KR102255570B1 - 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템 - Google Patents

토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토끼모델에 대해서도 인간과 유사한 방식으로 수면다원 테스트를 진행할 수 있도록 함으로써 수많은 증상들의 수면장애 연구에 도움을 줄 수 있도록 하는 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템을 제공함에 특징이 있다.

Description

토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템{POLYSOMNOGRAPHY TEST SYSTEM USING RABBIT MODEL}
본 발명은 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토끼모델에 대해서도 인간과 유사한 방식으로 수면다원 테스트를 진행할 수 있도록 함으로써 수많은 증상들의 수면장애 연구에 도움을 줄 수 있도록 하는 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템에 관한 것이다.
수면 장애를 진단하기 위한 일반적인 수면 검사방법으로 수면다원 검사(PSG; polysomnography)가 있다. 수면다원 검사는 호흡상태, 혈중 산소포화도, 뇌파, 눈의 움직임, 심전도, 근전도 등 많은 항목에 대한 수면 데이터를 얻기 위하여 병원 내 수면 검사실 혹은 병실에서 피검사자가 하룻밤 동안 수면을 취하면서 이루어지게 된다.
수면다원 검사를 통해 정확한 진단을 내리기 위해서는 피검사자가 평상시의 수면 상태로 검사받을 것이 요구된다. 그러나, 피검사자에게 익숙치 않은 병원 환경과 다수의 센서 및 전선들이 신체에 부착됨에 따른 거부감으로 인해 검사 당일의 수면 양상이 평소와 달라지기 쉽고, 이에 따라 정확한 검사가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제점에 기인하여, 수면무호흡증 등과 같은 수면과 관련된 호흡장애의 연구에는 동물 질병 모델이 유용하다. 동물 모델은 실험이 통제된 조건에서 수행될 수 있고, 질병 지속 기간, 사건의 연대, 결과에 대한 유전적 및 환경적 요인과 같은 혼동 요인의 영향이 최소화 될 수 있다는 점에서 몇 가지 장점을 가지고 있다.
선행문헌(등록특허 제10-1275663호)에는 동물 모델에 있어서 폐쇄성 수면무호흡증을 유발할 수 있는 유도제(inductive agent) 및 이를 이용한 동물 모델에 폐쇄성 수면무호흡증을 유도하는 방법에 대해 개시하고 있다.
선행문헌에 따르면, 간편한 시술로서 효과적으로 동물 모델에서 폐쇄성 수면무호흡증의 유발이 가능하며, 이와 같은 방법에 의하여 유도된 폐쇄성 수면무호흡증을 갖는 동물 모델은 폐쇄성 수면무호흡증의 장기간에 걸친 합병증과 병리기전 및 그 치료방법의 개발 등의 연구에 이용될 수 있음을 시사하고 있다.
하지만, 수면 장애에는 폐쇄성 수면무호흡증 이외에도 많은 증상들이 존재하며, 따라서 동물모델에 대해서도 인간과 유사한 방식으로 수면다원 테스트를 진행할 수 있도록 함으로써 수많은 증상들의 수면장애에 대한 정확한 진단을 내릴 수 있도록 하는 방안이 요구되는 실정이다.
