KR20180108352A

KR20180108352A - 인공 호흡장치용 호흡관 시스템

Info

Publication number: KR20180108352A
Application number: KR1020170038012A
Authority: KR
Inventors: 박만식
Original assignee: 박만식
Priority date: 2017-03-25
Filing date: 2017-03-25
Publication date: 2018-10-04

Abstract

본 발명은 구조가 간단하며 저렴한 비용으로 제작할 수 있으며, 환자에게 생리적으로 적합하게 온도 또는 온도 및 습도가 조절된 호흡용 가스를 공급할 수 있는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 일단은 환자 측에 연결되는 호흡구가 형성되며, 타단은 각각 흡입구와 배기구가 형성된 분기관; 일단은 벤틸레이터에 결합되고, 타단은 상기 흡입구가 결합되어 호흡용 가스를 공급하는 흡기관; 및 일단은 상기 벤틸레이터에 결합되고, 타단은 상기 배기구가 결합되어 환자의 배출가스를 배기하는 배기관;을 포함하며, 상기 흡기관 및 배기관의 양 단부에는 각각 신축성을 갖는 재질로 형성된 제1 결합부 및 제2 결합부가 구비되고, 상기 흡기관의 외주면, 또는 상기 흡기관 및 배기관의 외주면에는 길이방향을 따라 제1 결합부로부터 제2 결합부까지 나선 코일 형태를 이루며 결합된 나선케이블이 구비되며, 상기 나선케이블에는 저항선이 내장되고, 상기 저항선에 전원을 공급하기 위한 연장선이 상기 제1, 제2 결합부 중 어느 한쪽으로부터 외부로 인출되어 구비되며, 상기 연장선은 상기 저항선의 동작을 제어하는 콘트롤러에 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

Description

인공 호흡장치용 호흡관 시스템{BREATHING TUBE SYSTEM FOR AN ARTIFICIAL RESPIRATION APPARATUS}

본 발명은 인공 호흡장치에 사용되는 호흡관 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 간단하며 저렴한 비용으로 제작할 수 있어 경제적 부담 없이 교체가 용이하면서도 환자에게 생리적으로 적합하게 온도 또는 온도 및 습도가 조절된 호흡용 가스를 공급할 수 있는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템에 관한 것이다.

환자의 환기 기능이 나빠져 환자의 호흡만으로 폐혈액 가스 교환이 적절히 유지되지 못할 경우 기계장치인 인공 호흡장치를 동원하여 인위적으로 호흡시켜 주게 된다. 도 1은 이러한 종래 인공 호흡장치의 구성을 개략적으로 보여준다. 벤틸레이터에는 흡기튜브 및 호기튜브의 일단이 각각 연결되며, 설정된 일 호흡량, 압력, 호흡수, 흡인 산소농도, 흡기유속, 흡기시간 등에 따라 호흡용 가스를 흡기튜브로 내보낸다.

흡기튜브 및 호기튜브의 타단에는 ‘T’형 또는 ‘Y’형으로 분기된 분기튜브의 일단이 각각 결합되며, 분기튜브의 타단은 환자가 착용하는 호흡용 마스크에 연결되거나 환자의 기도에 직접 삽입되는 별도의 튜브와 연결된다.

흡기튜브를 통해 공급되는 호흡용 가스는 분기튜브의 일측을 거쳐 환자에게 전달되며, 환자가 내뱉는 배출 가스는 분기튜브의 타측을 거쳐 호기튜브를 통해 다시 벤틸레이터로 내보내져 처리된다.

한편, 병실이나 수술실에 설치된 중앙공급장치나 산소저장용기로부터 벤틸레이터를 거쳐 환자에게 공급되는 호흡용 가스는 매우 차가울 뿐만 아니라 건조하기 때문에 이를 환자가 바로 흡입할 경우에는 상피세포 손상, 체온 소실, 무기폐 발생 등의 심각한 문제를 야기할 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 도 1과 같이, 흡기튜브의 도중에 온도/습도 조절장치를 연결하여 호흡용 가스의 온도, 습도 또는 온도 및 습도를 조절하는 기술이 사용되고 있다.

예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-2011-0085245호 (2011. 7. 27. 공개)에는, 기화기에 담겨지는 증류수가 교체형 카트리지에 담겨진 상태에서 진동자에 의한 초음파진동에 의하여 미립자 형태로 기화토록 함으로써 순간가습이 가능하도록 하며, 기화기 본체와 흡입튜브에는 각각 가온수단을 형성함으로써 가스의 온도를 유지시키는 기화기 시스템이 개시되어 있다.

