KR102262860B1

KR102262860B1 - 구강 웨어러블 디바이스

Info

Publication number: KR102262860B1
Application number: KR1020190039038A
Authority: KR
Inventors: 황경균; 이미경; 허예은
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2021-06-08
Also published as: KR20200117229A

Abstract

본 발명은 구강 웨어러블 디바이스에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스는, 상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하게 형성되고, 상악 및 상기 하악의 치아에 의해 맞물리는 맞물림부(11)를 구비하는 본체(10), 및 맞물림부(11)에 배치되어, 치아에 의해 가해지는 압력을 측정하는 압력센서(20)를 포함한다.

Description

구강 웨어러블 디바이스{ORAL WEARABLE DEVICE}

본 발명은 구강 웨어러블 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구강 내에 착용되어 구강 악습관을 진단하고 생체 신호를 측정할 수 있는 디바이스 기술에 관한 것이다.

턱관절은 하악골과 측두골 사이에 위치하여 두 뼈를 연결하는 관절로서, 모든 턱 운동의 중심축으로 작용하며 턱근육과 인대에 의해 지지되는데, 이때 턱관절 사이에 있는 디스크가 뼈와 뼈 사이의 쿠션 역할을 수행한다. 이러한 근육과 인대, 디스크, 턱뼈가 함께 어우러져 개구와 저작, 말하기 삼키기 등의 복합적인 활동을 담당하는데, 여러 요인에 의해 이러한 턱관절 기능에 이상이 생긴 것을 턱관절 장애라고 한다. 턱관절 장애는 구강안면 통증과 두개하악 장애를 포함하는 질환으로 영역이 확대되었으며 통증, 관절잡음, 근육통, 운동제한 등의 증상과 함께 턱관절, 저작근, 교합 장애를 수반하는 복합적인 질환으로 인식되고 있다. 턱관절 장애를 일으키는 요인 중 하나로는 이갈이, 이 악물기, 편측저작 등과 같이 턱관절에 무리가 가는 구강 악습관을 들 수 있다.

이러한 턱관절 장애를 진단하기 위해서는 상, 하악 치아의 접촉 형태, 접촉 시간, 접촉 압력 정도에 대한 관찰이 중요하고, 하악의 운동 형태 또는 운동 양상에 대한 분석이 필요하다. 그러나 종래 턱관절 장애 진단은 주로 의사가 환자 상태에 대한 촉진, 개구 상태 관찰, 구강 습관에 대한 문진을 시행하여 주관적으로 분석하는 방식으로 이루어졌다. 따라서, 그 분석이 의사의 경험에 지나치게 의존적이고, 짧은 진료시간 동안 치아의 접촉과 하악의 운동 형태 등을 충분히 분석할 수 없으므로, 턱관절 장애 진단에 있어 환자의 일상생활 습관을 반영하지 못해 객관성 및 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.

이에 대한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 하기 선행기술문헌의 특허문헌에 개시된 바와 같이, 사용자의 목 부위에 창작된 전극들로부터 사용자의 목 움직임에 따른 복수의 임피던스 신호를 수신하고, 그 임피던스 신호 간 차의 비율을 통해 사용자의 턱관절 장애 여부를 진단하는 장치 등이 고안되었다. 그러나 지금까지 개발된 턱관절 장애 진단장치들은 구강 내 장착이 어렵고, 구강 외 장치가 필요하기 때문에, 환자 스스로 장착해 사용하기 곤란하고 병원에 내원하여 사용해야 하는 불편이 있다. 그 결과 장기간에 걸쳐 환자별 치아의 접촉이나 하악 운동 형태 등에 대한 데이터 확보가 어려워, 정확한 턱관절 장애 진단이 곤란하다. 또한, 종래 턱관절 장애 진단장치는 턱관절 장애 진단 기능에 충실하게 설계되기 때문에, 구강 내 생체 환경정보 등을 통한 다양한 질병 진단이 원스텝으로 이루어질 수 없어서, 환자들은 별도의 복잡한 진단 과정을 거쳐야 하는 수고로움을 감수해야 한다.

이에 종래 턱관절 장애 진단장치의 문제점을 해결하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있다.

