WO2023113257A1 - 이명 치료 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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WO2023113257A1
WO2023113257A1 PCT/KR2022/018094 KR2022018094W WO2023113257A1 WO 2023113257 A1 WO2023113257 A1 WO 2023113257A1 KR 2022018094 W KR2022018094 W KR 2022018094W WO 2023113257 A1 WO2023113257 A1 WO 2023113257A1
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WO
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tinnitus
user
haptic
shape
size
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PCT/KR2022/018094
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English (en)
French (fr)
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최준
박동현
김정환
황인태
김기범
안호준
카나스토히메네스에드가펠리페
한상선
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고려대학교 산학협력단
한양대학교 에리카산학협력단
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F11/00—Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61F11/00—Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
    • A61F11/04—Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense, e.g. through the touch sense
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics

Definitions

  • the present disclosure relates to a tinnitus treatment device and an operating method thereof that enable tinnitus to be alleviated by visually, hearing, and tactilely feeling an object corresponding to a tinnitus sound customized for each user based on XR (eXpended Reality).
  • XR eXpended Reality
  • Virtual Reality is a cutting-edge imaging technology that allows a computer to experience virtual reality as if it were real.
  • Virtual reality is when the user enters a computer-generated simulated environment, using equipment such as a headset.
  • Virtual reality headsets help users become more immersed in the virtual environment by completely blocking the view of the real environment.
  • a user's motion is converted into a virtual environment using various sensors and technologies, and the converted information can be used to determine motion in the virtual environment, such as implementing motion through an avatar.
  • Augmented Reality is a technology that overlays a 3D virtual image on a real image or background and displays it as a single image.
  • Augmented reality is the realization of digital objects in a real environment in the real world, and can provide digital content that can be viewed through cameras of various devices such as special augmented reality glasses, mobile phones, and tablets.
  • MR Mixed Reality
  • MR is a video technology that combines the advantages of virtual reality and augmented reality, and it can be said to be a technology that creates a space where virtual and real information are combined and converged.
  • information such as computer graphics, smell, and sound in real time
  • real and virtual objects can interact in real time to provide an experience that crosses the virtual and real world.
  • Mixed reality requires a headset with a transparent lens or camera so that you can still see the real environment, and the virtual reality headset may be equipped with a camera.
  • eXpended Reality is a technology that encompasses virtual reality, augmented reality, and mixed reality, and can be interpreted as encompassing new technologies that will appear in the future.
  • augmented reality is a technology that allows people to be immersed by applying a virtual feeling similar to reality as a result of combining virtual reality, augmented reality, and mixed reality.
  • extended reality is not real, but it can be said to be a technology that acquires information by stimulating the human brain to be accepted as real.
  • the human means of obtaining information is based on the brain.
  • the brain does not directly recognize information, but receives and processes sensing information obtained from sensory organs. In other words, any acquired information can be used for recognition as long as it is transmitted to the brain.
  • information on a certain object can be sufficient.
  • the information does not necessarily have to exist in the real world, and even created information can be sufficient if it can be transmitted to the brain as if it were acquired based on its existence.
  • Tinnitus is perceived as if there is a sound stimulus even though there is no external sound stimulus, and can be regarded as phantom pain in which virtual information is recognized by itself. Tinnitus can be seen as virtual reality itself, which the brain recognizes as important information even though it is incomplete information.
  • tinnitus occurs even without external stimulation through the cochlea/auditory nerve, detects tinnitus in the brainstem, and then recognizes tinnitus in the cerebrum. and evaluate When the tinnitus recognized in this way has an emotional connection in the thalamic limbic region, suffering due to tinnitus occurs as a response of the autonomic nervous system.
  • TRT tinnitus retraining therapy
  • An object of an embodiment of the present disclosure is to generate an object corresponding to a tinnitus sound customized for each user, and to enable cognitive behavioral therapy through an action of freely adjusting the object and a haptic response according to the action.
  • An object of an embodiment of the present disclosure is to create an object corresponding to tinnitus unique to users in an augmented reality environment, provide content so that the user can adjust the object, and give a tactile function to the object corresponding to tinnitus to reduce tinnitus. It is to be able to detect the change according to the degree and the user's response.
  • An object of an embodiment of the present disclosure is to provide an extended reality interface that allows the user to feel visually, hearing, and tactilely based on a user's response to an object generated in response to the user's tinnitus sound (tapping for removal, etc.) It is intended to provide interventions to alleviate tinnitus.
  • An apparatus for treating tinnitus includes a haptic device that receives a user's motion command and provides haptic feedback to the user, a display device, a speaker, and a memory connected to the memory and included in the memory. and at least one processor configured to execute computer readable instructions configured to: generate content, including a cognitive intervention sound corresponding to a tinnitus property of a user and an object corresponding to the tinnitus property, to display It may be set to display on at least one of a device and a speaker, change the size and shape of an object according to the user's control of the haptic device, and display haptic feedback on the haptic device according to the change of the object.
  • a method of operating a tinnitus treatment device may generate content including a cognitive mediation sound corresponding to a tinnitus property of a user and an object corresponding to the tinnitus property, and at least one of a display device and a speaker.
  • Step of displaying one receiving a user's movement command associated with the haptic device, changing the size and shape of the object according to the control of the haptic device by the user, and providing haptic feedback to the haptic device according to the change of the object It may include a step of displaying.
  • tinnitus treatment optimized for each user by creating an object corresponding to a tinnitus sound customized for each user, and enabling cognitive behavioral therapy through an action of freely adjusting the object and a haptic response according to the action, tinnitus treatment optimized for each user Through this, effective tinnitus relief can be performed.
  • the cognitive mediation effect in various environments can be improved by providing an extended reality interface that can be felt through hearing and touch.
  • the brain can recognize the tinnitus, which is virtual reality itself, as extended reality, so that the brain can locate the occurrence of tinnitus externally rather than inside the ear. Recognition can correct misperceptions.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an environment of a tinnitus treatment system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a tinnitus treatment device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram schematically shown to describe an interface screen of a tinnitus treatment device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining experimental results of a tinnitus treatment device according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operating method of a tinnitus treatment device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an environment of a tinnitus treatment system according to an embodiment.
  • the tinnitus treatment system 1 is based on augmented reality technology, which means including virtual reality, augmented reality, and mixed reality, to alleviate tinnitus by using a sound tailored to the tinnitus patient and tactile sensation of tinnitus. is to do
  • the tinnitus treatment system 1 generates tinnitus that is as similar as possible to the tinnitus of the user who complains of tinnitus.
  • a patient who claims to hear tinnitus in the head may provide the user with a tinnitus sound having a frequency and a magnitude most similar to the tinnitus complained by the patient, and an object in the shape of the tinnitus sound in both ears.
  • the tinnitus treatment system 1 of one embodiment unlike the conventional subthreshold concept sound, provides the tinnitus felt by the patient and the tinnitus felt by the patient for tinnitus treatment. It plays a role in enabling cognitive interventional treatment by fusion of cognitive mediation sounds generated similarly to tinnitus.
  • the tinnitus treatment system 1 can make the combined sound feel in augmented reality, and at the same time recognize a specific object (eg, an image such as an icon or an avatar) in an image in augmented reality, so that the shape, size and location can be adjusted by the user.
  • a specific object eg, an image such as an icon or an avatar
  • the tinnitus treatment system 1 may be implemented by the tinnitus treatment device 100 and/or the server 200 .
  • the tinnitus treatment device 100 may be implemented in the server 200, where the server 200 is used to operate the tinnitus treatment system 1 including the tinnitus treatment device 100. It may be a server or a server implementing part or all of the tinnitus treatment device 100 .
  • the server 200 may be a database server that provides data for operating the tinnitus treatment device 100 .
  • the server 200 may include a web server, an application server, or a deep learning network providing server.
  • the server 200 may include a big data server and an AI server required to apply various artificial intelligence algorithms, and a calculation server that performs calculations of various algorithms.
  • the server 200 may include or network with the servers described above. That is, in this embodiment, the server 200 may include the above web server and AI server or network with these servers.
  • the tinnitus treatment device is configured separately outside of an extended reality device such as, for example, a head mounted display (HMD), a VR device, AR glasses, or a haptic device to generate an operation signal of the tinnitus treatment device.
  • an extended reality device such as, for example, a head mounted display (HMD), a VR device, AR glasses, or a haptic device to generate an operation signal of the tinnitus treatment device.
  • HMD head mounted display
  • VR device VR device
  • AR glasses AR glasses
  • a haptic device to generate an operation signal of the tinnitus treatment device.
  • a haptic device to generate an operation signal of the tinnitus treatment device.
  • it may be a configuration provided in an extended reality device.
  • the tinnitus treatment device 100 and the server 200 may be connected by the network 300 .
  • a network 300 may be, for example, a wired network such as local area networks (LANs), wide area networks (WANs), metropolitan area networks (MANs), and integrated service digital networks (ISDNs), wireless LANs, CDMA, Bluetooth, and satellite communication.
  • LANs local area networks
  • WANs wide area networks
  • MANs metropolitan area networks
  • ISDNs integrated service digital networks
  • wireless LANs CDMA, Bluetooth, and satellite communication.
  • the network 300 may transmit and receive information using short-range communication and/or long-distance communication.