그러나 위와 같이 온도/습도 조절장치를 흡기튜브의 중간에 연결하는 경우, 온도/습도 조절장치에서 가온 또는 가온 및 가습된 호흡용 가스가 흡기튜브를 통과하는 도중에 열을 잃을 수 있으며, 가습에 의해 공급되는 수분이 흡기튜브 내에서 응축되어 고이는 현상이 발생할 수 있다.

또한, 온도/습도 조절장치는 상당한 무게와 부피를 가지므로 수많은 의료장비를 구비한 수술실에서의 사용이나 환자 이송 시의 사용에 있어서 상당한 제약이 있으며, 구조가 복잡하고 제작비용이 높아 환자의 부담이 가중될 수 있고, 소독 등을 통해 재사용할 경우에는 교차 감염의 위험성도 내포하고 있다.

한편, 대한민국 공개특허 제10-2011-0030744호 (2011. 2. 24. 공개)에는, 몸체 튜브의 내부 길이방향을 따라 가스의 이동통로를 1/2로 분할하는 분할벽을 구비시켜 자연적 방식의 가스순환을 통해 차갑고 건조한 호흡용 가스를 적정한 습도로 가온, 가습시켜 공급하는 인공호흡기용 가온가습튜브가 개시되어 있다.

상기 기술은 매우 단순하고 제작비용이 저렴하다는 장점이 있기는 하나, 자연적 방식의 가스순환만을 이용하여서는 환자에게 생리적으로 적합하게 온도 또는 온도 및 습도가 조절된 호흡용 가스를 공급할 수 없다는 근본적인 한계가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0085245호 (2011. 7. 27. 공개) 대한민국 공개특허 제10-2011-0030744호 (2011. 2. 24. 공개)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저렴한 비용으로 제작할 수 있어 경제적 부담 없이 교체가 용이하며, 구조가 간단하고 무게 및 부피가 작아 환자 이송 시 또는 장소적 제약을 받는 수술실에서도 쉽게 사용할 수 있는 것으로, 온도 또는 온도 및 습도가 생리적으로 적합하게 조절된 호흡용 가스를 공급할 수 있는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, Y형 이음관으로서, 일단은 환자 측에 연결되는 호흡구가 형성되며, 분기된 타단은 각각 흡입구와 배기구가 형성된 분기관; 일단은 벤틸레이터에 결합되고, 타단은 상기 흡입구가 압입 결합되어 호흡용 가스를 공급하는 흡기관; 및 일단은 상기 벤틸레이터에 결합되고, 타단은 상기 배기구가 압입 결합되어 환자의 배출가스를 배기하는 배기관;을 포함하며, 상기 흡기관 및 배기관의 양 단부에는 각각 상기 분기관 및 벤틸레이터와의 결합이 긴밀하게 이루어질 수 있도록 신축성을 갖는 재질로 형성된 제1 결합부 및 제2 결합부가 구비되고, 상기 흡기관의 외주면, 또는 상기 흡기관 및 배기관의 외주면에는 길이방향을 따라 제1 결합부로부터 제2 결합부까지 나선 코일 형태를 이루며 결합된 나선케이블이 구비되며, 상기 나선케이블에는 저항선이 내장되고, 상기 저항선에 전원을 공급하기 위한 연장선이 상기 제1, 제2 결합부 중 어느 한쪽으로부터 외부로 인출되어 구비되며, 상기 연장선은 상기 저항선의 동작을 제어하는 콘트롤러에 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 흡기관의 제1 결합부에는 내측으로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장하여 돌출 형성된 제1 센서부가 구비되며, 상기 제1 센서부에는 온도를 감지하는 센서, 또는 온도 및 습도를 감지하는 센서가 구비되고, 상기 연장선, 또는 상기 나선케이블 및 연장선에는 상기 제1 센서부와 전기적으로 연결된 제1 센서연결선이 내장되며, 상기 제1 센서연결선은 상기 콘트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 흡기관의 제2 결합부의 내측에는 제2 센서부가 구비되며, 상기 제2 센서부에는 온도를 감지하는 센서가 구비되고, 상기 연장선 또는 상기 나선케이블 및 연장선에는 상기 제2 센서부와 전기적으로 연결된 제2 센서연결선이 내장되고, 상기 제2 센서연결선은 상기 콘트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 흡기관의 제1 결합부와 상기 분기관의 흡입구 사이에는, 상기 호흡용 가스에 수증기를 공급하여 가습하기 위한 가습수단이 개재하여 결합되며, 상기 가습수단은, 양 단부가 각각 상기 제1 결합부 및 흡입구와 결합되는 중공형 관 형상의 혼합모듈과, 상기 혼합모듈과 연통하여 하단에 수직방향으로 구비되는 것으로, 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열모듈로 이루어지며, 상기 혼합모듈과 가열모듈은, 상기 가열모듈에서 발생한 수증기만 상기 혼합모듈 측으로 통과할 수 있는 수증기 선택 투과성 분리막을 포함하는 분리수단에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 분리수단은, 상기 분리막의 상측에 적층되는 다공금속망 또는 상기 분리막의 하측에 적층되는 흡수부재 중 어느 하나를 포함하여 형성되거나, 상측으로부터 다공금속망, 분리막 및 흡수부재가 차례로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 가열모듈은, 내부가 빈 원통형 몸체부와, 상기 몸체부의 하단으로부터 삽입 결합되어 상기 몸체부의 내부에 밀폐된 가열공간을 형성하는 가열수단과, 외부로부터 상기 가열공간에 물이 공급될 수 있도록 상기 몸체부의 측면에 연통하여 형성된 물공급관이 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다,

