KR20220093781A - 휴대용 신경질환 진단장치 및 그 진단방법 - Google Patents

휴대용 신경질환 진단장치 및 그 진단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실시간으로 획득되는 안구의 영상을 육안으로 확인하여 특정 시간동안 사용자의 안구 움직임을 관찰함으로써 사용자가 신경질환을 보유하고 있는지 여부를 판독할 수 있다.

Description

휴대용 신경질환 진단장치 및 그 진단방법{WEARABLE NEUROLOGICAL DISEASE DIAGNOSIS DEVICE AND THE METHOD}
본 발명은 휴대용 신경질환 진단장치 및 그 진단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촬영 및 특정 파장의 광에 대한 광 이미지를 획득하고, 안구 움직임의 변화를 관찰하여 사용자의 신경질환을 진단하기 위한 휴대용 신경질환 진단 장치에 관한 것이다.
현대 사회에서 인구 고령화에 따라 치매 환자 수는 급격하게 증가하고 있다. 2018년 현재 65세 이상 노인 인구의 치매환자 수는 70만 명으로 추정되고 실제 노인 10명 중 1명 꼴로 치매를 앓고 있고 있다. 또한, 치매 환자는 2050년에 3백만 명을 초과할 것으로 전망하고 있다. 치매 치료의 어려움과 그에 따른 사회적 비용을 고려하였을 경우 치매를 조기에 진단하고 증상을 관라하는 것이 필수가 되었다.
현재, 치매는 신체검사, 긴경학적 검사, 정신과 평가와 뇌 영상 검사를 통해 진단되어 진고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 의심 증상이 발현되거나 뇌 위축이 진행된 이후에야 확인이 가능하기 때문에 질병을 조기에 진단하는데 있어서는 어려움이 있다.
치매의 임상 진단 몇 년 전부터는 시공간능력(Visuospatial Function)이 저하된다는 보고가 있다. 최근 사물을 바라보는 알츠하이머 환자 안구의 움직임이 정상인과 다른 패턴을 가지는 연구결과가 있어 조기 진단 가능성이 제시되고 있다. 이에 안구의 미세 떨림을 파악하고 환자가 용이하게 모니터링을 가능하게 할 수 있는 Eye Tracker 형태의 장치가 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 실시간으로 획득되는 안구의 영상을 육안으로 확인하여 특정 시간동안 사용자의 안구 움직임을 관찰함으로써 사용자가 신경질환을 보유하고 있는지 여부를 판독할 수 있는 휴대용 신경질환 진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치에 있어서, 사용자 안면에 장착될 수 있는 하우징(100);과 사용자의 안구를 촬영하여 이미지를 생성하는 촬영부(200);와 사용자의 안구에 특정 파장의 광을 조사하고, 반사되는 광을 획득하여 이미지를 생성하는 광이미지획득부(300);와 상기 촬영부(200) 및 상기 광이미지획득부(300) 각각의 작동을 제어하고, 상기 촬영부(200) 및 상기 광이미지획득부(300) 각각으로부터 생성된 이미지를 전달받는 영상산출부(500); 및 상기 촬영부(200) 및 상기 광이미지획득부(300)로부터 생성된 이미지를 상기 영상산출부(500)로부터 전달받아 영상으로 송출할 수 있는 사용자 인터페이스(800);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 촬영부(200)는 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격을 갖고 사용자의 안구를 촬영하여 가시광 영역의 이미지를 다수로 생성하는 안구촬영부(210); 및 사용자가 주시하는 전방의 주위 환경을 실시간으로 촬영하는 전방촬영부(220);를 포함하며, 상기 안구촬영부(210)로부터 생성된 다수의 안구 이미지를 상기 사용자 인터페이스(800)를 통해 영상으로 송출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광이미지획득부(300)는 사용자의 안구의 중심을 기준으로 상측 및 하측을 향하여 각각 다수의 광을 조사하는 제1 및 제2 광원부;와
상기 제1 및 제2광원부(310, 320)에서 조사되어 안구로부터 반사되는 광을 감지하여 적외선광 영역의 이미지를 생성하는 광원획득부(330)를 포함하며, 상기 광원획득부(330)로부터 생성된 안구 이미지를 사용자 인터페이스(800)를 통해 영상으로 송출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광원획득부(330)는 안구의 적외선광 이미지를 생성하기 위해 동공을 포함한 홍채로부터 반사되는 920nm 내지 1500nm 사이의 파장을 갖는 반사광을 획득하는 것을 특징한다.
또한, 상기 광원획득부(330)는 안구로부터 반사된 광을 감지하는 다수의 픽셀(331)을 포함하고, 안구로부터 반사광을 감지한 픽셀(331)로부터 이미지 정보와 함께 좌표값을 획득하는 경우, 다수개의 좌표값 중 그 중심이 되는 픽셀(331)의 좌표값을 안구의 중심 및 응시점으로 지정하는 응시점산출부(600)를 더 포함한다.
또한, 상기 촬영부(200)로부터 기준 안구 이미지를 전달받고, 상기 응시점산출부(600)로부터 다수의 적외선광 이미지에서 각각에 대응되어 산출되는 응시점 정보를 전달받으며, 기준 안구 이미지와 응시점 정보를 정합하여 정합이미지를 생성하는 영상정합부(700)를 더 포함한다.
