KR101179488B1 - 기능 키를 가지고 있는 주입 펌프 - Google Patents
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Abstract
주입 펌프의 상태에 따라 상이한 처리를 개시하는 복수개의 기능 키를 가지고 있는 주입 펌프를 개시한다. 환경설정 상태에서는, 상기 기능 키가 원하는 투약 처리 파라미터에 관하여 다양한 설정가능한 옵션을 설정하도록 작동한다. 주입 상태에서는, 상기 기능 키가 기능 키를 누르는 것에 따라 판독 디스플레이 장치에 다양한 작동 데이터를 전송하도록 작동한다. 본질적으로, 주입 펌프에 대해 작용가능한 다중 기능, 상태 의존성 기능 키를 개시한다.
주입 펌프, 기능 키, 환경설정 상태, 주입 상태, 투약 처리 파라미터, 판독 디스플레이 장치, 중앙처리장치, 메모리 모듈, 디스플레이
Description
본 발명은 대체로 주입 펌프에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 약물을 주입하는 동안 중요한 오퍼레이션 데이터를 불러들이는 기능 키를 가지고 있는 주입 펌프에 관한 것이다.
제어된 방식으로 일정 지속기간 동안 유체 약물(fluid medication)을 환자에게 공급하는 수단은 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 널리 알려져 있고 잘 인식된 이러한 한 가지 수단은 유체 약물로 채워진 백(bag)이고, 상기 유체 약물은 점적장치(drip) 또는 다른 컨트롤러를 가지고 있는 정맥주사용 튜브를 통하여 중력에 의해 환자에게 공급된다. 보다 상세하게는, 유리나 플라스틱 병과 같은 살균 용기, 또는 플라스틱 백이 점적장치 챔버(drip chamber)의 한 쪽 단부에 부착되어 있고, 상기 점적 장치 챔버의 다른 쪽 단부는 튜브에 부착되어 있다. 상기 점적장치 챔버는 유체 약물이 한 번에 한 방울씩 흘러들어가게 하고, 상기 튜브는 정맥 속으로 삽입되어 있는 주사 바늘을 부착하고 있다. 상기 튜브에 커넥터가 더 부착될 수 있고, 이로 인해 다른 유체 약물이 같은 주사 바늘을 통해 공급될 수 있다. 상기와 같은 종래의 장치에서 유량의 조절성은 매우 제한되었지만, 비싸고 복잡한 유량 제어 밸브 및 장치는 많이 개발되어 있다. 유량의 변동이 중요하지 않은 경 우에서는, 상기한 중력식 점적 시스템이 매우 간단하기 때문에 계속 사용되고 있다.
유량에 대한 제어능력를 훨씬 더 높이기 위한 시도로서, 연동식(peristaltic) 펌프 및 다른 전기작동식 펌프가 개발되었다. 종래의 연동식 펌프는 일반적으로 벽과 한 세트의 롤러 또는 왕복운동하는 푸셔 사이에 위치된 탄성 튜브 섹션을 가지고 있고, 상기 한 세트의 롤러 또는 왕복운동하는 푸셔는 상기 튜브 섹션을 점진적으로 압축하여 액체의 펌프 작용에 의한 이송을 촉진시킨다. 당해 기술 분야에 알려져 있는 이러한 연동식 펌프는 소르그(Sorg) 등에게 부여된 미국 특허 제2,877,714호에 개시된 내용을 포함하고 있다. 또한 이에 대한 개량발명이 모우베이드(Moubayed) 등에게 부여된 미국 특허 제6,371,732호의 곡선형 연동식 펌프(curvilinear peristaltic pump), 모우베이드 등에게 부여된 미국 특허 제5,924,852호의 선형 연동식 펌프(linear peristaltic pump), 그리고 모우베이드 등에게 부여된 미국 특허 제5,791,881호의 폐쇄 검출 수단을 가진 곡선형 연동식 펌프 등에 개시되어 있다.
보다 개량된 주입 펌프에 있어서, 모든 오퍼레이션(operation) 상태는 중앙처리장치에 의해 제어된다. 펌프 내의 마이크로컨트롤러를 작동시키는 소프트웨어 애플리케이션(software application)은 신호를 선택적으로 모터에 전송하고, 상기 모터는 유저가 판독 디스플레이 장치 상의 결과를 보면서 키패드(keypad)로부터의 입력을 통하여 유저에 의해 쌍방향으로 설정되는 파라미터에 기초하여 펌프를 구동시킨다. 마이크로컨트롤러에 접속된 메모리 모듈은 오퍼레이터가 입력한 파라미터 뿐만아니라, 다양한 설정을 통하여 오퍼레이터를 가이드하도록 제공된 다양한 쌍방향 메뉴를 저장하였다. 일반적으로, 마이크로컨트롤러는 2 개의 분리된 상태 - 즉, 오퍼레이터가 환자에 대한 적절한 치료를 선택하기 위해 일련의 화면 상의 메뉴를 탐색하는 제 1 단계인 환경설정(configuration) 단계와, 미리 정해진 치료가 환자에게 시행되는 제 2 단계인 주입(infusion) 단계로 분리되어 있다. 기능 키는 환경설정 단계 동안은 오퍼레이터가 펌프와 쌍방향으로 작용할 수 있게 하지만, 치료 단계에서는 상기 기능 키가 아무런 기능을 제공하지 못하고, 단지 치료의 현재 상태에 관한 작은 양의 정보를 제공하였다. 화면의 사이즈가 제한되어 있기 때문에, 동시에 모든 관련 정보를 제공할 수는 없었다.
