KR101057001B1 - 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수면시 인체의 자세, 수면 중 발생하는 인체의 움직임, 심장박동 등의 인체 정보를 실시간으로 모니터링하고, 수면자의 자세를 변경하도록 유도하여 수면장애에 대응하는 시스템에 관한 것으로서, 인체의 호흡기에 착용되어 상기 호흡기로 호흡되는 기체에 대하여 센싱한 결과를 전송하는 호흡기 센싱부와, 상기 인체에 착용되어 상기 인체의 움직임과 자세에 대하여 센싱한 결과를 전송하는 인체 동작 센싱부와, 상기 호흡기 센싱부 또는 상기 인체 동작 센싱부가 센싱한 결과에 따라 상기 인체의 수면상태를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 인체정보 처리부(300)와, 상기 인체정보 처리부(300)로부터의 제어신호에 따라 상기 인체의 수면상태를 제어하기 위한 동작을 실행하는 수면상태 제어부를 포함하여 구성됨으로써, 수면자의 수면 자세를 변경하도록 유도하여 코골이, 수면무호흡증 등의 수면장애에 대응하고, 수면자가 숙면을 취할 수 있도록 하는 효과를 발생시키는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템에 관한 것이다.

수면장애, 코골이, 수면무호흡증, 무선, 센서, 모니터링

Description

실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템{System for Corresponding to Sleep Disturbance via Real-Time Monitoring}

본 발명은 수면시 인체의 자세, 수면 중 발생하는 인체의 움직임, 심장박동 등의 인체정보를 실시간으로 모니터링하고 수면자의 자세를 변경하도록 유도하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수면자의 무호흡 또는 코골이를 중단시켜 수면장애에 대응하기 위한 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템에 관한 것이다.

코골이는 수면자가 숨쉬는 동안 공기가 기도로 들어가기 전에 통과하게 되는 인후부가 좁아져 공기가 쉽게 드나들 수 없을 때 생기는 것으로서, 수면 중 호흡곤란이 있음을 나타내는 증상이라고 볼 수 있다. 일반적으로 수면 중에는 공기가 입천장, 목젖, 편도, 혀 등과 같은 부위를 지나게 되는데, 주간에는 이 부분들이 제자리를 유지하도록 주위 근육들이 도와주어 공기통로가 잘 막히지 않는다.

그러나, 수면 중에는 근육들이 이완되어 늘어지기 때문에 부분적으로 공기통로가 좁아져서 이 부분을 공기가 통과할 때에 주변의 부드러운 부분들을 진동시키기 때문에 코를 골게 되는 것이다. 또한, 수면 중 근육 이완이 심하거나 혹은 심한 비만증 등 기타 원인으로 인해 공기통로가 완전히 막히게 되면 공기가 폐로 전혀 흐르지 못하게 되는 수면무호흡증이 발생되어 요란한 소음을 발생시키는 문제와 동반하여 호흡이 곤란하게 되는 심각한 문제가 있다.

이러한 수면무호흡증은 수면의 질을 저하시킴으로써 충분한 수면 시간에도 불구하고 주간에 심한 졸음 및 피로감을 수반할 뿐만 아니라 기억력 및 집중력이 감퇴되는 등의 증상을 수반하게 된다. 또한, 오랫동안 이러한 증상이 계속될 경우 심장이나 폐에 대한 부담을 가중시키며, 고혈압, 심장마비, 발작과 같은 심각한 합병증을 일으킬 수 있다. 이러한 코골이나 수면무호흡증 등의 수면장애에 대응하기 위하여 코골이 방지용 베게를 포함한 다양한 방법이 사용되고 있는데, 그 실효성이 미미하다는 문제점이 있다.

