KR20150030498A - Measurement of depression depth with frontal lobe brain waves - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 뇌파를 이용하여 우울증 심도를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to methods for measuring depression depth using EEG.
HCI(Human-Computer Interaction) 분야의 발전과 더불어, 생체 신호를 이용한 다양한 연구 및 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 생체 신호에는 심전도, 근전도, 뇌파(또는 뇌전도), 그리고 체온, 호흡수 등이 있다.Along with the development of HCI (Human-Computer Interaction) field, various research and technology development using bio-signals are being actively performed. Biological signals include electrocardiogram, EMG, EEG (or electroencephalogram), body temperature, and respiratory rate.
특히, 뇌파는 두뇌의 활동에 따라 일어나는 전류를 기록한 것으로, 뇌의 기능을 나타내는 것뿐만 아니라 뇌파 소견을 통하여 간접적으로 그 병변을 추정할 수 있다. 예컨대, 뇌파는 임상적으로 간질의 진단 및 간질의 유형 분류, 발작적 질환의 감별 진단에 필수적인 검사 방법으로 이용되고 있으며, 수면 단계의 분류 및 혼수나 뇌사 판정에도 유용하게 사용되고 있다.In particular, EEG is a record of the currents that occur according to the activity of the brain. It can not only represent the function of the brain but also indirectly estimate the lesion through EEG findings. For example, EEG is clinically used as an indispensable test method for diagnosis of epilepsy, type classification of epilepsy, differential diagnosis of seizure diseases, and is also useful for classification of sleep stages, coma and brain death.
현재까지 뇌파는 전문가의 시각적 분석에 의존하여 판독되고 있으며, 시각적 판독은 전문가가 육안으로 뇌파의 파형, 진폭, 주파수, 그리고 전체적인 분포와 반응성 등을 보고 이를 피검자의 상태(각성기, 수면기, 발작기 등)나 연령 등에 맞춰 분석하는 것이다.Until now, brain waves have been read depending on the visual analysis of the experts, and the visual readings are visualized by the experts, and the waveform, amplitude, frequency, and overall distribution and reactivity of the brain waves are examined and the state of the subject (awakening, Etc.) and age.
기존의 뇌파 분석은 판독이 어렵고 판독 후 바로 임상에 적용할 수 있도록 전문가에 의한 시각적 분석만이 이용되고 있다. 또한, 뇌파의 특성상 어느 한 주파수가 우세하게 나오기는 하지만 여러 주파수의 파형이 혼재되어 있기 때문에 육안으로 정량화 하는 객관적인 기술 방식의 부재로 뇌파를 이용하는데 있어 전문가 없이는 사용될 수 없는 한계가 있다. 이러한 이유로, 뇌파에 대한 객관적 기술이 어려우며, 인지 기능의 평가나 치매, 정신 분열증과 같은 질환의 진단에는 아직 유용성을 찾지 못하고 있다.Conventional EEG analysis is difficult to read and only visual analysis by experts is used so that it can be applied immediately after reading. In addition, because of the nature of EEG, any one frequency prevails, but there are limitations in that it can not be used without expertise in the use of EEG due to the lack of objective technology to quantify with the naked eye since waveforms of various frequencies are mixed. For this reason, objective techniques for brain waves are difficult, and the usefulness of the diagnosis of diseases such as evaluation of cognitive function, dementia, and schizophrenia has not been found yet.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 최소 채널을 이용하여 뇌파를 취득하고 취득한 뇌파에 대하여 전문가는 물론 일반인까지 쉽게 접근할 수 있도록 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an easy access for an expert as well as an ordinary person to an acquired EEG using the minimum channel.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 시각적 뇌파 분석이 아닌 정량적 뇌파 분석을 통하여 우울증 심도를 객관적이고 정확하게 평가하는 데 있다.Another object of the present invention is to evaluate objectively and accurately the depth of depression through quantitative EEG analysis rather than visual EEG analysis.
본 발명의 실시예에 따르면, 우울증 심도 측정 방법은, EEG(electroencephalogram) 측정 장치로부터 사용자의 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 단계; 상기 전두엽 뇌파 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 주파수 대역으로 변환하는 단계; 및 상기 전두엽 뇌파 데이터의 주파수 별 파워 스펙트럼(power spectrum)을 이용한 알파(alpha)파의 파워 분석을 통해 상기 사용자의 우울증 심도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method for measuring a depression depth includes the steps of: obtaining frontal EEG data of a user from an EEG (electroencephalogram) measuring apparatus; Converting the frontal brain EEG data into a frequency band through Fast Fourier Transform; And measuring the depth of depression of the user through power analysis of an alpha wave using a power spectrum of each frequency of the frontal brain EEG data.
일 측면에 따르면, 상기 전두엽 뇌파 데이터는 2개 채널의 전극을 이용하여 측정될 수 있다.According to one aspect, the frontal brain EEG data can be measured using two channels of electrodes.
다른 측면에 따르면, 상기 전극은 국제 표준법인 10-20법(ten-twenty electrode system)에 의거하여 전두엽의 좌측 반구(FP1)와 우측 반구(FP2)에 부착될 수 있다.According to another aspect, the electrode can be attached to the left hemisphere (FP1) and the right hemisphere (FP2) of the frontal lobe based on the ten-twenty electrode system of the international standard.
또 다른 측면에 따르면, 상기 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 단계는, 전두엽 좌측 반구에서 측정된 좌측 뇌파 데이터와 전두엽 우측 반구에서 측정된 우측 뇌파 데이터를 구분하여 취득할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of acquiring the frontal brain EEG data may be performed by separating left brain EEG data measured in the left hemisphere of the frontal lobe and right brain EEG data measured in the right hemisphere of the frontal lobe.
또 다른 측면에 따르면, 우울증 심도 측정 방법은, 상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 상기 전두엽 뇌파 데이터에 포함된 잡음 신호를 제거하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the method for measuring the depth of depression may further include a preprocessing step of removing the noise signal included in the frontal brain EEP data before measuring the depth of depression.
또 다른 측면에 따르면, 우울증 심도 측정 방법은, 상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 독립 성분 분석(Independent Component Analysis) 알고리즘을 이용하여 상기 전두엽 뇌파 데이터에 포함된 잡음 신호를 제거하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, a method for measuring a depression depth further includes a preprocessing step of removing a noise signal included in the frontal brain EEG data using an Independent Component Analysis algorithm before measuring the depression depth can do.
