KR20210047409A - Device of self pulmonary rehabilitation - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for self-breathing rehabilitation to induce coughing in a patient with weakened breathing ability. According to the present invention, the apparatus comprises: a main body; a mask worn on a patient's face and connecting one side and an air supply hose to allow the patient to breathe; an air conditioning unit disposed on the main body and supplying air to the patient through the air supply hose or exhaling the air from the patient to induce coughing; a measurement unit measuring the flow rate or pressure of the air moving through the air supply hose to output a corresponding signal; a control unit measuring the maximum cough flow rate and respiratory muscle strength of the patient according to the output signal of the measurement unit and performing breathing training for the patient on the basis of the measurement result; and a power supply unit providing power to the air conditioning unit, the measurement unit and the control unit. Accordingly, the apparatus can supply air to a patient with reduced breathing ability, can induce exhalation to induce coughing in the patient so that secretions can be discharged from the lungs or airways, and can strengthen respiratory muscles of a patient with weakened breathing ability to increase breathing ability.

Description

자가 호흡재활 장치{Device of self pulmonary rehabilitation} Device of self pulmonary rehabilitation}

본 발명은 자가 호흡재활 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가정 및 지역사회에서 자가로 기침 능력 및 흡기근과 호기근의 근력을 평가하고, 호흡 능력이 부족한 환자의 흡기근와 호기근을 강화하는 훈련이 시행 가능하며, 호흡 능력이 약화된 환자의 기침 보조 치료가 가능하고, 기침 능력의 약화가 있는 환자의 기침을 유도하여 객담의 배출이 이루어지도록 하는 자가 호흡재활 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a self-respiratory rehabilitation device, and more particularly, to evaluate the coughing ability and the strength of the inspiratory and exhaled muscles in the home and community, and training to strengthen the inspiratory and exhaled muscles of the patient with insufficient breathing ability. The present invention relates to a self-respiratory rehabilitation device that can be implemented and is capable of assisting cough treatment for patients with weakened breathing ability, and induces coughing of patients with weakened coughing ability to discharge sputum.

일반적으로, 기침은 공기가 기도를 통해 폐로 흡인되었다가 순간적으로 기도 밖으로 배출되는 생리적인 현상이다. 이러한 기침에 의해 폐나 기도 내에 쌓인 객담(가래) 등의 분비물이 기도 밖으로 배출될 수 있다. In general, cough is a physiological phenomenon in which air is sucked into the lungs through the airways and then expelled from the airways momentarily. Such coughing may cause secretions such as sputum (sputum) accumulated in the lungs or airways to be discharged out of the airways.

여기서, 환자 자신이 본인의 의지에 의하여 기침을 할 수 없는 경우, 예를 들어 호흡근육 마비를 동반한 신경 근질 환자나 제한성 폐 질환자와 같이, 기침 능력이 저하된 환자의 경우 기침에 의해 폐나 기도 내 분비물의 배출이 어려워 폐렴으로 진행될 수 있고, 이로 인한 합병증이 발생하는 문제점이 있다. Here, when the patient himself is unable to cough at his or her own will, for example, in the case of a patient with decreased coughing ability, such as a neurotic patient with respiratory muscle paralysis or restrictive lung disease, the patient's ability to cough is reduced in the lungs or airways due to coughing. Difficulty discharging secretions may lead to pneumonia, and complications may arise.

따라서, 만성 폐질환 환자들과 신경근육병 환자들이 가정과 지역 사회에서 자가로 기침능력 및 흡기근과 호기근의 근력을 측정하고 흡기근과 호기근의 근력 운동을 스스로 시행하며 기침을 하여 객담 배출을 하지 못하는 환자의 기침을 유도하여 폐나 기도 내의 분비물이 배출되도록 할 필요가 있다. Therefore, chronic lung disease patients and neuromuscular disease patients self-measure coughing ability and inspiratory and exhalation muscle strength at home and in the community, and perform strength exercise of the inspiratory and exhalation muscles on their own, and cough to not discharge sputum. It is necessary to induce coughing of patients who are unable to cough so that secretions in the lungs or airways are discharged.

본 발명에 대한 선행기술로는 공개특허 2013-0123640호를 예시할 수 있다.As a prior art for the present invention, Korean Patent Publication No. 2013-0123640 may be exemplified.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 환자의 호흡 능력 및 흡기근과 호기근의 근력을 평가하고 이를 기초로 하여 호흡 능력이 약화된 환자에게 흡기근과 호기근 근력 훈련 수행하도록 하여 호흡 근육의 근력을 향상시킴으로써 호흡 능력을 향상시킬 수 있는 자가 호흡재활 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by evaluating the respiratory ability of the patient and the strength of the inspiratory and exhalation muscles, and based on this, to perform the inspiratory and exhalation muscle strength training to the patient with a weakened breathing ability. It is an object of the present invention to provide a self-respiratory rehabilitation device that can improve breathing ability by improving the muscle strength of the body.

또한, 본 발명은 호흡 능력이 저하된 환자에게 흡기 시 충분한 용적의 공기를 공급하여 폐 운동 및 무기폐 예방을 할 수 있으며, 호기 시 음압을 적용하여 환자의 호기 시 기관지 및 기관 내 유속을 증가시켜 폐나 기도 내의 객담 등의 분비물을 상기도로 이동시켜 배출이 용이하게 하는 자가 호흡재활 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention can prevent pulmonary movement and atelectasis by supplying a sufficient volume of air during inhalation to a patient with reduced breathing ability, and by applying negative pressure during exhalation, increasing the flow rate in the bronchi and trachea during exhalation of the patient It is an object of the present invention to provide a self-respiratory rehabilitation device that facilitates discharge by moving secretions such as sputum in the airways to the upper respiratory tract.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 호흡 능력이 약화된 환자에게 기침을 유도하는 자가 호흡재활 장치로서, 본체; 환자의 얼굴에 착용되고, 일측으로는 공기 공급 호스가 연결되어 상기 환자의 호흡이 이루어지도록 하는 마스크; 상기 본체에 배치되고, 상기 공기 공급 호스를 통해 상기 환자에게 공기를 공급하거나, 상기 환자로부터 상기 공기를 호기하여 기침이 유도되도록 하는 공기 조절부; 상기 공기 공급 호스를 통해 이동하는 상기 공기의 유량 또는 압력을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 측정부; 상기 측정부의 출력 신호에 의해 상기 환자의 최대 기침 유량과 호흡 근력을 측정하고, 측정 결과에 기초하여 상기 환자에 대한 호흡 훈련을 수행하는 제어부; 및 상기 공기 조절부, 측정부 및 제어부로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 자가 호흡재활 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a self-respiratory rehabilitation device for inducing a cough in a patient whose breathing ability is weakened, comprising: a main body; A mask worn on the patient's face and connected with an air supply hose to one side to allow the patient to breathe; An air conditioning unit disposed in the main body and configured to supply air to the patient through the air supply hose or to induce a cough by exhaling the air from the patient; A measuring unit that measures the flow rate or pressure of the air moving through the air supply hose and outputs a corresponding signal; A control unit that measures the maximum cough flow rate and respiratory muscle strength of the patient by the output signal of the measurement unit, and performs breathing training for the patient based on the measurement result; And it provides a self-respiratory rehabilitation device comprising a power supply for supplying power to the air control unit, the measurement unit and the control unit.

