KR101099641B1

KR101099641B1 - 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기, 이를 이용한 혈액검사 및 질병치료 방법

Info

Publication number: KR101099641B1
Application number: KR1020090091169A
Authority: KR
Inventors: 김정국; 서동선; 김민규; 서욱진
Original assignee: 명지대학교 산학협력단
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-12-29
Also published as: KR20110033610A

Abstract

본 발명은 인체에 삽입된 정맥주사를 이용하여 혈관의 내부에서 직접 혈액에 대하여 검사 및 치료를 실시할 수 있는 의료기기를 제공하는 것이 목적이다.

본 발명의 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기는, 링거튜브를 통하여 유입된 링거액을 인체 혈관 내부로 주입하는 정맥주사바늘; 상기 정맥주사바늘과 상기 링거튜브사이에 위치하며, 내부가 비어있는 몸체; 상기 몸체 내부에 위치하고, 내부에 광섬유가 위치되고 상기 정맥주사바늘의 뒤쪽에 길이방향으로 배열된 광섬유부와 링거액이 지나가는 유로가 형성된 유로부를 포함하며, 전후로 이동가능하게 구성되는 이동체; 및 상기 광섬유부와 광학적으로 연결된 광학장비를 포함하며, 상기 이동체가 앞으로 이동하면 상기 광섬유부가 상기 정맥주사바늘의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 인체에 미리 삽입된 정맥주사바늘을 통하여 광섬유 다발이 혈관 내부에서 직접 혈액을 향하도록 함으로써, 채혈과정 없이 광선을 이용하여 정확하게 혈당 등의 혈액검사를 실시할 수 있는 효과가 있다.

정맥주사, IV-line, intravenous line, 광섬유, 혈당측정

Description

혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기, 이를 이용한 혈액검사 및 질병치료 방법{DIRECTLY OPERATING INTRAVASCULAR MEDICAL DEVICE, AND METHOD OF TESTING BLOOD AND TREATING DISEASES USING THE SAME}

본 발명은 빛을 이용한 의료기기에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기에 관한 것이다.

최근에 가시광선, 적외선 또는 자외선을 이용하는 광학장비를 의료기기에 접목시킨 광센서장비 및 광치료장비에 대한 관심이 높아지고 있다.

특히, 광센서장비는 당뇨환자들을 위한 혈당측정 분야를 중심으로 크게 발전하고 있다. 최근 광센서를 이용한 혈당측정의 방법은 채혈을 하지 않은 비침습적인 혈당측정 방법에 대한 연구가 활발하지만, 실용화 단계 이르지 못하여 여전히 채혈을 통한 혈당측정이 이루어지고 있다.

한편, 임상적인 실험과 데이트의 분석을 통하여 혈액내의 혈당량을 일정폭의 정상범위 내로 제어하는 경우에 중환자의 사망률이 감소하고 치료기간이 큰 폭으로 감소하는 것으로 확인되면서, 중환자의 혈당측정에 대한 관심이 높아지고 있으며, TGC(Tight Glucose Control)가 각광받고 있다. 그러나 매번 채혈을 통하여 혈당을 측정하는 경우에 발생하는 시간 및 비용적 문제와 빈번한 채혈로 인해 환자에게 발생하는 문제점들로 인하여, 제한적으로만 적용되고 있는 실정이다.

따라서 채혈과정 없이 환자의 혈당 측정 등의 정확한 혈액 검사를 할 수 있는 새로운 장치 및 방법에 대한 필요성이 증가하고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 인체에 삽입된 정맥주사를 이용하여 혈관의 내부에서 직접 혈액에 대하여 검사 및 치료를 실시할 수 있는 의료기기를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기는, 링거튜브를 통하여 유입된 링거액을 인체 혈관 내부로 주입하는 정맥주사바늘; 상기 정맥주사바늘과 상기 링거튜브사이에 위치하며, 내부가 비어있는 몸체; 상기 몸체 내부에 위치하고, 내부에 광섬유가 위치되고 상기 정맥주사바늘의 뒤쪽에 길이방향으로 배열된 광섬유부와 링거액이 지나가는 유로가 형성된 유로부를 포함하며, 전후로 이동가능하게 구성되는 이동체; 및 상기 광섬유부와 광학적으로 연결된 광학장비를 포함하며, 상기 이동체가 앞으로 이동하면 상기 광섬유부가 상기 정맥주사바늘의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 의료기기는 환자의 몸에 체결되는 정맥주사바늘을 이용하여 혈관 내부의 혈액에 직접적인 의료행위를 실시한다.

