KR20210085722A

KR20210085722A - 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 호흡 훈련 방법

Info

Publication number: KR20210085722A
Application number: KR1020190179091A
Authority: KR
Inventors: 이귀선; 정의민; 차윤엽
Original assignee: 이귀선
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-07-08

Abstract

본 발명은, 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법으로서, 상기 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템은, 사용자의 호흡을 센싱하는 호흡 센서부; 상기 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 센서부; 상기 사용자의 산소포화도를 측정하는 산소포화도 센서부 및 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박수 센서부; 가운데 적어도 하나 이상을 포함하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호 센서부; 및 상기 사용자에게 지시할 심호흡 훈련 프로그램을 저장하는 심호흡 훈련 프로그램 저장부; 상기 심호흡 훈련 프로그램을 상기 사용자에게 표시하는 심호흡 훈련 프로그램 표시부; 및 상기 심호흡 훈련 프로그램의 진행 및 관리를 제어하거나 조정하는 심호흡 훈련 프로그램 제어부;를 포함하는, 본체부;를 포함하고, 상기 심호흡 훈련 알고리즘 방법은, 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 훈련 심호흡 프로그램 가운데 적어도 하나 이상의 심호흡 프로그램을 선택하거나 혼합하여 실행하는, 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법을 제공한다.

Description

고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 호흡 훈련 방법{BREATHING TRAINING METHOD IN SYSTEM OF CONTROLLING BLOOD PRESSURE OF HYPERTENSION PATIENT}

본 발명은 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 호흡 훈련 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 제 1 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램 가운데 적어도 하나 이상의 심호흡 훈련 프로그램을 선택하거나 혼합하여, 사용자의 호흡 훈련 효과를 극대화하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라 들숨 시간 및 상기 날숨 시간이 소정의 회수 이상 지속적으로 미달하는 경우, 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것이 가능하여, 사용자가 따라가지 못하는 상황에서, 지레 포기하는 것을 예방할 수 있는, 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 호흡 훈련 방법에 관한 것이다.

혈압이란 동맥 혈관벽에 대항한 혈액의 압력을 말한다. 심장이 수축하여 동맥혈관으로 혈액을 보낼 때의 압력이 가장 높은데 이때의 혈압을 수축기 혈압이라 하고, 심장이 늘어나서 혈액을 받아들일 때의 혈압이 가장 낮은데 이때의 혈압을 이완기 혈압이라고 한다.

이러한 혈압이 여러 가지 이유로 높아진 것을 고혈압이라고 하며, 국내 고혈압 환자는 약 660만명으로 추정되며, 이는 성인의 약 30%에 육박하는 수치이다. 평균 수명 연장 등과 맞물려 고혈압 환자는 날로 증가하는 추세인데, 이는 비단 우리나라만의 일이 아니다. 학계에서는 2007년 기준 세계 고혈압 인구 수는 10억 명이었지만, 2025년에는 15억 6000만 명까지 증가할 것으로 추정하고 있다.

한편, 지난 2013년도 기준 국내 고혈압치료제 시장 규모는 1조 8000억 원에 달하며, 성장률은 매년 9%를 상회하고 있다. 고혈압의 치료는 기본적으로 약물 투여를 통해 이루어지는데, 장기 투약시의 부작용 등의 문제점이 있다. 이에, 투약과 병행될 수 있는 비약물 치료방법에 대한 연구가 이루어지고 있다.

관련해서, 고혈압의 비약물 치료 방법으로서, 기공치료를 이용한 고혈압 치료에 관한 연구가 있지만, 현재까지 고혈압에 효과적인 치료방법을 제시하지 못하고 있는 것으로 알려져 있다. [한창현 외. 한국 저널에 게재된 기공관련 대조군 임상연구 현황 분석. 동의생리병리학회지. 2009;23(2):319-324.]

고혈압의 비약물 치료방법에 대한 또 다른 연구방향은 호흡유도와 관련되어 있다. 환자의 날숨을 연장시켜서 느리고 편안하게 호흡수를 서서히 줄이도록 함으로써, 교감신경의 활성이 낮아지고 작은 혈관을 둘러싸는 근육이 이완되어서, 반복 훈련시 혈관내 혈액순환이 원활하게 되고, 결과적으로 저하된 혈압이 지속적으로 유지된다는 연구결과가 있다.

그러나, 호흡이란 24시간 연속하여, 습관적으로, 무의식적으로 이루어지는 것이기 때문에 전문 강사진이나 의료진의 도움을 받는다고 하여도 단기간에 날숨을 연장시키는 호흡법에 적응하기란 매우 어려운 일이다.

