KR102583912B1 - 신체 부위를 압박하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 신체 부위를 압박하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는, 신체 부위의 둘레를 따라 접촉되는 탄성 부재를 포함하는 압박부; 액추에이터(actuator)와 결합되어 회전 운동을 수행하는 제 1 동력 전달 모듈을 포함하는 동력 전달부; 및 상기 동력 전달부의 일측 단부에 구비되어 상기 탄성 부재에 탈부착이 가능한 연결부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 압박부는, 나선형으로 설계된 상기 제 1 동력 전달 모듈에 의해, 상기 신체 부위의 압박 과정에서 상기 신체 부위의 둘레가 변화하더라도 상기 신체 부위의 둘레를 따라 일정한 압력을 가할 수 있다.

Description

신체 부위를 압박하기 위한 장치{APPARATUS FOR COMPRESSING BODY PARTS}
본 개시의 내용은 신체 부위를 압박하기 위한 장치에 관한 것으로, 구체적으로 의료 술기를 수행하기 위한 신체 부위의 둘레와 관계없이 신체 부위에 전체적으로 일정한 압력을 가할 수 있는 장치에 관한 것이다.
의료진이 의료 술기를 수행하기 위해, 신체 부위를 압박하는 작업이 선행되는 경우가 많다. 예를 들어, 정맥 채혈 시, 의료진은 상완을 압박한 이후 바늘을 주로 오금 또는 하완으로 접근시킨다. 이때, 상완 압박은 정맥 울혈을 위한 목적 및 혈관 팽창을 통한 정확한 주사를 위한 목적으로 수행된다.
상완 압박 압력 및 압박 시간과 정맥의 단면적 사이의 관계에 대한 임상 연구에 따르면, 정맥 채혈을 위한 상완 압박은 60mmHg 수준의 압력을 30초 내지 60초를 가하는 방식으로 수행되는 것이 권고된다. 즉, 효과적인 정맥 채혈을 위해서는, 일정한 값의 압력을 상완에 지속적으로 가하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다.
상완의 둘레는 압박에 따라 변화할 수 있기 때문에, 상완의 둘레 변화가 압력에 영향을 미치는 밴드형 장치는 일정한 값의 압력을 상완에 지속적으로 가할 수 없다. 그래서, 압력 센서 혹은 하중 센서를 통해 압력을 측정하면서 밴드에 의한 압력을 조절하는 것이 하나의 해결 방안으로 고려될 수 있다. 그러나, 이러한 접근은 센서를 활용하기 위해 장치의 구조가 복잡해질 수 밖에 없고, 구조가 복잡해짐에 따라 오염에 따른 구성의 교체가 어려워질 수 밖에 없다는 단점이 존재한다. 또한, 이러한 접근은 복잡한 구조를 구축하기 위한 부대 비용이 상당히 요구될 수 밖에 없다는 단점이 존재한다.
대한민국 등록특허공보 제10-2359636호(2022.02.09.)
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 별도의 센서 없이도 신체 부위의 둘레의 변화와 무관하게 신체 부위에 일정한 압력을 가할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 채혈 등과 같은 의료 술기를 수행하는 과정에서 오염이 발생하더라도 손쉽게 구성의 교체가 가능한 신체 부위 압박 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재를 근거로 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 신체 부위를 압박하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는, 신체 부위의 둘레를 따라 접촉되는 탄성 부재를 포함하는 압박부; 액추에이터(actuator)와 결합되어 회전 운동을 수행하는 제 1 동력 전달 모듈을 포함하는 동력 전달부; 및 상기 동력 전달부의 일측 단부에 구비되어 상기 탄성 부재가 탈부착이 가능한 연결부를 포함할 수 있다. 상기 압박부는, 나선형으로 설계된 상기 제 1 동력 전달 모듈에 의해, 상기 신체 부위의 압박 과정에서 상기 신체 부위의 둘레가 변화하더라도 상기 신체 부위의 둘레를 따라 일정한 압력을 가할 수 있다.
대안적으로, 상기 동력 전달부는, 상기 제 1 동력 전달 모듈의 일측 단부와 연결되고, 상기 회전 운동을 선형 운동으로 전환하는 제 2 동력 전달 모듈을 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 제 2 동력 전달 모듈의 일측 단부는, 상기 액추에이터와 가장 인접한 상기 제 1 동력 전달 모듈의 일측 단부와 연결되고, 상기 제 2 동력 전달 모듈의 타측 단부는, 상기 연결부가 결합될 수 있다.
