KR102365413B1 - Respiration training apparatus - Google Patents
Respiration training apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- KR102365413B1 KR102365413B1 KR1020200043193A KR20200043193A KR102365413B1 KR 102365413 B1 KR102365413 B1 KR 102365413B1 KR 1020200043193 A KR1020200043193 A KR 1020200043193A KR 20200043193 A KR20200043193 A KR 20200043193A KR 102365413 B1 KR102365413 B1 KR 102365413B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- breathing
- trainee
- oxygen saturation
- training
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
- A63B23/18—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for improving respiratory function
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/087—Measuring breath flow
- A61B5/09—Measuring breath flow using an element rotated by the flow
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/486—Bio-feedback
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
- A63B21/0051—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using eddy currents induced in moved elements, e.g. by permanent magnets
- A63B21/0052—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using eddy currents induced in moved elements, e.g. by permanent magnets induced by electromagnets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
- A63B21/0053—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using alternators or dynamos
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
- A63B2071/0625—Emitting sound, noise or music
- A63B2071/0627—Emitting sound, noise or music when used improperly, e.g. by giving a warning
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B2071/0694—Visual indication, e.g. Indicia
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physiology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
본 발명은 훈련자의 현재 산소포화도를 실시간으로 측정하고 이에 따라 자동적으로 호흡시간 및 호흡강도 등의 훈련목표를 설정하여 훈련자에 실시간 맞춤형 호흡훈련환경을 제공할 수 있는 호흡 훈련장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 훈련자가 호흡 테스트시 케이스 일부에 형성된 산소포화도 센서부로부터 출력되는 산소포화도 정보를 이용하여 산소포화도를 반영한 훈련자의 현재 호흡상태에 따른 맞춤형 호흡훈련스케쥴을 설정할 수 있으며, 기구적 방식에 의하여 호흡세기를 설정하는 대신 미리 설정된 호흡훈련스케쥴에 따라 저항을 가변시켜 즉각적으로 다양한 호흡세기에 따른 호흡운동을 함으로써 호흡훈련에 집중하여 성취감 및 흥미유발시켜 호흡운동의 효율성을 향상시킬 수 있다. The present invention provides a breathing training apparatus capable of providing a real-time customized breathing training environment to the trainee by measuring the current oxygen saturation of the trainee in real time and automatically setting training goals such as breathing time and breathing intensity accordingly.
According to the present invention, a trainee can set a customized breathing training schedule according to the current breathing state of the trainee reflecting oxygen saturation by using the oxygen saturation information output from the oxygen saturation sensor unit formed in a part of the case during the breathing test, and in a mechanical way By changing the resistance according to the preset breathing training schedule instead of setting the breathing intensity by the
Description
본 발명은 호흡 훈련장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수술 후 또는 호흡기 질환이 있는 환자 및 폐활량 운동을 원하는 일반인의 호흡 운동을 도울 수 있는 호흡 훈련장치에 관한 것이다. The present invention relates to a breathing training device, and more particularly, to a breathing training device capable of helping patients with respiratory diseases and general people who want spirometry exercise after surgery or a respiratory training device.
호흡 훈련이란 질환 등으로 인한 호흡 곤란 증상을 완화시키고, 올바른 호흡법을 훈련함으로써 정서적 안정과 바른 발성이 가능하도록 하여 삶의 질을 향상시키며, 레저/스포츠 활동의 효율을 증진시키기 위하여 수행한다. 호흡 훈련은 호흡근 및 횡경막 등의 호흡기 근육강화, 들숨 및 날숨 훈련을 통한 폐확장과 안정적인 산소공급, 꾸준한 호흡훈련을 통한 폐활량 및 폐기능 발달, 원활한 산소공급을 통한 체내 신진대사 활성화, 깊고 규칙적인 호흡을 통한 자율신경계 안정과 부교감신경의 활동 촉진으로 인한 정서적 안정, 호흡의 세기와 길이 등의 훈련으로 이루어질 수 있다. Respiratory training is performed to relieve symptoms of respiratory difficulties caused by diseases, improve the quality of life by training the correct breathing method, to enable emotional stability and correct vocalization, and to enhance the efficiency of leisure/sports activities. Respiratory training consists of strengthening respiratory muscles such as respiratory muscles and diaphragm, lung expansion and stable oxygen supply through inhalation and exhalation training, lung capacity and lung function development through steady breathing training, activation of body metabolism through smooth oxygen supply, deep and regular breathing It can be achieved through training such as autonomic nervous system stabilization, emotional stability by promoting parasympathetic activity, and breathing strength and length.
