KR20080031374A - 체외 혈액 처리용 기계 - Google Patents

Abstract

체외 혈액 처리용 기계에서, 항응고제의 주입을 위한 주사기 펌프(4)는 주사기에 대한 지지체(5), 푸셔(6), 푸셔(6)의 미는 힘을 측정하는 센서, 및 센서에 의해 측정된 미는 힘에 따라 푸셔(6)를 안내하는 제어 유닛(8)을 포함한다. 지지체는 교환 가능한 그립 요소(9)의 세트를 포함하는데, 각 그립 요소는 서로 다른 직경을 갖는 주사기용 하우징을 형성하고, 상기 세트 내의 모든 교환 가능한 그립 요소에 있어서 상기 하우징의 종축은 푸셔에 대하여 항상 동일한 위치를 갖는다. 본 발명은 광범위한 크기의 주사기에 대하여 손쉽게 그리고 신속하게 적응할 수 있는 주사기 펌프를 구비한 투석기를 제공한다.

Description

체외 혈액 처리용 기계{A MACHINE FOR EXTRACORPOREAL BLOOD TREATMENT}

본 발명은 체외 혈액 처리용 기계에 관한 것이다.

구체적으로, 이러한 체외 혈액 처리용 기계는 신장 기능 부전 치료용 기계, 및/또는 치료적 혈장 교환용 기계, 및/또는 혈액 관류용 기계에 유용하게 적용될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

알려진 바와 같이, 체외 혈액 처리용 기계는 체외 혈액 처리용 회로에 대해 연동식으로 결합된다. 체외 혈액 회로에서의 응고 위험을 낮추기 위해 체외 혈액 회로에 항응고성 액체를 주입하는 시스템도 잘 알려져 있다. 이러한 주입 시스템은 항응고제를 비교적 적고 정확한 유량으로 주입하기 위한 주사기 펌프를 대개 포함한다. 이러한 주사기 펌프는 분리 가능한 주사기, 체외 혈액 처리용 기계의 전면 패널에 마련되어 상기 주사기를 적소에 수용하고 분리 가능하게 유지시키는 역할을 하는 지지체, 주사기 플런저를 이동시키기 위한 선형 푸셔, 선형 푸셔에 의해 가해진 미는 힘을 나타내는 신호를 발신하는 센서, 및 전술한 신호를 수신하고 수신된 신호에 따라 선형 푸셔를 안내하는 제어 유닛을 대개 포함한다.

공지된 타입의 체외 혈액 처리용 기계가 갖는 문제점 중 하나는 다양한 크기의 주사기에 대한 적응성이다. 현재 사용되는 주사기 지지체는 비교적 제한된 범 위의 주사기를 안전하고 신뢰 가능하게 장착할 수 있게 한다. 또한, 주사기의 크기가 변경된 경우에는, 주사기의 종축 위치가 푸셔에 대하여 변경되므로, 바람직한 항응고제 유량을 확보하기 위해 푸셔가 가하여야 하는 미는 힘을 계산할 때 이러한 위치 변경을 고려할 필요가 있다. 다른 문제점은, 환자에게 상당히 위험한 것으로 드러날 수 있는 항응고제 유량에 있어서의 오류를 방지하기 위해, 주사기 펌프에서 사용중인 주사기 타입을 확실하고 신뢰 가능하게 확인하여야 한다는 것이다.

본 발명의 주요 목적은 전술한 한계 및 단점을 극복할 수 있는 체외 혈액 처리용 기계를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비교적 간단하고 경제적이며 손쉽게 그리고 신속하게 사용되는 기계를 구현하는 것이다.

본 발명의 장점은 광범위한 크기의 주사기에 대하여 손쉽게 그리고 신속하게 적응할 수 있는 주사기 펌프를 구비한 기계를 제공한다는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 주사기의 크기에 상관없이 주사기의 종축의 정확한 위치 설정을 보장하는 주사기 펌프를 구비한 기계를 제공한다는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 사용되는 주사기 타입을 잘못 인지할 위험이 최소화된 주사기 펌프를 구비한 기계를 제공한다는 것이다.

