KR102502197B1

KR102502197B1 - 센서 모듈과 자극 모듈과 제어 모듈을 구비하며 사용자의 호흡을 훈련하는 장치

Info

Publication number: KR102502197B1
Application number: KR1020200188573A
Authority: KR
Inventors: 정의민; 차윤엽; 이귀선
Original assignee: 이귀선
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2023-02-21
Also published as: KR20220096284A

Abstract

본 발명은 센서 모듈과 자극 모듈과 제어 모듈을 구비하며 사용자의 호흡을 훈련하는 장치에 관한 것이다. 센서 모듈은 (a1) 사용자의 분당 호흡수를 센싱하는 호흡 센서와 (a2) 상기 사용자의 복부 또는 흉부에 상기 호흡 센서를 압착시키는 벨트를 구비한다. 자극 모듈은 (b1) 전기 자극 신호를 생성하는 신경 자극기와, (b2) 상기 신경 자극기를 상기 사용자의 특정 부위에 압착시키는 벨트를 구비한다. 제어 모듈은 (c1) 상기 센서 모듈을 제어하여 상기 사용자의 호흡 훈련전 분당 호흡수를 센싱하고, (c2) 상기 센싱된 훈련전 분당 호흡수에 따라 목표 분당 호흡수를 설정하며, (c3) 상기 신경 자극기를 제어하여 전기 자극 신호를 생성하면서 제1 시간 동안 상기 사용자의 호흡을 유도하는 호흡 유도 신호를 생성하고, (c4) 상기 센서 모듈을 제어하여 상기 사용자의 호흡 훈련후 분당 호흡수를 센싱하며, (c5) 상기 훈련후 분당 호흡수와 상기 훈련전 분당 호흡수를 비교하여 다음 단계의 호흡 훈련 방법을 결정한다.

Description

센서 모듈과 자극 모듈과 제어 모듈을 구비하며 사용자의 호흡을 훈련하는 장치{A device for training a user's breathing having a sensor module, a stimulation module, and a control module}

본 발명은 호흡 훈련 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 센서 모듈과 자극 모듈과 제어 모듈을 구비하며 사용자의 호흡을 훈련하는 장치에 관한 것이다.

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 명으로 오는 2025년에는 15억 6000만 명까지 증가할 것으로 추정하고 있다. 지난 2013년도 기준 국내 고혈압치료제 시장 규모는 1조 8000억 원에 달하며, 성장률은 매년 9%를 상회한다.

고혈압의 치료는 기본적으로 약물 투여를 통해 이루어지는데, 장기 투약시의 부작용 등의 문제점이 있다. 이에, 투약과 병행될 수 있는 비약물 치료방법에 대한 연구가 이루어지고 있다. 고혈압의 비약물 치료 방법에 대한 연구 성과들을 살펴보면, 우선 한의학 분야에서는 침을 이용한 치료법과 기공 치료법의 두가지 방향으로 연구가 진행되고 있다.

고혈압의 침치료 임상연구 경향을 분석해보면, 무작위 대조군 임상연구가 14건, 비무작위 대조군 임상연구가 1건, 전후비교 연구가 9건이며, 연구결과를 보았을 때 침 치료가 고혈압에 효과적이라는 결정적인 근거를 제시하기는 어렵다는 것이 학계의 견해이다. [정소영 외. 임상연구의 고혈압 침치료법에 대한 고찰. 대한한의학회지. 2012;33(1):12-23.]

기공치료를 이용한 고혈압 치료에 관한 연구는 5건으로 매우 적은 편이며, 현재까지 고혈압에 효과적인 치료방법을 제시하지 못하고 있는 것으로 알려져 있다. [한창현 외. 한국 저널에 게재된 기공 관련 대조군 임상연구 현황 분석. 동의생리병리학회지. 2009;23(2):319-324.]

고혈압의 비약물 치료방법에 대한 또 다른 연구방향은 호흡 유도와 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 반복 훈련을 성공적으로 행할 수 있을지 모르나, 이는 매우 비경제적인 방법이 되고만다. 뿐만 아니라, 현실적으로는 무자격자들의 난립과 잘못된 호흡 유도로 많은 수의 환자들이 자신에게 적절하지 않은 호흡단련을 하여 부작용을 겪고 있다.

