KR100607128B1 - 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 약물을 정량으로 자동 주입하면서 그 약물의 주입상태를 최적화하고 최상의 안전성을 확보하면서 약물을 주입하기 위해 도어감지 센서, 에어감지 센서, 막힘감지 센서, 모터 회전수 감지를 통한 기설정 알고리즘에 따라 미세한 계획 제어가 가능하도록 하여 환자 스스로가 안전하고 용이하게 약물을 주입할 수 있도록 한 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 환자에게 약물을 정량 자동으로 주입하기 위한 약물 자동 주입장치에 있어서, 설정한 데이터를 확인하는 선택확인하고 약물의 주입개시를 나타내는 선택/시작버튼과 , 설정한 데이터를 취소하고 약물의 주입 정지를 선택하는 취소/정지버튼, 초기 튜브내의 에러를 제거하고 동작중 추가 용량을 주입하게 하는 프라이밍/볼루스 버튼, 주입량의 가감 설정을 위한 가감 선택버튼이 구비된 버튼부와; 환자 자가조절(PCA)모드에서의 자가 약물 추가주입을 조작하기 위한 볼루스 스위치와; 튜브를 안착시키고 수납하는 커버의 닫힘상태를 감지하기 위한 도어감지센서와; 튜브 내부에 공기 포함여부를 감지하기 위한 공기감지 센서와; 튜브의 폐색상태를 감지하기 위한 막힘감지센서와; 압력펌프를 구동하는 모터와 모터구동부와; 그 모터의 회전수를 감지하기 위한 엔코더와 홀센서와; 주입상태의 이상을 경고하기 위한 부저와 LED와; 상기 버튼부에서 조작한 모드선택이나 약물 주입 가감량, 주입정지나 주입개시 상태를 사용자가 인지 가능하도록 화면 출력시키는 LCD와, LCD 구동부와; 약물 연속주입모드, 환자 자가조절(PCA)모드, 간헐(Intermittent) 모드, 비경구 영양요법(TPN)모드, 다단계(Multi-Step)모드에 따른 약물 주입 알고리즘이 저장되어져 있는 데이터저장부와; 상기 버튼부에 구비된 각 버튼의 입력에 따른 신호를 인가받아 상기 데이터저장부에 기저장된 해당 모드 알고리즘을 실행하며, 그 주입모드시 모터의 회전수를 검출하여 모터의 구동제어를 행하며, 각 센서로부터 감지신호를 인가받아 이상유무를 확인하며, 이상 발생시 상기 모터를 정지시키고 부저를 구동시키는 제어를 행하여 안전하고 정밀한 약물의 주입이 이루어지도록 하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 모터의 회전수를 주입속도와 연동하여 체크하고, 이상유무 발생시 주입을 정지하고 회전수를 비교함으로써 에러를 보상하며, 각종 센서를 이용하여 약물 주입동작중 이상유무를 수시로 체크할 수 있으므로 정밀하고 안전한 약물 자동 주입이 가능하다는 효과가 있다.

Description

약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법{AUTO DOSE INFUSION CONTROL APPARATUS AND METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 외형을 도시한 사시도,
도 2a∼2e는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치를 이용한 각 모드별 시간 프로파일을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 회로구성을 도시한 블록구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 전체 동작 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치를 이용한 자가 테스트 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 빠른 동작 (HOLD MODE)알고리즘을 도시한 프로우챠트,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 초기 튜브내 에어제거 알고리즘을 도시한 프로우챠트,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 파워오 프 알고리즘을 도시한 프로우챠트,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 주입 프로필에 따른 모드설정 및 데이터 입력 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치를 이용한 주입 동작중 키입력 상태를 도시한 플로우챠트,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 모터구동시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 11a는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 저속도 주입모드시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 11b는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 중속도 주입모드시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 11c는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 고속도 주입모드시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 12a는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 지속주입(Continuous) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 12b는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 환자 자가조절 주입(PCA) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 12c는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 간헐 주입(Intermittent) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 12d는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 비경구 영양요법 (TPN) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
도 12e는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 다 단계(Multi-Step) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
4:하우징, 6:약물저장실,
8:제어실, 10:버튼부,
11:LCD, 12:구동실,
14:볼루스스위치, 16:튜브,
20:주사바늘.
본 발명은 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 약물을 정량으로 자동 주입하면서 그 약물의 주입상태를 최적화하고 최상의 안전성을 확보하면서 약물을 주입하기 위해 도어감지 센서, 에어감지 센서, 막힘감지 센서, 모터 회전수 감지를 통한 기설정 알고리즘에 따라 미세한 계획 제어가 가능하도록 하여 환자 스스로가 안전하고 용이하게 약물을 주입할 수 있도록 한 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 종래에는 환자에게 주입코자하는 약물의 양을 의사가 처방해주면, 간호사가 약물을 환자의 주사위치보다 높은 위치에 고정시키고, 경험에 의해 비틀림 나사형태의 개폐부가 내장된 밸브를 조절하여 일정량의 주사액이 투입되도록 하고 있다.
