KR20180119280A - 뉴로피드백을 기반으로 하는 원격제어 및 자동화 두뇌훈련 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뇌기능 개선이 필요한 부위의 뇌파 감지를 통해 보다 정확한 뉴로피드백 훈련을 함과 동시에 전문가에 의해 원격으로 제어 되고 미리 셋팅 된 훈련프로그램에 따라 자동으로 훈련함으로써 훈련 효과를 높일 수 있는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 뇌파감지단자가 설치되는 위치를 자유롭게 조절할 수 있어 뇌파를 머리 전체에서 측정할 수 있는 측정부위 조절이 용이한 뇌파측정기에 의해 감지하면서 뉴로피드백 훈련 프로토콜에 따라 훈련함에 따라 두뇌 훈련 효과를 높일 수 있게 한 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템에 관한 것이다.

Description

뉴로피드백을 기반으로 하는 원격제어 및 자동화 두뇌훈련 시스템{auto brain training and remote controlling systems based on neurofeedback}

본 발명은 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템에 관한 것으로, 전문가에 의해 원격으로 셋팅된 프로토콜과 훈련프로그램에 따라 훈련자가 스타트 버튼만 누르면 자동으로 전체 훈련과정을 수행할 수 있게 함으로써 훈련의 오류를 제로화할 수 있고, 두뇌 훈련 효과를 높일 수 있는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템에 관한 것이다.

보다 상세하게 본 발명은 뇌파감지단자가 설치되는 위치를 자유롭게 조절할 수 있어 뇌파를 머리 전체에서 측정할 수 있는 측정부위 조절이 용이한 뇌파측정기에 의해 감지하면서 전문가가 사전에 설정해 놓은 뉴로피드백 훈련 프로토콜을 수행함에 따라 뇌 훈련 효과를 높일 수 있게 한 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템에 관한 것이다.

뇌파는 뇌의 활동에 따라 일어나는 전류 또는 그것을 도출 증폭하여 기록한 것으로 일반적으로 두피 뇌파를 일컸는다.

뇌파는 1초당 진동수에 따라 δ파, θ파, α파, β파, γ파 등으로 나누고 그 중 α파는 8~12Hz의 주파수의 진동인데 전전두엽에서 폐안, 각성, 안정시에 5~10μV 크기의 파형을 갖는 것이 안정된 상태이며 이 α파는 특히 후두부에서 잘 관찰된다.

β파는 13~30Hz 주파수의 신호이고, 정신을 집중시키거나 뇌 활동이 증가되는 상태에서 전전두엽 및 측두부에서 잘 관찰되고,

θ파는 4~7Hz 의 주파수를 가지며, 어린이의 두정부와 측두부에서 관찰되고, 성인에게서는 낮은 단계의 수면 시나 명상을 할 때 혹은 뇌질환이 있을 때 관찰된다.

δ파는 0.1~3Hz의 주파수의 신호이고, 유아에게서도 관찰되며, 성인에게서는 깊은 수면 시나 심한 뇌질환 시에 나타날 수 있으며,

γ파는 31~50Hz의 주파수 신호이고, 불안 및 흥분의 강한 스트레스 상태에서 많이 발생한다.

이러한 뇌파는 상기한 바와 같이 신체적 특징에 따라 달리 나타나고 있고, 두뇌의 활동을 시공간적으로 파악하는 대표적인 생체신호로서 뇌사 판정의 근거가 된다.

이에 따라 뇌파에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있고, 뇌파를 측정하고 측정된 뇌파를 이용하는 다양한 기술이 개발되고 있다.

즉, 뇌파는 정신 작용에 따라 그 진동이 빠르거나 느려지고, 그렇지 않으면 뇌의 기능이 비정상이라 판단할 수 있다. 예를 들면 주의가 산만한 주의력결핍증(ADD) 환자는 뇌파가 정상인에 비해 느리고, 지능이 낮은 경우 역시 느리며, 질병에 따라 다양한 특성의 뇌파가 나타난다.

이러한 비정상적인 뇌의 리듬을 조절해 정상적인 리듬으로 바꿀 수 있다면 뇌의 기능도 정상화 시킬 수 있다는 관점에서 뇌파를 통제함에 의해 뇌의 기능을 정상화하는 뉴로피드백(neurofeedback) 기술에 대한 관심이 많아지고 있다.

