KR101232771B1

KR101232771B1 - 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급 시스템

Info

Publication number: KR101232771B1
Application number: KR1020100081576A
Authority: KR
Inventors: 엄년식; 정진용; 정태식; 김동현; 배성현
Original assignee: (주)유 바이오메드
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2013-02-14
Also published as: WO2012026740A2; WO2012026740A3; KR20120018619A

Abstract

본 발명에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치는, 일방향의 전류가 인가될 때 일면은 가열되고 타면은 냉각되는 적어도 한 개의 제1열전소자를 구비하는 제1열전모듈; 일방향의 전류가 인가될 때 제1열전소자의 일면과 동일하게 배향된 일면은 냉각되고 제1열전소자의 타면과 동일하게 배향된 타면은 가열되는 적어도 한 개의 제2열전소자를 구비하는 제2열전모듈; 제1열전모듈 또는 제2열전모듈에 일방향의 전류를 선택적으로 인가하여 제1열전모듈 또는 제2열전모듈에 선택적으로 동작시키는 제어부; 및 제1 및 제2열전소자의 일면들이 외부로 향하도록 제1 및 제2열전소자의 타면들을 일정 간격을 두고 부착하여 제1 및 제2열전소자를 지지하는 베이스부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급 시스템{inhalation fluid-heating and cooling apparatus and inhalation fluid supply system having the same}

본 발명은 중환자, 또는 개흉술, 심장 수술, 신경외과 수술 등의 각종 수술 중의 환자에게 산소 및/또는 마취가스와 같은 흡입유체를 공급하는 흡입유체 공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전모듈을 이용하여 중환자 또는 수술환자에게 공급되는 산소가스 및/또는 마취가스와 같은 흡입유체를 선택적으로 가열 또는 냉각시켜 환자에게 공급함으로서 환자의 체온을 적절하게 유지할 수 있게 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 사람의 신체는 보통 36.5 ~ 37.1℃ 사이의 온도를 유지할 수 있는 능력을 가지고 있다. 하지만, 질병 등에 의해 저항력이 떨어진 환자, 특히, 중환자, 또는 개흉술, 폐질환, 장기이식 등의 각종 수술중의 환자는 외부 온도 등의 요인에 의해 체온이 너무 높아지거나 낮아질 수 있다. 이와 같이 중환자 또는 수술환자의 체온이 너무 높아지거나 낮아지면 질병 등에 대한 면역력이 급속히 떨어지므로, 스스로 일정 체온을 유지할 수 있는 능력이 생길 때까지 강제적으로 일정 체온을 유지시켜 주는 것이 필요하다. 또한, 뇌수술 시에는 체온을 낮추어 주는 것이 술 후 수술결과가 좋으며 체온을 다시 올릴 때 가온 가스를 이용하는 것이 좋다.

현재 일반적으로 사용하는 환자의 체온을 조절하는 방법은 환자의 폐 내부로 산소 및/또는 마취가스를 공급하는 호흡가스 공급시스템의 흡기호스에 가열히터를 장착하여 환자의 폐 내부로 가온된 산소 및/또는 마취가스를 공급하는 것에 의해 환자의 체온을 높여주는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 환자의 체온을 낮춰주는 장치가 없으므로, 체온을 낮추려면 따로 체온 하강용 담요를 깔아야 하는 번거로움이 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 최근에는 냉매를 사용하는 열교환부를 호흡가스 공급시스템에 설치하여 냉각된 산소 및/또는 마취가스를 환자에게 공급하는 것에 의해 환자의 체온을 낮춰주는 방법이 제안되었다. 하지만, 이 방법은 냉매를 구동시키기 위한 별도의 기계적인 작동부를 필요로 하므로, 소음 및 진동이 발생하고 설치공간이 커지는 단점이 있다. 또한, 냉매를 사용하기 때문에, 환경을 오염시키는 문제점이 있다.

환자의 체온을 조절하는 또 다른 방법은 체온 상승제 또는 해열제와 같은 약물을 투여하는 것에 의해 환자의 체온을 조절하는 방법이다. 하지만, 이 방법은 약물의 약효가 발생할 때 까지는 일정 시간이 소요되므로 수술시와 같은 응급상황에서는 사용이 제한될 수 있고, 또 환자의 체온 상태에 따라 사후적으로 사용되므로 환자의 체온을 사전에 조절할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열전모듈을 이용하여 중환자 또는 수술환자에게 공급되는 산소가스 및/또는 마취가스와 같은 흡입유체를 선택적으로 가열 또는 냉각시켜 환자에게 공급하므로서 환자의 체온을 적절하게 유지할 수 있게 한 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 일방향의 전류가 인가될 때 일면은 가열되고 타면은 냉각되는 적어도 한 개의 제1열전소자를 구비하는 제1열전모듈; 일방향의 전류가 인가될 때 제1열전소자의 일면과 동일하게 배향된 일면은 냉각되고 제1열전소자의 타면과 동일하게 배향된 타면은 가열되는 적어도 한 개의 제2열전소자를 구비하는 제2열전모듈; 제1열전모듈 또는 제2열전모듈에 일방향의 전류를 선택적으로 인가하여 제1열전모듈 또는 제2열전모듈을 선택적으로 동작시키는 제어부; 및 제1 및 제2열전소자의 일면들이 외부로 향하도록 제1 및 제2열전소자의 타면들을 일정 간격을 두고 부착하여 제1 및 제2열전소자를 지지하는 베이스부;를 포함하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치를 특징으로 한다.

이때, 제1열전모듈은 제1열전소자의 일면에 부착된 제1열전도판을 더 포함하고, 제2열전모듈은 제2열전소자의 일면에 부착된 제2열전도판을 더 포함할 수 있다.

제어부는, 제1열전모듈을 제어하도록 제1열전모듈에 전기적으로 연결되어 베이스부에 부착되고, 제1열전모듈을 제어하는 제1제어신호를 수신하는 제1수신기를 구비하는 제1제어부; 제2열전모듈을 제어하도록 제2열전모듈에 연결되어 베이스부에 부착되고, 제2열전모듈을 제어하는 제2제어신호를 수신하는 제2수신기를 구비하는 제2제어부; 및 환자 또는 베이스부에 부착된 온도센서에서 측정된 온도에 따라 제1 및 제2수신기에 제1 및 제2제어신호를 송신하는 제1 및 제2송신기를 구비하는 컨트롤박스를 포함할 수 있다.

베이스부는 유연성이 있는 절연성 재료로 형성될 수 있다.