하지만, 진통제 등의 약물을 주사받는 환자의 경우, 간헐적으로 경련이나 진통이 오는 경우가 많으므로 그러한 경우에는 주사량을 일시적으로 증가시켜야 하나, 환자가 스스로 그 주사량을 조절하게 되면 매우 위험하므로 의사나 간호사들의 처방후 주사량을 조절해야 되어 시간이 많이 소요되고, 의사나 간호사들도 시간적인 낭비가 심하다는 문제가 있었다.
또한, 주사액을 조절하는 간호사의 경험이 미숙한 경우에는 처방받은 양을 정확히 정량 주입되도록 시간당 주사량을 조절하기가 매우 어렵다는 문제가 있었으며, 평상시 주사받지 않으면서 특수한 질환발병의 경우에만 주사받는 환자의 경우, 예컨대 급성 심장발작증세 등을 갖는 환자의 경우에는 신속한 약물의 주입이 필요하므로 개인이 늘 약물을 휴대해야 되고 주사시 정확한 정량을 맞춰서 주사해야 되므로 정량 주사에 숙련된 상태가 되어야만 한다는 문제가 있었다.
또, 주사 숙련자라고 할지라도 실수로 약물을 초과투입할 위험성이 늘 공존하였으며, 약물에 이물질이나 공기가 포함되어져 있거나 튜브가 기타 물건 등에 의해 눌린 경우에 환자가 매우 위험하다는 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 일정량의 약물을 자동으로 투입해주는 약물 자동투입기가 개발되고 있으나, 이러한 종래의 약물 자동투입기는 단지 약물을 워터펌프에 의해 강제 주입하는 방식이며, 별도의 센서가 장착되어져 있지 않으므로 안전 사고의 위험성이 매우 높다는 문제가 있었다. 또한, 이러한 종래의 약물 투입기는 모터의 회 전시 자체 가속도에 의해 펌핑력이 변화될 수 있음을 간과하였으며, 정밀한 센서에 의한 미세 제어가 이루어지지 않으므로 단지 약물을 투입하는 장치에 불과한 것으로 매우 조악하여 환자의 안전을 해칠 우려가 매우 높았다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 약물을 정량으로 자동 주입하면서 그 약물의 주입상태를 최적화하고 최상의 안전성을 확보하면서 약물을 주입하기 위해 도어감지 센서, 에어감지 센서, 막힘감지 센서, 모터 회전수 감지를 통한 기설정 알고리즘에 따라 미세한 계획 제어가 가능하도록 하여 환자 스스로가 안전하고 용이하게 약물을 주입할 수 있도록 한 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 환자에게 약물을 정량 자동으로 주입하기 위한 약물 자동 주입장치에 있어서, 설정한 데이터를 선택확인하고 약물의 주입 시작를 나타내는 선택/시작버튼과 , 설정한 데이터를 취소하고 약물의 주입 정지를 선택하는 취소/정지버튼, 초기 튜브내의 에러를 제거하고 동작중 추가 용량을 주입하게 하는 프라이밍/볼루스 버튼, 주입량의 가감 설정을 위한 가감 선택버튼이 구비된 버튼부와; 환자 자가조절(PCA)모드에서의 자가 약물 추가주입을 조작하기 위한 볼루스 스위치와; 튜브를 안착시키고 수납하는 커버의 닫힘상태를 감지하기 위한 도어감지센서와; 튜브 내부에 공기 포함여부를 감지하기 위한 공기감지 센서와; 튜브의 폐색상태를 감지하기 위한 막힘감지센서 와; 압력펌프를 구동하는 모터와 모터구동부와; 그 모터의 회전수를 감지하기 위한 엔코더와 홀센서와; 주입상태의 이상을 경고하기 위한 부저와 LED와; 상기 버튼부에서 조작한 모드선택이나 약물 주입 가감량, 주입정지나 주입개시 상태를 환자가 인지 가능하도록 화면 출력시키는 LCD와, LCD 구동부와; 약물 연속주입모드, 환자 자가조절(PCA)모드, 간헐(Intermittent) 모드, 비경구 영양요법(TPN)모드, 다단계(Multi-Step)모드에 따른 약물 주입 알고리즘이 저장되어져 있는 데이터저장부와; 상기 버튼부에 구비된 각 버튼의 입력에 따른 신호를 인가받아 상기 데이터저장부에 기저장된 해당 모드 알고리즘을 실행하며, 그 주입모드시 모터의 회전수를 검출하여 모터의 구동제어를 행하며, 각 센서로부터 감지신호를 인가받아 이상유무를 확인하며, 이상 발생시 상기 모터를 정지시키고 부저를 구동시키는 제어를 행하여 안전하고 정밀한 약물의 주입이 이루어지도록 하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어장치가 제공된다.
