KR102538554B1 - 자동 정맥 탐색기 - Google Patents

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KR102538554B1
KR102538554B1 KR1020200190060A KR20200190060A KR102538554B1 KR 102538554 B1 KR102538554 B1 KR 102538554B1 KR 1020200190060 A KR1020200190060 A KR 1020200190060A KR 20200190060 A KR20200190060 A KR 20200190060A KR 102538554 B1 KR102538554 B1 KR 102538554B1
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Abstract

본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기는 피검사자의 팔을 거치하기 위한 지지부; 상기 지지부에 상기 피검사자의 팔을 압박하도록 구비된 압박 유닛; 상기 지지부의 상부에 구비되어 상기 피검사자의 정맥 검출을 위해 상기 피검사자의 팔에 소정 횟수로 근적외선을 조사하는 근적외선 조사부; 상기 근적외선 조사에 따른 상기 피검사자의 팔에서 반사하는 광량을 상기 소정 횟수로 측정하는 광량 측정부; 및 상기 측정된 광량에 기초하여 상기 정맥 부위를 검출하고 상기 검출된 정맥 부위에서 타겟 정맥 천자 지점을 결정하는 정맥 검출부를 포함하되, 상기 정맥 검출부는, 상기 소정 횟수 측정된 광량이 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상으로 큰 위치들 만을 연결하여 복수의 정맥 경계 라인을 검출하고, 상기 복수의 정맥 경계 라인 사이의 중심 부근에서 소정 범위 내로 상기 타겟 정맥 천자 지점을 결정할 수 있다.

Description

자동 정맥 탐색기{AUTOMATIC VEIN DETECTER}
본 발명은 자동 정맥 탐색기에 관한 것이다.
일반적으로 채혈은 혈관으로부터 임상 병리실험실이나 각종 검사에 필요한 혈액을 취득하기 위해 이루어진다. 채혈은 병·의원에서 의사 혹은 간호사, 임상병리사, 간호조무사가 혈관을 찾고, 채혈부위에 지혈대를 손으로 묶은 후 혈관에 채혈용 주사기를 삽입하여 소정의 혈액을 취득하는 방식으로 수행된다.
하지만 채혈이나 정맥로의 확보시, 정맥의 분포는 불규칙하고 피부의 부종이 있거나 정맥의 탄력이 부족한 경우 수차례 피부를 찌르게 되는 경우가 있다. 또한 정맥로의 확보는 보통 수작업으로 이루어지기에 노동집약적으로, 시간이 많이 걸리고 응급상황 시 확보가 늦어져 적절한 처치가 이루어지지 못하게 된다. 그리고 특정 미생물에 의한 감염이 있을 경우 정맥로의 확보시 장갑을 끼고 시행하게 되는데, 이 경우엔 확보의 난이도가 상승하며 치료 역량을 해당 술기에 낭비하게 됨으로 인력 부족으로 이어지게 된다. 채혈 시 시간이 오래 걸리고 지혈대를 묶을 때마다 장력이 달라질 수 있는 문제점이 있다. 예를 들어, 지혈대를 너무 약하게 묶이는 경우에는 혈류의 압박이 제대로 안 돼 채혈이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있으며 너무 강하게 묶이는 경우에는 대상자에게 불편함을 줄 수 있으며 나아가서는 피부 괴사가 일어나는 의료 사고가 발생할 수도 있다.
