KR910002392B1 - 제어된 점적수에 의한 dc감속모터의 주사량 자동조절 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

제어된 점적수에 의한 DC감속모터의 주사량 자동조절 방법 및 장치

제1도는 본 발명에 의한 제어된 점적수에 의한 DC감속모터의 주사량 자동조절 장치의 회로개통도.

제2도는 제1도의 일부 회로를 생략한 게이트 및 스위치 조합회로(4)를 상세히 보인 상세 회로도.

제3도는 제1 및 제2도의 회로동작을 설명하기 위한 회로각부의 파형도.

본 발명은 제어된 점적수에 의한 DC감속모터의 주사량 자동조절 방법 및 장치에 관한 것으로 특히, 예를들어 IV세트(수액주사 세트)로 환자에 수액을 주사할때 단위시간당 예정된 잠적수가 정확히 주살될 수 있도록 점적수에 의해 DC 모터를 제어하는 제어된 점적수에 의한 주사량 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에는 수액주사 세트로 수액을 환자에 주사할때 스텝핑모터를 사용하여 모터의 속도를 제어함으로서 정확한 양이 주사되도록 하는 속도제어에 의한 주사량 자동조절 장치가 개발되어 있다. 이 장치의 알고리즘은 스텝핑모터를 계속 구동시켜 수액주사 세트의 튜브를 연속적으로 눌러줌으로서 분당 원하는 양 예를 들어 1-99개의 점적수를 선택적으로 펌핑하도록 하였다.

좀더구체적으로, 원하는 점적수가 펌핑되어 주사될 수 있도록 선택된 점적수에 해당하는 예정된 속도로 모터의 속도를 세팅시킨 다음, 주사된 점적수를 검출하여 세팅된 점적수의 허용오차 예를 들어 10-15%의 범위내에서는 정상 동작을 계속하고, 허용오차 범위를 넘을 경우 정지시키는 한편 경보를 울리는 방식이다.

상술한 종래의 장치는 현재 모두 수입품으로서 스템핑모터를 사용하므로 상당히 고가이고, 고가의 실리콘 튜브로된 규정된 수액주사 세트만을 사용해야되며, 규정된 수액주사 세트 역시 수입품으로서 상당히 고가인 문제점이 있다.

또한 국내에서 제조되는 값싼 수액주사 세트가 다양하게 있으나 제품별로 튜브의 재질 및 칫수가 다르고, 온도변화에 따른 오차가 심하여 종래의 장치와 정합되지 않으므로 호환성이 없는 문제점이 있다.

최근에 상술한 종래의 문제점들을 개선한 것으로 마이크로 프로세서를 이용하여 정밀 제어할 수 있는 장치가 개발되었으나 이역시 수입품으로서 더욱 고가이므로 경제성이 없다.

따라서 본 발명의 목적은 종래의 단점을 제거하도록 값비싼 스텝핑모터대신 저가의 DC감속모터를 사용하여 연속주사방식이 아닌 단위시간당 점적수에 의한 주기적인 주사방식을 채택함으로서 수액주사 세트의 호환성을 보장하면서도 정밀한 주사를 할 수 있고, 외부영향이나 드롭센서 위치불량 또는 수액세트 막힘 등 불안정 상태를 감지할 수 있으며 또한 제조원가를 대폭줄인 새로운 알고리즘에 의한 제어된 점적수에 의한 자동 주사량 조절방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 한 특징에 의하면 새로운 알고리즘으로서 수액주사 세트의 수액을 DC감속모터에 의해 펌핑시켜 자동 주사하되, 주사를 위한 제1단위시간 주기를 예정된 수로 분주시킨 주사를 위한 제2단위시간 주기를 제2프로그래머볼 카운터에 세팅하고, 제1단위 시간당 주사할 예정된 점적수를 점적조절부에 세팅하고, 세팅된 점적수에 의해 프로그래머볼 타이머를 제어하며 제2단위시간 주기내에서 주사시간을 결정하고, 제1단위시간 주기내에서 세팅된 점적수를 결정된 주사시간동안 제2단위시간 주기로 DC감속모터를 구동시켜 주사하고, 세팅된 점적수가 적어도 10점적이상일때 점적형성 시간이 규정된 점적주기 이내인지 여부를 리플카운터로 감시하고, 주사되는 점적수를 계속검출하여 검출된 점적수와 세팅된 점적수를 비교기로 계속비교하고, 비교값이 일치할때 모터를 정지시키는 한편 제1단위시간 주기가 경과되는 순간 다시 비교값을 확인하여 비교값이 일치할때 차기 제1단위시간 주기의 주사동작을 개시하고, 점적형성시간이 규정된 점적주기보다 길때와 비교값이 일치하지 않을 때 모터를 정지시키는 한편 경보장치를 작동시키며, 주사하는 동안 수액주사 세트의 튜브에 에어가 검출되면 모터가 정지됨과 동시에 경보장치가 동작되는 것이 특징인 제어된 점적수에 의한 CD감속모터의 주사량 자동조절 방법이 제공된다.