한편, 본 발명은 약물을 정량 자동 주입하기 위한 장치의 제어방법에 있어서, 초기 자가 테스트과정과; 초기 튜브내 공기 제거모드 실행과정과; 기설정 모드 선택여부를 판단하는 과정과; 주입모드와 입력 데이터를 선택하는 과정과; 약물 주입을 구동하는 과정과; 주입속도에 따른 모터의 동작 과정과; 각각 선택된 주입 모드에 따라 약물을 주입하는 과정과; 종료코드가 발생되는 과정과; 약물 주입을 정지하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 약물 주입모드는 초기 약물 주입개시부터 종료까지의 구동 시간동안 기설정된 정량의 약물이 지속적으로 주입하는 연속주입모드와; 연속모드에서의 정량의 약물에 추가로 일정량의 약물이 더 주입되도록 하는 환자 자가조절(PCA)모드와; 초기 약물의 주입개시로부터 종료시간까지 일정시간의 주입시간과 일시 정지시간이 각각 미리 설정되고, 주입시간시 주입량이 미리 설정되어 주입과 정지를 반복적으로 수행하면서 약물을 주입하는 간헐(Intermittent) 모드와; 초기 약물 주입개시로부터 일정시간동안 주입되는 약물이 점증하도록 하며, 일정시간동안 일정량의 약물이 주입되도록 하고, 일정시간동안 주입되는 약물의 양이 점감하도록 하는 비경구 영양요법(TPN)모드와; 다단계의 시간단위로 분할하여 각 시간단위별로 일정량의 약물 주입을 설정하는 다단계(Multi-Step)모드로 이루어진 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 초기 튜브내 공기 제거 실행과정은 볼루스 스위치가 조작되는 지를 판단하고, 볼루스 스위치가 조작되면, 현재의 모드를 LCD에 표시하고, 도에 센서 및 압력 센서를 체크하고, 모터를 구동시키고, 이때에 모터의 에러를 체크하며, 볼루스 스위치가 조작되지 않으면, 모터를 정지시키며 초기 튜브내 공기 제거 모드 그만두는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 주입모드를 선택하는 과정은 전체 주입량과 주입속도를 공통적으로 선택하고, 환자 자가 추가 주입모드는 초기 부하용량과 부하용량 주입속도, 볼루스 스위치 조작시의 주입량과 주입속도, 폐쇄신간을 추가로 선택하며, 간헐 모드에서는 약물 주입시간과 약물 주입 정지 시간을 추가로 선택하고, 비경구 영양요법(TPN)모드에서는 점증시간, 연소 주입시간, 점감시간을 추가로 선택하고, 다단계(Multi-Step)모드에서는 주입단계를 추가로 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 주입 모드 에서는 정지 버튼을 이용하여 코드를 확인하고 약물의 주입을 정지하며, 주입 정지 상태에서 재 구동 방법, 전체 데이터를 재설정하는 방법, 설정 정보를 확인하는 방법, 파워를 오프하는 방법을 제공하며, 약물 주입중 시작버튼을 이용하여 코드를 확인하고 약물의 주입속도를 재설정이 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 약물 주입 모드에서 지속 주입모드, PCA 모드, 가헐 주입모드, TPN 모드, 다단계 주입 모드를 선택하는 과정, 약물 주입이 끝난후에 KVO 주입을 선택하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 주입모드를 선택하는 과정중에는 저속도 주입, 중속도 주입, 고속도 주입의 주입속도를 선택하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 약물 주입을 구동하는 과정은 엔코더의를 이용하여 정확한 위치 제어를 통해 모터를 구동시키고, 모터 구동에 의한 기기부의 회전시 홀센서를 이용하여 엔코더의 실제 회전수와 기설정 회전수와 비교하고, 회전수 초과나 감소시 기설정 회전수로 보상하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 외형을 도시한 사시도이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)는 장치를 구성하는 하우징(4)이 제공되며, 그 하우징(4)이 3개의 격실로 분리되어져 있다. 3개의 격실중 최상단 격실은 약물팩이 저장되는 약물 저장실(6)이며, 그 하단에는 약물의 주입량이나 시간 간격을 제어하고, 그 설정 상태가 화면표시되는 LCD(11)가 구성된 제어실(8)이 구성된다.
또한, 상기 제어실(8)의 하단에는 약물을 펌핑하여 튜브(16)를 배출 구동하고, 약물 투입을 단속하기 위한 구동실(12)이 제공된다.
한편, 상기 하우징(4)의 측면 소정부에는 전선으로 연결된 볼루스 스위치(14)가 구성되는 바, 사용자는 그 볼루스 스위치(14)를 조작하여 일시적으로 약물 투입량을 증가시킬 수 있다. 또한, 바늘(20)의 전단 튜브(16) 중간부에는 에어필터(18)가 구성되는 바, 튜브(16)를 통해 유통되는 약물중에 함유된 공기를 필터링하여 외부로 배출시키게 되어져 있다. 또, 상기 제어실(8)에는 키조작을 통해 각종 설정을 행하는 버튼부(10)가 외부에 구성되어져 있다. 또한, 본 발명의 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에는 튜브(16)를 안착시키고 수납하는 커버(도시 생략)의 닫힘상태를 감지하기 위한 도어감지센서와, 튜브(16) 내부에 공기 포함여부를 감지하기 위한 공기감지 센서와, 튜브(16)의 폐색상태를 감지하기 위한 막힘감지센서가 구비되어져 있다.
상기 제어실(8) 내부에는 마이크로 프로세서인 제어부(도 3참조)가 구성되는 바, 그 제어부는 상기 구동실(12)의 내부에 구비된 압력펌프(도시 생략)을 구동시키는 모터(도시 생략)의 회전수를 감지하여 모터가 자체 가속도에 의해 기설정 회전수보다 더 많은 회전수로 회전되지 않도록 제어하며, 상기 도어감지센서, 공기감지센서, 막힘감지센서로부터의 감지신호를 인가받아 문제 발생시 그 문제를 해결한 후 초기화하여 구동을 개시토록 제어하며, 문제 발생시 부저가 구동되게 제어한다.
