WO2022245127A1 - 수면 질 개선 시스템 및 방법 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a system and method for improving sleep quality, and in particular, measures objective sleep quality in a wearless state, and measures and analyzes subjective sleep quality in a user-friendly manner to determine correct sleep behavior of a user.
- a system and method for inducible sleep quality improvement are provided.
- Devices in the sleep industry emphasize only the accuracy or convenience of collecting various biomarkers and acquiring some information, ignoring the cognitive behavioral errors that cause chronic insomnia. This does not have clinical value for subjects who are at high risk of insomnia or those who actually suffer from insomnia, and after purchase due to public curiosity, the value and utility of sleep-related merchandise may decrease. Therefore, it is necessary to focus on the main clinical causes of insomnia, that is, sleep-related cognitive errors and inappropriate sleep compensatory behaviors, and incorporate technological developments.
- the grafting technology is to automatically measure sleep cognitive errors and sleep compensatory behaviors, suggest corrective behaviors according to the measurement results, and furthermore, promote the effect of improving sleep quality by re-measuring compliance with suggested behaviors, sleep cognitive errors, and sleep compensatory behaviors. it means
- Korean Patent Registration No. 10-2023524 which is a prior document, relates to an insomnia treatment support device and an insomnia treatment support program, so that a drowsiness test is conducted at an appropriate time according to sleep efficiency, which suggests an improvement in insomnia, so that the user Disclosed is a configuration that enables accurate measurement of drowsiness.
- Korean Patent Registration No. 10-2023524 which is a prior document, relates to an insomnia treatment support device and an insomnia treatment support program, so that a drowsiness test is conducted at an appropriate time according to sleep efficiency, which suggests an improvement in insomnia, so that the user Disclosed is a configuration that enables accurate measurement of drowsiness.
- 10-1712281 relates to a sleep efficiency calculation method and a sleep control method using a wearable device and a mobile application, calculating average bed time (TB), calculating average actual sleep time (TS), Accordingly, by calculating the average sleep efficiency (ES) to determine whether or not there is a sleep disorder and providing a suggested bed time (TBp), a configuration enabling accurate and timely treatment without visiting the hospital is disclosed.
- Japanese Patent Laid-open Publication No. 2006-34966 relates to an apparatus and method for evaluating and treating insomnia, which includes a configuration for generating a sleep behavior treatment plan based on sleep pattern data and a behavior modification algorithm that generates stimulation of sleep inducement behavior. Initiate.
- the prior art does not disclose a configuration for comprehensively measuring and analyzing objective sleep quality and subjective sleep quality, and there is room for improvement in a user-friendly and personalized sleep guide function.
- the present invention was created in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to develop the Internet of Things and artificial intelligence technology that measures cognitive error measurement and corrective behavior that are substantially helpful in improving sleep quality, and correct sleep behavior. It is to provide a system and method for improving sleep quality that help habituation and maintenance.
- a sleep quality improvement system includes a mattress for measuring objective sleep quality information of a user in a wearless form, a behavior correction aid disposed at a predetermined distance from the mattress, and the mattress It includes an AI speaker that collects and analyzes objective sleep quality information measured in and subjective sleep quality information identified through question and answer with the user.
- the mattress may include a weight/body pressure measurement unit for measuring the user's weight or body pressure to classify the user, and an objective sleep measurement unit for classifying the user's sleep and wakefulness.
- the method for distinguishing may use brain waves, heart rate, respiratory rate, or movement.
- the mattress may further include a user information storage unit for storing information measured by the weight/body pressure measurement unit to classify users located in the mattress.
- the behavior correction aid may include a sensing unit that detects whether the user is seated.
- the behavior correcting aid may include a weight measurement unit that measures the weight of the user when he or she is seated and compares the weight of the user lying on the mattress to determine whether the user is the same person.
- a sleep quality improvement method includes (a) identifying a user located on a mattress, (b) measuring the user's objective sleep quality, and transmitting the measurement information to an AI speaker; (c) measuring the user's subjective sleep quality with the AI speaker, (d) measuring cognitive error and compensatory behavior by analyzing the degree of agreement between the objective sleep quality information and the subjective sleep quality information, and (e) and providing feedback information according to measurement results of the cognitive errors and compensatory behaviors.
- the sleep quality improvement system and method according to the present invention has an effect of measuring objective sleep quality in a wearless state without attaching a specific device to the user's body.
- the sleep quality improvement system and method according to the present invention has the effect of executing a personalized guide function that promotes the prevention and correction of insomnia by measuring sleep cognition and compensatory behavior and analyzing patterns.
- the sleep quality improvement system and method according to the present invention has an effect that can replace the sleep diary used for cognitive behavioral treatment of insomnia in clinical practice.
- system and method for improving sleep quality according to the present invention are easy to use by the elderly with a lot of insomnia, and have an effect that can contribute to the emotional stability of the elderly.
- the sleep quality improvement system and method according to the present invention is expected to help shape a healthy lifestyle for preventing depression and dementia through improvement of insomnia, as well as mood and cognition that have been achieved without excluding the influence of sleep. There is also an effect that can have a mutually positive influence on function-related smart device research.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a sleep quality improvement system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram exemplarily illustrating the operation of a sleep quality improvement system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 shows an example of a sleep diary for determining subjective sleep quality.
- FIG. 4 is a flowchart of a method for improving sleep quality according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a sleep quality improvement system according to an embodiment of the present invention.
- the sleep quality improvement system 10 of the present invention includes a mattress 100, a behavior correction aid 200, and an artificial intelligence (AI) speaker 300, and optionally, a display device 400 more includes
- Insomnia is associated with cognitive errors, discrepancies between objective sleep quality (OSQ) and subjective SQ (SSQ) information, and is characterized by compensatory behaviors that increase time spent awake in bed . Reducing these compensatory behaviors can prevent chronic insomnia and lower worry and anxiety about sleep.
- OSQ objective sleep quality
- SSQ subjective SQ
- the sleep quality improvement system 10 of the present invention when the user wakes up, immediately communicates with the user in a friendly manner, such as whether he slept well, and collects information measured from the mattress 100 to determine sleep quality, cognitive error, It helps to prevent or correct insomnia by checking compensatory behaviors and providing feedback according to the results.
- Objective sleep quality (OSQ) information is measured in a wearable form such as an actiwatch or through a polysomnography test in a hospital.
- the mattress 100 of the present invention can be measured in a wearless form at home. Therefore, it is possible to easily measure objective sleep quality information and measure compensatory behavior, which is a factor that exacerbates insomnia.
- the mattress 100 can measure sleep or wakefulness while the user is lying down, and measures the time the user is lying on the mattress by detecting the user's weight.
