KR101406921B1

KR101406921B1 - 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템

Info

Publication number: KR101406921B1
Application number: KR1020120078088A
Authority: KR
Inventors: 엄광문; 박건우; 정호춘; 권도영; 권유리; 김지원; 이상기
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-06-13
Also published as: KR20140011607A

Abstract

본 발명은 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 진전 발생이 빈번한 관절 부근에 부착되어 실시간으로 다양한 진전을 감지하는 자이로센서부; 및 상기 자이로센서부를 통해 감지된 진전을 분석하여 감각 자극을 발생하는 감각자극부; 를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자의 진전 상태를 분석하여 사용자의 진전 상태에 알맞은 감각 자극을 인가함으로써, 통증 및 불편함을 느끼지 않고 진전을 억제 및 완화시키는 효과가 있다.

Description

본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템{BIOFEEDBACK SYSTEM FOR THE SUPPRESSION ESSENTIAL TREMOR}

본 발명은 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 일상생활에서 본태성 진전 발생 시 실시간으로 진전 여부를 탐지하여, 진전이 발생할 때 마다 해당 근육에 자동으로 감각 자극을 전달하여 진전의 증상을 완화시키는 기술에 관한 것이다.

흔히 수전증이라고 알려져 있는 본태성 진전은 아직 그 원인이 파악되고 있지 않으며, 전체 인구의 0.3% 내지 1.7%, 40세 이상에서는 5.5%, 60세 이상에서는 10.2%의 높은 발병률을 보이고 있다.

본태성 진전의 발생에 대해서는 유전적인 원인과 환경적인 원인 등 여러 가지 가능한 원인들이 제시되고 있으나, 명확히 밝혀진 바가 없어 본태(本態)라는 용어를 사용하고 있으며, 나이가 들어감에 따라 질환의 정도가 심해지고 시간이 경과함에 따라 다양한 부위로 확대 될 수 있다.

주로 활동에 의해 심해지는 양상을 보이는 본태성 진전은 일상생활에 지장을 많이 주고 삶의 질을 저하시킨다고 알려져 있으며, 환자의 자존감과도 연관되고 있는바, 많은 환자들이 심한 정신 사회학적 기능장애를 경험하고 있다.

또한, 한국공개특허 제10-2009-0115300호에 개시된 조성물 등을 이용하여 본태성 진전을 치료하기 위해 다양한 약물 치료 방법이 시행되고 있으나 환자의 30%는 약물에 만족할 만한 효과를 보이지 않거나, 치료효과가 있더라도 부작용이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 기존의 치료 방법들을 대체하거나 함께 사용하여 부작용을 줄일 수 있는 신개념 진전 억제 시스템이 요구된다.

진전 환자들은 일상생활 활동 중 환경 및 심리 등의 다양한 요인에 따라 정상적인 생활을 하다가도 진전이 갑자기 발생하는 경우가 생긴다. 따라서, 환자의 상태를 실시간으로 모니터링 하여 정상 동작에서는 진전 억제 시스템이 동작하지 않다가 진전이 갑자기 발생하였을 때 진전을 인지하고, 해당 관절에 자동으로 감각 자극을 보내줄 수 있는 biofeedback 시스템이 필요하다. 즉, 일상생활 활동 중 진전이 발생할 때마다 진전을 탐지하여 자동으로 진전을 완화 시킬 수 있는 지능형 바이오피드백 진전 억제 시스템이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 사용자의 진전 상태를 분석하여 사용자의 진전 상태에 알맞은 감각 자극을 인가함으로써, 통증 및 불편함을 느끼지 않고 진전을 억제 및 완화시켜 저하된 삶의 질을 높이는데 그 목적이 있다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템에 관한 것으로서, 진전 발생이 빈번한 관절 부근에 부착되어 실시간으로 다양한 진전을 감지하는 자이로센서부; 및 상기 자이로센서부를 통해 감지된 진전을 분석하여 감각 자극을 발생하는 감각자극부; 를 포함한다.

