KR20070090144A

KR20070090144A - 무호흡 방지 자극 장치

Info

Publication number: KR20070090144A
Application number: KR1020077009064A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 사사키; 타케하루 츠루마키
Original assignee: 미츠루 사사키; 테크노 링크 컴파니 리미티드
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2007-09-05
Also published as: JPWO2006054359A1; EP1815882A1; ES2476395T3; CN101052440B; KR101133807B1; EP1815882A4; TWI289069B; CN101052440A; WO2006054359A1; TW200616688A; JP4960704B2; EP1815882B1; US20090216293A1

Abstract

치료자의 턱부(P)에 도자(21)를 대고, 이 도자(21)로부터 치료자의 턱부(P)에 전기 펄스를 통전하여 자극을 주는 무호흡 방지 자극 장치에 있어서, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 전기 펄스 군(S, S')이 발생하는 통전 기간(Ta)과, 전기 펄스 군(S, S')이 전혀 발생하지 않는 휴지 기간(Tb)을 일정 시간 반복하는 자극신호를, 상기 도자(21)의 출력단자(22A, 22B) 사이에 출력하는 자극 발생 수단(13)을 구비하는 것. 이에 의해, 수면중의 호흡상태를 감시하지 않고, 빠르게 상부 기도의 폐색 생태를 회피할 수 있다. 또한, 치료자의 호흡의 유무에 관계없이 자극신호가 주어지므로, 치료자는 이 자극 신호를 느껴 깨어나는 일이 적다.

무호흡 증후군, 수면, 자극 신호, 전기 펄스

Description

무호흡 방지 자극 장치{SIMULATOR FOR PREVENTING APNEA}

본 발명은, 수면 중에 있어서의 호흡 조절의 이상에 의한 장해 발생을 방지하는 무호흡 방지 자극 장치에 관한 것이다.

수면 중에 호흡이 10초간 이상 정지한 상태(무호흡)를 단속적으로 반복하는 수면시 무호흡 증후군에 관한 연구 보고가, 최근 많이 행해지고 있다. 특히, 자고 있는 동안에 호흡이 수십 회~수백 회 멈추게 되면, 체내의 산소 부족이 심각한 상황이 되어, 취침 중에 "수면 장애", "숨 막힘" 등의 증상이 나타나, 수면 부족의 상태에 빠진다. 그로 인해, 낮에 졸음이 오거나, 집중력이나 활력이 떨어지거나, 자주 졸게 되어, 졸음 운전 등의 중대한 사고를 일으킨다. 또한, 산소 부족은 순환 기능에 부담을 가하게 되어, 부정맥, 고혈압, 심부전, 당뇨병의 발생률이 높아진다. 이러한 수면시 무호흡 증후군에 의한 호흡 이상은, 임상적으로 중요한 과제이고, 상술한 각종 장해의 발생을 방지할 대책이 필요하다.

수면시 무호흡 증후군은, 호흡 중추 이상에 의한 중추형과, 상부 기도 폐색에 의한 폐색형과, 두 가지가 혼재하는 혼합형으로 나눌 수 있지만, 대부분의 경우에서 원인이 되는 폐색형에 관해서는, 환자의 구내에 마우스피스를 장착하고, 아래 턱을 전방에 위치하도록 고정시켜, 상부 기도를 넓히거나, 혹은 취침시에 플라스틱 제의 비강 마스크를 장착하여, 이 비강 마스크와 호스로 연결된 펌프 장치에서 공기를 압송하여, 폐색된 상부 기도를 넓히는 치료 방법이 종래부터 알려져 있다. 그러나, 전자의 방법에서는, 마우스피스에 의해 입으로부터의 호흡이 불가능한 상태가 되기 때문에, 코의 통풍이 나쁜 경우에는 이용할 수 없다. 또한, 후자의 방법에서는, 안면에 공기를 보내는 비강 마스크를 설치하지 않으면 안 되고, 수면시에 위화감을 발생시킬 우려가 있다.

이러한 문제에 대해서, 예를 들면 특허 문헌 1에는, 치료자의 호흡 상태를 서미스터 등의 호흡 검출 수단으로 검출하고, 이 호흡 검출 수단에 의해 무호흡 상태라고 판단한 경우에는, 무호흡 상부 기도의 개대근의 하나인 이설근에, 주파수가 40~150Hz, 파고치가 1~50볼트, 상승시 정수가 0.2초 이상의 전기 펄스에 의한 자극 신호를 주어, 상부 기도의 폐색을 회복시키는 무호흡 방지 자극 장치가 제안되어 있다.

상기 구성의 무호흡 방지 자극 장치는, 공기압을 대신해서 이설근에 자극 신호를 주는 것이기 때문에, 안면을 덮는 비강 마스크를 장착할 필요가 없고, 또한 코 막힘의 유무에 관계없이, 빠르게 상부 기도의 폐색 상태를 회피할 수 있는 이점이 있다.

한편, 이 장치에서는, 치료자의 호흡 유무를 검출하여, 무호흡 상태가 되었을 때에만 자극을 주도록 하고 있기 때문에, 양 콧구멍이나 입 주변에 복수의 서미스터를 장치해야 한다. 또한, 자극이 치료자의 무호흡시에 동시에 주어지기 때문에, 환자가 각성하기 쉬워진다.

특허 문헌 1: 일본 특허 2794196호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

따라서 본 발명은, 호흡 상태를 감시하지 않아도, 환자의 수면을 될 수 있는 한 방해하지 않고, 치료자의 턱부에 대해서 효과적으로 자극 신호를 줄 수 있는 무호흡 방지 자극 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 무호흡 방지 자극 장치는, 치료자의 턱부에 도자(導子)를 대고, 이 도자로부터 상기 치료자의 턱부에 전기 펄스를 통전하여 자극을 주는 무호흡 방지 자극 장치에 있어서, 상기 복수의 전기 펄스로 이루어지는 전기 펄스 군(群)이 발생하는 통전 기간과, 상기 전기 펄스 군이 발생하지 않는 휴지 기간을 일정 시간 반복하는 자극 신호를, 상기 도자에 출력하는 자극 발생 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 전기 펄스의 진폭을 가변하는 제1 조작 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 통전 기간을 가변하는 제2 조작 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 휴지 기간을 가변하는 제3 조작 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 자극 신호의 출력을 개시시키는 제4 조작 수단과, 상기 자극 신호의 출력을 정지시키는 제5 조작 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 자극 발생 수단은, 자극 신호의 출력 개시로부터 제1 시간 폭이 경과하기까지, 전기 펄스의 진폭이 서서히 증가하는 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 제1 시간 폭을 가변하는 제6 조작 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 자극 발생 수단은, 상기 전기 펄스 군의 출력 기간 중에, 이 전기 펄스 군을 구성하는 복수의 전기 펄스 시간 폭을 가변한 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 자극 발생 수단은, 상기 통전 기간에 있어서 제2 시간 폭을 가지는 전기 펄스 군을 정부 교대로 발생시킴과 동시에, 상기 전기 펄스 군의 상승으로부터 상기 제2 시간 폭의 반이 경과하기까지는, 개개의 전기 펄스의 시간 폭을 서서히 넓히고, 그 후 상기 전기 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 전기 펄스의 시간 폭을 서서히 좁히는 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 자극 발생 수단은, 상기 전기 펄스 군의 출력 기간 중에, 이 전기 펄스 군을 구성하는 복수의 전기 펄스의 밀도를 가변한 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 자극 발생 수단은, 상기 통전 기간에 있어서 제2 시간 폭을 가지는 상기 전기 펄스 군을 정부 교대로 발생시킴과 동시에, 상기 전기 펄스 군의 상승으로부터 상기 제2 시간 폭의 반이 경과하기까지는, 전기 펄스의 밀도가 서서히 높아지고, 그 후 상기 전기 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 전기 펄스의 밀도가 서서히 낮아지는 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 도자는, 상기 자극 신호가 인가되는 한 쌍의 전극과, 상기 전극을 유지하여 상기 치료자의 턱부에 착탈 가능한 점착성 시트 부재로 이루어진다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 상기 치료자의 턱부의 전후 방향에 상기 한 쌍의 전극이 병설되도록, 상기 시트 부재가 상기 전극을 배치하고 있다.

