KR100790433B1 - 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치 - Google Patents

유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치 Download PDF

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Abstract

유체 유량 조절 장치는 입구와 출구를 유체를 유통시키게 연결하는 복수 개의 유동 도관을 수용하는 하우징을 포함하고, 각 유동 도관은 유동 제어 튜브(310, 312, 314)와 탄성적으로 압축 가능한 폐쇄용 튜브(316, 318, 320)를 포함하며, 유동 제어 튜브는 실질적으로 내경이 동일하다. 각 유동 제어 튜브는 서로 다른 유량과 관련된 길이를 갖고 있다. 탄성 유동 차단 요소(212a, 212b, 212c)가 각 폐쇄용 튜브와 작동적으로 관련되어 있고, 관련 폐쇄용 튜브에 대한 유동 차단 압박 상태로 이동할 수 있다. 하우징 내의 작동 기구(206)는 유동 차단 요소 중 하나 이상과 선택적으로 맞물려 그 유동 차단 요소를 관련 폐쇄용 튜브에 대한 유동 차단 압박 상태로 이동시키도록 작동할 수 있고, 유동 차단 요소 중 어느 하나로부터 선택적으로 맞물림 해제되도록 작동할 수 있다.

Description

유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치{DEVICE FOR SELECTIVELY REGULATING THE FLOW RATE OF A FLUID}
본 발명은 일반적으로 정맥 내의 유체의 유동을 조절하는 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로 말하자면, 본 발명은 정맥 내로 액체를 연속적으로 주입하기 위해 복수 개의 개별적인 유량 중 어느 하나를 선택할 수 있는 장치에 관한 것이다.
의학 분야에서, 치료액 또는 의료 용액을 정맥 주사(IV) 주입 장치로 환자에게 종종 투입한다. 주입 장치에 있어서, 액체는 환자 위에 걸려있는 저장 용기(주머니 또는 병)에 담겨져 있고, 중력의 힘에 의해 관을 통해서 환자의 혈관 구조에 삽입되어 있는 정맥 주사 바늘에 공급되는 것이 일반적이다. 선택적으로, 액체는 주입 펌프에 의해 저장 용기로부터 공급될 수 있다.
종종 환자에게 공급되는 액체의 유량을 제어할 필요가 있는데, 특히 장기간에 걸쳐 연속적으로 액체를 투여하는 경우에 그러하다. 유량은 예를 들어 특정 의약 치료, 의약제 또는 치료제의 유형, 또는 특정 환자에 대한 특정 요구 사항에 따라 바뀔 수 있다. 사실상, 특정 약 또는 다른 약제에 대한 특정 환자의 필요성 또는 요구 사항은 시간에 지남에 따라 변할 수 있다.
다양한 장치 및 기술이 정맥 주사 투여 약제의 유량을 제어하기 위해 고안되었다. 예를 들면, 정맥 주사용 튜브에는 그 튜브를 통한 유량을 제한하기 위해 클램프가 마련되어 있을 수 있다. 그러나, 이 기술은 정확하게 유량을 계량하거나 제어할 수 없다. 정맥 주사 장치를 통과하는 유량을 제어하는 것으로 알려진 다른 장치가 미국 윌크(Wilk)의 미국 특허 제5,318,515호에 개시되어 있다. 이 장치에서, 하우징에 단면적이 다른 복수 개의 유동 제어 튜브가 내장되어 있는데, 상기 튜브는 입구 튜브를 통해 저장 용기로부터 액체를 받아들이는 입구에 연결되어 있다. 하우징 상의 선택 기구에 의해, 유동 제어 튜브 중 하나 이상을 통한 유동 경로는 출구 튜브에 의해 정맥 주사 바늘에 연결된 하우징의 출구로 선택적으로 개방될 수 있게 된다. 유동 제어 튜브들을 서로 다른 조합으로 개방함으로써, 복수 개의 개별적인 유량 중 하나로 선택될 수 있다. 이러한 해결책은 전망은 있지만, 제조 비용이 저렴하면서 사용하기 간단하고 신뢰성 있는 장치에서 유체 유량을 더욱 정확히 선택하고 제어할 수 있는 개선책이 요구되고 있다.
따라서, 정맥 주사 장치에서 복수 개의 개별적인 유량 중 하나를 선택할 수 있고, 선택된 유량을 비교적 고도의 정확도로 조합하여 쉽게 선택된 유량을 변경하는 장치에 대한 요구가 있었다. 선택된 유량이 시간이 경과해도 안정한 상태로 남아 있는 장치에 대한 추가적인 요구도 있었다. 또한, 이러한 장치는 일회용 물품으로 경제적으로 제조될 수 있도록 제조하기 쉽고 제조 비용이 저렴해야 하면서, 사용 시에 고도의 신뢰성을 제공해야 한다.
본 발명에 따른 액체 유량을 선택적으로 조절하는 장치는 복수 개의 유동 제어 튜브를 포함하는데, 각 유동 제어 튜브는 입구와 복수 개의 폐쇄용 튜브(occlusion tube) 중 대응하는 하나의 폐쇄용 튜브 사이에 연결되어 있다. 유동 제어 튜브는 단면적이 동일하지만 길이가 다르고, 이에 따라 각 유동 제어 튜브를 통한 유량은 그 길이에 반비례한다. 각 복수 개의 폐쇄용 튜브는 대응하는 하나의 유동 제어 튜브와 출구 사이에 연결되어 있다. 유동 제어 기구가 복수 개의 유동 차단 요소를 포함하는데, 각 유동 차단 요소는 대응하는 폐쇄용 튜브에서 작동 가능하다. 폐쇄용 튜브 중 하나 이상을 통한 유동을 차단하기 위해 대응하는 유동 차단 요소가 작동 기구에 의해 이동한다. 따라서, 장치를 통과하는 유량은 어떤 유동 제어 튜브가 대응하는 폐쇄용 튜브를 통해 출구에 유체를 유통시키게 연결되어 있는가에 따라 달라진다. 이에 따라, 유동 제어 튜브 중 하나 이상이 다수의 미리 선택된 개별적인 유량 중 어느 하나를 달성하기 위해 선택될 수 있다.