이러한 호흡 훈련과 관련된 기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1975792호의 호흡 및 언어 훈련장치는 훈련자의 호흡상태에 따라 호흡 강약을 훈련시킬 수 있도록 복수의 공기 구멍을 가지며 본체에 회동가능하도록 구비된 공기량 조절판을 포함한다. 상기 선행기술의 공기량 조절판은 훈련자가 희망하는 호흡량에 따라 회전시켜 직경이 상이한 다수개의 공기 통과 구멍 중 어느 하나를 본체에 형성된 통공과 매칭시켜 공기량을 조정하는 구성을 갖는다. 그러나 호흡 강약을 조절하여 호흡 훈련의 효율적으로 수행하기 위한 상기 공기량 조절판은 본체에 기구적으로 부착되어 복잡한 구조를 가지고 있으며, 일일이 수동적으로 조작해야 하는 불편함이 있다. With this breathing training-related technology, the breathing and language training device of Republic of Korea Patent Publication No. 10-1975792 has a plurality of air holes to train the breathing strength and weakness according to the breathing condition of the trainee, and the air volume control plate is provided to be rotatable in the body includes The air volume control plate of the prior art has a configuration for adjusting the amount of air by matching any one of a plurality of air passage holes having different diameters with the through holes formed in the body by rotating according to the amount of respiration desired by the trainee. However, the air volume control plate for efficiently performing breathing training by controlling the strength of breathing has a complicated structure mechanically attached to the body, and has the inconvenience of manually operating each one.
본 발명과 관련된 또 다른 선행기술로 등록실용신안공보 제20-0354161호의 팬 호흡기는 환자가 입을 대고 흡기할 수 있는 호흡관과, 상기 호흡관과 밀폐된 상태로 연결되고, 상기 호흡관에서 나오는 흡기량의 세기에 따라 전기를 생산하는 풍력발전기로서, 팬과 발전기로 구성된 풍력발전기와, 상기 풍력발전기가 생산하는 전기의 양에 따라 발광의 정도가 차이 나도록 설계된 적어도 3가지 크기로 구성된 발광수단을 포함하는 구성이 개시되어 있다. 상기선행기술은 호흡에 따른 전기를 생산하는 출력발전기의 구조 및 이로인해 출력되는 전기량에 따라 외부에서 확인가능한 발광수단을 구비하고 있으나, 훈련자가 단순히 호흡하는 호흡량에 따른 결과를 외부로 표시하는 것일 뿐 훈련자의 호흡 세기 및 강약에 대한 목표치를 설정하고 이에 따른 훈련을 수행하기에는 부족한 실정이다.As another prior art related to the present invention, the fan respirator of Utility Model Registration No. 20-0354161 is connected to a breathing tube through which the patient can inhale through the mouth, and the breathing tube and the airtight connection, and the amount of intake air coming out of the breathing tube A wind power generator that produces electricity according to the intensity of A configuration is disclosed. The prior art is provided with a light emitting means that can be confirmed from the outside according to the structure of the output generator that produces electricity according to respiration and the amount of electricity output thereby, but it is only to display the result according to the amount of respiration that the trainee simply breathes to the outside It is insufficient to set target values for the trainee's breathing intensity and strength and perform training accordingly.
또한 상기 선행기술 모두는 단순히 호흡훈련의 강약 및 세기를 조정하여 호흡훈련하고 있을 뿐 현재 훈련자의 산소포화도와 연관하여 훈련자가 목표로하는 호흡시간 및 호흡강도 등의 훈련목표를 설정하여 효율적인 훈련스케줄을 제시하고 있지 않는다. In addition, all of the above prior arts are simply breathing training by adjusting the strength and intensity of breathing training, and in relation to the current trainee's oxygen saturation, training goals such as respiration time and breathing intensity are set for the trainee to achieve an efficient training schedule. is not presented
따라서, 훈련자의 현재 산소포화도를 실시간으로 측정하고 이에 따라 자동적으로 호흡시간 및 호흡강도 등의 훈련목표를 설정하여 훈련자에 실시간 맞춤형 호흡훈련환경을 제공할 수 있는 호흡 훈련장치의 개발이 필요하다 할 것이다. Therefore, it is necessary to develop a breathing training device that can measure the trainee's current oxygen saturation in real time and automatically set training goals, such as breathing time and breathing intensity, to provide a real-time customized breathing training environment to the trainee. .