또한 본 발명은, 상기 물공급관에는, 물 공급을 온/오프 하기 위한 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 몸체부의 외부에는, 내부가 빈 원통형의 홀더가 상기 몸체부와 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은, 상기 가열수단은, 원기둥 형상으로 형성되되 상단에는 외부로부터 전원을 공급받아 발열하는 가열판과, 상기 가열판을 피복하는 절연부재가 구비되며, 상기 가열판의 동작을 제어하는 콘트롤러에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공 호흡장치용 호흡관 시스템은, 흡기관의 전체에 호흡용 가스를 가온할 수 있는 저항성이 내장된 나선케이블이 구비되어 있어 호흡용 가스의 이동 중 열 손실이 발생하지 않으므로, 생리적으로 적합하게 가온된 호흡용 가스를 환자에게 안정적으로 공급할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 환자로부터 가까운 거리에 가습수단이 연결되어 있으므로 가온 및 가습된 호흡용 가스의 응축으로 인한 열과 습기의 손실이 거의 발생하지 않아, 생리적으로 적합하게 가온 및 가습된 호흡용 가스를 환자에게 안정적으로 공급할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인공 호흡장치용 호흡관 시스템은, 구조가 간단하며 제작비용이 낮아 교체 등이 용이하므로 환자의 경제적 부담이나 재사용에 의한 감염의 위험을 경감시킬 수 있다.

나아가, 종래의 온도/습도 조절장치는 상당한 무게와 부피를 가지므로 수많은 의료장비가 구비되어 장소적 제한을 받는 수술실이나 환자 이송 시에는 사용에 어려움이 있으나, 본 발명에 따른 호흡장치용 호흡관 시스템은 사용 장소나 환경에 따른 제약 없이 용이하게 사용할 수 있다.

도 1은 종래 인공 호흡장치를 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡관 시스템의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 호흡관 시스템의 구성을 분리하여 나타낸 도면.
도 4는 도 3에서 A 부분의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 호흡관 시스템의 흡기관과 분기관의 결합상태를 나타내는 도면.
도 6은 제2 결합부에 구비되는 제2 센서부를 나타내는 부분 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 호흡관 시스템의 개략적인 구성도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 호흡관 시스템의 개략적인 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 가습수단의 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 가습수단의 분해 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 가습수단의 결합 단면도.
도 12는 흡기관과 분기관 사이에 가습수단이 결합되는 경우에 제1 센서부의 바람직한 길이를 예시하는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 호흡장치용 호흡관 시스템(100)은, 분기관(1), 흡기관(2), 배기관(3) 및 콘트롤러(5)로 이루어진다.

분기관(1)은 대략 ‘Y’형으로 분기된 이음관으로서, 일단은 환자 측에 연결되는 호흡구(15)가 형성되며, 분기된 타단은 각각 흡입구(11)와 배기구(13)가 형성된다.

호흡구(15)는 환자(P)가 착용하는 호흡용 마스크나 환자(P)의 기도에 직접 삽입되는 별도의 튜브와 연결될 수 있다.

흡기관(2)의 일단은 벤틸레이터(4)의 흡입포트(41)에 연결되며, 타단에는 분기관(1)의 흡입구(11)가 압입 결합되어 벤틸레이터(4)로부터 공급되는 호흡용 가스를 환자(P)에게 전달하는 역할을 한다.

배기관(3)의 일단은 벤틸레이터(4)의 배기포트(43)에 연결되며, 타단에는 분기관(1)의 배기구(13)가 압입 결합되어 환자(P)가 내뱉는 배출 가스를 벤틸레이터(4)로 내보내는 역할을 한다.

흡기관(2)과 배기관(3)은 각각 가요성을 갖는 관이며, 가요성 및 신축성을 갖는 주름관일 수도 있다.

