KR20190019819A - 반자동 수액 조절 장치 - Google Patents

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KR20190019819A
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Abstract

본 발명은 수액 투여 속도를 조절하기 위한 클램프가 수액 점적관 상에 연결되고, 수액챔버를 구비하는 수액 세트의 반자동 수액 조절 장치에 관한 것으로서, 이를 위하여 상기 수액 챔버 내 적하되는 점적에 빛을 조사하는 광원과, 상기 광원의 빛을 반사하기 위한 반사부 및 상기 반사되는 빛을 검출하기 위한 센서로 구성되며, 상기 클램프가 수액 점적관 상에 연결된 상태에서 상기 센서에 의해 검출된 빛을 이용하여 전기 신호를 출력하는 수액 감지기와, 상기 전기 신호에 따라 점적을 검출하여 현재 수액 투여 속도를 산출하며, 기 설정된 목표 수액 투여 속도와 상기 산출한 현재 수액 투여 속도간의 비교를 통해 소정의 조절 신호를 발생시키는 제어기와, 상기 수액 점적관의 일부분과 결합되어 외부의 조절 신호에 따라 상기 결합된 수액 점적관의 유로 폭을 변경시켜 수액 투여 속도를 조절하는 미세 자동 조절기를 포함하는 반자동 수액 조절 장치를 제공한다.

Description

반자동 수액 조절 장치{SEMIAUTOMATIC IV REGULATOR}
본 발명은 반자동 수액 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로 병원에서는 수액, 약물 또는 혈액을 인체에 공급하기 위해 정맥 속에 직접 주사바늘을 삽입하여 주입하는 정맥 주사 요법이 사용된다.
정맥 주사 요법은 정맥 속에 직접 수액 등을 주입하기 때문에 정확하고 빠른 효과가 나타난다.
이러한 정맥 주사 요법을 하기 위해 대부분의 병원에서는 간호가 수액 용기, 수액 점적통, 수액줄(튜브), 유량 조절기, 주사 바늘 등으로 구성된 수액 세트를 사용하며, 환자의 정맥 속에 직접 주사바늘을 삽입한 후 처방에 다른 수액의 주입 속도를 계산하고 수액 세트의 유량 조절기를 사용하여 직접 육안으로 수액 주입 속도를 조절하였다.
그러나 상기와 같이 간호사가 수동으로 직접 수액의 주입속도를 조절하기 때문에 환자의 정맥 속에 주입되는 수액의 주입속도가 빠르면 수액이 과다하게 주입되고 부작용이 생길 수 있으며, 수액의 주입속도가 느리면 수액이 부족하게 주입되어 수액의 효능이 현저하게 감소하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 간호사가 수동으로 조절함으로 인해 처방에 따라 수액의 주입 속도를 정확하게 일치시키기 어려우며 조절하는 사람에 따라 주입속도가 일정하지 않고 수액의 잔여량을 확인하기 위해서 의료진이 주기적으로 확인해야 하기 때문에 인력과 시간이 낭비되는 문제점이 있었다. 이는 혈액, 약물 등을 환자에게 주입할 때도 동일하다.
따라서, 수액 등을 주입할 경우에는 처방에 따라 정확한 속도로 수액 등이 주입되는 것이 중요하게 된다.
한국등록실용신안 제20-0409394호(2006.02.15.등록.)
본 발명은 수액 점적관 상에 설치된 유량 조절기(클램프)를 이용하여 1차적으로 수액 주입 속도를 결정한 후 이를 기반으로 수액 주입 속도를 미세 조절할 수 있는 반자동 수액 조절 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 수액 점적관을 꺽어서 유로 폭을 조절하여 수액 투여 속도를 조절함으로써, 미세 조절을 위한 전력 소모량을 최소화시킬 수 있는 반자동 수액 조절 장치를 제공한다.
