KR20050112688A - 감각 및 생리적 파라미터의 평가를 위한 컴퓨터 기반의방법 및 장치 - Google Patents

감각 및 생리적 파라미터의 평가를 위한 컴퓨터 기반의방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

감각 및 생리적 파라미터를 컴퓨터 상에서 또는 인터넷을 통해 평가하는 하드웨어 및 소프트웨어의 다 부분 시스템. 하드웨어/소프트웨어 슈트는, 시야, 청각 기능과 심장/심혈관 및 자율신경계 (ANS) 파라미터를 평가하는 3 개의 성분을 포함할 수 있다.

Description

감각 및 생리적 파라미터의 평가를 위한 컴퓨터 기반의 방법 및 장치{COMPUTER-BASED METHOD AND APPARATUS FOR EVALUATION OF SENSORY AND PHYSIOLOGICAL PARAMETERS}
본 발명은 주로 건강 검사 및 의학적 진단에 관련되는 것으로, 특히 감각 및 생리적 파라미터를 평가하는 개량된 방법 및 장치에 관련된다.
일부 건강관리 단점은, 학습 결핍 (learning deficiency) 의 감지를 위한 예방적 건강 검사 및 소외 인구 (underserved population) 의 조사와 같은 기존의 기술에 의해 적적히 다루어지지 않는다. 예를 들어, 학교에서의 조기 건강관리 검사는 다수의 건강 전문가를 활용하는 비싼 방법을 필요로 하므로, 일반적으로는 적절치 않다. 학생의 학업 수행을 모니터하기 위해 모든 공립 학교를 테스트하는 입법이 최근에 국가적 범위에서 이루어졌으나, 학습 결핍과 관련된 생리적 기능을 조사하기 위한 규정은 아직 만들어지지 않았다.
적절한 건강 조사는 매우 중요하여, 전문가들은 출생 후 10 년까지는 심장혈관, 시각 및 청각, 11-64 세는 심장혈관 및 시각, 그리고 64 세 이상은 심장혈관, 시각 및 청각의 연례 선별 검사 (screening test) 를 권장한다 .
이상의 설명은 본 발명자가 인지하고 있는 현재의 최신 기술을 반영한다. 이 정보에 대한 참조 및 이에 대한 설명은, 본 발명 청구항의 심사에 관련될 수도 있는 정보를 공개하여야 하도록 인정되는, 출원인의 정직 의무 (Applicant's acknowledged duty of candor) 를 이행하기 위한 것이다. 그러나, 종래 기술 참조는 단독으로나 조합으로 고려되어서나, 여기에 설명되고 청구된 본 발명을 발표, 교사, 제시, 개시 또는 다른 방법으로 자명하게 하는 것이 아님이 삼가 인정된다.
본 발명의 목적은, 자립형 (stand-alone) 컴퓨터를 사용하여 및/또는 인터넷을 통해 감각 및 생리적 파라미터를 구하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어의 다 부분 (multi-part) 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은, 자립형 (stand-alone) 컴퓨터를 사용하여 및/또는 인터넷을 통해 감각 및 생리적 파라미터를 구하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어의 다 부분 (multi-part) 시스템을 제공한다. 본 발명은, 의사, 교육자, 또는 가정 사용자가 생리 심리적 안녕 (well-being) 과 육체적 및 감정적 상태의 예비적 평가에 관련된 주요 데이터를 수집할 수 있도록 한다. 본 발명의 적용은, 치료적 중재 (therapeutic intervention) 이전의 스트레스 레벨 평가, 처치 또는 치료에 대한 환자 반응의 모니터링, 및 학습 잠재력의 증진을 포함한다. 사용자는 수집된 데이터를 사용자의 컴퓨터 하드 드라이브 상에 저장하거나, 데이터가 중앙 컴퓨터 데이터베이스에서 수집되고, 저장되어 관리되도록 하거나, 또는 데이터가 병원 또는 건강 유지 기구와 같은 제 3 자에 전송되도록 할 수 있으며, 이들 모두는 컴퓨터 네트워크 및 공지된 데이터 전송 기술의 사용에 의한다.
