KR20230128848A - 목표 농도 조절 주입을 지원하는 약물 투여 장치 및 방법 - Google Patents

목표 농도 조절 주입을 지원하는 약물 투여 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

목표 농도 조절 주입을 지원하는 약물 투여 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 자동 약물 투여 방법은, 환자의 목표 약물 농도를 설정하고, 환자의 혈중 약물 농도를 측정하며, 측정된 혈중 약물 농도와 설정된 목표 약물 농도를 비교하여 약물 주입 여부를 결정하고, 약물 주입으로 결정되면 주입할 약물 용량을 계산하며, 계산된 용량의 약물을 환자에게 투여한다. 이에 의해, 혈중 약물 농도와 환자의 상태를 기초로 약물 주입 속도와 용량을 적응적으로 결정함으로써, 적정한 용량의 약물을 적시에 투여함으로써, 환자의 약물 오남용을 방지함과 동시에 환자의 약물에 대한 회복력을 극대화할 수 있게 된다.

Description

목표 농도 조절 주입을 지원하는 약물 투여 장치 및 방법{Medicine infusion device and method for targeted concentration-controlled infusion}
본 발명은 약물 투여 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자에게 약물을 자동으로 투여하는 약물 주입펌프의 약물 주입 속도와 양을 제어하는 방법에 관한 것이다.
약물 주입펌프는 마취제, 진통제, 항암제 등과 같이 소량의 약물을 지속적으로 환자에게 투여해야 할 때 사용되는 장치로, 정해진 시간 마다 정해진 용량의 약물이 환자에게 자동 투여된다.
기존의 약물 주입펌프들은 자동 투여 기능을 제공하고 있기는 하지만, 투여 속도와 용량은 고정되어 있다. 즉, 의료진에 의해 설정된 투여 속도(주기)와 용량에 따라 구동되고 있는 것이다.
하지만, 특성과 상태가 각기 다른 환자들에 대해 표준화된 기준을 일괄적으로 적용한다는 점에서 문제가 있으며, 어느 환자에게는 약물의 과다 주입이 될 수도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 혈중 약물 농도와 환자의 상태를 기초로 약물 주입 속도와 용량을 적응적으로 결정하는 자동 약물 투여 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동 약물 투여 방법은, 환자의 목표 약물 농도를 설정하는 단계; 환자의 혈중 약물 농도를 측정하는 단계; 측정된 혈중 약물 농도와 설정된 목표 약물 농도를 비교하여, 약물 주입 여부를 결정하는 단계; 약물 주입으로 결정되면, 주입할 약물 용량을 계산하는 단계; 계산된 용량의 약물을 환자에게 투여하는 단계;를 포함한다.
설정 단계는, 환자의 신체 특성을 기초로, 목표 약물 농도를 설정할 수 있다.
신체 특성은, 성별, 연령, 체중, 키, 신장 청소율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
결정 단계는, 측정된 혈중 약물 농도가 설정된 목표 약물 농도 미만이면, 환자의 상태 값을 산출하는 단계;를 더 포함하고, 산출된 상태 값을 기초로, 약물 주입 여부를 결정할 수 있다.
결정 단계는, 산출된 상태 값이 임계 값 미만이면, 혈중 약물 농도가 하강하는지 판단하는 단계;를 더 포함하고, 판단 결과를 기초로, 약물 주입 여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 약물 투여 방법은, 혈중 약물 농도가 하강하는 것으로 판단되면, 약물 주입을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
결정 단계는, 혈중 약물 농도의 기울이가 임계 값을 넘어가면, 혈중 약물 농도가 하강할 수 있다.
