KR20190117915A - 가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 치료용 장치구동 방법 - Google Patents

가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 치료용 장치구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 이명치료 방법에 관한 것으로서, (a) HMD를 착용한 사용자에게 사용자의 이명 상태 조건에 유사한 사운드 크기 및 주파수에 해당하는 이명 사운드를 형성하는 단계; (b) HMD를 통해 기설정된 아바타 이미지를 형성하고, 형성된 이미지를 사운드와 결합(fusion)하여 퓨전 사운드(fusion sound)를 형성하는 단계; 및 (c) HMD를 통해 제공되는 가상현실 속에서 퓨전 사운드를 사용자에게 제공하여 사용자를 훈련시키는 단계;를 포함한다.

Description

가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 치료용 장치구동 방법{System and method for curing tinnitus based on virtual reality}
본 발명은 가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 치료용 장치구동 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가상현실을 이용하여 이명을 치료할 수 있는 가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 치료용 장치구동 방법에 관한 것이다.
가상현실은 실제와 같은 가상의 느낌을 사람에게 적용하여 몰입하는 기술로서 최근 급속하게 성장하고 있다. 즉, 가상현실은 진짜는 아니지만, 진짜라고 받아들여지도록 인간의 뇌를 자극하여 정보를 획득하는 기술이다.
인간의 정보 확보 수단은 전술한 바와 같이 뇌를 기반으로 한다. 그러나 뇌가 정보를 직접 인식하는 것이 아니라 감각기관으로부터 획득한 센싱정보를 전달받아 처리하는 것이다. 즉, 어떤 획득한 정보라도 뇌에 전달만 된다면 인식을 위해서 이용할 수 있게 되는 것이다.
따라서 정보의 원천은 현실을 인지하기 위해서 부족하거나 불완전하더라도 일단은 그 어떤 대상에 대한 정보만 있으면 충분한 것이며, 그 정보가 반드시 현실세계에 실존할 필요는 없는 것이며, 만들어진 정보라도 그것이 실존하는 것을 기반으로 획득한 정보인 것처럼 뇌에 전달할 수 있다면 충분하다.
한편, 이명(tinnitus)은 외부의 소리 자극이 없음에도 마치 소리 자극이 있는 것처럼 인지하는 것으로서, 가상의 정보를 스스로 인지하는 환상통(phantom pain)으로 볼 수 있다. 이명은 불완전한 정보임에도 뇌가 중요한 정보로 인식하는 가상현실 자체로 볼 수 있다.
또한, 도 1을 참조하여 살펴보면, 이명의 생리기전을 설명하는 여러 기전 중 가장 크게 인용되는 기전을 중심으로 보면, 달팽기관/청신경에서 외부 자극이 없음에도 이명이 발생하여, 뇌간에서 이명을 탐지한 후 대뇌에서 이명을 인식하고 평가하게 된다. 이렇게 인지된 이명이 시상변연부에서 감정적 연관성을 가지게 되면 자율신경계의 반응으로 이명으로 인한 괴로움이 발생하는 된다.
이에 이명을 탐지하고자 하는 부분에서의 습관화(habituation of perception)를 이루고, 이명으로 인한 괴로움에 대한 반응의 습관화 (habituation of reaction)를 통하여 이명 재훈련 치료(tinnitus retraining therapy, TRT)를 시행하는 방법이 사용되었다.
그러나 이러한 노력에도 이명 자체에 대한 인지면에서는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
(한국등록특허 제10-1567496호, 2015년 11월 11일)
본 발명의 목적은 HMD의 가상현실을 이용하여 이명을 치료할 수 있는 가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 치료용 장치구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 치료용 장치구동 방법은 (a) HMD를 착용한 사용자에게 사용자의 이명 상태 조건에 해당하는 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 형성하는 단계; (b) HMD를 통해 이명 사운드를 생성하는 것으로 사용자가 인식하기 위한 이미지를 제공하는 단계; (c) 이미지를 이명 사운드와 결합(fusion)하여 퓨전 사운드(fusion sound)를 형성하는 단계; 및 (d) HMD를 통해 제공되는 가상현실 속에서 퓨전 사운드를 사용자에게 제공하여 사용자를 훈련시키는 단계;를 포함한다.
