KR20200107303A - Eeg sensing apparatus with feedback algorithm - Google Patents

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KR20200107303A
KR20200107303A KR1020190026218A KR20190026218A KR20200107303A KR 20200107303 A KR20200107303 A KR 20200107303A KR 1020190026218 A KR1020190026218 A KR 1020190026218A KR 20190026218 A KR20190026218 A KR 20190026218A KR 20200107303 A KR20200107303 A KR 20200107303A
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배성호
전성용
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Abstract

According to the present invention, provided is an EEG measurement device, which comprises: an instrument amplifier amplifying and outputting an EEG signal; a high band pass filter passing a high band at the output of the instrumentation amplifier; a fixed band charge-time converter receiving the output of the high band pass filter, and passing a low band for outputting the same as a digital signal; a variable band charge-time converter receiving the output of the high band pass filter and passing the low band for outputting the same as a digital signal; and an EEG analysis unit receiving the digital signal output from the fixed band charge-time converter and the variable band charge-time converter, calculating a relaxation index, and controlling a cutoff frequency of the variable band charge-time converter.

Description

피드백 알고리즘을 구비한 뇌파 측정 장치{EEG SENSING APPARATUS WITH FEEDBACK ALGORITHM}EEG measurement device with feedback algorithm {EEG SENSING APPARATUS WITH FEEDBACK ALGORITHM}

본 기술은 신규한 이완 지표를 이용하여 명상 상태와 비 명상 상태를 보다 명확하게 파악할 수 있는 뇌파 측정 장치에 관한 것이다. The present technology relates to an EEG measurement device that can more clearly grasp the meditation state and the non-meditation state using a novel relaxation index.

뇌파는 신경계에서 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름으로 심신의 상태에 따라 다르게 나타나며 뇌의 활동 상황을 측정하는 가장 중요한 지표이다. 뇌파는 뇌신경 세포의 활성에 수반되어 일어나는 세포외 전류의 총합을 두피상에 여러 개의 전극을 부착하여 기록한 것으로 뇌전도(EEG: Electroencephalogram)라고도 한다. EEG is the flow of electricity generated when signals are transmitted between the cranial nerves in the nervous system. It appears differently depending on the state of mind and body, and is the most important indicator for measuring the activity of the brain. EEG is recorded by attaching several electrodes on the scalp to record the sum of extracellular currents that occur due to the activity of cranial nerve cells, and is also called an electroencephalogram (EEG).

인간의 사고와 행동에 영향을 미치는 인지와 기억 수행에는 실시하는 일에 따라 활성화되는 영역도 다르며 또한 나이, 개개인의 능력 그리고 뇌 질환의 유무 등에 따라서도 그 패턴이 변할 수도 있다. In the cognitive and memory performance that affects human thinking and behavior, the active area varies according to the work performed, and the pattern may change depending on age, individual ability, and the presence or absence of brain diseases.

인간의 뇌파는 아래의 표 1과 같이 구분될 수 있다. 측정된 뇌파를 이용하여 여러 지표를 얻을 수 있으며, 이들 중 Alpha / H-Beta로 정의되는 RAHB(ratio of alpha to high beta power)를 연산하여 안정, 스트레스 여부를 판별할 수 있다.Human brain waves can be classified as shown in Table 1 below. Various indicators can be obtained using the measured EEG, and among them, stability and stress can be determined by calculating the ratio of alpha to high beta power (RAHB) defined as Alpha / H-Beta.

Figure pat00001
Figure pat00001

사람은 긴장이나 흥분 상태 혹은 스트레스 상태에서 H-Beta파가 강하게 나타나고, 알파 파는 정신 및 육체적 긴장이 이완되어 스트레스가 해소될 때 강하게 나타난다. 이러한 두 가지 특성을 고려하여 H-베타파에 대한 알파파의 비율인 RAHB가 이완(Meditation, Relaxation)을 나타내는 지표로 사용된다. RAHB 지표는 보통 정서적으로 불안할 때 활성화되는 H-Beta파가 적어질수록, 뇌가 쉬고 있거나 이완 시 활성화되는 Alpha파가 많아질수록 높은 수치로 나타난다.In humans, H-Beta waves appear strong in a state of tension, excitement or stress, and alpha waves appear strong when mental and physical tensions are relaxed and stress is relieved. Considering these two characteristics, RAHB, which is the ratio of the alpha wave to the H-beta wave, is used as an indicator of relaxation (meditation, relaxation). RAHB indicators usually appear higher as the number of H-Beta waves that are activated during emotional anxiety decreases, and the more Alpha waves that are activated when the brain is resting or relaxing.

그러나, 종래의 RAHB 지표로는 명상시와 비명상시의 구분이 곤란한 경우가 있다는 단점이 있었다.However, the conventional RAHB index has a disadvantage in that it is difficult to distinguish between meditation and non-meditation.

본 기술은 상기한 종래 기술의 단점을 해소하기 위한 것이다. 즉, 명상시와 비명상시의 구분을 더욱 뚜렷하게 나타낼 수 있는 이완 지표를 사용하여 사용자의 상태를 보다 명확하게 파악할 수 있는 뇌파 측정 장치를 제공하는 것이 본 기술로 해결하고자 하는 주요한 과제 중 하나이다.The present technology is to overcome the disadvantages of the prior art described above. That is, one of the major problems to be solved with this technology is to provide an EEG measurement device that can more clearly grasp the user's state by using a relaxation index that can more clearly indicate the distinction between meditation and screaming.

본 발명에 의한 뇌파 측정 장치는 뇌파 신호를 증폭하여 출력하는 계측 증폭기(instrument amplifier)와, 계측 증폭기의 출력에서 고역을 통과시키는 고역 통과 필터와, 고역 통과 필터의 출력을 제공받고 저역을 통과시켜 디지털 신호로 출력하는 고정 대역 전하-시간 변환기와, 고역 통과 필터의 출력을 제공받고 저역을 통과시켜 디지털 신호로 출력하는 가변 대역 전하 시간 변환기 및 고정 대역 전하-시간 변환기와 가변 대역 전하-시간 변환기가 출력한 디지털 신호를 제공받고 이완 지표를 연산하고, 가변 대역 전하 시간 변환기의 차단 주파수를 제어하는 뇌파 분석부를 포함한다.The EEG measurement device according to the present invention is provided with an instrument amplifier that amplifies and outputs an EEG signal, a high pass filter that passes a high pass from the output of the instrumentation amplifier, and an output of the high pass filter, and passes the low pass digitally. A fixed-band charge-time converter that outputs as a signal, a variable-band charge-time converter that receives the output of a high-pass filter, passes a low-pass, and outputs a digital signal, and a fixed-band charge-time converter and a variable-band charge-time converter are output. It includes an EEG analysis unit that receives a digital signal, calculates a relaxation index, and controls a cutoff frequency of the variable-band charge time converter.

