KR20180024537A - 코골이 및 수면 무호흡 치료장치 - Google Patents

코골이 및 수면 무호흡 치료장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 관한 것으로서, 구체적으로 윗니 수용부 또는 아랫니 수용부에 연결된 고정수단을 전후진 구동시킴으로써 상악 또는 하악을 이동시켜 환자의 기도를 확보해 코골이 및 수면 무호흡을 치료할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 환자의 안면에 착용되는 마스크본체부; 상기 마스크본체부에 내설되는 액츄에이터부; 상기 액츄에이터부로부터 환자의 구강 내부로 연장되어 형성되는 스핀들; 및 상기 스핀들과 연결되고, 상기 액츄에이터의 구동력을 제공받아 환자의 상악 또는 하악을 전/후진 이동시키는 작용부; 를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 제공한다.

Description

코골이 및 수면 무호흡 치료장치{APPARATUS FOR PREVENTING OF SNORING AND SLEEP APNEA}
본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 관한 것으로서, 구체적으로 윗니 수용부 또는 아랫니 수용부 측에 연결된 고정수단을 전후진 구동시킴으로써, 상악 또는 하악을 이동시켜 환자의 기도를 확보해 코골이 및 수면 무호흡을 치료할 수 있는 장치에 관한 것이다.
코골이(Snoring)는 수면중 근육들이 늘어남으로써 좁아진 구강내로 공기가 통과할 때 연구개(입 천정에서 비교적 연한 뒤쪽 부분), 목젖 및 주위 점막등을 진동시켜 소리가 발생하는 증상을 의미하며, 수면 무호흡(Sleep Apnea)은 수면중 기도 주변의 조직들이 늘어나 기도를 폐쇄시킴으로써 호흡의 정지가 일어나는 증상으로써, 수면중 10초 이상의 무호흡 상태가 시간당 5번 이상 발현되거나, 7시간 기준으로 30번 이상 발현되는 수면 장애 증상을 의미한다. 코골이와 수면 무호흡 현상은 비정상적인 턱관절(Temporomandibular Joint)의 위치에 의해 유발될 수 있는데, 인체가 노화되거나 아랫 치아가 닳게 되었을 때 턱관절이 상대적으로 상부쪽으로 이동되면서 얼굴뼈와 턱뼈 사이에 위치한 턱관절 디스크가 전방으로 빠져나오게 되어 불안정한 구조가 형성됨으로써 발생한다.
수면 무호흡 증상은 코골이 환자들에게서 어렵지 않게 발견할 수 있는바 일반적으로 성인 기도의 직경은 평균 13 mm 정도로 알려져 있으며, 대략 9 mm 이하의 기도 직경을 유지하는 경우에는 산소 공급이 부족하게 되고 정상적 호흡을 할 수 없는 상태에 이를 수 있다. 이와 같이 산소 공급 부족 현상을 발생시키는 경우는 수면 중에 자주 발생되며 코를 골게 되는 현상으로 이어질 수 있다.
수면 무호흡은 집중력 저하, 동맥혈 내 산호 포화도 감소로 인한 고혈압, 부정맥, 뇌졸중, 심근경색 등을 유발할 수 있으며, 심한 경우에는 수면 중 심장마비, 돌연사 등을 유발할 수 있어, 코골이 및 수면 무호흡 증상을 예방하고 치료하기 위한 방법, 연구 및 관련 기술 개발이 필요한 실정이다.
종래의 코골이 및 수면 무호흡 치료방법은 크게 내과적 치료, 외과적 치료, 양압 공급장치의 사용에 의한 치료, 구강장치의 사용에 의한 치료 등이 제안되어 왔으며, 그 중에 부작용 및 후유증이 적은 구강 내 착용 가능한 치료장치(이하 "구강장치"라 명명함)가 가장 많이 이용되고 있다.
구강장치의 사용은 코골이 및 수면무호흡의 원인이 턱관절의 비정상적인 위치에 있다는 점에 착안하여, 이를 정상화시키고자 하는 방식이 주로 사용된다. 구체적으로 코골이 및 수면무호흡을 방지하는 구강장치는 하악을 전방으로 이동시켜 기도를 확보하여 코골이 및 수면 무호흡을 방지하는 장치와, 연구개 및 목젖을 상측으로 압박하여 기도를 확보해 코골이 및 수면 무호흡을 방지하는 장치로 분류된다.
