KR102683440B1 - 휴대용 인스파이로미터 - Google Patents

Abstract

본 개시의 다양한 실시예에 따르는 휴대용 인스파이로미터는 길이방향으로 연장된 환형을 가지고, 표시장치를 포함하는 본체; 상기 본체의 일 단에 교체가능하게 연결되는 마우스피스; 및 상기 본체 및 마우스피스 사이에서 상기 본체 및 마우스피스에 양 단부의 적어도 일부가 삽입되며 교체가능하게 연결되고, 상기 본체에 삽입되는 단부에 설치된 식별자를 포함하는, 유로조절부재를 포함하고, 상기 마우스피스를 통한 사용자의 호기 및 흡기로 인한 공기가 유로조절부재 및 본체의 내부에서 유동하고, 상기 본체는: 적어도 하나의 프로세서; 표시장치; 상기 유로조절부재가 상기 본체에 삽입되었을 때, 상기 식별자에 접하도록 위치하는 연결 단자; 및 상기 본체 내부의 공기의 속도를 측정하고, 상기 프로세서와 작동적으로 연결된 유속 센서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 연결 단자를 통해 상기 식별자를 인식하여 상기 유로조절부재가 가진 공기저항 개구의 크기를 식별하고, 상기 식별된 공기저항 개구의 크기에 기반하여 상기 표시장치에 훈련 프로그램을 제공하도록 구성될 수 있다. 그 밖의 다양한 실시예가 가능하다.

Description

휴대용 인스파이로미터{PORTABLE INSPIROMETER}

본 발명은 휴대용 인스파이로미터에 관한 것이다.

인스파이로미터(inspirometer)는 전신마취 후 무기폐 발생에 대한 예방 및 발생 후 폐포(알베올리)의 수축된 부위를 펴주기 위한 의료용 재활기구다. 무기폐란 수술 후 장시간 침상에 누워 있는 환자들에서 발생하는 폐의 문제로, 폐포의 부분적 또는 전체적인 수축을 의미한다. 이는 폐의 정상적인 기능을 방해하고, 호흡 곤란, 산소 공급 부족 등을 일으킬 수 있는데 인스파이로미터를 사용을 통해 이러한 문제를 방지하거나 개선할 수 있다. 또한, 인스파이로미터는 폐기능(흡기 및 호기) 관련 근육을 훈련하는 부가적인 목적도 가진다. 이 기능은 환자의 폐 용량을 유지하고 향상시키는 데 도움이 된다.

예를 들어, 종래기술인, 대한민국 등록 실용신안공보 제20-0492073호의 재호흡기 또는 인스파이로미터의 일 실시예는, 베이스; 상기 베이스에 배치되는 실린더; 상기 실린더의 일측과 연통되는 제1연통부와, 상기 제1연통부와 연통되고 상기 제1연통부에 대하여 절곡형성되고 일측이 상기 베이스와 결합하는 제2연통부를 포함하는 통기관; 일측이 상기 베이스와 결합하고, 타측이 상기 제1연통부와 결합하는 지지대; 상기 제2연통부와 연통되고 변형가능하도록 구비되는 플렉시블 호스(flexible hose); 상기 플렉시블호스의 일측에 결합하는 마우스 피스; 및 상기 마우스피스가 탈부착 가능하도록 결합하는 거치대를 포함할 수 있다.

상술한 재호흡기 또는 인스파이로미터의 구조는 효과적으로 호흡 기능을 평가하고 향상시키는 데 도움이 될 수 있지만, 그 자체로 크기가 상당히 크며, 여러 부품과 함께 복잡한 구조를 이루고 있어 휴대성에 문제가 있다. 또한, 환자가 자신의 훈련 수준을 지도받을 수 없어 효과적인 훈련의 모니터링이 어렵고 환자에게 훈련을 독려할 동기부여도 부족할 수 있다. 인스파이로미터의 큰 크기는 특히 소아 환자로 하여금 혼자 사용하기 더 어렵게 만드는 요인일 수 있다.

대한민국 실용신안특허공보 제20-0492073호

본 개시의 다양한 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휴대성을 개선하고 사용자 단말과 같은 컴퓨팅 장치와 무선으로 연결되도록 하여 환자와 의료진이 실시간으로 데이터를 공유하고 사용자에게 적절한 훈련 프로그램을 제공할 수 있는 휴대용 인스파이로미터를 제공하고자 한다.

또한, 본 개시는 사용자가 흡기와 호기시 저항의 정도를 달리할 수 있도록 유로의 크기가 다른 유로조절부재가 교체가능하게 조립될 수 있는 휴대용 인스파이로미터를 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 실시예에 휴대용 인스파이로미터가 개시된다.

본 개시의 다양한 실시예에 따르는 휴대용 인스파이로미터는 길이방향으로 연장된 환형을 가지고, 표시장치를 포함하는 본체; 상기 본체의 일 단에 교체가능하게 연결되는 마우스피스; 및 상기 본체 및 마우스피스 사이에서 상기 본체 및 마우스피스에 양 단부의 적어도 일부가 삽입되며 교체가능하게 연결되고, 상기 본체에 삽입되는 단부에 설치된 식별자를 포함하는, 유로조절부재를 포함하고, 상기 마우스피스를 통한 사용자의 호기 및 흡기로 인한 공기가 유로조절부재 및 본체의 내부에서 유동하고, 상기 본체는: 적어도 하나의 프로세서; 표시장치; 상기 유로조절부재가 상기 본체에 삽입되었을 때, 상기 식별자에 접하도록 위치하는 연결 단자; 및 상기 본체 내부의 공기의 속도를 측정하고, 상기 프로세서와 작동적으로 연결된 유속 센서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 연결 단자를 통해 상기 식별자를 인식하여 상기 유로조절부재가 가진 공기저항 개구의 크기를 식별하고, 상기 식별된 공기저항 개구의 크기에 기반하여 상기 표시장치에 훈련 프로그램을 제공하도록 구성될 수 있다. 그 밖의 다양한 실시예가 가능하다.

본 개시는 해결하고자 하는 과제의 해결수단으로서 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들을 포함한다.

본 개시의 다양한 실시예는 따른 휴대용 인스파이로미터는 휴대성을 개선하고 사용자 단말과 같은 컴퓨팅 장치와 무선으로 연결되도록 하여 환자와 의료진이 실시간으로 데이터를 공유하고 사용자에게 적절한 훈련 프로그램을 제공할 수 있다.

