KR101599252B1 - 발기부전 진단 및 치료를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 남성의 발기부전 진단 및 치료 장치는, 남성의 발기부전을 진단 및 치료하기 위한 장치로서, 환자의 뇌와 음경의 혈류역학적 변화를 측정하는 진단부, 환자의 발기부전 원인에 따라 치료를 수행하는 치료부 및 상기 진단부 및 치료부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 진단부는 환자의 뇌의 혈류량을 측정하는 뇌 혈류 측정부와, 환자의 음경의 혈류량을 측정하는 음경 혈류 측정부를 포함하고, 상기 음경 혈류 측정부는 음경과 밀착되면서, 음경을 둘러싸는 소정의 폭을 가진 밴드와, 상기 밴드 임의의 지점에 마련되는 진단용 광원과 상기 진단용 광원과 음경의 직경 상으로 일치하는 영역에 형성되는 광 검출기와 상기 진단용 광원과 광 검출기의 동작 시 음경의 두께를 측정하는 두께 측정 센서를 포함한다. 본 발명은 뇌와 음경에서 변화하는 혈류역학적 변화를 측정하고, 두께 측정용 초음파 모듈을 장비함으로써 측정 중 발생하는 발기횟수를 카운팅하고, 발기에 따른 음경의 두께를 측정하여 더욱 신뢰성 높은 환자의 발기부전 진단을 수행할 수 있다.
Description
본 발명은 발기부전의 원인을 진단하고 이에 대한 치료를 동시에 수행할 수 있는 광학 장치에 관한 것이다.
발기부전이란 기질적 또는 심인성 원인에 의해 남성의 음경이 발기되지 않거나 발기 상태가 지속되지 않아 성행위를 할 수 없는 현상을 말하는 것으로, 남성의 발기부전은 부부의 원만한 성생활을 방해하여 자신감 상실, 무기력증으로 나타날 수 있어 증상에 따른 조기 조치와 지속적인 치료가 요구되고 있다.
발기부전은 음경의 발기조직, 즉 해면체 내로 혈액 공급이 원활하지 못하거나, 공급되더라도 백막하정맥으로부터 혈류가 차단되지 않고 유출되어 음경 해면체내의 내압이 불충분하거나 일정 시간 동안 유지되지 않는 것을 말한다.
이러한 발기부전 원인은 여러 가지 요인이 있을 수 있으나, 현대인의 경우 과중한 업무상 스트레스나 우울증으로 야기되는 것은 심인성 원인으로 분류되고 있고, 당뇨병 같은 성인병이나 남성의 나이 60세 이상 노화로 인한 발기부전 원인이 나타나는 것은 기질적 원인으로 분류되고 있는 바, 고 지방성 혈류가 되거나 고혈당(당뇨)이 되거나 신체의 노화현상이 오게 되면 혈관의 신축성을 저해하고 혈관 벽에 스케일이 생성되어 음경으로 유입되는 혈액 유입량을 제한하며, 동시에 해면체의 수축작용을 이완시키는 원인이 되어 결과적으로는 발기부전을 야기하게 된다.
최근 발기부전 치료를 위한 여러 가지 방법이 제안되고 있다. 예를 들면, 비아그라로 대표되는 경구용 약물치료법, 혈관확장제 자가주사법, 진공음경발기법과 같이 물리적 보조기구를 사용하는 방법과, 음경보형물삽입술이나 혈관수술법과 같은 외과적 수술법이 사용되고 있다.
그러나 상기 약물 치료법의 경우, 약물 그 자체가 갖는 부작용 때문에 반드시 의사의 처방을 받아야 하고 일부 환자는 약물 복용이 불가한 한계가 있고, 물리적 보조기구를 사용하는 경우에는 치료과정이 번거롭고 때로는 음경에 통증이 수반되어 장기적인 사용이 어려운 문제가 있으며, 외과적인 시술의 경우에는 병원에서 수술과정을 거쳐야 하는 부담과 비용이 소요되는 단점이 있다.
