KR20220039433A - APPARATUS AND METHOD FOR NeuromodulatinG for improving tinnitus and related cognitive impairment - Google Patents

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KR20220039433A
KR20220039433A KR1020200122516A KR20200122516A KR20220039433A KR 20220039433 A KR20220039433 A KR 20220039433A KR 1020200122516 A KR1020200122516 A KR 1020200122516A KR 20200122516 A KR20200122516 A KR 20200122516A KR 20220039433 A KR20220039433 A KR 20220039433A
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Abstract

The present specification discloses an apparatus and method for improving tinnitus and cognitive function. A neuromodulating apparatus and method according to the present specification measure the degree of frequency synchronization for each individual, generate a similar electrical signal, and apply it through the skin of a head to activate frequency synchronization, thereby improving tinnitus and cognitive function.

Description

이명 및 관련 인지장애를 개선시키는 신경 조절 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR NeuromodulatinG for improving tinnitus and related cognitive impairment}Neuromodulation apparatus and method for improving tinnitus and related cognitive impairment

본 발명은 뇌파에 관한 것이며, 보다 상세하게는 이명과 인지기능의 향상을 위해 뇌파를 활성화하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to brain waves, and more particularly, to a technology for activating brain waves to improve tinnitus and cognitive function.

뇌파(brain wave)란 대뇌 피질을 구성하는 신경 세포 군들의 전기적 활동을 두피에서 측정한 uV 수준의 미세한 신호를 나타낸다. EEG(Electro EncephaloGram)란 뇌신경세포 활동에 수반되어 생성되는 전기적 변화를 측정, 기록하는 것을 의미한다. 뇌파 신호는 뇌의 활동, 측정 시의 상태 및 뇌 기능에 따라 시공간적으로 변화하는데 뇌파의 측정은 뇌 기능과 장애를 진단하기 위한 필수적인 과정이다.Brain wave refers to a microscopic signal at the uV level measured from the scalp that measures the electrical activity of groups of nerve cells constituting the cerebral cortex. EEG (Electro EncephaloGram) means measuring and recording the electrical changes that are generated accompanying the activity of brain nerve cells. EEG signals change spatially and temporally according to brain activity, state at the time of measurement, and brain function, and EEG measurement is an essential process for diagnosing brain functions and disorders.

측정된 뇌파는 1~50Hz의 주파수와 약 10~200uV의 진폭을 가지며, 주파수와 전압의 차이에 따라 정상 수면 상태인 델타파(0.2~4Hz, 20~200uV), 정서적으로 안정된 경우의 세타파(4~7Hz, 20~100uV), 긴장이 이완되어 있는 상태인 알파파(8~12Hz, 20~60uV), 깨어 있을 때 나타나는 베타파(12~30Hz, 2~20uV), 흥분할 때 나타나는 감마파(30~50Hz, 2~20uV) 등으로 구분된다.The measured EEG has a frequency of 1~50Hz and an amplitude of about 10~200uV. Depending on the difference in frequency and voltage, delta waves (0.2~4Hz, 20~200uV) in normal sleep and theta waves in emotionally stable cases (4 ~7Hz, 20~100uV), alpha wave (8~12Hz, 20~60uV) in a relaxed state, beta wave (12~30Hz, 2~20uV) when excited, gamma wave ( 30~50Hz, 2~20uV), etc.

한편, 이명은 실제의 외부의 소리자극 없이 귀나 머리에서 지속적으로 소리가 나는 증상으로 보통은 말초 청각기관의 손상에 의해 2차적으로 발생하나 청각기관의 손상이 있는 사람이라도 이명이 없는 경우가 있어 이명이 발생하는 정확한 기전에 대해서는 현재까지 알려진 바가 없다. 따라서 현재까지 정립된 이론을 보면 청각인지는 대뇌피질의 고유한 기능이므로 말초청각기관과 연결된 대뇌피질의 중추성 청각인지과정의 문제가 복합적으로 발생하여 이명을 초래하는 것으로 본다. 다른 많은 연구에서도 이명을 호소하는 사람에게서 말초청각기관과 연결된 대뇌의 연결구조가 이명이 없는 정상 성인과는 다름이 증명되었고 일부 연결구조는 과활성화되었다는 것이 보고되었다. 특히, 이명이 있는 사람에서 유의한 인지기능의 저하가 관찰이 되며 이명과 동반된 인지기능 저하는 심각한 사회문제가 될 수 있다. On the other hand, tinnitus is a symptom of continuous sound from the ear or head without an actual external sound stimulus. Usually, it is secondary to damage to the peripheral auditory organ, but there are cases in which tinnitus is not present even in people with damage to the auditory organ. The exact mechanism by which this occurs is not known so far. Therefore, according to the theory established so far, since auditory cognition is a unique function of the cerebral cortex, it is considered that the problem of the central auditory cognition process in the cerebral cortex connected to the peripheral auditory organs occurs complexly and causes tinnitus. In many other studies, it has been demonstrated that the cerebral neuronal structures connected to the peripheral auditory organs in a person complaining of tinnitus are different from those of normal adults without tinnitus, and it has been reported that some of the neuronal structures are overactivated. In particular, significant cognitive decline is observed in people with tinnitus, and the cognitive decline accompanying tinnitus can become a serious social problem.

현재까지 이명의 증상을 완화하기 위해 근거중심의학의 입장에서 효과가 증명된 약물은 존재하지 않으며 부가적으로 시도되는 뇌자기 자극(trans-magnetic stimulation)이나 경두개전기 자극(trans-electrical stimulation) 등의 뉴로모듈레이션(Neuromodulation)은 앞서 언급한 이론적 배경을 토대로 대뇌의 자극을 통해 인위적인 뇌활성조절을 통해 이명증상을 호전시키는데 사용된다.To date, there are no drugs that have been proven effective from the standpoint of evidence-based medicine to relieve the symptoms of tinnitus, and additionally attempted trans-magnetic stimulation or trans-electrical stimulation Neuromodulation is used to improve tinnitus symptoms through artificial brain activity control through cerebral stimulation based on the theoretical background mentioned above.

