KR102665723B1 - 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템은 기지정된 사용자 단말 및 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스 중 적어도 어느 하나로부터 생성된 이갈이 진단 요청 신호를 수신하고, 상기 이갈이 진단 요청 신호에 포함된 상기 웨어러블 디바이스에 할당된 고유 번호를 추출하며, 기지정된 DB로부터 상기 고유 번호에 대응하는 사용자 정보를 호출하는 사용자 인식부; 상기 웨어러블 디바이스에 마련되는 적어도 하나의 센서로부터 수집되는 근전도 데이터를 수신하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부로부터 수집된 상기 근전도 데이터가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 이갈이 발생 여부를 진단하는 이갈이 진단부; 상기 이갈이 진단부에서 이갈이가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 웨어러블 디바이스에 마련된 진동 모터를 통해 상기 사용자 피부에 진동 자극을 인가하는 바이오 피드백 생성부; 및 상기 이갈이 진단부에서 도출된 이갈이 진단 데이터 및 상기 바이오 피드백 생성부에서 생성된 진동 자극 데이터에 기초하여 상기 사용자의 이갈이 증상을 모니터링하는 사용자 모니터링부;를 포함하는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템.

Description

바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법{BIOFEEDBACK-BASED BRUXISM ALLEVIATING SYSTEM AND THE METHOD OF THEREOF}

본 발명은 이갈이 진단 및 완화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수면중인 사용자의 측두근 신호를 분석하여 이갈이 증상을 진단하고, 진동 자극을 포함하는 바이오 피드백 신호를 사용자에게 제공하여 이갈이 증상을 완화시킬 수 있는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 들어 수면에 피검사자의 몸에서 나오는 생리적, 물리적 신호를 근거로 다양한 수면 질환과 수면 장애를 찾아내고, 이를 토대로 수면 문제에 대한 진단과 치료 방향을 설정하며, 약물요법, 인지행동 교정, 외과적 수슬 등의 구체적인 치료 방법에 제안되고 있다.

참고로, 뇌파는 수면의 진행과 구조를 파악하는 기초자료로 활용되며, 눈의 움직임을 측정하는 안전도는 수면 단계를 판정하는 데 유용하고, 근전도는 수면 단계에 따라 근육의 긴장도가 달라지기 때문에 반드시 측정해야 하는데, 특히 다리 근전도는 주기적 사지 운동증이라는 수면 장애를 진단하기 위해 측정하고, 또한 턱 근전도는 이갈이를 밝히는 데 필요하다.

특히, 이갈이의 경우, 저작이나 연하 운동 이외에 턱의 강한 운동에 의해 이를 악물거나, 이를 가는 것을 포함하며 보통 음식물을 씹을 때보다 2 ~ 10배 이상의 힘으로 이를 갈게 되며 주로 수면 중에 이를 갈게 되지만 낮에 이를 가는 경우도 있다.

이갈이는 한국 전체 인구 중 10% 정도가 경험하는 것으로 알려져 있으며, 예민하고 심리상태가 불안정한 상태일 때 잘 나타나고 스트레스가 그 원인이 된다. 그밖에 치아가 잘 맞지 않은 부정교합, 음주 등도 원인이 되며, 유전, 특정 약의 복용, 중추신경계 장애 등도 원인으로 알려져 있다.

이갈이는 부분적으로 이에 강한 힘이 가해지기 때문에 치주 조직을 상하게 하거나, 마모가 생겨 치아의 표면이 닳고 치아 주위의 조직이 손상되어 찬 음식을 먹으면 이가 시리며 심한 경우에는 이가 흔들리기도 한다.

이갈이는 심리적인 치료를 시행하거나, 윗니와 아랫니 사이의 교합안정장치를 장착하거나, 약물 치료를 시행하는 등 병원에서 전문적으로 치료를 받을 수도 있다.

최근에는 가정에서 수면 중에 간편하게 이갈이를 진단하고 이를 방지하는 등의 장치가 요구되고 있는 실정이며, 이러한 이갈이 진단방법에 대한 기술 중 하나로 한국등록특허공보 제10-1621500호는 피검사자의 머리에 장착되어 수면자세 변화에 따른 기울기 신호와 피검사자의 이갈이와 치아 악물기로 발생하는 근전도 신호를 검출하여 출력하고, 분석 단말기로부터 치료 신호를 수신하면 미리 설정된 수면 자세 교정 신호를 출력하는 이갈이와 치아 악물기 분석장치 및 방법에 대하여 개시하고 있으나, 이갈이와 치아 악물기의 증상을 정확하게 진단하는 데는 한계가 있으며, 수면 중에는 각성효과를 크게 발휘하지 않는다는 점에서 이갈이와 치아 악물기에 대한 치료 효과가 미비한 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법에 관한 연구가 필요한 실정이다.

