KR20210052043A - 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치 - Google Patents

안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법은, 이동하는 표적을 추적하는 안구의 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 분석하는 단계; 상기 분석을 통해, 상기 안구의 움직임이, 상기 표적의 이동 경로로부터 벗어나는 정도에 관한 오답율을 측정하는 단계; 상기 분석을 통해, 상기 표적이 이동하는 정해진 구간에서, 상기 안구가, 상기 표적을 추적하는 데에 소요되는 응답지연시간을 측정하는 단계; 및 상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 중 어느 하나라도 선정된 임계값 이상인 경우, 상기 안구를 통해 사물을 인지하는 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치{METHOD AND SYSTEM FOR DEGENERATIVE COGNITIVE DEGRADATION EVALUATION BASED IN EYE MOVEMENT}
본 발명은, 정방향/역방향의 단속성 안구운동을 정량화하여 뇌 인지기능 저하를 객관적으로 평가함에 있어, 오답율(정확도), 응답지연시간, 동공의 크기 변화를 인지기능 평가 변수로 사용하고, 이들 인지기능 평가 변수를 조합하여 인지기능 저하 정도를 평가하는, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치에 관한 것이다.
안구는 인체해부학적으로 6개의 외안근, 4개의 직근, 2개의 사근으로 구성된 안근육을 통해 운동할 수 있고, 신경생리학적으로 동안신경을 비롯한 복잡한 뇌신경계의 조절 기전에 의해 운동한다. 그러나, 뇌 신경계의 퇴행은 기억력, 판단력, 집중력 등과 같은 인지기능의 저하 뿐만 아니라, 안구 운동에 관여하는 신경계에도 영향을 주어 안구운동장애가 발생할 수 있다. 이러한 안구운동의 장애는 알츠하이머 병을 비롯한 혈관성 치매, 루이체 치매, 파킨슨 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 초기 증상으로 연결될 수 있다. 안구운동 평가는 뇌신경계 질환의 조기 진단에 도움이 될 수 있으며, 비침습적이면서 상시적으로 모니터링할 수 있는 지표로 활용될 수 있다.
안구운동은 현재의 주시(gaze)를 관심 있는 물체로 이동시켜(시선이동, gaze shift) 상이 중심와에 맺히도록 하는 단속성 안구운동(saccade), 이향운동(vergence)과 중심와에 맺힌 상이 흔들리지 않도록 주시를 안정시켜 선명한 시력을 확보하는 전정성안구운동(vestibular eye movement), 시추적운동(smooth pursuit), 시운동성안구운동(optokinetic eye movement), 시고정(visual fixation) 등으로 나눌 수 있다. 특히, 일상에서 글을 읽거나, 주변을 탐색하는 등의 중요한 역할을 하는 단속성 안구운동은 수평성, 수직성, 회선에 의한 공액 안구 운동(conjugate eye movement)으로 가능하다. 이러한 안구운동은 맨 눈으로 직접 관찰하거나 고굴절 렌즈가 부착된 안경(Frenzel 안경)을 사용하여 검사자가 관찰하거나, 안구의 좌우 또는 상하에 부착된 전극의 전압차를 이용한 안전도(EOG, electro-oculography)나, 적외선 카메라를 이용하여 기록할 수 있다. 최근에는 시선추적장치를 이용하여 제시되는 시각자극에 따른 안구움직임 생체신호를 측정할 수 있어, 안구운동과 안구응시패턴을 분석하기 위한 다양한 연구에 활용되고 있다.
단속성 안구운동은 안구 운동 중 가장 빠른 운동으로, 특정한 시각 자극을 정방향/역방향으로 제시하여 표적(target)을 쫓아 변화하는 안구운동 생체신호를 측정하여 표적에 대한 피검사자의 안구 운동방향, 응답율, 응답지연시간, 동공 크기 변화 등을 평가하는 데에 활용될 수 있다. 정방향/역방향의 단속성 안구운동 과제는 피검사자가 제시되는 시각 자극의 표적을 보고 약속한 방향으로 안구를 움직여야 하므로, 시각 자극의 표적이 제시될 때 주의집중이 필요하며, 표적이 제시되는 방향에 따라 안구운동을 시행 및 억제하는 판단력이 요구될 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동 과제를 수행할 때 피검사자의 안구운동은 신경생리학적으로 동안신경을 비롯한 대뇌 전두엽과 두정엽의 뇌신경계 조절 기전에 의해 가능하게 되는데, 이러한 단속성 안구운동 기능에 관여하는 뇌의 영역은 선택적 주의(selective attention), 인지적 억제(cognitive inhibitory)의 집행기능(executive function)을 담당하는 뇌 영역과 유사할 수 있다. 예컨대, 경도인지장애, 알츠하이머병, 파킨슨병 등 퇴행성 뇌 질환 환자는, 단속성 안구운동 속도의 감소, 응답지연시간의 연장, 정확도의 감소, 동공크기 변화 등 건강한 피검사자에 비해 유의미한 차이를 가지고 있으며, 이는 주의 집중력의 감소와 억제 기능의 결손으로 설명될 수 있다.
또한, 동공 크기 변화는 아드레날린 신경전달에 의해 동공이 확대되거나 아세틸콜린 신경전달에 의해 동공이 축소되어 교감, 부교감신경의 자율신경계 조절에 의해 영향을 받게 되는데, 콜린성 시스템 손상이 선행되는 치매 특히 알츠하이머병의 경우 동공 반응을 분석하여 치매 위험 예측이 가능하다는 연구가 보고되고 있다. 예를 들면, 뇌 인지기능이 정상군과 같거나 유사한 경도인지장애의 경우, 경도인지장애 환자군에서 인지기능 과제를 수행할 때 동공이 확대되어 정상군과 차이를 보여 동공 크기의 변화도 인지기능 저하를 주증상으로 하는 경도인지장애 및 치매 환자를 조기 진단하는데 유용한 지표로 보고되고 있다.
안구움직임을 활용한 뇌 질환의 조기 진단 가능성은 매우 높으며, 주로 미국, 일본, 중국 등 선진국 중심으로 연구가 이뤄지고 있어 한국인의 특성에 맞는 안구 움직임 기반 뇌 노화 정량화 기술 개발이 요구되고 있다.
이를 위해 대규모의 표본 집단 추적을 통해 정상, 경도인지장애, 치매로의 병인 요소를 확인하고 안구 움직임의 기능적 노화 및 퇴화 수준을 규명하는 코호트 연구가 요구되고 있으며, 치매 전임상 단계 환자의 한방 관리 기술을 위해 변증 지표와 유의미한 연관성을 보이는 안구 움직임 바이오마커 발굴 임상 연구를 통해 퇴행성 인지기능 저하를 객관적으로 평가할 수 있는 알고리즘 및 분석 기술 개발이 요구된다.
또한, 추후 한방, 양방 융합 연구에서 인지기능 저하를 주증상으로 하는 질환의 임상적 진단 및 치료 기술 개발 관련 후속 연구에도 활용할 수 있어, 안구움직임 기반의 새로운 평가 기법으로 인지기능 저하를 평가하는 것이 요구된다.