대형 병원에 뿐 아니라 채혈과 정맥로의 확보는 수작업으로 행해지며 많은 시간이 소요되는 작업이다. 간호사 등의 인력으로 채혈 및 수액 주사 등을 하는 것은 시간, 비용 면에서 많은 오버로드가 있어서 본 발명에서는 궁극적으로 채혈, 수액 주사 등을 자동으로 할 수 있는 채혈기를 제안하고자 한다. 선행기술문헌으로는공개특허공보 제10-2016-0083064 (2016.07.11)가 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 자동 정맥 탐색기를 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기는 피검사자의 팔을 거치하기 위한 지지부; 상기 지지부에 상기 피검사자의 팔을 압박하도록 구비된 압박 유닛; 상기 지지부의 상부에 구비되어 상기 피검사자의 정맥 검출을 위해 상기 피검사자의 팔에 소정 횟수로 근적외선을 조사하는 근적외선 조사부; 상기 근적외선 조사에 따른 상기 피검사자의 팔에서 반사하는 광량을 상기 소정 횟수로 측정하는 광량 측정부; 및 상기 측정된 광량에 기초하여 상기 정맥 부위를 검출하고 상기 검출된 정맥 부위에서 타겟 정맥 천자 지점을 결정하는 정맥 검출부를 포함하되, 상기 정맥 검출부는, 상기 소정 횟수 측정된 광량이 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상으로 큰 위치들 만을 연결하여 복수의 정맥 경계 라인을 검출하고, 상기 복수의 정맥 경계 라인 사이의 중심 부근에서 소정 범위 내로 상기 타겟 정맥 천자 지점을 결정할 수 있다.
상기 자동 정맥 탐색기는 상기 타겟 정맥 천자 지점에 소정의 각도로 상기 정맥을 천자(puncturing)하도록 주사기를 이동시키는 주사기 이동 제어부를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 소정의 각도는 10 내지 20에 해당할 수 있다.
상기 자동 정맥 탐색기는 상기 주사기에 상기 피검사자의 혈액이 채워진 것을 감지하는 스펙트로미터를 더 포함하되, 상기 주사기 분리 제어부는 상기 스펙트로미터에 상기 혈액이 채워진 양이 소정 범위 이상일 경우에 상기 주사기를 상기 타겟 정맥 천자 지점으로부터 분리시킬 수 있다.
상기 자동 정맥 탐색기는 상기 주사기에 상기 피검사자의 혈액이 채워진 것을 감지하는 스펙트로미터를 더 포함하되, 상기 주사기는 카테터에 해당하며, 상기 주사기 분리 제어부는 상기 스펙트로미터에 상기 혈액이 채워진 양이 소정 범위 이상일 경우에 상기 카테터의 젤코와 스틸렛을 분리시킬 수 있다.
상기 자동 정맥 탐색기는 상기 광량 측정부가 상기 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상 큰 위치들을 검출하지 못하여 상기 정맥 검출부도 상기 정맥 부위를 검출하지 못하는 경우, 상기 압박 유닛이 상기 피검사자의 팔을 재압박하도록 혹은 더 크게 압박하도록 제어하는 압박 유닛 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 정맥 검출부는 상기 소정 횟수 측정된 광량이 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상으로 크지 않은 위치들 만을 연결하여 라인을 생성하되, 정맥 경계 라인 내이거나 또는 정맥 외부의 라인으로 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 정맥 탐색기는 피검사자의 정맥을 자동으로 검출하여 피검사자의 정맥에서 채혈 및/또는 주사가 가능해짐에 따라 검사자/채혈원이 하는 역할을 대체할 수 효과 있다.
본 발명의 일 실시에에 따른 자동 정맥 탐색기가 인력이 부족한 병원 등에 제공되면 인력 비용 절감 등에 상당한 효과가 있다.
또한, 본 발명을 기초로, 중환자실에서 주기적인 채혈이 필요할 때 모듈을 설치하며 WiFi를 연결하여 원하는 시간에 수작업 없이 채혈할 수 있도록 하는 방법이 가능하다. 또한 응급실에서는, 간이 검사 키트를 기계에 장착하여 즉시 검사를 하도록 하는 방법이 가능하다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기를 설명하기 위한 블록도를 예시하고 있다.
도 2는 광량 측정부(140)를 포함하는 자동 정맥 탐색기의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 광량 측정부(140)의 기능을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기(100)의 모형의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기(100)에서 스펙트로미터(170)를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기는 피검사자(혹은 환자 등)의 팔에서 정맥을 자동으로 탐색하며, 검출된 정맥 부위에서 채혈 및/또는 주사(수액 등의 주사)를 위해 주사기를 이동시켜 피검사자의 정맥에 자동으로 천자(puncture) 하고, 채혈 혹은 주사 목적인지 여부에 따라 주사기를 분리하거나 주사기의 일부분은 천자된 상태로 나두고 일부만 분리하는 기능을 수행한다. 이하 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기에 대해 더 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기를 설명하기 위한 블록도를 예시하고 있다.
