KR20230077980A - Stress care system and method based on transcranial integrated current stimulation and personalized stress index - Google Patents

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Abstract

경두개 복합전류 자극과 개인 맞춤형 스트레스 지수 기반의 스트레스 케어 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 스트레스 케어 시스템은, 두뇌를 자극하기 위한 전류를 생성하여 인가하며, 생체신호를 측정하는 자극 장치 및 측정된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하고 스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하며 산출된 최종 스트레스 지수를 기초로 자극 장치를 제어하는 모니터링 및 제어 시스템을 포함한다. 이에 의해, 개인별로 차이가 보이는 스트레스 감수성을 정량적으로 정의하고, 이를 기초로 개인 맞춤형 스트레스 지수를 산출할 수 있게 된다.A stress care system and method based on transcranial complex current stimulation and a personalized stress index are provided. The stress care system according to an embodiment of the present invention generates and applies a current for stimulating the brain, calculates a current stress index from a stimulator that measures biosignals and measures biosignals, and corrects the stress index with stress sensitivity. and a monitoring and control system that calculates a final stress index and controls the stimulation device based on the calculated final stress index. In this way, it is possible to quantitatively define stress susceptibility that differs from person to person, and calculate a personalized stress index based on this.

Figure P1020210165268
Figure P1020210165268

Description

경두개 복합전류 자극과 개인 맞춤형 스트레스 지수 기반의 스트레스 케어 시스템 및 방법{Stress care system and method based on transcranial integrated current stimulation and personalized stress index}Stress care system and method based on transcranial integrated current stimulation and personalized stress index

본 발명은 스트레스 케어 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 스트레스 지수를 산출하여 tES(transcranial Electrical Stimulation)로 스트레스를 완화시키는 스트레스 케어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stress care technology, and more particularly, to a stress care system and method for relieving stress with transcranial electrical stimulation (tES) by calculating a user's stress index.

스트레스를 측정/진단하는 방법은 크게 ① 설문조사(Perceived Stress Scale, PSS) 방식, ② 코르티솔 등 혈액검사 방식, ③ 생체신호 측정 방식으로 구분할 수 있으나, 설문 방식과 코르티솔 농도 측정 방식은 일상 생활에서 장기간 스트레스를 측정하기에 어려움이 있다.Methods of measuring/diagnosing stress can be largely divided into ① survey (Perceived Stress Scale, PSS) method, ② blood test method such as cortisol, and ③ bio-signal measurement method. Stress is difficult to measure.

비침습적인 생체신호 측정방식은 스트레스의 판단 지표가 단순하고 스트레스 정도에 따른 자율신경계의 반응이 개인적인 차이가 커서 일반화하는 것은 쉽지 않아, 스트레스 감수성의 개인차를 반영하기 어렵다는 단점이 있다.The non-invasive biosignal measurement method has the disadvantage that it is difficult to reflect individual differences in stress susceptibility because the stress determination index is simple and the response of the autonomic nervous system according to the degree of stress varies greatly among individuals.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 비침습적 스트레스 측정기술의 문제점을 극복하기 위한 방안으로, 스트레스에 대한 개인별 민감도(스트레스 감수성)가 상대적으로 다름에 착안하여, 개인 맞춤형 스트레스 지수를 산출하여 tES로 케어하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to overcome the problems of non-invasive stress measurement technology, focusing on the relatively different individual sensitivity to stress (stress sensitivity). Therefore, it is to provide a system and method for calculating a personalized stress index and taking care with tES.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 스트레스 케어 시스템은, 두뇌를 자극하기 위한 전류를 생성하여 인가하며, 생체신호를 측정하는 자극 장치; 및 측정된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하고, 스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하며, 산출된 최종 스트레스 지수를 기초로 자극 장치를 제어하는 모니터링 및 제어 시스템;을 포함한다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, a stress care system includes a stimulation device for generating and applying a current for stimulating the brain and measuring a biosignal; and a monitoring and control system that calculates a current stress index from the measured bio-signals, corrects the stress index with stress sensitivity, calculates a final stress index, and controls the stimulation device based on the calculated final stress index.

모니터링 및 제어 시스템은, 일상 스트레스 지수와 기저 스트레스 지수를 기초로 스트레스 감수성을 산출할 수 있다. 기저 스트레스 지수는, 수면시 스트레스 지수일 수 있다.The monitoring and control system may calculate stress susceptibility based on the daily stress index and the baseline stress index. The basal stress index may be a stress index during sleep.

