KR101449920B1 - 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명의 호흡가스를 이용한 체온조절용 호흡마스크는, 호흡기부와 가스 이동관 및 컨트롤러를 구비하고 있는 호흡마스크에 있어서, 상기 가스 이동관에 연결되어 있으며 열전소자의 열을 호흡가스에 전달하는 열전달 금속체, 상기 열전달 금속체에 장착된 열전소자, 상기 가스 이동관 하단에 평행하게 위치하여 컨트롤러를 통해 열전소자에 전원을 공급해주는 전원부 및 상기 전원부 하단에 평행하게 위치하여 컨트롤러를 통해 열전달 금속체까지 이어지는 냉각수관을 포함한 것을 특징으로 한 것이며, 환자의 체온에 따라 차갑거나 따뜻한 호흡가스를 환자에게 주입할 수 있으며, 환자의 증상별로 호흡기부의 모양을 바꾸어 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크{BODY TEMPERATURE REGULATING BREATHING USING REPIRATORY GAS MASK}

본 발명은 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크에 관한 것으로 열전 소자를 장착하여 경구 또는 비강을 통하여 공급되는 공기를 호흡기 부분에서 직접 냉각 또는 가열시켜 호흡을 통하여 폐로 전달시킬 수 있는 호흡마스크와 체온조절장치에 관한 것이다.

종래의 호흡마스크는 환자의 입과 코 등의 호흡기부를 감쌀 수 있는 마스크를 착용하고, 컨트롤러를 통해 생성된 호흡가스를 가스 이동관을 통해 상기 마스크로 공급받아 환자에게 공급하는 형태였다.

이러한 호흡마스크와 관련된 본 발명의 배경이 되는 기술로는 선행기술문헌의 특허문헌에 기재된 등록특허인 '가습장치 가습방법 및 가습 가스 조제용 다공체'(제10-1078394호), 공개특허인 '마취 가스 및 호흡 가스의 가온 가습을 위한 기화기 시스템'(제10-2011-0085245호)이 있다. 상기 배경기술들의 호흡마스크는 모두 호흡이 불편한 환자들의 호흡을 도와주고, 호흡 가스의 온도를 조절하여 환자의 체온을 조절할 수는 있으나, 호흡가스를 냉각 및 가열하는 구조가 복잡하다는 문제점이 있다.

또, 호흡기부의 형태가 다양하지 않아 호흡가스를 효율적으로 전달하지 못하는 문제점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-0178394호 한국 공개특허공보 제10-2011-0085245호

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 체온 안정화가 필요한 응급 환자에게 환자의 체온에 맞는 적정온도의 공기를 열전소자와 냉각수를 이용하여 가열 또는 냉각한 후 폐로 전달시켜 체온조절이 용이하도록 하는 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크를 제공함에 있다.

또, 주로 호흡마스크를 이용하는 호흡기부의 형태를 다양하게 하여 환자의 증상별로 적절하게 사용할 수 있는 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 호흡가스를 이용한 체온조절용 호흡마스크는, 호흡기부와 가스 이동관 및 컨트롤러를 구비하고 있는 호흡마스크에 있어서, 상기 가스 이동관에 연결되어 있으며 열전소자의 열을 호흡가스에 전달하는 열전달 금속체, 상기 열전달 금속체에 장착된 열전소자, 상기 가스 이동관 하단에 평행하게 위치하여 컨트롤러를 통해 열전소자에 전원을 공급해주는 전원부 및 상기 전원부 하단에 평행하게 위치하여 컨트롤러를 통해 열전달 금속체까지 이어지는 냉각수관을 포함한 것을 특징으로 하고 있다.

또, 상기 가스 이동관과 전원부 및 냉각수관을 컨트롤러와 연결해주는 커넥터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또, 상기 열전소자와 열전달 금속체를 감싸고 있는 단열커버를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또, 상기 호흡기부는 입과 코 마스크형, 코 마스크형, 콧구멍 삽입형, 경구 삽입형중 어느 하나를 선택하여 활용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 호흡가스를 이용한 체온조절용 호흡마스크에 의하면, 기존의 호흡을 용이하게 하기 위한 호흡마스크에 비해 좀 더 효율적인 치료가 가능하다. 예를 들어 저체온증에 걸린 환자의 호흡이 고르지 못할 경우, 호흡기 부분에서 바로 열전소자를 이용하여 따뜻하게 데운 공기로 환자의 호흡을 돕는다면 환자의 체온도 높일 수 있고, 환자의 호흡도 도울 수 있는 효과가 있다.

