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KR20230035064A - 환기 디바이스, 상기 디바이스를 포함하는 시스템 및 그 용도 - Google Patents

환기 디바이스, 상기 디바이스를 포함하는 시스템 및 그 용도 Download PDF

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KR20230035064A
KR20230035064A KR1020237003627A KR20237003627A KR20230035064A KR 20230035064 A KR20230035064 A KR 20230035064A KR 1020237003627 A KR1020237003627 A KR 1020237003627A KR 20237003627 A KR20237003627 A KR 20237003627A KR 20230035064 A KR20230035064 A KR 20230035064A
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virtual reality
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KR1020237003627A
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프레드릭 베네통
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빈센트 모리스
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바티스메드
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Abstract

본 발명은 피험자를 환기시키기 위한 디바이스 및 상기 디바이스를 포함하는 시스템, 특히 가상 현실 시스템에 관한 것이다. 또한 컴퓨터 매체에 부착된 가상 현실 콘텐츠뿐만 아니라 상기 디바이스 또는 시스템을 포함하는 키트에 관한 것이다. 또한 본 발명은 특히 의료, 웰빙 및 게임 분야에서 상기 디바이스, 시스템 및 키트로 만들어질 수 있는 응용에 관한 것이다.

Description

환기 디바이스, 상기 디바이스를 포함하는 시스템 및 그 용도
본 출원은 피험자를 환기시키기 위한 디바이스 및 상기 디바이스를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 또한, 컴퓨터 매체에 부착된 가상 현실 콘텐츠뿐만 아니라 상기 디바이스 또는 시스템을 포함하는 키트에 관한 것이다. 본 발명자들은 또한 특히 의료, 웰빙 및 게임 분야에서 상기 디바이스, 시스템 및 키트의 가능한 응용을 설명한다.
본 발명은 일반적으로 피험자를 감각 자극을 수용하는 상태로 만드는 데 사용된다. 그것은 특히 치료 환경에서 그것을 사용하는 피험자를 심장 일관성 상태로 두는 데 유리하게 사용된다.
피험자가 인지한 "지각된 스트레스" 수준은 피험자가 인지한 "지각된 제약"과 "지각된 자원" 사이의 불균형의 결과이다(Cohen S et al.(1983, 2007). 상기 수준은 해당 피험자가 불안-우울증 병리(anxio-depressive pathology)를 발달시킬 수 있는 높은 위험과 관련이 있다.
외상 후 스트레스 장애(PTSD)는 고대부터 알려졌지만 그 심리적 징후는 베트남 전쟁 이후에 본격적으로 고려되기 시작했다. "베트남 후(後)증후군(Post-Vietnam Syndrome)"으로 인해 PTSD가 정신 장애 진단 및 통계 편람 (DSM: Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders)에 포함되었다. 1992년부터 국제질병분류(ICD: International Classification of Diseases)에서 국제적 수준으로 인정받고 있다. 현재는 전쟁 후유증뿐만 아니라 최근 수십 년간 반복되고 있는 재난, 사고, 폭행, 테러 공격에 따른 장애에도 적용 가능하다(Shalev A et al.). PTSD는 "폭력적인", "대개 갑작스러운", "예기치 않은" 및 "예외적인" 사건과 맞닥뜨린 이후에 발생한다. 상기 장애는 다음 네가지 증상 유형의 특징을 가진다. i) 과도한 교감 신경 방전을 수반하는 반복 증후군(플래시백), ii) 회피 행동(Wachen JS et al.), iii) 교감신경-미주신경 균형(sympatho-vagal balance)의 과잉 활동으로 인한 과잉 경계(hypervigilance)(Stephenson et al.), 및 iv) "인지 및 정서적 기능 장애"라는 용어로도 식별되는 인지 및 행동 장애(WachenJS et al.). PTSD를 가진 피험자는 특히 감정 조절(자기 연민, 반추 죄책감(rumination guilt), 분노 등의 문제)과 관련하여 뇌 기능의 진정한 재구성을 나타낸다. 이 메커니즘은 자율신경 시스템에 미치는 영향을 반영하는 심박수의 변동을 기록함으로써 간접적으로 관찰할 수 있다. PTSD의 예후는 일반적으로 양호하다(1개월에 50%, 3개월에 30%). 그러나 20%의 경우 승인된 치료에도 불구하고 만성화될 수 있다.
"번-아웃(Burn-Out)"은 업무 환경의 스트레스와 관련된 상태이다. 원래 간병 직업 범주(사회복지사, 의료 종사자 등)와 연관되었지만, 현재는 모든 유형의 직업에 영향을 미치는 것으로 인식된다. 직장 탈진 증후군(workplace exhaustion syndrome)에 대한 최초의 연구는 1974년 정신과 의사이자 심리 치료사인 Herbert Freudenberger에 의해 이루어졌다. 그러나 번 아웃의 개념은 이미 1959년 프랑스인 Claude Veil에 의해 공식화되었다. 상기 장애는 업무 관련 스트레스에 지속적이고 장기간 노출되면 발생한다. 더 일반적으로는 높은 수준의 정신적, 감정적 및 정서적 요구, 책임 있는 직책 또는 목표 달성이 어렵거나 불가능한 상황과 관련이 있다. 업무에 대한 헌신도가 높은 개인은 특히 위험하다. 번 아웃 초기에 과민성, 기력 상실, 분노, 긴장 상태를 직면할 수 없는 것과 같은 행동 증상이 유발되면 장애가 악화되기 쉬우며, 심각한 심리 사회적 위험을 동반한다(Khirreddine I et al.). 이러한 연구 결과를 바탕으로 Haute Autorite de Sante(HAS)는 2017년 3월 산업보건의(occupational doctors) 및 일반 의사를 대상으로 번-아웃의 정의 및 모범 사례 권장 사항을 제안하는 보고서를 발표했다(Repιrage and prise en charge cliniques du syndrome d'epuisement professionnel ou burnout. aute Autorite de Sante; 2017 March). 이에 따라 표준화된 평가[예를 들어 "Maslach Burnout Inventory"(MBI) 참조]를 통해 의료 전문가들 사이에서 상기 증후군이 빈번하게 발견되었다(Moukarzel et al.).
부주의, 불면증, 초조함 및 동기 부족이 주로 나타나며, 일부 개인은 다양한 유형의 통증(지속적인 감기 증상, 복통 등)을 경험한다. 심리적 수준에서 이는 자존감 상실, 슬픔 및 불안 상태를 유발할 수 있다. 번 아웃은 다음의 4단계로 식별할 수 있다. 1) 스트레스의 징후인 경고 단계; 2) 신진대사가 스트레스 감각에 적응하는 저항 단계(신체는 더 저항력이 커짐); 3) 경고 단계의 특징적인 스트레스 반응이 다시 나타나, 그 반응을 돌이킬 수 없는 만성적 스트레스의 파열 단계; 및 4) 심리적 방어력의 상실과 지속적인 불안으로 나타나는 탈진 단계.
다이빙 연습은 건강한 다이버 및 질병이 있는 많은 다이버들 모두에게서 전반적인 상태에 이점이 있는 것이 증명되었다. Kent et al. (1994)의 "감압 사고에 관한 연구의 대조군에서 웰빙과 스트레스 수준의 개선(Improvement in well-being and stress levels in the control group of a study on decompression accidents)"에 따르면 "건강한" 다이버와 "아픈" 다이버,예를 들어 우울증, 외상 후 스트레스 장애("PTSD"), "번 아웃" 또는 과잉 행동을 동반하거나 동반하지 않는 주의력 결핍 장애(ADHD)를 앓고 있는 다이버는 스트레스에 저항하고 불안을 관리하는 능력 및/또는 수면의 질이 향상되었다고 한다. 쥐를 대상으로 수행된 실험적 연구에서, 마취 수심(narcotic depths)에서 진행된 반복적인 노출이 쥐의 지속적인 신경 화학적 변형(도파민 기능, 글루타메이트/GABA 비율 조절)을 나타내는 양상을 보였다(Lavoute C et al.,2005 and Lavoute C et al., 2012).
첫째, 본 발명자들은 1주일 동안 매일 다이빙 연습을 하는 것이 스트레스를 받는 활동 대상자들의 스트레스 수준(인지된 스트레스), 기분과 웰빙이 개선된다는 것을 입증했다. 이 효과는 한 달 동안 유지된다(Beneton F. et al.). 상기의 이점은 유사한 연습 조건에서 다른 신체 활동을 실행하여 관찰되는 이점보다 크다. 다이빙의 독특한 효과의 작용 기전은 깊고 규칙적인 호흡(이완/소프롤로지(sophrology); 마음챙김 명상(mindful meditation)), 신체 고정 강화 및 매 순간에 대한 인식(마음챙김 명상)을 통해 더 나은 감정 조절을 암시할 수 있다. 이러한 행동과 관련하여 다이빙 연습은 마음 챙김 명상 훈련과 유사하며, 이러한 행동은 일반적으로 감정 경로(Hariri A.R. et al.) 및 스트레스(Greeson J.M. et al.)의 더 나은 조절과 관련이 있으며 부교감 신경(미주 신경)계의 강화를 통해 자율 신경계(ANS)의 조절 개선을 포함한다(Greeson J.M. et al.).
두 번째로, 본 발명자들은 외상 후 스트레스 장애를 앓고 있는 피험자에게 소프롤로지/마음챙김 명상 운동을 포함하는 비마취성 다이빙(non-narcotic diving)의 상당한 이점을 보고할 수 있었다. BATHYSMED 프로토콜이라고 하는 이 특정 다이빙 프로토콜은 본 명세서의 실험 부분에 설명되어 있다. 이 연구에는 파리 테러 공격의 피해자(DIVHOPE 연구)와 이들과 같은 장애를 앓고 있는 군인(COGNIDIVE 연구)이 포함되었다. 이러한 각각의 연구에서 외상 후 스트레스 수준은 대조군과 비교하여 상당히 감소했다.
본 발명자들은 또한 MBI 평가에서 높은 수준의 번 아웃 위험을 나타내는 응급실 직원들을 대상으로 상기의 BATHYSMED 다이빙 프로토콜의 이점에 대한 연구를 수행하고 있다.
선행 기술은 호흡 훈련과 호흡 근육 훈련을 모두 허용하는 소프트웨어 프로그램에 의해 제어되는 장치(특허 US 9,452,317 참조), 게임과 호흡 요법을 결합한 호흡 장치(특허 출원 US2019/134460 참조), 조작자가 입력한 의학적 상태에 대해 적절한 횡격막 호흡 기술로 사용자를 교육할 수 있는 시스템(특허 출원 WO2020/028637 참조) 또는 인쇄회로기판과 데이터 전송기가 구비된 박스, 폐 흐름과 연결된 튜브 내부의 압력을 측정할 수 있는(호기 또는 흡기 동안) 기도용 튜브 및 상기 튜브와 연통하는 한 쌍의 압력 센서, 게임에서 사용되는 수집된 데이터를 포함하는 호흡 치료 기구(특허 출원 US2016/0287139 참조)를 설명한다. 그러나 현재 다이빙 및/또는 마음챙김 명상을 통해 얻은 치료적 이점을 복제하거나 이상적으로 개선할 수 있는 장치는 없으며, 다이빙 및/또는 마음챙김 명상을 통해 얻은 치료적 이점은, 예를 들어 수중 환경 외부에서 일반적으로 사용자의 심장 일관성 상태(state of heart coherence)를 달성하고/하거나 심박변이도(heart rate variability)를 증가시킬 수 있다는 것이다.
본 발명은 특히 피험자의 환기 디바이스(A)에 관한 것으로, 상기 디바이스는 구강 또는 구비강 엔드피스(a) 또는 구강안면 마스크(a) 및 0 내지 10 mbar 저항 사이의 흡기 압력 및 1 내지 12 mbar 저항 사이의 호기 압력을 생성하도록 유리하게 구성된 적어도 하나의 밸브(b)를 포함하고, 바람직하게는 2개의 개별 밸브, 즉 0 내지 10 mbar 저항 사이의 흡기 압력을 발생시키도록 구성된 흡기 밸브(b'), 및 1 내지 12 mbar의 저항 사이의 호기 압력을 발생시키도록 구성된 호기 밸브(c)를 포함한다. 따라서 밸브(b) 또는 밸브(b') 및 (c)의 구성은 피험자 상에 흡기 노력보다 더 큰 호기 노력을 가하도록 한다. 상기에 표시된 압력 값은 명세서 전체에 걸쳐 절대값으로 표현된다: 흡기 동안 밸브에 가해지는 압력은 음수이고, 호기 동안의 압력은 양수임이 당업자에 의해 이해될 것이다. 바람직한 실시예에서, 환기 디바이스(A)는 데이터를 획득하기 위한 적어도 하나의 센서(d), 예를 들어 압력 센서 및/또는 유량 센서를 더 포함한다. 그것은 또한 피험자의 적어도 하나의, 바람직하게는 호흡수, 호흡량, 호기 캡니아(capnia)(호기된 CO2의 양), 심장의 빈도(또는 심박수), 심장 일관성, 교감신경-미주신경 균형 및 기관의 전기적 활동으로부터 선택되는 생리학적 파라미터를 검출 및 측정하기 위한 하나 이상의 센서(d)를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 시스템 (X)에 관한 것으로서, 환기 디바이스(A) 및 상기 디바이스(A), 일반적으로 디바이스(A)의 센서(d)에 의해 획득되는 데이터를 수신, 저장, 처리 및/또는 전송하기 위한 디바이스(Z)를 포함한다.
또한, 본 발명은 특정 시스템(X), 소위 “가상 현실 시스템(Y)”에 관한 것으로, 본 발명에 따른 환기 디바이스(A) 및 바람직하게는 디바이스(Z)(즉, 시스템(X)), 및 가상 현실 콘텐츠를 관찰하기 위한 도구(B) 및/또는 가상 현실 콘텐츠를 청취하기 위한 오디오 모듈(D)을 포함한다. 가상 현실 콘텐츠를 관찰하기 위한 도구(B)는 일반적으로 스크린과 렌즈를 포함한다. 유리하게는, 상기 도구(B)는 통합 운영 시스템을 포함하거나 가상 현실 콘텐츠(C)를 재생하기 위한 도구에 연결된다.
본 발명에 따른 디바이스(A), 시스템(X) 또는 시스템(Y)은 바람직하게는 오디오 모듈(D)을 포함한다. 특정 실시예에서, 오디오 모듈(D)은 오디오 파일 판독기(f) 및/또는 메모리 카드(g)를 포함한다.