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 훈련자의 현재 산소포화도를 실시간으로 측정하고 이에 따라 자동적으로 호흡시간 및 호흡강도 등의 훈련목표를 설정하여 훈련자에 실시간 맞춤형 호흡훈련환경을 제공할 수 있는 호흡 훈련장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to measure the current oxygen saturation of the trainee in real time and automatically set training goals such as respiration time and respiration intensity accordingly to provide real-time customized breathing for the trainee It is to provide a breathing training device that can provide a training environment.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 호흡 훈련장치는 호흡에 따른 호흡세기 정보를 제어부로 출력하고, 케이스 일면에 산소포화도 센서부가 형성되어, 훈련자가 케이스를 쥐는 경우, 손가락이 상기 산소포화도 센서부에 접촉되어 호흡시 산소포화도 정보를 제어부로 출력할 수 있다. In order to solve the above problems, the breathing training apparatus according to an embodiment of the present invention outputs information on the respiration intensity according to respiration to the control unit, and an oxygen saturation sensor unit is formed on one surface of the case. It may be in contact with the saturation sensor unit to output oxygen saturation information to the control unit during respiration.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제어부는 입력받은 호흡세기 정보 및 산소포화도 정보에 따른 호흡훈련스케쥴을 설정하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the control unit is characterized in that it sets a breathing training schedule according to the received respiratory intensity information and oxygen saturation information.
본 발명의 일실시예에 따르면 제어부의 가변저항 제어명령에 따라 저항을 변화시키는 포텐셔미터를 더 포함하며, 제어부는 상기 포텐셔미터를 제어하여 호흡훈련시 호흡 세기레벨을 조정하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, it further comprises a potentiometer for changing the resistance according to the variable resistance control command of the control unit, the control unit is characterized in that by controlling the potentiometer to adjust the breathing intensity level during breathing training.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제어부는 훈련자의 현재 호흡운동에 따라 입력되는 산소포화도가 미리 설정된 훈련스케쥴의 산소포화도 범위를 벗어나는 경우, 훈련중단 메시지를 소리 또는 디스플레이부를 통하여 훈련자에게 즉시 알리도록 제어하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, when the oxygen saturation input according to the trainee's current breathing exercise is out of the oxygen saturation range of the preset training schedule, the controller controls to immediately notify the trainee through sound or the display unit of a training stop message characterized in that
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 호흡세기 정보는 회전축에 연결된 프로펠러의 회전운동에 따라 유도전류를 발생시키는 발전부로부터 생성되는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the breathing intensity information is characterized in that it is generated from the power generation unit that generates an induced current according to the rotational motion of the propeller connected to the rotation shaft.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 훈련자가 호흡 테스트시 케이스 일부에 형성된 산소포화도 센서부로부터 출력되는 산소포화도 정보를 이용하여 산소포화도를 반영한 훈련자의 현재 호흡상태에 따른 맞춤형 호흡훈련스케쥴을 설정할 수 있다. According to the present invention as described above, the trainee can use the oxygen saturation information output from the oxygen saturation sensor unit formed in a part of the case during the breathing test to set a customized breathing training schedule according to the trainee's current breathing state reflecting oxygen saturation.
기구적 방식에 의하여 호흡세기를 설정하는 대신 미리 설정된 호흡훈련스케쥴에 따라 저항을 가변시켜 즉각적으로 다양한 호흡세기에 따른 호흡운동을 함으로써 호흡훈련에 집중하여 성취감 및 흥미유발시켜 호흡운동의 효율성을 향상시킬 수 있다. Instead of setting the breathing intensity by the mechanical method, the resistance of the breathing exercise is varied according to the preset breathing training schedule and breathing exercise according to various breathing strengths is immediately performed. can
