KR102049001B1 - 약물 주입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 약물 주입량의 직접측정방식을 이용하여 미세유량의 측정 및 정량적 조절이 가능한 약물 주입 장치에 관한 것이다.
상술한 본 발명의 약물 주입 장치는, 약물저장용기(10)에 연통되도록 연결되어 약물의 이동 유로를 제공하는 유로관부(20); 상기 유로관부(20)에 접촉되어 내부로 흐르는 약물의 유량을 측정하여 출력하는 유량센서부(30); 약물 별로 기설정된 단위 시간당의 주입 유량 정보를 포함하는 약물 특성 정보를 저장하는 저장부(40); 약물 별로 기설정된 유량에 따라 유량 제어 신호를 출력하는 제어부(50); 및 상기 유로관부(20)의 약물 배출구 측에 위치되어 상기 제어부(50)의 유량 제어 신호에 따라 상기 유로관부(20)에서 배출되는 약물의 유량을 제어하여 튜브(70)를 통해 주입부(80)로 공급하는 유량제어부(60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

약물 주입 장치{MEDICINE INJECTION APPARATUS}

본 발명은 약물 주입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 약물 주입량의 직접측정방식을 이용하여 미세유량의 측정 및 정량적 조절이 가능한 약물 주입 장치에 관한 것이다.

약물 치료를 위해서는 정확한 약물의 주입이 중요하며, 장시간 동안 대용량의 약물의 주입을 필요로 하는 정맥주사의 경우에는 일정 시간 간격 동안 정확한 양이 일정하게 유지되도록 약물을 주입할 것이 필요하다.

그러나 종래기술의 약물주입장치는 약물의 유량을 직접적으로 정밀하게 측정하지 못하여 스테핑모터 등의 회전수를 계산하여 간접적으로 약물의 유량을 계산하여 약물을 주입하게 되므로, 실제의 약물이 환자에게 주입된 양과 계산된 약물의 유량의 오차가 발생하고 있고, 과다한 마약성 약물의 주입으로 환자에게 쇼크사가 발생할 수 있는 위험성이 있었다.

등록실용신안 제20-0337501호 등록특허 제10-176042호

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 약물 주입량의 직접측정방식을 이용하여 미세유량의 측정 및 정량적 조절이 가능한 약물 주입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 약물 주입 장치는,

약물저장용기(10)에 연통되도록 연결되어 약물의 이동 유로를 제공하는 유로관부(20);

상기 유로관부(20)에 접촉되어 내부로 흐르는 약물의 유량을 측정하여 출력하는 유량센서부(30);

약물 별로 기설정된 단위 시간당의 주입 유량 정보를 포함하는 약물 특성 정보를 저장하는 저장부(40);

약물 별로 기설정된 유량에 따라 유량 제어 신호를 출력하는 제어부(50); 및

상기 유로관부(20)의 약물 배출구 측에 위치되어 상기 제어부(50)의 유량 제어 신호에 따라 상기 유로관부(20)에서 배출되는 약물의 유량을 제어하여 튜브(70)를 통해 주입부(80)로 공급하는 유량제어부(60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 유량센서부(30)는

열원센서와 온도센서를 구비하여 상기 유로관부(20)를 흐르는 약물의 유량에 따른 온도 변화를 검출하여 유량을 측정하는 플로우센서; 또는

상기 유로관부(20)의 상류측과 하류측에 각각 배치되는 온도센서부와 상기 온도센서부 사이에 위치되는 히터부를 포함하여 히터부의 이전과 이후의 온도 변화를 검출하여 유량을 측정하는 열식유량계; 중 어느 하로 구성될 수 있다.

상기 유량센서부(30)는, MEMS로 구현될 수 있다.

상기 유량제어부(60)는,

상기 제어부(50)의 유량 제어 신호에 따라 가변되는 압전소자를 구비한 압전소자펌프로 구성될 수 있다.