대안적으로, 상기 제 1 동력 전달 모듈의 반지름은, 상기 제 1 동력 전달 모듈이 회전함으로써 발생하는 상기 탄성 부재의 장력이 상기 탄성 부재의 초기 길이와 상기 제 2 동력 전달 모듈의 이동 길이의 차이에 대응되도록, 상기 신체 부위에 가해지는 압력과 상기 탄성 부재의 장력 간의 수학적 관계를 토대로 설계될 수 있다.
대안적으로, 상기 탄성 부재는, 일측 단부와 타측 단부가 상기 연결부에 부착되어 상기 신체 부위가 수용되는 고리를 형성할 수 있다.
대안적으로, 상기 압박부는, 상기 신체 부위를 둘러싼 탄성 부재를 취합함으로써, 상기 탄성 부재의 장력의 방향을 일측으로 유도하는 롤러(roller)를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 압박부는, 상기 탄성 부재가 장력에 의해 움직이는 과정에서 원위치를 이탈하는 것을 방지하기 위한 가이드 부재를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 제 1 동력 전달 모듈의 반지름은, 상기 액추에이터의 스톨 토크(stall torque), 상기 탄성 부재의 초기 길이, 및 상기 제 1 동력 전달 모듈의 형상에 대한 극좌표계 표현을 기반으로 결정될 수 있다.
대안적으로, 상기 제 1 동력 전달 모듈의 반지름은, 상기 신체 부위의 둘레를 따라 일정한 압력이 가해지도록, 하기와 같은 수학적 관계를 기반으로 설계될 수 있다.
이때, R은 상기 반지름, τmax는 상기 액추에이터의 스톨 토크, L0는 상기 탄성 부재의 초기 길이, 및 θ는 상기 제 1 동력 전달 모듈의 형상에 대한 극좌표계 표현일 수 있다.
본 개시에 따른 장치는 별도의 센서 없이도 신체 부위의 둘레의 변화와 무관하게 신체 부위에 일정한 압력을 가할 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 장치는 채혈 등과 같은 의료 술기를 수행하는 과정에서 오염이 발생하더라도 손쉽게 구성의 교체가 가능할 수 있다.
도 1은 종래 토니켓(tourniquet)을 표현한 개념도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 장치의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 장치의 평면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 장치의 세부 구성을 표현한 개념도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예가 상세히 설명된다. 본 개시에서 제시된 실시예들은 당업자가 본 개시의 내용을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 따라서, 본 개시의 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이다. 즉, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 명세서 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분의 도면 부호는 생략될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "또는" 이라는 용어는 배타적 "또는" 이 아니라 내포적 "또는" 을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 본 개시에서 달리 특정되지 않거나 문맥상 그 의미가 명확하지 않은 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 개시에서 달리 특정되지 않거나 문맥상 그 의미가 명확하지 않은 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다" 는 X가 A를 이용하거나, X가 B를 이용하거나, 혹은 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우 중 어느 하나로 해석될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "및/또는" 이라는 용어는 열거된 관련 개념들 중 하나 이상의 개념의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는, 특정 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 다른 구성요소 및/또는 이들에 대한 조합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상" 을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "제 N(N은 자연수)" 이라는 용어는 본 개시의 구성요소들을 기능적 관점, 구조적 관점, 혹은 설명의 편의 등 소정의 기준에 따라 상호 구별하기 위해 사용되는 표현으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에서 서로 다른 기능적 역할을 수행하는 구성요소들은 제 1 구성요소 혹은 제 2 구성요소로 구별될 수 있다. 다만, 본 개시의 기술적 사상 내에서 실질적으로 동일하나 설명의 편의를 위해 구분되어야 하는 구성요소들도 제 1 구성요소 혹은 제 2 구성요소로 구별될 수도 있다.
