KR102459360B1 - Dementia diagnosis system using olfaction and dementia diagnosis method using olfaction using it - Google Patents

Dementia diagnosis system using olfaction and dementia diagnosis method using olfaction using it Download PDF

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Abstract

본 발명은 후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 후각을 이용한 치매 진단 방법에 관한 것으로서, 상기 후각을 이용한 치매 진단 시스템은 기능적 근적외선 분광법(fNIRS; Functional near-infrared spectroscopy)에 의해 피검사자의 머리로 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 출력되는 반응신호를 획득하는 것으로서, 치매진단용 향을 맡은 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 신호획득부와, 상기 신호획득부에서 제공되는 반응신호를 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출하는 정보 분석부를 구비한다.
본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 치매 진단 방법은 기능적 근적외선 분광법을 이용하여 치매진단용 향을 맡은 피검사자의 치매진단을 위한 진단정보를 획득할 수 있으므로 비교적 저렴하게 장비를 구성할 수 있고, 진단 정확성이 향상되는 장점이 있다.
The present invention relates to a dementia diagnosis system using the sense of smell and a method for diagnosing dementia using the sense of smell, wherein the dementia diagnosis system using the sense of smell is irradiated to the head of a subject by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). A signal acquisition unit that acquires a response signal output in response to a near-infrared signal, and a signal acquisition unit that acquires a response signal of the subject who smells for dementia diagnosis, and the examiner analyzes the response signal provided by the signal acquisition unit to determine the subject's dementia and an information analysis unit that calculates diagnostic information capable of diagnosing whether or not there is.
The dementia diagnosis system using the sense of smell and the dementia diagnosis method using the same according to the present invention can obtain diagnostic information for dementia diagnosis of a subject who smells a dementia diagnosis using functional near-infrared spectroscopy, so that the equipment can be configured relatively inexpensively, , the diagnostic accuracy is improved.

Description

후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 후각을 이용한 치매 진단 방법{Dementia diagnosis system using olfaction and dementia diagnosis method using olfaction using it}Dementia diagnosis system using olfaction and dementia diagnosis method using olfaction using it

본 발명은 후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 후각을 이용한 치매 지단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치매진단용 향을 맡은 피검사자를 기능적 근적외선 분광법을 이용하여 치매진단을 위한 진단정보를 산출할 수 있는 후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 후각을 이용한 치매 지단 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a dementia diagnosis system using the sense of smell and a method for diagnosing dementia using the sense of smell using the same. A system for diagnosing dementia using the sense of smell and a method for diagnosing dementia using the sense of smell using the same.

최근 노령 사회로 접어들면서 노인 인구의 비율은 지속적으로 증가하고 있으나, 노년기로 접어들면서 발생할 수 있는 치매에 대한 인식이 좋지 않아, 치매를 조기 진단하면 치료가 수월해질 수 있는데도 불구하고, 이를 방치하여 병을 악화시키는 경우가 대부분이다.Recently, as we enter an aging society, the proportion of the elderly population continues to increase, but awareness of dementia that can occur as we enter old age is poor. In most cases, it exacerbates

치매를 진단하는 검사 방법은, 안구의 운동을 이용한 검사 방법으로 이루어지고 있다. 이와 관련하여, 선행기술인 한국 등록특허공보 제10-1218618호에는, 안구 집중 동작 또는 안구 움직임 동작 중 뇌파를 측정하고, 측정된 뇌파의 특성을 분석하여 치매를 조기 진단하고 모니터링하는 진단 장치가 개시되어 있다.An examination method for diagnosing dementia consists of an examination method using eye movement. In this regard, the prior art Korean Patent Publication No. 10-1218618 discloses a diagnostic device for early diagnosis and monitoring of dementia by measuring EEG during an eye concentration operation or an eye movement operation, and analyzing the characteristics of the measured EEG. have.

다만, 상술한 방법은 뇌파를 측정해야 하므로 고가의 장비가 요구되어 편리하게 진단을 할 수 없으며, 안구 운동을 이용하여 치매 여부를 진단하므로 오진의 가능성을 배제할 수 없다. However, since the above-described method requires EEG measurement, expensive equipment is required, so it cannot be conveniently diagnosed, and since dementia is diagnosed using eye movement, the possibility of a misdiagnosis cannot be excluded.

등록특허공보 제10-1218618호: 세타 대역 주파수 성분의 다양성을 이용한 치매 진단 장치Registered Patent Publication No. 10-1218618: Dementia diagnosis device using diversity of theta band frequency components

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 치매진단용 향을 맡은 피검사자를 기능적 근적외선 분광법을 이용하여 치매진단을 위한 진단정보를 산출할 수 있는 후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 치매 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been devised to improve the above problems, and a dementia diagnosis system using the sense of smell capable of calculating diagnostic information for dementia diagnosis using functional near-infrared spectroscopy in a subject who smells a dementia diagnosis system, and dementia diagnosis using the same The purpose is to provide a method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 시스템은 기능적 근적외선 분광법(fNIRS; Functional near-infrared spectroscopy)에 의해 피검사자의 머리로 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 출력되는 반응신호를 획득하는 것으로서, 치매진단용 향을 맡은 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 신호획득부와, 상기 신호획득부에서 제공되는 반응신호를 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출하는 정보 분석부를 구비한다. To achieve the above object, the dementia diagnosis system using the sense of smell according to the present invention for achieving the above object acquires a reaction signal output in response to the near-infrared signal irradiated to the subject's head by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). , a signal acquisition unit that acquires a response signal of the subject in charge of diagnosing dementia, and analysis of the response signal provided by the signal acquisition unit to calculate diagnostic information for the examiner to diagnose whether the subject has dementia provide wealth

상기 신호획득부는 상기 피검사자가 상기 치매진단용 향을 맡기 전인 레스트 구간의 반응신호 및 상기 피검사자가 상기 치매진단용 향을 맡은 테스트 구간의 반응신호를 각각 획득한다. The signal acquisition unit acquires, respectively, a reaction signal of the rest section before the examinee takes the scent for dementia diagnosis and a reaction signal of the test section in which the examinee smells the scent for dementia diagnosis, respectively.

상기 정보 분석부는 상기 레스트 구간 및 테스트 구간의 반응신호를 분석하여 수치화된 상기 진단정보를 산출한다. The information analysis unit analyzes the response signals of the rest section and the test section to calculate the digitized diagnostic information.

상기 정보 분석부는 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 정보를 수치화하여 상기 진단정보를 산출하는 것이 바람직하다. Preferably, the information analysis unit calculates the diagnostic information by digitizing information on a ratio of a reaction signal of the rest section to a reaction signal of the test section.

상기 정보 분석부는 상기 레스트 구간의 시간에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호 크기의 비율 값과, 상기 테스트 구간의 시간에 대한 상기 테스트 구간의 반응신호 크기의 비율 값의 비에 대한 정보를 수치화하여 상기 진단정보를 산출할 수 있다. The information analysis unit digitizes information on the ratio of the ratio value of the response signal magnitude of the rest section to the time of the rest section and the ratio value of the ratio value of the response signal magnitude of the test section to the time of the test section to make the diagnosis information can be calculated.

상기 신호획득부는 소정의 제1농도를 갖는 제1향을 이용한 제1진단조건에서의 상기 피검사자의 반응신호와, 상기 제1농도보다 높은 제2농도를 갖는 제2향을 이용한 제2진단조건에서의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하고, 상기 정보 분석부는 상기 제1진단조건의 상기 피검사자의 반응신호와, 상기 제2진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 분석하여 상기 진단정보를 산출한다. The signal acquisition unit performs a response signal of the subject under a first diagnostic condition using a first scent having a predetermined first concentration and a second diagnostic condition using a second scent having a second concentration higher than the first concentration. obtains a reaction signal of the examinee, and the information analyzer analyzes the reaction signal of the examinee under the first diagnosis condition and the reaction signal of the examinee under the second diagnosis condition to calculate the diagnosis information.

상기 정보 분석부는 상기 제1진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 상기 레스트 구간의 반응신호 및 상기 테스트 구간의 반응신호로 분류하는 제1신호분류모듈과, 상기 제2진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 상기 레스트 구간의 반응신호 및 상기 테스트 구간의 반응신호로 분류하는 제2신호분류모듈과, 상기 제1신호분류모듈에서 제공되는 반응신호를 토대로 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 저농도 산출 데이터를 산출하는 제1데이터 산출모듈과, 상기 제2신호분류모듈에서 제공되는 반응신호를 토대로 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 고농도 산출 데이터를 산출하는 제2데이터 산출모듈과, 상기 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는 진단정보 산출모듈을 구비한다. The information analysis unit includes a first signal classification module for classifying the response signal of the examinee under the first diagnostic condition into a reaction signal of the rest section and a reaction signal of the test section, and a reaction signal of the examinee under the second diagnostic condition a second signal classification module for classifying into the reaction signal of the rest section and the reaction signal of the test section, and a reaction signal of the test section of the first diagnostic condition based on the reaction signal provided from the first signal classification module. A first data calculation module for calculating low concentration calculation data for the ratio of the response signal of the rest section to the response signal of the test section of the second diagnostic condition based on the response signal provided from the second signal classification module and a second data calculation module for calculating high concentration calculation data with respect to the ratio of the response signal of the rest section, and a diagnostic information calculation module for calculating the diagnostic information by analyzing the low concentration calculation data and the high concentration calculation data.

