KR20220133382A

KR20220133382A - 주사 장치

Info

Publication number: KR20220133382A
Application number: KR1020210038403A
Authority: KR
Inventors: 정구인; 도우종; 신성선; 권기완; 이찬우; 이종훈; 황준호; 김현덕
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2022-10-05

Abstract

본 발명의 주사 장치는 체내에 침투되는 주사 바늘이 마련된 주사부; 상기 주사부에 설치되고, 상기 주사부의 상태 정보를 자동으로 모니터링하는 모니터링부;를 포함할 수 있다.

Description

주사 장치{INJECTION DEVICE}

본 발명은 사람 또는 동물의 체액을 채취하거나 주사액을 주입하는 의료용 주사 장치에 관한 것이다.

동맥혈, 정맥혈, 척수액, 디스크 등의 체액은 구성 성분, 압력, 위치 등이 서로 상이하다. 또한, 각 체액을 적절하게 채취하기 위해서는 적절한 깊이로 주사기 바늘을 체내에 찔러 넣을 필요가 있다.

찔러 넣는 주사 깊이는 초음파 등의 보조 장비의 도움을 받더라도 오로지 시술자의 감각으로 주사 깊이가 인지되어야 하므로 시술자의 많은 경험과 숙련도가 요구된다. 뿐만 아니라, 잘못된 시술시 심각한 부작용이 발생하거나 최악의 경우 피검자가 사망에 이를 수 있다. 따라서, 시술 과정에서 이를 인지하고 시술에 반영할 수 있는 방안의 도입이 시급한 실정이다.

한국공개특허공보 제2019-0066501호는 주사기 입구에 약품 성분 검출공간을 구비하여 약품의 성분 식별이 가능한 기술이 나타나 있다.

한국공개특허공보 제2019-0066501호

본 발명은 채취되는 체액의 성분을 파악하거나, 주사 바늘의 진입 위치를 파악할 수 있는 주사 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 주사 장치는 체내에 침투되는 주사 바늘의 연결 부재와 상기 연결 부재에 착탈되는 노우즈(nose)가 형성된 유로 부재가 마련될 때, 일단부가 상기 노우즈를 대신해 상기 연결 부재에 착탈되고, 타단부가 상기 연결 부재를 대신해 상기 노우즈에 착탈되는 중간 부재;를 포함할 수 있다.

상기 중간 부재에는 상기 주사 바늘을 통해 흡입되는 체액의 성분 또는 체내에 침투한 상기 주사 바늘의 말단 위치를 모니터링하는 모니터링부가 설치될 수 있다.

본 발명의 모니터링 방법은 주사 바늘의 중공에 설치된 카메라 또는 광섬유를 이용해 상기 주사 바늘이 침투하는 체내 조직의 영상을 획득하거나, 상기 주사 바늘의 연결 부재와 실린더의 노우즈(nose) 사이에 설치된 압력 센서를 이용해 서로 다른 조직층의 경계를 통과하면서 변화하는 압력값을 획득할 수 있다.

본 발명의 모니터링 방법은 상기 체내 조직의 영상 또는 상기 압력값의 분석 모델을 통해 상기 주사 바늘의 말단이 타겟 위치에 도달한 여부를 실시간으로 자동 판별할 수 있다.

본 발명의 주사 장치는 체액의 채취 및 주사액 시술이 용이하도록 하기 위해 체액을 구분할 수 있는 센서, 삽입된 주사 바늘의 위치를 정확하게 확인할 수 있는 영상 보조 장치 및 센서(압력 센서 등)가 결합된 주사 환경을 제공할 수 있다.

본 발명의 주사 장치에는 주사 바늘이 마련된 주사부에 체액 성분을 모니터링하거나 주사 바늘의 말단 위치를 모니터링하는 모니터링부가 마련될 수 있다.

모니터링부에 따르면, 채취되는 체액의 성분이 무엇인지 정확하게 파악될 수 있다. 또는, 모니터링부에 따르면, 체내에 침투 중인 주사 바늘의 말단 위치가 어디인지, 체내의 어떤 조직층에 위치하는지 파악될 수 있다. 따라서, 본 발명의 주사 장치가 적용되면, 잘못된 위치에서 체액이 채취되거나 잘못된 위치에 주사 바늘이 침투하거나 잘못된 위치에 주사액이 주입되는 등의 시술 부작용이 확실하게 방지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 체액 채취 또는 주사액 주입시 주사부 내 고무 코르크 마개 또는 카테터에 체액 식별이 가능한 제1 센서가 설치될 수 있다. 또한, 체내로 침투한 주사 바늘 말단의 위치를 파악할 수 있는 제2 센서가 주사부 내에 설치될 수 있다. 제1 센서 및 제2 센서에 따르면, 주사부를 이용한 시술 과정 중에 발생될 수 있는 각종 의료 사고가 예방될 수 있다.