따라서, 당해 기술 분야에서는 작동 정보를 선택적으로 표시하는 능력을 가지고 있는 주입 펌프에 대한 필요성이 있었다. 또한, 환경설정 단계 동안 오퍼레이터가 오퍼레이션 파라미터를 설정할 수 있게 하고, 치료가 시행되는 동안 오퍼레이터가 관련 데이터를 볼 수 있게 하는 기능 키를 가지고 있는 주입 펌프에 대한 필용성이 있었다. 또한, 당해 기술 분야에서는 특정 키를 기동시키는 것에 의해 일련의 관련 데이터를 검색하여 분류하고 화면 상에 상기 일련의 관련 데이터를 표시하고, 다른 특정 키를 기동시키는 것에 의해 다른 일련의 관련 데이터를 검색하여 분류하고 화면 상에 상기 다른 일련의 관련 데이터를 표시하는 기능 키를 가진 주입 펌프에 대한 필요성이 있었다. 이러한 필요성과 그 밖의 다른 필요성은 본 발명에 의해 만족되며, 그 상세한 내용은 아래에서 보다 자세하게 설명한다.
상기한 문제점을 감안하여, 본 발명이 안출되었다. 본 발명의 한 실시형태에 따르면, 제 1 상태와 제 2 상태를 가지고 있는, 유체 약물을 주입하는 주입 펌프로서, 데이터 프로세서, 상기 데이터 프로세서에 전기적으로 접속된 판독 디스플레이 장치, 그리고 상기 데이터 프로세서에 전기적으로 접속된 복수개의 기능 키를 포함하고 있는 주입 펌프가 제공된다. 그리고, 상기 기능 키의 적어도 하나는 상기 주입 펌프가 상기 제 1 상태에 있을 때 상기 데이터 프로세서에 대해 제 1 데이터 처리 오퍼레이션을 기동시키도록 작동할 수 있고, 상기 주입 펌프가 상기 제 2 상태에 있을 때 상기 데이터 프로세서에 대해 제 2 데이터 처리 오퍼레이션을 기동시키도록 작동할 수 있다. 상기 주입 펌프는 상기 데이터 프로세서에 전기적으로 접속된 메모리 모듈을 더 포함하고 있고, 상기 메모리 모듈은 상기 제 1 데이터 처리 오퍼레이션 및 제 2 데이터 처리 오퍼레이션으로부터의 결과를 저장한다. 상기 주입 펌프는 플래튼, 상기 플래튼으로부터 이격되어 있는 회전가능한 캠 조립체, 상기 캠과 맞물리는 제 1 단부와 상기 플래튼과 인접해 있는 제 2 단부를 각각 가지고 있는 한 세트의 이격된 펌프 핑거 조립체, 그리고 상기 플래튼과 상기 펌프 핑거 조립체 사이에 놓여있는 탄성 튜브를 더 포함하고 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 볼루스로부터 상기 데이터 프로세서로 볼루스 기동 신호를 전송하기 위한, 상기 데이터 프로세서와 볼루스에 전기적으로 접속된 데이터 입력 포트가 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 1 상태는 상기 주입 펌프가 상기 유체 약물을 주입하는 상태이고, 상기 제 2 상태는 상기 주입 펌프가 상기 유체 약물을 주입하지 않는 상태이다. 상기 제 1 데이터 처리 오퍼레이션은 상기 판독 디스플레이 장치 상에 오퍼레이션 데이터를 표시하는 것이고, 상기 제 1 데이터 처리 오퍼레이션은 일정 기간 동안 상기 판독 디스플레이 장치에 출력을 홀딩(holding)할 수도 있다. 부가적으로, 상기 제 1 데이터 처리 오퍼레이션은 상기 메모리 모듈로부터 결과를 삭제할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 2 데이터 처리 오퍼레이션은 상기 주입 펌프의 오퍼레이션 파라미터를 설정하여 데이터를 상기 판독 디스플레이 장치에 전송한다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 오퍼레이션 데이터는 날짜와 시간을 포함하고, 상기 오퍼레이션 데이터의 다른 형태는 전원 정보를 포함한다. 그리고, 상기 오퍼레이션 데이터는 일반적으로 세팅된 포괄적인 옵션을 포함할 수 있고, 상기 오퍼레이션 데이터는 주입 히스토리의 경과 기록을 포함할 수도 있다. 상기 오퍼레이션 데이터는 또한 일반적으로 세팅된 유체 약물 주입 옵션을 포함할 수도 있다. 최종적으로, 상기 오퍼레이션 데이터는 볼루스 기동 히스토리의 경과 기록을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 주입 펌프가 복수개의 기능 키를 포함하고 있고, 상기 기능 키의 적어도 하나는 기동시에 주입 상태와 비주입 상태를 가지고 있는 중앙처리장치에 신호를 전송한다. 상기 신호는 상기 중앙처리장치가 주입 상태에 있을 때 디스플레이 장치에 데이터 전송을 기동시키고, 상기 중앙처리장치가 비주입 상태에 있을 때 상기 중앙처리장치에 기록된 하나 이상의 환경설정 세팅을 변경하고 상기 디스플레이 장치에 데이터 전송을 개시한다.
본 명세서에 개시된 여러 실시예의 상기한 특징 및 장점과 그 밖의 다른 특징 및 장점은 아래의 상세한 설명 및 도면을 참고하면 보다 잘 이해할 수 있다. 도면 전체에서 유사한 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1a는 비작동 상태에 있는 플래튼(platen)을 가진 본 발명의 한 실시형태에 따른 주입 펌프와 이 주입펌프에 전기적으로 그리고 유동적으로 연결되어 있는 볼루스(bolus)의 상측 전방 사시도;
도 1b는 비작동 상태에 있는 플래튼을 가진 본 발명의 한 실시형태에 따른 주입 펌프의 상측 후방 사시도;
도 1c는 부착된 유체 약물 공급원 및 볼루스를 튜브 조립체가 통과하는 상태는 나타내는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 주입 펌프의 하측 후방 사시도;
도 1d는 본 발명의 한 실시형태에 따른 주입 펌프의 내부의 전방 단면도;
도 2는 본 발명의 한 실시형태에 따른 주입 펌프의 관련 주변기기를 나타내는 블록도;
도 3은 본 발명의 한 실시형태에 따른 주입 펌프의 다양한 상태를 나타내는 블록도;
도 4는 본 발명의 한 실시형태에 따른 주입 펌프의 환경설정 상태를 설명하는 흐름도;
도 5는 본 발명의 한 실시형태에 따른 키 패드의 정면도;
도 6a 내도 도 6c는 본 발명의 한 실시형태에 따라 한정된 리스트로부터 선택가능한 파라미터를 변경할 때 환경설정 화면의 표시상태의 예시도;
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 한 실시형태에 따라 수치 파라미터를 변경할 때 환경설정 화면의 표시상태의 예시도; 그리고
도 8a 내지 도 8h는 본 발명의 한 실시형태에 따라 주입 상태 동안 기능 키에 의해 기동될 때 정보 화면의 표시상태의 예시도이다.