뉴로피드백을 이용한 기술의 예로 특허문헌 1내지 3이 있다.

특허문헌 1은 전극이 부착된 헤드셋을 통해 두피로부터 생체전기 신호를 추출하는 뇌신호 검출부, 헤드셋으로부터 검출된 신호를 증폭, 필터링, 디지털 변환을 하여 그 신호를 무선으로 송신해주는 뇌신호 데이터 무선 송신부, 송신된 신호를 무선으로 수신하고 뉴로피드백 실행부와의 직렬 송수신을 담당하는 뇌신호 데이터 무선 수신부, 그리고 뇌신호 데이터 수신부로부터 수신된 직렬신호를 분석하여 개인의 정신생리적 상태를 디스플레이하고 게임의 형태로 뉴로피드백 훈련을 할 수 있게 한 뉴로피드백 실행부로 구성된 뇌파 파라미터를 사용한 뉴로피드백 훈련을 위한 무선 시스템이고,

특허문헌 2는 사용자의 뇌파를 측정하는 헤드셋부; 헤드셋부에서 측정된 뇌파를 분석하여 그 결과에 따라 영상신호, 음향신호, 미각신호, 촉각신호, 후각신호 중 적어도 어느 하나로 이루어진 뉴로 피드백 신호를 생성하여 사용자에게 제공하는 뉴로 피드백 신호발생부를 포함하되, 뉴로 피드백 신호발생부는, 뉴로 피드백 신호의 생성시 목적에 따라 사용자의 특정 주파수 대역의 뇌파를 변화시키기 위하여 상기 영상신호의 색상 또는 활성화율(refresh rate), 음향신호의 주파수 또는 음원 종류, 미각신호의 종류 또는 세기, 촉각신호의 세기, 패턴 또는 발생위치, 후각신호의 종류 또는 농도 중 적어도 어느 하나인 뉴로 피드백 신호의 특성을 변화시키고, 헤드셋부는 뉴로 피드백 신호발생부에서 연속적으로 출력되는 뉴로 피드백 신호에 대한 사용자의 뇌파 데이터를 연속적으로 검출하고, 뉴로 피드백 신호발생부는, 헤드셋부에서 연속적으로 검출된 뉴로 피드백 신호에 대한 사용자의 뇌파 데이터로부터 사용자의 현재 뇌파 상태에 판단하고, 사용자의 현재 뇌파 상태에 대응하는 뉴로 피드백 신호를 사용자에게 제공하는 능동형 뉴로 피드백 장치에 관한 것이며,

특허문헌 3은 뇌파의 정서 반응을 유발시키기 위한 정서 자극을 표출하는 과정과, 표출되는 정서 자극을 통해 변화하는 다중 채널의 뇌파를 측정하여 송출하는 과정과, 송출된 다중 채널의 뇌파를 수신 및 신호 처리하여 각 채널별의 뇌신호 데이터로 변환시키는 과정과, 변환된 각 뇌신호 데이터에 대해 각 채널별로 감마 파워 값을 계산하는 과정과, 각 채널들 중 선택 채널의 감마 파워 값을 기 지정된 옵션에 따라 정서 조절 지표로 전환하여 모니터 상에 표출 시키는 과정을 포함하고, 기 지정된 옵션은, 파워 값, 기 정해진 최대 및 최소값 범위 내의 값으로 치환하여 -1 ~ 1 사이의 값으로 변환한 스케일 값, 파워 값을 가장 가까운 정수로 치환한 후 스케일링을 적용하여 정서 조절 레벨로 표시하는 이산정수 값을 포함하는 정서 조절 훈련을 위한 뇌파 기반의 뉴로 피드백 방법에 관한 것이다.

이러한 종래의 뉴로피드백을 이용한 기술들은 먼저 뇌파를 정확하게 감지하여야 정확한 결과를 얻을 수 있으며, 뇌파를 감지하기 위한 수단으로 뇌파감지장치가 사용되고 있다.

