KR102410399B1

KR102410399B1 - 광 자극을 이용하여 뇌파 안정을 지원하기 위한 장치 및 이를 포함하는 시스템

Info

Publication number: KR102410399B1
Application number: KR1020200033873A
Authority: KR
Inventors: 김상묵; 이동희; 이병일; 백종협; 안수창; 손효근
Original assignee: 한국광기술원
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2022-06-20
Also published as: KR20210117542A

Abstract

실시예에 의한 광 자극을 이용하여 뇌파 안정을 지원하기 위한 장치, 이를 포함하는 시스템 및 그 방법이 개시된다. 상기 뇌파 안정 지원 장치는 귀에 장착되는 고정부; 및 상기 고정부의 일단부에 형성되어 적어도 일부가 귓속에 삽입되고, 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 정해진 주파수 범위의 뇌파를 발생시키기 위한 출력 파라미터를 기초로 광을 조사하여 상기 광을 이용한 자극을 전달하는 자극부를 포함한다.

Description

광 자극을 이용하여 뇌파 안정을 지원하기 위한 장치 및 이를 포함하는 시스템{APPARATUS FOR SUPPORTING STABILITY OF BRAIN WAVE USING LIGHT STIMULATION AND SYSTEM INCLUDING THE SAME}

실시예는 광 자극을 이용하여 뇌파 안정을 지원하기 위한 장치, 이를 포함하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

급속히 변화하는 현대 사회는 예측할 수 없는 미래에 대한 불확실한 상황과 가치관의 다원화로 현대인에게 스트레스를 증가시키고 있다. 스트레스가 발생하면 심리적인 불안정이 초래되고, 이로 인해 체내 항상성을 유지하는 자율 신경계인 교감 신경계가 과도하게 자극되어 긴장감 고조와 함께 수면 장애와 같은 문제가 발생한다.

지금까지의 스트레스성 질병에 대한 치료는 주로 정신의학적 약물 요법에 의존하고 있으나, 약물 요법은 부작용이 발생하는 경우가 많기 때문에 근래에는 다양한 대체 요법에 관심을 두기 시작했다.

특히 스트레스 완화 및 진정 작용을 가질 뿐 아니라, 숙면에 도움을 주는 다양한 기술들이 제시되고 있지만 여전히 정신 안정 및 숙면 개선에 한계가 있는 실정이다.

일본 등록실용신안공보 실용신안등록 제3217017호 공개실용신안공보 제20-2008-0003106호 공개특허공보 제10-2018-0126239호

실시예는, 광 자극을 이용하여 뇌파 안정을 지원하기 위한 장치, 이를 포함하는 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.

실시예에 따른 뇌파 안정 지원 장치는 귀에 장착되는 고정부; 및 상기 고정부의 일단부에 형성되어 적어도 일부가 귓속에 삽입되고, 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 정해진 주파수 범위의 뇌파를 발생시키기 위한 출력 파라미터를 기초로 광을 조사하여 상기 광을 이용한 자극을 전달하는 자극부를 포함할 수 있다.

상기 출력 파라미터는 상기 광의 세기, 주기, 리듬 또는 패턴을 포함하고, 상기 광은 자외선 영역, 가시광 영역, 적외선 영역을 포함할 수 있다.

상기 자극부는 상기 출력 파라미터를 저장하는 저장부; 상기 저장된 출력 파라미터를 기초로 상기 광을 조사하도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 광을 조사하는 발광부를 포함할 수 있다.

상기 자극부는 진동을 출력하여 상기 진동을 이용한 자극을 전달하는 진동부; 및 소리를 출력하여 상기 소리를 이용한 자극을 전달하는 출력부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 광을 조사하면서, 상기 진동부와 상기 출력부 중 적어도 하나를 구동시켜 상기 진동과 상기 소리 중 적어도 하나를 이용한 자극을 전달할 수 있다.

상기 자극부는 상기 사용자가 원하는 상태를 선택하기 위한 조작부를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따른 뇌파 안정 지원 시스템은 귀에 장착되고, 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 정해진 주파수 범위의 뇌파를 발생시키기 위한 출력 파라미터를 기초로 광을 조사하여 상기 광을 이용한 자극을 전달하는 광 자극 기기; 및 상기 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 생성하고 상기 생성된 보정값을 상기 광 자극 기기에 전송하는 사용자 기기를 포함할 수 있다.