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

1. 대한민국 특허공개 10-2005-0084291 "바이오리듬 활동의 유익한 수정을 위한 장치 및 방법" 2. 대한민국 특허공개 10-2005-0072085 "바이오리듬 활동의 수정을 위한 일반화된 메트로놈" 3. 대한민국 등록특허 10-0785924 "호흡 유도 장치 및 그 방법" 4. 대한민국 등록특허 10-0653644 "호흡 유도 휴대 단말기 및 상기 휴대 단말기의 호흡 유도 방법" 5. 대한민국 등록특허 10-1653869 "호흡 유도를 통한 고혈압치료 장치"

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 사용자의 호흡 신호에서 진폭, 주파수, 주기, 흡기 시간, 호기 시간을 파라미터로 검출하고 이로부터 사용자의 호흡 패턴을 획득한 다음, 호기 시간과 흡기 시간의 비율을 변경하여 호흡을 훈련하는 장치의 제공을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 시각적인 신호를 통하여 보다 직관적인 방식으로 호흡 패턴의 변경을 유도하고, 목표치 대비 성취도를 직관적으로 확인할 수 있도록 하는 호흡 훈련 장치의 제공에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 방식으로 센서와 제어 모듈을 연결하되, 벨트 형태로 제공되는 센서를 복부에 착용한 상태에서, 휴대형의 제어 모듈을 통해 호흡 유도를 함으로써 평상시에 항상 휴대하면서 사용이 가능한 호흡 훈련 장치의 제공에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 센서 모듈과 자극 모듈과 제어 모듈을 구비하며 사용자의 호흡을 훈련하는 장치에 있어서, 상기 센서 모듈은 (a1) 사용자의 분당 호흡수를 센싱하는 호흡 센서와 (a2) 상기 사용자의 복부 또는 흉부에 상기 호흡 센서를 압착시키는 벨트를 구비하고, 상기 자극 모듈은 (b1) 전기 자극 신호를 생성하는 신경 자극기와, (b2) 상기 신경 자극기를 상기 사용자의 특정 부위에 압착시키는 벨트를 구비하며,상기 제어 모듈은 (c1) 상기 센서 모듈을 제어하여 상기 사용자의 호흡 훈련전 분당 호흡수를 센싱하고, (c2) 상기 센싱된 훈련전 분당 호흡수에 따라 목표 분당 호흡수를 설정하며, (c3) 상기 신경 자극기를 제어하여 전기 자극 신호를 생성하면서 제1 시간 동안 상기 사용자의 호흡을 유도하는 호흡 유도 신호를 생성하고, (c4) 상기 센서 모듈을 제어하여 상기 사용자의 호흡 훈련후 분당 호흡수를 센싱하며, (c5) 상기 훈련후 분당 호흡수와 상기 훈련전 분당 호흡수를 비교하여 다음 단계의 호흡 훈련 방법을 결정한다.

바람직하게, 상기 센서 모듈은 상기 사용자의 맥박수를 카운트하는 맥박 센서를 더 구비한다. 또한, 상기 제어 모듈은 상기 훈련후 분당 호흡수와 상기 훈련전 분당 호흡수가 동일한 경우 상기 호흡 유도 신호를 상기 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 추가로 생성한다.