전술한 목적과 장점, 그리고 그 밖의 목적과 장점은 모두, 첨부된 청구 범위 중 하나 이상에서 특징 지워지는 본 발명에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 특징과 장점은, 첨부 도면에 비제한적인 예로서 도시되어 있는 후술하는 본 발명의 하나 이상의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명을 읽으면 더 분명해질 것이다.

이제 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 제공된 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 항응고제 주입용 주사기 펌프의 지지체가 도시되어 있는 본 발명에 따라 제조된 투석기의 부분 사시도로서, 이 지지체의 교환 가능한 그립 요소를 장착하는 단계를 보여주는 도면.

도 2는 교환 가능한 그립 요소가 이에 대한 안착부에 장착되어 있는 것을 보여주는 도 1과 유사한 도면.

도 3은 도 2에 도시된 지지체를 위에서 바라본 모습을 보여주는 도면.

도 4는 도 2에 도시된 지지체의 사시도로서, 항응고제 주사기가 지지체에 장착되어 있는 상태를 보여주는 도면.

도 5는 도 4에 도시된 지지체를 위에서 바라본 모습을 보여주는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 그립 요소의 세트 중에서 4개의 서로 다른 그립 요소를 위에서 바라본 모습을 보여주는 도면.

도 7은 도 1에 도시된 투석기의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 체외 혈액 처리용 기계

2 : 혈액 펌프

3 : 처리 액체 순환용 펌프

4 : 주사기 펌프

5 : 주사기 지지체

6 : 선형 푸셔

7 : 주사기의 가동 부분

8 : 제어 유닛

9 : 교환 가능한 그립 요소

10 : 그립 요소용 안착부

11 : 그립 아암

11a : 고정 단부

11b : 중간 부분

11c : 자유 단부

12 : 주사기의 고정 부분

13 : 제1 스트라이커 요소

14 : 주사기의 고정 부분의 반경 방향 돌출부

15 : 주사기의 가동 부분의 그립 요소

X : 주사기 펌프의 종축

도 7을 참조하면, 도면 부호 1은 특히 신장 기능 부전 치료용, 및/또는 치료적 혈장 교환용, 및/또는 혈액 관류용으로 사용될 수 있는 체외 혈액 처리용 기계 를 전체적으로 나타낸다. 체외 혈액 처리용 기계(1)는 체외 혈액 회로에서 혈액을 순환시키기 위한 혈액 펌프(2)를 포함한다. 공지된 타입의 체외 혈액 회로(도시 생략)는 환자의 혈관 통로로부터 혈액을 분리시켜 이 혈액을 혈액 처리 유닛(예컨대 투석 필터)으로 보내는 동맥 라인과, 혈액이 처리되어 혈액 처리 유닛으로부터 유출된 이후에 이 혈액을 환자에게로 돌려보내는 정맥 라인을 포함한다. 체외 혈액 처리용 기계(1)는 다른 펌프를 포함하고, 예시된 경우에서는 예컨대 혈액 처리 유닛의 입구로 공급되는 새로운 처리 액체, 혈액 처리 유닛의 출구로부터 배출되는 사용된 액체, 체외 혈액 회로에 주입되는 하나 이상의 주입 액체 등과 같은 처리에 사용되는 다양한 액체를 순환시키기 위한 4개의 펌프(3)를 포함한다. 체외 혈액 처리용 기계(1)는 다른 공지된 타입의 요소를 포함하고, 구체적으로는 본 명세서에 상세히 기술되지 않은 다양한 액추에이터와 센서(압력 센서, 혈액 누출 센서, 기포 센서, 정맥 체크 밸브 등)를 포함한다. 본 명세서에서 참조하고 있는 체외 혈액 처리용 기계(1)는 Prismaflex®라는 상표명으로 시판되고 있는 집약적 체외 혈액 처리용 기계이다.

