KR19990001682A - 폐질환 환자의 호흡 훈련기 및 이를 이용한 흉부 물리 치료 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 호흡 훈련기 및 이를 이용한 흉부 물리 치료 시스템은 폐질환 환자가 호흡을 하면서 선택적으로 호기 및 흡기 훈련을 하고, 호흡 훈련량을 직접 확인할 수 있도록 하여 환자의 치료 효과를 증대시키며, 훈련 동기를 부여할 수 있도록 하는 것이다 .

본 발명은 호기 및 흡기를 하는 마우스피스를 구비하고, 마우스피스는 흡입 연결 구멍 및 배출 연결 구멍과, 흡입 밸브 및 배출 밸브를 순차적으로 통해, 공기조절부에 의해 흡입 공기량 및 배출 공기량을 각기 조절할 수 있는 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실에 각기 연결되며, 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실은 연결관을 통해 압력 검출실에 연결되며, 압력 검출실에는 흡입 및 배출되는 공기의 압력에 따라 좌우로 이동되는 피스턴과, 압력 센서가 구비되어 피스턴의 이동에 따른 압력을 검출하며, 압력 센서가 검출하는 압력을 압력 표시부로 입력시켜 호흡 압력을 표시함과 아울러 단계 설정부에 설정된 단계의 값과 비교하여 설정된 단계 이상의 세기로 호흡 훈련을 하고 있는지를 표시하고, 단계 설정부의 출력신호로 비교 분석부가 설정된 시간 이상 지속하면서 호흡 훈련을 하는 지를 판단하고, 설정된 시간 이상 지속하면서 훈련을 하였을 경우에 이를 경보함으로써 환자들이 자신의 호흡 상태를 직접 눈으로 확인하면서 훈련할 수 있다.

Description

폐질환 환자의 호흡 훈련기 및 이를 이용한 흉부 물리 치료 시스템

본 발명은 폐질환 환자들을 치료하는데 사용되는 치료 보조 기구에 관한 것이다.

보다 상세하게는 폐질환 환자들이 호기(呼氣) 및 흡기(吸氣)를 선택적으로 수행하고, 환자 자신이 훈련량을 직접 확인할 수 있도록 하여 환자의 치료 효과를 증대시키며, 훈련 동기를 부여할 수 있도록 하는 폐질환 환자의 흉부 물리 치료 시스템에 관한 것이다.

산업의 발전과 더불어 공장이나 자동차 등에서 많은 공해 물질을 배출하고, 이로 인하여 폐질환 환자의 수가 증가되고 있는 실정이다.

이들 폐질환 환자를 위한 효율적인 치료 방법에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다.

주지된 바와 같이 폐질환 환자들의 치료는 단순한 약물 치료만을 할 경우에 환자들의 활동 장애를 개선하는데에는 많은 제한이 있으므로 약물 치료와 병행하여 흉부 물리 치료, 심리 치료 등의 포괄적인 호흡 재활 치료로 호흡을 보조하고 있다.

상기 호흡 재활 치료로는 체위 배액 요법, 호흡 운동 및 이완 운동 등이 있다.

폐질환 환자들은 호흡 재활 치료를 통해 기관지 내의 분비물 제거, 기관지 경직의 완화 및 폐조직의 확장에 많은 도움을 받게 되고, 호흡 형태의 개선 및 호흡 조절법을 습득하여 운동 능력을 증가시키며, 일상 생활의 수행 능력을 증가시키게 된다.

특히 호흡 운동은 호흡 양상의 교정과 호흡근을 강화시켜 폐포환기를 증가시키고, 기도내의 분비물을 배출시키기 위한 기침 기능을 증가시키기 위하여 필수적으로 필요한 치료 중의 하나이다.

상기 폐포환기를 증가시키기 위해서는 호흡근의 근력과 지구력의 증가 훈련이 필요하다.

그리고 분비물을 제거하기 위한 기침 능력의 증가를 위해서는 호기근의 근력 강화 훈련이 필요하다.

즉, 폐질환 환자의 기능 회복 또는 수술후 호흡계 합병증의 감소를 위해서는 흡기 호흡 운동과 호기 호흡 운동을 모두 실시하여야 한다.

흡기 호흡 훈련 중에서 흡기근 훈련을 위해서는 여러 가지의 흡기 저항 호흡(inspiratory resistive breathing) 기구들을 사용하여 개인이 편리하게 호흡근 훈련을 실시할 수 있다.

