KR102662336B1 - Apparatus for analyzing sleeping pattern using brain wave - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치에 관한 것으로, 뇌파 측정기로부터 수신되는 뇌파를 처리하여 알파파, 세타파 및 하이-베타파를 추출하는 뇌파 처리부와; 복수의 수면 변수를 입력받기 위한 GUI 화면을 제공하는 그래픽 처리부와; 상기 수면 변수에 따른 가중치가 등록된 데이터 저장부와; 상기 뇌파 처리부를 통해 추출된 상기 알파파, 상기 세타파 및 상기 하이-베타파를 시간 단위로 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 GUI 화면을 통해 입력된 상기 수면 변수에 대한 가중치를 상기 데이터 저장부로부터 추출하고, 상기 알파파, 상기 세타파 및 상기 하이-베타파와 추출된 상기 가중치를 이용하여 시간 단위로 수면 지표를 산출하는 수면 패턴 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 사용자의 연령 등과 같은 수면 변수를 반영하여 보다 정확한 수면 패턴의 분석이 가능하게 된다.The present invention relates to a sleep pattern analysis device using brain waves, comprising: an brain wave processing unit that processes brain waves received from an brain wave measuring device to extract alpha waves, theta waves, and high-beta waves; a graphics processing unit that provides a GUI screen for inputting a plurality of sleep variables; a data storage unit in which weights according to the sleep variables are registered; The alpha wave, the theta wave, and the high-beta wave extracted through the brain wave processing unit are stored in the data storage unit on a time basis, and the weight for the sleep variable input through the GUI screen is saved from the data storage unit. It is characterized by comprising a sleep pattern analysis unit that extracts and calculates a sleep index on an hourly basis using the alpha waves, the theta waves, the high-beta waves, and the extracted weights. Accordingly, more accurate analysis of sleep patterns is possible by reflecting sleep variables such as the user's age.
Description
본 발명은 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 연령 등과 같은 수면 변수를 반영하여 보다 정확한 수면 패턴의 분석이 가능한 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sleep pattern analysis device using brain waves, and more specifically, to a sleep pattern analysis device using brain waves that enables more accurate sleep pattern analysis by reflecting sleep variables such as the user's age.
사람의 두뇌는 감성이나 인식, 사고, 행동 등이 자연에서 가장 탄력이 있고 적응력이 뛰어나다. 사람의 뇌는 수천억 개의 신경세포로 구성되어 있고, 각 신경세포는 다른 신경세포와 여러 가지 상호관계를 이루며 연결되어 학습, 기억, 인식, 행동, 결정 등 모든 사람의 정신적 활동의 근간이 되고, 또한 건강 유지를 위한 신체의 육체적인 컨트롤 기능을 책임지고 있다. 이러한 상호작용은 두피의 전기적 흐름으로 바뀌어 뇌파를 형성하게 된다. 즉, 수천억 개의 신경세포들은 주변의 다른 신경세포와 상호작용하며 정보를 전달하는데, 이러한 과정에서 전기신호가 발생하게 된다. 따라서 두피에 전극을 꽂고 전기 변화를 측정하게 되면, 전기의 변화가 파동처럼 표시되는데, 이것이 뇌파(EEG)이다.The human brain is the most resilient and adaptable in nature in terms of emotion, perception, thinking, and behavior. The human brain is composed of hundreds of billions of nerve cells, and each nerve cell is connected to other nerve cells in various interrelationships, forming the basis of all people's mental activities such as learning, memory, perception, behavior, and decision-making. It is also responsible for the body's physical control functions to maintain health. This interaction turns into electrical flow in the scalp, forming brain waves. In other words, hundreds of billions of nerve cells interact with other surrounding nerve cells and transmit information, and in this process, electrical signals are generated. Therefore, when electrodes are inserted into the scalp and electrical changes are measured, the electrical changes are displayed as waves, which are called brain waves (EEG).
