KR20200032307A - 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템 - Google Patents

펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템에 관한 것으로, 펜형 주사장치(1)에 내장되어 약물의 투입량을 측정하는 투입량 측정 및 관리 시스템에 있어서, 상기 펜형 주사장치(1)의 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 감지하여 측정할수 있도록 상기 투여량 설정 노브(12) 또는 스템(19) 중 어느 하나에 내장되어 설치되는 투여량 측정 센서(130); 와, 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 투여량 설정 노브(12)에서 설정된 약물 투여량을 산출하여 주입 이력 정보로 관리하고 표시하는 주제어부(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100)에 관한 것이다.

Description

펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템{Monitering and Management System for Pen Type Injection Appartus}
본 발명은 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템에 관한 것으로, 펜형 주사장치(1)에 내장되어 약물의 투입량을 측정하는 투입량 측정 및 관리 시스템에 있어서, 상기 펜형 주사장치(1)의 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 감지하여 측정할수 있도록 상기 투여량 설정 노브(12) 또는 스템 중 어느 하나에 내장되어 설치되는 투여량 측정 센서(130); 와, 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 투여량 설정 노브(12)에서 설정된 약물 투여량을 산출하여 주입 이력 정보로 관리하고 표시하는 주제어부(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100)에 관한 것이다.
일반적으로, 당뇨 대사 질환 치료를 위한 약물인 인슐린의 종류에는 식사형 인슐린과 기초형 인슐린으로 구분할 수 있다. 상기 식사형 인슐린은 통상 식사전 공복시 인체에 1일 3회 주입하며 이는 식후 당뇨 대사 질환자의 혈당이 급속히 상승하는 것을 방지하기 위한 것이며, 상기 기초형 인슐린은 24시간 지속적으로 체내에서 인슐린의 작용이 서서히 유지되게 하는 인슐린이다.
여기서, 당뇨병이란 우리 몸이 인슐린을 충분히 만들지 못하거나 인슐린을 제대로 활용하지 못해 혈당 즉 포도당을 에너지로 전환시키지 못할 때 나타나는 질환으로 이 당뇨병 환자에게 정해진 시간에 인슐린을 정량 주입하는 것이 무엇보다 중요하다. 이중, 특히 인슐린을 주입하는 도중 막힘 현상이 발생되어도 정해진 시간에 주입하여야 하므로, 인슐린을 정량을 주입하는 것보다 정해진 시간에 주입하는 것이 더 중요하게 여겨진다.
이에, 당뇨병 환자는 치료제인 인슐린을 일상적인 생활을 하면서 언제든지 주사 받을 수 있도록 도 1에 도시된 것과 같은 일회용 휴대형 주입 장치(예를 들어 Sanofi사의 Solostar(R) 인슐린 주사 펜) 또는 카트리지를 교환하면서 사용할 수 있는 재사용이 가능한 휴대형 주입 장치(예를 들어 Novo Nordisk사의 Flexpen®) 인슐린 주사 펜)를 활용하고 있다. 이에, 상기 주입 장치는 내부에 인슐린이 채워지는 카트리지가 장착되는 카트리지 장착부 및 상기 카트리지를 푸싱하여 인슐린을 토출부를 통해 토출시켜 환자에게 주입시키는 푸셔를 포함한다.
이러한 휴대용 주입장치는 통상적으로 "인슐린 펜"이라 불리우며, 인슐린 주사기에 비해 외출도중 주입이 간편하고 편리하며, 간편한 다이얼 조작으로 정확한 사용량을 주입 가능하게 하는 등의 장점이 있다. 이러한 인슐린 펜에 관한 특허문헌으로 하기 특허문헌 1의 "용량 설정 및 재설정 기구를 구비한 펜형 약물 주사 장치(대한민국 공개특허 제10-2016-0049538호)"를 포함한 다수의 특허 문헌들이 공개되어 있다.
그러나 일회용 또는 재사용 가능 여부를 불문하고, 이러한 수동식 휴대형 주입장치는 단순히 주입량을 설정하고 주사하는 기능을 가지는 데 불과하여, 투여량과 투여 시간을 체계적으로 누적하여 이력을 관리하는 것은 근본적으로 불가능하다는 문제점이 있었다. 또한, 그 규격 및 크기, 형상 등이 제조사별/모델별로 극히 다양하게 제작된다는 특징이 있었다.