아래의 발명의 상세한 설명으로부터 더 자세히 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 제조 비용이 경제적이어서, 일회용 유닛의 실현에 기여하는 장치의 선택 가능한 유량을 정밀하게 제어한다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 사용하기 간단하고 신뢰성이 있다. 더욱이, 유동 제어 튜브의 단면적을 변경하여, 다양한 범위의 유량을 제공할 수 있고, 이에 따라 장치의 다용도성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선택적 유량 조절 장치를 통합한 정맥 주사 주입 장치의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선택적 유량 조절 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 사용하는 유동 제어 튜브 조립체의 평면도이다.
도 4는 도 3의 유동 제어 튜브 조립에의 측면 입면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 하우징 내부에 대한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시되어 있는 하우징의 사시도로서, 하우징이 커버가 부착되어 있는 상태가 도시되어 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예의 작동 기구의 부품으로 채택된 캠의 하부 사시도이다.
도 8은 도 7의 캠에 대한 하부 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 포함될 수 있는 출구 매니폴드의 사시도이다.
도 10은 도 9의 10-10 선을 따라 취한 횡단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예의 다양한 설정으로 선택될 수 있는 유량의 예를 보여주는 표이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유량 조절 장치(110)를 채택할 수 있는 주입 장치(100)가 도시되어 있다. 이 주입 장치(100)는 도시된 바와 같이 주머니일 수 있는 유체 저장 용기(102)를 포함한다. 이 저장 주머니(102)는 소정 체적의 치료액(예를 들어, 의료 약제)으로 미리 채워져 있고, 저장 주머니(102)에 양압(positive pressure)을 제어가능하게 가하는 펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 유용하게 압축되는 공지된 유형의 것이다. 저장 주머니(102)는 상류측 정맥 주사 라인(112)에 의해 유량 조절 장치(110)의 입구에 유체를 유통시키게 연결되어 있는데, 상기 정맥 주사 라인(112)은 적절한 길이로 절단된 다수의 구역의 가요성 관을 포함하고 있다. 제1 구역(112a)이 저장 주머니(102)의 출구와 종래의 주입 밸브(104)의 입구를 연결한다. 주입 밸브(104)는 환자에게 필요에 따라 추가적인 투여량의 치료제[이것은 저장 주머니(102)에 채워져 있는 것 외의 다른 것일 수도 있음]를 투약할 수 있게 한다. 제2 구역(112b)은 주입 밸브(104)의 출구와 유체로부터 입자 오염물 및/또는 공기를 제거하는 데에 사용하는 종래의 필터(108)의 입구를 연결한다. 주입 밸브(104)와 필터(108) 사이의 제2 구역(112b)에 클램프(106)를 설치하여, 저장 주머니(102)로부터의 흐름을 선택적으로 차단할 수 있다. 제3 구역(112c)은 필터(108)의 출구와 유량 조절 장치(110)의 입구를 연결한다.
하류측 정맥 주사 라인(114)이 유량 조절 장치(110)의 출구에 연결되어 있고, 숫형 루어 피팅(male Luer fitting; 116)에서 종료한다. 이 숫형 루어 피팅(116)은 환자의 혈관 구조에 도입하기 위한 정맥 주사 카테테르(catheter) 또는 기타 장치가 대응하는 암형 루어 피팅(도시되어 있지 않음)에 의해 부착될 수 있는 유형이다. 사용하지 않을 때에는, 단부 캡(118)을 숫형 루어 피팅에 설치하여 누설을 방지할 수 있다.
상기 유량 조절 장치(110)는 저장 주머니(102)로부터 환자에게 급송되는 액체의 유량을 조절 및 조정하는 데에 사용된다. 어떤 경우에는, 유량 조절 장치(110)에 의해 급송되는 유량에 허가되지 않거나 관리되지 않은 조정을 방지 또는 제지하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 선택적인 보안용 커버(120) 및/또는 착탈식 키(122)가 유량 제어 장치(110)에 마련될 수 있다. 잠금식 탬퍼 레지스턴트 스트랩(lockable temper-resistant strap)(도시되어 있지 않음)이 보안용 커버(120)를 구비하는 유량 조절 장치(110) 둘레의 적소에 배치되어 허가되지 않은 조정을 추가로 저지할 수 있다.
아래에 더 자세히 설명하는 바와 같이, 유량 조절 장치(110)는 의료업 종사자, 건강 관리업 종사자, 또는 환자 자신이 저장 주머니 내용물이 환자에게 흘러가는 유량을 조정할 수 있게 한다. 유량 조절 장치(110)는 아래에서 설명하는 작동 기구를 포함하는데, 이 작동 기구는 각각 별개의 유량에 대응하는 다양한 위치로 선택적으로 이동할 수 있다. 작동 기구는 직경이 동일하고 길이는 동일하지 않은 하나 이상의 유동 제어 튜브을 통한 유체 흐름을 선택적으로 저지하여, 유량 조절 장치(110)를 통한 유량을 점진적으로 증가 또는 감소시키기 위해 하나 이상의 차단 장치를 이동시킨다. 따라서, 0에서 특정 상한에 이르는 별개의 유량의 세트가 유량 조절 장치(110)에 제공될 수 있다. 유량 상한은 예를 들어, 급송되는 치료제의 최대 가능 투입량을 근거로 하여 선택될 수 있다.
