KR101377987B1 - 자동주사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환자의 환부에 정확한 주입량과 주입속도를 결정하고, 환자마다 다른 상황에 유연하게 대처하여 통증을 최소화할 수 있는 자동 주사기에 관한 것으로, 내부에 약물을 수용하고 단부측에 니들부가 결합되는 앰플 삽입체, 상기 앰플 삽입체가 일측에 탈착되는 손잡이부, 상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 앰플 삽입체 내부에 압력을 가하여 약물을 상기 니들부를 통해 주입하도록 하는 플런저, 상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 플런저를 왕복이송시키는 모터 및 상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 모터에 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 자동주사기를 제공한다. 따라서, 휴대성이 향상되고 조작의 편리성이 증대된다.

Description

자동주사기{AUTOMATIC INJECTOR}

본 발명은 자동주사기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 환자의 환부에 정확한 주입량과 주입속도를 결정하고, 환자마다 다른 상황에 유연하게 대처하여 통증을 최소화할 수 있는 자동주사기에 관한 것이다.

약물 자동주사기는 사용자가 미리 정해진 양의 약물을 피하조직 또는 근육 내에 주사할 수 있도록 설계된 장치이다.

일반적인 자동주사기는 내부가 카트리지인 케이스 내부에, 처치용 약물 또는 마취 성분이 담긴 약물 등을 수용하는 일종의 챔버가 장착되어 있다.

상기 챔버는 니들 또는 니들 조립체에 연결되도록 구성된다.

미국특허 제5000739호는 이와 같은 자동주사기를 개시한다.

상기와 같은 자동주사기는 미리 혼합된 투여량의 약물, 주사하기 전에 혼합되는 액체 약물 또는 주사하기 전에 액체 운반 용액에 용해되는 고형의 약물 등을 함유할 수 있다.

상기 케이스는 압축된 스프링이나 모터와 에너지원을 포함하는 액추에이터 조립체를 포함하며, 상기 액추에이터 조립체는 약물이 주사되는 일련의 거동을 발생시킨다.

이에 따라, 약물 성분은 말단에 장착된 니들로 소정 압력을 가지고 이동하여 환자의 몸에 주사되는 것이다.

특히 최근에는 치과용 마취주사로서 이러한 자동주사기가 사용되는데, 환자의 환부에 마취액을 주입할 때의 속도가 높아지게 되면 환부의 압력으로 인해 환자가 고통을 느끼게 되고, 속도가 낮아지게 되면 주입 시간이 길어지고 환자의 이물감에 의한 불편이 증가하게 되는 문제점이 있다.

최근의 자동주사기는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 액추에이터의 작동을 2단 또는 다단으로 조정하는 개념을 제시하기도 한다. 이러한 경우 제어부에서 미리 프로그래밍된 단계를 통해 환자의 환부에 주사함으로써 약물 주입시의 통증을 줄일 수 있게 된다.

그런데, 이러한 경우에도 환자의 통증을 감소하는 데는 한계가 있고, 환자마다 다른 통증 적응력을 가지므로 유연하게 대응할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 자동주사기의 구조가 복잡해지고 차지하는 공간의 문제점으로 가지게 되어, 휴대성과 특히 구강 내부에서 작업하는 데 한계를 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 휴대성이 향상되면서도 약물을 환부에 정확한 양을 정확한 속도로 주입할 수 있고 다양한 환경에 유연하게 대처하여 환자의 통증을 최소화할 수 있는 자동 주사기를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동주사기는, 내부에 약물을 수용하고 단부측에 니들부가 결합되는 앰플 삽입체, 상기 앰플 삽입체가 일측에 탈착되는 손잡이부, 상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 앰플 삽입체 내부에 압력을 가하여 약물을 상기 니들부를 통해 주입하도록 하는 플런저, 상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 플런저를 왕복이송시키는 모터 및 상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 모터에 전력을 공급하는 전력저장부를 포함하는 자동주사기를 제공한다. 따라서, 휴대성이 향상되고 조작의 편리성이 증대된다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 모터는, 스테핑모터인 자동주사기를 제공한다. 따라서, 구조적으로 단순화되고 작동의 신뢰성이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 손잡이부는 상기 모터가 배치되는 부위의 외주측으로 돌출된 돌출부를 구비하고, 상기 전력저장부는 상기 돌출부에 수용되는 자동주사기를 제공한다. 따라서, 손으로 파지될 수 있는 부위에 무게 중심이 집중되어 조작의 편리성이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 돌출부의 일면에 구비되고 상기 약물의 주입속도 및 주입량을 시각적으로 표시하는 디스플레이부를 더 구비하는 자동주사기를 제공한다. 따라서, 사용자가 편리하고 정확하게 주사를 실시할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 전력저장부는, 상기 모터의 전부 또는 일부를 내부에 수용할 수 있도록 중공의 기둥 형상으로 이루어지는 자동주사기를 제공한다. 따라서, 공간적인 이점이 향상되고 휴대성 및 조작성이 극대화된다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 모터는, 상기 니들부를 통한 약물의 주입 전에 내부의 기포를 제거할 수 있도록 상기 플런저를 미리 설정된 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동주사기를 제공한다. 따라서, 안전성이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 모터에 제어신호를 입력하여 약물의 주입량 및 주입속도를 제어하는 컨트롤러 및 상기 모터의 회전수에 따라 변화되는 전압을 전기신호로 변환하는 회전수감지수단을 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 회전수감지수단에 의해 감지되는 모터의 회전수가 설정된 값보다 작은 경우 부하가 걸린 것으로 판단하여 상기 모터의 회전수를 낮추거나 정지시키는 자동주사기를 제공한다. 따라서, 약물을 환부에 정확한 양을 정확한 속도로 주입할 수 있으면서도 다양한 환경에 유연하게 대처하여 환자의 통증을 최소화할 수 있는 자동주사기가 제공된다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 회전수감지수단은, 포텐셔미터인 자동주사기를 제공한다. 따라서, 정확한 부하의 측정이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 컨트롤러는, 시간에 따라 일정하게 상기 모터의 회전수가 증가하도록 하되, 약물의 주입에 따른 환자의 통증 적응을 위하여 휴지시간(w) 동안 상기 회전수를 고정하는 자동 주사기를 제공한다. 따라서, 환자의 통증을 최소화할 수 있으면서도 빠른 주입이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 컨트롤러는, 시간에 따라 상기 모터의 회전수가 증가하도록 하되, 약물의 주입에 따른 환자의 통증 적응을 위하여 변곡시간(v) 까지의 시간에 따른 회전수의 증가율이 변곡시간(v) 이후의 시간에 따른 회전수의 증가율보다 더 작게 하는 자동 주사기를 제공한다. 따라서, 환자의 적응력을 고려하여 통증을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는, 상기 손잡이부는 외면에 형성되고 조작자가 임의로 주입속도를 조절할 수 있는 조절버튼 및 주입을 정지할 수 있는 정지버튼을 더 구비하는 자동 주사기를 제공한다. 따라서, 조작자의 판단에 따라 유연한 대처가 가능하다.

