KR102365405B1 - 게임을 이용한 호흡 훈련시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 훈련자의 호흡데이터에 따라 훈련자 단말에서 구동하는 게임을 통하여 호흡훈련의 효율성을 높일 수 있는 게임을 이용한 호흡 훈련시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면 훈련자의 호흡 훈련장치로부터 수신받은 호흡데이터를 이용하여 다양한 컨텐츠로 이루어진 게임을 통하여 훈련자 스스로가 호흡훈련에 능동적으로 참여하도록 흥미를 유발할 수 있고, 자신의 호흡 상태를 보며 피드백을 받을 수 있어 동기부여에 따른 호흡훈련의 효율성을 높일 수 있다.

Description

게임을 이용한 호흡 훈련시스템{RESPIRATION TRAINING SYSTEM USING MOBILE GAME}
본 발명은 호흡 훈련시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 훈련자의 호흡데이터에 따라 훈련자 단말에서 구동하는 게임을 통하여 호흡훈련의 효율성을 높일 수 있는 게임을 이용한 호흡 훈련시스템에 관한 것이다.
산업의 발전과 더불어 공장이나 자동차 등으로부터 배출되는 공해 물질, 중금속을 함유한 황사나 미세먼지 등으로 인하여 폐질환이나 기관지 질환과 같은 호흡기 질환을 앓고 있는 사람의 수가 매년 증가하고 있으며, 호흡기질환은 약물 치료뿐만 아니라, 흉부 물리 치료, 심리 치료 등과 같은 포괄적인 호흡 재활 치료를 받게 된다.
이러한 호흡 재활 치료를 통해 기관지 내의 분비물 제거, 기관지 경직의 완화 및 폐조직의 확장, 또는 폐활량 증가에 많은 도움을 받게 되고, 호흡 형태의 개선 및 호흡 조절법을 습득하여 운동 능력을 증가시키게 된다. 특히, 호흡 운동은 호흡 양상의 교정과 호흡근을 강화시켜 폐포환기를 증가시키고, 기도 내의 분비물을 배출시키기 위한 기침 기능을 증가시키기 위해 필수적으로 필요한 치료 중의 하나에 해당한다. 따라서 호흡기 질환자의 기능 회복이나 수술 후 호흡계 합병증의 감소를 위해 호흡 운동의 필요성이 강조되고 있다.
일반적으로 임상에서 활용되고 있는 호흡 훈련기는, 훈련기의 본체 내부에 세 개의 공이 움직일 수 있게 삽입되어 있고, 환자가 입으로 훈련기의 본체 내부에 공기를 불어넣어 공을 위로 들어 올리는 것으로 호흡 훈련이 실시되도록 구성되어 있다. 그러나 이러한 호흡 훈련기는 단순하게 호흡 훈련만을 반복적으로 실시할 수 있도록 구성되어 있어 호흡 훈련이 훈련 당사자에게는 지루하고 재미없게 느껴질 수 있으며, 환자 스스로가 능동적으로 호흡 훈련에 참여하지 못하게 되는 한계가 있고, 정량적인 피드백이 어렵고 호흡의 세기에만 훈련이 집중되어 전체적인 호흡기능 향상에 한계점을 갖고 있다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-0231328호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 훈련자의 호흡데이터에 따라 훈련자 단말에서 구동하는 게임을 통하여 호흡훈련의 효율성을 높일 수 있는 게임을 이용한 호흡 훈련시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 게임을 이용한 호흡 훈련시스템은 훈련자에게 맞춤형 호흡 훈련스케줄을 설정하고 호흡 훈련에 따른 호흡 정보를 측정하는 호흡훈련장치 및 상기 호흡훈련장치로부터 제공받은 호흡 정보를 이용하여 게임을 제공하는 훈련자 단말을 포함하고, 상기 호흡 훈련 스케줄은 포텐셔미터로부터 출력되는 테스트 유도전류값 및 산소포화도 센서부로부터 출력되는 산소포화도 정보를 기초하여 저장부(64)에 미리 설정된 호흡훈련스케줄정보에서 현재 훈련자의 폐기능 상태에 따른 호흡훈련스케줄을 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 훈련자 단말은 호흡훈련장치로부터 전송되는 상기 호흡 훈련스케줄 정보에 따라 타겟 객체를 화면에 배치하거나, 호흡 훈련 시간을 포함하는 게임 설정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 훈련자 단말은 호흡훈련장치로부터 현재 훈련자의 산소포화도가 미리 설정된 산소포화도 범위를 벗어났다는 알람 정보를 수신하는 경우, 디스플레이부에 훈련 중단 메시지를 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 호흡훈련장치는 훈련자 단말로부터 게임 종료정보를 수신하는 경우, 포텐셔미터를 제어하여 다음 훈련 레벨로 호흡 세기를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 호흡 정보는 회전축에 연결된 프로펠러의 회전운동에 따라 유도전류를 발생시키는 발전부로부터 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 산소포화도 센서부는 훈련자가 케이스를 쥐었을 때 검지가 위치하는 케이스 일부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 훈련자의 호흡 훈련장치로부터 수신받은 호흡데이터를 이용하여 다양한 컨텐츠로 이루어진 게임을 통하여 훈련자 스스로가 호흡훈련에 능동적으로 참여하도록 흥미를 유발할 수 있고, 자신의 호흡 상태를 보며 피드백을 받을 수 있어 동기부여에 따른 호흡훈련의 효율성을 높일 수 있다.
