KR102547769B1 - 질환 진단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 질환 진단 장치를 제공하며, 대상체의 양안에 장착되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 장착되고, 제1 동공을 연속적으로 촬상하는 제1 카메라 모듈과, 상기 제1 카메라 모듈과 이격되게 배치되며, 제2 동공을 연속적으로 촬상하는 제2 카메라 모듈과, 상기 하우징, 상기 제1 카메라 모듈 및 상기 제2 카메라 모듈 중 적어도 하나에 장착되는 광원 유닛, 및 상기 광원 유닛을 구동 시에, 상기 제1 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제1 동공의 반응과 상기 제2 카메라 모듈에서 촬상된 제2 동공의 반응을 비교하여 질환을 진단하는 프로세서를 포함한다.

Description

질환 진단 장치{Apparatus for diagnosing disease}

본 발명은 질환 진단 장치 및 질환 진단 방법에 관한 것이다.

뇌 질환, 즉　뇌혈관　질환은　뇌혈관이 터지는 뇌출혈,　뇌혈관이 혈전 등에 의해 막히는 뇌경색,　뇌혈관이 비정상적으로 부풀어 오르는 뇌동맥류 등이 있고, 뇌출혈과 뇌경색을 아울러서 '뇌졸중'이라 한다.

이와 같은 뇌 질환을　진단하기 위해, 초음파진단, 뇌 CT, 뇌 MRI (Magnetic Resonance Imaging)와 같은 비침습적 기법들이 이용되고 있다.

상기 초음파 진단　방법은 경동맥 초음파진단으로 경동맥의 죽상 동맥경화증성 병변을 비침습적으로 쉽게　진단　가능하다. 또한, 경두개 도플러 검사 (transcranial Doppler)로 두개강 내의 뇌혈류를 측정하여 임상에 응용한다.

상기 뇌 CT를 이용하는　진단　방법은 출혈성 질환　진단에 좋으며 최근에 발달된 기술로 뇌 혈류상태,　뇌혈관　촬영을 하여　뇌졸중 환자 치료에 큰 도움이 된다.

상기 뇌 MRI를 이용하는　진단　방법은 뇌 CT에 비하여 두개골에 의한 인공음영 영향이 없어서 뇌간, 소뇌, 측두엽 부위의 병소를 소상히　진단할 수 있고, 뇌경색의 조기 발견, 뇌관류 상태의 미세진단이 가능하며 아울러　뇌혈관　상태를 면밀하게　진단　가능함에 따라, 뇌조직의 상태를　진단하는 데 가장 좋은 방법이라고 할 수 있다.

특히,　뇌졸중(Stroke)은 뇌에 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나 파열되어 뇌 손상이 오고, 이에 따른 신체장애를 발생시키는 질환으로서, 전세계적으로 가장 중요한 사망 원인이며, 사망에 이르지 않더라도 영구적 장애를 일으키는 고위험성 질환으로 분류된다.

종래에　뇌졸중은 주로 노인 질환으로 인식되었으나, 최근에는 30, 40대에서도　뇌졸중이 흔히 발병함에 따라, 노년뿐만 아니라, 청년, 장년에게도 광범위하게 발생하는 매우 위험한 질환으로 인식되고 있다.

이러한　뇌졸중은 뇌에 혈액을 공급하는 혈관이 막혀서 발생하는 '허혈성　뇌졸중 (ischemic stroke)'과 뇌로 가는 혈관이 터지면서 출혈이 발생하는 '출혈성　뇌졸중 (cerebral hemorrhage)'의 2가지 형태로 구분될 수 있다.

상기 허혈성　뇌졸중은 전체　뇌졸중의 약 80%를 차지하고, 허혈성　뇌졸중의 대부분은 응고된 혈액 덩어리인 혈전 (thrombosis)이 뇌에 산소와 영양분을 공급하는 혈관을 막아서 발생한다.

　뇌졸중을　진단하기 위해 다양한 검사들이 개발되었고, 그 중에서 CT (computed tomography)를 활용한 방법은 비교적 빠른 시간에 검사를 진행할 수 있다.

한편, 뇌 비조영 CT 영상을 기반으로 뇌경색의 중증 정도를 ASPECTS 등을 통해 점수화할 경우, 임상 의사의 영역 판단 및 해석에 따라　진단　결과의 차이가 발생함에 따라,　진단　결과의 일관성을 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

그리고 종래기술에 따른 뇌질환 분석장치는　진단대상자로부터 획득한 CT나 MRI 등의 의료 영상에서 뇌 병변만을 검출한 후 정규화하는 방식을 적용함에 따라, 각 환자의 의료 영상에서 추출되는 영역이 일관적이지 않고 서로 달라 중증 정도를 점수화할 때 오차 발생 확률이 높다는 문제점이 있었다.