첨부된 도면과 함께 아래에 기술된 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명일 뿐이며, 본 발명이 구성되거나 이용될 수 있는 유일한 형태를 나타내는 것은 아니다. 이 상세한 설명은 예시된 실시예와 함께 본 발명의 기능 및 본 발명을 발현시켜서 작동시키기 위한 일련의 단계를 기술한다. 그러나, 동일하거나 균등한 기능 및 결과가 본 발명의 기술 사상 및 기술 영역 내에 포함되는 다른 실시예에 의해 달성될 수 있다. 또한 "제 1", "제 2", "상부" 그리고 "바닥부"등과 같은 상대적인 표현의 사용은 단지 한 부분을 다른 부분과 구별하기 위해서 사용된 것일 뿐이며, 여러 부분의 실질적인 관계나 순서를 의미하는 것은 아니다.
도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 1d를 참고하면, 잘 알려된 주입 펌프(10)가 입력측(13)으로부터 출력측(14)까지 튜브 조립체(12)를 통과하는 액체의 이송을 촉진시키도록 되어 있다. 하우징(16)은 전방 하우징부(18a)와 후방 하우징부(18b)를 포함하고 있고, 상기 전방 하우징부(18a)와 후방 하우징부(18b)는 다른 부착 방법이 사용될 수도 있지만, 스크루와 같은 파스너의 사용을 통하여 서로 단단하게 부착되어 있다. 전방 하우징부(18a)는 기능 키패드(20)와 디스플레이 장치(22)를 구비하고 있다. 후방 하우징부(18b)는 하우징(16)의 내부에 있는 배터리 저장실을 이용할 수 있도록 탈착가능한 도어(24)를 구비하고 있다. 전방 하우징부와 후방 하우징부(18a, 18b)는, 다른 가벼운 재료로 제조될 수도 있지만, 플라스틱 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 하우징(16)은, 전방 하우징부와 후방 하우징부(18a, 18b) 외에 대체로 U자형상의 단면 형태를 가지고 있는 채널를 형성하는 지지 부재(25)를 포함하고 있다. 지지 부재(25)는 형성된 채널이 전방 하우징부와 후방 하우징부(18a, 18b)의 상단부들 사이에서 길이방향으로 뻗어 있도록 전방 하우징부와 후방 하우징부(18a, 18b)에 부착되어 있다.
펌프(10)는 또한 플래튼 부재(26)를 포함하고 있고, 이 플래튼 부재는 하우징(16)의 지지 부재(25)에 피벗가능하게 연결되어 있고 작동 위치(도 1c 참고)와 비작동 위치(도 1a 및 도 1b 참고) 사이에서 이동가능하다. 플래튼 부재(26)는 아치형상의 대체로 오목한 내측 표면(28)을 형성한다. 플래튼 부재(26)가 작동 위치에 있을 때, 플래튼 부재는 지지 부재(25)에 의해 형성된 채널 내에 위치하고, 그 결과 내측 표면(28)은 은폐된다. 플래튼 부재(26)는 지지 부재(25)에 피벗가능하게 부착되어 있는 단부의 반대쪽 단부에 오버 더 센터 래치 기구(over-the-center latch mechanism)(30)을 구비하고 있다. 이 래치 기구(30)는 지지 부재(25)의 대향하는 양쪽 내측 표면의 각각으로부터 상기 채널 속으로 돌출되어 있는 한 쌍의 래치 핀(32)과 맞물릴 수 있다. 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 래치 기구(30)가 래치 핀(32)에 맞물린 상태에서는 플래튼 부재(26)가 작동 위치에 유지되거나 고정된 다.
도 1d를 참고하면, 펌프(10)는 플래튼 부재(26)가 작동 위치에 있는 때를 검출하도록 작동될 수 있는 플래튼 센서(120)를 부가적으로 포함하고 있다. 바람직하게는, 상기 플래튼 센서(120)는 플래튼 부재(26)의 오버 더 센터 래치 기구(30) 내에 배치된 자석(122)을 포함하고 있는 홀 효과(Hall effect) 센서이다. 자석(122) 외에, 플래튼 센서(120)는 래치 핀(32) 중의 하나에 근접하여 지지 부재(25) 내에 배치되어 있는 자기장 검출기(124)를 포함하고 있다. 자기장 검출기(124)는 플래튼 부재(26)가 작동 위치로 이동하고 래치 기구(30)가 래치 핀(32)과 맞물릴 때 자석(122)에 바로 근접하여 배치되도록 배향되어 있다.
또한, 펌프(10)는 회전 캠(34)을 포함하고 있고, 이 회전 캠은 하우징(16)의 내부에 배치되어 있으며 지지 부재(25)에 회전가능하게 장착되어 있다. 보다 상세하게는, 회전 캠(34)은 플래튼 부재(26)가 작동 위치에 있을 때 플래튼 부재(26)의 아치형 내측 표면(28)의 오목한 부분의 거의 중심을 통과하여 뻗어 있는 축을 중심으로 회전할 수 있도록 지지 부재(25)에 장착되어 있다. 캠(34)의 회전은 하우징(16)의 내부에 배치되어 있으며 지지 부재(25)에 부착되어 있는 펌프(10)의 구동 유닛(36)에 의해 촉진된다. 구동 유닛(36)은, 구동 유닛(36)이 작동하면 동시에 캠이 제 1 방향으로 회전하게 되고 구동 유닛(36)이 작동하지 않으면 캠(34)이 고정 위치에 유지되도록 캠(34)에 기계적으로 결합되어 있다. 본 발명을 제한하는 것이 아니라 단지 예시적인 것으로서, 구동 유닛(36)은 캠 축(46)과 이 캠 축에 부착된 웜(48), 가변 속력 전기 모터(42), 그리고 웜(48)과 협력하여 작동하는 웜 기 어(40)를 포함하고 있고, 웜(48)과 웜 기어(40)의 결합은 전기 모터(42)로부터 캠(34)으로 회전운동을 전달한다.
