KR20130106207A - 폐환기를 이용한 체온조절장치 - Google Patents

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Abstract

폐환기를 이용한 체온조절장치가 개시된다. 본 발명의 폐환기를 이용한 체온조절장치는, 인공호흡기와 저체온요법이 필요한 환자 사이에 개재되어 환자의 폐로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 것으로서, 상기 인공호흡기로부터 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 상기 인공호흡기와 연결되는 주입부; 상기 주입부를 거쳐 유입된 공기를 미리 설정된 범위의 온도로 냉각시킬 수 있도록 상기 주입부에 연결되는 냉각부; 및 상기 냉각부를 거쳐 냉각된 공기가 환자 측으로 배출될 수 있도록 상기 냉각부에 연결되는 배출부를 포함하되, 상기 냉각부는, 상기 주입부로부터 상기 배출부를 향해 흐르는 공기의 유량을 환자의 체온에 따라 조절하기 위한 유량 조절변을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 심정지 후 소생된 환자에게 저체온요법을 시행시 인공호흡기로부터 공급되는 공기를 환자의 저체온을 유도할 수 있는 온도로 지속적으로 냉각시키는 냉각부에 의하여, 환자에 대한 폐환기 과정에서 환자의 체온이 저체온을 유지하도록 조절할 수 있다.

Description

폐환기를 이용한 체온조절장치{THERAPEUTIC HYPOTHERMIA BY VENTILATION}
본 발명은 폐환기를 이용한 체온조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 심정지 후 소생된 환자에게 저체온요법을 시행시 인공호흡기에 연결하여 냉각된 기체를 폐로 환기시키는 과정에서 폐로 환기되는 공기의 온도를 조절하여 체온을 조절할 수 있는 폐환기를 이용한 체온조절장치에 관한 것이다.
일반적으로, 심정지 환자가 소생된 후 뇌 소생을 위하여 소생 후 12∼24시간 정도 저체온(32∼34℃)을 유지하는 소위 치료적 저체온요법(Therapeutic Hypothermia)을 시행한다.
이러한 저체온요법을 시행하기 위해서는 저체온을 유도하고 저체온 상태를 유지한 후 다시 재가온을 하여야 하므로, 체온을 조절하는 의료장치가 반드시 필요하다.
지금까지 저체온요법의 시행을 위한 대표적인 장치는 체외 냉각방식과 체내 냉각방식이 사용되고 있다.
체외 냉각방식은 환자의 피부에 냉각수 또는 냉각 매질 등이 흐를 수 있는 담요, 조끼, 부착물을 착용시킨 후 매질을 순환시켜 체온을 조절하는 장치이며, 체내 냉각방식은 정맥으로 다량의 찬 식염수를 주입하거나 정맥 내에 특수한 카테터(Catheter)를 넣은 후 카테터로 냉각된 수액이 관류하여 주변의 혈액을 냉각시키는 장치가 사용되고 있다.
그러나, 종래의 저체온요법을 시행시 사용하는 체외 냉각방식은 매질을 냉각시키고 순환시키는 별도의 장치를 사용해야 하며 장치의 구성이 복잡하고 냉각효율이 떨어지는 문제가 있고, 체내 냉각방식은 침습적으로 카테터를 삽관하고 유지하는 과정에서 다양한 합병증이 발생할 수 있는 위험이 있다.
이에 체외 냉각방식 및 체내 냉각방식의 단점을 해소하면서도 인공호흡기에 연결하여 폐를 환기하는 기체(공기 또는 산소)를 냉각시키는 폐환기를 통해 저체온을 유도하고 조절할 수 있는 폐환기를 이용한 체온조절장치에 관한 연구개발이 요구되어 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 심정지 후 소생된 환자에게 저체온요법을 시행시 인공호흡기에 연결하여 폐로 환기되는 공기의 온도를 조절하는 폐 냉각을 통해 체온을 조절할 수 있는 폐환기를 이용한 체온조절장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제는, 본 발명에 따라, 인공호흡기와 저체온요법이 필요한 환자 사이에 개재되어 환자의 폐로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 것으로서, 상기 인공호흡기로부터 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 상기 인공호흡기와 연결되는 주입부; 상기 주입부를 거쳐 유입된 공기를 냉각시킬 수 있도록 상기 주입부에 연결되는 냉각부; 및 상기 냉각부를 거쳐 냉각된 공기가 환자 측으로 배출될 수 있도록 상기 냉각부에 연결되는 배출부를 포함하되, 상기 냉각부는, 상기 주입부로부터 상기 배출부를 향해 흐르는 공기의 유량을 환자의 체온에 따라 조절할 수 있도록 마련되는 유량 조절변을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐환기를 이용한 체온조절장치에 의하여 달성된다.
