KR20110038314A - 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치 - Google Patents

코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치 Download PDF

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Abstract

코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 개시된다. 개시된 발명은 혀밑의 하악부에 삽입가능한 뾰족한 단부를 포함하고 기다랗게 형성된 삽입체(100)가 있고, 삽입체(100)에 내장되어 혀밑의 근전도를 감지하는 감지부(110)가 있으며, 삽입체(100)의 측방에 기다랗게 설치되어 혀밑의 혀 근육을 전기자극하는 자극부(120)가 있고, 삽입체(100)에 내장되어 감지부(110) 및 자극부(120)에 전원을 공급하는 배터리(130)가 있으며, 삽입체(100)에 내장되어 감지부(110)에 의해 감지되는 혀밑의 근전도 값에 따라 배터리(130)의 전원공급을 제어하는 컨트롤러(140)가 있다. 이와 같은 본 발명은 이완되어 숨구멍을 막는 원인을 일으키는 근육을 전기로 자극하여 움직임으로써 숨구멍을 열어주어 코골이 및 수면 무호흡 증상을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
삽입체, 감지부, 자극부, 배터리, 컨트롤러

Description

코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치{Electrical Stimulated Inserted Apparatus for Snorers and Sleep Apnea Patients}
본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코골이와 무호흡으로 인한 수면방해를 개선하는 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치에 관한 것이다.
일반적으로, 코골이란 수면 중 숨구멍을 이루는 공기통로의 일부가 좁아져 공기 흐름이 빨라지고, 숨구멍의 주위조직이 떨림으로써 발생되는 소리이다. 주로, 코골이는 목젖과 혀 뒷부분이 좁아지면서 발생한다. 수면 무호흡이란, 수면 중 숨구멍이 막혀 숨이 10초 이상 끊어지는 현상을 말한다.
수면 중 코골이 및 무호흡이 발생되는 원인은 수면 중 숨구멍의 주위 근육이 이완되어 숨구멍의 공기흐름을 방해하거나 차단함으로써 발생된다. 주로, 목젖 또는 혀와 연결된 근육이 이완되고, 목젖이나 혀가 중력으로 인해 처져 숨구멍을 차단함으로써 발생된다.
코골이의 발생빈도는 30~35세 남성의 20% 및 여성 5%에서 일어나고, 60세 이후에는 남성 60% 및 여성 40%에서 일어나는 것으로 알려져 있다. 또한, 수면 무호 흡의 발생빈도는 남성 4% 및 여성 2%에서 일어나는 것으로 알려져 있다.
코골이 및 수면 무호흡의 원인은 신경학적 이상과 해부학적 이상이 있는데, 신경학적인 이상이 다수인 것으로 알려져 있다. 신경학적 원인은 턱으로부터 혀까지 운영되는 근육(Genioglossus)의 음압 반사 이상과 관련된다.
코골이 및 수면 무호흡 인한 증상은 주간에 심한 졸음, 만성피곤, 기억력 및 인지능력 감퇴, 우울증 성격변화, 성욕감퇴 및 발기불능, 두통, 입마름 등을 일으킨다. 코골이 및 수면 무호흡을 치료할 수 있는 방법에는 다이어트, 구강장치, 양압 호흡기, 수술적 치료 등이 있다.
다이어트는 적정체중으로 감량해서 상기도를 넓혀주는 방식이다. 다이어트 약을 처방하여 실시하기도 하나, 성공하기 어렵고 한계가 있다. 구강장치는 혀에 의해 숨구멍이 막히는 경우에 유용하나, 턱관절에 통증유발 가능성이 있고, 평생 착용해야 하며, 불완전하게 치료되고, 비교적 고비용이 소요된다.
양압 호흡기는 기계가 강제적으로 공기를 불어넣어 숨구멍을 열어주는 방식으로서, 제대로 착용만 한다면 가장 효과적인 치료법으로 100% 완치가 가능하다. 단점으로, 코마름, 코막힘, 코점막 자극이 있고, 착용 시 불편하고, 평생 착용해야 하며, 가격이 비싸다.
수술적 치료는 한 번의 시술로 치료가 가능하나, 성공률이 약 40%정도로 낮고, 자주 재발되며, 혀가 막히는 경우 한계가 있고, 심한 통증을 유발할 수 있다.
한편, 미국특허 제6636767호에는 "코골이 환자용 삽입장치"가 개시되어 있다. 개시된 종래기술은 자극하는 전극을 환자에 이식하여 코골이를 치료하는 장치 에 관한 것이다. 전극은 숨구멍을 조절하는 근육이 있는 자극 접촉부위에 이식된다. 전극은 근육을 수축시키도록 에너지가 가해지고, 숨구멍을 변경시킨다. 전극은 입 속의 입 천정에 설치되는 컨트롤 장치에 의해 작동되는데, 컨트롤 장치에서 발생되는 자기장에 의해 에너지를 공급받아 작동된다.