그러나 하악을 전방으로 이동시키는 장치는 장치를 수동으로 조절하여 수면중에 계속 착용해야 하는바, 환자가 불편함과 답답함을 느끼는 경우가 많았으며, 연구개 및 목젖을 상측으로 압박하는 장치는 착용감이 매우 떨어져 환자에 따라 거부반응을 일으키는 경우가 많다는 문제점이 있다. 또한, 두 장치 모두 환자의 상태가 악화되거나 호전되는 경우 그에 맞는 새로운 장치를 제작해야 하는바, 시간 및 비용이 추가적으로 소모되는 문제점까지 있다.
따라서 본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 장치를 작동하여 하악을 전방으로 이동시키고 코골이 및 수면 무호흡이 발생하지 않는 경우에는 장치를 작동되지 않도록 하거나, 하악을 원상태로 복귀시켜 환자가 불편함과 답답함을 느끼지 않도록 하는 장치를 제언하고자 한다. 또한, 상대적으로 상악을 하악보다 후방으로 이동시키는 구동을 통해 기도를 확보함으로써 환자가 편하게 장시간 착용할 수 있음과 동시에 환자의 상태가 변하더라도 새로운 장치를 제작할 필요가 없는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 제안하고자 한다.
한편, 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0029183호와 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0123808호에는 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구가 개시되어 있는데, 이와 같은 종래의 기술은 윗니 또는 아랫니 수용부의 외측에 윗니 또는 아랫니 수용부의 전/후진 구동을 위한 구강장치가 상당한 공간을 차지하여 구비된다. 종래 기술에는 구강장치가 인체의 구강 내부에 삽입됨에 따라 환자로 하여금 어금니 부근이 압박되어 장기간 착용시 환자에게 불편함과 답답함을 느끼게 하는 문제가 있었다. 따라서 수면 중에 구강장치를 장시간 착용하여야 하는 환자에게 불편함을 덜어주기 위한 방안이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0029183호(2013.03.22) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0123808호(2015.09.01)
본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 장치가 동작하여 하악을 전방으로 이동시키거나 기도를 확보함으로써 환자가 편하게 장시간 착용할 수 있는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 장치를 제작할 필요가 없는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 수면 중에 구강장치를 장시간 착용하여야 하는 환자에게 그 불편함을 덜어주기 위한 새로운 디자인의 구강장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 안면에 착용되는 마스크본체부; 상기 마스크본체부에 내설되는 액츄에이터부; 상기 액츄에이터부로부터 환자의 구강 내부로 연장되어 형성되는 스핀들; 및 상기 스핀들과 연결되고, 상기 액츄에이터의 구동력을 제공받아 환자의 상악 또는 하악을 전/후진 이동시키는 작용부;를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마스크본체부에 내설되고, 원격 제어 명령을 수신하는 안테나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 액츄에이터부는 상기 스핀들을 회전구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 액츄에이터부는 상기 스핀들의 회전축을 공유하는 웜휠; 모터의 회전력에 의해 회전 구동되는 웜샤프트; 및 상기 웜샤프트의 일 측에 형성되며 상기 웜휠의 기어이와 맞물림되는 나사부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 무선충전용 코일을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따르면 상기 작용부는 상기 스핀들의 회전구동에 따라 전/후진 선형 이동하는 고정쇠부; 상기 스핀들의 일 측과 타측으로부터 고정되는 프론트 프레임과 리어 프레임; 및 상기 프론트 프레임과 리어 프레임 사이에 연결되어, 상기 걸쇠부의 선형이동을 가이드하는 가이드바를 포함 할 수 있다.
여기서 상기 고정쇠부는 환자의 윗니 수용부의 구개(口蓋) 측 몰드에 고정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 마스크본체부와 작용부 사이에는 치아고정용 고정대가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따르면 상기 작용부는 상기 스핀들의 회전구동에 따라 전/후진 선형 이동하는 걸쇠부; 상기 스핀들의 일 측과 타측으로부터 고정되는 프론트 프레임과 리어 프레임; 및 상기 프론트 프레임과 리어 프레임 사이에 연결되어, 상기 걸쇠부의 선형이동을 가이드하는 가이드바를 포함할 수 있다.
