KR20010005704A

KR20010005704A - 음경의 발기현상을 체크 평가하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010005704A
Application number: KR1019997008772A
Authority: KR
Inventors: 클레어 티. 호블란드; 로저 딕슨; 엘.딘 크놀; 제롬 에이치. 아브람스
Original assignee: 클래어 티. 호브랜드; 유로메트릭스 인코포레이티드
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2001-01-15
Also published as: TW404825B; JP2002514113A; AU6939298A; EP0973442A1; WO1998042255A1; AU731190B2; US6015393A; CA2284773A1

Abstract

환자의 음경의 발기상태를 체크하는 장치는 음경(20)에 인접하여 위치하여 음경(20)의 임피던스값을 감지하는 복수의 감지부(30)를 포함한다. 처리장치(62)는 실시가능하게 복수의 감지부(30)와 결합되며, 상기 장치(62)는 임피던스값을 이용하여 하나 이상의 음경의 변수를 결정한다. 하나 이상의 음경변수는 길이, 크기, 양 변화, 단면적, 채워지는 속도 변수들로 구성된 군으로부터 선택된다. 출력장치(64)는 처리장치(62)와 실시가능하게 결합되어 하나 이상의 결정된 음경의 변수를 이용하여 디스플레이를 발생시킨다. 출력장치(64)는 예를 들어, 사용자로 하여금 발기될 경우와 인공물효과(artifactual effect)를 구분할 수 있도록 장치의 사용자에 의해 비교하기 위하여 음경의 길이, 크기값 및/또는 음경의 단면적 값의 좌표를 디스플레이한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 심장신호데이타가 음경의 임피던스값을 이용하여 결정되고, 상기 장치는 심장신호데이타를 이용하여 발기활동 주기를 가리킨다. 해당방법들이 또한 개시되어 있다.

Description

음경의 발기현상을 체크 평가하는 방법 및 장치{Systems and Methods for Monitoring and Evaluating Penile Tumescence}

1. 발명의 분야

본 발명은 발기현상을 체크하는 방법 및 장치에 관련된 것이다. 특히 음경임피던스값을 사용하여 물리적 혹은 정신적 발기부전을 구분하는 데 필요한 주야간 발기현상을 체크하고 평가하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

2. 관련 기술 설명

가. 발기부전

남성의 발기부전은 성관계동안 충분한 발기성을 유지하지 못하는 만성무능력증상으로 정의된다. 이러한 문제는 약 3천만명의 미국인들에게 적용되는 것으로 나이가 들어감에 따라 늘어나는 추세이다. 발기부전은 많은 사람들이 심히 걱정하는 문제라서 많은 물리학자들과 다른 의료전문가들에 의해 매년 수천번씩 접근이 시도된다.

정상 발기현상동안에는 신경화학적 자극으로 음경동맥혈액의 흐름이 증가된다. 결과적으로 증가된 혈액이 해면체로 흘러들어간다. 정맥총이 백막에 눌려져 정맥의 유출이 줄어들게 되면 혈류가 해면체에 갇히게 된다. 늘어난 혈류유입과 줄어든 혈류방출로 인해 음경혈관이 울혈되어 성관계에 적합한 발기가 이루어지게 된다.

공동동맥 혈액유입의 비정상적 감소나 정맥누출과 같은 과도한 정맥유출은 혈관작용에 의한 발기부전의 주요 요인이 된다. 공동동맥에서의 이러한 비정상적인 혈액의 흐름은 당뇨병, 동맥경화증, 동맥폐쇄증, 정맥폐쇄증과 같은 많은 요인들에 의해 유발된다.

발기부전은 정신적 혹은 심경적 요인에 의해 발생할 수도 있다. 즉 물리적 요인보다 심적 요인에 더 기인한다. 이러한 심리적 요인에는 우울증, 분노/긴장, 자신감상실, 두려움이 포함된다. 또한 물리적 발기부전은 시간이 경과함에 따라 자주 정신적 요인이 반영된다. 환자의 부전이 물리적인 것인지 정신적인 것인지의 여부에 따라 치료방법이 결정된다.

나. 야간 발기 체크

순전히 정신적 요인에 의한 발기부전을 겪는 환자들은 야간에 정상적 발기현상을 경험한다. 반면 기질적 요인에 의한 부전을 겪는 환자는 깨어있거나 자고 있는 경우에 발기를 경험하지 못한다. 따라서 야간 음경발기 측정은 부전의 정신적 요인과 기질적 요인을 구분하는 데 잘 알려진 기술방법이다. 지금까지 야간 측정을 위한 다양한 방법과 장치가 개발되었다.

이러한 방법 중의 하나가 본 발명의 참고자료로 이용되는 미국 특허 번호 4,515,166에 실려 있다. Imagyn Medical Technologies, Inc.가 제조하여 RIGISCAN PLUS라고 시판되는 이 발기체크시스템은 음경주변에 고리형태의 많은 구조물을 위치시킨다. 환자가 잠자는 동안 정기적으로, 회전모터와 구동장치가 고리형태의 구조물에 구경력을 발산한다. 회전모터가 반복적으로 운동하는 동안 고리물에 연결된 하나의 케이블을 전위이동시키면 음경의 압착이나 직립성의 상관작용을 산출해 낼 수 있다. 여러 단계의 측정을 한 이후에, 시간 대 발기를 2차원 또는 3차원의 그래픽 출력으로 나타낸다.

야간 음경발기를 측정하는 또 다른 장치로는 하나 이상의 수은 스트레인 게이지 변환기가 있다. 수은이 채워진 고리형태의 튜브를 음경주변에 놓는다. 음경둘레가 변화함에 따라 전기회로가 스트레인 게이지의 저항력 변화량을 감지하여 발기의 정도를 표시한다.

좀 덜 정확하지만 또 다른 야간음경발기 체크방법은 잠자기 직전에 음경주변에 우표형태의 스탬프를 고리모양으로 위치시킨다. 깨자마자, 환자는 그 스탬프가 서로 떨어졌는지, 즉 스탬프 고리가 손상되었는지를 알기위해 그 스탬프 고리를 살핀다. 비록 한정적인 데이타만을 제공하지만, 이러한 방법을 이용하면 야간 발기현상을 단순히 주관적 방법에 의해 평가하는 것과 비교해 볼 때 상대적 이점을 갖고 있다.

본 발명에서 참고자료로 이용되는 미국특허번호 제 4,469,108호, 제4,766,909호, 제 4,747,415호, 제 4,928,706호, 제 4,428,385호, 제 4,848,361호, 제 4,911,176호 에 다양한 음경 발기측정 장치 및 방법이 제시되어 있다.

다. 현재의 체크장치의 단점

그러나 선행방법이나 장치는 많은 중요한 맹점을 수반한다. 고리형태로 음경을 둘러싸서 그 고리를 정기적으로 모터를 이용해 팽팽하게 긴장시키는 것은 어느정도 강압적이고 환자를 불편하게 만든다. 또한 전자식 체크장치는 종종 매우 질량이나 크기가 커서 환자들이 불편함을 느끼거나 잠을 못 이루는 경향이 있었다. 이러한 장치는 또한 야간체크를 위해 의료시설에 밤새 체류해야 하는 것과 같은 비실용적인 측면이 있기 때문에 환자들에게 심한 불편과 비용을 초래하고 간접적으로는 야간발기작용을 저해하는 역효과를 보였다. 또한 이들 장치는 대체적으로 굉장한 전력을 소모하는 반면에 특정한 시간에 미세한 변화만을 나타낸다.

물론 순수히 수동으로 만들어진 장치는 정확한 데이타나 분석 데이타를 제공하기를 기대할 수 없다; 사실상 많은 선행 기술장치가 소위 "원샷"장치로서 단순히 발기가 이루어졌는지만 알리고 그 이상의 자세한 정보를 제공하지 못한다.

이러한 단점들을 고려해 볼 때, 좀더 크기가 작으면서도 정확한 진단력과 우수한 데이타를 제공하는 체크 평가시스템을 개발할 필요성이 생긴다.

라. 혈량측정법 - 도입

혈량측정법은 인체 특히 흉부에서의 혈액량을 측정하는 이미 잘 알려진 방법이다. 여러 형태의 혈량측정법이 알려져 있는데 그 중에는 양 전환식, 스트레인 게이지식, 세그먼트식, 광전자식, 임피던스식이 있다. 이들 뿐 아니라 다른 혈량측정장치와 방법이 Woodcock J.P.에 의하여 설명되고 있다 ("혈량측정법," 생의학 기술, 1974년 9월, 페이지 406-409).

마. 임피던스 혈량측정법

임피던스혈량측정법을 이용하면, 흉강을 따라 놓인 전극사이에 일정한 교류가 흐르게 되어 전극간 전압저하가 발생되고 임피던스 특히 바이오임피던스에 영향을 미친다. 흉곽에 흐르는 혈액의 변화량에 따라 조직바이오임피던스도 변화한다. 많은 이론을 통해 왜 이런 현상이 일어나는지 설명하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 그 중 하나의 이론에 따르면, 심장박동 주기에 따른 바이오임피던스의 변화는 동맥유입률이 정맥유출률을 초과할 때 흉부에 생기는 이온 수의 변화 때문이다. 다른 이론에 따르면, 달라지는 혈류속도, 압력, 혈관 팽창, 적혈구 정렬(orientation)열이 바이오임피던스 변화를 유도한다고 설명한다. 종래에는 심실팽창이 혈액량의 증가를 유발하여 바이오임피던스의 변화를 일으킨다고 알려져 있다.

예를 들어 Kubicek, W.G.,외 "미네소타 임피던스 심전계 - 이론과 응용," 생의학, 1974년 9월, 페이지 410-417(참고자료)에 실려있듯이 두 개의 전극 및 네 개의 전극 임피던스를 이용한 혈액량측정법은 잘 알려진 기술이다.

네 개의 전극기술 경우, 네 개의 알루미늄처리한 마일라줄무늬 전극이 환자의 흉부에 놓인다 - 두 개의 외부전극은 일반적으로 목 부위에, 한 개의 내부전극은 가슴 중앙에, 또다른 한 개의 전극은 흉곽 아래에 놓이게 된다. 그 두 개의 외부전극은 일정한 사인곡선의 교류를 100kHz 4 mA rms로 환자 흉부에 직선 방향으로 공급한다. 두 개의 다른 내부전극은 흉부를 따라 생기는 전극들 사이의 전위차를 측정한다. 특히, 흉곽임피던스에 의해 증식된 사인곡선의 교류생성으로 내부전극간에 전압이 생기면 임피던스 리니어증폭기로 감지된다. 이 장치를 이용한 자료산출은 내부전극간 총임피던스인 Z, 심장박동주기동안의 임피던스 변화량인 △Z, 시간이 변함에 따라 발생되는 △Z의 최초 유도량인 dZ/dt 등의 수식을 이용해 계산된다. 일반적으로, Z는 조직량, dZ/dt는 일회 박동으로 주입되는 혈액량에 따라 생기는 일회심박출량에 대한 비율이다.

두 개의 전극임피던스 방식에 따르면, 일정한 전류가 두 개의 전극을 통해 흉부를 통과한다. 전극의 전위저하를 측정하고 알고 있는 전류량에 기반해 전극간 임피던스를 계산한다. 두 개의 전극을 이용한 임피던스 혈액량측정방법은 전극 근처의 전류방출을 정확히 알 수 없으므로 실제 전류 유동량을 밝힐 수 없다는 단점이 있다. 또한 전극 임피던스를 측정값에 가산하기 때문에 임피던스 자체 값으로 만들어진 그 어떤 계산도 정확할 수 없다. 반면, 네 개의 임피던스 측정법은 전류가 조직을 따라 균질하게 퍼지는 경향이 있어서 좀 더 정확한 측정이 가능하다.

