KR101265734B1 - 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치에 관한 것이고, 구체적으로 대장, 혈관 또는 다른 인체 내의 특정 부위에 기체의 양이 실시간으로 제어되면서 공급될 수 있도록 하는 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치에 관한 것이다. 기체 주입 장치는 기체 공급 탱크; 기체 공급 탱크로부터 유입되는 기체의 압력을 조절하는 유량 조절기; 유량 조절기로부터 연장되는 기체 관로; 유량 조절기에서 기체 관로를 통하여 인체 내로 공급되는 기체의 양을 감지하는 유량센서; 유량 센서로부터 얻어진 값에 기초로 밸브의 개폐 정도를 조절하여 인체 내로 공급되는 기체의 양을 조절하는 제어 밸브; 기체 관로의 압력을 측정하여 기체의 주입 상태를 결정하는 압력 센서 및 제어 장치를 포함한다.

Description

실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치{Apparatus for Insufflating Gas into a Part of Physical Body Capable of Regulating the Amount of Supply in Real Time}

본 발명은 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치에 관한 것이고, 구체적으로 대장, 결장, 혈관 또는 다른 인체 내의 특정 부위에 기체의 양이 실시간으로 제어되면서 공급될 수 있도록 하는 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치에 관한 것이다.

전산화 단층 촬영 대장조영술(Computed Tomography Colonography)은 가상 대장내시경이라고도 하며 항문을 통해 작은 튜브를 넣고 공기 또는 이산화탄소를 주입하여 대장을 팽창시키고 전산화단층촬영을 통하여 두께 1~3 mm의 작은 단면 영상을 얻고 다시 이 영상들을 컴퓨터에서 3차원으로 재구성하여 내시경으로 대장 내부를 보는 것과 유사한 영상을 얻어 검사하는 방법을 말한다. 또한 내시경(endoscope)이란 내장 장기 또는 체강 내부를 직접 볼 수 있게 만든 의료 기구를 말한다. 내시경의 종류로 기관지경, 식도경, 위경, 십이지장경, 방광경 및 복강경과 같은 것이 있고 장기를 직접 육안으로 볼 수 있도록 한 개의 통으로 된 형태, 렌즈를 이용하는 형태, 카메라를 직접 장기에 삽입하는 형태 또는 유리섬유를 사용하는 파이버스코프와 같은 것이 있다. 내시경 검사는 위 또는 대장의 검사를 위하여 사용되고 대장 내시경 검사는 에스상 결장까지만 보는 에스상결장경검사와 소장의 끝 부위까지 포함해서 대장 전체를 검사하는 전체 대장 내시경 검사가 있다. 위와 같은 전산화 단층 촬영 대장조영술 또는 내시경 검사 과정에서 해당 신체 부위에 이산화탄소와 같은 기체가 주입될 필요가 있다. 다른 한편으로 혈관 내에도 필요에 따라 이산화탄소가 주입될 필요가 있다.

공기 또는 이산화탄소가 인체 내로 주입이 되는 경우 주입되는 양이 실시간으로 제어될 필요가 있다. 공기 또는 이산화탄소의 주입량의 제어는 인체의 안전과 불필요한 기체의 낭비를 방지하기 위한 것이다. 이와 같은 주입되는 양의 제어는 외부로 방출되는 기체를 감소시키는 것을 포함한다.

이산화탄소를 포함하는 기체를 인체 내로 주입하는 종래의 장치는 수동으로 제어되거나 또는 유입 관로를 변경하는 방식으로 이루어지므로 숙련이 요구되는 한편 외부로 다량의 기체가 방출될 수 있을 뿐만 아니라 피검사자의 안전이 보장되기 어렵다는 문제점을 가진다.

