KR101502509B1 - 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프 및 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법 - Google Patents

오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프 및 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시린지에 충전된 액체의 용량을 입력하는 입력부, 상기 입력된 용량에 따른 시린지 데이터 및 플런저 이동 거리가 기설정된 데이터부, 제어신호에 의해 상기 시린지의 플런저를 가압하여 이동시키는 구동부, 상기 시린지 데이터에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부, 상기 구동부에 의해 이동된 플런저의 이동 거리를 측정하는 거리 측정부 및 상기 기설정된 플런저 이동 거리를 기준값으로 하여 상기 거리 측정부에서 측정한 플런저 이동 거리와의 오차율을 기초로 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션하는 오토 캘리브레이션부를 포함하는 시린지 펌프와 오토 캘리브레이션 방법을 제공함으로써 사용자가 미등록 시린지를 용이하게 등록할 수 있는 효과를 가지게 된다.

Description

오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프 및 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법 {SYRINGE PUMP HAVING AUTO CALIBRATION FUNCTION AND METHOD OF AUTO CALIBRATION IN SYRINGE PUMP}
본 발명은 시린지 펌프 기술분야에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 측정된 플런저 이동 거리와 기설정된 시린지 용량에 따른 플런저 이동 거리와의 오차율을 기초로 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션함으로써 미등록 시린지를 사용자가 용이하게 세팅하여 사용할 수 있는 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프 및 시린지 펌프의 오토 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시린지 펌프는 치료 또는 수술과정에서 환자에게 약액이나 혈액 등을 자동 주사하기 위해 시린지의 플런저를 이송시켜 약액 등을 인체 내로 주입하는 의료장비를 말한다.
이러한 시린지 펌프에 장착되는 시린지는 세계 각국의 여러 제조원에서 제조되고 있으며, 동일한 제조원에서 제조되는 시린지라 하더라도 여러 가지의 시린지 사이즈(외경·내경)의 것이 제조되고 있다. 이에 따라 한국공개특허 제2003-0036420호에서는 다양한 크기의 시린지 플런저를 지지하는 시린지 펌프의 구조가 개시되어 있다.
하지만, 종래의 시린지 펌프는 높은 주입 정확도를 보장하기 위해 공장 출하 시 자체적으로 등록한 시린지 만을 사용할 수 있다. 따라서 시린지 펌프에 미등록된 시린지에 대해서는 주입 정확도가 낮아 사용자가 임의로 사용할 수 없으며, 각 나라에서 제조되는 로컬 브랜드의 시린지 모두를 일일이 시린지 펌프에 등록하는 것은 불가능한 문제점을 내포하고 있었다.
한국공개특허 제2003-0036420호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 기설정된 시린지 용량에 따른 플런저 이동 거리와 측정된 미등록 시린지의 플런저 이동 거리를 기초로 시린지 용량에 따른 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션함으로써 시린지 펌프에 등록되지 않은 다양한 종류의 시린지를 사용자가 용이하게 등록하여 높은 주입 정확도를 유지하며 사용할 수 있는 시린지 펌프 및 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프는, 시린지에 충전된 액체의 용량을 입력하는 입력부; 상기 입력된 시린지 용량에 따른 시린지 데이터 및 플런저 이동 거리가 기설정된 데이터부; 제어신호에 의해 상기 시린지의 플런저를 가압하여 이동시키는 구동부; 상기 시린지 데이터에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부; 상기 구동부에 의해 이동된 플런저의 이동 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 기설정된 플런저 이동 거리를 기준값으로 하여 상기 거리 측정부에서 측정한 플런저 이동 거리와의 오차율을 기초로 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션하는 오토 캘리브레이션부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프에 있어서, 상기 구동부는, 상기 제어부에서의 제어신호에 의해 구동 제어되는 모터; 상기 모터의 동력을 전달하는 기어 어셈블리; 상기 기어 어셈블리를 통해 전달된 동력에 의해 회전 이동하는 샤프트; 상기 상기 샤프트의 회전 이동에 의해 플런저를 가압하는 드라이브 어셈블리;를 포함할 수 있다.
본 발명의 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프에 있어서, 상기 시린지 데이터는, 시간당 주입 속도 및 상기 모터 회전수인 것이 바람직하다.