본 발명의 일실시태양에 의하면, 뇌파 분석부는, 수학식

Figure pat00002
를 연산하여 이완 지표를 구한다.(a, b:가중치, A: 알파파, H-beta: high 베타파, ATP(absolute total power): 절대 전체파의 파워)According to an embodiment of the present invention, the brain wave analysis unit, the equation
Figure pat00002
Calculate the relaxation index by calculating (a, b: weight, A: alpha wave, H-beta: high beta wave, ATP (absolute total power): absolute total power).

본 발명의 일실시태양에 의하면, 고정 대역 전하-시간 변환기는, 고역 통과 필터의 출력 전압과 기준 전압과의 차이에 상응하는 전류를 출력하는 제1 전달컨덕터스 증폭기(transconductance amplifier)와, 제1 전달컨덕턴스 증폭기의 출력 전류에 상응하는 제1 전압을 형성하는 커패시터와, 제1 전압과 비교기 임계 전압을 비교하는 비교기와, 일 입력으로 클록 신호가 제공되고, 타 입력으로 비교기의 출력이 제공되며, 비교기의 출력 펄스폭에 상응하는 클록 신호의 개수를 계수하여 출력하는 카운터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the fixed band charge-time converter includes a first transconductance amplifier that outputs a current corresponding to a difference between an output voltage of a high-pass filter and a reference voltage, and a first A capacitor forming a first voltage corresponding to the output current of the transfer conductance amplifier, a comparator for comparing the first voltage and a threshold voltage of the comparator, a clock signal is provided as one input, and an output of the comparator is provided as the other input, And a counter for counting and outputting the number of clock signals corresponding to the output pulse width of the comparator.

본 발명의 일실시태양에 의하면, 가변 대역 전하-시간 변환기는, 고역 통과 필터의 출력 전압과 기준 전압과의 차이에 상응하는 전류를 출력하는 제2 전달컨덕터스 증폭기와, 제2 전달컨덕턴스 증폭기의 출력 전류에 상응하는 제2 전압을 형성하는 커패시터 뱅크와, 제2 전압과 비교기 임계 전압을 비교하는 비교기와, 일 입력으로 클록 신호가 제공되고, 타 입력으로 비교기의 출력이 제공되며, 비교기의 출력 펄스폭에 상응하는 클록 신호의 개수를 계수하여 출력하는 카운터를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the variable band charge-time converter includes a second transfer conductor amplifier that outputs a current corresponding to a difference between an output voltage of a high-pass filter and a reference voltage, and a second transfer conductance amplifier. A capacitor bank forming a second voltage corresponding to the output current, a comparator for comparing the second voltage and the comparator threshold voltage, a clock signal is provided as one input, an output of the comparator is provided as the other input, and the output of the comparator It includes a counter that counts and outputs the number of clock signals corresponding to the pulse width.

본 발명의 일실시태양에 의하면, 비교기 임계 전압은 주기 신호로, 한 주기 내에서 상승 및 하강하는 구간을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the comparator threshold voltage is a periodic signal, and includes a rising and falling period within one period.

본 발명의 일실시태양에 의하면, 뇌파 분석부는, 제2 전달컨덕턴스 증폭기의 전달 컨덕턴스 및 커패시터 뱅크의 커패시턴스 중 어느 하나 이상을 제어하여 가변 대역 전하-시간 변환기의 대역을 제어한다.According to an embodiment of the present invention, the EEG analysis unit controls at least one of the transfer conductance of the second transfer conductance amplifier and the capacitance of the capacitor bank to control the band of the variable-band charge-time converter.

본 발명의 일실시태양에 의하면, 커패시터 뱅크는 복수의 커패시터들을 포함하며, 가변 대역 전하-시간 변환기는, 커패시터 뱅크에 포함된 복수의 커패시터들에 충전된 전하를 방전하는 방전 스위치를 더 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the capacitor bank includes a plurality of capacitors, and the variable band charge-time converter further includes a discharge switch for discharging charges charged in the plurality of capacitors included in the capacitor bank.

본 발명의 일실시태양에 의하면, 뇌파 분석부는, 수학식

Figure pat00003
를 연산하여 집중력 지표를 더 구한다.(SMR: 12-15Hz의 SMR 베타파, M-beta: 15-20Hz의 M 베타파, Theta: 4-7 Hz 세타파)According to an embodiment of the present invention, the brain wave analysis unit, the equation
Figure pat00003
The concentration index is further calculated by calculating (SMR: SMR beta wave of 12-15 Hz, M-beta: M beta wave of 15-20 Hz, Theta: 4-7 Hz theta wave)

본 발명의 어느 한 모습으로, a, b 가중치는, 사용자의 수준에 따라 달리 설정된다.In one aspect of the present invention, the weights a and b are set differently according to the level of the user.

본 발명에 의하면 신규한 이완 지표를 이용하여 명상 상태와 비 명상 상태를 보다 명확하게 파악할 수 있다는 장점이 제공된다. According to the present invention, it is possible to more clearly grasp the meditation state and the non-meditation state by using a novel relaxation index.