또한 호흡훈련시 훈련자의 산소포화도 정보를 반영함으로써 호흡훈련시 발생할 수 있는 과호흡을 판단하고 이를 즉시 훈련자에게 알림으로써 과호흡에 의한 사고를 원천적으로 방지할 수 있다. In addition, by reflecting the oxygen saturation information of the trainee during breathing training, it is possible to fundamentally prevent an accident caused by hyperventilation by judging hyperventilation that may occur during breathing training and notifying the trainer immediately.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 훈련장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 훈련장치의 분해 조립도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도를 이용하여 훈련자에게 맞춤형 호흡훈련스케줄을 제공하는 호흡 훈련장치의 동작을 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 훈련장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련자에게 단계별 호흡 세기에 따른 호흡운동을 제공하기 위하여 가변저항을 제어하는 포텐셔미터의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 1 is a perspective view of a breathing training apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded assembly view of the breathing training apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram for explaining the operation of the breathing training apparatus for providing a customized breathing training schedule to a trainee using oxygen saturation according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flowchart for explaining the operation of the breathing training apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the potentiometer for controlling the variable resistance in order to provide a breathing exercise according to the breathing intensity step by step to the trainee according to an embodiment of the present invention.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.The detailed description below is merely an example, and only shows an embodiment of the present invention. Also, the principles and concepts of the present invention are provided for the most useful and easy to explain purposes.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.Accordingly, it is not intended to provide a detailed structure more than necessary for a basic understanding of the present invention, and, of course, various forms that can be implemented in the substance of the present invention by those of ordinary skill in the art are illustrated through the drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 훈련장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 훈련장치의 분해 조립도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소포화도를 이용하여 훈련자에게 맞춤형 호흡훈련스케줄을 제공하는 호흡 훈련장치의 동작을 설명하기 위한 블록구성도이다. Figure 1 is a perspective view of a breathing training apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded assembly view of the breathing training apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is oxygen according to an embodiment of the present invention It is a block diagram for explaining the operation of a breathing training device that provides a customized breathing training schedule to a trainee using saturation.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 호흡 훈련장치(1000)는 호흡 훈련장치 내부로 호흡을 불어 넣거나(호기), 호흡을 들어마시기 위하여(흡기) 훈련자의 입에 접촉하는 마우스피스(10), 상기 흡기 및 호기에 따른 공기의 유동에 따라 유도전류를 발생시켜 제어부로 출력하는 발전부(50) 및 상기 발전부로부터 출력되는 유도전류값을 입력받아 호흡상태를 판단하는 제어부(60)를 포함할 수 있다. As shown in Figures 1 to 3, the