이때, 상기 몸체에는 상기 유로부 일단의 형상에 대응되는 형상의 스토퍼가 형성되며, 상기 이동체가 끝까지 이동하면 상기 유로부의 일단이 상기 스토퍼에 맞닿아, 상기 이동체의 이동을 정지시킴과 동시에 링거액이 상기 정맥주사바늘로 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 의료기기는 이동체의 이동과 광학장비를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 좋으며, 특히 이동체에 형성된 금속부와 몸체 외부에 위치하는 자석을 더 포함함으로써 제어부로 자석의 이동을 제어하고 자석과 금속부 사이의 자력에 의하여 최종적으로 이동체의 이동을 제어하는 것이 바람직하다. 또한 제어부에 타이머 기능을 포함하여 자동으로 작동할 수 있도록 하는 것이 더욱 좋다.

또한, 광학장비는 광센서장비 또는 광치료장비인 것이 좋다.

그리고 본 발명의 의료기기를 이용하여 혈액을 검사하는 방법은, 검사하고자 하는 목적에 맞추어 광센서장비를 조절하는 단계; 이동체를 이동시켜, 링거액이 정맥주사바늘로 유입되는 것을 차단하고 광섬유부가 상기 정맥주사바늘의 내부로 이동하여 상기 광섬유부의 일단이 상기 정맥주사바늘의 끝에서 혈관의 내부를 향하도록 위치시키는 단계; 및 상기 광섬유부와 광학적으로 연결된 상기 광센서장비를 가동하여, 혈관 내부의 혈액에 직접 광선을 조사하고 빛을 흡수하여 혈액을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명의 의료기기를 이용하여 질병을 치료하는 방법은, 치료하고자 하는 질병에 맞추어 광치료장비를 조절하는 단계; 이동체를 이동시켜, 링거액이 정맥주사바늘로 유입되는 것을 차단하고 광섬유부가 상기 정맥주사바늘의 내부로 이동하여 상기 광섬유부의 일단이 상기 정맥주사바늘의 끝에서 혈관의 내부를 향하도록 위치시키는 단계; 및 상기 광섬유부와 광학적으로 연결된 상기 광치료장비를 가동하여, 혈관 내부의 혈액에 직접 광선을 조사하여 질병을 치료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 인체에 미리 삽입된 정맥주사바늘을 통하여 광섬유 다발이 혈관 내부에서 직접 혈액을 향하도록 함으로써, 채혈과정 없이 광선을 이용하여 정확하게 혈당 측정 등의 혈액 검사를 실시할 수 있는 효과가 있다.

특히 잦은 채혈의 문제가 없어 잦은 측정이 가능하고, 자동적으로 일정시간마다 혈당을 측정할 수 있기 때문에, 중환자의 혈당 관리에 있어서 매우 뛰어난 효과가 있다.

또한 본 발명의 의료기기를 이용하면 혈관 내부의 혈액에 직접 적외선 또는 자외선 등을 조사함으로써, 혈액 내에 존재하는 자외선에 약한 병원균을 죽이거나 기능을 약화시키고 혈액의 온도를 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 의료기기의 단면을 나타내는 모식도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료기기의 전체 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 의료기기는 정맥주사바늘(100), 몸체(200), 이동체(300), 광학장비(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다.

정맥주사바늘(100)은 인체의 혈관 중에 정맥에 한쪽 끝이 삽입되어, 링거병(900)과 링거튜브(800)를 통하여 유입된 링거액을 직접 혈관 속에 주입한다.