상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y)은 또한 액체 또는 가스에 의해 피험자의 두피의 전부 또는 일부의 온도를 조절하기 위한 수단(H) 및/또는 상기 피험자의 두피의 전부 또는 일부에 걸쳐 전기 충격을 전달/생성하기 위한 수단(I)을 더 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 시스템(Y)의 오디오 모듈(D)은 오디오 파일 판독기(f) 및 메모리 카드(g)를 포함하고; 시스템(A)은 신호를 전달하는 압력 및/또는 유량 센서(d)를 포함하고; 디바이스(Z)는 프로세서 또는 마이크로컨트롤러(e)를 포함하되, 상기 프로세서 또는 상기 마이크로컨트롤러(e)는:
i) 압력 레벨과 적어도 2개 이전에 결정된 압력 임계값을 비교함으로써 상기 압력 및/또는 유량 센서(d)에 의해 전달되는 신호를 분석하고,
ii) 상기 2개 이전에 결정된 임계값의 차이에 따라 소리 볼륨의 강도를 적응시킴으로써, 피험자의 환기 단계의 흡기 또는 호기 특성에 따라 제1 소리 파일 또는 제2 소리 파일의 판독을 트리거하거나 중지하는 오디오 파일 판독기(f)에 신호를 전송하고, 바람직하게는,
iii) 센서(d)에 의해 전달되고/되거나 오디오 파일 판독기(f)로 전송되는 신호를 기록한다.
또한, 본 발명은 발명자들에 의해 기술된 디바이스(A), 시스템(X) 또는 시스템(Y), 및 컴퓨터 매체에 부착되는 가상 현실 콘텐츠를 포함하는 키트에 관한 것이다.
특정 실시예에서, 본 발명은, 예를 들어 치료 실시예의 비침습적 환기 시뮬레이션을 위해 본 발명자들에 의해 기술된 디바이스(A), 오디오 모듈(D), 시스템(X), 시스템(Y) 또는 키트의 사용에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 디바이스(A), 오디오 모듈(D), 시스템(X), 시스템(Y) 또는 예를 들어, 스쿠버 다이빙, 비행, 예를 들어 항공 또는 우주 비행, 항해, 관심 사이트 방문 또는 전자 게임의 가상 세계를 시뮬레이션하기 위해 본 발명자들에 의해 기술된 키트의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 명세서는 디바이스(A), 오디오 모듈(D), 시스템(X), 시스템(Y) 또는 발명자에 의해 설명된 키트, 또는 피험자에게서 스트레스 또는 불안과 관련된 질환 또는 장애, 상기 질환 또는 상기 장애의 증상 및/또는 편두통의 예방 또는 치료, 특히 피험자가 심장 일관성 상태에 도달하도록 허용하거나, 다른 말로 상기 피험자의 심박변이도를 증가시킬 수 있도록 하는 상기 디바이스(A), 상기 오디오 모듈(D), 상기 시스템(X), 상기 시스템(Y) 또는 상기 키트의 용도에 관한 것이다. 상기 디바이스(A), 상기 오디오 모듈(D), 상기 시스템(X), 상기 시스템(Y) 또는 상기 키트는 단독으로 또는 하나 이상의 가스 및/또는 하나 이상의 활성 분자와 함께 상기 질환, 장애, 상기의 질환 또는 상기 장애의 증상 및/또는 편두통의 예방 또는 치료에 사용될 수 있다.
또한, 본 명세서는 피험자에게서 스트레스 또는 불안과 관련된 질환 또는 장애, 상기 질환 또는 상기 장애의 증상, 및/또는 편두통을 예방 또는 치료하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 피험자의 질환, 장애 및/또는 편두통을 예방 또는 치료하기 위하여 본 명세서에 설명된 상기 키트를 상기 질환 또는 상기 장애 및/또는 편두통의 증상의 예방 또는 치료에 사용되어지는 본 명세서에 설명된 디바이스(A), 시스템(X), 시스템(Y) 또는 키트를 단독으로 또는 상기 질환, 상기 장애, 상기 질환의 증상 또는 상기 장애 및/또는 편두통의 예방 또는 치료에 사용되는 하나 이상의 가스 및/또는 하나 이상의 활성 분자와의 조합으로 사용하는 것을 포함한다.
치료 효과는 본 발명에 따른 디바이스를 사용하는 피험자에서 심장 일관성, 또는 달리 말하면, 심박변이도의 증가 및 호흡수 감소의 발견을 통해 직접적으로 나타날 수 있다.
도 1: 환기 디바이스(A) 및 환기 흐름 단면.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 디바이스(A)의 단면을 나타낸다. 화살표는 상기 디바이스 및 주변 환경을 통한 가스 혼합물(공기 또는 기타)의 이동을 상징한다. 특정 실시예에서, 이중선 화살표는 흡기 단계에서 가스 혼합물의 경로를 나타낸다. 가스 혼합물은 사용자에 의해 흡입(흡기)되기 위해 일방향 흡기 밸브(1)를 통과한 다음 환기 챔버(2)와 마우스피스(3)를 통과한다. 굵은 점선의 화살표는 호기 단계에서 가스 혼합물의 경로를 나타낸다. 가스 혼합물은 마우스피스(3)를 통과한 다음 환기 챔버(2)를 통과하고 일방향 호기 밸브(4)를 통과하여 외부 환경에 도달한다.
도 2: 조정 가능한 흡기 및 호기 호흡 저항이 있는 밸브 및 환기 호흡 저항을 디클러칭하기 위한 독립 수단을 포함하는 환기 디바이스(A)의 단면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 디바이스(A)의 단면을 나타낸다. 특정 실시예에서, 흡기 브레이크 밸브(1)는 흡기 호흡 저항을 조절/조정하기 위한 나사(a), 흡기 호흡 저항 스프링(b) 및 일방향 흡기 밸브(c)를 포함한다. 피험자는 흡기 밸브(c)를 제한하는 호흡 저항 스프링(b)의 저항을 조정하기 위해 상기 조정 나사(a)를 작동할 수 있다. 호기 브레이크 밸브(4)는 호기 호흡 저항을 조절/조정하기 위한 나사(d), 호기 호흡 저항 스프링(e) 및 일방향 호기 밸브(f)를 포함한다. 피험자는 호기 밸브(f)를 제한하는 호흡 저항 스프링(e)의 저항을 조정하기 위해 상기 조정 나사(d)를 작동할 수 있다.
흡기 단계에서 환기 챔버(2)에 위치한 가스 혼합물은 구강 또는 구비강 엔드피스(3)로 들어가 환기 챔버(2)에서 감압을 생성하며; 감압 값이 흡기 호흡 저항 스프링(b)의 조정값에 도달하면 흡기 밸브(c)가 열리고 혼합 가스가 챔버와 마우스피스를 통과하여 사용자에게 공급된다. 일방향 호기 밸브(4)는 챔버(2)에서 감압하는 동안 작동하지 않기 때문에 닫힌 상태를 유지한다.
호기 단계에서 사용자가 호기한 가스 혼합물은 마우스피스(3) 및 챔버(2)를 통과하고; 그 안의 압력이 상승한다. 압력 값이 호기 호흡 저항 스프링(e)의 조정값에 도달하면 호기 밸브(f)가 열리고 가스 혼합물이 챔버에서 환기 디바이스(A)의 외부 환경으로 전달된다. 일방향 흡기 밸브(1)는 챔버(2)에서 양압으로 작동하지 않기 때문에 이 단계에서 닫힌 상태를 유지한다.
흡기 호흡 및 호기 호흡 저항을 해제하기 위한 버튼, (g) 및 (h)는 각각 사용자가 압력을 가할 때 스프링의 압축 응력을 해제하여 흡기 및/또는 호기 브레이크를 독립적으로 해제할 수 있도록 한다.
챔버(2)에 설치된 환기 압력 센서(5) 및 환기 유량계 센서(6) 모듈은 사용자의 생리적 환기 데이터를 시스템(z)에 전달하는 데 사용된다.
도 3: 조정 가능한 흡기 및 호기 호흡 저항이 있는 밸브와 사용자가 구동할 수 있는 바이패스 다이어프램을 포함하는 환기 디바이스(A)의 단면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기 디바이스(A)의 단면을 나타낸다. 특정 실시예에서, 흡기 브레이크 밸브(1)는 흡기 호흡 저항을 조절/조정하기 위한 나사(a), 흡기 호흡 저항 스프링(b) 및 일방향 흡기 밸브(c)를 포함한다. 피험자는 흡기 밸브(c)를 제한하는 호흡 저항 스프링(b)의 저항을 조정하기 위해 조정 나사(a)를 작동할 수 있다. 호기 브레이크 밸브(4)는 호기 호흡 저항 조절 나사(d), 호기 호흡 저항 스프링(e) 및 일방향 호기 밸브(f)를 포함한다. 피험자는 호기 밸브(f)를 제한하는 호흡 저항 스프링(e)의 저항을 조정하기 위해 조정 나사(d)를 작동할 수 있습니다.
흡기 단계에서 환기 챔버(2)에 위치한 가스 혼합물은 구강 또는 구비강 엔드피스(3)로 들어가 환기 챔버(2)에서 감압을 생성한다. 감압이 흡기 호흡 저항 스프링(b)의 조정 값에 도달하면 흡기 밸브(c)가 열리고 혼합 가스가 챔버와 마우스피스를 통과하여 사용자에게 공급된다. 일방향 호기 밸브(4)는 챔버(2)에서 감압하는 동안 작동하지 않기 때문에 닫힌 상태를 유지한다.
호기 단계에서 사용자가 호기한 가스 혼합물은 마우스피스(3) 및 챔버(2)를 통과한다. 그 안의 압력은 상승한다. 압력 값이 호기 호흡 저항 스프링(e)의 조정값에 도달하면 호기 밸브(f)가 열리고 가스 혼합물이 챔버에서 환기 디바이스(A) 외부로 통과한다. 일방향 흡기 밸브(1)는 챔버(2)에서 양압으로 작동하지 않기 때문에 이 단계에서 닫힌 상태를 유지한다.
또한, 챔버(2)는 브레이크 밸브(1 및 4)를 비활성화하고 바이패스하기 위한 디클러칭 다이어프램(i)을 포함할 수 있다. 상기 디클러칭 다이어프램(i)은 흡기 및/또는 호기에 장애물이 전혀 없어야 하는 시스템의 견고한 장애물 수준에 대한 안전 장치 역할을 합니다.
상기 챔버(2)에 설치된 환기 압력 센서(5) 및 환기 유량 센서(6) 모듈은 사용자의 생리적 환기 데이터를 시스템(Z)에 전달하는 데 사용된다.
도 4: (제어) 시스템 Z의 한 예에 대한 개략도
도 4는 (제어) 시스템 Z의 예를 도식적으로 표현한 것이다. 표시된 (제어) 시스템 Z는 환기 디바이스 A의 센서에 의해 전달된 신호를 수신하는 프로세서(e)를 포함한다. 상기 프로세서(e)는 오디오 모듈 D, 두피의 열 조절을 허용하는 모듈 H 및 두피에 전기 충격을 전달하기 위한 모듈 I를 구동한다. 또한, 상기 프로세서(e)는 환기 디바이스 A의 센서로부터 수신된 데이터를 기록 모듈(n)에 기록하고 바람직하게는 기록 PC(K)에 대한 무선 통신 수단을 갖는다. 시스템 Z는 외부 전원 공급 장치(J)에 연결될 때 재충전 가능한 배터리(m)에 의해 전원을 공급받는다. 또한, J는 제어 시스템 Z의 소프트웨어를 설치하는 데 사용되는 프로그래밍 PC일 수 있다.
도 5: 오디오 모듈 D의 한 예에 대한 개략도
도 5는 오디오 모듈(D)의 예를 도식적으로 표현한 것이다. 상기 표시된 오디오 모듈(D)은 제어 시스템 Z의 프로세서(e)로부터 소리 파일 및 파일들을 읽기 위한 명령 및 소리 레벨을 조정하기 위한 명령을 수신하기 위한 디지털 입력을 포함한다. 오디오 파일 판독기(f)는 (제어) 시스템 Z의 프로세서(e)의 명령을 실행하고 메모리 카드(g)에 기록된 소리 파일을 읽어 기본 오디오 스트림을 번역한다. 믹서/앰프(o)는 오디오 파일 판독기(f)에서 오는 기본 오디오 스트림을 보조 오디오 소스(S)에서 오는 보조 오디오 스트림과 믹싱한다. 상기 믹싱된 오디오 스트림에서 각 스트림의 소리 레벨은 전위차계 (p) 및 (q)를 통해 조정할 수 있다. 상기 믹싱된 오디오 스트림은 오디오 헤드셋(R)으로 전송된다.
도 6: 본 발명에 따른 디바이스(A)에 의한 실험 피험자의 호흡수(분당) 변화를 보여주는 그래프.
도 7: 본 발명에 따른 디바이스(A)에 의한 실험 피험자의 캡니아(mm Hg 단위) 변화를 보여주는 그래프.
도 8: 본 발명에 따른 디바이스(A)에 의한 실험 피험자의 호흡량(ml 단위) 변화를 보여주는 그래프.
도 9: (A) 조정 가능한 다이어프램과 결합된 단일 흐름 밸브: 상기 단일 흐름 밸브를 사용하면 가스 흐름 방향을 안내할 수 있다. 다이어프램의 변형에 따라 호흡압(노력)을 조정할 수 있다; (B) 개방 압력에 맞춰진 밸브: 상기 밸브를 통해 가스 흐름 방향을 안내할 수 있다. 스프링의 조정에 따라 호흡압(노력)을 조절할 수 있다; (C) 버터플라이 밸브: 단일 흐름 밸브를 사용하면 가스의 흐름 방향을 안내할 수 있다. 버터플라이 탭의 각도 변화에 따라 호흡압(노력) 조절이 가능하다.
도 10: 본 발명에 따른 시스템(Y)을 사용할 때 가상 현실 경험을 한 번도 겪어본 적이 없는 피험자의 심장의 빈도(심박수) 변화를 보여주는 그래픽.
후술된 프로토콜은 다음의 단계들을 포함한다:
1) 휴식 중인 피험자[시스템(Y)를 장착하지 않음]: 이 단계는 3분 동안 지속되며, 이 시간은 피험자가 안정시 심박수로 돌아가는 데 걸리는 시간이며;
2) 피험자는 약 5분 동안 본 발명에 따른 시스템(Y)을 사용한다: 피험자는 도구(B)를 사용하여 영상을 보고, 디바이스(A)의 마우스피스를 통해 숨을 쉬지만 사운드 피드백은 없다. 적응의 첫 번째 단계 후에 피험자의 심박수는 안정시 심박수보다 낮은 수준으로 안정화되며;
3) 시스템(Y)에 있는 오디오 모듈(D)이 연결된다. 이 단계는 약 5분 동안 지속된다: 적응 단계 후, 피험자의 심박수는 실험의 가장 낮은 수준에 도달하기 위해 더 감소하므로 피험자는 심장 일관성 상태로 향한다.