이러한 뇌파는 뇌의 활동 정도에 따라 다양한 모양을 가지게 되고, 뇌가 활발하게 활동할수록 뇌파의 진동수가 높아지고, 뇌가 편할수록 진동수가 낮아지는 현상을 보인다. 뇌파는 주파수에 따라 감마파 (30-100 Hz), 베타파 (12-30 Hz), 알파파 (8-12 Hz), 세타파 (4-8 Hz), 델타파 (0.5-4 Hz)가 있다.These brain waves have various shapes depending on the level of brain activity. The more active the brain, the higher the frequency of the brain waves, and the more relaxed the brain, the lower the frequency. Depending on the frequency, brain waves include gamma waves (30-100 Hz), beta waves (12-30 Hz), alpha waves (8-12 Hz), theta waves (4-8 Hz), and delta waves (0.5-4 Hz). .
상기와 같은 뇌파 측정 기술은 다양한 분야에서 사용되고 있다. 일 예로 한국공개특허 제10-2007-0061311호에 개시된 '뇌파를 통한 스트레스 상태 인식과 음악을 이용한 이완시스템 및 방법'에서는 스트레스 정도를 파악하기 위해 뇌파를 분석하는 과정에서 뇌파로부터 획득할 수 있는 특징 정보를 이용하여 보다 신뢰성 있는 스트레스의 상태를 파악하고, 이렇게 파악된 스트레스의 상태에 따라 설정된 음악을 출력하여 스트레스를 실시간으로 해소할 수 있는 기술을 제안하고 있다.The brain wave measurement technology described above is used in various fields. For example, in 'Stress state recognition through brain waves and relaxation system and method using music' disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2007-0061311, features that can be obtained from brain waves in the process of analyzing brain waves to determine the level of stress We propose a technology that can relieve stress in real time by using information to more reliably identify the state of stress and output music set according to the identified state of stress.
또한, 본 발명의 출원인에 의해 출원되어 등록된 한국등록특허 제10-1044570호에 개시된 'SMR파를 이용한 경품 게임 장치 및 경품 게임 방법'에서는 집중력의 지표로 SMR 파를 이용하여 SMR 파의 강도에 따라 집중력을 판단하고, 이를 이용하여 경품을 제공하는 게임 방법을 제안하고 있다.In addition, in the 'Prize game device and prize game method using SMR waves' disclosed in Korean Patent No. 10-1044570, applied for and registered by the applicant of the present invention, SMR waves are used as an indicator of concentration, and the intensity of the SMR waves is determined. We propose a game method that determines concentration and uses this to provide prizes.
한편, 사람의 수면 중에 뇌파는 수면 상태에 따라 변하게 된다. 일 예로, 사람이 잠에 들기 위해 눈을 감고 누어있는 경우, 뇌파 중 알파파의 비중이 크게 나오는데, 수면 진입 단계에 들어가게 되면 알파파의 비중이 서서히 감소하는 현상이 나타난다.Meanwhile, during a person's sleep, brain waves change depending on the sleep state. For example, when a person lies down with his eyes closed to fall asleep, the proportion of alpha waves among brain waves is large, but when the person enters the sleep entry stage, the proportion of alpha waves gradually decreases.
이와 같이, 사람의 수면 중에 뇌파를 측정하고 그 변화를 분석하게 되면 그 사람의 수면 상태의 분석이 가능하게 되고, 이는 사람의 수면 패턴을 파악하는데 중요한 자료로 사용할 수 있게 된다.In this way, by measuring brain waves and analyzing the changes during a person's sleep, it becomes possible to analyze the person's sleep state, which can be used as important data to understand the person's sleep pattern.
그런데, 기존의 수면 패턴을 연구하는 방법들에서는 단지 수면 중에 뇌파의 변화만을 연구하고 다른 변수들에 대한 고려가 없었던 단점이 있다. 일 예로, 사름의 나이에 따라 뇌파에 차이가 발생할 수 있으며, 그날의 수면 상태에 대한 고려가 없어 사용자에 맞는 수면 패턴을 찾지 못하는 단점이 있다.However, existing methods for studying sleep patterns have the disadvantage of only studying brain wave changes during sleep and not taking other variables into consideration. For example, there may be differences in brain waves depending on the child's age, and there is a disadvantage in not being able to find a sleep pattern that suits the user because it does not take into account the sleep state of the day.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 사용자의 연령 등과 같은 수면 변수를 반영하여 보다 정확한 수면 패턴의 분석이 가능한 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was developed to solve the above problems, and its purpose is to provide a sleep pattern analysis device using brain waves that can analyze sleep patterns more accurately by reflecting sleep variables such as the user's age.