정맥주사바늘(100)을 통하여 링거액을 주입하는 경우, 효과가 빠르고 많은 양을 천천히 주입할 수 있기 때문에 대부분의 환자들에게 사용되고 있으며, 본 발명은 이러한 정맥주사바늘(100)을 이용하여 혈액에 직접 작용하는 의료기기를 제공한다.

몸체(200)는 정맥주사바늘(100)과 링거튜브(800)의 사이에 위치하면서, 몸체(200)는 정맥주사바늘(100)보다 넓은 단면을 갖는다. 그리고 내부에 이동체(300)를 수용함으로써, 링거액이 주입되는 경우와 의료기기가 작동하는 경우가 전환될 수 있도록 매개하는 부분이다.

이동체(300)는 몸체(200)의 내부에 위치하며 앞뒤로 이동이 가능하다. 이동체(300)는 광섬유부(310)와 유로부(320)를 포함하여 이루어진다.

광섬유부(310)는 몸체(200) 내부에 정맥주사바늘(100)의 뒤쪽에 길이방향으로 배열되며, 정맥주사바늘(100)의 내부에 삽입될 수 있는 단면적을 가지고 있어서 이동체(300)가 앞으로 이동하면 한쪽 끝이 정맥주사바늘(100)의 내부로 삽입된다.

그리고 광섬유부(310)는 내부에 광섬유(312)가 위치하며, 한쪽 끝은 정맥주사바늘(100)을 향하여 위치하고, 다른 쪽 끝은 광섬유(미도시)등을 이용하여 광학장비(400)와 광학적으로 연결된다.

유로부(320)는 광섬유부(310)의 측면에 형성되며, 내부에 링거액이 이동할 수 있는 빈 공간인 유로(322)가 형성된다. 본 실시예의 의료기기가 작동하지 않는 동안에는 유로부(320)의 유로(322)를 따라서 링거액이 이동하며, 정맥주사바늘(100)을 통하여 인체의 혈관에 주입된다.

본 실시예의 의료기기가 작동하면, 광섬유부(310)가 정맥주사바늘(100)의 내 부로 삽입되므로 링거액이 정맥주사바늘(100)로 유입되기 어려워진다. 그러나 링거액이 정맥주사바늘(100)로 유입되지 않도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

따라서 본 실시예에서는 유로부(320)의 앞쪽 단면(324)과 대응되는 형상의 스토퍼(202)를 몸체(200)의 내부에 형성하여, 이동체(300)가 가장 앞으로 이동한 경우에 유로부(320)의 앞쪽 단면(324)과 스토퍼(202)가 맞닿도록 구성한다.

도 3은 이동체가 가장 앞으로 이동한 경우의 단면을 나타내는 모식도이다.

도면에 보이듯이, 이동체(300)가 앞으로 이동하면 유로부(320)의 앞쪽 단면(324)과 스토퍼(202)가 맞닿아, 이동체(300)의 이동을 저지함과 동시에 유로(322)를 막아 링거액이 정맥주사바늘(100)로 유입되는 것을 막는다. 이때, 정맥주사바늘(100)의 내부로 삽입된 광섬유부(310)의 끝과 정맥주사바늘(100)의 끝이 일치된다.

그리고 본 실시예의 유로부(320)에는 금속재질이 삽입된 금속부(326)가 형성되고, 몸체(200)의 외부에는 자석(600)이 구비된다. 금속부(326)는 몸체(200)에 가까운 위치에 형성되어 몸체(200)의 외부에 위치하는 자석(600)의 인력에 영향을 받는다. 따라서 자석(600)이 움직이면, 금속부(326)가 이동하여 이동체(300) 전체를 이동시킬 수 있다. 이를 이용하면 몸체(200)의 외부에서 이동체(300)의 이동을 제어할 수 있다.

광학장비(400)는 적외선, 가시광선 또는 자외선에 해당하는 파장의 빛을 방출하거나 빛을 검출할 수 있는 수단을 포함하는 장비이며, 구체적으로 광센서장비 또는 광치료장비이다.

