본 연구에서는 코골이 방지 베개의 효율성을 검증하기 위해 수면다원검사 측정 결과를 이용한 분석 방법 및 총 수면 시간과 코골이 시간 등의 효율성 평가에 유용한 변수를 제안하는 것으로 연구가 진행되었다. 사용된 코골이 방지 베개는 두 개의 polyvinylidene fluoride (PVDF) 진동 센서와 펌프, 밸브, 공기주머니로 구성되어있다. 두 진동센서를 통해 코골이 신호를 정확하게 검출하고, 코골이 판정 시 제시된 알고리즘에 따라 베개 내부에 부착된 공기 주머니를 팽창시켜 목을 들어줌으로써 좁아진 기도를 확보하게 해 코골이를 경감시키도록 베개가 설계되었다. 베개의 유효성을 검증하기 위해 수면다원검사를 실시하였고, 실험에는 두 명의 피실험자가 참여하였으며 코골이 베개의 사용 유무에 따라 실험이 진행되었다. 수면다원검사로부터 다양한 변수값을 측정하여 분석하였고, 이 결과 값들로부터 베개의 유효성을 판단하였다. 두 피실험자 모두 총 수면시간은 큰 차이를 보이지 않았으며 총 코골이 시간과 가장 긴 코골이 시간은 감소하는 것을 확인하였고 코골이방지 베개가 코골이를 효율적으로 경감하도록 하는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 수면다원검사를 통해 코골이 방지 베개의 유효성을 확인하였으며 측정된 각 변수들과 수면의 질과의 관계를 살펴봄으로써 향후 많은 연구에 활용될 것이다.
본 연구에서는 코골이 방지 베개의 효율성을 검증하기 위해 수면다원검사 측정 결과를 이용한 분석 방법 및 총 수면 시간과 코골이 시간 등의 효율성 평가에 유용한 변수를 제안하는 것으로 연구가 진행되었다. 사용된 코골이 방지 베개는 두 개의 polyvinylidene fluoride (PVDF) 진동 센서와 펌프, 밸브, 공기주머니로 구성되어있다. 두 진동센서를 통해 코골이 신호를 정확하게 검출하고, 코골이 판정 시 제시된 알고리즘에 따라 베개 내부에 부착된 공기 주머니를 팽창시켜 목을 들어줌으로써 좁아진 기도를 확보하게 해 코골이를 경감시키도록 베개가 설계되었다. 베개의 유효성을 검증하기 위해 수면다원검사를 실시하였고, 실험에는 두 명의 피실험자가 참여하였으며 코골이 베개의 사용 유무에 따라 실험이 진행되었다. 수면다원검사로부터 다양한 변수값을 측정하여 분석하였고, 이 결과 값들로부터 베개의 유효성을 판단하였다. 두 피실험자 모두 총 수면시간은 큰 차이를 보이지 않았으며 총 코골이 시간과 가장 긴 코골이 시간은 감소하는 것을 확인하였고 코골이방지 베개가 코골이를 효율적으로 경감하도록 하는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 수면다원검사를 통해 코골이 방지 베개의 유효성을 확인하였으며 측정된 각 변수들과 수면의 질과의 관계를 살펴봄으로써 향후 많은 연구에 활용될 것이다.
In this study, the parameters of Polysomnography (PSG) test, such as total sleep time, snoring time, had been analyzed to evaluate the effectiveness of a developed anti-snore pillow. The developed anti-snore pillow is made up of two polyvinylidene fluoride (PVDF) vibration sensors, pumps, valves, an...
In this study, the parameters of Polysomnography (PSG) test, such as total sleep time, snoring time, had been analyzed to evaluate the effectiveness of a developed anti-snore pillow. The developed anti-snore pillow is made up of two polyvinylidene fluoride (PVDF) vibration sensors, pumps, valves, and air bladders. The two PVDF sensors inside the pillow can acquire the sound signals and the algorithm was perfectly designed to extract snoring by removing unwanted noise accurately and automatically. Once the pillow recognizes snore, a pump inside the hardware activates, and a bladder under the neck area inside the pillow will be inflated. The PSG test was used and two volunteers were participated for the study. The parameters of the PSG results were analyzed to evaluate the effectiveness of the anti-snore pillow. The total sleep time of each volunteer was similar on each phase of test, but the snoring time and the longest snoring episode were significantly decreased with the use of anti-snore pillow. The overall results showed excellent possibilities for reducing snoring for the person who snores during sleep by using the anti-snore pillow. The effectiveness of the anti-snore pillow can be evaluated by the PSG test. Moreover, the relationship between each parameter of PSG test and the quality of sleep will be used for further researches.
