KR101695223B1 - 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템 - Google Patents

코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템에 관한 것으로서, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 감지장치, 상기 환자의 입안에 착용하는 치료장치 및 상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 치료장치의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치를 패드 형식의 필름 타입으로 형성한바, 전체 수면 무호흡 감지장치의 부피가 획기적으로 줄어들 수 있으므로, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 설치된 흉부용 밴드를 장시간 착용하여 수면 무호흡 검사를 받아도 기존 수면 무호흡 감지장치를 착용한 것과 같은 답답함과 불편함을 느끼지 않고 정상적인 수면상태에 쉽게 이를 수 있으며, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 센서부가 압전효과를 이용한 피에조 필름을 이용하므로, 주변 온도 변화에 큰 영향을 받지 않고, 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 동작하여 환자의 하악을 전방으로 이동시키거나 기도를 확보하므로, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 편안하게 장시간 착용할 수 있으며, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 탈착 가능한 스페이서 및 탈착부를 형성함으로써 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 치료장치를 추가적으로 제작할 필요가 없다는 효과가 있다. 또한, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 감지한 결과에 따라 제어장치가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 구동을 자동으로 제어하며, 환자의 상태를 모니터링부에 실시간으로 표시하므로, 환자나 수면 다원 검사의 검사자 모두에게 편리함을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템{SYSTEM FOR SENSING AND TREATMENT OF SNORING AND SLEEP APNEA}
본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 코골이 및 수면 무호흡 상태를 정학하게 감지하여 환자의 입안에 착용한 치료장치의 구동을 자동으로 제어할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
수면 무호흡(Sleep Apnea)이란 수면 중에 호흡의 정지가 일어나는 증상으로, 수면 중 10초 이상의 무호흡 상태가 시간당 5번 이상 발현되거나, 7시간 기준으로 30번 이상 발현되는 수면 장애 증상을 의미하며, 코골이 환자들에게서 어렵지 않게 찾아볼 수 있는 현대인의 질병이다. 이러한 수면 무호흡은 집중력 저하, 동맥혈 내 산호 포화도 감소로 인한 고혈압, 부정맥, 뇌졸중, 심근경색 등을 유발할 수 있고, 심한 경우에는 수면 중 심장마비, 돌연사 등을 유발할 수 있으므로, 최근에는 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지하고, 그에 대한 치료방식을 마련하는 연구가 계속되고 있다.
기존의 수면 무호흡 감지방식은 수면 다원 감지방식, CCD 카메라를 이용한 감지방식, 외복 형태의 수면 무호흡 감지방식, 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지방식, ECG 전극을 이용한 흉강 임피던스 감지방식이 존재하며, 그 중에서 외복 형태의 수면 무호흡 감지방식과 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지방식이 많이 이용되고 있다. 여기서 외복 형태의 수면 무호흡 감지방식은 환자들의 신체에 외복 형태의 센서부를 밀착시킨 상태에서 장시간 감지하는 방식인바, 환자들이 답답함과 불편함으로 인해 정상적인 수면상태에 이르지 못하다는 문제점이 있었다. 아울러, 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지방식은 환자의 코와 입을 통한 날숨의 과정에서 발생하는 호흡에 의한 주변의 온도 변화를 온도 센서를 이용해 감지하고, 이를 통해 수면 무호흡 상태를 감지하는 방식인바, 온도 센서가 온도 변화에 매우 민감하므로 감지에 오차가 발생할 확률이 높다는 문제점이 있었다.
한편, 기존의 수면 무호흡의 치료방식은 크게 내과적 치료, 외과적 치료, 양압 공급장치의 사용에 의한 치료, 구강장치의 사용에 의한 치료 등이 제안되어 왔으며, 그 중에 착용이 용이하고 부작용 및 후유증이 적은 구강장치의 사용에 의한 치료방식이 가장 많이 이용되고 있다. 구강장치의 사용에 의한 치료는 구체적으로 하악을 전방으로 이동시켜 기도를 확보하여 코골이 및 수면 무호흡을 방지하는 장치와, 연구개 및 목젖을 상측으로 압박하여 기도를 확보해 코골이 및 수면 무호흡을 방지하는 장치로 분류된다. 그러나 하악을 전방으로 이동시키는 장치는 장치를 수동으로 조절하여 수면중에 계속 착용해야 하는바, 환자가 불편함과 답답함을 느끼는 경우가 많았으며, 연구개 및 목젖을 상측으로 압박하는 장치는 착용감이 매우 떨어져 환자에 따라 거부반응을 일으키는 경우가 많다는 문제점이 있다. 또한, 두 장치 모두 환자의 상태가 악화되거나 호전되는 경우 그에 맞는 새로운 장치를 제작해야 하는바, 시간 및 비용이 추가적으로 소모되는 문제점까지 있다.
정리하면, 수면 무호흡 치료를 위해서는 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지할 수 있음과 동시에 치료과정에서 환자가 불편함과 답답함을 느끼지 않아야 한다. 따라서 본 발명은 수면 무호흡 상태의 정확한 감지와 편안한 착용감 및 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 추가적인 시간 및 비용이 소모되지 않는 통합적인 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템을 제안하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0129489호(2010.12.09)
본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 감지장치를 환자가 장시간 착용하여도 답답함과 불편함을 느끼지 않고 정상적인 수면상태에 이를 수 있는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 주변 온도 변화에 큰 영향을 받지 않고, 코골이 및 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지할 수 있는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 치료장치가 동작하여 환자의 하악을 전방으로 이동시키거나 기도를 확보하므로, 환자가 편하게 장시간 착용할 수 있는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 치료장치를 제작할 필요가 없는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 감지한 결과에 따라 치료장치의 구동을 자동으로 제어할 수 있는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템은환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 감지장치; 상기 환자의 입안에 착용하는 치료장치; 및 상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 치료장치의 구동을 제어하는 제어장치;를 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 환자의 호흡률(RR, Respiratory Rate)을 산출하는 호흡률 산출부; 상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 환자의 분당 호흡량(MV, Minute Ventilation)을 산출하는 분당 호흡량 산출부; 및 상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 환자의 일호흡량(TV, Tidal Volume)을 산출하는 일 호흡량 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치를 패드 형식의 필름 타입으로 형성한바, 전체 수면 무호흡 감지장치의 부피가 획기적으로 줄어들 수 있으므로, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 설치된 흉부용 밴드를 장시간 착용하여 수면 무호흡 검사를 받아도 기존 수면 무호흡 감지장치를 착용한 것과 같은 답답함과 불편함을 느끼지 않고 정상적인 수면상태에 쉽게 이를 수 있으며, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 센서부가 압전효과를 이용한 피에조 필름을 이용하므로, 주변 온도 변화에 큰 영향을 받지 않고, 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 동작하여 환자의 하악을 전방으로 이동시키거나 기도를 확보하므로, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 편안하게 장시간 착용할 수 있으며, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 탈착 가능한 스페이서 및 탈착부를 형성함으로써 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 치료장치를 추가적으로 제작할 필요가 없다는 효과가 있다. 또한, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 감지한 결과에 따라 제어장치가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 구동을 자동으로 제어하며, 환자의 상태를 모니터링부에 실시간으로 표시하므로, 환자나 수면 다원 검사의 검사자 모두에게 편리함을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 감지장치는, 피에조(Piezo) 필름, 상기 피에조 필름의 상면에 형성된 제1 전도성 잉크부, 상기 피에조 필름의 하면에 형성된 제2 전도성 잉크부, 상기 제1 전도성 잉크부의 상면에 형성된 제1 코팅부 및 상기 제2 전도성 잉크부의 하면에 형성된 제2 코팅부를 포함할 수 있으며, 상기 감지장치는, 상기 센서부가 감지한 진동 및 소음에 대한 아날로그 신호를 취득하는 하이 패스 필터(HPF, High Pass Filter) 및 상기 하이 패스 필터가 취득한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 감지장치는, 상기 하이 패스 필터와 A/D 컨버터 사이에 로우 패스 필터(LPF, Low Pass Filter)를 더 포함할 수 있으며, 상기 감지장치는,
상기 센서부가 실장되는 지지부 및 상기 센서부가 상기 지지부에 실장된 상태에서 상기 센서부에 소정 장력(Tension)을 가하는 하나 이상의 고정부를 더 포함할 수 있고, 상기 감지장치는, 흉부용 밴드가 환자의 신체와 맞닿는 면에 설치될 수 있다.