상기 냉각부는, 상기 주입부를 거쳐 유입되는 공기가 상기 냉각부에 의해 냉각된 후 상기 배출부를 통하여 배출될 수 있도록 상기 주입부와 상기 배출부 사이에 연결되는 냉각관; 상기 냉각관을 따라 흐르는 공기의 온도를 낮추기 위해 마련되는 냉각유닛; 상기 냉각유닛을 통과한 공기를 혼합할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 온냉기 혼합판; 상기 온냉기 혼합판을 거쳐 상기 유량 조절변을 통과한 공기의 유량을 측정할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 유량센서; 및 환자의 체온을 지속적으로 측정하여 상기 유량 조절변의 개폐각도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 유량 조절변은, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 냉각유닛을 통과한 공기의 유량을 조절할 수 있도록 상기 온냉기 혼합판과 상기 유량센서 사이에 마련될 수 있다.
상기 제어부는, 환자의 체온을 지속적으로 측정하기 위하여, 상기 냉각관을 따라 흐르는 냉각된 공기의 온도를 측정할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 제1 온도센서; 및 환자의 체온을 측정할 수 있도록 환자의 신체에 접촉되도록 마련되는 제2 온도센서를 포함할 수 있다.
상기 냉각부는, 상기 주입부를 거쳐 상기 냉각관으로 유입된 공기를 상기 냉각유닛의 제어에 따라 냉각할 수 있도록 상기 냉각관에 마련되는 냉각판을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각부는, 상기 인공호흡기로부터 공급되는 공기를 상기 냉각관으로 유입시킬 수 있도록 상기 주입부와 인접하는 위치에 개폐 가능하게 마련되는 전자밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각부는, 상기 전자밸브를 통과한 공기를 상기 배출부 방향으로 강제 송풍할 수 있도록 상기 냉각관에 마련되는 송풍팬을 더 포함할 수 있다.
상기 온냉기 혼합판은, 상기 냉각판을 거쳐 냉각된 공기를 상기 냉각관 내에서 고르게 혼합할 수 있도록 표면에 다수의 다공이 관통 형성되는 판재형상으로 형성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 유량센서로 측정한 공기의 유량, 상기 제1 온도센서로 측정한 냉각된 공기의 온도 및 상기 제2 온도센서로 측정한 환자의 체온 정보와 기저장된 정보를 비교한 뒤 상기 냉각유닛을 제어하여 환자의 폐로 유입되는 공기를 저체온 요법에서 요구하는 온도로 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제는, 본 발명에 따라, 인공호흡기와 저체온요법이 필요한 환자 사이에 개재되어 환자의 폐로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 것으로서, 상기 인공호흡기로부터 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 상기 인공호흡기와 연결되는 주입부; 상기 주입부를 거쳐 유입된 공기를 냉각시킬 수 있도록 상기 주입부에 연결되는 냉각부; 및 상기 냉각부를 거쳐 냉각된 공기가 환자 측으로 배출될 수 있도록 상기 냉각부에 연결되는 배출부를 포함하되, 상기 냉각부는, 상기 주입부를 거쳐 유입되는 공기가 상기 냉각부에 의해 냉각된 후 상기 배출부를 통하여 배출될 수 있도록 상기 주입부와 상기 배출부 사이에 연결되는 냉각관; 상기 주입부를 거쳐 상기 냉각관으로 유입된 공기를 냉각할 수 있도록 상기 냉각관에 마련되는 냉각판을 갖는 냉각유닛; 상기 냉각유닛을 통과한 공기를 혼합할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 온냉기 혼합판; 환자의 체온을 지속적으로 측정할 수 있도록 마련되는 온도센서; 및 상기 온도센서로 측정한 환자의 체온 정보를 토대로 상기 냉각유닛을 제어함으로써 상기 배출부를 통해 환자의 폐로 유입되는 공기를 미리 설정된 범위의 온도로 냉각시키도록 마련되는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐환기를 이용한 체온조절장치에 의하여 달성된다.