이러한 본 발명에 의하면, 사용자는 전문가 도움없이도 스스로 흡기와 호기 시간의 비율을 조절하되, 분당 호흡수가 10회 정도로 낮아질 수 있도록 호흡 훈련을 할 수 있다. 날숨을 연장시켜서 호흡수를 서서히 줄일 수 있도록 유도하며, 이에 의해 교감신경의 활성이 낮아지고 작은 혈관을 둘러싸는 근육이 이완되어 혈관내 혈액순환이 원활하게 이루어지며, 결과적으로 저하된 혈압이 지속적으로 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 호흡 훈련 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 호흡 훈련 장치의 기능을 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 호흡 훈련 장치의 사용 상태도이다.
도 4와 도 5는 도 1에 도시된 제어 모듈의 화면 예시도로서, 도 4는 호흡 유도 파형을 표시하고, 도 5는 목표치 달성률을 표시한다.
도 6은 도 1에 도시된 호흡 훈련 장치의 자극 모듈의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 호흡 훈련 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 호흡 유도 방법을 설명하는 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 호흡 훈련 장치(1)의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 호흡 훈련 장치(1)의 기능을 설명하는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 호흡 훈련 장치(1)는 센서 모듈(10), 제어 모듈(20), 자극 모듈(30)을 구비한다.

센서 모듈(10)은 호흡 센서(11), 맥박 센서(12), 무선 통신부(13), 벨트(14) 및 체결수단(15)을 갖는다. 센서 모듈(10)은 사용자의 호흡 신호와 맥박 신호를 측정하여 제어 모듈(30)로 전송한다. 벨트(14)는 합성 직물제로서 띠 형태이며, 그 끝단에 체결수단(15)이 구비된다. 체결수단(15)은 벨트(14)의 양 끝단에 구비되어 호흡 센서(11)와 맥박 센서(12)가 사용자의 흉부 또는 복부에 압착되도록 한다.

제어 모듈(20)은 센서 모듈(10)를 통해 측정한 사용자의 호흡 신호와 맥박 신호를 분석하여 호흡 훈련 방법을 결정한다. 제어 모듈(20)은 호기 시간과 흡기 시간의 비율을 변경하며, 분당 호흡수가 낮아지도록 목표치를 설정하여 시각적으로 표시함으로써 호흡을 유도한다.

자극 모듈(30)은 전기 자극 신호를 생성하는 신경 자극기(31)와, 신경 자극기(31)를 사용자의 특정 부위에 압착시키는 벨트(32)를 구비한다. 벨트(32)는 자극 모듈(30)를 신체에 착용하기 위한 부재이며, 신축성 있는 스트랩일 수 있다. 사용자는 도 3에 도시된 바와 같이 자극 모듈(30)을 팔목에 착용할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 호흡 훈련 장치(1)의 사용 상태도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자는 센서 모듈(10)을 복부 또는 흉부에 둘러서 착용한다. 벨트(14)를 복부 또는 흉부에 두른 다음 체결수단(15)을 체결함으로써 착용할 수 있다. 센서 모듈(10)은 사용자의 호흡 신호를 측정하기 위한 호흡 센서(11)와 사용자의 맥박을 측정하기 위한 맥박 센서(12)를 구비한다. 도시된 바와 같이, 사용자는 편의에 따라 호흡 훈련 동안에 헤드폰(41)을 착용할 수 있다.

호흡 센서(11)는 양측 방향으로 각각 벨트(14)가 연결되며, 양측의 벨트(14)에 가해지는 인장력을 측정함으로써 호흡 신호를 측정한다. 호흡시 흉부 또는 복부가 팽창과 수축을 반복하는데, 팽창시 호흡 센서(11)의 양측으로 연결된 벨트(14)가 당겨지면서 인장력이 인가된다. 인장력이 일정 값 이상 증가하면 흡기가 일어난 것으로 파악하고, 반대로 증가된 인장력이 소멸하면 호기가 일어난 것으로 파악할 수 있다. 호흡 센서(11)에 의한 측정값은 예컨대, 흡기와 호기를 나타내는 디지털 값일 수도 있으나, 바람직하게는 인장력의 정도를 나타내는 아날로그 값일 수도 있다. 호흡 센서(11)에 의한 측정값은 무선 통신부(13)을 통해 제어 모듈(20)로 전송된다.