그러나 실제로 사람들마다 이명을 인식하는 정도가 다르고 소리 감수성에 대한 개인별 차이가 있으며 뇌기능의 활성도나 연결구조의 차이가 있음에도 일률적인 자극 방식은 태생적인 한계를 가지고 있으며 근거중심의학의 입장에서 효과가 증명되지 않아 임상에서 실제로 적용이 불가능하다.However, in reality, the degree of recognizing tinnitus is different for each person, there are individual differences in sound sensitivity, and even though there are differences in brain function activity or connection structure, the uniform stimulation method has inherent limitations, and its effectiveness has been proven from the standpoint of evidence-based medicine. Therefore, it cannot be practically applied in clinical practice.

한편, 대뇌에서는 다양한 정보가 전기적 신호를 통해 서로 연결되며 뇌의 각 부분에서 다양한 주파수 성분을 가지는 전기적 신호의 연결을 통해 인지기능을 수행하며 소리의 인지도 같은 방식으로 이루어진다. 이때 주파수가 느린 성분의 전기적 신호는 원거리의 정보 이동을 담당하며 빠른 성분의 전기적 신호는 인접한 지역의 정보 이동을 담당한다. 그러나 대뇌의 각 지역은 독립적인 성분이 아닌 다양한 속성을 가진 전기적 신호를 발산하기 때문에 우리의 뇌는 빠른 성분의 주파수 속성을 가진 신호를 느린 성분의 주파서 성분을 가진 신호에 실어서 정보의 이동을 수행하며 이를 교차주파수 동기화라고 한다(cross frequency coupling).On the other hand, in the cerebrum, various information is connected to each other through electrical signals, and each part of the brain performs a cognitive function through the connection of electrical signals having various frequency components, and the recognition of sound is performed in the same way. In this case, an electric signal of a slow frequency component is responsible for information movement over a long distance, and an electric signal of a fast component is responsible for information movement in an adjacent area. However, since each region of the cerebrum emits electrical signals with various properties rather than independent components, our brain puts a signal with a frequency property of a fast component on a signal with a frequency component of a slow component to prevent the movement of information. This is called cross frequency coupling (cross frequency coupling).

공개특허공보 제 10-2018-0110156호 (2018.10.08)Unexamined Patent Publication No. 10-2018-0110156 (2018.10.08)

본 명세서는 이명과 인지기능을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present specification is to provide an apparatus and method for improving tinnitus and cognitive function.

본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present specification is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 신경 조절 장치는, 피검자의 두피에 설치되는 복수의 EEG 전극으로부터 측정된 신호에서 피검자의 기본 주파수를 식별하는 기본 주파수 식별부; 상기 식별된 기본 주파수를 이용하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성하는 CFC 패턴 생성부; 및 상기 생성된 CFC 패턴을 상기 복수의 EGG 전극을 통해 미리 설정된 시간동안 피검자에게 전기 신호로 출력하는 전기자극부;를 포함할 수 있다.A neuromodulation apparatus according to the present specification for solving the above-described problems includes: a fundamental frequency identification unit for identifying a fundamental frequency of a subject from signals measured from a plurality of EEG electrodes installed on the scalp of the subject; a CFC pattern generator for generating a cross-frequency coupling (CFC) pattern by using the identified fundamental frequency; and an electrical stimulation unit that outputs the generated CFC pattern as an electrical signal to the subject for a preset time through the plurality of EGG electrodes.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 기본 주파수 식별부는, 피검자가 폐안 상태에서 미리 설정된 시간동안 측정된 EEG 데이터를 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present specification, the fundamental frequency identification unit may use EEG data measured for a preset time in a state in which the subject is in a closed eye state.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 기본 주파수 식별부는, 측정된 신호를 주파수 영역에서 분석하되, 주파수 파워 스펙트럼에서 알파파 범위 내 최대 파워를 가진 주파수를 기본 주파수로 식별할 수 있다.According to an embodiment of the present specification, the fundamental frequency identification unit may analyze the measured signal in the frequency domain, but may identify a frequency having the maximum power within the alpha wave range in the frequency power spectrum as the fundamental frequency.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 CFC 패턴 생성부는 상기 식별된 기본 주파수의 임의의 배율을 가진 주파수(이하 '고주파수')를 생성하여 패턴 생성에 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present specification, the CFC pattern generator may generate a frequency (hereinafter, 'high frequency') having an arbitrary magnification of the identified fundamental frequency and use it for pattern generation.

이 경우, 상기 CFC 패턴 생성부는 상기 기본 주파수와 상기 고주파수를 합성하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성할 수 있다.In this case, the CFC pattern generator may generate a cross-frequency coupling (CFC) pattern by synthesizing the fundamental frequency and the high frequency.

본 명세서에 따른 신경 조절 장치는, 상기 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴 자극 전 EEG 데이터와 자극 후 EEG 데이터를 비교 분석하는 자극 분석부를 더 포함할 수 있다.The neuromodulation apparatus according to the present specification may further include a stimulation analyzer that compares and analyzes EEG data before and after stimulation with the cross-frequency coupling (CFC) pattern stimulation.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 신경 조절 방법은, 프로세서가 (a) 피검자의 두피에 설치되는 복수의 EEG 전극으로부터 신호를 측정하는 단계; (b) 상기 측정된 신호에서 피검자의 기본 주파수를 식별하는 단계; (c) 상기 식별된 기본 주파수를 이용하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성하는 단계; 및 (d) 상기 생성된 CFC 패턴을 상기 복수의 EGG 전극을 통해 미리 설정된 시간동안 피검자에게 전기 신호로 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.Neuromodulation method according to the present specification for solving the above-described problems, the processor comprising the steps of (a) measuring a signal from a plurality of EEG electrodes installed on the scalp of the subject; (b) identifying a fundamental frequency of the subject from the measured signal; (c) generating a cross-frequency coupling (CFC) pattern using the identified fundamental frequency; and (d) outputting the generated CFC pattern as an electrical signal to the subject for a preset time through the plurality of EGG electrodes.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계는, 피검자의 폐안 상태에서 미리 설정된 시간 동안 측정된 EEG 데이터를 획득하는 단계일 수 있다.According to one embodiment of the present specification, the step (a) may be a step of acquiring EEG data measured for a preset time in the lung eye state of the subject.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는, 측정된 신호를 주파수 영역에서 분석하되, 주파수 파워 스펙트럼에서 알파파 범위 내 최대 파워를 가진 주파수를 기본 주파수로 식별하는 단계일 수 있다.According to an embodiment of the present specification, the step (b) may be a step of analyzing the measured signal in the frequency domain, and identifying a frequency having the maximum power within the alpha wave range in the frequency power spectrum as the fundamental frequency.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, 상기 식별된 기본 주파수의 임의의 배율을 가진 주파수를 생성하여 패턴 생성에 이용하는 단계일 수 있다.According to an embodiment of the present specification, step (c) may be a step of generating a frequency having an arbitrary magnification of the identified fundamental frequency and using it to generate a pattern.

