KR20220025421A - 온도센서 및 습도센서를 구비하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 의료기관에서 환자들에게 산소를 공급하기 위한 인공호흡기(120)에 구비되어 환자에게 공급되는 호흡가스의 적절한 온도와 습도를 유지하기 위하여 온도센서(12)와 습도센서(15)를 포함하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)에 관한 것이다.

Description

온도센서 및 습도센서를 구비하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템 {Breathing circuit system for a ventilator including temperature sensor and humidity sensor }
본 발명은 의료기관에서 환자들에게 산소가 포함된 호흡가스를 공급하기 위한 인공호흡기(ventilator)에 구비되어, 상기 호흡가스의 적절한 온도와 습도를 제어하기 위한 온도센서와 습도센서를 구비하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 중환자의 경우 수술실이나 병실 벽면에 매립되어진 가스공급장치 및 인공호흡기를 통해 환자에게 산소가 포함된 호흡가스를 공급하게 된다.
상기 인공호흡기를 통해 환자에게 공급되는 호흡가스는 차고 건조한 가스로 이루어지는데, 이는 환자에게 저체온증을 일으키는 원인이 될 수 있다. 특히 수술이 필요한 환자나 중환자의 경우에는 면역력이 저하된 상태이므로 저온이면서 건조한 가스를 지속적으로 주입할 경우에 많은 문제를 일으킬 수 있게 된다.
따라서, 현재는 호흡가스의 공급라인상에 의료용온습도조절기를 장착하여 무균처리된 증류수를 가열하여 기화시킴으로써, 상기 호흡가스의 온도 및 습도를 높인 상태에서 호흡회로를 이용하여 환자에게 주입하는 방식이 사용된다.
즉, 중환자실에서 환자들에게 기계적으로 산소가 포함된 호흡가스를 공급하는 경우, 상기 호흡가스를 공급받는 환자는 호흡회로에 의해서 인공호흡기(ventilator)와 연결된다. 이때 환자에게 제공되는 호흡가스는 온도 및 습도가 환자의 생리학적 요구에 맞춰져야 하기 때문에, 인공호흡기용 가습기(humidifier for ventilator)는 흡기튜브(inhalation tube)에 배치되어 호흡가스가 따뜻해지고 습기(humidity)를 머금도록 처리하게 된다. 이에 따라 인공호흡기용 가습기는 통상적인 방식으로 증류수로 채워진 액체 용기를 포함하고, 흡기튜브에 통상적으로 열선을 포함하는 전기튜브히터들과 함께 제공된다.
상기와 같은 호흡회로에 대한 종래기술을 살펴보면, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0146262호(2014. 12. 26.)에는 연결구, 흡입구 및 배기구가 형성된 분배기와; 상기 분배기의 상기 연결구에 연결되어 환자 측에 연결되는 연결 튜브와; 상기 분배기의 상기 배기구에 연결되어 환자의 호흡 가스가 배기되는 배기튜브와; 일측이 상기 분배기의 상기 흡입구에 연결되는 제1 흡입 튜브와, 제2흡입 튜브를 갖는 흡입부와; 일측에 상기 제1 흡입 튜브의 타측이 연결되고 타측에 상기 제2 흡입 튜브가 연결되어 상기 제1 흡입 튜브와 상기 제2흡입 튜브를 연통하며, 상기 제2 흡입 튜브 및 상기 제1 흡입 튜브를 통해 흡입되는 호흡 가스를 가열하는 가온모듈을 포함하는 호흡 유도 장치가 개시되어 있고, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0131578호(2014. 11. 13.)에는 튜브 부분, 상기 튜브 부분에 연결될 수 있는 커플링 부분, 상기 커플링 부분에 연결될 수 있는 연결 부분과 함께 제공되고; 상기 연결 부분은 호스(hose) 또는 장치에 연결가능하고, 여기서 가스 혼합물을 여과하기 위한 필터 요소는 상기 커플링 부분과 연결 부분 사이에 배치되고, 커플링 부분)은 내장된 제 1 전기 가열 장치를 포함하는 호흡회로가 개시되어 있다.
