KR20210154676A - Apparatus and method of using User-specific Vagus Nerve Stimulation and Pulsed Electromagnetic Field Therapy with AI-based Neurofeedback - Google Patents

Apparatus and method of using User-specific Vagus Nerve Stimulation and Pulsed Electromagnetic Field Therapy with AI-based Neurofeedback Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment technology based on an artificial intelligence neurofeedback system. A user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device according to an embodiment comprises: a stimulation unit that generates electrical stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) in at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, based on a stimulation signal; a bio-signal monitoring unit that measures a bio-signal that responds to the stimulation signal for the vagus nerve and outputs monitoring information including the stimulation signal and the bio-signal through an artificial intelligence encoder; and a communication unit that processes the output monitoring information to be transmitted to a mobile terminal using short-range wireless communication. The stimulation unit may receive the regenerated stimulation signal fed back based on a stimulation control model from a mobile terminal or a cloud server to generate electrical stimulation again. Accordingly, it is possible to provide a stimulation recipe optimized for a user.

Description

인공지능 뉴로피드백 시스템 기반 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치 및 방법{Apparatus and method of using User-specific Vagus Nerve Stimulation and Pulsed Electromagnetic Field Therapy with AI-based Neurofeedback}Apparatus and method of using User-specific Vagus Nerve Stimulation and Pulsed Electromagnetic Field Therapy with AI-based Neurofeedback

본 발명은 교감신경과 부교감신경의 불균형으로 증상이 나타나는 질환 또는 관련 증상을 완화시키기 위해, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하고, 이에 대한 인공지능 뉴로피드백을 활용하여 사용자별 반응이 반영된 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료를 위한 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention stimulates the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, in order to alleviate a disease or related symptoms caused by an imbalance between the sympathetic and parasympathetic nerves, , it relates to a technical idea for user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy that reflects each user's response by using artificial intelligence neurofeedback.

불안장애는 과도한 불안과 걱정이 6개월 이상 지속되며 다양한 신체증상, 예를 들면 피로, 떨림, 불안 등이 동반되는 장애이다. 이러한 불안장애는 신경전달물질의 이상이나, 불안이나 우울 등의 정서적인 부분을 담당하는 뇌신경 내의 GABA(gamma-aminobutyric acid)의 신경억제 및 세로토닌 조절의 문제이 대부분이다.Anxiety disorder is a disorder in which excessive anxiety and worry lasts for more than 6 months and is accompanied by various physical symptoms, such as fatigue, tremors, and anxiety. Most of these anxiety disorders are problems of neurotransmitter abnormalities or serotonin regulation and neurosuppression of GABA (gamma-aminobutyric acid) in the cranial nerves responsible for emotional parts such as anxiety and depression.

GABA는 주요 저해 신경전달물질로, 노르에피네프린에 저해 또는 조절효과를 나타낸다. GABA가 GABA수용체에 결합하면, 염소이온채널이 개방되고 음전하를 띤 염소이온이 유입되어, 신경 세포의 흥분성이 감소될 수 있다.GABA is a major inhibitory neurotransmitter, and has inhibitory or modulatory effects on norepinephrine. When GABA binds to GABA receptors, chlorine ion channels are opened and negatively charged chlorine ions flow in, which can reduce the excitability of nerve cells.

한편, 세로토닌은 뇌의 편도체, 해마, 변연계와 같은 부위에 넓게 확산되는 억제성 신경전달물질로서, 세로토닌의 증가는, 노르에피네프린 활성을 감소시키고, 방어 및 회피 반응을 저해시킨다.On the other hand, serotonin is an inhibitory neurotransmitter widely diffused in regions such as the amygdala, hippocampus, and limbic system of the brain, and an increase in serotonin reduces norepinephrine activity and inhibits defense and avoidance responses.

불안장애에 동반되는 주요 증상 중, '수면장애', '패닉', 그리고 '편두통'이 대부분으로서 이러한 불안장애들의 주요 증상들은 다음과 같다.Among the main symptoms accompanying anxiety disorder, 'sleep disorder', 'panic', and 'migraine' are the most common symptoms. The main symptoms of these anxiety disorders are as follows.

먼저, 수면장애는 세로토닌의 감소에서 비롯되며, 이러한 세로토닌은 수면 호르몬으로 통하는 멜라토닌의 원료로 사용된다. 이러한 세로토닌이 줄어들 경우, 멜라토닌도 줄어들며, 멜라토닌의 부족 역시 수면장애의 원인이 된다.First, sleep disorders are caused by a decrease in serotonin, which is used as a raw material for melatonin, a sleep hormone. When serotonin decreases, melatonin also decreases, and a lack of melatonin also causes sleep disturbance.

GABA 감소의 경우, 뇌 속에 GABA가 부족하면, 뇌 활동을 중지하지 못하고 각성을 일으켜 수면을 방해한다. In the case of a decrease in GABA, if the brain lacks GABA, brain activity cannot be stopped and arousal causes sleep disturbance.

한편, 패닉은 세로토닌의 감소로 인해 발생하며, 세로토닌 부족으로 중뇌와 뇌연수 내측에 있는 청반(locus coeruleus)과 봉선핵(raphe nuclei)의 dopamine 억제 기능이 약해진다.On the other hand, panic is caused by a decrease in serotonin, and the dopamine inhibitory function of the locus coeruleus and raphe nuclei inside the midbrain and medulla is weakened due to the lack of serotonin.

GABA이 감소됨에 따라, GABA의 부족은 뇌를 자극하는 흥분성 신경전달물질에 반대하여 중추신경계를 안정화 역할을 약화시킬 수 있다.As GABA is decreased, the lack of GABA may weaken its stabilizing role in the central nervous system against excitatory neurotransmitters that stimulate the brain.

또한, 편두통은 세로토닌이 감소되는 경우에서 주로 발생하며, 하행성 통증 억제계에서 세로토닌의 부족으로 인하여 말초에서 들어오는 통각 정보를 뇌에서 억제하지 못하기 때문에 주로 발생한다.In addition, migraine mainly occurs when serotonin is decreased, and mainly occurs because the brain cannot suppress nociceptive information coming from the periphery due to the lack of serotonin in the descending pain suppression system.

종래에는 이러한 교감신경과 부교감신경의 불균형으로 증상들에 대해서 약물 치료나 사용자의 상태를 고려하지 않은 미주신경 자극기를 이용하여 치료 하려고 했다.Conventionally, it was attempted to treat the symptoms due to the imbalance of the sympathetic and parasympathetic nerves using a vagus nerve stimulator that did not consider drug treatment or the user's condition.

그러나, 약물 치료제의 경우, 과다 복용이나 잘못 복용하는 경우 근육 경련이나 자살충동과 같은 심각한 부작용이 일어날 수 있고, 특히나 벤조디아제핀계의 경우는 중독 위험에 노출될 수 있다. 따라서, 대부분 병원 처방이 필요해 사용이 제한적이다.However, in the case of drug treatment, serious side effects such as muscle cramps or suicidal thoughts may occur if overdose or wrongly taken, and in particular, benzodiazepines may be exposed to the risk of addiction. Therefore, most of them require a hospital prescription, so their use is limited.

한편, 사용자의 상태를 고려하지 않은 미주신경 자극기는 사용자 주관에 의존한 자극 조절로 두통, 삼킴 장애 등의 심각한 부작용이 유발될 수 있다.On the other hand, the vagus nerve stimulator that does not consider the user's condition may cause serious side effects such as headache and swallowing disorder due to stimulation control depending on the user's subjectivity.

또한, 지속적인 단일 경로 자극으로 신경손상의 위험이 존재하고, 직접적인 미주 신경 자극 경로의 경우 수술의 부작용의 문제도 심각한 수준이다.In addition, there is a risk of nerve damage due to continuous single-path stimulation, and in the case of direct vagus nerve stimulation, the problem of side effects of surgery is also serious.

따라서, 교감신경과 부교감신경의 불균형으로 증상이 나타나는 질환이나 관련 증상의 완화, 만성통증/스트레스 및 기분장애에 따른 교감신경 과활성화의 교정, 심신 안정을 위한 부교감신경계의 활성화 등의 치료 구현과 관련된 새로운 기술의 개발이 절실히 필요한 실정이다.Therefore, related to treatment implementation such as alleviation of disease or related symptoms caused by imbalance of sympathetic and parasympathetic nerves, correction of sympathetic nerve overactivation due to chronic pain/stress and mood disorders, and activation of parasympathetic nervous system for mental and physical stability The development of new technologies is urgently needed.

한국등록특허 제10-2006962호 "사용자의 정신적, 신체적 스트레스를 감소시켜 주는 인공지능 기반 웨어러블 패치형 스트레스 트래커 센서 및 트래킹 방법"Korean Patent Registration No. 10-2006962 "A wearable patch-type stress tracker sensor and tracking method based on artificial intelligence that reduces the user's mental and physical stress" 한국공개특허 제10-2019-0099006호 "신경 조절을 이용한 학습을 강화시키는 시스템 및 방법"Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0099006 "System and method for enhancing learning using neural regulation"

본 발명은 자율신경계 반응을 모니터링하고, 이를 기반으로 인공지능 자극 피드백을 통해 주관적 처리를 배제하고, 사용자에 최적화된 자극 레시피를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to monitor an autonomic nervous system response, to exclude subjective processing through artificial intelligence stimulus feedback based on this, and to provide a stimulus recipe optimized for a user.

본 발명은 미주신경의 자극은 중추신경계 내에서 GABA, 세로토닌 및 노르에피네프린을 비롯한 억제성 신경전달 물질의 방출을 유도할 수 있으며, 이를 통해 교감신경 및 부교감신경의 불균형으로 인해 초래되는 수면장애, 정서장애 및 소화기 관련 증상을 완화하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, stimulation of the vagus nerve can induce the release of inhibitory neurotransmitters including GABA, serotonin, and norepinephrine in the central nervous system, and through this, sleep disorders and emotions caused by imbalance of sympathetic and parasympathetic nerves It aims to relieve disorders and digestive-related symptoms.

본 발명은 교감신경과 부교감신경의 불균형으로 증상이 나타나는 질환이나 관련 증상을 완화하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to alleviate diseases or related symptoms caused by imbalance of sympathetic and parasympathetic nerves.

본 발명은 만성통증/스트레스 및 기분장애에 따른 교감신경 과활성화의 교정하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to correct overactivation of sympathetic nerves according to chronic pain/stress and mood disorders.

본 발명은 인공지능 알고리즘을 활용한 사용자 맞춤형 미주신경 자극 최적화를 통하여 메뉴얼 기반으로 제공되는 기존 미주신경 자극기기의 한계점을 극복하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to overcome the limitations of the existing vagus nerve stimulation device provided on a manual basis through user-customized vagus nerve stimulation optimization using an artificial intelligence algorithm.

본 발명은 심신 안정을 위한 부교감신경계의 활성화를 목적으로 한다.The present invention aims to activate the parasympathetic nervous system for mental and physical stability.

본 발명은 자기장 자극을 통해 섬유모세포, 연골세포, 뼈 모세포의 대사를 증진시키고, 다양한 세포들의 수용체에 대한 호르몬과 신경전달 물질의 효과를 조정하며, 요통, 골반통, 신경병성 통증, 신경통/근육통의 완화 및 골절의 치료 효과를 높이는 것을 목적으로 한다.The present invention promotes the metabolism of fibroblasts, chondrocytes, and osteoblasts through magnetic field stimulation, modulates the effects of hormones and neurotransmitters on receptors of various cells, and relieves back pain, pelvic pain, neuropathic pain, neuralgia/myalgia It aims to increase the effectiveness of relief and treatment of fractures.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 자극신호에 기초하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생하는 자극부, 상기 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정하고, 상기 자극신호 및 상기 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 생체신호 모니터링부, 및 상기 출력된 모니터링 정보를 근거리 무선통신을 이용하여 모바일 단말기에 전송하도록 처리하는 통신부를 포함하고, 상기 자극부는, 모바일 단말기 또는 클라우드 서버로부터 자극 조절 모델에 기반하여 피드백되는 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 다시 발생할 수 있다.A user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device according to an embodiment of the present invention provides an electric stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, based on the stimulation signal. A stimulus unit that generates a stimulus, a biosignal monitoring unit that measures a biosignal that responds to the stimulus signal for the vagus nerve, and outputs the stimulus signal and monitoring information including the biosignal through an artificial intelligence encoder; and and a communication unit that processes the output monitoring information to be transmitted to a mobile terminal using short-range wireless communication, wherein the stimulation unit receives the regenerated stimulation signal fed back based on the stimulation control model from the mobile terminal or cloud server and receives electricity irritation may reoccur.

