KR20230102001A - 디지털 치료제 제공 방법 - Google Patents

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Abstract

디지털 치료제 제공 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 방법은 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 기초로 환자의 정서장애 정도를 판별하는 단계, 판별된 정서장애 정도에 따라 환자에게 제공할 디지털 치료제를 결정하는 단계, 결정된 디지털 치료제를 환자의 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

디지털 치료제 제공 방법{METHOD FOR PROVIDING DIGITAL THERAPEUTICS}
본 발명은 개인 맞춤형 디지털 치료제(Digital Therapeutics, DTX)를 제공하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인터랙티브 게임 등으로 개발된 디지털 치료제를 각 환자의 질병 정도에 따라 개인 맞춤형으로 제공하는 방법에 관한 것이다.
최근 새로운 형태의 디지털 치료 기술이 대두되고 있다. 디지털 치료제는 근거 기반의 고도화된 소프트웨어를 활용하여 질병이나 장애를 관리하거나 치료하는 기술이다. 식품의약품안전처에서는 디지털 치료제를 소프트웨어 의료기기(Software as a Medical Device, SaMD)로 정의하고 있다.
디지털 치료제는 기존의 화합물 기반 치료제와 마찬가지로 임상적으로 검증된 근거에 기반하여 질병의 예방, 치료, 증상의 완화를 제공할 수 있다는 공통점이 있다. 하지만 디지털 치료제는 그 제공방법에 있어 ICT 기술을 사용한다는 점, 환자 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있다는 점, 비대면 치료가 가능하다는 점 등에서 특히 정서장애, 만성질환 치료에 있어 새로운 패러다임을 제시하고 있다.
이러한 특징때문에 디지털 치료제를 효과적으로 처방하여 제공할 수 있는 기술이 요구되고 있으나, 기존에는 단순히 디지털 치료제를 구성하는 VR 콘텐츠 등을 사용할 때 사용자가 착용하는 VR용 헤드마운트디스플레이, 햅틱 장갑 등과 같은 하드웨어 장치를 중심으로 기술개발이 이루어지고 있다는 문제가 있다. 또한, 디지털 치료제를 이용하는 환자의 움직임 데이터와 같은 새로운 데이터를 기반으로 정서장애 정도를 판단하는 기술이 부재하다는 문제도 있었다.
대한민국 특허출원 제10-2020-0021332호(2020.02.21)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 개인 각각에게 적합한 디저털 치료제를 제공하기 위하여 환자 개개인의 질병 정도를 판별하고, 판별된 질병 정도에 대응되는 디지털 치료제를 환자에게 전송할 수 있는 디지털 치료제 제공 방법을 제공함을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 디지털 치료제 제공 방법을 통해 제공 가능한 정서장애 치료를 위한 인터랙티브 콘텐츠 형태의 디지털 치료제를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 방법은, 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 기초로 상기 환자의 정서장애 정도를 판별하는 단계, 상기 판별된 정서장애 정도에 따라 상기 환자에게 제공할 디지털 치료제를 결정하는 단계 및 상기 결정된 디지털 치료제를 상기 환자의 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 판별하는 단계는, 상기 환자의 질병코드에 대응되는 진단검사를 제공하는 단계 및 상기 진단검사 결과를 정량화하여 상기 환자의 진단 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 진단검사는, 환자 자신의 감정 상태를 직관적으로 이해할 수 있도록 시각화된 항목으로 구성되며, 상기 항목 별로 청각적 효과가 부여될 수 있다.
그리고 상기 판별하는 단계는, 상기 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 입력 데이터로 하는 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 상기 환자의 정서장애 정도를 판별할 수 있다.
또한, 상기 판별하는 단계는, 디지털 치료제를 이용하는 상기 환자의 움직임을 감지하는 단계, 상기 감지된 환자의 움직임을 기초로 상기 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출하는 단계 및 상기 특징 데이터를 기초로 상기 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 상기 환자의 정서장애 정도를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 특징 데이터를 추출하는 단계는, 상기 감지된 환자의 움직임을 기초로 반응 시간, 움직임 범위, 상지 및 하지의 이동 속도, 균형성, 디지털 치료제 수행시간, 요구 동작별 수행시간, 요구 과제 성공 여부 중 적어도 하나의 움직임 데이터를 분석하는 단계 및 상기 분석된 적어도 하나의 움직임 데이터를 기초로 상기 환자의 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정하는 단계는, 상기 판별된 정서장애 정도를 기초로 콘텐츠 세트를 선정하는 단계 및 상기 선정된 콘텐츠 세트에 해당하는 콘텐츠를 추출하여 상기 환자에게 제공할 디지털 치료제를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 상기 콘텐츠 세트를 선정하는 단계는, 상기 디지털 치료제를 구성하는 콘텐츠의 종류 및 난이도를 기초로 생성된 개인 맞춤형 매트릭스를 이용하여, 상기 판별된 정서장애 정도에 대응되는 콘텐츠 세트를 선정할 수 있다.
또한, 상기 콘텐츠 세트는, 시작 레벨의 기초 난이도 콘텐츠, 상기 시작 레벨의 향상 난이도 콘텐츠, 상기 시작 레벨의 활성화 난이도 콘텐츠, 상기 시작 레벨보다 높은 레벨의 활성화 난이도 콘텐츠 순서로 구성될 수 있다.
그리고 상기 콘텐츠 세트를 구성하는 콘텐츠는, 정서장애 치료를 위해 환자가 취해야 할 복수의 동작에 대응되는 움직임 코드를 기초로 생성된 신체활동 콘텐츠일 수 있다.
또한, 상기 신체활동 콘텐츠는, 정서장애 진단 기준에 기초하여 행동억제체계 행동을 도출하고, 상기 도출된 행동의 변화를 유도할 수 있는 행동활성화체계 행동 패턴 목표를 설정하며, 상기 설정된 행동 패턴 목표를 달성하는데 필요한 훈련 동작이 인터랙티브 콘텐츠로 구현되어 생성될 수 있다.
그리고 상기 인터랙티브 콘텐츠는, 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고, 상기 아바타 주위로 다가오는 복수의 형태와 색을 가진 오브젝트 중 지시된 형태와 색을 가진 오브젝트를 터치하도록 하는 요구 과제를 제공하며, 상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 반응 시간, 상지의 움직임 범위, 상지의 이동 속도를 분석할 수 있다.
또한, 상기 인터랙티브 콘텐츠는, 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고, 상기 아바타의 손이나 발이 상기 아바타로부터 떨어져 있는 복수의 포인트를 순차적으로 터치하며 이동하도록 하는 요구 과제를 제공하며, 상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 움직임 범위, 균형성을 분석할 수 있다.
그리고 상기 인터랙티브 콘텐츠는, 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고, 상기 아바타가 수행해야 하는 지시사항 또는 가이드 아바타가 보여주는 동작을 따라하도록 하는 요구 과제를 제공하며, 상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 상지 및 하지의 이동 속도를 분석할 수 있다.
또한, 상기 인터랙티브 콘텐츠는, 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고, 상기 아바타가 기설정된 기울기에 대응하여 균형을 맞추면서 순차적으로 지정되는 복수의 디딤돌 중 하나로 건너가도록 하는 요구 과제를 제공하며, 상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 균형성을 분석할 수 있다.