그런데 상기 종래기술에 따른 호흡회로는 열선에 의해 가열된 호흡가스를 환자에게 공급하게 되고, 이때 상기 호흡가스에 포함된 습도는 직접적으로 측정이 불가하여 추정하여 환자에게 공급하게 된다. 이에 따라 환자에게 공급되는 호흡가스의 습도에 대한 정확한 측정이 불가하고, 또한 제어가 불가능하게 된다. 따라서 환자에게 적절한 온도 및 습도를 유지하는 호흡가스를 공급하는 것이 불가능하여 인공호흡의 안정성에 문제가 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 환자에게 공급되는 호흡가스의 온도와 습도를 정확하게 측정함으로써, 온도와 습도가 적절하게 제어된 호흡가스를 환자에게 안정적으로 공급할 수 있는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 구비하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)은, 흡기튜브(10)를 통해 호흡가스를 공급하는 온도습도조절장치(50); 상기 온도습도조절장치(50)의 내부에 구비되어 증류수를 충진하는 증류수 카트리지; 상기 증류수를 수증기로 기화시키는 히터플레이트; 상기 온도습도조절장치(50)의 상부에 구비되는 흡기튜브(10) 및 호기튜브(20); 상기 흡기튜브(10)에 내장되는 열선(32); 상기 열선(32)의 일측에 구비되는 온도센서(12) 및 습도센서(15); 및 상기 온도습도조절장치(50)를 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 온도습도조절장치(50)의 상부에는 호흡가스가 인입되는 인입포트(52)와, 상기 호흡가스가 인출되는 인출포트(55)가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 흡기튜브(10)는 상기 인입포트(52)와 체결되는 제 2 튜브(19)와, 인출포트(55)와 체결되는 제 1 튜브(17)로 구성되며, 상기 온도습도조절장치(50)는, 호흡가스의 공급량, 압력, 호흡수, 산소농도, 흡기유속 및 흡기시간을 제어하며, 상기 흡기튜브(10) 및 호기튜브(20)는 가요성 및 신축성을 갖는 주름관인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 호흡회로(25)의 일측에 구비되는 온도센서(12)와 습도센서(15)에 의해 환자에게 공급되는 호흡가스의 온도 및 습도의 정확한 측정이 가능하게 됨으로써, 환자에게 공급되는 호흡가스에 균일한 온도유지 및 습도유지가 가능하게 되는 효과를 갖는다. 또한, 환자에게 공급되는 호흡가스의 온도와 습도를 적절하게 제어함으로써, 과다 가습을 방지하고 호흡가스의 안정성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)의 개략적인 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 호흡회로(25)의 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 흡기튜브(10)의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 포함하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하기로 한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 호흡회로(25)의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 흡기튜브(10)의 단면도이다.
본 발명에 따른 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 구비하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)은, 흡기튜브(10)를 통해 호흡가스를 공급하는 온도습도조절장치(50); 상기 온도습도조절장치(50)의 내부에 구비되어 증류수를 충진하는 증류수 카트리지(미도시); 상기 증류수를 수증기로 기화시키는 히터플레이트(미도시); 상기 온도습도조절장치(50)의 상부에 구비되는 인입포트(52) 및 인출포트(55); 상기 인입포트(52)와 인출포트(55)에 체결되는 흡기튜브(10); 환자의 호흡을 인공호흡기(120)로 배출하는 호기튜브(20); 상기 흡기튜브(10)에 내장되는 열선(32); 상기 열선(32)의 일측에 구비되는 온도센서(12) 및 습도센서(15); 및 상기 온도습도조절장치(50)를 제어하는 제어부(미도시);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 온도습도조절장치(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 인공호흡기(120)로부터 환자에게 공급되는 호흡가스의 온도와 습도를 제어하는 장치로서, 그 상부 일측에는 인공호흡기(120)로부터 공급되는 호흡가스를 온도습도조절장치(50)로 투입하는 인입포트(52)가 구비된다.