광센서장비는 감지하고자 하는 특정 물질에 대하여 민감하고 다른 물질에는 영향이 적은 파장의 빛을 비추고, 그 빛이 반사, 투과, 분광, 산란 또는 흡수된 정도를 통하여 특정 물질의 존재여부 및 포함된 양을 파악하는 장비이다. 혈당 측정기를 대표로하는 광센서장비는 이미 다양한 물질에 대한 분석방법이 개발되어 있으며, 본 발명에 사용되는 광센서장비는 특정의 기술에 제한되지 않고 종래에 개발된 방법들 중에서 혈액에 적용할 수 있는 기술이면 모두 사용이 가능하다.

광치료장비는 특정 파장, 예를 들어 자외선에 약한 병균 등을 살균하거나 적외선을 통해 혈액의 온도를 상승시키는 장비이며, 광센서장비와 달리 혈액에 작용하는 장비에 대한 개발이 활발하지는 않지만 종래에 다른 용도로 사용된 기술들을 본 발명에 적용할 수도 있을 것이다.

이러한 광학장비(400)는 광섬유(미도시) 등을 통하여 광섬유부(310) 내부에 위치하는 광섬유(312)와 광학적으로 연결됨으로써, 광학장비(400)에서 발생된 광선을 광섬유(312)를 통하여 혈액에 조사하거나 혈액속의 빛을 광학장비(400)에서 감지할 수 있다.

제어부(500)는 광학장비(400)의 작동 및 이동체(300)의 이동을 제어하는 부분이며, 도면에 도시하지는 않았지만 본 실시예는 자석(600)의 이동을 제어부(500)를 이용하여 제어할 수 있는 구조를 구비한다.

특히, 본 실시예의 제어부(500) 타이머 기능을 구비하여, 미리 지정한 시간 또는 일정한 간격으로 본 실시예의 의료기기가 작동하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 의료기기의 종단면을 나타내는 모식도이다.

본 실시예에서는 종단면이 반원형인 경우에 대하여 도시하였으나, 이 형태에 한정되지 않고 다양한 단면으로 제작이 가능하다.

본 실시예에서는 광섬유부(310)의 내부에 위치하는 광섬유(312)는 세 개의 다발을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예에서는 유로(322)는 여러 개가 별도의 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 다양한 구조로 구성할 수 있다.

본 실시예에서는 금속부(326)와 자석(600)을 원호형으로 구성함으로써 자력이 작용하는 면적을 넓게 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 실시예에 따른 의료기기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 의료기기는 작동을 하기 전에는 도 1과 같은 상태로 유지된다. 이동체(300)는 뒤로 물러나 위치하며, 광섬유부(310)는 정맥주사바늘(100)에 삽입되지 않는다. 따라서 링거액은 화살표로 표시된 것과 같이 유로(322)를 지나서 정맥주사바늘(100)을 통하여 인체에 주입된다.

본 실시예의 의료기기는 적용되는 광학장비(400)에 따라서 다양한 용도로 사용될 수 있으므로, 사용목적에 맞추어 광학장비(400)를 조절한다. 이때의 조절은 조사하는 광선의 파장 등을 조절하는 경우와 광학장비 자체를 교체하는 경우를 모두 포함한다. 본 실시예의 의료기기는 특정한 목적에 특화된 광학장비를 교체하여 사용할 수 있다.

다음으로 본 실시예에 따른 의료기기를 제어부(500)를 통하여 수동으로 작동을 하거나 타이머 기능에 의하여 자동으로 작동하면, 도 2와 같은 상태가 된다.

도 2에 도시된 것과 같이, 제어부(500)가 자석(600)을 이동시키면, 자석(600)과 자력으로 연결된 금속부(326)가 이동체(300)를 앞으로 이동시킨다.

이동체(300)가 앞으로 이동하면, 광섬유부(310)가 정맥주사바늘(100)에 삽입되어 이동한다. 유로부(320)의 앞쪽 단면(324)이 몸체(200) 내부의 스토퍼(202)에 닿으면, 이동체(300)가 멈춤과 동시에 유로(322)가 막히기 때문에, 화살표로 표시된 것과 같이 링거액의 흐름이 멈춘다.