그리고 상기 인터랙티브 콘텐츠는, 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고, 상기 아바타가 기설정된 시간 동안 기설정된 속도로 달리도록 하는 요구 과제를 제공하며, 상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 상지 및 하지의 이동 속도를 분석할 수 있다.
또한, 상기 인터랙티브 콘텐츠는, 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고, 상기 아바타가 기설정된 동작을 만들고 유지하거나, 순차적으로 지시하는 방향으로 움직이도록 하는 요구 과제를 제공하며, 상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 반응 시간을 분석할 수 있다.
그리고 상기 제공하는 단계는, 병원 서버로부터 디지털 치료제 처방 정보를 수신하여 저장하는 단계, 상기 환자의 사용자 단말로부터 디지털 치료제 요청 정보를 수신하고 상기 저장된 디지털 치료제 처방 정보와 대응되는지 판단하는 단계, 상기 저장된 디지털 치료제 처방 정보와 대응되면 사용자 인증을 진행하는 단계 및 상기 사용자 인증이 통과되면 상기 결정된 디지털 치료제를 상기 환자의 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제공하는 단계는, 상기 환자의 사용자 단말로부터 디지털 치료 환경 정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 디지털 치료 환경 정보를 기초로 상기 결정된 디지털 치료제를 수정하는 단계 및 상기 수정된 디지털 치료제를 상기 환자의 사용자 단말로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 환자 개개인의 진단 결과 및 디지털 치료제 이용정보를 기초로 맞춤형으로 설정되는 디지털 치료제를 용이하게 제공 받을 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 인터랙티브 콘텐츠 형식의 디지털 치료제를 활용함으로써, 환자가 자발적으로 정서장애나 만성질환 등에 개선효과가 있는 신체활동을 수행하도록 촉진할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 시스템을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 진단검사 프로그램을 예시적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정서장애 인공지능 모델을 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 우울장애 환자용 개인 맞춤형 매트릭스를 예시적으로 도시한 도면,
도 6 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 정서장애 환자의 신체활동을 유도하는 인터랙티브 콘텐츠를 예시적으로 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 방법을 설명하기 위한 시퀀스도이다.
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본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서 "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 또는 "A 및/또는 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나" 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는 (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다. 본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 갖는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)" 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는 "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서) 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 Application Processor)를 의미할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 시스템(1000)을 구성하는 요소들을 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면 디지털 치료제 제공 시스템(1000)은 디지털 치료제 제공 장치(100), 병원 서버(200), 사용자 단말(300)을 포함할 수 있다.
디지털 치료제 제공 장치(100)는 병원 등 의료기관으로부터 디지털 치료제를 처방받은 사용자(환자)에게 개인 맞춤형 디지털 치료제를 제공할 수 있다. 디지털 치료제 제공 장치(100)는 병원 서버(200)나 사용자 단말(300)로부터 수신된 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 기초로 하여 환자의 정서장애 정도를 판별할 수 있다. 그리고 디지털 치료제 제공 장치(100)는 판별된 정서장애 정도에 따라 환자에게 제공할 디지털 치료제를 결정할 수 있다. 이어서 디지털 치료제 제공 장치(100)는 결정된 디지털 치료제를 환자의 사용자 단말(300)로 제공하여 환자가 디지털 치료제를 사용할 수 있도록 할 수 있다. 환자의 정서장애 정도를 판별하는 구체적인 내용, 환자에게 제공할 디지털 치료제를 결정하는 구체적인 내용, 디지털 치료제를 제공하는 구체적인 내용은 후술하기로 한다.
병원 서버(200)는 디지털 치료제 제공 장치(100)와 환자에 대한 다양한 데이터를 공유할 수 있다. 데이터 공유 방법은 병원 서버(200)가 데이터를 디지털 치료제 제공 장치(100)로 전송할 수도 있고, 병원 서버(200)와 디지털 치료제 제공 장치(100)가 동일한 클라우드 저장 공간을 공유할 수도 있다.
병원 서버(200)는 환자의 질병 코드, 환자 인증을 위한 개인정보, 진단 정보, 디지털 치료제 이용 정보, 디지털 치료제 선택 정보 중 적어도 하나를 디지털 치료제 제공 장치(100)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 병원 서버(200)는 세계보건기구 등에서 분류한 질병분류기호(질병 코드), 환자고유번호, 주민등록번호 등을 디지털 치료제 제공 장치(100)에 전송할 수 있다. 또한, 병원 서버(200)는 사용자(환자)를 대면 또는 비대면으로 진단한 결과를 기초로 생성된 진단 정보를 디지털 치료제 제공 장치(100)로 전송할 수 있다. 뿐만 아니라 병원 서버(200)에 저장되어 있는 환자의 의무기록 데이터, 가족력 데이터, 개인 병력 데이터, 체력 데이터, 체성분 데이터와 같은 병원 EMR 및 건강검진 데이터를 디지털 치료제 제공 장치(100)에 전송할 수 있다.
이에 더하여 병원 서버(200)에는 환자가 기존에 디지털 치료제를 이용하였던 정보가 저장될 수 있다. 디지털 치료제 이용 정보는 단순한 사용이력 정보가 아니라 디지털 치료제를 이용한 환자의 움직임을 감지한 데이터 그 자체 또는 움직임 감지 데이터를 기초로 생성된 반응 시간, 움직임 범위, 상지 및 하지의 이동 속도, 균형성, 디지털 치료제 수행시간, 요구 동작별 수행시간, 요구 과제 성공 여부 등의 데이터일 수 있다. 또한, 병원 서버(200)에는 디지털 치료제 선택 정보가 저장될 수 있다. 디지털 치료제 선택 정보는 신체활동 유도와 같은 특정 기능이 포함되어야 한다는 정보, 시각적 또는 청각적 자극이 특정 값 이상인 콘텐츠를 포함하는 디지털 치료제는 배제되어야 한다는 정보 등이 포함될 수 있다.
즉, 병원 서버(200)와 디지털 치료제 제공 장치(100)가 연동됨으로써, 디지털 치료제 제공 장치(100)가 환자의 정서장애 정도를 판별하여 적합한 디지털 치료제를 결정하기 위한 기초 데이터가 제공될 수 있다. 디지털 치료제 제공 장치(100)에서 결정된 디지털 치료제에 대한 정보가 다시 병원 서버(200)로 전송되어, 의료진의 최종 판단을 거쳐 환자에게 처방될 수 있도록 할 수도 있다.
사용자 단말(300)은 환자가 디지털 치료제를 요청하는 기능을 수행하고, 수신된 디지털 치료제를 실행하는 기능을 수행할 수 있다. 사용자 단말(300)은 디지털 치료제의 종류에 따라 디지털 치료제를 실행하고, 환자의 실행 동작을 인식할 수 있는 범용 하드웨어로 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)은 PC, 모니터, 애저 키넥트, 카메라, 스마트폰, 타블렛과 같은 범용 하드웨어의 조합으로 구성될 수 있다.
디지털 치료제 제공 장치(100)는 도 2의 실시 예와 같은 구성요소를 포함할 수 있다. 디지털 치료제 제공 장치(100)는 통신부(110), 메모리(120), 프로세서(130)를 포함할 수 있다. 다만 상술한 구성요소 이외에도 입력부(미도시), 출력부(미도시) 등과 같은 다양한 구성요소들이 추가적으로 포함될 수 있다.