계산 단계는, 환자의 신체 특성, 측정된 혈중 약물 농도와 설정된 목표 약물 농도 간 차이를 기초로 주입할 약물 용량을 계산할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 약물 투여 방법은, 산출된 상태 값과 하강 속도를 기초로 계산된 약물 용량을 보정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 자동 약물 투여 장치는, 환자의 목표 약물 농도를 설정하고, 환자의 혈중 약물 농도를 측정하며, 측정된 혈중 약물 농도와 설정된 목표 약물 농도를 비교하여 약물 주입 여부를 결정하고, 약물 주입으로 결정되면 주입할 약물 용량을 계산하는 프로세서; 및 계산된 용량의 약물을 환자에게 투여하는 약물 주입펌프;를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 자동 약물 주입 관리 방법은, 환자의 혈중 약물 농도를 측정하는 단계; 측정된 혈중 약물 농도가 목표 약물 농도를 비교하여, 약물 주입 여부를 결정하는 단계; 약물 주입으로 결정되면, 주입할 약물 용량을 계산하는 단계;를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 자동 약물 주입 관리 장치는, 환자의 혈중 약물 농도를 측정하고, 측정된 혈중 약물 농도가 목표 약물 농도를 비교하여 약물 주입 여부를 결정하고, 약물 주입으로 결정되면 주입할 약물 용량을 계산하는 프로세서; 및 프로세서에 의한 약물 주입 관련 정보를 출력하는 출력부;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 혈중 약물 농도와 환자의 상태를 기초로 약물 주입 속도와 용량을 적응적으로 결정함으로써, 적정한 용량의 약물을 적시에 투여함으로써, 환자의 약물 오남용을 방지함과 동시에 환자의 약물에 대한 회복력을 극대화할 수 있게 된다.
도 1은 혈중 약물 농도 예시,
도 2는 약물 주입 양 예시,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 약물 투여 장치의 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 약물 투여 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 목표 농도 조절 주입(Target-concentration Controlled Infusion : TCI)을 지원할 수 있는 약물 투여 장치 및 방법을 제시한다.
본 발명의 실시예에서는 환자에 대한 약물 주입과 관련하여, 약물 목표 농도와 환자의 상태를 기초로 약물의 주입 속도와 용량을 조절하는 방식으로, 환자에 적정량의 약물이 적시에 투여되도록 한다.
환자에 대한 약물 주입시 판단하는 요소들 중 혈중 약물 농도는 도 1에 제시된 바와 같이 약물을 주입하면 급증하였다가 시간이 되면서 서서히 감소하는 경향을 보인다.
이에 약물 농도가 목표 농도 미만으로 떨어지지 않고 유지될 수 있도록, 도 2에 제시된 바와 같이 약물 주입이 지속적으로 이루어져야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 약물 투여 장치의 구성을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 자동 약물 투여 장치는, 도시된 바와 같이, 환자 모니터링부(110), 출력부(120), 프로세서(130), 입력부(140) 및 약물 주입펌프(150)를 포함하여 구성된다.
환자 모니터링부(110)는 환자의 각종 생체 신호를 활용하여 환자의 상태를 측정하기 위한 구성이다. 측정하는 환자의 상태에는 약물 투여에 의한 혈중 약물 농도도 포함된다.
출력부(120)는 자동 약물 투여 장치에 의한 약물 투여 현황에 대한 정보가 표시되는 디스플레이와 약물 투여를 사운드로 안내하기 위한 스피커를 포함하여 구성된다.
입력부(140)는 자동 약물 투여를 위한 명령과 설정을 입력하기 위한 사용자 인터페이스 수단이다. 본 발명의 실시예에서는 환자의 신체 특성(성별, 연령, 체중, 키, 신장 청소율 등)이 입력된다.
약물 주입펌프(150)는 환자에게 약물을 자동으로 주입하기 위한 구성으로, 약물 주입 속도와 용량은 프로세서(130)에 의해 제어된다.
프로세서(130)는 입력부(140)를 통해 입력된 환자의 신체 특성을 기초로 환자의 목표 약물 농도를 설정하고, 환자 모니터링부(110)에 의해 측정되는 환자의 혈중 약물 농도와 환자의 상태를 기초로 약물 주입 여부와 용량을 계산하여, 약물 주입펌프(150)를 제어한다.
