KR101474223B1 - 수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101474223B1
KR101474223B1 KR1020130042046A KR20130042046A KR101474223B1 KR 101474223 B1 KR101474223 B1 KR 101474223B1 KR 1020130042046 A KR1020130042046 A KR 1020130042046A KR 20130042046 A KR20130042046 A KR 20130042046A KR 101474223 B1 KR101474223 B1 KR 101474223B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
sleep apnea
movement
air
breathing
Prior art date
Application number
KR1020130042046A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140124972A (ko
Inventor
전재훈
정구인
김지선
이태희
최주현
정현철
김아희
오한별
전찬수
김경섭
Original Assignee
건국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 건국대학교 산학협력단 filed Critical 건국대학교 산학협력단
Priority to KR1020130042046A priority Critical patent/KR101474223B1/ko
Publication of KR20140124972A publication Critical patent/KR20140124972A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101474223B1 publication Critical patent/KR101474223B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61B5/0826—Detecting or evaluating apnoea events
    • 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
    • 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
    • A61B5/4806—Sleep evaluation
    • A61B5/4818—Sleep apnoea
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6803—Head-worn items, e.g. helmets, masks, headphones or goggles
    • 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
    • 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
    • A61B5/7465—Arrangements for interactive communication between patient and care services, e.g. by using a telephone network
    • A61B5/747—Arrangements for interactive communication between patient and care services, e.g. by using a telephone network in case of emergency, i.e. alerting emergency services
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0247—Pressure sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Critical Care (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 수면 무호흡 감지 장치에 관한 것으로서, 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 센서부; 및 상기 센서부가 생성하는 신호를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법{APPARATUS FOR SENSING SLEEP APNEA AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 수면 무호흡 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하여 수면 무호흡의 발생 여부를 판별할 수 있는 수면 무호흡 감지 장치에 관한 것이다.
'수면 무호흡(Sleep apnea)'이란 수면 중에 호흡의 정지가 일어나는 현상으로, 임상적으로 수면 중 10 초 이상 호흡이 없는 증세가 시간당 5번 이상 나타나거나, 7시간 기준으로 30번 이상 증세가 나타나는 수면 장애 증상을 의미한다.
기존의 연구에 따르면 중년 성인의 약 2~4%가 수면 무호흡의 증상을 가지고 있는데, 이는 천식과 당뇨병의 유병률과 비슷한 정도이다. 미국의 경우에는 성인 인구의 20%가 코골이 증상을 보이고 있으며, 이 중 50% 정도가 수면 무호흡의 증상을 나타내고 있다.
이러한 수면 무호흡은 인체의 건강에 매우 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로, 이러한 수면 무호흡은 과도한 주간 졸음, 집중력 저하, 동맥혈 내 산호 포화도(O2 Saturation)의 감소로 인한 고혈압, 부정맥, 뇌졸증, 심근경색 등을 유발할 수 있으며, 심한 경우에는 수면 중 심장마비(Heart attack), 돌연사(Sudden death)를 유발할 수 있다.
따라서, 이러한 수면 무호흡을 감지하고 예방할 수 있는 기술들이 필요하다.
수면 무호흡을 감지하는 종래 기술들은 대표적으로 5가지로 분류될 수 있다. 구체적으로, i) 수면 다원 검사 방식, ii) CCD 카메라를 이용한 검사 방식, iii) 의복형태의 수면 무호흡 검사 방식 iv) 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 검사 방식, v) ECG 전극을 이용한 흉강 임피던스 측정 방식 등으로 분류될 수 있다.
먼저, '수면 다원 검사 방식'란, 수면 중 뇌파 안구 운동, 근전도, 심전도, 호흡, 혈중 산호 포화농도 등 수면에 관련된 증상들을 포괄적으로 검사하는 방식을 의미한다. 하지만, 이러한 방식은 많은 계측 장비가 필요하고 경제적인 부담을 가중시킨다는 단점이 있었다. 또한, 병원에서 검사를 받아야 하기 때문에 First night effect를 유발하며, 여러 종류의 센서를 몸에 부착하기 때문에 정상적인 수면이 이루어지지 않아 정확한 진단을 할 수 없다는 단점도 있었다.
다음으로, 'CCD 카메라를 이용한 검사 방식'이란 CCD 카메라와 영상처리 방식을 통해 수면 무호흡을 진단하는 방식을 의미한다. 하지만, 이러한 방식은 계측 부위 설정의 어려움(수면 중의 움직임으로 인해 유발됨)으로 인해 측정의 정확도가 떨어진다는 단점이 있었고, 여러 장비를 설치해야 하기 때문에 일반 가정에서 사용하기는 적합하지 않다는 단점이 있었다.
다음으로, '의복 형태의 수면 무호흡 검사 방식'이란, 의복 형태의 센서 장치를 이용하여 수면 무호흡을 진단하는 기술을 의미한다. 하지만, 이러한 방식은, 환자들의 몸에 의복 형태의 센서 장치를 밀착시킨 상태에서 장시간의 검사를 진행해야 하므로 환자들에게 답답함과 불편함을 줄 수 있다는 문제점이 있었다. 또한, 환자들이 답답함과 불편함 때문에 정상적인 수면을 이루지 못하여, 진단의 정확성이 떨어진다는 문제점도 있었다.
다음으로, '호흡에 의한 온도변화를 감지하는 검사 방식'은, 코와 입의 들숨과 날숨의 과정에서 호흡에 의한 온도 변화를 온도 센서를 이용하여 측정하고, 이러한 측정 정보를 이용하여 수면 무호흡을 감지하는 기술이다. 하지만, 이러한 방식은 온도의 변화에 민감하여 오차가 발생 될 확률이 매우 크다는 단점이 있었다.