따라서,　정확하고 간단한 방식으로 뇌혈관 질환을 진단하는 기술에 대한 개발이 요구된다.

국제공개공보 WO2020/129834(2020.06.25.)

본 발명은 정확하고 간단하게 질환을 진단하는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면은 하우징과, 상기 하우징의 내부에 장착되고, 대상체의 제1 동공을 연속적으로 촬상하는 제1 카메라 모듈과, 상기 제1 카메라 모듈과 이격되게 배치되며, 상기 대상체의 제2 동공을 연속적으로 촬상하는 제2 카메라 모듈과, 상기 하우징, 상기 제1 카메라 모듈 및 상기 제2 카메라 모듈 중 적어도 하나에 장착되는 광원 유닛, 및 상기 광원 유닛을 구동 시에, 상기 제1 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제1 동공의 반응과 상기 제2 카메라 모듈에서 촬상된 제2 동공의 반응을 비교하여 질환을 진단하는 프로세서를 포함하는 질환 진단 장치를 제공한다.

또한, 상기 프로세서는 상기 제1 동공의 반응 속도와 상기 제2 동공의 반응 속도를 비교하고, 반응 속도의 차이가 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 대상체가 질환을 보유하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 상기 제1 동공의 변화량과 상기 제2 동공의 변화량을 비교하고, 변화량의 차이가 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 대상체가 질환을 보유하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 광원 유닛이 구동되기 전에는 상기 대상체와 상기 하우징 사이의 진단 공간을 어두운 제1 환경으로 설정하고, 상기 광원 유닛이 구동 하면, 상기 광원 유닛의 빛으로 상기 진단 공간은 밝은 제2 환경으로 설정되되, 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈은 상기 제1 환경에서 조리개의 개방을 줄인 상태를 유지하고, 상기 광원 유닛이 구동 되면 상기 제2 환경에 맞게 조리개의 개방을 조절할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 제1 카메라 모듈이 제1 동공에 정렬되고, 제2 카메라 모듈이 제2 동공에 정렬되도록 질환 진단 장치를 장착하는 단계와, 광원 유닛을 구동하면서, 상기 제1 카메라 모듈이 연속적으로 상기 제1 동공을 촬상하고, 상기 제2 카메라 모듈이 연속적으로 상기 제2 동공을 촬상하는 단계, 및 상기 제1 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제1 동공의 반응과 상기 제2 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제2 동공의 반응을 비교하여 질환을 진단하는 단계를 포함하는 질환 진단 방법을 제공한다.

또한, 상기 광원 유닛이 구동되기 전에, 상기 제1 카메라 모듈의 제1 조리개와 상기 제2 카메라 모듈의 제2 조리개의 개방을 줄인 상태를 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 질환을 진단하는 단계는 상기 제1 동공의 반응 속도와 상기 제2 동공의 반응 속도를 비교하거나, 상기 제1 동공의 변화량과 상기 제2 동공의 변화량을 비교할 수 있다.

본 발명에 따른 질환 진단 장치 및 질환 진단 방법은 대상체의 동공의 반응을 이용하여 간단하고 신속하게 질환의 유무나 질환의 정도를 진단할 수 있다. 본 발명은 대상체의 양안을 어두운 제1 환경에서 밝은 제2 환경으로 변화시키고, 양쪽 동공의 반응을 측정하고, 반응의 차이를 기초로 질환을 진단할 수 있다.

본 발명에 따른 질환 진단 장치 및 질환 진단 방법은 갑작스러운 조명의 변화에도 양쪽 동공의 영상을 획득할 수 있다. 어두운 제1 환경에서 카메라 모듈의 조리개를 줄여 놓은 상태에서, 광원 유닛을 구동시키므로, 제1 환경에서 제2 환경으로 변화하는 시점에서의 동공의 이미지를 촬영할 수 있다.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 진단 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 질환 진단 장치를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 질환 진단 장치의 일부를 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 1의 질환 진단 장치를 이용하여 촬상한 이미지의 일 예이다.
도 5는 도 1의 질환 진단 장치를 이용하여 촬상한 이미지의 다른 예이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 질환 진단 방법을 도시하는 순서도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 진단 장치를 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1의 질환 진단 장치를 개념적으로 도시하는 도면이며, 도 3은 도 1의 질환 진단 장치의 일부를 도시하는 블록도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 질환 진단 장치(100)는 대상체의 얼굴에 장착되어, 양쪽 눈의 동공을 촬영할 수 있다. 질환 진단 장치(100)는 대상체의 양안에서 촬영된 이미지나 영상을 분석하여, 질환의 유무, 질환의 증상 정도를 진단할 수 있다.

