KR20180015569A - 수액유량 조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수액세트(200)에 구비된 유량조절기(240)를 용이하게 탈부착시킬 수 있고, 목표 유량으로 수액을 투여할 수 있도록 부착된 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 자동으로 조절할 수 있는 수액유량 조절장치(100)에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 수액유량 조절장치(100)는, 본체(110); 상기 본체(110)에 회전 가능하게 연결된 다이얼 장착부(130); 상기 다이얼 장착부(130)에 장착된 상기 유량조절기(240)가 임의로 분리되는 것을 방지하는 유량조절기 분리부(140); 및, 1회의 유량 조절을 통해 목표 유량으로 수액을 투여할 수 있는 위치로 다이얼(242)을 회전시키는 방법 및/또는 목표 유량에 해당하는 점적의 낙하 시간 간격마다 다이얼(242)을 회전시키는 방법으로 수액의 유량을 제어하는 제어부(170);를 포함하고 있다.

Description

수액유량 조절장치 {Flow Rate Control Device for Intravenous Fluid}
본 발명은 수액세트에 구비된 유량조절기를 용이하게 탈부착시킬 수 있고, 목표 유량으로 수액을 투여할 수 있도록 부착된 유량조절기의 다이얼을 자동으로 조절할 수 있는 수액유량 조절장치에 관한 것이다.
통상적인 수액세트(20)에는 도 1에 도시된 바와 같이 튜브(22)의 중간에 장착되어 수액의 유량을 조절하는 유량조절수단(24’, 24)이 구비되어 있다.
유량조절수단(24’, 24)은 최근까지도 롤러의 조작으로 유량을 조절하는 롤러클램프(24’, Roller Clamp)와 내부 유로를 변경시키며 유량을 조절하는 유량조절기(24, IV Flow Regulator)가 많이 사용되고 있다.
하지만, 수액의 유량은 ‘수액백(10) 내의 수액 수위와 주사바늘(23) 사이의 높이 차이’로 정의되는 수위차(H), 수액 온도, 환자의 상태 등 여러 조건에 따라 변하므로, 대부분의 경우 유량조절수단(24’, 24)으로 처방된 목표 유량으로 조절할 수 없다. 이러한 이유 때문에, 실제 임상 현장에서는 유량조절수단(24’, 24)의 롤러 또는 다이얼을 조금씩 변경하며 눈으로 수액의 점적(21a, drop, 단위:gtt) 속도를 관찰하면서 시행착오(Trial & Error) 방식으로 유량을 조절하고 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점 때문에 정밀한 수액 투여를 위해서는 최근까지 공고실용신안공보 제20-1989-0004900호에 개시된 바와 같은 원리의 인퓨젼 펌프(infusion pump)가 주로 사용되고 있다.
인퓨젼 펌프는 펌핑수단을 이용하여 튜브의 외면을 강제적으로 변형시켜 목표 유량으로 수액이 투여될 수 있도록 하는 장비이다. 따라서, 수액 투여 중 환자의 혈관이 막힌 상황 등에서도 압력이 가해져서 혈관 터짐 등과 같은 문제가 발생할 수 있다. 또한, 전력을 지속적으로 공급받아야 동작하므로 전력 사용량이 많고, 전력 공급이 중단되면 수액 투여도 중단되어 의료 사고로 이어질 수도 있으므로 항상 주의를 기울여야 하는 번거로움이 있다. 또한, 정확한 유량으로 수액을 투여하기 위해서는 탄성 복원력이 높은 인퓨젼 펌프 전용 튜브를 사용해야만 한다. 하지만, 이 경우에도 튜브의 변형이 지속적으로 반복되므로, 튜브의 탄성 복원력이 떨어져 변형이 생기면 정확한 유량으로 투여되는 것이 보장되지 않는 문제점도 있다.
따라서, 통상적인 수액세트를 사용하여 정확한 수액유량을 조절할 수 있고, 쉽게 사용할 수 있는 수액유량 조절장치가 요구되어 왔다.
이러한 임상 현장의 요구를 해결할 수 있는 기술로서, 본 발명의 발명자는 도 2에 도시한 바와 같이 유량조절기(30)를 장착한 후 상기 유량조절기(30)의 다이얼을 임의의 초기 회전위치로 회전시켜 1회의 유량을 산출하고, 이를 이용하여 목표 유량에 대응되는 유량조절기(30)의 회전 위치를 파악하여 목표 회전위치로 유량조절기(30)의 다이얼을 회전시켜 유량을 조절하는 수액유량 조절장치를 발명하였다(한국 등록특허 제10-1532613호).
하지만, 도2에 도시된 바와 같이 유량조절기(30)를 파지하고 덮개를 덮어 작동시키는 유량조절장치(100)의 구조가 전반적으로 복잡하여 유량조절기(30)를 장착할 때 여러 번의 조작이 필요하고, 구조적으로 소형화하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 상기 수액유량 조절장치는 통상적인 진동범위 내에서 정확한 유량을 측정하며 모니터링할 수 없는 문제점도 있다.
KR 20-1989-0004900 Y1 (1989.07.28.) KR 10-1532613 B1 (2016.06.30.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 임상 현장에서 휴대하기 편리하고, 수액세트(200)에 구비된 유량조절기(240)를 안전하고 신속하게 탈부착할 수 있으며, 투여되는 수액유량을 정확하게 목표 유량으로 조절할 수 있는 수액유량 조절장치를 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 수액 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 회전시켜 수액유량을 조절하는 수액유량 조절장치(100)로, 내부에 구동모터(미도시)가 설치되어 있는 본체(110)와, 상기 구동모터(미도시)와 연결되어 있으며 상기 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 장착시키고 회전시킬 수 있도록 구성된 다이얼 장착부(130)와 상기 다이얼 장착부(130)에 장착된 유량조절기(240)를 잠금(locking)시킬 수 있는 기능을 포함하는 유량조절기 분리부(140) 및 제어부(170)를 포함하는 수액유량 조절장치를 제공한다.
이 때, 상기 다이얼 장착부(130)와 유량조절기 분리부(140)는, 상기 다이얼(242)을 상기 다이얼 장착부(130)에 장착시킬 때, 상기 다이얼(242)이 상기 유량조절기 분리부(140)를 통과한 후, 상기 다이얼 장착부(130)에 장착되도록 구성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로 상기 유량조절기 분리부(140)는 상기 유량조절기(240)가 상기 다이얼 장착부(130)에 장착되어 있을 때 임의로 분리되는 것을 방지하는 잠금수단과, 상기 유량조절기(240)를 상기 다이얼 장착부(130)로부터 분리하고자 할 때 작동하는 잠금해제수단, 및 상기 잠금해제수단의 작동에 의해 분리되는 방향으로 힘을 가할 수 있는 분리수단을 포함하는 수액유량 조절장치를 제공한다.
또한, 상기 유량조절기 분리부(140)는 회전 가능하게 구비되는 중공형의 유량조절기 분리부 몸체(141), 및 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)의 상부와 하부에 각각 형성된 지지부 요홈(145)을 포함하고 있으며, 상기 잠금수단은 상기 각 지지부 요홈(145)의 전방에 형성된 로킹 바아(142)를 포함하고, 상기 잠금해제수단은 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)의 일측에 돌출된 잠금해제 돌기(146)를 포함하며, 상기 분리수단은 상기 각 지지부 요홈(145)의 내부 일측에 형성된 분리용 경사면(144)을 포함하도록 구성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 잠금해제 돌기(146)에는 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)가 임의로 잠금해제되는 것을 방지할 수 있는 스토퍼(146e)가 형성된 버튼(146d)이 포함되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 본체(110)에는 입력부(150)와 출력부(160)가 추가로 형성되어 있으며, 상기 제어부(170)에는 상기 유량조절기(240)의 다이얼(242) 회전에 따라 가변하는 유량(Q)과 수위차(H) 및 총괄유량계수(C)가 관계식 Q=C·H로 나타낼 수 있는 것을 이용하여 입력 받은 목표 유량(Qt)에 대응되는 다이얼(242)의 목표 회전위치를 도출하는 구성이 포함되어 있는 수액유량 조절장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 제어부(170)는 상시 또는 미리 설정된 주기마다, 실측 유량(Qm)을 측정하여 출력부(160)에 표시하고, 상기 유량조절기(240)와 연결된 수액세트(200)의 점적통(210)의 가속도가 미리 설정한 임계값 이하이면서, 측정되는 유량(Qm)이 목표 유량(Qt)과 차이(ΔQ)가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 다이얼(242)의 회전 위치와 실측 유량(Qm) 및 목표 유량(Qt) 사이의 상관 관계를 이용하여 다이얼(242)의 목표 회전위치를 재조정하는 구성이 포함되어 있는 수액유량 조절장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 제어부(170)는 상기 유량조절기(240)와 연결된 수액세트(200)의 점적통(210)의 가속도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 가속도 임계값을 초과한 후 미리 설정된 시간(t) 이내에 낙하하는 점적은 실측 유량(Qm)을 산출하는 연산에 사용하지 않고, 출력부(160)에는 이전의 실측 유량(Qm) 표시를 유지하며, 상기 가속도 임계값을 초과한 후 미리 설정된 시간(t)를 초과한 후에 낙하하는 점적은 실측 유량(Qm)을 산출하는 연산에 사용하는 구성이 포함되어 있는 수액유량 조절장치를 제공한다.
