KR102479470B1 - 센서를 기반으로 하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서를 기반으로 하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템에 대한 것이다.
본 발명에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템은 구강내에 삽입되는 전자 교합기의 내부에 삽입되며, 압전형 필름을 이용한 매트릭스(Matrix) 형태로 배치되어 치아가 교합되는 부분과 구개부에 작용하는 압력을 센싱하는 복수의 센서, 그리고 상기 복수의 센서로부터 센싱된 신호를 상기 센서의 위치를 기반으로 채널별로 분류하고, 상기 분류된 채널을 분석하여 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합 여부를 판단한 다음, 판단 결과를 디스플레이를 통해 출력하는 모니터링 장치를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 구강내 삽입 가능한 전자 교합기 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 치아의 교합력 및 교합 위치와 치아 및 구개(Palate)에 작용하는 혀의 운동 위치 및 세기를 측정함으로써, 언어 장애, 부정교합, 악안면 장애와 같은 질병을 예방하고, 질병 발생을 복합적으로 진단 및 관리할 수 있다.

Description

센서를 기반으로 하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템{Sensor-based palatal movement-related disease prediction system}
본 발명은 센서를 기반으로 하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치과용 전자 교합기의 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 물리적 구강 구조 및 구개 운동을 모니터링 함으로써 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합을 예측할 수 있는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 구강 내 구조 및 구개 운동과 관련된 질병은 턱 관절의 형상, 치아의 크기, 치조골의 크기 등의 선천적인 요인과 식습관, 호흡 방법, 혀의 운동 습관 등의 후천적인 요인에 의해 발생된다.
선천적인 요인과 후천적인 요인에서 공통적으로 나타내는 문제점은 구개 운동의 비대칭성과 정상적으로 언어를 발화하지 못하는데 있다.
구개 운동 즉, 혀의 운동 능력은 치아와 하악골의 물리적인 구조에 영향을 미쳐 부정교합, 악안면 장애 등의 문제를 야기시킬 수 있으며, 변형된 치아와 하악골의 물리적인 구조는 언어를 발화하는데 문제를 야기시킬 수 있다. 따라서, 일부 치의학 및 병리학에서는 물리적인 구강 내 구조와 기계적인 구강 내 운동의 연관성에 대해 일부 연구를 수행하고 있으나, 임상에서 실제로 적용하여 연구 및 예방, 진단, 치료를 수행하는 경우는 없었다. 따라서 구개 운동을 측정하는 것은 물리적인 구강 구조 및 기계적인 구개 운동에 의한 질병의 예방 및 조기 진단과 치료 및 관리를 위한 근본적이면서 복합적인 원인과 대책을 제시할 수 있다.
따라서, 최근에는 혀의 위치를 측정하여 언어 장애를 진단할 수 있는 전자구개도 장치와 치아의 교합을 측정하여 부정교합 및 악안면 장애를 진단할 수 있는 전자 교합기가 소개되고 있다. 그러나, 임상에서 실제로 구강 내 물리적인 구조와 기계적인 운동을 동시에 측정할 수 있는 장치가 존재하지 않을 뿐만 아니라 물리적인 구강 구조에 대한 문제와 기계적인 구개 운동에 의한 질병들을 구분하여 복합적인 진단과 치료를 수행하는 경우는 없었다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1201176호(2012.11.13. 공고)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 치과용 전자 교합기의 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 물리적 구강 구조 및 구개 운동을 모니터링 함으로써 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합을 예측할 수 있는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 센서를 기반으로 하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템에 있어서, 구강 내에 삽입되는 전자 교합기의 내부에 삽입되며, 압전형 필름을 이용한 매트릭스(Matrix) 형태로 배치되어 치아가 교합되는 부분과 구개부에 작용하는 압력을 센싱하는 복수의 센서, 그리고 상기 복수의 센서로부터 센싱된 신호를 상기 센서의 위치를 기반으로 채널별로 분류하고, 상기 분류된 채널을 분석하여 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합 여부를 판단한 다음, 판단 결과를 디스플레이를 통해 출력하는 모니터링 장치를 포함한다.