명상은 통증 감소, 면역 체계 개선, 스트레스 감소, 우울감, 불안, 분노 및 혼란 측면에서 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그것은 혈류와 심박수를 증가시키고, 생각을 조절하는데 도움을 주며, 평온함, 평화와 균형감을 제공하고, 에너지 수준을 높이고, 심장 질환의 위험을 줄인다.
심리적 측면에서 "마음챙김" 상태에 있는 개인, 예를 들어 "마음챙김 명상"을 수행하는 개인은 의식의 흐름에서 벗어나 현재 순간에 깊이 집중할 수 있다. 따라서 그들은 더 오랫동안 생생한 경험에 마음을 집중할 수 있다. 신체의 개선된 의식은 그들이 경험한 감정에 더 주의를 기울이고, 스스로를 더 인식하고, 외부 세계에 더 개방적이며, 수용하되 판단하지 않는 위치에 있게 한다. 이 상태는 개인이 인지하는 스트레스 수준을 낮추는 동시에 자신의 자원에 대한 인식을 증가시켜 스트레스 관리 능력을 향상시킨다(Trousselard M. et al.). 마음챙김 명상을 실천하는 개인에게서 관찰된 것과 유사한 이점이 다이빙을 연습하는 개인에게서도 발명자들에 의해 관찰되었다. 생리학적 측면에서 후자는 제어된 환기와 심장 일관성 상태를 가지며, 신경계의 평형에 대한 긍정적인 영향이 입증되었다(Beneton F. et al.). 마지막으로, 유발된 스트레스와 관련하여 의료 전문가들 사이에서 긍정적인 효과가 보고되었지만 치료 지속과 관련하여 긍정적 효과의 지속성에 대한 의문이 있다(Ruiz-Fernandez MD et al.).
"심장 일관성"은 호흡 운동으로 구성된 개인의 감정 및 스트레스 관리 방법이다. 이는 신체적, 정신적, 정서적 건강에 많은 이점을 가져다주는 것으로 설명된다. 이는 심장의 빈도(cardiac frequency)/심박수(맥박) 또는 "심박변이도"(즉, 환경에 적응하기 위해 심장의 속도를 높이거나 낮추는 능력)의 특정 평형 상태에 도달하는 데 사용되는 생리학적 스트레스 제어 기술로, “심장 일관성 상태”라고도 알려져 있다. 거의 40,000개의 뉴런과 복잡하고 조밀한 신경 전달 물질 네트워크를 가지고 있는 심장은 뇌와 직접 통신한다. 호흡 운동을 통해 심박수에 따라 행동함으로써 뇌에 긍정적인 메시지를 보낼 수 있다. 심장 일관성은 이를 수행하는 개인이 스트레스와 불안을 통제하기 위한 호흡 조절 방법을 배울 수 있게 한다. 심장 일관성 상태를 달성하면 예를 들어 PTSD로 고통받는 대상의 심박변이도 증가를 가능케 하며, 이상적으로는 호흡 운동이 수행되는 기간을 넘어 심박수를 안정화할 수 있다(긍정적인 효과의 "지속성"). 심장 일관성 상태는 또한 우울증과 혈압을 낮추는 것을 가능하게 한다고 설명된다.
신체는 체성(體性)신경계(자발적 행동)와 자율신경계(자동 조절)의 두 가지 주요 신경계에 의해 지배된다. 심장은 환경 변화에 적응할 수 있도록 하는 필수적인 기능을 수행하는 자율 신경계에 능동적으로 참여한다. 좋은 상태의 심장은 높은 심박변이도를 가진다.
자율 신경계는 두 개의 하위 시스템; 교감 신경과 부교감 신경으로 나뉜다. 교감신경은 투쟁 도피 반응(fight or flight)에 필요한 모든 행동을 촉발할 뿐만 아니라 심장과 호흡수의 가속, 동공 확장 및 소화 억제를 유발한다. 한편, 부교감 신경은 회복, 이완, 휴식, 복구 등을 촉진한다. 흡기는 교감 신경계를 자극하고 호기는 부교감 신경계를 자극한다. 호흡은 체성신경계 뿐만 아니라 자율신경계에 의해서도 조절되기 때문에 이러한 방법을 통해 자율신경계를 조절하는 것이 가능하다.
예를 들어 분당 6회 호흡(들숨과 날숨 각각 5초씩)하여 원하는 평형 상태(심장 일관성 상태)에 도달하는 것이 가능하다. 이 호흡수는 구체적으로 0.1 헤르츠(인간 고유의 생리학적 상수)의 호흡 주파수에 도달하는 것을 가능하게 한다. 심장 일관성 상태는 진정과 관련된 심박변이도의 증가를 통한 즉각적인 효과 및 신경 호르몬 변형(예를 들어 스트레스 호르몬 감소)을 통한 중기적인 효과(몇 시간에 걸쳐 - Heckenberg RA, Eddy P, Kent S, Wright BJ., J Psychosom Res. 2018 Nov; 114:62-71 참조)와, 예를 들어 심혈관 또는 신경심리학적 위험 감소와 같은 보다 장기적인 효과(몇 달에 걸쳐, 예를 들어 최소 2, 3, 4, 5 또는 6개월)를 유발한다. 즉각적으로, 심장변이도 진폭의 증가와 안정된 상태를 관찰할 수 있다. 장기적으로 혈압 및 심혈관 위험 감소, 회복 개선, 집중력 및 기억력 개선, 주의력 장애 및 과잉 행동 감소, 통증 내성 개선, 해당되는 경우 천식 질환 및 염증 증상의 개선을 관찰할 수 있다.
마음챙김 명상 프로그램의 활용은 특히 만성형태의 PTSD에서 PTSD 증상(Jayatunge RM et al.), 우울증 관련 고통 및 삶의 질에 이로움을 보인다. 이러한 개선은 훈련이 규칙적일 때 훨씬 더 크며, 이는 훈련 계획 및 환자의 헌신의 중요성을 강조한다. 마지막으로 명상은 단순한 호흡(이완) 기법보다 더 효과적인 것으로 보인다. 그러나 명상은 집중을 요한다. 그리고 집중력은 내면의 평화 상태(과잉 각성(hypervigilance) 및 플래시백으로 고통받는 환자에게 부족한)에 달려 있다. 피험자가 스스로를 돌보고 경험에 마음을 열고 솔직해질 수 있도록 하거나 그런 상태에 있는 것 또한 필요하지만, PTSD로 고통받는 환자는 세상을 위협으로 인식하고 그 행동은 일반적으로 자기 비난, 죄책감 및/또는 수치심의 생생한 경험에 의해 영향을 받는다. 정기적인 명상 수행에 필요한 동기를 갖고 유지하려는 의지를 기르는 것 또한 피험자가 해야할 일이지만, PTSD로 고통받는 피험자는 일반적으로 우울증도 앓는다.
또한, 스포츠를 하는 것이 건강과 감정 조절에 유익하다는 것도 알려져 있다. 보다 정확하게는 신체 활동은 불안과 관련된 정신 질환의 예방 및 치료에 명백한 이점이 있다. 신체 활동은 또한 신체적(특히 심혈관 관련) 이점과 연관이 있다. PTSD의 맥락에서 최근 데이터는 고무적이며 따라서 스포츠 활동이 이점이 있다는 것을 보여준다.
처음에 발명자들은 레저 다이빙이 스트레스를 받는 피험자의 마음챙김 작용을 유도 또는 강화하고 삶의 질을 향상시킬 수 있는지 여부를 알아보려고 했다. 이러한 맥락에서 발명자들은 비마취성 스쿠버 다이빙(non-narcotic scuba diving)(즉, 수심 20미터 미만)과 마음챙김 명상("Bathysmed" - 실험 부분 참조)을 결합한 혁신적인 프로토콜을 개발하고 37명의 지원자를, 한 그룹은 10개의 세션 프로그램(10일 이상 하루에 한 번 다이빙 포함)을 포함하는 다이빙 코스를 수강하고, 다른 한 그룹은 UCPA 코스의 맥락에서 다이빙 이외의 스포츠 활동을 하는 두개의 그룹으로 나누어 연구("DIVSTRESS" 연구)했다. 발명자들은 다이버 그룹에 속한 테스트를 거친 개인이 마음챙김 상태에 도달하도록 허용하고, 스트레스, 불안 및 기분에 유익한 효과를 관찰했으며, 이러한 유익한 효과는 코스 완료 후 최소 한 달 동안 유지되었다. (Beneton F. et al.).
그 후, 발명자들은 2015년 11월 13일 파리 테러 공격의 희생자들 중 PTSD로 고통받는 이들 사이에서 이 Bathysmed 다이빙 프로토콜의 긍정적인 효과를 보고할 수 있었다("DIVHOPE" 연구). 발명자들은 특히 이 상태를 독특하고 조용한 수중 환경과 연관시킬 수 있었다. 그런 다음 그들은 느리고 깊은 환기를 통해 부교감 신경계의 재활성화를 보여주었다. 본 발명자들에 의해 관찰된 바와 같이, 다이빙은 스트레스를 받는 피험자, 특히 우울한 피험자와 PTSD로 고통받는 피험자의 죄책감과 수치심 감소를 가능하게 했다. 다이빙의 오락적 측면은 또한 우울한 사람들에게 공통적으로 나타나는 동기 부족을 상쇄하는 것을 가능하게 했다. 특히 다이빙은 마음챙김 명상의 수행을 용이하게 하고, 그 효과를 강화하고, 관찰력을 향상시킴으로써 마음챙김 명상의 효과를 증진시킬 수 있었다. 아프가니스탄과 말리 분쟁 이후 PTSD로 고통받는 군인들 사이에서도 동일한 긍정적인 효과가 보고되었다("COGNIDIVE" 연구).
두 번째로, 본 발명자들은 수중 환경 외부에서 본 발명의 피험자를 구성하고, 본 명세서에 설명된 디바이스 및 도구를 사용한 개인에서 상기 기술된 "Bathysmed" 연구에서 관찰된 유익한 호흡 효과를 유도할 수 있었다. 특히, 그들은 심박수 및 자발적 호흡수의 측정 가능한 감소 및 캡니아(호기된 CO2 비율)의 감소와 직접적으로 관련된 마음챙김 및 심장 일관성 상태를 피험자에게 재현하는데 성공했다: 따라서 심박수는 분당 72±13회에서 분당 64±5회가 되었고; 호흡수는 5분 동안 분당 15±5회에서 11±4회가 되었다. 같은 시간 간격으로 일회 호흡량이 584±86 ml에서 1100±382 ml로 증가한 후 캡니아는 35±5에서 33±3 mmHg로 감소했다(실시예 1 참조). 이러한 모든 변화는 본 발명에 따른 환기 디바이스(A)를 사용하는 실험 피험자들에게서 자발적으로, 즉 실험 피험자들의 임의의 의도 또는 고의적인 행동과 무관하게 유도되었다.
본 발명은 또한 특히 대상의 환기 디바이스(A)에 관한 것이다. 상기 디바이스는 전형적으로 구강 또는 비구강 엔드피스 또는 구강안면 마스크(a) 및 0 내지 10 mbar의 저항 사이의 흡기 압력 및 1 내지 12 mbar의 저항 사이의 호기 압력을 생성하도록 유리하게 구성된 적어도 하나의 밸브(b)를 포함하고, 바람직하게는 2개의 개별 밸브, 즉 0 내지 10 mbar 저항 사이의 흡기 압력을 생성하도록 구성된 흡기 밸브(b') 및 1 내지 12 mbar 저항 사이의 호기 압력을 생성하도록 구성된 호기 밸브(c) 포함하며, 상기 밸브(b) 또는 상기 밸브(b') 및 (c)의 구성은 개체에 이상적인 생리학적 조건 하에서 이상적으로 수행된다. 밸브(b) 또는 밸브(b') 및 (c)의 이러한 구성은 바람직하게는 디바이스(A)를 사용하는 피험자에게 흡기 노력보다 더 큰 호기 노력을 가하도록 한다. 따라서 흡기 및 호기 흐름이 구별된다.
명세서 전반에 걸쳐 표시된 압력 값은 절대값으로 표현된다: 흡기 동안 밸브에 가해지는 압력은 음수이고, 호기 동안의 압력은 양수임이 당업자에 의해 이해될 것이다.
상기 디바이스는 일반적으로 지상 또는 공중에서 사용하도록 설계되었다. 바람직하게는 육상, 즉 수중 환경이나 공기 중이 아닌 정상 압력 조건, 즉 약 1기압(1 atm 또는 1.013 bar 또는 101 325 Pa)에서 사용하도록 의도되었다.
특정 실시예에서, 해당 디바이스는, 예를 들어 고압 탱크와 같은 가압 공기 조건 하에서 사용될 수 있다.
상기 구강 엔드피스(a)(마우스 엔드피스 또는 "마우스피스")는 일반적으로 스노클 엔드피스 유형의 엔드피스이거나 바람직하게는 스쿠버 다이빙 조절기의 엔드피스, 예를 들어 현재 존재하는 유형 및 부피의 스쿠버 다이빙 조절기의 엔드피스이다.
상기 비구강 엔드피스(a)는 예를 들어 병원 또는 항공 환경에서 사용되는 유형의 엔드피스로, 어린이(코를 통해 훨씬 더 자연스럽고 쉽게 호흡하는 사람)의 생리 또는 일부 성인 개인의 해부-생리에 적용될 수 있다.
상기 엔드피스는 일반적으로 가스 흡입 튜브와 적용 가능한 바이트 탭을 포함한다.
구강안면 마스크(a)는 예를 들어 응급처치(단열 호흡 장치), 수중 환경(대량 판매용 다이빙 안면 마스크) 또는 의료 상황(비외과적 환기 마스크 등)에 사용되는 유형의 마스크이다.
유리하게는 상기 디바이스(A)는 비외과적, 즉 삽관이나 기관절개술과 같은 기관 내 장치를 포함하지 않는다.
호흡하는 가스(호흡 가스)는 바람직하게는 공기, 일반적으로 주변 공기이고, 상기 디바이스는 바람직하게는 육상 및 대기압(1 atm)의 정상 압력 조건 하에서, 일반적으로 수중 환경 외부에서 사용되도록 의도된다. 이 경우 가스는 상기 디바이스를 사용하는 피험자가 위치한 외부 환경(사용자를 둘러싼 공기)에서 직접 유입된다.