상기 제어부(170)는 실측 유량(Qm) 검출에 사용되지 않는 점적의 수가 단위 시간 내에 미리 설정된 개수를 초과하는 경우에 경고음 및/또는 경고등 및/또는 경고 메시지를 통해 알리는 구성이 포함되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 제어부(170)에는 입력 받은 목표 유량(Qt)에 대응되는 수액 점적의 낙하 시간 간격을 도출하는 구성과, 상기 시간 간격마다 상기 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 하나의 수액 점적이 낙하할 때까지 회전시키는 구성, 및 상기 하나의 수액 점적이 낙하한 후 상기 다이얼(242)을 반대로 회전시키는 구성이 포함되어 있는 수액유량 조절장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 제어부(170)에는 수액 점적의 속도를 측정하고 이에 점적 부피를 곱하여 실측 유량(Qm)을 산출하는 구성이 포함되어 있는 수액유량 조절장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부(170)에는 수액 점적의 속도 및/또는 수액의 온도에 대한 점적의 부피 변화 사이의 관계를 데이터로 저장하고 있고, 실측 유량(Qm) 산출시에 보정하는 구성이 포함되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제어부(170)에는 상기 유량조절기(240)와 연결된 수액세트(200)의 점적통(210)의 기울기에 대한 점적의 부피 변화 사이의 관계를 데이터로 저장하고 있고, 낙하하는 점적과 점적사이의 가속도는 임계값을 초과하지 않고, 기울기가 특정 값에서 미리 설정한 차이(Δθ) 이내에서 유지될 때에는 실측 유량(Qm) 산출시에 기울기에 대해 보정하는 구성이 포함되어 있을 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 수액유량 조절장치는 목표 유량을 입력하여 자동으로 수액유량을 조절할 수 있다.
또한, 임의의 초기 회전위치에서 1회 측정한 유량 정보를 통해 목표 유량에 대응되는 목표 회전위치를 도출해 내는 방법을 통해 안전하고 신속하게 환자에게 목표 유량의 수액을 투여할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 수액유량 조절장치는 목표 유량에 맞춰 수액을 투여하는 중에 유량을 모니터링하면서 수액세트의 셋팅 상황이 변경되더라도 1회 유량 조절로 신속하게 목표 유량으로 맞춰 안정된 수액 투여를 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 수액유량 조절장치는 목표 유량에 해당하는 점적의 낙하 시간 간격마다 장착된 유량조절기의 다이얼을 회전시켜 점적을 공급하는 방법을 통해 안전하고 신속하게 환자에게 목표 유량의 수액을 투여할 수도 있다. 이를 통해, 특히, 목표 유량이 적어서 점적 간격(또는 주기)이 긴 경우도, 효과적이면서 안전하게 목표 유량으로 수액을 공급할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 수액유량 조절장치는 유량조절기를 장착시키고 회전시키는 다이얼 장착부 및 유량조절기 분리부가 단순하면서도 소형화된 구조로 되어 있어 유량조절기의 탈부착 및 휴대가 편리하고 임상 현장에서 쉽게 사용할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 통상적인 수액세트 상태도.
도 2는 종래의 수액유량 조절장치와 수액세트의 상태도.
도 3은 본 발명의 수액유량 조절장치와 수액세트의 상태도.
도 4는 점적 속도와 점적 부피 사이의 관계를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 장착되는 유량조절기의 사시도.
도 6은 수액세트에 사용되는 점적센서(300)의 단면도.
도 7은 본 발명의 수액유량 조절장치(100) 제1실시예의 분해도.
도 8은 본 발명의 수액유량 조절장치(100)의 제1실시예의 결합도.
(a) 수액유량 조절장치 결합도.
(b) 유량조절기가 장착된 수액유량 조절장치.
도 9는 본 발명의 수액유량 조절장치(100) 제2실시예의 분해도.
(a) 수액유량 조절장치의 제1 사시도
(b) 수액유량 조절장치의 제2 사시도
도 10은 본 발명의 수액유량 조절장치(100)의 제2실시예의 결합도.
(a) 수액유량 조절장치 결합도.
(b) 유량조절기가 장착된 수액유량 조절장치.
도 11은 제어부(170)의 회로적 연결도.
도 12는 유량조절기에서 다이얼의 회전 위치에 따른 유량 변화.
(a) 회전 각도에 대한 유량 변화 및 총괄유량계수(C) 변화 그래프.
(b) 눈금유량에 대한 유량 변화 그래프.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수액유량 조절장치(100)가 점적센서(300)와 함께 수액세트(200)에 사용되는 구성을 나타낸 상태도이다.
수액유량 조절장치(100) 및 점적센서(300)에 대해 설명하기에 앞서, 수액세트(200)에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 간략하게 살펴본다.
먼저, 수액세트(200)에 구비된 점적통(210)의 내부에서 낙하하는 수액 점적(212)의 부피는 점적 속도, 점적통의 기울기, 수액 온도 등에 따라 약간씩의 차이가 있을 수 있다. 그 한 예로 도 4에 도시된 바와 같이 일정 속도까지는 점적(212) 속도가 증가함에 따라 점적의 부피도 증가하는 관계가 있음을 알 수 있다. 점적통(210)의 기울기나 수액의 온도 변화 등에 따라서도 점적의 부피는 영향을 받을 수 있다.
유량을 측정할 때, 단순하게 점적의 부피를 점적 속도에 대한 변화를 고려하지 않고 일정한 값으로 간주하고, 점적 속도를 곱하여 유량을 산출할 수도 있다. 하지만, 점적 속도에 따른 점적 부피의 변동을 반영하여 더욱 정확한 유량을 측정할 수도 있다. 이는 도 4에 도시된 그래프와 같이 실험을 통해 구한 점적 속도에 따른 점적 부피 변화를 후술하는 수액유량 조절장치(100)의 제어부(170)에 데이터로 미리 저장해 두는 방식으로 쉽게 구현할 수 있다. 또한, 점적통의 기울기 또는 수액 온도 등에 대해서도 실험을 통해 점적 부피와의 상관 관계를 데이터화할 수 있고, 이를 반영하는 것이 필요한 경우에는 위와 같이 수액유량 조절장치(100)의 제어부(170)에 미리 저장해 둘 수 있을 것이다.
본 발명에서 ‘제어부(170)에 데이터로 저장’한다는 의미는 실험적으로 구한 복수의 데이터를 보간법(interpolation) 또는 커브 피팅(curve fitting) 등의 방법으로 함수를 만들어, 각 변수의 모든 지점에 대한 대응값을 알 수 있도록 저장되어 있는 상태도 포함한다. 그리고, 제조사마다 점적통(210)의 특성 정보에 차이가 있을 수 있으므로, 제조사별로 구분하여 선택할 수 있게 저장할 수도 있다. 또한, 점적 부피의 정보는 점적통(210)의 유형별로 구분 저장하여 사용할 수도 있다. 예를 들면, 수액 1cc당 20점적(drop)인 성인용 점적통과 수액 1cc당 60점적인 유아/소아용 점적통에 대한 점적 부피의 정보를 구분하여 저장할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 적용된 유량조절기(240)를 살펴보면, 도 5에 도시한 바와 같이 상, 하부에는 상부튜브연결부(241a)와 하부튜브연결부(241b)가 구비되어 있으며, 후면에는 손잡이(241c)가 구비하는 몸체(241)를 포함하고 있다. 또한, 내부면에 내부 유로(미도시)가 구비되어 있고 상기 몸체(241)에 회전 가능하게 장착되어 회전 위치를 조절함에 따라 상기 내부 유로를 가변시키는 다이얼(242)을 포함한다.
다이얼(242)에는 손으로 잡을 때 또는 후술하는 다이얼 장착부(130)에 장착되었을 때 미끄러짐을 방지할 수 있도록 외주면 둘레를 따라 요철(242c)이 형성되어 있고, 수액 유입이 차단(또는 최소 유량)되는 위치를 나타내도록 바닥면이나 둘레면에 초기화 눈금 또는 요홈이나 돌기(242d) 등이 형성되어 있을 수 있다. 한편, 상기 몸체(241)에도 상기 초기화 눈금 또는 돌기(242d)의 초기 위치와 정렬되도록 기준 돌기 또는 눈금(241d)을 형성할 수도 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 유량조절기(240)의 다이얼(242)에는 회전 위치를 가시적으로 보여주는 눈금(242a)과 대응되는 숫자(242b)가 새겨져 있다. 눈금(242a)과 숫자(242b)는 다이얼(242)의 각도와 그에 대응되는 숫자를 나타낼 수 있고, 특정 수위차(H)와 특정 온도 조건에서 다이얼(242)을 회전시키면서 실험적으로 측정한 유량(Qm)인 눈금유량(242b)으로 나타낸 것일 수도 있다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 수액세트의 점적통(210)에 장착되는 점적센서(300) 에 대해서 설명한다.
도 6에는 점적통(210)의 측면에서 탈부착 가능하도록 형성된 C형상 또는 U형상의 점적센서(300)의 한 예가 도시되어 있다.
점적센서(300)에는 점적의 낙하 여부를 감지하는 점적감지부(330)와 수액백(10) 또는 점적통(210)의 움직임을 감지하기 위한 모션감지부(340)가 형성되어 있다.
도 6에 나타난 점적감지부(330)의 일 실시예에는 점적의 낙하 여부를 감지하기 위하여 제2몸체(320)의 제2요홈(321)에서 점적통(210)을 감싸는 안쪽면에 상호 대향하며 마주하는 발광소자(331) 및 수광소자(332)로 구성된 점적감지부(330)가 형성되어 있다. 상기 수광소자(332)는 상기 발광소자(331)에서 조사되어 점적통(210)을 관통한 빛을 감지되게 한다. 상기 발광소자(331)의 빛은 적외선, 레이저빔 등과 같이 공지된 다양한 빛이 사용될 수 있다.
도 6에 나타난 모션감지부(340)의 일 실시예는 수액백(10) 또는 점적통(210)의 움직임을 감지하기 위하여 제2몸체(320)에 형성되어 있다. 모션감지부(340)는 3축 가속도계; 또는 3축 가속도계와 자이로 센서로 구성되어 3축 가속도, 각가속도 및 기울기 등을 측정할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 점적감지부(330)와 모션감지부(340)로부터 측정한 신호들은 점적센서(300) 내에 별도의 연산부(350)를 구비하여 이를 통해 측정값을 연산을 할 수도 있고, 후술하는 수액유량 조절장치(100)에 형성된 제어부(170)를 통해 연산 및 제어를 통합적으로 수행할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 수액유량 조절장치(100)에 형성된 제어부(170)를 통해 연산 및 제어를 통합적으로 수행한 것을 나타내었다.