본 발명에 따른 자동주사기는 조작자가 간편한 방법으로서 약물을 환자의 환부에 자동적으로 주사할 수 있도록 하면서도, 이동성과 휴대성이 극대화되는 효과가 있다.

또한, 환자의 통증 적응력을 최대화하여 빠른 시간에 약물을 주입할 수 있도록 함으로써 약물 주입에 따른 이물감과 통증을 현저히 저감할 수 있으므로 의료 시술의 효율성이 향상된다.

또한, 약물 주입량을 확인하고 약물 주입에 따른 부하를 감지할 수 있도록 회전수감지수단을 구비함으로써 어떠한 상황에서도 정확한 주사가 가능하면서도 환자의 통증에 유연하게 대처할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동주사기를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동주사기의 내부를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동주사기의 거치용 브라켓을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동주사기의 시간에 대한 모터의 회전수의 실시예를 나타내는 그래프이다.

이하, 도면을 기초로 본 발명의 개념에 따른 자동주사기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동주사기를 나타내는 분해 사시도이다.

본 발명에서는 자동주사기의 일례인 치과용 자동 마취장치를 예로 들어 설명하지만, 기타 근육 및 피하에 주사하는 약물 주입용의 일반적인 자동주사기는 물론, 다양한 산업 분야에 사용되는 자동주사기에 적용될 수 있음은 물론이다.

자동 마취장치는 치료시에 사용되는 마취액과 같은 주사액을 환자에게 주입하는 기계로서, 치과에서는 치과용 유닛체어의 진료용 브라켓 일측에 설치된다.

따라서, 기존의 치과용 유닛체어에 환자의 환부에 대한 마취를 수행하는 자동마취장치를 진료용 브라켓에 일체로 장착하여, 의사가 진료시 보다 간편하게 환부에 대한 마취를 수행할 수 있다.

상기 자동 마취장치는 자동 마취장치 본체와 케이블(도 2의 401)에 연결되어 제어되는 자동주사기(410)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 자동주사기(410)는 작동시 손으로 잡을 수 있는 길이와 부피를 가진 손잡이부(457), 상기 손잡이부(457)의 일측으로 삽입되며 내부 공간에 주입용 약물을 수용하는 앰플 삽입체(453) 및 단부에 니들(451)이 고정되며 상기 앰플 삽입체(453)에 결합하는 니들부(452)를 포함한다.

상기 손잡이부(457)는 자동주사기(410)의 외형의 대부분을 형성하고, 내부에는 후술할 바와 같이 앰플 구동부를 수용하면서, 상기 앰플 삽입체(453)가 일측으로 삽입되어 내부 공간에 고정될 수 있도록 일측의 개구와 내부에 중공의 공간을 형성한다.

상기 앰플 삽입체(453)는 내부에 주입용 약물 즉, 앰플액을 수용하게 되고, 손잡이부(457)의 일측에서 삽입되되 교체 가능한 형태로 탈착이 용이하게 결합된다.

상기 니들부(452)는 상기 앰플 삽입체(453)의 일측에 결합하게 되는데, 중심부를 관통하여 니들(451)이 배치된다.

상기 니들부(452)는 앰플 삽입체(453)의 일측에서 결합시 니들(451)의 타측 단부가 앰플 삽입체(453)의 일측 단부를 관통하면서 내부와 연통된다.

따라서, 상기한 손잡이부(457), 앰플 삽입체(453) 및 니들부(452)가 결합되면, 내부의 구동부이 동작하여 앰플 삽입체(453) 내부에 수용된 앰플액을 체내로 방출할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 컨트롤러(도 3의 150)가 케이블(도 2의 401)을 통해 상기 자동주사기(410)에 연결되는데, 따라서 치과용 자동주사기(410)의 경우에는 진료용 브라켓에 상기 컨트롤러가 거치될 수 있다.

상기 컨트롤러 및 거치대의 구조는 도 3과 관련하여 후술하기로 한다.

