KR101743129B1 - 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템에 관한 것으로서, 환자가 직접 자가조절핸들을 제어한 제어값 및 환자의 근전도검사 측정값을 통해 목표농도, 목표농도증가량, 목표농도감소량 및 목표농도감소시간을 자동 조절하여 환자의 진정레벨을 유지하도록 함으로써, 안정적으로 약동학적 특성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 안정적인 진정 레벨 조절이 가능한 것이 특징이다.

Description

목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템{Sedation Maintenance System for Controlling of Target Concentration}
본 발명은 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 환자가 직접 자가조절핸들을 제어한 제어값 및 환자의 근전도검사 측정값을 통해 목표농도, 목표농도증가량, 목표농도감소량 및 목표농도감소시간을 자동 조절하여 환자의 진정레벨을 유지하도록 함으로써, 안정적으로 약동학적 특성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 안정적인 진정 레벨 조절이 가능한 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 환자의 진정을 목적으로 수술 전후 일회적으로 진정제를 투여하게 되는데, 반감기가 짧고 체내 축적이 잘 일어나지 않는 정맥 마취제가 많이 사용되고 있다. 최근 들어, 지속 주입 방법에 대한 사용자의 이해도가 높아짐에 따라 목표농도조절 주입기(target controlled infusion pump, 이하 TCI)를 이용하여 환자의 진정이 시행되고 있으며, 이러한 TCI가 공개특허 제10-2001-0079309호(이하, 공개특허라 함.)에 개시되어 있다.
상기 공개특허는 TCI를 통해 진정을 유도할 때 마취의 종류, 통증 유무, 연령 및 신체 상태 등을 고려하여 약제의 효과처 농도를 설정하여 진정을 유도하게 되며, 따라서 효과처 농도 변화가 적고 안정된 약동학적 특성을 갖는 것이 특징이다.
또한, 마취 약제나 기타 약제의 정맥 주입 시, 사용상의 편리성과 사용 후 임상적 부작용이 거의 없어 경험이 부족한 마취의들도 간단한 조작으로 마취 깊이를 신속하고 자동적으로 조절할 수 있도록 하여 마취의가 수술 중 마취깊이 조절에 투입된 시간을 환자 감시에 좀더 많은 시간을 할애할 수 있게 된다.
그러나, 약동학적 특성은 통계적인 것으로 사람마다 약물에 대한 반응은 다를 수 있으며 특히 진정을 유지하는 과정에서 환자의 호흡 억제 및 불충분한 진정 깊이 등의 임상 증상과 환자의 반응을 보면서 목표 농도를 조절해야 한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 환자가 직접 자가조절핸들을 제어한 제어값 및 환자의 근전도검사 측정값을 통해 목표농도, 목표농도증가량, 목표농도감소량 및 목표농도감소시간을 자동 조절하여 환자의 진정레벨을 유지하도록 함으로써, 안정적으로 약동학적 특성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 안정적인 진정 레벨 조절이 가능한 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템은, 환자가 손에 파지한 상태로 버튼 등을 제어하여 목표농도를 조절할 수 있도록 구성되는 자가조절핸들(110)과, 환자의 근전도를 측정하기 위한 근전도 전극 부착부(120)를 포함하는 환자인터페이스(100); 및 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도 증가 요청값을 획득하는 사용자인터페이스부(210)와, 환자에게 일정 시간 간격으로 신경자극신호를 발생시키는 전기자극부(220)와, 상기 근전도 전극 부착부(120)를 통해 입력되는 근전도 측정값을 처리하는 근전도 측정부(230)와, 상기 자가조절핸들(110)의 조작을 통해 환자로부터 얻은 목표 농도 요청값 및 상기 근전도 측정부(230)를 통해 얻은 근전도 측정값을 이용하여 목표농도증가량, 목표농도감소량 및 목표농도감소시간을 산출하는 PFS 계산부(240)와, 환자인터페이스(100)로부터 입력되는 정보들을 이용하여 목표농도를 결정하는 TCI알고리즘(250)과, 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도의 