[논문]지능형 비삽입식 요실금 치료기의 구현

윤달환; 연상호; 강병모

doi:10.7236/jiibc.2013.13.1.9

지능형 비삽입식 요실금 치료기의 구현
Implementation of Intellectual Noninsertion Kegel Trainer 원문보기

한국인터넷방송통신학회 논문지 = The journal of the Institute of Internet Broadcasting and Communication, v.13 no.1, 2013년, pp.9 - 18

윤달환 (세명대학교 전자공학과) , 연상호 (세명대학교 토목공학과) , 강병모 ((주)퓨런메디칼)

초록
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본 논문에서는 비삽입식 지능형 요실금치료기를 개발한다. 대부분 요실금 치료기는 환자의 질내에 봉을 삽입하여 괄약근의 운동을 촉진하는 삽입식을 채택하고 있어 불결감과 수치심을 유발함은 물론, 환자가 외적으로 밝혀지기를 가장 꺼려하는 형태이다. 이에 반해 지능형 비삽입식은 괄약근 하부로 압력센서장치를 구비하고 모터 구동압력을 통해 얻어지는 신호를 DSP 마이크로르포세서로 처리하여 환자가 자신의 괄약근 운동상태를 모니터링을 함으로써 치료 기능을 수행한다. 따라서 괄약근의 반복되는 운동을 통하여 기능을 강화시켜줌으로써 환자에게 주었던 불결감이나 수치심을 없앰은 물론 치료에서도 탁월한 결과를 입증한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we have developed the intellectual kegel trainer with the biofeedback. The pelvic muscles of female are composed of a slow twitch fiber and a fast twitch fiber. If two twitch fiber be not well done, then the urine be frequently called by nature. In order to recover the function of pelvic muscles, we use the kegel trainer with biofeedback training. Such a trainer make strengthen the weakness pelvic muscles by biofeedback training and get exercise the pelvic muscles in physical suppress of 10 kg. The biofeedback training against the physical suppress can have strengthen the pelvic muscles and can display the operation graph of strengthen movement in monitor.

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

현재까지 전 세계적으로 모두 질내 삽입형 치료기로 사용시 심한 수치심과 불결감 등으로 인해 소비자들의 요구를 전혀 만족시켜주지 못하여 기저귀 등을 착용하면서 방치하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 옷을 벗지 않고 편리하게 치료할 수 있는 요실금 치료기를 개발하였다.
본 논문에서는 비삽입식 지능형 요실금치료기를 개발한다. 기존 대부분 요실금 치료기는 치료시 환자의 질에 삽입하는 삽입식을 채택하고 있어 불결감과 수치심을 유발함은 물론, 환자가 외적으로 밝혀지기를 가장 꺼려하는 형태이다.
본 연구의 개발 목표는 옷을 입은 상태로 그래프를 보면서 바이오피드백을 통해 골반저근 운동을 할 수 있는 비삽입형 요실금치료기이다. 표 1은 시스템의 개발스펙을 나타낸다.

