KR100921945B1 - Apparatus for sensing chemical exhaustion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 약물소진 감지장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 소정의 용기에 수용되어 있는 약물을 일정한 통로를 통하여 공급하는 경우에 약물의 소진여부를 감지하기 위한 약물소진 감지장치는, 상기 약물이 이동하는 통로의 외부에 서로 마주보는 형태 또는 서로 인접되는 형태의 전극판들을 부착 배치하여 적어도 하나의 콘덴서를 구성하고, 상기 적어도 하나의 콘덴서의 용량 변화에 의해 상기 약물의 소진여부를 감지하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 저비용으로 약물소진여부를 감지할 수 있게 된다.The present invention relates to a drug exhaustion detection apparatus, wherein the drug exhaustion detection device for detecting the exhaustion of the drug when the drug contained in a predetermined container according to the present invention is supplied through a predetermined passage, the drug is moved At least one condenser is formed by attaching and disposing electrode plates facing each other or adjacent to each other on the outside of the passage, and detecting whether the drug is exhausted by changing the capacity of the at least one condenser. do. According to the present invention, it is possible to detect whether the drug is exhausted at low cost.
링겔, 콘덴서, 유전율, 비교기, 진폭, 정현파 Ring gel, capacitor, dielectric constant, comparator, amplitude, sine wave
Description
도 1은 일반적인 링거액 주사장치의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a general Ringer's solution injection device,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 약물소진 감지장치의 콘덴서의 구성을 나타낸 개략도이고,2 and 3 is a schematic view showing the configuration of a condenser of the drug exhaustion detection apparatus according to the present invention,
도 4 내지 도 7은 도 2 및 도 3, 및 도 9의 콘덴서가 채용된 약물소진 감지장치의 각각의 실시예들에 따른 블록도들이고,4 to 7 are block diagrams according to embodiments of the drug exhaustion detecting apparatus employing the capacitors of FIGS. 2 and 3 and 9, respectively.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 약물소진 감지장치의 콘덴서의 다른 구성을나타낸 개략도이다.8 is a schematic view showing another configuration of the condenser of the drug exhaustion detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
110 : 입력신호 발생부 120 : 용량변환부110: input signal generator 120: capacitive converter
130 : 이득 산출부 132 : 피크 검출기130: gain calculator 132: peak detector
134 : 비교기 140 : 경고음 발생부134: comparator 140: warning sound generating unit
C : 콘덴서C: condenser
본 발명은 약물소진 감지장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 약물의 공 급과정에서 약물의 소진여부를 감지하여 약물소진시 경고음을 발생시키는 약물소진 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drug burnout detection device, and more particularly to a drug burnout detection device for generating a warning sound when the drug is exhausted by detecting whether the drug is exhausted during the drug supply process.
일반적으로, 현재 병원 등에서는 병이나 비닐팩에 수용되어 있는 링겔 주사액(링거액)을 가는 관을 통하여 환자에게 주사하고 있다. 이러한 링겔 주사장치는 병에 들어있는 약물을 장시간에 걸쳐 환자에게 공급하는 역할을 하는 것으로, 도 1에 도시되어 있다.In general, hospitals and the like are currently injecting a ring gel injection solution (ringer solution) contained in a bottle or plastic pack to a patient through a thin tube. The ring gel injector serves to supply the patient with a drug in a bottle for a long time, and is shown in FIG. 1.
도 1에 도시된 바와 같이, 링겔 주사장치는 병(10), 연결관(20), 및 이송비닐배관(30)을 구비한다.As shown in FIG. 1, the ring gel injection device includes a
상기 병(10)은 주사액이 수용되기 위한 공간을 제공하며, 일반적으로 제약회사에서 상기 주사액이 수용된 채로 밀봉되어 공급된다. 상기 주사액이 수용되기 위한 공간을 제공하는 것으로 병이 사용되나, 비닐팩 형태로 구성된 것도 있다.The
상기 연결관(20)과 상기 이송비닐배관(30)은 일체형으로 공급된다. 상기 이송비닐배관(30)의 한쪽 끝에는 환자의 혈관에 주입하기 위한 인체주입주사침이 구비된다.The connecting
상기 연결관(20)은 상기 병(10)에 주입하기 위한 링겔 주입 주사침이 구비되며, 상기 이송비닐 배관(30)에 구비되어 상기 이송비닐 배관의 폭을 조절하여 주사액의 공급 속도를 조절하는 주사액 속도조절기 등이 구비될 수 있다. 상기 병(10)에 들어있는 주사약은 병(10), 연결관(20), 및 이송비닐 배관(30)을 통하여 환자에게 공급된다. 병에서 공급되는 약물은 일정량으로 상기 연결관(20)에 남아 있으면서 상기 이송비닐 배관(30)을 통하여 환자에게 공급되는 구조를 가진다.The connecting
상기 링겔 주사장치는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 그 구조 및 동작이 잘 알려져 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.The ring gel injection device is well known to those skilled in the art, the structure and operation of the ring gel injection device will not be described further.