하드웨어/소프트웨어 슈트 (suite) 는, 시야, 청각 기능, 및 심장/심장혈관 및 자율신경계 (autonomic nervous system; ANS) 파라미터의 평가를 위한 세 구성요소를 포함할 수 있다. 시야 검사 성분은, 양안시성 (binocularity), 색맹, 대비 민감도 (contrast sensitivity), 및 맹점 크기를 포함하는 일정 범위의 시각 파라미터의 측정을 위한 대화형 (interactive) 소프트웨어로 구성된다. 이 소프트웨어는, 평가를 수행하는 동안 두부의 지지와 안정을 위한, 그리고 차례로 각 눈 (eye) 을 가리기 위한 스탠드로 이루어진 하드웨어 구성요소를 동반한다. 청각 성분은 청각 기능 (예를 들어, 음향 주파수의 감지) 을 테스트하기 위한 소프트웨어, 및 컴퓨터에 꽂는 단순한 이어폰으로 구성된 하드웨어를 포함한다. 슈트의 심장 및 ANS 성분은, 신체에 묶이거나 다른 방법으로 부착되고 컴퓨터에 꽂는 장치 (예를 들어, 손가락에 묶이거나, 귀에 부착되는 장치), 및 장치로부터 생리적 파라미터를 판독 및 해석하는 소프트웨어를 포함한다. 이들 파라미터는, 맥박수, 심박동 변동성 (heart rate variability), 및 갈바니 피부 반응 (galvanic skin response) 등의 심장 및 ANS 기능과 관련된 데이터 범위를 포함할 수 있다.
본 발명의 개념은, 예를 들어 인터넷 건강 또는 교육 포탈에 의해 내담자와의 사용을 위한 사용과 같은 비즈니스 대 비즈니스 (business to business) 운용, 및 통상적 인터넷 사용자가 자신 또는 가족의 생리적 또는 신경-감각적 측정을 모니터할 수 있는 비즈니스 대 내담자 (business to customer) 버전 모두에서 사용될 수 있다. 개인 사용자 또는 조직은 나이, 성별 또는 특별한 필요 (예를 들어, 스포츠 증진 또는 교육적 증진) 로 인터넷 어플리케이션을 구성할 수 있다. 인터넷 어플리케이션은 사용자에 대한 보고를 인쇄하거나, 그들의 건강 또는 교육 전문가에게 보고를 보내거나, 미래의 참고 또는 비교를 위해 온라인 데이터베이스에 저장하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 특징인, 동작의 구성 및 방법에 관한 다른 진보된 특징은, 본 발명의 바람직한 실시형태가 예시로서 설명된 다음의 설명과 첨부된 도면을 함께 고려할 때, 이들의 또 다른 목적 및 장점들과 함께 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 도면은 예시와 설명만을 위한 것이고 본 발명의 한계를 정하려고 한 것이 아님을 명확히 이해하여야 한다. 본 발명을 특징짓는 다양한 진보된 특징은 첨부된 청구항 및 본 설명의 구성부분에서 상세하게 지정된다. 본 발명은, 독립하여 고려된 이들 특징 중 하나에 존재하는 것이 아니고, 특정된 기능을 위한 그 구성 전부의 특별한 조합에 존재하는 것이다.
그러므로, 다음의 상세한 설명이 더 잘 이해되고 기술에 대한 기여가 더 잘 평가되도록, 본 발명의 더 중요한 특징들을 개략적으로 설명하였다. 물론, 이하에서 설명되고 첨부된 청구범위의 추가적인 중요 내용을 형성하는 본 발명의 다른 특징들이 존재한다. 당업자는, 이 설명이 기초하는 개념이 본 발명의 일부 목적을 달성하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템을 설계하는 기초로 쉽게 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한, 청구범위는 그러한 균등한 구성을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
또한, 요약서의 목적은 특허청과 공중, 특히 특허 또는 법률 용어나 어법에 익숙하지 않은 당 기술 분야의 과학자, 공학자 및 기술자가 일견하여 본 출원의 기술적 설명의 성질과 요점을 재빨리 파악할 수 있도록 하는 것이다. 요약서는 본 출원 발명을 한정하려 한 것이 아니며, 이는 청구범위에 의해 정해져야 하고, 또한 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하려는 것도 아니다.
어떤 용어 및 그들의 파생어가 다음의 설명에서 사용될 수 있으며, 이들은 참조의 편의만을 위한 것이고, 한정적인 것이 아니다. 예를 들어, "위쪽 (upward)", "아래쪽 (downward)", "왼쪽 (left)" 및 "오른쪽 (right)" 은 특별히 지시되지 않으면 참조되는 도면에서의 방향을 지칭한다. 유사하게, "안쪽 (inward)" 및 "바깥쪽 (outward)" 은 각각, 장치 또는 영역 및 그들의 지시된 부분의 기하학적 중심으로의 방향 및 이로부터 멀어지는 방향을 지칭한다. 명시되지 않으면, 단수형의 참조는 복수를 포함하며, 그 역도 마찬가지이다.