통신부(110)는 유무선 네트워크를 이용하여 병원 서버(200), 사용자 단말(300) 등의 외부 장치와 통신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(110)는 디지털 치료제를 사용자 단말(300)로 송신할 수 있고, 병원 서버(200)로부터 환자의 정보를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 디지털 치료제 생산 업체로부터 디지털 치료제를 수신할 수도 있다. 통신부(110)는 무선통신 방식으로 블루투스, Zigbee 통신, WiFi, 적외선(InfraRed, IR) 통신, NFC(Near Field Communication) 등 다양한 방식을 이용할 수 있고, 3G, 3GPP, LTE. LTE-A, 5G 등과 같은 다양한 이동통신 규격에 따라 이동 통신망에 접속하여 통신을 수행할 수도 있다. 또한, 통신부(110)는 유선통신 방식으로 HDMI(High Definition Multimedia Interface), LVDS(Low Voltage Differential Signaling), LAN(Local Area Network) 등을 이용할 수 있다.
메모리(120)는 디지털 치료제 제공 장치(100)를 구동하기 위한 다양한 모듈, 소프트웨어, 인공지능 모델, 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)에는 다양한 종류의 디지털 치료제가 저장될 수 있고, 디지털 치료제를 개인 맞춤형으로 조합하기 위한 소프트웨어, 사용자 인증을 위한 소프트웨어, 환자의 움직임 데이터을 기초로 정서장애 정도를 판단할 수 있는 인공지능 모델, 디지털 치료제 이용 정보, 결제 정보 등 다양한 정보가 저장될 수 있다.
메모리(120)는 플래쉬 메모리, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive) 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 디지털 치료제 제공 장치(100)의 동작 수행을 위한 프로그램 및/또는 어플리케이션을 저장하기 위한 ROM, 디지털 치료제 제공 장치(100)의 동작 수행에 따른 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 RAM을 구비할 수 있다. 또한, 메모리(120)는 각종 참조 데이터를 저장하기 위한 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM) 등을 더 구비할 수 있다.
프로세서(130)는 디지털 치료제 제공 장치(100)의 상술한 구성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 사용자 단말(300)에 개인 맞춤형 디지털 치료제를 전송하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다. 프로세서(130)는 하나 또는 복수의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 디지털 치료제 제공 장치(100)에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 범용 프로세서(예를 들어, CPU 또는 Application Processor)로 제작될 수 있고, 인공지능을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있다.
프로세서(130)는 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 기초로 환자의 정서장애 정도를 판별할 수 있다. 환자의 정서장애 정도를 기초로 하여 맞춤형 디지털 치료제를 제공하기 위함이다.
예를 들어, 환자의 진단 정보나 디지털 치료제 이용 정보는 병원 서버(200)로부터 제공될 수도 있다. 의료진이 온라인 또는 오프라인으로 환자를 진단한 결과를 병원의 EMR을 통해 입력하면, 병원 서버(200)가 해당 정보를 디지털 치료제 제공 장치(100)로 전송하는 방식이다.
다른 예로, 환자의 진단 정보를 디지털 치료제 제공 장치(100)가 생성할 수도 있다. 우선 디지털 치료제 제공 장치(100)는 병원 서버(200)로부터 환자의 질병코드가 무엇인지 수신할 수 있다. 프로세서(130)는 환자의 질병코드에 대응되는 진단검사를 사용자 단말(300)로 전송하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다. 그리고 통신부(110)를 통해 사용자 단말(300)로부터 진단검사 결과를 수신하면, 프로세서(130)는 진단검사 결과를 정량화하여 환자의 진단 정보를 생성할 수 있다.
메모리(120)에는 각 질병코드에 대응되는 진단검사 프로그램이 저장될 수 있다. 예를 들어, 각 진단검사 프로그램은 DSM-5(Diagnostic & Statistical Manual of Mental Disorders 5th Ed)에서 제시하는 각 질병 진단 기준으로 설계된 검사지를 디지털화한 것일 수 있다. 특히 정서장애 환자의 경우 환자 자신의 감정 상태를 직관적으로 이해하고 답할 수 있어야 정확한 진단이 가능하다. 이러한 점을 고려하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 진단검사는 환자 자신의 감정 상태나 신체 상태를 직관적으로 이해할 수 있도록 항목을 시각화하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 우울장애 정도 진단검사 프로그램과 같이 환자가 직관적 이해하고 선택할 수 있도록 각 항목에서 묻고 있는 감정상태를 이모티콘, 아이콘, 인포그래픽 등의 시각적 요소로 구성할 수 있다. 또한, 진단검사는 각 항목 별로 문항을 읽어주거나 해당 감정상태에 대응되는 청각적 효과를 부여하도록 구성될 수 있다.
도 3의 실시 예와 같이 통신부(110)를 통해 진단검사 결과를 수신하면, 프로세서(130)는 정량화된 진단 점수를 도출하여 환자의 진단 정보를 생성할 수 있다. 정량화 방식은 각 질병코드마다의 특성에 따라 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 주의력 결핍 과잉행동 장애(ADHD)와 같은 경우에는 진단 항목별로 가중치를 부여하여 정량화된 진단 점수를 도출할 수 있고, 우울장애 같은 경우에는 진단 항목별로 동일한 가중치를 부여하여 정량화된 진단 점수를 도출할 수도 있다.
프로세서(130)는 환자의 정서장애 정도를 판별하는데 정서장애 인공지능 모델을 이용할 수 있다. 정서장애 인공지능 모델은 도 4의 실시 예와 같이 환자의 진단 정보와 디지털 치료제 이용 정보를 기초로 환자의 정서장애 정도를 예측하도록 구성된 모델일 수 있다. 또한, 정서장애 인공지능 모델은 추가적인 입력 데이터로 환자의 의무기록 데이터, 가족력 데이터, 개인 병력 데이터, 체력 데이터, 체성분 데이터 등을 더 이용할 수 있다. 이러한 입력 데이터가 처리되어 정서장애 인공지능 모델은 환자의 정서장애 정도를 판별한 결과를 출력 데이터로 제공할 수 있다. 정서장애 인공지능 모델은 신경망(Neural Network)을 기초로 하는 모델일 수 있다. 예를 들어, DNN(Deep Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network)과 같은 방법이 적용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
프로세서(130)는 디지털 치료제 이용 정보, 환자의 진단 정보, 의무기록 데이터 등의 추가 정보를 기초로 정서장애 정도를 판별하기 위한 기준을 학습시켜 정서장애 인공지능 모델을 생성할 수 있다. 그리고 학습이 완료된 정서장애 인공지능 모델을 이용하여, 프로세서(130)는 환자의 정서장애 정도를 판별할 수 있다. 프로세서(130)는 생성된 정서장애 인공지능 모델로 정서장애 정도를 판별하는 과정에서 새로이 입력된 디지털 치료제 이용 정보와 같은 데이터를 메모리(120)에 추가로 저장할 수 있다. 그리고 프로세서(130)는 추가로 저장된 입력 데이터를 이용하여 생성된 정서장애 인공지능 모델을 갱신할 수 있다.