본 개시에서 사용되는 "연결" 이라는 용어는, 구성들이 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소가 "존재" 하는 경우와, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "전기적으로 연결" 되어 있는 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 개시에서 사용되는 용어 "모듈(module)", 또는 "부(unit)" 는 하드웨어(hardware) 혹은 그 일부, 소프트웨어(software)와 하드웨어의 조합 등과 같은 독립적인 기능 단위를 지칭하는 용어로 이해될 수 있다. 이때, "모듈", 또는 "부"는 단일 요소로 구성된 단위일 수도 있고, 복수의 요소들의 조합 혹은 집합으로 표현되는 단위일 수도 있다. 예를 들어, 협의의 개념으로서 "모듈", 또는 "부"는 특정 목적을 위한 장치의 하드웨어 요소 또는 그 집합을 지칭할 수 있다. 또한, 광의의 개념으로서 "모듈", 또는 "부"는 특정 목적을 위한 장치 그 자체를 지칭할 수 있다. 다만, 상술한 개념은 하나의 예시일 뿐이므로, "모듈", 또는 "부"의 개념은 본 개시의 내용을 기초로 당업자가 이해 가능한 범주에서 다양하게 정의될 수 있다.
본 개시의 "의료용 로봇"은 의료 현장에서 수행되는 의료 행위 전반을 지원하거나 보조하는 로봇을 통칭할 수 있다. 예를 들어, "의료용 로봇"은 질병의 진단, 수혈 등을 위한 채혈 혹은 정맥 주사(IV: intravenous) 기능을 포함하는 정맥 천자용 로봇을 포함할 수 있다. 이때, "의료용 로봇"은 채혈 혹은 정맥 주사를 위해 필요한 엔드-이펙터(end-effector) 및 부품을 포함할 수 있다.
전술한 용어의 설명은 본 개시의 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서, 전술한 용어를 본 개시의 내용을 한정하는 사항으로 명시적으로 기재하지 않은 경우, 본 개시의 내용을 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.
도 1은 종래 토니켓(tourniquet)을 표현한 개념도이다.
도 1의 종래 토니켓은 채혈 등과 같은 의료 술기를 수행하기 위해 상완과 같은 신체 부위를 압박하는 밴드형 장치를 나타낸다. 종래 토니켓은 밴드의 장력을 이용하여 상완과 같은 신체 부위를 압박하여, 채혈 등과 같은 의료 술기를 보조한다. 예를 들어, 도 1의 좌측 그림과 같이 밴드가 형성한 고리 내부로 상완이 수용되면, 종래 토니켓은 밴드의 장력을 기준으로 상완을 압박한다. 이때, 상완이 받는 압력 P'는 장력 T'/(상완의 반지름 r'*밴드의 너비 t')로 표현될 수 있다. 여기서, 상완의 표면과 밴드 사이의 마찰은 고려하지 않고, 상완 내부의 압력은 균일한 것으로 가정한다. 그리고, 상완은 반지름이 일정한 원이라 가정한다. 상술한 P'의 수학적 관계를 살펴보면, 종래 토니켓에 의해 상완이 받는 압력은 상완의 둘레에 영향을 받음을 알 수 있다.
한편, 신체 부위의 둘레 및 크기는 외부 압력에 의해 변화할 수 있다. 예를 들어, 상완의 둘레는 압박에 따라 두 배 가까이 변화할 수 있다. 임상적 연구 결과에 따르면, 기본적인 상완의 둘레가 31cm라고 하면, 압박에 따라 상완의 둘레는 16cm까지 축소될 수 있다. 따라서, 도 1을 참조하면, 밴드에 의해 상완이 압박되면, 상완의 둘레가 도 1의 좌측 그림에서 우측 그림으로 변화할 수 있다. 즉, 상완의 반지름은 r'에서 r'보다 작은 r"으로 축소될 수 있다. 따라서, 밴드의 장력과 밴드의 너비가 동일하더라도 압박 과정에서 상완의 반지름이 달라지므로, 상완이 받는 압력이 달라질 수 밖에 없다. 상완이 압박에 의해 둘레가 감소하면, 종래 토니켓에 의한 압력은 P'에서 P"로 변화할 수 밖에 없다. 즉, 종래 토니켓의 경우, 압박이 진행되는 과정에서 상완의 둘레의 변화에 영향을 받아 일정한 압력을 상완에 가하지 못한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 장치의 블록도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 의료 술기를 보조하기 위한 독립된 장치일 수 있고, 의료용 로봇의 일 구성일 수도 있다. 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 의료 술기를 수행하기 위한 신체 부위를 압박하여 혈류의 흐름을 제한하는 압박부(100), 압박부(100)의 압박 기능을 구현하기 위한 동작을 제어하는 동력 전달부(200), 압박부(100)와 동력 전달부(200)를 이어주는 연결부(300) 및 압박부(100)의 압박 기능을 구현하기 위한 동력을 생성하는 액추에이터(actuator)(400)를 포함할 수 있다.