등록특허 제10-1275663호
본 발명의 목적은 토끼모델에 대해서도 인간과 유사한 방식으로 수면다원 테스트를 진행할 수 있도록 함으로써 수많은 증상들의 수면장애 연구에 도움을 줄 수 있도록 하는 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템에 있어서. 수면유도된 토끼의 검출 데이터를 측정하고자 하는 신체 부위들에 부착되어 검출 데이터를 측정하기 위한 다수의 센서모듈과, 상기 센서모듈이 설치되는 센서모듈 지지체를 포함하는 센서유닛; 상기 센서유닛에서 측정한 검출 데이터를 네트워크로 연결된 컴퓨터에 저장하는 데이터 수집유닛; 및 상기 토끼의 신체를 바탕으로 하는 형상을 가지며, 상기 센서모듈의 부착 부위를 표시해주는 부착부위 표시시트를 포함하며, 상기 데이터 수집유닛은 토끼의 호흡 주기성에 따라 적응적으로 상기 센서유닛의 센싱 주기를 조절할 수 있고, 상기 부착부위 표시시트는 토끼의 등부분이 하부에 있는 상태에서의 턱부분과, 배부분과, 꼬리부분을 형상화한 제1 부착부위 표시시트 및 토끼의 머리부분과 귀부분을 형상화한 제2 부착부위 표시시트로 이루어지며, 상기 부착부위 표시시트에서 상기 센서모듈의 부착 부위가 표시되어 있는 부분의 중앙에는 털 제거의 위치를 표시하기 위한 구멍이 형성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 센서모듈은 뇌파 센서모듈, 턱근전도 센서모듈, 심전도 센서모듈, 가슴벨트 센서모듈, 복부벨트 센서모듈, 산소 포화도 센서모듈, 다리 근전도 센서모듈 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서모듈 지지체는 클립수단으로 구성되되, 상기 클립수단은 다수의 니들을 지지하면서 클립수단 본체의 내측부에 착탈 가능하게 결합되는 니들 지지모듈을 포함하고, 상기 니들 지지모듈은, 상기 니들이 지지되는 니들 지지부; 및 상기 니들 지지부와 연결되어 상기 다수의 니들과 전기적으로 연결되며, 상기 클립수단 본체의 내측부에 형성되는 삽입홈에 착탈 가능하게 결합되는 전극판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템에 의하면, 토끼모델에 대해서도 인간과 유사한 방식으로 수면다원 테스트를 진행할 수 있도록 함으로써 수많은 증상들의 수면장애 연구에 도움을 줄 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템의 개략적인 구성도이고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 센서모듈의 실제 부착 상태를 나타내는 사진 및 센서모듈의 부착 부위를 표시해주는 부착부위 표시시트의 일례를 함께 도시하는 도면이고,
도 4 및 도 5는 센서모듈 지지체의 구성을 도시하는 도면이며,
도 6은 모니터링부에 표시된 수면다원 테스트에 따른 센서모듈들의 파형을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명에서는 처리의 편의성, 비용 등을 고려하여 토끼를 대상으로 하고 있을 뿐이며, 원숭이, 개, 돼지, 마우스 등과 같은 다수의 동물 모델이 사용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
이하 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 센서모듈의 실제 부착 상태를 나타내는 사진 및 센서모듈의 부착 부위를 표시해주는 부착부위 표시시트의 일례를 함께 도시하는 도면이고, 도 4 및 도 5는 센서모듈 지지체의 구성을 도시하는 도면이고, 도 6은 모니터링부에 표시된 수면다원 테스트에 따른 센서모듈들의 파형을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템은 크게 센서유닛(100)과, 데이터 수집유닛(200)과, 부착부위 표시시트(300)를 포함하여 구성된다.
센서유닛(100)은 수면유도된 토끼의 검출 데이터를 측정하고자 하는 신체 부위들에 부착되어 검출 데이터를 측정하기 위한 다수의 센서모듈(110)과, 상기 센서모듈(110)이 각각 설치되는 센서모듈 지지체(120)를 포함한다.
다수의 센서모듈(110)은 뇌파 센서모듈(110a), 턱근전도 센서모듈(110b), 심전도 센서모듈(110c), 가슴벨트 센서모듈(110d), 복부벨트 센서모듈(110e), 산소 포화도 센서모듈(110f), 다리 근전도 센서모듈(110g) 중 하나 이상을 포함하는 특징으로 한다.
여기서, 뇌파 센서모듈(110a)은 토끼의 뇌에 부착되어 뇌파를 측정하는 센서모듈이다. 이때, 뇌파 센서모듈(110a)의 부착을 위해서는 수술적인 방법에 의해 토끼의 뇌를 드러낼 필요성이 있다.