KR

10-1752103

B1

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 상악 또는 하악 치아의 전치부 및 좌우 구치부에 대응하는 위치에 압력센서를 배치하여, 실시간 압력 변화를 기반으로 하악의 전방, 및 좌우 측방운동 상태를 판별할 수 있고, 사용자 스스로 용이하게 착용 가능한 구강 웨어러블 디바이스를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 구강 내 생체환경 정보를 획득하는 센서칩을 배치함으로써, 다양한 질병을 진단할 수 있는 구강 웨어러블 디바이스를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스는 상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하게 형성되고, 상기 상악 및 상기 하악의 치아에 의해 맞물리는 맞물림부를 구비하는 본체; 및 상기 맞물림부에 배치되어, 상기 치아에 의해 가해지는 발생하는 압력을 측정하는 압력센서;를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 본체는, 마우스피스(mouthpiece) 형태로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 맞물림부는, 상기 치아 중 전치부 치아에 의해 맞물리는 제1 맞물림영역, 우측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제2 맞물림영역, 및 좌측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제3 맞물림 영역을 포함하고, 상기 압력센서는, 상기 제1 맞물림영역, 상기 제2 맞물림영역, 및 상기 제3 맞물림영역 각각에 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 하악이 상기 상악을 향하는 상향으로 움직일 때에 각각의 상기 압력센서가 측정한 최대압력을 포함하는 압력 정보를 저장하는 정보저장부; 및 상기 압력 정보, 및 상기 하악이 전방, 후방, 우측방, 및 좌측방 중 적어도 어느 하나의 일방향으로 움직이는 동안에 상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기반으로 상기 하악의 운동형태를 판별하는 판별부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 판별부는, 하기 <조건 1>을 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 전방운동으로 판별할 수 있다.

<조건 1>

(MPn×60%) ≤ Pn ≤ (MPn×80%), Rn ≤ MRn×(20 ~ 30%), Ln ≤ MLn×(20 ~ 30%)

여기서, Pn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Rn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Ln은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, MPn은 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MRn은 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MLn은 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력임.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 판별부는, 하기 <조건 2>를 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 우측방운동으로 판별할 수 있다.

<조건 2>

(MRn×60%) ≤ Rn ≤ (MRn×80%), Pn ≤ MPn×(20 ~ 30%), Ln ≤ MLn×(20 ~ 30%)

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 판별부는, 하기 <조건 3>을 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 좌측방운동으로 판별할 수 있음.

<조건 3>

(MLn×60%) ≤ Ln ≤ (MLn×80%), Pn ≤ MPn×(20 ~ 30%), Rn ≤ MRn×(20 ~ 30%)

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 판별부는, 하기 <조건 4>을 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 후방운동으로 판별할 수 있음.

<조건 4>

Pn ≤ MPn×(20 ~ 30%), Rn ≥ MRn×(20 ~ 30%), Ln ≥ MLn×(20 ~ 30%)

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 압력 정보는, 상기 압력센서가 실시간으로 측정하는 압력을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 판별부에서 판별한 상기 하악의 운동형태를 기반으로, 턱관절 장애를 야기하는 구강 악습관을 진단하는 진단부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 본체에 배치되고, 상기 압력센서가 측정한 압력 정보를 전송하는 통신모듈;을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 본체에 배치되고, 생체환경 정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서칩;을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 있어서, 상기 생체환경 정보는, 구강 내의 온도, 습도, pH, 화학물질, 및 타액 내의 바이오마커 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 상악 또는 하악 치아에 착용될 수 있도록 형성된 본체에 다수의 압력센서가 배치되는 단순 구조로 이루어져, 사용자가 스스로 용이하게 착용하고, 장기간에 걸쳐 턱관절 장애 판단에 필요한 데이터를 수집할 수 있다.

또한, 압력센서가 치아의 전치부 및 좌우 구치부에 대응하는 위치에 각각 배치됨으로써, 절대적 저작압력을 측정할 뿐만 아니라 하악 움직임에 따라 실시간으로 변하는 압력 변화를 기반으로 하악의 전방, 및 좌우 측방운동 상태를 판별하고, 통신모듈을 통해 획득한 정보를 전송할 수 있으므로 턱관절 장애 판단에 요구되는 구강 악습관을 정확히 진단할 수 있다.

나아가, 본체에 배치되는 센서칩을 통해 구강 내 온도, 습도, pH 등의 변화, 타액 내의 바이오마커, 구강 내 화학물질 등을 감지하여 다양한 질병 진단의 정보를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구강 웨어러블 다바이스를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스를 통해 구강 악습관을 판별하는 과정에서의 압력분포를 도시한 압력분포도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스를 개략적으로 도시한 구성도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스는, 상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하게 형성되고, 상악 및 상기 하악의 치아에 의해 맞물리는 맞물림부(11)를 구비하는 본체(10), 및 맞물림부(11)에 배치되어, 치아에 의해 가해지는 압력을 측정하는 압력센서(20)를 포함한다.