또 다른 측면에 따르면, 우울증 심도 측정 방법은, 상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 상기 전두엽 뇌파 데이터에서 눈 깜빡임에 의한 잡음 신호를 제거하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the method for measuring the depth of depression may further include a preprocessing step of removing a noise signal due to blinking in the frontal brain EEP data before measuring the depth of depression.
또 다른 측면에 따르면, 상기 주파수 대역으로 변환하는 단계는, 상기 전두엽 뇌파 데이터를 주파수에 따라 델타파(delta, δ), 세타파(theta, θ), 알파파(alpha, α), 베타파(beta, β), 감마파(gamma, γ)로 분류할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of converting into the frequency band comprises: dividing the frontal brain EEG data into at least one of a delta, a delta, ata, alpha, alpha, , β), and gamma wave (gamma, γ).
또 다른 측면에 따르면, 상기 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 단계는, 전두엽 좌측 반구에서 측정된 좌측 뇌파 데이터와 전두엽 우측 반구에서 측정된 우측 뇌파 데이터를 구분하여 취득하고, 상기 우울증 심도를 측정하는 단계는, 상기 좌측 뇌파 데이터와 상기 우측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도를 각각 측정하는 단계; 및 상기 좌측 뇌파 데이터와 상기 우측 뇌파 데이터 간의 알파파 활성화 차이에 따른 비대칭 정도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of acquiring the frontal brain EEG data comprises the steps of: obtaining left EEG data measured in the left hemisphere of the frontal lobe and right brain EEG data measured in the right hemisphere of the frontal lobe, Measuring the activation level of the left brain wave data and the right brain wave data; And measuring a degree of asymmetry in accordance with the difference in activation of the alpha wave between the left brain wave data and the right brain wave data.
또 다른 측면에 따르면, 상기 알파파 활성화 정도는 뇌파의 전체 대역의 주파수 발생 파워량 대비 알파파 발생 파워량으로 측정될 수 있다.According to another aspect, the degree of activation of the alpha-waves can be measured as the amount of alpha-wave generating power relative to the amount of frequency generating power in the entire band of EEG.
또 다른 측면에 따르면, 상기 비대칭 정도는 수학식 1을 통해 수치로 정량화 될 수 있다.According to another aspect, the degree of asymmetry can be quantified to a numerical value through equation (1).
수학식 1:Equation 1:
(여기서, PFP1a는 좌측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도, PFP2a는 우측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도를 나타낸다.)(Wherein, P is FP1a alpha activation degree, P FP2a the left brain wave data indicates the degree of alpha-wave activation of the right brain wave data).
또 다른 측면에 따르면, 우울증 심도 측정 방법은, 상기 비대칭 정도에 해당되는 수치를 상기 우울증 심도의 측정 결과로서 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the method for measuring the depth of depression may further include providing a value corresponding to the degree of asymmetry as a result of the measurement of the depth of depression.
본 발명의 실시예에 따르면, 우울증 심도 측정 장치는, EEG(electroencephalogram) 측정 장치로부터 사용자의 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 취득부; 상기 전두엽 뇌파 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 주파수 대역으로 변환하는 변환부; 및 상기 전두엽 뇌파 데이터의 주파수 별 파워 스펙트럼(power spectrum)을 이용한 알파(alpha)파의 파워 분석을 통해 상기 사용자의 우울증 심도를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an apparatus for measuring a depression depth includes an acquiring unit for acquiring a frontal brain EEG data of a user from an EEG (electroencephalogram) measuring apparatus; A converting unit for converting the frontal brain EEG data into a frequency band through Fast Fourier Transform; And a measurement unit for measuring the depth of depression of the user through power analysis of an alpha wave using a power spectrum of each frequency of the frontal brain EEG data.
본 발명의 실시예에 따르면, 최소의 채널을 이용하여 뇌파를 취득함으로써 사용자로 하여금 뇌파를 손쉽게 취득할 수 있고 사용자의 정신질환을 간편하게 진단할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the user can easily acquire brain waves by acquiring the brain waves using the minimum channel, and can easily diagnose the mental disease of the user.
본 발명의 실시예에 따르면, 뇌파 분석에 있어 정량화 된 객관적인 방법을 통하여 전문가에 의한 진단 이전에 사용자 스스로의 자가 진단을 통하여 우울증 환자로 하여금 자신의 상태를 파악하고 진료를 권장하여 정신질환 치료에 이바지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by self-diagnosis by the user himself or herself prior to diagnosis by experts through quantitative objective methods in the EEG analysis, the depressed patients are grasped by their own state, can do.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전두엽 뇌파를 이용한 우울증 심도 측정 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 뇌파 측정을 위한 전극 부착 위치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 눈 깜빡임 신호의 제거 전(상)과 제거 후(하)의 뇌파 파형을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 우울증 심도 계산 단계의 세부적인 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전두엽 뇌파를 이용한 우울증 심도 측정 장치의 내부 구성을 도시한 블럭도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for measuring a depression depth using a frontal brain EEG according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates an electrode attachment position for EEG measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows waveforms of the EEG before (eliminating) and after (eliminating) blink signals in an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a detailed procedure of depression depth calculation step in an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a device for measuring depth of depression using frontal brain EEG according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예들은 뇌파를 이용하여 우울증 심도를 알아보기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두뇌 반구 전두엽(전면부)의 뇌파를 측정한 후 측정된 뇌파에 대하여 신호 처리를 통해 노이즈 제거 및 디지털 변환을 수행하여 최종적으로 우울증의 심도를 측정할 수 있는 시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for evaluating the depth of depression using brain waves, and more particularly, to a method and apparatus for measuring the brain waves of the brain hemisphere frontal lobe (front part) And to measure the depth of depression at the end.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전두엽 뇌파를 이용한 우울증 심도 측정 방법을 도시한 순서도이다. 일 실시예에 따른 우울증 심도 측정 방법은 도 5를 통해 설명하게 될 우울증 심도 측정 장치에 의해 각각의 단계가 수행될 수 있다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for measuring a depression depth using a frontal brain EEG according to an embodiment of the present invention. The depression depth measurement method according to one embodiment may be performed by the depression depth measurement apparatus described with reference to FIG.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 우울증 심도 측정 방법은 뇌파 취득 단계(100), 노이즈 제거 단계(200), 디지털 변환 단계(300), 우울증 심도 계산 단계(400), 및 결과 제공 단계(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a depression depth measurement method according to an exemplary embodiment includes an
뇌파 취득 단계(100)에서 우울증 심도 측정 장치는 EEG 측정 장치로부터 측정된 뇌파 신호인 EEG 신호를 취득할 수 있다. 본 실시예에서는 전문가에 의한 다채널의 뇌파 취득을 통한 다각적 뇌파 분석이 아닌, 뇌파 분석에 필요한 최소 채널만을 이용하여 뇌파를 취득할 수 있다. 일 예로, 우울증 심도 측정 장치는 2개 채널의 전극을 통해 측정된 사용자의 뇌파 신호를 취득할 수 있다.In the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 뇌파 측정을 위한 전극 부착 위치를 도시한 것이다.2 illustrates an electrode attachment position for EEG measurement according to an embodiment of the present invention.
