KR101230772B1 - 자동 수액 조절 유닛 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동 수액 조절 장치 및 자동 수액 조절 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동 수액 조절 장치는 무게 측정부와 수액 방울 감지부를 이용한 이중 감지를 통해 수액의 주입 속도를 정확하게 계산하고, 계산된 수액의 주입 속도와 요구되는 수액의 주입 속도를 비교하여 구동부를 통해 수액의 주입 속도를 조절한다. 본 발명에 따른 자동 수액 조절 시스템은 자동 수액 조절 장치와 관리 서버가 무선으로 통신하여, 의료진이 관리 서버에서 수액의 주입 상황에 대한 정보를 인지하고 수액 조절 장치를 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면 두 개의 센서를 이용하여 수액의 주입 속도를 정확하게 측정할 수 있고 구동부에 의해 수액 주입 속도를 조절할 수 있기 때문에, 수액을 정확한 주입 속도로 주입할 수 있다. 또한, 수액 주입 완료 예상 시간을 알 수 있어 수액 주입이 완료되기 전에 환자로부터 주사 바늘을 제거할 수 있다.
본 발명에 따르면 두 개의 센서를 이용하여 수액의 주입 속도를 정확하게 측정할 수 있고 구동부에 의해 수액 주입 속도를 조절할 수 있기 때문에, 수액을 정확한 주입 속도로 주입할 수 있다. 또한, 수액 주입 완료 예상 시간을 알 수 있어 수액 주입이 완료되기 전에 환자로부터 주사 바늘을 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 자동 수액 조절 유닛 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무게 측정부와 수액 방울 감지부가 획득한 정보를 이용하여 정확한 수액의 주입 속도를 계산하고 수액의 주입 속도를 정확하게 조절할 수 있는 자동 수액 조절 유닛 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 병원에서는 수액, 약물 또는 혈액 공급을 위해 정맥 속에 직접 주사 바늘을 삽입하여 수액 등을 주입하는 정맥 주사 요법이 사용된다. 정맥 주사는 정맥 속에 직접 수액 등을 주입하므로 정확하고 빠른 효과가 나타나는 반면, 수액 등이 조금이라도 과하게 주입되면 부작용이 생길 수 있고 부족하게 주입되면 약 효과가 제대로 나타나지 않는 문제가 있다. 따라서 정확한 속도로 수액 등이 주입되는 것이 중요하다.
현재, 대부분의 병원에서는 수액 또는 약물의 투여시 주입 속도를 조절하기 위하여 수액 등이 공급되는 튜브에 도 1에 도시된 것과 같은 수동 수액 조절기(100)를 장착하고 롤러(110)를 돌리며 수액 등의 주입 속도를 조절하고 있다. 하지만 수동으로 조절하다보니 조절하는 사람에 따라 수액 등의 주입 속도가 일정하지 않고, 동작이 불편한 중한 환자의 경우 스스로 주입 속도를 조절하기 힘들다는 문제점이 있다. 또한, 수액의 잔여량이 줄어들수록 수액 방울당 무게가 변하기 때문에 수액의 주입 속도가 부정확해진다. 이와 같은 문제 때문에 중환자실이나 신생아실과 같이 수액 투여가 보다 정밀하게 요구되는 특수 상황에서는 인퓨전 펌프를 이용하여 수액 주입 속도를 조절하고 있다. 하지만, 인퓨전 펌프는 부피가 크고 무게가 많이 나갈 뿐 아니라, 가격도 고가여서 일반적인 상황에까지 사용하기 어렵다.
한편, 스테인레스 스틸로 된 주사 바늘을 혈관에 장기간 방치하면 혈관 손상이나 혈전 형성 또는 침윤 등의 문제가 발생할 수 있으므로 수액 등의 주입이 완료됐을 때 주사 바늘을 환자로부터 빨리 제거해야한다. 하지만 현재 수액 조절기는 수액 등의 주입이 완료된 것을 알려주지 않으므로 주사 바늘이 혈관에 장시간 방치될 수 있다는 문제가 있다. 또한, 의료진이 수액 등의 주입이 완료되었는지 계속 확인하는 과정에서 인력과 시간이 낭비될 수 있으며, 수액의 교체시 버려지는 수액이 생길 수 있다.
따라서 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 소형이면서 저렴한 수액 주입 조절 장치의 개발이 필요하다. 이와 함께, 환자나 의료진이 수액의 주입 속도를 조절하거나 수액 등의 잔여량을 수시로 확인할 필요가 없도록, 수액의 주입 속도를 정확하게 알 수 있고 수액의 주입 속도가 자동으로 조절되며 수액의 잔여량 및 수액 주입 완료를 의료진에게 자동으로 알려주는 장치 및 시스템이 필요한 것이다.