본 발명에 의하면, 심정지 후 소생된 환자에게 저체온요법을 시행시 인공호흡기로부터 공급되는 공기를 환자의 저체온을 유도할 수 있는 온도로 지속적으로 냉각시키는 냉각부에 의하여, 환자에 대한 폐환기 과정에서 환자의 체온이 저체온을 유지하도록 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 폐환기를 이용한 체온조절장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 폐환기를 이용한 체온조절장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐환기를 이용한 체온조절장치의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐환기를 이용한 체온조절장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 폐환기를 이용한 체온조절장치의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐환기를 이용한 체온조절장치(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 인공호흡기(10)와 저체온요법이 필요한 환자 사이에 개재되어 환자의 폐로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되되, 인공호흡기(10)로부터 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 인공호흡기(10)와 연결되는 주입부(110)와, 주입부(110)를 거쳐 유입된 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 냉각부(120)와, 냉각부(120)를 거쳐 냉각된 공기가 환자 측으로 배출될 수 있도록 냉각부(120)에 연결되는 배출부(130)를 포함한다.
여기서 인공호흡기(10)는 환자의 호흡이 멎거나 억제되거나 했을 때 비교적 장기에 걸쳐서 인공호흡을 하는 기계를 말한다. 원칙적으로 간헐적 양압호흡을 하는 것인데 지속양압호흡을 하거나 환자의 자발호흡이 약할 때에 보조호흡을 하거나, 간헐적 보조환기(IMV)를 하는 장치가 달린 것도 있다. 흡기에서 호기로 이행되는 기구에 따라서 일정량의 공기를 들여보내면 전환하는 것(종량식), 기도 내압이 일정한 값에 달하면 전환하는 것(종압식)으로 크게 나눌 수 있다. 이러한 인공호흡기(10)는 본 발명의 출원 전에 이미 의학분야에서 널리 사용되고 있는 공지된 기술이므로 이에 관한 설명은 생략하기로 한다.
주입부(110)는, 인공호흡기(10)로부터 공급되는 공기가 냉각부(120)로 유입될 수 있도록 인공호흡기(10)와 연결되는 구성이다. 이러한 주입부(110)는 인공호흡기(10)와 연결되기 위하여 냉각부(120)에 마련되는 냉각관(121)의 일단부에 일체로 형성되거나 또는 별도로 형성된 후 냉각관(121)의 일단부에 일체로 결합되도록 마련될 수 있다.
냉각부(120)는, 주입부(110)를 거쳐 유입된 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 구성이며, 메인프레임을 형성하는 냉각관(121)과, 냉각관(121)을 따라 흐르는 공기의 온도를 낮출 수 있도록 마련되는 냉각유닛(124)과, 냉각유닛(124)을 통과한 냉각된 공기를 냉각관(121) 내에서 골고루 혼합할 수 있도록 마련되는 온냉기 혼합판(125)과, 온냉기 혼합판(125)을 거쳐 배출부(130)를 향해 배출되는 공기의 유량을 조절할 수 있도록 마련되는 유량 조절변(126)과, 유량 조절변(126)을 통과한 공기의 유량을 측정할 수 있도록 마련되는 유량센서(127)와, 유량 조절변(126)의 개폐각도를 조절하는 제어부(128)를 포함한다.
냉각관(121)은, 인공호흡기(10)로부터 공급되는 공기가 주입부(110)로부터 배출부(130)를 향해 흐를 수 있는 통로를 형성하도록 마련되는 구성이다. 이러한 냉각관(121)의 양단부에는 주입부(110) 및 배출부(130)가 각각 마련된다.
냉각유닛(124)은, 냉각관(121)을 따라 흐르는 공기의 온도를 낮출 수 있도록 마련되는 구성이다. 즉, 냉각유닛(124)은 주입부(110)를 거쳐 냉각관(121)으로 유입된 공기의 온도를 낮추기 위하여 냉각관(121)의 내부에 냉각판(124A)이 마련되며, 냉각판(124A)은 제어부(128)의 제어에 따라 작동되는 냉각유닛(124)에 의해 냉각된 후 공기와 접촉하게 됨으로써 주입부(110)를 거쳐 유입된 공기의 온도를 낮출 수 있게 된다.