도 1을 참조하면, 자동 정맥 탐색기는 지지부(110), 압박 유닛(120), 근적외선 조사부(130), 광량 측정부(140), 정맥 검출부(150), 주사기 이동 제어부(160), 스펙트로미터(170), 압박 유닛 제어부(180) 및 주사기 분리 제어부(190)를 포함할 수 있다.
지지부(110)는 채혈 및/또는 주사 (이하 ‘채혈 등’이라고 표현한다)를 위해 피검사자(환자)의 팔이 안정되게 지지되도록 팔 아래에서 지지해 준다.
압박 유닛(120)는 지지부(100)에 의해 지지된 피검사의 팔을 압박하기 위해 구비된다. 압박 유닛(120)은 일 예로서 압박대(Tourniquet), 구혈대, 지혈대 등 일 수 있으며, 벨트 타입이나 고무줄 타입 등 다양한 형태로 구성할 수 있다. 압박대는 혈액의 흐름을 제한하기 위해 (멈추지는 않고) 팔다리 나 사지에 압력을 가하는 데 사용되는 장치이다. 압박 유닛(120)은 피검사자의 팔에서 근위부를 압박하도록 위치한다. 혹은, 압박 유닛(120)은 피검사자의 팔에서 채혈 등을 위한 지점 보다 어깨 쪽인 팔 상측에 압박하도록 구비될 수 있다. 압박 유닛(120)은 채혈 등 전에 피검사자의 팔을 압박하여 정맥이 충혈되도록 해 정맥이 잘 드러나도록 하는 기능을 수행한다.
근적외선 조사부(130)는 상기 지지부(110)에 대해 수직 방향으로 상부에 구비되어 피검사자의 팔(피검사자의 팔의 피부)에 근적외선을 조사하도록 구비된다. 근적외선 조사부(130)는 피검사자의 정맥 검출을 위해 피검사자의 팔(혹은 팔 피부)에 소정 횟수(예를 들어, 3회) 이상 근적외선을 조사할 수 있다. 이하 근적외선에 대해 간략히 설명한다. 빛의 스펙트럼에서 적색 바깥쪽을 적외선이라 하고 적외선은 가시광선보다 파장이 긴데, 그 중에서 파장이 가장 짧은 0.75~3㎛인 것을 근적외선(Near infrared (ray))이라 한다. 햇빛이나 발열체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시켰을 때 적색 스펙트럼의 끝보다 바깥쪽에 있는 것이 적외선이며, 이 가운데 파장이 가장 짧은 것이 근적외선이다. 적외선은 일반적으로 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 지니고 있어 공업용이나 의료용으로 많이 이용된다. 근적외선은 전자 스펙트럼을 포함하여 열작용 외에 사진작용, 광전작용(光電作用), 형광작용(螢光作用)을 나타내므로 검출기에는 사진건판, 광전, 광전관, 열전대(熱電對), 인광체(燐光體) 등이 쓰인다. 사진건판과 광전관은 1.2㎛의 파장만이 검출 가능하다. 소독이나 멸균, 관절과 근육 치료에 쓰이며, 텅스텐필라멘트 전구는 3.5㎛까지의 근적외선이 사용된다.
본 발명에서 근적외선 조사부(130)는 근적외선 광선을 피검사자의 팔(혹은 팔의 피부)에 조사할 경우 정맥과 피부(혹은 정맥혈관이 아닌 일반 조직, 근육)의 흡광도 차이에 의해 정맥 위치를 확인하기 위해 사용된다. 근적외선 조사부(130)는 목표 영역인 피검사자의 팔(혹은 팔 피부) 아래에 근적외선을 조사함으로써 피하 정맥 등을 포함하는 피부 안쪽에 근적외선이 전달된다.
