KR20100010365A

KR20100010365A - 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치 및 방지방법

Info

Publication number: KR20100010365A
Application number: KR1020080071300A
Authority: KR
Inventors: 신철; 홍정화
Original assignee: 바이오슬립메드 주식회사
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2010-02-01

Abstract

본 발명은 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치 및 방지방법에 관한 것으로서, 상면에 사용자가 눕기 위한 장소를 제공하고, 내부가 좌측과 우측으로 구획되는 제 1 및 제 2 챔버로 이루어지고, 제 1 및 제 2 챔버의 에어 유입 및 배출에 의해 팽창 및 수축을 일으키는 자세전환매트와, 제 1 및 제 2 챔버에 에어를 각각 공급하거나 제 1 및 제 2 챔버로부터 에어를 각각 배출시키는 에어공급/배출수단과, 에어공급/배출수단을 제어하여 자세전환매트 상의 사용자 자세를 앙와위에서 측와위로 또는 그 역으로 전환시키는 제어부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 자세전환매트 자체가 좌측과 우측간에 수축 및 팽창을 달리함으로써 수면자의 자세 전환이 정확하게 이루어지도록 함과 아울러 수면자가 수면중에 움직임이나 위치변경이 발생하더라도 자세 전환이 원활하게 이루어지도록 하고, 자세전환매트가 전체적으로 수면자의 자세 전환을 각성이 없도록 유도함으로써 수면자의 숙면에 방해를 주지 않고, 자세전환매트가 팽창된 상태에서 좌측 또는 우측의 수축에 의해 수면자가 측와위로 자세를 전환하도록 함으로써 장치의 효율을 높임과 아울러 수면자의 안전도를 높이는 효과를 가지고 있다.

자세전환매트, 챔버, 주름부, 지지부, 에어펌프, 삼방향밸브, 제어부, 압력 센서

Description

수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치 및 방지방법{APPARATUS FOR PREVENTING FROM SLEEPING RESPIRATORY OBSTRUCTION AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 수면자의 자세 전환이 정확하게 이루어지도록 함과 아울러 수면자가 수면중에 움직임이나 위치변경이 발생하더라도 자세 전환이 원활하게 이루어지도록 하고, 장치의 효율과 수면자의 안전도가 뛰어난 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치 및 방지방법에 관한 것이다.

일반적으로, 수면 호흡장애로 분류되는 습관성 코골이와 수면 무호흡증 및 상기도 저항 증후군은 수면중 상기도(上氣道)의 반복적인 폐쇄를 특징으로 하는 질환으로서, 이는 야간의 수면 효율을 저하시켜 깊은 수면을 방해하고, 특히 혈중 산소포화도를 낮추는 결과를 초래한다[Chokroverty S. (1994) Sleep Disorder Medicine. Butterworth-Heinemann]. 이러한 수면 호흡장애는 주간의 졸리움, 집중력 감소, 기억력 저하, 학습능력 저하 및 만성피로 등을 유발하고, 산업현장 및 작업장에서의 안전사고, 운전 중의 졸음운전으로 인한 교통사고 등을 야기시킴으로써 사회·경제적으로 큰 손실을 가져오고 있다.

최근에는 이러한 수면 호흡장애가 비만, 고혈압, 당뇨, 치매, 심혈관계 질환, 심장마비, 성기능 감퇴, 뇌혈관 질환, 중풍, 및 신진대사 증후군의 발생과 매우 밀접한 관계가 있다는 연구 결과들이 보고되고 있다[Prospective study of the association between sleep-disordered breathing and hypertension. N Engl Med 2000;342:1378-1384].

이와 같은 인체의 상기도에 대한 폐쇄현상을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 상기도(4)의 정상적인 모습에서는 기관지 및 폐(미도시)로 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 상기도(4)가 충분히 확보되나, 도 1b에 도시된 바와 같이, 수면 무호흡 상태에서는 연조직(6)의 자체 중량과 혀(7)의 중량으로 인한 연조직(6)의 압박으로 구개(8)의 후두부측으로부터 연장된 연조직(6)이 상기도(4)를 폐쇄하게 된다.