본 발명은 선행기술이 가진 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명의 목적은 인체 내로 주입되는 기체의 양이 실시간으로 제어되어 피시술자의 안전이 확보될 수 있을 뿐만 아니라 외부로 방출되는 기체의 양을 감소시킬 수 있는 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기체가 주입되는 부분에 상관없이 필요한 기체를 주입할 수 있는 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 기체 주입 장치는 기체 공급 탱크; 기체 공급 탱크로부터 유입되는 기체의 압력을 조절하는 유량 조절기; 유량 조절기로부터 연장되는 기체 관로; 유량 조절기에서 기체 관로를 통하여 인체 내로 공급되는 기체의 양을 감지하는 유량센서; 유량 센서로부터 얻어진 값에 기초로 밸브의 개폐 정도를 조절하여 인체 내로 공급되는 기체의 양을 조절하는 제어 밸브; 기체 관로의 압력을 측정하여 기체의 주입 상태를 결정하는 압력 센서 및 제어 장치를 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 기체 관로는 전산화 단층 촬영 장치, 혈관에 기체를 주입하는 장치 또는 내시경 스코프에 연결된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제어 밸브는 비례 제어 밸브가 된다.

본 발명에 따른 기체 주입 장치는 검사 과정에서 피시술자가 안정감을 느낄 수 있도록 한다는 이점을 가지면서 주입량이 실시간으로 제어되도록 하는 것에 의하여 다양한 신체 조건에 적절한 주입 환경이 만들어질 수 있도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 기체 주입 장치는 기체의 주입 여부가 자동으로 결정될 수 있도록 하는 것에 의하여 외부로 방출이 되어 무용하게 소비되는 기체의 양이 감소될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 기체 주입 장치는 다양한 검사 장치 또는 치료 장치와 결합되어 적용될 수 있다는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 기체 주입 장치의 작동 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 기체 주입 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 기체 주입 장치가 작동되는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 기체 주입 장치(10)의 작동 과정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 기체 주입 장치(10)는 5, 12 또는 24 V의 직류 전원을 공급할 수 있는 전원(S), 주입되는 기체의 양을 제어하는 제어 장치(11), 제어 장치(11)에 대하여 필요한 지시를 입력하는 한편 필요한 정보를 표시하는 조작 장치(12), 인체 내부로 주입되어야 할 이산화탄소와 같은 기체를 저장하면서 기체 관로(131)를 통하여 기체를 공급하는 저장 탱크(13), 저장 탱크(13)로부터 공급되는 기체의 양을 조절하는 유량 조절기(14) 및 유량 조절기(14)로부터 공급되는 기체의 양을 감지하는 감지 장치(15)를 포함하고 기체 관로(131)에 연결되어 검사 장치(16)에 필요한 기체를 공급할 수 있다.

전원(S)은 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있고 교류를 직류로 변환할 수 있는 AC/DC 변환기를 포함할 수 있다. 전원(S)은 다양한 값의 직류 전압을 발생시킬 수 있다. 제어 장치(11)는 마이크로프로세서와 같은 중앙처리장치(CPU)를 가질 수 있고 필요한 프로그램이 내장될 수 있다. 제어 장치(11)는 주입되는 기체의 양을 제어하는 한편 검사 장치(16)의 작동 여부를 감지하여 기체의 공급을 중단하거나 또는 기체 주입 장치(10)와 연결된 다른 장치의 작동 유무를 감지하여 기체 주입 장치(10)의 작동 여부를 제어할 수 있다.

조작 장치(12)는 제어 장치(11)의 제어를 위한 각종 명령을 외부에서 입력하기 위한 장치로 예를 들어 키보드 또는 터치 스크린과 같은 장치를 포함할 수 있다. 조작 장치(12)는 필요에 따라 디스플레이 장치를 포함할 수 있고 디스플레이 장치에 저장 탱크(13)의 기체 압력, 잔여 기체의 양, 기체 관로(131)의 압력 또는 작동 상황과 같은 공급과 관련된 정보가 표시될 수 있다.

저장 탱크(13)는 이산화탄소와 같은 기체가 저장되고 제어 장치(13)의 지시에 의하여 유량 조절기(14)로 기체를 내보낸다. 저장 탱크(13)는 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있고 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 저장 탱크(13)에 저장된 이산화탄소와 같은 기체는 유량조절기(14)에 의하여 인체 내로 공급될 수 있다.