또한, 이러한 수면자의 상태를 계속 모니터링하기 위하여는 특별한 장비, 즉 복잡한 측정용 케이블을 수면자의 신체에 연결함으로써 수면에 방해가 되어 깊은 수면을 이룰 수 없도록 하는 단점이 있다. 이와 같은 모니터링 장치는 동작 범위가 제한되어 있기 때문에, 관찰되는 수면자에게 모니터링 상황을 파악할 수 있는 가까운 곳에 위치하도록 요구하여 수면자의 움직임을 제한하고 있으며, 모니터링되는 데이터 내용도 일정시간이 지난 후에 확인하는 등의 시간상의 지연이 발생함에 따라 응급상황 발생 시 실시간으로 조치를 취할 수 있는 기회를 잃을 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수면을 취하는 수면자의 신체에 착용된 측정 센서를 통하여 호흡량, 심전도, 자세 등을 무선으로 전송하여 수면자의 수면상태를 모니터링 또는 판별하고, 이런 수면자의 수면상태를 제어하기 위한 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수면자의 수면상태에 따라 침대의 매트리스가 변형되도록 하여 수면자의 자세를 변경함으로써, 수면자가 수면장애로부터 벗어날 수 있도록 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템을 제공하는데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 수면자가 수면 중일 때의 인체정보를 모니터링 하여 이상 징후가 발생하면 수면자, 보호자 및 의료 관계자에게 실시간으로 상황을 전달함으로써 만일의 응급상황에 대비할 수 있도록 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템은, 인체의 호흡기에 착용되어 상기 호흡기로 호흡되는 기체에 대하여 센 싱한 결과를 전송하는 호흡기 센싱부와, 상기 인체에 착용되어 상기 인체의 움직임과 자세에 대하여 센싱한 결과를 전송하는 인체 동작 센싱부와, 상기 호흡기 센싱부 또는 상기 인체 동작 센싱부가 센싱한 결과에 따라 상기 인체의 수면상태를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 인체정보 처리부(300)와, 상기 인체정보 처리부(300)로부터의 제어신호에 따라 상기 인체의 수면상태를 제어하기 위한 동작을 실행하는 수면상태 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템은 다음과 같은 효과를 나타낸다.

첫째, 수면자의 수면 자세를 변경하도록 유도함으로써 코골이, 수면무호흡증 등의 수면장애에 대응하고, 침대의 매트리스를 변형하여 수면자의 호흡기에 산소 공급이 원활하도록 하여 수면자가 숙면을 취할 수 있도록 한다.

둘째, 수면자의 인체정보를 측정하여 전송하는 호흡기 센싱부 또는 인체 동작 센싱부를 무선으로 구성함으로써, 수면자를 구속하지 않고도 인체정보를 모니터링하고 수면상태를 제어할 수 있도록 한다.

세째, 수면자의 인체정보를 실시간으로 원격에서 모니터링하거나 수면상태를 제어할 수 있도록 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예에서의 호흡기 센싱부와 인체 동작 센싱부를 인체에 착용한 예를 도시한다.

먼저, 호흡기 센싱부(100)는 공기량 센서(111), CO₂ 센서(112), 센서신호 변환모듈(120), 및 센싱데이터 전송모듈(130)을 포함하여 호흡기의 입구에 착용될 수 있도록 구성된 것이다. 이 호흡기 센싱부(100)는 공기량 센서(111) 및 CO₂ 센서(112)가 코 또는 입에 착용될 수 있는 위치에 구비되어 인체의 머리에 착용될 수 있는 모양으로 형성되어 있으며, 센서의 측정에 의해 발생한 아날로그 신호를 전송하기 위해 디지털 데이터로 변환하는 센서신호 변환모듈(120)과 이 변환된 디지털 데이터를 전송하는 센싱데이터 전송모듈(130)을 포함한다.

이 호흡기 센싱부(100)의 공기량 센서(111)는 호흡기 센싱부(100)가 착용된 인체의 호흡기 입구에서 인체로 흡기 또는 배기되는 공기의 양을 측정하는 것이고, CO₂ 센서(112)는 상기한 흡기 또는 배기되는 공기에 포함된 CO₂의 양을 측정하는 것 으로서 수면자의 호흡상태를 확인할 수 있도록 구비된 것이다. 특히, 인체의 안면에 착용되는 것이므로 안면에 착용하여도 수면에 방해가 되지 않으며 수면 중 착용이 해제되지 않도록 작고 가벼우며 인체공학적인 모양으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 호흡기 센싱부(100)의 센싱데이터 전송모듈(130)은 센싱된 인체정보가 무선으로 전송되도록 하는 것이 바람직하고 지그비(Zigbee), 무선랜 등의 근거리 무선 통신이 이용될 수 있다. 이러한 무선 통신을 이용하기 위하여 호흡기 센싱부(100)의 센서신호 변환모듈(120)은 호흡기 센싱부(100) 내의 센서에서 측정된 아날로그 신호를 무선 전송을 위한 디지털 데이터로 변환해 준다. 아울러, 이 호흡기 센싱부(100)에서의 데이터 전송이 무선으로 전송하는 경우에 한정된 것은 아니며, 전원공급과 전송의 안정성을 확보하기 위해 호흡기 센싱부(100) 내의 센서에서 측정된 아날로그 신호를 인체 동작 센싱부(200)에 유선으로 연결하여 전달할 수도 있다.