상기 모니터링 장치는, 상기 복수의 센서로부터 신호 데이터를 수신하는 통신부, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터를 입력받는 입력부, 상기 수신된 신호 데이터를 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별하기 위해 신호처리를 수행하는 신호처리부, 상기 신호처리된 데이터를 채널별로 치아부와 구개부로 분류하고, 분류된 치아부의 교합 면적 및 교합력과 구개부의 접촉 면적을 분석하여 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합 중에서 어느 하나의 질병으로 판단하는 판단부, 그리고 상기 판단 결과를 디스플레이에 표시하는 출력부를 포함할 수 있다.
상기 판단부는, 아래위 턱의 교합에 따라 치아의 좌측 또는 우측에 가해지는 압력 값과, 치아의 좌측 또는 우측에서 압력을 센싱한 채널의 개수 및 치아의 앞측 또는 뒤측에서 압력을 센싱한 채널의 개수를 판단하고, 혀의 운동 위치에 따라 구개부의 좌측 또는 우측에서 압력을 센싱한 채널의 개수를 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 작고, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널 값보다 크면, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터를 비교하여 획득한 유사도를 이용하여 조음 장애 여부를 판단하고, 상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 작고, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널 값보다 작으면 정상으로 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 크고, 상기 치아의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제2 기준 채널 값보다 작으며, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널값보다 크면, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터를 비교하여 획득한 유사도를 이용하여 조음 장애 여부를 판단하고, 상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 크고, 상기 치아의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제2 기준 채널 값보다 작으며, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널값보다 작으면 악안면 장애로 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 작으면 조음 장애로 판단하고, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 크면 정상으로 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 크고, 상기 치아의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제2 기준 채널 값보다 크면, 상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이를 제3 기준 채널 값과 비교할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 작으며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 작으면 제3급 부정 교합으로 판단하고, 상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 작으며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 크면 정상으로 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 크며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 크면, 제2급 부정 교합으로 판단할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 크며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터 의 유사도가 기준치보다 작으면, 제1급 부정 교합으로 판단할 수 있다.
상기 제1 기준 채널 값은 상기 제2 기준 채널 값보다 작은 값을 가지고, 상기 제2 기준 채널 값은 제3 기준 채널 값보다 작은 값을 가질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 구강내 삽입 가능한 전자 교합기 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 치아의 교합력 및 교합 위치와 치아 및 구개(Palate)에 작용하는 혀의 운동 위치 및 세기를 측정함으로써, 언어 장애, 부정교합, 악안면 장애와 같은 질병을 예방하고, 질병 발생을 복합적으로 진단 및 관리할 수 있다.
또한 본 발명의 따르면, 일상 생활 속 자연스러운 상태에서 발현되는 치아의 교합력 및 교합 위치, 구개 내에 작용하는 혀의 운동 능력을 측정할 수 있으며, 개인이 인지하지 못한 상태에서 치아 및 구개에 작용하는 혀의 접촉특성 등을 정확하게 모니터링할 수 있고, 개인의 악습관을 피드백하여 구개 운동 관련 질병의 근본적인 문제점에 대한 치료가 가능한 장점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 전자 교합기가 구강 내에 밀착될 수 있도록 마우스피스 형태로 형성하고, 인쇄회로기판에 설계되는 IC가 일체형으로 통합되어 집적화가 이루어지도록 함으로서 사이즈에 따른 불편이 적고 구강 내 삽입을 용이하게 할 수 있으며, 구강 내에 삽입하였을 때 이질감이 들지 않도록 하여 측정 대상자의 불편함을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 모니터링 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템을 이용한 구개 운동 관련 질병 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 S310단계에서 전자 교합기에 삽입된 복수의 센서를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 S340단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 S350단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6에 도시된 S354단계에서 조음 장애 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 측정 대상자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템은 치과용 전자 교합기(100), 복수의 센서(200) 및 모니터링 장치(300)를 포함한다.
먼저, 치과용 전자 교합기(100)는 구강 내에 삽입되는 것으로 윗니와 구개부에 밀착되는 형태로 성형되며, 내측에 복수의 센서(200)가 삽입된다. 그리고 치과용 전자 교합기(100)는 생체 적합 소재인 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Elastomer, TPE)로 사출 성형되어 생물학적 안정성을 보장하고, 측정 대상자로 하여금 이질감이 들지 않도록 제작하는 것이 바람직하다.