또한, 상기 영상정합부(700)로부터 기준 안구 이미지 상에 안구의 응시점이 표시된 정합이미지를 전달 받고, 기준 안구 이미지의 중심으로부터 다수의 검출영역을 지정하여 각 검출영역별 응시점의 개수를 검출하여 사용자의 신경질환 보유 여부를 판독할 수 있는 판독부(900)를 더 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 도출될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 실시간으로 획득되는 안구의 영상을 육안으로 확인하여 특정 시간동안 사용자의 안구 움직임 또는 미세 떨림을 관찰함으로써 사용자가 신경질환을 보유하고 있는지 여부를 용이하게 진단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 광원획득부(330)에서 안구의 움직임에 따라 픽셀(331)로부터 반사광을 감지하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)로부터 객체영상이 송출되어 각 객체(P1, P2)를 따라 안구의 응시점의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)로부터 안구의 가시광, 적외선광 이미지 및 정합이미지가 송출되는 경우를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)가 실행되는 경우, 검사 시작, 진단 결과 보기 창이 생성된 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)에서 검사 결과 보기가 실행되는 경우 표시되는 화면을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단방법의 절차를 도시한 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단방법에서 안구 이미지 획득 단계의 절차를 도시한 플로우차트이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 광원획득부(330)에서 안구의 움직임에 따라 픽셀(331)로부터 반사광을 감지하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)로부터 객체영상이 송출되어 각 객체(P1, P2)를 따라 안구의 응시점의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)로부터 안구의 가시광, 적외선광 이미지 및 정합이미지가 송출되는 경우를 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)가 실행되는 경우, 검사 시작, 진단 결과 보기 창이 생성된 것을 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 사용자 인터페이스(800)에서 검사 결과 보기가 실행되는 경우 표시되는 화면을 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단방법의 절차를 도시한 플로우차트이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단방법에서 안구 이미지 획득 단계의 절차를 도시한 플로우차트이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치는 도1에 도시된 바와 같이, 하우징(100), 촬영부(200), 광이미지획득부(300), 메모리부(400), 사용자 인터페이스(500), 응시점산출부(600), 영상정합부(700), 영상송출부(800) 및 판독부(900)로 이루어질 수 있다.
하우징(100)은 안구 전방에 위치하도록 사용자의 안면에 장착될 수 있다. 하우징(100)은 일 예로, 사용자의 안면에 용이하게 장착될 수 있도록 안경, 선글라스 등의 형태로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 하우징(100)은 안경 형태로 한쌍의 렌즈(110)와 렌즈(110) 각각이 결합될 수 있는 렌즈 프레임(120) 및 렌즈 프레임(120)의 양측에 사용자 귀의 일측에 거치될 수 있도록 하는 제1암(121)과 제2암(122)이 결합된다.
이때, 제1암(121)과 제2암(122)은 렌즈 프레임(120)에 절첩 가능하게 힌지 결합될 수 있다.
따라서, 하우징(100)은 안면으로부터 용이하게 이탈되지 않고 장착될 수 있다.
촬영부(200)는 하우징(100)에 구비되어 사용자의 안구를 촬영할 수 있다. 촬영부(200)는 사용자가 응시하는 전방의 환경을 촬영할 수도 있다. 촬영부(200)는 사용자의 안구 및 전방 환경을 촬영할 수 있도록 복수개로 구성될 수 있다. 여기서 촬영부(200)는 한 쌍으로 이루어져 하우징(100)에 상호 대응되게 구비될 수 있다.
이때, 촬영부(200)는 안구촬영부(210) 및 전방촬영부(220)를 포함한다.
안구촬영부(210)는 사용자의 안구를 촬영할 수 있다. 안구촬영부(210)는 기설정된 시간동안 촬영 대상이 되는 안구를 촬영할 수 있다. 안구촬영부(210)는 일 예로, “소형 카메라”일 수 있으며, 사진촬영 또는/ 및 녹화기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 안구촬영부(210)는 사용자의 제어에 의해 안구를 촬영하여 이미지로 기록할 수 있도록 구비되며, 사용자의 좌안 또는 우안을 촬영할 수 있도록 하우징(100)의 일측 또는 타측에 구비될 수 있다.