또한, 호흡 가스는 산소가 풍부한 공기이거나 특정 목적(흡입 요법, 특정 방향제 등의 추가)에 따라 조성이 조정될 수 있는 혼합 가스일 수 있다. 이 경우 외부 환경에서 오는 대신, 가스는 하나 이상의 호흡 가스 실린더에서 나올 수 있다.
외부 환경에서 가스를 직접 가져오는 경우, 일반적으로 "양방향 압력 및 유량 제어 밸브"라고도 하는 밸브 유형(b)의 개방을 제어하는 피험자의 흡기 또는 호기로 가스가 통과(일반적으로 흡기 동안 디바이스(A)의 외부에서 구강 또는 비구강 엔드피스를 향하거나, 호기 동안 디바이스(A)의 내부에서 상기 장치의 외부를 향함)할 수 있게 한다.
상기 밸브들의 기능은 두 가지 하위 기능으로 나눌 수 있다: 밸브를 가로지르는 흐름 방향의 구동(일방향 또는 양방향) 및 가스 흐름을 통과시키는 데 필요한 과압 또는 감압 관리이다.
특정 실시예에서, 밸브(b)는 아래에 설명된 시스템(Z)과 같은 시스템에 부착된 디바이스(A)에 의해 "자동으로" 구동된다. 특정 실시예에서, 디바이스(A)는 2개의 개별 밸브, 일반적으로 흡기 밸브(b') 및 호기 밸브(c) ("일방향 압력 및 유량 밸브"로도 식별됨)를 포함하며, 이는 아래에 설명된 시스템(Z)과 같은 시스템에 부착된 디바이스(A)에 의해 (자동으로) 구동되는 하나 및 또는 다른 하나일 수 있습니다.
가스가 실린더에서 나오는 경우, 피험자의 흡기 또는 호기는 흡기 동안 디바이스(A)에 위치한 챔버에서 구강 또는 비구강 엔드피스로, 또는 호기 동안 디바이스(A) 내부에서 장치 외부로 가스가 통과할 수 있게 하는 밸브의 개방을 제어한다.
상기 밸브(b) 또는 상기 흡기(b') 및 호기(c) 밸브는 피험자의 호흡을 조절하도록 구성되며, 바람직하게는 피험자에게 흡기 노력보다 더 큰 호기 노력을 부과(하기 설명대로 적어도 1 mbar)하여 호흡(환기 주기)을 늦추도록 한다. 따라서 밸브(b) 또는 흡기 밸브(b')는 흡기 압력(흡기 흐름과 관련됨)을 생성하도록 구성되며, 이는 일반적으로 0 내지 10 mbar의 저항과 밸브(b) 또는 호기 밸브(c)는 1 내지 10 mbar의 저항(호기 흐름과 관련됨) 호기 압력을 생성하도록 구성된다.
상기 호기 압력(호기 흐름과 관련됨)은 반드시 양수이다.
반면에, 상기 흡기 압력(흡기 흐름과 관련됨)은 상기의 절대값으로 표현된 값의 범위가 중립 또는 음수로 설명될 수 있고, 일반적으로 0 내지 -10 mbar 사이의 실제 값으로 표현될 수 있는 "감압"이 필수적이다. 호흡압, 특히 흡기압 또는 호기압은 일반적으로 흡기(흡기압) 또는 호기(호기압) 기간 동안 피험자의 기도 내부에 가해지는 압력이다. 따라서 호기양압은 호기 단계 동안 피험자의 기도 내에 유지되는 호기 압력이다.
바람직하게는, (양방향) 밸브 또는 흡기(b') 및 호기(c)의 각각의 (일방향) 밸브에 의해 피험자에 부과되는 호흡 압력 차이는 적어도 1 mbar, 예를 들어 3 mbar이다.
상기 흡기 압력은 0 내지 10 mbar의 저항 사이일 수 있다. 이는 특히 1 내지 10 mbar의 저항 사이이다. 바람직하게는 0 ~ 1 mbar 내지 3 ~ 4 mbar 사이, 예를 들어 1 mbar 내지 3 mbar 사이 또는 1 mbar 내지 2 mbar 사이, 또는 2 mbar 내지 3 mbar 사이이다.
상기 호기 압력(시스템적으로 양성)은 1 내지 10 mbar의 저항 사이일 수 있다. 일반적으로 2, 2.5 또는 3 mbar 내지 10 mbar의 저항 사이, 예를 들어 2.5 mbar 내지 4 또는 5 mbar 사이, 3 mbar 내지 4 mbar 사이, 4 mbar 내지 5 mbar 사이, 5 mbar 내지 6 mbar 사이 또는 6 mbar 내지 7 mbar 사이이다.
흡기 및/또는 호기 동안 가스 압력을 조절하기 위해, 상기 환기 디바이스는 유리하게는 제어된 방식으로 가스 흐름(일반적으로 주변 공기, 피험자의 흡입[밸브(b) 또는 흡기 밸브(b')] 중 및/또는 피험자의 호기[밸브(b) 또는 호기 밸브(c)] 중)을 제어하는 역할을 하는 밸브에 가해지는 압력을 조절하기 위한 수단을 포함한다. 상기 밸브는 일반적으로 환기 디바이스(A)의 흡기 출구(일반적으로 밸브(b'), 일반적으로 밸브(c))에 작용하는 일방향 밸브(흡기 확인 밸브)이다.
상기 밸브에 가해지는 압력을 조절하기 위한 수단은 밸브, 일반적으로 일방향 밸브에 스트레스를 가하도록 구성된 브레이크일 수 있으며, 흡기 입구에서 나오는 가스의 압력 또는 호기 출구에서 나오는 가스의 압력을 제어하기 위한 것이고, 흡기 압력의 경우 중립 또는 음압을 생성하고, 호기 압력의 경우 시스템적으로 양의 압력을 생성하는 방식이며, 양의 압력일 때는 그 압력의 값을 지배/제어하기 위한 것이다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 상기 브레이크는 플렉시블 멤브레인을 갖는 밸브일 수 있다. 밸브의 개방 압력/감압 값은 멤브레인의 쇼어 경도 값을 조정하여 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 특정 실시예에 따르면, 상기 브레이크는 "멤브레인 및 다이어프램 밸브"로도 알려진 다이어프램 어셈블리(diaphragm assembly)(도 9A 참조)일 수 있다. 상기 유형의 브레이크는 유량의 함수로 압력을 조절한다.
본 발명의 또 다른 특정 실시예에 따르면, 상기 브레이크는 일방향 버터플라이 밸브 어셈블리(butterfly valve assembly)일 수 있다(도 9C 참조). 일방향 밸브는 흐름의 통과 방향을 규정하고 버터플라이 밸브는 흐름의 통과 섹션을 조절하여 유량의 함수로 압력을 조절하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 특정 실시예에 따르면, 상기 브레이크에는 조정 나사와 결합된 호흡 저항 스프링이 제공될 수 있다. 특정 예는 "조정된 배출 밸브"라고도 하는 조정된 스프링 밸브(도 9B 참조)이다.
본 발명의 다른 특정 실시예에 따르면, 상기 브레이크는 전자식 밸브일 수 있다. 이는 압력 센서에 의해 제공되는 측정에 따라 전자적으로 제어/구동될 수 있다.
보다 일반적으로, 상기 수단은, 일반적으로는 상기 브레이크는 배출구 표면의 폐쇄 수준을 변화시키는 것을 가능하게 하는 임의의 형태를 취할 수 있고, 유리하게는 대상에 액세스할 수 있는 컴퓨터 또는 프로세서에 종속된다.
특정 실시예에서, 상기 디바이스(A) 내의 밸브 또는 밸브들에 가해지는 압력을 조절하는 것을 가능하게 하는 수단은 컴퓨터에 의해 구현/제어된다.
상기 환기 디바이스(A)는 예를 들어 1 ; 2 ; 2,5 ; 3 ; 3,5 ; 4 ; 4,5 ; 5 ; 5,5 ; 6 ; 6,5 ; 7 ; 7,5 ; 8 ; 8,5 ; 9 ; 9,5 및 10 mbar의 압력 수준 중에서 선택된 여러 수준의 양의 호기 압력, 예를 들어 2, 3 또는 4 수준의 호기 압력 생성을 허용할 수 있다.
비제한적 예로서, 이러한 양의 호기 압력 값은 인간이 원하는 평형 상태, 즉, 심장 일관성 상태에 도달하거나 유지할 수 있도록 인간의 호흡을 충분히(바람직하게는, 치료에 적용할 경우 검출 가능한 효과/치료적 이점을 얻기에 충분히 긴 기간 동안) 늦출 수 있는 수준에 해당한다.
특정 실시예에서, 상기 환기 디바이스(A)는 다이빙 조절기의 제2 스테이지 또는 다이빙 조절기의 제2 스테이지의 시뮬레이터이다.
특정 실시예에서, 본 발명자들에 의해 기술된 상기 환기 디바이스(A)는 데이터를 획득하기 위한 적어도 하나의 센서(d), 예를 들어 적어도 하나의 압력 센서 및/또는 하나의 유량 센서(d)를 포함한다. 상기 센서는 상기 디바이스(A)를 사용하여 대상에서 나오는 데이터/파라미터(일반적으로 생리학적 데이터)를 수집할 수 있게 한다. 따라서 압력 및/또는 유량 센서는 피험자가 호흡한 가스(흡기 또는 호기), 바람직하게는 호기 가스의 압력 및/또는 유량을 측정할 수 있게 한다.
본 발명에서, "센서"라는 용어는 물리량을 측정하고, 바람직하게는 이를 신호로 변환하는 수단을 나타낸다. 불확실한 물리량은 예를 들어 압력, 호흡 유량, 호흡수, 부피(예를 들어 폐 부피) 또는 전기적 활동일 수 있다. 전송된 신호는 일반적으로 전기 신호이지만 광학 또는 전자기 신호일 수도 있다. 특정 실시예에 따르면, 상기 센서(d)는 압력 센서 및/또는 유량 센서이고, 바람직하게는 호흡 가스의 압력 및/또는 유량에 민감한 요소 및 이를 변환하기 위한 적어도 하나의 수단, 예를 들어 해당 정보를 출력 신호로 변환하기 위한 전자 모듈과 연결된 유량 또는 압력 센서, 예를 들어 물리량을 전기 신호로 변환하기 위한 전자 모듈과 연결된 유랑 또는 압력 센서 모듈 모두로 구성된다.
상기 신호는, 바람직하게는 프로세서(마이크로컨트롤러)(e)에 의해 일단 처리되면, 본 명세서에서 발명자가 처음으로 설명한 디바이스, 모듈, 수단 또는 시스템, 예를 들어 환기 디바이스(A)의 작동을 전자적으로 적응시키는 것을 가능하게 하며, 바람직하게는 자동적으로 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 예를 들어 본 명세서에 기술된 발명에 따른 시스템(X) 또는 시스템(Y)의 환기 디바이스(A)는, 또한 일반적으로 센서(d)에 의해 측정된 파라미터와 별개인 피험자의 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 두개의 생리적 파라미터(예를 들어 호흡수, 호흡량, 폐용량, 캡니아 및 전기적 활성 중에서 선택된)를 감지 및/또는 측정하기 위한 하나 이상의 추가 센서(d')를 포함한다.
특정 실시예에서, 상기 환기 디바이스(A)는 예를 들어 시뮬레이션 세션과 관련하여 신체의 행동을 감지/연구하기 위해 머리, 팔다리, 신체 또는 눈의 위치에 대한 (가속도계 또는 광학 자이로미터 등의) 하나 이상의 센서를 포함한다. 마찬가지로, 수집된 데이터는 게임 분야에서 재사용되어 특정 게임의 스크립트와 관련하여 신체 움직임의 상관관계를 연관/개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 명세서에서 발명자들에 의해 처음으로 기술된 바와 같은 환기 디바이스(A) 및 디바이스(Z)에 의해, 일반적으로 디바이스(A)와 관련된 센서 및 센서들에 의해 획득된 피험자의 생리학적 데이터/파라미터 등의 데이터를 수신, 저장, 처리 및/또는 전송하는 디바이스(Z)를 포함하는 시스템(X)에 관한 것이다.
바람직한 실시예에서, 상기 디바이스(Z)는 다음을 포함하는 자율박스로서,
외부 전원 공급 장치(J) 및/또는 내부 배터리(m), 바람직하게는 충전 장치를 수반하거나 이에 연결되며; 프로세서 또는 마이크로컨트롤러(e);
스톱-스타트 스위치; 및/또는 기록 모듈(n), 예를 들어 SD-micro SD 유형의 저장 장치와 같은 내부 또는 외부(K), 예를 들어 컴퓨터;
및 바람직하게는 적어도 하나의 작동 LED를 포함하는 디바이스이다.
특정 실시예에서, 디바이스(Z), 시스템(X), 시스템(Y) 또는 오디오 모듈(D)은 기록 모듈(n), 예를 들어 바람직하게는 마이크로프로세서(e)에 의해 구동/제어되는 microSD 모듈을 더 포함하여 감지된 신호의 시간 경과에 따른 변화를 사용 가능한 형식(예를 들어 ".txt" 텍스트 파일)으로, 바람직하게는 이동식 저장매체(예를 들어 microSD카드)에 기록할 수 있게 한다. 상기 기록된 파일은 무선 통신(와이파이 또는 블루투스)을 통해 저장 매체로 전송될 수도 있다.
오디오 모듈(D)에 연결되면 상기 디바이스(Z)는 흡기 및/또는 호기로 분류된 소리 및/또는 사운드트랙(디바이스(Z) 또는 오디오 모듈(D)이 음향 조정 및/또는 믹싱 시스템(믹서/앰프)(o)를 포함한 경우 흡기 및/또는 호기 소리(들)를 사운드 트랙과 믹싱할 수 있음)의 재생을 트리거하여 환기 디바이스(A)에 있는 센서(들)를 사용하여 감지된 환기 주기와의 동기화, 예를 들어 스쿠버 다이빙, 항공 비행 및/또는 우주비행 시뮬레이션을 허용한다.
따라서, 예를 들어 스쿠버 다이빙의 시뮬레이션의 경우에, 상기 디바이스의 사용자가 인지하는 재생되는 흡기 및 호기 소리는 실제로 스쿠버 다이빙을 하고 다이빙 조절기를 사용하는 피험자가 인지하는 소리와 일치한다. 따라서 물에서 기체 기포가 배출되는 소리는, 예를 들어 피험자가 상기 디바이스를 사용하여 숨을 내쉴 때 감지된다.