지속적인 전문가 도움을 받는다면 호흡법의 반복훈련을 성공적으로 행할 수 있을지 모르나, 이는 매우 비경제적인 방법이 되고만다. 뿐만 아니라, 현실적으로는 무자격자들의 난립과 잘못된 호흡유도로 많은 수의 환자들이 자신에게 적절하지 않은 호흡단련을 하여 부작용을 겪고 있다.

이러한 문제점들을 해소하기 위하여 호흡 신호에서 필요 파라미터를 검출하여 호흡패턴을 추출함으로써 개인별 호흡법을 정량화하고, 필요 호흡 패턴에 따라 호흡 유도를 할 수 있는 휴대형 호흡 유도 기기의 개발이 필요한 상황이다.

관련한 종래의 특허문헌으로는, 본 출원인의 대표이사의 대한민국 특허 제10-1653869호(출원인 : 이귀선, 발명의 명칭 : 호흡유도를 통한 고혈압 치료 보조기기{Auxiliary apparatus for treating hypertension with breathing inducing function})에서는, "본 발명의 일 실시예에 따른 호흡유도를 통한 고혈압 치료 보조기기는 벨트; 상기 벨트의 양 끝단에 구비되어 상호간 체결되는 체결수단; 상기 벨트에 구비되는 제 1 센서;와 상기 제 1 센서의 감지값을 무선통신 방식에 의하여 콘트롤러로 전송하는 제 1 무선통신수단;을 갖는 센서 벨트(10); 및 디스플레이부; 상기 센서 벨트와 무선 통신 방식에 의하여 통신하는 제 2 무선통신수단; 상기 센서 벨트로부터 수신한 정보를 분석하는 제어수단;을 갖는 콘트롤러;를 구비한다. 이때, 제 1 센서는 상기 벨트가 사용자의 흉부 또는 복부에 채워진 상태에서 사용자의 호흡신호를 감지하며, 제어수단은 상기 사용자의 호흡신호로부터 진폭, 주파수, 주기, 흡기시간, 호기 시간 가운데 하나 이상을 획득하여, 목표 호흡패턴을 결정하고, 사용자의 호흡신호를 상기 목표 호흡패턴으로 유도하기 위한 그래픽 데이터를 상기 디스플레이부를 통해 표시하는 기술구성"이 개시되어 있었다.

하지만, 최적의 심호흡 훈련 프로그램을 선택하거나 혼합하여, 사용자의 호흡 훈련 효과를 극대화하는 것이 가능한, 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 호흡 훈련 방법에 대해서는, 전혀 개시하지 않고 있었다.

대한민국 특허 제10-1653869호(출원인 : 이귀선, 발명의 명칭 : 호흡유도를 통한 고혈압 치료 보조기기{Auxiliary apparatus for treating hypertension with breathing inducing function})