일실시예에 따른 상기 자극 조절 모델은, 상기 생체신호로부터 측정되는 HRV(Heart rate variability)를 이용해서 인접한 심박동 사이 시간 간격의 변동성에 기초하여 심장 및 뇌 간의 상호 작용 또는 자율신경계에 대한 이상여부를 판단하거나, 또는 상기 생체신호로부터 측정되는 BRS(Baroreflex sensitivity)를 이용해서 혈압의 항상성 유지 정도를 판별하여 자율신경계의 이상여부를 판단하여 상기 자극신호를 실시간으로 재생성할 수 있다.The stimulus control model according to an embodiment uses heart rate variability (HRV) measured from the biosignal to determine whether an interaction between the heart and the brain or an abnormality in the autonomic nervous system is based on the variability of the time interval between adjacent heartbeats. Alternatively, by determining the degree of maintaining homeostasis of blood pressure using Baroreflex sensitivity (BRS) measured from the biosignal, it is possible to determine whether the autonomic nervous system is abnormal, and regenerate the stimulation signal in real time.

일실시예에 따른 상기 생체신호 모니터링부는, 상기 생체신호로서 EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링하고, 상기 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.The biosignal monitoring unit according to an embodiment may monitor a brain reaction by an electroencephalogram (EEG) as the biosignal, and may encode and output frontal lobe activation information according to the brain reaction through an artificial intelligence encoder.

일실시예에 따른 상기 생체신호 모니터링부는, 상기 생체신호로서 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링하고, 상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.The bio-signal monitoring unit according to an embodiment monitors a neural response by PPG (photoplethysmography) measured from at least one of an ear, neck, or wrist as the bio-signal, and uses autonomic neural information according to the neural response to artificial intelligence It can be encrypted and output through the encoder.

일실시예에 따른 상기 생체신호 모니터링부는, 상기 생체신호로서 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응을 모니터링하고, 상기 신체반응에 따른 움직임 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.The bio-signal monitoring unit according to an embodiment monitors a body reaction by a physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of an ear, a neck, and a wrist as the bio-signal, and artificially generates movement information according to the body reaction. It can be encrypted and output through an intelligent encoder.

일실시예에 따른 상기 자극부는, 강도 0-20mA의 범위, 주파수 대역 0-1000Hz의 범위, 및 펄스폭(pulse width) 0-1000μS의 범위에서 전기자극을 발생할 수 있다.The stimulation unit according to an embodiment may generate electrical stimulation in a range of an intensity of 0-20 mA, a frequency band of 0-1000 Hz, and a pulse width of 0-1000 μS.

일실시예에 따른 상기 모바일 단말기는, 상기 출력된 모니터링 정보를 클라우드 서버로 전송하고, 상기 클라우드 서버는, 상기 전송된 모니터링 정보로부터 상기 자극신호 및 상기 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 추출하고, 상기 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하며, 상기 재생성된 자극신호를 상기 통신부로 피드백하며, 상기 자극부는, 상기 피드백된 자극신호로써 전기자극을 새롭게 발생할 수 있다.The mobile terminal according to an embodiment transmits the output monitoring information to a cloud server, and the cloud server extracts the stimulation signal and a biosignal responding according to the stimulation signal from the transmitted monitoring information, The extracted stimulus signal and the biosignal are provided as an input to a stimulus control model based on a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm, and the biosignal is adjusted to balance the sympathetic and parasympathetic nerves as an output of the stimulus controlling model. The stimulation signal is regenerated, and the regenerated stimulation signal is fed back to the communication unit, and the stimulation unit may newly generate electrical stimulation as the fed back stimulation signal.

일실시예에 따른 상기 모바일 단말기는, 상기 출력된 모니터링 정보로부터 상기 자극신호 및 상기 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 추출하고, 상기 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하며, 상기 재생성된 자극신호를 상기 통신부로 피드백하며, 상기 자극부는, 상기 피드백된 자극신호로써 전기자극을 새롭게 발생할 수 있다.The mobile terminal according to an embodiment extracts the stimulus signal and a bio-signal responding according to the stimulus signal from the output monitoring information, and stores the extracted stimulus signal and the bio-signal in a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm It is provided as an input of a stimulus control model based on the stimulus control model, and as an output of the stimulus control model, the biosignal is regenerated as a stimulus signal to be adjusted for the balance of sympathetic and parasympathetic nerves, and the regenerated stimulus signal is fed back to the communication unit and the stimulation unit may newly generate electrical stimulation as the fed back stimulation signal.

일실시예에 따른 상기 모바일 단말기는, 상기 클라우드 서버로부터 상기 자극 조절 모델을 다운로드 하거나 주기적으로 업데이트 할 수 있다.The mobile terminal according to an embodiment may download or periodically update the stimulus control model from the cloud server.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에 최적화 자극을 제공하는 클라우드 서버는 상기 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에서 자극신호를 발생하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극함에 따라 측정된 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 수집하는 모니터링 정보 수집부, 상기 수집된 모니터링 정보로부터 상기 자극신호 및 상기 자극신호에 상응하는 생체신호를 추출하는 신호 추출부, 상기 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하는 인공지능 처리부, 및 상기 재생성된 자극신호를 상기 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치로 피드백 하도록 제어하는 통신부를 포함할 수 있다.The cloud server that provides optimized stimulation to the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device according to an embodiment generates a stimulation signal from the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device, A monitoring information collecting unit that collects monitoring information including a biosignal measured as the vagus nerve is stimulated in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at two or more stimulation sites, the stimulation signal and the stimulation signal from the collected monitoring information A signal extraction unit for extracting a biosignal corresponding to It may include an artificial intelligence processing unit that regenerates the stimulation signal to be adjusted for the balance of the sympathetic and parasympathetic nerves, and a communication unit that controls the regenerated stimulation signal to be fed back to the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device. have.

일실시예에 따른 상기 인공지능 처리부는, 상기 생체신호로부터 측정되는 HRV(Heart rate variability)를 이용해서 인접한 심박동 사이 시간 간격의 변동성에 기초하여 심장 및 뇌 간의 상호 작용 또는 자율신경계에 대한 이상여부를 판단하거나, 또는 상기 생체신호로부터 측정되는 BRS(Baroreflex sensitivity)를 이용해서 혈압의 항상성 유지 정도를 판별하여 자율신경계의 이상여부를 판단할 수 있다.The artificial intelligence processing unit according to an embodiment, based on the variability of the time interval between adjacent heartbeats using HRV (Heart rate variability) measured from the biosignal, determines whether there is an abnormality in the interaction between the heart and the brain or the autonomic nervous system Alternatively, it is possible to determine whether the autonomic nervous system is abnormal by determining the degree of maintaining homeostasis of blood pressure using Baroreflex sensitivity (BRS) measured from the biosignal.

일실시예에 따른 상기 인공지능 처리부는, 상기 생체신호에 포함된 정보 중, EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응의 모니터링 결과로서, 상기 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공할 수 있다.The artificial intelligence processing unit according to an embodiment, as a result of monitoring a brain reaction by an electroencephalogram (EEG), among the information included in the biosignal, transmits the frontal lobe activation information according to the brain reaction to the artificial intelligence machine learning algorithm-based It can be provided as an input to the stimulus control model.

일실시예에 따른 상기 인공지능 처리부는, 상기 생체신호에 포함된 정보 중, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응의 모니터링 결과로서, 상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공할 수 있다.The artificial intelligence processing unit according to an embodiment is a monitoring result of a neural reaction by PPG (photoplethysmography) measured from at least one of an ear, a neck, or a wrist among the information included in the biosignal, Autonomic neural information may be provided as an input to the stimulus control model based on the artificial intelligence machine learning algorithm.

일실시예에 따른 상기 인공지능 처리부는, 상기 생체신호에 포함된 정보 중, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응의 모니터링 결과로서, 상기 신체반응에 따른 자율신경정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공할 수 있다.The artificial intelligence processing unit according to an embodiment may include, as a result of monitoring a body reaction by a physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of an ear, a neck, or a wrist among the information included in the biosignal, the body reaction It is possible to provide the autonomic neural information according to the input of the stimulus control model based on the artificial intelligence machine learning algorithm.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 자극신호에 기초하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생하는 단계, 상기 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정하는 단계, 상기 측정된 생체신호에 따라 생성되는 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계, 상기 출력된 모니터링 정보를 근거리 무선통신을 이용하여 모바일 단말기에 전송하도록 처리하는 단계, 및 모바일 단말기 또는 클라우드 서버로부터 자극 조절 모델에 기반하여 피드백되는 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 새롭게 발생하는 단계를 포함할 수 있다.The method of operating the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment includes stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, based on the stimulation signal. generating electrical stimulation to stimulate, measuring a biosignal that responds to the stimulus signal for the vagus nerve, outputting monitoring information generated according to the measured biosignal through an artificial intelligence encoder, the output processing the monitored information to be transmitted to the mobile terminal using short-range wireless communication, and receiving the regenerated stimulus signal fed back based on the stimulus control model from the mobile terminal or cloud server to generate a new electrical stimulus can do.

일실시예에 따른 상기 생체신호를 측정하는 단계는, EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링한 생체신호를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계는, 상기 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The measuring of the bio-signal according to an embodiment includes measuring the bio-signal of monitoring a brain reaction by an electroencephalogram (EEG), and outputting the monitoring information through an artificial intelligence encoder includes: It may include the step of encoding and outputting the frontal lobe activation information according to the brain response through an artificial intelligence encoder.

일실시예에 따른 상기 생체신호를 측정하는 단계는, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링한 생체신호를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계는, 상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The measuring of the biosignal according to an embodiment includes measuring a biosignal of monitoring a neural response by photoplethysmography (PPG) measured from at least one of an ear, a neck, or a wrist, and the monitoring information The outputting through the artificial intelligence encoder may include encoding and outputting autonomic neural information according to the neural response through the artificial intelligence encoder.

일실시예에 따른 상기 생체신호를 측정하는 단계는, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응을 모니터링한 생체신호를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계는, 상기 신체반응에 따른 움직임 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The measuring of the bio-signal according to an embodiment includes measuring the bio-signal of monitoring a body reaction by a physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of an ear, a neck, and a wrist, The step of outputting the monitoring information through the artificial intelligence encoder may include encoding and outputting motion information according to the body reaction through the artificial intelligence encoder.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는, 자극신호에 기초하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생하는 자극부, 상기 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정하고, 상기 자극신호 및 상기 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 생체신호 모니터링부, 및 상기 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하는 인공지능 처리부를 포함하고, 상기 자극부는, 상기 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 다시 발생할 수 있다.A user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device according to an embodiment, based on a stimulation signal, stimulates the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively A stimulation unit that generates electrical stimulation, a biological signal monitoring unit that measures a biological signal that responds to the stimulation signal for the vagus nerve, and outputs the stimulation signal and monitoring information including the biological signal through an artificial intelligence encoder; and providing the stimulus signal and the bio-signal as an input to a stimulus control model based on a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm, and as an output of the stimulus control model, the bio-signal is adjusted to balance the sympathetic and parasympathetic nerves It includes an artificial intelligence processing unit that regenerates the stimulation signal, wherein the stimulation unit may receive the regenerated stimulation signal to generate electrical stimulation again.

일실시예에 따르면, 자율신경계 반응을 모니터링하고, 이를 기반으로 인공지능 자극 피드백을 통해 주관적 처리를 배제하고, 사용자에 최적화된 자극 레시피를 제공할 수 있다.According to an embodiment, it is possible to monitor the autonomic nervous system response, to exclude subjective processing through artificial intelligence stimulus feedback based on this, and to provide a stimulus recipe optimized to the user.

일실시예에 따르면, 미주신경의 자극은 중추신경계 내에서 GABA, 세로토닌 및 노르에피네프린을 비롯한 억제성 신경전달 물질의 방출을 유도할 수 있으며, 이를 통해 교감신경 및 부교감신경의 불균형으로 인해 초래되는 수면장애, 정서장애 및 소화기 관련 증상을 완화할 수 있다.According to one embodiment, stimulation of the vagus nerve may induce the release of inhibitory neurotransmitters, including GABA, serotonin, and norepinephrine, in the central nervous system, and thereby sleep resulting from imbalance of sympathetic and parasympathetic nerves. It can relieve disorders, emotional disorders, and digestive-related symptoms.

일실시예에 따르면, 교감신경과 부교감신경의 불균형으로 증상이 나타나는 질환이나 관련 증상을 완화할 수 있다.According to one embodiment, it is possible to alleviate a disease or related symptoms in which symptoms are caused by an imbalance between the sympathetic and parasympathetic nerves.

일실시예에 따르면, 만성통증/스트레스 및 기분장애에 따른 교감신경 과활성화의 교정할 수 있다.According to one embodiment, it is possible to correct overactivation of the sympathetic nerve according to chronic pain/stress and mood disorders.

일실시예에 따르면, 인공지능 알고리즘을 활용한 사용자 맞춤형 미주신경 자극 최적화를 통하여 메뉴얼 기반으로 제공되는 기존 미주신경 자극기기의 한계점을 극복할 수 있다.According to an embodiment, it is possible to overcome the limitations of the existing vagus nerve stimulation device provided based on a manual through user-customized vagus nerve stimulation optimization using an artificial intelligence algorithm.