상기 광 자극 기기는 상기 사용자 기기로부터 수신된 보정값을 기초로 상기 출력 파라미터를 조절하고, 상기 조절된 출력 파라미터에 따라 상기 광을 조사하도록 제어할 수 있다.

상기 광 자극 기기는 상기 광을 조사하여 상기 광을 이용한 자극을 전달하는 발광부; 진동을 출력하여 상기 진동을 이용한 자극을 전달하는 진동부; 및 소리를 출력하여 상기 소리를 이용한 자극을 전달하는 출력부를 포함할 수 있다.

상기 광 자극 기기는 상기 광을 조사하면서, 상기 진동부와 상기 출력부 중 적어도 하나를 구동시켜 상기 진동과 상기 소리 중 적어도 하나를 이용한 자극을 전달할 수 있다.

상기 뇌파 안정 지원 시스템은 상기 광을 이용한 자극이 전달된 사람의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 상기 뇌파의 주파수 범위를 판단하는 뇌파 측정기를 더 포함할 수 있다.

상기 사용자 기기는 상기 뇌파 측정기로부터 상기 뇌파의 주파수 범위를 수신하면, 상기 수신된 주파수 범위를 기초로 미리 정해진 보정 테이블을 이용하여 상기 보정값을 생성할 수 있다.

상기 보정 테이블은 상기 뇌파의 주파수 범위에 따라 보정값이 정해진 룩업 테이블일 수 있다.

상기 뇌파 측정기는 상기 광을 이용한 자극이 전달된 사람의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 그 분석한 결과에 따라 뇌질환 여부를 검출할 수 있다.

실시예에 따른 뇌파 안정 지원 방법은 귀에 장착된 광 자극 기기가 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 정해진 주파수 범위의 뇌파를 발생시키기 위한 출력 파라미터를 기초로 광을 조사하여 상기 광을 이용한 자극을 전달하는 단계; 사용자 기기가 상기 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 생성하고 상기 생성된 보정값을 상기 광 자극 기기에 전송하는 단계; 및 상기 광 자극 기기가 상기 수신된 보정값을 기초로 상기 출력 파라미터를 조절하고, 상기 조절된 출력 파라미터에 따라 상기 광을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 귓속에 광을 조사하기 위한 광 자극 기기를 구비하되, 조사되는 광의 출력을 조절하기 위한 출력 파라미터를 설정하고, 설정된 출력 파라미터를 기초로 미리 정의된 특정 뇌파를 발생시키도록 함으로써, 정신 안정 및 숙면 유도가 용이할 수 있다.

실시예에 따르면, 원하는 파장의 뇌파 발생으로 인해, 피로회복의 재충전, 불명증 극복, 편안한 수면 상태, 집중력 향상이 가능할 수 잇다.

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도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 자극 기기를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 도 1a 내지 도 1b에 도시된 자극부의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 제어 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 방법을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

실시예에서는, 귓속에 광을 조사하기 위한 광 자극 기기를 구비하되, 조사되는 광의 출력을 조절하기 위한 출력 파라미터를 설정하고, 설정된 출력 파라미터를 기초로 미리 정의된 특정 뇌파를 발생시키도록 한, 새로운 방안을 제안한다.

실시예에서는, 광 자극 기기와 연동하는 사용자 기기를 구비하고, 사용자 기기의 어플리케이션을 통해 광 자극 기기의 출력 파라미터를 조절하도록 제어할 수 있다.

뇌파는 두뇌표면에서 발생하는 전기적 신호로써 이것의 근원은 흥분뉴런의 세포막을 투과해 지나가는 이온들에 의해 발생하는 전류이다. 뇌파의 측정은 EEG(Electroencephalography)라는 장비를 이용하여 머리표면에 전극을 부착, 100만배 정도 전압증폭을 하여 퇴파를 측정, 즉, 뇌파의 변화를 측정함으로써 두뇌 상태를 간접적으로 파악할 수 있다.

뇌파는 일반적으로 진동하는 주파수의 범위에따라 인위적으로 델타　-δ파(0.2 ~ 3.99 Hz), 쎄타　-θ파(4 ~ 7.99 Hz),　알파　-α파(8 ~ 12.99 Hz),　베타　-β파(13 ~ 29.99 Hz),　감마-　g파(30~50 Hz)로　구분할 수 있다.

