KR20120101103A - 유아 수면 관리 및 유아 적응 회피 방법 및 장치 - Google Patents

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마크 신닉
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Abstract

부교감신경계 발현에 반대하여 일 또는 주와 같은 시간 주기에 대하여 유아의 교감신경계 호흡 활성화 음이 유지되도록 잠자는 유아를, 바람직하게는 유아의 경미한 깨우기 지점까지만 자극하기 위한 장치가 개시된다. 인클로저는 모두 프리셋 변화를 가진 프리셋 분포 곡선들에 기반한 연속 휴지 지속시간, 자극 지속시간, 및 자극 세기를 생성하기 위한, 전원, 사용자 인터페이스, 및 타이밍/난수 생성기를 갖는 회로를 포함한다. 모터에 의하여 왕복 운동하는 질량체와 같은 적어도 하나의 자극 장치가 상기 회로와 전기적으로 서로 연결된다. 휴지 지속시간의 종료 시, 자극 장치는 자극 세기로 자극 지속시간 동안 활성화되고, 이후 다음 연속 휴지 지속시간 동안 비활성화된다.

Description

유아 수면 관리 및 유아 적응 회피 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE PRESERVING OF INFANT SLEEP AND AVOIDANCE OF INFANT ADAPTATION}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2009년 7월 12일자로 출원된 미국 가출원 제61/267,236호 및 2010년 7월 12일자로 출원된 미국 특허출원 제12/961,926호의 이익을 주장하고, 양 특허의 전체 내용을 본원에 참조로 통합한다.
본 발명은 자극 장치에 관한 것으로서, 특히 유아 자극 장치 및 수면 동안 그 장치의 사용 방법에 관한 것이다.
미국에서 매년 2,300명을 상회하는 사망이 발생하는 유아급사(SIDS)는 심각한 문제이다. 지난 수년간 유아급사 발생율을 감소시키기 위한 다수의 조치들이 있다는 것을 더 잘 이해하게 되었다. 한 종류의 접근방법은 유아 수면 위치 및 잠자는 아이와 함께 유아 침대에 놓여지는 것이 추천 또는 비추천될 수 있는 항목들의 유형들에 대하여 부모에게 충고하는 것이었다. 또 다른, 더욱 예방적인 접근방법은 유아를 잠들게 하기 위한 다양한 계획들의 개발이었다. 이들은 아기를 흔들고, 마음을 달래주는 음악 등을 연주하는 장치들을 포함한다. 그 장치들은 부교감신경계("PNS")를 자극하는 것을 특징으로 할 수 있다. 세 번째 종류는 유아 호흡을 감시하고 아기와 그 보호자를 깨우기 위하여 몇 가지 극적인 움직임을 취하려고 시도하는 알람에 관한 것이다. 이들 장치들은 교감신경계("SNS")를 극도로 자극하는 것으로서 여겨질 수 있다.
"아기 흔들의자(baby rocker)" 타입 해결책의 한 관점은 그 해결책이 유아의 부교감신경계를 자극하고 그 부교감신경계의 초우성(over-dominance)이 유아 수면 무호흡을 일으켜서 일반적 유아급사를 유도하는 고위험을 일으킨다는 것이다.
이미 무호흡인(apnic) 유아 치료에서 의학적 가치가 있기 위해서는 자극이 다소 강할 필요가 있기 때문에, 감시-알람-깨우기 접근 방법은 여전히 부족하다. 이러한 감시 시스템의 근원적인 상당한 불편, 특히 유아의 신경계를 빨리 성숙시키는 데 치명적인 유아 휴지기의 중단으로 귀결되는 그 시스템의 많은 잘못된 알람 때문에, 이러한 실행은 잠자는 유아들에게 더 해롭다.
관련 기술에는 적어도 두 개의 결점이 있는 것으로 보인다: 1) 교감신경계의 호흡 욕동(respiratory drive)의 생명유지에 필요한 신호의 억제에서 부교감 초우성을 유도하고 지지하는 아기 흔들의자 및 침대 진동기의 위험; 및 2) 호흡 활성화 음의 성숙된 안정성을 이루는 고품질의 개발 진행을 위하여 요구되는 중간 자율신경계의 조건들을 미묘하게 보존하는 개념적 실패.
유아가 이미 호흡을 멈추었을 때 부교감신경계가 지배하는 깊은 수면을 지나치게 유도하지 않고 강한 기계적 자극에 의존하지 않는 시도가 필요했던 것이다.
