KR20220068573A - 온도센서가 장착된 앤지오카테터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정맥주사를 위해 혈관에 삽입되는 앤지오카테터에 온도센서가 장착되어 환자의 혈액온도를 측정할 수 있는 온도센서가 장착된 앤지오카테터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐눌라, 허브 및 스타일렛을 포함하는 앤지오카테터로서, 상기 캐눌라에 완전 매립되어 있거나 외면에 노출되도록 부분 매립된 온도센서; 상기 온도센서와 하기 접속부를 연결하는 한 쌍의 리드선; 및 상기 허브에 형성되어 소정의 접속장치와 전기적으로 연결되는 접속부;를 가지는 혈관내 혈액온도 측정 겸용 앤지오카테터 및 이를 포함하는 혈관내 혈액온도 측정 시스템에 관한 것이다.

Description

온도센서가 장착된 앤지오카테터{Angiocatheter Mounted with Temperature Sensor}

본 발명은 환자의 심부체온을 용이하게 측정하기 위한 앤지오카테터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정맥주사를 위해 혈관에 삽입되는 앤지오카테터에 온도센서가 장착되어 환자의 혈액온도를 측정할 수 있는 온도센서가 장착된 앤지오카테터에 관한 것이다.

환자의 체온은 신체에 염증이나 감염이 있는지, 또는 치료에 반응하는지 여부를 확인할 수 있는 중요한 활력징후(Vital Signs, Vitals, V/S) 중 하나이다. 관습적으로 구강이나 고막 등 체표면의 온도를 측정하는 것이 일반적이지만 외부환경에 의해 많은 영향을 받아 실제 체온을 정확히 반영하지 못하기 때문에 이에 의해 얻어진 온도는 활력징후를 정확히 반영하지 못한다.

이에 보다 정확한 체온 정보를 얻기 위해 직장, 방광, 식도, 흉강 등 심부 조직의 온도인 심부 체온을 측정하는 장치의 예가 미국특허 6,955,675, 공개특허 10-2015-0129798 등에 예시되어 있다. 그러나 이들 장치는 특별한 시술이나 수술을 위한 카테터(예를 들면, 전자는 심장 부정맥 치료를 위해 환자의 심장으로 도입되는 전기생리학적 카테터, 후자는 방광에 삽입되어 소변을 배수하기 위한 배액카테터)의 사용효율을 높이기 위해 그 말단에 온도센서를 '부수적으로' 장착한 것이다.

정확한 체온 정보를 얻기 위한 또 다른 방식으로 혈관에 삽입되어 혈액의 온도를 측정하는 카테터(일본특허 4070811, 미국특허 6,679,906 등)가 제시된 바 있다. 그러나 이들 역시 단순한 혈액온도 측정용이 아니라, 저체온증이나 고체온증인 환자의 혈관에 삽입되어 열교환을 통해 혈액을 가열하거나 냉각하기 위한 카테터에 온도센서가 '부수적으로' 장착되어 있는 것이다.

따라서 종래 혈액 등 심부온도를 측정하기 위한 장치는, 다른 용도를 위한 장치에 부수적으로 장착되어 인체의 흉강, 대장, 혈관 등에 깊이 삽입되어 심부 온도를 측정하는 것으로서, 이는 복잡하고, 고가이며, 고도의 시술이나 수술을 통해서 진행되는 것이어서 그 활용도가 매우 제한적이다.

한편, 체온은 활력징후로서 매우 중요한 정보이기 때문에 환자의 체온 측정을 위해 의료진이 주기적으로 환자를 일일이 찾아가서 체온을 측정/기록하는 것이 현실이다. 이는 환자나 의료진에게 매우 성가시고 불편할 뿐만 아니라 측정하고 기록하는 과정에서 오류가 발생할 여지가 있다. 나아가 환자의 체온이 급변하는 경우 이를 환자나 의료진이 빠르게 인식하기 어려워 응급조치가 필요한 시점을 놓치게 되는 사례도 발생할 수 있다.

