KR20120139479A - 위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 방법 - Google Patents

위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위절제 환자의 수술후 덤핑증후군 발생 방지를 위하여, 목넘김 신호검출단계 ; 증폭, 노이즈 제거, 변환을 통한 신호처리단계 ; 목넘김 실효치에 도달하는 때의 피크신호를 내보내는 신호송신단계 ; 상기 피크신호를 수신하여 목넘김 간격의 주기값을 계산하고, 기준설정값과의 차이값을 계산하여 피드백 코드를 결정하는 데이터 제어단계; 및 바이오 피드백 수단이 구비되어 출력되는 피드백 출력단계를 포함하여 이루어지되, 상기 기준설정값과 비교하여 상기 주기값이 더 작은 경우 네거티브 피드백을 출력하도록 하여 식사속도를 늦추도록 유도하는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 방법 및 장치{biofeedback method and device for training swalloing interval of gastrectomy patient}
본 발명은 위절제 환자의 수술후 덤핑증후군 발생 방지를 위하여, 근전도 센서 또는 압전 센서 등을 이용하여 목넘김 신호를 검출하고, 목넘김 간격을 기존설정값과 비교하여 적절한 시각, 청각, 촉각적 바이오피드백을 제공하여 줌으로써 식사속도를 사용자가 직접 조절할 수 있도록 유도하는 것을 특징으로 하는 위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 방법 및 장치에 관한 것이다.
정상적인 위는 섭취한 음식물을 일시적으로 저장하고 위액을 분비하여 고형의 음식물을 분쇄 및 혼합한다. 이러한 과정을 거쳐 섭취한 음식물을 흡수에 적당한 등삼투압위미즙(iso-osmotic gastric chyme) 유동성 음식물로 만들어 소장으로 이동시키면 소장은 이를 소화 흡수한다. 이동 과정에서 유문괄약근(pyloric sphincter)은 십이지장으로 이동해 넘어가는 음식물의 이동속도를 조절한다.
위절제를 시행하게 되면 이러한 과정에 장애가 생겨 유동식의 통과 속도가 빨라져 급격히 많은 양의 음식물이 소장으로 유입된다. 또한 고형의 음식물이 충분히 분쇄되지 못한 채 소장으로 배출되게 된다. 이러한 위절제 또는 유문괄약근 소실의 결과로 식후에 나타나는 복잡한 증상(식후 구역, 구토, 상복부팽만감, 트림, 복부령련통, 설사 등의 위장관 증상 및 빈맥, 두근거림, 발한, 현기증, 홍조, 저혈당, 비타민 B12 결핍, 심혈관 증상 등)들을 덤핑증후군(Dumping syndrome)이라 한다.
위절제술은 위암 및 위궤양 등의 치료로 사용되고 있는데, 위절제술을 시행하게 되면 하부절제부위는 십이지장 제1부로 필연적으로 유문괄약근 기능의 소실을 가져 오게 되어 덤핑증후군이 발생할 수 있다.
이러한 덤핑증후군 예방을 위해서는 위의 기능(음식물의 저장 및 소장으로의 이동속도를 조절)을 잘 발휘할 수 있도록 환자가 적절한 속도로 씹고 삼키는 것을 조절하도록 식이교육이 필요하다. 식이교육은 천천히 삼키도록 하는 것과 당분이 많은 음식 및 유동식의 섭취제한이다. 식이교육 중 음식물의 천천히 삼킴(swallowing)은 매우 중요한데 많은 환자들이 이전의 식사습관으로 음식물을 빨리 섭취하게 되고 수술 후 적응하는데 어려움을 경험한다.
일본 공개특허공보 2007-48180호에서는 심박수를 측정하여 데이터심박수 변동을 감시, 분석함으로써 식사섭취의 속도 등에 문제가 있는 경우 알리는 방법 등에 대해 개시되어 있다. 그러나 심박수의 변화로 식사 속도를 제어하는 것은 컨디션이나 상황에 따라 가변적일 수 있고, 식도를 통해 위 및 십이지장으로 넘어가는 음식물의 시간 간격을 정확히 측정할 수 없다는 한계가 있다. 아울러, 환자의 소화능력 상태변화에 따라 목넘김의 속도를 재설정할 수 없다는 단점이 있다.