인체 동작 센싱부(200)는 ECG(ElectroCardioGram) 센서(211), 가속도 센서(212), 중력 센서, 센서신호 변환모듈, 및 센싱데이터 전송모듈(230)을 포함하여 인체의 한 부분에 착용될 수 있도록 구성된 것이다. 이 인체 동작 센싱부(200)에 포함된 ECG 센서(211)는 인체 동작 센싱부(200)가 착용된 인체의 심전도를 측정하는 것으로서, 심전도 측정을 위한 단자는 인체 동작 센싱부(200)를 인체에 착용하 기 위한 밴드의 내면에 위치시키거나 별도로 구비된 단자를 인체 동작 센싱부(200)에 연결하여 이용할 수 있도록 한다.

가속도 센서(212)는 인체의 흉부 또는 복부의 호흡에 따른 움직임 등과 같은 인체의 움직임을 측정하는 것으로서, 흉부 또는 복부에 인체 동작 센싱부(200)를 착용하기 위해 밴드 등을 이용한 경우 이 밴드에 연결되어 움직임 또는 탄력의 변화를 측정하도록 구성할 수 있다. 아울러, 중력 센서는 인체의 자세를 측정하기 위한 것으로서, 인체의 한 부분에 착용되어 인체의 기울기 등의 측정을 통해 인체의 자세를 확인할 수 있는 것이다. 이 중력 센서는 인체의 흉부에 착용하여 자세를 확인하는 것이 바람직하며, 이 중력 센서를 추가로 구비하여 인체의 다른 부분에 착용하고 유선 또는 무선으로 연결시켜 복수의 중력 센서를 구비함으로써 인체의 자세를 좀 더 상세하게 측정하게 할 수도 있다.

또한, 인체 동작 센싱부(200)의 센싱데이터 전송모듈(230)은 호흡기 센싱부(100)의 센싱데이터 전송모듈(130)과 같이 센싱된 인체정보가 무선으로 전송되도록 하는 것이 바람직하고 지그비(Zigbee), 무선랜 등의 근거리 무선 통신이 이용될 수 있다. 이러한 무선 통신을 이용하기 위하여 인체 동작 센싱부(200)의 센서신호 변환모듈(220)은 인체 동작 센싱부(200)에 연결된 센서가 측정한 아날로그 신호를 무선 전송을 위한 디지털 데이터로 변환해 준다.

상기한 호흡기 센싱부(100)에서 유선으로 아날로그 센서 신호를 전달하고자 할 경우 이 호흡기 센싱부(100)로부터 전달받은 아날로그 센서 신호도 함께 변환하여 전송될 수 있도록 한다. 아울러, 센서신호 변환모듈(220)과 센싱데이터 전송모듈(230)은 별도로 구성하여 인체의 한 부분에 착용되게 하거나 인체에 가까운 위치에 구비되게 할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 침대에 수면장애 대응 시스템이 장착된 것을 도시한 도면이다. 도면에는 침대의 매트리스(701, 702, 703)를 3 부분으로 구분하여 도시하였으나, 이는 매트리스(701, 702, 703)를 변형하기 위한 다양한 구성의 예를 설명하기 위한 것으로서 3 부분으로 나누어진 매트리스(701, 702, 703)에 한정된 것은 아님을 알아야 한다.

도 2의 침대는 인체정보 처리부(300), 수면상태 제어부(400), 인체정보 표시부(500), 매트리스(701, 702, 703) 및 지지대(710, 720, 730)를 포함하여 구성된다. 먼저 인체정보 처리부(300)는 도 1을 통해 설명한 호흡기 센싱부(100) 또는 인체 동작 센싱부(200)로부터 센싱된 인체정보를 수신하여 인체의 수면상태를 판별하고 이 수면상태를 제어하기 위한 제어신호를 생성한다.