또한, 발기부전의 원인이 심인성인 경우에는 상술한 약물 치료, 물리적 보조 기구 또는 수술을 통한 방법을 사용하는 것이 환자에게 오히려 해로운 영향을 가져올 수 있으므로, 환자에 따라 발기부전의 원인을 정확히 파악하여 적합한 치료방법을 찾는 것이 중요하다. 즉, 발기부전을 치료함에 있어서 정확한 원인을 파악하고 환자에게 부작용이 적고 간편한 방법으로 장기적인 치료가 가능한 새로운 방법 및 치료기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비침습적인 방법으로 발기부전 진단이 가능하고 장기적으로 발기상태를 모니터링할 수 있으며, 환자에게 미치는 부작용이 없이 발기부전의 근본적인 치료가 가능한 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 발기부전 진단 및 치료장치는, 남성의 발기부전을 진단 및 치료하기 위한 장치로서, 환자의 뇌와 음경의 혈류역학적 변화를 측정하는 진단부; 환자의 발기부전 원인에 따라 치료를 수행하는 치료부; 및 상기 진단부 및 치료부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 진단부는 환자의 뇌의 혈류량을 측정하는 뇌 혈류 측정부와, 환자의 음경의 혈류량을 측정하는 음경 혈류 측정부를 포함하고, 상기 음경 혈류 측정부는 음경과 밀착되면서, 음경을 둘러싸는 소정의 폭을 가진 밴드와, 상기 밴드 임의의 지점에 마련되는 진단용 광원과 상기 진단용 광원과 음경의 직경 상으로 일치하는 영역에 형성되는 광 검출기와 상기 진단용 광원과 광 검출기의 동작 시 음경의 두께를 측정하는 두께 측정 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 음경 내부에서의 혈류역학적 변화와 뇌에서의 혈류역학적 변화를 동시에 측정함으로써 환자에 따른 발기부전의 원인을 파악할 수 있고, 이에 따라 환자에게 적합한 치료 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 실시예에 의한 발기부전 진단 장치는 두께 측정용 초음파센서와 혈류역학적 변화 측정용 광학 모듈을 장비함으로써 측정 중 발생하는 발기횟수를 카운팅하고, 발기에 따른 음경의 두께를 측정함으로써 더욱 신뢰성 있는 음경의 산소포화도 및 혈류량에 대한 정보를 얻을 수 있다.
또한, 실시예에 의한 발기부전 치료 장치는 가시광선과 원적외선을 이용하여 인체에 미치는 부작용이 없고, 치료방법 또한 간편하여 가정에서 장기적인 자가 치료가 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 발기부전 진단 및 치료장치의 구성을 나타낸 도면
도 2는 뇌의 혈류역학적 변화를 측정하는 뇌 혈류 측정부를 나타낸 도면
도 3은 뇌 혈류 측정장치를 환자의 이마에 부착한 모습의 예를 나타낸 도면
도 4는 다른 방식의 뇌 혈류 측정부와 음경 측정부 부착 예를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 발기부전 진단 및 치료장치의 일부를 나타낸 사시도
도 6은 음경의 발기에 따른 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프
도 7는 시청각영상 자극에 따른 뇌의 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프
도 8는 시청각영상 자극에 따른 음경의 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프
도 2는 뇌의 혈류역학적 변화를 측정하는 뇌 혈류 측정부를 나타낸 도면
도 3은 뇌 혈류 측정장치를 환자의 이마에 부착한 모습의 예를 나타낸 도면
도 4는 다른 방식의 뇌 혈류 측정부와 음경 측정부 부착 예를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 발기부전 진단 및 치료장치의 일부를 나타낸 사시도
도 6은 음경의 발기에 따른 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프
도 7는 시청각영상 자극에 따른 뇌의 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프
도 8는 시청각영상 자극에 따른 음경의 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.
실시예는 환자에 따른 발기부전의 원인을 파악하고, 환자에게 적합한 치료방법을 모색하기 위한 장치이며, 이에 따른 치료까지 수행할 수 있는 발기부전 진단 및 치료장치에 대해 제안한다.
발기부전의 원인은 크게 심인성과 혈관인성으로 분류될 수 있다. 심인성의 경우에는 성기의 기능 자체는 정상적이지만, 불안, 죄의식, 두려움, 우울증, 갈등, 걱정 등과 같은 심리적 요인에 의해 발기가 정상적으로 되지 않는 것이고, 혈관인성은 뇌에서는 성적 자극을 받음에도 성기 내의 혈관 등에 문제가 생겨 원활한 혈류 흐름이 제한되어 발생되는 것이다.