종래의 뇌파감지장치는 주로 병원에서 사용되는 것으로 부피가 크고 작동이 어려워 개인이 사용하는 데 어려움이 있고, 이러한 단점을 개선하여 보다 착용 및 휴대가 간편한 뇌파 장치 장치와 관련하여 다양한 기술이 개발되고 있고, 그 예로 특허문헌 4 내지 6이 있다.

특허문헌 4는 환자의 머리에 착용하는 착용띠; 착용띠의 소정위치에 다수 개 설치되어 환자의 머리에서 발생되는 뇌파신호를 감지하는 전극과 상기 전극을 통해 인가되는 뇌파신호를 증폭하는 증폭부가 일체로 형성된 패치; 건전지를 전원으로 사용하며, 패치를 통해 인가되는 뇌파신호를 전송하기 위하여 착용띠에 설치되는 신호전송부; 및 신호전송부와 유선으로 연결되어 신호전송부에서 인가되는 신호를 사용자가 볼 수 있도록 디스플레이 하는 컴퓨터를 포함하는 것이고,

특허문헌 5는 인체의 이마에서 뒷머리 부분까지 커버하도록 일정한 폭을 가지는 원호 타입으로 프레임으로 형성되고 배면에 복수 개의 측정전극이 배열 설치된 2개의 세로 프레임과; 2개의 세로프레임의 중간부에 연결되어 인체의 머리 중앙 상부에서 좌우 양쪽 귀의 상측까지 커버하도록 일정한 폭을 가지는 원호 타입으로 형성되고 배면에 복수 개의 측정전극이 배열 설치된 하나의 가로 프레임과; 2개의 세로프레임과 일정한 간격으로 이격되어 인체의 머리 양측면을 커버하도록 가로프레임에서 정면으로 돌출 형성되어 배면에 2개씩의 측정전극이 배열 설치되는 2개의 보조 세로프레임과; 가로프레임의 양단에 각각 연결 설치되어 인체의 귓바퀴를 회피하여 귓바퀴 아래 포인트 배면에 하나의 측정전극이 설치된 귓바퀴 프레임과; 2개의 세로프레임의 후단부에 연결 설치되고, 측정전극들을 통해 뇌파 측정을 수행하여 측정된 뇌파신호를 외부 장치로 출력하기 위한 뇌파 측정제어기를 포함하여 구성된 뇌파 측정용 헤드캡에 관한 것이고,

특허문헌 6은 소리를 전달하는 이어폰과, 사람의 두부 또는 귀에 고정하기 위한 고정부와, 밴드의 내측에서 설치되고 두부에 밀착되어 뇌파를 검출하기 위한 전극단자를 갖는 뇌파 검출부로 구성된 뇌파검출용 전극단자를 갖는 헤드셋에 관한 것이다.

이와 같이 다양한 헤드셋 형태의 뇌파 감지장치가 사용되고 있으나, 이들은 뇌파 감지 위치가 제한되는 단점이 있다.

즉, 사용자에 따라 다양한 위치의 뇌파를 감지할 수 있어야 하지만, 뇌파를 감지하는 감지단자의 위치가 고정되어 있음에 따라 원하는 위치의 뇌파를 감지할 수 없는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0508885호 대한민국 등록특허 제10-1540561호 대한민국 등록특허 제10-1648120호 대한민국 공개특허 제2003-0088081호 대한민국 등록특허 제10-1542115호 대한민국 공개실용신안 제20-2011-0004428호

본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 보다 정확한 뇌파 감지를 통해 보다 정확한 뉴로피드백 훈련을 함에 따라 두뇌 훈련 효과를 높일 수 있는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