  • network 300 may include connections of network elements such as hubs, bridges, routers, switches, and gateways.
  • Network 300 may include one or more connected networks, such as a multiple network environment, including a public network such as the Internet and a private network such as a secure corporate private network. Access to network 300 may be provided via one or more wired or wireless access networks.
  • the network 300 may support an Internet of Things (IoT) network and/or 5G communication in which information is exchanged and processed between distributed components such as things.
  • IoT Internet of Things
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a tinnitus treatment device according to an embodiment.
  • the tinnitus treatment apparatus 100 may include a display device 110, a speaker 112, a haptic device 114, a communication unit 120, a memory 130, and a processor 140.
  • the display device 110 is a device implemented with augmented reality technology, and may be a head mounted display (HMD) worn by a user to view a scene displayed in augmented reality, AR glasses, etc., and the tinnitus treatment device 100 ) may be a technology flat LCD or LED display device if it is not based on augmented reality.
  • HMD head mounted display
  • tinnitus treatment device 100 may be a technology flat LCD or LED display device if it is not based on augmented reality.
  • the speaker 112 is to provide the user with a cognitive mediation sound generated for tinnitus treatment, and may be integrally configured with the display device 110 in one embodiment. That is, the speaker 112 may be a component included in the display device 110, but is not limited thereto, and a sound device capable of outputting a cognitive mediation sound to the user in all directions based on the user (eg, the speaker 112). For example, earphones, headphones, etc.) may be implemented.
  • an extended reality device 110 an example in which a display device and a speaker are integrally formed is referred to as an extended reality device 110 .
  • the haptic device 114 is a device implemented with haptic technology, and may generate a control signal according to a user's motion command (manipulation) and perform haptic feedback according to the control signal.
  • the haptic device 114 may be implemented in a form that a user can hold, but is not limited thereto.
  • the communication unit 120 may provide a communication interface necessary for providing transmission/reception signals between external devices in the form of packet data in conjunction with the network 300 .
  • the communication unit 120 may be a device including hardware and software necessary for transmitting and receiving signals such as a haptic device control signal, an operation signal for a tinnitus treatment interface operation, or a data signal through a wired/wireless connection with another network device.
  • the communication unit 120 receives a signal about the nature of the user's tinnitus identified by a separate tinnitus sound estimation device or receives a user's control signal from a separate haptic device, generates a cognitive mediation sound and object, and haptic feedback
  • a signal for may be transmitted to a haptic device, a display device, a speaker, and/or an external device.
  • the communication unit 120 may support various things intelligence communication (internet of things (IoT), internet of everything (IoE), internet of small things (IoST), etc.), machine to machine (M2M) communication, vehicle to V2X (vehicle) to everything communication) communication, D2D (device to device) communication, and the like may be supported.
  • the communication unit 120 may include at least one of a WiFi module, a Bluetooth module, a wireless communication module, and an NFC module.
  • the display device 110, the speaker 112, and the haptic device 114 are described as being included in the tinnitus treatment device 100, but according to embodiments, they may be externally configured separately. In the case of an external device, the tinnitus treatment device 100 may transmit/receive signals with the display device 110, the speaker 112, and the haptic device 114 through the communication unit 120 as described above.
  • the processor 140 may receive various data or information from an external device connected through the communication unit 120 and may transmit various data or information to the external device.
  • the processor 140 generates content including a cognitive mediation sound and an object corresponding to the tinnitus characteristic of the user based on the code loaded in the memory 130, receives the user's command to move the haptic device, and generates the generated cognition.
  • a mediation sound and content may be displayed on at least one of a display device and a speaker, and a control signal for changing and displaying an object and haptic feedback according to a user's control of the haptic device may be generated.
  • the memory 130 may store various information necessary for controlling (operation) of the operation of the tinnitus treatment device 100 and store control software, and may include a volatile or non-volatile recording medium.
  • the memory 130 is connected to one or more processors 140 by an electrical or internal communication interface and, when executed by the processor 140, causes the processor 140 to control the tinnitus treatment device 100 (cause) Codes can be saved.
  • the memory 130 may include non-temporary storage media such as magnetic storage media or flash storage media, or temporary storage media such as RAM, but the scope of the present disclosure is not limited thereto.
  • the memory 130 may include built-in memory and/or external memory, and may include volatile memory such as DRAM, SRAM, or SDRAM, one time programmable ROM (OTPROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, Non-volatile memory such as NAND flash memory, or NOR flash memory, SSD. It may include a compact flash (CF) card, a flash drive such as an SD card, a Micro-SD card, a Mini-SD card, an Xd card, or a memory stick, or a storage device such as an HDD.
  • CF compact flash
  • information related to algorithms and execution codes for performing learning according to the present disclosure may be temporarily or non-temporarily stored.
  • various information necessary within the scope of achieving the object of the present disclosure may be stored in the memory 130, and the information stored in the memory 130 may be updated as received from a server or an external device or input by a user. may be
  • the processor 140 may control the overall operation of the tinnitus treatment device 100 .
  • the processor 140 is connected to the configuration of the tinnitus treatment device 100 including the memory 130, and executes at least one command stored in the memory 130 to perform the overall operation of the tinnitus treatment device 100. can be controlled with
  • processor 140 can be implemented in a variety of ways.
  • the processor 140 may include an application specific integrated circuit (ASIC), an embedded processor, a microprocessor, hardware control logic, a hardware finite state machine (FSM), a digital signal processor Processor, DSP) may be implemented as at least one.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FSM hardware finite state machine
  • DSP digital signal processor Processor
  • the processor 140 may control the operation of the tinnitus treatment device 100 by driving control software loaded in the memory 130.
  • the processor 140 may include any type of device capable of processing data.
  • a 'processor' may refer to a data processing device embedded in hardware having a physically structured circuit to perform functions expressed by codes or instructions included in a program, for example.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram schematically shown to describe an interface screen of a tinnitus treatment device according to an embodiment.
  • the processor 140 may generate a cognitive mediation sound corresponding to the user's tinnitus condition to the user wearing the augmented reality device 110 .
  • the processor 140 may generate a cognitive mediation sound having the tinnitus property as much as possible in response to the tinnitus condition of the user, that is, the tinnitus property.
  • tinnitus properties may include pitch, loudness, duration, timbre, and the like.
  • the pitch varies according to the frequency, and the higher the frequency, the higher the pitch. That is, the pitch can be expressed as a frequency.
  • the loudness means the strength of the sound, and the larger the width of the vibration, the larger the loudness.
  • the sound length corresponds to the duration of sound
  • the timbre is a characteristic of sound that appears as a harmony between a fundamental tone and an overtone, and reinforcement and cancellation of a waveform due to a difference in phase.
  • a sound of a frequency and size (intensity, intensity) most similar to the tinnitus of a patient complaining of tinnitus For example, if a user selects and inputs a sound having a similar frequency and volume to his/her tinnitus when receiving medical treatment from a doctor, the corresponding tinnitus data may be allocated to the corresponding user information and stored.
  • Such tinnitus data may be obtained from a separate external device and provided to the tinnitus treatment device 100, or may be obtained in advance from the tinnitus treatment device 100.
  • the processor 140 may generate a cognitive mediation sound corresponding to the nature of the tinnitus of the user.
  • the processor 140 may update the cognitive mediation sound when new tinnitus data is obtained after performing tinnitus treatment or in the process of performing tinnitus treatment.
  • the tinnitus data may be input from a patient's or doctor's user terminal.
  • the tinnitus treatment apparatus 100 and/or the server 200 have relatively better performance than the user terminal, and thus can prevent the load that may occur on the user terminal when generating the cognitive mediation sound, thereby preventing the use of the user terminal.
  • tinnitus treatment can be performed for a longer time using the user terminal.
  • the user terminal may include devices such as smart phones, tablet PCs, PCs, and the like, as well as extended reality devices and haptic devices.
  • devices such as smart phones, tablet PCs, PCs, and the like, as well as extended reality devices and haptic devices.
  • the user may perform a manipulation of adjusting an object on the smart phone after wearing the HMD, and receive haptic feedback through the smart phone.
  • the user terminal may include a first user terminal of a patient and a second user terminal of a doctor, although not shown in the drawings. That is, the first user terminal may be a terminal owned by the patient, and tinnitus treatment may be performed through the first user terminal.
  • the second user terminal may be a terminal owned by a doctor, and through the second user terminal, a tinnitus treatment process may be monitored and user information (tinnitus data, etc.) for tinnitus treatment may be input.
  • the user terminal can receive a tinnitus treatment service after accessing a tinnitus treatment application or a tinnitus treatment web browser.
  • the user terminal may access a tinnitus treatment application or a tinnitus treatment web browser and then receive a participation and management interface for the tinnitus treatment program through an authentication process.
  • These user terminals are desktop computers operated by users, smart phones, laptop computers, tablet PCs, smart TVs, mobile phones, personal digital assistants (PDAs), laptops, media players, micro servers, global positioning system (GPS) devices, and e-books. It may be a terminal, a digital broadcasting terminal, a navigation device, a kiosk, an MP3 player, a digital camera, a home appliance, and other mobile or non-mobile computing devices, but is not limited thereto.
  • the user terminal may be a wearable terminal such as a VR device having a communication function and a data processing function, AR glasses, a watch, glasses, a hair band, and a ring.