부가적으로, 펌프(10)는 지지 부재(25)에 이동가능하게 부착되어 있으며 아치형상의 열을 형성하도록 서로 나란한 관계로 배치되어 있는 복수개의 펌프 핑거(52)를 더 포함하고 있다. 각각의 펌프 핑거(52)는 캠(34)과 서로 맞물리는 제 1 단부(54)와 플래튼 부재가 작동 위치에 있을 때 플래튼 부재(26)와 이격된 관계로 배치되어 있는 제 2 단부(56)를 가지고 있다. 펌프(10)는 또한 유연성이 있는 막(126)을 포함하고 있고, 상기 유연성이 있는 막은 투명하거나 반투명한 재료로 제조되는 것이 바람직하며 펌프 핑거(52)의 제 2 단부(56)을 덮도록 지지 부재(25)에 부착되어 있다. 또한, 유연성이 있는 막(126)은 약 0.0007 인치의 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하고, 플래튼 부재(26)가 비작동 위치에 있을 때에는 노출되어 있다. 이 점에 있어서, 캠(34)이 회전함에 따라, 펌프 핑거(52)는 캠의 회전운동에 상응하여 상승 및 하강하고, 순차적으로 플래튼 부재(26)의 아치형 내측 표면(28)을 따라서 튜브 조립체(12)을 압착한다. 그 결과, 흡입력에 의해, 튜브 조립체(12) 속으로 흘러들어가는 유체 약물은 입력 단부(13)로부터 출력 단부(14)로 이송된다. 자명한 사실로서, 입력 단부(13)는 플라스틱 백, 주사기 또는 다른 임의의 적절한 용기로 될 수 있는 유체 약물 용기(50)에 연결되어 있다. 지금까지 곡선형 연동식 주입 펌프의 상세한 내용을 기술하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자라 한다)라면 본 발명이 상기한 주입 펌프에만 국한되지 않는다는 사실을 잘 알 수 있으며, 실제로는, 여러가지 작동원리 중의 임 의의 작동원리와 임의의 구성하에서 작동하는 임의의 주입 펌프가 본 발명의 기술 영역내에 포함된다는 사실을 알 수 있다. 물론, 당업자라면 임의의 주입 펌프가 중앙 데이터 프로세서에 의해 전자적으로 제어될 수 있다는 것도 알 수 있다.
도 1c를 참고하면, 환자에게 온디맨드(on-demand) 방식으로 주입되는 개별 약물을 포함하고 있는 전자 제어식 볼루스(bolus)(110)를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 일반적으로 볼루스는 환자가 통상적으로 누름버턴을 통하여 작동시키면 진통제를 투여하는 물품으로 이해할 수 있다. 볼루스(110)는 튜브 조립체(12)와 유체가 통과하도록 연결되어 있으며, 작동상황의 기록을 위해 데이터 입력 포트(16)를 통하여 펌프(10)와 전기적으로 접속되어 있다.
도 1a 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 펌프(10)는 다양한 오퍼레이션을 모니터하고, 제어하고, 조정하는 프로그램가능한 데이터 처리 장치로 구성된 내부 모니터 및 컨트롤 유닛(130)을 구비하고 있다. 이 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 아래에서 상세하게 설명할 다양한 기능 속성을 부여하는 특정 설계의 아키텍처(architecture)의 소프트웨어를 실행한다.
모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 펌프(10)의 다양한 구성요소와 전기적으로 접속되어 있다. 전원(133)은 모니터 및 컨트롤 유닛(130)과 이 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 접속되어 전력을 필요로 하는 펌프 모터(42), 펌프 센서(43), 메모리 모듈(134), 디스플레이 장치(22), 신호송수신장치(beeper)(135), 키패드(20), 워치독(watchdog)(136), 직렬 통신장치(137), 시스템 시계(138), 그리고 실시간 시계(139)를 포함하는 모든 주변장치 전력을 공급한다. 바람직하게는, 전원(133)은 하우징(16) 내에 포함된 하나 이상의 배터리로 구성되고, 전압이나 전류를 증가시키기 위한 부가 회로를 포함할 수 있다. 부가적으로, 전원(133)은 당해 기술 분야에서 잘 알려진 정류 및 전압 조절 회로를 수반하고 있는, 종래의 120V, 60 Hz의 교류 전류의 가정용 전력 단자로부터 전력을 끌어오는 외부 직류 전원에 대한 접속부를 포함할 수 있다. 배터리를 사용하는 것이 안정성의 측면과 불안정한 전력망으로부터의 독립성이라는 측면에서 바람직하지만, 다양한 전원 중의 어느 것도 사용될 수 있다는 것은 자명하다.
하우징(16)의 내부에 배치되어 있는 펌프(10)의 신호송수신장치(beeper)(135)가 또한 모니터 및 컨트롤 유닛(130)과 전기적으로 접속되어 있다. 신호송수신장치(135)는 단일의 고정 주파수에서 작동하는 2 개의 부저를 포함하고 있다. 상기 2 개의 부저 중에서 정상 작동 부저로 지정되어 있는 부저는 경보가 발신될 이벤트(event)의 함수로서 변화하는 펄스폭, 펄스률(pulse rate) 및 전체 펄스수로 펄스가 발신된다. 상기 2 개의 부저 중에서 보조 부저로 지정되어 있는 제 2 부저는 워치독이 타임아웃되는 시점으로부터 작동한다. 제 2 부저는 한 번 시험가동된 다음 클리어 보조 신호송수신장치 입력 이벤트를 통하여 리셋될 수 있다. 부가적으로, 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 시스템 시계(138)와 전기적으로 접속되어 있고, 이 시스템 시계는 대략 53.3 밀리세컨으로 설정되어 있는 프로세서 타이머 인터럽트이다.