상술한 바와 같이 디지털 치료제 이용 정보는 디지털 치료제를 이용한 환자의 움직임을 감지한 데이터 그 자체 또는 움직임 감지 데이터를 기초로 생성한 분석 데이터일 수 있다. 사용자 단말(300)에서는 환자가 디지털 치료제를 이용할 때의 움직임을 감지하여 저장할 수 있다. 움직임 감지 데이터는 RGBD 영상 형태로 저장될 수도 있고, 스켈레톤 형태와 같이 단순화된 형태로 저장될 수도 있다. 움직임 감지 데이터는 통신부(110)를 통해 수신되어 메모리(120)에 저장될 수 있다. 프로세서(130)는 움직임 감지 데이터를 기초로 반응 시간, 움직임 범위, 상지 및 하지의 이동 속도, 균형성, 디지털 치료제 수행시간, 요구 동작별 수행시간, 요구 과제 성공 여부, 걷기의 빠르기 정도 등의 데이터를 생성할 수 있다.
환자의 움직임 감지 데이터를 기초로 다양한 데이터가 생성될 수 있기 때문에, 프로세서(130)는 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 어느 데이터가 정서장애 정도와 더 연관되는지 결정할 수 있다. 예를 들어, 정서장애 인공지능 모델은 학습 단계에서 각 정서장애 질병코드마다 어떠한 움직임 데이터가 정서장애 정도를 판별하는데 영향을 미치는지를 산출할 수 있다. 프로세서(130)는 설명가능인공지능(XAI) 기술을 활용하여 어떠한 데이터가 가장 큰 영향을 미치는 특징 데이터에 해당되는지를 출력할 수도 있다.
프로세서(130)는 환자의 움직임을 기초로 생성된 데이터 중 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출할 수 있다. 그리고 프로세서(130)는 추출된 특징 데이터를 기초로 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 환자의 정서장애 정도를 판별할 수 있다. 정서장애 인공지능 모델은 감지된 환자의 움직임을 기초로 반응 시간, 움직임 범위, 상지 및 하지의 이동 속도, 균형성, 디지털 치료제 수행시간, 요구 동작별 수행시간, 요구 과제 성공 여부 중 적어도 하나의 움직임 데이터를 분석할 수 있다. 그리고 분석된 적어도 하나의 움직임 데이터를 기초로 환자의 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출할 수 있다.
프로세서(130)는 판별된 정서장애 정도에 따라 환자에게 제공할 디지털 치료제를 결정할 수 있다. 정서장애 정도에 따라 환자에게 요구되는 사용시간, 요구 과제 난이도, 요구 동작의 종류 등이 달라져야 맞춤형 디지털 치료가 가능하기 때문이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 환자에게 제공되는 디지털 치료제는 정서장애 치료를 위해 환자가 취해야 할 복수의 동작을 유도하는 신체활동 콘텐츠일 수 있다. 그리고 디지털 치료제는 정서장애 환자가 자발적으로 신체활동을 할 수 있도록 촉진하는 인터랙티브 콘텐츠로 구성될 수 있다. 인터랙티브 콘텐츠는 사용자가 수동적으로 정보를 수용하는 형태가 아닌 적극적으로 참여할 수 있는 콘텐츠이다. 즉, 인터랙티브 콘텐츠는 한 방향으로 제공되는 콘텐츠가 아닌 사용자의 액션에 따라 변화하는 콘텐츠를 기반으로 쌍방향 소통할 수 있는 콘텐츠를 말한다. 사용자의 액션에 따라 콘텐츠의 요소들이 반응하기 때문에 사용자의 참여를 유도하고 몰입감과 공감을 더 할 수 있다. 이러한 요소가 갖추어진 디지털 치료제는 정서장애 환자에게 보다 높은 개선 효과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 움직임을 따라하는 아바타나 오브젝트를 화면에 표시함으로써, 사용자가 화면에 표시된 아바타에 자신을 투영함으로써 보다 적극적으로 신체활동 콘텐츠를 수행하도록 유도할 수 있다.
정서장애 치료를 위해 환자가 취해야 할 복수의 동작을 유도하는 신체활동 콘텐츠를 생성하기 위하여 복수의 동작에 대응되는 움직임 코드를 이용할 수 있다. 움직임 코드는 대상의 움직임의 형태뿐 아니라 퀄리티도 표현할 수 있는 표준화된 코드일 수 있다. 예를 들어, 움직임 코드는 인식된 대상의 움직임을 특징별로 분류하고 분석하여 생성될 수 있다. 움직임 코드에는 대상의 의도에 의해 외부에 표현되는 움직임을 객관적으로 표현하는 지표들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 움직임 코드는 무게(weight), 시간(time), 공간(space), 흐름(flow)을 나타내는 지표들을 포함할 수 있다. 따라서 움직임 코드를 이용하면 동작이 가벼운지(light) 무거운지(strong), 동작이 갑작스럽게(sudden) 이루어지는지 지속적으로(sustained) 이루어지는지, 동작이 응시하는(direct) 동작인지 비응시하는(indirect) 동작인지, 동작이 자유로운(free) 흐름으로 이루어지는지 구속되어(bound) 이루어지는지 객관적으로 판단할 수 있게 된다.
신체활동 콘텐츠에 인터랙티브 콘텐츠로 구현되어야 하는 동작은 정서장애 진단 기준에 기초하여 도출될 수 있다. 예를 들어, 정서장애 진단 기준은 DSM-5에서 제시된 각 정서장애에 대한 진단 기준일 수 있다. 프로세서(130)는 정서장애 진단 기준에 기초하여 행동억제체계 행동을 도출할 수 있다. 그리고 프로세서(130)는 도출된 행동억제체계 행동의 변화를 유도할 수 있는 행동활성화체계 행동 패턴 목표를 설정할 수 있다. 예를 들어, 도출된 행동억제체계 행동의 움직임 코드 상의 지표가 반대되는 행동을 기초로 행동활성화체계 행동 패턴 목표로 설정할 수도 있다. 이어서 프로세서(130)는 설정된 행동 패턴 목표를 달성하는데 필요한 훈련 동작으로 인터랙티브 콘텐츠를 구현할 수 있다. 또는 프로세서(130)가 설정된 행동 패턴 목표, 필요한 훈련 동작, 훈련 동작을 통해 향상되는 체력요소 등을 출력하여 인터랙티브 콘텐츠를 생성하기 위한 가이드를 제공할 수도 있다.
상술한 바와 같이 판별된 정서장애 정도에 따라 환자에게 요구되는 사용시간, 요구 과제 난이도, 요구 동작의 종류 등이 달라져야 하기 때문에, 프로세서(130)는 판별된 정서장애 정도를 기초로 콘텐츠 세트를 선정할 수 있다. 그리고 프로세서(130)는 선정된 콘텐츠 세트에 해당하는 콘텐츠를 추출하여 환자에게 제공할 디지털 치료제를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 디지털 치료제를 구성하는 콘텐츠의 종류나 난이도를 기초로 하여 생성된 개인 맞춤형 매트릭스를 이용하여 콘텐츠 세트를 선정할 수 있다. 개인 맞춤형 매트릭스는 각 정서장애의 특성에 따라 환자가 수행해야 할 전체 신체활동 콘텐츠 제공 시간, 신체활동 콘텐츠를 구성하는 각 스테이지(인터랙티브 콘텐츠)별 시간, 정서장애 정도 구분 레벨의 수를 기초로 생성될 수 있다. 또한, 전체 신체활동 콘텐츠 제공 시간, 각 스테이지별 시간, 레벨의 수의 3가지 요소 중 하나는 나머지 요소에 의해 결정될 수도 있다. 도 5에 도시된 우울장애 환자용 개인 맞춤형 매트릭스를 예로 들면, 움직이지 않으려고 하는 우울장애 환자의 특성이 반영되어 각 스테이지(인터랙티브 콘텐츠)는 집중력이 유지될 수 있는 시간인 5분으로 설정할 수 있다. 그리고 전체 신체활동 콘텐츠는 우울장애 개선에 핵심적인 근력과 심폐능력을 효과적으로 향상시킬 수 있는 시간인 하루에 15분에서 40분 사이의 시간에 제공되도록 설정할 수 있다. 즉 우울장애 정도 레벨에 따라 3개에서 8개의 스테이지가 제공되어야 하며, 이를 위해 우울장애 정도 구분 레벨의 수는 6으로 설정될 수 있다.