이러한 상기도(4)의 폐쇄 현상은 수면 중에 앙와위(仰臥位)로 누워있을 때 더욱 심해지고, 상기도(4)가 폐쇄되면 수면 중에 호흡이 멈추어지거나 곤란해지는 수면 무호흡증을 유발시키며, 상기도(4)가 부분적으로 패쇄될 때 코골이 현상이 발생한다.

이와 같은 코골이나 수면 무호흡증을 치료하기 위하여 다양한 방법이 시도되고 있다. 대표적으로, 수면 중에 기능성 베개를 사용하여 수면 호흡장애를 치료하고자 하는 시도가 있으며, 주로 측위 또는 두위를 높여주는 등의 체위보정을 통한 수면 호흡장애를 방지하는 베개가 개발되어 있다.

최근에는 미국 우주 항공국(NASA) 과학자들이 발명한 중합체 폼 제품인, "메모리 폼"이 수면 호흡장애 방지 베개로서 상업적으로 판매되고 있으며, 이것은 신체에 전달되는 하중과 충격을 흡수하고, 하중이 완화되었을 때 원래 형상으로 되돌아가는 성질을 가진 인체공학적 디자인의 베개이나, 코골이나 수면 무호흡증에 큰 효과를 가져다 주지는 못하고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법이나 장치가 많이 개발되고 있으며, 이를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 일 실시예에 따른 코골이 방지 장치는 대한민국 특허청에 출원하여 등록된 등록실용신안 제20-0236225호의 "코골이를 감지하여 코골이 방지용 베개를 구동하는 장치"로서, 코골이 및 각종 잡음을 입력시켜 원하는 코골이 신호를 출력하는 코골이신호감지부(10), 코골이신호감지부(10)로부터 인가되는 신호를 분석하여 코골이신호인 것이 확인되면 회전모터구동부(40)를 작동시키는 제어부(30), 제어부(30)로부터 인가되는 신호를 저장하거나 제어부(30)로 출력시키는 메모리부(60), 제어부(30)로부터 인가되는 신호에 의해 회전모터(42)가 구동됨으로써 자세변형플레이트(46)가 동작을 하여 베개의 형상이 변하도록 하는 회전모터구동부(40)로 이루어지는 코골이 방지용 베개를 구동하는 장치에 있어서, 제어부(30)는 코골이신호감지부(10)로부터 인가되는 코골이신호 및 잡음신호를 신호처리하여 최종데이터를 산출하고, 최종 데이터가 문턱치값보다 큰 값을 지속적으로 갖는 지속시간을 산출하여 설정시간과 비교한 후 크면 지속시간동안 존재하는 최대점개수를 산출하고, 최대점개수가 설정된 최대점개수보다 크면 코골이 신호로 판단하여 코골이신호가 선택된 횟수만큼 감지되면 회전모터구동부(40)에 구동신호를 인가하여 회전모터(42)를 구동시키도록 하는 장치이다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 실시예에 따른 코골이 방지 장치는 대한민국 특허청에 출원하여 등록된 등록실용신안 제20-0395890호의 "코골이 경감 장치"로서, 수면자의 호흡을 검출하고 코골이 감지시 내부에 주입되는 공기에 의해 팽창하여 수면자의 수면 자세를 고쳐주는 에어 패드(air-pad)(71)와, 에어 패드(71)에 결합되어 검출된 호흡을 후단으로 전달해 주며 공기의 주입 및 배출 통로 역할을 담당하는 에어 튜브(72)와, 에어 튜브(72)로 전달되는 호흡을 전기적인 신호로 변환하는 센서와, 센서로부터 출력되는 호흡 감지신호를 전치 증폭하는 전치 증폭기와, 전치 증폭기에서 출력되는 호흡 감지신호를 복수의 대역별로 필터링하여 심박/호흡/코골이 판단용 신호로 출력하는 대역 필터부와, 기능 및 모드 변환 신호를 입력하기 위한 기능 입력부와, 기능 입력부에서 입력된 신호에 대응하여 a) 전치 증폭기 및 대역 필터부로부터 각각 획득되는 신호로 코골이 와 무호흡 여부를 판단하고, b) 호흡 상태를 표시토록 제어하며, c) 코골이로 판단되면 에어 패드를 팽창시키기 위한 공기 주입 신호를 발생하고, d) 에어 패드 팽창 후 코골이가 감지되지 않으면 설정 시간 후에 에어 패드에 유입된 공기를 배기토록 제어신호를 발생하는 중앙처리장치(73)와, 중앙처리장치(73)로부터 출력되는 상태 표시 제어신호에 따라 수면자의 호흡 상태, 심박 상태 등을 화면에 표시해 주는 디스플레이와, 중앙처리장치(73)로부터 출력되는 발광다이오드 제어신호와 공기 주입 제어신호 및 배기 제어신호를 각 대상 구동신호로 출력하는 구동부와, 구동부에서 출력 되는 발광다이오드 구동신호에 따라 전원 공급 여부와 기능 동작 상태를 시각적으로 표시해주는 발광다이오드(LED)와, 구동부에서 출력되는 공기 주입 신호에 따라 에어 패드(71)에 공기를 주입하는 펌프를 구동시키는 모터와, 구동부에서 출력되는 배기 제어신호에 따라 배기 밸브를 개폐하는 배기 솔레노이드를 포함하여 구성된 것이다.