근적외선 조사부(130)가 목표 영역의 바깥쪽의 피부를 통해 목표영역의 피부 아래에 근적외선을 조사함으로써, 정맥 등을 포함하는 피부 안쪽에 근적외선이 전달된다. 일 실시예로서, 근적외선 조사부(130)가 조사하는 근적외선의 파장은 소정 범위에서 변경 가능할 수 있다. 이에 따라서 용도에 맞게 목표영역 아래 신체기관의 형태를 관찰할 수 있다. 다른 일 실시예로서, 근적외선 조사부(130)가 조사하는 근적외선의 파장은 730nm 내지 740nm일 수 있다. 730nm 내지 740nm 영역의 근적외선은 환원혈색소(deoxyhemoglobin) 흡광도가 물보다 높기 때문에 정맥속을 흐르는 정맥혈의 가시화에 적합하다.
도 2는 광량 측정부(140)를 포함하는 자동 정맥 탐색기의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 광량 측정부(140)의 기능을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 2를 참조하면, 광량 측정부(140)는 근적외선 조사에 따라 피검사자의 팔에서 반사하는 광량을 측정한다. 광량 측정부(140)는 근적외선 조사부(130)의 하부에 구비되고 지지부(110)와는 수직 방향으로 일직선이 되게 위치하도록 구비될 수 있다. 지지부(110)와 광량 측정부(140)는 위치가 Z축만 차이가 있도록 위치할 수 있다. 즉, 광량 측정부(140)는 지지부(110)에 놓인 피검사자의 팔과 수직 방향으로 일직선이 되도록(Z축 방향이 되도록) 구비되어, 피 검사자의 팔에서 반사되는 혹은 방출되는 빛을 흡수하여 광량을 측정할 수 있다.
근적외선 조사부(130)에서 피검사자의 팔로 소정 횟수(예를 들어, 3회) 근적외선을 조사하기 때문에 광량 측정부(140)도 소정 횟수(예를 들어, 3회) 근적외선 조사에 따라 피검사자의 팔에서 반사하는 광량을 소정 횟수 측정한다. 그리고, 광량 측정부(140)는 측정된 광량을 기록하고 기록된(혹은 측정된) 각 광량과 매칭되는 혹은 대응되는 피검사자 팔에서의 빛 반사 부위, 즉 빛 반사 위치/지점도 함께 파악할 수 있다. 이를 위해 광량 측정부(140)는 일 예로서 LED(Light Emitting Diode) (패널)로서 구현될 수도 있다. 이하에서 이해를 돕기 위해 광량 측정부(140)가 LED 및 센서로 구현된 경우를 예로 들어 설명한다.
통상 LED라고 함은 빛을 방출하는 소자이지만 LED는 광센서 역할을 하는 다기능 소자의 역할을 할 수 있어서, LED 소자(혹은 LED 픽셀) 별로 빛이 흡수된 광량이 측정할 수 있다. 광량 측정부(140)는 소정 횟수 각각 LED 소자(혹은 LED 픽셀) 별로 흡수된 광량을 기록하고, 소정 횟수 별로 광량의 차이(혹은 차이 크기)를 계산할 수 있다.
도 3에서는 피검사자의 팔에서 정맥 경계 라인을 도시하고 있다. 실선으로 보이는 부분이 정맥 경계 라인이다. A 지점은 정맥 부위의 경계 라인 사이에 있는 지점이고, B와 D는 각각 정맥 경계 라인 상에 있는 지점이다. C는 정맥 부위의 경계 라인 외부에 있는 지점으로 피부이거나 근육 등의 지점일 수 있다. 근적외선 조사에 대한 정맥의 경계 라인 상에서의 발광량은 거의 없으나 정맥의 경계 라인 이외의 부위에서는 발광량이 높은 편이다.
정맥 경계 라인과 일반 조직이 맞닿는 B 지점(정맥 경계 라인 상에 있기 때문에 일반 조직과 맞닿음)에서는 소정 횟수 동안 각각 발광량을 측정하면 일반 조직에서 미세한 근육의 움직임에 의해 각 측정 시 마다 발광량의 편차가 크게 생기게 된다. 정맥 경계 라인 상 이외의 지점인 A 지점이나 C 지점에서는 각 측정시 마다의 발광량의 편차가 거의 없거나 작게 된다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
예를 들어, A 지점에서 1회째 측정한 발광량을 LA,1, A 지점에서 2회째 측정한 발광량을 LA,2, A 지점에서 3회째 측정한 발광량을 LA,3이라 하고, B 지점에서 1회째 측정한 발광량을 LB,1, B 지점에서 2회째 측정한 발광량을 LB,2, B 지점에서 3회째 측정한 발광량을 LB,3이라 하며, C 지점, D 지점에서 1회째 측정한 발광량을 각각 LC,1, LD,1, C 지점, D 지점에서 2회째 측정한 발광량을 각각 LC,2, LD,2, C 지점, D 지점에서 3회째 측정한 발광량을 각각 LC,3, LD,3라고 하자.