이하에서, 대상체는 질환의 유무를 검사하기 위한 사람과, 질환의 변화를 검사하기 위한 환자, 질환을 판단하기 위해서 레퍼런스 데이터를 확보하기 위해서 검사를 진행한 사람을 포함할 수 있다. 또한, 대상체는 동물을 포함할 수 있다.

이하에서, 대상체의 제1 동공(L)은 좌안의 동공으로 정의하고, 제2 동공(R)은 우안의 동공으로 정의한다.

질환 진단 장치(100)는 다양한 질환의 유무나 증상 정도를 진단할 수 있다. 질환 진단 장치(100)는 동공의 반응 정보를 이용하여 질환을 측정하는 것이며, 특정 질환에 한정되지 않는다. 예를 들어, 질환 진단 장치(100)는 뇌혈관 질환, 인지 질환, 알츠하이머, 뇌졸중 등 다양한 질환의 유무나 증상 정도를 진단할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 질환 진단 장치는 뇌혈관 질환의 유무를 판단하는 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.

질환 진단 장치(100)는 하우징(110), 제1 카메라 모듈(120), 제2 카메라 모듈(130), 광원 유닛(140), 통신 모듈(150), 프로세서(160) 및 데이터 스토리지(170) 를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 질환 진단 장치(100)의 외관을 형성하며, 내부 공간에 제1 카메라 모듈(120), 제2 카메라 모듈(130), 광원 유닛(140), 통신 모듈(150) 및 프로세서(170) 및 데이터 스토리지(170)가 장착될 수 있다.

하우징(110)은 질환 진단 장치(100)을 구성하는 다양한 부품을 설치할 수 있는 공간을 제공하며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 하우징(110)은 헤드 마운트 기어의 형태를 가지는 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.

하우징(110)의 내부에는 대상체의 제1 동공(L)과 제2 동공(R)에 각각 정렬되는 제1 카메라 및 광원 모듈(120)과 제2 카메라 및 광원 모듈(130)이 배치된다.

선택적인 실시예로, 하우징(110)은 대상체의 머리에 접촉하는 부분에 쿠션 부재(115)가 배치될 수 있다. 질환 진단 장치(100)를 머리에 장착하면, 양안의 전방과 질환 진단 장치(100)에 의해서 커버되는 진단 공간(DS)이 형성된다. 동공의 반응을 정확하게 측정하기 위해서는 외부 빛이 진단 공간(DS)으로 유입되는 것을 차단해야 한다. 쿠션 부재(115)는 대상체와 밀착되어, 외부 빛이 들어오는 것을 방지할 수 있다.

선택적인 실시예로, 하우징(110)은 밴드(116)가 구비되어, 질환 진단 장치(100)를 대상체의 머리에 고정될 수 있다.

제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130) 은 대상체의 양안을 연속적으로 촬영하여, 동공의 변화에 대한 영상을 생성할 수 있다. 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 서로 영상이 동기화 되어, 동시에 대상체의 양안을 촬영할 수 있다.

제1 카메라 모듈(120)은 하우징(110)의 내부에 장착되고, 제1 동공(L)을 연속적으로 촬상할 수 있다. 제1 카메라 모듈(120)은 제1 케이스(121), 제1 렌즈(122), 제1 조리개(123), 제1 이미지 센서(124)를 포함할 수 있다.

제1 케이스(121)는 제1 카메라 모듈(120)의 외관을 형성하고, 내부에 제1 렌즈(122), 제1 조리개(123) 및 제1 이미지 센서(124)가 배치된다.

제1 렌즈(122)는 제1 동공(L)과 마주보도록 배치되며, 제1 케이스(121)의 전방에 배치될 수 있다. 또한, 제1 카메라 모듈(120)는 내부에 포커스 렌즈, 배율 렌즈를 더 구비할 수 있다.

제1 조리개(123)는 제1 이미지 센서(124)로 들어오는 빛의 양을 조절할 수 있다.

제1 이미지 센서(124)는 제1 케이스(121)의 후방에 배치되고, 제1 동공(L)의 이미지가 촬상될 수 있다. 제1 이미지 센서(124)는 프로세서(160)와 전기적으로 연결되고, 제1 동공(L)의 이미지는 프로세서(160)로 전달 될 수 있다.

