KR100473363B1

KR100473363B1 - 액체공급장치

Info

Publication number: KR100473363B1
Application number: KR10-2000-0063790A
Authority: KR
Inventors: 김용년
Original assignee: 김용년
Priority date: 2000-10-28
Filing date: 2000-10-28
Publication date: 2005-03-07
Also published as: KR20020032974A

Abstract

본 발명에 따르면, 액체 주입 장치가 제공된다. 액체주입장치는 앞쪽 머리부에는 출구가 마련되어 있고, 뒤쪽은 개방된 길다란 실린더와, 상기 실린더 내측에 삽입되어 길이방향을 따라 이동하며 실린더 내의 액체를 출구를 통하여 밀어내는 피스톤과, 상기 피스톤을 상기 머리부쪽으로 일정한 속도로 밀어내도록 실린더의 개방된 뒤쪽에 장착되는 피스톤구동장치를 구비한다. 상기 피스톤구동장치는 상기 피스톤의 후방에 접촉하며 상기 실린더 내에서 직선이동하는 가동부재와, 구동모터와, 상기 구동모터의 구동을 상기 가동부재로 전달하는 운동전달장치를 구비한다.

Description

액체공급장치 {INJECTOR}

본 발명은 액체공급장치에 관한 것으로서, 상세하게는 액체상태의 약물 등을 단위 시간당 일정한 양만큼 공급하도록 구성된 액체공급장치에 관한 것이다.

어떤 약물의 경우에는 환자에게 단위시간당 일정량을 주입하여야 하는 경우가 있다. 통증이 심한 환자에게 투여되는 진통제가 그 예이다. 진통제는 환자에게 단위시간 당 일정한 양이 투입되어야만 환자는 통증을 느끼지 못한다.

이러한 약물주입장치로는, 통상 사용하는 주사기를 장착하여, 주사기의 플런저를 일정한 속도를 미는 것이 알려져 있다. 이 종래의 장치는 상당히 커서 환자가 휴대하기에는 부적합하다.

환자가 휴대할 수 있는 약물주입장치의 한 형태가 사용되고 있다. 이 종래의 휴대 가능한 약물주입장치는 원통형의 챔버에 고무재료의 탄력주머니가 구비되어 있는 구조이다. 탄력주머니에는 주입구와 배출구가 형성되어 있다. 주입구로 약물을 주입하면 주머니가 부풀어 오른다. 배출구에는 가느다란 튜브가 부착되어 있는데, 배출구를 통하여 약물이 서서히 빠져나가도록 구성된다. 약물(주사액)은 소량씩 배출되어 환자의 정맥으로 주입된다.

주머니를 이용하는 약물주입장치는 탄력주머니가 문제가 될 수도 있다. 탄력주머니 제조할 때에 두께가 균일하지 않게 제조되거나, 미세한 구멍이 발생하는 등의 불량품이 나올 수 있다. 이 불량은 탄성에 변화를 가져와 주머니가 원하는 탄력을 가지지 못한다. 그러면, 단위시간당 일정 양의 약물 투여가 불가능하다. 더욱이, 이러한 불량은 사용하는 도중에 발견되는 것이 보통이어서 미리 대처할 수도 없다.

주머니와 탄성체를 이용한 약물주입장치도 제시되고 있다. 탄력주머니 또는 탄성체는 주머니에 있는 약물의 양에 따라 탄성이 달라질 수도 있는 문제가 있다.

한편, 정맥을 통하여 주사하는 경우 주사바늘이 정맥에서 빠져 나오는 등의 원인으로 주입이 안되는 경우가 있다. 이 때에도 계속 약물 주입이 이루어지면, 바늘이 꽂힌 부위가 붓거나, 그 부위에서 환자가 뜻하지 않게 통증을 느낄 수 있다. 주머니를 이용하는 경우에는 자동적으로 주사바늘 부위의 이상을 발견할 수는 없으며, 환자의 상태로 그것을 파악할 수밖에 없다.

따라서, 본 발명의 액체공급장치가 특히 약물주입장치로 사용할 경우에는 다음과 같은 기능이 요구된다. 가장 먼저, 약물주입장치는 시간당 약물 주입량을 일정하게 유지하는 기능이 필요하다.

또한, 약물주입장치는 한번 주입량 등을 설정한 후에는 사용자(환자)가 임의로 설정을 변경할 수 있는 가능성을 제한해 놓을 수 있는 구성인 것이 좋다. 통상, 일정한 양으로 주입하는 진통제와 같은 약물은 의사의 감독 하에 그 양이 결정되고 주입되어야 하며, 환자가 임의로 조절할 수 없어야 한다. 따라서, 의사의 지시에 따라 또는 감독하에 시간당 주입량을 설정한 후에는 환자가 그것을 변경할 수 없도록 하는 잠금기능이 필요하다. 그렇더라도, 의사가 결정한 일정한 범위 내에서는 환자가 어느 정도까지는 약물 주입량을 증가시킬 수 있어야 한다. 환자의 통증이 심해진 경우 제한된 범위 내에서는 약물의 투입량을 증가시킬 수도 있어야 하기 때문이다.

또한, 약물주입장치는 약물 주입이 안되는 것을 자동으로 감지하고 더 이상의 주입을 멈추는 구성인 것이 좋다. 환자에 약물을 정맥주사할 때, 주사바늘이 빠지는 등의 문제 발생시에 대처할 필요가 있기 때문이다.