본 발명의 목적은 무게 측정부와 수액 방울 감지부를 이용하는 이중 감지를 통해 수액의 주입 속도를 정확하게 계산하고, 수액의 주입 속도를 자동으로 조절할 수 있는 자동 수액 조절 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 의료진이 수액의 주입 속도, 수액의 잔여량 등에 관한 정보를 쉽게 알 수 있고, 또한 수액의 주입 속도를 제어할 수 있는 자동 수액 조절 시스템을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치는 수액 저장부, 무게 측정부, 수액 방울 감지부, 구동부를 포함한다. 수액 저장부는 수액을 저장하며, 하단에 점적통을 구비한다. 무게 측정부는 수액 저장부의 상부에 연결되며 수액 무게의 변화량을 측정한다. 수액 방울 감지부는 점적통에 장착되어 점적통에서 떨어지는 수액 방울의 개수와 시간 간격을 측정한다. 구동부는 수액의 주입 속도를 조절한다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치는 무게 측정부가 측정한 수액 무게의 변화량과 수액 방울 감지부가 측정한 수액 방울의 개수, 수액 방울이 떨어지는 시간 간격으로부터 수액의 주입 속도가 계산되면, 구동부가 수액의 주입 속도가 요구되는 수액의 주입 속도와 일치하도록 수액의 주입 속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 무게 측정부는 로드셀일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 수액 방울 감지부는 점적통에서 수액 방울이 맺히는 위치를 감지하도록 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 수액 방울 감지부는 적외선 센서일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치는 수액 저장부, 무게 측정부, 수액 방울 감지부, 모터와 압박바를 구비하는 구동부를 포함한다. 수액 저장부는 수액을 저장하며, 하단에 점적통을 구비한다. 무게 측정부는 수액 저장부의 상부에 연결되며 수액 무게의 변화량을 측정한다. 수액 방울 감지부는 점적통에 장착되어 점적통에서 떨어지는 수액 방울의 개수와 시간 간격을 측정한다. 구동부는 모터 및 압박바를 이용하여 수액의 주입 속도를 조절한다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 구동부는 모터와 압박바를 연결하는 웜 기어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 구동부는 웜 기어의 회전량을 측정하는 엔코더 및 압박바의 이동 범위의 양단에 위치하는 리미트 스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 구동부는 수액을 공급하는 튜브에 탈부착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치는 수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액의 주입 완료 예상 시간을 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치는 수액 주입 완료 예상 시간이 되기 일정 시간 전에 신호를 보내는 신호부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템은 수액 저장부, 무게 측정부, 수액 방울 감지부, 구동부를 포함하는 자동 수액 조절 장치 및 관리 서버를 포함한다. 자동 수액 조절 장치는 수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액의 주입 완료 예상 시간을 관리 서버로 전송한다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템에서 관리 서버는 수액 주입 완료 예상 시간이 되기 일정 시간 전에 신호를 보낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템은 관리 서버에서 수액의 주입 속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템은 자동 수액 조절 장치와 관리 서버가 무선으로 통신할 수 있다.
본 발명의 자동 수액 조절 장치는 무게 측정부가 측정한 수액 무게의 변화량과 수액 방울 감지부가 측정한 수액 방울의 개수로부터 수액 방울 한 개의 무게를 정확하게 계산할 수 있으며, 이로부터 수액의 주입 속도 및 수액 주입 완료 예상 시간을 정확하게 계산할 수 있다.
본 발명의 자동 수액 조절 장치는 구동부가 모터, 압박바, 웜 기어, 엔코더, 리미트 스위치를 구비함으로써 수액의 주입 속도를 정확하게 조절할 수 있다. 특히 웜 기어는 압박바가 튜브의 탄성에 의해 밀려나가는 것을 방지하여 압박바의 위치 제어를 정확히 할 수 있으므로 수액을 정확한 속도로 주입할 수 있다. 또한 수액의 주입 속도의 제어를 위해 웜 기어를 사용하는 경우 캠이나 나사를 사용하는 것보다 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 본 발명의 자동 수액 조절 장치는 구동부에 의해 수액의 주입 속도가 자동으로 조절되기 때문에 몸을 움직이기 어려운 환자의 경우에도 수액의 주입 속도를 조절하는데 문제가 없으며, 조절하는 사람마다 수액의 주입 속도가 달라지는 문제도 해결된다.