제2 카메라 모듈(130)은 하우징(110)의 내부에 장착되고, 제2 동공(R)을 연속적으로 촬상할 수 있다. 제2 카메라 모듈(130)은 제2 케이스(131), 제2 렌즈(132), 제2 조리개(133), 제2 이미지 센서(134), 제2 광원(135)을 포함할 수 있다. 제2 카메라 모듈(130)의 각 부품은 제1 카메라 모듈(120)의 각 부품과 실질적으로 동일한 바, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 제1 동공(L)과 제2 동공(R)을 동시에 촬상하도록 설정된다. 또한, 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 제1 동공(L)과 제2 동공(R)을 동일한 시간 동안 촬영하도록 설정된다. 그리하여, 질환 진단 장치(100)는 광원 유닛(140)의 구동에 의해 생성된 자극으로, 제1 동공(L)의 변화와 제2 동공(R)의 변화를 동시에 측정할 수 있다.

선택적 실시예로, 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 하우징(110)의 내부에서 위치 조절할 수 있다. 일 예로, 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 제1 동공(L)과 제2 동공(R)의 위치를 정렬하기 위해서 좌우 방향으로 위치를 조절 할 수 있다. 다른 예로, 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 초점을 조절하기 위해서 전후 방향으로 위치를 조절할 수 있다.

광원 유닛(140)은 하우징(110), 제1 카메라 모듈(120) 및 제2 카메라 모듈(130) 중 적어도 하나에 장착될 수 있다. 광원 유닛(140)은 진단 공간(DS)에 빛을 노출시켜서, 제1 동공(L)과 제2 동공(R)의 빛에 대한 반응을 생성할 수 있다.

일 실시예로, 광원 유닛(140)은 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)에 각각 배치될 수 있다. 제1 광원부(141)는 제1 카메라 모듈(120)에 장착되며, 제2 광원부(142)는 제2 카메라 모듈(130)에 장착될 수 있다.

다른 실시예로, 광원 유닛(140)은 하나로 구비될 수 있다. 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130) 사이에 배치되어, 광원 유닛()의 구동으로 동일한 자극이 양안으로 전달 될 수 있다.

또 다른 실시예로, 광원 유닛(140)은 쿠션 부재(115)에 장착되어 제1 동공(L)과 제2 동공(R)의 측면에서 광을 조사할 수 있다. 이때, 제1 광원부(141)와 제2 광원부(142)는 각각 쿠션 부재()의 양측에 배치될 수 있다.

광원 유닛(140) 빛을 생성하는 다양한 부품으로 설정될 수 있다. 일 예로, 광원 유닛(140)은 엘이디(LED) 일 수 있다. 광원 유닛(140)은 프로세서(160)에 의해서 제어되며, 구동 신호가 전달되면 빛을 진단 공간(DS)으로 노출시킨다.

광원 유닛(140)은 프로세서(160)에 의해서 제어되며, 광원 유닛(140)은 노출되는 광의 밝기, 파장 등을 조절할 수 있다.

프로세서(160)는 제1 카메라 모듈(120) 및 제2 카메라 모듈(130)과 연결되고 동공 영상으로부터 질환을 진단할 수 있다. 프로세서(160)는 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개방도를 조절할 수 있다.

프로세서(160)는 제1 이미지 센서(124)와 제2 이미지 센서(134)에서 촬상된 영상을 전달 받아, 영상으로부터 질환을 진단하기 위한 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 기초로 질환을 진단할 수 있다.

프로세서(160)는 광원 유닛(140)의 구동으로 생성된 자극에 의해서, 제1 카메라 모듈(120)에서 촬상된 제1 동공(L)의 반응과 제2 카메라 모듈(130)에서 촬상된 제2 동공(R)의 반응을 비교하여 질환을 진단할 수 있다.

도 4는 도 1의 질환 진단 장치를 이용하여 촬상한 이미지의 일 예이다.

도 4를 참조하면, 질환 진단 장치(100)는 동공의 반응 속도를 비교하여 질환을 진단할 수 있다.

대상체가 질환 진단 장치(100)를 착용하면, 광원 유닛(140)이 구동되기 전이므로, 진단 공간(DS)은 암전 상태이다. 이때, 제1 동공(L)과 제2 동공(R)은 확장된 상태이다.

광원 유닛(140)의 구동으로 빛이 진단 공간(DS)으로 노출되면, 홍채에 의해서 제1 동공(L)과 제2 동공(R)은 수축된다.