본 발명은, 유아 수면 관리 및 유아 적응 회피 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 교시는 소정 시간 주기에 대하여 과도한 부교감신경계 발현에 반대하여 유아의 교감신경계 호흡 활성화 음이 유지되도록 잠자는 유아를 자극하는 것, 바람직하게는 경미한 깨우기 지점을 더 넘어서 결코 자극하지 않는 것을 포함한다. 실시예들은 보통의 물리적 자극 정도를 유아의 수면 환경에 적용하기 위한 시스템에 작동적으로 결합되는, 가변 시간 간격을 제공하는 타이머를 포함할 수 있다. 일부 양태들에서, 상기 시간 간격은 의사난수(pseudorandom)이다. 상기 타이머의 센터(center) 및 표준편차는 일부 견해에서 사용자가 조절가능하다. 일부 견해에서, 의사난수 타이밍의 특징들은 유아의 호흡수와 같은 인자들에 의하여 동적 영향을 받을 수 있다. 일부 견해에서, 상기 가변 시간 간격은 아마도 데이터 표의 형태로 미리 결정될 수 있다.
자극의 주파수, 지속시간 및 세기는 예를 들어 유아의 신경계를 정상적인 휴지 상태로부터 완전한 각성의 역(threshold) 미만으로 유지하기 위한 것일 수 있다.
자극 양상들은, 예를 들어, 인클로저(enclosure) 및, 유아용 침대 매트리스 등과 같이 인클로저와 접촉하는 임의 물체에서 진동을 생성하는 모터에 의하여 왕복 이동되는 질량체(mass)와 같은 매스 진동 수단을 포함할 수 있다. 상기 자극 양상은, 예를 들어, 공기의 흐름, 조명, 또는 소리일 수 있고, 무엇이든지 고정적(steady) 형태 또는 펄스 형태로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 가변형 자극 생성기들은 아마도 교번적으로 또는 불규칙한 선택으로 사용될 수 있다. 활성화시 유아를 가볍게 깨울 수 있는 효과를 가진다면, 다른 자극원들이 이용될 수도 있다.
타이머의 휴지 지속시간의 종료시, 회로는 자극 지속을 위하여 소정 자극 세기로 자극원을 활성화시킬 수 있다. 따라서, 잠자는 동안 유아는 주기적으로 또는 산발적으로 자극을 받는다. 자극 세기는 실질적으로 불규칙한 세기일 수 있다. 방법의 일 실시예에서, 휴지 지속시간의 평균 및 표준편차는 유아의 관찰된 무호흡 악화에 따라서 미리 설정된다. 또한, 휴지 지속시간의 평균 및 표준편차는 일부 견해에서 관찰된 유아의 수면 사이클 지속시간에 따라서 미리 설정될 수 있다.
이들 교시들은 오디오 또는 오디오/비디오 기록수단 또는 유아의 반응을 기록하기 위한 가속도계의 가능한 사용을 포함한다. 일부 견해들은 외부 장치가 이들 교시와 일치하는 장치의 동작으로부터 데이터를 읽도록 하거나 아마도 그 장치의 동작을 제어하도록 하기 위한 데이터 포트를 포함할 수 있다.
도 1은 유아가 잠자고 있는 유아용 침대에 장착될 때의 본 발명의 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 2-2선을 따라 대략 절단된, 도 1의 장치의 횡단면도이다.
도 3은 인클로저, AC 어댑터, 및 그의 자극원의 선택을 나타내는, 도 1의 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 자극 세기 및 휴지 지속시간들 간 지속시간을 나타내는, 사용중인 장치의 가상 상황을 보여주는 그래프이다.
도 5는 자극 및 휴지 지속시간, 및 자극 세기의 목록을 보여주는 챠트이다.
도 6은 미리 설정된 자극 지속시간 분포곡선의 예이다.
도 7은 미리 설정된 휴지 지속시간 분포곡선의 예이다.
도 8은 미리 설정된 자극 세기 분포곡선의 예이다.
도 9는 교번적인 매스 진동 수단의 기능도이다.
도 10은 도 9의 교번적 매스 진동 수단이다.
본 발명의 설명에 도움이 되는 실시예들이 아래에 기재된다. 다음의 설명은 이들 실시예들에 대한 기재의 철저한 이해 및 그 기재를 가능하게 하는 구체적인 세부 사항들을 제공한다. 이 기술에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그러한 세부 사항들 없이도 실시될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 구조들 및 기능들은 실시예들의 기재를 불필요하게 애매하게 하는 것을 피하기 위하여 자세히 도시되지 않거나 기재되지 않았다.