본 발명은 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스를 통해 사용자 얼굴 및 머리 주변 근육에 대한 근전도 데이터를 수집하고, 수집된 근전도 데이터에 기초하여 사용자의 수면 여부 및 이갈이 이벤트 발생 여부를 판단함으로써, 수면중인 사용자의 이갈이 이벤트 발생 여부를 보다 효과적으로 감지할 수 있는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 사용자 단말을 통해 웨어러블 디바이스를 통해 제공될 진동 자극의 최소 강도를 입력받고, 상기 사용자 단말을 통해 입력된 최소 진동 자극부터 점진적으로 자극의 강도를 증가시킴으로써, 사용자에게 최적화된 바이오피드백 자극 신호를 제공하고, 이갈이 증상을 보다 효과적으로 방해하고 완화시킬 수 있는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 사용자의 수면 상태 및 이갈이 이벤트 정보를 수집하고, 저장함으로써, 사용자별 데이터를 수집하고, 이에 기초하여 이갈이 학습 데이터를 구축하여 사용자 맞춤형 바이오 피드백 데이터를 신속하게 산출할 수 있는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템은 기지정된 사용자 단말 및 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스 중 적어도 어느 하나로부터 생성된 이갈이 진단 요청 신호를 수신하고, 이갈이 진단 요청 신호에 포함된 웨어러블 디바이스에 할당된 고유 번호를 추출하며, 기지정된 DB로부터 고유 번호에 대응하는 사용자 정보를 호출하는 사용자 인식부, 웨어러블 디바이스에 마련되는 적어도 하나의 센서로부터 수집되는 근전도 데이터를 수신하는 데이터 수집부, 데이터 수집부로부터 수집된 근전도 데이터가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 이갈이 발생 여부를 진단하는 이갈이 진단부, 이갈이 진단부에서 이갈이가 발생한 것으로 판단된 경우, 웨어러블 디바이스에 마련된 진동 모터를 통해 사용자 피부에 진동 자극을 인가하는 바이오 피드백 생성부 및 이갈이 진단부에서 도출된 이갈이 진단 데이터 및 바이오 피드백 생성부에서 생성된 진동 자극 데이터에 기초하여 사용자의 이갈이 증상을 모니터링하는 사용자 모니터링부를 포함한다.

또한, 데이터 수집부는, 기설정된 시간동안 제1 근전도 데이터를 수집하는 제1 센서 및 제1 센서와 기설정된 간격 이격되어 마련되고, 제2 근전도 데이터를 수집하는 제2 센서를 포함하고, 이갈이 진단부는, 제1 센서를 통해 수집된 제1 근전도 데이터와 기설정된 제1 기준전압인 V_th1을 비교하여 사용자의 수면 상태를 판단하는 수면상태 판단부 및 수면상태 판단부에서 사용자가 수면 중인 것으로 판단된 경우, 제2 센서를 통해 수집된 제2 근전도 데이터와 기설정된 제2 기준 전압인 V_th2를 비교하여 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 이갈이 발생 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이갈이 발생 감지부는, 기설정된 시간 범위의 윈도우 마스크를 생성하고, 제2 근전도 데이터에 윈도우 마스크를 중첩하여 이갈이 이벤트의 발생 여부를 판단하되, 윈도우 마스크 내에서 제2 근전도 데이터가 상기 V_th2를 초과하는 시간에 기초하여 이갈이 이벤트의 발생 여부를 판단하고, 바이오 피드백 생성부는, 이갈이 발생 감지부에서 이갈이 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우, 윈도우 마스크가 끝나는 시간인 T_winend에서 제1 패턴의 진동 자극을 생성하고, 웨어러블 디바이스를 통해 사용자에 상기 제1 패턴의 진동 자극을 제공하는 사용자 자극 제공부 및 제1 패턴의 진동 자극이 생성된 이후 데이터 수집부를 통해 수집된 상기 제2 근전도 데이터와 제1 패턴의 진동 자극이 생성되기 이전 상기 데이터 수집부를 통해 수집된 제1 패턴의 진동 자극을 보정하는 사용자 자극 보정부;를 포함하며, 제1 패턴은, 사용자 단말로부터 설정된 최소 자극 세기에 기초하여 진동 자극의 초기값이 결정되고, 사용자 자극 보정부를 통해 진동 자극의 세기가 1 수준씩 보정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 이갈이 진단부는, 사용자 단말로부터 입력되는 이갈이 진단 모드에 기초하여 제1 센서 및 제2 센서로부터 수집되는 근전도 데이터의 사용 여부를 결정하되, 이갈이 진단 모드는, 수면상태 판단부를 통해 사용자의 수면 상태를 판단하고, 사용자가 수면 중인 것으로 판단된 경우, 이갈이 발생 감지부를 통해 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 제1 진단 모드 및 기설정된 수면 대기 시간을 카운팅하고, 수면 대기 시간을 초과하는 경우, 사용자가 수면 중인 것으로 자동 판단하며, 이갈이 발생 감지부를 통해 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 제2 진단 모드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 사용자 모니터링부는, 사용자의 일일 수면 시간을 측정하고, 일일 수면 시간 동안 발생한 이갈이 횟수, 이갈이 지속 시간, 진동 자극 생성 횟수 및 진동 자극 최대 세기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 일일 사용자 데이터를 생성하는 사용자 데이터 생성부, 일일 사용자 데이터에 포함된 일일 수면 시간 동안 발생한 이갈이 횟수, 이갈이 지속 시간 및 진동 자극 최대 세기를 기설정된 인공지능 학습 알고리즘을 통해 학습하고, 인공지능 학습 알고리즘을 통해 도출된 결과 데이터에 기초하여 이갈이 진단부의 이갈이 진단 기준을 최적화하는 이갈이 진단 학습부 및 사용자 단말로부터 수신되는 요청 신호에 기초하여 사용자 데이터 생성부에서 생성되는 일일 사용자 데이터를 사용자 단말에 전송하는 사용자 데이터 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스를 통해 사용자 얼굴 및 머리 주변 근육에 대한 근전도 데이터를 수집하고, 수집된 근전도 데이터에 기초하여 사용자의 수면 여부 및 이갈이 이벤트 발생 여부를 판단함으로써, 수면중인 사용자의 이갈이 이벤트 발생 여부를 보다 효과적으로 감지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 사용자 단말을 통해 웨어러블 디바이스를 통해 제공될 진동 자극의 최소 강도를 입력받고, 상기 사용자 단말을 통해 입력된 최소 진동 자극부터 점진적으로 자극의 강도를 증가시킴으로써, 사용자에게 최적화된 바이오피드백 자극 신호를 제공하고, 이갈이 증상을 보다 효과적으로 방해하고 완화시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 사용자의 수면 상태 및 이갈이 이벤트 정보를 수집하고, 저장함으로써, 사용자별 데이터를 수집하고, 이에 기초하여 이갈이 학습 데이터를 구축하여 사용자 맞춤형 바이오 피드백 데이터를 신속하게 산출할 수 있는 효과를 가진다.

