KR102587296B1 - 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템 및 방법 - Google Patents

디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템 및 방법이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템은 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 스마트 기기 데이터 수집부, 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 변화 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산하는 디지털 피노타입 스크립트 추출부, 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 감정 및 인지능력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업을 포함하는 자가검사 데이터를 수집하는 자가검사 데이터 수집부, 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단하는 인지능력 판단부 및 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 변화 여부를 통보하는 모니터링 시각화부를 포함한다.

Description

디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템 및 방법{Digital Phenotype Script Based Cognitive Impairment Detection Systems and Methods}
본 발명은 스마트 기기를 기반으로 수집되는 디지털 피노타입 데이터를 활용하여 노인들의 치매를 조기에 진단하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
2019년 중앙치매센터 보도자료에 따르면 65세 이상 노인 10명 중 1명꼴로 치매를 앓고 있다. 국가 치매 관리비용은 약 14조 6천억원으로 GDP의 약 0.8%이며, 치매 환자 수가 지속해서 증가하여 2024년에는 100만명, 2050년에는 300만명이 넘어설 것으로 예측된다. 대표적인 치매인 알츠하이머병(전체 치매의 70% 차지)의 경우 뇌 손상 진행을 중지하거나 정상적으로 회복시킬 수 있는 치료 방법이 없는 상황이다. 하지만, 초기 치매 상태에서 약물투여를 하면 인지 기능이 떨어지는 속도를 느리게 할 수 있어 조기 발견이 중요하다.
인지장애로 인한 일상생활(Activities of Daioly Living; ADL)(예를 들어, 전화, 컴퓨터 사용, 집안일 등)의 어려움을 자가/가족보고로 판단한다. 인지능력 평가 시험을 통한 인지장애 판단(PBT, Go-No-Go, N-back, Stroop, Span 과업) 뇌영상 및 걸음 측정을 활용하여 판단된다. 하지만 이러한 방식은 정확도가 낮으며 반복 측정이 어렵고 비용도 많이 소요돼 치매 전조 증상을 조기 발견/추적하기 힘들다.
갤럽 조사에 따르면 60대 이상 스마트폰 사용률이 2012년 10%에서 2018년 7월 77%로 급증하였고, 다양한 일상 및 여가 활동을 스마트폰으로 수행하고 있다. 즉 과거의 노인과는 달리 디지털 실버세대를 대상으로 "디지털 발자취(digital footprint)" 정보를 활용하여 개인의 신체적/정신적 웰빙 상태를 종합적으로 이해할 수 있기 때문에 이를 활용한 차세대 조기 진단기술이 가능해진다.
한국 공개특허공보 제10-2017-0040562호(2017.04.13)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 모바일 센싱 및 기계학습을 활용해 스마트 기기 사용 기반 "디지털 일상생활 능력"(Digital Instrumental Activities of Daily Living)", "이동/활동기반 일상기반 능력", "실시간 감정/주관적 인지력 자가보고"에 대한 데이터를 바탕으로 치매의 전조 증상을 초기에 진단/추적할 수 있는 새로운 측정 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템은 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 스마트 기기 데이터 수집부, 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산하는 디지털 피노타입 스크립트 추출부, 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 실시간 감정 및 인지능력 자가검사 데이터를 수집하는 자가검사 데이터 수집부, 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단하는 인지능력 판단부 및 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 저하 여부를 통보하는 모니터링 시각화부를 포함한다.
스마트 기기 데이터 수집부는 접근성(accessibility) API 또는 일반 데이터수집 API 를 이용하여 스마트 기기에 저장된 주소록, 통화목록, 문자, 메일, SNS를 포함하는 사용자의 스마트 기기 사용 데이터를 수집하고, 스마트 기기에 내장된 카메라, 마이크, 가속도계를 포함하는 복수의 센서를 이용하여 GPS기반 사용자의 위치 및 활동을 포함하는 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집한다.
