KR101662290B1

KR101662290B1 - 자체 조율 방식을 이용한 코골이 수면무호흡증 완화 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101662290B1
Application number: KR1020150090532A
Authority: KR
Inventors: 백옥경
Original assignee: 백옥경
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2016-10-04

Abstract

본 발명은 코골이의 기도 진동을 주파수별로 분해하여 분석하는 별도의 신호분석기나 컨트롤박스를 구비하지 않고, 판 형태의 소형 키트로 제작되어 목에 착용된 후 기도의 진동에 반대 위상을 가지는 진동을 기도에 인가하여 코골이 또는 수면무호흡증을 완화시키는 자체 조율 방식을 이용한 코골이 수면무호흡증 완화 장치 및 그 방법에 관한 것으로,
상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치는, 상기 센서부에서 검출된 기도진동신호의 위상을 반전시켜 역신호를 생성하는 위상반전부; 상기 역신호에 따른 역기도진동을 발생시키는 액추에이터부; 및 상기 센서부와 위상반전부와 액추에이터부가 일체의 회로를 이루며 장착되어 착용자의 목에 착용되도록 하는 목착용부;를 포함하여 구성되어,
신호분석기와 컨트롤박스를 구비할 필요가 없어, 코골이 수면 무호흡증 완화 장치의 구성이 간소화 되는 것에 의해 코골이 수면 무호흡증 완화 장치의 크기, 점유 공간 및 제작비용을 현저히 줄일 수 있으며, 코골이 또는 수면 무호흡증 완화를 위한 작동 또한 용이하게 수행하고, 코골이 또는 수면 무호흡증의 완화 효율을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

자체 조율 방식을 이용한 코골이 수면무호흡증 완화 장치 및 그 방법{DEVICE TO RELIEVE SNORING AND SLEEP APNEA USING SELF TUNING AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 코골이 또는 수면무호흡증 방지를 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 코골이 소음을 유발하는 기도진동신호를 주파수별로 분해하여 분석하는 별도의 신호분석기나 컨트롤박스(원격 조종장치)를 구비함이 없이, 판 형태의 소형 키트로 제작되어 목에 착용된 후 기도의 진동에 반대 위상을 가지는 진동을 기도에 인가하여 코골이 또는 수면무호흡증을 완화시키는 자체 조율 방식을 이용한 코골이 수면무호흡증 완화 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

코골이는 호흡 시 공기의 유동에 따른 기도의 진동을 의미하며, 수면 중 호흡의 흐름에 문제를 발생시켜 산소부족과 피로감을 초래한다. 이러한 코골이가 심해지면 기도의 진동이 심해지고 기도의 내벽이 서로 밀착되어 기도가 일시적으로 차단되는 상황이 발생되는데 이를 수면무호흡증이라 한다. 수면무호흡증은 호흡이 멎은 상태로 10초 이상, 길면 100초 이상 지속되면서 산소 공급이 되지 않아 교감신경이 흥분하여 혈압이 올라가게 되고, 장기적으로 치매의 원인이 됨은 물론 심하면 심장마비나 뇌경색과 같은 치명적인 결과를 초래한다.

이에 따라 코골이 또는 수면무호흡증을 제어하기 위한 다양한 특허들이 제공되었다.

상술한 특허들의 예로, 미국 등록특허 US 0868399호(선행특허 1)의 'Mechanical ventilation in the presence of sleep disordered breathing'와 대한민국 등록특허 제10-1302052호(선행특허 2)의 '의료용 양압 조절 마스크', 대한민국 등록특허 제10-1303438호(선행특허 3)의 '코골이 및 수면 무호흡 치료 장치', 대한민국 등록특허 제10-0958343호(선행특허 4)의 '코골이 방지장치', 대한민국 등록특허 제10-0869864호(선행특허 5)의 '코골이 치료를 위한 꼬인 구개 이식편', 대한민국 공개특허 제 10-2013-0140595호(선행특허 6)의 '코골이 방지장치' 등을 들 수 있다.

상술한 특허들에 개시된 종래기술들은 의료용 양압기 착용 기술, 구강 내에 하악을 당기는 장치를 장착하거나 기도확보를 위한 이식편을 삽입하는 기술, 수면 자세를 바꿔 주는 기술, 수술 적용 기술 등으로 분류된다.