일상 스트레스 지수는, 스트레스 관련 설문 답변 내용을 기초로 산출할 수 있다.The daily stress index may be calculated based on answers to stress-related questionnaires.

모니터링 및 제어 시스템은, 자극 장치를 통해 측정된 EEG(ElectroEncephaloGram), PPG(PhotoPlethysmoGram), 가속도를 이용하여 현재 스트레스 지수를 산출할 수 있다.The monitoring and control system may calculate the current stress index using ElectroEncephaloGram (EEG), PhotoPlethysmoGram (PPG), and acceleration measured through the stimulation device.

자극 장치는, 두뇌를 자극하기 위한 전류를 인가하는 다수의 tES 전극들;을 포함하고, 두뇌 자극 목적에 따라 전류가 인가되는 2개의 tES 전극이 각기 다르게 결정될 수 있다.The stimulation device includes a plurality of tES electrodes for applying current to stimulate the brain; two tES electrodes to which current is applied may be determined differently depending on the purpose of brain stimulation.

자극 장치는, tES 전극들 중 제1 tES 전극의 내부에 설치된 제1 EEG 전극; 및 tES 전극들 중 제2 tES 전극의 내부에 설치된 제2 EEG 전극;를 더 포함할 수 있다.The stimulation device includes: a first EEG electrode installed inside a first tES electrode among tES electrodes; and a second EEG electrode installed inside the second tES electrode among the tES electrodes.

자극 장치는, 제1 EEG 전극과 제2 EEG 전극 사이에 설치된 PPG 전극;을 더 포함할 수 있다.The stimulation device may further include a PPG electrode installed between the first EEG electrode and the second EEG electrode.

본 발명의 실시예에 따른 스트레스 케어 시스템은, 사용자가 자극 장치를 이용하는 공간을 제공하며, 감각적 자극을 위한 환경을 제공하는 캡슐;을 더 포함할 수 있다.The stress care system according to an embodiment of the present invention may further include a capsule providing a space for a user to use a stimulation device and providing an environment for sensory stimulation.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 스트레스 케어 방법은, 측정된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하는 단계; 스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하는 단계; 및 산출된 최종 스트레스 지수를 기초로, 두뇌를 자극하기 위한 전류를 인가하는 자극 장치를 제어하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, a stress care method according to another embodiment of the present invention includes calculating a current stress index from measured bio-signals; Compensating the stress index with the stress sensitivity to calculate the final stress index; and controlling a stimulation device for applying a current for stimulating the brain based on the calculated final stress index.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 스트레스 지수 산출 방법은, 측정된 생체신호를 전처리하는 단계; 전처리된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하는 단계; 및 스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, a method for calculating a stress index according to another embodiment of the present invention includes preprocessing a measured biosignal; Calculating a current stress index from preprocessed biosignals; and calculating a final stress index by correcting the stress index with the stress sensitivity.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 스트레스 모니터링 시스템은, 측정된 생체신호를 전처리하는 전처리부; 및 전처리된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하고, 스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하는 산출부;를 포함한다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a stress monitoring system includes a pre-processing unit that pre-processes measured bio-signals; and a calculation unit that calculates a current stress index from the preprocessed bio-signals and corrects the stress index with the stress sensitivity to calculate a final stress index.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 개인별로 차이가 보이는 스트레스 감수성을 정량적으로 정의하고, 이를 기초로 개인 맞춤형 스트레스 지수를 산출할 수 있게 된다.As described above, according to the embodiments of the present invention, it is possible to quantitatively define stress susceptibility, which differs from person to person, and calculate a personalized stress index based on this.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 개인 맞춤형 스트레스 지수 기반으로 tES를 수행함으로써, 이에 의한 스트레스 완화 효과를 보다 향상시킬 수 있게 된다.In addition, according to embodiments of the present invention, by performing tES based on a personalized stress index, it is possible to further improve the stress relief effect thereby.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 케어 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2와 도 3은 tES 장치의 외관을 촬영한 사진들,
도 4는 tES 장치의 내측을 촬영한 사진,
도 5는 표준뇌파계 위치도,
도 6은 tES 전극, EEG 전극, PPG 전극의 위치들을 나타낸 도면,
도 7은 캡슐의 외관을 도시한 도면,
도 8은 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)의 구성을 도시한 블럭도,
도 9는 스트레스 지수 산출 방법의 설명에 제공되는 도면,
도 10은 사용자 스트레스 지수 산출 예시, 그리고,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레스 케어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.1 is a diagram showing the configuration of a stress care system according to an embodiment of the present invention;
2 and 3 are photographs of the exterior of the tES device;
4 is a photograph of the inside of the tES device;
5 is a standard electroencephalogram location diagram;
6 is a view showing the positions of the tES electrode, the EEG electrode, and the PPG electrode;
7 is a view showing the appearance of a capsule;
8 is a block diagram showing the configuration of a stress monitoring/control system 200;
9 is a diagram provided to explain a stress index calculation method;
10 is an example of calculating a user stress index, and
11 is a flowchart provided to explain a stress care method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레스 케어 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 스트레스 케어 시스템은, tES(transcranial Electrical Stimulation) 장치(100), 스트레스 모니터링/제어 시스템(200) 및 캡슐(300)을 포함하여 구성된다.1 is a diagram showing the configuration of a stress care system according to an embodiment of the present invention. A stress care system according to an embodiment of the present invention includes a transcranial electrical stimulation (tES) device 100 , a stress monitoring/control system 200 and a capsule 300 .