디지털 피노타입 스크립트 추출부는 사용자의 스마트 기기 사용 빈도 및 복수의 센서와 GPS에 기반한 신체활동에 따른 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 별도의 기기 또는 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적 모니터링이 아닌 사용자의 스마트 기기 사용만으로 디지털 피노타입 스크립트를 추출하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산한다.
자가검사 데이터 수집부는 스마트 기기를 통해 사용자에게 미리 정해진 주기 마다 자가검사 요청하고, 자가검사를 통해 인지능력 저하 여부에 따른 감정의 변화를 관찰하기 위한 사용자의 감정, 인지력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업 자가검사 데이터를 수집한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 방법은 스마트 기기 데이터 수집부를 통해 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 단계, 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트 추출부를 통해 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산하는 단계, 자가검사 데이터 수집부를 통해 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 사용자의 감정, 인지력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업 자가검사 자가검사 데이터를 수집하는 단계, 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 판단부를 통해 인지능력 저하 여부를 판단하는 단계 및 모니터링 시각화부를 통해 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 저하 여부를 통보하는 단계를 포함한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 사용자의 기기기에 어플리케이션을 설치하기 위한 파일을 배포하는 파일 배포 시스템에 있어서, 상기 파일을 관리하는 파일 관리부 및 상기 기기기의 요청에 따라 상기 파일을 전송하는 파일 전송부를 포함하고, 상기 어플리케이션은, 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 모듈, 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 실시간 감정 및 인지능력 자가검사 데이터를 수집하는 모듈 및 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 저하 여부를 통보하는 모듈을 포함하는 파일 배포 시스템.
본 발명의 실시예들에 따르면 데이터 기반 치매 증상 조기 발견 기술을 활용하여 기존의 설문 조사 기반 방식의 정확도가 낮고 큰 비용 소모의 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 디지털 실버 세대의 치매 진단율 10% 향상만으로도 연간 120억 이상의 치매 관리비용을 절감 가능하며 적극적인 치매 대응으로 노인들의 삶의 질과 행복도 증진이 가능할 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용하여 전화를 거는 디지털 피노타입 스크립트를 표현한 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출발지부터 목적지까지의 디지털 피노타입 스크립트를 표현한 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명은 스마트 기기를 기반으로 수집되는 디지털 피노타입 데이터를 활용하여 노인들의 치매를 조기에 진단하기 위한 것이다.
제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 시스템(100)은 스마트 기기 데이터 수집부(111), 자가검사 데이터 수집부(1120) 및 모니터링 시각화부(113)를 포함하는 스마트 기기(110)와 디지털 피노타입 스크립트 추출부(121) 및 인지능력 판단부(122)를 포함하는 서버(120)를 포함한다.
스마트 기기 데이터 수집부(111)는 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 기기 데이터 수집부(111)는 접근성(accessibility) API 또는 일반 데이터 수집 API를 이용하여 스마트 기기로부터 어플리케이션 사용정보, 어플리케이션과의 상호작용 정보, 저장된 주소록, 통화목록, 문자, 메일, SNS를 포함하는 사용자의 스마트 기기 사용 데이터를 적어도 하나이상 수집한다. 또한, 스마트 기기에 내장된 카메라, 마이크, 움직임 센서, GPS를 포함하는 복수의 센서를 이용하여 용자의 위치 및 활동을 포함하는 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집한다. 움직임 센서는 9축의 관성(Inertial Measurement Unit)센서로 가속도계, 자속계, 자이로스코프를 포함한다. 수집된 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터는 서버(120)의 디지털 피노타입 스크립트 추출부(121)로 전송된다.
스마트 기기에 설치된 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단을 위한 어플리케이션을 통해 어플리케이션 사용 데이터(예를 들어, 실행한 어플리케이션 및 실행 시간), 스마트 기기 상호작용 데이터(예를 들어, 터치 및 드래그, 키보드 입력(입력 시간 및 이동 거리), 스크린 정보 및 잠금 해제 데이터를 포함하는 사용자 상호작용 데이터를 수집할 수 있다.
