KR20160104404A

KR20160104404A - 주사기 어댑터

Info

Publication number: KR20160104404A
Application number: KR1020150027390A
Authority: KR
Inventors: 김영호; 홍석준
Original assignee: 연세대학교 원주산학협력단
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-09-05
Also published as: KR101688220B1

Abstract

주사기 어댑터는 내부에 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 하부면에 주사기의 주사침이 삽입될 수 있는 제 1 중공을 구비하는 본체; 상기 제 1 중공이 오픈되도록 상기 관통홀에 삽입되어 결합되는 구동체; 상기 본체의 내측면과 상기 관통홀 사이에 형성되어 소정의 신호에 따라 상기 구동체를 상기 주사기의 길이 방향 또는 반대 방향으로 이동시키는 적어도 하나 이상의 압전체; 상기 제 1 중공에 대향하는 전단부 위치에 형성된 제 2 중공 및 상기 전단부가 상기 본체의 하부면 일부에 결합되고 내부에 상기 주사기에 의해 수축되는 탄성 부재를 구비하며, 후단부에 주사기가 결합될 수 있는 주사기 삽입홀을 구비하는 마운트부; 상기 구동체의 전단부에 결합되어 상기 구동체의 이동에 따라 이동되고, 대상체에 부착되어 상기 주사침이 삽입 및 이동될 수 있는 제 3 중공을 구비하는 부착 플레이트; 및 외부로부터 수신되는 제어 명령 또는 제어 파라미터에 따라 상기 신호를 상기 압전체에 인가하여 구동시키는 구동 장치를 포함할 수 있다.

Description

주사기 어댑터{SYRINGE ADAPTOR}

본원은 대상체에 대한 주사침의 삽입 깊이를 자동으로 제어할 수 있는 주사기 어댑터에 관한 것이다.

약물전달시스템(drug delivery system; DDS)은 약리학적 활성을 갖는 물질을 다양한 물리화학적 기술을 이용하여 최적의 효력을 발휘하도록 세포, 조직, 장기 및 기관으로 전달을 제어하는 일련의 기술을 의미한다. 경구용으로 약물을 인체가 섭취하는 경우가 가장 일반적인 약물전달시스템이며, 이외 국부에 적용할 수 있는 경피 투과형 약물전달시스템 등이 있다.

약물과 같은 약제학적 물질을 효율적이고 안전하게 투여하기 위한 중요성은 오래전부터 인식되어 왔다. 전통적인 액상의 약제를 주사하는 방법은 150년 이상 동안 금속재질의 주사기가 환자의 약물 투여에 사용되어 왔으나, 통증을 동반하며 약물의 주입이 일시적이라는 단점을 가지고 있다.

이와 같은 금속재질의 주사기를 사용한 약물 투여 방식을 개선하고자 현재 펜형 주사기보다 훨씬 작은 마이크로 크기의 경피투과형 마이크로니들이 제작되어 활용되고 있다.

일반적으로 마이크로니들은 피부 미용 물질이나 약물을 피부 조직 내에 주입하거나 피부의 내부로부터 혈액과 같은 체액의 추출을 위한 기구인데, 이러한 마이크로니들은 국부적이면서 지속적인 약물 주입이 가능하고, 피부에 삽입 시 통증을 최소화할 수가 있으므로 최근 다양한 분야에서 사용이 매우 급증하고 있는 추세이다.

상술한 바와 같은 마이크로니들을 경피투과형 약물전달시스템은 간호원이나 피검자가 설정한 깊이로 피하층에 마이크로니들을 밀어 넣어 약물을 주사하는 방식이다.

그러나, 환자 개개인의 특성, 예컨대 피부 특성에 맞추어 마이크로니들을 길게 또는 짧게 밀어 넣어야 하는데, 종래 약물전달시스템에서는 마이크로니들의 피부 삽입 깊이를 조절할 수 없어 환자 특성에 맞게 마이크로니들이 삽입되지 않을 경우 약물 전달 효과가 현저히 떨어지는 문제점이 있다. 본원의 배경이 되는 기술은 대한공개특허 제2014-0102342호(2014.08.22. 공개)에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주사기와 결합 가능하며, 환자에 대한 주사침(needle)의 삽입 깊이를 자동으로 조절할 수 있는 주사기 어댑터를 제공하고자 한다.