한편, 목삼킴을 측정하는 기술은 공지된 마이크로폰, 근전도 센서 또는 압전센서를 이용하여 주로 음식물 삼킴 장애, 구강 기능 평가, 말더듬 치료, 기침 치료 등의 목적으로 행해지고 있지만, 위절제 환자의 식이조절을 위한 용도로 사용된 예는 찾아보기 힘들다.
본 발명에서는, 위절제 환자의 수술후 적절한 식사속도 조절을 유도하기 위하여 바이오피드백을 제공하는 방법 및 장치를 개시하고자 한다. 특히, 목넘김을 검출하고, 적정 기준설정값과 비교하여 식사속도가 빠른 경우, 바이오피드백 수단을 통해 식사속도를 스스로 조절하도록 유도하는 것을 발명의 목적으로 한다. 아울러, 환자의 소화능력 상태에 따라 적정 목넘김 간격 시간 또는 목넘김 실효치를 재설정할 수 있는 방법을 제공하고자 하며, 장치적인 면에서 기존의 스마트폰 등 공지의 모바일 단말기를 활용할 수 있는 기술을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 목넘김 신호를 감지하는 신호검출단계; 상기 목넘김 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하며, 변환수단에 의해 디지털 신호로 변환하는 신호처리단계; 상기 디지털 신호가 목넘김 실효치에 도달하는 때의 피크신호를 송신하는 신호송신단계; 상기 피크신호를 수신하여 목넘김 간격의 주기값(ΔT)을 계산하고, 상기 주기값과 정상적인 목넘김 속도로서 기입력된 기준설정값(M0)과의 차이값을 비교하며, 상기 차이값에 따라 피드백 코드를 결정하는 데이터 제어단계 ; 및 바이오피드백 수단이 구비되어, 상기 데이터 제어부에서 결정된 상기 피드백 코드에 따라 출력되는 피드백 출력단계를 포함하여 이루어지되,
상기 데이터 제어 단계에서 상기 기준설정값(M0)과 비교하여 상기 주기값(ΔT)이 더 작은 경우에는 시각, 청각 또는 촉각에서 선택되는 어느 하나 이상의 바이오피드백을 출력하도록 함으로써, 식사 속도를 보다 늦추도록 유도하는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법을 제공하고자 한다.
바람직하게는, 상기 신호검출단계는 공지된 근전도 센서 또는 압전 센서에서 선택되는 어느 하나에 의해 검출될 수 있다.
한편, 상기 데이터 제어 단계는 상기 주기값(ΔT)이 상기 기준설정값(Mo) 보다 큰 경우에는 시각, 청각 또는 시각 및 청각에서 선택되는 어느 하나의 파지티브 피드백을 출력하도록 함으로써, 식사 속도를 유지하도록 유도하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 데이터 제어단계는 사용자의 건강상태에 따라 상기 기준설정값(Mo)을 보정할 수 있도록 하는 기준값 재설정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 함으로써, 환자의 증상 변화에 따라 능동적으로 식사 속도를 조절해 나갈 수 있다.
아울러, 개인마다 목넘김 신호의 강도가 다른 점을 감안하여, 상기 신호송신단계에 앞서, 상기 목넘김 실효치를 사용자에 맞게 최적화하기 위한 실효치 최적화단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 데이터 제어단계는 상기 주기값으로부터 목넘김 간격변화값(ΔV)을 계산하는 것을 더 포함하여, 상기 목넘김 간격변화값(ΔV)이 마이너스인 경우, 시각적 피드백 수단의 점멸 속도 증가 또는 청각적 피드백 수단의 경고음 발생 빈도 증가에서 선택되는 어느 하나가 변화하는 네거티브 피드백 출력을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 시각적 피드백 수단은 LED 발광소자 또는 디스플레이 장치일 수 있다.