다음의 상세한 설명을 고려할 때 본 발명은 더 잘 이해되고 명시된 것 이외의 목적들도 명확해 질 것이다. 이 설명은 첨부된 도면을 참조한다.
도 1 은, 시각 파라미터 평가를 수행하는 동안 사용자의 두부의 지지 및 안정을 위한, 그리고 사용자의 두부가 모니터 또는 스크린으로부터 정확한 거리를 유지하도록 하기 위한 스탠드 (10) 를 도시하는, 본 발명 장치의 개략도이다. 지지대 (10) 는 베이스 (12), 높이 조절이 가능한 샤프트 (14) 및 턱 받침 (16) 을 구비할 수 있다. 눈가리개 (18) 및 렌즈 (20) 가 시각 파라미터 평가에 사용될 수 있다. 오디오 연결 (22) 은 헤드폰과 컴퓨터/CPU (도시되지 않음) 를 접속하는데 사용될 수 있다. 심장/ANS 센서 (24) 는 스탠드 (10) 와 일체이거나, 편의를 위해 스탠드를 통해 컴퓨터/CPU 와 연결되기만 할 수도 있다.
도 2 는 본 발명의 청각 기능 평가 장치 (30) 의 개략도이다. 장치 (30) 는 헤드폰 (34) 을 연결하는 오디오 컨트롤 박스 (32) 및 의사 조종기 (36) 및 환자 조종기 (38) 를 구비할 수 있다. 오디오 컨트롤 (32) 은 USB 커넥터 (42) 또는 다른 수단에 의해 컴퓨터/CPU (40) 에 연결될 수 있다. 시야 및 심장/ANS 하드웨어는 유사한 방법으로 구성되고 컴퓨터에 연결될 수 있다.
본 발명의 장치는, 건강 위험을 감지하기 위한 독립 어플리케이션에서 이미 사용되고있는 3 가지 기술을 구비한다. 먼저, 2 이상의 이들 구성요소를 컴퓨터 및/또는 인터넷을 사용하여 묶음으로써, 본 발명은 비용 효과적이고 광범위한 건강 조사 및 보고 시스템을 제공한다. 모니터링 성분은, 당뇨병성 망막증 (diabetic retinopathy), 황반 변성 (macular degeneration), 색 분별력 (color discrimination), 사시 (phoria), 대비 민감도, 안구 운동력 (eye mobility) 및 다른 시각적 상태와 연관될 수 있는 많은 주요 시각 기능을 평가하는, 시야; 다수의 정교한 청각 테스트 방법을 사용하여 청력 수행을 평가하는, 청각 기능; 집중력 부족 장애, 우울증, 고혈압 및 스트레스와 관련될 수 있는, 일부의 예측 가능한 심장혈관 및 자율 신경계 파라미터를 모니터하는, 심장 및 ANS 이다.
본 슈트의 하드웨어 패키지는 3 개의 저렴한 기기, (1) 시야 테스트를 위한 안대를 가지는 턱 받침, (2) 청각 기능을 위한 이어폰 및 (3) 심장 및 ANS 파라미터를 위한 적외선 센서로 이루어진다.
이 3-부분, 건강 모니터링 슈트는 임상 사건 (clinical event) 을 예측하는 재생산 가능한 데이터를 제공하고, 조기 중재 값 (early interventional value) 을 제안한다. 슈트는 몇 가지 질병 과정의 조기 감지를 제공하고, 약리적 부작용을 모니터하며, 만성 질병 관리를 보조할 수 있다. 이들 대화형 검사 설비는, 사용자 친화적이고, 비 침습적인 (non-invasive) 생리적 측정을 제공한다. 의사 및 교육자는 인터넷이 가능한 여하한 컴퓨터 상에서도 이들 데이터를 수집할 수 있다. 이들 테스트의 결과는 추가적 분석을 위해 웹을 통해 전문가에게 전송되어 선택될 수 있다.
환자 기록 프라이버시 기준의 요구에 따라, 프라이버시 문제가 다루어진다. 이를 위해, 이름, 주소 또는 전화번호가 아니라 비밀번호 및 우편번호 등을 코딩하여 모든 개인 데이터를 보안할 수 있다. 건강관리 및 교육 전문가는 데이터를 그들의 하드 드라이브에 저장하거나, 데이터를 전송하여 제 3 자에 의해 관리되도록 할 수 있다.