구체적으로, 선행특허 1 및 2는 양압기에 관련된 것이다. 그러나 상기 양압기는 매우 고가이면서 수면 시 착용이 불편하여 숙면에 방해가 되는 문제점을 가진다.

선행특허 3은 구강 내에 기도 확장을 위한 장치를 삽입하는 방법에 관한 것으로, 착용 및 삽입 시 이물감이 커서 사용자의 거부감이 큰 문제점이 있다.

선행특허 4는 취침 자세 변경을 통하여 코골이를 경감시키기 위한 방식으로 등이나 머리 뒤에 기구적 장치를 통해 코골이 발생 시 자세를 바꾸어 주는 장치에 관한 것으로, 단순하게 적용이 가능하나 수면 시 사용자의 불편함을 유발하여 숙면을 취하지 못하게 하며, 코골이 방지 효율 또한 저하되는 문제점을 가진다.

선행특허 5는 코골이 또는 수면무호흡증 치료를 위한 수술 방법으로서, 개개인의 인체 구조 특징에 따라 수술의 성공여부가 결정되며, 대부분 재발 확률이 매우 높아 대상을 선정하기가 까다로우며, 수술에 고가의 비용이 드는 문제점을 가진다.

선행특허 6은 IT 기술을 이용한 전자 의료기기에 관한 것으로, 단순히 계측 및 검사에 그치거나 컨트롤 박스 혹은 기타 측정 장비를 통해 코골이를 분석하여 신호 발생기로 진동파를 송신하는 방법을 개시한다. 그러나 선행특허 6의 종래기술 또한 설치, 사용이 번거롭고 분석기의 가격이 매우 높을 뿐 아니라 이러한 분석을 통해 코골이 파형을 정확하게 예측 및 재현하는 것이 매우 어려운 문제점을 가진다.

즉, 선행특허들에 제시된 종래기술들은 사용자에게 이물감을 초래하거나 비점막에 자극이 가해지는 불편, 기계 소음, 숙면 방해, 복부팽만 등의 문제점이 있으며, 특히 수술의 경우 개개인의 신체 특성에 따라 수술의 성공률이 달라지므로 그 대상을 결정하기가 쉽지 않게 된다. 설사 수술을 한다고 하더라고 성공률이 약 30 ∼40 %로 매우 낮아 재발률이 높으며, 수술에 큰 비용이 들게 된다.

또한, 선행특허 6과 같이 IT 기술을 이용하는 일예로서, 골전도 마이크를 이용하여 수면 중 호흡에 따른 두개골의 진동 상태를 계측하여 분석하는 방법이나 심박수 기록을 통해 호흡 상태를 파악하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법 또한 단순히 계측 및 검사에 그치는 방법이므로 코골이 또는 수면무호흡증의 근본적인 해결이 될 수 없다. 그 외에도 센서를 통해 신호를 컨트롤 박스로 전송하면 컨트롤 박스에서 주파수, 진동 및 싸이클 타임을 분석하여 신호 발생기로 역 진동파를 송신하는 방법이 제시되어 있다. 그러나 이러한 방법들은 인체 착용부와 컨트롤 박스를 유선 혹은 무선으로 통신하도록 해야 하므로, 수면 시 와이어의 존재로 인한 불편함이 초래되거나 무선의 경우 전자파 발생, 대형 배터리 및 안테나 설치 필요성 등의 불편함이 초래될 수 있다.

또한, 주파수, 진동형 및 싸이클 타임을 분석하여 복수의 주파수 성분의 코골이 파형을 정확하게 분석하고 이를 복수의 주파수 성분별 신호를 신호발생기에서 재생하여 신호를 송신하는 전체 과정은 매우 복잡하여 오류의 가능성이 매우 커서 코골이 신호를 효과적으로 제어하기 어려울 뿐만 아니라 주파수 분석기 한 대의 가격이 센서 가격의 수십배 수준인 것을 감안하면 그 제작비용 또한 크게 소요되는 문제점을 가진다.

