KR101955437B1 - 약물 주입 펌프 및 이를 갖는 약물 공급기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 약물 주입 펌프는, 챔버와, 약물을 챔버로 유입시킬 수 있도록 챔버와 연결되는 흡입 유로와, 약물을 챔버로부터 토출시킬 수 있도록 챔버와 연결되는 토출 유로와, 챔버와 연결되는 개방구를 갖는 하우징과, 외력에 의해 탄성 변형되면서 챔버 속으로 전진하였다가 탄성 복원되면서 챔버로부터 후퇴할 수 있도록 하우징에 결합되어 개방구를 덮는 탄성막과, 탄성막을 가압하여 탄성 변형시키면서 적어도 일부분이 챔버 속으로 진입할 수 있도록 챔버의 외측에 진퇴 가능하게 배치되는 피스톤과, 피스톤과 연결되어 피스톤에 이동력을 제공하는 캠기구를 포함한다.

Description

약물 주입 펌프 및 이를 갖는 약물 공급기{INFUSION PUMP AND LIQUID MEDICINE INFUSER}
본 발명은 약물 주입 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 약물을 일정량씩 펌핑하여 공급할 수 있는 약물 주입 펌프 및 이를 갖는 약물 공급기에 관한 것이다.
약물을 일정량 저장하여 가는 호스를 통해 연속적으로 공급하기 위한 약물 공급기가 알려져 있다.
약물 공급기는 중력식과 압력식으로 구분된다. 중력식은 약물이 저장된 주머니나 병을 환자보다 높은 위치에 매달아 약물이 중력작용에 의해 떨어지게 한 것으로, 주로 링거 등 위험 요소가 적은 약물 공급에 사용된다. 압력식은 물리적인 힘으로 압력을 가하여 약물을 가압 이송하는 것이다.
압력식 약물 공급기는 진통제나 항암제처럼 독성이 강하거나 인슐린 등 혈중 농도를 일정하게 유지하기 위해 지속적으로 투여할 필요가 있는 주사제 약물을 인체에 주입하는데 널리 이용되고 있다. 압력식 약물 공급기는 전기로 작동하는 펌프를 사용하고, 펌프를 마이크로컴퓨터로 제어하여 약물을 일정량씩 자동으로 주입하게 된다. 이러한 약물 공급기는 작고 휴대할 수 있어 편리하고, 병원 밖에서 환자가 일상 생활을 하면서 약물 주입을 가능하게 하여 환자의 정상적인 경제 활동을 보장하고, 내원 횟수를 줄여준다.
약물 공급기에 사용되는 펌프로는 다이아프램 펌프, 시린지 펌프, 튜브압착 펌프, 실린더 펌프 등이 알려져 있다. 튜브압착 펌프는 지압형(finger presure type)과 롤링형(rolling type)으로 구분될 수 있다.
다이아프램 펌프는 구조적으로 외력에 민감하고, 자유진동을 하는 등 약물 전달량을 정밀하게 제어하기 어려워 휴대용 주입기 용도로는 적합하지 않다.
시린지 펌프는 약물의 양을 미세하게 조절할 수 있고 정밀도가 높으나, 한 번에 연속 주사할 수 있는 양이 적어 시린지를 자주 교체해 주어야 함은 물론, 교체하는 과정이 복잡하다.
지압형 튜브 압착 펌프와 롤링형 튜브 압착 펌프는 사용되는 튜브의 재질과 구경 및 두께가 제조회사마다 다르기 때문에, 모터의 동일 구동 조건에서 약물 주입량 조절에 오차가 발생할 수 있다. 그리고 튜브가 반복적인 가압 또는 롤링으로 손상될 수 있으며, 이 경우 약물 오염이나 주입 중단 사고가 발생할 수 있다.
실린더 펌프는 튜브 사용에 비해 안정적이지만, 일회용으로 사용하는 작동 유니트가 정밀 가공이 필요한 부품이므로, 가격이 비싼 단점이 있다.