도 1 및 도2 는 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 데이터 수집부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 이갈이 진단부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 바이오 피드백 생성부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 사용자 모니터링부를 설명하기 위한 도면이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시례 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다.

본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시례에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이하, 본 발명인 발명의 명칭은 첨부된 도 1을 참고로 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 도 1 및 도2 는 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 데이터 수집부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 이갈이 진단부를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 바이오 피드백 생성부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 사용자 모니터링부를 설명하기 위한 도면이다.

<실시례 1>

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템(100)은 상기 사용자의 피부에 부착 또는 사용자의 머리 일측에 장착되는 웨어러블 디바이스(10)를 통해 이갈이 진단에 필요한 근전도 데이터를 수집하고, 상기 웨어러블 디바이스(10)를 통해 수집된 상기 근전도 데이터는 상기 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템(100)으로 전송되고, 상기 이갈이 완화 시스템(100)은 상기 근전도 데이터를 분석하여 상기 사용자의 이갈이 증상을 진단하고, 상기 진단 결과에 대응하여 상기 이갈이 증상을 완화할 수 있는 바이오피드백 신호를 생성할 수 있다. 이때 상기 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템(100)에서 생성된 바이오피드백 신호는 상기 웨어러블 디바이스(10)에 마련되는 진동 모터를 제어하여 상기 사용자에게 진동 자극을 제공할 수 있다.

이에 따라, 진동 자극과 같은 바이오피드백이 상기 사용자에게 제공됨에 따라, 상기 사용자의 자율신경계의 기능을 조절하여 사용자가 능동적으로 이갈이 증상을 완화하도록 유도할 수 있다.

또한, 상기 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템(100)을 통해 생성된 사용자 이갈이 증상에 대한 데이터를 상기 웨어러블 디바이스(10)와 연동된 사용자 단말(20)로 전송될 수 있다. 또한, 사용자 단말(10)로부터 수신되는 요청 신호에 기초하여 상기 사용자 단말(20)로 전송된 데이터를 기지정된 DB(30)에 저장될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템(100)은 사용자 인식부(110), 데이터 수집부(120), 이갈이 진단부(130), 바이오 피드백 생성부(140) 및 사용자 모니터링부(150)를 포함할 수 있다.

상기 사용자 인식부(110)는 기지정된 사용자 단말(20) 및 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스(10) 중 적어도 어느 하나로부터 생성된 이갈이 진단 요청 신호를 수신하고, 상기 이갈이 진단 요청 신호에 포함된 상기 웨어러블 디바이스(10)에 할당된 고유 번호를 추출하며, 기지정된 DB(30)로부터 상기 고유 번호에 대응하는 사용자 정보를 호출할 수 있다.

또한, 상기 데이터 수집부(120)는 상기 웨어러블 디바이스(10)에 마련되는 적어도 하나의 센서로부터 수집되는 근전도 데이터를 수신하고, 상기 이갈이 진단부(130)는 상기 데이터 수집부(120)로부터 수집된 상기 근전도 데이터가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 이갈이 발생 여부를 진단하고, 상기 바이오 피드백 생성부(140)는 상기 이갈이 진단부(130)에서 이갈이가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 웨어러블 디바이스(10)에 마련된 진동 모터를 통해 상기 사용자 피부에 진동 자극을 인가하고, 상기 사용자 모니터링부(150)는 상기 이갈이 진단부(130)에서 도출된 이갈이 진단 데이터 및 상기 바이오 피드백 생성부(140)에서 생성된 진동 자극 데이터에 기초하여 상기 사용자의 이갈이 증상을 모니터링할 수 있다.