마지막으로, '흉강 임피던스 측정 방식'은, ECG(Electrocardiography) 전극을 이용하여 흉강 임피던스를 측정하고, 측정된 정보를 이용하여 수면 무호흡을 감지하는 기술이다. 하지만, 이러한 기술은 중추신경마비에 의한 중추 무호흡(Central apnea) 감지에는 효과적이나 기도폐쇄에 의한 폐쇄성 무호흡(Obstructive apnea) 감지에는 효과적이지 않다는 단점이 있었다.
따라서, 이러한 종래의 '수면 무호흡 감지 기술'들이 가지고 있는 문제점들을 유발시키지 않는 새로운 '수면 무호흡 감지 기술'의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 이상에서 살핀 문제점을 해결하기 위해 발명되었으며, 상기와 같은 문제점을 해결함은 물론, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 발명할 수 없는 추가적인 기술요소들을 제공하기 위해 발명되었다.
KR 10-2011-0109573 A
본 발명은 코 호흡에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하여 수면 무호흡의 발생 여부를 판별할 수 있게 하는 것을 해결과 제로 한다.
또한, 본 발명은 피에조(Piezo) 소자를 이용하여 코 호흡에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡의 의한 공기의 움직임을 감지하고, 이렇게 감지된 정보를 바탕으로 수면 무호흡의 발생 여부를 판별할 수 있게 하는 것을 해결 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth reathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 센서부; 및 상기 센서부가 생성하는 신호를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 센서부가 피에조(Piezo) 소자를 이용하여 공기의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 센서부가, 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 제1센서; 및 입 호흡(Mouth Breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 제2센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제1센서 및 상기 제2센서가 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 필름 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제1센서 및 상기 제2센서가 안면 마스크(Facial Mask) 형상으로 형성되는 몸체에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제어부가, 상기 제1센서의 출력 신호와 기 설정된 역치값을 비교하여 코 호흡(Nose breathing)의 유무를 판정하고, 상기 제2센서부의 출력 신호와 기 설정된 역치값을 비교하여 입 호흡(Mouse breathing)의 유무를 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제어부가, 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임과 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임이 모두 감지되지 않는 시간을 카운팅하여, 수면 무호흡의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제어부가, 코 호흡에 의한 공기의 움직임 또는 입 호흡에 의한 공기의 움직임이 감지되는 경우, 시간을 초기화시킨 뒤에 다시 카운팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제어부가, 10초 이상의 시간이 카운팅된 경우에 수면 무호흡의 발생을 인지하고, 상기 수면 무호흡이 1시간 기준으로 5회 이상 발생하거나 7시간 기준으로 30회 이상 발생하는 경우, 알람부를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제어부가, 10초 이상의 시간이 카운팅된 경우에 알람부를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 제어부가, 상기 알람부가 동작 된 이후에도 20초 이상의 시간이 카운팅된 경우, 비상 조치부를 동작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 비상 조치부가,
비상 알람 동작을 수행하고, 정보를 송수신할 수 있는 통신부를 이용하여 응급 구호 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 유선 또는 무선으로 정보를 송수신하는 통신부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 수면 무호흡의 발생이 감지된 경우, 상기 통신부를 이용하여 외부 장치에 알람 신호를 전송할 수 있는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 보조 장치는, 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 센서부; 및 상기 센서부가 생성하는 신호를 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 외부 장치에 전송하기 위한 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 보조 장치는, 상기 센서부가 피에조(Piezo) 소자를 이용하여 공기의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 방법은, (a) 수면 무호흡(Sleep apnea) 감지 장치가 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 단계; (b) 수면 무호흡 감지 장치가 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임과 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임이 모두 감지되지 않는 시간을 카운팅하는 단계; 및 (c) 수면 무호흡 감지 장치가 카운팅된 시간 정보를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 방법은, 상기 수면 무호흡 감지 장치가, 피에조(Piezo) 소자를 포함하는 센서 장치를 이용하여 공기의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 코 호흡에 의한 '공기의 움직임'과 입 호흡에 의한 '공기의 움직임'을 복합적으로 감지하여 수면 무호흡의 발생 여부를 감지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래의 '카메라 이미지를 이용하는 방식', '온도 변화를 감지하는 방식', 'ECG 전극을 이용한 방식' 등과는 차별되는 새로운 감지 방식을 통해 수면 무호흡의 발생 여부를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은 피에조(Piezo) 소자를 포함하는 센서 장치를 이용하여 코 호흡에 의한 공기의 움직임과 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 호흡에 의해 발생 되는 '공기의 움직임'을 피에조 센서에 가해지는 '힘(압력, 진동 등) 변화 분석'을 통해 감지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 '코 호흡에 의한 공기의 움직임이 유발되는 코 주변'과 '입 호흡에 의한 공기의 움직임이 유발되는 입 주변'에 '피에조 센서'를 배치하는 매우 단순한 구조를 이용하여 수면 무호흡의 발생 여부를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은 필름(Film) 형태의 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 센서를 이용하여 코 호흡에 의한 공기의 움직임과 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지할 수 있다. 따라서, 이러한 '필름' 형태의 PVDF 센서를 통하여 공기의 움직임을 더욱 세밀하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은 안면 마스크(Facial mask) 형상의 몸체에 배치되는 센서부를 이용하여 수면 무호흡의 발생 여부를 감지할 수 있다. 따라서, 본 발명은 피험자의 흉부나 가슴을 압박하지 않은 상태에서 수면 무호흡의 발생 여부를 감지할 수 있으며, 일반 가정에서도 쉽게 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은 센서부에 역치값을 설정할 수 있으며, 센서부가 특정 역치값 이상의 신호를 감지한 경우에만 '호흡에 의한 공기의 움직임'을 인정하는 형태로 구성될 수도 있다. 따라서, 호흡 이외의 요인에 의해 발생 될 수 있는 노이즈 신호를 배제한 상태에서 수면 무호흡의 발생 여부를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은 수면 무호흡의 발생이 감지된 경우에, 알람부를 이용하여 해당 사실을 경보할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 수면 무호흡의 발생이 감지된 경우에, 알람부를 이용하여 수면 무호흡 상태의 대상자를 깨우거나 주변의 사람들을 깨워서 위험한 상황을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 수면 무호흡 상태가 감지되어 알람부가 동작하였지만 여전히 수면 무호흡 상태가 지속 되는 경우에는, 비상 조치 프로세스도 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 비상 알람 장치를 동작시킴과 동시에 기 설정된 원격의 단말기 또는 응급상황실(119, 응급실 등)에 응급 상황을 알리는 메시지를 전송할 수도 있다.