명세서 및 청구항에 걸쳐서 문맥이 달리 명료하게 요구하지 않으면, "구비한다(comprise)", "구비하는(comprising)" 등의 단어들은 배타적(exclusive) 또는 망라하는(exhaustive) 의미와는 대조적으로 포괄적(inclusive)의미, 즉 "포함하되 이에 한정되지 않는(including, but not limited to)"의 의미로 해석될 것이다. 단수 또는 복수를 사용한 단어들은 또한 복수 또는 단수를 각각 포함한다. 추가적으로, "본원에서(herein)", "위의(above)", "아래의(below)"라는 단어들 및 유사한 의미의 단어들은, 본 출원에서 사용시, 전체로서 본 출원을 지칭할 것이지 본 출원의 임의의 특정 부분들을 지칭할 것은 아니다. 청구항이 두 개 이상의 사항들의 목록에 대하여 참고로 "또는(or)"이라는 단어를 사용할 때, 그 단어는 다음 해석들 모두를 망라한다: 그 목록에 있는 사항들 중 임의의 것, 그 목록에 있는 사항들 모두, 그리고 그 목록에 있는 사항들의 임의 조합. 또한, 그러한 수들이 정확하게는 무작위가 아니더라도, 본 명세서에서 "무작위의(random)"란 용어는 소위 난수 발생 전자회로 또는 컴퓨터 알고리즘에 의하여 생성되는 것들과 같은 의사난수 이벤트(pseudorandom events)를 지칭할 수 있다.
도 1과 도 2는 유아의 교감신경계 호흡 활성화 음 또는 균형이 유지되도록, 바람직하게는 유아(20)의 가벼운 깨우기 지점에 대해서만, 잠자는 유아(20)를 자극하기 위한 장치를 나타낸다.
도 1과 도 2는 바람직하게는 플라스틱 물질로 형성된, 내부에 적어도 하나의 중공부(38)를 갖는 인클로저(30)를 나타낸다. 인클로저(30)를 유아용 침대(22)와 같은 대상에 선택적으로 고정하기 위한 부착 수단(230)이 포함될 수 있다. 그러한 부착 수단(230)은 적어도 하나의 후크-및-루프 타입 체결 끈, 버클(buckle) 또는 기계적 잠금장치를 가진 벨트, 흡입 컵, 기계적 클램프, 기타 기계적 잠금장치, 접착 테이프 등일 수 있다.
회로(40)는 적어도 부분적으로 인클로저(30) 내에 포함되고 전원(50), 사용자 인터페이스(60), 타이머(70), 및 간격 오프셋 생성기(80)를 포함한다. 전원(50)은, 예를 들어, 이에 전기적으로 상호연결되는 AC 어댑터 포트(170)를 가지고, 인클로저(30)를 통하여 접속가능하고 외부 AC 어댑터(180)(도 3)에 의하여 상호연결 및 재충전되기에 적합한 재충전 가능한 배터리(150)일 수 있다. 수동 스위치, 전자 토글 스위치(electronically toggled switch) 등과 같이, 장치(10)를 선택적으로 활성화 또는 비활성화하기 위한 스위치(220)가 포함될 수 있다.
내부 오프셋 생성기(80)는 랜덤 오프셋 내부 생성기(100)일 수 있고, 이에 의해 적어도 각각의 연속적인 휴지 지속시간 RD n +1 은 제1 프리셋 랜덤 분포 D1 및 제1 표준편차 V1 에 따라 이전 휴지 지속시간 RD n 으로부터 변화된다 (도 4와 도 6). 즉, 타이머(70)는 분포 D1 의 평균값을 설정하고, 오프셋 간격 생성기(100)는 각각의 연속적인 휴지 지속시간 RD n +1 에 적용된 플러스 또는 마이너스 간격 오프셋 IO n +1 을 결정한다 (도 5).
각각의 연속적인 자극 지속시간 SD n +1 은 또한 제2 프리셋 랜덤 분포 D2 및 제 2 표준편차 V2 에 따라서 이전 자극 지속시간 SD n 으로부터 변화될 수 있고(도 7), 또한 타이머(70) 및 간격 오프셋 생성기(80)에 의하여 구현될 수 있다. 이러한 타이머(70) 및 간격 오프셋 생성기(80)는 이 기술에 공통인 타이밍 회로, 난수 생성기 루틴, CPU, 메모리, 및 소프트웨어 명령들 세트로 구현된다.
대안적으로, 간격 오프셋 생성기(80)는 휴지 지속시간 RD n 의 리스트 LI 일 수 있고, 이에 의해 적어도 각각의 연속적인 휴지 지속시간 RD n +1 은 리스트 LI 에 따라 이전 휴지 지속시간 RD n 으로부터 변화된다 (도 5). 마찬가지로, 각 자극 지속시간 SD 및 자극 세기 SI 는 리스트 LI 에 따라 설정된다. 이러한 리스트 LI 는 제조 동안 미리 설정될 수 있거나, 또는 예를 들어, 일단 배치되면, 회로(40)의 메모리 내로 프로그램될 수 있고, 이러한 프로그래밍은 유아(20)의 관찰된 수면 특성들에 기반한다. 예를 들어, 인클로저(30) 내에 고정된 회로 및 가속도계(210)에 의하여 결정될 때, 간격 오프셋 생성기(80)는 무호흡의 호흡수 경향 예측의 가속도계-유도 외삽법에 의하여 구동될 수 있다. 유아(20)의 호흡수는 가속도계 측정값 또는 필요하면 다른 센서 측정값에 기반하여 결정되고, 유아(20)의 호흡수가 느리거나 그렇지 않으면 유아(20)에게서 무호흡 경향이 나타낼 때, 간격 오프셋 생성기(80)는 "타임 아웃"하거나 그렇지 않으면 회로(40)에 휴지 지속시간 RD n 이 끝났다는 것을 신호할 수 있다.