이러한 특성 이외에도 약물주입장치는 환자에게 약물을 주입할 때에는 공기가 환자의 몸에 들어가지 않는 구조인 것이 바람직하다.

삭제

본 발명의 일측면에 따르면, 출구가 마련된 머리부와 적어도 부분적으로 개방된 뒷부분을 구비하는 길다란 실린더와,상기 실린더 내에 삽입되며 그 실린더 길이방향을 따라 움직이는 피스톤과,상기 실린더의 뒷부분에 결합된 피스톤구동장치를 포함하되,상기 피스톤구동장치는상기 실린더 내에서 직선으로 그리고 상기 피스톤과는 독립적으로 운동이 가능하며 상기 피스톤을 밀 때 상기 피스톤의 뒷부분과 접촉하는 가동부재와, 상기 가동부재를 구동시키는 구동모터를 구비하는 액체공급장치가 제공된다.상기 구동모터는 회전구동모터이며, 상기 회전구동모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 이를 상기 가동부재에 전달하는 운동전달장치를 더 구비할 수 있다.상기 피스톤구동장치는 지지체를 더 구비하고,상기 운동전달장치는 상기 지지체에 의해 회전가능하게 지지되며 상기 모터로부터 회전력을 받아 회전하고 그 외면에 동력전달용 나사가 형성된 회전체를 포함하며,상기 가동부재는 상기 지지체에 의해 그 직선운동이 안내되며 선단부가 상기 피스톤에 접촉하는 중공형원통체를 포함하되 상기 중공형원통체의 내부에는 상기 회전체의 나사와 맞물리는 동력전달용 나사가 형성될 수 있다.상기 가동부재는 상기 중공형원통체로부터 상기 실린더의 길이방향으로 연장된 서로 마주보는 한 쌍의 막대를 구비하되, 상기 막대의 서로 마주보는 면에는 상기 회전체의 나사와 맞물리는 동력전달용 나사가 형성될 수 있다.상기 피스톤구동장치는 상기 가동부재의 이동을 감지하는 감지장치를 구비할 수 있다.상기 피스톤구동장치는 감지장치를 구비하되,상기 감지장치는상기 회전체에 연결되어 회전하는 로터리 엔코더와,상기 로터리 엔코더의 일측에 마련된 발광소자와,상기 발광소자가 있는 쪽 또는 그 맞은편 쪽에 마련된 수광소자를 포함할 수 있다.상기 피스톤구동장치는 상기 모터를 구동을 제어하기 위한 제어회로부를 더 구비하며, 상기 피스톤구동장치와는 분리된 원격입력장치를 더 포함할 수 있다.상기 제어회로부는 단위시간당 주입양의 설정에 맞게 상기 모터의 구동을 제어하되, 상기 단위시간당 주입량은 상기 원격입력장치에 의해 입력될 수 있다.상기 피스톤구동장치는 상기 단위시간당 주입양의 일시적 변경을 요구하는 입력부를 구비하며, 상기 제어회로부는 상기 입력부의 입력에 의해 변화된 상기 단위시간당 주입양의 설정에 맞게 상기 모터의 구동을 제어하되, 상기 단위시간당 변화된 주입양은 상기 원격입력장치에 의해 입력되고 설정될 수 있다.상기 제어회로부는 상기 감지장치로부터 전달되는 신호를 분석하여 상기 가동부재가 정지하거나 사전 설정된 속도보다 현저히 낮은 속도로 움직이는 경우 상기 모터의 구동을 정지시킬 수 있다.상기 실린더의 머리부에는 상기 실린더의 내측으로 연장된 돌기가 마련되며, 상기 머리부의 출구는 상기 돌기에 길이방향으로 형성된 관통구멍에 의해 마련되며, 상기 피스톤의 선단부에는 상기 돌기가 수용되는 홈이 구비될 수 있다.상기 액체공급장치는 상기 돌기의 관통구멍 안으로 삽입되어 고정되는 튜브가 더 구비될 수 있다.상기 피스톤의 뒷부분에는 홈이 마련될 수 있다.본 발명의 다른 측면에 따르면, 출구가 마련된 머리부와 뒷부분을 구비하도록 연장된 실린더와,상기 실린더 내에 삽입되어 그 길이방향을 따라 움직이는 피스톤을 포함하되,상기 실린더의 머리부에는 상기 실린더의 내측을 향하여 연장된 돌기가 형성되고, 상기 머리부의 출구는 상기 돌기에 길이방향으로 형성된 관통구멍에 의해 마련되며, 상기 피스톤의 선단부에는 상기 돌기가 수용되는 홈이 구비되는 액체공급장치가 제공된다.상기 액체공급장치는 상기 실린더에 연결되는 튜브를 더 구비하며, 상기 튜브의 끝단이 상기 돌기의 관통구멍 안으로 삽입될 수 있다.상기 피스톤의 뒷부분에는 홈이 구비될 수 있다.상기 피스톤은 플라스틱 수지로 이루어진 원통형 몸체를 구비하되, 상기 몸체의 외면에는 내측에 각이 진 구석을 구비하는 고리모양의 홈이 마련되며 원형 단면을 갖는 밀봉링이 상기 홈에 끼워질 수 있다.본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 출구가 마련된 머리부와 적어도 부분적으로 개방된 뒷부분을 구비하는 길다란 실린더와,상기 실린더 내에 삽입되고 그 실린더의 길이방향을 따라 움직이며, 뒤쪽에 홈이 마련된 피스톤과,상기 실린더의 뒷부분에 결합되며 상기 피스톤을 상기 실린더의 머리부 쪽으로 밀어내기 위해 상기 실린더 안으로 기체를 공급하는 기체공급장치를 포함하는 액체공급장치가 제공된다.상기 기체공급장치는 서로 화학반응을 하여 기체를 발생시키는 고체물질과 액체물질을 구비할 수 있다.상기 기체공급장치는붕괴 가능한 분리벽에 의해 서로 격리된 제1실 및 제2실과,상기 제2실로 통하는 기체통로와,상기 제2실과 상기 기체통로 사이에 위치하며 액체불투과성이고 기체투과성인 막을 포함하되,상기 고체물질과 액체물질 중 어느 하나는 상기 제1실에 수용되고 다른 하나는 상기 제2실에 수용될 수 있다.상기 고체물질은 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 포함할 수 있다.상기 액체물질은 L-타르타르산(C4H6O6) 용액일 수 있다.상기 고체물질은 상기 제1실에 수용되며, 상기 제1실의 외부에는 가압부가 구비됨으로써, 상기 고체물질이 상기 분리벽 쪽으로 이동하도록 상기 가압부를 누르면 상기 분리벽이 붕괴되며 상기 고체물질이 상기 제2실로 이동할 수 있다.상기 실린더의 머리부에는 상기 실린더의 내측으로 연장된 돌기가 형성되고, 상기 머리부의 출구는 상기 돌기에 길이방향으로 형성된 관통구멍에 의해 마련되며, 상기 피스톤의 선단부에는 상기 돌기가 수용되는 홈이 구비될 수 있다.상기 액체공급장치는 상기 돌기의 관통구멍 안으로 삽입되어 고정되는 튜브를 더 포함할 수 있다.이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도1부터 도4까지를 참조하면, 약물주입장치(10)는 실린더(12), 피스톤(14), 피스톤구동장치(16)를 구비한다. 피스톤(14)은 실린더(12) 내에 끼워진다. 튜브(18)가 실린더(12)의 앞쪽 끝에 연결된다. 피스톤구동장치(16)는 피스톤(14)을 실린더(12)의 머리부(20) 쪽으로 대체로 일정한 속도로 이동시키기 위한 것이다.

