㈜바디프랜드가 지난 2020년 1월 23일 출원(출원번호 제1020200009211호)해 지난 6월 10일 등록(등록번호 제102265714호)을 받은 ‘사용자의 코골이를 방지하는 전동 침대’라는 명칭의 특허 대표 도면. 해당 발명에 따른 전동 침대의 동작을 설명하기 위한 도면(왼쪽)과 해당 특허 전동 침대의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면. 그림=키프리스
㈜바디프랜드가 지난 2020년 1월 23일 출원(출원번호 제1020200009211호)해 지난 6월 10일 등록(등록번호 제102265714호)을 받은 ‘사용자의 코골이를 방지하는 전동 침대’라는 명칭의 특허 대표 도면. 해당 발명에 따른 전동 침대의 동작을 설명하기 위한 도면(왼쪽)과 해당 특허 전동 침대의 구성 요소들을 설명하기 위한 도면. 그림=키프리스

[비즈월드] 수면호흡장애의 가장 신뢰성 있는 진단 방법(gold standard)은 수면다원검사이다. 이 검사 검사는 병원에서 10여개가 넘는 센서를 부착하고 실제로 자면서 측정을 하게 된다. 

수면다원 검사는 피검사자에게 많은 불편을 유발하지만 뇌파에서부터 흉곽움직임까지 많은 정보를 얻어낼 수 있기 때문에 가장 신뢰성이 높지만 1회 검사 비용이 11만원에서 14만원에 달한다. 

게다가 피검사자는 다양한 장치들을 손가락에 끼우는 등의 '구속' 센서를 사용하기 때문에 불편한 수면의 경험을 제공하므로, 수면다원검사를 일상적인 생활에 적용하기에는 어려운 점이 있다.

이런 단점을 보완하기 위해 최근 다양한 수면에 대한 무구속 센서들이 연구되고 있다. 

예를 들어 압전 방식 혹은 초단파를 이용한 움직임 검출 방법이 연구되고 있고 알고리즘의 발전에 따라 점점 개선이 되고 있는 상황이다.

또 이런 무구속 센서들을 이용해 코골이 등을 검출하고, 전동침대에서 잠을 자는 자세를 제어하고 수면호흡장애를 억제하고자 하는 시도가 많이 연구되고 있다.

반면 기존의 기술 및 특허는 수면 감시부 및 각도에 대한 모호한 서술로 개념적인 수준에 머물러 있다.

특히 앞서 설명한 무구속 무자각 센서의 한계로 인해 동침자가 있거나 수면 자세의 변화에 따라 다양한 한계점이 있고, 해당 문제를 해결하기 위한 스마트 침대에 대한 연구가 계속되고 있다.

관련한 선행기술로는 ㈜한림의료기에서 2015년 출원(출원번호 제1020150144119호)해 2016년 4월 6일 등록(등록번호 제101613044호)을 받은 ‘압력센서 기반의 자세 변환 스마트 전동 침대’라는 명칭의 특허가 있다.

또 개인 발명가가 2011년 7월 27일 출원(출원번호 제1020110074753호)해 2012년 11월 8일 등록(등록번호 제101201367호)을 받은 ‘요양용 전동침대의 매트리스 지지판 제어방법 및 이를 이용한 제어부’라는 명칭의 특허 등도 있다. 

이런 가운데 안마의자 전문업체인 ㈜바디프랜드가 최근 사용자의 움직임 등을 감지해 무호흡증 등을 유발하는 코골이를 줄여주는 똑똑한 침대에 대한 기술을 선보여 관심을 끈다.

지난 2020년 1월 23일 출원(출원번호 제1020200009211호)해 올해 6월 10일 등록(등록번호 제102265714호)을 받은 ‘사용자의 코골이를 방지하는 전동 침대’라는 명칭의 특허가 그것이다.

해당 특허에 대해 바디프랜드 연구진은 “이 특허는 사용자의 코골이를 방지하는 전동 침대 및 이의 제어 방법이 개시된다. 본 개시의 일 실시예에 따르면 사용자의 코골이를 방지하는 전동 침대에 있어서 사용자의 코골이 소리를 감지하는 소리 감지 센서 및 사용자의 움직임을 감지하는 움직임 감지 센서를 포함하는 센서부와 이 센서부로부터 획득한 정보에 기초해 취침 중인 복수의 사용자 중 코를 고는 사용자를 결정하는 코골이 대상 결정부와 이렇게 결정된 코골이 사용자의 코골이를 방지하기 위해 상기 전동 침대의 움직임을 제어하는 동작 제어부를 포함하는, 사용자의 코골이를 방지하는 전동 침대가 개시된다”라고 설명했다.

이런 목적을 달성하기 위해 침대의 한 측면에 사용자의 코골이 소리를 감지하는 소리 감지 센서와 사용자의 움직임을 감지하는 움직임 감지 센서를 포함하는 센서부가 구비되도록 했다.

해당 센서부에서 획득한 정보에 기초해 취침 중인 복수의 사용자 중 코를 고는 사용자를 결정하는 코골이 대상 결정부와 결정된 코골이 사용자의 코골이를 방지하기 위해 상기 전동 침대의 움직임을 제어하는 동작 제어부를 구성했다.

또 코골이 대상 결정부는 소리 감지 센서로부터 획득한 코골이 소리 데이터와 코를 고는 사용자 사이의 상관관계를 기계 학습한 코골이 학습모델을 생성하는 데이터 학습부와 소리 감지 센서로부터 획득한 코골이 소리 데이터를 상기 코골이 학습모델에 적용해 코를 고는 사용자를 결정하는 데이터 적용부를 포함하도록 했다.

특히 코골이 사용자의 취침 자세에 기초해 전동 침대의 움직임을 제어하는 제어부는 사용자가 엎드려서 자거나 또는 옆으로 누워서 자는 경우 상기 전동 침대에서 사용자의 머리가 위치한 부분을 상승시키지 않고, 사용자가 정자세로 자는 경우 전동 침대에서 사용자의 머리가 위치한 부분을 상승하도록 자동 조정한다. 

특히 특허에 따른 전동 침대는 센서부로부터 획득한 정보에 기초해 코골이 원인을 예측하는 코골이 원인 예측부를 더 포함할 수 있도록 했다.

연구개의 목젖이 원인인 경우 또는 사용자의 혀가 원인인 경우, 전동 침대에서 사용자의 머리가 위치한 부분을 상승시키고, 사용자의 후두 덮개가 원인인 경우 사용자에게 가이드 정보를 제공한다.

또 전동 침대에서 상기 사용자의 머리가 위치한 부분이 상승되는 정도는 연구개의 목젖이 원인인 경우 보다 사용자의 혀가 원인인 경우 더 클 수 있다는 연구 결과에 따라 높이 조절 여부가 결정된다. 

가이드 정보는 오류를 방지하기 위해 사용자에게 의료기관 등을 방문하라는 행동 안내 정보를 포함할 수 있다고 바디프랜드 측은 설명했다.

물론 정확한 무호흡증 등 수면장애의 원인은 병원 진찰을 통해 확인하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 약품 오·남용등을 방지하고 계속적인 수면 안정을 위해서라면 이번 바디프랜드의 특허 기술이 적용된 침대가 도움이 될 수 있을 것으로 예상된다

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