KR102351662B1 - 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치 - Google Patents

웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치 Download PDF

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Abstract

실시예는 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 이러한 휴대용 장치는 각각의 개인이 휴대하고 지니면서 뇌 활동을 측정할 경우, NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보를 검출하므로 생리학적 뇌 활동을 분석해서, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 조사할 수 있도록 하는 것; 을 특징으로 한다.
따라서, 이를 통해 각 개인의 뇌 활동이 측정될 경우, 이러한 뇌 활동 분석 구조로부터 상이한 개인별로 효과적인 생리학적 뇌 활동의 분석이 되므로, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용 등을 쉽고 편리하게 신속히 조사한다.
그리고, 더 나아가서 신경 과학 및 신경에 관련된 여러 도메인에 새로운 접근을 가능하게 한다.
예를 들어, 파킨슨에서 간질 연구 또는, 의학, 인지 과학, 심리학, 뇌 - 컴퓨터 인터페이스(BCI), 신경을 위한 고급 진단 도구 - 인체 공학 및 적응 신경 - 등에 활용할 수 있다.

Description

웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치{Apparatus for portable using employing wearable hybrid fNIRS -EEG}
본 명세서에 개시된 내용은 개인의 뇌 활동을 측정하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개인의 뇌 활동이 측정될 경우, 웨어러블 하이브리드 방식으로 생리학적 뇌 활동을 분석해서 효과적으로 뇌 활동이 파악되도록 하는 기술에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
우선, 뇌 영상 기술을 통해 의사와 연구자들은 침습적 신경 외과 수술 없이도 인간 뇌의 활동이나 문제를 볼 수 있다. 오늘날 넓은 지역에서 연구 시설과 병원에서 사용되고 있는 안전한 이미징 기술이 많이 있다. 특히, fNIRS와 EEG는 뇌 영상 기술의 한 유형이다.
여기에서, fNIRS 즉, 근적외선 분광법은 뇌의 혈액 산소화를 측정하는 광학 기술이다. 그것은 두개골을 통해 스펙트럼의 근적외선 부분(700-900nm)에 빛을 비추고 재결합되는 빛이 얼마나 감쇠되는지 감지함으로써 작동한다. 빛이 얼마나 감쇠되는지는 혈액 산소화에 따라 달라지므로 NIRS는 뇌 활동을 간접적으로 측정 할 수 있다.
그리고, 뇌파 검사(EEG)는 두피에 배치 된 전극에서 기록하여 뇌의 전기 활동을 측정하는 것이다. 결과적인 흔적은 뇌파(EEG)로 알려져 있으며 많은 수의 뉴런의 전기 신호를 나타낸다. EEG는 연구 대상에 비 침습적 과정이기 때문에 실험에 자주 사용된다. EEG는 밀리 초 단위로 뇌의 전기 활동 변화를 감지 할 수 있다. 이러한 것은 높은 시간 해상도를 가진 몇 안되는 기술 중 하나이다.
그러나, 이러한 상황하에서도 하이브리드 뇌 활동 측정이 필요한 실정이다. 뇌 구조 및 생리학에 대한 정보를 수집하는 데 사용할 수 있는 방법에는 전기와, 자기, 구조 및 혈역학 측정이 포함된다. 자기 공명 영상(MRI)과, 컴퓨터 단층 촬영(CT), 양전자 방출 단층 촬영(PET), 자기 뇌파(MEG) 및 기능적 MRI와 같은 기술은 시간적, 공간적, 해부학 적 해상도 및 특이성 측면에서 각각 고유 한 장점이 있다. 크기, 무게, 환자 위치 또는 방사선 노출은 방법 별 방식으로 이러한 시스템을 제한한다. 지난 몇 년 동안 뇌파 검사(EEG) 및 (연속파) 기능적 근적외선 분광기( fNIRS ) 기기는 소형화 및 이동성에 대한 상당한 발전을 보였으며 이중 모드 설정에 적합하다.