유량 조절기(14)는 제어 장치(11)의 지시에 의하여 인체 내로 공급되는 기체의 양을 조절하기 위하여 설치될 수 있다. 유량 조절기(14)는 제어 밸브와 같은 장치를 포함할 수 있다. 유량조절기(14)에서 공급되는 기체는 기체 관로(131)를 통하여 컴퓨터 단층 촬영 검사 장치, 내시경 검사 장치 또는 혈관 주사기로 공급되어 인체 내로 주입될 수 있다. CT 검사 장치에서 이산화탄소를 인체 내로 공급하기 위한 관로에 기체 관로(131)가 연결될 수 있다. 또한 내시경 스코프의 기체 주입 장치가 기체 관로(131)에 연결될 수 있으며 혈관 주사기에 기체 관로(131)가 연결될 수 있다. 이와 같은 검사 장치(16)와 유량 조절기(14) 사이에 감지 장치(15)가 설치될 수 있다. 감지 장치(15)는 기체 관로(131)를 흐르는 유량을 측정하거나 또는 압력을 측정하기 위하여 설치될 수 있다. 유량의 측정을 위하여 유량 센서가 설치될 수 있고 압력의 측정을 위하여 압력 센서가 설치될 수 있다. 유량의 측정은 공급되는 이산화탄소와 같은 기체의 양이 제어 장치(11)에 의하여 지시된 양과 동일한지 또는 오차 범위 내에 있는지 여부를 측정하기 위하여 설치된다. 이와 달리 압력 센서는 기체가 주입되는 인체의 압력을 측정하거나 또는 미리 결정된 압력 조건에 따른 기체의 주입 여부를 결정하기 위하여 설치될 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 기체 주입 장치(10)가 내시경 스코프에 연결이 된 경우 기체 주입관의 압력을 측정하여 기체의 공급 여부를 판단할 수 있고 이로 인하여 외부로 불필요하게 방출되는 기체의 양을 감소시킬 수 있다. 감지 장치(15)에서 감지된 양은 적절한 전기적 신호로 변환되어 제어 장치(11)로 보내지고 제어 장치(15)는 미리 결정된 값과 비교하여 기체의 공급이 오차 범위 내에서 이루어지고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 적절한 공급이 이루어지지 않는다면 제어 장치(11)는 유량 조절기(14)를 제어하여 공급되는 기체의 양을 조절할 수 있다. 다른 한편으로 기체 관로(131) 또는 검사 장치(16)의 압력이 측정되어 제어 장치(11)로 전달될 수 있다. 전달된 신호로부터 제어 장치(11)는 압력 조건이 안전 범위에 있는지 여부를 판단하게 된다. 만약 압력 조건이 적절하지 않다고 판단되면 제어 장치(11)는 경보를 울리거나 관련 메시지를 표시하고 기체의 공급을 중단하거나 또는 다른 필요한 조치를 표시하게 된다.

본 발명에 따른 기체 주입 장치는 이와 같이 기체의 공급 과정이 실시간으로 감시될 수 있도록 하는 것에 의하여 검사의 명확성을 향상시키면서 피검사자의 안전이 확보될 수 있도록 한다. 아울러 공급되는 기체가 외부로 방출되는 양이 감소될 수 있도록 한다.

아래에서 본 발명에 따른 기체 주입 장치의 구체적인 실시 예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 기체 주입 장치의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 기체 주입 장치(10)는 저장 탱크(도 1 참조)로부터 기체 관로(131)를 통하여 유입되는 이산화탄소(CO₂)와 같은 기체를 조절하여 검사 장치(도 1 참조)로 공급하는 유량 조절기(14), 유량 조절기(14)로부터 공급되는 기체의 양을 제어 장치(11)의 제어에 따라 조절하는 제어 밸브(21), 제어 밸브(21)를 경유하여 공급되는 기체의 양을 탐지하는 유량 센서(22), 유량 센서(22)를 통하여 공급되는 기체를 필요시 차단하기 위한 제1 차단 밸브(231), 기체 관로(131)의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(24), 과도한 압력이 발생하는 경우 기체의 유입 또는 유출을 방지하기 위한 제2 차단 밸브(232) 및 일정 이상의 압력이 감지되면 작동하는 압력 스위치(241) 및 각각의 장치를 작동하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 도 2의 실시 예에서 공급되는 기체를 이산화탄소로 예시하였지만 이에 제한되지 않는다. 기체 관로(131)는 위에서 이미 설명을 한 것처럼, 검사 장치에 설치된 기체 주입을 위한 관으로 연결될 수 있다. 예를 들어 검사 장치의 주입 튜브, 내시경 스코프의 이산화탄소 공급 튜브 또는 혈관 주사기의 기체 공급 실린더로 연결될 수 있다.