제1 카메라 모듈(120)은 제1 동공(L)의 반응을 연속적으로 촬영하고, 획득된 이미지 프레임을 프로세서(160)로 전달한다. 프로세서(160)는 전달 받은 이미지 프레임을 이용하여, 제1 동공(L)의 제1 반응 속도(V1)을 산출할 수 있다.

제2 카메라 모듈(130)은 제2 동공(R)의 반응을 연속적으로 촬영하고, 획득된 이미지 프레임을 프로세서(160)로 전달한다. 프로세서(160)는 전달 받은 이미지 프레임을 이용하여, 제2 동공(R)의 제2 반응 속도(V2)을 산출할 수 있다.

또한, 질환 진단 장치(100)는 진단 결과 및 영상을 통신 모듈(150)을 통하여 외부로 전송할 수 있다

프로세서(160)는 제1 동공(L)의 반응 속도와 제2 동공(R)의 반응 속도를 비교하고, 반응 속도의 차이가 기 설정된 범위를 벗어나면, 대상체가 질환을 보유하는 것으로 판단할 수 있다.

일 실시예로, 제1 카메라 모듈(120) 및 제2 카메라 모듈(130)은 동일한 시간 동안에 제1 동공(L)과 제2 동공(R)의 변화를 측정하여, 제1 반응 속도(V1)와 제2 반응 속도(V2)를 산출할 수 있다.

다른 실시예로, 제1 카메라 모듈(120)은 제1 동공(L)이 제1 크기(PL1)에서 제2 크기(PL2)로 변화되는 시간을 측정하고, 제2 카메라 모듈(130)은 제2 동공(R)이 제1 크기(PR1)에서 제2 크기(PR2)로 변화되는 시간을 측정하여, 제1 반응 속도(V1)와 제2 반응 속도(V2)를 측정할 수 있다.

프로세서(160)는 제1 반응 속도(V1)와 제2 반응 속도(V2)의 차이를 산출하고, 산출된 차이가 기 설정된 범위에 해당하는지 판단한다.

상세히, 산출된 반응 속도의 차이가 기 설정된 제1 범위에 해당하면, 프로세서(160)는 질환이 없는 것으로 판단할 수 있다.

산출된 반응 속도의 차이가 기 설정된 제1 범위는 벗어나나, 제2 범위에 포함되면, 대상체가 아직 질환을 보유하지는 않으나 지속적으로 모니터링 할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다. 제2 범위는 제1 범위를 포함되며, 제1 범위 보다 높은 범위인 것으로 정의한다. 예컨대, 산출된 반응 속도의 차이가 제1 범위는 벗어나나, 제2 범위에 해당하면, 프로세서(160)는 대상체가 뇌혈관 질환의 위험이 있는 것으로 판단하고, 지속적인 관리가 필요하다고 판단할 수 있다.

산출된 반응 속도의 차이가 기 설정된 제2 범위를 벗어나면, 대상체가 질환이 있는 것으로 판단한다. 예컨대, 프로세서(160)는 대상체가 뇌혈관 질환을 보유하므로, 즉시 치료가 필요하다고 진단할 수 있다.

도 5는 도 1의 질환 진단 장치를 이용하여 촬상한 이미지의 다른 예이다.

도 5를 참조하면, 프로세서(160)는 제1 동공(L)의 제1 변화량과 제2 동공(R)의 제2 변화량을 비교하고, 변화량의 차이가 기 설정된 범위를 벗어나면, 대상체가 질환을 보유하는 것으로 진단할 수 있다.

제1 카메라 모듈(120)은 제1 동공(L)의 반응을 연속적으로 촬영하고, 획득된 이미지 프레임을 프로세서(160)로 전달한다. 프로세서(160)는 전달 받은 이미지 프레임을 이용하여, 제1 동공(L)의 변화를 측정할 수 있다.

제2 카메라 모듈(130)은 제2 동공(R)의 반응을 연속적으로 촬영하고, 획득된 이미지 프레임을 프로세서(160)로 전달한다. 프로세서(160)는 전달 받은 이미지 프레임을 이용하여, 제2 동공(R)의 변화를 측정할 수 있다.

질환 진단 장치(100)는 진단한 결과 및 영상을 통신 모듈(150)을 외부 장치와 송수신 할 수 있고, 이를 기초로 인공지능을 이용한 빅데이터로 사용될 수 있다. 또한, 상기 데이터를 이용하여 질병의 예방진단에 활용하거나, 환자의 이력을 관리할 수 있다.