  • the user terminal is not limited to the above, and a terminal capable of web browsing can be borrowed without limitation.
  • the processor 140 may generate content including an object in the shape of a cognitive mediation sound. That is, the processor 140 may display content including an object corresponding to the tinnitus property of the cognitive mediation sound through the augmented reality device.
  • These objects may be formed in the shape of icons or avatars and provided in various ways, and may be formed in different sizes and shapes based on tinnitus properties including at least one of the pitch, volume, length, and tone of the user's tinnitus.
  • the shape of the object is not limited, and any image shape that can be confirmed by the user through the augmented reality device 110 may be applicable.
  • it may be implemented in a circular shape, a lightning bolt, etc. as shown in FIG. 3.
  • the user is an infant, it may be formed as a child's character, and if the user is an adult, the image may be directly selected by the adult.
  • the processor 140 may provide content including an object and a cognitive mediating sound.
  • the provided content may be provided in various ways according to the user's tinnitus mechanism. For example, if tinnitus occurs in only one of the user's left and right ears, a cognitive mediation sound is formed only in the opposite ear where the tinnitus occurs, or if tinnitus occurs in both ears of the user, cognitive mediation is performed from the top of the head. A sound may be formed, or when tinnitus occurs in the user's head, cognitive mediating sounds may be provided from both ears of the user.
  • the shape of the object displayed through the augmented reality device may correspond to the nature of tinnitus. For example, when the frequency of tinnitus felt by the user is high, the object may be shaped to have many thorn-like protrusions. Conversely, when the frequency is low, the object may be shaped to have fewer protrusions.
  • the processor 140 may determine the location of the object according to the generation location of the perceptual mediation sound, as shown in FIG. 3(a). Accordingly, the user may be made to recognize that the location of the perceptual mediation sound is generated from the location of the object. At this time, the position of the object is not fixed and moves variably, as in the case of moving from FIG. 3(a) to FIG. 3(b), and accordingly, the generation position of the cognitive mediation sound may also be changed.
  • the user moves the haptic device 114 to freely adjust the object in augmented reality (for example, the user moves the haptic device 114 through the virtual Cognitive-behavioral therapy can be performed while controlling a tool to change an object such as destroying or reducing an object by breaking or rubbing the object.
  • augmented reality for example, the user moves the haptic device 114 through the virtual Cognitive-behavioral therapy can be performed while controlling a tool to change an object such as destroying or reducing an object by breaking or rubbing the object.
  • the processor 140 may change and display the size and shape of the object according to the user's control of the haptic device 114 .
  • the processor 140 may change and display the size and shape of the object according to the user's control of the haptic device 114 until a predetermined condition is satisfied.
  • the preset condition may be set to a case where all objects are destroyed and removed, a case where a process of removing an object is repeated a preset number of times, and the like.
  • the size and shape of the object may be set to change so that the object becomes smaller by a predetermined size based on the degree of movement of the user according to the user's control of the haptic device 114 .
  • content may be implemented such that an object is destroyed by a size corresponding to the degree of motion based on a degree of motion including at least one of pressure intensity, number of times, and speed at which the user presses the haptic device 114 . .
  • the processor 140 may differently change the size and shape of the object according to the user's control of the haptic device 114 based on the user's tinnitus property or the user's tinnitus treatment history information. . That is, even if it is the same object and different patients hit the object with the same force (pressing the haptic device), the degree of change of the object may be set to be different. For example, when the user recognizes that the volume of tinnitus is high, physical properties of the object may be set to be hard so that changes in size and shape of the object according to the user's control of the haptic device 114 change less than when the volume of tinnitus is low.
  • haptic feedback may be provided to the user so that cognitive behavioral therapy can be effectively performed.
  • a tactile function is given to an object created in response to the tinnitus property so that haptic feedback according to the user's control of the haptic device 114 can be provided, and a change in the object based on the tinnitus property is detected make it possible Haptic feedback may also be based on the nature of tinnitus, or may be based on physical properties given to an object based on the nature of tinnitus.
  • the processor 140 may change and display the size and shape of an object according to the control of the haptic device 114 by the user, and display haptic feedback on the haptic device 114 according to the change of the object.
  • the processor 140 may change and display the size and shape of the object according to the control of the haptic device by the user until a predetermined condition is satisfied, and simultaneously change and provide haptic feedback.
  • the haptic feedback according to the user's control of the haptic device may be differently changed based on the user's tinnitus characteristics. For example, even though it is the same object and different patients hit the object with the same force, the speed of the haptic feedback may be different in strength.
  • the processor 140 may adjust the speed and strength of the haptic feedback according to the control of the user's haptic device based on the tinnitus properties including at least one of the pitch, loudness, length, and tone of the user's tinnitus. For example, when the pitch (frequency) of the user's tinnitus is high, the haptic feedback speed may be increased, and when the volume of the user's tinnitus is high, the intensity of the haptic feedback may be increased.
  • the content when outputting content including an object in augmented reality, the content may be composed of a plurality of different scenarios.
  • extended reality can be a variety of environments that users can be exposed to, such as restaurants, marts, and libraries.
  • the size and shape of the object according to the user's control of the haptic device 114 and the haptic feedback may be changed differently. For example, for a scenario in which the user is more exposed to the tinnitus condition, the size and shape of the object and the degree of change of the haptic feedback may be increased.
  • the processor 140 obtains a degree of movement including at least one of time required to destroy the object, pressure strength, number of times of pressure, and speed of pressure, thereby determining the degree of concentration of the user. can judge Further, the processor 140 changes the size and shape of the object and the haptic feedback according to the user's concentration level, or even if the size and shape of the object are the same according to the user's concentration level, the object's size and shape are controlled by the user's haptic device 114. You can change the size and shape and the haptic device.
  • the tinnitus perceived by the brain is adjusted in daily life in augmented reality, so that the false perception of tinnitus can be corrected more effectively with content combining sound and image.
  • the processor 140 monitors the user's treatment history and training process while the user is receiving tinnitus treatment, quantitatively determines the user's treatment level, updates the cognitive mediation sound according to the user's treatment level, and provides it to the user.
  • the processor 140 may provide the treatment history and training process status to the doctor in charge according to the user's treatment history and training process monitoring results, and if the user is unable to alleviate tinnitus within a normal range, another tinnitus treatment program This can be done, or the next reservation can be made automatically.
  • Table 1 shows the statistical characteristics and clinical characteristics of patients.
  • an experiment was conducted to verify the tinnitus treatment device 100 through the experiment participants in Table 1.
  • THI Tinitus Handicap Inventory
  • PSQI Pantsburgh Sleep Quality Index
  • THQ Tinitus Handicap Questionnaire
  • WHO-QoL World Health Organization Quality of Life assessment
  • HADS Hospital Anxiety and Depression Scale
  • POMS Profile of Mood States
  • FIG. 4 is a diagram for explaining experimental results of a tinnitus treatment device according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a tinnitus treatment interface according to an exemplary embodiment.
  • step S100 the processor 140 obtains the user's tinnitus data, and in step S200, the processor 140 generates content including a cognitive mediation sound and an object based on the user's tinnitus data. And, the created content is displayed on the extended reality device 110 .
  • the processor 140 may generate content including a cognitive mediation sound corresponding to the tinnitus property of the user and an object corresponding to the tinnitus property, and display the contents on at least one of the display device 110 and the speaker 112. there is.
  • the processor 140 may form different sizes and shapes of objects based on tinnitus properties including at least one of the pitch, loudness, length, and tone of the user's tinnitus.
  • the processor 140 When tinnitus occurs in only one of the left and right ears of the user, the processor 140 outputs a cognitive mediation sound to the opposite ear where tinnitus occurs through the speaker 112, and displays the tinnitus through the display device 110. An object may be displayed at a position corresponding to the position of the opposite ear.
  • the processor 140 outputs a cognitive mediation sound to the top of the head through the speaker 112 and displays a position corresponding to the top of the head through the display device 110 (for example, , in front of the user's line of sight).
  • step S300 the processor 140 receives a user's motion command through the haptic device 114, and in step S400, the processor 140 changes and displays an object according to the user's control of the haptic device 114, Haptic feedback is displayed on the haptic device 114 according to object change.
  • the processor 140 may change and display the size and shape of the object and the haptic feedback according to the control of the haptic device by the user until a predetermined condition is satisfied.
  • the preset condition may be set to a case where all objects are destroyed and removed, a case where a process of removing an object is repeated a preset number of times, and the like.
  • the size and shape of the object is based on the degree of movement including at least one of the user's pressure intensity, pressure frequency, and pressure speed according to the user's control of the haptic device 114, by a predetermined size. may be set to change to become smaller.
  • the size and shape of the object and the haptic feedback according to the user's control of the haptic device 114 may be set to change differently based on the nature of the user's tinnitus. .
  • the speed and strength of the haptic feedback according to the control of the user's haptic device 114 are adjusted based on the tinnitus properties including at least one of the pitch, loudness, length, and tone of the user's tinnitus.
  • the haptic feedback speed may be increased, and when the volume of the user's tinnitus is high, the intensity of the haptic feedback may be increased.
  • content including objects may be composed of a plurality of different scenarios, and for each of the plurality of scenarios, the size and shape of the object according to the user's control of the haptic device 114 and the haptic feedback are may change differently.