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 제 1 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램 가운데 적어도 하나 이상의 심호흡 훈련 프로그램을 선택하거나 혼합하여, 사용자의 호흡 훈련 효과를 극대화하는 것이 가능한, 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 호흡 훈련 방법을 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라 들숨 시간 및 상기 날숨 시간이 소정의 회수 이상 지속적으로 미달하는 경우, 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것이 가능하여, 사용자가 따라가지 못하는 상황에서, 지레 포기하는 것을 예방할 수 있는, 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 호흡 훈련 방법을 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법은, 상기 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템은, 사용자의 호흡을 센싱하는 호흡 센서부; 상기 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 센서부; 상기 사용자의 산소포화도를 측정하는 산소포화도 센서부 및 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박수 센서부; 가운데 적어도 하나 이상을 포함하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호 센서부; 및 상기 사용자에게 지시할 심호흡 훈련 프로그램을 저장하는 심호흡 훈련 프로그램 저장부; 상기 심호흡 훈련 프로그램을 상기 사용자에게 표시하는 심호흡 훈련 프로그램 표시부; 및 상기 심호흡 훈련 프로그램의 진행 및 관리를 제어하거나 조정하는 심호흡 훈련 프로그램 제어부;를 포함하는, 본체부;를 포함하고, 상기 심호흡 훈련 알고리즘 방법은, 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 훈련 심호흡 프로그램 가운데 적어도 하나 이상의 심호흡 프로그램을 선택하거나 혼합하여 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 심호흡 훈련 프로그램은, 상기 사용자의 초기 휴식기에서의 생체신호를 측정하는 심호흡 프로그램 시행 전 단계(S100); 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 훈련 심호흡 프로그램 가운데 어느 하나의 심호흡 프로그램을 2분 동안 진행하는 단계(S210); 및 1분 동안 휴식을 취하는 단계(S220);를 포함하는 심호흡 프로그램 시행 중 단계(S200); 및 4분 내지 5분 동안 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 심호흡 프로그램 시행 후 단계(S300);를 4회 반복하는 단계로서, 4회 반복하는 동안 상기 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램는 한 번씩만 임의의 순서로 진행하는 단계; 및 상기 사용자의 최종 휴식기에서의 생체신호를 측정하는 모든 프로그램 종류 후 단계(S400)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 4.5초 및 4.5초 동안을 진행하며, 상기 제 2 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 6초 및 2초 동안을 진행하며, 상기 제 3 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 2초 및 6초 동안을 진행하며, 그리고 상기 제 4 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 1.5초 및 1.5초 동안을 진행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 심호흡 프로그램 시행 전 단계(S100) 및 상기 심호흡 프로그램 시행 중 단계(S200) 사이에, 1분 동안의 휴식하는 단계(S150); 및 상기 심호흡 프로그램 시행 후 단계(S300) 및 상기 모든 프로그램 종류 후 단계(S400) 사이에, 5분 동안의 휴식하는 단계(S350);를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 상기 제 4 심호흡 훈련 프로그램의 들숨과 날숨에 대한 지시는, 상기 본체부을 통해서 시각적, 청각적, 또는 시각 및 청각적으로 표시하여 상기 사용자에게 전달하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 생체신호 센서부는, 상기 사용자의 복부 또는 흉부에 착용되는 벨트인 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체부는, 상기 제 1 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 상기 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 상기 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라 상기 들숨 시간 및 상기 날숨 시간이 소정의 회수 이상 지속적으로 미달하는 경우, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것은, 상기 사용자의 최대 들숨 시간 및 최대 날숨 시간의 소정의 값 a 및 b를 곱한 것을 들숨 시간과 날숨 시간으로 각각 재설정하고, 상기 재설정된 들숨 시간과 날숨 시간을 만족하는 경우, 상기 재설정된 들숨 시간과 날숨 시간을 연장해 나가되, 상기 심호흡 훈련 프로그램의 원래의 들숨 시관과 날숨 시간을 초과하여 연장하지 않고, 상기 소정의 값 a는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하고, 상기 소정의 값 b는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 심호흡 훈련 프로그램과 함께, 상기 사용자의 경혈을 전기적으로 자극하거나 또는 공압을 포함하여 기계적으로 자극하거나, 또는 전기적 자극과 기계적 자극을 병행하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른, 호흡 센싱을 통해 실시간 심호흡 훈련 프로그램 조정이 가능한, 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템에서, 상기 치료 시스템은, 사용자의 호흡을 센싱하는 호흡 센서부; 상기 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 센서부; 및 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박수 센서부;를 포함하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호 센서부; 및 상기 사용자에게 지시할 심호흡 훈련 프로그램을 저장하는 심호흡 훈련 프로그램 저장부; 상기 심호흡 훈련 프로그램을 상기 사용자에게 표시하는 심호흡 훈련 프로그램 표시부; 및 상기 심호흡 훈련 프로그램의 진행 및 관리를 제어하거나 조정하는 심호흡 훈련 프로그램 제어부;를 포함하는, 본체부;를 포함하고, 상기 본체부는, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 상기 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 상기 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정한다.

여기서, 상기 생체신호 센서부는, 상기 사용자의 복부 또는 흉부에 착용되는 벨트이며, 상기 벨트에서의 인장력이 일정값 이상 증가하면 상기 사용자의 들숨이 일어난 것으로 판단하고, 반대로 증가된 벨트의 인장력이 소멸하면 상기 사용자의 날숨이 일어난 것으로 판단한다.

또한, 상기 사용자의 입을 커버하되 들숨과 날숨을 센싱하는 것이 가능한 마스크 타입의 호흡 센서부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 사용자가 윗니와 아랫니로 무는 것이 가능한 형태로 되되 그 중앙부에 회전날개를 갖는 제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부, 또는 상기 사용자의 윗니가 끼워지는 형태로 되되 윗니에 끼워지는 하부에 회전날개가 연장형성된 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부, 및 이산화탄소 센서부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부 및 상기 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부에서 회전날개가 회전하기 시작하고, 상기 이산화탄소 센서부에서 이산화탄소가 일정 값 초과인 경우에는, 상기 사용자의 날숨이 일어난 것으로 판단하고, 상기 제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부 및 상기 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부에서 회전날개가 회전하기 시작하고, 상기 이산화탄소 센서부에서 이산화탄소가 일정 값 미만인 경우에는, 상기 사용자의 들숨이 일어난 것으로 판단하고, 상기 제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부 및 상기 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부에서 상기 회전날개의 회전방향이 바뀐 경우에는, 원래의 상기 사용자의 들숨 또는 날숨이, 날숨 또는 들숨으로 전환된 것으로 판단한다.