상기 케이블(도 2의 401)은 자동주사기(410)의 일측 단부와 컨트롤러(도 3의 150)를 연결하고, 바람직하게는 나선으로 감긴 형상으로 연장되어 길이 조절에 따라 탄성력으로 늘어짐이 방지되도록 할 수 있다. 이 경우, 마취 과정에서 케이블에 의해 작업 동선이 방해되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

상기 앰플 삽입체(453)의 구조를 더욱 상세하게 설명하면, 대략 원기둥 형상의 앰플 삽입체(453)의 일측 단부에는 니들 삽입관(미도시)이 형성될 수 있다

상기 니들 삽입관은 대략 원통 형상으로 이루어지고, 중심부에 상기 니들(451)의 타측 단부의 삽입을 가이드할 수 있도록 니들(451)의 외경에 대응되는 내경을 가진 중공이 형성된다.

상기 니들부(452)는 앰플 삽입체(453)의 일측 단부에서 상기 니들 삽입관 주위에 압입되는 방식으로 결합될 수도 있고, 스크류 방식으로 결합될 수도 있다.

바람직하게는, 앰플 삽입체(453)와 니들부(452)의 결합시 이탈을 방지할 수 있도록 상기 니들 삽입관의 외주측으로 돌출된 니들 결합돌기(454)가 형성될 수 있다.

상기 니들 결합돌기(454)는 니들부(452)의 내주측에 형성된 소정의 홈과 대응되는 형상으로 이루어지고, 니들부(452)와 앰플 삽입체(453)의 삽입 결합이 완료되면 회전동작을 통해 상기 홈 내부에서 길이방향으로 이탈을 방지할 수 있도록 걸림될 수 있다.

상기 니들 결합돌기(454)는 도 1에서는 대칭되게 두개의 니들 결합돌기(454)가 도시되어 있으나, 그 개수는 하나 이상이면 선택적으로 이루어질 수 있다.

따라서, 니들부(452)를 일정 각도만 회전시키면 착탈이 이루어지므로, 일회용으로 사용되는 니들부(452)의 교체를 신속하고 간편하게 할 수 있다.

한편, 앰플 삽입체(453)와 손잡이부(457)의 결합과정을 살펴보면, 상기 손잡이부(457)의 개구부를 통해 앰플 삽입체(453)가 일측에서 삽입되는 방식으로 결합한다.

바람직하게는, 상기 앰플 삽입체(453)의 외주면에서는 소정 위치에 지시선(미도시)이 표시될 수 있다.

상기 지시선은, 손잡이부(457)의 내부에서 앰플 삽입체(453)가 삽입되는 깊이를 결정하는 일종의 스토퍼(미도시)가 형성되고, 앰플 삽입체(453)의 타측 단부가 상기 스토퍼에 걸림되면, 정확한 위치에 결합되었는지 여부를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.

상기 앰플 삽입체(453)는 손잡이부(457)에 압입되는 방식으로 결합될 수 있지만, 바람직하게는 손잡이부(457)의 내주에 나사홈이 형성되고, 앰플 삽입체(453)의 외주에 나사산이 형성되어 나삽하는 방식으로 결합될 수 있음은 물론이다.

이 경우, 결합의 확실성이 더욱 향상되는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

또한, 상기한 개념에 따라 니들부(452)와 앰플 삽입체(453)의 결합시 회전에 의한 결합을 시각적으로 확인할 수 있도록 상기 니들부(452)의 외주면 및 앰플 삽입체(453)의 외주면에 정확한 결합위치 더욱 정확하게는, 정확한 회전결합위치에 대응되는 지시부(미도시)가 각각 형성될 수 있다.

상기 지시선 및 지시부는 앰플삽입체(453) 및 니들부(452)에 인쇄 또는 도장되는 방법으로 형성될 수도 있고, 음각의 형태로 형성될 수도 있으며, 선택에 따라 화살표, 실선 및 다각형 등 다양한 모양으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기에서는 니들부(452)가 앰플 삽입체(453)와 별도의 구성으로 사용에 따라 탈착될 수 있는 실시예에 대해 설명하였지만, 상기 니들부(452)와 앰플 삽입체(453)는 일회용으로 사용될 수 있으므로, 이 경우 상기 니들부(452)와 앰플 삽입체(453)는 일체로서 형성될 수도 있음은 물론이다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 자동주사기의 내부를 더욱 상세하게 도시한 측단면도이다.

본 발명에 따른 자동주사기는 앰플액의 주입 속도와 주입량을 환자의 환부에 최적화하여 자동으로 주입할 수 있는 개념이 제시된다.

따라서, 손잡이부(457)의 내부에는 자동 주입을 위한 구동부가 형성된다.

상기 구동부는 회전력을 제공하는 모터(430), 상기 모터(430)의 회전축에 연결되는 스크류(431), 상기 스크류(431)를 따라 일측 또는 타측으로 왕복 이송되는 플런저(435)로 이루어진다.

상기 모터(430)는 케이블(401)을 통해 입력되는 제어신호를 통해 전자기적 상호작용에 의해 스크류(431)의 회전력을 제공하는 부재이다.

상기 스크류(431)는 손잡이부(457)의 내부에 길이방향으로 길게 형성되고, 외주면에는 나사산이 형성된다.

플런저(435)는 앰플 삽입체(453)의 타측 단부측에 연결되어 앰플 삽입체(453)의 내부에 압력을 제공하여 내부에 수용된 앰플액을 니들(451)을 통해 외부로 방출할 수 있도록 한다.

상기 플런저(435)는 상기 스크류(431)를 따라 왕복이송 가능하도록 배치되는데, 따라서 플런저(435)의 타측 단부에는 너트(432)가 결합된다.

상기 너트(432)의 중공의 내주에는 나사홈이 형성되어 스크류(431)가 회전하면 길이방향을 따라 플런저를 직선이송하도록 한다.