본 발명의 실시예는, 정방향/역방향의 단속성 안구운동에 있어, 고위인지기능의 활성을 유도 및 평가하는 알고리즘을 설계하고, 안구의 운동방향, 오답율(error rate), 응답지연시간(latency), 동공 크기 변화(pupil size variation)를 객관적인 평가변수로 사용 함으로써, 인지기능 저하를 평가하는, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 안구의 운동을 추적하여, 인지기능 저하를 주 증상으로 하는 경도인지장애, 치매 등의 질환에서 임상적 진단 도구로 활용할 수 있게 함으로써, 기존의 설문지표를 통해 인지기능 저하를 평가하는 임상현장에서의 검사자 및 피검사자의 주관적 모호성을 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법은, 이동하는 표적을 추적하는 안구의 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 분석하는 단계; 상기 분석을 통해, 상기 안구의 움직임이, 상기 표적의 이동 경로로부터 벗어나는 정도에 관한 오답율을 측정하는 단계; 상기 분석을 통해, 상기 표적이 이동하는 정해진 구간에서, 상기 안구가, 상기 표적을 추적하는 데에 소요되는 응답지연시간을 측정하는 단계; 및 상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 중 어느 하나라도 선정된 임계값 이상인 경우, 상기 안구를 통해 사물을 인지하는 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치는, 이동하는 표적을 추적하는 안구의 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 분석하는 분석부; 상기 분석을 통해, 상기 안구의 움직임이, 상기 표적의 이동 경로로부터 벗어나는 정도에 관한 오답율을 측정하고, 상기 표적이 이동하는 정해진 구간에서, 상기 안구가, 상기 표적을 추적하는 데에 소요되는 응답지연시간을 측정하는 측정부; 및 상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 중 어느 하나라도 선정된 임계값 이상인 경우, 상기 안구를 통해 사물을 인지하는 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단하는 판단부를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 정방향/역방향의 단속성 안구운동에 있어, 고위인지기능의 활성을 유도 및 평가하는 알고리즘을 설계하고, 안구의 운동방향, 오답율, 응답지연시간, 동공 크기 변화를 객관적인 평가변수로 사용 함으로써, 인지기능 저하를 평가하는, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 안구의 운동을 추적하여, 인지기능 저하를 주 증상으로 하는 경도인지장애, 치매 등의 질환에서 임상적 진단 도구로 활용할 수 있게 함으로써, 기존의 설문지표를 통해 인지기능 저하를 평가하는 임상현장에서의 검사자 및 피검사자의 주관적 모호성을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 안구운동 검사의 측정자세 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 안구운동검사 시각자극의 제시시간에 대한 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른, 인지기능 저하 판별과 관련하여, 단속성 안구운동 결과를 해석하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 분석부(110), 측정부(120), 및 판단부(130)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 실시예에 따라, 처리부(140)를 추가하여 구성할 수 있다.
우선, 분석부(110)는 이동하는 표적을 추적하는 안구의 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 분석한다. 즉, 분석부(110)는 피검사자에게 노출되는 표적이, 정해진 구간에서 정해진 속도로 이동 함에 따라, 피검사자가 안구를 움직여 상기 표적을 따라 추적하는 것을 분석하는 역할을 할 수 있다.
안구의 정방향 단속성 안구운동(Prosaccade)은 피검사자에게, 표적의 이동방향과 같은 방향으로 상기 표적을 주시하도록 하여 얻어지는 움직임으로써, 피검사자의 단순반응능력을 검사하는 지표로 활용될 수 있다.
반면, 안구의 역방향 단속성 안구운동(Antisaccade)은 피검사자에게 표적의 이동방향과 반대 방향으로 상기 표적을 주시하도록 하여 얻어지는 움직임으로써, 방향오류(direction error)와 신속운동잠복기(saccade latency) 등을 측정하는 지표로 활용되어, 피검사자의 인지적 정보처리능력을 평가할 수 있게 한다.
본 발명에서는, 안구의 단속성 안구운동 과제 중, 정방향/역방향 비율을 1:1 비율 내지 3:1 비율로 배합된 과제를 사용하는 것을 예시한다.
측정부(120)는 상기 분석을 통해, 상기 안구의 움직임이, 상기 표적의 이동 경로로부터 벗어나는 정도에 관한 오답율을 측정한다. 즉, 측정부(120)는 안구의 정방향/역방향 단속성 안구운동에 따른 추적 경로와, 표적의 실제 이동 경로와의 차이를, 비율로서 환산하여 측정하는 역할을 할 수 있다.
예컨대, 정해진 구간을 20회 왕복하여 이동하는 표적을, 정방향/역방향 비율을 3:1 비율로 배합된 과제로 추적하는 데에 있어, 측정부(120)는 15회의 정방향 단속성 안구운동시의, 안구의 움직임과 상기 표적의 이동경로와의 이탈 횟수가 '2'일 때 오답율 '13.3%'와, 5회의 역방향 단속성 안구운동시의, 안구의 움직임과 상기 표적의 이동경로와의 이탈 횟수가 '1'일 때 오답율 '20.0%'로 각각 측정할 수 있으며, 정방향/역방향 전체의 단속성 안구운동시의, 안구의 움직임과 상기 표적의 이동경로와의 이탈 횟수가 '3'이 되어 오답율 '15.0%'로 측정할 수 있다.
상기 오답율의 측정에 있어, 측정부(120)는 안구의 정방향/역방향 단속성 안구운동에 따라 미리 정한 가중치를 부여하여 오답율을 보정할 수도 있다.
상술의 예에서, 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율이, 정방향 단속성 안구운동에 관한 오답율 보다 인지능력 저하 평가에 보다 중요도가 높다는 가정하에서, 측정부(120)는 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율에 가중치 1.1을 더 부여하여 오답율((0.133+(0.2*1.1))/(1+1.1)*100=16.8%)을 보정 측정할 수 있다.
즉, 정방향 단속성 안구운동의 오답율을 'EP'로 하고, 역방향 단속성 운동의 오답율을 'EA'로 하며, 오답율의 가중치를 'WE'라 할 때에, 측정부(120)는 환산식 '(EP+EA*WE)/(1+WE)*100'를 통해, 오답율을 보정 측정할 수 있다.
또한, 측정부(120)는 상기 표적이 이동하는 정해진 구간에서, 상기 안구가, 상기 표적을 추적하는 데에 소요되는 응답지연시간을 측정한다. 즉, 측정부(120)는 정해진 구간에서 표적이 이동하기 시작한 후, 이에 반응하여 안구로 표적을 추적하는 데에 걸리는 지연 시간을 상기 응답지연시간으로 측정할 수 있다.
예컨대, 정해진 구간을 20회 왕복하여 이동하는 표적을, 정방향/역방향 비율을 3:1 비율로 배합된 과제로 추적하는 데에 있어, 측정부(120)는 15회의 정방향 단속성 안구운동시의, 안구의 평균 지연시간 '0.4초'와, 5회의 역방향 단속성 안구운동시의, 안구의 평균 지연시간 '0.5초'로 각각 측정할 수 있으며, 정방향/역방향 전체의 단속성 안구운동시의, 안구의 평균 지연시간 '0.42초'를 상기 응답지연시간으로 측정할 수 있다.
