KR101833452B1

KR101833452B1 - 호흡 페이싱 장치 및 사람의 호흡을 페이싱하기 위한 방법

Info

Publication number: KR101833452B1
Application number: KR1020137010521A
Authority: KR
Inventors: 유에르겐 보그트; 얀 마르틴 크란스; 지아 두; 팀 요하네스 빌렘 티스; 로널두스 마리아 아르츠
Original assignee: 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2018-04-13
Also published as: US20130190554A1; CN103140255A; WO2012042419A1; EP2621576B1; US9649470B2; EP2621576A1; EP2433667A1; KR20130139942A; CN103140255B; JP5940539B2; JP2013540496A

Abstract

본 발명은 가변하는 촉각으로 인식가능한 특징을 갖는 촉각 출력 유닛을 포함하는, 호흡 페이싱 장치로서, 상기 촉각 출력 유닛은 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스에 따라 상기 촉각으로 인식가능한 특징을 주기적으로 변화하도록 제공되고, 상기 촉각으로 인식가능한 특징의 변화의 특성은 상기 호흡 사이클들의 길이에 관련되는, 상기 호흡 페이싱 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 사람의 호흡을 페이싱하기 위한 대응하는 방법에 관한 것이다.

Description

호흡 페이싱 장치 및 사람의 호흡을 페이싱하기 위한 방법{BREATH PACING APPARATUS, AND METHOD FOR PACING THE RESPIRATION OF A PERSON}

본 발명은 호흡 페이싱 장치(breath pacing apparatus) 및 사람의 호흡(respiration)을 페이싱하기 위한 방법에 관한 것이다.

느리고, 규칙적인 호흡은 휴식에 유익한 것으로 생각된다. 호흡 프로세스를 지원하기 위해, 규칙적인 호흡 리듬에 대응하는 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스를 제공하기 위한 호흡 페이싱 디바이스들이 공지된다. 각각 들숨 단계(inhale phase) 및 후속하는 날숨 단계(exhale phase)를 포함하는, 이들 호흡 사이클들은 사용자에 의해 용이하게 인식가능한 출력 신호의 형태로 사용자에게 디스플레이된다. 이 목적을 위해 광학 신호, 즉, 바람직한 호흡 사이클들에 따라 강도, 컬러 또는 형상이 변화하는 광이 사용될 수 있다. 예를 들어, 수면 시작 레이턴시를 감소시키려는 사람에 의해 침대에서 사용될 수 있는 호흡 페이서들(breath pacers)이 공지된다. 이 호흡 페이서는 침실의 천정에 천천히 변하는 사이즈의 광 스팟(light spot)을 비춘다. 그러나, 투광(light projection)은 사용자의 적어도 최소의 주의를 필요로 하고 다른 사람들에 대한 방해가 발견될 수 있다. 이는 또한 오디오 신호가 방에 있는 다른 사람에게 항상 들리거나 사용자가 헤드폰을 사용하는 것을 필요로 하기 때문에, 사용자의 호흡을 페이싱하기 위한 가청 큐들(audible cues)을 나타낸다. 그러나, 상기 호흡 사이클들을 나타내는 출력 신호는 또한 촉각 출력 유닛형, 예를 들어, 사이즈 또는 형상을 주기적으로 증가시키거나 감소시키는 패드(pad) 또는 볼(ball)의 특성으로서 촉각으로 인식가능할 수 있다.

호흡 페이싱 장치를 사용하는 사람의 휴식을 지원하기 위해, 가능한 양호한 휴식을 증가시키는 것에 관련된 전형적인 인간 호흡 리듬을 모방하는 것이 유익하다. 예를 들어, 호흡 지도 사이클들(guiding respiration cycles)의 길이는 휴식의 기회를 증가시키기 위해 시간에 따라 증가할 수 있다, 즉, 각 후속 호흡 사이클이 이전 사이클보다 더 길다. 촉각 출력 유닛들에서 발생하는 한가지 문제는 상기 호흡 사이클들의 길이 증가와 함께, 촉각으로 인식가능한 특징의 변화를 느끼고 상기 호흡 리듬을 따르기 더 어려워진다는 것이다. 예를 들어, 공기 주입식 패드(inflatable pad)와 같은 촉각 출력 유닛은 한 호흡 사이클의 시작으로부터 최대 두께에 도달하는 상기 들숨 단계의 끝까지 그 두께를 증가시킬 수 있고, 상기 들숨 단계로부터 상기 날숨 단계로의 전환 시 두께를 감소시키기 시작하여, 상기 사이클의 끝에서 다시 최소 두께에 도달한다. 사이클이 더 길어질수록 상기 패드가 최대 두께에 도달하고 또한 상기 패드가 최소 두께를 갖는 상기 후속 사이클의 상기 날숨 단계로부터 상기 들숨 단계로의 전환 시 "터닝 포인트(turning point)"를 사용자가 느끼기 더 어려워진다. 그러나, 촉각 자극이 약해질 때, 상기 호흡 페이싱 효과는 악화된다.