체외 혈액 처리용 기계(1)는 액체를 체외 혈액 회로에 주입하기 위한 주사기 펌프(4)를 포함한다. 구체적으로, 주사기 펌프(4)는 예컨대 헤파린 등의 항응고제, 또는 예컨대 시트르산계 항응고제를 별도로 주입하는 경우에 함께 사용될 수 있는 칼슘 용액 등의 다른 주입 액체의 주입용으로 사용된다.

도 1 내지 도 6에 상세히 묘사되어 있는 주사기 펌프(4)는 주사기를 수용하고 분리 가능하게 유지시키기 위한 지지체(5), 주사기의 가동 부분(7)(플런저)을 이동시키기 위한 선형 푸셔(6), 선형 푸셔(6)에 의해 가해진 미는 힘을 나타내는 신호를 발신하는 힘 센서, 미는 힘 신호를 수신하고 수신된 신호에 따라 선형 푸셔(6)를 안내하는 제어 유닛(8)을 포함한다. 힘 센서는 공지된 타입의 구성 요소이고 본 명세서에는 상세히 기술되어 있지 않으며, 즉 상기 힘 센서는 아날로그 힘 변환기(예컨대 로드 셀)를 포함할 수 있다. 주사기 펌프에는 도면에 도시되지 않은 공지된 타입의 프론트 엔드 런 변환기(상부)와 백 엔드 런 변환기(하부)가 더 마련될 수 있다. 전술한 특징을 갖는 주사기 펌프는 Prismaflex®라는 상표명으로 현재 시판되고 있는 기계에 이미 사용되고 있다. 본 명세서에 기술된 주사기 펌프는 수직축 작동 구성을 갖고, 이하의 설명은 이러한 구성을 참조하고 있지만, 본 발명은 임의의 타입의 주사기 작동 위치를 갖는 주사기 펌프에 적용 가능하다.

본 발명에서, 주사기 펌프의 지지체(5)는 교환 가능한 그립 요소(9)의 세트와, 체외 혈액 처리용 기계의 프레임에 고정되며 그립 요소(9)를 미리 정해놓은 위치에 수용하기 위한 안착부(10)를 갖는 베이스를 포함한다.

그립 요소(9)를 수용하기 위한 안착부(10)는 주사기의 고정 부분용 하우징의 종축에 평행한 선형 미끄럼 가이드를 포함한다. 이 예에서, 선형 미끄럼 가이드는 예컨대 더브테일 타입의 한 쌍의 평행한 미끄럼 가이드를 포함한다.

각 그립 요소(9)는 미리 정해놓은 작동 위치인 엔드 런 위치에 도달하기까지 선형 미끄럼 가이드 상에서 미끄럼 이동함으로써 안착부(10) 상에 장착될 수 있는데, 이러한 작동 위치에서 그립 요소(9)는 분리 가능한 봉쇄 수단[예컨대 그립 요소(9)의 아이(eye) 내부에 삽입되는 나사 타입의 체결구]을 사용하여 안착부(10)에 대해 고정된다.