도 1은 본 발명에 의한 뇌파 측정 장치의 블록도.
도 2는 국제 10-20 시스템에 따라 배치된 전극들(P1, P2)을 예시한 도면.
도 3은 계측 증폭기(100)의 개요적 회로도.
도 4는 고정 대역 전하-시간 변환기의 개요를 도시한 도면.
도 5(A)는 종래 기술에 의한 전하-시간 변환기의 타이밍 도이며, 도 5(B)는 본 발명에 의한 전하-시간 변환기의 개요적 타이밍 도.
도 6은 가변 대역 전하-시간 변환기의 개요를 도시한 도면.
도 7은 커패시터 뱅크(Cbank)의 개요를 나타내는 예시도.
도 8(A) 도 8(B) 및 8(C)는 초급자에서 취득한 뇌파와, 종래의 RAHB 지표 및 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도면.
도 9(A), 도 9(B) 및 도 9(C)는 중급자에서 취득한 뇌파와, 종래의 RAHB 지표 및 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도면.
도 10(A), 도 10(B) 및 도 10(C)는 고급자에서 취득한 뇌파와, 종래의 RAHB 지표 및 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도면.
1 is a block diagram of an EEG measurement device according to the present invention.
2 is a diagram illustrating electrodes P1 and P2 arranged according to the international 10-20 system.
3 is a schematic circuit diagram of an instrumentation amplifier 100.
4 shows an overview of a fixed band charge-time converter.
5(A) is a timing diagram of a charge-time converter according to the prior art, and FIG. 5(B) is a schematic timing diagram of a charge-time converter according to the present invention.
6 shows an overview of a variable band charge-time converter.
7 is an exemplary diagram showing an outline of a capacitor bank (C bank ).
8(A) FIGS. 8(B) and 8(C) are diagrams showing brain waves acquired by beginners, a conventional RAHB index, and a relaxation index according to the present invention.
9(A), 9(B), and 9(C) are diagrams showing brain waves acquired by an intermediate person, a conventional RAHB index, and a relaxation index according to the present invention.
10(A), 10(B) and 10(C) are diagrams showing brain waves acquired by advanced users, a conventional RAHB index, and a relaxation index according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 뇌파 측정 장치를 설명한다. Hereinafter, an EEG measurement apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 뇌파 측정 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 뇌파 측정 장치는 뇌파 신호를 증폭하여 출력하는 계측 증폭기(instrumentation amplifier, 100)와, 계측 증폭기의 출력에서 고역을 통과시키는 고역 통과 필터(200)와, 고역 통과 필터(200)의 출력을 제공받고 저역을 통과시켜 디지털 신호로 출력하는 고정 대역 전하-시간 변환기(310)와, 고역 통과 필터(200)의 출력을 제공받고 저역을 통과시켜 디지털 신호로 출력하는 가변 대역 전하 시간 변환기(320) 및 디지털 신호를 제공받고 이완 지표를 연산하고, 가변 대역 전하 시간 변환기의 차단 주파수를 제어하는 뇌파 분석부(400)를 포함한다.1 is a block diagram of an EEG measurement apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, the EEG measurement apparatus according to the present invention includes an instrumentation amplifier 100 for amplifying and outputting an EEG signal, a high pass filter 200 for passing a high pass at the output of the instrumentation amplifier, and a high pass. A fixed-band charge-time converter 310 that receives the output of the filter 200, passes a low pass, and outputs a digital signal, and a variable that receives the output of the high pass filter 200 and passes the low pass to output a digital signal. It includes a band charge time converter 320 and an EEG analysis unit 400 that receives a digital signal, calculates a relaxation index, and controls a cutoff frequency of the variable band charge time converter.

뇌파 신호는 일반적으로 두피에서 측정되며 도 2로 예시된 것과 같이 국제 10-20 시스템에 따라 배치된 전극들(P1, P2)로부터 검출된다. "10"과 "20"은 인접한 전극 사이의 실제 거리가 두개골의 총 앞-뒤 또는 좌측-우측 거리의 10% 또는 20%임을 의미한다. 일 예로, 측정은 비근점(鼻根點, nasion)에서 외후두융기정점(外後頭隆起頂點, inion)까지 머리를 가로질러 이루어진다. EEG signals are generally measured on the scalp and are detected from electrodes P1 and P2 arranged according to the international 10-20 system as illustrated in FIG. 2. "10" and "20" mean that the actual distance between adjacent electrodes is 10% or 20% of the total anterior-posterior or left-right distance of the skull. As an example, measurements are made across the head from the nasal point (鼻根點, nasion) to the apex of the external laryngeal ridge (外後頭隆起頂點, inion).

두피상에서 측정되는 뇌파는 약 1-60Hz의 주파수와 5-300μV의 전압을 가진다. 일 예로, 일반적인 알파파와 베타파는 각각 대략 50μV 및 20μV의 전압을 가진다. 전극들(P1, P2)이 측정한 뇌파 신호는 계측 증폭기(instrumentation amplifier, 100)에 제공된다. The EEG measured on the scalp has a frequency of about 1-60Hz and a voltage of 5-300μV. For example, a typical alpha wave and a beta wave have voltages of approximately 50 μV and 20 μV, respectively. The EEG signals measured by the electrodes P1 and P2 are provided to an instrumentation amplifier 100.

일반적으로 뇌파측정시스템은 미세한 인체 신호를 1,000 배 이상 증폭하여 사용하고, 신호의 주파수 성분을 이용하는 특성 상, 원하는 밴드(Band) 내에서 일정한 증폭도를 가져야 정확한 뇌파측정 및 분석이 가능하다. In general, the EEG measurement system amplifies and uses a minute human signal 1,000 times or more, and due to the characteristic of using the frequency component of the signal, it is possible to accurately measure and analyze EEG if it has a certain degree of amplification within a desired band.

종래의 뇌파측정시스템에서는 비교기와, 고역통과필터와, 저역통과필터와, 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 구비하되, 아날로그-디지털 컨버터를 통과한 EEG 신호를 이용하여 뇌파를 분석하는 구성으로 되어 있었다. In the conventional EEG measurement system, a comparator, a high pass filter, a low pass filter, and an analog-to-digital converter (ADC) were provided, but the EEG signal was analyzed by using the EEG signal passed through the analog-to-digital converter. .

그런데, 종래의 뇌파측정시스템은 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF)의 커프오프 주파수(Cutoff Frequency)가 외부의 저항, 커패시터에 의해 결정되는 구조로 되어 있으므로, 뇌파 분석을 통한 상세한 모니터링이 필요한 경우에는 커프오프 주파수 제어(Cutoff Frequency Control)가 불가능한 단점이 있었다. However, since the conventional EEG measurement system has a structure in which the cutoff frequency of a low pass filter (LPF) is determined by an external resistor and a capacitor, detailed monitoring through EEG analysis is required. There was a disadvantage in that it was impossible to control the cutoff frequency.

따라서, 본 발명은 종래의 뇌파측정시스템에서 저역통과필터를 삭제하고, 도 1에서 볼 수 있듯이 고역통과필터(200)에 병렬적으로 고정 대역 전하-시간 변환기(310) 및 가변 대역 전하-시간 변환기(320)를 연결하고, 상기 고정 대역 전하-시간 변환기(310) 및 가변 대역 전하-시간 변환기(320)를 뇌파 분석부(400)에 연결하는 구조를 취하게 된다. Therefore, the present invention eliminates the low-pass filter in the conventional EEG measurement system, and as shown in FIG. 1, the fixed-band charge-time converter 310 and the variable-band charge-time converter in parallel to the high-pass filter 200 It connects 320 and connects the fixed-band charge-time converter 310 and the variable-band charge-time converter 320 to the EEG analysis unit 400.