또한, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 휴대용 인스파이로미터는 유로의 크기가 다른 유로조절부재가 교체가능하게 조립될 수 있어서, 사용자가 흡기와 호기시 저항의 정도를 달리하여 적절한 훈련 프로그램을 진행하게 할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다양한 양상들이 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터가 사용되는 환경도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터가 분해된 상태의 단면도이다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터가 조립된 상태의 단면도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 인스파이로미터의 구성 블록도이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터가 동작하는 프로세스(600)를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따라 사용자 단말의 디스플레이에 훈련 프로그램을 제공하는 일 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 사용자 사용자 단말의 디스플레이에 역동적인 훈련 프로그램을 제공하는 일 예를 도시한다.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.

비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

구성 요소(elements) 또는 층이 다른 구성 요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소 또는 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명이 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 개시의 설명에서, "흡기(inhalation; 들숨)"은 대기가 폐로 들어가는 동안의 호흡 단계이다. "호기(exhalation; 날숨)"는 공기가 폐 밖으로 배출되는 호흡 단계이다.

본 개시의 다양한 실시예는 인스파이로미터(10)를 개시한다. 인스파이로미터(10)는 폐 용량을 측정하고 증가시키는 의료 장치 또는 운동 장치를 지칭할 수 있다. 인스파이로미터(10)는 호흡 용량 측정기, 폐 용량 측정기, 호흡 운동기, 호흡 교정기, 또는 폐활량 측정기 등으로 불리울 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터(10)가 사용되는 환경도이다.

도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터(10)의 분해 사시도이다.

도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터(10)가 분해된 상태의 단면도이다.

도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터(10)가 조립된 상태의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터(10)를 설명하기로 한다.

일 실시예에 있어서, 인스파이로미터(10)는 사용자 단말(20) 및 서버(30)와 네트워크(11)를 통해 연결될 수 있다. 한편, 인스파이로미터(10), 사용자 단말(20) 및 서버(30)는 각각 적절한 네트워크(11)를 통해, 요청, 메시지 또는 정보를 송신 및 수신할 수 있도록 동작 가능한 임의의 적절한 장치들을 포함할 수 있다.

네트워크(11)는 인트라넷, 인터넷, 셀룰러 네트워크, 근거리 네트워크 또는 임의의 이러한 네트워크 또는 그것의 조합을 포함하여, 임의의 적절한 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크(11)를 통해 통신하기 위한 프로토콜들 및 구성요소들은 잘 알려져 있으며 여기에서 상세히 논의될 필요는 없을 것이다. 네트워크(11)를 통한 통신은 유선 또는 무선 연결들 및 그것의 조합들에 의해 가능해질 수 있다.

서버(30)는 상술한 기능을 구현하고 인스파이로미터(10)의 훈련 프로그램을 제공하기 위한 장치들로서, 웹서버, 애플리케이션 서버, 및 데이터저장소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 서버(30)는 캐시 서버, 방화벽 서버 및 프록시 서버 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 이러한 장치들은 적절한 데이터 저장소로부터 데이터를 획득하는 것과 같은 태스크(task)들을 수행하기 위해 상호 작용할 수 있는, 여러 개의 애플리케이션 서버들, 층들, 또는 연쇄되거나 또는 그 외 구성될 수 있는, 다른 요소들, 프로세스들 또는 구성요소들이 포함할 수 있다.

웹서버 및 애플리케이션 서버와 같은 서버들은 하드웨어 디바이스들 또는 가상 컴퓨터 시스템들과 같은, 다양한 방식들로 구현될 수 있다. 일부 서버들은 컴퓨터 시스템상에서 실행되는 프로그래밍 모듈로 구현될 수 있다.

애플리케이션 서버는 폐기능 향상을 위한 훈련 프로그램을 제공하기 위해 사용되는 애플리케이션(예를 들어, 훈련 프로그램 어플리케이션)을 위한 데이터 액세스 및 비즈니스 로직의 일부(심지어 대다수)를 핸들링하는, 클라이언트 디바이스(예를 들어, 인스파이로미터(10) 또는 사용자 단말(20))에 대한 하나 이상의 애플리케이션들의 실시예들을 실행하기 위해 요구된 대로 데이터 저장소와 통합하기 위한 임의의 적절한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있다.

애플리케이션 서버는 데이터 저장소와 협력하여 액세스 제어 서비스들을 제공할 수 있으며, 이 예에서 하이퍼텍스트 마크업 언어("HTML"), 확장 가능한 마크업 언어("XML") 또는 또 다른 적절한 구조화 언어의 형태로 웹 서버에 의해 사용자에게 서비스될 수 있는, 사용자 단말(20)에게 전송될 텍스트, 그래픽들, 오디오 및/또는 비디오와 같은 콘텐트를 생성할 수 있다.

여기에 사용된 바와 같이, 용어("데이터 저장소")는 임의의 표준, 분산 또는 클러스터링 환경에서, 임의의 조합 및 수의 데이터 서버들, 데이터베이스들, 데이터 저장 디바이스들 및 데이터 저장 미디어를 포함할 수 있는, 데이터를 저장하고, 액세스하며 검색할 수 있는 임의의 디바이스 또는 디바이스들의 조합을 나타낸다.

서버(30) 또는 서버(30)에 포함된 각각의 서버는 통상적으로 서버의 일반적인 관리 및 동작을 위한 실행 가능한 프로그램 지시들을 제공하는 운영 시스템을 포함할 수 있고, 통상적으로 서버의 프로세서에 의해 실행될 때, 서버가 그것의 의도된 기능들을 수행하도록 허용하는 지시들을 저장한 컴퓨터-판독 가능한 저장 매체(예로서, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리 등)를 포함할 수 있다. 운영 시스템에 대한 적절한 구현들 및 서버들의 일반적인 기능이 알려져 있거나 또는 상업적으로 이용 가능하며, 본 개시의 기술분야의 통상의 기술자들에게 쉽게 구현될 수 있다.

