WO2023068437A1 - 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰 - Google Patents

미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰 Download PDF

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WO2023068437A1
WO2023068437A1 PCT/KR2021/017087 KR2021017087W WO2023068437A1 WO 2023068437 A1 WO2023068437 A1 WO 2023068437A1 KR 2021017087 W KR2021017087 W KR 2021017087W WO 2023068437 A1 WO2023068437 A1 WO 2023068437A1
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stimulation
user
nerve stimulation
wireless earphone
controller
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PCT/KR2021/017087
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안우진
박대관
윤민수
민규식
이호승
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주식회사 토닥
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    • H04R2420/07—Applications of wireless loudspeakers or wireless microphones

Definitions

  • the present application relates to wireless earphones having a vagus nerve stimulation function.
  • the vagus nerve one of the 12 cranial nerves, is a complex peripheral nerve that starts in the brain and extends from the brain through the neck and chest to the abdomen. It regulates body functions such as heart rhythm, body temperature, and blood pressure.
  • the vagus nerve stimulator can be used to maintain the homeostasis of the human body through the activation of the parasympathetic nerve, and can be used, for example, to treat conditions such as epilepsy, seizure, migraine, and stroke.
  • vagus nerve stimulators are mainly implemented as invasive stimulators requiring surgery, and their use is limited due to patients' reluctance.
  • non-invasive stimulators such as gammaCore that stimulates the vagus nerve by placing it on the neck and NEMOS that stimulates the vagus nerve by wired connection and fixation to the ear are typical examples.
  • one embodiment of the present invention provides a wireless earphone having a vagus nerve stimulation function.
  • the wireless earphone having the vagus nerve stimulation function includes an earphone unit inserted into the user's ear hole; an electrode unit protruding from one side of the earphone unit and contacting an inner part of the user's auricle (cymba conchae); and a controller that controls nerve stimulation applied to the user by the electrode unit, wherein the controller performs at least one of initial settings for nerve stimulation, adjustment of nerve stimulation, and feedback according to the user's state check.
  • the vagus nerve can be stimulated more conveniently and non-invasively by wearing a stimulator implemented in the form of a wireless earphone.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a device for stimulating the vagus nerve wirelessly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a wireless earphone having a vagus nerve stimulation function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view illustrating examples of viewing the wireless earphone shown in FIG. 2 from various angles.
  • FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a wireless earphone having a vagus nerve stimulation function according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing examples of the wireless earphone shown in FIG. 4 viewed from various angles.
  • FIG. 6 is a block diagram of a wireless earphone having a vagus nerve stimulation function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of operating the wireless earphone shown in FIG. 6 .
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a device for stimulating the vagus nerve wirelessly according to an embodiment of the present invention.
  • a smart device 110 eg, a portable terminal, etc.
  • a stimulator 140 may be connected to a stimulator 140 through wireless communication 120, and through this, parameters for vagus nerve stimulation may be set.
  • adjustment or stimulation-related data eg, stimulation history data, etc.
  • the main parameters for stimulation include stimulation intensity (Amplitude), pulse width (width), and frequency (rate), and electrical signals are generated according to these values, so that stimulation suitable for the desired purpose can be applied to the human body.
  • a dedicated application for interworking with the stimulator 140 may be installed in the smart device 110, and the operation of the stimulator 140 may be controlled through the dedicated application.
  • the wireless communication 120 may be implemented with a low-power short-range communication technology such as, for example, Bluetooth Low Energy, and through this, control of the stimulator 140, data communication, and streaming functions may be performed. there is.
  • a low-power short-range communication technology such as, for example, Bluetooth Low Energy
  • the stimulator 140 may be implemented in a form wearable on the user's ear, such as a wireless earphone, and may non-invasively stimulate the vagus nerve by contacting the cymba conchae 10 to which the vagus nerve is connected. . As such, the stimulator 140 may be held by the user or fixed to the user's ear without a separate terminal connected by wire to stimulate the vagus nerve.
  • the stimulator 140 may be connected to the smart device 110 through wireless communication 120 to support an audio streaming function.
  • the stimulator 140 may additionally include a function of measuring a biosignal such as a user's heart rate, and the measurement data may be transmitted to the smart device 110 through wireless communication 120 .
  • FIG. 2 is a view showing an implementation example of a wireless earphone having a vagus nerve stimulation function according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view showing examples of the wireless earphone shown in FIG. 2 viewed from various angles. am.
  • an optimized structure is proposed so that the electrodes provided in the stimulator can be firmly attached to the cymba conchae, which is a stimulation point, so that electrical stimulation can be performed smoothly.
  • the wireless earphone 200 having a vagus nerve stimulation function includes an earphone unit 210 inserted into the user's ear canal and the earphone unit 210 It may include an electrode unit 230 that comes into contact with the cymba conchae of the user when worn, and an electrode support unit 220 that supports the electrode unit 230.
  • the earphone unit 210 may be implemented in the form of a commonly used earphone, a detailed description thereof will be omitted.
  • the electrode support part 220 protrudes from one side of the earphone part 210, and is inserted into the cymba conchae of the user's auricle to be formed in the form of an ear-hook so that it can be contacted and firmly fixed.
  • the electrode support 220 may be made of an elastic material such as silicon or elastomer so as to be deformable according to various ear shapes for each person.
  • the electrode part 230 may be formed at one point of the electrode support part 220, that is, at a position corresponding to the stimulation point of the inner part of the auricle (cymba conchae).
  • the electrode unit 230 may be made of a conductive metal and may be formed to protrude beyond the surface of the elastic material constituting the electrode support unit 220 . Through this, regardless of the shape and size of the user's ear, the electrode unit 230 can be tightly adhered to the stimulation point of the inner part of the auricle (cymba conchae).
  • FIG. 4 is a view showing an implementation example of a wireless earphone having a vagus nerve stimulation function according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing examples of the wireless earphone shown in FIG. 4 viewed from various angles. am.
  • a wireless earphone 300 having a vagus nerve stimulation function includes an earphone unit 310 inserted into a user's ear hole, and the earphone unit 310 It may be configured to include an electrode unit 320 formed to protrude from one side and contact the inner part of the user's auricle (cymba conchae).
  • the electrode support portion and the electrode portion are not formed separately, but the electrode portion 320 may be formed of a conductive flexible electrode made of an elastic material.
  • the electrode unit 320 may come into contact with the cymba conchae of the user's auricle.
  • FIG. 6 is a block diagram of a wireless earphone having a vagus nerve stimulation function according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless earphone 410 having a vagus nerve stimulation function includes a nerve stimulation module 411, a speaker 412, a battery 413, and a DC power supply unit 414. , a controller 415, a heart rate sensor 416, and an antenna 417.
  • the wireless earphone 410 may be implemented as described above with reference to FIGS. 2 and 3 or 4 and 5 , and each component of the wireless earphone 410 is the wireless earphone shown in FIG. 2 or 4 . It can be contained within the housing of the earphone.
  • the nerve stimulation module 411 is for applying nerve stimulation under the control of the controller 415, and an electrode for applying the stimulation (corresponding to the electrode part shown in FIG. 2 or 4) and a signal for generating a stimulation signal It may be configured to include a generating unit and the like.
  • the speaker 412 is for outputting an audio signal streamed from the external terminal 418 .
  • the battery 413 is for charging power supplied from the cradle 421 and providing power for the operation of the wireless earphone 410 .
  • the DC power supply unit 414 is to receive DC power for operation from the cradle 421 .
  • the controller 415 is for controlling the entire operation of the wireless earphone 410, for example, as will be described later with reference to FIG. 7, initial settings for nerve stimulation, adjustment of nerve stimulation, and feedback according to the user's status check. At least one of these may be performed.
  • the heart rate sensor 416 is for measuring the user's heart rate, and may be placed in contact with the user's ear canal to enable energy-efficient heart rate sensing.
  • the antenna 417 is for performing communication with an external terminal 418 .
  • the wireless earphone 410 may be mounted on the cradle 421 for storage and charging.
  • the cradle 421 receives power from an external power source 425 and charges the wireless earphones 410 mounted on the cradle 421 by the wired charging unit 423 or the wireless charging unit 424, or the cradle battery 422. can be charged.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of operating the wireless earphone shown in FIG. 6 .
  • the wireless earphones are removed from the cradle and worn on the user's ears, and a dedicated application installed on the user's smart device is executed, and then the application and the wireless earphones communicate wirelessly. It can be connected via
  • a switch provided in the wireless earphone may be touched or clicked, or an ON button may be clicked through an application installed in the smart device.
  • stimulation parameters such as stimulation intensity, pulse width, and frequency may be set to preset default values (eg, minimum values).
  • the stimulation parameter may be set to a value set at the time of previous use or a value previously set by the user.
  • a nerve stimulation signal may be applied according to the stimulation parameters set as described above.
  • a pre-stored tutorial mode may be performed to obtain basic values for nerve stimulation control.
  • a nerve stimulation signal may be applied while changing the stimulation intensity for a predetermined period of time (eg, several minutes), and the magnitude of the stimulation voltage may be measured.
  • a predetermined period of time e.g. several minutes
  • the magnitude of the stimulation voltage may be measured.
  • the stimulus intensity when the stimulus intensity is automatically increased by one step starting from the minimum stimulus intensity or gradually increased according to the user's input, when the user recognizes the stimulus for the first time and the stimulus intensity gradually increases Accordingly, an input may be received from each user at a point in time when pain is felt. Accordingly, the minimum value of the stimulation intensity may be set to the stimulation intensity at the time of first recognizing the stimulation, and the maximum value of the stimulation intensity may be set to the stimulation intensity at the time of feeling pain.
  • the above-described tutorial mode may proceed even when the wireless earphone is not used for the first time, that is, when reused after the initial setting has already been completed. In this case, the tutorial mode is constant for a preset time (eg, several minutes).
  • the magnitude of the stimulation voltage can be measured. Through this, it is possible to check the wearing state of the stimulator and calculate the impedance during stimulation.
  • the calculated average impedance value is compared with the pre-stored average impedance value, and if it is greater than the pre-stored average impedance value, the minimum and maximum values of the stimulus intensity set during the initial setting are reset by increasing by a predetermined step, and if it is smaller than the pre-stored average impedance value, the initial The minimum and maximum values of the stimulus intensity set during setup are reset by lowering them by a predetermined level, and the changed average impedance value can be stored.
  • one or more of stimulation parameters such as stimulation intensity, pulse width, and frequency may be adjusted through an application installed on the smart device, and a nerve stimulation signal may be applied according to the adjusted stimulation parameters.
  • the application may provide a plurality of pre-stored neurostimulation modes.
  • the stimulation parameter for each mode is preset to a preset value, and the user can adjust the stimulation parameter by selecting one of a plurality of nerve stimulation modes.
  • the application may provide a user with a questionnaire about a current state and a target state, and automatically determine an appropriate neurostimulation mode according to the user's input. For example, as shown in Table 1, the user selects one of a plurality of previously provided items for each of the user's current state and target state, and according to the selected item, the most appropriate neurostimulation mode among a plurality of pre-stored neurostimulation modes. can be automatically determined.
  • the first mode may be a relaxation mode inducing relaxation
  • the second mode may be a ready-to-sleep mode inducing sleep
  • the third mode may be acupuncture mode inducing arousal. Accordingly, stimulation parameters are preset to appropriate values. has been
  • the user may check the user's state through the application installed on the smart device and adjust the nerve stimulation accordingly.
  • the user may You can check the heart rate measured by the wireless earphone through the application. For example, when a user is wearing wireless earphones on both ears, a nerve stimulation signal may be applied through the wireless earphone worn on the left ear, and the user's heart rate may be monitored through the wireless earphone worn on the right ear.
  • heart rate data measured by a measuring device (eg, smart watch) possessed by the user may be provided separately from the wireless earphone.
  • the application or controller calculates an index for checking the stress state of the user based on heart rate data measured for a predetermined minimum time (eg, 1 minute) or more, and compares the calculated index with a predetermined reference value to stimulate stimulation.
  • intensity can be adjusted.
  • SDNN standard deviation of the NN interval
  • the SDNN interval is divided into a plurality of intervals, and the stimulation intensity is increased or decreased by a predetermined step depending on which interval the SDNN value belongs to. can give In this case, the lower the SDNN value, the higher the stimulation intensity, and the higher the SDNN value, the lower the stimulation intensity.
  • User status check and feedback as described above may be performed before nerve stimulation is performed (eg, in a tutorial mode) or while nerve stimulation is performed.
  • use may be terminated by touching or clicking a switch provided in the wireless earphone or clicking the OFF button through an application installed on the smart device.
  • use of the wireless earphone may be terminated by mounting the wireless earphone on the cradle.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰은, 사용자의 귓구멍 안쪽으로 삽입되는 이어폰부; 상기 이어폰부의 일측에서 돌출되어 형성되어 사용자의 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 접촉되는 전극부; 및 상기 전극부에 의해 사용자에 인가되는 신경자극을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는 신경자극을 위한 초기 설정, 신경자극의 조절 및 사용자의 상태 확인에 따른 피드백 중 적어도 하나를 수행한다.

Description

미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰
본 출원은 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰에 관한 것이다.
12개의 뇌 신경 가운데 하나인 미주신경은 뇌에서 시작하여 경부, 흉부를 거쳐 복부에 이르는 분포범위가 넓고 복잡한 말초신경으로 심장 리듬, 체온, 혈압 등 신체 기능을 조절한다.
미주신경자극기는 부교감신경의 활성화를 통해 인체의 항상성을 유지하기 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어 뇌전증, 발작, 편두통, 뇌졸증 등의 병증을 치료하기 위해 사용될 수 있다.
그러나, 기존의 미주신경자극기는 주로 수술이 필요한 침습식의 자극기로 구현되었으며, 환자의 거부감 등에 의해 제한적으로 활용되고 있다.
한편, 미주신경을 비침습적으로 자극하여 부교감신경을 활성화하는 기기도 개발된 바 있다. 예를 들어, 목에 대어 미주신경을 자극하는 gammaCore, 귀에 유선으로 연결 및 고정하여 미주신경을 자극하는 NEMOS 등과 같은 비침습식 자극기가 대표적이다.
그러나, 해당 기기들은 사용자가 항시 들고 있어야 하거나, 유선 연결된 단말기가 필요하여 사용이 불편하다는 단점이 있다.
따라서, 당해 기술분야에서는 보다 편리하게 비침습적으로 미주신경을 자극할 수 있는 새로운 형태의 기기가 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰을 제공한다.
상기 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰은, 사용자의 귓구멍 안쪽으로 삽입되는 이어폰부; 상기 이어폰부의 일측에서 돌출되어 형성되어 사용자의 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 접촉되는 전극부; 및 상기 전극부에 의해 사용자에 인가되는 신경자극을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는 신경자극을 위한 초기 설정, 신경자극의 조절 및 사용자의 상태 확인에 따른 피드백 중 적어도 하나를 수행한다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 이어폰 형태로 구현된 자극기를 착용함으로써 보다 편리하게 비침습적으로 미주신경을 자극할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선으로 미주신경을 자극하는 기기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰의 일 구현예를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 무선 이어폰을 다양한 각도에서 바라본 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰의 일 구현예를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 무선 이어폰을 다양한 각도에서 바라본 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰의 블록 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 무선 이어폰의 동작 방법을 도시하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선으로 미주신경을 자극하는 기기의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 사용자가 소지한 스마트 기기(예를 들어, 휴대 단말 등)(110)는 무선 통신(120)을 통해 자극기(140)와 연결될 수 있으며, 이를 통해 미주신경 자극을 위한 파라미터를 조절하거나 자극 관련 데이터(예를 들어, 자극 히스토리 데이터 등)를 전송할 수 있다(130). 여기서, 자극을 위한 주요 파라미터는 자극 세기(Amplitude), 펄스 폭(width) 및 주파수(rate)를 포함하며, 이 수치들에 따라 전기신호가 생성되어 원하는 목적에 맞는 자극을 인체에 인가할 수 있다. 또한, 스마트 기기(110)에는 자극기(140)와의 연동을 위한 전용 애플리케이션이 설치될 수 있으며, 전용 애플리케이션을 통해 자극기(140)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 무선 통신(120)은 예를 들어 블루투스 저전력 프로토콜(Bluetooth Low Energy) 등과 같은 저전력 근거리 통신 기술로 구현될 수 있으며, 이를 통해 자극기(140)의 제어, 데이터 통신 및 스트리밍 기능 등을 수행할 수 있다.
한편, 자극기(140)는 무선 이어폰과 같이 사용자의 귀에 착용 가능한 형태로 구현될 수 있으며, 미주신경이 연결된 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)(10)에 접촉하여 미주신경을 비침습적으로 자극할 수 있다. 이처럼, 자극기(140)는 사용자가 직접 들고 있거나 유선으로 연결된 별도의 단말기 없이 사용자의 귀에 고정되어 미주신경을 자극할 수 있다.
또한, 자극기(140)는 스마트 기기(110)와 무선 통신(120)을 통해 연결되어 오디오 스트리밍 기능을 지원할 수도 있다.
또한, 자극기(140)는 사용자의 심박수 등과 같은 생체신호를 측정하는 기능을 추가로 포함할 수 있으며, 측정 데이터는 무선 통신(120)을 통해 스마트 기기(110)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰의 일 구현예를 도시하는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 무선 이어폰을 다양한 각도에서 바라본 예를 도시하는 도면이다.
피부 표면을 통해 전기 자극을 인가하기 위해서는 피부와 전극 사이의 접촉이 매우 중요하므로, 무선 이어폰의 착용시에 자극 지점에 견고하게 고정 및 유지될 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 자극기에 구비된 전극이 자극 지점인 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 견고하게 밀착되어 유지 가능할 수 있도록 최적화된 구조를 제안함으로써 전기 자극이 원활하게 이루어지도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰(200)은 사용자의 귓구멍 안쪽으로 삽입되는 이어폰부(210)와, 이어폰부(210)의 착용 시에 사용자의 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 접촉되는 전극부(230)와, 전극부(230)를 지지하는 전극 지지부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 이어폰부(210)는 통상적으로 사용되는 이어폰의 형태로 구현될 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
전극 지지부(220)는 이어폰부(210)의 일 측으로부터 돌출되어 형성되며, 사용자의 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 삽입되어 접촉 및 견고하게 고정 가능하도록 이어 후크(ear-hook) 형태로 형성될 수 있다.
또한, 전극 지지부(220)는 사람마다 다양한 귀의 형상에 맞추어 변형 가능하도록 예를 들어 실리콘, 엘라스토머 등과 같은 탄성소재로 이루어질 수 있다.
전극부(230)는 전극 지지부(220)의 일 지점, 즉, 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)의 자극 지점에 상응하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 전극부(230)는 전도성 금속으로 이루어질 수 있으며, 전극 지지부(220)를 이루는 탄성소재 면보다 돌출되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 사용자의 귀의 형상 및 크기에 상관없이 전극부(230)가 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)의 자극 지점에 견고하게 밀착되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰의 일 구현예를 도시하는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 무선 이어폰을 다양한 각도에서 바라본 예를 도시하는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰(300)은 사용자의 귓구멍 안쪽으로 삽입되는 이어폰부(310)와, 이어폰부(310)의 일측에서 돌출되어 형성되어 사용자의 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 접촉되는 전극부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.
다시 말해, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서는 전극 지지부와 전극부가 별개로 형성되는 것이 아니라, 전극부(320)가 탄성소재의 전도성이 있는 유연 전극으로 형성될 수 있다. 이러한 전극부(320)는 이어폰부(310)가 사용자의 귓구멍 안쪽으로 삽입된 경우 사용자의 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 접촉될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰의 블록 구성도이다.
도 6은 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰(410)은 신경자극 모듈(411), 스피커(412), 배터리(413), DC 전원공급부(414), 컨트롤러(415), 심박센서(416) 및 안테나(417)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 무선 이어폰(410)은 도 2 및 도 3 또는 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 바와 같이 구현될 수 있으며, 무선 이어폰(410)의 각 구성 요소들은 도 2 또는 도 4에 도시된 무선 이어폰의 하우징 내에 포함될 수 있다.
신경자극 모듈(411)은 컨트롤러(415)의 제어에 따라 신경자극을 인가하기 위한 것으로, 자극을 인가하기 위한 전극(도 2 또는 도 4에 도시된 전극부에 해당)과 자극신호를 생성하는 신호 생성부 등을 포함하여 구성될 수 있다.
스피커(412)는 외부 단말(418)로부터 스트리밍된 오디오 신호를 출력하기 위한 것이다.
배터리(413)는 크래들(421)로부터 공급받은 전력을 충전하고, 무선 이어폰(410)의 동작을 위한 전력을 제공하기 위한 것이다.
DC 전원공급부(414)는 크래들(421)로부터 동작을 위한 DC 전원을 공급받기 위한 것이다.
컨트롤러(415)는 무선 이어폰(410)의 전체 동작을 제어하기 위한 것으로, 예를 들어 도 7을 참조하여 후술하는 바와 같이 신경자극을 위한 초기 설정, 신경자극의 조절 및 사용자의 상태 확인에 따른 피드백 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
심박센서(416)는 사용자의 심박수를 측정하기 위한 것으로, 사용자의 외이도 부분에 접촉하도록 위치시켜서 에너지 효율적으로 심박 센싱이 가능하도록 할 수 있다.
안테나(417)는 외부 단말(418)과의 통신을 수행하기 위한 것이다.
한편, 무선 이어폰(410)은 이의 보관 및 충전을 위해 크래들(421)에 마운트될 수 있다. 크래들(421)은 외부 전원(425)으로부터 전력을 공급받고, 유선 충전부(423) 또는 무선 충전부(424)에 의해 크래들(421)에 마운트된 무선 이어폰(410)을 충전하거나, 크래들 배터리(422)를 충전할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 무선 이어폰의 동작 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 우선 무선 이어폰 사용 개시 단계(S510)에서는, 무선 이어폰을 크래들에서 탈거하여 사용자의 귀에 착용하고 사용자가 소지한 스마트 기기에 설치된 전용 애플리케이션을 실행한 후 애플리케이션과 무선 이어폰이 무선 통신을 통해 연결되도록 할 수 있다.
이후, 초기 설정 단계(S520)에서는, 무선 이어폰에 구비된 스위치를 터치 또는 클릭하거나, 스마트 기기에 설치된 애플리케이션을 통해 ON 버튼을 클릭할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 이어폰의 최초 사용인 경우에는 자극 파라미터인 자극 세기, 펄스 폭 및 주파수를 기 설정된 디폴트 값(예를 들어, 최소값)으로 설정할 수 있다. 또한, 무선 이어폰의 이전 사용 이력이 있는 경우에는, 자극 파라미터를 이전 사용시의 설정값 또는 사용자에 의해 기 설정된 값으로 설정할 수 있다. 이와 같이 설정된 자극 파라미터에 따라 신경자극신호를 인가할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 무선 이어폰의 최초 사용시에 기 저장된 튜토리얼 모드를 진행하여 신경자극 조절을 위한 기본 값을 획득할 수 있다. 튜토리얼 모드는 기 설정된 시간(예를 들어, 수 분) 동안 자극 세기를 변경하면서 신경자극신호를 인가할 수 있으며, 그 자극 전압의 크기를 측정할 수 있다. 이를 통해 자극기의 착용상태를 확인하고 자극 시의 임피던스를 산출하고, 산출된 임피던스의 평균값을 저장할 수 있다. 또한, 자극 세기를 기 설정된 시간(예를 들어, 수 초)마다 자동 또는 수동으로 변경하면서 이에 대한 사용자의 자극 인지 정도에 대해 입력을 받을 수 있다. 예를 들어, 최소값의 자극 세기부터 시작하여 자극 세기를 한 단계씩 자동으로 증가시키거나, 사용자의 입력에 따라 점차 증가시키는 경우, 사용자가 최초로 자극을 인지하는 시점에, 그리고 자극 세기가 점차 증가함에 따라 통증이 느껴지는 시점에 각각 사용자로부터 입력을 받을 수 있다. 이에 따라 자극 세기의 최소값은 최초로 자극을 인지하는 시점의 자극 세기로, 자극 세기의 최대값은 통증이 느껴지는 시점의 자극 세기로 설정할 수 있다. 필요에 따라, 상술한 튜토리얼 모드는 무선 이어폰의 최초 사용이 아닌 경우, 즉 초기 설정이 이미 완료된 후 재사용 시에도 진행될 수 있으며, 이 경우 튜토리얼 모드는 기 설정된 시간(예를 들어, 수 분) 동안 일정한 자극 세기와 주파수의 신경자극신호를 인가하면서 그 자극 전압의 크기를 측정할 수 있다. 이를 통해 자극기의 착용상태를 확인하고 자극 시의 임피던스를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 임피던스 평균값을 기 저장된 임피던스 평균값과 비교하여, 기 저장된 임피던스 평균값보다 클 경우 초기 설정시에 설정된 자극 세기의 최소값과 최대값을 소정 단계만큼 높여서 재설정하고, 기 저장된 임피던스 평균값보다 작을 경우 초기 설정시에 설정된 자극 세기의 최소값과 최대값을 소정 단계만큼 낮춰서 재설정하며, 변경된 임피던스 평균값을 저장할 수 있다.
이후, 신경자극 조절 단계(S530)에서는, 스마트 기기에 설치된 애플리케이션을 통해 자극 파라미터인 자극 세기, 펄스 폭 및 주파수 중 하나 이상을 조절하고, 조절된 자극 파라미터에 따라 신경자극신호를 인가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 애플리케이션은 미리 저장된 복수의 신경자극 모드를 제공할 수 있다. 이 경우, 각 모드 별로 자극 파라미터는 기 설정된 값으로 미리 설정되어 있으며, 사용자는 복수의 신경자극 모드 중 어느 하나를 선택함으로써 자극 파라미터를 조절할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 애플리케이션은 사용자에게 현재 상태 및 목표 상태에 대한 설문을 제공하고 이에 대한 사용자의 입력에 따라 적절한 신경자극 모드를 자동으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 표 1에 제시된 바와 같이 사용자의 현재 상태 및 목표 상태 각각에 대해 기 제공된 복수의 항목 중 어느 하나를 선택하도록 하고, 선택된 항목에 따라서 미리 저장된 복수의 신경자극 모드 중에서 가장 적절한 신경자극 모드를 자동으로 결정할 수 있다. 여기서, 제1 모드는 휴식을 유도하는 릴렉스 모드, 제2 모드는 수면을 유도하는 레디투슬립 모드, 제3 모드는 각성을 유도하는 침 모드일 수 있으며, 이에 따라 자극 파라미터가 적절한 값으로 미리 설정되어 있다.
현재 상태 목표 상태 신경자극 모드
불안함/두근거림 휴식 제1 모드(강)
예민함/짜증 휴식 제1 모드(중)
졸림/의욕저하 휴식 제1 모드(약)
불안함/두근거림 수면 제2 모드(강)
예민함/짜증 수면 제2 모드(중)
졸림/의욕저하 수면 제2 모드(약)
불안함/두근거림 각성/운동 제3 모드(강)
예민함/짜증 각성/운동 제3 모드(중)
졸림/의욕저하 각성/운동 제3 모드(약)
이후, 사용자 상태 확인 및 피드백 단계(S540)에서는, 사용자는 스마트 기기에 설치된 애플리케이션을 통해 사용자의 상태를 확인하도록 하고 이에 따라 신경자극을 조절할 수 있다.일 실시예에 따르면, 사용자는 스마트 기기에 설치된 애플리케이션을 통해 무선 이어폰에 의해 측정된 심박수를 확인할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 양측 귀에 무선 이어폰을 착용하고 있는 경우 좌측 귀에 착용된 무선 이어폰을 통해서는 신경자극신호를 인가하고, 우측 귀에 착용된 무선 이어폰을 통해서는 사용자의 심박수를 모니터링할 수 있다. 또는, 무선 이어폰과 별도로 사용자가 소지하고 있는 측정기기(예를 들어, 스마트워치)에 의해 측정된 심박수 데이터를 제공받을 수도 있다. 이 경우, 애플리케이션 또는 컨트롤러는 기 정해진 최소 시간(예를 들어, 1분) 이상 측정된 심박수 데이터를 기초로 사용자의 스트레스 상태를 확인하기 위한 지수를 산출하고 산출된 지수를 기 정해진 기준값과 비교하여 자극 세기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 심박수 데이터를 기초로 SDNN(standard deviation of the NN interval) 값을 산출하고, SDNN 구간을 복수의 구간으로 분할하여 SDNN 값이 어느 구간에 속하는지에 따라 자극 세기를 소정 단계만큼 높이거나 낮춰줄 수 있다. 이 경우, SDNN 값이 낮을수록 자극 세기를 높이고, SDNN 값이 높을수록 자극 세기를 낮출 수 있다.
상술한 바와 같은 사용자 상태 확인 및 피드백은 신경자극이 수행되기 전(예를 들어, 튜토리얼 모드에서), 또는 신경자극이 수행되는 동안에 수행될 수 있다.
이후, 무선 이어폰 사용 종료 단계(S550)에서는, 무선 이어폰에 구비된 스위치를 터치 또는 클릭하거나, 스마트 기기에 설치된 애플리케이션을 통해 OFF 버튼을 클릭하여 사용을 종료할 수 있다. 또는, 무선 이어폰을 크래들에 마운트함으로써 무선 이어폰 사용을 종료할 수도 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (7)

  1. 사용자의 귓구멍 안쪽으로 삽입되는 이어폰부;
    상기 이어폰부의 일측에서 돌출되어 형성되어 사용자의 귓바퀴 안쪽 부분(cymba conchae)에 접촉되는 전극부; 및
    상기 전극부에 의해 사용자에 인가되는 신경자극을 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 신경자극을 위한 초기 설정, 신경자극의 조절 및 사용자의 상태 확인에 따른 피드백 중 적어도 하나를 수행하는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 기 저장된 튜토리얼 모드를 진행하여 신경자극 조절을 위한 기본 값을 획득하는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 튜토리얼 모드에서 기 설정된 시간 동안 자극 세기를 변경하면서 신경자극신호를 인가하면서 자극 전압의 크기를 측정하여 상기 무선 이어폰의 착용상태를 확인하고 자극 시의 임피던스를 산출하여 산출된 임피던스 평균값을 저장하는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 튜토리얼 모드에서 자극 세기를 기 설정된 시간 마다 자동 또는 수동으로 변경하면서 신경자극신호를 인가하고, 사용자가 최초로 자극을 인지하는 시점 및 자극 세기가 점차 증가함에 따라 통증이 느껴지는 시점에 사용자로부터 입력을 받아서 자극 세기의 최소값 및 최대값을 설정하는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 초기 설정이 완료된 후에 상기 튜토리얼 모드를 진행하여 기 설정된 시간 동안 일정한 자극 세기와 주파수의 신경자극신호를 인가하면서 자극 전압의 크기를 측정하여 상기 무선 이어폰의 착용상태를 확인하고 자극 시의 임피던스를 다시 산출하며,
    산출된 임피던스 평균값을 기 저장된 임피던스 평균값과 비교하여, 기 저장된 임피던스 평균값보다 클 경우 기 설정된 자극 세기의 최소값과 최대값을 소정 단계만큼 높여서 재설정하고, 기 저장된 임피던스 평균값보다 작을 경우 기 설정된 자극 세기의 최소값과 최대값을 소정 단계만큼 낮춰서 재설정하며, 변경된 임피던스 평균값을 저장하는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 사용자의 현재 상태 및 목표 상태에 대한 설문 입력에 따라 미리 저장된 복수의 신경자극 모드 중에서 어느 하나의 신경자극 모드를 자동으로 결정하는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰.
  7. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 심박수를 측정하는 심박센서를 더 포함하며,
    상기 컨트롤러는 기 정해진 최소 시간 이상 측정된 심박수 데이터를 기초로 사용자의 스트레스 상태를 확인하기 위한 지수를 산출하고 산출된 지수를 기 정해진 기준값과 비교하여 자극 세기를 조절하는 미주신경자극 기능을 구비하는 무선 이어폰.
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