상기 환기 디바이스(A)와 결합된 오디오 모듈(D)은 사용 피험자의 심장 일관성을 상태 확립을 촉진시키며, 피험자는 그의 호흡/주기, 즉, 한편으로는 그의 흡기 및 다른 한편으로는 그의 호기를 감지된 소리에 맞춰 무의식적으로 조절할 것이다(호흡 주기 단계의 피험자에 의한 “오디오 시각화”). 따라서 상기 수단의 조합은 상기 디바이스의 사용 및 본 명세서에 설명된 프로토콜, 예를 들어 치료 프로토콜(환자 피험자의 직접적인 이익을 위한)의 준수를 용이하게 한다.
또한, 발명자는 본 발명에 따른 환기 디바이스(A) 또는 시스템(X), 가상 현실 콘텐츠를 보기 위한 도구(B) 및/또는 가상 현실 콘텐츠를 듣기 위한 오디오 모듈(D)을 포함하는 가상 현실 시스템(Y)를 설명한다.
본 발명에 따른 시스템(Y)은 그 사용자가 청각(소리 경험) 및/또는 시각(시각 경험), 뿐만 아니라 바람직하게는 공간에서의 위치, 이상적으로는 또한 촉감(촉각적 경험), 특히 뜨겁거나 차가운 느낌 및/또는 냄새(후각적 경험)을 포함하는 감각 경험을 인위적으로 복제할 수 있게 한다. 따라서 사용자가 가상 현실에 "몰입"할 수 있다. 상기 오디오 모듈(D)과 관련하여 전술한 바와 같이, 이들 수단 중 2개 이상의 조합은 인지된 소리 및 이미지에 자신의 호흡 주기, 즉 한편으로는 그의 흡기 및 다른 한편으로는 그의 호기를, 무의식적으로 조절하는 피험자에게서 심장 일관성 상태의 확립을 촉진한다. 여러 수단, 특히 상기 디바이스(A), 상기 도구(B) 및 상기 오디오 모듈(D)의 조합은 따라서 상기 디바이스 또는 더 일반적으로는 가상 현실 시스템(Y)의 사용을 용이하게 하며, 따라서 본 명세서에 기술된 프로토콜, 예를 들어 치료 프로토콜(환자 피험자의 직접적인 이익을 위한)의 준수를 용이하게 한다.
상기 오디오 모듈(D)은 일반적으로 적어도 하나의 헤드폰 또는 라우드스피커, 바람직하게는 각각의 귀에 하나씩 2개의 헤드폰 또는 라우드스피커를 포함하는 장치(R)를 포함하거나 이에 연결되며, 사운드 콘텐츠를 반환하는 것을 가능하게 한다. 각 헤드폰에는 모든 가청 주파수 또는 적어도 대부분의 주파수를 복제할 수 있는 변환기가 하나 이상 포함되어 있다. 일반적으로 환기 디바이스(A), 디바이스(Z) (즉, 시스템(X)) 및/또는 가상 현실 콘텐츠를 보기 위한 도구(B)(즉, 가상 현실 시스템(Y))에 통합 및/또는 연결된다.
적어도 하나의 헤드폰 또는 라우드스피커, 바람직하게는 두 개의 헤드폰 또는 라우드스피커를 포함하는 상기 장치(R)는 일반적으로 유무선 여부에 관계없이 오디오 헤드셋, 하나 이상의 헤드폰 및 하나 이상의 이어피스(적용 가능한 경우 귓속의) 중에서 선택된다. "헤드셋"이라는 이름은 2개의 이어폰(적어도 하나의 이어폰, 바람직하게는 둘 다 활성이거나 활성화 가능)이 청취자의 머리를 감싸는 헤드밴드로 연결되어 있다는 사실에서 유래되었다.
그것은 하나 이상의 소리, 예를 들어 시뮬레이션되는 경험 동안 생성된 소리와 동일하거나 유사한 소리(스쿠버 다이빙의 예와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이), 음성 메시지 및/또는 음악을 재생하는 것을 가능하게 한다.
특히 바람직한 실시예에서, 상기 오디오 모듈(D)은, 바람직하게는 주변 소음을 감소 또는 제거하기 위한 수단 및/또는 시뮬레이션되는 경험, 예를 들어 일반적으로 실제 다이빙 조건 하에서 스쿠버 다이빙 조절기의 사용 동안, 생성된 소리와 동일하거나 유사한 소리를 재생하기 위한 수단을 포함하거나 이에 연결된다.
재생되는 소리는 바람직하게는 스테레오 사운드(즉, 재생되는 소리가 원래 음원의 공간적 분포를 재구성함)이다. 이 소닉 릴리프(sonic relief)는 일반적으로 각 귀에 하나씩 최소 2개의 변환기에서 재생되는 2개의 채널(왼쪽 및 오른쪽)을 사용하여 얻는다. 이상적인 조건에서 듣는 사용자는 자연에서 또는 콘서트 중에 오케스트라를 마주하고 있는 것처럼 소리를 듣는다.
시뮬레이션 체험이 스쿠버 다이빙인 경우, 상기 시뮬레이션 체험 중 발생하는 소리와 동일 또는 유사한 소리를 재생하는 수단은 적어도 실제 다이빙 조건에서 스쿠버 다이빙 조절기를 사용하는 동안 발생하는 소리를 재생하는 것이 바람직하다.
주변 잡음을 감소시키는 수단은 바람직하게는 주변 잡음을 지속적으로 측정, 비교 및 처리하여 반대 신호를 방출함으로써 이를 제거하는 수단이다.
상기 오디오 모듈(D)은 예를 들어 잭 커넥터를 통해 음원에 연결된다. 바람직한 특정 실시예에 따르면, 상기 오디오 모듈(D)은 무선 연결을 포함한다. 예를 들어 오디오 소스에 연결된 베이스와 통신하기 위해 라디오 또는 적외선 수신기 또는 심지어 블루투스 또는 와이파이 수신기가 장착되어 있다.
특정 바람직한 실시예에서, 상기 오디오 모듈(D), 일반적으로 시스템(Y)의 오디오 모듈(D)은 주변 소음을 감소 또는 제거하기 위한 수단 및/또는 다이빙 조절기의 사용 동안 발생되는 소리와 동일하거나 유사한 소리를 재생하기 위한 수단을 포함하거나 이에 연결되고; 환기 디바이스(A)는 적어도 하나의 센서(d)를 포함하며; 디바이스(Z)는 환기 디바이스(A)의 센서(d)와 오디오 모듈(D)에 연결되며; 오디오 모듈(D)은 피험자의 환기와 동기화된 방식으로 흡기 및 호기 소리를 재생하는 데 사용된다.
특정 실시예에서, 상기 오디오 모듈(D)은 프로세서 또는 마이크로컨트롤러(e), 오디오 파일 판독기(f) 및/또는 메모리 카드(g), 음향 조정 및/또는 믹싱 시스템(o) 및 바람직하게는 오디오 입력 및 출력을 포함한다.
다른 특정 실시예에서, 상기 오디오 모듈(D)은 오디오 파일 판독기(f) 및/또는 메모리 카드(g), 음향 조정 및/또는 믹싱 시스템(o) 및 바람직하게는 오디오 입력 및 출력을 포함한다.
상기 프로세서 또는 상기 마이크로컨트롤러(e)는 i) 시스템(X) 및/또는 시스템의 환기 디바이스(A) 내부에 위치한 센서(d), 예를 들어 시스템(X) 및/또는 시스템(Y)의 환기 디바이스(A) 내부에 위치한 센서(d)는 일반적으로 수신된 신호의 값을 기준값 또는 값의 간격과 비교함으로써(예를 들어 호흡 가스가 밸브에 가하는 압력 수준 또는 호흡 가스 유속 수준 및 분석 후), 센서(d)에 의해 수신된 신호를 분석할 수 있게 하며; ii) 상기 신호를 수신기, 예를 들어 오디오 파일 판독기(f)로 전송할 수 있게 한다. 전송된 상기 신호는 예를 들어 피험자가 있는 환기 단계(흡기 단계, 호기 단계 및 두 단계 사이의 호흡 휴지기(respiratory pause)로 구성됨)의 흡기 또는 호기 특성의 함수로서 선택된 특정 소리 파일의 읽기를 작동 또는 중지하기 위한 명령을 포함한다. 측정된 압력 수준은 예를 들어 적어도 2개의 이전에 결정된 압력 임계값과 비교된다. 또한, 신호는 바람직하게는 이전에 결정된 2개의 임계치 사이의 차이의 함수로서 소리 볼륨의 강도를 조정하기 위한 명령을 포함한다. 바람직하게는, 신호의 값이 미리 결정된 임계값에 가까울수록 소리 볼륨이 커지고, 반대로 신호의 값이 미리 결정된 임계값에서 멀어질수록 소리 볼륨이 작아진다.
상기 프로세서 또는 상기 마이크로컨트롤러(e)는 오디오 모듈(D)의 특정 실시예에 따라 위치한다. 또 다른 특정 실시예에서, 상기 프로세서 또는 상기 마이크로컨트롤러(e)는 디바이스(Z), 시스템(X) 또는 시스템(Y)에 위치하며, 예를 들어 환기 디바이스(A)에 부착된 오디오 모듈(D)와는 독립적이다.
특정 실시예에서, 상기 오디오 파일 판독기(f)는 프로세서 또는 마이크로컨트롤러(e)로부터 수신된 신호로부터 오디오 메모리 카드(g)에 저장된 소리 파일 중 하나를 판독하고 믹서/앰프(o)로 전송되는 오디오 스트림을 생성한다. 상기 오디오 메모리 카드(g)는 여러 소리 파일, 예를 들어 흡기 소리를 재생하기 위한 제1 소리소리 파일 및 호기 소리를 재생하기 위한 제2 소리 파일을 포함하는 것이 바람직하다.
호흡 소리의 소리 파일에 해당하는 오디오 신호는 오디오 모듈에 연결된 2차 오디오 소스(S)에서 전달되는 다른 오디오 신호(예를 들어 가상 현실 헤드셋을 통해 시스템(Y) 사용자가 보는 영상에 수반되는 음악)와 믹싱될 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 오디오 모듈(D)은 적어도 하나의 전위차계(p), 바람직하게는 2개의 전위차계(p 및 q)(예를 들어, 스테레오 로그 전위차계)를 포함한다. 이는 각 신호의 소리 레벨을 독립적으로 조정하는 데 사용할 수 있다. 이전에 설명한 바와 같이, 상기 오디오 모듈은 결과적으로 처리(혼합/믹싱 및/또는 증폭)된 신호를 헤드폰, 예를 들어 오디오 헤드셋(R)으로 전송하는 믹서/파워 앰프 (즉, 사운드(o)를 조정 및/또는 믹싱하기 위한 시스템)를 더 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 주변 소음을 감소 또는 제거하기 위한 수단 및/또는 스쿠버 다이빙 조절기를 사용하는 동안 생성된 소리와 동일하거나 유사한 소리를 재생하기 위한 수단은, 바람직하게는 환기 디바이스(A)의 압력 및/또는 유량 센서(d)에 연결되고, 오디오 모듈(D)은 유리하게는 피험자의 환기와 동기화된 방식으로 흡기 및 호기 소리를 재생하는 것을 가능하게 한다.
특정 시스템(Y)은 오디오 파일 판독기(f) 및 메모리 카드(g)를 포함하는 오디오 모듈(D)을 포함하며, 상기 메모리 카드는 바람직하게는 흡기 소리를 재생하기 위한 제1 소리 파일 및 호기 소리를 재생하기 위한 제2 소리 파일을 포함하고; 상기 센서(들)(d)는 신호를 전달하는 압력 및/또는 유량 센서 또는 센서들이고; 상기 디바이스(Z)는 프로세서 또는 마이크로컨트롤러(e)를 포함하되, 상기 프로세서 또는 상기 마이크로컨트롤러(e)는:
i) 상기 압력 레벨과 적어도 2개의 이전에 결정된 압력 임계값을 비교함으로써 상기 압력 및/또는 유량 센서(d)에 의해 전달되는 상기 신호를 분석하고,
ii) 상기 2개의 이전에 결정된 임계값의 차이의 함수로서 상기 소리 볼륨의 강도를 적응시킴으로써, 상기 피험자가 있는 환기의 단계의 상기 흡기 또는 호기 특성에 따라 상기 제1 소리 파일 또는 제2 소리 파일의 판독을 트리거하거나 중지하는 상기 오디오 파일 판독기(f)에 신호를 전송하고, 바람직하게는
iii) 상기 센서(들)(d)에 의해 전달되고/되거나 상기 오디오 파일 판독기(f)에 전송되는 상기 신호(들)을 기록한다.
상기 디바이스(A), 상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y)은 피험자의 흡기 및/또는 호기의 순간에서, 또는 피험자의 호흡 주기 동안 지속적으로 하나 이상의 소리를 재생하기 위한 하나 이상의 추가적인 소리 파일을 포함하거나 이에 연결될 수 있고/될 수 있거나, 시각적 콘텐츠를 위한 매체를 형성하고 적용가능한 경우 상기 시각적 콘텐츠와 연관되는 상기 소리를 위한 매체 또는 매체들을 형성하는 하나 이상의 파일을 포함하거나 이에 연결될 수 있다.
나타낸 바와 같이, 상기 환기 디바이스(A)를 포함하는 상기 시스템(Y)은 유리하게는 가상 현실 콘텐츠를 보기 위한 도구(B)를 포함할 수 있다.
상기 도구(B)는 일반적으로 적어도 하나의 스크린과 다수의 렌즈로 구성된다. 디스플레이 스크린은 일반적으로 소형이며 CRT(Cathode Ray Tube Screen), LCD(Liquid Crystal Display Screen), LCoS(Liquid Crystal on Silicon Screen) 또는 OLED(Light-Emitting Diode Screen)일 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 상기 도구는 해상도와 시야를 증가시키는 것을 가능하게 하는 많은 마이크로 스크린을 포함한다.
상기 도구(B)는 일반적으로 한쪽 눈(단안 도구) 또는 각 눈(쌍안 도구)을 향하는 작은 디스플레이 스크린을 포함하는 디스플레이 장치이다.
