KR20230027680A - 맞춤형 sovte 조건 분석을 위한 장비 및 이를 이용한 맞춤형 sovte 조건 분석 방법 - Google Patents

맞춤형 sovte 조건 분석을 위한 장비 및 이를 이용한 맞춤형 sovte 조건 분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반폐쇄성도훈련(SOVTE) 도구를 이용하여 훈련하면서 동시에 공기역학검사가 가능하도록 하는 연결 어댑터 및 이것이 적용된 맞춤형 SOVTE 조건 분석을 위한 장비 및 이를 이용한 맞춤형 SOVTE 조건 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체가 담기는 용기, 내측 말단이 상기 용기에 담긴 액체에 잠기며 외부로 노출된 노출 말단을 통해 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 튜브를 포함하는 반폐쇄성도훈련(SOVTE)을 위한 SOVTE장치에서 상기 튜브의 중간에 개재되거나 상기 튜브를 대체하여 공기유통의 통로기능 및 상기 용기의 입구에 밀폐결합되는 마개 기능을 하면서, 상기 SOVTE장치를, 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 제1입구(intra-oral tube 연결부) 및 제2입구(airflow tube)를 가지는 공기역학검사장치에 연결하는 어댑터로서, 상기 튜브의 노출말단으로부터 공기가 유입되는 유입구와, 상기 유입구로 유입되는 공기의 일부를 상기 제1입구로 보내는 제1배출구와, 말단이 상기 용기에 밀폐결합되며, 상기 유입구로 유입되는 공기의 나머지를 상기 용기로 보내는 공급통로와, 상기 용기로부터 배출되는 공기를 상기 제2입구로 보내는 제2배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 어댑터에 관한 것이다.

Description

맞춤형 SOVTE 조건 분석을 위한 장비 및 이를 이용한 맞춤형 SOVTE 조건 분석 방법{Equipment for customized SOVTE condition analysis and customized SOVTE condition analysis method using the same}
본 발명은 반폐쇄성도훈련(SOVTE) 도구를 이용하여 훈련하면서 동시에 공기역학검사가 가능하도록 하는 연결 어댑터 및 이것이 적용된 맞춤형 SOVTE 조건 분석을 위한 장비 및 이를 이용한 맞춤형 SOVTE 조건 분석 방법에 관한 것이다.
임상에서 음성장애의 진단 및 평가를 위해 공기역학검사가 이루어지고 있다. 공기역학검사는 성대 아래쪽의 압력인 성문하압(subglottal pressure, Ps)과 성문 사이를 통과하는 공기의 흐름인 평균호기류율(mean airflow rate, MFR) 등을 측정하여 음성 산출 시 호기의 효율을 예측하는 것이다. 이를 위해 다양한 기기를 사용할 수 있으나 최근에는 phonatory aerodynamic system(Model 6600, KayPentax, NJ, USA; 이하 PAS; 비특허문헌 참조)이 많이 사용되고 있다.
PAS 검사의 원리는 다음과 같다. 마스크를 입과 코에 완전히 밀착시킨 후 발성을 하면, 발성에 따른 기류와 압력 데이터로부터 호기류율 또는 성문하압 정보를 얻는 것이다. 이들 기본 변수값으로부터 공기역학(aerodynamic power, APOW), 성문저항(aerodynamic resistance, ARES), 공기역학효율성(aerodynamic efficiency, AEFF) 등의 정보를 계산할 수 있다. PAS 및 PAS 검사하는 사진을 도 1a에 첨부하였다. 이러한 공기역학검사를 통해 환자를 포함한 사용자의 발음, 발성 특성에 대한 객관적인 평가가 가능하게 된다.