또한 상기 자이로센서부는, 복수개로 구비되어, 복수개의 관절에서 진전을 동시에 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 자이로센서부는, 실시간으로 진전을 감지하고 각속도를 계측하여 진전정보를 생성하는 진전감지모듈; 및 상기 진전감지모듈을 통해 생성된 진전정보를 감각자극부로 전송하는 송신모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 감각자극부는, 상기 자이로센서부의 송신모듈로부터 진전정보를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 변환모듈; 상기 변환모듈을 통해 변환된 디지털 신호를 분석하여, 본태성 진전 여부를 판별하고 자극신호를 생성하는 분석모듈; 상기 분석모듈을 통해 생성된 자극신호를 수신하여 감각 자극의 강도를 설정하는 자극설정모듈; 및 상기 자극설정모듈을 통해 설정된 감각 자극의 강도로 부착된 환부를 자극하는 전극모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 분석모듈은, 본태성 진전의 신호 패턴과 일상생활에서의 자발적인 움직임에 대한 신호 패턴의 데이터베이스를 구축하여, 상기 변환모듈을 통해 변환된 디지털 신호를 실시간으로 분석하여 본태성 진전을 판별하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 전극모듈은, 복수개의 ECR 및 FCR로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 방법에 관한 것으로서, (a) 자이로센서부가 진전을 감지하고 각속도를 계측하여 진전정보를 생성하는 단계; (b) 상기 자이로센서부가 진전정보를 감각자극부로 전송하는 단계; (c) 감각자극부가 수신한 진전정보를 디지털 신호로 변환하는 단계; (d) 상기 감각자극부가 디지털 신호를 분석하여 본태성 진전 여부를 판단하는 단계; (e) 상기 (d) 단계 판단결과, 본태성 진전으로 판단될 경우 상기 감각자극부가 자극신호를 생성하는 단계; (f) 상기 감각자극부가 상기 (e) 단계를 통해 생성된 자극신호로 감각 자극의 강도를 설정하는 단계; 및 (g) 상기 감각자극부가 상기 (f) 단계를 통해 설정된 감각 자극의 강도로 환부를 자극하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 (h) 상기 (d) 단계 판단결과, 본태성 진전으로 판단되지 않을 경우 일상 생활에서의 자발적인 움직임으로 판단하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자의 진전 상태를 분석하여 사용자의 진전 상태에 알맞은 감각 자극을 인가함으로써, 통증 및 불편함을 느끼지 않고 진전을 억제 및 완화시키는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템의 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템의 일실시예도.
도 3 은 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템의 분석모듈에 관한 일실시예도.
도 4 는 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 방법에 관한 흐름도.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템에 대해 첨부한 예시도면을 토대로 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템(S)의 구성도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템(S)의 일실시예도이다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템(S)은 일상생활 동작 중, 진전을 실시간으로 감지하여 진전이 발생하면 환부에 자극을 주어 진전을 억제하는 바, 자이로센서부(100) 및 감각자극부(200)를 포함하여 이루어진다.

구체적으로, 자이로센서부(100)는 진전 발생이 빈번한 관절 부근에 부착되어 실시간으로 다양한 진전을 감지하는 바, 진전감지모듈(110) 및 송신모듈(120)로 구성된다.

상기 자이로센서부(100)는 하나의 관절 부근에 부착되는 것에 국한되는 것이 아니라, 3곳 이상의 관절(Multi Joint)에서 진전을 동시에 감지할 수 있게 복수개로 구비되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 진전감지모듈(110)은 관절 부근의 환부에 부착되어 실시간으로 진전을 감지하고 각속도를 계측하여 진전정보를 생성한다.

이때, 상기 각속도는 3axis gyro sensor를 이용하여 진전으로 인한 관절의 pitch, yaw, roll 방향의 각속도를 말한다.

여기서, 상기 pitch, yaw, roll 방향은 진행방향을 x축이라하고 진행방향에 대하여 좌측을 y축, 천정을 z축이라 할 때, pitch는 y축에 대한 회전, yaw는 z축에 대한 회전, roll은 진행방향인 x축에 대한 회전을 나타낸다.

또한, 상기 3axis gyro sensor는 관절의 각속도를 계측할 때 중력에 영향을 받지 않고 계측할 수 있는 특징이 있다.

그리고, 송신모듈(120)은 상기 진전감지모듈(110)을 통해 생성된 진전정보를 감각자극부(200)로 송신한다.

한편, 감각자극부(200)는 자이로센서부(100)로부터 근거리에 부착되어, 상기 자이로센서부(100)로부터 진전정보를 수신하여 감각 자극을 발생하는 바, 변환모듈(210), 분석모듈(220), 자극설정모듈(230) 및 전극모듈(240)을 포함하여 이루어진다.

먼저, 변환모듈(210)은 자이로센서부(100)의 송신모듈(120)로부터 진전정보를 실시간으로 수신하여 디지털 신호로 변환한다.

또한, 분석모듈(220)은 상기 변환모듈(210)을 통해 변환된 디지털 신호를 분석하여, 본태성 진전 여부를 판별하여 자극신호를 생성한다.

상기 분석모듈(220)은 본태성 진전의 신호 패턴과 일상생활에서의 자발적인 움직임에 대한 신호 패턴의 알고리즘을 구현하고, 데이터베이스를 구축하여 상기 변환모듈(210)을 통해 변환된 디지털 신호를 실시간으로 분석하여 본태성 진전 여부를 판별한다.