본 발명의 또다른 특징에 의하면 상술한 새로운 알고리즘에 의해 실시된 장치로서, 발진기(1)로부터 클록펄스를 수신하여 제1 및 제2클록펄스(CLK 1 및 CLK2)를 발생시키기위한 리플카운터(2)와, 제1클록펄스(CLK1)를 카운트하여 주사를 위한 예정된 제1단위시간주기의 펄스(T₁)를 발생시키기 위한 제1프로그래머블 카운터(3)와, 제2클록펄스(CLK2)를 카운트하여 제1단위시간 주기를 예전된 수로 분주시킨 주사를 위한 제2단위시간 주기의 펄스(T₂)를 발생시키기 위한 제2프로그래머블 카운터(25)와, 제1단위시간주기내에서 주사할 원하는 점적수를 세팅 및 표시하기 위한 수단(18-24)과, 제2단위시간주기내에서 주사시간을 결정하도록 세팅된 점적수에 의해 제어되는 프로그래머블 타이머(26)와, 제1단위시간 주기내에서 세팅된 점적수를 결정된 주사시간 동안 제2단위시간 주기로 주사하도록 주사개시를 명령하기위한 스타트위치(5)와, 주사되는 점적수를 검출하기위한 수단(10,11,12)과, 검출된 점적수를 카운트하기위한 BCD UP카운터(15)와, 카운트된 점적수와 세팅된 점적수를 비교하기위한 8입력 EX OR 및 NOR 게이트회로(16,17)과, 세팅된 점적수가 적어도 10개이상일때 주사되는 점적이 규정된 점적주기 이내에서 형성되는지 여부를 감시하기위한 수단(44,45,46)과, 수액주사 세트의 튜브내의 수액중의 에어검출을 위한 수단(6,7,8)과, 수액주사 세트의 수액을 펌핑주사하기 위한 DC감속모터 구동부(27,28,29)와, 비교값이 일치할때 모터를 정지시키는 한편 제1단위시간 주기가 경과되는 순간 다시 비교값을 확인하여 비교값이 일치할때 차기 제1단위시간 주기의 주사동작을 개시하고, 비교값이 일치하지 않을때 점적 형성시간이 규정된 점적주기보다 길때 및 에어가 검출될때 모터를 정지시키는 한편 경보장치(14)를 작동시키기 위한 게이트 및 스위칭 조합회로(4)및 JK플립플롭(9,13)을 포함하는 것이 특징인 제어된 점적수에 의한 DC감속모터의 주사량 자동조절 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, T1 입력단자가 공통입력을 갖는 NAND(32)을 통해 AND(36,37)와 OR(41)의 한입력단자에 연결되며, CLK 1입력단자는 공통입력을 갖는 NAND(3)를 통하여 AND(37)의 다른 입력에 연결됨과 동시에 AND(35,36)의 다른 입력단자에 연결되며,