신체활동 콘텐츠를 구성하는 콘텐츠 세트는 각 레벨별로 기초 난이도 콘텐츠, 향상 난이도 콘텐츠, 활성화 난이도 콘텐츠로 구성될 수 있다. 이는 신체활동의 점진적 향상의 원리에 따른 것으로, 신체활동 콘텐츠는 한번 활성화 난이도로 접어들면 기초 또는 향상 난이도로 다시 내려올 필요 없이 다른 레벨의 활성화 난이도를 수행하도록 구성된다. 도 5의 6개의 레벨로 구분된 우울장애 정도 중 레벨 2에 해당하는 환자에게 제공할 콘텐츠 세트를 선정하는 과정을 참조하면, 콘텐츠 세트는 시작 레벨인 레벨 2의 기초 난이도 콘텐츠, 레벨 2의 향상 난이도 콘텐츠, 레벨 2의 활성화 난이도 콘텐츠, 시작 레벨보다 높은 레벨인 레벨 3에서 6의 활성화 콘텐츠가 순차적으로 제공되도록 선정되어 구성될 수 있다.
이하에서는 6종의 인터랙티브 콘텐츠를 예시하여 설명하기로 한다. 각 인터랙티브 콘텐츠는 정서장애 개선을 위해 환자가 취해야 할 동작을 자연스럽게 취할 수 있도록 구성된 요구 과제를 제공할 수 있다. 그리고 인터랙티브 콘텐츠는 요구 과제를 수행하는 환자의 움직임을 감지하여 정서정애 개선 정도를 판단할 수 있는 움직임 데이터를 수집할 수 있도록 구성된다.
도 6은 정서장애 환자가 자신의 감정이 아닌 다른 것에 집중할 수 있도록 신체활동을 유도하는 인터랙티브 콘텐츠의 예시를 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 화면에는 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 표시된다. 그리고 아바타 주위로 오브젝트들이 다가오며, 이들 오브젝트는 복수의 형태와 색을 갖도록 설정된다. 인터랙티브 콘텐츠는 이러한 복수의 형태와 색을 갖는 오브젝트들 중 지시된 형태와 색을 가진 오브젝트를 터치하도록 하는 요구 과제를 제공할 수 있다. 제공된 요구 과제에 따라 오브젝트를 터치하는 동작을 수행함으로써, 정서장애 환자는 자연스럽게 정서장애 개선을 위해 취해야 할 동작을 수행할 수 있다. 특히 도 6의 실시 예에서는 요구 과제를 수행하는 환자의 움직임을 감지하고 분석함으로써, 반응 시간, 상지의 움직임 범위, 상지의 이동 속도와 같은 정서정애 개선 정도를 판단할 수 있는 움직임 데이터를 수집할 수 있다.
도 7은 정서장애 환자가 몰입하여 집중해야 하는 신체활동을 유도하는 인터랙티브 콘텐츠의 예시를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 화면에는 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 표시된다. 그리고 아바타의 손이나 발로부터 기설정된 방향과 거리만큼 떨어져 있는 복수의 포인트가 표시된다. 인터랙티브 콘텐츠는 아바타의 손이나 발이 아바타로부터 떨어져 있는 복수의 포인트를 순차적으로 터치하며 이동하도록 하는 요구 과제를 제공할 수 있다. 특히 도 7의 실시 예에서는 요구 과제를 수행하는 환자의 움직임을 감지하고 분석함으로써, 상지 및 하지의 움직임 범위, 균형성과 같은 정서정애 개선 정도를 판단할 수 있는 움직임 데이터를 수집할 수 있다.
도 8은 정서장애 환자가 주어진 지시에 따르도록 하는 신체활동을 유도하는 인터랙티브 콘텐츠의 예시를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 화면에는 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 표시된다. 인터랙티브 콘텐츠는 아바타가 수행해야 하는 지시사항 또는 가이드 아바타가 보여주는 동작을 따라하도록 하는 요구 과제를 제공할 수 있다. 가이드 아바타는 환자의 동작을 모사하는 아바타가 아닌 지시사항을 움직이는 모습을 통해 보여주는 기능을 수행하는 것이다. 특히 도 8의 실시 예에서는 요구 과제를 수행하는 환자의 움직임을 감지하고 분석함으로써, 상지 및 하지의 이동 속도, 움직임 범위를 판단할 수 있는 움직임 데이터를 수집할 수 있다.
도 9는 정서장애 환자가 기설정된 기울기의 디딤돌을 순차적으로 이동하도록 하는 신체활동을 유도하는 인터랙티브 콘텐츠의 예시를 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 화면에는 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 표시된다. 그리고 아바타로부터 기설정된 방향과 거리만큼 떨어져 있는 복수의 디딤돌이 표시된다. 각 디딤돌은 기설정된 기울기는 갖고 있을 수 있다. 인터랙티브 콘텐츠는 아바타가 기설정된 기울기에 대응하여 균형을 맞추면서 순차적으로 지정되는 복수의 디딤돌 중 하나로 건너가도록 하는 요구 과제를 제공할 수 있다. 특히 도 9의 실시 예에서는 요구 과제를 수행하는 환자의 움직임을 감지하고 분석함으로써, 환자의 균형성을 판단할 수 있는 움직임 데이터를 수집할 수 있다.
도 10은 정서장애 환자가 기설정된 속도로 걷거나 달리는 신체활동을 유도하는 인터랙티브 콘텐츠의 예시를 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 화면에는 감지괸 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 표시된다. 아바타는 인식된 환자의 형상을 모사한 것일 수도 있고, 기설정된 오브젝트(예를 들어, 기차, 자전거, 자동차) 중 하나를 모사한 것일 수도 있다. 인터랙티브 콘텐츠는 아바타가 기설정된 시간 동안 기설정된 속도로 달리도록 하는 요구 과제를 제공할 수 있다. 특히 도 10의 실시 예에서는 요구 과제를 수행하는 환자의 움직임을 감지하고 분석함으로써, 환자의 상지 및 하지의 이동 속도를 판단할 수 있는 움직임 데이터를 수집할 수 있다.
도 11은 정서장애 환자가 적극적이고 주도적으로 움직이는 신체활동을 유도하는 인터랙티브 콘텐츠의 예시를 도시한 것이다. 도 11을 참조하면, 화면에는 감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 표시된다. 그리고 아바타가 취해야할 기설정된 동작을 안내하는 화면, 아바타가 움직여햐 할 방향을 지시하는 화면이 표시될 수 있다. 인터랙티브 콘텐츠는 아바타가 기설정된 동작을 만들고 유지하거나, 순차적으로 지시하는 방향으로 움직이도록 하는 요구 과제를 제공할 수 있다. 특히 도 11의 실시 예에서는 요구 과제를 수행하는 환자의 움직임을 감지하고 분석함으로써, 환자의 반응 시간을 판단할 수 있는 움직임 데이터를 수집할 수 있다.