제어 모듈(20)은 호흡 센서(11)의 감지값을 다음과 같이 분석할 수 있다. 우선, 인장력이 증가하는 구간을 흡기 시간, 인장력이 소멸된 구간을 호기 시간으로 볼 수 있다. 인장력의 변화량이 작은 구간을 안정된 상태로 볼 수 있으며, 이를 이용하여 호흡 패턴을 정의할 수 있다. 현재 흡기와 다음 흡기까지의 시간 간격, 현재 호기와 다음 호기까지의 시간 간격을 이용하여 주파수, 즉 호흡 회수를 판정할 수 있다. 이러한 분석은 후술하는 바와 같이, 제어부(22)에 의하여 처리될 수 있다.

맥박 센서(12)는 벨트(14)의 내측면에 구비되며, 착용시 사용자의 복부 또는 흉부에 접촉하여 사용자의 맥박수를 카운트한다. 호흡 센서(11) 및 맥박 센서(12)에 의한 측정값은 무선 통신부(13)을 통해 제어 모듈(20)로 전송된다.

제어 모듈(20)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(21), 제어부(22), 무선 통신부(23), 입력부(24)를 구비한다. 본 실시예에서 제어 모듈(20)은 자극 모듈(30)의 벨트(32)에 부착되어 사용되나, 별개로 사용될 수 있다.

디스플레이부(21)는 예컨대, LCD 패널 등일 수 있으며, 정보를 시각적으로 표시한다.

제어부(22)은 센서 모듈(10)로부터 수신한 정보를 분석한다. 구체적으로, 제어부(22)은 호흡 센서(11)가 감지한 사용자의 호흡 신호로부터 진폭, 주파수, 주기, 흡기 시간, 호기 시간 가운데 하나 이상을 획득한다. 이를 획득하는 과정은 위에서 살펴본 바와 같다. 이후, 제어부(22)은 해당 사용자의 목표 호흡 패턴을 결정한다. 목표 호흡 패턴은 최종적으로는 호기 시간과 흡기 시간의 비율을 4:6 내지 3:7 사이의 값으로, 호흡 수를 분당 10회 이하로 결정될 수 있으나, 사용자의 호흡 패턴과의 갭이 큰 경우에는 단계별로 목표 호흡 패턴을 결정할 수 있다. 예컨대, 사용자의 호흡 신호를 분석한 결과 호흡수가 분당 20회에 달하는 경우라면, 단번에 목표 호흡 패턴을 분당 10회의 호흡수로 맞추는 대신에, 단계별로 15회, 10회 이런 식으로 천천히 내리는 것이 바람직하다. 호기 시간과 흡기 시간의 비율 역시 마찬가지로, 단계별로 내리는 것이 바람직하다.

무선 통신부(23)는 센서 모듈(10)의 무선 통신부(13)와 통신한다. 무선 통신부(13)과 무선 통신부(23)은 알려진 공지의 무선통신 방식에 의하여 통신하며, 바람직하게는 블루투스 방식일 수 있다. 블루투스는 근거리 무선 통신 규격으로서, 전류 소모량이 낮고, 단가 상승 요인이 크지 않다는 장점을 갖는다. 물론, 근거리 무선 통신 방식이라면 이외에도 다른 규격을 채택하여도 무방하다.

입력부(24)는 제어 모듈(20)를 조작하기 위한 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스이다. 예컨대, 입력부(24)는 버튼, 스위치 등의 형태이거나 디스플레이부(21)와 일체화된 터치 패널일 수 있다.

도 4와 도 5는 도 1에 도시된 제어 모듈(20)의 화면 예시도로서, 도 4는 호흡 유도 파형을 표시하고, 도 5는 목표치 달성률을 표시한다.

제어부(22)는 목표 호흡 패턴이 정해지면, 사용자의 호흡 신호를 상기 목표 호흡 패턴으로 유도하기 위한 그래픽 데이터를 디스플레이부(21)가 표시하도록 한다. 도 4는 호흡 유도를 위한 이미지가 표시되는 제어 모듈의 화면 예시도이다. 도 4에는 디스플레이부(21)에 목표 호흡 패턴에 해당하는 그래프가 실선으로 표시되어 있다. 도 4에서 점선으로 표시된 그래프는 사용자의 실제 호흡 신호에 해당한다. 가로축은 시간 흐름을 나타내며, 세로축은 흡기 또는 호기를 나타낸다. 사용자는 이와 같이 시각적으로 표시되는 그래픽 데이터를 보면서 호흡을 따라한다. 이때, 실선과 점선으로 표시된 그래프의 시간차, 간격차는 사용자의 실제 호흡과 목표 호흡 패턴의 차이를 나타낸다. 즉, 사용자는 이러한 그래픽 데이터를 통해 직관적으로 자신의 호흡을 목표 호흡 패턴에 일치시킬 수 있다.

