KR20130042013A - 압력 센서 및 사용 방법 - Google Patents

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제벡스, 아이엔씨.
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Abstract

센서 및 사용 방법은 환자에 용액의 투여 동안 튜빙에 있어서의 폐색(또는 갑작스러운 압력 증가)의 검출을 제공한다. 폐색 센서는 바이어스 메커니즘을 사용하여 주입 펌프에 부착되어 있다. 튜빙은 카세트를 사용하여 폐색 센서와 접촉하여 위치된다. 튜빙 폐색의 검출은 튜빙의 압축 및 팽창을 측정함으로써 달성된다. 튜빙이 폐색되어질 때 튜브 내의 압력은 증가하여, 튜빙의 팽창을 가져온다. 튜빙의 팽창은 센서에 힘을 작용하여 폐색된 튜브의 의료 직원에의 알람을 촉발한다.

Description

압력 센서 및 사용 방법{PRESSURE SENSOR AND METHOD OF USE}
본 발명은 환자에 용액의 투여 동안 폐색 및 다른 압력 변화를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관련된다. 더 상세히는, 본 발명은 환자에 용액의 투여 동안 튜브에서의 폐색을 검출하는 주입 세트를 위한 힘 센서와 관련된다.
환자 치료는 용액 형태의 어떤 유동체, 약물, 또는 다른 영양분을 환자에 투여하는 것을 종종 요구한다. 환자의 신체적 조건은 환자의 위나 장에 영양분 용액의 장관 급식을 요구한다. 마찬가지로, 환자는 약물, 수화물 및/또는 영양분의 비경구 또는 정맥 주입을 요한다. 더욱이, 병든 조직 또는 상처를 씻어내기 위하여 환자에게 가압된 용액을 제공하는 경우가 있을 것이다.
장관 급식에서, 다소 점성일 수 있는 용액이 전달되는 것을 보장하는 압력 범위 내에서, 그러나 환자에 불편하지 않은 압력에서 용액을 제공하는 것이 중요한데, 그렇지 않으면 급식 세트의 출구 주변 조직에 손상을 줄 수 있다. 압력의 조절에 염려하면서, 의료 직원은 또한 급식 용액의 전달을 방해하는 급식 세트의 폐색 가능성을 염려해야만 한다. 이것은, 예를 들어, 급식 용액 중의 재료에 의한 급식 튜브 내에서의 막힘으로 말미암을 수 있고, 또는 외부적으로, 환자 또는 어떤 다른 원인에 의해 주름지거나 달리 막히게 되는 급식 세트로 말미암을 수 있다.
마찬가지로 비경구 급식에서, 환자는 생존을 위하여 주입된 용액에 약물, 유동체, 또는 영양분을 요하기 때문에 환자에 용액을 전달하는 것은 중요하다. 장관 급식에 관해서, 용액의 주입은 용액의 전달을 보장하기에 충분한 압력이면서 정맥의 손상을 피하기에 충분히 낮은 압력에서 비경구적으로 행해져야 한다. 마찬가지로, 용액의 흐름이 폐쇄되지 않도록 보장하는 것이 또한 중요하다.
용액의 운반을 요하는 다른 상황에서 비슷한 염려가 있다. 예를 들어, 세균 및 이물질 제거를 위한 상처의 세척(irrigation)은 상처 관리에서 필수이다. 상처를 세척하는 전통적인 방법은 중력 흐름 및 벌브 시린지 과정을 포함한다. 그러나, 상당한 실시 변형이 기술의 세부 사항에 존재한다. 상처 세척에서 중요한 인자는 부피이고; 증가된 부피는 어느 정도 상처 세척을 개선시키나, 최적의 부피는 알려져 있지 않다. 게다가, 높은 압력 흐름은 낮은 압력 세척과 비교하여 더 많은 세균과 잔해물을 제거하고 상처 감염의 속도를 낮추나, 높은 압력 유속은 상처의 외상을 증가시키고, 결과적으로, 상처 치유 시간을 증가시킨다. 비슷하게, 소독제 첨가는 상처에서 세균을 죽일 수 있으나, 기존 조직 유독성은 그것의 이용을 제한한다.
본 발명의 원리에 따르면, 전통적인 상처 세척 과정에 내재하는 변화성을 극복하기 위하여, 주입 펌프를 사용하여 환자에게 용액을 투여할 수 있다. 주입 펌프를 사용하는 환자에 용액 투여는 의료 분야에 잘 알려져 있다. 주입 펌프는 튜빙을 통하여 저장소에서 환자로 유동체, 약물, 또는 영양분을 전달하기 위해 종종 사용된다. 주입 펌프의 사용은 의료 직원의 일정한 감독의 필요 없이 환자에게 이들 용액의 연속적 또는 주기적인 전달을 허용한다. 더욱이, 튜빙 내의 용액에 포지티브 힘을 작용하여 흐름을 용이하게 하기 위한 펌프 또는 다른 장치를 이용하는 주입 세트는 전달의 속도 및 시기를 더 정밀하게 조절할 수 있다. 주입 펌프를 사용하는 조절된 주입으로, 용액은 용액의 농도를 치료 범위 내에서 및 어떤 가능한 세포 독성 범위 밖으로 유지하게 될 정밀한 속도로 전달될 수 있다.
약물 및 다른 용액의 전달을 위한 주입 펌프의 이용은 위에서 설명한 바와 같은 이점이 있으나, 튜빙을 통한 용액의 흐름이 방해받게 되어 환자가 필요한 유동체 및 약물을 받지 못하는 결과를 초래할 위험이 있다. 예를 들어, 환자는 무심코 튜빙 위로 굴러 그것 때문에 튜빙을 압박하고 흐름을 정지 또는 감소시키거나, 혈전 또는 다른 잔해물이 튜빙을 통한 용액의 흐름을 막을 수 있다. 이러한 종류의 문제를 극복하기 위하여 최신 주입 펌프의 안전 기준 특징에는 튜빙을 통한 용액의 흐름 변화를 검출하고 튜빙이 방해받을 때 의료 직원에게 경고하기 위하는 하류 센서가 포함된다.