도 1은 본 발명의 주사 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 주사 장치에 의해 구분되는 체액을 나타낸 개략도이다.
도 3은 주사 바늘의 말단 위치를 모니터링하는 주사 장치를 나타낸 개략도이다.
도 4는 주사 바늘의 말단 위치를 모니터링하는 다른 주사 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 주사 장치를 나타낸 개략도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

또한 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.

또한 본 명세서에서, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다.

도 1은 본 발명의 주사 장치를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 주사 장치는 주사부 및 모니터링부(210, 220)를 포함할 수 있다.

주사부에는 사람 또는 동물의 피부를 통해 체내에 침투하는 주사 바늘(20)이 마련될 수 있다.

주사부는 주사 바늘(20), 주사 바늘(20)을 통해 유동되는 체액 또는 주사액이 수용되는 실린더(11), 실린더(11) 내부를 왕복 운동하면서 실린더(11) 내의 수용 공간(19)에 양압 또는 음압을 형성하는 피스톤(13)이 구비된 일반 주사기(syringe)를 포함할 수 있다. 또는, 주사부는 주사 바늘(20), 주사 바늘(20)의 단부에 형성되고 실린더(11), 링겔 등 다른 부재에 연결되는 연결 부재(30)만 포함된 카테터를 포함할 수 있다. 실린더(11)와 피스톤(13)이 마련된 몸체(10)가 카테터에 결합된 것이 주사기(syringe)에 해당될 수 있다.

주사 바늘(20)은 중공 파이프 형상으로 형성되고 직접 체내에 침투할 수 있다. 다시 말해, 주사 바늘(20)은 피부를 통해 체내에 찔러 넣어질 수 있다. 효과적이고 안전하게 체내에 침투하기 위해 주사 바늘(20)은 매우 얇게 형성될 수 있다. 매우 얇은 주사 바늘(20)은 실린더(11), 링겔 등에 직접 연결되기 어려우므로, 주사 바늘(20)의 일단부에는 다른 부재에 연결되는 연결 부재(30)가 설치될 수 있다. 다른 부재에 대면되는 연결 부재(30)의 일면에는 다른 부재에 착탈되는 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다. 일반적으로 연결 부재(30)의 일면에는 홈에 해당하는 삽입 구멍(39)이 형성되고, 실린더(11) 등의 외부 부재에는 연결 부재(30)의 삽입 구멍(39)에 끼워지는 돌기에 해당하는 노우즈(12)(nose)가 형성될 수 있다.

연결 부재(30)에도 중공이 형성될 수 있다. 주사 바늘(20)에 형성된 중공과 연결 부재(30)에 형성된 중공은 서로 연속되게 연결될 수 있으며, 체액 또는 주사액이 흐르는 유로를 형성할 수 있다. 해당 유로는 실린더(11)의 수용 공간(19) 또는 링겔(튜브 포함)의 유로에 연결될 수 있다.

모니터링부(210, 220)는 주사부에 설치되고, 주사부의 상태 정보를 자동으로 모니터링할 수 있다. 주사부의 상태 정보는 체액의 성분 정보 또는 주사 바늘 말단의 위치 정보를 포함할 수 있다.

일 예로, 모니터링부(210, 220)는 주사부로 유입된 체액의 성분을 센싱, 분석, 모니터링할 수 있다. 또는, 모니터링부(210, 220)는 체내에 침투한 주사 바늘(20) 말단의 현재 위치를 센싱, 분석, 모니터링할 수 있다.

모니터링부(210, 220)는 주사부로 유입된 체액의 성분을 센싱하는 제1 센서(210)를 포함할 수 있다. 모니터링부(210, 220)는 체내에 침투한 주사 바늘(20) 말단의 현재 위치를 센싱하는 제2 센서(220)를 포함할 수 있다.

주사 장치에는 모니터링부(210, 220)의 모니터링 결과를 이용해 주사부로 유입된 체액의 성분을 분석하거나, 체내로 침투한 주사 바늘(20)의 말단 위치를 분석하는 분석부가 마련될 수 있다.

분석부는 체액의 성분과 타겟 성분의 비교 결과를 출력하거나, 주사 바늘(20)의 말단 위치와 타겟 위치의 비교 결과를 출력할 수 있다.

분석부에서 출력되는 체액의 성분과 타겟 성분의 비교 결과 또는 주사 바늘(20)의 말단 위치와 타겟 위치의 비교 결과는 디스플레이, 진동기, 스피커 등의 표시부(270)를 통해 외부에 표시될 수 있다. 사용자는 디스플레이를 통해 시각적으로 체액 성분 또는 말단 위치를 인지할 수 있다. 사용자는 진동기를 통해 촉각적, 예를 들어 진동으로 체액 성분 또는 말단 위치를 인지할 수 있다. 사용자는 스피커를 통해 청각적으로 체액 성분 또는 말단 위치를 인지할 수 있다.