이 경우, 상기 (c) 단계는, 상기 기본 주파수와 상기 고주파수를 합성하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성하는 단계일 수 있다.In this case, step (c) may be a step of generating a cross-frequency coupling (CFC) pattern by synthesizing the fundamental frequency and the high frequency.

본 명세서에 따른 신경 조절 방법은, 상기 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴 자극 전 EEG 데이터와 자극 후 EEG 데이터를 비교 분석하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The neuromodulation method according to the present specification may further include comparing and analyzing EEG data before and after stimulation with the cross-frequency coupling (CFC) pattern.

본 명세서에 따른 신경 조절 방법은 컴퓨터에서 신경 조절 방법의 각 단계들을 수행하도록 작성되어 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터프로그램의 형태로 구현될 수 있다.The neuromodulation method according to the present specification may be implemented in the form of a computer program recorded in a computer-readable recording medium written to perform each step of the neuromodulation method in a computer.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 명세서의 일 측면에 따르면, 환자의 중추신경계 상에서 일어나는 이명의 발생과 이에 연관된 인지기능 저하를 반영하는 신경생리학적 처리 조절 반응 상태를 파악하여 이명 환자의 상태를 판정할 수 있다.According to one aspect of the present specification, it is possible to determine the state of the tinnitus patient by identifying the neurophysiological process control response state that reflects the occurrence of tinnitus occurring in the central nervous system of the patient and the cognitive decline associated therewith.

본 명세서의 다른 측면에 따르면, 환자의 이명 및 관련 인지기능 저하 특성에 맞춰 증상을 개선하기 위한 최적의 신경 조절 방법을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present specification, it is possible to provide an optimal neuromodulation method for improving symptoms according to the patient's tinnitus and related cognitive decline characteristics.

본 명세서의 또 다른 측면에 따르면, 이명 환자의 상태 판정 및 증상 개선을 자동화한 이명-인지기능 헬스케어 솔루션 모델을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present specification, it is possible to provide a tinnitus-cognitive healthcare solution model that automates tinnitus patient status determination and symptom improvement.

발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 명세서에 따른 신경 조절 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 명세서에 따른 신경 조절 방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 뇌파측정 위치의 참고도이다.
도 4 내지 도 6은 CFC 패턴을 생성하는 예시도이다.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of a neuromodulation apparatus according to the present specification.
2 is a flowchart schematically illustrating a flow of a neural modulation method according to the present specification.
3 is a reference diagram of an EEG measurement location.
4 to 6 are exemplary views of generating a CFC pattern.

본 명세서에 개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나, 본 명세서가 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하고, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자(이하 '당업자')에게 본 명세서의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리 범위는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the invention disclosed herein, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present specification is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present specification to be complete, and those of ordinary skill in the art to which this specification belongs. It is provided to fully inform those skilled in the art (hereinafter referred to as 'those skilled in the art') the scope of the present specification, and the scope of the present specification is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 명세서의 권리 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the scope of the present specification. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.

명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this specification belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless specifically defined explicitly.

사람은 어떤 생각을 하거나 인지를 수행할 때, 관련된 뇌의 영역은 다양한 속성을 가진 전기적 신호를 방출한다. 흔히 뇌파라고 하는 신호는 뇌의 다양한 지역을 이동하게 되는데, 느린 성분의 주파수와 빠른 성분의 주파수가 서로 동기화하여(cross frequency coupling) 연결된다. 본 출원인은 이명이 있는 경우 이런 주파수 동기화가 변형되어 있음을 발견하였다. 개인별로 동기화된 주파수가 서로 다를 수 있으므로, 이명을 완화하기 위해서는 개인별로 주파수 동기화 정도를 측정해야 한다. 그리고 측정된 신호와 유사한 전기적 신호를 만들어서, 이명 환자에게 인가할 경우, 주파수 동기화의 활성화를 기대할 수 있음을 발견하였다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.When a person thinks or performs a cognition, the brain regions involved emit electrical signals with various properties. Signals commonly referred to as brain waves travel through various regions of the brain, and the frequencies of the slow and fast components are connected in synchronization with each other (cross frequency coupling). Applicants have discovered that this frequency synchronization is altered when tinnitus is present. Since the synchronized frequency may be different for each individual, the degree of frequency synchronization should be measured for each individual in order to alleviate tinnitus. And it was discovered that, when an electrical signal similar to the measured signal was made and applied to a tinnitus patient, activation of frequency synchronization could be expected. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 명세서에 따른 신경 조절 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a neuromodulation apparatus according to the present specification.

도 1을 참조하면, 본 명세서에 따른 신경 조절 장치(100)는 기본 주파수 식별부(110), CFC 패턴 생성부(120) 및 전기자극부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the neuromodulation apparatus 100 according to the present specification may include a fundamental frequency identification unit 110 , a CFC pattern generation unit 120 , and an electrical stimulation unit 130 .

상기 기본 주파수 식별부(110)는 피검자의 두피에 설치되는 복수의 EEG 전극(101)으로부터 측정된 신호에서 피검자의 기본 주파수를 식별할 수 있다.The fundamental frequency identification unit 110 may identify the fundamental frequency of the examinee from signals measured from the plurality of EEG electrodes 101 installed on the scalp of the examinee.

상기 CFC 패턴 생성부(120)는 상기 식별된 기본 주파수를 이용하여 교차 주파수 커플링(Cross Frequency Coupling, CFC) 패턴을 생성할 수 있다.The CFC pattern generator 120 may generate a Cross Frequency Coupling (CFC) pattern by using the identified fundamental frequency.

상기 전기자극부(130)는 상기 생성된 CFC 패턴을 상기 복수의 EGG 전극(101)을 통해 미리 설정된 시간 동안 피검자에게 전기 신호로 출력할 수 있다.The electrical stimulation unit 130 may output the generated CFC pattern as an electrical signal to the subject for a preset time through the plurality of EGG electrodes 101 .