수면상태 제어부(400)는 상기한 인체정보 처리부(300)로부터의 제어신호에 따라 매트리스(701, 702, 703)를 변형시키기 위한 모터를 제어하게 된다. 이 모터 의 제어에 의해 매트리스(701, 702, 703)의 지지대(710, 720, 730)가 움직이고 이에 따라 매트리스(701, 702, 703)가 변형되어 인체의 자세를 변경하여 수면상태를 제어할 수 있게 되는 것이다. 도 2에서는 수면상태 제어부(400)를 편의상 모터(451, 452, 453)와 분리하여 도시하였으나, 모터도 수면상태 제어부(400)에 포함되는 것임을 알아야 한다.

수면상태를 제어하기 위해 수면자의 자세를 변경하도록 하는 매트리스(701, 702, 703)의 변형은 다음과 같이 다양한 구성에 의해 실현될 수 있다.

우선, 매트리스 1(701)을 받치는 지지대(710)에 모터 1(451)을 연결하여 매트리스 1(701)의 높낮이 또는 기울기를 변형할 수 있다. 이를 위해 매트리스 1(701)을 지지하는 지지대(710)를 복수의 구역으로 나누어 구성함으로써, 인체의 부분별로 구분하여 자세를 변경하도록 할 수 있는 것이다.

또한, 매트리스 2(702)의 내에 지지대(720)를 위치시키고, 여러 개로 나누어진 지지대(720)를 관절로 연결하여 모터 2(452)에 의해 움직일 수 있도록 함으로써, 매트리스 2(702)를 접거나 휘도록 변형할 수 있다. 이 경우 또한 매트리스 2(702) 내부에 위치시킨 지지대(720)를 복수의 구역으로 나누어 구성함으로써, 인체의 부분별로 구분하여 자세를 변경하도록 할 수 있는 것이다.

또한, 매트리스 내에 형성된 장치의 움직임에 의해 누운 인체의 등을 마사지 해 주는 안마기에서와 같이, 매트리스 3(703)의 내에 지지대(730)와 모터 3(453)을 여러개 위치시키고, 여러개의 모터 3(453)을 동시에 움직여 여러 지지대(730)에 의해 형성된 모양을 변형함으로써, 매트리스 3(703)이 지지대(730)가 형성한 모양에 따라 변형되도록 할 수도 있다. 이 경우 또한 매트리스 3(703) 내부에 위치시킨 지지대(730)와 모터 3(453)을 구역에 따라 복수로 구성함으로써, 인체의 부분별로 구분하여 자세를 변경하도록 할 수 있는 것이다.

상기한 매트리스 1(701), 매트리스 2(702), 매트리스 3(703)을 통해 설명한 것은 매트리스(701, 702, 703)를 변형하는 다양한 예를 설명하기 위한 것으로서, 매트리스를 여러 부분으로 나누어야만 하는 것은 아니며, 매트리스를 변형할 수 있는 것이라면 지지대(710, 720, 730) 이외의 체인, 유압기 등의 다양한 기구로 구성될 수도 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예에서의 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템의 전체적인 구성도를 도시한다. 인체정보 표시부(500)는 센싱된 인체정보 또는 판별된 수면상태 등을 화면으로 표시하여 보호자 또는 의료인이 인체의 수면상태를 실시간으로 확인할 수 있게 한다. 또한 인체정보 처리부(300)는 상기한 인체정보 또는 수면상태 등의 정보를 의료인, 관리자 등에게 전송하고 외부로부터의 제어신호를 수신하여 원격에서의 관리가 가능하도록 해 준다. 또한, 인체정보 처리부(300)는 상기한 인체정보에 따라 보호자에게 착용된 경보기 등의 부가장치(600) 를 제어할 수도 있다. 상기한 인체정보 처리부(300), 수면상태 제어부(400) 및 인체정보 표시부(500)의 동작은 추후 상세하게 설명하기로 한다.

호흡기 센싱부(100) 또는 인체 동작 센싱부(200)가 인체에 착용되어 센싱한 인체정보를 인체정보 처리부(300)의 센싱데이터 수신모듈(310)로 전송한다. 도 1을 통해 설명한 바와 같이, 호흡기 센싱부(100)에 포함된 센서신호 변환모듈(120) 및 센싱데이터 전송모듈(130)은 호흡기 센싱부(100)와 인체 동작 센싱부(200)가 유선으로 연결된 경우 인체 동작 센싱부(200)에 구비된 센서신호 변환모듈(220) 및 센싱데이터 전송모듈(230)을 이용하여 인체정보를 전송하도록 할 수도 있다.