결국, 위와 같은 구조를 취하면, 고정 대역 전하-시간 변환기(310)로부터 출력되는 뇌파 신호는 뇌파 분석부(400)에 입력되어 뇌파 분석에 이용되게 되며, 뇌파 분석 결과 현재 뇌파 상태에 따라 필요로하는 특정 밴드(Band) 내의 신호를 상세하게 모니터링 할 수 있도록 뇌파 분석부(400)에 의해 가변 대역 전하-시간 변환기(320)를 통한 커프오프 주파수 제어(Cutoff Frequency Control)를 수행하게 된다. In the end, if the above structure is taken, the EEG signal output from the fixed-band charge-time converter 310 is input to the EEG analysis unit 400 to be used for EEG analysis, and as a result of EEG analysis, it is required according to the current EEG state. Cutoff frequency control through the variable-band charge-time converter 320 is performed by the EEG analysis unit 400 so that a signal within a specific band can be monitored in detail.

이와 같이 본 발명은, 고정 대역 전하-시간 변환기(310)로부터 입력되는 뇌파의 전체 밴드를 모니터링함과 동시에 이중 더욱 상세하게 모니터링하고 싶은 특정 밴드를 모니터링 할 수 있도록 함으로서 이완지표, 명상도, 집중도의 분석 및 추출이 더욱 명확한 장점이 있다. As described above, the present invention monitors the entire band of the EEG input from the fixed-band charge-time converter 310 and simultaneously monitors a specific band that is to be monitored in more detail. Analysis and extraction are more obvious advantages.

도 3은 계측 증폭기(100)의 개요적 회로도이다. 도 3을 참조하면, 계측 증폭기(100)는 전극들(P1, P2)이 검출하여 출력한 뇌파 신호에서 노이즈 성분을 제거하고 뇌파 신호를 증폭하여 출력한다. 3 is a schematic circuit diagram of the instrumentation amplifier 100. Referring to FIG. 3, the instrumentation amplifier 100 removes noise components from the EEG signals detected and output by the electrodes P1 and P2 and amplifies and outputs the EEG signals.

전극들(P1, P2)이 제공한 뇌파 신호에는 차동 모드(differential mode) 신호인 뇌파 신호 뿐만 아니라 공통 모드(common mode)인 노이즈 성분이 중첩되어 존재한다. 계측 증폭기(100)는 높은 공통 모드 제거율(CMRR, common mode rejection ratio)을 가지므로 공통 모드 성분인 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 높은 입력 임피던스를 가지므로 전극들 사이의 임피던스 부정합(impedance mismatch)에 의하여 발생하는 검출 신호 불균일성에 따른 오차를 감소시킬 수 있다.In the EEG signals provided by the electrodes P1 and P2, not only the EEG signal, which is a differential mode signal, but also a noise component, which is a common mode, is present. Since the instrumentation amplifier 100 has a high common mode rejection ratio (CMRR), noise, which is a common mode component, can be removed. In addition, since it has a high input impedance, it is possible to reduce an error caused by a detection signal non-uniformity caused by an impedance mismatch between electrodes.

도시되지 않은 실시예에 의하면, 계측 증폭기(100)는 네거티브 피드백 경로(negative feedback path)를 더 포함하며, 네거티브 피드백 경로에는 저역 통과 필터(LPF, Low pass filter)가 배치될 수 있다. 결과적으로, 계측 증폭기(100)는 전체적으로 고역 통과 특성을 가질 수 있으며, 신체 피부와 전극 접촉면에서의 저항에 의해 발생하는 DC 옵셋(DC offset) 전압을 제거할 수 있다.According to an embodiment not shown, the instrumentation amplifier 100 further includes a negative feedback path, and a low pass filter (LPF) may be disposed in the negative feedback path. As a result, the instrumentation amplifier 100 may have a high pass characteristic as a whole, and may remove a DC offset voltage generated by resistance at the contact surface of the body skin and the electrode.

다시 도 1을 참조하면, 고역 통과 필터(200)는 차단 주파수(cut-off frequency) 이하의 주파수 성분을 배제하는 구성으로, 계측 증폭기가 출력한 신호 중 차단 주파수 이상의 주파수 대역 생체 신호를 통과시킨다.Referring back to FIG. 1, the high-pass filter 200 is configured to exclude a frequency component below a cut-off frequency, and passes a biosignal in a frequency band higher than the cut-off frequency among signals output from the instrumentation amplifier.

고역 통과 필터(200)는 일 예로, 1차 또는 2차 이상의 고차 RC 필터로 구현될 수 있으며, 능동 필터(active filter) 및 수동 필터(passive filter) 등의 타입에 무관하다. 또한, 베셀 필터(Bessel Filter), 버터워스 필터(Butterworth Filter) 또는 체비셰프 필터(Chebyshev Filter) 등 다양한 종류의 필터로 구현될 수 있다.The high-pass filter 200 may be implemented as a first-order or second-order or higher-order RC filter, for example, and is independent of types such as an active filter and a passive filter. In addition, it may be implemented with various types of filters such as a Bessel filter, a Butterworth filter, or a Chebyshev filter.

도 4는 고정 대역 전하-시간 변환기(310)의 개요를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 고정 대역 전하-시간 변환기(310)는 고역 통과 필터(200)를 통과한 뇌파 신호(VIN)와 기준 전압(VRLD)을 입력 받아 그 차이에 상응하는 전류(IOTA)를 출력하는 제1 전달컨덕터스 증폭기(trans-conductance amplifier, 312)와, 제1 전달컨덕턴스 증폭기의 출력 전류에 상응하는 제1 전압을 형성하는 커패시터(C)와, 제1 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기(316)와, 일 입력으로 클록 신호(CLK)가 제공되고, 타 입력으로 비교기의 출력이 제공되며, 비교기의 출력 펄스폭에 상응하는 클록 신호의 개수를 계수하여 출력하는 카운터(318)를 포함한다.4 is a schematic diagram of a fixed band charge-time converter 310. 4, the fixed-band charge-time converter 310 receives an EEG signal V IN and a reference voltage V RLD that have passed through the high-pass filter 200 and receives a current corresponding to the difference (I OTA). A first trans-conductance amplifier 312 outputting ), a capacitor C forming a first voltage corresponding to the output current of the first transfer conductance amplifier, and a first voltage and a reference voltage Comparator 316 to compare, a clock signal (CLK) is provided as one input, the output of the comparator is provided as another input, and a counter 318 that counts and outputs the number of clock signals corresponding to the output pulse width of the comparator. ).

