WO2024034864A1 - 부교감 신경을 활성화시키기 위한 공기압을 이용한 촉각 자극 장치 및 방법 - Google Patents

부교감 신경을 활성화시키기 위한 공기압을 이용한 촉각 자극 장치 및 방법 Download PDF

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WO2024034864A1
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tactile stimulation
stimulating
user
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이우형
박성우
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서울대학교병원
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Definitions

  • the present invention relates to a tactile stimulation device and method using air pressure, and more specifically, to a device and method for activating the parasympathetic nerve through tactile stimulation using air pressure.
  • the vagus nerve is one of the cranial nerves and corresponds to the 10th cranial nerve.
  • the vagus nerve emerges from the brain and is distributed throughout the face, chest, and abdomen. It is a mixed nerve containing parasympathetic nerve fibers and is involved in the regulation of the parasympathetic nerve.
  • Vagus nerve stimulation (VNS), which can treat epilepsy, depression, anxiety disorders, traumatic brain injury, rheumatoid arthritis, diabetes, and cardiovascular disease by activating the parasympathetic nerve by stimulating the vagus nerve, has recently been gaining attention.
  • VNS vagus nerve stimulation
  • VNS vagus nerve stimulation
  • VNS vagus nerve stimulation
  • Patent Document 1 Registered Patent Publication No. 10-1910-7320000 (2018.10.16)
  • the present invention is intended to solve the problems of the prior art described above, and its purpose is to provide a device and method that can activate the parasympathetic nerve by stimulating the vagus nerve in a non-invasive and non-painful manner.
  • a tactile stimulation device using air pressure includes an operating unit that generates air pressure; a transmission unit connected to the operation unit and transmitting the air pressure generated by the operation unit to a part of the user's body capable of stimulating the parasympathetic nerve; And it may include a control unit that controls the operation unit.
  • the tactile stimulation device further includes a measuring unit that measures the pressure and sound level of the air pressure generated by the operating unit
  • the transmitting unit includes a mounting unit installed on the user's body, the operating unit, and the mounting unit. It may include a connection part that is connected to and transmits the air pressure generated by the operation part to a part of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve.
  • the air pressure may be 0.002 psi to 0.100 psi.
  • the air pressure may be 0.010 psi to 0.012 psi.
  • the air pressure may be maintained constant.
  • the air pressure may be in pulse form.
  • the tactile stimulation device can stimulate the ears of the user's body.
  • the tactile stimulation device is located in the cymba concha, antihelix, cavity of concha, tragus, crus of helix, and crura of the ear. of the antihelix) and the external auditory canal (external meatus).
  • a method of stimulating the sense of touch through a tactile stimulation device using air pressure includes a first step of generating air pressure through the tactile stimulation device; and a second step of delivering stimulation by delivering the generated air pressure to a part of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve, and each of the steps may be performed by a control unit of the tactile stimulation device using air pressure.
  • the present invention can increase parasympathetic nervous system activity in a non-invasive and non-painful manner by stimulating the vagus nerve through a tactile stimulation device using air pressure.
  • Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS 2 and 3 show the mounting portion 1 and the connecting portion 2 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic diagram showing a schematic sequence of a method of stimulating the sense of touch through a tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 schematically shows an experimental method to confirm the effect of a tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention.
  • the tactile stimulation device using air pressure may include a transmission unit (3), an operation unit (4), a control unit (5), and a measurement unit (6).
  • the operating part (4) is a component that generates air pressure.
  • the transmission unit 3 is a component that transmits the air pressure generated by the operation unit 4 to a part of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve.
  • a part of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve may be, for example, the user's ears. More specifically, the parts of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve are the cymba concha, antihelix, cavity of concha, tragus, and crus of helix. ), crura of the antihelix, and external auditory meatus.
  • the part of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve is not limited to this, and it can be applied to any part of the body that is known to be able to stimulate the parasympathetic nerve when the vagus nerve is located and that part is stimulated.