사용자 단말(20)은 모바일 소프트웨어를 실행하며 다수의 네트워킹 및 메시징 프로토콜들을 지원할 수 있는 셀룰러, 무선 및 핸드헬드 디바이스들뿐만 아니라, 표준 운영 시스템을 실행하는 데스크탑, 랩탑, 또는 태블릿 컴퓨터와 같은, 다수의 범용 개인용 컴퓨터들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 사용자 단말(20)은 인스파이로미터(10)에 결합되고 유로조절부재(300)의 종류 및 저항 및/또는 사용자의 개인 정보에 기반하여 훈련 프로그램을 결정할 수 있다. 사용자 단말(20)은 결정된 훈련 프로그램에 대한 데이터 및 정보를 서버(30)로부터 수신할 수 있고, 수신한 데이터 및 정보에 기반하여 사용자에게 훈련 프로그램을 제공할 수 있다. 또한, 훈련 프로그램을 게임 형식으로 가질 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 인스파이로미터(10)는 본체(100), 마우스피스(200) 및 유로조절부재(300)를 포함할 수 있다.

본체(100)는 파이프 형태를 가질 수 있다. 본체(100)는 사용자가 한손으로 파지하기 좋은 길이를 가질 수 있다. 예를 들어 본체(100)는 전체 길이가 15cm 내외의 길이를 가질 수 있다.

본체(100)는 내부가 빈 파이프 형태를 가질 수 있다. 본체(100)의 일 단에 마우스피스(200)가 교체가능하게 연결될 수 있다. 사용자가 마우스피스(200)를 통해 흡기 또는 호기의 호흡을 할 때, 공기가 파이프 형태의 본체(100)의 내부에서 유동할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 본체(100)의 외부에는 디스플레이(130)가 설치될 수 있다. 표시장치(130)는 사용자가 인스파이로미터(10)를 사용할 때, 동작 또는 폐활량, 호흡의 세기와 같은 정보를 표시할 수 있다. 표시장치(130)는 사용자가 인스파이로미터(10)를 사용할 때 위 부분에 위치할 수 있고, 사용자는 표시장치(130)가 표시하는 정보를 용이하게 볼 수 있다.

마우스피스(200)(mouthpiece)는 사용자가 입 또는 입술로 무는 부분일 수 있다. 마우스피스(200)를 통해 사용자는 숨을 들이마시고 내쉴 수 있고, 이 때 인스파이로미터(10)는 본체(100)에 유동하는 공기의 속도를 측정하여 사용자의 흡기와 호기에서의 폐활량 등을 측정할 수 있다.

마우스피스(200)는 본체(100)에 교체 가능하게 설치됨으로써, 마우스피스(200)만 별도도 세척할 수 있고, 다양한 크기 및 모양의 마우스피스(200)가 본체(100)에 설치될 수 있다. 마우스피스(200)의 별도 세척은 인스파이로미터(10)의 위생적인 사용을 가능케 한다. 또한, 인스파이로미터(10)를 사용하는 목적 또는 사용자의 구강 구조에 따라 적응적으로 마우스피스(200)의 적용이 가능하여 보다 효과적인 측정 또는 훈련을 가능케 한다.

유로조절부재(300)는 본체(100)와 마우스피스(200)의 사이에서 인스파이로미터(10)에 조립될 수 있다. 유로조절부재(300)는 인스파이로미터(10)의 호흡 저항을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 유로조절부재(300)는 호흡 저항에 따라 다양한 종류를 가질 수 있으며, 사용자는 유로조절부재(300)를 교체함으로써 인스파이로미터(10)에서 제공하는 다양한 수준의 훈련 프로그램을 경험할 수 있다. 인스파이로미터(10)는 결합된 유로조절부재(300)의 종류 및 저항을 검지함으로써 이에 부합하는 훈련 프로그램을 결정할 수 있다.

예를 들어, 도 3에서 유로조절부재(300)는 다른 유로조절부재(300')와 교체될 수 있다. 유로조절부재(300)의 공기저항 개구(AR)에 비하여 다른 유로조절부재(300')의 공기저항 개구(AR)'는 작은 면적을 가질 수 있다. 사용자는 유로조절부재(300)가 조립된 인스파이로미터(10)를 사용할 때보다 다른 유로조절부재(300')가 조립된 인스파이로미터(10)를 사용할 때 더 높은 강도로 훈련할 수 있다. 인스파이로미터(10)는 유로조절부재(300) 및 다른 유로조절부재(300')에 각각 구비된 식별자(320) 및 식별자(320')를 통해서 본체(100)에 조립된 유로조절부재(300)의 공기저항 개구의 크기를 식별하고, 식별된 공기저항 개구의 크기에 기반하여 훈련 프로그램을 결정할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 인스파이로미터(10)는 식별자(320)가 인식되지 않은 경우(다시 말하면, 인스파이로미터(10)에 유로조절부재(300)가 조립되지 않은 경우), 표시장치(130)를 통해서 이러한 사실 나타내는 알림을 표시하거나, 또는 유로의 크기가 가장 큰 설정값으로서 훈련 프로그램을 결정할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예에 있어서, 인스파이로미터(10)는, 본체(100)와 마우스피스(200)가 결합하되, 유로조절부재(300)는 본체(100)와 마우스피스(200)의 사이에 개재되는 형식으로 조립될 수 있다.

본체(100), 마우스피스(200) 및 유로조절부재(300)는 모두 사용자가 마우스피스(200)를 통해 수행하는 호기와 흡기에서 공기가 지나갈 수 있도록 내부의 공기 통로가 형성될 수 있다. 다시 말하면, 본체(100), 마우스피스(200) 및 유로조절부재(300)는 양 단부가 개구되고 내부가 빈 형상을 가질 수 있다. 공기 통로는 유로, 공기 채널 등으로 불리울 수 있다.

본체(100)는 마우스피스(200)가 결합되는 단부는 제1 내경(IR1) 및 제1 내경(IR1)보다 작은 제2 내경(IR2)을 가지는 제1 단차부(101)를 포함하는 제1 결합 개구(102)를 가질 수 있다.