상술한 바와 같은 링거주사장치는 병(10)에 들어있는 주사액이 다 소진된 경우에는 제거하거나 새로운 병으로 바꾸어 주어야 한다. 만약 상기 주사액이 다 소진된 상태로 장시간(10분 이상) 방치되는 경우에는 피의 역류가 일어나거나 공기주입 등으로 인하여 의료사고가 발생하거나, 환자에게 제대로 약물공급을 할 수 없는 등 환자의 치료에 장애요인으로 작용하고 있다.As described above, the ringer plunger should be removed or replaced with a new bottle when the injection solution in the
상기 병(10)에 있는 약물이 모두 소진되면, 일정시간 이후에 상기 연결관(20)에 있는 약물도 모두 소진되게 되며, 이후에는 상기 이송비닐배관(30)에 남아 있는 약물도 모두 환자에게 공급되어 소진되게 된다. 상기 이송비닐배관(30)에 남아있는 약물이 모두 소진되어 피의 역류가 발생되는 시간은 대략 5∼6분정도 되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 연결관(20)의 약물이 모두 소진되고 나서 5∼6분 이내의 시간 안에 약물이 교체되어야 한다.When all of the drugs in the
이를 위해 위급한 환자의 경우에는 고가의 장치를 사용하여 그 약물소진 여부를 알 수 있도록 하고 있지만, 일반 환자의 경우에는 보호자나 주변사람, 간호사들이 약물의 소진여부를 알기 위하여 항상 링겔 병이나 상기 연결관을 주시하여야 한다는 불편함이 있다.In case of an emergency, an expensive device is used to determine whether the drug is exhausted.However, in the case of a general patient, a guardian, a neighbor, or a nurse can always know whether or not the drug is exhausted. The inconvenience is that you have to watch.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 약물소진 감지장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a drug burnout detection device that can overcome the above-mentioned conventional problems.
본 발명의 다른 목적은 약물의 소진여부를 감지할 수 있는 약물소진 감지장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to provide a drug exhaustion detection device that can detect whether the drug is exhausted.
본 발명의 또 다른 목적은 저비용으로 약물소진 여부를 감지할 수 있는 약물 소진 감지장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a drug exhaustion detecting apparatus capable of detecting drug exhaustion at low cost.
본 발명의 또 다른 목적은 소모전력을 줄일 수 있는 약물소진 감지장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to provide a drug exhaustion detection device that can reduce the power consumption.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 소정의 용기에 수용되어 있는 약물을 일정한 통로를 통하여 공급하는 경우에 약물의 소진여부를 감지하기 위한 약물소진 감지장치는, 상기 약물이 이동하는 통로의 외부에 서로 마주보는 형태 또는 서로 인접되는 형태의 전극판들을 부착 배치하여 적어도 하나의 콘덴서를 구성하고, 상기 적어도 하나의 콘덴서의 용량 변화에 의해 상기 약물의 소진여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems, the drug exhaustion detection device for detecting whether the drug is exhausted when supplying the drug contained in the predetermined container according to the present invention through a predetermined passage At least one condenser is formed by attaching and disposing electrode plates facing each other or adjacent to each other on the outside of a passage through which the drug moves, and whether the drug is exhausted by changing the capacity of the at least one condenser. It is characterized by detecting.
상기 약물이 이동하는 통로가 원형의 관 일 경우에, 상기 콘덴서를 구성하는 전극판들은 반원형으로 구성되며, 두개의 전극판들이 상기 관을 외부에서 둘러싸며 서로 이격되어 마주보는 형태로 부착되어 하나의 콘덴서를 구성할 수 있다.When the passage through which the drug moves is a circular tube, the electrode plates constituting the condenser are semicircular, and two electrode plates surround the tube from the outside and are spaced apart from each other and are attached to each other. It is possible to configure a capacitor.
그리고, 상기 약물소진 감지장치는, 상기 콘덴서의 용량에 따라 입력신호의 진폭이나 위상을 변화시켜 출력하는 용량변환부와; 상기 용량변환부에서 출력되는 출력신호의 이득을 기준이득레벨과 비교함에 의해 약물소진여부를 판단하여 경보 발생여부를 결정하는 이득산출부와; 상기 이득산출부에서 경보발생신호가 출력되는 경우에 이에 응답하여 경보를 발생하는 경보발생부를 구비할 수 있다. 상기 입력신호는 정현파, 계단파, 구형파, 및 삼각파 중 선택된 어느 하나 신호일 수 있다.The drug exhaustion detecting device may further include: a capacitance converter configured to output an amplitude or a phase of an input signal according to the capacitance of the capacitor; A gain calculation unit for determining whether or not the drug is exhausted by comparing the gain of the output signal output from the dose conversion unit with a reference gain level; An alarm generating unit may generate an alarm in response to an alarm generating signal output from the gain calculating unit. The input signal may be any one selected from sine wave, stair wave, square wave, and triangle wave.
상기 용량변환부는, 상기 입력신호가 입력되는 입력노드와 상기 출력신호가 출력되는 출력노드와의 사이에 구비되는 저항과, 상기 출력노드와 접지사이에 구비되는 상기 콘덴서를 구비할 수 있으며, 상기 저항과 콘덴서의 위치를 바꿔 구현하는 것도 가능하다. 그리고, 상기 이득산출부는, 상기 콘덴서 양단에 나타나는 출력신호의 피크값을 이용하여 진폭을 검출하는 피크검출기와; 상기 피크검출기에서 검출된 진폭을 기준진폭레벨과 비교하여 상기 진폭이 기준진폭레벨 이상인 경우에 상기 경보발생신호를 출력하는 비교기를 구비할 수 있다.The capacitive converter may include a resistor provided between an input node to which the input signal is input and an output node to which the output signal is output, and the capacitor provided between the output node and ground, wherein the resistor is provided. It is also possible to change the position of the and condenser. The gain calculating unit includes: a peak detector for detecting an amplitude using peak values of output signals appearing at both ends of the capacitor; A comparator may be provided that compares the amplitude detected by the peak detector with a reference amplitude level and outputs the alarm generation signal when the amplitude is greater than or equal to the reference amplitude level.