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, 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치는 수액 투여 속도를 조절하기 위한 클램프가 수액 점적관 상에 연결되고, 수액챔버를 구비하는 수액 세트의 반자동 수액 조절 장치에 있어서, 상기 수액 챔버 내 적하되는 점적에 빛을 조사하는 광원과, 상기 광원의 빛을 반사하기 위한 반사부 및 상기 반사되는 빛을 검출하기 위한 센서로 구성되며, 상기 클램프가 수액 점적관 상에 연결된 상태에서 상기 센서에 의해 검출된 빛을 이용하여 전기 신호를 출력하는 수액 감지기와, 상기 전기 신호에 따라 점적을 검출하여 현재 수액 투여 속도를 산출하며, 기 설정된 목표 수액 투여 속도와 상기 산출한 현재 수액 투여 속도간의 비교를 통해 소정의 조절 신호를 발생시키는 제어기와, 상기 수액 점적관의 일부분과 결합되어 외부의 조절 신호에 따라 상기 결합된 수액 점적관의 유로 폭을 변경시켜 수액 투여 속도를 조절하는 미세 자동 조절기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 미세 자동 조절기는 상기 수액 점적관의 일부분이 결합된 벤딩용 지그를 구비하며, 상기 벤딩용 지그에 결합된 수액 점적관을 특정 부분을 꺽어 상기 수액 점적관의 유로 폭을 변경시켜 수액 투여 속도를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 미세 자동 조절기는 상기 벤딩용 지그의 일부분이 형성되고, 상기 조절 신호에 따라 구동되는 구동체가 탑재되는 고정부재와, 상기 벤딩용 지그의 다른 일부분이 형성되고, 상기 고정부재와 회전 가능하도록 힌지 결합되며, 상기 힌지에 연결된 구동체의 구동에 따라 회전되어 상기 벤딩용 지그에 결합된 상기 수액 점적관의 특정 부분을 꺽어 유로 폭을 변경시키는 회전부재를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 구동체는 일측부에 상기 제어기와 연결되는 제어라인을 가지며, 타측부에 구동축이 연결되어 상기 제어기의 제어에 따라 구동되어 구동축을 동작시키는 모터와, 상기 구동축 상에 형성되어 상기 구동축의 구동에 따라 회전하는 나사선과, 상기 나사선과 연결되어 나사선의 회전에 따라 회전하는 제 1 기어와, 상기 힌지에 결합되고 상기 제 1 기어의 회전에 따라 회전하여 상기 힌지에 연결된 회전부재를 회전시키는 제 2 기어를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 반자동 수액 조절 장치는 상기 벤딩용 지그의 양측 부분에 형성되고 상기 벤딩용 지그의 다른 부분보다 작은 직경을 가지며, 상기 벤드용 지그의 양측 부분에 결합된 수액 점적관 부분을 눌러 상기 벤딩용 지그에 결합된 수액 점적관의 내부 유로 형상을 타원형으로 변형시키는 좌우측 누름키를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 반자동 수액 조절 장치는 상기 제 1 기어 또는 제 2 기어에 연결되어 상기 제 1 기어 또는 제 2 기어의 동작 상태를 감지한 후 이에 대응하는 전기 신호를 상기 제어라인을 통해 상기 제어기에 출력하는 엔코더를 더 포함하며, 상기 제어기는 상기 전기 신호를 이용하여 상기 벤딩용 지그에 결합된 수액 점적관의 꺽인 각도를 계산할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 기존의 클램프를 통해 거시적으로 수액 투여 속도를 조절한 후 거시적 수액 투여 속도를 미세 조절하여 원하는 수액 투여 속도로 수액이 투입될 수 있도록 하는 미세 자동 조절기를 제공함으로써, 수액 투여 속도의 조절에 있어서 정확도를 높일 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 벤딩용 지그를 이용하여 수액 점적관을 꺽어 유로 폭을 조절함으로써, 외부 액추에이터를 이용한 수액 점적관 변형 방식에 비해 전력 소모를 최소화시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 수액 점적관이 꺽이는 부분을 포함한 수액 점적관의 영역을 좌우측 누름키를 이용하여 타원형의 형상으로 변형한 상태에서 수액 점적관을 꺽어 유로 폭을 조절함으로써, 꺽인 후 원상태로 복귀 시 복원 속도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치와 수액 세트간의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치 내 수액 감지기의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치의 제어기 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치의 미세 자동 조절기의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 수액 점적관의 일부분이 꺽인 상태일 때의 미세 자동 조절기의 구조를 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 좌우측 누름키에 의해 수액 점적관의 유로 형상이 변형되는 형태를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 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.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사 하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치(100)와 수액 세트간의 연결 관계를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치(100) 내 수액 감지기(120)의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치(100)의 제어기(300) 내부 구성을 도시한 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치(100)의 미세 자동 조절기(140)의 구조를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 수액 점적관의 일부분이 꺽인 상태일 때의 미세 자동 조절기(140)의 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반자동 수액 조절 장치(100)는 수액 챔버(10)에 장착되어 수액 챔버(10) 내에서 적하되는 점적을 감지함과 더불어 수동 조절 장치인 클램프(20)를 통해 1차적으로 수액 투여량이 설정된 상태에서 미세 자동 조절기(140)를 통해 수액 투여량을 미세 조절할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치는 수액 챔버(10)의 결합되는 수액 감지기(120), 측면 일측부에 설치되어 클램프(20)와 수액 챔버(10) 사이의 수액 점적관(30)과 결합되어 수액 점적관(30)의 유로 폭을 조절하기 위한 미세 자동 조절기(140) 및 미세 자동 조절기(140)를 제어하기 위한 제어기(도 3의 300)를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 수액 감지기(120)는 반자동 수액 조절 장치(100)의 측면 상측부에 장착되어 수액 챔버(10)와 결합될 수 있으며, 미세 자동 조절기(140)는 반자동 수액 조절 장치(100)의 측면 하측부에 장착되어 수액 점적관(30)과 연결될 수 있다.