도 2는 본 명세서에 따른 신경 조절 방법의 흐름을 개략적으로 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart schematically illustrating a flow of a neuromodulation method according to the present specification.

도 2를 참조하면, 먼저 단계 S110에서 피검자의 뇌파를 측정할 수 있다. 피검자의 뇌파 측정을 위해서 피검자의 두피에 설치되는 복수의 EEG (Electroencephalography) 전극으로부터 신호를 측정할 수 있다.Referring to FIG. 2 , first, the brain wave of the subject may be measured in step S110. For EEG measurement of a subject, signals may be measured from a plurality of EEG (Electroencephalography) electrodes installed on the subject's scalp.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 국제 10-20 시스템에 기초하여 피검자(환자)의 두피에 설치된 32, 64, 혹은 128개의 EEG 전극을 통해 안정 상태(resting state)에서 개안(open-eye) 동작으로 화면에 표시된 '+' 마크를 주시하도록 하면서, 2분간 EEG를 측정할 수 있다. 이어서 폐안(close-eye) 동작으로 2분간 EEG를 측정할 수 있다. 다시 3분간 개안(open-eye)과 3분간 폐안(close-eye) 동작으로 각각 EEG를 측정할 수 있다. 5분간의 개안/폐안(open/close-eye)에 대응하는 EEG 데이터가 필요하지만, 폐안(close-eye) 동작에서 5분간을 연속으로 EEG 측정하게 되면 피검자(환자)에 따라서는 졸음을 겪게 될 수도 있으므로, 이를 방지하기 위해 개안(open eye)과 폐안(close eye) 동작을 나눠서 측정하는 것이 바람직하다. 이후, 측정된 신호 데이터들을 각각 합쳐서 개안 5분, 폐안 5분의 EEG 데이터로 재구성할 수 있다.According to an embodiment of the present specification, based on the international 10-20 system, open-eye operation in a resting state through 32, 64, or 128 EEG electrodes installed on the scalp of a subject (patient) EEG can be measured for 2 minutes while keeping an eye on the '+' mark displayed on the screen. Then, it is possible to measure the EEG for 2 minutes with a close-eye operation. Again, the EEG can be measured with an open-eye operation for 3 minutes and a close-eye operation for 3 minutes. Although EEG data corresponding to 5 minutes of open/close-eye is required, if EEG is measured continuously for 5 minutes in close-eye operation, some subjects (patients) will experience drowsiness. Therefore, in order to prevent this, it is preferable to measure the open eye and close eye movements separately. Thereafter, each of the measured signal data may be combined to be reconstructed into EEG data of 5 minutes for open eyes and 5 minutes for lung eyes.

다음 단계 S120에서, 상기 측정된 신호에서 피검자의 기본 주파수를 식별할 수 있다. 본 단계는 개인별로 서로 다른 뇌파 즉, 동기화된 주파수를 실시간으로 찾기 위함이다. 이명 증상 및 인지기능 저하는 중추신경계의 조절 기능 (Alpha inhibition model: 알파파 억제 기능) 약화와 관련되어 있다. 이명은 말초청각기관의 손상에 의한 대뇌피질의 과잉 상태 혹은 조절의 실패로 발생할 수 있다. 조절 기능을 담당하는 주요 영역은 전두엽, 중앙부 혹은 측두엽이며, 이는 소리를 인지하고 이를 느끼는 감정 영역들이다. 또한 이러한 영역들은 뇌에 분포된 각 기능들의 교차점에 해당하여 인지기능과 연관되고, 특히 양쪽 좌우에 위치하는 측두엽은 청각피질이 포함되어 이명 증상에 연결된 뇌기능의 조절과 상관이 있다. 전두엽은 중앙부를 거쳐 측두엽을 조절하는 역할을 한다. 정상인에 비해, 이명을 경험하는 사람들은 중추신경계 사이의 조절을 위한 커뮤니케이션의 강도, 다시 말해 정보전송능력에서 현저하게 감소한 차이가 나타나므로, 이 현상을 해결하기 위해 이들 중추신경계의 작동에서 정보전송능력을 매개하는데 있어 가장 기본이 되는 이른바 '구동 주파수', 즉 기본 주파수를 식별해야 한다. 환자마다 기본 주파수는 각기 상이할 수 있으므로, 반드시 환자별로 정확한 기본 주파수를 판독해야만 다음 단계의 정확한 신경 조절용 전류 자극 패턴의 코딩이 가능해 진다.In the next step S120, the fundamental frequency of the subject may be identified from the measured signal. This step is to find different brain waves for each individual, that is, a synchronized frequency in real time. Tinnitus symptoms and cognitive decline are related to the weakening of the control function of the central nervous system (Alpha inhibition model). Tinnitus can be caused by an overstatement of the cerebral cortex or failure of control due to damage to the peripheral auditory organs. The main areas responsible for the control function are the frontal, central, or temporal lobes, which are emotional areas that perceive and feel sounds. In addition, these areas correspond to the intersection of functions distributed in the brain and are related to cognitive function, and in particular, the temporal lobes located on the left and right sides contain the auditory cortex and are correlated with the regulation of brain functions linked to tinnitus symptoms. The frontal lobe controls the temporal lobe through the central part. Compared to normal people, people who experience tinnitus show a markedly reduced difference in the intensity of communication between the central nervous system, that is, in the ability to transmit information. It is necessary to identify the so-called 'drive frequency', that is, the fundamental frequency, which is the most basic in mediating the Since the fundamental frequency may be different for each patient, it is necessary to read the exact fundamental frequency for each patient to enable the coding of the next-level accurate current stimulation pattern for nerve modulation.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 각 전극에서 시계열로 측정된 EEG 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform) 기법을 적용하여 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 이 때, 주파수 영역으로 변환된 각 주파수 영역에서 주파수 파워 스펙트럼(Power spectrum) 값으로 표현된다. 전극에 대한 평균값에서 알파파 범위(Alpha band; 8~12Hz)에 해당하는 주파수 영역만을 취한 후, 최대치 파워 스펙트럼(Max peak)을 보이는 단일 주파수를 판독하여 이것을 기본 주파수로 식별할 수 있다. 이 판독 과정은 선형탐색법으로 수행할 수 있으므로, 실시간 진행이 가능하기 때문에, 환자에게서 계측한 EEG 데이터로부터 실시간으로 기준 주파수를 판독 및 결정할 수 있다. MATLAB으로 구현하였으며, 다른 구현 방법론 (예: python, C++/C# 등)을 적용할 경우, MATLAB 보다 더 고속 구현이 가능하다.According to an embodiment of the present specification, EEG data measured in time series at each electrode may be converted into a frequency domain by applying a Fast Fourier Transform (FFT) technique. At this time, it is expressed as a frequency power spectrum value in each frequency domain converted to the frequency domain. After taking only the frequency region corresponding to the alpha band (8-12Hz) from the average value for the electrode, it is possible to identify this as the fundamental frequency by reading a single frequency showing the maximum power spectrum (Max peak). Since this reading process can be performed by a linear search method, it is possible to proceed in real time, so that it is possible to read and determine a reference frequency in real time from EEG data measured from a patient. It is implemented in MATLAB, and if other implementation methodologies (eg, python, C++/C#, etc.) are applied, faster implementation than MATLAB is possible.