여기서 상기 걸쇠부에는 환자의 윗니 수용부 또는 아랫니 수용부와 고정연결되는 "C"형 지지대가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 상태를 감지하는 센서부와, 감지된 환자의 상태에 따라 제어명령을 내리는 제어부를 더 포함할 수 있으며,
상기 센서부와 제어부를 이용하여 환자의 호흡에 의한 온도변화를 감지, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지 또는 산소포화 농도를 감지하는 방식을 이용하여 코골이 또는 수면 무호흡 치료여부를 판단할 수 있다.
본 발명에서는 마스크형 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 제공한다.
또한, 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 장치가 동작하여 하악을 전방으로 이동시키거나 기도를 확보함으로써 환자가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 편안하게 장시간 착용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 장치를 제작할 필요가 없다는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 기도를 확보하기 위한 동력장치(액츄에이터)를 마스크에 장착시켜 환자 구강내부에 착탈이 용이하도록 하는 장점이 있다.
또한, 환자의 구강 내부를 압박하는 부위가 최소화되므로 환자가 수면 시에 본 발명의 구강장치를 장시간 착용하더라도 종래에 비해 그 불편함이 상당히 해소하는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 윗니 수용부와 아랫니 수용부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 윗니 수용부의 구개 측 몰드에 고정된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 대한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 구강에 삽입되었을 때 모습을 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 구강에 삽입되었을 때 모습을 아래로부터 바라본 저면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 흉부용 밴드를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있으며, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형의 표현'으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭하는 표현이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.
또한, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)" 등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
아래의 설명에서 Z방향은 본 발명 코골이 및 수면 무호흡 치료 장치의 높이 방향과 평행한 방향을 의미하고, X방향은 스핀들의 길이방향(또는 스핀들의 회전축 방향)과 평행한 방향을 의미하며, Y방향은 웜샤프트의 길이방향(또는 웜샤프트의 회전축 방향)과 평행한 방향을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(1)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 윗니 수용부와 아랫니 수용부를 나타내는 도면이다.
코골이 및 수면 무호흡 치료장치(1)는 마스크본체부(10), 액츄에이터부(20), 스핀들(30) 및 작용부(40)를 포함할 수 있다.
또한, 동작을 위한 기타 부가적인 구성을 더 포함할 수 있음은 물론이다. 예컨대 윗니 수용부(100), 아랫니 수용부(200)와 연결될 수 있다. 도 2를 참조하면, 윗니 수용부(100)는 환자의 윗니 배열에 맞게 형성되어 윗니를 수용하며, 아랫니 수용부(200)는 환자의 아랫니 배열에 맞게 형성되어 아랫니를 수용한다. 구체적으로, 경성 또는 반경성 레진 등으로 환자의 윗니와 아랫니의 본을 떠 윗니 수용부(100)와 아랫니 수용부(200)를 환자의 치아 배열에 맞게 형성할 수 있으며, 투명 또는 유색 기타 반투명 등 다양한 색상으로 형성할 수도 있다. 한편, 레진뿐만 아니라 환자의 치아 배열에 따라 본을 뜰 수 있는 다양한 소재를 사용할 수 있음은 물론이다. 이러한 윗니 수용부(100)와 아랫니 수용부(200)는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(100)와 연동하여 코골이 및 수면 무호흡 방지 역할을 수행한다. 소정 연결수단(미도시)을 통해 윗니 수용부(100)와 아랫니 수용부(200)를 서로 연결되게 형성할 수 있으나, 연결수단을 형성하지 않고 윗니 수용부(100)와 아랫니 수용부(200)를 개별적으로 착용하게 할 수도 있다.
마스크본체부(10)는 대략 환자의 코 밑에서부터 하악까지의 안면을 덮는 부분을 포함할 수 있으며, 마스크본체부(10)의 좌측과 우측에는 사용자가 수면중일 때, 마스크본체부(10)가 안면에 안정적으로 착용되도록 끈과 같은 착용수단(미도시)이 형성될 수 있다.
마스크본체부(10) 내부에는 액츄에이터부(20)가 내설될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 액츄에이터부(20)는 마스크본체부(10)의 후방측에 형성되어 사용자의 입술이 위치하는 부분에 돌출되는 부위를 형성할 수 있으나, 도면에 도시된 것과 달리 경우에 따라서는 마스크본체부(10)의 전방측에 형성될 수도 있다.
마스크본체부(10)에 액츄에이터부(20)가 설치된 상태로, 액츄에이터부(20)로부터 환자의 구강 내부로는 소정의 길이를 가진 스핀들(30)이 연장 형성된다.
