KR102347542B1 - 스마트 베개 및 이를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법과 이를 이용한 디지털 치료제 - Google Patents

Abstract

실시예는, 센싱 정보에 기초하여 사용자의 호흡 상태가 정상 범위로 판단하면, 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 사용자의 호흡 패턴을 분석하는 단계; 복수의 높이 조절 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태를 감지하여 상기 복수의 높이 조절 패턴 중 어느 하나의 높이 조절 패턴으로 스마트 베개의 높이를 조절하는 구동 모드를 실행하는 단계;를 포함하고, 상기 복수의 높이 조절 패턴 각각은 상기 호흡 패턴에 연동하는 상기 스마트 베개의 높이의 증감이 반복되도록 하는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.

Description

스마트 베개 및 이를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법과 이를 이용한 디지털 치료제{Smart pillow and method of improving sleep quality using it and digital therapeutics using it}

본 발명은 수면의 질을 향상시키는 스마트 베개와 이를 이용한 디지털 치료제에 관한 것이다.

수면 무호흡 증후군(sleep apnea syndrome)은 수면 무호흡(sleep apnea)의 정도에 따라 폐쇄성과 중추성 그리고 혼합형 수면 무호흡증으로 나뉜다. 폐쇄성 수면 무호흡증(obstructive sleep apnea)은 수면 중 상기도 폐쇄로 인해 호흡 노력이 있음에도 불구하고 호흡이 정지되는 경우이며, 수면 무호흡 증후군의 대부분은 폐쇄성 수면 무호흡증이 차지한다. 폐쇄성 수면 무호흡증은 전 인구의 2-4% 정도로 알려져 있으며, 우리나라에서도 3.2-4.5%로 알려져 있는 매우 흔한 질병이다. 현대 사회가 노령화, 비만화되면서 폐쇄성 수면 무호흡증은 더 흔한 질병이 되고 있다.

만약에 주간 졸리움증(daytime sleepiness)이나 원인이 뚜렷하지 않은 피로감을 호소하는 비만한 중년의 환자가 외래를 찾는 경우 폐쇄성 수면 무호흡증에 따른 원인인 경우가 많다. 그리고 정확한 진단과 치료를 위해 가장 중요하고 기본적인 표준수면다원검사(overnight standard polysomnography)를 시행하고 다른 수면장애(sleep disorder)와 감별을 수행한다. 폐쇄성 수면 무호흡증은 장기간 동안 여러 방면의 전문가의 도움이 필요한 만성 질환이다. 성공적으로 폐쇄성 수면 무호흡증 치료를 하게 되면 수면의 질을 향상시키는 것은 물론이고, 의료 이용과 비용의 감소, 그리고 심혈관계 합병증을 줄일 수 있다.

수면 무호흡증의 내과적인 치료와 관련하여 체중 감량 및 운동, 수면 중의 체위, 금주 및 약제 사용 조절 등의 행동 요법과 양압기 치료(positive airway pressure therapy), 구강내 장치(oral appliances)를 설치하는 방법 등이 있다. 그러나, 체중조절의 경우 성공하기가 쉽지 않으며 비만이지 않은 환자에 있어서는 효과가 제한적이다. 그리고 자세치료의 경우 밤새 옆으로 누워 자기가 힘들며 비자세성 환자에게는 효과가 제한적이다. 양압호흡기의 경우 매일 마스크를 쓰고 자야 하고 구강내 장치의 경우 매일 입에 장치를 물고 자야 하기 때문에 불편하다. 최근에는 소위 스마트 베개라고 하여 코골이나 수면 무호흡증과 같은 수면의 질을 떨어뜨리는 요소를 제거하기 위한 장치가 소개되고 있다.

예시적으로, 대한민국등록특허공보 제10-1763302호는 베개의 각종 센서를 통해 사용자의 수면의 질에 대한 정보를 수집하여 이를 통해 병원에서 처방이 가능하도록 하는 시스템으로써, 사용자의 수면의 질이 나쁜 경우 이를 즉각적으로 반영하여 수면의 질을 개선할 수 없는 한계가 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2017-0085254호에서 개시된 베개는 마사지 기능을 구비하고 있으나 수면의 질과 무관하여 마사지 기능에 따른 베개의 국부 영역의 움직임을 오히려 사용자로 하여금 수면의 질을 떨어뜨리는 문제가 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1824528호에서의 베개는 코골이가 감지되면 베개의 상면의 경사도를 조절함으로써 머리의 위치를 바꾸어 코골이를 방지하는 기능을 개시하고 있으나, 베개의 상면의 경사도 조절에 따라 오히려 사용자로 하여금 각성 효과가 나타나도록 하여 수면을 방해할 수 있는 한계가 있고 수면 무호흡증의 근본적인 해결책이 되지 못하는 제한이 있다.

대한민국등록특허공보 제10-2010-0118301호는 수면제어장치 및 방법에 관한 것으로써, 자세, 수면소리, 주위 소리를 검출하여 수면소리가 주위소리보다 클 때 수면 자세의 변경을 유도한다. 그라나, 사용자의 각성 효과로 오히려 수면의 질을 떨어뜨리고 근본적인 수면 무호흡증의 치료가 불가능하다.

대한민국등록특허공보 제10-1885461호에서 베개는 목지지부의 상하 높낮이를 반복적으로 조절해 사용자의 목 근육이 수축 이완되도록 운동시키나, 사용자의 호흡에 따른 신체의 상하 높이 변화와 베개의 높이 변화의 불일치로 불편함 및 편안한 수면이나 휴식을 취하는데 방해가 되는 문제가 있다.

미국특허등록공보 제6240316호는 Implantable microstimulation system for treatment of sleep apnea는 적어도 하나의 마이크로 자극기는 환자의 자연 호흡 리듬에 대략 대응하는 주기를 갖는 리듬 또는 사이클에서 전기 자극 펄스를 제공함으로써 개방 루프 방식으로 수면 무호흡을 치료하는 발명이나 인공 와우를 적용하는 방식이므로 수술이 필요하고 어느 호흡 근육에 전기적인 자극을 제공하느냐에 따라 효과가 크게 달라질 수 있는 한계가 있다.

대한민국등록특허공보 제1684211호는 취침 중 후두의 자유운동과 뇌척수액의 흐름을 유도하는 수면베개에 관한 것으로써, 호흡을 들이마실 때 후두골의 하단은 위로 올라가고 상단은 내려오는 반면, 호흡을 내쉴 때 후두골의 하단은 내려오고 상단은 올라가며, 이러한 호흡에 따른 두개골의 움직임은 자연발생적인 것으로, 의학적으로 뇌척수액의 흐름과 관련된 점을 이용한다. 그러나, 유아나 어린이의 경우 호흡 시 두개골의 움직임이 크게 일어나지만 성인의 경우 두개골의 움직임이 크지 않아 그 효과가 제한적이고 무게 중심에 따라 원치 않는 움직임이 발생하는 문제가 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1763302호 대한민국공개특허공보 제10-2017-0085254호 대한민국등록특허공보 제10-2010-0118301호 대한민국등록특허공보 제10-1824528호 미국특허등록공보 제6240316호 대한민국등록특허공보 제1684211호

본 발명은 전술한 문제점을 해결할 수 있는 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 디지털 치료제를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 사용자의 수면 패턴에 적합한 형태로 스마트 베개의 형상의 일부 변경을 통해 사용자의 기도의 확장 및 연부 조직의 흡착을 해소함으로써 수면무호흡증을 방지할 수 있는 디지털 치료제를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 수면의 깊이에 따른 근육의 경직 및 무호흡 정도를 고려하여 운동 범위를 조절할 수 있는 디지털 치료제를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 사용자의 호흡 패턴에 대응하여 베개의 높낮이 조절 운동을 수행함으로써 각성 효과를 최소화하면서 수면 무호흡 증상을 완화할 수 있다.

실시예는 센싱 정보에 기초하여 사용자의 호흡 상태가 정상 범위로 판단하면, 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 사용자의 호흡 패턴을 분석하는 단계; 복수의 높이 조절 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태를 감지하여 상기 복수의 높이 조절 패턴 중 어느 하나의 높이 조절 패턴으로 스마트 베개의 높이를 조절하는 구동 모드를 실행하는 단계;를 포함하고, 상기 복수의 높이 조절 패턴 각각은 상기 호흡 패턴에 연동하는 상기 스마트 베개의 높이의 증감이 반복되도록 하는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 구동 모드는 제1 내지 제n(n은 자연수) 모드로 구분되고, 제n-1 모드에서의 높이 조절 패턴의 최대 높이는 제n 모드에서의 높이 조절 패턴의 최대 높이보다 낮고, 상기 제n-1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 감지되면 상기 제n 모드로 전환하는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제n-1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 호전되면 제n-2 모드로 전환하는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법.