본 발명의 인터넷이 가능한 모니터링 슈트는, 의사와 내담자 모두에게 이들 업무를 훨씬 낮은 비용으로 이루게 하는 컴퓨터 진보 및 인터넷을 사용하여, 건강관리 검사 업무 (역사적으로, 불편한 위치에 집중된 의사와 비싼 전문가들에 의해서만 수행되어 왔다) 를 변혁한다.
본 발명은 다양한 생리학적 시스템 상호작용의 분석을 고려한다. 이러한 상호작용의 분석은 특정 장애에 대한 조기 경보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 경찰은 종종 업무 스트레스와 관련된 청각 및/또는 시각적 문제가 있다. 초기 알츠하이머 병 환자는 종종 시표 추적 (eye tracking) 및 자율 신경계 질병을 가진다. 그리고, 낮은 심박동 변동성은 중심 시야 시력 감퇴 및/또는 당뇨와 관련이 있을 수 있다.
필수적 하드웨어는 저렴하며, 2 이상의 사람에 의해 반복적으로 사용될 수 있다. 어떤 테스트는 하드웨어를 필요로 하지 않거나, 대부분의 의사가 이미 가지고 있는 구성요소를 사용한다.
의사는 한정된 세팅 (예를 들어, 공업, 교육, 의료, 심리학적 세팅) 에 적합한 하위 구성요소 뿐만 아니라 모니터링 구성요소의 조합을 선택할 수 있다. 유사하게, 사용자는 연령, 성별 또는 특별한 필요 (예를 들어, 스포츠 기술, 스트레스 모니터링 및 관리) 에 따라 모니터링 슈트를 구성할 수 있을 것이다.
시야의 평가는, 캘리포니아 샌프란시스코의 Biotechtronics 로부터 구입 가능한 Interactive Medical Systems 의 EnVision 과 같은 구입 가능한 프로그램에 의해 이루어질 수 있다. 이 프로그램은, 마이크로소프트 윈도우즈 운영 체계를 실행하는 IBM 호환 컴퓨터에서 사용 가능한, 포괄적이고 혁신적인 시력 검사 설비의 슈트이다. 시력 검사기 (screener) 는 고정 오피스 또는 이동 현장 환경 어디에서나 실행될 수 있다. 이들은, 요양소, 건강 박람회 (health fair), 학교, 야외 사용, 임상 학문, 가정 모니터링, 종합병원에서 이상적이며, 검안사 (optometrist), 안과의사 또는 소아과 의사 사무소에서도 간이 스크리닝 설비로서 이상적이다.
모든 검사기는 환자 데이터를 저장하고 추적하는 단순한 환자 관리자 (Patient Manager) 를 구비할 수 있으며, 원근 정지 시력 (예를 들어, 슬론 (Sloan) 등의 문자, 텀블링 E (tumbling E's) 및 그림문자 (pictograph)); 양안시성 (수직 및 수평 사시, 이향운동 (Vergence)); 중심 시야 왜곡 (화면상 표시를 가지는 주문형 암슬러 (Customizable Amsler) 등의 격자); 색맹/색 결핍 (가성이색 판 (pseudoisochromatic plate) 및 팜스워스 (Farmsworth) D-15 등); 중심 운동 시야 및 맹점 지도화 (mapping) (접선 스크린 (tangent screen) 등의 검사기); 대비 민감도 (그레이스케일 및 색 대비 검사); 동체 시력 (움직이는 문자/그림); 안구 운동성 (신속 운동 및 추적); 및 원근 조절 (표준 표) 영역들에 대한 검사기를 더 포함할 수 있다.
검사기는 단순한 아이콘 및 풀다운 메뉴를 사용하여 조절될 수 있다. 이들은 사용하기 쉽게 설계되었으며, 사용자가 작동의 모든 부분에 대해 완전히 조절할 수 있도록 파라미터화 된다. 각각의 검사기는 단순한 자동 모드에서 작동되거나 수동으로 작동될 수 있다. 자동 모드는 명령 프롬프트로 완전한 검사를 실행한다. 수동 모드는 색 설정, 표시 옵션 등과 같은 프로그램의 모든 측면에서 사용자가 검사의 여하한 일부분 (예를 들어 왼쪽 눈만) 도 완전히 조종하여 실행할 수 있도록 한다. 수동 모드는 검사 시간이 중요한 상황에서 검사기가 매우 빨리 실행될 수 있도록 한다. 이 프로그램의 모든 태양에서 그래픽을 가지는 윈도우즈의 도움말 (Help) 메뉴 전부가 사용 가능하다. 모든 검사기에 대해 일관된 사용자 인터페이스가 제공된다.