본 발명의 자동 수액 조절 장치는 무게 측정부, 수액 방울 감지부로 부피가 작은 로드셀, 적외선 센서를 사용하고 소형의 DC 모터를 사용하여 구동부를 구동시키므로, 자동 수액 조절 장치를 소형으로 제작 가능하며 제작 비용을 낮출 수 있다.
본 발명의 자동 수액 조절 시스템은 관리 서버가 자동 수액 조절 장치로부터 수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액의 주입 완료 시간 등의 정보를 전송받음으로써 의료진이 수액에 관한 정보를 알 수 있으며, 관리 서버에서 수액의 주입 속도를 조절할 수도 있다. 따라서 수액의 주입이 완료된 직후 주사 바늘을 환자로부터 신속하게 제거할 수 있으며, 수액의 주입 속도 조절 또는 수액의 잔량 확인을 위해 의료진의 인력이 낭비되거나 남아 있는 수액이 버려지는 일을 막을 수 있다.
도 1은 종래의 수동 수액 조절기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치(200)는 수액 저장부(210), 무게 측정부(220), 수액 방울 감지부(230), 구동부(240)를 포함한다.
수액 저장부(210)는 수액 또는 약물 등을 저장한다. 수액 저장부(210)는 투명한 유리, 투명한 플라스틱 또는 투명한 비닐로 형성되며, 하단이 점적통(212)과 연결되어 있다. 점적통(212)은 수액이 공급되는 튜브에 공기가 들어가는 것을 막기 위한 것으로, 점적통(212)에 수액을 1/3 내지 1/2 정도를 채움으로써 튜브에 공기가 들어가는 것을 방지한다. 점적통(212)에는 수액 저장부(210)로부터 수액이 한 방울씩 떨어지게 된다.
무게 측정부(220)는 수액 저장부(210)의 상부에 연결되어 수액 무게의 변화량을 측정한다. 무게 측정부(220)는 로드셀(load cell)일 수 있다. 로드셀은 중량 센서로서 무게 검출 방식에 따라 유도 전류 방식, 전기 용량 방식, 자기 방식, 압전기 방식, 진동 방식, 스트레인 게이지 방식 등이 있다. 스트레인 게이지 방식 로드셀은 하중에 의한 탄성체의 물리적 변형을 스트레인 게이지를 이용하여 전기 저항으로 변환시킴으로써 중량을 측정하며, 제작비가 저렴하고 계량 정밀도가 높으며 부피 및 무게가 작아 본 발명에 적합하다. 본 발명에서는 무게 측정부(220)로서 스트레인 게이지 방식 로드셀을 이용하지만 이에 한정되지는 않으며, 무게 측정부(220)는 다른 방식의 로드셀일 수 있다.
무게 측정부(220)는 수액 무게의 변화량을 계산하기 위하여 기준 시간 동안 수액을 포함한 수액 저장부(210)의 무게를 측정한다. 측정된 무게로부터 수액 무게의 변화량이 계산된다. 한편, 수액을 제외한 수액 저장부(210)만의 무게는 초기 정보로 미리 알고 있는 값이며, 수액 저장부(210)에 표시되어 있거나 제어부(250)에 미리 저장될 수 있다. 따라서 시간이 지남에 따른 수액을 포함한 수액 저장부(210)의 무게를 측정하면, 수액의 잔여량을 알 수 있다.
수액 방울 감지부(230)는 수액 저장부(210) 하단에 연결된 점적통(212)에 장착된다. 수액 방울 감지부(230)는 점적통(212)에서 떨어지는 수액 방울의 개수와 시간 간격을 측정한다.
수액 방울 감지부(230)는 적외선 센서일 수 있다. 본 발명에서는 적외선 센서로서 적외선을 일단 열로 변환하고 저항 변화나 기전력 형태로 출력하는 열형 적외선 센서를 이용한다. 열형 적외선 센서는 실온에서 동작하고, 파장 전역에 걸쳐 감도가 거의 변함이 없으며, 가격이 저렴하다는 점에서 바람직하다. 적외선 센서는 외부의 빛에 의해 간섭이 생길 수 있으므로 수액 방울 감지부(230) 외측에 필터 등을 구비할 수도 있다. 수액 방울 감지부(230)는 수액 방울을 감지하기 위해서 양단에 수광부 및 발광부를 구비할 수 있다.