바. 임피던스와 양의 상관관계

심장박동에 따른 절대량과 일회량의 바이오임피던스 변화량에 대한 상관관계를 밝히기 위해 많은 식이 이용되었다. 예를 들어 Bernstein, Donald P., "흉부전극 바이오임피던스에 대한 새로운 심박출량식: 이론과 원리," Critical Care Medicine(중환자 간호학), 1986년, 페이지 904-909와, "NCCOM 3 심장혈관 체크 담당관을 위한 안내서," BoMed Medical Maufacturing Limited, 1984년 등이 있는데 모두 이 출원건의 참고자료이며 아래에 제시한 등식은 심박출량을 결정하기 위해 유도된 것이다:

SV_bi= L³ㆍVET_biㆍ(dZ/dt)_MAX/4.2ㆍZ₀

SV_bi= 바이오임피던스 심박출량(cm³);

L= 흉부길이, 이상적인 무게와 그 비율에 따른 편차를 조정하는

계산도표 값(cm);

VET_bi= 바이오임피던스에 의한 심실이완시간(초);

(dZ/dt)_max= 임피던스 최고변화율(Ω/초);

Z₀= 기준임피던스(Ω)

위에서 언급된 Kubicek 논설은 심박출량과 흉부임피던스 변화간 관계를 아래 등식에 따라 설명한다:

SV = p(L/Z₀)²T(dZ/dt)_min

SV= 심박출량(cc)

p= 100kHz에서의 혈액 전극저항, 평균 150 ohm-cm;

L= 두 개의 내부전극간 평균 거리(cm)

Z₀= 두 개의 내부전극간 평균 흉곽임피던스

(dZ/dt)min= 옴/초당 심장박동주기에 발생되는 dZ/dt의 최소값

T= 심장사운드나 dZ/dt파로부터 획득된 심장이완시간(sec)

위의 등식은 흉부의 일정한 주변상황과 양을 전제로 한다. 반면 음경의 경우 그 둘레나 양은 상당한 변화를 겪는다.

Kubicek는 또한 저항을 사용하지 않고 변화량을 측정할 수 있는 유도식을 제안하고 있다:

△V = C²L/4πZ₀(△Z)

C= 측정된 세그먼트의 평균둘레(cm);

L= 측정전극간 거리(cm);

Z₀= 측정전극간 평균거리(ohm);

△Z= 각 심장박동동안에 생기는 임피던스 변화량(ohm);

△V= 부피변화량(cm³).

박동지혈류량은 심장박동수와 △V량과 동일하다.

Kubicek은 위의 공식이 커프인플레이션(cuff-inflation) 정맥폐색 임피던스 혈량측정법에도 사용될 수 있다고 말한다. 이 방법에서는 Z₀가 정맥 폐색전 초기임피던스이고△Z는 커프의 인플레이션과 발산간에 생긴 총임피던스 변화량을 뜻한다. 지혈류량(ml/min)은 △V/△T x 60과 같고 여기서 △T는 커프의 인플레이션과 발산간의 시간(초)을 뜻한다.

위의 등식은 일정한 길이를 전제로 하는 것인데, 이것은 발기현상이 일어나는 동안의 음경주변환경에는 해당되지 않는다. 또한 음경주변의 커프인플레이션에 의한 정맥폐색은 야간체크상황에서는 비실용적이다.

임피던스와 심박출량, 심장출력 또는 다른 지표들간의 상관관계에 대한 많은 다른 등식들이 제안되어 왔으며 이들은 일반기술에 적용된다. 그리고 다음에 제시한 논문에서는 추가배경기술정보를 제공하고 있으며 이 건에 대한 참고자료로 이용된다:

Appel, Paul L., 외 " 중병환자에게 있어 바이오임피던스와 열희석(thermodilution)에 의한 심장출력측정방법의 비교." 중환자 간호학, 14권, 페이지 933-935, 1986;

Bennett, Alan H., M.D., "남성발기부전에 있어 동맥 정맥 혈력학," 남성발기부전처방, 5권, 페이지 108-126, 1982;

Bernstein, Donald P., M.D. "흉부전극 바이오임피던스에 의해 심박출량과 출력을 체크하는 지속적이면서도 간편한 방법," 중환자 간호학, 14권, 번호 10, 페이지 898-901, 1986;

Chen, K.K., 외, "음파촬영술을 이용한 음경발기측정방법," J. Clin. Ultrasound, 20권, 페이지 247-253, 1992;

de May, C., M.D.,외 "임피던스 심조영도에 의한 비관혈적 측정방법: 심박출량을 계산하는 데 따른 두 개의 공식간 차이," 항공, 우주, 환경의학, 1988년 1월, 페이지 57-62;

Kedia, K.R., :"혈관 임피던스: 분절박동량 기록기를 이용한 진단과 검토," 비뇨기학에 관한 영국저널, 56권, 페이지 516-520, 1984년;

Kubicek, W.G.,외 "미네소타 임피던스 심조영도 - 이론과 응용," 생의학, 9권, 페이지 410, 1974년;

Nelson, R.P.,외, " 초음파촬영술을 이용한 발기현상 체크," 비교기학, 141권, 페이지 1123-1126, 1989년;

Nyboer, J., 전기 임피던스 혈액량측정법 Springfield: Charles C. Thomas, 페이지 7, 1970년;

Nyboe, Jan,외 "세그먼트전기전도성의 양적분석," 서구의학과 외과학의 연보, 5권, 번호 1, 페이지 11-20, 1951년 1월;

Preiser, J.C.,외 "기계적 환기동안 심장출력을 측정하기 위한 열희석식 대 흉곽경유 전극 바이오임피던스," 중환자 간호학, 15권, 페이지 221-223, 1989년;

Quail, A.W.,외, "임피던스 심조영도에서 심박출량계산을 위한 흉부저항," J.Appln Physiol., 50권, 페이지 191-195, 1981년;

Schmidt, H.S.외, "손상된 음경발기의 심각성과 부전환자의 비정상적인 폴리슴적 현상," 비뇨기학저널, 126권, 페이지 348-352, 1981년;

Sexson, William R., M.D.,외 "조기 혹은 초기에 생체전기 임피던스를 이용해 측정한 심흉 변수," 중환자 간호학, 19권, 번호 8, 페이지 1054-1059, 1991년;

Wong, david H., M.D.,외 "심장출력: 열희석을 이용한 두 개의 다른 방법을 동시비교." 마취학, 72권, 번호 5, 페이지 784-792, 1990년;

Zuckier, Lionel S.,외 "음경 혈력학을 측정하기 위한 비이미지 섬광검사," 핵의학저널, 1995년 12월, 36권, 번호 12, 페이지 2345-2351.

g. 음경주변에서 임피던스 혈량측정법을 사용하는 데 따르는 어려움

상기한 바와 같이, 임피던스 혈량측정법은 흉부주변에서 주로 이용되어 왔다. 목 주변에 두 개의 전극을, 가슴중앙과 아래부위에 두 개의 전극을 놓는다(Kubicek 논문 참조). 그러나 음경주변은 특별한 경우라서 흉부에서보다 인위적인 효과(artifectual effect)를 줄이는 데 큰 어려움이 있다. (사실, 음경주변이 갖는 특정한 어려움 때문에 몇 몇 학자들은 혈량측정방법은 발기현상을 감지하고 측정하기 위해 적합하지 않다는 이론을 제시하였다.)

예를 들어, 흉부임피던스 측정법은 흉곽이 엄청난 크기로 변하지 않는데, 음경사이즈는 발기현상동안 상당히 증가하여 음경조직, 길이, 양이 7배까지도 커진다. 크기가 이렇게 증가하면 음경임피던스가 길이변화로 인해 증가되고 흉부모델과는 편차가 생긴다. 또한 음경에서의 전극공간도 변화되기 쉽다. 더군다나 발기현상이 없을 때 음경조직이 움직이기 때문에 전기접촉이 제대로 이루어지게 하는 데 문제가 발생한다. 또한 환자의 신체와 연결된 음경의 운동이나 환자의 움직임은 인위적 효과를 유발한다. 이러한 사항들이 모두 단점이 되며 환자의 움직임을 일정하게 관찰할 수 없는 야간 체크상황을 더 혼란스럽고 어렵게 만드는 요인이 된다.

과학자들이 주야간 발기현상을 알아보기 위해 필요한 음경혈액의 흐름과 다른 변수들을 체크, 측정하는 데 임피던스값이 유용하다는 것을 알아냈다. 처음으로 발명자들이 이러한 발견에 힘입어 특별한 장치와 방법들을 개발하였다. 이들 중에는 인위효과로 인한 잘못된 데이타와 혼돈을 상당히 감소시키도록 고안된 것들도 있다.

발명의 요약

위에 언급한 목표를 달성하고 단점들을 극복하기 위해 환자의 음경발기 상태를 체크하는 방법에는 음경부근에 감지부(sensing element)를 두고 그 감지부를 이용해 음경의 임피던스값을 알아내고 그 임피던스 값을 이용하여 혈액이송체가 음경에 채워지는 비율과 길이, 혈량, 횡단면과 같은 변수요인을 측정하여 산출량을 알아내는 것이 있다. 이 때 감지부가 5개 이상이어야 하고 접촉전극이 필요하다. 네 개 이상의 감지부가 음경에 부착되는데 그중 두 개는 음경의 베이스(base)부분에, 두 개는 음경의 끝 부분에 놓인다. 베이스에 놓이는 감지부는 일정한 간격으로 떨어뜨려 놓는다. 끝 부분에 놓이는 감지부 중 하나는 밑부분에 놓는다. 임피던스는 베이스부위에서도 감지되고 음경의 가장자리와 베이스부위 사이에서도 감지된다. 이 발명을 통해 음경길이, 혈량변화값, 절대혈량, 음경내 압착혈체의 총 횡단면과 같은 값을 알 수 있다.

또 다른 실시예에 의하면, 환자 음경의 발기상태를 체크하기 위해 많은 감지부를 음경주변에 설치하여 임피던스 수치를 감지한다. 예를 들어 한 처리 장치를 동시에 혹은 연이어 감지부에 연결시켜 임피던스값을 이용해 음경길이, 음경혈량을 유도해낸다. 환자나 임상의가 평가할 수 있도록 측정한 수치, 유도변수를 그래프화하여 산출한다. 이 때 발기현상에서의 인위효과는 쉽게 구분될 수 있다.

또다른 실시예에 의하면, 환자의 음경상태를 체크하기 위해에 음경임피던스를 정하고, 임피던스를 이용한 심장지시 데이타를 밝히고 발기기간을 알 수 있도록 표시하는 심장지시데이타를 사용한다. 임피던스의 박동요소를 결정하고 발기부전의 잠재 기질적요인을 알 수 있는 심장지시데이타를 그래픽으로 나타낸다. 총 임피던스 데이타와 심장지시활동이 동시에 표시될 수 있으므로 일정기간의 심장지시활동기간동안 총 임피던스 데이타를 선택적으로 나타내면 잠재발기현상을 반영하게 된다.