또한, 점적 센서(300)에서 측정한 정보나 산출한 정보 등 필요한 정보는 후술하는 수액유량 조절장치(100)에 형성된 출력부(160)에 나타낼 수 있다.
다음으로 도 3, 7을 참조하여 수액유량 조절장치(100)의 제1실시예에 대해서 설명한다.
수액유량 조절장치(100)의 제1실시예는 도 3, 7에 도시된 바와 같이 본체(110)와 다이얼 장착부(130)를 포함한다. 본체(110)에는 데이터를 입력하는 입력부(150)와 유량 등의 정보를 나타낼 수 있는 출력부(160)가 일측에 형성되어 있을 수 있고, 내부에는 제어부(170)와 다이얼 장착부(130)와 연결된 회전각도 및 방향을 조절할 수 있는 구동모터(미도시)가 구비되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 다이얼 장착부(130)는 본체(110)의 일측면에 형성되어 있다. 도 7에서 다이얼 장착부(130)는 본체(110)의 일측면에 형성된 다이얼 장착부 설치부(111)에 장착되어 구동모터(미도시)와 결합된다. 다이얼 장착부(130)는 본체(110)의 형상에 따라 돌출되도록 구성될 수도 있는데, 본 실시예에서는 도 7에 도시된 구성을 중심으로 설명한다. 도 7에 도시된 바와 같이 본체(110)의 다이얼 장착부 설치부(111)의 상부에는 상부 장착부(121)가 형성되어 있다. 상기 상부 장착부(121)는 유량조절기(240)의 상부, 즉, 상부튜브연결부(241a)를 탈부착 가능하게 고정할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 다이얼 장착부 설치부(111)의 하부에는 중간 장착부(122)가 형성되어 있다. 상기 중간 장착부는 유량조절기(240)의 하부, 즉, 하부튜브연결부(241b)가 탈부착 가능하게 고정할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 상기 중간 장착부(122)는 도 7에 도시된 바와 같이 길게 형성되어 하부 튜브(220b)가 설치될 수 있도록 구성되어 있을 수도 있다. 한편, 상기 중간 장착부(122)의 아래에는 하부 튜브(220b)를 탈부착 가능하게 장착할 수 있는 하부 장착부(124)가 형성되어 있다. 상기 중간 장착부(122)와 하부 장착부(124) 사이에는 버블 센서(125)가 장착되어 있을 수 있다. 또한, 하부 장착부(124)에는 하부 튜브(220b)가 본체(110)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 고정돌기(123)가 추가로 형성되어 있을 수도 있다.
다이얼 장착부(130)는 유량조절기(240)를 쉽게 장착하여 다이얼(242)을 회전시킬 수 있는 구조로 되어 있는데, 그 구조를 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다. 상기 다이얼 장착부(130)는 구동모터(미도시)와 결합되는 장착부 바닥면(131) 및 상기 바닥면(131)의 가장자리를 따라 전방으로 돌출되어 다이얼(242)이 삽입되어 파지될 수 있도록 형성된 장착부 측면(132)이 형성되어 있다. 또한, 장착부 측면(132)의 내부면에는 삽입된 유량조절기(240)의 다이얼(242)과 보다 안정적으로 결합되도록 다이얼(242)에 형성된 요철(242c)과 결합될 수 있는 측면 요철(133)이 형성되어 있을 수도 있다. 또한 장착부 바닥면(131)에도 다이얼(242)과의 결합 및/또는 위치 정렬 등과 같은 필요에 따라 바닥면 요철(134)이 형성되어 있을 수도 있다. 한편, 장착부 측면 (132)의 외부면에도 기준 위치를 표시하는 기준선(미도시)이 형성되어 있을 수 있을 수도 있다.
상기 유량조절기(240)를 상기 다이얼 장착부(130)에 장착하고자 할 때에는 먼저, 후술하는 제어부(170)에서 상기 측면 요철(133)이나 바닥면 요철(134) 또는 기준선(미도시) 등이 초기 정렬 위치로 정렬되도록 제어를 하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에서는 임상 현장에서 안전하게 수액유량 조절장치(100)를 사용할 수 있도록 하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 유량조절기(240)의 상, 하부가 상기 상부 및 중간 장착부(121, 122)에 결합된 상태에서 분리되는 것을 방지할 수 있고, 유량조절기(240)를 분리하고자 할 때에는 적은 힘으로 본체(110)로부터 분리할 수 있도록 유량조절기 분리부(140)가 추가로 형성되어 있다.
도 7에 나타난 유량조절기 분리부(140)는 중공형의 유량조절기 분리부 몸체(141)가 회전가능하게 형성되어 있다. 본 실시예에서는 상기 몸체(141)의 일측에 잠금해제수단인 잠금해제 돌기(146)가 형성되어 있고, 다른 일측에는 유량조절기 분리부 몸체(141)가 회전하였다가 원래 위치로 복원될 수 있도록 탄성체(147)이 구비되어 있다. 상기 탄성체(147)는 일단은 유량조절기 분리부 몸체(141)에 형성된 탄성체 지지부(147a)와 결합되어 있고, 타단은 본체 내부의 일측에 형성된 탄성체 지지부(미도시)와 결합되어 탄성 복원력을 갖도록 구성할 수 있다. 도 7에서는 탄성체(147)가 압축코일스프링으로 나타나 있지만, 결합 구조 등에 따라 토션 스프링 등의 다른 형상의 탄성체를 사용할 수도 있다.
도 7에 도시된 유량조절기 분리부(140)는 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)의 상부와 하부에 각각 상기 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)가 안착되는 지지부 요홈(145)이 형성되어 있다. 상기 요홈(145)의 전방에는 유량조절기(240)의 상부와 하부가 본체(110)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있는 잠금수단인 로킹 바아(142)가 형성되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 상부와 하부 지지부 요홈(145)에 구비된 로킹 바아(142)는 유량조절기 분리부(140)를 회전시키면 유량조절기(140)가 분리될 수 있도록 서로 반대 위치에서 설치되어 있다.
상기 로킹 바아(142)의 끝단에는 상기 유량조절기(240)가 결합을 위해 삽입될 때 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)가 용이하게 삽입될 수 있도록 지지대 경사면(143)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 유량조절기 분리부(140)에 유량조절기(240)를 본체(110)와 분리하고자 할 때 상기 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)를 장착되어 있는 상기 상부, 중간 장착부(121, 122)로부터 분리하는 방향으로 힘을 가할 수 있는 분리수단이 있는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 분리수단의 한 예로 도 7에 도시된 바와 같이 상부와 하부의 지지부 요홈(145)의 일측에 분리용 경사면(144)이 형성되어 있다. 이 때 각 분리용 경사면(144)은 각 지지부 요홈(145)에서 로킹 바아(142)와 마주 보는 면의 하부에 설치되어 있는 것이 가장 바람직하다.
도 7과 8에 도시된 바와 같이 상기 회전하는 유량조절기 분리부(140)는 다이얼 장착부(130)가 본체(110)의 다이얼 장착부 설치부(111)에 설치된 다음, 상기 다이얼 장착부(130)의 전방에 설치된다. 이처럼, 유량조절기 분리부(140)가 다이얼 장착부(130)의 전방에서 다이얼 장착부(130)와 동일한 방향의 회전축을 갖도록 형성된 구성을 통해, 편리하고 소형화된 조절장치를 구현할 수 있다.
유량조절기 분리부(140)의 안전한 작동을 위해 도 7, 8에 도시된 바와 같이 본체(110)에 형성된 설치부(111)의 주위로 유량조절기 분리부 가이드(112)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 유량조절기 분리부 가이드(112)의 일측에는 상기 잠금해제 돌기(146)가 작동할 수 있는 잠금해제 돌기 가이드(113)도 함께 구비되어 있다. 또한, 유량조절기 분리부 가이드(112)의 상부와 하부에는 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)가 이동하여 상기 유량조절기 분리부(140)의 지지홈(145)과 본체(110)의 상부, 중간 장착부(121, 122)에 장착 또는 분리될 수 있도록 상부, 하부 가이드(114, 115)가 형성되어 있다.
도 8(a)에는 수액유량 조절장치(100)의 제1실시예가 나타나 있고, 도 8(b)에는 유량조절기(240)가 장착된 조절장치(100)가 도시되어 있다.
유량조절기(240)의 다이얼(242)은 수액 유입을 차단(또는 최소 유량)시키는 초기위치에 두고, 다이얼 장착부(130)는 초기위치로 정렬한 다음, 상기 유량조절기(240)의 몸체(241)에 형성된 손잡이(241c)를 잡고 다이얼(242)이 다이얼 장착부(130)를 향하도록 한 상태에서 결합시킨다. 이에 따라 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)가 상기 본체(110)의 상부, 하부 가이드(114, 115)를 지나 유량조절기 분리부(140)의 로킹 바아(142)의 지지대 경사면(143)과 만나게 된다. 이 때, 힘을 계속 부가하면 지지대 경사면(143)의 이동에 의해 유량조절기 분리부(140)가 시계 방향(도 8에 나타난 구성에 대한 설명임)으로 회전이 발생하고 이에 따라 로킹 바아(142)도 회전하게 되어 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)가 지지부 요홈(145)에 안착되며 상부 장착부(121)와 중간 장착부(122)에도 고정된다. 또한, 유량조절기(240)의 다이얼(242)은 유량조절기 분리부(140)의 후방에 설치되어 있는 다이얼 장착부(130)에 결합된다. 그리고, 로킹 바아(142)는 복원력에 의해 원래 위치로 복원되므로, 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)는 상, 하부 장착부(121, 122)에 고정될 뿐 아니라 잠금수단인 로킹 바아(142)에 의해 잠겨져 잠금해제 돌기(146)의 조작 없이는 본체(110)와 분리되지 않게 된다.