도 5에서, 진단 공간(DS)이 암전 상태에서 동공의 위치를 제1 위치로 정의하고, 광원 유닛(140)이 구동시에 동공의 수출된 위치를 제2 위치로 정의할 수 있다.

일 실시예로, 제1 카메라 모듈(120)은 제1 동공(L)의 제1 위치(PL1)와 제2 위치(PL2)를 측정하고, 프로세서(160)는 제1 동공(L)의 크기, 직경 또는 형상의 변화를 산출할 수 있다.

또한, 제2 카메라 모듈(130)은 제2 동공(R)의 제1 위치(PR1)와 제2 위치(PR2)를 측정하고, 프로세서(160)는 제2 동공(R)의 크기, 직경 또는 형상의 변화를 산출할 수 있다.

프로세서(160)는 제1 동공(L)의 제1 변화량과 제2 동공(R)의 제2 변화량을 비교하고, 산출된 차이가 기 설정된 범위에 해당하는지 판단한다.

상세히, 산출된 변화량의 차이가 기 설정된 제1 범위에 해당하면, 프로세서(160)는 질환이 없는 것으로 판단할 수 있다.

산출된 변화량의 차이가 기 설정된 제1 범위는 벗어나나, 제2 범위에 포함되면, 대상체가 아직 질환을 보유하지는 않으나 지속적으로 모니터링 할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다. 제2 범위는 제1 범위를 포함되며, 제1 범위 보다 높은 범위인 것으로 정의한다. 예컨대, 산출된 변화량의 차이가 제1 범위는 벗어나나, 제2 범위에 해당하면, 프로세서(160)는 대상체가 뇌혈관 질환의 위험이 있는 것으로 판단하고, 지속적인 관리가 필요하다고 판단할 수 있다.

산출된 변화량의 차이가 기 설정된 제2 범위를 벗어나면, 대상체가 질환이 있는 것으로 판단한다. 예컨대, 프로세서(160)는 대상체가 뇌혈관 질환을 보유하므로, 즉시 치료가 필요하다고 진단할 수 있다.

프로세서(160)는 제1 카메라 모듈(120)의 제1 조리개(123)와 제2 카메라 모듈(130)의 제2 조리개(133)의 개방도를 조절할 수 있다.

광원 유닛(140)이 구동되기 전에는 대상체와 하우징(110) 사이의 진단 공간(DS)을 어두운 제1 환경으로 설정되고, 광원 유닛(140)이 구동 하면, 광원 의 빛으로 진단 공간(DS)은 밝은 제2 환경으로 설정된다.

제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 제1 환경에서 조리개의 개방을 줄인 상태를 유지하고, 광원 유닛(140)이 구동 되면 제2 환경에 맞게 조리개의 개방을 조절한다. 이로써, 제2 환경으로 급격하게 변화되더라도, 카메라 모듈에서는 제1 환경에서 제2 환경으로 변화하는 시점에서의 동공 이미지를 확보할 수 있다.

통상적으로 어두운 제1 환경에서는 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개방도가 크게 설정되어야, 어두운 상태에서도 이미지 센서에서 영상을 촬상할 수 있다. 또한 밝은 제2 환경에서는 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개방도가 작게 설정되어야, 밝은 상태에서 이미지 센서에서 영상을 촬상할 수 있다.

그러나, 질환 진단 장치(100)는 광원 유닛(140)이 구동하면, 광량이 급격하게 증가하므로, 광원 유닛(140)이 구동하는 순간에 동공의 영상을 확보하는데 어려움이 있다. 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개방을 크게 설정해 둔 상태에서, 갑자기 광량이 증가하면 이미지 센서에서 영상을 확보할 수 없다.

프로세서(160)는 제1 환경에서 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개방을 줄인 상태를 유지한다. 그러므로, 광원 유닛(140)의 구동으로 급격하게 광량이 증가하더라도, 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 광원 유닛(140)이 구동되는 순간의 동공의 변화를 촬영할 수 있다.

프로세서(160)는 제1 환경에서 제2 환경으로 변화되는 시점의 이미지 프레임을 보정할 수 있다. 제1 환경에서 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개도는 작게 유지하므로, 제2 환경으로 변화는 순간에서는 이미지 프레임의 보정이 필요하다. 프로세서(160)는 제1 환경에서 제2 환경으로 변화는 순간, 카메라 모듈이 촬상하여 획득하는 초기의 이미지 프레임의 밝기를 보정할 수 있다.