인체정보 처리부(300)는 센싱데이터 수신모듈(310), 수면상태 판별모듈(320), 제어신호 생성모듈(340), 제어신호 전달모듈(350), 경보신호 생성모듈(370), 부가장치 통신모듈(380), 및 원격관리 통신모듈(390)을 포함하여 구성된다. 센싱데이터 수신모듈(310)은 호흡기 센싱부(100) 또는 인체 동작 센싱부(200)로부터 센싱된 인체정보를 수신한다. 상기한 센싱된 인체정보는 무선으로 수신되도록 하는 것이 바람직하고 지그비(Zigbee), 무선랜 등의 근거리 무선 통신이 이용될 수 있다.

수면상태 판별모듈(320)은 센싱데이터 수신모듈(310)이 수신한 인체정보를 이용하여 인체의 수면상태를 판별한다. 상기 인체정보에 포함된 호흡량, CO₂ 농도, 호흡주기, 심장박동, 수면자세 등의 정보를 이용하여 코골이, 수면무호흡증 등의 수면장애가 발생하였는지 판별하게 된다. 이는 코골이, 수면무호흡증 등의 수면장애를 가진 사람들의 수면 중 인체정보를 축적하여 인체의 수면상태를 판별하는데 이용할 수도 있고, 상기 인체정보에 포함된 개별 정보들을 조합하여 일정 수치를 기준으로 수면상태를 판별하게 할 수도 있다.

제어신호 생성모듈(340)은 수면상태 판별모듈(320)이 판별한 수면상태에 따라 수면상태를 제어하기 위한 제어신호를 생성한다. 본 발명에 따른 실시예에서는 침대의 매트리스(701, 702, 703)의 변형을 이용한 수면자세의 변경을 통해 수면상태를 제어하도록 한 것으로서, 매트리스(701, 702, 703)가 변형되도록 모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성하게 된다. 예를들어, 침대의 중앙부분이 위로 솟아 볼록하게 변형함으로써 수면자가 자세를 변경하도록 유도한다거나, 수면자의 목부분에 해당하는 매트리스의 일부분을 볼록하게 변형함으로써 인체의 호흡통로를 확보하게 하는 등의 제어가 가능할 것이다. 이러한 다양한 제어의 형태를 위한 제어신호를 미리 구비하고 인체의 수면상태에 따라 다른 제어신호를 전달하게 할 수도 있다.

제어신호 전달모듈(350)은 제어신호 생성모듈(340)로부터의 수면상태 제어신 호를 수면상태 제어부(400)로 전달한다. 본 발명에 따른 실시예에서는 침대에 인체정보 처리부(300)와 수면상태 제어부(400)가 같이 포함되어 있으므로 제어신호를 유선으로 전달할 수 있을 것이고, 이 경우에 제어신호 전달모듈(350)과 수면상태 제어부(400)의 제어신호 수신모듈(410)이 별도로 구비되지 않더라도 수면상태 제어부(400)를 제어할 수 있을 것이다.

경보신호 생성모듈(370)은 수면상태 판별모듈(320)에 의해 판별된 인체의 수면상태가 수면자 자신 또는 보호자에 의한 조치가 필요한 경우 이를 수면자 또는 보호자에게 알리기 위한 경보신호를 생성하고, 이 생성된 경보신호를 전달하거나 이에 따라 부가장치(600)가 동작되도록 한다.

부가장치 통신모듈(380)은 상기한 경보신호 생성모듈(370)로부터의 경보신호를 전달받아 부가장치(600)를 동작시킨다. 예를 들어, 수면자에게 수면무호흡증이 발생되었을 때, 보호자에게 경보신호를 보내어 수면자에게 조치를 취할 수 있도록 하기 위해서 스피커, 디스플레이, 진동자 등을 구비한 전자팔찌를 보호자가 착용하고 있다고 하면, 인체의 수면상태가 수면무호흡증이라고 판별되어 경보신호 생성모듈(370)에서 경보신호가 발생되고, 이 경보신호를 전달받은 부가장치 통신모듈(380)은 보호자가 착용한 전자팔찌에 구비된 스피커, 디스플레이, 진동자 등이 동작되도록 경보신호를 전자팔찌로 전달하게 된다.