압박부(100)는 신체 부위의 둘레를 따라 접촉되는 탄성 부재(110)를 포함할 수 있다. 탄성 부재(110)는 압박 대상인 신체 부위에 직접적으로 접촉하여 신체 부위를 압박하는 역할을 수행할 수 있다. 탄성 부재(110)는 동력 전달부(200)를 통해 발생하는 장력에 의해 당겨져서 신체 부위를 둘레를 따라 전반적으로 압박할 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(110)는 채혈을 위해 상완에 접촉하여 동력 전달부(200)를 통해 발생하는 장력을 이용하여 상완을 압박할 수 있다. 이때, 탄성 부재(110)는 탄성을 가지면서 피부에 밀착 가능한 화학 소재로 구성된 밴드 형태일 수 있다. 탄성 부재(110)는 상완에 밀착하여 상완을 전방위적으로 압박함으로써, 채혈이 용이하도록 혈류의 흐름을 제한할 수 있다.
압박부(100)는 탄성 부재(110)의 움직임을 보조하기 위한 롤러(120)를 더 포함할 수 있다. 롤러(120)는 동력 전달부(200)를 통해 발생하는 장력에 의해 움직이는 탄성 부재(110)의 경로를 형성할 수 있다. 롤러(120)는 동력 전달부(200)를 통해 발생하는 장력 방향을 따라 탄성 부재(110)가 용이하게 늘어나거나 줄어들 수 있도록, 탄성 부재(110)에 인접 배치되어 피봇(pivot)을 수행할 수 있다. 즉, 롤러(120)는 탄성 부재(110)와 인접하여 피봇을 수행함으로써, 탄성 부재(110)가 늘어나거나 줄어드는 과정에서 다른 구성요소들과 마찰이 생기는 것을 최소화 할 수 있다. 그리고, 롤러(120)는 복수개로 구성되어 탄성 부재(110)가 움직이는 경로를 따라 배치될 수 있다.
또한, 압박부(100)는 탄성 부재(110)의 움직임을 보조하기 위한 가이드 부재(130)를 더 포함할 수 있다. 가이드 부재(130)는 롤러(120)와 함께 동력 전달부(200)를 통해 발생하는 장력에 의해 움직이는 탄성 부재(110)의 경로를 형성할 수 있다. 즉, 가이드 부재(130)는 탄성 부재(110)가 최초 배치된 위치에서 벗어나지 않고 움직일 수 있도록 하는 내벽으로서 역할을 수행할 수 있다. 동력 전달부(200)를 통해 탄성 부재(110)에 장력이 발생하면, 탄성 부재(110)는 가이드 부재(130)가 형성한 경로를 따라 늘어나거나 줄어들 수 있다. 따라서, 가이드 부재(130)는 탄성 부재(110)가 늘어나거나 줄어든 과정에서 최초 배치된 위치(i.e. 원위치)를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
동력 전달부(200)는 액추에이터(400)와 결합되어 회전 운동을 수행하는 제 1 동력 전달 모듈(210)을 포함할 수 있다. 제 1 동력 전달 모듈(210)은 액추에이터(400)에서 생성되는 동력에 의해 피봇을 수행하고, 피봇을 통해 신체 부위를 압박하기 위한 탄성 부재(110)의 장력을 발생시킬 수 있다. 이때, 압박부(100)가 압박을 수행함에 따라 변화하는 신체 부위의 둘레와 무관하게 일정한 압력이 신체 부위에 지속적으로 가해지도록 하기 위해, 제 1 동력 전달 모듈(210)은 나선형의 회전체일 수 있다. 그리고, 나선형의 회전체는 판금으로 형성될 수 있다. 즉, 압박부(100)는 나선형으로 설계된 제 1 동력 전달 모듈(210)에 의해, 신체 부위의 압박 과정에서 신체 부위의 둘레가 변화하더라도 신체 부위의 둘레를 따라 일정한 압력을 가할 수 있다. 나선형의 제 1 동력 전달 모듈(210)과 압력과의 관계는 후술할 도 4를 통해 구체적으로 설명하도록 한다.