본 발명의 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프에 있어서, 상기 거리 측정부는, 상기 모터 회전수와 회전 이동된 상기 샤프트의 피치를 기초로 상기 플런저의 이동 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법은, (A) 시린지 펌프에 소정량의 액체가 충전된 시린지를 장착하는 단계; (B) 시린지 데이터 및 플런저 이동 거리가 기설정된 시린지 용량을 선택 입력하는 단계; (C) 기설정된 상기 시린지 데이터에 따라 상기 시린지의 플런저를 가압하여 이동시키는 단계; (D) 상기 플런저의 이동 거리를 측정하는 단계; (E) 상기 기설정된 플런저 이동 거리를 기준값으로 하여 상기 측정한 플런저 이동 거리와의 오차율을 기초로 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 (E) 단계 이후에, (F) 상기 선택 입력된 시린지 용량과 상기 장착된 시린지에서 추출된 액체의 용량과의 오차율을 비교하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 (C) 단계는, (C-1) 기설정된 상기 시린지 데이터에 따른 제어신호에 의해 모터를 구동 제어하는 단계; (C-2) 전달된 상기 모터의 동력을 통해 샤프트를 회전 이동시켜 상기 플런저를 가압하여 이동시키는 단계;일 수 있다.
본 발명의 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 (D) 단계는, 상기 모터의 회전수와 회전 이동된 상기 샤프트의 피치를 기초로 상기 플런저의 이동 거리를 측정하는 단계일 수 있다.
본 발명의 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 시린지 데이터는, 시간당 주입 속도 및 상기 모터 회전수일 수 있다.
본 발명에 따르면, 측정된 미등록 시린지의 플런저 이동 거리와 기설정된 시린지 용량에 따른 플런저 이동 거리와 비교하여 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션함으로써 시린지 펌프에 등록되지 않은 시린지라도 높은 정확도를 유지하며 사용자가 용이하게 세팅하여 안전하게 사용할 수 있는 효과를 가지게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 시린지 펌프의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 시린지 펌프의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명은 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프 및 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법에 관한 것으로서, 측정된 플런저의 이동 거리와 기설정된 플런저 이동 거리를 기초로 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션하여 시린지 펌프에 미등록 시린지를 사용자가 용이하게 등록하여 사용할 수 있는 구성과 방법을 제공하는 것을 요지로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 시린지 펌프의 외관을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 시린지 펌프의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프(300)는 장착된 시린지(10)의 용량을 입력하는 입력부(130), 시린지(10) 용량에 따른 시린지 데이터 및 플런저 이동 거리가 기설정된 데이터부(210), 플런저(20)를 가압하여 이동시키는 구동부, 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부(110), 장착된 시린지(10)의 플런저(20) 이동 거리를 측정하는 거리 측정부(230) 및 상기 기설정된 플런저 이동 거리와 상기 거리 측정부(230)에서 측정한 플런저(20) 이동 거리를 기초로 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션하는 오토 캘리브레이션부(220)를 포함하여 구성될 수 있으며, 등록된 시린지의 제조사, 시린지 용량, 주입 예정량 또는 주입 속도 등 각종 정보를 디스플레이하는 표시부(120)와 시린지(10)를 고정시키는 클램프(180)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
입력부(130)는 복수의 조작 버튼에 의해 구성되고, 상기 조작 버튼을 통해 장착된 미등록 시린지(10)에 충전된 액체의 용량과 일치하는 시린지 용량을 상기 표시부(120)에 디스플레이된 시린지 용량 중에서 선택하여 입력한다. 이때, 터치 패널과 같이 디스플레이부(120)가 입력부(!30)의 기능을 겸비하도록 구성될 수도 있다.
데이터부(210)는 상기 입력부(130)에 의해 선택 입력되는 시린지 용량에 따른 시린지 데이터가 미리 설정·저장되어 있다. 즉, 시린지 용량별로 플런저의 이동거리, 액체의 시간당 주입 속도 및 모터의 회전수가 설정·저장되어 있다. 이때, 상기 데이터부(210)는 제어부(110)와는 별개의 구성요소로 구성될 수도 있으며, 제어부(110)에 포함되어 이루어질 수도 있다.
구동부는 제어부(110)의 제어신호에 따라 작동이 제어되어 플런저(20)를 가압하는 것으로, 모터(140), 기어 어셈블리(150), 샤프트(160) 및 드라이브 어셈블리(170)를 포함하여 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로 상기 모터(140)는 스테핑 모터로서 상기 데이터부(210)에 기설정된 시린지 데이터에 의해 설정된 속도로 회전하는 것으로 제어부(110)에서의 클럭에 의해 모터(140) 회전수(RPM)를 변화시켜 시린지(10)에 충전된 약액의 주입속도를 제어할 수 있다.
기어 어셈블리(150)는 상기 모터(140)의 회전을 샤프트(160)로 전달해주는 구성요소로서 기어 비율에 따라 모터(40) 토크를 높여 줌으로써 작은 모터의 힘으로도 시린지를 용이하게 가압할 수 있게 된다.
