KR102563132B1 - 인지기능 재활훈련 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템은, XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 미디어를 출력함과 아울러 사용자의 두부에 특정 파장대의 색상을 가지는 광을 제공하여 광자극을 이행하는 HMD 단말기; 사용자의 핸드 트래킹 정보를 상기 인지기능 재활훈련 제어장치로 제공하는 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기; 및 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 선택하도록 안내하고, 상기 콘텐츠들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 콘텐츠를 상기 HMD 단말기와 상기 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 사용자에게 제공함과 아울러 상기 콘텐츠의 제공시에 사용자의 두부에 광자극이 이행되게 상기 HMD 단말기를 제어하는 인지기능 재활훈련 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 인지기능 재활훈련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 XR(eXtended Reality) 방식의 반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공함과 아울러 광자극을 이행하여 인지기능 재활훈련이 효과적으로 실행되게 하는 인지기능 재활훈련 시스템 및 그에 따른 방법에 관한 것이다.
평균수명이 연장됨에 따라 치매 등의 인지기능 장애로 인한 환자수의 급증하고 있고, 가령, 한국과학기술기획평가원에 따르면 우리나라 65세 이상 노인인구 중 치매환자는 2016년 66만명에서 2050년에는 3백만명을 넘어설 것이라고 예상하고 있고, 이로 인한 사회적 비용이 증가하고 있는 실정이다.
또한, 치매 등 인지기능 장애는 환자 뿐만아니라 가족까지 고통을 받고 이는 더 이상 한 가정의 문제가 아니라 사회적인 문제로 해결해야 하는 것으로 많은 사람들이 공감하고 있다.
이러한 인지기능 검사 및 진단은 여러 문항의 설문을 기반하고 있어 선별 검사로서의 효율이 부족하며 특히 질문지 기반의 검사의 경우에는 시각, 청각 등 장애가 있는 자에게는 시행상의 어려움이 있었다.
또한, 인지기능 장애를 진단하고 이에 대한 치료 및 증상 완화를 위해서 종래에는 약물을 이용하였으나, 치료 약물의 경우 부작용의 우려가 있고 증상 개선 정도로 치료 효율도 낮은 편이다.
이에 치매, 치매의 중요한 원인 중 하나인 알츠하이머 등의 뇌신경질환 등의 전반적인 인지 기능 장애에 대한 진단 및 치료 기술에 개발 요구가 증가하고 있다.
본 발명은 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공함과 아울러 광자극을 이행하여 인지기능 재활훈련이 효과적으로 실행될 수 있게 하는 인지기능 재활훈련 시스템 및 그에 따른 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유효한 효과를 제공하는 광자극이 무분별하게 제공되지 않도록 광자극 제공횟수를 제한하여 인지기능 재활훈련자에게 효과적이고 안정적인 광자극이 제공될 수 있게 하는 인지기능 재활훈련 시스템 및 그에 따른 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 인지기능 재활훈련자에게 투영하여 인지기능 재활훈련자의 뇌활성화를 유도할 수 있는 인지기능 재활훈련 시스템 및 그에 따른 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템은, XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 미디어를 출력함과 아울러 사용자의 두부에 특정 파장대의 색상을 가지는 광을 제공하여 광자극을 이행하는 HMD 단말기; 사용자의 핸드 트래킹 정보를 상기 인지기능 재활훈련 제어장치로 제공하는 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기; 및 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 선택하도록 안내하고, 상기 콘텐츠들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 콘텐츠를 상기 HMD 단말기와 상기 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 사용자에게 제공함과 아울러 상기 콘텐츠의 제공시에 사용자의 두부에 광자극이 이행되게 상기 HMD 단말기를 제어하는 인지기능 재활훈련 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공함과 아울러 광자극을 이행하여 인지기능 재활훈련이 효과적으로 실행될 수 있게 한다.
또한 본 발명은 유효한 효과를 제공하는 광자극이 무분별하게 제공되지 않도록 광자극 제공횟수를 제한하여 인지기능 재활훈련자에게 효과적이고 안정적인 광자극이 제공될 수 있게 한다.