상기 목적은 본 발명에 따라, 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치에 있어서, 뇌파 측정기로부터 수신되는 뇌파를 처리하여 알파파, 세타파 및 하이-베타파를 추출하는 뇌파 처리부와; 복수의 수면 변수를 입력받기 위한 GUI 화면을 제공하는 그래픽 처리부와; 상기 수면 변수에 따른 가중치가 등록된 데이터 저장부와; 상기 뇌파 처리부를 통해 추출된 상기 알파파, 상기 세타파 및 상기 하이-베타파를 시간 단위로 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 GUI 화면을 통해 입력된 상기 수면 변수에 대한 가중치를 상기 데이터 저장부로부터 추출하고, 상기 알파파, 상기 세타파 및 상기 하이-베타파와 추출된 상기 가중치를 이용하여 시간 단위로 수면 지표를 산출하는 수면 패턴 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치에 의해서 달성된다.According to the present invention, the above object is to provide a sleep pattern analysis device using brain waves, comprising: an brain wave processing unit that processes brain waves received from an brain wave measuring device to extract alpha waves, theta waves, and high-beta waves; a graphics processing unit that provides a GUI screen for inputting a plurality of sleep variables; a data storage unit in which weights according to the sleep variables are registered; The alpha wave, the theta wave, and the high-beta wave extracted through the brain wave processing unit are stored in the data storage unit on a time basis, and the weight for the sleep variable input through the GUI screen is saved from the data storage unit. This is achieved by a sleep pattern analysis device using brain waves, comprising a sleep pattern analysis unit that extracts and calculates a sleep index on an hourly basis using the alpha waves, the theta waves, the high-beta waves, and the extracted weights. do.
여기서, 상기 가중치는 사용자의 나이에 대한 나이 가중치와; 사용자의 수면 단계에 따른 적어도 하나의 수면 단계 가중치를 포함할 수 있다.Here, the weight is an age weight for the user's age; It may include at least one sleep stage weight according to the user's sleep stage.
또한, 상기 수면 단계 가중치는 상기 세타파에 대해 적용되는 세타파 가중치와, 상기 알파파에 대해 적용되는 알파파 가중치를 포함하며; 상기 세타파 가중치와 상기 알파파 가중치는 나이별로 상기 데이터 저장부에 등록될 수 있다.Additionally, the sleep stage weight includes a theta wave weight applied to the theta wave and an alpha wave weight applied to the alpha wave; The theta wave weight and the alpha wave weight may be registered in the data storage according to age.
그리고, 상기 수면 변수는 상기 나이 가중치에 대응하는 나이 변수와, 상기 수면 단계에 대응하는 수면 단계 변수를 포함하고, 상기 수면 단계 변수는 릴렉스 단계, 수면 진입 단계 및 수면 단계를 포함하고, 상기 GUI 화면에는 상기 나이 변수의 입력을 위한 나이 입력창과, 잠자리에 든 시작 시간의 입력을 위한 제1 시간 입력창과, 잠들기까지 걸린 시간의 입력을 위한 제2 시간 입력창과, 기상 시간의 입력을 위한 제3 시간 입력창이 표시되며; 상기 수면 패턴 분석부는 상기 제1 시간 입력창, 상기 제2 시간 입력창 및 상기 제3 시간 입력창을 통해 각각 입력된 상기 시작 시간, 상기 걸린 시간 및 상기 기상 시간과, 상기 알파파의 변화에 기초하여 상기 릴렉스 단계, 상기 수면 진입 단계 및 상기 수면 단계를 구분할 수 있다.And, the sleep variable includes an age variable corresponding to the age weight and a sleep stage variable corresponding to the sleep stage, and the sleep stage variable includes a relaxation stage, a sleep entry stage, and a sleep stage, and the GUI screen There is an age input window for inputting the age variable, a first time input window for inputting the start time of going to bed, a second time input window for inputting the time taken to fall asleep, and a third time inputting time for waking up. An input window will appear; The sleep pattern analysis unit is based on the start time, the time taken, and the wake-up time respectively input through the first time input window, the second time input window, and the third time input window, and the change in the alpha wave. Thus, the relaxation stage, the sleep entry stage, and the sleep stage can be distinguished.