실린더(12)는 중공의 원통형이다. 대개 투명한 플라스틱수지 재료로 제조된다. 도시하지는 않았지만 외측 표면에는 눈금이 인쇄되어 있다. 도1에서 도3을 참조하면, 실린더(12)의 머리부(20)는 대체로 반구형을 이루며 볼록 나와 있다(그러나 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다). 머리부(20)의 중앙에는 안쪽으로 돌출된 배출돌기(22)가 형성되어 있다. 배출돌기(22)에는 관통구멍(24)이 형성되어 있다. 이 구멍(24)에 후술하는 튜브(18) 끝이 끼워져 고정된다. 배출돌기(22)가 안쪽으로 돌출 연장되어 있으므로 외부적 요인에 의하여 이 배출돌기(22)가 손상된 위험이 현저히 감소된다. 실린더(12)의 후방 말단부는 개방되어 있으며 여기에 피스톤구동장치(16)가 설치된다.

피스톤(14)이 실린더(12) 내에 끼워지도록 대체로 두께가 있는 원판형(또는 높이가 낮은 원기둥형)으로 이루어져 있다. 피스톤(14)의 선단부(26)는 실린더(12)의 머리부(20)의 안쪽과 대체로 맞도록 반구형으로 이루어져 있다. 선단부(26) 중앙에는 구멍(28)이 마련되어 있다. 이 구멍(28)에는 배출돌기(22)가 끼워진다. 구멍(28)에 끼워졌을 때에는 배출돌기(22)와 구멍(28) 안쪽면 사이에 간격이 있어 약물이 지나갈 수 있도록 구멍의 크기가 정해진다.

피스톤(14)의 둘레에는 고리형 테두리돌기(30)가 마련되어 있다. 이 고리형 테두리(30)의 끝단부분이 실린더(12)의 내면과 접촉하여 약물이 새어나가지 않게 한다. 고리형 테두리(30)는 2개가 배열된다. 피스톤(14)의 후방부에는 움푹 파인 원형홈(32)이 형성되어 있다(도3 참조).

튜브(18)는 배출돌기(22) 내의 구멍에 끼워져 고정된다. 이러한 구조에 의해 튜브(18)가 꺾어질 가능성이 적어진다. 튜브(18)에는 약물주입을 위한 공급밸브부재(34), 필요에 따라 약물의 주입을 차단하는 클램프(35), 약물내의 이물질을 걸러주는 필터(36) 등 약물을 주입하는 데에 필요한 각종 부품들이 설치되어 있다. 튜브(18)의 말단부(38)는 예를 들면, 환자의 정맥에 삽입된 주사바늘과 연통된 경로에 접속된다.

도1에서 도4를 참조하면, 피스톤구동장치(16)는 지지체(40)와, 가동부재(42), 하우징(44)을 구비한다. 도3에 상세히 도시한 바와 같이, 피스톤구동장치(16)는 실린더(12)의 후단부에 삽입되어 고정되도록, 지지체(40)는 앞쪽에 외경이 조금 작은 단턱부(46)를 구비한다. 이 단턱부(46)가 실린더(12)에 끼워진다. 피스톤구동장치(16)를 끼운 후 실린더(12)와 피스톤구동장치(16) 사이에는 접착테이프 등으로 둘 사이를 견고하게 고정한다.