훈련자가 호흡 테스트시 케이스 일부에 형성된 산소포화도 센서부로부터 출력되는 산소포화도 정보를 이용하여 산소포화도를 반영한 훈련자의 현재 호흡상태에 따른 맞춤형 호흡훈련스케줄을 설정할 수 있다.
기구적 방식에 의하여 호흡세기를 설정하는 대신 미리 설정된 호흡훈련스케줄에 따라 저항을 가변시켜 즉각적으로 다양한 호흡세기에 따른 호흡운동을 함으로써 호흡훈련에 집중하여 성취감 및 흥미유발시켜 호흡운동의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임을 이용한 호흡 훈련시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡훈련장치의 분해 조립도이다.
도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡훈련장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련자 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게임을 이용한 호흡 훈련시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 게임을 이용한 호흡 훈련시스템에서 실행되는 게임 컨텐츠의 실행화면을 도시한 도면이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게임을 이용한 호흡 훈련시스템의 구성도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 호흡 훈련시스템(1000)은 훈련자에게 맞춤형 호흡 훈련스케줄을 설정하고 호흡 훈련에 따른 호흡 데이터를 측정하는 호흡훈련장치(100) 및 상기 호흡훈련장치로부터 제공받은 호흡 정보를 이용하여 게임을 제공하는 훈련자 단말(200)을 포함할 수 있다. 훈련자 단말(200)은 호흡훈련장치(100)와 근거리 통신을 통하여 연결되고, 휴대 가능한 스마트 폰 또는 태블릿 기기일 수 있다. 이하 먼저 호흡훈련장치(100)에 대하여는 도 2 내지 도 3b에서 상세히 설명하고, 훈련자 단말(200)에 대하여는 도 4a 및 도 4b에서 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡훈련장치의 분해 조립도이고, 도 3a 및 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡훈련장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 3b에서 보듯이, 호흡훈련장치(100)는 발전부(50)로부터 출력되는 유도전류를 직류로 변환하는 컨버터(61), 상기 컨버터(61)와 연결되어 제어부의 가변저항 제어명령에 따라 저항을 변화시키는 포텐셔미터(62), 호흡훈련시 훈련자의 산소포화도를 측정하기 위한 산소포화도 센서부(90), 스피커 또는 디스플레이부로 이루어져 훈련자에게 정보를 전달하는 알림부(63), 훈련자의 호흡상태에 따라 미리 설정된 호흡스케줄정보가 저장되어 있는 저장부(64), 마우스피스(10)에 입을 접촉한 상태로 케이스 내부로 호흡을 불어 넣거나, 들이마심으로써 발전부(50)로부터 출력되는 유도전류를 입력받아 호흡 정보를 생성하고, 훈련자의 호흡운동시 호흡 세기를 조정하기 위하여 상기 포텐셔미터(62)를 제어하는 제어부(60) 및 상기 생성된 호흡 정보를 근거리 통신을 통하여 훈련자 단말로 전송하는 근거리 통신부(65)를 포함할 수 있다.