복수의 센서(200)는 치과용 전자 교합기(100)의 내부에 삽입되어 치아 및 개구부에서 발생하는 압력을 센싱하고, 센싱된 신호는 모니터링 장치(300)에 전달한다.
마지막으로, 모니터링 장치(300)는 센싱된 신호를 수집하고, 수집된 신호를 센서의 위치를 기반으로 채널별로 분류한다. 그 다음, 모니터링 장치(300)는 분류된 채널을 분석하여 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합 여부를 판단한 다음, 판단 결과를 디스플레이를 통해 출력한다.
이하에서는 도 2를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치(300)에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 모니터링 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 장치(300)는 통신부(310), 입력부(320), 신호처리부(330), 판단부(340) 및 출력부(350)를 포함한다.
먼저, 통신부(310)는 복수의 센서(200)에서 센싱된 신호를 수신한다.
그리고, 입력부(320)는 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터를 입력받는다. 혀, 입술 및 턱 등의 발음기관이 제대로 움직이지 않게 되면 발음 장애가 발생된다. 따라서, 입력부(320)는 자음 또는 모음을 발화할 때의 조음 위치를 기반으로 혀의 운동 특성 데이터를 입력받아 저장한다.
신호처리부(330)는 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호의 잡음을 제거한다. 그 다음, 신호처리부(330)는 센서의 배열 위치에 따른 압력 레벨을 반영하여 센싱된 신호를 연산 처리한다. 즉, 신호처리부(330)는 멀티플렉서 채널을 이용하여 수신된 신호를 연산 처리하고, 복수의 센서에 가해지는 압력 신호의 크기 및 위치를 판별한다.
판단부(340)는 판별된 압력 신호의 크기 및 위치를 이용하여 조음장애, 악안면 장애 및 부정 교합 중에서 어느 하나의 구개 운동 관련 질병으로 판단한다. 즉, 판단부(340)는 치아에 가해지는 압력값 및 센싱된 채널수와 개구부에서의 혀의 위치에 따라 센싱된 채널수를 이용하여 구개 운동 관련 질병을 판단한다.
마지막으로 출력부(350)는 판단된 결과를 디스플레이를 통해 표시한다. 이때, 출력부(350)는 치아의 교합력, 교합 위치, 구개 내에 작용하는 혀의 운동 특성을 도식화된 형태로 출력하며, 조음장애, 악안면 장애, 1급 내지 3급의 부정교합에 대한 보충설명을 제공한다. 또한, 출력부(350)는 일정 기간 동안 측정된 기존의 데이터를 호출하고, 호출된 기존의 데이터와 현재 시점에서 판단된 결과를 비교하여 출력한다.
이하에서는 도 3 내지 도 7을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템을 이용한 구개 운동 관련 질병 예측 방법에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템을 이용한 구개 운동 관련 질병 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 복수의 센서(200)는 치아의 교합과 혀의 운동에 따른 압력을 센싱한다(S310).
측정대상자는 마우스피스 형태로 형성된 치과용 전자 교합기(100)를 윗니에 끼워 넣어 치아와 개구부에 밀착시킨다. 그러면, 치과용 전자 교합기(100) 내에 포함된 복수의 센서(200)는 측정대상자의 윗니와 아랫 사이에 발생되는 교합위치, 교합력 그리고 혀의 운동 위치에 따른 압력을 센싱한다.
도 4는 도 3에 도시된 S310단계에서 전자 교합기에 삽입된 복수의 센서를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 센서(200)는 압전형 필름을 활용한 매트릭스(Matrix)구조로 구성된다. 즉, 복수의 센서(200)는 라인 형태로 치아의 방향, 악골 및 개구부의 구조에 따라 행방향 및 열방향으로 배열된다. 그리고, 복수의 센서(200)는 측정 대상자가 무의식적으로 행하는 구개 운동을 센싱하고, 센싱된 접촉 신호를 모니터링 장치(300)에 전달한다.
그러면, 모니터링 장치(300)는 센싱된 신호를 연산 처리한다(S320)
신호처리부(330)는 복수의 센서(200)로부터 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 그리고 신호처리부(330)는 배열된 센서의 위치에 따라 구강 내 가해지는 접촉 강도(압력)가 상이하므로 이를 반영하여 복수의 센서로부터 센싱되는 신호를 연산 처리한다.