지지체(40)는 대체로 원통형이다. 앞쪽에는 위에서 설명한 바와 같이 단턱부(46)가 구비되며 뒤쪽에는 후술하는 하우징(44)이 끼워지는 단턱부(48)가 마련된다. 내측에는 지지판(50)이 마련된다. 이 지지판(50)에는 보스(52)가 뒤쪽으로 돌출되어 있다. 이 보스(52)에는 후술하는 모터가 고정된다. 지지판(50)의 중앙에는 관통 구멍(53)이 마련되며, 상세히 도시하지는 않았지만 그 구멍 내에는 축받침이 설치되어 있다.

지지판(50)의 앞쪽 공간에는 회전스크루블록(54)이 배치된다. 회전스크루블록(54)은 중간에 샤프트(56)가 구비되어 있다. 샤프트(56)는 지지판(50)의 구멍(53)을 지나 지지체(40)의 후방부 공간까지 연장된다. 샤프트(56)에는 동력전달기구를 구성하는 기어(59)가 끼워져 고정된다. 회전스크루블록(54)은 원통형으로서 외면에 동력전달용 나사(리드스크루)(57)가 형성되어 있다. 상세히 도시하지는 않았지만, 회전스크루블록(54)은 실린더(12)의 길이방향으로는 이동하지 않게 지지되어 있다.

상기 회전스크루블록(54)을 회전시키기 위한 모터(60)는 지지판(50)의 보스(52)에 고정된다. 모터(60)는 그 회전속도가 정확하게 제어될 수 있는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 모터(60)는 스테핑모터로 이루어진다. 모터(60)는 저전압 저전력 모터인 것이 바람직하다. 상기 모터(60)의 회전구동력은 기어(62)와 기어(59)를 통하여 회전스크루블록(54)에 전달된다. 도시하지 않았지만, 모터(60)에는 리드와이어가 달려있으며, 이 리드와이어는 후술하는 회로기판에 연결된다.

또한, 상기 지지체(40)의 후방부에는 센서장치(64)가 배치된다. 센서장치(64)는 로터리엔코더(66)와 감지부(68)를 구비한다. 감지부는 로터리엔코더(66)의 양측에 각각 배치된 발광소자와 수광소자를 구비한다. 한편, 로터리엔코더(66)의 회전 중심 샤프트에는 기어(70)가 설치되어 있다. 이 기어(70)는 기어(59)와 맞물려 있다. 따라서, 회전스크루블록(54)의 회전 또는 정지는 로터리엔코더(66)에 전달되어 감지된다. 상기 감지부에는 리드와이어(도시하지 않음)가 연결되는데, 이 와이어는 후술하는 회로기판에 연결된다.

가동부재(42)는 상기 피스톤(14)을 밀 수 있도록 직선방향으로 이동할 수 있는 것이다. 가동부재(42)는 도4에 잘 도시된 바와 같이, 중공 원통체(72)와, 막대부(74)를 구비한다. 중공 원통체(72)는 그 선단부에 플랜지(76)가 형성되어 있다. 이 플랜지(76)가 피스톤(14)의 뒷면에 닿아 피스톤(14)을 밀게 된다. 도시한 실시예와는 달리, 중공 원통체(72)의 선단부에는 피스톤(14)의 후방부에 마련된 원형 홈의 경사진 측벽에 접촉할 수 있도록 구성될 수도 있다. 그 경우 중공 원통체의 선단부가 피스톤의 제일 뒷면뿐 아니라 측벽도 가압하여 테두리돌기와 실린더 내벽이 더욱 밀착할 수 있게 해준다.

중공 원통체(72)의 뒤쪽으로는 서로 마주보도록 배치된 막대(74)가 2개 연장되어 있다. 중공 원통체(72)의 내면과 막대의 서로 마주보는 면에는 나사(78)가 형성되어 있다. 이 나사(78)는 동력전달용으로서 상기 회전스크루블록(54)의 외면에 있는 나사(57)와 맞물린다. 따라서, 회전스크루블록(54)이 회전하면, 서로 나사가 맞물려 회전하면서, 가동부재(42)가 직선방향으로 이동하게 된다.

가동부재(42)에는 중공 원통체(72)와 막대(74)의 외면에 형성된 안내 홈(80)이 구비되어 있다. 이 안내 홈(80)에는 지지체의 안쪽면에 형성된 안내 돌기(82)와 상호작용하여 가동부재(42)가 직선운동하게 한다. 한편, 상세하게 도시되지는 않았지만, 지지체(40)의 지지판에는 상기 막대(74)가 통과할 수 있는 구멍이 마련되어 있다.

하우징(44)이 지지체(40)의 뒤쪽에 끼워져 고정된다. 하우징(44)의 안쪽에는 회로기판(84)이 고정된다. 회로기판(84)에는 각종회로 부품들이 설치된다. 하우징(44) 안쪽에는 전지(배터리)(86)가 고정된다. 전지(86), 모터(60), 센서장치(64)의 리드와이어는 상기 회로기판(84)의 적절한 위치에 연결되어 전원을 공급하거나, 구동신호, 또는 감지신호를 전달하고 전달받을 수 있다.

한편, 적외선 수신장치(87)가 회로기판(84)에 연결되어 설치된다. 이 적외선 수신장치는 후술하는 리모콘으로부터 신호를 받기 위한 것이다. 이를 위하여 하우징(44)에는 포트구멍(88)이 마련되어 있다.