대안적으로, 타이머(70) 및 간격 오프셋 생성기(80)는, 예를 들어, 휴지 지속시간 RD 동안 입력으로서 D1의 원하는 평균값과 편차 V1을 갖는 난수 생성 루틴에 결합될 수 있다.
적어도 하나의 자극원(90)은 회로(40)와 전기적으로 서로 연결된다. 이 자극원(90)은, 인클로저(30) 및, 유아용 침대 매트리스 등과 같이 인클로저(30)와 접촉하는 임의 물체에 진동을 생성하도록 모터(112)(도 2)에 의하여 왕복으로 움직이는 질량체(111)와 같은, 예를 들어, 매스 진동 수단(110)일 수 있다. 질량체는 예를 들어 600 내지 1000 그램의 무게일 수 있다. 모터(112)는, 질량체(111)가 0.5와 9 헤르츠 사이의 주파수로 진동하도록, 예를 들어, 초당 1회와 초당 5회 사이에서 동작할 수 있다. 자극원(90)은 대안적으로 질량체(111) 및 왕복 선행 액츄에이터(미도시) 등을 포함할 수 있다. 대안적으로, 자극원(90)은, 예를 들어 약 10 CFM의 바람으로 유아(20)를 자극하기 위한 팬(121)과 같은 공기 송풍 수단(120)일 수 있고, 혹은 대안적으로 열적인 촉각 자극을 제공하도록 가열 또는 냉각된 에어 스팀일 수 있다. 대안적으로, 자극원(90)은, 예를 들어, 3,000 내지 220,000 룩스(LUX)의 고정적 또는 펄스형태의 가시광에 의하여 유아(20)를 자극하기 위한, 램프(131)와 같은 조명 수단(130)일 수 있다. 대안적으로, 자극원(90)은 30 데시벨(db) 내지 90 데시벨의 가청음에 의하여 유아(20)를 자극하기 위한, 스피커(141)와 같은 소리 생성 수단(140)일 수 있다. 자극원(90)은 인클로저(30) 외측에 있을 수 있고, 예를 들어 자극원(90)을 회로(40)(도 2)와 서로 전기적으로 연결되는 전자 액세서리 포트(240)에 꽂음으로써 선택적으로 선택될 수 있다. 다수의 가변적인 유형의 자극원(90)이 회로(40)에 연결되는 경우, 회로(40)는 예를 들어, 그의 무작위 선택 기능을 통하여 교대로 선택하거나 무작위로 선택함으로써 임의의 주어진 시간에 활성화되는 자극원(90)을 변경할 수 있다. 활성화 시 유아(20)를 살짝 깨울 수 있는 효과를 가진다면 다른 자극원(90)도 사용될 수 있다.
사용시, 인클로저(30)가 잠자는 유아(20)에게 가장 가깝게 지지되고, 질량체(111)가 예를 들어 유아(20)의 세로축에 직교 또는 평행한 방향으로 진동하도록 배치되면, 다음 휴지 지속시간 RD n 은 타이머(70) 및 간격 오프셋 생성기(80)로 결정된다. 휴지 지속시간 RD n 의 종료시, 회로(40)는 자극 지속시간 SD n 동안 SI n 의 자극세기로 자극원(90)을 자극하고, 다음 연속 휴지 지속시간 SD n +1 을 결정하고, 장치(10)가 비활성화될 때까지 그 과정을 반복한다. 따라서, 유아(20)는, 각각의 연속적인 휴지 지속시간 RD n +1 이 간격 오프셋 생성기(80)에 따라 변화되는 잠자는 동안, 주기적으로 자극을 받는다. 자극 세기 SI는 실질적으로 무작위의 세기일 수 있고, 이에 의하여 적어도 각각의 연속적인 자극 세기 SI n +1 은 제3 프리셋 무작위 분포 D3 및 제3 표준편차 V3(도 8)에 따라 이전 자극 세기 SI n 부터 실질적으로 무작위 레벨만큼 변화된다. 방법의 일 실시예에서, 휴지 지속시간 RD 의 평균 및 표준편차는 유아(20)의 관찰된 무호흡 악화에 따라서 조정된다. 대안적으로, 휴지 지속시간 RD 의 평균 및 표준편차는 유아(20)의 관찰된 수면 사이클 지속시간에 따라서 조정된다.