프로세서(130)는 결정된 디지털 치료제를 환자의 사용자 단말(300)로 제공할 수 있다. 디지털 치료제를 제공할 때 고려해야 할 사항은 사용자 인증과 환자의 디지털 치료 환경 정보이다. 이는 맞춤형 디지털 치료제가 제공되기 때문에 처방받은 환자만이 사용해야 하기 때문이며, 환자의 디지털 치료 환경 정보에 따라 안정적인 디지털 치료제 제공 및 실행을 위해 제공 방법이 달라져야 하기 때문이다.
프로세서(130)는 결정된 디지털 치료제에 대한 정보를 병원 서버(200)에 제공하여 의료진에게 적절한 디지털 치료제를 추천할 수 있다. 의료진이 추천된 디지털 치료제 또는 자신의 임상 판단을 반영하여 변경된 디지털 치료제를 처방하면, 병원 서버(200)는 디지털 치료제 처방 정보를 디지털 치료제 제공 장치(100)로 전송할 수 있다. 통신부(110)를 통해 디지털 치료제 처방 정보가 수신되면, 프로세서(130)는 수신된 디지털 치료제 처방 정보를 메모리(120)에 저장할 수 있다.
디지털 치료제 처방 정보에는 질병 코드, 처방 환자 인증을 위한 정보, 디지털 치료제 선택 정보, 진단 정보, 사용이력 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 질병 코드는 질병분류기호로도 호칭되는 것으로, 세계보건기구(WHO)의 국제질병분류에 기초할 수 있다. 처방 환자 인증을 위한 정보는 디지털 치료제 처방을 받은 본인에게만 디지털 치료제를 받을 수 있는 권한을 주기 위해 필요한 사용자 정보일 수 있다. 예를 들어, 사용자 정보는 환자고유번호, 주민등록번호 등 사용자를 인증할 수 있는 다양한 정보로 구성될 수 있다. 디지털 치료제 선택 정보는 처방된 디지털 치료제에 대한 정보가 포함될 수 있다. 진단 정보는 의사가 디지털 치료제를 처방한 환자를 진단한 정보일 수 있으며, 여기에는 디지털 치료제 사용시 주의사항 등이 포함될 수 있다. 사용이력 정보는 기존에 사용자(환자)가 어떤 종류의 디지털 치료제를 처방 받은 적이 있는지에 대한 정보가 포함될 수 있다. 사용이력 정보에는 특정 디지털 치료제 사용에 대한 추적 관찰 결과가 포함되어, 사용자에게 효과가 있는 디지털 치료제인지 여부를 판단할 수 있게 한다.
사용자 단말(300)에서도 디지털 치료제 제공 장치(100)에 디지털 치료제 요청 정보를 송신할 수 있다. 병원 서버(200)는 디지털 치료제를 처방 받은 사용자 단말(300)로 URL, QR코드, 바코드, 다운로드 링크, 클라우드 접속 코드 등 다양한 수단을 포함한 메시지를 전송할 수 있다. 사용자 단말(300)에서는 메시지에 포함된 다양한 수단을 통해 디지털 치료제 제공 장치(100)에 처방 받은 디지털 치료제 요청 정보를 전송할 수 있게 된다.
프로세서(130)는 사용자 단말(300)로부터 수신한 디지털 치료제 요청 정보와, 병원 서버(200)에서 전송된 디지털 치료제 처방 정보가 대응되는지 판단할 수 있다. 만일 두 정보가 대응되면 프로세서(130)는 사용자 인증을 진행하여 처방 받은 사용자만이 디지털 치료제를 제공 받을 수 있도록 할 수 있다. 사용자 인증이 통과되면, 프로세서(130)는 결정된 디지털 치료제를 환자의 사용자 단말(300)로 제공하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 사용자 단말(300)에 디지털 치료제를 제공하기 위하여 디지털 치료제 실행파일 자체를 전송할 수 있다.
다른 예로, 프로세서(130)는 사용자 단말(300)과 통신하며 디지털 치료제 실행은 디지털 치료제 제공 장치(100) 또는 외부의 클라우드 서버(미도시)를 통해 수행하고, 모니터 등에 시각화할 때 필요한 파일들만 사용자 단말(300)로 전송하도록 통신부(110)를 제어할 수도 있다. 이와 같은 방식을 사용하면 용량이 큰 디지털 치료제 실행파일 자체를 전송해야 하는 부담이 줄어들고, 해킹의 위험으로부터도 안전할 수 있다. 또한, 디지털 치료제의 실행을 컴퓨팅 파워가 뛰어난 디지털 치료제 제공 장치(100)나 외부의 클라우드 서버(미도시)에서 실행함으로써, 환자가 고사양의 디지털 치료 환경을 갖추어야 하는 부담을 줄일 수 있다.
또 다른 예로, 프로세서(130)는 사용자 단말(300)과 디지털 치료제 제공 장치(100) 또는 외부의 클라우드 서버(미도시)가 디지털 치료제 실행을 병렬적으로 처리하도록 태스크를 분배할 수도 있다. 어느 태스크를 어느 장치에 분배할 것인가는 아래에서 설명할 디지털 치료 환경 정보와 연관된다.
프로세서(130)는 통신부(110)를 통해 환자의 사용자 단말(300)에 디지털 치료 환경 정보를 송신하라는 제어신호를 전송할 수 있다. 이에 대응하여 사용자 단말(300)로부터 디지털 치료 환경 정보가 수신되면, 프로세서(130)는 수신된 디지털 치료 환경 정보에 기초하여 제공하기로 결정된 디지털 치료제를 수정할 수 있다. 디지털 치료 환경 정보는 사용자 단말(300)의 하드웨어 구성 정보, 각 하드웨어의 연산능력, 해상도, 저장공간 용량 등의 스펙정보, 운영체계(Operating System, OS) 정보 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 디지털 치료제 실행파일 자체를 다운로드하는 방식인 경우, 프로세서(130)는 수신된 디지털 치료 환경 정보를 기초로 인터랙티브 콘텐츠의 해상도 변경, 배경 오브젝트 제거와 같은 그래픽 연산량 변경 등을 통해 디지털 치료제를 수정할 수 있다.
다른 예로, 디지털 치료제 실행이 디지털 치료제 제공 장치(100)나 외부의 클라우드 서버(미도시)에서 진행(단독 처리 또는 사용자 단말(300)과 병렬 처리)되는 경우, 프로세서(130)는 사용자 단말(300)의 연산능력 등을 고려하여 어느 장치에서 어느 기능이 실행되도록 할 것인지 결정할 수 있다. 감지된 사용자의 움직임을 분석하여 움직임 데이터를 생성하는 것과 같은 연산능력이 많이 필요한 작업이나, 사용자 단말(300)에서 유출될 우려가 있는 데이터를 다루는 작업에 대해서는, 프로세서(130)가 디지털 치료제 제공 장치(100)에서 실행하도록 결정할 수 있다. 그리고 나머지 작업들 중 사용자 단말(300)의 연산능력 등을 고려할 때 원활히 실행 가능한 작업은 사용자 단말(300)에서 처리하도록 결정할 수 있다. 프로세서(130)는 사용자 단말(300)에서 처리할 작업만을 실행할 수 있는 디지털 치료제 실행파일을 생성하고, 생성된 실행파일을 사용자 단말(300)에 전송하도록 통신부(110)를 제어할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 방법을 흐름도 및 시퀀스도를 통해 재차 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 치료제 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12를 참조하면 디지털 치료제 제공 장치(100)는 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 기초로 환자의 정서장애 정도를 판별할 수 있다(S1210). 또한, 디지털 치료제 제공 장치(100)는 추가로 환자의 의무기록 데이터, 가족력 데이터, 개인 병력 데이터, 체력 데이터, 체성분 데이터를 환자의 정서장애 정도 판별에 이용할 수 있다.
