KR20210154199A - 센서 어레이 - Google Patents

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KR20210154199A
KR20210154199A KR1020217037280A KR20217037280A KR20210154199A KR 20210154199 A KR20210154199 A KR 20210154199A KR 1020217037280 A KR1020217037280 A KR 1020217037280A KR 20217037280 A KR20217037280 A KR 20217037280A KR 20210154199 A KR20210154199 A KR 20210154199A
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inflatable tube
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line
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KR1020217037280A
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앤드류 슬러게트
대니 드유라세비흐
줄리안 반필드
Original Assignee
인퓨젼 이노베이션즈 피티와이 엘티디
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Abstract

본 발명은, 감지 장치, 감지 장치의 사용 방법, 및 감지 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 실시예들은 일반적으로, 의료용 주입의 투여에서 라인 폐색을 예방하거나 검출하기 위해 주입 라인 내의 압력 변화를 검출하기 위한 센서 어레이들로서 구성된다. 일반적으로, 실시예들은, 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치를 그 위에 장착하기 위한 지지 표면을 갖는 지지 구성요소, 및 자체를 통해 유체를 통과시키기 위한 소정 길이의 팽창 가능한 튜브로서, 지지 표면에 고정되며 그리고 전기적으로 연결된 스위치들과 물리적 접촉 상태에 놓이는 것인, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브를 포함한다. 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치는, 라인 폐색으로부터 야기되는 압력 변화를 나타내는 팽창 가능한 튜브의 팽창을 감지하도록 구성되는 센서 어레이를 형성한다.

Description

센서 어레이
본 발명은, 일회용 의료 기기용 감지 장치, 감지 장치의 사용 방법, 및 감지 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 실시예들은 일반적으로, 의료용 주입(medical infusions)과 같은 유체 프로세스들 도중의 유체들의 투여 도중에 라인 폐색을 예방하거나 검출하기 위해, 주입 라인과 같은 소정 길이의 팽창 가능한 튜브 내의 압력 변화를 검출하기 위한 센서 어레이들로서 구성된다. 센서 어레이들은 일반적으로, 라인 폐색으로부터 야기되는 압력 변화를 나타내는 팽창 가능한 튜브의 팽창을 감지하도록 구성된다.
의료용 주입 장치들은, 환자의 순환계에 약액(medicinal fluids)을 주입하기 위해 사용된다. 주입 장치들은, 전형적으로 카테터 또는 바늘과 같은 혈관 접근 장치를 통해 환자에게 연결되는 주입 라인을 포함하는, 환자의 투여 세트를 통해 주입 백으로부터 환자의 정맥계로 약액을 전달한다. 의료용 주입 장치들은, 주입 백으로부터 환자의 투여 세트를 통해 그리고 환자에게로 유체를 인입하기 위해 사용된다.
주입 펌프의 사용 도중에 발생하는 작동 상의 장애들이, 주입 라인의 폐색으로 인해 빈번하게 야기된다. 그러한 오류들은, 환자의 사망을 초래할 수 있는 심각한 건강 위험을 나타낸다. 그러한 장애를 방지하기 위해, 규제 당국은, 의료용 주입 장치들이 폐색 이벤트들을 검출하고 알려주는 메커니즘들을 포함할 것을 요구하고 있다. 하지만, 지금까지 개발되어 상용으로 이용 가능한 주입 장치들에 채택되고 있는 폐색 센서들은, 여러 단점을 갖는다.
폐색은, 주입 라인의 막힘으로 인한 주입된 약액의 흐름의 차단을 말한다. 폐색은 전형적으로, 주입 라인에 대한 어떤 물리적 장해가 발생한 경우에, 예를 들면 환자가 의도치 않게 주입 라인을 누르는 경우에, 또는 화학적 변화가 약액에 발생한 경우에, 발생한다. 예를 들어, 단백질과 같은 보다 큰 분자들이, 때때로 단백질 응집체가 결국 주입 라인을 폐색을 형성하는 것을 야기하도록 요동칠 수 있는, pH 또는 온도의 변화와 같은 물리적 변화에 민감할 수 있다.
폐색은, 주입 펌프의 상류에서 또는 하류에서 발생할 수 있다. 상류측 폐색은, 주입 백과 펌프 사이에 연결되는 주입 라인에서 발생한다. 상류측 폐색은 전형적으로, 라인의 사용 시의 기계적 장애로, 예를 들면 의사가 주입 펌프를 활성화시킨 이후에 클램프를 해제하는데 실패한 경우 또는 주입 라인이 꼬인 경우, 예를 들면 라인이 환자의 아래 또는 환자의 침대의 아래에 걸린 경우에, 발생한다. 상류측 폐색이 발생하면, 상류측 압력이 저하되며, 그리고 주입 라인에 진공이 발생하여 그로 인해 라인이 수축하도록 야기한다. 주입 라인에서의 수축은, 환자로의 약액의 흐름을 방해한다.
하류측 폐색은, 펌프와 환자 사이에 연결되는 라인의 섹션에서 발생한다. 하류측 폐색은 전형적으로, 유체 덩어리가 주입 라인을 통해 환자에게로 이동하는 것을 야기하도록 갑자기 방출되는, 주입 라인 내부에서의 유체의 축적에 의해 초래된다. 라인 내에 방해물이 발생한 경우에서의 주입 펌프의 계속되는 작동은, 주입 라인 내의 유체의 압력을 증가시킨다. 압력의 증가는, 주입 라인이 팽창하거나 부풀어 오르도록 야기한다. 압력 축적 또는 다른 제거 수단으로부터 가해지는 힘을 통해 일단 하류측 폐색이 해소되면, 전형적으로 증가된 투여량의 약액이 방출되며 그리고 덩어리로서 환자에게 전달된다.
상용으로 이용 가능한 스마트 주입 펌프들이, 사전 설정된 폐색 압력 역치를 통해 폐색을 감지하도록 시도한다. 그러한 스마트 주입 펌프들은, 환자에게 연결되는 주입 라인 내의 압력이, 사전 설정된 한계가 높을수록 폐색이 검출되는 데 더 오래 걸리는 것인, 사전 설정된 한계를 초과하면, 폐색을 검출할 수 있다. 주입 라인의 하류측 폐색을 검출하기 위해서, 주입 라인의 압력이, 사전 설정된 한계를 초과해야만 한다. 하류측 폐색이 검출될 때쯤에는, 큰 덩어리가, 주입 라인 내에 이미 형성된다. 또한, 펌프의 사전 설정된 한계는 항상, 상류측 폐색 압력보다 높다. 상류측 폐색은, 주입 라인 압력의 진공 또는 강하를 유발하므로, 그에 따라 상류측 폐색은 전형적으로, 검출되지 않은 상태로 남아있게 된다. 그 결과, 스마트 주입 펌프들은 전형적으로, 상류측 폐색은 검출하지 못하며 그리고 주입 라인 내의 상당한 압력 증가로부터 발생하는 하류측 폐색만 검출할 수 있다.
스마트 폐색 감지에서 계속 발생하는 문제들을 극복하기 위해, 엔지니어들은, 환자의 주입 라인을 통한 유체 흐름의 제한을 감지하기 위해 다양한 유형의 센서들을 전개해왔다. 이들 문제를 극복하고자 시도한 감지 시스템들은, 광전자 액적 센서들(opto-electronic drop sensors), 압력 센서들, 힘 센서들 등과 같은, 복잡한 장치를 포함한다.
광전기 액적 센서들은, 드립 챔버(drip chamber)와 결합되면, 연동 펌프를 사용하는 주입 시스템에서 상류측 폐색을 검출하는 데 사용되고 있다. 액적 센서는, 액적들의 부재를 검출함으로써 상류측 라인의 클램프 또는 꼬임으로 인해 야기되는 폐색과 같은 상류측 폐색을 자동으로 검출한다. 하지만, IV 투여 세트의 움직임은, 심할 경우 드립 챔버로부터 추가적 액적들을 떨어뜨리거나 액적들을 중단시켜서, 가성 카운트(false counts) 및 가성 알람을 초래할 수 있다. 주변 광이 또한, 광학적 액적 센서와 간섭할 수 있으며 그리고 센서 부정확성을 초래할 수 있다.
폐색을 검출하는 다른 방법이, 압력 센서를 주입 펌프 자체의 펌핑 메커니즘에 통합하는 것이다. 일례에서는, 압력 변환기가 펌핑 영역의 중앙에 배치되어 라인 압력을 나타내는 주입 라인 세그먼트의 압력의 직접 측정을 가능하게 한다. 하지만, 이는 흐름 균일성에 악영향을 줄 수 있으며 펌핑 메커니즘에 상당한 변경을 요할 수 있다.
압력 센서들은 전형적으로, 주입 라인의 상류 및 하류의 유체 흐름이 언제 폐색되는지를 결정하기 위해, 주입 펌프의 근위(상류측) 단부 및 원위(하류측) 단부에 제공된다. 측정된 압력이 유체의 흐름이 방해를 받고 있음을 나타내면, 의료진에게 폐색 상태를 알리는 알람이 발동된다. 혹은, 라인 내의 유체의 압력을 모니터링하고 측정하기 위해 펌프의 내부에 압력 센서들이, 제공될 수도 있다. 압력 센서들은, 기판 장착 센서들로도 이용 가능한데, 센서들은 전형적으로, 인쇄 회로 기판에 장착된다.
대안적으로, 주입 라인 내의 유체의 축적으로 인한 힘을 측정하기 위해 힘 센서들이 이용 가능하다. 힘 센서들은, 펌프와 환자 사이에 이어지는 라인의 근처에서 펌프의 외부에 제공된다. 폐색은, 라인을 팽창시킴으로써 힘 센서에 힘을 가한다. 센서는, 주입 라인의 팽창이 검출되면 사용자에게 경고하는 알람을 트리거할 수 있다. 이들 센서는 하나의 압력 변화에서만, 전형적으로는 하류측 폐색에 대해서만 트리거할 수 있다. 따라서, 이들은 압력 상승만 감지할 수 있으며, 압력이 사전 결정된 역치를 초과하여 대폭 상승하고 나서야 센서가 트리거된다.