여기서의 스핀들(30)은 다시 액츄에이터부(20)가 연결된 일측과 반대되는 타측에서 작용부(40)와 연결되어 액츄에이터부(20)의 구동력을 작용부(40)에 전달한다. 스핀들(30)의 외연에는 나사산(31)이 형성될 수 있는데 스핀들(30)의 회전에 따라 나사산(31)에 맞물려 연결된 고정수단(고정쇠부, 걸쇠부)이 전/후진 선형이동할 수 있게 된다.
작용부(40)는 스핀들과 연결된 상태에서, 액츄에이터의 구동력을 제공받아 환자의 상악 또는 하악을 전/후진 이동시키게 되는데, 특히 본 발명의 명세서에서는 작용부(40)의 예시로서 제1실시예(코골이 방지 특화용 작용부)와 제2실시예(수면 무호흡 방지 특화용 작용부)를 개시한다.
상기 작용부에 대한 각 실시예에 대해서는 상세히 후술하기로 하고, 먼저 본 발명의 액츄에이터(20), 안테나(50) 및 무선충전용 코일(60)의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 핵심적 기술요소는 하악을 상악에 비해 상대적으로 전방으로 이동시키기 위한 동력장치, 즉 액츄에이터(모터를 포함)를 마스크에 장착시켜 착탈이 용이하게 구성한다는 것이다.
본 발명의 액츄에이터(20) 대하여 더욱 구체적으로 설명하면, 마스크본체부(10)에 내설되어 구동력을 제공하는 구성으로서, 모터를 포함하는 구성일 수 있으며, 기능적으로는 스핀들(30)을 회전구동시키는 역할을 한다. 구체적으로 액츄에이터는 상기 스핀들(30)과 회전축을 공유하는 웜휠(23); 모터(미도시)의 회전력에 의해 회전 구동되는 웜샤프트(21); 및 상기 웜샤프트(21)의 일 측에 형성되며 상기 웜휠(23)의 기어이와 맞물림되는 나사부(22);를 포함할 수 있다.
웜휠(23)은 스핀들(30)과 회전축을 공유하면서, 상호 고정연결되는 구성일 수 있으며, 경우에 따라서는 일체로 형성될 수도 있다. 마스크본체부(10)의 표면으로부터 웜휠(23)의 회전중심까지는 사용자가 본 발명 코골이 및 수면 무호흡 장치를 수동(manual)으로 조작할 때에 사용하는 핀이 수용될 수 있도록 개구홀(미도시)이 추가적으로 형성될 수도 있다. 사용자는 이 개구홀(미도시)에 핀을 꽂아 소정 각도 돌림으로써 모터에 의한 별도의 전기적 구동력의 제공 없이도 수동으로 상악 또는 하악을 전/후진 선형이동시킬 수 있다.
웜샤프트(21)는 일 측에 나사부(22)가 마련되어 웜휠(23)과 치합되도록 함으로써 모터에 의한 회전력을 웜휠(23)에 전달하되, 웜휠(23)의 회전축과는 그 회전축이 90도 각도를 이루도록 설치된다. 나사부(22)가 웜휠(23)과 치합되는 산과 골의 크기 및 형상은 도면에 도시된 바에 한정되지 않고 다양한 실시예에 따라 가변될 수 있다.
모터(미도시)를 비롯하여 웜샤프트(21)와 웜휠(23)은 공간효율성 측면에서 유리하도록 마스크본체부(10) 외부로 돌출됨 없이 그 내부에 실장됨이 바람직하다.
한편, 본 발명의 코골이 및 수면 무호흡 장치는 수동 또는 자동으로 구동될 수 있다. 수동으로 구동될 경우 환자가 니퍼 또는 핀과 같은 도구를 이용해 전술한 개구홀(미도시)에 꽂아 스핀들(30)을 좌측 또는 우측으로 회전시킬 수 있으며, 자동으로 구동될 경우에는 외부로부터의 원격 제어 명령을 수신하는 안테나(50) 구성을 마스크본체부(10) 내부에 배치시켜 스핀들(30)을 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전시킴으로써 작용부(40)를 선형 이동시킬 수 있다. 안테나를 이용하여 작용부(40)를 통한 상악 또는 하악의 전/후진 이동에 있어서 미세제어가 가능하며, 코골이 및 수면 무호흡 치료장치의 On/Off를 제어할 수도 있다. 이 경우, 안테나는 칩안테나 또는 LDS(Laser Direct Structure)안테나가 사용될 수 있다.