그러나 호기 훈련을 위해서는 마땅한 기구가 없고, 촛불 불기 및 병 불기 등과 같은 고전적인 방법이 많이 사용되고 있다.

그러나 촛불 불기 및 병 불기 등의 고전적인 방법은 적절한 장소와 별도의 기구 장치를 필요로 하므로 호기 훈련을 하는데 많은 불편이 있었다.

또한 호흡 훈련은 환자들의 상태나 치료의 경과에 따라 호흡 시간과 호흡 운동량을 단계적으로 조절해 주어야 원하는 효과를 얻을 수 있으므로 훈련 기구는 적절하고 객관적인 훈련 단계의 설정이 가능해야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 폐질환 환자의 흉부 물리 치료에 도움을 줄 수 있는 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 호흡 훈련기가 오염되었을 경우에 간단히 세척할 수 있도록 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 흡기 호흡 훈련 및 호기 호흡 훈련을 선택적으로 수행하고, 호흡 운동량의 객관적인 단계 설정이 가능한 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 이용한 흉부 물리 치료 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 항상 휴대하면서 시간 및 장소에 구애됨이 없이 언제 어디서나 간단히 훈련을 하고, 기도 내의 분비물 제거에 효과가 있는 양성 호기 압력(positive exploratory pressure) 치료가 가능한 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 이용한 흉부 물리 치료 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 훈련 동기를 촉진할 수 있는 궤환(feedback) 기전이 가능하게 하여 많은 환자들이 용이하게 사용하고, 치료 효과를 증대시킬 수 있도록 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 이용한 흉부 물리 치료 시스템을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐질환 환자의 호흡 훈련기에 따르면, 호흡 훈련부와 호흡 훈련의 압력을 검출하는 압력 검출부를 구비한다.

상기 호흡 훈련부는, 호기 및 흡기를 하는 마우스피스를 구비하고, 마우스피스는 흡입 연결 구멍 및 배출 연결 구멍과, 흡입 밸브 및 배출 밸브를 각기 통해 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실에 연결되며, 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실에는, 사용자의 조작에 따라 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실의 상부로 이동되면서 흡입 공기량 및 배출 공기량을 조절할 수 있는 공기 조절부가 구비된다.

상기 압력 검출부는, 상기 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실이 연결관을 통해 압력 검출실에 각기 연결되고, 압력 검출실에는 흡입 및 배출되는 공기의 압력에 따라 좌우로 이동되는 피스턴과, 압력 센서가 구비되어 피스턴의 이동에 따른 압력을 검출한다.

그리고 본 발명의 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 이용한 흉부 물리 치료 시스템에 따르면, 상기 호흡 훈련기의 압력 센서가 검출하는 압력을 압력 표시부로 입력시켜 호흡 압력을 표시함과 아울러 압력 설정부에 설정된 압력과 비교하여 설정된 압력 이상으로 호흡 훈련을 하고 있는 지를 표시한다.

그리고 단계 설정부의 출력신호로 비교 분석부가 설정된 시간 이상 지속하면서 호흡 훈련을 하는 지를 판단하고, 설정된 시간 이상 지속하면서 호흡 훈련을 하였을 경우에 이를 경보한다.

그러므로 본 발명에 따르면, 환자들이 자신의 호흡 상태를 직접 확인하면서 훈련할 수 있다.

도 1은 본 발명의 호흡 훈련기를 보인 일부 절결 분해 사시도,

도 2는 본 발명의 호흡 훈련기의 결합 상태를 보인 도면,

도 3은 도 2의 A-A선 확대 단면도,

도 4는 도 2의 B-B선 확대 단면도,

도 5는 흉부 물리 치료 시스템의 일 실시예에 따른 외관을 보인 정면도,

도 6은 본 발명의 흉부 물리 치료 시스템의 일 실시예에 따른 제어 회로도,

도 7은 본 발명의 흉부 물리 치료 시스템의 다른 실시예에 따른 외관을 보인 정면도,

도 8은 본 발명의 흉부 물리 치료 시스템의 다른 실시예에 따른 제어 회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 호흡 훈련부11 : 마우스피스