동력 전달부(200)는 제 1 동력 전달 모듈(210)의 회전 운동을 선형 운동으로 전환하는 제 2 동력 전달 모듈(220)을 포함할 수 있다. 제 2 동력 전달 모듈(220)은 제 1 동력 전달 모듈(210)과 연결되어 제 1 동력 전달 모듈(210)의 피봇을 직선 움직임으로 변환하고, 직선 움직임을 통해 신체 부위를 압박하기 위한 탄성 부재(110)의 장력을 발생시킬 수 있다. 즉, 제 2 동력 전달 모듈(220)은 회전하는 제 1 동력 전달 모듈(210)을 통해 전달되는 동력을 탄성 부재(110)로 전달하는 중간 매개체로서 역할을 수행할 수 있다. 이때, 제 2 동력 전달 모듈(220)은 판금으로 형성될 수 있다.
연결부(300)는 동력 전달부(200)의 일측 단부와 탄성 부재(110)의 단부를 연결할 수 있다. 이때, 동력 전달부(200)의 일측 단부는 연결부(300)에 고정되지만, 탄성 부재(110)는 연결부(300)에 탈부착 될 수 있다. 구체적으로, 연결부(300)는 제 2 동력 전달 모듈(220)의 일측 단부와 탄성 부재(110)의 단부를 연결할 수 있다. 이때, 탄성 부재(110)는 사용자에 의해 연결부(300)에 장착되거나 해제될 수 있다. 탄성 부재(110)가 연결부(300)에 결합되면, 액추에이터(400)를 시작으로 제 1 동력 전달 모듈(210) 및 제 2 동력 전달 모듈(220)을 거쳐 동력이 탄성 부재(110)로 전달되어 탄성 부재(110)에서 장력이 발생할 수 있다. 탄성 부재(110)가 연결부(300)에서 분리되면, 액추에이터(400)를 시작으로 제 1 동력 전달 모듈(210) 및 제 2 동력 전달 모듈(220)을 거쳐 동력이 탄성 부재(110)로 전달되지 못할 수 있다. 이와 같이 탄성 부재(110)가 연결부(300)에 결합 혹은 분리될 수 있는 구조로 구성되면, 채혈 등과 같은 의료 술기 과정에서 탄성 부재(110)가 오염되었을 때 사용자가 손쉽게 탄성 부재(110)를 교체할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 장치의 평면도이다. 그리고, 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 장치의 세부 구성을 표현한 개념도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 탄성 부재(110)는 신체 부위(A)의 둘레를 따라 밀착되는 고리를 형성할 수 있다. 탄성 부재(110)는 일측 단부와 타측 단부가 연결부(300)에 부착되어 신체 부위(A)가 수용되는 고리를 형성할 수 있다. 탄성 부재(110)가 고리를 형성하면, 고리의 내부 공간으로 신체 부위(A)가 수용되어 탄성 부재(110)의 내측으로 접촉될 수 있다. 예를 들어, 채혈을 위해 상완을 압박해야 하는 경우, 탄성 부재(110)가 형성한 고리의 내부 공간으로 상완이 수용될 수 있다. 그리고, 탄성 부재(110)가 장력에 의해 늘어나면, 탄성 부재(110)의 내측면에 밀착된 상완에 압력이 가해질 수 있다. 이때, 탄성 부재(110)는 상완의 둘레를 모두 감싸는 고리를 형성하므로, 도 1의 종래 토니켓과는 달리 상완을 전방위적으로 압박할 수 있다.
롤러(120)는 신체 부위(A)를 둘러싼 탄성 부재(110)를 취합함으로써, 탄성 부재(110)의 장력의 방향을 일측으로 유도할 수 있다. 롤러(120)는 탄성 부재(110)가 고리를 형성하면서 모이는 접점에 배치되어 탄성 부재(110)를 일측으로 취합할 수 있다. 롤러(120)를 통해 탄성 부재(110)가 취합되는 방향을 따라 연결부(300), 제 1 동력 전달 모듈(210), 제 2 동력 전달 모듈(220)이 순차적으로 연결되므로, 탄성 부재(110)의 장력의 방향은 롤러(120)를 통해 탄성 부재(110)가 취합되는 방향에 대응될 수 있다. 롤러(120)가 배치된 위치로 취합되는 탄성 부재(110)는 장력이 발생하면 피봇이 가능한 롤러(120)를 따라 자연스럽게 늘어나거나 줄어들 수 있다.