도 3을 참조하면, 데이터 스토리지(170)는 동공의 영상 정보를 저장할 수 있다. 데이터 스토리지(170)는 프로세서(160)와 연결되어, 프로세서(160)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다.

통신 모듈(150)은 진달결과 및 영상을 외부 장치로 송신 또는 수신하고, 전달되는 데이터는 인공지능 이나 빅데이터 기반의 학습데이터에 활용할 수 있다

일 실시예로, 프로세서(160)는 카메라 모듈에서 촬영된 동공의 이미지 데이터를 데이터 스토리지(170)에 저장할 수 있다. 대상체가 주기적으로 질환 진단 장치(100)를 이용하여 검사를 진행한다면, 이전의 데이터와 현재 측정된 데이터를 비교하여, 질환의 유무, 발전 상황 등을 자세하게 분석할 수 있다.

일 실시예로, 프로세서(160)는 다수의 대상체에서 촬상한 이미지를 데이터 스토리지(170)에 저장하고, 저장된 데이터를 레퍼런스 데이터로 사용할 수 있다. 레퍼런스 데이터는 질환의 유무나 증상의 정도를 판단하는데 사용될 수 있다.

예를 들어, 질환 진단 장치(100)는 다수의 대상체의 양안의 동공을 촬상하며, 동공의 변화에 대한 정보를 가지는 이미지를 레퍼런스 데이터로 데이터 스토리지(170)에 저장된다.

프로세서(160)는 레퍼런스 데이터를 이용하여, 질환의 유무를 판단할 수 있는 경계값을 산출하거나, 질환의 정보를 판단할 수 있는 경계값을 산출할 수 있다. 예컨대, 프로세서(160)는 기계학습으로 레퍼런스 데이터를 기초하여, 뇌혈관 질환의 유무를 판단하는 제1 범위와, 뇌혈관 질환의 정도를 판단하는 제2 범위의 경계 값을 설정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 질환 진단 방법을 도시하는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 질환 진단 방법은, 제1 카메라 모듈이 제1 동공에 정렬되고, 제2 카메라 모듈이 제2 동공에 정렬되도록 질환 진단 장치를 장착하는 단계(S10)와, 상기 제1 카메라 모듈의 제1 조리개와 상기 제2 카메라 모듈의 제2 조리개의 개방을 줄인 상태를 유지하는 단계(S20)와, 광원 유닛을 구동하면서, 상기 제1 카메라 모듈이 연속적으로 상기 제1 동공을 촬상하고, 상기 제2 카메라 모듈이 연속적으로 상기 제2 동공을 촬상하는 단계(S30) 및 상기 제1 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제1 동공의 반응과 상기 제2 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제2 동공의 반응을 비교하여 질환을 진단하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.

제1 카메라 모듈이 제1 동공에 정렬되고, 제2 카메라 모듈이 제2 동공에 정렬되도록 질환 진단 장치를 장착하는 단계(S10)에서는, 질환 진단 장치(100)를 대상체에 장착한다.

제1 카메라 모듈(120)은 제1 동공(L)에 정렬되고, 제2 카메라 모듈(130)은 제2 동공(R)에 정렬된다. 질환 진단 장치(100)가 대상체의 머리에 장착된 이후에, 소정의 시간동안 유지하면, 진단 공간(DS)은 암전 상태이므로 제1 동공(L)의 크기와 제2 동공(R)의 크기는 확장된다.

상기 제1 카메라 모듈의 제1 조리개와 상기 제2 카메라 모듈의 제2 조리개의 개방을 줄인 상태를 유지하는 단계(S20)에서는, 프로세서(160)에서 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개방도를 축소시킨다.

진단 공간(DS)이 암전 상태인 제1 상태이면, 통상적으로 카메라는 이미지를 획득하기 위해서 조리개를 열어서 광량을 증대한다. 그러나, 질환 진단 장치(100)는 제1 상태에서 진단 공간(DS)이 밝은 제2 상태로 급격하게 변화하는데, 그 변화 시점에서 선명한 이미지를 획득하기 위해서, 미리 조리개의 개도를 줄여 놓는다. 제1 조리개(123)와 제2 조리개(133)의 개방도를 줄여놓으면, 제1 상태에서 제2 상태로 변화하는 순간의 동공 이미지를 획득할 수 있다.

광원 유닛을 구동하면서, 상기 제1 카메라 모듈이 연속적으로 상기 제1 동공을 촬상하고, 상기 제2 카메라 모듈이 연속적으로 상기 제2 동공을 촬상하는 단계(S30)에서는, 광원 유닛(140)이 구동되어 제2 상태로 변환한다. 제1 카메라 모듈(120)과 제2 카메라 모듈(130)은 연속적으로 제1 동공(L)과 제2 동공(R)의 촬영하여, 동공의 변화를 촬상한다.