  • Stimulation in the present invention refers to tactile stimulation using air pressure.
  • the present inventors found that the user's parasympathetic nerves can be activated not only using the conventional electrical stimulation method but also using a tactile stimulation method using air pressure.
  • the user's parasympathetic nerve can be activated by applying air pressure to a part of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve. Detailed effects will be described later.
  • the air pressure used is preferably 0.002 psi to 0.100 psi based on the pressure in the user's ears. If the pressure in the user's ear is less than 0.002 psi, it is difficult to obtain a parasympathetic nerve stimulation effect. Additionally, if the pressure in the user's ear is greater than 0.100 psi, it may cause damage to the user's ear.
  • the control unit 5 is a component that controls the operation unit 4. Specifically, the control unit 5 can control the air pressure generated in the operation unit 4. Additionally, the control unit 5 can control the waveform of the air pressure, its width when provided in the form of a pulse, etc.
  • the measuring unit 6 is a component that measures the pressure and sound level of the air pressure generated by the operating unit. In one embodiment of the present invention, the control unit 5 may control the operation unit 4 based on the air pressure and sound level measured by the measurement unit 6. Alternatively, in one embodiment of the present invention, a measuring device that measures the pressure and sound level of air pressure generated by the operating unit may be configured separately from the tactile stimulation device.
  • the delivery part 3 may include a mounting part 1 and a connection part 2.
  • the mounting portion (1) is a component that is directly installed on the user's body.
  • the attachment unit 1 may be in the shape of a headset including a connection band that has elasticity and is worn on the wearer's head to support the attachment unit 1, and ear contact portions formed on both sides of the connection band to adhere closely to the wearer's ears. there is.
  • the mounting portion 1 may be in the form of an earphone, necklace, etc.
  • the specific shape of the mounting part 1 is not limited to this, and any known shape that can be installed directly on the user's body is applicable.
  • the connecting part (2) is a component that is connected to the operating part (4) and the mounting part (1) and transmits the air pressure generated by the operating part (4) to a part of the user's body that can stimulate the parasympathetic nerve.
  • the connection (2) may be a long hose-shaped tube with holes drilled in it.
  • the specific shape of the connection part 2 is not limited to this, and any known shape capable of transmitting air pressure can be applied.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a schematic sequence of a method of stimulating the sense of touch through a tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention.
  • a method of stimulating the sense of touch through a tactile stimulation device using air pressure includes a first step (S1) of generating air pressure through the tactile stimulation device and using the generated air pressure to stimulate the parasympathetic nerve in the user's body. It can be done in a second step (S2) where stimulation is delivered to the area.
  • the first step (S1) and the second step (S2) can be performed by the control unit of the tactile stimulation device.
  • a method of stimulating the sense of touch through a tactile stimulation device using air pressure may include measuring a user's sensory threshold. By measuring the user's sensory threshold and determining the air pressure to be delivered to the user based on it, optimized tactile stimulation can be provided to each user.
  • the effectiveness of the tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention was proven through measuring heart rate variability (HRV) before and after tactile stimulation was given in an experiment with 22 subjects (11 women). There is a bar.
  • HRV heart rate variability
  • the operating part (4) of the tactile stimulation device using pneumatic pressure was a BLDC blower (U71MX-024KX-4, Micronel, CA, USA), and the control part (5) was an chicken UNO microcontroller (Arduino, Ivera, Italy). and chicken IDE (integrated development environment) were used.
  • a headset HS-301, Micronics, Republic of Korea
  • an air hose was used as the connection part (2).
  • the headset includes a connection band with elasticity, and ear-adhesive portions that adhere closely to the ears are formed on both sides of the connection band.
  • One end of the air hose was connected to penetrate the center of the ear seal, and the other end of the air hose was connected to a blower.
  • the air pressure generated by the blower was adjusted to target the cymba concha of the user's ear.