이 경우, │LA,1 - LA,2│ ≒ │LA,1 - LA,3│≒ │LA,2 - LA,3│ 이다. 즉, A지점에서 1회째 측정된 발광량, A지점에서 2회째 측정된 발광량 및 A지점에서 3회째 측정된 발광량 간의 각각의 차이의 크기가 거의 동일하다는 것이다. 마찬가지로, │LC,1 - LC,2│ ≒ │LC,1 - LC,3│≒│LC,2 - LC,3│ 이고, │LA,1 - LA,2│ ≒│LA,1 - LA,3│≒│LA,2 - LA,3│≒│LC,1 - LC,2│≒│LC,1 - LC,3│≒│LC,2 - LC,3│ 이다.
결국, │LA,1 - LA,2│ ≒ │LA,1 - LA,3│≒│LA,2 - LA,3│≒│LC,1 - LC,2│ ≒ │LC,1 - LC,3│≒ │LC,2 - LC,3│ < │LB,1 - LB,2│ ≒ │LB,1 - LB,3│≒ │LB,2 - LB,3│≒ │LB,1 - LB,2│ ≒ │LB,1 - LB,3│≒│LB,2 - LB,3│ 가 된다. 정맥 경계 라인 상에 있는 B, D 지점에서의 각 발광량의 차이가 정맥 경계 라인 이외 부위에 있는 A, C 지점에서의 각 발광량의 차이 보다 소정 범위 이상 크게 된다.
광량 측정부(140)는 A, B, C, D 지점 등 다양한 지점에서의 소정 횟수(여기서는 3회를 예로 들음) 별로 각각 발광량을 측정하고, 각 지점에서 각 회수 별로 측정된 발광량 크기의 차이를 계산한다.
정맥 검출부(150)는 각 지점에서 각 회수 별로 측정된 발광량 크기의 차이가 소정 범위 이내인 위치들을 점으로 연결하여 가상의 선을 생성하고, 해당 함수(예를 들어, 선형 회귀 함수 등)를 생성할 수 있다. 정맥 검출부(150)는 상기 가상의 선에 위치한 점들에 대응하는 피검사자의 정맥 경계 라인을 획득할 수 있다. 여기서 상기 가상의 선을 수직 방향으로 내리면 피검사자의 정맥 경계 라인과 매칭된다. 즉, 상기 가상의 선의 좌표에서 X, Y좌표 값들은 피검사자의 정맥 경계 라인이 가지는 X, Y좌표 값들과 동일하게 된다.
정맥 검출부(140)는 광량 측정부(140)에서 각각 측정된 광량이 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상으로 큰 위치/점들 만을 연결하여 B, D 지점이 있는 복수의 정맥 경계 라인을 검출할 수 있다. 여기서 복수의 정맥 경계 라인이라 함은 피검사자의 팔(혹은 팔 피부)에서 정맥은 양쪽으로 경계 라인이 있으므로 정맥 부위와 정맥 이외의 부위를 구분하기 위한 라인을 정맥 경계 라인이라고 할 수 있다. 여기서, 복수의 정맥 경계 라인은 B 지점을 지나는 경계 라인을 제 1 정맥 경계 라인, D 지점을 지나는 경계 라인을 제 2 정맥 경계 라인이라 할 수 있고, 제 1 정맥 경계 라인과 제 2 정맥 경계 라인 내부가 정맥 부위에 해당한다.