본 발명은 구강 내에 착용 가능한 웨어러블 디바이스에 관한 것이다. 촉진, 개구 상태 관찰, 문진을 이용해 턱관절 장애를 진단하는 종래 진단방법의 신뢰성 확보를 위해 다양한 턱관절 장애 진단장치들이 개발되었으나, 그것들은 구조가 복잡하고 별도의 구강 외 장치가 필요하기 때문에, 사용자 스스로 착용하기 어려워 병원에 내원해야 하므로 턱관절 장애 진단을 위한 장기간의 데이터 확보가 사실상 곤란하다. 또한, 턱관절 장애 진단 이외에 다른 질병을 진단할 수 없는 한계가 있는바, 이러한 종래 턱관절 장애 진단장치의 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 본 발명에 따른 구강 웨어러블 디바이스가 안출되었다.

구체적으로, 본 발명에 따른 구강 웨어러블 디바이스는, 본체(10), 및 압력센서(20)를 포함한다.

본체(10)는 사용자의 상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하도록 형성된다. 일례로, 마우스피스(mouthpiece) 형태로 형성될 수 있다. 다만, 본체(10)의 형태가 반드시 마우스피스 형태로 한정되는 것은 아니고, 치아에 착용되어 고정될 수 있는 형상이면 특별한 제한은 없다. 따라서, 상악 또는 하악의 치아 전부를 일체로 커버하거나, 그 중 일부만을 커버하는 형태로도 마련될 수 있다. 여기서, 본체(10)가 착용되는 치아는 상악 또는 하악의 치아일 수 있는데, 하악의 운동형태를 판별하기 위해서 상악의 치아가 바람직하다.

사용자마다 치아의 배열이 상이하기 때문에, 본체(10)는 사용자에 따라 맞춤형으로 제작될 수 있다. 이를 위해 치아 배열을 스캔하여 3D 프린팅하거나, 열가소성 재료로서 열을 가해 연화시킨 후 상악과 하악의 치아로 압축 성형하는 방식 등을 채택할 수 있다. 다만, 본체(10)의 제작방법 및 소재가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본체(10)는 맞물림부(11)를 구비한다. 맞물림부(11)는 상악과 하악의 치아에 의해 맞물리는 본체(10)의 일부분이다. 본체(10)가 상악의 치아에 착용되는 경우를 예로 들면, 본체(10)의 외면 중 하악을 바라보는 표면을 포함하는 부분으로서, 구치부의 교합면, 및 전치부끼리 접촉되는 접촉면에 대응하는 위치에 배치된다. 이에, 맞물림부(11)는, 상악 및 하악의 치아 중 전치부 치아에 의해 맞물리는 제1 맞물림영역(11P), 우측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제2 맞물림영역(11R), 및 좌측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제3 맞물림영역(11L)으로 구분될 수 있다.

압력센서(20)는 본체(10)의 맞물림부(11)에 배치되는 압력 측정소자로서, 상악 및 하악의 치아에 의해 가해지는 압력을 측정한다. 여기서, 압력센서(20)는 맞물림부(11)의 표면에 노출될 수 있고, 이때 압력센서(20)의 외면은 실리콘 등과 같은 부재로 코팅되어 보호될 수 있다. 다만, 반드시 압력센서(20)가 노출되어야 하는 것은 아니고, 맞물림부(11)의 내부에 내장될 수도 있다. 이러한 압력센서(20)는 전술한 제1 맞물림영역(11P)에, 제2 맞물림영역(11R), 및 제3 맞물림영역(11L) 각각에 적어도 하나 이상(20P₁, 20R₁, 20R₂, 20L₁, 20L₂) 씩 배치될 수 있다.

이때, 구치부에 의해 맞물리는 제2 및 제3 맞물림영역(11R, 11L)에 배치된 압력센서(20, 20R₁, 20R₂, 20L₁, 20L₂)는 절대적 저작압력을 측정할 수 있다. 뿐만 아니라, 하악이 전방, 또는 좌우 측방으로 움직이는 경우에도, 접촉 압력을 측정하고, 압력 변화에 따라 접촉 시간을 측정할 수 있다. 또한, 하악의 운동 전후에 발생하는 압력 변화를 기반으로 하악의 운동형태를 판별하고, 턱관절 장애 판단에 필요한 데이터를 제공할 수 있다. 이를 판별하는 과정은 후술한다.