즉, 신호처리부(330)는 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별해내기 위한 연산을 수행하며 이때, 채널에 따른 신호 데이터 라인의 수는 배열된 소자의 행과 열을 곱해준 수와 같도록 한다.
그 다음, 신호처리부(330)는 연산 처리된 신호 데이터를 판단부(340)에 전달한다.
판단부(340)는 수신된 신호 데이터를 채널별로 치아부와 구개부로 분류한다(S330).
부연하자면, 판단부(340)는 치아와 구개부에 가해지는 압력을 이용하여 물리적인 구강 구조에 따라 발생할 수 있는 질병과 기계적인 구강 내 운동에 의해 발생되는 질병을 한꺼번에 판단하여 예측할 수 있다.
따라서, 판단부(340)는 치아에 분포되어 있는 센서를 이용하여 치아의 교합 정도를 판단하고, 구개부에 분포되어 있는 센서를 이용하여 혀의 운동 특성을 판단할 수 있도록 센서의 위치를 기반으로 수신된 신호 데이터를 치아부와 구개부로 분류한다.
그 다음, 판단부(340)는 치아부의 좌측 또는 우측에 가해지는 압력값과 센싱된 채널 개수를 판단하고, 구개부에서 센싱된 채널 개수를 판단한다(S340).
도 5는 도 3에 도시된 S340단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 판단부(340)는 아래위 턱의 교합에 따라 치아의 좌측 또는 우측에 가해지는 압력 값과, 치아의 좌측 또는 우측에서 압력을 센싱한 채널의 개수 및 치아의 앞측 또는 뒤측에서 압력을 센싱한 채널의 개수를 판단한다.
또한, 판단부(340)는 혀의 운동 위치에 따라 구개부의 좌측 또는 우측에서 압력을 센싱한 채널의 개수를 판단한다.
S340단계가 완료되면 판단부(340)는 판단된 압력 값 및 채널 개수를 이용하여 조음 장애, 악안면 장애 및 부정교합 중에서 어느 하나의 질병을 예측한다(S350).
이하에서는 도 6을 이용하여 S350단계에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 6은 도 3에 도시된 S350단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 판단부(340)는 판단된 치아의 좌측 압력 값과 치아의 우측 압력 값의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값이 10N 를 초과하는지 여부를 판단한다(S351).
판단 결과 차이값이 10N보다 작으면, 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이를 산출한다. 그리고 산출된 채널값이 2 채널을 초과하는지 여부를 판단한다(S352).
반면에 차이값 10N보다 크면, 치아부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이를 산출한다. 그리고 산출된 채널값이 3 채널을 초과하는 지 여부를 판단한다(S353).
그리고 S352단계에서 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 2 채널보다 작으면, 판단부(340)는 정상으로 판단하고, 다음 시점에서 센싱된 신호를 입력받는다.
반면에 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 2 채널보다 크면, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도를 비교하여 조음 장애 여부를 판단한다(S354).
도 7은 도 6에 도시된 S354단계에서 조음 장애 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
혀의 위치에 따라 발화되는 자음의 발음이 부정확해질 수 있다. 일반적으로 자음의 조음 위치는 양순음, 치조음, 경구개음, 연구개음 및 후두음으로 분류된다. 따라서, 입력부(320)는 자음을 정확하게 발음할 경우에서의 혀의 운동 특성 데이터를 입력받는다. 그리고, 판단부(340)는 입력된 혀의 운동 특성 데이터와 구개부에서 센싱된 신호를 비교하여 조음 장애 여부를 판단한다.
예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 판단부(340)는 특정 단어를 정확하게 발음했을 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서 발화하였을 때 획득한 혀의 운동 특성데이터를 비교한다. 그리고, 혀의 운동 데이터의 유사도가 크면, 판단부(340)는 정상으로 판단하고, 다음 시점에서 센싱된 신호를 입력받는다.
반면에 혀의 운동 데이터 유사도가 작으면, 판단부(340)는 측정 대상자에게 조음 장애가 있는 것으로 판단한다.