분석부는 주사부에 마련되거나, 주사부와 별개로 마련될 수 있다. 분석부가 별개로 마련된 경우, 주사부에는 분석부와 유무선으로 통신할 수 있는 통신부(250)가 마련될 수 있다.

통신부(250)는 블루투스(Bluetooth) 모듈, 와이파이(WiFi) 모듈 등을 포함할 수 있다. 또는, 통신부(250)는 사물 인터넷(IoT, Internet of Thinks)을 지원하는 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area) 모듈 등을 포함할 수 있다.

표시부(270) 역시 주사부에 마련되거나, 주사부와 별도로 마련될 수 있다. 표시부(270)가 별도로 마련된 경우, 주사부에는 표시부(270)와 유무선으로 통신하는 통신부(250)가 마련될 수 있다. 분석부와 표시부(270)는 일체로 형성되어도 무방하다.

체액을 흡입하는 음압(빨아들이는 압력)을 형성하기 위해, 주사부에는 실린더(11)와 피스톤(13)이 구비된 몸체(10)가 마련될 수 있다. 실린더(11)에는 주사 바늘(20)을 통해 흡입되는 체액이 수용될 수 있다. 피스톤(13)은 실린더(11) 내에서 왕복 운동하며 체액을 흡입하는 음압을 형성할 수 있다. 주사 바늘(20)에는 실린더(11)의 단부에 착탈되는 연결 부재(30)가 설치될 수 있다. 이때, 모니터링부(210, 220)는 실린더(11)에 착탈되는 피스톤(13), 주사 바늘(20), 연결 부재(30) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.

주사부에 제1 센서(210)가 설치된 제1 실시예에 대해 설명한다.

앞서 언급한 바와 같이, 모니터링부(210, 220)에는 주사부에 설치되고, 주사 바늘(20)을 통해 흡입되어 주사부의 몸체(10)에 수용되는 체액의 성분을 센싱하는 제1 센서(210)가 마련될 수 있다. 일 예로, 제1 센서(210)는 체액 성분을 센싱하는 각종 화학 센서를 포함할 수 있다.

제1 센서(210)와 유무선 통신하며, 제1 센서(210)의 센싱 결과를 표시하는 표시부(270)가 마련될 수 있다. 표시부(270)는 주사부에 설치되거나, 주사부와 별도로 형성될 수 있다.

주사부에는 실린더(11), 피스톤(13), 연결 부재(30), 피스톤(13)의 단부에 형성되고 체액이 수용된 실린더(11)의 수용 공간(19)을 외부에 대해 폐쇄시키는 패킹 부재(50)가 마련될 수 있다. 일 예로, 패킹 부재(50)는 고무 코르크 마개를 포함할 수 있다.

체액의 식별이 가능한 제1 센서(210)는 연결 부재(30), 실린더(11), 패킹 부재(50) 중 적어도 하나에 마련될 수 있다.

일 예로, 체액에 대면되는 패킹 부재(50)의 가운데에는 제1 센서(210)가 설치되는 설치 구멍(59)이 형성될 수 있다.

제1 센서(210)는 설치 구멍(59)을 통해 체액에 직접 접촉하면서 체액의 성분을 센싱할 수 있다. 또한, 설치 구멍(59)을 통해 제1 센서(210)는 체액이 수용되는 실린더(11)에 직접 접촉되는 패킹 부재(50)의 일면으로부터 함몰된 위치에 배치될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 피스톤(13)이 주사 바늘(20)을 향해 전진해서 패킹부의 앞면이 실린더(11)의 내벽에 충돌하더라도, 패킹부 앞면의 함몰된 위치에 배치된 제1 센서(210)는 해당 충돌로부터 안전하게 보호될 수 있다.

체액의 성분을 센싱하는 제1 센서(210)가 피스톤(13) 또는 패킹 부재(50)에 설치될 수 있다. 이때, 통신부(250)는 피스톤(13)에 설치되며 제1 센서(210)에 전기적으로 연결될 수 있다. 통신부(250)는 제1 센서(210)의 센싱 결과를 별도의 표시부(270)에 전송할 수 있다. 통신부(250)에 해당하는 무선 통신 모듈은 연결 부재(30) 등에 설치되기에는 큰 체적을 가질 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈이 마련된다는 것은 설정 체적을 갖는 배터리가 추가로 구비되는 것을 의미할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 제1 센서(210), 통신부(250), 제1 센서(210) 및 통신부(250)에 구동 전력을 제공하는 배터리가 모두 용이하게 피스톤(13)에 설치될 수 있다. 통신부(250)는 제1 센서(210)의 센싱 결과를 별도의 표시부(270)에 무선 전송할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 무선 방식의 주사부가 제공되며, 외부와의 유선 연결에 따른 의료 장비의 혼잡성 증가가 방지되며, 유선 케이블과 다른 물체와의 간섭으로 인한 시술 중의 의료 사고 등이 방지될 수 있다.