상기 인입포트(52)의 일측에는 온도습도조절장치(50)로 공급된 호흡가스가 가습되어 환자에게 공급할 수 있도록 배출하는 인출포트(55)가 구비된다.
즉, 상기 온도습도조절장치(50)의 일측에 구비되는 인입포트(52)에는 인공호흡기(120)로부터 공급되는 호흡가스를 상기 온도습도조절장치(50)로 공급하기 위하여 상기 흡기튜브(10)의 일단에 체결된다. 상기와 같이 체결된 인입포트(52)의 일측에는 상기 온도습도조절장치(50)부터 가습되어 배출되는 호흡가스를 환자에 공급할 수 있도록 흡기튜브(10)의 타단이 체결된다.
상기와 같이 흡기튜브(10)의 일단 및 타단이 체결된 온도습도조절장치(50)는 상기와 같이 공급되는 호흡가스의 일 호흡량, 압력, 호흡수, 흡인 산소농도, 흡기유속, 흡기시간 등에 따라 적절하게 제어하여 호흡가스를 흡기튜브(10)를 통해 환자에게 공급된다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡기튜브(10) 및 호기튜브(20)의 타단에는 ‘Y’형으로 분기된 분기관(30)이 결합되며, 상기 분기관(30)은 환자가 착용하는 호흡용 마스크에 연결되거나 환자의 기도에 직접 삽입되는 별도의 튜브와 연결될 수 있다.
상기 흡기튜브(10)를 통해 공급되는 호흡가스는 분기관(30)을 거쳐 환자에게 공급되며, 환자가 배출하는 호기가스는 분기관(30)을 거쳐 호기튜브(20)를 통해 인공호흡기(120)로 보내져 처리된다.
한편, 병실이나 수술실에 설치된 중앙공급장치나 산소저장용기로부터 온도습도조절장치(50)를 거쳐 환자에게 공급되는 호흡가스는 매우 차가울 뿐만 아니라 건조하기 때문에 이를 환자가 바로 흡입할 경우에는 상피세포 손상, 체온 소실, 무기폐 발생 등의 심각한 문제를 야기할 수 있다.
즉, 환자에게 공급되는 호흡가스가 가온되지 않는 경우에는 위에서 살핀 바와 같은 문제를 일으킬 수 있고, 가습되지 않는 경우에는 환자의 상기도가 건조하게 되어 박테리아 또는 바이러스 등에 감염될 수 있다.
본 발명에 따른 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)은 이러한 문제점을 해소하기 위해, 도 1과 같이, 흡기튜브(10)의 일측에 온도습도조절장치(50)를 연결하여 환자에게 공급되는 호흡가스의 온도 및 습도를 조절하게 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)은 환자에게 공급하는 호흡가스를 가습하기 위하여, 상기 온도습도조절장치(50)의 내부에 구비되어 증류수를 충진하는 증류수 카트리지(미도시) 및 상기 증류수를 수증기로 기화시키는 히터플레이트(미도시)를 포함하게 된다.
상기 히터플레이트는 상기 증류수 카트리지의 하부에서 상기 증류수에 침지되는 구조로 설치된다. 또한, 상기 히터플레이트는 제어부로부터 제어되어 증류수를 가열함으로써, 수증기를 발생하게 된다.
상기와 같이 발생된 수증기는 흡기튜브(10)를 통해 호흡가스와 함께 환자의 호흡기로 보내게 되는 것이다.
이때, 히터플레이트는 증류수 카트리지의 하부에 구비되고, 상기 히터플레이트에 발생되는 열에 의해 증류수를 미립자 형태로 기화시키도록 되어 단시간에 증류수를 기화시키게 된다.
통상적으로 환자에게 주입하는 호흡가스의 적정온도는 인체온도와 유사한 34 ~ 37 ℃로 함이 바람직한데, 초음파를 이용한 가습은 이와 유사한 범위 내에서 가습이 이루어지므로 인체에 맞는 적정온도를 쉽게 조절할 수 있고, 또한 필요에 따라 적정한 가습량을 조절함으로써 온도 및 습도의 제어가 용이하게 되는 것이다.