프로세서(130)가 환자에 대한 약물 주입을 자동으로 제어하는 과정에 대해, 이하에서 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 약물 투여 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
약물 투여 속도와 양을 자동으로 제어하기 위해, 먼저, 프로세서(130)는 환자의 목표 약물 농도를 설정한다(S205).
목표 약물 농도는 환자의 신체 특성을 기초로 설정하는데, 환자의 신체 특성에는 성별, 연령, 체중, 키, 신장 청소율 등이 포함됨은 전술한 바 있다. 환자 개인의 특성을 일차적으로 고려하기 위함이다.
다음, 약물 주입펌프(150)에 의한 약물 투여가 시작되고(S210), 환자 모니터링부(110)는 환자의 혈중 약물 농도를 측정한다(S215). 약물의 종류에 따라, 혈중 약물 농도는 호흡(날숨)이나 소변 등에서의 약물 농도를 측정하는 것으로 대체 가능하다.
S215단계에서 측정된 혈중 약물 농도가 S205단계에서 설정된 목표 약물 농도 이상이면(S220-N), S215단계로 회귀한다.
반면, S215단계에서 측정된 혈중 약물 농도가 S205단계에서 설정된 목표 약물 농도 미만이면(S220-Y), 프로세서(130)는 환자 모니터링부(110)에 의해 측정된 환자의 생체 신호를 기초로 환자의 상태 값을 산출한다(S225).
S225단계에서 산출하는 환자의 상태 값은 투여하는 약물의 종류에 의해 결정된다. 예를 들어, 투여하는 약물이 프로포폴인 경우, 환자의 상태 값은 뇌파를 기초로 산출한 환자의 각성 상태 값이 될 것이다.
S225단계에서 산출된 환자의 상태 값이 임계 값 이상으로 판단되면(S230-N), S215단계로 회귀한다.
반면, S225단계에서 산출된 환자의 상태 값이 임계 값 미만으로 판단되면(S230-Y), 프로세서(130)는 S230단계에서 측정되는 혈중 약물 농도가 하강하고 있는지 판단한다(S235).
혈중 약물 농도가 하강하고 있는 경우는 혈중 약물 농도가 지속하여 감소하는 것을 의미하며, 이 경우 혈중 약물 농도의 기울기는 음수 값이 된다. 혈중 약물 농도 기울기가 임계 값을 넘어간 경우, 또는 30초 단위로 측정된 기울기가 5분 연속으로 음수인 경우 등에는 혈중 약물 농도가 하강하고 있다고 판단할 수 있다.
S235단계에서 혈중 약물 농도가 하강하지 않는 것으로 판단되면(S235-N), S215단계로 회귀한다.
반면, S235단계에서 혈중 약물 농도가 하강하는 것으로 판단되면(S235-Y), 프로세서(130)는 약물 주입을 결정하고(S240), 환자에게 주입할 약물 용량을 계산한다(S245).
주입할 약물 용량은 S215단계에서 측정된 혈중 약물 농도와 S205단계에서 설정된 목표 약물 농도 간의 차이를 기초로 환자의 신체 특성(성별, 연령, 체중, 키, 신장 청소율 등)을 기초로 계산한다.
다음, 프로세서(130)는 S245단계에서 계산한 약물 용량을 보정한다(S250). S250단계에서의 약물 용량 보정시은 S225단계에서 산출된 상태 값과 S235단계에서 계산되는 하강 속도를 기초로 할 수 있다.
이를 태면, 환자 상태 값이 임계 값으로부터 멀어질수록 약물 용량이 늘어나도록 보정하고, 하강 속도가 임계 속도로부터 멀어질수록 약물 용량이 늘어나도록 보정하는 것이 가능하다.
이후, 약물 주입펌프(150)는 S245단계에서 계산되고 S250단계에서 보정된 용량의 약물을 환자에게 주입한다(S265).