12 : 흡입 연결구멍12A : 배출 연결 구멍

13 : 흡입 밸브13A : 배출 밸브

14 : 흡입 공기 조절실14A : 배출 공기 조절실

16 : 공기 조절부17 : 연결판

17A : 연결 구멍18 : 공기량 조절판

18A : 공기 통과 구멍19 : 축핀

20 : 압력 검출부21 : 압력 검출실

22, 23 : 연결관24 : 피스턴

25 : 압력 센서33 : 스피커

35 : 발광 표시부41 : 압력 검출신호 출력부

42 : 압력 표시부43 : 단계 판단부

44 : 시간 지연부45 : 비교 분석부

46 : 경보음/멜로디 출력부51 : 단계 설정부

52 : 단계 표시부53 : 발광 표시 제어부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 폐질환 환자의 호흡 훈련기 및 이를 이용한 흉부 물리 치료 시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 호흡 훈련기를 보인 일부 절결 분해 사시도이고, 도 2는 호흡 훈련기의 결합 상태를 보인 정면도이며, 도 3 및 도 4는 도 2의 A-A선 및 B-B선 확대 단면도이다.

여기서, 부호 10은 호흡 훈련부이고, 부호 20은 상기 호흡 훈련부(10)로 호흡 훈련을 하는 압력을 검출하는 압력 검출부이다.

상기 호흡 훈련부(10)의 측면에는 환자가 입을 대고, 흡기 및 호기 훈련을 하는 마우스피스(11)가 구비된다.

상기 마우스피스(11)는 흡입 연결 구멍(12) 및 배출 연결 구멍(12A)과, 흡입 밸브(13) 및 배출 밸브(13A)를 순차적으로 통해 흡입 공기 조절실(14) 및 배출 공기 조절실(14A)에 각기 연결된다.

상기 흡입 공기 조절실(14) 및 배출 공기 조절실(14A)의 상부는 개구되고, 장공형의 안내 구멍(15)이 구비됨과 아울러 안내 구멍(15)을 따라 슬라이드되어 흡입 공기 조절실(14) 및 배출 공기 조절실(14A)의 상부에 선택적으로 위치되고, 공기량을 조절하는 공기 조절부(16)가 구비된다.

상기 공기 조절부(16)는, 하나의 연결 구멍(17A)이 구비된 연결판(17)과 직경이 상이한 복수의 공기 통과 구멍(18A)이 구비된 공기량 조절판(18)으로 이루어지고, 연결판(17) 및 공기량 조절판(18)은 축핀(19)으로 회전 가능하게 연결된다.

상기 압력 검출부(20)는, 압력 검출실(21)이 구비되고, 상기 압력 검출실(21)의 일측 및 타측은 상기 흡입 공기 조절실(14) 및 배출 공기 조절실(14A)이 연결관(22)(23)을 통해 연결된다.

그리고 상기 압력 검출실(21)에는 흡입 및 배출되는 공기의 압력에 따라 좌우로 이동되는 피스턴(24)와, 상기 피스턴(24)의 이동에 따른 압력을 검출하는 압력 센서(25)가 구비된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 호흡 훈련기는, 환자가 호기 훈련 또는 흡기 훈련을 함에 따라 먼저 안내 구멍(15)을 따라 공기 조절부(16)를 이동시켜 흡입 공기 조절실(14) 및 배출 공기 조절실(14A)의 상부에 선택적으로 위치시킨다.

그리고 환자 자신의 상태에 따라 공기 조절부(16)의 공기량 조절판(18)을 회전시켜 공기량을 조절한다.

즉, 공기량 조절판(18)에 구비되어 있는 복수의 공기 통과 구멍(18A) 중에서 환자 자신의 상태에 적합한 하나의 공기 통과 구멍(18A)을 선택하여 연결판(17)의 연결 구멍(17A)에 연통되게 한다.

여기서, 먼저 호기 훈련을 한다고 가정할 경우에 공기 조절부(15)를 배출 공기 조절실(14A)의 상부에 위치시키고, 마우스피스(11)에 입을 댄 후 숨을 내쉰다.

그러면, 내쉬는 공기가 배출 연결 구멍(12A) 및 배출 밸브(13A)를 순차적으로 통해 배출 공기 조절실(14A)로 유입된다.

상기 배출 공기 조절실(14A)로 유입된 공기의 일부는 공기 조절부(16)의 연결판(17)에 형성된 연결 구멍(17A) 및 공기량 조절판(18)에 형성된 공기 통과 구멍(18A)을 통해 외부로 배출된다.