다음 단계 S130에서, 상기 식별된 기본 주파수를 이용하여 교차 주파수 커플링(Cross Frequency Coupling, CFC) 패턴을 생성할 수 있다.In the next step S130, a cross frequency coupling (CFC) pattern may be generated using the identified fundamental frequency.

상기 교차 주파수 커플링 패턴은 신경을 조절하기 위한 전기 자극의 조합이다. 상기 CFC는 하나의 파형을 이루는 두 가지 종류의 주파수로부터, 특성 요소를 추출하여 이들의 관계를 분석하는 모델이며, 역으로 두 가지 파형을 하나의 중첩 파형으로 같은 원리에 따라 합성할 수도 있다. CFC 에서 파형으로부터 관찰하려는 주파수의 특성 요소는 크게 두 가지인데, 하나는 위상(phase)이며, 다른 하나는 진폭(amplitude)이다. 따라서, 이들의 조합에 따라 위상-위상(phase-phase) 동조, 위상-진폭(phase-amplitude) 동조, 진폭-진폭(amplitude-amplitude) 동조의 3가지 조합이 가능하다. 본 명세서에 따른 신경 조절 방법은 3가지 조합 모두 가능하나, 본 명세서에서는 위상-진폭(phase-amplitude) 동조를 예시를 설명하겠다.The cross-frequency coupling pattern is a combination of electrical stimulation to modulate a nerve. The CFC is a model for extracting characteristic elements from two types of frequencies constituting one waveform and analyzing their relationship, and conversely, two waveforms may be synthesized into one overlapping waveform according to the same principle. In CFC, there are two main frequency characteristics to be observed from the waveform, one is the phase and the other is the amplitude. Accordingly, three combinations of phase-phase tuning, phase-amplitude tuning, and amplitude-amplitude tuning are possible according to their combination. All three combinations of the neural modulation method according to the present specification are possible, but in this specification, an example of phase-amplitude tuning will be described.

앞서 설명하였듯이, 인지 저하를 동반하는 이명 뇌에서 해당 증상과 관련된 지역 간의 장거리 정보 전송 (즉, 뇌에서 먼 지역 사이의 전송, 이를테면 Fz ~ Cz와 같이 다른 엽 사이의 전송, 도 3 참조) 패턴과 유사한 형태를 가지며, 이 패턴 기반의 전류 자극 동조는 정상인에 비해 환자에서 나타나는 부족한 정보 및 전송 능력을 보완 및 증폭 유도하게 된다. 환자의 기준 주파수는 환자의 뇌 기능 전반에 영향을 주는 alpha-inhibition 조절을 수행하는 저주파수에 해당한다. 상기 저주파수 즉, 기존 주파수에 실려서 이명 및 인지 기능 수행 부위에 전송될 고주파수는 이명 및 인지 기능의 조절 정보를 담게 되며, 일반적으로 high gamma 대역(50 ~ 250Hz 이상)에 속한다.As previously described, long-distance information transmission between regions related to the symptom in the tinnitus brain with cognitive decline (i.e., transmission between regions distant from the brain, such as between different lobes, such as Fz to Cz, see Fig. 3) pattern and It has a similar shape, and this pattern-based current stimulation tuning compensates for and induces amplification of the insufficient information and transmission ability in patients compared to normal people. The patient's reference frequency corresponds to a low frequency that performs alpha-inhibition control that affects the patient's overall brain function. The low frequency, that is, the high frequency to be transmitted to the tinnitus and cognitive function performing part after being carried on the existing frequency contains control information of tinnitus and cognitive function, and generally belongs to a high gamma band (50 to 250 Hz or more).

도 4 내지 도 6은 CFC 패턴을 생성하는 예시도이다.4 to 6 are exemplary views of generating a CFC pattern.

도 4를 참조하면, 기본 주파수에 대한 예시를 확인할 수 있다. 편의상 상기 기존 주파수를 'Phase'라고 명명하겠다. 상기 기본 주파수의 위상은 2가지로 나누어질 수 있으며, 일 예로, 0도/180도가 될 수 있다. 도 4에 도시된 예시에서는 180도 위상을 가진 기본 주파수를 가정하겠다.Referring to FIG. 4 , an example of a fundamental frequency can be confirmed. For convenience, the existing frequency will be referred to as 'Phase'. The phase of the fundamental frequency may be divided into two, for example, 0 degrees/180 degrees. In the example shown in FIG. 4 , a fundamental frequency having a phase of 180 degrees is assumed.

