KR101407077B1

KR101407077B1 - 근육주사 훈련용 전극 모듈

Info

Publication number: KR101407077B1
Application number: KR1020120153303A
Authority: KR
Inventors: 장인배; 양승진; 김남혁; 정승훈
Original assignee: 강원대학교산학협력단; 주식회사 비티
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-06-12

Abstract

본 발명은 실제 인체와 유사하게 제작된 근육주사 훈련 모형에 내장되어, 주사 실습 시 주사바늘의 위치와 깊이를 정확하게 검출하고, 인체를 대상으로 근육주사 훈련을 실시하는 것과 동일한 훈련 효과를 가질 수 있도록 마련된 근육주사 훈련용 전극 모듈에 관한 것으로, 최외측에 배치되어 삽입된 주사바늘을 감지하는 도전성 재질의 제1전극층과, 상기 제1전극층의 내면에 합착되는 절연소재의 절연층과, 상기 절연층의 내면에 합착되어 삽입된 주사바늘을 감지하는 도전성 재질의 제2전극층과, 상기 제2전극층의 내면에 합착되고 내부에 기공이 형성되어 주사액이 주입되는 근육층을 포함하는 전극 패드 및 상기 제2전극층에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제1전극층 상의 주사바늘 위치(Vx)를 검출하고, 반도체 스위치를 사용하여 제1전극을 검출전극으로 사용하고 제2전극의 양단에 전위차를 주어 제1전극층에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제2전극층 상의 주사바늘 위치(Vy)를 검출하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

근육주사 훈련용 전극 모듈{electrode module for intramuscular Injection training}

본 발명은 근육주사 훈련용 전극 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제 인체와 유사하게 제작된 근육주사 훈련 모형에 내장되어, 주사 실습 시 주사바늘의 위치와 깊이를 정확하게 검출하고, 인체를 대상으로 근육주사 훈련을 실시하는 것과 동일한 훈련 효과를 가질 수 있도록 마련된 근육주사 훈련용 전극 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 주사는 주사기를 사용하여 약액을 피내, 피하, 근육, 정맥, 동맥 등에 주입하는 것으로 약제의 효과를 정확하고 빠르게 얻기 위한 경우, 입으로 약제를 투여할 수 없는 경우, 약제가 소화액에 의해 변하거나 흡수되기 곤란한 경우 또는 약제가 소화기점막을 자극할 경우 등에 이용된다.

특히, 근육주사는 피하주사 보다 빠른 효과를 바라는 경우 또는 정맥주사가 불가능한 경우에 이용되는 방법으로 주사의 종류 중 일반적으로 많이 사용되며, 주사 부위는 근육이 잘 발달된 곳을 선택해야 한다. 구체적으로는 중둔근 일부의 대둔근을 포함한 둔부의 배면부위, 중둔근과 소둔근을 포함하는 둔부의 복면부위, 외측 광근, 대퇴직근, 상박의 외측에 위치한 삼각근 등이 있으며 가장 많이 사용되는 부위는 둔부의 배면부위, 복면부위이다.

하지만, 빠른 약물효과를 기대하기 위해 많은 양의 약물을 투여하거나 피하조직에 자극을 주는 약물을 주입할 때에 근육에 투여되어야 할 약물이 근육 내로 주입되지 않고 피하조직으로 주입된다면 통증, 농양, 육아종 같은 문제가 유발될 수 있다.