또한, 본 발명은 사용자 단말기, 병원 시스템 등의 외부 장치와도 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자 단말기(스마트폰, 태블릿, 노트북 등)나 병원 시스템에 수면 무호흡과 관련된 정보를 전송하여 모니터링하게 할 수 있으며, 상기 사용자 단말기 또는 병원 시스템과 연동하여 알람 동작을 수행할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 구체적인 예시를 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구체적인 동작을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치에 의해, 수면 무호흡이 감지되는 과정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치가 통신망을 통해 외부 장치와 연결된 것을 나타내는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 수면 무호흡 감지 장치 및 수면 무호흡 감지 방법을 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. 또한, 각 구성부는 순전히 하드웨어 또는 소프트웨어의 구성만으로 구현될 수도 있지만, 동일 기능을 수행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합으로 구현될 수도 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형의 표현'으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭하는 표현이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안된다.
또한, '제1, 제2, 제3' 등과 같은 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 상기 구성요소들의 속성이 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결/접속되어 있을 수도 있지만, 중간 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치(100)를 살펴본다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치(100)는, 코호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 센서부(110), 상기 센서부가 생성하는 신호를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 제어부(170)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치(100)는, 정보 입력을 위한 입력부(120), 외부 장치와의 연결을 위한 통신부(130), 장치와 관련된 다양한 정보를 표시하기 위한 표시부(140), 수면 무호흡이 발생 된 경우에 알람 동작을 수행하는 알람부(150), 상기 알람부가 동작 된 상태에서도 수면 무호흡의 상태가 지속되는 경우에 동작하는 비상 조치부(160)를 더 포함할 수도 있다.
상기 센서부(110)는, 코 호흡에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 구성이다. 구체적으로 상기 센서부(110)는, 코 호흡에 의해 유발되는 공기의 움직임을 감지하여 전기적인 신호를 출력하거나, 입 호흡에 의해 유발되는 공기의 움직임을 감지하여 전기적인 신호를 출력하는 구성을 의미한다.
이러한 상기 센서부(110)는, 바람직하게는 피에조(Piezo) 소자를 이용하여 공기의 움직임을 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 센서부(110)는 피에조 소자를 이용하여 공기의 움직임에 의해 유발되는 압력 변화 또는 진동을 측정하고, 측정된 정보를 바탕으로 공기의 움직임을 감지할 수 있다. 한편, 상기 센서부(110)는 다양한 형태의 피에조 소자를 포함할 수 있는데, 다양한 형태 중에서도 필름(Film) 형태의 피에조 소자를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 필름 형태의 피에조 소자를 이용하여 코 호흡 또는 입 호흡에 의해 유발되는 공기의 움직임을 더욱 세밀하게 감지할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 센서부(110)는 다양한 재질의 피에조 소자를 포함할 수 있는데, 바람직하게는 PVDF(Polyvinylidene fluoride)의 재질로 형성되는 피에조 소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서부(110)는 코 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 제1센서(112), 및 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 제2센서(114)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1센서(112) 및 제2센서(114)는 각각 피에조 소자를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 필름(Film) 형태의 PVDF 소자를 포함하여 공기의 움직임을 감지할 수 있다. 또한, 상기 제1센서(112) 및 상기 제2센서(114)는 독립된 형태로 형성되는 것이 바람직하지만, 실시예에 따라서는 일체형으로도 구성될 수 있다.
또한, 상기 센서부(110)는, 안면 마스크(Facial Mask)의 형상으로 형성되는 몸체(180)에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 안면 마스크 형상의 몸체(180)를 이용하여, i) '코 호흡에 의해 공기의 움직임이 발생 되는 정확한 위치'와 '입 호흡에 의해 공기의 움직임이 발생 되는 정확한 위치'에 센서부(110)를 배치시킬 수 있으며, ii) 피험자의 흉부 또는 가슴을 압박하지 않은 상태에서 수면 무호흡의 발생 여부를 감지할 수 있기 때문이다.
도 2를 참조하면, 상기 센서부(110)가 안면 마스크의 형상으로 형성되는 몸체(180)에 설치되는 실시예를 살펴볼 수 있다. 이 경우 상기 센서부(110)는 상기 제1센서(112) 및 상기 제2센서(114)를 포함하는 형태로 구성되며, 상기 제1센서(112)는 마스크 형상의 몸체(180) 중 사람의 코와 대향하게 될 위치에 설치되고, 상기 제2센서(114)는 마스크 형상의 몸체(180) 중 사람의 입과 대향하게 될 위치에 설치된다. 따라서, 마스크 형상의 몸체(180)가 사람의 얼굴 가까이에 고정된 경우에, 상기 제1센서(112)는 사람의 코와 근접하는 위치에 배치되고 상기 제2센서(114)는 사람의 입과 근접하는 위치에 배치되며, 이러한 배치를 기초로 상기 제1센서(112)는 코 호홉에 의한 공기의 움직임을 감지하고 상기 제2센서(114)를 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하게 된다.