제안 방법

1kgf 단위로 정확하게 감지할 수 있도록 한다. 또한 치료기 사용에 따라 본체의 온도가 상승되더라도 항상 일정한 상태에서 골반근력을 측정할 수 있는 온도보정을 실시한다. 그림 7(a) 1차 센서부, (b) 착석 위치 변화시 전후방향 편심하중에 대한 2차 센서부이고, (c) 좌우 한쌍의 센서를 이용하여 전후좌우 모든 방향의 편심하중에 대한 3차 센서부이다.
사용자마다 키나 몸무게 등 신체적 조건이 다르기 때문에 이에 맞는 운동환경을 조성해 주기 위해서는 엑추에이터의 구동높이가 충분히 확보되어야 하며, 치료기 본체는 그 높이가 너무 높을 경우 착석시 불편감을 초래하기 때문에 높이는 최소화하면서 구동높이를 설계한다. 또한, 사용자가 항상 정해진 사용법대로만 사용하지 않기 때문에 우발적인 상황에서도 구동부가 손상되지 않도록 2중 안전장치를 고려하여 설계한다. 그림 8의 왼쪽그림은 편심하중을 보강하고, 모터의 소음 및 파워를 보강함과 동시에 구동부 높이를 20mm로 슬림화 하였으며, 상하 운동에 따른 이중 안전장치를 고려하여 설계한 과정을 나타낸다.
전기자극은 치료기간에 따라 만성전기자극(chronic electrical simulation)과 급성최대자극(acute maximal simulation)으로 나눈다. 만성전기자극은 환자가 기계를 구입 후 35 mA 이하의 전류를 사용하여 하루에 3 ～ 6시간씩 3 ～ 6개월간 집에서 시행한다. 급성 최대자극은 환자가 참을 수 있는 최대 전류를 사용하여 1주에 1 ～ 3회, 1회당 15 ～ 30분씩, 4 ～ 6주간 치료하는 방법으로 주로 병원에서 사용한다.
온도보상회로를 구비한 골반저근 근력측정용 센서모듈(Sensor Module)은 0 ～ 30kgf 범위로 하며, 센서신호를 처리하기 위하여 액추에이터(Actuator)를 구동하는 임베디드회로를 개발한다. 이때 16 MHz ATMega128을 이용하며, 150 kgf 이상에서도 견딜 수 있도록 한다.
제어보드(control board)는 센서부에서 골반근육 근력에 따른 아날로그 신호를 입력받아 이를 적절히 증폭하고 필터링하여 A/D신호로 변환한 후 마이크로프로세서에 신호를 전달한다. 이 센서부의 신호를 기초로 엑추에이터를 구동하여 사용자의 골반근육에 최적한 운동 환경을 조성해줌은 물론, 골반근력 데이터를 통신을 통해 모니터 단말기에 전송하여 사용자가 자신의 골반근육 움직임을 그래프로 볼 수 있도록 설계한다. 그림 9는 제어회로를 나타낸다.
전원부를 포함한 전체적인 시스템은 의료기기 인허가 기준인 IEC 60601-1의 규격에 적합하도록 누설전류, 리플노이즈, 내전압 시험 등을 고려하여 설계한다.

대상 데이터

실험을 위하여 논문^[17]은 환자는 복압성 요실금으로 진단된 여성과 표준 패드검사 (standardized pad test)에서 2g 이상의 요누출(leakage)이 있는 경우로 선정한다. 제외기준으로 절박요실금이 주된 복합성요실금 환자, 진성요실금 환자, 일류성 요실금환자, Visit 1이전 14일 이내에 일체의 전기 자극치료, 방광훈련을 시작한 경우, Visit 1이전 7일 이내에 과민성방광 등 방광기능에 영향을 줄 수 있는 약물치료를 받은 경우, 스크리닝에서 소변 검사 결과 확인된 요로감염, 골반장기탈출증 (grade 2이상)이 동반된 경우, 인공심장 박동기 착용자, 임부 또는 소변 임신검사 양성 반응자, 또는 시험 도중에 임신의사가 있는 피험자, 뇌졸증, 다발경화증, 척수손상 또는 파킨슨병과 같은 신경계 장애, 연구기간 동안 다른 임상연구에 참여하거나 참여 계획이 있는 경우, 연구에 신뢰성 있는 방식으로 참여할 수 있는 능력에 지장을 주는 모든 의학적 또는 심리적 조건 또는 사회적 환경에 처한 피험자 및 시험자가 판정할 때 어떠한 이유에서든 시험을 완료할 가능성이 낮은 피험자로 정하여 실험한다.