상기 공기 공급 호스 상에 배치되어, 상기 공기 공급 호스를 이동하는 상기 공기에 포함되어 있는 세균과 이물질을 여과하는 필터를 더 포함할 수 있다.It may further include a filter disposed on the air supply hose and filtering bacteria and foreign substances contained in the air moving the air supply hose.

상기 공기 조절부는, 외부에서 인가되는 제어 신호에 의해 정회전 및 역회전이 가능한 모터와, 상기 공기 공급 호스 상에 배치되고, 상기 모터의 회전력을 인가받아 상기 공기 공급 호스로 상기 공기를 공급하거나, 상기 공기 공급 호스를 통해 공기가 호기되도록 하는 팬을 포함할 수 있다.The air controller may include a motor capable of forward rotation and reverse rotation by a control signal applied from the outside, and disposed on the air supply hose, and supply the air to the air supply hose by receiving a rotational force of the motor, It may include a fan for exhaling air through the air supply hose.

상기 공기 조절부는, 상기 제어부의 제어 신호에 의해 동작하고, 상기 공기 공급 호스를 통한 공기의 이동을 단속하는 밸브를 더 포함할 수 있다.The air control unit may further include a valve that operates in response to a control signal from the control unit and regulates the movement of air through the air supply hose.

상기 제어부는, 상기 사용자에 의해 조작되고, 전원 스위치, 훈련 모드 선택 스위치, 기침 유도 선택 스위치, 흡기 모터 설정키 및 호기 모터 설정키를 포함하는 키 입력부와, 측정된 상기 최대 기침 유량과 호흡 근력, 상기 환자의 호흡 능력 판단 결과를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.The control unit is operated by the user and includes a power switch, a training mode selection switch, a cough induction selection switch, an inhalation motor setting key, and an exhalation motor setting key, and the measured maximum cough flow rate and respiratory strength, It may further include a display for displaying the patient's breathing ability determination result.

상기 호흡 근력은 정적 흡기근 구강 압력과 정적 호기근 구강 압력을 포함할 수 있다.The respiratory muscle strength may include a static inspiratory muscle oral pressure and a static expiratory muscle oral pressure.

상기 제어부는, 환자의 기침 유속의 최대치가 270 L/min 이하이면 상기 호흡 훈련이 필요한 것으로 판단할 수 있다.The control unit may determine that the breathing training is necessary if the maximum value of the cough flow rate of the patient is 270 L/min or less.

상기 제어부는, 상기 정적 흡기근 구강 압력이, 상기 환자 연령의 최대 정적 흡기근 압력 기준 미만일 때 상기 호흡 훈련이 필요한 것으로 판단할 수 있다.The control unit may determine that the breathing training is necessary when the static inspiratory muscle oral pressure is less than a maximum static inspiratory muscle pressure standard of the patient's age.

상기 제어부는, 상기 호흡훈련 시, 상기 환자의 정적 호흡근 구강 압력의 최대치의 일정비율에 해당하는 수치를 기준치로 설정하고, 상기 환자의 정적 호흡근 구강 압력이 상기 기준치보다 큰 경우 상기 밸브를 개방할 수 있다.The control unit, during the breathing training, sets a value corresponding to a constant ratio of the maximum value of the patient's static respiratory muscle oral pressure as a reference value, and can open the valve when the patient's static respiratory muscle oral pressure is greater than the reference value. have.

상기 제어부는, 상기 호흡훈련 시, 측정된 상기 환자의 정적 호흡근 구강 압력의 최대치의 일정비율에 해당하는 수치를 기준치로 설정하고, 환자의 호흡량이 상기 기준치보다 큰 경우 경고음을 발생시킬 수 있다.The control unit may set a value corresponding to a predetermined ratio of the maximum value of the measured static respiratory muscle oral pressure of the patient during the breathing training as a reference value, and may generate a warning sound when the patient's respiratory volume is greater than the reference value.

상기 제어부는, 상기 공기 조절부를 제어하여 상기 환자에게 상기 공기를 공급하여 상기 환자의 폐가 팽창되도록 한 후, 상기 공기 조절부를 제어하여 상기 환자의 폐에 대하여 음압이 형성되도록 하여 상기 환자의 호기가 이루어지도록 하여 기침을 유도할 수 있다.The control unit controls the air conditioning unit to supply the air to the patient to expand the patient's lungs, and then controls the air conditioning unit to form a negative pressure on the patient's lungs, thereby exhaling the patient. It can induce coughing by making it lose.

상기 전원 공급부는, 외부에서 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 상기 공기 조절부, 상기 압력 측정부 및 상기 제어부로 출력하는 정류부와, 상기 정류부에서 출력되는 전원 공급 경로 상에 배치되어 상기 직류 전원을 충전하는 충전부를 포함할 수 있다.The power supply unit includes a rectifier configured to rectify an AC power input from an outside into a DC power and output it to the air control unit, the pressure measurement unit, and the control unit, and the DC power supply is disposed on a power supply path output from the rectifier. It may include a charging unit for charging.

상기와 같은 본 발명은, 자가 호흡재활 장치를 이용하여 환자의 호흡능력을 평가하고, 이를 이용하여 호흡 능력이 약화된 환자의 호흡 근육의 근력을 향상시켜, 호흡 능력을 향상시킬 수 있다. The present invention as described above, by using the self-respiratory rehabilitation device to evaluate the breathing ability of the patient, and by using this, it is possible to improve the muscle strength of the respiratory muscles of the patient whose breathing ability is weakened, and improve the breathing ability.

또한 본 발명은 호흡 능력이 저하된 환자에게 공기를 공급할 수 있고, 호기를 유발시켜 환자의 기침을 유도하여 폐나 기도 내의 분비물이 배출되도록 할 수 있다.In addition, the present invention can supply air to a patient with reduced breathing ability, and induce exhalation to induce coughing of the patient, thereby allowing secretions in the lungs or airways to be discharged.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 호흡재활 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 흡기구 지구력을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 제어부의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing the configuration of a self-respiratory rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing endurance of an intake port.
3 is a diagram showing an example of a configuration of a control unit used in the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 호흡재활 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a self-respiratory rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 호흡재활 장치(100)는 본체(110), 마스크(120), 공기 조절부(130), 측정부(134), 제어부(140) 및 전원 공급부(150)를 포함한다.1, the self-respiratory rehabilitation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a body 110, a mask 120, an air control unit 130, a measurement unit 134, a control unit 140, and Includes a power supply unit 150.

이하의 설명에서, 환자는 본 발명에 따른 자가 호흡재활 장치(100)에 대하여 흡기 및 호기를 실시하는 자이고, 사용자는 본 발명에 따른 자가 호흡재활 장치(100)의 조작을 하는 자로서, 환자와 사용자는 동일인일 수도 있지만 서로 다른 인(人)일수도 있다. In the following description, the patient is a person who performs inhalation and exhalation with respect to the self-respiratory rehabilitation apparatus 100 according to the present invention, and the user is a person who operates the self-respiratory rehabilitation apparatus 100 according to the present invention, and the patient The and user may be the same person, but they can also be different people.