수액 방울 감지부(230)는 장착되는 위치를 조절하기 위해 이동 가능하게 구성될 수 있으며 점적통(212)에 탈부착 가능하도록 형성될 수 있다. 수액 방울은 떨어지는 속도가 빠르기 때문에 정확하게 감지하기 어렵다. 따라서 수액 방울 감지부(230)는 점적통(212)에서 수액 방울이 맺히는 위치를 감지하도록 장착되어 떨어지는 수액 방울이 아닌 맺혀 있는 수액 방울을 감지하도록 한다. 이를 통해 수액 방울 감지부(230)가 정확하게 수액 방울을 감지할 수 있다.
수액의 주입 속도는 1분당 떨어지는 수액 방울의 개수와 수액 방울의 무게로부터 알 수 있다. 수액 방울 한 개의 무게는 1분당 떨어지는 수액 방울의 개수에 따라 달라지며, 수액 방울 한 개의 무게와 1분당 떨어지는 수액 방울의 개수의 관계는 실험을 통해 알 수 있다. 반복 실험을 통해 수액 방울 한 개의 무게와 1분당 떨어지는 수액 방울의 개수와의 상관 관계를 구한 후, 이를 데이터화하여 저장할 수 있다. 1분당 떨어지는 수액 방울의 개수와 이에 대응하는 수액 방울 한 개의 무게로부터 초기 수액의 주입 속도가 계산된다. 하지만, 수액 저장부(210)에 저장된 수액의 양이 줄어들수록 수액 방울당 무게가 변하기 때문에 수액 주입 속도가 변하게 된다. 따라서 본 발명은 무게 측정부(220)와 수액 방울 감지부(230)를 이용한 이중 감지를 통해 정확한 수액의 주입 속도를 계산한다.
기준 시간 동안 무게 측정부(220)가 측정한 수액 무게의 변화량 및 수액 방울 감지부(230)가 측정한 떨어진 수액 방울의 개수를 이용하여 제어부(250)는 수액 방울 한 개의 정확한 무게를 계산한다. 계산된 수액 방울 한 개의 무게와 수액 방울 감지부(230)가 측정한 수액 방울이 떨어지는 시간 간격을 이용하여 정확한 수액의 주입 속도가 계산된다. 정확한 수액 방울 한 개의 무게가 계산되더라도 수액 저장부(210)에 저장된 수액의 양이 줄어들수록 수액 방울 한 개의 무게가 변하고, 이에 따라 수액의 주입 속도도 변하므로, 제어부(250)는 무게 측정부(220)와 수액 방울 감지부(230)의 측정값을 이용하여 지속적으로 수액의 주입 속도를 계산한다.
또한, 무게 측정부(220)와 수액 방울 감지부(230), 두 개의 센서를 사용하여 측정하는 경우, 어느 하나의 센서가 비정상적인 동작을 하는 것을 감지할 수 있다. 예를 들어, 무게 감지부(220)에서의 수액의 무게는 변하는데 수액 방울 감지부(230)에서 측정한 수액 방울의 개수에 변화가 없거나 비정상적인 수치가 측정되는 경우, 또는 수액 방울 감지부(230)가 측정한 수액 방울의 개수는 변하는데 무게 감지부(220)에서 수액 무게의 변화가 없거나 비정상적인 수치로 측정되는 경우 등을 감지할 수 있다. 무게 측정부(220) 또는 수액 방울 감지부(230)가 오작동하면 수액 방울 한 개의 무게 및 수액의 주입 속도가 비정상적으로 계산되어 정확한 속도 조절이 어렵다. 이러한 경우 자동 수액 조절 장치(200)는 경보음을 내보내 의료진 등이 자동 수액 조절 장치(200)의 작동 상태를 확인할 수 있도록 한다.