각 그립 요소(9)는 서로 나란히 배치되는 2개의 그립 아암(11)을 포함하고, 이들 그립 아암은 주사기의 소정 직경의 고정 부분(12)(실린더)을 포용하도록 탄성 변형 가능하다. 주사기의 소정 직경의 고정 부분을 삽입하기 위해 2개의 그립 아암(11) 사이에는 정면 개구가 마련되어 있다. 또한, 주사기를 억지로 삽입하여 주사기를 적소에 유지시킬 수 있도록, 그립 아암(11)은 탄성 확장 가능하다. 2개의 그립 아암(11)은 판 모양의 기부에 견고히 구속되어 있는 고정 단부(11a)와, 곡선형 중간 부분(11b)을 각각 갖는데, 일측 그립 아암의 곡선형 중간 부분(11b)과 타측 그립 아암의 곡선형 중간 부분이 함께 주사기의 고정 부분(12)과의 접촉면을 형성한다. 접촉면은 주사기의 고정 부분(12)의 외표면에 대하여 대응하는 형상을 갖고, 예시된 예에서는 원통 형상이다. 각 그립 아암(11)은 자유 단부(11c)를 더 갖는데, 일측 그립 아암의 자유 단부(11c)와 타측 그립 아암의 자유 단부가 함께 주사기의 삽입을 위한 정면 개구를 형성한다. 자유 단부(11c)는 정면 개구의 바깥쪽을 향하는 만곡부를 갖는데, 일측 그립 아암의 만곡부와 타측 그립 아암의 만곡부가 함께 소정 직경의 주사기의 용이한 삽입을 위한 입구 영역을 형성한다.

그립 요소(9)의 세트를 이루는 각각의 그립 요소(9)는 주사기의 고정 부분(12)(실린더)용 하우징을 형성하도록 맞춤 형성된다. 그립 요소의 세트를 이루는 각각의 그립 요소(9)에 의해 형성된 하우징은 동일 세트에 있는 서로 다른 그립 요소별로 서로 다른 직경을 갖고, 또한 주사기의 고정 부분(12)의 종축과 일치하는 종축(X)을 갖는다. 이러한 하우징들 간의 차이는 동일 세트를 이루는 4개의 서로 다른 그립 요소(9)가 도시되어 있는 도 6에 명백히 나타나 있는데, 소정 세트의 각 그립 요소에 있어서, 체외 혈액 처리용 기계에 고정된 안착부와의 연결을 이루는 역할을 하도록 마련된 제1 부분은 모두 동일한(바람직한 실시예에서 제1 부분은 판 모양의 기부를 포함한다) 반면에, 주사기와의 분리 가능한 연결을 이루는 역할을 하도록 마련된 제2 부분은 여러 그립 요소별로 서로 달라서 서로 다른 맞춤 구조를 갖는 하우징을 형성하지만, 상기 제2 부분은 모두 제1 부분에 대하여 그리고 안착부와 선형 푸셔(6)에 대하여 동일한 상대적 위치를 갖는 종축(X)[도 6의 지면(紙面)에 수직함]을 갖는다. 따라서, 소정 세트를 이루는 각 그립 요소(9)는 안착부에 있어서 미리 정해놓은 작동 위치에 수용될 때 주사기용 하우징의 종축(X)이 선형 푸셔(6)에 대하여 미리 정해놓은 상대적 위치에 위치하게 되는 방식으로 맞춤 형성되고 배치된다. 이러한 미리 정해놓은 상대적 위치는 소정 세트에 있는 모든 교환 가능한 그립 요소(9)에 대하여 동일하다.

각 그립 요소(9)의 제1 부분은 지지체의 고정된 안착부(10)의 선형 미끄럼 가이드와 미끄럼 연결을 이루는 대응 가이드를 구비한다. 구체적으로, 대응 가이드는 대응 가이드 요소와 미끄럼 연결을 이루도록 서로 평행하게 마련된 2개의 더브테일 타입의 요소를 포함한다.