많은 압력 측정 시스템, 특히 스마트 주입 펌프들 또는 스마트 의료 기기들을 위해 개발된 것들은, 주입 라인 내부에서 압력 변화를 검출하기 위해 유체 경로와 접촉 상태로 배치되어야만 한다. 의료용 주입의 경우, 이들 센서는, 압력 변화를 감지하기 위해 약액과 접촉 상태로 라인 내부에 배치되어야만 한다. 하지만, 약액 경로 내의 구성요소들의 배치는, 유체 경로를 손상시킨다. 이질의 구성요소가 약액과 접촉 상태로 배치되면, 규제 및 보건상의 문제가, 발생하는데; 예를 들면, 그 구성요소의 구성에 사용되는 물질들의 생체적합성이 결정되어야만 하며, 그리고 유체의 멸균이 유지되어야만 한다.
종래의 폐색 센서들은, 이들이 충분한 감도를 제공하지 않으며 그리고 단일 압력 변화만 검출할 수 있음에 따라, 상류 또는 하류에서만 작동할 수 있을 뿐, 양자 모두에서는 작동할 수 없다. 이들은 일반적으로, 폐색 알람을 활성화시키기 위해 사전 설정된 역치 압력 값을 초과하는 압력 변화를 검출하도록 배열된다. 그 결과, 역치량보다 낮은 압력 값들에서 발생하는 폐색은 검출되지 않고 남는다. 이들 센서는 또한, 2개 이상의 압력을 검출할 수 없으며 그리고 임박한 폐색의 가능성을 나타내는 작은 압력 변화를 검출하기 충분할 적도록 민감하지 않기 때문에, 발생 가능한 폐색을 여전히 예방할 수 없다.
폐색 센서들은, 복잡한 경향이 있으며, 그리고 그에 따라 고장나기 쉬운 경향이 있다. 그러한 복잡한 센서들은, 고가이며, 그리고 그에 따라 전형적으로 많은 환자에게 접근 불가능하다.
부가적으로, 의료 치료의 복잡성의 증가 및, 복잡한 투여 요법을 또한 빈번하게 요구하는, 고 민감성 의약품, 예를 들면 복합 단백질 또는 면역글로빈의 개발은, 의약품 투여에 있어서 보다 높은 정밀도에 대한 필요성을 낳았으며, 그리고 이는 다시, 에러들의 검출에 있어서 보다 높은 정밀도의 필요성을 낳았다. 따라서 덜 복잡하고, 보다 비용 효율적이며 그리고 보다 작은 압력 증가 또는 감소를 검출하기에 충분할 정도로 민감한, 감지 장치가, 요구된다.
더불어, 기존의 폐색 센서들은, 일회용 의료 기기들 내부에 포함되도록 구성되지 않는다. 폐기 가능한 일회용 기기들 내에의 포함을 위한 센서들은, 검출의 감도를 희생시키지 않는 가운데, 낮은 제조 비용을 유지하기 위해 구조가 간단해야만 한다. 이들은, 바람직하게 복잡한 광학 센서들 또는 정교한 전자장치들에 전형적으로 사용되는 중금속 및 다른 환경적으로 다루기 어려운 재료들의 사용을 줄이거나 완전히 배제함으로써, 또는 간단히 주로 재활용 가능한 재료들로 구성됨으로써, 전자 폐기물에 대한 소비자의 수용 및 규제 요건들을 충족시키기 위한 낮은 환경적 영향을 가져야만 한다.
본 개시의 다양한 추가의 양태들 및 특징들이, 이하에 설명된다.
제1의 개괄적인 양태에서, 본 발명의 실시예들은, 사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력에서 작동하도록 구성되는 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치를 그 위에 장착하기 위한 지지 표면을 갖는, 지지 구성요소, 및 자체를 통해 유체를 통과시키기 위한 소정 길이의 팽창 가능한 튜브로서, 지지 표면에 고정되며 그리고 고정 수단에 의해 전기적으로 연결된 스위치들과 물리적 접촉 상태에 놓이는 것인, 팽창 가능한 튜브를 포함하고, 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치는, 팽창 가능한 튜브의 팽창을 감지하도록 구성되는 센서 어레이를 형성하는 것인, 일회용 의료 기기용 감지 장치에 관련된다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력에서 작동하도록 구성되는 2개 이상의 압력 작동 역치(pressure actuation threshold)를 갖는 하나 이상의 압력 스위치를 포함하는, 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치를 포함할 수 있으며, 센서 어레이의 사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력은, 팽창 가능한 튜브의 팽창 시에 2개 이상의 압력 작동 역치에서 계단형 출력을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력에서 작동하도록 구성되는 2개 이상의 압력 작동 역치를 갖는 압력 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 제1 압력 스위치, 제2 압력 스위치, 및 제2 압력 스위치와 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 일부분 사이에 배치되는 압력 집중기(pressure concentrator)로서, 압력 집중기는, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 일부분과 물리적 접촉 상태에 놓이는 상부 표면, 및 제2 압력 스위치와 물리적 접촉 상태에 놓이는 하부 표면을 가지며, 압력 집중기는, 팽창 가능한 튜브의 팽창으로부터의 압력을 제2 압력 스위치에 집중시키도록 성형되는 것인, 압력 집중기를 포함할 수 있고, 상기 집중기는, 제2 압력 스위치의 압력 작동 역치를 사전 설정된 제2 압력으로 변조하도록 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 제2 압력 스위치 또는 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 일부분과 물리적 접촉 상태에 놓이는 압력 집중기의 배치를 유지하도록 구성되는, 압력 집중기 홀더를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 제1 압력 스위치, 제2 압력 스위치를 포함할 수 있으며, 제1 압력 스위치 또는 제2 압력 스위치 중 하나는, 2개 이상의 압력 작동 역치를 가지며 그리고 사전 설정된 제3 압력에서 작동하도록 구성된다.
바람직하게는, 압력 스위치는, 제3 압력 작동 역치를 가질 수 있으며 그리고 사전 설정된 제4 압력에서 작동하도록 구성될 수 있다. 압력 스위치는, 사전 설정된 압력에서 작동하도록 구성되는 임의의 개수의 압력 작동 역치를 더 구비할 수 있다.
바람직하게는, 센서 어레이는, 사전 설정된 압력에서 작동하도록 구성되는 임의의 개수의 압력 작동 역치를 갖는 임의의 개수의 전기적으로 연결된 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 압력 작동해제 역치(pressure deactuation threshold)를 가지며, 팽창 가능한 튜브의 수축 시에 부가적 사전 설정된 압력에서 작동해제하도록 구성되는, 적어도 하나의 부가적인 전기적으로 연결된 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 압력 집중기 홀더를 포함할 수 있으며, 지지 구성요소는, 인쇄 회로 기판을 포함하고, 지지 표면은, 인쇄 회로 기판의 표면에 의해 제공되며, 압력 집중기 홀더는, 인쇄 회로 기판과 일체형으로 형성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 적어도 하나의 섹션을 내부에 배치하기 위한 캐비티(cavity)를 한정하는, 튜브 하우징, 및 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치와 물리적 접촉 상태에 놓이는 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 일부분의 배치를 유지하기 위해 튜브 하우징을 지지 표면에 고정하기 위한, 체결구 또는 결합제(bonding agent)를 더 포함하는, 고정 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 고정 수단을 포함할 수 있고, 튜브 하우징은, 외부 표면과 내부 표면을 구비하는 벽을 포함하며, 벽은, 종방향으로 연장되고, 벽의 내부 표면은, 내부에 종방향으로 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 적어도 하나의 섹션을 배치하기 위한 종방향 캐비티를 한정하며, 벽은, 팽창 가능한 튜브가 그를 통해 통과하는 것을 허용하도록 구성되는 개구부 내의 종방향 캐비티의 대향 단부들에서 종결되고, 벽은, 벽의 2개의 서로 등지는 종방향 에지의 길이를 따르는 적어도 하나의 돌출부를 가지며, 벽의 내부 표면의 일부분이, 돌출부들에서, 지지 표면과 접촉하며 그리고 지지 표면에 고정된다.
제2의 개괄적인 양태에서, 본 발명의 실시예들은, 제1 양태에 따른 감지 장치를 획득하는 단계; 의료용 주입 라인을 소정 길이의 팽창 가능한 튜브와 연결하는 단계; 유체를 의료용 주입 라인 및 소정 길이의 팽창 가능한 튜브를 통해 통과시켜, 의료용 주입 라인 내부에서의 유체의 압력을 변화시키는 단계; 팽창 가능한 튜브를 팽창 또는 수축시키는 단계; 팽창 가능한 튜브에 의해 전기적으로 연결된 스위치에 압력을 가하는 단계; 사전 설정된 압력에서 작동 또는 작동해제되도록, 압력 작동 또는 작동해제 역치에 도달하기에 충분한 압력을 가하는 단계; 및 압력 작동 또는 작동해제 역치에서 작동 또는 작동해제를 출력하는 단계를 포함하는, 일회용 의료 기기의 의료용 주입 라인 내의 압력 변화를 검출하는 방법에 관련된다.
본 발명의 실시예들에 따른 일회용 의료 기기의 의료용 주입 라인 내의 압력 변화를 검출하는 방법들은, 추가적 압력 작동 역치에 도달하기에 충분한 압력을 가하는 단계; 추가적 사전 설정된 압력에서 작동시키는 단계; 및 계단형 출력을 제공하기 위해 추가적 압력 작동 역치에서 추가적 작동을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 일회용 의료 기기의 의료용 주입 라인 내의 압력 변화를 검출하는 방법들은: 의료용 주입 라인의 폐색을 예방하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제3의 개괄적인 양태에서, 본 발명의 실시예들은, 그 위에 장착되는 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치를 구비하는 지지 구성요소, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브, 및 고정 수단을 획득하는 단계; 소정 길이의 팽창 가능한 튜브를 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치와 물리적인 접촉 상태로 유지시키는 단계; 및 고정 수단을 지지 표면에 고정함으로써 소정 길이의 팽창 가능한 튜브를 지지 구성요소에 고정하는 단계를 포함하는, 제1 양태에 따른 감지 장치를 제조하는 방법에 관련된다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치와 접촉 상태에 놓이며 그리고 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치 상에 가해지는 압력을 집중시킬 수 있는, 하나 이상의 압력 집중기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 하나 이상의 스위치 및 하나 이상의 압력 집중기를 포함할 수 있고; 하나 이상의 압력 집중기는, 결국, 하나 이상의 스위치보다 더 큰 표면적의 실질적으로 평면형의 표면을 구비할 수 있으며; 하나 이상의 집중기는 또한, 실질적으로 평면형의 표면 상의 압력 변화를 감지하기 위해 그리고 하나 이상의 스위치 상에 압력을 집중시키기 위해, 하나 이상의 스위치와 접촉 상태에 놓일 수 있다.