도 2에는 유량 조절 장치(110)의 주요 구성 부품이 도시되어 있다. 특히, 유량 조절 장치는 상부 하우징 절반부(202)와 하부 하우징 절반부(204)를 포함하고 있다. 하부 하우징 절반부(204)에는 둘레에 홈(208)을 갖는 캠 로터(206)와 복수 개의 유동 차단 요소를 갖는 캠 종동자 판(210)을 포함하는 유동 제어 기구가 장착되어 있고, 복수 개의 유동 차단 요소는 바람직한 실시예에서 3개의 탄성 캠 종동자 핑거(212a, 212b, 212c)를 포함한다. 복수 개의 멈춤용 융기부(214)가 캠 종동자 판(210)의 중앙 구멍(216)으로부터 방사형으로 형성되어 있다. 유동 제어 기구의 작동은 아래에서 설명하겠다.
도 3 및 도 4에는 복수 개의 선택 가능한 유체 유동 경로를 제공하기 위해 하부 하우징 절반부(204)에 설치되어 있는 유동 제어 튜브 조립체(300)가 도시되어 있는데, 각 유체 유동 경로는 유량 조절 장치(110)가 사이에 설치되어 있는 상류측 정맥 주사 라인(112)과 하류측 정맥 주사 라인(114) 사이에서 미리 정해진 유량을 제공한다. 유동 제어 튜브 조립체(300)는 출구 매니폴드(304)를 구비하며, 이 출구 매니폴드(304)는 하류측 정맥 주사 라인(114)의 상류측 단부에 유체를 유통시키게 연결하기 위한 출구 포트(302)와, 출구 플래넘 챔버(plenum chamber; 303)와, 복수 개(바람직하게는 3개)의 유동 제어 튜브 연결 포트(308)를 포함하고 있다. 제1 유동 제어 튜브(310), 제2 유동 제어 튜브(312), 및 제3 유동 제어 튜브(314)의 각 하류측 단부는 바람직하게는 용제 접착(solvent bond)에 의해 유동 제어 튜브 연결 포트(308) 중 하나에 각각 연결되어 있다. 유동 제어 튜브(310, 312, 314)는 가요성 압출 PVC로 제조되는 것이 바람직하다.
특정 범위의 유량을 위한 각 유동 제어 튜브(310, 312, 314)는 내경이 대략 동일하다. 구체적으로, 내경이 약 0.003 내지 0.004 인치(0.076 mm 내지 0.010mm)인 튜브를 사용할 수 있지만, 주어진 압력에 대한 유량의 범위가 튜브의 내경에 직접 비례하는 바, 원하는 유량의 범위에 따라 더 크거나 작은 내경을 갖는 튜브를 사용할 수 있다. 유동 제어 튜브(310, 312, 314)는 서로 다른 길이를 갖고 있는데, 동일한 내경의 튜브 및 주어진 인가된 유체 압력에 대해, 각 유동 제어 튜브(310, 312, 314)를 통한 유량은 그 길이에 반비례한다. 예를 들어, 한 가지 특정 실시예에서, 유동 제어 튜브의 길이는 각각 2 인치(51mm), 4 인치(102mm), 8 인치(203mm)일 수 있다.
각 유동 제어 튜브(310, 312, 314)의 상류측 단부는 대응하는 폐쇄용 튜브(316, 318, 320)의 하류측 단부에 각각 유체를 유통시키게 연결되어 있고, 이러한 연결은 바람직하게는 성형 PVC 커플링 요소(322)에의 용제 접착에 의해 이루어진다. 폐쇄용 튜브(316, 318, 320)는 실질적으로 길이 및 내경이 동일한 것이 바람직하다. 폐쇄용 튜브(316, 318, 320)는 탄성적으로 압축 가능하도록 연질의 가요성 플라스틱 재료, 바람직하게는 쇼어 경도가 낮은 PVC로 이루어진다. 따라서, 제1 유동 제어 튜브(310) 및 이와 관련된 폐쇄용 튜브(316)는 제1 유동 도관을 형성하고, 제2 유동 제어 튜브(312) 및 이와 관련된 폐쇄용 튜브(318)는 제2 유동 도관을 형성하며, 제3 유동 제어 튜브(314) 및 이와 관련된 폐쇄용 튜브(320)는 제3 유동 도관을 형성한다. 폐쇄용 튜브(316, 318, 320)의 상류측 단부는 바람직하게는 용제 접착에 의해 입구 매니폴드(326)의 3개의 폐쇄용 튜브 연결 포트(324) 중 하나에 각각 연결되어 있다. 입구 매니폴드(326)는 상류측 정맥 주사 라인(112)의 하류측 단부에 유체를 유통시키게 연결되는 입구 포트(306)를 포함하고 있다.
도 9 및 도 10에는 입구 매니폴드(326)가 자세히 도시되어 있다. 폐쇄용 튜브 연결 포트(324)는 입구 플레넘 바디(328)의 내측에 부착(초음파 용접에 의해)되어 있는 리드(lid)(327)로부터 연장하고 있고, 이에 따라 입구 플레넘 챔버(330)를 획정한다. 입구 포트(306)는 입구 플레넘 바디(328)의 외측으로부터 상류측으로 연장하고 있다.