상기한 바와 같이, 종래의 일 실시예에 따른 코골이 방지 장치는 코골이를 감지하여 코골이로 판단되면 자동으로 코골이 방지용 베개를 구동시켜서 베개가 일측으로 경사지게 함으로써 코골이를 방지하는 장치이다. 그러나, 이러한 종래 일실시예에 따른 코골이 방지 장치는 코골이를 감지한 후에 코골이 방지용 베개가 기울어진 상태에서 사용자가 수동으로 리셋시키기 이전에는 원상 복귀가 불가능하고, 수면자가 수면중에 움직임이나 위치변경에 의하여 베개로부터 이탈할 경우 코골이 방지가 어렵게 되는 동작의 신뢰성에 문제가 있으며, 캠과 플레이트의 기계적 마찰에 의하여 소음이 발생하여 수면자의 숙면에 오히려 방해가 되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 도 3a 내지 도 3c의 종래의 다른 실시예에 따른 코골이 방지 장치는 에어 패드를 사용하여 자세 변환을 유도하지만, 바닥면에서 부분적으로 중앙에 위치한 에어 패드의 팽창으로 수면자가 불편함을 느끼고, 수면자 스스로 자세를 바꾸는 형태이기 때문에 능동형이 아닐 뿐만 아니라 수면자를 깨우게 되어 숙면에 방해를 초래하며, 바닥면의 일부를 차지하는 에어 패드의 팽창만으로는 수면자의 자세 전환이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 수면자가 수면시 움직임이나 위치 변경시 에어 패드로부터 벗어나게 됨으로써 수면자의 자세 전환을 유도할 수 없게 되어 동작의 신뢰성을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수면자의 자세 전환이 정확하게 이루어지도록 함과 아울러 수면자가 수면중에 움직임이나 위치변경이 발생하더라도 자세 전환이 원활하게 이루어지도록 하고, 이로 인해 코골이나 무호흡 등과 같은 수면 호흡장애 방지뿐만 아니라 욕창 방지를 위한 동작의 신뢰성을 향상시키며, 수면자의 숙면에 방해를 주지 않고, 장치의 효율과 수면자의 안전도가 뛰어나도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치는, 사용자의 수면 호흡장애 및 욕창을 방지하는 장치로서, 상면에 사용자가 눕기 위한 장소를 제공하고, 내부가 좌측과 우측으로 구획되는 제 1 및 제 2 챔버로 이루어지고, 제 1 및 제 2 챔버의 에어 유입 및 배출에 의해 팽창 및 수축을 일으키는 자세전환매트와, 제 1 및 제 2 챔버에 에어를 각각 공급하거나 제 1 및 제 2 챔버로부터 에어를 각각 배출시키는 에어공급/배출수단과, 에어공급/배출수단을 제어하여 자세전환매트 상의 사용자 자세를 앙와위에서 측와위로 또는 그 역으로 전환시키는 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지방법은, 사용자의 수면 호흡장애 및 욕창을 방지하는 방법으로서, 자세전환매트의 내부에 좌측과 우측으로 구획되는 제 1 및 제 2 챔버에 에어를 공급하는 단계와, 자세전환매트에 사용자가 누운 상태에서 제 1 및 제 2 챔버 중 어느 하나를 수축시킴으로써 사용자가 앙와위에서 측와위로 자세를 전환시키는 단계와, 제 1 및 제 2 챔버를 교대로 팽창 및 수축시킴으로써 측와위의 방향을 반복적으로 전환시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 수면자가 눕기 위한 장소를 제공하는 자세전환매트 자체가 좌측과 우측간에 수축 및 팽창을 달리함으로써 수면자의 자세 전환이 정확하게 이루어지도록 함과 아울러 수면자가 수면중에 움직임이나 위치변경이 발생하더라도 자세 전환이 원활하게 이루어지도록 하고, 이로 인해 코골이나 무호흡 등과 같은 수면 호흡장애 방지뿐만 아니라 욕창 방지를 위한 동작의 신뢰성을 향상시키며, 자세전환매트가 전체적으로 수면자의 자세 전환을 각성이 없도록 유도함으로써 수면자의 숙면에 방해를 주지 않고, 자세전환매트가 팽창된 상태에서 좌측 또는 우측의 수축에 의해 수면자가 측와위로 자세를 전환하도록 함으로써 에어의 주입에 의한 팽창에 의해서 강제적으로 자세를 전환하는 경우에 비하여 장치의 효율을 높임과 아울러 수면자의 안전도를 높이는 효과를 가지고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치의 자세전환매트를 도시한 측면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치(100)는 사용자의 자세 전환을 통하여 사용자의 수면 호흡장애뿐만 아니라 욕창을 방지하기 위한 장치로서, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)를 가지는 자세전환매트(110)와, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)에 에어를 각각 공급 및 배출시키는 에어공급/배출수단(120)과, 에에공급/배출수단(120)을 제어하는 제어부(130)를 포함한다.