  • extended reality can be a variety of environments that users can be exposed to, such as restaurants, marts, and libraries.
  • the size and shape of the object and the degree of change of the haptic feedback may be increased.
  • Embodiments according to the present disclosure described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed on a computer through various components, and such a computer program may be recorded on a computer-readable medium.
  • the medium is a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as a CD-ROM and a DVD, a magneto-optical medium such as a floptical disk, and a ROM hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as RAM, flash memory, and the like.
  • the computer program may be specially designed and configured for the purpose of the present disclosure, or may be known and usable to those skilled in the art in the field of computer software.
  • Examples of computer programs may include not only machine language codes generated by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

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Abstract

이명 치료 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치는, 사용자의 움직임 명령을 수신하고, 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 햅틱 디바이스와, 디스플레이 장치와, 스피커와, 메모리와, 메모리와 연결되고, 메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 프로세서는, 사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드와, 이명 성질에 대응하는 오브젝트를 포함해 콘텐츠를 생성하여, 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나에 표시하고, 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시하고, 오브젝트의 변화에 따라 햅틱 디바이스에 햅틱 피드백을 표시하도록 설정될 수 있다.

Description

이명 치료 장치 및 그 동작 방법
본 개시는 확장현실(eXpended Reality, XR)을 기반으로 사용자 개개인 맞춤형 이명 사운드에 대응하는 오브젝트를 시각, 청각 및 촉각으로 느낄 수 있도록 하여 이명이 완화될 수 있도록 하는 이명 치료 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
가상현실(Virtual Reality, VR)은 컴퓨터를 통해 가상을 현실처럼 체험하게 해주는 첨단 영상 기술을 말한다. 가상현실은 컴퓨터에서 만든 시뮬레이션 환경에 사용자가 들어가는 것으로, 헤드셋과 같은 장비를 사용한다.
가상현실 헤드셋은 실제 환경의 시야를 완전히 차단하여 사용자가 가상 환경에 더욱 몰입하도록 도와준다. 다양한 센서와 기술로 사용자의 동작을 가상 환경으로 변환하며, 변환한 정보는 아바타를 통해 동작이 구현되도록 하는 등 가상 환경에서의 움직임을 결정하는데 사용될 수 있다.
증강현실(Augmented Reality, AR)은 현실의 이미지나 배경에 3차원의 가상의 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 기술이라고 할 수 있다. 증강현실은 디지털 개체를 현실 세계의 실제 환경에서 구현한 것으로, 특수 증강현실 안경, 휴대폰, 태블릿 등 여러 디바이스의 카메라를 통해 볼 수 있는 디지털 콘텐츠를 제공할 수 있다.
혼합현실(Mixed Reality, MR)은 가상현실과 증강현실의 장점을 합친 영상 기술로, 가상과 현실 정보를 결합해 융합시키는 공간을 만드는 기술이라고 할 수 있다. 컴퓨터 그래픽, 냄새, 소리 등의 정보를 실시간으로 혼합하여 실제 개체와 가상 개체가 실시간으로 상호 작용하여 가상과 현실을 넘나드는 경험을 제공할 수 있다.
혼합현실에서는 실제 환경을 계속 볼 수 있도록 투명한 렌즈나 카메라가 있는 헤드셋이 필요하며, 가상현실 헤드셋에 카메라가 구비된 형태일 수 있다.
나아가, 확장현실(eXpended Reality, XR)은 가상현실, 증강현실 및 혼합현실을 아우르는 기술로, 미래에 나타날 새로운 기술도 포괄하는 의미로 해석될 수 있다. 즉, 확장현실은 가상현실, 증강현실, 혼합현실을 아울러 결과적으로 실제와 같은 가상의 느낌을 사람에게 적용하여 몰입할 수 있도록 하는 기술이다.
즉, 확장현실은 진짜는 아니지만, 진짜라고 받아들여지도록 인간의 뇌를 자극하여 정보를 획득하는 기술이라고 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 인간의 정보 확보 수단은 뇌를 기반으로 한다. 그러나 뇌가 정보를 직접 인식하는 것이 아니라 감각기관으로부터 획득한 센싱 정보를 전달받아 처리하는 것이다. 즉, 어떤 획득한 정보라도 뇌에 전달만 된다면 인식을 위해서 이용할 수 있게 되는 것이다.
따라서 정보의 원천은 현실을 인지하기 위해서 부족하거나 불완전하더라도 일단은 그 어떤 대상에 대한 정보만 있으면 충분할 수 있다. 즉, 그 정보가 반드시 현실세계에 실존할 필요는 없는 것이며, 만들어진 정보라도 그것이 실존하는 것을 기반으로 획득한 정보인 것처럼 뇌에 전달할 수 있다면 충분할 수 있다.
한편, 이명(tinnitus)은 외부의 소리 자극이 없음에도 마치 소리 자극이 있는 것처럼 인지하는 것으로서, 가상의 정보를 스스로 인지하는 환상통(phantom pain)으로 볼 수 있다. 이명은 불완전한 정보임에도 뇌가 중요한 정보로 인식하는 가상현실 자체로 볼 수 있다.
일반적으로, 이명의 생리기전을 설명하는 여러 기전 중 가장 크게 인용되는 기전을 중심으로 보면, 달팽기관/청신경을 통한 외부 자극이 없음에도 이명이 발생하여, 뇌간에서 이명을 탐지한 후 대뇌에서 이명을 인식하고 평가하게 된다. 이렇게 인지된 이명이 시상변연부에서 감정적 연관성을 가지게 되면 자율신경계의 반응으로 이명으로 인한 괴로움이 발생하게 된다.
이에 이명을 탐지하고자 하는 부분에서의 습관화(habituation of perception)를 이루고, 이명으로 인한 괴로움에 대한 반응의 습관화 (habituation of reaction)를 통하여 이명 재훈련 치료(tinnitus retraining therapy, TRT)를 시행하는 방법이 사용되고 있다.
그러나 이러한 노력에도 이명 자체에 대한 인지면에서는 큰 차이가 없는 것으로 나타나고 있어, 확장현실과 같은 발전된 기술을 이용하여, 정밀의학을 기반으로 이명을 완화할 수 있는 새로운 치료 방법이 필요한 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
선행기술 1: 한국 공개특허공보 제10-2022-0033507호(2022.03.16)
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 사용자 개개인 맞춤형 이명 사운드에 대응하는 오브젝트를 생성하여, 오브젝트를 자유롭게 조정하는 행위 및 행위에 따른 햅틱 반응을 통해 인지행동치료가 가능하도록 하는데 있다.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 확장현실 환경에서의 사용자들 고유의 이명에 대응하는 오브젝트를 생성하고 오브젝트를 사용자가 조절 가능하도록 콘텐츠를 제공하고, 이명에 대응하는 오브젝트에 촉각 기능을 부여하여 이명의 정도와 사용자의 대응에 따라 변화를 감지할 수 있도록 하는데 있다.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 사용자의 이명 사운드에 대응하여 생성된 오브젝트에 대한 사용자의 반응(제거를 위한 두드림 등)을 기반으로, 시각, 청각 및 촉각으로도 느낄 수 있도록 하는 확장 현실 인터페이스를 제공하여 이명이 완화될 수 있도록 중재하고자 하는데 있다.
본 개시의 실시예의 목적은 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치는, 사용자의 움직임 명령을 수신하고, 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 햅틱 디바이스와, 디스플레이 장치와, 스피커와, 메모리와, 메모리와 연결되고, 메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 프로세서는, 사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드와, 이명 성질에 대응하는 오브젝트를 포함해 콘텐츠를 생성하여, 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나에 표시하고, 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시하고, 오브젝트의 변화에 따라 햅틱 디바이스에 햅틱 피드백을 표시하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치의 동작 방법은, 사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드와, 이명 성질에 대응하는 오브젝트를 포함해 콘텐츠를 생성하여, 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나에 표시하는 단계와, 햅틱 디바이스에 연계된 사용자의 움직임 명령을 수신하는 단계와, 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시하고, 오브젝트의 변화에 따라 햅틱 디바이스에 햅틱 피드백을 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
이 외에도, 본 발명의 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 더 제공될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 개시의 실시 예에 의하면, 사용자 개개인 맞춤형 이명 사운드에 대응하는 오브젝트를 생성하여, 오브젝트를 자유롭게 조정하는 행위 및 행위에 따른 햅틱 반응을 통해 인지행동치료가 가능하도록 함으로써, 사용자 개개인에 최적화된 이명 치료를 통해 효과적인 이명 완화가 수행되도록 할 수 있다.