또한, 실시간 시계(139), 워치독(136) 및 직렬 통신 포트(137)가 모니터 및 컨트롤 유닛(130)과 전기적으로 접속되어 있다. 실시간 시계(139)는 날짜와 시간 에 대한 기준을 제공하고, 이러한 정보는 요청이 있을 때마다 제공된다. 상기 직렬 통신 포트(137)는 9600 bps 전이중(full duplex) 방식이며, RTS나 CTS는 없고 RDX와 TXD만 가지고 있는 비동기 직렬 포트인 것이 바람직하다. 일반적으로, 직렬 통신 포트(137)는 유저가 볼루스(110)를 기동시킬 때 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 신호를 제공하기 위해서 볼루스(110)에 접속되어 있다. 워치독(136)은 펌프(10)의 모터 억제 컨트롤 입력단자 및 마이크로컨트롤러 NMI 입력단자에 부착되어 있는 독립된, 리트리거식 원 샷(re-triggered one shot)이다. 워치독은 상기의 보조 신호송수신장치가 트리거되는 것을 방지하기 위해서 1.6초 마다 한 번 이상 페팅(petted)되어야 하고, 또한 워치독(136)을 타임아웃시키지만 파워-업(power-up)후 펌프(10)의 마이크로컨트롤러를 한 번 리셋시키지 않도록 기동될 수 있는 시험 능력(test capability)을 제공한다.
상기 내용에 부가하여, 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 펌프 모터(42)와 펌프 센서(43)에 전기적으로 접속되어 있다. 상기한 바와 같이, 펌프 모터(42)는 캠(34)의 회전을 촉진시켜서 펌프(10)를 구동시킨다. 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 프로그램적으로 제시된 조건에 기초하여, 신호가 펌프 모터(42)로 전송된다. 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 구동 펌프 모터(42)를 구동시키기 위해 필요한 펄스폭 변조 신호를 발생시킬 수 있고, 이러한 신호의 출력은 필요한 수준보다 상당히 낮다는 것을 알 수 있다. 또한, 모니터 및 컨트롤 유닛(130)으로부터 모터 구성요소를 전기적으로 차단시키는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 신호는 펌프 모터(42)에 도달하기 전에 중간 모터 구동 회로로 전송된다. 펌프(10)의 안전한 작 동을 모니터하기 위해서, 플래튼 센서(120), 튜브 압력 센서, 에어 인 라인 센서(air-in-line sensor) 등을 포함하는 다양한 펌프 센서(43)가 신호를 모니터 및 컨트롤 유닛(130)으로 전송한다.
펌프(10)를 쌍방향으로(interactively) 작동시키는 환경설정 및 능력을 제공하기 위해서, 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 키패드(20), 디스플레이 장치(22) 및 메모리 모듈(134)에 전기적으로 접속되어 있다. 키패드(20)는 19개 키 구성을 가지고 있고, 각각의 키는 신호를 모니터 및 컨트롤 유닛(130)으로 전송하고 오퍼레이션 시퀀스를 변경하도록 작동한다. 부가적으로, 디스플레이 장치(22)는 100x32 도트 매트릭스(dot matrix)의 액정 디스플레이(LCD)로 구성되는 것이 바람직하고, 유저가 펌프(10)와 상호작용할 수 있는 출력 수단을 제공하도록 사용된다. 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 문자(character)와 그 포맷팅을 나타내는 일련의 비트(bit)를 디스플레이 장치(22)로 전송한다. 이 데이터는 상기 문자를 변환하고 상기 포맷팅 명령을 기계번역하여 LCD 디스플레이 장치에 적절한 화소를 활성화시키거나 비활성화시키는 LCD 드라이버에 의해 수용된다. 또한, 메모리 모듈(134)은 모니터 및 컨트롤 유닛(130)로부터 전송된 임의의 데이터를 저장할 뿐만아니라 데이터를 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 전송한다. 읽기 전용 메모리(ROM), 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 스태틱 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 전기적으로 삭제 및 프래그랭가능한 읽기 전용 메모리(EEPROM)와 같은 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM), 플래시 메모리를 포함하는 여러 메모리 타입 중의 어느 하나 또는 상기 메모리 타입의 임의의 조합형태가 사용될 수 있다. 예를 들면, 펌프(10)의 작동을 제어하는 프로그램은 ROM에 저장될 수 있고, 환경설정 세팅 및 오퍼레이션 파라미터는 플래시 메모리에 저장될 수 있다.
도 2를 계속 참고하고, 부가적으로 도 3을 참고하면, 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 대체로 2 개의 오퍼레이션 상태: 즉, 환경설정 상태(301)와 주입 상태(302)를 가지고 있다. 이러한 구성에서, 도 4 및 도 5를 참고하여, 환경설정 상태의 보다 상세한 내용을 이하에서 설명한다. 키패드(20)로부터의 입력을 통하여, 상세하게는, 파워-온(power ON) 단계(401)에서의 온/오프 키(501)를 통하여 펌프(10)에 전력이 공급되면, 모니터 및 컨트롤 유닛(130)은 초기화 시퀀스를 개시하고, 이 초기화 시퀀스는 특히 제조업자/개발자 정보를 포함하는 스플래쉬(splash) 화면을 디스플레이 장치(22)에 전송하고, 펌프 모터(42) 및 펌프 센서(43)를 조정한다. 이 단계는 메모리 모듈(134)로부터 상기와 같은 정보를 검색하는 것을 부가적으로 포함할 수도 있다.