한편, 유량조절기(240)를 분리할 때에는 잠금해제수단인 잠금해제 돌기(146)를 시계방향으로 회전시키면, 로킹 바아(142)는 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)를 잠금해제하는 방향으로 회전되고, 반대편에 형성된 분리용 경사면(144)은 유량조절기(240)의 상부, 하부튜브연결부(241a, 241b)를 상기 상부, 중간 장착부(121, 122)와 분리되는 방향으로 힘을 가하게 되므로, 유량조절기(240)를 쉽게 본체(110)로부터 분리할 수 있다.
도 9, 10에는 본 발명의 수액유량 조절장치(100)의 제2실시예가 나타나 있다. 도 7, 8에 나타난 제1실시예와 대부분 동일하지만, 일부 구성에서 차이가 있다.
도 9, 10에 도시된 바와 같이 제2실시예에 나타난 유량조절기 분리부(140)는 일측에 형성된 잠금해제 돌기(146)가 몸체(146a)와 상기 몸체(146a)와 상대 운동을 할 수 있도록 구성된 버튼(146d)을 포함하고 있다.
도 10(a)에 도시된 바와 같이 제2 실시예에 나타난 잠금해제 돌기(146)는 유량조절기 분리부 몸체(141)에 접하도록 형성된 몸체(146a)와, 상기 몸체(146a)의 바닥면에 형성된 플랜지(146c)를 포함하고 있다. 또한, 상기 몸체(146a)에는 상기 버튼(146d)이 이동 가능하도록 설치되는 버튼 설치부(146b)가 형성되어 있다. 상기 버튼(146d)은 일측에 스토퍼(146e)가 돌출되어 있고, 버튼(146d)을 누르면 버튼(146d)과 함께 스토퍼(146e)가 이동하도록 구성되어 있다. 한편, 상기 버튼(146d)은 누르는 힘을 제거하면 초기 위치로 복원되도록 상기 몸체(146a)와 탄성체(미도시)를 매개로 결합되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)에는 상기 플랜지(146c)가 안착될 수 있도록 플랜지 안착부(149)가 형성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 플랜지 안착부(149)에는 상기 잠금해제 돌기(146)의 스토퍼(146e)가 결합될 수 있도록 결합공(149a) 또는 결합홈이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 도 9(a)에 도시된 바와 같이 유량조절기 분리부 몸체(141)에는 유량조절기(240)를 분리하기 용이하도록 상기 잠금해제 돌기(146)와 함께 보조 돌기(148)가 추가로 형성되어 있을 수 있다.
한편, 도 9, 10에 도시된 바와 같이 제2 실시예의 조절장치(100)에도 본체(110)의 전방에 유량조절기 분리부 가이드(112)가 형성되어 있다. 상기 유량조절기 분리부 가이드(112)에는 잠금해제 돌기 가이드(113)가 구비되어 있는데, 제2 실시예에서는 잠금해제 돌기 가이드(113)에 상기 스토퍼(146e)의 이동을 제한하는 걸림홈(113a)이 추가로 형성되어 있다. 도 10(a)의 확대도에서 알 수 있듯이, 평상시에는 버튼(146d)에 형성된 스토퍼(146e)가 걸림홈(113a)에 의해 이동에 제한을 받도록 구성되어 있다. 버튼(146d)을 눌러서 스토퍼(146e)가 걸림홈(113a)과 분리되어야만, 잠금해제 돌기(146)를 회전시킬 수 있다.
또한, 도 9(a)에 도시된 바와 같이 유량조절기 분리부 몸체(141)에는 후방 일측에 탄성체 지지부(147a)가 형성되어 있고, 탄성체(147)가 상기 탄성체 지지부(147a)와 본체(110) 사이에 결합되어 있을 수 있다. 탄성체(147)는 다양한 형태로 결합되어 있을 수 있는데, 본 발명에서는 도 9(b)에 도시된 바와 같이 본체(110)에 형성된 탄성체 지지부 가이드(116a)에 상기 탄성체 지지부(147a)가 삽입되도록 구성되고, 본체(110)의 내부에서 상기 탄성체(147)와 결합되도록 구성되어 있다. 탄성체(147)는 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)가 초기 위치로 복원될 수 있는 구조이면 충분하고, 탄성체(147)도 도 9(a)에서는 압축코일스프링으로 나타나 있지만, 결합 구조 등에 따라 토션 스프링 등의 다른 형상의 탄성체를 사용할 수도 있다.
이처럼, 유량조절기 분리부 몸체(141)에 탄성체(147)가 결합되어 있으면, 유량조절기(240)가 결합될 때 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)는 일시적으로 회전하였다가 다시 초기 위치로 복원될 것이다. 이 때, 상기 잠금해제 돌기(146)는 스토퍼(146e)가 잠금해제 돌기 가이드(113)에 형성된 걸림홈(113a)에 걸려 있으므로, 회전하지 않는다. 제2실시예의 조절장치(100)에서 잠금해제 돌기(146)는 버튼(146d)을 눌러야 회전시킬 수 있다. 버튼(146d)을 누르면, 버튼(146d)에 형성된 스토퍼(146e)가 아래로 이동하면서 상기 걸림홈(113a)과는 분리되고, 유량조절기 분리부 몸체(141)에 형성된 결합공(149a)과 결합된다. 즉, 버튼(146d)을 누른 상태에서, 잠금해제 돌기(146)와 유량조절기 분리부 몸체(141)는 결합된 상태가 되고, 이 상태에서 잠금해제 돌기(146)를 회전시키면 유량조절기 분리부 몸체(141)도 함께 회전한다. 이 과정은 조절장치(100)에 결합된 유량조절기(240)를 분리할 때 사용된다.
그리고, 잠금해제 돌기(146)가 회전된 상태에서 버튼(146d)에 작용하던 힘을 제거하면, 위의 탄성체(147)에 의해 복원력이 작용되어 유량조절기 분리부 몸체(141)와 잠금해제 돌기(146)가 초기 위치로 복원되고, 초기 위치에서는 분리용 버튼(146d)도 복원되고 스토퍼(146e)가 걸림홈(113a)에 걸리게 된다.
즉, 도 9, 10에 나타난 조절장치(100)는 잠금해제 돌기(146)에 형성된 버튼(146d)을 누른 상태에서 회전시켜야만 유량조절기 분리부(146)를 회전시킬 수 있으므로, 유량조절기 분리부(140)가 임의로 회전되는 것을 보다 안전하게 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 도 9, 10에 도시된 바와 같이 유량조절기 분리부 몸체(141)에 보조 돌기(148)가 형성되어 있으면, 유량조절기 분리부 가이드(112)에 보조 돌기 가이드(116)가 추가로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 9(a)에 도시된 바와 같이 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)의 후방에 몸체 플랜지(141a)가 형성되어 있을 수도 있다. 도 9(a)에 도시된 바와 같이 유량조절기 분리부 몸체(141)에 플랜지(141a)가 형성되어 있는 경우, 본체(110)에는 도 9(b)에 도시된 바와 같이 유량조절기 분리부(140)가 설치되는 위치에 대응되는 단턱(119)을 형성하여 유량조절기 분리부(140)가 본체(110)에 안정적으로 결합될 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다. 이와 같은 구성은 앞서 살펴본 제1실시예에 나타난 조절장치(100)에도 적용될 수 있다. 하지만, 본체(110)와 유량조절기 분리부(140)의 결합 구조는 도 9(b)에 한정되지 않고, 본체(110)와 유량조절기 분리부(140)가 안정적으로 결합될 수 있는 구조이면 충분하다.
도 9(a), 9(b)에 도시된 다이얼 장착부(130)를 살펴보면, 그 바닥면(131)에 체결공(135)이 형성되어 있고, 이로부터 볼트와 같은 통상적인 체결부재로 다이얼 장착부(130)가 다이얼 장착부 설치부(111)에 결합되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 구성은 제1실시예에 나타난 다이얼 장착부(130)에도 적용될 수 있다. 하지만, 다이얼 장착부(130)와 다이얼 장착부 설치부(111)의 결합구조는 도 9(a), 9(b)에 나타난 구조로 한정하지 않고, 안정적으로 결합될 수 있는 구조이면 충분하다.
또한, 도 9에 나타난 수액유량 조절장치(100)를 살펴보면, 본체(110)가 제1 본체(110a)와 제2본체(110b)가 결합된 구조로 형성되어 있다. 이러한 구성을 통해 본체(110)에 다이얼 장착부(130)와 유량조절기 분리부(140)를 쉽게 결합할 수 있다. 이와 같은 본체(110)의 구조는 제1실시예의 수액유량 조절장치(100)에도 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예 1, 2에 나타난 유량조절기 분리부(140)는 회전 운동을 하는 간단한 구조로 구성되어 있으나, 이를 직선 이동이나 위의 실시예와 다른 방향의 회전 이동을 하도록 구성된 잠금해제수단 등을 포함하는 유량조절기 분리부로 구성할 수도 있을 것이다. 또한, 유량조절기 분리부(140)는 별도의 액츄에이터를 구동시켜 자동으로 작동하도록 구성할 수도 있을 것이다.
본 발명의 수액유량 조절장치(100)의 본체(110)에는 도 7과 9에 도시된 바와 같이 사용자가 목표 유량 선택, 리셋 선택, 후술하는 상관 관계 정보의 선택 및 점적통 특성 정보의 선택을 위해서 마련되는 입력부(150), 사용자에게 인지시킬 정보를 출력하는 출력부(160)가 형성되어 있다.
상기 입력부(150)와 출력부(160)는 내부에 형성된 제어부(170)와 연결되어 있는데, 도 11은 제어부(170)가 다른 구성요소들과 연결된 상태를 나타내는 도면이다. 이 때, 연결은 유선 연결뿐 아니라 필요에 따라 무선으로 통신할 수 있는 연결도 포함한다.