그리고, 상기 수면 패턴 분석부는 상기 수면 지표를 수학식 
그리고, 상기 GUI 화면에는 상기 알파파, 상기 하이-베타파 및 상기 세타파가 시간 단위로 표시된 뇌파 그래프와; 상기 뇌파 그래프에 시간적으로 동기된 상기 수면 지표가 표시되는 수면 지표 그래프가 표시될 수 있다.Additionally, the GUI screen includes an EEG graph displaying the alpha wave, the high-beta wave, and the theta wave in time units; A sleep indicator graph may be displayed in which the sleep indicator is temporally synchronized with the EEG graph.
또한, 상기 GUI 화면에는 상기 수면 지표 그래프 상의 상기 수면 지표의 레벨에 따라 상호 상이한 색상이 표시되는 수면 패턴 레이블이 표시될 수 있다.Additionally, sleep pattern labels in different colors may be displayed on the GUI screen depending on the level of the sleep indicator on the sleep indicator graph.
상기와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따르면 사용자의 연령 등과 같은 수면 변수를 반영하여 보다 정확한 수면 패턴의 분석이 가능한 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치가 제공된다.According to the above configuration, according to the present invention, a sleep pattern analysis device using brain waves is provided, which enables more accurate sleep pattern analysis by reflecting sleep variables such as the user's age.
도 1은 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치의 구성을 나타낸 도면이고,
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치에 의해 제공되는 GUI 화면의 예를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a sleep pattern analysis device using brain waves according to the present invention;
2 to 5 are diagrams showing examples of GUI screens provided by the sleep pattern analysis device using brain waves according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명에 따른 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치(300)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 수면 패턴 분석 장치(300)는 뇌파 처리부(320), 그래픽 처리부(360), 데이터 저장부(350) 및 수면 패턴 분석부(330)를 포함한다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a sleep
뇌파 처리부(320)는 인터페이스부(310)를 통해 뇌파 측정기(100)로부터 수신된 뇌파를 처리하여 알파파, 세타파, 하이-베타파를 추출한다. 여기서, 뇌파 측정기(100)는 사용자의 머리에 착용된 상태로 사용자의 뇌파를 측정하는데, 헤드셋 형태나 이어후크 타입의 다양한 형태로 마련될 수 있다.The brain
그리고, 뇌파 측정기(100)는 인터페이스부(310)를 통해 본 발명에 따른 수면 패턴 분석 장치(300)와 연결되는데, 인터페이스부(310)는 무선 또는 유선 통신을 통해 뇌파 측정기(100)와 연결되어 뇌파 측정기(100)로부터 전송되는 뇌파를 뇌파 처리부(320)에 전달한다.In addition, the
뇌파 처리부(320)는 상술한 바와 같이, 뇌파 측정기(100)로부터 수신된 뇌파를 처리하여 알파파, 세타파, 하이-베타파를 추출한다. 여기서, 뇌파 처리부(320)는 다양한 형태로 마련될 수 있는데, 일 예로, 인터페이스부(310)를 통해 수신되는 뇌파 중 밴드 패스 필터를 통해 일정 주파수 범위의 신호만을 추출하고, 주파수 대역별로 뇌파를 구분하여 알파파, 세타파, 하이-베타파를 추출할 수 있다. 여기서, 밴드 패스 필터는 뇌파 측정기(100)에 설치될 수도 있는 바, 당업자라면 뇌파 처리부(320)의 구성을 다양한 형태로 구성할 수 있고, 이는 본 발명의 기술적 사상에 포함됨은 물론이다.As described above, the brain
그래픽 처리부(360)는 복수의 수면 변수를 입력박기 위한 GUI 화면(500)을 생성하여, 표시부(370)를 통해 표시한다. 여기서, 표시부(370)는 화면에 영상을 표출하는 영상 디스플레이 장치로 구성될 수 있다. 그리고, 데이터 저장부(350)에는 수면 변수에 따른 가중치가 미리 등록된다.The
수면 패턴 분석부(330)는 뇌파 처리부(320)를 통해 추출된 알파파, 세타파 및 하이-베타파를 시간 단위로 데이터 저장부(350)에 저장한다. 그리고, 수면 패턴 분석부(330)는 사용자가 기상 후 GUI 화면(500)을 이용하여 사용자 입력부(340)를 통해 입력하는 수면 변수에 대한 가중치를 데이터 저장부(350)로부터 추출하고, 알파파, 세타파 그리고 하이-베타파와, 데이터 저장부(350)로부터 추출된 가중치를 이용하여 시간 단위로 수면 지표를 산출하게 된다.The sleep