보다 상세하게 본 발명은 뇌파감지기에 뇌파감지단자가 설치되는 위치를 자유롭게 조절할 수 있도록 다수의 단자고정판을 설치하여 뇌파감지단자가 설치되는 위치를 자유롭게 조절할 수 있어, 사용자가 원하는 부분의 뇌파를 측정할 수 있고, 측정된 부분의 뇌파에 대응되도록 뉴로피드백 훈련을 함에 따라 두뇌 훈련 효과를 높일 수 있게 한 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 뉴로피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템은 사용자의 머리에 착용되어 뇌파를 감지하는 것으로, 뇌파감지단자의 위치를 자유롭게 변경하여 탁착할 수 있도록 다수의 단자고정편을 갖는 머리고정밴드와, 머리고정밴드에 탈착되고 뇌파감지단자의 위치를 자유롭게 변경하여 탈착시킬 수 있도록 다수의 단자고정편을 갖는 보조밴드를 포함하는 뇌파감지기; 상기 머리고정밴드의 일측에 설치되고, 신호선으로 연결된 상기 뇌파감지단자로부터 감지된 뇌파신호를 수신하여 변환하고, 변환된 뇌파신호를 무선 송신하는 뇌파신호처리기; 및 상기 뇌파신호처리기로부터 수신된 뇌파신호를 정상 뇌파신호를 비교 분석하고, 분석된 정보에 따라 사용자에게 맞는 뉴로피드백신호를 생성 및 송출하는 뉴로피드백 프로그램을 구비한 훈련단말기; 및 상기 훈련단말기를 통해 뉴로피드백 프로그램을 업로드하고, 훈련자 정보를 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 훈련단말기는 관리서버와 유/무선으로 연결되어 뉴로피드백 프로그램을 업데이트받게 하는 것이 바람직하다.

상기 뇌파신호처리기는 뇌파측정단자에서 측정된 뇌파신호로부터 노이즈를 제거하는 필터부와, 측정된 뇌파신호를 증폭시키는 증폭부와, 측정된 아날로그 뇌파신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부, 및 변환된 신호를 무선 전송하는 통신모듈을 포함한다.

상기 보조밴드의 일단에는 길이조절장공이 형성되고, 상기 머리고정밴드에는 길이 방향으로 위치조절장공이 형성되며, 상기 길이조절장공과 위치조절장공을 관통하는 고정볼트에 조임너트를 조여 보조밴드가 머리고정밴드에 고정되되, 보조밴드의 길이 및 위치가 조절되게 하는 것이 바람직하다.

상기 보조밴드 안쪽에는 길이 방향으로 가이드홈이 형성되고, 상기 단자고정편에는 상기 가이드홈에 끼워져 결합되는 이동식결합돌기가 형성되어 단자고정편의 위치를 변경할 수 있게 할 수 있다.

상기 뉴로피드백 신호는 훈련단말기의 모니터를 통해 제공되는 영상 또는 스피커를 통해 제공되는 음향인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템은 뇌파감지단자의 위치를 쉽게 변경할 수 있음에 따라 사용자가 원하는 정확한 위치의 뇌파를 감지하고, 감지된 뇌파를 뉴로피드백 훈련 프로토콜에 따라 훈련함에 따라 두뇌 훈련 효과를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 뇌파측정기의 일예의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 뇌파측정기의 다른 일예의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 뇌파측정기를 구성하는 보조밴드의 저면사시도
도 5는 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 뇌파측정기를 구성하는 보조밴드의 단면도
도 6은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 뇌파측정기를 구성하는 보조밴드 결합부의 단면도
도 7은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 뇌파측정기의 측면도
도 8은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 로그인 화면
도 9는 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 메인화면
도 10은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 훈련방법 셋팅화면
도 11은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 회원관리화면
도 12는 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 뇌파검사화면
도 13은 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 훈련프로그램 선택화면
도 14는 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 훈련프로그램 실행화면
도 15는 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템을 구성하는 훈련단말기의 정보관리화면

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 뇌파감지단자의 위치를 자유롭게 조절하여 다양한 위치의 뇌파를 감지하고, 이렇게 감지된 뇌파와 뉴로피드백 프로그램을 이용하여 보다 정밀하게 두뇌 훈련을 할 수 있어 훈련 효과를 높일 수 있다.

본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 뇌파를 감지하는 뇌파감지기(100), 감지된 뇌파신호를 필터링, 변환 및 송신하는 뇌파신호처리기(200), 및 뇌파신호처리기로부터 수신한 뇌파신호를 분석하고 뉴로피드백 프로그램을 실행하는 뉴로피드백 프로그램(300p)을 구비한 훈련단말기(300), 및 상기 훈련단말기를 관리하는 관리서버(400)를 포함한다.