도 2 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 하부 하우징 절반부(204)와 상부 하우징 절반부(202)는 서로 결합되어 장치의 내부 구성 부품을 수용하는 하우징을 형성하도록 구성되어 있다. 이러한 결합은 접착제 접합 또는 초음파 용접과 같은 임의의 적절한 수단이어도 좋다. 선택적으로, 상부 하우징 절반부(202)를 착탈할 수 있게 하는 것을 원한다면, 상부 하우징 절반부(202)는 스냅 투게더(snap-together) 방식의 부착 기구(도시되어 있지 않음)와 같은 수단에 의해 하부 하우징 절반부(204)에 연결될 수 있다. 상부 하우징 절반부(202)에는 캠 로터(206)에 대한 접근을 허용하는 위치 및 크기로 된 구멍(218)이 마련되어 있다. 하우징 절반부(202, 204)가 서로 결합되면, 이렇게 형성된 하우징은 입구 포트(306)와 출구 포트(302)가 각각 통과해 연장하는 개구를 갖는 상류측 단부 및 하류측 단부를 포함한다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상부 하우징 절반부(202)에는 선택적인 보안용 커버(120)을 고정하기 위한 멈춤부(207)가 마련되어 있을 수 있는 상류측 단부벽(205)이 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 하부 하우징 절반부(204)는 측방향 지지부(222)에 의해 하류부와 상류부로 분리되어 있다. 측방향 지지부(222) 자체는 직립형 멈춤용 결합 부재(224)에 중단되어 있고, 멈춤용 결합 부재의 목적은 아래에서 설명하겠다. 측방향 지지부(222)에는 3개의 수직 슬롯(226)이 마련되어 있고, 이들 슬롯은 각각 폐쇄용 튜브(316, 318, 320) 중 하나를 수용하고 있다. 하부 하우징 절반부(204)에는 하류측 단부벽(228)이 있다. 이 하류측 단부벽(228)의 외부에는 한 쌍의 힌지 요소(230)가 전술한 보안용 커버(120)를 부착하도록 마련될 수 있다.
하부 하우징 절반부(204)의 하류부에는 스풀(spool; 402)이 위치하고 있다. 한 쌍의 직경방향으로 대향하는 탭(406)과 중앙 구멍(408)을 구비하는 스풀 캡(404)이 스풀(402)의 상부에 부착되어 있다. 유동 제어 튜브(310, 312, 314)는 스풀(402) 둘레에 감겨져, 스풀 캡(404)에 의해 유지됨으로써 유동 제어 튜브가 꼬이거나 펴지는 것이 방지되고 있다. 한 쌍의 대향하는 출구 매니폴드 유지 탭(410)이 하부 하우징 절반부(204)의 하류측 단부벽(228) 부근에 마련되어 있고, 이에 따라 하류측 단부벽(228)과 유지 탭(410) 사이에 출구 매니폴드(304)를 유지하기 위한 공간이 형성된다.
하부 하우징 절반부(204)의 상류부에는 3개의 안내 채널(412)이 마련되어 있는데, 이들 각각은 측방향 지지부(222)의 슬롯(226) 중 하나와 정렬되어 있고, 아래에서 설명하는 바와 같이, 유동 제어 기구에 의해 선택적으로 폐쇄되는 폐쇄용 튜브(316, 318, 320) 중 하나를 적절한 위치에 유지하도록 구성되어 있다. 전술한 캠 종동자 판(210)이 부착되어 있는 환형 받침대(414)가 하부 하우징 절반부의 상류부 중앙에 위치하고 있다.
하부 하우징 절반부(204)에는 상류측 단부벽(234)이 있다. 선택적으로, 선택적 보안용 커버(120)가 제위치에 배치된 후에 부착될 수 있는 타이 랩(tie wrap) 또는 케이블 랩(cable wrap)을 부착하기 위한 상류측 단부벽(234)에 구멍식 장착구(236)가 마련되어 있다. 한 쌍의 대향하는 입구 매니폴드 유지 탭(416)이 상류측 단부벽(234) 부근의 하부 하우징 절반부(204)의 상류부에 마련되어 있고, 이에 따라 유지 탭(416)과 상류측 단부벽(234) 사이에 입구 매니폴드(326)를 유지하기 위한 공간이 형성된다.
환형 받침대(414)는 그 외주부에 수직 정렬 슬롯(418)과 중앙 구멍 또는 리세스(420)를 포함하고 있다. 도 2에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 캠 종동자 판(210)의 중앙 구멍(216)은 환형 받침대(414)의 외측 둘레에 끼워 맞춰지는 크기로 되어 있다. 키 또는 탭(422)이 캠 종동자 판(414)의 중앙 구멍(216)으로 연장하여, 받침대(414)의 정렬 슬롯(418)에 수용되는 크기로 되어 있으며, 이에 따라 받침대(414)에 대한 캠 종동자 판(210)의 적절한 원주방향 정렬이 보장된다. 캠 종동자 판(210)이 적절하게 정렬되면, 캠 종동자 핑거(212a, 212b, 212c)는 아래에서 설명하는 바와 같이 폐쇄용 튜브(316, 318, 320)와 각각 맞물리도록 적절하게 배치되어 있다. 변형례로서, 이러한 정렬은 비원형 외주부를 갖는 받침대 및 이에 대응하는 비원형 구멍을 갖는 캠 종동자 판을 마련함으로써 제공될 수 있다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 지지 받침대(414)의 중앙 구멍(420) 내에 환형 유지 칼라(502)가 설치되어 있다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 캠 로터(206)는 유지 칼라(502)에 끼워 맞춰지게 이 캠 로터의 하면에 매달려 있는 중앙 유지 기둥(504)을 구비하고 있다. 이 중앙 유지 기둥(504)은 유지 칼라(502)에 스냅 결합식으로 장착되도록 갈라져 있고, 칼라(502)에 대해 마찰식으로 적소에 유지되어, 캠 로터(206)의 수직 이동은 제한하면서 캠 로터(206)와 칼라(502)가 구멍(420) 내에서 함께 회전하게 한다.