쌍안일 때, 상기 도구(B)는 각 눈앞에 다른 이미지를 표시할 수 있다. 이를 통해 입체 이미지, 즉 현실을 3차원("3D")으로 표현하는 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 도구는 2개의 평면 이미지를 기반으로 경감의 인식을 복제하는 데 유용하게 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 도구(B)는 사용자가 깊이(2개의 비디오 입력이 비디오 신호를 각 눈에 공급하고; 시간 기반 멀티플렉싱의 사용, 나란히 또는 위에서 아래로)를 인지할 수 있게 하는 쌍안 도구이다. 상기 도구(B)는 일반적으로 60° 내지 230°, 바람직하게는 60° 내지 210°, 예를 들어 60° 내지 170°의 시야 및 바람직하게는 50° 내지 180°의 양안 겹침을 제공한다. 일반적으로 바람직하게는 눈당 4K의 해상도를 제공한다. 바람직하게는, 상기 도구(B)는 사용자에 맞게 조정되며 특히 양안 거리를 고려하도록 조정된다.
상기 도구(B)를 사용하면 실제 세계의 이미지, 컴퓨터 생성 이미지 또는 실제 세계 이미지와 컴퓨터 생성 이미지의 조합을 표시할 수 있다. 현실 세계의 관점과 컴퓨터 생성 이미지의 결합은 현실 세계 또한 투명하게 볼 수 있게 하는 부분적으로 투명한 거울에 컴퓨터 생성 이미지를 투사하여 수행할 수 있다. 이 방법은 "광학적 시스루(optical see-through)"라고도 한다. 두 세계의 결합은 디지털 카메라를 통해 실제 세계를 기록하고 컴퓨터 생성 이미지를 혼합하여 전자적으로도 수행할 수도 있다. 이 방법을 "비디오 시스루"라고도 한다.
상기 도구(B)는 바람직하게는 헤드셋, 바이저, 마스크 및 한 쌍의 (가상 현실) 안경 중에서 선택되거나, 예를 들어 헤드셋, 바이저, 마스크 및 한 쌍의 (가상 현실) 안경에 통합될 수 있다. 상기 도구(B)는 스마트폰에도 구현될 수 있다. 상기 도구(B)는 일반적으로 머리에 착용하거나 헤드셋에 착용하는 디스플레이 디바이스이다.
유리하게는, 상기 시스템(X), 상기 가상 현실 시스템(Y) 및/또는 상기 도구(B)는 가상 현실 콘텐츠를 재생하기 위한 통합 운영 체제를 포함하거나(이 경우 도구(B)는 "스마트" 도구로 분류된다) 또는 가상현실 콘텐츠 재생을 위한 도구(C)에 연결된다.
가상현실 콘텐츠 재생을 위한 상기 도구(C)는 바람직하게는 컴퓨터, 메모리 카드, 게임기, 스마트폰 및 인터넷 중에서 선택된다.
상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y) 및/또는 상기 도구(B) 내에 존재하는 경우, 통합 시스템은 애플리케이션이 물리적 시스템의 비휘발성 메모리 영역에 파일을 읽고 쓸 수 있도록 하는 파일 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 상기 시스템(X), 상기 시스템(Y) 및/또는 상기 도구(B)는 정보를 검색하고 그것을 통해 전송할 수 있는 네트워크 센서(바람직하게는 예를 들어 적외선을 통해 데이터 교환을 허용하는 무선 센서)를 포함한다.
상기 가상 현실 콘텐츠는 현실 세계의 이미지/사진, 컴퓨터 생성 이미지 또는 현실 세계의 이미지/사진과 컴퓨터 생성 이미지의 조합이다. 바람직하게는, 가상 현실 콘텐츠는 영상, 예를 들어 공간을 이동하는 피험자의 경험에 대한 영상, 바람직하게는 상기 공간은 수중, 지상, 공중 또는 우주든 관계없이 시스템(Y) 사용자 자신의 경험이다. 예를 들어 스쿠버 다이빙, 비행(비행기 또는 열기구와 같은 운송 수단이 있거나 없는), 항해 및/또는 관심 사이트 방문, 예를 들면 도보 또는 교통 수단을 이용한 방문 등의 영상이 될 수 있다.
상기 시스템(X) 또는 상기 가상 현실 시스템(Y) 및/또는 상기 도구(B)에는 사용자 인터페이스가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y)은 또한 일반적으로 순환할 수 있는 액체 또는 가스에 의해 상기 피험자의 두피의 전부 또는 일부의 온도를 조절하기 위한 수단(H) 및/또는 상기 피험자의 두피 전부 또는 일부에 걸쳐 전기 충격을 전달하거나 생성하기 위한 수단(I)을 포함할 수 있다.
상기 수단 (H) 및 (I)는 피험자의 두피를 통해 작용함으로써 피험자를 자극하고 감각적 경험을 복제하는 것을 가능하게 하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 상기 도구는 피험자가 이완 상태에 더 쉽게 도달할 수 있게 하여 디바이스의 사용과 본 명세서에 설명된 프로토콜, 예를 들어 치료 프로토콜(환자 피험자의 직접적인 이익을 위한)의 준수를 용이하게 한다.
상기 수단 (H) 및/또는 (I)는 피험자의 두피 전부 또는 일부에 배치되는 방식으로 구성된다. 따라서 상기 수단(H) 및/또는 (I)는 일반적으로 전극 마스크 형태의 수단(I)과 관련하여 캡의 형태를 취할 수 있다.
상기 수단(H)은 일반적으로 뜨거운/차가운 감각을 복제하는 것을 가능하게 한다. 액체 또는 가스로 채워지면 적용 가능한 경우 순환하여 대상 두피의 전부 또는 일부의 표면 온도를 조절 가능하게 하는 챔버 또는 튜브형 네트워크를 포함한다. 충분히 차가운 액체와의 접촉 또는 그러한 액체의 순환은 피험자의 대뇌 혈관 전체 또는 일부의 혈관 수축을 유발한다. 상기 효과는 10℃ ~ 25℃, 바람직하게는 15℃ ~ 22℃의 온도에서 얻을 수 있다. 반대로, 충분히 뜨거운 액체와의 접촉 또는 그러한 액체의 순환은 피험자의 대뇌 혈관 전체 또는 일부의 혈관 확장을 유발한다. 상기 효과는 26℃ ~ 38℃, 바람직하게는 28℃ ~ 35℃의 온도에서 얻을 수 있다.
상기 수단(I)은 일반적으로 피험자의 두피 전부 또는 일부에 걸쳐 전기 충격을 전달하거나 생성하는 것을 가능하게 한다. 이것은 유익하게는 전극의 유선 네트워크를 포함하고, 상기 전극은 바람직하게는 이동 가능하다. 상기 수단 (I)은 예를 들어 테더가 있는 헤드 캡 또는 네트 형태의 캡일 수 있으며, 상기 캡에는 바람직하게는 상기 테더 또는 상기 네트에 통합된 전극이 제공된다.
바람직하게는, 열 자극 및/또는 전기 자극은 제어 가능하고, 바람직한 구현예에 따라 사용자에 의해 직접 연결, 조절 또는 중지될 수 있다.
이를 위해 유리하게는 상기 시스템(X) 내부에 배치된 하나 이상의 온도 및/또는 전기 활동 센서(d)를 포함하고, 유리하게는 사용자 대상의 두피에 접촉하는 방식으로 캡의 형태를 취한다. 프로세서 또는 마이크로컨트롤러(e)는 i) 일반적으로 수신된 신호의 값을 값 또는 기준값의 간격과 비교함으로써 센서(d)에 의해 수신된 신호를 분석할 수 있게 하고, 분석 이후 ii) 예를 들어 이전에 결정된 온도/전기 활동의 기준 임계값의 함수로서 감지된 값 또는 상기 기준 값과 비교하여 열 또는 전기 자극을 트리거, 변조 또는 중지하는, 예를 들어 본 명세서에 설명된 모듈(H) 또는 모듈(I)과 같은 수신기에 신호를 전송할 수 있게 한다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 예를 들어 상기 오디오 모듈(D)과 관련하여, 상기 디바이스(A)와 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 수단 또는 도구(B), 오디오 모듈(D), 피험자의 두피 전부 또는 일부의 온도를 조절하기 위한 수단(H) 및 피험자의 두피 전부 또는 일부에 걸쳐 전기 충격을 전달하거나 생성하기 위한 수단 (I) 중에서 선택된 이들 모두의 조합은 피험자의 심장 일관성 상태 확립을 촉진시킨다. 무의식적으로 후자는 자신의 호흡/호흡 주기, 즉 한편으로는 흡기 및 다른 한편으로는 호기를 자신이 인식하는 환경에 맞게 조정할 것이다. 따라서 몇 가지 수단의 조합은 상기 디바이스 또는 보다 일반적으로 가상 현실 시스템(Y)의 사용을 용이하게 하고, 따라서 본 명세서에 설명된 프로토콜, 예를 들어 치료 프로토콜(환자 피험자의 직접적인 이익을 위한)의 준수를 용이하게 한다.
본 발명자에 의해 기술된 상기 디바이스(A), 상기 시스템(Z), 상기 시스템(X) 또는 상기 가상 현실 시스템(Y)은, 바람직하게는 예를 들어 통합 전원 또는 전원(전기 그리드, 셀, 배터리 등)에 대한 연결 수단(유선 또는 무선)을 포함한다. 특정 구현예에서, 상기 전원은 상기 시스템(Z) 내부의 전원(m) 또는 상기 시스템(Z)에 연결된 외부 전원(J)이다.
바람직한 구현예에 따르면 본 발명자에 의해 기술된 상기 디바이스(A), 상기 시스템(Z) 또는 상기 시스템(X)은 무선 시스템, 예를 들어 와이파이 또는 블루투스를 통한 신호 전송에 의해 작동한다.
본 발명자에 의해 기술된 바와 같은, 본 발명에 따른 가상 현실 시스템 중 하나 또는 다른 하나는 피험자가 심장 일관성의 상태에 도달하도록, 즉 그의 심박변이도를 증가시키도록 허용하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 따라서 예를 들어 본 명세서에 설명된 치료 목적으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명자들에 의해 기술된 상기 디바이스(A), 상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y) 적어도 하나 및 컴퓨터 매체, 예를 들어 메모리 카드 또는 USB 스틱, 바람직하게는 메모리 카드를 포함하는 키트에 관한 것이다.
특정 구현예에 있어서, 본 발명은 명세서에 설명된 상기 디바이스(A), 상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y)을 포함하는 환기 장비 아이템, 예를 들어 다이빙 환기 장비 아이템, 특히 다이빙 조절기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 예방 또는 치료 프레임워크/콘텍스트에서 경험, 일반적으로 공간은 수중, 지상, 공중 또는 우주인지 여부에 관계없이 공간을 통한 사용자의 움직임, 예를 들어 스쿠버 다이빙, 비행(예를 들어 비행기 또는 열기구와 같은 운송 수단이 있거나 없는), 예를 들어 도보 또는 운송 수단을 이용한 관심 사이트로의 항해 및/또는 방문을 시뮬레이션하기 위하여 본 명세서에서 본 발명자들에 의해 기술된 바와 같은 도구, 일반적으로 디바이스(A), 시스템(X), 시스템(Y) 또는 키트의 사용에 관한 것으로, 목적은 피험자가 원하는 평형 상태, 즉, 심장 일관성의 상태에 도달하거나 유지하도록 하는 것 또는 엔터테인먼트 또는 이완 프레임워크/컨텍스트에서 경험, 일반적으로 공간이 수중, 지상, 공중 또는 우주인지 여부에 관계없이 공간을 통한 사용자의 움직임, 예를 들어 스쿠버 다이빙, 비행(예를 들어 비행기 또는 열기구와 같은 운송 수단이 있거나 없는), 예를 들어 도보 또는 운송 수단을 이용한 관심 사이트 또는 전자 게임의 가상세계로의 항해 및/또는 방문을 시뮬레이션하는 것이다.
본 발명에서 피험자는 연령이나 성별에 관계없이 포유동물, 바람직하게는 인간이다. 피험자는 건강한 피험자(일반적으로 위에 설명된 엔터테인먼트 또는 이완 프레임워크/컨텍스트 내에서) 또는 본 명세서에 설명된 스트레스 또는 불안과 관련된 질환 또는 장애를 앓고 있는 피험자, 또는 상기 질환 또는 상기 장애의 증상으로부터 고통받는 피험자 또는 그 외 편두통 및 해당되는 경우 관련 전조증상(들)으로 고통받는 피험자(일반적으로 위에 설명된 예방 또는 치료 프레임워크/컨텍스트 내에서)이다. 피험자는 일반적으로 본 명세서에서 발명자들에 의해 처음으로 기술된 환기 디바이스(A)의 인간 사용자이다.
본 발명자들은 본 발명자들에 의해 본 명세서에 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 도구의 사용자의 건강에 대한 유익한 효과, 특히 피험자의 하기 생리학적 파라미터: 호흡수, 호흡량(일회 호흡량), 호기 캡니아(호기된 CO2의 양), 심장의 빈도(또는 심박수), 심장 일관성, 교감신경-미주신경 균형 및 기관의 전기적 활동에 대한 유익한 효과를 구체적으로 나타내었다.
유리하고 바람직하게는, 다음과 같은 유익한 효과가 관찰된다:
- 즉각적으로, 다음 생리적 파라미터 (실시예 1)에 대해 동시에: 호흡수, 호기 CO2 비율, 일회 호흡량 및 심장의 빈도;
- 중기(몇 시간 초과, 예를 들어 1주, 반복 사용) 및 장기(1개월 초과, 바람직하게는 적어도 2개월, 3개월, 4개월, 5개월 또는 6개월 반복 사용)적으로, 다음 생리적 파라미터에 대해 동시에: 심장 일관성 및 교감신경-미주신경 균형.
또한, 본 발명자들은 더 나은 회복, 수면의 질, 집중력 및 기억력 향상, 주의력 결핍 및 과잉 행동 장애 감소, 기분 개선, 스트레스에 대한 더 나은 저항, 불안과 인지된 스트레스 감소, 통증 내성 개선, 염증 증상 개선 영역에 있어서도 상기 기술된 도구를 사용한 피험자들에게 유익한 효과가 있었음을 증명할 수 있었다.
특정 구현예에서, 피험자는 스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애, 또는 상기 질환 또는 상기 장애의 증상으로부터 고통받는다.
상기 스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애는, 예를 들어 "번-아웃(burn-out)", 외상 후 스트레스 장애("PTSD"), 우울증, 공황 발작 또는 과잉 행동을 동반하거나 동반하지 않는 주의력 결핍 장애(ADHD) 중에서 선택될 수 있다. 본 발명자들은 또한 교감신경-미주신경 균형 이상(심박변이도의 검측을 통해 나타남)의 증상 감소, 번-아웃 증상(Maslach의 번-아웃 증상 점수 감소에 의해 발견됨), 외상 후 스트레스(설문지 PCL-5 점수 감소로 발견됨)의 영역에서 기술된 도구를 사용한 피험자에게 유익한 효과를 입증할 수 있었다. 일반적으로, 본 발명자들은 인지된 스트레스 수준(Cohen PSS 척도에 의해 평가됨), 스트레스 관리, 회복탄력성 또는 마음챙김 수준(Walach FMI 척도(2006)에 의해 평가됨)에 유익한 효과를 입증할 수 있었다.
