KR102134627B1 - 휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법 - Google Patents

휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법에 관한 것으로, 환자의 상태변화에 따라 이미 설정되어 있는 인슐린 투입량을 적정한 범위 내에서 자동으로 조절하여 환자에게 주입할 수 있도록 함으로써, 환자의 혈당 조절이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 함은 물론, 인슐린 펌프의 동작상태를 감시하여 정상적인 작동에 의해서만 인슐린 펌프가 작동되도록 하되, 비정상 작동시에는 인슐린 주입을 중단하고, 알람(alarm)을 하여서 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 함으로써 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 휴대하기 간편하고, 정확한 양의 인슐린을 자동으로 인체에 주입할 수 있으며, 인슐린 주입용 기구의 구성에 있어 연결부 일측에 환자의 손으로 잡기 용이하도록 날개 부가 형성되고, 타측에 주사기와의 결합이 견고하도록 삽입 홈 내주 면으로 압착용 돌기가 다수 형성되어 주사기와 인슐린 주입용 기구 간의 체결력이 강화되어 인슐린 누출을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 인슐린 주입용 기구의 구성에 있어 호스의 끝단과 바늘의 끝단이 커플링으로 연결되며, 바늘의 중간 부분은 서포트에 의해서 유동 없이 견고하게 지지할 수 있다.

Description

휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법{PORTABLE INSULIN INJECTOR AND ALARM METHOD OF ABNORMAL OPERATION IN THE SAME}
본 발명은 휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인슐린 펌프의 동작상태를 감시하여 정상적인 작동에 의해서만 인슐린 펌프가 작동되도록 하되, 비정상 작동시 인슐린 주입을 중단하고, 알람(alarm)을 하여서 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 함으로써 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법에 관한 것이다.
당뇨병이란, 우리 몸이 인슐린을 충분히 만들지 못하거나, 인슐린을 제대로 활용하지 못해서 혈당, 즉 포도당을 에너지로 전환하지 못 할 때에 나타나는 질환으로 제1형과 제2형 당뇨병으로 나누어진다.
제1형 당뇨병은 면역체계가 췌장에서 인슐린을 만드는 베타세포를 외부침입자로 오인, 공격함으로써 발생하여 보통은 갑자기 증세가 나타난다. 아이들에게 주로 나타나 소아 당뇨병으로 불리지만 성인에게도 나타날 수 있다.
제2형 당뇨병은 베타세포가 인슐린을 넉넉히 생산해도 우리 몸이 이를 제대로 활용하는 능력을 상실할 때에 나타난다. 서서히 발생하고 주로 중년에 나타나 성인 당뇨병으로 불리지만 과체중 아이들도 걸릴 수 있다.
일반적으로 당뇨 대사 질환 치료를 위한 인슐린의 종류에는 식사형 인슐린과 기초형 인슐린으로 구분할 수 있는바, 식사형 인슐린은 통상 식사 전 공복시 인체에 1일 3회 주입하며, 이는 식후 당뇨 대사 질환자의 혈당이 급속히 상승하는 것을 방지하기 위한 것이며, 기초형 인슐린은 24시간 지속적으로 체내에서 인슐린의 작용이 서서히 유지되게 하는 인슐린이다.
일반적으로 인슐린 주입기라고 불리는 인슐린 펌프는 인슐린이 분비되지 않거나 소량만 분비되는 당뇨환자들을 위한 것으로, 외부에서 정해진 시간에 정확하게 몸속으로 인슐린을 공급하여 혈당을 조절하는 췌장과 같은 역할을 하는 의료기기이다.
따라서 인슐린 주입기를 몸에 부착하고 다녀야 하기 때문에, 무리한 운동이나 타인과 부딪친 충격에 의해 인슐린 펌프가 손상될 염려가 있는 것이며, 이러한 외부 요인에 의해 인슐린 펌프가 오작동을 일으켜 설정된 양보다 많거나 혹은 적은 양의 인슐린을 환자의 몸에 주입하거나, 혹은 정해진 시간에 인슐린이 주입되지 않아 위험한 상황에 노출되는 일들이 발생하게 되는 것이다.
또한, 인슐린 펌프 내부의 배터리 전원을 교체하거나 혹은 주사기 바늘의 막혀 오류동작을 일으키는 일로 인해서 당뇨환자가 위험한 상황에 빠질 수도 있음으로, 인슐린 주입기기의 작동 안정화는 필수적이다.