발전부(50)는 회전축에 연결된 프로펠러(52)의 회전운동에 따라 유도전류를 발생시키는 발전기(51)로 이루어질 수 있다. 상기 프로펠러(52)는 훈련자의 호흡운동에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다. 발전기(51)는 회전축과 연결되는 자석(회전자) 및 상기 자석을 주위를 감싸는 코일(고정자)로 이루어져, 훈련자의 호흡에 의하여 발생되는 유도전류를 제어부로 출력할 수 있다. 발전부(50) 및 제어부(60)는 케이스(40) 내부에 위치하고, 케이스 상부 및 하부는 상부탭(20) 및 하부탭(70)이 연결될 수 있다. 훈련자의 호흡훈련시 상기 발전부 및 제어부로 침 등 이물질이 유입되지 않도록 상기 상부탭(20)과 발전부(50) 사이에는 필터(30)가 위치할 수 있으며, 상기 필터는 케이스(40) 및 상부탭(20)에 의하여 지지될 수 있다. 하부탭(70)은 호흡운동에 따라 공기가 케이스 내부로 유입되거나 및 외부로 유출될 수 있는 공기홀(71)이 형성될 수 있다. 훈련자는 케이스를 손으로 쥔 상태에서 입을 마우스피스(10)에 접촉하여 흡기 및 호기를 통한 호흡훈련을 수행할 수 있다.
호흡 훈련장치(100)는 훈련자의 호흡훈련시 훈련자의 산소포화도를 측정할 수 있는 산소포화도 센서부(90)를 더 포함할 수 있다. 산소포화도 센서부(90)는 훈련자가 케이스를 쥐었을 때 검지가 위치하는 케이스 일부분에 형성될 수 있다. 산소포화도 센서부(90)는 산소와 결합한 헤모글로빈은 적외선을 더 잘 흡수하고, 산소와 결합하지 않은 환원헤모글로빈은 적색을 더 잘 흡수하는 성질을 이용한다. 산소포화도 센서부(90)는 적외선 및 적색을 발광하는 2개의 LED로 이루어진 발광부, 상기 발광부 및 손가락을 통과한 빛을 수광하는 포토다이오드 및 상기 수광부에 의하여 감지된 측정값을 제어부(60)로 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 산소포화도 센서부(90)는 발광부 및 수광부가 케이스 일면에 위치하여 발광부에 의하여 손가락으로 조사된 후 손가락으로부터 반사된 빛을 측정하는 반사형으로 이루어질 수 있으나, 발광부 및 수광부 사이에 손가락을 삽입하여 측정하는 투과형으로도 이루어질 수 있다.
제어부(60)는 산소포화도 센서부(90)로부터 입력되는 훈련자의 산소포화도값을 이용하여 측정된 산소포화도값에 따른 호흡훈련스케줄을 설정할 수 있다. 본 발명의 호흡 훈련장치는 케이스 일면에 산소포화도 센서가 부착되어 훈련자가 손으로 케이스를 자연스럽게 잡는 경우, 검지가 산소포화도 센서표면에 접촉하는 구조를 갖는다. 따라서 호흡 훈련장치(1000)는 이러한 산소포화도 정보를 활용하여 테스트 호흡진행시 현재 훈련자의 호흡에 따른 산소포화도 변화량을 파악한 후 훈련자의 폐기능 상태를 파악할 수 있으며, 폐기능 상태에 따라 저장부에 미리 설정된 호흡훈련스케줄을 선택하여 훈련자에게 맞춤형 호흡훈련스케줄을 제공할 수 있다. 또한 호흡훈련시 훈련자에 대한 산소포화도 정보가 계속적으로 모니터링 되고 있음으로 제어부(60)는 해당 훈련자에 설정된 호흡스케줄과 비교하여 과호흡운동범위를 초과하는 경우 과호흡임을 판단하고, 이를 스피커 또는 디스플레이로 이루어진 알림부(63)를 통하여 훈련자에게 호흡운동을 멈추라는 경고를 전달할 수 있다. 또한 제어부(60)는 상기 산소포화도값을 이용하여 해당 훈련자가 설정된 호흡스케줄에 따른 호흡세기 및 호흡시간에 따른 적정 산소포화도범위인지를 판단함으로써 효과적인 호흡운동을 하고 있는지를 판단할 수 있다.