따라서, 환자는 상기 멀티 센서가 내설된 약물 정량 자동주입장치(2)를 상시 휴대하면서 시간과 장소에 구애받지 않고 미리 설정한 정량의 약물을 투입받을 수 있으므로 매우 편리하고, 약물 투입에 대한 환자의 안전을 확보하기 위해 각종 센서들을 유기적으로 결합시켜 약물 투입을 제어할 수 있게 되어져 있으며, 일상 생활시 별도의 간병인이 필요없게 된다.
도 2a∼2e는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치를 이용한 각 모드별 시간 프로파일을 도시한 도면이다.
이를 참조하면, 상기 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에 의해 선택하여 주입할 수 있는 약물 주입모드는 도 2a∼2e에 도시된 바와 같이, 크게 연속모드, 환자 자가조절(PCA)모드, 간헐(Intermittent) 모드, 비경구 영양요법(TPN)모드, 다단계(Multi-Step)모드로 분류되어진다.
연속(Continuous)모드는 초기 약물 주입개시부터 종료까지의 구동시간동안 기설정된 정량의 약물이 지속적으로 주입되는 모드이다.
환자 자가조절(PCA)모드는 초기 약물의 주입개시로부터 일정시간동안 기설정 된 부하용양의 약물이 주입되고 난 후 다시, 기설정된 주입 구동시간동안 연속모드와 같이 정량의 약물이 주입종료시까지 주입되는 바, 이때 상기 볼루스 스위치(14)를 환자가 조작하게 되면 그 조작시 연속모드에서의 정량의 약물에 추가로 일정량의 약물이 더 주입되도록 하는 모드이다. 즉, 환자가 고통 상태 등을 감안하여 자가적으로 약물 주입을 컨트롤 할 수 있는 모드이다.
간헐(Intermittent) 모드는 초기 약물의 주입개시로부터 종료시간까지 일정시간의 주입시간과 일시 정지시간이 각각 미리 설정되고, 주입시간시 주입량이 미리 설정되어 주입과 정지를 반복적으로 수행하면서 약물을 주입하는 모드이다.
비경구 영양요법(TPN)모드는 세 단위의 시간대로 분할하여 약물을 주입하는 모드로서, 첫째 단위의 시간은 초기 약물 주입개시로부터 일정시간동안 주입되는 약물이 점증하도록 하며, 둘째 단위의 시간동안은 일정시간동안 일정량의 약물이 주입되도록 하고, 셋째 단위의 시간동안은 일정시간동안 주입되는 약물의 양이 점감하도록 하는 모드이다.
다단계(Multi-Step)모드는 다단계의 시간단위로 분할하여 각 시간단위별로 일정량의 약물 주입을 설정하는 바, 이웃하는 단계에서 주입되는 약물의 양과는 전혀 무관하게 불규칙적으로 약물 주입을 설정하는 것이 특징인 모드이다. 이러한 다단계(Multi-Step)모드는 약물 주입에 따라 신경 자극이나 뇌조직, 근육 조직에 대한 자극이 필요한 환자에게 불규칙한 양의 약물을 투입하게 설정된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 회로구성을 도시한 블록구성도이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에는 설정한 데이터를 확인하는 선택확인하고 약물의 주입개시를 나타내는 선택/시작버튼과(10a), 설정한 데이터를 취소하고 약물의 주입 정지를 선택하는 취소/정지버튼(10b), 초기 튜브내의 에러를 제거하고 동작중 추가 용량을 주입하게 하는 프라이밍/볼루스 버튼(10d), 주입량의 가감 설정을 위한 가감 선택버튼이 구비된 버튼부(10e)와 환자 자가조절(PCA)모드에서의 자가 약물 추가주입을 조작하기 위한 볼루스 스위치(14)가 구비되어져 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에는 튜브(16)를 안착시키고 수납하는 커버(도시 생략)의 닫힘상태를 감지하기 위한 도어감지센서(30)와, 튜브(16) 내부에 공기 포함여부를 감지하기 위한 공기감지 센서(32)와, 튜브(16)의 폐색상태를 감지하기 위한 막힘감지센서(34)가 구비되어져 있다.
또, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에는 압력펌프(도시 생략)를 구동하는 모터(40)와 모터구동부(42)가 구비되어져 있으며, 그 모터(40)의 회전수를 감지하기 위한 엔코더(64)가 구비되어져 있다. 또한, 부저(46)가 구비되어져 주입되는 약물 내에 공기가 포함되었거나, 모터(40)의 회전수가 기설정 회전수를 초과한 상태로 구동되거나, 튜브(16)가 폐색 상태일 경우 그 부저(46)를 구동시켜 환자에게 약물 정량 자동주입 제어장치(2)의 이상상태를 인지토록 한다.