종래의 인슐린 공급장치는, 일정 형상과 크기를 갖는 인슐린 펌프를 구비하고, 이 인슐린 펌프는 주사기를 탑재하기 위한 장착부를 마련한다. 장착부는 탑재되는 주사기 구성중 시린지는 고정되게 하고, 플런저는 시린지에 대한 슬라이딩 이동하도록 안내하는 역할을 담당한다. 장착부의 하부에는 외벽에 수나사를 형성한 스크루 로드가 설치된다. 이때 스크루 로드의 상측 부위는 탑재된 상태의 플런저의 하단 부위를 통해 일정 깊이로 삽입된다. 또한, 인슐린 펌프는 스크루 로드로부터 이격된 위치에 있는 회전축에 컨트롤러의 제어신호에 따라 회전시키는 모터를 장착하고 있다. 그리고 상술한 스크루 로드와 회전축은 인슐린 펌프의 하부에 위치한 기어박스로 연결한다. 여기서 기어박스는 회전축에 비교하여 스크루 로드의 회전수를 저감하도록 다수 감속 기어들의 조립으로 이루어진다. 상술한 구성에 있어서, 스크루 로드의 회전은 플런저를 시린지에 대하여 이동시키기 위한 것이다.
그러나 종래의 인슐린 주입기는 인슐린 펌프가 오작동을 일으켜 설정된 양보다 많거나 혹은 적은 양의 인슐린을 환자의 몸에 주입하거나 혹은 배터리 전원의 소모 또는 주사기 바늘의 막혀 오류동작을 일으키는 경우, 사용자에게 알람(alarm) 하는 기능이 없어서 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지는 문제가 있다.
국내 공개특허 제10-2014-0035746호 국내 공개특허 제10-2010-0004206호 국내 공개특허 제10-2006-0019263호
본 발명은 인슐린 펌프의 동작상태를 감시하여 정상적인 작동에 의해서만 인슐린 펌프가 작동되도록 하되, 비정상 작동시에는 우선 인슐린 주입을 중단하고, 부저음과 화면 표시를 통해서 알람(alarm)을 하여서 비정상 인슐린 주입을 사전에 차단하여 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 함으로써, 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기는 인슐린 펌프에 주사기를 삽입하고, 상기 주사기에 인슐린 주입용 기구를 연결하며, 상기 주사기 안의 내통에 저장된 인슐린을 상기 인슐린 주입용 기구를 통하여 환자의 몸 상태에 맞추어 정해진 시간의 용량으로 체내에 자동으로 공급(투여)할 수 있도록 하는 휴대용 인슐린 주입기에 있어서, 인슐린 펌프 안에 설치되며, 모터 부를 구동시켜 상기 인슐린을 주입하는 모터 구동부를 구비하는 주사기 구동부; 상기 모터 부에 설치된 적외선 센서의 출력신호를 근거로 상기 모터 부의 오동작 여부를 검출하여 그에 따른 검출신호를 출력하는 와치독(watchdog); 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족을 감지하고 그에 따른 검출신호를 출력하는 센서 부; 및 상기 주사기 구동부를 제어하여 상기 인슐린 주입의 일련의 작동을 제어하며, 상기 검출신호를 통해서 상기 모터 부의 오동작, 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족의 비정상 작동을 판단하여, 상기 모터 구동부의 구동을 제어하고, 부저 발생부를 통하여 부저음을 발생하며, LED 표시부에 화면으로 표시하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기는 상기 제어부와 상기 주사기 구동부에 전원을 제공하는 전원부; 상기 인슐린 펌프에 사용되는 데이터를 저장하고, 저장한 데이터를 읽어서 사용할 수 있는 이이피롬(EEPROM); 상기 부저음 출력을 높이기 위하여 전압을 승압하는 직류-직류 변환기; 상기 인슐린 펌프가 수행하는 내용과 조작 상황을 화면에 표시하는 OLED 모듈; 상기 모터 구동부의 오동작, 상기 전원부족, 상기 주사기 막힘, 상기 인슐린 부족 상황의 비정상 작동을 화면에 표시하는 LED 표시부; 및 사용자가 메뉴 설정 및 알람 설정/해제를 조작하기 위한 키 버튼을 더 포함한다.
상기 인슐린 주입용 기구는 주사기와 연결되는 연결부와, 플렉시블 재질로 구성되는 호스와, 환자의 피부에 부착되는 접착 패드와, 환자의 피부에 삽입되는 바늘로 구성될 수 있다.
상기 연결부는 일측에 환자의 손으로 잡기 용이하도록 날개 부가 형성되고, 타측에 상기 주사기와의 결합이 견고하도록 삽입 홈의 내주 면으로 압착용 돌기가 다수 형성될 수 있다.
상기 호스는 이중 관으로 구성되어 인슐린의 누출을 방지하며, 상기 호스의 끝단과 상기 바늘의 끝단은 커플링으로 연결되고, 상기 바늘의 중간 부분은 서포트(support)에 의해서 지지되는 구성일 수 있다.