발전부(50) 및 제어부(60)는 케이스(40), 상기 케이스 상부에 연결되는 상부탭(20) 및 상기 케이스 하부에 연결되는 하부탭(70)에 케이스 내부에 위치할 수 있다. 훈련자의 호흡훈련시 상기 발전분 및 제어부로 침 등 이물질이 유입되지 않도록 상기 상부탭(20)과 발전부(50) 사이에는 필터(30)가 위치할 수 있으며, 상기 필터는 케이스(40) 및 상부탭(20)에 의하여 지지될 수 있다. 하부탭(70)은 호흡운동에 따라 공기가 케이스 내부로 유입되거나 및 외부로 유출될 수 있는 공기홀(71)이 형성될 수 있다. 훈련자는 케이스를 손으로 쥔 상태에서 입을 마우스피스(10)에 접촉하여 흡기 및 호기를 통한 호흡훈련을 수행할 수 있다. The
발전부(50)는 회전축에 연결된 프로펠러(52)의 회전운동에 따라 유도전류를 발생시키는 발전기(51)로 이루어질 수 있다. 상기 프로펠러(52)는 훈련자의 호흡운동에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다. 발전기(51)는 회전축과 연결되는 자석(회전자) 및 상기 자석을 주위를 감싸는 코일(고정자)로 이루어져, 훈련자의 호흡에 의하여 발생되는 유도전류를 제어부로 출력할 수 있다. The
호흡 훈련장치(1000)는 훈련자의 호흡훈련시 훈련자의 산소포화도를 측정할 수 있는 산소포화도 센서부(90)를 더 포함할 수 있다. 산소포화도 센서부(90)는 훈련자가 케이스를 쥐었을 때 검지가 위치하는 케이스 일부분에 형성될 수 있다. 산소포화도 센서부(90)는 산소와 결합한 헤모글로빈은 적외선을 더 잘 흡수하고, 산소와 결합하지 않은 환원헤모글로빈은 적색을 더 잘 흡수하는 성질을 이용한다. 산소포화도 센서부(90)는 적외선 및 적색을 발광하는 2개의 LED로 이루어진 발광부, 상기 발광부 및 손가락을 통과한 빛을 수광하는 포토다이오드 및 상기 수광부에 의하여 감지된 측정값을 제어부(60)로 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 산소포화도 센서부(90)는 발광부 및 수광부가 케이스 일면에 위치하여 발광부에 의하여 손가락으로 조사된 후 손가락으로부터 반사된 빛을 측정하는 반사형으로 이루어질 수 있으나, 발광부 및 수광부 사이에 손가락을 삽입하여 측정하는 투과형으로도 이루어질 수 있다. 제어부(60)는 산소포화도 센서부(90)로부터 입력되는 훈련자의 산소포화도값을 이용하여 측정된 산소포화도값에 따른 호흡훈련스케쥴을 설정할 수 있다. 일반적인 훈련자 예를 들어 수술 후 폐기능이 저하된 상태에 있는 환자는 초기 호흡 훈련시 어느 정도의 호흡 시간 및 호흡세기 등의 호흡스케쥴로 운동할 지 결정하는 것이 어려운 실정이다. 즉 폐기능이 저하된 상태에서 무리한 호흡운동은 호흡곤란이 발생하여 환자에게는 매우 위험하다. 이에 본 발명은 호흡시 산소포화도정보를 활용하여 현재 훈련자의 폐기능 상태에 따른 호흡훈련스케쥴을 제공할 수 있다. 본 발명의 호흡 훈련장치는 케이스 일면에 산소포화도 센서가 부착되어 훈련자가 손으로 케이스를 자연스럽게 잡는 경우, 검지가 산소포화도 센서표면에 접촉하는 구조를 갖는다. 따라서 호흡 훈련장치(1000)는 이러한 산소포화도 정보를 활용하여 테스트 호흡진행시 현재 환자의 호흡에 따른 산소포화도 변화량을 파악한 후 환자의 폐기능 상태를 파악할 수 있으며, 폐기능 상태에 따라 저장부에 미리 설정된 호흡훈련스케쥴을 선택하여 훈련자에게 맞춤형 호흡훈련스케쥴을 제공할 수 있다. 또한 호흡훈련시 훈련자에 대한 산소포화도 정보가 계속적으로 모니터링 되고 있음으로 제어부(60)는 해당 훈련자에 설정된 호흡스케줄과 비교하여 과호흡운동범위를 초과하는 경우 과호흡임을 판단하고, 이를 스피커 또는 디스플레이로 이루어진 알림부(63)를 통하여 훈련자에게 호흡운동을 멈추라는 경고를 전달할 수 있다. 또한 제어부(60)는 상기 산소포화도값을 이용하여 해당 훈련자가 설정된 호흡스케줄에 따른 호흡세기 및 호흡시간에 따른 적정 산소포화도범위인지를 판단함으로써 효과적인 호흡운동을 하고 있는지를 판단할 수 있다. The
호흡 훈련장치(1000)는 발전부(50)로부터 출력되는 유도전류를 직류로 변환하는 컨버터(61), 상기 컨버터(61)와 연결되어 제어부의 가변저항 제어명령에 따라 저항을 변화시키는 포텐셔미터(62), 호흡훈련시 훈련자의 산소포화도를 측정하기 위한 산소포화도 센서부(90), 스피커 또는 디스플레이부로 이루어져 훈련자에게 정보를 전달하는 알림부(63), 훈련자의 호흡상태에 따라 미리 설정된 호흡스케쥴정보가 저장되어 있는 저장부(64) 및 훈련자의 호흡운동시 호흡 세기를 조정하기 위하여 상기 포텐셔미터(62)를 제어하는 제어부(60)를 포함할 수 있다.
제어부(60)는 마이크로컨트롤러(MPU)로 이루어질 수 있으며, 호흡 훈련장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(60)는 호흡 운동에 따라 발생하는 유도전류값을 입력받아 해당 훈련자의 호흡스케쥴정보를 기준으로 훈련자가 현재 적정한 호흡운동을 실시하고 있는지 판단할 수 있다. 상기 호흡스케쥴정보는 최초 호흡테스트 결과에 따라 훈련자가 수행하여야 할 호흡 운동 시간(쉬는 시간 포함), 흡기 및 호기 시간 및 호흡 세기레벨를 포함하는 다양한 호흡 패턴 및 각 호흡운동시 산소포화도 범위 등의 정보를 포함할 수 있다. 상기 호흡 패턴은 한 주기동안 호기와 흡기 횟수 및 시간, 호기 및 흡기시의 호흡세기를 다양한 조합으로 설정될 수 있다. 예를 들어 호흡패턴은 호흡운동시간 5분, 쉬는 시간 5분, 5초동안 호기를 수행함에 있어 2초동안은 제1 호흡세기로, 3초동안은 제2 호흡세기로 설정될 수 있다. The
제어부(60)는 상기 호흡스케쥴정보에 따라 훈련자가 호흡훈련 목표에 도달하는 경우, 포텐셔미터(62)를 제어하여 다음 호흡훈련시 호흡 세기레벨을 조정할 수 있다. When the trainee reaches the breathing training target according to the breathing schedule information, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 훈련장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련자에게 단계별 호흡 세기에 따른 호흡운동을 제공하기 위하여 가변저항을 제어하는 포텐셔미터의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. Figure 4 is a flowchart for explaining the operation of the breathing training apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a variable resistance in order to provide a breathing exercise according to the breathing intensity step by step to the trainee according to an embodiment of the present invention It is a schematic diagram for explaining the operation of the potentiometer to control.