앞서 언급하였듯이 근육주사 실습은 의료행위의 기본적이고 중요한 요소이며, 잘못된 근육주사로 인한 부작용을 최소화하기 위해서는 숙련된 의료인의 배출이 필수적으로 요구되고 있다. 그러나 최근 환자들의 권리 의식 신장에 따른 실습 대상자의 부족 현상이 심각하여 의료교육을 받는 학생들은 임상현장에서 요구하는 실무능력과 자질을 제대로 갖추지 못하고 임상으로 배출되고 있는 실정이다. 따라서 사실감 있는 근육주사 실습은 물론 주사 위치 검출 및 과도한 주사 깊이 감지 등에 대한 실습 결과를 즉각적으로 확인하여 정확하게 평가할 수 있는 근육주사 훈련용 전극 모듈의 개발과 보급에 대한 필요성이 증대되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하도록 안출된 것으로, 주사바늘의 정확한 위치와 주사 바늘의 깊이를 검출할 수 있고, 실습 결과를 즉각적으로 확인하고 평가할 수 있는 근육주사 훈련용 전극 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 근육주사 훈련용 전극 모듈은 최외측에 배치되어 삽입된 주사바늘을 감지하는 도전성 재질의 제1전극층과, 상기 제1전극층의 내면에 합착되는 절연소재의 절연층과, 상기 절연층의 내면에 합착되어 삽입된 주사바늘을 감지하는 도전성 재질의 제2전극층과, 상기 제2전극층의 내면에 합착되고 내부에 기공이 형성되어 주사액이 주입되는 근육층을 포함하는 전극 패드 및 상기 제1전극층의 양단에 전위차를 주고 전류를 공급하고, 상기 제2전극층의 양단에서 전압을 측정하여 주사바늘의 위치를 검출하는 컨트롤러를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전극 패드는 상기 근육층의 내면에 형성되는 도전성 재질의 제3전극층을 더 포함하고, 상기 제3전극층은 상기 컨트롤러와 연결되어 주사바늘이 상기 근육층을 통과해 과도하게 삽입되었는지 여부를 검출한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러는, 상기 제2전극층에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제1전극층 상의 주사바늘 위치(Vx)를 검출하고, 반도체 스위치를 사용하여 제1전극을 검출전극으로 사용하고 제2전극의 양단에 전위차를 주어 제1전극층에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제2전극층 상의 주사바늘 위치(Vy)를 검출한다.

본 발명에 따른 근육주사 훈련용 전극 모듈에 따르면, 주사바늘의 정확한 위치와 주사 바늘의 깊이를 검출할 수 있고, 실습 결과를 즉각적으로 확인하고 평가할 수 있는 효과가 있다.

또한, 주사바늘을 인체 모형에 삽입하는 실습이 실제와 동일하게 반복적으로 이루어짐에 따라 근육주사의 교육효과를 증대시키고 객관적 평가가 가능하며, 나아가 임상에서 근육주사를 피주사자의 근육에 정확하게 투여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 근육주사 훈련용 전극 모듈의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극패드의 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극패드의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극패드의 분리사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극패드의 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 모듈이 둔부형태의 인체모형에 내삽된 모습을 보인 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 모듈이 어깨형태의 인체모형에 내삽된 모습을 보인 사시도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 근육주사 훈련용 전극 모듈은 근육주사가 가능한 신체부위와 유사하게 형성된 인체 모형(10)에 내삽되며, 최외측에 배치되어 삽입된 주사바늘(20)을 감지하는 도전성 재질의 제1전극층(110)과, 상기 제1전극층(110)의 내면에 합착되는 절연소재의 절연층(120)과, 상기 절연층(120)의 내면에 합착되어 삽입된 주사바늘(20)을 감지하는 도전성 재질의 제 2전극층(130)과, 상기 제2전극층(130)의 내면에 합착되고 내부에 기공이 형성되어 주사액이 주입되는 근육층(140)을 포함하는 전극 패드(100) 및 상기 제2전극층(130)에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제1전극층(110) 상의 주사바늘의 위치(Vx)를 검출하고, 반도체 스위치를 사용하여 제1전극을 검출전극으로 사용하고 제2전극의 양단에 전위차를 주어 제1전극층(110)에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제2전극층(130) 상의 주사바늘 위치(Vy)를 검출하는 컨트롤러(200)를 포함한다.

상기 제1전극층(110) 및 제2전극층(130)은 도전성 실리콘 또는 도전성 천을 비롯한 공지의 다양한 도전성 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 도전성 재질의 두께는 주사바늘(20) 삽입 시 저항감이 적도록 0.2 ~ 1mm의 두께로 구비될 수 있다. 또한, 상기 도전성 재질의 저항 값은 길이방향으로 10Ω ~ 100kΩ 사이의 저항 값을 가지는 것이 바람직하다. 한편, 상기 근육층(140)은 주사실습 시 실제 주사액이 주입되는 곳으로 주사실습 시 저항감 및 주사기를 뒤로 당겼을 때 저항감이 실습자에게 전달되도록 적당한 소재를 선택하여 제작되는 것이 바람직하다. 일례로, 상기 근육층(140)은 주사기의 약액 주입 가능하도록 복수의 기공을 갖는 다공성 재질로 구비됨이 바람직하며, 실제 인체의 근육과 비슷한 재질이면서 복수의 기공을 갖는 발포성 소재인 실리콘 폼 또는 우레탄 폼으로 구비될 수 있다.