In this study, the parameters of Polysomnography (PSG) test, such as total sleep time, snoring time, had been analyzed to evaluate the effectiveness of a developed anti-snore pillow. The developed anti-snore pillow is made up of two polyvinylidene fluoride (PVDF) vibration sensors, pumps, valves, and air bladders. The two PVDF sensors inside the pillow can acquire the sound signals and the algorithm was perfectly designed to extract snoring by removing unwanted noise accurately and automatically. Once the pillow recognizes snore, a pump inside the hardware activates, and a bladder under the neck area inside the pillow will be inflated. The PSG test was used and two volunteers were participated for the study. The parameters of the PSG results were analyzed to evaluate the effectiveness of the anti-snore pillow. The total sleep time of each volunteer was similar on each phase of test, but the snoring time and the longest snoring episode were significantly decreased with the use of anti-snore pillow. The overall results showed excellent possibilities for reducing snoring for the person who snores during sleep by using the anti-snore pillow. The effectiveness of the anti-snore pillow can be evaluated by the PSG test. Moreover, the relationship between each parameter of PSG test and the quality of sleep will be used for further researches.
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문제 정의
개발된 코골이 방지 베개의 효율성을 검증하기 위해서는 수면중인 사용자로부터 다양한 생체정보를 수집하여 분석하는 것이 선행되어야 하며, 이를 위하여 수면다원검사를 실시함으로써 다양한 수면 평가 지표 중에서 코골이 방지 베개의 효과 판정에 깊은 관련이 있는 지표들을 설정하고자 하였다.
본 연구는 수면 중 코골이 방지 베개를 사용함에 따른 수면다원검사 결과 데이터를 분석하여 코골이 방지 베개의 효율성 평가에 활용될 수 있는 지표를 설정하고자 수행하였다. 측정 결과 값으로부터 코골이 방지 베개와 연관된 변수 값들을 비교함으로서 코골이 방지 베개의 유효성 검증에 수면다원검사가 적합한지를 확인하는데 목적을 두고 있다.
본 연구는 코골이를 겪고 있는 피험자가 수면 중 코골이 방지 베개를 사용함에 따른 수면다원검사 결과 데이터를 분석하여 코골이 방지 베개의 효율성 평가에 활용될 수 있는 지표를 설정하고자 수행하였다. 본 연구의 결과는 향후 코골이 방지 베개의 제품화에 있어서 임상 유효성 평가를 위한 기초 자료로 활용될수 있을 것이다.
본 연구를 통하여 제안된 코골이 방지 베개는 수면중 코골이나 수면 무호흡이 발생하였을 때 이를 정확히 감지하여 이로부터 벗어날 수 있는 조건을 유도하는데 목적을 두고 있으며 정확한 코골이 신호의 검출이 선행되어야 한다. 그러기 위해서 코골이가 발생할 때의 두개골의 진동을 검출하는 원리를 이용하였으며두 개의 진동 센서 이용해 잡음으로부터 정확한 코골이를 검출하였다.
본 연구의 분석에서는 수면다원검사 결과 값과 코골이 통계, 각성 통계로부터 코골이 베개의 사용유무에 따른 피험자의 코골이 경감에 대한 효과를 판정하고자 하였다. 즉, 코골이 방지 베개의 효율성을 판단하는데 적절한 변수를 찾고 이들 변수들이 의미하는 바를 규명하고자 하였다.
본 연구의 분석에서는 수면다원검사 결과 값과 코골이 통계, 각성 통계로부터 코골이 베개의 사용유무에 따른 피험자의 코골이 경감에 대한 효과를 판정하고자 하였다. 즉, 코골이 방지 베개의 효율성을 판단하는데 적절한 변수를 찾고 이들 변수들이 의미하는 바를 규명하고자 하였다.