초음파 신호를 이용하여 압전체를 제어함으로써, 마이크로 단위로 주사침의 삽입 깊이를 조절할 수 있는 주사기 어댑터를 제공하고자 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터는 내부에 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 하부면에 주사기의 주사침이 삽입될 수 있는 제 1 중공을 구비하는 본체; 상기 제 1 중공이 오픈되도록 상기 관통홀에 삽입되어 결합되는 구동체; 상기 본체의 내측면과 상기 관통홀 사이에 형성되어 소정의 신호에 따라 상기 구동체를 상기 주사기의 길이 방향 또는 반대 방향으로 이동시키는 적어도 하나 이상의 압전체; 상기 제 1 중공에 대향하는 전단부 위치에 형성된 제 2 중공 및 상기 전단부가 상기 본체의 하부면 일부에 결합되고 내부에 상기 주사기에 의해 수축되는 탄성 부재를 구비하며, 후단부에 주사기가 결합될 수 있는 주사기 삽입홀을 구비하는 마운트부; 상기 구동체의 전단부에 결합되어 상기 구동체의 이동에 따라 이동되고, 대상체에 부착되어 상기 주사침이 삽입 및 이동될 수 있는 제 3 중공을 구비하는 부착 플레이트; 및 외부로부터 수신되는 제어 명령 또는 제어 파라미터에 따라 상기 신호를 상기 압전체에 인가하여 구동시키는 구동 장치를 포함할 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 주사기 어댑터는 상기 관통홀과 압전체 사이에 형성되어 상기 구동체와 체결되는 체결 부재를 더 포함하며, 상기 압전체는 상기 신호에 따라 상기 체결 부재의 이동을 통해 상기 구동체를 이동시킬 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 체결 부재는 상기 구동체와 암수나사 형태로 결합될 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 마운트부는 상기 주사기 삽입홀에 삽입되는 주사기의 이탈을 방지하기 위한 주사기 이탈 방지 부재를 더 포함할 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 마운트부의 주사기 삽입홀에는 상기 주사기의 바늘 본체와 결합되는 가이드 부재가 삽입될 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 탄성 부재는 전단부가 상기 마운트부의 후단부에 의해 지지되고, 후단부가 상기 가이드 부재의 전단부와 결합되어 외력이 발생됨에 따라 상기 가이드 부재에 의해 기 설정된 길이만큼 수축될 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 구동체는 전단부와 후단부가 오픈된 실린더 형태로 상기 압전체에 결합될 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 신호는 초음파 신호일 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 구동 장치는 외부 장치로부터 제어 명령 또는 제어 파라미터를 수신하는 인터페이스; 클럭 신호에 따라 펄스폭 변조 신호를 발생시키는 기준 신호 발생부; 상기 제어 명령 또는 제어 파라미터에 따라 상기 기준 신호 발생부를 제어하여 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티(duty), 주기 또는 위상을 제어하는 제어부; 상기 펄스폭 변조 신호를 입력받아 초음파 신호로 변환하여 출력하는 컨버터; 및 상기 초음파 주파수를 갖는 신호에 따라 구동되어 위상이 천이된 구동 신호를 상기 압전체에 인가하는 압전체 구동부를 포함할 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 컨버터는 병렬로 연결되는 네 개의 레벨 천이기를 이용하여 상기 펄스폭 변조 신호 각각을 초음파 주파수를 갖는 신호로 변환하여 출력하며, 상기 압전체 구동부는 상기 초음파 주파수를 갖는 신호에 따라 스위칭 동작을 통해 두 개의 위상이 천이된 구동 신호를 상기 압전체에 인가할 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 압전체 구동부는 풀 브릿지 드라이버일 수 있다.