첫째, 델타파는 주로 정상인의 깊은 수면 시나 신생아의 경우 두드러지게 나타난다.　만약 깨어 있는 사람에게서 델타파가 평균범위보다 매우 많이 나타난다면　대뇌피질부위의 악성 종양 또는　마취,　혼수 상태관련 질병일 수　있다.　만약 건강한 정상인의 경우인데도 델타파가 두드러진다면　뇌파 측정시 눈을 깜박이거나　몸을 심하게 움직인 경우가 대부분이다.　이러한 눈 움직임이나 몸 움직임에 의해　발생하는　잡음(artifact)의 주파수 영역은 델타파 주파수 영역과 거의 일치하므로 마치 델타파가 증가한 것처럼 보일 수 있다.　따라서 보통 장시간 뇌파 측정실험을 할 경우엔 눈움직임과 몸움직임이 필수적으로 발생하므로 보통 델타파의 파워증감은 분석요소로　고려하지 않는다.

둘째, 쎄타파는 정서안정 또는 수면으로 이어지는 과정에서 주로 나타나는 파형으로 성인보다는 어린이에게 더 많이 분포한다.　쎄타파는 기억력,　초능력,　창의력,　집중력,　불안해소 등의　많은　다양한 상태와 관련되어 있다고 보고되고는 있으나,　연구자들마다 실험프로토콜과 피험자 특성이　조금씩 달라　각 대뇌피질 부위별 증감의 방향이 일치하지는 않는 등　아직은 표준화된 결과들이 다소　부족한 상태이다.

셋째, 알파파는 긴장이완과 같은 편안한 상태에서 주로 나타나며,　안정되고 편안한 상태 일수록 진폭이 증가한다.　일반적으로 규칙적인 파동의 형태로 연속적으로 나타나며,　두정부와 후두부에서 가장 크게 기록되고 전두부에 가장 작게 나타나는 특성이 있다.　특히 안정된 알파파가 나타나는 때는 눈을 감고 진정한 상태에 있을 때이며,　눈을 뜨고 물체를 주시하거나 정신적으로 흥분하게 되면 알파파는 억제된다.　이 현상을　‘알파 저지’라고 한다.　알파파는 뇌의 발달과 밀접한 관계가 있고 유아기에는　4 ~ 6Hz에서 측정되나,　그 후 나이가 들수록 주파수도 증가하여　20세 정도 성인의 값에 이르게 된다.

넷째, 베타파는 주로　전두부에서 많이 나타나며,　깨어 있을 때,　말할 때와 같이 모든 의식적인 활동을 할 때 나타난다.　특히,　불안한 상태나 긴장시,　복잡한 계산 처리시에　우세하게 나타나기도 한다.

다섯째, 감마파는 베타파보다 더 빠르게 진동하는 형태로 정서적으로 더욱 초조한 상태이거나 추리,　판단 등의 고도의 인지정보처리와 관련 깊다고 보고되고 있다.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 자극 기기를 나타내는 도면이고, 도 2a 내지 도 2b는 도 1a 내지 도 1b에 도시된 자극부의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.

도 1a 내지 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광 자극 기기(100)는 귓속에 자극을 전달하여 뇌파 안정을 지원하기 위한 장치로, 귀에 고정되는 고정부(110)와 자극을 전달하는 자극부(120)를 포함할 수 있다.

고정부(110)는 귀에 걸려 고정되도록 고리 형태로 형성되고, 일단부에 자극부(120)가 형성될 수 있다. 자극부(120)는 고정부(110)의 일단부에 형성되고, 적어도 일부가 귓속에 삽입되어 귓속에 광을 조사하여 광을 이용한 자극을 전달할 수 있다.

도 2a를 참조하면, 실시예에 따른 광 자극 기기(100)를 구성하는 자극부(120)는 통신부(121), 조작부(122), 전원부(123), 제어부(124), 저장부(125), 발광부(126)를 포함할 수 있다.

통신부(121)는 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 각종 정보를 송수신할 수 있다. 그 일예로, 통신부(121)는 근거로 무선 통신을 이용하여 사용자 기기(200)와 연동하고, 사용자 기기(200)로부터 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 수신할 수 있다.