환자의 진단 정보는 병원 서버(200)에서 디지털 치료제 제공 장치(100)로 전송될 수도 있고, 디지털 치료제 제공 장치(100)가 진단 정보를 자체적으로 생성할 수도 있다. 예를 들어, 디지털 치료제 제공 장치(100)는 저장되어 있는 복수의 진단검사 중 환자의 질병코드에 대응되는 진단검사를 사용자 단말(300)로 제공할 수 있다. 제공되는 진단검사는 질병 진단 기준을 기초로 설계된 검사지를 디지털화한 것일 수 있다. 진단검사 프로그램은 환자가 자신의 감정 상태나 신체 상태를 직관적으로 이해할 수 있도록 질문하는 항목을 이모티콘, 아이콘, 인포그래픽 등으로 시각화하고 청각적 효과를 함께 부여한 것일 수 있다.
사용자 단말(300)에서 진단검사 결과를 수신하면, 디지털 치료제 제공 장치(100)는 진단검사 결과를 정량화하여 환자의 진단 정보를 생성할 수 있다. 진단검사의 정량화는 정서장애 정도 판단을 위한 인공지능 모델에 입력 데이터로 사용하기 위한 전처리 과정일 수 있다. 예를 들어, 디지털 치료제 제공 장치(100)는 정서장애 종류에 따라 항목별로 기설정된 가중치를 부여하여 검사 결과를 정량화할 수 있다.
디지털 치료제 제공 장치(100)는 상술한 바와 같이 생성되거나 수신된 환자의 진단 정보와 더불어 디지털 치료제 이용 정보를 입력 데이터로 하는 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 환자의 정서장애 정도를 판별할 수 있다. 입력 데이터에는 환자의 의무기록 데이터, 가족력 데이터, 개인 병력 데이터, 체력 데이터, 체성분 데이터 등이 추가될 수도 있다. 특히 디지털 치료제 이용 정보의 경우 디지털 치료제 제공 장치(100)는 사용자 단말(300)에서 감지된 환자의 움직임을 기초로 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출할 수 있다. 그리고 추출된 특징 데이터를 기초로 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 환자의 정서장애 정도를 예측할 수 있다. 특징 데이터를 추출하기 위해 디지털 치료제 제공 장치(100)는 감지된 환자의 움직임을 기초로 반응 시간, 움직임 범위, 상지 및 하지의 이동 속도, 균형성, 디지털 치료제 수행시간, 요구 동작별 수행시간, 요구 과제 성공 여부 등의 움직임 데이터를 생성하여 분석할 수 있다. 그리고 디지털 치료제 제공 장치(100)는 이러한 움직임 데이터를 기초로 환자의 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출할 수 있다. 디지털 치료제 제공 장치(100)는 연관성을 판단할 때는 설명가능인공지능 기법을 사용할 수도 있다.
이어서 디지털 치료제 제공 장치(100)는 판별된 정서장애 정도에 따라 환자에게 제공할 디지털 치료제를 결정할 수 있다(S1220). 디지털 치료제 제공 장치(100)는 디지털 치료제를 구성하는 콘텐츠의 종류 및 난이도를 기초로 하여 판별된 환자의 정서장애 정도에 대응되는 콘텐츠 세트를 선정할 수 있다. 그리고 디지털 치료제 제공 장치(100)는 선정된 콘텐츠 세트에 해당하는 콘텐츠를 추출하여 환자에게 제공할 디지털 치료제를 생성할 수 있다. 각 콘텐츠는 정서장애 치료를 위해 환자가 취해야 하는 복수의 동작에 대응되는 움직임 코드를 기초로 생성된 것일 수 있다. 환자가 취해야 할 동작(행동 패턴 목표)를 설정할 때는 정서장애 진단 기준에 기초한 행동억제체계 행동을 도출하고, 도출된 행동억제체계 행동의 움직임 코드와 반대되는 지표의 움직임 코드에 해당되는 동작을 수행하도록 설정할 수 있다.
그리고 디지털 치료제 제공 장치(100)는 결정된 디지털 치료제를 환자의 사용자 단말(300)로 제공할 수 있다(S1230). 이하에서는 도 13의 시퀀스도를 참조하여 디지털 치료제를 제공하는 방법을 설명하나, 디지털 치료제를 사용자 단말(300)로 제공하는 방법에는 상술한 바와 같은 다양한 방법이 있고 도 13의 실시 예에 한정되지 않는다. 도 13의 시퀀스도에 도시된 실시 예를 참조하면, 디지털 치료제 제공 장치(100)는 결정된 디지털 치료제에 대한 정보를 디지털 치료제 추천 정보로 구성하여 병원 서버(200)에 전송할 수 있다(S1310). 병원 서버(200)에서는 의료진의 판단을 거쳐 추천된 디지털 치료제 또는 변경된 디지털 치료제를 처방한 디지털 치료제 처방 정보를 디지털 치료제 제공 장치(100)에 송신할 수 있다(S1320). 이와 더불어 병원 서버(200)에서는 사용자 단말(300)에 디지털 치료제를 요청할 수 있는 다양한 수단이 포함된 메시지를 송신할 수 있다. 사용자 단말(300)로부터 디지털 치료제 요청 정보를 수신하면(S1330), 디지털 치료제 제공 장치(100)는 디지털 치료제 처방 정보와 디지털 치료제 요청 정보가 대응되는지 확인하고, 사용자 인증을 진행할 수 있다(S1340).
이어서 디지털 치료제 제공 장치(100)는 사용자 단말(300)에 디지털 치료 환경 정보를 요청하는 제어신호를 송신할 수 있다(S1350). 사용자 단말(300)에서 디지털 치료 환경 정보를 수신하면(S1360), 디지털 치료제 제공 장치(100)는 수신된 디지털 치료 환경 정보를 기초로 결정된 디지털 치료제를 수정할 수 있다(S1370). 디지털 치료제 수정은 상술한 바와 같이 디지털 치료제가 원활히 실행되도록 하기 위한 프로그램 최적화, 태스크 분배 등을 의미할 수 있다. 디지털 치료제 제공 장치(100)는 수정된 디지털 치료제를 사용자 단말(300)로 송신할 수 있다(S1380). 그리고 디지털 치료제는 사용자 단말(300) 단독 혹은 디지털 치료제 제공 장치(100)와 병렬적으로 실행될 수 있다(S1390).