tES 장치(100)는 스트레스 완화 등을 목적으로 두뇌를 자극하기 위한 복합전류를 생성하여 인가하는 장치이다. 복합전류는 직류와 교류를 융합한 전류이다. 두뇌 자극 외에 생체신호 측정을 위한 센서들이 tES 장치(100)에 마련되어 있다.The tES device 100 is a device that generates and applies a complex current for stimulating the brain for the purpose of relieving stress. Complex current is a current that combines direct current and alternating current. In addition to brain stimulation, sensors for measuring bio-signals are provided in the tES device 100.

캡슐(300)은 사용자가 tES 장치(100)를 이용하여 스트레스 완화 등의 케어를 받는 공간이다. 캡슐(300)은 사용자 케어 효과를 극대화하기 위해 조명, 음향, 촉감, 향기 등을 제공한다.The capsule 300 is a space where a user receives care such as stress relief using the tES device 100 . The capsule 300 provides lighting, sound, tactility, fragrance, and the like to maximize user care effects.

스트레스 모니터링/제어 시스템(200)는 사용자의 스트레스 지수를 개인별 맞춤형으로 산출하고, 산출한 스트레스 지수에 따라 tES 장치(100)의 동작을 제어하고, 캡슐(300)의 환경을 제어한다.The stress monitoring/control system 200 calculates a user's stress index customized for each individual, controls the operation of the tES device 100, and controls the environment of the capsule 300 according to the calculated stress index.

도 2와 도 3은 tES 장치(100)의 외관을 촬영한 사진들이고, 도 4는 tES 장치(100)의 내측(머리와 맞닿는 부분)을 촬영한 사진이다.2 and 3 are pictures of the exterior of the tES device 100, and FIG. 4 is a picture of the inside of the tES device 100 (a portion in contact with the head).

도시된 바와 같이, tES 장치(100)는 몸체(110), tES 전극들(121,122,123,124), EEG(ElectroEncephaloGram) 전극들(131,132), PPG(PhotoPlethysmoGram) 전극(140) 및 IMU(Inertial Measurement Unit)(미도시)를 포함하여 구성된다.As shown, the tES device 100 includes a body 110, tES electrodes 121, 122, 123, and 124, ElectroEncephaloGram (EEG) electrodes 131 and 132, PhotoPlethysmoGram (PPG) electrode 140, and an Inertial Measurement Unit (IMU) (not shown). City) is composed of.