캠 로터(206)의 상세 구조가 도 6, 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 캠 로터(206)는 디스크형 구조인데, 그 주연부에는 소정의 원주방향 간격으로 복수 개의 수직(축선방향) 멈춤용 홈(208)이 형성되어 있다. 이들 멈춤용 홈(208)은 미리 선택된 유량 설정을 나타내는 회전 위치를 정하고, 원하는 유량이 선택된 때에 분명한 "느낌(feel)"을 제공하도록 멈춤 맞물림 부재(224)와 맞물린다. 캠 로터(206)의 하면에는 복수 개의 캠 요소(242a, 242b, 242c)가 마련되어 있는데, 이들 캠 요소는 각각 캠 로터(206)의 중심 둘레에 3개의 동심 환형 밴드(244a, 244b, 244c)에 배치된 원호형 융기부로 형성되어 있다. 반경 방향 최내측 밴드(244a)는 대략 180°범위에 이르는 단일의 원호형 캠 요소(242a)를 포함한다. 중간 밴드(244b)는 직경 방향으로 대향하는 한 쌍의 원호형 캠 요소(242b)를 포함하며, 이들 캠 요소 각각의 원호의 각도 범위는 대략 90°이다. 반경 방향 최외측 밴드(244c)는 그 밴드(244c)의 원주 방향으로 등간격으로 배치된 4개의 원호형 캠 요소(242c)를 포함하며, 이들 캠 요소 각각의 원호의 각도 범위는 대략 45°이다. 캠 로터(206)의 중심으로부터 각 밴드(244a, 244b, 244c)의 반경 방향 거리는, 캠 로터(206)의 중심으로부터 캠 종동자 핑거(212a, 212b, 212c) 중 하나에 이르는 거리에 상응한다. 따라서, 캠 로터(206)가 회전할 때, 최내측 캠 요소(242a)는 캠 종동자 핑거(212a)와 맞닿아 이 캠 종동자 핑거(212a)를 아래쪽으로 압박한다. 이와 유사하게, 중간 캠 요소(242b)는 캠 종동자 핑거(212b)를 압박하고, 최외측 캠 요소(242c)는 캠 종동자 핑거(212c)를 압박하여, 이들 캠 종동자 핑거는 이와 같이 관련 캠 요소에 맞물릴 때 강제로 하향 이동된다. 캠 종동자 핑거가 관련 캠 요소에 의해 아래쪽으로 압박될 때에, 이들 캠 종동자 핑거는 관련 폐쇄용 튜브 상에서 아래쪽으로 눌려져 그 폐쇄용 튜브를 압착 폐쇄하며, 그 결과 상기 폐쇄용 튜브를 통한 유동 및 나아가서는 폐쇄된 폐쇄용 튜브 및 이에 관련된 유량 제어 튜브로 이루어진 유동 도관을 통한 유동을 차단한다. 캠 요소가 관련 캠 종동자 핑거로부터 떨어지게 이동하면, 캠 종동자 핑거는 관련 폐쇄용 튜브와의 압축 맞물림 상태에서 벗어나 그 원위치까지 탄성적으로 복원할 수 있게 되며, 이로 인해 관련 유량 제어 튜브로부터의 유동에 대하여 폐쇄용 튜브가 개방되고, 나아가 그 폐쇄용 튜브 및 관련 유량 제어 튜브로 이루어진 유동 도관이 개방된다.
도시된 예시적인 실시예에서, 캠 로터(206)에는 8개의 멈춤용 홈(208)이 마련되어 있는데, 전술한 바와 같이 이들 멈춤용 홈은 서로 길이가 다른(나아가 3개의 서로 다른 유량을 갖는) 3개의 유량 제어 튜브(310, 312, 314)에 제공될 수 있는 8개의 미리 선택된 유량을 나타낸다. 3개의 튜브로 이루어진 장치에 대해 선택 가능한 미리 정해진 유량을 나타내는 예시적인 표가 도 11에 도시되어 있다. 따라서, 도시된 특정예에서, 가장 짧은 유동 제어 튜브는 4 ml/hr의 유량을 제공하고, 중간 길이의 유동 제어 튜브는 2 ml/hr의 유량을 제공하며, 가장 긴 유동 제어 튜브는 1 m/hr의 유량을 제공한다. 캠 로터(206)를 모든 폐쇄용 튜브가 관련 캠 종동자 핑거의 압박에 의해 폐쇄되는 위치 또는 "상태" 1로 회전시키면 유량이 0으로 된다. 캠 로터(206)의 위치 또는 상태 2에서, 2개의 긴 유동 제어 튜브와 관련된 폐쇄용 튜브가 관련 캠 요소에 의한 관련 캠 종동자 핑거의 압박에 의해 차단된다. 그 결과, 상기 장치를 통과하는 유량은 1 ml/hr이다. 유사한 방식으로, 캠 로터(206)를 위치 또는 상태 3 내지 8로 각각 회전시키면, 상기 장치를 통과하는 총 유량은 2 ml/hr에서부터 7 ml/hr로 점진적으로 증대될 수 있다. 위치 또는 상태 8에서는, 캠 요소 및 관련 캠 종동자 핑거의 작용에 의해 차단된 폐쇄용 튜브가 없고, 이에 의해 모든 유량 제어 튜브를 통한 유동이 허용되어, 총 유량이 7 ml/hr가 된다.