종합적으로, 본 발명에 따른 구강 웨어러블 디바이스에 따르면, 상악 또는 하악 치아에 착용될 수 있도록 형성된 본체(10)에 다수의 압력센서(20)가 배치되는 단순 구조로 형성되어, 사용자가 스스로 용이하게 착용하고, 장기간에 걸쳐 턱관절 장애 판단에 필요한 치아 접촉 압력 정보를 제공할 수 있다. 또한, 압력센서(20)가 치아의 전치부 및 좌우 구치부에 대응하는 위치에 각각 배치됨으로써, 절대적 저작압력을 측정할 뿐만 아니라 하악 움직임에 따라 실시간으로 변하는 압력 변화를 기반으로 하악의 전방, 및 좌우 측방운동 상태를 판별하여 구강 악습관을 정확히 진단할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구강 웨어러블 다바이스를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스를 통해 구강 악습관을 판별하는 과정에서의 압력분포를 도시한 압력분포도이다.

도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스는, 정보저장부(30), 및 판별부(40)를 더 포함할 수 있다.

정보저장부(30)는 압력센서(20)가 측정한 압력 정보를 저장하는 메모리 내지 서버의 기능을 수행한다. 여기서, 압력 정보는 최대압력을 포함한다.

최대압력은 하악이 전후방이나 좌우 측방으로 움직이지 않은 상태에서, 하악에서부터 상악을 향하는 방향으로 작용하는 압력 중 최대치를 의미한다. 즉, 입을 벌려 본체(10)을 착용하고, 하악이 상기 상악을 향하는 상향으로 움직일 때에 압력센서(20)에 의해 측정되는 압력의 최대치가 최대압력이다. 따라서, 최대압력은 사용자가 하악에 최대한 힘을 주어 치아와 압력센서(20)가 접촉할 때에 측정될 수 있다. 이에, 최대압력은 사용자별로 상이한 값으로 저장될 수 있다. 이러한 압력 정보는 판별부(40)로 전송된다.

판별부(40)는 하악의 운동형태를 판별한다. 이때, 하악의 운동형태는 기본적으로 전방운동, 후방운동, 우측방운동, 좌측방운동으로 구분된다. 전방운동은 하악이 안면의 전방을 향해 돌출되는 운동형태를, 후방운동은 상기 전방운동과 반대되는 방향으로의 운동형태를, 우측방운동은 하악이 우측 방향을 향해 이동하는 운동형태를, 좌측방운동은 하악이 좌측 방향을 향해 이동하는 운동형태를 각각 의미한다. 또한, 우측방운동과 좌측방운동이 순차적으로 일어나는 경우에는 이갈이로 판별할 수 있고, 압력이 지나치게 큰 경우에는 이악물기(과 교합)으로 판별할 수 있다.

이러한 하악의 운동형태는, 최대압력을 포함하는 압력 정보와, 하악이 정지하고 움직이는 동안에 압력센서(20)에서 실시간으로 측정되는 압력을 기반으로 한다. 이때, 하악이 정지하고 움직이는 동안에 측정되는 압력은 압력센서(20)로부터 직접 판별부(40)로 송신되거나, 또는 정보저장부(30)의 압력 정보에 수록되어 판별부(40)로 전송될 수 있다.

하악의 운동형태를 판별하기 위한 기본적인 원리는, 하악이 움직이는 형태에 따라, 즉 하악이 전방, 후방, 우측방, 및 좌측방 중 적어도 어느 하나의 일방향으로 움직이는 동안에 상악과 하악의 치아가 맞물리는 영역이 다른 데 있다.

먼저, 도 3을 참고로, 전방운동에 대해 설명하면, (A)와 같이 하악이 정지한 상태에서 정상적으로 교합된 경우에, 제1 내지 제3 맞물림영역(11P, 11R, 11L)의 전방, 우측방 및 좌측방 압력센서(20)들이 소정의 압력을 감지한다. 다음에 (B)와 같이 하악의 운동이 진행되게 되면, 전치부가 접촉하면서 전방 압력센서(20)가 감지하는 압력의 크기가 커지고, 구치부는 서로 이격되기 때문에 우측방 및 좌측방 압력센서(20)의 압력이 작아진다. 운동이 최대로 일어나는 시기인 (C) 단계에서는 구치부가 완전히 떨어지고, 전치부에 압력이 집중되는 양상을 보인다.