그러나, 종래기술은 전극을 작동시키는 컨트롤 장치를 수면 전에 입 천정에 설치해야 하는 불편함이 있다. 그리고, 전극이 컨트롤 장치의 페이싱을 따라 작동되므로, 환자의 코골이 패턴을 모니터링하여 컨트롤 장치의 페이싱을 설정하고, 전극을 이식 후에 환자에 맞게 페이싱을 조정해야 하는 불편함이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 매일 밤 평생을 착용해야 하는 불편함이 없으며, 시술이 간편하며, 시술 후 치료 효과가 높고 시술로 인한 통증과 불편함이 없고, 시술비용이 저렴하며, 환자의 상태에 맞게 능동적으로 작동되는 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치는 혀밑의 하악부에 삽입가능한 뾰족한 단부를 포함하고, 기다랗게 형성된 삽입체; 상기 삽입체에 내장되어 혀밑의 근전도를 감지하는 감지부; 상기 삽입체의 측방에 기다랗게 설치되어 혀밑의 혀 근육을 전기자극하는 자극부; 상기 삽입체에 내장되어 감지부 및 상기 자극부에 전원을 공급하는 배터리; 및 상기 삽입체에 내장되어 상기 감지부에 의해 감지되는 상기 혀밑의 근전도 값에 따라 상기 배터리의 전원공급을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
여기서, 상기 삽입체는 양끝 단부가 뾰족한 타원형으로 형성된다.
또한, 상기 자극부는 상기 삽입체의 양측에서 혀뿌리를 자극할 수 있는 길이로 설치되고, 양끝이 뾰족한 타원형으로 형성된다. 여기서, 상기 삽입체 및 상기 자극부는 인체한 무해한 티타늄 표면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구성은 목젖의 양 측방 부위에 삽입가능한 뾰족한 단부를 포 함하는 삽입체; 상기 삽입체에 내장되어 연구개의 기도 확장근육의 근전도를 감지하는 감지부; 상기 삽입체에 내장되어 연구개의 기도 확장근육을 전기자극하는 자극부; 상기 삽입체에 내장되어 감지부 및 상기 자극부에 전원을 공급하는 배터리; 및 상기 삽입체에 내장되어 상기 감지부에 의해 감지되는 연구개의 기도 확장근육의 근전도 값에 따라 상기 배터리의 전원공급을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
이때, 상기 삽입체는 단부가 뾰족한 타원형으로 형성되고, 상기 자극부는 상기 삽입체의 뾰족한 타원형으로 형성된 단부에 배치되며, 연구개의 기도 확장근육을 자극할 수 있는 너비로 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치는 코골이 또는 수면 무호흡을 발생시키는 근육의 근전도 값이 센서부에 감지되고, 근전도 값에 따라 수면 및 무호흡을 일으키는 근육을 자극부에 의해 능동적으로 자극함으로써 숨구멍을 열어주고, 수면 중에 목젖과 혀 부분의 기저전기 자극레벨이 떨어지며, 혀의 근육이나 목젓 부위에 용이하게 시술되어 아무리 심한 코골이 및 무호흡 환자도 깨어 있는 경우에 불편함이 없고, 수면 중에 극소량의 전기 자극으로 목젖과 혀 부분의 전기 자극 레벨을 깨어 있는 정도로 올림으로써 숨구멍을 간단하게 열어주어 증상을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 측면도이며, 도 3은 도 1의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 정면도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치의 평면도이고, 도 5는 도 4의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 측면도이며, 도 6은 도 4의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 정면도이다. 도 2 및 도 3과 도 5 및 도 6에서 (Q)는 혀이고, (R)은 숨구멍이며, (S)는 목젖이고, (T)는 혀의 근육이며, (U)는 기도 확장 근육이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치는 삽입체(100), 감지부(110), 자극부(120), 배터리(130) 및 컨트롤러(140)를 포함한다.
삽입체(100)는 혀밑의 하악부에 삽입가능하게 양측단부가 뾰족하게 형성되고, 기다랗게 형성되어 있다. 삽입체(100)는 인체에 삽입되는 구성이므로 인체에 무해한 금속이나 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 감지부(110)는 삽입체(100)에 내장되어 혀밑의 근전도를 감지하는 전류센서로서, 전류를 측정할 수 있는 회로라인이 구성되어 있다.
자극부(120)는 삽입체(100)의 측방에서 연결부(122)에 의해 기다랗게 설치되어 혀밑의 혀 근육을 전기자극하는 것으로서, 수면 중에 혀와 연결된 근육이 이완되어 혀가 숨구멍(R)을 막을 때, 혀의 근육(T)에 전기 자극을 가해 혀를 정상적인 상태로 긴장시키는 기능을 수행한다. 자극부(120)에는 혀의 근육(T)에 전기 자극을 가하기 위한 전극이 외부로 노출될 수 있다.
배터리(130)는 감지부(110) 및 자극부(120)에 전원을 공급하는 것으로서, 삽입체(100) 및 자극부(120)가 혀의 하부에 삽입되었을 때, 3 ~ 5년 이상 감지부(110) 및 자극부(120)에 미세전류를 공급할 수 있는 용량으로 충전된 소형셀이 될 수 있다.