또한 본 발명은 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 인지기능 재활훈련자에게 투영하여 인지기능 재활훈련자의 뇌활성화를 유도할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 방식을 예시한 도면이다.
도 2는 인지기능 재활훈련 콘텐츠 제공을 위한 HMD 단말기들을 예시한 것이다.
도 3는 광자극에 의해 뇌활성이 유도되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4의 (a)는 상기 핸드트래킹 과정을 예시한 것이고, 도 4의 (b)는 콘트롤러를 예시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활 훈련 시스템의 구성도.
도 6은 도 5의 각부에 대한 상세 구성도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활 훈련 제공방법의 절차도.
도 2는 인지기능 재활훈련 콘텐츠 제공을 위한 HMD 단말기들을 예시한 것이다.
도 3는 광자극에 의해 뇌활성이 유도되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4의 (a)는 상기 핸드트래킹 과정을 예시한 것이고, 도 4의 (b)는 콘트롤러를 예시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활 훈련 시스템의 구성도.
도 6은 도 5의 각부에 대한 상세 구성도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활 훈련 제공방법의 절차도.
본 발명은 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공함과 아울러 광자극을 이행하여 인지기능 재활훈련이 효과적으로 실행될 수 있게 한다.
또한 본 발명은 유효한 효과를 제공하는 광자극이 무분별하게 제공되지 않도록 광자극 제공횟수를 제한하여 인지기능 재활훈련자에게 효과적이고 안정적인 광자극이 제공될 수 있게 한다.
또한 본 발명은 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 인지기능 재활훈련자에게 투영하여 인지기능 재활훈련자의 뇌활성화를 유도할 수 있다.
이러한 본 발명의 인지기능 재활훈련 시스템과 그에 따른 방법에 채용되는 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠와 HMD 단말기, 핸드트래킹 또는 콘트롤러에 대해 먼저 설명한다.
<XR 방식의 인지기능 재활훈련 콘텐츠>
본 발명은 가상현실(VR(Virtual Reality)), 혼합현실(MR(Mixed Reality)), 증강현실(AR(Augmented Reality)) 등을 아우르는 XR(eXtended Reality; 확장 현실)의 방식으로 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공하며, 이하 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련이라 일컫는다. 여기서, 상기의 XR은 가상과 현실이 밀접하게 연결된 환경을 의미한다. 도 1의 (a) 내지 (c)는 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 방식을 예시한 것이다. 도 1의 (a)는 일부 현실정보를 포함하는 MR 콘텐츠를 제공하는 것을 예시한 것이고, 도 1의 (b)는 현실환경을 기반으로 동작하는 AR 콘텐츠를 제공하는 것을 예시한 것이고, 도 1의 (c)는 100% 가상현실인 VR 콘텐츠를 제공하는 것을 예시한 것이다.
본 발명은 상기한 VR, MR, AR 콘텐츠를 아우르는 XR 콘텐츠를 상호반응형으로 제공한다. 즉, XR 콘텐츠에 따른 오디오 및 비디오를 핸드트래킹 단말기나 콘트롤러 등을 통해 입력되는 인지기능 재활훈련자로부터의 입력정보에 따라 상호반응되게 콘텐츠를 제공하여, 인지기능 재활훈련자가 적극적으로 재활훈련에 임하게 하여 재활훈련이 실제적으로 이루어질 수 있게 한다.
<HMD 단말기>
그리고 본 발명의 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠 제공을 위한 HMD(Head Mount Display) 단말기에 대해 설명한다. 상기 HMD 단말기는 가상 오브젝트와 현실을 함께 볼 수 있게 하는 디스플레이 장치로 사용자의 머리에 착용하는 장치이다. 본 발명은 상기의 HMD 단말기에 광자극을 위한 신경광자극 모듈을 구비시켜, 상기 신경광자극 모듈을 통해 인지기능 재활훈련자의 두부에 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 일정시간동안 투영하는 광자극을 제공한다.