자세전환매트(110)는 상면에 사용자(U)가 눕기 위한 장소를 제공하고, 내부가 격리부(113)에 의해 좌측과 우측으로 구획됨으로써 서로 격리되는 제 1 및 제 2 챔버(111,112)로 이루어지고, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)가 에어 유입 및 배출에 의해 각자 팽창 및 수축을 일으킨다.

자세전환매트(110)는 내부의 제 1 및 제 2 챔버(111,112)가 팽창 및 수축이 가능한 PVC, 고무 등의 재질 및 구조로 이루어지고, 침대위에 설치됨은 물론 실내 바닥에 설치될 수 있으며, 수축 및 팽창이 원활하게 이루어지도록 본 실시예에서처럼 주름부(111a,112a)를 가지는 자바라 구조로 이루어짐이 바람직하다.

자세전환매트(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)가 사용자(U)의 상체와 허벅지 부위까지 지지하도록 형성되며, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)로부터 연장되어 사용자(U)의 다리를 지지하는 지지부(114)가 마련된다.

지지부(114)는 제 1 및 제 2 챔버(111,112)와 동일한 재질로 제작되어 에어가 주입되어 팽창된 상태를 유지하도록 하거나, 일반적인 매트리스와 같은 재질과 구조를 가질 수 있고, 상면의 높이에 제한이 없으나, 팽창된 제 1 및 제 2 챔버(111,112)의 상면에 상응하는 높이를 가짐이 바람직하며, 제 1 및 제 2 챔 버(111,112) 중 어느 하나가 수축되더라도 사용자(U)의 다리가 정해진 높이에 위치하게 됨으로써 사용자(U)의 피로 회복과 다리 부종 치료에 도움을 준다.