한편, 주사부에서 피스톤(13)은 상당히 큰 체적을 가지며, 제1 센서(210), 분석부, 소형의 표시부(270)가 모두 충분하게 설치될 수 있는 공간을 가질 수 있다. 분석부 등이 피스톤(13)에 설치되더라도, 제1 센서(210)가 피스톤(13), 패킹 부재(50)가 아닌 다른 곳에 설치되면, 분석부 등과 제1 센서(210)를 전기적으로 연결하는 패턴 또는 전기 라인의 형성이 곤란할 수 있다. 왜냐하면, 피스톤(13)은 주사부의 다른 부재에 대해 이동 가능하게 형성되므로, 주사부의 다른 부재에 설치된 제1 센서(210)와 유선 연결되기 어렵기 때문이다. 본 실시예에 따르면, 패킹 부재(50) 또는 피스톤(13)에 제1 센서(210)가 설치되므로, 피스톤(13)에 형성된 분석부, 표시부(270) 등과의 유선 연결에 별다른 문제가 없다. 본 실시예에 따르면, 제1 센서(210)의 센싱 결과가 표시되는 소형 디스플레이 또는 스피커 등의 표시부(270)가 피스톤(13)에 설치될 수 있다. 이 경우, 사용자는 주사부와 사용자의 신체를 지속해서 바라보면서 주사 시술을 수행할 수 있다. 별도의 디스플레이와 주사부를 번갈아 보지 않아도 되므로, 주사 시술에 대한 집중도가 개선될 수 있다.

도 2는 본 발명의 주사 장치에 의해 구분되는 체액을 나타낸 개략도이다.

주사부에 설치된 제1 센서(210)는 체액이 흐르는 주사 바늘(20)의 유로, 연결 부재(30)의 유로, 실린더(11)의 수용 공간(19) 중 적어도 어느 하나에 대면되는 주사 바늘(20)의 내면, 연결 부재(30)의 내면, 실린더(11)의 내면, 피스톤(13)의 일면에 설치될 수 있다. 해당 제1 센서(210)는 주사 바늘(20)을 통해 유입되는 체액에 접촉되면, 성분 별로 구분되는 전압값 등의 전기 신호를 출력할 수 있다. 해당 전기 신호는 디스플레이, 스피커, 진동기 등의 표시부(270)를 통해 표시될 수 있다. 사용자는 표시부(270)를 통해 표시되는 시각적 기호, 음향 기호, 진동 기호 등을 인식하고, 해당 체액이 동맥혈인지, 디스크의 관절강인지, 정맥혈인지, 척수액인지 정확하게 확인할 수 있다. 한편, 표시부(270)는 제1 센서(210)를 통해 파악된 체액의 성분이 기설정된 타겟 성분과 다르면, 경고 메시지에 해당하는 알람 신호를 표시할 수 있다. 알람 신호를 인지한 사용자는 체액 채취를 곧바로 중지함으로써 각종 의료 사고를 신속하게 방지할 수 있다. 경우에 따라, 타겟 체액이 정상적으로 채취되고 있는 사실을 나타내는 정상 신호가 표시부를 통해 표시될 수도 있다.

주사부에 제2 센서(220)가 설치된 제2 실시예에 대해 설명한다.

도 3은 주사 바늘(20)의 말단 위치를 모니터링하는 주사 장치를 나타낸 개략도이다. 도 4는 주사 바늘(20)의 말단 위치를 모니터링하는 다른 주사 장치를 나타낸 개략도이다.

주사 장치에는 체내에 침투한 주사 바늘(20)의 말단 위치를 센싱하는 제2 센서(220)가 마련될 수 있다. 주사 장치에는 제2 센서(220)와 유무선 통신하며, 제2 센서(220)의 센싱 결과를 표시하는 표시부(270)가 마련될 수 있다. 표시부(270)는 주사부에 설치되거나 주사부와 별개로 형성될 수 있다.

일 예로, 도 3과 같이 체내에 침투한 주사 바늘(20)과 함께 체내로 침투하는 카메라 또는 광섬유가 마련될 수 있다. 구체적으로, 카메라 또는 광섬유는 중공 파이프 형상의 주사 바늘(20)에 형성된 중공에 삽입될 수 있다. 전자에 따르면, 실질적으로 체내를 촬영하는 카메라가 직접 주사 바늘(20)의 중공에 설치될 수 있다. 후자에 따르면, 실질적으로 체내를 촬영하는 카메라는 주사 바늘(20) 외의 위치에 배치되고, 카메라로부터 주사 바늘(20)까지 연장되는 광섬유의 단부가 주사 바늘(20)의 중공에 설치될 수 있다. 카메라 또는 광섬유는 주사 바늘(20)과 함께 체내에 침투하면서 체내 영상을 촬영할 수 있다.