기준 주파수에 해당하는 Alpha 파의 주파수에 비례하여 high gamma 파의 주파수도 배율적으로 선택될 수 있다. 상기 배율은 다양하게 미리 설정될 수 있다. 일 예로, 환자(피검자)가 겪는 증세의 특성에 따라 튜닝된 값(환자맞춤) 혹은 고정적인 배율값(범용성)을 선택하는 것이 가능하다. 범용 배율값인 경우에는 alpha 파의 정수값은 8, 9, 10, 11, 12로 한정되므로, 이에 대응하는 high gamma 파의 정수값도 5개로 특정할 수 있다. 이 경우, 미리 정의한 값을 사용하여 미리 CFC 자극 패턴 코딩을 해두고, 실제 자극 시점에서 패턴 코딩없이 즉시 시행하는 것도 가능하다. 또한, 일반적으로 alpha 파 및 high gamma 파의 주파수는 정수값(예: alpha 8Hz, high gamma 120Hz)을 사용하지만, 필요에 따라 환자정밀맞춤을 위해 소수자리까지 고려한 주파수들을 탐색하여 결정할 수도 있다(예: alpha 10.6Hz, high gamma 127.2Hz).The frequency of the high gamma wave may also be multiplied in proportion to the frequency of the alpha wave corresponding to the reference frequency. The magnification may be preset in various ways. As an example, it is possible to select a tuned value (customized to the patient) or a fixed magnification value (universal) according to the characteristics of the symptoms experienced by the patient (subject). In the case of a general-purpose magnification value, since the integer values of the alpha wave are limited to 8, 9, 10, 11, and 12, five integer values of the corresponding high gamma wave can also be specified. In this case, it is possible to perform CFC stimulation pattern coding in advance using a predefined value, and then immediately execute without pattern coding at the actual stimulation time. In addition, in general, the frequencies of alpha and high gamma waves use integer values (eg, alpha 8Hz, high gamma 120Hz), but if necessary, it can be determined by searching for frequencies that consider even decimal places for patient precision (eg, : alpha 10.6Hz, high gamma 127.2Hz).

도 5를 참조하면, 기존 주파수에 임의의 배율값을 통해 생성된 고주파수 파형에 대한 예시를 확인할 수 있다. 편의상 상기 기존 주파수를 'Amplitude'라고 명명하겠다. 도 5에 도시된 예시에는 'Phase'가 파란색, 'Amplitude'가 붉은 색으로 도시되어 있다.Referring to FIG. 5 , an example of a high-frequency waveform generated by using an arbitrary magnification value on an existing frequency can be confirmed. For convenience, the existing frequency will be referred to as 'Amplitude'. In the example shown in FIG. 5, 'Phase' is shown in blue and 'Amplitude' is shown in red.

다음으로 상기 기존 주파수와 고주파수가 결정되면, 이 두 파형을 하나의 파형으로 합성하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성할 수 있다. 도 6을 참조하면, 두 파형의 합성으로 생성된 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴의 예시를 확인할 수 있다.Next, when the existing frequency and the high frequency are determined, a cross-frequency coupling (CFC) pattern may be generated by synthesizing the two waveforms into one waveform. Referring to FIG. 6 , an example of a cross-frequency coupling (CFC) pattern generated by synthesizing two waveforms can be confirmed.

다시 도 2를 참조하면, 다음 단계 S140에서, 상기 생성된 CFC 패턴을 상기 복수의 EGG 전극을 통해 미리 설정된 시간동안 피검자에게 전기 신호로 출력할 수 있다.Referring back to FIG. 2 , in the next step S140, the generated CFC pattern may be output as an electrical signal to the subject for a preset time through the plurality of EGG electrodes.

상기 전기 신호의 출력은 피검자(환자)에게 전기 자극을 주기 위한 신호이다. 앞서 EEG 계측을 위해 피검자(환자)의 두피에 부착한 다수의 전극 중 전류 자극을 제시하기 위해 선택된 소수의 전극만 교체될 수 있다(EEG 측정 전극 -> tACS 자극 전극). 이 것은 이후에 설명할 2차 EEG 측정시 다시 해당 전극들만 원상복구(tACS 자극 전극 -> EEG 측정 전극)함으로써 측정 시간을 단축함과 동시에 환자의 편의성도 최대한 확보할 수 있다.The output of the electrical signal is a signal for giving electrical stimulation to a subject (patient). Among the plurality of electrodes previously attached to the scalp of the subject (patient) for EEG measurement, only a small number of electrodes selected to present current stimulation can be replaced (EEG measurement electrode -> tACS stimulation electrode). This reduces the measurement time and maximizes patient convenience by restoring only the electrodes to their original state (tACS stimulation electrode -> EEG measurement electrode) during the second EEG measurement, which will be described later.

상기 전기 신호는 소정의 시간 동안 소정의 전류 범위 내에서 출력될 수 있다. 일 예로, 상기 생성된 CFC 패턴은 약 1분 분량으로 생성될 수 있는데, 통상 20분 정도의 시간 동안 환자의 두피에 자극을 주기 위해, 20번 정도 반복될 수 있다. 전류는 여러 연구의 보고를 종합하여 1.5 ~ 2.5mA 범위로 정하며, 결정된 전류는 자극이 제시되는 동안 고정적으로 유지되는 것이 바람직하다. 전류의 강도가 셀수록 자극도 강하며, 따라서 효과도 더 높을 것을 기대할 수 있으나, 피검자(환자)에 따라 통증을 느낄 경우 낮은 값으로 재조정하는 것도 고려할 수 있다.The electrical signal may be output within a predetermined current range for a predetermined time. For example, the generated CFC pattern may be generated for about 1 minute, and may be repeated about 20 times in order to stimulate the scalp of a patient for about 20 minutes. The current is set in the range of 1.5 to 2.5 mA by combining reports from several studies, and it is desirable that the determined current be kept fixed while the stimulus is presented. As the strength of the current increases, the stimulation is stronger, so it can be expected that the effect will be higher.

상기 전기 신호가 출력되는 전극은 환자가 겪는 이명증에 기초하므로, 전두부, 좌측 측두부 및 우측 측두부에 적용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 F4, T7, T8에 적용하는 것이 바람직하나. 자극부위는 이 부분에만 국한 되지 않고 다양한 영역에서 적용이 가능하다. 일 예로들면, F4는 anodal(흥분성) 전류 자극 전극으로, T7(좌측 이명 대응) 및/또는 T8(우측 이명 대응)은 전류 수렴 전극으로 설정할 수 있다. 인지기능 저하를 동반하는 중추성 이명증은 뇌의 전두엽과 중앙부를 거쳐 측두엽에 이르는 경로 상에서 청각 기능 억제 조절 정보의 전송량 부족에 의해 일어나는 증상이므로, 이에 해당 하는 경로, 즉 F4 ~ T7/T8 부위에 유사한 정보 전송 패턴을 CFC 전류 자극으로 제시함으로써, 해당 경로를 활성화 시킬 수 있다.Since the electrode from which the electrical signal is output is based on the tinnitus experienced by the patient, it is preferable to apply it to the frontal region, the left temporal region and the right temporal region. More specifically, it is preferable to apply to F4, T7, and T8. The stimulation area is not limited to this area and can be applied in various areas. For example, F4 may be set as an anodal (excitatory) current stimulating electrode, and T7 (corresponding to left tinnitus) and/or T8 (corresponding to right tinnitus) may be set as current convergence electrodes. Central tinnitus accompanied by cognitive decline is a symptom caused by insufficient transmission of auditory suppression control information on the pathway from the frontal and central parts of the brain to the temporal lobe. By presenting the information transmission pattern as a CFC current stimulus, the corresponding pathway can be activated.