도 5를 참고하면, 포텐셔미터(62)는 내부에 다수의 스위치(62a) 및 다수의 저항(62b)으로 이루어질 수 있다. 제어부(60)는 가변저항 제어명령을 포텐셔미터로 출력하여 상기 가변저항 제어명령에 따른 스위치(62a)를 개폐함으로써 발전부로부터 입력되는 유도전류가 통과하는 저항을 가변시켜 제어부로 출력되는 유도전류값을 변경시킬 수 있다. 여기서 제어부로 출력되는 유도전류값의 크기는 호흡 세기로 이해될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the potentiometer 62 may include a plurality of switches 62a and a plurality of
포텐셔미터(62) 각각의 스위치의 개폐여부는 제어부(60)의 가변저항 제어명령에 따라 제어되므로 제어부는 발전부로부터 출력되는 유도전류가 통과하는 가변저항의 개수를 제어함으로써 포텐셔미터로부터 출력되는 유도전류 크기를 제어할 수 있다. 이러한 유도전류 크기를 제어한다는 의미는 호흡 세기를 제어하는 의미로 이해될 수 있다. 예를 들어 훈련자가 제1 호흡세기로 운동하는 경우에 가변저항이 없이 출력되는 유도전류값이 X1인 상태에서, 제어부의 제어에 의하여 유도전류가 통과해야 하는 가변저항이 추가되는 경우, 훈련자가 동일한 제1 호흡세기로 운동하는 경우에 출력되는 유도전류값 X2는 상기 유도전류값 X1보다 작게된다. 가변저항을 통과하여 출력되는 유도전류는 옴의 법칙에 의하여 작아짐으로 훈련자는 가변저항이 있는(추가되는) 상태에서는 가변저항이 없는(추가되지 않은) 상태에서의 호흡세기보다 더 큰 호흡세기를 가지고 호흡운동을 수행해야 한다고 이해될 수 있다. Since the opening and closing of each switch of the potentiometer 62 is controlled according to the variable resistance control command of the
제어부(60)는 최초 훈련자의 호흡상태정보를 입력받기 위하여 스위치 S1 및 스위치 Sn를 단락시키는 가변저항 제어명령을 포텐셔미터로 출력한다. 제어부는 포텐셔미터로부터 출력되는 테스트 유도전류값 및 산소포화도 센서로부터 출력되는 산소포화도 정보를 기초하여 저장부에 미리 설정된 호흡훈련스케쥴정보에서 현재 훈련자의 폐기능 상태에 따른 호흡훈련스케쥴을 설정할 수 있다(S41). 상기 테스트 유도전류값은 포텐셔미터의 가변저항을 통과하지 않음으로 발전부로부터 생성되는 유도전류로 이해될 수 있다.The
다음으로 미리 설정된 호흡훈련스케쥴에 따라 훈련자의 목표 호흡 세기(유도전류값은 LEVEL 1으로 미리 설정되어 있음)로 호흡 운동을 수행하도록 하기 위하여 제어부(60)는 S2 및 스위치 Sn를 단락시키는 가변저항 제어명령을 포텐셔미터로 출력하여 유도전류가 가변저항 R1을 통과하도록 제어할 수 있다(S42). 여기서 가변저항이 추가되었으므로 훈련자는 최초 테스트 호흡시 호흡세기보다는 더 세게 호흡운동을 수행하여야만 목표 호흡세기를 도달할 수 있다. 여기서 가변저항 제어명령을 S2 및 Sn의 단락한다고 설명하였으나, 제어부의 가변저항 제어명령은 미리 설정된 훈련자의 호흡운동스케쥴에 따른 호흡패턴에 따라 이루어질 수 있다. 예를 들어 호흡패턴은 호흡운동시간 5분, 쉬는 시간 5분, 5초동안 호기를 수행함에 있어 2초동안은 제1 호흡세기로, 3초동안은 제2 호흡세기로 설정되는 경우(여기서 제2 호흡세기는 제1 호흡세기보다 큼), 제어부는 2초동안은 스위치 S2 및 Sn을 단락시켜 가변저항 R1을 포함하도록 제어한 후, 이후 3초동안은 스위치 S3 및 Sn을 단락시켜 가변저항 R1 및 R2을 포함하도록 제어함으로써 훈련자가 점차적으로 더 세게 호흡하도록 호흡 운동 환경을 제공할 수 있다. 즉 미리 설정된 호흡운동스케쥴에 따른 목표 호흡세기대로 훈련자가 호흡훈동하는 환경을 제공하기 위하여 제어부는 유도전류가 통과하는 가변저항의 수를 가감하도록 제어함으로써 훈련자는 변화하는 호흡세기를 갖는 호흡패턴을 따라하면서 효율적인 호흡운동을 수행할 수 있다.Next, in order to perform a breathing exercise with the trainee's target breathing intensity (the induced current value is preset to LEVEL 1) according to the preset breathing training schedule, the
제어부(60)는 훈련자의 현재 호흡운동에 따라 입력되는 산소포화도가 미리 설정된 훈련스케쥴의 산소포화도 범위를 벗어나는 경우(S43), 훈련중단 메시지를 소리 또는 디스플레이부를 통하여 훈련자에게 즉시 알리도록 제어할 수 있다(S46).If the oxygen saturation input according to the trainee's current breathing exercise is out of the oxygen saturation range of the preset training schedule (S43), the
제어부(60)는 산소포화도센서부로부터 출력되는 산소포화도값이 미리 설정된 산소포화도범위내에 있으며(S43), 유도전류값이 미리 설정된 미리 설정된 호흡훈련스케쥴에 따라 훈련자의 목표 호흡 세기보다 큰 경우, 훈련자가 목표 호흡훈련을 달성했다고 판단할 수 있다(S44). 제어부(60)는 목표 호흡훈련이 달성되었을 경우, 호흡운동결과를 저장부에 저장하고, 알림부를 통하여 상기 호흡운동결과 메시지를 스피커 또는 디스플레이부를 통하여 훈련자에게 알리도록 제어할 수 있다(S46). When the
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail through representative embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. will understand
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.
10:마우스피스 20:상부탭
30:필터 40:외부케이스
50:발전부 51:발전기
52:프로펠러 60:제어부
61:컨버터 62:포텐셔미터
63:알림부 64:저장부
70:하부탭 80:입력버튼
90:산소포화도 센서부 1000:호흡 훈련장치10: mouthpiece 20: upper tab
30: filter 40: outer case
50: power generation unit 51: generator
52: propeller 60: control unit
61: converter 62: potentiometer
63: notification unit 64: storage unit
70: lower tab 80: input button
90: oxygen saturation sensor unit 1000: breathing training device
Claims (6)
발전부로부터 출력되는 유도전류를 직류로 변환하는 컨버터(61),