이러한, 수동식 휴대형 주입장치는, 주입량을 설정하는 과정에서 투여량 설정 노브(12)를 회전시키는 경우에 스템(19)의 외측 말단에 부착되는 투여량 설정 노브(12)와 주사 버튼(11)이 이에 따라 돌출되거나 다시 수납되는 특성을 가지는 것이 통상적이다. 한편, 주입 과정에서는 주사 버튼(11)이 눌려지는 경우 돌출되었던 투여량 설정 노브(12)가 회전하면서 다시 수납되는 작동 특성을 가진다(이하, 이러한 작동 특성을 가지는 경우를 '돌출형'이라 칭한다.).
한편, "FlexTouch®"와 같이, 주입량을 설정하는 투여량 설정 노브(12)를 회전시키는 경우에도 주사 버튼(11)은 이에 따라 돌출되거나 다시 수납되지 않아 사용 중 전체 길이가 일정하게 유지되는 소위 "무돌출" 타입도 존재한다(이하, 이러한 작동 특성을 가지는 경우를 '무돌출형'이라 칭한다.).
이에 더하여, 도 2에 나타낸 것과 같은 릴리사의 "Humalog®"와 같이, 아예 별도의 주사 버튼(11)을 구비하지 않고 투여량 설정 노브(12)가 주사 버튼의 기능을 함께 수행하도록 일체화된 타입의 수동식 휴대형 주입장치마저 존재한다(이하, 이러한 작동 특성을 가지는 경우를 '주사 버튼 일체형'이라 칭한다.). 이와 같은 주사 버튼 일체형의 경우, 투여량 설정과정에서는 주사 버튼(11)과 일체화된 투여량 설정 노브(12)가 회전 작동하면서 돌출되거나 다시 수납되면서 투여량을 설정하지만, 주입 과정에서는 투여량 회전 노브(12)는 회전하지 않으면서 다시 수납되도록 작동하는 작동 특성을 가진다.
한편, 이와 같은 주입 장치에 장착하여 투여량을 측정하고 관리하는 기존의 투입량 측정 및 관리 시스템에 관하여는, 하기 특허 문헌 2의 "MEDICAL MODULE FOR DRUG DELIVERY PEN(미국 등록특허 제8,556,865호)와 같이, " 의료용 모듈로서, 제 1 모듈 하우징 단부로부터 제 2 모듈 단부까지 제 1 종방향 축을 따라 연장되는 제 1 모듈 하우징;과, 상기 제 1 모듈에 결합되되, 상기 제 2 모듈은 제 2 축을 따라 연장되어 중공 형 보어의 적어도 일부를 정의하고, 상기 중공형 보어 중 적어도 일부는 약물 전달 펜의 작동 유닛 위에 부착하도록 구성되는 제 2 모듈 하우징; 과, 상기 1 모듈 하우징에 결합 된 투약량 센서;와, 상기 투약량 센서에 연결되고 상기 제 1 모듈 하우징에 대해 이동하도록 배치 된 종동부;와, 상기 종동부에 결합되며, 그 사이에 상기 약물 전달 펜의 작동 버튼을 포획하도록 구성된 지지 포크들; 과, 상기 1 차 모듈 하우징에 결합되고 상기 투여량 센서로부터 이격된 전원; 및 상기 1 차 모듈 하우징에 인접하여 배치되고 상기 투여량 센서 및 상기 전원 모두에 전기적으로 결합 된 마이크로 콘트롤러; 를 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 의료용 모듈." 에 관한 구성이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 기존 발명의 경우, 펜형 주사 장치의 본체에 복잡한 구성의 하우징을 부착한 후, 종동부가 약물 전달펜의 작동 버튼의 축방향 움직임을 따라 연동하여 작동할 수 있도록 지지 포크와 같은 복잡한 구조물을 작동 버튼(투여량 설정 노브)에 장착하여야 하기에, 그 구성이 복잡하고 사용이 불편하다는 문제점이 있었다. 특히, 이러한 기존 발명들은 앞서 말한 소위 "돌출형" 주입장치의 경우에만 사용이 가능하기에 그 기능이 극히 한정되는 것은 물론, 다양한 종류의 주입 장치의 경우, 그 단면의 형태가 원형 또는 라운딩 된 다각형 또는 비대칭적인 형상 등 대단히 다양한 형태를 가지며, 작동부의 길이 및 투여량 설정 노브의 위치/직경/두께 등이 각각 모두 다르기에, 오직 한 종류의 주입장치에만 적용가능하도록 제작될 수밖에 없어 범용으로 사용하는 것은 전혀 불가능하다는 문제점이 있었다. 또한, 투여량 설정 노브의 축방향 움직임 만을 감지할 수 있기에 측정 정밀도가 떨어진다는 문제점이 있었다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허 제10-2016-0049538호 특허문헌 2: 미국 등록특허 제8,556,865호
본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 투입량 측정 및 관리 시스템을 투여량 설정 노브 등 펜형 주입 장치 자체에 내장되어 설치되도록 하는 구성을 통하여, 별도로 외부에 장착하는 구성요소 없이도 약물의 투입량을 정확하게 측정하여 약물의 투여량과 투입 시간 등의 투입 이력을 체계적으로 관리하는 것이 가능한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 다양한 규격과 형상 및 크기를 가지면서, 그 작동 특성에 있어서도 주입량 설정을 위하여 투여량 설정 노브를 회전하는 경우 주사 버튼이 돌출하는 돌출형과 주사 버튼이 돌출하지 않는 무돌출형의 일회용 또는 재사용이 가능한 펜형 주사장치는 물론 투여량 설정 노브와 주사 버튼이 일체화된 주사버튼 일체형 일회용 또는 재사용이 가능한 펜형 주사장치와 같이 그 작동 특성이 다양한 펜형 주사장치 모두에 그 크기나 