상기 응답지연시간의 측정에 있어서도, 측정부(120)는 안구의 정방향/역방향 단속성 안구운동에 따라 미리 정한 가중치를 부여하여 응답지연시간을 보정할 수도 있다.
상술의 예에서, 역방향 단속성 안구운동에 관한 평균 지연시간이, 정방향 단속성 안구운동에 관한 평균 지연시간 보다 인지능력 저하 평가에 보다 중요도가 높다는 가정하에서, 측정부(120)는 역방향 단속성 안구운동에 관한 평균 지연시간에 가중치 1.1을 더 부여하여 응답지연시간((0.4+(0.5*1.1))/(1+1.1)=0.452)을 보정 측정할 수 있다.
즉, 정방향 단속성 안구운동의 응답지연시간을 'LP'로 하고, 역방향 단속성 안구운동의 응답지연시간을 'LA'로 하며, 응답지연시간의 가중치를 'WL'라 할 때에, 측정부(120)는 환산식 '(LP+LA*WL)/(1+WL)'를 통해, 응답지연시간을 보정 측정할 수 있다.
판단부(130)는 상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 중 어느 하나라도 선정된 임계값 이상인 경우, 상기 안구를 통해 사물을 인지하는 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단한다. 즉, 판단부(130)는 앞서 측정된 오답율과 응답지연시간 각각을 임계값과 비교하고, 비교 결과 오답율 또는 응답지연시간 중 어느 하나가, 상기 임계값 이상이면, 상기 피검사자의 인지기능에 이상이 있음으로 판단할 수 있다.
상기 임계값은 정상노화군(인지기능이 정상인 집단)에서 획득한 오답율 및 응답지연시간을, 본 발명의 운영자가 발명 구현 환경을 고려하여 적절히 조정하여 선정할 수 있다.
예컨대, 오답율 및 응답지연시간의 임계값이, 각각 20%와 0.3초로 선정되는 경우, 판단부(130)는 앞서 측정된 오답율 25%가 임계값 20% 이상임을 확인하여, 해당 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단할 수 있다.
상기 임계값의 선정에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 처리부(140)를 구성으로 추가 함으로써, 상기 처리부(140)에 의해, 정상노화군에서 획득한 오답율 및 응답지연시간에 대해 연산 처리를 통해, 임계값을 선정할 수 있게 한다.
처리부(140)는, 사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동과 상기 정방향 단속성 안구운동 각각에 관한 응답지연시간의 평균과 표준편차를 계산하고, 상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 응답지연시간과 비교하는 상기 임계값으로 선정할 수 있다. 즉, 처리부(140)는 안구의 움직임이 정상으로 판정되어진 집단으로부터, 해당 집단 내 그룹원의, 안구의 단속성 안구운동에 관한 응답지연시간에 대한 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 구하는 역할을 할 수 있다.
또한, 처리부(140)는 사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율의 평균과 표준편차를 계산하고, 상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 오답율과 비교하는 상기 임계값으로 선정할 수 있다. 즉, 처리부(140)는 안구의 움직임이 정상으로 판정되어진 집단으로부터, 해당 집단 내 그룹원의, 안구의 단속성 안구운동 중 역방향 단속성 안구운동에 관한 응답지연시간에 대한 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 구하는 역할을 할 수 있다.
상기 평균과 표준편차의 획득 이후, 처리부(140)는 '평균 + 1.5 * 표준편차'를 연산한 결과를, 상기 임계값으로 선정할 수 있다. 즉, 처리부(140)는 가중치 '1.5'를 부여한 표준편차에, 평균을 합산시킨 수치를, 오답율과 응답지연시간에 대한 임계값으로 선정할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 모두 상기 임계값 미만인 경우, 분석부(110)는, 상기 안구 내 동공의 크기 변화를 분석한다. 즉, 분석부(110)는 앞서 측정한 오답율과 응답지연시간이 모두 임계값 미만이라도, 인지기능 정상으로 판단하지 않고, 동공의 크기 변화를 추가로 분석할 수 있다.
이를 통해, 분석부(110)는 피검사자에 대한 인지기능 저하 판단이 보다 정확하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 동공의 크기 변화에 있어서, 분석부(110)는, 상기 안구의 시야범위로 시각자극을 제시할 수 있다. 여기서, 상기 시각자극은 상기 안구의 시선을 고정하기 위한 FIXATION 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 구분하기 위한 CUE 자극, 표적 자극 제시에 대한 반응 효과 조절을 위한 GAP 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동에 따라 표적의 위치를 옮기기 위한 TARGET 자극으로 구성될 수 있다.
분석부(110)는 상기 FIXATION 자극, 상기 CUE 자극, 상기 GAP 자극, 및 상기 TARGET 자극 순으로, 시각자극을 제시할 수 있다.
이후, 분석부(110)는 상기 CUE 자극을 제시한 시점과, 상기 GAP 자극이 상기 시야범위로 제시되기 직전의 시점 사이에서 상기 동공의 크기 변화를 분석할 수 있다. 즉, 분석부(110)는 정방향에서 역방향으로 단속성 안구운동이 변경되는 시점에서의 동공과, 방향 변경에 따라 안구가 적응하기 직전 시점에서의 동공을 확인하여, 변화하는 크기를 분석할 수 있다.
또한, 판단부(130)는, 상기 동공의 크기 변화를 고려하여, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를 판단한다. 즉, 판단부(130)는 동공의 크기 변화가 선정된 레인지 내에 어떠한 등급에 속하는지를 확인하여, 피검사자가 겯고 있는 인지능력 저하에 대한 구체적인 상태를 판단할 수 있다.
상기 레인지는 복수의 등급을 포함하여 구성되고, 판단부(130)는, 상기 동공의 크기 변화가 속하는 레인지 내 등급에 따라, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를, '인지기능 저하의 초기 단계', '기억력 인지기능 저하단계', 및 '인지기능 저하 고위험 단계' 중 어느 하나로 판단할 수 있다.
즉, 판단부(130)는 동공의 크기 변화에 해당하는 레인지 내 특정의 등급을 식별하고, 식별된 등급에 대해 대응하는, 인지능력 저하의 상태를 세부적으로 인지할 수 있게 한다.
예컨대, CUE 자극을 제시한 시점과, GAP 자극이 상기 시야범위로 제시되기 직전의 시점 사이에 확인된 동공의 크기 변화가, 레인지 내 2번째 등급에 속하게 되는 경우, 판단부(130)는 상기 2번째 등급에 대응하는 '기억력 인지기능 저하단계'를 피검사자의 세부 상태로 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 정방향/역방향의 단속성 안구운동에 있어, 고위인지기능의 활성을 유도 및 평가하는 알고리즘을 설계하고, 안구의 운동방향, 오답율, 응답지연시간, 동공 크기 변화를 객관적인 평가변수로 사용 함으로써, 인지기능 저하를 평가하는, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 안구의 운동을 추적하여, 인지기능 저하를 주 증상으로 하는 경도인지장애, 치매 등의 질환에서 임상적 진단 도구로 활용할 수 있게 함으로써, 기존의 설문지표를 통해 인지기능 저하를 평가하는 임상현장에서의 검사자 및 피검사자의 주관적 모호성을 해결할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 안구의 단속성 안구운동을 측정하는 과제를 통해, 안구 움직임의 특성을 정량화하여 인지기능 및 집중력 저하도를 평가한다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 안구의 단속성 안구운동 과제 중, 정방향 단속성 안구운동과 역방향 단속성 안구운동의 과제 비율을, 1:1 비율 내지 3:1 비율로 배합된 과제를 사용할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 인지기능 평가 변수로 오답율, 응답지연시간, 동공의 크기 변화에 기반한 인지기능, 기억력 및 집중력 저하도를 평가할 수 있다.