심인성 발기부전환자의 경우에는 뇌 또는 성기에 성적 자극이 주어져도 혈류역학적 변화가 일어나지 않으며, 혈관인성 발기부전환자의 경우에는 뇌에서는 혈류역학적 변화가 관찰이 되지만 성기 내에서는 변화가 일어나지 않는 경향이 있다. 따라서, 뇌에서의 혈류역학적인 변화가 일어남에도 성기에서 혈류역학적 변화가 일어나지 않는 환자의 경우 혈관인성으로 판단하여, 이에 대한 치료를 수행할 수 있다.
이에, 본 발명에서는 뇌에서의 혈류역학적인 변화와 음경에서의 혈류역학적인 변화를 동시에 측정하여, 발기부전의 원인이 심인성인지 혈관인성인지에 대해 판단한 후에, 환자에게 적합한 치료를 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제안한다.
도 1은 본 발명의 발기부전 진단 및 치료장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 남성의 성기능 장애를 진단 및 치료하기 위한 장치(100)로서, 발기부전의 원인을 측정하는 진단부(10), 원인에 따라 음경에 특정한 광을 조사하는 치료부(40), 상기 진단부와 치료부의 동작을 제어하는 제어부(50)로 구성될 수 있다.
진단부(10)는 뇌에서의 혈류역학적 변화를 측정하는 뇌 혈류 측정부(20)와 음경에서의 혈류역학적 변화를 측정하는 음경 혈류 측정부(30)를 포함할 수 있다. 뇌 혈류 측정부(20)는 다채널 또는 2개 이상의 단 채널 근적외선 광학 프로브로 구성될 수 있으며, 이를 환자의 이마에 부착하여, 뇌에서 변화하는 산화 및 환원 헤모글로빈의 농도를 측정한다.
도 2는 뇌의 혈류역학적 변화를 측정하는 뇌 혈류 측정부를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 뇌 혈류 측정부(20)는 서로 다른 파장을 갖는 적어도 두 개 이상의 광원(21)과, 상기 광원(21)에서 발생한 광이 조직을 투과 후에 되돌아오는 광을 수집하는 복수개의 광 검출기(22)로 구성된 멀티 채널 형식의 뇌 혈류 측정장치로 구성될 수 있다. 실시예에서는 광원(21)에서 조사된 광이 뇌의 조직 내에서 산란 또는 흡수되면서 투과된 광이 광 검출기(22)로 전달되는 방식을 사용하였다.
도 3은 도 2에 개시된 뇌 혈류 측정장치를 환자의 이마에 부착한 모습을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 실시예는 광원(21)과 광 검출기(22)가 동일한 평면 상에 위치하여도 측정이 되는 방식으로, 광이 조직을 지나 광 검출기로 도달하기 위해서 광원(21)과 광 검출기는 2.5㎝~3cm정도로 이격되며, 광 검출기(22)는 서로 3㎝정도로 이격되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
도 4는 다른 방식의 뇌 혈류 측정부를 나타낸 도면이다. 도 4의 (a)를 참조하면, 환자의 이마에는 하나의 광원(27)과 광 검출기(26)로 이루어진 단일채널의 뇌 혈류 측정장치(25)가 두 개로 구성되어 있으며, 두 개 이상으로 구성될 수도 있다. 마찬가지로, 광원(27)과 광 검출기(26)는 2.5㎝~3cm 정도로 이격되어 형성될 수 있다.
(b)를 참조하면, 음경 혈류 측정부를 나타낸 것으로 하나의 광원과 광 검출기로 구성된 음경 혈류 측정장치(31)가 남성 음경의 일 측에 부착되는 형태일 수 있다. 또한, 광원과 광 검출기가 서로 맞은 편에 위치하여 광이 음경을 통과하고, 통과한 광을 광 검출기가 받게 되는 투과 형태로 형성될 수 있으며, 이어지는 실시예에서는 투과 형태로 형성된 음경 혈류 측정부에 관해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 발기부전 진단 및 치료장치의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 5를 참조하면, 음경 혈류 측정부(30)는 음경을 길이방향으로 감싸 쥐면서 음경의 두께 방향으로 근적외선을 조사하는 측정수단을 포함할 수 있다.
상기 음경 혈류 측정부(30)는 음경에 대해 소정 파장의 근적외선을 조사하는 진단용 광원(5), 가변 하는 음경의 두께를 측정하기 위한 두께 측정 센서(4), 상기 진단용 광원(5)와 상기 두께 측정 센서(4)에서 조사되는 빛을 검출하기 위한 광 검출기(7)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 밴드(2) 내부에는 치료용 광원(3), 두께 측정 센서(4), 진단용 광원(5), 광 검출기(7), 치료부 (40) 각각을 전기적으로 연결하는 전선(6)이 삽입된다. 그리고, 수신부(8)가 구비되어 제어부(50)에 구비된 송신부(8')와 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 수신부(8)는 측정된 데이터를 전송하기 위한 송신부의 역할을 할 수도 있다.