여기서, 수면 변수에 따른 가중치는 나이 가중치와, 사용자의 수면 단계에 따른 적어도 하나의 수면 단계 가중치를 포함할 수 있다. 나이 가중치는 사용자의 나이에 따라 적용되는 가중치이다. 또한, 수면 단계 가중치는 사용자의 현재 수면 상태에 따라 적용되는 가중치로, 세티파 가중치와 알파파 가중치를 포함할 수 있다.Here, the weight according to the sleep variable may include an age weight and at least one sleep stage weight according to the user's sleep stage. Age weight is a weight applied according to the user's age. Additionally, the sleep stage weight is a weight applied according to the user's current sleep state and may include a ceti wave weight and an alpha wave weight.
이와 같은 가중치에 대응하여, 수면 변수는 나이 가중치에 대응하는 나이 변수와, 수면 단계에 대응하는 수면 단계 변수를 포함할 수 있으며, 수면 단계는 릴렉스 단계, 수면 진입 단계 및 수면 단계를 포함할 수 있다.In response to such weights, the sleep variable may include an age variable corresponding to the age weight, and a sleep stage variable corresponding to the sleep stage, and the sleep stage may include a relaxation stage, a sleep entry stage, and a sleep stage. .
도 2는 본 발명에 따른 수면 패턴 분석 장치(300)의 그래픽 처리부(360)에서 제공하는 GUI 화면(500)의 예를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하여 설명하면, GUI 화면(500)은 수면 변수 입력창(510), 뇌파 표시창(520) 및 수면 지표 표시창(530)을 포함할 수 있다.Figure 2 is a diagram showing an example of a GUI screen 500 provided by the
도 3은 GUI 화면(500) 중 수면 변수 입력창(510)을 확대한 도면이다. 도 3을 참조하여 설명하면, GUI 화면(500)의 수면 변수 입력창(510)에는 나이 변수, 즉 사용자의 나이를 입력하기 위한 나이 입력창('1. 연령 선택'), 잠자리에 든 시작 시간의 입력을 위한 제1 시간 입력창('2. 잠자리에 든 시각은?'), 잠들기까지 걸린 시간의 입력을 위한 제2 시간 입력창('3. 잠들기까지 대략 걸린 시간은?'), 및 기상 시간의 입력을 위한 제3 시간 입력창('4. 잠자리에서 빠져 나왔다.')이 표시된다.Figure 3 is an enlarged view of the sleep variable input window 510 in the GUI screen 500. 3, the sleep variable input window 510 of the GUI screen 500 includes an age variable, that is, an age input window ('1. Select age') for entering the user's age, and the start time of going to bed. A first time input window for inputting ('2. What time did you go to bed?'), a second time input window for inputting the time it took to fall asleep ('3. Approximately how long did it take to fall asleep?'), and A third time input window ('4. Got out of bed.') for entering the wake-up time is displayed.
사용자가 기상 후, 수면 변수 입력창(510)을 통해, 나이, 시작 시간, 걸린 시간 및 기상 시간을 입력하게 되면, 수면 패턴 분석부(330)는 입력된 나이를 나이 변수로 인식하고, 시작 시간, 걸린 시간, 기상 시간을 이용하여 수면 단계 변수를 결정하게 된다.When the user wakes up and enters age, start time, time taken, and wake-up time through the sleep variable input window 510, the sleep
즉, 시작 시간으로부터 걸린 시간까지를 릴렉스 단계로, 걸린 시간 이후부터 알파파의 비중이 기 설정된 크기로 감소할 때까지를 수면 진입 단계로, 그 이후부터 기상 시간 까지를 수면 단계로 인식하고, 각 단계에 따른 수면 단계 가중치를 결정하게 된다.In other words, the time taken from the start time is recognized as the relaxation stage, the time taken from the time taken until the proportion of alpha waves decreases to the preset size is recognized as the sleep entry stage, and the time from then until the wake-up time is recognized as the sleep stage, and each The sleep stage weight is determined according to the stage.