우울증 심도 측정 장치는 사용자의 두뇌에 전극을 부착하여 전극을 통해 측정된 뇌파 데이터를 취득하게 되며, 이때 뇌파를 측정하기 위한 전극 부착 위치는 도 2에 도시한 바와 같이 국제 표준법인 10-20 전극 시스템에 의거하여 두피의 2개 위치로 선택될 수 있다.The depression depth measurement device attaches an electrode to a user's brain and acquires EEG data measured through the electrode. At this time, the position of the electrode attachment for measuring the EEG is 10-20 electrode system Based on the location of the scalp.
본 실시예에서 우울증 심도 측정 장치는 전두엽의 신호 위치인 FP1과 FP2 두 채널에서 뇌파 데이터를 취득하고, 이때 채널 별로 취득된 뇌파 데이터를 개별적으로 저장할 수 있다.In this embodiment, the apparatus for measuring depression depth can acquire brain wave data from two channels of FP1 and FP2, which are signal positions of the frontal lobe, and can separately store brain wave data acquired for each channel at this time.
다시 도 1을 참조하면, 노이즈 제거 단계(200)에서 우울증 심도 측정 장치는 우울증 심도에 대한 결과의 정확도를 높이기 위해 뇌파 측정 시에 뇌파 데이터에 포함된 잡음 신호를 제거할 수 있다.Referring again to FIG. 1, in the
각 채널 별로 취득된 뇌파 데이터는 신호 측정 시의 전위가 미세하기 때문에 안구운동(EOG), 심전도(EKG), 근전도(EMG), 정전기(pulse), 피부 전위(skin potential), 라인 노이즈(line noise) 등으로 인하여 발생된 잡음들과 혼합되어 측정되게 된다. 우울증 심도의 측정 정확도를 높이기 위해서는 신호 변환 이전에 뇌파 측정 시 포함된 잡음을 제거해야 한다.EEG, EKG, EMG, pulse, skin potential, line noise (EEG), and electroencephalogram (EEG) were measured because the electroencephalogram data acquired for each channel was microscopic. ), And so on. In order to increase the measurement accuracy of depression depth, the noise involved in EEG measurement should be removed before signal conversion.
일 예로, 우울증 심도 측정 장치는 독립성분분석(Independent Component Analysis, ICA) 알고리즘을 적용하여 잡음을 분류하고, 뇌파 데이터에서 가장 흔히 나타나는 눈 깜빡임에 대한 신호 특징을 사전에 저장하여 해당 신호를 제거할 수 있다.For example, the depression depth measuring device classifies noise by applying an Independent Component Analysis (ICA) algorithm, and stores the signal characteristics of the most common eye flicker in the EEG data in advance to remove the corresponding signal have.
이때, 눈 깜빡임 신호를 제거하는 세부 과정은 다음과 같다.At this time, the detailed procedure of removing the blink signal is as follows.
(1) 뇌파 신호에서 가장 큰 아티팩트인 눈 깜박임 제거를 위해서는 먼저 눈 깜박임 신호와 순수 뇌파를 구별해 내기 위한 문턱 값(threshold)을 설정한다. 이때, 문턱 값은 읽어 들인 데이터의 전체 길이에 걸쳐서 그것의 평균을 계산한 다음 그 평균값에 4배를 곱한 값으로 정해질 수 있다.(1) In order to remove eye flicker, which is the largest artifact in an EEG signal, a threshold is set to discriminate a blink signal from a pure EEG. At this time, the threshold value can be determined by calculating its average over the entire length of the read data, and then multiplying the average value by 4 times.
(2) 눈 깜박임 부분을 찾기 위해서 먼저 눈 깜박임 부분의 피크 값을 검출한다. 이를 위하여, 읽어 들인 데이터를 절대값으로 바꾼 후, 각각의 포인트에서 기울기 부호를 검색하여 현재 포인트를 기준으로 뒤로 2 포인트에서의 기울기가 +, 앞으로 2 포인트에서의 기울기가 -인 지점을 찾는다.(2) First, to find the blinking part of the eye, the peak value of the blinking part of the eye is detected. To do this, change the read data to an absolute value, and then search the slope code at each point to find a slope at two points backward with respect to the current point +, and a slope at two points ahead of the current point.
(3) 해당 지점의 피크가 순수 뇌파의 피크인지 아니면 눈깜박임 신호의 피크인지를 구별하기 위해서 그 피크 값을 문턱 값과 비교한다. 만약에 그 지점에서의 피크 값이 문턱 값보다 크다면 눈 깜빡임 신호로 간주한다. 이때, 눈 깜박임 신호가 끝나는 지점을 찾기 위해서는 눈 깜박임 피크 지점에서부터 부호가 두 번 바뀌는 지점을 찾는다. 이 위치를 눈 깜박임의 끝으로 볼 수 있지만, 뒷부분에 남아 있는 성분의 영향을 고려하여 일정 구간을 더 건너뛴 지점을 새로운 뇌파 처리를 위한 시작점으로 설정할 수 있다.(3) The peak value is compared with the threshold value to distinguish whether the peak of the point is pure EEG or a peak of the eye flicker signal. If the peak value at that point is greater than the threshold value, it is regarded as an eye flicker signal. At this time, to find the point where the blink signal ends, find the point where the sign changes twice from the blink peak point. This position can be seen as the end of the blinking of the eye, but considering the influence of the remaining components on the back, we can set the point where we skipped a certain section as the starting point for new EEG processing.