롤러(120)는 탄성 부재(110)의 원활한 움직임을 위해, 탄성 부재(110)가 늘어나거나 줄어드는 경로 상의 모서리에 배치될 수 있다. 롤러(120)는 탄성 부재(110)가 꺾이는 모서리 지점마다 배치되어 탄성 부재(110)의 경로를 결정할 수 있다. 또한, 롤러(120)는 탄성 부재(110)가 꺽이는 모서리 지점마다 배치되어 탄성 부재(110)가 꺽이는 지점에서 움직임에 따라 발생할 수 있는 마찰을 최소화 할 수 있다. 탄성 부재(110)는 탄성 부재(110)가 취합되는 지점 및 모서리 지점마다 배치된 롤러(120)를 통해 안정적이고 부드러운 움직임을 구현하여 상완을 전체적으로 압박할 수 있다.
가이드 부재(130)는 탄성 부재(110)의 경로 이탈을 방지하기 위해, 탄성 부재(110)가 이동하는 경로와 동일한 모양으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(110)가 도 4와 같이 우측으로 꺽이는 지점에서, 장력에 의해 마찰이 많이 발생하는 내측 모서리 지점에는 피봇이 가능한 롤러(120)가 배치될 수 있다. 그리고, 탄성부재(110)가 도 4와 같이 우측으로 꺽이는 지점에서, 마찰이 상대적으로 적게 발생하나 이탈 가능성이 높은 외측 모서리 지점에는 상측 혹은 우측으로 움직임을 유도하도록 모양이 형성된 가이드 부재(130)가 배치될 수 있다. 이때, 제 1 동력 전달 모듈(210)이 제 1 방향으로 회전하면, 탄성 부재(110)는 롤러(120)를 통해 유도된 장력의 방향으로 롤러(120)와 가이드 부재(130)에 의해 형성된 경로를 따라 늘어날 수 있다. 제 1 동력 전달 모듈(210)이 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회전하면, 탄성 부재(110)는 롤러(120)와 가이드 부재(130)에 의해 형성된 경로를 따라 줄어들어 최초 상태로 복귀할 수 있다. 이와 같이 롤러(120)와 가이드 부재(130)는 각각의 목적에 맞추어 탄성 부재(110)의 움직임을 위한 경로 상에 배치될 수 있다.
제 2 동력 전달 모듈(220)의 일측 단부는, 액추에이터(400)와 가장 인접한 제 1 동력 전달 모듈(210)의 일측 단부와 연결될 수 있다. 그리고, 제 2 동력 전달 모듈(220)의 타측 단부는, 연결부(300)가 결합될 수 있다. 구체적으로, 제 2 동력 전달 모듈(220)의 일측 단부는, 제 1 동력 전달 모듈(210)의 중심축이 되는 액추에이터(400)의 로드(rod)와 가장 인접한 제 1 동력 전달 모듈(210)의 시작지점에 연결될 수 있다. 그리고, 제 2 동력 전달 모듈(220)의 타측 단부는 탄성 부재(110)가 탈부착 가능한 연결부(330)에 연결될 수 있다.
제 1 동력 전달 모듈(210)은 액추에이터(400)와 직결되어 회전할 수 있다. 제 1 동력 전달 모듈(210)은 회전 중심인 액추에이터(400)의 로드의 중심을 기준으로 반지름 R(θ)인 나선형 구조를 가질 수 있다. 이러한 나선형 구조의 제 1 동력 전달 모듈(210)에 의해 탄성 부재(110)는 신체 부위(A)의 둘레를 따라 일정한 압력으로 압박을 수행할 수 있다.
나선형 구조의 제 1 동력 전달 모듈(210)과 신체 부위(A)에 가해지는 압력의 관계를 구체적으로 살펴보면, 신체 부위(A)에 가해지는 압력 P와 신체 부위(A)의 둘레 C는 다음과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
[수학식 2]
T는 탄성 부재(110)의 장력, r은 신체 부위(A)의 반지름, t는 탄성 부재(110)의 너비, L0는 탄성 부재(110)의 초기 길이(i.e. 장력이 작용하지 않은 원시 상태에서 길이), x는 제 1 동력 전달 모듈(210)의 회전에 따른 제 2 동력 전달 모듈(220)의 이동 길이(i.e. 탄성 부재(110)가 당겨진 거리), k는 탄성 부재(110)의 탄성 계수를 나타낸다. 이때, 신체 부위(A)의 표면과 탄성 부재(110) 사이의 마찰은 고려하지 않고, 신체 부위(A) 내부의 압력은 균일한 것으로 가정한다. 그리고, 신체 부위(A)는 반지름이 일정한 원이라 가정한다.