마우스피스(200)는 본체(100)에 결합하는 단부에서 제1 내경(IR1) 및 제2 내경(IR2)에 끼워질 수 있도록 외부에 제2 단차부(201)를 가질 수 있다. 본체(100)의 제1 단차부(101)에 마우스피스(200)의 제2 단차부(201)가 끼워짐으로써 본체(100)와 마우스피스(200)가 조립될 수 있다. 마우스피스(200)는 제2 내경(IR2)의 제2 결합개구(202)를 가질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 본체(100) 및 마우스피스(200)의 제1 단차부(101) 및 제2 단차부(201)에는 각각, 조립된 상태에서 쉽게 분해되지 않게 하는 외경 방향의 돌출부 및 해당 돌출부가 삽입되는 홈(groove)이 형성될 수 있다. 다른 실시예에서 본체(100) 및 마우스피스(200)의 조립이 의도하지 않는 분해를 방지하는 다양한 해제가능한 체결수단이 구비될 수 있다.

유로조절부재(300)는 양 단부가 제2 내경(IR2)과 같은 길이의 외경을 가질 수 있다. 유로조절부재(300)의 양 단부가 각각 본체(100)의 제1 결합 개구(102)의 제2 내경(IR2)을 가진 내측 개구와, 마우스피스(200)의 제2 내경(IR2)을 가진 제2 결합개구(202)에 삽입될 수 있다.

유로조절부재(300)는 중심부에 제1 내경(IR1)과 같은 길이의 외경을 가진 플랜지(310)를 가질 수 있다. 유로조절부재(300)가 본체(100)에 결합될 때 플랜지(310)의 단차가 본체(100)의 제1 단차부(101)에 끼워질 수 있다. 또한, 유로조절부재(300)가 마우스피스(200)에 결합될 때 플랜지(310)의 단차가 마우스피스(200)의 제2 결합개구(202)에 끼워질 수 있다.

마우스피스(200)에 유로조절부재(300)가 결합되면, 유로조절부재(300)의 플랜지(310)의 외면이 마우스피스(200)의 단부의 외면을 따를(conform) 수 있다.

유로조절부재(300)의 플랜지(310)의 폭(d1)과 마우스피스(200)의 제2 단차부(201)에서 외측 폭(d2)의 합은 본체(100)의 제1 단차부(101)의 제1 내경(IR1)을 가진 부분의 폭(d3)과 동일할 수 있다. 이를 통해 본체(100), 마우스피스(200) 및 유로조절부재(300)가 조립되었을 때, 인스파이로미터(10)의 외관이 매끄럽게(seamless) 구성될 수 있다. 또한, 본체(100), 마우스피스(200) 및 유로조절부재(300)가 조립되었을 때, 유로조절부재(300)가 단단히 본체(100) 및 마우스피스(200)에 고정될 수 있다.

도 3 및 도 4에는 본체(100)에 표시장치(130) 및 센서모듈(150)에 포함된 유속 센서(152) 및 연결 단자(154)만이 도시되어 있지만, 본체(100)에는 인스파이로미터(10)의 구성으로서, 프로세서(110), 메모리(120), 표시장치(130), 입력장치(140), 센서모듈(150), 배터리(160) 및 통신모듈(170)이 설치될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예에 있어서, 본체(100)에는 인스파이로미터(10)의 구성이 설치될 수 있는 기판(104)이 설치될 수 있다. 기판(104)은 표시장치(130), 유속 센서(152) 및 연결 단자(154)를 포함하는 구성들과 전기적으로 및 작동적으로 연결될 수 있다.

표시장치(130)는 인스파이로미터(10)를 사용하는 중에도 표시장치(130)에 표시된 정보의 쉽게 볼 수 있도록 본체(100)의 상부에 설치될 수 있다. 표시장치(130)는 사용자의 흡기 및 호기의 속도를 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시장치는 수직으로 나열된 복수의 칸을 표시하고, 복수의 칸 중 일부의 색상을 달리 표시하는 방식으로 사용자에 의한 공기 흐름의 속도를 표시할 수 있다. 또한, 표시장치(130)는 속도의 변화를 색의 변화 또는 색상을 달리 표시하는 칸의 수로 표시하여 시각적으로 사용자에게 피드백을 제공할 수 있다.

연결 단자(154)는 유로조절부재(300)가 본체(100)에 연결되었을 때, 유로조절부재(300)에 포함된 식별자(320)에 접하는 위치에 설치될 수 있다. 연결 단자(154)는 유로조절부재(300)에 설치된 식별자(320)를 검지할 수 있다. 유로조절부재 감지센서(153)는 검지된 식별자(320)를 이용하여 유로조절부재(300)의 종류를 인식할 수 있다. 인스파이로미터(10)는 인식된 유로조절부재(300)의 종류 및 사용자의 훈련 수준에 적합한 훈련 프로그램을 제공하도록 구성될 수 있다.

연결 단자(154)는 본체(100)의 제1 결합 개구(102)에서 내면에 노출되도록 설치될 수 있고, 식별자(320)는 유로조절부재(300)의 단부에서 외면에 노출되도록 설치될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 본체(100) 및 유로조절부재(300)에는 유로조절부재(300)가 유로조절부재(300)가 본체(100)에 삽입되었을 때, 식별자(320)와 연결 단자(154)가 접할 수 있게 하는 방향으로 삽입되도록 가이드하는 가이드 리브(330) 및 가이드 홈(103)이 형성될 수 있다.

가이드 리브(330)는 유로조절부재(300)의 길이방향 또는 본체(100)에 삽입되는 방향으로 연장되어 유로조절부재(300)의 외부로 돌출 형성될 수 있다. 가이드 홈(103)은 본체(100)의 길이방향 또는 유로조절부재(300)가 본체(100)에 삽입되는 방향으로 연장 형성되고 제1 결합 개구(102)의 내면에 절삭 형성될 수 있다. 가이드 리브(330) 및 가이드 홈(103)은 원통형의 유로조절부재(300)의 삽입을 가이드 하지 않는 경우, 식별자(320)가 연결 단자(154)와 올바르게 접하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 반대로 본체(100)의 제1 결합 개구(102)의 내부에 가이드 리브가 형성되고, 유로조절부재(300)의 외면에 가이드 홈이 형성될 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 식별자(320)는 링 형태로 유로조절부재(300)의 원주 전체에 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서 유로조절부재(300)는 어떠한 방향으로 본체(100)에 삽입되더라도 연결 단자(154)가 식별자(320)를 검지할 수 있다.