본 연구는 수면 중 코골이 방지 베개를 사용함에 따른 수면다원검사 결과 데이터를 분석하여 코골이 방지 베개의 효율성 평가에 활용될 수 있는 지표를 설정하고자 수행하였다. 측정 결과 값으로부터 코골이 방지 베개와 연관된 변수 값들을 비교함으로서 코골이 방지 베개의 유효성 검증에 수면다원검사가 적합한지를 확인하는데 목적을 두고 있다. 또한 측정된 변수 값들로부터 코골이 방지 베개와 밀접한 변수 값들을 찾아 베개의 사용 유무에 따른 변화를 비교하였다.
수면다원검사는 수면장애 진단에 활용되는 검사로 수면 중 일어나는 몸의 변화를 체크하여 수면질환과 장애의 원인을 찾고 분석하여 수면의 질을 높여주는 검사로서, 잠자는 동안의 안구운동(EOG), 뇌파(EEG), 근전도(EMG), 심전도(ECG), 코골이(snoring), 호흡(respiratory airway) 등을 동시에 기록하고 분석하는 방식으로 검사가 진행된다. 특히 수면무호흡의 경우 수면다원검사를 통해 무호흡의 종류, 심한정도, 무호흡의 발생 요인 등을 자세히 분석 함으로써 효과적인 치료방법을 제시할 수 있는 정보를 제공해 준다.
제안 방법
각성 통계는 호흡에 의한 각성(respiratory arousals), 사지운동성에 의한 각성(limb movement arousals), 자발적인 각성(spontaneous arousals), 노력성 호흡에 의한 각성(respiratory effort-related arousal), 사용자에 의한 각성(user defined arousals)을 각각 측정하였다. 여기서 각성이란 깨어있을 때와 같은 상태로 각종 신경이 활동 중인 상태로 신체와 정서가 안정적인 수면 상태일때 가장 낮다.
코골이 방지 베개의 효율성을 평가하기 위해 한 수면 센터에서 성인 남자 두 명이 수면다원검사에 참여 하여 수면의 질을 평가하였다. 검사 전에 피험자들의 BMI를 측정하였고 키, 몸무게, 목둘레를 계측하였다. 표 2는 실험에 참여한 두 피험자의 정보를 요약한 것이다.
본 연구를 통하여 제안된 코골이 방지 베개는 수면중 코골이나 수면 무호흡이 발생하였을 때 이를 정확히 감지하여 이로부터 벗어날 수 있는 조건을 유도하는데 목적을 두고 있으며 정확한 코골이 신호의 검출이 선행되어야 한다. 그러기 위해서 코골이가 발생할 때의 두개골의 진동을 검출하는 원리를 이용하였으며두 개의 진동 센서 이용해 잡음으로부터 정확한 코골이를 검출하였다. 센서의 출력으로부터 코골이 신호가 판단될 경우 베개 내부에 부착된 공기주머니가 팽창됨에 따라 사용자의 기도를 확보하게 하여 코골이를 멈추는 구조로 설계되었다.
두 센서로부터의 최종 파형의 시작점과 종료점의 일치도와 코골이 발생 구간의 에너지 값을 계산하여 70% 이상의 에너지 차이가 발생할 경우 코골이 신호로 판단해 베개 내부의 펌프가 작동하여 공기 주머니를 팽창하도록 설계되었다. 팽창 부피는 사용자의 레벨 설정할 수 있으며, 코골이가 더 이상 감지되지 않으면 밸브가 작동하여 공기주머니를 수축하도록 알고리즘이 설계되었다.
베개는 두 개의 진동 센서와 펌프, 밸브 그리고 공기주머니로 구성되어 있다. 두 진동 센서는 베개 내부의 다른 부분에 위치하였으며 코골이 신호와 주위 잡음을 동시에 검출하도록 설계되었다. 사용자의 머리 아래 부분에 위치한 센서와 머리가 닿지 않는 부분에 위치한 두 센서로부터 얻어진 데이터는 본 연구에 제시된 알고리즘에 따라 코골이 신호만을 판단하게 된다.