해당 카메라 또는 광섬유에는 주사 바늘(20)의 입구를 비추는 조명 부재가 추가로 마련될 수 있다. 또한, 카메라 또는 광섬유를 통해 촬영된 영상을 표시하거나, 영상의 분석 결과를 표시하는 표시부(270)가 마련될 수 있다. 표시부(270)는 카메라 또는 광섬유와 별개로 마련될 수 있다. 이 경우, 카메라와 표시부(270)의 사이 또는 광섬유와 표시부(270) 사이에는 각종 통신 인터페이스가 마련될 수 있다.

사용자는 표시부(270)를 통해 표시되는 체내 영상을 확인함으로써, 주사 바늘(20)의 말단 위치가 체내 어느 조직층에 위치하는지 확인할 수 있다. 주사 바늘(20)의 말단 위치가 타겟 위치에 도달한 것이 확인되면, 주사 바늘(20)의 중공을 통해 체액을 채취하거나 주사액을 주입할 필요가 있다. 체액 채취 또는 주사액 주입을 위해 주사 바늘(20)의 중공에 배치된 카메라 또는 광섬유가 제거될 필요가 있다.

카메라 또는 광섬유를 외부를 빼내기 위해 주사 장치에는 연장부(229)가 마련될 수 있다.

연장부(229)는 카메라 또는 광섬유의 후단부로부터 주사 바늘(20)의 중공 및 주사부의 실린더(11)에 형성된 수용 공간(19)을 통과해서, 적어도 실린더(11)의 피스톤(13) 입구까지 연장될 수 있다. 광섬유의 경우, 연장부(229)는 광섬유의 후단부와 일체로 형성될 수 있다.

주사 바늘(20)의 말단이 타겟 위치에 도달하면, 연장부(229)는 카메라 또는 광섬유와 함께 피스톤(13)의 입구를 통해 외부로 이탈될 수 있다. 사용자는 실린더(11)의 외부로 노출된 연장부(229)를 잡아당겨서 주사 바늘(20)의 중공에 설치된 카메라 또는 광섬유를 빼낼 수 있다.

다른 예로, 도 4와 같이 주사 바늘(20)에 설치되고 실린더(11)의 단부에 착탈되는 연결 부재(30)와 실린더(11)의 사이에 삽입되는 압력 센서가 마련될 수 있다. 압력 센서는 스트레인 게이지(strain gage) 등과 같이 압력이 가해지면 전기 신호를 출력하는 각종 센서를 포함할 수 있다. 압력 센서의 센싱값을 표시하거나 센싱값의 분석 결과를 표시하는 표시부(270)가 주사부와 일체로 또는 별개로 마련될 수 있다. 압력 센서의 센싱값은 주사 바늘(20)의 진입 저항 수치 측정값을 나타낼 수 있다.

일 예로, 주사 바늘(20)에 대면되는 실린더(11)의 일면에는 주사 바늘(20)을 향해 돌출된 관 형상의 노우즈(12)(nose)가 형성될 수 있다. 그리고, 노우즈(12)에 대면되는 연결 부재(30)의 일면에는 노우즈(12)가 삽입되는 삽입 구멍(39)이 형성될 수 있다. 이때, 압력 센서는 삽입 구멍(39)에 대면되는 노우즈(12)의 일면에 형성될 수 있다. 또는, 압력 센서는 노우즈(12)에 대면되는 삽입 구멍(39)의 내측 일면에 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 그래프 k와 같이, 주사 바늘(20)이 체내의 각종 조직의 경계를 통과할 때마다 압력값이 순간적으로 증가하는 임펄스 파형이 나타날 수 있다. 일 예로, 조직층은 피내층, 피하층, 혈관층, 근육층, 뼈층을 포함할 수 있다. 각 조직층은 경계를 통과할 때마다 순간적으로 압력이 증가하게 되며, 이를 이용하면 현재 주사 바늘(20)의 위치가 파악될 수 있다.

분석부는 해당 임펄스 파형의 발생 회수 또는 임펄스 파형의 세기를 분석해서, 주사 바늘(20)의 말단 위치가 현재 어느 조직을 통과한 상태인지 파악할 수 있다. 분석부는 기계 학습을 통해 제2 센서(220)의 출력값이 나타내는 현재 주사 바늘(20) 말단의 위치를 자동으로 분석하는 분석 모델을 포함할 수 있다. 분석 모델은 카메라 또는 광섬유를 통해 획득된 영상의 분석 또는 압력 센서를 통해 획득된 압력값의 분석을 통해 주사 바늘(20)이 현재 통과하는 있는 조직이 어떤 층인지 파악할 수 있다.

분석부에 의해 분석된 주사 바늘(20)의 위치가 초기에 설정한 타겟 위치와 일치하면, 표시부(270)는 주사 바늘(20)이 타겟 위치에 도달한 사실을 나타내는 알림 신호를 실시간으로 표시할 수 있다.

한편, 사용자가 타겟 위치를 관통해서 다음 위치로 나아가는 현상을 방지하기 위한 방안이 마련될 수 있다.