형상, 작동 특성에 관계없이 범용적으로 구현이 가능한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템은, 펜형 주사장치(1)에 내장되어 약물의 투입량을 측정하는 투입량 측정 및 관리 시스템에 있어서, 상기 펜형 주사장치(1)의 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 감지하여 측정할수 있도록 상기 투여량 설정 노브(12) 또는 스템 중 어느 하나에 내장되어 설치되는 투여량 측정 센서(130); 와, 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 투여량 설정 노브(12)에서 설정된 약물 투여량을 산출하여 주입 이력 정보로 관리하고 표시하는 주제어부(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투여량 측정 센서(130)는, 3축 가속도 센서(131)와 3축 자이로 센서(132)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제어부(150)는, 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동에 있어서, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동은 감지되지 않으면서 상기 투여량 설정 노브(12)의 위치 이동이 상기 펜형 주사장치(1) 방향으로 감지되는 경우, 주입과정이 개시되는 것으로 판단하고, 그 전까지의 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 약물 투여량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 펜형 주사장치(1)의 주사 버튼(11)이 주입 과정에서 눌려지도록 작동하는 상태를 감지할 수 있는 주입 감지 센서(140)를 더 포함하여 구성되며, 상기 주제어부(150)는, 상기 주입 감지 센서(140)를 통하여 상기 주사 버튼(11)이 눌려지도록 작동하는 것으로 감지되는 경우, 그 전까지의 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 약물 투여량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제어부(150)는, 투여량 설정 과정에서 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동을 측정하는 경우, 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전속도의 주기적인 편차를 통하여, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전량을 이격적으로 산출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 주제어부(150)에 연결되며, 사용자의 조작 입력을 입력받고 작동 상황을 표시하는 입출력 인터페이스(160); 와, 상기 주제어 장치(170)에 연결되며, 통신망(N)을 통하여 사용자 단말기(200), 의료 기관 서버(300) 및 보호자 단말기(400) 중 어느 하나 이상과 연결되어 상기 주입 이력 정보를 전달할 수 있는 무선 통신부(170); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하는 경우, 투입량 측정 및 관리 시스템을 투여량 설정 노브 등 펜형 주사 장치 자체에 내장되어 설치되도록 하는 구성을 통하여, 별도로 외부에 장착하는 구성요소 없이도, 약물의 투입량을 정확하게 측정하여 약물의 투여량과 투입 시간 등의 투입 이력을 체계적으로 관리하는 것이 가능한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템을 제공하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 다양한 규격과 형상 및 크기를 가지면서, 그 작동 특성에 있어서도 주입량 설정을 위하여 투여량 설정 노브를 회전하는 경우 주사 버튼이 돌출하는 돌출형과 주사 버튼이 돌출하지 않는 무돌출형의 일회용 또는 재사용이 가능한 펜형 주사장치는 물론 투여량 설정 노브와 주사 버튼이 일체화된 주사버튼 일체형 일회용 또는 재사용이 가능한 펜형 주사장치와 같이 그 작동 특성이 다양한 펜형 주사장치 모두에 그 크기나 형상, 작동 특성에 관계없이 범용적으로 구현이 가능한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템을 제공하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
도 1: 기존 발명의 일 실시예에 의한 펜형 주사 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2: 기존의 주사 버튼 일체형 펜형 주사 장치의 외형을 나타내는 도면.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템의 외관도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템을 나타내는 단면도.