이러한 냉각유닛(124)은 인공호흡기(10)부터 공급되는 공기가 주입부(110)를 거쳐 냉각관(121)으로 유입된 경우 제어부(128)의 제어에 따라 냉각판(124A)을 냉각하여 주입부(110)로부터 배출부(130)를 향해 흐름을 형성하는 공기를 접촉에 의해 열교환 시킴으로써 냉각관(121)을 따라 흐르는 공기의 온도를 저체온요법에 적절한 온도로 낮출 수 있는 것이다.
여기서 냉각유닛(124)은 고전적인 방식인 냉매 냉동기를 포함한 소형화가 가능한 펠티에 효과를 이용한 냉각 방식 등 다양하게 적용할 수 있다.
온냉기 혼합판(125)은, 냉각유닛(124)의 냉각판(124A)을 통과한 공기를 냉각관(121) 내에서 골고루 혼합할 수 있도록 마련되는 구성이다. 이때, 온냉기 혼합판(125)은 공기를 혼합할 수 있도록 표면에 다수의 다공(125A)이 관통 형성되는 판재형상으로 마련되어 냉각관(121)의 내부에 결합된다.
이러한 온냉기 혼합판(125)은 냉각판(124A)을 거쳐 냉각된 공기가 다공(125A)을 거치면서 고른 열분포를 갖도록 상호 혼합하는 역할을 담당한다.
유량 조절변(126)은, 주입부(110)로부터 배출부(130)를 향해 흐르는 공기의 유량을 환자의 체온에 따라 조절할 수 있도록 마련되는 구성이다. 이러한 유량 조절변(126)은 공기의 유량 조절을 위하여 냉각관(121)의 통로를 개폐할 수 있도록 냉각관(121)의 내부에 회동 가능하게 결합된다. 이때, 유량 조절변(126)은 냉각관(121)의 외부에 마련되는 모터(126A)와 연결되며 모터(126A)는 제어부(128)의 제어에 따라 작동됨으로써 유량 조절변(126)의 개폐각도를 조절하게 된다.
유량센서(127)는, 유량 조절변(126)을 통과한 공기의 유량을 측정할 수 있도록 마련되는 구성이며, 유량 조절변(126)과 배출부(130) 사이에 마련된다. 이러한 유량센서(127)는 유량 조절변(126)을 통과한 공기의 유량을 측정하여 제어부(128)에 전달하는 역할을 담당한다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만, 유량센서(127)는 외부 디스플레이와 연결함으로써 사용자는 측정된 공기의 유량을 디스플레이를 통해 관측할 수도 있다.
제어부(128)는, 환자의 체온을 지속적으로 측정하여 유량 조절변(126)의 개폐각도를 조절하도록 마련되는 구성이며, 냉각관(121)을 따라 흐르는 냉각된 공기의 온도를 측정하도록 마련되는 제1 온도센서(128A)와, 환자의 체온을 측정하도록 마련되는 제2 온도센서(128B)를 포함한다.
제1 온도센서(128A)는, 온냉기 혼합판(125)을 통과한 공기의 온도를 측정하도록 마련되는 구성이며, 온냉기 혼합판(125)과 유량 조절변(126) 사이에 마련된다. 즉, 제1 온도센서(128A)는 온냉기 혼합판(125)을 거치면서 고른 열분포를 갖는 공기의 온도를 측정하여 제어부(128)에 전달하는 역할을 담당한다.
제2 온도센서(128B)는, 환자의 체온을 측정하도록 마련되는 구성이며, 환자의 신체에 접촉되도록 마련된다. 즉, 제2 온도센서(128B)는 냉각부(120)에 의해 냉각된 공기가 배출부(130)로 배출되어 환자의 폐로 환기되는 과정에서 환자의 신체 온도를 측정하여 제어부(128)에 전달하는 역할을 담당한다.
이러한 제어부(128)는 유량센서(127)로 측정한 공기의 유량, 제1 온도센서(128A)로 측정한 냉각된 공기의 온도 및 제2 온도센서(128B)로 측정한 환자의 체온 정보와 기저장된 정보를 상호 비교한 뒤 냉각유닛(124)을 제어하여 환자의 폐로 유입되는 공기를 저체온요법에서 요구하는 적절한 온도로 냉각시키도록 제어한다.