본 발명에서는 수면 단계 가중치가 세타파에 대해 적용되는 세타파 가중치, 알파파에 대해 적용되는 알파파 가중치를 포함하는 것을 예로 하며, 세타파 가중치와 알파파 가중치는 나이별로 데이터 저장부(350)에 등록되고, 나이 변수에 따라 해당하는 가중치가 추출되는 것을 예로 한다.In the present invention, as an example, the sleep stage weight includes theta wave weight applied to theta waves and the alpha wave weight applied to alpha waves. The theta wave weight and the alpha wave weight are registered in the
[표 1]은 데이터 저장부(350)에 등록되는 수면 변수에 따른 가중치의 예를 나타내고 있다. [표 1]에 나타난 바와 같이, 나이 변수에 따른 나이 가중치가 나이별로 등록되어 있으며, 세타파 가중치 및 알파파 가중치가 각각의 수면 단계 및 나이별로 등록되어 있음을 확인할 수 있다. 여기서, [표 1]에 도시된 가중치는 많은 실험을 통해 각 연령대 및 수면 단계에 대해 수집된 데이터에 기초하여 등록될 수 있다.[Table 1] shows examples of weights according to sleep variables registered in the
[표 1][Table 1]
본 발명에서는 수면 패턴 분석부(330)가 수면 지표를 [수학식 1]을 통해 산출하는 것을 예로 한다.In the present invention, as an example, the sleep
[수학식 1][Equation 1]
여기서, SI는 수면 지표이고, w1은 세타파 가중치이고, w2는 알파파 가중치이고, w3는 나이 가중치이고, θ는 세타파이고, α는 알파파이고, βH는 하이-베타파이다.Here, SI is a sleep index, w1 is the theta wave weight, w2 is the alpha wave weight, w3 is the age weight, θ is theta wave, α is alpha wave, and β H is high-beta wave.
즉, 수면 변수 입력창(510)을 통해 입력되는 수면 변수를 통해, 나이, 및 전체 수면 시간에서 수면 단계를 결정하고, 각각의 시간대에 맞는 가중치를 추출하여 [수학식 1]을 통해 수면 지표를 산출하게 된다.In other words, the sleep stage is determined from the age and total sleep time through the sleep variable input through the sleep variable input window 510, and the weight appropriate for each time period is extracted to calculate the sleep index through [Equation 1]. It is calculated.
그리고, 수면 패턴 분석부(330)는 뇌파 표시창(520)에, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 알파파, 세타파, 및 하이-베타파가 시간 단위로 표시된 뇌파 그래프가 표시되도록 그래픽 처리부(360)를 제어하게 된다.In addition, the sleep
또한, 수면 패턴 분석부(330)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수면 지표 표시창(530)에 뇌파 그래프에 시간적으로 동기된 수면 지표가 표시되도록 그래픽 처리부(360)를 제어하게 된다.In addition, the sleep
이를 통해, GUI 화면(500)을 통해 시간에 따른 뇌파의 변화와, 그에 따른 수면 지표를 함께 확인하게 됨으로써, 사용자는 자신의 수면 패턴을 확인할 수 있게 된다.Through this, the user can check his or her sleep pattern by checking the change in brain waves over time and the corresponding sleep index through the GUI screen 500.
여기서, 수면 패턴 분석부(330)는 GUI 화면(500)의 수면 지표 표시창(530)의 수면 지표 그래프(531) 하단에, 수면 지표의 레벨에 따라 상호 상이한 색상이 표시된 수면 패턴 레이블(532)을 표시함으로써, 색상으로 자신의 수면 상태를 보다 쉽게 확인할 수 있도록 구성될 수 있다.Here, the sleep
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.This embodiment only clearly shows a part of the technical idea included in the present invention, and all modifications and specific embodiments that can be easily inferred by a person skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification of the present invention are It is obvious that it is included in the technical idea of the present invention.