컨버터와 연결되어 제어부의 가변저항 제어명령에 따라 저항을 변화시키는 포텐셔미터(62),
호흡훈련시 훈련자의 산소포화도를 측정하기 위한 산소포화도 센서부(90),
스피커 또는 디스플레이부로 이루어져 훈련자에게 정보를 전달하는 알림부(63),
산소포화도 정보를 활용하여 테스트 호흡진행시 현재 환자의 호흡에 따른 산소포화도 변화량을 따른 폐기능 상태에 따라 미리 설정된 호흡스케쥴정보가 저장되어 있는 저장부(64) 및
상기 발전부로부터 입력받은 호흡세기 정보 및 상기 산소포화도 센서부로부터 입력받은 산소포화도 정보에 따른 호흡훈련스케쥴을 설정하고, 훈련자의 호흡운동시 호흡 세기를 조정하기 위하여 상기 포텐셔미터를 제어하는 제어부(60)를 포함하고,
상기 산소포화도 센서부는 훈련자가 케이스를 쥐었을 때 검지가 위치하는 케이스 일부분에 형성되고,
상기 제어부는 훈련자의 현재 호흡운동에 따라 입력되는 산소포화도가 미리 설정된 호흡훈련스케쥴의 호흡세기 및 호흡시간에 따른 산소포화도 범위를 벗어나는 경우, 훈련중단 메시지를 소리 또는 디스플레이부를 통하여 훈련자에게 알리도록 제어하는 것을 특징하는 호흡 훈련장치.The power generation unit 50 for generating an induced current according to the rotational motion of the propeller connected to the rotating shaft,
A converter 61 that converts the induced current output from the power generation unit into direct current;
A potentiometer 62 that is connected to the converter and changes the resistance according to the variable resistance control command of the control unit;
Oxygen saturation sensor unit 90 for measuring the oxygen saturation of the trainee during breathing training,
A notification unit 63 comprising a speaker or a display unit to deliver information to the trainee;
A storage unit 64 storing preset respiration schedule information according to the state of lung function according to the change in oxygen saturation according to the current patient's breathing during test respiration using oxygen saturation information; and
A control unit (60) that sets a breathing training schedule according to the breathing intensity information received from the power generation unit and the oxygen saturation information input from the oxygen saturation sensor unit, and controls the potentiometer to adjust the breathing intensity during breathing exercise of the trainee (60) including,
The oxygen saturation sensor unit is formed on a part of the case where the index finger is located when the trainee holds the case,
When the oxygen saturation input according to the trainee's current breathing exercise is out of the oxygen saturation range according to the respiration intensity and respiration time of the preset breathing training schedule, the control unit notifies the trainee of a training stop message through a sound or a display unit. Respiratory training device, characterized in that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200043193A KR102365413B1 (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | Respiration training apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200043193A KR102365413B1 (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | Respiration training apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210126172A KR20210126172A (en) | 2021-10-20 |
KR102365413B1 true KR102365413B1 (en) | 2022-02-21 |
Family
ID=78268009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200043193A KR102365413B1 (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | Respiration training apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102365413B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102617848B1 (en) * | 2021-11-25 | 2023-12-28 | 대한민국(국립재활원장) | Respiration Rehabilitation Apparatus for Measuring Lung Capacity and Breathing Pressure, and Training Respiratory Resistance |
KR102615335B1 (en) | 2022-02-04 | 2023-12-19 | 주식회사 파프리카랩 | Wearable breathing training apparatus for radiation therapy patient |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000023926A (en) * | 1998-06-18 | 2000-01-25 | Taema | Sleep respiratory stage determining device |