경우에 따라선 본 발명의 무선 충전용 코일(60)을 마스크본체부(10), 윗니 수용부(100) 또는 아랫니 수용부(200)에 설치하여 자동으로 구동되는 액츄에이터(20)의 구동전력을 확보할 수도 있다. 구체적으로, 무선충전용 코일(60)을 마스크본체부(10) 내부에 설치할 수 있다. 외부로 노출된다면 환자가 입안에 착용함에 있어서 불편함을 느낄 수 있기 때문이다.
다음으로 본 발명의 작용부(40)에 대해서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 명세서에서 작용부(40)는 하기 두 가지 실시예를 그 예시로서 설명할 수 있다. 하기 두 가지 실시예는 윗니 수용부 또는 아랫니 수용부 측에 고정되는 고정수단으로서, 각각 고정쇠부(44)와 걸쇠부(44')를 구비한다는 점에서 근본적인 차이가 있다.
제1실시예(코골이 방지 특화용 작용부)에 대하여 도3과 도4를 함께 참조하여 설명하고, 제2실시예(수면 무호흡 방지 특화용 작용부)에 대하여 도5 내지 도7을 참조하여 설명하기로 한다.
[제1실시예]
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 대한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 윗니 수용부의 구개 측 몰드에 고정된 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 따르면, 상기 작용부(40)는 상기 스핀들(30)의 회전구동에 따라 전/후진 선형 이동하는 고정쇠부(44); 상기 스핀들의 일 측과 타측으로부터 고정되는 프론트 프레임(41)과 리어 프레임(42); 상기 프론트 프레임(41)과 리어 프레임(42) 사이에 연결되어, 상기 걸쇠부(44)의 선형이동을 가이드하는 가이드바(43)를 포함할 수 있다.
도면을 참조하면, 고정쇠부(44)는 스핀들(30)의 외경과 접하면서 연결되어 있고, 스핀들(30)의 회전에 따라 전/후방 선형이동하도록 형성되어 있다. 여기서 고정쇠부(44)는 스핀들(30)의 나사산(31)에 대응하여 내부에 암나사가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면 본 발명의 고정쇠부(44)는 환자의 윗니 수용부의 구개(口蓋, 입천장) 측 몰드(101)에 고정될 수 있다.
스핀들(30)의 표면에는 나사산(31)이 형성되어 있어 스핀들(30)이 액츄에이터부(20)의 구동에 의해 회전운동하면, 고정쇠부(44)가 스핀들(30)의 회전에 따라 전/후진 이동하게 되며, 고정쇠부(44)에 연결된 환자의 윗니 수용부의 구개 측 몰드(101)가 전/후진 방향으로 선형이동하게 된다. 고정쇠부(44)의 전/후진 선형이동에 따라 구개 측 몰드(101)가 저주파수로서 진동하게 됨으로써 구강내로 공기가 통과할 때, 연구개(입 천정에서 비교적 연한 뒤쪽 부분), 경구개(입 천정에서 비교적 단단한 앞쪽 부분), 목젖 및 주위 점막등을 진동시켜 소리가 발생하는 증상을 완화시켜 코골이 및 수면 무호흡의 방지의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 제1실시예는 전술한 것처럼 윗니 수용부의 구개 측 몰드(101)에 고정되고 이를 진동시키는 구성이므로, 그 구성에 따른 효과는 코골이 방지 목적에 특화된 것에 해당한다.
한편, 본 발명의 작용부(40)가 윗니 수용부의 입천장에 대응하는 막형태의 몰드에 연결되기 때문에 윗니 수용부와 아랫니 수용부에 직접 연결되는 구성에 비해 구조적으로 안정성이 떨어진다. 그리고 액츄에이터의 회전력 전달에 따른 진동이 윗니와 아랫니의 마모를 불러일으킬 수 있기 때문에 마스크본체부(10)와 작용부(40) 사이에는 치아고정용 고정대(45)를 추가로 구비하여 구조적인 안정성을 보완하고 진동에 따른 마모를 방지할 수 있게 된다.
