from the position information of the face detected by the position sensor, and analyzing the movement of the pupil and the movement of the face to determine whether a stroke module; includes;
The control module includes:
a pupil extraction unit for extracting the position of the pupil from the image captured by the camera; and
Includes; a first movement detection unit for detecting the movement information of the pupil by tracking the coordinates for the position of the pupil extracted by the pupil extraction unit;
The first movement detection unit determines that it is a fast phase signal when the amplitude of the pupil according to the duration is shorter than a preset amplitude, and determines that it is a slow phase signal when the amplitude of the pupil according to the duration is longer than the preset amplitude , when it is determined that the slow phase signal is the stroke diagnosis system, characterized in that extracting the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to time.
상기 제어모듈은:
상기 위치센서가 감지한 얼굴의 위치 정보를 추적하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 제2 이동검출부; 및
상기 제1 이동검출부가 검출한 상기 동공의 움직임 정보와 상기 제2 이동검출부가 검출한 상기 얼굴의 움직임 정보를 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템.
The method of claim 1,
The control module includes:
a second movement detection unit for detecting movement information of the face by tracking the position information of the face detected by the position sensor; and
The stroke diagnosis system further comprising: a determination unit that determines whether a stroke occurs by analyzing the pupil motion information detected by the first movement detection unit and the facial movement information detected by the second movement detection unit.
상기 카메라는 적외선 카메라로 구성되고,
상기 동공추출부는 상기 카메라로부터 전달받은 눈의 영상으로부터 노이즈를 제거하여 동공의 위치를 추출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템.
The method of claim 1,
The camera is composed of an infrared camera,
The pupil extraction unit removes noise from the image of the eye received from the camera to extract the position of the pupil.
상기 제 1 이동검출부는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 지속기간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템.
The method of claim 1,
The first movement detector extracts the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to the duration based on a preset reference point to detect movement information of the pupil.
상기 제 2 이동검출부는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 얼굴의 회전 방향, 회전 속도 및 기울기를 추출하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템.
3. The method of claim 2,
The second movement detection unit extracts the rotation direction, rotation speed, and inclination of the face according to time based on a preset reference point to detect the movement information of the face.
상기 판단부는, 상기 제 1 이동검출부가 검출한 동공의 움직임 정보와 상기 제 2 이동검출부가 검출한 얼굴의 움직임 정보로부터 두부충동검사(Head Impulse test), 안진검사(Nystagmus) 및 스큐편위검사(Test of Skew)를 진행하여 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과, 두부충동검사, 안진검사 및 스큐편위검사 중에서 선택되는 어느 한 검사 과정에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단하면 뇌졸중으로 진단하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 시스템.
3. The method of claim 2,
The determination unit, from the movement information of the pupil detected by the first movement detection unit and the face movement information detected by the second movement detection unit, a head impulse test, a nystagmus test, and a skew deviation test (Test) of Skew) to determine whether there is an abnormality in either the peripheral nervous system or the central nervous system. A stroke diagnosis system, characterized in that it is diagnosed as a stroke if judged to be.
상기 제어모듈이 상기 디바이스의 타측에 장착된 위치센서를 제어하여, 상기 위치센서가 피검자의 얼굴의 위치를 감지하게 하는 감지 단계; 및
상기 제어모듈이 상기 카메라에 의해 촬영된 영상으로부터 동공의 움직임을 검출하고, 상기 위치센서에 의해 감지된 얼굴의 위치로부터 얼굴의 움직임을 검출하며, 상기 동공의 움직임 및 상기 얼굴의 움직임을 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 판단 단계:를 포함하며,
상기 판단 단계에서,
상기 제어모듈이 상기 카메라가 촬영한 영상으로부터 동공의 위치 정보를 획득하며,
상기 제어모듈이 상기 동공의 위치 정보에 대한 이동 좌표를 추적하여 동공의 움직임 정보를 검출하며,
상기 동공 움직임 정보 검출에서,
상기 제어모듈은 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 짧으면 빠른 위상 신호인 것으로 판단하고, 지속기간에 따른 동공의 진폭이 기 설정된 진폭보다 길면 느린 위상 신호인 것으로 판단하되, 느린 위상 신호인 것으로 판단하는 경우, 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법.