도 3은 뇌파 신호에 대하여 눈 깜빡임 신호 제거 전(상)과 제거 후(하)의 파형을 도시한 것이다. 상기한 노이즈 제거 과정을 통해 도 3에 도시한 바와 같이 뇌파 신호에서 눈 깜박임 신호를 제거한 순수 뇌파 파형을 얻을 수 있다.FIG. 3 shows the waveforms before (blinking) and after (blinking) with respect to EEG signals. As shown in FIG. 3, a pure EEG waveform in which an eye flicker signal is removed from an EEG signal can be obtained through the noise removal process.
우울증 심도 측정 장치는 노이즈 제거 후 뇌파에 대해 디지털 신호로 저장된 뇌파 데이터를 수학적 과정을 거쳐서 특정한 정보나 특성을 얻는 과정을 통해 정량적 뇌파(QEEG: Quantitative EEG)를 얻어내는 과정이 필요하다. 정량적 뇌파를 얻어내는 과정에는 발작파의 검출, 신호 위치 분석 및 주파수 분석 등을 포함하는 신호 분석과 지형학적 분포를 나타내는 뇌 지도화, 그리고 통계적 분석 등이 있다.The depression depth measurement device needs a process to obtain quantitative EEG (QEEG) through the process of acquiring specific information or characteristics through the mathematical process of the EEG data stored as a digital signal for EEG after noise cancellation. The process of obtaining quantitative brain waves includes signal analysis including detection of seizure waves, signal position analysis and frequency analysis, brain mapping indicating topographical distribution, and statistical analysis.
다시 도 1을 참조하면, 디지털 변환 단계(300)에서 우울증 심도 측정 장치는 노이즈가 제거된 뇌파를 FFT(Fast Fourier Transform)을 통하여 주파수 단위로 변환하고 이를 통하여 뇌파의 주파수 별 분류를 진행할 수 있다.Referring again to FIG. 1, in the
FFT분석법은 시간에 따라 변화하는 시계열 신호를 주파수 영역으로 변환하여 주파수 변화에 따른 신호의 양상을 판단하는 것으로, 다음의 수학적 처리 과정을 통해 뇌파 데이터의 변환이 이루어진다.The FFT method transforms a time-series signal, which varies with time, into a frequency domain to determine the shape of the signal according to the frequency change. The following mathematical processing is performed to transform the brain wave data.
FFT의 수학적 처리 과정:Mathematical processing of FFT:
수학식 2의 양변에 절대값을 취하고 제곱한 후 을 취해 모두 합하면 수학식 3이 유도되고 원 신호의 제곱의 합과 FFT를 거친 신호의 제곱의 합은 총 파워 값(total power)(수학식 3)이 된다.The absolute value is taken and squared on both sides of the equation (2) (3) is derived, and the sum of the squares of the original signals and the sum of the squares of the signals after FFT becomes the total power (Equation 3).
상기한 정리를 만족하는 파워 스펙트럼(power spectrum)은 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.The power spectrum satisfying the above theorem can be defined as Equation (4).
상기한 수학적 처리 과정을 통해 변환된 뇌파의 주파수 대뇌 표피에서 측정되는 뇌파는 FFT 과정을 통해 주파수 대역으로 변환되며, 델타파(delta, δ: 0~4Hz), 세타파(theta, θ: 4~8Hz), 알파파(alpha, α: 8~12Hz), 베타파(beta, β: 13~30Hz), 감마파(gamma, γ: 30~50Hz)로 분류될 수 있다.The EEG measured at the frequency of the cerebral epidermis transformed through the above mathematical processing is converted into a frequency band through an FFT process, and a delta (delta, delta: 0 to 4 Hz), ata ), Alpha (alpha: 8 to 12 Hz), beta (beta: 13 to 30 Hz) and gamma (gamma: 30 to 50 Hz).
아래 표 1은 각 뇌파에 따른 주파수 값 및 의식 상태를 나타낸다.Table 1 below shows frequency values and conscious state according to each EEG.
다시 도 1을 참조하면, 우울증 심도 계산 단계(400)에서 우울증 심도 측정 장치는 전두엽 뇌파의 주파수 성분 중 우울증과 관련된 특성의 주파수 정보를 이용하여 우울증 심도를 측정할 수 있다. 다시 말해, 우울증 심도 측정 장치는 채널 별 FFT를 통해 계산된 주파수 별 파워 스펙트럼을 이용하여 알파파의 파워 분석을 통해 사용자의 우울증 심도를 측정할 수 있다. 우울증의 특성은 전두엽의 좌측 알파파와 우측 알파파 간에 차이가 발생한다. 좌뇌가 활성화 된 경우는 긍정적인 평가를, 우뇌가 활성화 된 경우는 부정적인 평가를 주로 하게 되는 것이다. 본 실시예에서 우울증 심도 측정 장치는 전두엽 뇌파에서 나타나는 상기한 특성을 바탕으로 우울증의 심도를 측정하게 된다.Referring again to FIG. 1, in the depression
이어, 결과 제공 단계(500)에서 우울증 심도 측정 장치는 우울증 심도 계산 단계(400)에서 측정된 우울증 심도의 결과를 디스플레이 수단을 통해 디스플레이 함으로써 사용자의 우울증 심도에 대한 검사 결과를 사용자나 검사자에게 제공할 수 있다.Then, in the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 우울증 심도 계산 단계(400)의 세부적인 과정을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a detailed process of depression
두뇌의 활동 시에 전두엽에서 오른쪽 전반구는 부정적인 부분과 연관되지만, 이와 대조적으로 지극히 높은 활동은 왼쪽 전반구의 긍정적인 부분과 연관된다. 특히 이러한 특성은 알파파의 활동과 크게 관련된다. 거대한 알파파는 뇌의 비활동 상태 또는 각성 상태의 대역폭 파워를 갖게 되며, 뇌의 활동이 더 많아질 때 특정한 부분과 알파파를 감소시킨다.At the time of brain activity, the right frontal sphere in the frontal lobe is associated with the negative part, but in contrast, the highest activity is associated with the positive part of the left sphere. In particular, these characteristics are highly related to the activities of ALPAPA. Giant alpha waves have the bandwidth power of the brain's inactive state or arousal state, reducing specific areas and alpha waves when more brain activity occurs.