한편 상기 온도습도조절장치(50)의 상부에는 인공호흡기(120)로부터 공급된 호흡가스를 상기 온도습도조절장치(50)의 내부로 공급하는 인입포트(52) 및 상기 온도습도조절장치(50)의 내부로부터 호흡가스를 가습한 후 배출하여 환자에게 공급하기 위한 인출포트(55)를 구비하게 된다.
상기 인입포트(52)에는 도 2에 도시된 바와 같이 흡기튜브(10)의 일측 즉, 제 2 튜브(19)가 체결되어 인공호흡기(120)로부터 배출되는 호흡가스를 상기 온도습도조절장치(50)의 내부로 공급하게 된다. 또한 상기와 같이 인입포트(52)를 통해 온도습도조절장치(50)의 내부로 공급된 호흡가스는 상기 온도습도조절장치(50)의 내부에서 수증기와 혼합된 후 인출포트(55)를 통해 배출된다.
상기와 같이 인출포트(55)를 통해 배출된 수증기를 포함하는 호흡가스는 상기 인출포트(55)에 체결된 흡기튜브(10)의 타측 즉, 제 1 튜브(17)을 통해 환자에게 공급된다.
이때, 상기 흡기튜브(10)의 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이, 열선(32)과 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 내장하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 열선(32)과 온도센서(12) 및 습도센서(15)가 상기 온도습도조절장치(50)의 일측에 구비되는 제어부와 연동되어지도록 하면 수증기와 함께 공급되어지는 호흡가스의 온도 및 습도를 제어할 수 있게 된다. 즉, 상기 온도센서(12) 및 습도센서(15)로부터 측정된 호흡가스의 온도 및 습도에 대한 정보를 바탕으로 열선(32)을 가동하거나 또는 가동을 중지하여 공급되는 호흡가스의 온도를 올리거나 낮추면서 설정한 온도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.
또한 상기 제어부가 상기 히터플레이트의 작동을 제어함으로써 수증기 발생량을 조절하여 설정되어진 습도를 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 열선(32)은 흡기튜브(10)의 내부에 구비되되, 호흡가스와의 접촉면적을 최대화할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 나선형으로 구비되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 열선(32)이 나선형으로 구비됨으로써, 공급되는 호흡가스와의 접촉면적이 증대되어 열조절 효과를 높일 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따르면, 흡기튜브(10)의 내부에 구비되는 열선(32)의 일측에는 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 구비하는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 온도센서(12)와 습도센서(15)는 중공부를 갖는 체결구(70)를 통해 흡기튜브(10)의 내측에 구비될 수 있다. 즉, 상기 체결구(70)는 흡기튜브(10)의 말단의 내부에 장착될 수 있는 크기를 갖고, 흡입가스가 통과할 수 있도록 내부에 중공부가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 체결구(70)의 일측에는 상기 온도센서(12)가 체결되는 제 1 체결공(72) 및 습도센서(15)가 체결되는 제 2 체결공(75)이 형성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 체결공(72)에 온도센서(12)가 관통하여 흡기튜브(10)의 내측으로 삽입됨으로써, 상기 흡기튜브(10)를 통해 공급되는 호흡가스의 온도를 측정하게 괸다.
또한 상기 제 2 체결공(75)에 습도센서(15)가 관통하여 흡기튜브(10)의 내측으로 삽입됨으로써, 상기 흡기튜브(10)를 통해 공급되는 호흡가스의 습도를 측정하게 된다.
이때 상기 온도센서(12) 및 습도센서(15)의 장착되는 위치는 환자의 호흡기와 최대한 가까운 위치에 장착함이 바람직하고, 상기와 같이 장착된 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 통하여 환자에게 공급되어지는 호흡가스의 온도 및 습도를 최대한 정확하게 측정하여 제어할 수 있게 되는 것이다.