  • the cymba concha of the ear is the area of the body where the auricular cutaneous branch of the vagus nerve is located.
  • Figure 5 schematically shows an experimental method to confirm the effect of a tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention.
  • Constant and continuous low-amplitude stimulation is the constant and continuous provision of air pressure 0.004 psi higher based on the user's sensory threshold.
  • Constant and continuous high-amplitude stimulation is the constant and continuous provision of air pressure that is twice that of low-amplitude stimulation.
  • Pulse-type stimulation is provided to increase and decrease in a straight line between low-amplitude stimulation and high-amplitude stimulation.
  • the subjects were given a 5-minute rest period, a 5-minute baseline period, a 5-minute stimulation period, and a 5-minute recovery period in that order.
  • Tactile stimulation using pneumatic pressure was given to the stimulator.
  • Heart rate variability (HRV) was measured at baseline, stimulation period, and recovery period.
  • Tables 1 to 3 below show the results of this experiment in a table.
  • SDNN standard deviation of R-R interval
  • RMSSD root mean square of successive differences
  • NN50 (the number of adjacent R-R intervals that differ from each other by more than 50 ms) refers to the number of R-R intervals that differ by more than 50 ms.
  • pNN50 percentage of successive normal sinus R-R intervals more than 50 ms means the percentage of the number of R-R intervals that differ by more than 50 ms among the total number of R-R intervals.
  • Low Frequency refers to the frequency range between 0.04 Hz and 0.15 Hz.
  • the low frequency band mainly reflects the activation level of the sympathetic nervous system.
  • High Frequency refers to the frequency range between 0.15 Hz and 0.4 Hz.
  • the high frequency band mainly reflects the activation level of the parasympathetic nervous system.
  • Table 1 shows the experimental results when constant and continuous low-amplitude stimulation was given. Table 1 shows that the RMSSD value of the stimulator significantly increased compared to the RMSSD value of the baseline.
  • Table 2 shows the experimental results when constant and continuous high-amplitude stimulation was given. Table 2 shows that the average heart rate (HR) of the stimulator was significantly decreased compared to the baseline, and the values of SDNN, RMSSD, NN50, and pNN50 were significantly increased, confirming that the parasympathetic nerve was activated. Additionally, there were no significant changes when comparing the stimulation period and the recovery period, confirming that the effects of the stimulation period were maintained throughout the recovery period.
  • HR heart rate
  • Table 3 shows the experimental results when pulse-shaped stimulation was given. Table 3 shows that compared to the baseline, the average heart rate (HR) of the stimulator was significantly decreased, and the values of RMSSD, NN50, pNN50, and average respiratory rate were significantly increased, confirming that the parasympathetic nerve was activated. Additionally, there were no significant changes when comparing the stimulation period and the recovery period, confirming that the effects of the stimulation period were maintained throughout the recovery period.
  • HR heart rate
  • the tactile stimulation device using air pressure according to an embodiment of the present invention is effective in treating epilepsy, depression, anxiety, insomnia, stroke, traumatic brain injury, Alzheimer's disease, autoimmune diseases including rheumatoid arthritis, diabetes, atrial fibrillation and tachycardia. It is expected that it can be used for treatment. In addition, it can improve health conditions such as reducing stress, promoting recovery, relaxation, improving relaxation effects, and improving sleep.

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Abstract

본 발명은 부교감 신경을 활성화시키기 위한 공기압을 이용한 촉각 자극 장치 및 방법에 관한 발명이다. 본 발명은 공기압을 이용한 촉각 자극 장치에 있어서, 공기압을 발생시키는 작동부; 상기 작동부에 연결되어, 상기 작동부에 의해 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하는 전달부; 상기 작동부에 의해 발생되는 공기압의 압력 및 소리 레벨을 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 측정된 압력 및 소리 레벨에 기초하여 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 공기압을 이용하여 비침습적이고 통증이 유발되지 않는 방식으로 부교감 신경을 활성화시킬 수 있다.