한편, 상기 치료장치는, 환자의 윗니 배열에 맞게 형성되어 상기 윗니를 수용하는 윗니 수용부, 상기 환자의 아랫니 배열에 맞게 형성되어 상기 아랫니를 수용하는 아랫니 수용부 상기 아랫니 수용부의 내측면 양단에서 상기 윗니 수용부측으로 돌출 형성된 날개부 및 상기 윗니 수용부의 내측면 양단에서 소정간격 이격되어 형성되며, 일단이 상기 날개부의 후면과 맞닿는 이동부를 포함할 수 있으며, 상기 이동부는, 내부에 액츄에이터를 포함할 수 있고, 상기 이동부는, 상기 액츄에이터의 일단을 포함하는 제1 이동부 및 상기 액츄에이터의 타단을 포함하는 제2 이동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 이동부는, 상기 액츄에이터의 구동에 따라 전방 또는 후방으로 이동하여 상기 날개부에 힘을 가하며, 상기 날개부에 힘이 가해짐에 따라 상기 아랫니 수용부도 전방 또는 후방으로 이동할 수 있으며, 상기 액츄에이터는,
원격 제어 명령을 수신하는 안테나를 더 포함할 수 있고, 상기 치료장치는, 무선충전용 코일을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 치료장치는, 환자의 윗니 배열에 맞게 형성되어 상기 윗니를 수용하는 윗니 수용부, 상기 환자의 아랫니 배열에 맞게 형성되어 상기 아랫니를 수용하는 아랫니 수용부, 상기 아랫니 수용부의 내측면 양단에서 상기 윗니 수용부측으로 돌출 형성된 날개부 및 상기 윗니 수용부의 내측면 양단에 형성되어 일면이 상기 날개부의 내측면과 맞닿는 이동부를 포함할 수 있으며, 상기 이동부는,
외측으로 소정각도 절곡된 제1 절곡부를 포함하는 스페이서를 더 포함할 수 있고, 상기 날개부는, 상기 날개부 외주면의 일부 형상을 따라 소정 두께로 형성된 탈착부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 절곡부는, 상기 탈착부를 밀어 상기 날개부가 형성된 상기 아랫니 수용부를 전방으로 이동시킬 수 있다.
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또한, 상기 호흡률 산출부는, 60초를 주기로 하는 파라미터를 설정하여, 수학식 RR = Nb * 60/t에 따라 상기 환자의 호흡률을 산출할 수 있으며(단, RR은 환자의 호흡률, Nb는 60초 동안의 호흡수이다), 상기 분당 호흡량 산출부는, 60초를 주기로 하는 파라미터를 설정하여, 수학식 MV = Vexp * 60/t에 따라 상기 환자의 분당 호흡량을 산출할 수 있고(단, MV는 환자의 분당 호흡량, Vexp는 Expected Correlation Volume 이다), 상기 일 호흡량 산출부는, 60초를 주기로 하는 파라미터를 설정하여, 수학식 TV = Vexp / Nb에 따라 상기 환자의 일 호흡량을 산출할 수 있다. (단, TV는 환자의 일 호흡량, Vexp는 Expected Correlation Volume, Nb는 60초 동안의 호흡수이다)
아울러, 상기 제어장치는, 상기 호흡률 산출부, 분당 호흡량 산출부 및 일 호흡량 산출부가 산출한 상기 환자의 호흡률, 분당 호흡량 및 일 호흡량에 따라 상기 치료장치의 구동을 제어할 수 있으며, 상기 호흡률 산출부, 분당 호흡량 산출부 및 일 호흡량 산출부가 산출한 상기 환자의 호흡률, 분당 호흡량 및 일 호흡량을 통해 피에조 파형을 생성할 수 있고, 상기 생성한 피에조 파형을 기저장된 Pflow 파형과 비교하여 환자의 코골이 및 수면 무호흡 상태를 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어장치는, 상기 생성한 피에조 파형을 실시간으로 표시하는 모니터링부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어장치는, 개인용 컴퓨터 또는 스마트폰일 수 있다.
본 발명에 따르면, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치를 패드 형식의 필름 타입으로 형성한바, 전체 수면 무호흡 감지장치의 부피가 획기적으로 줄어들 수 있으므로, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 설치된 흉부용 밴드를 장시간 착용하여 수면 무호흡 검사를 받아도 기존 수면 무호흡 감지장치를 착용한 것과 같은 답답함과 불편함을 느끼지 않고 정상적인 수면상태에 쉽게 이를 수 있는 효과가 있다.
또한, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 센서부가 압전효과를 이용한 피에조 필름을 이용하므로, 주변 온도 변화에 큰 영향을 받지 않고, 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 동작하여 환자의 하악을 전방으로 이동시키거나 기도를 확보하므로, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 편안하게 장시간 착용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 탈착 가능한 스페이서 및 탈착부를 형성함으로써 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 치료장치를 추가적으로 제작할 필요가 없는 효과가 있다.
아울러, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 감지한 결과에 따라 제어장치가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 구동을 자동으로 제어하며, 환자의 상태를 모니터링부에 실시간으로 표시하므로, 환자나 수면 다원 검사의 검사자 모두에게 편리함을 제공할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 감지장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 코골이 및 수면 무호흡 감지장치에 포함되는 피에조 필름을 전기적인 등가회로 모델로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 도면에 오실로스코프를 추가한 등가회로 모델을 나타낸 도면이다.
도 4는 코골이 및 수면 무호흡 감지장치에 포함되는 하이 패스 필터를 나타낸 도면이다.
도 5는 환자로부터 발생하는 진동 및 소음이 하이 패스 필터를 통과하였을 때 얻을 수 있는 주파수 응답 곡선을 나타낸 도면이다.
도 6은 코골이 및 수면 무호흡 감지장치에 포함되는 로우 패스 필터를 나타낸 도면이다.
도 7은 코골이 및 수면 무호흡 감지장치에 포함되는 센서부의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 8은 코골이 및 수면 무호흡 감지장치에 포함되는 센서부와 연결된 전원부를 나타낸 도면이다.
도 9는 코골이 및 수면 무호흡 감지장치가 흉부용 밴드에 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 포함되는 이동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 포함되는 액츄에이터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 액츄에이터가 이동부에 포함되어 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 14는 액츄에이터의 구동에 따라 아랫니 수용부가 전방 또는 후방으로 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 15는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 포함되는 무선충전용 코일이 윗니 수용부 내부에 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 17은 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 날개부에 추가적으로 형성된 탈착부와 이동부에 추가적으로 형성된 스페이서를 나타내는 도면이다.
도 18은 탈착부 및 제1 절곡부의 두께에 따라 아랫니 수용부가 전방으로 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 20은 개별적인 호흡의 상태별 Pflow 파형과 피에조 파형을 나타내는 도면이다.
도 21은 호흡방법에 따른 호흡률과 부피의 변화를 시간대별로 표시한 Spirometer Trace와 피에조 필름의 Trace를 나타내는 도면이다.
도 22는 제어장치에 의해 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 구동이 제어되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 23은 모니터링부에 표시된 피에조 파형을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있으며, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형의 표현'으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭하는 표현이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.
본 발명인 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템(100)은 크게 코골이 및 수면 무호흡 상태를 감지하는 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100), 환자의 입안에 착용하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)와 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)로부터 신호를 전송받아 분석한 후, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)의 구동을 제어하는 제어장치(300)를 포함한다. 이하, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)부터 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)는 센서부(10), 지지부(20) 및 고정부(30)를 포함할 수 있다. 환자는 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)를 신체 일부에 밀착시킨 상태에서 수면상태에 이르는 수면 무호흡 검사를 받게 된다. 이하, 센서부(10)부터 설명하도록 한다.
센서부(10)는 피에조(Piezo) 필름(2), 제1 전도성 잉크부(5-1), 제2 전도성 잉크부(5-2), 제1 코팅부(7-1) 및 제2 코팅부(7-2)를 포함하며, 수면 무호흡 검사 과정에서 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지한다.