샤프트(160)는 상기 기어 어셈블리(150)에 의해 전달된 모터(140)의 동력을 이용해 회전되어 드라이브 어셈블리(170)가 플런저(20)를 가압하여 시린지(10)에 충전된 액체를 추출할 수 있도록 한다.
드라이브 어셈블리(170)는 플런저(20)를 고정하고 상기 샤프트(160)의 회전에 따라 플런저(20)를 가압하여 이동시키는 역할을 한다.
제어부(110)는 상기 데이터부(210)에 기설정된 시린지 데이터에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 것으로, 프로그램에 따라 각종 데이터를 처리하기 위한 CPU 등과 같은 연산부(미도시)와 프로그램이나 각종 데이터를 보존하기 위한 RAM, ROM 등과 같은 메모리부(미도시)를 내부에 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, CPU에서의 클럭에 의해 모터(140) 회전수를 제어할 수 있게 되며, 메모리부에는 시린지 펌프 동작시 연산부가 가지는 각 기능의 실행에 대해서 이용되는 각종 파라미터 정보, 작동 중에 검출된 각종 데이터와 등록된 시린지에 대한 정보, 즉 시린지 제조사, 구동부에 의한 플런저의 이동 거리에 대한 정보, 주입속도, 시린지에서 추출되는 유량에 대한 정보 등이 저장될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 데이터부(210)는 제어부(110)와 별개의 구성요소로 이루어질 수도 있지만, 제어부(메모리부)에 포함되어 이루어질 수도 있다.
거리 측정부(230)는 상기 구동부에 의해 이동된 플런저(20)의 이동 거리를 측정하는 것으로, 모터(140)에 인가된 펄스 신호로부터 산출된 모터 회전수와 상기 모터 회전수당 회전 이동된 샤프트(160)의 나사 피치를 기초로 이동 거리를 측정할 수 있다.
오토 캘리브레이션부(220)는 상기 데이터부(210)에 기설정된 플런저 이동 거리를 기준값으로 하여 상기 거리 측정부(230)에서 측정한 플런저(20) 이동 거리와의 오차율을 기초로 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션할 수 있다.
보다 구체적으로, 시린지 펌프(300)에 등록되지 않은 시린지(10)를 오토 캘리브레이션한다면, 시린지 용량에 따른 시간당 주입 속도, 모터 회전수 및 플런저의 이동 거리는 데이터부에 미리 설정되어 있다.
예를 들어, 시린지 펌프(300)에 등록되지 않은 50cc 용량의 시린지(10)를 오토 캘리브레이션한다고 할 때, 50cc 용량의 기본 시린지는 1500ml/h의 주입속도로 얼마만큼의 길이가 될 때까지 주입을 하면 50cc 모두가 주입이 되는지 데이터부(210)에 미리 설정 저장되어 있다. 본 예에서는 상기 기본 시린지 용량 50cc에 대해서 1500ml/h의 주입속도로 주입되는 경우 플런저 이동 거리가 10cm로 되었을 때 주입이 완료된다고 가정한다. 즉, 미등록 시린지(10)의 용량에 따라 기본 시린지 용량으로서 50cc를 입력부(130)를 통해 선택 입력하게 되면, 데이터부(210)에 시간당 주입속도 1500ml/h와 모터 회전수에 따라 플런저가 10cm 이동하는 것이 50cc 용량 시린지의 기준값으로 설정되어 있다.
이후, 장착된 50cc 용량의 미등록 시린지(10)를 상기 기설정된 주입속도인 1500ml/h로 주입을 하여 플런저(20)의 이동 거리가 5cm가 되었을 때 주입이 완료된다면 데이터부(210)에 기설정된 플런저 이동 거리(10cm) 보다 5cm 덜 주입이 되었으므로 기설정된 모터 회전수(RPM)보다 50% 천천히 회전시키도록 하면 본래의 주입량을 맞출 수 있게 된다.
이와 같이 기설정된 기본 시린지의 플런저 이동 거리와 측정된 미등록 시린지(10)의 플런저(20) 이동거리를 비교하여 미등록 시린지에 대한 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션함으로써 시린지 펌프(300)에 등록되지 않은 시린지라도 사용자가 용이하게 등록하여 사용할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 시린지 펌프의 오토 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 정격 용량의 액체가 충전된 미등록 시린지(10)를 시린지 펌프(300)에 장착하고(S110), 표시부(120)에 디스플레이된 기본 시린지 용량 중 상기 충전된 용량과 일치하는 기본 시린지 용량을 입력부(130)를 통해 선택 입력한다(S120). 이때. 상기 표시부(120)에 디스플레이된 기본 시린지 용량에 대해서 용량별로 시간당 주입속도, 모터 회전수 및 플런저 이동 거리가 데이터부(210)에 미리 설정되어 있다.