흡기관(2) 및 배기관(3)의 양 단부에는 각각 분기관(1) 및 벤틸레이터(4)의 흡입포트(41) 및 배기포트(43)와의 결합이 긴밀하게 이루어질 수 있도록 신축성을 갖는 재질로 형성된 제1 결합부(21, 31) 및 제2 결합부(23, 33)가 구비된다.

제1 결합부(21, 31) 및 제2 결합부(23, 33)가 각각 신축성을 가지므로, 각각 분기관(1) 및 벤틸레이터(4)와 결합하여 연결할 때 별도의 실링부재 없이도 기밀성을 유지할 수 있으며, 결합 및 분리가 신속하고 용이하게 이루어질 수 있다.

흡기관(2)의 외주면에는 길이방향을 따라 제1 결합부(21)로부터 제2 결합부(23)까지 나선 코일 형태를 이루며 결합된 나선케이블(25)이 구비된다.

나선케이블(25)에는 저항선(미도시)이 내장되며, 저항선에 전원을 공급하기 위한 연장선(27)이 제1, 제2 결합부(21, 23) 중 어느 한쪽으로부터 외부로 인출된다.

즉, 도 2 및 도 3에서는, 연장선(27)이 제2 결합부(23) 측으로부터 외부로 인출되는 것으로 예시하고 있으나, 제1 결합부(21) 측으로부터 인출될 수도 있다.

인출된 연장선(27)은 저항선의 동작을 제어하는 전기적으로 콘트롤러(5)에 연결된다.

여기서 저항선은 외부에서 공급되는 전류를 통하여 열을 발생시키는 니크롬 선 등과 같은 전기저항선을 의미한다.

저항선이 내장되는 나선케이블(25)은 절연성을 갖는 재질로 제작하며, 흡기관(2)의 외주면에 융착이나 본딩 등 공지의 다양한 방법을 이용하여 결합시킬 수 있다.

병실이나 수술실에 설치된 중앙공급장치나 산소저장용기로부터 벤틸레이터(4)를 거쳐 환자에게 공급되는 호흡용 가스는 매우 차가울 뿐만 아니라 건조하기 때문에 환자가 바로 흡입할 경우에는 많은 문제점을 야기할 수 있는데, 본 발명에 따른 인공 호흡장치용 호흡관 시스템(100)은, 흡기관(2)의 외주면에 저항성이 내장된 나선케이블(25)을 코일 형태로 촘촘히 배치하고 콘트롤러(5)를 통해 전원의 공급을 제어함으로써 흡기관(2)을 통과하는 호흡용 가스를 환자(P)에게 생리적으로 적합한 온도로 가온하여 공급할 수 있게 된다.

호흡용 가스에 열을 공급하는 가온수단이 흡기관(2)의 일부 영역에만 구비될 경우에는, 가온수단을 통과하면서 가온된 호흡용 가스가 이동과정에서 다시 열을 잃을 수 있는데, 본 발명에 따른 인공 호흡장치용 호흡관 시스템(100)은 흡기관(2)의 전체, 즉 제1 결합부(21)로부터 제2 결합부(23)까지 호흡용 가스를 가온할 수 있는 저항성이 내장된 나선케이블(25)이 촘촘히 구비되어 있어 호흡용 가스가 이동 중 열을 잃지 않고 안정적으로 환자(P)에게 공급될 수 있다.

또한, 저항선에 전원을 공급하기 위한 연장선(27)이 제1, 제2 결합부(21, 23) 중 어느 한쪽으로부터 외부로 인출되어 콘트롤러(5)에 연결되므로, 호흡관 시스템(100)에서 파생되는 전선 등이 복잡하지 않아 사용 및 취급이 매우 편리하다는 장점이 있다.

사용자는 콘트롤러(5)를 통하여 저항선에 대한 전원 공급의 온/오프, 전원 공급 시간, 가열 온도 등을 설정하거나 입력하여 동작을 제어할 수 있다.

한편, 콘트롤러(5)에는 전원 온/오프 버튼, 알람 온/오프 버튼, 기 설정된 온도가 각각 입력된 동작모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 모드전환 버튼, 온도, 모드, 알람설정 여부 등을 시각적으로 보여줄 수 있는 디스플레이부 등이 구비될 수 있다.

알람은 저항선의 정상동작 여부, 설정 온도 범위 내에서의 동작 여부 등을 체크하여 비정상적 동작이 일어나거나 오류가 발생할 경우 청각적 및/또는 시각적으로 표시하는 경보를 발생시키는 역할을 한다.

도 3 및 도 4에 예시한 바와 같이, 흡기관(2)의 제1 결합부(21)에는 내측으로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장하여 돌출 형성된 제1 센서부(212)가 구비될 수 있다.

제1 센서부(212)에 구비되는 센서는, 흡기관(2)을 통과하면서 가온된 호흡용 가스의 온도를 감지하는 온도센서, 또는 온도 및 습도를 동시에 감지하는 온습도센서일 수 있다.