또한, 안구촬영부(210)는 사용자의 안구를 지향하도록 특정 각도로 기울어진 상태로 렌즈 프레임(120)에 구비될 수 있다. 안구촬영부(210)는 촬영 대상이 되는 안구의 위치에 대응되도록 렌즈 프레임(120)의 일측 또는 타측에 구비될 수 있으며, 지향각이 얼라인(Align)된 상태로 고정되는 것이 보다 바람직할 수 있다.
이때, 안구촬영부(210)는 사용자의 좌안 및 우안을 모두 촬영할 수 있도록 한 쌍으로 구비될 수도 있다.
또한, 안구촬영부(210)는 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격으로 안구를 연속적으로 촬영하며, 촬영된 안구의 이미지는 후수할 메모리부(400)에 저장할 수 있다.
여기서, 안구촬영부(210)는 촬영 대상이 되는 안구를 촬영 시, 움직임이 정지된 상태의 안구와 움직이는 상태의 안구 상호 비교할 수 있도록 비교 기준이 되는 안구 이미지(이하, 기준 안구 이미지라 함.)를 먼저 촬영하도록 한다.
즉, 안구촬영부(210)는 움직임이 정지된 상태의 안구를 촬영하고, 이후, 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격으로 안구의 움직임을 촬영하여 이미지로 획득할 수 있다. 이때, 안구촬영부(210)로부터 획득되는 안구의 이미지는 메모리부(400)에 저장과 함께 영상산출부(500)로 전달될 수 있다.
전방촬영부(220)는 렌즈 프레임(120)에 구비되어 사용자가 응시하는 전방의 환경을 촬영할 수 있다. 전방촬영부(220)는 안구촬영부(210)의 위치에 대응되도록 렌즈 프레임(120)에 구비될 수 있다. 전방촬영부(220)는 일 예로, 안구촬영부(210)와 마찬가지로 사진촬영 또는/및 녹화기능을 수행할 수 있는 “소형 카메라”일 수 있다.
또한, 전방촬영부(220)는 사용자가 응시하는 전방을 실시간으로 촬영하며, 촬영된 전방의 영상은 후술할 영상산출부(500)에 송신할 수 있다.
광이미지획득부(300)는 사용자의 안구로 특정 파장의 광을 조사하고, 반사된 광을 수신함으로써 안구의 광 이미지를 획득할 수 있다. 광이미지획득부(300)는 적외선 영역의 파장을 갖는 복수의 광을 조사하도록 하우징(100)에 구비될 수 있다.
광이미지획득부(300)는 방출하는 광이 레이저 빔 등으로 구현되고 , 영상산출부(500)의 제어 하에 안구로 조사할 수 있는 광을 생성할 수 있다.
이때, 빔의 형태는 본 발명의 휴대용 신경질환 진단 장치의 사용 용도에 따라 다양하게 가변될 수 있으나, 보통 빔의 직진성 및 방향성을 고려하여 레이저 빔이 적합할 수 있다.
또한, 레이저 빔이 아주 짧은 시간 동안 펄스(Pluse) 형태로 방출되거나 또는 적외선 파장 영역 등에서 사용함으로써 사용자의 눈으로 광을 볼 수 없도록 할 수 있다.
광이미지획득부(300)는 촬영 대상이 되는 안구로 광을 조사하며, 반사된 광을 통해 이미지로 획득하기 위해 제1광원부(310), 제2광원부(320) 및 광원획득부(330)를 포함한다.
제1 및 제2 광원부(310, 320)는 특정 파장을 갖는 광을 생성하고 방출할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 광원부(310, 320)는 상호 동일한 파장의 광을 생성하고 방출하도록 구비되나, 제1 및 제2 광원부(310, 320)가 상호 상이한 파장의 광을 생성하고 방출할 수 있는 것은 물론이다.
이때, 제1 및 제2 광원부(310, 320)는 렌즈 프레임(120)에 구비되며, 제1광원부(310)는 렌즈 프레임(120)의 일측 상단에 위치하고 제2광원부(320)는 렌즈 프레임(110)의 일측 하단에 위치하도록 구비될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 광원부(310, 320)는 렌즈 프레임(110)의 내부로 수용된 상태로 구비되는 것이 보다 바람직할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 및 제2 광원부(310, 320)는 적외선 영역의 파장을 갖는 복수의 광을 생성하고, 광 이미지를 획득하기 위해 촬영 대상이 되는 안구로 연속파(Continuous) 또는 펄스(Pluse)로 조사할 수 있다. 제1 및 제2광원부(310, 320)는 복수의 광을 순차 또는 동시에 방출할 수 있으며, 방출되는 광의 파장영역은 920nm 내지 1500nm 사이일 수 있다.
또한, 제1 및 제2광원부(310, 320)는 이미지 획득 대상이 되는 안구로 다수의 광을 조사할 수 있도록 각각 렌즈 프레임(130)의 상단 및 하단에 다수개로 구비될 수 있다.
또한, 제1 및 제2광원부(310, 320)가 렌즈 프레임(110)에 다수개로 구비되는 경우, 제1광원부(310)는 가상으로 촬영 대상이 되는 안구의 중심을 기준으로 상측을 향하여 광을 조사하고. 제2광원부(320)는 안구의 중심을 기준으로 그 하측을 향하여 광을 조사함으로써 눈꺼풀에 의해 안구의 가려저도 안구의 이미지를 획득할 수 있는 것이다.
이때, 제1 및 제2광원부(310, 320)로부터 방출되는 광은 안구에 반사되어 광원획득부(330)로부터 획득될 수 있다.