따라서, 상기 모터(430)의 회전량 및 회전속도를 제어하게 되면, 플런저의 이송량 및 이송속도가 제어되고, 결국 이는 니들을 통해 방출되는 앰플액의 체내 주입량 및 주입속도로 이어지게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 개념에서는 일종의 볼스크류를 통해 왕복이송하는 개념이 도시되었지만, 스크류(431) 자체가 모터의 내부에 형성된 소정 나사홈을 통해 회전운동을 직선운동으로 직접 변환되는 액추에이터 및 전자기적 상호작용에 의하여 전자기력을 직접 직선운동으로 변환하는 피에조장치가 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 스크류(431)는 모터(430)의 회전축과 직결되도록 결합될 수도 있지만 적절한 감속을 위하여 기어 등의 동력전달 부재에 의하여 연결될 수도 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에 따른 자동주사기는 상기 앰플액의 주입량 및 주입속도를 환자의 환부에 최적화하여 결정할 수 있도록 센싱할 수 있는 회전수감지수단이 더 구비될 수 있다.

일실시예로서, 회전수감지수단(440)은 모터(430)의 일측에 결합하여 모터(430)의 회전량 및 회전속도를 감지하도록 배치될 수 있다.

상기 회전수감지수단(440)은 바람직하게는 포텐셔미터로서 이루어질 수 있다. 또한, 상기 회전수감지수단(440)은 엔코더 및 다양한 회전수 감지수단으로 이루어질 수도 있고, 정확한 회전위치를 감지할 수 있는 위치감지수단으로 대체될 수도 있음은 물론이다.

포텐셔미터는 손잡이부(457)의 내부에 고정된 저항체와 상기 저항체에 접촉하면서 상기 모터(430)의 회전에 따라 회전하는 슬라이더로 이루어진다.

상기 저항체는 바람직하게는 카본 저항체로서 이루어진다.

더욱 구체적으로는, 상기 저항체는 원주방향을 따라 길게 배치된 호 형상으로 이루어져 있으며, 상기 슬라이더는 단부측에서 상기 저항체의 일면에 접하여 복수의 단자(미도시)와 연결된다.

따라서, 모터가 회전하게 되면 슬라이더가 저항체의 일면을 따라 슬라이딩 되고, 슬라이더의 저항체 상의 전기적 접촉 부위가 변화함에 따라 단자로 출력되는 전압이 가변되므로 회전각도 및 회전속도를 측정할 수 있게 되는 것이다.

상기 포텐셔미터로부터 출력되는 가변 전압은 컨트롤러(도 3의 150)으로 입력되어 모터에 입력되는 제어신호를 결정하기 위한 데이터로서 활용된다.

상기 회전수감지수단은 도 2에서 모터(430)의 타측의 회전축에 직결되는 예가 도시되었지만, 스크류(431) 측에 연결될 수도 있고, 모터(430)의 회전축과 스크류(431)가 기어로서 연결되어 있다면 출력측 기어에 연결될 수도 있음은 물론이다.

한편, 상기 회전수감지수단(440)으로서의 포텐셔미터는 홀센서(Hall IC)로 대체될 수 있음은 물론이다.

홀 센서는 모터에 의한 회전에 따라 회전하는 마그네트의 회전에 따른 자화량의 변화를 감지하여 전기적인 신호로 출력하는 부재로서, 출력되는 가변 전압은 포텐셔미터에 대체되어 컨트롤러(도 3의 150)의 제어 데이터로서 활용될 수 있다.

상기 홀센서는 회전부위에 장착되어 회전에 따른 변위를 측정할 수도 있지만, 플런저(435)의 직선운동을 직접 감지하도록 플런저(435)에 인접하여 배치될 수 있음은 물론이다.

상기 손잡이부(457)의 내부에 구비되는 구동부 및 회전수감지수단(440)에 의한 앰플액의 주입량 및 주입속도의 최적제어는 도 4와 관련하여 후술하기로 한다.

일반적으로 회전수를 감지하기 위하여 엔코더를 구비할 수도 있지만, 엔코더는 단순히 회전수를 감지할 뿐 플런저(435)의 변위를 측정할 수 없는 단점이 있다.

본 발명에 따른 회전수감지수단(440)은 자동주사기(410)의 앰플액 주입이 중단되거나 갑자기 전원이 차단되더라도 이전에 주입한 주입량을 정확하게 설정할 수 있도록 하므로, 위급상황에도 유연하게 대처할 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

상기 회전수감지수단(440)을 통하여 감지된 모터(430)의 회전수가 설정된 값, 즉 컨트롤러에 의하여 입력된 제어신호에 의하여 예측되는 수준의 모터의 회전수 또는 일반적으로 예상되는 피하조직의 부하를 감안한 모터의 회전수 보다 작은 경우에는 부하가 걸린 것으로 판단하여 상기 모터의 회전수를 자동적으로 낮추거나 정지시키도록 할 수 있다.

상기 부하는 사람의 피하조직에서의 통증의 정도를 의미하는 것으로 볼 수 있고, 자동주사시의 사람의 통증을 감지하여 이를 자동적으로 제어할 수 있는 이점을 가지게 된다.

한편, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동주사기 및 거치대를 도시한 사시도이다.

상기 거치대(140)는 소정 홈이 형성된 판 형상으로 이루어지고, 자동주사기(410)가 거치될 수 있는 공간을 제공한다.

따라서, 거치대(140)의 소정 부위에는 자동주사기(410)가 안정적으로 거치될 수 있도록 대략 자동주사기(410)의 외주형상의 일부에 대응되는 홈인 거치홈(145)이 형성된다.