또한, 스마트 기기에 내장된 센서를 이용하여 GPS 정보 기반 데이터, 활동 데이터(예를 들어, 걷기 또는 뛰기와 같은 사용자의 현재 활동에 관한 데이터)를 포함하는 신체활동 데이터를 수집할 수 있다.
디지털 피노타입 스크립트 추출부(121)는 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다.
디지털 피노타입 스크립트 추출부(121)는 사용자의 스마트 기기 사용 패턴 및 복수의 센서와 GPS에 기반한 신체활동에 따른 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다. 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 별도의 기기 또는 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적 모니터링이 아닌 사용자의 스마트 기기 사용만으로 디지털 피노타입 스크립트를 추출하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산할 수 있다. 하지만 디지털 피노타입 스크립트 기반의 치매진단 방법은 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적 모니터링으로부터 수집되는 데이터를 추가로 활용 가능하여 인지능력 추정값을 계산할 수 있다.
스마트 기기에 설치된 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단을 위한 어플리케이션을 통해 자주 사용하는 도메인(예를 들어, 전화, 문자, 메신저, SNS)내에 상호작용 스크립트(예를 들어, 전화번호부를 사용하여 전화를 거는 것)와 같은 사용자 상호작용 데이터를 정의할 수 있다.
예를 들어, '전화번호부에 들어가서 전화를 거는 것'과 같이 사용자의 스마트 기기 사용에 있어서 자주 사용하는 도메인 기반 상호작용 디지털 피노타입 스크립트를 추출할 수 있고, '집에서 나와 버스정류장에서 버스를 타고 병원에 가는 것'과 같이 GPS 기반 신체활동 디지털 피노타입 스크립트를 추출할 수 있다.
이와 같이 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 예를 들어, 특정 과업을 수행하는데 걸리는 시간, 특정 지역에 도달하기까지 걸리는 시간 등을 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산할 수 있다.
자가검사 데이터 수집부(112)는 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 감정, 인지력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업 자가검사 데이터를 수집한다. 인지능력 측정을 위한 인지과업은 일반적으로 널리 사용되는 컴퓨터 기반의 인지과업을 포함한다. 활동능력 측정을 위한 활동과업은 치매 및 파킨슨병 진단을 위해 사용되는 일반적인 활동능력 측정 방법으로 스마트폰을 활용하여 측정하는 과업을 포함한다. 이를 통해 감정, 인지력, 활동능력 데이터를 수집하여 인지능력 저하의 전조 단계에 들어서면서의 감정, 인지력, 활동능력의 변화를 관찰할 수 있다.
자가검사 데이터 수집부(112)는 스마트 기기를 통해 사용자에게 미리 정해진 주기 마다 자가검사를 요청하고, 자가검사를 통해 인지능력 저하 여부에 따른 감정, 인지력의 변화를 관찰하기 위한 사용자의 감정, 인지력, 활동능력을 포함하는 자가검사 데이터를 수집한다. 본 발명의 실시예에 따른 자가검사는 스마트 기기에 설치된 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단을 위한 어플리케이션을 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
인지능력 판단부(122)는 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단한다.
인지능력 판단부(122)는 디지털 피노타입 스크립트 추출부(121)에서 계산된 인지능력 추정값 및 자가검사 데이터 수집부(112)에서 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단할 수 있다.
모니터링 시각화부(113)는 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 저하 여부를 통보한다.
종래기술에서는 인지 기능 저하 여부를 판단하기 위해 추가적인 센서 설치를 필요로 하였다. 예를 들어, 가정 내 센서 설치를 수반하여 보행 및 이동성, 수면, 활동 패턴, 컴퓨터 사용에 대한 데이터를 수집하여 인지 기능 저하 여부를 판단했다. 반면에 본 발명에서는 스마트 기기에 내장된 센서를 이용하여 시간 및 장소에 구애 받지 않으면서 지속적이고 일상생활에서 장기적으로 데이터 수집이 가능하다.