더욱이, 4 pounds per (psi) inch square 미만인 압력에서 상처를 세척하는 것은 상처를 적당하게 씻지 못할 수도 있다는 것이 발견되었다. 따라서, 예를 들어, 더 최적의 세척 압력은 6-14 psi 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 8-12 psi 이어서 압력은 상처를 깨끗이 하고 상처 외상 및 상처 감염을 감소시키는데 더 효과적이도록 할 수 있다. 그러므로, 환자 상처에 용액을 전달하기 위하여 주입 펌프를 사용할 때 이러한 범위로 튜빙 내 압력 변화를 검출할 수 있는 센서를 갖는 것이 바람직하다.
따라서, 장관 급식, 비경구 용액 주입, 상처 세척, 등의 동안 용액의 연속적 및 정확한 전달을 허용하여 전달을 개선기 위하여 대기압력과 바람직한 인라인 튜빙 압력(예를 들어 4 psi, 8 psi, 10 psi, 등) 사이에서 쉽게 식별할 수 있는 신호를 생성하는 센서의 필요가 있다. 상대적으로 저렴하고 쉽게 사용가능한 이러한 장치를 제공하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 목적은 환자에 용액 투여 동안 폐색 또는 압력의 변화를 검출하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 폐색 센서는 주입 세트를 따라 배치된다. 폐색 센서는 폐색 센서의 튜빙 벽에 작용하는 힘의 변화를 측정함으로써 주입 세트의 튜빙 내 압력 변화를 검출하도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 폐색 센서 시스템은 주입 세트의 튜빙을 선택적으로 맞물기 위한 칼라(collar)를 통해 돌출하는 제 1단부를 갖는 플런저를 포함한다. 플런저는 또한 센서를 맞무는 제 2단부를 포함한다. 주입 세트의 튜빙 내 압력 변화는 플런저의 제 1단부에 대하여 튜빙 벽에 작용하는 힘의 변화를 가져오는데, 이것은 플런저의 제 2단부를 통하여 센서와 연통한다. 센서에 작용하는 힘은 튜빙에 의해 유발된 힘에 대한 전압 출력을 생성한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 폐색 센서는 인쇄 회로 기판에 위치하고, 인쇄 회로 기판은 주입 세트의 펌프에 부착된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 폐색 센서는 인쇄 회로 기판에 위치하고, 인쇄 회로 기판은 바이어스 메커니즘을 사용하여 주입 세트의 펌프에 부착된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 주입 세트의 펌프에 제거 가능하게 부착되는 카세트가 제공된다. 카세트는 주입 세트의 튜빙을 유지하고 폐색 센서와 연통하여 튜빙을 위치시키도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 카세트는 폐색 센서의 칼라와 맞물리는 지지 부재 또는 돌출부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 카세트는 일회용이다.
본 발명의 더 나아간 양태에 따르면, 폐색 센서 시스템은 펌프에 장착된 칼라, 플런저, 및 센서를 포함한다. 주입 세트를 받을 수 있도록 구성된, 지지 부재를 갖는 카세트는 센서 반대편에 펌프에 제거 가능하게 부착되고, 카세트의 지지 부재는 폐색 센서의 칼라와 접촉한다. 플런저의 제 1단부는 폐색 센서의 칼라를 통하여 돌출하여 주입 세트의 튜빙과 맞물린다. 튜빙 내부 압력의 변화는 플런저의 제 1단부에 힘을 작용하고; 힘은 그 다음 플런저를 통하여 플런저의 제 2단부로 이동한다. 플런저의 제 2단부는 센서에 인접하여 힘이 센서에 가해지도록 하고 힘의 크기에 대해 전압 출력이 생성되도록 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 폐색 센서 시스템은 바이어스 메커니즘을 사용하여 펌프에 부착된 인쇄 회로 기판에 위치하거나 그것에 인접한 센서를 포함한다. 지지 부재를 갖는 카세트는 센서 반대편에 펌프에 제거 가능하게 부착되고, 카세트의 지지 부재는 폐색 센서의 칼라와 접촉한다. 폐색 센서 시스템은 또한 플런저를 포함하고, 플런저의 제 1단부는 폐색 센서의 칼라를 통하여 돌출하여 카세트에 의해 지지된 주입 튜빙을 맞물린다. 플런저의 제 2단부는 센서에 힘을 작용하고, 이것은 튜빙에 의해 유발하는 힘에 대해 전압 출력을 생성한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 폐색 센서 시스템은 바이어스 메커니즘을 사용하는 펌프에 부착되는 인쇄 회로 기판에 위치한 센서를 포함한다. 지지 부재 없이 카세트는 센서 맞은편에 펌프에 제거 가능하게 부착될 수도 있다. 센서와 관련된 플런저의 제 1단부는 폐색 센서 장치의 칼라를 통하여 돌출하여 카세트에 의해 지지되는 주입 세트의 튜빙과 맞물린다. 플런저의 제 2단부는 센서에 힘을 작용하여 이것은 튜빙에 의해 유발된 힘에 대해 전압 출력을 생성한다. 카세트 채널에서 지지 부재를 제거함으로써, 스프링과 같은 바이어스 메커니즘에 의해 유발된 힘은 튜빙에 직접적으로 작용한다. 본 발명의 이러한 양태의 이점은 칼라 및 튜빙 사이에 지속적인 힘의 인가를 포함한다. 이 힘은 플런저의 고정된 돌출 길이와 함께 초기 카세트로 로딩된 힘을 정상화하고, 튜빙 특성의 차이에 따른 영향을 최소화한다. 추가적인 이점은 바이어스 메커니즘에 의해 유발된 힘이 튜빙을 난 형상으로 압착하는 것이다. 튜빙의 난 형상은 튜빙의 측면의 힘 효과를 감소시키고, 따라서 전체 튜빙을 측정의 영역에서 더 유연하게 만든다. 튜빙 가요의 이러한 증가된 가용성은 튜빙 특성 차이 효과를 감소시키고, 폐색에 의해 유발된 힘의 더 직접적 측정을 돕는다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 다음 도면 및 관련 설명에 나타내고 기술된바와 같은 폐색 센서 및 사용 방법에서 실현된다.