이 밖에 종래의 펌프는 대체로 구조가 복합하고, 부품간 마찰 요소가 많으며, 전력소모가 커서 휴대용 약물 공급기에 적용되기 위해서는 개선될 여지가 많다.
등록특허공보 제1127126호 (2012. 03. 21)
본 발명은 상술한 것과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 휴대용 약물 공급기의 소형화에 유리하고, 오류나 오차 없이 약물을 일정량씩 공급할 수 있도록 구조적으로 안정된 약물 주입 펌프 및 이를 갖는 약물 공급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 약물 주입 펌프는, 챔버와, 약물을 상기 챔버로 유입시킬 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 흡입 유로와, 약물을 상기 챔버로부터 토출시킬 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 토출 유로와, 상기 챔버와 연결되는 개방구를 갖는 하우징; 외력에 의해 탄성 변형되면서 상기 챔버 속으로 전진하였다가 탄성 복원되면서 상기 챔버로부터 후퇴할 수 있도록 상기 하우징에 결합되어 상기 개방구를 덮는 탄성막; 상기 탄성막을 가압하여 탄성 변형시키면서 적어도 일부분이 상기 챔버 속으로 진입할 수 있도록 상기 챔버의 외측에 진퇴 가능하게 배치되는 피스톤; 및 상기 피스톤과 연결되어 상기 피스톤에 이동력을 제공하는 캠기구;를 포함한다.
상기 캠기구는, 상기 피스톤과 함께 직선 이동할 수 있도록 상기 피스톤에 결합되는 캠 팔로워와, 상기 캠 팔로워를 가압하여 상기 피스톤을 이동시킬 수 있도록 편심 회전 중심축을 갖고 회전하는 캠과, 상기 캠에 회전력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 약물 주입 펌프는, 상기 피스톤에 대해 상기 챔버 측으로 전진하는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 약물 주입 펌프는, 상기 피스톤의 위치를 검출하여 검출 신호를 발생하는 위치 검출기; 및 상기 위치 검출기의 검출 신호 및 외부로부터의 입력 신호를 수신하고, 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 외부로부터 동작 정지 신호를 수신하는 경우, 상기 피스톤이 상기 챔버 속에 진입한 상태에서 상기 구동부가 정지하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
상기 챔버는 반구 형상으로 이루어지고, 상기 챔버 속으로 진입하는 상기 피스톤의 피스톤 헤드는 상기 챔버 형상에 대응하는 반구 형상으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 약물 공급기는, 약물을 저장하는 저장실을 갖는 본체; 상기 본체의 내부에 설치되고, 챔버와, 상기 저장실의 약물을 상기 챔버로 유입시킬 수 있도록 상기 저장실과 상기 챔버를 연결하는 흡입 유로와, 약물을 상기 챔버로부터 토출시킬 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 토출 유로와, 상기 챔버와 연결되는 개방구를 갖는 하우징; 외력에 의해 탄성 변형되면서 상기 챔버 속으로 전진하였다가 탄성 복원되면서 상기 챔버로부터 후퇴할 수 있도록 상기 하우징에 결합되어 상기 개방구를 덮는 탄성막; 상기 탄성막을 가압하여 탄성 변형시키면서 적어도 일부분이 상기 챔버 속으로 진입할 수 있도록 상기 챔버의 외측에 진퇴 가능하게 배치되는 피스톤; 상기 피스톤과 연결되어 상기 피스톤에 이동력을 제공하는 캠기구; 사용자에 의한 입력 신호를 발생할 수 있도록 적어도 일부가 상기 본체의 외측으로 노출되도록 배치되는 입력부; 및 상기 입력부의 입력 신호를 수신하고, 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명에 따른 약물 공급기는, 상기 피스톤의 위치를 검출하여 검출 신호를 상기 제어부에 송신하는 위치 검출기;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 입력부로부터 동작 정지 신호를 수신하는 경우, 상기 피스톤이 상기 챔버 속에 진입한 상태에서 상기 구동부가 정지하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 약물 주입 펌프는 피스톤이 캠의 가압력과 탄성부재의 탄성력에 의해 직선 왕복 이동하여 탄성막으로 덮인 챔버 속으로 전진하였다가 후퇴하는 동작을 반복하고, 탄성막이 피스톤에 의해 탄성 변형될 때 챔버의 약물이 외부로 토출되고 탄성막이 탄성 복원될 때 챔버에 약물이 채워진다. 