발명의 효과

자극 발생 수단으로부터 도자를 통해서, 전기 펄스 군이 발생하는 통전 기간과, 전기 펄스 군이 발생하지 않는 휴지 기간을 반복하는 자극 신호가, 치료자의 턱부에 효과적으로 주어지기 때문에, 호흡 상태를 일부러 감시하지 않아도, 빠르게 상부 기도의 폐색 상태를 회피할 수 있다. 또한, 치료자의 호흡의 유무에 관계없이, 치료자의 턱부에 상기 전기 펄스 군의 통전 기간과 휴지 기간을 반복하는 자극 신호가 주어지므로, 치료자는 자극 신호를 느껴 깨어나는 일이 적고, 충분한 수면을 취할 수 있다. 따라서 호흡 상태를 감시하지 않아도, 환자의 수면을 될 수 있는 한 방해하지 않고, 치료자의 턱부에 대해서 효과적으로 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 제1 조작 수단에 의해 통전 기간 중에 발생하는 전기 펄스의 진폭을 가변할 수 있다. 따라서, 어떠한 치료자에 대해서도, 최적의 진폭의 전기 펄스를 줄 수 있다.

또한, 제2 조작 수단에 의해 전기 펄스 군이 발생하는 통전 기간을 임의로 가변할 수 있다. 따라서, 어떠한 치료자에 대해서도 최적의 통전 기간을 가지는 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 제3 조작 수단에 의해 전기 펄스 군이 발생하지 않는 휴지 기간을 임의로 가변할 수 있다. 따라서, 어떠한 치료자에 대해서도 최적의 휴지 기간을 가지는 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 취침시에 맞춰서 제4 조작 수단을 조작하면, 그 시점으로부터 자극 신호를 도자에 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어 취침 중에 어떠한 원인으로 깬 경우에는, 제5 조작 수단을 조작하여 자극 신호의 출력을 정지시킴으로써, 일시적으로 치료를 중지할 수 있다. 이와 같이, 제4 조작 수단과 제5 조작 수단을 설치하면, 치료자의 의사로 자극 신호의 출력 개시와 출력 정지를 자유롭게 선택할 수 있다.

또한, 자극 신호의 출력 개시시에는 전기 펄스의 진폭이 작고, 자극 신호에 의한 수면에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 환자가 수면 상태에 빠짐에 따라서, 전기 펄스의 진폭이 점점 커지게 되므로, 취침 중이 되면 치료자의 대해서 무호흡 상태를 확실하게 회피할 수 있는 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 잠들기까지의 시간은 개인차가 있기 때문에, 제6 조작 수단에 의해 제1 시간 폭을 가변할 수 있으면, 어떠한 치료자에 대해서도 취침 중이 되면 무호흡 상태를 확실히 회피하는 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 전기 펄스 군을 구성하는 개개의 전기 펄스의 시간 폭을, 자극 발생 수단이 임의로 가변하므로, 전기 펄스 시간 폭의 증감에 따라서, 치료자 내에 대한 저주파 파형을 바람직한 상태로 구부릴 수 있다.

또한, 자극 신호를 자극 발생 수단이 출력하면, 높은 주파수의 신호 성분(전기 펄스)을 복수 포함한 전기 펄스 군의 반복이, 도자로부터 자극 신호로서 치료자에 부여됨에도 불구하고, 치료자의 콘덴서 작용에 의해, 전기 펄스 군의 파형이 일그러져, 자극 신호가 저주파의 정현파에 근사한 파형이 된다. 따라서, 같은 전류 및 주파수를 갖는 구형(矩形)파에 비해서 상당히 소프트한 자극감이면서, 효과적으로 무호흡 상태를 회피할 수 있다.

또한, 전기 펄스 군을 구성하는 복수의 전기 펄스의 밀도를, 자극 발생 수단이 임의로 가변하기 때문에, 전기 펄스 밀도의 고저에 따라서, 치료자 내에 대한 저주파 파형을 바람직한 상태로 구부릴 수 있다. 게다가, 전기 펄스 군의 출력 기간 중에 있어서, 개개의 전기 펄스의 시간 폭은 일정하고, 전기 펄스간의 휴지 기간이 자극 발생 수단에 의해 변화하기 때문에, 폭이 넓은 전기 펄스가 존재하지 않게 되는 만큼, 치료자의 등가 정전 용량에 대한 충전 전류가 조금씩 공급되어 충전량이 완만하게 상승하고, 체감적으로 보다 소프트한 자극감을 얻을 수 있다.

또한, 자극 신호를 자극 발생 수단이 출력하면, 치료자 내부에 있어서 각 전기 펄스 군의 파형이 일그러져, 자극 신호는 저주파의 정현파에 근사한 신호에 고주파의 전기 펄스가 중첩한 파형이 된다. 따라서, 같은 전류 및 주파수를 가지는 구형파에 비해서 상당히 소프트한 자극감이면서, 효과적으로 무호흡 상태를 회피할 수 있다.

또한, 시트 부재를 치료자의 턱부에 점착시키는 것만으로, 전극을 포함하는 도자를 원하는 부위에 장착할 수 있어서, 한 쌍의 전극을 각각 장착하는 수고를 줄일 수 있다.

또한, 시트 부재를 치료자의 턱부에 붙이는 것만으로, 턱부의 전후 방향에 한 쌍의 전극을 나란히 배치할 수 있으므로, 자극 신호에 의한 뇌파의 영향을 최대한 억제할 수 있고, 치료자가 수면 상태인지 아닌지를 정확하게 확인할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[도1] 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 무호흡 방지 자극 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.

[도2] 상기 제1 실시예에 있어서의 치료자의 턱부에 도자를 붙인 상태의 설명도이다.

[도3] 상기 제1 실시예에 있어서의 자극 신호의 출력 개시로부터 제1 시간 폭이 경과하기까지의 각부의 파형도이다.

[도4] 상기 제1 실시예에 있어서의 제1 시간 폭에 이르는 도중에서의 각부의 확대한 파형도이다.

[도5] 상기 제1 실시예에 있어서의 제1 시간 폭이 경과한 후의 각부의 확대한 파형도이다.

[도6] 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 무호흡 방지 자극 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.

[도7] 상기 제2 실시예에 있어서의 제1 시간 폭에 이르는 도중에서의 각부의 확대한 파형도이다.

[도8] 상기 제2 실시예에 있어서의 제1 시간 폭이 경과한 후의 각부의 확대한 파형도이다.

부호의 설명

4 스위치(제4 조작 수단, 제5 조작 수단)

5 스위치(제1 조작 수단)

6 스위치(제2 조작 수단)

7 스위치(제3 조작 수단)

8 스위치(제6 조작 수단)

13 자극 발생 수단

21 도자

22A, 22B 출력 단자(전극)

42 시트 부재

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명에 있어서의 무호흡 방지 자극 장치의 바람직한 실시예를 설명한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 기초한 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다. 도1에 있어서, 1은 교류 입력을 안정화한 상태에서 직류 출력으로 변환하는 안정화 전원으로, 여기에서는 AC100V의 교류 전압을, DC+15V 및 DC+5V의 직류 전압으로 각각 변환하고 있다. 2는, 상기 안정화 전원(1)으로부터의 DC+5V의 직류 전압과, 수정 발신기(3)로부터의 기준 클록 신호에 의해 동작하는 제어 수단으로서의 CPU(중앙 연산 처리 장치)이다. 이 CPU(2)는 주지하는 바와 같이, 입출력 수단, 기억 수단 및 연산 처리 수단 등을 내장하고, 기억 수단에 기억된 제어 시퀀스에 따라서, 소정 패턴의 자극 전류를 생체인 인체(도시하지 않음)에 전하도록 되어 있다.