초기화 다음에, 오퍼레이터에게 프로그램(PROGRAM) 오퍼레이션과 바이오메드 셋업(BIOMED SETUP) 오퍼레이션 중의 어느 하나를 선택하는 선택단계(420)가 제시된다. 이 선택단계에서 어느 하나를 선택하기 위해서, 유저는 업 키(up key)(511) 또는 다운 키(down key)(512)를 눌러서 디스플레이 장치(22) 상에서 텍스트 하이라이트를 이동시키고, 원하는 기능이 하이라이트될 때, 유저는 예스/엔터 키(YES/enter key)(514)를 눌러서 그 기능을 초기화하거나 선택한다. 바이오메드 셋업(B1OMED SETUP)을 선택하면, 유저에게 단계 402에서 액세스 코드를 입력하라고 표시된다. 이 액세스 코드는 수치(numerical value)이고, 숫자 키(520-529)를 통하여 입력될 수 있다. 액세스가 허용되면, 유저는 펌프(10)의 조정을 제공하는 "팩토리 캘리브레이션(factory cal1brat1on)" 뿐만아니라 환자의 히스토리(history) 파일과 다른 관련 데이터를 프린트하는 것을 포함하는 특수한 셋업 기능(411)을 수행할 수 있다. 대안으로서, 프로그램(PROGRAM)을 선택하면, 유저에게 이전에 기록된 아직 완료되지 않은 현재의 치료를 다시 계속하는 리줌(RESUME), 완료된 현재의 치료를 반복하는 리피트 알엑스(REPEAT RX), 그리고 현재의 치료를 통과하고 새로운 치료로 들어가는 뉴 프로그램(NEW PROGRAM)을 포함하는 선택단계(421)가 제시된다.
뉴 프로그램(NEW PROGRAM)과 리피트 알엑스(REPEAT RX) 중의 어느 하나가 선택되는 경우, 유저에게, 뉴 프로그램(NEW PROGRAM)이나 리피트 알엑스(REPEAT RX)가 선택되는 경우에 따라, 컨티뉴어스(CONTINUOUS)(440 또는 450), 피씨에이(PCA)(441 또는 451), 티피엔(TPN)(442 또는 452), 인터미턴트(INTERMITTENT)(443 또는 453), 그리고 배리어블(VARIABLE)(444 또는 453)를 포함하는 이용가능한 다양한 치료법을 선택하는 메뉴가 제시된다. 치료법에 대한 상기한 약어 및 단어는 다음과 같은 의미를 가지고 있다.
1. 컨티뉴어스(CONTINUOUS) - 일정한 프로그램화된 주입량이 가능하도록 설계된, 연속 주입(Continuous infusion);
2. 피씨에이(PCA) - 연속적인 주입량, 환자 제어식 볼루스, 또는 양자 모두를 필요로 하는 치료를 위해 설계된, 환자 제어식 무통증 조치(Patient Controlled Analgesia);
3. 티피엔(TPN) - 비경구적인(parenteral) 음식물의 주입 수준을 주입의 초 기, 말기, 또는 양자 모두의 시기에 점점 작아지는 옵션을 가지고 있으며, 조기 램-다운(ram-down) 특징을 가지고 있도록 설계된, 총비경구영양(Total Parenteral Nutrition);
4. 인터미턴트(INTERMITTENT) - 환자의 액세스 사이트(access site)를 사용가능한 상태로 유지하기 위해서 1회 투입량들의 사이에서 주입의 프로그램화된 간격과 주입의 특정량의 비율을 공급하도록 설계된, 단속적인 공급(Intermittent delivery); 그리고
5. 배리어블(VARIABLE) - 주입량과 주입 횟수를 24가지에 달하는 특정 프로그램으로 변화하도록 설계된, 변화가능한 프로그램(Variable program).
처음에 뉴 프로그램(NEW PROGRAM)이 선택되면, 각각의 처리에 대해 저장된 파라미터가 단계 462에서 삭제되고, 단계 472에서 새로운 파라미터를 입력할 것인지를 조회한다. 처음에 리피트 알엑스(REPEAT RX)가 선택되면, 단계 463에서 미리 저장된 파라미터가 메모리 모듈(134)로부터 검색되고, 유저는 단계 473에서 이렇게 검색된 파라미터를 확인한다.
조회된 일련의 파라미터가 선택된 처리에 따라 변하더라도, 입력 방법은 모든 처리에 대해서 동일하다. 예를 들면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 변경을 위해 선택된 세팅(setting)은 측정의 단위이고, ㎖에 표시된 것과 같이 플래시처리 및 하이라이트처리 파라미터 601에 의해 표시된다. 이러한 세팅을 변경하기 위해서, 노/체인지 키(NO/Change key)(513)를 누르면, 다음의 사용가능한 파라미터 601로 바뀐다. 그 후, 도 6b에 도시된 바와 같이, "mcg"로 표시된다. 이제, 표시 기(descriptor)(602)가 측정 단위가 변경되어 있는 것을 나타내기 위해 번쩍인다. 노/체인지 키(NO/Change key)(513)를 다시 누르면, 파라미터 601로 바뀌어 도 6c에 도시된 바와 같이, 표시기(602)는 여전히 번쩍이는 상태에서 "mg"를 표시한다. 일단 파라미터 601이 원하는 세팅으로 바뀌면, 오퍼레이터는 상기 세팅을 메모리 모듈(134)에 기록하고 눌러진 키에 따라서 플래시처리 및 하이라이트처리 파라미터 601를 다음 라인 또는 이전 라인으로 순환시키도록 작동할 수 있는, 예스/엔터 키(YES/enter key)(514), 위쪽 화살표 키(511)와 아래쪽 화살표 키(512) 중의 어느 하나를 누를 수 있다. 따라서, 단순한 예스 또는 노 파라미터(YES or NO parameter)를 포함하여 한정된 사용가능한 세팅 목록을 가지고 있는 파라미터는 이러한 방식으로 변경될 수 있다.