또 다른 실시예에서는, 음경발기상태를 체크하기 위해 환자의 음경주변에 연결시키는 전극과 같은 많은 접촉부를 이용한다. 접촉부는 음경조직에 전류를 공급하여 임피던스와 음경조직간의 잠재적 차이를 측정한다. 제어전극이 음경 임피던스와 혈량을 결정하기 위해 접촉부에 결합한다. 하나 이상의 접촉부가 음경에 부착된다; 여러 발명에서 3-4개 이상의 접촉부를 음경부위나 그 주변에 놓는다. 하나이상의 전극은 환자의 음경에 가까운 다리나 샅(groin area)과 같은 부위에 위치시킨다.

이 발명에 따르면 시간이 지남에 따라 혈량을 지속적으로 체크할 수 있다. 특히 환자가 잠을 자는 동안 일어나는 많은 발기현상을 기록할 수 있을 만큼 충분한 시간동안 측정할 수 있다. 제어전극이 디스플레이 기계와 연결되어 시간 대비 임피던스, 혈량, 길이, 횡단면을 표시한다.

이 발명의 장점 중 하나는 제어전극이 상당히 적은 면적을 차지한다는 것이다. 프린트 회로 기술, PC카드(PCMCIA카드) 혹은 마이크로카드 기술을 이용하면 그 면적이 신용카드 크기나 그 이상 더 작을 수도 있기 때문에 환자에게 쉽게 부착시킬 수 있다. 한 예를 들면, 그 면적이 환자의 다리에 부착되어 운반될 수 있을 만한 것도 있다.

다른 실시예에 의하면, 발기체크장치에 데이타 저장, 데이타 처리 장치를 결합시켜 음경에 부착한 것도 있다. 데이타 저장이나 처리 장치는 혈량과의 상관관계를 이루는 전송데이타를 수신하고 저장할 수 있도록 측정장치에 결합된다. 데이타 처리 장치는 수신된 데이타에 기반하여 최종산물의 양을 결정한다. 디스플레이 장치는 데이타 처리 장치에 결합되어 시간에 따른 음경혈량을 그래프화하여 나타내고 데이타저장 혹은 처리 장치로부터 데이타를 전송받는 데는 전송장치를 이용한다.

야간발기현상을 체크하는 데 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명은 야간측정값과 비교하기 위해 주간에 혈량과 다른 변수들을 측정한다. 주간에 시각적 관찰과 초음파 측정을 함으로써 야간에 얻어낸 측정값과 비교하기도 한다.

본 발명의 야간음경발기현상 체크방법에 의하면, 야간혈량을 결정하고, 시간에 대한 혈량데이타를 디스플레이하고 발기부전의 기질적 혹은 정신적 요인을 판단할 수 있도록 디스플레이된 혈량데이타를 이용한다. 예를 들어 표시된 혈량데이타를 이용해 정맥누출의 상대속도를 알아낼 수가 있는 것이다. 더군다나 발기현상은 환자가 깨어있는 동안에 의학적으로 유도될 수 있고 혈량과 혈류속도를 측정하고 야간측정치와 그 혈량과 속도를 비교하여 야간발기 현상의 상태를 평가할 수 있다. 주야간 혈량과 다른 수치들을 그래픽으로 비교해보면 효율적인 평가와 대조를 할 수가 있다.

본 발명은 미국 지역특허출원 제 60/064,305호(출원일자 1997년 3월 24일) 및 60/041,684호(출원일자 1997년 11월 5일)을 35 U.S.C. § 119(e)에 따라 우선권으로 주장한다.

발명들을 참고도면으로 제시할 경우 참고번호는 각 요소들을 표시한다:

도 1은 본 발명에 따른 장치의 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 장치의 측면도이다.

도 4-6은 본 발명의 실시예에 따른 샘플혈량 그래프이다.

도 7은 본 발명의 블록도이다.

도 8-12는 본 발명의 개략도이다.

도 13은 인위작용으로 유도된 움직임을 보여주는 임피던스값을 그래프화한 것이다.

도 14-19는 본 발명의 임피던스 소해도이다.

도 20-21은 다섯 개의 접촉부를 이용한 발명의 일실시예이다.

도 22는 본 발명의 블록도이다.

도 23-29는 음경바이오임피던스에 따른 회로도이다.

도 27은 음경길이와 핼액변화량을 표시한 그래프이다.

도 28은 임피던스와 심장지시데이타를 표시한 그래프이다.

도 29-30은 도 25의 상세도이다.

도 31-34는 반전된 임피던스(inverted impedance) 심장데이타를 표시한 것이다.

도 35-40은 본 발명의 박동량과 박동파를 분석한 것이다.

도 41은 발명중 실행되는 임상측정과 초음파 측정의 높은 상관관계를 나타낸 것이다.

도 42-43은 임상데이타에 근거하여 쉽게 읽을 수 있는 디스플레이이다.

1. 도입

위에서 언급했듯이 야간 발기현상측정을 시도함으로써 기질적/정신적 발기부전을 진단하여 기질적인 요인에 기인한 것이면 적절한 처방, 예를 들어 구강약물치료나 경요도치료와 같은 처방을 내릴 수 있다. 그러나 발명시 많은 요소들을 측정하고 테스트하기 마련이다. 예를 들어 주간체크도 고려할 수 있는데 많은 경우 주야간 측정을 하면 정확환 진단을 내릴 수 있다는 장점이 있다. 다른 발명 중에는 치료효과를 평가할 수 있을 만큼 오랜시간 테스트하기도 한다. 그래서 본원 발명의 실시예에서는 야간측정과 발기부전진단을 관련하여 설명하지만 반면에 결코 이러한 발명에만 한정되는 것이 아니다.

2. 두 개 혹은 네 개의 전극을 이용한 발명과 그 외의 발명

도 1은 발기체크장치(10)를 나타낸 것으로서 환자의 음경(20) 발기/직립성을 체크하기 위한 것이다. 음경발기체크기라고도 불리우는 발기체크장치(10)에 많은 접촉/측정부(30)를 겔이나 다른 전도성 물질을 이용해 직접 음경(20)에 결합한다. 도 1에 의하면 접촉감지부(30)에는 두 개의 전극-하나는 베이스에 다른 하나는 음경(20)의 끝 부분-가 이용된다. 교류가 음경(20)을 경유하여 전극간에 직선으로 통과할 때 전극저하현상을 측정한다. 이 발명에서 약 100kHz의 교류가 이용되지만 5kHz나 2MHz 교류도 사용할 수 있고 이 범위를 넘어서는 것도 가능하며 직류도 사용된다.

두 개의 전극발명은 특정경우에는 매우 효율적이다. 그러나 임피던스가 측정평가되는 임피던스변화량에 따라 상당히 영향을 받는 경우에는 문제가 발생한다. 더군다나 환자의 불규칙적 움직임으로 생긴 압력으로 유도된 접촉임피던스의 변수요인들이 임피던스 변화량을 모호하게 할 수 있다. 따라서, 도 2는 접촉부(30)를 원주형(circumferential)의 혹은 부분적으로 원주형인 전극을 사용하여 실질적으로 음경주위를 모두 감싸는 형태를 나타낸 것이다.

부분적(partial)으로 원주형인 전극은 TYVEK에 프린트된 실버잉크자국이나 폼테이프(foam tape)에 얹히는 다른 물질등을 이용한다. 이 테이프를 음경주변에 감쌈으로써 안전성과 편안한 접촉성을 가능하게 한다.

도 2에 따르면 두 개의 외부전극(30)에서 전류가 음경(20)을 따라 직선으로 흘러 두 개의 내부전극(3)을 따라 전압저하가 이루어진다. 두 개의 외부전극으로 일정한 전류가 공급되기 때문에 전극임피던스가 공급된 전류에 영향을 미치지 않는다. 또한 내부전극보다 훨씬 더 큰 임피던스를 가진 증폭기를 전압체크를 위해 이용하므로 임피던스나 전극임피던스에 생긴 변화량이 측정된 전압에 영향을 미치지 못한다. 따라서 네 개의 전극을 이용하면 두 개의 전극을 이용할 경우 생기는 전극임피던스 감응성 문제를 해결할 수 있다.

두 개의 전극이건 네 개이건 발명시 접촉요소를 고려하게 된다. 세 개의 전극을 이용하는 경우에는 음경의 끝, 베이스, 샅 부위에 전극을 각각 놓는다. 외부전극이 전류를 공급하면 베이스부위와 가장자리 부위 사이에서 발생된 전압저하를 측정한다. 음경의 끝 부위, 샅 주변, 아래부위에 전극을 위치시키는 것도 가능하다.

전극(3)을 음경(2)의 조직(tissue)(40)에 붙이는 데 전도접착제를 이용하면 음경조직을 과도하게 움직이거나 전극이 잘못 연결되어 발생된 인위효과 가능성을 줄이고 전도성을 높인다. 사용하기에 적합한 전도접착제는 3M(St. Paul,MN 소재) 또는 LecTec(Corporation, Minnetonka, Minnesota 소재)사로부터 구입할 수 있다. 이러한 전도접착제는 발기현상동안 음경의 팽창을 수용할 수 있도록 충분한 탄력성을 보유하고 있으며 탄력밴드나 신전성밴드를 이용할 수도 있다. 그리고 전도접착제 주변에 탄성 좋은 구리선이나 이와 유사한 전도성 물체를 감싸면 강하고 안정적인 전극연결을 할 수 있고 인위효과를 줄일 수 있는 잇점이 있다.

전극을 부분전극식으로 처리하면 전극이 음경의 1/2 또는 1/3 정도를 차지하고 각 전극이 제 자리에 있도록 유지시키는 폼테이프는 음경주변을 절반정도 차지하게 된다. 이럴 경우, 수축을 방지할 수 있으므로 음경의 움직임이나 팽창에 영향을 미치지 않고 환자의 불편을 감소시킬 수 있다.

3. 제어 전극

이 발명에서 접촉요소에 결합되는 제어전극(50-도 1)에는 데이타 처리/저장 장치가 이용되므로 두 개 이상의 접촉요소(30)간 발생되는 조직 임피던스값과 음경혈량값, 임피던스값에 기초한 변화량을 알아낼 수 있다. (이러한 목적을 위해서 양이나 변화량이라는 용어를 필요할 경우 교대로 사용한다). 제어전극(50)과 사용에 적합한 다른 전극들이 도 7 내지 도 12에 블록도와 개략도에 예시되어 있다. 그 중에는 A/D컨버터, 마이크로컨트롤러, RAM(random access memory) 등이 포함된다. 제어전극(50)은 플러그인 전선(60)이나 다른 적절한 데이타전송장치를 경유해 접촉부(30)에 연결된다.

제어전극(50)을 모듈박스(55)안에 넣는다. 연결기(53)에는 D 연결기가 포함되어 동시에 혹은 연이어 데이타 전송이 이루어질 수 있도록 제어 전극(50)과 데이타 처리 장치(62), 디스플레이 장치(64)를 연결하는 데 이용한다. 다른 데이타 전송장치(66), 예를 들어 광케이블이나 무선연결이 사용된다. 제어전극(50)은 PC카드, 연결회로, 마이크로카드, 유사모듈, 교환성 컴퓨터기술에 이용된다.

이러한 기술에 적합할 만큼 조그만 크기라고 가정할 때 제어전극(50)의 하우징(housing, 55)은 상당히 작은 크기, 예를 들어, 신용카드나 그 이하로 줄어든다. 하우징(55)은 60cc미만의 양을 보유하며 두께는 최고 약 12mm이다.