제어부(170)는 정보 저장, 필요한 연산 및 구동모터 제어를 할 수 있도록 구성되어 있고, 저장되는 정보에는 다이얼(242)의 회전 위치와 유량 간의 상관 관계 정보, 점적통(210)의 특성 정보를 포함한다. 또한, 필요에 따라 점적의 속도, 온도, 기울기 등과 유량과의 상관 관계에 대한 정보를 포함할 수 있다.
제어부(170)에서는 최종적으로 수액의 유량이 목표 유량(Qt)이 되도록 제어하는 것이 목적인데, 아래에서 제어하는 방법에 대해 구체적으로 살펴본다.
첫번째 방법으로, 본 발명에서는 다이얼(242)을 신속하게 목표 유량(Qt) 위치로 조절하는 방법을 사용한다. 이를 위해서는 다이얼(242)의 회전 위치와 유량(Q) 간의 상관관계가 중요하므로, 이에 대해 구체적으로 살펴본다.
다이얼(242)의 회전 위치와 유량(Q) 사이의 상관관계는 본 발명의 출원인이 특허 등록받은 등록특허 제10-1327862호에서 개시한 바와 같이, 수액의 흐름은 층류(laminar flow)에 해당하고, 유량(Q)은 다이얼(242)의 회전위치에 따라 변하며 내부 유로의 길이, 단면적 등에 의해 결정되는 계수인 총괄유량계수(C)와 수액백(10)에 담긴 수액의 수위와 주사바늘(230) 사이의 높이차인 수위차(H)에 각각 비례하므로 아래의 식 (1)로 나타낼 수 있다.
Q = C·H (1)
위의 식(1)을 통해 알 수 있듯이, 상기 유량(Q)은 수위차(H)가 1인 경우에는 유량조절기(240)의 다이얼(242)의 회전에 따라 가변하는 총괄유량계수(C)와 동일한 값이 되고, 수위차(H)가 1이 아니더라도, 총괄유량계수(C)의 임의의 배수에 해당하는 값, 즉 총괄유량계수(C)에 비례하는 값이 된다. 따라서, 특정 수위차(H) 및 특정 온도에서 다이얼(242)을 회전시키면서 측정한 유량(Qm)을 다이얼(242)의 각 눈금(242a)에 새긴 것을 나타내는 눈금유량(242b)도 총괄유량계수(C)와 비례 관계에 있게 된다.
도 12(a)와 12(b)에는 기존의 한 유량조절기(240)를 대상으로 다이얼(242)의 회전에 따른 유량의 변화를 도시하였다.
도 12(a)에는 다이얼의 회전각도에 대한 유량(Q)의 변화가 나타나 있는데 회전각도와 유량(Q) 사이의 관계가 선형적인 변화를 보이는 것은 아니지만, 위의 식 (1)에서 살펴본 바와 같이 하나의 회전각도에서는 유량(Q)과 수위차(H) 사이의 비가 하나의 계수, 즉, 총괄유량계수(C)로 수렴함을 알 수 있다. 도 12(a)에서 나타낸 총괄유량계수(C) 관련 그래프는 각기 다른 수위차(H1 ~ H4)에서 측정한 유량(Qm)으로부터 산출한 총괄유량계수(C)들 중에서 하나 또는 평균을 통해 총괄유량계수(C)의 데이터를 만들 수 있을 것이다.
도 12(b)에는 앞에서 설명한 눈금유량에 해당하는 특정 수위차(H)에서의 회전각도별 유량에 대한 유량(Q)의 변화가 나타나 있는데, 눈금유량과 유량(Q)이 선형관계로 나타남을 도시한 것이다. 도 12(b)의 그래프는 수위차 H1에서의 유량(Q)을 눈금유량으로 사용한 것을 알 수 있다.
종래의 유량조절기에서는 유량과 눈금유량 사이의 선형관계에 대해서 별다른 인식을 못해왔으나, 본 발명의 발명자는 위의 식 (1)을 통해 유량(Q)과 총괄유량계수(C) 사이의 비례관계를 알아내었고, 이를 발전시켜 다이얼(242)에서 눈금유량(242b)을 총괄유량계수(C)와 동일하게 또는 비례관계에 있도록 표시를 할 경우에는 눈금유량(242b)에 대한 유량(Q) 사이의 관계는 수위차(H)가 변하더라도 기울기만 변할 뿐 비례관계에 있다는 것을 알아내었다. 즉, 유량(Q)을 단순한 1차 함수로 나타낼 수 있고, 기울기는 수위차(H)에 비례하여 변하는 단순한 함수로 나타낼 수 있게 되었다.
다이얼(242)의 회전 위치에 대한 총괄유량계수(C) 또는 눈금유량(242b) 사이의 관계를 이용하기 위해서는 제어부(170)에 이에 대한 데이터가 미리 저장되어 있어야 한다. 도 12(a)에서와 같이 특정 회전 위치에서 산출한 총괄유량계수(C)에 대한 실험 데이터 및/또는 도 12(b)에 나타난 눈금유량에 대한 실험 데이터를 이용하여 보간법(interpolation) 또는 커브피팅(curve fitting) 등의 방법으로 각각 함수를 만들어 제어부(170)에 저장해 둘 수 있다.
도 12(a)와 같이 총괄유량계수(C)를 이용하는 경우는 유량조절기(240)의 회전각도에 따른 총괄유량계수(C)를 이용하므로, 임의의 눈금이 표기된 유량조절기를 사용할 때에도 적용할 수 있다. 한편, 단순한 1차식으로 나타나는 도 12(b)에서는 유량조절기(240)의 눈금유량(242b)이 총괄유량계수(C)에 비례하도록 표시되어 있는 유량조절기 또는 가로축을 다이얼의 회전각도가 아닌 총괄유량계수(C)와 비례하는 값을 사용하는 경우에 적용할 수 있다.
먼저, 도 12(a)에 도시되어 있듯이 총괄유량계수(C)를 이용한 제어 방법을 살펴보면 아래와 같다.
입력부(150)에서 목표 유량을 입력하면, 상기 제어부(170)에서 다이얼을 임의의 초기 회전위치로 회전시킨다. 이 때, 초기 회전위치는 수액이 흐르는 어떤 위치든 가능하고, 입력된 목표 유량 또는 입력된 목표 유량과 동일한 값을 갖는 총괄유량계수(C)에 해당하는 다이얼(242)의 회전 위치를 초기 회전위치로 선택할 수도 있다. 제어부(170) 내에 각 회전위치에서의 총괄유량계수(C)의 값은 이미 저장되어 있으므로, 초기 회전위치에 대응되는 총괄유량계수(Cm)의 값은 저장된 값으로부터 가져올 수 있다. 또한, 초기 회전위치에서 점적감지부(330)의 신호로부터 실측 유량(Qm)을 측정할 수 있으므로, 위의 식(1)을 이용하여 측정된 유량(Qm)과 총괄유량계수(Cm)로부터 실제 수위차(Hm)를 산출한다. 다음으로 실제 수위차(Hm)를 도출해 내었으므로 위의 식 (1)을 다시 한번 이용하여 실제 수위차(Hm)에서 목표 유량(Qt)으로 투여하기 위한 목표 총괄유량계수(Ct) 값을 도출해 낸다. 즉, 수위차(Hm)는 변함이 없으므로, 목표 유량(Qt)과 초기 회전위치에 대응되는 총괄유량계수(Cm) 및 측정된 유량(Qm)으로부터 식(1)을 이용하여 목표 총괄유량계수(Ct)를 도출해 낼 수 있는 것이다. 그리고, 도출된 총괄유량계수(Ct)의 값에 맞는 각도를 저장된 데이터로부터 가져오고 다이얼(242)을 그에 맞는 위치로 회전시켜 목표 유량(Qt)에 해당하는 위치를 찾을 수 있다.
다음으로, 도 12(b)에 나타난 바와 같이 수액백(10) 내의 수액 수위와 주사바늘(230) 사이의 수위차(H)가 일정한 상태에서 다이얼(242)의 회전 위치별로 측정한 유량(Q)인 눈금유량 데이터를 이용한 제어 방법을 살펴보면 아래와 같다.
위에서 살펴본 바와 같이 눈금유량은 수위차(H)가 1인 경우에는 총괄유량계수(C)와 동일하고, 수위차(H)가 1이 아닌 경우에는 총괄유량계수(C)의 임의의 배수에 해당한다.
도 12(b)에 도시한 바와 같이 수위차(H)를 일정한 값(예시한 수위차 H1)으로 한 상태에서 다이얼(242)의 회전 위치별로 측정한 유량을 다이얼(242)의 회전각 위치에서의 눈금유량으로 대응시킨 후, 눈금유량 대 유량 사이의 관계를 나타내면 좌표 (0,0)을 지나는 직선 그래프로 나타낼 수 있다. 이는 특정 수위차, 예를 들면, 수액세트(200)를 셋팅한 임의의 수위차에서, 유량 대 눈금유량의 비는 기울기에 해당하는 일정한 값을 갖게 되는 것을 의미한다.
수액세트가 셋팅되면, 즉, 수위차(H)가 하나의 값으로 정해지면 다이얼(242)을 임의의 초기 위치에 맞추고 측정한 실측 유량(Qm)과 임의의 초기 위치에 대응되는 초기 눈금유량의 값 사이의 비율은, 수액치료의 처방 유량인 목표 유량(Qt)과 그 목표 유량에 대응되는 목표 눈금유량 사이의 비율이 동일하다는 다음의 식(2)를 얻을 수 있다.
(목표 유량(Qt))/(목표 눈금유량)=(실측 유량(Qm))/(초기 눈금유량) (2)
또한, 식(2)를 정리하여서 목표 눈금유량의 값은 다음의 식(3)으로 정리할 수 있다.