상기 장치의 유량 범위는 다수의 파라미터, 구체적으로 유동 제어 튜브의 길이 및 내경, 그리고 상기 유량 제어 튜브의 상류측에 인가되는 압력에 의해 결정될 것이다. 제로와 최대값 사이에서 유량 증분의 개수를 보다 많게 하길 원하는 경우, 3개 이상의 유량 제어 튜브 및 관련 폐쇄용 튜브를 마련하고, 이에 동등하게 캠 요소 및 캠 종동자 핑거의 개수를 증가시킬 수 있다.
캠 로터(206)를 포함하는 작동 기구를 하부 하우징 절반부(204)에 설치한 후, 상부 하우징 절반부(202)를 예컨대 접착제 접합 또는 초음파 용접 등에 의하여 하부 하우징 절반(204)에 부착한다. 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 캠 로터(206)의 상면은 상부 하우징 절반부(202)의 구멍(218)을 통하여 노출된다. 캠 로터(206)의 상면에는 하나 이상의 키이 슬롯(250)이 마련되는 것이 유리하며, 이 키이 슬롯은 전술한 키이(122)를 수용하도록 치수 및 위치가 정해지며, 이로써 캠 로터(206)는 키이(122)가 슬롯(250) 내로 적절하게 삽입된 때에만 상이한 위치로 회전할 수 있게 된다. 캠 로터(206)의 상면에는 캠 로터(206)를 다수의 미리 정해진 회전 위치로 회전시킴으로써 선택될 수 있는 개별적인 유량을 나타내는 적절한 표시부(indicia)가 마련되어 있다. 유량 표시는 예컨대 환형 데칼(252; annular decal)에 의해 제공될 수 있고, 또 캠 로터(206)의 표면에 직접 마킹함으로써 제공될 수도 있다. 상부 하우징 절반부(202)의 상면은 유리하게는 화살표 등의 표식이 마련되는 것이 유리할 수 있으며, 이 화살표 등의 표식은 제2 데칼(254)에 의해 제공되어, 선택된 유량을 표시한다.
본 명세서에서 바람직한 실시예를 설명하였지만, 전술한 실시예가 단지 예시적인 것이고, 많은 변형 및 수정이 당업자에게 제안될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이들 변형 및 수정 중 일부는 이미 위에서 설명하였다. 다른 변형 및 수정은 캠 요소 및 캠 종동자 요소의 개수, 배치 및 구조와 멈춤 기구와 같은 특징을 포함할 수 있으며, 그리고 하나 이상의 유량 제어 튜브을 통한 유동을 선택적으로 차단하기 위한 다른 대안적인 기구를 포함할 수도 있다. 이들 및 다른 변형, 수정 및 그 외의 균등물은 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (32)

  1. 입구와 출구를 포함하는 하우징과,
    상기 입구와 상기 출구 사이에 유체를 유통시키게 연결되는 복수 개의 유동 도관으로서, 내경은 실질적으로 동일하고 길이는 각각 상이한 미리 정해진 유량을 나타내는 길이인 한편, 탄성적으로 압착 가능한 폐쇄용 튜브(occlusion tube)를 각각 구비하는 것인 복수 개의 유동 도관과,
    상기 하우징에 작동식으로 장착되고, 상기 유동 도관을 통한 유체 유동을 선택적으로 차단하여, 차단되지 않은 유동 도관의 유량의 조합에 대응하는 상기 입구에서 상기 출구로의 유량을 제공하는 유량 선택 기구
    를 포함하며, 상기 유량 선택 기구는,
    각 폐쇄용 튜브와 작동식으로 협력하여, 관련 폐쇄용 튜브를 통한 유체의 유동을 차단하도록 선택적으로 작동할 수 있는 한편, 관련 폐쇄용 튜브에 대해 유동 차단 압박 상태로 및 그 상태로부터 벗어나게 이동할 수 있는 탄성 요소를 포함하는 유동 차단 요소와,
    각각의 상기 유동 차단 요소와 작동식으로 맞물릴 수 있고, 복수 개의 미리 정해진 위치들 간에 이동 가능한 작동 기구
    를 포함하며, 상기 작동 기구는 상기 복수 개의 미리 정해진 위치 중 하나를 제외한 모든 위치에서는 상기 유동 차단 요소 중 하나 이상과 작동식으로 맞물려 이 작동식으로 맞물린 각 유동 차단 요소와 관련된 폐쇄용 튜브를 통한 유동을 차단하며, 상기 복수 개의 미리 정해진 위치 중 하나의 위치에서는 상기 유동 차단 요소 중 어느 것과도 맞물리지 않으며, 상기 작동 기구는, 상기 탄성 요소 중 하나를 이와 관련된 폐쇄용 튜브에 대해 유동 차단 압박 상태로 이동시키도록 작동식으로 각각 배치된 복수 개의 캠 요소를 포함하는 것인 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치.