- the mattress 100 may include an objective sleep measuring unit 110 and a weight/body pressure measuring unit 120 .
- the objective sleep measurement unit 110 of the mattress measures sleep and wakefulness to determine sleep onset latency (SoL), sleep duration or total sleep time (TST), wake after sleep onset (WASO) It is possible to obtain objective sleep quality information (Sleep Quality, OSQ), etc., and the body pressure measurement unit 120 acquires time in bed (TIB) information to obtain objective sleep quality information, such as sleep efficiency (Sleep Efficiency, SE) can be analyzed.
- SoL sleep onset latency
- TST total sleep time
- WASO wake after sleep onset
- TIB time in bed
- SE sleep efficiency
- the objective sleep measuring unit 110 may use any one of brain waves, heart rate, respiratory rate, or movement.
- an electroencephalograph located at the part where the user's head touches can be used, and for heart rate or respiratory rate, a piezo sensor or infrared PPG (photoplethysmography, photoplethysmography, etc.) can be used, and for movement, an accelerometer, etc. can be used.
- Sleep measurement Part may include measurements of sleep structures such as REM sleep and slow-wave sleep, but it consistently distinguishes between sleep states that include both slow-wave sleep and REM sleep, and wakeful states that are not sleep.
- the weight/body pressure measurement unit 120 measures the user's weight or body pressure, classifies users located on the mattress 100, and provides information about the time the user lies on the mattress 100 and the time when he wakes up, It allows the user to check the sleep reward behavior.
- the user information storage unit 130 stores weight or body pressure information measured by the weight/body pressure measurement unit 120 and identifies a user. Several different users can lie on the mattress 100, and by storing the information measured by the weight/body pressure measurement unit 120 in the user information storage unit 130, each user located on the mattress 100 can be identified. have.
- Subjective sleep quality (SSQ) information is identified as a sleep diary written by an individual in paper and pencil, and training and repeated practice are required to properly write a sleep diary.
- SSQ Subjective sleep quality
- the AI speaker 300 of the present invention may include a subjective sleep measurement unit 310, a cognitive error and compensatory behavior analysis unit 320, and a corrective behavior output unit 330 for improving sleep quality.
- the subjective sleep measurement unit 310 can easily measure subjective sleep quality by installing software composed of friendly conversations and appropriate contents to replace a sleep diary that identifies subjective sleep quality, and is particularly easy to apply to the elderly.
- the cognitive error and compensatory behavior analysis unit 320 determines whether or not there is a cognitive error according to the degree of matching and gap between the measured values such as sleep time measured by the objective sleep measurement unit 110 of the mattress and the subjective sleep measurement unit 310 of the AI speaker. Analyze changes in cognitive errors.
- Sleep efficiency (SE) information corresponding to objective sleep quality using the sleep time (TST) acquired from the objective sleep measurement unit 110 and the time lying in bed (TIB) acquired from the weight/body pressure measurement unit 120 Calculate and analyze the existence and change of sleep reward behavior.
- the sleep quality improvement correction behavior output unit 330 proposes a sleep time zone, that is, a time to go to bed, to the user by applying an algorithm for guiding sleep compensatory behavior and sleep efficiency increase.
- the AI speaker of the present invention collects the information measured by the subjective sleep measurement unit 310, the objective sleep measurement unit 110, and the body pressure measurement unit 120, analyzes cognitive errors and compensatory behavior, and identifies the presence and pattern of each. According to an algorithm that analyzes and presents a behavioral strategy that reduces the time of compensatory behavior, it can be guided to be positioned as a behavioral correction aid before going to bed or to be positioned as a behavioral correctional aid after getting out of bed after going to bed.
- the sleep quality improvement system 10 of the present invention is a practical system that can improve cognitive behavioral errors, measures cognition and behavior for optimal sleep by applying IoT and artificial intelligence technology to enable personalized service, and behavior promotes the correction of
- the behavior correction aid 200 is used to correct behavior so that the user stays in a place separated from the mattress 100 upon awakening.
- the behavior correction aid 200 is disposed at a location spaced a predetermined distance from the mattress 100, and is not particularly limited, but may be an item on which a user can sit, such as a sofa or a cushion.
- the behavior correction aid 200 may include a sensing unit 210 to detect whether a user is seated.
- the behavior correction aid 200 is provided with a weight measurement unit 220 to compare the weight of the user lying on the mattress 100 through the measurement of the weight of the user when the user is seated to determine whether the user is the same person. have. Transceivers may be attached to each of the mattress 100 and the behavior correction aid 200 to transmit and receive user weight information.
- Information on whether the user uses the behavior correction aid 200 may be used to measure the user's behavioral adaptation or behavioral change and improvement in insomnia.
- the improvement of insomnia is judged using the objective and subjective difference or agreement of sleep time value and sleep efficiency value, and the numerical value can be 85% or more within 30 minutes, respectively.
- Information about whether the user uses the behavior correction aid 200 may be used to measure the user's behavioral adaptation or behavioral change.
- the AI speaker 300 collects information transmitted from the mattress 100 and the behavior correction aid 200 and performs analysis.
- the AI speaker 300 acquires information about the sleep of the user who woke up to analyze the subjective sleep quality (SSQ), and the objective sleep time (TST) and objective sleep efficiency (SE) measured from the mattress 100 and AI The degree of agreement is evaluated by comparing the subjective sleep time (TST) and the subjective sleep efficiency (SE) measured from the speaker 300 .
- SSQ subjective sleep quality
- TST objective sleep time
- SE objective sleep efficiency
- your sleep efficiency is as low as 85% or less, you may feel very tired the next day. This is because it means that you tried to sleep but didn't sleep as much as you tried, and that you tossed and turned in bed during that time.
- the AI speaker 300 uses the degree of agreement between objective sleep efficiency and subjective sleep efficiency to determine whether there is a cognitive error and sleep compensatory behavior, and then informs the user of the appropriate behavior of the day, such as going to bed, behavior when waking up .
- a method in which the AI speaker 300 informs the user's behavioral information may be voiced through the speaker, and visualized information may be output to the display device 400 wirelessly connected to the AI speaker 300.
- the display device 400 is a device that visualizes and displays the information delivered by the AI speaker 300.
- the display unit 400 is not particularly limited, but may be configured as a TV, computer monitor, or the like.
- a visual support method through the display device 400 may be used in addition to the speaker's voice support method, which can enhance user convenience and recognition. have. In particular, it can be used as a system that is friendly to the elderly with a high risk of insomnia.
- the AI speaker 300 After providing feedback information on the user's action, the AI speaker 300 informs whether the user has practiced according to the information provided the next day.
- the AI speaker 300 may transmit motivation enhancing training materials to the display unit 400 according to the motivation level of behavior correction.