상기 방법 이외에도, 목넘김 신호를 감지하는 신호검출부; 상기 목넘김 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호필터부; 상기 신호필터부로부터 송신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부; 상기 디지털 신호로부터 목넘김 실효치에 도달하는 때의 피크신호를 송신하는 신호송신부; 상기 피크신호를 수신하는 신호수신부, 정상적인 목넘김 속도로서 기입력된 기준설정값(M0)과의 차이값을 계산하며 피드백 코드를 결정하는 연산부 및 메모리를 구비하는 데이터 제어부; 및 상기 피드백코드에 따라 바이오피드백을 제공하는 피드백 출력부를 포함하여 이루어지되, 상기 신호검출부는 목에 착탈하여 사용하는 목밴드, 상기 목밴드의 양단을 체결하기 위한 밴드연결구, 근전도 센서 또는 압전 센서에서 선택되는 어느 하나에 의해 목넘김 신호를 검출하는 검출센서를 구비하며, 상기 바이오피드백은 시각, 청각 또는 촉각에서 선택되는 하나 이상의 피드백인 것을 특징으로 하는 위절제 환자용 식이교육 바이오피드백 장치를 제공한다.
이러한 구조의 다른 구체적 실시예로서, 바이오피드백 장치의 상기 데이터 제어부와 상기 피드백 출력부는 일체로 구비되되, 상기 신호검출부, 신호필터부, 신호변환부 및 신호송신부와 별도로 이격되어 있으며, 상기 데이터 제어부 및 상기 피드백 출력부가 수납되는 하우징; 상기 하우징의 외면에 구비되어 상기 기준설정값을 보정할 수 있는 기준값 재설정부; 및 상기 하우징에 연결되어 손목에 착탈이 용이하도록 스트랩을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 또 다른 실시예로서, 상기 데이터 제어부와 상기 피드백 출력부는 기존의 스마트폰 등 모바일 기기의 하드웨어 및 상기 모바일 기기의 어플리케이션을 활용하는 것을 특징으로 함으로써 무게의 감량, 기존 장치의 활용 도모 및 소프트웨어 업데이트의 편의성을 제고하고자 한다.
본 발명에 의하면, 위절제 수술 환자들이 목 부위에 목넘김 신호를 검출할 수 있는 간단한 장치를 착용 하고 식사속도를 쉽게 자가 체크할 수 있어서, 덤핑증후군과 같은 부작용을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 특히, 경고음과 같은 청각적 피드백, LED 소자의 깜빡임과 같은 시각적 피드백, 진동소자의 촉각적 피드백 등을 이용하여 식사시 방해받지 않으면서도 적정 식사속도를 인지할 수 있도록 유도하며, 목넘김 간격의 기준설정값을 환자의 건강상태의 변화에 따라 재설정함으로써 식사속도를 점진적으로 변화시켜나갈 수 있는 장점이 있다. 또한, 데이터 제어부에서 목넘김 시간 간격 데이터를 누적함으로써 향후 삼킴 속도와 덤핑증후군 발생간의 연관관계를 파악할 수 있는 자료로 활용할 수 있다.
한편, 신호검출부와 이격된 손목타입의 장치로서 구성할 수도 있으며, 응용 어플리케이션 설치가 용이하고 피드백 수단이 구비된 별도의 모바일 단말기와 연결하여 구성할 수도 있어 기존의 하드웨어 및 소프트웨어를 최대한 사용함으로써 경제성을 제고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식이교육 바이오피드백 방법을 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 목넘김 주기값을 개략적으로 나타낸 참고도,
도 3은 본 발명에 따른 식이교육 바이오피드백 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식이교육 바이오피드백 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식이교육 바이오피드백 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오피드백 수단의 사용상태를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오피드백 수단에서 목넘김 간격의 기준설정값의 변경을 나타내는 사용상태도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 구조 및 작용에 대하여 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식이교육 바이오피드백 방법을 나타낸 순서도, 도 2는 본 발명에 따른 목넘김 주기값의 개념을 개략적으로 나타낸 참고도, 도 3은 본 발명에 따른 식이교육 바이오피드백 장치의 구성을 나타내는 블록도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식이교육 바이오피드백 장치의 구성을 나타내는 도면, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식이교육 바이오피드백 장치의 구성을 나타내는 도면, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시각적 피드백 수단의 사용상태를 나타내는 도면, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이오피드백 수단에서 목넘김 간격의 기준설정값의 변경을 나타내는 사용상태도이다. 