본체(110)는 소정의 크기와 형태로 이루어지고, 후술하는 공기 조절부(130), 측정부(134), 제어부(140) 및 전원 공급부(150)가 배치될 수 있다.The main body 110 has a predetermined size and shape, and an air conditioning unit 130, a measurement unit 134, a control unit 140, and a power supply unit 150 to be described later may be disposed.

여기서, 본체(110)는 일반인의 휴대에 용이한 크기와 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. Here, the main body 110 is preferably made of a size and shape that is easy for the general public to carry.

마스크(120)는 본 발명에 따른 자가 호흡재활 장치(100)를 사용하는 환자의 얼굴에 착탈 가능하게 구성된다. 마스크(120)는 환자의 코와 입을 감싸는 형태로 이루어지고, 사용 도중에는 얼굴에서 이탈되지 않도록 구성된다. The mask 120 is configured to be detachably attached to the face of a patient using the self-respiratory rehabilitation device 100 according to the present invention. The mask 120 is configured to cover the patient's nose and mouth, and is configured not to be separated from the face during use.

마스크(120)에는 소정의 길이와 직경을 갖는 공기 공급 호스(122)가 연결된다.An air supply hose 122 having a predetermined length and diameter is connected to the mask 120.

기관 절개가 있는 환자에서는 기관절개관에 연결 가능하며, 공기 공급 호스와 연결되는 별도의 튜브를 이용한다.In patients with tracheostomy, it can be connected to the tracheostomy tube, and a separate tube connected to the air supply hose is used.

공기 공급 호스(122)는 환자의 호흡을 위한 공기를 공급하고, 환자에게서 호기된 공기가 배출되도록 한다. The air supply hose 122 supplies air for the patient's breathing, and allows the exhaled air from the patient to be discharged.

여기서, 공기 공급 호스(122)의 일부는 본체(110) 내에 배치되고, 나머지 일부는 본체(110) 외부로 연장된다. 본체(110) 내부로 배치되는 공기 공급 호스(122)에는 후술하는 팬(132)의 배치가 용이한 직경을 갖는다. 그리고, 본체(110) 외부로 배치되는 공기 공급 호스(122)는 본체(110) 내부로 배치되는 공기 공급 호스(122)보다 작은 직경을 갖고, 유연한 재질로 이루어져 환자의 위치 변화에 대한 대응이 용이하게 구성되는 것이 바람직하다.Here, a part of the air supply hose 122 is disposed in the main body 110, and the remaining part extends outside the main body 110. The air supply hose 122 disposed inside the main body 110 has a diameter in which the fan 132 to be described later can be easily arranged. In addition, the air supply hose 122 disposed outside the main body 110 has a smaller diameter than the air supply hose 122 disposed inside the main body 110, and is made of a flexible material, so that it is easy to respond to changes in the patient's position. It is preferable to be configured to.

여기서, 공기 공급 호스(122) 상에는 공기 공급 호스(122)를 이동하는 공기에 포함된 먼지와 세균을 여과하는 필터(124)가 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 도면에는 미도시되어 있으나, 배출된 객담을 위생적으로 분리 배출할 수 있는 객담 배출주머니가 배치될 수 있다. Here, it is preferable that a filter 124 for filtering dust and bacteria contained in the air moving the air supply hose 122 is disposed on the air supply hose 122. In addition, although not shown in the drawings, a sputum discharge bag may be disposed to hygienically separate and discharge the discharged sputum.

공기 조절부(130)는 본체(110) 상에 배치되어, 공기 공급 호스(122)와 마스크(120)를 통해 환자에게 공기를 공급하거나, 환자가 호기한 공기를 이동시킨다. 여기서, 호기된 공기는 마스크(120)와 공기 공급 호스(122)를 통해 외부로 배출되도록 한다.The air conditioning unit 130 is disposed on the main body 110 to supply air to the patient through the air supply hose 122 and the mask 120 or to move the air exhaled by the patient. Here, the exhaled air is discharged to the outside through the mask 120 and the air supply hose 122.

공기 조절부(130)는 모터(M), 팬(132), 밸브(136)를 포함한다. The air control unit 130 includes a motor (M), a fan 132, and a valve 136.

모터(M)는 후술하는 제어부(140)에서 출력되는 제어 신호에 의해 소정의 회전수로 정회전 또는 역회전 가능하게 구성된다. The motor M is configured to rotate forward or reverse at a predetermined number of rotations by a control signal output from the controller 140 to be described later.

모터(M)는 본체(110) 내부의 소정 위치에 배치된다.The motor M is disposed at a predetermined position inside the main body 110.

팬(132)은 중심축이 모터(M)의 구동축에 연결되어 모터(M)의 동작에 연동하여 정회전 또는 역회전하며 공기 공급 호스(122)를 통해 환자에게 공기를 공급하거나, 공기 공급 호스(122)를 통해 호기 즉, 환자가 뱉은 공기를 흡기하도록 한다. The fan 132 has a central shaft connected to the drive shaft of the motor M and rotates forward or reverse in connection with the motion of the motor M, and supplies air to the patient through the air supply hose 122 or the air supply hose Exhalation, that is, the air exhaled by the patient is inhaled through (122).

팬(132)은 본체(110) 내에 배치되는 공기 공급 호스(122) 상에 배치될 수 있다. The fan 132 may be disposed on the air supply hose 122 disposed in the body 110.

밸브(136)는 후술하는 제어부(140)에 의해 개폐 동작하며, 공기 공급 호스(122)를 통한 공기의 이동을 단속한다. 따라서, 밸브(136)의 동작에 의해 공기의 공급이 단속되거나 환자가 호기한 공기가 단속될 수 있다. The valve 136 is opened and closed by a control unit 140 to be described later, and regulates the movement of air through the air supply hose 122. Accordingly, the supply of air may be interrupted by the operation of the valve 136 or the air exhaled by the patient may be interrupted.

측정부(134)는 공기 공급 호스(122)를 통해 이동하는 공기의 압력과 유량을 측정하여 해당하는 신호를 후술하는 제어부(140)로 출력한다. 즉, 측정부(134)는 환자가 흡기할 때 또는 환자가 호기할 때, 공기의 유량, 압력 및 유량과 압력의 변화 주기를 각각 측정할 수 있다. 측정부(134)의 측정 결과는 환자의 호흡 능력을 판단하는 자료로 사용될 수 있다. The measurement unit 134 measures the pressure and flow rate of air moving through the air supply hose 122 and outputs a corresponding signal to the controller 140 to be described later. That is, the measurement unit 134 may measure the flow rate, pressure, and flow rate of air, and a cycle of change of the pressure, respectively, when the patient inhales or when the patient exhales. The measurement result of the measurement unit 134 may be used as data to determine the patient's breathing ability.

제어부(140)는 측정부(134)에서 출력되는 신호에 의해 일정 시간 동안의 환자의 최대 호흡량, 흡기와 호기 시 공기의 최대 압력 및 흡기근 지구력을 측정한다. The control unit 140 measures the maximum respiration volume of the patient for a certain time, the maximum pressure of air during inhalation and exhalation, and the inspiratory muscle endurance by the signal output from the measurement unit 134.