100 : 뇌파 측정기 300 : 수면 패턴 분석 장치
310 : 인터페이스부 320 : 뇌파 처리부
330 : 수면 패턴 분석부 340 : 사용자 입력부
350 : 데이터 저장부 360 : 그래픽 처리부
370 : 표시부 500 : GUI 화면
510 : 수면 변수 입력창 520 : 뇌파 표시창
530 : 수면 지표 표시창 531 : 수면 지표 그래프
532 : 수면 패턴 레이블100: EEG meter 300: Sleep pattern analysis device
310: Interface unit 320: Brain wave processing unit
330: Sleep pattern analysis unit 340: User input unit
350: data storage unit 360: graphics processing unit
370: Display unit 500: GUI screen
510: Sleep variable input window 520: Brain wave display window
530: Sleep indicator display window 531: Sleep indicator graph
532: Sleep pattern label
Claims (7)
뇌파 측정기로부터 수신되는 뇌파를 처리하여 알파파, 세타파 및 하이-베타파를 추출하는 뇌파 처리부와;
복수의 수면 변수를 입력받기 위한 GUI 화면을 제공하는 그래픽 처리부와;
상기 수면 변수에 따른 가중치가 등록된 데이터 저장부와;
상기 뇌파 처리부를 통해 추출된 상기 알파파, 상기 세타파 및 상기 하이-베타파를 시간 단위로 상기 데이터 저장부에 저장하고, 상기 GUI 화면을 통해 입력된 상기 수면 변수에 대한 가중치를 상기 데이터 저장부로부터 추출하고, 상기 알파파, 상기 세타파 및 상기 하이-베타파와 추출된 상기 가중치를 이용하여 시간 단위로 수면 지표를 산출하는 수면 패턴 분석부를 포함하고,
상기 가중치는
사용자의 나이에 대한 나이 가중치와;
사용자의 수면 단계에 따른 적어도 하나의 수면 단계 가중치를 포함하고,
상기 수면 단계 가중치는
상기 세타파에 대해 적용되는 세타파 가중치와,
상기 알파파에 대해 적용되는 알파파 가중치를 포함하고;
상기 세타파 가중치와 상기 알파파 가중치는 나이별로 상기 데이터 저장부에 등록되고,
상기 수면 변수는 상기 나이 가중치에 대응하는 나이 변수와, 상기 수면 단계에 대응하는 수면 단계 변수를 포함하고,
상기 수면 단계 변수는 릴렉스 단계, 수면 진입 단계 및 수면 단계를 포함하고,
상기 GUI 화면에는
상기 나이 변수의 입력을 위한 나이 입력창과,
잠자리에 든 시작 시간의 입력을 위한 제1 시간 입력창과,
잠들기까지 걸린 시간의 입력을 위한 제2 시간 입력창과,
기상 시간의 입력을 위한 제3 시간 입력창이 표시되고;
상기 수면 패턴 분석부는
상기 제1 시간 입력창, 상기 제2 시간 입력창 및 상기 제3 시간 입력창을 통해 각각 입력된 상기 시작 시간, 상기 걸린 시간 및 상기 기상 시간과, 상기 알파파의 변화에 기초하여 상기 릴렉스 단계, 상기 수면 진입 단계 및 상기 수면 단계를 구분하되, 상기 시작 시간으로부터 상기 걸린 시간까지를 릴렉스 단계로, 상기 걸린 시간 이후부터 알파파의 비중이 기 설정된 크기로 감소할 때까지를 수면 진입 단계로, 상기 수면 진입 단계 이후부터 상기 기상 시간 까지를 수면 단계로 구분하고,
상기 수면 패턴 분석부는 상기 수면 지표를 수학식
(여기서, SI는 상기 수면 지표이고, w1은 상기 세타파 가중치이고, w2는 상기 알파파 가중치이고, w3는 상기 나이 가중치이고, θ는 상기 세타파이고, α는 상기 알파파이고, βH는 상기 하이-베타파이다)에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치.