이하 각 부분을 설명한다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식이교육 바이오피드백 방법은, 목넘김 신호를 감지하는 신호검출단계(S100); 상기 목넘김 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하며, 변환수단에 의해 디지털 신호로 변환하는 신호처리단계(S200); 상기 디지털 신호가 목넘김 실효치에 도달하는 때의 피크신호를 송신하는 신호송신단계(S300); 상기 피크신호를 수신하여 목넘김 간격의 주기값(ΔT)을 계산하고, 상기 주기값과 정상적인 목넘김 속도로서 기입력된 기준설정값(Mo)과의 차이값을 계산하는 데이터 제어부를 구비하고 상기 차이값에 따라 피드백 코드를 결정하는 데이터 제어단계(S500); 및 시각적, 청각적, 촉각적 바이오 피드백 수단이 구비되어, 상기 데이터 제어부에서 결정된 상기 피드백 코드에 따라 출력되는 피드백 출력단계(S600)를 포함하여 이루어지되, 상기 데이터 제어 단계(S500)는 상기 기준설정값(Mo)과 비교하여 상기 주기값(ΔT)이 더 작은 경우에는 시각, 청각 또는 시각 및 청각에서 선택되는 어느 하나의 네거티브 피드백을 출력하도록 함으로써, 식사 속도를 보다 늦추도록 유도하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 이러한 식이교육 바이오피드백 방법은 위절제 또는 유문괄약근 소실 등으로 인한 덤핑증후군 방지를 위한 용도로 사용될 수 있다.
상기 신호검출단계(S100)은 목에서 음식물을 삼키는 아날로그 신호를 검출하는 단계로서, 바람직하게는 공지의 기술인 근전도 센서 또는 압전 센서, 마이크로폰 등을 이용하여 목넘김 신호를 검출할 수 있다. 근전도(EMG)는 근육의 전기신호 발생, 기록, 분석을 다루는 기법으로 근섬유막에서 발생되는 생리적 변화에 의해 형성된다. 근전도 센서의 경우, 종래의 유선방식외에도 블루투스, 와이파이 등의 무선방식, Noraxon 사의 완전무선시스템(DTS system)과 같은 독립형 센서 등도 개발되어 있다. 한편, 압전센서는 어떤 방향으로 응력(stress)를 가하면 전기분극이 일어나고 그 대응되는 단면에 분극전하가 나타나는 압전현상을 나타내는 세라믹(알루미늄과 산화규소가 주성분)으로 만들어져 있는데, 압력을 전기적 에너지로 변환하는 센서라고 할 수 있다.
목넘김 신호를 검출하기 위한 센서는 목밴드, 나비넥타이 또는 목에 점착식으로 착탈할 수 있는 부착형 중에서 선택되는 어느 하나의 형태로 구비될 수 있다. 도 4를 참조하면, 바람직하게는 근전도 센서 또는 압전 센서 등의 검출센서(101)를 목밴드(120)에 결합시키고, 상기 목밴드(120)의 양단에 목의 크기에 맞추어 체결할 수 있는 밴드연결구a(122) 및 밴드연결구b(124)에 의해 고정시킬 수 있다. 이때 밴드연결구는 바람직하게는 밸크로에 의해 구비될 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고, 착용시 식사에 지장을 주지 않고, 검출 센서 작동에 문제가 없이 목에 고정될 수 있는 것이라면 어느 것이나 사용 가능하다.
상기 신호처리단계(S200)는 상기 신호검출단계에서 검출된 미약한 아날로그 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하는 단계(S210)와 상기 아날로그 신호를 A/D 변환기를 이용하여 디지털 신호로 변환하는 단계(S220)를 포함한다. 본 발명은 식사를 하면서도, 목넘김 간격이 기준 설정값에 비해 작아질 경우, 식사 속도를 스스로 늦출 수 있도록 유도하는 것으로서, 목넘김 신호 외에도 음식물을 저작하는 중에 발생하는 노이즈가 발생되므로 목넘김을 통해 음식물이 식도를 경유하는 신호만을 선별적으로 검출하기 위한 처리과정이 필요하기 때문이다. 상기 노이즈 제거 단계(S210)는 대역저지필터, 버터워스 필터 등으로 구성할 수 있다.