보다 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수집부(120)는 기설정된 시간동안 제1 근전도 데이터를 수집하는 제1 센서(121) 및 상기 제1 센서(121)와 기설정된 간격 이격되어 마련되고, 제2 근전도 데이터를 수집하는 제2 센서(122)를 포함할 수 있다.

일례로, 상기 웨어러블 디바이스(10)가 상기 사용자 머리 일측에 부착되는 형태로 마련되는 경우, 상기 사용자의 관자놀이 부근에 부착될 수 있다.

상기 웨어러블 디바이스(10)가 상기 사용자의 관자놀이 일측에 부착되는 경우, 상기 웨어러블 디바이스(10)에 마련되는 제1 센서(121) 및 상기 제2 센서(122)를 통해 상기 사용자 얼굴의 근전도 데이터를 수집할 수 있다.

일례로, 상기 제1 센서(121)는 상기 사용자의 눈가 근전도 신호를 수집하고, 상기 제2 센서(122)는 상기 사용자의 측두근 근전도 신호를 수집할 수 있다.

한편, 도 4를 참고하면, 상기 이갈이 진단부(130)는, 상기 제1 센서(121)를 통해 수집된 상기 제1 근전도 데이터와 기설정된 제1 기준전압인 V_th1을 비교하여 상기 사용자의 수면 상태를 판단하는 수면상태 판단부(131) 및 상기 수면상태 판단부(131)에서 상기 사용자가 수면 중인 것으로 판단된 경우, 상기 제2 센서(122)를 통해 수집된 상기 제2 근전도 데이터와 기설정된 제2 기준 전압인 V_th2를 비교하여 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 이갈이 발생 감지부(132)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 이갈이 진단부(130)는 상기 사용자 단말(20)을 입력되는 이갈이 진단 모드에 기초하여 상기 제1 센서(121) 및 상기 제2 센서(122)로부터 수집되는 데이터의 사용 여부를 결정하되, 상기 이갈이 진단 모드는, 상기 수면상태 판단부(131)를 통해 상기 사용자의 수면 상태를 판단하고, 상기 사용자가 수면 중인 것으로 판단된 경우, 상기 이갈이 발생 감지부(132)를 통해 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 제1 진단 모드 및 기설정된 수면 대기 시간을 카운팅하고, 상기 수면 대기 시간을 초과하는 경우, 상기 사용자가 수면 중인 것으로 자동 판단하며, 상기 이갈이 발생 감지부(132)를 통해 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 제2 진단 모드를 포함할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 이갈이 진단 모드가 제1 진단 모드가 설정된 경우, 상기 제1 센서(121) 및 상기 제2 센서(122)를 모두 사용하여 근전도 데이터를 수집하되, 상기 제1 센서(121)를 통해 상기 제1 근전도 데이터가 수집되는 동안, 상기 제2 센서(122)는 절전 모드로 전환될 수 있다.

또한, 상기 이갈이 진단부(130)의 상기 수면상태 판단부(131)는 상기 제1 센서(121)를 통해 수집되는 상기 제1 근전도 데이터와 상기 V_th1을 비교하여, 상기 사용자의 눈가 움직임을 분석할 수 있다.

일례로, 상기 수면상태 판단부(131)는 상기 제1 근전도 데이터가 상기 V_th1를 초과하는 구간에 대응하여 눈가 움직임 데이터를 생성하고, 상기 눈가 움직임 데이터와 상기 DB(30)에 저장된 수면 중 눈가 움직임 학습 데이터를 비교하여, 상기 사용자의 수면 상태를 판단할 수 있다.

상기 수면상태 판단부(131)에서 상기 사용자가 수면중인 것으로 판단된 경우, 상기 제1 센서(121)는 절전 모드로 전환되며, 상기 제1 센서(121)를 통한 데이터 수집이 중단될 수 있다.

또한, 상기 이갈이 진단 모드가 제2 진단 모드로 설정된 경우, 상기 제1 센서(121)는 절전 모드로 전환되며, 상기 이갈이 진단부(130)는 상기 제2 센서(121)를 통해 수집된 상기 제2 근전도 데이터만을 이용하여 상기 사용자의 이갈이 증상 발생 여부를 판단할 수 있다

즉, 상기 제1 진단 모드의 경우, 상기 사용자의 수면 시간을 정확하게 모니터링할 수 있고, 상기 수면상태 판단부(131)를 통해 수면 상태를 판단하는 과정에서는 상기 이갈이 발생 감지부(132)가 절전 모드로 전환되고, 상기 사용자의 수면 상태 판단이 완료된 경우, 상기 이갈이 발생 감지부(132)를 통해 이갈이 상기 수면 상태 판단부(131)가 절전 모드로 전환됨으로써, 상기 웨어러블 디바이스(10)의 배터리 전력 효율을 향상 시킬 수 있으며, 상기 제2 진단 모드의 경우, 상기 수면상태 판단부(131)의 데이터 처리 과정을 생략함으로써, 데이터 연산 과정의 속도를 향상 시킬 수 있다.