요약하면, 종래기술의 코골이 완화 장치들은, 일체형이 아닌 경우 신호분석기를 포함하는 별도의 컨트롤 박스가 필요하다. 센서와 컨트롤박스 간의 신호 송수신의 방식은 무선과 유선의 방식이 있다. 무선 방식의 장치로 제작되는 경우, 센서부는 무선통신을 위한 대형 배터리가 필요하며, 액추에이터부의 경우에도 작동을 위하여 안테나와 배터리를 필요로 하게 되어, 점유 면적이 커져 설치 문제가 발생한다. 부가적으로 신호분석기의 가격이 매우 고가여서 전체 장치의 가격이 매우 높아지는 문제점을 가진다. 또한, 배터리와 안테나에 의한 전자파 문제가 큰 영향을 미칠 수 있다. 그리고 센서부와 신호분석기 및 컨트롤 박스를 유선으로 연결하는 경우에는 수면 시 움직임을 제한하게 되어 사용자가 불편함을 느낄 수 있다.

미국 등록특허 US 0868399호 대한민국 등록특허 제10-1302052호 대한민국 등록특허 제10-1303438호 대한민국 등록특허 제10-0958343호 대한민국 등록특허 제10-0869864호 대한민국 공개특허 제 10-2013-0140595호

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수술이나 산소마스크 형태의 양압기 부착의 불편함을 해소하고, 신호분석기(주파수, 진동형 및 싸이클 타임 분석)나 컨트롤 박스 혹은 별도의 유무선 연결 장치(와이어, 배터리 팩, 안테나 등) 없이 작은 크기의 일체형 장치를 착용함으로써 코골이 또는 수면무호흡증을 완화시킬 수 있도록, 기도진동신호를 검출한 후 검출된 기도진동신호와 역위상을 가지는 역진동을 기도에 인가하는 것에 의해, 코골이 또는 수면무호흡증이 완화되도록 하는 자체 조율을 이용한 코골이 수면무호흡증 완화 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 코골이 수면무호흡증 완화 장치는, 기도진동신호를 감지하는 센서부; 상기 센서부에서 검출된 기도진동신호의 위상을 반전시켜 역신호를 생성하는 위상반전부; 상기 역신호에 따른 역기도진동을 발생시키는 액추에이터부; 및 상기 센서부와 위상반전부와 액추에이터부가 일체의 회로를 이루며 장착되어착용자의 목에 착용되도록 하는 목착용부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치는, 상기 센서부와 위상반전부 및 액추에이터부가 회로를 구성하며 일면에 일체로 장착된 후 상기 목 착용부에 부착되는 기판부;를 더 포함하여 일체형 키트로 제작될 수 있다.

상기 기판부는, 상기 센서부와 위상반전부 또는 액추에이터부 중 하나 이상의 위치 이동을 위해 상기 센서부와 위상반전부 및 액추에이터부를 위치 이동 가능하게 장착시키는 가이드레일부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기판부는 유연성 판상 재질로 제작될 수 있다.

상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치는, 상기 기판부의 상기 목착용부와의 부착면에 부착되는 EMI(Electro Magnetic Interference)부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 센서부는 압전(Piezo Electric)소자 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 소자 중 어느 하나를 포함하여 구성되어 진동을 전기 신호로 바꾸어 줄 수 있도록 구성된다.

상기 위상반전부는, 센서부에서 진동을 검출하여 생성된 전기신호의 위상을 반전시켜 액추에이터부에 공급하도록 구성되며 상기 신호에 대한 주파수 분석을 수행함이 없이 신호의 위상을 반전시키도록 구성될 수 있다.

상기 액추에이터부는, 상기 위상반전부에서 공급된 신호를 기도의 진동의 감쇠를 위하여 최적의 역 진동을 기도에 인가하도록 상기 역 진동 신호를 증폭 또는 감쇠하여 공급하도록 구성될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수면 무호흡증 완화 장치는, 센서부를 이용하여 기도진동신호를 측정하여 전기신호로 전환하는 기도진동신호 검출과정; 위상반전부가 상기 검출된 신호의 위상을 반전시켜 역신호를 생성시키는 역신호생성과정; 및 엑추에이터부가 상기 역신호에 대응하는 역기도진동을 발생시켜 기도에 인가하는 역기도진동인가과정;을 포함하여 이루어진다.

상기 역기도진동신호생성과정은, 상기 센서부에 의해 검출된 기도진동신호에 대한 주파수 분석을 수행함이 없이 다수의 주파수 그룹으로 형성되는 기도진동신호의 위상을 반전시키도록 구성될 수 있다.