또한, 상기 사용자의 머리에 직접적인 광자극을 위한 신경광자극 모듈과 별도로 또는 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극 모듈(미도시)을 더 구비할 수 있다.
이때, 상기 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극 모듈은 VR/MR의 경우에는 90Hz의 대역대를 가진 HMD 디스플레이를 통해 정해진 색상의 45Hz로 투영하게 하는 간접 자극파 생성기(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 이를 통해 정해진 색상의 45Hz로 투영하게 되면, 1초에 지정된 색상과 아무것도 없는 검은색이 각각 45번씩 교차하며 HMD 디스플레이에 표시된다. 이렇게 깜박거리는 화면을 사용자가 바라보고 있으면 45Hz, 즉, 감마 대역의 시각 자극을 받게 되고 이 자극이 뇌에 간접적으로 자극을 주어 베타 아밀로이드의 감소 효과를 제공할 수 있다.
또한, 상기 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극 모듈은 AR의 경우에는 별도의 발광장치(가령, LED가 해당될 수 있다)가 45Hz로 깜빡거리게 동작하여 사용자는 그 빛을 바라보게 되며, 이렇게 하여 VR/MR과 마찬가지로 시각 자극을 통해 뇌에 간접적으로 자극을 주어 동일한 효과를 구현할 수 있다.
이와 같이, 사용자의 인지 장애 정도가 심한 중증의 경우에는 사용자의 머리 에 직접적인 광자극을 제공하는 것과 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 인지 장애 정도가 낮은 경증의 경우에는 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극으로도 충분한 효과를 구현할 수 있다고 판단된다. 따라서, 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기는 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도한다.
도 2는 인지기능 재활훈련 콘텐츠 제공을 위한 HMD 단말기들을 예시한 것으로, 상기 HMD 단말기는 안구와 두부 전면을 감싸는 형태로 형성되어, 환경에 따라 100% 가상현실은 VR, 일부 현실정보를 포함하는 MR, 현실환경을 기반으로 공작하는 AR로 구성되는 콘텐츠를 인지기능 재활훈련자에게 제공함과 아울러 두부에 광자극을 제공하거나 시각 자극을 제공한다. 도 3는 광자극에 의해 뇌활성이 유도되는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
<핸드트래킹 또는 콘트롤러>
본 발명은 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공을 위한 입력장치를 구비하며, 이러한 사용자 입력장치로는 핸드트래킹 단말기나 콘트롤러 등이 채용된다. 도 4의 (a)는 상기 핸드트래킹 과정을 예시한 것으로, 가상현실에서의 중심좌표를 기준으로 상호작용 가능한 오브젝트의 좌표를 결정하고, 깊이측정센서를 통해 획득된 사용자의 손 위치를 토대로, 사용자의 손 입력정보를 검출한다. 이를 위한 핸드트래킹 단말기는 사용자의 손위치 감지를 위한 깊이측정센서를 포함한다. 도 4의 (b)는 콘트롤러를 예시한 것으로, 조이스틱 또는 상호작용을 위해 특별히 제작된 도구로 사용자가 손에 쥐고 버튼을 누르거나 움직여서 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 오브젝트와 상호작용하는 방식으로, 콘트롤러에서 감지되는 값을 수신하는 수신부와 콘트롤러의 위치를 인식하기 위한 모션캡쳐 센서 및 이를 처리하기 위한 모듈로 구성된다.
이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템의 구성 및 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<인지기능 재활훈련 시스템의 구성>
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템의 구성도이다. 상기 도 5를 참조하면, 상기 인지기능 재활훈련 시스템은 인지기능 재활훈련 제어장치(100)와, HMD 단말기(200)와, 콘트롤러(300)로 구성된다.