즉, 제어부(128)는 유량센서(127), 제1 온도센서(128A) 및 제2 온도센서(128B)로부터 전달되는 정보를 수집한 뒤 환자의 저체온 조절을 위하여 냉각유닛(124)에 의한 공기의 냉각온도 및 유량 조절변(126)의 개폐각도를 제어함으로써 인공호흡기(10)로부터 공급되어 주입부(110)로 유입된 뒤 배출부(130)로 배출되는 공기를 저체온요법에서 요구하는 적절한 온도로 냉각시키도록 제어하는 것이다.
이때, 제어부(128)에는 심정지 후 소생된 환자에게 치료적 저체온요법을 시행시 요구되는 저체온(32℃∼34℃) 정보가 기저장된다.
냉각부(120)는, 주입부(110)와 인접하는 위치에 전자밸브(122)가 마련되며 이에 따라 냉각부(120)는 전자밸브(122)를 통해 인공호흡기(10)로부터 공급되는 공기의 유입을 허용하거나 차단할 수 있는 기능을 갖는다.
여기서 전자밸브(122)는 본 발명의 출원 전에 이미 널리 실시되고 있는 공지된 기술로써 이에 관한 구성 및 작용에 대한 설명은 생략하기로 한다.
냉각부(120)는, 전자밸브(122)와 냉각판(124A) 사이에 송풍팬(123)이 마련되며, 송풍팬(123)은 전자밸브(122)를 통과한 공기를 냉각유닛(124)의 냉각판(124A) 방향으로 강제 송풍함으로써 인공호흡기(10)로부터 공급되어 주입부(110) 및 전자밸브(122)를 거친 공기는 배출부(130) 방향으로 원활하게 송풍될 수 있게 된다. 이때, 송풍팬(123)은 제어부(128) 또는 외부장치에 의해 작동되도록 설정될 수 있다.
배출부(130)는, 유량센서(127)를 통과한 냉각된 공기를 배출할 수 있도록 마련되는 구성이다. 즉, 배출부(130)는 냉각부(120)에 마련된 냉각관(121)의 타단부에 일체로 형성되거나 또는 별도로 형성된 후 냉각관(121)의 타단부에 일체로 결합되도록 마련될 수 있다.
이러한 배출부(130)는 환자의 호흡기와 연결되는 연질의 연결호스(132)가 마련된다. 이에 따라 배출부(130)로부터 배출되는 냉각된 공기는 연결호스(132)를 거쳐 환자의 폐로 유입될 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐환기를 이용한 체온조절장치를 설명한다.
본 실시예의 폐환기를 이용한 체온조절장치(100)는 심정지 후 소생된 환자에게 저체온요법을 시행하기 위하여 인공호흡기(10)와 연결된다. 이때, 인공호흡기(10)는 자체 발생하는 공기를 체온조절장치(100)로 공급할 수 있도록 주입부(110)와 연결되는 것이다.
인공호흡기(10)와 체온조절장치(100)가 상호 연결되어 저체온요법을 시행하기 위한 준비작업이 완료되면, 인공호흡기(10)와 체온조절장치(100)를 작동시킨다.
인공호흡기(10)와 체온조절장치(100)가 작동되면, 인공호흡기(10)로부터 공급되는 공기는 주입부(110)와 열림 상태를 유지하는 전자밸브(122)를 통해 냉각부(120)로 유입되기 시작하며, 송풍팬(123)은 냉각부(120)로 유입된 공기를 냉각유닛(124)의 냉각판(124A) 방향으로 강제 송풍하기 시작한다. 이때, 송풍팬(123)은 냉각부(120)로 유입된 공기를 냉각판(124A) 방향으로 강제 송풍함으로써 인공호흡기(10)로부터 유입된 공기에 대해 배출부(130) 방향으로 원활한 송풍력을 확보할 수 있게 된다.
냉각부(120)로 유입된 공기가 냉각판(124A) 방향으로 송풍되면, 냉각유닛(124)은 제어부(128)의 제어에 따라 작동되어 냉각판(124A)을 냉각시키기 시작한다. 즉, 냉각판(124A)은 냉각유닛(124)의 작동에 따라 냉각되며 이로 인해 송풍팬(123)에 의해 냉각판(124A) 방향으로 송풍되는 공기는 냉각판(124A)을 통과하면서 접촉에 의한 열교환을 통해 자연스럽게 냉각되게 된다.