또한, 종래기술의 스마트 기기와 웨어러블 디바이스를 이용하여 디지털 일상생활, 이동 및 활동기반 일상생활 능력을 평가하는 기술에서는 단순히 사용 패턴, 시간 등만을 사용하고 있어 디지털 피노타입의 범위가 매우 제한적인 단점이 있고, 시간에 따른 인지능력 저하 관찰 및 치매 증상 조기 발견에는 어려움이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 디지털 피노타입 데이터 스크립트를 활용하여 추출 가능한 의미적 과업을 정의하고, 세분화된 디지털 일상생활능력 및 이동/활동 일상생활 능력을 측정하고, 이를 이용하여 노인들의 치매를 조기에 진단하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 스마트 기기를 사용할 때 수집되는 스마트 기기 사용 데이터 및 사용자 위치 데이터를 바탕으로 유의미한 디지털 피노타입 데이터 스크립트를 추출하고, 스마트 기기에 설치된 어플리케이션을 통해 주기적으로 사용자에게 자가검사(예를 들어, 감정 자가검사, 인지과업, 활동과업)을 제공하며, 추출된 디지털 피노타입 데이터 스크립트에 기초하여 계산된 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값과 자가검사에 따라 인지능력 저하 여부를 판단하고 결과를 사용자에게 실시간으로 통지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 기기를 이용하여 전화를 거는 디지털 피노타입 스크립트를 표현한 다이어그램이다.
본 발명의 실시예에 따른 디지털 피노타입 스크립트 추출부는 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다.
디지털 피노타입 스크립트 추출부는 사용자의 스마트 기기 사용 패턴 및 복수의 센서와 GPS에 기반한 신체활동에 따른 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다. 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 별도의 기기 또는 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적인 진단이 아닌 사용자의 스마트 기기 사용만으로 디지털 피노타입 스크립트를 추출하여 인지능력 변화 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산할 수 있다.
스마트 기기에 설치된 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단을 위한 어플리케이션을 통해 자주 사용하는 도메인(예를 들어, 전화, 문자, 메신저, SNS)내에 상호작용 스크립트(예를 들어, 전화번호부를 사용하여 전화를 거는 것)와 같은 사용자 상호작용 데이터를 정의할 수 있다.
예를 들어, '전화번호부에 들어가서 전화를 거는 것'과 같이 사용자의 스마트 기기 사용에 있어서 자주 사용하는 도메인 기반 상호작용 디지털 피노타입 스크립트를 추출할 수 있다.
사용자가 전화를 걸 때 '전화 걸기' 어플리케이션을 실행하고, 이때 전화를 걸기 위해 전화번호부에 미리 저장된 연락처를 이용하거나 또는 직접 다이얼을 이용하여 전화를 걸 수 있다.
전화번호부에 미리 저장된 연락처를 이용하는 경우에는 스크롤을 이용하여 대상을 찾거나 또는 검색기능을 이용하여 대상을 찾을 수 있다.
직접 다이얼을 이용하여 전화를 거는 경우는 전화번호를 직접 입력하여 전화를 걸 수 있다.
이러한 방법으로 전화 연결을 수행할 때 예를 들어, 다음과 같은 디지털 피노타입 스크립트가 추출될 수 있다: '연락처 어플리케이션 실행-스크롤 이용하여 대상찾기-전화연결'. 이와 같이, 하나의 상호작용 디지털 피노타입 스크립트가 추출될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출발지부터 목적지까지의 디지털 피노타입 스크립트를 표현한 다이어그램이다.
도 3을 참조하여 또 다른 실시예에 디지털 피노타입 스크립트 추출 과정을 설명한다.
예를 들어, '집에서 나와 버스정류장에서 버스를 타고 병원에 가는 것'과 같이 GPS 기반 신체활동 디지털 피노타입 스크립트를 추출할 수 있다.
사용자가 이동을 하면 스마트 기기의 GPS를 통해 사용자의 이동 경로를 수집할 수 있다. 또는 사용자가 버스를 타고 이용하는 경우, 버스 관련 어플리케이션 실행 등을 통해 사용자의 이용 경로를 수집할 수 있다.