유속 센서(152)는 피토 튜브(pitot tube)로서 제1 튜브(152a) 및 제2 튜브(152b)를 포함할 수 있다. 제1 튜브(152a)는 본체(100)의 내부의 압력을 측정하고, 제2 튜브(152b)는 본체(100)의 외부의 압력을 측정할 수 있다. 유속 센서(152)는 제1 튜브(152a) 및 제2 튜브(152b)의 검출 값을 연산함으로써, 사용자가 흡기 또는 호기하여 본체(100)의 내부에 발생하는 공기의 속도를 측정할 수 있다.

도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 인스파이로미터(10)의 구성 블록도이다.

일 실시예에 따르면, 인스파이로미터(10)의 본체(100)는 프로세서(110), 메모리(120), 표시장치(130), 센서모듈(150), 배터리(160) 및 통신모듈(170)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서는, 프로세서(110), 이 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나 다른 구성요소가 추가될 수 있다.

프로세서(110)는 예를 들어, 소프트웨어를 구동하여 프로세서(110)에 연결된 인스파이로미터(10)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 다른 구성요소(예: 센서모듈(150) 또는 통신모듈(170))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(120)(예: 휘발성 메모리)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터에 저장(예: 비휘발성 메모리)할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 메인 프로세서를 포함하고 이와 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.

이런 경우, 보조 프로세서는, 예를 들면, 메인 프로세서가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서를 대신하여, 예를 들어 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 센서모듈(150))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다.

메모리(120)는, 인스파이로미터(10)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(110) 또는 센서모듈(150))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(120)는, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

표시장치(130)는 인스파이로미터(10)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, LED 인디케이터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시장치(130)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.

입력장치(140)는 전원 스위치 및 터치 센서를 포함할 수 있다. 전원 스위치는 인스파이로미터(10)의 전원을 키고 끄는 기능을 가질 수 있다. 터치 센서는 표시장치(130)에 임베이드 되거나, 본체(100)의 하우징에 일부 구현되고, 사용자가 인스파이로미터(10)를 조작하기 위한 입력을 검지할 수 있다.인스파이로미터(10)는 그 밖의 다양한 종류의 입력장치를 포함할 수 있다.

센서모듈(150)은 모션센서(151), 유속 센서(152) 및 유로조절부재 감지센서(153)를 포함할 수 있다.

모션센서(151)는 인스파이로미터(10)의 자세와 움직임을 감지할 수 있다. 모션센서(151)는 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

유속 센서(152)는 인스파이로미터(10) 또는 본체(100)의 공기 통로를 지나는 공기의 속도뿐만 아니라 풍량, 세기, 방향, 및 공기 통로의 압력, 중 적어도 하나를 더 검지하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 유속 센서(152)는 피토 튜브(pitot tube)를 포함하는 유속 센서를 포함할 수 있고 도 2 내지 4에서 도시된 예에서는 유속 센서(152)가 피토 센서인 경우를 예시한다. 유속 센서(152)는 외부의 기압과 본체(100)의 공기 채널의 기압을 측정하고, 측정한 외부의 기압과 본체(100)의 공기 채널의 기압의 비교를 통해 사용자가 인스파이로미터(10)를 통한 호기와 흡기의 속도를 측정할 수 있다.

유로조절부재 감지센서(153)는 본체(100)에 결합되는 유로조절부재(300)의 종류를 감지할 수 있다. 유로조절부재 감지센서(153)는 연결 단자(154)와 연결될 수 있다. 연결 단자(154)는 유로조절부재(300)와 접하는 부재로서 유로조절부재(300)에 포함된 식별자와 전기적으로 연결될 수 있다. 유로조절부재 감지센서(153)는 연결 단자(154)를 통해 연결된 유로조절부재(300)의 식별자를 인식함으로써 유로조절부재(300)의 종류를 확인할 수 있다.

예를 들어, 유로조절부재(300)에 포함된 식별자는 풀업 또는 풀다운 저항을 포함할 수 있다. 유로조절부재 감지센서(153)는 유로조절부재(300)에 포함된 저항값을 감지할 수 있고, 저항값을 통해 유로조절부재(300)의 종류를 탐색할 수 있다.

배터리(160)는 인스파이로미터(10)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(160)는 전력관리 모듈과 더 연결될 수 있다. 전력관리 모듈은 인스파이로미터(10)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.

통신모듈(170)은 인스파이로미터(10)와 외부 전자 장치(예: 사용자 단말(20) 또는 서버(30))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신모듈(170)은 프로세서(110)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신모듈(170)은 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신모듈(170)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.

인스파이로미터(10)는 사용자 단말(20)과 통신 연결을 통해 사용자의 폐활량 등의 측정된 데이터(수행 횟수, 속도)가 사용자 단말(20) 또는 서버(30)로 전송되어, 측정된 데이터에 기반한 훈련 프로그램이 결정되거나, 의료진이 확인하게 할 수 있다.

일 실시예에 있어서 인스파이로미터(10)는 햅틱 모듈을 더 포함할 수 있다. 햅틱 모듈은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 네트워크(11)를 통해서 인스파이로미터(10)와 사용자 단말(20)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인스파이로미터(10)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 인스파이로미터(10)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치(예: 사용자 단말(20))에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 인스파이로미터(10)로 전달할 수 있다. 인스파이로미터(10)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 이와 같은 명령 또는 데이터는 사용자 단말(20)이 주체가 되어 수행할 수 있음이 자명하다.

도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 인스파이로미터(10)가 동작하는 프로세스(600)를 도시하는 흐름도이다. 예컨대, 예시적인 프로세스(600)는 도 1의 인스파이로미터(10), 사용자 단말(20) 및 서버(30) 중 적어도 하나와 같은 컴퓨팅 장치에 의해 프로그램이 실행되어 수행될 수 있다. 도 6에 도시된 프로세스(600)는 도 6에 도시된 블록(610, 620, 630 및/또는 640)에 의하여 예시된 바와 같은 하나 이상의 동작, 기능 또는 작용을 포함할 수 있다. 한편, 도 6에 예시된 개략적인 동작들은 예시로서만 제공되고, 개시된 실시예의 본질에서 벗어나지 않으면서, 동작들 중 일부가 선택적일 수 있거나, 더 적은 동작으로 조합될 수 있거나, 추가적인 동작으로 확장될 수 있다.