본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 압전체 구동부는 상기 풀 브릿지 드라이버를 구성하는 4개의 트랜지스터의 스위칭 동작을 통해 상기 위상이 천이된 구동 신호를 상기 압전체에 인가할 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 일반 주사기가 결합되며, 주사침의 삽입 깊이를 조절할 수 있는 주사기 어댑터를 제공함으로써, 환자의 특성에 맞게 주사침의 삽입 깊이를 자동으로 조절할 수 있기 때문에 약물 투여 효과를 극대화시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 초음파 신호를 이용하여 압전체를 제어함으로써, 마이크로 단위로 주사침의 삽입 깊이를 조절할 수 있기 때문에 주사침의 삽입 깊이를 세밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터를 도시한 평면도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터 내 구동 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 구동 장치에서 압전체 구동부의 회로 구성과 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 구동 장치와 연결된 외부 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터에 결합되는 주사기를 도시한 평면도이다.
도 6a는 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터에 주사기가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 6b는 본원의 일 실시예에 따라 주사기의 주사침이 주사기 어댑터에 돌출된 상태를 도시한 도면이다.
도 6c 및 도 6d는 본원의 일 실시예에 따라 주사기 어댑터에 의해 주사침의 돌출 길이가 조절되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터(100)를 도시한 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 주사기 어댑터(100)는 본체(110), 마운트부(120), 구동체(130), 부착 플레이트(140) 및 구동 장치(160)로 구성될 수 있다.

본체(110)는 하부면에 마운트부(120)가 삽입 및 장착될 수 있는 마운트 장착부(112)를 구비하며, 내측면에 적어도 하나 이상의 압전체(114)를 구비할 수 있다. 또한, 마운트 장착부(112)의 전단부에는 주사침(도 2의 212)이 삽입될 수 있는 제 1 중공(116)을 구비할 수 있다.

압전체(114)의 내측면에는 체결 부재(118)가 형성될 수 있다. 여기에서, 체결 부재(118)의 내주면은 구동체(130)의 외주면에 형성된 수나사와 결합될 수 있는 암나사 형상을 가질 수 있다.

체결 부재(118)의 암나사와 구동체(130)의 수나사의 결합을 통해 체결 부재(118)와 구동체(130)는 서로 고정되어 결합될 수 있다.

한편, 본체(110)의 내부에는 구동체(130)가 결합될 수 있는 관통홀(119)을 구비할 수 있다. 구체적으로, 구동체(130)는 체결 부재(118)와의 고정 결합을 통해 관통홀(119)에 삽입되어 결합될 수 있다.

본체(110)에 형성된 압전체(114)는 구동 장치(160)를 통해 인가되는 신호, 예컨대 초음파 신호에 따라 구동되어 체결 부재(118)를 통해 체결된 구동체(130)를 주사기(도 2의 200)의 길이 방향(C) 또는 길이 반대 방향(C')으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 압전체(114)는 초음파 신호에 따라 기계적으로 신장 또는 수축되어 체결 부재(118)를 길이 방향(C)으로 이동시키거나 체결 부재(118)를 길이 반대 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 체결 부재(118)의 이동을 통해 체결 부재(118)에 결합된 구동체(130)도 체결 부재(118)의 이동 방향과 동일한 방향으로 이동하게 된다.

상기와 같은 압전체(114)에 인가되는 신호는 초음파 신호이기 때문에 압전체(114)가 마이크로 단위로 구동될 수 있다. 이에 따라, 압전체(114)에 의해 이동되는 구동체(130)도 마이크로 단위로 이동될 수 있다.

마운트부(120)는 전단부에 주사기(200)의 주사침(212)이 삽입되는 제 2 중공(122)을 구비하며, 후단부에 주사기(200)의 바늘 본체(도 2의 210)가 삽입 결합될 수 있는 주사기 삽입홀(126)을 구비할 수 있다. 여기에서, 제 2 중공(122)은 제 1 중공(116)에 대향되는 위치에 형성되기 때문에 주사침(212)은 제 2 중공(122)을 통해 제 1 중공(116)에 삽입되어 관통홀(119) 외부로 돌출될 수 있다.

또한, 마운트부(120)의 후단부에는 주사기 삽입홀(126)을 통해 결합된 주사기(200)의 이탈을 방지하기 위한 주사기 이탈 방지 부재(124)가 형성되어 있다.