측정 결과 값으로부터 코골이 방지 베개와 연관된 변수 값들을 비교함으로서 코골이 방지 베개의 유효성 검증에 수면다원검사가 적합한지를 확인하는데 목적을 두고 있다. 또한 측정된 변수 값들로부터 코골이 방지 베개와 밀접한 변수 값들을 찾아 베개의 사용 유무에 따른 변화를 비교하였다.
표 3은 코골이 방지 베개의 유효성을 분석하기 위한 변수들을 보여준다. 변수들은 안구운동, 뇌파, 근전도, 심전도 등으로부터 얻은 수면다원검사 결과 값과 코골이 통계, 각성 통계로 이루어졌으며 각각 다양한 변수를 측정하였다. 수면다원검사 결과 값의 변수는 분석에 사용된 총 시간(analyzed time), 총 수면시간 (sleep time), 렘 수면시간(REM sleep time), 실제 수면 시간(total sleep time), 총 수면시간과 실제 수면시간의 비를 나타낸 수면 효율(sleep efficiency)의 값을 보여준다(Masdeu et al, 2010).
그러기 위해서 코골이가 발생할 때의 두개골의 진동을 검출하는 원리를 이용하였으며두 개의 진동 센서 이용해 잡음으로부터 정확한 코골이를 검출하였다. 센서의 출력으로부터 코골이 신호가 판단될 경우 베개 내부에 부착된 공기주머니가 팽창됨에 따라 사용자의 기도를 확보하게 하여 코골이를 멈추는 구조로 설계되었다.
수면센터에서 코골이 방지 베개의 효율성을 평가하기 위해 두 피실험자의 수면다원검사를 실시하여 수면 중의 다양한 정보를 얻었다. 표 3은 코골이 방지 베개의 효율성의 평가에 사용된 변수들이며 표에서볼 수 있듯이 PSG 결과, 코골이 통계, 각성 통계에 관하여 다양한 값들을 측정하여 분석하였다.
표 3은 코골이 방지 베개의 효율성의 평가에 사용된 변수들이며 표에서볼 수 있듯이 PSG 결과, 코골이 통계, 각성 통계에 관하여 다양한 값들을 측정하여 분석하였다. 이러한 결과 값들이 코골이 방지 베개의 효율성 평가에 적합한 지와 코골이와 연관된 변수를 찾아 향후 코골이 베개의 적합성 평가를 위한 방향으로 데이터를 분석하였다.
노력성 호흡(respiratory effort-related arousal)은 각성시 호흡의 30%이상 줄어들었다가 뇌가 각성되면서 호흡이 정상화되는 것이며 각각 178회, 147회로 일반 베개를 사용했을 경우 더 많이 발생하였다. 자발적인 각성 (spontaneous arousals)은 수면 중 호흡, 사지운동성 등에 의해서가 아닌 각성으로 각각 30회, 40회 발생하였다. 실험에서 측정된 총 각성은 각각 216회, 215회로 거의 동일하였으며, 코골이 베개의 사용유무에 따른 각성 지표와의 연관성은 없는 것으로 판단되었다.
본 연구에서 사용된 코골이 방지 베개는 기존 코골이 베개에서의 문제점이던 주위 잡음으로부터의 코골이 신호 검출을 PVDF 진동 센서 두 개를 사용함으로써 해결하였으며, 코골이가 감지될 때 베개 내부의 공기 주머니를 팽창시켜 사용자의 목 부위를 올려줌으로써 기도를 확보하여 코골이를 멈추게 하는 구조를 포함하고 있다. 코골이 방지 베개를 사용하는 동안 수면다원검사를 실시하여 측정된 변수 값들로부터 코골이 방지 베개와 연관된 값들을 비교함으로써 베개의 효율성 판단 지표의 수립에 대한 실험을 진행하였다.
코골이 방지 베개의 효율성을 평가하기 위해 한 수면 센터에서 성인 남자 두 명이 수면다원검사에 참여 하여 수면의 질을 평가하였다. 검사 전에 피험자들의 BMI를 측정하였고 키, 몸무게, 목둘레를 계측하였다.