상기 자동주사기(410)는 앰플삽입체(453) 및 니들부(452)로 구성되는데, 상기 구성들은 분리되어 보관되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 거치대(140)는 앰플과 니들을 별도로 보관할 수 있는 수납부(141)를 구비한다.

상기 수납부는 앰플과 니들의 형상에 대응되는 홈 또는 홀 형상의 수납홀을 포함하고, 상기 수납홀은 자동주사기(410)의 손잡이부(457)에 인접한 부위에 형성된다.

이때, 상기 거치대(140)는 앰플액의 주입속도 및 주입량 등을 조정하기 위한 컨트롤러(150)을 더 거치하도록 이루어질 수 있는데, 상기 수납부는 컨트롤러(150)와 거치홈(145) 사이에 형성될 수 있다.

다만, 상기와 같이 수납홀이 배치되는 경우 작업간에 장애를 줄 우려가 있기 때문에, 상기 거치대(140)는 측부에 수납부(141)를 별도로 구비하는 것이 바람직하다.

따라서, 도 3에 나타난 바람직한 실시예에서는 상기 수납부(141)가 거치대(140)의 일측에 형성되되 홀 또는 홈 형상의 수납홀(142)을 구비한다.

또한, 더욱 바람직하게는 상기 수납부(141)는 판 형상으로 이루어지고, 거치대(140)의 상면으로부터 하측으로 단차지도록 배치되는 것이 작업간의 간섭을 방지하는 데 이점을 가진다.

또한, 도 2를 참고하여 살펴보면, 상기 손잡이부(457)의 외주측에는 주입속도 및/또는 주입량의 조절 또는 주입모드 선택을 위한 조절버튼(411)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 컨트롤러(150)와 자동주사기(410)가 분리되어 케이블(401)로서 연결되는 경우, 환자의 환부에 작업시 작업자는 자동주사기(410)를 파지한 상태에서 처치에 집중하여야 하고, 따라서 조절버튼(411)은 손잡이부(457)에 구비되는 것이 작업의 효율성 및 안정성에 이점이 있음에 유의하여야 한다.

상기 조절버튼(411)은 주입량 또는 주입속도의 조절버튼으로 이루어질 수 있으며, 통증의 민감도가 환자별로 다양하기 때문에 위급시 주입의 정지를 위한 정지버튼이 더 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 손잡이부(457)와 컨트롤러(150)가 별도로 구비되어 케이블(401)로서 연결되는 예가 도시되었다.

따라서, 컨트롤러(150)를 전원부를 구비하면서 내부에서 마이크로 프로세서를 통해 회전수감지수단(440)의 데이터를 기초로 주입량 및 주입속도를 결정하여 자동주사기(410)의 모터(430)에 제어신호를 입력하게 되는데, 전체적인 약물 주입장치의 컴팩트화를 위하여 상기 컨트롤러가 손잡이부에 일체로서 형성될 수 있음은 물론이다.

이에 따른 자동주사기는 별도의 전력공급수단인 배터리를 더 구비할 수 있고, 자동주사기(410) 자체가 전체적인 모듈로서 별도로 이루어질 수 있는 것이다. 이 경우, 휴대의 간편성은 물론 다양한 환경에서 효과적으로 대응할 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

또한, 상기 자동주사기(410)의 손잡이부(457)에는 추가적으로 디스플레이(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 디스플레이는 소형의 LED 또는 LCD 창으로 구비되고, 앰플액의 주입량이나 주입속도를 시각적으로 확인할 수 있도록 디스플레이할 수 있다.

상기와 같이 손잡이부(457)에 주입정보를 확인할 수 있는 디스플레이가 구비되는 경우, 마취 작업시에 시선을 돌리지 않고 바로 주입정보를 확인할 수 있어, 정확한 조작이 가능하고 의료사고의 가능성도 현저히 낮아질 수 있는 이점이 있음에 유의하여야 한다.

한편, 이하 도 4와 관련하여 다양한 약물의 주입속도의 예가 도시되는데, 상기 디스플레이에서는 약물의 주입속도 및 주입속도의 변화율을 적절하게 디스플레이할 수 있다.

더욱 정확하게는 모터의 회전수 및 회전수의 변화량을 시간 변화에 따라 적절하게 디스플레이하여 조작자가 작동상태를 정확하게 확인하면서 환부에 정확하게 주입할 수 있다.

상기 디스플레이 방법은 2차 함수의 그래프로서 도시될 수도 있고 복수의 바형의 그래프로서 도시될 수 있으며 선택에 따라 다양한 주입량 및 주입속도 및/또는 그 변화율을 나타내도록 할 수 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명에 따른 자동주사기의 시간에 따른 모터의 회전수의 관계를 나타내는 그래프이다.

상기 컨트롤러(150)는 자동주사기(410)와 일체로서 형성될 수도 있고, 케이블(401)을 통해 연결될 수도 있음은 상기한 바와 같다.

컨트롤러(150)는 내부에 미리 설정된 알고리즘을 통하여 앰플액을 자동 주입할 수 있도록 프로그래밍된다.

시간에 따른 모터의 회전수의 측면에서 살펴볼 때, 회전수가 갑자기 증가한다면 환자가 이물감 및 통증이 손으로 조작할 때보다 더 커질 수 있는 문제가 있다.

따라서, 환자의 통증 적응력을 위하여 회전수는 점진적으로 증가하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 회전수는 모터(430)의 회전축의 회전수를 의미할 수도 있지만, 스크류(431)의 회전수를 의미할 수도 있고, 플런저(435)의 직선운동 변위의 변화량을 의미할 수도 있음에 유의하여야 한다.