상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 HMD 단말기(200)와 콘트롤러(300)를 통해 인지기능 재활훈련자에게 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 제공함과 아울러 두부에 직접적인 신경광자극 또는 시각 자극을 이행한다. 여기서, 상기 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠는 콘트롤러(300)를 통해 입력되는 사용자 입력정보에 반응하여 HMD 단말기(200)를 통해 출력되는 오브젝트를 변경하는 상호반응형 콘텐츠이다. 그리고 상기 신경광자극은 HMD 단말기(200)에 구비되는 신경광자극 모듈을 통해 인지기능 재활훈련자의 두부에 미리 정해둔 시간 또는 미리 정해둔 패턴에 따라 특정 파장대의 색상을 가지는 광을 감마(Gamma) 주파수 대역으로 지정된 일정 시간동안 투영하여 광자극을 제공하거나 시각 자극을 통한 뇌간접 자극도 제공하여, 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도하는 것이다. 상기한 본 발명은 인지기능 재활훈련과 신경광자극 또는 시각 자극을 반복 수행하도록 하여, 인지기능 재활훈련자의 뇌를 활성시켜 인지기능개선 및 베타 아밀로이드 감소를 유도하여 치매 예방 훈련을 할 수 있게 한다.
상기 HMD 단말기(200)는 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 상기 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 비디오 및 오디오를 출력한다. 또한 상기 HMD 단말기(200)는 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 신경광자극 모듈을 구동하여 인지기능 재활훈련자의 두부에 미리 정해둔 시간 또는 미리 정해둔 패턴에 따라 특정 파장대의 색상을 가지는 광을 감마(Gamma) 주파수 대역으로 지정된 시간동안 투영하여 광자극을 제공한다.
또한, 상기 HMD 단말기(200)는 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 간접 자극파 생성기(미도시)를 통해 생성된 소정 색상의 45Hz를 HMD 디스플레이를 통해 투영하게 하게 되면, 1초에 지정된 색상과 아무것도 없는 검은색이 각각 45번씩 교차하며 HMD 디스플레이에 표시된다. 이렇게 깜박거리는 화면을 사용자가 바라보고 있으면 45Hz, 즉, 감마 대역의 시각 자극을 받게 되고 이 자극이 뇌에 간접적으로 자극을 주어 베타 아밀로이드의 감소 효과를 제공할 수 있다.
또한, 상기 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극 모듈은 AR의 경우에는 별도의 발광장치(가령, LED가 해당될 수 있다)가 45Hz로 깜빡거리게 동작하여 사용자는 그 빛을 바라보게 되며, 이렇게 하여 VR/MR과 마찬가지로 시각 자극을 통해 뇌에 간접적으로 자극을 주어 동일한 효과를 구현할 수 있다.
이와 같이, 사용자의 인지 장애 정도가 심한 중증의 경우에는 사용자의 머리 에 직접적인 광자극을 제공하는 것과 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 인지 장애 정도가 낮은 경증의 경우에는 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극으로도 충분한 효과를 구현할 수 있다고 판단된다. 따라서, 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기는 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도한다.
상기 콘트롤러(300)는 상기 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 제공중 인지기능 재활훈련자의 손의 움직임을 검출하여 입력정보를 생성하고, 상기 입력정보를 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)로 제공한다.
<인지기능 재활훈련 시스템의 각부의 구성>
상기한 바와 같은 인지기능 재활훈련 시스템의 각부의 상세 구성도를 도시한 도 6을 참조하여, 상기 인지기능 재활훈련 시스템의 각부에 대해 좀더 설명한다.