광원획득부(330)는 특정 파장 영역을 갖는 광을 감지할 수 있다. 광원획득부(330)는 안구로부터 반사된 광을 획득할 수 있다. 광원획득부(330)는 제1 및 제2광원부(310, 320)를 통해 촬영 대상이 되는 안구로 조사된 광의 반사광을 획득할 수 있다. 광원획득부(330)는 획득한 광원을 통해 안구의 광 이미지를 생성할 수 있다.
또한, 광원획득부(330)는 제1 및 제2 광원부(310, 320) 각각으로부터 조사되어 안구로부터 반사된 광을 획득하기 위해 한 쌍으로 구비될 수 있다.
이때, 광원획득부(330)는 렌즈 프레임(110)의 일측 상단 및 하단 각각에 위치하여 렌즈 프레임(110)의 내부로 수용될 수 있다. 제1 및 제2 광원부(310, 320)이 다수개로 이루어지는 경우, 광원획득부(330)는 제1 및 제2 광원부(310, 320)의 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 광원획득부(330)는 일 예로, 렌즈 프레임(110)의 일측 상단에 구비되는 경우, 제1광원부(310)로부터 방출되어 안구로부터 반사되는 광을 획득하고, 렌즈 프레임(110)의 일측 하단에 구비되는 경우에는 제2광원부(320)로부터 방출되어 안구로부터 반사되는 광을 획득하여 광 이미지를 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 광원획득부(330)는 특정 파장의 광을 감지할 수 있는 다수개의 픽셀(331)이 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 각각의 픽셀(331)은 제1 및 제2 광원부(310, 320)에서 조사된 광의 반사광을 수신함으로써 광 이미지를 생성할 수 있다. 각각의 픽셀(331)이 입사되는 반사광을 획득하고, 입사된 광에 대응하는 이미지 데이터를 생성할 수 있는 것이다.
이때, 광원획득부(330)는 안구의 광 이미지를 생성하기 위해 적외선 영역의 파장을 갖는 반사광을 획득하며, 안구 중 홍채의 보다 명확한 이미지를 획득하기 위해 920nm 내지 1500nm 사이의 파장을 갖는 반사광을 획득한다.
여기서, 광원획득부(330)는 다수개의 픽셀을 통해 특정 시간동안 획득한 광을 이미지로 생성하고, 각 픽셀(331)당 생성된 이미지 데이터를 후술할 메모리부(400)로 송신할 수 있다.
메모리부(400)는 각부에서 정보를 수신 받아 저장할 수 있다. 메모리부(400)는 휘발성 또는/ 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리부(400)는 촬영부(200)에서 촬영된 사용자의 전방 응시 환경과 안구의 이미지를 전달받아 저장할 수 있다.
또한, 메모리부(400)는 광영상획득부(330)로부터 생성된 안구의 광 이미지 데이터를 저장할 수 있으며, 저장된 이미지 데이터를 영상산출부(500)로 제공할 수도 있다.
영상산출부(500)는 촬영부(200)와 광이미지획득부(300)를 각각 제어하여 영상 또는/ 및 이미지를 획득할 수 있다. 영상산출부(500)는 촬영부(200)와 광이미지획득부(300)를 통해 기설정된 시간동안 획득한 영상 또는/ 및 이미지를 육안으로 확인할 수 있도록 사용자 인터페이스(800)에 전달할 수 있다.
보다 구체적으로, 영상산출부(500)는 전방촬영부(220)가 기설정된 시간동안 사용자가 주시하는 환경을 촬영할 수 있도록 작동을 제어하며, 전방촬영부(220)를 통해 촬영되는 영상을 실시간으로 전달받을 수 있다.
또한, 영상산출부(500)는 전방촬영부(220)의 작동 시점에서 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격을 갖고 안구의 가시광 영역의 이미지를 획득할 수 있도록 안구촬영부(210)의 작동을 제어하며, 안구촬영부(210)를 통해 획득된 안구의 이미지를 전달받을 수 있다.
이후, 영상산출부(500)는 안구촬영부(210)로부터 획득한 안구의 이미지를 사용자 인터페이스(800)에 전달함으로써, 용이하게 육안으로 안구의 이미지를 확인할 수 있다.
이때, 영상산출부(500)는 전방촬영부(220)를 통해 촬영 영상을 전달받는 과정에서 사용자 인터페이스(800)의 출현이 인식되는 경우, 안구촬영부(210)가 작동될 수 있도록 제어할 수도 있다. 예를 들어, 후술할 도 4에 도시된 바와 같이, 안구 응시점의 변화를 관찰할 수 있는 객체영상이 송출되고 있는 사용자 인터페이스(800)를 전방촬영부(220)의 전방으로 출현시키고, 전방촬영부(200)를 통해 사용자 인터페이스(800)의 출현이 인식되어지는 경우, 영상산출부(500)는 안구촬영부(220)의 작동을 제어하여 사용자의 촬영 대상이 되는 안구의 이미지를 획득할 수 있다.
이 경우, 영상산출부(500)는 안구의 이동을 확인하고자 필요에 따라 기설정된 시간동안의 안구 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 영상산출부(500)는 안구촬영부(220)의 작동 시점에서 제1 및 제2 광원부(310, 320)를 통해 안구로 광을 조사하고 광획득부(330)에 의해 획득되는 안구의 광이미지를 전달받도록 광이미지획득부(300)를 제어하며, 광이미지득부(300)로부터 획득한 안구의 적외선광 이미지를 사용자 인터페이스(800)로 전달하여 표시할 수 있다.
응시점산출부(600)는 안구의 움직임을 분석하여 응시점을 검출할 수 있다. 응시점산출부(600)는 사용자의 안구가 움직임에 따라 변경되는 안구의 시선을 감지하고, 응시하고 있는 응시점을 검출할 수 있다.