도 2의 (a)에서는 시간에 따른 회전수가 선형적으로 증가하는 예가 도시된다.

회전수의 증가는 앰플액의 주입속도의 증가를 의미하며, 시간이 지남에 따라 주입과정에서 환자가 통증에 적응할 수 있게 되므로 환자가 통증에 대한 적응을 할 수 있게 된다.

그런데, 여기서 환자의 적응력은 회전수 자체보다는 회전수의 증가량에 더욱 의미를 가질 수 있다. 즉, 앰플액의 주입속도가 도 2의 (a)와 같이 선형적으로 일정하게 증가하게 되면 환자는 지속적으로 증가하는 주입속도에 적응력이 떨어질 수 있고, 이는 약물 주입에 따른 통증으로 이어지게 된다.

또한, 환자마다 통증의 적응력이 다르므로 주입속도의 변화에 적응할 수 있도록 모터의 회전수의 변화를 가변적으로 하는 것이 바람직하다.

도 2의 (b)에서는 주입속도 증가의 휴지시간(w)을 더 포함한 개념을 제시한다.

니들(451)이 환자의 환부에 삽입되면, 작업자의 소정 동작을 통해 컨트롤러(150)는 프로그래밍된 제어신호를 모터(430)에 보내게 되고, 모터(430)는 플런저(435)를 이송할 수 있도록 회전동작을 개시한다.

모터의 회전수는 소정 시간동안 일정하게 증가하되, 휴지시간(w)을 포함하여 소장 시간이 지나면 더 이상 회전수가 증가하지 않도록 한다. 상기 휴지시간(w)동안은 일정한 속도로 앰플액이 환부로 주입되므로 환자는 주입과정에서 이물감 또는 통증에 적응력을 가질 수 있게 된다.

상기 휴지시간(w)이 지나면 다시 모터의 회전수를 증가하여도 환자가 이미 통증에 적응력을 가지게 되므로 통증은 최소화될 수 있는 이점이 있다.

도 2의 (c)에서는 회전수의 증가율을 변곡시간(v)를 기점으로 변화하도록 하는 개념이 제시된다.

즉, 변곡시간(v)까지의 회전수의 시간에 따른 증가량보다 변곡시간(v) 이후의 증가량을 더 크게 설정하는 것이다.

따라서, 주입속도를 변곡시간(v)까지는 서서히 증가시켜 환자의 환부의 통증에 대한 적응이 된 이후에, 변곡시간(v) 이후에 주입속도를 더욱 늘리게 되므로 환자의 통증을 최소화할 수 있게 된다.

상기한 예에서는 회전수의 시간에 따른 변화율을 1차 함수의 형태로 이루는 예가 도시되었지만, 회전수의 변화가 시간에 따라 점진되도록 2차 함수의 형태로 이룰 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 회전수의 변화는 급격하지 않게 즉, 1차곡선 또는 2차곡선 형태로 이루어질 수도 있지만 사용자의 조정 또는 프로그래밍된 바에 따라 다단의 그래프 형태를 가질 수도 있음은 물론이다.

한편, 약물 주입량이 피하조직에 수용될 수 있는 양 이상이 되는 경우에는 환자는 통증을 느낄 수 있고 이에 따라 플런저에 저항이 걸리게 된다.

이 경우, 모터(430)의 입력되는 제어신호에 대한 회전축의 출력은 저하되게 되는데, 회전수감지수단(440)은 이를 감지하여 컨트롤러(150)에 피드백 신호를 송출한다.

따라서, 약물의 주입이 완료되지 않은 상태에서도 상기 회전수감지수단(440)은 부하를 감지하여 모터의 회전수를 줄이거나 멈출 수 있도록 함으로써 환자의 약물 주입에 따른 통증을 최소화할 수 있게 되는 이점이 있다.

한편, 상기한 핸드피스 타입의 자동주사기는 소정의 컨트롤러에 전기적으로 연결되어 손잡이부에서 파지한 상태로 조작되는 경우가 설명되었지만, 이러한 경우 휴대성에 어려움이 발생할 수 있고, 이하 도 5 내지 도 6을 기초로 보다 휴대성이 개선된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주사기를 상세하게 설명하도록 한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주사기들을 도시한 측단면도이다.

도 2의 예에서와 마찬가지로 자동주사기(1410)는 손잡이부(1457)가 손으로 파지할 수 있는 형상으로 이루어지고 일측에 앰플삽입체(453)가 삽입되도록 개구가 형성된다.

상기 앰플삽입체(453) 및 그 단부측에 형성되는 니들부(452)는 상기에서 설명한바와 중복되는 부분은 생략하도록 한다.

상기 앰플삽입체(453)의 타단부측에서는 플런저(1435)가 내부의 약물 등을 니들부(452)를 통하여 주입할 수 있도록 왕복운동을 할 수 있도록 배치된다.

상기 플런저(1435)는 소정의 모터(1430)에 연결된 스크류(1431)와 기계적으로 연동되어 왕복이동될 수 있도록 결합된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주사기(1410)는 외부의 전력을 공급받는 별도의 전선 등이 생략된 상태로 파지 부위 자체로서 이동 및 동작이 가능한 개념이 제시된다.

이러한 개념에 따라, 자동주사기(1410)는 자체적으로 전력을 저장하고 모터(1430)에 공급할 수 있는 전력저장부(1500)를 구비한다. 상기 전력저장부(1500)는 리튬이온배터리는 물론 다양한 종류의 전력저장장치가 선택적으로 사용될 수 있다.