또한, 베이스부는 흡입유체를 이송시키는 이송통로에 베이스부를 착탈 할 수 있게 고정하는 고정부를 포함할 수 있다. 이송통로는 이송호스이고, 고정부는 베이스부에 일면에 형성된 암 접착성 패드, 및 베이스부에 타면에 암 접착성 패드와 대응하게 형성된 수 접착성 패드를 포함할 수 있다.

선택적으로, 베이스부는 흡입유체를 이송시키는 이송통로에 삽입 연결되어 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 전류의 공급방향에 따라 선택적으로 일면은 가열되고 타면은 냉각되거나 일면은 냉각되고 타면은 가열되는 적어도 한 개의 열전소자를 구비하는 열전모듈; 열전모듈을 제어하도록 열전모듈에 전기적으로 연결되고, 열전모듈을 제어하는 제어신호를 수신하는 수신기를 구비하는 제1제어부, 및 온도센서에서 측정된 환자의 체온에 따라 열전소자에 인가되는 전류의 공급방향을 바꾸거나 전류의 공급을 차단하도록 수신기에 제어신호를 송신하는 송신기를 구비하는 컨트롤박스를 포함하는 제어부; 및 열전소자의 일면이 외부로 향하도록 열전소자의 타면을 부착하여 열전소자를 지지하는 베이스부;를 포함하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치를 특징으로 한다.

이때, 열전모듈은 열전소자의 일면에 부착된 제1열전도판을 더 포함할 수 있다.

베이스부는 유연성이 있는 절연성 재료로 형성될 수 있다.

또한, 베이스부는 흡입유체를 이송시키는 이송통로에 베이스부를 탈착할 수 있게 고정하는 고정부를 포함할 수 있다. 이때, 이송통로는 이송호스이고, 고정부는 베이스부에 일면에 형성된 암 접착성 패드, 및 베이스부에 타면에 암 접착성 패드와 대응하게 형성된 수 접착성 패드를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 흡입유체를 신체의 필요 부분에 공급하기 위한 흡입유체 공급시스템에 있어서, 흡입유체를 저장하는 유체소스; 흡입유체를 신체의 필요 부위로 이송시키는 이송통로; 및 이송통로에 부착되고, 신체에서 측정된 체온에 따라 이송통로를 선택적으로 가열 또는 냉각시키는 위에서 설명한 흡입유체 가열 및 냉각 장치;를 포함하는 흡입유체 공급시스템을 특징으로 한다.

이때, 흡입유체는 산소가스 및/또는 마취가스를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템은 2초 이내에 작동하는 열전모듈을 이용하여 중환자 또는 수술환자에게 공급되는 산소가스 및/또는 마취가스와 같은 흡입유체를 선택적으로 가열 또는 냉각시켜 환자의 적절한 체온을 유지할 수 있게 한다. 따라서, 환경을 오염시키는 냉매를 사용하고 기계적인 작동부를 구비하는 기존의 냉각장치에 비해, 작동 시간이 빠르고, 친환경적이고, 소음 및 진동이 없고, 설치공간이 작게 되는 작용효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템은 열전소자에서 발생된 열을 가열 또는 냉각이 필요한 이송통로, 예를 들면, 이송호스에 균일하고 넓게 전달할 수 있는 열전도판을 구비하므로, 이송호스 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스가 더 효율적으로 가열 또는 냉각될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템은 송신기를 구비한 컨트롤박스에서 수신기를 구비한 제1 및/또는 제2제어부의 제어기판에 제어신호를 무선으로 송신하여 열전모듈을 제어할 수 있으므로, 컨트롤박스와 제어기판 사이에 복잡한 연결선이 불필요하며, 그에 따라 장치의 구조, 설치 및 관리가 간편해지는 작용효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템은 흡입유체를 이송시키는 이송통로, 예를 들면, 이송호스에 베이스부를 탈착할 수 있게 고정하는 고정부를 포함할 경우, 이송호스에 대한 가열 또는 냉각이 필요할 때는 이송호스에 간편하게 설치하여 사용하고 불필요할 때는 이송호스로부터 간편하게 제거될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템은 현재 사용하고 있는 모든 이송호스에 간편하게 적용하여 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치가 적용된 흡입유체 공급시스템을 개략적으로 예시하는 개념도,
도 2는 도 1에 도시한 흡입유체 가열 및 냉각 장치의 베이스부를 펼친 상태로 예시하는 개략 평면도,
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시한 흡입유체 가열 및 냉각 장치의 제1열전모듈의 가열 열전소자와 제2열전모듈의 냉각 열전소자의 구조를 예시하는 측단면도,
도 4는 도 1에 도시한 흡입유체 가열 및 냉각 장치의 컨트롤박스를 예시하는 평면도,
도 5는 도 1에 도시한 흡입유체 가열 및 냉각 장치의 베이스부가 이송호스에 부착된 상태를 예시하는 사진,
도 6a 내지 도 6c는 도 1에 도시한 흡입유체 가열 및 냉각 장치의 베이스부의 변형예들을 예시하는 사시도,
도 7은 도 1에 도시한 흡입유체 가열 및 냉각 장치의 베이스부의 변형예를 펼친 상태로 예시하는 개략 평면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치가 적용된 흡입유체 공급시스템을 개략적으로 예시하는 개념도, 및
도 9는 도 8에 도시한 흡입유체 가열 및 냉각 장치의 베이스부를 펼친 상태로 예시하는 개략 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치 및 그것을 구비한 흡입유체 공급시스템을 첨부도면에 관하여 상세히 서술하면 다음과 같다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)가 적용된 흡입유체 공급시스템(100)이 개략적으로 예시되어 있다.

흡입유체 공급시스템(100)은 중환자, 또는 개흉술, 심장 수술, 신경외과 수술 등의 각종 수술 중의 환자에게 산소 및/또는 마취가스와 같은 흡입유체를 공급하기 위한 것으로, 유체소스(11), 이송통로(14), 및 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)를 포함한다.

유체소스(11)는 산소 및/또는 마취가스를 저장한다. 본 실시예에서, 유체소스(11)는 산소를 일정 압력으로 저장하는 산소탱크(12), 및/또는 마취가스를 내장하는 마취가스 탱크(15)를 포함할 수 있다.

이송통로(14)는 산소 및/또는 마취가스를 신체의 필요 부위, 즉 코 및/또는 입을 통해 폐 내부로 이송시키는 것으로, 유체소스(11)와 코 및/또는 입 사이를 연결하도록 배치된다. 본 실시예에서, 이송통로(14)는 주름형 또는 비주름형 튜브와 같은 이송호스(16)로 구성될 수 있다.

흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)는 환자의 체온에 따라 이송통로(14)의 이송호스(16)를 선택적으로 가열 또는 냉각시키는 것으로, 이송통로(14)의 이송호스(16)에 부착된다.

도 2를 참조하면, 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)는 제1열전모듈(18), 제2열전모듈(20), 제어부(22), 및 베이스부(24)를 포함한다.

제1열전모듈(18)은 이송호스(16)를 가열하기 위한 것으로, 복수 개의 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)를 포함한다. 본 실시예에서, 복수 개의 가열 열전소자는 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)로 구성된다. 제1 내지 제2 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)는 후술하는 제2열전모듈(20)의 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)와 상하방향(도 2 기준)으로 2 개씩 교대로 배치된다. 즉, 제1 및 제2 가열 열전소자(25, 26) 및 제3 및 제4 가열 열전소자(27, 28)는 제1 및 제2 냉각 열전소자(29, 30) 및 제3 및 제4 냉각 열전소자(31, 32)와 상하방향으로 교대로 배치된다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 각각의 가열 열전소자(25, 26, 27, 또는 28)는 제1판(33), 제1판(33)과 마주하는 제2판(34), 및 제1 및 제2판(33, 34)의 사이에 개재되는 반도체층(35)을 포함한다. 반도체층(35)에는 제1제어기판(36)의 제1전원공급부(37)가 연결되어 일방향의 전류가 공급되며, 그 결과, 이른바, 펠티어 효과(Peltier effect)가 발생한다. 예를 들면, 반도체층(35)에 일방향의 전류를 인가하면, 반도체층(35)은 제2판(34)을 냉각시키고, 제2판(34)으로부터 흡수한 열을 제1판(33)으로 전달하여 제1판(33)을 가열시키게 된다. 본 실시예에서, 각각의 가열 열전소자(25, 26, 27, 또는 28)는 정사각형 형태(예를 들면, 가로 10mm, 세로 10mm, 높이 4mm의 크기)로 형성된다. 선택적으로, 각각의 가열 열전소자(25, 26, 27, 또는 28)는 다른 형태, 예를 들면, 가늘고 긴 직사각형 형태로 형성될 수 있다.

가열 열전소자들(25, 26, 27, 28)의 제1판(33)에서 발생된 열을 가열이 필요한 이송호스(16)에 균일하고 넓게 전달할 수 있도록 하기 위해, 제1열전모듈(18)은 가열 열전소자들(25, 26, 27, 28)의 제1판(33)에 부착되는 제1 및 제2가열 전도판(38, 39; 예시를 쉽게 하기 위해 점선으로 도시함)을 더 포함할 수 있다. 제1가열 전도판(38)은 제1 및 제2 가열 열전소자(25, 26)의 제1판들(33) 상에 부착되고, 제2가열 전도판(39)은 제3 및 제4 가열 열전소자(27, 28)의 제1판들(33) 상에 부착된다. 제1 및 제2가열 전도판(38, 39)은 각각 스테인레스재(sus)와 같은 메탈에 의해 가늘고 긴 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 가열 열전소자들(25, 26, 27, 28)의 제1판(33)에서 발생된 열은 후술하는 베이스부(24)의 고정부(60)에 의해 제1 및 제2가열 전도판(38, 39)과 접촉 고정되는 이송호스(16) 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스에 효율적으로 전달될 수 있다.

제2열전모듈(20)은 이송호스(16)를 냉각시키기 위한 것으로, 복수 개의 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)로 구성된다. 본 실시예에서, 복수 개의 냉각 열전소자는 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)로 구성된다. 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)는 위에서 설명한 바와 같이 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)와 2 개씩 교대로 배치된다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 각각의 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)는 제1판( 33'), 제1판(33')과 마주하는 제2판(34'), 및 제1 및 제2판(33, 34')의 사이에 개재되는 반도체층(35')을 포함한다. 반도체층(35')에는 제2제어기판(40)의 제2전원공급부(41)가 연결되어 일방향의 전류가 공급되며, 그 결과, 펠티어 효과가 발생한다. 예를 들면, 반도체층(35')에 일방향의 전류를 인가하면, 반도체층(35')은 제1판(33')을 냉각시키고, 제1판(33')으로부터 흡수한 열을 제2판(34')으로 전달한다. 본 실시예에서, 각각의 냉각 열전소자(29, 30, 31, 또는 32)는 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)와 마찬가지로 사각형 형태(예를 들면, 가로 10mm, 세로 10mm, 높이 4mm의 크기)를 가질 수 있다. 선택적으로, 각각의 냉각 열전소자(29, 30, 31, 또는 32)는 다른 형태, 예를 들면, 가늘고 긴 직사각형 형태로 형성될 수 있다.

냉각 열전소자들(29, 30, 31, 32)의 제1판(33')의 냉기를 냉각이 필요한 이송호스(16)에 균일하고 넓게 전달할 수 있도록 하기 위해, 제2열전모듈(20)은 제1열전모듈(18)과 마찬가지로, 냉각 열전소자들(29, 30, 31, 32)의 제1판(33')에 부착되는 제1 및 제2냉각 전도판(42, 43; 예시를 쉽게 하기 위해 점선으로 도시함)을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2냉각 전도판(42, 43)은 각각 스테인레스재(sus)와 같은 메탈에 의해 가늘고 긴 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 냉각 열전소자들(29, 30, 31, 32)의 제1판(33')에서 발생되는 냉기는 베이스부(24)의 고정부(60)에 의해 제1 및 제2냉각 전도판(42, 43)과 접촉 고정되는 이송호스(16) 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스에 효율적으로 전달될 수 있다.

제어부(22)는 제1열전모듈(18)과 제2열전모듈(20)을 선택적으로 동작시키는 것으로, 제1제어부(44), 제2제어부(45), 및 컨트롤박스(46)를 포함한다.