일 실시예(미도시)에서, 자극원(90)은 자극원(90)은 자극 세기 SI n 과 관련 있는 주파수로 유아(20)와 접촉하는 캠 구동 플런저(plunger)이고, 이러한 실시예에서 인클로저(30)는 플런저의 팽창 및 수축을 가능하게 하는 유연부 또는 속(sock)을 가진다.
회로(40)는, 자극원(90)이 활성화될 때와 상관없이, 유아의 반응을 기록하거나, 특별한 자극 세기 SI 또는 자극 지속시간 SD 가 과도하여 너무 완전히 유아(20)를 깨우는 지를 검출하기 위한 오디오 또는 오디오/비디오 또는 가속도계 데이터 기록 수단(190)을 더 포함할 수 있다. 회로(40), 또는 예를 들어 전문 의료진은 이후 최대 SI 및/또는 SD 를 결정할 수 있다. 회로(40)는, 회로(40)에 전기적으로 서로 연결되고 외부 장치(미도시)가 기록 수단(190)에 의하여 앞서 기록된 데이터를 읽는 것을 가능하게 하기 위해 인클로저를 통해 접속 가능한 데이터 포트(200)를 더 포함한다. 이러한 데이터는, 예를 들어, 전문 의료진에 의하여 결정된 것처럼, 무작위 분포 D1 , D2 , D3 및 표준편차 V1 , V2 , V3 를 변경하기 위하여 사용될 수 있다. 유사하게, 전문 의료진의 평가를 위한 유사 데이터를 제공하기 위한 심박수 및 호흡 감시 수단(미도시)이 또한 포함될 수 있다.
회로(40)는 또한 소위 "스마트 폰"과 같은 원격 장치(미도시)에 전송하기 위한 전송 및 제어 수단(미도시)을 포함할 수 있고, 그 결과 장치(10)는 원격으로 제어될 수 있다. 따라서 오디오 또는 오디오/비디오 기록 수단(190), 또는 심박수 및 호흡 감시 수단에 의하여 기록된 것과 같이, 자극원(90)에 대한 유아의 반응은, 예를 들어, 원격 장치를 통하여 부모 또는 의사에게 원격으로 전송될 수 있다. 또한, 원격 장치는, 아기침대 구조물(미도시)을 형성하기 위하여 유아(20)의 어느 한쪽에 놓여진 두 개의 장치들(10)과 같은 하나 이상의 장치(10)를 제어할 수 있다. 이러한 구성에서 각 장치(10)는 원격 장치에 의하여 제어되고, 각 장치(10)는 일부 예에서 서로 같은 위상으로, 다른 예에서는 다른 위상으로 그리고 가끔 각각 독립적으로, 예를 들어, 유아가 적응하는 것을 방지하기 위한 전략의 일부로서 유아(20)를 자극할 수 있다. 각 장치(10)는, 예를 들어 다른 장치(10)의 자극 지속시간과는 독립적으로 자극 지속시간 SDn 을 시작할 수 있다. 원격 장치 또는 "마스터(master)" 장치로 지정된 장치(10) 중 어느 하나는 다수의 장치들(10)의 이러한 자극 프로그램을 제어할 수 있다. 각 장치(10)는 이 기술에서 알려진 것처럼, 무선으로 또는 유아(20) 위로 올려지거나 예를 들어 유아의 매트리스 아래에 위치된 케이블 장치(미도시)를 통하여 다른 장치들과 통신할 수 있고, 그 결과 유아(20)가 그에 의하여 걸려서 꼼짝 못하게 되는 위험이 감소된다.
게다가, 회로(40)는, 회로(40)의 로직이 자극 지속시간 SD 동안 인클로저(30)의 가장 큰 공명이 생길 수 있는 질량체(111)의 진동 주파수를 결정할 수 있도록 가속도계(210)를 포함할 수도 있다. 회로(40)는 적외선 모션 센서(미도시)와 같이 유아(20)의 움직임을 검출하기 위한 모션 감지 장치에 전기적으로 연결될 수도 있다. 이러한 움직임은, 예를 들어 회로(40)는 유아(20)가 잠으로부터 깨어나는 것을 나타낼 수도 있는데, 이 경우 회로(40)는 각 자극원(90)의 자극 세기를 낮추거나 비활성화할 수 있다. 대안적으로, 모션 감지 장치는 호흡수 검출기, 심박수 검출기, 또는 이들의 조합 등일 수 있다. 이러한 호흡수 검출기, 심박수 검출기는, 가속도계 또는 모션 센서, 온도 센서, 마이크로폰, 또는 이들의 조합을 포함하는, 예를 들어, 유아의 가슴에 근접한 유아 의복에 일시적으로 부착될 수 있는 센서 디스크(미도시)의 형태를 가질 수 있다.