수면을 유도 및/또는 조작하기 위한 수면 지원 디바이스가 US 2007/0179334 A1에 개시된다. 이 디바이스는 액체로 가득찬 매트리스(fluid-filled mattress), 상기 매트리스에 밀봉 접속된 액체 펌프, 및 제어 모듈을 포함한다. 상기 액체 펌프는 인간 호흡의 느낌 및/또는 사운드를 자극할 수 있는, 상기 매트리스로 및/또는 매트리스 밖으로 액체를 조절한다.

미국 특허 제 5,395,301호는 촉각 자극에 의해 리듬감 있는 호흡을 촉진하기 위한 운동 감각 시스템(kinesthetic system)을 교시한다. US 5,395,301은 바람직한 호흡 패턴을 장려하는 방법 및 시스템을 주장하고, 상기 시스템은 상기 바람직한 패턴에 따라 환자를 호흡시키기 위한 호흡기(respiratory ventilator), 비-구동 주기적 촉각 스트로크 느낌(stroking sensation)을 환자에게 제공하기 위한 수단을 갖는 환자에 의해 착용될 수 있는 운동 감각 디바이스로서, 상기 스트로크 느낌은 인간 터치를 모방하는, 상기 운동 감각 디바이스, 및 상기 호흡기와 동기하여 상기 운동 감각 디바이스를 주기적으로 작동하는 수단을 포함하여 상기 바람직한 호흡 패턴에 따라 상기 환자가 호흡하도록 격려한다.

국제 공개 WO 86/02815 A1은 성인의 심장 박동을 자극하는 수단을 통합한 매트리스를 개시하고, 상기 매트리스는 사운드 챔버(sound chamber), 상기 심장 박동을 자극하기 위한 수단 및 전원 수단을 포함한다. 성인의 호흡 운동을 자극하기 위해 부가적인 수단이 제공될 수 있다.

문서 FR 2 834 875는 수면 및 휴식을 돕는 리드미컬한 베개(rhythmic pillow)를 개시한다. 상기 베개는 발포 고무 또는 깃털로 채워진 고정된 부분 및 작은 송풍기(blower)를 포함하는 하우징에 고무 튜브로 접속된 공기 주입부의 두 부분으로 이루어진다. 전기적으로 제어되는 상기 송풍기는 부드러운 상승 및 하강 모션 또는 좌우로 흔들리는 모션을 생성하도록 두 밸브들을 통해 상기 베개의 공기 주입부로 공기를 전달한다.

특허 출원 GB 2 397 761 A는 매트리스를 사용하는 사람에게 진정 효과(calming effect)를 유도하는 매트리스에 관한 것으로, 상기 매트리스는 사람이 눕는 상부 및 어머니가 비스듬히 기대고 어머니의 가슴에 얹혀진 유아와 함께 호흡하는 것과 같이 어머니의 가슴의 상승 및 하강 액션과 실질적으로 동일하고 부드럽고 리드미컬한 운동으로 상기 상부가 상승 및 하강하도록 하는 동작-생성 수단을 포함한다.

미국 특허 출원 번호 US 2010/0125226 A1은 매일의 삶 속에서 깊은 호흡 기술들을 실행하기 위한 사용을 돕는 간단하고, 휴대형의, 작동하기 쉬운 디바이스에 관한 것이다.

독일 실용 신안 DE 201 03 442 U1은 베개 또는 호흡 운동에 필적하는, 주기적으로 변하는 높이를 특징으로 하는 베개를 위한 지지대에 관한 것이다.