이때, 흡기근 지구력 측정시에는 폐의 기능적 잔기 용적 상태에서 전체 폐용적에 이르는 흡기근 압력을 시간과 곱하여 산출된 압력시간단위(PTU; pressure time unit)로 표시한다.At this time, when measuring the inspiratory muscle endurance, it is expressed as a pressure time unit (PTU) calculated by multiplying the inspiratory muscle pressure from the functional residual volume state of the lung to the total lung volume by time.

도 2는 흡기구 지구력을 나타내는 그래프이다. 2 is a graph showing endurance of an intake port.

도 2에서 도시된 선의 하부 면적(빗금 표시됨)이 흡기근 지구력을 나타낸다.The lower area (hatched) of the line shown in FIG. 2 represents inspiratory muscle endurance.

제어부(140)는 환자의 최대 호흡량과 흡기와 호기 시의 공기의 최대 압력을 환자의 건강 상태를 판단하는 기준값과 비교하여 환자가 정상 상태, 호흡 훈련 필요 상태인지 판단한 후, 사용자에게 알려줄 수 있다. The controller 140 may compare the maximum respiratory volume of the patient and the maximum pressure of air during inhalation and exhalation with a reference value for determining the health state of the patient, determine whether the patient is in a normal state or a state that requires breathing training, and then notify the user.

여기서, 환자의 최대 호흡량은 환자가 최대로 흡기한 이후 이를 호기하였을 때의 유량(flow rate)으로, 기침 유량으로 표기할 수 있다. Here, the maximum respiratory volume of the patient is a flow rate when the patient exhales after inhaling to the maximum, and may be expressed as a cough flow rate.

또한, 최대 흡기 시 흡기되는 공기의 압력을 나타내는 정적 흡기근 구강 압력은 폐의 기능적 잔기 용적 상태에서 최대로 흡기시 측정된 압력(cmH2O)으로 정의되고, 호기 시 호기되는 공기의 압력을 나타내는 정적 호기근 구강 압력은 전체 폐 용적 상태에서 호기 시 측정된 압력(cmH2O)으로 정의된다.In addition, the static inspiratory muscle oral pressure, which represents the pressure of inhaled air during maximum inspiration, is defined as the pressure measured at the maximum inhalation in the state of the functional residual volume of the lung (cmH 2 O), and represents the pressure of the air exhaled during exhalation Static exhalation oral pressure is defined as the pressure measured during exhalation (cmH 2 O) in the state of total lung volume.

따라서, 정적 흡기근 구강 압력과 정적 호기근 구강 압력은 환자의 호흡 근력을 나타낼 수 있다. Therefore, the static inspiratory muscle oral pressure and the static expiratory muscle oral pressure can represent the patient's respiratory muscle strength.

그리고 흡기근 지구력 측정은 폐의 기능적 잔기 용적 상태에서 전체 폐용적에 이르기 까지 흡기근 압력을 시간과 곱하여 산출된 면적, 즉 압력시간단위(PTU)로 표시한다. The measurement of inspiratory muscle endurance is expressed in terms of the area calculated by multiplying the inspiratory muscle pressure with time from the functional residual volume of the lung to the total lung volume, that is, the pressure time unit (PTU).

흡기근 지구력은 단순 흡기근 최대압력 보다 만성폐쇄성폐질환에서 사망률과 유의한 관계가 있다고 보고되고 있어, 급성악화 예측 시 필요한 지표이다. Inspiratory muscle endurance is reported to have a significant relationship with the mortality rate in chronic obstructive pulmonary disease than simple inspiratory muscle maximum pressure, and is a necessary index for predicting acute exacerbation.

또한, 제어부(140)는 종래의 기술에 따른 자가 호흡재활 장치가 수행하는 바와 같이 기침을 유도하여 객담이 배출되도록 하는 호흡 치료를 할 수 있다. In addition, the control unit 140 may perform breathing treatment in which sputum is discharged by inducing cough, as performed by the self-respiratory rehabilitation apparatus according to the prior art.

제어부(140)의 판단과 이에 따른 호흡 훈련 등에 대한 상세한 사항에 대해서는 후술하기로 한다. Details of the determination of the control unit 140 and breathing training accordingly will be described later.

도 3은 본 발명에서 사용하는 제어부의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing an example of a configuration of a control unit used in the present invention.

도 3을 참조하면, 제어부(140)는 키 입력부(SW)와 표시부(146)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the control unit 140 includes a key input unit SW and a display unit 146.

키 입력부(SW)는 본체(110)의 외주면 상에 배치되고, 사용자에 의해 조작되는 전원 스위치(SW1), 호흡 훈련 선택키(SW2), 기침 유도 선택키(SW3), 흡기 모터 설정키(SW4) 및 호기 모터 설정키(SW5)를 포함한다. The key input unit (SW) is disposed on the outer circumferential surface of the main body 110, and is operated by a user, a power switch (SW1), a breathing training selection key (SW2), a cough induction selection key (SW3), an intake motor setting key (SW4). ) And exhalation motor setting key (SW5).

전원 스위치(SW1)는 사용자에 의해 조작되어, 후술하는 전원 공급부(150)에서의 전원 공급을 단속한다.The power switch SW1 is operated by the user to regulate the power supply from the power supply unit 150 to be described later.

호흡 훈련 선택키(SW2)는 환자의 호흡 능력 향상을 위한 호흡 훈련이 이루어지도록 하는 키이다.The breathing training selection key (SW2) is a key that enables breathing training to improve the patient's breathing ability.

호흡 훈련은 환자가 흡기를 하거나, 환자로부터 소정량의 호기를 반복적으로 하도록 하여 호흡 근육의 근력을 향상시키는 방법이다. Breathing training is a method of improving the muscle strength of the respiratory muscles by allowing the patient to inhale or repeatedly exhale a predetermined amount from the patient.

기침 유도 선택키(SW3)는 환자로부터 기침을 유도하여 호흡 치료를 선택하는 키이다. The cough induction selection key (SW3) is a key for selecting respiratory treatment by inducing a cough from a patient.

기침 유도는 환자에게 공기를 공급하여 환자의 폐가 팽창되도록 한 후, 호기가 이루어지도록 하여 환자의 폐가 수축되도록 하는 과정을 복수의 회수로 수행하며 환자의 객담이 배출되도록 하는 방법이다.Cough induction is a method in which the patient's sputum is discharged by supplying air to the patient so that the patient's lungs are expanded, and then the patient's lungs are contracted by exhaling.

흡기 모터 설정키(SW4)는 환자에 대한 공기 공급 시, 모터(M)의 동작 정도를 가감한다.The intake motor setting key SW4 increases or decreases the degree of operation of the motor M when air is supplied to the patient.

호기 모터 설정키(SW5)는 환자의 호기 시 모터(M)의 동작 정도를 가감한다.The exhalation motor setting key (SW5) increases or decreases the degree of operation of the motor (M) when the patient exhales.

흡기 모터 설정키(SW4)와 호기 모터 설정키(SW5)는 각각 '▲'형태의 승강키와 '▼'형태의 하강키를 포함할 수 있다.The intake motor setting key SW4 and the exhalation motor setting key SW5 may each include a'▲' type of lifting key and a'▼' type of descending key.

여기서, 흡기 모터 설정키(SW4)와 호기 모터 설정키(SW5)에 의해 설정된 모터의 동작량은 표시부(146)를 통해 환자에게 알려줄 수 있다. Here, the operation amount of the motor set by the intake motor setting key SW4 and the exhalation motor setting key SW5 may be notified to the patient through the display unit 146.