정맥 검출부(150)는 제 1 및 제 2 정맥 경계 라인 사이의 중심 부근에서 소정 범위 내로 주사기를 천자할 타겟 정맥 천자 지점을 결정할 수 있다. 바람직하게는 정맥 검출부(150)는 제 1 및 제 2 정맥 경계 라인 내의 중심 혹은 중간 지점을 타겟 천자 지점으로 결정할 수 있다.
주사기 이동 제어부(160)은 정맥 검출부(150)가 결정한 타겟 정맥 천자 지점에 대해 소정의 각도로 상기 정맥을 천자(puncturing)하도록 주사기를 이동시키고 제어한다. 여기서 소정의 각도는 피검사자의 팔이 이루는 면과 주사기 간에 이루는 각도로서 10도에서 20도 사이가 바람직할 수 있다.
주사기 이동 제어부(160)는 결정된 정맥 천자 지점을 포물선의 초점으로 하는 포물선 식을 산출하고, 이후 주사기가 결정된 정맥 천자 지점으로 천자할 기울기를 설정하여, 설정된 기울기와 산출된 포물선 식으로 주사기를 이동시켜서 결정하되 맥 천자 지점에서 정맥을 천자하도록 제어할 수 있다.
일반적으로 채혈 또는 주사하기 전에 천자 지점 부근에 알코올 소독을 하기 때문에, 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기는 피검사자의 팔의 상부에 천자 지점 방향으로 알코올을 분사할 수 있는 소독부(도면에 도시되어 있지는 않음)를 더 구비할 수 있다. 소독부는 자동 정맥 탐색기의 본체 프레임에 의해 지지되도록 구비될 수 있다. 소독부는 결정된 정맥 천자 지점을 기준으로 소정 범위 내에 알코올이 분사되도록 할 수 있고, 천자 지점의 변화에 따라 알코올 분사 지점도 변경, 제어할 수 있도록 구비될 수 있다.
주사기 이동 제어부(160)의 제어에 따라 주사기가 결정된 정맥 천자 지점을 천자한다. 스펙트로미터(Spectrometer)(170)는 주사기에 피검사자로부터 추출된 혈액이 채워진 것을 감지할 수 있다. 스펙트로미터(170)는 빛의 파장 분석이 가능하여 그레이팅을 이용하여 입사된 빛을 파장별로 분리시켜준다. 스펙트로미터(170)는 혈액 색의 빛의 파장을 분리시킬 수 있어서 주사기 내에 혈액이 채워진 것을 감지할 수 있다. 이를 위해, 스펙트로미터(170)는 수직 방향으로 근적외선 조사부(130)와 지지부(110) 사이에 구비되어 주사기에 피검사자로부터 추출된 혈액이 채워진 것을 감지할 수 있다. 또한, 스펙트로미터(170)는 빛의 파장 뿐만 아니라 세기도 측정이 가능하여 주사기에 소정 범위 이상 혈액이 채워졌는지 여부를 감지할 수 있다.
스펙트로미터(170)가 피검사자로부터 추출된 혈액이 채워진 양이 소정 범위 이상을 감지한 경우에, 주사기 분리 제어부(190)는 상기 주사기를 상기 결정된 정맥 천자 지점으로부터 분리시켜서 채혈을 중지시킬 수 있다. 상기 주사기는 채혈을 위한 주사기로서 베큐테이너(진공채혈관)일 수 있다. 또한, 상기 주사기는 채혈 및/또는 주사 등을 위한 카테터(catheter) 등의 타입일 수 있다.
카테터는 의료용 소재를 이용, 압출 성형하여 만든 얇은 관으로 의학 분야에서 다양한 기능으로 쓰이고 있다. 카테터는 병을 다루거나 수술을 할 때 인체에 삽입하는 의료용 기구이다. 카테터는 혈관 내 튜브 주사기로서 환자의 소화관이나 방광, 기관지, 혈관의 내용물을 빼내기 위해, 혹은 반대로 약제나 세정제 등을 신체 내부로 주입하기 위해 쓰이는 고무 또는 금속제의 가는 관이다. 카테터에는 플라스틱 재질 주사바늘(젤코), 카테터를 통해 넣는 철사 (스틸릿), 주사바늘(needle)이 구성되어 있는데, 카테터의 투명한 튜브 부분에 혈액이 감지되면 젤코(jelco)만 남기고 스틸렛(stylet)을 제거하는 것이 일반적인 채혈 및/또는 주사 과정이다.