Description

부교감 신경을 활성화시키기 위한 공기압을 이용한 촉각 자극 장치 및 방법
본 발명은 공기압을 이용한 촉각 자극 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 공기압을 이용한 촉각 자극을 통해 부교감 신경을 활성화시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
미주 신경은 뇌신경들 중의 하나로서 10 번째 뇌신경에 해당한다. 미주신경은 뇌로부터 나와서 얼굴, 흉부, 복부에 걸쳐서 분포하고, 부교감 신경 섬유를 포함하는 혼합 신경으로서 부교감 신경의 조절에 관여한다. 이러한 미주 신경에 자극을 가함으로서 부교감 신경을 활성화시켜 간질, 우울증, 불안 장애, 외상성 뇌손상, 류마티스 관절염, 당뇨병 및 심혈관 질환 등을 치료할 수 있는 미주 신경 자극법 (VNS) 이 최근 관심을 얻고 있다.
종래의 미주 신경 자극법 (VNS) 은 전극과 자극기를 신체 내에 삽입하여 미주 신경에 자극을 주는 침습적 방식으로 행해졌다. 그러나, 이러한 침습적 방식은 외과적인 수술을 필요로 하며, 감염, 서맥 (bradycardia), 부전수축 (asystole) 그리고 성대 마비를 일으킬 위험이 있다.
침습적 방식의 한계를 극복하기 위하여 전기 자극과 같은 비침습적 미주 신경 자극법 (VNS) 이 개발되었다. 이러한 비침습적 방식은 미주신경의 귀피부가지를 경피적으로 전기 자극하는 방법으로 이루어져서, 침습적 방식과 달리 외과적인 수술을 필요로 하지 않는다는 장점이 있다. 그러나, 전기 자극의 감각 역치 확인이 필수적이기 때문에 인지기능 저하가 있는 사람에게는 사용이 제한되고, 전기 자극을 통해 통증이 발생할 수 있다.
따라서, 보다 새로운 비침습적 미주 신경 자극법 (VNS) 의 개발이 요구된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 등록특허공보 제 10-1910-7320000 호 (2018.10.16)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비침습적이면서 통증을 유발하지 않는 방식으로 미주 신경을 자극하여 부교감 신경을 활성화시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치는, 공기압을 발생시키는 작동부; 상기 작동부에 연결되어, 상기 작동부에 의해 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하는 전달부; 및 상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촉각 자극 장치는 상기 작동부에 의해 발생되는 공기압의 압력 및 소리 레벨을 측정하는 측정부를 더 포함하고, 상기 전달부는 사용자의 신체에 설치되는 장착부와, 상기 작동부와 상기 장착부에 연결되어 상기 작동부에 의해 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하는 연결부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기압은 0.002 psi ~ 0.100 psi 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기압은 0.010 psi ~ 0.012 psi 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기압은 일정하게 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기압은 펄스 형태일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촉각 자극 장치는 사용자의 신체 중 귀를 자극할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 촉각 자극 장치는 귀의 이갑개정 (cymba concha), 대이륜 (antihelix), 이갑개강 (cavity of concha), 이주 (tragus), 이륜각 (crus of helix), 대이륜각 (crura of the antihelix) 및 외이도 (external meatus) 중 적어도 어느 하나를 자극할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통해 촉각을 자극하는 방법은 상기 촉각 자극 장치를 통해 공기압을 발생시키는 제 1 단계; 및 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하여 자극을 주는 제 2 단계를 포함하고, 상기 각 단계는 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 제어부에 의해 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통하여 미주 신경을 자극함으로써, 비침습적이면서도 통증을 유발하지 않는 방식으로 부교감 신경계 활성도를 증가시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.