이러한 방법으로 사용자가 이동할 때 예를 들어, 다음과 같은 디지털 피노타입 스크립트가 추출될 수 있다: '집(도보)-버스정류장1(버스)-버스정류장2(도보)-노인정'. 이와 같이, 하나의 상호작용 디지털 피노타입 스크립트가 추출될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단 방법은 스마트 기기 데이터 수집부를 통해 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 단계(410), 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트 추출부를 통해 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산하는 단계(420), 자가검사 데이터 수집부를 통해 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 사용자의 감정, 인지력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업 데이터를 수집하는 단계(430), 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 판단부를 통해 인지능력 변화 여부를 판단하는 단계(440) 및 모니터링 시각화부를 통해 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 저하 여부를 통보하는 단계(450)를 포함한다.
단계(410)에서, 스마트 기기 데이터 수집부를 통해 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 기기 데이터 수집부는 접근성(accessibility) API 또는 일반 데이터 수집 API를 이용하여 스마트 기기로부터 어플리케이션 사용정보, 어플리케이션과의 상호작용 정보, 저장된 주소록, 통화목록, 문자, 메일, SNS를 포함하는 사용자의 스마트 기기 사용 데이터를 수집한다(411). 또한, 스마트 기기에 내장된 카메라, 마이크, 움직임 센서, GPS를 포함하는 복수의 센서를 이용하여 GPS기반 사용자의 위치 및 활동을 포함하는 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집한다(411). 움직임 센서는 9축의 관성(Inertial Measurement Unit)센서로 가속도계, 자속계, 자이로스코프를 포함한다. 수집된 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터는 서버의 디지털 피노타입 스크립트 추출부로 전송된다(412).
스마트 기기에 설치된 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단을 위한 어플리케이션을 통해 어플리케이션 사용 데이터(예를 들어, 실행한 어플리케이션 및 실행 시간), 스마트 기기 상호작용 데이터(예를 들어, 터치 및 드래그, 키보드 입력(입력 시간 및 이동 거리), 스크린 정보 및 잠금 해제 데이터를 포함하는 사용자 상호작용 데이터를 수집할 수 있다.
또한, 스마트 기기에 내장된 센서를 이용하여 GPS 정보 기반 데이터, 활동 데이터(예를 들어, 걷기 또는 뛰기와 같은 사용자의 현재 활동에 관한 데이터)를 포함하는 신체활동 데이터를 수집할 수 있다.
단계(420)에서, 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트 추출부를 통해 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다.
디지털 피노타입 스크립트 추출부는 수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다.
디지털 피노타입 스크립트 추출부는 사용자의 스마트 기기 사용 패턴 및 복수의 센서와 GPS에 기반한 신체활동에 따른 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산한다. 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 별도의 기기 또는 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적 모니터링이 아닌 사용자의 스마트 기기 사용만으로 디지털 피노타입 스크립트를 추출하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산할 수 있다. 하지만 디지털 피노타입 스크립트 기반의 치매진단 방법은 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적 모니터링으로부터 수집되는 데이터를 추가로 활용 가능하여 인지능력 추정값을 계산할 수 있다.
스마트 기기에 설치된 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단을 위한 어플리케이션을 통해 자주 사용하는 도메인(예를 들어, 전화, 문자, 메신저, SNS)내에 상호작용 스크립트(예를 들어, 전화번호부를 사용하여 전화를 거는 것)와 같은 사용자 상호작용 데이터를 정의할 수 있다.
예를 들어, '전화번호부에 들어가서 전화를 거는 것'과 같이 사용자의 스마트 기기 사용에 있어서 자주 사용하는 도메인 기반 상호작용 디지털 피노타입 스크립트를 추출할 수 있고, '집에서 나와 버스정류장에서 버스를 타고 병원에 가는 것'과 같이 GPS 기반 신체활동 디지털 피노타입 스크립트를 추출할 수 있다.
이와 같이 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 예를 들어, 특정 과업을 수행하는데 걸리는 시간, 특정 지역에 도달하기까지 걸리는 시간 등을 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산할 수 있다.
단계(430)에서, 자가검사 데이터 수집부를 통해 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 실시간 감정 및 인지능력 자가검사 데이터를 수집한다.