상기 제어부(50)는 음경 혈류 측정부(30)에 원하는 입력신호를 보내기 위한 송신부(8'), 진단용 광원(5)과 광 검출기(7)를 제어하기 위한 마이크로 컨트롤러 유닛(11), 분석 데이터를 실시간으로 저장하는 메모리 카드(13), 배터리부(12)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 밴드(2)는 근적외선이 잘 통과하는 투명한 재질의 연성 합성수지나, 의료용 실리콘 재질로 구성될 수 있으며, 음경이 발기하여 직경이 확대되면 직경에 따라 늘어날 수 있도록 신축성이 좋은 고무재질 또는 탄력 밴드를 사용할 수 있다. 상기 밴드(2)는 음경의 길이 방향으로 감싸 쥐고, 용이하게 음경에 밀착 또는 탈착될 수 있도록 체결 수단이 형성될 수 있다.
그리고, 밴드(2)의 일단에는 진단용 광원(5)이 구비될 수 있다. 상기 진단용 광원(5)은 구체적으로 최소 2개 파장 이상의 근적외선을 발생시키는 발광다이오드이며, 700~900㎚ 영역의 파장을 갖는 근적외선을 각각 하나씩 발생시킨다. 진단용 광원(5)에서는 상기와 같이 최소 2가지 파장 이상의 근적외선이 소정의 시간 동안 교차적으로 음경에 조사할 수 있고, 한가지 파장의 근적외선만을 선택하여 소정의 시간 동안 음경에 조사할 수 있다.
상기 진단용 광원(5)에서 발생된 근적외선을 검출하기 위해 광 검출기(7)가 구비되며, 광 검출기(7)는 상기 근적외선이 음경의 직경방향으로 투과할 수 있도록 진단용 광원과 음경 직경방향으로 일직선상에 위치하는 것이 바람직하나, 진단용 광원(5)와 광 검출기(7)의 상대적인 위치는 변경될 수도 있다. 상기 광 검출기(7)로 진단용 광원(5)에서 발생되어 음경을 통과한 근적외선을 검출하여, 음경 해면체 내의 산소포화도 및 혈류량을 측정하여 발기부전에 대한 원인을 분석할 수 있다.
음경혈류측정부(3) 발기 전과 발기 후의 혈류역학적 변화를 측정하는데, 발기하는 과정에서 음경의 직경이 커지기 때문에 이로 인해 측정하는 음경 해면체 내의 산소포화도 및 혈류량 측정의 정확도가 떨어져 (수학식 1, 2 참조) 발기부전 원인 인자의 데이터에 대한 신뢰성이 떨어지게 된다.
따라서 본 발명의 발기부전 진단 및 치료 장치에는 특히 발기부전 진단에 있어서, 두께 측정 센서(4)가 구비될 수 있다. 두께 측정 센서(4)는 진단용 광원(5) 일 측에 배치될 수 있으며, 음경의 최대 직경 정보를 정확히 측정하기 위해 진단용 광원(5)와 마찬가지로 광 검출기와 음경의 직경방향으로 일직선 상에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 두께 측정 센서(4)는 피에조 압전물질(Piezo material)이 사용될 수 있으며, 피에조 필름(Piezo film), 결합층(matching layer)과 방진층(Damping layer)으로 이루어질 수 있다. 피에조 필름(Piezo film)은 압전소자로서 전압을 가하면 초음파가 발생되고, 초음파를 전압으로 변환하는 성질이 있다. 이러한 성질을 이용하여 거리 측정을 용이하게 실시할 수 있다.
결합층은 초음파 신호를 효과적으로 송신할 수 있도록 피에조 필름에 부착되며, 신호잡음을 줄일 수 있다. 방진층은 피에조 필름 후면에 부착되며 후방으로 방사된 초음파가 전방으로 방사되는 것을 제어하는 역할을 한다.