도 2 및 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 장착부 (1) 와 연결부 (2) 를 나타낸 것이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통해 촉각을 자극하는 방법의 개략적인 순서를 나타낸 모식도이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 효과를 확인하기 위한 실험 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
그리고 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치는 전달부 (3), 작동부 (4), 제어부 (5), 측정부 (6) 를 포함할 수 있다.
작동부 (4) 는 공기압을 발생시키는 구성요소이다.
전달부 (3) 는 작동부 (4) 에 의해 발생한 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하는 구성요소이다.
사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위란, 예를 들어 사용자의 귀일 수 있다. 보다 구체적으로, 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위는 귀의 이갑개정 (cymba concha), 대이륜 (antihelix), 이갑개강 (cavity of concha), 이주 (tragus), 이륜각 (crus of helix), 대이륜각 (crura of the antihelix) 및 외이도 (external meatus) 일 수 있다. 다만, 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위는 여기에 한정되지 않으며, 미주 신경이 위치해 있어 그 부분을 자극하는 경우 부교감 신경을 자극할 수 있다고 공지된 신체의 어느 부위에나 적용될 수 있다.
본 발명에서의 자극은 공기압을 이용한 촉각적인 자극을 의미한다. 본 발명자들은 종래의 전기적인 자극 방식 뿐만 아니라 공기압을 이용한 촉각적인 자극 방식을 사용해서도 사용자의 부교감 신경을 활성화할 수 있음을 알아내었다. 본 발명에서와 같이 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 공기압을 가함으로써 사용자의 부교감 신경을 활성화시킬 수 있다. 자세한 효과는 후술하도록 한다.
본 발명이 사용자의 귀에 사용되는 경우 사용되는 공기압은 사용자의 귀에서의 압력을 기준으로 0.002 psi ~ 0.100 psi 임이 바람직하다. 사용자의 귀에서의 압력이 0.002 psi 보다 작은 경우 부교감 신경의 자극 효과를 얻기 어렵다. 또한, 사용자의 귀에서의 압력이 0.100 psi 보다 큰 경우 사용자의 귀의 손상을 가져올 수 있다.
제어부 (5) 는 작동부 (4) 를 제어하는 구성요소이다. 구체적으로 제어부 (5) 는 작동부 (4) 에서 발생하는 공기의 압력을 제어할 수 있다. 또한 제어부 (5) 는 공기압의 파형, 펄스 형태로 제공될 경우의 폭 등을 제어할 수 있다. 측정부 (6) 는 작동부에 의해 발생되는 공기압의 압력 및 소리 레벨을 측정하는 구성요소이다. 본 발명의 일 실시예에서 제어부 (5) 는 측정부 (6) 에서 측정된 공기 압력 및 소리 레벨을 기초로 하여 작동부 (4) 를 제어할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시예에서, 작동부에 의해 발생되는 공기압의 압력 및 소리 레벨을 측정하는 측정장치를 촉각 자극 장치와 별개로 구성할 수 있다.
도 2 및 3 은 본 발명의 실시예에 따른 전달부 (3) 를 나타낸 것이다.
일 실시예에서, 전달부 (3) 는 장착부 (1) 와 연결부 (2) 를 포함할 수 있다.
장착부 (1) 는 사용자의 신체에 직접적으로 설치되는 구성요소이다. 예를 들어, 장착부 (1) 는 탄성력을 가지고 착용자의 머리에 착용되어 장착부 (1) 를 지지하는 연결 밴드, 연결 밴드의 양쪽에 형성되어 착용자의 귀에 밀착되는 귀 밀착부를 포함하는 헤드셋의 형상일 수 있다. 또한, 장착부 (1) 는 이어폰, 목걸이 등의 형태일 수 있다. 다만, 장착부 (1) 의 구체적인 형태는 이에 한정되지 않으며 사용자의 신체에 직접적으로 설치될 수 있는 어떠한 공지의 형상도 적용 가능하다.