하우징(44)의 외측면에는 정면패널(90)이 마련되어 있다. 정면 패널에는 액정디스플레이(92)와 버튼(94a,94b)이 구비된다. 이 정면패널은 통상 회로기판(84)에 고정된다. 액정디스플레이(92)에는 주입장치의 작동 상태 또는 세팅상태를 알리는 문자 또는 숫자들이 표시된다. 버튼(94a)은 시작 또는 정지를 구동할 수 있는 시작/정지 버튼이다. 버튼(94b)은 주입되는 약물의 양을 사전 설정된 양만큼 증가시켜 주입할 것을 지시하는 주입량 일시 변경 버튼이다. 이 버튼(94a,94b)은 환자가 작동시킬 수 있도록 피스톤구동장치(16)에 마련된다.

도1을 참조하면, 리모콘(96)이 마련된다. 리모콘(96)에는 다수의 버튼(98a - 98g)과 적외선 송신장치(100)가 마련된다. 버튼(98a - 98g)을 누르면, 각 버튼에 해당하는 적외선신호가 송신된다.

버튼(98a)은 주입량 입력 버튼이다. 버튼(98b)은 일시 증가량 입력 버튼이다. 버튼(98c)은 설정 및 해제 버튼인데, 입력된 주입량 또는 일시 증가량을 설정하거나 이미 설정된 것을 해제하기 위해 사용한다. 버튼(98d)은 시작/정지 버튼으로서 버튼(94a)과 동일한 기능을 수행한다. 버튼(98e)은 고속이동 버튼으로서 피스톤(14)을 환자에게 약물을 주입하기 직전 약물이 튜브 끝까지 도달하게 하는 등의 경우에 즉, 약물을 빨리 밀어내고자 할 때 사용하는 버튼이다. 버튼(98f)은 후퇴 버튼으로서, 가동부재(42)를 후퇴시키기 위한 것이다. 버튼(98g)은 예비이동 버튼으로서, 가동부재(42)의 선단부와 피스톤(14)의 후방이 서로 떨어져 있을 때, 가동부재(42)를 피스톤(14)에 접촉할 때까지 빨리 이동시키기 위한 것이다.

도5를 참조하면, 회로기판(84)에는 제어용 마이크로프로세서(112)(이 마이크로프로세서는 메모리까지 구현된 원칩 마이콤을 사용하는 것이 바람직하다)가 마련된다. 마이크로프로세서(112)는 마이콤이라고도 하는데, 연산처리부와 메모리가 구비된다. 마이크로프로세서(112)에는 각회로장치가 연결된다. 도5는 그 연결상태를 도시한 것이다.

마이크로프로세서(112)에는 적외선 수신장치(87)가 연결되어 있다. 따라서, 리모콘(96)의 버튼(98a - 98g)을 눌러 전달되는 신호는 마이크로프로세서(112)로 넘겨져 처리된다. 액정디스플레이(92)와 버튼이 구비된 정면패널(90)도 마이크로프로세서(112)에 연결되어 지시에 따라 정보가 출력되거나, 버튼입력 내용이 마이크로프로세서(112)로 전달된다.

마이크로프로세서(112)에는 모터(60)와 센서장치(64)가 연결된다. 모터(60)는 마이크로프로세서(112)에서 제어하는 대로 전원이 공급되어 회전하게 된다. 센서장치(64)로부터는 수광소자에 빛이 전달되는지 여부가 마이크로프로세서(112)에 전달되고 마이크로프로세서(112)는 이를 토대로 주입장치의 작동상태를 감시한다.

마이크로프로세서(112)에는 부저(125)가 연결되어 있다. 이 부저(125)는 약물이 주입되지 않는 등의 작동 이상 시 또는 약물이 모두 주입된 때에 울리도록 제어된다.

마이크로프로세서(112)는 이들 연결된 회로장치들로부터 전달되는 데이터들을 처리하며, 버튼의 입력에 따라 주입량에 맞게 모터 등의 작동을 제어한다. 이러한 제어 과정은 본 설명을 참조하면 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

이하, 도1, 도3, 도5, 도6을 참조하여 약물주입장치(10)의 동작을 설명한다.

도6의 (a)에서와 같이, 실린더(12)의 후방에 피스톤구동장치(16)를 결합한다. 피스톤구동장치(16)의 가동부재(42)는 최대로 후퇴한 상태로 되어 있다. 이 결합 전에 주입량과 순간 변화량을 설정한다. 주입량 입력 버튼(98a)을 누르면, 누를 때마다 번갈아 사전설정된 주입량(예를 들면, 시간당 0.5, 1, 3, 5, 10 cc)들이 차례로 나타난다. 원하는 주입량에서 설정버튼(98c)을 누르면, 주입량이 세팅된다. 그 후 환자가 통증을 심하게 느끼는 경우 자신이 약물 양을 증가시키고자 할 때, 버튼(94b)을 누르는데, 상기 버튼을 누를 때 증가되는 양을 설정한다. 이는 일시증가량 입력버튼(98b)을 눌러 사전 설정된 증가량(예를 들면, 시간당 0.5, 1, 3, 5, 10 cc)들이 차례로 나타나게 하고, 원하는 증가량에서 설정버튼(98c)을 누르면, 증가량이 세팅된다.