- the AI speaker 300 and the display device 400 may be integrally configured.
- the AI speaker 300 and the behavior correction aid 200 may be integrally configured.
- When configured as an integral type by reducing the number of physical items constituting the sleep quality improvement system 10, it is possible to increase the utilization of space and increase the convenience of management.
- FIG. 2 is a diagram exemplarily illustrating the operation of a sleep quality improvement system according to an embodiment of the present invention.
- the value measured on the mattress 100 while the user sleeps is transmitted to the AI speaker 300.
- User information measured by the mattress 100 includes weight/body pressure information, sleep/wakefulness information, and the like.
- the user may ask and respond to thoughts about the last night's sleep according to a predetermined scenario program. For example, the comment "I think I slept for 4 hours.” can be provided.
- the AI speaker 300 determines objective sleep efficiency and subjective sleep quality from objective sleep quality (OSQ) information transmitted from the mattress 100 and subjective sleep quality (SSQ) information obtained through conversation with the user. Efficiency is calculated, and the concordance between the two is analyzed, the cognitive error, etc.
- OSQ objective sleep quality
- SSQ subjective sleep quality
- the AI speaker 300 provides feedback information to the user based on the analyzed information, and delivers actions for better sleep quality in a specific and user-friendly manner.
- FIG. 3 shows an example of a sleep diary for determining subjective sleep quality.
- Cognitive-behavioral therapy is performed to improve the sleep efficiency of users suffering from sleep disorders. During the period of cognitive-behavioral therapy, they are asked to write a sleep diary so that they perceive their own sleep compensatory behaviors and raise their sleep efficiency to 85% or more. individualized behavioral prescriptions aimed at
- the sleep diary displays sleep-related information such as the time you went to bed, the time you got out of bed, the time you fell asleep, the time you woke up, the time you took medications or alcohol, the time you exercised, the time you took a nap, and the level of refreshment when you woke up. that is the main content.
- the user writes the value (subjective sleep quality information) perceived by himself based on memory rather than accurately entering the time for the corresponding sleep-related information using a watch in the sleep diary.
- the time of day to turn off the light or lie down to sleep is marked with " ⁇ " (Mark ⁇ at the time of turning off the lights or lying down to sleep), Mark ⁇ at the time of turning on the lights or getting out of bed (Mark ⁇ at the time of turning on the lights or getting out of bed ), and mark "l----- --l” (Mark ⁇ - ⁇ on the times of the day you slept, including naps), and "A" (If applicable, put in mark at that time.
- Score1 indicates satisfaction with last night's sleep on a scale of 1 to 5, with 1 being very bad, 2 being bad, 3 being average, 4 being good and 5 being very good.
- Score 2 indicates the degree of refreshment in the morning after sleeping. 1 is very bad, 2 is bad, 3 is normal, 4 is good, and 5 is very good.
- the subjective sleep quality or sleep efficiency confirmed through the sleep diary shows a discrepancy with the objective sleep quality or sleep efficiency such as actiwatch or polysomnography. Because the person feels that they are not, the phenomenon of becoming active with drugs also occurs.
- the AI speaker 300 of the present invention can obtain subjective sleep quality information by replacing the conventional sleep diary as described above. That is, the AI speaker 300 of the present invention is the time lying on the mattress 100, the time coming out of the mattress 100, the time falling asleep, the time waking up, the time taking medication or drinking alcohol, exercise time, nap time, Subjective sleep quality information of the user may be grasped by querying the user for sleep-related information, such as the level of refreshment upon waking up, and acquiring and analyzing the user's answer. To this end, sleep-related questions for the user may be programmed in advance and embedded in the AI speaker 300 in order to measure the user's subjective sleep quality.
- the sleep quality improvement system 10 of the present invention measures sleep perception and sleep behavior, provides feedback to help healthy sleep habits, prevents insomnia from worsening, and provides cases requiring visits to medical facilities or sleep specialists. can be reduced
- the sleep quality improvement system 10 of the present invention can promote an actual sleep improvement effect, especially for the elderly.
- the paper-and-pencil type sleep diary currently used in clinical practice is difficult for the elderly to write and requires much more explanation and repetition than normal adults to write it properly. can be obtained, it is possible to improve the difficulties experienced by the elderly in the past, and there is practicality in linking with clinical practice in the future.
- the sleep quality improvement system 10 of the present invention acquires objective sleep quality information in a form in which a user lies on a mattress without wearing a wearable device, it is convenient to use.
- FIG. 4 is a flowchart of a method for improving sleep quality according to an embodiment of the present invention.
- a user located on the mattress 100 is identified (S210).
- the weight/body pressure measuring unit 120 may measure the user's weight or body pressure. Since several different users can lie on the mattress 100, the information measured by the weight/body pressure measurement unit 120 is stored in the user information storage unit 130, and when someone lies down on the mattress 100 later, the stored weight Alternatively, each user may be identified using body pressure information.
- the mattress 100 measures the user's objective sleep quality and transmits the measurement information to the AI speaker 300 (S220).
- the objective sleep quality information may include at least one of sleep time, sleep latency, wakefulness time, and sleep efficiency.
- the AI speaker 300 measures the user's subjective sleep quality (S230).
- the subjective sleep quality information is information on one or more of the time lying on the mattress, the time getting out of the mattress, the time falling asleep, the time waking up, the time taking medication or drinking alcohol, the exercise time, the nap time, or the level of refreshment when waking up.
- the AI speaker 300 of the present invention may be pre-programmed and embedded with questions related to sleep for the user composed of a friendly conversation form and appropriate content.
- the subjective sleep quality measurement of the AI speaker 300 may be performed in the behavior correction aid 200 located at a spatially separated position from the mattress 100.
- the user When the user wakes up, the user is guided to leave the mattress 100 and sit on the behavior correction aid 200, thereby correcting the user's wrong sleep compensation behavior.
- the AI speaker 300 analyzes the degree of agreement between the objective sleep quality information transmitted from the mattress 100 and the subjective sleep quality information acquired through question and answer with the user to measure the user's sleep cognitive error and compensatory behavior ( S240).
- the AI speaker 300 may provide feedback information according to the measurement results of the cognitive error and compensatory behavior to the user (S250).
- feedback information may be provided through the voice of the AI speaker 300 or through the voice of the AI speaker 300 and visualized information of the display device 400.
- the embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components.
- the devices, methods, and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA). array), programmable logic units (PLUs), microprocessors, or any other device capable of executing and responding to instructions.
- a processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system.
- a processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software.
- OS operating system
- a processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software.
- the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include.
- a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Also, other processing configurations are possible, such as parallel processors.
- Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. You can command the device.
- Software and/or data may be any tangible machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, intended to be interpreted by or provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave.