표시부(146)는 측정부(134)에서 측정한 측정값, 모터의 동작 설정량, 후술하는 제어부(140)의 판단 결과를 환자와 사용자에게 표시하여 알려준다. The display unit 146 displays and informs the patient and the user of a measurement value measured by the measurement unit 134, an operation setting amount of the motor, and a determination result of the control unit 140 to be described later.

전원 공급부(150)는 상술한 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원 공급부(150)는 외부에서 입력되는 교류 전원을 직류로 정류하여 출력하는 정류부(152)와 정류부(152)에서 출력되는 직류 전원을 충전하는 충전부(154)를 포함한다.The power supply unit 150 supplies power required for the operation of the above-described components. The power supply unit 150 includes a rectifier 152 that rectifies and outputs AC power input from the outside into DC, and a charging unit 154 that charges DC power output from the rectifier 152.

즉, 정류부(152)에서는 교류를 직류로 정류하여 전원을 필요로 하는 구성 요소로 공급한다. 여기서, 충전부(154)는 전원 공급 경로 상에 배치되어 정류부(152)에서 출력되는 직류 전원을 충전하여 교류 전원이 공급이 정지된 상태에서도 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 또한, 충전부(154)는 호흡 치료를 필요로 하는 환자가 위치한 곳의 전원 사정이 불량한 경우에도 본 발명에 따른 자가 호흡재활 장치(100)의 사용이 가능하도록 한다. That is, the rectifying unit 152 rectifies AC to DC and supplies power to components that require power. Here, the charging unit 154 may be disposed on the power supply path to charge the DC power output from the rectifying unit 152 to supply power necessary for operation even when the AC power supply is stopped. In addition, the charging unit 154 enables the use of the self-respiratory rehabilitation apparatus 100 according to the present invention even when the power supply situation where the patient in need of respiratory treatment is located is poor.

본 실시예에서, 충전부(154)는 리튬 폴리머 배터리를 사용하지만, 사용자의 필요에 따라 다양한 종류의 배터리를 사용할 수 있다. In this embodiment, the charging unit 154 uses a lithium polymer battery, but various types of batteries may be used according to the needs of the user.

본 발명에 따른 자가 호흡재활 장치(100)의 동작에 대해 살펴보기로 한다. The operation of the self-respiratory rehabilitation device 100 according to the present invention will be described.

사용자는 환자가 위치한 곳으로 자가 호흡재활 장치(100)를 이동시킨 후, 환자에게 마스크(120)를 착용하도록 한다.The user moves the self-respiratory rehabilitation device 100 to the location where the patient is located, and then causes the patient to wear the mask 120.

그리고, 사용자는 자가 호흡재활 장치(100)의 전원 스위치(SW1)를 ON 조작하여, 자가 호흡재활 장치(100)의 동작이 개시되도록 한다. Then, the user operates the power switch (SW1) of the self-respiratory rehabilitation device 100 to ON, so that the operation of the self-respiratory rehabilitation device 100 is started.

사용자는 우선, 환자의 최대기침유량, 흡기와 호기 시의 최대 압력 및 흡기근 지구력을 측정하고, 이를 이용하여 환자의 호흡 능력을 판단하는 과정을 수행한다. The user first measures the patient's maximum cough flow rate, the maximum pressure during inhalation and exhalation, and the inspiratory muscle endurance, and then performs a process of determining the patient's breathing ability by using this.

환자는 마스크(120)를 착용한 상태에서 평소와 같이 호흡을 수행하도록 한다. 여기서, 모터(M)의 동작은 이루어지지 않는다. The patient is to perform breathing as usual while wearing the mask 120. Here, the motor M is not operated.

환자의 호흡(흡기와 호기를 포함함)에 의해 공기 공급 호스(122)를 통해 공기의 이동이 이루어지고, 측정부(134)는 공기 공급 호스(122)를 이동하는 공기의 이동량 또는 압력을 연속적으로 측정하여 해당하는 신호를 출력한다. Air is moved through the air supply hose 122 by the patient's breath (including inhalation and exhalation), and the measurement unit 134 continuously measures the amount or pressure of the air moving through the air supply hose 122. Measured and output the corresponding signal

측정부(134)에서 출력된 신호는 후술하는 제어부(140)에 입력되는 한편, 미도시된 소정의 메모리에 저장될 수 있다. The signal output from the measurement unit 134 may be input to the control unit 140 to be described later, and may be stored in a predetermined memory (not shown).

제어부(140)는 측정부(134)에서 출력된 신호를 이용하여 일정 시간 동안 환자의 호흡량, 호흡 압력 및 호흡 변화 주기를 측정한다. 호흡량, 호흡 압력 및 호흡 변화 주기는 후술하는 호흡 훈련에서의 환자의 호흡 능력 판단의 기준 자료로 사용될 수 있다. The control unit 140 measures a patient's respiration volume, respiration pressure, and respiration change cycle for a predetermined time by using the signal output from the measurement unit 134. Respiratory volume, respiratory pressure, and respiratory change cycle can be used as reference data for determining the patient's breathing ability in breathing training described later.

제어부(140)는 환자의 호흡량에 따라 다음과 같은 판단을 할 수 있다. The control unit 140 may make the following determination according to the patient's respiratory volume.

환자의 호흡 유량의 최대치가 270 L/min 이하이면, 호흡 훈련이 필요한 것으로 판단한다. If the maximum value of the patient's breathing flow rate is 270 L/min or less, it is determined that breathing training is necessary.

여기서, 환자의 호흡 유량의 최대치는 사용자에 따라 변경될 수 있다. Here, the maximum value of the patient's breathing flow rate may be changed according to the user.

예를 들어, 흡기근 압력이 흡기근 약화와 관련된 연령별 최대 흡기근 압력 절대 기준 미만 일 때 호흡 훈련이 필요한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 정적 호기근 구강 압력 기준은 정적 흡기근 구강 압력과 동일하게 판단할 수 있다. For example, when the inspiratory muscle pressure is less than the absolute standard for maximum inspiratory muscle pressure by age related to inspiratory muscle weakness, it may be determined that breathing training is necessary. And the static exhalation muscle oral pressure criterion can be determined equal to the static inspiratory muscle oral pressure.

따라서, 본 발명에 따른 자가 호흡재활 장치(100) 사용전에, 환자의 연령을 입력하는 과정을 수행하여, 호흡 능력 평가시 연령별 절대 기준 수치를 환자의 훈련 판단에 적용하는 것이 바람직하다.Therefore, before using the self-respiratory rehabilitation apparatus 100 according to the present invention, it is preferable to perform the process of inputting the patient's age to apply an absolute reference value for each age to the patient's training judgment when evaluating breathing ability.

연령별 최대 흡기근 압력 절대 기준은 다음의 [표 1]에 개시되어 있다. The absolute standard of maximum inspiratory muscle pressure by age is disclosed in the following [Table 1].

환자의 흡기근 압력이 [표 1]에 기재된 흡기근 압력 기준보다 작은 압력을 나타내면 흡기근이 약화된 것으로 판단할 수 있다. If the patient's inspiratory muscle pressure shows a pressure smaller than the inspiratory muscle pressure standard shown in [Table 1], it can be determined that the inspiratory muscle is weakened.