피스톤구동장치(16) 결합 후 도6의 (b)에서와 같이, 실린더(12) 내로 약물을 넣는다. 이 때, 일반적으로 잘 알려진 주사기(150)에 약물을 넣은 후 약물을 넣기 위한 공급밸브부재(34)에 바늘로 찔러 넣어 주사기 플런저를 밀어 넣으면, 약물이 실린더 내로 전달된다. 물론 이 경우 약물이 튜브의 반대쪽으로 가지 않도록 튜브를 막고 수행한다.

그 후, 예비이동 버튼(98g)을 눌러 도6의 (c)와 같이, 가동부재(42)를 직선이동시킨다. 가동부재(42)는 피스톤(14)에 접촉하면 멈추어진다. 그 후, 고속이동버튼(98e)을 눌러 약물을 전진시킨 후 튜브(18) 끝을 환자의 정맥에 삽입되어 있는 주사바늘과 연결된 경로에 접속한다. 시작/멈춤버튼(98d, 94a)을 누르면, 주입이 시작된다. 주입이 모두 완료되면, 후퇴버튼(98f)을 눌러 가동부재(42)를 후퇴시킨다. 그리고는 튜브(18) 끝을 환자의 정맥에 삽입된 주사바늘과 연결된 경로와 분리한다.

사용 후 피스톤구동장치(16)를 실린더(12)로부터 분리하고, 실린더(12), 피스톤(14), 튜브(18) 등은 폐기한다. 피스톤구동장치(16)는 재사용한다.

한편, 중간에 약물 주입량을 증가시킬 때에는 일시 증가 버튼(94b)을 누른다. 약물 주입을 중간에 중단할 때에는 시작/정지 버튼(94a,98d)을 눌러 정지시킨다. 주사바늘이 정맥에 정확하게 삽입되어 있는 상태가 아닌 경우에는 약물 주입이 안된다. 이 상태에서도 약물이 공급되면, 환자는 통증을 느낀다. 이때에는 전원이 모터에 공급되더라도 모터가 회전을 하지 못하거나, 설정된 주입량과 비례하는 속도로 회전할 수 없다. 그러면, 로터리엔코더(66)의 회전이 정지되거나 늦어진다. 결국 발광소자로부터 수광소자로 전달되는 빛에 의해 발생하는 펄스의 수가 적정 수 이하이거나, 0이 된다. 이를 마이크로프로세서(112)가 감지하여 그러한 상태가 되면 가동부재(42)를 자동적으로 후퇴시킨다.

도7은 실린더(12)에 있는 약물이 거의 주입된 상태를 도시한 것이다. 약물을 실린더에 공급할 때, 튜브에 있는 공기가 실린더(12) 내로 유입될 수 있다. 이 공기는 가능하면, 환자에게 주입되지 않는 것이 바람직하다. 도7의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 실린더(12) 내에 기포가 발생한 경우에 그 기포는 항상 위쪽에 위치한다.

도7(a)의 경우는 실린더(12)의 머리부(20)가 위쪽을 향하고 있는 상태이다. 기포(B)는 머리부(20)의 내측 끝에 형성되고, 배출돌기(22)의 끝은 기포(B)보다 낮은 위치에 있다. 따라서, 배출돌기(22)는 약물 내에 계속 위치하게 된다. 결국, 약물이 배출된 이후에야 공기가 나올 수 있는 것이다.

도7(b)의 경우는 실린더(12)의 머리부(20)가 아래를 향하고 있는 상태이다. 기포(B)는 피스톤(14)의 가장자리 주위에 형성되어 있다. 이 상태에서 피스톤(14)이 이동하더라도 기포(B)는 항상 피스톤(14)의 가장자리에 위치하게 된다. 결국, 약물이 배출된 이후에야 공기가 나올 수 있는 것이다.

도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물 주입장치를 도시한 것이다. 약물주입장치(10A)는 실린더(12A)와 피스톤(14A)을 구비한다. 이 실린더(12A)와 피스톤(14A)의 구조는 앞에 설명한 실시예와 동일하다. 실린더(12A)의 후방에는 가스 발생장치(200)가 결합된다.

이 가스 발생 장치(200)는 가압판(212)이 일체로 형성된 상부실(214)과, 가스 배출구가 형성된 하부실(218), 상부실(214)과 하부실(218)을 나누어주는 격벽(216)을 구비한다. 하부실(218)은 액체불투과성 및 기체투과성의 막(228)에 의해 차단되며, 하부실(218) 아래에는 기체경유실(226)이 마련된다. 하부실(218)과 기체경유실(226) 사이와, 기체경유실(226)과 실린더(12A) 사이에는 각각 가스통로가 마련된다.

상부실(214)에는 고체재료(230)(예를 들면, 탄산수소나트륨 20-60 중량% 및 KBr 20-40 중량%)가 위치한다. 하부실(218)에는 L-타르타르산 용액과 같은 액체물질(232)이 수용된다. 가압판(212)을 밀면 격벽(216)이 파손되면서 고체재료(230)가 하부실(218)로 들어간다. 그러면, 고체물질(230)과 액체물질(232) 사이에 화학반응이 일어나 가스가 발생한다. 이 가스는 가스통로를 통하여 실린더(12A) 내로 유입되고 피스톤(14A)을 밀어 약물을 환자에게 주입할 수 있는 것이다. 가스가 발생하여 피스톤이 이동할 때, 가스의 압력은 피스톤(14A) 후방부의 전면에 걸쳐 수직으로 작용한다. 그 가스 압력은 피스톤(14A)의 후방부 원형홈(32A)의 측벽(32a)에도 작용한다. 이 힘은 피스톤(14A)의 가장자리 방향으로 힘을 발생시키며, 테두리돌기(30A)가 실린더의 내벽 쪽으로 밀어붙여 약물의 누출방지 기능이 우수해진다.