한편, 선천적 또는 질병이나 상처에 의한 발성장애 즉, 발성에 의해 목에 피로와 통증을 느끼고 이로 인해 정확한 발음이 어려운 불편함으로 고통받는 사례가 적지 않다. 이러한 발성장애의 치료 또는 개선을 위해 후두마사지와 반폐쇄성도훈련(semi-occluded vocal tract exercises; SOVTE) 등이 유용한 것으로 알려져 있다. SOVTE란, 성도를 "부분"적으로 폐쇄를 하면서 발성하여 역압(back pressure)을 유도하고, 이 역압으로 인해 성대의 과접촉을 방지하며 효율적인 발성을 위해 이상적인 접촉 상태가 되도록 하는 성대기능 향상 훈련이다.
여러 SOVTE 기법 중 간편하게 활용되는 방법은, 튜브 한쪽 끝을 물병의 물에 담그고 튜브의 다른 끝을 입에 물거나, 도면(도 1b 참조)에서처럼 다른 끝에 연결된 마스크를 쓰고 발성 훈련을 하는 방법이다.
이때 SOVTE 훈련장치의 조건(튜브의 길이, 지름, 용기의 크기, 용기에 담기는 물의 양 등)은 사용자의 특성에 따라 적합하게 조절되어야 하는데, 기존에는 SOVTE의 연습 환경과 연습 결과를 객관적으로 측정하거나 판단할 수 있는 방법이 없어서 전문가의 경험에 의해 감각적으로 그 조건을 결정하고 성과를 판단하고 있는 것이 현실이다.
종래 SOVTE 훈련을 공기역학검사를 통해 확인하고 검증하며, 객관적인 맞춤형 SOVTE 훈련 조건을 제공하고자 하는 시도는 없었다.
공개특허 10-2021-0068268(스마트 브리드)는 심폐력과 최대 산소 섭취량을 증가시킬 수 있도록 호흡훈련을 할 수 있는 호흡훈련용 장치(도 1c 참조)를 게시하고 있다. 그러나 이에 의하면 '발성 연습을 도울 수 있도록 성대를 강화'시키는 부수적 효과가 있다고 하지만 발성장애의 치료나 개선을 위한 것이 아니며 발성과정에서의 물리적 특성을 측정하고자 하는 것도 아니다.
US 10460749 B1(Voice therapy and vocal training device)에는 변형된 SOVTE 훈련장치(도 1d 참조)가 공개되어 있다. 그러나 이는 SOVTE 훈련장치의 일종일 뿐, 공기역학검사에 대한 개념이 없다.
DE 10-2017-000570 B3(Method and training tool for adjusting the vocal tract for voice, singing and playing of wind instruments)는 튜브를 통해서 발음되며, 발음이 마이크를 통해 전기신호화 되고 장치 본체에서 음파장을 분석하는 성도 조절 훈련을 위한 장치(도 1e 참조)에 관한 것이다. 그러나 이 역시 SOVTE 훈련의 객관화를 위한 공기역학검사 개념이 없다.
공개특허 10-2021-0068268
https://www.pentaxmedical.com/pentax/en/99/1/Phonatory-Aerodynamic-System-PAS-Model-6600
본 발명은 SOVTE 훈련장치에서 공기역학검사를 수행할 수 있도록 함으로써 사용자의 특성에 적합한 맞춤형 조건을 도출하고, 연습의 강도와 효과를 객관적으로 확인할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은
액체가 담기는 용기, 내측 말단이 상기 용기에 담긴 액체에 잠기며 외부로 노출된 노출 말단을 통해 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 튜브를 포함하는 반폐쇄성도훈련(SOVTE)을 위한 SOVTE장치에서 상기 튜브의 중간에 개재되거나 상기 튜브를 대체하여 공기유통의 통로기능 및 상기 용기의 입구에 밀폐결합되는 마개 기능을 하면서,
상기 SOVTE장치를, 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 제1입구(intra-oral tube 연결부) 및 제2입구(airflow tube)를 가지는 공기역학검사장치에 연결하는 어댑터로서,
상기 튜브의 노출말단으로부터 공기가 유입되는 유입구와, 상기 유입구로 유입되는 공기의 일부를 상기 제1입구로 보내는 제1배출구와, 말단이 상기 용기에 밀폐결합되며, 상기 유입구로 유입되는 공기의 나머지를 상기 용기로 보내는 공급통로와, 상기 용기로부터 배출되는 공기를 상기 제2입구로 보내는 제2배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 어댑터인 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 기존에 SOVTE 훈련 상황에서 공기역학검사를 동시에 진행할 수 있게 되어 음성치료, 음성학, 재활의학, 언어치료 분야, 이비인후과 분야에서 발성장애를 가지거나 발성을 개선하고자 하는 사용자의 특성에 적합한 맞춤형 조건을 도출하고, 연습의 강도와 효과를 객관적으로 확인할 수 있게 된다.