제1제어부(44)는 제1열전모듈(18)의 제1 내지 제4 가열 열전소자들(25, 26, 27, 28)의 동작을 제어하여 이송호스(16)를 가열시키기 위한 것으로, 제1제어기판( 36)에 설치된 제1전류공급부(37), 제1수신기(47), 및 제1마이크로프로세서(48)를 포함한다. 제1제어기판(36)은 후술하는 베이스부(24)의 상면 우측(도 3 기준)에 부착된다. 제1전류공급부(37)는 제1열전모듈(18)의 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)와 병렬로 연결된다. 제1수신기(47)는 후술하는 컨트롤박스(46)의 제1송신기(49)에서 송신되는 제1제어신호를 수신한다. 제1전류공급부(37)는 제1마이크로프로세서(48)의 제어하에 제1열전모듈(18)의 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)에 일방향의 전류만을 인가한다. 제1마이크로프로세서(48)는 제1수신기(47)와 제1전류공급부(37)의 동작을 제어한다. 따라서, 제1수신기(47)에서 수신된 제1제어신호가 후술하는 바와 같이 '온(on)' 신호이면, 제1마이크로프로세서(48)는 제1열전모듈(18)의 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)에 일방향의 전류를 인가하여 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)의 제1판(33)을 가열하도록 제1전류공급부(37)를 제어한다. 반대로, 제1수신기(47)에서 수신된 제1제어신호가 후술하는 바와 같이 '오프(off)' 신호이면, 제1마이크로프로세서(48)는 제1열전모듈(18)의 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)에 대한 전류 공급을 차단하여 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)의 동작을 중지시키도록 제1전류공급부(37)를 제어한다.

제2제어부(45)은 제2열전모듈(20)의 제1 내지 제4 냉각 열전소자들(29, 30, 31, 32)의 동작을 제어하여 이송호스(16)를 냉각시키기 위한 것으로, 제2제어기판( 40)에 설치된 제2전류공급부(41), 제2수신기(54), 및 제2마이크로프로세서(55)를 포함한다. 제2제어기판(40)은 베이스부(24)의 상면 좌측(도 2 기준)에 부착된다. 제2전류공급부(41)는 제2열전모듈(20)의 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)와 병렬로 연결된다. 제2수신기(54)는 컨트롤박스(46)의 제2송신기(50)에서 송신되는 제2제어신호를 수신한다. 제2전류공급부(41)는 제2마이크로프로세서(55)의 제어하에 제2열전모듈(20)의 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)에 일방향의 전류만을 인가한다. 제2마이크로프로세서(55)는 제2수신기(54)와 제2전류공급부(41)의 동작을 제어한다. 따라서, 제2수신기(54)에서 수신된 제2제어신호가 후술하는 바와 같이 '온(on)' 신호이면, 제2마이크로프로세서(55)는 제2열전모듈(20)의 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)에 일방향의 전류를 인가하여 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)의 제1판(33')을 냉각시키도록 제2전류 공급부(41)를 제어한다. 반대로, 제2수신기(54)에서 수신된 제2제어신호가 후술하는 바와 같이 '오프(off)' 신호이면, 제2마이크로프로세서(55)는 제2열전모듈(20)의 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)에 대한 전류의 공급을 차단하여 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)의 동작을 중지시키도록 제2전류공급부(41)를 제어한다.

이와 같이 구성된 제1 및 제2제어기판(36, 40)의 제1 및 제2전류공급부(37, 41)는 외부전원(56; 도 1 참조)과 전기적으로 연결된다.

다시 도 1을 참조하면, 컨트롤박스(46)는 환자에 부착된 온도센서(53)에서 측정된 환자의 체온에 따라 이송호스(16)의 가열 또는 냉각을 원격적으로 제어하기 위한 것으로, 온도조절부(52), 제1 및 제2 송신기(49, 50), 및 제3마이크로프로세서(51)를 구비한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 온도조절부(52)는 의료진이 목적에 따라 체온의 허용가능 상한값(예를들면, 37.1℃)과 허용가능 하한값(예를들면, 36.5℃)을 입력 및 세팅할 수 있도록 하기 위한 것으로, 허용가능 상한값과 허용가능 하한값을 입력하기 위한 제1 및 제2입력버튼(57, 58), 및 디스플레이창(59)을 구비한다. 선택적으로, 온도조절부(52)는 입력버튼(57, 58)과 디스플레이창(58)을 포함하는 대신, 회전노브와 눈금판을 포함하는 다이알 형태(도시하지 않음)로 형성될 수도 있다.

제1 및 제2 송신기(49, 50)는 제3마이크로프로세서(51)의 제어에 의해 제1 및 제2제어기판(36, 40)의 제1 및 제2수신기(47, 54)에 제1 및 제2 열전모듈(18,20 )을 제어하기 위한 제1 및 제2제어신호를 송신한다,

제3마이크로프로세서(51)는 환자의 겨드랑이 등에 부착된 온도센서(53)와 연결되고, 클럭(도시하지 않음)에 의해 카운트된 일정 시간, 예를 들면, 수 초 간격 마다 환자의 체온을 측정하도록 온도센서(53)를 제어한다.

또한, 제3마이크로프로세서(51)는 온도센서(53)로부터 송신된 환자의 체온값과 온도조절부(52)에 의해 세팅된 체온의 허용가능 상한값 및 하한값을 비교하여 제1 및 제2제어기판(36, 40)의 제1 및 제2수신기(47, 54)에 제1 및 제2 제어신호를 송신하도록 제1 및 제2 송신기(49, 50)를 제어한다.

보다 상세히 설명하면, 온도센서(53)에서 일정 시간 마다 측정된 환자의 체온이 온도센서(53)로부터 수신되면, 제3마이크로프로세서(51)는 수신된 환자의 체온값을 온도조절부(52)에 의해 미리 세팅된 허용가능 상한값, 예를들면, 37.1℃ 및 허용가능 하한값, 예를들면, 36.5℃와 비교하고, 수신된 환자의 체온값이 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 이상이면, 제1송신기(49)를 통해 제1제어신호로서 제1열전모듈(18)의 동작을 중지시키는 '오프' 신호를 제1제어기판(36)의 제1수신기(47)에 송신함과 함께 제2송신기(50)를 통해 제2제어신호로서 제2열전모듈(20)을 동작시키는 '온'신호를 제2제어기판(40)의 제2수신기(54)에 송신하도록 제1 및 제2송신기(49, 50)를 제어한다.

반대로, 온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃ 이하이면, 제3마이크로프로세서(51)는 제1송신기(49)를 통해 제1제어신호로서 제1열전모듈(18)을 동작시키는 '온'신호를 제1수신기(47)에 송신함과 함께 제2송신기(50)를 통해 제2제어신호로서 제2열전모듈(20)의 동작을 중지시키는 '오프' 신호를 제2수신기(54)에 송신하도록 제1 및 제2송신기(49, 50)를 제어한다.

또한, 온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃과 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 사이에 있으면, 제3마이크로프로세서(51)는 제1 및 제2송신기(49, 50)를 통해 제1 및 제2제어신호로서 각각 '오프'신호를 제1 및 제2수신기(47, 54)에 송신하도록 제1 및 제2송신기(49, 50)를 제어한다.