본 특허에 기술된 역 진동, 역 위상, 역신호, 반대되는 위상, 역기도진동 혹은 위상반전의 의미는 기도진동을 효과적으로 감쇠시키기 위해 검출된 신호에 위상차를 부여하여 공급함을 의미하며 실질적인 위상차는 0°부터 180° 사이에서 액추에이터의 특성을 고려하여 최적의 조건으로 선택할 수 있다.

상술한 구성의 본 발명은, 기도에서 발생하는 기도진동 신호를 검출하여 위상을 반전시킨 후 위상 반전된 역신호에 따르는 역기도진동을 기도에 인가하여, 코골이에 의한 진동을 감쇠시키는 것에 의해 코골이를 효과적으로 감소시킴은 물론, 부가적으로 수면무호흡증을 근본적으로 완화시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한 본 발명은 종래기술의 산소마스크와 유사한 양압기 같은 불편한 장치나 기도 확장, 하악을 당기기 위한 인체 내부에 착용되는 장치와 달리, 간편히 목에 목걸이와 같이 착용하도록 구성되는 것에 의해, 고비용의 수술이나, 주파수 분석을 위한 별도의 분석장치를 필요로 하는 기존의 IT 기반 전자기기를 활용한 방식과 달리, 별도의 분석 장치(별도의 주파수분석기, 진동형 및 싸이클 타임 분석기)나 컨트롤 박스 혹은 별도의 유무선 연결 장치(와이어, 배터리 팩, 안테나)가 필요 없어, 구성 및 크기를 현저히 축소시킬 수 있어 일체형 키트로 제작될 수 있으며, 가격적인 측면에서 제작비용을 현저히 절감시키는 효과를 제공하고, 설치 및 작동의 용이성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 기도진동을 이용한 자체 조율 방식의 코골이 수면무호흡증 완화 장치(10)가 일체형 키트로 구성된 것을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 구성 중 센서부(11), 위상반전부(12) 또는 액추에이터부(13)와 기판부(15) 및 EMI부(17)의 결합상태도.
도 3은 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)가 벨크로부(20)를 이용하여 목착용부(19)를 구성한 것을 나타내는 도면.
도 4는 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)가 끈(31)을 이용하여 목착용부(19)를 구성한 것을 나타내는 도면.
도 5는 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)가 테이프(41)를 이용하여목착용부(19)를 구성한 것을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 자체 조율 방식을 이용한 코골이 수면무호흡중 완화 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 7은 검출된 코골이의 기도진동신호의 예를 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 기도진동신호를 주파수 분석하여 주파수영역으로 전환한 기도진동신호의 그래프.
도 9는 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)에 의해 역기도진동신호를 인가한 후의 감소된 기도진동신호의 그래프.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 기도진동을 이용한 자체 조율 방식의 코골이 수면무호흡증 완화 장치(10)가 일체형 키트로 구성된 것을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 구성 중 센서부(11), 위상반전부(12) 또는 액추에이터부(13)와 기판부(15) 및 EMI부(17)의 결합상태도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)는, 센서부(11), 위상반전부(12), 액추에이터부(13), 가이드레일부(14)를 구비한 기판부(15), EMI부(17)를 포함하여 구성된다.

상술한 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)의 구성 중 상기 센서부(11)는 기도의 진동을 검출할 수 있는 압전센서 또는 MEMS 소자 등으로 구성될 수 있다. 또한 상기 센서부(11)는 검출된 신호의 증폭을 위한 증폭기, 노이즈 제거를 위한 필터 등 신호 검출을 위한 다양한 신호처리 소자를 포함할 수 있다. 여기서 기도진동은 성대 등을 포함하는 기도의 피부 조직 부위의 진동으로서, 주파수 분석(또는 분할)하지 않은 다수의 주파수 그룹으로 형성되는 그룹신호인 기도진동 그대로의 신호를 의미한다.

상기 위상반전부(12)는 상기 센서부(11)에서 검출된 그룹파 또는 군파로서의 기도진동의 위상(기도진동을 형성하는 그룹파의 포락선의 위상)과 반전된 위상을 가지는 역신호를 생성한다. 상술한 역신호를 생성하는 위상반전부(12)는 밸런스형 위상반전회로, P-K 분할형 위상 반전회로, 차동형(무라드형) 위상 반전 회로 등의 다양한 위상반전회로를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 액추에이터부(13)는 센서부(11)에서 검출된 기도진동을 감쇠시키기 위해, 위상반전부(12)에서 출력된 역신호에 대응하는 역기도진동을 발생시켜 목을 통해 기도에 전달하도록 구성된다. 상기 액추에이터부(13) 또한 자석과 코일 등으로 구성되어 위상반전부에서 생성된 역신호에 따라 역기도진동을 발생시키도록 구성될 수 있다.