조작부(122)는 전원을 온/오프시키거나 기능을 온/오프시키기 위한 버튼일 수 있다. 예컨대, 조작부(122)는 제1 조작부, 제2 조작부, 제3 조작부를 포함하고, 제1 조작부는 전원을 온/오프시키기 위한 버튼이고, 제2 조작부는 진동 자극을 온/오프 시키기 위한 버턴이고, 제3 조작부는 소리 자극을 오/오프 시키기 위한 버튼일 수 있다.

조작부(122)는 사용자가 원하는 상태를 선택하기 위한 버튼을 포함할 수 있다. 여기서 사용자가 원하는 상태는 정신 또는 심신의 안정, 숙면, 학습 상태를 포함할 수 있다.

전원부(123)는 자극부(120)를 구성하는 모든 부품들에 전원을 인가할 수 있다.

제어부(124)는 사용자의 조작에 따라 발광부(126)를 구동시키되, 미리 설정된 출력 파라미터를 기초로 발광부(126)를 구동시켜 귓속에 광을 조사하도록 제어할 수 있다. 이때 출력 파라미터는 예컨대, 광 자극의 세기, 주기, 리듬 또는 패턴 등을 포함할 수 있다. 이러한 출력 파라미터는 외부의 기기와 연결되어 설정 및 변경될 수 있다.

저장부(125)는 사용자가 원하는 상태별 미리 정의된 출력 파라미터를 저장할 수 있다.

발광부(126)는 적어도 하나의 광원을 포함하고, 광을 출력하여 광을 이용한 자극을 전달할 수 있다. 발광부(126)는 LED(Light Emitting Diode)로 구현되는데, 여기서 LED는 예컨대, 가시광선 LED, 적외선 LED(IR LED), 자외선 LED(UV LED)를 포함할 수 있다.

그 일예로, 발광부(126)는 제1 발광부, 제2 발광부, 제3 발광부를 포함할 수 있다. 제1 발광부는 제1 파장의 가시광선 LED, 제2 발광부는 제2 파장의 가시광선 LED, 제3 발광부는 제3 파장의 가시광선 LED로 구현될 수 있다.

다른 예로, 발광부(126)는 제1 발광부, 제2 발광부, 제3 발광부를 포함할 수 있다. 제1 발광부는 가시광선 LED, 제2 발광부는 적외선 LED, 제3 발광부는 자외선 LED로 구현될 수 있다.

도 2b를 참조하면, 실시예에 따른 광 자극 기기를 구성하는 자극부(120)는 통신부(121), 조작부(122), 전원부(123), 제어부(124), 저장부(125), 발광부(126), 진동부(127), 출력부(128)를 포함할 수 있다.

도 2b의 실시예에 따른 자극부의 구성은 진동부와 출력부를 제외하고는 도 2a의 실시예에 따른 자극부의 구성 및 역할이 동일하기 때문에 진동부와 출력부에 대해서만 설명한다.

진동부(127)는 진동을 출력하여 진동을 이용한 자극을 전달할 수 있다.

출력부(128)는 소리를 출력하여 소리를 이용한 자극을 전달할 수 있다.

이러한 진동부(127)와 출력부(128)는 독립적으로 구동될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고, 광 자극을 보조하기 위해 발광부(126)와 연동하여 구동될 수 있다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 제어 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 3a를 참조하면, 도 2a 내지 도 2b의 발광부에서는 광을 출력할 수 있는데, 출력되는 광은 파장에 따라 피부 침투력이 달라질 수 있음을 보여주고 있다. 따라서 발광부는 광 파장의 피부 침투력을 참조하여 동작 시간이나 효과 등을 예측하여 설계되어야 한다.

도 3b를 참조하면, 도 2a 내지 도 2b의 발광부에서는 광을 출력할 수 있는데, 출력되는 광의 출력 파라미터 예컨대, 세기, 주기가 달라질 수 있음을 보여주고 있다.

도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 시스템을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파 안정을 지원하기 위한 시스템은 광 자극 기기(100), 광 자극 기기(100)에 연동하는 사용자 기기(200)를 포함할 수 있다.