베이스부(24)는 제1 및 제2열전모듈(18, 20)과 제1 및 제2제어기판(36, 40)을 부착하여 지지한다. 제1 및 제2열전모듈(18, 20)은 제1 및 제2 가열 및 냉각 전도판(38, 39; 42, 43)(선택적으로, 열전도판을 구비하지 않을 경우 제1 내지 제4 가열 및 냉각 열전소자(25, 26, 27, 28; 29, 30, 31, 32)의 제1판들(33, 33'))이 외부에 노출되도록 제1 내지 제4 가열 및 냉각 열전소자의 제2판(34, 34')들이 베이스부(24) 일면 상에 부착된다. 제1 및 제2제어기판(36, 40)은 베이스부(24)의 상면의 우측 및 좌측(도 2 기준) 상에 각각 부착된다.

본 실시예에서, 베이스부(24)는 절연성 직물, 부직포, 가죽 등과 같은 유연성이 있는 절연성 재료에 의해 직사각형 형태로 형성될 수 있다.

또한, 베이스부(24)는 산소가스 및/또는 마취가스를 이송시키는 이송호스(16)에 베이스부(24)를 착탈 할 수 있게 고정하는 고정부(60)를 포함할 수 있다. 고정부(60)는 베이스부(24)의 상면에 형성된 암 매직 테이프와 같은 암 접착성 패드(61), 및 베이스부(24)의 하면에 형성된 수 매직 테이프와 같은 수 접착성 패드(62)를 포함할 수 있다. 따라서, 실제 적용예를 도시하는 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스부(24)는 주름형 튜브와 같은 이송호스(16)를 감싸도록 이송호스(16)에 감겨진 후, 암 접착성 패드(61)와 수 접착성 패드(62)를 서로 접착시키는 것에 의해 이송호스(16)에 고정될 수 있다.

선택적으로, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 베이스부(24', 24")는 환자호흡용 호스와 같은 이송호스(16')의 흡기부분에 일체로 고정된 다각면체 형태(24') 또는 원통 형태(24")로 구성될 수 있다.

이 경우, 제1 및 제2열전모듈(18, 20)은 제1 및 제2 가열 전도판(38, 39) 및 제1 및 제2 냉각 전도판(42, 43)(열전도판을 구비하지 않는 경우 제1 내지 제4 가열 및 냉각 열전소자(25, 26, 27, 28; 29, 30, 31, 32)의 제1면들(33; 33'))이 이송호스(16')와 접촉하도록 배치된다. 또한, 이때, 베이스부(24', 24")는 이송호스(16')에 착탈 할 수 있게 고정하는 별도의 고정부를 구비하지 않는다.

예를 들어 상세히 설명하면, 도 6b에 도시된 원통 형태의 베이스부(24")의 경우, 도 6c에 도시된 바와 같이, 베이스부(24")는 플라스틱재의 중공 봉형 관으로 형성되고, 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)와 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)가 내주면에 부착된다. 또한, 베이스부(24")의 외주면(또는 내주면)에는 온도센서(53')가 부착된다. 온도센서(53')는 회선을 사용하는 유선방식 또는 별도의 송수신장치(도시하지 않음)를 사용하는 무선방식으로 컨트롤박스(46)의 제3마이크로프로세서(51)와 연결된다. 이와 같이 구성된 베이스부(24")는 이송호스(16')의 흡기부분의 외주면에 삽입 연결되어 억지끼움, 접착제 등에 의해 일체로 고정된다.

이상에서, 본 발명의 일실시예에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)가 적용된 흡입유체 공급시스템(100)은 제1 및 제2열전모듈(18, 20)이 각각 제1 내지 제4 가열 및 냉각 열전소자들(25, 26, 27, 28; 29, 30, 31, 32)로 구성된 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 7에 도시된 변형예에서와 같이, 제1 및 제2열전모듈(18', 20')은 각각 일정간격을 두고 어레이 형태로 배열된 12개의 가열 열전소자(18a)와 12 개의 냉각 열전소자(20a)로 구성될 수 있다. 12개의 가열 열전소자(18a)는 2 개는 베이스부(24)의 상면 우측에 배치되고, 나머지 10개는 베이스부(24)의 중앙에서 10개의 냉각 열전소자(20a)와 상하로 두 개의 열을 이루면서 두 개씩 교대로 배치된다. 12 개의 냉각 열전소자(20a) 역시 2 개는 베이스부(24)의 상면 좌측에 배치되고, 나머지 10개는 베이스부(24)의 중앙에서 10개의 가열 열전소자(18a)와 상하로 두 개의 열을 이루면서 두 개씩 교대로 배치된다. 이 경우, 12개의 가열 열전소자(18a)와 12 개의 냉각 열전소자(20a)에는 도 2에 도시한 바와 같은 가열 전도판과 냉각 전도판이 부착되지 않는다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입유체 공급시스템(100)의 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)는 산소 및/또는 마취가스와 같은 흡입유체를 환자의 폐 속으로 공급하는 이송통로(14)에 적용되는 것으로 예시 및 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 일실시예에 따른 흡입유체 공급시스템(100)의 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)는 다른 흡입유체, 예를 들면, 혈액, 링거액 등을 환자의 혈관 속으로 공급하는 이송호스에도 동일한 구성과 원리로 적용될 수 있을 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)가 적용된 흡입유체 공급시스템(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 베이스부(24)는 제1 및 제2 가열 및 냉각 전도판(38, 39; 42, 43)이 환자의 폐에 산소가스 및/또는 마취가스를 이송시키는 이송호스(16)에 밀착하여 접촉하도록 이송호스(16)에 감겨진 후, 암 접착성 패드(61)와 수 접착성 패드(62)를 서로 접착시키는 것에 의해 이송호스(16)에 부착 고정된다.

이어서, 환자의 겨드랑이 등에 온도센서(53)가 부착됨과 함께, 온도조절부(52)를 통해 허용가능 상한값, 예를들면, 37.1℃ 및 허용가능 하한값, 예를들면, 36.5℃이 세팅된다.

따라서, 위에서 도 1 및 도 4에 관하여 설명한 바와 같이, 제3마이크로프로세서(51)는 일정 시간, 예를 들면, 수 초 간격 마다 환자의 체온을 측정하도록 환자에 부착된 온도센서(53)를 제어하고, 온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값과 온도조절부(52)에 의해 세팅된 체온의 허용가능 상한값 및 하한값을 비교하여 제1 및 제2제어기판(36, 40)의 제1 및 제2수신기(47, 54)에 제1 및 제2 제어신호, 예를 들면, '오프' 신호와 '온' 신호(온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 이상일 경우), '온' 신호와 '오프' 신호(온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃ 이하일 경우), 또는 '오프' 신호와 '오프' 신호(온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃과 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 사이에 있을 경우)를 송신하도록 제1 및 제2 송신기(49, 50)를 제어한다.