코골이 통계는 수면 중 총 코골이 시간(snoring time), 총 수면 시간과 코골이 시간의 비(relative snoring time)를 나타낸 값, 코골이의 발생 횟수(number of snoring episode), 코골이 발생 시의 평균 시간 (average snoring episode), 발생한 코골이 중 가장 긴 시간(longest snoring episode)의 값을 각각 측정하였다. 코골이 시간은 수면 중 발생한 총 코골이의 시간을 의미하며 코골이 방지 베개를 사용하였을 경우 코골이가 얼마나 경감되는지를 확인할 수 있다.
두 센서로부터의 최종 파형의 시작점과 종료점의 일치도와 코골이 발생 구간의 에너지 값을 계산하여 70% 이상의 에너지 차이가 발생할 경우 코골이 신호로 판단해 베개 내부의 펌프가 작동하여 공기 주머니를 팽창하도록 설계되었다. 팽창 부피는 사용자의 레벨 설정할 수 있으며, 코골이가 더 이상 감지되지 않으면 밸브가 작동하여 공기주머니를 수축하도록 알고리즘이 설계되었다.
수면센터에서 코골이 방지 베개의 효율성을 평가하기 위해 두 피실험자의 수면다원검사를 실시하여 수면 중의 다양한 정보를 얻었다. 표 3은 코골이 방지 베개의 효율성의 평가에 사용된 변수들이며 표에서볼 수 있듯이 PSG 결과, 코골이 통계, 각성 통계에 관하여 다양한 값들을 측정하여 분석하였다. 이러한 결과 값들이 코골이 방지 베개의 효율성 평가에 적합한 지와 코골이와 연관된 변수를 찾아 향후 코골이 베개의 적합성 평가를 위한 방향으로 데이터를 분석하였다.
피실험자 1은 이틀 밤 동안 실험에 참여하였으며 첫째 날 밤은 일반 베개를 사용하여 수면다원검사를 실시하였고, 둘째 날 밤은 본 연구에서 제안한 코골이 방지 베개를 사용하여 수면다원검사를 실시하였다. 피실험자 2는 하루 밤 동안 실험에 참여하였으며, 코골이 방지 베개를 사용하여 수면의 전반부와 후반부에 수면다원검사를 실시하였다.
피실험자 1은 이틀 밤 동안 실험에 참여하였으며 첫째 날 밤은 일반 베개를 사용하여 수면다원검사를 실시하였고, 둘째 날 밤은 본 연구에서 제안한 코골이 방지 베개를 사용하여 수면다원검사를 실시하였다. 피실험자 2는 하루 밤 동안 실험에 참여하였으며, 코골이 방지 베개를 사용하여 수면의 전반부와 후반부에 수면다원검사를 실시하였다.
피험자 1로부터 얻어진 수면다원검사의 변수들의 값이 표 4에 요약되어 있다. 피험자 1은 이틀 밤 동안 실험에 참여하였고 첫째 날 밤은 일반 베개를 사용하여 수면을 취하였고 둘째 날 밤은 코골이 방지 베개를 사용하여 수면을 취하였다. 표에서 볼 수 있듯이 첫째 날 밤과 둘째 날 밤의 분석에 사용된 총 실험시간(analyzed time)은 각각 413.
표 5는 피험자 2로부터 얻어진 수면다원 검사의 변수들을 요약한 것이다. 피험자 2는 하루 밤 동안 실험에 참여하였고, 코골이 방지 베개의 전원의 ON/OFF 에 따라 실험을 진행하였다. 표에서 볼 수 있듯이 먼저 베개의 전원을 끈 상태에서의 분석에 사용된 총 실험시간(analyzed time)은 196.
피험자들에게 실험 절차를 충분히 설명하였고, 각 피험자가 수면에 들기 전에 수면다원검사를 위해 각전극들과 감지기를 부착한 후 코골이 방지 베개의 높이를 편안하게 설정하여 수면을 취하도록 하였다.
대상 데이터
본 연구에서 개발된 코골이 방지 베개에는 PVDF 진동 센서가 사용되었다. PVDF 센서는 그림 1과 같은 형태로 제작되었으며, 센서 내부에는 PVDF 필름과 임피던스 정합회로가 내장되어 있다.