또, 환자의 증상별로 호흡기부의 모양을 바꾸어 사용할 수 있어, 코에 직접 사용하거나 입과 코에 동시에 사용하는 등 다양하게 적용하여 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 입과 코마스크형 호흡마스크의 모식도
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 코마스크형 호흡마스크의 모식도
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 경구 삽입형 호흡마스크의 모식도
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 콧구멍 삽입형 호흡마스크를 도시한 모식도

이하, 본 발명에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 입과 코마스크형 호흡마스크의 모식도를 도시한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크는 입과 코를 감싸는 마스크 형태의 호흡기부(8)와 가스 이동관(7) 및 컨트롤러(9)를 구비하고 있는 호흡마스크에 열전소자(1), 열전달 금속체(3), 전원부(4) 및 냉각수관(5)을 포함한 것이다.

일반적인 호흡마스크는 환자의 입과 코 등의 호흡기부를 마스크로 감싸고, 상기 마스크와 연결된 가스 이동관을 통해 컨트롤러에 의해 생성된 호흡가스를 상기 마스크에 공급하여 환자에게 공급하는 형태였다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온조절용 호흡마스크의 특징은 마스크와 같은 호흡기부(8)와 가스 이동관(7) 및 컨트롤러(9)를 구비하고 있는 일반적인 형태의 호흡마스크에 열전소자(1)를 이용하여 간단하게 호흡가스의 온도를 조절할 수 있도록 한 것을 포함한 것이다.

여기서, 상기 열전소자(1)는 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것으로, 펠티에 효과는 두 종류의 다른 금속을 접합하여 전류를 흘렸을 경우 전류의 방향에 따라 두 금속의 접합부에서 열의 발생 혹은 흡수가 일어나 가열 또는 냉각을 할 수 있도록 한 것을 말한다.

상기 열전달 금속체(3)는 가스 이동관(7)의 호흡기부(8) 쪽에 연결되어 있으며, 열전소자(1)는 열전달 금속체(3)의 일측에 장착되어 있다. 그리고 열전소자(1)에 전원을 공급해주는 전원부(4)는 상기 가스 이동관(7) 하단에 평행하게 위치하여 상기 열전소자(1)에 연결되고, 외부의 컨트롤러(9)를 통해 전원을 공급받는다.

상기 가스 이동관(7)은 컨트롤러(9)와 가스 주입관(10)을 통해 연결되고, 냉각수관(5)은 전원부(4)의 하단에 평행하게 위치하면서 한쪽은 열전달 금속체(3)에 연결되고 다른 쪽은 컨트롤러(9)에 연결되어, 상기 컨트롤러(9)를 통해 냉각수를 열전달 금속체(3)에 공급한다.

상기 열전소자(1)는 상기한 바와 같이 펠티에 효과에 의해 발열과 흡열 반응을 동시에 하게 되는데, 따뜻한 호흡가스가 필요한 경우에는, 열전소자(1)에서 발열된 열로 가스 이동관(7)에 연결되어 있는 열전달 금속체(3)를 달구게 된다. 그리고 컨트롤러(9)에서 발생하여 가스 주입관(10)과 가스 이동관(7)을 통과한 호흡가스가 상기 열전달 금속체(3)를 통과하면서 호흡가스의 온도는 높아지게 된다. 이때, 열전달 금속체(3)는 알루미늄, 구리 등 열전도가 좋은 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 열전소자(1)에 의해 따뜻해진 호흡가스는 환자의 호흡을 통하여 폐로 전달된다.

한편, 차가운 호흡가스가 필요한 경우에는, 열전소자(1)의 흡열 반응에 의해 열전소자(1)를 냉각함으로써 호흡가스를 차갑게 식혀 온도를 낮춰야한다. 이때, 상기 흡열 반응이 일어나는 열전소자(1)의 반대쪽은 발열 반응에 의해 가열되므로 이를 냉각수로 식혀주는 것이 바람직하다. 즉. 전원부(4) 하단에 평행하게 위치하는 냉각수관(5)을 통해 공급된 냉각수를 열전소자 냉각부(2)에 통과시켜 열전달 금속체(3)의 온도를 낮추어 줌으로써, 열전소자(1)의 발열 부분을 냉각하도록 한다. 이때, 상기 냉각수관(5)은 물에 의한 부식이 잘 일어나지 않고 가벼운 재질의 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 열전소자(1)에 의해 차가워진 호흡가스는 환자의 호흡을 통하여 폐로 전달된다.

또한, 상기 열전소자(1)와 열전달 금속체(3)는 단열커버(11)로 감싸주어 열이 쉽게 방출되지 않도록 하여 열 사용 효율을 높이는 것이 바람직하다.

이렇게 환자의 체온에 따라 조절된 적정온도의 호흡가스는 호흡기부(8)를 통해 환자에게 공급되게 된다. 이때, 컨트롤러(9)에서는 체온측정부를 통해 환자의 실제 체온과 설정된 체온 값을 모니터링 할 수 있으며, 온도조절부를 통해 모니터링된 체온변화에 따라 호흡가스의 온도를 제어하게 된다.