또한, 수액 감지기(120)는 좌우 방향으로 이동 가능한 형태로 반자동 수액 조절 장치(100)의 본체 내부에 형성될 수 있다. 구체적으로, 수액 챔버(10)와 연결되지 않을 경우 수액 감지기(120)는 반자동 수액 조절 장치(100)의 본체 내부에 위치하며, 그렇지 않을 경우 슬라이딩 방식으로 본체의 외부로 돌출되어 수액 챔버(10)와 결합될 수 있다.
상술한 바와 같은 수액 감지기(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적하되는 점적에 빛을 조사하는 광원(200)과, 광원의 빛을 반사하기 위한 반사부(210)와, 반사부(210)를 통해 반사되는 빛을 검출하기 위한 센서(220)를 포함하며, 센서(220)에 의해 검출되는 빛을 이용하여 수액 챔버(10) 내에서 적하되는 점적을 검출한 후 이에 대응하는 전기 신호를 출력할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에서 광원(200)은 LED 등과 같이 빛을 생성하여 조사하기 위한 것으로 일정한 빛의 세기를 유지할 수 있는 것이 바람직하며, 녹색의 광을 사용하는 것이 바람직하다.
반사부(210)는 광원(200) 내지 점적을 투과한 빛을 굴절시켜 반사시키면서 집광하기 위한 반사면을 구비하는 것으로서, 그 예로서 오목 거울일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
센서(220)는 빛을 검출하여 그 빛의 양에 따라 출력 신호를 가변할 수 있어야 하며, 반사부(210)로부터 반사되는 광원(200)의 빛을 입사받기 위한 광섬유(222)와 광섬유(222)로부터 전달된 광원(200)의 빛을 잡광시키기 위한 렌즈(224)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 광원(200)과 센서(220)가 수액 챔버(10)의 지름방향으로부터 외측의 일측에 위치되고, 반사부(210)가 수액 챔버(10)의 상기 지름방향으로부터 외측의 타측에 위치되도록 수액 감지기(120)가 수액 챔버(10)의 소정 부분에 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 광원(200)은 적하되는 점적의 적어도 일부분을 투과되도록 조사되고, 센서(220)는 광원(200)과 이격되어 위치되어야 한다.
상기와 같은 결합을 통해 광원(200)은 수액 챔버(10)의 내부로 빛을 조사하고, 조사된 빛은 반사부(210)에 의해 반사 및 집광되어 센서(220)에 도달하게 된다.
한편, 센서(220)는 도달되는 빛에 대응하는 전기 신호를 발생시켜 제어기(300)에 제공할 수 있다.
제어기(300)는 수액 감지기(120)의 센서(220)로부터 출력되는 전기 신호를 기반으로 수액 투여 속도를 산출하며, 기 설정된 목표 수액 투여 속도와 산출한 수액 투여 속도간의 차이값에 근거하여 목표 수액 투여 속도에 도달할 수 있도록 하기 위한 조절 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 조절 신호는 미세 자동 조절기(140)의 동작을 제어하기 위한 신호일 수 있다.
상술한 바와 같은 기능을 수행하는 제어기(300)에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치(100)의 제어기(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 수액 감지기(120)로 점적을 감지하여 생성된 전기 신호를 수신받아 수액 투여 속도, 수액 투여량 및 잔여량 등과 같은 수액 관련 정보를 산출할 수 있는 신호 처리부(310)와, 수액 투여 속도, 수액 투여량 및 잔여량 등의 정보를 표시하기 위한 표시부(330)와, 수액 감지기(120)의 제어 및 자동 조절기(140)를 제어하기 위한 제어부(320)와, 반자동 수액 조절 장치(100)의 제어를 위한 다양한 정보, 예컨대 수액 투여 속도에 대한 정보를 입력할 수 있는 조작부(340) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 반자동 수액 조절 장치(100)를 작동시키기 위한 전력을 공급하는 전원부(미도시됨)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 반자동 수액 조절 장치(100)가 수액 챔버(10) 내에서 적하되는 점적을 감지하는 과정에 대해 설명하면 아래와 같다.
먼저, 수액 챔버(10)에 점적이 적하되지 않을 경우, 광원(200)에서 조사되는 빛은 반사부(210), 즉 오목 거울에 의해 반사되면서 집광되어 센서(220)에 도달하게 된다.