(목표 눈금유량) = (초기 눈금유량)X(목표 유량(Qt))/(실측 유량(Qm)) (3)
이에, 입력부(150)에서 목표 유량(Qt)을 입력하면, 상기 제어부(170)에서 다이얼을 임의의 초기 눈금유량에 해당하는 초기 회전위치로 회전시킨다. 이 때, 초기 눈금유량은 어떤 값이든 가능하나, 초기 눈금유량을 입력되는 목표 유량(Qt)과 동일하게 정할 수도 있다. 제어부(170) 내에 각 회전위치에서의 눈금유량의 값은 이미 저장되어 있으므로, 초기 눈금유량에 대응되는 회전위치의 값은 저장된 값으로부터 가져올 수 있다. 또한, 초기 회전위치에서 점적감지부(330)의 신호로부터 실측 유량(Qm)을 측정할 수 있다. 이 때, 목표 눈금유량에 대한 목표 유량(Qt)의 비는 초기 눈금유량에 대한 실측 유량 (Qm)의 비와 동일하므로, 위의 식(3)을 이용하여 목표 눈금유량을 산출한다. 다음으로 도출된 목표 눈금유량에 대응되는 다이얼(242)의 회전위치를 저장된 데이터로부터 가져오고 다이얼(242)를 그에 맞는 위치로 회전시켜 목표 유량(Qt)에 해당하는 위치를 찾을 수 있다.
위에서 살펴본 유량조절기(240)의 다이얼(242)를 회전시켜 목표 유량(Qt)에 해당하는 위치를 찾는 방법은 목표 유량(Qt) 값이 큰 경우에도 사용할 수 있을 뿐 아니라 작은 경우에도 사용할 수 있다.
하지만, 목표 유량(Qt) 값이 극히 작은 경우에는 유량조절기(240)의 유로를 작게 하여야 하고, 점적이 낙하하는 시간 간격(또는 주기)이 수 초 또는 수 십초 이상 될 수 있어, 제대로 작동하고 있는지 여부를 파악하기 어려운 문제점이 있을 수도 있다.
이에 본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 두번째 방법으로, 본 발명에서는 목표 유량(Qt)을 공급할 수 있는 수액 점적의 낙하 시간 간격(또는 주기)마다 다이얼(242)을 회전시켜 하나의 수액 점적이 낙하하도록 하여, 목표 유량(Qt)을 조절하는 방법을 사용한다.
목표 유량(Qt)에 주어지면, 하나의 점적에 대한 부피는 알려져 있으므로 점적의 낙하 시간 간격(또는 주기)을 결정할 수 있다. 점적의 낙하 시간 간격이 결정되면, 다이얼(242)을 점적이 낙하하지 않는 위치에 위치시키고 있다가, 점적이 낙하해야 할 시각에 맞춰 다이얼(242)을 유로가 개방되는 방향으로 회전시켜 하나의 점적을 낙하시키면서 유량을 조절할 수 있다. 이 때, 다이얼(242)은 하나의 점적이 낙하할 때까지 충분히 다이얼(242)을 회전시키며 조절할 수 있다. 그리고, 하나의 점적이 낙하하는 것은 위에서 살펴본 점적센서(300)를 통해 측정된 신호를 이용하면 된다.
다음으로, 하나의 점적이 낙하한 후에는 다이얼(242)을 유로가 폐쇄되는 방향으로 회전시킨다. 이 때, 다이얼(242)은 유로가 완전히 폐쇄되는 위치까지 회전시킬 수도 있고, 목표 유량(Qt)에 해당하는 점적 낙하 시간 간격(또는 주기)보다 짧은 시간 간격에서 점적이 낙하하지 않는 임의의 위치까지 회전시키는 것도 가능하다. 그리고, 다음의 점적 낙하 시각이 되었을 때, 다이얼(242)을 하나의 점적이 낙하할 때까지 유로를 개방시키는 방향으로 회전시키고, 그 다음 다이얼(242)을 유로가 폐쇄되는 방향으로 회전시킨다. 즉, 원하는 점적 낙하 시간 간격(또는 주기)에 해당하는 시각마다 다이얼(242)을 회전시키며 점적의 낙하를 제어하면서 목표 유량(Qt)을 제어하는 것이다.
이와 같은 유량 제어방법은 점적이 낙하해야 하는 시각에 점적이 쉽게 낙하할 수 있도록 유로를 충분히 개방하고, 점적이 낙하한 후에는 다시 유로를 충분히 폐쇄 하기 때문에, 목표 유량(Qt) 값이 작은 경우에 보다 편리하게 사용할 수 있다.
이처럼 점적이 낙하할 때마다 다이얼을 회전 제어하는 두번째 방법은, 앞서 살펴본 첫번째 방법과 함께 수액유량 조절장치(100)의 사용자가 목표 유량(Qt) 값을 고려하여 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있을 것이다.
또한, 두번째 유량 제어방법은 수액 세트를 세팅한 후에, 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 유로가 개방되는 방향으로 회전시키면서 점적이 낙하하는 것을 확인함으로써 수액 세트가 정상적으로 세팅되어 있는지 여부를 확인하는데 사용할 수도 있을 것이다.
본 발명의 수액유량 조절장치(100)에는 필요에 따라, 버블센서(125) 또는 온도센서를 부가할 수도 있다.
버블센서(125)는 튜브(220)을 통해 흐르는 수액에 기포가 발생하는지를 감지하기 위한 센서로서, 기포가 발생할 시에 수액의 투여를 멈추기 위해서 구비된다. 기포는 유량조절기(240)의 내부 유로에 있던 공기에 의해서도 발생할 수 있으므로, 유량조절기(240)의 유출구(241b)에 연결된 하부튜브(220b)에 구비될 수 있다.
온도센서(미도시)는 튜브(220)을 통해 흐르는 수액의 온도를 감지하기 위한 센서로서, 수액세트(200)에서 튜브(220)의 외주면에 설치될 수 있다.
한편, 제어부(170)는 점적센서(300), 회전각도 및 방향을 조절할 수 있는 구동모터(미도시)와 전기 회로적으로 연결되어 있어, 유량 조절에 사용할 정보를 선택받는 초기화 모드, 목표 유량으로 흐르도록 유량 조절하는 유량 조절모드 및 목표 유량으로 유량 조절한 이후 유량을 모니터링하는 모니터링 모드를 수행할 수 있다.
다음으로 본 발명의 수액유량 조절장치의 작동 모드에 대해 구체적으로 살펴본다.
초기화 셋팅 모드는 사용자가 유량조절기(240)를 수액유량 조절장치(100) 에 장착하는 단계를 포함한다. 먼저, 유량조절기(240)의 다이얼(242)은 수액 유입을 차단하는 초기 위치에 위치시키고, 위에서 살펴본 바와 같이 유량조절기(240)를 다이얼 장착부(130), 상부, 하부 장착부(121, 122) 및 유량조절기 분리부(140)에 의해 고정되도록 위치시킨다.
또한, 점적센서(300)를 점적통(210)에 장착한 후, 입력부(150)를 통해서 목표 유량(Qt)을 입력한다. 이 때 필요에 따라 추가적으로 유량조절기(240)의 유형 및 점적통(210)의 유형을 선택할 수도 있는데, 이를 통해 제어부(170)로부터 선택된 유량조절기(240)에 대한 다이얼(242)의 회전 위치와 유량 간의 상관 관계 정보 및 선택된 점적통(210)의 특성 정보를 받게 된다.
목표 유량(Qt)이 입력되면, 선택된 제어 방법에 따라 제어부(170)에서 수액 유량을 조절한다.
먼저, 위에서 살펴본 각 점적이 낙하할 때마다 다이얼(242)의 회전을 회전시키며 제어하는 두번째 제어 방법을 사용할 때를 살펴보자.
목표 유량(Qt)을 입력하게 되면, 제어부(170)는 점적의 낙하 시간 간격(또는 주기)를 연산하여 출력부(160)에 나타난다. 이 때, 점적 속도 또는 기울기 또는 온도 등에 대한 점적 부피의 상관관계도 함께 로딩할 수 있다. 만약, 유량조절기(240)와 점적통의 유형을 선택했다면, 선택된 상관관계도 함께 로딩한다. 다음으로, 구동모터(미도시)를 구동시켜 유로가 개방되는 방향으로 다이얼(242)을 회전시켜 하나의 점적이 낙하하게 한 후에 유로가 폐쇄되는 방향으로 다이얼(242)을 회전시킨다. 그리고, 다음 점적 낙하 시각이 되었을 때, 이를 반복하며 목표 유량(Qt)을 제어한다.
다음으로, 위에서 살펴본 목표 유량(Qt)에 해당하는 다이얼(242)의 회전 위치를 찾는 첫번째 제어 방법을 사용할 때를 살펴보자.
목표 유량(Qt)을 입력하게 되면, 제어부(170)는 구동모터(미도시)를 구동시켜 임의의 초기 회전위치로 다이얼(242) 조절한다. 여기서, 상기 임의의 초기 회전위치는 미리 설정되어 있어도 좋고, 목표 유량(Qt)과 동일한 총괄유량계수(C) 또는 눈금유량(242b)에 해당하는 회전위치여도 좋다.
그리고, 상기 제어부(170)는 초기화 셋팅 모드에서 입력부(150)를 통해 선택된 사항에 따라 총괄유량계수(C)를 사용할 것인지 아니면 눈금유량(242b)을 사용할 것인지 선택하여 해당되는 데이터를 로딩하고, 유량과 회전위치 사이의 상관관계를 로딩하여 유량 조절 모드를 준비할 수 있다. 이 때, 점적 속도 또는 기울기 또는 온도 등에 대한 점적 부피의 상관관계도 함께 로딩할 수 있다. 만약, 유량조절기(240)와 점적통의 유형을 선택했다면, 선택된 상관관계도 함께 로딩한다.
한편, 초기화 셋팅 모드는 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 최대 유량으로 소정시간 동안 유지시켜서 튜브(220) 또는 유량조절기(240)의 내부 유로에 존재하는 공기를 배출하는 과정을 포함할 수 있다. 예를 들면, 입력부(150)를 통해 공기 배출 메뉴를 선택하게 하고, 공기 배출 메뉴를 선택하면, 다이얼(242)을 최대 유량으로 조절하여 미리 설정된 시간 동안 유지시켜 공기를 배출시킨 후 수액 유입의 차단으로 다이얼(242)을 회전시키고, 이후 하기의 유량 조절 모드를 수행한다.