한편, 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알림 방법은 모터 부를 구동시켜 인슐린을 주입하는 모터 구동부, 상기 모터 부 구동에 필요한 PWM 파형을 생성하는 모터 구동소자, 및 클럭(clock)을 발생하는 클록 발생부를 구비하는 주사기 구동부를 포함하는 휴대용 인슐린 주입기에서, 비정상 작동을 알람 하는 방법에 있어서, 식사 및 기초 모드를 설정하는 단계; 상기 각 설정 모드에 따라 인슐린을 주입하는 단계; 상기 모터 부에 설치된 적외선 센서의 출력신호를 근거로 상기 모터 부의 오동작 여부를 검출하여 그에 따른 검출신호를 출력하여 제어부에 제공하는 단계; 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족을 감지하고 그에 따른 검출신호를 출력하여 제어부에 제공하는 단계; 상기 모터 부의 오동작, 상기 전원부족, 상기 주사기 막힘, 상기 인슐린 부족에 대해 상기 검출신호를 근거로 하여, 정상작동 또는 비정상 작동 상태를 판단하는 단계; 및 상기 판단 단계에서, 비정상 동작 상태로 판단하는 경우, 상기 주사기 구동부를 정지하고, 부저 발생부를 통해서 부저음을 발생하며, LED 표시부에 알람을 표시하는 단계를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 환자의 상태변화에 따라 이미 설정되어 있는 인슐린 투입량을 적정한 범위 내에서 자동으로 조절하여 환자에게 주입할 수 있도록 함으로써, 환자의 혈당 조절이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 함은 물론, 인슐린 펌프의 동작상태를 감시하여 정상적인 작동에 의해서만 인슐린 펌프가 작동되도록 하되, 비정상 작동시에는 인슐린 주입을 중단하고, 알람(alarm)을 하여서 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 함으로써 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 휴대하기 간편하고, 정확한 양의 인슐린을 자동으로 인체에 주입할 수 있으며, 인슐린 주입용 기구의 구성에 있어 연결부 일측에 환자의 손으로 잡기 용이하도록 날개 부가 형성되고, 타측에 주사기와의 결합이 견고하도록 삽입 홈 내주 면으로 압착용 돌기가 다수 형성되어 주사기와 인슐린 주입용 기구 간의 체결력이 강화되어 인슐린 누출을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 인슐린 주입용 기구의 구성에 있어 호스의 끝단과 바늘의 끝단이 커플링으로 연결되며, 바늘의 중간 부분은 서포트에 의해서 유동 없이 견고하게 지지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기 외관을 도시한 정면도 및 평면도
도 2는 본 발명의 인슐린 주입용 기구를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 주사기를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서 알람 조건을 보인 도면
도 5는 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서 알람 상황 발생시, 알람 방법을 설명하는 블록도
도 6은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서 알람 상황 발생시, 알람 방법을 설명하는 흐름도
도 7은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서, 식사 인슐린 주입설정을 설명하는 도면
도 8은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서, 기초 인슐린 주입설정을 설명하는 도면
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 인슐린 주입기 및 그 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기 외관을 도시한 정면도 및 평면도, 도 2는 본 발명의 인슐린 주입용 기구를 도시한 도면, 및 도 3은 본 발명의 주사기를 도시한 도면이다.
그리고 도 4는 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서 알람 조건을 보인 도면, 도 5는 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서 알람 상황 발생시, 알람 방법을 설명하는 블록도, 및 도 6은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서 알람 상황 발생시, 알람 방법을 설명하는 흐름도이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기는 체외형 주입기로서 인슐린 펌프(10)에 주사기(20)를 삽입하고, 주사기(20)에 인슐린 주입용 기구(30)를 연결하며, 주사기(20) 안의 내통에 저장된 인슐린을 인슐린 주입용 기구(30)를 통하여 환자의 몸 상태에 맞추어 정해진 시간의 용량으로 체내에 자동으로 공급(투여)할 수 있도록 구성된다.
상기 인슐린 주입용 기구(30)는 주사기(20)와 연결되는 연결부(31)와, 플렉시블 재질로 구성되는 호스(32)와, 환자의 피부에 부착되는 접착 패드(33)와, 환자의 피부에 삽입되는 바늘(34)로 구성될 수 있다.
연결부(31)는 일측에 환자의 손으로 잡기 용이하도록 원형의 날개 부(31a)가 형성되고, 타측에 주사기(20)와의 결합이 견고하도록 삽입 홈(31b) 내주 면으로 압착용 돌기(31c)가 다수 형성될 수 있다. 압착용 돌기(31c)는 절개되어 형성되거나 주물 제작시 일체로 형성될 수도 있다.