- Software may be distributed on networked computer systems and stored or executed in a distributed manner.
- Software and data may be stored on one or more computer readable media.
- the method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium.
- the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
- Program commands recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software.
- Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
- - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
- program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler.
- the hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
- the present invention measures sleep awareness and sleep behavior, provides feedback, and manages sleep behavior using sleep products that help healthy habits to prevent aggravation of insomnia and reduce cases requiring visits to medical facilities or sleep specialists. It has the competitiveness to provide a new concept sleep industry device and service point of view.
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Abstract
본 발명은 수면 질 개선 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 웨어리스(wearless) 상태로 객관적인 수면의 질을 측정하며, 사용자 친화적인 방식으로 주관적인 수면의 질을 측정 및 분석하여 사용자의 올바른 수면 행동을 유도할 수 있는 수면 질 개선 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 시스템은, 웨어리스(wearless) 형태로 사용자의 객관적 수면 질 정보를 측정하는 매트리스, 상기 매트리스에서 소정 거리 이격된 위치에 배치되는 행동 교정 보조기, 및 상기 매트리스에서 측정된 객관적 수면 질 정보와, 상기 사용자와 질의응답을 통해 파악되는 주관적 수면 질 정보를 취합 및 분석하는 AI 스피커를 포함한다.
Description
본 발명은 수면 질 개선 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히, 웨어리스(wearless) 상태로 객관적인 수면의 질을 측정하며, 사용자 친화적인 방식으로 주관적인 수면의 질을 측정 및 분석하여 사용자의 올바른 수면 행동을 유도할 수 있는 수면 질 개선 시스템 및 방법에 관한 것이다.
수면 산업 시장 기기들은 만성 불면증이 발생하게 되는 인지행동 오류를 간과한 채로 다양한 생체지표 취합과 일부 정보 획득의 정확성 혹은 편의성만을 강조한다. 이는 불면증 고위험군이나 불면증으로 실제 고생하는 대상자에게 임상적 가치를 갖지 못하며, 대중의 호기심에 의한 구매 이후에는 수면 관련 상품성의 가치와 활용도가 떨어질 수 있다. 따라서, 불면증 발생의 주된 임심상적 원인 즉 수면에 관한 인지오류와 부적절한 수면보상행동에 초점을 맞춰 기술발달이 접목될 필요가 있다.
여기서 접목기술이란 수면인지오류 수면 보상행동을 자동적으로 측정하고 측정결과에 따라 교정행동을 제시하고, 나아가 제시행동의 순응과 수면인지오류 및 수면보상행동을 재측정하여 수면질 개선효과를 도모하는 것을 의미한다
이와 관련하여, 선행문헌인 한국등록특허 10-2023524호는 불면증 치료 지원 장치 및 불면증 치료 지원용 프로그램에 관한 것으로, 불면증의 개선도를 시사하는 수면 효율에 따른 적절한 시각에 졸음 테스트가 실시되도록 하여, 사용자의 졸음을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 구성을 개시한다. 또한, 한국등록특허 10-1712281호는 웨어러블 디바이스와 모바일 어플리케이션을 이용한 수면효율 연산 방법 및 수면 조절 방법에 관한 것으로, 평균 침대시간(TB)을 연산하고, 평균 실제수면시간(TS)을 연산하고, 이에 따라 평균 수면효율(ES)을 연산하여 수면장애 여부를 판별하고 제안 침대시간(TBp)을 제공함으로써, 내원을 하지 않으면서도 정확하고 적시적인 치료가 가능하게 하는 구성을 개시한다. 또한, 일본공개특허 2006-34966호는 불면증 평가와 치료를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 수면 패턴 데이터 및 수면 유인 행동의 자극을 생성하는 행동 수정 알고리즘에 기반하여 수면 행동 치료 계획을 생성하는 구성을 개시한다.
상기 종래 기술들은 객관적인 수면의 질과 주관적인 수면의 질을 종합적으로 측정 및 분석하는 구성에 대해 개시하지 않고 있으며, 사용자 친화적인 개인 맞춤형 수면 가이드 기능을 하는 방식에 대해 개선의 여지가 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수면 질 개선에 실질적으로 도움이 되는 인지 오류 측정과 교정 행동을 측정하는 사물인터넷 및 인공지능 기술을 개발하여, 올바른 수면 행동을 습관화하고 유지하도록 돕는 수면 질 개선 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 시스템은, 웨어리스(wearless) 형태로 사용자의 객관적 수면 질 정보를 측정하는 매트리스, 상기 매트리스에서 소정 거리 이격된 위치에 배치되는 행동 교정 보조기, 및 상기 매트리스에서 측정된 객관적 수면 질 정보와, 상기 사용자와 질의응답을 통해 파악되는 주관적 수면 질 정보를 취합 및 분석하는 AI 스피커를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 매트리스는, 상기 사용자의 체중 또는 체압을 측정하여 사용자를 구분하는 체중/체압 측정부와, 상기 사용자의 수면과 각성을 구분하는 객관적 수면측정부를 포함할 수 있으며, 수면과 각성을 구분하는 방식은 뇌파 또는 심박수나 호흡수 또는 움직임을 이용할 수 있다
일 실시예에서, 상기 매트리스는, 상기 매트리스에 위치하는 사용자를 구분하도록 상기 체중/체압 측정부에서 측정한 정보를 저장하는 사용자 정보 저장부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 행동 교정 보조기는 상기 사용자가 착석하였는지 여부를 감지하는 센싱부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 행동 교정 보조기는 상기 사용자의 착석 시 체중 측정을 통해 상기 매트리스에 누워있던 사용자의 체중과 비교하여 동일인인지 확인하는 체중 측정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 방법은, (a) 매트리스에 위치하는 사용자를 확인하는 단계, (b) 상기 사용자의 객관적 수면 질을 측정하며, 측정 정보를 AI 스피커로 전송하는 단계, (c) 상기 AI 스피커에서 사용자의 주관적 수면 질을 측정하는 단계, (d) 상기 객관적 수면 질 정보와 상기 주관적 수면 질 정보의 일치도를 분석하여 인지 오류와 보상 행동을 측정하는 단계, 및 (e) 상기 인지 오류와 보상 행동의 측정 결과에 따른 피드백 정보를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 수면 질 개선 시스템 및 방법은 사용자의 몸에 특정한 장치를 부착하지 않은 웨어리스(wearless) 상태로 객관적인 수면의 질을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 수면 질 개선 시스템 및 방법은 수면 인지 및 보상 행동을 측정하고 패턴을 분석하여, 불면증 예방 및 교정을 촉진하는 개인 맞춤형 가이드 기능을 실행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 수면 질 개선 시스템 및 방법은 임상에서 불면증 인지행동 치료에 활용되는 수면일지를 대체할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 수면 질 개선 시스템 및 방법은 불면증이 많은 노인이 사용하기에도 손쉽고, 노인의 정서적 안정에도 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 수면 질 개선 시스템 및 방법은 불면증 개선을 통해 우울 및 치매 예방의 건강한 라이프 스타일 조형에 도움이 될 것으로 기대될 뿐 아니라 그 동안 수면의 영향을 배제하지 않은 채 이루어져 온 기분 및 인지기능 관련 스마트기기 연구에도 상호 긍정적 영향을 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 시스템의 동작을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 주관적 수면 질 파악을 위한 수면일지의 예시를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 방법의 순서도이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 수면 질 개선 시스템(10)은 매트리스(100), 행동 교정 보조기(200) 및 AI(Artificial Intelligence) 스피커(300)를 포함하며, 선택적으로, 디스플레이기(400)를 더 포함한다.