검사기는 안과 의사 또는 보조원에 의해 실시되거나, 희망하는 경우에는 약간의 지시를 받아 스스로 실시될 수 있다. 그러므로, 적당한 의료 감시 하에서, 검사기는 퇴행성 상태의 가정 내 (in-home) 모니터링에 사용될 수 있다.
EnVision 은 개개의 검사기를 동작시키는데 사용되는 메인 메뉴 및 모든 버전에 포함된 시스템 기능인 환자 관리자, 모니터 구성 (configuration) 및 도움말로 구성된다.
정지 시력: 근시 (24 인치) 및 원시 (10 피트) 시력이 슬론 등의 문자를 사용하여 포함된다. 컴퓨터 폰트는 그렇게 작은 글자들에 대해 정확하게 표시될 수 없으므로, 정밀한 근시 검사 (20/40 이하) 를 위해 패턴 매칭 기술이 사용된다. 24" 및 10" 거리는 시력에 대한 최적의 컴퓨터 검사를 얻기 위해 선택되었다.
중심 시야 왜곡 검사기는 중심 시야 왜곡 또는 암점 (scotoma) 을 판단하기 위해, 암슬러 등의 격자 및 수많은 다른 차트 기술 (점 (dot), 사선 (diagonal), 조합 (combination)) 을 이용한다. 마우스로 스크린 상에 쉽게 황반 변성 패턴을 기록할 수 있다.
색 결핍 검사기는 PC 에 대해 사용 가능한 것 중 가장 정교한 검사기를 나타내는 D 15 등의 색 테스트이다. 표준 색 검사를 수행할 뿐 아니라, 각각의 색 검사 패키지에 포함된 혁신된 색 설비를 사용하여, 맞춤형 색 검사 팔레트가 쉽게 생성될 수 있다. 이는 색 검사기를 특정 색 문제에 대한 검사가 가능한 다용도 장치로 변화시킨다. 예를 들어, 녹색 결핍을 찾는다면, 가장 문제가 나타나는 곳이 녹색 스펙트럼 중 어디인지를 보기 위해, 맞춤형 색 팔레트를 쉽게 생성할 수 있다.
모든 버전의 시각 검사기는, 적절한 환자 기록 및 검사 결과를 미래의 참고 및 새로운 검사와의 비교를 위해 저장하는 단순한 환자 관리자 데이터베이스를 구비한다.
대비 민감도는 극히 저렴한 그레이스케일 및 색 대비 민감도 검사를 제공한다.
EnVision 은 많은 기능이 있다.
1. 정지 시력: 개인 또는 그룹이 검사되고 있는 사람의 시력을 판단할 수 있게 하며, 변화를 모니터링 할 수 있게 한다. 이는 아이들 및 노인들에게 가장 유용하다.
2. 양안시성 검사: 이는 학습 장애, 두부 손상, 운동 결핍을 가진 사람 및 뇌졸중 환자에 대한 정보를 준다. 이 검사기는 목적물에 고정하거나 적당한 속도와 시간으로 공간을 움직이는 주시계 (fixation system) 의 능력에 대한 정보를 준다.
3. 중심 시야: 또는 암슬러 격자. 이 테스트는 중심 시각 상실 또는 왜곡을 모니터링 하는 사람에게 가치가 있다. 또한, 이 테스트는 황반 변성, 당뇨망막변증, 또는 중심공 (central hole) 뿐만 아니라 다른 많은 황반 질환으로 인한 망막 출혈에 의해 중심 시야 상실의 위험이 있는 환자에게 가치가 있다.
4. 색맹 테스트: 이 테스트는 연구에서만 사용되는 100 점 테스트 외에는 사용 가능한 가장 민감한 색 테스트이다. 이는 어떤 약물치료에 대한 민감도에서 뿐만 아니라 직무에서의 색 결핍을 검사하는데 가치가 있다.
5. 중심 운동 시야: 시야는 뇌졸중 또는 폐쇄 (closed) 두부 손상 후의 시야 손실을 감지하는데 도움이 된다. 어떤 연구는 우울 및 불안이 시야 연구에 의해 진단될 수 있음을 시사한다. 시야 손실과 무시 (neglect) 의 구별을 찾을 수 있으며, 스트레스에 의해 유발된 시야 손실을 발견할 수 있다. 맹점 연구는 많은 질병들을 나타낼 수 있으나, 본 장치는 이들 질병을 측정하는데 사용하기에는 이 부분에 민감하지 않다. 동조적 사용도 좋다.