상기 CPU(2)의 입력측 포트에는, 복수의 버튼식 스위치(4~8)로 이루어지는 조작 수단이 접속된다. 또한, CPU(2)의 출력측 포트에는, 예를 들어 LED나 LCD 등으로 이루어지는 표시 수단(11)이 접속됨과 동시에, 자극 신호에 있어서의 개개의 전기 펄스 군의 온 시간과 오프 시간, 및 진폭을 결정하기 위한 가변 출력 신호를 생성하는 가변 출력 신호 생성 수단(12)과, 자극 발생 수단(13)을 구성하는 2개의 FET(14,15)의 게이트가 각각 접속된다.

상기 가변 출력 신호 생성 수단(12)은, 안정화 전원(1)으로부터의 DC+15V의 직류 전압에 의해 동작하는 것으로, CPU(2)로부터의 제1 제어 신호인 인터벌 신호 를 받아서, 출력 펄스를 생성하는 출력 펄스 생성부(17)와, CPU(2)로부터의 제2 제어 신호인 앰프 지령 신호를 받아서, 출력 펄스의 진폭을 결정하는 진폭 설정부(18)에 의해 구성되고, 이에 의해서 DC0V에서 DC+15V의 범위에서 각 출력 펄스가 진폭 변조된 구형파 상태의 가변 출력 신호를 자극 발생 수단(13)에 공급하는 구성으로 되어 있다.

자극 발생 수단(13)은, 가변 출력 신호 생성 수단(12)으로부터 출력되는 가변 출력 신호와, CPU(2)로부터 각 FET(14,15)에 출력되는 전기 펄스 생성 신호 즉 PWM(펄스 폭 변조) 신호에 의해, 전기 펄스 군이 연속적 또는 간헐적으로 발생하는 통전 기간과, 전기 펄스 군이 전혀 발생하지 않는 휴지 기간을 초 단위의 일정 시간으로 반복하는 자극 신호를, 도자(21)의 전극이 되는 한 쌍의 출력 단자(22A, 22B) 사이에 출력하는 것이다. 보다 구체적으로는, 본 실시예에 있어서의 자극 발생 수단(13)은, 스위치 수단으로서의 상기 FET(9, 10) 이외에, 일차측과 이차측을 절연한 트랜스(24)를 구비하여 구성되고, 트랜스(24)의 일차 권선(25)은, 그 센터 탭이 상기 가변 출력 신호 생성 수단(12)의 가변 출력 신호 라인에 접속됨과 동시에, 자극 신호를 출력하는 이차 권선(26)의 양단에는, 한 쌍의 출력 단자(22A, 22B)가 각각 접속된다. 또한, 소스 접지된 한쪽의 FET(14)의 드레인에는, 트랜스(24)의 일차 권선(25)의 일단이 접속되고, 동일하게 소스 접지된 다른 쪽의 FET(15)의 드레인에는, 트랜스(24)의 일차 권선(25)의 타단이 접속된다. 그리고, CPU(2)로부터의 +측 PWM 신호가, FET(9)의 제어 단자인 게이트에 공급되고, CPU(2)로부터의 -측 PWM 신호가, FET(10)의 제어 단자인 게이트에 공급되도록 되어 있다.

상기 CPU(2)는, 기억 수단에 내장하는 제어 시퀀스의 기능 구성으로서, 가변 출력 신호의 온 시간과 오프 시간을 결정하는 인터벌 신호를 생성하는 인터벌 신호 생성 수단(31)과, 가변 출력 신호의 진폭을 결정하는 앰프 지령 신호를 생성하는 앰프 지령 신호 생성 수단(32)과, FET(14, 15) 중 어느 한쪽의 게이트에 PWM 신호를 출력하는 PWM 신호 생성 수단(33)과, 가변 출력 신호의 동작 조건을 기억함과 동시에, 필요에 따라서 이 동작 조건을 표시 수단(11)에 표시시키거나, 상기 동작 조건의 설정 갱신을 행하는 동작 조건 관리 수단(35)을 구비하고 있다. 여기서 말하는 동작 조건이라는 것은, 가변 출력 신호의 온 펄스가 반복해서 발생하는 통전 기간이나, 상기 온 펄스가 전혀 발생하지 않는 휴지 기간 외에, 가변 출력 신호(나아가서는 자극 신호)의 출력 개시로부터, 이 가변 출력 신호의 진폭을 서서히 증가시키고, 이 진폭이 안정화하기까지의 제1 시간 폭과, 이 제1 시간 폭 후에 있어서의 가변 출력 신호의 진폭이다.

여기에서는, 인터벌 신호 생성 수단(31)이 온 펄스의 인터벌 신호를 주는 것과 동시에 일어나고, 가변 출력 신호 수단(12)으로부터 온 펄스의 인터벌 신호가 발생함과 동시에, PWM 신호 생성 수단(33)으로부터 복수의 구형파 펄스로 이루어지는 구형파 펄스 군이, PWM 신호로서 FET(14,15)에 출력하도록 구성된다. 이때의 구형파 펄스 군은, 바람직하게는 가변 출력 신호 수단(12)으로부터 온 펄스의 인터벌 신호가 발생할 때마다, FET(14, 15) 중 어느 한쪽이 교대로 출력되고, 동시에 각각의 구형파 펄스 군은, 상기 구형파 펄스 군의 상승으로부터 상기 통전 기간의 반이 경과하기까지는, 개개의 구형파 펄스 시간 폭을 서서히 넓히고, 그 후 상기 구형파 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 구형파 펄스의 시간 폭을 서서히 좁히도록, PWM 신호 생성 수단(33)이 PWM 신호를 생성한다.

또한, 인터벌 신호 생성 수단(31)은, 동작 조건 관리 수단(35)에 설정 기억된 가변 출력 신호의 통전 기간에 있어서, 상기 온 펄스의 인터벌 신호를 반복해서 생성하는 한편, 가변 출력 신호의 휴지 기간에는 온 펄스의 인터벌 신호를 생성하지 않도록 구성함과 동시에, 앰프 지령 신호 생성 수단(32)은, 동작 조건 관리 수단(35)에 설정 기억된 제1 시간 폭과, 이 제1 시간 폭 후에 있어서의 가변 출력 신호의 진폭에 기초하여, 가변 출력 신호의 출력 개시로부터 제1 시간 폭이 경과하기까지는, 가변 출력 신호의 진폭을 서서히 증가시켜, 제1 시간 폭이 경과하면 설정한 진폭에 일치하도록 앰프 지령 신호를 생성하는 구성으로 되어 있다.

상기 스위치(4)는, 제4 조작 수단 및 제5 조작 수단에 상당하는 것으로, 상기 스위치(4)를 누를 때마다, PWM 신호나 가변 출력 신호 나아가서는 자극 신호의 출력을 개시시키거나, 혹은 출력을 정지시키는 지시를, CPU(2)에 대해 교대로 주는 것이다. 또한, 자극 신호의 출력을 개시시키는 제4 조작 수단과, 자극 신호의 출력을 정지시키는 제5 조작 수단을 각각 다른 스위치로 구성해도 좋다.

상기 스위치(5)는, 자극 신호로서 출력하는 전기 펄스의 진폭을 가변하는 제1 조작 수단에 상당하고, 상기 스위치(5)를 누를 때마다, 동작 조건 관리 수단(35)에 설정된 제1 시간 폭 후에 있어서의 가변 출력 신호의 진폭을 변경할 수 있도록 되어 있다.

상기 스위치(6)는, 자극 신호에 포함되는 전기 펄스 군이 발생하는 통전 기 간을 가변하는 제2 조작 수단에 상당하고, 상기 스위치(6)을 누를 때마다, 동작 조건 관리 수단(35)에 설정된 가변 출력 신호의 통전 기간을 변경할 수 있도록 되어 있다.