한편, 마운트부(120)의 내부에는 마운트부(120)의 전단부에 의해 지지되고 후단부와 이격된 위치에 가이드 부재(도 2의 220)의 전단부가 결합되며, 주사기(200)의 주사침(212)의 외주면을 둘러 감싸도록 배치된 탄성 부재(128)가 구비될 수 있다. 이러한 탄성 부재(128)는 외력에 의해 기 설정된 길이만큼 수축될 수 있는 스프링을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

구동체(130)는 체결 부재(118)를 통해 관통홀(119)에 삽입 및 결합되며, 압전체(114)의 구동, 예컨대 비틀림에 따라 체결 부재(118)와 더불어 관통홀(119)에서 주사기(200)의 길이 방향(C)으로 돌출되거나 또는 길이 반대 방향(C')으로 관통홀(119)에 들어갈 수 있다. 또한, 구동체(130)는 제 1 중공(116)에 대향되는 면이 오픈된 형태를 가질 수 있다.

본원의 실시예에서 구동체(130)는 외주면이 체결 부재(118)와 결합되고, 전단부 및 후단부가 오픈된 실린더 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

부착 플레이트(140)는 구동체(130)의 상측에 결합되어 구동체(130)의 이동에 따라 같이 이동되고, 대상체, 예컨대 사람의 피부에 부착되고 부착면(142)에 주사침(212)이 이동될 수 있는 제 3 중공(144)을 구비할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 본체(110), 구동체(130) 및 부착 플레이트(140)가 결합되면, 제 1, 2 및 제 3 중공(116, 122, 144)은 서로 같은 위치에서 결합되어 연결될 수 있다. 이에 따라, 주사침(212)은 제 1, 2 및 제 3 중공(116, 122, 144)을 통해 부착 플레이트(140)의 부착면(142)에 돌출되게 된다.

구동 장치(160)는 외부 장치, 예컨대 호스트 컴퓨터로부터 제어 파라미터 또는 제어 명령을 수신한 후 이를 기반으로 주파수 신호, 예컨대 초음파 신호를 생성한 후 이를 압전체(114)에 제공할 수 있다.

구동 장치(160)의 세부 구성 및 동작에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터(100) 내 구동 장치(160)의 세부 구성을 도시한 블록도이며, 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 구동 장치(160)에서 압전체 구동부의 회로 구성과 출력 파형을 도시한 도면이다.

구동 장치(160)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 인터페이스(162), 제어부(164), 기준 신호 발생부(166), 컨버터(168) 및 압전체 구동부(170) 등으로 구성될 수 있다.

인터페이스(162)는 유선 또는 무선 방식으로 외부 장치와 연결되어 외부 장치로부터 제어 파라미터 또는 제어 명령을 수신하며, 수신한 제어 파라미터 또는 제어 명령을 제어부(164)에 제공할 수 있다.

제어부(164)는 제어 파라미터 또는 제어 명령에 따라 기준 신호 발생부(166)에서 발생되는 펄스폭 변조 신호의 듀티(duty) 비와 신호 주기를 제어하여 압전체(114)에 연결된 체결 부재(118)의 이동 방향에 대한 속도를 제어할 수 있으며, 제어 파라미터 또는 제어 명령에 따라 위상차를 제어하여 체결 부재(118)의 이동 방향을 제어할 수 있다. 이러한 체결 부재(118)의 이동 방향 및 이동 속도를 조절하여 체결 부재(118)에 연결된 구동체(130)의 이동 방향 및 속도가 제어될 수 있다.

기준 신호 발생부(166)는 제어부(164)에 의해 설정된 듀티 비와 신호 주기에 따라 외부로부터 입력받은 클럭 신호를 변환하여 펄스폭 변조 신호를 생성한 후 이를 컨버터(168)에 제공할 수 있다.