상기 입력부(120)는, 수면 무호흡 감지 장치(100)의 동작과 관련된 정보를 입력받기 위한 구성이다. 이러한 상기 입력부(120)는 상기 수면 무호흡 감지 장치(100)의 동작과 관련된 다양한 정보를 입력받을 수 있으며, 입력받은 정보를 상기 제어부(170)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 입력부(120)는, 수면 무호흡 감지 장치(100)의 ON/OFF 제어 정보, 상기 알람부(150)의 출력 세기(W) 설정 정보, 응급 구호 메시지를 수신할 사용자 단말기의 식별 정보(단말기 번호 등), 표시부(140)의 설정 정보 등을 입력받을 수 있으며, 이러한 정보 이외에도 상기 수면 무호흡 감지 장치(100)의 동작과 관련된 다양한 정보를 입력받을 수 있다.
한편, 상기 입력부(120)는 숫자 또는 문자를 입력받고 각종 기능들을 설정하기 위한 다수의 입력키들을 포함할 수 있으며, 상기 수면 무호흡 감지 장치(100)의 동작에 필요한 다양한 기능키들도 포함할 수 있다. 또한, 상기 입력부(120)는, 패드, 버튼, 터치스크린 등과 같은 다양한 종류의 입력 장치로서 형성될 수 있으며, 이러한 입력 장치 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 통신부(130)는, 상기 수면 무호흡 감지 장치(100)가 외부의 장치들과 정보를 송수신할 수 있게 하는 구성이다. 예를 들어, 도 5와 같이 상기 통신부(130)는 외부의 사용자 단말기(200, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PC, PDA, 스마트 TV 등), 병원 시스템(300), 서버(Server) 장치, AP(Access Point) 장치, 이동통신 기지국 단말기, 유선 통신 단말기 등 다양한 외부 장치들과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 유선 또는 무선으로 연결된 상태에서 다양한 정보를 송수신할 수 있다.
한편, 이러한 상기 통신부(130)는, IEEE 표준을 만족시키는 다양한 유선 통신 장치 또는 무선 통신 장치의 형태로 구성될 수 있으며, IEEE 표준 이외에도 다양한 형태의 통신 장치로 구현될 수 있다.
상기 표시부(140)는, 상기 수면 무호흡 감지 장치(100)의 동작 상태 등을 표시하거나 소정의 정보를 사용자에게 제공하기 위한 구성이다. 구체적으로, 상기 표시부(140)는, 상기 센서부(110)가 생성하는 정보, 상기 알람부(150)의 설정 정보, 상기 통신부(130)의 상태 정보, 수면 무호흡의 감지 정보 등 상기 수면 무호흡 감지 장치(100)의 동작과 관련된 다양한 정보를 표시하기 위한 구성이다.
이러한 상기 표시부(140)는 각종 메뉴를 비롯하여 사용자가 입력한 정보 및 사용자에게 제공하는 정보를 표시할 수 있으며, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitted Diode) 등을 포함하는 다양한 디스플레이 장치의 형태로 구현될 수 있다.
상기 알람부(150)는, 수면 무호흡 상태가 감지된 경우에 위험 상태를 경보 하는 역할을 수행하는 구성이다.
이러한 상기 알람부(150)는 수면 무호흡 상태의 사람 또는 장치 주변의 사람들의 주의를 환기시킬 수 있는 다양한 장치들을 포함할 수 있는데, 예를 들어 음성 출력 장치, 조명 장치, 향기 장치, 진동 장치 등을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 알람부(150)는, 청각, 시각, 후각 또는 촉각 자극을 통해 사람들의 주의를 환기시키거나, 상기 자극들을 2개 이상 결합시킨 복합 자극을 통해 사람들의 주의를 환기시킬 수 있다.
또한, 상기 알람부(150)는, 상기 입력부(120)를 통해 입력되는 정보를 바탕으로 출력의 강도를 변화시킬 수 있다. 구체적으로 상기 알람부(150)는 상기 입력부(120)를 통해 입력되는 정보를 바탕으로, 출력의 종류(청각, 시각, 후각, 촉각, 2 이상의 자극이 결합 된 복합 자극 등)를 변화시키거나, 출력의 세기를 변화시킬 수 있다.
한편, 상기 알람부(150)는, 상기 통신부(130)를 통해 장치 주변에 존재하는 외부 장치(스마트폰, 태블릿, 병원시스템 장치 등)들에 알람 신호를 전송할 수도 있으며, 이러한 알람 신호를 기초로 상기 외부 장치들의 출력 모듈(스피커, 디스플레이 등) 이 동작 되게 할 수 있다. 따라서, 상기 알람부(150)는 주변의 외부 장치들과 연동하는 복합 알람 동작도 수행할 수 있다.
상기 비상 조치부(160)는, '알람부(150)가 동작하고 있는 상태에서도 수면 무호흡 상태가 지속되는 경우'와 같은 '위급 상황'에서 비상 조치 동작을 수행하기 위한 구성이다.
이러한 상기 비상 조치부(160)는, '위급 상황'의 발생이 감지된 경우에 상기 제어부(170)의 제어에 따라 1) '비상 알람 동작'을 수행하고, 2) 상기 통신부(130)를 이용하여 '응급 구호 메시지'를 전송한다.