이러한 배경이 되는 선행기술문헌을 살펴볼 경우, 특허문헌으로부터 본 명세서에 개시된 내용과 관련하여 참조할만한 아래의 선행기술문헌이 나오는 정도이다.
(특허문헌 1) KR 10-1028949 B1
참고적으로, 전술한 특허문헌 1의 기술은 종래의 기술에서 실시한 수술에 의한 신체 침투없이 간편하게 뇌 활동을 판단하여 사용자의 의도를 판단할 수 있고, 이를 기초로 하여 별도의 입력 수단 없이 사용자가 원하는 컴퓨터 기능을 실행하는 정도이다.
이를 위해, 특허문헌 1의 기술은 뇌 활동을 분석하여 사용자의 의도를 판단하는 뇌 활동 측정 장치; 및 상기 뇌 활동 측정 장치에서 판단한 사용자가 의도하는 기능을 실행하고 그 결과를 출력하는 인터페이스 부를 포함한다.
그리고, 상기 뇌 활동 측정 장치는 광자를 대뇌피질에 조사하는 광 조사부; 대뇌피질과의 상호작용 후 인체 외부로 나온 광자를 검출하고 상기 광자의 물리량의 변화를 검출하는 광 검출부; 를 포함한다.
또한 상기 광 검출부에서 검출된 광자의 물리량의 변화를 분석하고 뇌 활동 데이터를 생성하여 사용자의 의도를 판단하는 분석부를 포함하는 신경 유저 인터페이스 장치가 개시된다.
개시된 내용은, 개인의 뇌 활동을 측정할 경우, 각각의 개인이 휴대하고 지니면서 비 침습적이고 상대적으로 낮은 비용이며 설정 복잡성이 유사한 EEG 및 fNIRS를 함께 사용해서 생리학적 뇌 활동을 분석하도록 하는 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치는,
각각의 개인이 휴대하고 지니면서 뇌 활동을 측정할 경우, NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보를 검출하므로 생리학적 뇌 활동을 분석해서, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 조사할 수 있도록 하는 것; 을 특징으로 한다.
구체적으로는, 이러한 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치는,
뇌의 활동이 측정될 경우, 다수의 NIR 이미터로부터 근적외선 분광을 수행해서 발광하고, 상기 발광이 될 시에 전류 레귤레이터에 의해 광도를 안정화하는 NIR 발광부;
상기 다수의 NIR 이미터에 대한 광도 제어신호를 변조해서 각각의 NIR 이미터로 제공하는 변조부;
상기 NIR 발광부에 의해 발광이 될 경우, 다수의 NIR 검출기로부터 뇌에 의해 재결합된 광을 감지하는 NIR 검출부;
상기 뇌의 활동에 대한 전기 신호를 입력받는 EEG 입력 터미널;
상기 NIR 검출부와 상기 EEG 입력 터미널에 의한 각각의 신호를 통합적으로 수집해서, 노이즈 제거와 증폭을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그 프런트 엔드;
상기 NIR 발광부의 발광 동작을 제어하고, 상기 광도 제어신호에 의해서 변조부를 통해 다수의 NIR 이미터에 대한 광도를 개별적으로 제어하며, 상기 아날로그 프런트 엔드로부터의 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보에 의해서 생리학적 뇌 활동을 분석함으로써, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 얻는 미니 컴퓨터; 및
상기 각 부로 전원을 공급하는 배터리; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 의하면, 각 개인의 뇌 활동이 측정될 경우, 이러한 뇌 활동 분석 구조로부터 상이한 개인별로 효과적인 생리학적 뇌 활동의 분석이 되므로, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용 등을 쉽고 편리하게 신속히 조사한다.
그리고, 더 나아가서 신경 과학 및 신경에 관련된 여러 도메인에 새로운 접근을 가능하게 한다.
예를 들어, 파킨슨에서 간질 연구 또는, 의학, 인지 과학, 심리학, 뇌 - 컴퓨터 인터페이스(BCI), 신경을 위한 고급 진단 도구 - 인체 공학 및 적응 신경 - 등에 활용할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치가 적용된 시스템을 전체적으로 도시한 도면
도 3은 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치의 구성을 도시한 블록도
도 4는 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트
도 1은 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 휴대용 장치(100)는 비 침습적이고 상대적으로 낮은 비용이며 설정 복잡성이 유사한 EEG 및 fNIRS를 함께 사용하므로 전기 및 국소 대사 / 혈역학 활동의 최적화 된 결합 획득이 되도록 한다.