다른 측면에서, 상기 제1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 호전되면 상기 사용자의 생체 정보에 기초한 상기 사용자의 수면의 깊이에 따라 상기 구동 모드가 중지되는 휴면 모드 또는 상기 제1 모드의 유지 중 어느 하나의 모드로 전환하는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 호전되면, 상기 사용자의 수면의 깊이가 얕은 수면인 경우 상기 제1 모드에서 상기 휴면 모드로 전환하고, 상기 사용자의 수면의 깊이가 깊은 수면인 경우 상기 제1 모드는 유지되는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제1 내지 제n 모드 중 어느 하나의 모드로 전환 시 현재의 모드는 미리 설정된 시간 동안 유지되는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 높이 조절 패턴에 따라 상기 호흡 패턴 상의 들숨에서 상기 스마트 베개의 높이는 증가하고 상기 호흡 패턴 상의 날숨에서 상기 스마트 베개의 높이는 감소하여 수면 중인 사용자의 비강인두에서 하인두까지의 점막의 협착을 해제시키는 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.

실시예는 사용자의 두부의 움직임을 통해 목 근육을 이완시켜 호흡에 도움을 주고, 기도의 개방을 통해 비강인도에서 하인두까지 개방시켜 점막들의 협착을 해소할 수 있는 디지털 치료제를 제공할 수 있다.

또한, 실시예는 사용자의 두부의 움직임을 유도할 때 각성 효과가 최소화되도록 함으로써 수면 상태로의 원활한 진입을 유도하고, 수면 상태에서의 기도의 개방을 통한 수면 무호흡증 증상 차단으로 수면의 질을 높일 수 있는 디지털 치료제를 제공할 수 있다.

또한, 실시예는 사용자의 호흡에 따른 움직임에 연동하여 스마트 베개의 일부 영역에 대한 높이의 증감을 제어함으로써 사용자의 편안한 수면을 유도하면서도 사용자의 기도의 확장 및 흡착된 연부 조직의 해소를 통해 수면 무호흡증을 방지하고 건강한 수면을 유도할 수 있다.

또한, 실시예는 사용자의 외이도 내에서의 호흡음 측정을 통해 정밀한 호흡음 측정이 가능하고 호흡음에 따른 패턴에 대응하여 베개의 운동을 제어함으로써 편안한 숙면을 유도하면서도 수면 무호흡증을 해소할 수 있다.

또한, 실시예는 복수의 모드를 통해 스마트 베개의 일부 영역의 높낮이를 조절함으로써 순차적으로 수면 무호흡증 방지가 가능하여 사용자 맞춤형의 제어가 가능하다.

또한, 실시예는 수면의 깊이에 따라 모드의 전환 방식을 달리 설정함으로써 수면 무호흡증세의 호전을 위한 스마트 베개의 구동과 스마트 베개의 구동에 따른 각성 효과라는 서로 상반되는 양자 사이의 균형을 유지한다.

또한, 실시예는 사용자의 실제 호흡에 따른 몸의 움직임 패턴에 매칭되도록 사용자의 등 부위의 높이의 증감이 가능하도록 하여 기계/기구물에 의한 두부 및/또는 목 부위 강제적인 움직임 유도에 따라 사용자의 목 부위의 무리가 가해지는 종래 기술의 한계점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수면의 질을 향상시키는 스마트 베개의 예시적인 사시도이다.
도 2은 스마트 베개에 대한 블록다이어그램이다.
도 3은 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법에 대한 예시적인 흐름도이다.
도 4는 사용자의 목을 중심으로 두부의 각도 변화를 설명하기 위한 것이다.
도 5는 사용자가 정자세가 아닌 자세에 대한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 디지털 치료제를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개의 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개의 측면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개의 블록 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법에 대한 흐름도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법에 관한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 디지털 치료제의 블록 다이어그램이다.
도 13은 스마트 베개의 높이 조절에 따른 수면 무호흡증의 개선을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

수며은 렘수면과 비렘수면으로 구분하여 비렘수면은 제1 내지 제4 단계의 수면으로 구분될 수 있다. 그리고, 비렘수면의 제1 및 제2 단계는 얕은 수면, 제3 및 제4 수면은 깊은 수면으로 정의한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 얕은 수면은 비렘수면에서의 제1 및 제2 단계의 수면과 렘수면 단계로 정의하고, 깊은 수면은 비렘수면에서의 제3 및 제4 단계로 정의한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수면의 질을 향상시키는 스마트 베개의 예시적인 사시도이고, 도 2은 스마트 베개에 대한 블록다이어그램이다. 그리고, 도 3은 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법에 대한 예시적인 흐름도이고, 도 4는 사용자의 목을 중심으로 두부의 각도 변화를 설명하기 위한 것이며, 도 5는 사용자가 정자세가 아닌 자세에 대한 예시도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 스마트 베개(100)는 쿠션부(101), 쿠션부(101)를 둘러싼 외피(102)로 구성될 수 있다.

스마트 베개(100)의 상부 영역은 사용자의 머리의 정수리 부분이 안착되도록 일부 영역이 만곡, 일부 영역이 돌출, 정수리 부분을 가볍게 지지, 그리고 머리가 정위치가 되도록 하기 위한 형상을 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

쿠션부(101)는 메모리 폼, 라텍스, 발포폼, 솜, 스펀지 등과 같은 소재로 이루어질 수 있고, 쿠션부(101) 내부에 수면의 질을 향상시키는데 도움되는 되는 각종 구성들이 추가될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

외피(102)는 면, 합성섬유, 및 메모리 폼 등과 같은 부드러운 직물소재로 구성될 수 있고, 일부 실시예에서 대나무, 플라스틱, 3D 에어 메쉬(Air Mesh) 등과 같은 통풍에 유리한 소재가 부분적으로 적용될 수 있다.

스마트 베개(100)는 하나 이상의 메모리와 하나 이상의 마이크로프로세서들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP들), 주문형 집적회로들 (ASIC들), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들 (FPGA들), 개별 로직 회로, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 또는 그것들의 임의의 조합과 같은 다양한 형태로 구성될 수 있다.

예시적으로, 스마트 베개(100)는 프로세서(110), 메모리(120) 및 구동부(130)를 포함한다.

메모리(120)는 컴퓨터 판독가능 명령들 또는 프로세서 판독가능 명령들과 같은 명령들(예를 들어, 실행가능 명령들)을 포함한다. 명령들은 하나 이상의 프로세서(110)들 각각에 의해서와 같이 컴퓨터에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어들을 포함할 수도 있다.

예를 들어 하나 이상의 명령들은 하나 이상의 프로세서(110)들로 하여금 수면의 질을 향상시키기 위한 알고리즘을 프로세싱하는 것을 포함하는 동작들을 수행하기 위한 하나 이상의 프로세서(110)들에 의해 실행가능 할 수도 있다.

메모리(120)는 하나 이상의 프로세서(110)들로 하여금 수면의 질을 향상시키기 위하여 구동부(130)를 제어하는 동작을 위한 명령들을 포함하고, 프로세서(110)는 이러한 명령들을 실행함으로써 구동부(130)를 제어할 수 있다.

보다 상세하게는, 프로세서(110)는 전술한 명령들을 실행함으로써 구동부(130)를 제어하여 스마트 베개(100)의 적어도 일부 영역 또는 복수의 부분 영역들을 서로 연동하여 또는 서로 독립적으로 지면으로부터의 높이가 조절되도록 할 수 있다. 일부 실시예에서, 스마트 베개(100)의 상부면의 전체 또는 일부 영역 또는 복수의 부분 영역들은 서로 연동하여 또는 서로 독립적으로 지면과 이루는 각도가 조절됨에 따라 소정의 경사를 가질 수 있다.

이를 위해, 구동부(130)는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예시적으로, 구동부(130)는 스마트 베개(100)의 서로 다른 복수의 영역들에 각각 위치한 복수의 에어튜브로 구성될 수 있고, 복수의 에어튜브의 독립적인 에어 팽창 수축을 통해 스마트 베개(100)의 상부면이 상부면의 영역별로 높이가 조절될 수 있으나 이제 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 구동부(130)는 스마트 베개(100)의 서로 다른 복수의 영역들에 각각 위치한 복수의 플레이트와 복수의 플레이트의 유동을 위한 적어도 하나의 모터로 구성되고 이러한 모터에 의한 복수의 플레이트의 독립적인 유동 유도하여 스마트 베개(100)의 상부면이 영역별로 높이가 조절될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

사용자가 수면을 위해 누워 머리 아래에 스마트 베개(100)를 받치고 있는 상태에서 구동부(130)의 구동에 따라 사용자의 두부는 목을 중심으로 지면과의 이루는 각도가 소정의 범위 내에서 변할 수 있다.

구동부(130)의 구동에 따라 사용자의 두부가 목을 중심으로 지면과의 이루는 각도가 변화하는 정도는 검출된 사용자의 현재 수면 상태에 따라 달라질 수 있다. 여기서의 검출된 사용자의 현재 수면 상태라 함은 다양한 방식들을 통해 검출된 사용자의 현재 수면의 상태를 의미할 수 있다.