도 4에 예시된 바와 같이 디스플레이부(21)에 표시되는 그래픽 데이터는 "들이마시기", "내쉬기" 표시를 포함할 수 있으며, 사용자는 "내쉬기"에 불이 들어오면 숨을 내쉬고, "들이마시기"에 불이 들어오면 들이마심으로써 호흡을 목표 호흡 패턴에 일치시킬 수도 있다.

본 발명에서는 흡기와 호기의 비율을 조정하는 것이 중요하며, 목표 호흡 패턴상 흡기 시간과 호기 시간이 필연적으로 불일치하게 된다. 따라서, "들이마시기"에 불이 들어온 상태에서 남은 흡기 시간을 퍼센테이지나 초단위로 화면에 표시함으로써 직관적으로 알 수 있도록 하되, 반대로 "내쉬기"에 불이 들어온 상태에서 남은 흡기 시간을 퍼센테이지나 초단위로 화면에 표시할 수도 있다. 제어부(22)는 사용자의 실제 호흡과 목표 호흡 패턴의 차이를 이용하여 호흡 패턴 목표치 달성률을 계산한다. 호흡 패턴 목표치 달성률은 주당 호흡 훈련 목표시간, 일간 호흡 훈련 목표시간에 대한 달성률을 이용하여 계산될 수도 있다. 제어부(22)은 이와 같이 계산된 호흡 패턴 목표치 달성률을 디스플레이부(21)에 더 표시할 수 있다.

도 5는 호흡 패턴 목표치 달성률이 표시되는 제어 모듈의 화면 예시도이다. 사용자는 이와 같이 호흡 패턴 목표치 달성률이 올라가는 것을 보면서, 자신이 순조롭게 호흡조절을 잘하고 있는지 또는 그렇지 않은지를 쉽게 알 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 호흡 훈련 장치(1)의 자극 모듈(30)의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 자극 모듈(30)은 신경 자극기(31)과 벨트(32)를 구비한다.

신경 자극기(31)은 전기 자극 신호를 생성한다. 벨트(32)는 신경 자극기(31)를 사용자의 특정 부위에 압착시킨다. 본 실시예에서 벨트(32)는 사용자의 손목에 신경 자극기(31)를 압착시키나, 필요에 따라 다른 인체의 다른 부위에 신경 자극기(31)를 압착시킬 수 있다.

신경 자극기(31)는 음극(311), 양극(312) 및 패드 부재(313)를 포함한다. 음극(311)은 인체의 내관혈에 접촉 배치되는 것이 치료 효과가 높은 것으로 확인된다. 양극(312)은 음극(311)으로부터 몸쪽으로 2cm 내지 6cm, 특히 3cm 내지 5cm 이격되도록 배치되는 것이 치료 효과가 높은 것으로 확인된다. 패드 부재(313)는 인체의 손목 부위에 음극(311) 및 양극(312)을 압착하여 접촉시키도록 소정의 두께를 갖는 신축성이 뛰어난 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 신경 자극기(31)에서 생성되는 전기 자극은 2Hz 내지 100Hz, 특히 5Hz 내지 20Hz인 것이 바람직하다.

본 실시예에서 자극 모듈(30)은 손목에 착용되나, 두피 또는 뒷목에 착용될 수 있다. 신경 자극기(31)는 백회혈, 풍지혈, 천주혈을 자극할 수 있다.