이때, 제어부(128)는 심정지 후 소생된 환자에게 치료적 저체온요법을 시행시 요구되는 저체온(32℃∼34℃) 정보가 기저장되며 이를 통해 냉각유닛(124)을 작동시켜 냉각판(124A)의 온도를 저체온요법에 적절한 온도로 제어한다.
냉각판(124A)을 통과하여 저체온요법에 적절한 온도로 냉각된 공기는 온냉기 혼합판(125)을 통과하면서 고른 열분포를 갖도록 상호 혼합된다. 즉, 온냉기 혼합판(125)은 표면에 다수의 다공(125A)이 관통 형성되며, 냉각된 공기는 다공(125A)을 통과하는 과정에서 고른 열분포를 갖도록 상호 혼합되게 된다.
온냉기 혼합판(125)을 통과하여 고른 열분포를 갖도록 혼합된 공기는 유량 조절변(126)과 유량센서(127)를 거쳐 배출부(130)로 배출되며, 배출부(130)로 배출되는 냉각된 공기는 연결호스(132)에 의해 환자의 호흡기를 거쳐 폐로 유입됨으로써 환자의 체온을 저체온요법에 적절한 온도로 낮출 수 있게 된다.
제어부(128)는 냉각된 공기가 냉각관(121)을 따라 배출부(130) 방향으로 배출되도록 흐름을 형성하는 과정에서 유량센서(127) 및 제1 온도센서(128A)에 의해 냉각된 공기의 정보를 수집함과 동시에 환자의 체온을 제2 온도센서(128B)로 수집하고 이를 기저장된 정보와 비교하여 냉각유닛(124)을 지속적으로 제어함으로써 환자의 폐로 환기되는 공기의 온도를 저체온요법에서 요구하는 온도로 조절하며, 이에 따라 환자의 체온이 저체온 상태를 유지할 수 있도록 조절할 수 있게 된다.
본 실시예의 폐환기를 이용한 체온조절장치(100)는, 심정지 후 소생된 환자에게 저체온요법을 시행시 인공호흡기(10)로부터 공급되는 공기를 환자의 저체온을 유도할 수 있는 온도로 지속적으로 냉각시키는 냉각부(120)에 의하여, 환자에 대한 폐환기 과정에서 환자의 체온이 저체온을 유지하도록 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐환기를 이용한 체온조절장치의 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 폐환기를 이용한 체온조절장치(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 인공호흡기(20)와 저체온요법이 필요한 환자 사이에 개재되어 환자의 폐로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되되, 인공호흡기(20)로부터 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 인공호흡기(20)와 연결되는 주입부(210)와, 주입부(210)를 거쳐 유입된 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 냉각부(220)와, 냉각부(220)를 거처 냉각된 공기가 환자 측으로 배출될 수 있도록 냉각부(220)와 연결되는 배출부(230)를 포함한다.
여기서 인공호흡기(20), 주입부(210) 및 배출부(230)는 본 발명의 일 실시예에서 설명한 체온조절장치(100)의 인공호흡기(10), 주입부(110) 및 배출부(130)와 동일한 구성 및 기능을 갖는 것이므로 이하에서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
냉각부(220)는, 주입부(210)를 거쳐 유입된 공기를 치료적 저체온요법에 적절한 온도로 냉각시킬 수 있도록 마련되는 구성이며, 메인프레임을 형성하는 냉각관(221)과, 냉각관(221)을 따라 흐르는 공기의 온도를 낮출 수 있도록 마련되는 냉각유닛(222)과, 냉각유닛(222)을 통과한 냉각된 공기를 냉각관(221) 내에서 골고루 혼합할 수 있도록 마련되는 온냉기 혼합관(224)과, 냉각유닛(222)을 제어하는 제어부(226)를 포함한다.
냉각관(221)은, 인공호흡기(20)로부터 공급되는 공기가 주입부(210)로부터 배출부(230)를 향해 흐를 수 있는 통로를 형성하도록 마련되는 구성이다. 즉, 냉각관(221)은 환자의 폐로 환기되는 공기의 흐름을 형성하도록 양단부에 주입부(210) 및 배출부(230)가 각각 마련된다. 이러한 냉각관(221)은 본 발명의 일 실시예에서 제시되는 냉각관(121)과 실질적으로 대응된다.