탄성막의 탄성 변형량은 피스톤의 움직임에 의해 일정하게 나타나므로, 약물을 일정한 양으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 약물 주입 펌프는 동작 정지 신호가 입력되는 경우, 피스톤이 탄성부재의 탄성력에 의해 안정적으로 챔버 속에 진입한 상태로 정지될 수 있다. 따라서, 약물 주입이 중단된 상황에서 약물의 유동이 발생하여 환자 등에 불필요하게 투여되는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 약물 공급기는 위치 검출기가 피스톤의 위치를 정확하게 검출하여 검출 신호를 제어부에 송신함으로써, 피스톤의 동작이 정확하게 제어될 수 있고, 이를 통해 약물을 설정된 양에 맞춰 일정하게 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기의 베이스 케이스를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기의 일부분을 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기의 약물 주입 펌프를 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기의 약물 주입 펌프를 나타낸 정단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기의 약물 주입 펌프를 나타낸 측단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 약물 주입 펌프 및 이를 갖는 약물 공급기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기의 베이스 케이스를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기의 일부분을 나타낸 정면도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기(100)는 본체(110)와, 본체(110)의 내부에 설치되는 약물 주입 펌프(130)를 포함한다. 본체(110)는 약물 주입 펌프(130) 등이 설치되는 베이스 케이스(111)와, 베이스 케이스(111)에 탈착식으로 결합되는 카트리지(120)를 포함한다. 이러한 약물 공급기(100)는 약물 주입 펌프(130)로 약물을 펌핑함으로써 약물을 일정량씩 자동으로 공급할 수 있다.
베이스 케이스(111)는 약물 주입 펌프(130) 등이 설치되는 설치 공간을 갖는다. 베이스 케이스(111)의 내부에는 약물 주입 펌프(130) 이외에, 제어부(190) 등의 각종 전자부품이나 배터리 등이 설치될 수 있다. 베이스 케이스(111)의 전면에는 디스플레이부(112)가 구비된다. 디스플레이부(112)를 통해 약물의 주입 상태, 주입량, 볼러스 주입량, 배터리 잔량 등 사용이나 진단에 필요한 정보가 실시간으로 표시될 수 있다.
또한, 베이스 케이스(111)에는 사용자 조작을 위한 입력부(113)가 배치된다. 입력부(113)는 사용자 조작에 의한 입력 신호를 발생할 수 있도록 적어도 일부가 베이스 케이스(111)의 외측으로 노출되도록 배치된다. 도시된 것과 같이, 입력부(113)는 베이스 케이스(111)의 전면에 배치되는 전원 스위치(114)와, 베이스 케이스(111)의 측면에 배치되는 모드 스위치(116)를 포함할 수 있다.
전원 스위치(114)는 전원 온-오프 조작에 이용될 수 있다. 예를 들어, 전원 스위치(114)를 길게 누름으로써 주전원을 켜거나 끄는 동작이 이루어질 수 있고, 주전원을 켠 상태에서 전원 스위치(114)를 짧게 눌러 약물 주입 작동의 개시와 종료 동작이 이루어질 수 있다. 모드 스위치(116)는 회전 다이얼 형태를 가지며, 환자 상태나 약물 종류에 따라 미리 설정된 몇 가지 작동 모드를 선택하는데 이용될 수 있다.
베이스 케이스(111)의 중간 부분에는 카트리지(120)의 결합을 위한 홈 형태의 소켓부(117)가 마련된다.
카트리지(120)는 약물을 저장하는 저장실(121)을 갖는다. 카트리지(120)는 저장실(121)에 저장되는 약물이 투시될 수 있도록 적어도 일부분이 투명한 소재로 이루어질 수 있고, 카트리지(120)의 전면에는 저장된 약물의 양을 가늠할 수 있는 눈금이 표시될 수 있다.