한편, 도시되지는 않았지만, 하악의 후방운동의 경우, 하악이 정지된 비 운동상태에서는 도 3의 (A)와 동일 내지 유사한 압력분포를 보이다가, 하악의 운동이 진행되면 제1 맞물림영역(11P)의 전방 압력센서(20)의 측정 압력은 점점 작아지고, 제2 및 제3 맞물림영역(11R, 11L)의 우측방 및 좌측방 압력센서(20)의 측정 압력은 점점 커지게 되며, 최종적으로 전방 압력센서(20)의 측정 압력은 거의 0(zero)에 접근하게 된다.

도 4는 하악의 우측방운동을 도시하고 있다. 여기서, (A)는 하악이 정지된 비 운동상태로서 그 압력분포는 상기 도 3의 (A)와 동일하다. (B)와 같이, 하악이 우측으로 운동하게 되면, 전방 및 좌측 구치부가 서로 떨어지면서 전방 및 좌측방 압력센서(20)의 압력은 점점 작아지고, 우측방 압력센서(20)의 압력이 점점 커지다가, 결국 우측방으로 압력이 집중된다(도 4의 (C) 참조).

도 5는 하악의 좌측방운동을 나타내는데, 도 4와 반대의 압력 분포를 보이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 이갈이 상태에서는 상기 우측방운동과 좌측방운동이 번갈아 일어나므로, 그 압력분포 또한 그 운동상태에 대응되게 나타난다.

결국, 하악의 전방운동에서는 전치부 쪽으로, 우측방운동에서는 우측 구치부 쪽으로, 좌측방운동에서는 좌측 구치부 쪽으로 압력이 집중되는 압력분포를 나타내므로, 제1 내지 제3 맞물림영역(11P, 11R, 11L)에 배치된 압력센서(20)의 감지 압력 변화를 분석함으로써, 하악의 운동형태를 판별할 수 있다.

판별부(40)는 상기 판별 원리에 나아가 최소압력 및 최대압력을 반영하여 최종적으로 하악의 운동형태를 판별하는데, 이때 아래 조건의 충족 여부가 판별 기준이 된다.

<조건 1: 전방운동 판별 기준>

<조건 2: 우측방운동 판별 기준>

<조건 3: 좌측방운동 판별 기준>

<조건 4: 후방운동 판별 기준>

Pn ≤ MPn×(20 ~ 30%), Rn ≥ MRn×(20 ~ 30%), Ln ≥ MLn×(20 ~ 30%)

여기서, Pn은 하악이 전방, 우측방, 및 좌측방 중 적어도 어느 하나의 일방향으로 움직이는 동안에 제1 맞물림영역(11P)에 배치된 각각의 압력센서(20, 20P₁)가 측정한 압력, Rn은 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 제2 맞물림영역(11R)에 배치된 각각의 압력센서(20, 20R₁, 20R₂)가 측정한 압력, Ln은 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 제3 맞물림영역(11L)에 배치된 각각의 압력센서(20, 20L₁, 20L₂)가 측정한 압력, MPn은 제1 맞물림영역(11P)에 배치된 각각의 압력센서(20, 20P₁)가 측정한 상기 최대압력, MRn은 제2 맞물림영역(11R)에 배치된 각각의 압력센서(20, 20R₁, 20R₂)가 측정한 상기 최대압력, MLn은 제3 맞물림영역(11L)에 배치된 각각의 압력센서(20, 20L₁, 20L₂)가 측정한 상기 최대압력이다. 상기 조건 1 내지 4의 경우, 그 각각은 Pn, Rn, 및 Ln에 대한 세부 조건 3가지로 이루어지는데, 여기서 그 3가지 세부 조건이 모두 충족되는 경우에 각각의 조건에 대응되는 운동형태로 판별한다.

또한, (MPn×60%) ≤ Pn ≤ (MPn×80%)이거나, (MRn×60%) ≤ Rn ≤ (∑MRn×80%), 또는 (MLn×60%) ≤ Ln ≤ (MLn×80%)인 경우에는, 이악물기, 즉 과 교합으로 판별할 수 있다.