또한, 상기 본체부는, 상기 제 1 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 상기 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 상기 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라 상기 들숨 시간 및 상기 날숨 시간이 소정의 회수 이상 지속적으로 미달하는 경우, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정할 수 있다.

또한, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것은, 상기 사용자의 최대 들숨 시간 및 최대 날숨 시간의 소정의 값 a 및 b를 곱한 것을 들숨 시간과 날숨 시간으로 각각 재설정하고, 상기 재설정된 들숨 시간과 날숨 시간을 만족하는 경우, 상기 재설정된 들숨 시간과 날숨 시간을 연장해 나가되, 상기 심호흡 훈련 프로그램의 원래의 들숨 시관과 날숨 시간을 초과하여 연장하지 않는다.

또한, 상기 소정의 값 a는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하고, 상기 소정의 값 b는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

한편 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 호흡을 통해 고혈압 환자의 혈압을 조절하여 안정단계를 유도하는 치료보조기기는, 사용자의 호흡을 센싱하는 접촉식 호흡 센서부; 및 상기 사용자의 혈압 및 산소포화도를 측정하는 혈압 및 산소포화도 센서부;를 포함하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호 센서부; 상기 사용자에게 지시할 심호흡 훈련 프로그램을 저장하는 심호흡 훈련 프로그램 저장부; 상기 심호흡 훈련 프로그램을 상기 사용자에게 표시하는 심호흡 훈련 프로그램 표시부; 및 상기 심호흡 훈련 프로그램의 진행 및 관리를 제어하거나 조정하는 심호흡 훈련 프로그램 제어부;를 포함하는, 본체부; 및 상기 생체신호를 모니터링하고 분석하는 생체신호 데이터 모니터링 및 분석부;를 포함한다.

또한, 상기 접촉식 호흡 센서부는, 상기 사용자의 복부 또는 흉부에 착용되는 벨트인 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체부는, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 상기 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 상기 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 벨트에서의 인장력이 일정값 이상 증가하면 상기 사용자의 들숨이 일어난 것으로 판단하고, 반대로 증가된 벨트의 인장력이 소멸하면 상기 사용자의 날숨이 일어난 것으로 판단한다.

또한, 상기 치료보조기기와 연동하는 상기 사용자의 스마트폰을 더 포함하고, 상기 스마트폰은 상기 치료보조기기를 조작하거나, 또는 상기 생체신호 센서부, 상기 본체부, 및 상기 생체신호 데이터 모니터링 및 분석부의 정보를 조회하거나 표시하거나 피드백하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 호흡 훈련 알고리즘을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템에 의하면,

첫째, 들숨과 날숨을 4.5초 및 4.5초 동안을 진행하는 제 1 심호흡 훈련 프로그램, 들숨과 날숨을 6초 및 2초 동안을 진행하는 제 2 심호흡 훈련 프로그램, 들숨과 날숨을 2초 및 6초 동안을 진행하는 제 3 심호흡 훈련 프로그램, 그리고 들숨과 날숨을 1.5초 및 1.5초 동안을 진행하는 제 4 심호흡 훈련 프로그램 가운데 적어도 하나 이상을 선택하여 임의로 혼합하여, 사용자의 호흡 훈련 효과를 극대화하는 것이 가능하다.

둘째, 제 1 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라 들숨 시간 및 상기 날숨 시간이 소정의 회수 이상 지속적으로 미달하는 경우, 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것이 가능하여, 사용자가 따라가지 못하는 상황에서, 지레 포기하는 것을 예방할 수 있다.

셋째, 소정의 값 a를 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하고, 소정의 값 b도 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정함으로써, 현재 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라서, 호흡 훈련을 위해서, 최대 들숨 시간과 최대 날숨 시간에 약간의 동기 부여를 할 수 있는 값으로 목표를 설정하는 것이 가능하다.

넷째, 심호흡 훈련 프로그램과 함께, 고혈압 환자 등 사용자의 경혈을 전기적으로 자극하거나 또는 공압을 포함하여 기계적으로 자극하거나, 또는 전기적 자극과 기계적 자극을 병행하여, 고혈압 환자의 혈압을 낮추는 효과를 증진하거나 극대화하는 것이 가능하거나, 또는 고혈압 환자의 치료 시간을 단축시키는 효과를 볼 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템에서의 심호흡 훈련 프로그램을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템에서의 호흡 센서부의 예시이다.
도 7은 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 프로그램에서 들숨과 날숨의 지시의 예시를 나타낸 것이다.
도 8은 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 프로그램에서 사용자의 들숨과 날숨 능력을 평가하여, 실시간으로 심호흡 훈련 프로그램을 조정하는 것을 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템)

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템(10)은, 생체신호 센서부(100) 및 본체부(200)를 포함한다.