일실시예에 따르면, 심신 안정을 위한 부교감신경계를 활성화 할 수 있다.According to one embodiment, it is possible to activate the parasympathetic nervous system for mental and physical stability.

일실시예에 따르면, 자기장 자극을 통해 섬유모세포, 연골세포, 뼈 모세포의 대사를 증진시키고, 다양한 세포들의 수용체에 대한 호르몬과 신경전달 물질의 효과를 조정하며, 요통, 골반통, 신경병성 통증, 신경통/근육통의 완화 및 골절의 치료 효과를 높일 수 있다.According to one embodiment, through magnetic field stimulation, the metabolism of fibroblasts, chondrocytes, and osteoblasts is enhanced, the effects of hormones and neurotransmitters on receptors of various cells are adjusted, and back pain, pelvic pain, neuropathic pain, neuralgia / It can relieve muscle pain and increase the therapeutic effect of fractures.

도 1은 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치와 자극되는 신경 간의 관계를 설명하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 구성요소들을 설명하는 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치가 사용되는 전체 시스템을 설명하는 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치를 통해 자극을 제공하는 동안 알파파 및 부교감신경의 활성화가 관찰되는 그래프를 설명하는 도면이다.
도 5는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에 대한 구체적인 구현 예시와 주요 이벤트 흐름을 설명하는 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 클라우드 서버를 설명하는 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a relationship between a user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus and a nerve to be stimulated according to an embodiment.
2 is a view for explaining the components of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment.
3 is a view for explaining the entire system in which the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment is used.
4 is a diagram illustrating a graph in which alpha wave and parasympathetic activation are observed while stimulation is provided through a user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device according to an embodiment.
5 is a view for explaining a specific implementation example and main event flow for a user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device.
6 is a view for explaining a cloud server according to an embodiment.
7 is a view for explaining a method of operating a user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed herein are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiment according to the concept of the present invention These may be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Expressions describing the relationship between elements, for example, “between” and “between” or “directly adjacent to”, etc. should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers, It should be understood that the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts or combinations thereof is not precluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 1은 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치와 자극되는 신경 간의 관계를 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a relationship between a user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus and a nerve to be stimulated according to an embodiment.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 전기자극 또는 자기장 형태의 자극을 사용자에게 공급하되, 사용자에게 적합한 맞춤형의 자극을 제공하여 교감신경과 부교감신경을 균형있게 조절할 수 있다.The user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment supplies stimulation in the form of electrical stimulation or magnetic field to the user, but provides customized stimulation suitable for the user to balance the sympathetic and parasympathetic nerves can

이를 위해, 기존의 다양한 논문에서 증명한 가설 등에 기반하여 자극신호의 재생성이 이뤄질 수 있다.To this end, the stimulation signal can be regenerated based on the hypotheses proven in various existing papers.

자극이 들어가기 전/ 후에 사용자 상태 변화를 관찰하기 위한 실험인 자극 유무 실험을 통해, 미주신경 자극을 통해 자극이 주어지기 전, 후에 사용자 상태의 변화가 일어나는지 여부를 확인할 수 있다.Through the stimulation presence/absence experiment, which is an experiment for observing the change in the user's state before/after the stimulus is applied, it is possible to check whether the change in the user's state occurs before and after the stimulus is given through the vagus nerve stimulation.

또한, 자극을 실제로 주었을 때와 거짓으로 주었다고 하였을 때 사용자 상태 변화를 관찰하기 위한 실험으로서, 거짓 자극 실험을 통해 자극이 거짓으로 주어질 때에도 사용자의 상태 변화가 있는지 여부를 확인할 수 있다.Also, as an experiment for observing a change in the user's state when a stimulus is actually given and when it is said that a stimulus is given falsely, it is possible to check whether there is a change in the user's state even when a stimulus is given falsely through the false stimulus experiment.

뿐만 아니라, 공포 영상을 보여주고 불안 상태 이후, 자극이 들어갔을 때 사용자 상태 변화를 관찰하기 위한 실험으로서, 공포 실험을 통해 사용자가 불안 상태에 있을 때, 미주신경 자극을 통해 사용자 상태를 안정화 시킬 수 있는지 여부를 확인할 수 있다.In addition, as an experiment to show the fear image and observe the change in the user's state when the stimulus is applied after the anxious state, when the user is in the anxious state through the fear experiment, the user's state can be stabilized through the vagus nerve stimulation. You can check whether there is

예를 들면, Yu, Zhang et al. 2009를 참고하면 스트레스 등의 이유에 의해 교감 신경 활성화가 일어나면 α power가 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서 부교감 신경의 활성화로 교감 신경의 비활성화를 유도할 경우 α power가 증가하여 차분한 상태로 될 것으로 예상되며, 실제로 전자기 자극을 이용하여 미주신경을 자극하였을 경우 모든 주파수에서 power가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 특히 α power의 증가는 부교감 신경의 활성화로 인해 교감 신경의 비활성화를 유도할 수 있다는 결과로 해석할 수 있다.See, for example, Yu, Zhang et al. Referring to 2009, it can be seen that α power decreases when sympathetic nerve activation occurs due to reasons such as stress. Therefore, when the inactivation of the sympathetic nerve is induced by the activation of the parasympathetic nerve, the α power is expected to increase to a calm state, and it can be confirmed that the power increases at all frequencies when the vagus nerve is stimulated using electromagnetic stimulation. . In particular, the increase in α power can be interpreted as a result that the inactivation of the sympathetic nerve can be induced due to the activation of the parasympathetic nerve.

한편, 공포 실험으로서, δ band에서는 자극이 있은 후부터 지속적으로 파워가 증가하며,

Figure pat00001
, α,
Figure pat00002
band에서는 처음에 자극이 주어진 후 10분 후에 Power가 증가하지만 자극이 종료된 후에 power가 감소하는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, as a fear experiment, the power continuously increases after stimulation in the δ band,
Figure pat00001
, α,
Figure pat00002
In the band, it can be seen that the power increases 10 minutes after the stimulus is initially given, but the power decreases after the stimulus ends.

α,

Figure pat00003
power의 경우 공포 영상을 시청할 때 낮아진 후 자극 후 증가하는 것을 확인할 수 있으며, Herrmann, Str
Figure pat00004
ber et al. 2016에서는 α power의 경우, 무언가에 집중을 하지 못할 때 Inhibition 되는 것이라 설명하고 있다.α,
Figure pat00003
In the case of power, it can be seen that when watching a horror image, it decreases and then increases after stimulation, Herrmann, Str
Figure pat00004
ber et al. In 2016, in the case of α power, it is explained that it is inhibited when one cannot concentrate on something.

따라서 무서운 영상에 집중을 못 하고 있어 Alpha power가 감소하였고, 차후 영상이 끝났을 때 Alpha power가 증가하는 것으로 생각 할 수 있다. Therefore, it is possible to think that the alpha power decreased because he could not concentrate on the scary image, and the alpha power increased when the subsequent image was finished.

Howells, Stein et al. 2010에서는, Beta Power의 경우 Attention의 영향을 받는다는 보고가 있다. Howells, Stein et al. In 2010, there is a report that Beta Power is affected by Attention.

즉, α,

Figure pat00005
band는 attention에 관련되어 있다는 점을 알 수 있으며, 공포감을 느꼈을 때 Attention이 감소하였고, 또한 불안을 느끼고 있다고 해석할 수 있다. 이러한 현상을 전자기 자극을 통한 미주신경을 자극하였을 때 Relax한 상태로 변화를 유발 할 수 있다.That is, α,
Figure pat00005
It can be seen that the band is related to attention, and it can be interpreted that attention is decreased when feeling fear, and also feeling anxiety. When the vagus nerve is stimulated through electromagnetic stimulation, this phenomenon can cause a change in a relaxed state.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 귀의 주변에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)를 이용해 미주신경을 자극할 수 있다.The user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment may stimulate the vagus nerve using cranial electrotherapy stimulation (CES) around the ear.

구체적으로, 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 귀의 주변 중에서 경피신경자극(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation, TENS) 기반의 이갑개(Concha) 및 귓볼(Lobule)에 분포한 미주신경을 자극할 수 있다.Specifically, the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment is distributed in the turbinate and lobule based on Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) in the vicinity of the ear. It can stimulate the vagus nerve.

이를 위해, 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 귀에 고정되기 위한 행어(110)와, 행어(110)에 물리적으로 고정되어 이갑개(Concha) 및 귓볼(Lobule)에 분포한 미주신경을 자극할 수 있는 본체(120)로 구분될 수 있다.To this end, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment includes a hanger 110 to be fixed to the ear, and a hanger 110 physically fixed to the hanger 110 to provide a concha and a lobule. ) can be divided into a main body 120 that can stimulate the vagus nerve distributed in the body.

본체(120)에는 도면부호 130과 같이 자극접점을 통해 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생할 수 있다. 전기자극은 전기신호에 따라서 생성될 수 있고, 전기신호는 사용자의 생체신호에 따라서 실시간으로 조절될 수 있다.Electrical stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) may be generated in the main body 120 in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, through the stimulation contact point 130 . Electrical stimulation may be generated according to an electrical signal, and the electrical signal may be adjusted in real time according to a user's bio-signal.

자극접점(130)에 의한 전기자극은 경피신경자극 기반의 이갑개 및 귓볼에 분포한 미주신경을 자극할 수 있다.Electrical stimulation by the stimulation contact 130 may stimulate the vagus nerve distributed in the turbinate and earlobe based on percutaneous nerve stimulation.

도 1에서 PSNS는 parasympathetic nervous system으로, NTS는 Nucleus tractus solitaries, LC는 Locus coeruleus, SCA는 Subcortical area로, CA는 Cortical area로 해석될 수 있다.In FIG. 1 , PSNS may be interpreted as a parasympathetic nervous system, NTS as Nucleus tractus solitaries, LC as Locus coeruleus, SCA as subcortical area, and CA as cortical area.

한편, 자극접점(130)은 자극신호에 기반하여 CES의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생하되, 강도 0-20mA의 범위, 주파수 대역 0-1000Hz의 범위, 및 펄스폭(pulse width) 0-1000μS의 범위에서 전기자극을 발생할 수 있다.On the other hand, the stimulation contact 130 generates an electrical stimulation to stimulate the vagus nerve in the form of CES based on the stimulation signal, the intensity is in the range of 0-20mA, the frequency band is in the range of 0-1000Hz, and the pulse width Electrical stimulation can be generated in the range of 0-1000 μS.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 전기자극에 의한 생체신호를 모니터링할 수 있다.The user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment may monitor bio-signals by electrical stimulation.

또한, 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 모니터링된 생체신호를 모바일 단말기나 클라우드 서버로 전송하고, 이를 기반으로 산출되는 새로운 자극신호를 전달 받아 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES의 형태로 새롭게 자극할 수 있다.In addition, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment transmits the monitored bio-signal to a mobile terminal or a cloud server, and receives a new stimulation signal calculated based on this, each of the pinna and the auricle At least two or more stimulation sites located in CES can be newly stimulated.

이때, 모바일 단말기 또는 클라우드 서버는 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델을 이용하여 자극신호를 사용자 맞춤형으로 생성할 수 있다.In this case, the mobile terminal or the cloud server may generate a user-customized stimulus signal using a stimulus control model based on an artificial intelligence machine learning algorithm.

한편, 모바일 단말기는 클라우드 서버로부터 자극 조절 모델을 다운로드 하거나 주기적으로 업데이트할 수도 있다.Meanwhile, the mobile terminal may download or periodically update the stimulus control model from the cloud server.

구체적으로, 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델은 자극신호 및 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 입력받아 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호를 재생성할 수 있다.Specifically, the stimulus control model based on the artificial intelligence machine learning algorithm receives a stimulus signal and a bio-signal that responds according to the stimulus signal, and regenerates the stimulus signal so that the bio-signal is adjusted for the balance of the sympathetic and parasympathetic nerves. .

일례로, 모바일 단말기(또는 모바일 어플리케이션)는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치로부터 사용자 상태를 파악할 수 있는 clinical parameter인 HRV, BRS를 수집하여, 클라우드 서버로 신호와 clinical parameter를 전송할 수 있다.As an example, the mobile terminal (or mobile application) may collect clinical parameters such as HRV and BRS that can determine the user's condition from the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device, and transmit signals and clinical parameters to the cloud server.

이에, 클라우드 서버는 모바일 단말기(또는 모바일 어플리케이션)로부터 전송받은 신호와 clinical parameter들을 인공지능 기반의 모델에 입력 특징(input feature)으로 활용하여 타겟 교감신경 및 부교감신경의 균형을 잡을 수 있다.Accordingly, the cloud server can balance the target sympathetic and parasympathetic nerves by using the signals and clinical parameters transmitted from the mobile terminal (or mobile application) as input features to the artificial intelligence-based model.