유량 조절기(14)에 압력 트랜스미터(141) 및 안전밸브(relief valve)(142)가 설치될 수 있다. 입력 트랜스미터(141)는 유량 조절기(14)의 압력을 탐지하여 압력 트랜스미터 검출 회로(141a)를 통하여 제어 장치(11)로 전송할 수 있다. 또한 안전밸브(142)는 유량 조절기(14)의 압력이 일정 이상이 되면 작동하여 압력을 감소시킨다. 예를 들어 유량 조절기(14)의 압력이 1.5kg/㎠±10%가 되면 안전밸브(142)가 작동하여 압력을 감소시킨다. 유량 조절기(14)에서 공급되는 기체의 양은 예를 들어 비례 제어 밸브와 같은 제어 밸브(21)에 의하여 조절될 수 있다. 제어 밸브(21)는 제어 장치(11)의 지시에 의하여 개폐 정도를 조절하여 공급되는 기체의 양을 조절할 수 있다. 제어 장치(11)는 유량 센서(22) 또는 압력 센서(24)에서 전송된 신호에 기초하여 기체 관로(131)를 통하여 공급되는 기체의 양 또는 기체 관로(131) 내부의 압력을 판단할 수 있다. 그리고 미리 설정된 값과 비교하여 제어 밸브(21)의 개폐 정도를 결정하여 제어 밸브구동 회로(211)를 작동시켜 밸브의 개방 정도를 조절할 수 있다. 제어 밸브(21)는 압력을 제어하는 압력 제어 밸브 또는 유량을 제어하는 유량 제어 밸브가 될 수 있지만 바람직하게 밸브의 통로 면적을 변화시켜 유량을 제어하는 유량 제어 밸브가 될 수 있다. 또한 제어 밸브는 압력 비례 제어 밸브 또는 유량 비례 제어 밸브와 같은 비례 제어 밸브가 될 수 있다.

제어 밸브(21)에 의하여 조절되어 흐르는 기체의 양은 유량 센서(22)에 의하여 측정될 수 있다. 유량 센서(22)에서 측정된 값은 유량 센서 검출 회로(221)에 의하여 전기 신호로 변환되어 제어 장치(11)로 전송될 수 있다. 제어 장치(11)는 전송된 값에 기초하여 제어 밸브(21)의 개폐 정도를 조절할 수 있다. 유량 센서(22)는 유량 조절기(14)로부터 공급되는 이산화탄소 또는 기체의 양을 측정하기 위한 것이다. 유량 센서(22)에서 측정된 값은 미리 결정된 공급 조건 범위에 있는지 여부만이 제어 장치(11)에서 판단되고 별도로 공급에 따른 안전성 여부는 판단될 필요가 없다. 만약 유량 센서(22)에서 측정된 값이 미리 결정된 공급 조건 범위에 있지 않다면 제어 밸브(21)의 개방 정도가 다시 조절될 수 있다. 이와 같이 유량 센서(22)에서 측정된 값은 제어 밸브(21)의 개방 정도의 적정성 판단에 대한 피드백 기능을 한다.

도 2에 도시된 것처럼, 기체 관로(131)에 제1 차단 밸브(231)가 설치될 수 있다. 제1 차단 밸브(231)는 솔레노이드 밸브가 될 수 있고 기체 관로(131)에 기체의 공급을 중단시킬 필요가 있는 경우에 사용될 수 있다. 제1 차단 밸브(231)는 충분한 양의 기체가 인체 내로 공급되었거나, 검사 장치에 형성된 다른 관로를 통하여 물 또는 다른 유체가 인체 내로 공급되거나 또는 기체 관로에 과도한 압력이 발생하는 경우 유량 조절기(14)로부터 기체의 공급을 중단시키기 위하여 사용될 수 있다. 기체 공급의 차단은 제어 밸브(21)에서 일차적으로 이루어지고 그리고 제1 차단 밸브(231)에 의하여 이차적으로 이루어질 수 있다. 제1 차단 밸브(231)는 제어 장치(11)가 제1 차단 밸브 구동 회로(231a)를 작동시키는 것에 의하여 개폐가 될 수 있다.