제어 모듈(20)은 호흡 훈련 프로그램에 따라 신경 자극기(31)에서 생성되는 전기 자극의 온/오프, 강도, 주기 등을 제어한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 호흡 훈련 장치의 구성도이다. 본 실시예에서 제어 모듈은 전용 하드웨어 대신에 스마트폰(20A)으로 대체된다. 디스플레이부(21)와 입력부(24)는 스마트폰(20A)의 터치스크린이 이용되며, 무선 통신부(23)은 스마트폰(20A)에 탑재된 무선 통신 장치가 이용된다. 스마트폰(20A)은 별도로 제작된 전용 앱을 통해 제어부(22)의 기능을 수행한다. 즉, 스마트폰(20A)은 전용 앱을 통해 센서 모듈(10)로부터 수신한 사용자의 호흡 신호를 분석하고, 목표 호흡 패턴을 결정하여 시각적으로 이를 표시한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 호흡 유도 방법을 설명하는 흐름도이다.

먼저 센서 모듈(10)을 착용한 사용자가 제어 모듈(20)의 시작 버튼을 누르면 제어 모듈(20)은 센서 모듈(10)이 사용자 호흡에 대해 훈련전 스캔을 수행하도록 한다(702). 훈련전 스캔은 통상 3분 정도 진행된다. 훈련전 스캔이 완료되면 제어 모듈(20)은 분당 호흡 분석을 수행한다(704). 분당 호흡 분석을 통해 예를 들어, 사용자가 1분당 몇번이나 호흡하는지(또는 호흡 주기)와, 하나의 호흡 주기에서 흡기 시간과 호기 시간의 비율을 측정한다. 예를 들어, 훈련전 스캔이 3분 동안 진행되는 경우 최초 1분 동안 17회, 다음 1분 동안 16회, 마지막 1분 동안 15회 호흡했다면 평균값인 16회 호흡한 것으로 판단한다.

다음에는 호흡 훈련을 위한 목표 분당 호흡수를 설정한다(706). 사용자가 무리하지 않고 호흡 훈련을 진행할 수 있도록 통상 훈련전 스캔을 통해 획득한 분당 평균 호흡수보다 1회가 적은 값을 목표 분당 호흡수로 설정한다. 예를 들어, 훈련전 스캔에서 분당 평균 호흡수가 16회인 것으로 측정되면 15회를 목표 분당 호흡수로 설정한다.

다음에는 설정된 목표 분당 호흡수에 따라 호흡 훈련이 수행된다(708). 제어 모듈(20)의 디스플레이부(21)를 통해 목표 분당 호흡수에 따른 호흡 파형을 표시함으로써 사용자의 호흡을 유도한다. 호흡 파형은 목표 분당 호흡수와, 바람직한 흡기 시간과 호기 시간의 비율에 따라 결정된다. 호흡 훈련은 예를 들어, 10분 정도 수행된다.

호흡 훈련을 유도하는 것과 병행하여 제어 모듈(20)은 자극 모듈(30)을 제어하여 인체의 특정 부위에 전기 자극을 인가한다. 한의학에서 인체의 특정 부위 특히, 팔목 근처의 내관혈에 전기 자극을 인가하면 통증 전달을 담당하는 신경이 자극되어 혈압이 낮아지는 것으로 보고되고 있다. 이러한 신경 자극을 호흡 훈련과 병행함으로써 보다 효과적인 치료가 가능하다. 제어 모듈(20)은 치료 목적에 따라 호흡 훈련 시간과 신경 자극 시간을 다르게 설정할 수 있다.

다음에는 센서 모듈(10)를 통해 훈련후 스캔을 수행한다(710). 훈련후 스캔은 훈련전 스캔보다 짧은 시간 동안 진행된다. 호흡 훈련을 수행한 후이므로 짧은 스캔 시간 동안에도 비교적 정확한 분당 호흡수를 측정할 수 있다. 본 실시예에서는 2분 정도 진행된다. 훈련후 스캔이 완료되면 제어 모듈(20)은 분당 호흡 분석을 수행한다(712). 분당 호흡 분석을 통해 사용자의 분당 호흡수와, 하나의 호흡 주기에서 흡기 시간과 호기 시간의 비율을 측정한다.