컨버터(168)는 펄스폭 변조 신호의 초음파 주파수에 적합한 형태로 레벨을 변환하여 압전체 구동부(170)에 인가할 수 있다. 구체적으로, 컨버터(168)는 병렬로 연결된 4개의 레벨 천이기(level shifter)를 이용하여 펄스폭 변조 신호 각각을 초음파 주파수에 적합한 형태로 변환한 후 이를 압전체 구동부(170)에 출력할 수 있다.

압전체 구동부(170)는 네 개의 초음파 신호에 따라 구동되어 위상이 천이된(shifted) 구동 신호를 압전체(114)에 인가할 수 있다.

본원의 실시예에서 압전체 구동부(170)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 풀 브릿지 드라이버를 이용하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 압전체 구동부(170)는 네 개의 초음파 신호에 따라 풀 브릿지 드라이버의 각 FET 스위칭 소자를 스위칭하며, 이러한 스위칭 동작에 따라 “+A”와 "-A"의 구동 신호를 압전체(114)에 인가하거나, "+B"와 “-B"의 구동 신호를 압전체(114)에 인가할 수 있다.

또한, 압전체 구동부(170)에 인가되는 초음파 신호의 주기와 듀티비에 의거하여 스위칭 소자들의 스위칭 속도가 조절되며, 속도 조절을 통해 압전체(114)에 의해 이동되는 구동체(130)의 이동 속도를 조절할 수 있다.

상술한 바와 같은 구동 장치(160)에 연결되어 제어 파라미터(또는 제어 명령)를 전송하는 외부 장치의 내부 구성에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 외부 장치는 크게 입력부(180) 및 제어 파라미터 생성부(190)로 구성될 수 있다.

입력부(180)는 터치, 마우스 등과 같은 입력 수단을 통해 조작되는 버튼식 인터페이스(182) 및 수치를 입력할 수 있는 수치 입력식 인터페이스(184)로 구성될 수 있다.

버튼식 인터페이스(182)는 조그 컨트롤(Jog Control)(182a) 및 런 컨트롤(Run Control)(182b) 등으로 구성될 수 있다.

조그 컨트롤(182a) 및 런 컨트롤(182b)은 소정의 입력 수단, 예컨대 마우스, 터치스크린 등을 통해 버튼으로 구성될 수 있다.

조그 컨트롤(182a)의 경우 “Rev"와 ”FWD"의 버튼으로 구성되며, 해당 버튼이 조작되는 동안만 제어 파라미터 생성부(190)는 주사기 어댑터(100) 내 구동체(130)를 역방향(길이 반대 방향) 또는 순방향(길이 방향)으로 이동시키기 위한 제어 파라미터를 생성한 후 이를 구동 장치(160)에 제공할 수 있다.

런 컨트롤(182b)은 “Rev", ”FWD" 및 “Stop"의 버튼으로 구성되며, “Rev" 또는 ”FWD"가 조작됨에 따라 제어 파라미터 생성부(190)는 주사기 어댑터(100) 내 구동체(130)를 역방향(길이 반대 방향) 또는 순방향(길이 방향)으로 움직이기 위한 제어 파라미터를 생성한 후 구동 장치(160)에 제공하고, “stop" 버튼이 조작됨에 따라 구동체(130)의 구동을 중지시키기 위한 제어 파라미터를 생성하여 구동 장치(160)에 제공할 수 있다.

수치 입력식 인터페이스(184)는 모터 스텝(Mtr Steps), 간격(Interval) 및 주기(Duration) 등을 숫자 형식으로 입력할 수 있는 입력창과 이동 방향을 선택할 수 있는 버튼으로 구성된 모터 스텝 컨트롤(Motor Step Control)(182c)를 포함할 수 있다.

먼저, 모터 스텝의 입력창에는 버스트 신호의 발생 개수에 해당하는 숫자가 입력될 수 있다.

간격의 입력창에는 버스트 신호의 발생 간격을 의미하는 숫자가 입력될 수 있다.

주기의 입력창에는 버스트 신호의 주기에 해당하는 숫자가 입력될 수 있다.

상술한 바와 같은 입력창을 통해 버스트 신호의 발생 개수, 주기, 간격 등이 입력된 후 이동 방향이 선택됨에 따라 제어 파라미터 생성부(190)는 입력창에 입력된 데이터와 선택된 이동 방향을 통해 제어 파라미터를 생성한 후 이를 구동 장치(160)에 제공할 수 있다.

