KR20110097358A - 휴대용 어지럼 진단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 휴대용 어지럼 진단장치는, 인체에 부착되어 인체의 가속도를 측정하는 가속도 센서(20); 가속도 센서(20)를 통해 측정되는 가속도를 입력받아 시간에 따른 가속도 그래프를 얻는 마이크로 컨트롤러(40); 및 마이크로 컨트롤러(40)에서 얻어지는 시간에 따른 가속도 그래프를 저장하는 메모리 수단(50); 을 구비하는 것을 특징으로 한다. 사용자가 어지럼을 느끼는 순간에 동작시켜 마이크로 컨트롤러(40)의 시간에 따른 가속도 그래프에 사용자가 어지럼을 느끼는 시점을 표시하는 어지럼 시작 스위치(70)가 더 설치될 수 있다. 본 발명에 의하면, 정적인 상황(static status)이 아닌 동적인 상황(dynamic status) 즉, 생활 속에서 수시로 발생되는 어지럼의 발생빈도 및 어지럼 발생시의 자세 및 동작의 특징을 기록할 수 있게 되며, 원격진단의 자료로 활용할 수 있게 된다. 이는, 노인성 어지럼, 낙상관리, 비정상 보행을 보이는 파킨슨씨 질환과 같은 만성질환자의 국가적 관리체계를 위한 도구로 활용하는데 매우 적합하다.

Description

휴대용 어지럼 진단장치{Portable diagnosis apparatus for dizziness}
본 발명은 휴대용 어지럼 진단장치에 관한 것으로서, 특히 센서를 신체에 부착하여 장기보행시의 행동패턴을 측정함으로써 만성 어지럼증 혹은 일상생활에서 우연히 발생되는 어지럼증을 진단하는데 적합한 휴대용 어지럼 진단장치에 관한 것이다.
인간의 신체균형은 속귀(inner ear)의 전정기관 내에 있는 3개의 회전 감지센서(semicircular canal)와 2개의 수평-수직 감지센서(maculae)에 의해 조절된다. 양쪽 전정기관에서 지속적으로 발생되는 신체균형신호들은 뇌간을 거쳐 안구 운동(Vestibulo-Ocular reflex: VOR)과 인체 직립을 위한 근장력(Vestibular-Spinal reflex: VSR)을 유지하도록 한다. 일련의 전정안구반사로(VOR)와 전정척수반사로(VSR)에 이상이 발생하면 인체는 어지럼을 느끼며 직립보행이 어려워진다.
따라서 가장 흔히 사용되는 어지럼 진단기기는 상기의 두 개의 반사로를 점검하는 기기들이다. 전정안구반사로 점검을 위해 안진(nystagmus)을 관찰하며 이는 전기안진기(ElectroOculoGraph, EOG) 또는 영상안진기(VideoOculoGraph, VNG)로 기록이 가능하다. 이외에 유발안진(Evoked nystagmus)을 보기 위해 수평 회전감지센서에 온도 혹은 회전 자극을 이용하기도 한다. 전정척수반사로 점검을 위해서는 근전도나 발바닥에 가해지는 압력의 분포를 이용하는 자세검사기기가 있으나 진단적 가치가 적고 흔히 치료결과를 모니터할 때 주로 사용된다.
이런 종래의 진단방법들은 모두 병원에 내원하여 한정된 시간 내에 자발적인 안진이나 유발안진을 통해 평형 기능을 평가하는 것으로 급성기 질환자이거나 아급성기 환자에서는 진단이 가능하지만 만성기 혹은 일상 생활에서 우연히 발생되는 어지럼증의 평가를 위해서는 중대한 제한점이 있다.
어지럼증이 간헐적으로 일어나 검사 당시에 유발되지 않을 수도 있고, 어지럼증의 발생 빈도가 높더라도 검사 당시에 유발되지 않을 수 있는데, 이러한 경우 환자가 느끼는 불균형 감각에 대한 정보를 기존의 진단기기들을 통해서는 전혀 얻지 못하며, 어지럼증 치료 후에도 일상생활에서 얼마나 나아졌는가를 객관적으로 평가하는 것 역시 불가능하거나 인공적인 환경하에서 제한적으로 평가할 수 밖에 없다.
따라서 본 발명이 해결하려는 과제는, 센서를 신체에 부착하여 보행시의 행동패턴을 측정함으로써 만성 어지럼증 혹은 일상 생활에서 우연히 발생되는 어지럼증을 평가하는데 적합한 휴대용 어지럼 진단장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대용 어지럼 진단장치는, 인체에 부착되어 인체의 가속도를 측정하는 가속도 센서; 상기 가속도 센서를 통해 측정되는 가속도를 입력받아 시간에 따른 가속도 그래프를 얻는 마이크로 컨트롤러; 및 상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 가속도 그래프를 저장하는 메모리 수단; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 가속도 센서는 양쪽팔, 양쪽다리, 및 허리에 부착되는 것이 바람직하다.