여기서 생체신호 센서부(100)는 호흡 센서부(110), 혈압 센서부(120), 산소포화도 센서 및 심박수 센서부(130) 등을 포함한다. 호흡 센서부(110)는 사용자, 통상은 고혈압 환자나 고혈압 발병 위험이 높은 사용자 등의 호흡을 센싱, 또는 측정하는 센서이다. 혈압 센서부(120)는 사용자의 혈압을 측정하는 센서이고, 산소포화도 센서부는 사용자의 혈액 내 산소 포화도를 측정하는 센서인데 광학식으로 혈압센서부와 일체로 SpO2 융합형 센서로 제작하는 것도 가능하며, 심박수 센서부(130)는 사용자의 심박수를 측정하는 센서이다.

다음으로, 본체부(200)는 심호흡 훈련 프로그램 저장부(210), 심호흡 훈련 프로그램 표시부(220) 및 심호흡 훈련 프로그램 제어부(230)를 포함한다. 심호흡 훈련 프로그램 저장부(210)는 사용자에게 지시할 심호흡 훈련 프로그램을 저장하고 있다. 심호흡 훈련 프로그램에 대한 자세한 사항은 후술하기로 한다.

심호흡 훈련 프로그램 표시부(220)는 사용자에게 지시할 심호흡 훈련 프로그램을 사용자에게 표시하는 구성이다. 본체부의 디스플레이로서 터치 스크린이나 LED나 OLED 등으로 구현될 수 있으며, 스마트 밴드의 화면일 수도 있다.

도 7은 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 프로그램에서 들숨과 날숨의 지시의 예시를 나타낸 것이다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 시간의 흐름 상에서, 심호흡 훈련 프로그램 표시부(220)에서 실선을 들숨으로, 점선을 날숨으로 표시하는 것이 가능하며, 시간의 진행에 따라서 실선과 점선이 없다가 점점 시간의 흐름에 따라서 나타나게 표시하는 것이 가능하다.

도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 시간의 흐름 상에서, 심호흡 훈련 프로그램 표시부(220)에서 상승하는 선을 들숨으로, 하강하는 선을 날숨으로 표시하는 것이 가능하며, 시간의 진행에 따라서 점점 선이 상승하거나 하강하도록 시간의 흐름에 따라서 나타나게 표시하는 것이 가능하다.

도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 시간의 흐름 상에서, 심호흡 훈련 프로그램 표시부(220)에서 파란색 선을 들숨으로, 빨간색 선을 날숨으로 표시하는 것이 가능하며, 시간의 진행에 따라서 파란색 선과 빨간색 선이 점점 나타나게 표시하는 것이 가능하다.

상술한 시각적인 지시 이외에 음성으로 청각적으로 사용자에게 지시를 줄 수도 있다. 예를 들어, "4.5초간 천천히 들이쉬세요" 또는 "4.5초간 "후"하고 호흡을 내쉬세요. " 등의 미리 녹음된 음을 스피커를 통해서 출력하는 것이 가능하다. 또는 기계음에 따라서 음을 형성하여 스피커를 통해서 출력하는 것도 가능하다.

또한 심호흡 훈련 프로그램 제어부(230)는 심호흡 훈련 프로그램의 진행 및 관리를 제어하거나 조정하는 구성이다. 그 외 본체부(200)는 생체신호 센서부(100)를 통해서 측정한 사용자의 생체신호, 예를 들어 호흡신호를 분석하는 구성이다.

또한, 생체신호 데이터 모니터링 및 분석부는, 생체신호를 모니터링하고 분석하는 스마트 모니터링을 하고 분석을 진행하는 구서이다. 딥러닝을 포함하는 머신 러닝 등의 인공 지능을 활용하여 빅데이터인 축적되어 저장된 생체신호 데이터를 분석하여 그 결과값을 본체부의 훈련 프로그램에서 재활용하는 것이 가능하다.

(호흡 센서부 등 생체신호 센서부)

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템에서의 호흡 센서부의 예시이다.

생체신호 센서부(100)는, 사용자의 복부 또는 흉부에 착용되는 벨트일 수 있다. 벨트는 합성직물제의 띠 형태의 부재이며, 벨트의 양 끝단에 체결수단이 구비되어서, 이와 같은 체결수단을 통해서 상호간 체결되는 것이 가능하다. 사용자의 흉부 등에서 호흡에 따라서 벨트의 인장 및 수축을 측정하여 호흡을 측정하는 것이 가능하다. 즉, 인장력이 일정값 이상 증가하면 들숨이 일어난 것으로 파악하되, 반대로 증가된 인장력이 소멸하면 날숨이 일어난 것으로 판단할 수 있다. 또한, 벨트의 내부 일측에 형성된 센서를 통해서 심박수를 측정하는 것이 가능하다.