한편, 상기 이득산출부는, 상기 출력신호를 디지털 변환하는 AD변환기와; 상기 AD변환기의 출력을 기존진폭레벨과 비교하여 기준진폭레벨 이상인 경우에 상기 경보발생신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러를 구비할 수 있다. 다른 한편으로, 상기 이득산출부는, 상기 입력신호를 기존비교레벨을 기준으로 비교한 위상값을 출력하는 제1비교기와, 상기 용량변환부의 출력신호를 상기 기존비교레벨을 기준으로 비교한 위상값을 출력하는 제2비교기와, 상기 제1비교기 출력과 상기 제2에교기 출력의 위상차를 검출하여 기준위상레벨 이하인 경우에 상기 경보발생신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러를 구비할 수 있다. 또한, 상기 이득산출부는, 상기 입력신호를 디지털 변환하는 제1AD변환기와; 상기 용량변환부의 출력신호를 디지털 변환하는 제2AD변환기와; 상기 제2AD변환기의 출력신호의 진폭이 기존진폭레벨 이상인 경우에는 상기 경보발생신호를 출력하고, 상기 제2AD변환기의 출력신호의 진폭이 기 준진폭레벨 미만인 경우에는, 상기 제1AD변환기의 상기 제2AD변환기 출력의 위상차가 기준위상레벨 이하인 경우에 한하여 상기 경보발생신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 약물소진 감지장치를 통한 약물 소진 여부의 감지동작은 일정주기 간격으로 수행될 수 있다.On the other hand, the gain calculating section, an AD converter for digitally converting the output signal; It may be provided with a microcontroller for outputting the alarm generation signal when the output of the AD converter compared to the existing amplitude level and the reference amplitude level or more. On the other hand, the gain calculation unit, a first comparator for outputting a phase value comparing the input signal based on the existing comparison level, and a phase value comparing the output signal of the capacitance conversion unit based on the existing comparison level And a second comparator for outputting and a microcontroller for detecting a phase difference between the first comparator output and the second comparator output and outputting the alarm generation signal when the phase difference is below a reference phase level. The gain calculating unit may include a first AD converter for digitally converting the input signal; A second AD converter for digitally converting the output signal of the capacitor converter; The alarm generation signal is output when the amplitude of the output signal of the second AD converter is equal to or greater than the existing amplitude level. When the amplitude of the output signal of the second AD converter is less than the reference amplitude level, the second AD of the first AD converter is output. A microcontroller may be provided to output the alarm generation signal only when the phase difference of the converter output is equal to or less than the reference phase level. In addition, the detection of drug exhaustion through the drug exhaustion detection device may be performed at regular cycle intervals.
한편, 상기 콘덴서를 구성하는 상기 전극판들은 적어도 두개가 구비되며, 상기 전극판들 각각은 상기 약물이 이동하는 통로를 완전히 감싸는 구조 또는 상기 통로를 완전히 감싸지 않고 일부를 노출시키는 형태로 구비되어, 상기 통로의 외부에 길이방향으로 서로 인접 부착될 수 있다. 그리고, 상기 약물이 이동하는 통로가 원형의 관 일 경우에, 상기 콘덴서를 구성하는 전극판들은 'C' 자형 또는 상기 관을 감싸는 ' 0' 자형으로 구성될 수 있다.On the other hand, at least two of the electrode plates constituting the condenser are provided, each of the electrode plate is provided in a form that completely surrounds the passage through which the drug moves or a portion to completely expose the passage, It may be attached adjacent each other in the longitudinal direction to the outside of the passage. In addition, when the passage through which the drug moves is a circular tube, the electrode plates constituting the condenser may have a 'C' shape or a '0' shape surrounding the tube.
상기한 구성에 따르면, 저비용으로 약물소진 여부를 감지할 수 있게 된다.According to the above configuration, it is possible to detect whether the drug is exhausted at low cost.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, without any other intention than to provide a thorough understanding of the present invention to those skilled in the art.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예들의 약물소진 감지장치에 사용되는 콘덴서의 구성을 나타낸 것이다. 도 2는 콘덴서의 구성을 나타낸 정면도이고, 도 3은 단면도이다.2 and 3 show the configuration of the capacitor used in the drug exhaustion detection apparatus of the embodiments of the present invention. 2 is a front view showing the structure of a capacitor, and FIG. 3 is a sectional view.