에어공급/배출수단(120)은 제 1 및 제 2 챔버(111,112)에 에어를 각각 공급하거나, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)로부터 에어를 각각 배출시키는데, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)로부터 에어를 배출시 펌핑력에 의해 강제로 배출시킴이 바람직하다.

에어공급/배출수단(120)은 에어를 펌핑하는 에어펌프(121)와, 에어펌프(121)의 흡입포트(121a)와 배출포트(121b)에 양단이 연결됨으로써 에어의 순환 경로를 제공하는 순환라인(122)과, 순환라인(122)상에서 에어펌프(121) 전.후단에 설치됨과 아울러 포트 중에서 에어를 배기시키기 위한 배기포트(123a,124a)를 각각 가지는 제 1 및 제 2 삼방향밸브(123,124)와, 제 1 및 제 2 삼방향밸브(123,124)사이의 순환라인(122)으로부터 분기되어 제 1 및 제 2 챔버(111,112)에 각각 연결되는 분기라인(125)과, 분리라인(125)에 설치되어 제 1 및 제 2 챔버(111,112)로의 에어 흐름을 각각 개폐시키는 개폐수단(126)을 포함한다.

제 1 및 제 2 삼방향밸브(123,124)는 일 예로 제어부(130)의 제어신호에 의해 동작하는 솔레노이드밸브가 사용되고, 개폐수단(126)은 본 실시예에서는 제어부(130)의 제어신호에 의해 동작하는 솔레노이드밸브로서 삼방향밸브가 사용되는데, 본 실시예와 달리, 도 11에 도시된 다른 실시예에서처럼 개폐수단(127,128)이 분기라인(125)에서 제 1 및 제 2 에어챔버(111,112)의 전단에 각각 설치되는 한 쌍의 양방향밸브로 이루어질 수 있다.

제어부(130)는 에어공급/배출수단(120)을 제어하여 제 1 및 제 2 챔버(111,112)의 수축 및 팽창에 의해 자세전환매트(110)상의 사용자(U) 자세를 앙와위(仰臥位)에서 측와위(側臥位)로 또는 그 역으로 전환시킨다. 즉, 제어부(130)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 챔버(111)가 팽창되도록 하는 반면, 제 2 챔버(112)가 수축되도록 함으로써 사용자(U)가 우측으로 측와위 자세를 가지도록 하며, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 챔버(111)가 수축되도록 하는 반면, 제 2 챔버(112)가 팽창되도록 함으로써 사용자(U)가 좌측으로 측와위 자세를 가지도록 한다.

제어부(130)는 제 1 및 제 2 챔버(111,112)의 팽창 및 수축을 위하여, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 삼방향밸브(123,124) 및 개폐수단(126)을 각각 제어함으로써 제 1 챔버(111)에 에어를 주입하여 팽창시키거나 제 1 챔버(111)로부터 에어를 강제로 배출시켜서 수축시키며, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 삼방향밸브(123,124) 및 개폐수단(126)을 각각 제어함으로써 제 2 챔버(112)에 에어를 주입하여 팽창시키거나 제 2 챔버(112)로부터 에어를 강제로 배출시켜서 수축시킨다.

한편, 제어부(130)는 동작시 기설정된 값에 따라 제 1 및 제 2 챔버(111,112)가 정해진 시간동안 수축 및 팽창되도록 에어공급/배출수단(120)을 제어할 수 있는데, 이와 달리, 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)의 에어 압력을 측정하는 압력센서(140)의 측정값으로부터 사용자(U)가 수면중 코골이나 무호흡 등과 같은 수면 호흡장애인 것으로 판단되는 경우에만 제 1 및 제 2 챔버(111,112)가 수축 및 팽창하도록 에어공급/배출수단(120)을 제어함으로써 사용자(U)의 자세를 앙와위에서 측와위로 전환함과 아울러 측와위의 방향을 좌.우로 전환시키도록 할 수 있다.