센서(220)는 반사부(210)를 통해 반사된 광원(200)의 빛을 검출하게 되며, 센서(113)에서 검출한 빛의 광량은 반사부(210)로 인해 일정 이상을 유지하게 된다.
수액 챔버(10)에 점적이 적하될 경우 광원(200)에서 조사되는 빛은 적어도 일부분이 점적을 투과한 후 반사부(210)에서 반사되어 센서(220)로 도달하게 된다.
여기서, 광원(200)에서 조사되는 빛은 볼록렌즈와 같은 역할을 하는 점적을 통해 집광되어 반사부(210)에 도달하게 된다. 그리고, 반사부(210)를 통해 반사되면서 확산되어 센서(220)로 검출된다.
따라서, 센서(220)에서 검출된 빛은 반사부(210)를 통해 확산되었기 때문에 빛의 광량은 점적을 투과하지 않은 경우에 비하여 크게 감소하게 된다.
상술한 바와 같은 과정을 통해 수액 감지기(120)는 적하되는 점적을 감지하고, 이에 대응하는 전기 신호를 신호 처리부(310)에 제공한다.
신호 처리부(310)는 기 설정된 시간 동안 수액 감지기(120)로부터 입력되는 전기 신호를 기반으로 수액 주입 속도, 수액 투여량 및 잔여량 등의 수액 관련 정보를 산출하며, 산출한 수액 관련 정보를 제어부(320)에 제공할 수 있다.
상술한 바와 같은 수액 감지를 통해 반자동 수액 조절 장치(100)가 동작하는 과정에 대해 설명하면 아래와 같다.
먼저, 사용자, 예컨대 간호사가 수액 세트를 이용하여 환자에게 수액을 투여하기 위해 조작부(340)를 조작하여 적정 속도를 셋팅한다. 구체적으로, 간호사는 조작부(340)의 조작을 통해 환자에게 투여하고자 하는 약물의 투여 속도(이하, ‘목포 수액 투여 속도’라고 함)를 설정한다.
그런 다음, 간호사는 반자동 수액 조절 장치(100)의 본체 내 삽입되어 있는 수액 감지기(120)를 슬라이딩 방식으로 좌측 방향으로 꺼내 수액 챔버(10)와 결합시킨다. 이에 따라, 수액 감지기(120)의 광원(200), 반사부(210) 및 센서(220)가 수액 챔버(10)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 광원(200)과 센서(220)가 수액 챔버(10)의 지름방향으로부터 외측의 일측에 위치되고, 반사부(210)가 수액 챔버(10)의 상기 지름방향으로부터 외측의 타측에 위치되도록 수액 감지기(120)가 수액 챔버(10)의 소정 부분에 결합될 수 있다.
이와 더불어, 간호사는 수액 점적관(30), 즉 클램프(20)와 수액 챔버(10) 사이의 수액 점적관(30)의 일부분을 미세 자동 조절기(140)와 연결시킨다.
이후, 간호사는 클램프(20)의 조정을 통해 수액 투여 속도를 맞추게 된다. 즉, 클램프(20)의 조정에 따라 개략적으로 수액 투여 속도를 맞추게 되는데, 이때 수액 감지기(120)는 수액 챔버(10) 내에서 적하되는 점적을 감지하고, 이에 따른 전기 신호를 신호 처리부(310)에 출력한다.
그런 다음, 신호 처리부(310)는 수액 관련 정보를 제어부(320)에 출력하며, 제어부(320)는 수액 관련 정보 중 수액 투여 속도(이하, ‘현재 수액 투여 속도‘라고 함)를 산출한 후 이를 표시부(330)에 디스플레이한다.
제어부(320)는 현재 수액 투여 속도와 목표 수액 투여 속도를 비교하여 미세 조절을 위한 조절 신호를 발생시킨 후 이를 미세 자동 조절기(140)에 제공한다. 구체적으로, 제어부(320)는 현재 수액 투여 속도와 목표 수액 투여 속도간의 비교를 통해 차이값을 산출하며, 산출한 차이값이 오차 범위 내를 벗어날 경우 미세 자동 조절을 위한 조절 신호를 발생시켜 미세 자동 조절기(140)에 출력한다.
이에 따라, 미세 자동 조절기(140)는 조절 신호에 따라 자신과 연결된 수액 점적관(30)의 유로 폭을 변경시켜 거시적 수액 투여 속도를 보정, 즉 현재 수액 투여 속도가 목표 수액 투여 속도로 되도록 수액 점적관(30)의 유로 폭을 변경시킨다. 이때, 수액 감지기(120)는 수액 챔버(10) 내 적하되는 점적을 감지한 후 이에 대응하는 전기 신호를 신호 처리부(310)에 제공하며, 제어부(320)는 신호 처리부(310)로부터 수액 관련 정보를 제공받은 후 이를 기반으로 수액 투여 속도를 산출하여 표시부(330)에 디스플레이할 수 있다.