보다 구체적으로, 응시점산출부(600)는 광원획득부(330)를 통해 생성된 안구의 광 이미지 정보를 획득하고, 각각의 광 이미지에서 안구의 중심이 되는 부분을 검출하여 이를 안구의 응시점으로 지정할 수 있다.
이때, 응시점산출부(600)는 광원획득부(330)로부터 안구의 이미지를 획득하는 경우, 안구로부터 반사된 광을 감지한 픽셀들(331)로부터 각각의 좌표값을 함께 전달받을 수 있다.
여기서, 좌표값이라 함은 광원획득부(330)에서 특정 파장의 광을 감지한 픽셀(331)의 위치에 대한 값일 수 있다.
응시점산출부(600)는 광원획득부(330)로부터 반사광을 감지한 픽셀들(331)의 좌표값을 획득하는 경우, 다수개의 좌표값 중 그 중심이 되는 픽셀의 좌표값을 안구의 중심 및 응시점으로 지정하여, 다수의 광 이미지 각각에 대응되는 응시점을 산출할 수 있다.
특히, 응시점산출부(600)는 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격을 갖고 획득된 안구의 광 이미지들 각각에서 응시점을 산출하되, 동공을 포함한 홍채영역에서 반사된 광을 감지한 픽셀들(331)을 기준으로 다수의 좌표값 중 그 중심이 되는 픽셀의 좌표값으로 안구의 응시점을 지정하는 것이 보다 바람직할 수 있다.
이때, 응시점산출부(600)는 산출된 응시점 정보들을 영상정합부(700)로 송신하며, 사용자 인터페이스(800)를 통해 육안으로 확인할 수 있다.
영상정합부(700)는 다수의 영상을 획득하여 사용자 인터페이스(800)의 화면 상 하나의 화면으로 표시할 수 있다. 영상정합부(700)는 영상산출부(500)로부터 전달받은 기준 안구 이미지와 응시점산출부(600)로부터 전달받은 응시점을 정합할 수 있다.
예를 들어, 영상정합부(700)는 기준 안구 이미지 상에 응시점산출부(600)를 통해 산출된 안구의 응시점을 정합할 경우, 안구의 응시점을 소정 크기로 된 원형의 포인트(Point)로 표시할 수 있다.
이때, 기준 안구 이미지 상에 표시되는 다수개의 응시점들은 응시점산출부(600)를 통해 산출된 시간에 따라 상호 상이한 색상을 갖도록 하며, 유사 또는 동일 위치의 응시점은 상호 오러랩되어 표시될 수 있다. 정합된 영상은 사용자 인터페이스(800)에 의해 송출될 수 있다.
따라서, 영상정합부(700)는 응시점산출부(600)를 통해 산출된 안구의 응시점이 기준 안구 이미지 상에 표시될 수 있도록 기준 안구 이미지와 응시점 정보를 정합하여 정합 이미지를 생성하는 역할을 수행할 수 있는 것이다.
사용자 인터페이스(800)는 사용자로부터 촬영부(200) 및 광이미지획득부(300)의 작동을 위한 입력을 수신하고, 촬영부(200) 및 광이미지획득부(300)로부터 획득한 안구 이미지 또는 정합된 이미지를 영상으로 출력한다. 사용자 인터페이스(800)는 사용자가 직접 촬영부(200) 및 광이미지획득부(300)의 작동을 조작하기 위한 버튼, 키 패트, 스위치, 다이얼 또는 터치 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(800)는 영상을 송출하기 위한 스크린을 포함할 수 있으며, 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 일 예로, 사용자 인터페이스(800)는 전자 펜 또는 사용자의 신체 일부를 이용한 터치, 제스처, 근접 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
또한, 사용자 인터페이스(800)는 사용자에게 각종 콘텐츠(예 : 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)를 표시할 수 있다.
도 5를 참조하면, 사용자 인터페이스(800)는 영상산출부(500)와 전기적으로 연결되며, 화면 상 다수개 분할된 상태로 안구촬영부(220)를 통해 획득한 안구의 가시광 이미지와 영상산출부(500)로부터 전달받은 안구의 적외선 광이미지 및 영상정합부(700)로부터 전달받은 정합이미지를 각각 송출할 수 있다.
이때 , 사용자 인터페이스(800)는 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격을 갖고 획득된 안구의 촬영 이미지와 광 이미지를 이미지 획득 시간에 따라 연속적으로 송출함으로써, 이미지를 영상화하여 송출할 수 있는 것이다.
또한, 사용자 인터페이스(800)는 안구의 촬영 이미지, 광 이미지 및 정합 이미지를 화면 상 분할되도록 송출할 수 있지만, 화면 상 하나의 영상만을 송출할 수 있으며 별도 조작에 의해 화면상 송출될 이미지를 선정할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 사용자 인터페이스(800)는 실행 시, “진단 시작” 및 “진단 결과 보기” 창이 표시된 화면이 나타난다. “진단 시작” 및 “진단 결과 보기” 창 각각은 사용자의 터치와 같은 실행 입력을 획득할 경우, 각 해당되는 화면이 나타날 수 있다.
즉, 사용자 인터페이스(800)는 사용자에 의해 “진단 시작”에 대한 실행 입력을 획득하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같은 화면이 나타나며 구체적인 설명은 후술하도록 한다. 또한, 사용자 인터페이스(800)는 사용자에 의해 “진단 결과 보기”에 대한 실행 입력을 획득하는 경우, 도 ~에 도시된 바와 같이 판독부()를 통해 신경질환 보유 여부에 대한 판독 정보를 표시한 화면이 나타날 수 있다.