일부 실시예에서, 각도의 변화 정보는 추정된 사용자의 현재 수면 상태에 따라 달라질 수 있다. 여기서의 추정된 사용자의 현재 수면 상태라 함은 다양한 방식들을 통해 사용자의 현재 수면 상태가 어떠한 상태인지를 추정하는 것을 의미할 수 있다.

일부 실시예에서, 사용자의 연령, 성별, 체중, 신체구조, 취향 등에 따라 달라질 수 있다. 사용자의 연령, 성별, 체중, 신체구조, 취향에 관한 정보는 메모리(120)에 미리 등록될 수 있다.

프로세서(110)는 미리 설정된 조건의 충족 여부를 판단하여 구동부(130)를 제어할 수 있다.

여기서의 미리 설정된 조건의 총족 여부와 관련하여, 프로세서(110)는 실시간으로 수집되는 생체 정보 및 외부 환경 정보들 중 적어도 하나의 정보의 분석 결과에 기초하여 특정 조건의 발생 여부를 판단하고 특정 조건의 발생이 확인되면 구동부(130)를 제어할 수 있다.

예시적으로, 스마트 베개(100)는 통신부(140)를 추가로 구비할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 통신부(140)와 외부 장치와의 통신을 통해 수집된 각종 정보의 분석 결과에 기초하여 특정 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다. 여기서의 외부 장치라 함은 사용자의 신체 정보를 모니터링하는 장치 및/또는 사용자의 주변의 환경 정보를 모니터링하는 장치 또는 그러한 기능을 가진 단말기나 웨어러블 디바이스 장치가 될 수 있다.

일부 예시에 따르면, 스마트 베개(100)는 센싱부(150)를 추가로 구비할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 센싱부(150)를 통해 사용자의 신체 정보나 사용자 주변의 환경 정보를 검출할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 센싱부(150)를 통해 검출된 정보의 분석 결과에 기초하여 특정 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다.

예시적으로, 센싱부(150)는 사용자의 신체 정보를 검출하기 위하여 사용자의 경추부위와 스마트 베개(100)가 서로 밀착되는 부위에 설치되어 심박수, 심박출량, 호흡수 등을 측정할 수 있으나 센싱부(150)의 측정 대상과 센싱부(150)의 센싱 위치는 전술한 바에 제한되는 것은 아니고, 스마트 베개(100)와는 독립된 구성이 될 수 있다.

또한, 센싱부(150)는 사용자의 두부에 의해 스마트 베개(100)에 가해지는 압력을 측정 및 압력의 변화, 스마트 베개(100)의 상부면의 영역별 압력의 측정 및 압력의 변화를 감지할 수도 있다. 또한, 센싱부(150)는 사용자의 호흡음의 감지에 필요한 음향측정을 위한 기능을 가질 수도 있다.

그 밖에 센싱부(150)는 호흡음, 산소포화도, 뇌파, 근전도, 안전도 등과 같은 사용자의 생체 정보나 사용자의 위치 정보를 인식하기 위한 센서들을 포함할 수 있다. 센싱부(150)를 구성하는 복수의 센서들 중 적어도 일부의 센서는 스마트 베개(100)에 설치되는 형태로 구성될 수 있고, 일부 실시예에서 독립된 구성이 될 수 있으며, 일부 실시예에서 웨어러블 디바이스나 스마트폰과 같은 단말기 상에 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 여기서의 미리 설정된 조건의 충족 여부는, 메모리(120)에 미리 프로그램된 특정 조건의 충족 여부가 될 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 현재의 시간 정보, 미리 저장된 사용자 정보에 기초하여 미리 정해진 조건의 부합 여부를 판단함에 따라 특정 조건의 충족 여부를 판단하고 특정 조건이 발생된 것으로 판단되면 구동부(130)를 제어할 수 있다.

한편, 스마트 베개(100)는 전원부(160)를 구비할 수 있다. 전원부(160)는 유선 및/또는 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 그리고, 이러한 전력은 스마트 베개(100)의 구동에 필요한 전력으로 이용될 수 있다. 전원부(160)는 구동 모드나 저전력 모드 중 어느 하나의 모드의 상태가 될 수 있다. 구동 모드는 스마트 베개(100)의 각종 기능의 구동에 필요한 전력을 사용하는 상태이고, 저전력 모드는 스마트 베개(100)가 통상의 쿠션감을 주는 베개의 기능만을 할 때의 상태나 구동 모드로의 빠른 전환을 위해 구동 모드로의 전환을 요청하는 신호인 웨이크업 신호의 수신만 가능한 대기 상태일 수 있다. 다만, 전술한 바에 제한되는 것은 아니다.

<동작 모드에 대한 정의>

1, 휴면 모드

휴면 모드라 함은 프로세서(110)가 구동부(130)를 구동하지 않는 상태로써, 저전력 상태에 진입하였거나 현재 저전력 상태임을 의미할 수 있다.

휴면 모드로 진입한 후 미리 설정된 조건 하에서 제1 모드 또는 제2 모드로의 진입이 발생할 수도 있다.

2. 제1 모드

- 제1-1 실시 모드

제1 모드라 함은 사용자가 편안하게 정자세로 누운 상태를 의미할 수 있다. 상세하게, 제1 모드라 함은 스마트 베개(100)가 사용자의 두부를 받치고 있는 상태에서 프로세서(110)가 구동부(130)를 제어하여 사용자의 두부가 목을 중심으로 지면으로부터의 각도의 증가 및 감소가 반복적으로 일어나도록 하는 구동 모드이다. 그리고, 제1 모드에서 사용자의 두부가 목을 중심으로 지면으로부터의 각도의 증가 및 감소는 제1 각도 범위 내에서 이루어질 수 있다. 또한, 각도의 변화가 제1 각도의 최대 각도와 최저 각도를 번갈아 가며 변화됨으로써 누워있는 사용자의 측면에서 바라보았을 때 사용자가 가볍게 고개를 끄덕이는 형태로 볼 수 있다.

제1 각도 범위는 사용자가 수면상태로 진입하는 것을 방해하지 않는 즉, 각성 상태가 되지 않도록 하는 정도의 각도 범위가 될 수 있다. 또한, 제2 모드에서의 제2 각도 범위에서의 두부의 움직임을 자연스럽게 적응할 수 있을 정도가 되도록 하는 각도 범위가 될 수 있다.

일부 실시예에서 제1 각도 범위를 설정하는 것을 설명한다.

스마트 베개(100)의 움직임의 범위가 점진적으로 커지는 테스트 구동을 실시하여 수면 중인 사용자의 수면 상태를 모니터링 할 수 있다.

스마트 베개(100)의 움직임의 범위에 따라 1, 2단계로 정의되는 얕은 수면 상태에서 각성 상태로 변화하는지 여부, 현재의 수면 상태를 지속적으로 유지하는지 여부에 따른 분석 결과에 기초하여 제1 각도 범위를 결정할 수 있다.

- 제1-2 실시 모드

다른 실시예에 따르면, 제1 모드라 함은 사용자가 편안하게 정자세로 누운 상태로 스마트 베개(100)가 사용자의 두부와 목 그리고 등의 적어도 일부 영역을 받치고 있는 상태에서 프로세서(110)가 구동부(130)를 제어하여 사용자의 등 부위 중 목에 인접한 영역의 높이를 제1 높이 범위 내에서 조절할 수 있다. 사용자의 측면에서 보았을 때 사용자의 등 부위와 목 부위의 경계 부위와 등 부위는 지면으로부터의 높이의 높낮이가 제1 높이 범위 내에서 증감을 반복하는 형태로 볼 수 있다.

제1 높이 범위는 사용자가 수면 무호흡 상태일 때 수면 무호흡 증상을 멈추고 숙면을 유도하기 위한 높이 범위가 될 수 있다. 또한, 제1 높이 범위는 전술한 제1 각도 범위를 설정할 때와 같이 테스트 구동을 통해 제1 높이 범위가 설정될 수 있다.

특히, 제1 높이 범위 내에서의 스마트 베개(100)의 반복된 운동은 비강인두에서 하인두까지의 점막의 협착을 풀어주는 형태의 움직임이 될 수 있다.

3. 제2 모드

- 제2-1 실시 모드

제2 모드라 함은 제1 모드의 종료 후 개시되는 구동 모드로써, 프로세서(110)는 구동부(130)를 제어하여 사용자의 두부가 목을 중심으로 지면으로부터의 각도의 증가 및 감소가 반복적으로 일어나도록 하는 구동 모드이다. 그리고, 제2 모드에서 사용자의 두부가 목을 중심으로 지면으로부터의 각도의 증가 및 감소는 제2 각도 범위 내에서 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 각도 범위의 최대 각도는 제1 각도 범위의 최대 각도 보다 큰 각도가 될 수 있다. 그리고 제1 및 제2 각도 범위의 최소 각도는 동일한 각도가 될 수 있다.