본 발명의 발기부전 진단 및 치료 장치는 진단 시, 진단용 광원(5)를 통해 소정의 시간 동안 음경 해면체 내의 산소포화도 및 혈류량을 측정하는 것인데, 이러한 진단은 짧은 시간 동안의 데이터로는 발기부전의 원인을 정확히 판단할 수 없으며, 적어도 기 설정된 시간 동안 변화하는 데이터를 기반으로 하여야 정확한 진단이 가능할 수 있다.
아래의 수학식 1에 의해 산화헤모글로빈의 변화를 나타낼 수 있다. 여기서 L은 측정위치와 측정대상의 거리를 나타내며, 본 발명에서 L은 음경의 두께로 가정할 수 있다.
상기 수학식 1로부터 L값은 산화헤모글로빈의 값을 변화시키는 중요 인자임을 알 수 있다.
또한, 아래의 수학식 2에 의해 환원헤모글로빈의 변화를 나타낼 수 있다. 마찬가지로 L은 측정위치와 측정대상의 거리를 나타내며, 음경의 두께로 가정할 수 있다.
상기 수학식 2에서도 L값은 환원헤모글로빈의 값을 변화시키는 중요 인자임을 알 수 있다.
통상 헤모글로빈의 총량은 산화헤모글로빈과 환원헤모글로빈의 합으로 나타내어지며, 위의 수학식 1, 2와 같이 산화헤모글로빈과 환원헤모글로빈의 변화는 음경의 두께(L)에 의해 변화하므로 음경의 두께 데이터는 해면체 내의 혈류량 측정에 큰 영향을 가지는 것을 알 수 있다. 따라서, 헤모글로빈의 변화 값을 정확하게 측정하기 위해서는, 발기부전 진단 시 변화할 수 있는 음경 두께 값에 대한 정보를 파악하는 것이 필요하다.
또한, 음경 두께 값 측정을 통해서도 발기부전 진단 시 발기의 여부를 독단적으로 측정이 가능할 수도 있다.
도 6은 음경의 발기에 따른 헤모글로빈의 변화를 나타낸 그래프이다. 구체적으로 도 6은 근적외선 분광법 시스템을 이용하여 Visual Sexual Stimulation(VSS) 즉, 시청각영상 자극을 주었을 때 남성 성기의 발기와 그에 따른 헤모글로빈의 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 음경의 두께로 표현되는 L값을 1㎝로 일정하게 가정한 (a)의 경우에는 시청각영상 자극이 가해진 시점에서 음경 해면체 내의 전체 헤모글로빈의 양은 급격히 증가한 후 서서히 감소되는 경향을 나타내었다. 그러나, L값이 발기 전과 후에 1~2㎝만큼의 변화가 있어 이를 고려한 (b)의 경우에는 L값의 변화에 따라 혈류역학적인 변화가 가변적으로 나타나는 것을 알 수 있다.
상기와 같이 음경의 발기 시 헤모글로빈 양, 즉 혈류량의 변화가 급격하게 발생하므로 발기부전 진단에 있어서는 불규칙하게 가변 되는 음경의 두께 측정을 위한 수단이 마련되어야 함을 알 수 있다.
본 발명에서 두께 측정 센서(4)는 진단을 실시할 시 음경의 두께 정보를 주기적으로 체크하여, 두께에 따른 산소포화도 및 혈류량 데이터를 저장한다.
다시 도 5를 참조하면, 진단부(10) 및 치료부(40)의 동작을 실질적으로 제어하기 위한 제어부(50)가 마련되며, 블루투스와 같은 무선 통신 수단을 이용할 수 있다. 제어부(50)의 일단에는 진단부(10)에 전송 신호를 보내기 위한 송신부(8')가 구비되며, 밴드(2) 의 일단에는 수신부(8)가 마련되어 제어부(20)에서 전송된 제어 신호에 따라 진단 및 치료를 수행할 수 있다.
상기 제어부(50)는 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro controller Unit, 11)과 메모리 카드(13)를 구비할 수 있다. 마이크로 컨트롤러 유닛(11)은 진단용 광원(5)인 최소 2개 이상의 파장을 갖는 근적외선 발광다이오드의 동작을 제어한다. 마이크로 컨트롤러 유닛(11)은 700~900㎚ 영역의 파장을 갖는 근적외선을 교차적으로 온오프하면서 음경 내로 조사시킨다.