카트리지(120)는 베이스 케이스(111)에 탈착식으로 결합된다. 카트리지(120)의 하단부가 베이스 케이스(111)의 소켓부(117)에 끼움 결합되는 방식으로 카트리지(120)에 베이스 케이스(111)에 결합될 수 있다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 약물 주입 펌프(130)는 하우징(131)과, 탄성 변형할 수 있도록 하우징(131)에 결합되는 탄성막(145)과, 탄성막(145)을 가압할 수 있도록 왕복 이동 가능하게 설치되는 피스톤(150)과, 피스톤(150)과 연결되어 피스톤(150)에 이동력을 제공하는 캠기구(155)와, 피스톤(150)의 위치를 검출하기 위한 위치 검출기(180)를 포함한다. 캠기구(155)는 피스톤(150)과 함께 직선 이동할 수 있도록 피스톤(150)에 결합되는 캠 팔로워(156)와, 캠 팔로워(156)를 가압하여 피스톤(150)을 챔버(132)로부터 후퇴하는 방향으로 이동시킬 수 있도록 편심 회전 중심축을 갖고 회전하는 캠(158)과, 캠(158)에 회전력을 제공하는 구동부(160)를 포함한다.
하우징(131)은 베이스 케이스(111)에 배치된다. 하우징(131)에는 챔버(132)와, 흡입 포트(133)와, 토출 포트(134)와, 주입 포트(135)와, 개방구(138)가 구비된다. 개방구(138)는 하우징(131)의 외측으로 개방되도록 형성되어 챔버(132)와 연통한다.
챔버(132)는 일정량의 약물이 수용될 수 있는 크기를 갖는다. 도면에는 챔버(132)가 대략적으로 반구형 형상으로 이루어진 것으로 나타냈으나, 챔버(132)의 크기나 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
흡입 포트(133)는 하우징(131)의 외측으로 개방되도록 하우징(131)의 일측에 배치되고, 베이스 케이스(111)에 결합되는 카트리지(120)의 저장실(121)과 연통할 수 있다. 흡입 포트(133)는 튜브(175)를 통해 저장실(121)과 약물의 유동이 가능하게 연결될 수 있다. 흡입 포트(133)는 흡입 유로(136)를 통해 챔버(132)와 연결된다. 따라서, 저장실(121)에 저장된 약물이 흡입 유로(136)를 통해 챔버(132)로 유입될 수 있다. 흡입 유로(136)의 중간에는 흡입 체크밸브(140)가 설치된다. 흡입 체크밸브(140)는 흡입 유로(136)에서 약물의 유동 방향을 제한한다. 즉, 약물이 저장실(121)에서 챔버(132) 측으로 유동할 때, 흡입 체크밸브(140)는 흡입 유로(136)를 개방함으로써 저장실(121)의 약물이 챔버(132) 측으로 유동할 수 있게 한다. 반면, 약물이 챔버(132)에서 저장실(121) 측으로 유동하려고 할 때, 흡입 체크밸브(140)는 흡입 유로(136)를 차단함으로써 챔버(132)의 약물이 저장실(121) 측으로 역류하지 못하게 막는다. 흡입 체크밸브(140)로는 다양한 구조의 체크밸브가 이용될 수 있다.
토출 포트(134)는 하우징(131)의 외측으로 개방되도록 하우징(131)의 일측에 배치된다. 토출 포트(134)는 토출 유로(137)를 통해 챔버(132)와 연결된다. 따라서, 챔버(132)의 약물이 토출 유로(137)를 통해 하우징(131)의 외측으로 토출될 수 있다. 토출 유로(137)의 중간에는 토출 체크밸브(142)가 설치된다. 토출 체크밸브(142)는 토출 유로(137)에서 약물의 유동 방향을 제한한다. 즉, 약물이 챔버(132)에서 하우징(131)의 외측으로 유동할 때, 토출 체크밸브(142)는 토출 유로(137)를 개방함으로써 챔버(132)의 약물이 토출될 수 있게 한다. 반면, 약물이 하우징(131)의 외측에서 챔버(132) 측으로 유동하려고 할 때, 토출 체크밸브(142)는 토출 유로(137)를 차단함으로써 약물이 챔버(132) 측으로 역류하지 못하게 막는다. 토출 체크밸브(142)로는 다양한 구조의 체크밸브가 이용될 수 있다.