a photographing step in which the control module controls a camera mounted on one side of a device worn on a face including the eyes of the examinee so that the camera captures the eyes of the examinee;
a sensing step in which the control module controls a position sensor mounted on the other side of the device so that the position sensor detects a position of the subject's face; and
The control module detects the movement of the pupil from the image captured by the camera, detects the movement of the face from the position of the face sensed by the position sensor, and analyzes the movement of the pupil and the movement of the face for a stroke A judgment step of determining whether
In the judgment step,
The control module obtains the location information of the pupil from the image taken by the camera,
The control module detects the movement information of the pupil by tracking the movement coordinates for the position information of the pupil,
In the pupil motion information detection,
If the amplitude of the pupil according to the duration is shorter than the preset amplitude, it is determined as a fast phase signal, and if the amplitude of the pupil according to the duration is longer than the preset amplitude, it is determined as a slow phase signal, but a slow phase signal Stroke diagnosis method, characterized in that extracting the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to time when it is determined that the
상기 판단 단계에서,
상기 제어모듈의 제2 이동검출부가 상기 위치센서에 의해 감지된 얼굴의 위치를 추적하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하며; 및
상기 제어모듈의 판단부가 상기 동공의 움직임 정보와 상기 얼굴의 움직임 정보를 분석하여 뇌졸중 여부를 판단하는 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법.
9. The method of claim 8,
In the judgment step,
a second movement detection unit of the control module tracks the position of the face detected by the position sensor to detect movement information of the face; and
Stroke diagnosis method, characterized in that the determination unit of the control module analyzes the motion information of the pupil and the motion information of the face to determine whether or not a stroke is present.
상기 판단 단계에서,
상기 제어모듈의 동공추출부는 상기 카메라에 의해 촬영된 적외선 이미지로부터 노이즈를 제거하여 상기 동공의 위치를 획득하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법.
9. The method of claim 8,
In the judgment step,
Stroke diagnosis method, characterized in that the pupil extraction unit of the control module obtains the position of the pupil by removing noise from the infrared image taken by the camera.
상기 동공 움직임 정보 검출에서,
상기 제어모듈의 제1 이동검출부는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 동공의 이동 거리, 이동 각도 및 이동 방향을 추출하여 동공의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법.
9. The method of claim 8,
In the pupil motion information detection,
The first movement detection unit of the control module extracts the movement distance, movement angle, and movement direction of the pupil according to time based on a preset reference point to detect movement information of the pupil.
상기 얼굴 움직임 검출에서,
상기 제어모듈의 제2 이동검출부는 기 설정된 기준점을 기준으로 하여 시간에 따른 얼굴의 회전 방향, 회전 속도 및 기울기를 추출하여 얼굴의 움직임 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법.
9. The method of claim 8,
In the face motion detection,
Stroke diagnosis method, characterized in that the second movement detection unit of the control module detects movement information of the face by extracting the rotation direction, rotation speed, and inclination of the face according to time based on a preset reference point.
상기 판단 단계에서,
상기 제어모듈의 판단부는 제1 이동검출부에 의해 검출된 동공의 움직임 정보와 제2 이동검출부에 의해 검출된 얼굴의 움직임 정보로부터 두부충동검사(Head Impulse test), 안진검사(Nystagmus) 및 스큐편위검사(Test of Skew)를 진행하여 말초신경계와 중추신경계 중 어느 신경계에 이상이 있는지 여부를 판단하며;
상기 제어모듈의 판단부는 상기 두부충동검사, 상기 안진검사 및 상기 스큐편위검사 중에서 선택된 어느 한 검사에서 중추신경계에 이상이 있는 것으로 판단되면, 뇌졸중으로 진단하는 것을 특징으로 하는 뇌졸중 진단 방법.9. The method of claim 8,
In the judgment step,
The determination unit of the control module performs a head impulse test, a nystagmus test, and a skew deviation test from the pupil movement information detected by the first movement detection unit and the face movement information detected by the second movement detection unit. (Test of Skew) to determine whether there is an abnormality in either the peripheral nervous system or the central nervous system;
The determination unit of the control module, when it is determined that there is an abnormality in the central nervous system in any one test selected from the head impulse test, the nystagmus test, and the skew deviation test, it is diagnosed as a stroke.
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