반자동 수액 조절 장치(100)는 상술한 바와 같은 과정을 통해 수액 투여 속도를 조절함과 더불어 표시부(330)에 디스플레이할 수 있다.
한편, 제어부(320)는 목표 수액 투여 속도를 설정할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다. 구체적으로, 제어부(320)는 목표 수액 투여 속도를 입력할 수 있는 입력 수단(미도시됨)을 제공하거나, 목표 수액 투여 속도에 대한 정보를 외부로부터 수신할 수 있다. 외부로부터 수신하는 경우, 제어기(300)는 근거리 통신을 위한 통신 인터페이스(미도시됨)를 더 구비하며, 통신 인터페이스를 통해 외부 기기, 예컨대 간호사가 소지한 스마트폰으로부터 목표 수액 투여 속도에 대한 정보를 수신할 수 있다.
미세 자동 조절기(140)는 수액 점적관(30)의 일부와 결합되고, 제어기(300)로부터 인가되는 조절 신호에 따라 결합된 수액 점적관(30)의 유로 폭을 변경시켜 수액 투여 속도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 미세 자동 조절기(140)는 수액 점적관(30)의 일부분을 지그로 결합한 후 지그를 회전시켜 꺽음으로써 결합된 수액 점적관(30)의 일부분을 유로 폭을 변경시켜 수액 투여 속도를 조절할 수 있다.
이러한 미세 자동 조절기(140)에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 미세 자동 조절기(140)는 크게 벤딩용 지그(400)이 형성된 베이스부(410) 및 베이스부(410)와 결합되는 커버부(450)로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 벤딩용 지그(400)는 수액 점적관(30)의 일부분이 결합될 수 있는 홈 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 벤딩용 지그(400)는 수액 점적관(30)의 전체가 매립되는 형태가 아닌 수액 점적관(30)의 일부분, 예컨대 절반 정도가 삽입될 수 있는 홈의 형태일 수 있다.
베이스부(410)는 구동체(420)의 일부분이 탑재될 수 있는 영역, 예컨대 복수의 안착홈을 구비하는 고정부재(430) 및 고정부재(430)와 회전 가능하도록 힌지(435)에 의해 결합되어 구동체(420)의 구동에 따라 힌지(435)에 의해 회전되어 벤딩용 지그(400)에 결합된 수액 점적관(30)의 일부분을 꺽어주는 회전부재(440)로 구성될 수 있다.
회전부재(440)는 구동체(420)의 제 2 기어(427)와 결합되고 고정부재(420)에 회전 가능하도록 결합되는 힌지(435)를 구비하며, 제 2 기어(427)의 회전에 따라 결합된 힌지(435)에 의해 회전될 수 있다. 구체적으로, 회전부재(440)는 제 2 기어(427)과 체결되는 힌지(435)가 형성된 상판(미도시됨)과 상판과 결합된 하판(미도시됨)으로 구성될 수 있으며, 상판이 힌지(435)에 의해 회전됨에 따라 결합된 하판도 같이 회전될 수 있다. 이런 이유로, 제 2 기어(427)는 회전부재(440) 상에 형성된 힌지(435)에 결합될 수 있다.
또한, 회전부재(440)는 수액 점적관(30)의 일부분이 결합되는 벤딩용 지그(400)의 일부분을 포함하며, 벤딩용 지그(400)에 형성된 우측 누름키(452)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 좌우측 누름키(450, 452)는 벤딩용 지그(400)의 홈의 직경보다 작은 직경을 갖는 구조로 형성되어 벤딩용 지그(400)의 좌우측 홈에 결합될 수 있다.
베이스부(410)의 고정부재(430)는 수액 점적관(30)의 다른 일부분이 결합될 수 있는 벤딩용 지그(300)의 다른 일부분을 포함하며, 벤딩요 지그(300)에 형성된 좌측 누름키(450)를 포함할 수 있다. 이러한 고정부재(430)는 회전부재(440)과 힌지(435)를 통해 결합되어 회전부재(440)의 회전 시 고정축 역할을 할 수 있다.