사용자가 어지럼을 느끼는 순간에 동작시켜 상기 마이크로 컨트롤러의 시간에 따른 가속도 그래프에 사용자가 어지럼을 느끼는 시점을 표시하는 어지럼 시작 스위치가 더 설치되는 것이 바람직하다.
상기 인체의 머리에 자이로 센서가 더 설치되는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 자이로 센서를 통해 측정되는 결과를 통해서 시간에 따른 머리의 기울어짐 그래프를 얻고, 상기 메모리 수단은 상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 머리의 기울어짐 그래프를 저장한다.
상기 인체의 발바닥에 닿도록 압력판(force plate)이 더 설치되는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 압력판을 통해 측정되는 결과를 통해서 시간에 따른 발의 위치 변화 그래프를 얻고, 상기 메모리 수단은 상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 발의 위치 변화 그래프를 저장한다.
상기 압력판에 전극이 부착되고, 근전도 센서가 상기 전극에 연결 설치될 수 있으며, 이 경우 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 근전도 센서를 통해서 측정되는 결과를 통해서 시간에 따른 근전도 변화 그래프를 얻고, 상기 메모리 수단은 상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 근전도 변화 그래프를 저장한다.
본 발명에 의하면, 정적인 상황(static status)이 아닌 동적인 상황(dynamic status) 즉, 생활 속에서 수시로 발생되는 어지럼의 발생빈도 및 어지럼 발생시의 자세 및 동작의 특징을 기록할 수 있게 되며, 원격진단의 자료로 활용할 수 있게 된다. 이는, 노인성 어지럼, 낙상관리, 비정상 보행을 보이는 파킨슨씨 질환과 같은 만성질환자의 국가적 관리체계를 위한 도구로 활용하는데 매우 적합하다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 어지럼 진단장치를 설명하기 위한 도면;
도 2는 센서의 부착 위치(a) 및 실험을 위한 모듈(b)과 센서(c)를 보여주는 사진;
도 3은 왼쪽다리에 가속도 센서(20)를 부착하고, 왼쪽 및 오른쪽으로 돌 때 시간에 따른 Y축 방향의 가속도 변화를 측정한 그래프;
도 4는 정상의 경우와 비정상의 경우의 가속도의 주파수 성분 차이를 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 어지럼 진단장치를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 인체의 머리에는 자이로 센서(10)를 설치하고, 양쪽팔, 양쪽다리, 및 허리에는 가속도 센서(20)를 설치하며, 발바닥에는 압력판(30)을 설치하여, 보행시 자이로 센서(10), 가속도 센서(20), 및 압력판(30)을 통해서 얻어지는 신체자세 및 동작변화를 마이크로 컨트롤러(40)를 통해서 시간에 따른 그래프로서 얻고 이를 SD 카드와 같은 메모리 수단(50)에 저장한다. 동작전력은 배터리(60)를 통해서 제공된다.
그러면, 의사는 메모리 수단(50)에 저장되어 있는 정보를 오프라인 또는 온라인을 통해서 전달받아 이를 토대로 하여 특정기간 동안의 생활 속에서 발생되는 어지럼의 발생빈도 및 어지럼 발생 시의 자세 및 동작의 특징을 간파하여 진단에 활용하게 된다.
한편, 환자 본인 스스로 어지럼증을 느끼는 경우를 표시할 수 있도록 어지럼 시작 스위치(70)를 더 구비하여, 환자 본인이 스스로 어지럼증을 느꼈을 때 어지럼 시작 스위치(70)를 누르도록 함으로써 마이크로 컨트롤러(40)에서 얻어지는 시간에 따른 신체자세 및 동작변화 그래프에 환자 본인 스스로가 어지럼을 느끼는 시점을 표시할 수 있게 한다. 그러면, 의사는 어지럼 시작 스위치(70)가 눌러졌을 때와 눌려지지 않았을 때의 데이터를 비교함으로써 이를 임상자료로 활용할 수도 있게 된다.
어지럼증이 발생하면 팔다리의 양쪽 움직임이 비대칭이 되거나, 몸이 비틀거리기는 등의 신체자세 혹은 동작변화가 발생하기 때문에 이를 측정하기 위하여 가속도 센서(20)는 양쪽팔, 양쪽다리, 및 허리에 설치한다.
어지럼증이 발생하는 경우 머리는 기울어지는 것이 보통이므로 이를 측정하기 위하여 머리에는 가속도 센서(20) 대신에 자이로 센서(10)를 설치한다.