프로세스(600)는 인스파이로미터(10)가 슬립 모드에서 작동 중일 때 사용자가 인스파이로미터(10)를 기상(wake)시키고 호기 및 흡기 훈련 프로그램을 진행하는 일련의 시나리오를 예시한다.

예를 들어 도 6을 참조하면, 프로세스(600)는 인스파이로미터(10)가 슬립모드로 동작 중에, 모션센서(151)의 특정 검출값에 응답하여 기상 모드로 작동하는 610 단계에서 시작할 수 있다.

슬립 모드란 인스파이로미터(10)에 포함된 프로세서(110) 중에서 메인 프로세서가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서를 대신하여, 예를 들어 모션센서(151) 또는 모션센서(151)와 연결된 보조 프로세서가 작동 중인 상태일 수 있다. 슬립 모드에서는 인스파이로미터(10)는 저전력으로 작동할 수 있다.

슬립 모드는 인스파이로미터(10)에 대한 어떠한 입력이나 움직임이 없이 일정 시간(예를 들어, 1분)이 지나는 경우 인스파이로미터(10)는 슬립 모드로 작동하도록 구성될 수 있다. 슬립 모드에 들어가는 일정 시간은 사용자에 의하여 설정될 수 있다.

모션센서(151)는 인스파이로미터(10)가 정지 상태에서 사용자에게 파지되는 경우를 감지하고, 인스파이로미터(10)를 슬립 모드에서 기상 모드로 작동시킬 수 있다.

모션센서(151)는 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

다음으로, 프로세스(600)는 유로조절부재 감지센서(153)로부터 수신된 검출 값에 기반하여 인스파이로미터(10)에 조립된 유로조절부재(300)의 종류를 확인하는 620 단계로 이어질 수 있다. 인스파이로미터(10)에는 종류에 따라 다른 크기의 공기저항 개구(AR)를 가지는 유로조절부재(300)가 조립될 수 있다.유로조절부재(300)의 교체를 통해 공기저항 개구(AR)의 크기를 조절하여, 사용자가 다양한 저항의 흡기 및 호기를 수행하게 할 수 있다.

유로조절부재 감지센서(153)는 유로조절부재(300)에 포함된 식별자(320)를 감지할 수 있다. 예를 들어, 식별자(320)는 다양한 값을 가지는 저항 소자(또는 풀업/풀다운 저항)을 포함할 수 있다. 식별자(320)가 가지는 저항 값이 검출되고, 저항 값에 대응하는 유로조절부재(300)의 종류가 확인될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 인스파이로미터(10)는 확인된 유로조절부재(300)의 종류가, 현재 사용자의 훈련 프로그램의 진도 또는 직전에 실시된 훈련 프로그램에 기반하여 지정된 유로조절부재(300)가 조립된 것인지 판단할 수 있다. 만약 조립된 유로조절부재(300)가 적절하지 않은 유로조절부재(300)로 판단되는 않는 경우, 출력 장치 예를 들어 표시장치(130)를 통해 이러한 사실을 출력하여 사용자가 인지하게 할 수 있다.

다음으로 프로세스(600)는 인스파이로미터(10)가 통신모듈(170)을 통해, 사용자 단말(20) 네트워크 연결이 가능한지 확인하는 630 단계로 이어질 수 있다. 일 실시예에서, 프로세스(600)는 인스파이로미터(10)가 사용자 단말(20)과 연결된 상태인지 또는 서버(30)와 직접 연결될 수 있는지도 확인할 수 있다. 인스파이로미터(10)가 서버(30)와 직접 연결되는 경우, 이후 설명되는 인스파이로미터(10)와 사용자 단말(20)과의 정보 및 데이터, 명령의 송수신은 인스파이로미터(10)와 서버(30) 사이에서 수행되는 것으로 이해하여도 좋다.

630 단계에서 인스파이로미터(10)가 사용자 단말(20)과 네트워크 연결되지 않은 경우, 확인된 유로조절부재(300)에 기반하여 인스파이로미터(10)에 설치된 표시장치(130)에 훈련 프로그램을 제공하는 640 단계로 이어질 수 있다.

또한, 630 단계에서 인스파이로미터(10)가 사용자 단말(20)과 네트워크 연결된 경우, 확인된 유로조절부재(300)에 기반하여 사용자 단말(20)의 디스플레이(21)를 통해 훈련 프로그램을 제공하는 650 단계로 이어질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 사용자 단말(20)의 디스플레이(21)를 통해 훈련 프로그램을 제공하는 경우, 인스파이로미터(10)의 표시장치(130)는 보조 화면, 보조 인디케이터를 출력하는 보조 출력 장치로 기능할 수도 있다.

도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따라 사용자 단말(20)의 디스플레이(21)에 훈련 프로그램을 제공하는 일 예를 도시한다.

도 7을 참조하면, 사용자 단말(20)은 디스플레이(21)를 포함할 수 있고, 디스플레이(21)에 사용자로 하여금 인스파이로미터(10)를 이용하여 호기 또는 흡기하게 하는 훈련 프로그램을 제공할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이(21)에는 종래의 인스파이로미터로서 마우스피스가 연결되는 튜브, 나란히 연결된 세개의 원통형 챔버, 및 챔버 안에 포함된 구(ball) 또는 피스톤이 표시될 수 있다. 사용자가 인스파이로미터(10)를 통해 공기를 내뿜으면, 유속 센서(152)가 이를 공기의 속도를 감지하고, 감지된 결과에 따라 연산되는 공기의 양이 디스플레이(21)에 표시된 챔버 및 구의 이동을 통해 시각적으로 표시될 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이(21)에는 훈련 프로그램에 따라 사용자가 목표해야할 호기의 양이 챔버에 표시될 수 있다. 훈련 프로그램은 사용자의 상태 및 인스파이로미터(10)에 연결된 유로조절부재(300)의 종류에 따른 공기저항 개구(AR)의 크기에 따라 다양한 프로그램 및 진도가 선택될 수 있다.

도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 사용자 사용자 단말(20)의 디스플레이(21)에 역동적인 훈련 프로그램을 제공하는 일 예를 도시한다.