또한, 상기 버튼부(10)에서 조작한 모드선택이나 약물 주입 가감량, 주입정 지나 주입개시 상태를 환자가 인지 가능하도록 화면 출력시키는 LCD(11)와, LCD 구동부(50)가 구비되어져 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에는 도 2a∼도 2e에 도시된 바와 같은 연속모드, 환자 자가조절(PCA)모드, 간헐(Intermittent) 모드, 비경구 영양요법(TPN)모드, 다단계(Multi-Step)모드에 따른 약물 주입 알고리즘이 저장되어져 있는 데이터저장부가 구성되어져 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에는 상기 버튼부(10)에 구비된 각 버튼의 입력에 따른 신호를 인가받아 상기 데이터저장부(52)에 기저장된 해당 모드 알고리즘을 실행하며, 그 주입모드시 모터(40)의 회전수를 검출하여 모터(40)의 구동제어를 행하며, 각 센서로부터 감지신호를 인가받아 이상유무를 확인하며, 이상 발생시 상기 모터(40)를 정지시키고 부저(46)를 구동시키는 제어를 행하여 안전하고 정밀한 약물의 주입이 이루어지도록 하는 제어부(54)가 구성되어져 있다. 그 제어부(54)의 내부에는 타이머(54a)가 더 포함되어져 있어서 환자가 기설정한 주입시간에 따라 각 모드를 실행하면서 약물 주입이 이루어지도록 시간을 타이밍한다. 또한, 모터의 전류를 감지하는 모터 전류센서(41), 홀센서(62)가 구비되어져 있으며, 그 엔코더(64)와 홀센서(62)로 감지를 위한 신호를 발생시키는 신호제어부(60)가 구비되어져 있다.
상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 전체 동 작 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에 전원이 인가되면, 상기 제어부(54)는 초기 자가진단을 실시한다. 초기 자가진단은 센서들의 상태, 모터(40)의 구동상태, 부저(46) 및 LCD(11) 구동상태를 진단하게 되고 그 정보를 표시해 준다.
그리고, 상기 제어부(54)는 장치를 초기화하며 이전의 주입 정지 상태를 확인하여 설정유지 모드(HOLD)를 진행할 것인지를 사용자가 선택하도록 한다. 설정 유지 모드를 환자가 선택한 경우 구동준비를 행하고, 설정 유지 모드를 선택하지 않는 경우 사용자가 모드 선택을 행하도록 한다. 모드 선택시에는 각 설정 데이터(모드 선택 및 전체 주입량, 주입 속도, 주입 시간 등)를 설정하도록 하고, 설정이 완료되면 구동준비를 한다.
설정 유지 모드, 모드선택, 데이터 설정 모드, 구동준비 상태에서는 볼루스 버튼을 눌려 튜브 내에 있는 공기를 제거할 수 있다.
구동준비 상태에서 사용자가 시작 버튼을 발생시키면 구동모드로 전환되며, 이때 제어부(54)는 데이터저장부(52)에 기저장된 모드정보 및 설정정보를 독취하여 약물의 주입구동이 이루어지도록 한다. 구동 모드 상태에서 유량 재설정 및 약물 주입을 정지하고 싶을 때에는, 코드를 체크를 통하여 이를 행한다.
약물의 주입구동중에 에러가 발생되면, 상기 제어부(54)는 먼저 상기 모터(40)를 정지시켜 약물 주입을 정지시키고, 문제가 해결되면 다시 약물 주입이 개시토록 한다. 만약, 사용자가 정지키를 조작하여 정지신호를 발생시키면 해당 코 드를 체크하여 모터(40)를 정지시켜 약물의 주입을 정지시키고, 파워를 오프시킨다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치를 이용한 자가 테스트 알고리즘을 도시한 플로우차트이다.
전원이 인가되면 초가 LCD화면을 표시하여 LCD화면을 테스트하며, 이때 LED와 부저를 표시하여 전원이 온 됐음을 표시한다. 또한 각 제어부끼리의 통신 상태를 테스트한다. 초기 자가 테스트에서 모터를 일정시간 구동 시킨다. 이때 모터 구동시에는 모터 동작 상태에서의 이상유무를 확인하고 모터 정시시에는 모터 정시 상태에서의 이상 유무를 확인하다. 만약 에러가 발생하면 모터를 정지시키고 이를 사용자가 확인할수 있도록 표시해 준다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 빠른 동작 (HOLD MODE)알고리즘을 도시한 프로우챠트이다.
사용자가 패스 코드를 확인한 후에 약물 저장 자동주입 제어장치의 제어부에서 이전에 기기가 정상 정지하였는지 유무를 확인하고, 만약 정상 정지 하였다면 주입모드 선택, 데이터 입력을 정상적으로 수행하게된다. 그러나 만약 이전 단계에 어떤 원인에 의해 비 정상적인 정지가 이루어졌다면, 이전 주입 상태를 메모리에서 이전의 데이터를 로드하여 빠른 동작 모드를 통하여 사용자가 새로이 데이터를 설정할 필요 없이 빠르게 구동 준비 모드로 이동하게 하여 빠른 재 동작이 가능하게 해 준다. 이단계에서 튜브에 공기가 있으면 볼루스 버튼을 이용하여 공기를 제거 하고, 파워 버튼을 이용하여 기기를 끌 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 초기 튜브내 에어제거 알고리즘을 도시한 프로우챠트이다.