제1 전달컨덕턴스 증폭기(312)는 고역 통과 필터(200)를 거친 뇌파 신호(VIN)와 기준 전압(VRLD)을 입력받고, 그 차이에 상응하는 전류(IOTA)를 출력한다. 전달 컨덕턴스 증폭기의 출력 전류 IOTA는 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The first transfer conductance amplifier 312 receives the EEG signal V IN and the reference voltage V RLD passed through the high pass filter 200 and outputs a current I OTA corresponding to the difference. The output current I OTA of the transfer conductance amplifier can be expressed as Equation 1 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

gm: 증폭기의 전달 컨덕턴스gm: transfer conductance of the amplifier

전달 컨덕턴스 gm 은 증폭기의 특성 값으로 고정된 값을 가질 수 있으며, 외부에서 제공된 신호에 따라 제어될 수 있다.The transfer conductance gm may have a fixed value as a characteristic value of the amplifier, and may be controlled according to a signal provided from the outside.

전달 컨덕턴스 증폭기(312)가 출력하는 전류(IOTA)는 커패시터(C)로 제공되며, 커패시터(C)는 전류(IOTA)를 누적하여 상응하는 전달 컨덕턴스 증폭기(312)의 출력 노드에 아래의 수학식 2로 표시되는 전압(VOTA_OUT)을 형성한다. The current I OTA output from the transfer conductance amplifier 312 is provided to the capacitor C, and the capacitor C accumulates the current I OTA to the output node of the corresponding transfer conductance amplifier 312 below. A voltage V OTA_OUT represented by Equation 2 is formed.

Figure pat00005
Figure pat00005

비교기(316)는 일 입력으로 제공된 전달 컨덕턴스 증폭기(312)의 출력 노드에 형성되는 전압(VOTA_OUT)과, 타 입력으로 제공된 임계 전압 제너레이터(314)가 출력한 비교기 임계 전압(VREFT)을 비교하여 그 대소에 상응하는 펄스를 출력한다. 도 4로 예시된 실시예에서, 전달 컨덕턴스 증폭기(312)의 출력 노드에 형성되는 전압(VOTA_OUT)이 비교기 임계 전압(VREFT)보다 크면 논리 하이 상태를 출력하고, 전달 컨덕턴스 증폭기(312)의 출력 노드에 형성되는 전압(VOTA_OUT)이 비교기 임계 전압(VREFT)보다 작으면 논리 로우 상태를 출력한다. The comparator 316 compares the voltage (V OTA_OUT ) formed at the output node of the transfer conductance amplifier 312 provided as one input and the comparator threshold voltage (V REFT ) output from the threshold voltage generator 314 provided as another input. And outputs a pulse corresponding to the size. In the embodiment illustrated in FIG. 4, when the voltage V OTA_OUT formed at the output node of the transfer conductance amplifier 312 is greater than the comparator threshold voltage V REFT , a logic high state is output, and the transfer conductance amplifier 312 is When the voltage V OTA_OUT formed at the output node is less than the comparator threshold voltage V REFT , a logic low state is output.

방전 스위치는 주기적으로 리셋 신호(RST)가 제공되어 커패시터(C)에 충전된 전하를 방전한다. 따라서, 전달 컨덕턴스 증폭기(312)의 출력 노드에 형성된 전압은 주기적으로 리셋된다. The discharge switch is periodically provided with a reset signal RST to discharge the charge charged in the capacitor C. Accordingly, the voltage formed at the output node of the transfer conductance amplifier 312 is periodically reset.

따라서, 비교기(316)는 주기적으로 리셋되며, 전달 컨덕턴스 증폭기(312)의 출력 노드에 형성되는 전압(VOTA_OUT)이 비교기 임계 전압(VREFT) 사이의 크기에 따라 듀티비(duty ratio)를 가지는 펄스(OUT)를 출력한다.Therefore, the comparator 316 is periodically reset, and the voltage (V OTA_OUT ) formed at the output node of the transfer conductance amplifier 312 has a duty ratio according to the magnitude between the comparator threshold voltage (V REFT ). Outputs a pulse (OUT).

도 5(A)는 종래 기술에 의한 전하-시간 변환기의 타이밍 도이며, 도 5(B)는 본 발명에 의한 전하-시간 변환기(310)의 개요적 타이밍 도이다. 5(A) is a timing diagram of a charge-time converter according to the prior art, and FIG. 5(B) is a schematic timing diagram of a charge-time converter 310 according to the present invention.

도 4 및 도 5(A)를 참조하면, 종래 기술에 의한 전하-시간 변환기(310)는 비교기 임계 전압(VRLD)의 레벨이 변화하지 않는다. 따라서, 전달 컨덕턴스 증폭기에 생체 신호가 전달되어 전달 컨덕턴스 증폭기의 출력 노드에 전압이 형성되었으나, 그 크기가 비교 전압에 도달하지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에는 도 5(A)에서 파선으로 도시된 부분과 같이 뇌파 신호는 발생하였으나 뇌파 신호 측정 시스템에서는 뇌파 신호가 발생하지 않은 것으로 측정된다.4 and 5A, the charge-time converter 310 according to the prior art does not change the level of the comparator threshold voltage V RLD . Accordingly, there may be a case where a biosignal is transmitted to the transfer conductance amplifier to form a voltage at the output node of the transfer conductance amplifier, but the magnitude may not reach the comparison voltage. In this case, the EEG signal is generated as shown by the broken line in FIG. 5A, but it is measured that the EEG signal is not generated in the EEG signal measurement system.

도 5(B)로 예시된 본 실시예의 타이밍 도와 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 임계 전압 제너레이터(314)는 한 주기 동안 상승 구간과 하강 구간을 포함하는 비교기 임계 전압(VREFT)을 형성하여 출력한다. 따라서, 종래 기술에 의한 전하 시간 변환기가 뇌파 신호가 발생하지 않은 것으로 측정된 부분에 대하여 측정이 가능하며, 그에 따라 펄스 신호(OUT)가 형성되는 파악할 수 있다.Referring to the timing diagram of this embodiment illustrated in FIG. 5(B) and FIG. 4, the threshold voltage generator 314 according to the present embodiment generates a comparator threshold voltage V REFT including a rising section and a falling section for one period. Form and output. Accordingly, the charge time converter according to the prior art can measure the part where the EEG signal has not been measured, and accordingly, it is possible to grasp the formation of the pulse signal OUT.