자연스러운 노화 대비 인지기능 저하가 동반되는 퇴행성 노화에 있어, 오답율의 증가, 응답지연시간의 증가, 동공의 크기 변화는, 유의미한 정보를 제공할 수 있다.
단속성 안구운동의 과제는, 고정응시점, 정방향 또는 역방향 단속성 안구운동인지를 알려주는 지침, 응시점 순서로 반복 수행될 수 있다.
상기 응답지연시간의 카테고리는, 예컨대 예측 지연시간(anticipatory), 급속 지연시간 (express, short-latency stimulus-driven saccades), 정상 지연시간 (regular-latency saccade) 으로 구분하고, 인지기능 평가 분석변수로서는 정상 지연시간을 사용할 수 있다.
여기서 예측 지연시간은, 80~100 ms일 수 있고, 급속 지연시간운 90~140 ms일 수 있으며, 정상 지연시간은 140 ms 초과 일 수 있다.
인지기능 저하의 판단에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 오답율이 높거나 응답지연시간이 길면, 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단할 수 있다.
오답율 또는 응답지연시간에서 유의미한 차이가 없는 경우에는, 동공이 이완되는 정도가 심한 경우에 인지기능 저하의 초기 단계 또는 인지기능 저하 위험이 높은 상태로 판단할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 과제의 조건(예: 정방향 단속성 안구운동인지 역방향 단속성 안구운동인지)을 알려주는 CUE를 준 시점과, 자극물이 나타나기 이전의 시점 사이에서 변하는 동공의 크기 변화를 관찰할 수 있다.
오답율 또는 응답지연시간이 정상범위에 들어오는 환자에 대해, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 동공의 크기가 정상인에 비해 더 크게 확장되면 인지기능 저하의 초기 현상 또는 저하 위험 높은 상태로 판단할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 성공률, 반응 지연시간, 반응 크기, 눈 움직임 최대속도(maximum velocity)를 분석할 수 있다. 만약, 인지능력이 떨어지는 피검사자는, 지연시간이 길어지고, 반응의 크기와 눈 움직임 최대속도가 감소하며, 또한 인지능력이 떨어질수록 정답률이 낮아질 수 있다.
실시예에 따라, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 고정상태(fixation)에서의 미세한 눈 떨림 (micro saccades), 사각파 단수축(Square Wave Jerk)를 분석 함으로써, 치매증상 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 정방향 단속성 안구운동은, 기본 지점에서 제시되는 자극의 위치하는 방향으로 주시를 이동하여 자극의 위치에서 주시를 유지하는 운동일 수 있다. 이러한 정방향 단속성 안구운동은, 고도의 집행기능(executive function)을 필요로 하지 않는 간단한 운동으로서, 알츠하이머(AD)의 기능저하가 시각적 주의력과 관계된 두정엽의 부피감소를 예측할 수 있다.
또한, 역방향 단속성 안구운동은, 기본 지점에서 제시되는 자극의 위치하는 방향의 반대 방향으로 주시를 이동하여 자극의 반대 위치에서 주시를 유지하는 운동일 수 있다. 이러한 역방향 단속성 안구운동은 인지능력이 떨어질수록 잠복기(latency)가 길어지고, 경도 인지장애 (Mild cognitive impairment, MCI), 치매, 건강군의 집행 기능(executive function) 결과와 상관관계가 좋아, 인지기능 저하의 초기현상으로 집행 기능이 힘들어진 것을 반영할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 오답율과 응답지연시간에 있어, 정해진 임계값을 넘어서면 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단할 수 있다.
예컨대, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 역방향 단속성 안구운동 기준 오답율이 50.5% 이상이면, 피검사자를 인지기능 저하로 판단할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 정방향 단속성 안구운동 기준 응답지연시간이 326 ms 이상이면, 피검사자를 인지기능 저하로 판단할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동의 과제에서, 동공의 크기 변화에 기반 인지기능 저하 기준에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 안구운동 과제의 조건을 알려주는 CUE를 준 시점과 자극물(stimulus point)이 나타나기 이전의 시점 사이에서 변하는 동공의 크기 변화를 관찰할 수 있다.
관찰된 동공의 확장이 미리 지정된 특정 역치 이상이면, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 인지기능 저하 고위험 환자 또는 인지기능 저하 초기 증상을 판별할 수 있다.
상기 특정 역치는, 과제 조건에 따라 다를 수 있는데, 역방향 단속성 안구운동의 기준으로 0.063 mm 이상으로 규정할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구운동 생체신호에 기반하여 인지기능 저하를 판단하는 판단에 있어서, 정방향/역방향 단속성 안구운동 과제에서 획득된 결과를 분석하여, 오답율이 특정 임계값 이상으로 증가하는 경우, 내지 정상 응답지연시간 구간의 응답지연시간의 지연정도가 특정 임계값 이상으로 증가하는 경우에 인지기능 저하로 판단할 수 있다.
또한, 오답율이 특정 임계값을 넘지 않고, 정상 응답지연시간 구간의 응답지연시간의 지연정도가 특정 임계값을 넘지 않는 경우, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 동공의 크기변화를 추가로 분석하여, 동공의 크기변화가 특정 역치 이상으로 커지는 경우, 인지기능 저하의 초기 단계, 기억력 인지기능 저하단계, 인지기능 저하 고위험 단계 등의 인지기능 저하에 관한 세부 상태를 판단할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구운동 생체신호에 기반으로 고위인지기능 저하 판단에 있어, 기준 점수를 제시하고 있는 안구운동 생체신호 데이터베이스와 비교할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동 과제를 수행하는 동안 제시된 시각자극에 따른 안구 운동방향, 오답율, 응답지연시간, 동공 크기 변화율을 인지기능 저하 판단 기준 점수는, [표 1]과 같다.
Figure pat00001
인지기능 저하를 판단하는 데 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 오답율과 지연시간의 기준점수로 정상노화군의 '평균+1.5 x 표준편차'를 임계값으로 하고, 이 점수를 넘어서면 인지기능 저하로 판단할 수 있다.