도 5: 본 발명의 일 실시예에 의한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템의 구성 블럭 다이어 그램.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템이 장착되어 적용되는 펜형 주사장치(1)에 관하여 설명한다.
상기 펜형 주사장치(1)는 앞서 설명한 것과 같이 다양한 규격 및 크기, 형상 등을 가지며 일회용 또는 재사용이 가능한 것과 같이 구분되어 질 수 있으나, 기본적으로 투여량을 설정한 후, 설정된 투여량만큼의 약제를 주사한다는 점에서는 공통점을 가진다.
도 1은, 예를 들어, Sanofi사의 Solostar(R)의 분해도로, 인슐린 주사 펜을 대표할 수 있는 펜형 주사 장치(1)의 분해도이다.
도 1의 펜형 주사 장치(1)는 하우징(10)을 포함하고, 주사바늘(15)이 고정될 수 있는 인슐린 용기(14)가 구비된 사전-충전식, 일회용 주사 펜이다. 주사바늘은 내부 주사바늘 캡(16)과 외부 주사바늘 캡(17)에 의해 보호되어, 결과적으로 캡(18)에 의해 커버될 수 있다. 펜형 주사 장치(1)로부터 토출되는 인슐린 용량은 투여량 설정 노브(knob)(12)를 돌려서 선택할 수 있으며, 이렇게 선택된 용량은, 예를 들어, 소위 국제 단위(IU)의 배수 형태로 투여량 표시창 또는 디스플레이(13)를 통해 표시되며, 이때 1 IU는 약 45.5 마이크로그램의 순수 결정 인슐린(1/22 mg)의 생물학적 등가물이다. 투여량 표시창 또는 디스플레이(13)에 표시되는 선택된 용량의 예는, 가령, 도 1에 도시된 바와 같이 30 IU일 수 있다. 마찬가지로, 선택된 용량이 다르게, 예를 들어 전자식 디스플레이에 의해, 표시될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 투여량 표시창은 선택된 투여량이 그를 통해 또는 그 위에 시각적으로 보여질 수 있는 주사 장치의 부분과 관련이 있다는 것을 이해할 것이다.
투여량 설정 노브(12)를 돌리면, 기계적 클릭음이 발생되어 사용자에게 음향 피드백이 주어진다. 투여량 표시창 또는 디스플레이(13)에 표시되는 숫자는 하우징(10) 안에 수용되어 있으면서 인슐린 용기(14) 내 피스톤과 기계적으로 상호작용하는 슬리브 상에 인쇄된다. 한편, 투여량 설정 노브(12)를 돌려서 투여량을 설정하는 과정은 투여량을 증가시키거나 감소시키는 것 모두 가능하며, 이 경우 상기 슬리브는 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전에 따라 상승하거나 하강하게 되나(이러한 특징을 도 1에서 점선으로 나타내었으며, 따라서, "돌출형"의 작동 특성을 가진다.), 주사버튼(11)이 눌려지지 않은 상태에서는 주사액이 토출되지 않는다.
주사 바늘(15)을 환자의 피부 부분에 찌른 다음, 주사 버튼(11)을 누르면, 주사 버튼(11)이 소정 거리 눌려 들어간 후 슬리브와 함께 전진하며 디스플레이(13)에 표시된 인슐린 용량이 비로소 주사 장치(1)로부터 토출된다. 주사 버튼(11)을 누른 후에, 주사장치(1)의 주사바늘(15)이 피부 부분 안쪽에 특정 시간 동안 있게 되면, 많은 양의 용량이 실제로 환자의 몸 속에 주사된다. 인슐린 용량이 토출될 때에도 기계적 클릭음이 발생하지만, 이는 투여량 설정 노브(12)를 사용할 때 발생되는 소리와 다르다. 주사 장치(1)는 인슐린 용기(14)가 완전히 비게 될 때까지 또는 주사 장치(1)의 유통기한(예컨대, 처음 사용한 후 28일)에 이를 때까지 여러 번의 주사 과정을 위해 사용될 수 있다.