이에 따라, 환자에게 공급되는 흡입가스의 온도와 습도를 일정하게 제어할 수 있게 된다.
이때, 상기 열선(32)과 온도센서(12) 및 습도센서(15)는 제어부와 연결되어 자동제어토록 되는 것으로, 열선(32)이 흡기튜브(10)의 관체 내부에 내장되어지면서도 온도센서(12) 및 습도센서(15)가 환자의 호흡기와 최대한 가까운 위치에 장착되어지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 흡기튜브(10)에 구비되는 온도센서(12)는 환자에게 공급되는 호흡가스와 접촉하여 상기 호흡가스의 온도를 측정하게 되는데, 상기 온도센서(12)는 열선(32)과 일정 거리 이격되어 흡기튜브(10)를 통과하는 호흡가스의 온도를 감지하게 된다.
여기서 상기 온도센서(12)는 백금저항 온도센서, 서미스터 온도센서 또는 바이메탈 온도센서 등을 사용할 수 있으나, 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 상기 온도센서(12)는 고정밀한 온도 계측을 할 수 있는 RTD(resistance temperature detector) 센서가 바람직하다. 상기 RTD센서는 온도가 변함에 따라 저항 수치가 변하는 저항을 포함하는 온도 센서로서, RTD를 통해 전류를 통과시키면 RTD에서 전압을 생성하게 되고, 상기 전압을 측정함으로써, 온도를 측정할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 습도센서(15)는 상기 흡기튜브(10)로 공급되는 호흡가스의 습도를 측정하기 위한 것으로써, 상기 습도센서(15) 또한 상기 열선(32)과 일정 거리 이격되어 흡기튜브(10)를 통과하는 호흡가스의 습도를 측정하는 것이 바람직하다.
상기 습도센서(15)에는 정전용량식 습도센서, 저항 습도센서 등이 있으나, 정전용량식 습도센서가 바람직하다. 즉, 상기 정전용량식 습도센서는 커패시터(capacitor) 사이에 수분에 잘 반응하는 유전물질로 채워두고, 측정 대상의 습도에 따라 유전율이 변하여 전극 양단의 전기용량이 변하게 되는데, 이로부터 습도를 측정하게 된다.
이와 같은 습도센서(15)는 통상적으로 0 - 90 % R.H 범위에서 ±2 % R.H 정도의 정밀도와, 90-100 % R.H 범위에서는 ±3 % R.H 정밀도를 갖는 것이 바람직하다.
특히 본 발명에 따르면 상기 습도센서(15)는 Si 기판을 이용해서 전극판 사이에 유전체로 디비닐 실록산 벤조사이클로부텐(divinyl siloxane benzocyclobutene, 이하, BCB) 박막을 사용한 습도센서(15)가 가장 바람직하다.
유전체로 상기 BCB 박막을 사용한 습도센서(15)는 반응속도가 약 650㎳ 정도이며, 최소 측정시간은 400㎳ 로서, 메디컬용 습도센서(15)로 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 흡기튜브(10)의 일측에는 도 1에 도시된 바와 같이 환자의 호흡을 인공호흡기(120)로 배출하는 호기튜브(20)가 구비된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)에 구비되는 호흡회로(25)는 분기관(30)과 흡기튜브(10) 및 호기튜브(20)로 구성될 수 있다.
상기 분기관(30)은 대략 ‘Y’형으로 분기된 이음관으로서, 일측은 환자 측에 연결되는 호흡구(미도시)가 체결되고, 타측에는 흡기튜브(10)와 호기튜브(20)와 체결된다.
상기 호흡구는 환자가 착용하는 호흡용 마스크나 환자의 기도에 직접 삽입되는 별도의 튜브와 연결될 수 있다.
상기 흡기튜브(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 튜브(17)와 제 2 튜브(19)로 구성될 수 있다. 상기 제 1 튜브(17)의 일측은 상기 분기관(30)과 체결되고, 타측은 상기 온도습도조절장치(50)의 인출포트(55)와 체결되어, 상기 온도습도조절장치(50)에서 가습된 호흡가스를 환자에게 공급하게 된다.