상기 기판부(15)는 실리콘, 천, 고무 등의 유연성 판으로 제작되어 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)가 일체로 장착되는 것에 의해 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)를 일체형의 키트로 구성될 수 있도록 하고, 유연성에 의해 목에 장착할 수 있도록 한다.

상기 기판부(15)에는 센서부(11)와 위상반전부(12)와 액추에이터부(13)가 정확하게 동작하는 최적의 위치에 위치시킬 수 있도록 위치 이동시키기 위한 가이드레일부(14)가 형성된다.

도 1 및 도 2의 경우, 상기 가이드레일부(14)는 다수의 톱니(14b)가 형성된 래크부로 구성되는 가이드레일(14a)인 것으로 도시하였으나, 판상으로 구성될 수도 있다.

이를 위해, 상기 가이드레일부(14)는 기판부(15)의 상부에 가이드레일(14a)이 형성되고, 가이드레일(14a)의 하부에는 기판부(15)의 측방향을 관통하며 길이방향을 따라 가이드홈(14c)이 형성된다. 상기 가이드레일(14a)은 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)가 위치 이동을 가이드하거나 고정하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 가이드레일(14)의 상부에는 전극레일(14R)이 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2의 경우 가이드레일(14a)이 톱니(14b)들로 형성되는 래크부로 되는 것으로 도시하였으나 이는 본 발명을 설명하기 위한 실시예일 뿐으로 본 발명의 가이드레일(14a)을 래크부로 한정하는 것은 아니며 릴리즈블 타이 등을 활용하여 구성할 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)는 가이드레일부(14) 상에서의 위치 이동을 위해, 도 2와 같이, 일 측에 잠금이송레그홀더(11c)가 형성되고, 잠금이송레그홀더(11c)에는 상단에 잠금이송레그버튼(11a)이 형성된 잠금이송레그(11b)가 탄성부재(11d)를 개재하여 장착된다. 또한, 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)의 잠금이송레그홀더(11c)가 형성된 단면의 반대측에는 하단부로 고정이송레그(11f)가 연장 형성되어 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)가 가이드레일(14a) 상에서 탈선하는 것을 방지한다.

또한, 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)의 각각의 저면에는 전극레일(14R)에 접지되어 전원을 공급받으며 신호를 전송하도록 하는 전극(11R)들이 형성된다. 강기 전극레일(14R)은 신호선, 전원선 등을 구비하는 버스라인으로 구성되고 상기 전극(11R)은 버스라인의 각각에 접속되는 신호전극과 전극전극을 포함하는 다수의 전극으로 구성될 수 있다.

상기 가이드레일(14a)이 톱니(14b)를 구비하는 경우, 상기 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)의 저면에는 상기 톱니(14b)와 맞물리어 위치 이동이 고정되는 대응하는 톱니를 가지는 짧은 길이의 래크부로 형성될 수 있다.

상술한 구성의 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)는 잠금이송레그버튼(11c)을 누르면 잠금이송레그(11b)가 가이드레일(14a)의 저면과의 밀착이 해제되어 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)를 가이드레일(14a) 상에서 이송 가능하게 한다. 이 후 위치 이동이 종료된 후 잠금이송레그버튼(11c)의 누름을 해제하면, 탄성부재(11f)에 의해 잠금이송레그(11b)가 들어올려지면서 가이드레일(14a)의 저면에 밀착되어 잠겨짐으로써 위치 이동이 제한된다. 이때 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)의 저면에 톱니가 형성된 경우 톱니는 가이드레일(14a)에 형성된 톱니(14b)들과 맞물리는 것에 의해 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)의 위치 이동을 더욱 방지한다. 상기 설명된 레일의 구조(도2)는 하나의 예일 뿐 릴리즈블 타이 등과 같이 매우 간단한 부품을 이용하여 센서부, 위상반전부, 액추에이터부의 위치이동이 가능하도록 구성될 수도 있다.

상기 케이블부(16)는 일체형 키트로 형성된 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)의 구동 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 상술한 구성의 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)에는 배터리 장착형, 충전지 장착형, 배터리 또는 충전지와 상용전원의 선택적 공급이 가능한 다중 전원공급형 등 다양한 전원 공급 방식이 적용될 수 있다.