독일 실용 신안 DE 202 05 187 U1은 유아들을 위한 매트리스를 개시하고, 상기 매트리스는 상기 매트리스 위에 누워있는 유아의 접촉 면적보다 작은 영역을 연속적으로 상승 또는 하강시키는, 휴식하는 성인의 호흡 리듬 내에서 1 내지 5㎝의 높이로 상승 및 하강 운동이 교대하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 호흡 사이클들의 길이를 증가시키더라도, 사용자로 하여금 공지의 호흡 페이싱 장치들보다 쉬운 호흡 사이클들을 따르도록 하는 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스에 따라 가변하는 촉각으로 인식가능한 특징을 제공하는 호흡 페이싱 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 증가된 호흡 사이클들의 길이를 갖지만 사용자에 의해 용이하게 촉각으로 인식될 수 있는 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스 동안 촉각으로 인식가능한 출력 신호를 제공하는, 사람의 호흡을 페이싱하기 위한 대응하는 방법을 생성하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따라, 이 목적은 가변하는 촉각으로 인식가능한 특징을 갖는 촉각 출력 유닛을 포함하는 호흡 페이싱 장치에 의해 달성될 수 있고, 상기 촉각 출력 유닛은 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스에 따라 상기 촉각으로 인식가능한 특징을 주기적으로 변화하도록 제공되고, 상기 촉각으로 인식가능한 특징의 변화의 특성은 상기 호흡 사이클들의 길이와 관련된다.

본 발명은 촉각으로 인식가능한 특징의 변화의 인식이 이 변화의 특정한 특성들에 영향을 줌으로써 용이해 질 수 있다는 개념에 기초한다. 이는 더 긴 호흡 사이클들에서도 상기 변화를 따를 가능성을 제공한다. 예를 들어, 한 사이클의 특징의 변화의 진폭은 각각의 후속 사이클과 함께 증가되어 상기 사용자가 최대 값과 최소 값 사이의 차이를 더 쉽게 느낄 수 있다. 그러나, 상기 촉각으로 인식가능한 특징의 변화의 다른 특성들, 예를 들어, 상기 호흡 사이클의 길이와 비교하여 더 작은 시간 스케일에 관련될 수 있는, 시간 단위 당 특징의 변화의 크기가 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 상기 시간 단위 당 변화의 크기를 증가시키는 것은 상기 출력 신호가 "더 빨리" 변화하는 느낌을 사용자에게 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 촉각으로 인식가능한 특징은 최소 값과 최대 값 사이의 각각의 호흡 사이클 내에서 변하고, 상기 촉각으로 인식가능한 특징의 변화의 특성은 상기 최대 값과 상기 최소 값 사이의 차이이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 특성은 상기 촉각으로 인식가능한 특징의 시간 단위 당 변화의 크기이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 촉각으로 인식가능한 특징의 시간 단위 당 변화의 크기는 호흡 사이클에서 비-선형 방식으로 변한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 가변하는 촉각으로 인식가능한 특성은 상기 촉각 출력 유닛의 사이즈이다.

다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 가변하는 촉각으로 인식가능한 특성은 상기 촉각 출력 유닛의 두께이다.

다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 가변하는 촉각으로 인식가능한 특성은 상기 촉각 출력 유닛의 형상, 무게, 경도(hardness), 및/또는 표면 질감(surface texture)이다.

예를 들어, 상기 촉각 출력 유닛의 형상은 본 발명의 맥락에서 "최대" 및 "최소" 값들을 나타내는, 상이한 형상들 사이에서 가변할 수 있다. 다른 예들에 따라, 무게가 가볍고 무거운 값들 사이에서 가변할 수 있고, 경도가 더 딱딱하고 더 부드러운 촉감 사이에서 변하고, 또는 표면이 매끄러운 표면과 거친 표면 사이에서 변화한다. 상기 촉각 출력 유닛은 공기 주입식 손목 밴드(inflatable wristband)이다.

본 발명의 제 2 양태에 따라, 사람의 호흡을 페이싱하기 위한 방법으로서:

바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스를 결정하는 단계로서, 각 사이클은 들숨 단계 및 후속하는 날숨 단계를 포함하는, 상기 호흡 사이클들 결정 단계;

상기 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스 동안 사람에 의해 촉각으로 인식가능한 출력 신호를 생성하는 단계로서, 상기 출력 사이클은 최대 값과 최소 값 사이에서 주기적으로 변하고, 각 주기는 하나의 호흡 사이클에 대응하는, 상기 출력 신호 생성 단계를 포함하고,

상기 출력 신호의 변화의 특성은 상기 호흡 사이클들의 길이에 관련되는, 호흡 페이싱 방법이 제공된다.