또한 제 2 튜브(19)의 일측은 인공호흡기(120)와 체결되어 상기 인공호흡기(120)로부터 공급되는 호흡가스를 온도습도조절장치(50)로 공급하게 된다. 그리고 상기 제 2 튜브(19)의 타측은 상기 온도습도조절장치(50)의 인입포트(52)와 체결되어 상기 인공호흡기(120)로부터 공급되는 호흡가스를 상기 온도습도조절장치(50)로 공급하게 된다.
또한 상기 호기튜브(20)의 일측은 인공호흡기(120)와 연결되어 환자가 배출하는 호기 가스를 상기 인공호흡기(120)로 내보내는 역할을 한다.
본 발명에 따르면, 상기 흡기튜브(10)와 호기튜브(20)는 각각 가요성을 갖는 관이며, 신축성을 갖는 주름관일 수 있다.
또한, 상기 흡기튜브(10)와 호기튜브(20)의 일측밀단에는 상기 분기관(30)과의 결합이 긴밀하게 이루어질 수 있도록 신축성을 갖는 재질로 형성된 제 1 결합부(62)와 제 2 결합부(65)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 결합부(62) 및 제 2 결합부(65)는 각각 신축성을 가지므로, 상기 분기관(30)과의 체결시 별도의 실링부재 없이도 기밀성을 유지할 수 있으며, 체결 및 분리가 신속하고 용이하게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 흡기튜브(10)에는 도 3에 된 바와 같이 열선(32)이 내장되는데, 상기 열선(32)은 환자에게 공급되는 호흡가스를 가온하기 위한 구성으로써, 외부에서 공급되는 전류를 통하여 열을 발생시키는 니크롬 선 등과 같은 전기저항선을 가리킨다. .
상기 열선(32)은 흡기튜브(10)의 내측면에 융착이나 본딩 등 공지의 다양한 방법을 이용하여 결합시킬 수 있다.
병실이나 수술실에 설치된 인공호흡기(120)를 통해 환자에게 공급되는 호흡가스는 매우 차가울 뿐만 아니라 건조하기 때문에 환자가 바로 흡입할 경우에는 많은 문제점을 야기할 수 있다. 즉, 인공호흡기(120)에서 공급되는 차갑고 건조한 호흡가스는 호흡상피의 섬모활동을 약화시킬 수 있고, 또한, 점액섬모의 청소기능을 둔화시켜 무기폐나 감염, 수술후 폐합병증 등을 유발할 수 있다. 따라서 환자에게 공급되는 호흡가스를 가온 및 가습하여 공급하게 되면, 이러한 호흡상피의 부작용을 완화시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따른 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)은, 흡기튜브(10)의 내부에 열선(32)을 나선 형태로 촘촘히 배치하고 제어부를 통해 전원의 공급을 제어함으로써 흡기튜브(10)를 통과하는 호흡가스를 환자에게 생리적으로 적합한 온도로 가온하여 공급할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)은 흡기튜브(10)의 내부에 전체적으로 열선(32)을 구비함으로써, 호흡가스가 환자에게 공급되는 도중에 열을 잃지 않고 안정적으로 환자에게 공급될 수 있다.
의료진 또는 환자의 보호자들은 상기 제어부를 통해 상기 열선(32)에 대한 전원 공급의 온/오프, 전원 공급 시간, 가열 온도 등을 설정하거나 입력하여 동작을 제어할 수 있다.
한편 제어부에는 상기 전원 공급의 온/오프, 전원 공급 시간, 가열 온도 등을 시각적으로 보여줄 수 있는 디스플레이부 등이 별도로 구비될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 흡기튜브(10)의 내측에는 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 장착하기 위한 고무 등과 같은 탄성체로 형성되는 체결구(70)가 구비된다.