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  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄성 요소는 각각 탄성 캠 종동자 핑거를 포함하며, 이 탄성 캠 종동자 핑거는 캠 요소에 의해 맞물리는 경우 폐쇄용 튜브 중 하나와 압축식으로 맞물리도록 작동식으로 압박되게 위치하는 것인 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하우징에 회전가능하게 장착된 캠 로터를 더 포함하며, 이 캠 로터에는 캠 로터가 회전할 때 관련 캠 종동자 핑거와 작동식으로 맞물릴 수 있는 위치에 상기 캠 요소가 각각 배치되어 있는 것인 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 캠 로터는 복수 개의 회전 위치들 간에 회전 가능하고, 각 회전 위치는 미리 정해진 유체 유량과 관련되어 있는 것인 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 장치는 적어도 제1 캠 종동자 핑거, 제2 캠 종동자 핑거 및 제3 캠 종동자 핑거를 포함하며, 상기 캠 로터는 적어도 상기 제1 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 제1 캠 요소, 상기 제2 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 한 쌍의 직경 방향으로 대향하는 제2 캠 요소, 및 상기 제3 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 복수 개의 제3 캠 요소를 포함하는 것인 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 180°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제1 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 상기 한 쌍의 제2 캠 요소는 각각 원호 각도의 범위가 대략 90°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제2 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 각각 원호 각도의 범위가 대략 45°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제3 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 상기 제1 반경 방향 거리는 상기 제3 반경 방향 거리보다 짧고, 상기 제2 반경 방향 거리는 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제3 반경 방향 거리 사이의 거리인 것인 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 4개의 등간격으로 배치된 제3 원호형 캠 요소를 포함하는 것인 유체의 유량을 선택적으로 조절하는 장치.
  11. 환자에게 치료 액체를 선택 가능한 유량으로 급송하는 주입 장치로서,
    소정 체적의 액체를 담고 있고 출구가 있는 한편, 제어 가능한 압력을 가하는 펌프에 의해 가압되는 가압 유체 저장 용기와,
    상기 저장 용기의 출구에 유체를 유통시키게 연결된 입구와 정맥 주사 도관에 연결된 출구를 구비하는 유동 조절 장치
    를 포함하고, 상기 유동 조절 장치는
    입구와 출구 사이에 유체를 유통시키게 연결되는 한편, 내경은 실질적으로 동일하고 길이는 각각 상이한 미리 정해진 유량을 나타내는 길이인 복수 개의 유동 도관과,
    상기 유동 도관을 통한 유체 유동을 선택적으로 차단하여, 차단되지 않은 유동 도관의 유량의 조합에 대응하는 입구로부터 출구로의 유량을 제공하는 유량 선택 기구
    를 포함하는 것인 주입 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 저장 용기의 출구와 상기 유동 조절 장치의 입구 사이에 유체를 유통시키게 연결된 주입 밸브를 더 포함하는 것인 주입 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 상기 유동 조절 장치는,
    상기 유동 조절 장치의 입구와 출구를 유체를 유통시키게 연결하는 한편, 내경은 실질적으로 동일하며, 길이는 각각 상기 유동 조절 장치를 통과하는 미리 정해진 액체 유량을 결정하는 특정 길이인 복수 개의 유동 도관과,
    (a) 어떤 유동 도관도 통과하지 않게, 그리고 (b) 하나 이상의 유동 도관을 통과하게, 선택적으로 액체 유동을 차단하도록 작동할 수 있는 유량 선택 기구
    를 포함하는 것인 주입 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 유량 선택 기구는,
    각 유동 도관과 작동식으로 협동하는 유동 차단 요소와,
    상기 유동 차단 요소를 선택적으로 작동시켜, 각각의 작동된 유동 차단 요소와 관련된 유동 도관을 통한 유동을 차단시키는 작동 기구
    를 포함하는 것인 주입 장치.
  16. 제15항에 있어서, 각 유동 도관은 탄성적으로 압축 가능한 폐쇄용 튜브를 포함하고, 각 유동 차단 요소는 상기 작동 기구에 의해 관련 폐쇄용 튜브에 대한 유동 차단 압박 상태로 이동할 수 있는 탄성 요소를 포함하는 것인 주입 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 작동 기구는 복수 개의 캠 요소를 포함하고, 이 각 캠 요소는 탄성 요소 중 하나를 관련 폐쇄용 튜브에 대해 유동 차단 압박 상태로 이동시키도록 작동식으로 배치되는 것인 주입 장치.
  18. 제17항에 있어서, 각 탄성 요소는 탄성 캠 종동자 핑거를 포함하며, 이 탄성 캠 종동자 핑거는 캠 요소에 의해 맞물리는 경우 폐쇄용 튜브 중 하나와 압축식으로 맞물리도록 작동식으로 압박되게 위치하는 것인 주입 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 유동 조절 장치는 상기 유동 도관과 상기 캠 종동자 핑거를 수용하는 하우징을 더 포함하고, 이 하우징은 유동 조절 장치의 입구가 있는 일단부와 유동 조절 장치의 출구가 있는 타단부를 구비하며,
    상기 작동 기구는 상기 하우징에 회전가능하게 장착되는 캠 로터를 더 포함하며, 이 캠 로터에는 캠 로터가 회전할 때 관련 캠 종동자 핑거와 작동식으로 맞물릴 수 있는 위치에 상기 캠 요소가 각각 배치되어 있는 것인 주입 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 캠 로터는 복수 개의 회전 위치들 간에 회전할 수 있고, 각 회전 위치는 미리 정해진 유체 유량과 관련되어 있는 것인 주입 장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기 유량 조절 장치는 적어도 제1 캠 종동자 핑거, 제2 캠 종동자 핑거, 및 제3 캠 종동자 핑거를 포함하고, 상기 캠 로터는 적어도 상기 제1 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 제1 캠 요소, 상기 제2 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 한 쌍의 직경 방향으로 대향하는 제2 캠 요소, 및 상기 제3 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 복수 개의 제3 캠 요소를 포함하는 것인 주입 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 180°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제1 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 상기 한 쌍의 제2 캠 요소는 각각 원호 각도의 범위가 대략 90°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제2 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 각각 원호 각도의 범위가 대략 45°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제3 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 상기 제1 반경 방향 거리는 상기 제3 반경 방향 거리보다 짧고, 상기 제2 반경 방향 거리는 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제3 반경 방향 거리 사이의 거리인 것인 주입 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 4개의 등간격으로 배치된 제3 원호형 캠 요소를 포함하는 것인 주입 장치.