도 1a는 PAS 및 PAS 검사하는 상황을 보여주는 사진.
도 1b은 SOVTE 도구 및 사용상태를 보여주는 사진.
도 1c~1e는 각각 종래기술에 의한 호흡 또는 발성훈련 장치의 도면.
도 2a~2c는 본 발명에 의한 어댑터의 세 가지 예시적 단면도.
도 2d는 본 발명에 의한 어댑터의 제작예 사진.
도 3은 단순한 구조의 본 발명에 의한 SOVTE 조건 분석을 위한 장비의 예시적 사진.
도 4a는 본 발명에 의한 SOVTE 조건 분석을 위한 장비에서 공기역학검사장치가 분리된 나머지 부분의 다른 예시적 사진.
도 4b는 본 발명에 의한 SOVTE 조건 분석을 위한 장비의 다른 예시적 사진.
이하 첨부된 제작예 도면 및 사진을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 제작예 도면 등은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
혼동을 방지하고 이해의 편의를 위해 공기의 흐름 방향에 따라 근위(가까운 곳), 원위(먼 곳)라는 표현을 사용하기로 한다. 즉, 사용자의 입이 있게 될 방향이 근위, 그 반대 방향을 원위라 표현한다.
본 발명에서 SOVTE장치는 본 발명에 의한 어댑터와 용기와 튜브와 호흡마스크를 포함하는 개념이 된다. 따라서 혼동을 방지하기 위하여 도면상에 SOVTE장치 자체에 대한 부호를 명시적으로 표시하지 않기로 한다. 또한 본 발명에 의한 SOVTE 조건 분석을 위한 어댑터와 장비의 제작예에서 노출말단(근위측) 튜브는 생략되었고 용기 내부에 위치하게 되는 일측(원위측) 튜브와 공기역학검사장치와 연결되는 튜브만 존재하므로, 노출말단(근위측) 튜브에 대한 도면 부호도 생략한다.
(1) 제1발명
전술한 바와 같이 본 발명은, 반폐쇄성도훈련(SOVTE)을 위한 SOVTE장치와 공기역학검사장치(30)에 연결하는 어댑터(10)에 관한 것이다.
통상의 SOVTE장치(도 1b 참조)는, 액체가 담기는 용기(21), 내측 말단(원위측 말단)이 상기 용기(21)에 담긴 액체에 잠기며 외부로 노출된 노출말단(근위측 말단)을 통해 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 튜브를 포함하는 반폐쇄성도훈련을 위한 장치이다. 이때 사용자의 코와 입을 밀폐하여 덮는 소위 밀폐형 호흡마스크(23)(구조 마스크, 호흡 마스크;respirator mask, 소생 마스크;resuscitation mask, 포켓 마스크; pocket mask, CPR 마스크 등으로 불리기도 함, 이하 단순히 '호흡마스크(23)'로 칭함)가 도 1b에서처럼 상기 튜브의 노출말단에 결합되어 있을 수 있다. 이때 호흡마스크(23)에는 도 1b에서처럼 흡기는 가능하게 하면서 배기는 불가능하게 하는 통기밸브가 장착될 수도 있다.