여기서, 사용자 인터페이스(800)는 사용자에 의해 “진단 시작”에 대한 실행 입력을 획득하는 경우, 응시점산출부()를 통해 안구의 응시점을 산출하는 과정에서 안구의 응시점에 변화를 관찰할 수 있는 객체영상을 송출할 수 있다.
도 4를 참조하면, 사용자 인터페이스(800)는 안구를 움직이게 하기 위해 화면 상 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격을 갖고 제1객체(P1)와 제2객체(P2)를 좌, 우 반복적으로 표시되는 객체영상을 송출할 수 있다. 이때, 제1 및 제2객체(P1, P2)는 사용자 인터페이스(800)의 화면 상에서 점멸 방식으로 표시될 수 있다.
예를 들어, 사용자 인터페이스(800)는 안구를 움직이게 하여 안구의 응시점을 산출할 수 있도록 객체영상을 송출하는 경우, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1객체(P1)를 화면 상 좌측에 기설정된 시간동안 표시하고, 제1객체(P1)의 표시 시간이 지난 이후에 제1객체(P1)의 표시를 해제한다. 기설정된 시간간격 이후, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2객체(P2)를 기설정된 시간동안 표시되도록 할 수 있다. 또한, 제2객체(P2)의 표시 시간이 지난 이후, 제2객체(P2)의 표시를 해제하고 기설정된 시간간격 이후, 다시 제1객체(P1)를 기설정된 시간동안 표시할 수 있다.
여기서, 사용자 인터페이스(800)를 통해 안구가 응시할 수 있는 제1 및 제2객체(P1, P2)를 화면 상 각각 좌, 우 교대로 표시되도록 하는 객채영상을 송출함으로써, 보다 효율적으로 안구 응시점의 변화를 관찰할 수 있는 것이다.
이때, 사용자 인터페이스(800)로부터 객체영상이 송출되고, 사용자는 송출되는 객체영상을 응시하여 안구를 움직임에 따라 영상정합부(700)에 의해 정합 이미지가 생성되는 경우, 판독부(900)를 통해 신경질환을 진단할 수 있다.
판독부(900)는 영상정합부(700)를 통해 생성된 정합 이미지를 통해 신경질환 보유에 대한 여부를 판독할 수 있다. 판독부(900)는 기준 안구 이미지 상에 안구의 응시점이 표시된 정합 이미지를 영상정합부(700)로부터 전달받아 응시점들이 다수의 영역 중 각 영역에 분포되어 있는 정도를 판단할 수 있다.
이때, 판독부(900)는 각 영역 당 분포되어 있는 응시점의 개수를 검출하고, 각 영역별 응시점 개수를 상호 비교함으로써 사용자의 신경질환 보유 여부를 판독할 수 있는 것이다. 여기서, 신경질환은 일 예로, 알츠하이머 또는 치매일 수 있다.
도 7을 참조하면, 판독부(900)는 예를 들어, 기준 안구 이미지 상 안구의 중심으로부터 이격된 다수의 궤적을 표시하고, 각각의 궤적 내 존재하는 응시점의 개수를 검출하여 각 검출영역별 응시점의 개수를 비교함으로써 신경질환 보유 여부를 판독할 수 있다.
이때, 다수의 궤적에 대응되어 검출영역이 형성되며, 다수의 궤적은 상호 일정 간격을 두고 그 직경이 점차 증가되는 원형 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 다수의 검출영역은 제1궤적 내의 영역을 제1검출영역(A1), 제1궤적과 제2궤적 사이의 영역을 제2검출영역(A2), 제2궤적과 제3궤적 사이를 제3검출영역으로 지정하고 각 검출영역별로 제1검출영역은 ‘정상범위’, 제2검출영역은 ‘의심범위’, 제3검출영역은 ‘위험범위’로 설정함으로써, 각 영역별로 분포된 응시점의 개수 정도에 따라 신경질환 보유 여부를 판독할 수 있는 것이다.
따라서, 판독부(900)는 각 검출영역별 응시점의 개수를 검출 및 비교하여, ‘정상범위’, ‘의심범위’ 및 ‘위험범위’ 중 적어도 하나의 표시 문구를 사용자 인터페이스(800) 상에서 표시되도록 하여 신경질환의 보유 여부와 함께 질환 정도를 파악할 수 있는 것이다.
이하에서는, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단장치의 동작의 흐름 및 신경질환을 진단하는 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 신경질환 진단방법의 절차를 도시한 플로우차트이다.
도 8을 참조하면, 휴대용 신경질환 진단 방법(S10)은 하우징(100)을 안면에 장착한 상태에서 사용자 인터페이스(800)를 통해 촬영부(200) 및 광이미지획득부(300)를 작동시키기 위한 입력 정보를 획득하는 작동 입력 획득 단계(S100)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 작동 입력 획득 단계(S100)는 사용자로부터 안구촬영부(210)의 작동 시간 및 안구 이미지를 획득하는 시간 간격 정보, 전방촬영부(220)의 작동 시간 정보, 제1 및 제2 광원부(310, 320)와 광원획득부(330)의 작동 시간 정보 등 촬영부(200) 및 광이미지획득부(300)의 작동에 대한 입력 정보를 획득할 수 있다. 더불어, 사용자 인터페이스(800)으로부터 송출되는 객체영상의 송출 시간 정보도 포함될 수 있다.
휴대용 신경질환 진단 방법(S10)는 전방촬영부(220)의 작동을 통한 사용자가 주시하는 전방의 주위 환경을 실시간 영상으로 획득하는 전방 주위 환경 영상 획득 단계(S200)를 포함할 수 있다. 전방 주위 환경 영상 힉득 단계(S200)는 전방촬영부(220)에 의해 수행될 수 있다.