상기 압전소자펌로 구성되는 유량제어부(60)는,

펌프관(61);

상기 펌프(61)의 내측부에 위치되어 상기 유량 제어 신호에 따라 형상 가변되어 상기 펌프관(61) 내부의 체적을 변화시키는 압전판부(64);

상기 펌프관(61)의 약물 유입구측에 설치되어 상기 펌프관(61)의 내부 체적이 증가하는 경우 상기 펌프관(61) 내부로 약물이 유입되도록 개방되는 유입체크판(65); 및

상기 펌프관(61)의 약물 유출구측에 설치되어 상기 펌프관(61)의 내부 체적이 감소하는 경우 상기 펌프관(61) 내부의 약물이 외부로 배출되도록 개방되는 유출체크판(65);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 압전판부(64)는,

상기 유량 제어 신호에 따라 형상 가변되어 상기 펌프관(61) 내부의 체적을 변화시키도록 압전소자로 제작되는 압전판(63); 및

상기 펌프관(61)의 내측면과 상기 압전판(63) 사이의 일정 공간을 밀폐하여 상기 압전판(63)를 지지하는 가요성관(63);을 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 구성을 가지는 본 발명은, 약물 주입량의 직접측정방식을 이용하여 미세유량의 측정 및 정량적 조절이 가능하게 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 약물 유량이 간접계산방식이 아닌 직접 측정이 가능하며 피드백을 통하여 약물의 정량적 주입을 가능하게 하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 MEMS 센서를 통해 측정된 약물의 유량 및 상기 약물의 유체 특성 DB를 기반으로 유량을 조절하는 압전소자의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 바, 기존 약물 공급 장치에 대한 적용이 용이하게 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 약물 주입 장치(100)의 구성도.
도 2는 도 1의 구성 중 유량제어부(60)의 실시예로서의 압전소자펌프로 구성된 유량제어부(60)의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 압전소자펌프로 구성된 유량제어부(60)의 약물유입구동 과정을 나타내는 도면.
도 4는 압전소자펌프로 구성된 유량제어부(60)의 약물유출구동 과정을 나타내는 도면.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 약물 주입 장치(100)의 구성도이다.

도 1과 같이, 상기 약물 주입 장치(100)는 약물저장용기(10)에 연통되도록 연결된 유로관부(20), 유로관부(20)에 접촉 위치되는 유량센서부(30), 약물 특성 정보를 저장하는 저장부(40), 약물 특성 정보에 따라 유량을 제어하는 제어부(50) 및 유량제어부(60)를 포함하여 구성된다.

상기 유로관부(20)는 화학물질에 대한 반응성이 매우 낮거나 없는 재질의 관형 부재로 형성되어 약물 주입을 위한 약물저장용기(10)에 저장된 약물의 이동 유로를 제공하도록 구성된다.

상기 유량센서부(30)는 상기 유로관부(20)에 접촉되도록 위치되어 유로관부(20)의 내부로 흐르는 약물의 흐름을 검출하여 약물 유량 정보를 생성한 후 제어부(50)로 출력하도록 구성된다. 상기 유량센서부(30)의 예로는 열원센서와 온도센서를 구비하여 상기 유로관부(20)를 흐르는 약물의 유량에 따른 온도 변화를 검출하여 유량을 측정하는 플로우센서(flow sensor) 또는 상기 유로관부(20)의 상류측과 하류측에 각각 배치되는 온도센서부와 상기 온도센서부 사이에 배치되는 히터부를 포함하여 구성되어 히터부의 이전과 이후의 온도 변화를 검출하여 유량을 측정하는 열식유량계 등일 수 있다. 상기 플로우센서(flow sensor)와 열식유량계를 포함하는 유량센서부(30)는 MEMS로 구현될 수도 있다.