몸체(110)는 tES 장치(100)의 외형으로써, 머리에 착용가능한 형상의 프레임이다. 몸체(110)의 내측 전면부에는 tES 전극들(121,122,123,124), EEG 전극들(131,132) 및 PPG 전극(140)이 부착되어 있고, 몸체(110)의 내부에는 IMU(미도시)가 설치되어 있다.The body 110 is an external shape of the tES device 100 and is a frame that can be worn on the head. tES electrodes 121, 122, 123, 124, EEG electrodes 131, 132, and PPG electrode 140 are attached to the inner front portion of the body 110, and an IMU (not shown) is installed inside the body 110.

tES 전극들(121,122,123,124)은 두뇌 자극을 위한 복합전류를 두뇌의 각기 다른 위치에서 인가하기 위한 전극들이다. 구체적으로, 도 5에 도시된 표준뇌파계 위치도를 기준으로, tES 전극-1(121)은 "Fp2" 지점에, tES 전극-2(122)는 "F4" 지점에, tES 전극-3(123)은 "F3" 지점에, tES 전극-4(124)는 "Fp1" 지점에, 각각 위치한다.The tES electrodes 121, 122, 123, and 124 are electrodes for applying complex currents for brain stimulation to different locations in the brain. Specifically, based on the standard EEG location diagram shown in FIG. 5, tES electrode-1 (121) is at the "Fp2" point, tES electrode-2 (122) is at the "F4" point, tES electrode-3 ( 123) is located at the "F3" point, and the tES electrode-4 (124) is located at the "Fp1" point, respectively.

사용 목적에 따라 전류가 인가되는 tES 전극들(121,122,123,124)과 극성이 다르며, 구체적으로는 다음과 같다.Depending on the purpose of use, the polarity is different from that of the tES electrodes 121, 122, 123, and 124 to which current is applied. Specifically, it is as follows.

스트레스 완화시 : F3(+), F4(-)When stress is relieved: F3(+), F4(-)

기억력, 학습력 개선시 : Fp1(+), Fp2(-)When improving memory and learning ability: Fp1(+), Fp2(-)

집중력 개선시 : Fp2(+), 왼쪽 어깨(-)When concentration is improved: Fp2 (+), left shoulder (-)

EEG 전극들(131,132)은 EEG(뇌파)를 측정하기 위한 전극들로, EEG 전극-1(131)은 tES 전극-1(121)의 안쪽인 "Fp2" 지점에, EEG 전극-2(132)는 tES 전극-4(124)의 안쪽인 "Fp1" 지점에, 각각 위치한다.The EEG electrodes 131 and 132 are electrodes for measuring EEG (brain waves). is located at the point "Fp1" inside the tES electrode-4 124, respectively.

절연을 위해, EEG 전극-1(131)과 tES 전극-1(121)은 적정 거리 만큼 이격되어 설치되고, EEG 전극-2(132)와 tES 전극-4(124)도 적정 거리 만큼 이격되어 설치된다.For insulation, EEG electrode-1 (131) and tES electrode-1 (121) are spaced apart by an appropriate distance, and EEG electrode-2 (132) and tES electrode-4 (124) are also spaced apart by an appropriate distance. do.

PPG 전극(140)은 PPG(광용적맥파)를 측정하기 위한 전극으로, EEG 전극-1(131)과 EEG 전극-2(132)의 사이인 이마 가운데 부분에 위치한다.The PPG electrode 140 is an electrode for measuring a PPG (photoplethysmogram) and is located in the middle of the forehead between the EEG electrode-1 (131) and the EEG electrode-2 (132).

tES 장치(100)가 머리에 착용된 경우, tES 전극들(121,122,123,124), EEG 전극들(131,132), PPG 전극(140)의 위치들을 도 6에 나타내었다.When the tES device 100 is worn on the head, positions of the tES electrodes 121, 122, 123, and 124, the EEG electrodes 131 and 132, and the PPG electrode 140 are shown in FIG.

한편, IMU는 사용자의 움직임을 측정하기 위한 센서로, 몸체(110)의 내부에 설치된다.On the other hand, the IMU is a sensor for measuring the user's movement and is installed inside the body 110.

도 7은 캡슐(300)의 외관을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 캡슐(300)의 내부에는 케어를 받고자 하는 사용자가 착석하는 시트가 구비되어 있다. 시트는 사용자의 촉감 자극을 위한 부드러운 재질로 제작된다.7 is a view showing the appearance of the capsule 300. As shown, the inside of the capsule 300 is provided with a seat on which a user who wants to be treated sits. The seat is made of a soft material for tactile stimulation of the user.