본 발명의 다양한 구체예를 번호가 붙은 도면을 참고하여 나타내고 설명한다.
도 1은 주입 세트를 위한 펌프 몸체에 배치된, 본 발명의 원리에 따라 만들어진 폐색 센서의 한가지 적용의 단면도를 나타낸다.
도 2는 주입 세트를 위한 펌프 몸체에 배치된, 본 발명의 원리에 따라 만들어진 폐색 센서의 또다른 적용의 단면도를 나타낸다.
도 3은 주입 세트를 위한 펌프 몸체에 배치된, 본 발명의 원리에 따라 만들어진 폐색 센서의 또다른 적용의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1 및 도 2의 카세트의 저면도를 나타낸다.
도 5는 지지 부재가 없는, 도 3의 카세트의 저면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 원리에 따라 사용될 수 있는 주입 세트를 위한 펌프의 상면도를 나타낸다.
도면은 예시이며 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 발명의 범위의 제한이 아님을 인정하는 것이다. 발명의 다양한 요소들은 다양한 양태 및 목적을 달성시킨다. 발명의 모든 요소가 한 도면에 명확하게 나타낼 수 없고, 이런 이유로 모든 도면이 본 발명의 각 요소를 나타내지 않는다는 것이 인정된다.
당업자가, 본 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위하여, 도면을 거기에 제공된 숫자를 참조하여 논의할 것이다. 도면 및 설명은 발명의 다양한 양태의 예시이고 첨부된 청구 범위의 범위 축소를 의도하지 않는다.
도 1에서, 본 발명의 원리에 따라, 일반적으로 10으로 표시된, 폐색 센서 시스템의 한 가지 적용의 단면도를 나타낸다. 폐색 센서 시스템 (10)은 펌프 몸체 (52)(그것의 파단도를 나타냄)에 배치된다. 펌프는 주입 세트의 튜빙 (44)과 같은, 구조물을 통해 유동체를 펌핑하도록 구성된다. 펌프는, 예를 들어, 환자에 용액을 전달하기 위해 사용된 연동 펌프 또는 다른 유형의 펌프이다. 이하에 나타내는 바와 같이, 폐색 센서 시스템 (10)은 펌프 몸체 (52)를 통해 연장되고, 필수적이지는 않지만 일반적으로 연동 펌프 롤러와 같은 펌핑 메커니즘에 인접하여 위치한다.
폐색 센서 시스템 (10)은, 피에조저항 센서와 같은 인쇄 회로 기판 (56)에 위치하거나 이에 인접하고 있는, 센서 (24)를 포함한다. 인쇄 회로 기판 (56)은, 예를 들어, 나사 (60)를 사용하여 펌프 몸체 (52)에 부착되는, 장착판 (54)에 배치되나, 장착판 (54)은 또한 다양한 다른 방법을 사용하여 펌프 몸체 (52)에 부착될 수 있음이 인정될 것이다. 게다가, 인쇄 회로 기판 (56)은 펌프 몸체 (52)(도 2 참조)에 직접 장착되어, 장착판 (54)의 필요를 생략할 수도 있음이 인정될 것이다.
폐색 센서 시스템 (10)은 칼라 (32) 및 플런저 (28)를 또한 포함한다. 튜빙 (44)이 펌프 몸체 (52)에 인접하여 유지될 때, 플런저 (28)는 칼라 (32)에서 개구 (30)를 통해 연장되어 주입 세트의 튜빙 (44)에 접촉할 수도 있다.
발명의 한 양태에 따르면, 튜빙 (44)은 카세트 (36)를 사용하여 펌프 몸체 (52)에 인접하여 유지될 수도 있고, 플런저는 튜빙 (44)으로 일정거리 돌출될 수도 있다.
카세트 (36)는 또한 튜빙 (44)을 플런저 (28)에 인접하게 위치시켜 튜빙 (44)과 플런저 (28)의 맞물림을 용이하게 할 수도 있다. 카세트 (36)상의 돌출부 또는 지지 부재 (40)는, 지지 부재 (40)가 이격되어 있는 거리 및 튜빙 (44)의 지름에 의존하여, 튜빙 (44)의 옆으로 퍼짐을 막거나 최소화하는데 도움을 준다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 폐색 센서 시스템 (10)이 사용 중일 때, 센서 (24)는 튜빙 (44)에 대해 실질적으로 고정된 위치로 남아있다.
플런저 (28)와 접촉할 때, 튜빙 (44)은 플런저 (28)에 힘을 작용하고, 화살표 (64)로 나타내었다. 예를 들어, 폐색 센서 시스템 (10)의 사용 동안 한 세트의 조건하에서, 튜빙 (44)의 폐색은 폐색 센서 시스템 (10)으로부터 하류에서 일어나는데, 이것은 튜빙 (44) 내 압력의 증가를 야기하고 튜빙 (44)의 팽창을 이끈다. 튜빙 (44)의 팽창은 튜빙 (44)가 폐색되지 않을 때 튜빙 (44)에 작용하는 힘 (64)와 비교하여 크기가 다른 플런저상의 힘 (64)을 작용할 수 있다. 힘 (64)는 플런저 (28)을 통하여 센서 (24)에 연통된다. 인쇄 회로 기판 (56)에 위치한 센서 (24)는 튜빙 (44)에 의해 유발된 힘 (64)의 증가에 대해 전압 출력을 생성한다. 만약 폐색 센서 시스템 (10)의 사용 동안 힘 (64)의 크기가 충분히 다르다면, 예를 들어 튜빙 (44)가 폐색 될 때(또는 달리 바람직한 작동 변수 이상이나 이하의 압력을 가질 때) 주입 세트의 부적절한 기능을 일깨우는 경고 신호가 의료 직원에게 보내질 것이다. 알람을 보내는 메커니즘은 회로 기판에 배치되거나 폐색 센서와 연통하는 독립적인 구조물일 수도 있다. 경고 신호는 시각적 알람, 청각적 알람, 신체적 알람 등을 포함한다. 게다가, 만약 폐색이 센서 (24)에 작용하는 힘 (64)의 크기를 상당히 변하게 한다면, 주입 세트가 점검 또는 수리될 때까지 펌프 (52)는 꺼질 것이다. 본 발명의 원리에 따르면, 센서 (24)는 Honeywell P/N FSS 1550와 같은 피에조저항 센서나, 다른 센서도 또한 사용 가능하다.