이러한 휴대용 장치(100)는 표면에 가까운 뇌 영역으로 제한되지만 다양한 조건, 예를 들어, 이동식 또는 침대 옆에서 적용 할 수 있다.
그리고, 또한 EEG는 높은 시간적이지만 낮은 공간 해상도로 뇌의 전기적 활동을 전도 적으로 획득한다.
그리고, NIRS는 뇌의 대사 (헤모글로빈 / 산소 의존적) 활동을 EEG에 비해 높은 공간적이지만 낮은 시간적 해상도로 광학적으로 획득한다.
그래서, 이러한 EEG와 NIRS를 결합한 바이 모달 방식으로 생리학적 뇌 활동을 측정할 경우, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 조사 할 수 있다.
따라서, 이를 통해 이러한 조합은 신경 과학 및 신경에 관련된 여러 도메인에 새로운 접근을 가능하게 한다.
예를 들어, 파킨슨에서 간질 연구 또는, 의학, 인지 과학, 심리학, 뇌 - 컴퓨터 인터페이스(BCI), 신경을 위한 고급 진단 도구 - 인체 공학 및 적응 신경 - 등에 활용할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치가 적용된 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 시스템은 다수의 상이한 사용자별로 휴대하며 지니는 각 개인별 다수의 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치(100-1, 100-2, ... , 100-n)를 포함한다.
이러한 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치는 NIRS 블록과, EEG 블록을 포함하여 이루어진다.
여기에서, 상기 NIRS 블록은 LED(광 소스)의 광도 안정화와 각 LED의 광도를 개별적으로 조정하는 전류 조정 및 안정화 기능과, 검출기에서 나오는 신호의 증폭 기능, 노이즈 제거, 각 채널을 개별적으로 제어하는 채널 제어를 포함한다(신호 AD 변환 포함).
그리고, 상기 EEG 블록은 전극에서 신호를 수신하는 전치 증폭기와, 소음을 제거하는 대역 통과 필터, 신호를 증폭하여 데이터를 더 정확하게 읽기 위한 증폭기를 포함한다.
상기 다수의 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치(100-1, 100-2, ... , 100-n)는 각각의 개인이 휴대하고 지니면서 뇌 활동을 측정할 경우, NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보를 검출하므로 생리학적 뇌 활동을 분석해서, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 조사할 수 있도록 한다.
도 3은 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치(100)는 NIR 발광부(110)와, 변조부(120), NIR 검출부(130), EEG 입력 터미널(140), 아날로그 프런트 엔드(150), 미니 컴퓨터(160), 배터리(170)를 포함한다.
추가적으로, 이러한 휴대용 장치(100)는 상기 다수의 NIR 검출기와 아날로그 프런트 엔드(150)의 정보 출력이 될 경우, 미니 컴퓨터(160)의 제어에 의해 휴대용 장치의 가속도 정보로부터 이 출력 동작을 상이하게 변환하여 안정적으로 정보를 획득하는 3D 가속계(180)를 포함한다.
그리고, 상기 휴대용 장치는 PSSR (Power Supply Rejection Ratio) LDO (Low Drop-Out Controller)를 사용하여 배터리와 별도로 차폐되고 제공되는 파워 서플라이어(190)를 포함한다.
상기 NIR 발광부(110)는 뇌의 활동이 측정될 경우, 다수의 NIR 이미터로부터 근적외선 분광을 수행해서 발광하고, 상기 발광이 될 시에 전류 레귤레이터에 의해 광도를 안정화함으로써, 하이브리드 생체 신호를 정확하게 추출한다.
상기 변조부(120)는 상기 다수의 NIR 이미터에 대한 광도 제어신호를 변조해서 각각의 NIR 이미터로 제공한다.