여기서, 상기 '상기 비상 알람 동작'은, 상기 알람부(150)의 출력 장치(음성 출력 장치, 조명 장치, 향기 장치, 진동 장치)를 이용하거나, 별도의 출력 장치를 이용하여 수행될 수 있지만, 어느 경우든 해당 출력 장치를 '최대 출력'으로 동작시켜서 비상 알람 동작을 수행한다. 또한, 상기 비상 알람 동작이 포함하는 '최대 출력' 동작은 사용자에게 설정 권한이 없는 동작으로서, 상기 입력부(120)를 통해 입력되는 설정 정보에 의해 변경되지 않는다.
또한, 상기 '응급 구호 메시지'는 응급 구조 시스템 및 기설정된 사용자 단말기에 전송될 수 있는데, 이 경우 상기 응급 구조 시스템에는 119 시스템, 병원 시스템 등의 시스템이 포함될 수 있고, 상기 기설정된 사용자 단말기에는 상기 입력부(120)를 통해 설정된 지인들의 사용자 단말기(휴대폰, 스마트폰, 태블릿 등)가 포함될 수 있다. 또한, 상기 '응급 구호 메시지'에는 수면 무호흡 상태임을 알리는 정보, GPS 등의 위치 정보 등이 포함될 수 있다.
상기 제어부(170)는, 상기 센서부(110), 상기 입력부(120), 상기 통신부(130), 상기 표시부(140), 상기 알람부(150), 상기 비상 조치부(160)를 포함하는 상기 수면 무호흡 감지 장치(100)의 다양한 구성들을 제어하기 위한 구성이다.
이러한 상기 제어부(170)는, 적어도 하나의 연산 수단과 저장 수단을 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 수단은 범용적인 중앙연산장치(CPU)일 수 있으나, 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA)나 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다. 또한, 상기 저장 수단은 휘발성 메모리 소자이거나 비휘발성 메모리 또는 비휘발성 전자기적 저장 소자이거나 연산 수단 내부의 메모리일 수 있다.
상기 제어부(170)는, 상기 센서부(110)가 생성하는 신호를 바탕으로 수면 무호흡의 발생 여부를 판단한다. 구체적으로, 상기 제어부(170)는 상기 센서부(110)가 생성하는 전기신호를 전달받아 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부' 및 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 분석하고, 분석한 결과를 바탕으로 수면 무호흡의 발생 여부를 판단한다.
도 3을 참조하면, 이러한 프로세스의 개괄적인 과정을 살펴볼 수 있다. 도 3의 실시예에서 상기 제어부(170)는, 상기 센서부(110)로부터 출력신호를 전달받은 뒤에 증폭 회로를 이용하여 증폭시키고, 아날로그-디지털 변환(A/D 변환)을 수행하여 데이터를 습득하며, 습득한 데이터를 기초로 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부' 및 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 분석한다. 또한, 분석 결과를 바탕으로 수면 무호흡의 발생 여부를 판단한다.
한편, 상기 센서부(110)는 바람직하게는 도 2와 같이 코 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 제1센서(112)와 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 제2센서(114)를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에서는 상기 제어부(170)가 상기 제1센서(112)의 출력 신호 및 상기 제2센서(114)의 출력 신호를 모두 분석하며, 상기 제1센서(112)의 출력 신호를 기초로 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단하고, 상기 제2센서(114)의 출력신호를 기초로 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단한다.
상기 제어부(170)는 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부' 및 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 역치 값을 기초로 판단할 수 있다. 구체적으로 상기 제어부(170)는, 상기 센서부(110)의 출력 신호를 역치 값과 비교한 뒤에, 상기 센서부(110)의 출력신호가 역치 값 이상인 경우에만 '호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생'을 인정하는 방식으로 동작할 수 있다. 따라서, 이러한 동작을 통해 수면 중의 뒤척임, 미세한 바람 등에 의해 발생 될 수 있는 노이즈 신호(호흡 이외의 요인에 의해 유발되는 센서부(110)의 미세한 신호)들을 배제할 수 있으며, 수면 무호흡을 감지하는 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2의 실시예(상기 센서부(110)가 제1센서(112) 및 제2센서(114)를 포함하는 형태로 구성되는 실시예)를 기초로 살펴보면, 상기 제어부(170)는 상기 제1센서(112)의 출력 신호와 상기 역치 값을 비교한 뒤에, 상기 제1센서(112)의 출력 신호가 역치 값 이상인 경우에만 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생'을 인정한다. 또한, 상기 제어부(170)는 상기 제2센서(114)의 출력 신호와 상기 역치 값을 비교한 뒤에, 상기 제2센서(114)의 출력 신호가 역치 값 이상인 경우에만 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생'을 인정한다.
한편, 상기 제어부(170)가 활용하는 역치 값은 '기본 디폴트(Default) 값'으로 설정될 수 있는데, 여기서 상기 '기본 디폴트 값'은 '통계에 의한 대표 값(일반적인 사람의 호흡에 의해 유발되는 상기 센서부(110) 출력의 대표 값)'을 기초로 설정되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 역치 값은 상기 대표 값의 70 내지 80% 수준의 값으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 제어부(170)가 활용하는 역치 값은, '사용자 입력 값'으로 설정될 수 있다. 여기서 상기 '사용자 입력 값'은 상기 입력부(120)를 통해 입력되는 정보를 바탕으로 자유롭게 설정될 수 있는 값으로서, 사전에 설정되어 있는 범위(예컨대, 상기 대표 값의 50% ~ 150%의 범위)에서 입력 정보를 바탕으로 자유롭게 설정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치(100)는, 사람들 사이의 호흡 강도 차이에 의해 유발 될 수 있는 감지 상의 오류를 상기 '사용자 입력 값'을 통한 커스터마이징(Customizing)을 통해 방지할 수 있다.