동공의 크기 변화를 계산하는 데에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 CUE(지시점)을 준 시점과 자극물(stimulus point)이 나타나기 이전의 시점 사이에서 변화는 동공의 크기 변화를 계산할 수 있다. 동공의 크기 변화시의 사용하는 특정 역치는, 예를 들어 역방향 단속성 안구운동에서의 0.063mm로 할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)에서는, 정방향/역방향 단속성 안구운동 과제를 통한 고위인지기능 활성 유도 및 평가 알고리즘을 설계할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 시각적 자극 제시에 따른 주의력 조절, 인지적 억제, 억제 조절, 인지적 유연성을 바탕으로 계획수립, 의사결정, 문제해결, 행동통제 등 고위인지기능의 활성을 유도하기 위한, 정방향/역방향 단속성 안구운동을 수행할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 정방향/역방향 단속성 안구운동에서 피검사자에게 제시할 시각자극의 형태와 조건을 결정할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 시선추적장비를 활용하여 시각자극에 대한 반응으로 피검사자의 안구운동 생체신호를 계측하고 분석할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 피검사자의 안구운동 생체신호(안구 운동방향, 응답지연시간, 오차율, 동공 크기 변화율)를 인지기능의 저하를 판단하는 기준 점수와 비교하여 평가할 수 있다.
인지기능의 저하 판단에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 정방향/역방향 단속성 안구운동에서 표적 시각자극의 제시조건에 따라 시각자극 제시 후 안구운동 반응의 참값 기준과 비교하여 참값에 해당하는 안구운동 생체신호를 분석할 수 있다.
또한 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 참값의 안구운동 생체신호를 분석하여 시각자극 제시 후 안구운동 반응에서 인지기능 저하 판단 기준 점수에 부합되고, 동공 크기 변화율도 임계값 내 속하면 정상노화군으로 판별할 수 있다.
반면, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구운동 반응의 정확도나 응답지연시간이 기준 점수 이하인 경우, 인지기능 저하, 치매 고위험군으로 판별할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구운동 반응의 정확도나 응답지연시간이 기준 점수에 부합하면, 시각자극에 대한 동공의 크기 변화를 기준으로 인지기능 저하 위험군, 경도의 인지저하 증후군으로 판별할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동은, 시각적 자극으로 제시되는 표적 자극에 대한 주의집중과, 표적 자극의 제시 방향에 대해 안구운동을 계획하고, 시행하거나 억제해야 하는 의사결정 및 문제해결을 위한 피검사자의 고위인지기능 활동과 관련될 수 있다.
안구운동은 전두엽눈영역(FEF, frontal eye field), 두정엽눈영역(PEF, parietal eye field), 보조눈영역(SEF, supplementary eye field), 등가쪽전전두엽(DLPFC, dorsolateral prefrontal cortex) 등의 대뇌피질 영역과 동안신경에 의해 조절될 수 있다.
계획수립, 의사결정, 문제해결, 행동통제 등의 고위인지기능은, 등가쪽전전두엽을 포함한 전두엽(FC, frontal cortex), 전측대상피질(ACC, anterior cingulate cortex), 안와전두피질(OCR, orbitofrontal cortex) 등을 중심으로 한 복합적인 대뇌신경활동일 수 있다.
대뇌 전두엽이 외상에 의한 손상이나, 치매, 중풍, 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경계 질환으로 인한 전두엽 기능 손상은, 계획능력, 의사결정력, 문제해결력, 행동통제력 등 고위인지기능의 결손을 발생시키고, 안구운동을 조절하는 신경 경로와 중첩되어 시지각 운동의 변화로 안구운동 능력을 저하시킬 수 있다. 단속성 안구운동과 뇌 인지기능은 신경생리학적으로 높은 상관성을 가지고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 안구운동 검사의 측정자세 일례를 도시한 도면이다.
도 2a에서는 본 발명을 구현한 시선추적장비 앞에, 피검사자를 착석시킨 후, 상기 피검사자의 안구 움직임을 관측하는 데에 필요한 높이/길이/각도 수치를 예시하고 있다.
상기 시선추적장비는 높낮이 조절이 가능한 전동 책상 위에 구현될 수 있고, 조절 가능 높이는 70~120cm가 될 수 있다.
상기 시선추적장비에서 바라본 피검사자의 얼굴 위치는 35도 이내일 수 있고, 의자에 착석한 피검사자는 얼굴을 턱받이 대고, 시선추적장비에서 제시하는 시각자극에 반응하여, 안구는 단속성 안구운동을 하게 된다.
도 2b에서는 본 발명을 실제 구현한 시선추적장비와 피검사자의 거리를 약 100cm로 하고, 시선추적장비와 턱받이와의 거리를 약 65cm로 하는 것이 예시되고 있다.
안구운동 생체신호 계측은 시각자극 제시화면의 크기 "가로 1920 × 세로 1680 px"를 기준으로 시각자극이 제시되는 시간동안 피검사자의 안구 움직임을 시선추적장비로 계측할 수 있다.
계측한 안구 움직임은 x, y의 2차원 시계열 좌표 데이터와 동공의 크기를 픽셀 (pixel, px) 단위 정보로 획득할 수 있다.
시각자극에 반응한 피검사자의 안구운동은 각 시각자극 위치를 중심으로 반경 104px (2.5°)의 관심영역 (AOI, area of interest)을 지정하고, TARGET 자극 제시 후 피검사자의 시선이 관심영역 내에 도달한 행동반응을 참값으로 판단할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동 과제에서 TARGET 자극 제시 후 안구운동 반응의 참값은, 처음 시선의 이동이 약속한 표적의 방향(정방향 또는 역방향)으로 이동하고, 시선의 응답지연시간이 80msec 이후이고, 600msec 이내이면서, AOI 내에 최소 100msec 이상 시선을 유지 (시선 고정)해야 참값으로 판단할 수 있다.
시선추적장비를 통해 계측된 안구운동 생체신호는 시각자극 제시에 대해 반응한 피검사자의 안구 운동방향, 오답율, 응답지연시간, 동공 크기 변화율을 기준 점수 (임계값)와 비교할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 안구운동검사 시각자극의 제시시간에 대한 일례를 도시한 도면이다.
정방향/역방향 단속성 안구운동의 시각자극은 시선을 고정하기 위한 FIXATION 자극, 정방향/역방향 단속성 안구운동 조건을 구분하기 위한 CUE 자극, 표적 자극 제시에 대한 반응 효과 조절을 위한 GAP 자극, 정방향/역방향 단속성 안구운동 조건에 따라 표적으로 주시를 옮기기 위한 TARGET 자극으로 구성할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동에서 사용되는 시각자극 구조는, 배경화면을 검정색(R=0, G=0, B=0), FIXATION 자극을 십자형 도형, CUE 자극을 녹색(R=0, G=255, B=0), 빨간색(R=255, G=0, B=0)의 면 색깔을 갖는 정사각형, TARGET 자극을 흰색(R=255, G=255, B=255)의 면 색깔을 갖는 정사각형과, 이 도형과 함께 흰색(R=255, G=255, B=255) 테두리 선 색깔을 갖는 정사각형 구조로 구성할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동에서 사용되는 시각자극의 크기는, 배경화면을 가로 1920 × 세로 1080px, FIXATION 자극을 62px (1.5°), CUE 자극을 62px (1.5°), TARGET 자극을 41px (1°)와 82px (2°)의 크기로 구성할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동에서 사용되는 시각자극의 위치는, FIXATION 자극과 CUE 자극을 배경화면 중앙 (960, 540)에, TARGET 자극을 배경화면 중앙을 기준으로 418px(10°) 거리에 위치하도록 할 수 있다.