일 예로, 분석부는 주사 바늘(20)이 타겟 위치의 바로 전에 위치한 특정 조직을 판별할 수 있다. 분석부에 의해 주사 바늘(20)의 말단 위치가 해당 특정 조직에 진입한 것으로 판별되면, 표시부(270)는 해당 사실을 표시함으로써 사용자로 하여금 타겟 위치에 대한 진입에 사전 대비하도록 유도할 수 있다.

이상에서 살펴본, 주사 장치를 이용하면 주사 바늘(20) 말단의 위치를 실시간으로 모니터링하는 모니터링 방법이 구현될 수 있다.

본 발명의 모니터링 방법은 주사 바늘(20)의 중공에 설치된 카메라 또는 광섬유를 이용해 주사 바늘(20)이 침투하는 체내 조직(90)의 영상을 획득할 수 있다. 체내 조직의 영상(90)은 표시부(270)를 통해 실시간으로 출력될 수 있다. 또는, 모니터링 방법은 주사 바늘(20)의 연결 부재(30)와 실린더(11)의 노우즈(12) 사이에 설치된 압력 센서를 이용해 서로 다른 조직층의 경계를 통과하면서 변화하는 압력값을 획득할 수 있다,

모니터링 방법은 체내 조직의 영상 또는 압력값의 분석 모델을 통해 주사 바늘(20)의 말단이 타겟 위치에 도달한 여부를 실시간으로 자동 판별할 수 있다. 분석 모델은 기계 학습 등을 통해 획득될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 주사 장치를 나타낸 개략도이다.

기존의 주사기를 그대로 사용하면서, 체액을 분석하거나 주사 바늘(20)의 현재 위치를 파악하기 위해 별도의 중간 부재(100)가 마련될 수 있다.

체내에 침투되는 주사 바늘(20)의 연결 부재(30)와 연결 부재(30)에 착탈되는 노우즈(12)(nose)가 형성된 유로 부재가 마련될 수 있다. 일 예로, 유로 부재는 주사기 몸체(10)의 실린더(11) 또는 링겔에 연결된 튜브를 포함할 수 있다.

중간 부재(100)의 일단부는 노우즈(12)를 대신해 연결 부재(30)에 착탈될 수 있다. 중간 부재(100)의 타단부는 연결 부재(30)를 대신해 노우즈(12)에 착탈될 수 있다. 이를 위해 중간 부재(100)에는 주사 바늘(20)의 연결 부재(30)에 착탈되는 제1 착탈부(101) 및 유로 부재의 노우즈(12)(nose)에 착탈되는 제2 착탈부가 마련될 수 있다. 제1 착탈부(101)는 노우즈(12)와 동일한 형상, 동일한 크기로 형성될 수 있다. 제2 착탈부는 노우즈(12)가 삽입되는 삽입 구멍(39)과 동일한 형상, 동일한 크기로 형성될 수 있다.

중간 부재(100)는 통 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에는 주사 바늘(20)을 통해 흡입되는 체액의 성분 또는 체내에 침투한 주사 바늘(20)의 말단 위치를 모니터링하는 모니터링부(210, 220)가 설치될 수 있다. 경우에 따라, 중간 부재(100)에는 분석부와 배터리가 모니터링부(210, 220)와 함께 마련될 수 있다. 또는, 중간 부재(100)에는 통신부(250)와 배터리가 모니터링부(210, 220)와 함께 마련될 수 있다. 또는, 중간 부재(100)에는 분석부, 표시부(270) 및 배터리가 모니터링부(210, 220)와 함께 마련될 수 있다. 외부 부재에 유선으로 연결되는 경우, 외부 전원으로부터 전력을 제공받을 수 있으며, 이 경우 배터리는 배제될 수 있다.

중간 부재(100)에는 외부에 마련된 표시부(270)에 연결되는 유선 케이블이 마련될 수 있다. 이때, 모니터링부(210, 220)의 모니터링 결과는 유선 케이블을 통해 표시부(270)에 전달될 수 있다. 모니터링부(210, 220)는 유선 케이블을 통해 구동 전력을 획득할 수 있다.

무선 통신 방식이 적용될 경우, 통신부(250), 배터리가 중간 부재(100)에 내장될 수 있다. 통신부(250)는 모니터링부(210, 220)의 모니터링 결과를 외부의 표시부(270)에 무선 전송할 수 있다. 해당 통신부(250)는 설치 위치에서 차이를 보일 뿐 주사부에 설치되는 통신부와 동일하게 형성될 수 있다. 배터리는 모니터링부(210, 220) 및 통신부(250)에 전력을 공급할 수 있다.

중간 부재(100)에는 주사 바늘(20)의 유로와 유로 부재의 유로를 연결하는 연결 유로가 형성될 수 있다. 이때, 연결 유로의 내경 W2는 연결 부재(30)의 내경 W1보다 클 수 있다. 본 실시예에 따르면, 중간 부재(100)의 설치에도 불구하고 일반 주사기를 이용하는 힘과 동일한 힘에 의해 피스톤(13)이 움직일 수 있다.