상기 제어부(170)는 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)'과 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)'이 '모두' 감지되지 않는 시간을 카운팅하여 수면 무호흡의 발생 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(170)는 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)'과 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)'이 모두 감지되지 않는 시간이 10초 이상이 된 경우, 수면 무호흡이 발생하였다고 인식하게 된다.
이 경우 상기 제어부(170)는, '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)'과 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)' 중에 어느 하나라도 감지되는 경우에는 시간을 카운팅하지 않는다. 또한, 상기 제어부(170)는, '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)' 또는 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)'이 감지된 경우에는 시간을 초기화(0초) 시키며, 시간을 초기화시킨 상태에서 다시 카운팅에 들어간다.
도 4를 참조하면, 상기 제어부(170)가 수면 무호흡의 발생을 감지하는 과정을 개괄적으로 살펴볼 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 제어부(170)가 상기 센서부(110)의 신호를 분석(S10)하며, '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'와 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단한다. 구체적으로, 상기 제어부(170)는, 상기 제1센서(112)의 출력 신호가 역치 값 이상(S20)인 경우 '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)'의 발생을 인정하게 되며, 코 호흡의 발생이 인정되는 경우 카운팅 시간을 초기화(S40)시킨다. 또한, 상기 제어부(170)는, 상기 제2센서(114)의 출력 신호가 역치 값 이상인(S30)인 경우 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)'의 발생을 인정하게 되며, 입 호흡의 발생이 인정되는 경우 카운팅 시간을 역시 초기화(S40)시킨다. 한편, 상기 S20 단계 및 상기 S30 단계 모두에서 호흡이 감지되지 않은 경우(제1센서(112) 및 제2센서(114)의 출력 신호 모두 역치 값 미만인 경우)에는 카운팅 시간이 계속적으로 증가하게 되는데, 카운팅된 시간이 10초 이상까지 증가한 경우(S50)에는 상기 제어부(170)가 '수면 무호흡의 발생' 인정(S60)하게 된다.
상기 제어부(170)는 '수면 무호흡의 발생' 사실이 인정되는 경우, 상기 알람부(150)를 동작시키는 제어 동작을 수행할 수 있다. 이 경우 상기 제어부(170)는, 상기 '수면 무호흡의 발생' 사실이 인정되는 즉시 상기 알람부(150)를 동작시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어부(170)는, 상기 '수면 무호흡의 발생' 사실이 인정되더라도 바로 상기 알람부(150)를 동작시키지 않고, 기설정된 추가 조건까지 충족된 경우에만 상기 알람부(150)를 동작시킬 수도 있다. 이 경우 상기 추가 조건은 다양한 방식으로 설정될 수 있는데, 예를 들어, '수면 무호흡이 1시간을 기준으로 5회 발생할 경우', '수면 무호흡이 7시간을 기준으로 30회 이상 발생하는 경우' 등으로 다양하게 설정될 수 있다.
상기 제어부(170)는 '수면 무호흡의 발생'이 인정되어 상기 알람부(150)가 동작 되었지만, 여전히 카운팅 시간이 초기화되지 않는 경우(코 호흡 또는 입 호흡이 감지되지 않는 경우)에는 비상 조치부(160)를 동작시키는 제어 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(170)는, 상기 알람부(150)가 동작 된 이후에도 20초 이상의 시간이 카운팅되는 경우, 비상 조치부(160)를 동작시킬 수 있다.
따라서, 이러한 상기 비상 조치부(160)의 '최대 출력'의 자극을 통해 위급 상황을 경보 할 수 있으며, 응급 구호 메시지를 응급 구조 시스템이나 기설정된 사용자 단말기 등에 전송하여 위급 상황을 경보 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치(100)는, 상기 알람부(150)를 통한 1차적인 경보(사용자에게 설정 권한이 부여된 경보)와 상기 비상 조치부(160)를 통한 2차적인 경보(사용자에게 설정 권한이 부여되지 않는 경보)를 통해, 수면 무호흡에 의한 위급 상황을 보다 안전하고 철저하게 처리할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치를 살펴본다.
이하에서 살펴볼 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, '코 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부' 및 '입 호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단하는 과정상의 차이점 이외에는, 위에서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치와 동일한 특징을 포함한다.
따라서, 위에서 살펴본 내용들은 이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치에도 그대로 유추되어 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 역치 값을 이용하여 '호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단하지 않고, 장치를 사용할 '사용자의 호흡 패턴을 분석'한 뒤에 해당 분석 정보를 이용하여 '호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 기준 신호(Reference signal) 등록 모드(mode)를 포함할 수 있으며, 이러한 모드(mode)를 통해 등록된 정보를 바탕으로 '호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단할 수 있다.