  24. 입구와 출구를 구비하는 하우징과,
    하우징 내에서 상기 입구와 상기 출구를 유체를 유통시키게 연결하며, 유동 제어 튜브 및 탄성적으로 압착 가능한 폐쇄용 튜브를 각각 포함하는 적어도 제1 유동 도관, 제2 유동 도관 및 제3 유동 도관으로서, 상기 유동 제어 튜브는 내경이 실질적으로 동일하며, 제1 유동 제어 튜브는 제1 미리 정해진 유량과 관련된 제1 길이를 가지며, 제2 유동 제어 튜브는 제2 미리 정해진 유량과 관련된 제2 길이를 가지며, 제3 유동 제어 튜브는 제3 미리 정해진 유량과 관련된 제3 길이를 갖는 것인 적어도 제1 유동 도관, 제2 유동 도관 및 제3 유동 도관과,
    각 폐쇄용 튜브와 작동식으로 협력하고, 관련 폐쇄용 튜브에 대한 유동 차단 압박 상태로 이동할 수 있는 탄성 유동 차단 요소와,
    상기 하우징 내에서, (a) 상기 유동 차단 요소 중 하나 이상의 유동 차단 요소와 선택적으로 맞물려 그 유동 차단 요소를 관련 폐쇄용 튜브에 대한 유동 차단 압박 상태로 이동하도록 작동될 수 있으며, (b) 상기 유동 차단 요소 중 임의의 것으로 부터 선택적으로 맞물림 해제되도록 작동할 수 있는 작동 기구
    를 포함하며, 상기 작동 기구는 탄성 요소 중 하나를 관련 폐쇄용 튜브에 대한 유동 차단 압박 상태로 작동식으로 이동시키도록 배치된 복수 개의 캠 요소를 포함하는 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 작동 기구는 각 유동 차단 요소와 작동식으로 맞물릴 수 있는 한편, 복수 개의 미리 정해진 위치들 간에 이동 가능하며, 상기 복수 개의 미리 정해진 위치 중 하나를 제외한 모든 위치에서 상기 작동 기구는 상기 유동 차단 요소 중 하나 이상과 작동식으로 맞물려 이 작동식으로 맞물린 각 유동 차단 요소와 관련된 폐쇄용 튜브를 통한 유동을 차단하며, 상기 복수 개의 미리 정해진 위치 중 하나의 위치에서 상기 작동 기구는 어떤 유동 차단 요소와도 작동식으로 맞물리지 않는 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
  26. 삭제
  27. 제24항에 있어서, 상기 탄성 요소는 각각 탄성 캠 종동자 핑거를 포함하며, 이 탄성 캠 종동자 핑거는 캠 요소에 의해 맞물리는 경우 폐쇄용 튜브 중 하나와 압축식으로 맞물리도록 작동식으로 압박되게 위치하는 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 하우징에 회전가능하게 장착된 캠 로터를 더 포함하며, 이 캠 로터에는 캠 로터가 회전할 때 관련 캠 종동자 핑거와 작동식으로 맞물릴 수 있는 위치에 상기 캠 요소가 각각 배치되어 있는 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 캠 로터는 복수 개의 회전 위치들 간에 회전할 수 있고, 각 회전 위치는 미리 정해진 유체 유량과 관련되어 있는 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기 장치는 적어도 제1 캠 종동자 핑거, 제2 캠 종동자 핑거 및 제3 캠 종동자 핑거를 포함하며, 상기 캠 로터는 적어도 상기 제1 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 제1 캠 요소, 상기 제2 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 한 쌍의 직경 방향으로 대향하는 제2 캠 요소, 및 상기 제3 캠 종동자 핑거와만 맞물릴 수 있는 복수 개의 제3 캠 요소를 포함하는 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제1 캠 요소는 원호 각도의 범위가 대략 180°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제1 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이고, 상기 한 쌍의 제2 캠 요소는 각각 원호 각도의 범위가 대략 90°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제2 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 각각 원호 각도의 범위가 대략 45°이고 상기 캠 로터의 중앙으로부터 제3 반경 방향 거리에 위치하는 원호형 캠 요소이며, 상기 제1 반경 방향 거리는 상기 제3 반경 방향 거리보다 짧고, 상기 제2 반경 방향 거리는 상기 제1 반경 방향 거리와 상기 제3 반경 방향 거리 사이의 거리인 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 복수 개의 제3 캠 요소는 4개의 등간격으로 배치된 제3 원호형 캠 요소를 포함하는 것인 가압원으로부터의 액체의 유동을 조절하는 장치.
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