불면증은 객관적 수면 질(objective sleep quality, OSQ)과 주관적 수면 질(subjective SQ, SSQ) 정보 사이에 불일치, 즉 인지 오류와 연관되며, 깨어 있는 상태로 침대에 머무르는 시간이 증가하는 보상 행동이 특징이다. 이러한 보상 행동을 줄여야 불면증의 만성화를 막게 되고 수면에 대한 걱정과 불안을 낮출 수 있다.
본 발명의 수면 질 개선 시스템(10)은 사용자가 자고 일어났을 때 즉각적으로 사용자에게 친근하게 잘 잤는지 등의 내용으로 대화하고, 매트리스(100)로부터 측정된 정보와 취합하여 수면 질, 인지 오류, 보상 행동을 체크하고 결과에 따른 피드백을 제공하여 불면증의 예방 혹은 교정에 도움이 된다.
객관적 수면 질(OSQ) 정보는 액티와치(actiwatch) 등 웨어러블 형태로 측정하거나 병원의 수면다원검사를 통해 측정하게 되는데, 본 발명의 매트리스(100)는 집에서 웨어리스(wearless) 형태로 측정할 수 있어서, 객관적 수면 질 정보 측정을 손쉽게 하고, 불면증 악화 요인인 보상행동을 측정할 수 있다.
매트리스(100)는 사용자가 누워있는 동안 수면 또는 각성을 측정할 수 있으며 사용자의 체중을 감지하여 사용자가 매트리스에 누워있는 시간을 측정한다. 이를 위해 매트리스(100)는 객관적 수면 측정부(110)와 체중/체압 측정부(120)를 구비할 수 있다.
매트리스의 객관적 수면측정부(110)는 수면과 각성을 측정하여 수면잠복기(Sleep onset latency, SoL), 수면시간(Sleep duration 또는 Total Sleep Time, TST), 입면후각성(Wake After Sleep Onset, WASO) 등의 객관적 수면질 정보(Sleep Quality, OSQ)를 획득할 수 있으며 체중체압측정부(120)는 누워있는 시간(Time in Bed, TIB) 정보를 획득하여 객관적 수면질 정보인 수면효율(Sleep Efficiency, SE)을 분석할 수 있게 한다.
객관적 수면 측정부(110)는 뇌파, 심박동수, 호흡수 또는 움직임 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 뇌파는 사용자의 머리가 닿는 부분에 위치하는 뇌파측정기를 이용할 수 있으며 심박동수 또는 호흡수는 Piezo sensor 또는 적외선PPG(photoplethysmography, 광혈류측정 등을 이용할 수 있으며 움직임은 가속도계 등을 이용할 수 있다. 수면측정부는 렘수면 및 서파수면 등의 수면구조측정을 포함할 수 있지만 서파수면이나 렘수면 등을 모두 포함하는 수면상태와 수면이 아닌 각성상태를 일관성있게 구분한다
체중/체압 측정부(120)는 사용자의 체중 또는 체압을 측정하여, 매트리스(100)에 위치하는 사용자를 구분하며, 사용자가 매트리스(100)에 누워있는 시간과 일어난 시간에 대한 정보를 제공하여, 사용자의 수면 보상 행동을 확인할 수 있도록 한다.
사용자 정보 저장부(130)는 체중/체압 측정부(120)에서 측정한 체중 또는 체압 정보를 저장하며, 사용자를 식별한다. 매트리스(100)에는 여러 명의 다른 사용자가 누울 수 있으며, 체중/체압 측정부(120)에서 측정한 정보를 사용자 정보 저장부(130)에 저장하여, 매트리스(100)에 위치하는 각 사용자를 구분할 수 있다.
주관적 수면 질(SSQ) 정보는 개인이 지필로 작성하는 수면 일지로 파악되며, 수면 일지를 제대로 작성하기 위해서는 교육과 반복적인 실시가 필요하다. 불면증을 겪고 있는 노인의 경우, 다양한 이유로 수면 일지 작성이 미흡하여 제대로 인지 행동 치료를 하기 곤란하다.
본 발명의 AI 스피커(300)는 주관적 수면 측정부(310)와 인지오류 및 보상행동분석부(320), 그리고 수면질 개선 교정행동 출력부(330)를 구비할 수 있다. 주관적 수면측정부(310)는 친화적 대화형태와 적절한 내용으로 구성된 소프트웨어를 탑재하여 주관적 수면질을 파악하는 수면일지를 대체하여 주관적 수면질 측정을 손쉽게 할 수 있으며 특히 노인에게 적용하는데 용이하다.
인지오류 및 보상행동분석부(320)는 매트리스의 객관적 수면측정부(110)와 AI 스피커의 주관적 수면측정부(310)에서 측정한 수면시간 등의 측정값 일치도 및 격차의 정도에 따라 인지오류 유무인지 오류의 변화를 분석한다. 객관적 수면측정부(110)에서 획득한 수면시간(TST)과 체중/체압측정부(120)에서 획득한 침대에 누워있는 시간(TIB)을 이용하여 객관적 수면질에 해당하는 수면효율(SE) 정보를 계산하고 수면보상 행동유무 및 변화를 분석한다. 수면질 개선교정 행동출력부(330)는 수면 보상행동 및 수면 효율증가를 가이드하는 알고리즘을 적용하여 수면시간대 즉 잠자리에 드는 시간을 사용자에게 제안한다.
본 발명의 AI 스피커는 주관적 수면측정부(310)와 객관적 수면측정부(110), 체중체압측정부(120)에서 측정된 정보를 취합하여 인지오류와 보상행동을 분석하며 각각의 유무와 패턴을 분석하고 보상행동의 시간을 줄이는 행동전략을 제시하는 알고리즘에 따라 잠자리에 들기 전 행동교정보조기로 위치하도록 가이드하거나 잠자리에 들었다가 잠자리에서 나와 행동교정보조기로 위치하도록 가이드할 수 있다.