[제2실시예]
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 대한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 구강에 삽입되었을 때 모습을 나타내는 측면도이다. 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치가 구강에 삽입되었을 때 모습을 아래로부터 바라본 저면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치에 따르면, 상기 작용부(40)는 상기 스핀들(30)의 회전구동에 따라 전/후진 선형 이동하는 걸쇠부(44'); 상기 스핀들의 일 측과 타측으로부터 고정되는 프론트 프레임(41')과 리어 프레임(42'); 상기 프론트 프레임(41')과 리어 프레임(42') 사이에 연결되어, 상기 걸쇠부(44')의 선형이동을 가이드하는 가이드바(43')를 포함할 수 있다.
도면을 참조하면, 걸쇠부(44')는 스핀들(30)의 외경과 접하면서 연결되어 있고, 스핀들(30)에 회전에 따라 전/후방 선형이동하도록 형성되어 있다. 그리고 후크(hook)형상의 걸쇠가 대략 마스크본체부(10)의 후면을 바라보도록 형성되어 있다. 여기서 걸쇠부(44')는 스핀들(30)의 나사산(31)에 대응하여 내부에 암나사가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면 걸쇠부(44')에는 환자의 윗니 수용부 또는 아랫니 수용부와 고정연결되는 "C"형 지지대(46)가 설치될 수 있다. 도5 내지 도 7에 도시된 것은 환자의 윗니 수용부에 고정연결되는 "C"형 지지대(46)의 구성이다. 코골이 및 수면 무호흡 장치를 환자의 구강에 장착 전에 윗니 수용부와 고정연결시키거나, 윗니 수용부와 아랫니 수용부를 환자의 구강에 먼저 장착하고, 그 후에 "C"형 지지대(46)를 구강에 삽입하여 윗니 수용부와 단단히 고정되도록 할 수도 있다.
스핀들(30)의 표면에는 나사산(31)이 형성되어 있어 스핀들(30)이 액츄에이터부(20)의 구동에 의해 회전운동하면, 걸쇠부(44')가 스핀들(30)의 회전에 따라 전/후진 이동하게 되며, 걸쇠부(44')에 연결된 "C"형 지지대(45)가 걸쇠부(44')를 따라 이동하기 때문에 상악 또한 전/후진 방향으로 선형이동하게 된다. 도면에 도시된 실시예는 윗니 수용부에 "C"형 지지대(46)가 연결된 구성이기 때문에, 치료장치의 최초 상태(default state)로부터 걸쇠부(44')를 후진 이동시켜, 상악에 비해 하악이 상대적으로 전진하도록 함으로써 환자의 기도를 확보하고 이에 따라 코골이 및 수면 무호흡 방지의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 제2실시예는 전술한 것처럼 하악을 상악에 비해 상대적으로 전진시키도록 하는 구성이므로, 그 구성에 따른 효과는 수면 무호흡 방지 목적에 특화된 것에 해당한다.
만약, 걸쇠부(44')가 도면에 도시된 바와 달리 Z축 방향으로 반대측을 향하도록 설치되고, "C"형 지지대(46)가 아랫니 수용부와 고정연결되는 구성이면, 최초 상태로부터 걸쇠부(44')를 전진 이동시켜, 상악에 비해 하악이 상대적으로 전진하도록 함으로써 환자의 기도를 확보하고 이에 따라 코골이 및 수면 무호흡의 방지의 목적을 달성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(1)에 따르면, 센서부(70)와 제어부(80)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 특징으로서, 환자의 호흡에 의한 온도변화를 감지, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지 또는 산소포화 농도를 감지하는 방식을 이용하여 코골이 및 수면 무호흡인지 여부를 판단할 수 있다. 이러한 판단은 센서부(70)와 제어부를 통해 수행될 수 있다. 코골이 및 수면 무호흡인지 판단된 이후에는 상기 액츄에이터를 구동하여 코골이 및 수면 무호흡 상태를 치료(또는 예방)한다.
센서부(70)는 도 1에 도시된 것처럼 마스크본체부(10) 내부에 내설되는 것이거나 또는 마스크본체부(10) 외부에서 인체의 주위에 별도로 마련되는 수면 무호흡 감지장치에 내설되는 것일 수 있다. 여기서 수면 무호흡 감지장치의 일 실시예로는, 예컨대 환자의 신체와 맞닿는 흉부용 밴드가 해당될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 센서부(70)는 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지방식 또는 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 감지방식 또는 산소포화 농도를 감지하는 방식이 이용될 수 있다.
호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지방식의 경우 센서부(70)에 온도센서가 구비되어 구현될 수 있다.