미국특허 6,955,675 공개특허 10-2015-0129798 일본특허 4070811 미국특허 6,679,906

본 발명은 단순한 구조와 방법으로 환자의 혈관내 혈액온도를 측정할 수 있는 도구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 환자나 의료진에게 추가적인 불편함이나 위험성 없이 환자의 심부체온을 원격지에서 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 수작업에 의한 측정과 기록 없이 환자의 체온이 자동으로 디지털 정보로 저장될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 캐눌라, 허브 및 스타일렛을 포함하는 앤지오카테터로서,

상기 캐눌라에 완전 매립되어 있거나 외면에 노출되도록 부분 매립된 온도센서; 상기 온도센서와 하기 접속부를 연결하는 한 쌍의 리드선; 및 상기 허브에 형성되어 소정의 접속장치와 전기적으로 연결되는 접속부;를 가지는 혈관내 혈액온도 측정 겸용 앤지오카테터 및 이를 포함하는 혈관내 혈액온도 측정 시스템이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 통상 대부분 환자에게 적용되는 앤지오카테터에 온도센싱 기능이 부가되므로 정맥주사 과정에서 간편하게 심부 체온을 측정할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 주변 환경에 의존하는 체표면 체온에 비해 심부 체온을 간편하게 측정하게 됨으로써 환자의 상태를 정확하게 확인할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 심부 체온을 원격지에서 실시간으로 측정할 수 있어 환자에게 추가적인 불편함이나 환자 접촉을 통한 감염의 위험이 없고, 의료인에게는 편리성과 정확한 정보를 줄 수 있게 된다.

도 1은 종래 일반적인 앤지오카테터 사진.
도 2a는 본 발명에 의한 앤지오카테터에서 허브와 캐눌라의 개념적 단면도.
도 2b는 도 2a에서 온도센서가 장착된 부분(노란색원)의 확대도.
도 2c는 본 발명에 의한 앤지오카테터에서 접속부-리드선-온도센서의 관계를 보여주는 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 혈액온도 측정 시스템의 개념적 구성예를 보여주는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

(1) 전술하였듯이 본 발명은 캐눌라, 허브 및 스타일렛을 포함하는 정맥주사용 주사바늘인 앤지오카테터(angiocatheter)로서, 온도센서, 리드선 및 접속부를 가지는 혈관내 혈액온도 측정 겸용 앤지오카테터에 관한 것이다. 종래 일반적인 앤지오카테터 사진을 도 1에, 본 발명에 의한 앤지오카테터에서 허브와 캐눌라의 개념적 단면도를 도 2a에, 도 2a에서 온도센서가 장착된 부분(노란색원)의 확대도를 도 2b에 도시하였다.

앤지오카테터는 정맥주사를 위해 사용되는데, 스타일렛(stylet)의 도움으로 캐눌라(cannula)가 혈관 내로 도입된 다음 허브에 주사관이나 주사기가 결합되어 소정의 주사액이 캐눌라를 통해 혈관으로 주입된다. 따라서, 캐눌라는 정맥주사 중에 혈관 즉, 체내에 도입된 상태로 있게 되는데, 본 발명은 이에 착안한 것이다.

본 발명에서 온도센서는, 캐눌라에 완전 매립되어 있거나 외면에 노출되도록 부분 매립 즉, 캐눌라의 외면과 내면 사이 또는 외면에 장착되는데, 당연히 사용시에 혈관 내에 위치되도록 캐눌라의 말단 또는 그 부근에 위치한다. 온도센서는 주변의 온도를 감지하고 그 온도를 나타내는 전기적 또는 광학적 신호를 생성한다.

상기 온도센서는 써미스터(thermistor; 열가변저항기), 써모커플(thermocouple; 열전대), 저항온도검출기(RTD), 광섬유온도센서 중 어느 하나일 수 있는데 이에 제한되는 것은 아니다. 써미스터나 써모커플은 온도에 따라 물질의 저항이 변화하는 성질을 이용한 전기적 장치로서, 미세제작이 가능하고 미소한 온도 변화에 의해서 저항의 변화가 크게 설계될 수 있어 본 발명에 적용하기 적합하다.

본 발명에 의한 앤지오카테터가 혈관에 삽입되어 링거액 등과 같은 수액이 계속 주입될 때 상기 온도센서는 주입되는 수액의 온도에 의해 영향을 받을 수 있다. 이러한 영향을 최소화하기 위하여 상기 온도센서의 내부측면에 단열층이 형성되는 것이 좋다(도 2b 참조).