상기 제1 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제1 동공의 반응과 상기 제2 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제2 동공의 반응을 비교하여 질환을 진단하는 단계(S40)에서는, 프로세서(160)에서 제1 동공(L)의 촬상된 이미지와, 제2 동공(R)의 촬상된 이미지를 비교하여 질환의 유무, 질환의 정도를 진단할 수 있다.

예컨대, 프로세서(160)는 제1 동공(L)의 제1 반응 속도(V1)와 제2 동공(R)의 제2 반응 속도(V2)를 비교하여, 질환의 유뮤나 질환의 정도를 진단할 수 있다. 또한, 프로세서(160)는 제1 동공(L)의 제1 변화량과 제2 동공(R)의 제2 변화량을 비교하여, 질환의 유뮤나 질환의 정도를 진단할 수 있다.

선택적 실시예로, 질환 진단 방법은 레퍼런스 데이터를 획득하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 레퍼런스 데이터는 프로세서(160)에서 질환을 진단하기 비교하는 데이터로, 다수의 대상체에서 촬상한 영상 이미지로 획득할 수 있다.

프로세서(160)는 레퍼런스 데이터를 이용하여, 질환의 유무를 판단할 수 있는 경계값을 산출하거나, 질환의 정보를 판단할 수 있는 경계값을 산출할 수 있다. 예컨대, 프로세서(160)는 기계학습으로 레퍼런스 데이터를 기초하여, 뇌혈관 질환의 유무를 판단하는 제1 범위와, 뇌혈과 질환의 정도를 판단하는 제2 범위의 경계 값을 설정할 수 있다.

본 발명에 따른 질환 진단 장치(100) 및 질환 진단 방법은 대상체의 동공의 반응을 이용하여 간단하고 신속하게 질환의 유무나 질환의 정도를 진단할 수 있다. 본 발명은 대상체의 양안을 어두운 제1 환경에서 밝은 제2 환경으로 변화시키고, 양쪽 동공의 반응을 측정하고, 반응의 차이를 기초로 질환을 진단할 수 있다.

본 발명에 따른 질환 진단 장치(100) 및 질환 진단 방법은 갑작스러운 조명의 변화에도 양쪽 동공의 영상을 획득할 수 있다. 어두운 제1 환경에서 카메라 모듈의 조리개를 줄여 놓은 상태에서, 광원 유닛을 구동시키므로, 제1 환경에서 제2 환경으로 변화하는 시점에서의 동공의 이미지를 촬영할 수 있다.

본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 질환 진단 장치
110: 하우징
120: 제1 카메라 모듈
130: 제2 카메라 모듈
140: 광원 유닛
150: 통신 모듈
160: 프로세서
170: 데이터 스토리지

Claims (7)

1. 하우징;
   상기 하우징의 내부에 장착되고, 대상체의 제1 동공을 연속적으로 촬상하는 제1 카메라 모듈;
   상기 제1 카메라 모듈과 이격되게 배치되며, 상기 대상체의 제2 동공을 연속적으로 촬상하는 제2 카메라 모듈;
   상기 하우징, 상기 제1 카메라 모듈 및 상기 제2 카메라 모듈 중 적어도 하나에 장착되는 광원 유닛; 및
   상기 광원 유닛을 구동 시에, 상기 제1 카메라 모듈에서 촬상된 상기 제1 동공의 반응과 상기 제2 카메라 모듈에서 촬상된 제2 동공의 반응을 비교하여 질환을 진단하는 프로세서;를 포함하며,
   상기 프로세서는
   상기 제1 동공의 반응 속도와 상기 제2 동공의 반응 속도를 비교하고, 반응 속도의 차이가 기 설정된 범위를 벗어나면, 상기 대상체가 질환을 보유하는 것으로 판단하는, 질환 진단 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 광원 유닛이 구동되기 전에는 상기 대상체와 상기 하우징 사이의 진단 공간을 어두운 제1 환경으로 설정하고, 상기 광원 유닛이 구동 하면, 상기 광원 유닛의 빛으로 상기 진단 공간은 밝은 제2 환경으로 설정되되,
   상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈은
   상기 제1 환경에서 조리개의 개방을 줄인 상태를 유지하고, 상기 광원 유닛이 구동 되면 상기 제2 환경에 맞게 조리개의 개방을 조절하는, 질환 진단 장치.
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