자극 지속시간 SD 는 10초 내지 60초, 바람직하게는 유아의 명목상 수면 사이클 지속시간의 1/3 내지 2/3의 휴지 지속시간들 RD 의 평균값을 가질 수 있다. 장치(10)는, 유아의 사고방식에 대하여 단지 부수적으로만 유아의 존재가 안전한 환경 내에 수용되고, 그렇지 않으면 지능 활동 및 다양한 형태의 자극을 포함하는 안전한 환경 내에 수용되는 것을 암시하도록 프로그램되거나 설정될 수 있다.
본 발명의 한 가지 모드는 유아의 평균 수면 주기 지속시간의 반 이상의 가변적인 간격 주파수 ( SD + RD )로 잠자는 유아(20)에게 비침습적인 자극들이 프로그램된 차등 모드들의 방법을 수행하고, 자극은 프로그램된 i) 매스 진동 수단(110)을 이용한 0.5~14 헤르츠(Hz) 주파수의 리드미컬한 횡방향의 물리적 침구 표면 진동 모션; ii) 공기 송풍 수단(120)을 이용한 피부에 대한 공기 흐름/증발성 냉각; iii) 조명수단(130)을 이용한 0.5~9 헤르츠의 이벤트 주파수 조명; 및 iv) 소리 생성 수단(140)을 이용한 청각 및 음파의 쳐서 소리를 내는 자극의 변화에 의하여 이루어진다. 이들 자극들의 가변적 조합은, 잠자는 유아(20)에 대하여 지금까지는 고유한 중요성을 비교적 인정받지 못했던 것처럼, 정상적으로는 근사적인 물리적 에너지들만을 필요로 하지만, 일반적으로는 돌보는 사람의 온화한 만지기에 의하여 자신도 모르게 생성된다. 이러한 정상적이고 추가적인 모드의 자극은 a) 깨우지 않는 9 헤르츠 미만의 모션율로 50mm 미만의 일반적으로 랜덤 벡터의 왕복 횡방향 침구 표면 이동; b) 예를 들어, 돌보는 사람이 유아의 피부 위에 내뿜은 공기 속도 이하의 공기 속도; c) 고정적(steady) 120,000 룩스 또는 펄스형태의 220,000 룩스 이하의 조도; 및 d) 90 데시벨 이하의 음압의 범위 내에 있는 것으로서 추가로 정의된다. 게다가 장치(10)는 a) 자극들 ( RD ) 간 주기, b) 자극 파형 패턴 및 지속시간( SD ), 및 c) 가능한 유아 적응을 예상하는 수단으로서 그들의 타이밍과 강도에 관하여 모두 분명히 랜덤하게 되는 에너지 및 자극 ( SI )의 변경을 통하여 그의 프로그램된 차등 자극 모드를 변화시킬 수 있다. 결과적으로, 본 방법을 정의하는 상기한 모든 변수들 내에서, 장치(10)는 하나 이상의 프로그램된 차등 자극을 가변 속도, 진폭, 및 에너지로 잠자는 유아(20)에게 가끔씩 전달한다.
본 발명의 일 실시예에서, 매스 진동 수단(110)은 거기에 고정된 모터(112)(도 9 및 도 10)에 의하여 왕복 이동되는 질량체(111)의 형태를 취하고, 질량체(111)는 섬유 유리 또는 기타 적합한 탄성 물질들과 같은 두 개의 탄성 스탠드오프(standoff)(113)에 의해 인클로저(30)의 베이스 위로 수직하게 유지된다. 모터(112)는, 예를 들어, 초당 1/2 내지 5회 진동으로 작동할 수 있다. 두 개의 탄성 섬유 유리 스탠드오프들(113) 각각은 모터 전환시 모터(112)가 질량체(111)를 되돌리는 것을 거드는 스프링으로서 부분적으로 작용한다.
본 발명의 특정 형태가 예시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고서 다양한 변경이 분명히 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 인클로저(30)는 유아용 침대 매트리스, 또는 유아용 침대(22) 자체 내로 결합될 수 있다. 장치 및 방법은 성인 및 연장자의 생활/수면 질 향상 및 근심 감소에 적용되고, 인간 수행력 보장, 수면 연구 및 조절, 성인 수면 보조, 어린이 보호 질 보장, 및 동물 보호 분야들에 적용된다. 게다가, 매스 진동 수단(110)은 질량체(111)를 왕복운동시키기 위한 임의의 적합하고, 비교적 조용한 기계적 수단일 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의하여 별도로 한정되는 경우를 제외하고 한정되어야 하는 것은 아니다.
본원에서 제시된 교시들은 반드시 본원에서 설명된 시스템에 적용되는 것은 아니며 다른 시스템에 적용될 수 있다. 위에서 설명된 다양한 실시예들의 요소들 및 작용들은 추가적인 실시예들을 제공하기 위하여 조합될 수 있다. 첨부한 출원서류에 목록화될 수 있는 어떤 것을 포함하는, 위의 특허들 및 출원들 그리고 다른 참증들 모두 본원에서 참조로 통합된다. 본 발명의 양태들은 발명의 추가적인 실시예들을 제공하기 위해 필요시 변경되어 위에서 설명된 다양한 참증들의 시스템, 기능 및 개념들을 채택할 수 있다.