도 8을 참조하면, 사용자 단말(20)은 디스플레이(21)를 포함할 수 있고, 디스플레이(21)에 사용자로 하여금 인스파이로미터(10)를 이용하여 호기 또는 흡기하게 하는 게임과 같은 역동적인 훈련 프로그램을 제공할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이(21)는 제1 내지 4 사분면(801-804)으로 구분될 수 있고, 각 사분면에 사용자로 하여금 인스파이로미터(10)의 본체(100)의 자세를 달리하고, 유속의 세기 및 양을 달리하게 유도하는 객체(810, 820)가 표시될 수 있다.

객체(810, 820)는 물리쳐야 할 몬스터 이미지일 수 있고, 사용자에게 유도하는 유속의 세기로서 숫자 및, 공기의 양으로서 에너지 바(bar)가 표시될 수 있다.

도시된 예에서, 제1 객체(810)는 5의 세기 이상의 공기를 내뿜어야 물리칠 수 있는 것이며, 사용자는 자신이 내뿜는 공기의 세기를, 보조 디스플레이로서 인스파이로미터(10)에 포함된 표시장치(130)를 통해 확인할 수 있다. 도시된 예에서 인스파이로미터(10)의 표시장치(130)에는 공기의 세기(또는 속도)를 나타내는 수직 배열된 8칸의 객체(811)가 표시될 수 있는데, 8칸 중에서 4칸만 점등되고 이는 4의 세기를 의미할 수 있다. 따라서 사용자는 제1 객체(810)의 몬스터를 물리치기 위해서는 더 세게 공기를 내뿜어야 한다.

제2 객체(820)는 2의 세기 이상의 공기를 내뿜어야 물리칠 수 있는 것이며, 도시된 예에서 사용자는 8의 세기로 공기를 내뿜기 때문에 제2 객체(820)의 몬스터를 물리칠 수 있다.

사용자는 객체(810, 820)가 표시된 디스플레이 상의 위치에 따라 인스파이로미터(10)의 자세(방향 및 높이)를 조절하여 공기를 내뿜도록 유도될 수 있다.

사용자가 사용하는 인스파이로미터(10)의 자세와, 흡기 또는 호기의 세기 및 풍량은 인스파이로미터(10)에 포함된 모션센서(151) 및 유속센서(152)의 검지값에 식별될 수 있다. 인스파이로미터(10)는 모션센서(151) 및 유속센서(152)의 검지값을 무선 네트워크를 통해 사용자 단말(20)에 전송할 수 있다. 사용자 단말(20)은 수신한 모션센서(151) 및 유속센서(152)의 검지값에 기반하여 인스파이로미터(10)의 자세와 공기의 세기 및 양을 연산하고 이에 기반하여 디스플레이(21)에 표시된 객체(810, 820)에 대한 상호작용을 수행할 수 있다.

즉, 본 개시의 다양한 실시예에 따르면 인스파이로미터(10)와 연결된 사용자 단말(20)을 통해 제공되는 훈련 프로그램은 모션센서(151) 및 유속 센서(152)의 검지 값에 기반하여 상기 하나 이상의 객체에 대한 변화를 야기하게 하도록 구성될 수 있다.

이러한 실시예는 특히 소아 환자의 경우에 보호자가 같이 훈련 프로그램의 진행 정도를 볼 수 있도록 하여 격려를 할 수 있고, 게임과 같은 훈련 프로그램의 제공은 환자가 폐활량 훈련 등을 지속적으로 진행할 수 있는 강한 동기부여가 된다.

본 개시의 다양한 실시예에 따른 휴대용 인스파이로미터(10)는, 길이방향으로 연장된 환형을 가지고, 표시장치(130)를 포함하는 본체(100); 상기 본체(100)의 일 단에 교체가능하게 연결되는 마우스피스(200); 및 상기 본체(100) 및 마우스피스(200) 사이에서 상기 본체(100) 및 마우스피스(200)에 양 단부의 적어도 일부가 삽입되며 교체가능하게 연결되고, 상기 본체(100)에 삽입되는 단부에 설치되는 식별자(320)를 포함하는, 유로조절부재(300)를 포함하고, 상기 마우스피스(200)를 통한 사용자의 호기 및 흡기로 인한 공기가 유로조절부재(300) 및 본체(100)의 내부에서 유동하고, 상기 본체(100)는: 적어도 하나의 프로세서(110); 표시장치(130); 상기 유로조절부재(300)가 상기 본체(100)에 삽입되었을 때, 상기 식별자(320)에 접하도록 위치하는 연결 단자(154); 및 상기 본체(100) 내부의 공기의 속도를 측정하고, 상기 프로세서(110)와 작동적으로 연결된 유속 센서(152)를 포함하고, 상기 프로세서(110)는 상기 연결 단자(154)를 통해 상기 식별자(320)를 인식하여 상기 유로조절부재(300)가 가진 공기저항 개구(AR)의 크기를 식별하고, 상기 식별된 공기저항 개구(AR)의 크기에 기반하여 상기 표시장치(130)에 훈련 프로그램을 제공하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 있어서, 상기 본체(100)는 제2 내경(IR2)의 제1 결합 개구(102)를 포함하고, 상기 제1 결합 개구(102)의 단부에서 상기 제2 내경(IR2)보다 큰 제1 내경(IR1)을 포함하는 제1 단차부(101)를 포함할 수 있다.

상기 유로조절부재(300)는 상기 제1 결합 개구(102)에 끼워지도록 구성된 일 단부, 상기 마우스피스(200)에 끼워지도록 구성된 타 단부, 및 상기 제1 단차부(101)의 제1 내경(IR1) 부분에 끼워지고 상기 유로조절부재(300)의 상기 일단 부 및 타 단부의 중심에 형성된 플랜지(310)를 포함할 수 있다.