제어부(60)는 마이크로컨트롤러(MPU)로 이루어질 수 있으며, 호흡 훈련장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(60)는 호흡 운동에 따라 발생하는 유도전류값을 입력받아 해당 훈련자의 호흡스케줄정보를 기준으로 훈련자가 현재 적정한 호흡운동을 실시하고 있는지 판단할 수 있다. 상기 호흡스케줄정보는 최초 호흡테스트 결과에 따라 훈련자가 수행하여야 할 호흡 운동 시간(쉬는 시간 포함), 흡기 및 호기 시간 및 호흡 세기레벨를 포함하는 다양한 호흡 패턴 및 각 호흡운동시 산소포화도 범위 등의 정보를 포함할 수 있다. 한편 상기 호흡스케줄정보는 근거리 통신망을 통하여 훈련자 단말(200)로 전송되어 선택된 게임의 타겟 객체의 위치를 게임 화면내에 배치하는 기준 정보로 활용될 수 있다 .
제어부(60)는 상기 호흡스케줄정보에 따라 제공되는 게임을 실행하여 호흡훈련 목표에 도달하는 경우, 포텐셔미터(62)를 제어하여 다음 호흡훈련시 호흡 세기레벨을 조정할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다음 훈련레벨에서의 호흡 세기에 설정하기 위하여 가변저항을 제어하는 포텐셔미터의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3b를 참고하면, 포텐셔미터(62)는 내부에 다수의 스위치(62a) 및 다수의 저항(62b)으로 이루어질 수 있다. 제어부(60)는 가변저항 제어명령을 포텐셔미터로 출력하여 상기 가변저항 제어명령에 따른 스위치(62a)를 개폐함으로써 발전부로부터 입력되는 유도전류가 통과하는 저항을 가변시켜 제어부로 출력되는 유도전류값을 변경시킬 수 있다. 여기서 제어부로 출력되는 유도전류값의 크기는 호흡 세기로 이해될 수 있다.
포텐셔미터(62) 각각의 스위치의 개폐여부는 제어부(60)의 가변저항 제어명령에 따라 제어되므로 제어부는 발전부로부터 출력되는 유도전류가 통과하는 가변저항의 개수를 제어함으로써 포텐셔미터로부터 출력되는 유도전류 크기를 제어할 수 있다. 이러한 유도전류 크기를 제어한다는 의미는 호흡 세기를 제어하는 의미로 이해될 수 있다. 예를 들어 훈련자가 제1 호흡세기로 운동하는 경우에 가변저항이 없이 출력되는 유도전류값이 X1인 상태에서, 제어부의 제어에 의하여 유도전류가 통과해야 하는 가변저항이 추가되는 경우, 훈련자가 동일한 제1 호흡세기로 운동하는 경우에 출력되는 유도전류값 X2는 상기 유도전류값 X1보다 작게된다. 가변저항을 통과하여 출력되는 유도전류는 옴의 법칙에 의하여 작아짐으로 훈련자는 가변저항이 있는(추가되는) 상태에서는 가변저항이 없는(추가되지 않은) 상태에서의 호흡세기보다 더 큰 호흡세기를 가지고 호흡운동을 수행해야 한다고 이해될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 훈련자 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게임을 이용한 호흡 훈련시스템의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a를 참고하면, 훈련자 단말(200)은 훈련자의 외부 입력을 받기 위한 입력부(210), 근거리 통신을 통하여 호흡 훈련장치와 호흡 정보 등을 송수신하는 근거리 통신부(220), 게임 화면을 외부로 표시하는 디스플레이부(230), 다양한 게임 컨텐츠 및 훈련 기록이 저장되는 저장부(240) 및 호흡 훈련장치로부터 수신하는 호흡 정보를 이용하여 게임 실행을 제어하는 제어부(250)를 포함할 수 있다.
상기 호흡 정보는 호흡 훈련장치에서 생성되는 호흡 테스트 결과정보, 상기 호흡 테스트 결과 설정된 호흡 훈련스케줄정보 및 실시간 호흡 훈련에 실행에 따른 호기 및 흡기 데이터, 호흡 세기, 호흡 시간, 산소포화도 등의 정보를 포함할 수 있다. 상기 호흡 훈련스케줄정보는 다양한 호흡 훈련 패턴 및 각 호흡 훈련시 설정된 산소포화도 범위 등의 정보를 포함할 수 있다.