동작 모드 이전에 튜브의 공기를 제거하기 위하여 볼루스 버튼을 누르면 모터가 동작하면서 튜브내 공기를 제거하게 된다. 모터의 구동전에 도어 센서와 압력센서를 확인하여 에러여부를 확인하고 이상이 있으면 이를 표시해 준다. 또한 모터를 구동중에도 모터의 동작에러를 확인하고 에러가 발생하면 모터를 정시시키고 에러를 표시해 준다.
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 파워오프 알고리즘을 도시한 프로우챠트이다.
구동 모드 이전에 전원을 끄기 위해서 일정시간 버튼이 눌려지는지를 확인하여 일정시간 동안 버튼 눌림이 지속되면 파워를 오프한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 주입 프로필에 따른 모드설정 및 데이터 입력 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에서 사용자가 선택하게 되는 주입 모드선택 시에는 주입 프로필을 선택 또는 입력하여야 하는 바, 그 주입 모드는 도 2a∼도 2e에 도시된 바와 같이 연속모드, 환자 자가조절(PCA)모드, 간헐(Intermittent) 모드, 비경구 영양요법(TPN)모드, 다단계(Multi-Step)모드이다.
초기에 사용자는 KVO의 주입속도를 선택한다.
만약, 연속모드(지속주입모드)를 선택하면, 사용자가 주입량을 입력하고, 주 입속도를 선택할 수 있다. 전체 주입량이나 또는 시간별 주입량을 사용자가 선택하고 주입시간을 선택하면 그 주입속도가 결정되므로 주입량과 주입시간만을 선택할 수도 있다.
사용자가 환자 자가조절(PCA)모드를 선택한 경우라면 전체 주입량과 주입속도, 지속 주입량, 지속주입속도, 볼루스 스위치 조작시의 주입량, 볼루스 스위치 조작시의 주입속도 및 락 아웃 타임(첫째번 볼루스 스위치 조작과 두 번째 조작간의 시간간격)을 설정하도록 한다.
사용자가 간헐(Intermittent) 모드를 선택한 경우라면, 전체 주입량과 주입속도, 인터벌 시간, 주입 구동시간을 선택하도록 한다.
사용자가 비경구 영양요법(TPN)모드를 선택한 경우라면, 전체 주입량과 지속 주입속도, 주입 점증시간, 주입 점감시간을 선택하도록 한다.
사용자가 다단계(Multi-Step)모드를 선택한 경우라면, 전체 주입량과 지속 주입속도, 주입시간을 선택하도록 하고, 전단계를 설정할 것인지를 선택하도록 한다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치를 이용한 주입 동작중 키입력 상태를 도시한 플로우챠트,
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치(2)에서 구동준비가 완료된 상태에서, 시작키의 신호가 감지되면 모터는 약물을 주입하게 된다.
시간키와 감소키 신호가 동시에 발생하였을 경우 이를 동작중 재설정 키로 활용한다. 만약 동작중 기본 약물 주입 속도를 재설정하기 위해 재설정 키를 동작 시키면 패스코드를 확인하고 이것이 통과 되면 사용자는 증가/감소키를 사용하여 주입속도를 재설정 할 수 있으면 이를 취소하거나 확인하여 재설정된 주입속도로 약물을 기기를 동작 시킬수 있다. 정지코드가 발생된 경우라면 설정정보를 독취하여 주입을 정지시키고, 파워오프키가 입력되는 지, 다른 모드 선택신호가 발생되는 지에 따라 다른 모드 선택신호가 발생되면 모드 설정정보를 독취하여 화면에 출력시킨다. 또한, 주입 구동시 에러나 주입정지 신호가 센서로부터 발생되면 약물의 주입을 정지시키고, 문제 해결후 재구동시킨다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 모터구동시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트,
동작 모드에서 모터를 구동시킴에 있어 처음 어떤 모드로 모터를 약물주입이 구동되는지를 확인한후 도12a~12e에서 표시한 것과 같은 방법으로 각가 모터를 구동하며 모터의 구동이 끝난후에는 엔코더 펄스 수를 확인하여 약물의 주입량을 확인한다. 약물의 입중 약물주입이 거의 끝날 무렵 약물 주입 끝을 알리능 예비 경고를 알려 주고 주입량 설정값과 실제 주입량이 같아지면 약물 주입이 끝남 신호를 알려주고 기기은 설정되 KVO 주입속도로 구동하게 된다. 이때에도 계속 실제 주입되는 약물 주입량을 계산하여 화면에 표시하게 된다.
도 11a는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 저속도 주입모드시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
모터는 동작과 정지를 2초 간격으로 행하며 모터가 동작하는 전에 엔코더를 이용하여 모터의 회전 위치를 확인하며 직전 동작에서의 과주입이나 부족 주입분에 대한 에러를 보정하며 만약 과주입이 이루어 졌다면 모터의 회번을 한 주기 쉬게 된다.
기본적인 위치제어는 모터를 일정시간 회전시킨후 엔코더 신호를 확인하여 목표 위치에 도달하였는지를 확인하고 만약 도달하지 않았다면 목표 위치에 도달할 때 까지 모터의 동작과 정지, 엔코더를 이용한 위치 확인을 반복하게 된고, 모터가 목표 위치만큼 동작하면 모터를 정지시키고 다음 주기가 되기를 대기하게 된다.