상기 신호송신단계(S300)는 상기 신호처리단계(S200)로부터 처리된 디지털 신호가 목넘김 실효치에 도달했는지를 판단하는 단계(S310)와 상기 디지털 신호가 실효치에 도달한 경우의 피크신호를 수신부로 송신하는 단계(S320)를 포함하여 이루어진다. 목넘김 실효치는 변환된 디지털 신호에서 목넘김 활동을 하는 경우의 기입력된 설정값이라고 할 수 있으며, 실효치에 도달하는 경우에는 피크신호를 송신(S320)하게 된다. 상기 피크신호는 목넘김 간격을 산출하기 위해 송신하는 일종의 타이머라고 할 수 있다. 상기 목넘김 실효치에 도달하지 못하는 경우는 목넘김 활동이 없는 것으로 간주하고, 계속하여 신호검출단계(S100)로 회귀한다.
상기 데이터 제어단계(S500)는 상기 피크신호의 수신단계(S510), 상기 피크신호로부터 목넘김 간격의 주기값(ΔT)을 계산하는 단계(S520), 상기 주기값과 정상적인 목넘김 속도로서 기입력된 기준설정값(M0)과의 차이값을 비교하는 단계(S530) 및 상기 차이값에 따라 피드백 코드를 결정하는 단계(S540)를 포함하여 이루어진다.
도 2를 참조하면, 상기 피크신호의 수신단계(S510)에서는 n번째 목넘김 피크신호 수신시각(Tn)이 입력되며, 이로부터 n번째 목넘김 간격의 주기값(ΔTn)이 계산된다(S520). 이러한 연산은 마이크로프로세서 등에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 피크신호 T4 와 T3 가 수신되면, 3번째 목넘김 간격의 주기값(ΔT3)은 40밀리세컨드(ms)이다. 이어서, 상기 기준설정값(M0)이 50으로 설정된 경우에는 상기 목넘김 간격의 주기값(ΔT3)과 상기 기준설정값(M0)의 차이값은 마이너스 값(-10)이 되어 이에 따른 피드백 코드가 피드백 출력단계(S600)로 보내어진다. 피드백 코드는 상기 차이값에 따라 상기 피드백 출력단계에 내릴 명령어이다.
피드백 출력단계(S600)는 상기 데이터 제어단계(S500)에서 결정된 피드백 코드의 종류에 따라 시각, 청각 또는 촉각적 피드백 수단 등에 의해 사용자에게 식사 속도를 보다 늦추도록 유도하는 바이오피드백을 출력하는 단계이다. 도 4 또는 도 5를 참조하면, 바람직하게는, 시각적 피드백 수단으로서는 LED 발광 소자 또는 디스플레이 장치가 쓰일 수 있으며, 청각적 피드백 수단으로서는 스피커 등이 쓰일 수 있다. 촉각적 피드백 수단으로서는 공지의 피에조 진동소자 등이 쓰일 수 있다. 이들 피드백은 단일한 형태로도 출력가능하지만, 경우에 따라서는 둘 이상의 피드백 수단이 동시에 출력될 수도 있다. 예를 들어, 목넘김 간격이 작아지는 경우, LED 발광소자(612)가 레드 계열로 변하면서 점멸한다던가, 스피커(622)에서 경고음이 발생한다던가, 내장된 피에조 진동센서가 진동함으로써, 식사 속도를 조절하도록 유도할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기 데이터 제어단계(S500) 및 상기 피드백 출력단계(S600)는 스마트폰 등의 외부 모바일 단말기(800)를 이용할 수도 있다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 스마트폰 등에서 상기 신호송신단계(S320)에서 송신되는 상기 디지털 신호를 수신받아 처리할 수 있도록 응용 어플리케이션이 작동되는 경우, 외부 모바일 단말기에 내장된 스피커, 디스플레이 장치 또는 진동소자 장치 등의 피드백 출력수단을 공용할 수 있게 된다.