통상의 공기역학검사장치(30)는, 도 1a에 도시되어 있는 것처럼, 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 제1입구(31)(intra-oral tube 연결부) 및 제2입구(32)(airflow tube)를 가지며, 발성에 따른 기류와 압력 정보를 포함하는 변수값을 측정 및 계산하는 장치이다. 공기역학검사장치(30)의 종류와 기능에 따라 상기 제1입구(31)와 제2입구(32)로 유입된 공기는 다양하게 분지되어 각종 데이터 획득에 활용될 수 있다.
본 발명에 의한 어댑터(10)는 다음과 같이 두 가지 특성을 가지고 있다.
① SOVTE장치의 튜브의 중간에 개재되거나 상기 튜브를 대체하여 공기유통의 통로기능 및 상기 용기(21)의 입구에 밀폐결합되는 마개부(14) 기능을 한다.
어댑터(10)가 '튜브의 중간에 개재'된다는 것은, 통상적으로 튜브의 사이에 어댑터(10)가 존재한다는 것 즉, 어댑터(10)의 전단과 후단에 통상의 튜브가 장착된다는 의미이다. 어댑터(10)가 '튜브를 대체'한다는 것은 어댑터(10)의 후단에만 튜브가 장착되거나 어댑터(10)의 전단과 후단 모두 튜브가 없이 어댑터(10) 자체가 튜브 기능을 하는 것을 의미한다. 어댑터(10)가 '용기(21)의 입구에 밀폐결합되는 마개부(14) 기능'을 한다는 것은, 용기(21)로 유입된 공기가 바로 외부로 배출되지 않고 소정의 유로를 통과하여 배출되도록 하는 구조로 되어 있다는 것이다. 뒤에서 다시 상세히 설명한다.
② 상기 튜브의 노출말단으로부터 공기가 유입되는 유입구(11)와, 상기 유입구(11)로 유입되는 공기의 일부를 분기하여 상기 제1입구(31)로 보내는 제1배출구(12)와, 말단이 상기 용기(21)에 밀폐결합되며, 상기 유입구(11)로 유입되는 공기의 나머지를 분기하여 상기 용기(21)로 보내는 공급통로(13)와, 상기 용기(21)로부터 배출되는 공기를 상기 제2입구(32)로 보내는 제2배출구(15)를 포함하는 구조이다. 도 2a~2c에 본 발명에 의한 어댑터(10)의 세 가지 예시적 단면도를, 도 2d에 본 발명에 의한 어댑터(10) 제작예 사진을 도시하였다. 도 2a~2c에는 도 2d에 있는 연결튜브(16)과 용기내튜브(22)의 도시를 생략하였다. 도 2a~2d에서 용기(21)와 물도 도시를 생략하였는데, 생략되지 않은 사진은 다른 도면으로 첨부하였고 뒤에서 설명한다.
도 2a~2c는 유입구(11) 부분의 구조적 변화에 따른 예인데, 위상학적으로는 동일하며 그 기능도 유사하다.
이러한 본 발명에 의한 어댑터(10)에 의하면, 튜브의 노출말단으로부터 사용자의 발성에 따른 공기가 유입되면, 유입구(11)~제1배출구(12)~연결튜브(16)~제1입구(31)의 통로(적색 화살표로 표시)와 유입구(11)~공급통로(13)~마개부(14)~용기내튜브(22)~(용기(21))~마개부(14)~제2입구(32)의 통로(청색 화살표로 표시)로 분지되어 공기역학검사장치(30)로 전달되게 된다. 이때 용기(21)에는 물이 담겨져 있고 공급통로(13)의 원위측 말단(도 2d에서처럼 별도의 튜브(22)로 연장될 수 있음)은 물에 잠겨져 있으므로 공기는 물을 통과하게 된다(이하 설명의 단순화를 위해 용기(21)내 물에 대한 언급을 생략함).