그리고 검사 또는 치료목적에 맞추어 조절된 광학장비(400)가 작동되면, 광학장비(400)와 광섬유로 연결되고 혈관내부의 혈액을 직접 향하고 있는 광섬유부(310)를 통하여 다양한 파장의 광선을 조사하거나, 빛을 감지함으로써 혈관내부의 혈액에 대하여 직접적인 검사 또는 치료가 수행된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 의료기기의 단면을 나타내는 모식도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료기기의 전체 구조를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 정맥주사바늘 200: 몸체

202: 스토퍼 300: 이동체

310: 광섬유부 312: 광섬유

320: 유로부 322: 유로

326: 금속부 400: 광학장비

500: 제어부 600: 자석

800: 링거튜브 900: 링거병

Claims

링거튜브를 통하여 유입된 링거액을 인체 혈관 내부로 주입하는 정맥주사바늘;

상기 정맥주사바늘과 상기 링거튜브사이에 위치하며, 내부가 비어있는 몸체;

상기 몸체 내부에 위치하고, 내부에 광섬유가 위치되고 상기 정맥주사바늘의 뒤쪽에 길이방향으로 배열된 광섬유부와 링거액이 지나가는 유로가 형성된 유로부를 포함하며, 전후로 이동가능하게 구성되는 이동체; 및

상기 광섬유부와 광학적으로 연결된 광학장비를 포함하며,

상기 이동체가 앞으로 이동하면 상기 광섬유부가 상기 정맥주사바늘의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기.
청구항 1에 있어서,

상기 몸체에는 상기 유로부 일단의 형상에 대응되는 형상의 스토퍼가 형성되며, 상기 이동체가 끝까지 이동하면 상기 유로부의 일단이 상기 스토퍼에 맞닿아, 상기 이동체의 이동을 정지시킴과 동시에 링거액이 상기 정맥주사바늘로 유입되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기.
청구항 2에 있어서,

상기 이동체의 이동과 상기 광학장비를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기.
청구항 3에 있어서,

상기 이동체에 형성된 금속부와 상기 몸체 외부에 위치하는 자석을 더 포함하여, 상기 제어부가 상기 자석의 이동을 제어함으로써 상기 자석과 상기 금속부 사이의 자력에 의하여 상기 이동체의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기.
청구항 4에 있어서,

상기 제어부가 타이머 기능을 포함하여, 자동으로 작동하는 것을 특징으로 하는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광학장비가 광센서장비인 것을 특징으로 하는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광학장비가 광치료장비인 것을 특징으로 하는 혈관 내부에 직접 작용하는 의료기기.
청구항 6의 의료기기를 이용하되,

검사하고자 하는 목적에 맞추어 광센서장비를 조절하는 단계;

이동체를 이동시켜, 링거액이 정맥주사바늘로 유입되는 것을 차단하고 광섬유부가 상기 정맥주사바늘의 내부로 이동하여 상기 광섬유부의 일단이 상기 정맥주사바늘의 끝에서 혈관의 내부를 향하도록 위치시키는 단계; 및

상기 광섬유부와 광학적으로 연결된 상기 광센서장비를 가동하여, 혈관 내부의 혈액에 직접 광선을 조사하고 빛을 흡수하여 혈액을 검사하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 동물의 혈관 내부에 직접 작용하는 혈액검사 방법.
청구항 7의 의료기기를 이용하되,

치료하고자 하는 질병에 맞추어 광치료장비를 조절하는 단계;

이동체를 이동시켜, 링거액이 정맥주사바늘로 유입되는 것을 차단하고 광섬유부가 상기 정맥주사바늘의 내부로 이동하여 상기 광섬유부의 일단이 상기 정맥주사바늘의 끝에서 혈관의 내부를 향하도록 위치시키는 단계; 및

상기 광섬유부와 광학적으로 연결된 상기 광치료장비를 가동하여, 혈관 내부의 혈액에 직접 광선을 조사하여 질병을 치료하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간을 제외한 동물의 혈관 내부에 직접 작용하는 질병치료 방법.