본원의 실시예에서는 입력부(180)에서 제공되는 인터페이스를 통해 입력 또는 조작에 따라 제어 명령 또는 제어 파라미터를 생성하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 약물이 투입될 대상체, 예컨대 환자, 실험체 등의 정보 입력을 통해 제어 명령 또는 제어 파라미터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어 파라미터 생성부(190)는 대상체의 정보, 예컨대 나이, 성별, 피부 노화 정도, 몸무게, 신장 등의 정보를 기반으로 주사침(212)의 삽입 깊이를 산출한 후 이에 대응하는 제어 명령 또는 제어 파라미터를 생성할 수 있다.

상술한 바와 같은 주사기 어댑터(100)에 결합되는 주사기(200)에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터(100)에 결합되는 주사기(200)를 도시한 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 바늘 본체(210), 가이드 부재(220), 유출구(240), 실린더 연결 부재(250), 실린더(260), 피스톤(265) 및 피스톤 로드(270) 등으로 구성될 수 있다.

바늘 본체(210)는 길이 방향으로 길게 연장되어 있는 금속의 파이프형 부재로서, 전단은 끝이 뾰족하게 형성되어 있는 내부에는 약물이 유동할 수 있는 유로가 형성되어 있다.

또한, 바늘 본체(210)는 중심부에 주사침(212)이 결합되고 양측 끝단이 가이드 부재(220)에 결합되는 바늘 결합부(214)를 포함할 수 있다.

이러한 바늘 본체(210)는 가이드 부재(220)의 이동에 따라 주사기(200)의 길이 방향(C)으로 이동될 수 있다.

가이드 부재(220)는 바늘 결합부(214)의 외주면을 둘러 감싸도록 끼워진 상태에서 외력에 의해 바늘 본체(210)를 길이 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 가이드 부재(220)의 후단부에는 유출구(240)가 결합될 수 있다.

유출구(240)는 가이드 부재(220)의 후단부에 결합되어 있으며, 실린더 연결 부재(250)의 유로와 연동되어 있다.

실린더 연결 부재(250)는 유출구(240)의 후단부에 결합된 부재로서, 내부에는 길이 방향(C)에 따라 약물이 유동할 수 있는 유로가 형성될 수 있다. 실린더 연결 부재(250)의 유로는 유출구(240)의 유로 및 바늘 본체(210)의 유로와 서로 연동됨으로써, 주사침(212)의 주입구까지 연동될 수 있다.

실린더(260)는 약물이 수납되는 내부 공간을 가진 원통형 형상을 가지며, 길이 방향(C)으로 길게 연장되어 있으며, 전단부에는 내부 공간에 수납되는 약물이 유출되는 실린더 연결 부재(250)가 형성되어 있으며, 후단부에는 원형 구멍인 개구부가 형성되어 있다.

피스톤(265)은, 고무 재질의 원판형 부재로서, 앞면이 유출구(240)를 향한 상태로 실린더(260)의 내부 공간에 배치되어 있으며, 내부 공간에 수납된 약물을 유출구(240) 측으로 가압하여 배출시킬 수 있는 부재이다.

피스톤 로드(270)는, 실린더(260)의 길이 방향으로 길게 연장되어 있는 막대형 부재로서, 전단부는 피스톤(265)의 뒷면에 결합되어 있다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 주사기(200)와 주사기 어댑터(100)가 결합되어 동작하는 과정에 대해 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 설명한다.

도 6a는 본원의 일 실시예에 따른 주사기 어댑터(100)에 주사기(200)가 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 6b는 본원의 일 실시예에 따라 주사기(200)의 주사침(212)이 주사기 어댑터(100)에 돌출된 상태를 도시한 도면이며, 도 6c 및 도 6d는 본원의 일 실시예에 따라 주사기 어댑터(100)에 의해 주사침의 돌출 길이가 조절되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 주사기(200)의 가이드 부재(220)를 마운트부(120)의 주사기 삽입홀(126)에 끼우면, 가이드 부재(220)에 결합된 바늘 본체(210)가 마운트부(120)의 내부에 결합된다. 구체적으로, 가이드 부재(220)의 전단부가 마운트부(120)의 탄성 부재(128)의 후단부에 결합되고, 탄성 부재(128)의 중심 부분에 바늘 본체(210)의 주사침(212)이 끼워지게 된다.