일실시예에 따른 자극 조절 모델은, 생체신호로부터 측정되는 HRV(Heart rate variability)를 이용해서 인접한 심박동 사이 시간 간격의 변동성에 기초하여 심장 및 뇌 간의 상호 작용 또는 자율신경계에 대한 이상여부를 판단할 수 있다. The stimulus control model according to an embodiment uses heart rate variability (HRV) measured from a biosignal to determine whether an interaction between the heart and the brain or an abnormality in the autonomic nervous system is based on the variability of the time interval between adjacent heartbeats. can

상기 생체신호로부터 측정되는 BRS(Baroreflex sensitivity)를 이용해서 혈압의 항상성 유지 정도를 판별하여 자율신경계의 이상여부를 판단하여 상기 자극신호를 실시간으로 재생성할 수 있다.The degree of maintaining homeostasis of blood pressure is determined using Baroreflex sensitivity (BRS) measured from the biosignal to determine whether the autonomic nervous system is abnormal, and the stimulation signal can be regenerated in real time.

이를 위해, 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 전기자극에 대한 피드백으로서 다양한 생체신호를 모니터링할 수 있다.To this end, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment may monitor various biosignals as feedback to the electrical stimulation.

예를 들어, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링하고, 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.For example, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 may monitor a brain response by an electroencephalogram (EEG), and encode and output frontal lobe activation information according to the brain response through an artificial intelligence encoder.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 별도의 기기가 측정하는 EEG를 제공 받아 EEG에 의한 뇌반응을 모니터링할 수도 있고, 일체형의 모듈을 통해 EEG를 측정하여 EEG에 의한 뇌반응을 모니터링할 수도 있다.The user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment may receive EEG measured by a separate device and monitor the brain response by EEG, and measure EEG through an integrated module to measure EEG It is also possible to monitor brain responses by

또 다른 예로, 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링하고, 상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.As another example, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment monitors a nerve response by photoplethysmography (PPG) measured from at least one of an ear, neck, or wrist, and the nerve response Autonomic neural information according to the data can be encrypted and output through an artificial intelligence encoder.

또 다른 예로, 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(100)는 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응을 모니터링하고, 상기 신체반응에 따른 움직임 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.As another example, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 100 according to an embodiment monitors a body response by an Actigraph measured from at least one of an ear, a neck, or a wrist, and the Motion information according to body reactions can be encoded and output through an artificial intelligence encoder.

이하 도 2에서는 자극신호에 의한 전기자극에 따른 생체신호를 모니터링하고, 모니터링된 생체신호에 따라 피드백되는 새로운 자극신호를 생성하는 구체적인 구성요소들의 동작에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of specific components for monitoring a bio-signal according to electrical stimulation by the stimulation signal and generating a new stimulation signal fed back according to the monitored bio-signal will be described in FIG. 2 .

도 2는 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)의 구성요소들을 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining the components of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 200 according to an embodiment.

사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)는 자율신경계 반응을 모니터링하고, 이를 기반으로 인공지능 자극 피드백을 통해 주관적 처리를 배제하고, 사용자에 최적화된 자극 레시피를 제공할 수 있다.The user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 200 may monitor the autonomic nervous system response, and based on this, exclude subjective processing through artificial intelligence stimulation feedback, and provide a stimulation recipe optimized for the user.

일례로, 불안장애가 있는 환자의 경우 급작스럽게 패닉이 발생하는 경우를 고려할 수 있다.As an example, in the case of a patient with an anxiety disorder, a case of sudden panic may be considered.

이 경우, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)는 사용자로부터 수집되는 생체신호를 획득하고, 이를 기반으로 클라우드 서버는 인공지능 기반의 모델을 활용하여 clinical parameter를 계산하고, threshold 기반 교감신경 및 부교감신경 활성화 정도를 파악할 수 있다. 또한, 자율신경계의 정상화를 위한 교감신경 및 부교감신경의 정상화 구간을 타겟팅하여 가장 효과적으로 부교감신경 자극을 이뤄낼 수 있는 자극의 세기, frequency, width의 자극 패턴을 도출하고, 이에 맞춰 자극신호를 재생성하여 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)로 피드백할 수 있다.In this case, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 200 acquires the bio-signals collected from the user, and based on this, the cloud server calculates clinical parameters using an artificial intelligence-based model, and threshold-based sympathy It is possible to determine the degree of nerve and parasympathetic activation. In addition, by targeting the normalization section of the sympathetic and parasympathetic nerves for the normalization of the autonomic nervous system, the stimulation pattern of the intensity, frequency, and width of the stimulation that can achieve the most effective parasympathetic stimulation is derived, and the stimulation signal is regenerated accordingly. It can be fed back to the customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device 200 .

또한, 이를 통해 중추신경계 내에서 GABA, 세로토닌 및 노르에피네프린을 비롯한 억제성 신경전달 물질의 방출을 유도할 수 있으며, 교감신경 및 부교감신경의 불균형으로 인해 초래되는 수면장애, 정서장애 및 소화기 관련 증상을 완화시킬 수 있다.In addition, it can induce the release of inhibitory neurotransmitters, including GABA, serotonin, and norepinephrine, within the central nervous system, and reduce sleep disorders, emotional disorders, and digestive-related symptoms caused by sympathetic and parasympathetic imbalances. can alleviate

이에, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)는 자극부(210), 생체신호 모니터링부(220), 및 통신부(230)를 포함할 수 있다.Accordingly, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 200 may include a stimulation unit 210 , a biosignal monitoring unit 220 , and a communication unit 230 .

먼저, 자극부(210)는 자극신호에 기초하여 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생할 수 있다. First, the stimulation unit 210 may generate electrical stimulation to stimulate the vagus nerve based on the stimulation signal.

특히, 일실시예에 따른 자극부(210)는 자극신호에 기초하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생할 수 있다.In particular, the stimulation unit 210 according to an exemplary embodiment generates electrical stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, based on the stimulation signal. can

또한, 자극부(210)는 자극 조절 모델에 기반하여 피드백되는 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 다시 발생할 수 있다. In addition, the stimulation unit 210 may receive the regenerated stimulation signal fed back based on the stimulation control model to generate electrical stimulation again.

자극 조절 모델은, 모바일 단말기에 모바일 어플리케이션의 형태로 구동될 수도 있고, 클라우드 서버에서 모델링 엔진의 형태로 구동될 수도 있다.The stimulus control model may be driven in the form of a mobile application in the mobile terminal, or may be driven in the form of a modeling engine in the cloud server.

또한, 자극 조절 모델의 일부분이 모바일 단말기에 모바일 어플리케이션의 형태로 구동될 수도 있고, 나머지 부분이 클라우드 서버에서 모델링 엔진의 형태로 구동될 수도 있다.In addition, a part of the stimulus control model may be driven in the form of a mobile application in the mobile terminal, and the remaining part may be driven in the form of a modeling engine in the cloud server.

일실시예에 따르면, 자극 조절 모델은 생체신호로부터 측정되는 HRV(Heart rate variability)를 이용해서 인접한 심박동 사이 시간 간격의 변동성에 기초하여 심장 및 뇌 간의 상호 작용 또는 자율신경계에 대한 이상여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment, the stimulus control model uses heart rate variability (HRV) measured from biosignals to determine whether there is an interaction between the heart and the brain or abnormalities in the autonomic nervous system based on the variability of the time interval between adjacent heartbeats. can

뿐만 아니라, 자극 조절 모델은 생체신호로부터 측정되는 BRS(Baroreflex sensitivity)를 이용해서 혈압의 항상성 유지 정도를 판별하여 자율신경계의 이상여부를 판단하여 상기 자극신호를 실시간으로 재생성할 수 있다.In addition, the stimulus control model can determine the degree of maintaining homeostasis of blood pressure using Baroreflex sensitivity (BRS) measured from a biosignal to determine whether the autonomic nervous system is abnormal, and regenerate the stimulus signal in real time.

일실시예에 따른 자극 조절 모델은 HRV와 BRS를 모두 이용해서 이상여부를 판단할 수도 있다.The stimulus control model according to an embodiment may determine whether there is an abnormality using both HRV and BRS.

한편, 자극 조절 모델은 전이(Transfer) 및 강화(Reinforcement) 학습 기반 알고리즘이 구현될 수 있다. 또한, 각 알고리즘 내의 학습 요소는 Action, Reward, Environment, 및 State이 사용될 수 있다.Meanwhile, in the stimulus control model, a transfer and reinforcement learning-based algorithm may be implemented. In addition, as learning elements in each algorithm, Action, Reward, Environment, and State may be used.

먼저, Action은 ASMR, TENS, PEMF을 통한 미주 신경 자극을 위한 요소에 해당하며, Reward는 자극에 대한 반응으로서, 교감 또는 부교감 신경 변화 기반의 Reward를 추출할 수 있다.First, Action corresponds to an element for vagus nerve stimulation through ASMR, TENS, and PEMF, and Reward is a response to stimulation, and Reward based on sympathetic or parasympathetic changes can be extracted.

또한, Environment는 자극에 대한 사용자의 신체 반응 기반 학습을 진행할 수 있다. 특히, 신체 반응은 HRV, BRS 등으로서, 전기자극 또는 자기장에 의한 생체신호의 변화로 해석될 수 있다.In addition, the environment may proceed with learning based on the user's body response to stimuli. In particular, the body response, such as HRV, BRS, and the like, can be interpreted as a change in a biosignal caused by electrical stimulation or a magnetic field.

마지막으로, State는 Environment 정보 기반 사용자 상태 모니터링 함수에 해당한다.Finally, State corresponds to the environment information-based user state monitoring function.

다음으로, 생체신호 모니터링부(220)는 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정할 수 있다. Next, the biosignal monitoring unit 220 may measure a biosignal that responds to the stimulation signal for the vagus nerve.

일례로, 생체신호 모니터링부(220)는 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호로서 EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링할 수 있다. 이를 위해, 생체신호 모니터링부(220)는 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 측정할 수 있다.For example, the biosignal monitoring unit 220 may monitor a brain reaction by an electroencephalogram (EEG) as a biosignal that responds to a stimulus signal for the vagus nerve. To this end, the biosignal monitoring unit 220 may measure frontal lobe activation information according to a brain reaction.

또한, 생체신호 모니터링부(220)는 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호로서 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링할 수 있다. 이를 위해, 생체신호 모니터링부(220)는 신경반응에 따른 자율신경정보를 측정할 수 있다.In addition, the biosignal monitoring unit 220 may monitor a nerve response by photoplethysmography (PPG) measured from at least one of an ear, a neck, or a wrist as a biosignal that responds to a stimulus signal for the vagus nerve. To this end, the biosignal monitoring unit 220 may measure autonomic nerve information according to a nerve response.

한편, 생체신호 모니터링부(220)는 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응을 모니터링할 수 있다. 이를 위해, 생체신호 모니터링부(220)는 신체반응에 따른 움직임 정보를 측정할 수 있다.On the other hand, the biosignal monitoring unit 220 may monitor a body reaction by a physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of the ear, neck, and wrist. To this end, the biosignal monitoring unit 220 may measure movement information according to a body reaction.

또한, 생체신호 모니터링부(220)는 자극신호 및 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력할 수 있다.In addition, the bio-signal monitoring unit 220 may output the stimulation signal and monitoring information including the bio-signal through the artificial intelligence encoder.

통신부(230)는 출력된 모니터링 정보를 근거리 무선통신을 이용하여 모바일 단말기에 전송하도록 처리할 수 있다.The communication unit 230 may process the output monitoring information to be transmitted to the mobile terminal using short-range wireless communication.

일례로, 통신부(230)는 블루투스나, 와이파이 등의 통신 방식을 통해 출력된 모니터링 정보를 모바일 단말기에 전송하도록 처리할 수 있다.For example, the communication unit 230 may process to transmit the monitoring information output through a communication method such as Bluetooth or Wi-Fi to the mobile terminal.

일실시예에 따르면, 모바일 단말기는 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델을 모바일 어플리케이션을 통해 구현할 수 있다.According to an embodiment, the mobile terminal may implement a stimulus control model based on an artificial intelligence machine learning algorithm through a mobile application.

이 경우, 통신부(230)가 전송하는 모니터링 정보는 모바일 단말기 내에서 처리될 수 있다.In this case, the monitoring information transmitted by the communication unit 230 may be processed in the mobile terminal.

구체적으로, 모바일 단말기는 출력된 모니터링 정보로부터 자극신호 및 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 추출할 수 있다.Specifically, the mobile terminal may extract a stimulus signal and a biosignal responding according to the stimulus signal from the output monitoring information.