또한, 피험자에게서 스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애, 또는 상기 질환 또는 상기 장애 및/또는 편두통의 증상을 예방 또는 치료하는 방법이 본 발명자들에 의해 설명되었다.
본 발명에 따른 상기 예방 또는 치료 방법은 피험자에 의하여 본 명세서에서 본 발명자들에 의해 기술된 도구, 일반적으로 피험자의 상기 질환, 장애 및/또는 편두통의 예방 또는 치료를 위한 디바이스(A), 시스템(X), 시스템(Y), 키트, 잠수 환기 장비, 잠수 조절기 또는 잠수 조절기 시뮬레이터, 바람직하게는 시스템(Y)은, 상기 질환, 장애, 상기 질환 또는 장애의 증상 및/또는 편두통의 예방 및 치료에 사용되는 하나 이상의 가스 및/또는 하나 이상의 활성 분자의 단독 또는 조합의 사용을 포함한다. 특정 구현예에 있어서, 상기 방법은 본 명세서에 기술된 다이빙 프로토콜 "BATHYSMED"("BTY")과 같이, 디바이스를 사용하는 피험자에 의한 구현과 결합된다.
본 명세서에서 발명자에 의해 설명된 바와 같은 도구를 사용하기 위한 특정 프로토콜, 일반적으로 디바이스(A), 시스템(X), 시스템(Y), 키트, 잠수 환기 장비 아이템, 잠수 조절기 또는 다이빙 조절기 시뮬레이터, 바람직하게는 시스템(Y)은 다음의 단계를 포함한다:
- 도구 사용자의 소프롤로지/정신적 준비 단계(예를 들어 약 2/3분 동안), 및
- 스쿠버 다이빙의 여러 단계를 시뮬레이션하는 영상을 사용자에게 프로젝션하는 단계.
특정 구현예에 있어서는, 전술한 프로토콜을 프로젝팅 하는 단계는 다음을 순서대로 포함한다:
- 실시 가능한 경우, 다이빙 사용자가 물에 들어가는 것(예를 들어 약 1분 동안),
- 다이빙 사용자가 해저로 하강하는 단계(예를 들어 약 1분 동안),
- 다이빙 사용자가 해저에서 일시 중지하는 단계(예를 들어 약 1~2분 동안),
- 다이빙 사용자의 일련의 훈련을 수행(예를 들어 약 5분에서 10분 동안)하여, 소프롤로지 훈련 또는 훈련들, 예를 들어 실험 부분에 설명된 "BTY" 프로토콜의 하나 이상의 소프롤로지 훈련 1 내지 4에 의해, 예를 들어 사용자가 자신의 오감 및/또는 신체 전부 또는 일부를 인식하도록 하는 것,
- 실시 가능한 경우 잠수 사용자가 조용히 걸어 다니는 단계(예를 들어 약 4~5분 동안)
- 실시 가능한 경우 다이빙 사용자가 해저에서 일시 중지하는 단계(예를 들어 약 1분 동안)
- 다이빙 사용자가 수면으로 다시 상승하는 단계(예를 들어 약 1분 동안).
스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애가 “번-아웃"인 특정 실시예에서, 사용된 활성 분자(들) 또는 가스(들)는 불활성 기체(rare gas), 예를 들어 아르곤 및/또는 제논, 및 하나 이상의 불활성 기체와 산소 및/또는 헬륨의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애가 외상 후 스트레스 장애 또는 증후군("PTSD")인 특정 실시예에서, 통상적으로 사용되는 활성 분자(들)는 불활성 기체, 예를 들어 아르곤 및/또는 제논, 및 하나 이상의 불활성 기체와 산소 및/또는 헬륨의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애가 우울증인 특정 실시예에서, 통상적으로 사용되는 활성 분자(들)는 불활성 기체, 예를 들어 아르곤 및/또는 제논, 및 하나 이상의 불활성 기체와 산소 및/또는 헬륨 가스의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애가 공황 발작인 특정 실시예에서, 통상적으로 사용되는 활성 분자(들)는 불활성 기체, 예를 들어 아르곤 및/또는 제논, 및 하나 이상의 불활성 기체와 산소 및/또는 헬륨의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애가 과잉 행동을 동반하거나 동반하지 않은 주의력 결핍 장애(ADHD)인 특정 실시예에서, 통상적으로 사용되는 활성 분자(들)는 불활성 기체, 예를 들어 아르곤 및/또는 제논, 및 하나 이상의 불활성 기체와 산소 및/또는 헬륨의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
게임 세계에서 시뮬레이션된 환경에서 몰입감을 시뮬레이션하려는 욕구는 계속되고 있다. 스티븐 스필버그(Steven Spielberg) 영화 "레디 플레이어 원(Ready Player One)"의 대본은 주인공을 가상세계에 완전히 몰입시키려는 시도에 대한 완벽한 표현이다. 해당 청구된 발명(일반적으로 디바이스(A), 시스템(X), 시스템(Y) 또는 키트)은 피험자를 그의 직접적인 환경으로부터 오는 자극에 대해 감각적 고립 상태에 있게 하고, 반대로 게임으로 유도된 자극에 대해 더 큰 민감성/수용성 상태에 놓음으로써 상기 게임의 스크립트에 의해 제안된 가상 세계에 접근하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 일반적인 원리를 설명하기 위해 몇개의 실시예에 대해 설명되었다. 그러나 당업자는 본 명세서에 기술된 본질적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다른 실시예에 적응시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 기술된 방법의 기술적 동등물을 구성하는 모든 방법 및 이들의 다양한 실시예를 포함한다. 따라서 설명된 실시예는 모든 면에서 단지 예시적이고 비제한적인 것으로 간주되어야 한다.
[실험 부분]
" BATHYSMED"( " BTY ") 프로토콜
Bathysmed 프로토콜은 다음의 조합을 기반으로 한다:
- 정신적 준비, 명상, 소프롤로지 및 심리 교육 시간.
- 다이빙 이론 수업.
- 소프롤로지, 이완 및 명상 운동을 통합한 비마취성 스쿠버 다이빙 시간. 상기 운동들은 사전에 설명되고 육지에서 연습된다.
다이빙 이론
프랑스에서, 다이빙 연습은 "스포츠 코드"를 준수해야 한다. 수심 6미터를 초과할 수 있으려면 대상자는 다이빙 사고의 위험을 방지하기 위해 고압 환경에 대한 어느 정도의 이론적 지식을 습득해야 한다. 상기 프로토콜 중에 이 이론적 지식은 MCQ에 의해 교육되었고, 검증되었다.
심리 교육
이것은 환자가 자신의 반응과 그 기능을 더 잘 이해할 수 있도록 PTSD의 정신생리학적 측면(기원, 증상 및 반응)을 다루었다. 따라서 그는 통제력을 키울 수 있었고 결과적으로 불안을 줄일 수 있었다.
BTY 다이빙 연습과 소프롤로지 , 이완 및 명상 시간에 대한 수업 소개
대부분의 명상 수행에서 수업은 가이드에 의해 구두로 진행된다. 소프롤로지에서 테르프노스 로고스(Terpnos Logos) 개념은 구두 행동을 포함하고 소프롤로지스트가 소프롤로지 학생들을 다루는 방식을 나타낸다. 수중에서 말로 소통할 수 없다는 것은 다이빙 연습을 시작하기 전에 철저한 이해가 필요하다는 것을 의미했다. 결과적으로, 상기 프로토콜은 데모 비디오를 통해 방법을 가르치고, 그런 다음 다이빙 중에 반복되는 명상 훈련이 이어졌습니다.
상기 소프롤로지, 이완 및 명상 수업은 다음 계획을 따랐다:
1. 적절하게 호흡하는 방법 알기
2. 긴장을 풀기 위해 호흡을 사용하는 방법 알기
3. 자신의 에너지와 동기를 강화하기 위해 호흡을 사용하는 방법 알기
4. 긍정적인 것을 시각화하는 법 배우기
5. 미래 프로젝트를 시각화하는 방법 배우기
6. 개인의 능력을 활용하는 법 배우기
7. 코스 이후의 삶을 건설적으로 준비하기
8. 자신만의 가치 확립하기
BTY 다이빙
이것은 몰입에서 수행되는 특정 훈련을 이용하여 심리와 육체를 자극하는 것을 목표로 하였다. 다이빙은 3개의 구간으로 나누어졌다. 처음 4회의 다이빙은 현재 순간에 대한 피드백, 신체 감각의 재적응 및 집중의 재활성화 개발에 중점을 두었다. 명상 상태에 초점을 맞춘 5~8회의 다이빙은 심리적 측면을 강화하고 심신을 의식으로 재통합할 수 있도록 해야 했다. 이 구간에서 피험자는 다른 각도에서 미래를 시각화하고 상상하도록 만들어졌다. 최종적으로, 마지막 2회의 다이빙은 개인의 능력을 평가하고 놓아줌으로써 자신감을 공고히 하는 것을 목표로 했다.
이익/위험 비율:
스쿠버 다이빙은 침수 및 압력 증가와 관련된 특정 생리적 스트레스를 생성한다. 주요 위험은 감압 시 기포 형태의 질소 방출과 관련된 불포화 사고, 수심 변화 시 유기체의 기공 내 기체 부피 변화에 따른 기압상해, 주위 압력이 증가할 때, 환기되는 기체의 분압 증가로 인한 독성 사고 및 일반적으로 환기 스트레스 증가와 함께 차가운 물에 침수되는 동안의 노력과 관련된, 심장 과부하 및 폐 약화로 인한 침수 폐부종(IPO)이다.
익사 또한 이러한 상황에서 발생할 수 있다. 익사는 일반적으로 기술적 사고, 장비 문제 및/또는 의식 상실에 이차적으로 발생한다. 이러한 요인들을 고려하여 프로토콜에는 불포화 사고 및 독성 사고의 위험을 줄이기 위해 20미터 이상의 수심에서의 다이빙은 포함하지 않는다. 초보자의 하강 및 상승 속도 조절 실패와 관련된 기압상해 사고를 줄이기 위해 처음 2회의 다이빙은 수영장에서 실시하여 피험자의 편안함과 스트레스 수준을 쉽게 평가하고 바다에서의 다이빙을 위한 동질 그룹을 형성한다. 전체 과정 동안 도달하고자 하는 수심은 매우 점진적이며 학생/감독자 비율은 매우 편안해하는 피험자의 경우 4:1, 수중 활동이 적은 경우 2:1, 상당한 스트레스를 보이는 경우 1:1까지 다양하다. 깊이는 프로토콜의 성공적인 완료에 거의 영향을 미치지 않기 때문에 모든 수업 목표는 3미터 깊이에서 달성할 수 있다. 프로그램에 포함된 각 감독자는 전문 수료증, 수중 활동 훈련 분야 경험, 스트레스 관리 및 생리 병리학에 대한 특수 훈련을 받았다. 모든 감독자들은 이전에 소프롤로지 교육 과정을 수료했다.
실시예 1 - 본 발명에 따른 환기 디바이스(A)를 사용하여 피험자의 호흡수수에 대한 환기 디바이스의 효과 평가.
개요: 마음 챙김 명상과 Bathysmed 프로토콜은 심박수를 조절(바람직하게는 감소하는 것)하여 심장 일관성 상태를 달성하기 위해 호기 단계를 특권화하여 호흡수를 제어시키고, 일반적으로는 감소시키는 공통 목표를 가지고 있다. 이 작업의 목적은 건강한 지원 피험자들에게 있어서 호흡 파라미터에 대한 환기 디바이스(A)의 효과를 평가하는 것이었다.
방법: 성인 지원자 20명을 평가하였다. 5분 동안 가만히 누워 있는 예비 기간 후, 45°로 반쯤 앉은 자세에서 환기 디바이스(A)를 사용하기 5분 전후에 호흡 데이터를 수집했다. 수집된 데이터 중에는 분당 호흡수가 있으며 이는 분당 평균 15 ± 2이고; 일회 호흡량(Vc), 즉 휴식 시 정상 주기의 폐 부피; 및 호기된 CO2 비율인 캡니아가 있으며, 이는 분간환기와 상관관계가 있다.
결과: 기준 기간과 상기 디바이스(A) 사용 종료 사이에 심박수는 분당 72±13회에서 분당 64±5회로 떨어졌고, 호흡수는 분당 15±5회에서 11±4회(도 6)로 떨어졌으며, 일회 호흡량이 584±86ml에서 1100±382ml로 증가한 후(도 8), 캡니아(호기된 CO2 비율)는 35±5mmHg에서 33±3mmHg로 감소하였다(도 7).
결론: 따라서 디바이스(A)의 사용은 실험 피험자들에게서 호흡량(일회 호흡량)의 증가와 관련하여 심박수 및 호흡수의 감소 및 캡니아 감소와 함께 심장 일관성 상태를 촉진한다. 이러한 모든 변화는 본 발명에 따른 환기 디바이스(A)를 사용하는 실험 피험자들에게서 자발적으로, 즉 실험 피험자들의 임의의 의도 또는 고의적인 행동과 무관하게 유도되어진다.
실시예 2 - 본 발명에 따른 가상 현실 시스템(Y)이 상기 시스템을 사용한 피험자의 심장 일관성과 관련된 파라미터에 미치는 효과 평가.
개요: 본 발명에 따른 환기 디바이스(A)는 청각, 시각, 촉각, 후각 또는 공간에서의 위치와 같은 감각에 작용하는 감각적 경험을 복제하기 위한 수단을 포함하는 가상 현실 시스템(Y)에 통합될 수 있다. 이 작업의 목적은 본 발명의 환기 디바이스(A)를 사용하는 동안 관찰되는 건강하거나 또는 PTSD를 겪고 있는 지원 피험자를 심장 일관성 상태로 이끌어주는 유익한 생리학적 효과에 대한 상기 수단들의 조합의 영향을 평가하는 것이었다.
방법: 본 발명에 따른 가상현실 시스템(Y) 사용자의 눈에 가상현실 콘텐츠 시청을 위한 마스크를 착용하였다. 상기 가상 현실 시스템은 스쿠버 다이빙을 시뮬레이션하는 것을 목표로 한다. 각 세션은 15~30분, 특히 17~25분 동안 지속된다. 연속 세션을 수행하면 다이빙 사용자가 얕은 수심(3/4미터)과 중간 수심(10/15미터)에서 가상 다이빙을 점차적으로 수행 가능하게 한다.