상기 스위치(7)는, 자극 신호에 포함되는 전기 펄스 군이 발생하지 않는 휴지 기간을 가변하는 제3 조작 수단에 상당하고, 상기 스위치(7)를 누를 때마다, 동작 조건 관리 수단(35)에 설정된 가변 출력 신호의 휴지 기간을 변경할 수 있도록 되어 있다.

상기 스위치(8)는, 가변 출력 신호 나아가서는 자극 신호의 출력 개시로부터 전기 펄스 군의 진폭이 일정한 레벨까지 상승하여 안정화하기까지의 제1 시간 폭을 가변하는 제6 조작 수단에 상당하고, 상기 스위치(8)를 누를 때마다, 동작 조건 관리 수단(35)에 설정된 제1 시간 폭을 변경할 수 있도록 되어 있다.

또한 도1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 무호흡 방지 자극 장치는, 치료자의 호흡 상태를 감시하는 호흡 검출 수단을 설치하지 않은 점이 주목된다. 즉, 도자(21)의 출력 단자(22A, 22B) 사이로부터 발생하는 자극 신호는, 치료자의 호흡 상태와는 무관하게 주어지는 구성으로 되어 있다.

다음으로, 본 장치에서 사용되는 도자(21)의 구성을, 도2에 기초해서 더욱 상세하게 설명한다. 22A, 22B는 전술한 한 쌍의 출력 단자로, 각각의 출력 단자(22A, 22B)는, 접속 코드(41)에 의해 장치 본체(도시하지 않음) 내에 수용된 자극 발생 수단(13)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 42는, 출력 단자(22A, 22B)를 평행한 상태로 유지하는 시트 부재이고, 이 시트 부재(42)는 치료자의 턱부(P) 에 착탈할 수 있도록, 유연성 및 점착성이 풍부한 재료(예를 들면 겔상 물질)로 구성된다. 특히 여기서의 시트 부재(42)는, 치료자의 턱부(P)의 전후 방향에 각 출력 단자(22A, 22B)가 병설되도록, 출력 단자(22A, 22B)를 배치하고 있는 점이 주목된다. 즉, 턱부(P)의 좌우에 도자(21)의 각 전극을 배치하면, 본 장치를 이용해서 치료자의 수면 상태를 뇌파로 판단할 때에, 전극에 주어지는 자극 신호의 영향을 받아서 뇌파를 바르게 검출할 수 없다. 그 점, 본 실시예에서는, 시트 부재(42)를 치료자의 턱부(P)에 부착하면, 턱부(P)의 전후 방향에 출력 단자(22A, 22B)가 나란하게 배치되므로, 자극 신호에 의한 뇌파의 영향을 최대한 억제할 수 있고, 뇌파 검출기(도시하지 않음)에 의해 치료자가 수면 상태인지 아닌지를 정확하게 확인할 수 있다.

다음으로, 상기 구성에 덧붙여 그 작용을 도3~도5의 파형도에 기초해서 설명한다. 또한, 이들 각 도면에 있어서, 최상단에 있는 파형은 출력 가변 회로(11)로부터의 가변 출력 신호로, 이하, FET(14)에 주어지는 +측 PWM 신호, FET(15)에 주어지는 -측 PWM 신호 및 출력 단자(22A, 22B) 사이에 발생하는 자극 신호의 각 전압 파형을 나타내고 있다. 또한, 도3은 자극 신호의 출력 개시로부터 제1 시간 폭(T1)이 경과하기까지의 각부의 파형을 나타내고, 도4는 제1 시간 폭(T1)에 이르는 도중에서의 각부의 파형을 나타내고, 도5는 제1 시간 폭(T1)이 경과한 후의 각부의 파형을 나타내고 있다.

본 장치를 사용할 때, 앞서 도2에 나타내는 바와 같이, 시트 부재(42)의 점착성을 이용하여 치료자의 턱부(P)에 도자(21)를 장착한다. 이때 도자(21)의 장착 에 방향성을 가지기 위해서, 시트 부재(42)를 횡장 형상으로 형성하고 있기 때문에, 턱부(P)의 좌우 방향에 시트 부재(42)의 긴 방향이 필연적으로 붙도록 되고, 턱부(P)의 전후 방향에 출력 단자(22A, 22B)가 나란하게 배치되게 된다.

다음으로 스위치(4)를 압동 조작하여, 자극 신호의 출력 개시를 지시하면, 도3에 나타내는 통전 기간(Ta)에 있어서, 미리 정해진 온 시간(t1)과 오프 시간(t2)(도4 참조)에서 복수의 온 펄스의 가변 출력 신호가 발생하고, 이어지는 휴지 기간(Tb)에 있어서, 온 펄스의 가변 출력 신호가 전혀 발생하지 않는 인터벌 신호가, 인터벌 신호 생성 수단(31)으로부터 가변 출력 신호 생성 수단(12)의 출력 펄스 생성부(17)에 반복해서 주어짐과 동시에, 동작 조건 관리 수단(35)에 기억된 제1 시간 폭(T1)(도3 참조)이 경과할 때까지, 가변 출력 신호의 진폭(A1)을 점차 증가시키는 앰프 지령 신호가, 인터벌 신호 생성 수단(31)으로부터 가변 출력 신호 생성 수단(12)의 진폭 설정부(18)에 주어진다. 그 결과, 자극 신호의 출력 개시로부터 제1 시간 폭(T1)에 이르기까지는, 그 진폭(A1)이 점차 증가하는, 일정한 온 시간(t1)과 오프 시간(t2)을 갖는 복수의 온 펄스의 출력 가변 신호가, 통전 기간(Ta)에 있어서 가변 출력 신호 생성 수단(18)으로부터 트랜스(24)의 일차 권선(25)의 센터 탭에 출력되는 한편, 휴지 기간(Tb)이 되면, 트랜스(24)의 일차 권선(25)의 센터 탭에는, 온 펄스의 출력 가변 신호가 전혀 인가되지 않게 된다.

한편, PWM 신호 생성 수단(33)은, 가변 출력 신호 생성 수단(18)으로부터 온 펄스의 가변 출력 신호가 출력되는 온 시간(t1) 중에, 복수의 구형파 펄스로 이루어지는 구형파 펄스 군을, PWM 신호로서 FET(14,15) 중 어느 한 쪽의 게이트에 교 대로 출력한다. 이때의 각 구형파 펄스는, 가변 출력 신호의 온 펄스보다도 높은 주파수 성분을 가지고 있지만, 구형파 펄스 군의 상승으로부터, 이 구형파 펄스 군이 출력되는 시간 폭(T2)(=온 시간(t1))의 반이 경과하기까지는, 개개의 구형파 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 넓어지고, 그 후 상기 구형파 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 구형파 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 좁아지도록 되어 있다.

그리고, 트랜스(24)의 일차 권선(25)의 센터 탭에 온 펄스의 가변 출력 신호가 출력되고 있는 상태에서, CPU(2)의 PWM 신호 생성 수단(33)으로부터 FET(14)에 +측 PWM 신호로서 구형파 펄스 군이 공급되면, 개개의 구형파 펄스의 출력되는 기간 중에 FET(14)가 턴 온해서, 일차 권선(25)의 일단측(도트측)이 접지되고, 이차 권선(26)의 일단측(도트측)에 전압이 유도된다. 또한, 마찬가지로 트랜스(24)의 일차 권선(25)의 센터 탭에 온 펄스의 가변 출력 신호가 출력되고 있는 상태에서, CPU(2)의 PWM 신호 생성 수단(33)으로부터 FET(15)에 -측 PWM 신호로서 구형파 펄스 군이 공급되면, 개개의 구형파 펄스가 출력되는 기간 중에 FET(15)가 턴 온하여, 일차 권선(25)의 타단측(비도트측)이 접지되고, 이차 권선(26)의 타단측(비도트측)에 전압이 유도된다. 따라서, 도3이나 도4에 나타내는 것처럼, 통전 기간(Ta)에 있어서는, 온 펄스의 가변 출력 신호가 가변 출력 신호 생성 수단(12)으로부터 출력될 때마다, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 정극성의 전기 펄스 군(S)과, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 부극성의 전기 펄스 군(S')이, 오프 기간(T3)을 사이에 두고 교대로 발생하는 자극 신호가, 출력 단자(22A, 22B) 사이에서 반복해서 주어진다.

