KR102167412B1 - 무동력 인공 호흡 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치는, 일단부가 산소 공급부와 연결되고 양갈래로 갈라진 2개의 분기라인 중 제1 분기라인의 단부가 폐에 연결되어 상기 산소 공급부로부터의 산소를 상기 폐로 공급하는 산소 공급 라인과, 상기 산소 공급 라인의 상기 2개의 분기라인 중 제2 분기라인에 연결되며, 인체의 흉부의 이완 및 압박에 따른 상기 흉강 내 압력 변화에 따라 무동력으로 팽창 또는 수축되는 리저브 챔버를 포함할 수 있다.

Description

무동력 인공 호흡 장치{ARTIFICIAL RESPIRATION APPARATUS WITHOUT POWER}

본 발명은 무동력 인공 호흡 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 예를 들면 심정지 환자에게 심폐소생술을 시행할 때 종래처럼 양압환기 등을 시행하지 않고도 무동력으로 흉강 내 압력 증가를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 심폐소생술의 질을 향상시킬 수 있는 무동력 인공 호흡 장치에 관한 것이다.

심정지란 심장이 효율적으로 수축하는 데 실패하여 피의 일반적인 순환계가 멈추는 현상이다. 심정지가 일어난 경우 대략 4분 이내에 심폐소생술이 시행되면 생존율이 높지만 시간이 지나면 생존율은 매우 낮아진다.

여기서 심폐소생술의 시행 시기도 중요하지만 심폐소생술을 얼마나 효과적으로 하는지가 더욱 중요하다.

종래의 경우, 심정지 환자에게 심폐소생술을 시행할 때 양압환기가 사용되었다. 흉부 압박과 이완을 빠른 속도로 반복하는 사이에 양압환기를 적용하는 것이다. 그런데, 이의 경우 흉부 내압의 상승이 심화되고 이로 인해 심폐소생술 시 심장 내부와 외부로의 혈액의 이동에 영향을 미치게 되어 심폐소생술의 질을 저하시키는 한계가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 지속적 산소 공급 방식이 적용되기도 하였다. 이 방식은 흉부 이완 시 흉부 내압의 감소를 통해서 흘러 들어가고 있는 산소의 흐름이 폐 깊이로 진행되도록 하는 방식이지만, 현재 개발된 장치(B-card)의 경우, 산소의 인플로우(inflow)와 아웃플로우(outflow)가 충돌되도록 구성된다.

그런데 여기서 전술한 충돌 발생 시 인플로우의 압력을 흉부 압박에 의한 압력이 이기게 될 때 아웃플로우가 형성되기 때문에 흉강 내 압력이 상승되는 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 심폐소생술을 시행할 때 흉강 내 압력 증가를 최소화할 수 있는 새로운 구성의 인공 호흡 장치의 개발이 요구되는 실정이다.

관련 선행기술로는, 대한민국 등록특허 10-1240527호(발명의 명칭: 수동호흡장치와 벌룬형 유니트 및 수동호흡장치용 밸브하우징, 등록일자: 2013년 2월 28일)가 있다.