연령age 최대 흡기근 압력(Plmax) 단위 cmH2OMaximum inspiratory muscle pressure (Plmax) in cmH 2 O 남성male 여성female 40세 미만Under 40 6363 5858 40 내지 60세40 to 60 years old 5555 5050 61세 내지 80세 61 to 80 years old 4747 4343 80세 초과Over 80 years old 4242 3838

한편, 환자의 호흡 유량의 최대치가 270 L/min를 초과하면, 환자의 호흡은 정상인 것으로 판단할 수 있다. On the other hand, if the maximum value of the patient's respiration flow rate exceeds 270 L/min, it can be determined that the patient's respiration is normal.

환자에게 호흡 훈련이 필요한 것으로 판단되면, 제어부(140)는 다음과 같이 공기 조절부(130)를 제어하며 환자가 호흡 훈련을 하도록 한다. If it is determined that the patient needs breathing training, the control unit 140 controls the air conditioning unit 130 as follows and allows the patient to perform breathing training.

우선, 제어부(140)에는 측정부(134)에서 측정한 최대기침유량과 흡기와 호기 시의 최대 압력에 따른 호흡 기준치가 설정된다. First, the control unit 140 sets a breathing reference value according to the maximum cough flow rate measured by the measurement unit 134 and the maximum pressure during inhalation and exhalation.

즉, 제어부(140)에는 측정부(134)에서 측정한 환자의 정적 호흡근 구강 압력의 최대치에 대하여 일정 비율의 해당하는 수치가 기준치로 설정된다. 이에 따라 개별 환자의 능력에 따른 적정 훈련 기준치가 생성되어 효과적인 호흡훈련을 실시할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 환자의 최대 정적 호흡근 구강 압력의 50%에 해당하는 수치를 기준치로 설정하지만, 이는 환자 개개인의 상태에 따라 변경될 수 있다. 기준치의 설정은 사용자가 설정할 수 있다. That is, in the control unit 140, a corresponding value of a predetermined ratio with respect to the maximum value of the patient's static respiratory muscle oral pressure measured by the measurement unit 134 is set as a reference value. Accordingly, an appropriate training standard value is generated according to the individual patient's ability, and effective breathing training can be performed. In this embodiment, a value corresponding to 50% of the patient's maximum static respiratory muscle oral pressure is set as a reference value, but this may be changed according to the individual patient's condition. The setting of the reference value can be set by the user.

그리고, 제어부(140)는 호흡 훈련 중, 환자의 정적 호흡근 구강 압력이 설정된 기준치보다 큰 경우에는 미도시된 경고부를 통해 소정의 경고음을 출력할 수 있다. In addition, during breathing training, when the patient's static respiratory muscle oral pressure is greater than a set reference value, the controller 140 may output a predetermined warning sound through a warning unit (not shown).

본 발명의 자가 호흡재활 장치는 다음과 같이 호흡 훈련을 수행한다. The self-respiratory rehabilitation device of the present invention performs breathing training as follows.

환자는 마스크(120)를 착용한 상태에서 공기를 흡입한다. 이때, 공기 공급 호스(122) 상의 공기가 환자에게 이동하며 흡입되고, 측정부(134)는 공기 공급 호스(122)를 통한 공기의 이동량을 측정한다. The patient inhales air while wearing the mask 120. At this time, the air on the air supply hose 122 is moved to the patient and inhaled, and the measurement unit 134 measures the amount of air movement through the air supply hose 122.

여기서, 환자가 자신의 정적 호흡근 구강 압력의 50%, 즉 설정 기준치 이상으로 흡기하는 경우 상기 제어부는 소정의 경고음을 발생하여 환자에게 알려준다. Here, when the patient inhales above 50% of his/her static respiratory muscle oral pressure, that is, more than a set reference value, the control unit generates a predetermined warning sound to notify the patient.

이 경우 환자는 얼굴에서 마스크(120)를 이탈시킨 후, 호기 즉, 숨을 내쉬도록 하며, 이 작업을 반복적으로 실시하여 흡기 근육이 훈련되도록 한다. In this case, after removing the mask 120 from the face, the patient exhales, that is, exhales, and this operation is repeatedly performed to train the inspiratory muscles.

반대로, 호기 근육을 훈련시키는 경우, 환자는 마스크는 착용한 상태에서 호기를 한다. 상기 측정부는 환자의 정적 호기근 구강 압력을 측정하고, 자신의 정적 호흡근 구강 압력의 50%이상이 되면 경고음을 발생하여 환자에게 알려준다. 이 경우 환자는 마스크(120)를 얼굴에서 이탈시켜 공기를 흡입하도록 하며, 이 작업을 반복적으로 실시하여 호기 근육이 훈련되도록 한다. Conversely, when training the exhalation muscles, the patient exhales while wearing a mask. The measurement unit measures the patient's static exhaled oral pressure, and when it reaches 50% or more of the static respiratory muscle oral pressure, a warning sound is generated to notify the patient. In this case, the patient removes the mask 120 from the face to inhale air, and this operation is repeatedly performed to train the exhaled muscles.

한편, 마스크(120)의 탈착에 의해 공기의 흡입과 호기의 전환이 이루어질 수 있지만, 마스크(120)를 탈착하는 과정에서 마스크(120)가 정해진 위치를 이탈하거나 공기의 누설이 발생될 수 있으므로, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 공기 공급 호스(122) 상에 배치된 밸브(136)를 이용하여, 밸브(136)가 공기의 이동을 단속하도록 하여 마스크(120)를 착용한 상태를 계속 유지하며 공기의 흡입과 호기의 전환이 이루어지도록 할 수도 있다. On the other hand, although the inhalation and exhalation of air may be switched by detachment of the mask 120, the mask 120 may deviate from a predetermined position or air leakage may occur in the process of detaching the mask 120, In order to solve the above problem, by using the valve 136 disposed on the air supply hose 122, the valve 136 regulates the movement of air to keep the mask 120 worn. Air intake and exhalation may be diverted.

밸브(136)를 사용하여 호흡 훈련을 수행하는 경우를 설명하기로 한다.A case in which breathing training is performed using the valve 136 will be described.

기준치의 설정은 이전의 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Since the setting of the reference value is the same as in the previous embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

환자는 마스크(120)를 착용한 상태에서 공기를 흡입한다. 이때, 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하며, 공기 공급 호스(122) 상의 공기가 환자에게 이동하며 흡입되고, 측정부(134)는 공기 공급 호스(122)의 압력을 측정하여 환자의 흡기량을 측정한다. The patient inhales air while wearing the mask 120. At this time, the valve maintains a closed state, and the air on the air supply hose 122 moves to the patient and is sucked, and the measurement unit 134 measures the pressure of the air supply hose 122 to measure the amount of inhalation of the patient. .

여기서, 환자가 자신의 최대흡기량의 50%, 즉 기준치 이상으로 흡기하는 경우 상기 제어부는 밸브(136)를 개방시켜 내부의 음압을 해제시켜 환자가 호기를 할 수 있도록 한다. 밸브가 개방된 후 일정시간이 지나면 상기 제어부는 다시 밸브를 폐쇄시킨다. 밸브가 폐쇄되면 환자는 다시 흡기 운동을 시작한다. 이와 같이 흡기와 호기를 반복하여 실시하여 환자는 흡기 근육을 훈련시킨다. Here, when the patient inhales 50% of his or her maximum inhalation amount, that is, more than the reference value, the control unit opens the valve 136 to release the internal negative pressure so that the patient can exhale. After a certain time elapses after the valve is opened, the control unit closes the valve again. When the valve is closed, the patient starts the inspiratory movement again. In this way, by repeatedly performing inhalation and exhalation, the patient trains the inspiratory muscles.