제어부(250)는 계산된 수액의 주입 속도와 요구되는 수액의 주입 속도를 비교하여, 계산된 수액의 주입 속도가 요구되는 주입 속도와 다른 경우 구동부(240)를 구동시켜 수액의 주입 속도를 조절한다. 수액이 주입되는 동안 수액의 잔여량 및 수액 방울의 무게가 계속 변하므로, 지속적으로 수액의 주입 속도를 조절하여 정확한 주입 속도가 유지되도록 한다. 필요에 따라서는 수액이 원하는 시간에 주입 완료되도록 수액의 주입 속도를 조절할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치(200)는 표시부(260)를 더 포함할 수 있다. 표시부(260)에는 수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액의 주입 완료 예상 시간 등이 표시된다. 수액을 제외한 수액 저장부(210)만의 무게는 초기값으로 알고 있으므로, 시간이 지남에 따른 수액을 포한한 수액 저장부(210)의 무게를 측정함으로써 수액의 잔여량이 계산된다. 수액의 잔여량과 수액의 주입 속도로부터 수액의 주입 완료 예상 시간이 계산된다. 표시부(260)는 수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액의 주입 완료 예상 시간 외에 주입되는 수액의 종류, 요구되는 주입 속도 등의 수액에 관한 정보를 표시할 수 있다. 표시부(260)는 전력을 적게 소비하는 LCD, LED 등이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치(200)는 신호부(270)를 더 포함할 수 있다. 신호부(270)는 수액 주입 완료 예상 시간이 되기 일정 시간 전에 신호를 보내 환자 또는 의료진에게 알릴 수 있다. 수액이 끝까지 주입되고 나면 튜브를 통해 공기가 들어가거나, 주사 바늘이 혈관에 장기간 방치될 우려가 있기 때문에 주사 바늘은 수액 저장부 입구에 소량 남아있을 때 제거되어야한다. 따라서 수액의 주입 완료 예상 시간이 계산되면 수액의 주입 완료 예상 시간으로부터 일정 시간 전에 신호를 내보낸다. 일정 시간은 신호가 울린 후 의료진이 주사 바늘을 제거하기 위해 필요한 준비 시간만큼이 될 수 있다. 신호는 경보음 또는 램프일 수 있으며, 한 번이 아니라 여러 번 보내질 수도 있다. 신호부(270)가 신호를 보내면, 환자 또는 의료진이 주입의 완료 시점을 인지할 수 있어, 의료진의 신속하고 적절한 대처가 이루어질 수 있다. 제어부(250)는 수액의 주입 완료 예상 시간이 된 때, 무게 측정부(220)가 측정한 무게가 수액을 제외한 수액 용기(210)만의 무게와 같아진 때, 또는 수액 방울 감지부(230)가 수액 방울이 떨어지지 않는 것을 감지하는 때가 되면 구동부(240)를 구동시켜 수액의 주입 속도를 0으로 하여, 즉 수액의 주입을 차단하여 의료진이 신속하게 대처를 하지 못한 경우라도 문제가 없도록 한다. 한편, 신호부(270)는 수액의 주입 완료 예상 시간으로부터 일정 시간 전에만 신호를 보내는 것이 아니라, 수액의 주입 속도가 비정상적으로 계산된 경우에도 신호를 보내 의료진 등에게 알릴 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치에서 구동부를 나타내는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치(300)는 수액 저장부(310), 무게 측정부(320), 수액 방울 감지부(330), 구동부(340)를 포함한다.
수액 저장부(310), 무게 측정부(320), 수액 방울 감지부(330)에 대한 설명은 도 2에서 설명한 것과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
구동부(340)는 수액의 주입 속도의 정밀한 제어를 위해 모터(341), 압박바(342)를 구비한다. 모터(341)는 다양한 종류가 될 수 있으나, 본 발명에서는 소형의 DC모터를 사용함으로써 구동부(340)를 작고 가벼우면서도 저렴하게 제작할 수 있다. 압박바(142)는 모터(141)의 동력에 의해 선형 왕복 이동을 하여 수액이 공급되는 튜브를 압박하거나 압박을 푼다. 튜브를 압박하는 정도에 따라 수액의 주입 속도가 조절된다.
구동부(340)는 도 4에 도시된 바와 같이 웜 기어(worm gear, 343)를 더 구비할 수 있다. 웜 기어(343)는 모터(341)와 압박바(342)를 연결한다. 웜 기어(343)는 모터(341)의 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 웜(worm)을 이동시킨다. 웜은 압박바(342)와 연결되어 있으며, 웜의 이동에 따라 압박바(342)가 튜브를 압박하는 압력이 조절된다. 웜 기어(343)를 사용하는 경우 웜이 웜의 이동 방향의 반대 방향으로 밀리는 것을 방지할 수 있기 때문에, 튜브의 탄성에 의해 압박바(342)가 반대 방향으로 이동하지 않아 수액의 주입 속도를 정확하게 조절할 수 있다.