베이스부(410)의 안착홈에는 구동체(420)의 모터(421) 및 제 1 기어(426)가 안착되고, 모터(421)와 제어기(300)를 연결시키기 위한 제어라인(423)이 삽입될 수 있는 홈이 구비될 수 있다. 이러한 구조를 통해 제어기(300)는 제어라인(423)을 통해 모터(421)에 소정의 전원을 인가하여 모터(421)를 구동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 모터(421)는 일측부에 제어기(300)에 연결되는 제어라인(423)을 구비하며, 타측부에 모터(421)의 구동에 따라 동작, 예컨대 회전하는 구동축(424)을 구비할 수 있다. 또한, 구동축(424) 상에는 구동축(424)의 회전에 따라 회전하고 제 1 기어(426)와 연결되는 나사선(425)을 구비할 수 있다.
제 1 기어(426)는 나사선(425)과 결합되는 톱니 바퀴 형태를 가지며, 나사선(425)과 맞물러서 나사선(425)의 회전 시 같이 회전하게 된다.
또한, 제 1 기어(426)는 힌지(435)와 결합된 제 2 기어(427)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 제 1 기어(426)의 톱니는 제 2 기어(427)의 톱니와 연결되고, 제 2 기어(427)는 제 1 기어(426)와 맞물러서 제 1 기어(426)의 회전에 따라 회전하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 제 1 기어(426)의 톱니바퀴 궤적이 제 2 기어(427)의 톱니바퀴 궤적보다 작게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 미세 자동 조절기(130)는 벤딩용 지그(400)의 양측 부분에 형성되어 벤딩용 지그(400)의 다른 부분보다 작은 크기(직경)를 갖도록 하며, 벤딩용 지그(400)의 양측 부분에 결합된 수액 점적관(30)을 눌러 벤딩용 지그(400)의 양측 부분 사이에 결합된 수액 점적관(30)의 유로 형상을 타원형을 변형시키는 좌우측 누름키(450, 452)를 더 구비할 수 있다. 이러한 좌우측 누름키(450, 452)에 의해 수액 점적관(30)의 유로 형상이 변형되는 형태에 대해 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 좌우측 누름키에 의해 수액 점적관의 유로 형상이 변형되는 형태를 설명하기 위한 도면이다.
좌우측 누름키(450, 452)는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 회전부재(440)에 의해 꺽이는 부분, 즉 힌지(435)가 형성된 부분을 기준으로 양측 부분에 형성되어 벤딩용 지그(400)에 결합되는 수액 점적관(30)의 양측 부분을 가압시켜 수액 점적관(30)의 양측 부분 사이의 수액 점적관(30) 내부 유로 형상을 타원형 형상, 즉 가로 방향보다 세로 방향의 지름이 큰 타원형 형상으로 변형시킬 수 있다. 구체적으로, 좌우측 누름키(450, 452)는 수액 점적관(30)의 직경보다 작은 크기를 갖는 홈의 형상을 가지며, 상기 홈에 수액 점적관(30)이 결합됨에 따라 좌우 방향에서 수액 점적관(30)을 가압시킴으로서, 원형의 유로 형상을 갖는 수액 점적관(30)이 가로 방향보다 세로 방향의 지름이 큰 타원형의 유로 형상으로 변형될 수 있다.
한편, 회전부재(440)가 제 2 기어(427)의 구동에 따라 힌지(435)에 의해 회전되면, 수액 점적관(30)의 일부분이 꺽이게 되는데, 이때 꺽이는 부분의 수액 점적관(30)의 유로 형상은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 가로 방향의 지름이 세로 방향보다 큰 타원형의 형상으로 변형될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 미세 자동 조절기(130)가 수액 투여 속도를 조절하는 과정에 대해 설명하면 아래와 같다.
먼저, 제어기(300)에서 발생되는 조절 신호가 제어라인(423)을 통해 모터(421)에 인가되면, 모터(421)는 구동축(424)을 구동시켜 구동축(424) 상에 형성된 나사선(425)을 회전시킨다. 이에 따라, 나사선(425)과 결합된 제 1 기어(426)가 회전하고, 제 1 기어(426)에 결합된 제 2 기어(427)가 회전하게 된다.
제 2 기어(427)의 회전에 따라 제 2 기어(427)에 연결된 힌지(435)에 의해 회전부재(430)을 회전시킴으로서, 벤딩용 지그(400)에 삽입된 수액 점적관(30)의 일부분, 예컨대 힌지(435)가 형성된 벤딩용 지그(400) 부분에 결합된 수액 점적관(30)의 부분이 꺽이게 된다. 이에 따라, 수액 점적관(30)의 꺽이는 부분의 유로 형상, 즉 유로 폭이 변경되어 수액 투여 속도가 조절될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 미세 자동 조절기(140)는 엔코더(460)를 더 포함할 수 있다.