도 5의 실시예에서는 모터(1430)에 인접하여 전력저장부(1500)가 배치되는 예가 도시되고, 일반적으로 양산되는 타입의 전력저장부(1500)가 사용되는 경우 긴 원기둥 형상의 배터리가 적용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

사기 전력저장부(1500)는 필요한 경우 방전하여 상기 모터(1430)에 전력을 공급하도록 하고, 작동되지 않는 경우에는 외부의 전력과 연결되어 충전 동작을 수행한다.

따라서, 상기 전력저장부(1500)의 충전을 위하여 자동주사기(1410)는 외부와 전기적으로 연결될 수 있는 단자부(1511)를 더 구비할 수 있다.

상기 단자부(1511)의 형상과 위치는 선택적으로 이루어질 수 있고, 도 5의 실시예에서는 자동주사기(1410)의 앰플삽입체(453)가 배치되는 타측 단부의 중심측에 소정의 홀과 돌기 형상으로 이루어지는 예가 도시된다.

상기 자동주사기(1410)는 소정의 충전장치(미도시)에 타측 단부가 하측에 배치된 상태에서 입식으로 충전될 수 있고 이 경우 거치와 탈착의 과정이 용이하게 이루어질 수 있는 이점이 있다. 다만, 자동주사기(1410)가 거치되는 모습은 다양하게 이루어질 수도 있음은 물론이다.

한편, 도 6은 도 5에 나타난 자동주사기의 변형예를 나타낸다.

도 5의 경우와 마찬가지로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주사기(1410)는 손잡이부(1457)의 일측에 앰플삽입체(453)가 결합되고, 상기 앰플삽입체(453)는 모터(1430)에 의하여 구동될 수 있다.

그런데, 상기한 사항에서는 모터(1430)의 소정 회전축에 플런저가 결합되어 상기 플런저가 회전축을 따라 회전운동을 직선운동으로 바뀌어 왕복되는 예가 설명되었지만, 상기의 구조는 도 6에 나타난 바와 같이 스테핑모터와 같은 간단한 구조로 대체될 수도 있다.

상기 모터(1430)는 내부에 회전운동을 스크류(1431)의 왕복직선운동으로 변환할 수 있는 부품이 결합된 것으로서, 상기 스크류(1431)의 단부측은 직접 앰플삽입체(453)에 결합되어 내부에 배치되는 피스톤을 왕복운동시킬 수 있다.

또한, 상기한 바에서는 조절버튼(1411)이 두 개가 구비되는 예가 도시되었으나, 상기 조절버튼(1411)의 개수 및 배치는 선택에 따라 이루어질 수 있다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이 정지버튼(1412)과 같은 안전장치가 더 구비될 수도 있다.

도 5와 도 6의 예에서는 독립적인 핸드피스 방식의 자동주사기가 설명되는데, 이 경우 전력저장부의 크기와 형상으로 인하여 문제가 발생할 수 있다. 즉, 손으로 파지하여야 하는 속성상 전력저장부(1500)의 무게로 인하여 자중이 증가할 수 있고, 배치되는 공간의 한계로 인하여 무게중심이 지나치게 뒤로 치우쳐 조작에 불편함을 가져올 수 있다.

이를 해소하기 위한 하나의 방법으로서 구조를 단순화하기 위한 스테핑모터가 사용되는 예가 상기되었다.

또한, 전력저장부(1500)가 모터(1430)의 단부측이 아닌 외주측에 배치되는 예가 도 6에 도시된다. 즉, 손잡이부(1457)는 모터(1430)가 배치된 외주측으로 소정의 전력저장부(1500)를 수용할 수 있는 공간을 더 형성할 수 있고, 상기 전력저장부(1500)는 앰플삽입체(453)와 더욱 인접하게 배치될 수 있다.

이는 자동주사기(1410)의 무게중심이 앰플삽입체(453)측으로 더욱 이동됨을 의미하고 파지부위에 인접하여 무게중심이 배치되어 조작의 간편함이 증대되는 이점으로 이어지게 됨을 의미함에 유의하여야 한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 모터(1430)의 배치부위의 외주측에 전력저장부(1500)가 배치된 돌출부가 형성되는 경우에는 엄지와 검지가 만나는 부위측에 상기 돌출부(1501)가 지지될 수 있어 하중의 분산이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.

추가적으로, 상기 전력저장부(1500)는 중공의 기둥 형상으로 이루어질 수도 있는데, 이러한 경우 상기 중공의 내부에 모터(1430) 및/또는 스크류(1431) 및/또는 앰플삽입체(453)의 전부 또는 일부가 수용되게 배치될 수 있어, 공간적인 이점이 향상될 수 있고, 무게의 중심이 자동주사기(1410)의 중심측에 배치될 수 있어 조작의 정밀성이 증대될 수 있게 된다.

또한, 상기에서 간략하게 설명한 바와 같이 본 발명의 자동주사기(1410)는 시각적으로 주입량 또는 주입속도 등의 정보를 확인할 수 있는 디스플레이부(1600)를 더 구비할 수 있다.

상기 디스플레이부(1600)는 다양한 시각적 형상으로 이루어질 수 있는데, 도 6의 예에서는 막대그래프 형상의 회전속도표시부(참조번호미표시)와 적층블록 형상의 주입량표시부(참조번호미표시)가 표시되는 예가 되시된다. 다만 반드시 이러한 표시에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 6의 예에서와 같이 전력저장부(1500)가 모터(1430)의 외주측에 배치되는 경우에는 공간적인 여유가 증가하므로 전력저장부(1500)가 배치되는 돌출부(1501)의 일면에 디스플레이부(1600)가 배치될 수 있는 이점도 가지게 된다.