뇌에서 주어진 활동은 일반적으로 알파파에 반비례하므로, 먼저 우울증 심도 측정 장치는 전체 뇌파(1~50Hz)의 파워량과 알파파(8~12Hz)의 파워량을 각각 측정한 후 알파파의 활성 정도를 전체 뇌파 파워량 대비 알파파 파워량으로 측정함으로써 상대 알파파의 파워 분석을 수행할 수 있다(410).Since the activity given to the brain is generally inversely proportional to the alpha wave, the depression depth measuring device measures the power of the whole brain (1-50 Hz) and the power of the alpha wave (8-12 Hz) (410) by measuring the power of the relative alpha wave by measuring the amount of the alpha power relative to the total amount of the EEG power.
전두엽 뇌파에서 취득되는 신호 중에서 알파파에 대하여 좌/우반구에서 각각 알파파가 얼마나 활성화 되어 있는지 확인하기 위하여 각 채널에서 나타난 뇌파 데이터 중에 알파파의 상대 파워를 도 4에서 보는 바와 같은 순서로 수학식 5에 의하여 계산할 수 있다.In order to check how much the alpha waves are activated in the left and right hemispheres of the signals obtained from the frontal brain EEG, the relative powers of the alpha waves in the EEG data appearing in the respective channels are calculated in accordance with Equation 5 .
상기와 같은 방법으로, 각 채널(FP1, FP2)에서 측정된 뇌파를 이용하여 알파파의 상대 파워를 통하여 전두엽 위치에서 알파파의 활동량을 각 좌/우 반구에 대하여 정량화 할 수 있다.Using the EEG measured by the channels FP1 and FP2, the activity of the alpha waves can be quantified with respect to each of the left and right hemispheres at the frontal position through the relative power of the alpha waves.
다음, 우울증 심도 측정 장치는 각 반구에 대해 정량화 된 알파파의 활성화 정도를 이용하여 좌/뇌의 알파파 비대칭 활성화 정도를 수학식 6과 같이 계산할 수 있다(420).Next, the device for measuring depression depth can calculate the degree of asymmetry activation of the left / brain as shown in Equation (6) using the quantified activation level of alpha wave for each hemisphere (420).
여기서, PFP1a는 좌측 뇌파(FP1)의 알파파 상대 파워, PFP2a는 우측 뇌파(FP2)의 알파파 상대 파워를 나타낸다.Here, P FP1a represents the alpha wave relative power of the left brain wave (FP1), and P FP2a represents the alpha wave relative power of the right brain wave (FP2).
수학식 6을 통해 계산된 알파파 비대칭 활성화 정도는 0을 기준으로 우측 알파파의 비대칭적 증가가 심화되면 100에 가까운 수치가 나타나게 된다. 다시 말해, 우울증 심도는 0에서 100까지의 수치로 나타날 수 있으며, 이러한 수치를 다양한 표시 방식을 통해 우울증 심도에 대한 결과로서 디스플레이 할 수 있다.The degree of activation of the aspheric asphericity calculated by Equation (6) is close to 100 when the asymmetrical increase of the right side of the right side is increased with 0 as the reference. In other words, depression depths can range from 0 to 100, and these values can be displayed as a result of depression depth through a variety of display methods.
따라서, 본 발명에 따른 우울증 심도 측정 방법은 2개의 필요 최소 채널을 이용하여 뇌파를 취득하고 취득된 뇌파의 주파수 정보를 이용하여 좌/우 뇌의 알파파 차이를 정량화하여 뇌파의 비대칭 정도로부터 사용자의 우울증에 대한 심도를 측정할 수 있다.Therefore, the method of measuring depression depth according to the present invention is a method of measuring depression depth by quantifying the alpha wave difference of left and right brain using frequency information of acquired brain waves by acquiring brain waves using two necessary minimum channels, The depth of depression can be measured.
본 발명에 따른 우울증 심도 측정 방법은 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 상세 내용을 바탕으로 적어도 둘 이상의 동작들을 포함할 수 있다. 이때, 둘 이상의 동작이 조합될 수 있고, 동작들의 순서나 위치가 변경될 수 있다.The depression depth measurement method according to the present invention may include at least two operations based on the details described with reference to FIGS. At this time, two or more operations can be combined, and the order or position of operations can be changed.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 시스템을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령(instruction) 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 EEG 측정 장치로부터 사용자의 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 단계; 전두엽 뇌파 데이터를 고속 푸리에 변환을 통해 주파수 대역으로 변환하는 단계; 및 전두엽 뇌파 데이터의 주파수 별 파워 스펙트럼을 이용한 알파파의 파워 분석을 통해 사용자의 우울증 심도를 측정하는 단계를 포함하는 프로그램이 기록되는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.The methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a program instruction that can be executed through various computer systems and recorded in a computer-readable medium. Particularly, in the present embodiment, the step of acquiring the frontal brain EEG data of the user from the EEG measuring device; Converting the frontal lobe brain wave data into a frequency band through fast Fourier transform; And measuring the depression depth of the user through power analysis of the alpha wave using frequency-specific power spectrum of the frontal brain EEG data.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전두엽 뇌파를 이용한 우울증 심도 측정 장치의 내부 구성을 도시한 블럭도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a device for measuring depth of depression using frontal brain EEG according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 5에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 우울증 심도 측정 장치는 취득부(510), 전처리부(520), 변환부(530), 측정부(540), 및 제공부(550)를 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 우울증 심도 측정 장치는 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 우울증 심도 측정 방법의 상세 내용을 바탕으로 구성 요소가 보다 단축되거나 추가의 구성 요소들이 더 포함될 수 있다. 5, the apparatus for measuring depth of depression according to an embodiment includes an