제1 및 제2 송신기(49, 50)로부터 수신된 제1 및 제2 제어신호가 각각 '오프' 신호와 '온' 신호이면, 제1마이크로프로세서(48)는 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)의 동작을 중지시키도록 제1전류공급부(37)를 제어하고, 제2마이크로프로세서(55)는 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)의 제1판(33')을 냉각시키도록 제2전류공급부(41)를 제어한다. 그 결과, 제1 내지 제4 냉각 열전소자들(29, 30, 31, 32)의 제1판(33')에서 발생된 냉기는 제1 및 제2 냉각 전도판(42, 43)을 통해 이송호스(16) 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스에 전달되고, 이에 따라 산소가스 및/또는 마취가스를 흡입하는 환자의 체온은 하강된다.

반대로, 제1 및 제2 송신기(49, 50)로부터 수신된 제1 및 제2 제어신호가 각각 '온' 신호와 '오프' 신호이면, 제1마이크로프로세서(48)는 제1 내지 제4 가열 열전소자(25, 26, 27, 28)의 제1판(33)을 가열하도록 제1전류공급부(37)를 제어하고, 제2마이크로프로세서(55)는 제1 내지 제4 냉각 열전소자(29, 30, 31, 32)의 동작을 중지시키도록 제2전류공급부(41)를 제어한다. 그 결과, 제1 내지 제4 가열 열전소자들(25, 26, 27, 28)의 제1판(33)에서 발생된 열은 제1 및 제2 가열 전도판(38, 39)을 통해 이송호스(16) 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스에 전달되고, 이에 따라 산소가스 및/또는 마취가스를 흡입하는 환자의 체온은 상승된다.

또한, 제1 및 제2 송신기(49, 50)로부터 수신된 제1 및 제2 제어신호가 각각 '오프' 신호와 '오프' 신호이면, 제1 및 제2마이크로프로세서(48, 55)는 각각 제1 내지 제4 가열 및 냉각 열전소자(25, 26, 27, 28; 29, 30, 31, 32)의 동작을 중지시키도록 제1 및 제2전류공급부(37, 41)를 제어한다. 그 결과, 이송호스(16) 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스는 가열되거나 냉각되지 않고 환자의 폐 속으로 흡입되고, 환자의 체온은 현재 상태로 유지된다.

이와 같은 동작은 환자에 대한 산소가스 및/또는 마취가스의 공급이 필요하지 않게 되어 이송호스(16)로부터 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10)의 베이스부(24)를 제거할 때 까지 반복된다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10')가 적용된 흡입유체 공급시스템(100')이 개략적으로 예시되어 있다.

흡입유체 공급시스템(100')은 유체소스(11), 이송통로(14), 및 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10')를 포함한다.

흡입유체 가열 및 냉각 장치(10')를 제외한 구성은 도 1에 도시된 흡입유체 공급시스템(100)과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10')는 열전모듈(18"), 제어부(22') 및 베이스부(24)를 포함한다.

열전모듈(18")은 전류의 공급방향에 따라 선택적으로 일면은 가열되고 타면은 냉각되거나 일면은 냉각되고 타면은 가열되는 복수 개, 예를 들면, 8 개의 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')를 구비한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 열전소자(25, 26, 27, 28, 29',30', 31', 또는 32')는 제1판(33), 제1판(33)과 마주하는 제2판(34) 및 제1 및 제2판(33, 34)의 사이에 개재되는 반도체층(35)을 포함한다. 반도체층(35)에는 전원공급부(37')가 연결되어 전류가 공급되며, 공급된 전류의 방향에 따라 제1 및 제2판(33, 34)을 선택적으로 가열 또는 냉각시킨다. 예를 들면, 반도체층(35)에 제1방향의 전류를 인가하면, 반도체층(35)은 제2판(34)을 냉각시키고, 제2판(34)으로부터 흡수한 열을 제1판(33)으로 전달하여 제1판(33)을 가열시키게 된다. 그리고, 전원공급부(37')의 전류 방향을 반대로 바꾸는 경우, 상기한 바와 반대로 가열 및 냉각이 이루어진다.

공급된 전류의 방향에 따라 열전소자들(25, 26, 27, 28, 29',30', 31', 32' )의 제1판(33)에서 발생된 열 또는 냉기를 가열 또는 냉기가 필요한 이송호스(16)에 균일하고 넓게 전달할 수 있도록 하기 위해, 각각 두 개의 열전소자(25, 26; 27, 28; 29',30'; 31', 32')에는 제1 내지 제4 열전도판(38, 39, 42', 43'; 예시를 쉽게 하기 위해 점선으로 도시함)이 부착된다. 각각의 열전도판(38, 39, 42', 또는 43')은 스테인레스재(sus)와 같은 메탈에 의해 가늘고 긴 직사각형 형태로 형성될 수 있다.

제어부(22')는 제1제어부(44'), 및 컨트롤박스(46'; 도 8 참조)를 포함한다.

제1제어부(44')는 열전모듈(18")의 제1 내지 제8 열전소자들(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')의 동작을 제어하여 이송호스(16)을 선택적으로 가열 또는 냉각시키기 위한 것으로, 제어기판(36')에 설치된 전류공급부(37'), 수신기(47'), 및 제1마이크로프로세서(48')를 포함한다. 제어기판(36')은 베이스부(24)의 상면 우측(도 9 기준)에 부착된다. 전류공급부(37')는 열전모듈(18")의 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29',30', 31', 32')와 병렬로 연결된다. 수신기(47')는 후술하는 컨트롤박스(46')의 송신기(49')에서 송신되는 제1 내지 제3제어신호를 수신한다. 전류공급부(37')는 제1마이크로프로세서(48')의 제어하에 제1 또는 제2제어신호에 대응하여 열전모듈(18")의 제1 내지 제8열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')에 제1방향 또는 제1방향과 반대방향인 제2방향의 전류를 인가하거나 제3제어신호에 대응하여 열전모듈(18")의 제1 내지 제8열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')에 대한 전류 공급을 차단한다. 제1마이크로프로세서(48')는 수신기(47')와 전류공급부(37')의 동작을 제어한다.