또한, 확장현실 환경에서의 사용자들 고유의 이명에 대응하는 오브젝트를 생성하여 오브젝트를 사용자가 조절 가능하도록 콘텐츠를 제공하고, 이명에 대응하는 오브젝트에 촉각 기능을 부여하여 이명의 정도와 사용자의 대응에 따라 변화를 감지할 수 있도록 함으로써, 인지 중재 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 사용자가 실제 경험 가능한 실제 환경을 반영한 확장현실 환경 시나리오에서 사용자의 이명 사운드에 대응하여 생성된 오브젝트에 대한 사용자의 반응(제거를 위한 두드림 등)을 기반으로, 사용자의 반응에 따른 변화를 시각, 청각 및 촉각으로도 느낄 수 있도록 하는 확장현실 인터페이스를 제공함으로써, 다양한 환경에서의 인지 중재 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 시청각 및 촉각적 자극을 제공하는 확장현실 기술을 통해 인지 중재 콘텐츠를 제공하여 가상현실 그 자체인 이명을 확장현실로 뇌가 인지할 수 있도록 함으로써, 뇌가 이명의 발생 위치를 귀 속이 아닌 외부로 인식하게 하여 잘못된 인식이 교정되도록 할 수 있다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 이명 치료 시스템 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치의 인터페이스 화면을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치에 대한 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 개시는 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 개시에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 이명 치료 시스템 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이명 치료 시스템(1)은 가상현실, 증강현실 및 혼합현실을 포함하는 의미인 확장현실 기술을 기반으로, 이명 환자 맞춤형 사운드와 이명의 촉각화를 이용하여 이명 완화를 하고자 하는 것이다.
즉, 이명 치료 시스템(1)은 이명을 호소하는 사용자의 이명과 최대한 유사한 이명을 생성하여, 예를 들어, 일측성 이명 환자는 이명이 들리는 곳의 반대편에, 양측성 이명 환자에서는 두정부에, 머리 속에서 이명이 들린다고 하는 환자는 양측 귀에, 환자가 호소하는 이명과 가장 유사한 주파수 및 크기의 이명 사운드와, 이명 사운드를 형상화한 오브젝트를 사용자에게 제공할 수 있다.
이러한 사운드를 제공하는 것은 일종의 소리 치료(sound therapy)라고 할 수 있으며, 일 실시 예의 이명 치료 시스템(1)은 기존의 subthreshold 개념의 사운드와 달리, 환자가 느끼는 이명과, 이명 치료를 위해 환자가 느끼는 이명과 유사하게 생성한 인지 중재 사운드를 결합(fusion)하여 인지 중재 치료가 가능하도록 하는 역할을 하게 된다.
그리고 이명 치료 시스템(1)은 결합한 사운드를 확장현실 속에서 느끼게 할 수 있으며, 동시에 특정 오브젝트(예를 들어, 아이콘, 아바타 등의 이미지)를 확장현실 속의 영상에서 인식할 수 있도록 하여, 형태, 크기 및 위치 등을 사용자가 조정할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 일 실시 예에서, 이명 치료 시스템(1)은 이명 치료 장치(100) 및/또는 서버(200)에 의해 구현될 수 있다.
다시 말하면, 일 실시 예에서, 이명 치료 장치(100)는 서버(200)에서 구현될 수 있는데, 이때 서버(200)는 이명 치료 장치(100)가 포함되는 이명 치료 시스템(1)을 운용하기 위한 서버이거나 이명 치료 장치(100)의 일부분 또는 전 부분을 구현하는 서버일 수 있다.
또한, 서버(200)는 이명 치료 장치(100)를 동작시키는 데이터를 제공하는 데이터베이스 서버일 수 있다. 그 밖에 서버(200)는 웹 서버 또는 어플리케이션 서버 또는 딥러닝 네트워크 제공 서버를 포함할 수 있다. 그리고 서버(200)는 각종 인공 지능 알고리즘을 적용하는데 필요한 빅데이터 서버 및 AI 서버, 각종 알고리즘의 연산을 수행하는 연산 서버 등을 포함할 수 있다.
또한 일 실시 예에서, 서버(200)는 상술하는 서버들을 포함하거나 이러한 서버들과 네트워킹 할 수 있다. 즉, 본 실시 예에서, 서버(200)는 상기의 웹 서버 및 AI 서버를 포함하거나 이러한 서버들과 네트워킹 할 수 있다.
또한, 일 실시 예에서, 이명 치료 장치는, 예를 들어, HMD(Head Mounted Display), VR기기, AR 글래스, 햅틱 디바이스 등 확장현실 기기의 외부에 별도로 구성되어 이명 치료 장치의 동작 신호를 생성하는 것이거나, 확장현실 기기 내에 구비되는 구성일 수 있다.
한편, 이명 치료 인터페이스 시스템(1)에서 이명 치료 장치(100) 및 서버(200)는 네트워크(300)에 의해 연결될 수 있다. 이러한 네트워크(300)는 예컨대 LANs(local area networks), WANs(Wide area networks), MANs(metropolitan area networks), ISDNs(integrated service digital networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, 블루투스, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 네트워크(300)는 근거리 통신 및/또는 원거리 통신을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다.
또한, 네트워크(300)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있다. 네트워크(300)는 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 네트워크(300)에의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다. 더 나아가 네트워크(300)는 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망 및/또는 5G 통신을 지원할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 이명 치료 장치(100)는 디스플레이 장치(110), 스피커(112), 햅틱 디바이스(114), 통신부(120), 메모리(130) 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(110)는 확장현실 기술이 구현되는 장치로, 사용자가 확장현실 상에서 디스플레이되는 장면을 보기 위해 착용하는 머리 착용 디스플레이(Head Mounted Display, HMD), AR 글래스 등일 수 있고, 이명 치료 장치(100)가 확장현실 기반이 아닌 경우 기술 평면 LCD, LED 디스플레이 장치일 수 있다.
스피커(112)는 이명 치료를 위해 생성한 인지 중재 사운드를 사용자에게 제공하기 위한 것으로, 일 실시 예에서는 디스플레이 장치(110)와 일체형으로 구성될 수 있다. 즉, 스피커(112)는 디스플레이 장치(110)에 포함되는 구성일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 사용자를 기준으로 전방향(全方向)에서 사용자에게 인지 중재 사운드를 출력할 수 있는 음향장치(예를 들어, 이어폰, 헤드폰 등)로 구현될 수 있다.
이하에서는, 디스플레이 장치와 스피커가 일체형으로 형성된 것을 실시 예로 하여, 확장현실 기기(110)로 기재한다.
햅틱 디바이스(114)는 햅틱 기술이 구현되는 기기로, 사용자 움직임 명령(조작)에 따른 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호에 따른 햅틱 피드백을 수행할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 디바이스(114)는 사용자가 손으로 쥘 수 있는 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
통신부(120)는 네트워크(300)와 연동하여 외부 장치간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는 데 필요한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한 통신부(120)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 햅틱 디바이스 제어 신호, 이명 치료 인터페이스 동작을 위한 동작 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.
즉, 통신부(120)는 별도의 이명 사운드 추정 장치에서 파악한 사용자의 이명 성질에 대한 신호를 수신하거나, 별도의 햅틱 디바이스에서의 사용자의 제어 신호를 수신하고, 생성된 인지 중재 사운드 및 오브젝트, 햅틱 피드백에 대한 신호를 햅틱 디바이스, 디스플레이 기기, 스피커 및/또는 외부 장치로 전송할 수 있다.
이러한 통신부(120)는 각종 사물 지능 통신(IoT(internet of things), IoE(internet of everything), IoST(internet of small things) 등)을 지원할 수 있으며, M2M(machine to machine) 통신, V2X(vehicle to everything communication) 통신, D2D(device to device) 통신 등을 지원할 수 있다. 통신부(120)는 WiFi 모듈, Bluetooth 모듈, 무선 통신 모듈, 및 NFC 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 상기의 디스플레이 장치(110), 스피커(112) 및 햅틱 디바이스(114)는 이명 치료 장치(100)에 포함되는 것으로 기재하고 있으나, 실시 예에 따라서 별도로 외부에 구성된 외부 장치일 수 있다. 외부 장치인 경우, 이명 치료 장치(100)는 상술한 바와 같이, 통신부(120)를 통해 디스플레이 장치(110), 스피커(112) 및 햅틱 디바이스(114)와의 신호를 송수신할 수 있다.
프로세서(140)는 통신부(120)를 통해 연결된 외부 장치로부터 각종 데이터 또는 정보를 수신할 수 있으며, 외부 장치로 각종 데이터 또는 정보를 전송할 수도 있다. 프로세서(140)는 메모리(130)에 로딩된 코드에 기반하여 사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드와, 오브젝트를 포함하는 콘텐츠를 생성하고, 사용자의 햅틱 디바이스 움직임 명령을 수신하며, 생성한 인지 중재 사운드와 콘텐츠를 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나에 표시하고, 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따라 오브젝트와 햅틱 피드백을 변화시켜 표시하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
메모리(130)는 이명 치료 장치(100)의 동작의 제어(연산)에 필요한 각종 정보들을 저장하고, 제어 소프트웨어를 저장할 수 있는 것으로, 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다.
메모리(130)는 하나 이상의 프로세서(140)와 전기적 또는 내부 통신 인터페이스로 연결되고, 프로세서(140)에 의해 실행될 때, 프로세서(140)로 하여금 이명 치료 장치(100)를 제어하도록 야기하는(cause) 코드들을 저장할 수 있다.
여기서, 메모리(130)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media) 등의 비 일시적 저장매체이거나 램(RAM) 등의 일시적 저장매체를 포함할 수 있으나, 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(130)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD. CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.