카운터(318)는 일 입력으로 클록 신호가 입력되고, 타 입력으로 비교기(316)가 출력한 펄스 신호(OUT)가 제공된다. 카운터(318)는 일 실시예로, 펄스 신호(OUT)의 논리 하이 상태 동안 클록 신호(CLK)에 포함된 펄스의 개수를 계수(count)하고, 상응하는 디지털 코드를 출력한다. 카운터(318)에 제공되는 클록 신호(CLK)의 주파수가 높을수록 높은 해상도의 디지털 코드를 얻을 수 있다.A clock signal is input to the counter 318 as an input, and a pulse signal OUT output from the comparator 316 is provided as the other input. In one embodiment, the counter 318 counts the number of pulses included in the clock signal CLK during the logic high state of the pulse signal OUT, and outputs a corresponding digital code. The higher the frequency of the clock signal CLK provided to the counter 318, the higher the resolution digital code can be obtained.

도 6은 가변 대역 전하-시간 변환기(320)의 개요를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 가변 대역 전하-시간 변환기(320)는 고역 통과 필터(200)를 통과한 뇌파 신호(VIN)와 기준 전압(VRLD)을 입력 받아 그 차이에 상응하는 전류(IOTA)를 출력하는 제2 전달컨덕터스 증폭기(322)와, 제2 전달컨덕턴스 증폭기(322)의 출력 전류에 상응하는 제2 전압을 형성하는 커패시터 뱅크(Cbank)와, 제1 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기(326)와, 일 입력으로 클록 신호(CLK)가 제공되고, 타 입력으로 비교기(OUT)의 출력이 제공되며, 비교기 출력 펄스폭에 상응하는 클록 신호의 개수를 계수하여 출력하는 카운터(328)를 포함한다.6 is a schematic diagram of a variable band charge-time converter 320. 6, the variable band charge-time converter 320 receives the EEG signal (V IN ) and the reference voltage (V RLD ) that have passed through the high-pass filter 200, and receives a current corresponding to the difference (I OTA). A second transfer conductance amplifier 322 outputting ), a capacitor bank Cbank forming a second voltage corresponding to the output current of the second transfer conductance amplifier 322, and a first voltage and a reference voltage are compared A comparator 326 is provided, a clock signal CLK is provided as one input, an output of the comparator OUT is provided as another input, and a counter that counts and outputs the number of clock signals corresponding to the output pulse width of the comparator ( 328).

가변 대역 전하-시간 변환기(320)를 설명함에 있어서 위에서 설명된 고정 대역 전하-시간 변환기(320)과 동일하거나, 유사한 요소에 대한 설명은 생략될 수 있다. 제2 전달컨덕턴스 증폭기(322)의 출력 전류(IOTA)는 커패시터 뱅크(Cbank)에 제공될 수 있다. 커패시터 뱅크(Cbank)는 도 7로 예시된 바와 같이 복수의 커패시터들(C1, C2, C3, ..., Cn)이 병렬로 연결되며, 커패시터들(C1, C2, C3, ..., Cn)의 일 전극은 각각 스위치에 연결될 수 있다. 스위치들은 뇌파 분석부(400)이 제공하는 커패시터 제어 신호(Ccont)에 의하여 도통 및 차단이 제어될 수 있다. In describing the variable-band charge-time converter 320, descriptions of elements that are the same as or similar to the fixed-band charge-time converter 320 described above may be omitted. The output current I OTA of the second transfer conductance amplifier 322 may be provided to the capacitor bank C bank . A capacitor bank (C bank ) is a plurality of capacitors (C1, C2, C3, ..., Cn) are connected in parallel as illustrated in Figure 7, the capacitors (C1, C2, C3, ..., One electrode of Cn) may be connected to each switch. The switches may be turned on or off by a capacitor control signal Ccont provided by the EEG analysis unit 400.

뇌파 분석부(400)는 커패시터 제어 신호(Ccont)를 출력하여 커패시터 뱅크(Cbank)가 목적하는 등가 커패시턴스를 가지도록 제어할 수 있다. 또한 뇌파 분석부(400)는 전달 컨덕턴스 증폭기에 전달 컨덕턴스 제어 신호를 제공하여 전달 컨덕턴스를 제어할 수 있다. The EEG analysis unit 400 may control the capacitor bank Cbank to have a desired equivalent capacitance by outputting the capacitor control signal Ccont. In addition, the EEG analysis unit 400 may control the transfer conductance by providing a transfer conductance control signal to the transfer conductance amplifier.

뇌파 분석부(400)는 가변 대역 전하-시간 변환기(320)에 포함된 제2 전달컨덕턴스 증폭기(320)의 전달 컨덕턴스(gm) 값과 커패시터 뱅크(Cbank)의 등가 커패시턴스 값을 조정하여 저역 차단 주파수(Low-pass cutoff frequency)를 제어할 수 있다. The EEG analysis unit 400 adjusts the transfer conductance gm value of the second transfer conductance amplifier 320 included in the variable band charge-time converter 320 and the equivalent capacitance value of the capacitor bank Cbank to adjust the low-frequency cutoff frequency. (Low-pass cutoff frequency) can be controlled.

뇌파 분석부(400)는 고정 대역 전하-시간 변환기(310) 및 가변 대역 전하-시간 변환기(320)가 디지털 신호를 제공받고 이완 지표를 연산한다. 본 실시예에 의한 이완 지표는 아래의 수학식 3과 같이 연산될 수 있다. The EEG analysis unit 400 receives a digital signal from the fixed band charge-time converter 310 and the variable band charge-time converter 320 and calculates a relaxation index. The relaxation index according to the present embodiment may be calculated as in Equation 3 below.

Figure pat00006
Figure pat00006

일 실시예로, 가중치 a, b는 명상 초급자, 중급자 및 고급자에 따라 달리 정해질 수 있다. In one embodiment, the weights a and b may be differently determined according to a beginner, intermediate, and advanced meditation.

일 실시예로, 뇌파 분석부(400)는 고정 대역 전하-시간 변환기(310) 및 가변 대역 전하-시간 변환기(320)가 디지털 신호를 제공받고 집중력 지표를 연산할 수 있다. 집중력 지표는 아래의 수학식 4와 같이 연산될 수 있다.In an embodiment, the EEG analysis unit 400 may receive a digital signal from the fixed-band charge-time converter 310 and the variable-band charge-time converter 320 and calculate a concentration index. The concentration index may be calculated as in Equation 4 below.