이러한 결합을 통해 주사침(212)은 마운트부(120)의 제 2 중공(122)과 관통홀(119) 내부에 형성된 제 1 중공(116)을 통해 삽입되어 관통홀(119) 내부에 돌출되게 된다.

이러한 상태에서, 주사기(200)에 외력을 가하게 되면, 마운트부(120)의 내부에 배치된 탄성 부재(128)가 소정 길이만큼 수축하게 된다. 이러한 탄성 부재(128)의 수축에 따라 주사침(212)은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 부착 플레이트(140)의 부착면(142)에 형성된 제 3 중공(144)을 통해 외부로 돌출되게 된다.

이후, 구동 장치(160)로부터 발생된 제 1 신호가 압전체(114)에 인가되면, 압전체(114)가 제 1 방향으로 비틀림에 따라 체결 부재(118)가 주사기(200)의 길이 방향(C)으로 이동하게 되며, 체결 부재(118)에 결합된 구동체(130)의 일부는 주사기(200)의 길이 방향(C)으로 돌출하게 된다. 이에 따라, 도 6c에 도시된 바와 같이, 주사침(212)의 돌출 길이가 길게 가변되어 대상체에 대한 주사침(212)의 삽입 깊이가 길게 조정될 수 있다.

또한, 구동 장치(160)로부터 발생된 제 2 신호가 압전체(114)에 인가되면, 압전체(114)가 제 2 방향으로 비틀림임에 따라 체결 부재(118)가 주사기(200)의 길이 반대 방향(C’)으로 이동하게 되며, 체결 부재(118)에 결합된 구동체(130)는 주사기(200)의 길이 반대 방향(C')로 이동하게 된다. 이에 따라, 도 6d에 도시된 바와 같이, 주사침(212)의 돌출 길이가 짧게 가변되어 대상체에 대한 주사침(212)의 삽입 깊이가 짧게 조정될 수 있다.

상술한 바와 같은 본원의 실시예에서는 가이드 부재(220)를 주사기 어댑터(100)에 삽입하여 바늘 본체(210)를 주사기 어댑터(100)에 연결하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 가이드 부재(220)가 존재하지 않는 주사기의 경우 바늘 본체(210)를 주사기 어댑터(100)에 바로 연결할 수 있다. 즉, 바늘 본체(210)의 바늘 결합부(214)가 탄성부재(128)의 후단부에 연결되며, 외력에 의해 바늘 결합부(214)가 탄성 부재(128)를 수축시켜 주사침(212)을 부착 플레이트(140)의 부착면(142) 외부로 돌출시킬 수 있다.

또한, 본원의 실시예에서는 체결 부재(118)를 통해 구동체(130)가 체결되고, 압전체(114)의 구동을 통해 체결 부재(118)와 구동체(130)가 이동하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 체결 부재(118)가 압전체(114)와 일체형으로 형성되어 압전체(114)의 구동을 통해 구동체(130)만을 이동시킬 수도 있다. 즉, 압전체(114)와 구동체(130)가 소정 간격으로 이격되어 형성되며, 압전체(114)의 구동에 따라 구동체(130)가 외부로 밀어지거나 당겨질 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 주사기 어댑터
110 : 본체
120 : 마운트부
130 : 구동체
140 : 부착 플레이트
160 : 구동 장치
162 : 인터페이스
164 : 제어부
166 : 기준 신호 발생부
168 : 컨버터
170 : 압전체 구동부
200 : 주사기
210 : 바늘 본체
212 : 주사침
214 : 바늘 결합부
220 : 가이드 부재
240 : 유출구
250 : 실린더 연결 부재
260 : 실린더
265 : 피스톤
270 : 피스톤 로드