유량 조절 모드는 초기화 셋팅 모드 이후에 사용자가 입력부(150)를 통해 목표 유량(Qt)을 입력함에 따라 수행되는 모드로서, 목표 유량을 입력하면 모션감지부(340)를 이용하여 점적통(210)의 진동 여부를 판단하고 진동이 발생하지 않도록 한 상태에서 구동모터(미도시)를 구동시킴으로써 다이얼(242)을 초기 회전위치로 회전시킨 후, 점적감지부(300)로 감지하는 점적 간격(또는 주기)에 근거하여 실측 유량(Qm)을 산출하며, 이후, 다이얼(242)의 회전 위치에 대한 유량의 상관 관계에 의해 목표 유량에 대응되는 회전위치인 목표 회전위치에 다이얼(242)이 맞춰지도록 구동모터(미도시)를 구동시킨다.
점적센서(300)의 점적감지부(330)로 감지하는 신호는 낙하하는 점적을 감지하는 신호이므로, 제어부(170)는 점적의 간격(또는 주기)으로부터 점적 속도를 산출하고 점적 속도에 점적 부피를 곱하여 실측 유량(Qm)을 산출하되, 점적 속도 및/또는 수액 온도에 대응되는 점적 부피를 선택하여 실측 유량(Qm)을 산출할 수도 있다. 즉, 점적 속도 및/또는 수액 온도에 따라 변동되는 점적 부피를 반영하여 정확한 실측 유량을 산출할 수도 있다.
이 때, 실측 유량(Qm)은 하나의 점적 속도(또는 점적 간격)을 통해 산출할 수도 있고, 미리 설정된 연속된 점적의 개수 또는 미리 설정된 시간 내의 점적의 개수를 통해 평균 점적 속도(또는 평균 점적 간격)을 통해 산출할 수도 있다. 평균 점적 속도를 구할 때 통상적으로 미리 설정된 점적의 개수는 통상 2내지 5개의 범위 내에서 정할 수 있고, 점적 속도 등에 따라 5개 이상으로 정할 수도 있다. 평균 점적 속도를 이용하여 실측 유량(Qm)을 산출하더라도, 최초의 평균 점적 속도를 산출할 때에만 설정된 다수의 점적이 낙하할 때까지 시간이 필요하고, 두번째부터는 최초의 점적을 제외하고, 새롭게 낙하한 점적을 포함하여 새로운 평균 점적 속도를 계산하면 되므로, 시간 지연 없이 하나의 점적이 낙하할 때마다 새로운 평균 점적 속도를 산출할 수 있다.
목표 회전위치는 위에서 살펴본 바와 같이 총괄유량계수(C)를 사용하는 경우 또는 눈금유량을 사용하는 경우에 맞게 식 (1) 또는 식(3)에 적용하여 도출해 낸다.
이와 같이 이루어지는 유량 조절 단계에 의하면 유량(Qm)을 1회 실측한 후 유량조절기(240)의 다이얼(242) 회전위치를 1회 조정함으로써 수액세트(200)로 투여하는 유량을 목표 유량(Qt)으로 조절할 수 있다.
다음으로, 모니터링 모드는 유량 조절 모드 이후에 미리 설정된 주기마다 또는 상시(常時) 유량을 측정하여 유량을 감시하는 모드를 의미한다. 상시 또는 미리 설정된 주기가 도래할 시에 상기 제어부(170)는 낙하하는 점적과 점적사이에 모션감지부(340)로 측정한 가속도가 미리 설정한 임계값을 초과하지 않는 경우, 점적감지부(330)를 이용하여 유량을 실측하고, 이를 출력부(160)에 표시한다. 실측된 유량(Qm)이 목표 유량(Qt)과 차이(ΔQ)가 미리 설정된 값보다 크면 다이얼(242)의 회전 위치에 대한 유량의 상관 관계에 의해 목표 유량(Qt)에 대응되는 위치로 목표 회전위치를 재조정할 수 있다. 한편, 상기 가속도는 수직방향 또는 수평방향 성분 또는 가속도 절대값으로 선택할 수 있고, 가속도의 임계값은 제어부(170)에 미리 설정해 두거나 임의의 값으로 입력할 수도 있다.
가속도의 임계값은 가속도가 점적 간격(또는 주기)에 작은 영향을 미치는 값으로 결정한다. 즉, 다른 조건의 변화 없이 점적통의 요동만 발생하여 점적 간격(또는 주기)이 변경됨에 따라 점적 속도가 변경되고 이로부터 산출되는 실측 유량(Qm)의 변화가 보정이 필요하지 않는 가속도 값, 예를 들면, 5%의 유량 변화, 보다 정밀한 투여가 요구되는 경우에는 3% 또는 1%의 유량 변화가 발생될 수 있는 것으로 산출되는 가속도 값을 임계값으로 정할 수 있다. 또 다른 방법으로, 외부의 충격 없이 점적통의 요동만 발생할 때, 걷고 있을 때 등과 같이 통상적인 요동에서 점적통의 요동 각도가 일정 각도를 넘지 않는 가속도 값을 임계값으로 정할 수도 있다. 또한, 유량 차이(ΔQ)의 설정된 값도 제어부(170)에 미리 설정해 두거나 임의의 값으로 입력할 수도 있다. 이 때 유량 차이(ΔQ)의 값은 처방된 수액유량과 대비하여 변동되더라도 환자의 치료나 회복 또는 위험에 노출되지 않는 범위로 정하여 적용할 수 있다. 예를 들면, 10%의 유량 변화, 보다 정밀한 투여가 요구되는 경우에는 5% 또는 3%의 유량 변화의 값 등을 임계값으로 정할 수 있다.
상기한 목표 회전위치 재조정은 다이얼(242)의 현재 위치를 실측 유량(Qm)을 얻기 위한 다이얼(242)의 초기 회전위치로 하고, 이때 실측되는 유량을 실측 유량(Qm)으로 하여서, 상기 총괄유량계수(C)를 이용하여 다이얼의 회전위치를 재조정할 수 있다. 또한, 상기 눈금유량을 이용하는 경우처럼 다이얼(242)의 회전 위치에 대한 유량의 상관 관계에 의해 목표 유량(Qt)에 대응되는 목표 회전위치를 산출하여 다이얼의 회전위치를 재조정할 수도 있다.
유량(Q)이 변경되었다는 것은 수위차(H)가 변경된 경우 및/또는 다이얼(242)이 외부에서 조작된 경우 등이므로, 이에 맞춰 목표 유량(Qt)이 투여되도록 다이얼의 회전 위치를 재조정하는 것이다.
한편, 측정되는 유량은 일시적으로 변경될 수 있는데, 이는 진동이나 충격 등으로 수액백(10) 또는 점적통(210)에 미리 설정된 임계값을 초과하는 가속도가 발생할 경우에 나타날 수 있다. 이는 일시적인 상황이므로, 유량조절기(240)를 조절하는 것이 무의미할 뿐 아니라, 오히려 잘못된 제어를 할 수 있으므로, 본 발명에서는 일시적인 외란의 영향을 지배적으로 받으며 측정된 점적은 제어를 위한 정보에서 제외하려고 하고, 이러한 점적을 아래와 같이 구분하였다.
임계값 이상의 가속도가 순간적으로 발생하여 미리 설정된 짧은 시간(t) 내에 점적의 낙하가 발생한다면, 낙하하는 점적은 정상적으로 성장하기 전에 외부에서 추가로 발생한 진동 또는 충격에 영향을 받아서, 정상적인 점적의 부피가 되기 전에 낙하하게 된 것일 수 있고, 이러한 경우에는 일시적 외란의 영향을 지배적으로 받은 점적이라 볼 수 있다. 이 때, 미리 설정된 짧은 시각(t)은 특정 값으로 정할 수도 있고, 목표 유량에 따른 점적 속도를 산출하고 이로부터 산출되는 점적 주기보다 짧은 값으로 정할 수도 있다. 한편, 임계값 이상의 가속도가 순간적으로 발생하여도 미리 설정된 짧은 시각(t) 내에 점적의 낙하가 발생하지 않는다면, 낙하하는 점적은 정상적인 부피로 성장하여 낙하한 것으로 볼 수 있으므로 일시적 외란의 영향을 지배적으로 받은 점적이라 볼 수 없다.
따라서, 본 발명에서 제어부(170)는 낙하하는 점적과 점적 사이에 상기 모션감지부(340)로부터 측정된 가속도가 미리 설정된 임계값을 초과하고, 상기 임계값 초과한 후 미리 설정된 시각(t) 이내에 낙하하는 점적은 실측 유량(Qm) 산출에 사용하지 않고, 출력부(160)에 이전의 유량 표시를 그대로 유지하며, 상기 임계값 초과한 후 미리 설정된 시간(t)를 초과한 후에 낙하하는 점적은 정상적인 점적으로 판단하여 실측 유량(Qm) 산출에 사용하도록 하였다.
한편, 단위 시간 내에 유량 검출에 사용되지 않는 점적의 수가 미리 설정된 개수를 초과하는 경우가 발생할 수 있는데, 이는 임계값 이상의 가속도가 자주 발생하는 비정상적인 상황을 의미하고, 이러한 경우, 수액이 환자에게 정확한 용량으로 투여되는 것이 어려운 상황이므로, 출력부(160)에서 경고음 및/또는 경고등 및/또는 경고 메시지를 통해 현재 비정상적 상황을 사용자에게 알리고 조치를 취할 수 있도록 구성하였다.