한편, 상기 이갈이 발생 감지부(132)는 상기 제2 센서(122)를 통해 상기 사용자의 측두근 움직임에 대한 제2 근전도 데이터를 수집하되, 제2 근전도 데이터와 상기 V_th2를 비교하여 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단할 수 있다.

보다 상세하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이갈이 발생 감지부(132)는 기설정된 시간 범위의 윈도우 마스크(510)를 생성하고, 상기 제2 근전도 데이터에 상기 윈도우 마스크(510)를 중첩하여 상기 이갈이 이벤트의 발생 여부를 판단하되,

상기 윈도우 마스크(510) 내에서 상기 제2 근전도 데이터가 상기 V_th2를 초과하는 시간에 기초하여 상기 이갈이 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다.

일례로, 상기 윈도우 마스크(510)의 시간 범위는 시스템 설정값인 2초로 초기값이 설정되고, 상기 사용자 모니터링부의 인공지능 학습을 통해 최적화될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 바이오 피드백 생성부(140)는, 상기 이갈이 발생 감지부(132)에서 상기 이갈이 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 윈도우 마스크(510)가 끝나는 시간인 T_winend에서 제1 패턴의 진동 자극을 생성하고, 상기 웨어러블 디바이스(10)를 통해 상기 사용자에 상기 제1 패턴의 진동 자극을 제공하는 사용자 자극 제공부(141) 및 상기 제1 패턴의 진동 자극이 종료된 후, 기설정된 시간 범위 내에 상기 이갈이 진단부(130)를 통해 상기 이갈이 이벤트가 감지된 경우, 상기 제1 패턴의 진동 자극을 보정하는 사용자 자극 보정부(142)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 패턴의 진동 자극이 종료되고 5초 이내에 상기 이갈이 진단부(130)에서 이갈이 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 사용자 자극 보정부(142)는 상기 제1 패턴의 진동 자극의 세기보다 높은 강도의 자극이 상기 사용자에게 제공되도록 상기 제1 패턴을 보정할 수 있다.

이때, 상기 제1 패턴은, 상기 사용자 단말(20)로부터 설정된 최소 자극 세기에 기초하여 상기 진동 자극의 초기값이 결정되고, 상기 사용자 자극 보정부(142)를 통해 상기 진동 자극의 세기가 1 수준씩 보정될 수 있다.

일례로, 상기 진동 자극의 세기가 1 ~ 10 수준으로 구분되고, 상기 사용자 단말(20)을 통해 상기 진동 자극의 초기값 3 수준으로 입력된 경우, 상기 사용자가 상기 웨어러블 디바이스(10)가 시동(또는 재시동)됨과 동시에 상기 제1 패턴의 초기값은 상기 3수준으로 설정될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이갈이 진단부(130)에서 상기 이갈이 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 바이오 피드백 생성부(140)를 통해 초기값(3 수준)으로 설정된 제1 패턴의 진동 자극(521)이 사용자에게 제공되고, 상기 제1 패턴의 진동 자극(521)이 종료되고 5초 이내에 상기 이갈이 이벤트가 다시 발생한 경우, 상기 3 수준의 진동 자극으로 상기 사용자의 이갈이 증상을 완화시킬 수 없으므로, 상기 사용자 자극 보정부(142)는 상기 제1 패턴의 진동 자극을 4 수준으로 보정할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 패턴의 진동 자극(521)이 종료되고 5초 이내에 발생된 상기 이갈이 이벤트에 대해서는 상기 4 수준으로 보정된 제1 패턴의 진동 자극(522)가 상기 웨어러블 디바이스(10)를 통해 상기 사용자가에 제공될 수 있다.

마찬가지로, 상기 제1 패턴의 진동 자극(522)이 종료되고 5초 이내에 상기 이갈이 이벤트가 다시 발생한 경우, 상기 4 수준의 진동 자극으로 상기 사용자의 이갈이 증상을 완화시킬 수 없으므로, 상기 사용자 자극 보정부(142)는 상기 제1 패턴의 진동 자극을 5 수준으로 보정할 수 있다.

이때, 상기 제1 패턴의 진동 자극은 상기 진동 자극의 최대 수준인 10 수준까지 보정될 수 있으며, 상기 제1 패턴의 진동 자극이 10 수준으로 보정된 이후에도 5초 이내에 이갈이 이벤트가 다시 발생하는 경우, 상기 사용자 자극 보정부(142)는 상기 제1 패턴의 진동 자극의 보정을 중단하고, 상기 사용자 단말(20)로 기상 알림 신호를 전송하여 사용자의 기상을 유도할 수도 있다.