이 방법의 바람직한 실시예에 따라, 상기 출력 신호의 변화의 특성은 상기된 바와 같이, 상기 최대 값과 상기 최소 값 사이의 차이이다.

이 방법의 다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 출력 신호의 변화의 특성은 시간 단위 당 변화의 크기이다.

바람직하게 상기 출력 신호의 시간 단위 당 변화의 크기는 호흡 사이클에서 비-선형 방식으로 가변한다.

이는 상기 호흡 사이클의 두 단계들 간의 전환 시점에서 상기 출력 신호의 변화를 증가시킬 기회를 제공한다. 예를 들어, 상기 출력 신호의 최대 값은 상기 들숨 단계와 상기 날숨 단계 사이의 전환 시 도달된다. 이 전환 시점에서 상기 출력 신호의 변화를 증가시키는 것은 페이싱 효과를 지원하는, 상기 전환의 인식을 용이하게 한다.

이 방법의 바람직한 실시예에 따라, 상기 출력 신호는 촉각 출력 유닛에 의해 출력된다.

다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 출력 신호는 다음 그룹:

상기 촉각 출력 유닛의 사이즈;

상기 촉각 출력 유닛의 두께;

상기 촉각 출력 유닛의 형상;

상기 촉각 출력 유닛의 무게;

상기 촉각 출력 유닛의 경도;

상기 촉각 출력 유닛의 표면 질감 중 적어도 하나에 의해 표현된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 페이싱 장치의 개략도.
도 2는 도 1의 호흡 페이싱 장치의 동작을 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 따른 호흡 페이싱 장치의 다른 동작 모드를 도시하는 다른 도면.

본 발명의 이들 및 다른 양태들은 이하에 설명된 실시예들을 참조하여 명백해지고 설명된다.

도 1의 호흡 페이싱 장치(10)는 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스를 결정함으로써 사람의 호흡을 페이싱하도록 제공되고, 각 사이클은 들숨 단계 및 후속하는 날숨 단계를 포함한다. 이러한 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스는 사람에 의해 촉각으로 인식가능한 출력 신호로 표현되어, 그녀/그가 상기 호흡 사이클들을 용이하게 따를 수 있다. 상기 출력 신호는 도 2 및 도 3을 참조하여 더 설명될 바와 같이, 최대 값과 최소 값 사이에서 주기적으로 변화하고, 각 주기는 한 사이클에 대응한다. 상기 사람은 상기 최대 값과 최소 값들 사이의 주기적인 변화를 느끼고 상기 호흡 페이싱 장치(10)에 의해 생성된 호흡 레이트로 자신의 호흡을 조정할 수 있다.

상기 호흡 페이싱 장치(10)는 제어 유닛(12) 및 상기 제어 유닛(12)에 의해 제어되는 촉각 출력 유닛(14)을 포함한다. 상기 제어 유닛(12)은 케이스 내부에 배치되고 호흡 사이클 결정 유닛(16) 및 구동 유닛(actuating unit)(18)을 포함한다. 상기 호흡 사이클 결정 유닛(16)은 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스를 결정하고, 각 사이클은 들숨 단계 및 후속하는 날숨 단계를 포함한다. 이 목적을 위해 상기 호흡 사이클 결정 유닛(16)은 적절한 전자 계산 유닛, 상기 시퀀스를 계산하기 위한 프로그램을 저장하기 위한 저장 수단, 상기 미리 결정된 또는 계산된 호흡 사이클들에 대응하는 전기 출력 신호를 생성하기 위한 전기 출력 신호 생성 유닛, 등을 포함할 수 있다.