수면 환경 문제, 폐쇄성 수면 호흡 증후군을 비롯하여 수면 문제를 일으키는 원인은 매우 다양하지만, 만성 불면증을 굳히고 만성화 하는 기전은 수면에 대한 개인의 역기능적 사고와 부적응적 행동, 즉, 인지행동 오류가 작동하기 때문이다.
수면 산업 시장 기기들은 이러한 인지행동 오류를 간과한 채로 불면증 관련 생체 지표 정보 취합의 정확성(문제 진단)과 편의성에만 주안하고 있는데, 불면증의 위험이 있거나 불면증으로 실제 고생하는 대상에게는 수면 관련 객관적 자료와 환경 조절에 관심을 두게 하는 것은 오히려 수면에 대한 불안을 증가시키고 부적응적 보상 행동을 촉진하여 불면증을 악화시킬 수 있다. 따라서, 이러한 기기들은 임상적 가치를 기대하기 어려운 한계가 있다.
본 발명의 수면 질 개선 시스템(10)은 인지행동 오류를 개선 시킬 수 있는 실용적인 시스템이며, 개인 맞춤형 서비스가 가능하도록 사물인터넷 및 인공지능 기술을 응용하여 최상의 수면을 위한 인지 및 행동을 측정하며, 행동의 교정을 촉진시킨다.
행동 교정 보조기(200)는 사용자의 각성 시 매트리스(100)와 구분된 장소에 머물게 하도록 행동을 교정시키는 용도로 사용된다. 행동 교정 보조기(200)는 매트리스(100)에서 소정 거리 이격된 위치에 배치되며, 특별히 제한적이지 않으나, 소파, 방석 등 사용자가 앉을 수 있는 물품이 될 수 있다. 행동 교정 보조기(200)는 센싱부(210)를 구비하여, 사용자가 착석하였는지 여부를 감지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 행동 교정 보조기(200)는 체중 측정부(220)를 구비하여, 사용자의 착석 시 체중 측정을 통해 매트리스(100)에 누워있던 사용자의 체중과 비교하여 동일인인지 확인할 수 있다. 사용자의 체중 정보의 송수신을 위해 매트리스(100)와 행동 교정 보조기(200)에는 각각 송수신기가 부착될 수 있다.
사용자가 행동교정보조기(200)를 이용하는지 여부에 대한 정보는 사용자의 행동순응 또는 행동변화 및 불면증 개선측정에 활용될 수 있다. 불면증의 개선은 수면시간값의 객관적 및 주관적 차이 또는 일치도 및 수면효율값을 이용하여 판단하며 그수치의 예로 각각 30분이내 85% 이상으로 할 수 있다.
사용자가 행동 교정 보조기(200)를 이용하는지 여부에 대한 정보는 사용자의 행동 순응 또는 행동 변화 측정에 활용될 수 있다.
AI 스피커(300)는 매트리스(100)와 행동 교정 보조기(200)로부터 전달되는 정보를 취합하여 분석을 실행한다. AI 스피커(300)는 주관적 수면 질(SSQ)을 분석하기 위해 자고 일어난 사용자의 수면에 관한 정보를 취득하며, 매트리스(100)로부터 측정된 객관적 수면시간(TST) 및 객관적 수면 효율(SE)과 AI 스피커(300)로부터 측정한 주관적 수면시간(TST) 및 주관적 수면 효율(SE)을 비교하여 일치도를 평가한다.
여기서, 수면 효율은 사용자가 잠자리에 누워있는 시간 중 실제로 잠을 잔 시간을 의미한다. 즉, 수면 효율(%) = (실제로 잠을 잔 시간(TST) / 잠자리에 누워있는 시간(TIB)) X 100 으로 나타낼 수 있다. 수면 효율이 높으면 높을수록 효율성이 높다고 볼 수 있으며, 적절한 수면 효율은 최소 85%이다. 반대로 수면 효율이 85% 이하로 낮다면 다음 날 굉장한 피로감을 느낄 수 있다. 이는 잠을 자려고 노력했지만 노력한 만큼 자지 못했고, 그 시간동안 잠자리에서 뒤척였다는 것을 의미하기 때문이다.
AI 스피커(300)는 객관적 수면 효율과 주관적 수면 효율의 일치도를 이용하여 인지 오류와 수면 보상 행동 유무를 판단한 후, 사용자에게 적절한 그 날의 행동, 가령 잠자리에 드는 시간, 자다가 깼을 때의 행동을 알려준다. AI 스피커(300)가 사용자의 행동 정보를 알려주는 방식은 스피커에서 음성으로 할 수 있으며, AI 스피커(300)와 무선 연결된 디스플레이기(400)에 시각화 된 정보로 출력할 수 있다.
디스플레이기(400)는 AI 스피커(300)에서 전달하는 정보를 시각화 하여 표시하는 장치다. 디스플레이기(400)는 특별히 제한적이지 않으나, TV, 컴퓨터 모니터 등으로 구성될 수 있다. AI 스피커(300)가 사용자의 행동에 대한 피드백 정보를 제공할 때, 스피커의 음성 지원 방식 외에 디스플레이기(400)를 통한 시각 지원 방식이 이용될 수 있으며, 이는 사용자의 편의성과 인식성을 높일 수 있다. 특히, 불면증 위험이 높은 노인층에게 친화성을 갖는 시스템으로 활용될 수 있다.
AI 스피커(300)는 사용자의 행동에 대한 피드백 정보를 제공한 후, 다음 날 제공된 정보에 따라 사용자가 실천했는지를 알려준다. AI 스피커(300)는 행동 교정의 동기 수준에 따라 동기 강화 교육 자료를 디스플레이기(400)에 송출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, AI 스피커(300)와 디스플레이기(400)는 일체형으로 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, AI 스피커(300)와 행동 교정 보조기(200)가 일체형으로 구성될 수 있다. 일체형으로 구성하는 경우, 수면 질 개선 시스템(10)을 구성하는 물리적인 물품의 개수를 줄임으로써, 공간의 활용도를 높이고 관리의 편이성을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 질 개선 시스템의 동작을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2의 (1)에서, 사용자가 수면 중 매트리스(100)에서 측정된 값이 AI 스피커(300)로 전달된다. 매트리스(100)에서 측정되는 사용자 정보는 체중/체압 정보, 수면/각성에 관한 정보 등이다.
도 2의 (2)에서, 사용자가 잠에서 깨면, 매트리스(100)에서 이탈하여 행동 교정 보조기(200)에 착석하여 AI 스피커(300)와 대화를 나눈다.