그립 요소(9)의 축선 방향 길이는 액체로 채워지는 주사기의 영역, 다시 말하자면 액체에 직접 작용하는 주사기의 가동 부분(플런저)의 이동에 의해 지배를 받는 주사기의 영역을 방해하지 않도록 미리 정해진다. 주사기의 가동 부분(7)은 액체에 직접 작용하는 가동 요소(플런저)를 구비한다. 가동 요소는 주입되는 액체 와 직접 접촉하는 전면을 갖는다. 주사기가 액체로 채워진 경우라도, 전면은 반경 방향 돌출부(14)를 갖는 주사기의 고정 부분(12)의 단부로부터 소정의 거리를 두고 위치한다. 주사기의 고정 부분(12)(실린더)은 액체와는 무관한 축선 방향으로 연장되는 구역을 갖는데, 이 구역은 주사기가 완전히 채워진 상태에서 반경 방향 돌출부(14)와 상기 전면 사이에 형성된다. 그립 아암(11)은 주사기의 상기 축선 방향 구역, 즉 액체에 직접 작용하는 플런저의 이동과는 무관한 상기 축선 방향 구역을 둘러싸고 붙잡는 방식으로 맞춤 형성되고 배치된다. 이 때문에, 주사기를 단단히 붙잡는 지지체의 그립력으로 인해 야기되는 어떠한 방해도 주입 액체(항응고제)의 유량을 발생시키는 상기 미는 힘에 큰 영향을 미치지 않는다.

각 그립 요소(9)는 주사기의 제1 방향(예시된 실시예에 있어서 아래쪽 방향)에 있어서 주사기의 고정 부분의 축방향 이동을 제한하는 제1 스트라이커 요소(13)를 더 포함한다. 바람직한 실시예에서는 전방으로 돌출하고 서로 나란하게 마련되어 스트라이커 평면을 형성하는 한 쌍의 핀(fin)을 포함하는 것인 제1 스트라이커 요소(13)는, 주사기의 고정 부분(12)의 반경 방향 돌출부(14)를 수용하는 캐비티를 탄성 변형 가능한 그립 아암(11)과 함께 형성하도록, 그립 아암(11)으로부터 소정의 축선 방향 간격을 두고 배치된다. 반경 방향 돌출부는 공지된 타입의 주사기에 통상적으로 존재하는 리브(rib)를 포함한다. 탄성 변형 가능한 그립 아암(11)은 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향(예시된 실시예에 있어서 위쪽 방향)에 있어서 주사기의 고정 부분의 축방향 이동을 제한하는 반경 방향 돌출부용 제2 스트라이커 요소를 부수적으로 형성한다. 탄성 변형 가능한 그립 아암(11)은 사실상 제1 스트 라이커 요소(13)와 협력하여 주사기의 고정 부분(12)을 축방향 변위와 관련하여 적소에, 즉 주사기 펌프의 종축에 평행하게 유지시킨다. 그립 아암(11)은 서로 협력하여 주사기의 고정 부분(12)을 횡방향 변위와 관련하여 고정시킨다.

체외 혈액 처리용 기계(1)는 그립 요소(9)의 인지 신호를 제어 유닛(8)에 보내기 위해 각각의 교환 가능한 그립 요소(9)에 내장된 식별 수단(도시 생략)을 인지하는 센서(도시 생략)를 더 포함한다. 센서와 식별 수단을 포함하는 식별 장치는 교환 가능한 그립 요소를 인지하기 위한 공지된 타입(예컨대, 기계식 및/또는 전자식)의 임의의 식별 장치일 수 있으며, 즉 식별 장치는 예컨대 참조 요소의 존재 또는 위치를 검지하는 센서, 광학적 코드 센서, 전자기 신호 센서 등을 포함할 수 있다.

선형 푸셔(6)는 공지된 타입의 스텝 모터(도시 생략)에 의해 동력을 공급받는다. 선형 푸셔(6)에는 주사기의 가동 부분(7)을 선형 푸셔(6)에 분리 가능하게 고정시키기 위한 그립 요소(15)가 마련된다. 이 그립 요소(15)는 후크를 포함하고, 이 후크는 주사기의 가동 부분(7)의 단부에 마련된 플랜지형 부분을 적소에 유지시키는 걸기 위치와, 플래지형 부분이 자유로운 상태인 방임 위치(도시 생략) 사이에서 회전 가능하다.