음경혈이나 조직을 따라 흐르는 전류의 임피던스는 두 개의 내부전극(30)사이에서 전압차를 발생시킨다. 이러한 전압차와 관련임피던스를 나타내는 데이타는 제어전극(50)에 전달되어 전극내에 위치한 데이타 처리/저장 장치에 의해 처리된다. 혈액변화량은 정확한 진단을 하는 데 중요하다.

세 개의 전극을 이용하는 경우는 시간경과에 따른 심박출량 즉 심장박동주기동안에 전달된 혈액을 측정할 때이다. 이러한 혈액량을 총합하면 발기현상이 이루어지는 동안 음경에 증가한 혈액총량을 산출해낼 수 있다.

생물학적 조직의 전도성과 관련된 수많은 연구가 이루어져왔다는 것을 주시할 필요가 있다. 예를 들어, Geddes, L.A.,외 "생물학적 물질의 저항 - 생의학자와 생리학자를 위한 데이타 집합," 의료학과 생물학, 5권, 1967년, 페이지 271-293. Geddes 논문에 제시된 저항값은 본 발명의 배경이론을 고려하는 데 가치가 있다.

본 발명의 배경이론에서는 음경이 직립상태로 변하는 과정에서 음경크기의 증가/감소는 음경조직이 일정한 반면 혈액량이 증가하거나 감소하기 때문에 발생한다고 설명한다. 임피던스는 음경이 길어지면 증가하고 다시 늘어지면 감소한다.

4. 음경에 떨어져 위치한 전극

도 3에서 보이는 바와 같이 하나의 전극(30), 예를 들어 고리형전극은 음경의 끝부위에 놓인다. 두 번째 전극(30)은 환자 다리(70)의 샅이나 고관절부에 놓는다. 전극간에 크기변화량이 유일하게 큰 곳은 음경이기 때문에 이런 배경이론이 여전히 유효하게 이용된다.

내부전극간 거리가 조금씩 멀어져도 전극관련 인위효과는 상당히 감소한다는 점에서 도 3에 제시한 발명은 장점을 갖는다. 음경임피던스 측정과 관련된 인위효과가 중요하지 않은 것은 아니다. 왜냐하면 음경의 조직은 일반적으로 느슨하고 움직이기 쉽기 때문에 발기현상이 일어나는 동안 길이나 크기가 변하게 된다. 예를 들어 상체의 운동 또는 음경 자체의 움직임으로 인해 인위효과를 일으킬 수 있다. 하나의 전극(30)을 음경베이스에 위치하는 대신 음경(20)에 떨어뜨려서 위치시키면 접촉불량을 막을 수 있고 인위효과를 줄일 수 있다. 그리고 고관절부/샅 부위에 전극을 위치하면 음경주변의 음모영향을 받지 않으므로 환자가 더 편안하게 느낀다. 그리고 이렇게 위치시키면 환자가 잠자는 동안 구르거나 움직여도 전극위치가 변경되는 가능성을 줄일 수 있다.

5. 데이타 디스플레이

데이타 처리장치나 디스플레이 장치(62, 64)는 제어전극(50)과 연결된 데이타 처리/저장 장치에 결합되어 시간경과에 따른 음경혈량의 수치를 그래프로 나타내거나 다른 방식으로 디스플레이한다. 그러한 그래프가 도 4 내지 도 6에 예시되어 있다. 이러한 그래프를 이용하면 혈량의 절대적 측정에 의해서가 아닌 상대적 변화에 기초하여 발기부전을 좀 더 명시적으로 평가 진단할 수 있다.

도 4의 디스플레이 64에 드러난 시간 대 양의 그래프(100)는 정상적인 발기현상을 반영한다. 밤사이에 일어나는 일련의 정상 발기현상은 주간 발기부전이 정신적요인에서 기인할 가능성이 있다는 사실을 나타내준다. 곡선 110은 야간에 측정할 때 현상의 지속기간이 다양한 양상을 띤다는 것을 보여준다. 도 5의 곡선 120은 손상된 동맥기능을 가진 환자의 경우 음경혈량이 낮다는 것을 보여주고 도 6의 곡선 130은 급속한 정맥누출을 나타낸 것이다.

제어 전극(50)이나 디스플레이(80)와 연결된 소프트웨어는 곡선 100-130에 나타난 것과 같이 수시간에 걸친 발기현상을 탐지하여 데이타로 기록한다. 중요한 데이타를 모아서 혈액량 데이타를 그래프로 디스플레이함으로써 의료전문가는 쉽게 진단할 수 있다.

6. 진단설명서

평가나 진단의 정확성을 더 높이기 위해서는 발기부전현상을 겪고 있는 환자가 전문가 사무실을 직접 찾아가 방문하는 것이 좋다. 발기 전에 혈량 대비 임피던스값을 측정하고 혈액-속도 측정은 선택적으로 행한다. 그 후에 약물투여나 경요도처방, 주사액 투입과 같은 방법에 의해 발기현상을 유도한다. 발기현상이 이루어지는 동안 시간경과에 대한 임피던스 변화량을 측정하면 혈량과 유도량을 알게 되어 그래프로 나타낼 수 있다. 음경주변상태를 직접 관찰/측정하거나 초음파 측정을 행하고 나서 대응 혈량, 속도 데이타와 상관관계를 밝히면, 전문가는 나중에 야간 데이타와 비교, 참고할 수 있는 가치있는 지식을 얻게된다.

그 후에 환자는 전극이나 다른 접촉요소를 전문가가 진열한 상태로 유지한 채 집으로 돌아간다. 이렇게 하면 환자가 집에서 전극을 배치할 때 생길 수 있는 실수를 줄일 수 있다. 하우징(55)과 연결전극(50)의 크기가 작기 때문에 쉽게 집으로 운반할 수 있다. 벨크로(VELCRO)끈을 이용해 환자의 다리에 하우징(55)을 묶거나 다른 부위에 얹어서 이동한다.

야간측정을 한 이후에는 환자가 전극을 제거해서 장치를 전문가 사무실로 되돌려 보낸다. 다시 야간측정이 필요하면, 다음날 아니면 그 이후 어느 때든 환자가 잠들기 전에 전극을 다시 부착하거나 전극을 제대로 배치할 수 있도록 다시 의사에게 찾아간다. 환자는 집에서 얻어낸 데이타를 전화나 온라인으로 의사에게 전송하고 전문가는 데이타를 분석하여 추가측정이 필요한지의 여부를 판단한다. 체크장치는 체크를 하지 않을 때 전력소모를 막기 위해서 온/오프 스위치장치가 되어 있다.

야간측정을 한 번 혹은 필요에 따라 그 이상 시행한 이후에는 데이타 저장/처리 장치의 데이타를 디스플레이(80)을 나타내는 퍼스널 컴퓨터와 같은 다른 장치에 전송하여 더 자세한 처리나 디스플레이를 얻어낸다. 의료전문인의 사무실에서 유도된 발기현상과 야간발기현상동안에 드러난 시간 대 양 그래프를 비교할 때 쉽게 하기 위해서는 두 그래프를 한 스크린에 같이 배치한다.

7. 인위효과(artifactual effect)의 문제점

위에서 언급했듯이 인위효과로 인해 일정 상황에서 발명으로 얻어낼 수 있는 임피던스 데이타의 해석이 복잡해질 수 있다. 도 13은 약 20분간의 시간동안 일어나는 시간 대 음경임피던스를 그래프로 나타낸 것이다. 곡선 200과 205는 각각 실제의 임피던스와 상상의 임피던스를 보인 것이다. 보여진 대로 곡선 200은 음경의 위치가 위아래로 움직임에 따라 상당히 변한다; 주의, 곡선 200에서 210은 음경수평부분, 215는 음경수직부분을 나타낸다.

임피던스 곡선 200은 상체 움직임에 따라 상당히 변화한다. 곡선 200의 220부분을 보면 상체의 위치가 수직에서 수평으로 변하는 것을 알 수 있다. 야간측정동안 상체나 음경의 위치가 수시로 변한다는 것과 이러한 움직임을 직접 관찰할 수 없다는 점 때문에, 도 13과 같은 그래프를 평가해석하는 데에는 어려움이 있다.

도 14 내지 도 19는 테스트동안 일어난 시간 대비 임피던스의 변화량을 드러낸 것으로, 이때 임피던스는 두 개의 전극을 이용해서 얻은 최대 500옴 임피던스를 퍼센트화하여 그래프로 나타낸 것이다. 다른 도들은 X와 Y축이 여러 다양한 스케일(척도)을 의미한다. 분명한 것은 이러한 그래프들은 충분히 많은 양의 데이타에 기반하여 만들어진 것이기 때문에 발기나 발기가 아닌 현상과 관련된 여러 임피던스 현상을 규정할 수 있을 만한 분석자료가 된다. 배경기술에 대한 정보나 연습이 없이 그래프를 해석하는 데는 어려움이 있다. 그리고 인위효과로 인해 해석하기 애매한 경우도 있다.

8. 5 개의 전극 실시예

인공물 효과로 인한 곤경을 극복하기 위하여, 다섯 개의 감지부분이 체크주기에 걸쳐서 두 개의 다른 음경임피던스를 측정하는데 사용된다. 음경의 변화, 즉 음경의 길이, 혈액량, 혈액량의 변화, 음경에 혈액이 채워지는 속도(volume-filling rate), 또는 단면적값 등은 하기에 개시되는 바와 같이 음경의 바이오임피던스 모델에 따라 측정 또는 유도되며, 임상학자 또는 환자 자신에 의해서 용이하게 해석하기 위해 디스플레이된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 명세서 전반에 걸쳐서 기재된 용어인 "혈액량(blood volume)"값은 절대혈액량을 반영하거나 또는 상기 기재한 바와 같이 음경의 혈액량의 변화를 반영하는 값으로 해석된다. 단면적 값은 본 발명 전반에 걸쳐서 음경에서 하나 이상의 혈액이송체의 횡단면을 반영하는 값으로서 해석된다.

도 20 내지 도 21을 보면, 두 개의 접촉부(300,304) 즉, 제 1 베이스전극과 제 2 베이스전극은 음경의 베이스상에 위치하고, 사실상 고정된 간격(310)에 의해 약 2 cm 떨어져 있다. 음경의 끝부분에는 접촉부(315)가 환모양으로 위치하고, 접촉부(320)는 귀두상에 위치한다. 고리 모양의 말초 전극(315,320)은 사실상 고정된 간격(32)에 의해 약 1 cm 정도 분리되어 있다. 제 5 접촉부(330)는 고관절부에 위치하거나 또는 음경으로부터 떨어져 환자의 신체에서 배꼽 아래쪽 원하는 위치에 위치한다. 리드(335)는 연속 또는 순차적인 전송 링크에 의해 다른 위치로 데이타를 전송시키기 위해 적절한 커넥터(도시되지 않음)로 각각의 접촉부들을 연결한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 리드(335)는 스냅인폰플러그형(snap-in phone-plug-type)커넥터에 부착된다. 커넥터 및 부속 회로와 상기에서 설명한 바와 유사한 제어전자공학도 사용될 수 있다. 도 22는 본 발명의 5-전극 실시예에 대한 제어 전자공학(50)의 일실시예를 도시하는 블록도이다.

접촉부(300,305, 315, 320, 330)는 상대적으로 얇으며 원주형 또는 부분적으로 원주인 전극으로서, 분리된 간격(310, 325)은 전극 두께에 비하여 상대적으로 크다. 한 쌍을 이루는 접촉부(300, 305) (315, 320)은 테이프나 부착밴드 또는 발기되는 동안에도 분리간격(310, 325)를 사실상 고정시키는 유사한 재료로 고정된다. 각각의 음경 접촉부는 음경이 팽창함에 따라 조이지 않도록 원주에 갭(gap)이 있다. 전극은 음경둘레의 1/2∼1/3 사이에서 연장하는 부분원주전극이다. 각 전극을 제자리에 고정시키는 폼테이프는 음경 둘레에 절반 정도 연장한다. 이는 궁극적으로 조임을 방지하여 음경의 움직임/확장에 구애받지 않고 환자의 불편함을 최소화시킨다.

