수면 중 호흡이 불규칙해지고 불안정해지는 현상 즉 수면질병은 날로 많은 사람들한테서 나타나고 있다. 수면 무호흡 현상은 수면 질병의 한가지로서 수면 중에 상기도의 기류저항이 커짐으로 호흡 중에 기체 흐름이 막히면서 생기는 질병이다. 2-4% 가까이 되는 중년들이 현재 수면 무호흡 질환의 영향을 받고 있다. 이러한 수면 질환에 대한 체계적인 분석과 정확한 진단을 내리기 위해서는 적당한 수면 감시 시스템이 필요하다. 현재로서는 수면다원검사장비인 PSG (polysomnography) 가 수면관련 분석에서의 기준으로 사용되고 있고, 그 외에도 적은 채널수로 분석이 가능한 시스템과 일반 가정에서 사용 가능한 시스템들이 많이 응용되고 있다. 하지만 기존의 대부분 시스템들은 가격이 비싸고 사용시 인체에 불편함을 주며 센서의 부착 등이 있어서 제한을 많이 받는다는 단점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 베개와 패드를 이용하여 무구속, 무자각으로 수면정보를 검출 분석하기 위한 수면 감시 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 베개와 패드, 그 내부에 위치하는 센서, 그리고 검출되는 신호를 수집, 저장하는 하드웨어 부로 이루어졌으며 베개로부터는 ...
수면 중 호흡이 불규칙해지고 불안정해지는 현상 즉 수면질병은 날로 많은 사람들한테서 나타나고 있다. 수면 무호흡 현상은 수면 질병의 한가지로서 수면 중에 상기도의 기류저항이 커짐으로 호흡 중에 기체 흐름이 막히면서 생기는 질병이다. 2-4% 가까이 되는 중년들이 현재 수면 무호흡 질환의 영향을 받고 있다. 이러한 수면 질환에 대한 체계적인 분석과 정확한 진단을 내리기 위해서는 적당한 수면 감시 시스템이 필요하다. 현재로서는 수면다원검사장비인 PSG (polysomnography) 가 수면관련 분석에서의 기준으로 사용되고 있고, 그 외에도 적은 채널수로 분석이 가능한 시스템과 일반 가정에서 사용 가능한 시스템들이 많이 응용되고 있다. 하지만 기존의 대부분 시스템들은 가격이 비싸고 사용시 인체에 불편함을 주며 센서의 부착 등이 있어서 제한을 많이 받는다는 단점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 베개와 패드를 이용하여 무구속, 무자각으로 수면정보를 검출 분석하기 위한 수면 감시 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 베개와 패드, 그 내부에 위치하는 센서, 그리고 검출되는 신호를 수집, 저장하는 하드웨어 부로 이루어졌으며 베개로부터는 코골이 신호를 검출하고 패드에서는 호흡, 심장박동, 몸의 움직임 신호를 검출한다. 베개에는 접촉 형 진동센서를 적용하였으며 패드에는 내부의 공기주머니에 압력센서를 적용하였다. 시스템의 정확성에 대한 검증을 위하여 2명의 성인남자가 30초 주기로 연속 두 번의 실험에 참여하였으며, 수면중 여러 상황에서 검출되는 신호에 대해 분석하였다. 그 결과, 피험자가 상대적으로 안정적인 수면상태에 취해있을 때 시스템은 상당히 높은 정확성을 보였다. 또한 베개에 모터 및 공기주머니를 추가하여 코골이 현상이 검출되면 공기주머니가 팽창하면서 사용자의 목 부분을 올려주어 코골이 현상을 멈추게 하는 베개를 개발하였다. 코골이 방지 베개에 대한 테스트는 수면 센터에서 2명의 자원 참여자로부터 이틀 동안 임상평가를 진행하였다. 그 결과, 전체 코골이 시간은 각각 49.8%, 63.0% 감소하였고 코골이 발생은 각각 62.9% 감소, 58.3% 증가 하였으며 코골이 현상의 최대주기는 각각 43.8%, 95.0% 감소하였다. 개발된 시스템은 수면 중 불규칙적인 호흡현상에 대한 진단에서 사용자가 상대적으로 안정적 수면상태에 있을 때 안정된 측정결과를 나타냄을 알 수 있었다. 또한 코골이 방지 베개는 효과적으로 코골이 시간을 줄이고 코골이 현상이 검출 될 때마다 정확하게 작동함으로 코골이 환자에게 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.