그리고 S353단계에서 치아부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수 차이가 3 채널보다 크면, 치아부의 앞측에서 센싱한 채널 개수와 뒤측에서 센싱한 채널 개수의 차이가 8 채널을 초과하는지 여부를 판단한다(S355).
반면에 S353단계에서 치아부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수 차이가 3 채널보다 작으면, 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이를 산출한다. 그리고 산출된 채널값이 2 채널을 초과하는지 여부를 판단한다(S356).
여기서, 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 2 채널보다 크면, S354단계를 반복 수행하여 조음 장애 여부를 판단한다.
반면에, 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 2 채널보다 작으면, 판단부(340)는 측정 대상자에게 악안면 장애가 있는 것으로 판단한다.
그리고 S355단계에서 치아부의 앞측에서 센싱한 채널 개수와 뒤측에서 센싱한 채널 개수의 차이가 8 채널보다 작은 것으로 판단하면, 판단부(340)는 입력된 혀의 운동 특성 데이터와 구개부에서 센싱된 신호를 비교하여 조음 장애 여부를 판단한다(S357).
부연하자면, 판단부(340)는 특정 단어를 정확하게 발음했을 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서 발화하였을 때 획득한 혀의 운동 특성데이터를 비교한다. 그리고, 혀의 운동 데이터의 유사도가 크면, 판단부(340)는 정상으로 판단하고, 다음 시점에서 센싱된 신호를 입력받는다.
반면에 혀의 운동 데이터 유사도가 작으면, 판단부(340)는 측정 대상자에게 3급 부정교합이 있는 것으로 판단한다.
또한, S355단계에서 치아부의 앞측에서 센싱한 채널 개수와 뒤측에서 센싱한 채널 개수의 차이가 8 채널보다 큰 것으로 판단하면, 판단부(340)는 입력된 혀의 운동 특성 데이터와 구개부에서 센싱된 신호를 비교하여 조음 장애 여부를 판단한다(S358).
부연하자면, 판단부(340)는 특정 단어를 정확하게 발음했을 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서 발화하였을 때 획득한 혀의 운동 특성데이터를 비교한다. 그리고, 혀의 운동 데이터의 유사도가 작으면, 판단부(340)는 측정 대상자에게 2급 부정교합이 있는 것으로 판단한다.
반면에, 혀의 운동 데이터의 유사도가 크면, 판단부(340)는 측정 대상자에게 1급 부정교합이 있는 것으로 판단한다.
S350 단계가 완료되면, 출력부(350)는 결과를 디스플레이를 통해 표시한다 (S360).
또한, 본 발명의 실시예에서는 보호자에 의해 소지되거나 병의원 등에서 사용되는 사용자 단말에 기 설치된 어플리케이션이 실행되면, 모니터링 장치(300)로부터 S560 단계에서 표시한 치아의 교합력, 교합 위치, 구개 내에 작용하는 혀의 운동 특성을 도식화된 형태로 출력하며, 조음장애, 악안면 장애, 1급 내지 3급의 부정교합에 대한 보충설명을 제공한다. 또한, 출력부(350)는 일정 기간 동안 측정된 기존의 데이터를 호출하고, 호출된 기존의 데이터와 현재 시점에서 판단된 결과를 비교하여 출력한다.
이와 같이 본 발명에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템은 구강내 삽입 가능한 전자 교합기 내부에 삽입된 복수의 센서를 이용하여 치아의 교합력 및 교합 위치와 치아 및 구개(Palate)에 작용하는 혀의 운동 위치 및 세기를 측정함으로써, 언어 장애, 부정교합, 악안면 장애와 같은 질병을 예방하고, 질병 발생을 복합적으로 진단 및 관리할 수 있다.