여기서, 상기 판별 기준(조건)은 소정의 기준 시간 동안에 충족·유지되어야 하는데, 그 기준 시간은 사용자별로 상이하게 정해지거나, 사용자에 무관하게 절대적으로 정해질 수 있다. 일례로, 그 기준 시간은 0.2 내지 5초일 수 있다. 다만, 그 기준 시간이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명에 따른 구강 웨어러블 디바이스는, 턱관절 장애를 야기하는 구강 악습관을 진단하는 진단부(50)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 구강 악습관은 하악의 전방운동, 우측방운동, 좌측방운동, 이갈이, 과 교합을 포함할 수 있다. 이에 진단부(50)는 판별부(40)에서 판별한 하악의 운동형태와, 하악의 운동시간, 치아 접촉 시간, 접촉 압력(강도) 등을 고려하여, 사용자별 구강 악습관을 진단하고 턱관절 장애의 원인을 규명한다. 또한, 하악의 운동형태, 운동시간, 치아 접촉 시간 및 압력 등에 관한 정보는 데이터화되어, 정보저장부(30) 내지 별도의 저장매체로 전송되어 장기간 저장 및 축적되고 관리될 수 있다. 이에 이갈이나 이악물기(과 교합) 등과 같은 구강 악습관으로 인해 발생한 턱관절 장애 환자에 대한 개인별 데이터 축적이 가능해지므로 질병의 원인 규명 및 예방에 이용할 수 있고, 나아가 구강 악습관의 형태 및 특성 분석으로 인한 턱관절 장애 연구에도 제공될 수 있다.

여기서, 정보저장부(30)는 메모리 소자로 구현될 수 있고, 판별부(40) 및 진단부(50)는 소프트웨어에 의해 정보처리가 가능한 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. 이러한 정보저장부(30), 판별부(40) 및 진단부(50)는 각각 본체(10)에 배치되거나, 본체(10)와 분리되어 구비될 수 있고, 어느 하나는 본체(10)에 다른 하나는 분리될 수도 있다. 이때, 본체(10)와 분리되는 정보저장부(30), 판별부(40) 및 진단부(50)는 데스크탑이나 노트북, 이동통신단말의 일구성에 의해 구현되거나, 이와 다른 별도의 장치로 마련될 수 있다. 여기서, 이동통신단말은 스마트폰, 테블릿 PC 등과 같이 이동통신이 가능한 단말기기를 포함한다.

한편, 압력센서(20)에서 측정된 압력 정보를 전송하는 통신모듈(60)이 본체(10)에 배치될 수 있다. 여기서, 통신모듈(60)은 압력센서(20)에서 측정된 압력이나 외부에서 입력된 정보 등을 정보저장부(30) 및/또는 판별부(40)로 전송하고, 정보저장부(30), 판별부(40) 및 진단부(50), 그리고 데스크탑, 노트북, 이동통신단말 사이의 데이터 통신을 가능하게 할 수 있다. 즉, 통신모듈(60)은 압력센서(20), 정보저장부(30), 판별부(40), 진단부(50), 데스크탑, 노트북, 및 이동통신단말 중 적어도 2개 사이에 정보를 송수신할 수 있는 유선/무선 통신 인터페이스를 제공하는 소형 통신장비로 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구강 웨어러블 디바이스는 적어도 하나 이상의 센서칩(70)을 더 포함할 수 있다.

센서칩(70)은 개별적으로 생체환경 정보를 감지하는 센서를 구비하고, 그 센서는 본체(10)에 배치된다. 여기서, 생체환경 정보는 구강 내의 온도, 습도, pH, 화학물질, 및 타액 내의 바이오마커 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고, 각각은 생화학반응, 화학반응, 면역반응 등을 통해 개별 센서에 의해 감지된다. 구강 내의 온도, 습도, pH 등은 구강 환경의 변화를 나타내는 지표로서, 예를 들어 충지나 치주염의 진행으로 인한 pH 변화를 미리 감지함으로써 예방적 신호를 환자에게 전송할 수 있다. 또한, 화학물질 중 하나인 황입자는 구취를 유발하기 때문에 황입자를 감지함으로써 구취 발생을 진단할 수 있다. 나아가 타액은 질병 진단에 사용될 수 있는 다양한 바이오마커를 함유하는데, 그 일례로 타액 내의 클루코스(glucose)를 감지하여 혈당을 측정하거나, 코티졸 호르몬 등과 같은 다양한 호르몬이나 특정 단백질을 감지할 수 있다. 이렇게 센서칩(70)에서 측정된 생체환경 정보는 전술한 진단부(50)로 전송될 수 있고, 진단부(50)는 기 저장된 생체환경 정보별 질병 데이터를 근거로, 측정된 생체환경 정보에 따라 질병을 진단할 수 있다. 이때, 생체환경 정보의 전송은 센서칩(70) 내에 내장된 별도의 통신 인터페이스를 활용하거나, 또는 전술한 통신모듈(60)을 활용할 수 있다.