턱근전도 센서모듈(110b)은 토끼의 턱부분에 부착되고, 턱 근육의 긴장도를 평가하기 위한 데이터를 측정한다.
심전도 센서모듈(110c)은 토끼의 심장 부분에 부착되고, 심전도를 측정한다. 여기서, 심전도는 신체표면에서 측정가능한 심장의 전기적 활성단계를 반영하는 미약한 전기(엄밀히 말하면 전위차) 신호를 의미한다.
가슴벨트 센서모듈(110d)과 복부벨트 센서모듈(110e)은 토끼의 가슴과 복부부분에 각각 부착되고, 호흡노력을 기록하고 자세 변화를 기록하기 위한 센서모듈이다.
산소 포화도 센서모듈(110f)은 토끼의 귀 부분에 부착되고, 혈액중의 산소 포화도값을 제공하며, 맥박 산소농도계 등으로 구현가능하다.
다리 근전도 센서모듈(110g)은 토끼의 꼬리부분에 부착되고, 꼬리의 전기적 활성을 측정한다. 여기서, 다리 근전도 센서모듈은 사람의 경우 다리에 부착하지만, 토끼의 경우에는 다리보다는 꼬리가 다리 근전도 측정에 유리하므로 꼬리에 부착하고 있다.
상기한 센서모듈 이외에, 온도 센서, 습도 센서를 더 포함할 수 있다.
온도 센서는 토끼 수면 중의 신체 주변 온도를 측정할 수 있다. 나아가, 토끼 수면 중의 실내 온도는 적절한지 여부 등을 검출할 수 있다.
습도 센서는 토끼 수면 중의 신체 주변 습도를 측정할 수 있다.
이와 같은 온도 센서 및 습도 센서는 토끼 수면에 최적인 권장 온도 및 습도를 제공할 수 있으므로 최적의 연구결과를 달성할 수 있도록 한다.
데이터 수집유닛(200)은 센서유닛(100)에서 측정한 검출 데이터를 네트워크로 연결된 컴퓨터에 저장한다.
데이터 수집유닛(200)은 센서유닛(100)에서 측정한 검출 데이터들을 샘플링 및 디지털화하여 수집하고 시각 정보와 함께 일시적 또는 장기적으로 저장하는 디지털 처리 기능과, 추가적으로 검출 데이터와 시각 정보를 외부의 분석장치(도시안됨)에 전송할 무선통신 기능을 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 데이터 수집유닛(200)은 센서유닛(100)의 센싱 주기를 고정적으로 제어할 수 있지만, 예를 들어 호흡이 정상적으로 검출되면 센싱 주기를 늘리고 무호흡과 같이 호흡이 비정상적으로 검출되면 센싱 주기를 줄이는 방식으로, 호흡의 주기성에 따라 적응적으로 센서유닛(100)의 센싱 주기를 조절할 수 있다.
실시예에 따라, 데이터 수집유닛(200)은 소형 경량화를 위해 최소한의 처리 용량 및 저장 용량만을 갖추고, RFID(Radio Frequency Identification), 블루투스(Bluetooth)와 같은 단거리 통신기능을 구비할 수 있다.
부착부위 표시시트(300)는 토끼의 신체를 바탕으로 하는 형상을 가지며, 상기 센서모듈(110)의 부착 부위(위치)를 표시해줌으로써 정확한 부위에 센서모듈(110)이 부착되게 보조하며, 따라서 보다 정확한 테스트 결과의 도출이 가능하도록 한다.
부착부위 표시시트(300)는 투명재질의 시트형태로 제조가능하며, 시트 상에는 각 센서모듈들의 부착 부위가 표시되어 있다. 부착 부위 표시에는 문자, 도형, 기호 등과 같은 다양한 형태의 표식수단을 포함할 수 있음은 물론이다.