상기 저장부(40)에는 약물의 유체 특성에 관한 데이터베이스가 저장된다. 상기 약물의 유체 특성 정보는 약물의 유량 또는 유속에 영향을 주는 특성들을 포함한다. 일 실시예로서, 약물의 유체 특성 정보는 약물의 점성, 밀도, 비중, 질량 등일 수 있다. 또한, 약물의 유체 특성 정보는 온도, 기압, 습도 등 주변 환경 변수에 따른 약물의 점성, 밀도, 비중, 질량 등의 프로파일을 포함할 수 있다. 또한 약물의 유체 특성 정보는 단위 시간 당 주입량 정보 등을 포함할 수 있다. 또한 약물의 유체 특성 정보는 약물의 유속 또는 유량에 영향을 주는 유로관부(20)의 재질, 유로관부(20)의 물리적 특성 등도 포함할 수 있다.

상기 제어부(50)는 상기 저장부(40)에 저장된 약물의 유체 특성 정보 또는 상기 온도, 기압, 습도 등 주변 환경 변수에 따른 유체 특성 정보 프로파일, 약물 별로 기설정된 유량, 유로관부(20)의 재질, 유로관부(20)의 물리적 특성, 상기 온도, 습도, 기압 등의 주변환경 변수에 따라 유량 제어 신호를 출력하도록 구성된다. 이때 유량제어부(60)가 유량 제어를 위해 압전소자를 적용한 압전소자 펌프로 구성되는 경우 유량 제어 신호는 적정 유량의 약물의 유량을 생성하도록 압전소자를 진동시키는 전기신호일 수 있다.

상기 유량제어부(60)는 유로관부(20)의 약물 배출구 측에 위치되어 상기 제어부(50)의 유량 제어 신호에 따라 상기 유로관부(20)에서 배출되는 약물의 유량을 제어하여 튜브(70)를 통해 주입부(80)로 공급하도록 구성된다. 상술한 기능의 상기 유량제어부(60)는 제어부(50)의 유량 제어 신호에 따라 형상 가변되는 압전소자를 구비한 압전소자펌프로 구성될 수 있다.

도 2는 도 1의 구성 중 유량제어부(60)의 실시예로서의 압전소자펌프로 구성된 유량제어부(60)의 구성을 나타내는 도면이다.

구체적으로 유량제어부(60)의 예로서의 압전소자펌프는 도 2와 같이, 유로관부(20)의 배출구 측에 연통되도록 일측 개구부가 연결되는 펌프관(61), 펌프관(61)의 유로관부(20)과 연통되도록 결합되는 개구부 측에 형성되는 유입체크판(65) 및 타측 개구부 측에 형성되는 유출체크판(67)을 포함하여 구성된다.

상기 압전판부(64)는 펌프관(61)의 내측면에서 제어부(40)의 유량 제어 신호에 따라 형상변화를 동반하는 진동을 수행하도록 설치되는 압전판(63)과 압전판(63)의 테두리와 일단부가 결합되고 타단부는 펌프관(62)의 내측면에 밀착되어 외부와 내부가 기밀을 유지하도록 구획시키며 압전판(63)을 요동 가능하게 지지하는 가요성관(62)을 포함하여 구성된다.

상기 유입체크판(65)은 펌프관(63)의 입구측 내측면과 접촉되는 단부는 힌지 결합되고, 서로 대향하는 위치에서는 서로 밀착된 상태를 유지하도록 설치되는 한 쌍의 격판으로 구성된다.

상기 유출체크판(67)은 펌프관(63)의 출구측의 내측면과 접촉되는 단부는 힌지 결합되고, 서로 대향하는 위치에서는 서로 밀착된 상태를 유지하도록 설치되는 한 쌍의 격판으로 구성된다.

상기 튜브(70)는 유량제어부(60)와 주입부(80) 사이의 약물 이동 유로를 형성하는 가요성 관으로 형성된다.

상기 주입부(80)는 약물을 인체 내로 주입하는 바늘 등으로 구성될 수 있다.