입력단자는 공통입력을 갖는 NAND(31)을 통하여 AND(35)와 OR(40)의 한입력단자에 연결됨과 동시에 (35)의 b입력단자에 연결되며, AND(37)의 출력은 OR(40)의 다른 입력을 통하여 BCD UP카운터(15)를 리세트시키기위한 출력단자

에 연결되며, AND(35)의 출력은 스타트 스위치(5)의 E와 F단자, SW₃및 SW₁을 통해 JK FF(9)의 출력

를 제어하는 CL 출력단자에 연결되며, AND(36)의 출력은 스위치(SW₂)에 스위칭가능하게 연결되며, C입력단자는 8-입력 EX OR회로(16)의 비교값에 의해 공통입력을 갖는 NAND(34)를 통해 스위치(SW₃)에 스위칭 가능하게 연결됨과 동시에 AND(38)의 a입력에 연결되며, 또한 스위치(SW2)와 공통입력을 갖는 OR(39)를 통해 경보장치(14)와 스위치(SW₁)을 제어하도록 JK FF(13)을 제어하는 B단자와 다이오드(D₃)를 통해

단자를 제어하는 JK FF(9)의 CL단자에 연결되며, AND(38)의 출력은 SW₄를 통해 모터제어부(C)의 AND(27)의 a입력단자를 제어하기위해 A출력단자에 연결되는 한편 모노스테이블 멀티바이브레이터(42), OR(41)의 다른 입력 및 JK FF(43)을 통해 스위치(SW₄)에 스위칭 가능하게 연결되어 있은 것이 특징인 게이트 및 스위치 조합회로(4)가 제공된다.

상술한 목적 및 특징과 기타 목적 및 특징을 이해하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 새로운 알고리즘에 의한 방법을 실현하기 위한 양호한 실시예의 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도를 참조하면, 본 발명에 의한 장치의 개통도가 도시되어 있다. 여기서 본 발명의 장치는 점선으로 구분된 바와 같이 기능별로 크게나눠 회로제어부(A), 점적수 조절부(B) 그리고 DC 감속모터구동부(C)로 구성됨을 알 수 있다.

우선회로제어부(A)를 구체적으로 설명하면, 발진기(1)는 시간제어를 위한 일정주기의 펄스를 연속적으로 발생시키기 위한 것이며, 리플카운터(2)는 발진기(1)로부터 펄스를 카운트하여 2진법으로 계산하여 규정된 시간마다 제1 및 제2클록펄스(CLK1 및 CLK2)를 발생시키기 위한 IC이며, 제1프로그래머블 카운터(3)는 제1단위시간주기(본예에서는 1분 주기로 설정함)를 프로그램하기 위한 것으로, 리플카운터(2)로부터 펄스가 입력되는 순간부터 출력(T1)을 H상태로 계속 유지시키다가

입력단자가 하이(이하 H로 칭함)상태가 되는 순간부터 입력되는 제 1 클록펄스(CLK1)를 카운트하여 1분 경과시마다 주기가 짧은 로우(이하 L로 칭함) 펄스를 주기적으로 발생시키기 위한 IC이다.

그 다음 게이트 및 스위치 조합회로(4)는 제2도의 점선내에 보인 바와 같이 4개의 NAND 게이트(31-34), 4개의 AND게이트(35-38), 3개의 OR게이트(39-41), 4개의 스위치(SW₁-SW₄)와 단안정밀티바이브레이터(MM)(42) 및 JK플립플롭(JK FF)(43)으로 구성된 것으로, 입력단자들(T₁, CLK1,

, C 및 D)과 스타트스위치(5)의 E와 F단자를 통해 들어오는 신호상태에 따라 출력단자들(A,B,CL 및 R)의 신호 상태를 제어하기 위한 IC회로이다. 여기서 단안정멀티바이브레이터(42)는 그의 입력단자(G)에 입력되는 펄스가 H상태에서 L상태로 떨어지는 순간에서만 저항(R2)과 콘덴서(C2) 시정수에 대한 펄스를 출력단자(Q)에 출력시키는 IC이다. 또한 JKFF(43)은 리세트된 상태에서 출력단자(

)는 H상태를 유지하다가 입력단자(CP)에 펄스가 입력되면 출력

가 L상태로 반전되는 즉, 펄스가 입력될때마다 출력의 상태가 변하는 IC로서 스위치(SW₄)를 제어하기위한 것이다.