도 3에서와 같이, 안구의 정방향/역방향 단속성 안구운동에서 사용되는 시각자극의 제시조건은, 정방향 단속성 안구운동과 역방향 단속성 안구운동을 2:1 비율로 무작위로 시행할 수 있다.
시각자극 제시시 TARGET 자극은 각 시행마다 무작위로 제시되도록 하고, 기본 시행 횟수는 정방향 단속성 안구운동 60회, 역방향 단속성 안구운동 30회로 총 90회로 수행할 수 있다.
정방향/역방향 단속성 안구운동에서 사용되는 시각자극의 제시 순서는, 1회 시행시 FIXATION 자극 → CUE 자극 → GAP 자극 → TARGET 자극 의 순서로 제시할 수 있다.
또한, 정방향/역방향 단속성 안구운동에서 사용되는 시각자극의 제시 시간은, 1회 시행시 FIXATION 자극을 500msec, CUE 자극을 800msec, GAP 자극을 200msec, TARGET 자극을 1500msec 의 시간 동안 제시할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른, 인지기능 저하 판별과 관련하여, 단속성 안구운동 결과를 해석하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
단속성 안구운동의 결과를 해석하는 데에 있어, 우선 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 정방향/역방향 단속성 안구운동과제를 설정할 수 있다(410). 단계(410)는 피검사자에게 제시할 시각자극을 결정하는 것으로, 정방향/역방향 단속성 안구운동과제를 통해, FIX, CUE, GAP, TARGET의 시각자극을 제시할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 시각자극에 대한 안구운동과 관련한 생체신호를 전처리 할 수 있다(420). 단계(420)는 단속성 안구운동 과제를 수행하는 동안, 피검사자의 안구운동 생체신호를 획득하여 전처리하는 과정일 수 있다. 또한, 본 단계(420)에서, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 시각자극에 대한 피검사자의 안구 운동방향, 반응시간, 동공의 크기를 정량적(객관적)으로 분석할 수 있다.
상술의 단계(420)를 반복하여, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구운동의 오답율과 응답지연시간, 동공크기의 변화를 획득할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구운동의 오답율과 응답지연시간이 임계값를 초과하는지를 판단할 수 있다(430). 만약, 오답율과 응답지연시간이 임계값을 초과하면(단계(430)의 '예' 방향), 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 피검사자에 대해, 인지기능 저하를 판단할 수 있다(432). 단계(430, 432)는 피검사자의 안구운동 생체신호를 분석하여, 단속성 안구운동 과제의 시각자극에 대한 안구운동의 오답율과 응답지연시간을 임계값과 비교하고, 비교 결과 임계값을 초과하는 경우, 인지기능 저하로 판단하는 과정일 수 있다.
반면, 오답율과 응답지연시간이 임계값을 초과하지 않으면(단계(430)의 '아니오' 방향), 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 피검사자의 동공크기의 변화가 임계값을 초과하는지를 다시 판단할 수 있다(440). 만약, 동공크기의 변화가 임계값을 초과하면(단계(440)의 '예' 방향), 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 피검사자에 대해, 인지기능 저하 위험군으로 판단할 수 있다(442), 단계(440, 442)는 안구운동의 오답율과 응답지연시간이 임계값 이내의 경우, 동공크기의 변화를 임계값과 비교하고, 비교 결과 임계값을 초과하는 경우, 인지기능 저하 위험군으로 판단하는 과정일 수 있다.
동공크기의 변화가 임계값을 초과하지 않으면(단계(440)의 '아니오' 방향), 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 피검사자를 정상노화군을 판단할 수 있다(450). 단계(450)는 안구운동의 오답율, 응답지연시간, 동공크기의 변화에서 임계값 이내의 경우, 피검사자를 정상군으로 판단하는 과정일 수 있다.
이하, 도 5에서는 본 발명의 실시예들에 따른 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법을 도시한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법은 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
우선, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 이동하는 표적을 추적하는 안구의 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 분석한다(510). 단계(510)은 피검사자에게 노출되는 표적이, 정해진 구간에서 정해진 속도로 이동 함에 따라, 피검사자가 안구를 움직여 상기 표적을 따라 추적하는 것을 분석하는 과정일 수 있다.
안구의 정방향 단속성 안구운동은 피검사자에게, 표적의 이동방향과 같은 방향으로 상기 표적을 주시하도록 하여 얻어지는 움직임으로써, 피검사자의 단순반응능력을 검사하는 지표로 활용될 수 있다.
반면, 안구의 역방향 단속성 안구운동은 피검사자에게 표적의 이동방향과 반대 방향으로 상기 표적을 주시하도록 하여 얻어지는 움직임으로써, 방향오류(direction error)와 신속운동잠복기(saccade latency) 등을 측정하는 지표로 활용되어, 피검사자의 인지적 정보처리능력을 평가할 수 있게 한다.
본 발명에서는, 안구의 단속성 안구운동 과제 중, 정방향/역방향 비율을 1:1 비율 내지 3:1 비율로 배합된 과제를 사용하는 것을 예시한다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 상기 분석을 통해, 상기 안구의 움직임이, 상기 표적의 이동 경로로부터 벗어나는 정도에 관한 오답율을 측정한다(520). 단계(520)는 안구의 정방향/역방향 단속성 안구운동에 따른 추적 경로와, 표적의 실제 이동 경로와의 차이를, 비율로서 환산하여 측정하는 과정일 수 있다.
예컨대, 정해진 구간을 20회 왕복하여 이동하는 표적을, 정방향/역방향 비율을 3:1 비율로 배합된 과제로 추적하는 데에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 15회의 정방향 단속성 안구운동시의, 안구의 움직임과 상기 표적의 이동경로와의 이탈 횟수가 '2'일 때 오답율 '13.3%'와, 5회의 역방향 단속성 안구운동시의, 안구의 움직임과 상기 표적의 이동경로와의 이탈 횟수가 '1'일 때 오답율 '20.0%’로 각각 측정할 수 있으며, 정방향/역방향 전체의 단속성 안구운동시의, 안구의 움직임과 상기 표적의 이동경로와의 이탈 횟수가 '3'이 되어 오답율 '15.0%'로 측정할 수 있다.
상기 오답율의 측정에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 정방향/역방향 단속성 안구운동에 따라 미리 정한 가중치를 부여하여 오답율을 보정할 수도 있다.
상술의 예에서, 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율이, 정방향 단속성 안구운동에 관한 오답율 보다 인지능력 저하 평가에 보다 중요도가 높다는 가정하에서, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율에 가중치 1.1을 더 부여하여 오답율((0.133+(0.2*1.1))/(1+1.1)*100=16.8%)을 보정 측정할 수 있다.
즉, 정방향 단속성 안구운동의 오답율을 'EP'로 하고, 역방향 단속성 운동의 오답율을 'EA'로 하며, 오답율의 가중치를 'WE'라 할 때에, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 환산식 '(EP+EA*WE)/(1+WE)*100'를 통해, 오답율을 보정 측정할 수 있다.