연결부 (2) 는 작동부 (4) 와 장착부 (1) 에 연결되어 작동부 (4) 에 의해 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하는 구성요소이다. 예를 들어 연결부 (2) 는 구멍이 뚫린 긴 호스 형태의 관일 수 있다. 다만, 연결부 (2) 의 구체적인 형태는 이에 한정되지 않으며, 공기압을 전달할 수 있는 어떠한 공지의 형상도 적용 가능하다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통해 촉각을 자극하는 방법의 개략적인 순서를 나타낸 흐름도이다. 일 실시예에서, 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통해 촉각을 자극하는 방법은 촉각 자극 장치를 통해 공기압을 발생시키는 제 1 단계 (S1) 및 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하여 자극을 주는 제 2 단계 (S2) 로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제 1 단계 (S1) 및 제 2 단계 (S2) 는 촉각 자극 장치의 제어부에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통해 촉각을 자극하는 방법은 사용자의 감각 역치를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 사용자의 감각 역치를 측정하고 그를 기초로 사용자에게 전달할 공기압을 결정함으로써, 각각의 사용자에게 최적화된 촉각 자극을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 공기압을 이용한 촉각 자극 장치는 22 명의 피실험자 (11명의 여성) 를 대상으로 한 실험에서 촉각 자극이 주어지기 전과 주어진 후의 심장박동변이도 (HRV) 측정을 통해 효과가 입증된 바 있다. 이하에서는 도 5 와 표 1 내지 3 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 효과에 대해 설명하도록 한다.
본 실험에서, 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 작동부 (4) 는 BLDC 블로어 (U71MX-024KX-4, Micronel, CA, USA) 가, 제어부 (5) 는 Arduino UNO 마이크로 컨트롤러 (Arduino, Ivera, Italy) 및 Arduino IDE (integrated development environment) 가 사용되었다. 또한, 장착부 (1) 는 헤드셋 (HS-301, Micronics, Republic of Korea) 이, 연결부 (2) 는 에어 호스가 사용되었다.
보다 구체적으로, 헤드셋은 탄성력을 가지는 연결 밴드를 포함하고, 연결 밴드의 양쪽에는 귀에 밀착되는 귀 밀착부가 형성되었다. 에어 호스의 일 말단은 귀 밀착부의 중앙을 관통하도록 연결되었으며, 에어 호스의 다른 말단은 블로어에 연결되었다.
블로어에서 발생한 공기압은 사용자의 귀의 이갑개정 (cymba concha) 을 타겟팅하도록 조정되었다. 귀의 이갑개정 (cymba concha) 은 미주 신경의 귀 피부가지가 위치한 신체 부위이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 효과를 확인하기 위한 실험 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 실험에서 피실험자에게는 일정하고 지속적인 저진폭 자극, 일정하고 지속적인 고진폭 자극, 펄스형태의 자극 총 세가지 종류의 공기압을 이용한 자극이 주어졌다. 일정하고 지속적인 저진폭 자극은 사용자의 감각 역치를 기준으로 0.004 psi 높은 공기압을 일정하고 지속적으로 제공한 것이다. 일정하고 지속적인 고진폭 자극은 저진폭 자극의 두배인 공기압을 일정하고 지속적으로 제공한 것이다. 펄스형태의 자극은 저진폭 자극과 고진폭 자극 사이에서 직선형태로 증가하고 감소하도록 제공한 것이다.
또한, 본 실험에서 피실험자에게는 5 분의 휴지기, 5 분의 베이스라인, 5 분의 자극기, 5 분의 회복기가 순서대로 주어졌다. 공기압을 이용한 촉각 자극은 자극기에 주어졌다. 베이스라인, 자극기, 회복기의 심박변이도 (HRV) 가 측정되었다.
이하의 표 1 내지 표 3 은 본 실험의 결과를 표로서 나타낸 것이다.
SDNN (standard deviation of R-R interval) 은 전체 R-R 인터벌 간격의 표준 편차를 의미한다.