상기 구동 유닛(18)은 상기 호흡 사이클 결정 유닛(16)에 의해 수신된 상기 전기 신호들에 따라 공기압(pneumatic pressure)을 생성하기 위한 수단을 포함한다. 즉, 상기 구동 유닛(18)은 바람직한 호흡 사이클들에 대응하는 상기 전기 신호들을 압력 출력 신호들로 변환한다. 상기 구동 유닛(18)에 의해 생성된 압력은 일반적으로 편평한 타원 형상을 갖는 패드로 표현된 상기 촉각 출력 유닛(14)에 인가된다. 이 패드는 상기 구동 유닛(18)에 의해 생성된 상기 공기압을 인가함으로써 부풀려질 수 있어서, 상기 패드 사이즈가 증가하고, 특히 도 1의 수직 방향에서 두께가 증가한다. 상기 부풀려진 상태는 도 1에서 점선으로 표시되지만, 공기가 빠진 상태는 상기 촉각 출력 유닛(14)의 단면을 나타내는 연속하는 타원형 선에 의해 표시된다. 상기 공기압은 상기 구동 유닛(18)과 상기 촉각 출력 유닛(14)을 접속하는 유연한 호스(20)에 의해 상기 구동 유닛(18)으로부터 상기 촉각 출력 유닛(14)으로 이동된다. 상기 촉각 출력 유닛(14)의 결과적인 두께는 사용자에 의해 촉각으로 인식가능한 출력 신호를 나타내는 특징이다. 침실 상황에서 상기 호흡 페이싱 장치(10)의 사용시, 상기 촉각 출력 유닛(14)은 침대에 배치되어 거기에 누워있고 상기 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스에 따른 사이즈의 변화를 느끼도록 그녀/그의 손을 상기 패드 위에 두는 사람에 의해 용이하게 도달될 수 있고, 상기 제어 유닛(12)은 상기 침대 옆의 다른 적절한 위치에 배치될 것이다. 상기 호스(20)가 상기 제어 유닛(12)으로부터 비교적 독립적으로 상기 촉각 출력 유닛(14)을 위치시키기에 충분히 길고 유연해야 한다는 것이 쉽게 이해될 것이다.

도 1의 상기 호흡 페이싱 장치(10)의 동작은 도 2의 관점으로 이하에 설명될 것이다.

도 2의 도면은 도 1의 상기 제어 유닛(12)에 의해 생성된 바와 같은 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스를 나타낸다. 도 2의 수평(x-축)은 시간(t)을 나타내고, 수직(y-축)은 상기 출력 신호의 값(A), 즉, 상기 촉각 출력 유닛(14)의 두께를 나타낸다. 상기 촉각 출력 유닛(14)의 상면의 상승은 상기 촉각 출력 유닛(14)을 나타내는 패드의 상면의 "업" 및 "다운"을 도시하기 위해 시간의 어떤 지점에서 개략적으로 나타낸다. 이러한 움직임은 상기 패드 상에 그녀/그의 손을 두는 사용자에 의해 인식될 수 있다.

상기 바람직한 호흡 사이클들의 시퀀스는 상기 시간(t) 축 아래에 나타낸다. 도 2는 3개의 후속하는 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)을 나타낸다. 본 실시예에서, 각 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)은 날숨 단계(E₁, E₂, E₃)가 이어지는 들숨 단계(I₁, I₂, I₃)를 포함한다. 각 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)의 시작 시, 상기 촉각 출력 유닛(14)은 최소 두께를 갖고, 즉 상기 출력 신호(A)가 최소 값을 갖는다. 상기 들숨 단계(I₁, I₂, I₃) 동안, 상기 두께는 상기 들숨 단계(I₁, I₂, I₃)로부터 상기 날숨 단계(E₁, E₂, E₃)로의 전환 시 최대 값까지 증가한다. 이어지는 날숨 단계(E₁, E₂, E₃) 동안, 상기 두께는 두께의 최소 값으로 다시 감소한다. 도면에서 시간(t)의 출력 신호(A)의 최대와 최소를 연결하는 선은 최대와 최소 값들 사이에서 주기적으로 변화하는 상기 출력 신호(A)의 전개를 나타내고, 각 주기는 한 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)에 대응한다. 완성도 때문에, 상기 단계들(I₁, I₂, I₃ 및 E₁, E₂, E₃)의 역할이 본 발명의 범위 내에서 반전될 수 있다는 것을 주의해야 한다, 그러한 관점에서 증가하는 두께를 갖는 단계들(I₁, I₂, I₃)이 날숨 단계들로 해석되고, 감소하는 두께를 갖는 단계들(E₁, E₂, E₃)이 들숨 단계들로 해석된다.

휴식 효과를 달성하기 위해, 상기 바람직한 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)에 의해 디스플레이된 호흡 시퀀스는 가능한 양호하게 휴식하는 사람의 호흡 시퀀스를 모방해야 한다. 이러한 이유때문에 상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)이 동일한 길이를 갖지 않지만 상기 길이가 각 후속 사이클과 함께 증가하고, 즉, R₁ < R₂ < R₃ 또는 더 일반적으로 R_n < R_n ₊₁이라고 할 수 있다(n은 양의 정수). 상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 증가하는 길이와 함께, 상기 각각의 들숨 단계들(I₁, I₂, I₃) 및 날숨 단계들(E₁, E₂, E₃) 또한 증가한다.