우선, 피에조 필름(2)이 센서부의 중심에 형성된다. 여기서 피에조 필름(2)은 유연(Flexible)하고 가벼우며 얇은 엔지니어링 플라스틱의 하나로서, 넓은 주파수 대역 및 압력 범위의 커버가 가능하고, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하여 아날로그 신호로 변환하는 변환기(Transducer)의 역할을 수행하는 소재이다. 구체적으로, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음에 따라 필름에 가해지는 압력을 전압으로 변환해(압전효과), 최종적으로 아날로그 신호인 전기량으로 변환한다. 그 성질은 수(水)중, 생체조직에 가까우며, 높은 전압 출력, 높은 분극 강도, 높은 기계적 강도 및 충격저항을 가짐과 동시에 안전성 역시 뛰어나므로 환자의 신체에 근접하게 배치하여도 아무런 해가 되지 않는 장점이 있는바, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)와 같은 수면 무호흡 감지장치에 사용하기 매우 적합한 소재이다. 이러한 피에조 필름(2)은 티탄산 지르콘산 연(PZT, Lead Zirconate Titanate)을 이용하여 제조할 수 있으며, 생체 적합성 및 환경문제에 대한 규제에 적합하면서 우수한 압전효과를 갖는 물질들을 이용하여 제조할 수도 있다. 구체적으로, Fe2O3, Al2O3, Cr2O3 및 Ga2O3로 이루어진 제1 군으로부터 선택된 하나 이상의 제1 분말, Ta2O5 및 Nb2O5로 이루어진 제2 군으로부터 선택된 하나 이상의 제2 분말 및 TiO2 분말을 분쇄하여 혼합 제조할 수 있다. 예를 들어, 제1 군에서 Al2O3를, 제2 군에서 Nb2O5를 선택한 후, 이를 TiO2 분말과 분쇄하여 피에조 필름(2)을 혼합 제조할 수 있으며, 제1 군에서 Ga2O3를, 제2 군에서 Ta2O5를 선택한 후, 이를 TiO2 분말과 분쇄하여 피에조 필름(2)을 혼합 제조할 수도 있다.
한편, 제조한 피에조 필름(2)은 후술할 지지부(20)의 면적에 따라 그 면적을 달리할 수 있으나, 환자의 신체에 근접하게 배치되어 수면 무호흡 상태를 문제없이 정확히 감지할 수 있도록 지지부(20) 면적의 1/2 이상 4/5 이하 정도의 면적을 갖도록 함이 바람직하다. 예를 들어, 가로 41.4[mm], 세로 16.2[mm] 정도의 면적을 갖도록 제조하거나, 그에 맞춰 커팅(Cutting)할 수 있으며, 피에조 필름(2)이 가로 41.4[mm], 세로 16.2[mm] 정도의 면적을 갖는 경우, 활성화 영역은 가로 30[mm], 세로 12[mm] 정도가 될 것이다. 이하, 진동 및 소음을 감지하는 핵심 구성인 피에조 필름(2)의 활성화 영역에 대하여 설명하도록 한다.
피에조 필름(2)의 출력 에너지는 환자로부터 발생하는 진동 및 소음에 따라 필름에 가해지는 압력(압전효과) 등과 같은 스트레스에 비례하여 증가하며, 피에조 필름(2)의 활성화 영역은 스트레스가 가해지는 경우 커패시턴스 부하(Capacitance Load)로 작용하여 전하를 축적한다. 피에조 필름(2)의 커패시턴스는 다음과 같은 수학식 1에 의해 수식화될 수 있다.
[수학식 1]
C = ε * A / t [F]
여기서 C는 피에조 필름(2)의 커패시턴스, ε은 피에조 필름(2)의 유전율(Permittivity), A는 피에조 필름(2)의 활성화 영역의 면적, t는 피에조 필름(2)의 두께를 의미한다. 또한, 피에조 필름(2)의 유전율 ε은 다음과 같은 수학식 2에 의해 수식화될 수 있다.
[수학식 2]
ε = εr * ε0
여기서, εr은 피에조 필름(2)의 상대적 유전율, ε0는 자유공간에서의 유전율을 의미한다.
한편, 피에조 필름(2)의 커패시턴스는 도 2에 도시된 바와 같은 전기적인 등가회로 모델로 설명할 수 있으며, 점선으로 표시한 부분이 피에조 필름(2)을 나타낸다. 이 경우, 피에조 필름(2)은 일종의 전압 생성기로 볼 수 있으며, 피에조 필름(2)의 커패시턴스 C0는 후술할 피에조 필름(2)의 상면 및 하면에 형성된 전극(제1 전도성 잉크부(5-1) 및 제2 전도성 잉크부(5-2))의 출력을 모니터링(Monitoring)하는 역할을 수행한다. 한편, V0를 감지하기 위해 오실로스코프를 사용하면, 도 3에 도시된 바와 같이 부하저항 RL을 포함하는 등가회로 모델로 나타낼 수 있다. 이 경우 부하저항 RL의 양단에 걸리는 전압 VL은 다음과 같은 수학식 3에 의해 수식화될 수 있다.
[수학식 3]
VL = VS * RL/(RL+ZC), ZC = 1/(jwC0)
따라서, 여자 주파수(Exciting Frequency)가 상수인 경우에, 상기 수학식 3에 따라 간단하게 전압을 산출할 수 있으며, 산출된 전압에 따른 전하가 피에조 필름(2)에 축적된다. 이러한 모든 과정이 피에조 필름(2)의 활성화 영역에서 수행된다.
한편, 환자로부터 발생한 진동 및 소음으로 인해 피에조 필름(2)에 축적된 전하를 이용하여 환자가 수면 무호흡 상태에 있는지 판단해야 하므로, 이를 주파수와 연관된 전기적인 신호로 변환해야 할 필요성이 있다. 이를 수행하는 구성이 하이 패스 필터(16), 로우 패스 필터(17) 및 A/D 컨버터(18)인바, 이하 설명하도록 한다.
일반적으로 수면 무호흡 상태라 볼 수 있는 진동 및 소음은 주파수가 60m[HZ]이상의 진동 및 소음이며, 따라서 피에조 필름(2)에 축적된 전하를 이용하여 주파수가 60m[HZ] 이상의 진동 및 소음에 대한 아날로그 신호를 취득해야 한다. 이는 하이 패스 필터(HPF, High Pass Filter, 16)를 구현하여 센서부(10)에 직렬로 연결함으로써 취득 가능하다. 예를 들어, 하이 패스 필터(16)를 도 4에 도시된 바와 같이 부하저항을 이용한 하이 패스 필터로 구현하면, 도 5에 도시된 진동 및 소음에 대한 주파수 응답 곡선을 얻을 수 있다. 구체적으로, 도 5에 도시된 주파수 응답 곡선은 1G[ohm]의 부하저항을 이용한 하이 패스 필터를 구현한 경우에 얻을 수 있는 주파수 응답 곡선이며, 차단 주파수(CF, Cut off Frequency)가 66m[Hz](약 -3[dB]) 인 것을 확인할 수 있다. 한편, 하이 패스 필터(16)는 1G[ohm]뿐만 아니라 1T[ohm], 100M[ohm], 10M[ohm], 1M[ohm] 등과 같이 다양한 부하저항을 이용하여 하이 패스 필터를 구현할 수도 있다.
또한, 도 6에 도시된 로우 패스 필터(17)를 하이 패스 필터(16)와 후술할 A/D 컨버터(18) 사이에 추가적으로 구현함으로써, 하이 패스 필터(16)와 함께 전체적으로 밴드 패스 필터(BPF, Band Pass Filter)의 효과를 도출할 수 있다. 구체적으로, OP-AMP와 부하저항 및 커패시터를 이용하여 로우 패스 필터(17)를 구현할 수 있으며, 도 6에 도시된 로우 패스 필터(17)와 상이한 로우 패스 필터(17)를 구현할 수 있음은 물론이다. 이 경우, 로우 패스 필터(17)의 차단 주파수를 적절하게 조절하여 최종적으로 취득할 수 있는 진동 및 소음에 대한 아날로그 신호의 주파수 범위가 수면 무호흡 상태를 나타낼 수 있는 주파수 범위가 되도록 함이 바람직하다. 이 경우, 생후 6주정도 된 신생아의 호흡에 대한 주파수 범위가 약 1[Hz] 미만이며, 건강한 성인의 정상적인 호흡에 대한 주파수 범위가 약 200m[Hz] 내지 333m[Hz] 이므로, 로우 패스 필터(17)의 차단 주파수는 이를 모두 포함할 수 있는 가청 주파수 대역인 약 10K[Hz] 이내로 설정하고, 디지털 신호 처리시에는 1[Hz] 이내의 신호분리와 청음 영역의 분리가 가능하도록 구성함이 바람직하다.