도 7a 내지 도 7b를 참고하여, 특히 도 7a를 참고하여, 수치를 세팅하기 위한 입력 방법을 설명한다. 위쪽 화살표 키(511)와 아래쪽 화살표 키(512)를 이용하여 수치 파라미터 605를 선택한다. 선택시에는, 수치 파라미터 605를 하이라이트처리 및 플래시처리함으로써, 선택이 된 것을 표시한다. 그 후, 수치가 키패드(20), 상세하게는 숫자 키(520-529)를 통하여 입력될 수 있다. 도 7b에 도시되어 있는 바와 같이, 일단 수치가 입력되면, 표시기(604)가 번쩍이기 시작한다. 이 수치를 메모리 모듈(134)에 저장하기 위해서, 예스/엔터 키(YES/Enter key)(514)가 눌러져야 하고, 번쩍이는 하이라이트 표시는 다음 라인으로 이동한다. 위쪽 화살표 키(511)와 아래쪽 화살표 키(512) 중의 어느 하나가 눌러지면, 입력된 수치는 저장되지 않게 되고, 단지 번쩍이는 하이라이트 표시가 다음 라인으로 이동한다. 모든 수치 파라미터는 상기한 바와 같이 세팅되고 변경될 수 있다.
다시 도 4를 참고하면, 다양한 파라미터의 확인 및/또는 입력시에나, 리줌(RESUME) 오퍼레이션을 선택한 후에, 다시 유저에게 런(RUN) 오퍼레이션, 리뷰(REVIEW) 오퍼레이션, 옵션(OPTIONS) 오퍼레이션, 또는 프라임(PRIME) 오퍼레이션을 선택하는 메뉴가 제시된다. 유저가 프라임/볼루스 키(prime/bolus key)(515)를 눌러서 프라임(PRIME)(482)을 선택하는 경우, 펌프(10)를 어떻게 준비시키는지에 대한 지시(instruction), 상세하게는, 프라임/볼루스 키(515)를 계속 누름으로써, 단계 492에서와 같이 임의의 기포를 제거하기 위해 펌프(10)가 작동하여 약물을 순환시키도록 하는 지시가 제2의 화면에 출력된다. 유저가 리뷰(REVIEW)(484)를 선택하는 경우, 오퍼레이션이 단계 463으로 복귀하고, 유저가 재검토할 수 있으며, 필요에 따라, 현재 세팅된 파라미터를 변경할 수 있다. 옵션 기능 키(502)를 누름으로써 옵션(OPTIONS)이 선택되는 경우, 펌프(10)의 작동과 관련된 추가적인 옵션이 변경될 수 있다. 작동/일시중지 기능 키(503)를 누름으로써 런(RUN)(483)이 선택되면 주입이 개시된다(493). 도 3을 참고하면, 펌프(10)가 환경설정 상태(301)로부터 주입 상태(302)로 상태를 변경하였다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참고하면, 주입 상태(302)와 환경설정 상태(301)에서 상이한 기능을 가지고 있는 키패드(20)를 잘 알 수 있다. 보다 상세하게는, 주입 상태(302) 동안에는, 제 1 숫자 기능 키(521)는 도 8a에 도시된 바와 같이 날짜와 시간을 표시한다. 그러나, 환경설정 상태(301) 동안에는, 제 1 숫자 기능 키(521)가 "1" 을 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 입력하도록 작동한다. 그리고, 주입 상태(302) 동안에는, 제 2 숫자 기능 키(522)가 도 8b에 도시된 바와 같이 전원의 상태와 배터리 파워가 얼마나 남아있는지는 그림으로 표시한다. 반면에 환경설정 상태(301) 동안에는, 제 2 숫자 기능 키(522)가 "2" 를 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 입력하도록 작동한다. 그리고, 주입 상태(302) 동안에는, 제 3 숫자 기능 키(523)가, 도 8c에 도시된 바와 같이, 도 4의 단계 491에 표시된 포괄적인 옵션상태를 표시하지만, 환경설정 상태(301) 동안에는, 제 3 숫자 기능 키(523)가 "3" 을 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 입력하도록 작동한다. 또한, 주입 상태(302) 동안에는, 제 4 숫자 기능 키(524)가 세팅 기간 동안, 바람직하게는 6초 동안 화면을 홀딩(holding)하도록 작동한다. 이러한 기능이 기동되지 않으면 더 짧은 시간간격으로 다양한 화면이 표시된다는 것을 알 수 있다.
부가적으로, 주입 상태(301) 동안에는, 제 4 숫자 기능 키(525)가 도 8d에 도시된 바와 같이. 시간단위로 주입 경과기록(log)을 기동시킨다(activate). 이 화면에서는, 위쪽 화살표 키(511)와 아래쪽 화살표 키(512)를 눌러서 디스플레이 장치(22)에 표시되지 않은 이전 시간의 처리를 재검토할 수 있다. 자명한 바와 같이, 제 5 숫자 기능 키(525)는 환경설정 상태(301) 동안에는 "5"를 입력하도록 작동될 수 있다. 제 6 숫자 기능 키(526)를 기동시킴으로써, 처리의 상세한 내용, 즉, 단계 472 또는 단계 473 중의 하나에서 세팅된 파라미터가 도 8e에 도시된 바와 같이 표시될 수 있다. 그러나, 환경설정 상태(301)와 달리, 상기 파라미터는 변경될 수 없다. 환경설정 상태(301)에서는, 물론, 제 6 숫자 기능 키(526)가 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 "6"을 입력하도록 작동한다.