제2 모드는 사용자가 수면 상태로 진입한 상태, 수면 상태 내에서 숙면 상태로 진입한 상태 중 어느 하나의 상태가 될 때의 구동 모드가 될 수 있다.

사용자의 두부가 목을 중심으로 지면으로부터의 각도의 증가 및 감소가 제2 각도 범위 내에서 이루어짐에 따라 두부의 자연스러운 움직임이 수반되고 그에 따라 목근육을 이완시키고 비강인두에서 하인두까지 조직의 협착을 해제시켜 정상적인 호흡이 유도되고 수면 무호흡증이 방지된다.

- 제2-2 실시 모드

다른 실시예에 따르면, 제2 모드는 제1 모드 다음에 개시될 수 구동 모드이다.

프로세서(110)는 사용자가 편안하게 정자세로 누운 상태로 스마트 베개(100)가 사용자의 두부와 목 그리고 등의 적어도 일부 영역을 받치고 있는 상태에서 프로세서(110)가 구동부(130)를 제어하여 사용자의 등 부위 중 목에 인접한 영역의 높이를 제2 높이 범위 내에서 조절할 수 있다. 사용자의 측면에서 보았을 때 사용자의 등 부위와 목 부위의 경계 부위와 등 부위는 지면으로부터의 높이의 높낮이가 제2 높이 범위 내에서 증감을 반복하는 형태로 볼 수 있다.

제2 높이 범위는 제1 높이 범위보다 높은 범위를 가진다. 프로세서(110)는 제1 모드에서 사용자가 수면 무호흡증이 감지될 때 제1 높이 범위 보다 높은 최대 높이를 가지는 제2 높이 범위 내에서 사용자의 등 부위 중 목에 인접한 영역의 높이의 증감을 반복함으로써 수면 무호흡증 현상을 멈추고 숙면을 유도할 수 있다.

이상에서, 제1 및 제2 모드를 설명하였으나 이에 제한되는 것은 아니고 제1 내지 제n(n은 자연수) 모드까지 설정할 수 있다. 그리고, 모드의 단계가 올라갈수록 스마트 베개(100)의 높이의 최대 값은 증가하고, 반대로 모드의 단계가 내려갈수록 스마트 베개(100)의 높이의 최대 값은 감소한다.

이하 실시예별로 디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법을 설명한다.

- 제1 실시예

<제1 모드>

상세하게, 프로세서(110)는 센싱부(150)의 검출 정보의 분석 결과 및/또는 통신부(140)로부터 수신된 정보의 분석 결과에 기초하여 수면 개시 상태 여부를 판단할 수 있다.

예시적으로, 프로세서(110)는 스마트 베개(100)에 가해지는 압력의 변화를 분석하여, 미리 정해진 특정 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다. 여기서의 미리 정해진 특정 조건의 충족이란 1) 스마트 베개(100)의 상부면의 영역 중 미리 정해진 제1 영역에서 기 설정치 이상의 압력의 검출, 2) 스마트 베개(100)의 상부면에서 기 설정치 이상의 압력이 검출된 이후, 기 설정 시간 동안 압력이 검출된 제1 영역 내에서의 기 설정된 범위 내의 압력의 변화 만이 감지되는 조건이 충족되는 것을 의미할 수 있다.

일부 실시예에서, 사용자가 편안하게 정자세로 누운 상태로 스마트 베개(100)가 사용자의 두부를 받치고 있는 상태가 되면, 프로세서(110)는 제1 영역에서 기 설정치 이상의 압력이 검출되었다고 판단할 수 있다.

프로세서(110)는 1) 조건의 충족을 확인하면 제1 모드로 진입할 수 있다.

이와 달리, 사용자가 옆으로 누운 상태로 스마트 베개(100)가 사용자의 두부의 측면을 받치고 있는 상태가 되면, 프로세서(110)는 제1 영역에서 기 설정치 이상의 압력이 검출되지 않았다고 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(110)는 1) 조건의 불충족을 확인하여 휴면 모드로 진입할 수 있다. 그리고, 미리 설정된 시간 후에 프로세서(110)는 다시 1) 조건의 충족 여부를 확인할 수 있다.

다른 측면에서, 프로세서(110)는 1) 조건의 충족이 확인되면 2) 조건의 충족 여부를 기 설정 시간 동안 모니터링할 수 있다. 상세하게, 사용자가 편안하게 정자세로 누운 상태로 스마트 베개(100)가 사용자의 두부를 받치고 있는 상태를 가정한다. 사용자의 두부의 움직임이 발생하면, 프로세서(110)는 제1 영역 내에서의 기 설정된 범위를 내의 압력의 변화를 감지하게 되고 사용자의 호흡이나 미동에 의한 압력의 변화로 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 기 설정된 시간 동안 제1 영역 내에서의 기 설정된 범위를 내의 압력의 변화만이 감지되는 경우 2) 조건의 충족되었음을 판단하고 제1 모드로 진입할 수 있다.

이와 달리, 프로세서(110)는 기 설정된 시간 동안 제1 영역 내에서의 기 설정된 범위를 초과한 압력의 변화를 감지하는 경우, 다시 1) 조건의 충족 여부를 판단하고 1) 조건이 충족되면 2) 조건을 충족 여부를 판단할 수 있다. 상세하게, 사용자가 편안하게 정자세로 누운 상태를 가정한다. 스마트 베개(100)가 사용자의 두부를 받치고 있는 상태에서 사용자의 두부의 움직임이 발생하는 경우, 프로세서(110)는 제1 영역 내에서의 기 설정된 범위를 초과하여 압력의 변화를 감지하는 경우 사용자의 자세의 변화로 판단하고 1) 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 1) 조건의 불충족이 확인되면 휴면 모드로 진입할 수 있다. 그리고, 미리 설정된 시간 후에 프로세서(110)는 다시 1) 조건의 충족 여부를 확인할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 사용자는 스마트 베개(100)에 마련된 입력 수단을 통해 수면 개시 정보를 입력할 수 있다. 프로세서(110)는 입력 수단을 통해 입력이 감지되면 제1 모드로 진입할 수도 있다.

또 다른 측면에서, 프로세서(110)는 통신부(140)를 통해 제1 모드 진입을 명령하는 명령 신호의 수신에 응답하여 제1 모드로 진입할 수도 있다.

<제2 모드>

프로세서(110)는 제1 모드로 진입한 후 미리 설정된 특정 조건이 충족될 때까지 제1 모드를 유지할 수 있다.

여기서의 특정 조건이라 함은, 제1 모드 상태가 미리 설정된 시간 동안 유지된 조건이 될 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 제1 모드를 미리 설정된 시간 동안 유지한 후 제2 모드로 진입할 수 있다.

다른 측면에서, 프로세서(110)는 센싱부(150)로부터의 검출 정보의 분석 결과에 기초하여 및/또는 통신부(140)로부터 수신된 정보의 분석 결과에 기초하여 제1 모드를 종료하고 제2 모드로 진입할 수도 있다.

예시적으로, 프로세서(110)는 정보의 분석 결과에 기초하여 사용자가 수면 상태임을 판단 또는 사용자가 숙면 상태임을 판단하면 제1 모드를 종료하고 제2 모드로 진입할 수 있다. 일 예로, 프로세서(110)는 정보의 분석 결과에 기초하여 사용자로부터 델타파가 감지되면 제1 모드를 종료하고 제2 모드로 진입할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 사용자의 인체로부터 센싱된 복수의 정보들 중 적어도 하나의 분석 결과에 기초하여 사용자의 수면 상태 또는 숙면 상태가 판단될 수 있다.

또 다른 측면에서, 프로세서(110)는 입력 수단을 통해 입력이 감지되면 제2 모드로 진입할 수도 있다.

한편, 프로세서(110)는 제1 영역에서 압력의 변화를 주기적으로 모니터링할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 제1 영역 내에서의 기 설정된 범위 내의 압력의 변화를 감지하는 경우 사용자의 호흡이나 미동에 의한 압력의 변화로 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 제1 영역에서의 적어도 일부 영역에서의 압력이 미검출 된다고 판단하거나 다른 영역에서 압력의 변화를 검출하는 경우, 즉 사용자가 정자세가 아닌 옆으로 누운 자세 등 정자세가 아닌 자세로 변화한 경우라고 판단하면 휴면 모드로 진입할 수 있다. 따라서, 옆으로 누운 자세에서 제2 모드에 따라 두부의 움직임으로 인하여 수면의 방해 및 목에 통증을 유발하는 것을 방지한다.

그리고, 미리 설정된 시간 후에 프로세서(110)는 제1 영역 내에서의 압력의 변화를 검출하고, 사용자가 정자세로 자세를 변경하였다고 판단하면 제2 모드로 진입할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(110)는 사용자가 정자세로 자세를 변경하였다고 판단하면 제1 모드로 진입한 후 소정의 시간 후에 제2 모드로 진입할 수도 있다. 이는, 휴면 모드에서 바로 제2 모드로의 진입에 따른 두부의 움직임 발생으로 인해 사용자로 하여금 각성 효과가 나타나도록 하는 것을 방지하기 위함이다.