제1 센서부(212)의 돌출되는 길이는, 도 5에 예시한 바와 같이, 제1 결합부(21)의 내측에 분기관(1)의 흡입구(11)가 압입 결합될 경우에, 흡입구(11)의 내측 영역의 온도 또는 온도 및 습도를 감지할 수 있을 정도의 길이로 연장되는 것이 바람직하다.

제1 센서부(212)는 콘트롤러(5)와 데이터를 주고받을 수 있도록 제1 연결선으로 전기적으로 연결되는데, 제1 연결선은 연장선(27)이 제1 결합부(21)에 구비된 경우에는 상기 연장선(27)에 내장되며, 연장선(27)이 제2 결합부(23)에 구비된 경우에는 상기 나선케이블(25) 및 연장선(27)에 내장된다.

도 6에 예시한 바와 같이, 흡기관(2)의 제2 결합부(23)의 내측에는 제2 센서부(232)가 추가로 구비될 수도 있다.

제2 센서부(232)에는 벤틸레이터(4)로부터 공급되는 호흡용 가스, 즉 가온되기 전의 호흡용 가스의 온도를 감지할 수 있는 온도센서가 구비된다.

제2 센서부(232)는 콘트롤러(5)와 데이터를 주고받을 수 있도록 제2 연결선으로 전기적으로 연결되는데, 제2 연결선은 연장선(27)이 제2 결합부(23)에 구비된 경우에는 상기 연장선(27)에 내장되며, 연장선(27)이 제1 결합부(21)에 구비된 경우에는 상기 나선케이블(25) 및 연장선(27)에 내장된다.

제2 센서부(232)와 제1 센서부(212)를 통해 감지된 데이터에 근거하여 호흡용 가스의 가온 전, 후의 온도를 구할 수 있고, 이를 바탕으로 콘트롤러(5)를 통하여 저항선의 정상동작 여부, 설정 온도 범위 내에서의 동작 여부 등을 체크하고 관리할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 흡기관(2) 뿐만 아니라 배기관(3)의 외주면에도 길이방향을 따라 제1 결합부(31)로부터 제2 결합부(33)까지 나선 코일 형태를 이루며 결합된 나선케이블(35)이 구비될 수 있다.

나선케이블(35)에는 저항선(미도시)이 내장되며, 저항선에 전원을 공급하기 위한 연장선(37)이 제1, 제2 결합부(31, 33) 중 어느 한쪽으로부터 외부로 인출되고, 연장선(37)은 저항선의 동작을 제어하는 콘트롤러(5)에 연결된다.

즉, 도 7에서는, 연장선(37)이 제2 결합부(33) 측으로부터 외부로 인출되는 것으로 예시하고 있으나, 제1 결합부(31) 측으로부터 인출될 수도 있다.

환자(P)가 내뱉는 배출 가스는 배기관(3)을 통하여 벤틸레이터(4)로 이동하는 도중에 온도가 내려가게 되는데, 이 과정에서 배출 가스에 포함된 습기가 온도가 떨어짐에 따라 배기관(3) 내에서 응축될 수 있고, 응축된 수분이 배기관(3)을 타고 흘러 이와 연결된 벤틸레이터(4)로 유입될 경우에는 오작동 등의 문제를 일으킬 수 있다.

배기관(3)을 통하여 이동하는 도중에 배출 가스에 포함된 습기가 응축되는 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 배기관(3)의 외주면에 길이방향을 따라 제1 결합부(31)로부터 제2 결합부(33)까지 구비된 저항선을 내장한 나선케이블(35)을 통하여 배기관(3)을 적절한 온도로 가온할 수 있게 하였다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 8에 예시한 바와 같이, 흡기관(2)의 제1 결합부(21)와 분기관(1)의 흡입구(11) 사이에, 가온된 호흡용 가스에 수증기를 공급하여 가습하기 위한 가습수단(6)이 개재하여 결합될 수 있다.

도 9 내지 도 11은 가습수단(6)의 구체적인 구성을 예시한다.

가습수단(6)은 대략 ‘T’자 형상을 이루는데, 중공형 관 형상으로 이루어지는 혼합모듈(61)과 혼합모듈(61)의 하단에서 수직방향으로 연장, 연통하여 형성되는 가열모듈(63)로 이루어진다.

혼합모듈(61)은, 일단은 흡기관(2)의 제1 결합부(21)와 연통하여 결합되는 흡기관연결부(611)가 구비되고, 타단은 분기관(1)의 흡입구(11)와 연통하여 결합되는 분기관연결부(633)가 구비되는 중공형 관 형상을 갖는다.