그리고, 메모리(130)에는 상술한 바와 같이, 본 개시에 따른 학습을 수행하기 위한 알고리즘 및 수행 코드에 관련된 정보가 일시적 또는 비 일시적으로 저장될 수 있다. 그 밖에도 본 개시의 목적을 달성하기 위한 범위 내에서 필요한 다양한 정보가 메모리(130)에 저장될 수 있으며, 메모리(130)에 저장된 정보는 서버 또는 외부 장치로부터 수신되거나 사용자에 의해 입력됨에 따라 갱신될 수도 있다.
프로세서(140)는 이명 치료 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 메모리(130)를 포함하는 이명 치료 장치(100)의 구성과 연결되며, 메모리(130)에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하여 이명 치료 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
프로세서(140)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 임베디드 프로세서, 마이크로 프로세서, 하드웨어 컨트롤 로직, 하드웨어 유한 상태 기계(Hardware Finite State Machine, FSM), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor, DSP) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
프로세서(140)는 일종의 중앙처리장치로서 메모리(130)에 탑재된 제어 소프트웨어를 구동하여 이명 치료 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(140)는 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령어로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치의 인터페이스 화면을 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 예시도이다.
이하에서는, 도 3을 참조하여, 프로세서(140)의 이명 치료 장치의 동작 과정에 대해 설명한다.
프로세서(140)는 확장현실 기기(110)를 착용한 사용자에게 사용자의 이명 상태 조건에 해당하는 인지 중재 사운드를 생성할 수 있다. 이때, 프로세서(140)는 사용자의 이명 상태 조건, 즉 이명 성질에 대응하여 최대한 동일한 이명 성질을 갖는 인지 중재 사운드를 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 이명 성질은 음높이(pitch), 음크기(loudness), 음길이(duration) 및 음색(timbre) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 음높이는 주파수(frequency)에 따라 달라지는 것으로, 주파수가 높을수록 음높이가 높다. 즉, 음높이는 주파수로 표현될 수 있다. 또한 음크기는 소리의 세기를 의미하는 것으로, 진동의 폭이 클수록 음크기가 크다. 또한, 음길이는 소리의 지속 시간에 해당하며, 음색은 기본음과 배음의 조화, 위상의 차이에 의한 파형의 보강과 상쇄로 나타나는 소리의 특성이다.
일 실시 예에서는, 이명을 호소하는 환자의 이명과 가장 유사한 주파수 및 크기(강도, 세기)의 사운드를 생성할 수 있도록 하는데, 이를 위한 사용자의 이명 데이터는 사용자에 의해 사전에 설정되어 획득될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 의사를 통해 진료를 받을 때 본인의 이명과 유사한 주파수 및 크기의 사운드를 선택 입력하면 해당 이명 데이터가 해당 사용자 정보에 할당되어 저장될 수 있다.
이러한 이명 데이터는 별도의 외부장치에서 획득되어 이명 치료 장치(100)에 제공되거나, 이명 치료 장치(100)에서 사전에 획득될 수 있다.
프로세서(140)는 사용자의 이명 데이터를 기반으로, 사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 이명 치료를 수행한 후나 이명 치료를 수행하는 과정에서 새로운 이명 데이터가 획득되는 경우, 인지 중재 사운드를 갱신할 수 있다.
이때 일 실시 예에서는 구체적으로 개시하지 않았으나, 이명 데이터는 환자 또는 의사의 사용자 단말로부터 입력될 수도 있다. 이 경우, 이명 치료 장치(100) 및/또는 서버(200)는 사용자 단말보다 성능이 상대적으로 우수하여, 인지 중재 사운드를 생성할 때 사용자 단말에 발생할 수 있는 부하를 방지할 수 있어 사용자 단말의 사용시간을 증대시킴으로써 사용자 단말을 이용하여 보다 오랜 시간 동안 이명치료에 임할 수 있게 된다.
한편, 일 실시 예에서는, 사용자 단말이 스마트폰, 태블릿 PC, PC 등의 디바이스뿐만 아니라, 확장현실 기기 및 햅틱 디바이스를 포함하여 구성될 수도 있다. 예를 들어, 사용자 단말이 HMD와 스마트폰으로 구성되는 경우, 사용자가 HMD를 착용한 후 스마트폰에서 오브젝트를 조정하는 조작을 수행하고, 스마트폰을 통해 햅틱 피드백을 제공받을 수 있다.
사용자 단말에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 본 실시 예에서, 사용자 단말이 도면에 도시되지는 않았으나, 환자의 제1 사용자 단말과 의사의 제2 사용자 단말을 포함할 수 있다. 즉, 제1 사용자 단말은 환자가 소유한 단말일 수 있으며, 제1 사용자 단말을 통해 이명 치료가 수행될 수 있다. 그리고 제2 사용자 단말은 의사가 소유한 단말일 수 있으며, 제2 사용자 단말을 통해 이명 치료 과정을 모니터링하고, 이명 치료를 위한 사용자 정보(이명 데이터 등)를 입력할 수 있다.
즉 사용자 단말은 이명 치료 어플리케이션 또는 이명 치료 웹 브라우저에 접속한 후 이명 치료를 위한 서비스를 제공받을 수 있다.
한편, 사용자 단말은 이명 치료 어플리케이션 또는 이명 치료 웹 브라우저에 접속한 후 인증 과정을 통하여 이명 치료 프로그램에 대한 참여 및 관리 인터페이스를 제공받을 수 있다.
이러한 사용자 단말은 사용자가 조작하는 데스크 탑 컴퓨터, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 네비게이션, 키오스크, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 사용자 단말은 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 VR 기기, AR 글래스, 시계, 안경, 헤어 밴드 및 반지 등의 웨어러블 단말기 일 수 있다. 사용자 단말은 상술한 내용에 제한되지 아니하며, 웹 브라우징이 가능한 단말기는 제한 없이 차용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 프로세서(140)는 인지 중재 사운드를 형상화한 오브젝트를 포함하는 콘텐츠를 생성할 수 있다. 즉, 프로세서(140)는 인지 중재 사운드의 이명 성질에 대응하는 오브젝트를 포함한 콘텐츠를 확장현실 기기를 통해 표시할 수 있다.
이러한 오브젝트는 아이콘이나 아바타 등의 형상으로 형성되어 다양하게 제공될 수 있으며, 사용자의 이명의 음높이, 음크기, 음길이 및 음색 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로 크기 및 형태가 다르게 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 오브젝트의 형태는 한정되지 않고, 확장현실 기기(110)를 통해 사용자가 확인할 수 있는 이미지 형상이면 모두 적용 가능할 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같은 원형 형태, 번개표시 등으로 구현될 수 있으며, 사용자가 유아인 경우에는 유아용 캐릭터로 형성될 수 있으며, 성인인 경우 성인이 이미지를 직접 선택할 수도 있다.
즉, 프로세서(140)는 오브젝트와 인지 중재 사운드가 포함된 콘텐츠를 제공할 수 있는데, 이때, 제공되는 콘텐츠는 사용자의 이명기전에 따라 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 좌, 우측 귀 중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 이명이 발생하는 반대쪽 귀에만 인지 중재 사운드를 형성하거나, 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 머리 위쪽에서 인지 중재 사운드를 형성하거나, 사용자의 머리 속에서 이명이 발생하는 경우, 사용자의 양측 귀에서 인지 중재 사운드가 제공되도록 할 수 있다.
일 실시 예에서, 확장현실 기기를 통해 표시되는 오브젝트의 형태는 이명의 성질에 대응될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 느끼는 이명이 주파수가 높은 경우 오브젝트의 가시와 같은 돌출부가 많도록 형상화할 수 있다. 반대로 주파수가 낮은 경우 오브젝트가 돌출부가 적도록 형상화할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 인지 중재 사운드의 발생 위치에 따라 오브젝트의 위치를 결정할 수 있다. 이에, 사용자로 하여금 인지 중재 사운드의 발생 위치가 오브젝트의 위치로부터 발생되는 것으로 인식하게 할 수 있다. 이때, 오브젝트의 위치는 도 3(a)에서 도 3(b)로 이동된 것과 같이, 고정되어 있지 가변적으로 이동하게 되고, 이에 따라 인지 중재 사운드의 발생 위치 또한 가변될 수 있다.
그리고 일 실시 예에서는, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 사용자가 햅틱 디바이스(114)를 움직여서 확장현실 속에서 오브젝트를 자유롭게 조정(예를 들면, 사용자가 햅틱 디바이스(114)를 통해 가상의 도구를 제어하여, 오브젝트를 부수거나 문지르는 등의 행위를 통해 오브젝트를 없애거나 줄이거나 하는 변화를 주는 행위)하면서 인지 행동 치료를 수행할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시할 수 있다. 이때 프로세서(140)는 기 설정된 조건을 만족할 때까지 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시할 수 있다. 여기서 기 설정된 조건은 오브젝트가 다 파괴되어 제거된 경우, 오브젝트를 제거하는 과정을 기 설정 횟수 반복한 경우 등으로 설정될 수 있다.