본 발명에 의한 어댑터(10)의 유입구(11) 측에는 단순히 사용자가 입에 물고 연습하게 되는 튜브가 연결되어 있을 수도 있지만, 튜브의 근위말단에 또는 튜브 없이 어댑터(10)의 유입구(11)에 밀폐형 호흡마스크(23)가 직접 장착될 수도 있다. 이하 본 발명에 첨부된 도면(도 4a, 4b)에는 튜브 없이 어댑터(10)의 유입구(11)에 밀폐형 호흡마스크(23)가 직접 장착된 예를 도시하였다.
한편, 앞에서 설명하였듯이 SOVTE장치에는 밀폐형 호흡마스크(23)가 장착될 수 있듯이, 본 발명에 의한 어댑터(10)에도 사용자 편의와 검사의 정확성을 위해, 튜브의 노출말단(근위측 말단) 또는 튜브 없이 직접 상기 유입구(11)에 밀폐형 호흡마스크(23)가 결합될 수 있다(도 4a, 4b 참조). 호흡마스크(23)가 결합된 경우 사용자는 튜브 근위측 말단을 입에 물지 않고 호흡마스크(23)를 안면에 밀착한 상태로 사용하게 된다. 한편, 도 1a에 도시된 것처럼 종래 공기역학검사장치(30)의 제1입구(31)와 연결되는 근위측 말단(도면에서 좌측 노란색 화살표 부분)은 호흡마스크(23) 착용자의 구강내에 위치한다. 따라서 본 발명에 의한 어댑터(10)에 호흡마스크(23)가 결합된 경우, 일측말단(원위측 말단)이 상기 제1배출구(12)와 연결되고, 노출말단(근위측 말단)이 상기 호흡마스크(23)의 안면부 측으로 돌출되어 있는 구강내튜브(도시 생략)가 추가되도록 하는 것이 좋다. 도 2c가 이에 적합한 어댑터(10) 구조가 될 수 있을 것이다.
(2) 제2발명
또 다른 본 발명은, 전술한 어댑터(10)가 적용된 SOVTE 조건 분석을 위한 장비에 관한 것으로서, 전술한 어댑터(10)의 공급통로(13) 말단이 상기 용기(21)에 밀폐결합되고, 상기 어댑터(10)의 제1배출구(12)가 상기 공기역학검사장치(30)의 제1입구(31)에 연결되고, 상기 어댑터(10)의 제2배출구(15)가 상기 공기역학검사장치(30)의 제2입구(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 장비이다. 즉, 본 발명은 전술한 어댑터(10)가 종래 SOVTE장치에 결합되거나, 종래 SOVTE장치 구성의 일부를 대체하면서 SOVTE장치를 공기역학검사장치(30)와 결합시킨 장비이다. 이렇게 가장 단순한 본 발명에 의한 SOVTE 조건 분석을 위한 장비의 예시적 제작예의 정면(근위측에서 본) 사진과 좌상에서 본 사진을 도 3에 도시하였다(사진에서 용기(21)에는 물을 채우지 않았음). 사용자는 어댑터(10)의 유입구(11)(근위측 말단)을 직접 또는 소정의 매개부를 장착한 상태로 입에 물고 SOVTE 훈련을 시행한다. 그러면 사용자의 발성에 의한 공기가 전술한 바와 같은 어댑터(10)의 구조에 의해 두 갈래로 분지되어 각각 '유입구(11)~제1배출구(12)~검사장치(30)의 제1입구(31)'의 통로와, '유입구(11)~공급통로(13)~마개부(14)~(용기(21))~마개부(14)~검사장치(30)의 제2입구(32)'의 통로를 통해 공기역학검사장치(30)로 전달된다. 이에 의해 SOVTE 훈련과 동시에 그에 따른 공기역학검사가 이루어지게 된다.