엔코더(460)는 제 2 기어(427)과 연결되어 제 2 기어(427)의 동작 상태, 예컨대 톱니 바퀴의 동작 상태를 체크한 후 이에 대응하는 전기 신호를 발생시켜 제어라인(423)을 통해 제어기(300)의 신호 처리부(310)에 출력할 수 있다. 구체적으로, 엔코더(460)는 제 2 기어(427)의 톱니 바퀴 사이에 형성된 발광소자와 수광소자를 포함하며, 톱니 바퀴가 회전됨에 따라 빛이 투과 또는 차단되어 투과된 빛을 수광 소자에 의해 전류로 변환되어 제어라인(423)을 통해 제어기(300)의 신호 처리부(310)에 출력될 수 있다. 이에 따라, 제어기(300)의 신호 처리부(310)는 제어라인(423)을 통해 수신한 전기 신호를 파형 정형 회로와 출력 회로를 이용하여 펄스 신호를 생성하며, 생성한 펄스 신호를 이용하여 제 2 기어(427)의 회전수를 체크한 후 이를 기반으로 회전부재(430)의 꺽인 각도를 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 엔코더(460)가 제 2 기어(427)와 연동하여 동작하는 것으로 예를 들어 설명하였지만, 제 1 기어(426)와 연동하여 동작할 수도 있다.
상술한 바와 같은 수액 감지를 통해 반자동 수액 조절 장치(100)가 동작하는 과정에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반자동 수액 조절 장치(100)가 동작하는 과정을 도시한 흐름도이다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 사용자, 예컨대 간호사가 수액 세트를 이용하여 환자에게 수액을 투여하기 위해 조작부(340)를 조작하여 수액 투여를 위한 적정 속도를 셋팅한다. 구체적으로, 간호사는 조작부(340)의 조작을 통해 환자에게 투여하고자 하는 약물의 투여 속도(이하, '목표 수액 투여 속도'라고 함)를 설정한다(S500).
그런 다음, 간호사는 반자동 수액 조절 장치(100)의 본체 내 삽입되어 있는 수액 감지기(120)를 슬라이딩 방식으로 좌측 방향으로 꺼내 수액 챔버(10)와 결합시킨다(S502). 이에 따라, 수액 감지기(120)의 광원(200), 반사부(210) 및 센서(220)가 수액 챔버(10)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 광원(200)과 센서(220)가 수액 챔버(10)의 지름방향으로부터 외측의 일측에 위치되고, 반사부(210)가 수액 챔버(10)의 상기 지름방향으로부터 외측의 타측에 위치되도록 수액 감지기(120)가 수액 챔버(10)의 소정 부분에 결합될 수 있다.
이와 더불어, 간호사는 수액 점적관(30), 즉 클램프(20)와 수액 챔버(10) 사이의 수액 점적관(30)의 일부분을 미세 자동 조절기(140)와 연결시킨다(S504).
이후, 간호사는 클램프(20)의 조정을 통해 수액 투여 속도를 맞추게 된다. 즉, 클램프(20)의 조정에 따라 개략적으로 수액 투여 속도를 맞추게 되는데, 이때 수액 감지기(120)는 수액 챔버(10) 내에서 적하되는 점적을 감지하고, 이에 따른 전기 신호를 신호 처리부(310)에 출력한다.
그런 다음, 신호 처리부(310)는 수액 관련 정보를 제어부(320)에 출력하며, 제어부(320)는 수액 관련 정보 중 현재 수액 투여 속도를 산출한 후 이를 표시부(330)에 디스플레이한다(S506).
제어부(320)는 현재 수액 투여 속도와 목표 수액 투여 속도를 비교하여 미세 조절을 위한 조절 신호를 발생시킨 후 이를 미세 자동 조절기(140)에 제공한다. 구체적으로, 제어부(320)는 현재 수액 투여 속도와 목표 수액 투여 속도간의 비교를 통해 차이값을 산출하며(S508), 산출한 차이값이 오차 범위 내를 벗어날 경우 미세 자동 조절을 위한 조절 신호를 발생시켜 미세 자동 조절기(140)에 출력한다(S510, S512).
이에 따라, 미세 자동 조절기(140)는 조절 신호에 따라 구동체(420)를 구동시켜 회전부재(440)를 회전(S514)시킴으로써, 수액 점적관(30), 즉 벤딩용 지그(300)에 결합된 수액 점적관(30) 부분에서 힌지(435) 부분에 결합된 수액 점적관(30) 부분을 꺽어 유로 폭을 변경시킨다(S516). 이러한 유로 폭을 변경시킴과 더불어 수액 감지기(120)는 수액 챔버(10) 내 적하되는 점적을 감지한 후 이에 대응하는 전기 신호를 신호 처리부(310)에 제공하며, 제어부(320)는 신호 처리부(310)로부터 수액 관련 정보를 제공받은 후 이를 기반으로 수액 투여 속도를 산출하여 표시부(330)에 디스플레이할 수 있다.