본 연구에서 사용된 코골이 방지 베개는 기존 코골이 베개에서의 문제점이던 주위 잡음으로부터의 코골이 신호 검출을 PVDF 진동 센서 두 개를 사용함으로써 해결하였으며, 코골이가 감지될 때 베개 내부의 공기 주머니를 팽창시켜 사용자의 목 부위를 올려줌으로써 기도를 확보하여 코골이를 멈추게 하는 구조를 포함하고 있다. 코골이 방지 베개를 사용하는 동안 수면다원검사를 실시하여 측정된 변수 값들로부터 코골이 방지 베개와 연관된 값들을 비교함으로써 베개의 효율성 판단 지표의 수립에 대한 실험을 진행하였다.
본 연구에서 사용된 코골이 방지 베개는 사용자로부터 코골이 신호만을 정확히 검출하기 위해 polyvinylidene fluoride (PVDF) 필름이 내장된 진동 센서를 이용하였다. 베개는 두 개의 진동 센서와 펌프, 밸브 그리고 공기주머니로 구성되어 있다.
성능/효과
각성 통계 부분에서 호흡에 의한 각성(respiratory arousals)은 각각 5회, 12회로 코골이 방지 베개의 전원을 킨 상태에서 더 많이 측정되었다. 피험자 1과 마찬가지로 사지운동성에 의한 각성(limb movement arousals)은 보이지 않았고, 노력성 호흡(respiratory effort-related arousal)은 각각 22회, 37회로 코골이 방지 베개의 전원을 킨 상태에서 더 많이 발생하였다.
코골이 시간은 수면 중 발생한 총 코골이의 시간을 의미하며 코골이 방지 베개를 사용하였을 경우 코골이가 얼마나 경감되는지를 확인할 수 있다. 발생한 코골이 중 가장 긴 시간 값은 실제 코골이가 발생한 경우 가장 길었던 시간을 뜻하며 코골이 방지 베개의사용 유무에 따라 시간이 얼마만큼 감소되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 다양한 변수들로부터 피험자의 수면 중 코골이 관련 지표를 확인하였다.
자발적인 각성 (spontaneous arousals)은 수면 중 호흡, 사지운동성 등에 의해서가 아닌 각성으로 각각 30회, 40회 발생하였다. 실험에서 측정된 총 각성은 각각 216회, 215회로 거의 동일하였으며, 코골이 베개의 사용유무에 따른 각성 지표와의 연관성은 없는 것으로 판단되었다.
코골이 방지 베개의 사용유무에 따른 수면의 효율은 큰 차이를 보이지 않았으나 코골이 베개를 사용했을 때 코골이 통계 지표들의 값을 비교해 보면 코골이 시간, 총 수면 시간과 코골이 시간의 비, 발생한 코골이 중 가장 긴 시간이 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 코골이 방지 베개의 유효성 검증 실험에 수면다원검사가 적합하다는 것을 확인하였다. 향후 더 많은 피험자를 대상으로 실험을 한 후 각 변수 값들과 코골이 방지 베개와의 연관성을 살펴봄으로서 코골이 방지 제개의 제품화 및 수면의 질 연구에 많은 활용이 가능할 것으로 사료된다.
피험자 1과 마찬가지로 사지운동성에 의한 각성(limb movement arousals)은 보이지 않았고, 노력성 호흡(respiratory effort-related arousal)은 각각 22회, 37회로 코골이 방지 베개의 전원을 킨 상태에서 더 많이 발생하였다. 자발적인 각성(spontaneous arousals)은 각각 14회, 17회 발생함을 보였고, 실험에서 측정된 총 각성은 각각 44회, 66회로 차이를 보였다.
2분으로 일반 베개보다 코골이 방지 베개를 사용했을 경우 코골이 시간이 감소함을 알 수 있다. 총 수면 시간과 코골이 시간의 비(relative snoring time)는 41.9%에서 19.6%로 코골이 방지 베개를 사용했을 경우 50%이상 코골이가 감소했음을 알수 있다. 코골이의 발생 횟수(number of snoring episode) 역시 197회에서 79회로 줄어드는 것을 확인 하였고, 발생한 코골이 중 가장 긴 시간(longest snoring episode)도 9.