취득부(510)는 EEG 측정 장치로부터 측정된 사용자의 뇌파 신호인 EEG 신호를 취득할 수 있다. 취득부(510)는 사용자의 두뇌에 부착된 전극을 통해 측정된 뇌파 데이터를 취득할 수 있으며, 이때 뇌파를 측정하기 위한 전극 부착 위치는 국제 표준법인 10-20 전극 시스템에 의거하여 전두엽 부분의 좌뇌 위치 FP1과 우뇌 위치 FP2로 선택될 수 있다.The acquiring
전처리부(520)는 취득부(510)를 통해 취득한 뇌파 신호를 정제하기 위해 뇌파 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있다. 일 예로, 전처리부(520)는 독립성분분석(ICA) 알고리즘을 적용하여 잡음을 분류한 후 뇌파 데이터에서 가장 흔히 나타나는 눈 깜빡임에 의한 잡음 신호를 뇌파 신호에서 제거할 수 있다. 이때, 전처리부(520)는 읽어 들인 뇌파 데이터를 절대값으로 바꾼 후, 각각의 포인트에서 기울기 부호를 검색하여 현재 포인트를 기준으로 뒤로 2 포인트에서의 기울기가 +, 앞으로 2 포인트에서의 기울기가 -인 지점을 찾음으로써 눈 깜빡임 부분의 피크 값을 검출할 수 있으며, 해당 지점의 피크가 순수 뇌파의 피크인지 아니면 눈깜박임 신호의 피크인지를 구별하기 위해서 그 피크 값을 기 설정된 문턱 값과 비교하여 만약에 그 지점에서의 피크 값이 문턱 값보다 크다면 눈 깜빡임 신호로 간주한다.The
변환부(420)는 노이즈가 제거된 뇌파를 FFT을 통하여 주파수 단위로 변환하고 이를 통하여 뇌파의 주파수 별 분류를 진행할 수 있다. 다시 말해, 변환부(420)는 시간과 진폭이 연속인 아날로그 형태의 신호를 분석 가능한 디지털 신호로 변경하기 위하여 FFT 방법을 이용하여 시간 영역의 신호를 주파수 영역으로 변환함으로써 신호의 주파수 성분들을 확인할 수 있다. 이때, 변환부(420)에서 변환된 뇌파는 FFT 과정을 통해 주파수 대역으로 변환됨에 따라 델타파(delta, δ: 0~4Hz), 세타파(theta, θ: 4~8Hz), 알파파(alpha, α: 8~12Hz), 베타파(beta, β: 13~30Hz), 감마파(gamma, γ: 30~50Hz)로 분류될 수 있다.The transforming unit 420 transforms the noise-canceled EEG into frequency units through FFT, and can classify the EEG into frequencies. In other words, in order to convert an analog type signal having a continuous time and amplitude into a digital signal that can be analyzed, an FFT method is used to convert a time domain signal into a frequency domain to identify frequency components of the signal have. At this time, the EEG transformed by the transforming unit 420 is transformed into a frequency band through an FFT process, and then converted into a frequency band by a delta (delta, delta, 0-4 Hz), ata (θ, 4-8 Hz) (beta: 13 to 30 Hz) and gamma (gamma: 30 to 50 Hz).
측정부(540)는 채널 별 FFT를 통해 계산된 주파수 별 파워 스펙트럼을 이용하여 알파파의 파워 분석을 통해 사용자의 우울증 심도를 측정할 수 있다. 일 예로, 측정부(540)는 전체 뇌파(1~50Hz)의 파워량과 알파파(8~12Hz)의 파워량을 각각 측정한 후 알파파의 활성 정도를 전체 뇌파 파워량 대비 알파파 파워량으로 측정함으로써 상대 알파파의 파워 분석을 수행할 수 있다. 이때, 측정부(540)는 전두엽 뇌파에서 취득되는 신호 중에서 알파파에 대하여 좌/우반구에서 각각 알파파가 얼마나 활성화 되어 있는지 확인하기 위하여 각 채널에서 나타난 뇌파 데이터 중에 알파파의 상대 파워를 수학식 5에 의하여 계산할 수 있다. 이어, 측정부(540)는 각 반구에 대해 정량화 된 좌/뇌의 알파파의 활성화 정도(PFP1a, PFP2a)를 이용하여 좌뇌와 우뇌 간의 알파파 비대칭 활성화 정도를 수학식 6과 같이 계산할 수 있다.The measuring
제공부(550)는 측정부(540)에서 측정된 우울증 심도의 결과를 디스플레이 수단을 통해 디스플레이 함으로써 사용자의 우울증 심도에 대한 검사 결과를 사용자나 검사자에게 제공할 수 있다. 측정부(540)를 통해 계산된 알파파 비대칭 활성화 정도는 0에서 100까지의 수치로 나타날 수 있으며, 이에 제공부(550)는 계산 결과 수치를 다양한 표시 방식을 통해 우울증 심도에 대한 결과로서 디스플레이 할 수 있다.The providing
상기한 구성에 따르면, 우울증 심도 측정 장치는 전두엽 2개 채널에서 취득되는 뇌파에 대하여 각 채널의 뇌파를 구분하여 데이터를 저장하고 취득된 데이터에 대하여 눈 깜빡임 등 뇌파 이외의 노이즈를 제거한 뒤, FFT 과정을 통하여 뇌파 주파수 정보를 취득하고, 취득된 각 채널의 뇌파 주파수 정보를 통하여 좌/우 뇌의 알파파 차이를 정량화하여 뇌파의 비대칭 정도를 통해 사용자의 우울증에 대한 심도를 측정할 수 있다.According to the above-described configuration, the apparatus for measuring depression depth stores data by dividing brain waves of each channel with respect to brain waves acquired from two frontal lobes, removes noise other than brain waves such as eye flickering on the acquired data, And the depth of the user's depression can be measured through the degree of asymmetry of the brain wave by quantifying the alpha wave difference of the left and right brain through the acquired brain wave frequency information of each channel.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 최소의 채널을 이용하여 뇌파를 취득함으로써 사용자로 하여금 뇌파를 손쉽게 취득할 수 있고 사용자의 정신질환 진단을 간편하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 뇌파 분석에 있어 정량화된 객관적인 방법을 통하여 전문가에 의한 진단 이전에 사용자 스스로의 자가 진단을 통하여 우울증 환자로 하여금 자신의 상태를 파악하고 진료를 권장하여 정신질환 치료에 이바지할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the user can easily acquire brain waves by acquiring brain waves using the minimum channel, and diagnosis of the user's mental illness can be simplified. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to diagnose depression patients by self-diagnosis before the diagnosis by experts through quantitative objective methods in EEG analysis, . ≪ / RTI >
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, FPGA(field programmable gate 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.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
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 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 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.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
510: 취득부
520: 전처리부
530: 변환부
540: 측정부
550: 제공부510:
520:
530:
540:
550: Offering
Claims (25)
상기 전두엽 뇌파 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 주파수 대역으로 변환하는 단계; 및
상기 전두엽 뇌파 데이터의 주파수 별 파워 스펙트럼(power spectrum)을 이용한 알파(alpha)파의 파워 분석을 통해 상기 사용자의 우울증 심도를 측정하는 단계
를 포함하는 우울증 심도 측정 방법.Obtaining frontal EEG data of a user from an EEG (electroencephalogram) measuring device;
Converting the frontal brain EEG data into a frequency band through Fast Fourier Transform; And
Measuring the depth of depression of the user through power analysis of an alpha wave using a frequency spectrum of the frontal brain EEG data;
/ RTI > wherein the depression depth is measured by the method.