본 명세서에 따른 신경 조절 장치는 자극분석부(140)를 더 포함할 수 있다.The neuromodulation apparatus according to the present specification may further include a stimulation analyzer 140 .

상기 자극분석부(140)는 상기 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴 자극 전 EEG 데이터와 자극 후 EEG 데이터를 비교 분석할 수 있다. 구체적으로, 상기 CFC 패턴 자극을 위해 부착한 tACS 자극 전극을 제거 후 앞선 절차와 동일하게 국제 10-20 시스템 기반으로 두피 전체에서 EEG를 측정한다. 또한, 동일하게 개안 3분, 폐안 2분, 개안 2분, 폐안 3분 순서로 측정할 수 있다. 이 때, 측정된 신호를 이용하여 기본 주파수의 재추출할 수도 있다. The stimulus analyzer 140 may compare and analyze EEG data before and after stimulation with the cross-frequency coupling (CFC) pattern. Specifically, after removing the tACS stimulation electrode attached for the CFC pattern stimulation, EEG is measured in the entire scalp based on the international 10-20 system in the same manner as in the previous procedure. In the same manner, measurements may be performed in the order of 3 minutes for open eyes, 2 minutes for open eyes, 2 minutes for open eyes, and 3 minutes for closed eyes. In this case, the fundamental frequency may be re-extracted using the measured signal.

상기 비교 분석은 CFC 전류 자극의 효과를 계량하고 다음 세션에 대한 스케줄링을 수립하기 위함이다. 이명과 인지기능에 관련된 CFC 마커 (선행연구에서 탐색한 마커) 판독, 그리고 자극 전 EEG와 대조 분석을 통해, CFC 전류 자극의 효과를 계량하고 다음 세션에 대한 스케줄링을 수립할 수 있다. The comparative analysis is intended to quantify the effect of CFC current stimulation and establish scheduling for the next session. Through reading of CFC markers (markers explored in previous studies) related to tinnitus and cognitive function, and pre-stimulation EEG and control analysis, the effect of CFC current stimulation can be quantified and scheduling for the next session can be established.

도 7은 CFC 전류 자극 전과 후의 대조 분석에 대한 예시이다.7 is an illustration of a control assay before and after CFC current stimulation.

도 7을 참조하면, 이명 증상자에게서 CFC 전류 자극 전과 후의 대조 분석 결과로 Cz 영역에서 phase 그리고 T7 에서 amplitude 에 대한 CFC 정도를 나타낸다. 자극전 상태에서(before)는 델타와 감마 파 사이의 CFC가 관찰이 되지 않고 있다. 그러나 본 명세서에 따른 신경 조절 방법에 의한 CFC 전류 20 분의 1회 자극 후(after)에서 보이는것 처럼 CFC가 관찰된다(아래 그림의 노란 색부분). 이런 객관적인 징후를 통해 전류 자극의 효과를 계산할 수 있고 자극 후 충분한 CFC가 관찰이 되는 경우 이를 반복하고 자극 후에도 관찰이 안 되는 경우 전류 자극을 강화 할 수 있다.Referring to FIG. 7 , as a result of control analysis before and after CFC current stimulation in tinnitus symptomatic patients, the degree of CFC with respect to the phase in the Cz region and the amplitude in T7 is shown. In the pre-stimulation state (before), CFC between delta and gamma waves is not observed. However, CFC is observed as seen after stimulation of the CFC current for 20 minutes by the neuromodulation method according to the present specification (yellow colored part in the figure below). Through these objective signs, the effect of current stimulation can be calculated, and if sufficient CFC is observed after stimulation, this can be repeated.

상기 기본 주파수 식별부(110), CFC 패턴 생성부(120), 전기자극부(130) 및 자극분석부(140)는 산출 및 다양한 제어 로직을 실행하기 위해 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 기본 주파수 식별부(110), CFC 패턴 생성부(120), 전기자극부(130) 및 자극분석부(140)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 상기 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.The fundamental frequency identification unit 110, the CFC pattern generation unit 120, the electrical stimulation unit 130 and the stimulation analysis unit 140 are a processor known in the art to which the present invention belongs to execute calculation and various control logic; It may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, registers, communication modems, data processing devices, and the like. In addition, when the above-described control logic is implemented in software, the fundamental frequency identification unit 110 , the CFC pattern generation unit 120 , the electrical stimulation unit 130 , and the stimulation analysis unit 140 are implemented as a set of program modules. can be In this case, the program module may be stored in the memory and executed by the processor.

상기 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C/C++, C#, JAVA, Python, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.The program is, in order for the computer to read the program and execute the methods implemented as a program, C/C++, C#, JAVA, Python, which the processor (CPU) of the computer can read through the device interface of the computer; It may include code coded in a computer language such as machine language. Such code may include functional code related to a function defining functions necessary for executing the methods, etc., and includes an execution procedure related control code necessary for the processor of the computer to execute the functions according to a predetermined procedure. can do. In addition, the code may further include additional information necessary for the processor of the computer to execute the functions or code related to memory reference for which location (address address) in the internal or external memory of the computer to be referenced. there is. In addition, when the processor of the computer needs to communicate with any other computer or server located remotely in order to execute the above functions, the code uses the communication module of the computer to determine how to communicate with any other computer or server remotely. It may further include a communication-related code for whether to communicate and what information or media to transmit and receive during communication.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.The storage medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, a cache, a memory, etc., but a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device. Specifically, examples of the storage medium include, but are not limited to, ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and an optical data storage device. That is, the program may be stored in various recording media on various servers accessible by the computer or in various recording media on the computer of the user. In addition, the medium may be distributed in a computer system connected to a network, and a computer-readable code may be stored in a distributed manner.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 명세서의 실시예를 설명하였지만, 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. As mentioned above, although the embodiments of the present specification have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which this specification belongs can realize that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