마지막으로, 환자가 수면 중이라든지 한 자세를 오래 유지할 경우에 가속도는 임계값 이하의 값을 나타내지만, 점적통(210)이 정적(static)으로 경사진 상태를 유지한 채 수액이 투여될 수 있다. 점적통(210)의 경사에 따라 점적의 부피가 변경될 수 있으므로, 경사 정도에 따라 점적 부피의 변화를 고려하여 유량을 측정해야 하는 경우가 있다. 이를 고려하여 본 발명에서는 상기 제어부(170)에 점적통(210)의 기울기에 대한 점적의 부피 변화를 데이터로 저장하고, 낙하하는 점적과 점적사이에 모션감지부(340)로부터 측정된 가속도는 임계값을 초과하지 않고, 기울기가 특정 값에서 미리 설정한 차이(Δθ) 이내에서 유지될 때에는 상기 기울기에 대한 점적의 부피 변화를 고려하여 실측 유량 산출시에 기울기에 대한 보정을 할 수 있도록 구성하였다.
이와 같이 모니터링 모드는 수액 투여 중에 수액세트의 설치상태가 변경되는 경우에도 다이얼(242)을 1회 위치 조절하여 목표 유량으로 투여되게 함으로써 투여 중인 유량을 목표 유량으로 일정하게 유지한다.
제어부(170)는 입력부(150)를 통해 리셋 입력을 받으면, 수액 투여를 종료하기 위해서 구동 모터를 제어하여 다이얼(242)을 수액 유입 차단 위치로 조절한다. 리셋 상황은 다른 방식에 의해서도 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(170)는 상기 입력부(150)를 통해 총 투여량을 입력받게 하고, 상기한 모니터링 모드를 수행하면서 점적센서(300)를 이용하여 감지하는 유량을 적산하여 총 투여량에 도달할 시에 다이얼(242)을 수액 유입 차단 위치로 조절하게 구성할 수도 된다. 여기서, 총 투여량 대신에 총 투여시간을 입력받고 모니터링 모드를 시작한 시점에서 투여시간을 체크하여 총 투여시간에 도달할 시에 다이얼(242)을 수액 유입 차단 위치로 조절하게 할 수도 있다.
한편, 유량 조절 모드 및 모니터링 모드를 수행하는 중에 버블센서(125)에 의해 기포가 일정 수준 이상 발생한 상황을 감지하면, 출력부(160)로 경고음 및/또는 경고등 및/또는 경고 메시지를 통해 알리고 동시에 상기한 리셋 동작, 즉, 다이얼(242)을 수액 유입 차단 위치로 조절할 수도 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 수액백 100 : 수액유량 조절장치
110 : 본체 111 : 다이얼 장착부 설치부
112 : 유량조절기 분리부 가이드 113 : 잠금해제 돌기 가이드
113a : 걸림홈 114, 115 : 상부, 하부 가이드
116 : 보조 돌기 가이드 116a : 탄성체 지지부 가이드
117 : 회전판 118 : 결합부
119 : 단턱 121 : 상부 장착부
122 : 중간 장착부 123 : 고정 돌기
124 : 하부 장착부 125 : 버블 센서
130 : 다이얼 장착부 131 : 장착부 바닥면
132 : 장착부 측면 133 : 측면 요철
134 : 바닥면 요철 135 : 체결홈
140 : 유량조절기 분리부 141 : 유량조절기 분리부 몸체
141a : 몸체 플랜지 142 : 로킹 바아
143 : 지지대 경사면 144 : 분리용 경사면
145 : 지지부 요홈 146 : 잠금해제 돌기
146a : 몸체 146b : 버튼 설치부
146c : 플랜지 146d : 버튼
146e : 스토퍼 147 : 탄성체
147a : 탄성체 지지부 148 : 보조 돌기
149 : 플랜지 안착부 149a : 결합공
150 : 입력부 160 : 출력부
170 : 제어부 200 : 수액세트
210 : 점적통 211 : 삽입침
212 : 점적 220 : 튜브
220a, 220b : 상부, 하부 튜브 230 : 주사바늘
240 : 유량조절기 241 : 몸체
241a, 241b : 상부, 하부튜브연결부 241c : 손잡이
241d : 기준 돌기 242 : 다이얼
242a : 눈금 242b : 눈금유량
242c : 다이얼 요철 242d : 초기화 눈금
250 : 롤러클램프 300 : 점적센서
310 : 제1몸체 311 : 제1요홈
312 : 돌기 320 : 제2몸체
321 : 제2요홈 322 : 장공
330 : 점적감지부 331 : 발광소자
332 : 수광소자 340 : 모션감지부
350 : 연산부 360 : 탄성체
H : 수위차 Hm : 실측 수위차
Q : 유량 Qm : 실측 유량
Qt : 목표 유량 C : 총괄유량계수
Cm : 실측 총괄유량계수 Ct : 목표 총괄유량계수

Claims (13)

  1. 수액 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 회전시켜 수액유량을 조절하기 위한 수액유량 조절장치(100)에 있어서,
    상기 수액유량 조절장치(100)는 내부에 구동모터(미도시)가 설치되어 있는 본체(110); 상기 구동모터(미도시)와 연결되어 있으며 상기 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 장착시키고 회전시킬 수 있도록 구성된 다이얼 장착부(130); 상기 다이얼 장착부(130)에 장착된 유량조절기(240)를 잠금(locking)시킬 수 있는 기능을 포함하는 유량조절기 분리부(140); 및 제어부(170)를 포함하는 수액유량 조절장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다이얼 장착부(130)와 유량조절기 분리부(140)는, 상기 다이얼(142)을 상기 다이얼 장착부(130)에 장착시킬 때, 상기 다이얼(242)이 상기 유량조절기 분리부(140)를 통과한 후, 상기 다이얼 장착부(130)에 장착되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유량조절기 분리부(140)는 상기 유량조절기(240)가 상기 다이얼 장착부(130)에 장착되어 있을 때 임의로 분리되는 것을 방지하는 잠금수단; 상기 유량조절기(240)를 상기 다이얼 장착부(130)로부터 분리하고자 할 때 작동하는 잠금해제수단; 및 상기 잠금해제수단의 작동에 의해 분리되는 방향으로 힘을 가할 수 있는 분리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유량조절기 분리부(140)는 회전 가능하게 구비되는 중공형의 유량조절기 분리부 몸체(141); 및 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)의 상부와 하부에 각각 형성된 지지부 요홈(145)을 포함하고 있으며,
    상기 잠금수단은 상기 각 지지부 요홈(145)의 전방에 형성된 로킹 바아(142)를 포함하고, 상기 잠금해제수단은 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)의 일측에 돌출된 잠금해제 돌기(146)를 포함하며, 상기 분리수단은 상기 각 지지부 요홈(145)의 내부 일측에 형성된 분리용 경사면(144)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 잠금해제 돌기(146)에는 상기 유량조절기 분리부 몸체(141)가 임의로 잠금해제되는 것을 방지할 수 있는 스토퍼(146e)가 형성된 버튼(146d)이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 본체(110)에는 입력부(150)와 출력부(160)가 추가로 형성되어 있으며, 상기 제어부(170)에는 상기 유량조절기(240)의 다이얼(242) 회전에 따라 가변하는 유량(Q)과 수위차(H) 및 총괄유량계수(C)가 관계식 Q=C·H로 나타낼 수 있는 것을 이용하여 입력 받은 목표 유량(Qt)에 대응되는 다이얼(242)의 목표 회전위치를 도출하는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부(170)는 상시 또는 미리 설정된 주기마다, 실측 유량(Qm)을 측정하여 출력부(160)에 표시하고, 상기 유량조절기(240)와 연결된 수액세트(200)의 점적통(210)의 가속도가 미리 설정한 임계값 이하이면서, 측정되는 유량(Qm)이 목표 유량(Qt)과 차이(ΔQ)가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 다이얼(242)의 회전 위치와 실측 유량(Qm) 및 목표 유량(Qt) 사이의 상관 관계를 이용하여 다이얼(242)의 목표 회전위치를 재조정하는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어부(170)는 상기 유량조절기(240)와 연결된 수액세트(200)의 점적통(210)의 가속도가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 가속도 임계값을 초과한 후 미리 설정된 시간(t) 이내에 낙하하는 점적은 실측 유량(Qm)을 산출하는 연산에 사용하지 않고, 출력부(160)는 이전의 실측 유량(Qm) 표시를 유지하며,
    상기 가속도 임계값을 초과한 후 미리 설정된 시간(t)를 초과한 후에 낙하하는 점적은 실측 유량(Qm)을 산출하는 연산에 사용하는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부(170)는 실측 유량(Qm) 검출에 사용되지 않는 점적의 수가 단위 시간 내에 미리 설정된 개수를 초과하는 경우에 경고음 및/또는 경고등 및/또는 경고 메시지를 통해 알리는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 본체(110)에는 입력부(150)와 출력부(160)가 추가로 형성되어 있으며, 상기 제어부(170)에는 입력 받은 목표 유량(Qt)에 대응되는 수액 점적의 낙하 시간 간격을 도출하는 구성; 상기 시간 간격마다 상기 유량조절기(240)의 다이얼(242)을 하나의 수액 점적이 낙하할 때까지 회전시키는 구성; 및 상기 하나의 수액 점적이 낙하한 후 상기 다이얼(242)을 반대로 회전시키는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제어부(170)는 수액 점적의 속도를 측정하고, 이에 점적 부피를 곱하여 실측 유량(Qm)을 산출하는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제어부(170)는 수액 점적의 속도 및/또는 수액의 온도에 대한 점적의 부피 변화 사이의 관계를 데이터로 저장하고 있고, 실측 유량(Qm) 산출시에 보정하는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제어부(170)는 상기 유량조절기(240)와 연결된 수액세트(200)의 점적통(210)의 기울기에 대한 점적의 부피 변화 사이의 관계를 데이터로 저장하고 있고,
    낙하하는 점적과 점적사이의 가속도는 임계값을 초과하지 않고, 기울기가 특정 값에서 미리 설정한 차이(Δθ) 이내에서 유지될 때에는 실측 유량(Qm) 산출시에 기울기에 대해 보정하는 구성이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 수액유량 조절장치.


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