또한, 토출 포트(134)는 연결관(177)을 통해 본체(110)의 외측으로 연장되는 튜브 커넥터(170)가 연결될 수 있다. 튜브 커넥터(170)는 약물을 주사하기 위한 주사장치와 연결될 수 있다.
탄성막(145)은 외력에 의해 탄성 변형될 수 있는 신축성 있는 재질로 이루어진다. 예를 들어, 탄성막(145)은 실리콘, 고무, 우레탄 등으로 이루어질 수 있다. 탄성막(145)은 그 가장자리가 하우징(131)에 고정되어 개방구(138)를 덮는다. 탄성막(145)은 외력에 의해 탄성 변형되어 챔버(132) 속으로 전진하였다가, 외력이 제거되면 탄성 복원되면서 챔버(132)로부터 후퇴할 수 있다. 즉, 피스톤(150)이 챔버(132) 속으로 전진할 때, 탄성막(145)이 탄성 변형되어 챔버(132) 주위의 내벽에 밀착될 수 있다. 이때, 챔버(132)에 수용된 약물이 토출 유로(137)를 통해 토출될 수 있다. 한편, 피스톤(150)이 챔버(132)로부터 후퇴하면, 탄성막(145)이 원상 복귀되면서 챔버(132)로부터 후퇴하게 되고, 이때, 챔버(132)에 음압이 발생하여 약물이 흡입 유로(136)를 통해 챔버(132)로 유입될 수 있다.
피스톤(150)은 탄성막(145)을 가압하여 탄성 변형시키면서 적어도 일부분이 챔버(132) 속으로 진입할 수 있도록 챔버(132)의 외측에 진퇴 가능하게 배치된다. 피스톤(150)은 챔버(132) 속으로 진입하는 피스톤 헤드(151)와, 피스톤 헤드(151)의 일측에서 외측으로 연장되는 피스톤 로드(152)를 포함한다. 피스톤 헤드(151)는 챔버(132)의 형상에 대응하는 반구형 형상으로 이루어진다. 따라서, 피스톤 헤드(151)가 챔버(132) 속으로 진입할 때, 챔버(132) 전체가 탄성막(145)과 피스톤 헤드(151)로 채워지고 챔버(132)에 수용된 약물이 대부분 챔버(132)를 빠져나갈 수 있다. 피스톤 로드(152)는 베이스 케이스(111)에 구비되는 지지부(154)에 직선 왕복 이동하도록 지지될 수 있다. 피스톤(150)은 도시된 구조 이외에, 챔버(132)의 형상 등에 따라 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
피스톤 로드(152)에는 캠 팔로워(156)가 결합된다. 캠 팔로워(156)는 캠(158)에 의해 가압되어 직선 이동함으로써 캠(158)의 회전력을 직선 이동력으로 변환하여 피스톤(150)에 전달한다.
캠(158)은 캠 팔로워(156)를 가압하여 챔버(132)로부터 후퇴하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 캠(158)의 작용으로 피스톤(150)이 챔버(132)로부터 후퇴하는 방향으로 움직이게 된다. 캠(158)은 구동부(160)로부터 회전력을 제공받아 편심 회전 중심축을 갖고 회전하여 캠 팔로워(156)를 가압할 수 있다. 즉, 캠(158)은 편심된 캠축(159)을 중심으로 회전하며, 그 연속 회전에 따라 캠 팔로워(156)를 주기적으로 가압할 수 있다.