상기한 전달을 위해 인체정보를 수신하는 센싱데이터 수신모듈(310)과 동일한 형태의 전송방법으로 인터페이스를 구성하여 센싱된 인체정보의 전송과 호환될 수 있도록 하거나 공동의 네트워크 인터페이스를 사용하게 할 수도 있다. 또한, 상기 전자팔찌 이외에, 인체와 가까운 곳에 위치시켜 수면자에게 직접 경보신호를 소리, 빛, 진동 등으로 전달하게 할 수도 있으며, 인체정보에 따라 동작되도록 하는 다양한 부가장치(600)를 연결하여 사용할 수 있음은 당연하다.

원격관리 통신모듈(390)은 원격관리 시스템(900)과 통신망을 통하여 연결되며 유선 또는 무선을 통한 연결이 모두 가능하다. 특히, 인체정보 처리부(300)에서 수신한 인체정보, 판별된 수면상태, 발생된 제어신호 또는 경보신호 등에 대한 정보를 통신망을 통하여 연결된 원격관리 시스템(900)으로 전송하고, 원격관리 시스템(900)으로부터의 제어신호를 수신하여 수면상태 제어부(400)로 전달할 수도 있다. 이는 원격지에서도 인체의 상태를 모니터링할 수 있도록 하여 응급상황 시에도 빠른 처리가 가능하도록 하며, 직접 방문하지 않고도 수면상태를 제어하기 위한 조치를 실행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

한편, 인체정보 처리부(300)의 제어신호 전달모듈(350)로부터 제어신호를 전달받은 수면상태 제어부(400)의 제어신호 수신모듈(410)은 모터 제어모듈(430)로 제어신호를 전달하여 모터(450)가 동작될 수 있도록 한다. 모터 제어모듈(430)은 전달받은 제어신호에 따라 다양한 동작을 하는 모터에 맞게 구비된 모터가 구동되 도록 제어한다. 이에 따라 본 발명의 실시예에서는 도 2를 통해 설명한 다양한 모터(451, 452, 453)를 동작시킴으로써, 매트리스(701, 702, 703)를 변형시키고, 이에 따라 수면자가 자세를 변경하도록 하여 수면상태를 제어할 수 있게 되는 것이다.

또 한편, 인체정보 표시부(500)는 인체정보 처리부(300)에서 수신한 인체정보, 판별된 수면상태, 발생된 제어신호 또는 경보신호 등에 대한 정보를 모니터 등을 통하여 표시하는 것으로, 인체의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 해 준다. 또한, 인체정보 처리부(300)에 포함된 각각의 모듈에 대한 상태를 표시하고, 각각의 모듈의 동작을 위한 설정을 실행하게 할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 실시예에서 매트리스(701, 702, 703)를 변형하여 수면상태를 제어하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템을 설명하였으나, 침대의 매트리스에 한정되는 것은 아니며, 인체의 수면상태를 제어하기 위한 공기청정기, 가습기, 전열기 등의 환경조절 장치 뿐만 아니라, 의료용의 주사액 투입기, 제세동기 등의 장치를 연결하여 수면상태 제어부(400)를 구성할 수도 있음을 이해하여야 한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 실시예에서의 호흡기 센싱부와 인체 동작 센싱부를 인체에 착용한 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 실시예에서의 수면장애 대응 시스템을 침대에 적용한 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 실시예에서의 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템의 전체적인 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 호흡기 센싱부 111 : 공기량 센서

112 : CO₂ 센서 120, 220 : 센서신호 변환모듈

130, 230 : 센싱데이터 전송모듈 200 : 인체 동작 센싱부

211 : ECG 센서 212 : 가속도 센서

213 : 중력 센서 300 : 인체정보 처리부

310 : 센싱데이터 수신모듈 320 : 수면상태 판별모듈

340 : 제어신호 생성모듈 350 : 제어신호 전달모듈

370 : 경보신호 생성모듈 380 : 부가장치 통신모듈

390 : 원격관리 통신모듈 400 : 수면상태 제어부

410 : 제어신호 수신모듈 430 : 모터 제어모듈

450, 451, 452, 453 : 모터 500 : 인체정보 표시부

600 : 부가장치 701, 702, 703 : 매트리스

710, 720, 730 : 지지대 900 : 원격관리 시스템

Claims (13)