또한, 각각의 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)은, 가변 출력 신호의 진폭(A1)에 비례한 것이 된다. 따라서, 자극 신호의 출력 개시 직후 즉, 취침 직후는, 자극 신호를 이루는 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)이, 치료자가 거의 느낄 수 없을 정도로 작고, 그 후 시간이 경과해서 수면 상태에 빠짐에 따라서, 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)이 치료에 적합한 레벨로 증대한다.

또한, 치료자가 수면 상태에 이르기까지의 시간은 개인차가 심하기 때문에, 자극 신호의 출력 개시로부터, 치료에 적합한 레벨로 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)이 증대하기까지의 시간 폭(T1)을 외부로부터의 조작에 의해 임의로 가변할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 제6 조작 수단인 스위치(8)를 압동 조작하는 것에 의해, 그 시간 폭(T1)을 예를 들면 0분에서 30분의 범위로 가변할 수 있도록 되어 있다.

또한, 다른 변형예로서, 시간 폭(T1) 중에 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)을 증가시키는 비율을 일정하게 하는 것이 아니라, 그 증가의 비율을 시간과 함께 증대시켜도 좋다. 이렇게 하면, 자극 신호의 출력 개시로부터 잠시 동안은, 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)이 그다지 증대하지 않고, 치료자가 보다 자극 신호의 영향을 받지 않고 수면 상태에 빠질 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 동일한 전기 펄스 군(S, S') 내에 있어서의 각 전기 펄스의 진폭(A2)은 일정하고, 전기 펄스 군(S, S')을 기본 단위로 해서, 각 전기 펄스의 진폭(A2)이 시간과 함께 점차 증가할 수 있도록 되어 있지만, 각 전기 펄스를 기본 단위로 해서, 개개의 전기 펄스의 진폭(A2)을 점차 증가시키도록 해도 좋 다.

소정의 시간 폭(T1)이 경과하면, 가변 출력 신호의 진폭(A1)은 동작 조건 관리 수단(35)에 설정 기억된 제1 시간 폭 후에 있어서의 가변 출력 신호의 진폭에 가까워지고, 자극 신호를 구성하는 각 전기 펄스의 진폭(A2)도 안정화하여 거의 일정치가 된다. 이 시간대에는, 치료자의 호흡 상태에 관계없이, 출력 단자(22A, 22B) 사이로부터 치료자의 턱부(P)에 대해서, 상부 기도의 폐색 상태를 빠르게 회피할 수 있는 자극 신호가 끊임없이 주어진다. 따라서, 종래와 같은 호흡 상태를 감시하는 수단은 일체 불필요하고, 또한 무호흡 상태에 동시에 일어나는 자극 신호가 돌연 발생하는 일도 없으므로, 치료자가 숙면감을 얻을 수 있다.

소정의 시간 폭(T1)이 경과한 후에도, 통전 기간(Ta)에는 가변 출력 신호 생성 수단(12)으로부터 온 펄스의 가변 출력 신호가 출력될 때마다, CPU(2)의 PWM 신호 생성 수단(33)은, 복수의 구형파 펄스로 이루어지는 구형파 펄스 군을, PWM 신호로서 FET(14, 15) 중 어느 한 쪽의 게이트에 교대로 출력한다. 따라서, 출력 단자(22A, 22B) 사이에는, 온 펄스의 가변 출력 신호가 가변 출력 신호 생성 수단(12)으로부터 출력될 때마다, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 정극성의 전기 펄스 군(S)과, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 부극성의 전기 펄스 군(S')이, 오프 기간(T3)을 사이에 두고 교대로 발생하고, 이것이 자극 신호로서 치료자의 턱부(P)에 주어진다.

또한, 이때의 PWM 신호는, 구형파 펄스 군의 상승으로부터 이 구형파 펄스 군이 출력되는 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는, 개개의 구형파 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 넓어지고, 그 후 상기 구형파 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 구형파 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 좁아지도록 되어 있고, 출력 단자(22A, 22B) 사이에는, 전기 펄스 군(S, S')의 상승으로부터, 이 전기 펄스 군(S, S')이 출력되는 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는, 개개의 전기 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 넓어지고, 그 후 전기 펄스 군(S, S')의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 전지 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 좁아지는 자극 신호가 발생한다. 이와 같은 전기 펄스 군(S, S')으로 이루어지는 자극 신호를 치료자(인체)에 통전하면, 인체가 마치 콘덴서와 같은 용량성 소자로서 작용하기 때문에, 높은 주파수의 신호 성분인 만큼 그 임피던스가 낮아지고, 각 전기 펄스 군(S, S') 전체의 파형이 인체 내부에서 일그러져 저주파의 정현파에 근사한 파형이 된다. 따라서, 같은 전류 및 주파수를 가지는 구형파에 비해서, 상당히 소프트한 자극감을 얻을 수 있다. 게다가, 자극 신호에는 FET(14,15)의 스위칭에 의해 얻어진 고주파 성분도 남아있기 때문에, 그 성분의 치료 효과도 기대할 수 있다.

또한, 치료 중에 잠이 깨어버린 경우에는, 스위치(4)를 압동 조작하여 자극 신호의 출력 정지를 지시하면, 가변 신호 생성 수단(12)으로부터의 가변 출력 신호와, PWM 신호 생성 수단(33)으로부터의 PWM 신호가 빠르게 출력 정지하고, 턱부(P)에 대한 자극 신호의 출력이 바로 차단된다. 이에 의해, 치료자는 각성시에 언제나 자극 신호가 주어지는 것에 의한 불쾌감을 해소할 수 있다. 또한, 그 후 수면하는 경우는, 스위치(4)를 다시 압동 조작하는 것만으로, CPU(2)에 대해 자극 신호의 출력 개시를 지시할 수 있음과 동시에, 취침 직후는 강한 자극 신호가 주어지지 않으 므로, 이 자극 신호에 의한 수면에 대한 악영향을 배제할 수 있다.

바람직한 일례로서, 도4나 도5에 나타내는 정부의 전기 펄스 군(S, S')의 반복 주파수(f)는 2.7kHz, 가변 출력 신호 나아가서는 자극 신호의 통전 기간(Ta)은 30초, 휴지 기간(Tb)은 10초이다. 단, 무호흡 상태로 되는 정도는 개인차가 심하므로, 상기 주파수(f), 통전 기간(Ta), 휴지 기간(Tb)은, 외부 조작에 의해 임의로 가변할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

실제로, 본 실시예에서는 제2 조작 수단인 스위치(6)를 압동 조작함으로써, 전기 펄스 군(S, S')이 간헐적으로 발생하는 자극 신호의 통전 시기(Ta)를 간단하게 가변할 수 있다. 또한, 제3 조작 수단인 다른 스위치(7)를 압동 조작함으로써, 그 사이에 전기 펄스 군(S, S')이 전혀 발생하지 않는 자극 신호의 휴지 기간(Tb)을 간단하게 가변할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 제1 조작 수단인 스위치(5)를 압동 조작하면, 진폭 설정부(18)에 있어서의 입출력의 게인이 변경되고, 가변 출력 신호의 진폭(A1) 나아가서는 자극 신호를 구성하는 각 전기 펄스의 진폭(A2)이 전체적으로 증가 또는 감소한다. 이에 의해, 예를 들어 자극 신호가 매우 강해서 수면 중에 잠이 깰 경우는, 스위치(5)에 의해 진폭(A2)이 작아지도록 조정하고, 역으로 수면 중에 무호흡 상태에 대한 충분한 치료 효과를 얻지 못하는 경우에는, 스위치(5)에 의해 진폭(A2)이 커지도록 조정할 수 있다.