본 발명의 실시예들은 예를 들면 심정지 환자에게 심폐소생술을 시행할 때 종래처럼 양압환기 등을 시행하지 않고도 무동력으로 흉강 내 압력 증가를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 심폐소생술의 질을 향상시킬 수 있는 무동력 인공 호흡 장치를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치는, 일단부가 산소 공급부와 연결되고 양갈래로 갈라진 2개의 분기라인 중 제1 분기라인의 단부가 폐에 연결되어 상기 산소 공급부로부터의 산소를 상기 폐로 공급하는 산소 공급 라인과, 상기 산소 공급 라인의 상기 2개의 분기라인 중 제2 분기라인에 연결되며, 인체의 흉부의 이완 및 압박에 따른 상기 흉강 내 압력 변화에 따라 무동력으로 팽창 또는 수축되는 리저브 챔버를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 리저브 챔버는, 상기 제2 분기라인에 연결되며 내부 공간이 형성된 고정 챔버부재와, 상기 고정 챔버부재의 내부 공간에 배치되되 상기 제2 분기라인과 연결되어, 상기 산소 공급부로부터 공급되는 산소로 인해 팽창되거나 상기 흉부의 이완 및 압박에 따라 상기 폐와의 상호 작용에 의해 팽창 또는 수축되는 변형 챔버부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 고정 챔버부재에는 상기 변형 챔버부재 내의 산소를 외부로 방출할 수 있는 제1 밸브가 구비되고, 상기 제1 분기라인에는 개폐 동작에 따라 상기 폐로 산소를 공급 또는 차단하거나 상기 폐로부터 상기 변형 챔버부재 방향으로 가스의 이동을 허용하는 제2 밸브가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 인체의 흉부에 대한 압박 또는 이완이 없고 상기 산소 공급부로부터 상기 산소 공급 라인을 통해 산소가 공급되는 경우, 상기 제2 밸브가 개방되어 상기 산소가 상기 폐로 들어가고, 상기 변형 챔버부재로 산소가 공급되어 상기 변형 챔버부재가 팽창된 상태를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 인체의 흉부의 이완으로 인해 상기 흉강 내 음압이 발생되는 경우, 상기 변형 챔버부재가 수축되면서 상기 변형 챔버부재의 산소가 상기 제2 분기라인 및 제1 분기라인을 거쳐 상기 폐로 이동되고, 이후 상기 흉부의 압박 및 이완이 정해진 횟수만큼 진행되는 동안 상기 폐로 산소가 들어오는 것이 상기 제2 밸브에 의해 차단되고 배출되는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 인체의 흉부에 대한 압박으로 인해 상기 흉강 내 양압이 발생되는 경우, 상기 폐에서 발생되는 가스의 이동으로 인해 상기 변형 챔버부재가 팽창되어 상기 제1 밸브가 열리게 되면서 상기 흉강 내 양압이 해소될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 밸브는 상기 변형 챔버부재가 팽창되어 상기 변형 챔버부재의 산소 보관 부피를 넘어서는 경우 자동으로 개방될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 흉부의 이완 시 1회 흡기 유도 직후에 설정된 횟수로 흉부에 대한 압박 및 이완을 반복하는 경우, 상기 제2 밸브는 흡기를 선택적으로 차단하고 호기만 가능하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 예를 들면 심정지 환자에게 심폐소생술을 시행할 때 종래처럼 양압환기 등을 시행하지 않고도 무동력으로 흉강 내 압력 증가를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 심폐소생술의 질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 흉부 압박과 이완이 없을 시 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치의 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 흉부 이완 시 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치의 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 흉부 압박 시 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치의 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 흉부 압박과 이완이 없을 시 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치의 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 흉부 이완 시 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치의 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 흉부 압박 시 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치의 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 인공 호흡 장치(100)는, 산소 공급부(미도시)와 연결되어 산소 공급부로부터 폐(10)로의 산소 공급 경로를 형성하는 산소 공급 라인(110)과, 산소 공급 라인(110)으로부터 분기된 라인에 연결되어 흉부의 이완 및 압박에 따른 흉강 내 압력 변화에 따라 무동력으로 팽창 또는 수축되는 리저브 챔버(130)를 포함할 수 있다.

이러한 구성에 의해서, 심폐소생술을 시행할 때 흉강 내 압력 증가를 최소화함으로써 심폐소생술의 질을 향상시킬 수 있다.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 산소 공급 라인(110)은, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 하나의 라인이 양 갈래로 갈라지는 형상을 갖는다. 부연하면, 산소 공급부와 메인 라인(111)이 연결되는 구조를 갖고, 메인 라인(111)이 갈라지는 제1 분기라인(115)은 폐(10)에 연결되고, 제2 분기라인(113)은 리저브 챔버(130)에 연결되는 구조를 갖는다.

이러한 산소 공급 라인(110)의 구조로 인해, 메인 라인(111)과 제1 분기라인(115)을 거쳐 산소가 폐(10)로 공급될 수 있음은 물론, 폐(10)의 공기가 제1 분기라인(115)과 제2 분기라인(113)을 거쳐 외부로 방출되는 것은 물론 리저브 챔버(130) 내에 보관된 산소가 제2 분기라인(113)과 제1 분기라인(115)을 거쳐 폐(10)로 공급될 수도 있다.

한편, 본 실시예의 리저브 챔버(130)는, 무동력으로 작동하여 흉강 내 압력 증가를 최소화할 수 있는 것으로서, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 제2 분기라인(113)에 연결되며 내부 공간이 형성된 고정 챔버부재(131)와, 고정 챔버부재(131)의 내부 공간에 배치되되 제2 분기라인(113)과 직접적으로 연결되며 팽창 또는 수축이 가능한 유연성 있는 재질로 마련되는 변형 챔버부재(135)를 포함할 수 있다.

아울러, 고정 챔버부재(131)에는 변형 챔버부재(135) 내의 산소를 외부로 방출할 수 있는 제1 밸브(141)가 구비된다.