이후, 기설정된 시린지 데이터인 시간당 주입속도와 모터 회전수를 기초로 하는 제어신호에 의해 구동되는 모터(140)의 동력이 기어 어셈블리(150)를 통해 샤프트(160)를 회전 이동시켜 드라이브 어셈블리(170)로 플런저(20)를 가압하여 이동시키고(S130), 모터(140)에 인가된 펄스 신호로부터 산출된 모터 회전수와 상기 모터 회전수당 회전 이동된 샤프트(160)의 나사 피치를 기초로 플런저(20)의 이동 거리를 측정한다(S140).
다음으로, 기설정된 플런저 이동 거리를 기준값으로 하여 측정한 플런저(20)의 이동 거리와의 오차율을 기초로 하여 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션한다(S150).
추가적으로, 입력부(130)에서 선택 입력한 기본 시린지 용량과 장착된 시린지(10)에서 추출된 용량을 비교하여 오차율이 소정 범위 이내인지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다(S160). 오차율이 소정 범위 이내이면, 오토 캘리브레이션된 시린지 데이터 값을 저장 등록하고, 소정 범위를 넘는 경우 상기 과정을 재수행함으로써 주입 정확도를 확인하고 향상시킬 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10: 시린지
20: 플런저
110: 제어부
120: 표시부
130: 입력부
140: 모터
150: 기어 어셈블리
160: 샤프트
170: 드라이브 어셈블리
180: 클램프
210: 데이터부
220: 오토 캘리브레이션부
230: 거리 측정부
300: 시린지 펌프

Claims (9)

  1. 시린지에 충전된 액체의 용량을 입력하는 입력부;
    상기 입력된 시린지 용량에 따른 시린지 데이터 및 플런저 이동 거리가 기설정된 데이터부;
    제어신호에 의해 상기 시린지의 플런저를 가압하여 이동시키는 구동부;
    상기 시린지 데이터에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부;
    상기 구동부에 의해 이동된 플런저의 이동 거리를 측정하는 거리 측정부; 및
    상기 기설정된 플런저 이동 거리를 기준값으로 하여 상기 거리 측정부에서 측정한 플런저 이동 거리와의 오차율을 기초로 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션하는 오토 캘리브레이션부;를 포함하며,
    상기 구동부는,
    상기 제어부에서의 제어신호에 의해 구동 제어되는 모터;
    상기 모터의 동력을 전달하는 기어 어셈블리;
    상기 기어 어셈블리를 통해 전달된 동력에 의해 회전 이동하는 샤프트;
    상기 상기 샤프트의 회전 이동에 의해 플런저를 가압하는 드라이브 어셈블리;를 포함하되,
    상기 시린지 데이터는,
    시간당 주입 속도 및 상기 모터 회전수인 것을 특징으로 하는 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 거리 측정부는,
    상기 모터 회전수와 회전 이동된 상기 샤프트의 피치를 기초로 상기 플런저의 이동 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 오토 캘리브레이션 기능을 갖는 시린지 펌프.
  3. (A) 시린지 펌프에 소정량의 액체가 충전된 시린지를 장착하는 단계;
    (B) 시린지 데이터 및 플런저 이동 거리가 기설정된 시린지 용량을 선택 입력하는 단계;
    (C) 기설정된 상기 시린지 데이터에 따라 상기 시린지의 플런저를 가압하여 이동시키는 단계;
    (D) 상기 플런저의 이동 거리를 측정하는 단계;
    (E) 상기 기설정된 플런저 이동 거리를 기준값으로 하여 상기 측정한 플런저 이동 거리와의 오차율을 기초로 상기 시린지 데이터를 오토 캘리브레이션하는 단계;를 포함하며,
    상기 (C) 단계는,
    (C-1) 기설정된 상기 시린지 데이터에 따른 제어신호에 의해 모터를 구동 제어하는 단계;
    (C-2) 전달된 상기 모터의 동력을 통해 샤프트를 회전 이동시켜 상기 플런저를 가압하여 이동시키는 단계;이며,
    상기 시린지 데이터는,
    시간당 주입 속도 및 상기 모터 회전수인 것을 특징으로 하는 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 (E) 단계 이후에,
    (F) 상기 선택 입력된 시린지 용량과 상기 장착된 시린지에서 추출된 액체의 용량과의 오차율을 비교하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 (D) 단계는,
    상기 모터의 회전수와 회전 이동된 상기 샤프트의 피치를 기초로 상기 플런저의 이동 거리를 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 시린지 펌프에서의 오토 캘리브레이션 방법.
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