또한, 호흡 센서부의 또 다른 형태로서, 도 5 및 도 6과 같은 형태를 취할 수도 있다. 물론 벨트 형태의 호흡 센서부와 별개로 추가적으로 구성될 수도 있다. 예를 들어 도 5와 같이, 본체부와 유선이나 무선으로 연결된 호흡기 타입으로 형성하는 것도 가능하다. 즉 사용자의 입을 커버하되 들숨과 날숨을 센싱하는 것이 가능한 마스크 타입의 호흡 센서부를 더 포함할 수 있다.

도 6과 같이, 마우스피스 타입에서 설치된 바람개비 또는 날개의 일방향 회전시에는 들숨으로 판단하고, 반대 방향 회전시로 방향이 전환되는 경우에는 날숨으로 판단할 수 있다. 이와 같은 별도의 추가적인 호흡 센서부를 통해서 좀 더 정확한 고혈압 환자 등 사용자들의 들숨과 날숨 시간을 측정하는 것이 가능하다.

좀 더 구체적으로, 사용자가 윗니와 아랫니로 무는 것이 가능한 형태로 되되 그 중앙부에 회전날개를 갖는 제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부, 또는 사용자의 윗니가 끼워지는 형태로 되되 윗니에 끼워지는 하부에 회전날개가 연장형성된 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부, 및 이산화탄소 센서부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부 및 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부에서 회전날개가 회전하기 시작하고, 이산화탄소 센서부에서 이산화탄소가 일정 값 초과인 경우에는, 사용자의 날숨이 일어난 것으로 판단한다.

제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부 및 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부에서 회전날개가 회전하기 시작하고, 이산화탄소 센서부에서 이산화탄소가 일정 값 미만인 경우에는, 사용자의 들숨이 일어난 것으로 판단한다.

또한, 제 1 마우스피스 타입의 호흡 센서부 및 제 2 마우스피스 타입의 호흡 센서부에서 회전날개의 회전방향이 바뀐 경우에는, 원래의 상기 사용자의 들숨 또는 날숨이, 날숨 또는 들숨으로 전환된 것으로 판단한다.

(심호흡 훈련 프로그램)

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템에서의 심호흡 훈련 프로그램을 나타낸 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 심호흡 훈련 프로그램은, 심호흡 프로그램 시행 전 단계(S100), 심호흡 프로그램 시행 중 단계(S200), 심호흡 프로그램 시행 후 단계(S300) 및 모든 프로그램 종류 후 단계(S400)를 포함한다.

먼저, 심호흡 프로그램 시행 전 단계(S100)은 고혈압 환자 등 사용자의 초기 휴식기에서의 생체신호를 측정한다. 8분 내지 10분 간 시행하며, 혈관 건강도 측정이나 심박변이도 및 자율신경기능 검사도 같이 진행하다.

다음으로, 심호흡 프로그램 시행 중 단계(S200)는, 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 훈련 심호흡 프로그램 가운데 어느 하나의 심호흡 프로그램을 2분 동안 진행하는 단계(S100)를 포함한다.

여기서, 제 1 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 4.5초 및 4.5초 동안을 진행하며, 제 2 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 6초 및 2초 동안을 진행하며, 제 3 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 2초 및 6초 동안을 진행하며, 그리고 제 4 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 1.5초 및 1.5초 동안을 진행하는 심호흡 훈련 프로그램이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, S210단계 이후에, 1분 동안 휴식을 취한다(S220). 그리고 나서, 심호흡 프로그램 시행 후 단계(S300)를 진행하는데, 4분 내지 5분 동안 상기 사용자의 생체신호를 측정한다.

이와 같은 프로그램을 4회 반복하는 단계로서, 4회 반복하는 동안 상술한 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램는 한 번씩만 임의의 순서로, 즉 무작위로 순서를 정해서 진행한다. 즉 4*3*2*1=24가지의 경우의 수가 나올 수 있다. 심호흡 훈련 프로그램은 랜덤하게 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램를 순열을 만들게 된다.

이와 같은 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램의 혼합을 통해서, 고혈압을 가지는 환자 등의 사용자들에게 호흡 훈련의 효과, 즉 고혈압 저감의 효과가 나타나고 있다고 판단하여, 현재 본 출원인은 관련한 임상연구를 진행하였다.