다시 제1도를 참조하면, 스타트스위치(5)는 본 발명에 의한 장치의 자동주사동작을 개시하기 위한 스위치로서 게이트 및 스위치 조합회로(4)를 제어하기 위한 스위치이다. 에어 검출센서(6)는 수액주사 세트(도시않됨)의 튜브에 설치되는 것으로 튜브내에 에어가 지나가는 것을 적외선에 의해 감지하여 펄스신호를 발생시키는 수단이다. 증폭기(7)는 발생된 에어검출 펄스를 적당한 레벨로 증폭시키기 위한 수단이다. AND게이트(8)는 증폭기(7)로부터의 신호와

신호에 따라 JK FF(9)를 제어하는 논리회로이다. 점적검출센서(10)는 수액주사 세트의 점적형성부에 설치되는 것으로 수액 방울(점적)이 떨어질때마다 적외선을 차단시키므로 낙하되는 점적을 감지하여 펄스신호를 발생시키기 위한 수단이다. 증폭기(11)와 AND게이트(12)는 상술한 것들과 동일한 것이다.

JK FF(9)와 (13)은 전술한 JK FF(43)과 동일한 것으로, 리세트된 상태에서 JK FF(9)는 출력(Q)가 L상태, JK FF(13)은 출력(

)가 H상태, (Q)는 L상태에 있다.

BCD UP카운터(15)는 AND게이트(12)로부터 출력되는 점적검출 펄스를 카운트하여 2-decade BCD데이타로 변환된 신호를 출력시키는 IC이다. 8-입력 익스클루시브오아(EXOR)회로(16)는 BCD UP 카운터(15)의 카운트된 점적수 데이타와 점적조절부(B)로부터 입력되는 프리세팅된 점적수 데이타를 비교하는 회로로서 변환된 두 2-decade BCA Data를 비교하여 비교값이 일치하지 않을 때 출력이 H상태를 유지하며, 일치할때 출력이 L상태로 되는 IC이다. 이때 출력은 8개의 상태이다. 8-입력 NOR회로(17)는 입력되는 신호인 8-EX OR회로(16)의 8개의 출력을 받아 8개 데이타중 1개라도 H이면(전술한 바와 같이 비교값이 일치하지 않을때) 출력은 L이며 8-EX OR회로(16)의 출력이 모두 L일때만 비교값이 일치함으로 H가 출력되는 IC이다.

지금까지 설명한 회로들은 결국 감속모터구동부(C)의 AND게이트(27)의 a입력을 제어하기 위한 것이며, b입력은 제2프로그래머블 카운터(25)와 프로그래머블 타이머(26)에 의해 제어된다.

제2프로그래머블 카운터(25)는 전술한 제1프로그래머블 카운터(3)와 마찬가지로 제1단위시간 주기인 1분을 분주시켜 제2단위시간 주기를 프로그램하기위한 IC로서 (본예에서는 5초 주기로 세팅됨) 스타트스위치(5)가 온되는 순간부터 즉,

가 H상태가 되는 순간부터 H상태를 유지하다가 제2클록펄스(CLK 2)를 카운트하여 5초 경과시마다 주기적으로 주기가 짧은 L펄스를 발생시키는 회로이다. 캐패시터(C₁)은 출력(T₂)를 통해 출력되는 H펄스를 충전시켰다가 펄스가 L상태로 떨어지는 순간 방전되어 프로그래머블 타이머(26)를 세트시키는 펄스를 5초 주기로 발생시킨다.