압력 센서(24)가 기체 관로(131)에 설치될 수 있다. 기체 관로(131)에서 압력 센서(24)의 설치 위치는 특별히 제한되지 않지만 바람직하게 검사 장치와 연결되는 곳에 가까이 설치되는 것이 유리하다. 또한 필요에 따라 압력 센서(24)의 이상 유무를 탐지하기 위한 보조 압력 센서(도시되지 않음)가 설치될 수 있고 압력 센서(24)는 유량 센서(22)의 뒤쪽에 설치될 수 있다.

압력 센서(24)는 기체 관로(131)의 압력을 측정하여 압력 센서 검출회로(241)를 경유하여 제어 장치(11)로 전송할 수 있다. 압력 센서(24)는 검사 장치를 통하여 인체 내의 압력을 간접적으로 측정할 수 있다. 또한 압력 센서(24)는 만약 검사 장치에 다른 유동 튜브가 설치된 경우 이로 인하여 기체 관로(131)에서 발생하는 압력 변화를 탐지할 수 있다. 예를 들어 내시경 스코프와 같은 장치에서 기체/물(Air/Water)을 위한 관로가 형성되어 있다면 이로 인한 기체 관로(131)의 압력 변화를 탐지할 수 있다. 구체적으로 내시경 스코프의 기체/물의 주입을 위한 버튼을 1차적으로 누르면 기체가 주입된다. 만약 스코프의 끝에 주입된 렌즈의 세척을 위하여 버튼을 2차적으로 누르면 물이 주입될 수 있다. 이와 같이 기체 또는 물의 주입으로 인한 검사 장치 내의 압력이 압력 센서(24)의 의하여 탐지될 수 있다. 물의 공급을 중단하고 기체를 공급하기 위하여 버튼을 1차적으로 누르면 압력 센서(24)가 이를 탐지하게 된다. 탐지된 값은 제어 장치(11)에 전달되어 제어 밸브(21) 또는 제1 차단 밸브(231)를 개방시키게 된다. 다른 한편으로 압력 센서(24)는 기체 관로(131)의 압력이 과도하게 높은 경우 이를 제어 장치(11)에 전달하여 경보 메시지가 발생되도록 하는 한편 기체 공급을 중단시키는 기능을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 기체 주입 장치가 내시경 스코프와 연결되는 경우 기체는 본 발명에 따른 기체 주입 장치에 의하여 주입될 수 있다. 그리고 내시경 스코프에 설치된 렌즈의 세척을 위한 물은 본 발명에 따른 기체 주입 장치에서 기체에 의하여 발생되는 압력을 이용하여 전송될 수 있다. 다만 필요시 별도로 기체가 공급될 필요가 있다면 별도의 기체 유입 관로가 설치될 수 있다.

압력 센서(24)의 뒤쪽 또는 압력 센서(24)와 검사 장치 사이에 필요에 따라 제2 차단 밸브구동 회로(232a)에 의하여 작동하는 제2 차단 밸브(232)가 설치될 수 있다. 제2 차단 밸브(232)는 제1 차단 밸브(231)와 마찬가지로 솔레노이드 밸브가 될 수 있고 제1 차단 밸브(231)와 연계되어 작동될 수 있다. 제1 차단 밸브(231)는 기체 관로(131)를 통하여 기체가 공급되는 것을 차단하기 위하여 설치되는 반면 제2 차단 밸브(232)는 기체 관로(131) 내의 기체의 분기를 위하여 설치될 수 있다. 그러므로 제1 차단 밸브(231)는 기체 관로(131)에 설치되지만 제2 차단 밸브(232)는 분기 도관(도시되지 않음)에 설치될 수 있다. 그러므로 제1 차단 밸브(231)와 제2 차단 밸브(232)는 닫힘과 열림 동작이 연계될 수 있다. 그러므로 제1 차단 밸브(231)가 동작하면 제2 차단 밸브(232)가 작동한다. 예를 들어 제1 차단 밸브(231)가 열리면 제2 차단 밸브(232)가 닫히고 그리고 제1 차단 밸브(231)가 닫히면 제2 차단 밸브(232)가 열릴 수 있다. 제2 차단 밸브(232)는 압력 센서(24)에서 허용 범위 이상의 압력이 탐지되면 열릴 수 있다. 이와 같이 제2 차단 밸브(232)는 추가적인 안전장치의 기능을 가지므로 반드시 설치되어야 하는 것은 아니다.