구체적으로 읽고 쓰기 등 언어소통에 지장이 없으며 자의로 참여를 결정하고 서면동의한 환자로서, 만 19세 이상의 남녀, 대한고혈압학회 고혈압 진료가이드라인의 혈압 분류에 의해 수축기 혈압 범위가 130-139mmHg인 자 혹은 이완기 혈압 범위가 80-89mmHg인 자에 대해서, 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램을 무작위의 순서로 정해서 진행하여 효과를 평가하였다.

다음으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모든 프로그램 종류 후 단계(S400)를 포함한다. 모든 프로그램 종류 후 단계(S400)에서는, 고혈압 환자 등 사용자의 최종 휴식기에서의 생체신호를 측정하는 단계이다.

또한, 상술한 심호흡 프로그램 시행 전 단계(S100) 및 심호흡 프로그램 시행 중 단계(S200) 사이에, 1분 동안의 휴식하는 단계(S150)와, 상술한 심호흡 프로그램 시행 후 단계(S300) 및 모든 프로그램 종류 후 단계(S400) 사이에, 5분 동안의 휴식하는 단계(S350);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 이와 같은 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램의 들숨과 날숨에 대한 지시는, 이미 상술한 바와 같이, 도 6의 (a), (b), 및 (c)처럼 본체부을 통해서 사용자에게 잘 전달하여 잘 따라할 수 있도록, 시각적, 청각적, 또는 시각 및 청각적으로 표시하여 사용자에게 제공한다.

(호흡 센서부의 결과를 이용한 실시간 심호흡 훈련 프로그램 조정)

도 8은 발명의 바람직한 실시예에 따른 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 프로그램에서 사용자의 들숨과 날숨 능력을 평가하여, 실시간으로 심호흡 훈련 프로그램을 조정하는 것을 나타낸 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본체부(200)는, 상술한 제 1 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 호흡 센서부(110)의 실시간 측정에 따라서, 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라 들숨 시간 및 날숨 시간이 소정의 회수 이상 지속적으로 미달하는 경우, 예를 들어, 4.5초의 들숨과 4.5초의 날숨을 지시했음에도 불구하고, 3.5초 이하의 들숨과 2초 이하의 날숨을 계속적으로 5회 이상 진행하는 경우에는, 제 1 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하여, 3.5초의 들숨과 2초의 날숨으로 조정하는 것이 가능하다.

여기서, 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것은, 사용자의 최대 들숨 시간 및 최대 날숨 시간의 소정의 값 a 및 b를 곱한 것을 들숨 시간과 날숨 시간으로 각각 재설정한다. 예를 들어, 앞에서 설명한 것처럼, 4.5초의 들숨과 4.5초의 날숨을 지시했음에도 불구하고, 3.5초 이하의 들숨과 2초 이하의 날숨을 계속적으로 5회 이상 진행하는 경우에는, 3.5초*a를 한 값을 들숨 시간으로, 2.5초*b를 한 값을 날숨 시간으로 실시간으로 재설정할 수 있다.

여기서, 소정의 값 a는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하고, 상기 소정의 값 b는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 현재 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라서 최대 들숨 시간과 최대 날숨 시간에 약간의 동기 부여를 할 수 있는 값으로 목표를 설정하는 것이 호흡 훈련을 위해서 바람직하기 때문이다.

이어서, 이와 같이 재설정된 들숨 시간인 3.5초*a를 한 값과 날숨 시간인 2.5초*b를 한 값을 만족하는 경우, 이와 같이 재설정했던 들숨 시간과 날숨 시간을 조금씩 연장해 나가되, 상술했던 심호흡 훈련 프로그램의 원래의 들숨 시관과 날숨 시간을 초과하여 연장하지 않는 것이 바람직하다.

(경혈 자극에 의한 효과 증진 또는 극대화)

상술한 호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템과 별개로 추가적으로, 고혈압 환자의 경혈을 전기적으로 자극하거나 기계적(예 : 공압 등)으로 자극하거나, 또는 전기적 자극과 기계적 자극을 병행하는 것이 가능하다.

여기서 전기적인 경혈 자극의 예로서, 침술을 한 뒤, 침에 대해서 전기적으로 자극을 주는 것을 들 수 있으며, 기계적인 자극으로 공압 커프를 통해서 경혈을 물리적으로 자극하는 것을 들 수 있다.