상기 컨트롤러(200)는, 상기 제1전극층(110)의 양단에 전위차를 주고 전류를 공급하고, 상기 제2전극층(130)의 양단에서 전압을 측정하여 주사바늘(20)이 제1전극층(110)과 제2전극층(130)을 관통하면 제2전극층(130)의 전압을 측정하여 주사바늘(20)의 삽입을 감지할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(200)는 전극패드(100)로부터 주사바늘(20)의 위치 및 깊이를 검출을 수행하고 검출된 정보를 별도로 마련된 입출력장치(미도시)에 무선 또는 유선 방식으로 출력하는 기능을 병행한다.

참고로, 상기 입출력장치는 상기 컨트롤러(200)로부터 주사바늘(20)의 위치 및 깊이 정보를 입력 받아 GUI 그래픽 또는 LCD 또는 LED 또는 부저로 표현하고, 모범적인 주사 위치와 대비하여 실제로 삽입된 주사바늘(20)의 정확도를 시각적, 수치적으로 표현할 수 있다.

상기와 같이 구성된 전극패드(100)는 근육주사가 가능하도록 근육이 잘 발달된 다양한 신체부위의 인체모형(10)에 내삽될 수 있다. 구체적으로, 상기 인체모형(10)은 도 5에 도시한 바와 같이 중둔근 일부의 대둔근을 포함한 둔부의 배면부위, 중둔근과 소둔근을 포함하는 둔부의 복면부위에 근육주사 실습이 이루어 지도록 인체의 둔부와 유사한 형태를 취할 수 있고, 외측 광근에 근육주사 실습이 이루어 지도록 인체의 허벅지 부위와 유사한 형태를 취할 수 있으며, 도 6에 도시한 바와 같이 대퇴직근 또는 상박의 외측에 위치한 삼각근에 근육주사 실습이 이루어 지도록 인체의 팔과 어깨 부위와 유사한 형태를 취할 수 있다.

또한, 상기 인체모형(10)의 표면은 주사실습 시 실제 인체와 유사한 피부촉감 및 마찰력을 가질 수 있도록 실리콘 수지 또는 우레탄 수지 등으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 인체모형(10)이 도 5와 같이 인체의 둔부와 유사한 형태로 제작될 경우, 정확한 주사위치를 찾을 수 있도록 인체의 전상장골극과, 후상장골극과, 장골능에 각각 대응되는 부분을 돌출되게 형성하고, 대전자를 감지할 수 있는 뼈 모형이 형성될 수 있으며, 인체모형(10)이 도 6과 같이 인체의 어깨부위와 유사한 형태로 제작될 경우, 정확한 주사위치를 찾을 수 있도록 인체의 견봉돌기와 대응되는 부분을 돌출되게 형성할 수 있다.

또한, 상기 전극패드(100)가 내삽되는 인체모형(10)에는 근육층(140)으로 주입된 주사액을 외부로 배출하기 위한 배출구를 형성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극패드의 단면도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전극 패드(100)는 상기 근육층(140)의 내면에 형성되는 도전성 재질의 제3전극층(150)을 더 포함하고, 상기 제3전극층(150)은 상기 컨트롤러(200)와 연결되어 주사바늘(20)이 상기 근육층(140)을 통과해 과도하게 삽입되었는지 여부를 검출한다.

즉, 상기 제3전극층(150)은 상기 컨트롤러(200)와 연결되어 주사바늘(20)이 근육층(140)를 통과하여 제3전극층(150)과 접촉하거나, 삽입 또는 관통하면 제3전극층(150)의 전압을 측정하여 과도하게 삽입되었는지 여부를 감지하여 상기 입출력장치에 표시하게 된다. 한편, 상기한 바와 같이 과도 깊이를 측정하기 위한 제3전극층(150)은 제1전극층(110) 및 제2전극층(130)과 같은 조건으로 도전성 실리콘 또는 도전성 천을 비롯한 도전성 재료로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러(200)는, 상기 제2전극층(130)에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제1전극층(110) 상의 주사바늘 위치(Vx)를 검출하고, 반도체 스위치를 사용하여 제1전극을 검출전극으로 사용하고 제2전극의 양단에 전위차를 주어 제1전극층(110)에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제2전극층(130) 상의 주사바늘 위치(Vy)를 검출한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극패드의 분리사시도이다. 제1 전극층(110)과 제2전극층(130)의 양단에는 저항값을 동일하게 하기 위해 각각 구리전극을 접합할 수 있으며, 상기 제1 전극층(110)과 제2전극층(130)의 전류방향은 서로 수직하도록 형성될 수 있다.