상기 마우스피스(200)는 상기 유로조절부재(300)의 상기 타 단부가 끼워지는 제2 내경(IR2)의 제2 결합개구(202), 및 상기 유로조절부재(300)의 상기 플랜지(310)와 함께 상기 제1 내경(IR1)의 상기 제1 단차부(101)에 끼워지도록 구성된 제2 단차부(201)를 포함할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 있어서, 상기 마우스피스(200)에서 상기 제1 단차부(101)에 삽입되는 상기 제2 단차부(201)의 폭(d1) 및 상기 플랜지(310)의 폭(d2)의 길이 합은, 상기 본체(100)에서 상기 마우스피스(200) 및 유로조절부재(300)가 삽입되는 상기 제1 단차부(101)의 부분의 폭(d3)의 길이와 같은 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 있어서, 휴대용 인스파이로미터(10)는 상기 프로세서(110)와 작동적으로 연결된 모션센서(151)를 더 포함하고, 상기 프로세서(110)는 상기 모션센서(151)의 검지 값에 의해, 일정 시간 이상 움직임이 없는 경우 슬립 모드로 작동하고, 슬립 모드로 작동 중에 일정 수준 이상의 움직임이 감지되면 기상 모드로 작동하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 있어서,상기 본체(100)는 상기 프로세서(110)와 작동적으로 연결된 통신모듈(170)을 더 포함할 수 있고, 상기 프로세서(110)는 상기 통신모듈(170)을 통해 사용자 단말(20)과 연결되고, 상기 사용자 단말(20)을 통해 상기 훈련 프로그램을 제공하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 있어서,상기 본체(100)는 상기 프로세서(110)와 작동적으로 연결되는 모션센서(151)를 포함하고, 상기 사용자 단말(20)에서 제공되는 훈련 프로그램은: 사용자로 하여금 상기 본체(100)의 자세 및 유속의 세기를 달리하게 유도하는 하나 이상의 객체를 표시하고, 및 상기 인스파이로미터(10)로부터 수신된 상기 모션센서(151) 및 상기 유속 센서(152)의 검지 값에 기반하여 상기 하나 이상의 객체에 대한 변화를 야기하게 하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 있어서, 상기 유속 센서(152)는 상기 본체(100)의 내부에 연결된 제1 튜브(152a) 및 상기 본체(100)의 외부에 연결된 제2 튜브(152b)를 포함하는 피토 튜브 센서를 포함할 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램들은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램들은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 하나 이상의 프로그램들(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 광학 저장 장치(예: 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs)), 마그네틱 카세트(magnetic cassette), 또는 이들의 조합으로 구성된 메모리 내에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크 상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 전자 장치의 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 상기 구성 요소에 대한 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 청구의 범위뿐만 아니라 이 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10 : 인스파이로미터 100 : 본체
11 : 네트워크 20 : 사용자 단말
200 : 마우스피스 30 : 서버
300 : 유로조절부재

Claims (7)

1. 길이방향으로 연장된 환형을 가지고, 표시장치를 포함하는 본체;
   상기 본체의 일 단에 교체가능하게 연결되는 마우스피스; 및
   상기 본체 및 마우스피스 사이에서 상기 본체 및 마우스피스에 양 단부의 적어도 일부가 삽입되며 교체가능하게 연결되고, 상기 본체에 삽입되는 단부에 설치된 식별자를 포함하는, 유로조절부재를 포함하고,
   상기 마우스피스를 통한 사용자의 호기 및 흡기로 인한 공기가 유로조절부재 및 본체의 내부에서 유동하고,
   상기 본체는:
   적어도 하나의 프로세서;
   표시장치;
   상기 유로조절부재가 상기 본체에 삽입되었을 때, 상기 식별자에 접하도록 위치하는 연결 단자; 및
   상기 본체 내부의 공기의 속도를 측정하고, 상기 프로세서와 작동적으로 연결된 유속 센서를 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 연결 단자를 통해 상기 식별자를 인식하여 상기 유로조절부재가 가진 공기저항 개구의 크기를 식별하고, 상기 식별된 공기저항 개구의 크기에 기반하여 상기 표시장치에 훈련 프로그램을 제공하도록 구성되는,
   상기 본체는 제2 내경의 제1 결합 개구를 포함하고, 상기 제1 결합 개구의 단부에서 상기 제2 내경보다 큰 제1 내경을 포함하는 제1 단차부를 포함하고,
   상기 유로조절부재는 상기 제1 결합 개구에 끼워지도록 구성된 일 단부, 상기 마우스피스에 끼워지도록 구성된 타 단부, 및 상기 제1 단차부의 제1 내경 부분에 끼워지고 상기 유로조절부재의 상기 일단 부 및 타 단부의 중심에 형성된 플랜지를 포함하고,
   상기 마우스피스는 상기 유로조절부재의 상기 타 단부가 끼워지는 제2 내경의 제2 결합개구, 및 상기 유로조절부재의 상기 플랜지와 함께 상기 제1 내경의 상기 제1 단차부에 끼워지도록 구성된 제2 단차부를 포함하는 것인,
   휴대용 인스파이로미터.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 마우스피스에서 상기 제1 단차부에 삽입되는 상기 제2 단차부의 폭(d1) 및 상기 플랜지의 폭(d2)의 길이 합은, 상기 본체에서 상기 마우스피스 및 유로조절부재가 삽입되는 상기 제1 단차부의 부분의 폭(d3)의 길이와 같은 것인,
   휴대용 인스파이로미터.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 프로세서와 작동적으로 연결된 모션센서를 더 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 모션센서의 검지 값에 의해, 일정 시간 이상 움직임이 없는 경우 슬립 모드로 작동하고, 슬립 모드로 작동 중에 일정 수준 이상의 움직임이 감지되면 기상 모드로 작동하도록 구성되는,
   휴대용 인스파이로미터.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 본체는 상기 프로세서와 작동적으로 연결된 통신모듈을 더 포함하고,
   상기 프로세서는 상기 통신모듈을 통해 사용자 단말과 연결되고,
   상기 사용자 단말을 통해 상기 훈련 프로그램을 제공하도록 구성되는,
   휴대용 인스파이로미터.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 본체는 상기 프로세서와 작동적으로 연결되는 모션센서를 포함하고,
   상기 사용자 단말에서 제공되는 훈련 프로그램은:
   사용자로 하여금 상기 본체의 자세 및 유속의 세기를 달리하게 유도하는 하나 이상의 객체를 표시하고, 및
   상기 인스파이로미터로부터 수신된 상기 모션센서 및 상기 유속 센서의 검지 값에 기반하여 상기 하나 이상의 객체에 대한 변화를 야기하게 하도록 구성되는,
   휴대용 인스파이로미터.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 유속 센서는 상기 본체의 내부에 연결된 제1 튜브 및 상기 본체의 외부에 연결된 제2 튜브를 포함하는 피토 튜브 센서를 포함하는 것인,
   휴대용 인스파이로미터.
   
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