이러한 본 발명에 따른 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템은 전술한 바와 같이 머리의 다양한 부분에서 뇌파를 감지하여 완구를 제어할 수 있게 한 것으로, 뇌파감지기(100)는 도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 뇌파감지단자가 착탈되는 단자고정편(11)이 설치된 머리고정밴드(10)와, 상기 머리고정밴드에 결합되고 다수의 단자고정편(21)이 설치된 보조밴드(20)를 포함한다.

이러한 본 발명의 뇌파로 제어되는 완구에 구비된 뇌파감지기(100)는 통상의 뇌파 감지용 헤드셋과 비슷하게 머리의 일부에 접촉되어 뇌파를 감지하는 다수의 뇌파감지단자(Ts)와, 뇌파 측정시 기준이 되는 기준 전위를 측정하는 기준단자(Tr)를 포함하고 있다.

상기 뇌파감지단자(Ts)와 기준단자(Tr)는 통상의 뇌파감지수단에 구비된 것과 동일한 작용을 하는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 머리고정밴드(10)는 사용자의 머리에 고정되는 밴드로, 도 2내지 도 3에 도시한 바와 같이 머리를 감쌀 수 있는 정도의 길이를 같으며, 탄성을 갖는 재질로 만들어져 상기 보조밴드(20)를 고정시켰을 때 뒤틀리지 않게 하였다.

상기 머리고정밴드(10)에는 다수의 뇌파감지단자(Ts)가 설치될 수 있으며, 상기 외파감지단자를 탈착가능하게 설치하기 위한 다수의 단자고정편(11)이 설치되어 있다.

상기 단자고정편(11)은 도시한 바와 같이 머리고정밴드(10) 안쪽의 머리와 접하는 면에 설치되어 있으며, 뇌파감지단자(Ts)가 고정되는 하나 이상의 고정홈이 형성되어 있으며, 상기 뇌파감지단자(Ts)에는 상기 단자고정편(11)에 형성된 고정홈에 끼워져 결함되는 고정돌기가 형성되어 있다.

상기에서는 단자고정편(11)에 고정홈을 형성하고, 뇌파감지단자에 고정돌기를 형성한 것을 일예로 도시하고 설명하였으나, 이와 반대로 단자고정편(11)에 고정돌기를 형성하고, 뇌파감지단자에 고정홈을 형성할 수도 있다. 그러나 단자고정편(11)에 고정돌기를 형성할 경우, 뇌파감지단자가 설치되지 않은 단자고정편의 고정돌기가 사용자의 머리를 압박하여 자극을 줄 수 있으므로 도시한 바와 같이 단자고정편(11)에 고정홈을 형성하는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 상기 머리고정밴드(10)의 전방에는 뇌파감지단자(Ts)에서 감지된 뇌파신호를 처리하기 위한 뇌파신호처리기(200)가 설치되어 있다.

상기 뇌파신호처리기(200)는 상기 머리고정밴드의 전방이나 어느 일측에 설치되고, 신호선으로 연결된 상기 뇌파감지단자로부터 감지된 뇌파신호를 수신하고, 수신된 뇌파신호를 상기 훈련단말기(300)로 무선 송신한다.

상기 뇌파신호처리기(200)는 종래의 뇌파감지수단에 설치된 것과 동일 유사하게 구성될 수 있고, 바람직하게는 뇌파측정단자에서 측정된 뇌파신호로부터 노이즈를 제거하는 필터부(200f)와, 측정된 뇌파신호를 증폭시키는 증폭부(200a)와, 측정된 아날로그 뇌파신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부(200t)로 이루어질 수 있다.

또한 상기 뇌파신호처리기(200)에 의해 처리된 뇌파신호는 유선 또는 무선으로 전송될 수 있으나, 유선일 경우 신호선이 걸릴 수 있으므로 무선으로 전송하는 것이 바람직하고, 이에 따라 변환부에 의해 변환된 신호를 분석단말기로 전송하는 통신모듈(200m)을 더 구비하되 통신모듈은 무선통신 모듈인 것이 바람직하다.