주입 상태(302)에서, 제 7 숫자 기능 키(527)와 제 8 숫자 기능 키(528)는 볼루스 옵션과 정보를 나타내도록 작동할 수 있다. 상기한 바와 같이, 볼루스는 펌프(10)에 전기적으로 접속되어, 유저에 의해 기동될 때마다 직렬 통신 포트(137)를 통하여 신호를 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 전송할 수 있다. 이러한 기동상황은 메모리 모듈(130)에 저장된다. 도 8f에 도시된 바와 같이, 제 7 숫자 기능 키(527)를 기동시키면 볼루스 정보 화면이 기동하고, 도 8e에 도시된 바와 같이, 제 8 숫자 기능 키(528)를 기동시키면 볼루스 퍼센티지 화면이 기동한다. 환경설정 상태(301) 동안 제 7 숫자 기능 키(527)와 제 8 숫자 기능 키(528)를 누르면 제 7 숫자 기능 키(527)와 제 8 숫자 기능 키(528)가 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 "7" 및 "8"을 각각 입력시키도록 작동할 수 있다는 것은 쉽게 알 수 있다.
제 9 숫자 기능 키(529)는 주입 상태(302)에 있는 동안 처리 경과기록(log)을 삭제하도록 작동될 수 있고, 도 8h에 도시된 바와 같이 오퍼레이션의 결과를 나타낸다. 환경설정 상태(301)에 잇는 동안에는, 제 9 숫자 기능 키(529)가 "9"를 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 전송하도록 작동될 수 있다. 제 10 숫자 기능 키(520)는 주입 상태(302)에서 2차적인 기능을 가지고 있지 않지만, 환경설정 상태(301) 동안 "0"을 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에 전송하도록 작동될 수 있다. 그리고 프라임/볼루스 키(515)는 환경설정 상태(301) 동안 펌프(10) 작동준비를 도와주도록 작동될 수 있고, 주입 상태(302)에서는, 볼루스를 기동시키도록 작동될 수 있다.
다양한 상이한 화면과 이러한 화면은 기동시키는 대응하는 키를 설명하였지만, 본 발명은 도 8a 내지 도 8h에 제공된 특정 정보에만 국한되는 것이 아니다. 메모리 모듈(134)에 저장되거나 모니터 및 컨트롤 유닛(130)에서 처리된 적절한 관련 정보는 디스플레이 장치(22)에 표시될 수 있다.
상기한 상세한 설명은 본 발명의 실시형태를 단지 예시적으로 설명하기 위한 것이며 본 발명의 기술사상을 가장 유용하고 용이하게 설명할 수 있을 것이라고 생각하여 기술한 것이다. 이 점에 있어서, 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 본 발명의 세세한 구성을 개시할 필요는 없으며, 도면과 함께 상기의 상세한 설명을 참고하면 본 발명의 실시형태가 실제로 어떻게 구현될 수 있는지는 당업자에게 자명하다.
Claims (17)
- 환경설정 상태와 주입 상태를 가지고 있는 주입 펌프로서, 상기 환경설정 상태 동안에는 후속하는 주입 오퍼레이션을 제어하기 위해 환경설정 데이터가 상기 주입 펌프로 입력되고, 상기 주입 상태 동안에는 입력된 환경설정 데이터에 따라 상기 주입 펌프가 상기 주입 오퍼레이션을 실행하며,주입 유체가 주입되는 튜브를 수용하도록 형성된 하우징;상기 하우징 내에 수납된 데이터 프로세서;상기 데이터 프로세서에 전기적으로 접속되며 상기 하우징에 부착된 디스플레이 장치; 그리고상기 데이터 프로세서에 전기적으로 접속되며 상기 하우징에 부착된 복수개의 기능 키를 포함하고 있고,상기 기능 키의 적어도 하나는 상기 주입 펌프가 상기 환경설정 상태에 있을 때에는 상기 데이터 프로세서에 문자 숫자식 캐릭터를 입력하도록 작동할 수 있고, 상기 주입 펌프가 상기 주입 상태에 있을 때에는 미리 설정된 정보 화면이 상기 디스플레이 장치에 표시되게 하도록 작동할 수 있으며,상기 복수개의 기능 키는, 유일한 문자 숫자식 캐릭터를 가지며 이 유일한 문자 숫자식 캐릭터와 각각 연관되도록 미리 설정된 유일한 정보 화면이 할당되어 있는 한 세트의 기능 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 기능 키는, 상기 주입 펌프가 상기 환경설정 상태에 있을 때에는 상기 데이터 프로세서에 문자 숫자식 캐릭터를 입력하도록 작동할 수 있고, 상기 주입 펌프가 상기 주입 상태에 있을 때에는 표시된 정보 화면이 미리 설정된 기간 동안 상기 디스플레이 장치에 의해서 유지되게 하도록 작동할 수 있는 기능 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 프로세서에 전기적으로 접속된 메모리 모듈을 더 포함하고 있고, 상기 메모리 모듈은 상기 환경설정 데이터 및 오퍼레이션 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 3 항에 있어서, 상기 복수개의 기능 키는, 상기 주입 펌프가 상기 환경설정 상태에 있을 때에는 상기 데이터 프로세서에 문자 숫자식 캐릭터를 입력하도록 작동할 수 있고, 상기 주입 펌프가 상기 주입 상태에 있을 때에는 상기 메모리 모듈로부터 데이터를 삭제하도록 작동할 수 있는 기능 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 기능 키는, 상기 주입 펌프가 상기 환경설정 상태에 있을 때에는 주입 펌프를 작동준비시키는 명령이 상기 디스플레이 장치에 의해 표시되게 하도록 작동할 수 있고, 상기 주입 펌프가 상기 주입 상태에 있을 때에는 상기 데이터 프로세서에 전기적으로 접속된 외부의 볼루스에 볼루스 기동 신호를 발신하도록 작동할 수 있는 기능 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 정보 화면은 현재의 날짜와 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 정보 화면은 전원 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 정보 화면은 현재 세팅된 옵션에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 정보 화면은 주입 히스토리의 경과 기록을 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 정보 화면은 현재 세팅된 유체 약물 주입 옵션을 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 정보 화면은 볼루스 기동 히스토리의 경과 기록을 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
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- 제 1 항에 있어서,상기 튜브는 유체 라인(fluid line)인 것을 특징으로 하는 주입 펌프.
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