그리고, 마이크로 컨트롤러 유닛(11) 내부에는 칩(Chip) 또는 모듈 형태의 주파수 생성기(Frequency generator)가 구비될 수 있으며, 동작 주파수는 1Hz ~3 MHz 내의 주파수 중에서 선택될 수 있다. 또한, 동작 주파수의 주기는 근적외선 영역 발광다이오드의 온오프 주기와 일치되도록 동기화시킴으로써 동작이 가능하다.
이 때, 광 검출기(7)는 음경 해면체 내를 투과하여 나오는 빛들을 검출하고, 검출된 빛은 마이크로 컨트롤러 유닛(11)에 탑재되어 있는 알고리즘에 의해 측정 및 분석 처리되어 데이터화 된다.
이러한 데이터들은 상기 메모리 카드(13)에 측정 시간 정보와 함께 실시간으로 저장되고, 상술한 두께 측정 센서 (4)의 측정 데이터를 연계하여 음경의 두께에 따른 음경 해면체 내의 산소포화도 및 혈류량에 대한 분석 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 마이크로 컨트롤러 유닛(11)에 탑재되어 있는 알고리즘을 통한 분석 시에는 산소 포화도 및 혈류량에 대한 전체 측정값의 평균값을 계산하고, 그 평균값을 초과하는 값을 카운팅하여 측정하는 도중의 발기횟수를 측정할 수 있다.
따라서, 두께 측정 센서 (4)를 통해 음경의 두께를 측정함으로써 발기 전후에 변하는 산소 포화도 및 혈류량에 대한 데이터 산출에 있어 정확도를 높이고, 실제 몇 번의 발기가 일어났는지 측정할 수 있다.
상기 마이크로 컨트롤러 유닛(11)은 치료용 광원(5)인 적색영역 가시광선과 원적외선 발광다이오드의 동작 또한 제어한다. 사용자가 치료를 실시할 시, 마이크로 컨트롤러 유닛(11)은 적색영역 가시광선과 원적외선 발광다이오드가 연속 방식 또는 펄스 방식으로 동작하도록 제어한다. 그리고, 적색영역 가시광선과 원적외선 발광다이오드는 사용자가 원하는 경우 치료를 위해 사용할 수 있도록 온오프 기능을 가지도록 제작된다.
상기 제어부(50)는 사용자가 진단 또는 치료 모드를 선택할 경우, 이에 해당하는 진단용 광원(5) 또는 치료용 광원(3)의 동작을 제어하게 된다. 이러한 제어는 제어부(50) 일단에 구비된 송신부(8')를 통해 제어신호를 밴드(2)에 구비된 수신부(8)로 전송함으로써 수행될 수 있다. 또한, 상기 제어신호에 따라 발생된 근적외선이 음경을 통과하여 밴드(2)에 구비된 광 검출기(7)로 검출되면, 이러한 검출 데이터를 제어부(50)로 전송함으로써 상호간 송수신을 통해 음경의 혈류량 또는 산소포화도를 실시간으로 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이 뇌와 음경에서의 혈류역학적 변화를 통해 환자의 발기부전 원인이 도출될 수 있으며, 환자의 상태가 심인성이 아닌 경우에는 특정한 파장을 가진 근적외선을 음경에 조사함으로써 발기부전의 치료를 수행할 수 있다. 도 1을 다시 참조하면, 치료부(40)는 음경 혈류 측정부(30)와 마찬가지로 밴드(2) 상에 배치되며 음경의 두께 방향으로 광을 조사하는 수단으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 치료부(40)는 음경에 밀착된 밴드(2)의 둘레를 따라 소정의 거리만큼 이격되면서 복수 개로 배치된 치료용 광원(3) 일 수 있다. 상기 치료용 광원(3)은 구체적으로 적색영역과 원적외선의 발광다이오드로서, 620~680㎚에 해당하는 영역의 파장의 가시광선과 3~10㎛에 해당하는 영역의 파장의 원적외선을 발생시킨다.
상기 범위의 가시광선과 원적외선이 음경에 조사되면, 음경해면체 내의 내피세포를 증식시키고 손상된 음경해면체 조직을 재생하여 발기부전에 대한 개선 효과를 기대할 수 있다. 또한, 치료용 광원(3)이 음경의 둘레를 따라 음경의 모든 방향에 마련됨으로써, 개선 효과는 더욱 향상될 수 있다.
사용자가 상기 치료부(40)를 통한 치료 모드를 선택하는 경우에는 제어부(50)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11)의 제어에 따라 치료용 광원(3)이 연속 혹은 펄스를 발생시키는 방식으로 동작할 수 있다.