수면 중 호흡이 불규칙해지고 불안정해지는 현상 즉 수면질병은 날로 많은 사람들한테서 나타나고 있다. 수면 무호흡 현상은 수면 질병의 한가지로서 수면 중에 상기도의 기류저항이 커짐으로 호흡 중에 기체 흐름이 막히면서 생기는 질병이다. 2-4% 가까이 되는 중년들이 현재 수면 무호흡 질환의 영향을 받고 있다. 이러한 수면 질환에 대한 체계적인 분석과 정확한 진단을 내리기 위해서는 적당한 수면 감시 시스템이 필요하다. 현재로서는 수면다원검사장비인 PSG (polysomnography) 가 수면관련 분석에서의 기준으로 사용되고 있고, 그 외에도 적은 채널수로 분석이 가능한 시스템과 일반 가정에서 사용 가능한 시스템들이 많이 응용되고 있다. 하지만 기존의 대부분 시스템들은 가격이 비싸고 사용시 인체에 불편함을 주며 센서의 부착 등이 있어서 제한을 많이 받는다는 단점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 베개와 패드를 이용하여 무구속, 무자각으로 수면정보를 검출 분석하기 위한 수면 감시 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 베개와 패드, 그 내부에 위치하는 센서, 그리고 검출되는 신호를 수집, 저장하는 하드웨어 부로 이루어졌으며 베개로부터는 코골이 신호를 검출하고 패드에서는 호흡, 심장박동, 몸의 움직임 신호를 검출한다. 베개에는 접촉 형 진동센서를 적용하였으며 패드에는 내부의 공기주머니에 압력센서를 적용하였다. 시스템의 정확성에 대한 검증을 위하여 2명의 성인남자가 30초 주기로 연속 두 번의 실험에 참여하였으며, 수면중 여러 상황에서 검출되는 신호에 대해 분석하였다. 그 결과, 피험자가 상대적으로 안정적인 수면상태에 취해있을 때 시스템은 상당히 높은 정확성을 보였다. 또한 베개에 모터 및 공기주머니를 추가하여 코골이 현상이 검출되면 공기주머니가 팽창하면서 사용자의 목 부분을 올려주어 코골이 현상을 멈추게 하는 베개를 개발하였다. 코골이 방지 베개에 대한 테스트는 수면 센터에서 2명의 자원 참여자로부터 이틀 동안 임상평가를 진행하였다. 그 결과, 전체 코골이 시간은 각각 49.8%, 63.0% 감소하였고 코골이 발생은 각각 62.9% 감소, 58.3% 증가 하였으며 코골이 현상의 최대주기는 각각 43.8%, 95.0% 감소하였다. 개발된 시스템은 수면 중 불규칙적인 호흡현상에 대한 진단에서 사용자가 상대적으로 안정적 수면상태에 있을 때 안정된 측정결과를 나타냄을 알 수 있었다. 또한 코골이 방지 베개는 효과적으로 코골이 시간을 줄이고 코골이 현상이 검출 될 때마다 정확하게 작동함으로 코골이 환자에게 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.
Sleep apnea is a sleep disorder which is characterized by pauses in breathing during sleep. It is most frequently caused by upper airway blockage and the OSA (obstructed sleep apnea) is attacking 2-4% of the middle aged people. Till now, standard laboratory based PSG (polysomnography) is considered ...
Sleep apnea is a sleep disorder which is characterized by pauses in breathing during sleep. It is most frequently caused by upper airway blockage and the OSA (obstructed sleep apnea) is attacking 2-4% of the middle aged people. Till now, standard laboratory based PSG (polysomnography) is considered as the most reliable sleep monitoring system, and there are many other little channeled or home based sleep monitoring systems in use. However, most of current existing systems are highly expensive and contain too many channels, moreover, they need too many sensors to be attached, and most of them do not include any feedback mechanism other than monitoring signals during sleep. Therefore, it calls for the development of a system with minimum channels for sleep monitoring under unrestrained and unconscious conditions for the users. New system has been designed with a pillow and a pad. The pillow with PVDF (Polyvinylidene Fluoride) vibration sensors detect and restrain snoring events; the pad with air bag inside collects oscillation signals for respiration, heart beat and body movement from a pressure sensor. Two male subjects participated in the experiment for evaluation of the developed system. Duration for data collection was set to 30 seconds, and underwent two repetitions. Air bladders were put inside the pillow to restrain snoring by inflating the bladder. Clinical evaluation was performed at the sleep center to verify effectiveness of the anti-snore pillow. Two volunteers participated for two nights with the use of PSG. Snoring times were reduced 49.8% and 63% for each volunteer, and the number of snoring episodes was reduced about 62.9% and increased about 58.3% for each study. Longest snoring episodes were reduced about 43.8% and 95% for two subjects, respectively. The results indicate that the new system is reliable to diagnose respiratory events, heartbeat, and body movement when the user is in a normal and calm state during sleep; meanwhile, the anti-snore pillow effectively reduces the total snoring time and discontinues snoring whenever it detects snoring sound. Keywords: sleep apnea, snoring, unrestrained, unconscious, pillow and pad, anti snore pillow
Sleep apnea is a sleep disorder which is characterized by pauses in breathing during sleep. It is most frequently caused by upper airway blockage and the OSA (obstructed sleep apnea) is attacking 2-4% of the middle aged people. Till now, standard laboratory based PSG (polysomnography) is considered as the most reliable sleep monitoring system, and there are many other little channeled or home based sleep monitoring systems in use. However, most of current existing systems are highly expensive and contain too many channels, moreover, they need too many sensors to be attached, and most of them do not include any feedback mechanism other than monitoring signals during sleep. Therefore, it calls for the development of a system with minimum channels for sleep monitoring under unrestrained and unconscious conditions for the users. New system has been designed with a pillow and a pad. The pillow with PVDF (Polyvinylidene Fluoride) vibration sensors detect and restrain snoring events; the pad with air bag inside collects oscillation signals for respiration, heart beat and body movement from a pressure sensor. Two male subjects participated in the experiment for evaluation of the developed system. Duration for data collection was set to 30 seconds, and underwent two repetitions. Air bladders were put inside the pillow to restrain snoring by inflating the bladder. Clinical evaluation was performed at the sleep center to verify effectiveness of the anti-snore pillow. Two volunteers participated for two nights with the use of PSG. Snoring times were reduced 49.8% and 63% for each volunteer, and the number of snoring episodes was reduced about 62.9% and increased about 58.3% for each study. Longest snoring episodes were reduced about 43.8% and 95% for two subjects, respectively. The results indicate that the new system is reliable to diagnose respiratory events, heartbeat, and body movement when the user is in a normal and calm state during sleep; meanwhile, the anti-snore pillow effectively reduces the total snoring time and discontinues snoring whenever it detects snoring sound. Keywords: sleep apnea, snoring, unrestrained, unconscious, pillow and pad, anti snore pillow
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