한편, 노보디스크 사의 "FlexTouch®" 펜형 주사장치와 같은 소위 "무돌출형"의 경우, 대부분의 작동 특성은 앞서 설명한 통상적인 펜형 주사기와 동일하나, 투여량 설정 노브(12)를 조작하는 경우 외부에서 상/하로 돌출/하강하며 이동하는 슬리브가 존재하지 않는다. 따라서 상기 주사 버튼(11) 역시 투여량 설정 노브(12)의 작동에 연동하여 돌출되거나 하면서 이동하지 않으며, 작동 과정 중에 전체 주사 장치의 길이가 일정하게 유지되는 특성을 가진다. 또한, 상기 주사 버튼(11)을 눌러 약물을 투입하는 주사 과정에서는 상기 투여량 설정 노브(12)는 회전하지 않는 특성을 가진다.
또한, 도 2에 나타낸 것과 같은 릴리사의 "Humalog®"와 같은 소위 "주사 버튼 일체형"의 경우, 아예 별도의 주사 버튼(11)을 구비하지 않고 투여량 설정 노브(12)가 주사 버튼의 기능을 함께 수행하도록 구성된다. 이와 같은 주사 버튼 일체형의 경우, 투여량 설정과정에서는 주사 버튼(11)과 일체화된 투여량 설정 노브(12)가 회전 작동하면서 돌출되거나 다시 수납되면서 투여량을 설정하지만, 주입 과정에서는 투여량 회전 노브(12)는 회전하지 않으면서 다시 수납되도록 작동하는 작동 특성을 가진다.
한편, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 펜형 주사장치(1)가 비스듬하게 세워져 있는 도 1에서의 표현을 기준으로 "상측" 및 "하측"을 정의하여 설명하는 것에 유의하여야 한다. 또한, "전진"은 상기 투여량 설정 노브(12)가 하우징(10) 안으로 삽입되어 들어가는 작동을, "후진"은 상기 투여량 설정 노브(12)가 하우징(10) 밖으로 돌출되어 나오는 작동을 표현하도록 정의하여 설명하는 것에 유의하여야 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템을 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템은 도 3 또는 도 5에 나타낸 것과 같이, 투여량 측정 센서(130) 및 주제어부(150)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 투여량 측정 센서(130)에 관하여 설명한다. 상기 투여량 측정 센서(130)는 상기 본체(110)에 설치되며, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 감지하여 측정하는 기능을 수행하도록 구현된다. 이러한 투여량 측정 센서(130)를 구성하는 실시예로는 대단히 다양한 실시예가 가능하며, 그 일시예로 상기 투여량 측정 센서(130)는 도 5에 나타낸 것과 같이 3축 가속도 센서(131)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 3축 가속도 센서(131)는 3차원 공간상에서 x축, y축, 및 z 축 방향의 가속도를 감지하는 센서로, 이와 같이 측정된 3축 방향의 가속도 값을 이용하여 시간에 대한 적분 연산을 통하여 속도 및 변위를 측정해 낼 수 있다.
한편, 상기 투여량 측정 센서(130)는 3축 자이로 센서(132)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 3축 가속도 센서(131)와 상기 3축 자이로 센서(132)를 함께 사용하는 경우, 3차원 공간상에서 x축, y축, 및 z 축 방향의 가속도/속도/변위와 함께, x축, y축, 및 z 축을 각각의 회전축으로 하는 각가속도/각속도/회전각을 함께 측정할 수 있어, 결과적으로 3차원 공간 상에서의 회전 운동 및 위치 이동 운동을 모두 정확하게 측정하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동은 물론, 위치 이동 운동 역시 정밀하게 측정할 수 있다. 근래 들어, 상기 3축 가속도 센서(131)와 상기 3축 자이로 센서(132)가 일체화된 소위 6축 자이로 가속도 센서가 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 기술을 이용하여 초소형의 칩 형태로 상용화 되고 있으며, 그 측정 정밀도 역시 극히 높아지고 있다. 특히 투여량 설정 과정은 비교적 짧은 설정 시간(통상적으로 몇초~1분 이내)에 수행되며, 그 동안의 총 회전량 역시 몇회전 정도이고, 위치 이동 역시 몇 센티미터 이내인 것을 감안하면, 상기 3축 가속도 센서(131)와 상기 3축 자이로 센서(132)를 이용하는 구성은 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동을 측정하는 데는 충분한 정밀도를 확보할 수 있게된다. 또한, 본체(110) 내부에 설치되어 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동에 곧바로 연동되어 측정되므로, 작동을 위한 어떠한 기계적인 연동 구성 요소도 필요하지 않으므로, 이러한 기계적 연동 구성요소에 의한 측정 오차가 발생할 여지 자체가 없는 것은 물론, 사용시 주변의 소음이나 명암 등 외부 요인에 아무런 영향을 받지 않는다는 장점이 있게 된다.