RMSSD (root mean square of successive differences) 는 심박수에 대한 단기 변이를 반영하는 수치이다.
NN50 (the number of adjacent R-R intervals that differ from each other by more than 50 ms) 는 50 ms 이상 차이 나는 R-R 인터벌 간격의 수를 의미한다.
pNN50 (percentage of successive normal sinus R-R intervals more than 50 ms) 는 전체 R-R 인터벌 간격의 수 중 50 ms 이상 차이 나는 R-R 인터벌 간격의 수가 차지하는 퍼센트를 의미한다.
저주파대 (Low Frequency, LF) 는 0.04 Hz ~ 0.15 Hz 사이의 주파수 영역을 의미한다. 저주파대는 주로 교감신경의 활성화도를 반영한다.
고주파대 (High Frequency, HF) 는 0.15 Hz ~ 0.4 Hz 사이의 주파수 영역을 의미한다. 고주파대는 주로 부교감신경의 활성화도를 반영한다.
[표 1]
Figure PCTKR2023009561-appb-img-000001
표 1 은 일정하고 지속적인 저진폭 자극이 주어진 경우의 실험 결과를 나타낸 것이다. 표 1 을 통해 베이스라인의 RMSSD 값에 비해서 자극기의 RMSSD 값이 유의미하게 증가한 점을 확인할 수 있다.
[표 2]
Figure PCTKR2023009561-appb-img-000002
표 2 는 일정하고 지속적인 고진폭 자극이 주어진 경우의 실험 결과를 나타낸 것이다. 표 2 를 통해 베이스라인에 비해 자극기의 평균 심장 박동수 (HR) 가 유의미하게 감소하였으며, SDNN, RMSSD, NN50 그리고 pNN50 의 값이 유의미하게 증가한 바, 부교감 신경이 활성화되었음을 확인할 수 있다. 또한, 자극기와 회복기를 비교할 때 유의미한 변화는 없었는바, 자극기를 통한 효과가 회복기 동안 계속 유지된다는 점을 확인할 수 있다.
[표 3]
Figure PCTKR2023009561-appb-img-000003
표 3 은 펄스 형태의 자극이 주어진 경우의 실험 결과를 나타낸 것이다. 표 3 을 통해 베이스라인에 비해 자극기의 평균 심장 박동수 (HR) 가 유의미하게 감소하였으며, RMSSD, NN50, pNN50 그리고 평균 호흡 속도의 값이 유의미하게 증가한 바, 부교감 신경이 활성화되었음을 확인할 수 있다. 또한, 자극기와 회복기를 비교할 때 유의미한 변화는 없었는바, 자극기를 통한 효과가 회복기 동안 계속 유지된다는 점을 확인할 수 있다.
이상의 실험 결과를 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통하여 사용자의 부교감 신경을 활성화 시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기압을 이용한 촉각 자극 장치는 간질, 우울, 불안, 불면, 뇌졸중, 외상성뇌손상, 알츠하이머병, 류마티스 관절염을 포함한 자가면역질환, 당뇨, 심방세동과 빈맥 등의 치료를 위해 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 스트레스 감소, 회복 촉진, 이완, 휴식 효과 개선, 수면 개선 등의 건강 상태의 개선 효과를 얻을 수 있다.