상기 보조밴드(20)는 전두엽을 제외한 머리 부분의 뇌파를 감지하는 뇌파감지단자가 머리에 밀착된 상태에 위치 고정되게 하기 위한 수단으로, 도 2내지 도 4 및 도 7에 도시한 바와 같이 폭이 좁고 길게 형성되어 있으며, 이 또한 탄성을 갖는 재질로 만드는 것이 바람직하다.

상기 보조밴드(20)는 일단 또는 양단이 결합수단(22)에 의해 머리고정밴드(10)에 결합될 수 있으며, 결합수단(22)은 도 2에 도시한 바와 같이 매직테이프이거나, 도 3에 도시한 바와 같이 구성된 길이조절장공(24)과 고정볼트(22b) 및 조임너트(22n)가 될 수 있다.

상기 결합수단(22)으로 매직테이프를 사용할 경우에는 매직테이프가 설치된 길이와 폭을 넓게 하여 보조밴드가 머리고정밴드에 고정되는 위치 및 길이를 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하나, 매직테이프의 경우 머리 위를 지나도록 설치된 보조밴드가 흔들릴 수 있으므로 도 3에 도시한 바와 같이, 길이조절장공(24)과 고정볼트(22b) 및 조임너트(22n)로 구성하는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 길이조절수단으로 길이조절장공(24)과 고정볼트(22b) 및 조임너트(22n)을 사용할 경우, 길이조절장공(24)의 고정볼트(22b)와 대향되는 위치가 달라짐에 따라 보조밴드(20)의 머리를 향한 길이가 조절되고, 이에 따라 다양한 크기의 머리에 착용할 수 있는 것이다.

또한, 머리의 크기가 달라짐에 따라 머리고정밴드(10)의 길이도 달라지는 것이 바람직하고, 이를 위해 머리고정밴드의 양단부에는 고정접착부(10f)를 설치하되, 상기 고정접착부(10f)는 서로 접착 위치를 변경할 수 있도록 매직테이프로 구성하는 것이 바람직하다.

위와 같이 머리고정밴드(10)의 길이가 달라지면, 보조밴드(20)가 고정되는 위치도 변경될 수 있어야 원하는 위치에 뇌파감지단자를 배치할 수 있다. 이에 따라 상기 머리고정밴드(10)에는 도 3에 도시한 바와 같이 길이 방향으로 위치조절장공(10c)을 형성하여 보조밴드를 고정시키는 고정볼트의 위치를 조절함에 의해 보조밴드의 단부가 고정되는 수평방향 위치를 조절할 수 있게 하였다.

상기 보조밴드(20)에는 도 2내지 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 다수의 단자고정편(21)이 설치되어 있으며, 이 단자고정편(21)을 조밀하게 설치하고 그중 어느 일부에 뇌파감지단자를 설치할 수 있으나, 단자고정편(21)을 조밀하게 설치하면 자제비가 많이 소요됨은 물로 구조가 복잡해질 수 있으므로, 최소한의 수만큼만 설치하되 위치를 변경할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이에 따라 상기 보조밴드(20)의 안쪽에는 길이 방향으로 가이드홈(23)이 형성되고, 상기 단자고정편(21)에는 상기 가이드홈에 끼워져 결합되는 이동식결합돌기(21d)를 형성하여 가이드홈을 따라 단자고정편(21)을 이동시킬 수 있게 하였다.

즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 보조밴드(20)에 가이드홈(23)을 형성하되, 가이드홈의 바깥쪽에 턱을 형성하고, 단자고정편(21)에는 가이드홈에 끼워지는 이동식결합돌기(21d)를 형성하여 이동식결합돌기와 단자고정편 사이의 홈에 턱에 끼인 상태에서 가이드홈을 따라 이동될 수 있게 한 것이다.

물론, 이동식결합돌기(21d)의 폭이 가이드홈(23) 양측 턱 사이의 폭보다 크므로 가이드홈의 일측 단부에는 도 4에 도시한 바와 같이 삽입구(23i)를 형성하여 단자고정편을 가이드홈에 끼워 넣을 수 있게 하였다.

또한 상기 뇌파감지기(100)는 상기한 바와 같이 기준단자(Tr)를 구비하고 있고, 이 기준단자(Tr)는 집게 형상으로 이루어져 귓바퀴에 고정될 수 있게 하였다.