In a sleep pattern analysis device using brain waves,
an brain wave processing unit that processes brain waves received from the brain wave measuring device to extract alpha waves, theta waves, and high-beta waves;
a graphics processing unit that provides a GUI screen for inputting a plurality of sleep variables;
a data storage unit in which weights according to the sleep variables are registered;
The alpha wave, the theta wave, and the high-beta wave extracted through the brain wave processing unit are stored in the data storage unit on a time basis, and the weight for the sleep variable input through the GUI screen is saved from the data storage unit. A sleep pattern analysis unit that extracts and calculates a sleep index on an hourly basis using the alpha waves, the theta waves, the high-beta waves, and the extracted weight,
The weight is
an age weight for the user's age;
Contains at least one sleep stage weight according to the user's sleep stage,
The sleep stage weight is
Theta wave weight applied to the theta wave,
Includes an alpha wave weight applied to the alpha wave;
The theta wave weight and the alpha wave weight are registered in the data storage according to age,
The sleep variable includes an age variable corresponding to the age weight and a sleep stage variable corresponding to the sleep stage,
The sleep stage variables include a relaxation stage, a sleep entry stage, and a sleep stage,
In the GUI screen above,
An age input window for inputting the age variable,
A first time input window for entering the start time of going to bed,
A second time input window for entering the time taken to fall asleep,
A third time input window is displayed for inputting the wake-up time;
The sleep pattern analysis unit
The relaxation step based on the start time, the time taken, and the wake-up time respectively input through the first time input window, the second time input window, and the third time input window, and the change in the alpha wave, The sleep entry phase and the sleep phase are distinguished, with the time taken from the start time being the relaxation phase, and the time taken from the time taken until the proportion of alpha waves decreases to a preset size as the sleep entry phase. The period from the sleep entry stage until the above wake-up time is divided into sleep stages,
The sleep pattern analysis unit uses the sleep index as a mathematical formula
(Here, SI is the sleep index, w1 is the theta wave weight, w2 is the alpha wave weight, w3 is the age weight, θ is the theta wave, α is the alpha wave, and β H is the high -A sleep pattern analysis device using brain waves, characterized in that it is calculated by beta waves.
상기 GUI 화면에는
상기 알파파, 상기 하이-베타파 및 상기 세타파가 시간 단위로 표시된 뇌파 그래프와;
상기 뇌파 그래프에 시간적으로 동기된 상기 수면 지표가 표시되는 수면 지표 그래프가 표시되는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치.
According to paragraph 1,
In the GUI screen above,
an brain wave graph showing the alpha wave, the high-beta wave, and the theta wave in time units;
A sleep pattern analysis device using EEG, characterized in that a sleep indicator graph is displayed in which the sleep indicator is displayed in time synchronization with the EEG graph.
상기 GUI 화면에는
상기 수면 지표 그래프 상의 상기 수면 지표의 레벨에 따라 상호 상이한 색상이 표시되는 수면 패턴 레이블이 표시되는 것을 특징으로 하는 뇌파를 이용한 수면 패턴 분석 장치.According to clause 6,
In the GUI screen above,
A sleep pattern analysis device using brain waves, characterized in that sleep pattern labels are displayed in different colors according to the level of the sleep indicator on the sleep indicator graph.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160142715A KR102662336B1 (en) | 2016-10-31 | Apparatus for analyzing sleeping pattern using brain wave |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160142715A KR102662336B1 (en) | 2016-10-31 | Apparatus for analyzing sleeping pattern using brain wave |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180049282A KR20180049282A (en) | 2018-05-11 |
| KR102662336B1 true KR102662336B1 (en) | 2024-05-02 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101044570B1 (en) | 2009-07-27 | 2011-06-29 | 주식회사 소소 | Free gift game apparatus and free gift game method using smr wave |
| KR101498812B1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-05 | 세종대학교산학협력단 | Insomnia tests and derived indicators using eeg |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101044570B1 (en) | 2009-07-27 | 2011-06-29 | 주식회사 소소 | Free gift game apparatus and free gift game method using smr wave |
| KR101498812B1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-05 | 세종대학교산학협력단 | Insomnia tests and derived indicators using eeg |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Edwards B A, et al. Aging and Sleep: Physiology and Pathophysiology. Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. October 2010, DOI: 10.1055/s-0030-1265902, pp.618~633* |
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