그리고 배출 공기 조절실(14A)로 유입된 공기의 나머지 일부는 연결관(23)을 통해 압력 검출부(20)의 압력 검출실(21)로 유입되어 피스턴(24)을 압력 센서(25)측으로 밀어주게 되므로 피스턴(24)의 이동에 따른 압력을 압력 센서(25)가 검출하여 출력하게 된다.

이 때, 환자가 흡기를 할 경우에는 외부의 공기가 아무런 장애도 받지 않고, 흡입 공기 조절실(14), 흡입 밸브(13), 흡입 연결 구멍(12) 및 마우스피스(11)를 통해 입으로 유입되므로 환자는 편하게 흡기를 할 수 있다.

그리고 흡기 훈련을 한다고 가정할 경우에는 공기 조절부(16)를 흡입 공기 조절실(14)의 상부에 위치시키고, 마우스피스(11)에 입을 댄 후 숨을 들이쉰다.

그러면, 외부 공기가 공기 조절부(16)의 공기량 조절판(18)에 형성된 공기 통과 구멍(18A) 및 연결판(17)에 형성된 연결 구멍(17A)을 순차적으로 통해 흡입 공기 조절실(14)로 유입된다.

상기 흡입 공기 조절실(14)로 유입된 외부 공기는 흡입 밸브(13), 흡입 연결 구멍(12) 및 마우스피스(11)를 통해 입으로 유입된다.

그리고 외부 공기를 흡입함에 따라 압력 검출부(20)의 압력 검출실(21)에 있는 공기가 연결관(22)을 통해 흡입 공기 조절실(14)로 유입된 후 상기 공기량 조절판(18)의 공기 통과 구멍(18A) 및 연결판(17)의 연결 구멍(17A)을 순차적으로 통해 흡입 공기 조절실(14)로 유입된 외부 공기와 함께 흡입 밸브(13), 흡입 연결 구멍(12) 및 마우스피스(11)를 통해 입으로 유입된다.

그러므로 압력 검출실(21)의 피스턴(24)가 이동하여 압력 센서(25)를 압착하게 되므로 압력 센서(25)는 흡기 훈련량에 따른 압력 검출 신호를 출력하게 된다.

이와 같은 상태에서 환자가 호기를 할 경우에는 마우스피스(11)를 통해 유입되는 공기가 배출 연결 구멍(12A), 배출 밸브(13A) 및 배출 공기 조절실(14A)을 통해 외부로 배출되므로 흡기 훈련을 하는 환자는 아무런 장애도 받지 않고, 편하게 호기를 할 수 있다.

즉, 상기한 호흡 훈련기는 환자가 호기 및 흡기하는 공기의 압력에 따라 피스턴(24)가 이동하면서 압력 센서(25)를 누르게 되므로 압력 센서(25)는 환자가 호기 및 흡기하는 공기의 압력을 검출하여 압력 검출 신호를 출력하며, 호기 훈련을 할 경우에는 편하게 흡기할 수 있고, 흡기 훈련을 할 경우에는 편하게 호기할 수 있다.

이러한 본 발명의 호흡 훈련기로 호흡 훈련을 하여 오염되었을 경우에 공기 조절부(16)를 이동시킴에 따라 흡입 공기 조절실(14) 및 배출 공기 조절실(14A)가 노출되므로 깨끗하게 세척할 수 있다.

그리고 이 때, 압력 검출부(20)의 압력 검출실(21)는 공기는 유동되지 않는 상태로 피스턴만을 밀어주게 되므로 거의 오염되지 않는다.

도 5는 상기 호흡 훈련기를 내장하고 상기 압력 센서(25)가 출력하는 압력 검출 신호로 호흡 훈련 상태를 판단 및 경보하는 본 발명의 흉부 물리 치료 시스템의 일 실시예에 따른 외관을 보인 정면도이다.

여기서, 부호 30은 흉부 물리 치료 시스템의 본체이다.

상기 흉부 물리 치료 시스템의 본체(30)에는 상기 호흡 훈련기가 설치되어 환자가 입을 대고 호기 및 흡기를 하는 마우스피스(11)가 노출됨과 아울러 전면에 공기 조절부(16)가 위치하여 안내 구멍(15)을 따라 슬라이드된다.