본 실시예의 고정 챔버부재(131)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부 공간이 형성된 원통 형상 또는 직육면체 형상을 가지며, 이로 인해 변형 챔버부재(135)의 팽창 및 수축이 그 내에서 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

본 실시예의 변형 챔버부재(135)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정 챔버부재(131)의 내측에 구비되되 일단부는 개방되어 제2 분기라인(113)과 연통되도록 고정 챔버부재(131)에 고정된다. 그리고 타단부는 제1 밸브(141)가 구비되는 변형 챔버부재(135)의 단부에 연결되되 제1 밸브(141)와 변형 챔버부재(135)의 내부가 연통되도록 연결되는 구조를 갖는다.

따라서, 제2 분기라인(113)을 거쳐 변형 챔버부재(135) 내로 산소가 들어올 수 있고, 변형 챔버부재(135)의 산소 보관 부피를 벗어나는 산소가 들어오는 경우 제1 밸브(141)가 자동으로 열려 산소가 제1 밸브(141) 밖으로 배출될 수 있다.

제1 밸브(141)의 작동에 대해 부연하면, 가령 변형 챔버부재(135)가 수축되어 변형 챔버부재(135) 내의 산소가 폐(10) 방향으로 이동되는 경우 제1 밸브(141)는 자연스럽게 차단됨으로써 외부로 산소가 새는 것을 방지할 수 있다.

다시 말해, 제1 밸브(141)는 변형 챔버부재(135) 내의 산소가 부피보다 많아지는 경우 자동적으로 열리고 아닌 경우 닫힌 상태를 유지함으로써 변형 챔버부재(135)가 적절한 형상 및 상태를 유지할 수 있도록 한다.

한편, 폐(10)와 연결된 제1 분기라인(115) 내에는 산소의 이동을 허용하거나 차단하는 제2 밸브(145)가 구비된다. 제2 밸브(145)는 흉부에 대한 압박 및 이완에 따라 개방될 수도 있고 또는 차단될 수도 있는데, 이러한 제2 밸브(145)의 작동에 대해서는 후술하기로 한다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 흉부에 대한 압박 및 이완 동작에 따라 본 실시예의 무동력 인공 호흡 장치의 작동 상태를 개략적으로 설명하기로 한다.

부연하면, 도 1 내지 도 3의 과정을 거쳐 1회의 환기 과정이 이루어지는데, 본 실시예의 경우 흉부 압박과 이완에 의해서 흉강 내부에 발생하는 압력의 변화를 이용하여, 흉강 내 압력 발생을 최소화하는 것이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 인체의 흉부에 대한 압박 또는 이완이 없는 상태에서 본 실시예의 무동력 인공 호흡 장치(100)를 통해 산소가 공급되는 경우, 제1 분기라인(115) 내의 제2 밸브(145)가 개방되어 산소가 폐(10)로 들어갈 수 있다. 아울러 이 때 변형 챔버부재(135)로도 산소가 공급되어, 도 1에 도시된 것처럼 변형 챔버부재(135)가 팽창된 상태를 유지할 수 있다.

다만, 폐(10) 그리고 변형 챔버부재(135)로 계속적인 산소 공급이 이루어져서 폐(10)와 변형 챔버부재(135) 모두 산소로 채워지는 경우, 제1 밸브(141)가 살짝 열려서 변형 챔버부재(135) 내의 산소를 일부 배출시킬 수 있다. 즉 변형 챔버부재(135)의 부피만큼만 산소를 가지고 있는 것이다.

한편, 도 2를 참조하면, 흉부의 이완으로 인해 흉강 내 음압이 발생되는 경우, 변형 챔버부재(135)가 수축되면서 변형 챔버부재(135)의 산소가 제2 분기라인(113) 및 제1 분기라인(115)을 거쳐 폐(10)로 이동된다. 변형 챔버부재(135)로부터 폐(10) 방향으로 이동되는 산소는 폐(10)로 향하는 산소의 흐름을 강화시킴으로써 심폐소생술의 질을 향상시킬 수 있다.

이후 흉부의 압박 및 이완이 정해진 횟수만큼, 예를 들면 10 내지 12회 진행되는 동안 제2 밸브(145)에 의해 폐(10)로 산소가 들어오는 것이 차단되고, 반대 방향으로 배출되는 것만이 가능해진다.

도 3을 참조하면, 흉부에 대한 압박으로 인해 흉강 내 양압이 발생되는 경우, 폐(10)로부터 변형 챔버부재(135)로 가스가 이동되어 변형 챔버부재(135)가 팽창되며, 이로 인해 제1 밸브(141)가 열리게 되면서 흉강 내 양압이 해소될 수 있다.

한편, 전술한 1회의 환기 동작 이후부터 다음 환기 사이에는 제2 밸브(145)가 완전히 차단된 상태를 유지한다. 그 사이에는 예를 들면 10 내지 12회 흉부 압박 및 이완이 진행되는 동안에 외부로만 가스가 나갈 수 있으며, 이로 인해 흉부 이완 시 음압이 유지됨으로써 흉강 내 압력 증가를 최소화할 수 있다.