- 제2 실시예

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 디지털 치료제를 개략적으로 도시한 것이다. 그리고 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개의 개략적인 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개의 측면을 개략적으로 나타낸 것이다. 그리고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개의 블록 다이어그램이며 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법에 대한 흐름도이다.

도 2, 도 6 내지 도 9를 참조하면, 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 디지털 치료제(10)는 스마트 베개(100) 및 인이어 장치(200)를 포함할 수 있다.

스마트 베개(100)의 쿠션부(101)에서 상부면(180)과 하부면(191) 그리고 측면(192)을 정의하면, 하부면(191)은 스마트 베개(100)가 위치하는 지면과 평평하게 접촉하도록 평평한 면을 가질 수 있다. 상부면(180)은 사용자의 신체 형상에 대응하는 형태로 구성될 수 있다.

상부면(180)은 사용자의 두부가 안착되는 두부 안착 영역(181)과 사용자의 목 부위를 받치는 목 안착 영역(182) 그리고 사용자의 등을 받치는 등 안착 영역(183)으로 구분될 수 있다.

두부 안착 영역(181)은 사용자의 후두골에 대응하는 머리 부위가 안착되기 위하여 하측 방향으로 만곡된 형상을 가지고, 목 안착 영역(182)은 사용자의 목 뒷 부분이 안착되기 위하여 지면으로부터 상부 방향으로 소정의 높이로 돌출된 형상을 가지며, 등 안착 영역(183)은 목 안착 영역(182)으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 지면으로부터의 높이가 점진적으로 낮아지면서 정자세로 누운 사용자의 등을 편안하게 안착시킬 수 있도록 하는 형상을 가질 수 있다.

스마트 베개(100)의 구동부(130)의 구동에 따라 목 안착 영역(182)과 등 안착 영역(183)의 지면으로부터의 높이가 달라질 수 있다. 상세하게, 목 안착 영역(182)과 등 안착 영역(183)의 지면으로부터의 높이는 제1 높이에서 제2 높이 사이를 교대로 반복하며 변경될 수 있다. 이를 위해, 구동부(130)는 스마트 베개(100)의 내부에 설치되면서 등 안착 영역(183)에 대응하는 위치에 설치되면 등 안착 영역(183)에 대응하는 스마트 베개(100)의 일부 영역의 높이를 조절할 수 있다.

일부 실시예에 따르면 목 안착 영역(182)과 등 안착 영역(183)의 높이 변화는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 목 안착 영역(182)의 높이 변화는 등 안착 영역(183)의 높이 변화보다 클 수 있다.

스마트 베개(100)의 센싱부(150)는 적어도 하나의 마이크(151) 및 복수의 압력 센서(152)를 구비할 수 있다.

복수의 마이크 구비되는 경우, 복수의 마이크는 스마트 베개(100) 상에 서로 다른 영역에 각각 설치될 수 있고, 복수의 압력 센서는 스마트 베개(100) 상의 서로 다른 영역에 각각 설치될 수 있다.

마이크(151)는 목 안착 영역(182)에 설치될 수 있다. 목 안착 영역(182)과 사용자의 목 부위가 서로 접촉되므로 사용자의 목 부위에서 발생하는 호흡음에 따른 소리를 검출하기 용이하다. 또한, 프로세서(110)가 옆 사람에 의한 호흡음을 사용자의 호흡음으로 오판정하는 문제를 방지할 수 있는 등 외부 노이즈에 강건한 이점이 있다.

복수의 압력 센서(152)는 스마트 베개(100)의 상부면의 영역 별로의 압력의 센싱에 따라서 사용자의 수면 개시, 수면 종료 그리고 수면 중의 자세 변화를 검출할 수 있다.

인이어 장치(200)는 호흡음 측정 센서 및 움직임 센서를 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 인이어 장치(200)는 사용자의 한쪽 귀에 부착되는 제1 인이어 장치(201)와 사용자의 나머지 한쪽 귀에 부착되는 제2 인이어 장치(202)를 포함할 수 있다.

제1 인이어 장치(201)에는 호흡음 측정 센서(210)가 설치될 수 있고, 제2 인이어 장치(202)에는 움직임 센서(220)가 설치될 수 있다.

호흡음 측정 센서(210)는 마이크 장치로 구성될 수 있다. 제1 인이어 장치(201)가 사용자의 한쪽 귀에 부착되면, 예를 들어 제1 인이어 장치(201)의 적어도 일부 영역이 사용자의 한쪽 귀의 외이도 내부로 삽입되면 호흡음 측정 센서(210)는 밀폐된 상태에서 외이도와 고막 사이의 공간에서의 호흡음을 측정할 수 있다.

움직임 센서(220)는 자이로 센서(gyro sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 지자기 센서(terrestrial magnetism sensor) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서는 각속도나 가속도를 측정함으로써 3차원 공간상에서의 움직임 방향이나 속도, 기울기값 등을 측정할 수 있다. 사용자가 나머지 한쪽 귀에 제2 인이어 장치(202)를 착용하면, 제2 인이어 장치(202)의 움직임 센서(220)에 의해 사용자의 움직임이 검출될 수 있다. 상세하게, 움직임 센서(220)는 사용자의 호흡에 따른 미동을 검출할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 인이어 장치(200)에는 착용 감지 센서가 설치될 수 있다. 인이어 장치(200)는 사용자의 인이어 장치(200)의 착용을 감지하는 것에 응답하여 호흡음 측정 센서(210) 및 움직임 센서(220)에 의한 센싱 동작을 개시할 수 있다.

스마트 베개(100)의 프로세서(110)는 통신부(140)를 통해 인이어 장치(200)로부터의 센싱 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(110)는 인이어 장치(200)로부터의 센싱 정보에 기초하여 구동부(130)를 제어할 수 있다.

다른 측면에서, 스마트 베개(100)의 프로세서(110)는 센싱부(150)의 검출 결과에 기초하여 구동부(130)를 제어할 수도 있다.

도 10을 참조하면, 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법(S100)은 구동 개시 여부를 판단하는 단계(S110), 센싱 정보에 기초하여 호흡 움직임 패턴을 분석하는 단계(S120), 들숨 및 날숨에 따른 등 안착 영역의 높이 조절 패턴을 생성하는 단계(S130), 수면 무호흡증의 감지 여부를 1차 판단하는 단계(S140), 수면 무호흡증이 감지되면 제1 모드로 진입하는 단계(S150), 수면 무호흡증의 감지 여부를 2차 판단하는 단계(S160), 수면 무호흡증이 감지되면 제2 모드로 진입하는 단계(S170), 이벤트 발생 여부를 판단하는 단계(S180)를 포함할 수 있다.

- 구동 개시 여부를 판단하는 단계(S110)

프로세서(110)는 센싱 정보에 기초하여 사용자가 수면을 개시하는지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(110)는 사용자의 수면 개시 여부에 따라 스마트 베개(100)의 구동 개시 여부를 결정할 수 있다.

여기서의 센싱 정보는 1) 프로세서(110)가 인이어 장치(200)로부터의 수신한 센싱 정보가 될 수 있고, 센싱 정보는 움직임 센서(220)의 검출 정보가 될 수 있다. 프로세서(110)는 움직임 센서(220)의 검출 정보에 기초하여 사용자가 수면을 위해 누운 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(110)는 움직임 센서(220)의 검출 정보에 기초하여 사용자가 정자세로 누웠는지 여부를 추가적으로 판단할 수 있다. 다른 측면에서 여기서의 센싱 정보는 2) 프로세서(110)가 스마트 베개(100)에 마련된 복수의 압력센서(152) 들 중 적어도 하나의 압력센서의 검출 정보가 될 수 있다. 프로세서(110)는 복수의 압력 센서(152)의 검출 정보에 기초하여 사용자가 수면을 위해 누운 상태인지를 판단할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(110)는 복수의 압력 센서(152)의 검출 정보에 기초하여 사용자가 정자세로 누웠는지 여부를 추가적으로 판단할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 메모리(120)에는 사용자가 누운 상태가 아닌 자세에서의 움직임 센서(220)의 검출 정보를 저장할 수 있다. 또한, 사용자가 수면에 들기 전에 편안하게 누운 상태에서의 움직임 센서(220)의 검출 정보가 메모리(120)에 저장될 수도 있다. 또한, 사용자가 수면에 들기 전에 정자세로 누운 상태에서의 움직임 센서(220)의 검출 정보가 메모리(120)에 저장될 수도 있다. 그리고, 프로세서(110)는 메모리(120)에 미리 등록된 사용자의 자세 정보와 현재 움직임 센서(220)의 검출 정보를 비교하는 방식으로 사용자의 수면 개시 여부, 사용자가 정자세로 누워 있는지 여부 등을 판단할 수도 있다.