계속해서, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 상기 표적이 이동하는 정해진 구간에서, 상기 안구가, 상기 표적을 추적하는 데에 소요되는 응답지연시간을 측정한다(530). 단계(530)는 정해진 구간에서 표적이 이동하기 시작한 후, 이에 반응하여 안구로 표적을 추적하는 데에 걸리는 지연 시간을 상기 응답지연시간으로 측정하는 과정일 수 있다.
예컨대, 정해진 구간을 20회 왕복하여 이동하는 표적을, 정방향/역방향 비율을 3:1 비율로 배합된 과제로 추적하는 데에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 15회의 정방향 단속성 안구운동시의, 안구의 평균 지연시간 '0.4초'와, 5회의 역방향 단속성 안구운동시의, 안구의 평균 지연시간 '0.5초'로 측정할 수 있으며, 정방향/역방향 전체의 단속성 안구운동시의, 안구의 평균 지연시간 '0.42초'를 상기 응답지연시간으로 측정할 수 있다.
상기 응답지연시간의 측정에 있어서도, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 정방향/역방향 단속성 안구운동에 따라 미리 정한 가중치를 부여하여 응답지연시간을 보정할 수도 있다.
상술의 예에서, 역방향 단속성 안구운동에 관한 평균 지연시간이, 정방향 단속성 안구운동에 관한 평균 지연시간 보다 인지능력 저하 평가에 보다 중요도가 높다는 가정하에서, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 역방향 단속성 안구운동에 관한 평균 지연시간에 가중치 1.1을 더 부여하여 응답지연시간((0.4+(0.5*1.1))/(1+1.1)=0.452)을 보정 측정할 수 있다.
즉, 정방향 단속성 안구운동의 응답지연시간을 'LP'로 하고, 역방향 단속성 안구운동의 응답지연시간을 'LA'로 하며, 응답지연시간의 가중치를 'WL'라 할 때에, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 환산식 '(LP+LA*WL)/(1+WL)'를 통해, 응답지연시간을 보정 측정할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 중 어느 하나라도 선정된 임계값 이상인 경우, 상기 안구를 통해 사물을 인지하는 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단한다(540). 단계(540)는 앞서 측정된 오답율과 응답지연시간 각각을 임계값과 비교하고, 비교 결과 오답율 또는 응답지연시간 중 어느 하나가, 상기 임계값 이상이면, 상기 피검사자의 인지기능에 이상이 있음으로 판단하는 과정일 수 있다.
상기 임계값은 정상노화군(인지기능이 정상인 집단)에서 획득한 오답율 및 응답지연시간을, 본 발명의 운영자가 발명 구현 환경을 고려하여 적절히 조정하여 선정할 수 있다.
예컨대, 오답율 및 응답지연시간의 임계값이, 각각 20%와 0.3초로 선정되는 경우, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 앞서 측정된 오답율 25%가 임계값 20% 이상임을 확인하여, 해당 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단할 수 있다.
상기 임계값의 선정에 있어, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 정상노화군에서 획득한 오답율 및 응답지연시간에 대해 연산 처리를 통해, 임계값을 선정할 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동과 상기 정방향 단속성 안구운동 각각에 관한 응답지연시간의 평균과 표준편차를 계산하고, 상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 응답지연시간과 비교하는 상기 임계값으로 선정할 수 있다. 즉, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구의 움직임이 정상으로 판정되어진 집단으로부터, 해당 집단 내 그룹원의, 안구의 단속성 안구운동에 관한 응답지연시간에 대한 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 구하는 역할을 할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율의 평균과 표준편차를 계산하고, 상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 오답율과 비교하는 상기 임계값으로 선정할 수 있다. 즉, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 안구의 움직임이 정상으로 판정되어진 집단으로부터, 해당 집단 내 그룹원의, 안구의 단속성 안구운동 중 역방향 단속성 안구운동에 관한 응답지연시간에 대한 평균(Mean)과 표준편차(SD)를 구하는 역할을 할 수 있다.
상기 평균과 표준편차의 획득 이후, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 '평균 + 1.5 * 표준편차'를 연산한 결과를, 상기 임계값으로 선정할 수 있다. 즉, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 가중치 '1.5'를 부여한 표준편차에, 평균을 합산시킨 수치를, 오답율과 응답지연시간에 대한 임계값으로 선정할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 모두 상기 임계값 미만인 경우, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 상기 안구 내 동공의 크기 변화를 분석한다. 즉, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 앞서 측정한 오답율과 응답지연시간이 모두 임계값 미만이라도, 인지기능 정상으로 판단하지 않고, 동공의 크기 변화를 추가로 분석할 수 있다.
이를 통해, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 피검사자에 대한 인지기능 저하 판단이 보다 정확하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 동공의 크기 변화에 있어서, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 상기 안구의 시야범위로 시각자극을 제시할 수 있다. 여기서, 상기 시각자극은 상기 안구의 시선을 고정하기 위한 FIXATION 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 구분하기 위한 CUE 자극, 표적 자극 제시에 대한 반응 효과 조절을 위한 GAP 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동에 따라 표적의 위치를 옮기기 위한 TARGET 자극으로 구성될 수 있다.
안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 상기 FIXATION 자극, 상기 CUE 자극, 상기 GAP 자극, 및 상기 TARGET 자극 순으로, 시각자극을 제시할 수 있다.
이후, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 상기 CUE 자극을 제시한 시점과, 상기 GAP 자극이 상기 시야범위로 제시되기 직전의 시점 사이에서 상기 동공의 크기 변화를 분석할 수 있다. 즉, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 정방향에서 역방향으로 단속성 안구운동이 변경되는 시점에서의 동공과, 방향 변경에 따라 안구가 적응하기 직전 시점에서의 동공을 확인하여, 변화하는 크기를 분석할 수 있다.
또한, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 상기 동공의 크기 변화를 고려하여, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를 판단한다. 즉, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 동공의 크기 변화가 선정된 레인지 내에 어떠한 등급에 속하는지를 확인하여, 피검사자가 겯고 있는 인지능력 저하에 대한 구체적인 상태를 판단할 수 있다.
상기 레인지는 복수의 등급을 포함하여 구성되고, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는, 상기 동공의 크기 변화가 속하는 레인지 내 등급에 따라, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를, '인지기능 저하의 초기 단계', '기억력 인지기능 저하단계', 및 '인지기능 저하 고위험 단계' 중 어느 하나로 판단할 수 있다.
즉, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 동공의 크기 변화에 해당하는 레인지 내 특정의 등급을 식별하고, 식별된 등급에 대해 대응하는, 인지능력 저하의 상태를 세부적으로 인지할 수 있게 한다.