또한, 구동부(340)는 엔코더(344) 및 리미트 스위치(345)를 더 구비할 수 있다. 엔코더(344)는 회전량을 검출하기 위한 센서로서, 웜 기어(343)에 장착되어 웜 기어(343)의 회전량을 측정한다. 웜 기어(343)의 회전량으로부터 압박바(342)의 이동 거리를 알 수 있다. 구동부(340)는 모터(341)의 회전량을 조절함으로써 웜 기어(343)의 웜의 이동 거리를 조절할 수 있고, 따라서 압박바(342)의 이동 거리를 조절할 수 있다. 압박바(342)의 이동 거리 조절을 통해 튜브를 압박하는 정도를 제어할 수 있고, 이에 따라 수액의 주입 속도가 조절된다. 본 발명에서는 엔코더(344)가 모터(341)와 별개로 형성되어 웜 기어(343)에 장착되어 있지만 이에 한정하지 않으며, 엔코더(344)가 모터(341)에 포함되는 구조로 형성될 수도 있다.
리미트 스위치(345)는 압박바(342)가 이동하는 시점 및 종점 양쪽에 설치된다. 리미트 스위치(345)는 압박바(342)가 미리 설정된 이동 범위를 넘지 않도록 하기 위한 구성으로, 모터(341)가 계속 동작하여 튜브에 과도한 압력이 가해지는 것을 방지한다. 압박바(342)가 리미트 스위치(345)의 종점에 접촉하면 모터(341)가 정지되고 압박바(342)는 이동을 멈춘다.
구동부(340)는 튜브에 장착하기 쉽고 환자가 이동하기 편리하도록 작게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 수액 주입이 완료된 후 다른 환자를 위해 쓰일 수 있도록 탈부착 가능한 것이 바람직하다. 탈부착 가능하도록 하기 위해서 구동부(340)에서 튜브가 연결되는 부분에 클램프 등을 구비할 수 있다. 한편, 구동부(340)는 자동 수액 조절 장치의 다른 구성 요소와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 무선으로 연결된 경우, 구동부(340)를 튜브에 장착하거나 이동하는 것이 간편하다는 장점이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 조절 장치는 다음과 같이 동작한다.
의료진이 환자의 정맥 위치를 찾아 주사 바늘을 꽂고, 주사 바늘을 튜브를 통해 수액 저장부(310)와 연결한다. 주사 바늘과 수액 저장부(310)가 연결되면 1분당 떨어지는 수액 방울의 개수에 따른 초기 수액의 주입 속도가 표시부(360)에 표시된다. 무게 측정부(320)는 기준 시간 동안 수액을 포함한 수액 저장부(310)의 무게를 측정한다. 수액 방울 감지부(330)는 기준 시간 동안 점적통에서 떨어지는 수액 방울의 개수와 시간 간격을 측정한다. 제어부(350)는 무게 측정부(320)가 측정한 값으로부터 기준 시간 동안의 수액 무게 변화량을 계산한다. 기준 시간 동안의 수액 무게의 변화량과 수액 방울의 개수로부터 수액 방울 한 개의 정확한 무게가 계산된다. 계산된 수액 방울 한 개의 무게와 수액 방울 감지부(330)가 측정한 수액 방울이 떨어지는 시간 간격을 이용하여 정확한 수액의 주입 속도가 계산된다.
제어부(350)는 계산된 수액의 주입 속도와 요구되는 수액의 주입 속도를 비교하여 현재 수액의 주입 속도가 요구되는 주입 속도와 다른 경우, 구동부(340)를 구동시켜 압박바(342)가 이동하도록 한다. 제어부(350)는 현재 수액의 주입 속도가 요구되는 주입 속도보다 빠른 경우 압박바(342)가 튜브를 압박하도록 이동시키고, 수액의 주입 속도가 느린 경우에는 압박바(142)가 튜브의 압박을 해제하도록 이동시킨다. 수액 저장부(310)에 저장된 수액의 양이 줄어들수록 수액의 주입 속도가 변하므로, 무게 측정부(320)와 수액 방울 감지부(330), 이중 센서를 이용한 수액의 주입 속도 측정 및 수액의 주입 속도 조절 과정이 수액이 주입되는 동안 지속적으로 이루어져 수액의 주입 속도를 계속 피드백하여 수액이 정확한 속도로 주입되도록 한다. 요구되는 수액의 주입 속도는 수액의 종류에 따라 데이터화되어 제어부(350)에 저장되어 있을 수도 있고, 의료진 등이 지정할 수도 있다.
한편, 수액을 제외한 수액 저장부(310)만의 무게를 알고 있으므로, 현재 수액을 포한한 수액 저장부(310)의 무게로부터 수액의 잔여량을 알 수 있으며, 제어부(350)는 수액의 잔여량과 수액의 주입 속도로부터 수액 주입 완료 예상 시간을 계산한다. 계산된 수액의 주입 속도, 수액의 잔여량, 수액 주입 완료 예상 시간 등이 표시부(360)에 표시된다. 환자나 의료진은 표시부(360)에 표시된 정보를 보고 수액의 주입 속도, 수액의 잔여량, 수액 주입 완료 예상 시간 등을 알 수 있다.