프로그래머블 타이머(26)는 세트신호에 의해 세트되는 순간부터 제2클럭펄스(CLK 2)를 카운트하여 점적조절부(B)에서 세팅된 분당 점적수 입력 PI₀-PI₇에 해당하는 시간동안(즉, 제2단위시간주기인 5초 이내의 시간동안) 출력단자(out)를 H상태로 유지시키는 회로이다.

그 다음 점적수 조절부(B)를 설명하면, 클록스위치(18)과 (19)는 각각 원하는 점적수를 세팅하기위한 십자리와 단자리 스위치로서, 스위치를 누를때마다 각각 1개의 클록 펄스가 출력된다. 십자리 BCD UP 카운터(20)와 단자리 BCD UP카운터(22)는 각각 입력되는 클록펄스를 카운트하여 2-decade BCD 데이타로 변환시킨다. 변환된 데이타는 8-입력 EX OR 회로(16)에 입력됨과 동시에 7-세그멘트 드라이브(21) 및 (23)를 통하여 표시장치(24)상에 각각 표시된다.

그 다음 감속모터구동부(C)를 설명하면, AND게이트(27)는 a,b입력신호 논리합에 따라 모우터드라이브(28)와 DC감속모터(29)를 제어하는 것으로, DC감속모터(29)는 수액주사 세트의 튜브를 눌러서 수액을 펌핑하는 역활을 한다.

제1도의 회로제어부(A)중에서 미설명부분인 AND게이트(44), 리플카운터(45), 인버터(46) 및 다이오드(D₄-D₁₁)는 점적주기 감시회로를 나타낸다.

이 회로는 외부영향이나 드롭센서 위치불량 또는 수액주사 세트의 막힘 등으로 인한 주사불안정 상태를 감시하기 위한 것으로, 점적조절부(B)에서 세팅된 점적수가 1분당 적어도 10개 점적수 이상일때만 기능을 하는 회로로서 주사되는 점적이 규정된 점적주기(본예에서는 20초로 정함)내에서 형성되는지 여부를 감시하는 회로이다.

예를 들어 설명하면 10개 점적수 이상 세트될때 점적주기는 적어도 6초를 넘지 않아야 하는데 외부영향으로 주사바늘이 혈관을 벗어나 근육에 주사됨으로 인해 점적형성시간이 규정된 시간 20초를 넘는 경우, 주사 불안정 상태이므로 이를 감시하여 주사동작을 정지시킴과 동시에 경보기를 동작시키기기 위한 것이다.

여기서 AND게이트(44)는 리플카운터(2)의 출력신호(CLK 1)와

신호의 논리합에 따라 입력펄스(CLK 1)을 제어하는 논리회로이다. 리플카운터(45)는 점적형성 시간을 카운트하는 IC로서, 십자리 클록스위치(18)가 세팅될 경우, 십자리 BCD UP 카운터(20)의 4개 출력데이타가 다이오드(D₇-D₁₀)을 통해 입력되는데, 이중 1개라도 H상태일때 인버터(INV)(46)에 의해 반전되어 리세트(R)단자가 L상태이고, AND게이트(44)의

입력이 H일때 클록(CL) 단자에 입력되는 클록펄스(CLK 1)을 카운트하기 시작하여 규정된 시간 20초가 경과될때까지 점적검출펄스가 AND게이트(12)와 다이오드(D₆)를 통해 리세트(R)단자에 입력되지 않으면 출력(out) 단자에 출력펄스를 발생시키며, 20초가 경과되기전에 점적검출펄스가 입력되면 리플카운터(45)를 리세트시켜 카운터 값을 0으로 클리어시키므로 출력(out) 단자는 무출력 상태를 유지하며 그와 동시에 카운트를 다시 시작하는 기능을 한다. 결국 정상주사시 무출력 상태로 유지하고, 비정상주사시 출력(out) 단자에 펄스가 출력되어 다이오드(D₄및 D₅)를 통해 JK FF(9 및 10)를 리세트시켜 주사동작을 정지시킴과 동시에 경보동작을 한다.