100 : 신경 조절 장치
110 : 기본 주파수 식별부
120 : CFC 패턴 생성부
130 : 전기자극부
140 : 자극 분석부
100: neuromodulator
110: basic frequency identification unit
120: CFC pattern generator
130: electrical stimulation unit
140: stimulus analysis unit

Claims (13)

피검자의 두피에 설치되는 복수의 EEG 전극으로부터 측정된 신호에서 피검자의 기본 주파수를 식별하는 기본 주파수 식별부;
상기 식별된 기본 주파수를 이용하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성하는 CFC 패턴 생성부; 및
상기 생성된 CFC 패턴을 상기 복수의 EGG 전극을 통해 미리 설정된 시간동안 피검자에게 전기 신호로 출력하는 전기자극부;를 포함하는 신경 조절 장치.
a fundamental frequency identification unit for identifying a fundamental frequency of a subject from signals measured from a plurality of EEG electrodes installed on the subject's scalp;
a CFC pattern generator for generating a cross-frequency coupling (CFC) pattern by using the identified fundamental frequency; and
and an electrical stimulation unit for outputting the generated CFC pattern as an electrical signal to the subject for a preset time through the plurality of EGG electrodes.
청구항 1에 있어서,
상기 기본 주파수 식별부는, 피검자가 폐안 상태에서 미리 설정된 시간동안 측정된 EEG 데이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 신경 조절 장치.
The method according to claim 1,
The fundamental frequency identification unit, Neuromodulation apparatus, characterized in that the subject uses the EEG data measured for a preset time in a state of the lungs.
청구항 1에 있어서,
상기 기본 주파수 식별부는, 측정된 신호를 주파수 영역에서 분석하되, 주파수 파워 스펙트럼에서 알파파 범위 내 최대 파워를 가진 주파수를 기본 주파수로 식별하는 것을 특징으로 하는 신경 조절 장치.
The method according to claim 1,
The fundamental frequency identification unit analyzes the measured signal in a frequency domain, and identifies a frequency having a maximum power within an alpha wave range in a frequency power spectrum as a fundamental frequency.
청구항 1에 있어서,
상기 CFC 패턴 생성부는 상기 식별된 기본 주파수의 임의의 배율을 가진 주파수(이하 '고주파수')를 생성하여 패턴 생성에 이용하는 신경 조절 장치.
The method according to claim 1,
The CFC pattern generator generates a frequency (hereinafter, 'high frequency') having an arbitrary magnification of the identified fundamental frequency, and uses it to generate a pattern.
청구항 4에 있어서,
상기 CFC 패턴 생성부는 상기 기본 주파수와 상기 고주파수를 합성하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성하는 신경 조절 장치.
5. The method according to claim 4,
The CFC pattern generator generates a cross-frequency coupling (CFC) pattern by synthesizing the fundamental frequency and the high frequency.
청구항 1에 있어서,
상기 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴 자극 전 EEG 데이터와 자극 후 EEG 데이터를 비교 분석하는 자극 분석부를 더 포함하는 신경 조절 장치.
The method according to claim 1,
The neuromodulation apparatus further comprising a stimulation analyzer to compare and analyze the EEG data before and after stimulation with the cross-frequency coupling (CFC) pattern stimulation.
프로세서가
(a) 피검자의 두피에 설치되는 복수의 EEG 전극으로부터 신호를 측정하는 단계;
(b) 상기 측정된 신호에서 피검자의 기본 주파수를 식별하는 단계;
(c) 상기 식별된 기본 주파수를 이용하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성하는 단계; 및
(d) 상기 생성된 CFC 패턴을 상기 복수의 EGG 전극을 통해 미리 설정된 시간동안 피검자에게 전기 신호로 출력하는 단계;를 포함하는 신경 조절 방법.
the processor
(a) measuring a signal from a plurality of EEG electrodes installed on the subject's scalp;
(b) identifying a fundamental frequency of the subject from the measured signal;
(c) generating a cross-frequency coupling (CFC) pattern using the identified fundamental frequency; and
(d) outputting the generated CFC pattern as an electrical signal to the subject for a preset time through the plurality of EGG electrodes; Neuromodulation method comprising a.
청구항 7에 있어서,
상기 (a) 단계는, 피검자의 폐안 상태에서 미리 설정된 시간 동안 측정된 EEG 데이터를 획득하는 단계인 신경 조절 방법.
8. The method of claim 7,
The step (a) is a neuromodulation method of acquiring EEG data measured for a preset time in the lung eye state of the subject.
청구항 7에서
상기 (b) 단계는, 측정된 신호를 주파수 영역에서 분석하되, 주파수 파워 스펙트럼에서 알파파 범위 내 최대 파워를 가진 주파수를 기본 주파수로 식별하는 단계인 신경 조절 방법.
in claim 7
In the step (b), the measured signal is analyzed in the frequency domain, and a frequency having the maximum power within the alpha wave range in the frequency power spectrum is identified as the fundamental frequency.
청구항 7에서
상기 (c) 단계는, 상기 식별된 기본 주파수의 임의의 배율을 가진 주파수를 생성하여 패턴 생성에 이용하는 단계인 신경 조절 방법.
in claim 7
The step (c) is a neural modulation method in which a frequency having an arbitrary magnification of the identified fundamental frequency is generated and used for pattern generation.
청구항 10에서
상기 (c) 단계는, 상기 기본 주파수와 상기 고주파수를 합성하여 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴을 생성하는 단계인 신경 조절 방법.
in claim 10
The step (c) is a step of generating a cross-frequency coupling (CFC) pattern by synthesizing the fundamental frequency and the high frequency.
청구항 7에서
(e) 상기 교차 주파수 커플링(CFC) 패턴 자극 전 EEG 데이터와 자극 후 EEG 데이터를 비교 분석하는 단계;를 더 포함하는 신경 조절 방법.
in claim 7
(e) comparing and analyzing the EEG data before and after stimulation with the cross-frequency coupling (CFC) pattern;
컴퓨터에서 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항에 따른 신경 조절 방법의 각 단계들을 수행하도록 작성되어 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터프로그램.A computer program recorded in a computer-readable recording medium written to perform each step of the neuromodulation method according to any one of claims 7 to 12 in a computer.
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