연결 유로에 대면되는 중간 부재(100)의 내측 일면에는 연결 유로로 유입된 체액의 성분을 센싱하는 제1 센서(210)가 설치될 수 있다. 실린더(11)보다 큰 내경을 갖는 중간 부재(100)의 특성상, 중간 부재(100)의 내측 일면은 기하학적으로 실린더(11)의 내면보다 넓다. 따라서, 중간 부재(100)를 이용하면, 제1 센서(210)의 설치 공간에 대한 제한이 완화될 수 있다.

중간 부재(100)에는 연결 부재(30)와 제1 착탈부(101) 사이의 압력 변화를 센싱하거나, 노우즈(12)와 제2 착탈부 사이의 압력 변화를 센싱하는 제2 센서(220)가 마련될 수 있다. 전자의 경우, 제2 센서(220)는 연결 부재(30)와 제1 착탈부(101) 사이에 설치될 수 있다. 후자의 경우, 제2 센서(220)는 노우즈(12)와 제2 착탈부 사이에 설치될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10...몸체 11...실린더
12...노우즈(nose) 13...피스톤
19...수용 공간 20...주사 바늘
30...연결 부재 39...삽입 구멍
50...패킹 부재 59...설치 구멍
90...체내 조직 100...중간 부재
101...제1 착탈부 210, 220...모니터링부
210...제1 센서 220...제2 센서
229...연장부 250...통신부
270...표시부