하이 패스 필터(16)와 로우 패스 필터(17)를 통과한 진동 및 소음에 대한 아날로그 신호는 A/D 컨버터(18)를 통해 디지털 신호로 변환 가능하며, 변환된 디지털 신호는 제어장치(300)로 전송된다. 이는 후술하도록 한다.
상기 설명한 바와 같이, 환자로부터 발생한 진동 및 소음은 피에조 필름(2)에 전하로 축적되고, 이는 하이 패스 필터(16) 및 로우 패스 필터(17)를 거쳐 수면 무호흡 상태를 나타내는 아날로그 신호로 구현되며, A/D 컨버터(18)를 통해 디지털 신호로 변환된다. 즉, 피에조 필름(2)이 환자로부터 발생한 진동 및 소음을 감지하며, 하이 패스 필터(16) 및 로우 패스 필터(17)는 피에조 필름(2)이 감지한 진동 및 소음으로부터 수면 무호흡 상태에 대한 아날로그 신호를 취득한다. 이러한 모든 과정은 피에조 필름(2)의 압전효과를 이용한 것이며, 종래 기술인 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지 방식과 달리 주변 온도 변화에 큰 영향을 받지 않는다. 또한, 센서부(10)가 필름 타입으로 형성되므로 전체 수면 무호흡 감지장치의 부피가 획기적으로 줄어들 수 있으므로, 환자가 장시간 착용하여 수면 무호흡 검사를 받아도 종래의 수면 무호흡 감지장치를 착용한 것과 같은 답답함과 불편함을 느끼지 않고 정상적인 수면상태에 쉽게 이를 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)가 포함하는 다른 구성에 대해 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 센서부(10)의 단면도를 확인할 수 있다. 상기 설명한 피에조 필름(2)의 상면에 제1 전도성 잉크부(5-1)가 형성되며, 하면에 제2 전도성 잉크부(5-2)가 형성된다. 여기서 제1 전도성 잉크부(5-1)와 제2 전도성 잉크부(5-2)는 도 2에 도시된 전극의 역할을 수행하며, 전도성을 갖는 실버 잉크(Silver Ink) 전극을 피에조 필름(2)의 상면 및 하면에 프린트하여 형성한 것일 수 있다. 또한, 실버 잉크 전극을 제외한 다른 전도성 소재를 이용할 수도 있으며, 제1 전도성 잉크부(5-1)와 제2 전도성 잉크부(5-2)를 서로 다른 전도성 소재를 이용해 형성할 수도 있다. 예를 들어, 제1 전도성 잉크부(5-1)에는 실버 잉크 전극을 이용하며, 제2 전도성 잉크부(5-2)에는 구리 잉크 전극을 이용할 수 있다. 한편, 제1 전도성 잉크부(5-1)의 상면에는 제1 코팅부(7-1)가 형성되며, 제2 전도성 잉크부(5-2)의 하면에는 제2 코팅부(7-2)가 형성된다. 여기서 제1 코팅부(7-1) 및 제2 코팅부(7-2)는 제1 전도성 잉크부(5-1) 및 제2 전도성 잉크부(5-2)가 형성된 피에조 필름(2)를 보호하기 위한 보호수단의 역할을 수행한다. 따라서 제1 코팅부(7-1) 및 제2 코팅부(7-2)는 소정 소재의 보호필름을 부착하거나, 코팅 소재를 프린트할 수 있으나, 후술할 지지부(20)와 맞닿게 되는 제2 코팅부(7-2)는 절연필름으로 형성하여 전기 또는 열의 통전으로 인한 피에조 필름(2), 제1 전도성 잉크부(5-1) 및 제2 전도성 잉크부(5-2)의 손상을 방지하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 설명한 바와 같이 센서부(10)는 위부터 아래 방향으로 제1 코팅부(7-1), 제1 전도성 잉크부(5-1), 피에조 필름(2), 제2 전도성 잉크부(5-2), 제2 코팅부(7-2)가 형성되나, 이는 하나의 실시 예일 뿐이고, 위부터 아래 방향으로 제2 코팅부(7-2), 제2 전도성 잉크부(5-2), 피에조 필름(2), 제1 전도성 잉크부(5-1), 제1 코팅부(7-1)가 형성될 수도 있다. 단, 이 경우에 제1 코팅부(7-1)는 절연필름으로 형성해야 할 것이다.
한편, 센서부(10)의 일 단에는 전원 케이블(12)을 통해 전원이 공급된다. 여기서 전원 케이블(12)은 동축 케이블 등과 같은 유선 케이블을 이용할 수 있으며, 센서부(10)에 전원을 공급할 수 있다면 어떠한 케이블을 이용해도 무방하다. 여기서, 전원은 피에조 필름(2)이 하이 패스 필터로서 동작할 수 있게 하는 역할을 수행하며, 두께가 얇은 피에조 필름(2)에 전원을 공급해야 하므로, 피에조 필름(2)에 전원 케이블(12)로부터 공급되는 전원을 전달할 수 있는 전원부(14)와 같은 구성이 필요하다. 도 8을 참조하면 전원부(14)를 확인할 수 있는바, 전원부(14)의 일단은 전원 케이블(12)과 연결되며, 타단은 센서부(10)의 일단과 연결되므로, 전원 케이블(12)로부터 공급되는 전원이 유효하게 센서부(10)로 전달될 수 있다. 아울러, 센서부(10)를 전원부(14)로부터 탈착 가능하도록 형성하여 센서부(10)의 파손이 발생한 경우, 파손된 센서부(10)만 교체할 수 있도록 함이 바람직하다. 한편, 센서부(10)로의 전원 공급은 전원 케이블(12)과 같은 유선상의 방식뿐만 아니라 무선상의 방식을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 무선충전 방식을 이용할 수 있으며, 이 경우 전원부(14)에는 무선충전 안테나(미도시)가 포함되어야 할 것이며, 센서부(10)에 미치는 영향을 최소화하기 위해 전자파 차폐재 등과 같은 구성을 더 포함해야 할 것이다.
상기 설명한 바와 같은 센서부(10)는, 도 1에 도시된 지지부(20) 상에 실장되며, 지지부(20) 상에 실장된 상태에서 하나 이상의 고정부(30)에 의해 소정 장력(Tension)을 받게 된다. 여기서 지지부(20)는 센서부(10)를 모두 포함할 수 있을 정도의 면적을 갖도록 형성해야하며, 센서부(10)가 실장되는 부분은 평평한 면으로 형성함이 바람직하다. 또한, 지지부(20)는 다양한 소재를 이용하여 제조할 수 있으나, 센서부(10)에 미치는 영향을 최소화하고 무게를 가볍게 하기 위해 금속소재보다는 플라스틱으로 제조하는 것이 바람직하다.