도9의 (a)(b)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤이 도시된다. 피스톤(14B)은 플라스틱수지로 사출성형되는 것이다. 대체로 짧은 원통형 몸체와 둥근 선단부(26B)를 갖는다. 선단부 끝부분에는 앞의 실시예에서와 같이 홈(28B)을 구비한다. 뒤쪽에는 살빼기홈(142)이 마련되며, 그 홈에는 리브(144)가 구비된다.

원통형 몸체의 외측면에는 고리형(원환상)의 홈(146)이 나란히 2개 마련된다. 여기에는 밀봉링(예를 들면 O-링)(148)이 끼워진다. 홈(146)은 그 단면이 도9(b)에 도시한 바와 같이 각진 구석이 있는 사각형상이며, 밀봉링(148)은 그 단면이 원형이다. 밀봉링(148)이 끼워져 실린더 내로 삽입될 때에는 밀봉링(148)이 변형되어 홈(146)의 구석으로 밀려들어가게 된다. 따라서, 밀봉을 유지하면서도 피스톤이 원활하게 움직일 수 있으며, 밀봉링(148)이 홈(146)의 외부로 변형되어 밀봉링(148)이 빠질 우려가 적어진다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고, 상기 실시예에 대한 수정, 변경을 가할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명에 범위에 속하는 것임을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.

위와 같은 본 발명의 구성에 따르면, 시간당 약물 주입량을 더욱 일정하게 유지하는 주입장치가 제공된다. 아울러, 약물의 주입량이 의사의 감독하에 설정이 가능하며, 애초에 의사가 설정한 범위 내에서 조절도 가능하다. 약물의 주입 정지도 용이하게 이루어진다. 주사바늘의 상태에 따라 정맥에 약물 주입이 안될 수도 있는데 이를 자동으로 감지하고 더 이상의 주입을 멈출 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 약물 주입 시 환자에게 공기가 들어갈 우려가 적어지며, 약물의 누출도 감소시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 사시도

도2는 도1의 약물주입장치의 분해사시도

도3은 도1의 약물주입장치의 단면도

도4는 도1의 약물주입장치의 피스톤구동장치의 분해사시도

도5는 도1의 약물주입장치에 구비된 제어장치의 구성도

도6은 도1의 약물주입장치의 동작을 설명하기 위한 도면

도7은 도1의 약물주입장치에서 공기의 주입이 지연되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 부분 단면도

도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물주입장치로서, 실린더의 피스톤의 누출방지작용을 설명하기 위한 도면

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 약물주입장치 12: 실린더

14: 피스톤 16: 피스톤구동장치

18: 튜브 42: 가동부재

40: 지지체 54: 회전스크루블록

60: 모터 96: 리모콘

Claims

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출구가 마련된 머리부와 적어도 부분적으로 개방된 뒷부분을 구비하는 길다란 실린더와,

상기 실린더 내에 삽입되며 그 실린더 길이방향을 따라 움직이는 피스톤과,

상기 실린더의 뒷부분에 결합된 피스톤구동장치를 포함하고,

상기 피스톤구동장치는,

상기 실린더 내에서 직선으로 그리고 상기 피스톤과는 독립적으로 운동이 가능하며 상기 피스톤을 밀 때 상기 피스톤의 뒷부분과 접촉하는 가동부재와,

상기 가동부재를 구동시키는 회전구동모터와,

상기 회전구동모터로부터 회전력을 받아 회전하고 이러한 회전구동모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 이를 상기 가동부재에 전달하는 운동전달장치와,

상기 운동전달장치에 연결되어 회전하는 로터리 엔코더와, 상기 로터리 엔코더의 일측에 마련된 발광소자와, 상기 발광소자가 있는 쪽 또는 그 맞은편 쪽에 마련된 수광소자를 구비하는 감지장치를 포함하는 액체공급장치.
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제19항에 있어서, 상기 피스톤구동장치는

지지체를 더 구비하고,

상기 운동전달장치는 상기 지지체에 의해 회전가능하게 지지되며 상기 모터로부터 회전력을 받아 회전하고 그 외면에 동력전달용 나사가 형성된 회전체를 포함하며,

상기 가동부재는 상기 지지체에 의해 그 직선운동이 안내되며 선단부가 상기 피스톤에 접촉하는 중공형원통체를 포함하되 상기 중공형원통체의 내부에는 상기 회전체의 나사와 맞물리는 동력전달용 나사가 형성된 액체공급장치.
제21항에 있어서, 상기 가동부재는 상기 중공형원통체로부터 상기 실린더의 길이방향으로 연장된 서로 마주보는 한 쌍의 막대를 구비하되, 상기 막대의 서로 마주보는 면에는 상기 회전체의 나사와 맞물리는 동력전달용 나사가 형성되는 액체공급장치.
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제19항, 제21항, 제22항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 피스톤구동장치는 상기 모터의 구동을 제어하기 위한 제어회로부를 더 구비하며,