환자나 의료진이 표시부(360)에 표시된 정보를 확인하지 못한 경우에도, 본 발명의 수액 자동 조절 장치(300)는 수액의 주입이 완료되기 전에 신호부(370)를 통해 환자 또는 의료진에게 수액 주입의 완료 예상 시간을 알릴 수 있다. 수액 주입이 완료되기 전에 환자에게서 주사 바늘을 제거하거나, 수액 저장부(310)를 교체해야하기 때문에, 신호부(370)는 의료진이 환자에게 대처할 시간을 고려하여 신호를 보낸다. 수액의 주입 완료 예상 시간이 되거나, 무게 측정부(320)가 측정한 무게가 수액을 제외한 수액 용기(310)만의 무게와 같아지거나, 또는 수액 방울 감지부(330)가 수액 방울이 떨어지지 않는 것을 감지하면 제어부(350)는 구동부(340)를 구동시켜 수액의 주입을 차단한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템을 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템은 자동 수액 조절 장치(500)와 관리 서버(580)를 포함한다. 자동 수액 조절 장치(500)는 무게 측정부와 수액 방울 감지부를 이용하여 수액 무게의 변화량, 그 시간 동안의 수액 방울의 개수와 수액 방울이 떨어지는 시간 간격을 측정하고, 측정값으로부터 수액의 주입 속도가 계산된다. 수액의 잔여량과 수액의 주입 속도로부터 수액 주입의 완료 예상 시간이 계산된다. 이러한 정보는 자동 수액 조절 장치(500)의 표시부에 표시될 수도 있지만, 관리 서버(580)로 전송될 수도 있다.
자동 수액 조절 장치(500)와 관리 서버(580)는 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. 자동 수액 조절 장치(500)와 관리 서버(580)가 무선으로 통신하는 겅우 이를 위해 자동 수액 조절 장치(500)와 관리 서버(580)는 통신을 위한 무선 송수신부를 구비할 수 있다.
병실 호수, 환자에 대한 정보를 비롯하여 환자에게 설치된 자동 수액 조절 장치(500)에서 계산된 수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액 주입 완료 예상 시간 등의 정보가 관리 서버(580)로 전송되면, 의료진은 이러한 정보에 의해 병실에 있는 환자의 수액 주입 상황을 알 수 있다. 따라서 수액의 주입 상황을 확인하러 병실까지 갈 필요가 없으며 여러 명의 환자의 수액 주입 상황을 편리하게 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템에서 관리 서버(580)는 수액의 주입 완료 예상 시간으로부터 일정 시간 전에 경고음을 내거나 경고 메시지를 표시할 수 있다. 의료진은 경고음이나 경고 메시지에 의해 수액 주입이 완료되기 전에 환자에게서 주사 바늘을 제거하는 등 적절한 대처를 할 수 있다. 한편, 관리 서버(580)는 전송된 수액의 주입 속도가 정상적인 주입 속도와 오차가 큰 경우에도 경고음을 내거나 경고 메시지를 표시해 의료진 등에게 알릴 수 있다. 의료진은 이러한 경고음이나 경고 메시지에 의해 자동 수액 조절 장치(500)의 작동 상태를 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 수액 주입 조절 시스템은 관리 서버(580)에서 수액의 주입 속도를 조절하거나 수액의 주입을 차단할 수 있다. 구동부(540)는 관리 서버(580)로부터 명령을 전달받아 수액의 주입 속도를 조절하거나 수액의 주입을 차단한다. 따라서 의료진은 수액의 주입 속도를 조절하거나 수액의 주입을 차단하기 위해 병실까지 갈 필요가 없다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 수동 수액 조절기 200, 300, 500 : 자동 수액 조절 장치
210, 310 : 수액 저장부 212, 312 : 점적통
220, 320 : 무게 측정부 230, 330 : 수액 방울 감지부
240, 340, 540 : 구동부 341 : 모터
342 : 압박바 343 : 웜 기어
344 : 엔코더 345 : 리미트 스위치
250, 350 : 구동부 260, 360 : 표시부
270, 370 : 신호부 580 : 관리 서버
210, 310 : 수액 저장부 212, 312 : 점적통
220, 320 : 무게 측정부 230, 330 : 수액 방울 감지부
240, 340, 540 : 구동부 341 : 모터
342 : 압박바 343 : 웜 기어
344 : 엔코더 345 : 리미트 스위치
250, 350 : 구동부 260, 360 : 표시부
270, 370 : 신호부 580 : 관리 서버
Claims (15)
- 수액을 저장하며 하단이 점적통과 연결되는 수액 저장부;
수액 무게의 변화량을 측정하기 위한 무게 측정부;
상기 점적통에서 떨어지는 수액 방울을 감지하기 위한 수액 방울 감지부;
수액의 주입 속도를 조절하는 구동부; 및