또한, 상기 사용자 단말의 설정에 따라, 상기 제1 패턴이 10 수준까지 보정된 이후에 상기 사용자 단말로 기상 알림 신호를 전송할 수도 있고, 2회 보정 후에는 상기 제1 패턴의 진동 자극의 보정을 중단하고, 즉시 상기 사용자 단말(20)로 기상 알림 신호를 전송하여 사용자의 기상을 유도할 수도 있다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴의 진동 자극이 상기 사용자에게 인가된 이후, 상기 기설정된 시간(5초) 이내에 상기 이갈이 이벤트가 발생되지 않은 경우, 상기 사용자 자극 보정부(142)는 상기 제1 패턴의 진동 자극을 보정이 수행되지 않으므로 상기 사용자 자극 생성부(141)는 상기 기설정된 시간(5초) 이후에 발생된 이갈이 이벤트에는 초기값으로 설정된 제1 패턴의 진동 자극을 상기 웨어러블 디바이스(10)를 통해 상기 사용자게에 인가할 수 있다.

또 다른 일례로, 상기 사용자 자극 보정부(142)는 상기 제1 패턴의 진동 자극 강도를 1 수준씩 고정하여 증가시키고, 동일한 크기의 자극이 기설정된 시간 동안 상기 사용자에게 제공되도록 하는 고정식 패턴 보정 모드와, 상기 제1 패턴의 진동 자극 강도가 상기 기설정된 시간 내에게 가변되도록 보정하는 가변식 패턴 보정 모드를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 사용자 단말(20)로부터 최소 자극 세기를 3 수준으로 입력받고, 최대 자극 세기를 6 수준으로 입력받은 경우, 상기 고정식 패턴 보정 모드를 적용하여 상기 제1 패턴의 진동 자극은 상기 기설정된 시간 동안 3 수준에서 6수준 이내의 임의의 값으로 기설정된 단위시간(ex 0.5초) 동안 가변되며 상기 사용자에게 제공되도록 보정될 수 있다.

따라서, 상기 사용자에게 고정된 크기의 진동 자극이 아닌, 약한 자극부터 강한 자극까지 변화하는 진동 자극을 제공함으로써, 보다 효과적인 자율신경계의 조절을 유도할 수 있다.

한편, 상기 이갈이 진단부(130)는, 상기 바이오 피드백 생성부(140)를 통해 생성된 진동 자극이 상기 사용자에게 인가되는 동안에도 상기 데이터 수집부(120)를 통해 수집된 상기 제2 근전도 데이터에 대한 이갈이 발생 여부를 판단할 수 있다.

따라서, 데이터의 누락 없이 상기 사용자의 이갈이 관련 근전도 데이터를 모두 수집하고, 보다 정확한 이갈이 진단 및 맞춤형 바이오피드백을 제공할 수 있다.

한편, 도 9를 참고하면, 상기 사용자 모니터링부(150)는 상기 사용자의 일일 수면 시간을 측정하고, 상기 일일 수면 시간 동안 발생한 이갈이 횟수, 이갈이 정도, 이갈이 지속 시간, 진동 자극 생성 횟수 및 진동 자극 최대 세기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 일일 사용자 데이터를 생성하는 사용자 데이터 생성부(151), 상기 일일 사용자 데이터에 포함된 상기 일일 수면 시간 동안 발생한 이갈이 횟수, 상기 이갈이 지속 시간 및 상기 진동 자극 최대 세기를 기설정된 인공지능 학습 알고리즘을 통해 학습하고, 상기 인공지능 학습 알고리즘을 통해 도출된 결과 데이터에 기초하여 상기 이갈이 진단부의 이갈이 진단 기준을 최적화하는 이갈이 진단 학습부(152) 및 상기 사용자 단말(20)로부터 수신되는 요청 신호에 기초하여 상기 사용자 데이터 생성부(151)에서 생성되는 상기 일일 사용자 데이터를 상기 사용자 단말(20)에 전송하는 사용자 데이터 전송부(153)를 포함할 수 있다.

일례로, 상기 이갈이 진단 학습부(152)는 상기 일일 사용자 데이터에 포함된 이갈이 지속 시간의 평균값, 중앙값, 최빈값 중 어느 하나를 이용하여 상기 윈도우 마스크의 시간 범위를 최적화 할 수 있다.

또한, 상기 제2 근전도 데이터에 기초하여 상기 사용자의 이갈이 정도를 산출하고, 상기 이갈이 정도에 기초하여 상기 V_th2의 크기를 보정할 수 있다.

따라서, 상기 이갈이 정도를 '강함', '평균' 및 '약함'으로 구분되고, 상기 사용자의 이갈이 정도가 '약함'으로 산출된 경우, 상기 V_th2의 크기를 감소시켜 상기 사용자에게 최적화된 이갈이 진단 및 바이오피드백을 통한 이갈이 증상의 완화가 가능하도록 유도할 수 있다.