성능/효과

[2] 남성 요실금의 유병률은 3 ～ 11%였으며, 60세 이상 남성의 유병률은 19%였다.^[6] 그 중 절박성 요실금이 40 ～ 80%로 가장 많았고, 다음으로 복합성 요실금 10 ～ 30%, 복압성 요실금 10%이하 순으로 나타났다.
[2] 심한요실금의 경우라도 6 ～ 11% 정도의 유병률 차이가 나는 정도이지만, 요실금 형태에 따른 비율은 나이에 따라 차이가 있었다. 젊거나 중년의 여성에게는 대체로 복압성 요실금이 많았으며, 노인에게는 복합성 요실금이 더 흔하였다.
[2]임산부의 분만시 골반근육이 잡아당겨지면서 음부신경이 손상되고 근육과 인대가 찢어지는 직접적인 손상이 생길 수 있다. 이 때문에 골반근욱이 약화되고 방광, 요도, 자궁이 처지며 배에 힘이들어 가는 상황(기침, 재치기, 웃음)이 되면, 방광과 요도가 더욱 처져 요도저항이 감소하여 소변이 샌다.
^[2] 남성 요실금의 유병률은 3 ～ 11%였으며, 60세 이상 남성의 유병률은 19%였다.^[6] 그 중 절박성 요실금이 40 ～ 80%로 가장 많았고, 다음으로 복합성 요실금 10 ～ 30%, 복압성 요실금 10%이하 순으로 나타났다.^[7]
남성의 요실금도 여성과 마찬가지로 나이가 들면서 요실금 빈도가 증가하지만, 모든 면에서 여성 유병율의 절반인 것으로 알려졌다.^[2] 남성 요실금의 유병률은 3 ～ 11%였으며, 60세 이상 남성의 유병률은 19%였다.
. 또한, 환자들의 약 98%가 치료에 혜택을 얻었고, 94%가 치료에 만족함을 나타내었다.
기존 대부분 요실금 치료기는 치료시 환자의 질에 삽입하는 삽입식을 채택하고 있어 불결감과 수치심을 유발함은 물론, 환자가 외적으로 밝혀지기를 가장 꺼려하는 형태이다. 이에 반해 본 연구에서는 비삽입식을 채택하여 기존 환자에게 주었던 불결감이나 수치심을 없앰은 물론 치료에서도 탁월한 결과를 입증하였다.
젊거나 중년의 여성에게는 대체로 복압성 요실금이 많았으며, 노인에게는 복합성 요실금이 더 흔하였다. 전체적으로 복압성 요실금(49%)이 가장 많았고, 다음으로 복합성 요실금(29%) 및 절박성 요실금(21%) 순으로 나타났다.^{[3, 4]}

후속연구

자기장은 복압성 요실금 외에 과민성방광, 만성골반통 및 배뇨장애 등에 이용되나 심장박동기를 장착하거나 체내에 이식물을 삽입한 환자는 금기하며, 임신 및 고열 등의 환자에도 금기한다. 그러나 효과적인 치료를 위해 구체적인 자기장의 세기, 빈도 및 시간 등의 표준화가 연구되어야 한다. 그림 4는 산모의 골반근육 회복을 위한 다양한 체조를 실시하는 모습니다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	ICS(국제 요실금학회)에서 승인된 요실금 분류에는 무엇이 있는가?	ICS(국제 요실금학회)에서 승인된 요실금 분류는 복압성 요실금(stress urinary incontinence), 절박성 요실금(urge urinary incontinence), 복합성요실금(mixed urinary incontinence), 무의식성 요실금(unconscious urinary incontinence), 지속성 요실금(continuous urinary incontinence), 야뇨증(nocturnal enuresis), 배뇨후 요점적(postmicturition dribble), 일류성 요실금(overflow urinary incontinence), 요도외 요실금(extraurethral urinary incontinence) 등이 있다.[1]
	복압성 요실금의 원인은 무엇이 있는가?	복압성 요실금은 분만 후 골반근육(pelvic muscles)이완으로 방광과 요도가 처지는 것이 주된 원인이며, 소변이 새지 않게 막아주는 요도괄약근 약화가 원인이다.[2]임산부의 분만시 골반근육이 잡아당겨지면서 음부신경이 손상되고 근육과 인대가 찢어지는 직접적인 손상이 생길 수 있다.
	질원뿔을 이용한 골반저운동 치료의 단점은 무엇인가?	질내에 삽입한 질원뿔이 빠져나가려는 느낌을 환자가 인지하면 빠져나가지 않도록 감각생체되먹임(sensory feedback)으로 수축운동을 반복적으로 유발함으로써 점진적 근섬유 수 증가 및 근저강화로 복압성요실금을 치료하는데 효과가 있다. 그러나 치료 성공률에 있어 일정하지 않고, 치료효과를 크게 기대할 수 없다.[9]

참고문헌 (17)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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