1. 인체의 호흡기에 착용되어 상기 호흡기로 호흡되는 기체에 대하여 센싱한 결과를 전송하는 호흡기 센싱부;

   상기 인체에 착용되어 상기 인체의 움직임과 자세에 대하여 센싱한 결과를 전송하는 인체 동작 센싱부;

   상기 호흡기 센싱부 및 상기 인체 동작 센싱부가 센싱한 결과에 따라 상기 인체의 수면상태를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 인체정보 처리부;

   상기 인체정보 처리부로부터의 제어신호에 따라 상기 인체의 수면상태를 제어하기 위한 동작을 실행하는 수면상태 제어부;를 포함하며

   상기 호흡기 센싱부는,

   상기 호흡기의 입구에 착용되어 상기 호흡기로 호흡되는 기체의 양을 측정하기 위한 공기량 센서;

   상기 호흡기로 호흡되는 기체에 포함된 이산화탄소의 양을 측정하기 위한 CO₂ 센서;

   상기 센싱한 결과로 나타난 아날로그 신호를 무선으로 전송하기 위해 디지털 데이터로 변환하는 센서신호 변환모듈;

   상기 센서신호 변환 모듈에 의해 변환된 디지털 데이터를 무선으로 전송하는 센싱데이터 전송모듈;를 포함하며,

   상기 인체 동작 센싱부는,

   상기 인체에 대한 심전도를 측정하기 위한 ECG 센서;

   상기 인체의 호흡에 따른 움직임을 포함하는 상기 인체의 움직임을 측정하기 위한 가속도 센서;

   상기 인체의 자세를 측정하기 위한 중력 센서;를 포함하며,

   상기 수면상태 제어부는,

   상기 인체정보 처리부로부터의 제어신호를 수신하는 제어신호 수신모듈;

   침대의 매트리스를 지지하는 지지대가 움직이도록 하는 모터;

   상기 제어신호 수신모듈이 수신한 제어신호에 따라 상기 모터를 동작시키는 모터 제어모듈;을 포함하며,

   상기 매트리스를 지지하는 지지대는 상기 매트리스의 내부에 위치하고 복수의 구간으로 나뉘어지며, 상기 모터의 동작에 의해 상기 복수의 구간으로 나뉘어진 지지대를 각각 구분하여 움직이도록 하며, 상기 복수의 구간으로 나뉘어진 지지지의 움직임에 따라 상기 매트리스가 변형될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 인체정보 처리부는,

   상기 호흡기 센싱부 또는 상기 인체 동작 센싱부가 센싱한 결과를 전송받는 센싱데이터 수신모듈;

   상기 센싱데이터 수신모듈이 전송받은 결과를 이용하여 상기 인체의 수면상태를 판별하는 수면상태 판별모듈;

   상기 수면상태 판별모듈에 의해 판별된 수면상태에 따라 상기 인체의 수면상태를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어신호 생성모듈;

   상기 제어신호 생성모듈이 생성한 제어신호를 전달하는 제어신호 전달 모듈;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 인체정보 처리부는,

   상기 수면상태 판별모듈에 의해 판별된 수면상태에 따라 경보신호를 생성하는 경보신호 생성모듈;

   상기 경보신호 생성모듈에 의해 생성된 경보신호를 부가장치로 전송하는 부가장치 통신모듈;

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 부가장치는,

   상기 경보신호를 전송받아 스피커 수단, 디스플레이 수단 또는 진동 수단을 구동시키는 것을 특징으로 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 인체정보 처리부는,

   상기 호흡기 센싱부 또는 상기 인체 동작 센싱부가 센싱한 결과 또는 상기 수면상태 판별모듈에 의해 판별된 수면상태를 전송하고 인체의 수면상태를 제어하기 위한 제어신호를 수신하는 원격관리 통신모듈;

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 호흡기 센싱부 또는 상기 인체 동작 센싱부가 센싱한 결과와 상기 인체의 수면상태를 표시하는 인체정보 표시부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 모니터링을 통한 수면장애 대응 시스템.
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