그런데, 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지방식의 경우 주변 온도의 미세한 변화에 의해 영향을 받을 수 있어 수면 무호흡 상태를 정확하게 감지할 수 없는 경우가 발생할 수 있으므로, 본 발명에서 센서부(70)는 호흡에 의한 온도변화를 감지하는 감지방식에 비해 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하는 감지방식이 보다 바람직할 것이다.
진동 및 소음을 감지하는 감지방식의 경우 피에조 필름(미도시)이 센서부의 중심에 형성될 수 있다. 여기서의 피에조 필름은 유연(Flexible)하고 가벼우며 얇은 엔지니어링 플라스틱의 하나로서, 넓은 주파수 대역 및 압력 범위의 커버가 가능하고, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지하여 아날로그 신호로 변환하는 변환기(Transducer)의 역할을 수행하는 소재이다. 구체적으로, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음에 따라 필름에 가해지는 압력을 전압으로 변환해(압전효과), 최종적으로 아날로그 신호인 전기량으로 변환한다. 환자로부터 발생한 진동 및 소음은 피에조 필름에 전하로 축적되고, 이는 하이 패스 필터 및/또는 로우 패스 필터를 거쳐 수면 무호흡 상태를 나타내는 아날로그 신호로 구현되며, A/D 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환될 수 있다.
아울러, 산소포화 농도를 감지하는 방식은 본 발명의 마스크형 코골이 및 수면 무호흡 치료 장치에 산소포화 농도계(SpO2)를 포함하는 것을 의미할 수 있다. 산소포화 농도계는 무호흡 감지를 위한 센서로 활용될 수 있으며 비 침습적으로 헤모글로빈의 농도를 측정하는 방법으로 손가락에 착용하는 방식을 통해 혈액 내의 산소부족 신호를 측정하고, 무선으로 연동하여 본 발명 수면무호흡 치료장치에 관련 신호를 전달할 수 있다.
구체적으로, 산소포화 농도계는 두 개의 아이소베스틱(Isosbestic) 파장들을 포함하는 적어도 두 개의 파장들을 물의 흡광 계수가 헤모글로빈의 흡광 계수보다 낮은 파장대역에 속하는 파장들 중에서 선택하는 단계와, 선택된 파장들을 갖는 입사광들을 신체의 혈관을 포함하는 소정 부위에 순차적으로 조사하는 단계와, 소정 부위를 순차적으로 투과한 빛들을 신체상의 단일 지점에서 수광하고, 수광된 빛들을 전기적인 신호들로 변환하는 단계와, 파장별 동맥파에 의한 광 감쇠도 변화량을 전기적인 신호들로부터 구하는 단계와, 변화량들간의 비율을 적어 도 하나 구하는 단계 및 적어도 하나의 비율을 이용하여 혈액에 포함된 헤 글로빈 농도를 계산하는 단계로서 혈 내의 산소 부족 신호를 측정할 수 있다.
제어부(80) 또한 마스크본체부(10) 내부에서 일 측에 구비되는 것일 수 있으며, 마스크본체부(10) 외부(ex, 흉부 밴드)에 구비되는 것일 수 있다. 제어부를 통해서 센서부(70)를 통해 입력된 디지털 신호를 다시 액츄에이터를 구동하는 신호로 변환할 수 있다. 이 과정에서 환자가 코골이 또는 수면 무호흡 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
기 설정된 디지털 신호가 감지되면, 환자의 코골이 또는 수면 무호흡 상태인 것으로 보고 액츄에이터를 자동으로 구동시킬 수 있으며, 걸쇠부 또는 고정쇠부가 전/후진 선형이동하는 거리를 환자 맞춤형으로 설정하고, 액츄에이터를 구동시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서 센서부(70) 및/또는 제어부(80)가 마스크본체부(10)의 외부에 마련되는 구성이라면, 외부로부터의 원격 제어 명령을 수신하는 안테나(50)를 통해 상기 디지털 신호와 제어부의 제어 명령을 입력받아 액츄에이터를 구동시킬 수 있게 된다. 인체에 착용하는 마스크본체부(10)는 실용적인 범위에서 그 크기에 한계가 있기 때문에 상기한 구성요소(안테나, 센서부, 마스크본체부 등)의 선택적 배치에 의해 공간효율성을 제고할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 흉부용 밴드를 나타내는 도면이다. 도 8은 예시적으로 흉부용 밴드에 센서부(70)와 제어부(80)가 장착된 모습을 나타낸다. 이 경우 마스크본체부(10)에는 마스크본체부(10), 액츄에이터(20), 스핀들(30), 작용부(40), 안테나(50), 무선충전용코일(60)의 구성만 배치될 수 있다.