예를 들어 파란색 배경과 같은 어떤 이미지를 보는 동안 사용자는 사전 세션 설명을 들었다. 2~3분 동안 소프롤로지/정신적 준비 세션을 거쳐 피험자가 자신의 자세를 인식하고 환기를 안정시키고 근육 이완을 획득한 후 약 15분 길이의 영상을 본 발명에 따른 가상 현실 시스템(Y)를 사용하여 상기 피험자에게 투사했다. 심장 및 호흡 데이터는 적어도 상기 가상 현실 시스템 사용 세션을 수행하기 전과 후에, 바람직하게는 세션 전과 세션 내내 수집되었다.
상기 영상은 약 1~5분의 여러 단계로 나누어져 있으며, 예를 들면 다음과 같은 순서를 포함한다:
(a) 수면에 있는 사용자/다이버, 약 1분 동안: 사용자/다이버는 호흡을 시뮬레이션하는 소리에 겹쳐진 음성으로 안내되고,
(b) 해저로 하강, 약 1분 동안,
(c) 모래 위에서 일시 중지, 약 1분 동안: 사용자/다이버가 풍경을 생각하고 호흡을 시뮬레이션하는 소리가 조정되며,
(d) 선택적으로 보이스오버가 있는 상태에서 사용자를 안내하는 감독자의 신호(예를 들어 수행할 동작 또는 수행할 포즈) 보기를 한 후, 약 1분 동안 이어서 사용자/다이버는 눈을 감고 소리와 호흡의 깊이에 주의를 돌리는 일련의 연습이 시작된다. 그런 다음 사용자/다이버는 이전에 결정된 소리가 방출될 때 눈을 다시 뜨고 감독자가 다음에 적용할 연습의 시연을 수행하는 것을 관찰한다(예: "BTY" 프로토콜의 소프롤로지 훈련1~4). 사용자/다이버는 다시 눈을 감고 약 3~7분 동안 보이스오버 또는 일련의 소리에 따라 안내를 받으며,
(e) 조용한 보행, 약 4~5분 동안,
(f) 재상승 전 모래 위에서 잠시 멈춤, 약 1분 동안: 다이버는 재상승을 시작하기 전에 수면을 관찰하고, 몇 번의 재자극 영감을 받은 후 수면으로 다시 상승하며,
(g) 수면에 도착, 보이스오버가 다이버의 주의를 수면 전환으로 안내하는 조용한 시간, 약 1분 동안.
상기 단계 (d) 동안, 약 2 내지 4분 동안의 연습은 사용자가 자신의 손바닥이 움직이는 이미지 및/또는 3D 동작 또는 회전 이미지를 통해 자신의 오감 및/또는 신체의 전부 또는 일부를 인식하게 하는 것을 목표로 한다.
상기 단계 (b)에서 수행된 하강의 깊이, 즉 3/4m, 10m 또는 최대 15m와 상관적 요소로서, 단계 (e)의 조용한 보행은 예를 들어 표면이 보이는 5/6m의 암초에서, 7/8m 암초 및/또는 낙하 또는 경사면의 가장자리에서 수행된다.
첫 번째 세션 또는 처음 두 세션은 물에 들어가지 않고(가상) 수행된다. 예를 들어 보트에서 가상으로 물에 들어가는 다음 세션과 달리, 예를 들어 상기 단계(a) 전에 약 1분 동안 직선 점프를 한다.
사용자/다이버가 수행하는 세션이 많을수록 무호흡 운동과 같은 다양한 운동이 더 많이 제안되며, (예: 완전한 호흡 주기로 환기 단계, 20초 동안 지속되는 무호흡 단계, 40~60초 동안 지속되는 전체 호흡 주기(들)의 환기에 의한 회복), 해당되는 경우 사용자/다이버가 내쉬는 거품의 시각화 또는 사용자/다이버의 눈을 번갈아 가며 감는 긍정적인 다이빙 시각화 운동과 결합된다.
결과: 본 발명의 가상 현실 시스템(Y)의 사용자 사이에서 심장 일관성 상태가 달성되고/되거나 상기 상태와 관련된 유익한 효과가 적어도 1개월, 바람직하게는 적어도 3개월, 더욱 바람직하게는 세션이 진행된 후 적어도 6개월 동안 지속되었다.
실시예 3 - 본 발명에 따른 가상 현실 시스템(Y)의 상기 시스템을 사용한 피험자의 심장의 빈도(심박수)에 미치는 효과 평가.
본 발명에 따른 가상현실 시스템(Y)을 사용하기 전과 사용하는 동안 가상현실을 경험한 적이 없는 피험자의 심박수를 측정하였다(도 10 참조).
다음 프로토콜은 다음 단계를 포함한다:
1) 휴식 중인 피험자 [시스템(Y)를 장착하지 않음]: 이 단계는 3분 동안 지속되며, 이 시간은 피험자가 안정시 심박수로 돌아가는 데 걸리는 시간이며;
2) 피험자는 약 5분 동안 본 발명에 따른 시스템(Y)을 사용한다: 피험자는 도구(B)를 사용하여 영상을 보고 디바이스(A)의 마우스피스를 통해 숨을 쉬지만 사운드 피드백은 없다. 적응의 첫 번째 단계 후에 피험자의 심박수는 안정시 심박수보다 낮은 수준으로 안정화되며;
3) 시스템(Y)에 있는 오디오 모듈(D)이 연결된다. 이 단계는 적응 약 5분 동안 지속된다: 적응 단계 후 피험자의 심박수는 실험의 가장 낮은 수준에 도달하기 위해 더 감소하므로, 피험자는 심장 일관성 상태를 향하게 된다.
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Claims (18)

  1. 피험자를 환기시키기 위한 디바이스(A)로서, 상기 디바이스는 구강 또는 구비강 엔드피스 또는 구강안면 마스크(a) 및 i) 밸브(b) 또는 ii) 흡기 밸브(b') 및 호기 밸브(c)를 포함하며, 상기 밸브(b) 또는 밸브들(b') 및 (c)는 상기 피험자 상에 그의 흡기 노력보다 더 큰 호기 노력을 가하도록 구성되며, 상기 흡기 압력은 0 내지 10 mbar의 저항 사이에 있고, 상기 호기 압력은 1 내지 12 mbar의 저항 사이에 있으며, 상기 압력 값은 절대값으로 표현되는, 디바이스(A).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 0 내지 3 mbar의 저항 사이의 흡기 압력을 생성하도록 구성되는 밸브(b) 또는 흡기 밸브(b'), 및 2.5 내지 5 mbar의 저항 사이의 호기 압력을 생성하도록 구성되는 밸브(b) 또는 호기 밸브(c)를 포함하는, 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 환기 디바이스(A)는 데이터를 획득하기 위한 적어도 하나의 센서(d), 예를 들어 압력 센서 및/또는 유량 센서를 더 포함하는, 디바이스(A).
  4. 제3항에 따른 환기 디바이스(A), 및 상기 디바이스(A)에 의해 획득되는 데이터를 수신, 저장, 처리 및/또는 전송하기 위한 디바이스(Z)를 포함하는, 시스템(X).
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 환기 디바이스(A) 또는 제4항에 따른 시스템(X), 및 가상 현실 콘텐츠를 관찰하기 위한 도구(B) 및/또는 가상 현실 콘텐츠를 청취하기 위한 오디오 모듈(D)를 포함하는, 가상 현실 시스템(Y).
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항, 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 디바이스(A)는 다이빙 조절기의 제2 스테이지 또는 다이빙 조절기의 제2 스테이지의 시뮬레이터인, 디바이스(A), 시스템(X) 또는 시스템(Y).
  7. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    가상 현실 콘텐츠를 관찰하기 위한 상기 도구(B)는 스크린 및 다수의 렌즈를 포함하고 바람직하게는 헤드셋, 바이저, 마스크 및 한 쌍의 가상 현실 안경으로부터 선택되는, 시스템(Y).
  8. 제6항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    가상 현실 콘텐츠를 관찰하기 위한 상기 도구(B)는 통합 운영 시스템을 포함하거나 가상 현실 콘텐츠(C)를 재생하기 위한 도구에 연결되며, 가상 현실 콘텐츠를 재생하기 위한 상기 도구는 바람직하게는 컴퓨터, 메모리 카드, 게임 콘솔, 스마트폰 및 인터넷으로부터 선택되는, 시스템(Y).
  9. 제1항 내지 제3항 또는 제6항 중 어느 한 항, 제4항 또는 제6항, 또는 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 디바이스(A) 또는 상기 시스템(X)은 오디오 헤드셋, 헤드폰 및 이어폰으로부터 선택되는 2개의 헤드폰 또는 라우드스피커를 포함하는 장치(R)를 포함하거나 이에 연결되는 오디오 모듈(D)를 더 포함하며, 상기 오디오 모듈(D)는 상기 환기 디바이스(A), 상기 디바이스(Z), 및/또는 가상 현실 콘텐츠를 관찰하기 위한 상기 도구(B)에 통합 및/또는 연결되는, 디바이스(A), 시스템(X), 또는 시스템(Y).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오디오 모듈(D)는 주변 소음을 감소 또는 제거하고/하거나 실제 다이빙 조건 하에서 스쿠버 다이빙 조절기의 사용 동안 생성되는 소리와 동일하거나 유사한 소리를 재생하기 위한 수단을 포함하거나 이에 연결되는, 디바이스(A), 시스템(X) 또는 시스템(Y).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 오디오 모듈(D)는 주변 소음을 감소 또는 제거하고/하거나 스쿠버 다이빙 조절기의 사용 동안 생성되는 소리와 동일하거나 유사한 소리를 재생하기 위한 수단을 포함하거나 이에 연결되고; 상기 환기 디바이스(A)는 센서(d)를 포함하고; 상기 디바이스(Z)는 상기 환기 디바이스(A)의 상기 센서(d) 및 상기 오디오 모듈(D)에 연결되고; 상기 오디오 모듈(D)는 상기 피험자의 상기 환기와 동기화되는 방식으로 상기 흡기 소리 및 호기 소리를 재생하기 위해 사용되는, 시스템(Y).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 오디오 모듈(D)는 오디오 파일 판독기(f) 및 메모리 카드(g)를 포함하며, 상기 메모리 카드는 바람직하게는 흡기 소리를 재생하기 위한 제1 소리 파일 및 호기 소리를 재생하기 위한 제2 소리 파일을 포함하고; 상기 센서(d)는 신호를 전달하는 압력 및/또는 유량 센서이고; 상기 디바이스(Z)는 프로세서 또는 마이크로컨트롤러(e)를 포함하되, 상기 프로세서 또는 상기 마이크로컨트롤러(e)는:
    i) 상기 압력 레벨과 적어도 2개의 이전에 결정된 압력 임계값을 비교함으로써 상기 압력 및/또는 유량 센서(d)에 의해 전달되는 상기 신호를 분석하고,
    ii) 상기 2개의 이전에 결정된 임계값의 차이의 함수로서 상기 소리 볼륨의 강도를 적응시킴으로써, 상기 피험자가 있는 환기의 단계의 상기 흡기 또는 호기 특성에 따라 상기 제1 소리 파일 또는 제2 소리 파일의 판독을 트리거하거나 중지하는 상기 오디오 파일 판독기(f)에 신호를 전송하고, 바람직하게는
    iii) 상기 센서(d)에 의해 전달되고/되거나 상기 오디오 파일 판독기(f)에 전송되는 상기 신호(들)을 기록하는, 시스템(Y).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 디바이스(A), 상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y)은 상기 피험자의 상기 흡기 및/또는 상기 호기의 순간에서, 또는 상기 피험자의 상기 호흡 주기 동안 지속적으로 하나 이상의 소리를 재생하기 위한 하나 이상의 추가적인 소리 파일을 포함하거나 이에 연결되고/되거나, 시각적 콘텐츠를 위한 매체를 형성하고 적용가능한 경우 상기 시각적 콘텐츠와 연관되는 상기 소리를 위한 매체 또는 매체들을 형성하는 하나 이상의 파일을 포함하거나 이에 연결되는, 시스템(Y)
  14. 제1항 내지 제3항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항, 제4항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항, 또는 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환기 디바이스(A)는 호흡수, 호흡량, 호기 캡니아(capnia), 심박수, 심장 일관성, 교감신경-미주신경 균형 및 기관의 전기적 활동으로부터 선택되는 상기 피험자의 적어도 하나의 생리학적 파라미터를 검출 및 측정하기 위한 하나 이상의 센서(d)를 더 포함하는, 디바이스(A), 시스템(X), 또는 시스템(Y).
  15. 제4항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항 또는 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템(X) 또는 상기 시스템(Y)은 액체 또는 가스에 의해 상기 피험자의 두피의 전부 또는 일부의 온도를 조절하기 위한 수단(H) 및/또는 상기 피험자의 상기 두피의 전부 또는 일부에 걸쳐 전기 충격을 전달/생성하기 위한 수단(I)를 더 포함하는, 시스템(X) 또는 시스템(Y).
  16. 제1항, 제3항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(A), 제4항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 시스템(X), 또는 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 시스템(Y), 및 컴퓨터 매체, 바람직하게는 메모리 카드에 부착되는 가상 현실 콘텐츠를 포함하는, 키트.
  17. 스쿠버 다이빙, 비행, 항해, 관심 사이트 방문 또는 전자 게임의 가상 세계를 시뮬레이션하기 위한, 제1항, 제3항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(A), 제4항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 시스템(X), 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 시스템(Y), 또는 제16항에 따른 키트의 용도.
  18. 피험자에서 스트레스 또는 불안과 관련되는 질환 또는 장애, 바람직하게는 "번-아웃(burn-out)", 외상 후 스트레스 장애("PTSD"), 우울증, 공황 발작, 또는 과잉 행동을 동반하거나 동반하지 않는 주의력 결핍 장애(ADHD), 상기 질환 또는 상기 장애의 증상, 및/또는 편두통을 예방 또는 치료하기 위한 방법으로서, 상기 방법은, 단독으로 또는 질환, 장애, 상기 질환 또는 상기 장애의 증상 및/또는 편두통의 예방 또는 치료에 사용되는 하나 이상의 가스 및/또는 하나 이상의 활성 분자와 조합으로, 상기 피험자에서 상기 질환, 장애 및/또는 편두통을 예방 또는 치료하기 위해 제1항, 제3항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(A), 제4항, 제6항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 시스템(X), 제5항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 시스템(Y), 또는 제16항에 따른 키트의 용도를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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