부연하면, 흉부의 이완 시 1회 흡기 유도 직후에 예를 들면 10 내지 12회로 흉부에 대한 압박 및 이완을 반복하는 경우, 제2 밸브(145)는 흡기를 선택적으로 차단하고 호기만 가능하도록 한다.

아울러, 흉부 압박 후, 다음 환기의 흉부의 첫 이완 시에 다시 1회 흡기를 유도할 수 있다. 이처럼, 제2 밸브(145)는 선택적으로 산소 또는 가스의 이동 방향을 전환할 수 있어, 흉강 내 압력을 감소시키는 데 적용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 예를 들면 심정지 환자에게 심폐소생술을 시행할 때 종래처럼 양압환기 등을 시행하지 않고도 무동력으로 흉강 내 압력 증가를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 심폐소생술의 질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 폐
100: 무동력 인공 호흡 장치
110: 산소 공급 라인
111: 메인 라인
113: 제2 분기라인
115: 제1 분기라인
130: 리저브 챔버
131: 고정 챔버부재
135: 변형 챔버부재
141: 제1 밸브
145: 제2 밸브

Claims (8)

1. 일단부가 산소 공급부와 연결되고 양갈래로 갈라진 2개의 분기라인 중 제1 분기라인의 단부가 폐에 연결되어 상기 산소 공급부로부터의 산소를 상기 폐로 공급하는 산소 공급 라인; 및
   상기 산소 공급 라인의 상기 2개의 분기라인 중 제2 분기라인에 연결되며, 인체의 흉부의 이완 및 압박에 따른 흉강 내 압력 변화에 따라 무동력으로 팽창 또는 수축되는 리저브 챔버;
   를 포함하고,
   상기 리저브 챔버는,
   상기 제2 분기라인에 연결되며 내부 공간이 형성된 고정 챔버부재; 및
   상기 고정 챔버부재의 내부 공간에 배치되되 상기 제2 분기라인과 연결되어, 상기 산소 공급부로부터 공급되는 산소로 인해 팽창되거나 상기 흉부의 이완 및 압박에 따라 상기 폐와의 상호 작용에 의해 팽창 또는 수축되는 변형 챔버부재를 포함하고,
   상기 고정 챔버부재에는 상기 변형 챔버부재 내의 산소를 외부로 방출할 수 있는 제1 밸브가 구비되고,
   상기 제1 분기라인에는 개폐 동작에 따라 상기 폐로 산소를 공급 또는 차단하거나 상기 폐로부터 상기 변형 챔버부재 방향으로 가스의 이동을 허용하는 제2 밸브가 구비되고,
   상기 제1 밸브는 상기 변형 챔버부재가 팽창되어 상기 변형 챔버부재의 산소 보관 부피를 넘어서는 경우 자동으로 개방되고, 상기 변형 챔버부재가 수축되어 상기 변형 챔버부재 내의 산소가 상기 폐의 방향으로 이동되는 경우 차단되는 것을 특징으로 하는 무동력 인공 호흡 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 인체의 흉부에 대한 압박 또는 이완이 없고 상기 산소 공급부로부터 상기 산소 공급 라인을 통해 산소가 공급되는 경우, 상기 제2 밸브가 개방되어 상기 산소가 상기 폐로 들어가고, 상기 변형 챔버부재로 산소가 공급되어 상기 변형 챔버부재가 팽창된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 무동력 인공 호흡 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 인체의 흉부의 이완으로 인해 상기 흉강 내 음압이 발생되는 경우, 상기 변형 챔버부재가 수축되면서 상기 변형 챔버부재의 산소가 상기 제2 분기라인 및 제1 분기라인을 거쳐 상기 폐로 이동되고, 이후 상기 흉부의 압박 및 이완이 정해진 횟수만큼 진행되는 동안 상기 폐로 산소가 들어오는 것이 상기 제2 밸브에 의해 차단되고 배출되는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 무동력 인공 호흡 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 인체의 흉부에 대한 압박으로 인해 상기 흉강 내 양압이 발생되는 경우, 상기 폐에서 발생되는 가스의 이동으로 인해 상기 변형 챔버부재가 팽창되어 상기 제1 밸브가 열리게 되면서 상기 흉강 내 양압이 해소되는 것을 특징으로 하는 무동력 인공 호흡 장치.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 흉부의 이완 시 1회 흡기 유도 직후에 설정된 횟수로 흉부에 대한 압박 및 이완을 반복하는 경우, 상기 제2 밸브는 흡기를 선택적으로 차단하고 호기만 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 무동력 인공 호흡 장치.

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