또한, 본 발명은 상기 뇌파신호처리기에 의해 변환된 뇌파신호를 확인하고 분석하며, 분석된 정보를 이용하여 뉴로피드백신호를 생성하고 훈련 전보를 제공하는 훈련단말기(300)를 구비하고 있다.

상기 훈련단말기(300)는 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 뇌파신호처리기(200)에서 송신된 뇌파신호를 수신하고, 수신된 뇌파 정보를 상기 관리서버(400)에 전송하는 통신모듈(300m)과, 뇌파신호를 분석하고 분석된 뇌파신호를 근거로 사용자의 훈련 방법을 모색하며, 훈련 방법을 사용자에게 제시하는 뉴로피드백 프로그램(200p)을 구비하고 있다.

상기 훈련단말기(300)를 도 2 및 도 3에는 노트북의 형상으로 도시하였으나, 이는 휴대폰을 포함하는 모바일 단말기로 이루어질 수 있다.

즉, 모바일 단말기에 뉴로피드백 프로그램을 포함하는 뉴로피드백 훈련 어플을 설치함에 의해 이루어질 수도 있다.

상기 뇌파신호처리기(200)에 구비된 변환부(200t)는 다양하게 변형하여 실시 할 수 있으나, 바라직하게는 고속푸리에변환(fast Fourier transform, FFT)인[을 통하는] 것이 바람직하다.

상기 훈련단말기(300)는 전술한 바와 같이 뇌파감지기(100)에서 감지된 뇌파신호를 분석하고, 분석된 정보에 맞추어 사용자에게 훈련정보를 제공하는 것으로 자체에 뉴로피드백 프로그램을 구비할 수 있으나. 상기한 관리서버(400)의 정보를 전달하는 교량의 역할을 할수도 있다.

즉, 뉴로피드백 프로그램은 관리서버에 구비되고, 훈련단말기(300)는 관리서버에 접속함에 의해 누로피드백 프로그램을 불러들일 수 있다.

이러한 방법으로 이루어질 경우, 도 8에 도시한 바와 같이 훈련단말기(300)의 모니터에는 로그인화면이 디스플레이되고, 소정의 절차를 통해 로그인한 후, 뉴로피드백 프로그램에 접속하여 훈련을 할 수 있다.

로그인 후에는 도 9에 도시한 바와 같이 훈련을 위한 메인화면이 디스플레이되고, 도 13에 도시한 바와 같은 다양한 훈련프로그램들 중 어느 하나를 사용자가 선택하여 훈련프로그램을 진행할 수 있다.

상기 뇌파측정기(100)를 착용하면 뇌파측정기에서 감지한 뇌파신호는 뇌파신호처리기(200)에서 필터링 및 변환된 상태로 훈련단말기(300)로 전송되고, 훈련단말기의 뉴로패드백 프로그램(300p)은 전송받의 뇌파신호와 기 설정된 정상 뇌파신호를 비교 분석한다.

도 12는 뇌파감지기(100)에 의해 감지된 뇌파신호를 분석한 결과를 사용자에게 알리는 건사결과 보고서의 일예의 화면이다.

분석된 정보를 토대로 모니터에 사용자에게 적합한 훈련 메뉴를 디스플레이하고, 사용자가 원하는 훈련방법을 선택하면 도 14에 도시한 바와 같이 사용자의 훈련단말기를 통해 훈련프로그램이 실행된다.

훈련프로그램은 사용자의 뇌파를 안정시키기 위한 영상이나 소리가 될 수 있다.

즉, 훈련프로그램에 의해 제공되는 뉴로피드백신호는 훈련단말기의 모니터를 통해 제공되는 영상 또는 스피커를 통해 제공되는 음향이 될 수 있다.

이와 같은 과정을 통해 훈련이 이루어지는 과정 동안 뇌파감지기에서 감지된 뇌파신호는 지속적으로 훈련단말기로 전달되고, 이렇게 전달되는 뇌파신호는 뉴로패드백 프로그램(300p)을 통해 지속적으로 분석된다.