호스(32)는 이중 관으로 구성하여 인슐린 누출을 방지하는 것이 바람직하며, 호스(32)의 끝단과 바늘(34)의 끝단은 커플링(35)으로 연결할 수 있으며, 바늘(34)의 중간 부분은 서포트(36)에 의해서 유동 없이 견고하게 지지할 수 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기는 모터 부를 구동시켜 인슐린을 주입하는 모터 구동부(111)를 구비하는 주사기 구동부(110); 모터 부에 설치된 적외선 센서의 출력신호를 근거로, 모터 부의 오동작 여부를 검출하여 그에 따른 검출신호를 출력하는 와치독(watchdog)(120); 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족을 감지하고 그에 따른 검출신호를 출력하는 센서 부(130); 및 주사기 구동부(110)를 제어하여 인슐린 주입의 일련의 동작을 제어하며, 상기 검출신호를 통해서, 상기 모터 부의 오동작, 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족의 비정상 작동을 판단하여, 상기 모터 구동부(111)의 구동을 제어하고, 부저 발생부(50)를 통하여 부저음을 발생하며, OLED 모듈(70)에 화면으로 표시하는 제어부(140)를 포함한다.
상기 센서 부(130)는 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족을 감지하는바, 전원 센서, 포토 센서, 유량 센서 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기는 제어부(140)와 주사기 구동부(110)에 전원을 제공하는 전원부(P); 인슐린 펌프(10)에 사용되는 데이터를 저장하고, 저장한 데이터를 읽어서 사용할 수 있는 이이피 롬(EEPROM)(R); 부저음 출력을 높이기 위하여 전압을 승압하는 직류-직류 변환기(C); 인슐린 펌프(10)가 수행하는 내용과 조작 상황을 화면에 표시하는 OLED 모듈(70); 모터 구동부(111)의 오동작, 상기 전원부족, 상기 주사기 막힘, 상기 인슐린 부족 상황의 비정상 작동을 화면에 표시하는 LED 표시부(80); 및 사용자가 메뉴 설정 및 알람 설정/해제를 조작하기 위한 키 버튼(SW)을 더 포함한다.
키 버튼(SW)은 취소 버튼(SW1), 올림 버튼(SW2), 내림 버튼(SW3), 선택 버튼(SW4)을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 휴대용 인슐린 주입기는 전원부(P), 예를 들어 건전지로부터 전원을 공급받고, 각 설정 모드에서 각 주입량을 설정한 후 설정된 주입량에 맞게 자동으로 동작한다. 주사기 구동부(110)의 모터 부가 회전을 시작하면 기어박스를 통해 리드 스크류가 회전하고, 슬라이더가 상승하여 주사기(20)의 내통을 밀어 놀려 주사기 내에 있는 인슐린을 인슐린 주입용 기구(30)를 통해서 인체의 피하에 정량적으로 주입시키는 방식으로 작동한다. 여기서, 모터 부, 기어박스, 리드 스크류, 슬라이더 등은 공지공용의 기술에 해당하므로, 이에 대하여 도시하지 않고 구체적인 설명도 생략하기로 한다.
상기 인슐린 펌프(10) 전면에 구비된 화면 창인 OLED 모듈(70)은 인슐린 펌프(10)가 수행하는 모든 기능의 내용을 한눈에 볼 수 있도록 한다.
OLED 모듈(70)에서는 요일과 24시가 모드로 시간을 볼 수 있으며②, 남은 전원부(배터리) 잔량을 확인할 수 있다③. 주사기(20) 내에 남은 인슐린량을 표시한다(1㎖=100unit)④.
그리고 윈도우 창(71)을 통해서 주사기(20) 안의 인슐린량을 눈으로 확인할 수 있다. 취소 버튼(SW1)은 이전 메뉴로 이동 및 현재 실행중인 기능을 정지하고자 할 때 사용한다.
선택 버튼(selective button)(SW4)은 현재 메뉴를 실행 및 설정 값 저장시 사용한다. 올림 버튼(SW2)은 인슐린 단위수의 증가, 상위 메뉴로 이동시에 사용하며, 내림 버튼(SW3)은 인슐린 단위수의 감소, 하부 메뉴로 이동 시에 사용한다.
건전지 캡(72)은 건전지를 넣은 곳으로 시계반대방향으로 돌리면 열리며, 주사기 캡(73)은 주사기(20)를 넣은 곳으로 시계반대방향으로 돌리면 열린다.