이때, 오브젝트의 크기 및 형태는, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 사용자의 움직임 정도를 기반으로, 기 설정된 크기만큼 오브젝트가 작아지게 변화하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 햅틱 디바이스(114)를 누르는 압력 강도, 압력 횟수, 압력 속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 움직임 정도를 기반으로, 해당 움직임 정도에 따른 크기만큼 오브젝트가 파괴되도록 콘텐츠를 구현할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 오브젝트의 크기 및 형태를 사용자의 이명 성질 또는 사용자의 이명 치료 이력 정보를 기반으로 다르게 변경할 수 있다. 즉, 동일한 오브젝트이고 서로 다른 환자가 동일한 힘으로 오브젝트를 가격하더라도(햅틱 디바이스를 누르더라도), 오브젝트의 변화 정도가 다르도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 이명의 볼륨이 크다고 인식하는 경우, 오브젝트의 물성을 단단한 것으로 설정하여 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 오브젝트의 크기 및 형태 변화가 이명의 볼륨이 작은 경우보다 덜 변화하도록 설정할 수 있다. 또는, 사용자의 이명 치료 정보에 기반하여 사용자가 이명 치료에도 불구하고 이명의 치료 정도가 미약한 경우 오브젝트의 물성을 단단하거나 그 반대로 약하게 설정할 수 있다.
한편, 일 실시 예에서는, 이명의 기능에 촉각(haptic/vibration)의 기능을 추가하여 이명의 초현실감을 부여함으로써, 인지행동치료가 효과적으로 수행될 수 있도록 하기 위해, 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.
일 실시 예에서는, 이명 성질에 대응하여 생성된 오브젝트에 촉각기능을 부여하여, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 햅틱 피드백이 제공될 수 있도록 하고, 이명 성질을 기반으로 한 오브젝트의 변화를 감지할 수 있도록 한다. 햅틱 피드백 또한 이명의 성질에 기반하거나, 이명의 성질에 기반하여 오브젝트에 부여된 물리적 속성에 기반할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시하고, 오브젝트의 변화에 따라 햅틱 디바이스(114)에 햅틱 피드백을 표시할 수 있다.
그리고 프로세서(140)는 상술한 바와 같이, 기 설정된 조건을 만족할 때까지 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시하고 동시에 햅틱 피드백을 변화시켜 제공할 수 있다.
일 실시 예에서는, 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따른 햅틱 피드백은, 사용자의 이명 성질을 기반으로 다르게 변경될 수 있다. 예를 들어, 동일한 오브젝트이고 서로 다른 환자가 동일한 힘으로 오브젝트를 가격하더라도, 햅틱 피드백의 속도가 세기가 다를 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 사용자의 이명의 음높이, 음크기, 음길이 및 음색 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로, 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따른 햅틱 피드백의 속도 및 세기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 이명의 음높이(주파수)가 높은 경우, 햅틱 피드백 속도를 빠르게 하고, 사용자의 이명의 음크기가 큰 경우, 햅틱 피드백 세기를 강하게 할 수 있다.
한편, 일 실시 예에서는, 확장현실 내에서 오브젝트를 포함하는 콘텐츠를 출력할 때, 콘텐츠가 복수 개의 서로 다른 시나리오로 구성되도록 할 수 있다. 예를 들어, 확장현실은 식당, 마트, 도서관 등 사용자가 노출될 수 있는 다양한 환경이 될 수 있으며, 특히, 사용자가 이명상태에 더욱 잘 노출되는 곳이 확장현실의 시나리오로 제공되도록 할 수 있다.
그리고 일 실시 예에서는, 복수 개의 시나리오 각각에 대해, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 피드백을 서로 다르게 변경할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 이명상태에 더욱 잘 노출되는 시나리오에 대해서는, 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 피드백의 변화 정도가 더 크도록 할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어 시, 오브젝트를 파괴하는데 소요된 소요 시간, 압력 강도, 압력 횟수, 압력 속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 움직임 정도를 획득하여, 사용자의 집중도를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 사용자의 집중도에 따라 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 피드백을 변경하거나, 사용자의 집중도에 따라 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 디바이스를 변경할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해서 뇌에서 인지하는 이명이 확장현실 속의 일상생활에서 조정되도록 함으로써 사운드와 이미지가 결합된 콘텐츠로 이명의 잘못된 인식을 보다 효과적으로 교정할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(140)는 사용자가 이명치료를 받는 동안 사용자의 치료 이력 및 훈련 과정을 모니터링하고, 사용자의 치료 정도를 정량적으로 판단하여 사용자의 치료 정도에 따라 인지 중재 사운드를 갱신하여 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 사용자의 치료이력 및 훈련과정 모니터링 결과에 따라 담당 의사에게 치료이력 및 훈련과정 상태를 제공할 수 있으며, 사용자가 정상범위 이내에서 이명 완화가 되지 못하는 경우, 다른 이명 치료 프로그램이 수행되도록 하거나 다음 예약이 자동으로 진행되도록 할 수 있다.
Figure PCTKR2022018094-appb-img-000001
한편, 표 1은 환자 통계 특성 및 임상 특징을 나타낸 것으로, 일 실시 예에서는 표 1의 실험 참가자들을 통해 이명 치료 장치(100)의 검증을 위한 실험을 진행하였다.
표 1을 참조하면, 비박동성(non-pulsatile) 이명을 가진 19명의 환자가 선택되었다. 평균 참가자 연령은 56.40(±8.19)세이며, 참가자들은 평균 7.34년 동안 이명 증상을 경험했고, 양쪽에서의 이명이 있는 환자가 8명, 왼쪽에서의 이명이 있는 환자가 8명, 오른쪽에서의 이명이 있는 환자가 3명이다. 이명 음량의 평균은 5.42 SL(sensation level)이었으며, 모든 유형의 이명을 배제하지 않고 실험이 진행되었다. 환자 중 누구도 메니에르병, 고막 관련 질병 또는 기타 신경학적 상태가 없었으며, 정신 질환이 있는 환자는 실험에서 제외되었다.
Figure PCTKR2022018094-appb-img-000002
표 2는 실험 참가자에게 실시된 설문지 결과이다. 여기서 THI(Tinnitus Handicap Inventory)는 이명 장애 지수 측정 목록이고, PSQI(Pittsburgh Sleep Quality Index)는 피츠버그 수면 질 지수를 나타내며, THQ(Tinnitus Handicap Questionnaire)는 이명 장애 설문지이고, WHO-QoL(World Health Organization Quality of Life assessment)는 세계보건기구 삶의 질 평가 결과이며, HADS(Hospital Anxiety and Depression Scale)는 병원 불안 및 우울증 척도, POMS(Profile of Mood States)는 기분 상태 분석 결과를 나타낸다.
표 2를 참조하면, 참가자들은 이명 치료 장치(100) 참여 전후에 동일한 이명 관련 설문지를 작성했다. 이명과 밀접한 관련이 있는 THI와 PSQI에 근거하면, 치료 후 이명이 호전되었음을 확인할 수 있다. THI의 functional score(P = 0.005), 총점(P = 0.046), 등급(P = 0.035)에서 통계적으로 유의한 차이가 있음이 확인되었다.
도 4는 일 실시 예에 따른 이명 치료 장치에 대한 실험 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 이명 치료 장치(100) 전후에 개인의 총 THI 점수 변화에 따른 이명 완화 효과를 확인할 수 있다. 해당 실험은 사용자가 이명에 대응하는 오브젝트를 이동(사용자가 오브젝트를 버림) 및 그에 따른 인지 중재 사운드의 변화하는 것에 관한 실험이고, 이것 만으로도 THI 지수가 19명 중에서 12명이 개선됨을 확인하였다. 따라서, 이명에 대응하는 오브젝트를 변화시키면서 인지 중재 사운드를 오브젝트의 변화에 따라 변화시키는 경우 치료효과가 더욱 개선됨을 예상할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 이명 치료 인터페이스 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, S100단계에서, 프로세서(140)는 사용자의 이명 데이터를 획득하고, S200단계에서, 프로세서(140)는 사용자의 이명 데이터를 기반으로, 인지 중재 사운드 및 오브젝트를 포함한 콘텐츠를 생성하고, 생성한 콘텐츠를 확장현실 기기(110)에 표시한다.
즉, 프로세서(140)는 사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드와, 이명 성질에 대응하는 오브젝트를 포함해 콘텐츠를 생성하여, 디스플레이 장치(110) 및 스피커(112) 중 적어도 하나에 표시할 수 있다.
이때, 프로세서(140)는 사용자의 이명의 음높이, 음크기, 음길이 및 음색 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로, 오브젝트의 크기 및 형태를 다르게 형성할 수 있다.
프로세서(140)는 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 스피커(112)를 통해 이명이 발생하는 반대쪽 귀에 인지 중재 사운드를 출력하고, 디스플레이 장치(110)를 통해 이명이 발생하는 반대쪽 귀의 위치에 대응하는 위치에 오브젝트를 표시할 수 있다.
또한 프로세서(140)는 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 스피커(112)를 통해 머리 위쪽에 인지 중재 사운드를 출력하고, 디스플레이 장치(110)를 통해 머리 위쪽에 대응하는 위치(예를 들어, 사용자 시선의 정면)에 오브젝트를 표시할 수 있다.
S300단계에서, 프로세서(140)는 햅틱 디바이스(114)를 통해 사용자의 움직임 명령을 수신하고, S400단계에서, 프로세서(140)는 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따라 오브젝트를 변화시켜 표시하고, 오브젝트 변화에 따라 햅틱 디바이스(114)에 햅틱 피드백을 표시한다.