도 1의 폐색 센서 시스템 (10)으로 생성된 기준 전압 측정치는 전체적인 어셈블리의 치수 공차와 또는 다양한 튜빙 특성과 연관된 차이에 민감할 수 있음이 발견되었다. 폐색 센서 시스템 (10)으로부터 하류의 튜빙 (44)의 폐색 사건에서, 튜빙 (44) 내 압력은 증가하여, 튜빙 (44)를 확장하고 프런저 (28)에 힘을 작용하는데, 이것은 궁극적으로 폐색 센서 시스템 (10)에 의한 폐색의 검출을 이끌수 있다.
폐색 센서 시스템 (10)은 센서 시스템 (10)의 상류에서 튜빙 (44)의 폐색을 검출할 수도 있다. 튜빙 (44)의 상류 폐색은 튜빙 (44) 내 압력을 감소시키는데, 이것은 튜빙 측벽 (48)의 수축으로 이어진다. 튜빙 측벽 (48)이 수축함에 따라 플런저 (28)을 통해 센서 (24)에 작용하는 힘은 감소하여, 센서 (24)에 의한 전압 출력에 상당한 변화를 일으킨다. 따라서, 상류 폐색은 정상 작동 상태에서 튜빙 (44) 내부 압력에 대해 튜빙 (44) 내부 압력의 강하를 감지함으로써 튜빙 (44)에서 검출된다.
도 2에서, 일반적으로 10으로 표시한, 본 발명의 폐색 센서의 다른 적용의 단면도를 나타낸다. 상기 논의된 적용에 관하여, 폐색 센서 시스템 (10)은 주입 세트와 함께 사용되는 펌프 또는 펌프 몸체 (52)에 배치되거나 부착된다. 인쇄 회로 기판 (56)은 스프링, 압축 가능 와셔, 탄성체 등과 같은 바이어스 메커니즘 (68)을 이용하여 펌프 몸체 (52)에 직접 부착된다. 이것은 인쇄 회로 기판 (56)을 펌프 몸체 (52)에 대하여 움직이게 하고, 센서를 플런저 (28)에 향하도록 바이어스 하며, 플런저를 튜빙 (44)에 대해 바이어스하도록 한다. 더 정확한 결과는 플런저 (28)를 갖는 튜빙에 작은양의 압력을 제공함으로써 달성된다.
칼라 (32)는 카세트의 지지 부재 (40)에 접촉한다. 칼라 (32)는 효과적으로 센서 요소 (24)를 분리하는 반복 스페이서로서 작용 가능하여, 센서 (24)가 플런저 (28)의 움직임을 통해 튜빙 (44)의 팽창으로부터 전달된 힘에 의해서만 실질적으로 작동하도록 한다. 더욱이, 옆으로 퍼지는 팽창의 제한에 의해, 지지 부재는 튜빙 (44)의 움직임을 아래쪽으로(즉, 플런저 (28)를 향해) 향하게 하기 때문에, 더 높은 신호 감도가 달성될 수 있다.
카세트 (36)가 펌프 (52)에 부착될 때, 폐색 센서 시스템 (10)의 플런저 (28)은 튜빙 (44)과 맞물린다. 칼라 (32) 및 지지 부재 (40)와 함께, 바이어스 메커니즘 (68)은 플런저 (28)가 개구 (30)를 통해 튜빙 (44)로 돌출할 수 있는 거리를 제한한다. 도 2의 폐색 센서 시스템 (10)은 도 1의 폐색 센서 시스템과 비교하여 튜빙 (44) 내 압력 변동의 더 정확하고 지속적인 검출을 생성할 수 있다.
이제 도 3을 참고하여, 주입 세트를 위한 펌프 (52)에 배치된, 일반적으로 10으로 나타낸, 본 발명의 폐색 센서 시스템의 또 다른 적용의 단면도를 나타낸다. 카세트 (38)는 펌프 (52)에 제거 가능하게 부착된다. 도 1 및 도 2에서 나타낸 카세트 (36)와 대조적으로, 카세트 (38)는 튜빙 (44)이 플런저 (28)를 인접하여 맞물리는 지지 부재 또는 돌출부를 포함하지 않는다. 카세트 (38)의 지지 부재를 제거함으로써, 바이어스 메커니즘 (68)에 의해 유발된 화살표 (72)로 표시한 힘은 튜빙 (44)에 작용한다. 바이어스 메커니즘 (68)은 인쇄 회로 기판 (56)을 통해 칼라 (32)에 지속적인 힘 (72)을 인가하고, 이것은 결과적으로, 튜빙 (44)에 대해 칼라를 바이어스하여 힘 (72)이 튜빙 (44)에 작용하는 것을 허용한다. 게다가, 칼라 (32)가 튜빙 (44)에 대해 바이어스 할 때, 칼라 (32)는 튜빙 (44)을 맞물기 위한 최소한 한 개의 어깨 (32a)를 가진다. 튜빙 (44)와 칼라 (32)의 맞물림은 플런저 (28)가 개구 (30)을 통해 튜빙 (44)으로 돌출하는 거리를 제한한다. 튜빙 (44)에 힘 (72)을 인가하면서 돌출 길이를 조절하는 것은, 카세트 (38)가 펌프 (52)에 초기에 제거 가능하게 부착될 때, 튜빙 (44)에 의해 유발된 힘 (64)를 정상화한다. 초기 힘 (64)이 정상화되면, 도 3에서 나타낸 폐색 센서 시스템 (10)은 튜빙 특성 내에서 변동에 의한 영향을 덜 받는다.