특정 감지 장치들은, 그 내부에 감지 장치를 고정 및 유지하기 위한 주입 펌프 하우징 내부에 수용될 수 있다. 적절한 주입 펌프 하우징들은, 그 전체 기재가 본 명세서에 참조로 통합되는, 미국 특허 출원 제16/034301호에 설명된 것들을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 의료용 주입 라인과 통신 상태에 놓이는 감지 장치 하우징 내부에 둘러싸일 수 있으며, 감지 장치는, 2개 이상의 압력 변화를 검출하기 위해 주입 라인과 접촉 상태에 놓일 수 있으며, 그리고 상용으로 이용 가능한 주입 펌프들에 대한 양립 가능한 부착을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 펌프 헤드 내부에 일체형으로 형성될 수 있고, 여기서 펌프 헤드는, 의료용 주입 라인을 수용하도록 구성되는 펌프 헤드 하우징을 포함할 수 있을 것이다. 이들은 또한, 상용으로 이용 가능한 많은 주입 펌프들 중 어느 하나에 대응하는 부착 장치를 포함할 수 있다.
지지 표면은, 그에 고정되는 임의의 구성요소를 지지하기 위한 구조적 강성을 제공하는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 이는, 추가로, 고정 수단을 위한 적절한 부착 모드와 양립할 수 있는 지지 표면을 제공하도록 형성되거나 표면 코팅될 수 있다. 예를 들어, 지지 표면은, 예로서 체결구 또는 결합제를 사용하는 고정 수단에 의한, 물리적인 부착에 적합해야만 한다. 튜브를 지지 표면에 고정하기 위한 적절한 고정 수단은, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으며 그리고 그들에 의해 용이하게 선택될 수 있을 것이다. 선택된 고정 수단에 적합한 구조 재료들 또는 표면 코팅들은, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있을 것이다.
고정 수단을 부착하기 위한 적절한 지지 표면들을 제공하기 위해 선택되는 표면 코팅들에 부가하여, 지지 구성요소는, 표면을 기능화하기 위해 표면 코팅될 수 있다. 예를 들어, 표면 코팅이, 도전성을 위해 지지 표면에 도포될 수 있으며, 예를 들면 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치로부터 전기 신호를 전송하기 위해 도전성 재료로 에칭될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치들은, 인쇄 회로 기판에 부착되거나 장착될 수 있다. 인쇄 회로 기판은 바람직하게 소형화되며, 즉 인쇄 회로 기판의 전체 크기를 최소화하는 레이아웃을 포함하는 것이 바람직하다. 인쇄 회로 기판은, 감지 장치의 구성요소들 사이에 형성되는 전기적 연결부들을 지지할 수 있으며 그리고 그 위에서 하나 이상의 구성요소를 지지할 수 있다. 하나 이상의 감지 장치 구성요소가, 바람직하게 인쇄 회로 기판에 부착된다.
특정 실시예들에서, 인쇄 회로 기판은, 자체를 통한 개구(aperture)를 구비할 수 있다. 개구는, 감지 장치의 구성요소들에 맞도록 성형되는, 회로 기판 내의 절취부(cut-out)일 수 있다. 인쇄 회로 기판은, 감지 장치 내부에서의 전하의 과잉(overflow)을 방지하는 재료들로 형성될 수 있을 것이다.
감지 장치의 구성요소를 제조하기 위한 재료들은, 의료용 주입 장치들에 대한 규제 요건들 또는 환경적으로 지속 가능한 실시에 따른 폐기 요건들을 충족하는 것들로부터 선택될 수 있을 것이다. 적절한 재료들은, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있을 것으로 예상된다.
본 발명의 실시예들에 따른 팽창 가능한 튜브는, 실리콘, 고무, 플라스틱, 또는 이들의 복합재료들과 같은, 가요성 재료로 형성될 수 있을 것이다. 가요성 재료의 두께 또는 조성은, 주입 라인 내부의 압력 변화 시에 튜브가 팽창 또는 수축하는 것을 허용하도록 선택될 수 있을 것이다. 특정 실시예들에서, 팽창 가능한 튜브는, 단지 튜브의 일부분에서만 팽창될 수 있거나, 또는 국부화된 취약 영역(area of weakening)을 포함할 수 있을 것이다. 이는, 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치의 위치와 정렬되는, 팽창 가능한 튜브의 특정 지점에, 라인 내의 압력 변화를 집중시키는 데 도움을 줄 수 있을 것이다. 그에 따라, 팽창 가능한 튜브는, 반경 방향으로 팽창될 수 있거나, 또는 소정 길이의 팽창 가능한 튜브 내부에서 압력의 인가 시에 팽출(bulge)을 생성하도록 팽창 가능한 튜브의 둘레의 일부분에서 팽창될 수 있다.
바람직하게는, 주입 라인은, 일단부에서 약액을 포함하는 주입 백에 연결되며 그리고 타단부에서 환자에게 연결된다. 주입 라인은, 환자 및/또는 주입 백에 직접 연결될 수도 있고, 또는 결국 환자 및/또는 주입 백에 연결되는 다른 라인의 종단부에 연결될 수도 있다.
주입 라인의 재료, 그의 두께, 그의 내강 직경, 및 그를 통해 통과하는 유체의 점도에 의존하여, 주입 라인은, 그를 통한 유체의 정상적인 유동 도중에 라인 압력이 중립인, 기준선 압력을 가질 수 있다. 말하자면, 외향으로 불규칙한 힘이 가해지지 않으며, 그리고 내부적으로 불규칙한 진공이 발생되지 않는 상황에 놓인다. 기준선 압력으로부터의 일탈이, 바람직하게, 감지 장치에 의해 감지된다.
하나 이상의 압력 스위치는, 금속 박막들, 플라스틱 시트 재료들, 또는 가요성이지만 압력의 작용에 저항하는 다른 가요성 재료들과 같은, 가요성 또는 촉각적인 재료들로 형성될 수 있다. 하나 이상의 압력 스위치는, 인쇄 회로 기판과 일체형이 되도록, 적어도 부분적으로 인쇄 회로 기판 내부에 형성될 수 있다. 재료들의 가요성 및 저항성은, 주입 라인이 폐색될 때, 하나 이상의 압력 스위치가 눌리게 되거나 해제되는 것을 가능하게 한다. 주입 라인은, 하나 이상의 압력 스위치와 직접적으로 또는 간접적으로 접촉 상태에 놓일 수 있을 것이다.
실시예들에 따른 하나 이상의 압력 스위치는, 2개 이상의 압력 역치에서 작동할 수 있다. 특정 실시예들에서, 단일 압력 스위치가, 2개 이상의 압력 역치에서 작동할 수 있고, 대안적으로, 2개 이상의 압력 스위치가, 단일 압력 역치에서 작동할 수도 있을 것이다. 바람직한 실시예들에서, 2개 이상의 압력 스위치가, 하나의 압력 역치에서 작동하는 압력 스위치들 및 2개 이상의 압력 역치에서 작동하는 압력 스위치들을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예들은, 하나의 압력 역치에서 작동하는 상류측 압력 스위치 및 2개 이상의 압력 역치에서 작동하는 하나 이상의 하류측 스위치를 포함한다. 특히, 바람직한 실시예들은, 하나의 압력 역치에서 작동하는 상류측 압력 스위치 및 2개의 압력 역치에서 작동하는 2개 이상의 하류측 스위치를 포함한다.
바람직하게는, 하나 이상의 압력 스위치는, 하나 이상의 압력 역치에서 작동하는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 압력 스위치는, 하나 이상의 압력 역치에서 작동한다. 하나 이상의 압력 스위치는, 주입 라인 내부의 정확한 압력에서 작동하도록 구성될 수 있는, 간단한 전자 스위치 또는 가요성의 플라스틱 쉘형 스위치 또는 돔형 스위치일 수 있다.
바람직하게는, 하나 이상의 압력 스위치는, 2개 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다. 2개 이상의 액추에이터는, 단일 스위치가 주입 라인 내부의 압력 변화로부터 발생하는 2개 이상의 사전 설정된 압력에서 작동하는 것을 가능하게 한다. 2개 이상의 액추에이터의 압력 역치는, 부분 폐색 및 완전 폐색을 나타내도록 선택될 수 있다. 각각, 상이한 대응에 대한 필요성을 알릴 수 있으며, 예를 들어 부분 폐색은, 완전 폐색을 예방할 수 있으며 그리고 폐색 회피 개입에 대한 필요성을 알릴 수 있는 반면, 완전 폐색은, 라인을 제거하고 교체 또는 세정할 필요성을 알릴 수 있다. 2개 이상의 사전 설정된 압력에서의 작동은, 라인 내에 축적되는 압력의 정량화를 가능하게 할 수 있다.
바람직하게는, 2개 이상의 액추에이터를 제공하는 하나 이상의 스위치는, 하류측 폐색 센서를 한정한다.
하나 이상의 압력 센서는, 상류측 또는 하류측 압력 센서일 수 있다. 상류측 또는 하류측 폐색에 따라, 주입 라인의 압력 변화는, 주입 라인을 수축시키거나 팽창시킬 수 있다. 예를 들어, 상류측 폐색은, 주입 라인의 일부분을 수축시킬 수 있다. 주입 라인의 물리적 변화에 응답하여, 상류측 압력 센서는, 주입 라인의 압력 변화를 검출하기 위한 액추에이터를 해제할 수 있다. 바람직하게, 상류측 압력 센서는, 상류측 전기 접점에 전기적으로 연결될 수 있고, 상류측 전기 접점은, 상류측 액추에이터의 해제 시에 닫히며, 그로 인해 상류측 압력 센서를 가로지르는 전기 회로를 완성할 수 있다.