냉각유닛(222)은, 냉각관(221)을 따라 흐르는 공기의 온도를 낮출 수 있도록 마련되는 구성이며, 주입부(210)를 거쳐 냉각관(221)으로 유입된 공기의 온도를 낮추기 위하여 냉각관(221)의 내부에 냉각판(222A)이 마련된다. 냉각판(222A)은 제어부(226)의 제어에 따라 작동되는 냉각유닛(222)에 의해 냉각되며, 이에 따라 주입부(210)로부터 배출부(230) 방향으로 흐름을 형성하는 공기는 냉각판(222A)을 통과하는 과정에서 접촉에 의해 열교환 됨으로써 공기의 온도를 자연스럽게 낮출 수 있게 된다.
즉, 냉각유닛(222)은 인공호흡기(20)로부터 공급되는 공기가 주입부(210)를 거쳐 냉각관(221)으로 유입된 경우 제어부(226)의 제어에 따라 냉각판(222A)을 저체온요법에 적절한 온도로 냉각시킨 뒤 주입부(210)로부터 배출부(230)를 향해 흐름을 형성하는 공기를 접촉시키는 과정에서 열교환 시킴으로써 공기의 온도를 낮출 수 있게 되는 것이다.
이러한 냉각유닛(222)은 본 발명의 일 실시예에서 제시되는 냉각유닛(124)과 실질적으로 대응된다.
온냉기 혼합관(224)은, 냉각유닛(222)의 냉각판(222A)을 통과한 냉각된 공기가 냉각관(221) 내에서 고른 열분포를 갖도록 혼합하도록 마련되는 구성이다. 이러한 온냉기 혼합관(224)은 본 발명의 일 실시예에서 제시되는 온냉기 혼합관(125)과 실질적으로 대응된다.
제어부(226)는, 냉각유닛(222)을 제어하도록 마련되는 구성이며, 환자의 체온을 측정하도록 마련되는 온도센서(227)를 포함한다.
여기서 제어부(226)는 심정지 후 소생된 환자에게 치료적 저체온요법을 시행시 요구되는 저체온(32℃∼34℃) 정보가 기저장되는 구성으로 본 발명의 일 실시예에서 제시되는 제어부(226)와 실질적으로 대응된다.
온도센서(227)는, 환자의 체온을 지속적으로 측정하기 위하여 환자의 신체에 접촉되도록 마련되는 구성이며, 본 발명의 일 실시예에서 제시되는 제2 온도센서(128B)와 실질적으로 대응된다.
이러한 제어부(226)는 냉각부(220)에 의해 냉각된 공기가 배출부(230)를 통해 환자의 폐로 환기되는 과정에서 온도센서(227)로 환자의 체온 정보와 기저장된 정보를 상호 비교하고 이를 통해 환자의 저체온 상태를 유지할 수 있도록 냉각유닛(222)의 냉각온도를 제어함으로써 환자의 폐로 유입되는 공기를 저체온요법에 적절한 온도로 냉각하도록 제어하게 되는 것이다.