더욱이, 힘 (72)이 튜빙 (44)에 인가되는 튜빙 (44)의 구역은, 주위 또는 정상 작동 상태에서 도 3에서 묘사된 단면도에서 볼 수 있는 난 형상으로 부분적으로 붕괴하거나 압착된다. 튜빙 (44)의 난 형상 구역은 튜빙 (44)의 측벽 (48)에 힘 효과를 감소시키고, 따라서 튜빙 (44)를 측정의 영역에서 즉, 플런저 (28)가 측벽 (48)과 접촉하는 곳에서 더 유연하게 만든다. 튜빙 (44)의 유연성의 증가는, 하류 폐색으로 인한 튜빙 (44) 내 압력 증가를 측정할 때 폐색 센서 시스템 (10)의 정확도와 감도를 증가시킨다. 튜빙 (44)의 순응도 증가는 폐색 센서 시스템 (10)에 의한 압력의 측정에 대한 튜빙 특성의 영향을 또한 감소시킨다.
도 3에 따른 폐색 센서 시스템 (10) 및 카세트 (38)는 도 2의 폐색 센서 시스템 (10) 및 카세트 (36)에 비교하여 다른 특성의 튜빙와 테스트할 때 더 정확한 전압 데이터를 생성한다. 더욱이, 도 3의 폐색 센서 시스템 (10)은 생성된 전압 신호의 변동성을 증가시키지 않고, 대기압과 10 psi 사이에서 전압차의 상당한 증가를 발생시킨다.
본 발명의 원리에 따라서, 주입 세트의 튜빙 내 압력 차이를 정확히 측정하기 위한 중요한 인자는 바이어스 메커니즘 (68)에 의해 유발된 힘 (72)의 적절한 양의 적용이다. 튜빙 (44)에 작용하는 이상적인 힘 (72)을 결정하기 위해, 상이한 특성을 갖는 튜빙에 대해 카세트 (38)(지지 부재 없음) 및 카세트 (36)(지지 부재 있음. 도 2)를 사용하여 데이터를 수집하였다. 카세트 (36)를 사용시에 예상되는 결과는, 심지어 다른 특성을 갖는 튜빙 사용시에도, 바이어스 메커니즘 (68)에 의해 작용된 힘 (72)을 변동시키는 것은 힘 (72)이 튜빙 자체에 마주하는 지지 부재 (40)에 작용하고 있기 때문에 전압 출력에 최소한의 영향만을 미친다는 것이다. 놀랍게도, 카세트 (36)를 테스트했을 때, 폐색 센서 시스템 (10)의 전압 측정치는 튜빙 특성에 민감한 것으로 발견되었다. 더 상세히는, 카세트 (36)를 사용할 때 새 튜빙에서 예상되는 바와 같이, 덜 유연한 튜빙에 대한 전압 측정치가 반복적으로 가압된 튜빙에 대한 전압 측정치보다 더 높다. 이 결과는 바이어스 메커니즘 (68)에 의해 발생하는 힘 (72)이 변동되었을 때에도 관찰된다. 따라서, 카세트 (36)와의 연결에 사용될 때, 폐색 센서 시스템 (10)은 튜빙 수명보다 튜빙 특성의 변화에 민감하다.
대조적으로, 폐색 센서 시스템 (10)이 카세트 (38)(지지 부재 없음)와 연결하여 사용될 때, 전압 측정은 튜빙 특성에서의 변화에 영향을 적게 받았다. 카세트 (38)과 연결된 폐색 센서 시스템 (10)을 사용하는 전압 측정은, 튜빙 (44)에 인가된 1.0 파운드에서 3.0 파운드 범위의 힘 (72)으로, 대기 압력 및 10 psi에서 수행되었다. 같은 측정을 새 튜빙과 노화된 튜빙을 모사하기 위하여 반복적으로 가압된 튜빙을 사용하여 수행하였다. 튜빙 (44)에 인가되는 힘 (72)의 바람직한 양은 약 1.2 파운드에서 1.8 파운드 범위인 것으로 발견되었다. 튜빙 특성은 카세트 (38)가 폐색 센서 시스템 (10)과 연결하여 사용되었을 때, 전압 측정에 적은 영향을 미쳤으나, 폐색 센서 시스템 (10)이 펌프 (52)에 제거 가능하게 붙은 카세트 (36)을 사용하였을 때 얻어진 전압 측정과 비교했을 때 이 효과는 최소이었다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 바이어스 메커니즘 (68)으로서 세 개의 스프링이 사용된다. 따라서, 위에서 설명한 바와 같이 튜빙 (44)에 1.2 파운드에서 1.8 파운드의 범위의 힘을 작용하기 위하여, 각 스프링은 대략 0.4에서 0.6 파운드이어야한다. 그것은 세 개의 스프링이 바이어스 메커니즘 (68)에 사용되는 본 발명에 필수적이 아니라는 것이 인정될 것이다.
도 4에서, 도 1 및 2에 관하여 논의된 카세트 (36)의 저면도를 나타낸다. 카세트 (36)는 카세트 (36)가 펌프에 부착되어 있을 때, 튜빙 세그먼트 (44c)를 폐색 센서 시스템 (10)의 플런저 (28)에 접촉하도록 위치시키기 위한 채널 (80)을 따라 튜빙 (44c)의 세그먼트를 유지하도록 구성된 형성부 (84)를 포함한다. 롤러 구동 연동 펌프를 사용할 때에, 예를 들어, 펌프 롤러는 튜빙을 지지 부재 (40) 사이에 배치된 튜빙 세그먼트(44c)에 인접하게 세그먼트 (44a)를 따라 일반적으로 맞물릴 수 있다.
도 2에서 더 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 카세트 (36)가 펌프에 제거 가능하게 부착될 때, 플런저 (28)가 개구 (30)를 통해 돌출할 수 있는 거리를 조절하는데 도움을 주도록 칼라 (32)와 접촉 및 맞물릴 수 있는 지지 부재 (40)를 또한 나타낸다.