제어 장치(11)에 의하여 압력 스위치 구동 회로(241a)를 통하여 작동하는 압력 스위치(241)가 기체 관로(131)의 끝 부분에 설치될 수 있다. 압력 스위치(241)는 압력 해제 기능과 가스 주입 차단 기능을 가질 수 있고 자체적으로 작동하거나 또는 제어 장치(11)의 제어에 의하여 작동할 수 있다. 압력 스위치(241)는 압력 센서(24)에서 측정된 압력에 상관없이 기체 관로(131)에서 일정 범위 이상의 압력이 탐지되면 검사 장치에 대한 기체 공급을 중단시킬 수 있다. 다른 한편으로 압력 센서(24)에서 탐지된 압력 값이 허용 범위 이상이 되면 제어 장치(11)가 압력 스위치 구동 회로(241a)를 통하여 압력 스위치(241)를 작동시킬 수 있다. 압력 스위치(241)는 추가로 분기 튜브(도시되지 않음)로 기체 관로(131)의 기체를 유도하는 기능을 가질 수 있다. 이와 같이 압력 스위치(241)는 추가적인 안전 기능을 가지므로 필요에 따라 설치되지 않을 수 있다.

기체 주입 장치(10)에 필요한 전력은 스위치(SW)를 가진 전원(S)에 의하여 공급될 수 있다. 전원(S)은 스위칭 모드 전원 공급 장치(Switch Mode Power Supply: SMPS)가 될 수 있고 AC 전원을 DC 전원으로 변환하는 인버터를 포함할 수 있다. 제어 장치(11), 감지 장치 및 구동 회로에 서로 다른 전압을 가진 전력이 공급될 수 있다. 전원(S)은 이 분야에서 공지된 임의의 장치가 될 수 있고 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 기체 주입 장치(10)는 추가적으로 스위치 입력 회로(111)를 통하여 제어 장치(11)를 제어하기 위한 입력 장치(112)를 포함할 수 있다. 도 1과 관련된 실시 예에서 설명한 조작 장치는 입력 장치(112)를 포함한다. 또한 지시등 작동 회로(25)를 통하여 작동 여부가 제어되는 각종 지시등(L), 디스플레이 장치(D) 또는 경보 장치(B)를 포함할 수 있다. 이러한 지시등(L), 디스플레이 장치(D) 또는 경보 장치(B)는 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있고 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

아래에서 본 발명에 따른 기체 주입 장치가 작동되는 과정에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 기체 주입 장치가 작동되는 과정에 대한 실시 예를 도시한 것이다.

도 3에 제시된 실시 예에서 기체 주입 장치가 내시경 스코프에 연결된 것을 기초로 설명이 되지만 본 발명에 따른 기체 주입 장치는 치료 또는 검사 과정에서 인체 내에 기체가 주입될 필요가 있는 임의의 장치에 연결되어 사용될 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 장치는 전산화 단층 촬영 장치 또는 혈관에 기체를 주입하기 위한 장치에 연결되어 사용될 수 있다.

도 3을 참조하면, 기체 저장 탱크로부터 유량 조절기를 통하여 공급된 이산화탄소와 같은 기체가 기체 관로를 통하여 공급이 되어야 할 공급 조건이 결정되어야 한다(S11). 공급 조건은 제어 장치에 의하여 초기 조건이 설정되어 있거나 또는 감지 장치에 의하여 탐지된 값에 기초하여 결정될 수 있다. 공급 조건이 결정되면(S11) 공급 조건에 따라 제어 밸브의 개방 정도가 조절될 수 있다(S12). 이와 동시에 유량 조절기의 압력이 압력 트랜스미터에 의하여 측정되어 제어 장치로 전달될 수 있다(S13). 유량 조절기는 기체 저장 탱크에서 공급되는 고압의 기체를 감압하여 제어 밸브로 공급하게 된다. 만약 유량 조절기의 압력이 허용 범위를 벗어난다면(NO), 기체의 공급을 중단하고 다시 공급 조건을 결정한다. 이와 같이 공급 조건은 유량 조절기의 압력 조건을 포함한다. 만약 유량 조절기의 압력이 허용 범위 내에 있다면(YES) 유량 센서에서 유량을 측정하고 제어 센서로 송출한다(S14). 제어 장치는 전송된 데이터로부터 기체 관로를 흐르는 기체가 미리 결정된 조건을 충족하는지 여부를 판단하게 된다(S15).