5분이 측정되었다. 총 수면시간과 실제 수면시간의 비를 나타낸 수면 효율(sleep efficiency) 은 각각 96.5%, 88%로 코골이 방지 베개를 사용했을때 8.5% 감소함을 보였다.
5분, 342분으로 측정되었다. 총 수면시간과 실제 수면시간의 비를 나타낸 수면 효율(sleep efficiency)은 각각 77.2%, 81.7%로 큰 차이는 없었다.
코골이의 발생 횟수(number of snoring episode)는 각각 15회, 36회로 코골이 방지 베개의 전원을 킨 상태에서 더 많이 측정되었다. 코골이 발생 시의 평균 시간(average snoring episode)은 3.2분에서 0.5분으로 감소하였으며, 발생한 코골이 중 가장 긴 시간(longest snoring episode)은 25.6분에서 1.4분으로 현저하게 감소했음을 보였다.
코골이 방지 베개의 사용유무에 따른 수면의 효율은 큰 차이를 보이지 않았으나 코골이 베개를 사용했을 때 코골이 통계 지표들의 값을 비교해 보면 코골이 시간, 총 수면 시간과 코골이 시간의 비, 발생한 코골이 중 가장 긴 시간이 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 코골이 방지 베개의 유효성 검증 실험에 수면다원검사가 적합하다는 것을 확인하였다.
코골이 통계부분에서 코골이 시간(snoring time)은 각각 47.5분, 17.5분이 측정되었고, 총 수면 시간과 코골이 시간의 비(relative snoring time)를 보면 25.1%에서 10.1%로 15% 감소함을 보였다. 코골이의 발생 횟수(number of snoring episode)는 각각 15회, 36회로 코골이 방지 베개의 전원을 킨 상태에서 더 많이 측정되었다.
9분으로 증가함을 보였으나 큰 차이는 없는 것으로 판단된다. 코골이 통계부분에서는 코골이 방지 베개를 사용했을 때 발생횟수와 가장긴 코골이 시간의 감소를 통해 코골이 베개가 코골이를 감지 시 이를 경감시켜 주는 것으로 판단되었다.
피험자 1과 피험자 2 모두 코골이 방지 베개를 사용했을 경우 코골이 시간(snoring)이 감소함을 보였고, 총 수면 시간과 코골이 시간의 비(relative snoring time) 역시 크게 감소함을 보였다. 코골이의 발생 횟수 (number of snoring episode)와 코골이 발생 시의 평균 시간(average snoring episode)은 두 피험자에게서 다른 결과를 보였으나 발생한 코골이 중 가장 긴 시간 (longest snoring episode)은 모두 감소함을 보였다.
6%로 코골이 방지 베개를 사용했을 경우 50%이상 코골이가 감소했음을 알수 있다. 코골이의 발생 횟수(number of snoring episode) 역시 197회에서 79회로 줄어드는 것을 확인 하였고, 발생한 코골이 중 가장 긴 시간(longest snoring episode)도 9.6분에서 5.4분으로 감소함을 확인 하였다. 코골이 발생 시의 평균 시간(average snoring episode)은 0.
1%로 15% 감소함을 보였다. 코골이의 발생 횟수(number of snoring episode)는 각각 15회, 36회로 코골이 방지 베개의 전원을 킨 상태에서 더 많이 측정되었다. 코골이 발생 시의 평균 시간(average snoring episode)은 3.
피험자 1은 이틀 밤 동안 실험에 참여하였고 첫째 날 밤은 일반 베개를 사용하여 수면을 취하였고 둘째 날 밤은 코골이 방지 베개를 사용하여 수면을 취하였다. 표에서 볼 수 있듯이 첫째 날 밤과 둘째 날 밤의 분석에 사용된 총 실험시간(analyzed time)은 각각 413.7분, 418.6분으로 측정되 었고 총 수면시간(sleep time)은 389.2분, 394.1분, 실제 수면시간(total sleep time)은 319.5분, 342분으로 측정되었다. 총 수면시간과 실제 수면시간의 비를 나타낸 수면 효율(sleep efficiency)은 각각 77.