광 자극 기기(100)는 귀에 장착되고, 귓속에 광 또는 빛을 이용한 자극을 전달할 수 있다. 여기서 광은 자외선, 가시광, 적외선 영역을 모두 포괄할 수 있다. 광 자극 기기(100)는 귓속에 광을 이용한 자극과 함께 진동과 소리 중 적어도 하나를 이용한 자극을 더 전달할 수 있다. 여기서는 광과 함께 진동, 소리를 이용한 자극을 일 예로 설명하고 있지만 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 자극이 가능하다.

광 자극 기기(100)는 자극의 세기나 주기를 조절하기 위한 출력 파라미터를 미리 설정하고, 설정된 출력 파라미터를 기초로 광을 이용한 자극을 조절할 수 있다.

사용자 기기(200)는 광 자극 기기(100)와 연동하고, 광 자극 기기(100)의 출력 파라미터를 조절할 수 있다. 이는 개인 마다 자극의 정도가 다를 수 있기 때문에 이를 반영하기 위해 출력 파라미터를 조절함으로써, 개인 차이를 반영할 수 있다.

사용자 기기(200)는 사용자의 조작에 따라 미리 정해진 보정 테이블을 이용하여 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 결정하여 광 자극 기기(100)에 제공할 수 있다. 여기서 보정 테이블은 뇌파의 주파수 범위에 따라 보정값이 정해진 룩업 테이블일 수 있다.

사용자 기기(200)는 별도의 어플리케이션을 이용하여 광 자극 기기(100)를 제어하기 위한 기기로서, 예컨대, 제어기, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 워치를 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 방법을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 실시예에 따른 광 자극 기기(100)는 사용자 조작에 따라 자극 예컨대, {광 자극}, {광 자극, 진동 자극}, {광 자극, 소리 자극}, {광 자극, 진동 자극, 소리 자극}이 선택될 수 있다(S501). 여기서, 자극은 광 자극과 함께 전달되는 자극으로 진동 자극과 소리 자극 중 적어도 하나의 자극이 선택될 수 있다.

다음으로, 광 자극 기기(100)는 광을 이용한 자극만이 선택된 경우, 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 설정된 출력 파라미터를 기초로 광을 출력하여 광을 이용한 자극을 전달할 수 있다(S502).

이때, 사용자 기기(200)는 사용자의 조작에 따라 어플리케이션을 활성화하고(S503), 활성화된 어플리케이션을 통해 광 자극 기기와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

다음으로, 사용자 기기(200)는 사용자의 조작에 따라 자극의 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 결정하고(S504), 결정된 보정값을 광 자극 기기(100)에 전송할 수 있다(S505).

다음으로, 광 자극 기기(100)는 사용자 기기(200)로부터 보정값을 수신하면, 수신된 보정값을 기초로 광을 이용한 자극의 출력 파라미터를 조절할 수 있다(S506).

다음으로, 광 자극 기기(100)는 조절된 출력 파라미터를 기초로 광을 출력할 수 있다(S507). 여기서는 광 자극 기기를 사용하면서 출력 파라미터를 조절하고 있지만 반드시 이에 한정되지 않고 광 자극 기기의 사용 여부와 상관없이 어느 때라도 가능하다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 시스템을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파 안정을 지원하기 위한 시스템은 광 자극 기기(100), 사용자 기기(200), 뇌파 측정기(300)를 포함할 수 있다.

광 자극 기기(100)는 귀에 장착되고, 귓속에 광 또는 빛을 이용한 자극을 전달할 수 있다.

뇌파 측정기(300)는 광 자극 기기(100)와 연동하고, 자극이 전달된 사람의 뇌파를 측정하고 측정된 뇌파의 스펙트럼을 분석하고 그 분석한 결과로 놔파의 주파수 범위 또는 종류를 판단할 수 있다. 이러한 뇌파 측정기(300)는 예컨대, EEG(Electroencephalography)가 사용될 수 있다.

즉, 뇌파 측정기(300)는 상기 분석한 결과로, 1~3Hz의 델타파, 4~7Hz의 세타파, 8~12Hz의 알파파, 13~30Hz의 베타파, 30~50Hz의 감마파 중 어느 하나가 발생되고 있음을 판단할 수 있다.

뇌파 측정기(300)는 사용자 기기(200)와 연동하고, 측정된 뇌파의 주파수 범위가 판단되면, 판단된 뇌파의 주파수 범위를 사용자 기기(200)에 제공할 수 있다.