수액의 주입 속도를 계산하고, 수액의 주입 속도를 조절하도록 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 미리 설정된 기준 시간동안 상기 무게 측정부가 측정한 수액 무게의 변화량과 상기 기준 시간동안 상기 수액 방울 감지부가 측정한 수액 방울의 개수로부터 수액 방울 한 개의 무게를 계산하고, 계산된 상기 수액 방울 한 개의 무게와 상기 수액 방울 감지부가 측정한 상기 수액 방울이 떨어지는 시간 간격으로부터 수액의 주입 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 무게 측정부는 로드셀인 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 수액 방울 감지부는 상기 점적통에서 수액 방울이 맺히는 위치를 감지하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 수액 방울 감지부는 적외선 센서인 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 수액을 저장하며 하단이 점적통과 연결되는 수액 저장부;
수액 무게의 변화량을 측정하기 위한 무게 측정부;
상기 점적통에서 떨어지는 수액 방울을 감지하기 위한 수액 방울 감지부;
모터 및 압박바를 구비하여 수액의 주입 속도를 조절하는 구동부; 및
수액의 주입 속도를 계산하고, 수액의 주입 속도를 조절하도록 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 미리 설정된 기준 시간동안 상기 무게 측정부가 측정한 수액 무게의 변화량과 상기 기준 시간동안 상기 수액 방울 감지부가 측정한 수액 방울의 개수로부터 수액 방울 한 개의 무게를 계산하고, 계산된 상기 수액 방울 한 개의 무게와 상기 수액 방울 감지부가 측정한 상기 수액 방울이 떨어지는 시간 간격으로부터 수액의 주입 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 제6항에 있어서,
상기 구동부는 상기 모터와 상기 압박바를 연결하는 웜 기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 제7항에 있어서,
상기 구동부는 상기 웜 기어의 회전량을 측정하는 엔코더 및 상기 압박바의 이동 범위의 양단에 위치하는 리미트 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동부는 수액을 공급하는 튜브에 탈부착될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 제1항 또는 제6항에 있어서,
수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액의 주입 완료 예상 시간을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 제1항 또는 제6항에 있어서,
수액 주입 완료 예상 시간으로부터 미리 정해진 시간 전에 신호를 보내는 신호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 수액 조절 유닛. - 수액을 저장하며 하단이 점적통과 연결되는 수액 저장부와, 수액 무게의 변화량을 측정하기 위한 무게 측정부와, 상기 점적통에서 떨어지는 수액 방울을 감지하기 위한 수액 방울 감지부와, 모터 및 압박바를 구비하여 수액의 주입 속도를 조절하는 구동부와, 수액의 주입 속도를 계산하고, 수액의 주입 속도를 조절하도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 자동 수액 조절 유닛; 및
관리 서버;를 포함하는 자동 수액 조절 장치로서,
상기 제어부는 미리 설정된 기준 시간동안 상기 무게 측정부가 측정한 수액 무게의 변화량과 상기 기준 시간동안 상기 수액 방울 감지부가 측정한 수액 방울의 개수로부터 수액 방울 한 개의 무게를 계산하고, 계산된 상기 수액 방울 한 개의 무게와 상기 수액 방울 감지부가 측정한 상기 수액 방울이 떨어지는 시간 간격으로부터 수액의 주입 속도를 계산하고,
상기 자동 수액 조절 유닛은 수액의 잔여량, 수액의 주입 속도, 수액의 주입 완료 예상 시간을 상기 관리 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 수액 자동 조절 장치. - 제12항에 있어서,
상기 관리 서버는 수액 주입 완료 예상 시간으로부터 미리 정해진 시간 전에 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 수액 자동 조절 장치. - 제12항에 있어서,
상기 관리 서버에서 수액의 주입 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 수액 자동 조절 장치. - 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동 수액 조절 유닛과 상기 관리 서버는 무선으로 통신하는 것을 특징으로 하는 수액 자동 조절 장치.
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