또한, 상기의 자동주사기들은 기성의 앰플삽입체(453)가 장착된 상태에서 자동으로 주사가 이루어지기 때문에 앰플삽입체(453) 내부에 포함된 기포를 자동적으로 배출할 수 있는 구성이 요구된다. 즉, 체내의 주입되는 약물에 기포가 포함되고 이러한 기포가 혈액에 주입되는 경우 인체에 심각한 문제를 발생할 수도 있기 때문에 이를 제거하기 위한 단계가 요구된다.

따라서, 상기한 자동주사기들은 모터(1430)가 주입단계 이전에 플런저 또는 스크류를 소정 거리 전진시켜 내부의 기포를 제거할 수 있는 퍼지(purge)단계를 수행하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 자동주사기는 조작자가 간편한 방법으로서 약물을 환자의 환부에 자동적으로 주사할 수 있도록 하면서도, 이동성과 휴대성이 극대화된 자동주사기를 제공한다.

또한, 환자의 통증 적응력을 최대화하여 빠른 시간에 약물을 주입할 수 있도록 함으로써 약물 주입에 따른 이물감과 통증을 현저히 저감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 약물 주입량을 확인하고 약물 주입에 따른 부하를 감지할 수 있도록 회전수감지수단을 구비함으로써 어떠한 상황에서도 정확한 주사가 가능하면서도 환자의 통증에 유연하게 대처할 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

140...거치대 141...수납부
142...수납홀 145...거치홈
150...컨트롤러 401...케이블
410...자동주사기 430...모터
431...스크류 432...너트
435...플런저 440...회전수감지수단
451...니들 452...니들부
453...앰플 삽입체 454...니들 결합돌기
457...손잡이부

Claims (11)

1. 내부에 약물을 수용하고 단부측에 니들부가 결합되는 앰플 삽입체;
   상기 앰플 삽입체가 일측에 탈착되는 손잡이부;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 앰플 삽입체 내부에 압력을 가하여 약물을 상기 니들부를 통해 주입하도록 하는 플런저;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 플런저를 왕복이송시키는 모터; 및
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 모터에 전력을 공급하는 전력저장부;를 포함하며,
   상기 모터는, 상기 니들부를 통한 약물의 주입 전에 내부의 기포를 제거할 수 있도록 상기 플런저를 미리 설정된 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동주사기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 모터는, 스테핑모터인 것을 특징으로 하는 자동주사기.
   
3. 내부에 약물을 수용하고 단부측에 니들부가 결합되는 앰플 삽입체;
   상기 앰플 삽입체가 일측에 탈착되는 손잡이부;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 앰플 삽입체 내부에 압력을 가하여 약물을 상기 니들부를 통해 주입하도록 하는 플런저;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 플런저를 왕복이송시키는 모터; 및
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 모터에 전력을 공급하는 전력저장부;를 포함하며,
   상기 손잡이부는 상기 모터가 배치되는 부위의 외주측으로 돌출된 돌출부를 구비하고,
   상기 전력저장부는 상기 돌출부에 수용되는 것을 특징으로 하는 자동주사기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 돌출부의 일면에 구비되고 상기 약물의 주입속도 및 주입량을 시각적으로 표시하는 디스플레이부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동주사기.
   
5. 내부에 약물을 수용하고 단부측에 니들부가 결합되는 앰플 삽입체;
   상기 앰플 삽입체가 일측에 탈착되는 손잡이부;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 앰플 삽입체 내부에 압력을 가하여 약물을 상기 니들부를 통해 주입하도록 하는 플런저;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 플런저를 왕복이송시키는 모터; 및
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 모터에 전력을 공급하는 전력저장부;를 포함하며,
   상기 전력저장부는, 상기 모터의 전부 또는 일부를 내부에 수용할 수 있도록 중공의 기둥 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동주사기.
   
6. 삭제
7. 내부에 약물을 수용하고 단부측에 니들부가 결합되는 앰플 삽입체;
   상기 앰플 삽입체가 일측에 탈착되는 손잡이부;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 앰플 삽입체 내부에 압력을 가하여 약물을 상기 니들부를 통해 주입하도록 하는 플런저;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 플런저를 왕복이송시키는 모터;
   상기 손잡이부의 내부에 수용되고 상기 모터에 전력을 공급하는 전력저장부;
   상기 모터에 제어신호를 입력하여 약물의 주입량 및 주입속도를 제어하는 컨트롤러; 및
   상기 모터의 회전수에 따라 변화되는 전압을 전기신호로 변환하는 회전수감지수단;을 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 회전수감지수단에 의해 감지되는 모터의 회전수가 설정된 값보다 작은 경우 부하가 걸린 것으로 판단하여 상기 모터의 회전수를 낮추거나 정지시키는 것을 특징으로 하는 자동주사기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 회전수감지수단은, 포텐셔미터인 것을 특징으로 하는 자동주사기.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 시간에 따라 일정하게 상기 모터의 회전수가 증가하도록 하되, 약물의 주입에 따른 환자의 통증 적응을 위하여 휴지시간(w) 동안 상기 회전수를 고정하는 것을 특징으로 하는 자동 주사기.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 시간에 따라 상기 모터의 회전수가 증가하도록 하되, 약물의 주입에 따른 환자의 통증 적응을 위하여 변곡시간(v) 까지의 시간에 따른 회전수의 증가율이 변곡시간(v) 이후의 시간에 따른 회전수의 증가율보다 더 작게 하는 것을 특징으로 하는 자동 주사기.
    
11. 삭제

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