발명에 대한 이들 및 다른 변화들은 위의 상세한 설명을 고려하여 이루어질 수 있다. 위의 설명은 본 발명의 특정 실시예들을 상세하게 하고 고려된 최적 모드를 설명하고 있지만, 명세서에서 아무리 상세하게 되더라도, 본 발명은 수많은 방식으로 실시될 수 있다. 본원에서 개시된 본 발명에 의하여 여전히 포함되는 한, 시스템의 상세한 내용은 시스템의 세세한 구현에서 상당히 변할 수 있다.
본 발명의 어떤 특징들 또는 양태들을 설명할 때 사용된 특정 용어들은, 그 용어가 관련된 본 발명의 어떤 특정 특징 및 특성, 또는 양태들에 한정되도록 본원에서 재정의된다는 것을 암시하도록 해서는 안 된다. 일반적으로, 다음 청구항에서 사용된 용어들은 위의 상세한 설명 부분이 이러한 용어들을 명쾌하게 정의하지 않으면, 명세서에 개시된 특정 실시예들에 본 발명을 한정하도록 되어서는 안된다. 그런 이유로, 본 발명의 실제 범위는 개시된 실시예들뿐만 아니라 본 발명을 실시하거나 구현하는 등가적인 방식들도 포함한다.
본 발명의 실시예들의 위의 상세한 설명은 완전해지거나 위에서 개시된 정확한 형태 또는 본 개시에서 언급된 특정 사용 분야에 본 발명을 한정하는 의도는 아니다. 본 발명의 특정 실시예들 및 예들이 예시적인 목적을 위하여 위에서 설명되지만, 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자들에 인식하게 되듯이, 본 발명의 범위 내에서 다양한 등가적인 변경은 가능하다. 또한, 본원에서 제시된 본 발명의 교시들은 반드시 위에서 설명된 시스템에 적용되는 것이 아니라 다른 시스템에 적용될 수 있다. 위에서 설명된 다양한 실시예들의 요소들 및 작용들은 추가적인 실시예들을 제공하기 위하여 조합될 수 있다.
첨부한 출원서류에 목록화될 수 있는 어떤 것을 포함하는, 위의 특허들 및 출원들 그리고 다른 참증들 모두 본원에서 참조로 통합된다. 본 발명의 양태들은 발명의 추가적인 실시예들을 제공하기 위해 필요시 변경되어 위에서 설명된 다양한 참증들의 시스템, 기능 및 개념들을 채택할 수 있다.
발명에 대한 변화들은 위의 상세한 설명을 고려하여 이루어질 수 있다. 위의 설명은 본 발명의 특정 실시예들을 상세하게 하고 고려된 최적 모드를 설명하고 있지만, 명세서에서 아무리 상세하게 되더라도, 본 발명은 수많은 방식으로 실시될 수 있다. 그러므로, 본원에서 개시된 본 발명에 의하여 여전히 포함되는 한, 구현의 상세한 내용은 상당히 변할 수 있다. 위에서 지적한 바와 같이, 본 발명의 어떤 특징들 또는 양태들을 설명할 때 사용된 특정 용어들은 그 용어가 관련된 본 발명의 어떤 특정 특징 및 특성, 또는 양태들에 한정되도록 본원에서 재정의된다는 것을 암시하도록 해서는 안된다.
일반적으로, 다음 청구항에서 사용된 용어들은 위의 상세한 설명 부분이 이러한 용어들을 명쾌하게 정의하지 않으면, 명세서에 개시된 특정 실시예들에 본 발명을 한정하도록 되어서는 안된다. 그런 이유로, 본 발명의 실제 범위는 개시된 실시예들뿐만 아니라 본 발명을 청구항 하에서 실시하거나 구현하는 등가적인 방식들도 포함한다.
본 발명의 특정 양태들이 아래에 특정 형태로 제공되지만, 발명자는 본 발명의 다양한 양태들을 임의 개수의 청구항 형태로 고려한다. 그런 이유로, 발명자는 본 발명의 다른 양태들에 대한 추가적인 청구항 형태를 추구하기 위해 출원 후 이러한 추가적인 청구항을 추가할 권리를 갖는다.