가열모듈(63)은, 내부에 수납되는 물(W)을 가열하여 수증기를 발생시키는 역할을 하는 것으로, 내부가 빈 원통형 몸체부(631)와, 몸체부(631)의 하단으로부터 상측으로 삽입 결합되어 몸체부(631)의 내부에 밀폐된 가열공간(S)을 형성하는 가열수단(633)과, 외부로부터 가열공간(S)에 물(W)이 공급될 수 있도록 몸체부(631)의 측면에 연통하여 형성된 물공급관(635)으로 이루어진다.

여기서 물(W)은 증류수를 의미하며, 본 발명의 설명 전체에서 같은 의미로 사용된다.

가열수단(633)은, 대략 원기둥 형상으로 형성되는데, 그 상단부에는 외부로부터 전원을 공급받아 발열하는 가열판(633b)이 구비되고, 상기 가열판(633b)은 탄성을 갖는 절연부재(633a)로 피복된다.

가열수단(633)을 몸체부(631)의 하단으로부터 상측으로 밀어 넣어 결합시킬 경우, 탄성을 갖는 절연부재(633a)가 몸체부(631)의 내주면과 밀착되어 몸체부(631)의 내부에 밀폐된 가열공간(S)을 형성하게 된다.

가열수단(633)은 가열판(633b)의 동작을 제어하는 콘트롤러(5)에 전원선(633c)에 의해 전기적으로 연결된다.

가열수단(633)과 몸체부(631)의 결합을 위해 몸체부(631)의 하단에는 적어도 하나 이상의 걸림턱(639)이 구비될 수 있으며, 가열수단(633)의 외주면에서는 걸림턱(639)에 대응하는 적어도 하나 이상의 걸림돌기(633d)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 10에 예시한 바와 같이, 몸체부(631)의 하단부로부터 상측으로 대략 ‘ㄱ’자로 절개된 걸림턱(639)이 형성되고, 이에 대응하여 결합되는 걸림돌기(633d)가 가열수단(633)의 외주면으로부터 외측으로 돌출하여 형성될 수 있다.

이 경우, 가열수단(633)을 몸체부(631)의 하단으로부터 상측으로 밀어 넣어 삽입한 후 일 방향으로 회전시켜 걸림턱(639)과 걸림돌기(633d)가 결합 고정되도록 한다.

걸림턱(639)과 걸림돌기(633d)의 형상 및 구조는 예시에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상 및 구조로 변형될 수 있음은 물론이다.

가열수단(633)의 외주면에는 가열판(633b)에 공급되는 전원을 온/오프 할 수 있는 눌림 스위치(633e)가 외측으로 도출하여 구비될 수 있다.

가열수단(633)을 몸체부(631)의 내부에 삽입할 경우에는 스위치(633e)가 몸체부(631)의 내주면에 접하여 눌림으로써 전원이 온(ON) 상태가 되고, 가열수단(633)이 몸체부(631)로부터 분리된 상태에서는 스위치(633e)의 눌림이 해제되어 전원이 오프(OFF) 상태가 되는 방식으로 작동할 수 있다.

혼합모듈(61)과 가열모듈(63)은 가열모듈(63)에서 발생한 수증기만 상기 혼합모듈(61) 측으로 통과하게 하는 분리수단(65)에 의해 구획되는데, 이로써 분리수단(65)의 하단과 가열수단(633)의 상단 사이의 공간이 가열공간(S)이 된다.

분리수단(65)은 수증기 선택 투과성 분리막(653)만으로 이루어질 수 있다.

또한 분리수단(65)은 분리막(65)의 상측에 적층되는 다공금속망(651)을 포함하거나, 분리막(65)의 하측에 적층되는 흡수부재(655)를 포함하여 이루어질 수도 있으며, 상측으로부터 다공금속망(651), 분리막(653), 흡수부재(655)가 차례로 적층되어 형성될 수도 있다.

분리막(653)은, 수증기(V)는 통과할 수 있으나 물(W)은 통과할 수 없는, 즉 수증기 선택 투과성을 갖는 공지의 다양한 멤브레인이 채용될 수 있으며, 가열공간(S)에서 가열에 의해 발생하는 수증기(V)만이 분리막(653)을 통과하여 혼합모듈(61)로 이동할 수 있도록 하는 역할을 한다.

분리막(653)의 상측에 적층되는 다공금속망(651)은 복수개의 홀이 천공되어 형성된다.

다공금속망(651)은 분리막(653)의 물리적 손상을 방지함과 동시에 분리막(653)을 통과한 수증기가 원활히 혼합모듈(61)의 내부로 이동할 수 있도록 하는 역할을 한다.