만약, 상기 주사기의 목적이 채혈이 아니라 혈관 내 수액 등의 주입, 주사를 위한 경우라면 상기 주사기는 카테터 타입일 수도 있다. 스펙트로미터(170)가 피검사자로부터 추출된 혈액이 카테터의 튜브 등에 채워진 양이 소정 범위 이상임을 감지한 경우에 혹은 피검사자로부터 추출된 혈액이 카테터의 튜브 등에 채워져 있음을 감지한 경우에 주사기 분리 제어부(190)는 카테터의 젤코와 스틸렛을 분리시켜서 채혈은 멈추고 수액 등을 주입을 위해 젤코는 피검사자의 정맥에 천자되어 있는 상태로 둘 수 있다.
이와 같이, 주사기의 종류는 베큐테이너(진공채혈관), 카테터 등 다양한 타입으로 구성될 수 있으며 이 두 가지에 의해 제한되는 것은 아니다.
한편, 광량 측정부(140)가 상기 소정 횟수 별로 광량(발광량)의 차이가 소정 범위 이상 큰 위치/점들을 검출하지 못하여 정맥 검출부(150)도 정맥 부위(예를 들어, 복수의 정맥 경계 라인)을 검출하지 못하는 경우, 압박 유닛 제어부(180)는 압박 유닛(180)이 피검사자의 팔을 재압박하거나 처음 압박한 것보다 더 크게 압박하도록 제어할 수 있다. 즉, 정맥 검출부(150)가 정맥 부위를 검출하지 못하였기 때문에 압박 유닛(180)이 피검사자의 팔을 재압박하거나 더 크게 압박함으로써 정맥이 더 충혈되어 (근위부의) 정맥이 충혈되어 피부에 잘 드러나도록 한다. 심장에 가까운 혈관 부위를 근위부, 먼 쪽을 원위부라고 하며, 근위부에서 원위부로 갈수록 혈관이 가늘어진다.
그리고, 정맥 검출부(150)는 소정 횟수 측정된 광량이 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상으로 크지 않은 위치/점들 만을 연결하여 가상의 라인(선)을 생성할 수 있는데, 이때 라인은 정맥 경계 라인 내이어서 정맥 혈관이 위치하거나 또는 정맥 외부로서 일반 조직, 근육이 위치하는 라인으로 인식 혹은 간주한다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기(100)의 모형의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 자동 정맥 탐색기(100)에는 본체가 구비되고, 본체 내에 피검사자의 팔을 지지하기 위한 지지부(110)가 구비된다. 일 예로서 도 4에 도시한 바와 같이 피검사자의 채혈 등의 편의를 위해 지지부(100)는 본체에 관통 삽입되게 구비될 수 있다.
지지부(110)는 채혈 등을 위해 피검사자(환자)의 팔이 안정되게 바닥에 지지되도록 구비된다. 압박 유닛(120)는 지지부(100)에 의해 지지된 피검사의 팔을 압박하기 위해 구비된다. 근적외선 조사부(130)는 지지부(110)에 대해 수직 방향으로 상부에 구비되어 피검사자의 팔에 근적외선을 조사하도록 구비된다. 스펙트로미터(170)는 수직 방향으로 근적외선 조사부(130)와 지지부(110) 사이에 구비되어 주사기에 피검사자로부터 추출된 혈액이 채워진 것을 감지할 수 있다.
주사기 이동 제어부(160)는 지지부(110) 혹은 본체(본체 프레임)에 의해 지지될 수 있고, 소정의 각도로 결정된 정맥 천자 지점으로 포물선 움직임 등을 하며 주사기를 이동시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 정맥 탐색기(100)에서 스펙트로미터(170)를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 주사기(200)의 니들(220)이 피검사자의 정맥(230)의 상기 결정된 정맥 천자 지점(250)에서 천자되어 있음을 도시하고 있다. 스펙트로미터(170)는 주사기(200) 수직 위로 구비되어 주사기(200)에 피검사자로부터 추출된 혈액(260)을 채워지는 것을 감지할 수 있다.