요청값 및 상기 근전도 전극 부착부(120)를 통해 입력되는 근전도 측정값을 이용하여 약제의 주입속도를 계산하는 주입인자계산부(260)로 구성되는 주입장치부(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자가조절핸들(110)을 통한 목표농도 증가 요청시 전기자극부(220)를 통해 신경자극신호를 발생시키고 근전도 측정부(230)를 통해 근전도 측정값을 산출한 후, 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도 증가 요청값과 상기 근전도 측정값을 통해 목표농도 증가량을 계산하여 목표농도를 증가시키며, 목표농도 감소시간동안 상기 자가조절핸들(110)을 통한 입력이 없고 혈장농도와 효과처농도가 목표농도에 도달한 경우, 환자의 근전도 측정값을 산출하고 이를 통해 목표농도 감소량을 계산하여 목표농도를 감소시키도록 구성되되, 상기 목표농도가 변경된 경우, 혈장농도와 효과처농도가 목표농도에 도달하도록 주입속도가 자동 계산되어 적용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 환자가 자가조절핸들(110)의 지속적인 조작을 통해 주입량 증가를 요청하여도 목표농도의 변경이 불가능한 목표농도 변경불가구간을 설정하여 상기 목표농도 변경불가구간 내에서 자가조절핸들(110) 조작에 따른 목표농도 변경 요구시 환자 요구를 반영하지 않고 기본주입속도가 유지되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 환자가 직접 자가조절핸들을 제어한 제어값 및 환자의 근전도검사 측정값을 통해 목표농도, 목표농도증가량, 목표농도감소량 및 목표농도감소시간을 자동 조절하여 환자의 진정레벨을 유지하도록 함으로써, 안정적으로 약동학적 특성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 안정적인 진정 레벨 조절이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템의 목표농도 변화 과정을 설명도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템의 목표농도 결정 과정을 보인 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템의 목표농도 변화 과정을 설명도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템의 목표농도 결정 과정을 보인 흐름도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템은 크게 환자인터페이스(Patient Interface)(100)와 주입장치(Patient Device)(200)를 포함한다.
상기 환자인터페이스(100)는 환자 피드백을 통해 목표농도 주입이 이루어지는 것을 가능하게 하는 것으로서, 환자가 손에 파지한 상태로 버튼 등을 제어하여 목표농도를 조절할 수 있도록 구성되는 자가조절핸들(110)과, 환자의 근전도를 측정하기 위한 근전도 전극 부착부(120)로 구성된다.
상기 자가조절핸들(110)은 초기설정된 목표농도(Target Concentration, CT)를 기준으로 약제가 주입되는 상태에서 환자가 불안감을 느끼게 될 경우, 환자가 직접 조작하여 의식적으로 약제의 주입량 증가를 요구하는 것을 가능하게 하는데, 환자가 원하는대로 약제의 주입량을 계속 증가할 경우, 환자가 위험해질 수 있으므로, 환자의 안전을 위하여 환자가 자가조절핸들(110)의 지속적인 조작을 통해 주입량 증가를 계속 요청하여도 목표농도(CT)의 변경이 불가능한 목표농도 변경불가구간(Lock out interval, TLOCKOUT)이 설정되는 것이 바람직하다.
상기 목표농도 변경불가구간(TLOCKOUT) 내에서 환자가 자가조절핸들(110) 조작에 따른 목표농도(CT) 변경 요구시 환자 요구를 반영하지 않고 약제의 기본주입속도가 유지되도록 구성된다.
상기 근전도 전극 부착부(120)는 환자의 근전도를 측정하기 위한 것으로서, 손목에 전기자극용 전극을 부착하고 손가락 끝에 근전도 측정용 전극을 부착하는 형태로 구성되는데, 본 발명에 있어서, 상기 근전도 전극 부착부(120)는 환자가 상기 자가조절핸들(110)의 조작시 환자의 근전도 측정을 가능하게 함으로써, 환자의 의식적 요구 인자인 목표 농도 증가 요청값과 더불어 무의식적 요구 인자인 근전도 측정값을 통해 약제의 목표농도를 결정하는 것을 가능하게 한다.