따라서, 수신기(47')에서 수신된 제어신호가 후술하는 바와 같이 열전모듈(18")에 제1방향 전류를 인가시키기 위한 제1제어신호이면, 제1마이크로프로세서(48')는 열전모듈(18")의 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')에 제1방향의 전류를 인가하여 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')의 제1판(33)을 가열시키고 제2판(34)을 냉각시키도록 전류공급부(37')를 제어한다. 반대로, 수신기(47')에서 수신된 제어신호가 후술하는 바와 같이 열전모듈(18")에 제2방향 전류를 인가시키기 위한 제2제어신호이면, 제1마이크로프로세서(48')는 열전모듈(18")의 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')에 제2방향의 전류를 인가하여 열전모듈(18")의 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29',30', 31', 32')의 제1판(33)을 냉각시키고 제2판(34)을 가열시키도록 전류공급부(37')를 제어한다. 또한, 수신기(47')에서 수신된 제어신호가 후술하는 바와 같이 열전모듈(18")에 대한 전류 공급을 차단시키기 위한 제3제어신호이면, 제1마이크로프로세서(48')는 열전모듈(18")의 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')에 대한 전류 공급을 차단하여 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29',30', 31', 32')의 동작을 중지시키도록 전류공급부(37')를 제어한다.

컨트롤박스(46')는 환자에 부착된 온도센서(53)에서 측정된 환자의 체온에 따라 이송호스(16)의 가열 또는 냉각을 원격적으로 제어하기 위한 것으로, 온도조절부(52), 송신기(49'), 및 제2마이크로프로세서(51')를 구비한다.

온도조절부(52)는 의료진이 목적에 따라 체온의 허용가능 상한값(예를들면, 37.1℃)과 허용가능 하한값(예를들면, 36.5℃)을 입력 및 세팅할 수 있도록 하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 컨트롤박스(46)의 온도조절부(52)의 구성과 동일하다.

송신기(49')는 제2마이크로프로세서(51')의 제어에 의해 제어기판(36')의 수신기(47')에 열전모듈(18")을 제어하는 제1 내지 제3제어신호를 송신한다,

제2마이크로프로세서(51')는 환자의 겨드랑이 등에 부착된 온도센서(53)와 연결되고, 클럭(도시하지 않음)에 의해 카운트된 일정 시간, 예를 들면, 수 초 간격 마다 환자의 체온을 측정하도록 온도센서(53)를 제어한다.

또한, 제2마이크로프로세서(51')는 온도센서(53)로부터 송신된 환자의 체온값과 온도조절부(52)에 의해 세팅된 체온의 허용가능 상한값 및 하한값을 비교하여 제어기판(36')의 수신기(47')에 제1 내지 제3제어신호를 각각 송신하도록 송신기( 49')를 제어한다.

보다 상세히 설명하면, 온도센서(53)에서 일정 시간 마다 측정된 환자의 체온이 온도센서(53)로부터 수신되면, 제2마이크로프로세서(51')는 수신된 환자의 체온값을 온도조절부(52)에 의해 미리 세팅된 허용가능 상한값, 예를들면, 37.1℃ 및 허용가능 하한값, 예를들면, 36.5℃와 비교하고, 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃ 이하이면, 송신기(49')를 통해 열전모듈(18")에 제1방향의 전류를 인가시키기 위한 제1제어신호를 수신기(47')에 송신하도록 송신기(49')를 제어한다.

반대로, 온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 이상이면, 제2마이크로프로세서(51')는 송신기(49')를 통해 열전모듈(18")에 제2방향의 전류를 인가시키기 위한 제2제어신호를 제어기판(36')의 수신기(47')에 송신하도록 송신기(49')를 제어한다.

또한, 온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃과 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 사이에 있으면, 제2마이크로프로세서(51')는 송신기(49')를 통해 열전모듈(18")의 동작을 중지시키기 위한 제3제어신호를 수신기(47')에 송신하도록 송신기(49')를 제어한다.

베이스부(24)는 열전모듈(18")과 제어기판(36')을 부착하여 지지한다. 열전모듈(18")은 제1 내지 제4 열전도판(38, 39, 42', 43')(열전도판을 구비하지 않을 경우 제1 내지 제8열전소자(25, 26, 27, 28, 29',30', 31', 32')의 제1판들(33))이 외부에 노출될 수 있도록 제1 내지 제 8열전소자(25, 26, 27, 28, 29',30', 31', 32')의 제2판(34)들이 베이스부(24)의 상면 상에 부착된다. 제어기판(37')은 베이스부(24)의 상면 우측(도 9 기준)에 부착된다.

베이스부(24)의 다른 구성은 도 2와 관련하여 설명한 베이스부(24)의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 타 실시예에 따른 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10')가 적용된 흡입유체 공급시스템(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 베이스부(24)는 위에서 일실시예의 흡입유체 공급시스템(100)과 관련하여 설명한 바와 같이, 이송호스(16)에 부착 고정된다.

이어서, 환자의 겨드랑이 등에 온도센서(53)가 부착됨과 함께, 온도조절부(52)를 통해 허용가능 상한값(예를들면, 37.1℃) 및 허용가능 하한값(예를들면, 36.5℃)이 세팅된다.

따라서, 위에서 도 8에 관하여 설명한 바와 같이, 제2마이크로프로세서(51')는 일정 시간, 예를 들면, 수 초 간격 마다 환자의 체온을 측정하도록 환자에 부착된 온도센서(53)를 제어하고, 온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값과 온도조절부(52)에 의해 세팅된 체온의 허용가능 상한값 및 하한값을 비교하여 제어기판(36')의 수신기(47')에 열전모듈(18")에 제1방향의 전류를 인가시키기 위한 제1제어신호(온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃ 이하일 경우), 열전모듈(18")에 제2방향의 전류를 인가시키기 위한 제2제어신호(온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 이상일 경우), 또는 열전모듈(18")에 대한 전류공급을 차단시키기 위한 제3제어신호(온도센서(53)로부터 수신된 환자의 체온값이 허용가능 하한값, 즉, 36.5℃과 허용가능 상한값, 즉, 37.1℃ 사이에 있을 경우)를 송신하도록 송신기(49')를 제어한다.

송신기(49')로부터 수신된 제어신호가 제1제어신호이면, 제1마이크로프로세서(48')는 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')에 제1방향의 전류를 인가하여 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')의 제1판(33)을 가열시키도록 전류공급부(37')를 제어한다. 그 결과, 제1 내지 제8 열전소자들(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')의 제1판(33)에서 발생된 열은 제1 내지 제4 전도판(38, 39, 42', 43')을 통해 이송호스(16) 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스에 전달되고, 이에 따라 산소가스 및/또는 마취가스를 흡입하는 환자의 체온은 상승된다.