LED 표시부(80)는 주사기 막힘, 인슐린 잔량부족, 건전지 잔량부족 시 화면 창에 아이콘과 함께 점멸되는 2 칼라 led 램프로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 전원 인가시, 제어부(140)에서 컴파일된 프로그램 로딩 화면을 시작으로 각 모듈 체크(on) 후, 초기값을 OLED 모듈(70)의 화면에 표시하며, 클럭 발생부(113)의 출력을 시작으로 동작 준비가 완료되며, 입력부인 키 버튼[SW2(올림), SW3(내림), SW1(취소), SW4(선택)] 입력 값을 대기한다.
또한, 메뉴 호출을 위해서 키 버튼 SW4(선택) 입력 시마다 제어부(140)가 체크하고, OLED 모듈(70)에 기본 메뉴 화면 표시 및 입력 값을 직류-직류 컨버터(C)를 통하여 전압 변환된 출력 값을 부저 발생부(50)를 통해서 부저음(단음, 고음)을 송출하며, 키 버튼 SW1∼SW4 입력 값에 따라 메뉴 이동 및 설정을 할 수 있다.
또한, 날짜(년, 월, 일) 및 시간, 식사 시간(아침, 점심, 저녁) 단위, 기초설정(1∼24)단위 데이터 값은 이이피롬(EEPROM)(R)에 저장되며, 식사 설정 값은 컴파인된 프로그램에 따라 시간대별로 아침, 점심, 저녁으로 자동으로 전환되며, 일시정지 메뉴에서 해제 상태로 설정하면 기초, 식사 인슐린 주입이 가능하다.
또한, 본 발명의 인슐린 주입 모드는, 식사 설정 모드와 기초 설정 모드를 구비하되, 이러한 설정 모드를 통한 식사 및 기초 인슐린 주입량 주입 신호에 따라 주사기 구동부(110)를 구동시키고 식사 인슐린과 기초 인슐린을 주입하게 된다.
상기 식사 인슐린의 경우는 식전 설정 주입 모드에 따라 일정량의 식사 인슐린이 주입되면 그 주입이 종료된다.
즉, 식사 인슐린의 경우는 식전부터 식간까지 일정량의 식사 인슐린이 주입된 후 그 주입을 종료하게 되며, 다음 식사시 또 다른 식사 인슐린이 식전부터 식간까지 일정량 주입하게 되는 것이다.
상기 기초 인슐린의 경우는 24시간 단위로 그 주입량을 설정하고 설정된 주입량을 동일한 양으로 24시간 계속 주입하게 한다.
식사 및 기초 인슐린 모드는 인슐린 주입량 체크 센서에 의해 그 주입량이 체크되며, 설정 모드 설정시로 피드백 된다.
따라서 원하는 설정량보다 많거나 적은 양의 인슐린이 주입된다면 이러한 피드백을 통해 그 양이 자동으로 조절되는 것이다.
또한, 식사 인슐린 및 기초 인슐린 설정 전에 각종 혈당치와 같은 데이터를 입력하여 인슐린 주입량을 제어 피드백할 수 있다.
본 실시 예에서, 기초 및 식사 동작을 설명하면 다음과 같다.
우선, 기초 동작은, 클록 발생부(113)에서의 클럭 출력을 제어부(140)에서 체크하며, 매 3분 마다 데이터 설정 값을 자동으로 출력하고, 모터 구동소자(112)에서 입력 값을 받아 PWM 파형으로 변환하여 그 출력 값에 따라 주사기 구동부(110)의 모터 구동부(111)가 모터 부를 회전시킨다.
이때, 모터 부에 구성된 기어 슬릿과 적외선 센서를 통하여 모터 부의 회전수를 감지함으로써 인슐린 주입량을 판단하고, 주사기 구동부(110)가 주사기(20)의 피스톤을 밀어올려서 인슐린을 주입하며, OLED 모듈(70)에 화면으로 주입 동작상태를 표시한다.
여기서, 기어 슬릿과 적외선 센서를 통하여 모터 부의 회전수를 감지하는 기술은 공지공용에 해당하므로 이에 대하여 도시와 구체적 설명은 생략한다.
또한, 식사 동작은, 식사 주입메뉴에서 키 버튼 SW4(선택) 입력 시에, 입력 값을 제어부(140)에서 체크하며, 데이터 설정 값을 자동으로 출력하고, 모터 구동소자(112)에서 입력 값을 받아 PWM 파형으로 변환하여 그 출력 값에 따라 주사기 구동부(110)의 모터 구동부(111)가 모터 부를 회전시킨다.