또한 미설명된 전원감시 회로는 전원이 정전될시에 백엎받데리로 동작하고 또한 받데리 이상 유무를 점검하기 위한 비상전원 회로로서 공지된 것이므로 구체 설명을 생략한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 회로를 좀더 구체적으로 이해하기 위해 작동 상태에 따른 각부의 동작 상태를 도면을 참조하여 설명한다. 설명하기 전에 우선 작동 순서를 간단히 설명하면 다음과 같다.

우선파워스위치(도시않됨)을 온시키면 전원공급과 동시에 JK FF(9,13,43)에 일반적으로 공지된 바와 같은 기술에 의해 리세트 신호가 리세트 단자에 입력되어 리세트되고, 그후 점적조절부(B)의 클록스위치(18,19)를 눌러서 원하는 점적수를 세팅시킨 다음, 회로제어부(A)의 스타트스위치(5)를 온시키면 감속모터 구동부(C)의 DC모터가 작동하여 비로서 수액을 주사하기 시작한다.

이때 DC모터는 제1프로그래머를 카운터(3)에 프로그램된 제1단위시간주기(1분)로 작동하되, 제2프로그래머블 카운터(25)에 의해 프로그램된 분주된 제2단위시간주기(5초)마다 세트되는 프로그래머블타이머(26)의 세팅된 점적수에 의해 제어되는 작동시간 동안만 주기적으로 작동하여 수액주사 세트의 튜브를 눌러서 수액을 펌핑시킨다.

제2도의 회로도와 제3도의 파형도를 참조하여 회로동작을 상세히 설명한다. 파워스위치 온상태에서, 제1클록펄스(CLK 1)는 게이트 및 스위치 조합회로(4)의 CLK 1 단자에 입력되는 한편 제1프로그래머블 카운터(3)에 입력되며, 또한 리플카운터(45)에 입력된다. 제2클록펄스(CLK 2)는 제2프로그래머블 카운터(25)와 프로그래머블 타이머(26)의 CLK 2 단자에 각각 입력되는 상태가 된다.

JK FF(9,13 및 43(제2도))은 전술한 바와 같이 리세트되어 그들의 출력(Q)은 L상태, (

)는 H상태가 된다. 따라서 제어회로의 모든

단자(3,4,8,12,25)는 L상태가 되고 스위치(SW₁)과 (SW₄)는 온상태가 된다.

이때 게이트 및 스위치 조합회로(4)의 CLK 1단자에는 제3A도의 제1클록펄스(CLK 1)가 입력되고, T1단자에는 제3C도의 펄스 그리고

단자에는 제3B도의 펄스가 입력되므로 NAND게이트(33)의 출력 P1단자(제2도)에는 제3E도의 펄스가 발생된다.

그 다음 점적조절부(B)의 클록스위치(18,19)를 눌러 점적수를 세팅시키면 전술한 바와 같이 BCD UP카운터(15)의 출력데이타와 점적조절부(B)의 단자리, 십자리 BCD UP카운터(20)(22)의 출력 데이타가 일치하지 않으므로 8-입력 OR회로(16)의 출력은 앞에서 언급한 바와 같이 H상태이므로 8-입력 NOR회로(17)의 단자(C)는 L상태가 되고, 이는 다시 제2도의 NAND게이트(34)를 통해 반전되어 H상태가 되므로 스위치(SW₃)도 온상태가 된다.