입력부(210)는 터치패드로 이루어지 수 있으며, 근거리 통신부는 블루투스, 와이파이 등의 통신기술을 이용한 근거리 통신모듈로 이루어질 수 있다. 제어부(250)는 각각의 데이터를 처리하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있으며, 호흡훈련장치로부터 수신한 호흡 정보를 이용하여 게임을 실행시키기 위한 훈련자 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
도 4b를 참고하면, 제어부(250)는 게임 선택부(251), 게임 설정부(252), 게임 실행부(253), 알람부(254) 및 훈련 이력 관리부(255)를 포함할 수 있다.
게임 선택부(251)는 훈련자가 저장부에 미리 저장되어 있는 다양한 게임 콘텐츠를 선택할 수 있는 선택화면을 제공하고, 훈련자는 터치패드를 통하여 자신이 원화는 시나리오를 갖는 게임을 선택할 수 있다. 선택된 게임에 대하여 게임 선택부(251)는 도 6a에서 보는 바와 같이, 메인 화면(310)상에 근거리 통신을 통하여 호흡 훈련장치와 네트워크를 연결을 위한 근거리 통신 연결 아이콘(311), 선택된 게임을 실행하기 위한 게임시작 아이콘(312) 및 호흡 훈련에 따른 훈련 결과를 조회할 수 있는 기록조회 아이콘(313)을 표시할 수 있다. 훈련자가 기록 조회 아이콘(313)을 선택하는 경우, 제어부는 디스플레이부에 도 6e의 전체기록 및 최고기록 등을 포함하는 훈련 이력을 표시함으로써 훈련자는 지금까지 수행한 훈련 이력을 확인할 수 있다.
먼저 호흡훈련장치(100)는 최초 훈련자의 호흡상태정보를 입력받기 위하여 스위치 S1 및 스위치 Sn를 단락시키는 가변저항 제어명령을 포텐셔미터로 출력한다. 호흡훈련장치(100)는 포텐셔미터로부터 출력되는 테스트 유도전류값 및 산소포화도 센서로부터 출력되는 산소포화도 정보를 기초하여 저장부(64)에 미리 설정된 호흡훈련스케줄정보에서 현재 훈련자의 폐기능 상태에 따른 호흡훈련스케줄을 설정할 수 있다(S51). 다음으로 호흡훈련장치(100)는 설정된 상기 호흡 훈련스케줄 정보를 훈련자 단말(200)로 전송한다(S52).
게임 설정부(252)는 호흡훈련장치(100)로부터 호흡 훈련스케줄 정보에 따라 타겟 객체를 화면에 배치하거나, 호흡 훈련 시간설정 등의 기능을 수행할 수 있다(S53). 예를 들어 수신한 호흡 훈련스케줄정보가 호흡운동시간 30초, 쉬는 시간 5초, 5초동안 흡기를 제1 호흡세기로, 다음 5초동안은 호기를 제2 호흡세기로 설정되었을 경우, 게임 설정부(252)는 기준선(323) 상에 훈련 시간(322)을 표시하고, 시간 표시 5 ~ 10초 구간에서는 제1 호흡세기에 따라 기준선(323)으로부터 소정의 거리만큼 이격된 아래에 흡기 타겟 객체(334)를 배치하고, 15 ~ 20초 구간에서는 제2 호흡세기에 따라 기준선(323)으로부터 소정의 거리만큼 이격된 위에 호기 타겟 객체(333)를 배치함으로써 설정된 호흡훈련스케줄을 화면상에 시각화하여 호흡훈련을 실행하는 환경을 제공할 수 있다(도 6b참조). 본 발명의 호흡훈련스케줄과 대응되는 일반적인 게임 난이도 설정은 단순히 훈련자의 호흡 상태에 대한 정확한 정보가 반영되지 않고 개발자에 의하여 미리 정하여진 각각의 단계를 훈련자가 선택하여 호흡훈련을 제공하고 있다. 이러한 게임 난이도 설정은 훈련자의 현재 폐기능 상태에 따른 호흡운동범위를 초과하여 호흡훈련을 수행함에 따라 훈련시 과호흡 등의 사고가 발생할 수 있다. 이에 대하여 본 발명은 상술한 바와 같이, 호흡훈련장치에서 게임을 실행하기 전 호흡 테스트를 수행하고 상기 호흡 테스트 결과 측정되는 산소포화도 정보 및 호흡 세기 정보 등에 따라 훈련자의 현재 폐기능 상태에 따른 호흡훈련스케줄을 설정함으로써 훈련자에게 맞춤형 호흡훈련환경을 즉시 제공할 수 있다.