상기 EMI부(17)은 전자기파차단 기능을 가지는 필름 부재로 구성된다. 상기 EMI부(17)는 기판부(15)의 저면에 부착되어, 외부의 전자기파를 차단함으로써, 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)가 외부의 전자기파에 의해 오작동 하는 것을 방지하며 인체에 미치는 전자파의 악영향을 최소화한다.

상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)는 센서부(11)와 센서부(11)의 출력단에 위상반전부(12)가 구비되며, 위상반전부(12)의 출력단이 액추에이터부(13)에 연결 구성되는 회로로 구성된 후 기판부(15) 상에 일체로 장착되어 일체형의 코골이 수면 무호흡증 완화 장치 키트로 구성된다. 그리고 상기 기판부(15)는 피부 접촉면에 EMI부(17)가 부착된다.

상술한 바와 같이 구성되는 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)는, 착용자의 목에 착용되어, 센서부(11)를 통해 기도에서 발생된 기도진동(self impulse signal)을 검출하고, 위상반전부(12)를 이용하여 검출된 기도진동과 동일한 크기이나 그룹 역위상을 가지는 역신호를 생성하고, 생성된 역신호에 의해 액추에이터부(13)가 작동되어 기도에 역기도진동을 인가함으로써, 기도진동을 감쇠시키는 것에 의해 코골이를 감소 완화시킨다.

상술한 구성의 코골이 완화 장치(10)는 목에 부착하기 위한 다양한 구성이 부가 구성될 수 있다.

도 3은 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)가 벨크로부(20)를 이용하여 목착용부(19)를 구성한 것을 나타내는 도면이고, 도 4는 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)가 끈(31)을 이용하여 목착용부(19)를 구성한 것을 나타내는 도면이며, 도 5는 상기 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)가 테이프(41)를 이용하여 목착용부(19)를 구성한 것을 나타내는 도면이다.

도 3의 (a) 및 (b)와 같이, 센서부(11), 위상반전부(12) 및 액추에이터부(13)가 장착된 기판부(15)의 EMI부(17)가 부착된 면이 목착용부(19)에 부착되어 목걸이 형태의 일체형의 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)로 된다. 이때 상기 목착용부(19)는 목에 착용하기 용이하도록, 천연 섬유 또는 합성 섬유를 포함하는 천, 실리콘, 고무, 또는 가죽 등의 재질로 구성된다.

상술한 구성의 목착용부(19)는 목에 장착을 위해 다양한 고정수단을 구비한다. 일예로, 도 3과 같이, 상기 고정수단은 일단은 후크패스너로 되고 타단은 루프패스너로 되는 벨크로패스너(21)로 구성되는 벨크로패스너부(20)를 구비하도록 구성될 수 있다.

상술한 구성의 코골이 수면 무호흡 완화 장치(10)는 도 (3)의 (c)와 같이, 벨크로패스너부(20)가 서로 접착되어 착용자의 목에 장착된 후 고정된다.

도 3의 (b)는 코골이 무호흡증 완화 장치(10)의 저면도로서, 도시된 바와 같이, 기판부(15)의 저면 또는 내부에는 전지(22)들이 장착되는 전지함(23)이 고정 설치될 수 있다. 상기 전지(22)는 1차 전지 또는 충전지 등의 2차 전지로 구성될 수 있다. 1차 전지 형인 경우 케이블부(16)는 구비되지 않을 수 있다.

이와 달리, 도 4와 같이, 상기 목착용부(19)는 양단에 끈(31)을 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)를 목에 두른 후 끈(31)을 매듭하는 것에 의해 목에 장착시킨다. 양측의 끈을 통칭하여 끈부(30)라 한다.

또한, 도 5와 같이, 상기 목착용부(10)는 일회용 테이프(41)를 이용하여 목착용부(19)가 장착된 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)를 착용자의 목에 부착시킬 수 있게 된다.

상기 테이프(41)는 롤 형태로 제공되어 사용자가 취침 전에 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)를 착용하고자 하는 적당한 길이로 잘라 낸 후 목착용부(19)를 목에 부착한 상태에서 테이프(41)로 목착용부(19) 전체를 덮도록 목에 부착하여 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)를 목에 고정하게 된다. 이 경우 목에 부착된 테이프(41)의 구성을 테이프부(40)로 명칭하고 도면 부호를 부여하였다.