- 센싱 정보에 기초하여 호흡 움직임 패턴을 분석하는 단계(S120)

프로세서(110)는 사용자가 수면을 개시한 상태로 판단한 경우, 일부 실시예에서 사용자가 수면을 위해 정자세로 누운 상태로 판단한 경우 센싱 정보에 기초하여 사용자의 호흡 움직임 패턴을 분석할 수 있다.

여기서의 센싱 정보는 인이어 장치(200)의 호흡음 측정 센서(210)의 검출 정보 및 움직임 센서(220)의 검출 정보 중 적어도 하나가 될 수 있다.

프로세서(110)는 호흡음 측정 센서(210)의 검출 정보에 기초하여 사용자의 호흡 상태를 분석할 수 있고, 움직임 센서(220)의 검출 정보에 기초하여 사용자의 호흡 움직임을 분석할 수 있다. 프로세서(110)는 호흡 상태와 호흡 움직임 정보에 기초하여 사용자의 호흡 움직임 패턴을 분석할 수 있다.

예시적으로, 프로세서(110)는 호흡음 측정 센서(210)의 검출 결과로부터 움직임 센서(220)의 검출 정보를 들숨과 날숨으로 구분하고 들숨과 날숨의 진행 시간 정보를 분석할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 움직임 센서(220)의 검출 정보에 기초하여 사용자가 들숨이 일 때의 움직임의 정도와 날숨일 때의 움직임의 정도를 분석하여 사용자가 누운 자세로 호흡을 할 때의 움직임의 정도를 분석할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 움직임 센서(220)의 검출 정보에 기초하여 사용자의 들숨과 날숨 각각에서의 움직임의 변화 과정을 분석할 수 있다.

- 들숨 및 날숨에 따른 높이 조절 패턴을 생성하는 단계(S130)

프로세서(110)는 호흡 움직임 패턴에 기초하여 들숨 및 날숨에 따른 등 안착 영역의 높이 조절 패턴을 생성할 수 있다.

프로세서(110)는 구동부(130)를 제어하여 목 안착 영역(182)과 등 안착 영역(183)의 높이를 조절할 때, 사용자의 들숨에서 목 안착 영역(182)과 등 안착 영역(183)이 소정의 높이로 상승하도록 하고, 사용자의 날숨에서 목 안착 영역(182)과 등 안착 영역(183)이 원 위치로 하강하도록 제어하기 위한 높이 조절 패턴 정보를 생성할 수 있다.

또한, 프로세서(110)는 호흡 움직임 패턴에 따라 들숨 및 날숨의 지속 시간과 들숨 및 날숨에서의 사용자의 상체의 움직임의 정도에 매칭하여 목 안착 영역(182)과 등 안착 영역(183)의 높이가 조절되도록 하는 높이 조절 패턴 정보를 생성할 수 있다.

또한, 프로세서(110)는 제1 높이 범위(h1) 내에서 높이가 조절되는 제1 높이 조절 패턴 정보 및 제2 높이 범위(h2) 내에서 높이가 조절되는 제2 높이 조절 패턴 정보를 각각 생성할 수 있다.

- 수면 무호흡증의 감지 여부를 1차 판단하는 단계(S140)

프로세서(110)는 센싱 정보에 기초하여 1차 수면 무호흡증 감지 단계를 진행할 수 있다.

여기서의 센싱 정보는 인이어 장치(200)의 호흡흠 측정 센서(210)로부터 검출된 정보가 될 수 있다. 다른 측면에서, 스마트 베개(100)의 복수의 마이크(151) 중 적어도 하나의 마이크로부터 검출된 정보가 될 수 있다.

프로세서(110)는 사용자의 수면 무호흡증의 감지 여부를 주기적으로 모니터링할 수 있고, 수면 무호흡증이 감지되지 않으면 휴면 모드를 유지할 수 있다.

- 수면 무호흡증이 감지되면 제1 모드로 진입하는 단계(S150)

프로세서(110)는 센싱 정보에 기초하여 사용자가 현재 수면 무호흡증 상태인 것으로 판단하면 구동부(130)를 제어하여 제1 모드로 진입할 수 있다.

제1 모드에 따라 스마트 베개(100)의 상부면(180)의 적어도 일부 영역이 제1 높이 범위(h1)에서 상승 및 하강 동작을 교대로 반복할 수 있다. 나아가, 사용자의 호흡 움직임 패턴에 매칭하여 구동부(130)를 제어함으로써 상부면(180)의 적어도 일부 영역의 상승 및 하강 시간과 속도를 조절할 수 있다. 이러한, 호흡 움직임 패턴과 매칭된 상부면(180)의 적어도 일부 영역의 상승 및 하강 구동을 통해 사용자의 수면이 방해받지 않도록 한다.

또한, 휴면 모드에서는 사용자가 수면 중 날숨 상태에서는 목 부위가 플랫한 형태가 되고 들숨 상태에서는 상체의 자연스러운 상승에 따라 목 부위가 구부러지면서 근육 조직이 연장된다. 그러나, 제1 모드(후술하는 제2 모드)에서는 들숨 상태에서 등 안착 영역(183)의 상승에 따른 상체의 상승을 추가적으로 유도함으로써 목 부위의 구부러지는 정도를 높일 수 있고 그에 따라 목 부위의 근육 조직의 연장되는 정도가 증가할 수 있다. 이는 목젖이나 혀, 근육 등에 의한 기도의 막힘 현상을 해소하고 협소해진 기도를 확장함으로써 수면 무호흡증을 방지할 수 있다.

- 수면 무호흡증의 감지 여부를 2차 판단하는 단계(S160)

프로세서(110)는 센싱 정보에 기초하여 사용자가 현재 수면 무호흡증이 멈춘 경우에는 제1 모드를 유지할 수 있다. 이와 달리, 여전히 수면 무호흡증이 검출되는 경우에는 구동부를 제어하여 제2 모드로 전환할 수 있다.

- 수면 무호흡증이 감지되면 제2 모드로 진입하는 단계(S170)

프로세서(110)는 제1 모드에서도 수면 무호흡증이 검출되는 경우에는 제2 모드로 전환할 수 있다.

제2 모드에 따라 스마트 베개(100)의 상부면(180)의 적어도 일부 영역이 제2 높이 범위(h2)에서 상승 및 하강 동작을 교대로 반복할 수 있다. 나아가, 사용자의 호흡 움직임 패턴에 매칭하여 구동부(130)를 제어함으로써 상부면(180)의 적어도 일부 영역의 상승 및 하강 시간과 속도를 조절하여 최대한 사용자의 호흡에 따른 움직임의 패턴에 매칭되도록 한다. 따라서, 사용자의 호흡에 따른 자연스러운 상체의 상승에 더하여 구동부(1130)를 통한 사용자의 상체의 상승이 유도된다. 이는 사용자의 호흡에 따른 자연스럽게 상체가 상승할 때보다 더 높은 높이로 상체가 상승하도록 유도하여 비강인두에서 하인두까지의 점막의 협착을 풀어줌으로써 수면 무호흡증을 해소한다.

일부 실시셰에서, 프로세서(110)는 제1 및 제2 모드 각각에서의 수면 무호흡증 감지 여부에 대한 정보 그리고 센싱 정보에 기초한 호흡 상태 정보를 저장하고 이를 외부 장치로 전송함으로써 외부 장치에서 사용자의 수면 상태를 모니터링할 수 있다.

- 이벤트 발생 여부를 판단하는 단계(S180)

프로세서(110)는 제1 및 제2 모드 중 어느 하나의 모드에서 이벤트 발생 여부를 모니터링할 수 있다. 여기서의 이벤트는 사용자의 자세 변경이 될 수 있다.

프로세서(110)는 움직임 센서(220)의 검출 정보 및/또는 압력 센서(152)의 검출 정보에 기초하여 사용자의 자세가 변경되는지 여부를 판단하고, 변경된 자세가 미리 등록된 자세에 해당하는지를 판단할 수 있다.

프로세서(110)는 사용자의 변경된 자세가 미리 등록된 자세에 해당하는 경우 스마트 베개(100)의 구동을 중지, 예시적으로 휴면 모드로 즉시 전환할 수 있다.

여기서의 미리 등록된 자세는 사용자가 옆으로 누운 자세가 될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고 상부면(180)의 적어도 일부 영역의 높이 조절에 따라 사용자의 수면을 방해하거나 상부면(180)의 적어도 일부 영역의 높이 조절에 대응하여 사용자의 몸의 움직임 자연스럽게 유도되지 않는 자세라면 이에 해당할 수 있다.

- 제3 실시예

도 11은 또 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법에 관한 흐름도이다. 그리고 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 디지털 치료제의 블록 다이어그램이다. 또한, 도 13은 스마트 베개의 높이 조절에 따른 수면 무호흡증의 개선을 설명하기 위한 도면이다.