휴대용 신경질환 진단 방법(S10)은 작동 입력 획득 단계(S200)에서 촬영부()에 대한 작동 입력 정보를 획득하게 되면, 촬영 대상이 되는 안구의 정지 상태인 기준 안구 이미지를 획득하는 기준 안구 이미지 획득 단계(S300)를 포함할 수 있다. 기준 안구 이미지 획득 단계(S300)는 안구촬영부(210)에 의해 수행될 수 있다.
휴대용 신경질환 진단 방법(S10)은 촬영 대상이 되는 안구를 촬영하고, 안구의 움직임이 변화되는 과정에서 촬영된 안구의 가시광 이미지 및 적외선광 이미지를 획득하는 안구 이미지 획득 단계(S400)를 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 안구 이미지 획득 단계(S400)는 사용자 인터페이스 인식 단계(S410), 검사 시작 입력 정보 획득 단계(S420), 안구의 가시광 이미지 획득 단계(S430) 및 안구의 적외선광 이미지 획득 단계(S440)을 포함할 수 있다.
안구 이미지 획득 단계(S400)에서 사용자 인터페이스 인식 단계(S410)는 전방촬영부(220)를 통해 사용자 인터페이스(800)가 출현되는 영상 정보가 영상산출부()로 전달되도록 전방촬영부(220)의 전방으로 사용자 인터페이스(800)를 출현시키고, 영상산출부(500)를 통해 전방촬영부(220)로부터 촬영된 영상 정보에서 사용자 인터페이스(800)의 출현을 판단할 수 있다. 이때, 영상산출부(500)를 통해 사용자 인터페이스(800)의 출현이 인식되는 경우, 검사 시작 입력 정보 획득 단계(S420)를 수행하도록 한다.
여기서, 사용자 인터페이스(800) 화면 상 “검사 시작” 및 “검사 결과 보기” 창이 표시된 상태에서의 사용자 인터페이스(800)의 출현을 인식하도록 한다.
검사 시작 입력 정보 획득 단계(S420)에서는 영상산출부(500)가 사용자 인터페이스(800)의 출현을 인식하고, 사용자로부터 “검사 시작”에 대한 입력 정보를 획득한 이후, 사용자 인터페이스(800)의 화면 상으로 객체영상을 송출할 수 있다. 객체영상은 상술한 바와 같이, 제1 및 제2객체(P1, P2)가 각각 좌, 우 교대로 표시되는 영상일 수 있다.
안구의 가시광 이미지 획득 단계(S430)에서는 사용자 인터페이스(800)로부터 객체영상이 송출되고, 교대로 표시되는 제1 및 제2객체(P1, P2)를 따라 움직이는 안구를 촬영하여 가시광 영역의 안구 이미지를 획득할 수 있다.
이때, 안구 이미지 획득 단계(S400)에서는 안구의 가시광 이미지 획득 단계(S430)와 함께 제1 및 제2광원부(310, 320)가 촬영 대상이 되는 안구로 광을 조사하고, 광원획득부(330)를 통해 안구로 조사된 광 중 동공을 포함한 홍채로부터 반사되는 반사광을 감지하여 적외선광 영역의 안구 이미지로 획득하는 안구의 적외선광 이미지 획득 단계(S440)가 수행될 수 있다.
이후, 휴대용 신경질환 진단 방법(S10)은 안구의 적외선광 이미지를 획득하는 과정에서 응시점산출부(600)를 통해 다수의 적외선광 이미지에 대해 각각에 대응되는 응시점을 산출하는 안구 응시점 산출 단계(S500)를 포함할 수 있다.
휴대용 신경질환 진단 방법(S10)은 영상산출부(500)로부터 전달받은 기준 안구 이미지와 응시점산출부(600)로부터 안구의 응시점 정보를 전달받아 기준 안구 이미지에 응시점 정보가 표시될 수 있도록 기준 안구 이미지와 응시점 정보를 정합하여 정합이미지를 생성하는 영상 정합 단계(S600)를 포함할 수 있다.
휴대용 신경질환 진단 방법(S10)은 영상산출부(500) 및 영상정합부()로부터 안구의 가시광 및 적외선광 이미지 그리고 정합이미지를 사용자 인터페이스(800)를 통해 영상으로 송출할 수 있는 안구 이미지 송출 단계(S700)를 포함할 수 있다. 안구 이미지 송출 단계(S700)에서 송출되는 영상 중 촬영한 안구의 가시광 및 적외선광 이미지에 대한 영상은 안구의 가시광 및 적외선광 이미지 각각을 이미지 획득 시간에 따라 연속적으로 송출되도록 한다.
휴대용 신경질환 진단 방법(S10)은 사용자로부터 “진단 결과 보기”에 대한 입력 정보를 획득하는 경우, 판독부(900)를 통해 신결질환 보유 여부를 판독한 정보를 사용자 인터페이스(800)의 화면으로부터 송출될 수 있는 신경질환 진단 결과 산출 단계(S800)를 포함할 수 있다. 신경질환 진단 결과 산출 단계(S800)에서 ‘정상범위’, ‘의심범위’ 및 ‘위험범위’ 중 적어도 하나에 해당하는 판독 정보에 따른 문구를 사용자 인터페이스(800)의 ‘진단 결과 보기’ 화면상에서 표시될 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 휴대용 신경질환 진단 장치는 검사가 진행되는 경우, 객체영상 중 교대로 표시되는 제1객체(P1) 또는 제2객체(P2)를 응시하는 과정에서 특정 시간동안 제1객체(P1) 또는 제2객체(P2) 중 정지된 어느 하나의 객체를 응시할 때, 안구의 움직임 또는 미세 떨림을 관찰하여 사용자가 신경질환을 보유하고 있는지 여부를 용이하게 진단할 수 있는 것이다.
100 : 하우징 200 : 촬영부
300 : 광이미지획득부 400 : 메모리부
500 : 영상산출부 600 : 응시점산출부
700 : 영상정합부 800 : 사용자 인터페이스
900 ; 판독부