지금까지, 목표 농도 조절 주입을 지원하는 약물 투여 장치 및 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
구체적으로, 약품의 투입 유량을 모니터링 할 수 있는 기술을 기반으로 사용자가 설정한 목표 농도가 환자의 혈액 내에서 일정하게 유지되도록 내장된 약동학 모형에 근거하여 의약품 주입펌프가 주입속도를 조절하며 약물을 투여하는 투약 방법으로 목표 농도를 일정하게 유지하기 위하여 정주 속도를 변화시키는 투여 방법을 제시하였다.
본 발명의 실시예에서는 약물 주입과 관련된 목표 농도를 조절하여 주입함으로써, 투여량 오류 감시 체계를 고도화함으로써 국민 보건 향상에 기여하며, 투입 용량이 환자의 현재 상태와 신체 특성에 맞추어 지속적인 효과가 가능하면서도 몸에 부담을 최소화할 수 있는 형태의 투여량 제어를 통하여 과도한 약물 사용을 제한하고, 환자의 약물 Recovery를 극대화시켰다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 환자 모니터링부
120 : 표시부
130 : 프로세서
140 : 입력부
150 : 약물 주입펌프

Claims (12)

  1. 환자의 목표 약물 농도를 설정하는 단계;
    환자의 혈중 약물 농도를 측정하는 단계;
    측정된 혈중 약물 농도와 설정된 목표 약물 농도를 비교하여, 약물 주입 여부를 결정하는 단계;
    약물 주입으로 결정되면, 주입할 약물 용량을 계산하는 단계;
    계산된 용량의 약물을 환자에게 투여하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    설정 단계는,
    환자의 신체 특성을 기초로, 목표 약물 농도를 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    신체 특성은,
    성별, 연령, 체중, 키, 신장 청소율 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    결정 단계는,
    측정된 혈중 약물 농도가 설정된 목표 약물 농도 미만이면, 환자의 상태 값을 산출하는 단계;를 더 포함하고,
    산출된 상태 값을 기초로, 약물 주입 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    결정 단계는,
    산출된 상태 값이 임계 값 미만이면, 혈중 약물 농도가 하강하는지 판단하는 단계;를 더 포함하고,
    판단 결과를 기초로, 약물 주입 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    혈중 약물 농도가 하강하는 것으로 판단되면, 약물 주입을 결정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    결정 단계는,
    혈중 약물 농도의 기울이가 임계 값을 넘어가면, 혈중 약물 농도가 하강하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    계산 단계는,
    환자의 신체 특성, 측정된 혈중 약물 농도와 설정된 목표 약물 농도 간 차이를 기초로 주입할 약물 용량을 계산하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    산출된 상태 값과 하강 속도를 기초로 계산된 약물 용량을 보정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 방법.
  10. 환자의 목표 약물 농도를 설정하고, 환자의 혈중 약물 농도를 측정하며, 측정된 혈중 약물 농도와 설정된 목표 약물 농도를 비교하여 약물 주입 여부를 결정하고, 약물 주입으로 결정되면 주입할 약물 용량을 계산하는 프로세서;
    계산된 용량의 약물을 환자에게 투여하는 약물 주입펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 투여 장치.
  11. 환자의 혈중 약물 농도를 측정하는 단계;
    측정된 혈중 약물 농도가 목표 약물 농도를 비교하여, 약물 주입 여부를 결정하는 단계;
    약물 주입으로 결정되면, 주입할 약물 용량을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 주입 관리 방법.
  12. 환자의 혈중 약물 농도를 측정하고, 측정된 혈중 약물 농도가 목표 약물 농도를 비교하여 약물 주입 여부를 결정하고, 약물 주입으로 결정되면 주입할 약물 용량을 계산하는 프로세서; 및
    프로세서에 의한 약물 주입 관련 정보를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 약물 주입 관리 장치.
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