내시경 스코프를 통하여 인체 내로 기체를 주입하는 본 발명에 따른 기체 주입 장치는 대기 모드(Ready Mode)와 주입 모드(Insufflating Mode)와 같은 2개의 모드에서 작동할 수 있다. 대기 모드는 기체가 주입되지 않는 상태를 나타내고 주입 모드는 이산화탄소와 같은 기체가 주입되는 상태를 나타낸다. 주입 모드는 단계적으로 아래와 같이 작동할 수 있다.

레벨	유량(ℓ/ min )	오차
1	0.5	±20%
2	0.75
3	1.0
4	1.25
5	1.5
6	1.75
7	2.0
8	2.25
9	2.5

< 주입 모드 단계 >

제어 장치는 시간의 경과에 따라 각각의 모드에 따른 주입이 이루어지고 있는지 유량 센서에서 탐지된 값에 기초하여 판단하게 된다(S15). 만약 조건이 충족되지 않는다면(NO) 제어 밸브를 조절하여(S12) 조건이 충족되는지 여부를 다시 판단하게 된다(S16). 만약 조건이 충족된다면(YES) 압력 센서에 의하여 압력이 측정되어 제어 장치로 전송된다(S16). 제어 장치는 전송된 데이터와 미리 결정된 허용 범위를 대비하여 압력 값이 허용된 범위 내에 있는지 여부를 판단한다(S17). 만약 압력 값이 허용된 범위를 벗어나게 된다면(NO) 경보를 발생시키고 밸브를 차단하여 기체의 공급을 중단하는 것과 같은 조치를 취하게 된다. 경보의 발생은 예를 들어 디스플레이에 메시지를 표시하거나 경고 지시등을 작동시키거나 또는 경보 신호를 울리는 것과 같은 것을 포함한다. 다른 한편으로 필요에 따라 공급되는 기체를 분기시킬 수도 있다. 만약 측정된 압력 값이 허용 범위 내에 있다면(YES) 공급 모드를 결정하게 된다(S18).

내시경 스코프의 기체/물 버튼이 열려 있어 기체 또는 물이 스코프로 공급되지 않거나 최소의 양의 공급되는 상태가 되면 기체 주입 장치는 대기 모드에 있게 된다. 대기 모드에서 기체 관로를 통하여 기체가 공급되는 양이 최소가 되고 유량 조절기는 공급이 가능한 상태가 유지되도록 한다. 이후 기체/물 버튼이 닫히게 되면 주입 모드로 판단되고 미리 설정된 레벨에 따라 제어 밸브의 개방 정도를 조절하여 기체를 내시경 스코프로 공급하게 된다. 만약 내시경 스코프의 사용자가 기체 공급이 필요하지 않다고 판단하여 기체/물 버튼을 열게 되면 압력 센서가 이를 탐지하여 제어 장치로 전송하게 된다. 그리고 제어 장치는 다시 기체 주입 장치를 대기 모드로 전환시켜 기체의 공급량을 감소시키거나 또는 차단하게 된다. 이로 인하여 불필요하게 외부로 기체가 방출되는 것을 방지할 수 있게 된다. 다른 한편으로 내시경 스코프의 사용 과정에서 예를 들어 20분과 같이 일정 시간이 경과하도록 대기 모드가 지속이 된다면 기체 주입이 더 이상 진행되지 않는 것으로 판단될 수 있다. 이와 같은 미리 결정된 대기 모드의 지속 시간이 경과가 되면 제어 장치는 기체 주입 장치의 작동을 멈추게 된다. 이로 인하여 기체의 공급의 중단되면 불필요한 기체의 방출 또는 누설이 방지될 수 있다. 위에서 이미 설명을 한 것처럼 만약 물의 공급이 필요하게 되면 기체/물 버튼을 2차적으로 누르게 되고 내시경 스코프로 물이 공급될 수 있다. 물은 기체 주입 장치에서 발생된 압력에 의하여 주입될 수 있다. 물의 공급에 의하여 렌즈 세척이 완료되면 기체/물 버튼을 다시 누르지 않은 상태로 복귀시키게 되고 이로 인하여 기체 주입 장치는 대기 모드로 된다. 이후 다시 1차적으로 기체/물 버튼을 누르는 것에 의하여 주입 모드로 진행하게 된다.