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 환자 개개인의 진단 결과 및 디지털 치료제 이용정보를 기초로 맞춤형으로 설정되는 디지털 치료제를 용이하게 제공 받을 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 인터랙티브 콘텐츠 형식의 디지털 치료제를 활용함으로써, 환자가 자발적으로 정서장애나 만성질환 등에 개선효과가 있는 신체활동을 수행하도록 촉진할 수 있다. 그리고 환자가 갖추고 있는 디지털 치료 환경 수준에 무관하게 디지털 치료제가 원활히 실행될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어 “부” 또는 “모듈”은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들어, 로직, 논리블록, 부품 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. “부” 또는 “모듈”은 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 디지털 치료제 제공 장치(100))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
1000: 디지털 치료제 제공 시스템
100: 디지털 치료제 제공 장치 110: 통신부
120: 메모리 130: 프로세서
200: 병원 서버 300: 사용자 단말

Claims (19)

  1. 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 기초로 상기 환자의 정서장애 정도를 판별하는 단계;
    상기 판별된 정서장애 정도에 따라 상기 환자에게 제공할 디지털 치료제를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 디지털 치료제를 상기 환자의 사용자 단말로 제공하는 단계;를 포함하는 디지털 치료제 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판별하는 단계는,
    상기 환자의 질병코드에 대응되는 진단검사를 제공하는 단계; 및
    상기 진단검사 결과를 정량화하여 상기 환자의 진단 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 디지털 치료제 제공 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 진단검사는,
    환자 자신의 감정 상태를 직관적으로 이해할 수 있도록 시각화된 항목으로 구성되며, 상기 항목 별로 청각적 효과가 부여되는 디지털 치료제 제공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 판별하는 단계는,
    상기 환자의 진단 정보 및 디지털 치료제 이용 정보를 입력 데이터로 하는 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 상기 환자의 정서장애 정도를 판별하는 디지털 치료제 제공 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판별하는 단계는,
    디지털 치료제를 이용하는 상기 환자의 움직임을 감지하는 단계;
    상기 감지된 환자의 움직임을 기초로 상기 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 특징 데이터를 기초로 상기 정서장애 인공지능 모델을 이용하여 상기 환자의 정서장애 정도를 판별하는 단계;를 포함하는 디지털 치료제 제공 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 특징 데이터를 추출하는 단계는,
    상기 감지된 환자의 움직임을 기초로 반응 시간, 움직임 범위, 상지 및 하지의 이동 속도, 균형성, 디지털 치료제 수행시간, 요구 동작별 수행시간, 요구 과제 성공 여부 중 적어도 하나의 움직임 데이터를 분석하는 단계; 및
    상기 분석된 적어도 하나의 움직임 데이터를 기초로 상기 환자의 정서장애 정도와 연관된 특징 데이터를 추출하는 단계;를 포함하는 디지털 치료제 제공 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 판별된 정서장애 정도를 기초로 콘텐츠 세트를 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 콘텐츠 세트에 해당하는 콘텐츠를 추출하여 상기 환자에게 제공할 디지털 치료제를 생성하는 단계;를 포함하는 디지털 치료제 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 콘텐츠 세트를 선정하는 단계는,
    상기 디지털 치료제를 구성하는 콘텐츠의 종류 및 난이도를 기초로 생성된 개인 맞춤형 매트릭스를 이용하여, 상기 판별된 정서장애 정도에 대응되는 콘텐츠 세트를 선정하는 디지털 치료제 제공 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 콘텐츠 세트는,
    시작 레벨의 기초 난이도 콘텐츠, 상기 시작 레벨의 향상 난이도 콘텐츠, 상기 시작 레벨의 활성화 난이도 콘텐츠, 상기 시작 레벨보다 높은 레벨의 활성화 난이도 콘텐츠 순서로 구성되는 디지털 치료제 제공 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 콘텐츠 세트를 구성하는 콘텐츠는,
    정서장애 치료를 위해 환자가 취해야 할 복수의 동작에 대응되는 움직임 코드를 기초로 생성된 신체활동 콘텐츠인 디지털 치료제 제공 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신체활동 콘텐츠는,
    정서장애 진단 기준에 기초하여 행동억제체계 행동을 도출하고, 상기 도출된 행동의 변화를 유도할 수 있는 행동활성화체계 행동 패턴 목표를 설정하며, 상기 설정된 행동 패턴 목표를 달성하는데 필요한 훈련 동작이 인터랙티브 콘텐츠로 구현되어 생성된 것인 디지털 치료제 제공 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인터랙티브 콘텐츠는,
    감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고,
    상기 아바타 주위로 다가오는 복수의 형태와 색을 가진 오브젝트 중 지시된 형태와 색을 가진 오브젝트를 터치하도록 하는 요구 과제를 제공하며,
    상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 반응 시간, 상지의 움직임 범위, 상지의 이동 속도를 분석하는 디지털 치료제 제공 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 인터랙티브 콘텐츠는,
    감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고,
    상기 아바타의 손이나 발이 상기 아바타로부터 떨어져 있는 복수의 포인트를 순차적으로 터치하며 이동하도록 하는 요구 과제를 제공하며,
    상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 움직임 범위, 균형성을 분석하는 디지털 치료제 제공 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 인터랙티브 콘텐츠는,
    감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고,
    상기 아바타가 수행해야 하는 지시사항 또는 가이드 아바타가 보여주는 동작을 따라하도록 하는 요구 과제를 제공하며,
    상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 상지 및 하지의 이동 속도를 분석하는 디지털 치료제 제공 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 인터랙티브 콘텐츠는,
    감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고,
    상기 아바타가 기설정된 기울기에 대응하여 균형을 맞추면서 순차적으로 지정되는 복수의 디딤돌 중 하나로 건너가도록 하는 요구 과제를 제공하며,
    상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 균형성을 분석하는 디지털 치료제 제공 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 인터랙티브 콘텐츠는,
    감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고,
    상기 아바타가 기설정된 시간 동안 기설정된 속도로 달리도록 하는 요구 과제를 제공하며,
    상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 상지 및 하지의 이동 속도를 분석하는 디지털 치료제 제공 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 인터랙티브 콘텐츠는,
    감지된 환자의 움직임을 따라하는 아바타가 화면에 표시되고,
    상기 아바타가 기설정된 동작을 만들고 유지하거나, 순차적으로 지시하는 방향으로 움직이도록 하는 요구 과제를 제공하며,
    상기 요구 과제를 수행하는 상기 환자의 움직임을 감지하여 상기 환자의 반응 시간을 분석하는 디지털 치료제 제공 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는,
    병원 서버로부터 디지털 치료제 처방 정보를 수신하여 저장하는 단계;
    상기 환자의 사용자 단말로부터 디지털 치료제 요청 정보를 수신하고, 상기 저장된 디지털 치료제 처방 정보와 대응되는지 판단하는 단계;
    상기 저장된 디지털 치료제 처방 정보와 대응되면 사용자 인증을 진행하는 단계; 및
    상기 사용자 인증이 통과되면 상기 결정된 디지털 치료제를 상기 환자의 사용자 단말로 제공하는 단계;를 포함하는 디지털 치료제 제공 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는,
    상기 환자의 사용자 단말로부터 디지털 치료 환경 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신된 디지털 치료 환경 정보를 기초로 상기 결정된 디지털 치료제를 수정하는 단계; 및
    상기 수정된 디지털 치료제를 상기 환자의 사용자 단말로 제공하는 단계;를 포함하는 디지털 치료제 제공 방법.
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