JP2018533412A (en) * | 2015-10-30 | 2018-11-15 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Breathing training, observation and / or assistance devices |
WO2019102324A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Mir S.R.L. - Medical International Research | System for monitoring patients suffering from respiratory disease comprising a portable medical device and method based on the use of such system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200354161Y1 (en) | 2004-03-16 | 2004-06-23 | 이진명 | Fan inspirometer |
KR101294834B1 (en) * | 2011-01-14 | 2013-08-07 | 연세대학교 원주산학협력단 | Respiration training machine having a bio-feedback function |
KR101884360B1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-08-07 | 연세대학교 원주산학협력단 | Portable respiration training device system and thereof methods |
KR101975792B1 (en) | 2018-07-12 | 2019-08-28 | 홍성태 | Breathing and language training apparatus |
-
2020
- 2020-04-09 KR KR1020200043193A patent/KR102365413B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000023926A (en) * | 1998-06-18 | 2000-01-25 | Taema | Sleep respiratory stage determining device |
JP2018533412A (en) * | 2015-10-30 | 2018-11-15 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | Breathing training, observation and / or assistance devices |
WO2019102324A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Mir S.R.L. - Medical International Research | System for monitoring patients suffering from respiratory disease comprising a portable medical device and method based on the use of such system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20210126172A (en) | 2021-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7063805B6 (en) | Breathing training, observation and / or assistive devices | |
US8272378B2 (en) | System and method for improving endurance of inspiratory muscles | |
JP6843850B2 (en) | Breathing training, observation and / or auxiliary equipment | |
EP1897597B1 (en) | Randomly interrupted breathing device | |
KR102365413B1 (en) | Respiration training apparatus | |
JP2018533412A5 (en) | ||
JP2018533412A (en) | Breathing training, observation and / or assistance devices | |
JP2018535728A5 (en) | ||
JPH0556749B2 (en) | ||
KR20180073839A (en) | Portable respiration training device system and thereof methods | |
BRPI1007684B1 (en) | CONFIGURED SYSTEM TO ENABLE AN INDIVIDUAL TO CONSCIENTLY CHANGE ONE OR MORE RESPIRATORY PARAMETERS | |
KR102222940B1 (en) | Respiration training apparatus | |
WO2014188517A1 (en) | Breath control mouthpiece | |
KR100231328B1 (en) | Breathing training device of pulmonary disease patient and chest physical remedy system using thereof | |
KR102365405B1 (en) | Respiration training system using mobile game | |
EP1021225B1 (en) | Apparatus and method for training of the respiratory muscles | |
JP5049224B2 (en) | Respiratory control mouthpiece | |
JP2012157427A (en) | Input device for respiration training | |
CN220676687U (en) | Breathing training device with sound excitation function | |
KR20210068268A (en) | Smart Breath | |
CN220478020U (en) | Respiratory pressure load type anti-resistance training device | |
CN213192373U (en) | Respiratory muscle exerciser | |
CN220257095U (en) | Respiration training device | |
KR102539724B1 (en) | Wearable breathing induction device to induce stable breathing | |
TWI826334B (en) | Breathing trainer, breathing training system, and breathing training method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |