KR102377703B1 - 수면 진단 기기 - Google Patents

Abstract

본 개시의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 수면 진단 기기는, 사용자의 수면 진단 데이터를 획득하기 위한 복수의 센서들을 포함하는 센싱부, 상기 수면 진단 데이터를 저장하는 메모리, 상기 수면 진단 데이터를 브로드캐스트하는 BLE 모듈, 및 상기 복수의 센서들 중 전력 소모량이 가장 낮은 어느 하나의 센서를 활성화하고 나머지 센서들을 비활성화하고, 상기 활성화된 센서를 이용하여 상기 사용자의 수면 진입 여부를 감지하고, 상기 사용자가 수면에 진입하지 않은 것으로 감지되는 경우, 상기 BLE 모듈의 브로드캐스트 기능 및 상기 메모리의 데이터 저장기능을 비활성화하도록 제어하고, 수면 진입이 감지되는 경우, 상기 나머지 센서들을 활성화하여 상기 복수의 센서들을 통해 상기 수면 진단 데이터를 획득하도록 제어하는 프로세서를 포함한다.

Description

수면 진단 기기 {SLEEP DIAGNOSIS DEVICE}

본 개시(disclosure)의 기술적 사상은 수면 진단 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신체의 소정 위치에 직/간접적으로 접촉되어 사용자의 수면 상태를 진단하는 수면 진단 기기에 관한 것이다.

수면(잠; sleep)은 인간의 신체적, 정신적 건강에 있어서 중요한 요소들 중 하나이다. 적절한 수면은 피로의 회복, 면역력 및 집중력 향상, 스트레스 완화, 염증 회복이나 근육 복구 등의 효과가 있다. 성인의 경우, 일반적으로 하루에 약 7시간 내지 8시간의 충분한 수면을 취하는 것이 권장된다.

그러나, 현대인은 다양한 내/외부 환경 요인이나 스트레스 등으로 인해 충분한 수면을 취하기 힘들 뿐만 아니라, 하루에 7시간 이상 수면을 유지하더라도 숙면, 즉 깊은 수면 상태를 유지하는 시간이 짧은 경우가 많다. 이러한 수면 부족이나 불면증과 같은 수면 장애는 업무 집중력이나 생산성 저하를 야기할 뿐만 아니라, 신체 건강이나 정신 건강을 해치는 주요 요인이 될 수 있다.

수면 장애를 겪는 사람들은 수면다원검사 등을 통해 수면 장애의 원인을 파악하고 증상을 치료할 수 있다. 그러나 수면다원검사는 고 비용이 소요되고, 병원의 검사실에서 1박을 하며 측정해야 하는 번거로움이 있다. 특히, 수면다원검사는 코, 얼굴, 두피 등 지나치게 많은 부위에 장치를 부착하도록 요구하고 있어 번거롭고 불편할 수 있다.

최근에는 스마트 기기의 발전에 따라, 인체에 착용되거나 접촉되어 사용자의 수면 상태를 센싱하는 웨어러블 디바이스들이 등장하고 있다. 그러나 이러한 웨어러블 디바이스의 경우 부피나 무게로 인해 사용자가 불편함을 느낄 수 있고, 디바이스에 구비되는 배터리의 용량 한계에 따라 장시간 구동이 어려울 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 사용자의 신체의 소정 영역에 부착되어 사용자의 수면 상태를 진단하기 위한 데이터를 획득하는 수면 진단 기기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 사이즈를 소형화하여 사용자의 불편함을 최소화하면서, 동시에 불필요한 전력 소모를 방지하여 장시간 구동이 가능한 수면 진단 기기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상에 의한 일 양태(aspect)에 따른 수면 진단 기기는, 사용자의 수면 진단 데이터를 획득하기 위한 복수의 센서들을 포함하는 센싱부, 상기 수면 진단 데이터를 저장하는 메모리, 상기 수면 진단 데이터를 외부로 출력하는 통신부, 및 상기 복수의 센서들 중 전력 소모량이 가장 낮은 어느 하나의 센서를 이용하여 상기 사용자의 수면 진입 여부를 감지하고, 수면 진입의 감지 시 상기 수면 진단 데이터를 획득하도록 상기 센싱부를 제어하는 프로세서를 포함한다.

일 실시 예에 따라, 상기 프로세서는 상기 수면 진입 여부의 감지 시, 상기 복수의 센서들 중 상기 어느 하나의 센서를 제외한 나머지 센서로의 전력 공급을 차단하고, 상기 사용자가 수면에 진입하지 않은 것으로 감지되는 경우, 상기 통신부 및 상기 메모리로의 전력 공급을 차단할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 통신부는 BLE 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 수면 진단 데이터를 브로드캐스트하도록 상기 BLE 모듈을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 복수의 센서들은 들숨/날숨 감지 센서, 가속도 센서, 음압 센서, 및 온도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 들숨/날숨 감지 센서는, 링 형상의 센서 커버, 상기 센서 커버의 일측 개구부에 체결되어 상기 일측 개구부를 막는 제1 전극, 상기 센서 커버의 타측 개구부에 체결되어 상기 타측 개구부를 막는 제2 전극, 및 상기 센서 커버, 상기 제1 전극, 및 상기 제2 전극에 의해 형성되는 수용 공간 내에 수용되는 복수의 도전성 마이크로볼을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 수면 진단 데이터는 들숨 구간 및 날숨 구간의 감지와 관련된 데이터, 수면 중의 움직임 감지와 관련된 데이터, 수면 중 발생하는 소리의 감지와 관련된 데이터, 및 수면 중의 체온 변화와 관련된 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 수면 진단 기기는 소정 면적을 형성하고, 일 면에 점착제가 도포된 부착 패드, 및 상기 부착 패드의 타 면 상에 형성되고, 상기 센싱부, 메모리, 통신부, 및 프로세서를 수용하는 수용 공간을 갖는 기기 본체를 더 포함하는 밴드 타입의 수면 진단 기기일 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 수면 진단 기기는, 사용자의 신체에 직접적 또는 간접적으로 접촉되어, 다양한 수면 진단 데이터를 효과적으로 획득할 수 있다. 특히, 본 실시 예에 따른 수면 진단 기기는 사용자의 코와 입 사이의 영역에 부착되는 밴드 타입 수면 진단 기기로 구현되어, 보다 정확한 수면 진단 데이터의 획득이 가능할 수 있다.

또한, 수면 진단 기기는 BLE 등의 저전력 근거리 무선통신 방식을 이용하여 수면 진단 데이터를 분석 기기로 전송함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있고, 사용자의 수면 여부의 감지 시 대기전력을 최소화하도록 내부 구성들을 제어할 수 있다. 이에 따라, 적은 용량의 배터리를 갖는 초소형 수면 진단 기기로도 장시간의 수면 진단 데이터가 원활히 수집될 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 밴드 타입 수면 진단 기기가 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수면 진단 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 밴드 타입 수면 진단 기기의 제어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 밴드 타입 수면 진단 기기에 포함된 들숨/날숨 감지 센서의 일 구현 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수면 진단 시스템의 수면 진단 동작을 설명하기 위한 래더 다이어그램이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수면 진단 기기가, 사용자의 수면 여부 감지 결과에 따라 기기 내 구성들의 상태를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 개시에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 개시의 기술적 사상의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 개시의 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것이다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들면, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.

첨부한 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 개시의 기술적 사상에 의한 실시예들은 본 개시에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면, 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

여기에서 사용된 '및/또는' 용어는 언급된 부재들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 개시의 기술적 사상에 의한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수면 진단 시스템의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 수면 진단 시스템(10)은 수면 진단 기기(100) 및 분석 기기(200)를 포함할 수 있다.

수면 진단 기기(100)는 사용자의 신체의 소정 영역에 접촉되도록 구현되어, 사용자의 수면 상태 진단을 위한 다양한 데이터(이하 '수면 진단 데이터'로 정의함)를 획득(수집)할 수 있다. 상기 수면 진단 기기(100)는 상기 획득된 수면 진단 데이터를 분석 기기(200)로 전송할 수 있다.

일례로, 수면 진단 기기(100)는 사용자의 신체의 소정 영역에 부착 또는 점착되는 밴드 타입 수면 진단 기기(100)로 구현될 수 있다. 상기 소정 영역은 사용자의 수면 중 호흡 상태나 코골이 여부를 보다 효과적으로 감지할 수 있는 영역 - 예컨대 사용자의 코와 입 사이의 영역(인중) - 에 해당할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 밴드 타입 수면 진단 기기(100)는 기기 본체(101) 및 부착 패드(102)를 포함할 수 있다. 상기 기기 본체(101)와 상기 부착 패드(102) 각각에는 공기의 유동을 위한 복수의 기공들이 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

부착 패드(102)는 사용자의 피부와 직접 접촉하는 접촉 영역을 형성할 수 있다. 실시 예에 따라, 부착 패드(102)는 상기 피부와 간접적으로 접촉(의류 등을 통해)될 수도 있다. 부착 패드(102)는 피부와의 접촉면에 대응하도록 변형가능한 연질의 재질로 구현될 수 있다. 상기 부착 패드(102)의 일 면(예컨대 저면)에는 점착제가 도포되어, 상기 사용자의 피부에 상기 밴드 타입 수면 진단 기기(100)가 부착 및 고정될 수 있다.

상기 기기 본체(101)는 상기 부착 패드(102)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 기기 본체(101)는 상기 밴드 타입 수면 진단 기기(100)의 구동을 위한 다양한 구성들 및 부품들이 내장되는 공간을 형성할 수 있다. 상기 기기 본체(101)에 내장된 구성들에 대해서는 도 2를 통해 후술한다.

실시 예에 따라, 기기 본체(101)의 일 측면에는 에어 벤트(103)가 형성될 수 있다. 에어 벤트(103)는 기기 본체(101)에 내장된 센서들(예컨대 음압 센서 및/또는 온도 센서 등)로 하여금 사용자의 호흡 시 발생하는 소리나 호기에 의한 온도 변화 등을 보다 정확히 감지할 수 있도록 한다. 밴드 타입 수면 진단 기기(100)는 사용자의 코와 입 사이의 영역에 부착될 때 상기 에어 벤트(103)가사용자의 코를 향하도록 부착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

분석 기기(200)는 수면 진단 기기(100)와 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 분석 기기(200)는 수면 진단 기기(100)로부터 출력되는 수면 진단 데이터를 획득하고, 획득된 수면 진단 데이터를 이용하여 상기 사용자의 수면 진단 정보를 생성 및 제공할 수 있다. 상기 수면 진단 정보는 수면 무호흡 여부, 코골이, 수면 중 움직임(뒤척임 등), 수면 단계별 시간(얕은 수면 시간, 깊은 수면 시간) 등 사용자의 수면 상태와 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 수면 진단 정보의 적어도 일부는 상기 수면 진단 기기(100)에 포함된 프로세서(160; 도 2 참조)에 의해 생성될 수도 있다. 이 경우, 상기 분석 기기(200)는 상기 수면 진단 기기(100)로부터 상기 수면 진단 정보의 적어도 일부를 수신할 수 있다.

이러한 분석 기기(200)는 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 이동 단말기를 포함할 수 있다. 상기 분석 기기(200)가 이동 단말기인 경우, 상기 이동 단말기에는 상기 수면 진단 기기(100)로부터 출력(브로드캐스트)되는 수면 진단 데이터를 획득하고, 획득된 수면 진단 데이터를 이용하여 수면 진단 정보를 생성하는 동작을 수행하는 어플리케이션(APP)이 설치되어 있을 수 있다. 실시 예에 따라 상기 분석 기기(200)는 PC나 서버 등의 다양한 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.

도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수면 진단 기기의 제어 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3은 밴드 타입 수면 진단 기기에 포함된 들숨/날숨 감지 센서의 일 구현 예를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 수면 진단 기기(100)는 통신부(110), 입력부(120), 출력부(130), 센싱부(140), 메모리(150), 프로세서(160), 및 전원 공급부(170)를 포함할 수 있다. 수면 진단 기기(100)에 포함되는 제어 구성들이 도 2의 실시예에 한정되는 것은 아닌 바, 수면 진단 기기(100)에 포함되는 제어 구성들의 종류는 다양하게 변경될 수 있다.

통신부(110)는 수면 진단 기기(100)를 분석 기기(200) 등 다른 전자 기기와 연결하기 위한 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 수면 진단 기기(100)는 BLE(Bluetooth Low Energy) 등의 저전력 무선 통신 방식을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다. 도 2에는 상기 저전력 무선 통신 방식을 지원하는 모듈의 일례로 BLE 모듈(112)이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 BLE 모듈(112)은 BLE 방식에 따라 데이터를 송수신하는 모듈로서, BLE 송수신기를 포함할 수 있다. 다만, 실시 예에 따라, 수면 진단 기기(100)가 데이터 전송 기능만을 갖는 경우, 상기 BLE 모듈(112)은 BLE 수신기만을 포함할 수도 있다.

입력부(120)는 상기 수면 진단 기기(100)의 전원 온/오프, 구동 제어 등을 위한 적어도 하나의 입력 수단을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 입력부(120)는 기기 본체(101)의 소정 위치에 형성되는 버튼이나 터치패널 등을 포함할 수 있다.

출력부(130)는 상기 수면 진단 기기(100)의 동작 상태, 배터리 상태, 센싱부(140)의 감지 결과에 기초한 정보 등을 출력하는 적어도 하나의 출력 수단을 포함할 수 있다. 예컨대 상기 출력부(130)는 상기 기기 본체(101)의 소정 위치에 형성되는 광원(LED 등), 스피커, 버저(buzzer) 등을 포함할 수 있다.

센싱부(140)는 사용자의 수면 상태와 관련된 다양한 수면 진단 데이터를 수집하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예컨대 상기 센싱부(140)는 들숨/날숨 감지 센서(142), 가속도 센서(144), 음압 센서(146), 및 온도 센서(148)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 들숨/날숨 감지 센서(142)는 사용자의 들숨 및 날숨 시 발생하는 미세한 움직임 또는 진동을 감지하기 위한 센서로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)는 지향성을 갖는 미세 진동 센서로 구현될 수 있다. 이하 도 3을 참조하여 상기 미세 진동 센서의 일 구현 예를 설명한다.

도 3을 참조하면, 들숨/날숨 감지 센서(142)는 센서 커버(142a), 제1 전극(142b), 제2 전극(142c), 및 복수의 도전성 마이크로볼(micro ball, 142d)을 포함할 수 있다.

상기 센서 커버(142a)는 들숨/날숨 감지 센서(142)의 외관을 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 센서 커버(142a)는 원형 링 또는 다각형 링 형태로 형성되고, 전극들(142b, 142c)은 상기 센서 커버(142a)의 양쪽 개구부에 각각 체결되어 양쪽 개구부를 막을 수 있다. 이에 따라, 상기 센서 커버(142a)와 전극들(142b, 142c)에 의해 상기 복수의 도전성 마이크로볼(142d)이 수용되는 수용 공간(S)이 형성될 수 있다.

상기 전극들(142b, 142c) 각각은 도전성 금속으로 형성되고, 상기 전극들(142b, 142c)은 서로 다른 극성을 가질 수 있다.

상기 복수의 도전성 마이크로볼(142d)은 도전성 금속으로 형성될 수 있다. 상기 복수의 도전성 마이크로볼(142d)은 상기 제1 전극(142b) 및 상기 제2 전극(142c)과 각각 접촉되어, 상기 제1 전극(142b)과 제2 전극(142c)을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제1 전극(142b)과 제2 전극(142c)이 전기적으로 연결됨에 따라, 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)에는 소정 크기의 전류가 형성될 수 있다. 즉, 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)에 의해 수집되는 수면 진단 데이터는 전류값에 해당할 수 있다.

한편, 상기 복수의 도전성 마이크로볼(142d)은 상기 수용 공간(S) 내에 수용되어, 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)의 움직임 또는 진동에 따라 상기 수용 공간(S) 내에서 이동할 수 있다. 상기 복수의 도전성 마이크로볼(142d)의 움직임에 따라, 제1 전극(142b)과 제2 전극(142c) 각각이 상기 복수의 도전성 마이크로볼(142d)과 접촉되는 면적이 변화하고, 상기 접촉 면적의 변화에 따라 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)에 형성되는 전류의 크기가 변화할 수 있다. 특히, 사용자의 들숨 구간과 날숨 구간 각각에서, 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)의 움직임 방향은 반대일 수 있다. 그 결과, 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)에 형성되는 전류는, 들숨 구간과 날숨 구간에서 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 상기 분석 기기(200)(또는 프로세서(160))는 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)로부터 수집되는 전류값에 기초하여, 상기 사용자의 들숨 구간 및 날숨 구간 각각을 감지하거나, 무호흡 여부 등을 감지할 수 있다.

다만, 수면 진단 기기(100)에 포함되는 들숨/날숨 감지 센서(142)가 도 3의 미세 진동 센서에 한정되는 것만은 아니며, 사용자의 들숨 및 날숨 시 발생하는 움직임이나 진동 등을 감지할 수 있는 다양한 종류의 센서로 구현될 수도 있다.

다시 도 2를 설명한다.

상기 가속도 센서(144)는 수면 중 사용자의 움직임(뒤척임 등)과 관련된 수면 진단 데이터를 수집할 수 있다. 일례로, 상기 가속도 센서(144)는 9축 자이로 센서로 구현될 수 있고, 이 경우 상기 수면 진단 데이터는 상기 9축 자이로 센서에 의해 측정되는 기울기값을 포함할 수 있다. 상기 분석 기기(200)(또는 상기 프로세서(160))는 상기 가속도 센서(144)로부터 제공되는 시간별 기울기값에 기초하여 사용자의 수면 중 움직임과 관련된 정보(발생 시점, 움직임 정도, 움직임 횟수 등)를 획득할 수 있다.

상기 음압 센서(146)는 상기 사용자에 의해 발생되는 소리(코골이 등)와 관련된 수면 진단 데이터를 수집할 수 있고, 상기 온도 센서(148)는 상기 사용자의 수면 중 온도 변화와 관련된 수면 진단 데이터를 수집할 수 있다. 상기 분석 기기(200)(또는 프로세서(160)는 상기 음압 센서(146) 및 상기 온도 센서(148)로부터 제공되는 수면 진단 데이터에 기초하여, 사용자의 수면 중 코골이(횟수 등) 및 체온 변화에 대한 정보를 획득할 수 있다.

메모리(150)는 상기 수면 진단 기기(100)의 동작을 위한 데이터, 명령들, 알고리즘들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(150)는 센싱부(140)에 의해 수집된 수면 진단 데이터를 저장할 수 있다. 이러한 메모리(150)는 적어도 하나의 휘발성 메모리(예컨대 RAM, 캐시 메모리 등), 및 적어도 하나의 비휘발성 메모리(예컨대 플래시 메모리 등)를 포함할 수 있다.

프로세서(160)는 상기 수면 진단 기기(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이러한 프로세서(160)는 CPU, AP(application processor), 마이컴(또는 마이크로컴퓨터), 집적 회로, 임베디드 프로세서(embedded processor), 또는 ASIC(application specific integrated circuit) 등의 하드웨어를 포함할 수 있다.

상기 프로세서(160)는 사용자의 수면 진단 데이터를 수집하기 위해 센싱부(140)의 동작을 제어할 수 있다. 상기 프로세서(160)는 상기 센싱부(140)를 통해 수면 진단 데이터가 수집되면, 수집된 수면 진단 데이터를 처리, 저장, 및/또는 전송하기 위해 통신부(110) 및/또는 메모리(150)를 제어할 수 있다. 상기 프로세서(160)의 구체적인 제어 동작에 대해서는 추후 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

한편, 상기 수면 진단 기기(100)에는 상기 제어 구성들의 구동을 위한 전원을 제공하는 전원 공급부(예컨대 배터리)가 구비될 수 있다. 상기 수면 진단 기기(100)가 도 1에 도시된 밴드 타입 수면 진단 기기인 경우, 상기 수면 진단 기기(100) 및 상기 기기 본체(101)의 사이즈 한계에 따라 상기 배터리의 용량 또한 적을 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 배터리의 전력 소모를 최소화하여 상기 수면 진단 기기(100)의 충분한 구동 시간을 확보하기 위한 제어 방법이 제공될 수 있다. 상기 제어 방법에 대해서는 추후 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수면 진단 시스템의 수면 진단 동작을 설명하기 위한 래더 다이어그램이다. 도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 수면 진단 기기가, 사용자의 수면 여부 감지 결과에 따라 기기 내 구성들의 상태를 제어하는 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 4를 참조하면, 수면 진단 기기(100)는 사용자의 신체의 소정 영역에 부착되거나 착용되는 등에 따라 사용자의 신체와 접촉될 수 있다. 사용자의 신체와 접촉된 경우, 수면 진단 기기(100)는 사용자의 수면 진입 여부를 감지할 수 있다(S100).

일례로, 상기 수면 진단 기기(100)의 프로세서(160)는, 센싱부(140)를 이용하여 상기 사용자의 수면 진입 여부를 감지할 수 있다. 특히, 프로세서(160)는 상기 수면 진입 여부의 감지 중, 수면 진단 기기(100)의 전력 소모를 최소화하도록 구성들의 구동을 제어할 수 있다. 본 실시예에 대해서는 이하 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5를 참조하면, 수면 진단 기기(100)는 센싱부(140)에 포함된 센서들(142, 144, 146, 148) 중 어느 하나를 통해 센싱 데이터를 획득할 수 있다(S101). 수면 진단 기기(100)는 획득된 센싱 데이터에 기초하여 사용자의 수면 여부를 감지할 수 있다(S103).

프로세서(160)는 상기 센싱부(140)에 포함된 센서들(142, 144, 146, 148) 중 전력 소모량 및 대기전력 소모량이 가장 낮은 어느 하나의 센서만을 활성화하고, 나머지 센서들은 비활성화함으로써 상기 나머지 센서들이 전력을 소모하지 않도록 제어할 수 있다. 예컨대, 프로세서(160)는 상기 활성화되는 센서로만 전력을 공급하도록 제어하고, 나머지 센서들로는 전력이 공급되지 않도록 제어할 수 있다.

일례로, 상기 활성화된 센서는 들숨/날숨 감지 센서(142) 또는 가속도 센서(144)일 수 있다. 상기 들숨/날숨 감지 센서(142)가 활성화된 경우, 프로세서(160)는 들숨/날숨 감지 센서(142)로부터 연속적으로 또는 소정 시간 간격으로 센싱 데이터(전류값 등)를 획득할 수 있다. 프로세서(160)는 획득된 센싱 데이터에 기초하여 사용자의 들숨/날숨이 소정 기간 이상 규칙적으로 변화하는지 여부 등을 감지함으로써, 사용자가 수면 상태로 진입하였는지 여부를 감지할 수 있다. 상기 가속도 센서(144)가 활성화된 경우, 상기 프로세서(160)는 상기 가속도 센서(144)로부터 연속적으로 또는 소정 시간 간격으로 센싱 데이터(기울기값 등)를 획득할 수 있다. 프로세서(160)는 획득된 센싱 데이터에 기초하여 사용자가 소정 기간 이상 움직이지 않거나 움직임 정도가 기준값 미만인지 여부 등을 감지함으로써, 사용자가 수면 상태로 진입하였는지 여부를 감지할 수 있다.

사용자의 수면이 감지되는 경우(S105의 YES), 수면 진단 기기(100)는 기기(100)에 구비된 통신부(110), 센싱부(140), 및 메모리(150)를 활성화하여(S107), 도 4의 S110 단계 등에 따라 사용자의 수면 상태를 진단하기 위한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 프로세서(160)는 BLE 모듈(112)로 전력을 공급하여 브로드캐스트 기능을 활성화시킬 수 있고, 메모리(150)로 전력을 공급하여 데이터 저장기능을 활성화시킬 수 있다.

반면, 사용자의 수면이 감지되지 않는 경우(S105의 NO), 수면 진단 기기(100)는 기기(100)에 구비된 통신부(110) 및 메모리(150) 등을 비활성화할 수 있다(S109).

프로세서(160)는 상기 센싱 데이터로부터 사용자가 수면 상태로 진입하지 않음을 감지하는 경우, 대기전력의 소모를 최소화하기 위해 상기 통신부(110)나 메모리(150) 등의 구동을 비활성화할 수 있다. 예컨대, 프로세서(160)는 상기 통신부(110)와 메모리(150)로 전력이 공급되지 않도록 제어함으로써, 상기 통신부(110)와 메모리(150)의 구동을 비활성화할 수 있다. 이에 따라, 수면 진입 여부의 감지 동작 중에는 데이터의 송수신 기능이나 저장 기능 등 다른 기능들이 비활성화되어 전력 소모가 최소화될 수 있다.

실시 예에 따라, 수면 진단 기기(100)는 S109 단계의 수행 이후, S101 단계 내지 S103 단계를 재수행할 수 있다. 한편, 사용자가 곧바로 수면 상태로 진입하지 않을 가능성이 높은 바, 수면 진단 기기(100)는 S109 단계 이후 기설정된 시간 동안 대기한 다음, 상기 S101 단계 내지 S103 단계를 재수행할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 수면 여부를 감지하는 동작의 불필요한 과다 반복에 의한 전력 낭비 또한 방지될 수 있다.

다시 도 4를 설명한다.

사용자가 수면 상태에 진입한 것으로 감지되는 경우, 수면 진단 기기(100)는 센싱부(140)를 통해 수면 진단 데이터를 수집(획득)할 수 있다(S110).

실시 예에 따라, 프로세서(160)는 S100 단계의 감지 동작을 수행하지 않고, 사용자의 신체에 부착 또는 착용된 시점으로부터 소정 시간의 경과 이후에 수면 진단 데이터를 수집하도록 상기 센싱부(140)를 제어할 수도 있다.

상기 프로세서(160)는 수면 상태의 진입이 감지되면, 비활성화된 센서들, 통신부(110), 메모리(150) 등을 활성화할 수 있다. 상기 프로세서(160)는 센싱부(140)에 포함된 센서들(142, 144, 146, 148) 각각으로부터 수면 진단 데이터를 획득할 수 있다. 상기 수면 진단 데이터는 연속적으로 또는 기설정된 주기마다 획득될 수 있다. 상기 수면 진단 데이터의 예들에 대해서는 도 2에서 상술한 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

수면 진단 기기(100)는 수집(획득)된 수면 진단 데이터를 처리 및/또는 저장할 수 있다(S120).

상기 프로세서(160)는 상기 수집된 수면 진단 데이터를 메모리(150)에 저장할 수 있다. 이 때, 상기 프로세서(160)는 상기 수면 진단 데이터에 대한 별도의 처리 동작을 수행하지 않고, 상기 수면 진단 데이터를 출력(전송)하기 위해 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리에 임시 저장할 수 있다. 이 경우 상기 수면 진단 데이터의 처리나 분석 동작은 추후 상기 수면 진단 데이터를 수신하는 분석 기기(200)에서 수행될 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 프로세서(160)는 상기 수면 진단 데이터를 처리한 후 메모리(150)에 저장할 수도 있다. 예컨대, 상기 프로세서(160)는 상기 수면 진단 데이터(신호 등)의 노이즈를 제거한 후 메모리(150)에 저장할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(160)는 소정 이벤트(무호흡, 뒤척임, 코골이 등)의 발생 시 수집된 수면 진단 데이터만을 메모리(150)에 저장할 수도 있다. 이를 위해, 상기 프로세서(160)는 상기 수집된 수면 진단 데이터로부터 상기 소정 이벤트에 의해 기준값 이상의 변화가 발생하는 부분의 수면 진단 데이터만을 추출할 수 있다.

수면 진단 기기(100)는 처리 및/또는 저장된 수면 진단 데이터를 외부로 출력할 수 있다(S130).

상기 프로세서(160)는 상기 저장된 수면 진단 데이터를 출력하도록 상기 통신부(110)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서(160)는 기설정된 주기마다, 해당 주기동안 수집 및 저장된 수면 진단 데이터를 출력하도록 상기 통신부(110)를 제어할 수 있다. 또는, 상기 프로세서(160)는 상기 수집된 수면 진단 데이터를 즉시 출력(연속적 및 실시간 출력)하도록 상기 통신부(110)를 제어할 수도 있다.

특히, 본 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(160)는 BLE 모듈(112)의 BLE 송신기를 제어하여 상기 수면 진단 데이터를 브로드캐스트 방식에 따라 출력하도록 제어할 수 있다. BLE 모듈(112)은 블루투스 방식에 따른 분석 기기(200)와의 페어링(pairing) 과정을 수행하지 않고, 브로드캐스트 방식에 따라 상기 수면 진단 데이터를 출력할 수 있다. 따라서, 상기 페어링 과정 및 페어링 상태 유지 동작에 따른 전력 소모가 방지되는 바, 수면 진단 데이터의 출력(전송) 과정에서의 전력 소모가 최소화될 수 있다.

실시 예에 따라, 수면 진단 기기(100)가 상기 수면 진단 데이터로부터 상기 수면 진단 정보의 적어도 일부를 생성할 수도 있다. 예컨대, 프로세서(160)는 소정 시간 동안의 수면 진단 데이터로부터 상기 수면 진단 정보를 생성한 후, 상기 수면 진단 정보를 브로드캐스트하도록 BLE 모듈(112)을 제어할 수 있다. 이에 따르면, 수면 진단 정보가 연속적으로 브로드캐스트되지 않고 소정 시간 간격마다 브로드캐스트되므로 BLE 모듈(112)에 의한 전력 소모가 보다 더 감소할 수 있다. 또는, 프로세서(160)는 수면 진단 정보의 생성 중 소정 이벤트가 감지되는 경우에만, 상기 소정 이벤트에 대응하는 수면 진단 데이터 또는 수면 진단 정보를 브로드캐스트하도록 BLE 모듈(112)을 제어할 수도 있다.

분석 기기(200)는 수면 진단 기기(100)로부터 출력된 수면 진단 데이터를 획득하고(S140), 획득된 수면 진단 데이터를 이용하여 상기 사용자의 수면 진단 정보를 생성 및 제공할 수 있다(S150).

분석 기기(200)는 수면 진단 기기(100)로부터 브로드캐스트된 수면 진단 데이터를 획득할 수 있다. 이를 위해, 분석 기기(200)에는 BLE 방식에 따라 데이터를 수신할 수 있는 BLE 수신기(미도시)가 구비될 수 있다.

분석 기기(200)의 프로세서(미도시)는, 수신된 수면 진단 데이터를 처리 및 분석하여 수면 진단 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 프로세서는 상기 수신된 수면 진단 데이터에 대한 노이즈 제거 및 구간분석을 통해 상기 수면 진단 정보를 생성할 수 있다. 도 1에서 상술한 바와 같이, 상기 수면 진단 정보는 수면 중 무호흡 횟수나 시점 등의 정보, 코골이 횟수나 주기, 크기 등의 정보, 수면 중 움직임(뒤척임 등)의 횟수나 주기 등의 정보, 및/또는 숙면 진단(깊은 수면의 기간이나 비율) 등 사용자의 수면 상태와 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다.

구체적으로, 분석 기기(200)는 들숨/날숨 감지 센서(142)에 의해 수집된 수면 진단 데이터로부터, 사용자의 수면 무호흡 여부를 감지할 수 있다. 예컨대, 분석 기기(200)는 사용자의 들숨 구간 및 날숨 구간이 기설정된 시간 이상 감지되지 않는 현상이 소정 횟수 이상 발생하거나, 음압 센서(146)로부터 호흡에 의한 소리가 감지되지 않는 등의 경우, 수면 무호흡 증상이 발현한 것으로 판단할 수 있다. 분석 기기(200)는 상기 수면 무호흡 증상의 발현이 판단되면, 분석 기기(200)에 구비된 알림 수단(스피커 등)을 통해 알림을 출력하거나, 통신부(미도시)를 통해 타 사용자의 단말기, 응급 기관의 서버, 수면 진단 기기(100) 등으로 알림을 전송할 수 있다. 상기 알림을 수신한 수면 진단 기기(100)는 출력부(130) 등을 통해 상기 알림에 대응하는 사운드 등을 출력할 수 있다.

또한, 분석 기기(200)는 가속도 센서(144)에 의해 수집된 수면 진단 데이터로부터, 사용자의 수면 중 움직임(뒤척임)과 관련된 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 분석 기기(200)는 상기 수면 진단 데이터로부터 기준값 이상의 움직임이 확인되면, 사용자가 뒤척인 것으로 감지할 수 있다. 상기 수면 중 움직임과 관련된 정보는 움직임 주기, 강도, 시간 등을 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 분석 기기(200)는 생성된 정보에 기초하여 숙면(깊은 수면) 진단 정보를 더 생성할 수 있다. 상기 숙면 진단 정보는 움직임의 강도나 주기 등에 따라 판단되는 것으로서, 숙면의 기간이나 비율에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 분석 기기(200)는 음압 센서(146)에 의해 수집된 수면 진단 데이터로부터, 사용자의 수면 중 코골이 현상과 관련된 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 정보는 코골이 유무, 주기, 크기 등을 포함할 수 있다. 또한, 분석 기기(200)는 온도 센서(148)에 의해 수집된 수면 진단 데이터로부터, 사용자의 수면 중 온도 변화와 관련된 정보를 생성할 수 있다.

분석 기기(200)는 생성된 수면 진단 정보를 메모리(미도시)에 저장하거나 서버(미도시)로 전송할 수 있다. 분석 기기(200)는 디스플레이(미도시) 등을 통해 상기 수면 진단 정보를 사용자에게 제공함으로써, 사용자로 하여금 수면 상태에 대한 진단을 가능하게 한다.

본 실시 예에 따른 수면 진단 기기(100)는, 사용자의 신체에 직접적 또는 간접적으로 접촉되어, 다양한 수면 진단 데이터를 효과적으로 획득할 수 있다. 특히, 본 실시 예에 따른 수면 진단 기기(100)는 사용자의 코와 입 사이의 영역에 부착되는 밴드 타입 수면 진단 기기로 구현되어, 보다 정확한 수면 진단 데이터의 획득이 가능할 수 있다.

또한, 수면 진단 기기(100)는 BLE 등의 저전력 근거리 무선통신 방식을 이용하여 수면 진단 데이터를 분석 기기(200)로 전송함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있고, 사용자의 수면 여부의 감지 시 대기전력을 최소화하도록 내부 구성들을 제어할 수 있다. 이에 따라, 적은 용량의 배터리를 갖는 초소형 수면 진단 기기(100)로도 장시간의 수면 진단 데이터가 원활히 수집될 수 있다.

상기한 실시예들의 설명은 본 개시의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것들에 불과하므로, 본 개시의 기술적 사상을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다.

또한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 개시의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

100: 밴드 타입 수면 진단 기기
101: 기기 본체
102: 점착 패드
142a: 센서 커버
142b: 제1 전극
142c: 제2 전극
142d: 도전성 마이크로 볼(micro ball)
200: 분석 기기

Claims (5)

1. 사용자의 수면 진단 데이터를 획득하기 위한 복수의 센서들을 포함하는 센싱부;
   상기 수면 진단 데이터를 저장하는 메모리;
   상기 수면 진단 데이터를 브로드캐스트하는 BLE(bluetooth low energy) 모듈; 및
   상기 센싱부, 상기 메모리, 및 상기 BLE 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하고,
   상기 센싱부는 들숨 구간 및 날숨 구간의 감지와 관련된 데이터를 획득하는 들숨/날숨 감지 센서를 포함하고,
   상기 들숨/날숨 감지 센서는,
   링 형상의 센서 커버;
   상기 센서 커버의 일측 개구부에 체결되어 상기 일측 개구부를 막는 제1 전극;
   상기 센서 커버의 타측 개구부에 체결되어 상기 타측 개구부를 막는 제2 전극; 및
   상기 센서 커버, 상기 제1 전극, 및 상기 제2 전극에 의해 형성되는 수용 공간 내에 수용되는 복수의 도전성 마이크로볼을 포함하는, 수면 진단 기기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 수면 진단 데이터를 실시간 브로드캐스트하도록 상기 BLE 모듈을 제어하거나, 상기 수면 진단 데이터에 기초하여 획득되며, 상기 사용자의 수면 무호흡, 코골이, 수면 중 움직임, 및 수면 단계별 시간 중 적어도 하나와 관련된 수면 진단 정보를 소정 시간 간격으로 브로드캐스트하도록 상기 BLE 모듈을 제어하는, 수면 진단 기기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 센서들은 가속도 센서, 음압 센서, 및 온도 센서 중 적어도 하나를 더 포함하고,
   상기 수면 진단 데이터는,
   상기 들숨 구간 및 날숨 구간의 감지와 관련된 데이터, 수면 중의 움직임 감지와 관련된 데이터, 수면 중 발생하는 소리의 감지와 관련된 데이터, 및 수면 중의 체온 변화와 관련된 데이터 중 적어도 하나를 포함하는, 수면 진단 기기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 복수의 센서들 중 전력 소모량이 가장 낮은 어느 하나의 센서를 활성화하고 나머지 센서들을 비활성화하고, 상기 활성화된 센서를 이용하여 상기 사용자의 수면 진입 여부를 감지하고,
   상기 사용자가 수면에 진입하지 않은 것으로 감지되는 경우, 상기 BLE 모듈의 브로드캐스트 기능 및 상기 메모리의 데이터 저장기능을 비활성화하도록 제어하고,
   수면 진입이 감지되는 경우, 상기 나머지 센서들을 활성화하여 상기 복수의 센서들을 통해 상기 수면 진단 데이터를 획득하도록 제어하는, 수면 진단 기기.
   
5. 제1항에 있어서,
   소정 면적을 형성하고, 일 면에 점착제가 도포된 부착 패드;
   상기 부착 패드의 타 면 상에 형성되고, 상기 센싱부, 메모리, 통신부, 및 프로세서를 수용하는 수용 공간을 갖는 기기 본체; 및
   상기 기기 본체의 일 측면에 형성되는 에어 벤트를 더 포함하는, 수면 진단 기기.

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