한편, 환자가 마스크(120)를 착용한 상태에서 호기를 하며 호흡 훈련을 하는 경우, 환자는 마스크(120)를 착용한 상태에서 호기한다. 이때, 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하며, 환자는 공기 공급 호스(122)로 호기하고, 상기 측정부(134)는 공기 공급 호스(122)의 압력을 측정하여 환자의 호기량을 측정한다. Meanwhile, when the patient exhales while wearing the mask 120 and performs breathing training, the patient exhales while wearing the mask 120. At this time, the valve is maintained in a closed state, the patient exhales with the air supply hose 122, and the measurement unit 134 measures the patient's expiratory volume by measuring the pressure of the air supply hose 122.

여기서, 환자가 자신의 최대호기량의 50%, 즉 기준치 이상으로 호기하는 경우 상기 제어부는 밸브(136)를 개방시켜 내부의 압력을 해제시켜 환자가 흡기를 할 수 있도록 한다. 일정시간이 지나면, 상기 제어부는 상기 밸브를 다시 폐쇄시킨다. 상기 밸브가 폐쇄되면 환자는 호기 운동을 다시 시작한다. 이와 같이 호기와 흡기를 반복하여 실시하여 환자는 호기 근육을 훈련시킨다. Here, when the patient exhales above 50% of his maximum expiration volume, that is, more than the reference value, the control unit opens the valve 136 to release the internal pressure so that the patient can inhale. After a certain period of time, the control unit closes the valve again. When the valve is closed, the patient resumes exhalation. In this way, the patient trains the exhaled muscles by repeatedly exhaling and inhaling.

호흡 훈련이 일정 이상 반복되어 호흡력이 향상된 것으로 판단되면, 호흡 능력을 측정하는 과정을 수행하여 환자의 호흡 능력을 다시 측정할 수 있다. If it is determined that the breathing ability is improved by repeating the breathing training for more than a certain time, the breathing ability of the patient may be measured again by performing a process of measuring the breathing ability.

한편, 본 발명에 따른 자가 호흡재활 장치는 종래의 자가 호흡재활 장치와 같이 환자의 기침을 유도할 수 있다. On the other hand, the self-respiratory rehabilitation apparatus according to the present invention can induce a patient's cough like a conventional self-respiratory rehabilitation apparatus.

기침의 유도는 다음과 같이 이루어질 수 있다. Induction of cough can be accomplished as follows.

사용자가 환자가 위치한 곳으로 자가 호흡재활 장치(100)를 이동시킨 후, 환자에게 마스크(120)를 착용하도록 한다.After the user moves the self-respiratory rehabilitation device 100 to the place where the patient is located, the patient wears the mask 120.

이후, 자가 호흡재활 장치(100)의 전원 스위치(SW1)을 ON 조작하여, 자가 호흡재활 장치(100)의 동작이 개시되도록 한다. Thereafter, by operating the power switch (SW1) of the self-respiratory rehabilitation apparatus 100, the operation of the self-respiratory rehabilitation apparatus 100 is started.

사용자는 기침 유도 선택키(SW3)을 조작한다. 기침 유도 선택키(SW3)이 조작되면, 제어부(140)의 제어에 의해 모터(M)가 정회전하며 환자에게 공기를 공급하여 환자의 폐가 팽창되도록 한다. The user operates the cough induction selection key (SW3). When the cough induction selection key SW3 is operated, the motor M rotates forward under the control of the controller 140 and supplies air to the patient so that the patient's lungs are inflated.

환자에 대한 공기 공급이 이루어진 후 소정 시간이 경과되면, 제어부(140)의 제어에 의해 모터(M)가 역회전되도록 하여 환자의 폐에 대하여 음압이 형성되도록 함으로써 폐 내부의 공기가 호기되며, 폐가 수축되도록 하여 기침을 유도하고 이에 따라 기침과 함께 객담이 배출되도록 한다. When a predetermined time elapses after the supply of air to the patient is made, the motor M is rotated in reverse by the control of the control unit 140 so that a negative pressure is formed on the lungs of the patient, thereby exhaling the air inside the lungs, and It induces coughing by allowing it to contract, thereby allowing sputum to be discharged along with the cough.

상기와 같은 폐의 팽창과 수축을 복수의 회수(예를 들어 5회)로 반복하며, 기침을 유도하여 객담이 배출되도록 한다. The expansion and contraction of the lungs as described above are repeated a plurality of times (for example, 5 times), and cough is induced to discharge sputum.

상기와 같이 본 발명은, 호흡 능력이 약화된 환자가 일정한 공기 흡입과 호기를 반복하도록 하여 호흡 근육의 근력을 향상시킴으로써, 호흡 능력을 향상시킬 수 있고, 호흡 능력이 저하된 환자에게 공기를 공급하고, 호기를 유도하여 환자의 기침을 유도하여 폐나 기도 내의 분비물이 배출되도록 할 수 있다. As described above, the present invention allows a patient with a weakened breathing ability to repeat constant air inhalation and exhalation to improve the muscle strength of the respiratory muscles, thereby improving the breathing ability, and supplying air to a patient with reduced breathing ability. , Exhalation can be induced to induce a patient's cough, so that secretions in the lungs or airways are discharged.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 자가 호흡재활 장치 110: 본체
120: 마스크 130: 공기 조절부
134: 측정부 140: 제어부
150: 전원 공급부
100: self-respiratory rehabilitation device 110: main body
120: mask 130: air conditioning unit
134: measurement unit 140: control unit
150: power supply

Claims (12)