또한, 모바일 단말기는 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 자극 조절 모델의 출력으로서 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성할 수 있다. 또한, 모바일 단말기는 재생성된 자극신호를 통신부(230)로 피드백할 수 있다.In addition, the mobile terminal provides the extracted stimulus signal and the bio-signal as an input to a stimulus control model based on a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm, and as an output of the stimulus control model, the bio-signal is used to balance the sympathetic and parasympathetic nerves. It can be regenerated with a stimulus signal that allows it to be controlled. Also, the mobile terminal may feed back the regenerated stimulation signal to the communication unit 230 .

이에, 자극부(210)는 피드백된 자극신호로써 전기자극을 새롭게 발생할 수 있다.Accordingly, the stimulation unit 210 may newly generate electrical stimulation as the fed back stimulation signal.

일실시예에 따르면, 클라우드 서버가 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델을 유지하고 자극신호를 재생성할 수 있다.According to one embodiment, the cloud server may maintain the stimulus control model based on the artificial intelligence machine learning algorithm and regenerate the stimulus signal.

이를 위해, 모바일 단말기는 모니터링 정보를 클라우드 서버로 전달하는 기능을 처리한다.To this end, the mobile terminal processes the function of transmitting monitoring information to the cloud server.

구체적으로, 클라우드 서버는 전송된 모니터링 정보로부터 자극신호 및 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 추출할 수 있다.Specifically, the cloud server may extract a stimulus signal and a bio-signal that responds according to the stimulus signal from the transmitted monitoring information.

또한, 클라우드 서버는 추출된 자극신호 및 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 자극 조절 모델의 출력으로서 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성할 수 있다.In addition, the cloud server provides the extracted stimulus signals and bio-signals as inputs to the stimulus control model based on the pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm, and as the output of the stimulus control model, the bio-signals are adjusted to balance the sympathetic and parasympathetic nerves. It can be regenerated with a stimulus signal that makes it possible.

이에, 클라우드 서버는 재생성된 자극신호를 상기 통신부로 피드백하며, 자극부(210)는 피드백된 자극신호로써 전기자극을 새롭게 발생할 수 있다.Accordingly, the cloud server feeds back the regenerated stimulation signal to the communication unit, and the stimulation unit 210 may newly generate electrical stimulation as the fed back stimulation signal.

일실시예에 따르면, 자극신호의 재생성은 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)에서 처리될 수도 있다.According to an embodiment, the regeneration of the stimulation signal may be processed in the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 200 .

즉, 자극신호의 재생성은 모바일 단말기의 모바일 어플리케이션이나, 클라우드의 서버에서 처리될 수도 있지만, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200) 자체 내에서도 처리될 수 있다.That is, the regeneration of the stimulation signal may be processed in a mobile application of a mobile terminal or a server in the cloud, but may also be processed in the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 200 itself.

이에, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)는 자극부(210), 생체신호 모니터링부(220), 및 인공지능 처리부(미도시)를 포함할 수 있다.Accordingly, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 200 may include a stimulation unit 210 , a biosignal monitoring unit 220 , and an artificial intelligence processing unit (not shown).

즉, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(200)는 자극신호 및 생체신호 중에서 적어도 하나를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 자극 조절 모델의 출력으로서 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하는 인공지능 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다.That is, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 200 provides at least one of a stimulation signal and a bio-signal as an input of a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm-based stimulation control model, and provides a biological signal as an output of the stimulation control model. It may further include an artificial intelligence processing unit (not shown) that regenerates the signal into a stimulus signal to be adjusted for the balance of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve.

이 경우, 자극부(210)는 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 다시 발생할 수 있다.In this case, the stimulation unit 210 may receive the regenerated stimulation signal to generate electrical stimulation again.

도 3은 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치가 사용되는 전체 시스템(300)을 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining the entire system 300 in which the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment is used.

전체 시스템(300)을 살펴보면, 환자의 상태는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)를 통해 수집될 수 있다.Looking at the entire system 300 , the patient's condition may be collected through the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device 310 .

사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)가 생성하는 자극의 종류는 미주신경 자극과 ASMR이 있다.The types of stimulation generated by the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 310 include vagus nerve stimulation and ASMR.

즉, 미주신경 자극을 통해 세로토닌 경로를 자극하며, ASMR 자극을 통해 옥시토신 경로를 자극하여 증상을 완화하며 자세한 경로는 다음과 같다.That is, it stimulates the serotonin pathway through vagus nerve stimulation and relieves symptoms by stimulating the oxytocin pathway through ASMR stimulation. The detailed pathway is as follows.

먼저, 세로토닌의 경로를 살펴보면, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)를 통해 귀, 목 부위의 미주신경 경로를 자극하고, 미주신경 자극은 NTS를 거쳐 locus coeruleus (LC)를 자극할 수 있다. 한편, LC는 노르에피네프린(NE) 분비를 촉진시켜 dorsal raphe nucleus (DRN)를 자극하고, 이로 인해 세로토닌(5-HT) 분비가 촉진될 수 있다. 세로토닌(5-HT) 분비의 증가는 멜라토닌의 증가로 이어지며, 멜라토닌 부족에 의한 수면장애를 치료할 수 있다.First, looking at the pathway of serotonin, the vagus nerve pathway in the ear and neck area is stimulated through the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device 310, and the vagus nerve stimulation passes through the NTS to stimulate the locus coeruleus (LC). can On the other hand, LC stimulates the secretion of norepinephrine (NE) to stimulate the dorsal raphe nucleus (DRN), which may promote serotonin (5-HT) secretion. An increase in serotonin (5-HT) secretion leads to an increase in melatonin, and sleep disorders caused by melatonin deficiency can be treated.

한편, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)는 Autonomous sensory meridian response (ASMR) 컨텐츠를 제공할 수도 있다.Meanwhile, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus 310 may provide Autonomous sensory meridian response (ASMR) content.

옥시토신의 경로를 살펴보면, ASMR의 효용성 평가를 위해 수행된 fMRI 연구에 따르면, ASMR은 medical prefrontal cortex를 활성화시키며, 이는 oxytocin의 증가로 이어져 relaxation response를 야기할 수 있다는 결과가 있으며, 이를 활용할 수 있다.Looking at the pathway of oxytocin, according to an fMRI study performed to evaluate the effectiveness of ASMR, ASMR activates the medical prefrontal cortex, which leads to an increase in oxytocin, which can lead to a relaxation response, which can be utilized.

일실시예에 따르면, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)는 자극신호에 기초하여 전기자극을 발생하고, 발생시킨 전기자극에 따라 반응하는 생체신호를 측정하고, 자극신호 및 상기 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 인공지능 인코더(320)를 통해 출력할 수 있다.According to an embodiment, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 310 generates electrical stimulation based on the stimulation signal, measures the biological signal that responds to the generated electrical stimulation, the stimulation signal and the biological Monitoring information including signals may be output through the artificial intelligence encoder 320 .

뿐만 아니라, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)는 자극신호에 기초하여 자기장을 발생하고, 발생시킨 자기장에 따라 반응하는 생체신호를 측정하고, 자극신호 및 상기 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력할 수도 있다.In addition, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 310 generates a magnetic field based on a stimulation signal, measures a biological signal that responds according to the generated magnetic field, and monitors the stimulation signal and the biological signal Information can also be output through an artificial intelligence encoder.

구체적인 전기자극의 예로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)는 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생할 수 있다.As a specific example of electrical stimulation, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 310 provides electrical stimulation to stimulate the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively. can occur

다른 전기자극의 예로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)는 목의 양경동맥에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 TENS(transcutaneous electrical nerve stimulator)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생할 수 있다.As another example of electrical stimulation, the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device 310 generates electrical stimulation to stimulate the vagus nerve in the form of at least two or more stimulation transcutaneous electrical nerve stimulators (TENS) located in the carotid artery of the neck. can

자기장의 예로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)는 심장에서부터 뇌 주변에 위치하는 자극 부위에서 PEMF(pulsed electromagnetic field)의 형태로 미주신경을 자극하는 목걸이 형태의 코일에서 자기장을 발생할 수 있다.As an example of a magnetic field, the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device 310 generates a magnetic field from a coil in the form of a necklace that stimulates the vagus nerve in the form of a pulsed electromagnetic field (PEMF) at a stimulation site located around the brain from the heart. can

인공지능 인코더(320)를 통해 출력된 모니터링 정보는 게이트웨이(330)를 통해 압축된 신호의 형태로 클라우드 서버(340)로 전달될 수 있다. The monitoring information output through the artificial intelligence encoder 320 may be transmitted to the cloud server 340 in the form of a compressed signal through the gateway 330 .

구체적으로, 클라우드(341)는 클라우드(341) 방식의 통신망을 통해 접속 가능한 데이터베이스(342)를 유지할 수 있다.Specifically, the cloud 341 may maintain a database 342 accessible through the cloud 341 type communication network.

데이터베이스(342)에는 이전에 측정된 다양한 형태의 생체신호들 대비 최적의 자극신호에 대한 정보가 기록될 수 있다.In the database 342 , information on an optimal stimulation signal compared to various types of previously measured biosignals may be recorded.

한편, 클라우드(341)로 전달된 모니터링 정보는 인공지능 디코더(343)를 통해 복호화된 후 원본신호의 형태로 신호 품질관리 인공지능(344)에서 아티팩트의 제거 과정이 수행될 수 있다.Meanwhile, after the monitoring information transmitted to the cloud 341 is decoded through the artificial intelligence decoder 343 , the artifact removal process may be performed in the signal quality control artificial intelligence 344 in the form of an original signal.

또한, 아티팩트가 제거된 모니터링 정보는 최적의 자극을 위해 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델(345)의 입력으로 제공될 수 있다. 또한, 아티팩트가 제거되어 품질이 개선된 모니터링 정보는 리스크를 감소한 또 다른 자극 조절 모델(346)의 입력으로 제공될 수 있다.In addition, the monitoring information from which the artifacts are removed may be provided as an input of the stimulus control model 345 based on the artificial intelligence machine learning algorithm for optimal stimulation. In addition, the monitoring information with improved quality by removing artifacts may be provided as an input of another stimulus control model 346 with reduced risk.

자극 조절 모델의 출력으로서 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성할 수 있다.As the output of the stimulus control model, the biosignal can be regenerated as a stimulus signal to be regulated for the balance of the sympathetic and parasympathetic nerves.

모바일 단말기는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)가 측정한 생체신호나, 클라우드 서버(340)를 통해 가공된 모니터링 정보를 디스플레이 등의 출력수단을 통해 환자에게 표시할 수 있다.The mobile terminal may display the bio-signals measured by the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 310 or monitoring information processed through the cloud server 340 to the patient through an output means such as a display.

본 도 3의 실시예에서는 자극 조절 모델(345) 또는 자극 조절 모델(346)이 클라우드 서버(340)에서 구동되는 것으로 본 발명을 설명하고 있으나, 자극 조절 모델(345) 및 자극 조절 모델(346) 또는 둘 중의 어느 하나는 모바일 어플리케이션의 형태로 모바일 단말기에서 구동될 수도 있다.In the embodiment of FIG. 3 , the present invention is described as the stimulation control model 345 or the stimulation control model 346 is driven by the cloud server 340 , but the stimulation control model 345 and the stimulation control model 346 . Alternatively, either one may be driven in the mobile terminal in the form of a mobile application.

한편, 의사는 자극 조절 모델(345) 또는 자극 조절 모델(346)으로부터의 출력정보(350)을 출력수단(360)을 통해 확인 후 환자에게 전자약 처방 등을 할 수 있다. 전자약 처방이라 함은, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(310)가 발생하는 전기자극 또는 자기장에 대해 변화를 줄 수 있는 다양한 입력으로 해석될 수 있다.Meanwhile, the doctor may prescribe an electronic drug to the patient after checking the output information 350 from the stimulus control model 345 or the stimulus control model 346 through the output means 360 . The electronic drug prescription may be interpreted as various inputs that can change the electrical stimulation or magnetic field generated by the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 310 .

일례로, 전자약 처방은 자극 조절 모델(345)이 재생성하는 자극신호와 관련하여, 전기자극 또는 자기장에 대한 진폭을 다르게 조정할 수 있는 가중치로 해석될 수도 있다.As an example, in relation to the stimulation signal reproduced by the stimulation control model 345 , the electronic drug prescription may be interpreted as a weight that can differently adjust the amplitude for electrical stimulation or magnetic field.

도 4는 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치를 통해 자극을 제공하는 동안 알파파 및 부교감신경의 활성화가 관찰되는 그래프(400)를 설명하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a graph 400 in which alpha wave and parasympathetic activation are observed while stimulation is provided through a user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device according to an embodiment.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 다양한 경로의 신경으로 뇌 자극을 유발하여, 자율신경계의 정상화를 유도할 수 있다.The user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment induces brain stimulation with nerves of various pathways, thereby inducing normalization of the autonomic nervous system.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 생체신호로서 EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링할 수 있다. The user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment may monitor a brain response by an electroencephalogram (EEG) as a biosignal.