자가검사 데이터 수집부는 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 감정, 인지력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업 자가검사 데이터를 수집한다. 인지능력 측정을 위한 인지과업은 일반적으로 널리 사용되는 컴퓨터 기반의 인지과업을 포함한다. 활동능력 측정을 위한 활동과업은 치매 및 파킨슨병 진단을 위해 사용되는 일반적인 활동능력 측정 방법으로 스마트폰을 활용하여 측정하는 과업을 포함한다. 이를 통해 감정, 인지력, 활동능력 데이터를 수집하여 인지능력 저하의 전조 단계에 들어서면서의 감정, 인지력, 활동능력의 변화를 관찰할 수 있다.
자가검사 데이터 수집부는 스마트 기기를 통해 사용자에게 미리 정해진 주기 마다 자가검사를 요청하고(431), 자가검사를 통해 인지능력 저하 여부에 따른 감정의 변화를 관찰하기 위한 사용자의 감정, 인지력, 활동능력을 포함하는 자가검사 데이터를 수집한다(432). 본 발명의 실시예에 따른 자가검사는 스마트 기기에 설치된 제안하는 디지털 피노타입 스크립트 기반 치매 상태 판단을 위한 어플리케이션을 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 수집된 자가검사 데이터는 서버의 인지능력 판단부로 전송된다(433).
단계(440)에서, 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 판단부를 통해 인지능력 저하 여부를 판단한다.
인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단한다.
인지능력 판단부는 디지털 피노타입 스크립트 추출부에서 계산된 인지능력 추정값 및 자가검사 데이터 수집부에서 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단할 수 있다.
단계(450)에서, 모니터링 시각화부를 통해 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 저하 여부를 통보한다.
모니터링 시각화부는 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 기간 별로 시각화하여 스마트 기기로 전송하고(451), 스마트 기기를 통해 사용자에게 인지능력 관련 지표 및 인지능력 저하 여부를 통보한다(452).
본 발명은 모바일 센싱 및 기계학습을 활용해 치매의 전조증상을 조기에 진단 및 추적할 수 있는 새로운 측정방법을 제시하는 것으로, 오로지 스마트 기기를 이용하여 디지털 일상 생활 능력, 이동/활동 일상 생활 능력, 감정 자가검사에 관한 데이터 기반 디지털 피노타입 통합 모델이다. 이는 국내 전무한 발명이며 노년 인구, 치매 환자 인구가 늘어나는 시대에 매우 필요한 기술로서, 기존 모바일 센싱 기반 건강 관리를 하는 모바일 헬스케어 기술에 유연하게 통합될 수 있을 것으로 예상된다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 스마트 기기 데이터 수집부;
    수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 변화 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산하는 디지털 피노타입 스크립트 추출부;
    사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 감정 및 인지능력 자가검사 데이터를 수집하는 자가검사 데이터 수집부;
    인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 저하 여부를 판단하는 인지능력 판단부; 및
    판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 변화 여부를 통보하는 모니터링 시각화부
    를 포함하고,
    디지털 피노타입 스크립트 추출부는,
    사용자의 스마트 기기 사용 패턴 및 복수의 센서와 GPS에 기반한 신체활동에 따른 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해, 특정 과업을 수행하는데 걸리는 시간, 특정 지역에 도달하기까지 걸리는 시간을 포함하는 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산하고,
    시간에 따른 인지능력 저하 여부를 판단 및 치매 증상 조기 발견을 위해 별도의 기기 또는 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적 모니터링이 아닌 사용자의 스마트 기기 사용만으로 디지털 피노타입 스크립트를 추출하여, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 따른 추출 가능한 의미적 과업을 정의하고, 세분화된 디지털 일상생활능력 및 이동/활동 일상생활 능력을 측정하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산함으로써 치매를 조기에 진단하는
    치매 상태 판단 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    스마트 기기 데이터 수집부는,
    스마트 기기의 데이터수집 API를 이용하여 스마트 기기로부터 어플리케이션 사용정보, 어플리케이션내의 상호작용 정보, 사용자 주소록, 통화목록, 문자, 메일, SNS를 포함하는 사용자의 스마트 기기 사용 데이터를 적어도 하나이상 수집하고,
    스마트 기기에 내장된 카메라, 마이크, 모션센서, 기압계, GPS를 포함하는 복수의 센서를 이용하여 사용자의 위치 및 활동을 포함하는 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는
    치매 상태 판단 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    자가검사 데이터 수집부는,
    스마트 기기를 통해 사용자에게 미리 정해진 주기 마다 자가검사를 요청하고, 자가검사를 통해 인지능력 저하 여부에 따른 감정의 변화를 관찰하기 위한 사용자의 감정, 인지력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업을 적어도 하나이상 포함하는 자가검사 데이터를 수집하는
    치매 상태 판단 시스템.