이때, 모터 부에 구성된 기어 슬릿과 적외선 센서를 통하여 모터 부의 회전수를 감지함으로써 인슐린 주입량을 판단하고, 주사기 구동부(110)가 주사기(20)의 피스톤을 밀어올려서 인슐린을 주입하며, OLED 모듈(70)에 화면으로 주입 동작상태를 표시한다.
더 나아가, 본 발명은 주사기 구동부 부근에 주입량 체크 센서를 설치하여 인슐린 주입량을 체크 피드백시켜 제어부에 전달함으로써 인슐린 주입량을 제어하게 되는 것이다. 만약 제어부의 주입 지시량보다 많은 양의 인슐린이 주입된다면 이러한 체크센서를 통해 피드백된 정보를 이용하여 모터의 구동속도를 저하시켜 인슐린 주입량을 제어할 수도 있다.
또한, 제어부의 주입 지시량보다 적은 양의 인슐린이 주입된다면, 이러한 체크 센서를 통해 피드백된 정보를 이용하여 모터 부의 구동속도를 증가시켜 인슐린 주입량을 제어할 수도 있다.
또한, 인슐린 주입속도의 조절은 모터 부의 회전 속도를 통해 조절된다. 또한, 체크 센서를 통해 주입속도를 체크 피드백시켜 제어부에 전달함으로써 주입속도가 지시속도에 비해 높은 경우 피드백 정보를 이용하여 제어부에서 모터의 구동 속도를 저하시키며, 주입속도가 지시 속도에 비해 낮은 경우 피드백 정보를 이용하여 제어부에서 모터의 구동 속도를 증가시킬 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서 알람 조건의 일 예를 보인 도면이다.
전술한 바와 같이 종래의 인슐린 주입기는 인슐린 펌프가 오작동을 일으켜 설정된 양보다 많거나 혹은 적은 양의 인슐린을 환자의 몸에 주입하거나 혹은 배터리 전원의 소모 또는 주사기 바늘의 막혀 오류동작을 일으키는 경우, 사용자에게 알람 하는 기능이 없어서 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 안전수단으로서, 모터 부의 오동작(미 동작), 전원부(P)의 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족의 비정상 작동을 감지하고, 그 결과 비정상 작동으로 판단되는 경우, 우선 주사기 구동부(110)를 중지하며, 부저 발생부(50)를 통해서 부저음을 발생하고, LED 표시부(80) 화면에 알람을 표시함으로써, 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 하는 기술적 특징이 있다.
알람 조건은 모터 부에 설치된 적외선 센서의 출력신호를 기초로, 상기 모터 부의 오동작을 검출하는 것 이외에, 도 4에 도시된 바와 같이, 전원부의 전원부족( 전압 25% 미만), 주사기 막힘, 인슐린 부족(14U 이하)의 비정상 작동을 감지하도록 한다.
더 나아가, 본 발명은 알람 조건으로서, 위에 언급한 알람 조건 이외에 일시정지 상태, 주입불가 상태(예를 들어 1회 식사·추가 30U 최대량), 식사·추가 주입 중 취소 버튼을 제외한 버튼 조작 불가 상태, 리셋 상태에서도 비정상 작동을 판단하여 주사기 구동부를 중지하고, 부저 발생부(50)를 통해서 부저음을 발생하며, LED 표시부(80) 화면에 알람을 표시함으로써, 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 하는 기술적 특징이 있다.
이때, 알람 등급, 전압이벤트, OLED 표시부의 표시, 부저음 발생, LED 표시부의 표시(RED, YELLOW), 부저/LED 정지, 재알람 발생 등에 대하여 작동은 도 4에 도시된 바와 같다.
예를 들어, 건전지 부족에서 중간 알람 등급의 경우는, 전압이벤트가 3.1V 이하인 경우로서 OLED 모듈과 부저음은 발생하지만 LED 표시부에서는 YELLOW만 표시하며, 선택 버튼을 눌러서 부저음과 LED를 해제하며, 30분마다 재 알람을 함을 알 수 있다. 다른 예로서, 주사기 막힘(51∼53 dBA)의 경우는 전압이벤트가 3.2V 이상인 경우로서 OLED 모듈과 부저음은 발생하지만 LED 표시부에는 표시를 하지 않는다. 선택 버튼을 눌러서 부저음과 LED를 해제하며, 30분마다 재 알람을 함을 알 수 있다. 선택 버튼 누른 후에 일시정지 모드로 전환된다.
또한, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법은 모터 부를 구동시켜 인슐린을 주입하는 모터 구동부(111), 상기 모터 부 구동에 필요한 PWM 파형을 생성하는 모터 구동소자(펄스폭변조부)(112), 클럭(clock)을 발생하는 클록 발생부(113)를 구비하는 주사기 구동부(110)를 포함하는 휴대용 인슐린 주입기에서, 비정상 작동을 알람하는 방법이다.