한편, 센서부(10)의 일 단과 연결된 전원부(14)가 센서부(10)에 장력을 제공할 수 있으므로, 고정부(30)를 센서부(10)의 타 단에 하나만 형성하는 것도 가능하나, 하나의 고정부(30)가 제공하는 장력이 불충분할 수 있으므로, 고정부(30)를 센서부(10)의 양 말단에 형성하여 양쪽으로부터 장력을 제공하는 것이 바람직하다. 도 1을 참조하면, 고정부(30)가 센서부(10)의 양 말단에 하나씩 형성되는 것을 확인할 수 있다. 여기서 고정부(30)는 지지부(20) 상에 형성된 결착수단과 결착하여 센서부(10)를 지지부(20) 상에 고정시킬 수 있다. 구체적으로, 지지부(20) 상에 센서부(10)를 실장하고, 센서부(10)의 양 말단 위에 고정부(30)를 형성하여 지지부(20) 상의 결착수단과 결착시킴에 따라 센서부(10)에는 자연스럽게 고정부(30)에 따른 장력이 제공될 수 있다. 아울러, 고정부(30) 역시 지지부(20)와 동일한 소재로 제조하여, 결착을 용이하게 하고, 전체 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)의 외관상 일체감을 유도할 수 있도록 함이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)는 환자가 신체에 착용한 상태로 수면 무호흡 검사를 받게 된다. 이 경우, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)를 환자의 신체 중 어느 곳에라도 착용 가능하나, 코, 폐 및 기도와 가까운 흉부에 착용하여 환자의 코로부터 발생하는 코골이 소음 및 폐와 기도로부터 발생하는 진동을 용이하게 감지할 수 있게 함이 바람직하다. 따라서 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)는 흉부용 밴드(40)에 설치될 수 있으며, 구체적으로 흉부용 밴드가 환자의 신체와 맞닿는 면에 설치되는 것이 바람직하다. 도 9를 참조하면, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)가 흉부용 밴드(40)에 설치된 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)의 지지부(20) 뒷면에 양면 테이프 등과 같은 접착수단을 통해 흉부용 밴드(40)에 접착하거나, 나사 등과 같은 체결수단을 통해 흉부용 밴드(40)에 설치할 수도 있으며, 이로 인해 코골이 및 수면 무호흡 감지용 밴드(40)가 흉부용 밴드(40)로부터 탈착 가능하므로, 센서부(10) 또는 흉부용 밴드(40)의 교체가 필요한 경우, 교체가 용이해질 수 있다.
상기 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)는 필름 타입의 센서부(10)를 이용하는바, 전체 수면 무호흡 감지장치의 부피가 획기적으로 줄어들 수 있으므로, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)가 설치된 흉부용 밴드(40)를 장시간 착용하여 수면 무호흡 검사를 받아도 종래의 수면 무호흡 감지장치를 착용한 것과 같은 답답함과 불편함을 느끼지 않고 정상적인 수면상태에 쉽게 이를 수 있다. 또한, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 센서부(10)가 압전효과를 이용한 피에조 필름(2)을 이용하므로 주변 온도 변화에 큰 영향을 받지 않고 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)는 윗니 수용부(50), 아랫니 수용부(60), 날개부(70) 및 이동부(80)를 포함할 수 있으며, 동작을 위한 기타 부가적인 구성을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
윗니 수용부(50)는 환자의 윗니 배열에 맞게 형성되어 윗니를 수용하며, 아랫니 수용부(60)는 환자의 아랫니 배열에 맞게 형성되어 아랫니를 수용한다. 구체적으로, 경성 또는 반경성 레진 등으로 환자의 윗니와 아랫니의 본을 떠 윗니 수용부(50)와 아랫니 수용부(60)를 환자의 치아 배열에 맞게 형성할 수 있으며, 투명 또는 유색 기타 반투명 등 다양한 색상으로 형성할 수도 있다. 한편, 레진뿐만 아니라 환자의 치아 배열에 따라 본을 뜰 수 있는 다양한 소재를 사용할 수 있음은 물론이다. 이러한 윗니 수용부(50)와 아랫니 수용부(60)는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(950)의 몸체와 같은 역할을 수행하며, 소정 연결수단(미도시)을 통해 윗니 수용부(50)와 아랫니 수용부(60)를 서로 연결되게 형성할 수 있으나, 연결수단을 형성하지 않고 윗니 수용부(50)와 아랫니 수용부(60)를 개별적으로 착용하게 할 수도 있다.
날개부(70)는 아랫니 수용부(60)의 내측면 양단에서 윗니 수용부(50)측으로 돌출형성 된다. 이 경우 날개부(70)는 아랫니 수용부(60)와 동일하거나 또는 상이한 소재를 사용하여 형성할 수 있으며, 아랫니 수용부(60)와 일체로 형성할 수도 있고, 별도로 제작하여 접착시킬 수도 있다. 하지만, 외관상의 심미적 요인을 고려하여 아랫니 수용부(60)와 동일한 소재 및 색상으로 일체로 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 날개부(70)는 아랫니 수용부(60)의 내측면 양단에서 돌출형성 되나, 구체적으로 환자 하악의 어금니 근방에 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 10에 도시된 아랫니 수용부(60)를 입안에 착용한다면 두 개의 날개부(70)는 환자 하악의 어금니 근방에 위치하게 될 것이다. 이는 날개부(95)가 후술할 이동부(80)에 의해 아랫니 수용부(60)를 이동시켜주는 역할을 하기 때문에 환자 하악에서 비교적 뒤쪽에 위치한 어금니 근방에 형성되는 것이 아랫니 수용부(60)를 이동시킴에 있어서 용이하기 때문이다. 그러나 환자가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(950)를 입안에 착용함에 있어서 불편함을 느낀다든지 등의 개별적인 사유가 있는 경우에는 날개부(70)를 다른 위치에, 심지어 아랫니 수용부(60)의 외측면에도 얼마든지 형성 가능할 것이다. 아울러, 도 10에 도시된 삼각형 형상의 날개부(70)는 날개부(70) 형상의 하나의 실시 예일 뿐이며, 삼각형뿐만 아니라 다양한 형상으로 형성 가능함은 물론이나, 후술할 이동부(80)의 이동에 의한 힘을 충분하게 받을 수 있어야 하므로 이동부(80)의 형상을 고려하여 형성해야 할 것이다. 예를 들어, 도 10에는 이동부(80)의 앞단이 빗면으로 형성되어 있는바, 이동부(80)와 맞닿는 부분(후면)을 똑같이 빗면으로 형성하여 이동부(80)의 이동에 의한 힘을 충분하게 받게 할 수 있을 것이다. 한편, 날개부(70)의 높이는 개별적으로 다르게 형성할 수 있으나, 이동부(80)의 이동에 의한 힘을 충분하게 받을 수 있을 정도의 높이로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 날개부(70)가 이동부(80)의 최상단부(가장 윗부분) 정도까지의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 날개부(70)는 이동부(80)의 이동에 의한 힘을 받아 아랫니 수용부(60)를 이동시키는 역할을 수행한다.
이동부(80)는 윗니 수용부(50)의 내측면 양단에서 소정간격 이격되어 형성되며, 일단이 날개부(70)의 후면과 맞닿는다. 도 11을 참조하면, 이동부(80)에 포함되는 구체적인 구성을 확인할 수 있는바, 구체적으로, 액츄에이터(90)가 내부에 포함되며, 액츄에이터(90)의 일단을 포함하는 제1 이동부(81) 및 액츄에이터(90)의 타단을 포함하는 제2 이동부(82)를 더 포함할 수 있다. 이하, 액츄에이터(90)부터 설명하기로 한다.
액츄에이터(90)는 도 12에 구체적으로 도시되어 있는바, 제1 바디부(91)와 제2 바디부(92)가 중간의 스크류부(93)를 통해 연결되어 있다. 이러한 액츄에이터(90)의 구동을 살피면, 스크류부(93)가 좌측 또는 우측으로 회전함에 따라 제1 바디부(91)와 제2 바디부(92) 사이의 간격이 줄어들거나 또는 늘어날 수 있다. 한편, 액츄에이터(90)는 스크류부(93)를 복수 개 포함할 수도 있으며, 스크류부(93)와 더불어 제1 바디부(91)와 제2 바디부(92)를 견고하게 연결하는 하나 이상의 연결부(54)를 더 포함할 수도 있다. 한편, 액츄에이터(90)는 수동 또는 자동으로 구동될 수 있는바, 수동으로 구동될 경우 환자가 니퍼 등과 같은 도구를 이용해 스크류부(93)를 좌측 또는 우측으로 회전시킬 수 있으며, 자동으로 구동될 경우 원격 제어 명령을 수신하는 안테나(미도시)와 같은 구성을 제1 바디부(91) 또는 제2 바디부(92)에 형성하여 스크류부(93)를 좌측 또는 우측으로 회전시킬 수 있다. 이 경우, 안테나는 제1 바디부(91) 또는 제2 바디부(92)의 표면에 형성할 수 있는 칩안테나 또는 LDS(Laser Direct Structure)안테나가 적합할 것이다.