상술한 구성의 약물 주입 장치(100)는 약물의 주입이 필요한 경우, 제어부(50)가 유량센서부(30)를 통해 측정된 유로관부(20)의 내부 약물 이동 유량 값을 수신하고, 저장부(40)에 저장된 단위 시간당 주입량 정보를 포함하는 해당 약물의 특성 정보를 추출한 후, 단위 시간당 주입량으로 약물이 주입되도록 유량제어 신호를 유량제어부(60)로 출력하여 시간에 따라 약물이 정확한 양으로 일정하게 주입하도록 제어한다.

이때, 상기 유량제어부(60)가 압전소자펌프로 구성되는 경우 압전소자펌프를 구성하는 압전판(63)의 진동 주기가 가변되어 약물의 주입 유량이 제어된다.

도 3 및 도 4는 유량 제어 신호에 따른 압전소자펌프 내부의 구성의 들의 동작 과정을 나타내는 도면이다.

구체적으로, 도 3은 압전소자펌프로 구성된 유량제어부(60)의 약물유입구동 과정을 나타내는 도면이다.

상술한 구성을 가지는 상기 유입체크판(65)은 유량 제어 신호에 따른 압전판(64)의 형상 변화에 의해 가요성관(63)의 외부를 형성하는 펌프관(63)의 내부의 체적이 증가하는 경우, 도 3과 같이, 펌프관(61) 내부의 감압에 의해 한 쌍의 격판의 대향하는 단부 측이 펌프관(61) 내측으로 회전 이동되어 약물이 유입되는 입구측 개구부를 개방시켜 약물이 펌프관(63)의 내부로 유입되도록 한다. 이때, 상기 유출체크판(67)은 유량 제어 신호에 따른 압전판(64)의 형상 변화에 의해 가요성관(63)의 외부를 형성하는 펌프관(63)의 내부의 체적이 증가하는 경우, 펌프관(61) 내부의 감압에 의해 한 쌍의 격판의 대향하는 단부 측이 펌프관(61)의 유출구 측으로 이동하여 서로 밀착되어 유출구를 형성하는 개구부를 차폐하는 것에 의해 튜브(70)로 이동된 약물이 펌프관(61)의 내부로 역류하는 것을 방지한다.

도 4는 압전소자펌프로 구성된 유량제어부(60)의 약물유출구동 과정을 나타내는 도면이다.

유량 제어 신호에 따른 압전판(63)의 형상 변화에 의해 가요성관(63)의 외부를 형성하는 펌프관(63)의 내부의 체적이 증가하는 경우에는 펌프관(63)의 내부의 증압에 의해 펌프관(61)의 약물이 유입되는 유입구를 형성하는 개구부 측으로 위치 복원된 후 스토퍼 부재 등에 의해 이동이 제한되는 것에 의해 펌프관(61)의 입구측 개구부를 차폐하여 펌프관(61)의 내부로 유입된 약물이 역류하는 것을 방지한다. 상기 유출체크판(67)은 유량 제어 신호에 따른 압전판(63)의 형상 변화에 의해 가요성관(63)의 외부를 형성하는 펌프관(63)의 내부의 체적이 감소하는 경우에는 펌프관(63)의 내부의 증압에 의해 펌프관(61)의 약물이 유출되도록 유출구 측에서 외부로 회전되어 유출구를 형성하는 개구부를 개방하여 약물이 주입부(80)로 유출되도록 한다.

즉, 제어부(50)가 압전판(63)의 진동수를 가변하도록 유량 제어 신호를 출력하는 것에 의해 약물 주입량이 정확하게 제어되게 된다.