상기한 훈련 전반과정에서 얻어진 정보는 관리서버(400)의 관리프로그램(400p)을 통해 관리가 이루어지며, 훈련 전반 과정은 이후 훈련단말기를 통해 확인할 수 있고, 그 일예는 도 15에 도시한 바와 같이 디스플레이 될 수 있다.

본 발명은 다양한 위치의 뇌파를 측정할 수 있는 뇌파측정기를 이용하여 다양한 부분의 뇌파를 측정하고, EEG(수면뇌파)파라메터를 적용 실시간으로 적용하여 고속 푸리에 변환을 실시한 뇌파신호를 뉴포피드백 프로그램을 통해 분석하고, 분석된 정보를 이용하여 사용자에게 적절한 훈련 프로그램을 제공함에 의해 뇌파를 정상 뇌파로 훈련시킬 수 있는 것이다.

100: 뇌파감지기
10: 머리고정밴드 10f: 고정접착부
10c: 위치조절장공
11: 단자고정편
20: 보조밴드
21: 단자고정편
21d: 이동식결합돌기 21h: 단자고정홀
22: 결합수단
22b: 고정볼트 22n: 조임너트
23: 가이드홈 23i: 삽입구
24: 길이조절장공
200: 뇌파신호처리기
200a: 증폭부 200f: 필터부 200t: 변환부
200m: 통신모듈
300: 훈련단말기 300m: 통신모듈 300p: 뉴로피드백 프로그램
400: 관리서버 400m: 통신모듈 400p: 관리프로그램

Claims (5)

1. 사용자의 머리에 착용되어 뇌파를 감지하는 것으로, 뇌파감지단자(Ts)의 위치를 자유롭게 변경하여 탁착할 수 있도록 다수의 단자고정편(11)을 갖는 머리고정밴드와, 머리고정밴드에 탈착되고 뇌파감지단자(Ts)의 위치를 자유롭게 변경하여 탈착시킬 수 있도록 다수의 단자고정편(21)을 갖는 보조밴드(20)를 포함하는 뇌파감지기(100);
   상기 머리고정밴드(10)의 일측에 설치되고, 신호선으로 연결된 상기 뇌파감지단자로부터 감지된 뇌파신호를 수신하여 변환하고, 변환된 뇌파신호를 무선 송신하는 뇌파신호처리기(200);
   상기 뇌파신호처리기(200)로부터 수신된 뇌파신호를 정상 뇌파신호를 비교 분석하고, 분석된 정보에 따라 사용자에게 맞는 뉴로피드백신호를 생성 및 송출하는 뉴로피드백 프로그램(300p)을 구비한 훈련단말기(300);
   상기 훈련단말기를 통해 뉴로피드백 프로그램(300p)를 업로드하고, 훈련자 정보를 관리하는 관리서버(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 뇌파신호처리기(30)는 뇌파측정단자에서 측정된 뇌파신호로부터 노이즈를 제거하는 필터부(30f)와, 측정된 뇌파신호를 증폭시키는 증폭부(30a)와, 측정된 아날로그 뇌파신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부(30t), 및 변환된 신호를 무선 전송하는 통신모듈(30m)을 포함하는 것을 특징으로 하는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 보조밴드(20)의 일단에는 길이조절장공(24)이 형성되고, 상기 머리고정밴드(10)에는 길이 방향으로 위치조절장공(10c)이 형성되며, 상기 길이조절장공(24)과 위치조절장공(10c)을 관통하는 고정볼트(22b)에 조임너트(22n)를 조여 보조밴드가 머리고정밴드에 고정되되, 보조밴드의 길이 및 위치가 조절되게 한 것을 특징으로 하는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 보조밴드 안쪽에는 길이 방향으로 가이드홈(23)이 형성되고, 상기 단자고정편(21)에는 상기 가이드홈에 끼워져 결합되는 이동식결합돌기(21d)가 형성되어 단자고정편의 위치를 변경할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 뉴로피드백신호는 훈련단말기의 모니터를 통해 제공되는 영상 또는 스피커를 통해 제공되는 음향인 것을 특징으로 하는 뉴로 피드백을 기반으로 하는 두뇌 훈련 시스템.

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