공급 모드가 결정되면(S18) 검사 장치로 기체가 공급될 수 있고(S19) 공급된 기체는 인체 내로 주입되어 요구되는 기능을 하게 된다.

위의 작동 과정은 예시적인 것으로 각각의 작동 과정은 서로 다른 순서로 진행될 수 있고 다른 작동 과정이 추가될 수 있다. 또한 작동 과정은 기체 주입 장치가 내시경 스코프에 적용되는 것을 기초로 하여 제시되었지만 적절한 변형을 거쳐 다른 의료 검사 장치 또는 치료 장치에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 기체 주입 장치는 검사 과정에서 피시술자가 안정감을 느낄 수 있도록 한다는 이점을 가지면서 주입량이 실시간으로 제어되도록 하는 것에 의하여 다양한 신체 조건에 적절한 주입 환경이 만들어질 수 있도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 기체 주입 장치는 기체의 주입 여부가 자동으로 결정될 수 있도록 하는 것에 의하여 외부로 방출이 무용하게 소비되는 기체의 양이 감소될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 기체 주입 장치는 다양한 검사 장치 또는 치료 장치와 결합되어 적용될 수 있다는 장점을 가진다.

위에서 본 발명의 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으면 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 기체 주입 장치 11: 제어 장치
12: 조작 장치 13: 저장 탱크
14: 유량 조절기 15: 감지 장치
16: 검사 장치
21: 제어 밸브 22: 유량 센서
24: 압력 센서 25: 지시등 작동 회로
111: 스위치 입력 회로 112: 입력 장치
131: 기체 관로
141: 압력 트랜스미터 142: 안전밸브
141a: 압력 트랜스미터 검출 회로
211: 제어 밸브 구동 회로 221: 유량 센서 검출 회로
231: 제1 차단 밸브
231a: 제1 차단 밸브 구동 회로 232: 제2 차단 밸브
232a: 제2 차단 밸브 구동 회로 241: 압력 스위치
241: 압력 스위치 241a: 압력 스위치 구동 회로
S: 전원 SW: 스위치
L:지시등 D: 디스플레이 장치 B: 경보 장치

Claims (3)

1. 기체 공급 탱크;
   기체 공급 탱크로부터 유입되는 기체의 압력을 조절하는 유량 조절기;
   유량 조절기로부터 연장되는 기체 관로;
   유량 조절기에서 기체 관로를 통하여 인체 내로 공급되는 기체의 양을 감지하는 유량센서;
   유량 센서로부터 얻어진 값에 기초로 밸브의 개폐 정도를 조절하여 인체 내로 공급되는 기체의 양을 조절하는 제어 밸브;
   기체 관로의 압력을 측정하여 기체의 주입 상태를 결정하는 압력 센서; 및
   제어 장치를 포함하고,
   상기 제어 장치는 압력 센서로부터 전달되는 압력에 기초하여 기체/물 버튼이 열리게 되어 기체 또는 물의 공급이 최소로 되는 대기 모드와 기체/물 버튼이 닫히게 되어 제어 밸브의 개방 정도를 조절하여 기체를 공급하는 주입 모드를 결정하여 기체의 공급 여부를 결정하고 그리고 주입 모드는 다수 개의 단계로 진행이 되는 것을 특징으로 하는 실시간 주입량의 제어가 가능한 기체 주입 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 기체 관로는 전산화 단층 촬영 장치, 혈관에 기체를 주입하는 장치 또는 내시경 스코프에 연결되는 것을 특징으로 하는 기체 주입 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 제어 밸브는 비례 제어 밸브가 되는 것을 특징으로 하는 기체 주입 장치.
   

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