상기 NIR 검출부(130)는 내부 증폭기가 구비된 것으로, 상기 NIR 발광부(110)에 의해 발광이 될 경우, 다수의 NIR 검출기로부터 뇌에 의해 재결합된 광을 감지한다.
상기 EEG 입력 터미널(140)은 상기 뇌의 활동에 대한 전기 신호를 입력받는다. 이러한 경우, 생체 전위차가 있는 입력 4개 즉, 전위 입력, 기준, 접지를 포함한다.
상기 아날로그 프런트 엔드(150)는 상기 NIR 검출부(130)와 상기 EEG 입력 터미널(140)에 의한 각각의 신호를 통합적으로 수집해서, 노이즈 제거와 증폭을 수행하여 디지털 신호로 변환한다.
상기 미니 컴퓨터(160)는 상기 NIR 발광부(110)의 발광 동작을 제어하고, 상기 광도 제어신호에 의해서 변조부(120)를 통해 다수의 NIR 이미터에 대한 광도를 개별적으로 제어하며, 상기 아날로그 프런트 엔드(140)로부터의 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보에 의해서 생리학적 뇌 활동을 분석함으로써, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 조사할 수 있도록 한다.
상기 배터리(170)는 상기 각 부로 전원을 공급한다. 예를 들어, 이러한 배터리(170)는 충전 제어 리튬 이온 배터리를 사용한다.
도 4는 일실시예에 따른 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 차트이다(도 3 참조).
도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예의 휴대용 장치는 먼저 상기 NIR 발광부가 미니 컴퓨터의 제어에 의해 뇌의 활동이 측정될 경우, 다수의 NIR 이미터로부터 근적외선 분광을 수행해서 발광하고(S401), 이 발광이 될 시에 전류 레귤레이터에 의해 광도를 안정화한다.
그리고, 이러한 경우, 상기 변조부는 상기 미니 컴퓨터의 제어에 의해 상기 다수의 NIR 이미터에 대한 광도 제어신호를 변조해서 각각의 NIR 이미터로 제공한다.
다음, 상기 NIR 검출부는 NIR 발광부에 의해 발광이 될 경우, 다수의 NIR 검출기로부터 뇌에 의해 재결합된 광을 감지한다(S402).
그리고, 이와 별도로 상기 EEG 입력 터미널은 상기 뇌의 활동에 대한 전기 신호를 입력받는다(S403).
그래서, 상기 아날로그 프런트 엔드는 상기 NIR 검출부와 상기 EEG 입력 터미널에 의한 각각의 신호를 통합적으로 수집해서, 노이즈 제거와 증폭을 수행하여 디지털 신호로 변환한다.
따라서, 이를 통해 상기 미니 컴퓨터는 이러한 아날로그 프런트 엔드로부터의 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보에 의해서(S404) 생리학적 뇌 활동을 분석함으로써(S405), 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 조사하도록 한다.
따라서, 이에 따라 일실시예에 따른 휴대용 장치는 각각의 개인이 휴대하고 지니면서 뇌 활동을 측정할 경우, NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보를 검출하므로 생리학적 뇌 활동을 분석해서, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 쉽고 편리하게 신속히 조사할 수 있도록 한다.
이상과 같이, 일실시예는 각각의 개인이 휴대하고 지니면서 뇌 활동을 측정할 경우, NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보를 검출하므로 생리학적 뇌 활동을 분석해서, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 조사한다.
따라서, 이를 통해 각 개인의 뇌 활동이 측정될 경우, 이러한 뇌 활동 분석 구조로부터 상이한 개인별로 효과적인 생리학적 뇌 활동의 분석이 되므로, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용 등을 쉽고 편리하게 신속히 조사한다.
그리고, 더 나아가서 신경 과학 및 신경에 관련된 여러 도메인에 새로운 접근을 가능하게 한다.
예를 들어, 파킨슨에서 간질 연구 또는, 의학, 인지 과학, 심리학, 뇌 - 컴퓨터 인터페이스(BCI), 신경을 위한 고급 진단 도구 - 인체 공학 및 적응 신경 - 등에 활용할 수 있다.