하류측 폐색이 발생하면, 주입 라인의 압력이 증가하여 주입 라인 내의 팽창을 초래할 수 있다. 주입 라인의 팽창된 부분은, 하류측 스위치에 힘을 가하며 그에 의해 액추에이터를 연계시키도록 스위치를 누를 수 있다. 압력 스위치가 2개 이상의 액추에이터를 포함하는 경우, 주입 라인의 압력의 작은 증가는, 하류측 스위치가 제1 액추에이터를 부분적으로 누르도록 할 수 있고, 압력의 추가적 증가는 하류측 스위치가 제1 및 제2 액추에이터를 누르도록 할 수 있다. 센서의 압력 감도를 강화할 수 있는 부가적 액추에이터들이 스위치에 제공될 수 있다.
바람직하게는, 하류측 압력 센서는, 하류측 액추에이터가 연계될 때, 하류측 전기 접점에 전기적으로 연결될 수 있으며, 그에 의해 센서 내부에서 전기 회로를 완성할 수 있다. 바람직하게는, 전기 접점은, 지지 구성요소의 지지 표면에 형성된다.
바람직하게는, 감지 장치는, 2개 이상의 압력 역치에서 2개 이상의 압력을 감지하기 위한 하나 이상의 하류측 센서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상류측 압력 센서의 상류측 부분이, 주입 라인과 직접 접촉 상태에 놓이며 그리고 하류측 압력 센서의 일부분이, 주입 라인과 간접적 접촉 상태에 놓인다.
특정 실시예들에서, 하나 이상의 압력 집중기가, 주입 라인과 하나 이상의 하류측 압력 센서 사이에 위치될 수 있다. 하나 이상의 압력 집중기는, 실질적으로 강성 재료로 형성될 수 있다. 압력 집중기는, 힘을 수집하고 집중시키도록 그리고 이를 하나 이상의 하류측 압력 센서로 보내도록, 구성될 수 있다.
특정 실시예들에서, 압력 집중기는, 팽창 가능한 튜브의 외측 표면의 외부에 놓인다. 바람직하게는, 센서 어레이는, 팽창 가능한 튜브의 외측 표면의 외부에 놓인다. 바람직하게는, 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치는, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 외부와 물리적 접촉 상태에 놓인다. 물리적인 접촉은, 전기적으로 연결된 스위치와 팽창 가능한 튜브 사이에 위치되는 압력 집중기와 직접 또는 간접적일 수 있다.
하나 이상의 압력 집중기는 바람직하게, 압력 부재(pressure piece) 및 유지 부분(retaining portion)을 포함한다. 압력 부재는 바람직하게, 압력 센서와 팽창 가능한 튜브 사이에 위치된다. 유지 부분은 바람직하게, 힘을 수집하고 집중시키기 우ㅟ해 그리고 이를 하나 이상의 하류측 압력 센서로 보내기 위해, 압력 부재를 요구되는 위치에 유지한다. 유지 부분은, 압력 부재에 연결되는 압력 부재 커넥터 및 압력 집중기를 회로 기판에 고정하기 위한 회로 기판 고정 부재를 포함할 수 있다.
대안적으로, 압력 부재는, 하나 이상의 압력 집중기를 제자리에 유지하기 위한, 나선형 또는 코일형의 유지 부분에 부착될 수 있다. 하지만, 바람직하게는, 압력 부재 및 유지 부분은, 일체형 부재로 형성될 수도 있다.
바람직하게는, 압력 부재 커넥터는, 중앙의 종단부에서 압력 부재에 그리고 최외측 단부에서 회로 기판 고정 부재에 연결되는, 나선형 구조물이며, 이로써 고정 부재는, 회로 기판에 나사 체결되거나, 접착되거나, 또는 달리 부착될 수 있는, 플레이트일 수 있다. 바람직한 형태에서, 압력 집중기는, 중앙의 압력 부재를 형성하기 위해 절취되는 나선형 부분, 압력 부재를 둘러싸는 나선형 압력 부재 커넥터, 및 나선형 압력 부재 커넥터를 둘러싸는 회로 기판 고정 부재를 구비하는, 바람직하게는 가요성이지만 강성인 시트로 형성되는, 일체형 부재이다.
압력 집중기는 그래서, 스위치 상에의 압력 부재의 배치에 의해 그리고 회로 기판 고정 부재를 아래의 회로 기판에 고정함으로써, 고정될 수 있다.
바람직한 압력 집중기들은, 2개 이상의 압력 부재 및/또는 2개 이상의 유지 부분을 포함할 수 있으며, 압력 집중기는, 2개 이상의 압력 센서와 접촉 상태에 놓인다. 제1 압력 부재는, 2개 이상의 하류측 압력 센서의 감도 또는 압력 역치를 맞춤 설정(customize)하기 위해, 제2 압력 부재 또는 부가적 압력 부재보다 작은 표면적을 가질 수 있다. 이러한 실시예들에서, 단일 유형의 하류측 압력 센서가 이용될 수 있으며, 이로써 각 센서를 트리거하는 압력 역치는, 압력 부재의 크기, 밀도, 중량, 또는 표면적에 의해 결정된다.
특정 실시예들에서, 압력 집중기는, 2개 이상의 압력 부재가 상이한 크기들이도록 구성될 수 있으며, 그리고 보다 큰 표면적을 갖는 압력 부재가 펌프 헤드에 더 근접하게 위치되고 및/또는 보다 작은 표면적을 갖는 압력 부재가 펌프 헤드로부터 더 멀리 위치되도록 배치될 수 있다. 그러한 배치는, 압력 센서 어레이가 증가하는 압력 구배를 감지하는 것을 가능하게 하고, 이는 경미한 폐색을 나타낼 수 있거나 또는 임박한 폐색을 예방할 수 있다.
특정 실시예들에서, 집중기 블록들 또는 집중기 블록 홀더들은, 인쇄 회로 기판에 일체화되거나 결합되거나 고정될 수 있으며, 그리고 단일체형으로 또는 복수의 구성요소로 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 감지 장치는, 하나 이상의 압력 센서, 주입 라인, 하나 이상의 압력 집중기, 또는 펌프 헤드를 고정하거나 유지하기 위한 하우징을 포함할 수 있다. 하우징의 형상은, 하우징 내에 고정되는 각 구성요소의 형상에 대응할 수 있다. 하우징은, 하나 이상의 압력 센서, 주입 라인, 압력 집중기, 또는 펌핑 어셈블리를 하우징 내부에 고정하기 위한, 일체형 부재로서 형성될 수 있다.
대안적으로, 하우징은, 하나 이상의 압력 센서, 주입 라인, 중개 집중기, 또는 펌핑 어셈블리를 개별적으로 고정하기 위한 하나 이상의 부재로 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 감지 장치는, 일련의 3개의 하우징을 포함하고, 제1 하우징은 상류측 압력 센서를 내부에 고정하기 위한 상류측 압력 센서 하우징일 수 있으며, 제2 하우징은 펌프 헤드의 펌프 모터 및 롤러 어셈블리를 내부에 고정하도록 구성되는 펌프 헤드 하우징일 수 있으며, 그리고 제3 하우징은 압력 집중기들 및 하류측 압력 센서들을 내부에 고정하기 위한 하류측 압력 센서 하우징일 수 있다.
하우징은, 주입 라인을 통과시켜 고정하기 위한 하나 이상의 개구를 구비할 수 있다. 개구들은, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 섹션이 통과하여 상류측 또는 하류측 압력 센서들과 직접 또는 간접적으로 접촉 상태에 놓일 수 있도록, 형성될 수 있다. 소정 길이의 팽창 가능한 튜브는, 주입 라인과의 연결을 형성할 수 있고, 주입 라인은 다시, 롤러 어셈블리 둘레에 둘러싸이며 그리고, 롤러 어셈블리의 이동이 주입 라인을 압착하며 그리고 주입 백으로부터 유체를 밀어내도록, 배치될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 하나 이상의 압력 센서가, 롤러 어셈블리, 펌프 모터, 및 하나 이상의 하우징을 포함하는, 펌프 헤드 내에 제공될 수 있다. 펌핑 어셈블리는 회로 기판에 전기적으로 연결될 수 있다. 하나 이상의 압력 센서는, 펌프 헤드 내부에 구현될 수 있다. 펌프 헤드는, 하나 이상의 압력 집중기를 더 포함할 수 있다.
감지 장치가 펌프 헤드 내부에 배치되는 실시예들은, 3개의 하우징 부재를 포함할 수 있고, 제1 하우징 부재는 펌프 헤드에 대한 임의의 오염을 방지하기 위해 펌프 헤드의 롤러 어셈블리의 일부분을 고정할 수 있으며, 제2 하우징 부재는 롤러 어셈블리, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 섹션, 또는 하나 이상의 압력 센서를 고정할 수 있으며, 그리고 제3 하우징 부재는 펌프 모터를 내부에 고정하도록 구성될 수 있다. 하우징의 형상은, 롤러 어셈블리 또는 펌프 모터를 그 내부에 고정 또는 유지하기 위해, 이러한 구성요소들의 형상에 대응할 수 있다.
제2 하우징 부재는, 소정 길이의 팽창 가능한 튜브의 섹션이 그를 통해 진입 및 진출하는 것을 허용하기 위한, 하나 이상의 개구를 더 구비할 수 있다. 하나 이상의 압력 센서는, 주입 라인의 기준선 압력 변화를 감지하기 위해 제2 하우징 부재에 제공될 수 있다.
하나 이상의 압력 센서는, 의사에게 상류측 또는 하류측 폐색을 알리기 위한 알람에 연결될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 압력 센서는, 주입 라인 내의 검출된 압력 변화를 디스플레이하기 위한, 컴퓨터, 키패드, 터치스크린, 또는 전화와 같은, 디스플레이를 구비하는 디바이스에 연결될 수 있다.
본 발명은 지금부터, 상세한 설명에 개시된 예들 및 바람직한 실시예들과 함께 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 본 발명은, 많은 다른 형태로 실시될 수 있으며 그리고 본 명세서에 기재된 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이러한 실시예들은, 본 개시가, 면밀하고, 온전하며, 그리고 본 발명의 전체 범위 및 폭을 전달하도록, 단지 예시로서만 제공된다.