Claims

내부에 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀의 하부면에 주사기의 주사침이 삽입될 수 있는 제 1 중공을 구비하는 본체;
상기 제 1 중공이 오픈되도록 상기 관통홀에 삽입되어 결합되는 구동체;
상기 본체의 내측면과 상기 관통홀 사이에 형성되어 소정의 신호에 따라 상기 구동체를 상기 주사기의 길이 방향 또는 반대 방향으로 이동시키는 적어도 하나 이상의 압전체;
상기 제 1 중공에 대향하는 전단부 위치에 형성된 제 2 중공 및 상기 전단부가 상기 본체의 하부면 일부에 결합되고 내부에 상기 주사기에 의해 수축되는 탄성 부재를 구비하며, 후단부에 주사기가 결합될 수 있는 주사기 삽입홀을 구비하는 마운트부;
상기 구동체의 전단부에 결합되어 상기 구동체의 이동에 따라 이동되고, 대상체에 부착되어 상기 주사침이 삽입 및 이동될 수 있는 제 3 중공을 구비하는 부착 플레이트; 및
외부로부터 수신되는 제어 명령 또는 제어 파라미터에 따라 상기 신호를 상기 압전체에 인가하여 구동시키는 구동 장치를 포함하는, 주사기 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 주사기 어댑터는 상기 관통홀과 압전체 사이에 형성되어 상기 구동체와 체결되는 체결 부재를 더 포함하며,
상기 압전체는 상기 신호에 따라 상기 체결 부재의 이동을 통해 상기 구동체를 이동시키는, 주사기 어댑터.
제2항에 있어서,
상기 체결 부재는 상기 구동체와 암수나사 형태로 결합되는, 주사기 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 마운트부는 상기 주사기 삽입홀에 삽입되는 주사기의 이탈을 방지하기 위한 주사기 이탈 방지 부재를 더 포함하는, 주사기 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 마운트부의 주사기 삽입홀에는 상기 주사기의 바늘 본체와 결합되는 가이드 부재가 삽입되는, 주사기 어댑터.
제5항에 있어서,
상기 탄성 부재는 전단부가 상기 마운트부의 후단부에 의해 지지되고, 후단부가 상기 가이드 부재의 전단부와 결합되어 외력이 발생됨에 따라 상기 가이드 부재에 의해 기 설정된 길이만큼 수축되는, 주사기 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 구동체는 전단부와 후단부가 오픈된 실린더 형태로 상기 압전체에 결합되는, 주사기 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 신호는 초음파 신호인, 주사기 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 구동 장치는
외부 장치로부터 제어 명령 또는 제어 파라미터를 수신하는 인터페이스;
클럭 신호에 따라 펄스폭 변조 신호를 발생시키는 기준 신호 발생부;
상기 제어 명령 또는 제어 파라미터에 따라 상기 기준 신호 발생부를 제어하여 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티(duty), 주기 또는 위상을 제어하는 제어부;
상기 펄스폭 변조 신호를 입력받아 초음파 신호로 변환하여 출력하는 컨버터; 및
상기 초음파 주파수를 갖는 신호에 따라 구동되어 위상이 천이된 구동 신호를 상기 압전체에 인가하는 압전체 구동부를 포함하는, 주사기 어댑터.
제9항에 있어서,
상기 컨버터는 병렬로 연결되는 네 개의 레벨 천이기를 이용하여 상기 펄스폭 변조 신호 각각을 초음파 주파수를 갖는 신호로 변환하여 출력하며,
상기 압전체 구동부는 상기 초음파 주파수를 갖는 신호에 따라 스위칭 동작을 통해 두 개의 위상이 천이된 구동 신호를 상기 압전체에 인가하는, 주사기 어댑터.
제10항에 있어서,
상기 압전체 구동부는 풀 브릿지 드라이버인, 주사기 어댑터.
제11항에 있어서,
상기 압전체 구동부는 상기 풀 브릿지 드라이버를 구성하는 4개의 트랜지스터의 스위칭 동작을 통해 상기 위상이 천이된 구동 신호를 상기 압전체에 인가하는, 주사기 어댑터.