캡슐(300)의 상부는 커버로 개폐가능하며, 측면에는 상태/정보 표시를 위한 디스플레이가 마련되어 있다. 캡슐(300)의 내부에는 사용자 케어 효과를 극대화하기 위한 조명, 음향 출력기, 향기(아로마/라벤더 등) 분출기 등이 구비되어 있다.The upper part of the capsule 300 can be opened and closed as a cover, and a display for displaying status/information is provided on the side. The interior of the capsule 300 is provided with lighting, sound output, and fragrance (aroma/lavender, etc.) ejectors to maximize user care effects.

커버, 시트 각도/슬라이드, 조명, 음향 출력기, 향기(아로마/라벤더 등) 분출기는 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)에 의해 제어된다.The cover, seat angle/slide, lighting, sound output, and fragrance (aroma/lavender, etc.) dispenser are controlled by the stress monitoring/control system 200 .

도 8은 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)의 구성을 도시한 블럭도이다. 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)은, 도시된 바와 같이, tES 전류 생성부(210), EEG 신호처리부(220), PPG 신호처리부(230), 가속도 신호처리부(240), 스트레스 지수 산출부(250), 제어부(260) 및 통신부(270)를 포함하여 구성된다.8 is a block diagram showing the configuration of the stress monitoring/control system 200. As shown, the stress monitoring/control system 200 includes a tES current generator 210, an EEG signal processor 220, a PPG signal processor 230, an acceleration signal processor 240, and a stress index calculator 250. ), a control unit 260 and a communication unit 270.

tES 전류 생성부(210)는 tES 전류를 생성하여 tES 전극들(121,122,123,124) 중 2개소를 통해 사용자의 두뇌로 인가한다. tES 전류 생성부(210)에서 생성되는 tES 전류의 세기와 시간은 제어부(260)에 의해 제어된다.The tES current generator 210 generates the tES current and applies it to the user's brain through two of the tES electrodes 121 , 122 , 123 , and 124 . The intensity and time of the tES current generated by the tES current generator 210 are controlled by the controller 260 .

EEG 신호처리부(220)는 EEG 전극들(131,132)을 통해 측정된 EEG 신호에 대한 잡음 제거, 증폭, 변환 등의 전처리를 수행하고, PPG 신호처리부(230)는 PPG 전극(140)에 의해 측정된 PPG 신호에 대한 전처리를 수행하며, 가속도 신호처리부(240)는 IMU에 의해 측정된 가속도 신호에 대한 전처리를 수행한다.The EEG signal processing unit 220 performs preprocessing such as noise removal, amplification, and conversion on the EEG signal measured through the EEG electrodes 131 and 132, and the PPG signal processing unit 230 performs preprocessing on the EEG signal measured by the PPG electrode 140. Pre-processing is performed on the PPG signal, and the acceleration signal processing unit 240 pre-processes the acceleration signal measured by the IMU.

스트레스 지수 산출부(250)는 EEG 신호처리부(220)에서 전처리된 EEG 신호, PPG 신호처리부(230)에서 전처리된 PPG 및 가속도 신호처리부(240)에서 전처리된 가속도 신호 및 통신부(270)를 통해 입력되는 사용자의 스트레스 관련 설문 답변 내용을 기초로 사용자의 스트레스 지수를 산출한다. 스트레스 지수 산출 방법에 대해서는 도 9를 참조하여 상세히 후술한다.The stress index calculation unit 250 inputs the EEG signal preprocessed by the EEG signal processing unit 220, the PPG preprocessed by the PPG signal processing unit 230, and the acceleration signal preprocessed by the acceleration signal processing unit 240 and the communication unit 270. The user's stress index is calculated based on the user's stress-related questionnaire answers. A method for calculating the stress index will be described later in detail with reference to FIG. 9 .

제어부(260)는 스트레스 지수 산출부(250)에 의해 산출된 스트레스 지수에 따라, tES 전류 생성부(210)에 의해 생성되는 tES 전류의 세기와 시간을 제어하고, 캡슐(300)의 환경을 제어한다.The controller 260 controls the intensity and time of the tES current generated by the tES current generator 210 according to the stress index calculated by the stress index calculator 250, and controls the environment of the capsule 300 do.

통신부(270)는 사용자의 스마트폰을 통해 입력된 스트레스 관련 설문 답변 내용을 전달받아 스트레스 지수 산출부(250)로 전달한다.The communication unit 270 receives the stress-related questionnaire answer input through the user's smartphone and delivers it to the stress index calculation unit 250 .