이 때, 620~680㎚ 에 해당하는 영역의 파장의 가시광선과 3~10㎛에 해당하는 영역의 파장의 원적외선을 발생시키게 되는데, 이 영역의 가시광선과 원적외선은 음경해면체 내의 내피세포를 증식시키거나 새로운 혈관이 형성되고, 조직의 생리적 작용이 활성화되어 손상된 음경해면체 내의 조직을 재생시켜 발기부전을 치료할 수 있다.
또한, 원적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열 작용을 가지고 있기 때문에 열선(熱線)이라고도 부르며, 이러한 특성으로 인해 원적외선이 신체 조직에 침투하면, 그 신체 부위에서는 열이 발생한다. 일부 연구에서 적색영역 가시광선과 원적외선에서 혈관내피세포성장인자를 유발시켜 내피세포를 증식시키거나 새로운 혈관이 형성되는 효험을 보이고 있다. 본 발명은 이러한 과학적 사실에 근거하였다.
도 7은 뇌의 자극에 따른 뇌의 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프이며, 도 8은 뇌의 자극에 따른 성기의 혈류역학적 변화를 나타낸 그래프이다.
뇌와 성기의 혈류역학적 변화를 동시에 측정하기 위해 피실험자의 뇌와 성기에 본 발명의 뇌 혈류 측정부(20) 및 음경 혈류 측정부(30)를 부착하였다. 1분 동안은 아무런 자극이 없는 기준 값을 측정하였고, 1분 후 시청각 성적 자극 영상을 이용하여 2분동안 자극을 준 후, 1분간의 안정시간을 거친 후에 다시 2분간은 마음을 평온하게 하는 시청각 영상을 이용하여 자극을 준 후에, 마지막 1분의 휴식을 취한 동안의 뇌와 성기에서 혈류역학적인 변화 정보를 도출하였다.
도 7과 도 8을 살펴보면, 피실험자에게 시청각적인 성적자극이 가해진 경우, 피실험자의 뇌와 성기에서 총 헤모글로빈의 값이 크게 증가하는 경향이 있음을 알 수 있다. 또한, 안정을 취하거나 일반적인 영상을 통한 자극을 준 경우에는 총 헤모글로빈의 양이 기준 값을 유지하거나 기준 값으로 회복되는 경향이 있음을 알 수 있다.
총 헤모글로빈의 증가는 산화헤모글로빈의 변화에 가장 영향을 크게 받으며, 산화헤모글로빈의 증가는 음경과 뇌의 측정 부분에 동맥혈이 많이 유입되고 있다는 것을 나타낸다. 만약, 뇌에서는 소정의 값만큼 혈류량이 변화하지만 성기에서 혈류량의 변화가 없고 발기가 되지 않는 사람은 혈관인성 문제가 있는 사람으로 판단할 수 있으며, 뇌에서의 혈류역학적 변화도 보이지 않는 사람은 심인성 문제가 있는 사람인 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예와 같이 뇌와 성기에 혈류량의 변화를 측정하는 수단을 마련하여 동시에 혈류역학적 변화 정보를 얻음으로써 발기부전의 원인을 진단할 수 있다.