도 1은, 본 발명의 실시예들에 따른, 인쇄 회로 기판, 집중기, 및 3개의 돔형 스위치를 포함하는 감지 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치의 측면도를 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 분해된 감지 장치를 도시하고; 여기서 도 3a는 감지 장치의 상류측 및 하류측 스위치들의 사시도를 제공하고, 도 3b는 본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치의 집중기의 사시도를 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 주입 라인을 포함하는 감지 장치를 제공한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치의 상류측 하우징, 펌프 헤드 하우징, 및 집중기 하우징을 제공한다.
도 6은, 본 발명의 실시예들에 따른, 롤러 어셈블리, 모터(도시되지 않음), 및 펌프 헤드의 상부, 중간, 및 하부 하우징을 포함하는, 펌프 헤드를 제공한다.
여러 실시예가 도면들을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다. 예시적인 실시예들은, 본 발명의 특정 양태들 및 실시예들을 예시하기 위해 설명되는 것으로, 청구범위에 의해 한정되는, 그 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 기술분야의 통상의 기술자는, 뒤따르는 설명에 제공되는 다양한 특징들의 다수의 동등한 변형예들이 가능할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 1은 인쇄 회로 기판(200) 및 집중기(400)를 포함하는 감지 장치(500)의 바람직한 실시예를 도시한다. 인쇄 회로 기판(200)은, 그 위에 감지 장치(500)의 구성요소들을 수용하며 그리고 그들 사이에 전기적 연결을 제공하도록 구성된다. 인쇄 회로 기판(200)은, 상류측 돔형 스위치(210a), 가까운 하류측 돔형 스위치(210b), 및 먼 하류측 돔형 스위치(210c)(도시되지 않음)를 더 포함한다. 인쇄 회로 기판(200)의 일부분이, 펌프 헤드(300) 및 펌프 헤드 하우징(240)(도시되지 않음)을 내부에 수용하도록 성형되는, 절취부(220)를 포함한다. 절취부(220)는 상류측 스위치(210a)와 하류측 스위치들(210b 및 210c) 사이에 제공된다.
하류측 스위치들(210b 및 210c)은, 주입 라인(100)(도시되지 않음)에 의해 제공되는 소정 길이의 튜브 내에서 하류측 폐색을 감지하도록 제공되며, 그리고 상류측 스위치(210a)는, 주입 라인(100) 내의 상류측 폐색을 감지하도록 제공된다. 주입 라인(100)은, 상류측 스위치(210a) 및 하류측 스위치들(210b 및 210c)과 접촉 상태로 유지되며 그리고, 일단부에서 환자의 투여 세트와 연결하기 위한 커넥터를 갖도록 그리고 타단부에서 부가적 길이의 주입 라인을 갖도록, 양단부에서 종결된다. 상류측 스위치(210a)는, 상류측 폐색 센서가 정상 상태(nominal)일 때 눌리게 되며 그리고 상류측 폐색에 의해 야기되는 주입 라인 내의 진공의 발생 시 해제된다.
하지만, 하류측 스위치들(210b 및 210c)은, 하류측 폐색 센서가 정상 상태일 때 해제되며, 그리고 라인 내부의 압력의 축적에 의해 야기되는 주입 라인(100) 내의 팽출(bulge)의 발생 시 눌리게 된다. 집중기(concentrator)(400)는, 팽출하는 주입 라인들로부터 힘을 수집하고 하류측 스위치들(210b 또는 210c) 상에 집중시키도록 하류측 스위치들(210b 및 210c) 위에 배치되며, 그리고 그에 의해, 라인(100) 내의 작은 압력 증가를 검출하기 위한 하류측 스위치들(210b 또는 210c)의 감도를 향상시킨다.
도 2는 하류측 돔형 스위치들(210b 및 210c)이 집중기(400)와 인쇄 회로 기판(110) 사이에 개재되어 있는 감지 장치(500)의 측면도를 도시한다. 상류측 돔형 스위치(210a)는 주입 라인(100)(도시되지 않음)과 직접 접촉하는 가운데, 하류측 돔형 스위치들(210b 및 210c)은, 집중기(400)와 접촉하고, 집중기(400)는 다시 주입 라인(100)(도시되지 않음)과 접촉한다.
도 3a는 감지 장치(500)의 상류측 스위치(210a) 및 하류측 스위치들(210b 및 210c)의 사시도를 제공한다. 상류측 스위치(210a) 및 하류측 스위치들(210b 및 210c)은 돔형 스위치들의 제조 시에 일반적으로 사용되는 가요성 재료로 형성되고, 따라서 상류측 스위치(210a) 및 하류측 스위치들(210b 및 210c)은, 개별적으로 주입 라인(100)의 압력의 감소 또는 증가에 응답하여 해제되거나 눌려질 수 있다.
하류측 스위치들(210b 및 210c)은 하류측 폐색을 검출하기 위해 절취부(220)의 원위 단부에 인접하게 장착되며, 그리고 상류측 스위치(120a)는 상류측 폐색을 검출하기 위해 절취부(220)의 근위 단부에 인접하게 장착된다. 스위치들(210a, 210b, 및 210c)은 각각, 주입 라인 내에서 하류측 또는 상류측 폐색이 발생할 때 작은 압력 변화들을 감지하기 위해, 상이한 압력들에서 트리거하도록 설정되는 액추에이터를 갖는다.
상류측 스위치(210a)는, 단일 액추에이터를 가지며 그리고, 상류측 폐색의 경우에 예상되는 역치 압력에 대응하는 단일의 사전 결정된 압력 강하에서의 스위치의 해제 시에, 간단히 트리거된다. 하지만, 하류측 스위치들(210b 및 210c)은, 사전 설정된 제1 압력에서 액추에이터를 트리거하도록 부분적으로 눌려질 수 있거나 또는 사전 설정된 제2 압력에서 액추에이터를 트리거하도록 완전히 눌려질 수 있으며, 그에 의해 하류측 폐색이 발생하는 경우에 2개의 압력 역치를 검출할 수 있는, 이중 압력 스위치들이다.
따라서, 하류측 스위치들(210b 및 210c)의 어레이는, 압력의 구배 변화(gradient change)를 모니터링하기 위해, 예를 들면 폐색이 그 심각도가 증가하고 있는지 및 그에 따라 라인을 완전히 폐색할 위험을 나타내는지 여부를 확인하기 위해, 분석될 수 있는, 4개의 압력 역치를 감지할 수 있다. 대안적으로, 상이한 압력 역치들은, 상이한 이벤트들 또는 개입들(interventions)을 알릴 수 있다. 예를 들어, 제1 액추에이터에 의해 제1 압력 역치가 트리거되는 경우, 알람이 간호사에게 앞으로 5분 동안 환자를 모니터링하라고 알릴 수 있는 반면, 제4 액추에이터에 의해 제4 압력 역치가 트리거되는 것은 간호사 또는 의사에게 즉시 라인을 탈거하여 세척하라고 알릴 수 있다.
하류측 스위치들(210b 및 210c)의 액추에이터들은, 동일한 스위치들이며 그리고 동일한 압력 역치에서 트리거된다. 하지만, 스위치들(210b 및 210c)의 제1 및 제2 액추에이터가 트리거되는 사전 설정된 압력들은, 집중기(400)(도시되지 않음)에 의해 변경된다. 하류측 스위치들(210b 및 210c)은, 하류측 돔형 스위치들(210a 또는 210b) 상에 압력을 수집하고 집중시키는, 집중기(400)와 직접 접촉 상태에 놓인다. 집중기(400)는, 소형 집중기 블록(410a)과 대형 집중기 블록(410b), 및 블록 홀더(420)를 포함한다. 집중기 블록들(410a 및 410b)의 상대적인 크기는, 하류측 스위치들(210b 및 210c)의 사전 설정된 압력들의 상대적인 차를 결정한다. 예를 들어, 블록(410b)의 크기가 블록(410a)의 크기의 2배일 경우, 스위치(210c)의 제1 및 제2 액추에이터는, 스위치(210b)의 제1 및 제2 액추에이터의 압력 역치의 2배인 압력 역치에서 트리거된다.
도 3b는 감지 장치(500)의 집중기(400)의 사시도를 제공한다. 집중기(400)는, 2개의 블록(410a 및 410b) 및 소형 블록 홀더(420a)와 대형 블록 홀더(420b)를 더 포함하는 블록 홀더(420)를 포함하는, 일체형 부재로 형성되고; 여기서 블록들(410a 및 410b)은 그의 하부 표면들이 각각 하류측 스위치들(210b 및 210c)과 개별적으로 직접 접촉하도록 위치된다. 블록들(410a 및 410b)은 각각, 그의 상부 표면으로부터 힘을 수집하며 그리고 그 힘을 아래의 개개의 스위치들 각각에 집중시킨다. 집중기 블록들(410a 및 410b) 아래에 제공된 스위치들(210b 및 210c)은, 주입 라인 내부의 압력 증가에 보다 민감하며, 그리고 그에 따라 주입 라인(100) 내부의 압력 변화의 보다 정확한 검출을 제공한다.
하류측 스위치의 압력 감도는, 액추에이터의 압력 역치를 변경하거나 또는 접촉하게 되는 블록의 표면적을 변경함으로써 조정될 수 있다. 하류측 압력 스위치들(210b 및 210c)은, 동일한 유형의 돔형 스위치이지만, 블록들(410a 및 410b)은 각 스위치의 액추에이터의 유효 압력 역치를 변화시키기 위해 상이한 표면적들을 갖는다. 블록(410a)은 주입 라인(100)의 보다 낮은 압력 역치를 감지하기 위해 블록(410b)보다 더 큰 표면적을 가지며, 그리고 블록(410b)은 보다 높은 압력 역치들을 감지하기 위해 더 작은 표면적을 갖는다.
집중기(400)의 바람직한 실시예들에서, 블록들(410a 및 410b)은 각각 블록 홀더들(420a 및 420b)에 의해 제자리에 유지된다. 블록 홀더들(420a 및 420b)은, 일단부에서 각각 블록들(410a 및 410b)에 결합되며 그리고 타단부에서, 결국 블록들을 각각 제자리에 고정하기 위해 인쇄 회로 기판(200)에 고정되는, 집중기(400)에 결합되는, 나선형 절취부이다. 집중기(400)와 블록 홀더들(420a 및 420b)은, 스위치들(210b 및 210c)로부터 미끄러지거나 멀어지는 일 없이 하류측 스위치들(210b 및 210c)을 그들의 부분적인 또는 완전한 눌림 지점까지 균일하게 누르도록 배치된다.