또한 뇌파 측정기(300)는 측정된 뇌파를 기초로 뇌질환 여부를 검출할 수도 있다. 예컨대, 뇌파 측정기(300)는 측정된 뇌파와 미리 정해진 기준 뇌파를 비교 분석하여 그 비교 분석한 결과로 측정된 뇌파가 기준 뇌파와 다를 경우 뇌질환 의심 뇌파로 검출하고, 검출된 뇌질환 의심 뇌파와 적어도 하나의 미리 정해진 특이 뇌파를 비교 분석하여 그 분석한 결과로 일치하는 경우 뇌질환을 검출할 수 있다.

여기서 기준 뇌파는 일반적인 뇌파의 기준이 되는 뇌파이고, 특이 뇌파는 뇌질환이 있는 뇌파이고, 치매, 우울증, 스트레스 등의 뇌질환에 따라 서로 다를 수 있다.

사용자 기기(200)는 뇌파 측정기(300)로부터 제공 받은 뇌파의 주파수 범위를 기초로 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 결정할 수 있다. 사용자 기기(200)는 미리 정해진 보정 테이블을 이용하여 보정값을 결정할 수 있다.

사용자 기기(220)는 산출된 보정값을 광 자극 기기(100)에 제공할 수 있다. 이렇게 제공된 보정값에 의해 출력 파라미터가 조절되어 광 자극에 변화를 줄 수 있다.

또한 사용자 기기(200)는 뇌파 측정기(300)로부터 제공받은 뇌질환 여부에 따라 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 결정하여 광 자극 기기(100)에 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 뇌파 안정 지원 방법을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 실시예에 따른 사용자 기기(200)는 어플리케이션을 활성화하고(S701) 활성화된 어플리케이션을 통해 광 자극 기기, 뇌파 측정기와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다(S702).

다음으로, 광 자극 기기(100)는 사용자 조작에 따라 자극이 선택될 수 있다(S703). 여기서, 자극은 광 자극과 함께 전달된 자극으로 진동 자극과 소리 자극 중 적어도 하나의 자극이 선택될 수 있다.

다음으로, 광 자극 기기(100)는 광을 이용한 자극만이 선택된 경우, 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 설정된 출력 파라미터를 기초로 광을 출력하여 광을 이용한 자극을 전달할 수 있다(S704).

다음으로, 뇌파 측정기(300)는 광 자극 기기(100)로부터 자극이 전달된 사람의 뇌파를 측정할 수 있다(S705).

다음으로, 뇌파 측정기(300)는 측정된 뇌파의 스펙트럼(spectrum)을 분석하고(S706) 그 스펙트럼 분석한 결과로 놔파의 주파수 범위를 판단할 수 있다(S707).

다음으로, 뇌파 측정기(300)는 뇌파의 주파수 범위를 사용자 기기(200)에 전송할 수 있다(S708).

다음으로, 사용자 기기(200)는 뇌파 측정기(300)로부터 뇌파의 주파수 범위를 수신하면, 수신된 뇌파의 주파수 범위를 기초로 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 결정할 수 있다(S709).

이때, 광을 이용한 자극은 정신 또는 심신의 안정, 숙면이 주요 목적이기 때문에, 정신 또는 심신의 안정이 요구되는 경우 뇌파의 주파수 범위가 세타파, 알파파의 주파수 범위 내에 진입하도록 보정값이 결정되거나 숙면이 요구되는 경우 뇌파의 주파수 범위가 델타파의 주파수 범위 내에 진입하도록 보정값이 결정될 수 있다.

또한, 학습이 이루어지는 경우 뇌파의 주파수 범위가 베타파, 감마파의 주파수 범위 내에 진입하도록 보정값이 결정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다.

다음으로, 사용자 기기(200)는 결정된 보정값을 광 자극 기기(100)에 전송할 수 있다(S710).

다음으로, 광 자극 기기(100)는 사용자 기기(200)로부터 보정값을 수신하면, 수신된 보정값을 기초로 광을 이용한 자극의 출력 파라미터를 조절할 수 있다(S711).

다음으로, 광 자극 기기(100)는 조절된 출력 파라미터를 기초로 광을 출력할 수 있다(S712).