특히, 경피신경자극 기반의 이갑개 및 귓볼에 분포한 미주신경 자극을 통한 부교감신경 활성도를 유도할 수 있다. 일례로, 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 사용자의 자율신경계 상태 변화를 모니터링하고, 이를 근간으로 이갑개 및 귓볼 미주신경 TEN의 실시간 최적화가 가능하다.In particular, it is possible to induce parasympathetic nerve activity through stimulation of the vagus nerve distributed in the turbinate and earlobe based on percutaneous nerve stimulation. For example, the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment monitors a change in the user's autonomic nervous system, and based on this, real-time optimization of the turbinate and vagus nerve TEN of the earlobe is possible.

일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 확인할 수 있다. 도면부호 410과 같이 최적의 자극신호에 의한 자극이 인가되는 경우에는 알파 PSD가 현저히 증가함으로써, 알파파 및 부교감신경의 활성화가 관찰될 수 있다. 또한, 도면부호 420과 같이 특정 구간에서 RMSSD에 의한 현저한 변화를 통해 알파파 및 부교감신경의 활성화가 관찰될 수 있다. 뿐만 아니라, 도면부호 430에서와 같이, 베이스라인에서부터 시작하여 전기자극이 지속된 후에는 RMSSD가 현저하게 증가하는 것으로 나타난다.The user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment may check frontal lobe activation information according to a brain response. As shown in reference numeral 410, when stimulation by an optimal stimulation signal is applied, alpha PSD remarkably increases, so that activation of alpha waves and parasympathetic nerves can be observed. In addition, as shown in reference numeral 420, activation of the alpha wave and parasympathetic nerve may be observed through a significant change due to RMSSD in a specific section. In addition, as shown in reference numeral 430, it appears that the RMSSD significantly increases after the electrical stimulation continues from the baseline.

참고로, 부교감신경과 관련 있는 심박변이도 변수를 살펴보면, Mean RR에 있어 R-R간격의 변화는 교감과 부교감신계의 활성 양상을 파악하는데 사용되며, 값이 증가할 수록 심박수가 감소함을 뜻하며, 동시에 부교감신경계가 활성화되었음을 의미한다.For reference, looking at the heart rate variability variables related to the parasympathetic nervous system, the change in the RR interval in the mean RR is used to identify the activity patterns of the sympathetic and parasympathetic systems. It means that the nervous system is activated.

RMSSD (Root Mean Square of the successive differences)는 심장에 대한 부교감 신경계의 조절이 잘 이루어 지는지를 나타내며, 값이 클수록 건강한 상태로 해석될 수 있다.RMSSD (Root Mean Square of the successive differences) indicates whether the parasympathetic nervous system is well regulated for the heart, and a larger value can be interpreted as a healthy state.

HF (High frequency band)는 고주파대를 의미하는 것으로서, 호흡 주기와 연관된 심박변이와 연관되어 있으며, 이 주파수 대역은 부교감 신경 또는 미주신경의 활성화를 보여준다고 알려져 있다.HF (High frequency band) refers to a high frequency band, and is associated with heart rate variability associated with the respiratory cycle, and this frequency band is known to show activation of the parasympathetic nerve or the vagus nerve.

LF/HF Ratio는 저주파수대역과 고주파수대역 파워의 비율이며, 값이 낮을수록 부교감신경이 활성화되었거나, 교감신경의 활성이 억제됨을 의미하고, Mean HR (Mean Heart Rate)는 평균 심박수로서, 값이 낮을수록 부교감신경계가 활성화되었음을 의미한다.LF/HF Ratio is the ratio of low frequency band to high frequency band power. A lower value means that the parasympathetic nerve is activated or the sympathetic nerve activity is suppressed. Mean HR (Mean Heart Rate) is the average heart rate, and the lower the value It means that the parasympathetic nervous system is activated.

이러한 현상은 다양한 미주신경 자극 경로를 고려한 강화학습 및 전이학습 기반의 사용자 맞춤형 자극 설계 알고리즘에 의한 것으로서, 생체신호 맞춤형 오토인코더의 원천기술을 활용함으로써, 자율신경계 반응 평가 및 자극 조절의 실시간성 확보가 가능하다. 또한, 단순히 세기를 증감하는 기존의 기술과는 달리 타겟팅한 교감/부교감신경의 활성도 정도에 맞춰 자극 강도를 조절하는 점에서 실시간의 맞춤형 자극이 가능하다.This phenomenon is due to a user-customized stimulus design algorithm based on reinforcement learning and transfer learning that considers various vagus nerve stimulation pathways. It is possible. In addition, unlike the existing technology of simply increasing or decreasing the intensity, real-time customized stimulation is possible in that the stimulation intensity is adjusted according to the degree of activity of the targeted sympathetic/parasympathetic nerves.

한편, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 생체신호로서 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링하고, 상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화할 수 있다.On the other hand, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device monitors the nerve response by PPG (photoplethysmography) measured from at least one of the ear, neck, or wrist as a biological signal, and artificially generates autonomic nerve information according to the nerve response. It can be encrypted through an intelligent encoder.

특히, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 양경동맥 주변에 분포한 심장, 폐, 또는 내장기관에서 올라오는 미주신경 TENS 자극을 통한 부교감신경의 활성화를 유도할 수 있다.In particular, the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device can induce parasympathetic activation through the vagus nerve TENS stimulation from the heart, lung, or internal organs distributed around the carotid artery.

다시 말해, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 사용자의 자율신경계 상태 변화를 모니터링하고, 이를 근간으로 양경동맥 미주신경 TENS의 실시간 최적화를 수행할 수 있다.In other words, the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device can monitor changes in the user's autonomic nervous system state and perform real-time optimization of the bicarotid vagus nerve TENS based on this.

한편, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 심장에서부터 뇌 주변에 위치하는 자극 부위에서 PEMF(pulsed electromagnetic field)의 형태로 미주신경을 자극하는 목걸이 형태의 코일에서 자기장을 발생하고, 이에 반응하는 생체신호를 모니터링하고, 이러한 생체신호에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화할 수 있다.On the other hand, the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device generates a magnetic field from a coil in the form of a necklace that stimulates the vagus nerve in the form of a pulsed electromagnetic field (PEMF) at a stimulation site located around the brain from the heart, and responds to it. Bio-signals can be monitored, and autonomic nerve information according to these bio-signals can be encoded through an artificial intelligence encoder.

특히, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 목걸이 형태의 코일 또는 솔레노이드에서 발산되는 자기자극을 통한 심장, 뇌 주변부에 분포한 미주신경을 자극할 수 있다.In particular, the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device can stimulate the vagus nerve distributed in the heart and brain periphery through magnetic stimulation emitted from a coil or solenoid in the form of a necklace.

이를 통해 사용자의 자율신경계 상태 변화를 모니터링하고 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치는 이를 근간으로 미주신경 PEMF의 실시간 최적화를 구현할 수 있다.Through this, the user's autonomic nervous system status change is monitored, and the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device can implement real-time optimization of the vagus nerve PEMF based on this.

예를 들어, 미주신경의 활성화는 nucleus of solitary tract (NTS)를 거쳐 periaqueductal gray (PAG)를 자극하고, PAG는 GABA 분비를 촉진하며, 결국 GABA의 증가는 hippocampus의 활동을 억제하여 불안장애 증세를 완화시킬 수 있다.For example, activation of the vagus nerve stimulates the periaqueductal gray (PAG) through the nucleus of solitary tract (NTS), PAG stimulates GABA secretion, and eventually, the increase in GABA suppresses hippocampus activity, leading to symptoms of anxiety disorders. can alleviate

한편, 미주신경 자극은 NTS를 거쳐 locus coeruleus (LC)를 자극할 수 있다. LC는 노르에피네프린(NE) 분비를 촉진시켜 dorsal raphe nucleus (DRN)를 자극하고, 이로 인해 세로토닌(5-HT) 분비가 촉진될 수 있다. 뿐만 아니라, 세로토닌(5-HT) 분비의 증가는 멜라토닌의 증가로 이어지며, 이는 멜라토닌 부족에 의한 수면장애를 치료할 수 있다.On the other hand, vagus nerve stimulation can stimulate the locus coeruleus (LC) via the NTS. LC stimulates norepinephrine (NE) secretion to stimulate dorsal raphe nucleus (DRN), which may promote serotonin (5-HT) secretion. In addition, an increase in serotonin (5-HT) secretion leads to an increase in melatonin, which can treat sleep disorders caused by melatonin deficiency.

도 5는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(510)에 대한 구체적인 구현 예시와 주요 이벤트 흐름을 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining a specific implementation example and main event flow for the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device 510 .

일실시예에 따른 생체신호 모니터링부는 적어도 하나 이상의 센서를 통해서 생체신호를 모니터링할 수 있고, 구체적으로는 사용자의 모션을 센싱하는 모션 센서(511) 또는 사용자의 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링하는 PPG 센서(512) 등을 이용해서 구현될 수 있다.The biosignal monitoring unit according to an embodiment may monitor the biosignal through at least one sensor, and specifically, from at least one of the motion sensor 511 sensing the user's motion or the user's ear, neck, or wrist. It may be implemented using a PPG sensor 512 that monitors a neural response by measured photoplethysmography (PPG).

생체신호는 신체의 일부를 전자기의 형태로써 미주신경을 자극함에 따라 생체로부터 측정되는 다양한 정보로 해석될 수 있다. 이러한 다양한 정보는 다양한 기기로 측정이 가능하며, 도 5에서 도시한 모션 센서(511) 또는 PPG 센서(512) 이외에도 다양한 센서가 추가되거나 대체될 수 있다.A biosignal can be interpreted as various information measured from a living body as a part of the body stimulates the vagus nerve in the form of electromagnetic waves. Such various information can be measured by various devices, and various sensors may be added or replaced in addition to the motion sensor 511 or the PPG sensor 512 illustrated in FIG. 5 .

또한, MCU(Micro Control Unit, 513)는 각 구성요소들의 전반적인 제어와 함께 신호처리를 담당할 수 있다.In addition, the micro control unit (MCU) 513 may be in charge of signal processing along with overall control of each component.

충전모듈(514)은 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(510)에 직류전원을 공급하기 위한 모듈로서, 충전배터리 등을 포함할 수 있다.The charging module 514 is a module for supplying DC power to the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 510, and may include a rechargeable battery.

일실시예에 따른 통신부는 통신모듈(515)을 포함하여 구현될 수 있다. 통신모듈(515)은 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(510)에 유무선 방식의 통신 기능을 제공하기 위한 모듈로서, 예를 들어 저전력 블루투스/와이파이 모듈을 이용하여 근거리 무선통신 기능을 제공하거나, 네트워크에 접속하여 유무선 데이터 통신이 가능하게 한다. The communication unit according to an embodiment may be implemented including a communication module 515 . The communication module 515 is a module for providing a wired/wireless communication function to the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 510, for example, providing a short-range wireless communication function using a low-power Bluetooth/Wi-Fi module or , to enable wired and wireless data communication by connecting to the network.

일실시예에 따른 자극부는 전기자극을 발생시키거나, 또는 자기장을 발생시키기 위한 다양한 자극채널 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The stimulation unit according to an embodiment may include at least one of various stimulation channels for generating electrical stimulation or generating a magnetic field.

일실시예에 따른 자극부는 CES 자극채널(516), TENS 자극채널(517), 또는 PEMF 자극채널(518) 중에서 적어도 하나의 자극채널을 포함할 수 있다.The stimulation unit according to an embodiment may include at least one stimulation channel among a CES stimulation channel 516 , a TENS stimulation channel 517 , and a PEMF stimulation channel 518 .

도 5에서는 다양한 자극채널을 모두 도시하고 있지만, 특정 자극신호를 발생하기 위한 목적에서 어느 하나의 자극채널만을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.Although FIG. 5 shows all the various stimulation channels, it may be implemented in a form including only one stimulation channel for the purpose of generating a specific stimulation signal.

일례로, CES 자극채널(516)은 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하기 위한 전기자극을 발생시킬 수 있다.For example, the CES stimulation channel 516 may generate electrical stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively.

한편, TENS 자극채널(517)은 귀의 주변 중에서 경피신경자극(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation, TENS) 기반의 이갑개(Concha) 및 귓볼(Lobule)에 분포한 미주신경을 자극하기 위한 전기자극을 발생시킬 수 있다.On the other hand, the TENS stimulation channel 517 can generate electrical stimulation to stimulate the vagus nerve distributed in the turbinate and lobule based on Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) in the vicinity of the ear. have.

또한, PEMF 자극채널(518)은 심장에서부터 뇌 주변에 위치하는 자극 부위에서 PEMF(pulsed electromagnetic field)의 형태로 미주신경을 자극하는 자기장을 발생시킬 수 있다.In addition, the PEMF stimulation channel 518 may generate a magnetic field that stimulates the vagus nerve in the form of a pulsed electromagnetic field (PEMF) at a stimulation site located around the brain from the heart.