한편, 상기 데이터 제어 단계(S500)는 상기 목넘김 주기값(ΔT)이 상기 기준설정값(M0) 보다 큰 경우에는 시각, 청각 또는 시각 및 청각에서 선택되는 어느 하나의 파지티브 바이오피드백을 출력하도록 함으로써, 식사 속도를 유지하도록 유도하는 것을 특징으로 할 수 있다. 도 7(b)를 참조하면, 상기 목넘김 주기값이 빨라지는 경우에는 보다 천천히 삼킬 수 있도록 유도하는 시각적 피드백 수단(616, 618) 및/또는 청각적 피드백 수단(622)이 제공될 수 있다. 또한, 상기 목넘김 주기값이 상기 기준설정값보다 큰 경우에는 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 긍정적인 상태를 알리는 색상 또는 텍스트등으로 구성된 파지티브 바이오 피드백 수단 등이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 데이터 제어단계(S500)는 사용자의 건강상태에 따라 상기 기준설정값(Mo)을 보정할 수 있도록 하는 기준값 재설정단계(S400)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이는 목삼킴 간격과 덤핑증후군과의 연관관계에 따른 실험자료가 변경되거나, 사용자의 소화능력 및 건강상태의 변화에 따라 적정 기준설정값을 입력하도록 하여 식사속도를 능동적으로 조절해나가기 위한 것이다. 도 4를 참조하면 상기 기준값 재설정단계(S400)는 버튼(410,420) 등의 조작에 의해 값을 상하 조정할 수도 있고, 또는 도 7 또는 도 8에 나타난 바와 같이 상기 모바일 단말기(800)의 디스플레이(614)에서 사용자 인터페이스(User Interface)에서 구현된 인터랙티브 시각 요소들(422, 424, 426)을 조작함으로써 상기 기준설정값을 보정할 수도 있다.
한편, 상기 목넘김 실효치는 사용자마다 차이가 있을 수 있으므로, 실효치 최적화단계(S330)를 더 포함할 수 있다. 상기 실효치 최적화 단계(S330)는 수차례의 목넘김 신호를 검출하고, 이에 대한 평균값을 산정하여 상기 실효치 도달 판단단계(S310)의 상기 실효치 값을 업데이트 할 수 있도록 함으로써, 사용자에 따른 목넘김 신호 검출의 오작동 차단 및 식사습관에 따른 노이즈 제거를 도모할 수 있다.
더 나아가, 상기 데이터 제어단계(S500)에서는 목넘김 간격변화값(ΔV)을 계산하는 것을 더 포함할 수 있다. 목넘김 간격변화값(ΔV)은 ΔTn+1 - ΔTn에 해당하는 값으로, 목넘김 간격변화값(ΔV)이 마이너스인 경우, 시각적 피드백 수단(610)의 점멸 속도 증가, 알림 메시지 제공 및/또는 청각적 피드백 수단(620)의 경고음 발생 빈도 증가, 경고음 볼륨 증가 등의 네거티브 피드백 출력 등을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조한 본 발명은, 목넘김 신호를 감지하는 신호검출부(100); 상기 목넘김 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호필터부(210); 상기 신호필터부(210)로부터 송신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부(220); 상기 디지털 신호로부터 목넘김 실효치에 도달하는 때의 피크신호를 송신하는 신호송신부(230); 상기 피크신호를 수신하는 신호수신부(510), 정상적인 목넘김 속도로서 기입력된 기준설정값(M0)과의 차이값을 계산하며 피드백 코드를 결정하는 연산부(520) 및 메모리(530)를 구비하는 데이터 제어부(500) ; 및 상기 피드백코드에 따라 바이오피드백을 제공하는 피드백 출력부(600)를 포함하여 이루어지되, 상기 신호검출부(100)는 목에 착탈하여 사용하는 목밴드(120), 상기 목밴드(120)의 양단을 체결하기 위한 밴드연결구(122,124), 근전도 센서 또는 압전 센서에서 선택되는 어느 하나에 의해 목넘김 신호를 검출하는 검출센서(101)를 구비하며, 상기 피드백 출력부(600)은 시각(610), 청각(620) 또는 촉각(630)에서 선택되는 하나 이상의 피드백인 것을 특징으로 하는 위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 장치를 제공한다.