게임 실행부(253)는 게임 설정부에 의하여 배치된 타겟 객체에 현재 호흡훈련장치를 통하여 수신되는 호흡정보에 따라 훈련 객체(321)를 이동시켜 게임을 실행하는 기능을 수행할 수 있다(S55). 예를 들어 훈련자는 호흡훈련장치를 통하여 소정의 시간동안 소정의 호흡 세기를 가지고 호기 운동 또는 흡기 운동을 실행하는 경우, 호흡훈련장치는 상기 호기 또는 흡기 운동에 따른 호흡 정보를 훈련자 단말로 전송하고(S54), 호흡 정보를 수신한 훈련자 단말은 훈련 객체(321)를 기준선 위로 이동시키거나(도 6c참조), 또는 아래로 이동시키도록(도 6d참조) 디스플레이부를 제어함으로써 훈련자는 실시간으로 자신의 호흡 운동 결과를 훈련 객체의 움직임을 통하여 확인함으로써 동기부여 및 훈련 목표 달성에 대한 성취감을 느낄 수 있다.
알람부(254)는 훈련자가 호흡 운동에 따른 게임을 즐기고 있는 동안 호흡훈련장치로부터 현재 훈련자의 산소포화도가 미리 설정된 산소포화도 범위를 벗어났다는 알람 정보를 수신하는 경우, 즉시 디스플레이부에 훈련 중단 메시지를 표시하여 훈련자가 훈련도중 과호흡 등의 사고가 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다(S56,S57).
훈련 이력 관리부(255)는 게임 실행부에 의하여 게임 종료정보를 수신하는 경우, 해당 게임에 대한 날짜, 훈련시간, 점수 등의 훈련 이력을 생성하여 저장부에 저장하여 관리할 수 있다. 훈련 이력관리부(255)는 게임 종료정보를 호흡훈련장치로 전송한다(S58). 이 경우 호흡훈련장치는 다음 훈련 레벨에 설정된 호흡 세기로 설정하기 위하여 상술한 바와 같이, 포텐셔미터의 가변저항의 수를 가감하는 제어를 수행할 수 있다(S59). 호흡훈련장치에서 호흡 세기를 간편하게 조정할 수 있음으로 훈련자 단말에서는 다음 레벨에 따른 타켓 객체를 재배치하는 작업을 수행할 필요없이 이전 수행한 타켓 객체 배치를 그대로 로딩하여 훈련자에게 게임환경을 제공할 수 있다. 따라서 훈련자는 이전에 목표 달성한 성취감을 가지고 동일 게임을 수행한다고 생각함으로써 호흡을 세게 불어야 하는 의식없이 자연스럽게 더 센 호흡세기로 호흡 훈련을 수행함으로써 호흡 운동의 효율성을 높일 수 있다. 만약 호흡 세기가 더 센 다음 레벨을 훈련하기 위하여 훈련자 단말에서 타겟 객체를 기준선으로부터 더 먼 거리에 배치하고, 이에 따라 훈련자가 시각적으로 훈련 객체가 타겟 객체에 도달하지 못하는 것을 보는 경우, 훈련자는 호흡 훈련에 따른 좌절감을 느껴 호흡 운동의 효율성이 저하될 수도 있다. 따라서 본 발명은 호흡 세기를 호흡훈련장치에서 제어함으로써 훈련자는 동일한 타겟 객체가 있는 게임을 실행한다고 생각하여 훈련 객체가 타겟 객체가 미치지 못한다고 하더라도 좌절감 보다는 이전에 달성했다는 성취감을 가지고 지속적인 훈련을 함으로써 호흡 훈련의 효율성을 증대시킬 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10:마우스피스 20:상부탭
30:필터 40:외부케이스
50:발전부 51:발전기
52:프로펠러 60:제어부
61:컨버터 62:포텐셔미터
63:알림부 64:저장부
70:하부탭 80:입력버튼
90:산소포화도 센서부 100:호흡 훈련장치
200:훈련자 단말 210:입력부
220:근거리 통신부 230:디스플레이부
240:저장부 250:제어부
251:게임 선택부 252:게임 설정부
253:게임 실행부 254:알람부
255:훈련이력 관리부 310:메인화면
311:근거리 통신 연결 아이콘 312:게임시작 아이콘
313:기록조회 아이콘 321:훈련 객체