상기 전두엽 뇌파 데이터는 2개 채널의 전극을 이용하여 측정되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 방법.The method according to claim 1,
The frontal brain EEG data are measured using two channels of electrodes
Wherein the depression depth measurement method comprises the steps of:
상기 전극은 국제 표준법인 10-20법(ten-twenty electrode system)에 의거하여 전두엽의 좌측 반구(FP1)와 우측 반구(FP2)에 부착되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 방법.3. The method of claim 2,
The electrode is attached to the left hemisphere (FP1) and the right hemisphere (FP2) of the frontal lobe based on the ten-twenty electrode system of the international standard
Wherein the depression depth measurement method comprises the steps of:
상기 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 단계는,
전두엽 좌측 반구에서 측정된 좌측 뇌파 데이터와 전두엽 우측 반구에서 측정된 우측 뇌파 데이터를 구분하여 취득하는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 방법.The method according to claim 1,
The step of acquiring the frontal brain EEG data comprises:
The left brain EEG data measured in the left hemisphere of the frontal lobe and the right brain EEG data measured in the right hemisphere of the frontal lobe
Wherein the depression depth measurement method comprises the steps of:
상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 상기 전두엽 뇌파 데이터에 포함된 잡음 신호를 제거하는 전처리 단계
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 방법.The method according to claim 1,
A pre-processing step of removing a noise signal included in the frontal brain EEG data before measuring the depth of depression
Wherein the depression depth measurement method further comprises:
상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 독립 성분 분석(Independent Component Analysis) 알고리즘을 이용하여 상기 전두엽 뇌파 데이터에 포함된 잡음 신호를 제거하는 전처리 단계
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 방법.The method according to claim 1,
Before the measurement of the depression depth, a preprocessing step of removing the noise signal included in the frontal brain EEG data using an Independent Component Analysis algorithm
Wherein the depression depth measurement method further comprises:
상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 상기 전두엽 뇌파 데이터에서 눈 깜빡임에 의한 잡음 신호를 제거하는 전처리 단계
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 방법.The method according to claim 1,
A pre-processing step of removing a noise signal due to blinking in the frontal brain EEP data before measuring the depth of depression
Wherein the depression depth measurement method further comprises:
상기 주파수 대역으로 변환하는 단계는,
상기 전두엽 뇌파 데이터를 주파수에 따라 델타파(delta, δ), 세타파(theta, θ), 알파파(alpha, α), 베타파(beta, β), 감마파(gamma, γ)로 분류하는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 방법.The method according to claim 1,
The step of converting into the frequency band includes:
Classifying the prefrontal EEG data into delta, delta, theta, alpha, alpha, beta, beta and gamma according to the frequency
Wherein the depression depth measurement method comprises the steps of:
상기 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 단계는,
전두엽 좌측 반구에서 측정된 좌측 뇌파 데이터와 전두엽 우측 반구에서 측정된 우측 뇌파 데이터를 구분하여 취득하고,
상기 우울증 심도를 측정하는 단계는,
상기 좌측 뇌파 데이터와 상기 우측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도를 각각 측정하는 단계; 및
상기 좌측 뇌파 데이터와 상기 우측 뇌파 데이터 간의 알파파 활성화 차이에 따른 비대칭 정도를 측정하는 단계
를 포함하는 우울증 심도 측정 방법.The method according to claim 1,
The step of acquiring the frontal brain EEG data comprises:
The left brain EEG data measured in the left hemisphere of the frontal lobe and the right brain EEG data measured in the right hemisphere of the frontal lobe are separately obtained,
Wherein the step of measuring the depression depth comprises:
Measuring the activation level of the left brain wave data and the right brain wave data; And
Measuring a degree of asymmetry according to a difference in activation of the alpha wave between the left brain wave data and the right brain wave data
/ RTI > wherein the depression depth is measured by the method.
상기 알파파 활성화 정도는 뇌파의 전체 대역의 주파수 발생 파워량 대비 알파파 발생 파워량으로 측정되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 방법.10. The method of claim 9,
The degree of activation of the alpha-wave is measured by the amount of alpha-wave generating power relative to the amount of frequency generating power in the entire band of EEG
Wherein the depression depth measurement method comprises the steps of:
상기 비대칭 정도는 수학식 1을 통해 수치로 정량화 되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 방법.
수학식 1:
(여기서, PFP1a는 좌측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도, PFP2a는 우측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도를 나타낸다.)10. The method of claim 9,
The degree of asymmetry is quantified as a numerical value through Equation (1)
Wherein the depression depth measurement method comprises the steps of:
Equation 1:
(Wherein, P is FP1a alpha activation degree, P FP2a the left brain wave data indicates the degree of alpha-wave activation of the right brain wave data).
상기 비대칭 정도에 해당되는 수치를 상기 우울증 심도의 측정 결과로서 제공하는 단계
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 방법.12. The method of claim 11,
Providing a numerical value corresponding to the degree of asymmetry as a result of the measurement of depression depth
Wherein the depression depth measurement method further comprises:
상기 명령은,
EEG(electroencephalogram) 측정 장치로부터 사용자의 전두엽 뇌파 데이터를 취득하는 단계;
상기 전두엽 뇌파 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 주파수 대역으로 변환하는 단계; 및
상기 전두엽 뇌파 데이터의 주파수 별 파워 스펙트럼(power spectrum)을 이용한 알파(alpha)파의 파워 분석을 통해 상기 사용자의 우울증 심도를 측정하는 단계
를 포함하는 방법에 의하여 상기 컴퓨터 시스템을 제어하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.21. A computer readable medium comprising instructions for controlling a computer system to measure a depression depth,
The command includes:
Obtaining frontal EEG data of a user from an EEG (electroencephalogram) measuring device;
Converting the frontal brain EEG data into a frequency band through Fast Fourier Transform; And
Measuring the depth of depression of the user through power analysis of an alpha wave using a frequency spectrum of the frontal brain EEG data;
≪ / RTI > wherein said computer system is controllable by said computer system.