도 3 내지 도 6의 코골이 수면무호흡증 완화 장치(10)를 고정하기 위한 구성이, 상술한 바의 벨크로패스너부(20), 끈부(30) 및 테이프부(40)의 구성으로 한정되는 것은 아니며, 상술한 구성 이외에 다양한 구성이 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 자체 조율 방식을 이용한 코골이 수면무호흡증 완화 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.

도 6과 같이 본 발명의 코골이 수면무호흡증 완화 방법은, 상술한 도 1 내지 도 5와 같이, 착용자의 목에 착용된 코골이 수면 무호흡증 완와 장치(10)의 센서부(11)를 통해 기도진동을 검출하는 기도진동신호검출과정(S100), 위상반전부(12)에 의해 검출된 신호의 위상반전된 역신호를 생성하는 역신호생성과정(S200) 및 액추에이터부(13)에 의해 역신호에 따른 역기도진동을 목을 통해 기도로 인가하는 역기도진동인가과정(S300)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 기도진동신호검출과정(S100)은 착용자의 목에 착용된 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)의 센서부(11)가 기도진동을 검출한다. 이때 검출되는 기도진동은 다양한 주파수의 파들로 구성되는 군파의 형태로 검출된다.

도 7은 검출된 코골이의 기도진동신호의 예를 나타내는 도면이고, 도 8은 도 7의 기도진동신호를 주파수 분석하여 주파수영역으로 전환한 기도진동신호의 그래프이다.

도 7과 같이, 기도진동은 파형이 시간에 따라 계속 변화된다. 또한, 상기 기도진동은 도 8과 같이, 여러 개의 주파수 성분을 포함한다.

도 7 및 도 8에서 측정된 각각의 코골이 소음의 주파수 분포는 다음의 표와 같다.

도 7 및 도 8과 같이, 기도진동의 파형은 매번 차이가 있으므로, 종래기술에서와 같이 파형을 매 코골이 소음 발생 시 마다 분석하고, 같은 신호가 되도록 재생하는 과정은 매우 복잡하다. 이러한 문제점을 해소하기 위한 방법으로 본 발명에서는 코골이의 원인이 되는 기도진동을 이용하여 자체 조율함으로써 신호 분석의 복잡한 과정과 고가의 분석기를 필요로 하지 않는 간단한 일체형 장치를 이용하여 코골이 및 수면무호흡증을 완화시킬 수 있도록 한다.

상기 역신호 생성과정(S200)은 상기 센서부(11)에서 기도진동신호를 전기신호로 전환한 신호의 위상을 위상반전부(12)가 위상반전 하여 군파(그룹파)인 기도진동신호의 위상을 반전시키고 진폭은 동일하게 하여 역신호를 생성한다.

상기 역기도진동인가과정(S300)은 위상반전부(12)에서 생성된 역신호를 액추에이터부(13)가 인가 받아서 진동하는 것에 의해 착용자의 목을 통해 기도에 역신호에 대응하는 역기도진동을 인가하여 기도진동을 감소시킨다.

즉, 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)의 액추에이터부(13)에 역신호를 인가하면, 액추에이터부(13)가 역신호에 따라 진동하는 것에 의해 착용자의 목을 통해 기도로 기도진동과 위상이 반대되면서 진폭(크기)은 동일한 역기도진동을 인가하게 된다. 이때 최적의 코골이 및 수면무호흡증 완화효과를 위하여 신호의 크기를 확대 또는 축소할 수 있도록 조성할 수 있다.

도 9는 코골이 수면 무호흡증 완화 장치(10)에 의해 역기도진동신호를 인가한 후의 감소된 기도진동신호의 그래프이다.

도 9와 같이, 액추에이터부(13)에 의해 역기도진동이 착용자의 목을 통해 기도에 인가되면, 도 7의 기도진동이 역기도진동신호에 의해 도 9와 같이 감쇠되어, 코골이 및 수면 무호흡증이 효율적으로 완화된다.