또 다른 일례로, 상기 이갈이 진단 학습부(152)는 상기 이갈이 진단부(140)의 이갈이 진단을 검증하되, ‘이갈이를 이갈이로 판단’하고, ‘이갈이가 아닌 것을 이갈이가 아닌 것으로 판단’하는 정분류 데이터셋과, ‘이갈이를 이갈이가 아닌 것으로 판단’하고, ‘이갈이가 아닌 것을 이갈이로 판단’하는 오분류 데이터셋을 활용하여 상기 이갈이 진단부(140)의 이갈이 진단을 검증하고, 상기 이갈이 진단부(140)의 이갈이 진단 정확도를 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스를 통해 사용자 얼굴 및 머리 주변 근육에 대한 근전도 데이터를 수집하고, 수집된 근전도 데이터에 기초하여 사용자의 수면 여부 및 이갈이 이벤트 발생 여부를 판단함으로써, 수면중인 사용자의 이갈이 이벤트 발생 여부를 보다 효과적으로 감지할 수 있는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.

또한, 사용자 단말을 통해 웨어러블 디바이스를 통해 제공될 진동 자극의 최소 강도를 입력받고, 상기 사용자 단말을 통해 입력된 최소 진동 자극부터 점진적으로 자극의 강도를 증가시킴으로써, 사용자에게 최적화된 바이오피드백 자극 신호를 제공하고, 이갈이 증상을 보다 효과적으로 방해하고 완화시킬 수 있는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.

또한, 사용자의 수면 상태 및 이갈이 이벤트 정보를 수집하고, 저장함으로써, 사용자별 데이터를 수집하고, 이에 기초하여 이갈이 학습 데이터를 구축하여 사용자 맞춤형 바이오 피드백 데이터를 신속하게 산출할 수 있는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시례에 따른, 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템의 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 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 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 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 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 웨어러블 디바이스
20 : 사용자 단말
30 : DB
110 : 사용자 인식부
120 : 데이터 수집부 121 : 제1 센서
122 : 제2 센서
130 : 이갈이 진단부 131 : 수면상태 판단부
132 : 이갈이 발생 감지부
140 : 바이오 피드백 생성부 141 : 사용자 자극 생성부
142 : 사용자 자극 보정부
150 : 사용자 모니터링부 151 : 사용자 데이터 생성부
152 : 이갈이 학습 진단부
153 : 사용자 데이터 전송부

Claims (5)

1. 기지정된 사용자 단말 및 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스 중 적어도 어느 하나로부터 생성된 이갈이 진단 요청 신호를 수신하고, 상기 이갈이 진단 요청 신호에 포함된 상기 웨어러블 디바이스에 할당된 고유 번호를 추출하며, 기지정된 DB로부터 상기 고유 번호에 대응하는 사용자 정보를 호출하는 사용자 인식부;
   상기 웨어러블 디바이스에 마련되는 적어도 하나의 센서로부터 수집되는 근전도 데이터를 수신하는 데이터 수집부;
   상기 데이터 수집부로부터 수집된 상기 근전도 데이터가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 이갈이 발생 여부를 진단하는 이갈이 진단부;
   상기 이갈이 진단부에서 이갈이가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 웨어러블 디바이스에 마련된 진동 모터를 통해 상기 사용자 피부에 진동 자극을 인가하는 바이오 피드백 생성부; 및
   상기 이갈이 진단부에서 도출된 이갈이 진단 데이터 및 상기 바이오 피드백 생성부에서 생성된 진동 자극 데이터에 기초하여 상기 사용자의 이갈이 증상을 모니터링하는 사용자 모니터링부;를 포함하고,
   
   상기 데이터 수집부는,
   기설정된 시간동안 제1 근전도 데이터를 수집하는 제1 센서; 및
   상기 제1 센서와 기설정된 간격 이격되어 마련되고, 제2 근전도 데이터를 수집하는 제2 센서;를 포함하고,
   
   상기 이갈이 진단부는,
   상기 제1 센서를 통해 수집된 상기 제1 근전도 데이터와 기설정된 제1 기준전압인 V_th1을 비교하여 상기 사용자의 수면 상태를 판단하는 수면상태 판단부; 및
   상기 수면상태 판단부에서 상기 사용자가 수면 중인 것으로 판단된 경우, 상기 제2 센서를 통해 수집된 상기 제2 근전도 데이터와 기설정된 제2 기준 전압인 V_th2를 비교하여 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 이갈이 발생 감지부;를 포함하며,
   
   상기 이갈이 발생 감지부는,
   기설정된 시간 범위의 윈도우 마스크를 생성하고, 상기 제2 근전도 데이터에 상기 윈도우 마스크를 중첩하여 상기 이갈이 이벤트의 발생 여부를 판단하되,
   상기 윈도우 마스크 내에서 상기 제2 근전도 데이터가 상기 V_th2를 초과하는 시간에 기초하여 상기 이갈이 이벤트의 발생 여부를 판단하고,
   