본 실시예에 있어서, (c) 단계에 있어서, 퓨전 사운드를 사용자에게 제공할 때에, (1) 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 이명이 발생하는 반대쪽 귀에만 상기 퓨전 사운드를 형성하고, (2) 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 머리 위쪽에서 퓨전 사운드를 형성하며, (3) 사용자의 머리속에서 이명이 발생하는 경우, 사용자의 양측 귀에서 퓨전 사운드가 제공되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 퓨전 사운드의 발생위치에 따라 이미지의 위치가 결정되며, 이로써 사용자로 하여금 퓨전 사운드의 발생 위치가 이미지의 위치로부터 발생되는 것으로 인식하게 되게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 이미지의 위치는 가변되며, 이에 따라 퓨전 사운드의 발생 위치 또한 가변될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가상현실을 이용하여 이명을 치료하는 가상현실 기반 이명치료 시스템은 HMD; 사용자의 이명 데이터를 구비하고, 사용자의 이명 데이터를 바탕으로 사용자의 이명 상태 조건과 유사한 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 생성하는 서버; 및 사용자 프로그램이 설치되며, 서버와 네트워크 통신하여 서버로부터 사용자의 이명 사운드를 획득하고, HMD에 퓨전 사운드(fusion sound)를 전송하는 사용자 단말기;를 포함한다.
본 실시예에 있어서, HMD는 음향장치와 HMD가 일체로 형성되어, 사용자 단말기와 네트워크 통신하며, 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 이명이 발생하는 반대쪽 귀에서 상기 퓨전 사운드를 제공하고, 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 머리 위쪽에서 퓨전 사운드를 제공하고, 사용자의 머리 속에서 이명이 발생하는 경우, 사용자의 양측 귀에서 상기 퓨전 사운드를 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 사용자 프로그램은 사용자가 이명치료를 받는 동안 사용자의 치료 이력 및 훈련과정을 모니터링하고, 사용자의 치료 정도에 따라 퓨전 사운드를 갱신하여 사용자에게 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 서버는 사용자가 의사를 통해 진료를 받을 때, 의사의 검사자 단말기를 통해 입력한 데이터가 갱신되어 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 갱신하여 생성할 수 있다.
본 발명에 의한 가상현실 기반 이명치료 시스템 및 그를 이용한 치료용 장치구동 방법은 HMD의 가상현실을 이용하여 이명을 치료할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 이명의 생리기전을 나타내는 그림이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 이명치료 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템의 작동 상태를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 이명치료 방법의 순서도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템의 작동 상태를 나타내는 개념도이다.
도 2 및 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 이명치료 방법을 설명한다.
먼저, HMD를 착용한 사용자에게 사용자의 이명 상태 조건에 해당하는 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 형성한다(S100). 사용자의 이명 상태는 사용자가 의사를 통해 진료를 받을 때 확인된다.
그 다음으로, HMD를 통해 이명 사운드를 생성하는 것으로 사용자가 인식하기 위한 이미지를 제공한다(S200). 이때 제공되는 이미지는 아바타 형상으로 형성되어 다양하게 제공될 수 있는 것으로서, HMD를 통해 사용자가 확인할 수 있는 이미지 형상이면 모두 적용가능하다. 본 발명에서 이미지를 번개표시로 표시하였으나, 유아인 경우 유아용 캐릭터로 형성될 수 있으며, 성인인 경우 성인이 사용자 이미지를 직접 선택할 수도 있다.
그 후에, 이미지를 이명 사운드와 결합(fusion)하여 퓨전 사운드(fusion sound)를 형성한다(S300).
이때, 제공되는 이미지는 사용자의 이명기전에 따라 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들어, (1) 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 이명이 발생하는 반대쪽 귀에만 상기 퓨전 사운드를 형성하거나, (2) 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 머리 위쪽에서 퓨전 사운드를 형성하거나, (3) 사용자의 머리속에서 이명이 발생하는 경우, 사용자의 양측 귀에서 퓨전 사운드가 제공되도록 할 수 있다.
또한, 퓨전 사운드의 발생위치에 따라 이미지의 위치가 결정되며, 이로써 사용자로 하여금 퓨전 사운드의 발생 위치가 이미지의 위치로부터 발생되는 것으로 인식하게 할 수 있다. 이때, 이미지의 위치는 고정되어 있지 가변적으로 이동하게 되고, 이에 따라 퓨전 사운드의 발생 위치 또한 가변될 수 있다.