상기 기준 신호 등록 모드는, 장치를 사용할 사용자의 호흡을 사전에 분석하는 모드를 의미한다. 구체적으로, 상기 기준 신호 등록 모드는, 제어부가 센서부(110)가 감지하는 신호를 분석하여 사용자의 기준 신호(장치를 사용할 사용자의 평균적인 호흡에 의해 유발되는 센서 신호)를 획득하는 모드를 의미한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 이러한 기준 신호를 이용하여 '호흡(에 의한 공기의 움직임)의 발생 여부'를 판단할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 상기 센서부의 신호와 상기 기준 신호의 유사성을 분석하여 호흡의 발생을 인정하거나, 상기 센서부의 신호(세기)가 상기 기준 신호(세기)의 50% 내지 150%의 범위에 속하는 경우에만 호흡의 발생을 인정할 수 있으며, 이러한 방식 이외에도 상기 기준 신호를 이용한 다양한 방식을 통해 호흡의 발생을 판단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치는, 사용자별로 특화된 기준 신호를 이용하여 호흡 여부를 판별할 수 있으므로, 호흡 감지의 오차를 더욱 줄일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 무호흡 장치는, 상기 기준 신호를 이용하여, 수면 상태에서의 충돌(옆 사람과의 충돌, 작은 물체와의 충돌 등) 등에 의해 발생 될 수 있는 과도한 노이즈 신호나, 주변의 미세한 공기의 움직임이나 센서 착용자의 뒤척임 등으로 인해 발생될 수 있는 미세한 노이즈 신호를 배제할 수 있으며, 이를 통해 수면 무호흡 감지의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 '수면 무호흡 감지 보조' 장치를 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 보조 장치는, 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth Breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하기 위한 센서부, 상기 센서부가 생성하는 신호를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 외부 장치에 전송하기 위한 통신부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 보조 장치는, 상기 센서부, 상기 통신부의 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 보조 장치는, 알람부를 더 포함할 수도 있는데, 이 경우 상기 알람부는 상기 제어부에 의해 제어되거나 외부 장치로부터 전송되는 제어 신호에 의해 제어될 수도 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 '수면 무호흡 감지 보조 장치'와 위에서 살펴본 '수면 무호흡 감지 장치'의 차이점은, '상기 무호흡 감지 장치'는 장치 내부에서 센서부의 신호를 분석하고 수면 무호흡의 발생 여부를 자체적으로 판단하는 반면, '상기 수면 수호흡 감지 보조 장치'는 장치 내부에서 자체적으로 수면 무호흡의 발생 여부를 판단하지 않고 보조 역할만 수행한다는 점이다.
(상기 '수면 무호흡 감지 보조 장치'는, 이러한 차이점 이외에는 상기 '수면 무호흡 감지 장치'의 특징과 동일한 특징을 포함할 수 있다. 따라서, 중복 기재를 방지하기 위하여 자세히 서술하지는 않았지만, 상기 '수면 무호흡 감지 장치'의 특징들이 모순되지 않는 범위에서 그대로 유추 적용될 수 있다.)
본 발명의 일 실시예에 따른 '수면 무호흡 감지 보조 장치'는, 상기 센서부가 출력한 신호를 상기 통신부를 통해 외부 장치에 전송하기만 하며, '상기 센서부의 신호를 분석'하거나 '수면 무호흡의 발생 여부를 판단'하는 동작은 수행하지 않는다. 이러한 '상기 센서부의 신호를 분석하는 동작', '수면 무호흡의 발생 여부를 판단하는 동작' 등은 상기 '수면 무호흡 감지 보조 장치'와 유선 또는 무선 통신망을 통해 연결된 외부 장치에 의해 수행되며, 수면 무호흡을 분석한 결과 역시 상기 외부 장치를 통해 표시된다.
한편, 상기 외부 장치는, 통신망을 통해 정보를 송수신할 수 있는 다양한 전자 장치로 구현될 수 있는데, 바람직하게는 스마트폰, 태블릿, 노트북, PC, PDA, 스마트 TV 등을 포함하는 사용자 단말기의 형태로 구현될 수 있다.
이러한 상기 외부 장치는, 어플리케이션 등을 통해 상기 '수면 무호흡 감지 보조 장치'로부터 전달되는 신호를 분석할 수 있고, 수면 무호흡의 발생 여부를 판별할 수도 있으며, 수면 무호흡과 관련된 다양한 정보를 표시할 수도 있다.
또한, 상기 외부 장치는, 음성 출력, 진동 출력 등의 출력 장치를 통해 알람 동작을 수행할 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 방법을 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 방법은, 수면 무호흡(Sleep apnea) 감지 장치가 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 단계(a 단계)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수면 무호흡 감지 장치는, 피에조(Piezo) 소자를 포함하는 센서 장치를 이용하여 공기의 움직임을 감지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 a 단계 이후에는, 수면 무호흡 감지 장치가 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임과 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임이 모두 감지되지 않는 시간을 카운팅하는 단계(b 단계)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 b 단계 이후에는, 수면 무호흡 감지 장치가 카운팅된 시간 정보를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 단계(c 단계)를 포함할 수 있다.