도 9는 스트레스 지수 산출부(250)에 의한 스트레스 지수 산출 방법의 설명에 제공되는 도면이다.9 is a diagram provided to explain a method of calculating a stress index by the stress index calculator 250. Referring to FIG.

개인별 맞춤형 스트레스 지수 산출을 위해, 도시된 바와 같이, 스트레스 지수 산출부(250)는 PPG로부터 심박, HRV 및 호흡율(분당 호흡수)를 검출하고, 가속도로부터 활동량과 수면정보를 계산한다. 호흡율은 PPG가 아닌 가속도로부터 계산가능하며 PPG와 가속도 모두를 이용하여 계산할 수도 있다.In order to calculate a personalized stress index, as shown, the stress index calculation unit 250 detects heart rate, HRV, and respiratory rate (respiration per minute) from PPG, and calculates activity and sleep information from acceleration. Respiratory rate can be calculated from acceleration, not PPG, or can be calculated using both PPG and acceleration.

다음, 스트레스 지수 산출부(250)는 EEG, 심박, HRV, 호흡율 및 활동량을 기초로 사용자의 현재 스트레스 지수를 산출한다(S410).Next, the stress index calculation unit 250 calculates the user's current stress index based on the EEG, heart rate, HRV, respiratory rate, and activity (S410).

그리고, 스트레스 지수 산출부(250)는 EEG, 심박, HRV, 호흡율 및 수면정보를 기초로 사용자의 수면시 스트레스 지수를 산출한다(S420). 수면시 스트레스 지수는 사용자 스트레스 지수의 기저값에 해당한다.Then, the stress index calculation unit 250 calculates the stress index of the user during sleep based on the EEG, heart rate, HRV, respiratory rate, and sleep information (S420). The stress index during sleep corresponds to the base value of the user's stress index.

또한, 스트레스 지수 산출부(250)는 스마트폰 애플리케이션을 통해 수행된 사용자의 스트레스 관련 설문 답변 내용을 기초로 사용자의 일상 스트레스 지수를 산출한다(S430). 이는, 설문 문항들의 답변들에 배정된 점수들을 합산하여 산출된다.In addition, the stress index calculation unit 250 calculates the user's daily stress index based on the user's stress-related questionnaire answers performed through the smartphone application (S430). This is calculated by summing the points assigned to the answers of the survey questions.

이후, 스트레스 지수 산출부(250)는 S430단계에서 산출된 일상 일상 스트레스 지수를 S420단계에서 산출된 수면시 스트레스 지수로 나누어 스트레스 감수성을 계산한다(S440). 스트레스 감수성은 다음의 수식으로 계산된다.Thereafter, the stress index calculation unit 250 calculates the stress sensitivity by dividing the daily stress index calculated in step S430 by the sleep stress index calculated in step S420 (S440). Stress susceptibility is calculated by the following formula.

스트레스 감수성 = (일상 스트레스 지수)/(수면시 스트레스 지수)Stress sensitivity = (daily stress index) / (sleep stress index)

끝으로, 스트레스 지수 산출부(250)는 S410단계에서 산출된 현재 스트레스 지수에 S440단계에서 산출된 스트레스 감수성을 곱하여 보정된 최종 스트레스 지수를 산출한다. 보정된 최종 스트레스 지수는 다음의 수식으로 계산된다.Finally, the stress index calculation unit 250 calculates the corrected final stress index by multiplying the current stress index calculated in step S410 by the stress sensitivity calculated in step S440. The corrected final stress index is calculated by the following formula.

최종 스트레스 지수 = (스트레스 감수성) × (현재 스트레스 지수)Final Stress Index = (Stress Sensitivity) × (Current Stress Index)

도 10은 사용자 스트레스 지수 산출 예시이다. 도시된 바에 따르면 사용자 A와 사용자 B의 현재 스트레스 지수는 50으로 같다. 하지만, 사용자 B의 스트레스 감수성(3)은 사용자 A의 스트레스 감수성(2) 보다 높다. 따라서, 보정된 최종 스트레스 지수는 사용자 B가 사용자 A 보다 더 높게 산출되었다. 현재 스트레스 지수가 같다 하더라도, 스트레스 감수성을 반영한 보정된 최종 스트레스 지수는 사용자 마다 다를 수 있음을 보여 준다.10 is an example of calculating a user stress index. As shown, the current stress indices of user A and user B are equal to 50. However, user B's stress sensitivity (3) is higher than user A's stress sensitivity (2). Accordingly, the corrected final stress index was calculated to be higher for user B than for user A. It shows that even if the current stress index is the same, the corrected final stress index reflecting the stress sensitivity may be different for each user.