도 4는 주입 라인(100)을 포함하는 감지 장치(500)를 도시한다. 라인(100)은, 라인(100)의 제1 단부가 약액이 담긴 주입 백에 연결되며 그리고 라인(100)의 제2 단부가 환자에게 연결되어 유체가 주입 백으로부터 환자에게 흘러갈 수 있도록 위치된다. 라인(100)은, 감지 장치(500)의 상류측 스위치(210a) 및 블록들(410a 및 410b)과 접촉하며 그리고 접촉을 유지하도록 위치된다.
감지 장치(500)의 작동 시, 모니터링되는 펌프는, 알려진 유량으로 작동하도록 설정된다. 투여되는 유체의 물리적 파라미터들(예를 들면, 점도)에 대한 주어진 유량에서의 주입 라인(100)의 기준선 압력이, 기준선 압력으로 설정된다. 주입 라인(100)의 임의의 폐색은, 주입 라인(100)의 기준선 압력에 변화를 초래하게 된다. 상류측 폐색은 주입 라인(100)이 오그라들거나 수축함에 따라 기준선 압력의 저하를 초래한다. 주입 라인(100)은 상류측 스위치(210a)와 직접 접촉하고 있으므로, 주입 라인(100)의 수축은 상류측 스위치(210a)를 해제시키고 음의 압력 변화(negative pressure change)를 나타내며, 그에 따라 상류측 폐색을 알리도록 한다.
주입 라인(100)의 하류측 폐색은, 주입 라인(100)을 팽창시키거나 팽출시킴에 따라, 기준선 압력의 증가를 초래하게 된다. 주입 라인(100)이 팽창함에 따라, 블록(410a) 상에 힘을 가하며, 이 힘은 블록의 표면적에 걸쳐 수집되어 하류측 스위치(210b)에 집중되며, 그에 의해 스위치(210b)를 눌러서 그의 액추에이터들 중 하나 또는 2개를 트리거하고, 그에 의해 하류측 폐색을 알리거나 또는 라인(100) 내의 하류측 폐색을 예방한다. 압력 스위치(210b)만이 트리거되는 경우, 기준선 압력의 추가적 증가가, 블록(410b) 및 스위치(210c)가 눌리게 되도록 그리고 스위치(210c)의 액추에이터들 중 하나 또는 2개를 트리거하도록 야기할 것이다.
상술한 바와 같이, 감지 장치(500)는, 4개의 상이한 액추에이터 중 어느 하나를 트리거함으로써, 라인(100) 내에서의 4개의 압력 역치를 검출할 수 있다. 서로에 대해, 이들 4개의 압력 역치는, 기준선 압력에 대한 압력의 정량적 측정을 효과적으로 제공할 수 있으며, 또 압력의 정량적 변화가 시간의 경과에 따라 감지될 수 있다. 이러한 감지는, 폐색의 가능성 또는 환자에 대한 폐색의 영향의 심각도를 선제적으로 나타낼 수 있다.
도 5는 주입 라인(100)을 상류측 및 하류측 폐색 감지를 위한 제자리에 유지하는 여러 하우징 구성요소를 도시한다. 상류측 하우징(230)은, 주입 라인(100)을 수용하도록 성형되며, 그리고 라인(100)을 상류측 압력 스위치(210a)(도시되지 않음) 상의 제자리에 유지하기 위해 펌프의 상류에서 인쇄 회로 기판(200)에 고정된다. 펌프 헤드 하우징(240)과 집중기 하우징(250)이, 주입 라인(100)을 수용하도록 성형되며, 그리고 라인(100)을 펌프 헤드 내의 제자리에 및 펌프의 하류에서 하류측 압력 스위치들(210b 및 210c)(도시되지 않음) 상의 제자리에 유지하도록 인쇄 회로 기판(200)에 고정된다. 집중기 하우징(250)은, 집중기 블록들(410a 및 410b)과 블록 홀더(420a)를 하우징 아래 및 하류측 압력 스위치들(210b 및 210c) 상에 고정하도록 구성된다.
특정 실시예들에서, 하우징 부재들(230, 240, 및 250)은, 인쇄 회로 기판 또는 외부 하우징과 통합될 수 있거나 또는 이들의 외부에 있을 수 있는, 이에 국한되는 것은 아니지만, 장착 플레이트들, 브래킷들, 지지체들, 및 접착제들을 포함하는 주입 라인(100)을 고정하는 대안적인 수단으로 대체될 수 있다. 이러한 부재들은, 하우징 부재들(230, 240, 및 250)의 임의의 조합 또는 모두를 대체하기 위해 개별적으로 또는 단일 부재로 형성될 수 있다.
상류측 하우징(230)은, 하우징의 대향 단부들에 위치되는 입구 개구(230a) 및 출구 개구(230b)를 구비한다. 입구 개구(230a)는, 라인(100)이 감지 장치(500) 내의 원하는 위치에 배치될 수 있도록 구성된다. 라인(100)은, 제1 개구(230a)를 통해 진입하여, 상류측 스위치(210a)를 통과한 다음, 출구 개구(230b)를 통해 빠져나갈 수 있다.
펌프 헤드 하우징(240),은 회로 기판(200)의 절취부(220) 내부에 조립된다. 펌프 헤드 하우징(240)은, 내부에 롤러 어셈블리(310)를 수용하여 고정하도록 성형되는 롤러 어셈블리 홀더(241)를 포함한다. 롤러 어셈블리 홀더(241)는, 내부에 롤러 어셈블리(310)를 수용하기 위한 개구부(241a) 및 롤러 어셈블리(310)를 내부에 고정하는 릿지들(ridges)을 포함하는, 절취 부분(cutaway portion)을 포함한다. 펌프 헤드(300)의 롤러 어셈블리(310)는, 약액을 포함하는 라인을 압착하여 주입 백으로부터 약액을 인입하고, 포획된 유체를 짜내며, 그리고 이를 라인(100)의 배출 단부를 통해 운반한다.
롤러 어셈블리 홀더(241)는, 내부에 펌프 헤드(300)의 펌프 모터(320)를 고정하기 위한 모터 홀더(242)에 부착된다. 모터 홀더(242)는, 모터 홀더(242)의 하부 표면이 또한 롤러 어셈블리 홀더(241)의 상부 표면이 되도록 형성된다. 구멍이, 샤프트가 그 내부의 펌프 헤드의 롤러 어셈블리(310)와 모터를 연결하는 개구를 통과하는 것을 허용하도록, 모터 홀더(242)의 저면 부분을 통해 형성된다.
롤러 어셈블리 홀더(310)는, 입구 개구(310a) 및 출구 개구(310b)를 더 구비하고, 여기서 입구 개구(310a)는 주입 라인(100)을 수용하도록 구성되며 그리고 주입 라인(100)은 이어서 롤러 어셈블리(310)를 지나도록 연장된다. 라인(100)은, 롤러 어셈블리(310)의 둘레로 연장되고, 이곳에서 주입 백으로부터 약액을 인입하도록 압착되며 그리고 환자에게 유체를 운반하도록 짜내게 된다. 라인(100)은, 최종적으로 출구 개구(310b)를 통과한다.
집중기 하우징(250)은, 블록들(410a 및 410b), 집중기(400)의 블록 홀더(420a), 하류측 스위치들(210b 및 210c), 및 주입 라인(100)을 내부에 고정하도록 구성된다. 집중기 하우징(250)은, 입구 개구(250a) 및 출구 개구(250b)를 구비하고, 입구 개구(250a)는 롤러 어셈블리의 출구 개구(310b)로부터 나오는 주입 라인(100)을 수용하도록 구성된다. 라인(100)이 입구 개구(250a)로 들어가면, 라인(100)이 블록들(410a 및 410b)과 직접 접촉하도록 집중기(400) 위를 지나간다. 라인(100)은 이어서 출구 개구(250b)를 통해 빠져나가게 된다. 출구 개구(250b)는, 환자와 연결되는 라인(100)의 배출 단부이다.
약액이 담긴 주입 백이, 라인(100)의 일단부에 연결된다. 라인(100)의 타단부는, 상류측 스위치 하우징(230)의 입구 개구(230a)를 통과하여 상류측 스위치(210a)와 접촉하도록 배치된다. 이는, 상류측 스위치 하우징의 출구 개구(230b)를 통과하여 롤러 어셈블리의 입구 개구(310a)를 통해 롤러 어셈블리(310)로 들어간다. 라인(100)은, 롤러 어셈블리(310)에 감겨지며, 따라서 롤러들의 이동은, 라인(100)을 통해 약액을 인입할 수 있다. 라인(100)은 이어서, 롤러 어셈블리의 출구 개구(310b)를 통과하며, 그리고 집중기 하우징의 입구 개구(250a)를 통해 집중기 하우징(250) 내부에 배치된다. 라인(100)은, 블록들(410a 및 410b) 위에 위치되며 그리고 집중기 하우징의 출구 개구(250b)를 통과하고, 이곳에서 라인의 타단부가 환자에게 연결된다.
펌프가 작동 중일 때, 펌프 모터(320)는, 롤러 어셈블리(310)를 알려진 속도로 회전시킨다. 롤러 어셈블리(310)의 회전은, 라인(100)을 압착하며, 그에 의해 주입 백으로부터 약액을 인입하여 환자에게로 이동시키도록 라인(100) 내에 압력차를 생성하도록 한다.
펌프 헤드(300)와 유체 컨테이너 사이에서 연장되는 라인(100)이 폐색되는 경우, 펌프의 작동은, 라인(100) 내의 기준선 압력의 강하에 의해 분명해지는, 라인 내부의 진공을 초래한다. 압력 변화는, 라인(100)이 수축하여 상류측 스위치(210a)를 해제시키도록 야기한다. 상류측 스위치(210a)가 해제될 때, 라인(100)의 상류측 폐색을 알린다.