상기 체결구(70)의 일측에는 온도센서(12)를 삽입하여 체결하기 위한 제 1 체결공(72)이 구비되고, 타측에는 습도센서(15)를 삽입하여 체결하기 위한 제 2 체결공(75)이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 제 1 체결공(72)에 체결된 온도센서(12)와 상기 제 2 체결공(75)에 체결된 습도센서(15)는 상기 흡기튜브(10)의 제 1 체결부가 상기 온도습도조절장치(50)의 인입포트(52)에 체결시 상기 인입포트(52)의 내부로 연장되어 제어부와 연결될 수 있다.
상기 제 1 체결공(72)에 구비되는 온도센서(12)는, 흡기튜브(10)를 통과하면서 열선(32)에 의해 가온된 호흡가스의 온도를 감지하게 된다.
또한 상기 제 2 체결공(75)에는 습도센서(15)가 구비되고, 상기 습도센서(15)는 흡기튜브(10)를 통과하는 호흡가스의 습도를 감지하게 된다.
상기와 같이 온도센서(12)와 습도센서(15)에 의해 감지된 호흡가스의 온도 및 습도는 상기 온도습도조절장치(50)에 구비되는 제어부로 송신된다.
상기 온도습도조절장치(50)에 구비되는 제어부는 상기와 같이 전송된 온도 및 습도 신호를 수신하고, 이를 기설정된 온도 및 습도와 비교를 통해 상기 호흡가스의 온도 및 습도를 제어하게 된다.
즉, 상기 온도센서(12) 및 습도센서(15)를 통해 감지된 호흡가스의 온도 및 습도에 근거하여 환자에게 공급되는 호흡가스의 온도 및 습도를 측정하고, 이를 바탕으로 제어부를 통하여 열선(32)의 정상동작 여부와 설정 온도 범위 내에서의 동작 여부 및 히터플레이트의 정상 동작 여부 등을 체크하고 관리할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)은 호흡회로(25)의 일측에 구비되는 온도센서(12)와 습도센서(15)에 의해 환자에게 공급되는 호흡가스의 온도 및 습도의 제어가 용이하게 된다. 또한 환자에게 공급되는 호흡가스에 균일한 온도유지 및 습도유지가 가능하게 됨으로써, 과다 가습을 방지하고 호흡가스의 안정성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 인공호흡기용 호흡회로 시스템
25 : 호흡회로
12 : 온도센서
15 : 습도센서
52 : 인입포트
55 : 인출포트
70 : 체결구
72 : 제 1 체결공
75 : 제 2 체결공

Claims (5)

  1. 인공호흡기(120)에 장착되어 환자에게 공급되는 호흡가스를 가온 및 가습하기 위한 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)에 있어서,
    흡기튜브(10)를 통해 호흡가스를 공급하는 온도습도조절장치(50);
    상기 온도습도조절장치(50)의 내부에 구비되어 증류수를 충진하는 증류수 카트리지;
    상기 증류수를 수증기로 기화시키는 히터플레이트;
    상기 온도습도조절장치(50)의 상부에 구비되는 흡기튜브(10) 및 호기튜브(20);
    상기 흡기튜브(10)에 내장되는 열선(32);
    상기 열선(32)의 일측에 구비되는 온도센서(12) 및 습도센서(15); 및
    상기 온도습도조절장치(50)를 제어하는 제어부;를 포함하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도습도조절장치(50)의 상부에는 호흡가스가 인입되는 인입포트(52)와, 상기 호흡가스가 인출되는 인출포트(55)가 구비되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡기튜브(10)는 상기 인입포트(52)와 체결되는 제 2 튜브(19)와, 인출포트(55)와 체결되는 제 1 튜브(17)로 구성되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도습도조절장치(50)는, 호흡가스의 공급량, 압력, 호흡수, 산소농도, 흡기유속 및 흡기시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡기튜브(10) 및 호기튜브(20)는 가요성 및 신축성을 갖는 주름관인 것을 특징으로 하는 인공호흡기용 호흡회로 시스템(100)

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