압력센서(140)는 에어의 주입에 의해 팽창된 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)의 압력을 측정하기 위하여 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)에 직접 설치되거나, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)로 에어를 공급하는 분기라인(125)상에 설치되거나, 분기라인(125)에 연결되는 별도의 라인상에 설치될 수 있으며, 사용자의 체중에 의해 가압되어 심장박동, 호흡 등에 의해 변화되는 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)의 압력 변동을 측정하여 제어부(130)로 전기적인 신호로 출력한다.

한편, 제어부(130)는 사용시 제 1 및 제 2 챔버(111,112)를 팽창시킨 상태에서 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)를 수축시킴으로써 사용자(U)가 측와위로 자세 전환하도록 에어공급/배출수단(120)을 제어함이 바람직하고, 이로 인해 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)가 팽창된 상태에서 압력센서(140)를 통한 압력 변화를 감지할 수 있도록 하며, 제 1 및 제 2 챔버(111,112) 중 어느 하나의 수축에 의해 사용자(U)의 자세를 전환시키는 것이 아니라, 팽창에 의해 사용자(U)의 자세를 전환시키는 경우 펌핑압의 증가에 따라 에어펌프(121)에 무리를 줄뿐만 아니라 효율을 저하시키게 되며, 나아가서 제 1 및 제 2 챔버(111,112)가 정해진 높이에서 다시 팽창하게 되어 사용자(U)가 보다 높게 위치하게 됨으로써 안전에 문제를 유발할 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)의 수축에 의해 사용자(U)의 자세를 전환시키도록 유도함이 바람직하다.

도 12는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지방법을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지방법은 제 1 및 제 2 챔버에 에어를 공급하는 단계(S10)와, 제 1 및 제 2 챔버중 어느 하나를 수축시켜서 수면자의 자세를 측와위로 전환시키는 단계(S40)와, 제 1 및 제 2 챔버를 교대로 팽창 및 수축시켜서 측와위 방향을 반복적으로 전환시키는 단계(S50)를 포함한다.

제 1 및 제 2 챔버에 에어를 공급하는 단계(S10)는 제어부(130)가 에어공급/배출수단(120)을 제어함으로써 에어펌프(121)로부터 펌핑되는 에어를 자세전환매트(110) 내부의 좌측과 우측으로 구획되는 제 1 및 제 2 챔버(111,112)로 주입하여 자세전환매트(110)가 팽창된 상태를 유지하도록 한다.

한편, 자세전환매트(110)가 팽창되면, 제어부(130)는 제 1 및 제 2 챔버(111,112)중 어느 하나로부터 에어를 강제로 배출시킨 다음(S40), 기설정된 시간동안 제 1 및 제 2 챔버(111,112)를 교대로 수축 및 팽창시킬 수 있는데(S50), 이와 달리, 사용자(U)의 수면 호흡장애를 감지한 경우에만 상기한 단계(S40,S50)들을 실시하도록 제 1 또는 제 2 챔버의 에어 압력 변화를 측정하는 단계(S20)와 측정된 압력 변화 값으로부터 수면 호흡장애인지를 판단하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.

제 1 또는 제 2 챔버의 에어 압력 변화를 측정하는 단계(S20)는 사용자(U)의 체중에 의해 가압되는 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)의 에어 압력이 사용자(U)의 심장박동이나 호흡에 의해 변화되는 것을 측정하게 된다.

압력센서(140)에 의해 측정되는 압력값이 전기적인 신호로서 제어부(130)로 출력되면, 제어부(130)는 이러한 압력값을 미리 저장된 데이터와 비교하여 코골이, 무호흡 등과 같은 수면 호흡장애인 경우에 해당하는지를 판단하게 된다(S30).

한편, 수면 호흡장애 여부의 판단은 일 예로, 압력센서(140)에 의해 측정되는 값에 대한 전기적인 신호를 하나 또는 다수의 대역통과필터(미도시)를 통해서 주파수 영역대별로 필터링하고, 코골이의 경우 STFT(Short Time Fourier Transformation) 기법을 사용하여 임상실험에서 얻어진 결과에 의한 주파수 특성을 관찰함으로써 그 여부를 판단하도록 할 수 있다.