본 실시예는 음경 내부에서의 혈류학적 변화와 뇌에서의 혈류학적 변화를 동시에 측정함으로써 환자에 따른 발기부전의 원인을 파악할 수 있고, 이에 따라 환자에게 적합한 치료 방법을 선택할 수 있다. 실시예의 발기부전 진단 장치는 두께 측정용 초음파센서와 혈류역학적 변화 측정용 광학 모듈을 장비함으로써 측정 중 발생하는 발기횟수를 카운팅하고, 발기에 따른 음경의 두께를 측정함으로써 더욱 신뢰성 있는 음경의 산소포화도 및 혈류량에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한, 환자 스스로 가정에서 장기적인 자가 치료를 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 진단부 20 : 뇌 혈류 측정부
30 : 음경 혈류 측정부 40 : 치료부
50 : 제어부 100 : 발기부전 진단 및 치료장치
2 : 밴드 11 : 마이크로 컨트롤러 유닛
3 : 치료용 광원 12 : 배터리
4 : 두께 측정 센서 13 : 메모리 카드
5 : 진단용 광원
6 : 전선
7 : 광 검출기
8, 8' : 송수신부
30 : 음경 혈류 측정부 40 : 치료부
50 : 제어부 100 : 발기부전 진단 및 치료장치
2 : 밴드 11 : 마이크로 컨트롤러 유닛
3 : 치료용 광원 12 : 배터리
4 : 두께 측정 센서 13 : 메모리 카드
5 : 진단용 광원
6 : 전선
7 : 광 검출기
8, 8' : 송수신부
Claims (14)
- 남성의 발기부전을 진단 및 치료하기 위한 장치로서,
환자의 뇌와 음경의 혈류역학적 변화를 측정하는 진단부;
환자의 발기부전 원인에 따라 환자의 음경에 소정 파장의 치료용 광원을 조사하는 치료부; 및
상기 진단부 및 치료부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 진단부는 환자의 뇌의 혈류량을 측정하는 뇌 혈류 측정부와, 환자의 음경의 혈류량을 측정하는 음경 혈류 측정부를 포함하고,
상기 음경 혈류 측정부는
음경과 밀착되면서, 음경을 둘러싸는 소정의 폭을 가진 밴드와, 상기 밴드 임의의 지점에 마련되는 진단용 광원과
상기 진단용 광원과 음경의 직경 상으로 일치하는 영역에 형성되는 광 검출기와
상기 진단용 광원과 광 검출기의 동작 시 음경의 두께를 측정하는 두께 측정 센서를 포함하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 뇌 혈류 측정부는 환자의 이마에 부착되는 다채널 근적외선 광학 프로브인 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 진단부는 상기 뇌 혈류 측정부에서 측정된 혈류역학적 변화와 상기 음경 혈류 측정부에서 측정된 혈류역학적 변화를 토대로 환자의 발기부전 원인을 판별하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 치료부는 상기 밴드를 둘러싸며 서로 소정의 간격으로 이격된 복수개의 광원으로 이루어지는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 광 검출기의 일단에 형성되어 데이터를 전송하는 송신부와 상기 제어부 일단에 형성되어 데이터를 수신하는 수신부를 더 포함하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 진단용 광원은 700 ~ 900㎚ 사이의 파장을 방출하는 최소 2개 파장 이상의 발광 다이오드이거나, 상기의 영역 중 하나의 파장을 방출하는 단일 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 치료용 광원은 620 ~ 680㎚와 3~10㎛ 영역에 해당하는 파장의 다이오드에서 빛을 음경 해면체로 조사하여 해면체 내의 내피세포를 증식시키거나 손상된 해면체 내의 조직을 재생, 혈관내피세포성장 인자를 유발하는 것을 특징으로 하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 밴드는 의료용 실리콘, 연성 합성 수지로 이루어지고, 상기 밴드 내에는 전선이 삽입되어 상기 밴드 내에 구비된 광원, 광 검출기, 두께 측정 센서가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 진단부 및 치료부는 무선방식의 블루투스를 통해 상기 제어부와 데이터를 송수신하여 동작하는 것을 특징으로 하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 두께 측정 센서는 상기 광 검출기와 음경의 직경방향으로 일직선 상에 배치되어 소정의 시간 동안 환자의 음경 두께 변화를 측정하며, 이의 결과값을 상기 제어부로 전송하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제어부는 환자에게 가해진 자극에 따른 뇌와 음경의 혈류량의 변화를 분석하고, 발기부전의 원인이 혈관인성인 경우에 상기 두께 측정 센서를 사용하여 음경의 두께 변화에 따른 혈류량 변화를 측정하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 진단용 광원의 최소 2개 파장 이상의 근적외선을 교차하여 온오프시키는 마이크로 컨트롤러 유닛을 포함하고,
음경의 해면체를 투과하여 상기 광 검출기로 검출된 근적외선은 상기 마이크로 컨트롤러 유닛에 탑재된 알고리즘에 의해 분석되며,
상기 분석된 데이터가 실시간으로 저장되는 메모리 카드를 더 포함하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 12항에 있어서,
상기 치료용 광원은 온오프 기능을 가지며, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛에 의해 연속적인 신호 또는 펄스 방식으로 작동하는 발기부전 진단 및 치료 장치. - 제 12항에 있어서,
상기 알고리즘은 음경 두께의 전체 측정값의 평균값을 인식하고, 상기 평균값을 넘어서는 값을 카운팅함으로써 측정 시의 발기횟수를 카운팅하여 수행되는 것을 특징으로 하는 발기부전 진단 및 치료 장치.
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