본 발명의 실시예에 따른 시스템에 의한 스트레스 케어 과정을 도 10에 나타내었다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레스 케어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.A stress care process by the system according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 10 . 11 is a flowchart provided to explain a stress care method according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 먼저, 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)는 tES 장치(100)를 착용한 사용자의 스트레스 지수를 산출한다(S510).As shown, first, the stress monitoring/control system 200 calculates the stress index of the user wearing the tES device 100 (S510).

다음, 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)는 산출된 스트레스 지수에 따라 tES 장치(100)의 동작을 제어한다(S520). S520단계에 의해 tES 전류가 1~2mA 범위에서 제어되고, 구동 시간이 20분 전후로 제어된다.Next, the stress monitoring/control system 200 controls the operation of the tES device 100 according to the calculated stress index (S520). In step S520, the tES current is controlled in the range of 1 to 2 mA, and the driving time is controlled to around 20 minutes.

그리고, 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)는 산출된 스트레스 지수에 따라 캡슐(300)의 환경(조명, 음향, 향기 등)을 제어한다(S530).Then, the stress monitoring/control system 200 controls the environment (lighting, sound, fragrance, etc.) of the capsule 300 according to the calculated stress index (S530).

tES 장치(100)의 동작이 완료되면, 스트레스 모니터링/제어 시스템(200)는 사용자의 스트레스 지수를 다시 산출하여, S510단계에서의 산출 결과와 비교함으로써, 케어의 효과를 검증한다(S540).When the operation of the tES device 100 is completed, the stress monitoring/control system 200 recalculates the user's stress index and compares it with the calculation result in step S510 to verify the effect of care (S540).

지금까지, 개인별로 차이가 보이는 스트레스 감수성을 정량적으로 정의하고, 이를 기초로 개인 맞춤형 스트레스 지수를 산출한 후에 tES로 스트레스를 완화시키는 스트레스 케어 시스템 및 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.So far, a stress care system and method for relieving stress with tES after quantitatively defining stress susceptibility that differs from person to person and calculating a personalized stress index based on this has been described in detail with a preferred embodiment.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.Meanwhile, it goes without saying that the technical spirit of the present invention can also be applied to a computer-readable recording medium containing a computer program for performing the functions of the apparatus and method according to the present embodiment. In addition, technical ideas according to various embodiments of the present invention may be implemented in the form of computer readable codes recorded on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium may be any data storage device that can be read by a computer and store data. For example, the computer-readable recording medium may be ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical disk, hard disk drive, and the like. In addition, computer readable codes or programs stored on a computer readable recording medium may be transmitted through a network connected between computers.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

100 : tES(transcranial Electrical Stimulation) 장치
110 : 몸체
121,122,123,124 : tES 전극
131,132 : EEG(ElectroEncephaloGram) 전극
140 : PPG(PhotoPlethysmoGram) 전극
200 : 스트레스 모니터링/제어 시스템
210 : tES 전류 생성부
220 : EEG 신호처리부
230 : PPG 신호처리부
240 : 가속도 신호처리부
250 : 스트레스 지수 산출부
260 : 제어부
270 : 통신부
300 : 캡슐100: tES (transcranial Electrical Stimulation) device
110: body
121,122,123,124: tES electrode
131,132: EEG (ElectroEncephaloGram) electrode
140: PPG (PhotoPlethysmoGram) electrode
200: stress monitoring/control system
210: tES current generation unit
220: EEG signal processing unit
230: PPG signal processing unit
240: acceleration signal processing unit
250: stress index calculation unit
260: control unit
270: Ministry of Communication
300: capsule

Claims (12)