전술한 예에서 투석기에 적용되는 주사기 펌프는 체외 혈액 처리를 위한 다른 타입의 기계, 또는 다른 타입의 의료용 장치(예컨대 주입기)에 적용될 수 있다.

Claims (6)

1. 주사기를 작동 위치에 유지시키기 위한 지지체(5);

   주사기의 가동 부분(7)을 이동시키기 위한 푸셔(6);

   푸셔(6)에 의해 가해진 미는 힘을 나타내는 신호를 발신하기 위한 센서; 및

   상기 신호를 수신하고 수신된 신호에 따라 푸셔(6)를 안내하는 제어 유닛(8)

   을 포함하는 주사기 펌프(4)로서,

   지지체(5)는 교환 가능한 그립 요소(9)의 세트와, 그립 요소(9)를 미리 정해놓은 위치에 수용하기 위한 안착부(10)를 구비하고, 그립 요소의 세트를 이루는 각각의 그립 요소(9)는 주사기의 고정 부분(12)용 하우징을 형성하도록 맞춤 형성되며, 그립 요소(9)에 의해 형성된 하우징은 그립 요소의 세트의 서로 다른 그립 요소별로 서로 다른 직경을 갖고, 작동 위치에서 주사기의 축과 일치하는 종축(X)을 가지며, 그립 요소의 세트의 각 그립 요소(9)는 안착부(10)에서 상기 미리 정해놓은 위치에 수용될 때 하우징의 종축(X)이 푸셔(6)에 대하여 미리 정해놓은 상대적 위치에 위치하게 되는 방식으로 맞춤 형성되고, 이러한 미리 정해놓은 상대적 위치는 그립 요소의 세트의 모든 교환 가능한 그립 요소(9)에 대하여 동일한 것인 주사기 펌프.
2. 제1항에 있어서, 각 그립 요소(9)는,

   주사기의 소정 직경의 고정 부분(12)을 포용하도록 탄성 변형 가능한 2개의 그립 아암(11)으로서, 주사기의 소정 직경의 고정 부분(12)을 삽입하기 위해 2개의 그립 아암(11) 사이에 정면 개구가 마련되어 있고, 그립 아암(11)은 주사기를 억지로 삽입하여 주사기를 적소에 유지시키도록 탄성 개방 가능한 것인 2개의 그립 아암(11)과,

   주사기의 고정 부분(12)의 제1 방향에 있어서 축방향 이동을 제한하는 제1 스트라이커 요소(13)로서, 주사기의 고정 부분(12)의 반경 방향 돌출부(14)를 수용하는 캐비티를 그립 아암(11)과 함께 형성하도록 그립 아암(11)으로부터 소정의 축선 방향 위치에 배치되는 것인 제1 스트라이커 요소(13)

   를 포함하고, 탄성 변형 가능한 그립 아암(11)은 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향에 있어서 주사기의 고정 부분(12)의 축방향 이동을 제한하는 반경 방향 돌출부(14)용 제2 스트라이커 요소를 형성하는 것인 주사기 펌프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 교환 가능한 그립 요소(9)를 수용하기 위한 안착부(10)는 주사기의 고정 부분(12)용 하우징의 종축(X)에 평행한 선형 미끄럼 가이드를 포함하는 것인 주사기 펌프.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 교환 가능한 그립 요소(9)에 내장된 식별 수단을 인지하기 위한, 그리고 그립 요소의 인지 신호를 제어 유닛(8)에 보내기 위한 센서를 포함하는 것인 주사기 펌프.
5. 체외 혈액 회로에서 혈액을 순환시키기 위한 혈액 펌프(2); 및

   액체를 체외 혈액 회로에 주입하기 위한 주사기 펌프(4)

   를 포함하고, 주사기 펌프(4)는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 주사기 펌프인 것인 체외 혈액 처리용 기계.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 주사기 펌프(4)의 주사기용 그립 요소(9)의 세트.

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