말단전극(320)은 음경에 전류를 유입하게 하고, 음경과 분리된 전극(330)은 전류회귀 패스를 제공한다. 제 1 베이스전극(300)과 환태전극(315)사이 및 제 1 베이스전극(300)과 제 2 베이스 전극(305)사이의 전압 강하 및/또는 임피던스를 측정하여 전극(300, 315)사이의 길이(340) 및 시간당 음경혈액량의 변화 등의 패러미터를 결정/평가하기에 충분한 정보가 얻어진다. 길이(340)는 음경의 사실상의 길이이다.

유입된 전류는 1-20 kHz 정도의 저주파수이므로 측정된 복합인피던스값의 가공부(imaginary parts)는 크게 중요하지 않다. 측정된 임피던스 크기는 사실상의 임피던스의 실제부에 해당하는데, 이는 어드미턴스에 역이 된다. 100 kHz 범위 등의 좀더 높은 주파수 값은 다른 회로와 분석이 필요할 수도 있으나 그러한 전류값 또한 본 발명의 범주에 포함된다.

본 발명의 실시예에 따른 더 상세한 설명은 하기에 기재한다.

9. 유도 모델 I

가. 음경모델

음경의 바이오임피던스 모델을 유도해내기 위해, 회로적인 관점에서 등가인 (저향률) 물질로 채워진 두 영역으로 평행하게 음경을 분리되어 있다고 가정한다. 도 23은 길이와, 단면적과, 두 영역의 저항률을 도시하고 있다. 첨자 b, t로 표시된 상기 영역들은 혈액 및 조직으로 채워진 양을 의미한다.

유사하게, 각 영역의 어드미턴스는 Ｙ_b및 Ｙ_t로 표시된다. 이 어드미턴스는 부분의 단부에 있는 면적들을 에워싸는 얇은 전극에 의해 측정되나, 확장되었을 때 면적을 조이지 않도록 하기 위해 전극에는 갭이 있다. 일정진폭의 AC 전류가 전체 영역에 걸쳐서 흐르고, 어드미턴스는 전극들 사이에서 측정된 전압에 이 소스전류의 (복합) 비율에 대해 측정된다. 또한, 전류는 측정되는 세그먼트의 양단부로부터 충분한 거리에서 전극에 인가되어 소스전극으로부터의 프린지 효과는 무시된다.

정의된 영역은 음경을 따라서 균등하게 연장하여 혈액 및 조직 세그먼트가 동일하게 전류가 분배되어 표면전극전압측정이 단면에 걸친 전압에 대해서 동일하다는 것을 암시하고 도에서 도시된 간단한 회로모델이 순차적으로 허용된다. 병렬 리니어수동부의 어드미턴스가 각각의 부분들의 어드미턴스의 합산이기 때문에 측정된 어드미턴스는 혈액 세그먼트와 조직 세그먼트의 어드미턴스 합산이다. 그러므로, 도 24에 도시된 바와 같이 음경의 세그먼트를 경계짓는 두 개의 전극 사이에서 관찰되는 어드미턴스는

Ｙ = Ｙ_b+ Ｙ_t....................... (1)이다.

일반적으로, 단면적(A)와, 길이(L)와, 저항률(ρ)를 갖는 균등영역의 어드미턴스(Y)는 Ｙ = A ／ (ρ. L) 이다.

도 23 도의 정의는

Ｙ_b= Ａ_b／(ρ_b.L) 및 Ｙ_t= Ａ_t／(ρ_t.Ｌ) ........ (2)이다.

식 (2)를 (1)에 대입시키면 세그먼트 어드미턴스에 대한 일반식이 된다.

Ｙ=[(A_b/ρ_b) + (A_t/ ρ_t)].1 / L ................ (3)

나. 음경길이

도 20의 고정거리(310)은 L이라 하고, 거리(340)은 L_P라고 하여 측정될 음경길이가 된다. 전극(300)과 전극(305)은 세그먼트(310)을 경계짓고, 유사하게 전극(300)과 전극(315)은 겹쳐지는 세그먼트(340)을 경계짓는다. 등식(3)을 이용하면, 각각의 세그먼트(Ｙ_F, Ｙ_P)에 대한 어드미턴스가 주어진다.

Ｙ_F= [(Ａ_b/ Ｐ_b) + (Ａ_t/ Ｐ_t)]. 1/Ｌ_F............... (4)

Ｙ_P= [(Ａ_b/ Ｐ_b) + (Ａ_t/ Ｐ_t)]. 1/Ｌ_P............. (5)

혈액 영역과 조직영역이 음경의 길이를 따라서 일정하게 연장한다고 하면 Y_F:Y_P의 비율이 저향률과 면적을 소거하며 음경길이를 설명하기 위해 재배열된다.

Ｙ_F/ Ｙ_P= Ｌ_P/Ｙ_F

Ｌ_P= Ｌ_F.(Ｙ_F/ Ｙ_P) ............... (6)

식(6)과 신체 측정 사이의 상호관계는 일정불변가설을 확인시킨다.

다. 음경의 크기 변화

세그먼트(340)의 혈액영역과 조직영역의 크기는,

Ｖ_b=Ａ_b.Ｌ_p및 Ｖ_t=Ａ_t.Ｌ_p이다.

상기 식을 면적에 대해서 식 (5)에 대입시키면,

Ｙ_p= (Ｖ_b/ Ｐ_b) + (Ｖ_t/ Ｐ_t).1 /Ｌ_p ²............. (7)이다.

혈액량에 대해 식(7)을 적용하면,

Ｖ_b= Ｐ_b.[(Ｌ_p ².Ｙ_p) - (Ｖ_t/ Ｐ_t)] ............. (8)

여기에서, 길이는 식(6)에서 결정되고, 어드미턴스가 측정되며, 혈액저항률은 대략 135 ohm-cm가 된다. 조직량 및 저항률은 결정되지 않았으나, 이 둘의 비율이 기본적으로 일정하다고 가정한다. 다른 길이에서의 측정이 두 번 주어진다고 한다면 예를 들어, 제 1의 측정은 이완된 상태 측정이 될 것이고, 제 2의 측정은 발기상태 측정이 될 것이다. 첨자 1로 표시되는 제 1의 측정은

Ｖ_b1= Ｐ_b.[(Ｌ_P1 ².Ｙ_P1) - (Ｖ_t1/ P_t1)] ................. (9)

제 2의 측정은

Ｖ_b2= Ｐ_b.[(Ｌ_P2 ².Ｙ_P2) - (Ｖ_t2/ P_t2)] ............... (10)

식(10)과 식(11)사이의 차이는 상태 2와 상태 1 사이 세그먼트(340)의 혈액량의 변화이며, 다음과 같다.

△Ｖ_b= Ｐ_b.(Ｌ_P2 ².Ｙ_P2) - (Ｌ_P1 ².Ｙ_P1)+ε ............. (11)

여기에서, ε= P_b.[(Ｖ_t1/ P_t1)-(Ｖ_t2/ P_t2)] ........... (12)

에러 용어(12)가 0이 될 충분조건은 조직량과 그 저항률의 비율이 일정하다는 것이다. 식 (11)은 미지의 조직패러미터를 포함하지 않는데, 즉,

△Ｖ_b= Ｐ_b.(Ｌ_P2 ².Ｙ_P2-Ｌ_P1 ².Ｙ_P1) ................. (13)

발기된다 하더라도 새로운 조직이 음경에 추가되는 것이 아니므로 일정조직량이 일정하다는 것은 적절한 가설이다(그러나 조직량은 압박의 결과 다소 변화한다). 또한, 조직의 저항률은 재료의 유형에 관련된 일정 패러미터인데, 이는 발기의 결과 변화하지 않는다(그러나, 어떤 변화는 조직을 압박시킬 수 있다). 그러므로, 이 둘의 비율은 거의 일정하다. 일련의 실험결과는 식(13)과 초음파를 사용하여 측정된 실제의 크기 변화 사이의 상관관계에 대한 것이다.

라. 음경의 혈액량

음경의 혈액량의 변화를 단지 측정하는 대신, 조직 패러미터가 알려졌다거나 계산될 수 있다면 식 (8)에 의해 절대량이 계산될 수 있다. 조직조건을 분리시키기 위해서 식 (8)을 다시 쓰면

Ｖ_b= ρ_b.Ｌ_P ².Ｙ_P- ρ_b.(Ｖ_t/ Ｐ_t) ................. (14)

조직량과 그 저향률의 비율이 거의 일정하다는 것과 혈액저항률이 변하지 않는다는 것은 제 2 조건이 기본적으로 일정한 길이와 옵셋(offset)과 무관한 양이라는 것을 의미한다. 조직면적의 조건에서 식 (14)를 다시 쓴다면,

Ｖ_b= ρ_b.L² _P.Ｙ_p- ρ_b.(Ｌ_P.Ａ_t／ ρ_t) .............. (15)

이완된 음경은 거의 원형이므로 직경(r)을 수조작으로 측정한다면 총 음경단면적이 πr²로 계산된다. 실험데이타에 의하면 조직이 총면적의 약 80%이며, 0.8 πr²을 이용하여 식(15)에 있는 Ａ_t조건을 대략적으로 추정할 수 있다 (경험에 입각하여 좀더 정확한 옵셋-양 근사값 Ｖ_OS는 다음에 있다). 조직저항률은 이완된 상태에서 300 내지 400 ohm-cm로 변화하고, 350 ohm-cm정도의 평균값이 식(15)에서 이용되며, 혈액저항률은 135 ohm-cm로 결정된다.

이완된 음경에 대해서는 식(15)의 L_P이 일정옵셋값이 되는데 즉, L_flaccid이다. 그러므로, 식(15)의 제 2 조건은 다음과 같다.

Ｖ_OS= 135.(L_flaccid. 0.80.π. r²) / 350 .............. (16)

여기에서, Ｖ_OS는 일정옵셋양이다. 모든 길이에서 혈액량은 다음과 같이 주어진다.

Ｖ_b= ρ_b.Ｌ² _p.Ｙ_p- Ｖ_OS................ (17)

마지막으로, 음경의 혈액이송영역의 단면적은 이 양(volume)추정치를 L_P로 나누어 결정된다. 음경길이와 크기를 변화시키게 하는 다른 효과에도 불구하고 혈액이동관의 단면은 발기의 결과에 의해서만 많이 증가하기 때문에 발기의 경우를 분간하는데 후자의 계산이 매우 유용하다.

Ｖ_OS변수의 다른 분석은 환자를 대상으로 한 16개의 그룹에서 테스트 데이타를 얻은 후에 실행되었다. 음경 Ｖ_b내의 혈액량과 이중 초음파에 의한 혈액량 측정과의 상호관계는 Ｖ_OS가 변경 적용된 후 관찰되었다. 음경을 해부학적 구조로 보면 매우 잘 변화하는 구성요소이며 음경의 길이가 변화의 지배적인 차원이므로 Ｖ_OS는

Ｖ_OS= (Ｐ_b/ Ｐ_t).f(Ｌ).Ｌ_P.Ａ 이 되고,

Ｌ_P는 측정 시간의 길이를 말한다. 그러면,

(dＶ_OS/ dL) = (Ｐ_b/ Ｐ_t).A.[∂f(L) / ∂L]가 되는데,

여기에서, ∂f(L)/∂L = 1/L

dＶ_{OS =}(ρ_b/ρ_t)_.Ａ.(dＬ / Ｌ)

△Ｖ_{OS =}(ρ_b/ρ_t).Ａ.In (Ｌp / L_ref) + Ｃ

Ｌ_ref또는 기준길이는 상기 그룹에서 이완상태의 평균음경 길이를 나타낸다.