추가적으로, 이러한 휴대용 장치는 이렇게 생리학적 뇌 활동이 측정될 경우, 이에 맞는 운영 시스템으로부터 뇌 활동 측정이 체계적으로 이루어지도록 하므로, 효과적으로 뇌 활동 분석이 이루어질 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 휴대용 장치는 상기 미니 컴퓨터가 아래의 구성을 구비한다.
즉, a) 상기 미니 컴퓨터는 먼저 580MHz MIPS CPU 기반의 OpenWRT 18.06 Linux 운영 체제 형식과 미니 고성능 컴퓨터 플랫폼(Onion Omega2S + 형식)이 결합된 운영 시스템을 구비하여 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보의 데이터 프로세싱과, 생리학적 뇌 활동의 실시간 분석을 한다.
b) 그리고, 상기 다수의 NIR 이미터에 대해서 광도가 개별적으로 제어될 경우, 상기 운영 시스템으로부터의 DAC에 의해 상기 광도 제어신호를 상이한 NIR 이미터별로 각기 발생한다.
c) 또한, 상기 다수의 NIR 이미터에 의해 근적외선 분광이 될 경우, 상기 운영 시스템으로부터의 I/O에 의해 상기 NIR 발광부의 발광 동작을 제어하고, 상기 아날로그 프런트 엔드에 의해 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보가 생성될 경우에는, 상기 운영 시스템으로부터의 I/O에 의해 상기 아날로그 프런트 엔드의 출력 동작을 제어한다.
d) 이에 더하여, 상기 다수의 NIR 검출기와 상기 아날로그 프런트 엔드로부터 해당하는 정보가 출력될 경우, 상기 운영 시스템으로부터의 SPI에 의해 각각의 출력 동작을 3D 가속도계의 감지 정보에 따라 상이하게 제어한다.
부가적으로, 이러한 미니 컴퓨터는 Onino P i (Mini PC) - 장치를 제어하는 강력한 미니 컴퓨터로서, 특수 운영 체제(Linux 기반)가 구비된다.
그리고, 상기 미니 컴퓨터는 최신 프로그래밍 언어를 지원하며, 예를 들어 Python(2.7 및 3.6), NodeJS(8.10), GoLang, C, C ++ 등이다.
또한, 하드웨어 인터페이스 프로그램 제어 인터페이스를 구현한다. 그리고, OnionOS, 웹 - Omega2 제품군 기반의 그래픽 사용자 인터페이스를 제공한다. OS를 통해 사용자는 하드웨어 수준에서 업데이트 할 수 있다. 특별한 온라인 상점에서 새로운 알고리즘 또는 코드를 다운로드한다. 예를 들어, 응용 프로그램을 다운로드하거나 업데이트한다.
그리고, 새로운 알고리즘을 프로그래밍하고 하이브리드 장치에서 코드를 실행하여 실시간으로 결과를 확인한다.
참고적으로, Node-RED는 브라우저에서 실행되는 흐름 기반의 시각적 프로그래밍 도구이다. Omega2 Pro에서 OnionOS 앱으로 패키지로 제공 되며 모든 브라우저에서 OnionOS를 통해 쉽게 액세스 할 수 있다. 실시간 작업에 많은 장점이 있다.
이에 더하여, 상기 휴대용 장치는 이렇게 NIR 이미터와 검출기가 여러 개 사용되는 경우에 있어서 효율적으로 제어가 되도록, NIR 근적외선 분광 동작이 될 경우, 상기 운영 시스템으로부터 각 장치의 동작을 사용되는 전체 장치의 개수별로 상이하게 제어한다.
이를 위해, 상기 휴대용 장치는 상기 미니 컴퓨터가 아래의 구성을 구비한다.
즉, 상기 미니 컴퓨터는 상기 다수의 NIR 이미터에서 광도가 개별적으로 제어될 경우와, 상기 다수의 NIR 검출기에 의해 재결합된 광이 수집될 경우에, 상기 운영 시스템으로부터 각각의 I/O 동작을 해당하는 유닛 개수별로 대응하여 제어함으로써, 상이한 NIR 이미터와 NIR 검출기 개수별로 맞게 근적외선 분광 동작을 전체적으로 조절한다.