Figure pat00007
Figure pat00007

(SMR: 12-15Hz의 SMR 베타파, M-beta: 15-20Hz의 M 베타파, Theta: 4-7 Hz 세타파)(SMR: SMR beta wave of 12-15Hz, M-beta: M beta wave of 15-20Hz, Theta: 4-7 Hz Theta wave)

뇌파 분석부(400)는 뇌파 신호를 분석하여 얻어진 이완 지표로부터 현재 상태에 따라 필요한 대역 내의 신호를 상세하게 모니터링 할 수 있도록 커패시터 제어 신호(Ccont)를 출력하여 가변 대역 전하-시간 변환기(320) 저역 차단 주파수를 조정할 수 있다. The EEG analysis unit 400 outputs a capacitor control signal Ccont so that a signal within a required band according to the current state can be monitored in detail from the relaxation index obtained by analyzing the EEG signal, and the variable band charge-time converter 320 The cutoff frequency can be adjusted.

실험예Experimental example

초급자, 중급자 및 고급자를 포함하는 실험 대상자들에게 아래와 같은 테스트를 수행하였다. 테스트의 시간 및 단계들은 아래와 같다.The following tests were performed on test subjects, including beginners, intermediate and advanced students. The time and steps of the test are as follows.

준비(22~30초): 테스트 절차를 설명하는 단계Preparation (22-30 seconds): Steps describing the test procedure

하늘 이미지(20초): 다음 단계를 준비하는 단계Sky image (20 seconds): preparing for the next step

과녁 이미지(1분): 집중하는 단계Target image (1 min): focus stage

하늘 이미지(20초): 다음 단계를 준비하는 단계Sky image (20 seconds): preparing for the next step

계곡 이미지(1분): 명상하는 단계Valley image (1 min): steps to meditate

하늘 이미지: 다음 단계를 준비하는 단계Sky image: steps to prepare for the next step

도 8(A) 도 8(B) 및 8(C)는 각각 위와 같이 수행된 테스트에서 초급자에서 취득한 뇌파와, 종래의 RAHB 지표 및 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도면이고, 도 9(A), 도 9(B) 및 도 9(C)는 중급자에서 취득한 뇌파와, 종래의 RAHB 지표 및 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도면이며, 도 10(A), 도 10(B) 및 도 10(C)는 고급자에서 취득한 뇌파와, 종래의 RAHB 지표 및 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도면이다. 각 도면에서 명상 상태는 굵은 사각형으로 표시하였다.8(A) FIGS. 8(B) and 8(C) are diagrams showing brain waves acquired by beginners in the test performed as above, a conventional RAHB indicator, and a relaxation indicator according to the present invention, and FIG. 9(A) ), Figures 9(B) and 9(C) are diagrams showing brain waves acquired by intermediates, conventional RAHB indicators, and relaxation indicators according to the present invention, and FIGS. 10(A), 10(B) and FIG. Fig. 10(C) is a diagram showing an EEG acquired by an advanced person, a conventional RAHB index, and a relaxation index according to the present invention. In each drawing, the meditation state is indicated by a bold square.

초급자에서 취득한 뇌파를 도시한 도 8(A)와 그로부터 얻어진 종래의 RAHB 지표를 참조하면, 전반적으로 준비 단계와 명상 단계가 구분되지 않으며, 명상 단계가 준비 단계에 비하여 더 낮게 나오는 현상이 발생하기도 하는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 초급자에 대한 가중치(a, b)를 적용한 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도 8(C)를 참조하면, 명상 단계에서 이완 지표가 준비 단계보다 높게 나오는 것을 확인할 수 있다. Referring to Fig. 8(A) showing the brain waves acquired by the beginner and the conventional RAHB indicator obtained therefrom, the preparation stage and the meditation stage are not generally distinguished, and the phenomenon that the meditation stage is lower than the preparation stage occurs. Can be confirmed. However, referring to FIG. 8(C), which shows the relaxation index according to the present invention to which the weights (a, b) for beginners are applied, it can be seen that the relaxation index comes out higher in the meditation stage than in the preparation stage.

중급자에서 취득한 뇌파를 도시한 도 9(A)와 그로부터 얻어진 종래의 RAHB 지표를 참조하면, 전반적으로 준비 단계와 명상 단계의 구분은 가능하나 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 중급자에 대한 가중치(a, b)를 적용한 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도 9(C)를 참조하면, 명상 단계에서의 이완 지표가 준비 단계보다 큰 차이로 형성되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9(A) showing the brain waves acquired by the intermediate person and the conventional RAHB index obtained therefrom, it can be seen that the preparatory stage and the meditation stage can be classified as a whole, but there is no significant difference. However, referring to FIG. 9(C) showing the relaxation index according to the present invention to which the weights (a, b) for the intermediate class are applied, it can be seen that the relaxation index in the meditation stage is formed with a larger difference than the preparation stage. .

고급자에서 취득한 뇌파를 도시한 도 10(A)와 그로부터 얻어진 종래의 RAHB 지표를 참조하면, RAHB 지표가 명상 단계에서 보다 준비 단계에서의 더 높게 나오는 경우가 존재하는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 고급자에 대한 가중치(a, b)를 적용한 본 발명에 의한 이완 지표를 도시한 도 10(C)를 참조하면, 명상 단계에서의 이완 지표가 다른 어떤 상태보다 큰 폭으로 차이나는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10(A) showing the brain waves acquired by the advanced person and the conventional RAHB index obtained therefrom, it can be seen that there are cases in which the RAHB index is higher in the preparation stage than in the meditation stage. However, referring to FIG. 10(C) showing the relaxation index according to the present invention to which the weights (a, b) for advanced persons are applied, it can be seen that the relaxation index in the meditation step differs by a greater extent than any other state. have.

상기한 실험 결과에서, 본 발명에 의한 가변 대역 전하-시간 변환기의 대역폭을 조절하여 획득한 뇌파와, 그로부터 획득한 초급, 중급 및 고급자의 수준에 따라 가중치를 달리 설정한 본 발명에 의한 이완 지표를 사용하면 비명상시와 명상시의 구분을 더욱 뚜렷하게 나타낼 수 있다는 것을 확인할 수 있다.In the above experimental results, the EEG obtained by adjusting the bandwidth of the variable-band charge-time converter according to the present invention and the relaxation index according to the present invention in which the weights are set differently according to the level of beginner, intermediate and advanced obtained therefrom. If used, it can be seen that the distinction between screaming and meditation can be more clearly expressed.