6. 안구 운동성: 추적 문제는 학습 장애 및 두부 손상에서 감지될 수 있다. 연구 결과들은 조기 추적 결함 (early tracking deficit) 이 알츠하이머 병 및 주로 노인에게 발생하는 다른 신경계 결함에 존재함을 보여주었다.
7. 원근 조절: 이 영역의 결함은 특히 소아의 두부 손상, 학습 장애 및 장시간의 컴퓨터 사용 후 발생하는 안구 반복 스트레스 증후군 (ocular repetitive stress syndrome; ORSS) 에서 자주 나타난다.
8. 동체 시력: 이는 운동 선수들을 위한 검사기이다.
9. 대비 민감도: 폐쇄 두부 손상, 백내장, 다발경화증에 있어서의 시야 성질, 그리고 눈부심 (glare) 문제 및 다른 많은 신경 시력 기능장애에 대한 시야 성질에 대한 정보를 주는 검사기이다.
청각 기능 평가는 캘리포니아 샌프란시스코의 Biotechtronics 로부터 구입할 수 있는 청각음성학 (audiophonology) 기술인, AudioVision 에 의해 이루어질 수 있다. AudioVision 은 전 범위에 걸친 귀의 주파수 응답을 옥타브로 나누어 측정할 수 있게 하는 청력 테스트 실시를 가능케 하는 시스템을 포함한다. 내담자는 자신의 청력 테스트를 위해 주파수 응답 범위를 정할 수 있다. 검증은 자동으로 수행된다. 세션이 끝나면, 청력 테스트는 데이터베이스에 저장된다.
54 개의 생성된 주파수는 32 Hz에서 16384 Hz 의 "C" 음에 기초한 1/9 옥타브 시리즈의 일부이다. 9 옥타브로 확산된 이들 주파수의 선택은 전형적인 또는 정교한 청력 테스트의 수행을 가능케 한다. 사용될 주파수는 구성 메뉴에서 선택될 수 있다: 옥타브에 따른 청력 테스트; 1/2 옥타브; 1/3 옥타브; 및 1/16 옥타브; 128-256-512-724-1024-1448-2048-2896-4096-5793-5192-11585 주파수를 사용하는 전형적 청력 테스트; 및 특별 청력 측정 프로그램.
발명의 특성은 자동 청력 측정을 포함하며, 여기서 테스트는 최저 주파수에서 시작하여 최고 주파수에서 끝난다. 내담자는 조이스틱으로 소리 레벨을 조정하고, 감각 한계에 도달하면 신호 버튼을 누른다. 준 자동 (semi-automatic) 청력 측정에서, 치료사/오퍼레이터를 위한 하나와 내담자를 위한 하나의 두 개의 조이스틱으로 청력 측정이 조종된다. 소리는 일정하거나, 박동하거나, 변조된 진폭을 가진다. 수동 청력 측정에서, 테스트와 소리 레벨은 전적으로 치료사/오퍼레이터에 의해 조종된다.
심장 및 ANS 평가는 캘리포니아 샌프란시스코의 Biotechtronis 로부터 구입 가능한 Biocommunications, Inc. 의 Cardio Vision 프로그램에 의해 이루어질 수 있다. 이 프로그램의 심박동 변동성 분석 시스템 (Heart Rate Variability Analysis System) 은, 정교한 심박동 변동성 분석을 사용하여 프로토콜을 발전시키고 결과를 측정하는 편리한 시스템을 내과 의사 및 건강관리사들에게 제공하는, 임상적인 수단 (toolbox) 이다. 이 시스템은, 연속적인 모니터링과 실시간의 생리적 신호 측정을 가능케 하는 소프트웨어 프랫폼의 진보된 기술을 채용한다. 이는 비침습적, 직관적이고, 사용하기 쉬운 심박동 변동성 모니터링 및 측정 소프트웨어와 하드웨어 시스템이다. 심박동 변동성 (HRV) 및 심박동은 자율 신경계 기능에 대한 정확한 정보를 제공하는 인체 상태에 대한 창구를 여는, 중요한 지표이다. 소프트웨어는 동적이고, "플러그 앤드 플레이" 심전도 (ECG) 또는 광혈량측정 (Photoplethemography; PPG) 기술을 통해 동작한다.