그리고 상기 흉부 물리 치료 시스템의 본체(30)의 전면에 환자가 호기 및 흡기한 압력 레벨을 표시하는 복수의 압력 표시용 발광 다이오드(31)와, 훈련 압력단계를 조절하는 단계 설정 바(32)가 구비된다.

그리고 단계 설정 바(32)의 일측에는 경보음 또는 소정의 멜로디를 출력하는 스피커(33)와, 전원 스위치(34)와, 상기 단계 설정 바(32)로 설정한 단계까지 호흡 훈련을 하였는 지를 표시하는 발광 표시부(35)가 설치된다.

도 6은 본 발명의 흉부 물리 치료 시스템의 일 실시예에 따른 제어 회로도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 압력 센서(25)가 검출한 압력에 따른 압력 검출 신호를 출력하는 압력 검출신호 출력부(41)의 출력단자가 압력 표시용 집적소자(421)의 입력단자에 접속되어 압력 표시용 집적소자(421)의 기준 단자에는 기준 레벨 설정부(422)가 접속되고, 출력단자에는 상기 복수의 압력 표시용 발광 다이오드(31)가 접속되어 압력 표시부(42)가 구성된다.

그리고 상기 압력 검출신호 출력부(41)의 출력단자가 가변 저항(VR1)을 통해 비교기(431)의 비반전 입력단자(+)에 접속되고, 비교기(431)의 반전 입력단자(-)에는 전원(B+)에 직렬 연결된 가변 저항(VR2) 및 저항(R1)의 접속점이 접속되며, 비교기(431)의 출력단자에는 상기 발광 표시부(35)가 접속되어 단계 판단부(43)가 구성된다.

또한 상기 단계 판단부(43)의 비교기(431)의 출력단자는 다이오드(D1)를 통해 콘덴서(C1) 및 가변 저항(VR3)에 접속되어 가변 저항(VR3)의 가변 단자가 비교기(441)의 비반전 입력단자(+)에 접속되고, 비교기(441)의 반전 입력단자(-)에는 전원(B+)에 직렬 접속된 저항(R2)(R3)의 접속점이 접속되어 시간 지연부(44)가 구성된다.

상기 시간 지연부(44)의 출력단자는 다이오드(D2)를 통해 콘덴서(C2) 및 가변 저항(VR4)에 접속되어 가변 저항(VR4)의 가변 단자가 비교기(451)의 비반전 입력단자(+)에 접속되고, 비교기(451)의 반전 입력단자(-)에는 전원(B+)에 직렬 접속된 저항(R4)(R5)의 접속점이 접속되어 비교 분석부(45)가 구성된다.

상기 비교 분석부(45)의 출력단자에는 경보음/멜로디 출력부(46)가 접속되고, 경보음/멜로디 출력부(46)의 출력단자에는 스피커(33)가 접속된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예는 전원(B+)이 인가된 상태에서 환자가 마우스피스(11)에 입을 대고, 호기 훈련 및 흡기 훈련을 함에 따라 상기한 압력 센서(25)가 검출하는 압력으로 압력 검출신호 출력부(41)가 압력 검출 신호를 출력하게 된다.

상기 압력 검출신호 출력부(41)가 출력하는 압력 검출 신호는 압력 표시부(42)의 압력 표시용 집적소자(421)의 입력단자로 입력된다.

그러면, 압력 표시부(42)의 압력 표시용 집적소자(421)는 입력된 압력 검출 신호를 기준 레벌 설정부(422)에 설정된 기준 레벨과 비교하고, 비교 결과에 따라 복수의 발광 다이오드(31)를 선택적으로 점등시켜 환자가 호기 훈련 및 흡기 훈련을 하는 압력 레벨을 표시하게 된다.

또한 압력 검출신호 출력부(41)가 출력하는 압력 검출 신호는 단계 판단부(43)의 가변 저항(VR1)에 의해 분할되어 비교기(431)의 비반전 입력단자(+)로 입력되고, 비교기(431)의 반전 입력단자(-)에는 전원(B+)을 가변 저항(VR2) 및 저항(R1)으로 분할한 단계 설정 전압이 인가된다.

그러면, 비교기(431)는 압력 검출신호 출력부(41)에서 출력되는 압력 검출 신호의 레벨과 전원(B+)을 가변 저항(VR2) 및 저항(R1)으로 분할한 단계 설정 전압의 레벨을 비교하게 된다.