상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 증가하는 길이 및 전체 시퀀스, 즉, 모든 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃) 및 후속 사이클에 걸친 상기 출력 신호(A)의 최소 및 최대 값들의 일정한 차이와 함께, 사람이 상기 출력 신호(A)의 주기적인 변화를 느끼도록 하는 것이 더 어려워진다는 문제가 발생한다. 이는 주로 시간 단위 당 상기 출력 신호 변화가 더 작아지고 상기 사용자는 진폭 변화가 매우 "느리게" 느껴지기 때문이다. 이는 특히 상기 호흡 페이싱 장치(10)에 의해 결정된 상기 호흡 사이클들로 자신의 호흡 레이트를 조정하기 위해 상기 들숨 단계들(I₁, I₂, I₃)과 상기 날숨 단계들(E₁, E₂, E₃) 간의 전환을 놓치는 것과 관련이 없고, 결과적으로 상기 출력 신호가 최대 값들 및 최소 값들에 도달할 때를 느끼도록 하는 것이 페이싱 결과의 기본이라는 것이다.

이러한 이유로 본 발명은 상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 길이에 대한 상기 출력 신호(A)의 변화의 한 특성과 관련하여 제안한다. 도 2에 도시된 본 실시예에서, 이 특성은 상기 출력 신호(A)의 상기 최대 값들과 상기 최소 값들 간의 차이에 의해 표현된다. 예를 들어, 도 2에서, 상기 출력 신호(A)의 각각의 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃) 내의 상기 최대 값들(Max₁, Max₂, Max₃)은 각각의 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)과 함께 증가하여, Max₁ < Max₂ < Max₃이다. 본 예에서, 상기 최소 값들(Min₁, Min₂, Min₃)은 각 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)에 대해 동일하게 유지되어(즉, Min₁ = Min₂ = Min₃), 상기 최대 값들과 상기 최소 값들 간의 차이들이 증가한다(Max₁ - Min₁ < Max₂ - Min₂, 등). 상기 최대 값들(Max₁, Max₂, Max₃)과 상기 최소 값들(Min₁, Min₂, Min₃) 간의 차이의 이러한 증가는 사람에 의해 쉽게 촉각으로 인식가능하다. 다른 하나의 효과는 상기 촉각 출력 유닛(14)이 휴식하고 있는 사람의 정상적인 호흡 레이트를 더 자연스럽게 모방하고 상기 출력 신호(A)의 상기 최대 값들과 상기 최소 값들 간의 차이들이 증가하여 호흡이 "더 깊어"진다.

상기 촉각 출력 유닛(14)의 촉각으로 인식가능한 한 특징으로서 두께를 나타내는, 상기 출력 신호(A)의 상기 최대 값(Max_n)과 상기 최소 값(Min_n) 간의 차이는 상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 길이와 관련될 수 있는 이러한 촉각으로 인식가능한 특징의 변화의 단 하나의 가능한 특성이라는 것을 주의한다. 그러나, 이 특징의 변화의 특성들의 다른 가능성들 및 예들이 있다. 도 2에서, 상기 호흡 사이클들의 길이가 증가하더라도, 상기 날숨 단계(E_n) 동안 Max_n로부터 Min_n ₊ ₁으로의 하강 기울기 뿐만 아니라, 각 호흡 사이클(R_n)(n = 1 내지 3)에서 Min_n로부터 Max_n으로의 상승 기울기의 가파름이 단지 서서히 증가한다는 것을 알 수 있다. 그러나, 상기 상승 기울기 및 하강 기울기의 가파름을 더 증가시킬 수 있어서 시간 단위 당 상기 촉각으로 인식가능한 특징(또는 상기 출력 신호) 변화의 크기가 사람에 의해 더 쉽게 인식될 수 있고, 상기 촉각 출력 유닛의 두께가 "더 빨리" 변화하는 인상을 갖는다. 본 실시예에서 상기 최대 값들과 최소 값들 간의 변화는 도 2에 도시된 바와 같이 여전히 선형일 수 있다.