본 발명에서 상기 리드선은, 온도센서와 접속부를 전기적으로 연결하는 한 쌍의 전도라인(도 2a, 2b에서는 편의상 한 줄로 표시됨)이다. 리드선은 온도센서에서 유발된 전기적 또는 광학적 변화를 그대로 전달해야 하므로 외부와는 절연되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 접속부는, 허브에 형성되어 소정의 접속장치(의 연결부)와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 단자이다. 이때 단자는 접속장치 연결부에 대응되는 구조로 허브 외면에 노출되거나 암커넥터 또는 수커넥터 형태일 수 있다(도시 생략). 도면에서는 편의상 접속부를 하나의 면으로 표시하였다.

본 발명에서 상기 온도센서, 리드선 및 접속부는 도 2c에 개념적으로 도시된 것처럼 위상학적으로 한 줄로 연결되어 있어 온도센서에서 변화된 물리적 특성(예를 들면 전기 저항 또는 광학 스펙트)이 리드선을 통해 접속부로, 궁극적으로는 소정의 접속장치로 전송된다. 리드선과 접속부는 금속이나 전도성 박막 및 전도성 폴리머 중 하나일 수 있다.

(2) 또 다른 본 발명은 전술한 앤지오카테터 및 이와 전기적으로 연결되는 소정의 접속장치를 포함하는 혈관내 혈액온도 측정 시스템에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 접속장치는, 상기 앤지오카테터의 접속부와 전기적으로 연결되어 상기 온도센서-리드선-접속부를 통해 전달되는 전기적 신호를 대응되는 온도로 전환하여 표시하거나, 원격의 중계기나 서버로 전송하는 장치이다. 본 발명에 의한 상기 시스템의 개념적 구성예를 도 3에 도시하였다.

상기 접속장치는 연결부, 제어부, 통신부 및 전원부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 연결부는, 접속장치와 상기 앤지오카테터의 접속부에 장탈착 방식으로 전기적으로 연결시킨다. 연결부는 접속장치와도 장탈착 방식으로 결합할 수 있는 형태인 것이 바람직하다. 상기 접속부의 한 쌍의 단자가 허브 외면에 노출되어 있다면 연결부는 그 한 쌍의 단자와 접촉하는 한 쌍의 단자 구조이고, 접속부가 암커넥터 또는 수커넥터 형태인 경우 연결부는 반대로 수커넥터 또는 암커넥터 형태가 된다. 이러한 전기부품들 사이를 전기적으로 연결하는 방법과 구조는 널리 알려져 있으므로 적절한 것을 선택하거나 제작하는 것은 용이할 것이다.

상기 제어부는, 온도센서에서 감지된 온도정보(전기적 신호)를 통신부로 전달한다. 이때 온도정보는 전기적 신호 그 자체일 수도 있고, 사전에 정해진 전환식에 따라 계산된 온도값 정보일 수도 있을 것이다. 전자의 경우 원격서버에서 이를 온도값으로 변환하게 된다.

본 발명에서 상기 통신부는, 상기 제어부로부터 전달받은 온도정보를 원격의 중계기나 서버로 전송한다. 통신부와 중계기 또는 서버 사이의 통신은 종래 알려진 또는 장차 개발될 어떠한 방식도 적용할 수 있음은 당연할 것이다. 현재로서는 Nike+, ANT(+), ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi, IOT 무선시스템(Cat M1, NBIoT, LTE, 5G)등을 채택할 수 있을 것인데 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 전원부는, 각 구성부에 전기를 공급하는 기능을 한다.

이상과 같은 본 발명에 의한 혈액온도 측정 시스템에서 접속장치는 앤지오카테터에 인접하여 위치하는 것이 바람직한데, 예를 들면 밴드나 테이프 형태로 제작되거나 또는 스마트워치에 그 기능이 내재된 형태로 제작되어 환자의 팔목에 장착되도록 하는 것이 좋을 것이다(도시 생략).