이 때 환자가 호기 또는 흡기하는 압력이 낮아 압력 검출 신호의 레벨이 단계 설정 전압의 레벨보다 낮을 경우에는 비교기(431)가 계속 저전위를 출력하게 되고, 발광 표시부(5)가 점등되지 않게 된다.

그리고 환자가 호기 또는 흡기하는 압력이 높아 압력 검출 신호의 레벨이 단계 설정 전압의 레벨보다 높을 경우에는 비교기(431)가 고전위를 출력하게 되고, 발광 표시부(35)가 점등된다.

또한 비교기(431)에서 출력되는 고전위가 다이오드(D1)를 통해 콘덴서(C1)에 충전되면서 가변 저항(VR3)의 가변에 따라 분할되어 시간 지연부(18)의 비교기(441)의 비반전 입력단자(+)에 인가되고, 비교기(441)의 반전 입력단자(-)에는 전원(B+)을 저항(R2)(R3)으로 분할한 기준 전압이 인가되므로 비교기(441)는 비교기(431)에서 출력되어 다이오드(D1)를 통해 콘덴서(C1)에 충전된 후 가변 저항(VR3)에 의해 분할된 전압과 전원(B+)을 저항(R2)(R3)으로 분할한 기준 전압을 비교하게 된다.

이 때, 비교기(431)에서 고전위를 출력하는 초기에는 비교기(441)의 비반전 압력단자(+)에 인가되는 전압이 비교기(441)의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준 전압보다 낮으므로 비교기(441)는 저전위를 출력하고, 이로 인하여 비교 분석부(45)가 동작하지 않고, 경보음/멜로디 출력부(46)가 경보음 및 멜로디를 출력하지 않게 된다.

이와 같은 상태에서 소정의 설정 시간이 경과되어 비교기(441)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 전압이 비교기(441)의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준 전압보다 높게 되면, 비교기(441)가 고전위를 출력하게 된다.

이와 같이 비교기(441)가 출력하는 고전위는 비교 분석부(45)의 다이오드(D2) 및 콘덴서(C2)에 의해 정류 및 평활되면서 안정화되고, 가변 저항(VR4)의 가변에 따라 분할되어 비교기(451)의 비반전 입력단자(+)에 인가되며, 비교기(451)의 반전 입력단자(-)에는 전원(B+)을 저항(R4)(R5)으로 분할한 기준 전압이 인가된다.

이와 같은 상태에서 시간 지연부(44)의 비교기(441)에서 계속 고전위를 출력하여 비교기(451)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 전압이 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준 전압보다 높게 되면, 비교기(451)가 고전위를 출력하게 된다.

상기 비교기(451)가 출력하는 고전위에 따라 경보음/멜로디 출력부(46)가 구동되어 경보음 또는 소정의 멜로디를 발생하고, 발생한 경보음 또는 소정의 멜로디는 스피커(33)로 출력되어 환자에게 호기 및 흡기 훈련 상태를 알리게 된다.

도 7은 본 발명의 흉부 물리 치료 시스템의 다른 실시예에 따른 외관을 보인 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예는 단계 설정 바(32) 대신에 단계 상승 키(SW1) 및 단계 하강 키(SW2)를 구비하고, 설정된 단계를 표시하는 복수의 단계 설정용 발광 다이오드(36)를 구비한다.

도 5는 본 발명의 흉부 물리 치료 시스템의 다른 실시예에 따른 제어 회로도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 일 실시예에 단계 설정부(51), 단계 표시부(52) 및 발광 표시 제어부(53)를 포함한다.

상기 단계 설정부(51)는, 전원(B+)에 복수의 저항(R11, R12, …, R1N)이 직렬 연결되어 복수의 저항(R11, R12, …, R1N)의 접속점이 멀티플렉서(511)의 입력단자에 각기 접속되고, 멀티플렉서(511)의 제어단자에는 단계 상승 키(SW1) 및 단계 하강 키(SW2)가 접속되며, 멀티플렉서(511)의 출력단자는 단계 판단부(43)의 비교기(431)의 반전 입력단자(-)에 접속된다.

그리고 상기 단계 표시부(52)는, 상기 멀티플렉서(511)의 출력단자가 단계 표시용 집적소자(521)의 입력단자에 접속되어 단계 표시용 집적소자(521)의 기준 단자에는 기준 레벨 설정부(522)가 접속되고, 출력단자에는 복수의 기준 레벨 표시용 발광 다이오드(36)가 접속된다.