한편, 상기 투여량 측정 센서(130)는 온도 센서(133)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 사용자의 사용 특성에 따라, 본 발명의 투여량 설정 노브 장착형 범용 투입량 측정 및 관리 시스템(100)이 내장되어 설치된 펜형 주사 장치(1)를 냉장고 등에 보관하였다가 사용하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 온도 변화에 따라 상기 3축 가속도 센서(131)와 상기 3축 자이로 센서(132)의 측정 특성이 변화할 수 있는데, 상기 온도 센서(133)를 통하여 측정한 온도를 이용하여 이러한 온도에 따른 측정 특성 변화를 함께 고려하여 측정값을 보정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 주입 감지 센서(140)에 관하여 설명한다.
상기 주입 감지 센서(140)는, 상기 주사 버튼(11)이 상기 주입 과정에서 눌려지도록 작동하는 상태를 감지할 수 있도록 하여, 그 이전까지의 투여량 설정 과정이 종료한 것을 감지하도록 하는 기능을 가지도록 구성된다. 즉, 투여량 설정 과정에서 사용자는 상기 투여량 설정 노브(12)를 조작하여 투여량을 증가시키거나 감소시키는 작동을 하는 데, 이러한 투여량 설정 조작은 수차례 반복적으로 수행 될 수도 있다. 따라서, 이러한 투여량 설정 과정이 종료되고 주입이 시작되는 경우, 주입이 시작되기 바로 전 설정된 투여량이 실제 투여량이 된다. 그러므로 이러한 주입 과정을 감지하는 것이 중요하다. 이를 위하여, 후술하는 것과 같이 상기 펜형 주사 장치(1)의 작동 특성에 따라 상기 주제어부(150)의 작동 방식을 통하여 주입 과정이 시작되는 것을 감지하는 것도 가능하나, 상기 주입 감지 센서(140)를 통하여 직접적으로 주입 과정이 시작되는 것을 감지하는 것도 가능하다.
이러한 상기 주입감지 센서(140)는 사용자가 주사 버튼(11)을 누르기 위하여 손가락이 접촉되거나 압력이 가해지는 상태를 감지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 통상 접촉을 감지할 수 있는 터치 센서 또는 압력을 감지할 수 있는 압착 감지 센서를 통하여 구형되는 것이 가능하다.
한편, 상기 주입감지 센서(140)의 설치 형태로, 상기 주입감지 센서(140)는 상기 주사 버튼(11)의 상측에 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로, 다음으로, 주제어부(150)에 관하여 설명한다. 상기 주제어부(150)는 도 7에 나타낸 것과 같이, 상기 투여량 감지 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 투여량 설정 노브(12)에서 설정된 약물 투여량을 산출하여 주입 이력 정보로 관리하고 표시하는 기능을 수행하도록 구성된다. 즉, 실제 약물 투여량은 투여량 설정 과정에서 설정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 위치 변동 또는 위치 변동 중 어느 하나 이상에 따라 결정된다. 따라서 투여가 시작되기 전까지 설정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 위치 변동 또는 위치 변동 중 어느 하나 이상을 측정하면, 이에 기초하여 약물 투여량을 산출하는 것이 가능하다. 상기 주제어 부(150)는 체계적이고 누적적인 투여 이력 관리가 중요한 당뇨용 약제와 같은 경우 그 이력 관리가 가능하도록, 각각의 약물 투여량 및 주입 시간을 포함하는 주입 이력 정보를 저장하고 관리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이 경우, 투여량 설정 과정이 완료되었는지를 판단하는 방식에 따라, 상기 주제어부(150)는 다음과 같이 다른 방식으로 작동하도록 구성되는 것이 가능하다.
먼저, 상기 펜형 주사 장치(1)의 종류에 따라, 도 2에 나타낸 것과 같은 릴리사의 "Humalog®"와 같은 "주사 버튼 일체형"의 경우, 투여량 설정과정에서는 주사 버튼(11)과 일체화된 투여량 설정 노브(12)가 회전 작동하면서 돌출되거나 다시 수납되면서 투여량을 설정하지만, 주입 과정에서는 투여량 회전 노브(12)는 회전하지 않으면서 다시 수납되도록 작동하는 작동 특성을 가진다. 이러한 경우에는, 상기 주제어부(150)는 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동에 있어서, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동은 감지되지 않으면서 상기 투여량 설정 노브(12)의 위치 이동이 상기 펜형 주사장치(1) 방향으로 감지되는 경우(즉, 수납되는 방향으로 감지되는 경우), 주입과정이 개시되는 것으로 판단하고, 그 전까지의 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 약물 투여량을 산출하는 것이 바람직하다.