이를 통해서, 고혈압 환자의 혈압을 낮추는 효과를 증진하거나 극대화하는 것이 가능하다. 또는 고혈압 환자의 치료 시간을 단축시키는 효과를 볼 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

(부호의 설명)

10...호흡 훈련을 통한 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템

100...생체신호 센서부

110...호흡 센서부

120...혈압 센서부

130...심박수 센서부

200...본체부

210...심호흡 훈련 프로그램 저장부

220...심호흡 훈련 프로그램 표시부

230...심호흡 훈련 프로그램 제어부

Claims

고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법으로서,
상기 고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템은,
사용자의 호흡을 센싱하는 호흡 센서부; 상기 사용자의 혈압을 측정하는 혈압 센서부; 상기 사용자의 산소포화도를 측정하는 산소포화도 센서부 및 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박수 센서부; 가운데 적어도 하나 이상을 포함하여 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 생체신호 센서부; 및
상기 사용자에게 지시할 심호흡 훈련 프로그램을 저장하는 심호흡 훈련 프로그램 저장부; 상기 심호흡 훈련 프로그램을 상기 사용자에게 표시하는 심호흡 훈련 프로그램 표시부; 및 상기 심호흡 훈련 프로그램의 진행 및 관리를 제어하거나 조정하는 심호흡 훈련 프로그램 제어부;를 포함하는, 본체부;를 포함하고,
상기 심호흡 훈련 알고리즘 방법은,
제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 훈련 심호흡 프로그램 가운데 적어도 하나 이상의 심호흡 프로그램을 선택하거나 혼합하여 실행하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 심호흡 훈련 프로그램은,
상기 사용자의 초기 휴식기에서의 생체신호를 측정하는 심호흡 프로그램 시행 전 단계(S100);
제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 훈련 심호흡 프로그램 가운데 어느 하나의 심호흡 프로그램을 2분 동안 진행하는 단계(S210); 및 1분 동안 휴식을 취하는 단계(S220);를 포함하는 심호흡 프로그램 시행 중 단계(S200); 및 4분 내지 5분 동안 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 심호흡 프로그램 시행 후 단계(S300);를 4회 반복하는 단계로서, 4회 반복하는 동안 상기 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램는 한 번씩만 임의의 순서로 진행하는 단계; 및
상기 사용자의 최종 휴식기에서의 생체신호를 측정하는 모든 프로그램 종류 후 단계(S400)를 포함하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 4.5초 및 4.5초 동안을 진행하며, 상기 제 2 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 6초 및 2초 동안을 진행하며, 상기 제 3 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 2초 및 6초 동안을 진행하며, 그리고 상기 제 4 심호흡 훈련 프로그램은, 들숨과 날숨을 1.5초 및 1.5초 동안을 진행하는 것을 특징으로 하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 심호흡 프로그램 시행 전 단계(S100) 및 상기 심호흡 프로그램 시행 중 단계(S200) 사이에, 1분 동안의 휴식하는 단계(S150); 및
상기 심호흡 프로그램 시행 후 단계(S300) 및 상기 모든 프로그램 종류 후 단계(S400) 사이에, 5분 동안의 휴식하는 단계(S350);를 포함하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 심호흡 훈련 프로그램 내지 상기 제 4 심호흡 훈련 프로그램의 들숨과 날숨에 대한 지시는, 상기 본체부을 통해서 시각적, 청각적, 또는 시각 및 청각적으로 표시하여 상기 사용자에게 전달하는 것을 특징으로 하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 생체신호 센서부는,
상기 사용자의 복부 또는 흉부에 착용되는 벨트인 것을 특징으로 하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 본체부는, 상기 제 1 내지 제 4 심호흡 훈련 프로그램을 하는 도중에, 상기 호흡 센서부의 실시간 측정에 따라서, 상기 사용자의 나이, 성별, 신체 능력 또는 호흡 훈련의 진척도에 따라 상기 들숨 시간 및 상기 날숨 시간이 소정의 회수 이상 지속적으로 미달하는 경우, 상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것을 특징으로 하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 심호흡 훈련 프로그램을 실시간으로 조정하는 것은, 상기 사용자의 최대 들숨 시간 및 최대 날숨 시간의 소정의 값 a 및 b를 곱한 것을 들숨 시간과 날숨 시간으로 각각 재설정하고,
상기 재설정된 들숨 시간과 날숨 시간을 만족하는 경우, 상기 재설정된 들숨 시간과 날숨 시간을 연장해 나가되, 상기 심호흡 훈련 프로그램의 원래의 들숨 시관과 날숨 시간을 초과하여 연장하지 않고,
상기 소정의 값 a는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하고, 상기 소정의 값 b는 1.0 내지 1.2 사이의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 심호흡 훈련 프로그램과 함께, 상기 사용자의 경혈을 전기적으로 자극하거나 또는 공압을 포함하여 기계적으로 자극하거나, 또는 전기적 자극과 기계적 자극을 병행하는 것을 특징으로 하는,
고혈압 환자의 혈압을 조절하는 치료 시스템의 심호흡 훈련 방법.