일반적으로 콘덴서는 두개의 전극판과, 두개의 전극판사이에 구비되는 유전물질로 구성된다. 이 경우 콘덴서의 용량값은 'C=ε*s/d' (여기서 ε은 유전물질의 유전율을 나타내며, s는 상기 전극판의 단면적, d는 전극판 사이의 길이를 나타낸 다)로 표현된다.In general, a capacitor is composed of two electrode plates and a dielectric material provided between the two electrode plates. In this case, the capacitance value of the capacitor is expressed as 'C = ε * s / d', where ε represents the dielectric constant of the dielectric material, s represents the cross-sectional area of the electrode plate, and d represents the length between the electrode plates.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 링겔 주사장치의 이송비닐배관(30)이나 연결관(20)의 외부에 두개의 전극판(40a,40b)을 부착하여 콘덴서(C)를 구성한다. 이 경우 상기 두개의 전극판(40a,40b)은 서로 마주보도록 배치되며, 상기 이송비닐배관(30)이나 상기 연결관(20)의 외부를 감싸는 구조로 부착될 수 있다. 상기 전극판의 길이나 폭은 실험을 통하여 적당한 길이와 폭으로 설정될 수 있다.As shown in Figures 2 and 3, the condenser (C) is configured by attaching two electrode plates (40a, 40b) to the outer side of the
도 2 및 도 3에서는 이송비닐 배관(30)에 구현하는 경우를 도시하였으나, 상기 연결관(20)에 구현하는 경우도 이와 다르지 않음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 명백하다. 이하에서는 상기 이송비닐배관(30) 및 상기 연결관(20)을 통칭하는 용어로써 '관(30)' 으로 표기한다.2 and 3 illustrate the case of implementing the conveying
상기 관(30)에 두개의 전극판(40a,40b)을 설치하게 되면, 두 전극판(40a,40b)은 전기적으로 콘덴서(C)로 동작하게 된다. 즉 두 전극판(40a,40b) 사이의 유전물질에 따라 용량이 변화하는 콘덴서(C)로 동작하게 된다. 상기 관(30)을 통과하는 약물이 없는 경우에는 공기만 두 전극판(40a,40b)사이에 존재하게 되므로, 상기 콘덴서(C)의 용량값이 작아지고, 약물이 존재하는 경우에는 약물의 유전율이 공기보다 일반적으로 크므로 상기 콘덴서(C)의 용량값이 커지게 될 것이다.When the two
예를 들면, 유전율(ε)은 상기 비유전율과 유전상수(εO= 8.854×10-12 C2/Nm2)의 곱에 의해 계산되고, 공기의 비유전율은 '1' 이고 물의 비유전율은 '78.5' 정도이다. 링겔 주사액을 포함하는 약물은 일반적으로 물 이외에도 다른 성 분이 다양하게 포함되므로 비유전율은 일반적으로 상기 물보다 더 크게 된다. 따라서 상기 물을 기준으로 하거나, 상기 공기와 물 사이의 특정 비유전율을 기준으로 하여 상기 콘덴서(C)의 용량변화를 비교하게 되면, 약물이 상기 관(30)에 존재하는지 존재하지 않는지를 알 수 있게 되는 것이다.For example, the dielectric constant (ε) is calculated by the product of the relative dielectric constant and the dielectric constant (ε O = 8.854 × 10 -12 C 2 / Nm 2 ), the relative dielectric constant of air is '1' and the relative dielectric constant of water is It's about 78.5. Since the drug including the ring gel injection solution generally contains various components in addition to water, the relative dielectric constant is generally larger than that of the water. Therefore, by comparing the capacity change of the condenser (C) based on the water or based on a specific dielectric constant between the air and water, it is possible to know whether or not the drug is present in the tube (30). Will be.
도 2 및 도 3에서 상기 관에 전극판을 부착하는 경우에 다음과 같은 문제점이 발생될 수 있다. 특히 연결관(20)에 콘덴서를 형성하는 경우에는 별 문제가 없으나 굵기가 상대적으로 작은 상기 비닐배관(30)에 콘덴서를 형성하는 경우에 문제가 발생될 수 있다.2 and 3, the following problems may occur when attaching the electrode plate to the tube. In particular, there is no problem in the case of forming a condenser in the connecting
상기 관(30)의 전체 굵기에 비하여 약물이 통과하는 구멍의 크기가 작은 경우에는 상기 관(30)의 재질(예를 들면, 플라스틱 재질)에 의하여 형성되는 정전용량과 약물에 의해서 형성되는 정전용량이 직결로 연결되는 구조를 가진다. 이때 약물의 유무에 따른 정전용량의 변화가 작아져서 용량의 변화를 판단하기가 어려운 문제점이 발생될 수 있다.When the size of the hole through which the drug passes is smaller than the overall thickness of the
예를 들어, 상기 관(30)에 의해 형성되는 용량을 'Cp' 라고 하고 약물에 의해 형성되는 용량을 'Cg' 하고 하면 두개의 용량이 직결 연결된 것으로 전체 용량을 계산할 수 있다. 따라서 전체 용량은 '(Cp*Cg)/(Cp+Cg)' 가 된다. 따라서 약물의 유무에 따른 전체 용량의 변화가 작게 나타남을 알 수 있다.For example, if the dose formed by the
또 다른 문제점으로는 전극판의 크기를 크게 만들 수 없다는 것으로, 일반적으로 전극판의 면적이 클수록 정전용량이 커지기 때문에 전극판의 면적을 크게 하여 콘덴서를 형성하는 것이 유리하다. 그러나, 상기 관(30)의 굵기가 작은 경우에 는 정전용량이 큰 콘덴서를 형성하기 어려울 뿐만 아니라 전극판을 부착하기가 용이하지 않다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 새로운 구조의 콘덴서가 필요할 수 있다 이는 도 8을 통해 설명한다.Another problem is that the size of the electrode plate cannot be made large. In general, the larger the area of the electrode plate is, the larger the capacitance becomes. Therefore, it is advantageous to form a capacitor by increasing the area of the electrode plate. However, when the thickness of the