다른 경우로, 앞서 설명한 것과 같이 별도의 주입 감지 센서(140)를 구비하도록 구성되는 경우, 상기 주제어부(150)는, 상기 주입 감지 센서(140)를 통하여 상기 주사 버튼(11)이 눌려지도록 작동하는 것으로 감지되는 경우, 그 전까지의 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 약물 투여량을 산출하는 것이 가능하다.
한편, 상기 펜형 주사 장치(1)는 그 기계적인 구성 상의 특징에 따라 설정 가능한 주사 용량의 단위마다 투여량 설정 과정에서 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 작동이 단속적으로 기계적 클릭음이 발생되도록 작동되는 특성을 가지는 경우가 있다. 이 경우, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동은 그 회전 속도에 있어서 주사 용량의 단위마다 속도의 편차가 발생하는 특징을 가지게 된다. 따라서, 이를 이용하여 상기 주제어부(150)는 투여량 설정 과정에서 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동을 측정하는 경우, 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전속도의 주기적인 편차를 통하여, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전량을 이격적으로(즉, 상기 펜형 주사 장치(1)의 그 기계적인 구성 상의 특징에 따라 설정 가능한 주사 용량의 단위 별로) 산출하도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 주제어부(150)에는 도 5에 나타낸 것과 같이 사용자의 조작 입력을 입력받고 작동 상황을 표시하는 입출력 인터페이스(160)가 더 연결되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 입출력 인터페이스(160)는 다양한 실시예로 구현되는 것이 가능하며, 그 일 실시예로 상기 입출력 인터페이스(160)는 도 5에 나타낸 것과 같이, 작동 상황을 표시하는 디스플레이(161)와, On/Off 조작 등의 사용자의 조작 입력을 입력받는 조작 스위치(162)를 포함하여 구성되는 것이 가능하다. 한편, 상기 디스플레이(161)와 상기 조작 스위치(162)는 터치 스크린 방식의 디스플레이를 통하여 통합적으로 구현되는 것도 가능하다. 또한, 상기 입출력 인터페이스(160)는 도 5에 나타낸 것과 같이, 경고음이나 알림음을 출력하기 위한 음향 출력 수단(163)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 외부 장치를 이용하여 상기한 주입 이력 정보를 저장하고 관리할 수 있도록 하는 것이 가능하도록 하기 위하여, 상기 주제어부(150)에는 도 5에 나타낸 것과 같이 통신망(N)을 통하여 사용자 단말기(200), 의료 기관 서버(300) 및 보호자 단말기(400) 중 어느 하나 이상과 연결되어 상기 주입 이력 정보를 전달할 수 있는 무선 통신부(170)가 더 연결되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 사용자 단말기(200) 및 상기 보호자 단말기(400)는 퍼스널 컴퓨터일 수도 있고, 휴대용 단말기일 수도 있으며, 또는 사물인터넷(internet of things) 기반 단말기일 수도 있다. 도 5에서는 상기 사용자 단말기(200) 및 상기 보호자 단말기(400)가 스마트폰(smart phone)과 유사한 형상으로 도시되었지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 상술한 바와 같이 단말 어플리케이션을 탑재한 단말은 제한 없이 차용될 수 있다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 사용자 단말기(200) 및 상기 보호자 단말기(400)는 컴퓨터(예를 들면, 데스크톱, 랩톱, 태블릿 등), 미디어 컴퓨팅 플랫폼(예를 들면, 케이블, 위성 셋톱박스, 디지털 비디오 레코더), 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스(예를 들면, PDA, 이메일 클라이언트 등), 핸드폰의 임의의 형태, 다른 종류의 컴퓨팅 또는 커뮤니케이션 플랫폼의 임의의 형태를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 사용자 단말기(200)는 연속혈당 모니터링(continuous glucose monitoring; CGM) 시스템을 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
상기 통신망(N)은 사용자 단말기(200), 의료 기관 서버(300) 및 보호자 단말기(400) 중 어느 하나 이상과 상기 무선 통신부(170)를 연결하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 통신망(N)은 사용자 단말기(200), 의료 기관 서버(300) 및 보호자 단말기(400) 중 어느 하나 이상과 상기 무선 통신부(170)가 데이터를 송수신할 수 있도록 접속 경로를 제공하는 통신망을 의미한다. 상기 통신망(N)은 예컨대 LANs(Local Area Networks), WANs(Wide Area Networks), MANs(Metropolitan Area Networks), ISDNs(Integrated Service Digital Networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, 블루투스, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 투여량 측정 센서(130)와 상기 주제어부(150) 및 상기 무선 통신부(170)는 SOC(System on Chip)의 형태로, 하나의 마이크로칩의 형태로 구현되는 것이 바람직하다. 이 경우, 본 발명의 여량 설정 노브 장착형 범용 투입량 측정 및 관리 시스템(100)의 주요 구성 요소의 대부분이 하나의 칩으로 구성되며, 그 크기는 사방 몇 밀리미터 이내로 제작되는 것도 가능하므로, 상기 펜형 주사 장치(1)의 제조 과정에서부터 극히 용이하게 투여량 설정 노브(12) 또는 스템(19) 등의 작동 구성 요소에 내장되어 설치되는 것이 가능하게 된다.