도 6의 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 구성도이다. 상기 도 6의 (a)를 참조하면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 제1제어부(102)와 제1메모리부(104)와 제1사용자 인터페이스부(106)와 제1디스플레이(108)와 제1통신모듈(110)로 구성된다. 상기 제1제어부(102)는 상기 인지기능 재활훈련 시스템의 각부를 제어함과 아울러 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 HMD 단말기(200)와 콘트롤러(300)를 통해 제공함과 아울러, HMD 단말기(200)의 신경광자극 모듈(212)을 구동하여 인지기능 재활훈련자에게 직접적인 광자극을 제공하거나 간접 자극파 생성기(미도시) 또는 LED 장치를 통해 시각 자극을 통해 뇌 간접 자극을 제공한다. 상기 제1메모리부(104)는 상기 제1제어부(102)의 제어 프로그램을 포함하는 각종 정보를 저장하며, 특히 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 위한 정보 및 인지기능 재활훈련자별 광자극 정보 등을 저장한다. 상기 제1사용자 인터페이스부(106)는 사용자와 제1제어부(102) 사이의 인터페이스를담당한다. 상기 제1디스플레이(108)는 상기 제1제어부(102)의 제어에 따른 정보를 표시하여 사용자에게 안내한다. 상기 제1통신모듈(110)은 외부기기인 HMD 단말기(200)와 콘트롤러(300)와 제1제어부(102) 사이의 통신을 담당한다.
도 6의 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템의 HMD 단말기(200)의 구성도이다. 상기 도 6의 (b)를 참조하면, 상기 HMD 단말기(200)는 제2제어부(202)와 제2메모리부(204)와 제2사용자 인터페이스부(206)와 제2디스플레이(208)와 제2통신모듈(2120)과 신경광자극 모듈(212)과 스피커(214)로 구성된다. 또한, 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 위해 간접 자극파 생성기(미도시)와 LED 등의 발광장치가 더 구비될 수 있으며, 상기 간접 자극파 생성기는 제2 제어부에 통합하여 구성될 수 있다.
상기 제2제어부(202)는 상기 HMD 단말기(200)를 전반적으로 제어함은 물론이고, 외부의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 비디오 및 오디오를 제2디스플레이(208)와 스피커(214)를 통해 출력함과 아울러 신경광자극 모듈(212)을 구동하여 인지기능 재활훈련자에게 광자극을 제공한다.
또한, VR/MR의 경우에는 외부의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 상기 제2제어부(202)는 간접 자극파 생성기(미도시)를 통해 45Hz의 감대 대역파를 생성할 수 있게 한다. 이에 따라, 제2 제어부(202)는 상기 간접 자극파 생성기(미도시)를 통해 생성된 소정 색상의 45Hz를 제2디스플레이(208)를 통해 투영하게 하게 되면, 1초에 지정된 색상과 아무것도 없는 검은색이 각각 45번씩 교차하며 제2디스플레이(208)에 표시된다. 이렇게 깜박거리는 화면을 사용자가 바라보고 있으면 45Hz, 즉, 감마 대역의 시각 자극을 받게 되고 이 자극이 뇌에 간접적으로 자극을 주어 베타 아밀로이드의 감소 효과를 제공할 수 있다.
또한, AR의 경우에는 외부의 인지기능 재활훈련 제어장치(100)의 제어에 따라 상기 제2제어부(202)는 LED(미도시)를 구동시켜 LED가 45Hz로 깜빡거리게 동작하여 사용자는 그 빛을 바라보게 되며, 감마 대역의 시각 자극을 받게 되고 이 자극이 뇌에 간접적으로 자극을 주어 베타 아밀로이드의 감소 효과를 제공할 수 있다.
또한, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 사용자의 인지 장애 정도에 따라 HMD(200)를 제어할 수 있다. 가령, 인지 장애 정도가 심한 중증의 경우에는 사용자의 머리 직접적인 광자극하는 것과 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 인지 장애 정도가 낮은 경증의 경우에는 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극으로도 충분한 효과를 구현할 수 있다고 판단된다. 따라서, 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기는 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도한다.
상기 제2메모리부(204)는 상기 제2제어부(202)의 제어 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장한다. 상기 제2사용자 인터페이스부(206)는 사용자와 상기 제2제어부(202) 사이의 인터페이스를 담당한다. 상기 제2디스플레이(208)는 사용자의 양안에 대해 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠에 따른 비디오 정보와 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극 정보를 출력한다. 상기 제2통신모듈(210)은 상기 제2제어부(202)와 외부기기인 인지기능 재활훈련 제어장치(100) 사이의 통신을 담당한다. 상기 신경광자극 모듈(212)은 인지기능 재활훈련자의 두부에 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 투영하는 광자극을 제공하게 한다. 또한, 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 위해 간접 자극파 생성기(미도시)와 LED 등의 발광장치가 더 구비될 수 있으며, 상기 간접 자극파 생성기는 제2 제어부에 통합하여 구성될 수 있다. 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기는 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도한다. 상기 스피커(214)는 상기 제2제어부(202)의 제어에 따라 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 오디오를 출력한다.