도 8은 상기 관(30)의 굵기가 작을 경우에 형성되는 콘덴서의 구조를 나타낸 것으로, 사시도(a)와 단면도(b)가 나타나 있다.8 shows the structure of a capacitor formed when the thickness of the
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 관(30)에 두개의 전극판(50a,50b)이 상기 관(30)의 길이방향으로 서로 인접하여 배치되는 구조로 콘덴서를 구성한다.As shown in FIG. 8, two
즉, 상기 전극판들(50a,50b) 각각은 상기 약물이 이동하는 통로인 상기 관(30)을 완전히 감싸지 않고 일부를 노출시키는 형태로, 상기 관(30)의 외부에 길이 방향으로 서로 인접되며 각각 동일한 구조로 부착될 수 있다. 이와 같은 구조를 위해 상기 전극판들(50a,50b)은 'C' 자형으로 구성될 수 있다.That is, each of the
다른 구조로써, 도면에서 도시되지는 않았지만, 상기 관(30)을 완전히 감싸는 구조의 전극판들을 상기 관(30)의 길이 방향으로 서로 인접되도록 배치함에 의해 콘덴서를구성할 수 있다. 이때 상기 전극판들을 '0'자형으로 구성될 수 있다. 상기 전극판들이 상기 관(30)을 감싸는 반지나 링(ring) 형태로 구성될 수 있다.As another structure, although not shown in the drawings, the capacitors may be configured by arranging electrode plates having a structure completely surrounding the
상기 약물이 이동하는 통로가 원형의 관이 아니라 다른 다각형의 형태를 가지는 경우에는 통로의 형태와 동일한 구조로 전극판을 형성하고, 이들 전극판을 통로를 완전히 감싸거나. 상기 통로를 완전히 감싸지 않고 일부를 노출시키는 형태로 부착할 수 있다. 여기서 '0'자형의 경우에는 고정형으로 콘덴서를 구성하는 경우에 유리하고, 'C'자 형의 경우에는 탈부착식으로 콘덴서를 구성하는 경우에 유리할 것 이다.When the passage through which the drug moves has a shape of another polygon instead of a circular tube, the electrode plate is formed to have the same structure as that of the passage, and the electrode plate completely surrounds the passage. The passage may be attached in such a way as to partially expose the passage. In the case of the '0' shape, it would be advantageous to configure the condenser in the fixed type, and in the case of the 'C' shape, it would be advantageous in the case of the detachable condenser.
상술한 전극구조의 콘덴서를 구성하면, 도 2 및 도 3의 콘덴서 구조에 비하여 약물의 유무에 따른 용량변화가 더 크게 나타나므로 신호처리가 용이할 뿐 아니라 부착도 더 용이해진다.When the condenser of the electrode structure described above is configured, the capacity change according to the presence or absence of the drug is larger than that of the condenser structure of FIGS. 2 and 3, and thus, signal processing is easy and attachment is also easier.
상기 전극판들(50a,50b)은 동일한 형태로 두개 이상이 배치될 수도 있다 두 개가 배치되는 경우에는 하나의 콘덴서를 구성하고, 3개 이상의 전극판들이 부착되는 경우에는 전극판의 선택에 따라 다양한 용량 및 다양한 개수의 콘덴서를 구성하는 것이 가능할 것이다.Two or more of the
이상에서 설명된 콘덴서는 상기 관(30)에 적어도 하나가 구성될 수 있다. 상기 연결관(20)에 도 2 및 도 3에서 설명된 구조의 콘덴서가 구성될 수 있고, 상기 비닐배관(30)에 도 8에서 설명된 콘덴서가 구비될 수 있다. 그리고 복수개의 콘덴서들이 구비되는 경우에는 이들이 병렬 연결되도록 하여 용량을 크게 하는 것도 가능할 것이다.At least one condenser described above may be configured in the
도 4는 도 2 및 도 3, 그리고 도 8에서 설명된 구조의 콘덴서를 이용하여 구성한 본 발명의 일 실시예인 약물소진 감지장치(100)의 블록도이다.4 is a block diagram of a drug
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물소진 감지장치(100)는, 용량변환부(120)와 이득산출부(130)를 구비한다. 상기 용량변환부(120)에 입력신호를 입력하기 위하여 입력신호 발생부(110)가 구비될 수 있으며, 상기 이득산출부(130)에서 출력되는 경보발생신호에 응답하여 경고음을 발생시키는 경고음 발생부(140)가 더 구비될 수 있다.As shown in FIG. 4, the drug
상기 용량변환부(120)는 상기 콘덴서(C)의 용량에 따라 입력신호(Vs)의 진폭이나 위상을 변화시켜 출력한다. 상기 용량변환부(120)는 저항(R)과 상기 콘덴서(C)를 구비한다.The
상기 저항(R)은 상기 입력신호(Vs)가 입력되는 상기 입력신호 발생부(110)와 상기 이득 산출부(130)와의 사이에 구비된다. 다시 말하면, 상기 입력신호(Vs)의 입력노드와 상기 용량변환부(120)의 출력노드(n)와의 사이에 구비된다 상기 저항값은 적절한 값으로 설정될 수 있다.The resistor R is provided between the
상기 콘덴서(C)의 구성은 도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같다.The condenser C is configured as described with reference to FIGS. 2 and 3.
상기 용량변환부(120)는 상기 도 2 및 도 3의 전극판(40a,40b)에 전선을 연결하여 하나의 전극판(40b)과 연결된 전선은 접지시키고, 다른 천극판(40a)에 연결된 전선은 상기 저항(R)과 연결시키는 방식으로 구성된다 그리고 상기 저항(R)과 접지사이에 입력신호(Vs) 발생부가 연결되는 구성을 가질 수 있다.The
상기 입력신호(Vs)는 정현파 또는 계단파일 수 있다 또한, 상기 계단파가 주기적으로 인가되는 구형파가 상기 입력신호(Vs)일 수 있으며, 상기 정현파 대신에 삼각파 등이 이용될 수 있다.The input signal Vs may be a sinusoidal wave or a staircase. In addition, a square wave to which the staircase wave is periodically applied may be the input signal Vs, and a triangular wave may be used instead of the sinusoidal wave.