앞서 설명한 것과 동일하게, SOVTE 조건 분석을 위한 장비에서는 상기 튜브의 노출말단 또는 상기 유입구(11)에는 밀폐형 호흡마스크(23)가 결합될 수 있다. 유입구(11)에 호흡마스크(23)가 직접 결합된 형태에서 공기역학검사장치(30)에 결합되지 않은 상태의 원위측에서 촬영한 사진을 도 4a에, 결합된 상태의 SOVTE 조건 분석을 위한 장비의 일예의 다양한 각도에서 촬영한 사진을 도 4b에 첨부하였다.
이러한 SOVTE 조건 분석을 위한 장비의 사용방법이나 구강내튜브(도시 생략)의 추가 등은 앞서 설명한 바와 같다.
이상과 같은 본 발명의 SOVTE 조건 분석을 위한 장비에 의해, SOVTE 훈련 상황에서 공기역학검사를 동시에 진행할 수 있게 된다. 따라서 이에 의해 종래 공기역학검사장치(30)의 활용도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, SOVTE에 대한 객관적 데이터 확보를 할 수 있게 된다. 나아가 SOVTE에 대한 객관적 데이터의 확보가 가능함에 따라, 마치 운동선수의 체격과 체력 특성에 따라 적합한 운동 조건과 방법을 결정하듯이, 구강이나 성대의 구조적 특징과 발음 특성을 가지는 특정 사용자에 적합한 객관적인 개인 맞춤형 SOVTE 조건을 분석하여 도출하는 것도 가능하게 된다.
10. 어댑터
11. 유입구 12. 제1배출구 13. 공급통로
14. 마개부 15. 제2배출구 16. 연결튜브
SOVTE장치
21. 용기 22. 용기내튜브 23. 호흡마스크
30. 공기역학검사장치
31. 제1입구 32. 제2입구

Claims (6)

  1. 액체가 담기는 용기, 내측 말단이 상기 용기에 담긴 액체에 잠기며 외부로 노출된 노출 말단을 통해 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 튜브를 포함하는 반폐쇄성도훈련(SOVTE)을 위한 SOVTE장치에서 상기 튜브의 중간에 개재되거나 상기 튜브를 대체하여 공기유통의 통로기능 및 상기 용기의 입구에 밀폐결합되는 마개부 기능을 하면서,
    상기 SOVTE장치를, 사용자의 발성에 의한 공기가 유입되는 제1입구(intra-oral tube 연결부) 및 제2입구(airflow tube)를 가지는 공기역학검사장치에 연결하는 어댑터로서,
    상기 튜브의 노출말단으로부터 공기가 유입되는 유입구와,
    상기 유입구로 유입되는 공기의 일부를 상기 제1입구로 보내는 제1배출구와,
    말단이 상기 용기에 밀폐결합되며, 상기 유입구로 유입되는 공기의 나머지를 상기 용기로 보내는 공급통로와,
    상기 용기로부터 배출되는 공기를 상기 제2입구로 보내는 제2배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 어댑터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 튜브의 노출말단 또는 상기 유입구에는 밀폐형 호흡마스크가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 어댑터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    일측말단이 상기 제1배출구와 연결되고, 노출말단이 상기 호흡마스크의 안면부 측으로 돌출되어 있는 구강내튜브가 추가된 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 어댑터.
  4. 청구항 1에 의한 어댑터가 적용된 SOVTE 조건 분석을 위한 장비로서,
    상기 어댑터의 공급통로 말단이 상기 용기에 밀폐결합되고,
    상기 어댑터의 제1배출구가 상기 공기역학검사장치의 제1유입구에 연결되고,
    상기 어댑터의 제2배출구가 상기 공기역학검사장치의 제2유입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 장비.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 튜브의 노출말단 또는 상기 유입구에는 밀폐형 호흡마스크가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 장비.
  6. 청구항 5에 있어서,
    일측말단이 상기 제1배출구와 연결되고, 노출말단이 상기 호흡마스크의 안면부 측으로 돌출되어 있는 구강내튜브가 추가된 것을 특징으로 하는 SOVTE 조건 분석을 위한 장비.
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