압력판(30)은 발바닥에 설치된다. 마이크로 프로세서(40)는 압력판(30)을 통하여 양쪽 발바닥이 땅을 누르는 힘을 분석하여 어지럼의 발생시에 무게중심이 어느 한쪽으로 치우치는 것을 평가하기 위한 것이 아니라, 보폭 등 발이 놓이는 위치를 분석한다. 즉 압력판(30)은 양발바닥이 압력불균형을 측정하기 위한 것이 아니라 걸음걸이를 보기 위한 것이다.
이러한 압력판(30)은 신발 바닥에 설치될 수 있는데, 압력판(30)에 금속전극을 부착하여 근전도 센서 및 온도센서에 연결하면 사용자가 스위치(70)를 눌렀을 때 근전도(electromyography, EMG) 및 체온 변화도 측정할 수 있게 된다.
도 2는 센서의 부착 위치(a) 및 실험을 위한 모듈(b)과 센서(c)를 보여주는 사진이다.
도 3은 왼쪽다리에 가속도 센서(20)를 부착하고, 왼쪽 및 오른쪽으로 돌 때 시간에 따른 Y축 방향의 가속도 변화를 측정한 그래프로서, 도 3a는 정상인의 경우이고, 도 3b는 어지럼증이 있는 경우이다. 여기서 화살표로 표시한 부분은 회전방향이 변경되는 시점을 표시한 것이다. 그리고, 도 4는 정상의 경우와 비정상의 경우의 가속도의 주파수 성분 차이를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 정상적인 경우(도 3a)의 가속도 피크(A)와 어지럼증이 있는 경우(도 3b)의 가속도 피크(A')의 형상이 확연히 다름을 알 수 있다. 또한 도 4에서 알 수 있듯이 정상적인 경우에는 걷는 주기를 기본으로 하여 그것의 고주파 성분을 관찰할 수 있으나, 비정상의 경우에는 고주파 성분이 나타나지 않음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정적인 상황(static status)이 아닌 동적인 상황(dynamic status) 즉, 생활 속에서 수시로 발생되는 어지럼의 발생빈도 및 어지럼 발생시의 자세 및 동작의 특징을 기록할 수 있게 되며, 원격진단의 자료로 활용할 수 있게 된다. 이는, 노인성 어지럼, 낙상관리, 비정상 보행을 보이는 파킨슨씨 질환과 같은 만성질환자의 국가적 관리체계를 위한 도구로 활용하는데 매우 적합하다.
10: 자이로 센서
20: 가속도 센서
30: 압력판
40: 마이크로 컨트롤러
50: 메모리 수단
60: 배터리
70: 어지럼 시작 스위치

Claims (6)

  1. 인체에 부착되어 인체의 가속도를 측정하는 가속도 센서;
    상기 가속도 센서를 통해 측정되는 가속도를 입력받아 시간에 따른 가속도 그래프를 얻는 마이크로 컨트롤러; 및
    상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 가속도 그래프를 저장하는 메모리 수단; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 어지럼 진단장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가속도 센서가 양쪽팔, 양쪽다리, 및 허리에 부착되는 것을 특징으로 하는 휴대용 어지럼 진단장치.
  3. 제1항에 있어서, 사용자가 어지럼을 느끼는 순간에 동작시켜 상기 마이크로 컨트롤러의 시간에 따른 가속도 그래프에 사용자가 어지럼을 느끼는 시점을 표시하는 어지럼 시작 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 어지럼 진단장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인체의 머리에 부착되는 자이로 센서를 더 구비하며, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 자이로 센서를 통해 측정되는 결과를 통해서 시간에 따른 머리의 기울어짐 그래프를 얻고, 상기 메모리 수단은 상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 머리의 기울어짐 그래프를 저장하는 것을 특징으로 하는 휴대용 어지럼 진단장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인체의 발바닥에 닿도록 압력판(force plate)이 더 설치되며, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 압력판을 통해 측정되는 결과를 통해서 시간에 따른 발의 위치 변화 그래프를 얻고, 상기 메모리 수단은 상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 발의 위치 변화 그래프를 저장하는 것을 특징으로 하는 휴대용 어지럼 진단장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 압력판에 전극이 부착되고, 근전도 센서가 상기 전극에 연결 설치되며, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 근전도 센서를 통해서 측정되는 결과를 통해서 시간에 따른 근전도 변화 그래프를 얻고, 상기 메모리 수단은 상기 마이크로 컨트롤러에서 얻어지는 시간에 따른 근전도 변화 그래프를 저장하는 것을 특징으로 하는 휴대용 어지럼 진단장치.
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