반자동 수액 조절 장치(100)는 상술한 바와 같은 과정을 통해 수액 투여 속도를 모니터링할 수 있다.
이러한 모니터링 도중 외부 환경 요인이나 수액 세트 상태 변화로 인해 모니터링된 수액 투여 속도가 목표 수액 투여 속도에서 오차 범위 내에서 벗어날 경우 제어부(320)는 S508로 진행하여 이후 단계를 수행하여 수액 투여 속도를 조절할 수 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. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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 : 수액 챔버 20 : 클램프
30 : 수액 점적관 100 : 반자동 수액 조절 장치
120 : 수액 감지기 140 : 미세 자동 조절기
200 : 광원 210 : 반사부
220 : 센서 222 : 광섬유
224 : 렌즈 300 : 제어기
310 : 신호 처리부 320 : 제어부
330 : 표시부 340 : 조작부

Claims (6)

  1. 수액 투여 속도를 조절하기 위한 클램프가 수액 점적관 상에 연결되고, 수액챔버를 구비하는 수액 세트의 반자동 수액 조절 장치에 있어서,
    상기 수액 챔버 내 적하되는 점적에 빛을 조사하는 광원과, 상기 광원의 빛을 반사하기 위한 반사부 및 상기 반사되는 빛을 검출하기 위한 센서로 구성되며, 상기 클램프가 수액 점적관 상에 연결된 상태에서 상기 센서에 의해 검출된 빛을 이용하여 전기 신호를 출력하는 수액 감지기와,
    상기 전기 신호에 따라 점적을 검출하여 현재 수액 투여 속도를 산출하며, 기 설정된 목표 수액 투여 속도와 상기 산출한 현재 수액 투여 속도간의 비교를 통해 소정의 조절 신호를 발생시키는 제어기와,
    상기 수액 점적관의 일부분과 결합되어 외부의 조절 신호에 따라 상기 결합된 수액 점적관의 유로 폭을 변경시켜 수액 투여 속도를 조절하는 미세 자동 조절기를 포함하는 반자동 수액 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미세 자동 조절기는,
    상기 수액 점적관의 일부분이 결합된 벤딩용 지그를 구비하며, 상기 벤딩용 지그에 결합된 수액 점적관을 특정 부분을 꺽어 상기 수액 점적관의 유로 폭을 변경시켜 수액 투여 속도를 조절하는 반자동 수액 조절 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미세 자동 조절기는,
    상기 벤딩용 지그의 일부분이 형성되고, 상기 조절 신호에 따라 구동되는 구동체가 탑재되는 고정부재와,
    상기 벤딩용 지그의 다른 일부분이 형성되고, 상기 고정부재와 회전 가능하도록 힌지 결합되며, 상기 힌지에 연결된 구동체의 구동에 따라 회전되어 상기 벤딩용 지그에 결합된 상기 수액 점적관의 특정 부분을 꺽어 유로 폭을 변경시키는 회전부재를 더 구비하는 반자동 수액 조절 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동체는,
    일측부에 상기 제어기와 연결되는 제어라인을 가지며, 타측부에 구동축이 연결되어 상기 제어기의 제어에 따라 구동되어 구동축을 동작시키는 모터와,
    상기 구동축 상에 형성되어 상기 구동축의 구동에 따라 회전하는 나사선과,
    상기 나사선과 연결되어 나사선의 회전에 따라 회전하는 제 1 기어와,
    상기 힌지에 결합되고 상기 제 1 기어의 회전에 따라 회전하여 상기 힌지에 연결된 회전부재를 회전시키는 제 2 기어를 구비하는 반자동 수액 조절 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반자동 수액 조절 장치는,
    상기 벤딩용 지그의 양측 부분에 형성되고 상기 벤딩용 지그의 다른 부분보다 작은 직경을 가지며, 상기 벤드용 지그의 양측 부분에 결합된 수액 점적관 부분을 눌러 상기 벤딩용 지그에 결합된 수액 점적관의 내부 유로 형상을 타원형으로 변형시키는 좌우측 누름키를 더 구비하는 반자동 수액 조절 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반자동 수액 조절 장치는,
    상기 제 1 기어 또는 제 2 기어에 연결되어 상기 제 1 기어 또는 제 2 기어의 동작 상태를 감지한 후 이에 대응하는 전기 신호를 상기 제어라인을 통해 상기 제어기에 출력하는 엔코더를 더 포함하며,
    상기 제어기는,
    상기 전기 신호를 이용하여 상기 벤딩용 지그에 결합된 수액 점적관의 꺽인 각도를 계산하는 반자동 수액 조절 장치.
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