컨트롤러(140)는 삽입체(100)에 내장되어 자극부(120) 및 감지부(110)와 연결되고, 감지부(110)에 의해 감지되는 혀밑의 근전도 값에 따라 배터리(130)의 전원공급을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 수면 중에 감지부(110)의 전류센서에 의해 혀의 근육(T)에 대한 근전도 값을 수집하고, 근전도 값이 일정수준 이하로 떨어지면 혀의 근육(T)이 이완된 것으로 판단하여 배터리(130)의 전원을 자극부(120)에 공급한다.
컨트롤러(140)에는 무선으로 자극부(120)에 대한 전원 공급을 강제로 조정할 수 있는 기능이 탑재된다. 컨트롤러(140)는 무선송수신이 가능한 초소형의 반도체 칩으로서, 감지부(110)에 의해 근전도 값을 수집하고, 수집된 근전도 값과 설정된 근전도 값을 비교하는 프로그램이 입력될 수 있거나 하드웨어적으로 회로가 구현된 일종의 프로세서이다.
한편, 자극부(120)는 삽입체(100)의 양측에서 혀뿌리를 자극할 수 있는 길이로 설치되고, 양끝이 뾰족한 타원형으로 형성된다. 삽입체(100) 및 자극부(120)는 인체한 무해한 티타늄 표면을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 혀의 하부에 가상적으로 시술된 측면도 및 정면도가 도시되어 있다. 도 2와 같이 삽입체(100)는 혀의 하부에 외과적인 시술에 의해 삽입되고, 자극부(120) 및 감지부(110)는 혀의 근육(T)에 접촉된다. 자극부(120)는 혀의 하부에 있는 근육 대 부분에 대해 전기자극을 가할 수 있게 종 방향으로 설치되며, 혀 근육의 종 방향 길이보다는 다소 짧게 구성된다. 도 3과 같이 삽입체(100)의 양측에 자극부(120)가 구성되어 혀의 근육(T)을 자극함으로써 혀의 근육(T)을 신속하게 정상적인 상태로 긴장시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치는 전술한 실시예와 달리 목젖부위에 설치된다. 기술될 실시예는 수면 중 목젖의 근육이 이완되어 목젖에 의해 숨구멍(R)이 막히어 코골이나 무호흡이 발생되는 경우를 방지하는 것이다.
전술한 실시예와 마찬가지로, 목젖부위에 설치되는 본 실시예는 삽입체(200), 감지부(210), 자극부(220), 배터리(230) 및 컨트롤러(240)로 구성된다. 삽입체(200), 감지부(210), 자극부(220) 및 배터리(230)의 기능은 전술한 실시예와 대체로 동일하다. 다만, 목젖의 근육을 자극하는 자극부(220)의 전류세기는 혀의 근육을 자극하는 자극부(220)와 다르게 설정될 수 있고, 목젖부위의 근육면적이 혀 의 근육보다는 작으므로 목젖부위에 설치가 용이하도록 길이가 짧은 자극부(220)가 삽입체(200)에 내장된다.
본 실시예의 삽입체(200)는 목젖의 양 측방 부위에 삽입가능하도록 뾰족한 타원형으로 형성된 단부를 포함한다. 감지부(210)는 삽입체(200)에 내장되어 연구개의 기도 확장근육의 근전도를 감지하며, 자극부(220)는 삽입체(200)에 내장되어 연구개의 기도 확장근육을 전기자극한다. 배터리(230)는 삽입체(200)에 내장되어 감지부(210) 및 자극부(220)에 전원을 공급한다. 컨트롤러(240)는 삽입체(200)에 내장되어 감지부(210)에 의해 감지되는 연구개의 기도 확장근육의 근전도 값에 따라 배터리(230)의 전원공급을 제어하는 기능을 수행한다.
본 실시예에 따른 컨트롤러(240)는 감지부(210)로부터 연구개의 기도 확장근육에 대한 근전도 값을 수집하여 그 값이 설정된 정상적인 근전도 값 이하이면 자극부(220)에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
삽입체(200)는 양측 단부가 뾰족한 타원형으로 형성되고, 자극부(220)는 삽입체(200)의 뾰족한 타원형으로 형성된 단부에 배치되며, 연구개의 기도 확장근육을 자극할 수 있는 너비로 형성된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예는 목젖이 있는 연구개의 기도 확장 근육(U)에 설치되어 수면 중에 연구개의 기도 확장 근육(U)이 이완되어 숨구멍(R)이 막힐 때, 자극부(220)에 의해 연구개의 기도 확장 근육(U)을 자극함으로써 목젖에 의해 기도가 막히어 코골이나 수면 무호흡이 발생되는 경우를 방지하는 기능을 하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 측면도이다.
도 3은 도 1의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치의 평면도이다.
도 5는 도 4의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 측면도이다.
도 6은 도 4의 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치가 인체에 시술된 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 삽입체 110: 감지부
120: 자극부 122: 연결부
130: 배터리 140: 컨트롤러