이때, 프로세서(140)는 기 설정된 조건을 만족할 때까지 사용자의 햅틱 디바이스 제어에 따라 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 피드백을 변화시켜 표시할 수 있다. 여기서 기 설정된 조건은 오브젝트가 다 파괴되어 제거된 경우, 오브젝트를 제거하는 과정을 기 설정 횟수 반복한 경우 등으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 오브젝트의 크기 및 형태는, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 사용자의 압력 강도, 압력 횟수, 압력 속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 움직임 정도를 기반으로, 기 설정된 크기만큼 오브젝트가 작아지게 변화하도록 설정될 수 있다.
또한, 일 실시 예에서는, 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 피드백이, 사용자의 이명 성질을 기반으로 다르게 변경하도록 설정될 수 있다.
또한, 일 실시 예에서는, 사용자의 이명의 음높이, 음크기, 음길이 및 음색 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 햅틱 피드백의 속도 및 세기를 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 이명의 음높이(주파수)가 높은 경우, 햅틱 피드백 속도를 빠르게 하고, 사용자의 이명의 음크기가 큰 경우, 햅틱 피드백 세기를 강하게 할 수 있다.
한편, 일 실시 예에서, 오브젝트를 포함하는 콘텐츠는 서로 다른 복수 개의 시나리오로 구성될 수 있으며, 복수 개의 시나리오 각각에 대해, 사용자의 햅틱 디바이스(114) 제어에 따른 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 피드백은 서로 다르게 변경될 수 있다.
예를 들어, 확장현실은 식당, 마트, 도서관 등 사용자가 노출될 수 있는 다양한 환경이 될 수 있으며, 특히, 사용자가 이명상태에 더욱 잘 노출되는 곳이 확장현실의 시나리오로 제공되도록 할 수 있다.
이에 일 실시 예에서는, 사용자가 이명상태에 더욱 잘 노출되는 시나리오에 대해서는, 오브젝트의 크기 및 형태와 햅틱 피드백의 변화 정도가 더 크도록 할 수 있다.
이상 설명된 본 개시에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 개시를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 개시의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 개시에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 개시의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 개시의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
한편, 본 발명은 아래와 같이 기재된 국가연구개발사업에 의해 지원을 받는다.
과제 1)
[과제고유번호] 1711138204
[과제번호] KMDF_PR_20200901_0113-01
[부처명] 다부처
[과제관리(전문)기관명] (재단)범부처전주기의료기기연구개발사업단
[연구사업명] 범부처전주기의료기기연구개발사업(R＆D)
[연구과제명] (주관)가상현실 및 증강현실을 이용한 다중감각기반 이명 완화 아바타 시스템 기기 개발
[기여율] 1/2
[과제수행기관명] 고려대학교 산학협력단
[연구기간] 20200901 ~ 20221231
과제 2)
[과제고유번호] 1711138205
[과제번호] KMDF_PR_20200901_0113-02
[부처명] 다부처
[과제관리(전문)기관명] (재단)범부처전주기의료기기연구개발사업단
[연구사업명] 범부처전주기의료기기연구개발사업(R＆D)
[연구과제명] (참여1)가상현실 및 증강현실을 이용한 다중감각기반 이명 완화 아바타 시스템 기기 개발
[기여율] 1/2
[과제수행기관명] 한양대학교 ERICA 산학협력단(소프트웨어융합대학 ICT융합학부)
[연구기간] 20200901 ~ 20221231

Claims (20)

  1. 확장현실(eXpended Reality, XR) 기술을 기반으로, 이명이 완화될 수 있도록 하는 인터페이스를 제공하는 이명 치료 장치로서,
    사용자의 움직임 명령을 수신하고, 상기 사용자에게 햅틱 피드백을 제공하는 햅틱 디바이스;
    디스플레이 장치;
    스피커;
    메모리; 및
    상기 메모리와 연결되고, 상기 메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드와, 상기 이명 성질에 대응하는 오브젝트를 포함해 콘텐츠를 생성하여, 상기 디스플레이 장치 및 상기 스피커 중 적어도 하나에 표시하고,
    상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시하고, 상기 오브젝트의 변화에 따라 상기 햅틱 디바이스에 햅틱 피드백을 표시하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자의 이명의 음높이(pitch), 음크기(loudness), 음길이(duration) 및 음색(timbre) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로 상기 오브젝트의 크기 및 형태가 다르게 표시하도록 설정되는,
    이명 치료 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    기 설정된 조건을 만족할 때까지 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백을 변화시켜 표시하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백은, 상기 사용자의 이명 성질을 기반으로 다르게 변경하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 오브젝트를 포함하는 콘텐츠는 서로 다른 복수 개의 시나리오로 구성되며,
    상기 복수 개의 시나리오 각각에 대해, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백은 서로 다르게 변경하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 사용자의 이명의 음높이, 음크기, 음길이 및 음색 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 햅틱 피드백의 속도 및 세기를 조정하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 상기 스피커를 통해 상기 이명이 발생하는 반대쪽 귀에 상기 인지 중재 사운드를 출력하고, 상기 디스플레이 장치를 통해 상기 이명이 발생하는 반대쪽 귀의 위치에 대응하는 위치에 상기 오브젝트를 표시하고,
    상기 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 상기 스피커를 통해 머리 위쪽에 상기 인지 중재 사운드를 출력하고, 상기 디스플레이 장치를 통해 상기 머리 위쪽에 대응하는 위치에 상기 오브젝트를 표시하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 오브젝트의 크기 및 형태는, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 사용자의 움직임 정도를 기반으로, 기 설정된 크기만큼 상기 오브젝트가 작아지게 변화하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어 시, 상기 오브젝트를 파괴하는데 소요된 소요 시간, 압력 강도, 압력 횟수, 압력 속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 움직임 정도를 획득하여, 상기 사용자의 집중도를 판단하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 사용자의 집중도에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백을 변경하거나, 상기 사용자의 집중도에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 디바이스를 변경하도록 설정된,
    이명 치료 장치.
  11. 확장현실(eXpended Reality, XR) 기술을 기반으로, 이명이 완화될 수 있도록 하는 인터페이스를 제공하는 이명 치료 장치의 동작 방법으로서,
    사용자의 이명 성질에 대응하는 인지 중재 사운드와, 상기 이명 성질에 대응하는 오브젝트를 포함해 콘텐츠를 생성하여, 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나에 표시하는 단계;
    햅틱 디바이스에 연계된 상기 사용자의 움직임 명령을 수신하는 단계; 및
    상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태를 변화시켜 표시하고, 상기 오브젝트의 변화에 따라 상기 햅틱 디바이스에 햅틱 피드백을 표시하는 단계를 포함하는,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오브젝트는,
    상기 사용자의 이명의 음높이(pitch), 음크기(loudness), 음길이(duration) 및 음색(timbre) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로 크기 및 형태가 다르게 형성되는,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 오브젝트의 변화에 따라 상기 햅틱 디바이스에 햅틱 피드백을 표시하는 단계는,
    기 설정된 조건을 만족할 때까지 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백을 변화시켜 표시하는 단계를 포함하는,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백은, 상기 사용자의 이명 성질을 기반으로 다르게 변경하도록 설정된,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 오브젝트를 포함하는 콘텐츠는 서로 다른 복수 개의 시나리오로 구성되며,
    상기 복수 개의 시나리오 각각에 대해, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백은 서로 다르게 변경하도록 설정된,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 오브젝트의 변화에 따라 상기 햅틱 디바이스에 햅틱 피드백을 표시하는 단계는,
    상기 사용자의 이명의 음높이, 음크기, 음길이 및 음색 중 적어도 하나 이상을 포함하는 이명 성질을 기반으로, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 햅틱 피드백의 속도 및 세기를 조정하는 단계를 포함하는,
    이명 치료 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치 및 스피커 중 적어도 하나에 표시하는 단계는,
    상기 사용자의 좌, 우측 귀중 한쪽 귀에서만 이명이 발생하는 경우, 상기 스피커를 통해 상기 이명이 발생하는 반대쪽 귀에 상기 인지 중재 사운드를 출력하고, 상기 디스플레이 장치를 통해 상기 이명이 발생하는 반대쪽 귀의 위치에 대응하는 위치에 상기 오브젝트를 표시하는 단계; 및
    상기 사용자의 양측 귀에서 이명이 발생하는 경우, 상기 스피커를 통해 머리 위쪽에 상기 인지 중재 사운드를 출력하고, 상기 디스플레이 장치를 통해 상기 머리 위쪽에 대응하는 위치에 상기 오브젝트를 표시하는 단계를 포함하는,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 오브젝트의 크기 및 형태는, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 사용자의 움직임 정도를 기반으로, 기 설정된 크기만큼 상기 오브젝트가 작아지게 변화하도록 설정된,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어 시, 상기 오브젝트를 제거하는데 소요된 소요 시간, 압력 강도, 압력 횟수, 압력 속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 움직임 정도를 획득하여, 상기 사용자의 집중도를 판단하는 단계를 더 포함하는,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 사용자의 집중도에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 피드백을 변경하거나, 상기 사용자의 집중도에 따라 상기 오브젝트의 크기 및 형태가 동일하더라도, 상기 사용자의 상기 햅틱 디바이스 제어에 따른 상기 오브젝트의 크기 및 형태와 상기 햅틱 디바이스를 변경하는 단계를 더 포함하는,
    이명 치료 장치의 동작 방법.
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