도 3은 상기 촉각 출력 유닛(14)의 촉각으로 인식가능한 특징(또는 출력 신호)을 변화시키기 위한 다른 가능성을 도시한다. 도 3에 도시된 상기 동작 모드는 도 1의 호흡 페이싱 장치(10)의 다른 동작 모드일 수 있거나, 다른 호흡 페이싱 장치에 의해 프로세싱될 수 있다. 본 예에서 상기 출력 신호의 변화의 크기는 각 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)에서 가변하여 상기 최소 값과 상기 최대 값 사이에 각각 비-선형 변화가 있다. 각 사이클(R₁, R₂, R₃)의 시작 시, 상기 촉각 출력 유닛(14)의 두께는 더 큰 값으로 더 강한 레이트로 증가되고, 두께의 즉각적인 증가 후에 상기 들숨 단계(I₁, I₂, I₃)의 끝에서 상기 최대 값에 도달하기 위해 천천히 증가한다. 상기 최대에 도달한 후, 상기 두께가 즉각적으로 더 작아지고, 그 후 다음 호흡 사이클의 최소 값으로 다시 더 천천히 전개한다. 즉, 상기 촉각 출력 유닛(14)의 촉각으로 인식가능한 특징(또는 출력 신호)으로서 상기 두께 변화의 크기가 각각 최소 값 또는 최대 값에 도달한 직후 증가한다. 상기 촉각 출력 유닛(14)의 이러한 행동은, 특히 상기 호흡 리듬을 결정하는 상기 들숨 단계들(I₁, I₂, I₃)과 상기 날숨 단계들(E₁, E₂, E₃) 간의 전환 시점에서, 상기 두께의 "매끄러운" 선형 전개보다 더 쉽게 인식될 수 있다.

도 3의 예에서, 상기 두께의 최대 값과 최소 값 간의 차이는 또한 각 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)과 함께 상승한다. 그러나, 이 차이를 일정하게 유지하고 각 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)의 시간 단위 당 변화의 크기만을 증가시키는 것도 가능하다. 이는 도 1의 실시예와 같이, 공기 주입식 패드의 부피가 제한되고, 상기 패드 두께의 변화의 증가가 어느 정도 제한된다는 사실의 관점에서 특히 고려되어야 한다.

상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃) 내에서 두께의 변화를 변화시키기 위한 다른 가능성들이 있다. 예를 들어, 상기 변화의 "매끄러움"이 또한 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 일반적으로 매끄러운 곡선 주위의 두께 변화의 작은 변화들을 도입함으로써 영향을 받을 수 있다. 이들 변화들은 상기 패드의 작은 진동으로 느껴질 수 있다. 이들 진동들의 강도는 또한 상기 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)의 상이한 단계들 간의 전환을 가리키도록 가변될 수 있다.

본 실시예에서 사용된 상기 패드의 두께보다 상기 촉각 출력 유닛(14)의 다른 촉각으로 인식가능한 특징들이 출력 신호들로서 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 일반적인 사이즈, 즉, 바깥 지름(outer diameter)이 다른 인식가능한 특징을 나타낸다. 이는 또한 상기 출력 신호의 "최대" 값들 및 "최소" 값들을 나타내는 상이한 형상들 간의 상기 촉각 출력 유닛의 형상 변화에 대해 고려될 수 있다. 예를 들어, 상기 촉각 출력 유닛(14)은 최대 곡률과 최소 곡률 사이에서 주기적으로 증가 및 감소하는 일정한 곡률 등을 포함할 수 있다. 본문에서 사용될 수 있는 상기 촉각 출력 유닛(14)의 촉각으로 인식가능한 특징들의 다른 예들은 무게("가벼움"과 "무거움" 사이에서 변함), 경도("딱딱함"과 "부드러움" 사이에서 변함) 및 표면 질감("매끄러움"과 "거침" 사이에서 변함)이다.

본 발명이 도면들 및 상술한 설명들에서 상세히 예시되고 설명되었지만, 이러한 예시 및 설명은 예시적이거나 모범적이고, 제한적이지 않은 것으로 간주된다; 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않는다. 개시된 실시예들에 대한 다른 변화들이 청구된 발명을 실행할 때 도면들, 개시, 및 첨부된 청구항들의 연구로부터 당업자들에 의해 이해되고 실시될 수 있다. 청구항들에서, 단어 "포함하는"은 다른 소자들 및 단계들을 배제하지 않고, 한정사 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다. 특정 조치들이 서로 다른 종속 청구항들에 언급된다는 단순한 사실이 이들 조치들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 청구항들의 임의의 참조 부호들이 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다.