상기 전두엽 뇌파 데이터를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 통해 주파수 대역으로 변환하는 변환부; 및
상기 전두엽 뇌파 데이터의 주파수 별 파워 스펙트럼(power spectrum)을 이용한 알파(alpha)파의 파워 분석을 통해 상기 사용자의 우울증 심도를 측정하는 측정부
를 포함하는 우울증 심도 측정 장치.An acquisition unit for acquiring user's frontal brain wave data from an EEG (electroencephalogram) measurement device;
A converting unit for converting the frontal brain EEG data into a frequency band through Fast Fourier Transform; And
A measurement unit for measuring the depth of depression of the user through power analysis of an alpha wave using a frequency spectrum of the frontal brain EEG data,
A depression depth measuring device.
상기 전두엽 뇌파 데이터는 2개 채널의 전극을 이용하여 측정되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 장치.15. The method of claim 14,
The frontal brain EEG data are measured using two channels of electrodes
Wherein said depression depth measuring device is a depression depth measuring device.
상기 전극은 국제 표준법인 10-20법(ten-twenty electrode system)에 의거하여 전두엽의 좌측 반구(FP1)와 우측 반구(FP2)에 부착되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 장치.16. The method of claim 15,
The electrode is attached to the left hemisphere (FP1) and the right hemisphere (FP2) of the frontal lobe based on the ten-twenty electrode system of the international standard
Wherein said depression depth measuring device is a depression depth measuring device.
상기 취득부는,
전두엽 좌측 반구에서 측정된 좌측 뇌파 데이터와 전두엽 우측 반구에서 측정된 우측 뇌파 데이터를 구분하여 취득하는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 장치.15. The method of claim 14,
Wherein,
The left brain EEG data measured in the left hemisphere of the frontal lobe and the right brain EEG data measured in the right hemisphere of the frontal lobe
Wherein said depression depth measuring device is a depression depth measuring device.
상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 상기 전두엽 뇌파 데이터에 포함된 잡음 신호를 제거하는 전처리부
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 장치.15. The method of claim 14,
Before measuring the depth of depression, a pre-processing unit for removing a noise signal included in the frontal brain EEG data,
Wherein the depression depth measurement device further comprises:
상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 독립 성분 분석(Independent Component Analysis) 알고리즘을 이용하여 상기 전두엽 뇌파 데이터에 포함된 잡음 신호를 제거하는 전처리부
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 장치.15. The method of claim 14,
Before the measurement of the depression depth, a preprocessing unit for removing a noise signal included in the frontal brain EEG data using an Independent Component Analysis
Wherein the depression depth measurement device further comprises:
상기 우울증 심도를 측정하기 이전에, 상기 전두엽 뇌파 데이터에서 눈 깜빡임에 의한 잡음 신호를 제거하는 전처리부
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 장치.15. The method of claim 14,
A pre-processing unit for removing a noise signal due to blinking in the frontal brain EEG data before measuring the depth of depression,
Wherein the depression depth measurement device further comprises:
상기 변환부는,
상기 전두엽 뇌파 데이터를 주파수에 따라 델타파(delta, δ), 세타파(theta, θ), 알파파(alpha, α), 베타파(beta, β), 감마파(gamma, γ)로 분류하는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 장치.15. The method of claim 14,
Wherein,
Classifying the prefrontal EEG data into delta, delta, theta, alpha, alpha, beta, beta and gamma according to the frequency
Wherein said depression depth measuring device is a depression depth measuring device.
상기 취득부는,
전두엽 좌측 반구에서 측정된 좌측 뇌파 데이터와 전두엽 우측 반구에서 측정된 우측 뇌파 데이터를 구분하여 취득하고,
상기 측정부는,
상기 좌측 뇌파 데이터와 상기 우측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도를 각각 측정한 후, 상기 좌측 뇌파 데이터와 상기 우측 뇌파 데이터 간의 알파파 활성화 차이에 따른 비대칭 정도를 측정하는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 장치.15. The method of claim 14,
Wherein,
The left brain EEG data measured in the left hemisphere of the frontal lobe and the right brain EEG data measured in the right hemisphere of the frontal lobe are separately obtained,
Wherein the measuring unit comprises:
Measuring the degree of activation of the left and right brain wave data and the degree of activation of the left and right brain wave data and then measuring the asymmetry of the left and right brain wave data according to the activation difference
Wherein said depression depth measuring device is a depression depth measuring device.
상기 알파파 활성화 정도는 뇌파의 전체 대역의 주파수 발생 파워량 대비 알파파 발생 파워량으로 측정되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 장치.23. The method of claim 22,
The degree of activation of the alpha-wave is measured by the amount of alpha-wave generating power relative to the amount of frequency generating power in the entire band of EEG
Wherein said depression depth measuring device is a depression depth measuring device.
상기 비대칭 정도는 수학식 2를 통해 수치로 정량화 되는 것
을 특징으로 하는 우울증 심도 측정 장치.
수학식 2:
(여기서, PFP1a는 좌측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도, PFP2a는 우측 뇌파 데이터의 알파파 활성화 정도를 나타낸다.)23. The method of claim 22,
The degree of asymmetry is quantified as a numerical value through equation (2)
Wherein said depression depth measuring device is a depression depth measuring device.
Equation 2:
(Wherein, P is FP1a alpha activation degree, P FP2a the left brain wave data indicates the degree of alpha-wave activation of the right brain wave data).
상기 비대칭 정도에 해당되는 수치를 상기 우울증 심도의 측정 결과로서 제공하는 제공부
를 더 포함하는 우울증 심도 측정 장치.25. The method of claim 24,
And providing a numerical value corresponding to the degree of asymmetry as a result of the measurement of depression depth;
Wherein the depression depth measurement device further comprises:
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