사용자(U)가 코골이나 무호흡 등과 같이 수면 호흡장애라고 판단되면, 제어부(130)는 에어공급/배출수단(120)을 제어하여 제 1 또는 제 2 챔버(111,112)로부터 에어를 강제적으로 배출시킴으로써 도 6 및 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 자세전환매트(110)에 누운 사용자(U)가 앙와위에서 어느 일측의 측와위로 자세 전환이 이루어지도록 한다(S40). 따라서, 사용자(U)가 측와위로 자세 변경을 하게 되어 상기도(上氣道)가 개방됨으로써 사용자의 호흡장애를 해소시킬 뿐만 아니라, 체압의 변화를 통해 욕창을 방지하게 된다.

사용자(U)가 측와위로 자세 전환이 이루어지면, 제어부(130)는 도 9a 및 도 9b, 그리고, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 챔버(111,112)에 에어를 공급하거나 에어를 배출하여 제 1 및 제 2 챔버(111,112)가 정해진 시간 또는 사용자(U)가 수면 호흡장애로부터 벗어난 것으로 판단될 때까지 제 1 및 제 2 챔버(111,112)를 교대로 팽창 및 수축시킴으로써 사용자(U)가 측와위의 방향을 좌.우측 반복적으로 전환시키도록 하며, 이로 인해 사용자(U)의 수면 호흡장애 또는 욕창발생을 방지하도록 한다.

한편, 사용자(U)는 측와위의 방향이 반복적으로 전환되더라도 다리가 지지부(114)에 의해 정해진 높이에 위치하게 됨으로써 사용자(U)의 피로 회복과 다리 부종 등의 치료에 도움을 준다.

이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 수면자가 눕기 위한 장소를 제공하는 자세전환매트 자체가 좌측과 우측간에 수축 및 팽창을 달리함으로써 수면자의 자세 전환이 정확하게 이루어지도록 함과 아울러 수면자가 수면중에 움직임이나 위치변경이 발생하더라도 자세 전환이 원활하게 이루어지도록 하고, 이로 인해 코골이나 무호흡 등과 같은 수면 호흡장애 방지뿐만 아니라 욕창 방지를 위한 동작의 신뢰성을 향상시킨다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 자세전환매트가 전체적으로 수면자의 자세 전환을 각성이 없도록 유도함으로써 수면자의 숙면에 방해를 주지 않고, 자세전환매트가 팽창된 상태에서 좌측 또는 우측의 수축에 의해 수면자가 측와위로 자세를 전환하도록 함으로써 에어의 주입에 의한 팽창에 의해서 강제적으로 자세를 전환하는 경우에 비하여 장치의 효율을 높임과 아울러 수면자의 안전도를 높인다.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명 하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 인체의 상기도에 대한 폐쇄현상을 설명하는 도면이고,

도 2는 종래의 일실시예에 따른 코골이 방지 장치의 요부를 도시한 도면이고,

도 3a 내지 도 3c는 종래의 다른 실시예에 따른 코골이 방지 장치를 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치를 도시한 구성도이고,

도 5는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치의 자세전환매트를 도시한 측면도이고,

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치에 의해 수면자가 측와위인 상태를 나타낸 정면도 및 사시도이고,

도 8은 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치에 의해 수면자가 측와위 방향을 전환한 상태를 도시한 정면도이고,

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치에서 제 1 챔버에 공급 및 배출되는 에어의 경로를 각각 나타낸 구성도이고,

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치에서 제 2 챔버에 공급 및 배출되는 에어의 경로를 각각 나타낸 구성도이고,

도 11은 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치의 개폐수단의 다른 실시예를 도시한 구성도이고,

도 12는 본 발명에 따른 수면 호흡장애 및 욕창의 방지방법을 도시한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 자세전환매트 111 : 제 1 챔버