반대로, 송신기(49')로부터 수신된 제어신호가 제2제어신호이면, 제1마이크로프로세서(48')는 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')에 제2방향의 전류를 인가하여 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')의 제1판(33)을 냉각시키도록 전류공급부(37')를 제어한다. 그 결과, 제1 내지 제8 열전소자들(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')의 제1판(33)에서 발생된 냉기는 산소가스 및/또는 마취가스에 전달되고, 이에 따라 산소가스 및/또는 마취가스를 흡입하는 환자의 체온은 하강된다.

또한, 송신기(49')로부터 수신된 제어신호가 제3제어신호이면, 제1마이크로프로세서(48')는 제1 내지 제8 열전소자(25, 26, 27, 28, 29', 30', 31', 32')의 동작을 중지시키도록 전류공급부(37')를 제어한다. 그 결과, 이송호스(16) 및 그곳을 통과하는 산소가스 및/또는 마취가스는 가열되거나 냉각되지 않고 환자의 폐 속으로 흡입되고, 환자의 체온은 현재 상태로 유지된다.

이와 같은 동작은 환자에 대한 산소가스 및/또는 마취가스의 공급이 필요하지 않게 되어 이송호스(16)로부터 흡입유체 가열 및 냉각 장치(10')의 베이스부(24)를 제거할 때 까지 반복된다.

이상에서, 본 발명은 원리를 예시하기 위한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 구성 및 작용으로 한정되지 않는다. 또, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 벗어 나지 않고 본 발명에 대한 다양한 변경과 수정이 가능함은 당업자들에게는 잘 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명에 대한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

10, 10': 흡입유체 가열 및 냉각장치 100, 100': 흡입유체 공급시스템
11: 유체소스 14: 이송통로
16: 이송호스 18, 18', 18", 20, 20': 열전모듈
18a, 20a, 25, 26, 27, 28, 29, 29', 30, 30', 31, 31', 32, 32': 열전소자
22, 22': 제어부 24, 24', 24": 베이스부
37, 37', 41: 전류공급부 38, 39, 42, 42', 43, 43': 전도판
44: 제1제어부 45: 제2제어부
46, 46': 컨트롤박스 47, 47', 54: 수신기
48, 48', 51, 51', 55: 마이크로프로세서 52: 온도조절부
53, 53': 온도센서 60: 고정부
61, 62: 접착성 패드

Claims

일방향의 전류가 인가될 때 일면은 가열되고 타면은 냉각되는 적어도 한 개의 제1열전소자를 구비하는 제1열전모듈;
상기 일방향의 전류가 인가될 때 상기 제1열전소자의 상기 일면과 동일하게 배향된 일면은 냉각되고 상기 제1열전소자의 상기 타면과 동일하게 배향된 타면은 가열되는 적어도 한 개의 제2열전소자를 구비하는 제2열전모듈;
상기 제1열전모듈 또는 상기 제2열전모듈에 상기 일방향의 전류를 선택적으로 인가하여 상기 제1열전모듈 또는 상기 제2열전모듈을 선택적으로 동작시키는 제어부; 및
상기 제1 및 제2열전소자의 상기 일면들이 외부로 향하도록 상기 제1 및 제2열전소자의 상기 제2면들을 일정 간격을 두고 부착하여 상기 제1 및 제2열전소자를 지지하고, 유연성이 있는 절연성 재료로 형성된 베이스부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 제1열전모듈을 제어하도록 상기 제1열전모듈에 전기적으로 연결되어 상기 베이스부에 부착되고, 상기 제1열전모듈을 제어하는 제1제어신호를 수신하는 제1수신기를 구비하는 제1제어부;
상기 제2열전모듈을 제어하도록 상기 제2열전모듈에 연결되어 상기 베이스부에 부착되고, 상기 제2열전모듈을 제어하는 제2제어신호를 수신하는 제2수신기를 구비하는 제2제어부; 및
환자 또는 상기 베이스부에 부착된 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 제1 및 제2수신기에 상기 제1 및 제2제어신호를 송신하는 제1 및 제2송신기를 구비하는 컨트롤박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1열전모듈은 상기 제1열전소자의 상기 일면에 부착된 제1열전도판을 더 포함하고,
상기 제2열전모듈은 상기 제2열전소자의 상기 일면에 부착된 제2열전도판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 베이스부는 흡입유체를 이송시키는 이송통로에 상기 베이스부를 착탈 할 수 있게 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스부는 흡입유체를 이송시키는 이송통로에 삽입 연결되어 고정된 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치.
전류의 공급방향에 따라 선택적으로 일면은 가열되고 타면은 냉각되거나 상기 일면은 냉각되고 상기 타면은 가열되는 적어도 한 개의 열전소자를 구비하는 열전모듈;
상기 열전모듈을 제어하도록 상기 열전모듈에 전기적으로 연결되고, 상기 열전모듈을 제어하는 제어신호를 수신하는 수신기를 구비하는 제1제어부, 및 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 열전소자에 인가되는 전류의 공급방향을 바꾸거나 상기 전류의 공급을 차단하도록 상기 수신기에 제어신호를 송신하는 송신기를 구비하는 컨트롤박스를 포함하는 제어부; 및
상기 열전소자의 상기 일면이 외부로 향하도록 상기 열전소자의 상기 타면을 부착하여 상기 열전소자를 지지하며, 유연성이 있는 절연성 재료로 형성된 베이스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치.
제7항에 있어서, 상기 열전모듈은 상기 열전소자의 상기 일면에 부착된 제1열전도판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치.
삭제
제7항에 있어서, 상기 베이스부는 흡입유체를 이송시키는 이송통로에 상기 베이스부를 탈착할 수 있게 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치.
제7항에 있어서, 상기 베이스부는 흡입유체를 이송시키는 이송통로에 삽입 연결되어 고정된 것을 특징으로 하는 흡입유체 가열 및 냉각 장치
흡입유체를 신체의 필요 부분에 공급하기 위한 흡입유체 공급시스템에 있어서,
상기 흡입유체를 저장하는 유체소스;
상기 흡입유체를 신체의 필요 부위로 이송시키는 이송통로; 및
상기 이송통로에 부착되고, 상기 신체의 체온에 따라 상기 이송통로를 선택적으로 가열 또는 냉각시키는 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 기재된 흡입유체 가열 및 냉각 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡입유체 공급시스템.