Claims

호흡 페이싱 장치(breath pacing apparatus)(10)에 있어서,
가변하는 촉각으로 인식가능한 특징을 갖는 촉각 출력 유닛(haptic output unit)(14)을 포함하고,
상기 촉각 출력 유닛(14)은 바람직한 호흡 사이클들(respiration cycles)(R₁, R₂, R₃)의 시퀀스에 따라 상기 촉각으로 인식가능한 특징을 주기적으로 변화시키도록 제공되고,
상기 촉각으로 인식가능한 특징의 변화의 특성은 상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 길이에 관련되고,
상기 촉각 출력 유닛(14)은 공기 주입식 손목 밴드(inflatable wristband)인, 호흡 페이싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촉각으로 인식가능한 특징은 각 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)에서 최소 값(Min₁, Min₂, Min₃)과 최대 값(Max₁, Max₂, Max₃) 사이에서 변화되고,
상기 촉각으로 인식가능한 특징의 상기 변화의 특성은 상기 최대 값(Max₁, Max₂, Max₃)과 상기 최소 값(Min₁, Min₂, Min₃) 사이의 차이인, 호흡 페이싱 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 특성은 상기 촉각으로 인식가능한 특징의 시간 단위 당 변화의 크기인, 호흡 페이싱 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 촉각으로 인식가능한 특징의 시간 단위 당 변화의 크기는 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃) 내에서 비-선형 방식으로 가변되는, 호흡 페이싱 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가변하는 촉각으로 인식가능한 특징은 상기 촉각 출력 유닛(14)의 사이즈인, 호흡 페이싱 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가변하는 촉각으로 인식가능한 특징은 상기 촉각 출력 유닛(14)의 두께인, 호흡 페이싱 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가변하는 촉각으로 인식가능한 특징은 상기 촉각 출력 유닛(14)의 형상, 무게, 경도(hardness), 및/또는 표면 질감(surface texture)인, 호흡 페이싱 장치.
사람의 호흡을 페이싱하는 방법에 있어서,
바람직한 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 시퀀스를 결정하는 단계로서, 각 사이클(R₁, R₂, R₃)은 들숨 단계(I₁, I₂, I₃) 및 후속하는 날숨 단계(E₁, E₂, E₃)를 포함하는, 상기 호흡 사이클들의 시퀀스 결정 단계,
상기 바람직한 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 시퀀스 동안 사람에 의해 촉각으로 인식가능한 출력 신호(A)를 생성하는 단계로서, 상기 출력 신호는 공기 주입식 손목 밴드인 촉각 출력 유닛(14)에 의해 제공되고, 상기 출력 신호(A)는 최대 값(Max₁, Max₂, Max₃)과 최소 값(Min₁, Min₂, Min₃) 사이에서 주기적으로 변화하고, 각 주기는 한 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃)에 대응하는, 상기 출력 신호(A) 생성 단계를 포함하고,
상기 출력 신호(A)의 변화의 특성은 상기 호흡 사이클들(R₁, R₂, R₃)의 길이와 관련되는, 사람의 호흡 페이싱 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 출력 신호(A)의 변화의 특성은 상기 최대 값(Max₁, Max₂, Max₃)과 상기 최소 값(Min₁, Min₂, Min₃) 사이의 차이인, 사람의 호흡 페이싱 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 출력 신호(A)의 변화의 특성은 시간 단위 당 변화의 크기인, 사람의 호흡 페이싱 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 출력 신호(A)의 시간 단위 당 변화의 크기는 호흡 사이클(R₁, R₂, R₃) 내에서 비-선형 방식으로 가변하는, 사람의 호흡 페이싱 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 출력 신호(A)는 촉각 출력 유닛(14)에 의해 출력되는, 사람의 호흡 페이싱 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 출력 신호(A)는 다음 그룹:
상기 촉각 출력 유닛(14)의 사이즈;
상기 촉각 출력 유닛(14)의 두께;
상기 촉각 출력 유닛(14)의 형상;
상기 촉각 출력 유닛(14)의 무게;
상기 촉각 출력 유닛(14)의 경도;
상기 촉각 출력 유닛(14)의 표면 질감 중 적어도 하나에 의해 표현되는, 사람의 호흡 페이싱 방법.