Claims (7)

  1. 사용자 안면에 장착될 수 있는 하우징(100);과
    사용자의 안구를 촬영하여 이미지를 생성하는 촬영부(200);와
    사용자의 안구에 특정 파장의 광을 조사하고, 반사되는 광을 획득하여 이미지를 생성하는 광이미지획득부(300);와
    상기 촬영부(200) 및 상기 광이미지획득부(300) 각각의 작동을 제어하고, 상기 촬영부(200) 및 상기 광이미지획득부(300) 각각으로부터 생성된 이미지를 전달받는 영상산출부(500); 및
    상기 촬영부(200) 및 상기 광이미지획득부(300)로부터 생성된 이미지를 상기 영상산출부(500)로부터 전달받아 영상으로 송출할 수 있는 사용자 인터페이스(800);로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 신경질환 진단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,

    상기 촬영부(200)는 기설정된 시간동안 기설정된 시간간격을 갖고 사용자의 안구를 촬영하여 가시광 영역의 이미지를 다수로 생성하는 안구촬영부(210); 및
    사용자가 주시하는 전방의 주위 환경을 실시간으로 촬영하는 전방촬영부(220);를 포함하며,

    상기 안구촬영부(210)로부터 생성된 다수의 안구 이미지를 상기 사용자 인터페이스(800)를 통해 영상으로 송출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 신경질환 진단 장치.
  3. 제1항에 있어서,

    상기 광이미지획득부(300)는 사용자의 안구의 중심을 기준으로 상측 및 하측을 향하여 각각 다수의 광을 조사하는 제1 및 제2 광원부;와
    상기 제1 및 제2광원부(310, 320)에서 조사되어 안구로부터 반사되는 광을 감지하여 적외선광 영역의 이미지를 생성하는 광원획득부(330)를 포함하며,

    상기 광원획득부(330)로부터 생성된 안구 이미지를 사용자 인터페이스(800)를 통해 영상으로 송출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 신경질환 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,

    상기 광원획득부(330)는 안구의 적외선광 이미지를 생성하기 위해 동공을 포함한 홍채로부터 반사되는 920nm 내지 1500nm 사이의 파장을 갖는 반사광을 획득하는 것을 특징으로 하는 휴대용 신경질환 진단 장치.
  5. 제3항에 있어서,

    상기 광원획득부(330)는 안구로부터 반사된 광을 감지하는 다수의 픽셀(331)을 포함하고,

    안구로부터 반사광을 감지한 픽셀(331)로부터 이미지 정보와 함께 좌표값을 획득하는 경우, 다수개의 좌표값 중 그 중심이 되는 픽셀(331)의 좌표값을 안구의 중심 및 응시점으로 지정하는 응시점산출부(600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 신경질환 진단 장치.
  6. 제5항에 있어서,

    상기 촬영부(200)로부터 기준 안구 이미지를 전달받고, 상기 응시점산출부(600)로부터 다수의 적외선광 이미지에서 각각에 대응되어 산출되는 응시점 정보를 전달받으며, 기준 안구 이미지와 응시점 정보를 정합하여 정합이미지를 생성하는 영상정합부(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 신경질환 진단 장치.
  7. 제6항에 있어서,

    상기 영상정합부(700)로부터 기준 안구 이미지 상에 안구의 응시점이 표시된 정합이미지를 전달 받고, 기준 안구 이미지의 중심으로부터 다수의 검출영역을 지정하여 각 검출영역별 응시점의 개수를 검출하여 사용자의 신경질환 보유 여부를 판독할 수 있는 판독부(900)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 신경질환 진단 장치.

    판독부(900)는 기준 안구 이미지 상에 안구의 응시점이 표시된 정합 이미지를 영상정합부(700)로부터 전달받아 응시점들이 다수의 영역 중 각 영역에 분포되어 있는 정도를 판단할 수 있다.
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