이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 펜형 주사 장치
10: 주사 장치 하우징
11: 주사 버튼 12: 투여량 설정 노브
13: 표시창 14: 인슐린 용기
15: 주사바늘 16: 내부 주사바늘 캡
17: 외부 주사바늘 캡 18: 캡
19: 스템
100: 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템
110: 본체
130: 투여량 측정 센서
131: 3축 가속도 센서 132: 3축 자이로 센서
133: 온도 센서
140: 주입 감지 센서
150: 주제어부
160: 입출력 인터페이스 161: 디스플레이
162: 조작 버튼 163: 음향 출력 수단
170: 무선 통신부
200: 사용자 단말기
300: 의료 기관 서버
400: 보호자 단말기

Claims (6)

  1. 펜형 주사장치(1)에 내장되어 약물의 투입량을 측정하는 투입량 측정 및 관리 시스템에 있어서,
    상기 펜형 주사장치(1)의 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 감지하여 측정할수 있도록 상기 투여량 설정 노브(12) 또는 스템(19) 중 어느 하나에 내장되어 설치되는 투여량 측정 센서(130);
    상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 투여량 설정 노브(12)에서 설정된 약물 투여량을 산출하여 주입 이력 정보로 관리하고 표시하는 주제어부(150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100).
  2. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 투여량 측정 센서(130)는,
    3축 가속도 센서(131)와 3축 자이로 센서(132)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100).
  3. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 주제어부(150)는,
    상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동에 있어서,
    상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동은 감지되지 않으면서 상기 투여량 설정 노브(12)의 위치 이동이 상기 펜형 주사장치(1) 방향으로 감지되는 경우, 주입과정이 개시되는 것으로 판단하고,
    그 전까지의 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 약물 투여량을 산출하는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100).
  4. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 펜형 주사장치(1)의 주사 버튼(11)이 주입 과정에서 눌려지도록 작동하는 상태를 감지할 수 있는 주입 감지 센서(140)를 더 포함하여 구성되며,
    상기 주제어부(150)는,
    상기 주입 감지 센서(140)를 통하여 상기 주사 버튼(11)이 눌려지도록 작동하는 것으로 감지되는 경우, 그 전까지의 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동 및 위치 이동 운동 중 어느 하나 이상을 통하여 상기 약물 투여량을 산출하는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100).
  5. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 주제어부(150)는,
    투여량 설정 과정에서 상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전 운동을 측정하는 경우,
    상기 투여량 측정 센서(130)에서 측정된 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전속도의 주기적인 편차를 통하여, 상기 투여량 설정 노브(12)의 회전량을 이격적으로 산출하는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100).
  6. 청구항 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주제어부(150)에 연결되며, 사용자의 조작 입력을 입력받고 작동 상황을 표시하는 입출력 인터페이스(160);
    상기 주제어 장치(170)에 연결되며, 통신망(N)을 통하여 사용자 단말기(200), 의료 기관 서버(300) 및 보호자 단말기(400) 중 어느 하나 이상과 연결되어 상기 주입 이력 정보를 전달할 수 있는 무선 통신부(170); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템(100).
KR1020180111167A 2018-09-18 2018-09-18 펜형 주사장치용 내장형 투입량 측정 및 관리 시스템 KR20200032307A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8556865B2 (en) 2009-02-27 2013-10-15 Lifescan, Inc. Medical module for drug delivery pen
KR20160049538A (ko) 2013-09-03 2016-05-09 사노피 용량 설정 및 재설정 기구를 구비한 펜형 약물 주사 장치

Patent Citations (2)

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