도 6의 (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템의 콘트롤러(300)의 구성도이다. 상기 도 6의 (c)를 참조하면, 상기 콘트롤러(300)는 제3제어부(302)와 제3메모리부(304)와 제3사용자 인터페이스부(206)와 센서(308)와 제3통신모듈(110)로 구성된다. 상기 제3제어부(302)는 상기 콘트롤러(300)의 각부를 제어하며 특히 센서(308)를 통해 검지된 사용자의 모션, 즉 핸드 트래킹 정보와 제3사용자 인터페이스부(306)로부터의 사용자 입력정보를 제3통신모듈(110)을 통해 인지기능 재활훈련 제어장치(100)로 제공한다. 상기 제3메모리부(304)는 상기 제3제어부(302)의 처리 프로그램을 포함하는 각종 정보를 저장한다. 상기 제3사용자 인터페이스부(306)는 조이스틱 또는 버튼 등으로 사용자로부터 입력되는 각종정보를 상기 제3제어부(302)에 제공한다. 상기 센서(308)는 모션캡쳐 등으로 콘트롤러(300)를 조작하는 사용자의 손의 위치를 트래킹하기 위한 센서정보를 생성하여 상기 제3제어부(302)에 제공한다.
<인지기능 재활훈련 방법의 절차>
상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 인지기능 재활훈련 시스템에 적용가능한 인지기능 재활훈련 방법을 도 7의 흐름도를 참조하여 상세히 설명한다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 제1디스플레이를 통해 사용자 로그인을 안내하며(500단계), 사용자는 상기의 안내를 참조하여 로그인 정보를 입력받아 로그인을 이행한다. 상기한 로그인이 성공하면(502단계), 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 사용자 로그인이 이행되면, 해당 사용자에게 제공가능한 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 안내함과 아울러, 어느 한 콘텐츠를 선택하도록 안내한다(504단계).
상기 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들 중 어느 한 콘텐츠가 선택되면(506단계), 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 HMD 단말기(200) 및 콘트롤러(300)의 착용을 안내한다(508단계).
상기 HMD 단말기(200) 및 콘트롤러(300)가 착용되면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 상기 HMD 단말기(200) 및 콘트롤러(300)와의 페어링을 이행하여 통신경로를 형성한다(510단계). 이후 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 선택된 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠를 실행하여(512단계), 재활훈련 콘텐츠의 미디어 정보를 HMD 단말기(200)를 통해 출력하면서(514,516단계), 콘트롤러(300)로부터 제공되는 핸드트래킹 정보 또는 입력정보를 제공받아 콘텐츠를 진행시키는 상호반응형 콘텐츠를 제공한다(518,520단계). 이러한 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠는 재생이 완료될 때까지 실행된다(528단계).
또한 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 로그인한 사용자의 인지기능 재활훈련 콘텐츠 재생횟수가 미리 정해둔 신경광자극 필요횟수보다 큰지를 체크한다(522단계). 상기 로그인한 사용자의 인지기능 재활훈련 콘텐츠 재생횟수가 미리 정해둔 신경광자극 필요횟수보다 작으면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 신경광자극을 위한 광조사 명령을 HMD 단말기(200)에 제공한다(524단계). 상기 신경광자극을 위한 광조사 명령을 제공받은 HMD 단말기(200)는 인지기능 재활훈련자의 두부에 특정파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 지정된 시간동안 투영하는 광자극을 제공하게 한다(526단계).