그 밖에, 도시하지 않았지만, 전기 펄스 군(S, S')의 온 기간(T2), 오프 기간(T3) 등도, 조작 수단에 의해 외부로부터 임의로 가변할 수 있도록 한다면, 보다 효과적인 치료 효과를 얻을 수 있다. 게다가 이것은, CPU(2) 내의 제어 프로그램을 변동하는 것만으로 간단하게 실현한다.

이상과 같이 본 실시예에서는, 치료자의 턱부(P)에 도자(21)를 대고, 이 도자(21)로부터 치료자의 턱부(P)에 대해 전기 펄스를 통전해서 자극을 주는 무호흡 방지 자극 장치에 있어서, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 전기 펄스 군(S, S')이 발생하는 통전 기간(Ta)과, 상기 전기 펄스 군(S, S')이 전혀 발생하지 않는 휴지 기간(Tb)을 일정 시간 반복하는 자극 신호를, 상기 도자(21)의 출력 단자(22A, 22B) 사이에 출력하는 자극 발생 수단(13)을 구비하고 있다.

이 경우, 자극 발생 수단(13)으로부터 도자(21)를 통해서, 전기 펄스 군(S, S')이 발생하는 통전 기간(Ta)과, 전기 펄스 군(S, S')이 발생하지 않는 휴지 기간(Tb)을 반복하는 자극 신호가, 치료자의 턱부(P)에 효과적으로 주어진다. 따라서, 수면 중의 호흡 상태를 일부러 감시하지 않아도, 빠르게 상부 기도의 폐색 상태를 회피할 수 있다. 또한, 치료자의 호흡의 유무에 관계없이, 치료자의 턱부(P)에 상기 전기 펄스 군(S, S')의 통전 기간(Ta)과 휴지 기간(Tb)을 반복하는 자극 신호가 주어지므로, 치료자는 이 자극 신호를 느껴 깨어나는 일이 적고, 충분한 수면을 얻을 수 있다. 따라서, 호흡 상태를 감시하지 않아도, 환자의 수면을 될 수 있는 한 방해하지 않고, 치료자의 턱부(P)에 대해서 효과적으로 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 통전 기간(Ta)에 있어서, 전기 펄스 군(S, S')이 오프 기간(T3)마다 간격을 두고 발생하도록 되어 있지만, 오프 기간(T3)을 설정하지 않고 연속적으로 전기 펄스 군(S, S')이 발생하는 자극 신호라도 좋다.

또한, 본 실시예에서는, 자극 신호에 포함되는 전기 펄스의 진폭(A2)을 가변할 수 있는 제1 조작 수단으로서의 스위치(5)를 구비하고 있다. 이렇게 하면, 스위치(5)에 의해 통전 기간(Ta) 중에 발생하는 전기 펄스의 진폭(A2)을 임의로 가변할 수 있으므로, 어떠한 치료자에 대해서도, 최적의 진폭(A2)의 전기 펄스를 줄 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 상기 통전 기간(Ta)을 가변할 수 있는 제2 조작 수단으로서의 스위치(6)를 구비하고 있다. 이렇게 하면, 스위치(6)에 의해 전기 펄스 군(S, S')이 발생하는 통전 기간(Ta)을 임의로 가변할 수 있다. 그로 인해, 어떠한 치료자에 대해서도, 최적의 통전 기간(Ta)을 갖는 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 상기 휴지 기간(Tb)을 가변할 수 있는 제3 조작 수간으로서의 스위치(7)를 구비하고 있다. 이렇게 하면, 스위치(7)에 의해 전기 펄스 군(S, S')이 전혀 발생하지 않는 통전 기간(Tb)을 임의로 가변할 수 있다. 따라서, 어떠한 치료자에 대해서도, 최적의 휴지 기간(Tb)을 갖는 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 자극 신호의 출력을 개시시키는 제4 조작 수단과, 자극 신호의 출력을 정지시키는 제5 조작 수단으로서, 공통의 스위치(4)를 구비하고 있다. 이 경우, 취침시에 맞춰서 스위치(4)를 조작하면, 그 시점으로부터 자극 신호를 도자(21)에 출력할 수 있다. 또한, 예를 들어 취침 중에 어떠한 원인으로 깬 경우에는, 스위치(4)를 다시 조작하여 자극 신호의 출력을 정지시킴으로써, 일시적으로 치료를 중지할 수 있다. 이와 같이, 스위치(4)를 설치하면, 치료자의 의 사로 자극 신호의 출력 개시와 출력 정지를 자유롭게 선택할 수 있다. 또한, 스위치(4~7)는 모멘타리식인 것으로 한정되지 않는다.

또한, 본 실시예에서는, 자극 신호의 출력 개시로부터 제1 시간 폭(T1)이 경과하기까지의 사이, 전기 펄스 진폭(A2)이 서서히 증가하는 자극 신호를 자극 발생 수단(13)이 출력하도록 구성하고 있다.

이렇게 하면, 자극 신호의 출력 개시시에는, 전기 펄스의 진폭(A2)이 작고, 자극 신호에 의한 수면에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 환자가 수면 상태에 빠짐에 따라서, 전기 펄스의 진폭(A2)이 점점 커지게 되므로, 취침 중이 되면 치료자의 대해서 무호흡 상태를 확실하게 회피할 수 있는 자극 신호를 줄 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 상기 제1 시간 폭(T1)을 가변하는 제6 조작 수단으로서 스위치(8)를 구비하고 있다. 이 경우, 잠들기까지의 시간은 개인차가 있기 때문에, 스위치(8)에 의해 제1 시간 폭(T1)을 가변할 수 있으면, 어떠한 치료자에 대해서도 취침 중이 되면 무호흡 상태를 확실히 회피하는 자극 신호를 줄 수 있다. 또한, 여기서의 스위치(8)도 모멘타리식인 것으로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.

본 실시예에서는, 전기 펄스 군(S, S')의 출력 기간 중에, 이 전기 펄스 군(S, S')을 구성하는 복수의 전기 펄스 시간 폭(t3)을 가변한 자극 신호를 출력하도록 자극 발생 수단(13)을 구성하고 있다.

이렇게 하면, 전기 펄스 군(S, S')을 구성하는 개개의 전기 펄스의 시간 폭(t3)을, 자극 발생 수단(13)이 임의로 가변하므로, 전기 펄스의 시간 폭(t3) 증감에 따라서, 치료자 내에 대한 저주파 파형을 바람직한 상태로 구부릴 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 통전 기간(Ta)에 있어서 제2 시간 폭(T2)을 갖는 전기 펄스 군(S, S')을 정부 교대로 발생시키도록, 자극 발생 수단(13)을 구성하고 있다. 이렇게 하면, 통전 기간(Ta) 중은, 치료자의 턱부(P)에 정부 교대로 전기 펄스 군(S, S')이 차례로 전해지므로, 무호흡 상태를 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 전기 펄스 군(S, S')의 상승으로부터 제2 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는, 개개의 전기 펄스의 시간 폭(t3)을 서서히 넓히고, 그 후 이 전기 펄스 군(S, S')의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 전기 펄스의 시간 폭(t3)을 서서히 좁히는 자극 신호를 출력하도록, 자극 발생 수단(13)을 구성하고 있다.

이와 같이, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 전체에서 제2 시간 폭(T2)을 가지는 각 전기 펄스 군(S, S')이 주기마다 정부 교대로 나타나고, 전기 펄스 군(S, S')의 상승으로부터 제2 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는, 개개의 전기 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 넓어지고, 그 후 이 전기 펄스 군(S, S')의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 전기 펄스의 시간 폭(t3)이 서서히 좁아지도록, 자극 발생 수단(13)이 자극 신호를 출력하면, 높은 주파수의 신호 성분(전기 펄스)을 복수 포함한 전기 펄스 군(S, S')의 반복이, 도자(21)로부터 자극 신호로서 치료자에게 부여됨에도 불구하고, 치료자의 콘덴서 작용에 의해, 각 전기 펄스 군(S, S')의 파형이 일그러지고, 자극 신호가 저주파의 정현파에 근사한 파형이 된다. 따라서, 같은 전 류 및 주파수를 갖는 구형파에 비해서 상당히 소프트한 자극감이 있으면서, 효과적으로 무호흡 상태를 회피할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서의 도자(21)는, 자극 신호가 인가되는 한 쌍의 전극으로서의 출력 단자(22A, 22B)와 이들의 출력 단자(22A, 22B)를 유지하여 치료자의 턱부(P)에 착탈 가능한 점착성 시트 부재(42)에 의해 구성된다.