상기 피스톤구동장치와는 분리된 원격입력장치를 더 포함하는 액체공급장치.
제25항에 있어서, 상기 제어회로부는 단위시간당 주입양의 설정에 맞게 상기 모터의 구동을 제어하되, 상기 단위시간당 주입량은 상기 원격입력장치에 의해 입력되는 액체공급장치.
제26항에 있어서, 상기 피스톤구동장치는 상기 단위시간당 주입양의 일시적 변경을 요구하는 입력부를 구비하며,

상기 제어회로부는 상기 입력부의 입력에 의해 변화된 상기 단위시간당 주입양의 설정에 맞게 상기 모터의 구동을 제어하되,

상기 단위시간당 변화된 주입양은 상기 원격입력장치에 의해 입력되고 설정되는 액체공급장치.
제25항에 있어서, 상기 제어회로부는 상기 감지장치로부터 전달되는 신호를 분석하여 상기 가동부재가 정지하거나 사전 설정된 속도보다 낮은 속도로 움직이는 경우 상기 모터의 구동을 정지시키는 액체공급장치.
출구가 마련된 머리부와 적어도 부분적으로 개방된 뒷부분을 구비하는 길다란 실린더와,

상기 실린더 내에 삽입되며 그 실린더 길이방향을 따라 움직이는 피스톤과,

상기 실린더의 뒷부분에 결합된 피스톤구동장치를 포함하되,

상기 실린더의 머리부에는 상기 실린더의 내측으로 연장된 돌기가 마련되며, 상기 머리부의 출구는 상기 돌기에 길이방향으로 형성된 관통구멍에 의해 마련되며, 상기 피스톤의 선단부에는 상기 돌기가 수용되는 홈이 구비되는 액체공급장치.
제29항에 있어서, 상기 돌기의 관통구멍 안으로 삽입되어 고정되는 튜브가 더 구비되는 액체공급장치.
제19항, 제21항, 제22항, 제29항, 제30항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 피스톤의 뒷부분에는 홈이 마련되는 액체공급장치.
출구가 마련된 머리부와 적어도 부분적으로 개방된 뒷부분을 구비하는 길다란 실린더와,

상기 실린더 내에 삽입되고 그 실린더의 길이방향을 따라 움직이는 피스톤과,

상기 실린더의 뒷부분에 결합되며 상기 피스톤을 상기 실린더의 머리부 쪽으로 밀어내기 위해 상기 실린더 안으로 기체를 공급하는 기체공급장치를 포함하되,

상기 실린더의 머리부에는 상기 실린더의 내측을 향하여 연장된 돌기가 형성되고, 상기 머리부의 출구는 상기 돌기에 길이방향으로 형성된 관통구멍에 의해 마련되며, 상기 피스톤의 선단부에는 상기 돌기가 수용되는 홈이 구비되는 액체공급장치.
제32항에 있어서, 상기 실린더에 연결되는 튜브를 더 구비하며, 상기 튜브의 끝단이 상기 돌기의 관통구멍 안으로 삽입되는 액체공급장치.
제32항에 있어서, 상기 피스톤의 뒷부분에는 홈이 구비되는 액체공급장치.
제32항에 있어서, 상기 피스톤은 플라스틱 수지로 이루어진 원통형 몸체를 구비하되, 상기 몸체의 외면에는 내측에 각이 진 구석을 구비하는 고리모양의 홈이 마련되며 원형 단면을 갖는 밀봉링이 상기 홈에 끼워지는 액체공급장치.
출구가 마련된 머리부와 적어도 부분적으로 개방된 뒷부분을 구비하는 길다란 실린더와,

상기 실린더 내에 삽입되고 그 실린더의 길이방향을 따라 움직이는 피스톤과,

상기 실린더의 뒷부분에 결합되며 상기 피스톤을 상기 실린더의 머리부 쪽으로 밀어내기 위해 상기 실린더 안으로 기체를 공급하는 기체공급장치를 포함하고,

상기 기체공급장치는,

붕괴 가능한 분리벽에 의해 서로 격리된 제1실 및 제2실과,

상기 제2실로 통하는 기체통로와,

상기 제2실과 상기 기체통로 사이에 위치하며 액체불투과성이고 기체투과성인 막과,

서로 화학반응을 하여 기체를 발생시키는 고체물질 및 액체물질을 구비하되, 상기 고체물질과 액체물질 중 어느 하나는 상기 제1실에 수용되고 다른 하나는 상기 제2실에 수용되는 액체공급장치.
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제36항에 있어서, 상기 고체물질은 탄산수소나트륨(NaHCO₃)을 포함하는 액체공급장치.
제36항 또는 제39항에 있어서, 상기 액체물질은 L-타르타르산(C₄H₆O₆) 용액인 액체공급장치.
제36항 또는 제39항에 있어서, 상기 고체물질은 상기 제1실에 수용되며, 상기 제1실의 외부에는 가압부가 구비됨으로써, 상기 고체물질이 상기 분리벽 쪽으로 이동하도록 상기 가압부를 누르면 상기 분리벽이 붕괴되며 상기 고체물질이 상기 제2실로 이동하는 액체공급장치.
제36항 또는 제39항에 있어서, 상기 실린더의 머리부에는 상기 실린더의 내측으로 연장된 돌기가 형성되고, 상기 머리부의 출구는 상기 돌기에 길이방향으로 형성된 관통구멍에 의해 마련되며, 상기 피스톤의 선단부에는 상기 돌기가 수용되는 홈이 구비되는 액체공급장치.
제42항에 있어서, 상기 돌기의 관통구멍 안으로 삽입되어 고정되는 튜브를 더 포함하는 액체공급장치.