심박동 변동성은 여하한 유형의 스트레스에 대한 심장의 반응을 측정한다. 주파수와 시간 분석으로 심박동이 분석될 때, 몇 가지 중요한 특징이 나타난다. 한 성분, 호흡굴부정맥 (Respiratory Sinus Arrhythmia; RSA) 은 부교감신경계에 의해 강하게 조종되며, 호흡에 의해 매개된다. 부교감시경의 반응은 보통 짧은 반응 시간 (2 내지 5초) 을 가지므로, 고 주파수 범위에서의 심박동 변동성 협대역에서 관찰할 수 있다. 교감신경 및 부교감신경 모두의 반응은 HRV 의 중간 주파수 (7 내지 15초) 에 반영되며, 탁월한 교감신경 반응 (>20 초) 은 아주 낮은 주파수 범위에 반영된다. 수학적으로 분석하면, 이들 변수는 자율 활동 및 심장 기능의 정량적 다차원 척도를 나타낸다. 본 발명은 이들 파라미터를 측정하고 모니터하는 완전한 시스템을 포함한다.
전체 심박동 변동성 양의 변화 (증가) 는, 많은 연구에 의해 신체적 및 심리적 증상의 개선과 연관지어졌다. 심혈관 질환, SIDS, 우울증, 급성심장사 (sudden caradic death), 화학적 의존성, 전체적 장수 (overall longevity), 신경성 식욕부진증, 당뇨 및 불안/공황에서의 심박동 변동성의 역할은 이들 질병의 이해를 넓혔다. 이들 새로운 정보는 더 효율적인 중재를 발전시킬 수 있도록 하고, 의사와 건강관리사가 그들의 처치가 효과가 있는지를 정량적으로 판단하는 것을 도우며, 생명 기능의 새로운 척도를 제공한다. 본 발명은 미래의 자율신경계 및 심장 기능장애를 예측하고 예방하기 위해 중요한 데이터를 제공한다.
심장 및 ANS 평가는, PTG (Plethysmopgram; 혈량측정) 의 2계 도함수인 APG (Acceleration PlethysmoGram; 가속 혈량측정) 의 분석을 더 포함할 수 있다. 맥박파는 심장 박동으로부터 연유하여 혈관을 따라 전파되는 혈압의 변화이다. 맥박파는 수축력 (power of systole) 또는 순환 (대동맥, 동맥, 모세혈관) 상태 하에서 변화되며, 혈액 순환의 상태를 반영한다. 분석은 더 세분된 파형을 보여줌으로써 측정 결과의 분석이 용이해진다. 심장 강도, 혈관의 탄력성, 잔류 혈액량, 혈관벽의 탄력성, 혈관의 노화, 심장 배출량의 관계, 고혈압, 동맥경화증, 심장 능력 (cardiac faculty), 부정맥, 심장 기능상실, 심장 배출량, 자율 신경 장애, 및 강심제 또는 다른 치료제와 다양한 자극의 효과의 일부 또는 전부가 APG 파로부터 평가될 수 있다.
본 발명의 특징은, 개별화된 프로토콜을 빠르고 편리하게 발전시킬 완전한 자유; 심박동 변동성의 실시간 측정; 교감 신경 및 부교감 신경계의 통제된 상호작용을 식별하기 위한 파워 스펙트럼 밀도 분석; 정확하고 이해할 수 있는 시험 기반의 (trial-based) 심박동 변동성 해독; 초저주파, 저주파 및 고주파 점수 및 비율; 자율 신경계의 균형 또는 불균형을 도시하는 막대 그래프 및 스펙트럼 분석; 태커그램 (tachogram) 에 의한 정확한 심박동의 온라인 스펙트럼 분석; 분당 박동수 및 박동간 간격의 정확한 해독; 그래프, 표 및 내러티브를 포함하는 분석 보고; 다색의 그래픽과 표시 스크린, 및 사용의 편리를 위한 윈도우즈 포맷; 플러그 앤드 플레이 기술을 사용한 쉬운 설치; 및 갈바니 피부 반응 모니터링을 포함한다.