호흡 능력이 약화된 환자에게 기침을 유도하는 자가 호흡재활 장치로서,
본체;
환자의 얼굴에 착용되고, 일측으로는 공기 공급 호스가 연결되어 상기 환자의 호흡이 이루어지도록 하는 마스크;
상기 본체에 배치되고, 상기 공기 공급 호스를 통해 상기 환자에게 공기를 공급하거나, 상기 환자로부터 상기 공기를 호기하여 기침이 유도되도록 하는 공기 조절부;
상기 공기 공급 호스를 통해 이동하는 상기 공기의 유량 또는 압력을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 측정부;
상기 측정부의 출력 신호에 의해 상기 환자의 최대 기침 유량과 호흡 근력을 측정하고, 측정 결과에 기초하여 상기 환자에 대한 호흡 훈련을 수행하는 제어부; 및
상기 공기 조절부, 측정부 및 제어부로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 자가 호흡재활 장치.
As a self-contained respiratory rehabilitation device that induces coughing in patients with weakened breathing capacity,
main body;
A mask worn on the patient's face and connected with an air supply hose to one side to allow the patient to breathe;
An air conditioning unit disposed in the main body and configured to supply air to the patient through the air supply hose or to induce a cough by exhaling the air from the patient;
A measuring unit that measures the flow rate or pressure of the air moving through the air supply hose and outputs a corresponding signal;
A control unit that measures the maximum cough flow rate and respiratory muscle strength of the patient by the output signal of the measurement unit, and performs breathing training for the patient based on the measurement result; And
Self-respiratory rehabilitation device comprising a power supply for supplying power to the air control unit, the measurement unit and the control unit.
제1항에 있어서,
상기 공기 공급 호스 상에 배치되어, 상기 공기 공급 호스를 이동하는 상기 공기에 포함되어 있는 세균과 이물질을 여과하는 필터를 더 포함하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 1,
The self-respiratory rehabilitation apparatus further comprises a filter disposed on the air supply hose and filtering bacteria and foreign substances contained in the air moving the air supply hose.
제1항에 있어서,
상기 공기 조절부는,
외부에서 인가되는 제어 신호에 의해 정회전 및 역회전이 가능한 모터와,
상기 공기 공급 호스 상에 배치되고, 상기 모터의 회전력을 인가받아 상기 공기 공급 호스로 상기 공기를 공급하거나, 상기 공기 공급 호스를 통해 공기가 호기되도록 하는 팬을 포함하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 1,
The air conditioning unit,
A motor capable of forward and reverse rotation by an externally applied control signal,
A self-respiratory rehabilitation apparatus comprising a fan disposed on the air supply hose and supplying the air to the air supply hose by receiving the rotational force of the motor, or exhaling air through the air supply hose.
제1항에 있어서,
상기 공기 조절부는,
상기 제어부의 제어 신호에 의해 동작하고, 상기 공기 공급 호스를 통한 공기의 이동을 단속하는 밸브를 더 포함하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 1,
The air conditioning unit,
Self-respiratory rehabilitation apparatus further comprising a valve that is operated by a control signal of the control unit and regulates the movement of air through the air supply hose.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자에 의해 조작되고, 전원 스위치, 훈련 모드 선택 스위치, 기침 유도 선택 스위치, 흡기 모터 설정키 및 호기 모터 설정키를 포함하는 키 입력부와,
측정된 상기 최대 기침 유량과 호흡 근력, 상기 환자의 호흡 능력 판단 결과를 표시하는 표시부를 더 포함하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 4,
The control unit,
A key input unit operated by the user and including a power switch, a training mode selection switch, a cough induction selection switch, an intake motor setting key, and an exhalation motor setting key,
Self-respiratory rehabilitation apparatus further comprising a display unit for displaying the measured maximum cough flow rate and respiratory muscle strength, and the determination result of the patient's breathing ability.
제5항에 있어서,
상기 호흡 근력은 정적 흡기근 구강 압력과 정적 호기근 구강 압력을 포함하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 5,
The respiratory muscle strength is a self-respiratory rehabilitation device comprising a static inspiratory muscle oral pressure and a static expiratory muscle oral pressure.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
환자의 기침 유속의 최대치가 270 L/min 이하이면 상기 호흡 훈련이 필요한 것으로 판단하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 6,
The control unit,
Self-respiratory rehabilitation device that determines that the breathing training is necessary if the maximum value of the cough flow rate of the patient is 270 L/min or less.
제6항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 정적 흡기근 구강 압력이,
상기 환자 연령의 최대 정적 흡기근 압력 기준 미만일 때 상기 호흡 훈련이 필요한 것으로 판단하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 6,
The control unit,
The static inspiratory muscle oral pressure,
Self-respiratory rehabilitation device that determines that the breathing training is necessary when the patient's age is less than the maximum static inspiratory muscle pressure standard.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 호흡훈련 시, 상기 환자의 정적 호흡근 구강 압력의 최대치의 일정비율에 해당하는 수치를 기준치로 설정하고,
상기 환자의 정적 호흡근 구강 압력이 상기 기준치보다 큰 경우 상기 밸브를 개방하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 4,
The control unit,
During the breathing training, a value corresponding to a constant ratio of the maximum value of the patient's static respiratory muscle oral pressure is set as a reference value,
Self-respiratory rehabilitation device that opens the valve when the patient's static respiratory muscle oral pressure is greater than the reference value.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 호흡훈련 시, 측정된 상기 환자의 정적 호흡근 구강 압력의 최대치의 일정비율에 해당하는 수치를 기준치로 설정하고,
환자의 호흡량이 상기 기준치보다 큰 경우 경고음을 발생시키는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 1,
The control unit,
During the breathing training, a value corresponding to a predetermined ratio of the maximum value of the measured static respiratory muscle oral pressure of the patient is set as a reference value,
Self-respiratory rehabilitation device that generates a warning sound when the patient's respiratory volume is greater than the reference value.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 공기 조절부를 제어하여 상기 환자에게 상기 공기를 공급하여 상기 환자의 폐가 팽창되도록 한 후,
상기 공기 조절부를 제어하여 상기 환자의 폐에 대하여 음압이 형성되도록 하여 상기 환자의 호기가 이루어지도록 하여 기침을 유도하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 1,
The control unit,
After controlling the air regulator to supply the air to the patient so that the patient's lungs are inflated,
Self-respiratory rehabilitation device for inducing a cough by controlling the air control unit so that a negative pressure is formed on the lungs of the patient so that the patient's exhalation is made.
제1항에 있어서,
상기 전원 공급부는,
외부에서 입력되는 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 상기 공기 조절부, 상기 압력 측정부 및 상기 제어부로 출력하는 정류부와,
상기 정류부에서 출력되는 전원 공급 경로 상에 배치되어 상기 직류 전원을 충전하는 충전부를 포함하는 자가 호흡재활 장치.
The method of claim 1,
The power supply unit,
A rectifier configured to rectify an AC power input from the outside into a DC power and output it to the air control unit, the pressure measurement unit, and the control unit,
Self-respiratory rehabilitation apparatus comprising a charging unit disposed on the power supply path output from the rectifying unit to charge the DC power.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100231328B1 (en) * 1997-06-17 1999-11-15 문재호 Breathing training device of pulmonary disease patient and chest physical remedy system using thereof
KR100516324B1 (en) * 2003-03-31 2005-09-26 강성웅 A device for assisting cough, lung expansion in patients with paralytic bulbar musculature
KR101038262B1 (en) * 2011-02-10 2011-06-01 (주)서일퍼시픽 Direction change valve module and cough assistance machine using the direction change valve module
KR101130776B1 (en) * 2010-03-26 2012-03-28 (주)서일퍼시픽 Cough assist apparatus
KR101752904B1 (en) * 2016-06-29 2017-07-03 연세대학교 원주산학협력단 Respiratory rehabilitation system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100231328B1 (en) * 1997-06-17 1999-11-15 문재호 Breathing training device of pulmonary disease patient and chest physical remedy system using thereof
KR100516324B1 (en) * 2003-03-31 2005-09-26 강성웅 A device for assisting cough, lung expansion in patients with paralytic bulbar musculature
KR101130776B1 (en) * 2010-03-26 2012-03-28 (주)서일퍼시픽 Cough assist apparatus
KR101038262B1 (en) * 2011-02-10 2011-06-01 (주)서일퍼시픽 Direction change valve module and cough assistance machine using the direction change valve module
KR101752904B1 (en) * 2016-06-29 2017-07-03 연세대학교 원주산학협력단 Respiratory rehabilitation system and method

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