도 6, 도 11, 도 12 및 도 13을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 스마트 베개를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법(S200)은 구동 개시 여부를 판단하는 단계(S210), 센싱 정보에 기초하여 호흡 패턴을 분석하는 단계(S220), 들숨 및 날숨에 따른 스마트 베개의 높이 조절 패턴을 생성하는 단계(S230), 사용자의 생체 정보에 기초하여 사용자의 수면의 깊이를 판단하는 단계(S240), 수면 중의 호흡 이상 상태를 감지하여 스마트 베개의 높이를 높이 조절 패턴에 따라 제어하는 단계(S250) 및 수면 중의 호흡의 이상 상태 정보 및 수면의 깊이 정보에 따라 모드 변경 단계(S260)를 포함할 수 있다.

- 구동 개시 여부를 판단하는 단계(S210)

프로세서(110)는 센싱 정보에 기초하여 사용자가 수면을 개시하는지 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(110)는 사용자의 수면 개시 여부에 따라 스마트 베개(100)의 구동 개시 여부를 결정할 수 있다.

여기서의 센싱 정보는 1) 프로세서(110)가 호흡음 측정 센서(210)로부터의 수신한 센싱 정보가 될 수 있고, 센싱 정보는 호흡음의 검출 정보가 될 수 있다.

예를 들어, 사용자가 호흡음 측정 센서(210)를 장착하면 호흡음 측정 센서(210)에 마련된 접촉 감지 센서가 피부와의 접촉을 감지하고 외이도 내에서 호흡음을 검출할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 호흡음 측정 센서(210)는 사용자의 목이나 가슴 등의 피부에 부착되어 사용자의 호흡음을 검출할 수도 있다.

일부 실시예에서, 호흡음 측정 센서(210)의 전원이 턴온되면 호흡음의 검출을 개시한다. 그리고, 호흡음 측정 센서(210)는 기 설정치 dB 이상의 호흡음이 검출되면 호흡음 검출 확인 정보를 스마트 베개(100)로 전달할 수 있다. 일부 실시예에서, 호흡음 측정 센서(210)는 기 설정치 dB 이상의 호흡음이 검출되면 호흡음 검출 확인 정보를 산소포화도 측정 센서(300)로 전달할 수 있다.

일부 실시예에서, 프로세서(110)는 복수의 압력 센서(152)의 검출 정보에 기초하여 사용자가 수면을 위해 누운 상태인지를 판단할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(110)는 복수의 압력 센서(152)의 검출 정보에 기초하여 사용자가 정자세로 누웠는지 여부를 추가적으로 판단할 수 있다.

또한, 스마트 베개(100)는 압력센서의 검출 정보에 기초하여 사용자가 정자세로 누웠다고 판단하면 호흡음 측정 센서(210) 및 산소포화도 측정 센서(300)로 제어 신호를 전송하여 호흡음 측정 센서(210)가 호흡음을 측정하도록 제어하고 산소포화도 측정 센서(300)가 사용자의 산소포화도를 측정하도록 제어할 수 있다.

- 센싱 정보에 기초하여 호흡 패턴을 분석하는 단계(S220)

프로세서(110)는 사용자가 수면을 개시한 상태로 판단한 경우, 일부 실시예에서 사용자가 수면을 위해 정자세로 누운 상태로 판단한 경우 센싱 정보에 기초하여 사용자의 호흡 패턴을 분석할 수 있다.

여기서의 센싱 정보는 호흡음 측정 센서(210)에 의한 호흡음 검출 정보 및 산소포화도 측정 센서(300)에 의한 산소포화도 검출 정보가 될 수 있다.

프로세서(110)는 사용자의 호흡음과 산소포화도의 검출 결과에 기초하여 호흡 상태가 정상 범위라고 판단하면, 호흡음 측정 센서(210)의 검출 정보에 기초하여 사용자의 호흡 패턴을 분석할 수 있다.

예시적으로, 프로세서(110)는 호흡음 측정 센서(210)의 검출 정보를 들숨 정보와 날숨 정보로 구분하고 들숨과 날숨의 진행 시간 정보를 분석할 수 있다.

- 들숨 및 날숨에 따른 스마트 베개의 높이 조절 패턴을 생성하는 단계(S230)

프로세서(110)는 호흡 패턴에 기초하여 들숨 및 날숨에 따른 스마트 베개(100)의 높이 조절 패턴을 생성할 수 있다.

일부 실시예에서, 스마트 베개(100) 상의 목 안착 영역(182)의 높이를 조절하기 위한 높이 조절 패턴을 생성할 수 있다.

일부 실시예에서, 스마트 베개(100) 상의 두부 안착 영역(181) 및 목 안착 영역(182)의 높이를 조절하기 위한 높이 조절 패턴을 생성할 수 있다.

일부 실시예에서, 스마트 베개(100) 상의 두부 안착 영역(181), 목 안착 영역(182) 및 등 안착 영역(183) 중 적어도 하나의 높이를 조절하기 위한 높이 조절 패턴을 생성할 수 있다.

프로세서(110)는 구동부(130)를 제어하여 스마트 베개(100)의 높이를 조절할 때, 사용자의 들숨에서 소정의 높이로 상승하도록 하고, 사용자의 날숨에서 원 위치로 하강하도록 제어하기 위한 높이 조절 패턴 정보를 생성할 수 있다.

또한, 프로세서(110)는 제1 높이 범위(h1) 내에서 높이가 조절되는 제1 높이 조절 패턴 정보 및 제2 높이 범위(h2) 내에서 높이가 조절되는 제2 높이 조절 패턴 정보를 각각 생성할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 프로세서(110)는 3개 이상의 복수의 높이 조절 패턴 정보를 생성할 수 있다.

일부 실시예에서, 프로세서(110)는 스마트 베개(100)의 영역 별로 서로 다른 높이로 조절되도록 하는 높이 조절 패턴 정보를 생성할 수 있다.

예를 들어, 스마트 베개(100)의 영역 별 높이 조절에 따라 비강인두에서 하인두까지 점막의 협착을 풀어주는 운동이 가능하도록 하는 높이 조절 패턴 정보를 복수개 생성될 수 있고, 복수개의 높이 조절 패턴들 중 사용자의 수면의 깊이에 따라 어느 하나가 선택되어 스마트 베개(100)의 높이가 조절될 수 있다.

- 사용자의 생체 정보에 기초하여 사용자의 수면의 깊이를 판단하는 단계(S240)

프로세서(110)는 사용자의 생체 정보에 기초하여 수면 주기 상의 현재 사용자의 수면의 깊이를 분석할 수 있다. 여기서의 생체 정보로는 뇌파, 근전도, 안전도, 산소포화도 등이 될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고 사용자의 현재의 수면의 깊이를 판단할 수 있도록 하는 정보라면 여기서의 생체 정보에 해당할 수 있다.

프로세서(110)는 사용자의 수면 중에는 지속적으로 사용자의 생체 정보에 기초하여 사용자의 수면의 깊이를 판단할 수 있다.

- 수면 중의 호흡 이상 상태를 감지하여 스마트 베개의 높이를 높이 조절 패턴에 따라 제어하는 단계(S250)

프로세서(110)는 호흡음 측정 센서(210)의 검출 결과에 기초하여 저호흡 또는 수면 무호흡증과 같이 수면 중의 호흡 이상 상태를 감지하면, 제1 높이 조절 패턴으로 구동하는 제1 모드로 스마트 베개(100)를 구동할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(110)는 스마트 베개(100)의 상부면(180)의 적어도 일부 영역을 제1 높이 범위(h1)에서 상승 및 하강 동작이 교대로 반복되도록 한다. 일부 실시예에서 스마트 베개(100)의 높이의 상승 및 하강 동작을 수행하되, 사용자의 흡기 시에 높이가 상승하고 사용자의 호기 시에 높이가 하강하는 동작이 호흡 패턴에 매칭하여 구동할 수 있다.

일부 실시예에서, 목 안착 영역(182)이 제1 높이 범위(h1)에서 상승 및 하강 동작을 반복할 때 이에 대응하여 두부 안착 영역(181) 또한 상승 및 하강 동작을 반복할 수 있다. 이 경우, 목 안착 영역(182)이 상승하면 두부 안착 영역(181)은 하강하고 목 안착 영역(182)이 하강하면 두부 안착 영역(181)은 상승할 수 있으며 이들 각각의 높이의 변동 폭은 서로 다를 수 있다.

또한, 사용자의 호흡 패턴에 매칭하여 구동부(130)를 제어함으로써 스마트 베개(100)의 높이의 상승 및 하강 시간과 속도를 조절할 수 있다. 이러한, 호흡 패턴과 매칭하여 스마트 베개(100)의 높이를 제어함으로써 사용자의 수면이 방해받지 않도록 하여 각성 효과가 발생하는 것을 최소화한다. 또한, 스마트 베개(100)의 높이의 상승 및 하강에 따라 자연스럽게 비강인두에서 하인두까지의 점막의 협착을 해제시켜 수면 무호흡 증상을 제거할 수 있다.

한편, 프로세서(110)는 사용자의 수면 중의 호흡의 이상 상태를 지속적으로 모니터링하여 이상 상태가 개선되지 않으면 모드의 단계를 상승시킬 수 있다.