상기 제1데이터 산출모듈은 상기 제1신호분류모듈에서 제공되는 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 저농도 산출 데이터를 산출하고, The first data calculation module applies the signal for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin included in the reaction signal provided from the first signal classification module to the following equation to apply the low concentration calculate the output data;

Figure 112020048029605-pat00001
Figure 112020048029605-pat00001

여기서, D.I.V(저농도)는 상기 저농도 산출 데이터이고, a는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, b는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lab는 상기 제1진단조건의 레스트 구간의 시간이고, c는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, d는 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lcd는 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 시간이다. Here, DIV (low concentration) is the low concentration calculation data, a is the signal value for oxyhemoglobin in the rest section of the first diagnostic condition, and b is the deoxyhemoglobin value in the rest section of the first diagnostic condition. signal value, L ab is the time of the rest period of the first diagnostic condition, c is the signal value for oxyhemoglobin of the rest period of the first diagnostic condition, and d is the test period of the first diagnostic condition is a signal value for deoxyhemoglobin of , and L cd is the time of the test section of the first diagnostic condition.

상기 제2데이터 산출모듈은 상기 제2신호분류모듈에서 제공되는 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 고농도 산출 데이터를 산출하고, The second data calculation module applies a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signal provided by the second signal classification module to the following equation to apply the high concentration calculate the output data;

Figure 112020048029605-pat00002
Figure 112020048029605-pat00002

여기서, D.I.V(고농도)는 상기 고농도 산출 데이터이고, e는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lef는 상기 제2진단조건의 레스트 구간의 시간이고, g는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lgh는 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 시간이다. Here, DIV (high concentration) is the high concentration calculation data, e is the signal value for oxyhemoglobin in the rest section of the second diagnostic condition, and f is the deoxyhemoglobin in the rest section of the second diagnostic condition. signal value, L ef is the time of the rest period of the second diagnostic condition, g is the signal value for oxyhemoglobin of the rest period of the second diagnostic condition, f is the test period of the second diagnostic condition is a signal value for deoxyhemoglobin of , and L gh is the time of the test section of the second diagnostic condition.

상기 진단정보 산출모듈은 상기 저농도 산출 데이터에 대한 상기 고농도 산출 데이터의 비를 상기 진단정보로 산출한다. The diagnostic information calculation module calculates a ratio of the high concentration calculation data to the low concentration calculation data as the diagnostic information.

상기 신호획득부는 상기 피검사자의 머리에 부착되는 부착패드와, 상기 부착패드에 설치되어 상기 피검사자의 머리로 근적외선 신호를 조사하는 신호 조사부재와, 상기 신호 조사부재에서 조사된 근적외선 신호에 대응하여 상기 피검사자의 머리로부터 출력되는 반응신호를 수신할 수 있도록 상기 부착패드에 설치되는 신호 수신부재와, 상기 신호 수신부재에서 수신된 상기 반응신호를 상기 정보 분석부에 제공하는 제공모듈을 구비한다. The signal acquisition unit includes an attachment pad attached to the subject's head, a signal irradiation member installed on the attachment pad to irradiate a near-infrared signal to the subject's head, and a near-infrared signal irradiated from the signal irradiation member to the subject and a signal receiving member installed on the attachment pad so as to receive a response signal output from the head, and a providing module for providing the response signal received from the signal receiving member to the information analysis unit.

상기 신호 수신부재는 상기 피검사자의 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex, OFC)에 대한 상기 반응신호를 수신할 수 있도록 상기 피검사자의 이마에 대응되는 위치의 상기 부착패드에 설치된다. The signal receiving member is installed on the attachment pad at a position corresponding to the subject's forehead so as to receive the response signal for the subject's orbitofrontal cortex (OFC).

상기 신호 조사부재는 상기 신호 수신부재에 인접된 위치의 상기 부착패드에 설치되는 것이 바람직하다. Preferably, the signal irradiation member is installed on the attachment pad at a position adjacent to the signal receiving member.

상기 신호 조사부재는 상기 피검사자의 미간에 대응되는 위치의 상기 부착패드에 설치된다. The signal irradiation member is installed on the attachment pad at a position corresponding to the eyebrow of the subject.

상기 신호 수신부재는 다수개가 상기 피검사자의 미간을 기준으로 이마의 좌우측 영역에 대응되는 위치의 상기 부착패드에 각각 설치되는 것이 바람직하다. Preferably, a plurality of the signal receiving members are respectively installed on the attachment pads at positions corresponding to the left and right regions of the forehead with respect to the eyebrows of the subject.

한편, 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 방법은 기능적 근적외선 분광법(fNIRS: Functional near-infrared spectroscopy)에 의해 피검사자의 머리로 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 출력되는 반응신호를 획득하는 것으로서, 신호획득부를 이용하여 치매진단용 향을 맡은 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 신호 획득단계와, 상기 신호 획득단계에서 획득한 반응신호를 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출하는 정보 분석단계를 포함한다. On the other hand, the dementia diagnosis method using the sense of smell according to the present invention is to acquire a response signal output in response to the near-infrared signal irradiated to the subject's head by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), the signal acquisition unit A signal acquisition step of acquiring the response signal of the subject who smelled the scent for dementia diagnosis using the information, and information for calculating diagnostic information that allows the examiner to diagnose whether the examinee has dementia by analyzing the response signal acquired in the signal acquisition step It includes an analysis step.

상기 신호획득단계에서는, 상기 피검사자가 상기 치매진단용 향을 맡기 전인 레스트 구간의 반응신호 및 상기 피검사자가 상기 치매진단용 향을 맡은 테스트 구간의 반응신호를 각각 획득하는 것이 바람직하다. In the signal acquisition step, it is preferable to obtain a reaction signal of the rest section before the testee takes the scent for dementia diagnosis and a reaction signal of the test section where the testee smells the scent for dementia diagnosis, respectively.

상기 정보분석단계에서는, 상기 레스트 구간 및 테스트 구간의 반응신호를 분석하여 수치화된 상기 진단정보를 산출한다. In the information analysis step, the digitized diagnostic information is calculated by analyzing the response signals of the rest section and the test section.

상기 정보분석단계에서, 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 정보를 수치화하여 상기 진단정보를 산출한다. In the information analysis step, the diagnostic information is calculated by digitizing information on the ratio of the response signal of the rest section to the response signal of the test section.

상기 정보분석단계에서, 상기 레스트 구간의 시간에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호 크기의 비율 값과, 상기 테스트 구간의 시간에 대한 상기 테스트 구간의 반응신호 크기의 비율 값의 비에 대한 정보를 수치화하여 상기 진단정보를 산출한다. In the information analysis step, information about the ratio of the ratio value of the response signal magnitude of the rest section to the time of the rest section and the ratio value of the response signal magnitude of the test section to the time of the test section is digitized, The diagnostic information is calculated.

상기 신호획득단계는 소정의 제1농도를 갖는 제1향을 맡기 전 상태인 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제1레스트 단계와, 상기 제1레스트 단계 이후에, 상기 제1향을 맡은 상태의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제1테스트 단계와, 상기 제1테스트 단계 이후에, 상기 제1농도보다 높은 제2농도를 갖는 제2향을 맡기 전 상태인 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제2레스트 단계와, 상기 제2레스트 단계 이후에, 상기 제2향을 맡은 상태의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제2테스트 단계를 포함하고, 상기 정보 분석단계에서는, 상기 제1레스트 단계 및 상기 제1테스트 단계에서 획득한 상기 반응신호와, 상기 제2레스트 단계 및 상기 제2테스트 단계에서 획득한 상기 반응신호를 분석하여 상기 진단정보를 산출한다. The signal acquisition step includes a first rest step of acquiring a response signal of the subject before taking the first scent having a predetermined first concentration, and after the first rest step, a state of smelling the first scent A first test step of obtaining a reaction signal of the subject, and a first step of obtaining a reaction signal of the subject before taking a second fragrance having a second concentration higher than the first concentration after the first test step a second rest step and a second test step of acquiring a reaction signal of the subject in a state in which the second scent is inhaled after the second rest step, and in the information analysis step, the first rest step and the The diagnostic information is calculated by analyzing the reaction signal obtained in the first test step and the reaction signal obtained in the second rest step and the second test step.

상기 정보 분석단계는 상기 제1테스트 단계에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제1레스트 단계에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호의 비에 대한 저농도 산출 데이터를 산출하는 제1데이터 산출단계와, 상기 제2테스트 단계에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제2레스트 단계에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호의 비에 대한 고농도 산출 데이터를 산출하는 제2데이터 산출단계와, 상기 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는 진단정보 산출단계를 포함한다. The information analysis step includes a first data calculation step of calculating low concentration calculation data for the ratio of the response signal of the examinee collected in the first rest step to the reaction signal of the examinee collected in the first test step; A second data calculation step of calculating high concentration calculation data for the ratio of the response signal of the examinee collected in the second rest step to the reaction signal of the examinee collected in the second test step, the low concentration calculation data and and a diagnostic information calculation step of calculating the diagnostic information by analyzing the high concentration calculation data.

상기 제1데이터 산출단계에서는, 상기 제1테스트 단계 및 제1레스트 단계에서 수집된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 저농도 산출 데이터를 산출하고, In the first data calculation step, the signal for oxyhemoglobin and the signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signals collected in the first test step and the first rest step are expressed by the following equation to calculate the low concentration calculated data,

Figure 112020048029605-pat00003
Figure 112020048029605-pat00003

여기서, D.I.V(저농도)는 상기 저농도 산출 데이터이고, a는 상기 제1레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, b는 상기 제1레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lab는 상기 제1레스트 단계의 반응신호의 획득시간이고, c는 상기 제1테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, d는 상기 제1테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lcd는 상기 제1테스트 단계의 반응신호의 획득시간이다. Here, DIV (low concentration) is the low concentration calculation data, a is a signal value for oxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the first rest step, and b is included in the reaction signal obtained in the first rest step is the signal value for deoxyhemoglobin, L ab is the acquisition time of the reaction signal in the first rest step, c is the signal value for oxyhemoglobin included in the response signal obtained in the first test step, d is a signal value for deoxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the first test step, and L cd is the acquisition time of the reaction signal in the first test step.