예를 들어, 이러한 경우 상기 미니 컴퓨터는 이러한 유닛 개수별로 대응하여 배터리 등의 전력을 조절한다.
100 : 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치
110 : NIR 발광부 120 : 변조부
130 : NIR 검출부 140 : EEG 입력 터미널
150 : 아날로그 프런트 엔드 160 : 미니 컴퓨터
170 : 배터리

Claims (3)

  1. 뇌의 활동이 측정될 경우, 다수의 NIR 이미터로부터 근적외선 분광을 수행해서 발광하고, 상기 발광이 될 시에 전류 레귤레이터에 의해 광도를 안정화하는 NIR 발광부;
    상기 다수의 NIR 이미터에 대한 광도 제어신호를 변조해서 각각의 NIR 이미터로 제공하는 변조부;
    상기 NIR 발광부에 의해 발광이 될 경우, 다수의 NIR 검출기로부터 뇌에 의해 재결합된 광을 감지하는 NIR 검출부;
    상기 뇌의 활동에 대한 전기 신호를 입력받는 EEG 입력 터미널;
    상기 NIR 검출부와 상기 EEG 입력 터미널에 의한 각각의 신호를 통합적으로 수집해서, 노이즈 제거와 증폭을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그 프런트 엔드;
    상기 NIR 발광부의 발광 동작을 제어하고, 상기 광도 제어신호에 의해서 변조부를 통해 다수의 NIR 이미터에 대한 광도를 개별적으로 제어하며, 상기 아날로그 프런트 엔드로부터의 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보에 의해서 생리학적 뇌 활동을 분석함으로써, 신경 전기 활동과 지역 미세 순환 변화 간의 상호 작용을 얻는 미니 컴퓨터; 및
    상기 각 부로 전원을 공급하는 배터리; 를 포함하고,
    상기 미니 컴퓨터는
    a) 580MHz MIPS CPU 기반의 OpenWRT 18.06 Linux 운영 체제 형식과 미니 고성능 컴퓨터 플랫폼(Onion Omega2S + 형식)이 결합된 운영 시스템을 구비하여 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보의 데이터 프로세싱과, 생리학적 뇌 활동의 실시간 분석을 하고,
    b) 상기 다수의 NIR 이미터에 대해서 광도가 개별적으로 제어될 경우, 상기 운영 시스템으로부터의 DAC에 의해 상기 광도 제어신호를 상이한 NIR 이미터별로 각기 발생하고,
    c) 상기 다수의 NIR 이미터에 의해 근적외선 분광이 될 경우, 상기 운영 시스템으로부터의 I/O에 의해 상기 NIR 발광부의 발광 동작을 제어하고, 상기 아날로그 프런트 엔드에 의해 NIRS와 EEG를 결합한 바이 모달 정보가 생성될 경우에는, 상기 운영 시스템으로부터의 I/O에 의해 상기 아날로그 프런트 엔드의 출력 동작을 제어하며,
    d) 상기 다수의 NIR 검출기와 상기 아날로그 프런트 엔드로부터 해당하는 정보가 출력될 경우, 상기 운영 시스템으로부터의 SPI에 의해 각각의 출력 동작을 3D 가속도계의 감지 정보에 따라 상이하게 제어하는 것;을 특징으로 하는 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 미니 컴퓨터는
    상기 다수의 NIR 이미터에서 광도가 개별적으로 제어될 경우와, 상기 다수의 NIR 검출기에 의해 재결합된 광이 수집될 경우에, 상기 운영 시스템으로부터 각각의 I/O 동작을 해당하는 유닛 개수별로 대응하여 제어함으로써, 상이한 NIR 이미터와 NIR 검출기 개수별로 맞게 근적외선 분광 동작을 전체적으로 조절하는 것; 을 특징으로 하는 웨어러블 하이브리드 fNIRS -EEG 휴대용 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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