따라서, 본 발명은, 하나 이상의 시야 검사, 청각 기능 검사 및 심장 및 자율신경계 파라미터 검사를 가지는, 소프트웨어 기반의 건강 검사 및 보고 시스템 (장치) 으로서, 검사의 결과는 독립형 컴퓨터 (소프트웨어를 직접 로드하였거나, 글로벌 컴퓨터 네트워크로부터 소프트웨어를 다운로드받았을 수 있다) 에 의해 처리되고/처리되거나 글로벌 컴퓨터 네트워크를 통하여 원격 설비에 전달될 수 있는, 시스템으로 특징지어질 수 있다. 다르게는, 본 발명은, 하나 이상의 시야 검사, 청각 기능 검사 및 심장 및 자율신경계 파라미터 검사를 제공하는 단계, 및 데이터를 독립형 컴퓨터에서 처리하는 단계 및/또는 검사의 결과를 글로벌 컴퓨터 네트워크를 통해 원격 설비에 전달하는 단계를 포함하는, 건강 검사 및 보고 방법으로 특징지어질 수 있다.
이상의 개시는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하기에 충분하며, 발명자가 현재 발명한 본 발명 실시의 최적 형태를 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시형태의 충분하고 완전한 개시가 제공되었으나, 본 발명을 개시되고 설명된 정확한 구조, 수치 관계 및 동작에 제한하려 한 것이 아니다. 당업자는 다양한 변경, 다른 구성, 변화 및 균등물을 용이하게 생각할 수 있을 것이며, 이들은 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 적절하게 채용될 수 있다. 이러한 변화는 다른 물질, 구성요소, 구조, 크기, 모양, 형태, 기능, 동작 특성 등을 수반할 수 있다.
그러므로, 상기의 설명 및 도시는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 작성되어서는 안되며, 이는 첨부된 청구범위에 의해 정해지는 것이다.
본 발명의 인터넷이 가능한 모니터링 슈트는, 의사와 내담자 모두에게 이들 업무를 훨씬 낮은 비용으로 이루게 하는 컴퓨터 진보 및 인터넷을 사용하여, 건강관리 검사 업무 (역사적으로, 불편한 위치에 집중된 의사와 비싼 전문가들에 의해서만 수행되어 왔다) 를 변혁할 수 있다.
본 발명은 다양한 생리학적 시스템 상호작용의 분석을 고려하므로, 특정 장애에 대한 조기 경보를 제공할 수 있다.
도 1 은 일체형 청각 및 심장/ANS 성분 또는 이를 위한 연결을 가지는, 시각 파라미터 평가를 수행하는 동안 두부를 지지하는 스탠드를 도시하는, 본 발명의 장치의 개략도.
도 2 는 청각 및 심장/ANS 하드웨어가 유사한 방법으로 구성된, 본 발명의 청각 기능 평가 장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 스탠드 12: 베이스
14: 샤프트 16: 턱 받침
18: 눈가리개 20: 렌즈
22: 오디오 연결 24: 심장/ANS 센서
30: 청각 기능 평가 장치 32:오디오 컨트롤 박스
36: 의사 조종기 38: 환자 조종기
40: 컴퓨터/CPU 42: USB 커넥터

Claims (17)

  1. 소프트웨어 기반 건강 검사 및 보고 시스템에 있어서,
    시야 검사, 청각 기능 검사, 및 심장 및 자율신경계 파라미터 검사로 이루어진 그룹에서 선택된 검사 수단을 구비하고,
    상기 검사의 결과는 컴퓨터에 의해 처리되는, 건강 검사 및 보고 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사의 결과는 글로벌 컴퓨터 네트워크를 통해 원격 설비에 전달되는 건강 검사 및 보고 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시야 검사 수단은 복수의 시각 파라미터를 측정하는 수단을 구비하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시각 파라미터는 양안시성 (binocularity) 을 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 시각 파라미터는 색맹을 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 시각 파라미터는 대비 민감도를 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 시각 파라미터는 맹점 크기를 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    청각 기능 검사 수단은 음향 주파수 감지 테스트 수단을 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 맥박수를 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 심박동 변동성을 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 APG 를 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 갈바니 피부 반응을 포함하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 ATHD 를 진단하고 예측하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 우울증을 진단하고 예측하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 고혈압을 진단하고 예측하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 심장 및 자율신경계 파라미터는 스트레스를 진단하고 예측하는 건강 검사 및 보고 시스템.
  17. 건강 검사 및 보고 방법에 있어서,
    시야 검사 수단을 제공하는 단계;
    청각 기능 검사 수단을 제공하는 단계;
    심장 및 자율신경계 파라미터 검사 수단을 제공하는 단계; 및
    상기 검사의 결과를 글로벌 컴퓨터 네트워크를 통해 원격 설비에 전달하는 단계를 포함하는, 건강 검사 및 보고 방법.
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