이때 모터의 동작중 에러가 말생하면 모터를 정지하고 에러정보를 표시하게 된다.
도 11b는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 중속도 주입모드시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
중속도 약물 주입은 저속도의 약물 주입방법과 동일하나 기본 동작시간을 1초로하여 일각격으로 모터의 동작과 정지를 반복하게 된다.
도 11c는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 고속도 주입모드시의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
고속 약물 주입은 저속,중속과 기본적으로 위치에러를 보정하고 모터에러발생시 모터를 정지하고 에러를 표시하는 것은 동일하다.
고속 주입 모드에서는 모터를 회전시키고 엔코더를 확인한후 목표위치에 도달하게 되면 모터는 정지하게 된다.
도 12a는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 지속주입(Continuous) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
지속 모드는 주입된 모터의 속도를 계산하고 그 속도로 연속적으로 약물을 주입하게 된다.
도 12b는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 환자 자가조절 주입(PCA) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
환자 자가조절 주입 (PCA) 모드에서는 처음 부하용량주입 속도에 따라 모터를 동작하여 부하용량만큼 약물을 주입하게 되고, 부하용량을 모두 주입하게 되면 연속 주입 속도로 약물을 주입하게 된다.
연속 주입 모드에서 일저하게 약물을 주입하다. 연속 주입 모드로 약물을 n입중 환자가 추가 주입(볼루스)버튼을 누르게 되면 약물 주입속도는 연속주입속도와 볼루스 주입 속도가 합쳐진 속도로 설정된 볼루스 주입량 만큼 약을을 주입하게 된다. 추가 주입이 끝나면 폐쇄시간 모드를 동작시켜 폐쇄시간 동안 추가 주입 버튼의 동작을 막아 추가 주입이 불가능하게 하고 폐쇄시간이 지나면 다시 연속 주입모드가되어 추가 주입 버튼의 동작 대기하게 된다.
도 12c는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 간헐 주입(Intermittent) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
간혈적 약물 주입은 일정시간동안 약물 주입과 주입 정지를 반복하게 하게 되는 모드로 주입시간동안 연속주입모드로 약물을 주입하게 되고 정지시간동안 KVO 주입속도로 연속주입모드와 같은 바법으로 약물을 주입하게 되고 이를 연속적으로 수행한다.
도 12d는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 비경구 영양요법 (TPN) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
비경구 영양 요법 모드에서는 연속 주입속도와 증감 주입시간을 이용하여 단위시간의 약물 증가 시간을 계산하고 단위시간 간격으로 약물 주입속도를 증가시켜 증가 시간 동안 이를 행한다. 증가 주입시간이 종류되면 연속 주입모드로 약물을 주입하고 연속 주입 시간이 끝나면 증가 주입방법과 동일한 방법으로 증감 주입을 행하게 된다.
도 12e는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치의 다 단계(Multi-Step) 모드의 알고리즘을 도시한 플로우챠트이다.
다 단계 모드에서는 현재 단계의 약물 주입속도를 확인하고 주어진 속도로 주어진 시간 동안 약물을 주입하고, 주어진 속도가 끝나면 다음 단계의 약물 주입속도와 주입 시간을 확인하여 약물을 주입하게 된다. 이과 같은 단계를 약물 주입이 끝날 때까지 수행한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 약물 정량 자동주입 제어장치 및 그 제어방법은 모터의 회전수를 주입속도와 연동하여 체크하고, 이상유무 발생시 주입을 정지하고 회전수를 비교함으로써 에러를 보상하며, 각종 센서를 이용하여 약물 주입동작중 이상유무를 수시로 체크할 수 있으므로 정밀하고 안전한 약물 자동 주입 이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 환자에게 약물을 정량 자동으로 주입하기 위해, 환자의 신체와 연결되는 주입튜브와; 그 주입펌프를 펌핑하기 위한 압력펌프와; 그 압력펌프를 구동시키기 위한 모터와; 모터를 구동시키기 위한 모터 구동부와; 상기 모터의 회전수를 감지하기 위한 엔코더와; 상기 주입펌프의 내부에 설치되어 공기 포함여부를 감지하기 위한 공기감지 센서와; 튜브 내부에 설치되어 튜브의 폐색상태를 감지하기 위한 막힘감지센서로 이루어진 공지의 약물 자동 주입장치에 있어서,