상기 주입장치부(200)는 환자를 통해 얻은 목표 농도 증가 요청값과, 근전도 측정값을 이용하여 목표농도를 결정하고, 약제의 주입 속도를 자동 조절하여 주입하는 것으로서, 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도 증가 요청값을 획득하는 사용자인터페이스부(210)와, 환자에게 일정 시간 간격으로 신경자극신호를 발생시키는 전기자극부(220)와, 상기 근전도 전극 부착부(120)를 통해 입력되는 근전도 측정값을 처리하는 근전도 측정부(230)와, 상기 자가조절핸들(110)의 조작을 통해 환자로부터 얻은 목표 농도 증가 요청값 및 상기 근전도 측정부(230)를 통해 얻은 근전도 측정값을 이용하여 목표농도증가량(Increment CT, CINCREMENT), 목표농도감소량(Decrement CT, CDECREMENT) 및 목표농도감소시간(Decrement time, TDECREMENT)을 산출하는 PFS 계산부(240)와, 환자인터페이스(100)로부터 입력되는 정보들을 이용하여 목표농도(CT)를 결정하는 TCI알고리즘(250)과, 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도 증가 요청값 및 상기 근전도 전극 부착부(120)를 통해 입력되는 근전도 측정값을 이용하여 약제의 주입속도를 계산하는 주입인자계산부(260)로 구성된다.
본 발명에 있어서, 상기 TCI 알고리즘(250)은 혈장농도(Plasma Concentration, CP), 효과처농도(Effect Site Concentration, CE)에 따른 약제의 주입 속도를 자동으로 계산하여 약제의 주입을 제어하도록 구성되는데, TCI 알고리즘(250)을 위한 인자들은 나이(Age), 성별(Sex), 키(Height), 몸무게(Weight), 약제명(Drug name), 약제농도(Drug concentration), 목표농도주입방법(TCI method), 혈장 또는 효과처 모드(Plasma or Effect mode), 초기목표농도(Initial CT) 등으로 이루어진다.
또한, 환자피드백진정(Patient Feedback Sedation, PFS) 관련 인자들은 목표농도증가량(CINCREMENT), 목표농도감소량(CDECREMENT) 및 목표농도감소시간(TDECREMENT), 목표농도 변경불가구간(TLOCKOUT), 최대목표농도(Max CT), 최소목표농도(Min CT)등으로 이루어진다.
한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 주입장치부(200)는 목표농도를 설정하고 주입을 시작하면 혈장농도와 효과처농도가 목표농도에 도달 및 유지되도록 TCI 알고리즘(250)에 따라 주입속도가 자동 조절되는데, 환자가 상기 자가조절핸들(110)의 조작을 통해 목표농도 증가를 요구할 경우, 전기자극부(220)를 통해 신경자극신호를 발생시키고 근전도 측정부(230)를 통해 근전도 측정값을 산출한 후, 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도의 요청값과 상기 근전도 측정값을 통해 목표농도 증가량을 계산하여 목표농도(CT)를 증가시킨다.
만약, 목표농도 변경불가구간(TLOCKOUT) 내에서 환자가 자가조절핸들(110) 조작에 따른 목표농도(CT) 변경 요구시 환자의 안전을 위해 환자 요구를 반영하지 않고 약제의 기본주입속도가 유지되도록 구성된다.
또한, 목표농도 감소시간(TDECREMENT)동안 상기 자가조절핸들(110)을 통한 입력이 없고 혈장농도(CP)와 효과처농도(CE)가 목표농도에 도달한 경우, 환자의 근전도 측정값을 산출하고 이를 통해 목표농도 감소량(CDECREMENT)을 계산하여 목표농도(CT)를 감소시키도록 구성되는데, 상기와 같이, 목표농도(CT)가 변경된 경우, 혈장농도(CP)와 효과처농도(CE)가 목표농도(CT)에 도달하도록 주입속도가 자동 계산되어 적용되도록 구성된다.
한편, 상기 주입장치부(200)는 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도 증가 요청값 및 상기 근전도 전극 부착부(120)를 통해 입력되는 근전도 측정값을 통해 주입인자계산부(260)에서 주입속도를 계산하고 주입제어부(270)를 제어하여 약제를 자동 주입하도록 구성되는데, 약제 주입 중 혈장농도(CP), 효과처농도(CE), 주입량, 주입시간, 주입속도를 실시간으로 계산하여 사용자인터페이스부(210)를 통해 표시하는 것이 바람직하다.