적분상수 C는 경험에 입각한 데이타에서 얻어진다. 이러한 관계에 의해 변경된 V_b를 이중초음파 측정으로 얻어진 V_b와 비교하면, 도 41에서 도시된 r²=0.90인 리니어 상호관계의 정도가 된다. Ｖ_OS는 길이에 따른 것이므로 부가적인 수정인자는 상관관계를 개선시킨다.

그러므로, 길이, 크기의 변화, 단면적 등 음경의 변화는 임피던스 측정을 이용하여 결정된다.

10. 유도모델 Ⅱ

초기의 음경길이를 직접 측정하는 변형유도모델도 생각해 볼 수 있다. 이 모델이 유리하게 적용되는 상황이 있을 수 있으며, 또는 상기 유도모델과 연결하여 또는 독자적으로 적용되는 특정상황이 있을 수 있다.

가. 음경모델

음경의 바이오임피던스 모델을 보여주기 위하여, 회로적인 관점에서 등가인 (저향률) 물질로 채워진 두 영역으로 평행하게 음경을 분리되어 있다고 가정한다. 도 25 내지 도 26는 음경이 (L₁이라고 알려진) 초기상태에서 "현재"상태인 후기 상태로 진행함에 따른 길이, 단면적 및 두 영역의 저항률을 도시한다. 첨자 b, t로 표시된 상기 영역들은 혈액 및 조직으로 채워진 양을 의미하고, 첨자 1, 2는 각각 초기상태와 현재상태를 의미한다. 두 영역의 저항률은 일정하다고 가정한다.

변수정의는 다음과 같다.

Ａ는 단면적, Ｙ는 어드미턴스, Ｌ은 길이, ρ는 저항률, b1은 초기상태 음경내의 혈액, t1은 초기상태 음경내의 조직, b2는 현재상태 음경내의 혈액, t2는 현재상태 음경내의 조직을 말한다.

Ｖ₁및 Ｖ₂는 각각 전체초기크기와 현재상태크기를 의미하는데, 크기(△Ｖ)의 변화는 다음과 같다.

Ｖ₁= Ｌ₁.Ａ_b1+ Ｌ₁.Ａ_t1

Ｖ₂= Ｌ₂.Ａ_b2+ Ｌ₂.Ａ_t2

△Ｖ = Ｖ₂- Ｖ₁

A's는 각 영역의 단면적이다.

유사하게, 각 세그먼트의 어드미턴스는 Ｙ_b1(혈액세그먼트, 초기), Ｙ_t1(조직세그먼트, 초기), Ｙ_b2(혈액세그먼트, 현재), Ｙ_t2(조직세그먼트, 현재)에 의해 표시한다. 상기 어드미턴스는 세그먼트의 단부에 있는 면적을 둘러싸는 얇은전극접촉부(300,315)에 의해 측정된다. 일정진폭의 교류전류가 전체 영역을 걸쳐 흐르고, 전극(300, 315)사이에서 측정된 전압에 이 소스전류의 (복합) 비율로서 어드미턴스가 측정된다. 전류는 측정되는 세그먼트의 단부로부터 충분한 거리에서 전극(320, 330)에 인가되어 전극(320, 330)으로부터의 프랜지효과는 무시된다.

나. 제 1 가설

혈액 및 조직으로 채워진 영역이 음경을 따라 균등하게 연장한다고 가정한다. 즉, 이 두 영역들의 단면부의 크기는 음경을 따라서 일정하게 유지되며, 혈액과 조직 세그먼트를 걸쳐 전압강하가 동일하게 전류가 공급된다. 이는 표면전극전압측정이 단면부를 통한 전압과 도 25 내지 도 26에 도시된 회로모델에 대해 순차적으로 허용하면서 동일하다는 것을 의미한다. 평행 리니어수동부의 어드미턴스(본 출원에 대하여 역 임피던스를 말하며, 임피던스값은 실제임피던스(true impedance) 또는 해당어드미턴스를 가리킨다.)는 각 부분의 어드미턴스의 합이며, 측정된 어드미턴스는 혈액 세그먼트 및 조직 세그먼트의 어드미턴스 합이다. 그러므로,

Ｙ₁= Ｙ_b1+ Ｙ_t1

Ｙ₂= Ｙ_b2+ Ｙ_t2가 된다.

다. 문제규정

이제 문제는 주어진 △Ｖ와 Ｌ₂와, 측정된 어드미턴스(Ｙ₁, Ｙ₂)와, 초기 세그먼트길이 Ｌ1을 계산하는 수단을 찾는 것이다. 제 2 가설은 이런 점에서 해결점을 찾기 위한 것이다.

라. 제 2 가설과 분석

음경조직의 양은 길이 변화와 같이 변하지 않는다. 즉,

Ａ_t1.Ｌ₁= Ａ_t2. L₂

어드미턴스는 저항률 ρ을 갖는 균질재로 구성된 길이 L과 단면적 A가 있는 양에 대해 Ｙ=Ａ/ρ.L로 정의된다. 그러므로, Ｙ_t1과 Ｙ_t2를 일정량 가설에 적용시키면

Ｙ_t1= Ａ_t1/ ρ_t.Ｌ₁

Ｙ_t2= Ａ_t2/ ρ_t.Ｌ₂

∴ Ｙ_t1/Ｙ_t2= (Ａ_t1/ ρ_t.Ｌ₁)/(Ａ_t2/ ρ_t.Ｌ₂)

= (Ａ_t1.Ｌ₂)/(Ａ_t2.Ｌ₁)

= [(Ａ_t1.Ｌ₁).Ｌ² ₂] / [(Ａ_t2.Ｌ₂).Ｌ² ₁]

= (Ｌ₂/ Ｌ₁)²....................... (18)

일정량 가설의 제 2 결과는 다음과 같다.

△Ｖ = Ｖ₂- Ｖ₁

= (Ｌ₂.Ａ_b2+ Ｌ₂.Ａ_t2) - (Ｌ₁.Ａ_b1+ Ｌ₁.Ａ_t1)

= Ｌ₂.Ａ_b2- Ｌ₁.Ａ_b1......................... (19)

혈액 어드미턴스에 대한 Ｙ₁및 Ｙ₁식을 식 (18)에 적용하면

Ｙ_b1= Ｙ₁- Ｙ_t1

Ｙ_b2= Ｙ₂- Ｙ_t2

Ｙ_b2= Ｙ₂- [Ｙ_t2- (Ｌ₁/ Ｌ₂)²].Ｙ_t1이 된다.

이제, Ｙ=Ａ/ρ.L 관계를 Ａ=ρ.L.Ｙ라고 하여 상기 식을 적용시키면 식 (19)으로부터 다음과 같은 결과를 얻게 된다.

△Ｖ = ρ_b. [Ｌ² ₂.{Ｙ₂- (Ｌ₁/ Ｌ₂)².Ｙ_t2} - Ｌ₁ ².(Ｙ₁- Ｙ_t1)]

= ρ_b. [Ｌ² ₂.Ｙ₂- Ｌ₁ ².Ｙ₁] ......................... (20)

식 (20)은 세그먼트 양에서의 길이 Ｌ₂의 변화에 관한 것으로서, 아직 결정되지는 않았으나 양과 길이에 관련한다는 식이 필요하다는 것을 의미한다. 상기 식을 얻기 위해서, 전극(305)이 두 전극(300, 315)사이에 위치하며 (임의의) 전극(300)으로부터 일정거리(310)만큼 떨어져 있는데, 여기서는 Ｌ_F라고 한다. 이 고정된 세그먼트(첨자_F)를 따라 측정된 어드미턴스는 즉,

Ｙ_F1= Ｙ_Fb1+Ｙ_Ft1

Ｙ_F2= Ｙ_Fb2+Ｙ_Ft2

여기에서, Ｙ_Fb1= Ａ_b1/ (ρ_b.Ｌ_F)

Ｙ_Ft1= Ａ_t1/ (ρ_t.Ｌ_F)

Ｙ_Fb2= Ａ_b2/ (ρ_b.Ｌ_F)

Ｙ_Ft2= Ａ_t2/ (ρ_t.Ｌ_F)이다.

상기 식들에 Ｙ_Fb1및Ｙ_Fb1를 대체시키면 다음과 같다.

Ｙ_F1= [(Ａ_b1/ ρ_b) + (Ａ_t1/ ρ_t)]. 1 / Ｌ_F

Ｙ_F2= [(Ａ_b2/ ρ_b) + (Ａ_t2/ ρ_t)]. 1 / Ｌ_F

제 1 식에 ρ_t.Ｌ_F.Ｌ₁를 곱하고 제 2 식에 ρ_t.Ｌ_F.Ｌ₂를 곱하면,

ρ_t.Ｌ_F.Ｌ₁.Ｙ_F1= [(ρ_t.Ａ_b1.Ｌ₁) / ρ_b] + Ａ_t1.Ｌ₁

ρ_t.Ｌ_F.Ｌ₂.Ｙ_F2= [(ρ_t.Ａ_b2.Ｌ₂) / ρ_b] + Ａ_t2.Ｌ₂

제 2 식으로부터 제 1 식을 나누고 식 (18)을 적용하면,

ρ_t.Ｌ_F.(Ｌ₂.Ｙ_F2- Ｌ₁.Ｙ_F1) = ρ_t/ρ_b(Ａ_b2.Ｌ₂- Ａ_b1.Ｌ₁)

양 면을 ρ_t/ρ_b로 곱하고, 오른쪽 괄호의 내용이 (19)에서 △Ｖ이므로

△Ｖ = ρ_b.Ｌ_F.(Ｌ₂.Ｙ_F2- Ｌ₁.Ｙ_F1) ....................... (21)

식 (20) 및 식 (21)은 △Ｖ을 Ｌ₂에 대한 함수로서 나타내고, 두 식의 우변으로부터 Ｌ₂만의 이차방정식으로 나타내어진다. Ｌ₂의 이차방정식은

Ｌ₂= Ｌ_F.Ｙ_F2+ {(Ｌ_F.Ｙ_F2)²- 4.Ｌ₁.Ｙ₂.(Ｌ_F.Ｙ_F1- Ｌ₁.Ｙ₂)}^1/2/ 2.Ｙ₂이 된다.

Ｌ₂는 식 (22)에서 결정되었으므로, 식 (21)에서 △Ｖ를 풀기 위해 이용된다.

11. 진단상의 디스플레이

음경의 가변편향이 주어져 다양한 그래프 및 데이타 디스플레이 도구(tools)가 만들어진다. 예를 들어, 도 27는 길이곡선(350)과 양변화(volume-change)곡선(355)을 나타내는데, 모두 상기 계산 및 측정에 기초한 것이다. 길이 곡선(350)의 크기는 구획당 1 cm이고, 양변화 곡선(355)의 크기는 구획당 10 cc이다. 선행기술에서는 전혀 밝혀지지 않은 방법으로 도 24는 발기불능(impotence)의 기질적 혹은 정신적 요인을 진단하는데 도움이 되도록 야간 음경체크와 관련하여 이용된다.