이제 도 5를 참고하면, 도 3의 카세트 (38)의 제면도를 나타낸다. 카세트 (36)와 대조하여 카세트 (38)는 칼라 (32)와 접촉하는 지지 부재 없이 형성된다. 카세트 (38)에서 지지 부재 제거로, 바이어스 메커니즘 (68)(도 3)에 의해 유발된 힘이 튜빙 (44)에 작용한다. 튜빙 (44)에 바이어스 메커니즘 (68)에 의해 유발된 힘을 적용함으로 인한 어떤 이점들은 위에서 설명하였고, 플런저 (28)에 튜빙 (44)에서 발생하는 힘의 증가 정상화를 포함하며, 또한 플런저 (28)가 튜빙 (44)에 접촉하는 위치에서 튜빙 (44)의 유연성을 증가시키고, 이로써 압력 측정의 정확도와 감도를 증가시킨다.
도 6에서, 52로 일반적으로 나타낸, 주입 세트를 위한 펌프의 파단상면도를 나타낸다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 로타리 연동 펌프 메커니즘 90이 주입 세트의 튜빙 (44)(도 1-5)를 통한 용액의 흐름을 용이하게 하기 위하여 사용된다. 로타리 연동 펌프 이외의 펌프는 본 발명의 원리에 따라서 이용됨이 인정되어야 한다.
카세트 (36) 또는 카세트 (38)는 펌프 (52)의 몸체에 오목한 형성부 (94)에 제거 가능하게 부착되어, 카세트를 펌프 메커니즘 (90)과 맞물려 튜빙 (44)(도 1-4)을 지지한다. 카세트 (36 또는 38)은 폐색 센서 시스템 (10)의 플런저 (28) 및 가능하게 칼라 (32)와 연통하여 주입 세트의 튜빙을 또한 유지한다. 따라서, 폐색 센서 시스템 (10)은 펌프 몸체 (52)를 통해 완전하게 연장될 수 있다. 대안으로, 폐색 센서 시스템 (10)은 더 큰 깊이를 갖는 펌프 몸체로 간단히 오목하게 될 수 있다.
카세트 (36)(도 4) 또는 카세트 (38)(도 5)는 다양한 방법을 이용하여 다양한 펌프에 부착될 수 있다. 클립, 탭, 플랜지, 압력 핏 또는 여러가지 다른 메커니즘이 카세트 (36 또는 38)가 오목부 (94)에 머무는것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 대안으로, 펌프 (52)는 오목부를 결핍하고 카세트 (36 또는 38)는 펌프 (52)의 외벽을 유지할 수 있다.
카세트 (36) 또는 카세트 (38)가 펌프 (52)에 부착될 때, 튜빙 (44)은 플런저 (28) 위에 위치하고 이로써 플런저 (28) 및 튜빙 (44) 사이의 접촉을 용이하게 한다. 더욱이, 카세트 (36)가 펌프 (52)에 부착될 때, 튜빙 (44)과 강력한 접촉으로 칼라 (32)의 움직임에 저항하기 위하여 지지 부재 (40)은 칼라 (32)에 접촉할 수 있따. 따라서, 본 발명의 폐색 센서가 펌프와 관련하여 사용될 때, 폐색을 감지하고 적절한 용액 부피 및/또는 압력이 달성되는 것을 보장하도록 주입 세트의 카세트 베어링 튜빙과 사용될 수 있는 주입 시스템이 제공된다.
반면에, 앞선 설명은 원칙적으로 환자에 유동체 투여시 사용될 수 있는 폐색 센서와 관련하여 나타낸 한편, 폐색 센서는 다양한 비의료적 적용에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 어느 쪽이든, 폐색 센서 시스템 (10)은 주입 세트의 튜빙 (44)을 따라 압력 변화를 검출하고, 이로써 튜빙 내 정해진 압력이 초과되었다는 경고를 만들어낼 수 있다. 이것은 빛 또는 소리 알람과 같은 경고 신호를 발생시키도록 사용될 수 있고, 및/또는 주입 세트가 점검될 때까지 펌프를 끄도록 사용될 수 있다. 따라서, 정해진 변수 밖의 범위를 가리키는 폐색 센서 시스템 (10)을 가지고 의료 직원에 의해 적절한 압력이 유지될 수 있다.
상기 설명된 본 발명의 다양한 양태는 모두 함께, 개별적으로, 또는 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 따라서, 폐색 센서 시스템은 구조물 내부의 압력을 측정하는 센서, 구조물 및 센서와 연통하여 배치된 이동성 플런저를 포함하며, 이동성 플런저는 센서에 힘을 작용하고, 이동성 플런저에 의해 센서에 인가된 힘의 크기가 구조물 내부 압력의 변화에 대해 변하도록 배향된다. 폐색 센서 시스템은 또한 다음을 갖는다: a) 주입 세트의 튜빙를 포함하는, 플런저에 인접하여 배치된 구조물; b) 센서는 센서 및 펌프에 인접하여 위치된 튜빙을 갖는 펌프 메커니즘을 가지는 펌프에 배치되어, 튜빙이 이동성 플런저 및 펌프 메커니즘과 연통하도록 하고; c) 폐색 센서를 플런저를 향해 바이어스하는 바이어스 메커니즘; d) 이동성 플런저가 칼라에서 개구를 통해 연장되어 압력이 측정되는 구조물과 접촉하도록 하는 칼라; e) 주입 세트의 튜빙으로서의 구조물, 여기서 폐색 센서는 플런저에 대해 배치된 칼라를 더 포함하고 튜빙이 폐색 센서에 인접하여 장착될 때 폐색 센서를 플런저를 향해 바이어스 하고 칼라를 튜빙과 맞물려 바이어스하는 바이어스 메커니즘을 추가로 포함하며, 칼라는 이동성 플런저가 칼라에서 개구를 통해 연장되고 튜빙으로 돌출하는 거리를 제한하며; f) 폐색 센서가 연결되는 펌프 및 주입 세트의 튜빙을 받기 위한 카세트, 여기서 카세트는 펌프에 연결되고; g) 최소한 하나의 지지 부재를 포함하는 카세트, 여기서 바이어스 메커니즘은 최소한 하나의 지지 부재와 맞물려 칼라를 바이어스 하고; h) 펌프를 통해 연장되는 폐색 센서; i) 경고 신호를 발생시키는 구조물, 경고 신호는 시각적 알람, 소리 알람 및 신체적 알람으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소한 한 가지 알람을 포함하며; j) 펌프에 장착된 폐색 센서, 폐색 센서는 센서에 가해진 힘의 크기의 충분한 변화가 펌프의 꺼짐을 야기하도록 구성되며; 및/또는 k) 회로 기판에 장착된 센서; 또는 이것들의 어떤 조합.