1 ; 장착부
2 ; 연결부
3 ; 전달부
4 ; 작동부
5 ; 제어부
6 ; 측정부
S1 ; 제 1 단계
S2 ; 제 2 단계

Claims (17)

  1. 공기압을 이용한 촉각 자극 장치로서,
    공기압을 발생시키는 작동부;
    상기 작동부에 연결되어, 상기 작동부에 의해 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하는 전달부; 및
    상기 작동부를 제어하는 제어부를 포함하는, 촉각 자극 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉각 자극 장치는 상기 작동부에 의해 발생되는 공기압의 압력 및 소리 레벨을 측정하는 측정부를 더 포함하고,
    상기 전달부는 사용자의 신체에 설치되는 장착부와, 상기 작동부와 상기 장착부에 연결되어 상기 작동부에 의해 발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하는 연결부를 포함하는, 촉각 자극 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기압은 0.002 psi ~ 0.100 psi 인, 촉각 자극 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기압은 0.010 ~ 0.012 psi 인, 촉각 자극 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기압은 특정 압력에서 일정하고 지속적으로 제공되는, 촉각 자극 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기압은 펄스 형태로 제공되는, 촉각 자극 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉각 자극 장치는 사용자의 신체 중 귀를 자극하는, 촉각 자극 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉각 자극 장치는 귀의 이갑개정 (cymba concha), 대이륜 (antihelix), 이갑개강 (cavity of concha), 이주 (tragus), 이륜각 (crus of helix), 대이륜각 (crura of the antihelix) 및 외이도 (external meatus) 중 적어도 어느 하나를 자극하는, 촉각 자극 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉각 자극 장치는 부교감 신경계의 활성도를 증가시키는 것인, 촉각 자극 장치.
  10. 공기압을 이용한 촉각 자극 장치를 통해 촉각을 자극하는 방법으로서,
    상기 촉각 자극 장치를 통해 공기압을 발생시키는 제 1 단계; 및
    발생된 공기압을 사용자의 신체 중 부교감 신경을 자극할 수 있는 부위에 전달하여 자극을 주는 제 2 단계를 포함하고,
    상기 각 단계는 공기압을 이용한 촉각 자극 장치의 제어부에 의해 수행되는, 촉각을 자극하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기압은 0.002 psi ~ 0.100 psi 인, 촉각을 자극하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기압은 0.010 ~ 0.012 psi 인, 촉각을 자극하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기압은 특정 압력에서 일정하고 지속적으로 제공되는, 촉각을 자극하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기압은 펄스 형태로 제공되는, 촉각을 자극하는 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 사용자의 신체 중 귀를 자극하는 것인, 촉각을 자극하는 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 귀의 이갑개정 (cymba concha), 대이륜 (antihelix), 이갑개강 (cavity of concha), 이주 (tragus), 이륜각 (crus of helix), 대이륜각 (crura of the antihelix) 및 외이도 (external meatus) 중 적어도 어느 하나를 자극하는 것인, 촉각을 자극하는 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉각 자극 장치는 부교감 신경계의 활성도를 증가시키는 것인, 촉각을 자극하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100910990B1 (ko) * 2004-12-13 2009-08-05 에쿠보 가부시키가이샤 손가락끝 자극 장치
US20200121544A1 (en) * 2016-12-06 2020-04-23 Nocira, Llc Systems and methods for treating neurological disorders
US20200222708A1 (en) * 2010-08-19 2020-07-16 Electrocore, Inc. Non-invasive nerve stimulation to patients
US20200302825A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Dan Sachs Automated selection and titration of sensory stimuli to induce a target pattern of autonomic nervous system activity
KR102301717B1 (ko) * 2021-02-19 2021-09-13 (주)돌봄드림 발달장애아동용 압박조끼

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100910990B1 (ko) * 2004-12-13 2009-08-05 에쿠보 가부시키가이샤 손가락끝 자극 장치
US20200222708A1 (en) * 2010-08-19 2020-07-16 Electrocore, Inc. Non-invasive nerve stimulation to patients
US20200121544A1 (en) * 2016-12-06 2020-04-23 Nocira, Llc Systems and methods for treating neurological disorders
US20200302825A1 (en) * 2019-03-21 2020-09-24 Dan Sachs Automated selection and titration of sensory stimuli to induce a target pattern of autonomic nervous system activity
KR102301717B1 (ko) * 2021-02-19 2021-09-13 (주)돌봄드림 발달장애아동용 압박조끼

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