피스톤(150)이 챔버(132) 측으로 전진하는 힘은 탄성부재(165)가 제공한다. 즉, 탄성부재(165)는 피스톤(150)에 대해 챔버(132) 측으로 전진하는 방향으로 탄성력을 가한다. 탄성부재(165)는 지지부(154)에 지지되어 캠(158)이 피스톤(150)을 후퇴시킬 때 압축되었다가, 캠(158)의 가압력이 제거될 때 탄성 복원되면서 피스톤(150)을 전진시킬 수 있다. 도면에는 탄성부재(165)가 피스톤 로드(152)를 감싸는 코일 스프링 구조를 갖는 것으로 나타냈으나, 탄성부재(165)는 피스톤(150)에 대해 챔버(132) 측으로 전진하는 방향으로 탄성력을 가할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 위치 검출기(180)는 피스톤(150)의 위치를 검출하여 검출 신호를 발생한다. 위치 검출기(180)의 검출 신호는 제어부(190)로 송신될 수 있다. 위치 검출기(180)는 피스톤(150)의 직선 이동 방향을 따라 이격 배치되는 제 1 위치센서(181) 및 제 2 위치센서(182)를 포함한다. 이들 제 1 위치센서(181) 및 제 2 위치센서(182)는 챔버(132)로부터 후퇴한 피스톤(150)의 위치를 검출하여 검출 신호를 발생하고, 챔버(132) 속으로 전진한 피스톤(150)의 위치를 검출하여 검출 신호를 발생할 수 있다. 제 1 위치센서(181)와 제 2 위치센서(182)는 캠 팔로워(156)와 마주하도록 배치되어 캠 팔로워(156)의 위치 변화에 따라 신호를 발생할 수 있다.
즉, 도 7과 같이, 피스톤(150)이 챔버(132)로부터 최대 이격될 때 제 1 위치센서(181)와 제 2 위치센서(182)가 모두 캠 팔로워(156)와 마주하게 되고, 이때 제 1 위치센서(181) 및 제 2 위치센서(182)가 검출 신호를 발생할 수 있다.
또한, 도 8과 같이, 피스톤(150)이 챔버(132) 속으로 완전히 진입한 상태에서 제 1 위치센서(181)와 제 2 위치센서(182)가 모두 캠 팔로워(156)와 마주하지 않게 되고, 이러한 캠 팔로워(156)의 위치 변화에 따라 제 1 위치센서(181) 및 제 2 위치센서(182)의 신호가 변하게 된다.
위치 검출기(180)에서 발생하는 검출 신호는 제어부(190)로 송신되며, 제어부(190)는 입력부(113)의 입력 신호와 위치 검출기(180)의 검출 신호에 따라 약물 주입 펌프(130)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 위치 검출기(180)의 검출 신호를 통해 피스톤(150)의 왕복 이동 속도를 확인할 수 있고, 피스톤(150)이 설정된 약물 주입량에 맞춰 약물을 펌핑할 수 있도록 캠(158)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 입력부(113)로부터 동작 정지 신호를 수신하는 경우, 피스톤(150)이 챔버(132) 속에 진입한 상태에서 구동부(160)를 정지시킬 수 있다. 피스톤(150)이 챔버(132) 속에 진입한 상태로 유지되면, 챔버(132)에 약물이 거의 남아있지 않게 된다. 따라서, 약물 주입이 중단된 상황에서 약물이 챔버(132)로부터 토출 유로(137) 측으로 유동하여 환자에게 불필요하게 투여되는 문제가 발생하지 않는다. 이 밖에, 제어부(190)는 위치 검출기(180)로부터 검출 신호를 수신하고, 그에 따른 정보가 디스플레이부(112)에 표시되도록 디스플레이부(112)를 제어할 수 있다.
위치 검출기(180)는 도시된 구조 이외에, 피스톤(150)이나 캠 팔로워(156)의 위치 변화를 감지할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 제 1 위치센서(181)나 제 2 위치센서(182)는 광센서나 마그네틱 센서, 또는 그 밖에 피스톤(150)이나 캠 팔로워(156)의 위치 변화를 감지할 수 있는 다양한 센서가 이용될 수 있다.
이하에서는 약물 주입 펌프(130)의 보다 구체적인 작용에 대하여 설명한다.