도 13은 액츄에이터(90)가 제1 이동부(81)와 제2 이동부(82)에 포함되어 있는 모습을 나타내는 도면이다. 여기서 제1 이동부(81)는 액츄에이터(90)의 제1 바디부(91)를 포함하며, 제2 이동부(82)는 제2 바디부(92)를 포함한다. 상기 설명한 바와 같이 액츄에이터(90)는 수동 또는 자동으로 구동될 수 있는바, 제1 이동부(81)는 액츄에이터(90)의 구동에 따라 전방 또는 후방으로 이동하며, 제1 이동부(81)가 이동함에 따라 맞닿은 날개부(70)에 힘을 가하게 되고, 그로 인해 최종적으로 아랫니 수용부(60)가 전방 또는 후방으로 이동하게 된다. 예를 들어, 액츄에이터(90)의 스크류부(93)가 좌측 또는 우측으로 회전하여 제1 이동부(81)를 전방으로 이동시키면 날개부(70)에 힘이 가해지며, 날개부(70)와 일체로 형성되거나 또는 연결된 아랫니 수용부(60) 역시 전방으로 이동하게 된다. 한편, 제2 이동부(82)는 제2 바디부(92)를 포함한 상태로 제1 이동부(81)의 이동방향과 반대방향으로 이동하게 할 수도 있으나, 이 경우 제1 이동부(81) 및 제2 이동부(82) 모두가 이동하는 관계로 이동거리의 정확한 조절이 쉽지 않을 수 있기 때문에 스크류부(93)의 회전과 무관하게 이동하지 않도록 고정시키는 것이 바람직하다. 도 14를 참조하면 액츄에이터(90)의 구동에 따라 아랫니 수용부(60)가 전방 또는 후방으로 이동하는 모습을 확인할 수 있다.
상기 설명한 아랫니 수용부(90), 윗니 수용부(95), 날개부(70) 및 이동부(80)를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(950)를 환자의 입에 착용하고 코골이 및 수면 무호흡 상태가 발현된다면, 액츄에이터(90)가 자동 또는 수동으로 구동시켜 아랫니 수용부(60)을 전방으로 이동시킬 수 있으며, 그로 인해 환자의 하악 역시 전방으로 이동하게 되어 최종적으로 기도가 확보되고, 코골이 및 수면 무호흡을 치료할 수 있다. 한편, 환자가 수면 중에 액츄에이터(90)를 수동으로 구동시키는 것은 불가능하므로, 상기 설명한 안테나(미도시)를 통해 자동으로 구동시키는 것이 바람직하며, 그로 인해 환자는 장시간 편안하게 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(950)를 착용할 수 있다. 보통 수면시에는 액츄에이터(90)가 구동하지 않아 환자의 하악을 전방으로 이동시키지 않기 때문이다. 이 경우, 무선충전용 코일(95)을 윗니 수용부(50) 또는 아랫니 수용부(60)에 설치하여 자동으로 구동되는 액츄에이터(90)의 구동전력을 확보할 수도 있다. 구체적으로, 무선충전용 코일(95)을 도 15에 도시된 바와 같이 윗니 수용부(50) 내부에 설치할 수 있다. 외부로 노출된다면 환자가 입안에 착용함에 있어서 불편함을 느낄 수 있기 때문이다.
한편, 원격 제어 명령을 송신해 액츄에이터(90)를 구동시킬 수 있는 구성 및 제어와 관련된 일련의 과정은 제어장치(300)에 관한 것이므로 후술하기로 하며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)는 날개부(70)와 이동부(80)의 일부 구성이 상이한 또 다른 실시 예로 구현할 수도 있다. 이하 설명하도록 한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
이 역시, 윗니 수용부(50), 아랫니 수용부(60), 날개부(70) 및 이동부(80)를 포함할 수 있으며, 동작을 위한 기타 부가적인 구성을 더 포함할 수 있음은 물론이다. 한편, 윗니 수용부(50)와 아랫니 수용부(60)는 상기 설명한 바와 동일하므로 중복서술을 방지하기 위해 설명을 생략하도록 하며, 차이점이 있는 날개부(70)와 이동부(80)만 설명하도록 하겠다.
날개부(70)는 상기 설명한 바와 같이 아랫니 수용부(60)의 내측면 양단에서 윗니 수용부(50)측으로 돌출형성 된다. 아울러, 이동부(80) 역시 윗니 수용부(50)의 내측면 양단에 형성되는 것은 상기 설명한 바와 같으나, 날개부(70)와 이동부(80)의 배치가 도 10에 도시된 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)와 상이하다. 구체적으로, 도 10은 이동부(80)의 "일단"이 날개부(70)의 "후면"과 맞닿으나, 도 15는 이동부(80)의 "일면"이 날개부(70)의 "내측면"과 맞닿게 된다. 이러한 차이점으로 인해, 도 16의 이동부(80)는 도 10과 같이 이동할 필요가 없으며, 다른 부가적인 구성을 통해 날개부(70)에 힘을 가하게 된다. 이러한 부가적인 구성이 탈착부(71)와 스페이서(83)며, 도 17에 구체적으로 도시되어 있다.
도 17을 참조하면 날개부(70)에 추가적으로 형성된 탈착부(71)와 이동부(80)에 추가적으로 형성된 스페이서(83)을 확인할 수 있다.
탈착부(71)는 날개부(70) 외주면의 일부 형상을 따라 소정 두께로 형성되어 있는바, 이를 통해 날개부(70) 전체의 두께를 조절해주는 역할을 수행한다. 예를 들어, 날개부(70)가 도 17에 도시된 바와 같이 삼각형 형상이라면, 탈착부(71)를 삼각형의 한 변에 대응되는 형상으로 형성할 수 있다. 아울러, 탈착부(71)의 양단에 갈고리 등과 같은 형상을 추가함으로써 탈착부(71)가 날개부(70)로부터 쉽게 탈착되지 않게 할 수 있다. 하지만, 서로 다른 두께를 갖는 탈착부(71)에 따라 날개부(70) 전체의 두께가 조절되므로 탈착의 필요성이 있는바, 탈착부(71)는 기본적으로 날개부(70) 외주면으로부터 탈착이 가능하다. 예를 들어, 날개부(70)에 걸쳐진 갈고리에 힘을 가해 들어올리면 날개부(70)로부터 탈착될 수 있다.
이동부(80)는 외측으로 소정각도 절곡된 제1 절곡부(84)를 포함하는 스페이서(83)를 일단에 끼워 넣을 수 있다. 이 경우, 스페이서(83)가 액츄에이터(90)와 같은 역할을 수행한다. 구체적으로, 제1 절곡부(84)와 탈착부(71)가 맞닿게 되므로, 제1 절곡부(84)가 탈착부(71)를 강제적으로 밀게 되며, 이를 통해 날개부(70)가 형성된 아랫니 수용부(60)를 전방으로 이동시킬 수 있다. 따라서 탈착부(71)와 제1 절곡부(84)의 두께가 얇을수록 아랫니 수용부(60)는 전방으로 조금 이동할 것이며, 두꺼울수록 많이 이동할 것이므로 서로 다른 두께를 갖는 제1 절곡부(84)를 포함하는 스페이서(83)를 이용할 필요성이 있다. 도 18을 참조하면 탈착부(71) 및 제1 절곡부(84)의 두께에 따라 아랫니 수용부(60)가 전방으로 이동하는 모습을 확인할 수 있다. 이렇게 탈착부(71)가 제1 절곡부(84)와 맞닿아 힘을 가해 전방으로 밀기 때문에, 도 10과 다르게 이동부(80)의 일면이 날개부(70)의 내측면과 맞닿아 있어야 하는 것이다.
상기 설명한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)에 의해 환자는 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 장치를 제작할 필요가 없으며, 두께를 달리하는 탈착부(71)와 제1 절곡부(84)를 날개부(70)와 이동부(80)에 끼우면 된다. 탈착부(71)를 통해 날개부(70)에 힘이 가해지고 그로 인해 아랫니 수용부(60)를 전방으로 이동시켜 환자의 기도를 확보하는 것은 상기 설명한 바와 같다.