도 27를 보면, 환자의 움직임에 따른 인위효과는 발기현상과 용이하게 구분된다. 예를 들어, 음경을 수평위치에서 수직위치로 변경시키는 것은 영역(360)에서의 길이 및 양변화 곡선(350,355)의 상대적으로 작은 변화에 의해 반영된다. 유사하게, 환자가 오른편으로 몸을 돌린 경우 도 27의 영역(365)에서 분명한 양 변화 및 길이의 감소로 나타난다.

반면에, 발기될 경우(370, 375)에는 길이곡선(350)과 양변화곡선(355)이 상대적으로 특징적인 형태의 변화가 크다는 것을 보여준다. 길이와 양변화 곡선(350, 355)은 발기될 경우에 대해 이중 검증하여, 운동 유도 또는 기타 인공물로 인하여 발기되는 경우를 용이하게 구분하는데 이용된다. 도 27의 분명한 디스플레이 또는 기타 출력도구는 의학전문가로 하여금 길이, 단면적, 크기에 관하여 이전의 방법보다 좀 더 정확한 데이타로 환자의 상태를 제대로 평가하도록 한다.

도 42 및 도 43는 임상적인 연구로부터 실제 진단 디스플레이를 도시한다.

12. 심장신호 탐지

도 28 내지 도 34를 보면, 임피던스 파형이 음경에 대해 위치한 복수의 전극들을 사용하여 발생됨을 알 수 있다. 심장신호는 임피던스 파형에서 탐지된다. 심장신호는 발기가 아닌 경우와 인공적인 경우를 제외시키고 발기현상만을 탐지하는데 적절한 신호로 이용된다.

혈액은 심장주기와 같이 발기현상동안 음경으로 흐른다. 연속적으로 유입되는 대신에 혈액은 박동적으로 유입된다. 음경의 혈액량과 임피던스사이의 관계에 대해서 본 발명은 임피던스파형의 박동성요소를 검출하고 그 존재를 발기현상을 가리키는 것으로 이용한다. 임피던스의 박동성요소 또는 "심장신호"는 임피던스 크기와 비교하여 1, 1/1000(one one-thousandth)만큼 극히 적으나, 발기의 신호로 탐지되고 이용된다. 이 심장 신호는 임피던스파형을 .5 ㎐ 내지 10 ㎐ 밴드패스필터(band-pass filter)에 인가시키는데, 기선(DC component)을 제거하여 임피던스 파형을 좀더 잘 보이게 하기 위해 높여진다.

도 28는 발기된 경우 및 발기되지는 않으나 운동 등에 의한 경우를 도시한다. 총 임피던스는 곡선 385으로 도시되고 심장신호는 곡선 390으로 나타난다. 컴퓨터 소프트웨어에 의해 결정된 비-인위유도심장신호는 곡선(390)의 면적(395)으로 도시된다. 이는 발기현상(400)을 의미하고 발기활동주기를 가리키는 임피던스곡선(385)을 컬러/쉐이드(color/shade)하는데 이용된다. 일례에 따르면, 곡선(385)는 일차적으로 청색으로, 발기된 경우(400)에는 녹색으로 나타난다. 운동인공물(405, 410)은 발기되지 않은 경우라고 용이하게 구분된다.

발기현상을 가리키는 심장신호는 심장신호의 주기성 즉, 주파수 내용을 인식하는 컴퓨터소프트웨어에 의해 탐지된다. 기초적인 주파수 (주기적으로 변하는 양의 가장 낮은 주파수)가 검출되는데, 이는 파형 주기의 역에 비례한다. 상기 소프트웨어는 발기현상에 관련한 맥박운동을 가리키는 상대적으로 적은 스펙트럼 대역폭을 찾고 있다. 또한, 분석을 실행하는데 제 2, 3의 고조파가 있을 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따라 가능한 분석의 상세한 예들은 도 29 내지 도 34를 참조해서 설명한다. 도 29는 도 28의 임피던스 파형(385) 및 관련심장신호(390)의 상세한 부분도이다. 도 29는 측정의 주기로 5분을 나타내며, 임피던스 파형(385)에 대해서는 50 ohm/구획크기를, 심장신호(390)에 대한 것은 0.5 ohm/구획크기를 이용한다. 심장신호(390)는 영역(415)에서 특징패턴을 표시한다. 영역(415)에서 심장신호(390)의 존재유무는 발기활동을 나타내며 1분당 음경의 길이에 우선한다. 해당 발기현상은 시작점(420)과 끝점(425)사이의 임피던스 파형(385)에서 나타나며, 그 사이의 차등컬러에 의해 강조된다. 혈액이 발기현상 동안에 해면체동맥(cavernosal arteries)으로 유입됨에 따라 동맥의 폭은 음경의 길이가 증가하기 전에 증가한다. 심장신호(390)의 영역(415)은 해면체동맥으로의 혈류와 관련한 박동 신호를 표시한다.

도 30은 도 29를 더욱 상세하게 도시한다. 심장신호(390)는 1분의 예비발기주기(415)동안의 박동요소를 디스플레이하고 있으나, 영역(430)에 있는 큰 편차를 포함한다. 이러한 편차는 음경의 길이가 변화함에 따라 발생한다. 도 30에 대한 수직스케일은 도 29에 대한 것과 동일하다.

도 31 내지 도 34는 0.1 ohm/구획의 수직스케일과 같이 초단위로 8번을 측정하는 주기로 된 역 심장임피던스데이타이다. 도 31은 도 29의 영역(415)에 있는 예비발기 주기를 도시한다. 도 32는 도 29의 완전한 발기시간을 도시한다. 도 33은 발기가 가라앉음에 따라 정맥유출이 증가할 때 도 29의 발기의 마지막 가까이의 시간을 도시한다. 도 34는 팔의 순환동맥으로부터 파생된 데이타를 도시한다.

심장신호진폭의 분석을 포함하여 본 발명의 심장신호분석은 2개의 전극예, 4개의 전극예, 5개의 전극예를 포함하여 설명된다.

13. 심장신호와 병인학과의 상호관계

도 33을 보면, 발기의 마지막에서의 정맥유출은 분명한 심장신호의 원인이 된다. 심장신호형태는 기질적인 발기불능의 특정원인을 진단하기 위한 주형으로서 이용된다. 예를 들어, 발기의 마지막에서가 아닌 발기 초기에서 심장신호가 도 30에 유사하게 증가된 정맥유출을 가리킨다면 정맥누출이 발생한다.

그러므로, 임상학자들은 질병의 다양한 상태와 관련된 심장의 ECG 주형을 기억하여 본 발명의 심장신호주형이 특정 발기불능원인론을 결정하는데 사용된다. 예를 들어, 관련혈관이 늘어나기 때문에 진폭은 감소되어 동맥에 이상이 있다는 것을 나타낸다. 동맥결함은 또한, 혈액량의 감소 또는 더 이상 증가하지 않음과 연관되어 심장신호에서의 감소 또는 비증가에 의해 표시된다. 심장신호가 발기현상과 관련하여 정상적으로 증가하면 정맥누출이 진단되는데, 혈액량 레벨은 그렇지 아니하다. 그러므로, 기질적발기불능 대 정신적인 발기불능의 원인론 및 기질적 발기불능의 유형도 결정된다.

14. 심장신호 - 배경논의

1970 Nyboer 문헌의 도 1은 본 발명의 도 35에 해당하며, 혈량펄스(volume pulse)의 개념을 설명한다. Nyboer은 일반적인 상황의 완전 펄스 사이클동안에 다량의 혈액이 특정 신체세그먼트로 유입되어 고갈됨을 기재한다. 펄스곡선 아래의 면적은 사이클에 대해 길이(SS')에 걸친 평균높이(M)으로 표시된다. 합계된 면적(2M x SS'/2)의 두배는, 정맥유입이 흡장되었을 때의 세그먼트내의 사이클당 잉여동맥량을 나타낸다. 도 35는 초과입력(S-D)과 초과출력(D-S/)의 지속이 어떻게 면적측정에 접근되는지에 대한 것이다.

Nyboer는 전기임피던스의 기계적인 기원이 기계적인 혈량측정법에 의해 동기인식됨을 설명한다. 그 때문에 도 36은 핑거세그먼트(finger segment)로부터 유래한 기계적 및 전기적인 임피던스 파동에 대한 동기연구를 나타낸다. Nyboer는 특정가설이 있다면 양에 관한 혈액량값은 펄스곡선에서 찾아볼 수 있다고 결론지었다. 가장 중요하게는, 전도성에서 측정된 변화가 정확한 양의 지수라고 하였다.

Kedia 문헌은 성적능력 있는/없는 남성들로부터 펄스파형을 발생시키고 비교하기 위해 음경커프폐색을 이용하였다. 정상적인 펄스파형은 맥파의 상행각(anacrotic limb-심장수축의 상승, 도 37)에서 급속한 상승을, 맥파의 하행각(catacrotic limb-심장확장의 하락, 도 38)으로의 급격한 하락을, 맥파의 하행각상에서의 중복맥박절흔(제 39 도)를 나타낸다. 도 40을 보면, Kedia는 최상의 시간은 펄스파의 최저에서 최고까지의 측정이라고 하였다. 정상적인 남성의 경우에서는, 최상의 시간은 총 주기길이의 35%를 초과하지 않아야 한다. Kedia는 정상적인 펄스파형의 성질상의 본질을 이해하는데 좋은 기초가 되었다. 그러나, Kedia는 실제로 이용되기 위한 계산 및/또는 공식은 제공하지 않았다.

15. 임상 데이타

제 41 도는 상기 9항 "유도모델 I"에서 설명된 바 있는 본 발명의 일실시예 및 이중 초음파 측정에 따라서 임상적으로 얻어진 양 측정 사이의 상호관계를 도시한다.

도 42 및 도 43은 환자를 대상으로 한 임상실험에 기초한 4 데이타 디스플레이를 도시한다. 도 27의 그래프와 유사하게 각각의 디스플레이는, 최상의 디스플레이곡선이 음경의 단면적을 나타나고, 중간곡선은 음경의 길이를, 최저곡선은 음경의 크기를 나타낸다. 도 42 및 도 43에는 음위의 증상이 없는 환자로부터 얻어진 그래프데이타가 왼편에 디스플레이된다. 발기현상은 길이, 크기, 단면적 곡선에 일관되게 기초하여 용이하게 식별할 수 있다.

도 42의 오른쪽은 동맥의 기능부전으로 인한 발기기능장애가 있는 환자의 데이타를 도시한 것이다. 표시된 곡선의 피크점 높이를 보면 확실하게 알 수 있다. 이와는 대조적으로, 제 43 도는 정맥누출로 인한 발기기능장애가 있는 환자의 데이타를 도시한다. 피크가 사실상 높다고 할지라도 정맥누출로 인한 것을 알 수 있도록 곡선의 하락이 매우 급격하다. 이런 점에서, 상기 피크점들은 도 6에서 도시된 정맥누출특성을 가진 피크와 유사하다.

도 42 및 도 43을 보면, 본 발명의 그래프 디스플레이 특징은 발기활동을 분석하고 발기 기능장애를 진단하는 우수한 도구에 있다. 디스플레이된 곡선의 특정부분이 확대되거나 또는 더 상세한 분석을 위한 상세도가 제공되었다.