도 5 및 도 7에 나타낸 것과 같이, 캠(158)이 회전하여 캠 팔로워(156)를 챔버(132)로부터 멀어지는 방향으로 가압할 때, 피스톤(150)이 챔버(132)로부터 후퇴하며 탄성막(145)이 탄성 복원되어 챔버(132)로부터 후퇴하게 된다. 탄성막(145)이 후퇴하면 챔버(132)에 음압이 발생하여 약물이 흡입 유로(136)를 통해 챔버(132)로 흡입된다. 이때, 토출 유로(137)는 토출 체크밸브(142)에 의해 차단된 상태가 되어 토출 유로(137)를 통한 약물 역류 현상이 발생하지 않는다. 피스톤(150)이 챔버(132)로부터 후퇴할 때, 위치 검출기(180)가 캠 팔로워(156)의 위치 변화에 따라 검출 신호를 발생하여 제어부(190)에 송신한다.
도 6 및 도 8에 나타낸 것과 같이, 캠(158)의 회전 각도가 변하여 캠(158)이 캠 팔로워(156)를 후퇴시키는 힘이 제거되면, 탄성부재(165)의 탄성력에 의해 피스톤(150)이 챔버(132) 속으로 전진하게 된다. 전진하는 피스톤 헤드(151)는 탄성막(145)을 밀면서 챔버(132) 속으로 진입하여 챔버(132)의 약물을 토출 유로(137)를 통해 토출시킨다. 이때, 흡입 유로(136)는 흡입 체크밸브(140)에 의해 차단된 상태가 되어 흡입 유로(136)를 통한 약물 역류 현상이 발생하지 않는다. 피스톤(150)이 챔버(132) 속으로 전진할 때, 위치 검출기(180)가 캠 팔로워(156)의 위치 변화에 따라 검출 신호를 발생하여 제어부(190)에 송신한다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기(100)는 피스톤(150)이 캠(158)의 가압력과 탄성부재의 탄성력에 의해 직선 왕복 이동하여 탄성막(145)으로 덮인 챔버(132) 속으로 전진하였다가 후퇴하는 동작을 반복하고, 탄성막(145)이 피스톤(150)에 의해 탄성 변형될 때 챔버(132)의 약물이 외부로 토출되고 탄성막(145)이 탄성 복원될 때 챔버(132)에 약물이 채워진다. 탄성막(145)의 탄성 변형량은 피스톤(150)의 움직임에 의해 일정하게 나타나므로, 약물이 일정한 양으로 공급될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기(100)는 동작 정지 신호가 입력되는 경우, 피스톤(150)이 탄성부재(165)의 탄성력에 의해 안정적으로 챔버(132) 속에 진입한 상태로 정지될 수 있다. 따라서, 약물 주입이 중단된 상황에서 약물이 챔버(132)로부터 토출 유로(137) 측으로 유동하여 환자에게 불필요하게 투여되는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 약물 공급기(100)는 위치 검출기(180)가 피스톤(150)의 위치를 정확하게 검출하여 검출 신호를 제어부(190)에 송신함으로써, 피스톤(150)의 동작이 정확하게 제어될 수 있고, 이를 통해 약물을 설정된 양으로 일정하게 공급할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 약물 공급기 110 : 본체
111 : 베이스 케이스 112 : 디스플레이부
113 : 입력부 117 : 소켓부
120 : 카트리지 130 : 약물 주입 펌프
131 : 하우징 132 : 챔버
136 : 흡입 유로 137 : 토출 유로
140 : 흡입 체크밸브 142 : 토출 체크밸브
145 : 탄성막 150 : 피스톤
151 : 피스톤 헤드 152 : 피스톤 로드
155 : 캠기구
156 : 캠 팔로워 158 : 캠
160 : 구동부 165 : 탄성부재
170 : 튜브 커넥터 180 : 위치 검출기
181, 182 : 제 1, 2 위치센서 190 : 제어부

Claims (10)

  1. 챔버와, 약물을 상기 챔버로 유입시킬 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 흡입 유로와, 약물을 상기 챔버로부터 토출시킬 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 토출 유로와, 상기 챔버와 연결되는 개방구를 갖는 하우징;