이때 사용자는 정해진 시나리오 프로그램에 따라 지난 밤 수면에 대한 생각묻고 응답할 수 있다. 가령, "4시간 정도 잔 것 같아(I think I slept for 4 hours.)"라는 멘트를 제공할 수 있다.
도 2의 (3)에서, AI 스피커(300)는 매트리스(100)로부터 전달되는 객관적 수면 질(OSQ) 정보 및 사용자와 대화를 통해 파악된 주관적 수면 질(SSQ) 정보로부터 객관적 수면 효율과 주관적 수면 효율을 산출하고, 양자의 일치도, 인지 오류 등을 분석한다.
도 2의 (4)에서, AI 스피커(300)는 분석된 정보를 기반으로 사용자에게 피드백 정보를 제공하며, 더 나은 수면 질을 위한 행동을 구체적이면서 사용자 친화적인 방식으로 전달한다.
예를 들면 "측정한 것보다 못 주무셨다고 생각하시네요(You feel poor slept comparing the sleep record.)", "오늘은 밤 10시 전에 눕지마세요.(Don’t be lay down till 10 PM tonight.)"라고 AI스피커나 모니터를 통하여 청각과 시각적으로 전달할 수 있다.
도 3은 주관적 수면 질 파악을 위한 수면일지의 예시를 나타낸다.
수면 장애를 겪고 있는 사용자의 수면 효율을 개선하기 위해 인지 행동 치료가 실행되며, 인지 행동 치료 기간 동안 내내 수면일지를 작성하게 해서 자신의 수면 보상 행동을 지각하게 하고, 수면 효율을 85% 이상으로 올리는 것을 목표로 개별화된 행동 처방을 한다.
수면 일지는 잠자리에 든 시간, 잠자리에서 나온 시간, 잠이 든 시간, 잠이 깬 시간, 투약이나 술을 마신 시간, 운동 시간, 낮잠 시간, 자고 났을 때의 개운함 정도 등과 같은 수면 관련 정보를 표시하는 것이 주 내용이다. 사용자는 수면 일지에 해당 수면 관련 정보에 대해 시계를 이용하여 정확하게 시간을 기입하기 보다 기억에 의지하여 스스로 지각하는 값(주관적 수면 질 정보)을 기재하게 된다.
예를 들어 도면을 참고하면, 간단한 인적 사항과 함께, 하루 중 불을 끄거나 자려고 누운 시간은 "↓"로 표시하고(Mark ↓ at the time of turning off the lights or lying down to sleep), 하루 중 불을 켜거나 잠자리에서 나온 시간에 "↑"로 표시하고(Mark ↑ at the time of turning on the lights or getting out of bed ), 하루 중 낮잠 포함하여 잠을 잔 때에는 "l--------l"로 표시하고(Mark ┣━┫on the times of the day you slept, including naps), 술을 마신 기간에는 "A"로(If applicable, put in mark at that time. Drank alcohol "A"), 커피 마신 시간에는 "C"표시(Took a cup of coffee "C")를, 수면제 먹은 시간에는 "P"표시를 하고(Took a pill for sleep "P“), 운동 한 시간에는 "E"표시를 하고(Did Exercise "E") 밤 동안 얼마나 눕고 얼마나 잤는지에 대한 기록을 하도록 구성되어 있다(Please put in how many times you lay down and how long you fall asleep).
또한, 점수1(Score1)은 지난 밤 수면에 대한 만족도를 1 내지 5로 표시하고, 1은 매우 나쁨, 2는 나쁨, 3은 보통, 4는 좋음 그리고 5는 매우 좋음으로 평가할 수 있게 구성하였다.
점수 2(Score2)는 자고 나서 아침에 개운한 정도를 표시하는 것으로, 1은 매우 나쁨, 2는 나쁨, 3은 보통, 4는 좋음 그리고 5는 매우 좋음으로 평가할 수 있게 구성하였다.
사용자가 불면증이 있는 경우, 수면 일지를 통해 확인한 주관적 수면 질 또는 수면 효율이 액티워치나 수면다원검사 등과 같은 객관적 수면 질 또는 수면 효율과 불일치를 나타내게 되며, 객관적으로는 5시간 이상 수면을 취하였더라도, 본인은 그렇지 못하다고 느끼므로 약물에 집착하게 되는 현상도 발생한다.
본 발명의 AI 스피커(300)는 상기와 같은 종래의 수면 일지를 대체하여 주관적 수면 질 정보를 획득할 수 있다. 즉, 본 발명의 AI 스피커(300)는 매트리스(100)에 누운 시간, 매트리스(100)에서 나온 시간, 잠이 든 시간, 잠이 깬 시간, 투약이나 술을 마신 시간, 운동 시간, 낮잠 시간, 자고 났을 때의 개운함 정도 등과 같은 수면 관련 정보를 사용자에게 질의하고, 사용자의 답변을 획득 및 분석하여 사용자의 주관적 수면 질 정보를 파악할 수 있다. 이를 위해, AI 스피커(300)에는 사용자의 주관적 수면 질 측정을 위해 사용자에 대한 수면 관련 질의사항이 미리 프로그램화 되어 내장될 수 있다.
본 발명의 수면 질 개선 시스템(10)은 수면에 대한 인식과 수면 행동을 측정하고, 피드백을 제공하여 건강한 수면 습관을 도울 수 있으며, 불면증 악화를 막고, 의료 시설, 혹은 수면 전문가 방문이 필요한 사례를 줄일 수 있다.
본 발명의 수면 질 개선 시스템(10)은 특히 노인층에게 실제 수면 개선 효과를 도모할 수 있다. 현재 임상에서 사용되고 있는 지필 형식의 수면 일지는 노인이 작성하기에는 어려움이 많고 제대로 작성하기까지 일반 성인보다 훨씬 많은 설명과 반복이 필요한데, 본 발명의 AI 스피커(300)는 음성을 통해 질의응답식으로 정보를 획득할 수 있으므로, 종전에 노인층이 겪는 어려움을 개선할 수 있으며, 추후 임상과의 연계에도 실용성이 있다.
본 발명의 수면 질 개선 시스템(10)은 사용자가 웨어러블 기기의 장착 없이 매트리스에 눕는 형태로 객관적 수면 질 정보를 획득하므로, 사용의 편의성이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수면 질 개선 방법의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 우선 매트리스(100)에 위치하는 사용자를 확인하며(S210), 이를 위해, 체중/체압 측정부(120)는 사용자의 체중 또는 체압을 측정할 수 있다. 매트리스(100)에는 여러 명의 다른 사용자가 누울 수 있으므로, 체중/체압 측정부(120)에서 측정한 정보를 사용자 정보 저장부(130)에 저장하여, 추후 매트리스(100)에 누군가 누웠을 때, 저장된 체중 또는 체압 정보를 이용하여 각 사용자를 구분할 수 있다.