Claims (5)

  1. 혀밑의 하악부에 삽입가능한 단부를 포함하고, 기다랗게 형성된 삽입체(100);
    상기 삽입체(100)에 내장되어 혀밑의 근전도를 감지하는 감지부(110);
    상기 삽입체(100)의 측방에 기다랗게 설치되어 혀밑의 혀 근육을 전기자극하는 자극부(120);
    상기 삽입체(100)에 내장되어 감지부(110) 및 상기 자극부(120)에 전원을 공급하는 배터리(130); 및
    상기 삽입체(100)에 내장되어 상기 감지부(110)에 의해 감지되는 상기 혀밑의 근전도 값에 따라 상기 배터리(130)의 전원공급을 제어하는 컨트롤러(140)를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입체(100)는 양끝 단부가 뾰족한 타원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자극부(120)는 상기 삽입체(100)의 양측에서 혀뿌리를 자극할 수 있는 길이로 설치되고, 양끝이 뾰족한 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치.
  4. 목젖의 양 측방 부위에 삽입가능한 단부를 포함하는 삽입체(200);
    상기 삽입체(200)에 내장되어 연구개의 기도 확장근육의 근전도를 감지하는 감지부(210);
    상기 삽입체(200)에 내장되어 연구개의 기도 확장근육을 전기자극하는 자극부(220);
    상기 삽입체(200)에 내장되어 감지부(210) 및 상기 자극부(220)에 전원을 공급하는 배터리(230); 및
    상기 삽입체(200)에 내장되어 상기 감지부(210)에 의해 감지되는 연구개의 기도 확장근육의 근전도 값에 따라 상기 배터리(230)의 전원공급을 제어하는 컨트롤러(240)를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입체(200)는 단부가 뾰족한 타원형으로 형성되고, 상기 자극부(220)는 상기 삽입체(200)의 뾰족한 타원형으로 형성된 단부에 배치되며, 연구개의 기도 확장근육을 자극할 수 있는 너비로 형성되는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 환자용 전기자극 삽입장치.
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