상기 발광 표시 제어부(53)는, 단계 판단부(43)의 비교기(431)의 출력단자 및 상기 시간 지연부(44)의 비교기(441)의 출력단자가 저항(R21)(R22) 및 다이오드(D21)(D22)를 각기 통해 비교기(531)의 비반전 입력단자에 접속되고, 전원(B+)을 저항(R2)(R3)으로 분할하여 상기 비교기(441)(451)의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준 전압이 인가되게 접속되며, 비교기(531)의 출력단자는 지연기(532)를 통해 발광 표시부(35)에 접속된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예는 단계 설정부(21)의 단계 상승 키(SW1) 및 단계 하강 키(SW2)를 조작하여 훈련 단계를 설정하는 것으로서 단계 상승 키(SW1)를 누름에 따라 멀티플렉서(511)는 높은 전압을 출력하고, 단계 하강 키(SW2)를 누름에 따라 멀티플렉서(511)는 낮은 전압을 출력한다.

즉, 멀티플렉서(511)는 전원(B+)을 복수의 저항(R11, R12, …, R1N)으로 분할한 전압 중에서 어느 하나를 선택적으로 출력하는 것으로서 단계 상승 키(SW1) 및 단계 하강 키(SW2)를 누름에 따라 설정되는 해당 전압을 출력하게 된다.

상기 멀티플렉서(511)가 출력하는 단계 설정 전압은 단계 판단부(43)의 비교기(431)의 반전 입력단자(-)에 기준 전압이 인가된다.

그러면, 비교기(431)는 압력 검출신호 출력부(41)에서 출력되는 압력 검출 신호의 레벨과 멀티플렉서(511)에서 출력되는 단계 설정 전압을 비교하여 환자가 설정된 압력 이상 호기 또는 흡기 훈련을 하는 지를 판별하게 된다.

또한 상기 멀티플렉서(511)에서 출력되는 단계 설정 전압은 단계 표시부(52)의 단계 표시용 집적소자(521)의 입력단자로 입력된다.

그러면, 단계 표시부(52)의 단계 표시용 집적소자(521)는 입력된 단계 설정 전압을 기준 레벨 설정부(522)에 설정된 기준 레벨과 비교하고, 비교 결과에 따라 복수의 발광 다이오드(36)를 선택적으로 점등시켜 설정된 단계를 표시하게 된다.

그리고 발광 표시 제어부(53)는 단계 판단부(43)의 비교기(431) 및 시간 지연부(44)의 비교기(441)에서 출력되는 전위와 전원(B+)을 저항(R2)(R3)으로 분할한 기준 전압을 비교기(531)에서 비교하고, 비교 결과 단계 판단부(43)의 비교기(431) 또는 시간 지연부(44)의 비교기(441)에서 출력되는 전위가 기준 전압보다 높을 경우에 비교기(531)가 고전위를 출력하게 된다.

상기 비교기(531)가 출력하는 고전위는 지연기(532)에서 미리 설정된 소정의 시간동안 지연된 후 출력되어 발광 표시부(35)가 점등된다.

여기서, 환자들이 호기 및 흡기 훈련을 할 경우에 설정된 단계의 압력을 기준으로 진동하여 설정된 단계의 압력보다 약간 높고, 약간 낮은 것을 짧은 시간동안 반복할 수 있는 것으로서 본 발명에서는 발광 표시 제어부(53)를 구비하여 호기 및 흡기 훈련을 할 경우에 설정된 단계의 압력을 기준으로 진동할 경우에도 소정의 시간이 경과되면 발광 표시부(35)를 점등시키기 위한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 호기와 흡기 호흡근 훈련을 수행할 수 있고, 분비물 제거에 이용되는 양성 호기 압력 치료가 가능한 훈련기로서 환자 자신의 상태에 따라 적절하게 단계를 설정하여 호흡 훈련 또는 호흡 운동을 실행하도록 함으로써 치료 효과를 크게 촉진시킬 수 있고, 작고, 간편하게 휴대할 수 있어 장소에 관계없이 사용할 수 있는 편리성이 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 기준 설정값에 도달하여 필요한 시간만큼 훈련이 이루어질 경우에 표시 장치를 점등시키고, 경보음을 출력하게 하여 훈련 상황을 환자 자신이 확인할 수 있으므로 치료 효과를 증대시킬 수 있다.