흡수부재(655)는 면 등의 흡수성 소재로 된 직물이나 부직포로 형성하는데, 분리막(653)의 물리적 손상을 방지함과 동시에 물공급관(635)을 통하여 가열공간(S)에 공급되는 물(W)의 일정량을 흡수하여 보유하는 역할을 한다.

가열공간(S)에 많은 양의 물(W)이 존재하는 경우, 가열수단(633)의 가열판(633b)을 동작시켜 수증기를 발생시키는데 많은 시간이 소요될 수 있는데, 흡수부재(655)가 충분히 젖을 정도의 물(W)만을 공급한 상태에서 가열판(633b)을 동작시키면 흡수부재(655)에 보유된 물(W)을 가열하여 빠른 시간 내에 수증기(V)를 발생시킬 수 있게 된다.

분리수단(65)을 통과하여 혼합모듈(61)로 이동한 수증기(V)는 흡기관(2)을 통하여 공급되는 가온된 호흡용 가스와 혼합되어 가온 가습된 호흡용 가스가 된 후 분기관(1)을 통하여 환자(P)에게 공급된다.

물공급관(635)에는 물(W) 공급을 온/오프 할 수 있는 밸브(637)가 구비된다.

밸브(637)는 어느 한 방향으로 90도 회전시키면 물공급관(635)의 관로가 차단되고, 다시 원래의 자리로 회전시키면 관로가 개방되는 구조로 형성할 수 있다. 다만, 밸브(637)의 구조와 형태는 도면의 예시에 한정되는 것은 아니며, 공지의 다양한 밸브가 사용될 수 있음은 물론이다.

이에 따라 일정량의 물(W)만을 물공급관(635)을 통하여 가열공간(S)에 공급한 후 밸브(637)를 닫고(오프 상태) 사용할 수 있으며, 밸브(637)를 연 상태(온 상태)에서 외부로부터 계속적으로 물을 공급하는 방식으로 사용할 수도 있다.

가열모듈(63)의 몸체부(631)의 외부에는, 내부가 빈 원통형의 홀더(67)가 몸체부(631)의 하측으로부터 삽입되어 결합될 수 있다.

홀더(67)의 내주면과 몸체부(631)의 외주면은 서로 접하지 않도록 일정 간격 이격되어 결합되는데, 홀더(67)와 몸체부(631)가 이루는 이격공간은 가열수단(633)으로부터 발생하는 열이 외부로 직접 전달되는 것을 차단하여 고온에 의한 화상 등을 방지하는 역할을 한다.

한편, 흡기관(2)과 분기관(1) 사이에 가습수단(6)이 개재하여 결합되는 경우, 제1 센서부(212)의 돌출되는 길이는, 흡입구(11)의 내측 영역의 온도 또는 온도 및 습도를 감지할 수 있을 정도로 더욱 연장하여 형성하는 것이 바람직하다(도 12 참조).

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 호흡장치용 호흡관 시스템(100)은, 흡기관()2의 전체에 호흡용 가스를 가온할 수 있는 저항성이 내장된 나선케이블(25)이 구비되어 있어 호흡용 가스의 이동 중 열 손실이 발생하지 않으므로, 생리적으로 적합하게 가온된 호흡용 가스를 환자에게 안정적으로 공급할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 환자로부터 가까운 거리에 가습수단(6)이 연결되어 있으므로 가온 및 가습된 호흡용 가스의 응축으로 인한 열과 습기의 손실이 거의 발생하지 않아, 생리적으로 적합하게 가온 및 가습된 호흡용 가스를 환자에게 안정적으로 공급할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 배기관(3)의 외주면에 길이방향을 따라 제1 결합부(31)로부터 제2 결합부(33)까지 구비된 저항선을 내장한 나선케이블(35)을 통하여 배기관(3)을 적절한 온도로 가온할 수 있으므로, 배출 가스에 포함된 습기가 배기관(3)을 통과하는 도중에 응축되는 문제를 방지할 수 있다.

또한, 호흡장치용 호흡관 시스템(100)에서 파생되는 전선 등이 복잡하지 않아 사용 및 취급이 매우 편리하며, 구조가 간단하고 제작비용이 낮아 교체 등이 용이하므로 환자의 경제적 부담을 경감시킬 수 있다.

나아가, 종래의 온도/습도 조절장치는 상당한 무게와 부피를 가지므로 수많은 의료장비가 구비되어 장소적 제한을 받는 수술실이나 환자 이송 시에는 사용에 어려움이 있으나, 본 발명에 따른 호흡장치용 호흡관 시스템(100)은 부피가 매우 작고 무게가 가벼워 사용 장소나 환경에 따른 특별한 제약 없이 용이하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.