111a,112a : 주름부 112 : 제 2 챔버

113 : 격리부 114 : 지지부

120 : 에어공급/배출수단 121 : 에어펌프

121a : 흡입포트 121b : 배출포트q

122 : 순환라인 123 : 제 1 삼방향밸브

123a,124a : 배기포트 124 : 제 2 삼방향밸브

125 : 분기라인 126,127,128 : 개폐수단

130 : 제어부 140 : 압력센서

Claims

사용자의 수면 호흡장애 및 욕창을 방지하는 장치로서,

상면에 사용자가 눕기 위한 장소를 제공하고, 내부가 좌측과 우측으로 구획되는 제 1 및 제 2 챔버로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 챔버의 에어 유입 및 배출에 의해 팽창 및 수축을 일으키는 자세전환매트와,

상기 제 1 및 제 2 챔버에 에어를 각각 공급하거나 상기 제 1 및 제 2 챔버로부터 에어를 각각 배출시키는 에어공급/배출수단과,

상기 에어공급/배출수단을 제어하여 상기 자세전환매트 상의 사용자 자세를 앙와위에서 측와위로 또는 그 역으로 전환시키는 제어부

를 포함하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치.
제 1 항에 있어서

상기 자세전환매트는,

상기 제 1 및 제 2 챔버가 사용자의 상체와 허벅지 부위까지 지지하도록 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 챔버로부터 연장되어 상기 사용자의 다리를 지지하는 지지부가 마련되는 것

을 특징으로 하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서

상기 자세전환매트는,

상기 제 1 및 제 2 챔버가 자바라 구조로 이루어지는 것

을 특징으로 하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치.
제 1 항에 있어서

상기 제 1 또는 제 2 챔버의 에어 압력이 사용자의 심장박동이나 호흡에 의해 변화되는 것을 측정하여 전기적인 신호로 출력하는 압력센서를 더 포함하고,

상기 제어부는 상기 압력센서로부터 출력되는 신호를 수신받아 사용자에게 수면 호흡장애 발생시 사용자의 자세를 전환시키도록 상기 에어공급/배출수단을 제어하는 것

을 특징으로 하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 에어공급/배출수단은,

에어를 펌핑하는 에어펌프와,

상기 에어펌프의 흡입포트와 배출포트에 양단이 연결되는 순환라인과,

상기 순환라인상에서 상기 에어펌프 전.후단에 설치되며, 배기포트를 각각 가지는 제 1 및 제 2 삼방향밸브와,

상기 제 1 및 제 2 삼방향밸브사이의 상기 순환라인으로부터 분기되어 상기 제 1 및 제 2 챔버에 각각 연결되는 분기라인과,

상기 분리라인에 설치되어 상기 제 1 및 제 2 챔버로의 에어 흐름을 각각 개폐시키는 개폐수단

을 포함하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 제 1 및 제 2 챔버를 팽창시킨 상태에서 상기 제 1 또는 제 2 챔버를 수축시킴으로써 사용자가 측와위로 자세전환하도록 상기 에어공급/배출수단을 제어하는 것

을 특징으로 하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지장치.
사용자의 수면 호흡장애 및 욕창을 방지하는 방법으로서,

자세전환매트의 내부에 좌측과 우측으로 구획되는 제 1 및 제 2 챔버에 에어를 공급하는 단계와,

상기 자세전환매트에 사용자가 누운 상태에서 상기 제 1 및 제 2 챔버 중 어느 하나를 수축시킴으로써 사용자가 앙와위에서 측와위로 자세를 전환시키는 단계와,

상기 제 1 및 제 2 챔버를 교대로 팽창 및 수축시킴으로써 상기 측와위의 방향을 반복적으로 전환시키는 단계

를 포함하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지방법.
제 7 항에 있어서,

상기 자세를 전환시키는 단계 이전에 상기 제 1 또는 제 2 챔버의 에어 압력이 사용자의 심장박동이나 호흡에 의해 변화되는 것을 압력센서로 측정하는 단계와,

상기 압력센서로부터 측정되는 값으로부터 사용자가 수면 호흡장애인지를 판단하는 단계를 포함하고,

상기 수면 호흡장애를 판단하는 단계에서 수면 호흡장애라고 판단되면 상기 자세를 전환시키는 단계 이하를 실시하는 것

을 특징으로 하는 수면 호흡장애 및 욕창의 방지방법.