이렇게 하면, 시트 부재(42)를 치료자의 턱부(P)에 점착시키는 것 만으로, 출력 단자(22A, 22B)를 포함하는 도자(21)를 원하는 부위에 장착할 수 있고, 한 쌍의 출력 단자(22A, 22B)를 각각 장착하는 수고를 줄일 수 있다.

게다가, 본 실시예에서는, 치료자의 턱부(P)의 전후 방향에 한 쌍의 출력 단자(22A, 22B)가 병설되도록, 시트 부재(42)가 횡장 형상으로 형성되어 출력 단자(22A, 22B)를 배치하고 있다. 이렇게 하면, 시트 부재(42)를 치료자의 턱부(P)에 붙이는 것만으로, 턱부(P)의 전후 방향에 한 쌍의 출력 단자(22A, 22B)를 나란히 배치할 수 있으므로, 자극 신호에 의한 뇌파의 영향을 최대한 억제할 수 있고, 치료자가 수면 상태인지 아닌지를 정확하게 확인할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시예를 도6~도8에 기초하여 설명한다. 또한, 제1 실시예와 동일 개소에는 동일 부호를 붙이고, 공통하는 부분의 설명은 중복을 피하기 위해 될 수 있는 한 생략한다.

장치의 전체 구성을 나타내는 도6에 있어서, 본 실시예에서는, 제1 실시예에 있어서의 PWM 신호 생성 수단(33)을 대신해서, FET(14, 15)중 어느 한쪽의 게이트에 PDM(펄스 밀도 변조) 신호를 출력하는 PDM 신호 생성 수단(52)이 설치되어 있 다. 이 PDM 신호 생성 수단(52)은, 인터벌 신호 생성 수단(31)이 온 펄스의 인터벌 신호를 주는 것과 동시에 일어나고, 복수의 구형파 펄스로 이루어지는 구형파 펄스 군을, PDM 신호로서 FET(14, 15)에 출력하는 것으로, 이때의 구형파 펄스 군은, 바람직하게는 가변 출력 신호 수단(12)으로부터 온 펄스의 인터벌 신호가 발생할 때마다, FET(14, 15)중 어느 한쪽에 교대로 출력되고, 동시에 각각의 구형파 펄스 군은, 상기 구형파 펄스 군의 상승으로부터 상기 통전 기간의 반이 경과하기까지는, 인접하는 구형파 펄스 사이의 시간 간격(오프 시간 간격)이 서서히 좁아지고, 단위 시간당 펄스 밀도가 상승하고, 그 후 상기 구형파 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 인접하는 구형파 펄스 사이의 시간 간격이 서서히 넓어지고, 단위 시간당 펄스 밀도가 저하되도록, 각 구형파 펄스가 발생하고 있다. 이 경우의 구형파 펄스는, 동일한 온 시간 폭을 가진다. 또한, 그것 이외의 구성은 전술한 제1 실시예의 것과 공통하고 있다.

다음으로, 상기 구성에 더해, 그 작용을 도7 및 도8의 파형도에 기초하여 설명한다. 또한, 도7은 제1 시간 폭(T1)에 이르는 도중에서의 각부의 파형을 나타내고, 도8은 제1 시간 폭(T1)이 경과한 후의 각부의 파형을 나타내고 있다.

제1 실시예에서 설명한 것처럼, 장치를 사용할 때에는, 먼저 시트 부재(42)에 의해 치료자의 턱부(P)에 도자(21)를 장착한 후, 스위치(4)를 압동 조작하여 자극 신호의 출력 개시를 지시한다. 이 경우도, 자극 신호의 출력 개시 직후 즉, 취침 직후는, 자극 신호를 이루는 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)이, 치료자에게 거의 느껴지지 않을 정도로 작고, 그 후 시간이 경과하여 수면 상태에 빠짐에 따라 서, 전기 펄스 군(S, S')의 진폭(A2)이 치료에 적합한 레벨로 확대한다. 그리고, 소정의 시간 폭(T1)이 경과하면, 치료자의 호흡 상태에 관계없이, 출력 단자(22A, 22B) 사이로부터 치료자의 턱부(P)에 대해서, 상부 기도의 폐색 상태를 빠르게 회피할 수 있는 자극 신호가 끊임없이 주어지게 된다.

이 일련의 동작에 있어서, 본 실시예에서는, 통전 기간(Ta)에 가변 출력 신호 생성 수단(12)으로부터 온 펄스의 가변 출력 신호가 출력될 때마다, CPU(2)의 PDM 신호 생성 수단(33)은, 복수의 구형파 펄스로 이루어지는 구형파 펄스 군을, PDM 신호로서 FET(14, 15)중 어느 한쪽의 게이트에 교대로 출력한다. 따라서 출력 단자(22A, 22B) 사이에는 온 펄스의 가변 출력 신호가 가변 출력 신호 생성 수단(12)으로부터 출력될 때마다, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 정극성의 전기 펄스 군(S)과, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 부극성의 전기 펄스 군(S')이, 오프 기간(T3)을 사이에 두고 교대로 발생하고, 이것이 자극 신호로서 치료자의 턱부(P)에 주어진다.

또한, 이때의 PDM 신호는, 구형파 펄스 군의 상승으로부터, 이 구형파 펄스 군이 출력되는 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는, 개개의 구형파 펄스 간의 오프 시간 폭(t4)이 서서히 좁아져서 펄스 밀도가 높게 되고, 그 후 상기 구형파 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 구형파 펄스 사이의 오프 시간 폭(t4)이 서서히 넓어져서 펄스 밀도가 낮아지고, 출력 단자(22A, 22B) 사이에는, 전기 펄스 군(S, S')의 상승으로부터 이 전기 펄스 군(S, S')이 출력되는 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는, 개개의 전기 펄스 사이의 오프 시간 폭(t4)이 서서히 좁아져서 펄 스 밀도가 높게 되고, 그 후 전기 펄스 군(S, S')의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 전기 펄스 사이의 오프 시간 폭(t4)이 서서히 넓어져 펄스 밀도가 낮아지는 자극 신호가 발생한다. 그리고, 이 자극 신호가, 콘덴서와 같은 용량성 소자로서 작용하는 치료자(인체)의 턱부(P)에, 도자(21)를 통해서 통전된다.

이 경우, 자극 신호를 구성하는 전기 펄스 사이의 오프 시간 간격(t4)이 넓은, 즉 전기 펄스의 주파수가 낮은 부분에서는, 인체의 등가 정전 용량에 대한 충방전량이 적고, 출력 단자(22A, 22B) 사이의 전압 파형의 변화도 완만하게 되지만, 역으로 전기 펄스 사이의 오프 시간 간격(t4)이 좁은, 즉 전기 펄스의 주파수가 높은 부분에서는, 인체의 등가 정전 용량에 대한 충방전량이 많아져서, 출력 단자(22A, 22B) 사이의 전압 파형의 변화가 급하게 된다. 이 결과, 인체 내부에서는, 정현파에 근사한 저주파 신호의 변조를 받아서, 이 저주파 신호 상에 고주파 구형파 신호가 놓인 파형이 형성된다. 이 정현파 형상으로 구부러진 저주파 신호에 의해, 같은 전류 및 주파수를 가지는 구형파에 비해 상당히 소프트한 자극감을 얻을 수 있다. 게다가, 자극 신호에는 FET(14,15)의 스위칭에 의해 얻어진 고주파 구형파 신호가 놓여 있기 때문에, 그 성분의 치료 효과를 기대할 수 있다.