    외력에 의해 탄성 변형되면서 상기 챔버 속으로 전진하였다가 탄성 복원되면서 상기 챔버로부터 후퇴할 수 있도록 상기 하우징에 결합되어 상기 개방구를 덮는 탄성막;
    상기 탄성막을 가압하여 탄성 변형시키면서 상기 챔버 속으로 진입하는 피스톤 헤드와, 상기 피스톤 헤드의 일측에서 외측으로 연장되는 피스톤 로드를 구비하고, 상기 챔버의 외측에 진퇴 가능하게 배치되는 피스톤;
    상기 피스톤과 함께 직선 이동할 수 있도록 상기 피스톤 로드에 결합되는 캠 팔로워와, 상기 캠 팔로워를 가압하여 상기 피스톤을 이동시킬 수 있도록 편심 회전 중심축을 갖고 회전하는 캠과, 상기 캠에 회전력을 제공하는 구동부를 구비하고, 상기 피스톤과 연결되어 상기 피스톤에 이동력을 제공하는 캠기구;
    상기 피스톤 헤드에 접하도록 배치되어 상기 피스톤에 대해 상기 챔버 측으로 전진하는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재;
    상기 캠 팔로워의 위치 변화에 따라 검출 신호를 발생하여 상기 피스톤의 위치를 검출하는 위치 검출기; 및
    상기 위치 검출기의 검출 신호 및 외부로부터의 입력 신호를 수신하고, 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 외부로부터 동작 정지 신호를 수신하는 경우, 상기 피스톤이 상기 챔버 속에 진입한 상태에서 상기 구동부가 정지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 약물 주입 펌프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 반구 형상으로 이루어지고,
    상기 챔버 속으로 진입하는 상기 피스톤의 피스톤 헤드는 상기 챔버 형상에 대응하는 반구 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 약물 주입 펌프.
  7. 약물을 저장하는 저장실을 갖는 본체;
    상기 본체의 내부에 설치되고, 챔버와, 상기 저장실의 약물을 상기 챔버로 유입시킬 수 있도록 상기 저장실과 상기 챔버를 연결하는 흡입 유로와, 약물을 상기 챔버로부터 토출시킬 수 있도록 상기 챔버와 연결되는 토출 유로와, 상기 챔버와 연결되는 개방구를 갖는 하우징;
    외력에 의해 탄성 변형되면서 상기 챔버 속으로 전진하였다가 탄성 복원되면서 상기 챔버로부터 후퇴할 수 있도록 상기 하우징에 결합되어 상기 개방구를 덮는 탄성막;
    상기 탄성막을 가압하여 탄성 변형시키면서 상기 챔버 속으로 진입하는 피스톤 헤드와, 상기 피스톤 헤드의 일측에서 외측으로 연장되는 피스톤 로드를 구비하고, 상기 챔버의 외측에 진퇴 가능하게 배치되는 피스톤;
    상기 피스톤과 함께 직선 이동할 수 있도록 상기 피스톤 로드에 결합되는 캠 팔로워와, 상기 캠 팔로워를 가압하여 상기 피스톤을 이동시킬 수 있도록 편심 회전 중심축을 갖고 회전하는 캠과, 상기 캠에 회전력을 제공하는 구동부를 구비하고, 상기 피스톤과 연결되어 상기 피스톤에 이동력을 제공하는 캠기구;
    상기 피스톤 헤드에 접하도록 배치되어 상기 피스톤에 대해 상기 챔버 측으로 전진하는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재;
    상기 캠 팔로워의 위치 변화에 따라 검출 신호를 발생하여 상기 피스톤의 위치를 검출하는 위치 검출기;
    사용자에 의한 입력 신호를 발생할 수 있도록 적어도 일부가 상기 본체의 외측으로 노출되도록 배치되는 입력부; 및
    상기 입력부의 입력 신호 및 상기 위치 검출기의 검출 신호를 수신하고, 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 입력부로부터 동작 정지 신호를 수신하는 경우, 상기 피스톤이 상기 챔버 속에 진입한 상태에서 상기 구동부가 정지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 약물 공급기.
  8. 삭제
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