지금까지 본 발명인 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템(1000)이 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)와 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)에 대해 설명하였다. 따라서 이하에서는 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)로부터 신호를 전송받아 분석하여 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)의 구동을 제어하는 제어장치(300)에 대해 설명하도록 한다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어장치(300)의 구성을 나타낸 도면이다.
제어장치(300)는 호흡률 산출부(96), 분당 호흡량 산출부(97), 일 호흡량 산출부(98) 및 모니터링부(99)를 포함할 수 있으며, 각각 환자의 호흡률(RR, Respiratory Rate), 분당 호흡량(MV, Minute Ventilation), 일 호흡량(TV, Tidal Volume)을 산출한다. 이하, 설명하도록 한다.
코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)는 ISM(Industrial, Scientific and medical) 밴드 영역 등과 같은 주파수 영역을 통해 제어장치(300)에 환자로부터 발생한 진동 및 소음에 대한 신호를 전송하며, 신호의 전송은 ISM 밴드 영역뿐만 아니라 상용화된 다양한 주파수 영역을 통해 전송 가능함은 물론이다. 신호를 전송받은 제어장치(300)는 신호를 분석하여 코골이 및 수면 무호흡 상태를 결정한다. 구체적으로 분석한 신호의 파형에 따라 코골이 및 수면 무호흡 상태가 결정되는바, 도 20을 참조하여 코골이 및 수면 무호흡 상태에 따른 신호의 파형을 설명하도록 한다.
도 20은 개별적인 호흡의 상태별 Pflow 파형과 피에조 파형을 나타낸 도면이다. 여기서 Pflow 파형은 비강 캐뉼라에 Pressure-based airflow sensor가 측정한 파형을 나타낸 것으로써 코골이 및 수면 무호흡 상태 판별에 일반적으로 사용되는 지표이며, 피에조 파형은 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)의 피에조 필름(2)이 측정한 파형을 나타낸 것이다. 도 20을 참조하면, Pflow 파형이 피에조 파형에 비하여 비교적 샤프(Sharp)한 양상을 나타내고 있지만, 대체적으로 비슷한 주기의 변화로 유사한 파형을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 따라서 피에조 필름(2)이 측정한 파형으로 코골이 및 수면 무호흡 상태를 판별할 수 있는 신뢰성이 확보된다. 아울러, 도 21은 호흡방법에 따른 호흡률과 부피(Volume)의 변화를 시간대별로 나타내고 있으며, 점선으로 표시된 그래프는 Spirometer Trace이며, 실선으로 표시된 그래프는 피에조 필름(2)의 Trace이다. 이 역시 일부 차이는 있으나 유사한 파형을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 정리하면, 제어장치(300)가 분석하여 코골이 및 수면 무호흡 상태라 결정한 신호는 그 신뢰성이 매우 높다고 할 수 있으며, 보다 자세한 내용은 공지된 논문인 "Evaluation of a Novel Noninvasive Respiration Monitor Providing Continuous Measurement of Minute Ventilation in Ambulatory Subjects in a Variety of Clinical Scenarios" (Christopher Voscopoulos, MD, Jordan Brayanov, PhD, Diane Ladd, DNP, Michael Lalli, BSE, Alexander Panasyuk, PhD and Jenny Freeman, MD, Copyright 2013 International Anesthesia Research Society. Unauthorized reproduction of this article is prohibited)를 참조하면 확인할 수 있을 것이다.
코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)로부터 신호를 전송받은 제어장치(300)는 코골이 및 수면 무호흡 상태 결정을 위한 분석을 수행하며, 우선적으로 환자의 호흡률, 분당 호흡량, 일 호흡량을 산출한다.
환자의 호흡률은 호흡률 산출부(96)가 산출하며, 60초를 주기로 하는 파라미터를 다음과 같은 수학식 4를 이용해 설정한다.
[수학식 4]
RR = Nb * 60/t
여기서, RR은 환자의 호흡률, Nb 는 60초 동안의 호흡수를 의미한다.
환자의 분당 호흡량은 분당 호흡량 산출부(97)가 산출하며, 마찬가지로 60초를 주기로 하는 파라미터를 다음과 같은 수학식 5를 이용해 설정한다.
[수학식 5]
MV = Vexp * 60/t
여기서, MV는 환자의 분당 호흡량, Vexp는 Expected Correlation Volume을 의미한다.
마지막으로 환자의 일 호흡량은 일 호흡량 산출부(98)가 산출하며, 마찬가지로 60초를 주기로 하는 파라미터를 다음과 같은 수학식 6을 이용해 설정한다.
[수학식 6]
TV = Vexp / Nb
여기서, TV는 환자의 일 호흡량, Vexp는 Expected Correlation Volume, Nb는 60초 동안의 호흡수를 의미한다.
상기 호흡량, 분당 호흡량 및 일 호흡량을 산출하는데 이용되는 환자의 60초동안의 호흡수는 미리 수행된 실험에 의해 측정한 호흡수를 제어장치(300)에 저장해놓은 것일 수 있으며, 별도의 장치를 통해 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)가 환자로부터 발생한 소음 및 진동을 측정하는 과정에서 동시에 측정할 수도 있다. 아울러, 파라미터의 주기를 반드시 60초로 설정해야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 주기로 설정할 수 있음은 물론이다.
제어장치(300)는 상기 산출한 환자의 호흡량, 분당 호흡량 및 일 호흡량을 통해 최종적으로 환자가 코골이 및 수면 무호흡 상태에 있는지 결정한다. 구체적으로 환자의 호흡량, 분당 호흡량 및 일 호흡량을 통해 상기 언급한 피에조 파형 또는 피에조 필름(2)의 Trace를 자체적으로 생성하여 기저장된 Pflow 파형 또는 Spirometer Trace와 비교한다. 따라서 제어장치(300)에는 호흡방법에 따른 Pflow 파형 또는 Spirometer Trace가 기저장되어 있어야 한다.
제어장치(300)가 코골이 및 수면 무호흡 상태를 결정했다면, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)의 구동을 제어하게 된다. 구체적으로, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)가 포함하는 액츄에이터(90)의 구동을 제어하여 제1 이동부(81)를 이동시킬 수 있다. 이 경우, 날개부(70)와 탈착부(71)를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)는 액츄에이터(90)를 포함하지 않으므로 제어장치(300)에 의한 구동이 어려울 것이다. 도 22를 참조하면 제어장치(300)에 의해 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)의 구동이 제어되는 모습을 확인할 수 있다. 이 경우 액츄에이터(90)의 구동은 원격 제어 명령을 수신하는 안테나(미도시)를 제1 바디부(91) 또는 제2 바디부(92)에 형성하여 제어장치(300)로부터 제어 명령을 전송받아 수행될 수 있을 것이며, 따라서, 제어장치(300) 역시 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)에 제어 명령을 전송할 수 있는 소정의 통신부(미도시)를 포함해야 할 것이다. 한편, 코골이 및 수면 무호흡 증상이 심한 환자일수록 스크류부(93)가 활발하게 회전할 것이므로 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200) 입안에 착용한 환자는 불편함과 답답함을 느낄 수 있으나, 코골이 및 수면 무호흡 감지장치(100)가 환자로부터 발생하는 소음 및 진동을 실시간으로 측정하여 제어장치(300)에 신호를 전송하므로, 제어장치(300)에 의해 코골이 및 수면 무호흡 상태로 결정되지 않는다면 액츄에이터(90)가 재구동하여 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)가 원래 상태로 돌아올 것인바, 환자가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(200)를 편하게 장시간 착용할 수 있을 것이다.