즉, 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기의 비정상 작동 알람 방법은, 식사 및 기초 모드를 설정하는 단계; 상기 각 설정 모드에 따라 인슐린을 주입하는 단계; 상기 모터 부에 설치된 적외선 센서의 출력신호를 근거로 상기 모터 부의 오동작 여부를 검출하여 그에 따른 검출신호를 출력하여 제어부(140)에 제공하는 단계; 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족을 감지하고 그에 따른 검출신호를 출력하여 제어부(140)에 제공하는 단계; 상기 모터 부의 오동작, 상기 전원부족, 상기 주사기 막힘, 상기 인슐린 부족에 대해 상기 검출신호를 근거로 하여, 정상작동 또는 비정상 작동 상태를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서, 비정상 동작 상태로 판단하는 경우, 상기 주사기 구동부(110)를 정지하고, 부저 발생부(50)를 통해서 부저음을 발생하며, LED 표시부(80)에 알람을 표시하는 단계를 포함한다.
상기 판단 단계에서, 알람을 표시함에 있어 LED 표시부(80)에만 국한되지 않으며, OLED 모듈(70)에도 알람을 표시할 수도 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서, 식사 인슐린 주입설정을 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 초기 화면에서 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면, 그림 1과 같이 기본 화면(식사)이 나타난다.
그림 1에서 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면, 그림 2와 같이 식사 주입 화면이 나타난다.
그림 2에서 올림 버튼(SW2)을 누르면, 그림 3과 같이 식사 설정 화면으로 이동한다.
그림 3에서 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면, 그림 4와 같이 아침 식사 화면이 나타난다. 아침 식사 화면에서 인슐린 주입량은 올림 버튼(SW2) 및 내림 버튼(SW3)을 이용하여 설정 후, 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면, 저장이 되며, 점심 식사 화면이 나타난다. 인슐린 주입량 단위 설정은 십 단위(앞자리) 올림 버튼(SW2) 및 내림 버튼(SW3)으로 설정 후 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르고, 소수점 단위(뒷자리) 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면 저장된다.
저녁 식사 화면에서 인슐린 주입량은 올림 버튼(SW2) 및 내림 버튼(SW3)을 이용하여 설정하고, 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면 저장되며, 저녁 식사 화면이 나타난다.
그리고 식사 설정 화면에서 취소 버튼(SW1)을 누르면, 초기 화면으로 이동한다.
또한, 도 8은 본 발명의 휴대용 인슐린 주입기에서, 기초 인슐린 주입설정을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 초기 화면에서 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면, 그림 1과 같이 기본 화면(식사)이 나타난다. 그림 1에서 내림 버튼(SEL 버튼)(SW3)을 누르면, 그림 2와 같이 기초 주입 화면으로 이동한다. 그림 2에서 선택 버튼(SW4)을 누르면, 그림 3과 같이 기초 설정 화면이 나타난다. 기초 설정 화면에서 시간대 및 단위 수 설정은 아래 순서로 한다.
① 시작 시각에서 올림 버튼(SW2) 및 내림 버튼(SW3)을 이용하여 결정한 후 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누른다.
② 종료 시각에서 올림 버튼(SW2) 및 내림 버튼(SW3)을 이용하여 결정한 후 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누른다.
③ 주입 단위 수의 앞자리를 올림 버튼(SW2) 및 내림 버튼(SW3)을 이용하여 결정한 후 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누른다.
④ 주입 단위 수의 뒷자리를 올림 버튼(SW2) 및 내림 버튼(SW3)을 이용하여 결정한 후 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누른다.
그림 4에서 ①∼④까지 같은 방법으로 설정한다.
그림 4에서 ⑤는 하루 동안 주입될 기초 주입(설정) 총량을 나타낸다.
24시간 설정이 모두 끝나면, 그림 5와 같이 기초저장 설정 단위수의 저장 여부를 묻는 화면이 나타난다. 선택 버튼(SEL 버튼)(SW4)을 누르면 저장됨과 동시에 그림 6과 같은 화면이 나타나며, 초기 화면으로 이동 후 3분마다 자동으로 인슐린이 주입된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 환자의 상태변화에 따라 이미 설정되어 있는 인슐린 투입량을 적정한 범위 내에서 자동으로 조절하여 환자에게 주입할 수 있도록 함으로써, 환자의 혈당 조절이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 함은 물론, 인슐린 펌프의 동작상태를 감시하여 정상적인 작동에 의해서만 인슐린 펌프가 작동되도록 하되, 비정상 작동시에는 인슐린 주입을 중단하고, 알람(alarm)을 하여서 당뇨환자가 위험한 상황에 빠지지 않도록 함으로써 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 휴대하기 간편하고, 정확한 양의 인슐린을 자동으로 인체에 주입할 수 있으며, 인슐린 주입용 기구의 구성에 있어 연결부 일측에 환자의 손으로 잡기 용이하도록 날개 부가 형성되고, 타측에 주사기와의 결합이 견고하도록 삽입 홈 내주 면으로 압착용 돌기가 다수 형성되어 주사기와 인슐린 주입용 기구 간의 체결력이 강화되어 인슐린 누출을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 인슐린 주입용 기구의 구성에 있어 호스의 끝단과 바늘의 끝단이 커플링으로 연결되며, 바늘의 중간 부분은 서포트에 의해서 유동 없이 견고하게 지지할 수 있다.