또한 상기 살펴본, 마스크본체부(10), 액츄에이터(20), 스핀들(30), 작용부(40), 안테나(50), 무선충전용코일(60), 센서부(70), 제어부(80)는 구성요소의 배치 및 상호 작용에 따라 코골이 및 수면 무호흡 치료시스템을 구성할 수도 있을 것이다.
상기 설명한 본 발명의 코골이 및 수면 무호흡 치료장치(1)에 따르면,
기도를 확보하기 위한 동력장치(액츄에이터)를 마스크에 장착시켜 환자 구강내부에 착탈이 용이하도록 하는 장점이 있다.
또한, 코골이 및 수면 무호흡 상태에서만 장치가 동작하여 하악을 전방으로 이동시키거나 기도를 확보함으로써 환자가 코골이 및 수면 무호흡 치료장치를 편안하게 장시간 착용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 환자의 상태가 악화되거나 호전되더라도 그에 맞는 새로운 장치를 제작할 필요가 없다는 효과가 있다.
또한, 환자의 구강 내부를 압박하는 부위가 최소화되므로 환자가 수면 시에 본 발명의 구강장치를 장시간 착용하더라도 종래에 비해 그 불편함이 상당히 해소하는 효과가 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1 : 코골이 및 수면 무호흡 장치
10 : 마스크본체부
20 : 액츄에이터부
30 : 스핀들
40 : 작용부
41, 41' : 프론트 프레임
42, 42' : 리어 프레임
43, 43' : 가이드바
44 : 고정쇠부
44' : 걸쇠부
45 : 치아고정용 고정대
46 : "C"형 지지대
50 : 안테나
60 : 무선충전용 코일
70 : 센서부
80 : 제어부

Claims (11)

  1. 환자의 안면에 착용되는 마스크본체부;
    상기 마스크본체부에 내설되는 액츄에이터부;
    상기 액츄에이터부로부터 환자의 구강 내부로 연장되어 형성되는 스핀들; 및
    상기 스핀들과 연결되고, 상기 액츄에이터의 구동력을 제공받아 환자의 상악 또는 하악을 전/후진 이동시키는 작용부;
    를 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터부는 상기 스핀들을 회전구동시키는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 액츄에이터부는 상기 스핀들의 회전축을 공유하는 웜휠;
    모터의 회전력에 의해 회전 구동되는 웜샤프트; 및
    상기 웜샤프트의 일 측에 형성되며 상기 웜휠의 기어이와 맞물림되는 나사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스크본체부에 내설되고, 원격 제어 명령을 수신하는 안테나;를 더 포함하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  5. 제1항에 있어서,
    무선충전용 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 작용부는 상기 스핀들의 회전구동에 따라 전/후진 선형 이동하는 고정쇠부;
    상기 스핀들의 일 측과 타측으로부터 고정되는 프론트 프레임과 리어 프레임; 및
    상기 프론트 프레임과 리어 프레임 사이에 연결되어, 상기 걸쇠부의 선형이동을 가이드하는 가이드바를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정쇠부는 환자의 윗니수용부의 구개(口蓋) 측 몰드에 고정되는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 마스크본체부와 작용부 사이에는 치아고정용 고정대가 설치되는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 작용부는 상기 스핀들의 회전구동에 따라 전/후진 선형 이동하는 걸쇠부;
    상기 스핀들의 일 측과 타측으로부터 고정되는 프론트 프레임과 리어 프레임; 및
    상기 프론트 프레임과 리어 프레임 사이에 연결되어, 상기 걸쇠부의 선형이동을 가이드하는 가이드바를 포함하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 걸쇠부에는 환자의 윗니 수용부 또는 아랫니 수용부와 고정연결되는 "C"형 지지대가 장착되는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.
  11. 제1항에 있어서,
    환자의 상태를 감지하는 센서부와, 감지된 환자의 상태에 따라 제어명령을 내리는 제어부를 더 포함하고,
    환자의 호흡에 의한 온도변화를 감지, 환자로부터 발생하는 진동 및 소음을 감지 또는 산소포화 농도를 감지하는 방식을 이용하여 코골이 또는 수면 무호흡 치료여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 코골이 및 수면 무호흡 치료장치.





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