제1전극층 및 제2전극층으로 주사바늘(20)이 삽입되면 제1전극층(110)의 양단(111,112) 사이에 저항값(R1,R2)이 발생되고, 제2전극층(130)의 양단(131,132)에도 저항값(R3,R4)이 발생된다.

제1전극층(110) 상의 주사바늘 위치(Vx)를 측정하기 위하여 반도체 스위치를 이용하여 제1 전극층(110)의 일측(111)에서 전압(Vin)을 공급하고 타측(112)에서 접지(OV)를 걸어준 다음, 제2 전극층(130)의 양단(131,132)에서 전압을 측정한다. 전압분배법칙에 따라 제1전극층(110) 상의 주사바늘 위치(Vx)는 다음 <수학식1>과 같이 구할 수 있다.

이때, 오차를 방지하기 위하여 제2전극층(130)의 양단(131,132) 전압의 평균을 내어 제1전극층(110) 상의 주사바늘 위치(Vx)를 구한다.

한편, 제2전극층(130) 상의 주사바늘 위치(Vy)를 측정하기 위하여 반도체 스위치를 이용하여 제2전극층(130)의 일측(131)에 전압(Vin)을 공급하고 타측(132)에서 접지(OV)를 걸어준 다음 제1전극층(110)의 양단(111,112)에서 전압을 측정한다. 이후, 전압분배법칙에 따라 제2전극층(130) 상의 주사바늘 위치(Vy)는 다음 <수학식2>과 같이 구할 수 있다.

이때, 오차를 방지하기 위하여 제1전극층(110)의 양단(111,112) 전압의 평균을 내어 제2전극층(130) 상의 주사바늘 위치(Vy)를 구한다.

따라서, 주사바늘(20)의 정확한 위치(Vx,Vy)와 주사 바늘(20)의 깊이를 검출할 수 있고, 실습 결과를 즉각적으로 확인하고 평가할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 인체모형
20 : 주사바늘
100 : 전극패드
110 : 제1전극층
120 : 절연층
130 : 제2전극층
140 : 근육층
150 : 제3전극층
200 : 컨트롤러

Claims

근육주사가 가능한 신체부위와 유사하게 형성된 인체 모형에 내삽되는 근육주사 훈련용 전극 모듈에 있어서,
최외측에 배치되어 삽입된 주사바늘을 감지하는 도전성 재질의 제1전극층과, 상기 제1전극층의 내면에 합착되는 절연소재의 절연층과, 상기 절연층의 내면에 합착되어 삽입된 주사바늘을 감지하는 도전성 재질의 제2전극층과, 상기 제2전극층의 내면에 합착되고 내부에 기공이 형성되어 주사액이 주입되는 근육층을 포함하는 전극 패드;
상기 제1전극층의 양단에 전위차를 주고 전류를 공급하고, 상기 제2전극층의 양단에서 전압을 측정하여 주사바늘의 위치를 검출하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 근육주사 훈련용 전극 모듈.
제 1항에 있어서,
상기 전극 패드는 상기 근육층의 내면에 형성되는 도전성 재질의 제3전극층을 더 포함하고, 상기 제3전극층은 상기 컨트롤러와 연결되어 주사바늘이 상기 근육층을 통과해 과도하게 삽입되었는지 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 근육주사 훈련용 전극 모듈.
제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 제2전극층에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제1전극층 상의 주사바늘 위치(Vx)를 검출하고, 반도체 스위치를 사용하여 제1전극층을 검출전극으로 사용하고 제2전극층의 양단에 전위차를 주어 제1전극층에서 측정된 전압에 전압분배식을 적용하여 제2전극층 상의 주사바늘 위치(Vy)를 검출하는 것을 특징으로 하는 근육주사 훈련용 전극 모듈.