본 발명의 양태에 따르면, 주입 시스템은 주입 세트의 튜빙을 받도록 구성된 펌프, 펌프에 배치된 센서 시스템을 가지고, 센서 시스템은 센서 및 센서로부터 멀리 연장되어 배치된 플런저를 포함하여 주입 세트의 튜빙으로부터 센서로 힘을 전달하며, 주입 세트의 튜빙이 펌프에 장착될 때 튜빙은 플런저를 통하여 센서에 주입 세트 내 압력 변화에 대해 변화하는 힘을 작용한다. 주입 센서 시스템은 또한 a) 주입 시스템 내부 압력이 바람직한 작동 변수 이상이나 이하에 있을 때 주입 시스템의 부적절한 작동을 알리는 경고 신호를 발생하도록 구성된 센서; b) 회로 기판 위에 배치된 센서 및 튜빙 내 압력에 대해 강제된 플런저; c) 개구를 가지는 칼라, 플런저는 개구를 통하여 연장되며; d) 튜빙과 튜빙을 펌프에 유지하는 카세트를 포함하는 주입 세트; e) 펌프에 형성된 오목한 구역에서 펌프에 작동 가능하게 연결된 카세트; f) 펌프에 인접하여 배치된 칼라, 카세트는 지지 부재를 가지고, 칼라는 카세트가 펌프에 작동 가능하게 연결될 때 지지 부재를 맞무는 칼라; 장착판과 바이어스 메커니즘을 사용하여 펌프에 장착된 센서; 및/또는 g) 플런저에 의해 센서에 작용한 힘이 전압 출력으로 변환되고, 전압 출력은 플런저에 의해 센서에 가해진 힘에 기초하여 변동하며; 또는 이것들의 어떤 조합을 가진다.
발명의 방법은, 센서 및 센서에 힘을 전달하기 위하여 센서와 연통하여 배치된 플런저를 가지는 주입 펌프를 선택함으로써 튜빙에서의 폐색을 검출하는 단계; 주입 세트의 튜빙을 주입 펌프에 인접하여 연결하여 튜빙이 플런저와 연통하고 이로써 힘의 변화는 플런저에 의해 센서에 전달된 힘을 변화시키도록 하는 단계; 그리고 플런저를 통해 센서와 연통한 튜빙 내 압력의 변화를 측정함으로써 폐색을 검출하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 a) 주입 세트의 튜빙을 받도록 구성된 카세트를 선택하고 카세트를 주입 펌프에 부착하는 단계; b) 바이어스 메커니즘의 사용하여 폐색 센서를 주입 펌프에 부착하는 단계; c) 플런저를 받기 위한 개구를 갖는 칼라를 갖는, 피에조저항 센서에 의해 형성된 센서를 선택하는 단계; d) 주입 펌프에는 카세트를 부착시켜 카세트의 최소 한 개의 지지 부재가 칼라와의 맞물림을 야기하도록 하는 단계; e) 튜빙 내부 압력의 상당히 큰 변화가 검출될 때 경고 신호를 보내는 단계; 및/또는 f) 튜빙의 팽창 및 압축에 의해 센서에 작용된 힘의 양을 측정함으로써 튜빙 내 폐색을 검출하는 단계, 또는 상기 단계들의 어떤 조합도 포함한다.
펌프 몸체를 가지는 펌프; 및 튜빙이 펌프에 장착될 때 센서를 튜빙을 향해 바이어스 하는 바이어스 메커니즘을 갖는, 펌프 몸체에 부착된 센서를 포함하는, 유동체를 튜빙을 통해 펌핑하는 펌프에 사용하는 센서 시스템. 센서 시스템은 a) 센서에 힘을 전달하는 센서에 인접해 배치된 플런저; b) 플런저에 인접한 지지 구조물; c) 개구를 가지는 칼라, 플런저는 개구를 통과하여 연장되며; 및/또는 d) 인쇄 회로 기판에 배치된 센서, 또는 이것들의 어떤 조합 또는 상기 논의된 조합들을 또한 포함한다.
이와 같이 폐색 센서 및 사용 방법이 개시되어 있다. 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않고 수많은 변화가 본 발명에 행해질 수 있다. 첨부된 특허청구범위는 이러한 변형들을 망라하는 것을 의도한다.

Claims (32)

  1. 구조물 내부 압력을 측정하는 센서, 및
    구조물 및 센서와 연통하여 배치된 이동성 플런저를 포함하며, 이동성 플런저는 센서에 힘을 인가하고, 이동성 플런저에 의한 센서에 인가된 힘의 크기가 구조물 내부 압력의 변화에 대해 변하도록 배향되는 것을 특징으로하는 압력 센서 시스템.