한편, 본 발명에 의한 혈액온도 측정 시스템에서 접속장치가 환자에게 착용되거나, 환자 인근에 장착되는 형태일 때 심부 체온 정보를 환자나 환자의 보호자가 직접 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의한 시스템의 접속장치에서 상기 제어부는, 상기 연결부를 통해 입력된 온도센서의 전기적 신호를 온도정보로 변환하여 하기 표시부로 전달하는 기능을 추가하고, 상기 접속장치에는 제어부로부터 전달받은 온도정보를 시각적으로 표시하는 표시부를 추가하는 것이 좋다.

한편, 본 발명에 의한 혈액온도 측정 시스템이 환자에게 적용될 때, 통상 실온의 주사액이 계속 앤지오카테터의 캐눌라를 통해 혈관으로 공급된다. 따라서 온도센서의 내부측면에 단열층이 형성되어 있다고 하더라도 주사액과 혈액의 온도차에 의해 실제 혈액 온도(온도A)와 온도센서가 감지하는 혈액 온도(온도B) 사이에 일정한 차이가 발생할 여지가 있다. 이러한 오류를 방지하기 위하여 상기 제어부는 캐눌라가 혈관에 삽입되고 주사액이 주입되지 않는 상태에서 감지된 온도A와 주사액이 주입되는 상태에서 감지된 온도B로부터 계산된 온도A와 온도B의 관계식에 따라 온도B를 보정하여 표시부와 통신부로 전달하도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 의한 혈액온도 측정 시스템에 의하면 혈관내에 삽입된 앤지오카테터의 캐눌라에 장착된 온도센서가 혈관 혈액온도를 측정하고 그 온도정보가 리드선-접속부를 거쳐 접속장치로 전달되고 이어서 궁극적으로 원격서버로 전송된다.

이에 의해 환자의 심부 체온이 실시간으로 환자나 환자 보호자에게, 또한 원격지의 의료진에게도 전달되며, 이상 체온 발생시 자동으로 경보를 발령하여 빠른 대처가 가능하게 한다.

Claims (7)

1. 캐눌라, 허브 및 스타일렛을 포함하는 앤지오카테터로서,
   상기 캐눌라에 완전 매립되어 있거나 외면에 노출되도록 부분 매립된 온도센서;
   상기 온도센서와 하기 접속부를 연결하는 한 쌍의 리드선; 및
   상기 허브에 형성되어 소정의 접속장치와 전기적으로 연결되는 접속부;를 가지는 것을 특징으로 하는 혈관내 혈액온도 측정 겸용 앤지오카테터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도센서는,
   써미스터, 써모커플, 저항온도검출기, 광섬유온도센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 혈관내 혈액온도 측정 겸용 앤지오카테터.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도센서의 내부측면에 단열층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 혈관내 혈액온도 측정 겸용 앤지오카테터.
   
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 의한 앤지오카테터 및
   상기 앤지오카테터의 접속부와 전기적으로 연결되어 상기 온도센서-리드선-접속부를 통해 전달되는 전기적 신호를 대응되는 온도로 전환하여 표시하거나, 원격의 중계기나 서버로 전송하는 접속장치;를 포함하는 혈관내 혈액온도 측정 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 접속장치는,
   상기 접속부에 장탈착 방식으로 전기적으로 연결되는 연결부;
   상기 연결부를 통해 입력된 온도센서의 온도정보를 하기 통신부로 전달하는 제어부;
   상기 제어부로부터 전달받은 온도정보를 원격의 중계기나 서버로 전송하는 통신부; 및
   각 구성부에 전기를 공급하는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈관내 혈액온도 측정 시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 연결부를 통해 입력된 온도센서의 전기적 신호를 온도정보로 변환하여 하기 표시부로 전달하며,
   상기 제어부로부터 전달받은 온도정보를 시각적으로 표시하는 표시부;를 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 혈관내 혈액온도 측정 시스템.
   
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부는,
   캐눌라가 혈관에 삽입되고 주사액이 주입되지 않는 상태에서 감지된 온도A와 주사액이 주입되는 상태에서 감지된 온도B로부터 계산된 온도A와 온도B의 관계식에 따라 온도B를 보정하여 표시부와 통신부로 전달하는 것을 특징으로 하는 혈관내 혈액온도 측정 시스템.

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