도 2를 참조하면, 부착부위 표시시트(310)는 토끼의 등부분이 하부에 있는 상태에서의 턱부분과, 배부분과, 꼬리부분을 형상화하고 있음을 알 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 부착부위 표시시트(320)는 토끼의 머리부분과 귀부분을 형상화하고 있음을 알 수 있다.
실시예에 따라, 도면에 도시하고 있지는 않지만, 각 센서모듈들의 부착 부위가 표시되어 있는 부분의 중앙에는 구멍이 형성될 수 있다. 연구자는 이 구멍을 통해서 매직펜 등을 이용하여 털을 제거하기 위한 위치를 표시할 수 있다. 따라서, 연구자는 센서모듈의 부착을 위해서 털이 제거될 위치를 용이하게 인지할 수 있게 된다.
한편, 상기 센서모듈 지지체(120)는 패치수단 또는 클립수단 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
일례로, 도 4는 센서모듈 지지체(120)가 패치수단(130)으로 구성됨을 도시하고 있으며, 도 5는 센서모듈 지지체(120)가 클립수단(140)으로 구성됨을 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 패치수단(130)은 패치층(132)과, 상기 패치층(132)의 일면에 부착된 극성이 다른 한 쌍의 전극(134)을 포함한다. 여기서, 패치층(132)에는 접착층(도시안됨)이 형성되어 있다. 또한, 패치층(132)의 상부에는 센서(S)가 부착된다.
상기 전극(134)은 접착성을 가지는 실리콘 재질로 제조되는 것이 바람직하다. 전극(134)이 실리콘 재질로 제조되는 경우, 여러번에 걸쳐서 탈부착을 하더라도 오랜동안 접착성을 유지할 수 있으므로 여러번 재사용가능한 장점을 가진다.
도 5을 참조하면, 클립수단(140)은 다수의 니들(141)을 지지하면서 클립수단 본체(142)의 내측부에 착탈 가능하게 결합되는 니들 지지모듈(144)을 더 포함하고 있다.
또한, 상기 니들 지지모듈(144)은, 상기 니들(141)이 지지되는 니들 지지부(143); 및 상기 니들 지지부(143)와 연결되어 상기 다수의 니들(141)과 전기적으로 연결되며, 상기 클립수단 본체(142)의 내측부에 형성되는 삽입홈(도시안됨)에 착탈 가능하게 결합되는 전극판(145)을 포함하고 있다. 여기서, 클립수단 본체(142)의 내측부에는 또한 센서(S)가 부착될 수 있다.
클립수단(140)은 그 재질을 비전도체인 합성수지로 형성하며, 그 형태는 일반적인 클립 기구(집게 형태)와 동일하다고 할 수 있으나, 다만 토기의 꼬리에 알맞게 결합할 수 있도록 링타입의 구조로 되고, 클립수단 본체(142)의 내측부의 한쪽에 니들(141)을 고정 설치하는데 특징이 있다.
이와 같은 클립수단(140)은, 토끼의 꼬리와 같이 패치수단(130)에 의해서는 센서모듈, 본 실시예의 경우 다리 근전도 센서모듈(110g)의 부착이 매우 어려울 수 있는 경우에 매우 효율적으로 사용될 수 있을 것이다.
<실시형태>
1. 개요
모든 수술과 실험과정은 실험동물 연구에 대한 위원회의 허가를 받아 시행하였다.
토끼 모델은 New Zealand White rabbit (몸무게 24±3kg)을 이용하여 수면다원검사를 시행하였다. 수면다원검사에 필요한 센서들은 패치수단 또는 클립수단을 이용하여 토끼의 신체에 부착시켰다.