상기 입력신호(Vs)가 정현파인 Vs(t)= sin(2π*1000)t, 저항(R)=3kΩ , 공기의 경우 상기 콘덴서(C)의 용량(C=1000pF)라고 가정하고, 상기 콘덴서(C) 양단에 나타나는 상기 용량변환부(120)의 출력을 계산해보면 다음과 같다.It is assumed that the input signal Vs is a sinusoidal wave Vs (t) = sin (2π * 1000) t, the resistance R = 3kΩ, and in the case of air, the capacity of the capacitor C (C = 1000pF). (C) The outputs of the
상기 용량변환부(120)의 출력은 'Vo(jω)/Vs(jω) = 1/(1+jωRC)' 이고, 상기 유전물질이 공기(air)인 경우에 출력의 크기는 대략적으로 '1'에 가까우며, 위 상은 '-arctan(ωRC) = -1.1°|가 된다. 그리고, 상기 유전물질이 를(H2O)인 경우에는 상기 콘덴서(C)의 용량은 'C=78.5*1000pF' 가 되고, 크기는 대략적으로 '0.56' 에 가까우며, 위상은 '-arctan(ωRC) = -55.9°' 가 된다.The output of the
상술한 바와 같이 상기 용량변환부(120)는 상기 유전물질이 물인 경우는 공기인 경우에 비하여, 크기는 대략 '1/2' 로 감소하고, 위상차는 '55.9-1.1=54.8°' 이 된다.As described above, when the dielectric material is water, the
상기 입력신호(Vs)가 진폭이 'A| 인 계단파일 경우에는 상기 콘덴서(C) 양단에 나타나는 출력신호(Vo)는 'Vo(t) =A(1-e(-t/RC))' 로 나타난다. 상기 콘덴서(C) 양단에 나타나는 상기 출력신호(Vo)의 시정수는 'RC' 이므로 이를 이용하여 상기 콘덴서(C)의 용량변화에 따른 출력비교를 통하여 약물의 소진여부를 감지할 수 있다.When the input signal Vs is a stepped file having an amplitude of 'A | , the output signal Vo that appears across the capacitor C is' Vo (t) = A (1-e (-t / RC) )' Appears. Since the time constant of the output signal Vo appearing on both ends of the condenser C is 'RC', it is possible to detect whether the drug is exhausted by comparing the output according to the change of the capacity of the condenser C.
도면에서는 도시되지 않았지만, 상기 용량변환부(120)의 다른 구성 예에 따르면, 상기 저항(R)과 상기 콘덴서(C)의 위치를 바꾸어 배치하는 구성도 가능하다. 즉, 상기 입력신호(Vs)의 입력노트와 상기 용량변환부(120)의 출력노드(n)와의 사이에 상기 콘덴서(C)가 구비되고, 상기 출력노드(n)와 접지사이에 상기 저항이 구비될 수 있다. 이때, 상기 용량변환부(120)의 출력은 'Vo(jω)/Vs(jω) = jω RC/(1+jωRC)' 가 된다.Although not shown in the drawing, according to another configuration example of the
이 경우도 상기 콘덴서(C)의 용량변화에 따라 상기 용량변환부(120)의 출력 이 변화되므로, 상기 콘덴서(C)의 용량변화에 따른 출력비교를 통하며 약물의 소진 여부를 감지할 수 있게 된다.In this case, since the output of the
상기 이득 산출부(130)는 상기 용량변환부(120)에서 출력되는 출력신호(Vo)의 이득을 기준이득레벨과 비교함에 의해 약물소진여부를 판단하여 경보 발생여부를 결정한다.The
예를 들어, 상기 유전물질이 물(H2O)인 경우는 공기(air)인 경우에 비하여, 크기는 대락 '1/2' 로 감소하고, 위상차는 '55.9-1.1=45.8°' 이 되므로, 이를 이용하여 약물소진 여부를 판단하게 된다. 약물의 경우에는 상기 물보다 유전율이 큰 것으로 이미 알려져 있으므로, 물을 기준으로 하여 기준진폭레벨 및 기준위상을 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 물을 기준으로 하여 약 50% 마진(margin)을 두어 기존진폭레벨을 '(1-0.56/2)=0.72' 로 설정하고, 기준 위상레벨을 '54.8/2 = 27.4°' 로 설정하는 것이 가능하다. 따라서 상기 용량변환부의 출력신호(Vo)의 크기가 '0.72' 이상인 경우에는 약물이 없는 경우 즉 약물이 소진된 경우라고 가정할 수 있으며, 위상차가 '27.4°' 이하인 경우에는 상기 약물이 소진된 경우라고 가정할 수 있다.For example, when the dielectric material is water (H 2 O), compared to the case of air, the size is reduced to '1/2' and the phase difference is '55 .9-1.1 = 45.8 ° '. The drug is used to determine whether it is exhausted. Since the drug is known to have a higher dielectric constant than the water, the reference amplitude level and the reference phase can be set based on water. For example, set an existing amplitude level to '(1-0.56 / 2) = 0.72' with approximately 50% margin based on the water, and set the reference phase level to '54 .8 / 2 = 27.4 ° '. It is possible to set. Therefore, when the output signal Vo of the dose converter is greater than 0.72, it may be assumed that there is no drug, that is, the drug is exhausted. When the phase difference is less than 27.4 °, the drug is exhausted. Can be assumed.