   상기 바이오 피드백 생성부는,
   상기 이갈이 발생 감지부에서 상기 이갈이 이벤트가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 윈도우 마스크가 끝나는 시간인 T_winend에서 제1 패턴의 진동 자극을 생성하고, 상기 웨어러블 디바이스를 통해 상기 사용자에 상기 제1 패턴의 진동 자극을 제공하는 사용자 자극 제공부; 및
   상기 제1 패턴의 진동 자극이 종료된 후, 기설정된 시간 범위 내에 상기 이갈이 진단부를 통해 상기 이갈이 이벤트가 감지된 경우, 상기 제1 패턴의 진동 자극을 보정하는 사용자 자극 보정부;를 포함하며,
   
   상기 제1 패턴은,
   상기 사용자 단말로부터 설정된 최소 자극 세기에 기초하여 상기 진동 자극의 초기값이 결정되고,
   상기 사용자 자극 보정부를 통해 상기 진동 자극의 세기가 1 수준씩 보정되는 것을 특징으로 하는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 기지정된 사용자 단말 및 사용자의 피부에 부착된 웨어러블 디바이스 중 적어도 어느 하나로부터 생성된 이갈이 진단 요청 신호를 수신하고, 상기 이갈이 진단 요청 신호에 포함된 상기 웨어러블 디바이스에 할당된 고유 번호를 추출하며, 기지정된 DB로부터 상기 고유 번호에 대응하는 사용자 정보를 호출하는 사용자 인식부;
   상기 웨어러블 디바이스에 마련되는 적어도 하나의 센서로부터 수집되는 근전도 데이터를 수신하는 데이터 수집부;
   상기 데이터 수집부로부터 수집된 상기 근전도 데이터가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 이갈이 발생 여부를 진단하는 이갈이 진단부;
   상기 이갈이 진단부에서 이갈이가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 웨어러블 디바이스에 마련된 진동 모터를 통해 상기 사용자 피부에 진동 자극을 인가하는 바이오 피드백 생성부; 및
   상기 이갈이 진단부에서 도출된 이갈이 진단 데이터 및 상기 바이오 피드백 생성부에서 생성된 진동 자극 데이터에 기초하여 상기 사용자의 이갈이 증상을 모니터링하는 사용자 모니터링부;를 포함하고,
   
   상기 데이터 수집부는,
   기설정된 시간동안 제1 근전도 데이터를 수집하는 제1 센서; 및
   상기 제1 센서와 기설정된 간격 이격되어 마련되고, 제2 근전도 데이터를 수집하는 제2 센서;를 포함하고,
   
   상기 이갈이 진단부는,
   상기 제1 센서를 통해 수집된 상기 제1 근전도 데이터와 기설정된 제1 기준전압인 V_th1을 비교하여 상기 사용자의 수면 상태를 판단하는 수면상태 판단부; 및
   상기 수면상태 판단부에서 상기 사용자가 수면 중인 것으로 판단된 경우, 상기 제2 센서를 통해 수집된 상기 제2 근전도 데이터와 기설정된 제2 기준 전압인 V_th2를 비교하여 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 이갈이 발생 감지부;를 포함하며,
   
   상기 이갈이 진단부는,
   상기 사용자 단말로부터 입력되는 이갈이 진단 모드에 기초하여 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서로부터 수집되는 상기 근전도 데이터의 사용 여부를 결정하되,
   
   상기 이갈이 진단 모드는,
   상기 수면상태 판단부를 통해 상기 사용자의 수면 상태를 판단하고, 상기 사용자가 수면 중인 것으로 판단된 경우, 상기 이갈이 발생 감지부를 통해 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 제1 진단 모드; 및
   기설정된 수면 대기 시간을 카운팅하고, 상기 수면 대기 시간을 초과하는 경우, 상기 사용자가 수면 중인 것으로 자동 판단하며, 상기 이갈이 발생 감지부를 통해 상기 사용자의 이갈이 이벤트가 발생 여부를 판단하는 제2 진단 모드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 사용자 모니터링부는,
   상기 사용자의 일일 수면 시간을 측정하고, 상기 일일 수면 시간 동안 발생한 이갈이 횟수, 이갈이 지속 시간, 이갈이 정도, 진동 자극 생성 횟수 및 진동 자극 최대 세기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 일일 사용자 데이터를 생성하는 사용자 데이터 생성부;
   상기 일일 사용자 데이터에 포함된 상기 일일 수면 시간 동안 발생한 이갈이 횟수, 상기 이갈이 지속 시간 및 상기 진동 자극 최대 세기를 기설정된 인공지능 학습 알고리즘을 통해 학습하고, 상기 인공지능 학습 알고리즘을 통해 도출된 결과 데이터에 기초하여 상기 이갈이 진단부의 이갈이 진단 기준을 최적화하는 이갈이 진단 학습부; 및
   상기 사용자 단말로부터 수신되는 요청 신호에 기초하여 상기 사용자 데이터 생성부에서 생성되는 상기 일일 사용자 데이터를 상기 사용자 단말에 전송하는 사용자 데이터 전송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오피드백 기반의 이갈이 완화 시스템.