본 실시예의 폐환기를 이용한 체온조절장치(200)는, 심정지 후 소생된 환자에게 저체온요법을 시행시 환자가 저체온을 유지할 수 있도록 인공호흡기(20)로부터 공급되는 공기를 환자의 저체온을 유도할 수 있는 온도로 지속적으로 냉각시키는 냉각부의 구조를 단순화한 것이며, 이를 제외한 나머지 작용 및 효과는 본 발명의 일 실시예와 동일하다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110: 주입부 120: 냉각부
121: 냉각관 122: 전자밸브
123: 송풍팬 124: 냉각유닛
124A: 냉각판 125: 온냉기 혼합판
126: 유량 조절변 127: 유량센서
128: 제어부 128A: 제1 온도센서
128B: 제2 온도센서 130: 배출부
132: 연결호스

Claims (10)

  1. 인공호흡기와 저체온요법이 필요한 환자 사이에 개재되어 환자의 폐로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 것으로서,
    상기 인공호흡기로부터 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 상기 인공호흡기와 연결되는 주입부;
    상기 주입부를 거쳐 유입된 공기를 냉각시킬 수 있도록 상기 주입부에 연결되는 냉각부; 및
    상기 냉각부를 거쳐 냉각된 공기가 환자 측으로 배출될 수 있도록 상기 냉각부에 연결되는 배출부를 포함하되,
    상기 냉각부는,
    상기 주입부로부터 상기 배출부를 향해 흐르는 공기의 유량을 환자의 체온에 따라 조절할 수 있도록 마련되는 유량 조절변을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 주입부를 거쳐 유입되는 공기가 상기 냉각부에 의해 냉각된 후 상기 배출부를 통하여 배출될 수 있도록 양단부에 상기 주입부와 상기 배출부가 연결되는 냉각관;
    상기 냉각관을 따라 흐르는 공기의 온도를 낮추기 위해 마련되는 냉각유닛;
    상기 냉각유닛을 통과한 공기를 혼합할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 온냉기 혼합판;
    상기 온냉기 혼합판을 거쳐 상기 유량 조절변을 통과한 공기의 유량을 측정할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 유량센서; 및
    환자의 체온을 지속적으로 측정하여 상기 유량 조절변의 개폐각도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유량 조절변은, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 냉각유닛을 통과한 공기의 유량을 조절할 수 있도록 상기 온냉기 혼합판과 상기 유량센서 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 환자의 체온을 지속적으로 측정하기 위하여,
    상기 냉각관을 따라 흐르는 냉각된 공기의 온도를 측정할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 제1 온도센서; 및
    환자의 체온을 측정할 수 있도록 환자의 신체에 접촉되도록 마련되는 제2 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 주입부를 거쳐 상기 냉각관으로 유입된 공기를 상기 냉각유닛의 제어에 따라 냉각할 수 있도록 상기 냉각관에 마련되는 냉각판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 인공호흡기로부터 공급되는 공기를 상기 냉각관으로 유입시킬 수 있도록 상기 주입부와 인접하는 위치에 개폐 가능하게 마련되는 전자밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 전자밸브를 통과한 공기를 상기 배출부 방향으로 강제 송풍할 수 있도록 상기 냉각관에 마련되는 송풍팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 온냉기 혼합판은, 상기 냉각판을 거쳐 냉각된 공기를 상기 냉각관 내에서 고르게 혼합할 수 있도록 표면에 다수의 다공이 관통 형성되는 판재형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 유량센서로 측정한 공기의 유량, 상기 제1 온도센서로 측정한 냉각된 공기의 온도 및 상기 제2 온도센서로 측정한 환자의 체온 정보와 기저장된 정보를 비교한 뒤 상기 냉각유닛을 제어하여 환자의 폐로 유입되는 공기를 저체온요법에서 요구하는 온도로 냉각시키는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
  10. 인공호흡기와 저체온요법이 필요한 환자 사이에 개재되어 환자의 폐로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있도록 마련되는 것으로서,
    상기 인공호흡기로부터 공급되는 공기가 유입될 수 있도록 상기 인공호흡기와 연결되는 주입부;
    상기 주입부를 거쳐 유입된 공기를 냉각시킬 수 있도록 상기 주입부에 연결되는 냉각부; 및
    상기 냉각부를 거쳐 냉각된 공기가 환자 측으로 배출될 수 있도록 상기 냉각부에 연결되는 배출부를 포함하되,
    상기 냉각부는,
    상기 주입부를 거쳐 유입되는 공기가 상기 냉각부에 의해 냉각된 후 상기 배출부를 통하여 배출될 수 있도록 양단부에 상기 주입부와 상기 배출부가 연결되는 냉각관;
    상기 주입부를 거쳐 상기 냉각관으로 유입된 공기를 냉각할 수 있도록 상기 냉각관에 마련되는 냉각판을 갖는 냉각유닛;
    상기 냉각유닛을 통과한 공기를 혼합할 수 있도록 상기 냉각관의 내부에 마련되는 온냉기 혼합판;
    환자의 체온을 지속적으로 측정할 수 있도록 마련되는 온도센서; 및
    상기 온도센서로 측정한 환자의 체온 정보를 토대로 상기 냉각유닛을 제어함으로써 상기 배출부를 통해 환자의 폐로 유입되는 공기를 미리 설정된 범위의 온도로 냉각시키도록 마련되는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    폐환기를 이용한 체온조절장치.
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