만약, 환자인터페이스(100)로부터 입력되는 입력값 및 주입장치부(200)로부터 계산된 값이 기설정된 값을 넘거나 동작 중 문제가 발생하는 경우 알람부(280)를 통해 알람을 발생한다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템의 목표농도를 결정하는 과정을 설명하기로 한다. 도 3을 참조하면, 먼저, 사용자가 자가조절핸들(110)을 조작시 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 의식적 요구인자를 획득(S100)하고, 다음으로, 전기자극부(220)를 통해 환자에게 일정 간격으로 신경자극신호를 발생시켜 근전도를 측정하여 무의식적 요구인자를 획득(S200)한다.
상기와 같이, 의식적 요구인자 및 무의식적 요구인자가 획득되면, PFS 계산부(240)에서 의식적 요구인자 및 무의식적 요구인자를 이용하여 목표농도증가량(CINCREMENT), 목표농도감소량(CDECREMENT) 및 목표농도감소시간(TDECREMENT)을 산출하게 되며, 산출된 목표농도증가량(CINCREMENT), 목표농도감소량(CDECREMENT) 및 목표농도감소시간(TDECREMENT)을 이용하여 TCI알고리즘(250)에서 목표농도를 결정하게 된다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 환자인터페이스 110: 자가조절핸들
120: 근전도 전극 부착부 200: 주입장치부
210: 사용자인터페이스부 220: 전기자극부
230: 근전도 측정부 240: PFS 계산부
250: TCI알고리즘 260: 주입인자계산부
270: 주입제어부 280: 알람부

Claims (3)

  1. 환자가 손에 파지한 상태로 버튼 등을 제어하여 목표농도를 조절할 수 있도록 구성되는 자가조절핸들(110)과, 환자의 근전도를 측정하기 위한 근전도 전극 부착부(120)를 포함하는 환자인터페이스(100); 및
    상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도 증가 요청값을 획득하는 사용자인터페이스부(210)와, 환자에게 일정 시간 간격으로 신경자극신호를 발생시키는 전기자극부(220)와, 상기 근전도 전극 부착부(120)를 통해 입력되는 근전도 측정값을 처리하는 근전도 측정부(230)와, 상기 자가조절핸들(110)의 조작을 통해 환자로부터 얻은 목표 농도 요청값 및 상기 근전도 측정부(230)를 통해 얻은 근전도 측정값을 이용하여 목표농도증가량, 목표농도감소량 및 목표농도감소시간을 산출하는 PFS 계산부(240)와, 환자인터페이스(100)로부터 입력되는 정보들을 이용하여 목표농도를 결정하는 TCI알고리즘(250)과, 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도의 요청값 및 상기 근전도 전극 부착부(120)를 통해 입력되는 근전도 측정값을 이용하여 약제의 주입속도를 계산하는 주입인자계산부(260)로 구성되는 주입장치부(200);를 포함하되,
    상기 자가조절핸들(110)을 통한 목표농도 증가 요청시 전기자극부(220)를 통해 신경자극신호를 발생시키고 근전도 측정부(230)를 통해 근전도 측정값을 산출한 후, 상기 자가조절핸들(110)을 통해 입력되는 목표 농도 증가 요청값과 상기 근전도 측정값을 통해 목표농도 증가량을 계산하여 목표농도를 증가시키고,
    목표농도 감소시간동안 상기 자가조절핸들(110)을 통한 입력이 없고 혈장농도와 효과처농도가 목표농도에 도달한 경우, 환자의 근전도 측정값을 산출하고 이를 통해 목표농도 감소량을 계산하여 목표농도를 감소시키도록 구성되되,
    상기 목표농도가 변경된 경우, 혈장농도와 효과처농도가 목표농도에 도달하도록 주입속도가 자동 계산되어 적용되며,
    환자가 자가조절핸들(110)의 지속적인 조작을 통해 주입량 증가를 요청하여도 목표농도의 변경이 불가능한 목표농도 변경불가구간을 설정하여 상기 목표농도 변경불가구간 내에서 자가조절핸들(110) 조작에 따른 목표농도 변경 요구시 환자 요구를 반영하지 않고 기본주입속도가 유지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 목표 농도 자동 조절을 통한 진정 유지 시스템.
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