16. 결 론

본 발명의 실시예들은 운동유도 또는 다른 인공물로 인하여 발기하는 경우를 구분하기 위해 훨씬 정확하고 신뢰할 수 있으며 유용한 데이타를 제공한다. 상기 실시예들은 기질적 발기불능의 다른 형태를 구분하는 정보를 포함하여 발기 기능장애의 원인을 결정하는데 대단히 유용한 정보를 얻게 한다.

또한, 본 발명은 야간에 음경을 체크할 수 있는 상황에서 기존의 데이타보다 매우 우수한 데이타를 제공한다. 본 발명의 실시예들은 단순한 "발기탐지기" 대신에, 음경의 길이, 혈액양 또는 기타 가변수에 관하여 상세한 데이타를 제공한다. 예를 들어, 정맥누출의 정도같이 모든 잠재적인 기관의 중요한 데이타 또한 얻을 수 있는데, 이러한 데이타는 시행착오식 접근이 아니며 기존의 방법보다 훨씬 더 정확하게 적절한 약물처치의 적량을 적정하는데 효과적으로 사용된다. 그리하여 적량에 미달하여 환자가 제대로 치료되지 못하거나 또는 적량을 초과하여 부작용을 겪게 되는 경우를 완전히 방지할 수 있거나, 적어도 사실상 감소시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 환자가 긴장하지 않고 편안한 상태에서 야간에 발기되는 경우가 매우 정확하게 기록, 전송되고 디스플레이된다. 선행기술의 장치들은 발기의 기능장애의 메카니즘(mechanism)에 관한 많은 유용한 정보를 제대로 개시하지 못하였으나, 본 발명의 실시예들은 장기간에 걸쳐서 상세한 정보를 제공한다. 그래프 또는 기타 데이타 디스플레이에 기초하여, 의료전문가들은 불충분한 동맥유입, 과도한 정맥누출, 혼합된 혈관의 원인 등을 진단할 수 있다. 변형하여, 순전한 정신적인 기능장애도 진단할 수 있기 때문에 적절하게 처치받을 수 있다. 흡연중단, 약물요법, 상담 등과 관련하여 장기간의 치료 요법의 효과는 그 양이 정해져 기록된다. 길이값, 크기값, 단면적값, 채워지는 속도 등과 같은 음경의 변수들이 선행기술보다 매우 우수한 정보를 제공하면서 효과적으로 결정된다. 발기현상의 지속기간과 수에 관한 정보도 디스플레이하여 분석할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 또한 부차적인 잇점들을 제공한다. 환자가 편안한 상태에서 할 수 있다는 것 외에도 선행기술의 장치보다 소형으로 이동가능한 장치가 제공되어 배터리 소비전력이 적으면서 환자 대신에 의료전문가들이 전극을 적용, 고정시킨다. 인공적인 효과 또한 최소화된다. 본 발명의 상세한 실시예들에서는 배뇨로 인하여 단절될 필요가 없다. 또한, 본 발명은 시간을 연장하여 연속적으로 측정 및 디스플레이할 수 있으므로 작동자 또는 소프트웨어가 문제의 특정 발기현상에 대하여 검색하고 알려준다. 이러한 현상을 표시하는 디스플레이 윈도우는 의료전문가에 의해서 조작가능하며, 또한 환자도 조작할 수 있는데, 이는 환자에게 확신감을 제공한다. 또한, 본 발명의 장치는 환자의 음경에 직접 부착되는 부분이 많지 않다. 본 발명은 또한, 환자에게 감지된 외부자극으로 인한 발기현상을 혼란시키거나 때로는 중지시키기도 하는, 다른 특정 장치에서 필요한 모터 유도당김/수축 효과를 제거하여 준다.

본 발명이 특정 실시예에 대하여 설명되었지만, 발명의 범위는 상기 실시예에만 한정되지 않는다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 다른 변형예가 가능하다.

Claims

환자의 음경의 발기상태를 체크하는 방법에 있어서,

1) 음경에 인접하여 감지부를 위치하고,

2) 감지부로 음경의 임피던스값을 감지하고,

3) 임피던스값을 이용하여 길이변수, 크기변수, 크기변화변수, 단면적변수, 채워지는 속도 중 선택되는 하나 이상의 음경의 변수를 결정하고,

4) 하나 이상의 음경의 변수를 이용하여 디스플레이 출력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 방법
제 1 항에 있어서, 단계 1)은 음경에 인접한 5개 이상의 감지부를 위치시키는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 감지부는 접촉전극인 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 방법.
제 2 항에 있어서, 4개 이상의 감지부가 음경상에서 지지되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 방법.
제 4 항에 있어서, 2 개 이상의 감지부가 음경의 베이스(base)영역내에서 지지되며, 상기 2개 이상의 감지부는 사실상 고정된 거리만큼 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 2개 이상의 감지부는 음경의 끝 부분(tip)에서 지지되며, 상기 2개 이상의 감지부는 팁하단에 원형 지지되며, 원형감지부는 단계 3)의 음경길이값을 결정하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 2)는 음경의 2개 이상의 영역내의 감지임피던스값을 포함하며, 제 1 영역은 베이스 영역이고, 제 2 영역은 베이스 영역내로부터 음경의 팁 영역까지 연장하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 방법.
환자의 음경의 발기 상태를 체크하는 장치에 있어서,

음경의 임피던스값을 감지하기 위하여 음경에 인접하여 위치한 복수의 감지부와,

복수의 감지부에 실시가능하게 결합된 처리장치와, 상기 처리장치는 임피던스값을 사용하여 길이, 크기, 양 변화, 단면적, 채워지는 속도 변수로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 음경의 변수를 결정하며,

처리장치와 실시가능하게 결합되어 하나 이상의 음경의 변수를 사용하여 디스플레이를 발생시키는 출력장치

로 구성된 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 8 항에 있어서, 출력 장치는 장치의 사용자가 비교하기 위하여 음경의 길이값과 음경의 크기값을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 8 항에 있어서, 출력 장치는 음경의 길이값과 음경의 크기값의 좌표를 디스플레이하며, 상기 좌표는 장치의 사용자가 용이하게 인공물효과(artifactual effect)와 발기현상을 용이하게 구분하도록 하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 8 항에 있어서, 두 개 이상의 감지부는 음경의 베이스 영역에 의해 지지되며 사실상 고정된 거리만큼 분리된 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 8 항에 있어서, 감지부는, 음경의 베이스 영역내에서와 음경의 전체 길이를 따라서 음경의 임피던스값을 감지하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
환자의 음경의 발기 상태를 체크하는 장치에 있어서, 상기 장치는 음경의 임피던스값을 감지하기 위하여 음경에 근접하여 위치하는 복수의 감지부로 구성되며, 상기 복수의 감지부는 임피던스값을 사용하여 음경의 변수를 결정하기 위하여 처리장치와 실시가능하게 결합되며, 음경의 변수는 출력장치에 의해 디스플레이하기에 적합한 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 음경의 변수는 경구투여 또는 기타 발기불능에 대한 약물처치의 적정레벨을 결정하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 복수의 감지부는 음경상에 복수의 전극과 음경에서 분리된 하나 이상의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 복수의 감지부는 음경의 베이스영역내에 제 1 전극과, 제 1 영역으로부터 떨어져 음경의 베이스영역내에 제 2 전극과, 음경의 말초부내에 제 3 전극을 포함하며, 상기 장치는 또한 (1) 제 1 전극과 제 2 전극 사이 및 (2) 제 1 전극과 제 3 전극 사이에서 전압강하를 측정하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 복수의 감지부는 시간 경과에 따른 음경의 길이 변수를 결정하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 복수의 감지부는 음경의 길이가 발기현상동안에 사실상 변화하기 전에 환자의 음경의 해면체 혈관의 변화폭을 반영하는 정보를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 복수의 감지부가 심장신호데이타가 발기활동의 주기를 가리키도록 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 19 항에 있어서, 심장신호데이타는 기질적 발기불능원인의 진단용 주형으로 사용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 감지부에 실시가능하게 결합되어 선택적으로 연속다운로딩(downloading)하며 음경의 임피던스값을 수용하고 저장하기 위한 데이타저장장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
제 13 항에 있어서, 처리수단은 하기의 식에 따라서 옵셋양 변수의 변화에 접근하며,

△Ｖ_{OS =}(ρ_b/ρ_t).A.In(L_P/L_ref)+C

(△Ｖ_OS는 옵셋양의 변화이며, ρ_b및 ρ_t는 각각 음경에 채워진 혈액 및 조직의 저항률이며, A는 단면적, L_P는 측정된 시간에서 음경의 길이이며, L_ref는 이완된 상태에서 음경의 평균길이를 반영하는 기준길이이며, C는 적분상수이다)는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 장치.
환자의 음경의 발기 상태를 체크하는 방법에 있어서,

1) 음경의 임피던스값을 결정하고,

2) 음경의 임피던스값을 이용하여 심장신호데이타를 결정하고,

3) 발기활동의 주기를 가리키는 심장신호데이타를 이용하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 방법.
제 23 항에 있어서, 단계 2)는 임피던스 파형의 박동요소를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 파형은 단계 1)에서 결정된 음경의 임피던스값에 기초한 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 방법.
제 23 항에 있어서, 심장신호데이타를 그래프 형태로 디스플레이하여 발기기능장애의 잠재적인 기질적인 요인을 평가하는 단계 4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 방법.
제 23 항에 있어서, 단계 3)은 발기현상동안에 음경이 길어지기 전에 발생하는 심장신호활동을 인식하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기 상태를 체크하는 방법.
환자의 음경의 발기상태를 체크하는 장치에 있어서,

음경의 임피던스값을 결정하는 장치와;

음경의 임피던스값을 이용하여 심장신호데이타를 결정하는 장치와;

심장신호데이타를 이용하여 발기활동의 주기를 가리키는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
제 27 항에 있어서, 심장신호 데이타 이상을 그래프 형태로 디스플레이시키는 장치로 구성된 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
제 28 항에 있어서, 디스플레이 장치는 총 임피던스데이타를 디스플레이하며, 디스플레이된 총 임피던스데이타는 심장신호활동의 해당주기동안에 잠재적인 발기상태를 반영하여 하이라이트(highlight)되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
환자의 발기상태를 야간으로 체크하는 장치에 있어서,

환자가 취침중일 동안 시간이 경과함에 따라 음경데이타를 감지하는 감지장치와,

음경데이타 대 시간으로부터 결정된 정보를 디스플레이하는 디스플레이장치로 구성되어,

상기에서 디스플레이된 정보는 발기기능장애의 혈관 및/또는 정신적인 요인을 진단하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
제 30 항에 있어서, 디스플레이된 정보는 그래프 형태이며 발기에 방해가 되는 정맥누출의 관련속도를 평가하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
제 30 항에 있어서, 감지부는 음경의 조직임피던스값 및 혈액임피던스값을 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
제 32 항에 있어서, 음경의 조직 임피던스값 및 혈액임피던스값은 사실상 시간에 따라 연속적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
제 30 항에 있어서,

환자가 깨어 있을 동안 이완된 음경에 주간에 발기되는 경우를 약으로 유도하며,

감지 장치는 상기 주간발기현상 동안에 주간의 음경데이타를 감지하고,

디스플레이장치는 야간의 음경데이타를 주간의 음경데이타와 비교하여 야간에 발기하는 경우의 질을 평가함을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.
제 34 항에 있어서, 주간의 발기상태가 의학전문가에게 의학적으로 도입되며, 상기 감지 장치는 환자의 일반적인 취침 위치에서도 주간의 음경데이타를 감지하는 것을 특징으로 하는 음경의 발기상태를 체크하는 장치.