한편, 진단부(50)에서 진단한 구강 악습관, 및 턱관절 발생 원인뿐만 아니라 생체환경 정보에 기반한 질병에 관한 데이터는, 텍스트, 그래프, 차트 등과 같은 시각 데이터, 및/또는 음성 데이터의 형태로 정보저장부(30) 내지 별도의 저장매체 등에 저장될 수 있다. 또한, 통신모듈(60)을 통해 사용자의 데스크탑, 노트북, 이동통신단말로 전송되어 사용자가 자신의 질병에 관한 정보를 확인할 수도 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속한 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 본체 11: 맞물림부
11P: 제1 맞물림영역 11R: 제2 맞물림영역
11L: 제3 맞물림영역 20: 압력센서
30: 정보저장부 40: 판별부
50: 진단부 60: 통신모듈
70: 센서칩

Claims

상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하게 형성되고, 상기 상악 및 상기 하악의 치아에 의해 맞물리는 맞물림부를 구비하는 본체; 및
상기 맞물림부에 배치되어, 상기 치아에 의해 가해지는 압력을 측정하는 압력센서;를 포함하며,
상기 맞물림부는, 상기 치아 중 전치부 치아에 의해 맞물리는 제1 맞물림영역, 우측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제2 맞물림영역, 및 좌측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제3 맞물림 영역을 포함하고,
상기 압력센서는, 상기 제1 맞물림영역, 상기 제2 맞물림영역, 및 상기 제3 맞물림영역 각각에 적어도 하나 이상 배치되며,
상기 하악이 상기 상악을 향하는 상향으로 움직일 때에 각각의 상기 압력센서가 측정한 최대압력을 포함하는 압력 정보를 저장하는 정보저장부; 및
상기 압력 정보, 및 상기 하악이 전방, 후방, 우측방, 및 좌측방 중 적어도 어느 하나의 일방향으로 움직이는 동안에 상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기반으로 상기 하악의 운동형태를 판별하는 판별부;를 더 포함하고,
상기 판별부는, 하기 <조건 1>을 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 전방운동으로 판별하는 구강 웨어러블 디바이스.
<조건 1>
(MPn×60%) ≤ Pn ≤ (MPn×80%), Rn ≤ MRn×(20 ~ 30%), Ln ≤ MLn×(20 ~ 30%)
여기서, Pn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Rn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Ln은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, MPn은 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MRn은 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MLn은 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력임.
청구항 1에 있어서,
상기 본체는,
마우스피스(mouthpiece) 형태로 형성되는 구강 웨어러블 디바이스.
삭제
삭제
삭제
상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하게 형성되고, 상기 상악 및 상기 하악의 치아에 의해 맞물리는 맞물림부를 구비하는 본체; 및
상기 맞물림부에 배치되어, 상기 치아에 의해 가해지는 압력을 측정하는 압력센서;를 포함하며,
상기 맞물림부는, 상기 치아 중 전치부 치아에 의해 맞물리는 제1 맞물림영역, 우측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제2 맞물림영역, 및 좌측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제3 맞물림 영역을 포함하고,
상기 압력센서는, 상기 제1 맞물림영역, 상기 제2 맞물림영역, 및 상기 제3 맞물림영역 각각에 적어도 하나 이상 배치되며,
상기 하악이 상기 상악을 향하는 상향으로 움직일 때에 각각의 상기 압력센서가 측정한 최대압력을 포함하는 압력 정보를 저장하는 정보저장부; 및
상기 압력 정보, 및 상기 하악이 전방, 후방, 우측방, 및 좌측방 중 적어도 어느 하나의 일방향으로 움직이는 동안에 상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기반으로 상기 하악의 운동형태를 판별하는 판별부;를 더 포함하고,
상기 판별부는, 하기 <조건 2>를 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 우측방운동으로 판별하는 구강 웨어러블 디바이스.
<조건 2>
(MRn×60%) ≤ Rn ≤ (MRn×80%), Pn ≤ MPn×(20 ~ 30%), Ln ≤ MLn×(20 ~ 30%)
여기서, Pn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Rn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Ln은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, MPn은 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MRn은 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MLn은 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력임.