이상에서 살핀 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 방법은, 카테고리는 상이하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 무호흡 감지 장치와 실질적으로 동일한 특징을 포함할 수 있다. 따라서, 중복서술을 방지하기 위하여 자세히 기재하지는 않았지만, 상기 수면 무호흡 감지 장치와 관련하여 상술한 특징들은 상기 수면 무호흡 감지 방법 발명에도 당연히 유추되어서 적용될 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 수면 무호흡 감지 장치 110 : 센서부
112 : 제1센서 114 : 제2센서
120 : 입력부 130 : 통신부
140 : 표시부 150 : 알람부
160 : 비상 조치부 170 : 제어부
180 : 안면 마스크 형상의 몸체 200 : 사용자 단말기
300 : 병원 시스템

Claims (17)

  1. 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 제1센서 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 제2센서를 포함하는 센서부; 및
    상기 센서부가 생성하는 신호를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제1센서의 출력 신호와 기 설정된 역치값을 비교하여 코 호흡(Nose breathing)의 유무를 판정하고,
    상기 제2센서의 출력 신호와 기 설정된 역치값을 비교하여 입 호흡(Mouse breathing)의 유무를 판정하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 피에조(Piezo) 소자를 이용하여 공기의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1센서 및 상기 제2센서는 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 필름 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1센서 및 상기 제2센서는 안면 마스크(Facial Mask) 형상으로 형성되는 몸체에 설치되는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  6. 삭제
  7. 재 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임과 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임이 모두 감지되지 않는 시간을 카운팅하여, 수면 무호흡의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 코 호흡에 의한 공기의 움직임 또는 입 호흡에 의한 공기의 움직임이 감지되는 경우, 시간을 초기화시킨 뒤에 다시 카운팅하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    10초 이상의 시간이 카운팅된 경우에 수면 무호흡의 발생을 인지하고,
    상기 수면 무호흡이 1시간 기준으로 5회 이상 발생하거나 7시간 기준으로 30회 이상 발생하는 경우, 알람부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    10초 이상의 시간이 카운팅된 경우에 알람부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 알람부가 동작 된 이후에도 20초 이상의 시간이 카운팅된 경우,
    비상 조치부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비상 조치부는,
    비상 알람 동작을 수행하고,
    정보를 송수신할 수 있는 통신부를 이용하여 응급 구호 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    유선 또는 무선으로 정보를 송수신하는 통신부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 수면 무호흡의 발생이 감지된 경우, 상기 통신부를 이용하여 외부 장치에 알람 신호를 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. (a) 수면 무호흡(Sleep apnea) 감지 장치가 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임을 감지하는 단계;
    (b) 수면 무호흡 감지 장치가 코 호흡(Nose breathing)에 의한 공기의 움직임과 입 호흡(Mouth breathing)에 의한 공기의 움직임이 모두 감지되지 않는 시간을 카운팅하는 단계; 및
    (c) 수면 무호흡 감지 장치가 카운팅된 시간 정보를 바탕으로 수면 무호흡(Sleep apnea)의 발생 여부를 판단하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 (a)단계는, 수면 무호흡 감지 장치가 센서의 출력 신호와 기 설정된 역치값을 비교하여 코 호흡에 의한 공기의 움직임 및 입 호흡에 의한 공기의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수면 무호흡 감지 장치는, 피에조(Piezo) 소자를 포함하는 센서 장치를 이용하여 공기의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는 수면 무호흡 감지 방법.
KR1020130042046A 2013-04-17 2013-04-17 수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법 KR101474223B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130042046A KR101474223B1 (ko) 2013-04-17 2013-04-17 수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130042046A KR101474223B1 (ko) 2013-04-17 2013-04-17 수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140124972A KR20140124972A (ko) 2014-10-28
KR101474223B1 true KR101474223B1 (ko) 2014-12-19

Family

ID=51994956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130042046A KR101474223B1 (ko) 2013-04-17 2013-04-17 수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101474223B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220072171A (ko) 2020-11-25 2022-06-02 주식회사 서브원 다이빙 이퀄라이징 훈련장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108634954B (zh) * 2018-04-28 2024-01-23 上海健康医学院 一种家用简易呼吸暂停监测装置
KR102582896B1 (ko) * 2021-09-02 2023-09-25 서울대학교산학협력단 무선형 호흡 모니터링 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002143307A (ja) 2000-11-14 2002-05-21 Gunma Koike:Kk 呼吸同調型酸素供給装置
JP2006212271A (ja) 2005-02-04 2006-08-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 呼吸センサ、呼吸センサの使用方法、及び呼吸状態監視装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002143307A (ja) 2000-11-14 2002-05-21 Gunma Koike:Kk 呼吸同調型酸素供給装置
JP2006212271A (ja) 2005-02-04 2006-08-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 呼吸センサ、呼吸センサの使用方法、及び呼吸状態監視装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220072171A (ko) 2020-11-25 2022-06-02 주식회사 서브원 다이빙 이퀄라이징 훈련장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140124972A (ko) 2014-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11963744B2 (en) Bio-information output device, bio-information output method and program
US8823527B2 (en) Consciousness monitoring
KR102309022B1 (ko) 인공지능 기반의 생체 신호 원격 모니터링 시스템
US20110087084A1 (en) Face mask type vital signs measuring apparatus and vital signs management system using the same
US9842374B2 (en) Physiological indicator monitoring for identifying stress triggers and certain health problems
US11547364B2 (en) Abnormality notification system, abnormality notification method, and program
TW201019894A (en) Smart-type hospital bed system
KR20220115024A (ko) 웨어러블 다중 생체 신호 측정장치
KR101474223B1 (ko) 수면 무호흡 감지 장치 및 이를 이용한 방법
KR102602270B1 (ko) 수면상태 모니터링 서비스 제공 시스템 및 방법
JPWO2020071374A1 (ja) 状態監視装置および状態監視方法
WO2017038966A1 (ja) 生体情報出力装置、生体情報出力方法及びプログラム
JP6556783B2 (ja) 異常通報システム及びプログラム
US20160174893A1 (en) Apparatus and method for nighttime distress event monitoring
JPWO2020071375A1 (ja) 状態監視装置
WO2020133347A1 (zh) 一种对患者的监护方法及装置
KR20160116867A (ko) 스마트폰과 연동되는 변좌 시스템
US20210121133A1 (en) System and method for risk detection and intervention to prevent sudden death
TWM547150U (zh) 遠距智慧醫療監測輔佐互動系統
Rao et al. A review on different technical specifications of respiratory rate monitors
KR20130030911A (ko) 생체신호를 이용한 상황판단 장치 및 방법
KR102643039B1 (ko) 사용자 생체 정보를 통한 사용자 모니터링 방법 및 시스템
JP2019205843A (ja) 異常通報システム
WO2018211963A1 (ja) 情報表示装置およびプログラム
WO2024123458A1 (en) Controlling method for monitoring physiological condition of first user and related products

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171018

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181004

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191107

Year of fee payment: 6