상기 제2데이터 산출단계에서는, 상기 제2테스트 단계 및 제2레스트 단계에서 수집된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 저농도 산출 데이터를 산출하고, In the second data calculation step, the signal for oxyhemoglobin and the signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signals collected in the second test step and the second rest step are expressed by the following equation to calculate the low concentration calculated data,

Figure 112020048029605-pat00004
Figure 112020048029605-pat00004

여기서, D.I.V(고농도)는 상기 고농도 산출 데이터이고, e는 상기 제2레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lef는 상기 제1레스트 단계의 반응신호의 획득시간이고, g는 상기 제2테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lgh는 상기 제2테스트 단계의 반응신호의 획득시간이 적용된다. Here, DIV (high concentration) is the high concentration calculation data, e is a signal value for oxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the second rest step, and f is included in the reaction signal obtained in the second rest step is the signal value for deoxyhemoglobin, L ef is the acquisition time of the reaction signal in the first rest step, g is the signal value for oxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the second test step, f is a signal value for deoxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the second test step, and L gh is the acquisition time of the reaction signal in the second test step is applied.

상기 진단정보 산출단계에서는, 상기 저농도 산출 데이터에 대한 상기 고농도 산출 데이터의 비를 상기 진단정보로 산출한다. In the diagnostic information calculation step, a ratio of the high concentration calculation data to the low concentration calculation data is calculated as the diagnostic information.

본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 치매 진단 방법은 기능적 근적외선 분광법을 이용하여 치매진단용 향을 맡은 피검사자의 치매진단을 위한 진단정보를 획득할 수 있으므로 비교적 저렴하게 장비를 구성할 수 있고, 진단 정확성이 향상되는 장점이 있다. The dementia diagnosis system using the sense of smell and the dementia diagnosis method using the same according to the present invention can obtain diagnostic information for dementia diagnosis of a subject who smells a dementia diagnosis using functional near-infrared spectroscopy, so that the equipment can be configured relatively inexpensively, , the diagnostic accuracy is improved.

도 1은 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 시스템에 대한 개념도이고,
도 2는 도 1의 후각을 이용한 치매 진단 시스템의 부착패드에 대한 측면도이고,
도 3은 도 1의 후각을 이용한 치매 진단 시스템에 대한 블럭도이고,
도 4는 피검사자로부터 획득한 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호에 대한 그래프
도 5는 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 방법에 대한 순서도이고,
도 6은 선정된 체험자들에 대한 후각을 이용한 치매 진단 검사를 시행한 결과 값이고,
도 7은 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 방법을 통해 산출한 체험자들의 진단정보에 대한 결과 값이다.
1 is a conceptual diagram of a dementia diagnosis system using the sense of smell according to the present invention;
2 is a side view of the attachment pad of the dementia diagnosis system using the sense of smell of FIG. 1;
3 is a block diagram of the dementia diagnosis system using the sense of smell of FIG. 1;
4 is a graph of a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in a response signal obtained from a subject;
5 is a flowchart of a method for diagnosing dementia using the sense of smell according to the present invention;
6 is a result of a dementia diagnosis test using the sense of smell for the selected experiencers;
7 is a result value of the diagnosis information of the participants calculated through the dementia diagnosis method using the sense of smell according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 후각을 이용한 치매 진단 시스템 및 이를 이용한 치매 진단 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a dementia diagnosis system using the sense of smell and a dementia diagnosis method using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 시스템(100)이 도시되어 있다. 1 to 3 show a dementia diagnosis system 100 using the sense of smell according to the present invention.

도면을 참조하면, 상기 후각을 이용한 치매 진단 시스템(100)은 기능적 근적외선 분광법(fNIRS; Functional near-infrared spectroscopy)에 의해 피검사자의 머리로 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 출력되는 반응신호를 획득하는 것으로서, 치매진단용 향을 맡은 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 신호획득부(110)와, 상기 신호획득부(110)에서 제공되는 반응신호를 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출하는 정보 분석부(120)를 구비한다. 여기서, 치매진단용 향은 꽃, 민트, 땅콩버터, 딸기의 향기가 적용되나 이에 한정하는 것이 아니라 다양한 냄새의 향이 적용된다. Referring to the drawings, the dementia diagnosis system 100 using the sense of smell acquires a response signal output in response to the near-infrared signal irradiated to the subject's head by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), A signal acquisition unit 110 that acquires a response signal of the examinee who smells the incense for dementia diagnosis, and a diagnostic information that analyzes the response signal provided from the signal acquisition unit 110 to allow the examiner to diagnose whether the examinee has dementia and an information analysis unit 120 that calculates Here, fragrances of flowers, mint, peanut butter, and strawberries are applied as fragrances for diagnosis of dementia, but fragrances of various odors are not limited thereto.

상기 신호획득부(110)는 상기 피검사자의 머리에 부착되는 부착패드(111)와, 상기 부착패드(111)에 설치되어 상기 피검사자의 머리로 근적외선 신호를 조사하는 신호 조사부재(112)와, 상기 신호 조사부재(112)에서 조사된 근적외선 신호에 대응하여 상기 피검사자의 머리로부터 출력되는 반응신호를 수신할 수 있도록 상기 부착패드(111)에 설치되는 신호 수신부재(113)와, 상기 신호 수신부재(113)에서 수신된 상기 반응신호를 상기 정보 분석부(120)에 제공하는 제공모듈(114)을 구비한다. The signal acquisition unit 110 includes an attachment pad 111 attached to the head of the subject, a signal irradiation member 112 installed on the attachment pad 111 to irradiate a near-infrared signal to the head of the subject, and the A signal receiving member 113 installed on the attachment pad 111 so as to receive a reaction signal output from the head of the subject in response to the near-infrared signal irradiated from the signal irradiation member 112, and the signal receiving member ( and a providing module 114 for providing the response signal received in 113) to the information analysis unit 120 .

상기 부착패드(111)는 좌우방향으로 소정길이 연장되며, 피검사자의 머리 즉, 안면에 점착될 수 있도록 일측면에 점착제가 도포되어 있다. 또한, 부착패드(111)는 피검사자의 피부에 밀착되도록 용이하게 구부러질 수 있게 플렉시블하게 형성된다. 한편, 부착패드(111)는 중앙부에 하방으로 소정길이 연장된 돌기부재(115)가 형성되어 있다. 이때, 부착패드(111)는 상기 돌기부재(115)가 피검사자의 미간에 위치되도록 피검사자의 이마에 부착되는 것이 바람직하다. The attachment pad 111 extends a predetermined length in the left and right directions, and an adhesive is applied to one side so that it can be adhered to the subject's head, that is, the face. In addition, the attachment pad 111 is formed to be flexible so that it can be easily bent so as to be in close contact with the subject's skin. On the other hand, the attachment pad 111 is formed with a protrusion member 115 extending downward a predetermined length in the central portion. In this case, the attachment pad 111 is preferably attached to the subject's forehead so that the protruding member 115 is positioned between the subject's forehead.

신호 조사부재(112)는 상기 신호 수신부재(113)에 인접된 위치의 상기 부착패드(111)에 설치되되, 상기 피검사자의 미간에 대응되는 위치의 상기 부착패드(111)에 설치된다. 즉, 부착패드(111)의 돌기부재(115) 일측면에 설치된다. 상기 신호 조사부재(112)는 피검사자의 피부로 근적외선 신호 즉, 근적외선 광을 조사하는 것으로서, 730nm 파장 또는 850nm 파장의 광을 발생시키는 LED가 적용되는 것이 바람직하다. The signal irradiation member 112 is installed on the attachment pad 111 at a position adjacent to the signal receiving member 113 , and is installed on the attachment pad 111 at a position corresponding to the eyebrow of the subject. That is, it is installed on one side of the protrusion member 115 of the attachment pad 111 . The signal irradiating member 112 irradiates a near-infrared signal, that is, near-infrared light, to the skin of the subject, and it is preferable that an LED that generates light having a wavelength of 730 nm or 850 nm is applied.

신호 수신부재(113)는 다수개가 부착패드(111)의 일측면에, 좌우방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 있다. 상기 신호 수신부재(113)는 신호 조사부재(112)에서 조사된 근적외선 신호에 대응하여 상기 피검사자의 머리로부터 출력되는 반응신호 즉, 혈류역학적 fNIRS 신호를 수신할 수 있는 광센서가 적용된다. A plurality of signal receiving members 113 are installed on one side of the attachment pad 111 to be spaced apart from each other in the left and right directions. The signal receiving member 113 is an optical sensor capable of receiving a reaction signal output from the subject's head, that is, a hemodynamic fNIRS signal in response to the near-infrared signal irradiated from the signal irradiation member 112 .

여기서, 신호 수신부재(113)는 상기 피검사자의 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex, OFC)에 대한 상기 반응신호를 수신할 수 있도록 상기 피검사자의 이마에 대응되는 위치의 상기 부착패드(111)에 설치된다. Here, the signal receiving member 113 is installed on the attachment pad 111 at a position corresponding to the subject's forehead so as to receive the response signal for the subject's orbitofrontal cortex (OFC).

이때, 다수의 신호 수신부재(113)는 상기 피검사자의 미간을 기준으로 이마의 좌우측 영역에 대응되는 위치의 상기 부착패드(111)에 각각 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 부착부재의 일측면 중 돌출부재를 기준으로 좌우방향으로 각각 구획된 단위 범위들에 각각 신호 수신부재(113)들이 설치된다. 여기서, 각 신호 수신부재(113)는 반응신호를 수신하는 채널을 이룬다. At this time, it is preferable that the plurality of signal receiving members 113 are respectively installed on the attachment pads 111 at positions corresponding to the left and right regions of the forehead with respect to the eyebrows of the subject. That is, the signal receiving members 113 are respectively installed in unit ranges partitioned in the left and right directions with respect to the protruding member from one side of the attachment member. Here, each signal receiving member 113 forms a channel for receiving a response signal.

제공모듈(114)은 신호 수신부재(113)들에 연결되어 해당 신호 수신부재(113)들에서 제공되는 반응신호를 수신한다. 이때, 제공모듈(114)은 신호 수신부재(113)에 수신된 아날로그 형식의 반응신호를 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 디지털 형식을 변환한다. 또한, 제공모듈(114)은 해당 반응신호를 Modified Beer-Lambert law를 적용하여 Oxy Hb, Deoxy Hb에 대한 데이터가 포함된 반응신호로 변환하고, Mean Average Filter를 적용하여 노이즈 제거를 수행한다. 상기 제공모듈(114)은 노이즈 제거가 완료된 반응신호를 정보 분석부(120)에 제공한다. The providing module 114 is connected to the signal receiving members 113 to receive a response signal provided from the corresponding signal receiving members 113 . At this time, the providing module 114 converts the analog-type response signal received by the signal receiving member 113 into a digital format using an analog-to-digital converter. In addition, the providing module 114 converts the corresponding reaction signal into a reaction signal including data for Oxy Hb and Deoxy Hb by applying the Modified Beer-Lambert law, and removes noise by applying a Mean Average Filter. The providing module 114 provides a response signal on which noise has been removed to the information analysis unit 120 .

한편, 제공모듈(114)은 도면에 도시되진 않았지만, 검사자가 피검사자의 상태를 입력할 수 있는 입력모듈을 더 구비할 수 있다. 검사자는 입력모듈을 통해 피검사자가 치매진단용 향을 맡기 전의 상태인지, 피검사자가 치매진단용 향을 맡은 상태인지를 입력할 수 있다. Meanwhile, although not shown in the drawings, the providing module 114 may further include an input module through which the examiner can input the state of the subject. Through the input module, the examiner can input whether the subject is in a state before the subject smells the fragrance for dementia diagnosis or whether the subject is in the state where the subject smells the fragrance for dementia diagnosis.

제공모듈(114)은 입력모듈을 통해 피검사자가 치매진단용 향을 맡기 전 상태로 입력된 경우, 해당 신호 수신부재(113)에서 수신된 반응신호들을 레스트 구간의 반응신호로 분류하고, 입력모듈을 통해 피검사자가 치매진단용 향을 맡은 상태로 입력되면, 해당 신호 수신부재(113)에서 수신된 반응신호들을 테스트 구간의 반응신호로 분류하여 상기 정보 분석부(120)에 제공한다. 이때, 제공모듈(114)은 레스트 구간의 경과 시간 또는 테스트 구간의 경과 시간에 대한 정보도 정보 분석부(120)에 제공할 수 있다.The providing module 114 classifies the response signals received from the corresponding signal receiving member 113 as response signals of the rest section when the subject is input through the input module before taking the scent for dementia diagnosis, and through the input module When the subject is input in a state of smell for dementia diagnosis, the reaction signals received by the signal receiving member 113 are classified as reaction signals of the test section and provided to the information analysis unit 120 . In this case, the providing module 114 may also provide information on the elapsed time of the rest section or the elapsed time of the test section to the information analysis unit 120 .

한편, 피검사자는 소정의 제1농도를 갖는 제1향을 이용한 제1진단조건 및 제1농도보다 높은 제2농도를 갖는 제2향을 이용한 제2진단조건에서 각각 신호획득부(110)를 이용하여 상기 반응신호를 획득하고, 획득한 각 진단조건에서의 반응신호들을 정보 분석부(120)에 제공할 수 있다. 이때, 제공모듈의 입력모듈을 통해 검사자가 제1진단조건 또는 제2진단조건 중 검사를 진행하는 진단조건에 대한 정보를 입력할 수 있다. Meanwhile, the test subject uses the signal acquisition unit 110 under the first diagnostic condition using the first scent having a predetermined first concentration and the second diagnostic condition using the second scent having a second concentration higher than the first concentration, respectively. Thus, the response signal may be acquired, and the acquired response signals in each diagnostic condition may be provided to the information analysis unit 120 . In this case, through the input module of the providing module, the examiner may input information on a diagnosis condition for performing an examination among the first diagnosis condition and the second diagnosis condition.

정보 분석부(120)는 상기 신호획득부(110)에서 제공되는 반응신호를 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출한다. 여기서, 정보 분석부(120)는 상기 레스트 구간 및 테스트 구간의 반응신호를 분석하여 수치화된 상기 진단정보를 산출한다. 즉, 정보 분석부(120)는 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 정보를 수치화하여 상기 진단정보를 산출한다. The information analysis unit 120 analyzes the response signal provided by the signal acquisition unit 110 to calculate diagnostic information that enables the examiner to diagnose whether the subject is dementia or not. Here, the information analysis unit 120 analyzes the response signals of the rest section and the test section to calculate the digitized diagnostic information. That is, the information analysis unit 120 calculates the diagnostic information by digitizing information on the ratio of the response signal of the rest section to the response signal of the test section.

상기 정보 분석부(120)는 상기 제1진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 상기 레스트 구간의 반응신호 및 상기 테스트 구간의 반응신호로 분류하는 제1신호분류모듈(121)과, 상기 제2진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 상기 레스트 구간의 반응신호 및 상기 테스트 구간의 반응신호로 분류하는 제2신호분류모듈(122)과, 상기 제1신호분류모듈(121)에서 제공되는 반응신호를 토대로 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 저농도 산출 데이터를 산출하는 제1데이터 산출모듈(123)과, 상기 제2신호분류모듈(122)에서 제공되는 반응신호를 토대로 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 고농도 산출 데이터를 산출하는 제2데이터 산출모듈(124)과, 상기 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는 진단정보 산출모듈(125)을 구비한다. The information analysis unit 120 includes a first signal classification module 121 that classifies the response signal of the subject under the first diagnosis condition into a response signal of the rest section and a response signal of the test section, and the second diagnosis Based on the reaction signal provided by the second signal classification module 122 and the first signal classification module 121 for classifying the reaction signal of the subject of the condition into the reaction signal of the rest section and the reaction signal of the test section In the first data calculation module 123 for calculating low concentration calculation data for the ratio of the response signal of the rest section to the response signal of the test section of the first diagnostic condition, the second signal classification module 122 a second data calculation module 124 for calculating the high concentration calculation data for the ratio of the response signal of the rest section to the response signal of the test section of the second diagnostic condition based on the provided response signal; and the low concentration calculation data and a diagnostic information calculation module 125 for calculating the diagnostic information by analyzing the high concentration calculation data.

상기 제1신호분류모듈(121)은 제공모듈의 입력모듈을 통해 입력된 입력정보를 토대로 신호획득부(110)에서 제공된 반응신호 중 제1진단조건의 피검사자의 반응신호를 분류한다. 이때, 제1신호분류모듈(121)은 해당 입력모듈을 통해 입력된 정보를 토대로 상기 제1진단조건에서의 테스트 구간 및 레스트 구간의 반응신호를 분류한다. 여기서, 해당 제1신호분류모듈(121)은 상기 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 산출할 수 있다. 도 4에는 상기 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호에 대한 그래프가 게시되어 있다. The first signal classification module 121 classifies the response signal of the test subject in the first diagnosis condition among the response signals provided by the signal acquisition unit 110 based on input information input through the input module of the providing module. At this time, the first signal classification module 121 classifies the reaction signals of the test section and the rest section in the first diagnosis condition based on the information input through the corresponding input module. Here, the first signal classification module 121 may calculate a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signal. 4 shows a graph of a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signal.

상기 제2신호분류모듈(122)은 제공모듈의 입력모듈을 통해 입력된 입력정보를 토대로 신호획득부(110)에서 제공된 반응신호 중 제2진단조건의 피검사자의 반응신호를 분류한다. 이때, 제2신호분류모듈(122)은 해당 입력모듈을 통해 입력된 정보를 토대로 상기 제2진단조건에서의 테스트 구간 및 레스트 구간의 반응신호를 분류한다. 여기서, 해당 제2신호분류모듈(122)은 상기 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 산출할 수 있다. The second signal classification module 122 classifies the response signal of the test subject in the second diagnosis condition among the response signals provided by the signal acquisition unit 110 based on input information input through the input module of the providing module. At this time, the second signal classification module 122 classifies the reaction signals of the test section and the rest section in the second diagnosis condition based on the information input through the corresponding input module. Here, the second signal classification module 122 may calculate a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signal.

상기 제1데이터 산출모듈(123)은 제1신호분류모듈(121)에서 제공되는 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식1에 적용하여 상기 저농도 산출 데이터를 산출한다. The first data calculation module 123 converts a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signal provided from the first signal classification module 121 to the following equation 1 is applied to calculate the low concentration calculation data.

Figure 112020048029605-pat00005
Figure 112020048029605-pat00005

여기서, D.I.V(저농도)는 상기 저농도 산출 데이터이고, a는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, b는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lab는 상기 제1진단조건의 레스트 구간의 시간이고, c는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, d는 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lcd는 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 시간이다. Here, DIV (low concentration) is the low concentration calculation data, a is the signal value for oxyhemoglobin in the rest section of the first diagnostic condition, and b is the deoxyhemoglobin value in the rest section of the first diagnostic condition. signal value, L ab is the time of the rest period of the first diagnostic condition, c is the signal value for oxyhemoglobin of the rest period of the first diagnostic condition, and d is the test period of the first diagnostic condition is a signal value for deoxyhemoglobin of , and L cd is the time of the test section of the first diagnostic condition.

제2데이터 산출모듈(124)은 상기 제2신호분류모듈(122)에서 제공되는 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식2에 적용하여 상기 고농도 산출 데이터를 산출한다. The second data calculation module 124 converts a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signal provided from the second signal classification module 122 to the following equation 2 to calculate the high concentration calculated data.

Figure 112020048029605-pat00006
Figure 112020048029605-pat00006

여기서, D.I.V(고농도)는 상기 고농도 산출 데이터이고, e는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lef는 상기 제2진단조건의 레스트 구간의 시간이고, g는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lgh는 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 시간이다. Here, DIV (high concentration) is the high concentration calculation data, e is the signal value for oxyhemoglobin in the rest section of the second diagnostic condition, and f is the deoxyhemoglobin in the rest section of the second diagnostic condition. signal value, L ef is the time of the rest period of the second diagnostic condition, g is the signal value for oxyhemoglobin of the rest period of the second diagnostic condition, f is the test period of the second diagnostic condition is a signal value for deoxyhemoglobin of , and L gh is the time of the test section of the second diagnostic condition.

상기 진단정보 산출모듈(125)은 상기 저농도 산출 데이터에 대한 상기 고농도 산출 데이터의 비를 상기 진단정보로 산출한다. 즉, 상기 진단정보 산출모듈(125)은 하기의 수학식3에 의해 산출된다. The diagnostic information calculation module 125 calculates a ratio of the high concentration calculation data to the low concentration calculation data as the diagnostic information. That is, the diagnostic information calculating module 125 is calculated by the following Equation (3).

Figure 112020048029605-pat00007
Figure 112020048029605-pat00007

여기서, D.I.V(고농도)는 상기 제2데이터 산출모듈(124)에 의해 산출된 고농도 산출 데이터이고, D.I.V(저농도)는 상기 제1데이터 산출모듈(123)에 의해 산출된 저농도 산출 데이터이다. Here, D.I.V (high concentration) is high concentration calculation data calculated by the second data calculation module 124 , and D.I.V (low concentration) is low concentration calculation data calculated by the first data calculation module 123 .

해당 수학식 3에 의해 산출된 진단정보는 수치화된 데이터로서, 검사자가 해당 진단정보를 이용하여 피검사자의 치매 발생 여부를 용이하게 판별할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 시스템(100)은 기능적 근적외선 분광법을 이용하여 치매진단용 향을 맡은 피검사자의 치매진단을 위한 진단정보를 획득할 수 있으므로 비교적 저렴하게 장비를 구성할 수 있고, 진단 정확성이 향상되는 장점이 있다. The diagnostic information calculated by Equation 3 is digitized data, and the examiner can easily determine whether or not the examinee has dementia using the diagnostic information. In addition, the dementia diagnosis system 100 using the sense of smell according to the present invention can obtain diagnostic information for dementia diagnosis of a subject who smells a dementia diagnosis using functional near-infrared spectroscopy, so that the equipment can be configured relatively inexpensively, There is an advantage in that diagnostic accuracy is improved.

한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 후각을 이용한 치매 진단 방법에 대한 순서도가 도시되어 있다. Meanwhile, FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for diagnosing dementia using the sense of smell according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 후각을 이용한 치매 진단 방법은 신호 획득단계(S110) 및 정보 분석단계(S120)를 포함한다. Referring to the drawings, the dementia diagnosis method using the sense of smell includes a signal acquisition step (S110) and an information analysis step (S120).

상기 신호 획득단계(S110)는 기능적 근적외선 분광법(fNIRS: Functional near-infrared spectroscopy)에 의해 피검사자의 머리로 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 출력되는 반응신호를 획득하는 것으로서, 신호획득부(110)를 이용하여 치매진단용 향을 맡은 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 단계이다. The signal acquisition step (S110) is to acquire a response signal output in response to the near-infrared signal irradiated to the subject's head by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), using the signal acquisition unit 110 This is a step of acquiring a response signal of the subject who smelled the scent for dementia diagnosis.

부착패드(111)를 피검사자의 이마에 부착한 다음, 신호 조사부재(112)에서 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 피검사자로부터 출력되는 반응신호를 신호 수신부재(113)를 통해 수신한다. 해당 반응신호는 제공모듈(114)을 통해 정보 분석부(120)로 제공된다. After the attachment pad 111 is attached to the subject's forehead, a response signal output from the subject in response to the near-infrared signal irradiated from the signal irradiation member 112 is received through the signal receiving member 113 . The corresponding reaction signal is provided to the information analysis unit 120 through the providing module 114 .

이때, 상기 피검사자가 상기 치매진단용 향을 맡기 전인 레스트 구간의 반응신호 및 상기 피검사자가 상기 치매진단용 향을 맡은 테스트 구간의 반응신호를 각각 획득할 수 있는데, 검사자는 입력모듈을 통해 피검사자가 치매진단용 향을 맡기 전의 상태인지, 피검사자가 치매진단용 향을 맡은 상태인지를 입력할 수 있다. 제공모듈(114)은 입력모듈을 통해 피검사자가 치매진단용 향을 맡기 전 상태로 입력된 경우, 해당 신호 수신부재(113)에서 수신된 반응신호들을 레스트 구간의 반응신호로 분류하고, 입력모듈을 통해 피검사자가 치매진단용 향을 맡은 상태로 입력되면, 해당 신호 수신부재(113)에서 수신된 반응신호들을 테스트 구간의 반응신호로 분류하여 상기 정보 분석부(120)에 제공한다. At this time, it is possible to obtain a reaction signal of the rest section before the examinee takes on the scent for dementia diagnosis and the reaction signal of the test section where the examinee smells the scent for dementia diagnosis, respectively. It is possible to input whether the state was in the state before entrusting it or whether the subject was in the state of smelling incense for dementia diagnosis. The providing module 114 classifies the response signals received from the corresponding signal receiving member 113 as response signals of the rest section when the subject is input through the input module before taking the scent for dementia diagnosis, and through the input module When the subject is input in a state of smell for dementia diagnosis, the reaction signals received by the signal receiving member 113 are classified as reaction signals of the test section and provided to the information analysis unit 120 .

여기서, 신호획득단계(S110)는 제1레스트 단계(S111), 제1테스트 단계(S112), 제2레스트 단계(S113), 제2테스트 단계(S114)를 포함할 수 있다. Here, the signal acquisition step (S110) may include a first rest step (S111), a first test step (S112), a second rest step (S113), and a second test step (S114).

제1레스트 단계(S111)는 소정의 제1농도를 갖는 제1향을 맡기 전 상태인 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 단계이다. 즉, 기설정된 레스트 시간동안 신호획득부(110)를 이용하여 제1향을 이용한 제1진단조건의 레스트 구간에 대한 반응신호를 획득한다. 여기서, 상기 레스트 시간은 40초가 적용되는 것이 바람직하다. The first rest step ( S111 ) is a step of acquiring a reaction signal of the subject before taking the first scent having a predetermined first concentration. That is, a response signal for the rest section of the first diagnosis condition using the first direction is obtained using the signal acquisition unit 110 during the preset rest time. Here, the rest time is preferably applied to 40 seconds.

제1테스트 단계(S112)는 제1레스트 단계(S111) 이후에, 상기 제1향을 맡은 상태의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 단계이다. 즉, 기설정된 테스트 시간동안 신호획득부(110)를 이용하여 피검사자의 제1진단조건의 테스트 구간에 대한 반응신호를 획득한다. 여기서, 상기 테스트 시간은 20초가 적용되는 것이 바람직하다. The first test step ( S112 ) is a step of acquiring a reaction signal of the test subject in a state in which the first scent is inhaled after the first rest step ( S111 ). That is, a response signal for the test section of the first diagnostic condition of the subject is acquired using the signal acquisition unit 110 during the preset test time. Here, the test time is preferably 20 seconds.

제2레스트 단계(S113)는 제1테스트 단계(S112) 이후에, 제1농도보다 높은 제2농도를 갖는 제2향을 맡기 전 상태인 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 단계이다. 이때, 피검사자는 제1향 및 제2향을 모두 맡지 않는 상태이다. 즉, 기설정된 레스트 시간동안 신호획득부(110)를 이용하여 피검사자의 제2진단조건의 레스트 구간에 대한 반응신호를 획득한다. 여기서, 상기 레스트 시간은 40초가 적용되는 것이 바람직하다. The second rest step (S113) is a step of acquiring a reaction signal of the test subject before the second scent having a second concentration higher than the first concentration, after the first test step (S112). At this time, the subject does not smell both the first scent and the second scent. That is, a response signal for the rest section of the second diagnosis condition of the subject is obtained by using the signal acquisition unit 110 during the preset rest time. Here, the rest time is preferably applied to 40 seconds.

제2테스트 단계(S114)는 제2레스트 단계(S113) 이후에, 제2향을 맡은 상태의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 단계이다. 즉, 기설정된 테스트 시간동안 신호획득부(110)를 이용하여 피검사자의 제2진단조건의 테스트 구간에 대한 반응신호를 획득한다. 여기서, 상기 테스트 시간은 20초가 적용되는 것이 바람직하다. 제2테스트 단계(S114)가 완료된 다음, 40초 간, 제1 및 제2향을 맡지 않는 상태로 피검사자를 유지한다. The second test step ( S114 ) is a step of acquiring a reaction signal of the test subject in a state in which the second scent is inhaled after the second rest step ( S113 ). That is, a response signal for the test section of the second diagnosis condition of the subject is obtained using the signal acquisition unit 110 during the preset test time. Here, the test time is preferably 20 seconds. After the second test step S114 is completed, the subject is maintained in a state not to smell the first and second scents for 40 seconds.

정보 분석단계(S120)는 신호 획득단계(S110)에서 획득한 반응신호를 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출하는 단계이다. 정보 분석부(120)는 제공모듈(114)에서 제공되는 반응신호를 토대로 상기 레스트 구간 및 테스트 구간의 반응신호를 분석하여 수치화된 상기 진단정보를 산출한다. 즉, 정보 분석부(120)는 상기 테스트 구간의 반응신호에 대한 상기 레스트 구간의 반응신호의 비에 대한 정보를 수치화하여 상기 진단정보를 산출한다. The information analysis step ( S120 ) is a step of analyzing the response signal acquired in the signal acquisition step ( S110 ) to calculate diagnostic information for the examiner to diagnose whether the subject is dementia or not. The information analysis unit 120 analyzes the response signals of the rest section and the test section based on the response signal provided from the providing module 114 to calculate the digitized diagnostic information. That is, the information analysis unit 120 calculates the diagnostic information by digitizing information on the ratio of the response signal of the rest section to the response signal of the test section.

여기서, 정보 분석단계(S120)는, 상기 제1레스트 단계(S111) 및 상기 제1테스트 단계(S112)에서 획득한 상기 반응신호와, 상기 제2레스트 단계(S113) 및 상기 제2테스트 단계(S114)에서 획득한 상기 반응신호를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는 것으로서, 제1데이터 산출단계(S121), 제2데이터 산출단계(S122) 및 진단정보 산출단계(S123)를 포함한다. Here, the information analysis step (S120) includes the reaction signal obtained in the first rest step (S111) and the first test step (S112), the second rest step (S113) and the second test step ( The diagnostic information is calculated by analyzing the response signal obtained in S114), and includes a first data calculation step (S121), a second data calculation step (S122), and a diagnostic information calculation step (S123).

상기 제1데이터 산출단계(S121)는 상기 제1테스트 단계(S112)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제1레스트 단계(S111)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호의 비에 대한 저농도 산출 데이터를 산출하는 단계이다. 여기서, 제1데이터 산출모듈(123)은 제1테스트 단계(S112)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호 즉, 제1진단구간의 테스트 구간의 반응신호와, 제1레스트 단계(S111)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호 즉, 제1진단구간의 레스트 구간의 반응신호를 제1신호분류모듈(121)로부터 제공받아 상기 수학식1에 적용하여 저농도 산출 데이터를 산출한다. 수학식 1에서, 제1진단조건의 레스트 구간 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값은 제1레스트 단계(S111)의 반응신호의 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, 제1진단조건의 레스트 구간의 시간은 제1레스트 단계(S111)의 반응신호의 획득시간이고, 제1진단조건의 테스트 구간 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값은 제1테스트 단계(S112)의 반응신호의 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, 제1진단조건의 테스트 구간의 시간은 제1테스트 단계(S112)의 반응신호의 획득시간이 적용된다. The first data calculation step (S121) is a low concentration calculation for the ratio of the response signal of the examinee collected in the first rest step (S111) to the reaction signal of the examinee collected in the first test step (S112) This is the data generation step. Here, the first data calculation module 123 includes the response signal of the subject collected in the first test step (S112), that is, the response signal of the test section of the first diagnosis section, and the reaction signal of the test section of the first diagnosis section, collected in the first rest step (S111). The low concentration calculation data is calculated by receiving the response signal of the subject, that is, the response signal of the rest section of the first diagnosis section, from the first signal classification module 121 and applying Equation 1 above. In Equation 1, the signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in the rest section of the first diagnostic condition are the signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in the response signal of the first rest step (S111), and the first diagnostic condition The time of the rest section is the acquisition time of the reaction signal in the first rest step (S111), and the signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in the test section of the first diagnostic condition are the reaction signal of the first test step (S112). These are signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin, and the time of the test section of the first diagnostic condition is applied to the acquisition time of the reaction signal in the first test step ( S112 ).

한편, 제2데이터 산출단계(S122)는 상기 제2테스트 단계(S114)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제2레스트 단계(S113)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호의 비에 대한 고농도 산출 데이터를 산출하는 단계이다. 여기서, 제2데이터 산출모듈(124)은 제2테스트 단계(S114)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호 즉, 제2진단구간의 테스트 구간의 반응신호와, 제2레스트 단계(S113)에서 수집된 상기 피검사자의 반응신호 즉, 제2진단구간의 레스트 구간의 반응신호를 제2신호분류모듈(122)로부터 제공받아 상기 수학식2에 적용하여 고농도 산출 데이터를 산출한다. 수학식 2에서, 제2진단조건의 레스트 구간 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값은 제2레스트 단계(S113)의 반응신호의 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, 제2진단조건의 레스트 구간의 시간은 제2레스트 단계(S113)의 반응신호의 획득시간이고, 제2진단조건의 테스트 구간 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값은 제2테스트 단계(S114)의 반응신호의 옥시헤모글로빈 및 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, 제2진단조건의 테스트 구간의 시간은 제2테스트 단계(S114)의 반응신호의 획득시간이 적용된다. On the other hand, the second data calculation step (S122) is a high concentration for the ratio of the response signal of the examinee collected in the second rest step (S113) to the reaction signal of the examinee collected in the second test step (S114) This is the step of calculating the calculated data. Here, the second data calculation module 124 includes the test subject's reaction signal collected in the second test step (S114), that is, the reaction signal of the test section of the second diagnosis section, and the reaction signal collected in the second rest step (S113). The response signal of the subject, that is, the response signal of the rest section of the second diagnosis section is provided from the second signal classification module 122 and applied to Equation 2 to calculate high concentration calculation data. In Equation 2, the signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in the rest section of the second diagnostic condition are the signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in the response signal of the second rest step (S113), and the second diagnostic condition The time of the rest section is the acquisition time of the reaction signal of the second rest step (S113), and the signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin in the test section of the second diagnostic condition are the reaction signal of the second test step (S114). Signal values for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin, and the time of the test section of the second diagnostic condition is applied to the acquisition time of the reaction signal in the second test step (S114).

진단정보 산출단계(S123)는 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는 단계이다. 여기서, 진단정보 산출모듈(125)은 상기 수학식3을 이용하여 상기 진단정보를 산출한다. The diagnostic information calculation step S123 is a step of calculating the diagnostic information by analyzing the low concentration calculation data and the high concentration calculation data. Here, the diagnostic information calculating module 125 calculates the diagnostic information using Equation 3 above.

한편, 다수의 체험자를 선정하여 본 발명의 후각을 이용한 치매 진단 방법으로 치매 진단 조사를 실시하였다. 체험자는 연구원 11명, 70 내지 80세의 고령자 37명, 무증상 초기 치매 의심 환자 4명, 치매환자 1명을 선정하였다. 해당 체험자들에 대한 시험 결과는 하기의 표1과 같다. On the other hand, a dementia diagnosis study was conducted using the dementia diagnosis method using the sense of smell of the present invention by selecting a number of experienced participants. For the experience, 11 researchers, 37 elderly people aged 70 to 80 years, 4 patients with asymptomatic early dementia, and 1 dementia patient were selected. The test results for the participants are shown in Table 1 below.

연구원researcher 고령자senior citizen 무증상 의심 환자asymptomatic suspected patient 치매 환자dementia patient 나이(yr)age (yr) 29.9±2.9629.9±2.96 70~8070-80 -- 9999 데이터 변경 비율(%)Data change rate (%) 2.01±0.06592.01±0.0659 1.06±0.06661.06±0.0666 26.32±0.13426.32±0.134 652±5.826652±5.826 채널 수number of channels 44 44 44 88 치매진단용 향Dementia diagnosis incense DowneyDowney DowneyDowney DowneyDowney Mint
Peanut butter
strawberry
Mint
Peanut butter
strawberry
반응신호 데이터 수Number of response signal data 1010 3636 44 33

여기서, 데이터 변경 비율은 레스트 구간에서 테스트 구간으로 변경시 반응신호 데이터의 변경 비율에 관한 것이다. 도 6에는 각 체험자의 레스트 구간에서 테스트 구간으로 변경시 반응신호 데이터의 변경 비율이 게시되어 있다. 도 5를 참조하면, 치매환자가 다른 체험자들에 비해 큰 폭으로 반응신호 데이터가 변경됨을 알 수 있다. 그런데, 무증상 치매 의심 환자의 경우, 데이터 변경비율이 크지 않음을 알 수 있다. 한편, 도 7에는 정보 분석부(120)를 통해 산출된 각 체험자에 대한 진단정보가 게시되어 있다. 도면을 참조하면, 무증상 치매 의심 환자의 경우, 다른 체험자들보다 진단정보의 수치가 비교적 큼을 알 수 있다. 여기서, 무증상 초기 치매 의심 환자의 경우, 추후에 치매 진단을 받았다. 따라서, 본 발명에 따른 후각을 이용한 치매 진단 방법을 통해 산출된 진단정보를 통해 치매 증상이 발현되지 않더라도 초기 치매 상태의 환자를 용이하게 판별할 수 있다. Here, the data change rate relates to the change rate of the response signal data when changing from the rest section to the test section. In FIG. 6 , the rate of change of response signal data when changing from the rest section to the test section of each experiencer is posted. Referring to FIG. 5 , it can be seen that the response signal data of the dementia patient is significantly changed compared to that of the other experienced patients. However, in the case of patients suspected of asymptomatic dementia, it can be seen that the data change rate is not large. Meanwhile, in FIG. 7 , diagnostic information for each experienced person calculated through the information analysis unit 120 is posted. Referring to the drawings, it can be seen that, in the case of patients suspected of asymptomatic dementia, the number of diagnostic information is relatively larger than that of other experienced patients. Here, in the case of a patient suspected of asymptomatic early dementia, dementia was later diagnosed. Accordingly, through the diagnostic information calculated through the method for diagnosing dementia using the sense of smell according to the present invention, it is possible to easily identify a patient in an early dementia state even if no symptoms of dementia are expressed.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

100: 후각을 이용한 치매 진단 시스템
110: 신호획득부
111: 부착패드
112: 신호 조사부재
113: 신호 수신부재
114: 제공모듈
115: 돌기부재
120: 정보 분석부
S110: 신호 획득단계
S120: 정보 분석단계
100: Dementia diagnosis system using smell
110: signal acquisition unit
111: attachment pad
112: signal irradiation member
113: signal receiving member
114: providing module
115: protrusion member
120: information analysis unit
S110: signal acquisition step
S120: information analysis step

Claims (25)

기능적 근적외선 분광법(fNIRS; Functional near-infrared spectroscopy)에 의해 피검사자의 머리로 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 출력되는 반응신호를 획득하는 것으로서, 소정의 제1농도를 갖는 제1향 및 상기 제1농도보다 높은 제2농도를 갖는 제2향을 맡은 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 신호 획득부; 및
상기 신호획득부에서 제공되는 반응신호를 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출하는 정보 분석부;를 구비하고,
상기 정보 분석부는 상기 제1향을 맡은 상태인 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제1향을 맡기 전 상태인 피검사자의 반응신호의 비율인 저농도 산출 데이터를 산출하며, 상기 제2향을 맡은 상태인 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제2향을 맡기 전 상태인 피검사자의 반응신호에 대한 비율인 고농도 산출 데이터를 산출하고, 상기 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 토대로 상기 진단정보를 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
Obtaining a response signal output in response to a near-infrared signal irradiated to the head of a subject by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), the first direction having a predetermined first concentration and the first concentration a signal acquisition unit configured to acquire a response signal of the subject who smells a second scent having a high second concentration; and
and an information analysis unit that analyzes the response signal provided by the signal acquisition unit and calculates diagnostic information that enables the examiner to diagnose whether the subject is dementia or not;
The information analysis unit calculates low concentration calculation data, which is a ratio of the response signal of the subject before taking the first scent to the reaction signal of the subject who is in the first scent, and the subject in the second scent Calculating high concentration calculation data that is a ratio to the response signal of the examinee in a state before taking the second direction for the reaction signal of , and calculating the diagnostic information based on the low concentration calculation data and the high concentration calculation data,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제1항에 있어서,
상기 신호획득부는 상기 피검사자가 상기 제1 및 제2향을 맡기 전인 레스트 구간의 반응신호 및 상기 피검사자가 상기 제1 및 제2향을 맡은 테스트 구간의 반응신호를 각각 획득하는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
According to claim 1,
The signal acquisition unit acquires a reaction signal of a rest section before the subject takes on the first and second directions and a reaction signal of a test section in which the subject takes on the first and second directions, respectively,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제2항에 있어서,
상기 정보 분석부는 상기 레스트 구간 및 테스트 구간의 반응신호를 분석하여 수치화된 상기 진단정보를 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
3. The method of claim 2,
The information analysis unit analyzes the response signals of the rest section and the test section to calculate the digitized diagnostic information,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 신호획득부는
상기 제1향을 이용한 제1진단조건에서의 상기 피검사자의 반응신호와, 상기 제2향을 이용한 제2진단조건에서의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하고,
상기 정보 분석부는 상기 제1진단조건의 상기 피검사자의 반응신호와, 상기 제2진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
3. The method of claim 2,
The signal acquisition unit
obtaining a reaction signal of the subject under a first diagnosis condition using the first direction and a reaction signal of the subject under a second diagnosis condition using the second direction;
wherein the information analysis unit analyzes the response signal of the examinee under the first diagnostic condition and the reaction signal of the examinee under the second diagnostic condition to calculate the diagnostic information;
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제6항에 있어서,
상기 정보 분석부는
상기 제1진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 상기 레스트 구간의 반응신호 및 상기 테스트 구간의 반응신호로 분류하는 제1신호분류모듈;
상기 제2진단조건의 상기 피검사자의 반응신호를 상기 레스트 구간의 반응신호 및 상기 테스트 구간의 반응신호로 분류하는 제2신호분류모듈;
상기 제1신호분류모듈에서 제공되는 반응신호를 토대로 상기 저농도 산출 데이터를 산출하는 제1데이터 산출모듈;
상기 제2신호분류모듈에서 제공되는 반응신호를 토대로 상기 고농도 산출 데이터를 산출하는 제2데이터 산출모듈; 및
상기 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는 진단정보 산출모듈;을 구비하는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
7. The method of claim 6,
The information analysis unit
a first signal classification module for classifying the response signal of the subject of the first diagnosis condition into a response signal of the rest section and a response signal of the test section;
a second signal classification module for classifying the response signal of the subject under the second diagnosis condition into a response signal of the rest section and a response signal of the test section;
a first data calculation module for calculating the low concentration calculation data based on the response signal provided from the first signal classification module;
a second data calculation module for calculating the high concentration calculation data based on the response signal provided by the second signal classification module; and
A diagnostic information calculation module for calculating the diagnostic information by analyzing the low concentration calculation data and the high concentration calculation data;
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제7항에 있어서,
상기 제1데이터 산출모듈은 상기 제1신호분류모듈에서 제공되는 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 저농도 산출 데이터를 산출하고,
Figure 112021147534630-pat00008

여기서, D.I.V(저농도)는 상기 저농도 산출 데이터이고, a는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, b는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lab는 상기 제1진단조건의 레스트 구간의 시간이고, c는 상기 제1진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, d는 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lcd는 상기 제1진단조건의 상기 테스트 구간의 시간인,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
8. The method of claim 7,
The first data calculation module applies the signal for oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin included in the reaction signal provided from the first signal classification module to the following equation to apply the low concentration calculate the output data;
Figure 112021147534630-pat00008

Here, DIV (low concentration) is the low concentration calculation data, a is the signal value for oxyhemoglobin in the rest section of the first diagnostic condition, and b is the deoxyhemoglobin value in the rest section of the first diagnostic condition. signal value, L ab is the time of the rest period of the first diagnostic condition, c is the signal value for oxyhemoglobin of the rest period of the first diagnostic condition, and d is the test period of the first diagnostic condition is a signal value for deoxyhemoglobin of , and L cd is the time of the test section of the first diagnostic condition,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제2데이터 산출모듈은 상기 제2신호분류모듈에서 제공되는 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 고농도 산출 데이터를 산출하고,
Figure 112021147534630-pat00009

여기서, D.I.V(고농도)는 상기 고농도 산출 데이터이고, e는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lef는 상기 제2진단조건의 레스트 구간의 시간이고, g는 상기 제2진단조건의 상기 레스트 구간의 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lgh는 상기 제2진단조건의 상기 테스트 구간의 시간인,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
9. The method according to claim 7 or 8,
The second data calculation module applies a signal for oxyhemoglobin and a signal for deoxyhemoglobin included in the reaction signal provided by the second signal classification module to the following equation to apply the high concentration calculate the output data;
Figure 112021147534630-pat00009

Here, DIV (high concentration) is the high concentration calculation data, e is the signal value for oxyhemoglobin in the rest section of the second diagnostic condition, and f is the deoxyhemoglobin in the rest section of the second diagnostic condition. signal value, L ef is the time of the rest period of the second diagnosis condition, g is the signal value for oxyhemoglobin of the rest period of the second diagnosis condition, f is the test period of the second diagnosis condition is a signal value for deoxyhemoglobin of , and L gh is the time of the test section of the second diagnostic condition,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제7항에 있어서,
상기 진단정보 산출모듈은 상기 저농도 산출 데이터에 대한 상기 고농도 산출 데이터의 비를 상기 진단정보로 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
8. The method of claim 7,
wherein the diagnostic information calculation module calculates a ratio of the high concentration calculation data to the low concentration calculation data as the diagnostic information,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제1항에 있어서,
상기 신호획득부는
상기 피검사자의 머리에 부착되는 부착패드;
상기 부착패드에 설치되어 상기 피검사자의 머리로 근적외선 신호를 조사하는 신호 조사부재;
상기 신호 조사부재에서 조사된 근적외선 신호에 대응하여 상기 피검사자의 머리로부터 출력되는 반응신호를 수신할 수 있도록 상기 부착패드에 설치되는 신호 수신부재; 및
상기 신호 수신부재에서 수신된 상기 반응신호를 상기 정보 분석부에 제공하는 제공모듈;을 구비하는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
According to claim 1,
The signal acquisition unit
an attachment pad attached to the head of the subject;
a signal irradiation member installed on the attachment pad and irradiating a near-infrared signal to the head of the subject;
a signal receiving member installed on the attachment pad to receive a reaction signal output from the head of the subject in response to the near-infrared signal irradiated from the signal irradiation member; and
A providing module for providing the response signal received by the signal receiving member to the information analysis unit; comprising,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제11항에 있어서,
상기 신호 수신부재는 상기 피검사자의 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex, OFC)에 대한 상기 반응신호를 수신할 수 있도록 상기 피검사자의 이마에 대응되는 위치의 상기 부착패드에 설치되는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
12. The method of claim 11,
The signal receiving member is installed on the attachment pad at a position corresponding to the forehead of the examinee so as to receive the response signal for the orbitofrontal cortex (OFC) of the subject,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제12항에 있어서,
상기 신호 조사부재는 상기 신호 수신부재에 인접된 위치의 상기 부착패드에 설치되는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
13. The method of claim 12,
The signal irradiation member is installed on the attachment pad at a position adjacent to the signal receiving member,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제13항에 있어서,
상기 신호 조사부재는 상기 피검사자의 미간에 대응되는 위치의 상기 부착패드에 설치되는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
14. The method of claim 13,
The signal irradiation member is installed on the attachment pad at a position corresponding to the eyebrow of the subject,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
제12항에 있어서,
상기 신호 수신부재는 다수개가 상기 피검사자의 미간을 기준으로 이마의 좌우측 영역에 대응되는 위치의 상기 부착패드에 각각 설치되는,
후각을 이용한 치매 진단 시스템.
13. The method of claim 12,
A plurality of the signal receiving members are respectively installed on the attachment pads at positions corresponding to the left and right regions of the forehead with respect to the eyebrows of the subject,
Dementia diagnosis system using the sense of smell.
기능적 근적외선 분광법(fNIRS: Functional near-infrared spectroscopy)에 의해 피검사자의 머리로 조사되는 근적외선 신호에 대응하여 출력되는 반응신호를 획득하는 것으로서, 신호획득부가 소정의 제1농도를 갖는 제1향 및 상기 제1농도보다 높은 제2농도를 갖는 제2향을 맡은 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 신호 획득단계; 및
상기 신호 획득단계에서 획득한 반응신호를 정보 분석부가 분석하여 검사자가 해당 피검사자의 치매 여부를 진단할 수 있는 진단정보를 산출하는 정보 분석단계;를 포함하고,
상기 정보 분석단계에서, 상기 정보 분석부는 상기 제1향을 맡은 상태인 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제1향을 맡기 전 상태인 피검사자의 반응신호의 비율인 저농도 산출 데이터를 산출하며, 상기 제2향을 맡은 상태인 피검사자의 반응신호에 대한 상기 제2향을 맡기 전 상태인 피검사자의 반응신호에 대한 비율인 고농도 산출 데이터를 산출하고, 상기 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 토대로 상기 진단정보를 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
A reaction signal output in response to a near-infrared signal irradiated to a subject's head is obtained by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), wherein the signal acquisition unit obtains a first direction having a predetermined first concentration and the second direction a signal acquisition step of acquiring a response signal of the subject who smells a second fragrance having a second concentration higher than the first concentration; and
An information analysis step of analyzing the response signal acquired in the signal acquisition step by an information analysis unit to calculate diagnostic information for an examiner to diagnose whether the subject has dementia;
In the information analysis step, the information analysis unit calculates low concentration calculation data, which is a ratio of the response signal of the examinee in the state before taking the first scent to the reaction signal of the examinee in the state taking the first scent, and the second Calculate the high concentration calculation data that is the ratio of the response signal of the examinee in the state before taking the second scent to the reaction signal of the examinee who is in the smelling state, and calculate the diagnostic information based on the low concentration calculated data and the high concentration calculated data doing,
A method for diagnosing dementia using the sense of smell.
제16항에 있어서,
상기 신호획득단계에서, 상기 신호획득부는 상기 피검사자가 상기 제1 및 제2향을 맡기 전인 레스트 구간의 반응신호 및 상기 피검사자가 상기 제1 및 제2향을 맡은 테스트 구간의 반응신호를 각각 획득하는,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
17. The method of claim 16,
In the signal acquisition step, the signal acquisition unit acquires a reaction signal of a rest section before the subject takes on the first and second directions and a reaction signal of a test section in which the subject takes on the first and second directions, respectively ,
A method for diagnosing dementia using the sense of smell.
제17항에 있어서,
상기 정보분석단계에서, 상기 정보 분석부는 상기 레스트 구간 및 테스트 구간의 반응신호를 분석하여 수치화된 상기 진단정보를 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
18. The method of claim 17,
In the information analysis step, the information analysis unit analyzes the response signals of the rest section and the test section to calculate the digitized diagnostic information,
A method for diagnosing dementia using the sense of smell.
삭제delete 삭제delete 제17항에 있어서,
상기 신호획득단계는
상기 신호획득부가 상기 제1향을 맡기 전 상태인 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제1레스트 단계;
상기 제1레스트 단계 이후에, 상기 신호획득부가 상기 제1향을 맡은 상태의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제1테스트 단계;
상기 제1테스트 단계 이후에, 상기 신호획득부가 상기 제2향을 맡기 전 상태인 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제2레스트 단계; 및
상기 제2레스트 단계 이후에, 상기 신호획득부가 상기 제2향을 맡은 상태의 상기 피검사자의 반응신호를 획득하는 제2테스트 단계;를 포함하고,
상기 정보 분석단계에서, 상기 정보 분석부는 상기 제1레스트 단계 및 상기 제1테스트 단계에서 획득한 상기 반응신호와, 상기 제2레스트 단계 및 상기 제2테스트 단계에서 획득한 상기 반응신호를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
18. The method of claim 17,
The signal acquisition step is
a first rest step of obtaining a reaction signal of the subject before the signal obtaining unit takes on the first direction;
a first test step of obtaining, by the signal acquisition unit, a reaction signal of the subject in a state in which the first scent is smelled, after the first rest step;
after the first test step, a second rest step of obtaining a reaction signal of the subject before the signal obtaining unit takes on the second direction; and
After the second rest step, a second test step of obtaining a response signal of the subject in a state in which the signal acquisition unit smells the second scent; includes;
In the information analysis step, the information analysis unit analyzes the reaction signal obtained in the first rest step and the first test step, and the reaction signal obtained in the second rest step and the second test step, to calculate diagnostic information,
A method for diagnosing dementia using the sense of smell.
제21항에 있어서,
상기 정보 분석단계는
상기 정보 분석부의 제1데이터 산출모듈이 상기 저농도 산출 데이터를 산출하는 제1데이터 산출단계;
상기 정보 분석부의 제2데이터 산출모듈이 상기 고농도 산출 데이터를 산출하는 제2데이터 산출단계; 및
상기 정보 분석부의 진단정보 산출모듈이 상기 저농도 산출 데이터 및 고농도 산출 데이터를 분석하여 상기 진단정보를 산출하는 진단정보 산출단계;를 포함하는,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
22. The method of claim 21,
The information analysis step is
a first data calculation step in which the first data calculation module of the information analysis unit calculates the low concentration calculation data;
a second data calculation step in which the second data calculation module of the information analysis unit calculates the high concentration calculation data; and
a diagnostic information calculation step in which the diagnostic information calculation module of the information analysis unit analyzes the low concentration calculation data and the high concentration calculation data to calculate the diagnostic information;
A method for diagnosing dementia using the sense of smell.
제22항에 있어서,
상기 제1데이터 산출단계에서, 상기 제1데이터 산출모듈은 상기 제1테스트 단계 및 제1레스트 단계에서 수집된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 저농도 산출 데이터를 산출하고,
Figure 112021147534630-pat00010

여기서, D.I.V(저농도)는 상기 저농도 산출 데이터이고, a는 상기 제1레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, b는 상기 제1레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lab는 상기 제1레스트 단계의 반응신호의 획득시간이고, c는 상기 제1테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, d는 상기 제1테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lcd는 상기 제1테스트 단계의 반응신호의 획득시간인,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
23. The method of claim 22,
In the first data calculation step, the first data calculation module transmits a signal for oxyhemoglobin included in the reaction signal collected in the first test step and the first rest step, and deoxyhemoglobin to deoxyhemoglobin. Calculate the low concentration calculated data by applying the signal to the following equation,
Figure 112021147534630-pat00010

Here, DIV (low concentration) is the low concentration calculation data, a is a signal value for oxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the first rest step, and b is included in the reaction signal obtained in the first rest step is the signal value for deoxyhemoglobin, L ab is the acquisition time of the reaction signal in the first rest step, c is the signal value for oxyhemoglobin included in the response signal obtained in the first test step, d is a signal value for deoxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the first test step, and L cd is the acquisition time of the reaction signal in the first test step,
A method for diagnosing dementia using the sense of smell.
제22항에 있어서,
상기 제2데이터 산출단계에서, 상기 제2데이터 산출모듈은 상기 제2테스트 단계 및 제2레스트 단계에서 수집된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 신호와, 디옥시헤모글로빈(deoxyhemoglobin)에 대한 신호를 하기의 수학식에 적용하여 상기 저농도 산출 데이터를 산출하고,
Figure 112022040678766-pat00011

여기서, D.I.V(고농도)는 상기 고농도 산출 데이터이고, e는 상기 제2레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2레스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lef는 상기 제1레스트 단계의 반응신호의 획득시간이고, g는 상기 제2테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, f는 상기 제2테스트 단계에서 획득된 반응신호에 포함된 디옥시헤모글로빈에 대한 신호 값이고, Lgh는 상기 제2테스트 단계의 반응신호의 획득시간인,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
23. The method of claim 22,
In the second data calculation step, the second data calculation module transmits a signal for oxyhemoglobin included in the reaction signal collected in the second test step and the second rest step, and deoxyhemoglobin to deoxyhemoglobin. Calculate the low concentration calculated data by applying the signal to the following equation,
Figure 112022040678766-pat00011

Here, DIV (high concentration) is the high concentration calculation data, e is a signal value for oxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the second rest step, and f is included in the reaction signal obtained in the second rest step is the signal value for deoxyhemoglobin, L ef is the acquisition time of the reaction signal in the first rest step, g is the signal value for oxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the second test step, f is a signal value for deoxyhemoglobin included in the reaction signal obtained in the second test step, and L gh is the acquisition time of the reaction signal in the second test step,
A method for diagnosing dementia using the sense of smell.
제22항에 있어서,
상기 진단정보 산출단계에서, 상기 진단정보 산출모듈은 상기 저농도 산출 데이터에 대한 상기 고농도 산출 데이터의 비를 상기 진단정보로 산출하는,
후각을 이용한 치매 진단 방법.
23. The method of claim 22,
In the diagnostic information calculation step, the diagnostic information calculation module calculates a ratio of the high concentration calculation data to the low concentration calculation data as the diagnostic information,
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