HMD를 통해 제공되는 가상현실 속에서 퓨전 사운드를 사용자에게 제공하여 사용자를 훈련시킨다(S400). 이때, 가상현실은 식당, 마트, 도서관 등 사용자가 노출될 수 있는 다양한 가상현실이 될 수 있으며, 특히, 사용자가 이명상태에 더욱 잘 노출되는 곳이 가상현실로 제공되도록 할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해서 뇌에서 인지하는 이명이 가상현실 속의 일상생활 속에서 조정되도록 함으로써 사운드와 이미지가 결합된 퓨전 사운드로 이명의 잘못된 인식을 보다 효과적으로 교정할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 이명치료 시스템의 블록도이다.
가상현실을 이용하여 이명을 치료하는 가상현실 기반 이명치료 시스템은 서버(110), 검사자 단말기(120), 사용자 단말기(130) 및 HMD(140)를 포함하여 구성된다.
먼저, 서버(110)는 사용자의 이명 데이터를 구비하고, 사용자의 이명 데이터를 바탕으로 사용자의 이명 상태 조건과 유사한 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 생성한다. 또한, 서버(110)는 사용자가 의사를 통해 진료를 받을 때, 의사의 검사자 단말기를 통해 입력한 데이터를 갱신되어 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 갱신할 수 있다.
이때, 서버(110)는 검사자 단말기(120)로부터 입력된 정보를 바탕으로, 기설정된 기준에 따라 사용자에게 맞는 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 생성하고, 사용자 정보에 이를 할당하고 저장한다.
따라서, 서버(110)는 사용자 단말기(130) 보다 성능이 상대적으로 우수한 서버(110)를 통해서 사용자에 맞는 이명정보를 생성하므로 사용자 단말기(130)에 발생할 수 있는 부하를 방지할 수 있어 사용자 단말기(130)의 사용시간을 증대시킴으로써 사용자 단말기(130)를 이용하여 보다 오랜시간 동안 이명치료에 임할 수 있게 된다.
검사자 단말기(120)는 서버(110)와 네트워크 통신으로 연결될 수 있다. 검사자 단말기(120)는 사용자의 이명상태가 진단되면, 진단상태를 입력할 수 있는 개인용 PC, 스마트 단말기, 테블릿 PC으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 의사가 사용자를 검사하여 사용자의 이명상태에 대한 정보를 검사자 단말기(120)를 통해 입력하게 되면, 입력된 정보는 네트워크 통신을 통하여 서버(110)에 전송되어 서버(110)의 이명 데이터는 갱신되게 된다.
사용자 단말기(130)는 사용자 프로그램이 설치된다. 사용자 프로그램을 통하여 서버(110) 및 HMD(140)와 네트워크 통신하여 서버(110)로부터 사용자의 이명 사운드를 획득하고, 획득된 정보를 HMD(140)에 퓨전 사운드(fusion sound)를 전송한다. 사용자 단말기(130)는 서버(110) 및 HMD(140)와 네트워크 통신이 가능한 개인용 PC, 스마트 단말기, 테블릿 PC로 구현될 수 있다.
사용자 단말기(130)에 설치되는 사용자 프로그램은 앱 스토어(APP S)에 설치될 수 있으며, 사용자가 직접 설치할 수 있는 프로그램일 수도 있다. 사용자 프로그램은 사용자가 이명치료를 받는 동안 사용자의 치료 이력 및 훈련과정을 모니터링하고, 사용자의 치료 정도를 정량적으로 판단하여 사용자의 치료 정도에 따라 퓨전 사운드를 갱신하여 사용자에게 제공할 수 있다.
이때, 사용자 프로그램은 사용자가 이명치료를 받는 동안 사용자의 치료 이력 및 훈련과정을 모니터링하고, 사용자의 치료 정도에 따라 퓨전 사운드를 갱신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 사용자 프로그램은 사용자의 치료이력 및 훈련과정을 모니터링에 따라 담당 의사에게 치료 이력 및 훈련과정 상태를 제공할 수 있으며, 사용자가 정상범위 이내에서 발전하지 못하는 경우, 자동으로 환자가 예약되도록 할 수 있다. 따라서 환자가 지속적인 치료를 받을 수 있도록 안내할 수 있다.