이상, 비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있으며, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

1: 분기관 11: 흡입구
13: 배기구 15: 호흡구
2: 흡기관 3: 배기관
21, 31: 제1 결합부 23, 33: 제2 결합부
212: 제1 센서부 232: 제2 센서부
25, 35: 나선케이블 27, 37: 연장선
4: 벤틸레이터 41: 흡입포트
43: 배기포트 5: 콘트롤러
6: 가습수단 61: 혼합모듈
611: 흡기관연결부 613: 분기관연결부
63: 가열모듈 631: 몸체부
633: 가열수단 635: 물공급관
637: 밸브 639: 걸림턱
65: 분리수단 651: 다공금속망
653: 분리막 655: 흡수부재
67: 홀더
100: 인공 호흡장치용 호흡관 시스템
P: 환자 S: 가열공간
V: 수증기 W: 물

Claims

Y형 이음관으로서, 일단은 환자 측에 연결되는 호흡구가 형성되며, 분기된 타단은 각각 흡입구와 배기구가 형성된 분기관;
일단은 벤틸레이터에 결합되고, 타단은 상기 흡입구가 압입 결합되어 호흡용 가스를 공급하는 흡기관; 및
일단은 상기 벤틸레이터에 결합되고, 타단은 상기 배기구가 압입 결합되어 환자의 배출가스를 배기하는 배기관;을 포함하며,
상기 흡기관 및 배기관의 양 단부에는 각각 상기 분기관 및 벤틸레이터와의 결합이 긴밀하게 이루어질 수 있도록 신축성을 갖는 재질로 형성된 제1 결합부 및 제2 결합부가 구비되고,
상기 흡기관의 외주면, 또는 상기 흡기관 및 배기관의 외주면에는 길이방향을 따라 제1 결합부로부터 제2 결합부까지 나선 코일 형태를 이루며 결합된 나선케이블이 구비되며,
상기 나선케이블에는 저항선이 내장되고, 상기 저항선에 전원을 공급하기 위한 연장선이 상기 제1, 제2 결합부 중 어느 한쪽으로부터 외부로 인출되어 구비되며,
상기 연장선은 상기 저항선의 동작을 제어하는 콘트롤러에 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 흡기관의 제1 결합부에는 내측으로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장하여 돌출 형성된 제1 센서부가 구비되며,
상기 제1 센서부에는 온도를 감지하는 센서, 또는 온도 및 습도를 감지하는 센서가 구비되고,
상기 연장선, 또는 상기 나선케이블 및 연장선에는 상기 제1 센서부와 전기적으로 연결된 제1 센서연결선이 내장되며,
상기 제1 센서연결선은 상기 콘트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 흡기관의 제2 결합부의 내측에는 제2 센서부가 구비되며,
상기 제2 센서부에는 온도를 감지하는 센서가 구비되고,
상기 연장선 또는 상기 나선케이블 및 연장선에는 상기 제2 센서부와 전기적으로 연결된 제2 센서연결선이 내장되고,
상기 제2 센서연결선은 상기 콘트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 흡기관의 제1 결합부와 상기 분기관의 흡입구 사이에는, 상기 호흡용 가스에 수증기를 공급하여 가습하기 위한 가습수단이 개재하여 결합되며,
상기 가습수단은,
양 단부가 각각 상기 제1 결합부 및 흡입구와 결합되는 중공형 관 형상의 혼합모듈과,
상기 혼합모듈과 연통하여 하단에 수직방향으로 구비되는 것으로, 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열모듈로 이루어지며,
상기 혼합모듈과 가열모듈은, 상기 가열모듈에서 발생한 수증기만 상기 혼합모듈 측으로 통과할 수 있는 수증기 선택 투과성 분리막을 포함하는 분리수단에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 분리수단은,
상기 분리막의 상측에 적층되는 다공금속망 또는 상기 분리막의 하측에 적층되는 흡수부재 중 어느 하나를 포함하여 형성되거나,
상측으로부터 다공금속망, 분리막 및 흡수부재가 차례로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 가열모듈은,
내부가 빈 원통형 몸체부와, 상기 몸체부의 하단으로부터 삽입 결합되어 상기 몸체부의 내부에 밀폐된 가열공간을 형성하는 가열수단과, 외부로부터 상기 가열공간에 물이 공급될 수 있도록 상기 몸체부의 측면에 연통하여 형성된 물공급관이 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 물공급관에는, 물 공급을 온/오프 하기 위한 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 몸체부의 외부에는, 내부가 빈 원통형의 홀더가 상기 몸체부와 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 가열수단은,
원기둥 형상으로 형성되되 상단에는 외부로부터 전원을 공급받아 발열하는 가열판과, 상기 가열판을 피복하는 절연부재가 구비되며, 상기 가열판의 동작을 제어하는 콘트롤러에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 인공 호흡장치용 호흡관 시스템.