Claims (21)

  1. 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치에 있어서,
    적어도 사용자 인터페이스, 타이머, 및 간격 오프셋 생성기를 갖는 회로; 및
    상기 회로에 작동적으로 결합된 자극원을 포함하고,
    상기 타이머와 상기 간격 오프셋 생성기에 의하여 결정된 휴지 지속시간의 종료시, 상기 회로는 소정 자극 세기로 자극 지속시간 동안 상기 자극원을 일시적으로 활성화시키고, 이후 유아가 잠자는 동안 상기 유아를 주기적으로 자극하는 것을 반복하고, 각 연속적인 휴지 지속시간은 상기 간격 오프셋 생성기에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    내부에 적어도 하나의 중공부를 갖는 인클로저를 더 포함하고, 상기 회로는 적어도 부분적으로 상기 인클로저 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간격 오프셋 생성기는 랜덤 오프셋 간격 생성기이고, 각 연속적인 휴지 지속시간은 제1 프리셋 랜덤 분포 및 제1 표준편차에 따라서 실질적으로 랜덤 간격만큼 이전 휴지 지속시간으로부터 변하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 각 연속적인 자극 지속시간은 또한 제2 프리셋 랜덤 분포 및 제2 표준편차에 따라서 실질적으로 랜덤 간격만큼 이전 자극 지속시간으로부터 변하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    적어도 각 연속적인 자극 지속시간은 또한 제2 프리셋 랜덤 분포 및 제2 표준편차에 따라서 실질적으로 랜덤 간격만큼 이전 자극 지속시간으로부터 변하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 간격 오프셋 생성기는 프리셋 오프셋 간격들의 목록이고, 적어도 각 연속적인 휴지 지속시간은 상기 프리셋 오프셋 간격들의 리스트에 따라서 다음 연속 오프셋 간격만큼 이전 휴지 지속시간으로부터 변하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자극 세기는 실질적으로 랜덤한 세기이고, 이에 의해 적어도 각 연속 자극 세기는 제3 프리셋 랜덤 분포 및 제3 표준편차에 따라 실질적으로 랜덤한 레벨만큼 이전 자극 세기로부터 변하는, 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자극원은 매스 진동 수단이고, 상기 유아는 촉각 진동에 의하여 자극을 받는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 자극원은 상기 인클로저 내에 포함된 매스 진동 수단이고, 상기 유아는 촉각 진동에 의하여 자극을 받는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 자극원은 공기 송풍수단이고, 상기 유아는 바람에 의하여 자극을 받는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 자극원은 조명수단이고, 상기 유아는 가시광에 의하여 자극을 받는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 자극원은 소리 생성수단이고, 상기 유아는 소리에 의하여 자극을 받는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회로는 상기 자극원이 활성화될 때 상기 유아의 반응을 기록하기 위한 오디오 또는 오디오/비디오 기록수단, 및 상기 오디오/비디오 기록들에 전기적으로 접근하기 위하여 상기 회로에 전기적으로 상호 연결되는 데이터 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 회로는 가속도계를 더 포함하고, 상기 회로는 상기 장치의 가장 큰 공명에 이르는 상기 질량체의 진동 주파수를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 회로는 유아 호흡수를 측정하기에 적합한 가속도계를 더 포함하고, 상기 회로는 상기 간격 오프셋 생성기를 조절하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 회로는 상기 유아의 심박수를 측정하기에 적합한 심박수 센서를 더 포함하고, 그에 따라 상기 회로는 상기 간격 오프셋 생성기를 조절하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 자극하기 위한 장치.
  17. 잠자는 유아를 주기적으로 자극하기 위한 방법에 있어서,
    a) 사용자 인터페이스, 타이머, 및 간격 오프셋 생성기를 포함하는 회로, 및 상기 회로에 작동적으로 결합된 자극원을 제공하는 단계;
    b) 상기 회로가 잠자는 유아 가까이에서 지원되어야 함을 지시하는 단계;
    c) 상기 타이머 및 상기 간격 오프셋 생성기로 다음 휴지 지속시간을 결정하는 단계;
    d) 상기 휴지 지속시간의 종료시, 상기 자극원을 자극 지속시간 동안 활성화시키는 단계; 및
    e) 상기 유아가 깰 때까지 단계 c)부터 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 주기적으로 자극하기 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    단계 d)는 상기 휴지 지속시간의 종료시, 의사난수 자극 지속시간 동안 상기 자극원을 활성화시키는 단계인 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 주기적으로 자극하기 위한 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    단계 d)는 상기 휴지 지속시간의 종료시, 의사난수 자극 세기로 의사난수 자극 지속시간 동안 상기 자극원을 활성화시키는 단계인 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 주기적으로 자극하기 위한 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 휴지 지속시간의 평균 및 표준편차는 상기 유아의 관찰된 무호흡 악화에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 주기적으로 자극하기 위한 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 휴지 지속시간의 평균 및 표준편차는 상기 유아의 관찰된 수면 사이클 지속시간에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 잠자는 유아를 주기적으로 자극하기 위한 방법.
KR1020127017283A 2009-12-07 2010-12-07 유아 수면 관리 및 유아 적응 회피 방법 및 장치 KR20120101103A (ko)

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