예를 들어, 프로세서(110)는 최초 수면 중의 호흡 이상 상태를 감지하면 제1 모드로 스마트 베개(100)를 구동시키고, 그 후 여전히 호흡 이상 상태가 감지되면 모드의 단계를 상승시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 호흡 이상 상태가 감지되지 않을 때까지 모드의 단계를 점진적으로 상승시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 제1 모드에서 제n모드로 단계적으로 전환할 때의 각 모드는 미리 설정된 시간 동안 유지될 수 있다. 즉, 호흡 이상 상태가 개선되지 않는다고 즉각적으로 모드의 단계가 상승하는 것이 아닌 어느 하나의 모드에서는 해당 모드가 미리 설정된 시간 동안은 유지된다. 따라서, 스마트 베개(100)의 움직임에 따라 사용자의 신체가 자연스럽게 적응하도록 하여 각성 효과를 최소화한다.

비강인두에서 하인두까지의 협착된 점막들 사이의 작은 틈을 만들어 주면, 사용자의 자연적인 호흡 의도에 따라 작은 틈은 크게 벌어져 점막의 협착을 풀어줄 수 있다. 따라서, 실시예는 각성 효과가 나타나지 않도록 수면 중의 호흡의 이상 상태를 최초로 감지하면 가장 낮은 높이의 변화를 보이는 제1 모드로 스마트 베개(100)가 구동한다. 그리고, 사용자의 수면 상태의 모니터링을 통해 여전히 수면 무호흡증이 개선되지 않는 경우 스마트 베개(100)의 높낮이의 변동 폭을 증가, 즉 모드의 단계를 점진적으로 증가시킬 수 있다. 그리고, 사용자의 수면 상태가 호전되면 스마트 베개(100)의 높낮이 변동폭을 점진적으로 줄이는 즉, 모드의 단계를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 즉, 지속적인 호흡 상태의 모니터링 결과에 따라 현재의 호흡 상태를 판단하고 그에 따라 스마트 베개(100)의 운동을 제어할 수 있다.

- 수면 중의 호흡의 이상 상태 정보 및 수면의 깊이 정보에 따라 모드 변경 단계(S260)

동작 모드에서 프로세서(110)는 사용자의 수면 중의 호흡의 이상 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있다.

1) 수면의 깊이가 얕은 수면인 경우

프로세서(110)는 사용자의 생체 정보의 분석 결과에 기초하여 현재 사용자의 수면의 깊이가 얕은 수면으로 판단할 수 있다. 현재, 사용자의 수면의 깊이가 얕은 수면인 것으로 가정한다.

구동 모드에서 프로세서(110)는 사용자의 호흡 상태가 정상인 것으로 판단하면 모드의 단계를 낮출 수 있다. 예를 들어, 현재 스마트 베개(100)가 제2 모드로 동작 중인 경우 제1 모드로 변경할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 사용자의 호흡 상태를 분석하여 호흡 상태가 정상인 것으로 판단하면 모드 변경 시점(제2 모드에서 제1 모드로의 변경 시점)으로부터 미리 설정된 시간 후에 다시 모드의 단계를 낮출 수 있다. 이 경우, 스마트 베개(100)는 휴먼 모드로 전환할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 휴먼 모드에서 사용자의 호흡 상태가 정상인 것으로 판단하면 휴먼 모드를 유지하고 사용자의 호흡의 이상 상태가 감지되면 즉각 스마트 베개(100)를 제1 모드로 전환시킬 수 있다.

2) 수면의 깊이가 깊은 수면인 경우

프로세서(110)는 사용자의 생체 정보의 분석 결과에 기초하여 현재 사용자의 수면의 깊이가 깊은 수면으로 판단할 수 있다. 현재, 사용자의 수면의 깊이가 깊은 수면인 것으로 가정한다.

구동 모드에서 프로세서(110)는 사용자의 호흡 상태가 정상인 것으로 판단하면 모드의 단계를 낮출 수 있다. 예를 들어, 현재 스마트 베개(100)가 제3 모드로 동작 중인 경우 제2 모드로 변경할 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 사용자의 호흡 상태를 분석하여 호흡 상태가 정상인 것으로 판단하면 모드의 단계를 낮추어 제2 모드에서 제1 모드로 전환할 수 있다.

그 후, 프로세서(110)는 사용자의 호흡 상태를 분석하여 호흡 상태가 정상인 것으로 판단하면 제1 모드를 유지할 수 있다.

3) 제1 모드에서 수면의 깊이가 깊은 수면에서 얕은 수면으로 전환된 경우

프로세서(110)는 사용자의 생체 정보의 분석 결과에 기초하여 현재 사용자의 수면의 깊이가 깊은 수면에서 얕은 수면으로 전환된 것으로 판단할 수 있다. 이 때, 프로세서(110)는 제1 모드의 중지하고 스마트 베개(100)를 휴먼 모드로 전환시킬 수 있다. 그리고, 프로세서(110)는 사용자의 수면 중의 호흡의 이상 상태를 감지하면 스마트 베개(100)를 제1 모드로 전환시킬 수 있다.

즉, 깊은 수면에서는 사용자의 수면 중의 호흡이 호전되는 경우 모드의 단계를 순차적으로 낮춘다. 다만, 호흡이 정상으로 복귀하더라도 최소 단계인 제1 모드는 유지된다. 이는 깊은 수면에서 수면 무호흡증과 같은 호흡 이상 상태의 발생 가능성이 가장 높기 때문에 수면 중의 호흡이 비정상에서 정상으로 회복하였다고 하여도 제1 모드를 유지한다.

또한, 얕은 수면에서는 사용자의 수면 중의 호흡이 호전되는 경우 모드의 단계를 순차적으로 낮춘다. 그리고 정상으로 회복한 경우 최소 단계인 제1 모드에서 휴먼 모드로 전환된다. 이는 얕은 수면에서 깊은 수면보다는 상대적으로 스마트 베개(100)의 구동 모드에 의한 각성 효과가 나타날 가능성이 크기 때문에 호흡이 정상으로 감지되면 휴먼 모드로 전환하는 것이다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

스마트 베개(100)
쿠션부(101)
외피(102)
프로세서(110)
메모리(120)
구동부(130)
통신부(140)
센싱부(150)
마이크(151)
압력 센서(152)
전원부(160)
상부면(180)
두부 안착 영역(181)
목 안착 영역(182)
등 안착 영역(183)
하부면(191)
측면(192)
인이어 장치(200)
제1 인이어 장치(201)
제2 인이어 장치(202)
호흡음 측정 센서(210)
움직임 센서(220)
산소포화도 측정 센서(300)

Claims (7)

1. 센싱 정보에 기초하여 사용자의 호흡 상태가 정상 범위로 판단하면, 상기 센싱 정보에 기초하여 상기 사용자의 호흡 패턴을 분석하는 단계;
   복수의 높이 조절 패턴을 생성하는 단계; 및
   상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태를 감지하여 상기 복수의 높이 조절 패턴 중 어느 하나의 높이 조절 패턴으로 스마트 베개의 높이를 조절하는 구동 모드를 실행하는 단계;를 포함하고,
   상기 복수의 높이 조절 패턴 각각은 상기 호흡 패턴에 연동하는 상기 스마트 베개의 높이의 증감이 반복되도록 하고,
   상기 높이 조절 패턴에 따라 상기 호흡 패턴 상의 들숨에서 상기 스마트 베개의 높이는 증가하고 상기 호흡 패턴 상의 날숨에서 상기 스마트 베개의 높이는 감소하여 수면 중인 사용자의 비강인두에서 하인두까지의 점막의 협착을 해제시키는
   디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 구동 모드는 제1 내지 제n(n은 자연수) 모드로 구분되고,
   제n-1 모드에서의 높이 조절 패턴의 최대 높이는 제n 모드에서의 높이 조절 패턴의 최대 높이보다 낮고,
   상기 제n-1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 감지되면 상기 제n 모드로 전환하는
   디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제n-1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 호전되면 제n-2 모드로 전환하는
   디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 호전되면 상기 사용자의 생체 정보에 기초한 상기 사용자의 수면의 깊이에 따라 상기 구동 모드가 중지되는 휴면 모드 또는 상기 제1 모드의 유지 중 어느 하나의 모드로 전환하는
   디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 모드에서 상기 사용자의 수면 중의 호흡 이상 상태가 호전되면,
   상기 사용자의 수면의 깊이가 얕은 수면인 경우 상기 제1 모드에서 상기 휴면 모드로 전환하고,
   상기 사용자의 수면의 깊이가 깊은 수면인 경우 상기 제1 모드는 유지되는
   디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법.
6. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 내지 제n 모드 중 어느 하나의 모드로 전환 시 현재의 모드는 미리 설정된 시간 동안 유지되는
   디지털 치료제를 이용하여 수면의 질을 향상시키는 방법.
7. 삭제

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