상술한 바와 같은 기준레벨을 이용하여 약물 소진 여부를 감지하는 상기 이득산출부(130)는 다양하게 구성가능하다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물소진 감지장치(100)는, 진폭을 이용하여 약물소진 여부를 감지하는 장치로써, 상기 이득산출부(130)가 피크검출기(132) 및 비교기(134)를 구비한다.As shown in FIG. 4, the drug
상기 피크 검출기(132)는 상기 출력노드(n)에 나타나는 출력신호(Vo)의 피크값을 이용하여 진폭을 검출한다. 상기 피크 검출기(132) 대신에 전파정류회로와 저역통과 여파기가 구비될 수도 있다.The
상기 비교기(134)는 상기 피크검출기(132)에서 검출된 진폭을 기준진폭레벨(예를 들면, '0,72')과 비교하여 상기 진폭이 기존진폭레벨 이상인 경우에 상기 경보발생신호를 발생한다. 상기 비교기(134)에서 상기 경보발생신호가 발생되면, 상기 경고음 발생부(140)에서 경고음을 발생하게 된다.The
도 5는 상기 콘덴서(C)를 이용하여 구성한 본 발명의 다른 실시예인 약물소진 감지장치(200)의 블록도이다.5 is a block diagram of the drug
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 약물소진 감지장치(200)는, 도 4에서와 같이, 상기 출력신호(Vo)의 진폭을 이용하여 약물소진 여부를 감지하는 장치로써, 용량변환부(120)와 이득산출부(230)를 구비한다.As shown in FIG. 5, the drug
상기 용량변환부(120)에 입력신호를 입력하기 위하여 입력신호 발생부(110)가 구비될 수 있으며, 상기 이득산출부(230)에서 출력되는 경보발생신호에 응답하여 경고음을 발생시키는 경고음 발생부(240)가 더 구비될 수 있다.An
상기 입력신호 발생부(110), 용량변환부(120), 및 상기 경고음 발생부(240)는 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다.Since the
상기 이득산출부(230)는 AD변환기(232) 및 마이크로 컨트롤러(234)를 구비할 수 있다.The
상긴 AD변환기(232)는 상기 출력노드(n)에 나타나는 출력신호(Vo)를 디지털 변환하여 출력한다.The
상기 마이크로 컨트롤러(234)는 상기 AD변환기(232)의 출력을 기준진폭레벨(예를 들면, '0.72')과 비교하여 기준진폭레벨 이상인 경우에 상기 경보발생신호를 출력한다. 상기 경보발생신호가 발생되면, 상기 경고음 발생부(240)에서 경고음을 발생하게 된다. 이에 상기 약물이 소진되었음을 알 수 있게 된다.The
도 6은 상기 콘덴서(C)를 이용하여 구성한 본 발명의 또 다른 실시예인 약물소진 감지장치(300)의 블록도이다.Figure 6 is a block diagram of a drug
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약물소진 감지장치(300)는, 상기 출력신호(Vo)의 위상차를 이용하여 약물소진 여부를 감지하는 장치로써, 용량변환부(120)와 이득산출부(330)를 구비한다.As shown in FIG. 6, the drug
상기 용량변환부(120)에 입력신호를 입력하기 위하여 입력신호 발생부(110)가 구비될 수 있으며, 상기 이득산출부(330)에서 출력되는 경보발생신호에 응답하여 경고음을 발생시키는 경고음 발생부(340)가 더 구비될 수 있다.An
상기 입력신호 발생부(110), 용량변환부(120), 및 상기 경고음 발생부(340)는 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다.Since the
상기 이득 산출부(330)는 제1비교기(332), 제2비교기(334), 및 마이크로 컨트롤러(336)를 구비한다.The
상기 제1비교기(332)는 상기 입력신호(Vs)를 기준비교레벨을 기준으로 비교한 위상값을 출력한다. 여기서 상기 입력신호(VS)가 정현파 일경우의 기준레벨은 '0V' 가 될 수 있다. 상기 입력신호(Vs)가 구형파나 계단파인경우에는 상기 기준레 벨을 일정한 값(예를 들면, 상기 입력신호(Vs)의 진폭의 1/2배의 값)으로 정할 수 있다.The
상기 제2비교기(334)는 상기 출력노드(n)에 나타나는 출력신호(Vo)를 상기 기준비교레벨을 기준으로 비교한 위상값을 출력한다. 여기서 상기 입력신호(Vs)가 정현파 일경우의 기존레벨은 '0V' 가 될 수 있다. 상기 입력신호(VS)가 구형파나 계단파인경우에는 상기 기준레벨을 일정한 값(예를 들면, 상기 입력신호(Vs)의 진폭의 1/2배의 값)으로 정할 수 있다.The
상기 마이크로 컨트롤러(336)는 상기 제1비교기(332) 출력과 상기 제2비교기(334)의 출력의 위상차를 검출한다. 상기 용량변환부(120)를 구성하는 콘덴서(C)의 용량 크기에 따라 상기 제1비교기(332) 및 상기 제2비교기(334)의 출력은 서로 시간차를 가진다.The
예를 들면 상기 콘덴서(C)의 용량차이에 따라 상기 제2비교기(334)의 출력이 상기 제1비교기(332)의 출력보다 늦게 나타나는 정도가 다르게 된다. 측 제1비교기(332)의 출력과 상기 제2비교기(334)의 출력 사이에 시간차가 생기게 된다.For example, the output of the
일반적으로 콘덴서(C)의 용량이 커질수록 그 시간차(위상차)가 커지므로, 상기 마이크로 컨트롤러(336)에서는 상기 시간차를 기준위상레벨(예를 들면, 27.4도)과 비교하여, 상기 시간차가 기준위상레벨 이하인 경우에 상기 경보발생신호를 출력한다. 상기 경보발생신호가 발생되면, 상기 경고음 발생부(340)에서 경고음을 발생하게 된다. 이에 상기 약물이 소진되었음을 알 수 있게 된다.In general, the larger the capacitance of the capacitor C, the larger the time difference (phase difference). In the
도 7은 상기 콘덴서(C)를 이용하여 구성한 본 발명의 또 다른 실시예인 약물 소진 감지장치(400)의 블록도이다.7 is a block diagram of a drug
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약물소진 감지장치(400)는, 상기 출력신호(Vo)의 위상차 및 크기를 이용하여 약물소진 여부를 감지하는 장치로써, 용량변환부(120)와 이득산출부(430)를 구비한다.As shown in FIG. 7, the drug