100: 계측 증폭기
200: 고역 통과 필터
310: 고정 대역 전하-시간 변환기
312: 제1 전달 컨덕턴스 증폭기
314: 임계 전압 제너레이터
316: 비교기
318: 카운터
320: 가변 대역 전하-시간 변환기
322: 제2 전달 컨덕턴스 증폭기
324: 임계 전압 제너레이터
326: 비교기
400: 뇌파 분석부
Cbank: 커패시터 뱅크
100: instrumentation amplifier
200: high pass filter
310: Fixed band charge-time converter
312: first transfer conductance amplifier
314: threshold voltage generator
316: comparator
318: counter
320: variable band charge-time converter
322: second transfer conductance amplifier
324: threshold voltage generator
326: comparator
400: brain wave analysis unit
Cbank: capacitor bank

Claims (5)

뇌파 신호를 증폭하여 출력하는 계측 증폭기(instrument amplifier);
상기 계측 증폭기의 출력에서 고역을 통과시키는 고역 통과 필터;
상기 고역 통과 필터의 출력을 제공받고 저역을 통과시켜 디지털 신호로 출력하는 고정 대역 전하-시간 변환기;
상기 고역 통과 필터의 출력을 제공받고 저역을 통과시켜 디지털 신호로 출력하는 가변 대역 전하 시간 변환기; 및
상기 고정 대역 전하-시간 변환기와 상기 가변 대역 전하-시간 변환기가 출력한 디지털 신호를 제공받고 이완 지표를 연산하고, 상기 가변 대역 전하 시간 변환기의 차단 주파수를 제어하는 뇌파 분석부;를 포함하되,
상기 뇌파 분석부는,
수학식
Figure pat00008
를 연산하여 상기 이완 지표를 구하는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정 장치.
(a, b:가중치, A: 알파파, H-beta: high 베타파, ATP(absolute total power): 절대 전체파의 파워)
An instrumentation amplifier for amplifying and outputting an EEG signal;
A high pass filter for passing a high pass at the output of the instrumentation amplifier;
A fixed-band charge-time converter that receives the output of the high-pass filter, passes a low pass, and outputs a digital signal;
A variable-band charge time converter receiving the output of the high-pass filter, passing a low pass, and outputting a digital signal; And
Including; an EEG analysis unit receiving the digital signal output from the fixed-band charge-time converter and the variable-band charge-time converter, calculating a relaxation index, and controlling a cutoff frequency of the variable-band charge-time converter;
The EEG analysis unit,
Equation
Figure pat00008
EEG measurement device, characterized in that to calculate the relaxation index to obtain.
(a, b: weight, A: alpha wave, H-beta: high beta wave, ATP (absolute total power): absolute total power)
제1항에 있어서,
상기 뇌파 분석부는,
수학식
Figure pat00009
를 연산하여 집중력 지표를 더 구하는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정 장치.(SMR: 12-15Hz의 SMR 베타파, M-beta: 15-20Hz의 M 베타파, Theta: 4-7 Hz 세타파)
The method of claim 1,
The EEG analysis unit,
Equation
Figure pat00009
EEG measurement device, characterized in that the concentration index is further calculated by calculating (SMR: SMR beta wave of 12-15 Hz, M-beta: M beta wave of 15-20 Hz, Theta: 4-7 Hz theta wave)
제1항에 있어서,
상기 a, b 가중치는,
사용자의 수준에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정 장치.
The method of claim 1,
The a, b weights,
EEG measurement device, characterized in that it is set differently according to the level of the user.
제1항에 있어서, 상기 고정 대역 전하-시간 변환기는,
상기 고역 통과 필터의 출력 전압과 기준 전압과의 차이에 상응하는 전류를 출력하는 제1 전달컨덕터스 증폭기(transconductance amplifier);
상기 제1 전달컨덕턴스 증폭기의 출력 전류에 상응하는 제1 전압을 형성하는 커패시터;
상기 제1 전압과 비교기 임계 전압을 비교하는 비교기; 및
일 입력으로 클록 신호가 제공되고, 타 입력으로 상기 비교기의 출력이 제공되며, 상기 비교기의 출력 펄스폭에 상응하는 클록 신호의 개수를 계수하여 출력하는 카운터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the fixed band charge-time converter,
A first transconductance amplifier outputting a current corresponding to a difference between the output voltage of the high-pass filter and a reference voltage;
A capacitor forming a first voltage corresponding to the output current of the first transfer conductance amplifier;
A comparator for comparing the first voltage and a comparator threshold voltage; And
A counter for providing a clock signal as an input, an output of the comparator as another input, and counting and outputting the number of clock signals corresponding to the output pulse width of the comparator;
EEG measuring device comprising a.
제1항에 있어서, 상기 가변 대역 전하-시간 변환기는,
상기 고역 통과 필터의 출력 전압과 기준 전압과의 차이에 상응하는 전류를 출력하는 제2 전달컨덕터스 증폭기;
상기 제2 전달컨덕턴스 증폭기의 출력 전류에 상응하는 제2 전압을 형성하는 커패시터 뱅크;
상기 제2 전압과 비교기 임계 전압을 비교하는 비교기; 및
일 입력으로 클록 신호가 제공되고, 타 입력으로 상기 비교기의 출력이 제공되며, 상기 비교기의 출력 펄스폭에 상응하는 클록 신호의 개수를 계수하여 출력하는 카운터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 측정 장치.
The method of claim 1, wherein the variable band charge-time converter,
A second transfer conductor amplifier outputting a current corresponding to a difference between the output voltage of the high-pass filter and a reference voltage;
A capacitor bank forming a second voltage corresponding to the output current of the second transfer conductance amplifier;
A comparator for comparing the second voltage and a comparator threshold voltage; And
A counter for providing a clock signal as an input, an output of the comparator as another input, and counting and outputting the number of clock signals corresponding to the output pulse width of the comparator;
EEG measuring device comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140063362A (en) * 2012-11-16 2014-05-27 삼육대학교산학협력단 Brain computer interface based functional electrical stimulator
KR20180018922A (en) * 2016-08-10 2018-02-22 지투지솔루션(주) Improved bio-potential measurement system
KR20180060724A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 삼성전자주식회사 Bio signal processing apparatus, apparatus and method for living body information detecting

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