다음으로, 매트리스(100)는 사용자의 객관적 수면 질을 측정하며, 측정 정보를 AI 스피커(300)로 전송한다(S220). 여기서, 객관적 수면 질 정보는 수면 시간, 수면 잠복기, 각성 시간 또는 수면 효율 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
이어서, AI 스피커(300)에서 사용자의 주관적 수면 질을 측정한다(S230). 여기서, 주관적 수면 질 정보는 매트리스에 누운 시간, 매트리스에서 나온 시간, 잠이 든 시간, 잠이 깬 시간, 투약이나 술을 마신 시간, 운동 시간, 낮잠 시간 또는 자고 났을 때의 개운함 정도 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 AI 스피커(300)에는 사용자의 주관적 수면 질 측정을 위해 친화적인 대화 형태와 적절한 내용으로 구성된 사용자에 대한 수면 관련 질의사항이 미리 프로그램화 되어 내장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, AI 스피커(300)의 주관적 수면 질 측정은, 상기 매트리스(100)에서 공간적으로 이격된 위치에 있는 행동 교정 보조기(200)에서 이뤄질 수 있다. 사용자가 잠에서 깼을 때, 매트리스(100)에서 이탈하여 행동 교정 보조기(200)에 착석하도록 유도함으로써, 사용자의 잘못된 수면 보상 행동 등을 교정 시킬 수 있다.
이어서, AI 스피커(300)는 매트리스(100)로부터 전달되는 객관적 수면 질 정보와, 사용자와 질의응답을 통해 획득한 주관적 수면 질 정보의 일치도를 분석하여 사용자의 수면 인지 오류와 보상 행동을 측정한다(S240).
다음으로, AI 스피커(300)는 상기 인지 오류와 보상 행동의 측정 결과에 따른 피드백 정보를 사용자에게 제공할 수 있다(S250). 이를 위해, AI 스피커(300)의 음성을 통해 피드백 정보를 제공하거나, AI 스피커(300)의 음성 및 디스플레이기(400)의 시각화 된 정보를 통해 피드백 정보를 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로 컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서 (parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody) 될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명은 불면증 악화를 막고, 의료 시설, 혹은 수면 전문가 방문이 필요한 사례를 줄일 수 있도록 수면에 대한 인식과 수면 행동을 측정하고, 피드백을 제공하여 건강한 습관을 돕는 수면 제품을 이용하여 수면 행동을 관리하고 실질적으로 수면의 질을 개선할 수 있도록 보조할 수 있으며, 신개념의 수면 산업 기기와 서비스 관점을 제공할 수 있는 경쟁력을 갖고 있다.
Claims (21)
- 웨어리스(wearless) 형태로 사용자의 객관적 수면 질 정보를 측정하는 매트리스;상기 매트리스에서 소정 거리 이격된 위치에 배치되는 행동 교정 보조기; 및상기 매트리스에서 측정된 객관적 수면 질 정보와, 상기 사용자와 질의응답을 통해 파악되는 주관적 수면 질 정보를 취합 및 분석하는 AI 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 매트리스는,상기 사용자의 수면과 각성을 구분하는 객관적 수면측정부와, 상기 사용자의 체중 또는 체압을 측정하여 사용자를 구분하는 체중/체압 측정부를 포함하고, 수면과 각성을 구분하는 방식은 뇌파 또는 심박수나 호흡수 또는 움직임 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 매트리스에 위치하는 사용자를 구분하도록 상기 체중/체압 측정부에서 측정한 정보를 저장하는 사용자 정보 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 행동 교정 보조기는 상기 사용자가 착석하였는지 여부를 감지하는 센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 행동 교정 보조기는 상기 사용자의 착석 시 체중 측정을 통해 상기 매트리스에 누워있던 사용자의 체중과 비교하여 동일인인지 확인하는 체중 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 사용자의 체중 정보의 송수신을 위해 상기 매트리스와 상기 행동 교정 보조기에는 각각 송수신기가 부착되는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 AI 스피커와 상기 행동 교정 보조기는 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 AI 스피커에서 전달하는 정보를 시각화 하여 표시하는 디스플레이기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제8항에 있어서, 상기 AI 스피커와 상기 디스플레이기는 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 객관적 수면 질 정보는 수면 시간, 수면 잠복기, 입면후 각성 시간 또는 수면 효율 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 AI 스피커에는 사용자의 주관적 수면 질 측정을 위해 사용자에 대한 수면 관련 질의사항이 미리 프로그램화 되어 내장된 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 AI 스피커는 주관적 수면 질 정보와 상기 매트리스에서 측정된 객관적 수면 질 정보의 일치도를 분석하여 인지 오류와 보상 행동을 측정하며, 측정 결과에 따른 피드백 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 주관적 수면 질 정보는 매트리스에 누운 시간, 매트리스에서 나온 시간, 잠이 든 시간, 잠이 깬 시간, 투약이나 술을 마신 시간, 운동 시간, 낮잠 시간 또는 자고 났을 때의 개운함 정도 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 시스템.
- (a) 매트리스에 위치하는 사용자를 확인하는 단계;(b) 상기 사용자의 객관적 수면 질을 측정하며, 측정 정보를 AI 스피커로 전송하는 단계;(c) 상기 AI 스피커에서 사용자의 주관적 수면 질을 측정하는 단계;(d) 상기 객관적 수면 질 정보와 상기 주관적 수면 질 정보의 일치도를 분석하여 인지 오류와 보상 행동을 측정하는 단계; 및(e) 상기 인지 오류와 보상 행동의 측정 결과에 따른 피드백 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 (a) 단계의 사용자 확인을 위해 사용자의 체중 또는 체압을 측정하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 객관적 수면 질 정보는 수면 시간, 수면 잠복기, 각성 시간 또는 수면 효율 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 주관적 수면 질 정보는 매트리스에 누운 시간, 매트리스에서 나온 시간, 잠이 든 시간, 잠이 깬 시간, 투약이나 술을 마신 시간, 운동 시간, 낮잠 시간 또는 자고 났을 때의 개운함 정도 중 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 (c) 단계의 주관적 수면 질 측정은, 상기 매트리스에서 공간적으로 이격된 위치에 있는 행동 교정 보조기에서 이뤄지는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 AI 스피커에는 사용자의 주관적 수면 질 측정을 위해 사용자에 대한 수면 관련 질의사항이 미리 프로그램화 되어 내장된 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 (e) 단계의 피드백 정보의 제공은 AI 스피커의 음성을 통해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 (e) 단계의 피드백 정보의 제공은 AI 스피커의 음성 및 디스플레이기의 시각화 된 정보를 통해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 수면 질 개선 방법.
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