도면부호 520은 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(510)와 연동하여, 모니터링된 생체신호에 따라 자극신호를 자극 조절 모델에 기반하여 재생성하기 위한 엔티티로 해석될 수 있다.Reference numeral 520 may be interpreted as an entity for regenerating a stimulation signal based on a stimulation control model according to a monitored biosignal by interworking with the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 510 .

일실시예에 따라서는 도면부호 520은 원격지의 클라우드 서버로 해석될 수 있고, 근거리에 위치한 모바일 단말기의 모바일 어플리케이션으로도 해석될 수 있다.According to an exemplary embodiment, reference numeral 520 may be interpreted as a cloud server at a remote location, and may also be interpreted as a mobile application of a mobile terminal located at a short distance.

뿐만 아니라, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치(510)와 하나의 장치내에서 구현되는 인공지능 처리 모듈로도 해석될 수 있다.In addition, it can be interpreted as an artificial intelligence processing module implemented in a user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device 510 and one device.

도 6은 일실시예에 따른 클라우드 서버(600)를 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining a cloud server 600 according to an embodiment.

일실시예에 따른 클라우드 서버(600)는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에 최적화 자극을 제공할 수 있다.The cloud server 600 according to an embodiment may provide optimized stimulation to the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus.

이를 위해, 일실시예에 따른 클라우드 서버(600)는 모니터링 정보 수집부(610), 신호 추출부(620), 인공지능 처리부(630), 및 통신부(640)를 포함할 수 있다.To this end, the cloud server 600 according to an embodiment may include a monitoring information collecting unit 610 , a signal extracting unit 620 , an artificial intelligence processing unit 630 , and a communication unit 640 .

먼저, 모니터링 정보 수집부(610)는 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 수집할 수 있다.First, the monitoring information collecting unit 610 may collect monitoring information including biosignals.

생체신호는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치가 자극신호를 발생하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극함에 따라 측정된 정보로 해석될 수 있다.The biosignal is measured when the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device generates a stimulation signal to stimulate the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively. can be interpreted as information.

다음으로, 신호 추출부(620)는 수집된 모니터링 정보를 디코딩하여, 자극신호 및 자극신호에 상응하는 생체신호를 추출할 수 있다.Next, the signal extraction unit 620 may decode the collected monitoring information to extract a stimulation signal and a biosignal corresponding to the stimulation signal.

또한, 인공지능 처리부(630)는 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공할 수 있다. 또한, 자극 조절 모델은 출력으로 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성할 수 있다.In addition, the artificial intelligence processing unit 630 may provide the extracted stimulus signal and the bio-signal as inputs of a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm-based stimulus control model. In addition, the stimulus control model can be regenerated as a stimulus signal such that, as an output, a biological signal is regulated for the balance of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve.

일례로, 인공지능 처리부(630)는 생체신호로부터 측정되는 HRV(Heart rate variability)를 이용해서 인접한 심박동 사이 시간 간격의 변동성에 기초하여 심장 및 뇌 간의 상호 작용 또는 자율신경계에 대한 이상여부를 판단할 수 있다.As an example, the artificial intelligence processing unit 630 may use heart rate variability (HRV) measured from a biosignal to determine whether the interaction between the heart and the brain or an abnormality in the autonomic nervous system is based on the variability of the time interval between adjacent heartbeats. can

또한, 인공지능 처리부(630)는 생체신호로부터 측정되는 BRS(Baroreflex sensitivity)를 이용해서 혈압의 항상성 유지 정도를 판별하여 자율신경계의 이상여부를 판단하여 자극신호를 실시간으로 재생성할 수 있다.In addition, the artificial intelligence processing unit 630 may determine the degree of maintaining homeostasis of blood pressure using Baroreflex sensitivity (BRS) measured from the biological signal to determine whether the autonomic nervous system is abnormal, and regenerate the stimulation signal in real time.

일례로, 인공지능 처리부(630)는 생체신호에 포함된 정보 중, EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응의 모니터링 할 수 있다. 이를 위해, 인공지능 처리부(630)는 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공할 수 있다.For example, the artificial intelligence processing unit 630 may monitor a brain reaction by an electroencephalogram (EEG) among the information included in the biosignal. To this end, the artificial intelligence processing unit 630 may provide the frontal lobe activation information according to the brain response as an input of the stimulus control model based on the artificial intelligence machine learning algorithm.

다른 일례로, 인공지능 처리부(630)는 생체신호에 포함된 정보 중, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응의 모니터링 결과로서, 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공할 수 있다.As another example, the artificial intelligence processing unit 630 is a monitoring result of a neural response by PPG (photoplethysmography) measured from at least one of the ear, neck, or wrist among the information included in the biosignal, and the autonomic nerve according to the neural response Information can be provided as an input to a stimulus control model based on an artificial intelligence machine learning algorithm.

또한, 인공지능 처리부(630)는 상기 생체신호에 포함된 정보 중, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응의 모니터링 결과로서, 신체반응에 따른 자율신경정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공할 수도 있다.In addition, the artificial intelligence processing unit 630 is a monitoring result of a body reaction by a physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of the ear, neck, or wrist among the information included in the bio-signal, and autonomously according to the body response. The neural information may be provided as an input to the stimulus control model based on the artificial intelligence machine learning algorithm.

통신부(640)는 재생성된 자극신호를 상기 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치로 피드백 하도록 제어할 수 있다.The communication unit 640 may control the regenerated stimulation signal to be fed back to the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device.

도 7은 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법을 설명하는 도면이다.7 is a view for explaining a method of operating a user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment apparatus according to an embodiment.

사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 우선, 자극신호에 기초하여 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생할 수 있다(단계 701).In the method of operating the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus, first, electric stimulation for stimulating the vagus nerve may be generated based on a stimulation signal (step 701).

일례로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 전기자극을 발생할 수 있다.As an example, the user-customized vagus nerve stimulation and the operating method of the pulsed electromagnetic field treatment device may generate electrical stimulation in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively.

사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 강도 0-20mA의 범위, 주파수 대역 0-1000Hz의 범위, 및 펄스폭(pulse width) 0-1000μS의 범위에서 전기자극을 발생할 수 있다.The operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device may generate electrical stimulation in the range of an intensity of 0-20 mA, a frequency band of 0-1000 Hz, and a pulse width of 0-1000 μS.

다음으로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정할 수 있다.Next, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device may measure a biosignal that responds to the stimulation signal for the vagus nerve.

예를 들어, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링한 생체신호를 측정할 수 있다.For example, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device may measure a biosignal that monitors a brain response by an electroencephalogram (EEG).

또한, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링한 생체신호를 측정할 수 있다.In addition, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device may measure a biosignal of monitoring a neural response by PPG (photoplethysmography) measured from at least one of an ear, a neck, or a wrist.

뿐만 아니라, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응을 모니터링한 생체신호를 측정할 수 있다.In addition, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device may measure a biosignal of monitoring a body reaction by a physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of an ear, a neck, or a wrist.

사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 측정된 생체신호에 따라 생성되는 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력할 수 있다(단계 703).The operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device may output monitoring information generated according to the measured bio-signal through an artificial intelligence encoder (step 703).

사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하기 위해, 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.The operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device may output monitoring information through an artificial intelligence encoder, and may encode and output prefrontal activation information according to a brain response through an artificial intelligence encoder.

일례로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하기 위해, 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.As an example, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device may output monitoring information through an artificial intelligence encoder by encoding autonomic neural information according to a neural response through an artificial intelligence encoder.

또한, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하기 위해, 신체반응에 따른 움직임 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력할 수 있다.In addition, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus may output monitoring information through an artificial intelligence encoder, and may encode and output motion information according to a body reaction through an artificial intelligence encoder.

다음으로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 출력된 모니터링 정보를 근거리 무선통신을 이용하여 모바일 단말기에 전송하도록 처리할 수 있다(단계 704).Next, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus may process the output monitoring information to be transmitted to the mobile terminal using short-range wireless communication (step 704).

다음으로, 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법은 모바일 단말기 또는 클라우드 서버로부터 자극 조절 모델에 기반하여 피드백되는 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 새롭게 발생할 수 있다(단계 705).Next, the operation method of the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment apparatus may receive a regenerated stimulation signal fed back based on the stimulation control model from the mobile terminal or cloud server to newly generate electrical stimulation (step 705).

결국, 본 발명을 이용하면 자율신경계 반응을 모니터링하고, 이를 기반으로 인공지능 자극 피드백을 통해 주관적 처리를 배제하고, 사용자에 최적화된 자극 레시피를 제공할 수 있다. As a result, by using the present invention, it is possible to monitor the autonomic nervous system response, to exclude subjective processing through artificial intelligence stimulus feedback based on this, and to provide a stimulus recipe optimized for the user.

뿐만 아니라, 본 발명을 이용하면, 미주신경의 자극을 통해 중추신경계 내에서 GABA, 세로토닌 및 노르에피네프린을 비롯한 억제성 신경전달 물질의 방출을 유도할 수 있으며, 이를 통해 교감신경 및 부교감신경의 불균형으로 인해 초래되는 수면장애, 정서장애 및 소화기 관련 증상을 완화할 수 있어, 교감신경과 부교감신경의 불균형으로 증상이 나타나는 질환이나 관련 증상을 완화할 수 있다.In addition, using the present invention, it is possible to induce the release of inhibitory neurotransmitters including GABA, serotonin and norepinephrine in the central nervous system through stimulation of the vagus nerve, and through this, the sympathetic nerve and parasympathetic nerve imbalance can be induced. It can relieve sleep disorders, emotional disorders, and digestive-related symptoms caused by this, and can alleviate diseases or related symptoms caused by imbalance of sympathetic and parasympathetic nerves.

또한, 만성통증/스트레스 및 기분장애에 따른 교감신경 과활성화의 교정할 수 있고, 인공지능 알고리즘을 활용한 사용자 맞춤형 미주신경 자극 최적화를 통하여 메뉴얼 기반으로 제공되는 기존 미주신경 자극기기의 한계점을 극복할 수 있다.In addition, it is possible to correct overactivation of the sympathetic nerve due to chronic pain/stress and mood disorders, and to overcome the limitations of the existing manual-based vagus nerve stimulation device through user-customized vagus nerve stimulation optimization using an artificial intelligence algorithm. can

뿐만 아니라, 심신 안정을 위한 부교감신경계를 활성화 할 수 있고, 자기장 자극을 통해 섬유모세포, 연골세포, 뼈 모세포의 대사를 증진시키고, 다양한 세포들의 수용체에 대한 호르몬과 신경전달 물질의 효과를 조정하며, 요통, 골반통, 신경병성 통증, 신경통/근육통의 완화 및 골절의 치료 효과를 높일 수 있다.In addition, it can activate the parasympathetic nervous system for mental and physical stability, enhance the metabolism of fibroblasts, chondrocytes, and osteoblasts through magnetic field stimulation, adjust the effects of hormones and neurotransmitters on receptors of various cells, It can relieve back pain, pelvic pain, neuropathic pain, neuralgia/myalgia, and increase the therapeutic effect of fractures.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

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.Software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or apparatus, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, various modifications and variations are possible by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (19)