  6. 스마트 기기 데이터 수집부를 통해 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 단계;
    수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트 추출부를 통해 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 변화 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산하는 단계;
    자가검사 데이터 수집부를 통해 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 실시간 감정 및 인지능력 자가검사 데이터를 수집하는 단계;
    인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 계산된 인지능력 추정값 및 수집된 자가검사 데이터를 이용하여 인지능력 판단부를 통해 인지능력 저하 여부를 판단하는 단계; 및
    모니터링 시각화부를 통해 판단 결과에 따른 인지능력 관련 지표들을 사용자에게 기간 별로 시각화하여 나타내고 인지능력 변화 여부를 통보하는 단계
    를 포함하고,
    수집된 데이터에 기초하여 디지털 피노타입 스크립트 추출부를 통해 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해 인지능력 추정값을 계산하는 단계는,
    사용자의 스마트 기기 사용 패턴 및 복수의 센서와 GPS에 기반한 신체활동에 따른 디지털 피노타입 스크립트를 추출하고, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 기초하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위해, 특정 과업을 수행하는데 걸리는 시간, 특정 지역에 도달하기까지 걸리는 시간을 포함하는 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산하고,
    시간에 따른 인지능력 저하 여부를 판단 및 치매 증상 조기 발견을 위해 별도의 기기 또는 추가적인 생체 검사를 수행하는 침습적 모니터링이 아닌 사용자의 스마트 기기 사용만으로 디지털 피노타입 스크립트를 추출하여, 추출된 디지털 피노타입 스크립트에 따른 추출 가능한 의미적 과업을 정의하고, 세분화된 디지털 일상생활능력 및 이동/활동 일상생활 능력을 측정하여 인지능력 저하 여부를 판단하기 위한 인지능력 추정값을 계산함으로써 치매를 조기에 진단하는
    치매 상태 판단 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    스마트 기기 데이터 수집부를 통해 스마트 기기의 센서를 이용하여 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는 단계는,
    스마트 기기의 데이터수집 API를 이용하여 스마트 기기로부터 어플리케이션 사용정보, 어플리케이션내의 상호작용 정보, 사용자 주소록, 통화목록, 문자, 메일, SNS를 포함하는 사용자의 스마트 기기 사용 데이터를 수집하고,
    스마트 기기에 내장된 카메라, 마이크, 모션센서, 기압계, GPS를 포함하는 복수의 센서를 이용하여 사용자의 위치 및 활동을 포함하는 사용자의 치매 상태 판단을 위한 데이터를 수집하는
    치매 상태 판단 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    자가검사 데이터 수집부를 통해 사용자의 인지능력 변화를 관찰하기 위해 사용자의 실시간 감정 및 인지능력 자가검사 데이터를 수집하는 단계는,
    스마트 기기를 통해 사용자에게 미리 정해진 주기 마다 자가검사를 요청하고, 자가검사를 통해 인지능력 저하 여부에 따른 감정의 변화를 관찰하기 위한 사용자의 감정, 인지력에 대한 자가검사, 인지능력 측정을 위한 인지과업, 활동능력 측정을 위한 활동과업을 적어도 하나이상 포함하는 자가검사 데이터를 수집하는
    치매 상태 판단 방법.
  11. 삭제
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