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 광 자극 기기
110: 고정부
120: 자극부
200: 사용자 기기
300: 뇌파 측정기

Claims

귀에 장착되는 고정부; 및
상기 고정부의 일단부에 형성되어 적어도 일부가 귓속에 삽입되고, 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 정해진 주파수 범위의 뇌파를 발생시키기 위한 출력 파라미터를 기초로 광, 진동, 소리를 이용한 자극을 전달하는 자극부를 포함하고,
상기 자극부는,
상기 출력 파라미터를 저장하는 저장부;
상기 저장된 출력 파라미터를 기초로 상기 자극을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 광을 조사하는 발광부;
상기 제어부의 제어에 따라 진동을 출력하여 상기 진동을 이용한 자극을 전달하는 진동부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 소리를 출력하여 상기 소리를 이용한 자극을 전달하는 출력부를 포함하는, 뇌파 안정 지원 장치.
제1항에 있어서,
상기 출력 파라미터는 상기 광의 세기, 주기, 리듬 또는 패턴을 포함하는, 뇌파 안정 지원 장치.
제1항에 있어서,
상기 광은 자외선 영역, 가시광 영역, 적외선 영역을 포함하는, 뇌파 안정 지원 장치.
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제1항에 있어서,
상기 자극부는,
상기 사용자가 원하는 상태를 선택하기 위한 조작부를 더 포함하는, 뇌파 안정 지원 장치.
귀에 장착되고, 사용자가 원하는 상태에 따라 미리 정해진 주파수 범위의 뇌파를 발생시키기 위한 출력 파라미터를 기초로 광, 진동, 소리를 이용한 자극을 전달하는 광 자극 기기; 및
상기 출력 파라미터를 조절하기 위한 보정값을 생성하고 상기 생성된 보정값을 상기 광 자극 기기에 전송하는 사용자 기기를 포함하고,
상기 광 자극 기기는,
상기 출력 파라미터를 저장하는 저장부;
상기 저장된 출력 파라미터를 기초로 상기 자극을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 상기 광을 조사하는 발광부;
상기 제어부의 제어에 따라 진동을 출력하여 상기 진동을 이용한 자극을 전달하는 진동부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 소리를 출력하여 상기 소리를 이용한 자극을 전달하는 출력부를 포함하는 뇌파 안정 지원 시스템.
제8항에 있어서,
상기 광 자극 기기는,
상기 사용자 기기로부터 수신된 보정값을 기초로 상기 출력 파라미터를 조절하고,
상기 조절된 출력 파라미터에 따라 상기 광을 조사하도록 제어하는, 뇌파 안정 지원 시스템.
제8항에 있어서,
상기 광 자극 기기는,
상기 광을 조사하여 상기 광을 이용한 자극을 전달하는 발광부;
진동을 출력하여 상기 진동을 이용한 자극을 전달하는 진동부; 및
소리를 출력하여 상기 소리를 이용한 자극을 전달하는 출력부를 포함하는, 뇌파 안정 지원 시스템.
제10항에 있어서,
상기 광 자극 기기는,
상기 광을 조사하면서, 상기 진동부와 상기 출력부 중 적어도 하나를 구동시켜 상기 진동과 상기 소리 중 적어도 하나를 이용한 자극을 전달하는, 뇌파 안정 지원 시스템.
제8항에 있어서,
상기 광을 이용한 자극이 전달된 사람의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 상기 뇌파의 주파수 범위를 판단하는 뇌파 측정기를 더 포함하는, 뇌파 안정 지원 시스템.
제12항에 있어서,
상기 사용자 기기는,
상기 뇌파 측정기로부터 상기 뇌파의 주파수 범위를 수신하면, 상기 수신된 주파수 범위를 기초로 미리 정해진 보정 테이블을 이용하여 상기 보정값을 생성하는, 뇌파 안정 지원 시스템.
제13항에 있어서,
상기 보정 테이블은,
상기 뇌파의 주파수 범위에 따라 보정값이 정해진 룩업 테이블인, 뇌파 안정 지원 시스템.
제11항에 있어서,
상기 광 자극 기기는,
상기 광을 이용한 자극이 전달된 사람의 뇌파를 측정하고, 상기 측정된 뇌파를 분석하여 그 분석한 결과에 따라 뇌질환 여부를 검출하는, 뇌파 안정 지원 시스템.
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