    상기 약물 자동 주입장치의 몸체에 노출되게 설치되어, 주입모드를 선택하는 모드선택버튼과, 약물의 주입 개시 및 정지를 선택하는 개시/정지선택버튼과, 주입량의 가감 설정을 위한 가감 선택버튼이 형성된 버튼부가 구비되어져 있으며, 상기 약물 자동 주입장치의 내부에 내설된 제어부와 전기적으로 접속되어, 상기 버튼부의 조작에 따른 환자 자가조절(PCA)모드에서의 자가 약물 추가주입을 조작하기 위한 볼루스 스위치가 구비되고, 상기 주입튜브를 안착시키고 수납하는 커버의 닫힘상태를 감지하기 위한 도어감지센서가 구비되며, 상기 약물 자동 주입장치에 설치되어, 상기 주입튜브의 상태의 이상을 경고하기 위해 제어부로부터 구동신호를 인가받아 경고음을 발생하는 부저가 구비되며, 상기 부저를 구동시키기 위한 부저구동부가 구비되고, 상기 약물 자동 주입장치의 외부에 노출되게 설치되며, 상기 버튼부에서 조작한 모드선택이나 약물 주입 가감량, 주입정지나 주입개시 상태를 환자가 인지 가능하도록 화면 출력시키는 LCD가 구비되어져 있으며, 상기 LCD를 구동시키기 위한 LCD 구동부가 구비되고, 상기 약물 자동 주입장치의 내부에 설치되어, 구동시간동안 정량의 약물이 지속적으로 주입되는 약물 연속주입모드, 정량의 주입 약물에 환자가 추가로 약물을 더 주입하도록 하는 환자 자가조절(PCA)모드, 주입과 정지를 설정시간동안 반복하는 간헐(Intermittent) 모드, 일정시간 동안 약물의 주입량이 점감하도록 하는 비경구 영양요법(TPN)모드, 일정시간 동안 시간대별로 각기 상이한 주입량이 설정되어 주입도록 하는 다단계(Multi-Step)모드에 따른 약물 주입 알고리즘이 저장되어져 있는 데이터저장부가 구비되고, 상기 버튼부에 구비된 각 버튼의 입력에 따른 신호를 인가받아 상기 데이터저장부에 기저장된 해당 모드 알고리즘을 실행하며, 그 주입모드시 모터의 회전수를 검출하여 모터의 구동제어를 행하며, 각 센서로부터 감지신호를 인가받아 이상유무를 확인하며, 이상 발생시 상기 모터를 정지시키고 부저를 구동시키는 제어를 행하여 안전하고 정밀한 약물의 주입이 이루어지도록 하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어장치.
  2. 약물을 정량 자동 주입하기 위한 장치의 제어방법에 있어서,
    전원 인가과정과;
    초기 자가 테스트과정과;
    초기모드 실행과정과;
    기설정 모드 선택여부를 판단하는 과정과;
    주입모드(연속 주입모드, PCA모드, 간헐모드, 경구 영양요법 모드, 다단계 모드)를 선택하는 과정과;
    주입 모드 준비를 행하는 과정과;
    약물 주입을 구동하는 과정과;
    종료코드가 발생되는 과정과;
    약물 주입을 정지하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 약물 주입모드는 초기 약물 주입개시부터 종료까지의 구동시간동안 기설정된 정량의 약물이 지속적으로 주입하는 연속주입모드와; 연속모드에서의 정량의 약물에 추가로 일정량의 약물이 더 주입되도록 하는 환자 자가조절(PCA)모드와; 초기 약물의 주입개시로부터 종료시간까지 일정시간의 주입시간과 일시 정지시간이 각각 미리 설정되고, 주입시간시 주입량이 미리 설정되어 주입과 정지를 반복적으로 수행하면서 약물을 주입하는 간헐(Intermittent) 모드와; 초기 약물 주입개시로부터 일정시간동안 주입되는 약물이 점증하도록 하며, 일정시간동안 일정량의 약물이 주입되도록 하고, 일정시간동안 주입되는 약물의 양이 점감하도록 하는 비경구 영양요법(TPN)모드와; 다단계의 시간단위로 분할하여 각 시간단위별로 일정량의 약물 주입을 설정하는 다단계(Multi-Step)모드로 이루어진 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 초기모드 실행과정은 볼루스 스위치가 조작되는 지를 판단하고, 볼루스 스위치가 조작되면, 압력감지 센서 및 도어센서를 체크하고, 모터를 구동시켜 튜브내 공기를 제거하고, 볼루스 스위치가 조작되지 않으면, 다음 모드로 이동하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 주입모드를 선택하는 과정은 KVO 주입 속도, 전체 주입량과 주입속도를 공통적으로 선택하고, 환자 자가 추가 주입모드는 부하용량 과 부하용량의 주입속도, 볼루스 스위치 조작시의 주입량과 주입속도, 락 아웃타임을 추가로 선택하며, 간헐 모드에서는 약물 주입 시간과 약물 주입을 정지하는 시간을 추가로 선택하고, 비경구 영양요법(TPN)모드에서는 점증시간, 연속 주입 시간, 점감시간을 추가로 선택하고, 다단계(Multi-Step)모드에서는 주입단계별 주입 속도와 주입시간을 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 주입 모드 에서의 모터 구동 과정은 공기감지센서 및 도어센서를 체크하고, 에러 발생여부를 체크하며, 시험 경보를 발생하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 주입모드를 선택하는 과정중에는 저속도 주입, 중속도 주입, 고속도 주입의 주입속도를 선택하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 약물 주입을 구동하는 과정은 정확한 모터회전을 위하여 모터 회전시 엔코더 펄스수를 이용검출하여 기설정 회전수와 비교하고, 또한 홀센서의 데이터를 이용하여 엔코더의 펄스수와 비교하여 기기의 안전성을 증가시키고, 회전수 초과나 감소시 기설정 회전수로 보상하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 약물 정량 자동주입 제어방법.
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