HMD(140)는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display)로서, 머리에 착용하는 디스플레이 장치를 말한다. 주로 가상현실 또는 증강현실의 구현을 위한 디스플레이 장치로서, 본 실시예에서 사운드를 제공하는 음향장치가 일체로 형성된 것이다.
이때, HMD는 음향장치와 HMD가 일체로 형성되어, 사용자 단말기와 네트워크 통신하며, 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 이명이 발생하는 반대쪽 귀에서 상기 퓨전 사운드를 제공하고, 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 머리 위쪽에서 퓨전 사운드를 제공하고, 사용자의 머리 속에서 이명이 발생하는 경우, 사용자의 양측 귀에서 상기 퓨전 사운드를 제공할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
110 : 서버
120 : 검사자 단말기
130 : 사용자 단말기
140 : HMD

Claims (8)

  1. 가상현실을 이용하여 이명을 치료하는 가상현실 기반 이명치료 시스템의 치료용 장치구동 방법에 있어서,
    (a) HMD를 착용한 사용자에게 사용자의 이명 상태 조건에 해당하는 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 형성하는 단계;
    (b) 상기 HMD를 통해 상기 이명 사운드를 생성하는 것으로 사용자가 인식하기 위한 이미지를 제공하는 단계;
    (c) 상기 이미지를 상기 이명 사운드와 결합(fusion)하여 퓨전 사운드(fusion sound)를 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 HMD를 통해 제공되는 가상현실 속에서 상기 퓨전 사운드를 사용자에게 제공하여 사용자를 훈련시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 치료용 장치 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에 있어서,
    상기 퓨전 사운드를 사용자에게 제공할 때에,
    (1) 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 이명이 발생하는 반대쪽 귀에만 상기 퓨전 사운드를 형성하고,
    (2) 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 머리 위쪽에서 상기 퓨전 사운드를 형성하며,
    (3) 사용자의 머리속에서 이명이 발생하는 경우, 사용자의 양측 귀에서 상기 퓨전 사운드가 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 치료용 장치 구동 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 치료용 장치 구동 방법은,
    상기 퓨전 사운드의 발생위치에 따라 상기 이미지의 위치가 결정되며, 이로써 사용자로 하여금 상기 퓨전 사운드의 발생 위치가 상기 이미지의 위치로부터 발생되는 것으로 인식하게 되는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 치료용 장치 구동 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이미지의 위치는 가변되며, 이에 따라 상기 퓨전 사운드의 발생 위치 또한 가변되는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템을 이용한 치료용 장치 구동 방법.
  5. 가상현실을 이용하여 이명을 치료하는 가상현실 기반 이명치료 시스템에 있어서,
    HMD;
    사용자의 이명 데이터를 구비하고, 상기 사용자의 이명 데이터를 바탕으로 사용자의 이명 상태 조건과 유사한 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 생성하는 서버; 및
    사용자 프로그램이 설치되며, 상기 서버와 네트워크 통신하여 상기 서버로부터 사용자의 상기 이명 사운드를 획득하고, 상기 HMD에 퓨전 사운드(fusion sound)를 전송하는 사용자 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 HMD는,
    음향장치와 HMD가 일체로 형성되어, 상기 사용자 단말기와 네트워크 통신하며,
    사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 상기 이명이 발생하는 반대쪽 귀에서 상기 퓨전 사운드를 제공하고,
    사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 머리 위쪽에서 상기 퓨전 사운드를 제공하고,
    사용자의 머리 속에서 이명이 발생하는 경우, 사용자의 양측 귀에서 상기 퓨전 사운드를 제공하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 사용자 프로그램은,
    사용자가 이명치료를 받는 동안 사용자의 치료 이력 및 훈련과정을 모니터링하고, 사용자의 치료 정도에 따라 상기 퓨전 사운드를 갱신하여 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 서버는,
    사용자가 의사를 통해 진료를 받을 때, 의사의 검사자 단말기를 통해 입력한 데이터가 갱신되어 사운드 크기 및 주파수의 이명 사운드를 갱신하여 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 이명치료 시스템.
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