이때, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 사용자의 인지 장애 정도에 따라 사용자의 두부에 직접적인 광자극을 하거나 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 하도록 HMD(200)를 제어할 수 있다. 가령, 상기 신경광자극 필요횟수에서 세부적으로 두부 직접광자극 필요횟수와 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극횟수로 구별하여 설정할 수 있다. 이때, 인지 장애 정도가 심한 중증의 경우에는 사용자의 머리에 직접적인 광자극을 제공하는 것과 함께 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극도 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 인지 장애 정도가 낮은 경증의 경우에는 별도의 두부에 직접적인 자극 없이 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극으로도 충분한 효과를 구현할 수 있다고 판단된다. 이러한 광자극을 통해 HMD 단말기는 인지기능 재활훈련자의 뇌활성을 유도한다.
상기한 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 재생이 완료되면, 상기 인지기능 재활훈련 제어장치(100)는 로그인한 사용자의 훈련횟수를 증가하고 종료한다(530단계).
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 인지기능 재활훈련 제어장치
200 : HMD 단말기
300 : 콘트롤러
200 : HMD 단말기
300 : 콘트롤러
Claims (8)
- 인지기능 재활훈련 시스템에 있어서,
사용자의 두부에 착용하여 XR(eXtended Reality) 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 출력하는 디스플레이 장치와, 상기 사용자의 두부에 특정 파장대의 색상을 가지는 광을 감마 주파수 대역으로 제공하는 신경광자극 모듈과, 시각 자극을 통한 뇌 간접 자극을 제공하는 뇌 간접 자극 모듈을 포함하는 HMD(Head Mount Display)단말기;
상기 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들의 제공을 위한 입력장치로서 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기; 및
상기 XR 방식의 상호반응형 인지기능 재활훈련 콘텐츠들을 선택하도록 안내하고, 상기 콘텐츠들 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 콘텐츠를 상기 HMD 단말기와 상기 콘트롤러 또는 핸드 트래킹 단말기를 통해 사용자에게 제공함과 아울러 상기 콘텐츠의 제공시에 상기 사용자의 두부에 상기 신경광자극 모듈을 통한 광자극 또는 상기 뇌 간접 자극 모듈을 통한 뇌 간접 자극이 이행되게 상기 HMD 단말기를 제어하는 인지기능 재활훈련 제어장치;를 포함하며,
상기 뇌 간접 자극 모듈은 상기 XR 방식에서 VR/MR의 경우에는 상기 HMD 단말기를 통해 상기 감마 주파수 대역으로 제공하는 간접 자극파 생성기와 AR의 경우에는 상기 감마 주파수 대역으로 제공하는 제공하는 발광장치를 더 포함하고,
상기 인지기능 재활훈련 제어장치는,
상기 인지기능 재활훈련 콘텐츠 재생횟수를 카운트하고 그 카운트값이 미리 정해둔 광자극횟수보다 크지 않는 경우에만, 상기 인지기능 재활훈련 콘텐츠의 제공시에 상기 사용자의 두부에 상기 광자극 및 뇌 간접 자극 중 하나 이상이 이행되게 상기 HMD 단말기를 제어하며,
상기 인지기능 재활훈련 제어장치는
상기 사용자의 인지 장애가 중증인 경우에는 상기 선택된 콘텐츠를 제공함과 아울러 상기 광자극 및 뇌 간접 자극을 함께 제공하고,
상기 사용자의 인지 장애가 경증인 경우에는 상기 선택된 콘텐츠를 제공함과 아울러 상기 뇌 간접 자극만을 제공함을 특징으로 하는 인지기능 재활훈련 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 핸드 트래킹 단말기는 상기기 사용자의 손위치 감지를 위한 깊이측정센서를 더 포함하고,
상기 콘트롤러는 상기 콘트롤러에서 감지되는 값을 수신하는 수신부와, 상기 콘트롤러의 위치를 인식하기 위한 모션 캡쳐 센서와, 상기 모션 캡쳐 센서를 통해 인식된 사용자의 모션 정보를 처리하기 위한 처리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인지기능 재활훈련 시스템. - 삭제
- 삭제
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