또한 본 발명의 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템은 일상 생활 속 자연스러운 상태에서 발현되는 치아의 교합력 및 교합 위치, 구개 내에 작용하는 혀의 운동 능력을 측정할 수 있으며, 개인이 인지하지 못한 상태에서 치아 및 구개에 작용하는 혀의 접촉특성 등을 정확하게 모니터링할 수 있고, 개인의 악습관을 피드백하여 구개 운동 관련 질병의 근본적인 문제점에 대한 치료가 가능한 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 구개 운동 관련 질병 예측 시스템은 전자 교합기가 구강 내에 밀착될 수 있도록 마우스피스 형태로 형성하고, 인쇄회로기판에 설계되는 IC가 일체형으로 통합되어 집적화가 이루어지도록 함으로서 사이즈에 따른 불편이 적고 구강 내 삽입을 용이하게 할 수 있으며, 구강 내에 삽입하였을 때 이질감이 들지 않도록 하여 측정 대상자의 불편함을 최소화시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 치과용 전자 교합기
200 : 복수의 센서
300 : 모니터링 장치
310 : 통신부
320 : 입력부
330 : 신호처리부
340 : 판단부
350 : 출력부

Claims (11)

  1. 센서를 기반으로 하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템에 있어서,
    구강내에 삽입되는 전자 교합기의 내부에 삽입되며, 압전형 필름을 이용한 매트릭스(Matrix) 형태로 배치되어 치아가 교합되는 부분과 구개부에 작용하는 압력을 센싱하는 복수의 센서, 그리고
    상기 복수의 센서로부터 센싱된 신호를 상기 센서의 위치를 기반으로 채널별로 분류하고, 상기 분류된 채널을 분석하여 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합 여부를 판단한 다음, 판단 결과를 디스플레이를 통해 출력하는 모니터링 장치를 포함하며,
    상기 모니터링 장치는,
    상기 복수의 센서로부터 신호 데이터를 수신하는 통신부,
    특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터를 입력받는 입력부,
    상기 수신된 신호 데이터를 채널의 행과 열에 따른 압력 신호의 크기 및 위치를 판별하기 위해 신호처리를 수행하는 신호처리부,
    상기 신호처리된 데이터를 채널별로 치아부와 구개부로 분류하고, 분류된 치아부의 교합 면적 및 교합력과 구개부의 접촉 면적을 분석하여 조음장애, 악안면 장애 및 부정교합 중에서 어느 하나의 질병으로 판단하는 판단부, 그리고
    상기 판단 결과를 디스플레이에 표시하는 출력부를 포함하며,
    상기 판단부는,
    아래위 턱의 교합에 따라 치아의 좌측 또는 우측에 가해지는 압력 값과, 치아의 좌측 또는 우측에서 압력을 센싱한 채널의 개수 및 치아의 앞측 또는 뒤측에서 압력을 센싱한 채널의 개수를 판단하고,
    혀의 운동 위치에 따라 구개부의 좌측 또는 우측에서 압력을 센싱한 채널의 개수를 판단하며,
    상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 작고, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널 값보다 크면, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터를 비교하여 획득한 유사도를 이용하여 조음 장애 여부를 판단하고,
    상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 작고, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널 값보다 작으면 정상으로 판단하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 크고, 상기 치아의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제2 기준 채널 값보다 작으며, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널값보다 크면, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터를 비교하여 획득한 유사도를 이용하여 조음 장애 여부를 판단하고,
    상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 크고, 상기 치아의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제2 기준 채널 값보다 작으며, 상기 구개부의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제1 기준 채널값보다 작으면 악안면 장애로 판단하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 작으면 조음 장애로 판단하고,
    특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 크면 정상으로 판단하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 치아의 좌측 압력 값과 우측 압력 값의 차이가 기 설정된 기준 압력값보다 크고, 상기 치아의 좌측에서 센싱한 채널의 개수와 우측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제2 기준 채널 값보다 크면,
    상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이를 제3 기준 채널 값과 비교하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 작으며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 작으면 제3급 부정 교합으로 판단하고,
    상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 작으며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 크면 정상으로 판단하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 크며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터의 유사도가 기준치보다 크면, 제2급 부정 교합으로 판단하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 치아의 앞측에서 센싱한 채널의 개수와 뒤측에서 센싱한 채널의 개수의 차이가 제3 기준 채널 값보다 크며, 특정 단어를 발화할 때의 혀의 운동 특성 데이터와 현재 시점에서의 혀의 운동 데이터 의 유사도가 기준치보다 작으면, 제1급 부정 교합으로 판단하는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기준 채널 값은 상기 제2 기준 채널 값보다 작은 값을 가지고,
    상기 제2 기준 채널 값은 상기 제3 기준 채널 값보다 작은 값을 가지는 구개 운동 관련 질병 예측 시스템.
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