  2. 제 1항에 따르는, 폐색 센서 시스템을 포함하고, 구조물은 주입 세트의 튜빙을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력을 측정하는 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 센서는 펌프 메커니즘을 가지는 펌프에 배치되고, 튜빙은 센서 및 펌프에 인접하여 위치되어 튜빙이 이동성 플런저 및 펌프 메커니즘과 연통하도록 하는 것을 특징으로 하는 압력을 측정하는 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 폐색 센서를 플런저를 향해 바이어스하는 바이어스 메커니즘을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압력을 측정하는 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 펌프 몸체를 추가로 포함하고, 폐색 센서는 펌프 몸체에 대해 폐색 센서의 움직임을 허용하도록 펌프 몸체에 부착되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 칼라를 추가로 포함하고, 이동성 플런저가 칼라에서 개구를 통해 연장되어 압력이 측정되는 구조물과 접촉하도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 구조물은 주입 세트의 튜빙이고, 폐색 센서는 플런저에 대해 배치된 칼라를 추가로 포함하고 튜빙이 폐색 센서에 인접하여 장착될 때 폐색 센서를 플런저를 향해 바이어스 하고 칼라를 튜빙과 맞물려 바이어스하는 바이어스 메커니즘을 추가로 포함하며, 칼라는 이동성 플런저가 칼라에서 개구를 통해 연장되고 튜빙으로 돌출하는 거리를 제한하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 플런저는 주위 상태(ambient state)에서 튜빙을 부분적으로 붕괴하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 시스템.
  9. 제 6항에 따르는 폐색 센서 시스템을 포함하고, 폐색 센서가 연결되는 펌프 및 주입 세트의 튜빙을 받기 위한 카세트를 추가로 포함하고, 카세트는 펌프에 연결되는 것을 특징으로 하는 압력을 측정하는 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 카세트는 최소한 하나의 지지 부재를 포함하며, 바이어스 메커니즘은 최소한 하나의 지지 부재와 맞물려 칼라를 바이어스 하는 것을 특징으로 하는 압력을 측정하기 위한 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 지지 부재는 플런저의 움직임에 일반적으로 수직한 방향으로 튜빙의 움직임을 제한하는 것을 특징으로 하는 압력 측정을 위한 시스템.
  12. 제 1항에 있어서, 센서는 회로 기판에 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 시스템.
  13. 주입 세트의 튜빙을 받도록 구성된 펌프, 및
    펌프에 배치된 센서 시스템을 포함하며, 센서 시스템은 센서 및 센서로부터 멀리 연장되어 배치된 플런저를 포함하여 주입 세트의 튜빙으로부터 센서로 힘을 전달하며,
    주입 세트의 튜빙이 펌프에 장착될 때 튜빙은 플런저를 통하여 센서에 주입 세트 내 압력 변화에 대해 변화하는 힘을 작용하는 것을 특징으로 하는 주입 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 센서는 회로 기판에 직접 배치되고, 플런저는 튜빙 내 압력에 반응하여 센서에 힘을 작용하는것을 특징으로 하는 주입 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 개구를 가지는 칼라를 추가로 포함하고, 플런저는 개구를 통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 주입 시스템.
  16. 제 13항에 있어서, 튜빙 및 튜빙을 펌프에 고정시키는 카세트를 포함하는, 주입 세트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 펌프에 인접하여 배치된 칼라를 더 포함하고, 카세트는 지지 부재를 가지고, 칼라는 카세트가 펌프에 작동 가능하게 연결될 때 지지 부재를 맞무는 것을 특징으로 하는 주입 시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 지지 부재는 칼라에 접촉하고, 튜빙의 팽창을 제한하는 것을 특징으로 하는 주입 시스템.
  19. 제 13항에 있어서, 센서는 센서를 펌프에 대하여 움직이도록 허용하는 바이어스 메커니즘과 장착판을 사용하여 펌프에 장착되는 것을 특징으로 하는 주입 시스템.
  20. 제 13항에 있어서, 튜빙을 가지는 주입 세트를 추가로 포함하고, 플런저는 주위 상태에서 튜빙을 부분적으로 붕괴하는 것을 특징으로 하는 주입 시스템.
  21. 센서가 배치되고 센서에 힘을 전달하기 위하여 센서와 연통하여 배치된 플런저를 가지는 주입 펌프를 선택하는 단계;
    주입 세트의 튜빙을 주입 펌프에 인접하여 연결하여 튜빙이 플런저와 연통하고 이로써 플런저에 의해 센서에 전달된 힘을 변화시키도록 하는 단계; 그리고
    플런저를 통해 센서와 연통한 튜빙 내 압력의 변화를 측정함으로써 폐색을 검출하는 단계를 포함하는, 튜빙 내 압력을 검출하기 위한 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 주입 세트의 튜빙을 받도록 구성된 카세트를 선택하고 카세트를 주입 펌프에 부착하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 21항에 있어서, 센서 및 펌프 사이 움직임을 허용하는 바이어스 메커니즘을 사용하여 폐색 센서를 주입 펌프에 부착하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 21항에 있어서, 피에조저항 센서에 의해 형성된 센서를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 21항에 있어서, 플런저를 받기 위한 개구를 갖는 칼라를 가지는 주입 펌프를 사용하는 단계를 포함하고, 카세트는 최소 한 개의 지지 부재를 가지고, 카세트를 주입 펌프에 부착시키는 단계는 카세트의 최소 한 개의 지지 부재가 칼라와의 맞물림을 야기하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 21항에 있어서, 정상 작동 상태에서 튜빙을 부분적으로 붕괴하도록 튜빙에 대해 플런저를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 펌프 몸체를 가지는 펌프; 및
    튜빙이 펌프에 장착될 때 센서를 튜빙을 향해 바이어스 하는 바이어스 메커니즘을 갖는, 펌프 몸체에 부착된 센서를 포함하는,
    유동체를 튜빙을 통해 펌핑하는 펌프에 사용하는 센서 시스템.
  28. 제 27항에 있어서, 시스템은 힘을 센서에 전달하기 위한 센서에 인접하여 배치된 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 시스템.
  29. 제 28항에 있어서, 시스템은 플런저에 인접한 지지 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 시스템.
  30. 제 29항에 있어서, 지지 구조물은 칼라인 것을 특징으로 하는 시스템.
  31. 제 30항에 있어서, 칼라는 개구를 가지고, 플런저는 개구를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  32. 제 27항에 있어서, 센서는 인쇄 회로 기판에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 센서 시스템.
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