상기 위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 장치의 구성 및 작용은 상기 식이교육 바이오피드백 방법에서 대부분 설명되었으므로 중복된 내용은 배제하고, 추가된 사항에 대해 하기 한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 4를 참조하면, 상기 신호검출부(100)로부터 나머지 구성요소(200, 500, 600)는 별도로 이격되어 있을 수 있다. 이는 목부위에 장착된 장치의 중량을 감량하기 위한 것으로서, 수납을 위한 하우징(710), 상기 하우징(710)의 외면에 구비되어 상기 기준설정값을 보정할 수 있는 기준설정값 재설정부(420) 버튼 또는 상기 실효치를 최적화하기 위한 실효치 최적화 버튼(410) 및 상기 하우징(710)에 연결되어 손목에 착탈이 용이하도록 스트랩(720)을 구비한 손목시계 타입으로 이격되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 신호검출부(100)는 코드(140)에 의해 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 5를 참조하면, 상기 데이터 제어부(500) 및 상기 바이오피드백 출력부(600)는 일체로 구비되되, 별도의 모바일 단말기(800)의 하드웨어 및 상기 모바일 단말기(800)의 어플리케이션을 활용하는 것을 특징으로 하는 위절제 환자를 위한 식이교육 바이오피드백 장치일 수 있다.
상기 모바일 단말기는 공지된 스마트폰과 같이 어플리케이션의 추가가 용이하고, 스피커나 디스플레이 장치, 진동소자와 같은 피드백 출력수단이 구비된 것이라면 특별히 한정되지는 않는다. 상기 신호검출부(100)와 상기 모바일 단말기(800)사이는 코드(240)로 연결되되, 상기 신호필터부(210), 신호변환부(220) 및 신호송신부(230)가 상기 신호검출부(100) 및 상기 모바일 단말기(800) 사이에 일체로 구비되어 있다. 나아가, 상기 신호송신부(230)와 상기 모바일 단말기(800) 사이에 근거리 무선통신이 가능한 통신모듈(블루투스 등)이 구비된다면 상기 신호송신부(230)과 상기 모바일 단말기(800)는 무선으로 연결될 수도 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 모바일 단말기(800)에 본 발명의 일실시예에 따른 응용 어플리케이션이 구동되는 하나의 화면을 나타내고 있다. 디스플레이부(614)에서는 현재 목넘김 간격 주기값이 실시간으로 출력되고, 권장되는 기준설정값, 시간에 따른 목넘김 간격 추이 그래프(618)가 시각적으로 출력되고 있다. 아울러, 목넘김 간격이 빨라지는 경우, 도 7(b)와 같이 스피커(622)에서 경고음을 발생하게 하거나, 경고알람(616)을 보낼 수도 있으며, 도면에는 도시되지 않았으나, 진동소자로 진동알람을 보낼 수도 있다. 또한, 상기 기준설정값(M0) 수정하기 위한 버튼(422)이 터치 기반 인터페이스 요소로 추가될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
S100 : 신호검출단계 S200 : 신호처리단계
S300 : 신호송신단계 S400 : 기준값 재설정 단계
S500 : 데이터 제어단계 S600 : 피드백 출력단계
100 : 신호검출부
101 : 검출 센서 120 : 목밴드
200 : 신호처리부
210 : 신호필터부 220 : 신호변환부 230 : 신호송신부
500 : 데이터 제어부
510 : 신호수신부 520 : 연산부 530 : 메모리
600 : 바이오피드백 출력부
610 : 시각적피드백 수단 612 : LED 소자 614 : 디스플레이 장치
620 : 청각적피드백 수단 622 : 스피커
630 : 촉각적피드백 수단
700 : 하우징
710 : 하우징 본체 720 : 스트랩
800 : 모바일 단말기

Claims (10)

  1. 목넘김 신호를 감지하는 신호검출단계;
    상기 목넘김 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하며, 변환수단에 의해 디지털 신호로 변환하는 신호처리단계;
    상기 디지털 신호가 목넘김 실효치에 도달하는 때의 피크신호를 송신하는 신호송신단계;
    상기 피크신호를 수신하여 목넘김 간격의 주기값(ΔT)을 계산하고, 상기 주기값과 정상적인 목넘김 속도로서 기입력된 기준설정값(M0)과의 차이값을 비교하며, 상기 차이값에 따라 피드백 코드를 결정하는 데이터 제어단계; 및