여기서, 상기 알고리즘은 도 3 에 도시된 바와 같이, 시간영역과 주파수 영역을 포함하는 다양한 파라미터를 산출하여 실시간으로 진전의 신호 패턴을 분석한다.

또한, 자극설정모듈(230)은 상기 분석모듈(220)을 통해 생성된 자극신호를 수신하여 감각 자극의 강도를 설정한다.

그리고, 전극모듈(240)은 상기 자극설정모듈(230)을 통해 설정된 감각 자극의 강도로 부착된 환부를 자극한다.

상기 전극모듈(240)은 복수개의 ECR(241)과 FCR(242)로 구성되며, ECR(241)은 요축수근신근(extensor carpi radialis)을 자극하고, FCR(242)은 요골수근굴근(flexor carpi radialis)을 자극한다.

한편, 상기 감각자극부(200)는 자이로센서부(100)로부터 신호가 전송되면 자동으로 작동되어, 진전으로 인해 감각자극부(200)를 수동으로 작동시켜야 하는 번거러움을 해결할 수 있고, 진전 완화 후 일정 시간이 지나면 그 작동이 자동 종료된다.

이하, 도 4 를 참조하여 본 발명에 따른 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 방법에 대해 살피면 아래와 같다.

먼저, 자이로센서부(100)의 진전감지모듈(110)이 진전을 감지하고 각속도를 계측하여 진전정보를 생성한다(S10).

이어서, 자이로센서부(100)의 송신모듈(120)이 상기 제S10단계를 통해 생성된 진전정보를 감각자극부(200)로 전송한다(S20).

뒤이어, 감각자극부(200)의 변환모듈(210)이 상기 제S20단계를 통해 수신한 진전정보를 디지털 신호로 변환한다(S30).

이어서, 감각자극부(200)의 분석모듈(220)이 상기 제S30단계를 통해 변환된 디지털 신호를 분석하여 본태성 진전 여부를 판단한다(S40).

뒤이어, 상기 제S40단계 판단결과, 본태성 진전으로 판단될 경우 감각자극부(200)의 분석모듈(220)이 자극신호를 생성한다(S50).

뒤이어, 감각자극부(200)의 자극설정모듈(230)이 상기 제S50단계를 통해 생성된 자극신호를 가지고 감각 자극의 강도를 설정한다(S60).

그리고, 감각자극부(200)의 전극모듈(240)이 상기 제S60단계를 통해 설정된 감각 자극의 강도로 부착된 환부를 자극한다(S70).

한편, 상기 제S40단계 판단결과, 본태성 진전으로 판단되지 않을 경우 일상생활에서의 자발적인 움직임으로 판단하고, 제S20 단계로 절차를 이행한다(S80).

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

S: 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템
100: 자이로센서부 110: 진전감지모듈
120: 송신모듈 200: 감각자극부
210: 변환모듈 220: 분석모듈
230: 자극설정모듈 240: 전극모듈
241: ECR 242: FCR

Claims

본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템에 있어서,
진전이 발생하는 신체 일부에 부착되어 실시간으로 다양한 진전을 감지하는 자이로센서부(100); 및
상기 자이로센서부(100)를 통해 감지된 진전을 분석하여 감각 자극을 발생하는 감각자극부(200); 를 포함하되,
상기 자이로센서부(100)는, 복수개로 구비되어, 복수개의 관절에서 진전을 동시에 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 자이로센서부(100)는,
실시간으로 진전을 감지하고 각속도를 계측하여 진전정보를 생성하는 진전감지모듈(110); 및
상기 진전감지모듈(110)을 통해 생성된 진전정보를 감각자극부(200)로 전송하는 송신모듈(120); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 감각자극부(200)는,
상기 자이로센서부(100)의 송신모듈(120)로부터 진전정보를 수신하여 디지털 신호로 변환하는 변환모듈(210);
상기 변환모듈(210)을 통해 변환된 디지털 신호를 분석하여, 본태성 진전 여부를 판별하고 자극신호를 생성하는 분석모듈(220);
상기 분석모듈(220)을 통해 생성된 자극신호를 수신하여 감각 자극의 강도를 설정하는 자극설정모듈(230); 및
상기 자극설정모듈(230)을 통해 설정된 감각 자극의 강도로 부착된 환부를 자극하는 전극모듈(240); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 분석모듈(220)은,
본태성 진전의 신호 패턴과 일상생활에서의 자발적인 움직임에 대한 신호 패턴의 데이터베이스를 구축하여, 상기 변환모듈(210)을 통해 변환된 디지털 신호를 실시간으로 분석하여 본태성 진전을 판별하는 것을 특징으로 하는 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 전극모듈(240)은,
복수개의 ECR(241) 및 FCR(242)로 구성되는 것을 특징으로 하는 본태성 진전 억제를 위한 바이오피드백 시스템.
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