다음에는 훈련전 스캔을 통해 측정한 분당 호흡수(훈련전 분당 호흡수)와 훈련후 스캔을 통해 측정한 분당 호흡수(훈련후 분당 호흡수)를 비교한다(714). 훈련전 분당 호흡수에 비해 훈련후 분당 호흡수가 작으면 호흡 훈련에 효과가 있는 것으로 판단되면, 다음 단계로 진행하여 훈련을 계속할지 여부를 확인한 후 사용자의 의사에 따라 훈련을 계속하거나 종료한다(716). 훈련전 분당 호흡수와 훈련후 분당 호흡수가 동일한 경우에는 아직 호흡 훈련이 충분하지 않은 경우로 판단하여, 호흡 훈련 단계(708)를 다시 진행한다. 이 때에는 처음 호흡 훈련 시간보다 짧은 시간 동안만 호흡 훈련을 수행할 수 있다. 예를 들어, 처음 호흡 훈련 시간이 10분이었으면 두번째 훈련 시간은 8분, 세번째 훈련 시간은 6분 등이 되도록 설정될 수 있다. 훈련전 분당 호흡수보다 훈련후 분당 호흡수가 더 큰 경우에는 훈련전 스캔에서 평균 분당 호흡수가 잘못 측정된 것으로 판단하여, 호흡 훈련을 위한 목표 분당 호흡수를 훈련후 분당 호흡수보다 1회 적은 값으로 새롭게 설정하고(706), 호흡 훈련을 수행한다(708).

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

10 : 센서 모듈
11 : 호흡 센서
12 : 맥박 센서
13 : 무선 통신부
14 : 벨트
15 : 체결수단
20 : 제어 모듈
21 : 디스플레이부
22 : 제어수단
23 : 무선 통신부
24 : 입력장치
30 : 자극 모듈
31 : 신경 자극기
32 : 벨트

Claims

센서 모듈과 자극 모듈과 제어 모듈을 구비하며 사용자의 호흡을 훈련하는 장치에 있어서,
상기 센서 모듈은 (a1) 사용자의 분당 호흡수를 센싱하는 호흡 센서와, (a2) 상기 사용자의 복부 또는 흉부에 상기 호흡 센서를 압착시키는 벨트를 구비하고,
상기 자극 모듈은 (b1) 전기 자극 신호를 생성하는 신경 자극기와, (b2) 상기 신경 자극기를 상기 사용자의 특정 부위에 압착시키는 벨트를 구비하며,
상기 제어 모듈은 (c1) 상기 센서 모듈을 제어하여 상기 사용자의 호흡 훈련전 분당 호흡수를 센싱하고, (c2) 상기 센싱된 훈련전 분당 호흡수에 따라 목표 분당 호흡수를 설정하며, (c3) 상기 설정된 목표 분당 호흡수에 따라 호흡 파형을 제1 시간 동안 디스플레이를 통해 표시하여 사용자의 호흡을 유도하는 것과 병행하여 상기 설정된 목표 호흡수에 따라 상기 신경 자극기를 제어하여 인체의 특정 부위에 인가하기 위한 전기 자극 신호가 생성되도록 하고, (c4) 상기 센서 모듈을 제어하여 상기 사용자의 호흡 훈련후 분당 호흡수를 센싱하며, (c5) 상기 훈련후 분당 호흡수와 상기 훈련전 분당 호흡수를 비교하여 다음 단계의 호흡 훈련 방법을 결정하고,
상기 신경 자극기는 음극과 양극과 패드 부재를 구비하고, 상기 양극은 상기 음극으로부터 몸쪽으로 2cm 내지 6cm 이격되도록 배치되고, 상기 신경 자극기에서 생성되는 전기 자극은 2Hz 내지 100Hz이며,
상기 제어 모듈은 상기 목표 분당 호흡수에 대해 호흡 훈련 프로그램에 따라 상기 신경 자극기에서 생성되는 전기 자극 신호의 온/오프와 강도와 주기를 제어하는 것을 특징으로 하는 호흡 훈련 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 사용자의 맥박수를 카운트하는 맥박 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호흡 훈련 장치.
삭제