사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에 있어서,
자극신호에 기초하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생하는 자극부;
상기 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정하고, 상기 자극신호 및 상기 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 생체신호 모니터링부; 및
상기 출력된 모니터링 정보를 근거리 무선통신을 이용하여 모바일 단말기에 전송하도록 처리하는 통신부
를 포함하고,
상기 자극부는,
모바일 단말기 또는 서버로부터 자극 조절 모델에 기반하여 피드백되는 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 다시 발생하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
In the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device,
a stimulation unit generating electrical stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, based on the stimulation signal;
a bio-signal monitoring unit that measures a bio-signal in response to the stimulus signal for the vagus nerve, and outputs the stimulus signal and monitoring information including the bio-signal through an artificial intelligence encoder; and
A communication unit that processes the output monitoring information to be transmitted to a mobile terminal using short-range wireless communication
including,
The stimulation part,
A user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device, characterized in that it regenerates electrical stimulation by receiving a regenerated stimulation signal fed back based on a stimulation control model from a mobile terminal or server.
제1항에 있어서,
상기 자극 조절 모델은,
상기 생체신호로부터 측정되는 HRV(Heart rate variability)를 이용해서 인접한 심박동 사이 시간 간격의 변동성에 기초하여 심장 및 뇌 간의 상호 작용 또는 자율신경계에 대한 이상여부를 판단하거나, 또는
상기 생체신호로부터 측정되는 BRS(Baroreflex sensitivity)를 이용해서 혈압의 항상성 유지 정도를 판별하여 자율신경계의 이상여부를 판단하여 상기 자극신호를 실시간으로 재생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The stimulus control model is
The interaction between the heart and the brain or abnormality in the autonomic nervous system is determined based on the variability of the time interval between adjacent heartbeats using heart rate variability (HRV) measured from the biosignal, or
User-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field, characterized in that the degree of maintaining homeostasis of blood pressure is determined using Baroreflex sensitivity (BRS) measured from the biosignal, and the autonomic nervous system is abnormal, and the stimulation signal is regenerated in real time. treatment device.
제1항에 있어서,
상기 생체신호 모니터링부는,
상기 생체신호로서 측정되는 EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링하고, 상기 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The biosignal monitoring unit,
A user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device that monitors a brain response by an electroencephalogram (EEG) measured as the biosignal, and encodes and outputs frontal lobe activation information according to the brain response through an artificial intelligence encoder.
제1항에 있어서,
상기 생체신호 모니터링부는,
상기 생체신호로서 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링하고, 상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The biosignal monitoring unit,
A user-customized vagus nerve that monitors a neural response by photoplethysmography (PPG) measured from at least one of the ear, neck, or wrist as the biosignal, and encodes and outputs autonomic neural information according to the neural response through an artificial intelligence encoder Stimulation and pulsed electromagnetic field therapy devices.
제1항에 있어서,
상기 생체신호 모니터링부는,
상기 생체신호로서 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응을 모니터링하고, 상기 신체반응에 따른 움직임 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The biosignal monitoring unit,
A user-customized umbilical cord that monitors a body reaction by physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of the ear, neck, or wrist as the biosignal, and encodes and outputs motion information according to the body reaction through an artificial intelligence encoder Nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device.
제1항에 있어서,
상기 자극부는,
강도 0-20mA의 범위, 주파수 대역 0-1000Hz의 범위, 및 펄스폭(pulse width) 0-1000μS의 범위에서 전기자극을 발생하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The stimulation part,
A user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field therapy device that generates electrical stimulation in the range of intensity 0-20mA, frequency band 0-1000Hz, and pulse width 0-1000μS.
제1항에 있어서,
상기 모바일 단말기는,
상기 출력된 모니터링 정보를 서버로 전송하고,
상기 서버는,
상기 전송된 모니터링 정보로부터 상기 자극신호 및 상기 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 추출하고, 상기 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하며, 상기 재생성된 자극신호를 상기 통신부로 피드백하며,
상기 자극부는, 상기 피드백된 자극신호로써 전기자극을 새롭게 발생하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The mobile terminal is
Transmitting the output monitoring information to the server,
The server is
Extracting the stimulus signal and a bio-signal responding according to the stimulus signal from the transmitted monitoring information, and providing the extracted stimulus signal and the bio-signal as an input to a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm-based stimulus control model, , as an output of the stimulation control model, the biosignal is regenerated into a stimulation signal that is adjusted for the balance of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve, and the regenerated stimulation signal is fed back to the communication unit,
The stimulation unit, a user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device for newly generating electrical stimulation as the fed back stimulation signal.
제1항에 있어서,
상기 모바일 단말기는,
상기 출력된 모니터링 정보로부터 상기 자극신호 및 상기 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 추출하고, 상기 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하며, 상기 재생성된 자극신호를 상기 통신부로 피드백하며,
상기 자극부는, 상기 피드백된 자극신호로써 전기자극을 새롭게 발생하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The mobile terminal is
extracting the stimulus signal and a bio-signal responding according to the stimulus signal from the output monitoring information, and providing the extracted stimulus signal and the bio-signal as an input of a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm-based stimulus control model; , as an output of the stimulation control model, the biosignal is regenerated into a stimulation signal that is adjusted for the balance of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve, and the regenerated stimulation signal is fed back to the communication unit,
The stimulation unit, a user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device for newly generating electrical stimulation as the fed back stimulation signal.
제1항에 있어서,
상기 모바일 단말기는,
상기 서버로부터 상기 자극 조절 모델을 다운로드 하거나 주기적으로 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
According to claim 1,
The mobile terminal is
A user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device, characterized in that the stimulation control model is downloaded from the server or is periodically updated.
사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에 최적화 자극을 제공하는 서버에 있어서,
상기 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에서 자극신호를 발생하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극함에 따라 측정된 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 수집하는 모니터링 정보 수집부;
상기 수집된 모니터링 정보로부터 상기 자극신호 및 상기 자극신호에 상응하는 생체신호를 추출하는 신호 추출부;
상기 추출된 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하는 인공지능 처리부; 및
상기 재생성된 자극신호를 상기 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치로 피드백 하도록 제어하는 통신부
를 포함하는 서버.
In the server for providing optimized stimulation to user-customized vagus nerve stimulation and pulsed electromagnetic field treatment device,
Biosignals measured by generating a stimulation signal from the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device to stimulate the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively Monitoring information collection unit for collecting monitoring information that includes;
a signal extraction unit for extracting the stimulation signal and a biosignal corresponding to the stimulation signal from the collected monitoring information;
Provide the extracted stimulus signal and the biosignal as an input to a stimulus control model based on a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm, and as an output of the stimulus control model, the biosignal is adjusted to balance the sympathetic and parasympathetic nerves An artificial intelligence processing unit that regenerates a stimulus signal; and
A communication unit that controls to feed back the regenerated stimulation signal to the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device
server containing .
제10항에 있어서,
상기 인공지능 처리부는,
상기 생체신호로부터 측정되는 HRV(Heart rate variability)를 이용해서 인접한 심박동 사이 시간 간격의 변동성에 기초하여 심장 및 뇌 간의 상호 작용 또는 자율신경계에 대한 이상여부를 판단하거나, 또는
상기 생체신호로부터 측정되는 BRS(Baroreflex sensitivity)를 이용해서 혈압의 항상성 유지 정도를 판별하여 자율신경계의 이상여부를 판단하여 상기 자극신호를 실시간으로 재생성하는 것을 특징으로 하는 서버.
11. The method of claim 10,
The artificial intelligence processing unit,
The interaction between the heart and the brain or abnormality in the autonomic nervous system is determined based on the variability of the time interval between adjacent heartbeats using heart rate variability (HRV) measured from the biosignal, or
A server, characterized in that by determining the degree of maintaining homeostasis of blood pressure using Baroreflex sensitivity (BRS) measured from the biosignal, determining whether the autonomic nervous system is abnormal, and regenerating the stimulation signal in real time.
제10항에 있어서,
상기 인공지능 처리부는,
상기 생체신호에 포함된 정보 중, 측정되는 EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응의 모니터링 결과로서, 상기 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하는 서버.
11. The method of claim 10,
The artificial intelligence processing unit,
As a result of monitoring a brain response by EEG (electroencephalogram) measured among the information included in the biosignal, a server that provides frontal lobe activation information according to the brain response as an input to a stimulus control model based on the artificial intelligence machine learning algorithm .
제10항에 있어서,
상기 인공지능 처리부는,
상기 생체신호에 포함된 정보 중, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응의 모니터링 결과로서, 상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하는 서버.
11. The method of claim 10,
The artificial intelligence processing unit,
As a result of monitoring a neural response by PPG (photoplethysmography) measured from at least one of the ear, neck, or wrist among the information included in the biosignal, autonomous neural information according to the neural response is based on the artificial intelligence machine learning algorithm Server serving as input to the stimulus conditioning model of
제10항에 있어서,
상기 인공지능 처리부는,
상기 생체신호에 포함된 정보 중, 귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응의 모니터링 결과로서, 상기 신체반응에 따른 자율신경정보를 상기 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하는 서버.
11. The method of claim 10,
The artificial intelligence processing unit,
As a result of monitoring a body reaction by physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of the ear, neck, or wrist among the information included in the bio-signal, autonomic nerve information according to the body reaction is obtained by the artificial intelligence machine learning. A server that provides input to an algorithm-based stimulus control model.
사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법에 있어서,
자극신호에 기초하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생하는 단계;
상기 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정하는 단계;
상기 측정된 생체신호에 따라 생성되는 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계;
상기 출력된 모니터링 정보를 근거리 무선통신을 이용하여 모바일 단말기에 전송하도록 처리하는 단계; 및
모바일 단말기 또는 서버로부터 자극 조절 모델에 기반하여 피드백되는 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 새롭게 발생하는 단계
를 포함하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법.
In the method of operating a user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device,
generating electrical stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, based on the stimulation signal;
measuring a biosignal in response to the stimulation signal for the vagus nerve;
outputting monitoring information generated according to the measured bio-signals through an artificial intelligence encoder;
processing the output monitoring information to be transmitted to a mobile terminal using short-range wireless communication; and
Receiving the regenerated stimulation signal fed back based on the stimulation control model from the mobile terminal or server to generate a new electrical stimulation
User-customized vagus nerve stimulation and operating method of the pulse electromagnetic field treatment device comprising a.
제15항에 있어서,
상기 생체신호를 측정하는 단계는,
EEG(electroencephalogram)에 의한 뇌반응을 모니터링한 생체신호를 측정하는 단계
를 포함하고,
상기 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계는,
상기 뇌반응에 따른 전두엽 활성화 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 단계
를 포함하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법.
16. The method of claim 15,
The step of measuring the biosignal,
Step of measuring the biosignal monitoring brain reaction by EEG (electroencephalogram)
including,
The step of outputting the monitoring information through an artificial intelligence encoder,
Encrypting and outputting the frontal lobe activation information according to the brain response through an artificial intelligence encoder
User-customized vagus nerve stimulation and operating method of the pulse electromagnetic field treatment device comprising a.
제15항에 있어서,
상기 생체신호를 측정하는 단계는,
귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 PPG(photoplethysmography)에 의한 신경반응을 모니터링한 생체신호를 측정하는 단계
를 포함하고,
상기 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계는,
상기 신경반응에 따른 자율신경정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 단계
를 포함하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법.
16. The method of claim 15,
The step of measuring the biosignal,
Measuring a biosignal monitoring a nerve response by PPG (photoplethysmography) measured from at least one of the ear, neck, or wrist
including,
The step of outputting the monitoring information through an artificial intelligence encoder,
Encrypting and outputting autonomic neural information according to the neural response through an artificial intelligence encoder
User-customized vagus nerve stimulation and operating method of the pulse electromagnetic field treatment device comprising a.
제15항에 있어서,
상기 생체신호를 측정하는 단계는,
귀, 목, 또는 손목 중에서 적어도 하나로부터 측정되는 신체활동측정(Actigraph)에 의한 신체반응을 모니터링한 생체신호를 측정하는 단계
를 포함하고,
상기 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 단계는,
상기 신체반응에 따른 움직임 정보를 인공지능 인코더를 통해 암호화하여 출력하는 단계
를 포함하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치의 동작 방법.
16. The method of claim 15,
The step of measuring the biosignal,
Measuring a biological signal to monitor a body reaction by physical activity measurement (Actigraph) measured from at least one of the ear, neck, or wrist
including,
The step of outputting the monitoring information through an artificial intelligence encoder,
Encrypting and outputting motion information according to the body reaction through an artificial intelligence encoder
User-customized vagus nerve stimulation and operating method of the pulse electromagnetic field treatment device comprising a.
사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치에 있어서,
자극신호에 기초하여, 귓바퀴 및 귓볼 각각에 위치하는 적어도 둘 이상의 자극 부위에서 CES(cranial electrotherapy stimulation)의 형태로 미주신경을 자극하는 전기자극을 발생하는 자극부;
상기 미주신경에 대한 자극신호에 따라 반응하는 생체신호를 측정하고, 상기 자극신호 및 상기 생체신호가 포함된 모니터링 정보를 인공지능 인코더를 통해 출력하는 생체신호 모니터링부; 및
상기 자극신호 및 상기 생체신호를 기저장된 인공지능 기계학습 알고리즘 기반의 자극 조절 모델의 입력으로 제공하고, 상기 자극 조절 모델의 출력으로서 상기 생체신호가 교감신경과 부교감신경의 균형을 위해 조절되도록 하는 자극신호로 재생성하는 인공지능 처리부
를 포함하고,
상기 자극부는,
상기 재생성된 자극신호를 수신하여 전기자극을 다시 발생하는 것을 특징으로 하는 사용자 맞춤형 미주신경 자극 및 펄스 전자기장 치료 장치.
In the user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device,
a stimulation unit generating electrical stimulation for stimulating the vagus nerve in the form of cranial electrotherapy stimulation (CES) at at least two stimulation sites located in the pinna and the auricle, respectively, based on the stimulation signal;
a bio-signal monitoring unit that measures a bio-signal in response to the stimulus signal for the vagus nerve, and outputs the stimulus signal and monitoring information including the bio-signal through an artificial intelligence encoder; and
Stimulation that provides the stimulus signal and the biosignal as an input to a stimulus control model based on a pre-stored artificial intelligence machine learning algorithm, and controls the biosignal as an output of the stimulus control model to balance the sympathetic and parasympathetic nerves Artificial intelligence processing unit that regenerates signals
including,
The stimulation part,
A user-customized vagus nerve stimulation and pulse electromagnetic field treatment device, characterized in that receiving the regenerated stimulation signal and re-generating electrical stimulation.
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