상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하게 형성되고, 상기 상악 및 상기 하악의 치아에 의해 맞물리는 맞물림부를 구비하는 본체; 및
상기 맞물림부에 배치되어, 상기 치아에 의해 가해지는 압력을 측정하는 압력센서;를 포함하며,
상기 맞물림부는, 상기 치아 중 전치부 치아에 의해 맞물리는 제1 맞물림영역, 우측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제2 맞물림영역, 및 좌측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제3 맞물림 영역을 포함하고,
상기 압력센서는, 상기 제1 맞물림영역, 상기 제2 맞물림영역, 및 상기 제3 맞물림영역 각각에 적어도 하나 이상 배치되며,
상기 하악이 상기 상악을 향하는 상향으로 움직일 때에 각각의 상기 압력센서가 측정한 최대압력을 포함하는 압력 정보를 저장하는 정보저장부; 및
상기 압력 정보, 및 상기 하악이 전방, 후방, 우측방, 및 좌측방 중 적어도 어느 하나의 일방향으로 움직이는 동안에 상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기반으로 상기 하악의 운동형태를 판별하는 판별부;를 더 포함하고,
상기 판별부는, 하기 <조건 3>을 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 좌측방운동으로 판별하는 구강 웨어러블 디바이스.
<조건 3>
(MLn×60%) ≤ Ln ≤ (MLn×80%), Pn ≤ MPn×(20 ~ 30%), Rn ≤ MRn×(20 ~ 30%)
여기서, Pn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Rn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Ln은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, MPn은 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MRn은 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MLn은 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력임.
상악 또는 하악의 치아에 착용 가능하게 형성되고, 상기 상악 및 상기 하악의 치아에 의해 맞물리는 맞물림부를 구비하는 본체; 및
상기 맞물림부에 배치되어, 상기 치아에 의해 가해지는 압력을 측정하는 압력센서;를 포함하며,
상기 맞물림부는, 상기 치아 중 전치부 치아에 의해 맞물리는 제1 맞물림영역, 우측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제2 맞물림영역, 및 좌측 구치부 치아에 의해 맞물리는 제3 맞물림 영역을 포함하고,
상기 압력센서는, 상기 제1 맞물림영역, 상기 제2 맞물림영역, 및 상기 제3 맞물림영역 각각에 적어도 하나 이상 배치되며,
상기 하악이 상기 상악을 향하는 상향으로 움직일 때에 각각의 상기 압력센서가 측정한 최대압력을 포함하는 압력 정보를 저장하는 정보저장부; 및
상기 압력 정보, 및 상기 하악이 전방, 후방, 우측방, 및 좌측방 중 적어도 어느 하나의 일방향으로 움직이는 동안에 상기 압력센서에서 측정되는 압력을 기반으로 상기 하악의 운동형태를 판별하는 판별부;를 더 포함하고,
상기 판별부는, 하기 <조건 4>을 만족하는 경우에 상기 하악의 운동형태를 후방운동으로 판별하는 구강 웨어러블 디바이스.
<조건 4>
Pn ≤ MPn×(20 ~ 30%), Rn ≥ MRn×(20 ~ 30%), Ln ≥ MLn×(20 ~ 30%)
여기서, Pn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Rn은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, Ln은 상기 하악이 상기 일방향으로 움직이는 동안에 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 압력, MPn은 상기 제1 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MRn은 상기 제2 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력, MLn은 상기 제3 맞물림영역에 배치된 각각의 상기 압력센서가 측정한 상기 최대압력임.
청구항 1, 6, 7 또는 8에 있어서,
상기 압력 정보는, 상기 압력센서가 실시간으로 측정하는 압력을 더 포함하는 구강 웨어러블 디바이스.
청구항 1, 6, 7 또는 8에 있어서,
상기 판별부에서 판별한 상기 하악의 운동형태를 기반으로, 턱관절 장애를 야기하는 구강 악습관을 진단하는 진단부;를 더 포함하는 구강 웨어러블 디바이스.
청구항 1, 6, 7 또는 8에 있어서,
상기 본체에 배치되고, 상기 압력센서가 측정한 압력 정보를 전송하는 통신모듈;을 더 포함하는 구강 웨어러블 디바이스.
청구항 1에 있어서,
상기 본체에 배치되고, 생체환경 정보를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서칩;을 더 포함하는 구강 웨어러블 디바이스.
청구항 12에 있어서,
상기 생체환경 정보는, 구강 내의 온도, 습도, pH, 화학물질, 및 타액 내의 바이오마커 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 구강 웨어러블 디바이스.