[수학식 1]과 [수학식 2]의 관계를 고려하여, 신체 부위(A)에 가해지는 압력 P를 다시 정리하면, 다음과 같은 [수학식 3]이 도출될 수 있다.
[수학식 3]
여기서, 장력 T가 T=A(L0-2x)를 만족한다면, 압력 P는 상수(constant)가 되므로, 신체 부위(A)에 가해지는 압력 P는 반지름 r과 무관하게 일정해질 수 있다. 이때, A는 디자인 상수를 나타낸다. 즉, 제 1 동력 전달 모듈(210)이 회전함으로써 발생하는 탄성 부재(110)의 장력 T가 탄성 부재(110)의 초기 길이 L0와 제 2 동력 전달 모듈(220)의 이동 길이 x의 차이에 대응된다면, 신체 부위(A)의 반지름 r이 어떠한 값을 가지더라도 신체 부위(A)에 가해지는 압력 P가 일정해질 수 있다. 따라서, 제 1 동력 전달 모듈(210)의 반지름 R(θ)는, 탄성 부재(110)의 장력 T가 탄성 부재(110)의 초기 길이 L0와 제 2 동력 전달 모듈(220)의 이동 길이 x의 차이 대응되도록, 신체 부위(A)에 가해지는 압력 P와 탄성 부재(110)의 장력 T 간의 수학적 관계를 토대로 설계될 수 있다.
장력 T는 액추에이터(400)의 스톨 토크(stall torque) τmax를 제 1 동력 전달 모듈(210)의 지름인 2*R(θ)를 나눈 값에 대응되므로, 상술한 T=A(L0-2x)라는 조건을 토대로, R(θ)는 다음의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
이때, 제 2 동력 전달 모듈(220)의 이동 길이 x는 에 해당하므로, [수학식 4]는 다음의 [수학식 5]와 같이 변환될 수 있다.
[수학식 5]
즉, 상술한 [수학식 5]를 토대로 제 1 동력 전달 모듈(210)의 반지름이 설계되면, 신체 부위(A)에 가해지는 압력 P는 상수가 되어 신체 부위(A)의 반지름 r과 무관하게 일정한 값을 가짐을 알 수 있다.
다시 말해, 제 1 동력 전달 모듈(210)의 반지름 R(Θ)는 액추에이터(400)의 스톨 토크 τmax, 탄성 부재(110)의 초기 길이, 및 제 1 동력 전달 모듈(210)의 나선형 형상에 관한 극좌표계 표현 θ를 기반으로, 상술한 [수학식 5]의 관계를 만족하도록 설계될 수 있다. 이러한 수학적 관계를 만족하도록 제 1 동력 전달 모듈(210)이 나선형으로 설계되면, 압박 과정에서 신체 부위(A)의 둘레가 변화하더라도 둘레의 변화와 무관하게 일정한 압력이 신체 부위(A)의 둘레를 따라 전체적으로 가해질 수 있다.
상술한 바를 종합하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 수학적으로 설계된 나선형의 제 1 동력 전달 모듈(210)을 통해 신체 부위의 둘레와 상관없이 신체 부위에 일정한 압력을 가할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 압력을 유지하기 위한 별도의 센서가 필요하지 않기 때문에, 낮은 비용으로 일정한 압박이라는 기능을 손쉽게 구현할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 장치는 연결부(300)를 통해 채혈 등과 같은 의료 술기를 수행하는 과정에서 혈액이 튀는 등의 오염이 발생하더라도 신체 부위(A)와 접촉되는 구성(e.g. 탄성 부재(110) 등)을 손쉽게 교체할 수 있다.