도면들을 참조하여 본 발명을 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 앞에서 설명한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여 정해진다.
10: 인슐린 펌프 20: 주사기
30: 인슐린 주입용 기구 31: 연결부
31a: 날개 부 31b: 삽입 홈
31c: 압착용 돌기 32: 호스
33: 접착 패드 34: 바늘
35: 커플링 36: 서포트
50: 부저 발생부 70: OLED 모듈
71: 윈도우 창 72: 건전지 캡
73: 주사기 캡 80: LED 표시부
110: 주사기 구동부 111: 모터 구동부
112: 모터 구동소자 113: 클록 발생부
120: 와치독(watchdog) 130: 센서 부
140: 제어부 C: 직류-직류 변환기
P: 전원부 R: 이이피 롬(EEPROM)
SW: 키 버튼 SW1: 취소 버튼
SW2: 올림 버튼 SW3: 내림 버튼
SW4: 선택 버튼

Claims (5)

  1. 인슐린 펌프에 주사기를 삽입하고, 상기 주사기에 인슐린 주입용 기구를 연결하며, 상기 주사기 안의 내통에 저장된 인슐린을 상기 인슐린 주입용 기구를 통하여 환자의 몸 상태에 맞추어 정해진 시간의 용량으로 체내에 자동으로 공급(투여)할 수 있도록 하는 휴대용 인슐린 주입기에 있어서,
    모터부를 구동시켜 상기 인슐린을 주입하는 모터 구동부를 구비하는 주사기 구동부;
    상기 모터부에 설치된 적외선 센서의 출력신호를 근거로 상기 모터부의 오동작 여부를 검출하여 그에 따른 검출신호를 출력하는 와치독(watchdog);
    전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족을 감지하고 그에 따른 검출신호를 출력하는 센서부;
    상기 주사기 구동부를 제어하여 상기 인슐린 주입의 일련의 작동을 제어하며, 상기 검출신호를 통해서 상기 모터부의 오동작, 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족의 비정상 작동을 판단하여, 상기 모터 구동부의 구동을 제어하고, 부저 발생부를 통하여 부저음을 발생하며, OLED 모듈에 화면으로 표시하는 제어부;
    상기 제어부와 상기 주사기 구동부에 전원을 제공하는 전원부;
    상기 인슐린 펌프에 사용되는 데이터를 저장하고, 저장한 데이터를 읽어서 사용할 수 있는 이이피롬(EEPROM);
    상기 부저음 출력을 높이기 위하여 전압을 승압하는 직류-직류 변환기;
    상기 인슐린 펌프가 수행하는 내용과 조작 상황을 화면에 표시하는 OLED 모듈;
    모터 구동부의 오동작, 전원부족, 주사기 막힘, 인슐린 부족 상황의 비정상 작동을 화면에 표시하는 LED 표시부;
    사용자가 메뉴 설정 및 알람 설정/해제를 조작하기 위한 키 버튼;
    인슐린 주입량을 체크 피드백시켜 제어부에 전달하는 주입량 체크 센서;를 포함하고,
    상기 인슐린 주입용 기구는 주사기와 연결되는 연결부와, 플렉시블 재질로 구성되는 호스와, 환자의 피부에 부착되는 접착 패드와, 환자의 피부에 삽입되는 바늘을 포함하며,
    상기 연결부는 일측에 환자의 손으로 잡기 용이하도록 날개 부가 형성되고, 타측에 상기 주사기와의 결합이 견고하도록 삽입 홈의 내주 면으로 압착용 돌기가 다수 형성되며,
    상기 호스는 이중 관으로 구성되어 인슐린의 누출을 방지하며, 상기 호스의 끝단과 상기 바늘의 끝단은 커플링으로 연결되고, 상기 바늘의 중간 부분은 서포트에 의해서 지지되는 휴대용 인슐린 주입기.
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