두뇌를 자극하기 위한 전류를 생성하여 인가하며, 생체신호를 측정하는 자극 장치; 및
측정된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하고, 스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하며, 산출된 최종 스트레스 지수를 기초로 자극 장치를 제어하는 모니터링 및 제어 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
a stimulator for generating and applying a current for stimulating the brain and measuring a biosignal; and
A monitoring and control system that calculates a current stress index from the measured bio-signals, calculates a final stress index by correcting the stress index with stress sensitivity, and controls a stimulation device based on the calculated final stress index; stress care system.
 청구항 1에 있어서,
모니터링 및 제어 시스템은,
일상 스트레스 지수와 기저 스트레스 지수를 기초로 스트레스 감수성을 산출하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 1,
Monitoring and control system,
Stress care system, characterized in that for calculating the stress sensitivity based on the daily stress index and the base stress index.
 청구항 2에 있어서,
기저 스트레스 지수는,
수면시 스트레스 지수인 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 2,
The baseline stress index is,
Stress care system, characterized in that the stress index during sleep.
 청구항 2에 있어서,
일상 스트레스 지수는,
스트레스 관련 설문 답변 내용을 기초로 산출하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 2,
The daily stress index is
Stress care system, characterized in that calculated based on the content of the stress-related questionnaire answers.
 청구항 1에 있어서,
모니터링 및 제어 시스템은,
자극 장치를 통해 측정된 EEG(ElectroEncephaloGram), PPG(PhotoPlethysmoGram), 가속도를 이용하여 현재 스트레스 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 1,
Monitoring and control system,
A stress care system characterized by calculating a current stress index using EEG (ElectroEncephaloGram), PPG (PhotoPlethysmoGram), and acceleration measured through a stimulation device.
 청구항 5에 있어서,
자극 장치는,
두뇌를 자극하기 위한 전류를 인가하는 다수의 tES 전극들;을 포함하고,
두뇌 자극 목적에 따라 전류가 인가되는 2개의 tES 전극이 각기 다르게 결정되는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 5,
stimulation device,
A plurality of tES electrodes for applying current to stimulate the brain;
A stress care system characterized in that the two tES electrodes to which current is applied are determined differently according to the purpose of brain stimulation.
 청구항 6에 있어서,
자극 장치는,
tES 전극들 중 제1 tES 전극의 내부에 설치된 제1 EEG 전극; 및
tES 전극들 중 제2 tES 전극의 내부에 설치된 제2 EEG 전극;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 6,
stimulation device,
a first EEG electrode installed inside a first tES electrode among tES electrodes; and
A stress care system further comprising a second EEG electrode installed inside the second tES electrode among the tES electrodes.
 청구항 7에 있어서,
자극 장치는,
제1 EEG 전극과 제2 EEG 전극 사이에 설치된 PPG 전극;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 7,
stimulation device,
The stress care system further comprising a PPG electrode installed between the first EEG electrode and the second EEG electrode.
 청구항 1에 있어서,
사용자가 자극 장치를 이용하는 공간을 제공하며, 감각적 자극을 위한 환경을 제공하는 캡슐;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 시스템.
The method of claim 1,
A stress care system further comprising: a capsule providing a space for the user to use the stimulation device and providing an environment for sensory stimulation.
 측정된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하는 단계;
스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하는 단계; 및
산출된 최종 스트레스 지수를 기초로, 두뇌를 자극하기 위한 전류를 인가하는 자극 장치를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 케어 방법.
Calculating a current stress index from the measured bio-signals;
Compensating the stress index with the stress sensitivity to calculate the final stress index; and
Based on the calculated final stress index, controlling a stimulation device for applying a current for stimulating the brain; Stress care method comprising the.
 측정된 생체신호를 전처리하는 단계;
전처리된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하는 단계; 및
스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 지수 산출 방법.
pre-processing the measured bio-signals;
Calculating a current stress index from preprocessed biosignals; and
Calculating the final stress index by correcting the stress index with the stress sensitivity; stress index calculation method characterized in that it comprises a.
 측정된 생체신호를 전처리하는 전처리부; 및
전처리된 생체신호로부터 현재 스트레스 지수를 산출하고, 스트레스 감수성으로 스트레스 지수를 보정하여 최종 스트레스 지수를 산출하는 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 모니터링 시스템.
a pre-processing unit that pre-processes the measured bio-signals; and
A stress monitoring system comprising: a calculation unit that calculates a current stress index from preprocessed bio-signals and corrects the stress index with stress sensitivity to calculate a final stress index.
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