상기 열전소자(1)와 열전달 금속체(3), 열전소자 냉각부(2)가 호흡기부(8)쪽에 가까이 위치하는 이유는, 적정온도의 호흡가스를 온도의 손실 없이 빠르게 환자에게 공급할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 가스 이동관(7)은 주름관을 사용하여 호흡가스를 이용한 체온조절용 호흡마스크의 움직임을 자유롭게 하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 코 마스크형 호흡마스크의 모식도를 도시한 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크는 호흡기부(8)의 형태를 코만 감쌀 수 있는 코 마스크형으로 구성한 것으로서, 상기 호흡기부(8)의 형태만 다를 뿐 다른 부분은 제1 실시예의 호흡마스크와 동일하여 동일부호를 부여한다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 경구 삽입형 호흡마스크의 모식도를 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크는 호흡기부(8)의 형태를 경구에 삽입할 수 있는 경구 삽입형으로 구성한 것으로서, 환자의 경구에 삽입할 수 있도록 지지판을 통해 가스 이동관(7)과 연결된 관의 형태로 되어 있으며, 상기 호흡기부(8)의 형태만 다를 뿐 다른 부분은 제1 실시예의 호흡마스크와 동일하여 동일부호를 부여한다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크로써 콧구멍 삽입형 호흡마스크를 도시한 모식도를 도시한 것이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크는 호흡기부(8)의 형태를 콧구멍에 삽입할 수 있는 콧구멍 삽입형으로 구성한 것으로서, 가스 이동관(7)의 끝단부를 아래로 절곡한 후 절곡된 부위에 열전소자(1)와 열전달 금속체(3)가 설치되고, 절곡된 가스 이동관(7)의 끝단부에 환자의 콧구멍에 삽입할 수 있도록 관을 연결하여 콧구멍 삽입형의 호흡기부(8)로 사용하도록 한 것이며, 상기 호흡기부(8)의 형태만 다를 뿐 다른 부분은 제1 실시예의 호흡마스크와 동일하여 동일부호를 부여한다.

이와 같이 상기 호흡기부(8)는 제1 실시예의 입과 코 마스크형, 제2 실시예의 코 마스크형, 제3 실시예의 콧구멍 삽입형, 제4 실시예의 경구 삽입형이 있으며, 환자의 상태에 따라 적절한 형태의 여러 가지 호흡기부(8) 중의 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 상황에 따라서는 더 다양한 형태의 호흡기부(8)를 구성할 수 있다.

상기 호흡가스를 이용한 체온조절용 호흡마스크는 상기한 바와 같이 호흡가스의 온도 및 환자의 체온 등은 체온측정부와 온도조절부를 포함하고 있는 컨트롤러(9)를 통해 확인 할 수 있으며, 환자의 체온 변화에 따라 제어될 수 있도록 되어있다. 또, 상기 가스 이동관(7), 전원부(4), 냉각수관(5)은 커넥터(6)를 통해 컨트롤러(9)에 한 번에 연결될 수 있도록 하는 것을 더 포함할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 호흡가스를 이용한 체온조절용 호흡마스크에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 열전소자 7 : 가스 이동관
2 : 열전소자 냉각부 8 : 호흡기부
3 : 열전달 금속체 9 : 컨트롤러
4 : 전원부 10 : 가스 주입관
5 : 냉각수관 11 : 단열커버
6 : 커넥터

Claims (6)

1. 호흡기부와 가스 이동관 및 컨트롤러를 구비하고 있는 호흡마스크에 있어서,
   상기 가스 이동관에 연결되어 있으며 열전소자의 열을 호흡가스에 전달하는 열전달 금속체;
   상기 열전달 금속체에 장착된 열전소자;
   상기 가스 이동관 하단에 평행하게 위치하여 컨트롤러를 통해 열전소자에 전원을 공급해주는 전원부;
   상기 전원부 하단과 평행하게 위치되되, 상기 열전소자의 흡열 반응 시 열전소자를 냉각함으로써 호흡가스를 차갑게 식혀 온도를 낮추기 위해 상기 가스 이동관의 외측부에 위치되며, 상기 컨트롤러를 통해 금속체까지 이어지도록 구성되어, 상기 열전소자가 가스 이동관 측의 열을 흡열할 시 발생되는 열을 냉각시키는 냉각수관; 및
   상기 가스 이동관과 전원부 및 냉각수관을 컨트롤러와 연결해주는 커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 열전소자와 열전달 금속체를 감싸고 있는 단열커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 호흡기부는 입과 코 마스크형, 코 마스크형, 콧구멍 삽입형, 경구 삽입형 중 어느 하나를 선택하여 활용하는 것을 특징으로 하는 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 가스 이동관은 주름관을 사용하는 것을 특징으로 하는 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 체온측정부와 온도조절부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 호흡가스를 이용한 체온 조절용 호흡마스크.

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