한편, 제어장치(300)는 호흡률 산출부(96), 분당 호흡량 산출부(97) 및 일 호흡량 산출부(98)가 산출한 환자의 호흡량, 분당 호흡량 및 일 호흡량을 통해 생성한 피에조 파형 또는 피에조 필름(2)의 Trace를 모니터링부(99)에 별도로 표시할 수 있다. 도 23을 참조하면, 모니터링부(99)에 표시된 피에조 파형 또는 피에조 필름(2)의 Trace를 확인할 수 있는바, 이를 통해 수면 다원 검사의 검사자는 긴 시간 계속되는 수면 다원 검사에 있어서, 환자의 상태를 지속적으로 일일이 확인할 필요가 없어진다. 아울러, 제어장치(300)는 실시간으로 생성되는 피에조 파형 또는 피에조 필름(2)의 Trace를 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 새로운 피에조 파형 또는 피에조 필름(2)의 Trace가 생성됨으로써 현재 표시되지 않는 지난 피에조 파형 또는 피에조 필름(2)의 Trace를 별도의 저장부(미도시)에 저장할 수 있는바, 수면 다원 검사의 검사자는 저장부(미도시)를 통해 환자의 코골이 및 수면 무호흡 상태의 변화 추이를 확인할 수도 있다.
상기 설명한 제어장치(300)는 개인용 컴퓨터, 스마트폰 등과 같이 유/무선 통신수단을 포함하는 다양한 전자기기 등을 이용할 수 있으며, 필요에 따라 전용 애플리케이션 또는 소프트웨어(Tool)가 설치될 수 있다. 이 경우, 호흡률 산출부(96), 분당 호흡량 산출부(97) 및 일 호흡량 산출부(98)는 기설계된 로직 또는 알고리즘에 따라 각각의 역할을 수행할 수 있을 것이다. 아울러, 모니터링부(99)는 개인용 컴퓨터의 모니터나 스마트폰의 디스플레이를 그대로 이용할 수 있을 것이다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 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.
1000: 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
100: 코골이 및 수면 무호흡 감지장치
2: 피에조 필름
5-1: 제1 전도성 잉크부 5-2: 제2 전도성 잉크부
7-1: 제1 코팅부 7-2: 제2 코팅부
10: 센서부 12: 전원 케이블 14: 전원부
16: 하이 패스 필터 17: 로우 패스 필터 18: A/D 컨버터
20: 지지부
30: 고정부
40: 흉부용 밴드
200: 코골이 및 수면 무호흡 치료장치
50: 윗니 수용부
60: 아랫니 수용부
70: 날개부 71: 탈착부
80: 이동부
81: 제1 이동부 82: 제2 이동부
83: 스페이서 84: 제1 절곡부
90: 액츄에이터
91: 제1 바디부 92: 제2 바디부 93: 스크류부
95: 무선충전용 코일
300: 제어장치
96: 호흡률 산출부 97: 분당 호흡량 산출부
98: 일 호흡량 산출부
99: 모니터링부

Claims (25)

  1. 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 감지장치;
    상기 환자의 입안에 착용하는 치료장치; 및
    상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 치료장치의 구동을 제어하는 제어장치;를 포함하고,
    상기 제어장치는,
    상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 환자의 호흡률(RR, Respiratory Rate)을 산출하는 호흡률 산출부;
    상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 환자의 분당 호흡량(MV, Minute Ventilation)을 산출하는 분당 호흡량 산출부; 및
    상기 감지장치가 전송하는 진동 및 소음에 대한 신호를 분석하여 상기 환자의 일호흡량(TV, Tidal Volume)을 산출하는 일 호흡량 산출부;를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지장치는,
    피에조(Piezo) 필름;
    상기 피에조 필름의 상면에 형성된 제1 전도성 잉크부;
    상기 피에조 필름의 하면에 형성된 제2 전도성 잉크부;
    상기 제1 전도성 잉크부의 상면에 형성된 제1 코팅부; 및
    상기 제2 전도성 잉크부의 하면에 형성된 제2 코팅부;
    를 포함하며, 진동 및 소음을 감지하는 센서부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지장치는,
    상기 센서부가 감지한 진동 및 소음에 대한 아날로그 신호를 취득하는 하이 패스 필터(HPF, High Pass Filter); 및
    상기 하이 패스 필터가 취득한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지장치는,
    상기 하이 패스 필터와 A/D 컨버터 사이에 로우 패스 필터(LPF, Low Pass Filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  5. 제2항에 있어서,
    상기 감지장치는,
    상기 센서부가 실장되는 지지부; 및
    상기 센서부가 상기 지지부에 실장된 상태에서 상기 센서부에 소정 장력(Tension)을 가하는 하나 이상의 고정부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감지장치는,
    흉부용 밴드가 환자의 신체와 맞닿는 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  7. 제1항에 있어서,
    상기 치료장치는,
    환자의 윗니 배열에 맞게 형성되어 상기 윗니를 수용하는 윗니 수용부;
    상기 환자의 아랫니 배열에 맞게 형성되어 상기 아랫니를 수용하는 아랫니 수용부;
    상기 아랫니 수용부의 내측면 양단에서 상기 윗니 수용부측으로 돌출 형성된 날개부; 및
    상기 윗니 수용부의 내측면 양단에서 소정간격 이격되어 형성되며, 일단이 상기 날개부의 후면과 맞닿는 이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동부는,
    내부에 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이동부는,
    상기 액츄에이터의 일단을 포함하는 제1 이동부; 및
    상기 액츄에이터의 타단을 포함하는 제2 이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 이동부는,
    상기 액츄에이터의 구동에 따라 전방 또는 후방으로 이동하여 상기 날개부에 힘을 가하며,
    상기 날개부에 힘이 가해짐에 따라 상기 아랫니 수용부도 전방 또는 후방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  11. 제8항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    원격 제어 명령을 수신하는 안테나;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료장치는,
    무선충전용 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  13. 제1항에 있어서,
    환자의 윗니 배열에 맞게 형성되어 상기 윗니를 수용하는 윗니 수용부;
    상기 환자의 아랫니 배열에 맞게 형성되어 상기 아랫니를 수용하는 아랫니 수용부;
    상기 아랫니 수용부의 내측면 양단에서 상기 윗니 수용부측으로 돌출 형성된 날개부; 및
    상기 윗니 수용부의 내측면 양단에 형성되어 일면이 상기 날개부의 내측면과 맞닿는 이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이동부는,
    외측으로 소정각도 절곡된 제1 절곡부를 포함하는 스페이서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  15. 제14항에 있어서,
    상기 날개부는,
    상기 날개부 외주면의 일부 형상을 따라 소정 두께로 형성된 탈착부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 절곡부는,
    상기 탈착부를 밀어 상기 날개부가 형성된 상기 아랫니 수용부를 전방으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서,
    상기 호흡률 산출부는,
    60초를 주기로 하는 파라미터를 설정하여, 수학식 RR = Nb * 60/t에 따라 상기 환자의 호흡률을 산출하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
    (단, RR은 환자의 호흡률, Nb는 60초 동안의 호흡수이다)
  19. 제1항에 있어서,
    상기 분당 호흡량 산출부는,
    60초를 주기로 하는 파라미터를 설정하여, 수학식 MV = Vexp * 60/t에 따라 상기 환자의 분당 호흡량을 산출하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
    (단, MV는 환자의 분당 호흡량, Vexp는 Expected Correlation Volume 이다)
  20. 제1항에 있어서,
    상기 일 호흡량 산출부는,
    60초를 주기로 하는 파라미터를 설정하여, 수학식 TV = Vexp / Nb에 따라 상기 환자의 일 호흡량을 산출하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
    (단, TV는 환자의 일 호흡량, Vexp는 Expected Correlation Volume, Nb는 60초 동안의 호흡수이다)
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 호흡률 산출부, 분당 호흡량 산출부 및 일 호흡량 산출부가 산출한 상기 환자의 호흡률, 분당 호흡량 및 일 호흡량에 따라 상기 치료장치의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  22. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 호흡률 산출부, 분당 호흡량 산출부 및 일 호흡량 산출부가 산출한 상기 환자의 호흡률, 분당 호흡량 및 일 호흡량을 통해 피에조 파형을 생성하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 생성한 피에조 파형을 기저장된 Pflow 파형과 비교하여 환자의 코골이 및 수면 무호흡 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 생성한 피에조 파형을 실시간으로 표시하는 모니터링부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
  25. 제1항, 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    개인용 컴퓨터 또는 스마트폰인 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 감지 및 치료 시스템
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