또한 본 발명은 계획적인 훈련을 환자 스스로 수행할 수 있고, 환자에게 훈련 동기를 부여할 수 있음은 물론 휴대가 가능하여 시간 및 장소에 구애됨이 없이 필요에 따라 훈련을 할 수 있다.

또한 본 발명은 호흡 훈련기가 오염되었을 경우에 공기 조절부의 이동에 따라 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실이 외부로 노출되므로 간단하고 깨끗하게 세척할 수 있다.

Claims (6)

1. 환자가 호기 및 흡기 훈련을 하는 호흡 훈련부 및 상기 호흡 훈련부로 호기 및 흡기 훈련을 하는 압력을 검출하는 압력 검출부로 이루어지고,

   상기 호흡 훈련부는, 마우스피스와, 상기 마우스피스를 통해 흡기함에 따라 외부 공기를 유입하는 흡입 공기 조절실과, 상기 마우스피스를 통해 호기하는 공기를 외부로 배출하는 배출 공기 조절실과, 상기 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실과 상기 마우스피스의 사이에 각기 설치되는 흡입 밸브 및 배출 밸브와, 사용자의 조작에 따라 슬라이드되면서 상기 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실의 상부에 선택적으로 위치되어 유통되는 공기량을 조절하는 공기 조절부를 구비하며,

   상기 압력 검출부는, 상기 흡입 공기 조절실 및 배출 공기 조절실과 연결관을 통해 연결되는 압력 검출실과, 상기 압력 검출실에 설치되고 호기 및 흡기하는 압력에 따라 이동하는 피스턴과, 상기 피스턴의 이동에 따른 압력을 검출하는 압력 센서를 구비함을 특징으로 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공기 조절부는,

   하나의 연결 구멍이 구비된 연결판과, 복수의 공기 통과 구멍이 구비된 공기량 조절판으로 이루어지고, 연결판 및 공기량 조절판은 축핀으로 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기 조절판에 구비된 복수의 공기 통과 구멍의 직경은 모두 상이하고 사용자의 조작에 따라 선택된 하나의 공기 통과 구멍이 연결판의 연결 구멍과 연통되는 것을 특징으로 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기.
4. 호기 훈련 및 흡기 훈련을 선택적으로 수행하면서 호기 압력 및 흡기 압력을 검출하는 호흡 훈련기와, 상기 호흡 훈련기가 검출한 호기 및 흡기 압력의 검출신호를 출력하는 압력 검출신호 출력부와, 상기 압력 검출신호 출력부의 출력신호로 호기 및 흡기 압력을 표시하는 압력 표시부와, 상기 압력 검출신호 출력부의 출력신호로 설정된 압력 이상 호기 및 흡기하는 지를 판단하는 단계 판단부와, 상기 단계 판단부의 출력신호를 지연시키는 시간 지연부와, 상기 시간 지연부의 설정 시간이 경과되었을 경우에 경보 제어신호를 발생하는 비교 분석부와, 상기 비교 분석부가 출력하는 경보 제어신호에 따라 경보음/멜로디를 발생하여 스피커로 출력하는 경보음/멜로디 발생부로 구성됨을 특징으로 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 이용한 흉부 물리 치료 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 단계 판단부는,

   단계 설정 전압을 설정하는 가변저항 및 저항과, 상기 압력 검출신호 출력부의 출력신호를 상기 가변저항 및 저항으로 설정한 단계 설정 전압과 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력신호로 호기 및 흡기 압력이 설정된 단계 이상인지를 표시하는 발광 표시부로 구성됨을 특징으로 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 이용한 흉부 물리 치료 시스템.
6. 제 4 항에 있어서 ;

   사용자의 키 조작에 따라 상기 압력 검출신호 출력부의 출력전압과 비교하는 단계 설정 전압을 발생하는 단계 설정부와, 상기 단계 설정부에 설정된 단계를 표시하는 단계 표시부와, 상기 단계 판단부 또는 시간 지연부의 출력 전압이 설정된 기준 전압이상이고 설정된 시간이 경과될 경우에 경보하는 발광 경보 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐질환 환자의 호흡 훈련기를 이용한 흉부 물리 치료 시스템.