    바이오피드백 수단이 구비되어, 상기 데이터 제어부에서 결정된 상기 피드백 코드에 따라 출력되는 피드백 출력단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 데이터 제어 단계에서 상기 기준설정값(M0)과 비교하여 상기 주기값(ΔT)이 더 작은 경우에는 시각, 청각 또는 촉각에서 선택되는 어느 하나 이상의 바이오피드백을 출력하도록 함으로써, 식사 속도를 보다 늦추도록 유도하는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식이교육 바이오피드백 방법은 위절제환자의 덤핑증후군 방지를 위한 식사조절 용도인 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호검출단계는 근전도 센서 또는 압전 센서에서 선택되는 어느 하나에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 제어 단계는 상기 주기값(ΔT)이 상기 기준설정값(M0) 보다 큰 경우에는 시각, 청각 또는 촉각에서 선택되는 어느 하나 이상의 파지티브 피드백을 출력하도록 함으로써, 식사 속도를 유지하도록 유도하는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 제어단계는 사용자의 건강상태에 따라 상기 기준설정값(M0)을 보정할 수 있도록 하는 기준값 재설정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 신호송신단계에 앞서, 상기 목넘김 실효치를 사용자에 맞게 최적화하기 위한 실효치 최적화단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 제어단계는 상기 주기값으로부터 목넘김 간격변화값(ΔV)을 계산하는 것을 더 포함하며, 상기 목넘김 간격변화값(ΔV)이 마이너스인 경우, 시각적 피드백 수단의 점멸 속도 증가 또는 청각적 피드백 수단의 경고음 발생 빈도 증가에서 선택되는 어느 하나가 변화하는 네거티브 바이오피드백 출력을 제공하는 것을 특징으로 하는 식이교육 바이오피드백 방법.
  8. 목넘김 신호를 감지하는 신호검출부;
    상기 목넘김 신호를 증폭하고 노이즈를 제거하는 신호필터부;
    상기 신호필터부로부터 송신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부;
    상기 디지털 신호로부터 목넘김 실효치에 도달하는 때의 피크신호를 송신하는 신호송신부;
    상기 피크신호를 수신하는 신호수신부, 정상적인 목넘김 속도로서 기입력된 기준설정값(M0)과의 차이값을 계산하며 피드백 코드를 결정하는 연산부 및 메모리를 구비하는 데이터 제어부; 및
    상기 피드백코드에 따라 바이오피드백을 제공하는 피드백 출력부를 포함하여 이루어지되,
    상기 신호검출부는 근전도 센서 또는 압전 센서에서 선택되는 어느 하나에 의해 목넘김 신호를 검출하는 검출센서, 상기 검출센서에 결합되며 목에 착탈하여 사용하는 목밴드 및 상기 목밴드의 말단에 형성된 밴드연결구를 구비하며,
    상기 바이오피드백은 시각, 청각 또는 촉각에서 선택되는 하나 이상의 피드백인 것을 특징으로 하는 위절제 환자용 식이교육 바이오피드백 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 신호검출부는 별도로 외부로 이격되어 있으며,
    상기 신호검출부를 제외한 상기 식이교육 바이오피드백 장치가 수납되는 하우징; 상기 하우징의 외면에 구비되어 상기 기준설정값을 보정할 수 있는 기준값 재설정부; 및 상기 하우징에 연결되어 손목에 착탈이 용이하도록 스트랩을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위절제 환자용 식이교육 바이오피드백 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 제어부와 상기 피드백 출력부는 일체로 구비되고, 상기 신호검출부, 신호필터부, 신호변환부 및 신호송신부와 별도로 이격되어 있으며,
    상기 데이터 제어부와 상기 피드백 출력부는 별도의 모바일 단말기의 하드웨어 및 상기 모바일 단말기의 어플리케이션을 활용하는 것을 특징으로 하는 위절제 환자용 식이교육 바이오피드백 장치.
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