만약, 상기 주사기(200)의 목적이 채혈이 아니라 혈관 내 수액 등의 주입, 주사를 위한 경우라면 상기 주사기(200)는 카테터 타입일 수 있다. 스펙트로미터(170)가 피검사자로부터 추출된 혈액(230)이 카테터(200)의 튜브 등에 채워진 양이 소정 범위 이상임을 감지한 경우에 혹은 피검사자로부터 추출된 혈액(230)이 카테터(230)의 튜브 등에 채워져 있음을 감지한 경우에 주사기 분리 제어부(190)는 카테터(200)의 젤코와 스틸렛을 분리시켜서 채혈은 멈추고 수액 등을 주입을 위해 젤코는 피검사자의 정맥에 천자되어 있는 상태로 둘 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 정맥 탐색기는 피검사자의 정맥을 자동으로 검출하여 피검사자의 정맥에서 채혈 및/또는 주사가 가능해짐에 따라 검사자/채혈원이 하는 역할을 대체할 수 효과 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시에에 따른 자동 정맥 탐색기가 인력이 부족한 병원 등에 제공되면 인력 비용 절감 등에 상당한 효과가 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 정맥 탐색기는 피검사자의 정맥 검출 정확도가 높아서
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 피검사자의 팔을 거치하기 위한 지지부;
    상기 지지부에 상기 피검사자의 팔을 압박하도록 구비된 압박 유닛;
    상기 지지부의 상부에 구비되어 상기 피검사자의 정맥 검출을 위해 상기 피검사자의 팔에 복수 회 근적외선을 조사하는 근적외선 조사부;
    상기 근적외선 조사에 따른 상기 피검사자의 팔에서 반사하는 광량을 상기 복수 회 측정하는 광량 측정부; 및
    상기 복수 회 측정된 광량에 기초하여 상기 정맥 부위를 검출하고 상기 검출된 정맥 부위에서 타겟 정맥 천자 지점을 결정하는 정맥 검출부를 포함하되,
    상기 정맥 검출부는,
    상기 복수 회 측정된 광량이 동일 지점에서 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상으로 큰 지점들 만을 연결하여 정맥 경계 라인들을 검출하고,
    상기 정맥 경계 라인들 사이의 중심 부근에서 소정 범위 내로 상기 타겟 정맥 천자 지점을 결정하는 것을 특징으로 하는, 자동 정맥 탐색기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타겟 정맥 천자 지점에 소정의 각도로 상기 정맥을 천자(puncturing)하도록 주사기를 이동시키는 주사기 이동 제어부를 더 포함하는, 자동 정맥 탐색기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주사기에 상기 피검사자의 혈액이 채워진 것을 감지하는 스펙트로미터; 및
    상기 스펙트로미터에 상기 혈액이 채워진 양이 소정 범위 이상일 경우에 상기 주사기를 상기 타겟 정맥 천자 지점으로부터 분리시키는 주사기 분리 제어부를 더 포함하는, 자동 정맥 탐색기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 주사기에 상기 피검사자의 혈액이 채워진 것을 감지하는 스펙트로미터; 및
    상기 스펙트로미터에 상기 혈액이 채워진 양이 소정 범위 이상일 경우에 카테터의 젤코와 스틸렛을 분리시키는 주사기 분리 제어부를 더 포함하며, 자동 정맥 탐색기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광량 측정부가 상기 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상 큰 위치들을 검출하지 못하여 상기 정맥 검출부도 상기 정맥 부위를 검출하지 못하는 경우, 상기 압박 유닛이 상기 피검사자의 팔을 재압박하도록 혹은 더 크게 압박하도록 제어하는 압박 유닛 제어부를 더 포함하는, 자동 정맥 탐색기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 정맥 검출부는 상기 복수 회 측정된 광량이 각 횟수 별로 광량의 차이가 소정 범위 이상으로 크지 않은 위치들 만을 연결하여 라인을 생성하되, 정맥 경계 라인 내부 또는 정맥 경계 라인 외부로 인식하는, 자동 정맥 탐색기.
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