Claims

체내에 침투되는 주사 바늘이 마련된 주사부;
상기 주사부에 설치되고, 상기 주사부의 상태 정보를 자동으로 모니터링하는 모니터링부;
를 포함하는 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 모니터링 결과를 이용해 상기 주사부로 유입된 체액의 성분을 분석하거나 체내로 침투한 상기 주사 바늘의 말단 위치를 분석하는 분석부가 마련되고,
상기 분석부는 상기 체액의 성분과 타겟 성분의 비교 결과를 출력하거나, 상기 주사 바늘의 말단 위치와 타겟 위치의 비교 결과를 출력하는 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사부에는 실린더와 피스톤이 구비된 몸체, 상기 실린더에 착탈되는 연결 부재가 설치된 주사 바늘이 마련되고,
상기 모니터링부는 상기 실린더에 착탈되는 상기 피스톤, 상기 주사 바늘, 상기 연결 부재 중 적어도 하나에 설치되는 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사부에 설치되고, 상기 주사 바늘을 통해 흡입되어 상기 주사부의 몸체에 수용되는 체액의 성분을 센싱하는 제1 센서가 마련되고,
상기 제1 센서와 유무선 통신하며, 상기 제1 센서의 센싱 결과를 표시하는 표시부가 마련된 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사부에는 상기 주사 바늘을 통해 흡입된 체액이 수용되는 실린더, 상기 주사 바늘에 설치되고 상기 실린더의 단부에 착탈되는 연결 부재, 상기 실린더 내에서 왕복 운동하며 상기 체액을 흡입하는 음압을 형성하는 피스톤, 상기 피스톤의 단부에 형성되고 상기 체액이 수용된 상기 실린더의 수용 공간을 외부에 대해 패쇄시키는 패킹 부재가 마련되고,
상기 체액의 식별이 가능한 제1 센서가 상기 연결 부재, 상기 실린더, 상기 패킹 부재 중 적어도 하나에 마련되는 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사부에는 상기 체액을 흡입하는 음압을 형성하는 피스톤, 상기 피스톤의 단부에 형성된 패킹 부재가 마련되고,
상기 체액에 대면되는 상기 패킹 부재의 가운데에는 제1 센서가 설치되는 실치 홀이 형성되며,
상기 제1 센서는 상기 설치 구멍을 통해 상기 체액에 직접 집촉하면서 상기 체액의 성분을 센싱하고,
상기 설치 구멍을 통해, 상기 제1 센서는 상기 체액이 수용되는 실린더에 직접 접촉되는 상기 패킹 부재의 일면으로부터 함몰된 위치에 배치되는 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사부에는 상기 체액을 흡입하는 음압을 형성하는 피스톤, 상기 피스톤의 단부에 형성된 패킹 부재가 마련되고,
상기 피스톤 또는 상기 패킹 부재에 설치되며 상기 체액의 성분을 센싱하는 제1 센서, 상기 피스톤에 설치되며 상기 제1 센서에 전기적으로 연결된 통신부가 마련되며,
상기 통신부는 상기 제1 센서의 센싱 결과를 별도의 표시부에 전송하는 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사부에는 상기 체액을 흡입하는 음압을 형성하는 피스톤, 상기 피스톤의 단부에 형성된 패킹 부재가 마련되고,
상기 피스톤 또는 상기 패킹 부재에 설치되며 상기 체액의 성분을 센싱하는 제1 센서, 상기 피스톤에 설치되며 상기 제1 센서의 센싱 결과가 표시되는 표시부가 마련된 주사 장치.
제1항에 있어서,
체내에 침투한 상기 주사 바늘의 말단 위치를 센싱하는 제2 센서가 마련되고,
상기 제2 센서와 유무선 통신하며, 상기 제2 센서의 센싱 결과를 표시하는 표시부가 마련된 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 체내에 침투한 상기 주사 바늘과 함께 상기 체내로 침투하는 카메라 또는 광섬유가 마련되고,
상기 카메라 또는 상기 광섬유를 통해 촬영된 영상을 표시하거나, 상기 영상의 분석 결과를 표시하는 표시부가 마련된 주사 장치.
제1항에 있어서,
중공 파이프 형상의 상기 주사 바늘에 형성된 중공에 삽입되는 카메라 또는 광섬유가 마련되고,
상기 카메라 또는 상기 광섬유는 상기 주사 바늘과 함께 상기 체내에 침투하면서 체내 영상을 촬영하는 주사 장치.
제11항에 있어서,
상기 카메라 또는 상기 광섬유의 후단부로부터 상기 주사 바늘의 중공 및 상기 주사부의 실린더에 형성된 수용 공간을 통과해서 적어도 상기 실린더의 피스톤 입구까지 연장되는 연장부가 마련되고,
상기 주사 바늘의 말단이 타겟 위치에 도달하면, 상기 연장부는 상기 카메라 또는 상기 광섬유와 함께 상기 피스톤의 입구를 통해 외부로 이탈되는 주사 장치.
제1항에 있어서,
상기 주사부에는 상기 주사 바늘을 통해 흡입된 체액이 수용되는 실린더, 상기 주사 바늘에 설치되고 상기 실린더의 단부에 착탈되는 연결 부재가 마련되고,
상기 연결 부재와 상기 실린더의 사이에 삽입되는 압력 센서, 상기 압력 센서의 센싱값을 표시하거나 상기 센싱값의 분석 결과를 표시하는 표시부가 마련된 주사 장치.
체내에 침투되는 주사 바늘의 연결 부재와 상기 연결 부재에 착탈되는 노우즈(nose)가 형성된 유로 부재가 마련될 때,
일단부가 상기 노우즈를 대신해 상기 연결 부재에 착탈되고, 타단부가 상기 연결 부재를 대신해 상기 노우즈에 착탈되는 중간 부재;를 포함하고,
상기 중간 부재에는 상기 주사 바늘을 통해 흡입되는 체액의 성분 또는 체내에 침투한 상기 주사 바늘의 말단 위치를 모니터링하는 모니터링부가 설치된 주사 장치.
제14항에 있어서,
상기 중간 부재에는 외부에 마련된 표시부에 연결되는 유선 케이블이 마련되고,
상기 모니터링부의 모니터링 결과는 상기 유선 케이블을 통해 상기 표시부에 전달되며,
상기 모니터링부는 상기 유선 케이블을 통해 구동 전력을 획득하는 주사 장치.
제14항에 있어서,
상기 모니터링부의 모니터링 결과를 외부의 표시부에 무선 전송하는 통신부, 상기 모니터링부 및 상기 통신부에 전력을 공급하는 배터리가 상기 모니터링부와 함께 상기 중간 부재에 내장되는 주사 장치.
제14항에 있어서,
상기 중간 부재에는 상기 주사 바늘의 유로와 상기 유로 부재의 유로를 연결하는 연결 유로가 형성되고,
상기 연결 유로의 내경은 상기 유로 부재의 내경보다 크게 형성되며,
상기 연결 유로에 대면되는 상기 중간 부재의 내측 일면에는 상기 연결 유로로 유입된 체액의 성분을 센싱하는 제1 센서가 설치되는 주사 장치.
제14항에 있어서,
상기 중간 부재에는 상기 주사 바늘의 연결 부재에 착탈되는 제1 착탈부, 상기 유로 부재의 노우즈에 착탈되는 제2 착탈부가 마련되고,
상기 중간 부재에는 상기 연결 부재와 상기 제1 착탈부 사이의 압력 변화를 센싱하거나 상기 노우즈와 상기 제2 착탈부 사이의 압력 변화를 센싱하는 제2 센서가 마련되는 주사 장치.
주사 장치에 의해 수행되는 모니터링 방법에 있어서,
주사 바늘의 중공에 설치된 카메라 또는 광섬유를 이용해 상기 주사 바늘이 침투하는 체내 조직의 영상을 획득하거나, 상기 주사 바늘의 연결 부재와 실린더의 노우즈(nose) 사이에 설치된 압력 센서를 이용해 서로 다른 조직층의 경계를 통과하면서 변화하는 압력값을 획득하고,
상기 체내 조직의 영상 또는 상기 압력값의 분석 모델을 통해 상기 주사 바늘의 말단이 타겟 위치에 도달한 여부를 실시간으로 자동 판별하는 모니터링 방법.