예컨대, CUE 자극을 제시한 시점과, GAP 자극이 상기 시야범위로 제시되기 직전의 시점 사이에 확인된 동공의 크기 변화가, 레인지 내 2번째 등급에 속하게 되는 경우, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치(100)는 상기 2번째 등급에 대응하는 '기억력 인지기능 저하단계'를 피검사자의 세부 상태로 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 정방향/역방향의 단속성 안구운동에 있어, 고위인지기능의 활성을 유도 및 평가하는 알고리즘을 설계하고, 안구의 운동방향, 오답율, 응답지연시간, 동공의 크기 변화를 객관적인 평가변수로 사용 함으로써, 인지기능 저하를 평가하는, 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 안구의 운동을 추적하여, 인지기능 저하를 주 증상으로 하는 경도인지장애, 치매 등의 질환에서 임상적 진단 도구로 활용할 수 있게 함으로써, 기존의 설문지표를 통해 인지기능 저하를 평가하는 임상현장에서의 검사자 및 피검사자의 주관적 모호성을 해결할 수 있다.
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.
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.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100 : 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치
110 : 분석부 120 : 측정부
130 : 판단부 140 : 처리부

Claims (14)

  1. 이동하는 표적을 추적하는 안구의 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 분석하는 단계;
    상기 분석을 통해, 상기 안구의 움직임이, 상기 표적의 이동 경로로부터 벗어나는 정도에 관한 오답율을 측정하는 단계;
    상기 분석을 통해, 상기 표적이 이동하는 정해진 구간에서, 상기 안구가, 상기 표적을 추적하는 데에 소요되는 응답지연시간을 측정하는 단계; 및
    상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 중 어느 하나라도 선정된 임계값 이상인 경우, 상기 안구를 통해 사물을 인지하는 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단하는 단계
    를 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동과 상기 정방향 단속성 안구운동 각각에 관한 응답지연시간의 평균과 표준편차를 계산하는 단계; 및
    상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 응답지연시간과 비교하는 상기 임계값으로 선정하는 단계
    를 더 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율의 평균과 표준편차를 계산하는 단계; 및
    상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 오답율과 비교하는 상기 임계값으로 선정하는 단계
    를 더 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 임계값으로 선정하는 단계는,
    '평균 + 1.5 * 표준편차'를 연산한 결과를, 상기 임계값으로 선정하는 단계
    를 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 모두 상기 임계값 미만인 경우,
    상기 안구 내 동공의 크기 변화를 분석하는 단계; 및
    상기 동공의 크기 변화를 고려하여, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를 판단하는 단계
    를 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 안구 내 동공의 크기 변화를 분석하는 단계는,
    상기 안구의 시야범위로 시각자극을 제시하는 단계 -상기 시각자극은 상기 안구의 시선을 고정하기 위한 FIXATION 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 구분하기 위한 CUE 자극, 표적 자극 제시에 대한 반응 효과 조절을 위한 GAP 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동에 따라 표적의 위치를 옮기기 위한 TARGET 자극 순으로 제시됨-; 및
    상기 CUE 자극을 제시한 시점과, 상기 GAP 자극이 상기 시야범위로 제시되기 직전의 시점 사이에서 상기 동공의 크기 변화를 분석하는 단계
    를 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를 판단하는 단계는,
    상기 동공의 크기 변화를 선정된 레인지와 비교하고, 상기 동공의 크기 변화가 속하는 레인지 내 등급에 따라, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를, '인지기능 저하의 초기 단계', '기억력 인지기능 저하단계', 및 '인지기능 저하 고위험 단계' 중 어느 하나로 판단하는 단계
    를 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 방법.
  8. 이동하는 표적을 추적하는 안구의 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 분석하는 분석부;
    상기 분석을 통해, 상기 안구의 움직임이, 상기 표적의 이동 경로로부터 벗어나는 정도에 관한 오답율을 측정하고, 상기 표적이 이동하는 정해진 구간에서, 상기 안구가, 상기 표적을 추적하는 데에 소요되는 응답지연시간을 측정하는 측정부; 및
    상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 중 어느 하나라도 선정된 임계값 이상인 경우, 상기 안구를 통해 사물을 인지하는 피검사자에 대해 인지기능 저하를 판단하는 판단부
    를 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동과 상기 정방향 단속성 안구운동 각각에 관한 응답지연시간의 평균과 표준편차를 계산하고, 상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 응답지연시간과 비교하는 상기 임계값으로 선정하는 처리부
    를 더 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    사전에 선별되는 정상노하군에서의, 상기 역방향 단속성 안구운동에 관한 오답율의 평균과 표준편차를 계산하고, 상기 평균 및 상기 표준편차를 이용하여, 상기 오답율과 비교하는 상기 임계값으로 선정하는 처리부
    를 더 포함하는 안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 처리부는,
    '평균 + 1.5 * 표준편차'를 연산한 결과를, 상기 임계값으로 선정하는
    안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 오답율, 및 상기 응답지연시간 모두 상기 임계값 미만인 경우,
    상기 분석부는,
    상기 안구 내 동공의 크기 변화를 분석하고,
    상기 판단부는,
    상기 동공의 크기 변화를 고려하여, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를 판단하는
    안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 안구의 시야범위로 시각자극을 제시하고-상기 시각자극은 상기 안구의 시선을 고정하기 위한 FIXATION 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동을 구분하기 위한 CUE 자극, 표적 자극 제시에 대한 반응 효과 조절을 위한 GAP 자극, 정방향 및 역방향 단속성 안구운동에 따라 표적의 위치를 옮기기 위한 TARGET 자극 순으로 제시됨-,
    상기 CUE 자극을 제시한 시점과, 상기 GAP 자극이 상기 시야범위로 제시되기 직전의 시점 사이에서 상기 동공의 크기 변화를 분석하는
    안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 동공의 크기 변화를 선정된 레인지와 비교하고, 상기 동공의 크기 변화가 속하는 레인지 내 등급에 따라, 상기 인지기능 저하에 대한 세부 상태를, '인지기능 저하의 초기 단계', '기억력 인지기능 저하단계', 및 '인지기능 저하 고위험 단계' 중 어느 하나로 판단하는
    안구움직임 기반 퇴행성 인지기능 저하 평가 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023022263A1 (ko) * 2021-08-19 2023-02-23 의료법인 명지의료재단 노인의 인지 기능 측정 방법 및 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118121725A (zh) * 2022-12-02 2024-06-04 中国科学院深圳先进技术研究院 一种用于评估脑梗死药物疗效的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000300520A (ja) * 1999-04-23 2000-10-31 Matsushita Electric Works Ltd 瞳孔測定装置
WO2019015567A1 (zh) * 2017-07-21 2019-01-24 北京集思明智科技有限公司 一种检测大脑功能的系统及其装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4584408B2 (ja) * 2000-05-17 2010-11-24 株式会社ニューオプト 眼球画像解析システム
KR101711093B1 (ko) * 2015-02-11 2017-03-02 울산과학기술원 치매의 자가 조기 진단 및 훈련을 위한 안구 운동 및 지각 기능 기반 가상현실 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000300520A (ja) * 1999-04-23 2000-10-31 Matsushita Electric Works Ltd 瞳孔測定装置
WO2019015567A1 (zh) * 2017-07-21 2019-01-24 北京集思明智科技有限公司 一种检测大脑功能的系统及其装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023022263A1 (ko) * 2021-08-19 2023-02-23 의료법인 명지의료재단 노인의 인지 기능 측정 방법 및 시스템

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