상기 용량변환부(120)에 입력신호를 입력하기 위하여 입력신호 발생부(110)가 구비될 수 있으며, 상기 이득산출부(430)에서 출력되는 경보발생신호에 음답하여 경고음을 발생시키는 경고를 발생부(440)가 더 구비될 수 있다.An
상기 입력신호 발생부(110), 용량변환부(120), 및 상기 경고음 발생부(440)는 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다.Since the
상기 이득산출부(430)는 제1AD변환기(432), 제2AD변환기(434), 및 마이크로 컨트롤러(436)를 구비한다.The
상기 제1AD변환기(432)는 상기 입력신호(Vs)를 디지털 변환하여 출력한다.The
상기 제2AD변환기(434)는 상기 출력노드(n)에 나타나는 출력신호(Vo)를 디지털 변환하여 출력한다.The
상술한 바와 같이, 약물이 존재하는 경우에는 약물이 존재하지 않고 소진된 경우보다 콘덴서 용량이 증가하므로, 약물이 소진된 경우보다 약물이 존재하는 경우에 진폭의 크기는 작게 나타나고, 위상차는 크게 나타나게 된다.As described above, when the drug is present, the capacitor capacity is increased than when the drug is not present and is exhausted. Therefore, the amplitude of the amplitude is smaller and the phase difference is larger when the drug is present than when the drug is exhausted. .
상기 마이크로 컨트롤러(436)어서는 우선적으로, 상기 제2AD변환기(434)의 출력신호의 진폭이 기준진폭레벨(예를 들면, 0.72) 이상인 경우에는 상기 약물이 없는 경우라 감지하여 상기 경보발생신호를 출력한다.In the
다음으로 상기 제2AD변환기(434)의 출력신호의 진폭이 기존진폭레벨(예를 들면, 0.72) 미만인 경우에는, 상기 제1AD변환기(432)의 출력과 상기 제2AD변환기(434)의 출력신호의 최고값 사이의 시간차나 최저값 사이의 시간차를 구한다. 두 신호의 시간차가 위상차에 해당된다. 상기 위상차가 기준위상 레벨(예를 들면, 27.4도) 이하인 경우에는 상기 약물이 소진된 것으로 판단하여 상기 경보발생신호를 발생하게 된다. 물론 상기 위상차가 기준위상 레벨(예를 들면, 27.4도)을 초과하는 경우에는 상기 경보발생신호는 발생되지 않는다. 상기 경보발생신호가 발생되면, 상기 경고음 발생부(440)에서 경고음을 발생하게 된다. 이에 상기 약물이 소진되었음을 알 수 있게 된다.Next, when the amplitude of the output signal of the
상술한 바와 같은 약물소진 감지장치들(100,200,300,400)은 일정주기 간격으로 동작되도록 할 수 있다. 링겔 주사장치를 예로 들 경우에, 일반적으로 주사액이 연결관(20)에서 모두 없어지더라도 이송비닐배관(30)에 존재하는 약물만으로도 5~6분 정도 주사가 가능하므로, 상기 약물소진 감지장치들(100,200,300,400)이 5분 이내의 특정한 시간주기를 갖고 동작하도록 하면, 전력의 소모를 줄일 수 있다.The drug
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 약물소진 감지장치에 따라 약물소진여부를 용이하게 알 수 있게 된다. 또한 간단하게 구현이 가능하며, 비용이 적게 들며, 소모전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the drug exhaustion detection apparatus according to the embodiments of the present invention it is possible to easily know whether or not drug exhaustion. It is also simple to implement, has a low cost, and has the advantage of reducing power consumption.
상술한 바와 같은 약물소진 감지장치는 얇은 배관을 통하여 약물을 공급하는 모든 약물공급 장치 또는 수단 등에 사용가능하다. 병원에서 사용되는 링겔 주사장치 뿐 아니라, 약물소진을 감지할 필요가 있는 모른 약물공급장치에 적용가능하다.Drug exhaustion detection device as described above can be used in any drug supply device or means for supplying drugs through a thin pipe. In addition to ring gel injection devices used in hospitals, it is applicable to all drug supply devices that need to detect drug exhaustion.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.The description of the above embodiments is merely given by way of example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the basic principles of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명 따르면 약물소진여부를 용이하게 알 수 있게 되는 효과가 있다. 또한 간단하게 구현이 가능하고 비용이 적게 들며, 소모전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, there is an effect that it is easy to know whether the drug is exhausted. It is also simple to implement, low cost, and has the advantage of reducing power consumption.
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