앞서 설명된 본 개시의 다양한 실시예는 추가 실시예와 결합될 수 있고, 상술한 상세한 설명에 비추어 당업자가 이해 가능한 범주에서 변경될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 개시의 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 압박부 110: 탄성 부재
120: 롤러 130: 가이드 부재
200: 동력 전달부 210: 제 1 동력 전달 모듈
220: 제 2 동력 전달 모듈
300: 연결부
400: 액추에이터

Claims (9)

  1. 신체 부위를 압박하기 위한 장치로서,
    신체 부위의 둘레를 따라 접촉되는 탄성 부재를 포함하는 압박부;
    액추에이터(actuator)와 결합되어 회전 운동을 수행하는 제 1 동력 전달 모듈을 포함하는 동력 전달부; 및
    상기 동력 전달부의 일측 단부에 구비되어 상기 탄성 부재가 탈부착이 가능한 연결부;
    를 포함하고,
    상기 압박부는,
    나선형으로 설계된 상기 제 1 동력 전달 모듈에 의해, 별도의 센서 없이도 상기 신체 부위의 압박 과정에서 상기 신체 부위의 둘레가 변화하더라도 상기 신체 부위의 둘레를 따라 일정한 압력을 가하는,
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력 전달부는,
    상기 제 1 동력 전달 모듈의 일측 단부와 연결되고, 상기 회전 운동을 선형 운동으로 전환하는 제 2 동력 전달 모듈;
    을 더 포함하는,
    장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 동력 전달 모듈의 일측 단부는,
    상기 액추에이터와 가장 인접한 상기 제 1 동력 전달 모듈의 일측 단부와 연결되고,
    상기 제 2 동력 전달 모듈의 타측 단부는,
    상기 연결부가 결합되는,
    장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 동력 전달 모듈의 반지름은,
    상기 제 1 동력 전달 모듈이 회전함으로써 발생하는 상기 탄성 부재의 장력이 상기 탄성 부재의 초기 길이와 상기 제 2 동력 전달 모듈의 이동 길이의 차이에 대응되도록, 상기 신체 부위에 가해지는 압력과 상기 탄성 부재의 장력 간의 수학적 관계를 토대로 설계된 것인,
    장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 부재는,
    일측 단부와 타측 단부가 상기 연결부에 부착되어 상기 신체 부위가 수용되는 고리를 형성하는 것인,
    장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압박부는,
    상기 신체 부위를 둘러싼 탄성 부재를 취합함으로써, 상기 탄성 부재의 장력의 방향을 일측으로 유도하는 롤러(roller);
    를 더 포함하는,
    장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 압박부는,
    상기 탄성 부재가 장력에 의해 움직이는 과정에서 원위치를 이탈하는 것을 방지하기 위한 가이드 부재;
    를 더 포함하는,
    장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 동력 전달 모듈의 반지름은,
    상기 액추에이터의 스톨 토크(stall torque), 상기 탄성 부재의 초기 길이, 및 상기 제 1 동력 전달 모듈의 형상에 대한 극좌표계 표현을 기반으로 결정되는 것인,
    장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 동력 전달 모듈의 반지름은,
    상기 신체 부위의 둘레를 따라 일정한 압력이 가해지도록, 하기와 같은 수학적 관계를 기반으로 설계되고,

    R은 상기 반지름, τmax는 상기 액추에이터의 스톨 토크, L0는 상기 탄성 부재의 초기 길이, 및 θ는 상기 제 1 동력 전달 모듈의 형상에 대한 극좌표계 표현인,
    장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102359636B1 (ko) 2016-03-25 2022-02-09 티젯 메디컬 인코포레이티드 요골(撓骨) 및 척골(尺骨) 압박밴드
KR20220065965A (ko) * 2020-11-13 2022-05-23 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 와이어 구동 방식을 적용한 압박기 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980019934U (ko) * 1996-10-08 1998-07-15 박원회 자동으로 작동하는 커프를 구비한 혈압 측정기
CN211484554U (zh) * 2019-11-06 2020-09-15 南京爱子健康科技有限公司 一种电子血压仪
CN213371999U (zh) * 2020-08-26 2021-06-08 孝昌县妇幼保健院 一种用于静脉采血手臂止血装置
KR102599995B1 (ko) * 2021-03-09 2023-11-07 인제대학교 산학협력단 압박강도 조절이 가능한 억제장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102359636B1 (ko) 2016-03-25 2022-02-09 티젯 메디컬 인코포레이티드 요골(撓骨) 및 척골(尺骨) 압박밴드
KR20220065965A (ko) * 2020-11-13 2022-05-23 재단법인 대구경북첨단의료산업진흥재단 와이어 구동 방식을 적용한 압박기 시스템

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