2. 수면유도제
수면유도제는 트리아졸람(triazolam), 로라제팜(Lorazepam), 디아제팜(diazepam) 등의 성분을 포함하고 있는 벤조다이아제핀(benzodiazepine)계열과 졸피뎀 성분이 대표적인 비벤조디아제핀 계열(non-benzodiazepine)과 독세핀(Doxepin), 트라조돈(Trazodone) 등의 성분을 포함하는 항우울제 계열이 사용가능하다.
수면유도제의 투여량은 토끼의 몸무게를 고려하여 적정량으로 투여할 수 있다.
3. 센서모듈 부착
연구자는 토끼의 신체를 바탕으로 하는 형상을 가지며, 상기 센서모듈(110)의 부착 부위(위치)를 표시해주는 부착부위 표시시트(300)를 이용하여 정확한 부위에 센서모듈(110)을 부착하게 된다. 따라서, 종래와 비교하여 보다 정확한 테스트 결과의 도출이 가능하도록 한다.
한편, 부착부위 표시시트(300)가 각 센서모듈들의 부착 부위가 표시되어 있는 부분의 중앙에는 구멍이 형성되어 있는 경우, 연구자는 이 구멍을 통해서 매직펜 등을 이용하여 털을 제거하기 위한 위치를 표시할 수 있으며, 그후에 털를 제거하는 과정을 수행할 수 있을 것이다.
4. 테스트 결과
도 6은 모니터링부에 표시된 수면다원 테스트에 따른 센서모듈들의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 각 센서모듈들로부터 양호한 검출 데이터의 파형들이 획득되고 있음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100 : 센서유닛
110 : 센서모듈
120 : 센서모듈 지지체
130 : 패치수단
140 : 클립수단
200 : 데이터 수집유닛
300 : 부착부위 표시시트

Claims (8)

  1. 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템에 있어서.
    수면유도된 토끼의 검출 데이터를 측정하고자 하는 신체 부위들에 부착되어 검출 데이터를 측정하기 위한 다수의 센서모듈과, 상기 센서모듈이 설치되는 센서모듈 지지체를 포함하는 센서유닛;
    상기 센서유닛에서 측정한 검출 데이터를 네트워크로 연결된 컴퓨터에 저장하는 데이터 수집유닛; 및
    상기 토끼의 신체를 바탕으로 하는 형상을 가지며, 상기 센서모듈의 부착 부위를 표시해주는 부착부위 표시시트를 포함하며,
    상기 데이터 수집유닛은 토끼의 호흡 주기성에 따라 적응적으로 상기 센서유닛의 센싱 주기를 조절할 수 있고,
    상기 부착부위 표시시트는 토끼의 등부분이 하부에 있는 상태에서의 턱부분과, 배부분과, 꼬리부분을 형상화한 제1 부착부위 표시시트 및 토끼의 머리부분과 귀부분을 형상화한 제2 부착부위 표시시트로 이루어지며,
    상기 부착부위 표시시트에서 상기 센서모듈의 부착 부위가 표시되어 있는 부분의 중앙에는 털 제거의 위치를 표시하기 위한 구멍이 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서모듈은 뇌파 센서모듈, 턱근전도 센서모듈, 심전도 센서모듈, 가슴벨트 센서모듈, 복부벨트 센서모듈, 산소 포화도 센서모듈, 다리 근전도 센서모듈 중 하나 이상을 포함하는 특징으로 하는 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서모듈 지지체는 클립수단으로 구성되되, 상기 클립수단은 다수의 니들을 지지하면서 클립수단 본체의 내측부에 착탈 가능하게 결합되는 니들 지지모듈을 포함하고, 상기 니들 지지모듈은,
    상기 니들이 지지되는 니들 지지부; 및
    상기 니들 지지부와 연결되어 상기 다수의 니들과 전기적으로 연결되며, 상기 클립수단 본체의 내측부에 형성되는 삽입홈에 착탈 가능하게 결합되는 전극판을 포함하는 것을 특징으로 하는 토끼 모델을 이용한 수면다원 테스트 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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