펌프 헤드(300)와 환자 사이에서 연장되는 라인(100)이 폐색되는 경우, 라인(100) 내부의 기준선 압력이 증가하여, 라인(100)에 팽창 또는 팽출(bulge)을 초래하도록 한다. 라인(100)의 팽창된 부분은, 블록(410a)에 압력을 가하고, 이는, 그의 제1 액추에이터까지 하류측 스위치(210b)를 누르도록, 하류측 스위치(210b)에 집중된다. 기준선 압력의 추가적 증가는, 하류측 스위치(210b)가 그의 제2 액추에이터까지 더 눌리도록 야기할 것이다. 기준선 압력이 이보다 더 증가하면, 라인(100)의 팽창은, 추가로 블록(410b)이 하류측 스위치(210c)에 그의 제1 액추에이터까지 압력을 가하는 것을 야기하도록 증가한다. 기준선 압력의 추가적 증가는, 하류측 스위치(210c)가 그의 제2 액추에이터까지 눌리도록 야기할 것이고, 이에 의해 하류측 폐색의 추가적 변화를 알리도록 한다.
스위치(210b 또는 210c)가 그의 제1 또는 제2 액추에이터까지 눌리게 되면, 전기 회로를 닫기 위해 회로 기판(200)과의 전기 접촉을 생성한다. 그러면, 신호가, 라인(100) 내의 있을 수 있는 폐색을 나타내는 청각적 알람을 통해 송신된다.
도 6은 롤러 어셈블리(310), 모터(320)(도시되지 않음), 및 상부 하우징(301), 중간 하우징(302), 및 하부 하우징(303)을 포함하는, 펌프 헤드(300)를 도시한다. 롤러 어셈블리(310)는, 주입 라인(100)의 일단부로부터 타단부로 약액을 이동시키도록 회전되는, 3개의 롤러(340)를 더 포함한다. 롤러들의 회전은, 모터(320)에 의해 제어되며, 3개의 롤러와 모터(320)는 샤프트를 통해 연결된다. 롤러 어셈블리(310)와 모터(320) 양자 모두는, 펌프 헤드 하우징 내부에 둘러싸인다.
펌프 헤드 하우징은, 3개의 개별 부재로서 제공되고, 제1 부재는 롤러 어셈블리(310)의 상부 부분에 대한 커버를 제공하는 상부 하우징(301)을 형성한다. 상부 하우징(301)은 중간 하우징(302)에 조립되도록 성형된다.
제2 부재는 롤러 어셈블리(310)를 내부에 유지 및 고정하기 위한 중간 하우징(302)을 형성한다. 중간 하우징(302)은, 2개의 개구, 즉 진입 개구(aperture-in)(302a) 및 진출 개구(aperture-out)(302b)를 구비하고, 진입 개구(302a)는 롤러 어셈블리(310) 내로 라인(100)을 수용하도록 성형되며 그리고 진출 개구(302b)는 라인이 이를 통해 빠져나갈 수 있도록 성형된다.
돔형 스위치(330)가, 라인(100)의 폐색을 감지하기 위해 중간 하우징(302)의 내부에 제공된다. 돔형 스위치(330)는, 2개의 액추에이터를 구비하는 촉각 센서로서 기능하고, 여기서 각 액추에이터는 라인(100)의 상이한 압력 역치들을 검출하기 위해 상이한 압력 값들로 설정된다. 라인이 중간 하우징의 진입 개구(302a)에 진입할 때, 돔형 스위치(330)와 직접 접촉하도록 롤러 어셈블리(310)의 둘레에 위치된다. 회로 기판(305)이, 펌프 헤드에의 전기적 연결을 제공하기 위해, 중간 하우징의 외부에 제공된다.
하부 하우징(303)을 형성하는 제3 부재는, 내부에 모터(320)를 고정하기 위해 제공된다. 하부 하우징(303)은, 중간 하우징(302)의 하부 표면에 부착된다. 하부 하우징(303)의 상부 표면은, 중간 하우징(302)으로부터 샤프트를 수용하여 이를 내부에 유지하기 위한 개구를 포함한다. 모터(320)는, 작동 중에 롤러 어셈블리(310)가 회전할 수 있도록 하는 샤프트에도 또한 연결된다.
작동 중일 때, 하부 하우징(303)의 모터는, 중간 하우징(302)의 롤러 어셈블리(310)를 회전시킨다. 각 롤러는, 컨테이너로부터 약액을 인입하고 이동시키기 위해, 라인(100)을 압착한다. 약액은 이어서, 라인(100)을 통하여 환자에게 전달도록 허용된다. 폐색이 발생하는 경우, 본 발명의 상기 실시예들에서 설명된 바와 같이, 기준선 압력의 변화는, 폐색 이벤트를 알리도록, 라인(100)이 수축하고나 팽창하도록 야기한다.
펌프 압력 스위치(330)가 트리거되면, 전기 회로를 닫기 위해 회로 기판(305)과의 전기 접촉을 생성한다. 그러면, 신호가, 라인(100)에서의 폐색 가능성을 나타내는 가청 알람으로서 송신된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은, 용어 "스위치(switch)", 또는 "스위치들(switches)"과 같은 그의 복수형 또는 변형형, 또는 "압력 스위치(pressure switch)"와 같은 파생 용어들의 사용은, 하나 이상의 전기 회로 연결을 이루거나 차단하는 임의의 구성요소를 포함하는 것으로 이해된다는 것이 이해될 것이다.
특히, 용어 "압력 스위치" 또는 그의 복수형 또는 파생 용어들의 사용은, 스위치의 작동 기준이 하나 이상의 압력 역치를 초과하는 그 압력의 증가 또는 감소를 포함하는 임의의 스위치를 포함한다는 것이 이해될 것이다.
압력 스위치들과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 "작동 역치(actuation threshold)"라는 용어, 또는 "작동 역치들(actuation thresholds)"과 같은 그 복수형 또는 변형형, 또는 파생 용어들의 사용은, 스위치가 작동하는 작용 압력을 규정하는 압력 스위치의 물리적 특성을 가리키는 것으로 이해된다는 것이 이해될 것이다. 이러한 물리적 특성은, 압력 스위치의 구성, 예를 들면 압력 스위치의 재료의 조성, 물리적 형상, 재료들의 두께 또는 밀도 등의 조합에 의해 결정된다.
본 명세서 전체에 걸쳐, "포함하다(comprise)"라는 단어, 또는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"과 같은 변형형들은, 명시된 요소, 정수, 또는 단계, 또는 요소들, 정수들, 또는 단계들의 그룹의 포함을 의미하는 것으로 이해될 것이나, 다른 요소, 정수, 또는 단계, 또는 요소들, 정수들, 또는 단계들의 그룹의 배제를 의미하지는 않는 것으로 이해된다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 감지 장치의 2개의 특정 구성요소를 연결하기 위해 사용되는 구체적인 연결 또는 부착 메커니즘들 또는 방법들은, 필요에 따라 감지 장치의 다른 구성요소들을 연결하는 데에도 이용될 수 있다는 것이 이해된다.
본 명세서에 기재된 다양한 구성요소들은, 예를 들면, 플라스틱, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론과 같은 플라스틱 수지, 복합 재료, 또는 고무를 포함하는 다양한 재료들 중 어느 하나, 또는 필요에 따라 예를 들면, 임의의 다른 재료로 제작될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 감지 장치는, 폴리에틸렌과 같은 플라스틱 수지로 사출 성형에 의해 제작될 수 있다. 하지만, 본 발명의 감지 장치가 의료 기기에 사용되는 경우, 안전한 재료의 고려가 감안되어야 함을 이해해야 한다. 본 발명의 감지 장치는, 유체들의 흐름의 임의의 제한을 검출하기 위해 임의의 다른 폐쇄 유체 시스템들에 사용될 수 있다.
다양한 제작 기법들이, 본 명세서에 기재된 장치들 및 구성요소들을 제작하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 적절한 사출 성형과 다른 성형 기법들 및 다른 제조 기법들이, 이용될 수 있다. 또한, 장치들의 다양한 구성요소들은 특히, 성형 구성 기법들을 사용할 때 필요에 따라, 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 장치들의 다양한 구성요소들은, 부재들(pieces: 단품들)로 형성되어 적절한 접착제에 의해서와 같이 모종의 방식으로 서로 연결될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다양한 장치들 및 장치들의 구성요소들은, 필요에 따라 다양한 크기 및/또는 치수로 제공될 수 있다. 적절한 크기 및/또는 치수는, 연결 구성요소들의 사양 또는 사용 분야에 따라 달라지는데, 이들은 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예와 관련하여 설명된 특징들, 요소들, 및/또는 특성들은, 필요에 따라 본 발명의 다른 실시예들에도 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 본 발명의 효과는, 이상에서 언급한 효과로 국한되지 않으며, 본 명세서에서 언급되지 아니한 다른 효과는 본 개시내용 및 첨부된 청구범위로부터 본 기술분야의 통상의 기술자에게 분명해질 것이라는 것이 또한 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 예시의 목적으로 개시되었으나, 본 기술분야의 통상의 기술자는, 본 개시내용 및 첨부된 청구범위의 범위 및 사상으로부터 일탈함이 없이, 다양한 수정, 추가, 및 대체가 가능함을 이해할 것이다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "위에", "접촉하는", "물리적 접촉 상태에 놓이는" 또는 "내부에" 있는 것으로 언급되는 경우, 그 요소 또는 층은, 다른 요소 또는 층 또는 개재하는 요소들 또는 층들 바로 위에 또는 내부에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대조적으로, 요소가 다른 요소 또는 층의 "바로 위에", "직접 접촉하는", "물리적으로 직접 접촉하는" 또는 "직접 내부에" 있는 것으로 언급되는 경우에는, 개재하는 요소들 또는 층들이 존재하지 않는다.
본 명세서에 사용되는 경우, "및/또는"이라는 용어는, 관련된 나열된 항목들 중 하나 이상의 임의의 모든 조합을 포함한다.
제1, 제2, 제3 등의 용어들이 본 명세서에서 다양한 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용될 수 있으나, 이들 요소, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것이 이해될 것이다, 이들 용어는, 하나의 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션을 다른 영역, 층, 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 그래서, 제1 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션은 본 발명의 교시로부터 일탈함이 없이 제2 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션으로 명명될 수 있다.