피험자 1과 피험자 2 모두 코골이 방지 베개를 사용했을 경우 코골이 시간(snoring)이 감소함을 보였고, 총 수면 시간과 코골이 시간의 비(relative snoring time) 역시 크게 감소함을 보였다. 코골이의 발생 횟수 (number of snoring episode)와 코골이 발생 시의 평균 시간(average snoring episode)은 두 피험자에게서 다른 결과를 보였으나 발생한 코골이 중 가장 긴 시간 (longest snoring episode)은 모두 감소함을 보였다.
호흡이나 팔·다리의 움직임, 자발적인 각성 등을 값을 측정함으로써 수면 중 얼마나 각성 상태를 보였는가를 확인하였다.
후속연구
본 연구를 바탕으로 향후 베개에 적용되는 공기주머니를 다양한 크기로 하여 팽창되는 부피에 대한 추가적인 연구가 필요하고, 이러한 결과는 코골이와 함께 다양한 수면 정보를 검출하여 분석함으로써 사용자가 쾌적하고 건강한 숙면을 취할 수 있도록 유도하는 시스템의 개발에도 활용될 것이다.
본 연구는 코골이를 겪고 있는 피험자가 수면 중 코골이 방지 베개를 사용함에 따른 수면다원검사 결과 데이터를 분석하여 코골이 방지 베개의 효율성 평가에 활용될 수 있는 지표를 설정하고자 수행하였다. 본 연구의 결과는 향후 코골이 방지 베개의 제품화에 있어서 임상 유효성 평가를 위한 기초 자료로 활용될수 있을 것이다.
이러한 결과를 바탕으로 코골이 방지 베개의 유효성 검증 실험에 수면다원검사가 적합하다는 것을 확인하였다. 향후 더 많은 피험자를 대상으로 실험을 한 후 각 변수 값들과 코골이 방지 베개와의 연관성을 살펴봄으로서 코골이 방지 제개의 제품화 및 수면의 질 연구에 많은 활용이 가능할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
충분한 수면을 취하지 못할 경우 어떤 문제가 생기는가?
수면은 몸의 모든 기관이 휴식을 취하는 상태로 수면을 통하여 각종 피로 물질이 분해되고 육체적, 정신적 피로를 회복할 수 있다. Siegel(2005)과 Young 등 (2002)의 연구에 의하면 비만, 스트레스 등의 원인으로 호흡이 불규칙해지고 불안정해지는 수면 질환이 많은 사람들에게 나타나고 있으며 충분한 수면을 취하지 못할 경우 호르몬 체계가 교란되어, 면역력, 집중력 등이 저하될 수 있다고 밝혀졌다.
코골이 방지 베개는 코콜이를 경감시킬 수 있도록 어떻게 설계되었는가?
사용된 코골이 방지 베개는 두 개의 polyvinylidene fluoride (PVDF) 진동 센서와 펌프, 밸브, 공기주머니로 구성되어있다. 두 진동센서를 통해 코골이 신호를 정확하게 검출하고, 코골이 판정 시 제시된 알고리즘에 따라 베개 내부에 부착된 공기 주머니를 팽창시켜 목을 들어줌으로써 좁아진 기도를 확보하게 해 코골이를 경감시키도록 베개가 설계되었다. 베개의 유효성을 검증하기 위해 수면다원검사를 실시하였고, 실험에는 두 명의 피실험자가 참여하였으며 코골이 베개의 사용 유무에 따라 실험이 진행되었다.
코골이는 어떻게 발생하는가?
가장 대표적인 수면 질환은 코골이와 수면 무호흡이다. Peter 등(1989)과 Hoffstein(2002)의 연구에 의하면 코골이는 수면 중 호흡 기류가 여러 원인으로 좁아진 기도를 지나면서 이완된 입천장과 목젖 등의 주위 구조물에 진동을 일으켜 발생되는 호흡 잡음으로 밝혀졌고, Eckert 등(2009)와 Peter 등(1989)의 연구에서 수면 무호흡증은 수면 중 기도 주변의 근육이 이완됨에 따라 기도가 일시적으로 좁아지거나 막히게 되는 현상으로 밝혀졌다. 이러한 수면 질환은 대부분 비강에서 시작되어 인후두부까지 이어지는 구조인 상기도의 공간이 좁아지는 해부학적 이상 증상을 가지고 있다.
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