상술한 본 발명의 구성에서 압전소자로 구성되는 압전판(63), 튜브(70) 또는 주입부(80)는 반복 사용으로 인한 세균 등의 2차 감염을 방지하기 위해 교체가 가능한 일회용(disposable)의 형태로 제작될 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 약물주입장치, 11: 약물, 61: 펌프관, 62: 가요성관, 63: 압전판, 64: 압전판부, 65: 유입체크판, 67: 유출체크판, 70: 튜브

Claims (6)

1. 약물저장용기(10)에 연통되도록 연결되어 약물의 이동 유로를 제공하는 유로관부(20);
   상기 유로관부(20)에 접촉되어 내부로 흐르는 약물의 유량을 측정하여 출력하는 유량센서부(30);
   약물 별로 기설정된 단위 시간당의 주입 유량 정보 및 온도, 기압, 습도에 따른 약물의 점성, 밀도, 비중, 질량을 포함하는 약물 특성 정보와 상기 유로관부(20)의 재질 및 물리적 특성 정보를 포함하는 약물 특성 정보를 저장하는 저장부(40);
   상기 저장부(40)에 저장된 약물 별로 기설정된 유량 또는 상기 약물 특성 정보 또는 상기 유로관부(20)의 재질 및 물리적 특성 정보에 따라 유량 제어 신호를 출력하는 제어부(50); 및
   상기 유로관부(20)의 약물 배출구 측에 위치되어 상기 제어부(50)의 유량 제어 신호에 따라 상기 유로관부(20)에서 배출되는 약물의 유량을 제어하여 튜브(70)를 통해 주입부(80)로 공급하는 유량제어부(60);를 포함하여 구성되고,
   상기 유량제어부(60)는, 상기 제어부(50)의 유량 제어 신호에 따라 가변되는 압전소자를 구비한 압전소자펌프로 구성되며,
   상기 유량제어부(60)는,
   펌프관(61),
   상기 펌프관(61)의 내측부에 위치되어 상기 유량 제어 신호에 따라 형상 가변되어 상기 펌프관(61) 내부의 체적을 변화시키도록 압전소자로 제작되는 압전판부(64),
   상기 펌프관(61)의 약물 유입구측에 설치되어 상기 펌프관(61)의 내부 체적이 증가하는 경우 상기 펌프관(61) 내부로 약물이 유입되도록 개방되는 유입체크판(65), 및
   상기 펌프관(61)의 약물 유출구측에 설치되어 상기 펌프관(61)의 내부 체적이 감소하는 경우 상기 펌프관(61) 내부의 약물이 외부로 배출되도록 개방되는 유출체크판(67)을 포함하여 구성되고,
   상기 압전판부(64)는,
   상기 유량 제어 신호에 따라 형상 가변되어 상기 펌프관(61) 내부의 체적을 변화시키도록 압전소자로 제작되는 압전판(63), 및
   상기 펌프관(61)의 내측면과 상기 압전판(63) 사이의 일정 공간을 밀폐하여 상기 압전판(63)를 지지하는 가요성관(62)을 포함하여 구성되며,
   상기 제어부(50)가 유량센서부(30)를 통해 측정된 상기 유로관부(20)의 내부 약물 이동 유량 값을 수신하고, 상기 저장부(40)에 저장된 단위 시간당 주입량 정보를 포함하는 해당 약물의 특성 정보를 추출한 후, 단위 시간당 주입량으로 약물이 주입되도록 유량 제어신호를 상기 유량제어부(60)로 출력하여 상기 압전판(63)의 진동 주기가 가변되어 약물의 주입 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는 약물 주입 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유량센서부(30)는
   열원센서와 온도센서를 구비하여 상기 유로관부(20)를 흐르는 약물의 유량에 따른 온도 변화를 검출하여 유량을 측정하는 플로우센서; 또는
   상기 유로관부(20)의 상류측과 하류측에 각각 배치되는 온도센서부와 상기 온도센서부 사이에 위치되는 히터부를 포함하여 히터부의 이전과 이후의 온도 변화를 검출하여 유량을 측정하는 열식유량계; 중 어느 하로 구성되는 약물 주입 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 유량센서부(30)는,
   MEMS로 구현되는 약물 주입 장치.
   
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