"하부", "상부", "상단", "하단", "좌", "우" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들이, 도면들에 도시된 하나의 요소 또는 특징부와 다른 요소(들) 또는 특징부(들)의 관계를 설명하기 위해 설명의 용이함을 위해, 본 명세서에서 사용될 수 있다. 위에 제공된 것들과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은, 다른 특징부의 공간적 한정에 대한 하나의 특징부의 관계를 한정하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에 묘사된 도시된 배향에 더해, 사용 또는 작동 중인 구조들의 상이한 배향들을 포함하도록 의도하고 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 도면들에서 장치가 뒤집힌 경우, 다른 요소들 또는 특징부들에 대해 "하부"로 기재되어 있는 요소들은 다른 요소들 또는 특징부들에 대해 "상부"로 배향되게 된다. 그래서, "하부"라는 예시적인 용어는 위와 아래의 배향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 달리 배향(90도 회전 또는 다른 배향으로)될 수도 있으며 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술자(descriptors)는 그에 따라 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는, 특정 실시예들을 설명하는 것만을 목적으로 하며 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에 사용되는 경우, 단수형들("a", "an" 및 "the")은 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수형도 포함하는 것을 의도하고 있다. "포함하는(including, comprises, 및/또는 comprising)"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 명시된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 및/또는 구성요소들의 존재를 명기하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.
본 설명의 실시예들은, 예를 들면, 본 설명의 바람직한 실시예들(및 중간 구조들)의 개략도들인 도면들 및/또는 단면도들을 참조하여 여기에 설명되어 있다. 그래서, 예를 들면 제조 기법들 및/또는 허용 오차들의 결과로 도면들의 형상들로부터 변동이 예상된다. 따라서, 본 설명의 실시예들은 본 명세서에 예시된 구성요소들의 특정 형상들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 예를 들면 제조로부터 발생하는 형상들의 편차를 포함해야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 (기술 및 과학 용어들을 포함하는) 모든 용어는, 본 설명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것들과 같은 용어들은, 관련 기술의 맥락에서의 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않는 한 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다.
본 명세서에서의 "일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 언급은 해당 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이, 본 설명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서의 다양한 곳에서의 이러한 문구들의 출현은, 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 또는 특성이 임의의 실시예와 관련하여 설명될 때, 실시예들 중 다른 것들과 관련하여 이러한 특징, 구조, 또는 특성을 달성 및/또는 사용하는 것은 본 기술분야의 통상의 기술자의 범위 내에 있다.
실시예들은 또한, 위에 개시된 요소들 중 어느 하나 또는 전부를 사용하는 방법들 및 제조하는 방법들을 포함하거나 달리 커버하도록 의도하고 있다.
본 발명이 구체적인 실시예들에 관해 위에서 설명되었으나, 본 발명은 이들 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 교시를 숙독하면, 본 발명의 많은 수정 및 다른 실시예들이 본 발명이 속하며 본 개시내용 및 첨부된 청구범위 양자 모두에 의해 커버되는 것이 의도되고 또한 커버되는 기술분야의 통상의 기술자에게 머리 속에 떠오를 것이다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물은, 참고로 본 명세서에 편입된다. 본 명세서에 포함된 문서들, 행위들, 자료들, 장치들, 물품들 등에 대한 모든 논의는, 본 발명의 맥락을 제공하는 것만을 목적으로 한다. 이들 중 어느 하나 또는 전부가 본 출원의 각 청구항의 우선일 이전에 호주 또는 다른 곳에 존재하였으므로 본 발명과 관련된 분야에서 선행 기술 베이스라인의 일부를 형성하거나 통상의 일반 지식이었다는 것을 인정하는 것으로 받아들여서는 안 된다.
본 발명의 범위는, 본 명세서 및 첨부 도면의 개시내용에 의거하는 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 첨부된 청구범위 및 그 법적 균등물의 적절한 해석 및 구성에 의해 결정되어야 한다는 것이 실로 의도된다.

Claims (14)

  1. 일회용 의료 기기용 감지 장치로서,
    사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력에서 작동하도록 구성되는 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치를 그 위에 장착하기 위한 지지 표면을 갖는, 지지 구성요소; 및
    자체를 통해 유체를 통과시키기 위한 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브로서, 상기 지지 표면에 고정되며 그리고 고정 수단에 의해 상기 전기적으로 연결된 스위치들과 물리적 접촉 상태에 놓이는 것인, 팽창 가능한 튜브
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치는, 상기 팽창 가능한 튜브의 팽창을 감지하도록 구성되는 센서 어레이를 형성하는 것인, 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치는, 사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력에서 작동하도록 구성되는 2개 이상의 압력 작동 역치(pressure actuation threshold)를 갖는, 하나 이상의 압력 스위치를 포함하고,
    상기 센서 어레이의 상기 사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력은, 상기 팽창 가능한 튜브의 팽창 시에 상기 2개 이상의 압력 작동 역치에서 계단형 출력을 제공할 수 있는 것인, 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    사전 설정된 제1 압력 및 사전 설정된 제2 압력에서 작동하도록 구성되는 2개 이상의 압력 작동 역치를 갖는 압력 스위치를 포함하는 것인, 감지 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    제1 압력 스위치,
    제2 압력 스위치, 및
    상기 제2 압력 스위치와 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브의 일부분 사이에 배치되는 압력 집중기(pressure concentrator)로서:
    상기 압력 집중기는, 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브의 상기 일부분과 물리적 접촉 상태에 놓이는 상부 표면, 및
    상기 제2 압력 스위치와 물리적 접촉 상태에 놓이는 하부 표면을 가지며,
    상기 압력 집중기는, 상기 팽창 가능한 튜브의 팽창으로부터의 압력을 상기 제2 압력 스위치에 집중시키도록 성형되는 것인, 압력 집중기
    를 포함하고,
    상기 집중기는, 상기 제2 압력 스위치의 상기 압력 작동 역치를 상기 사전 설정된 제2 압력으로 변조하도록 구성되는 것인, 감지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 압력 스위치 또는 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브의 상기 일부분과 물리적 접촉 상태에 놓이는 상기 압력 집중기의 배치를 유지하도록 구성되는, 압력 집중기 홀더를 포함하는 것인, 감지 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 압력 스위치 또는 상기 제2 압력 스위치 중 하나는, 2개 이상의 압력 작동 역치를 가지며 그리고 사전 설정된 제3 압력에서 작동하도록 구성되는 것인, 감지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    압력 작동해제 역치(pressure deactuation threshold)를 가지며, 그리고 상기 팽창 가능한 튜브의 수축 시에 부가적 사전 설정된 압력에서 작동해제하도록 구성되는, 적어도 하나의 부가적인 전기적으로 연결된 스위치를 포함하는 것인, 감지 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 지지 구성요소는, 인쇄 회로 기판을 포함하고,
    상기 지지 표면은, 상기 인쇄 회로 기판의 표면에 의해 제공되며, 그리고
    상기 압력 집중기 홀더는, 상기 인쇄 회로 기판과 일체형으로 형성되는 것인, 감지 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정 수단은, 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브의 적어도 하나의 섹션을 그 내부에 배치하기 위한 캐비티(cavity)를 한정하는, 튜브 하우징, 및 상기 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치와 물리적 접촉 상태에 놓이는 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브의 일부분의 배치를 유지하기 위해 상기 튜브 하우징을 상기 지지 표면에 고정하기 위한, 체결구 또는 결합제(bonding agent)를 포함하는 것인, 감지 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 튜브 하우징은, 외부 표면과 내부 표면을 구비하는 벽을 포함하고,
    상기 벽은, 종방향으로 연장되며, 상기 벽의 내부 표면은, 그 내부에 종방향으로 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브의 적어도 하나의 섹션을 배치하기 위한 종방향 캐비티를 한정하며,
    상기 벽은, 상기 팽창 가능한 튜브가 그를 통해 통과하는 것을 허용하도록 구성되는 개구부 내의 상기 종방향 캐비티의 대향 단부들에서 종결되고,
    상기 벽은, 상기 벽의 2개의 서도 등지는 종방향 에지의 길이를 따르는 적어도 하나의 돌출부를 구비하며,
    상기 벽의 내부 표면의 일부분이, 상기 돌출부들에서, 상기 지지 표면과 접촉하며 그리고 상기 지지 표면에 고정되는 것인, 감지 장치.
  11. 일회용 의료 기기의 의료용 주입 라인 내부의 압력 변화를 검출하기 위한 방법으로서,
    제1항에 따른 감지 장치를 획득하는 단계;
    상기 의료용 주입 라인을 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브와 연결하는 단계;
    유체를 상기 의료용 주입 라인 및 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브를 통해 통과시켜, 상기 의료용 주입 라인 내부에서의 상기 유체의 압력을 변화시키는 단계;
    상기 팽창 가능한 튜브를 팽창 또는 수축시키는 단계;
    상기 팽창 가능한 튜브에 의해 전기적으로 연결된 스위치에 압력을 가하는 단계;
    사전 설정된 압력에서 작동 또는 작동해제되도록, 압력 작동 또는 작동해제 역치에 도달하기에 충분한 압력을 가하는 단계; 및
    상기 압력 작동 또는 작동해제 역치에서 작동 또는 작동해제를 출력하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    추가적 압력 작동 역치에 도달하기에 충분한 압력을 가하는 단계;
    추가적 사전 설정된 압력에서 작동시키는 단계; 및
    계단형 출력을 제공하기 위해 상기 추가적 압력 작동 역치에서 추가적 작동을 출력하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 의료용 주입 라인의 폐색을 예방하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
  14. 제1항에 따른 감지 장치를 제조하는 방법으로서,
    그 위에 장착되는 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치를 구비하는 지지 구성요소;
    정해진 길이의 팽창 가능한 튜브; 및
    고정 수단
    을 획득하는 단계;
    상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브를 상기 하나 이상의 전기적으로 연결된 스위치와 물리적인 접촉 상태로 유지하는 단계; 및
    상기 고정 수단을 상기 지지 표면에 고정함으로써 상기 정해진 길이의 팽창 가능한 튜브를 상기 지지 구성요소에 고정하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
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