또한, 개개의 전기 펄스의 온 시간 폭은 일정하고, 전기 펄스 사이의 휴지 기간(오프 시간 간격(t4))이 자극 발생 수단(13)에 의해 변화하기 때문에, 상기 PWM 변조에 의한 폭이 넓은 전기 펄스가 존재하지 않는다. 따라서, 인체의 등가 정전 용량에 대해서 충전 전류가 조금씩 공급되고, 그 충전량(통전량)이 완만하게 상승한다. 따라서, 고주파의 전기 펄스 성분에 있어서도, 체감적으로 보다 소프트한 자극감을 얻을 수 있다.

또한, 인체에 통전한 때의 파형을, 대략 정현파의 저주파 성분으로 하기 위해서는, 복수의 전기 펄스로 이루어지는 전체에서 시간 폭(T2)의 각 전기 펄스 군(S, S')이 정부 교대로 나타나고, 게다가, 전기 펄스 군(S, S')이 상승하고 나서 이 전기 펄스 군(S, S')의 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는, 개개의 전기 펄스의 펄스 밀도가 점차 높아지고, 즉 개개의 전기 펄스 사이의 오프 시간 간격(t4)이 서서히 좁아지고, 그 후 전기 펄스 군(S, S')이 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 전기 펄스 밀도가 점차 낮아지는 즉, 오프 시간 간격(t4)이 서서히 넓어지는 자극 신호를 출력하도록, 자극 발생 수단(13)을 구성하는 것이 바람직하다. 단, 그 이외에 오프 시간 간격(t4)을 랜덤하게 가변할 수 있는 시간 간격 가변 수단을, 예를 들어 CPU(2)의 제어 시퀀스에 부가한다면, 정현파뿐만 아니라, 예를 들어, 삼각파나 각종 왜형파 등도 인체에 줄 수 있고, 정현파와는 다른 독특한 자극감을 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 실시예에서는, 상기 전기 펄스 군(S, S')의 출력 기간 중에, 이 전기 펄스 군(S, S')을 구성하는 복수의 전기 펄스의 밀도를 가변한 자극 신호를 출력하도록 자극 발생 수단(13)을 구성하고 있다.

이 경우, 전기 펄스 군(S, S')을 구성하는 복수의 전기 펄스의 밀도를, 자극 발생 수단(13)이 임의로 가변하므로, 전기 펄스의 밀도의 고저에 따라서, 치료자 내에 대한 저주파 파형을 바람직한 상태로 구부릴 수 있다. 게다가, 전기 펄스 군(S, S')의 출력 기간 중에 있어서, 개개의 전기 펄스의 시간 폭은 일정하고, 전 기 펄스 사이의 휴지 기간(오프 시간 간격(t4))이 자극 발생 수단(13)에 의해 변화하기 때문에, 폭이 넓은 전기 펄스가 존재하지 않게 되는 만큼, 치료자의 등가 정전 용량에 대한 충전 전류가 조금씩 공급되어 충전량이 완만하게 상승하고, 체감적으로 보다 소프트한 자극감을 얻을 수 있다.

또한, 특히 본 실시예에서는, 통전 기간(Ta)에 있어서 제2 시간 폭(T2)을 가지는 전기 펄스 군(S, S')을 정부 교대로 발생시킴과 동시에, 이 전기 펄스 군(S, S')의 상승으로부터 제2 시간 폭(T2)의 반이 경과하기까지는 전기 펄스의 밀도가 서서히 높게 되고, 그 후 전기 펄스 군(S, S')의 하강에 가까워짐에 따라서, 전기 펄스의 밀도가 서서히 낮아지는 자극 신호를 출력하도록, 자극 발생 수단(13)을 구성하고 있다.

이와 같은 자극 신호를 자극 발생 수단(13)이 출력하면, 인체 내부에 있어서 각 전기 펄스 군(S, S')의 파형이 일그러져, 자극 신호는 저주파의 정현파에 근사한 신호로 고주파의 전기 펄스가 중첩된 파형으로 된다. 따라서, 같은 전류 및 주파수를 갖는 구형파에 비해서 상당히 소프트한 자극감이 있으면서, 효과적으로 무호흡 상태를 회피할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지의 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다. 예를 들면, 도자에 원하는 자극 신호를 출력하는 자극 발생 수단은, 본 실시예에서 나타내는 트랜스나 스위치 수단을 이용한 구성 이외의 것이라도 좋고, 또한 CPU(2)의 제어 시퀀스로서, 도1에 나타내는 가변 출력 신호 생성 수단(12)의 기능을 넣어도 좋다. 또한, 인체의 콘덴서 작용을 이용해서, 자극 신호가 삼각파나 각종 왜파형으로 되도록, 개개의 전기 펄스의 온 시간이나 오프 시간을 설정해도 좋고, 혹은 자극 신호의 통전 기간 중에 전기 펄스를 랜덤하게 발생시켜도 좋다. 또한, 상기 PWM 신호나 PDM 신호 이외의 파형으로, 전기 펄스 군(S, S')을 구성해도 좋다.

Claims

치료자의 턱부에 도자를 대고, 이 도자로부터 상기 치료자의 턱부에 전기 펄스를 통전하여 자극을 주는 무호흡 방지 자극 장치에 있어서, 상기 복수의 전기 펄스로 이루어지는 전기 펄스 군이 발생하는 통전 기간과, 상기 전기 펄스 군이 발생하지 않는 휴지 기간을 일정 시간 반복하는 무호흡 상태에 동시에 일어나지 않는 자극 신호를, 상기 도자에 출력하는 자극 발생 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제1항에 있어서, 상기 전기 펄스의 진폭을 가변하는 제1 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통전 기간을 가변하는 제2 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휴지 기간을 가변하는 제3 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자극 신호의 출력을 개시시키는 제4 조작 수단과, 상기 자극 신호의 출력을 정지시키는 제5 조작 수단을 구비 한 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자극 발생 수단은, 상기 자극 신호의 출력 개시로부터 제1 시간 폭이 경과하기까지, 상기 전기 펄스의 진폭이 서서히 증가하는 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제6항에 있어서, 상기 제1 시간 폭을 가변하는 제6 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자극 발생 수단은, 상기 전기 펄스 군의 출력 기간 중에, 이 전기 펄스 군을 구성하는 복수의 전기 펄스의 시간 폭을 가변한 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제8항에 있어서, 상기 자극 발생 수단은, 상기 통전 기간에 있어서 제2 시간 폭을 가지는 상기 전기 펄스 군을 정부 교대로 발생시킴과 동시에, 상기 전기 펄스 군의 상승으로부터 상기 제2 시간 폭의 반이 경과하기까지는, 개개의 전기 펄스의 시간 폭을 서서히 넓히고, 그 후 상기 전기 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 개개의 전기 펄스의 시간 폭을 서서히 좁히는 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 무호흡 방지 자극 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자극 발생 수단은, 상기 전기 펄스 군의 출력 기간 중에, 이 전기 펄스 군을 구성하는 복수의 전기 펄스의 밀도를 가변한 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제9항에 있어서, 상기 자극 발생 수단은, 상기 통전 기간에 있어서 제2 시간 폭을 가지는 상기 전기 펄스 군을 정부 교대로 발생시킴과 동시에, 상기 전기 펄스 군의 상승으로부터 상기 제2 시간 폭의 반이 경과하기까지는, 전기 펄스의 밀도가 서서히 높아지고, 그 후 상기 전기 펄스 군의 하강에 가까워짐에 따라서, 상기 펄스의 밀도가 서서히 낮아지는 자극 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도자는, 상기 자극 신호가 인가되는 한 쌍의 전극과, 상기 전극을 유지하여 상기 치료자의 턱부에 착탈 가능한 점착성 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.
제12항에 있어서, 상기 치료자의 턱부의 전후 방향에 상기 한 쌍의 전극이 병설되도록, 상기 시트 부재가 상기 전극을 배치한 것을 특징으로 하는 무호흡 방지 자극 장치.