10: 코골이 수면 무호흡증 완화 장치
11: 센서부 11a: 잠금이송레그버튼
11b: 잠금이송레그 11c: 잠금이송레그 홀더
11d: 탄성부재 11f: 고정이송레그
11R: 전극
12: 위상반전부 13: 액추에이터부
14: 가이드레일부 14a: 가이드레일
14b: 톱니 14c: 가이드홈부
14R: 전극레일 15: 기판부
17: EMI부 16: 케이블부
20: 벨크로패스너부 21: 벨크로패스너
22: 전지 23: 전지함
30: 끈부 31: 끈
40: 테이프부 41: 테이프

Claims

주파수 분할을 수행하지 않은 다수의 주파수로 형성되는 그룹신호인 기도진동을 감지하여 전기신호로 전환하는 센서부;
상기 센서부에서 검출된 상기 기도진동신호에 대한 주파수 분석을 수행함이 없이 그룹신호의 위상을 반전시켜 역신호를 생성하는 위상반전부;
상기 역신호에 따른 역기도진동을 발생시키는 액추에이터부;
상기 센서부와 위상반전부와 액추에이터부가 일체의 회로를 이루며 장착되어착용자의 목에 착용되도록 하는 목착용부;
톱니들이 형성되는 래크부로되는 가이드레일과 가이드레일의 하부에서 측방향을 관통하여 길이방향을 따라 형성되는 가이드홈으로 구성되어 상기 센서부와 위상반전부 또는 액추에이터부가 위치 이동 가능하게 장착시키는 가이드레일부를 구비하는 연성 판상 재질로 제작되어 상기 목착용부에 부착되는 기판부; 및
상기 기판부의 상기 목착용부와의 부착면에 부착되는 EMI부;를 포함하며,
상기 센서부와 위상반전부 또는 엑추에이터부 일측에 잠금이송레그홀더가 형성되고, 잠금이송레그홀더의 상단에 잠금이송레그버튼이 형성된 잠금이송레그가 탄성부재를 개재하여 장착되며, 센서부, 위상반전부 또는 엑추에이터부의 잠금이송레그홀더가 형성된 반대측에는 하단부로 고정이송레그가 연장 형성되어 상기 센서부와 위상반전부 또는 엑추에이터부를 상기 가이드레일부 상에서 위치 고정시키는 코골이 수면 무호흡증 완화 장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 센서부는,
압전소자 또는 MEMS 소자 중 어느 하나를 포함하여 구성되는 코골이 수면 무호흡증 완화 장치.
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청구항 1에 있어서, 역기도진동을 발생함에 있어 액추에이터가 공급하는 진동의 크기를 확대 혹은 축소할 수 있도록 구성되는 코골이 수면 무호흡증 완화 장치.
주파수 분할을 수행하지 않은 다수의 주파수로 형성되는 그룹신호인 기도진동을 감지하여 전기신호로 전환하는 센서부; 상기 센서부에서 검출된 상기 기도진동신호에 대한 주파수 분석을 수행함이 없이 그룹신호의 위상을 반전시켜 역신호를 생성하는 위상반전부; 상기 역신호에 따른 역기도진동을 발생시키는 액추에이터부; 상기 센서부와 위상반전부와 액추에이터부가 일체의 회로를 이루며 장착되어착용자의 목에 착용되도록 하는 목착용부; 상기 센서부와 위상반전부 및 액추에이터부가 회로를 구성하며, 상기 센서부와 위상반전부 또는 액추에이터부 중 하나 이상의 위치 이동을 위해 상기 센서부와 위상반전부 및 액추에이터부를 위치 이동 가능하게 장착시키는 가이드레일부를 구비하는 연성 판상 재질로 제작되어 상기 목착용부에 부착되는 기판부; 및 상기 기판부의 상기 목착용부와의 부착면에 부착되는 EMI부;를 포함하여 구성되는 코골이 수면 무호흡증 완화 장치의 코골이 수면 무호흡증 완화 방법에 있어서,
센서부를 이용하여 주파수 분할을 수행하지 않은 다수의 주파수로 형성되는 그룹신호인 기도진동을 측정하여 전기신호로 전환하는 기도진동신호 검출과정;
위상반전부가 상기 기도진동신호에 대한 주파수 분석을 수행함이 없이 그룹신호의 위상을 반전시켜 역신호를 생성시키는 역신호생성과정; 및
엑추에이터부가 상기 역신호에 대응하는 역기도진동을 생성하여 기도에 인가하는 역기도진동인가과정;을 포함하여 이루어지는 코골이 수면 무호흡증 완화 방법.
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