322:훈련시간 323:기준선
333,334:타겟 객체 335:훈련 객체 이동표시선
1000:호흡 훈련시스템

Claims (6)

  1. 회전축에 연결된 프로펠러의 회전운동에 따라 유도전류를 발생시키는 발전부(50),
    발전부로부터 출력되는 유도전류를 직류로 변환하는 컨버터(61),
    컨버터와 연결되어 제어부의 가변저항 제어명령에 따라 저항을 변화시키는 포텐셔미터(62),
    호흡훈련시 훈련자의 산소포화도를 측정하기 위한 산소포화도 센서부(90),
    스피커 또는 디스플레이부로 이루어져 훈련자에게 정보를 전달하는 알림부(63),
    산소포화도 정보를 활용하여 테스트 호흡진행시 현재 환자의 호흡에 따른 산소포화도 변화량을 따른 폐기능 상태에 따라 미리 설정된 호흡스케쥴정보가 저장되어 있는 저장부(64) 및
    상기 발전부로부터 입력받은 호흡세기 정보 및 상기 산소포화도 센서부로부터 입력받은 산소포화도 정보에 따른 호흡훈련스케쥴을 설정하고, 훈련자의 호흡운동시 호흡 세기를 조정하기 위하여 상기 포텐셔미터를 제어하는 제어부(60)를 포함하고,
    상기 산소포화도 센서부는 훈련자가 케이스를 쥐었을 때 검지가 위치하는 케이스 일부분에 형성되고,
    상기 제어부는 훈련자의 현재 호흡운동에 따라 입력되는 산소포화도가 미리 설정된 호흡훈련스케쥴의 호흡세기 및 호흡시간에 따른 산소포화도 범위를 벗어나는 경우, 훈련중단 메시지를 소리 또는 디스플레이부를 통하여 훈련자에게 알리도록 제어하는 것을 특징하는 호흡훈련장치(100) 및
    훈련자의 외부 입력을 받기 위한 입력부(210), 근거리 통신을 통하여 호흡 훈련장치와 호흡 정보 등을 송수신하는 근거리 통신부(220), 게임 화면을 외부로 표시하는 디스플레이부(230), 다양한 게임 컨텐츠 및 훈련 기록이 저장되는 저장부(240) 및 호흡 훈련장치로부터 수신하는 호흡 정보를 이용하여 게임 실행을 제어하는 제어부(250)를 포함하는 훈련자 단말(200)을 포함하고,
    상기 훈련자 단말(200)의 제어부(250)는 훈련자가 저장부에 미리 저장되어 있는 다양한 게임 콘텐츠를 선택할 수 있는 선택화면을 제공하고, 훈련자는 터치패드를 통하여 자신이 원화는 시나리오를 갖는 게임을 선택할 수 있는 게임 선택부(251),
    호흡훈련장치(100)로부터 호흡 훈련스케줄 정보에 따라 타겟 객체를 화면에 배치하거나, 호흡 훈련 시간설정 등의 기능을 수행할 수 있는 게임 설정부(252),
    게임 설정부에 의하여 배치된 타겟 객체에 현재 호흡훈련장치를 통하여 수신되는 호흡정보에 따라 훈련 객체(321)를 이동시켜 게임을 실행하는 기능을 수행할 수 있는 게임 실행부(253) 및
    게임 실행부에 의하여 게임 종료정보를 수신하는 경우, 해당 게임에 대한 날짜, 훈련시간, 점수 등의 훈련 이력을 생성하여 저장부에 저장하여 관리할 수 있는 훈련 이력 관리부(255)를 포함하고,
    상기 훈련자 단말은 호흡훈련장치로부터 전송되는 산소포화도가 미리 설정된 호흡 훈련스케줄 정보에 따라 타겟 객체를 화면에 배치하거나, 호흡 훈련 시간을 포함하는 게임 설정을 수행하는 것을 특징으로 하고,
    상기 호흡훈련장치는 훈련자 단말로부터 게임 종료정보를 수신하는 경우, 포텐셔미터를 제어하여 다음 레벨에 따른 타켓 객체를 재배치하는 작업을 수행할 필요없이 이전 수행한 타켓 객체 배치를 그대로 로딩하여 훈련자에게 게임환경을 제공하여 다음 훈련 레벨로 호흡 세기를 설정하는 것을 특징으로 하는 게임을 이용한 호흡 훈련시스템.
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