이때 스타트스위치(5)를 온시키면 E와 F단자가 도통하게 되어 통전로가 형성되므로 AND게이트(35)를 통해 입력되는 제1클록펄스가(CLK 1)가 온상태에 있는 스위치(SW₃)과 (SW₁)를 통한 다음 CL단자를 통해 JK FF(9)에 입력되므로 출력(Q) 단자는 H상태가 된다. 결국 모든

단자는 제3B도에서와 같이 H상태가 된다. 따라서 제1프로그래머블 카운터(3)는

단자가 H상태가 되는 순간부터 입력되는 제1클럭펄스(CLK 1)를 카운트하여 제3도와 같은 출력펄스(T₁)를 발생시키며, 이펄스는 1분의 경과할때까지 H상태를 유지하다가 1분이 경과되는 순간에 잠깐 L상태로 떨어졌다가 다시 H상태로 되는 식으로 1분 주기를 반복하게 되므로, 게이트 및 스위치 조합회로(4)의 AND게이트(38)의 a와 b입력이 모든 H상태가 되어 온상태에 있는 스위치(SW₄)를 통해 출력 단자(A) 즉, AND게이트(27)의 a입력은 제3I도에서와 같이 H상태로 유지되며, 또한 AND게이트(8)과 (12)의 APE단자도 H상태가 되므로 각각 에어검출센서(6)와 점적검출센서(10)의 검출신호를 논리연산할 준비상태가 된다.

한편, 제2프로그래머블 카운터(25) 역시

단자가 H상태가 되어 제1카운터(3)와 마찬가지로 제3D도에서와 같이 H상태를 유지하다 5초 주기로 L상태로 떨어지는 펄스 T₂를 반복적으로 출력시킨다. 이 펄스 T₂가 L상태로 떨어지는 순간 콘덴서(C₁)에서 방전되는 세트 펄스에 의해 프로그래머블 타이머(26)가 세트된다. 세트된 순간부터 타이머(26)는 제2클록펄스(CLK 2)를 카운트하여 점적조절부(B)로부터 입력된 PI₀-PI₇신호에 의해 프로세팅된 시간동안 출력 상태를 주기적으로 (5초 주기로) H상태로 유지한다. 따라서 AND게이트(27)의 b입력도 제3J도에서와 같이 T₃주기로 H상태가 된다.결국 모터드라이브(28)와 DC감속모터(29)는 제3I 및 J도에서와 같이 T₃주기로 동작되어 수액주사 세트의 튜브를 눌러 펌핑시켜 수액을 주사하므로 수액주사 세트의 점적형성부(도시않됨)에서는 점적이 형성되어 낙하하게 된다. 이때 점적검출센서(10)에서는 낙하되는 점적을 검출하여 증폭기(11)와 AND게이트(12)를 통해 입력되는 검출신호를 BCD UP 카운터(15)에서 카운트하게되고 또한 D₆을 통해 리플카운터(45)를 리세트하게 된다. 카운트된 점적수검출 출력은 2-decade BCD 데이타로 변환되어 8-입력 EX OR회로(16)에 입력되어 점적조절부(B)에서 미리 세팅된 점적수 데이타와 비교된다.

이때 비교값이 일치하면 8-입력 EX OR 회로(16)의 출력 상태는 전술한 바와 같이 L상태로 떨어지게 되므로 결국 8-입력 NOR게이트(17)의 비교값 역시 일치하여 C단자는 H상태가 되고 제2도의 NAND게이트(34)를 통해 반전되어 AND게이트(38)의 a입력에 입력되므로 AND게이트(38)의 출력은 L상태로 떨어진 된다. 따라서 A 단자는 제3I도에서와 같이 L상태로 떨어지게되므로 DC모터가 정지됨과 동시에 단안정 멀티브레이터(42)의 G입력이 L상태로 떨어지는 순간 캐패시터(C₂)에서 방전된 펄스가 출력단자(Q)에 출력되어 OR게이트(41)을 통해 JK FF(43)에 입력되므로 그의 출력

는 L상태가 되어 스위치(SW₄)는 다시 오프상태가 된다.

상술한 바와 같이, 비교값 일치시점 즉, 모터가 정지된 시점에서 제1프로그래머블 카운터(3)의 출력펄스(T₁)는 제3C도에서와 같이 계속 온상태를 유지하다가 1분이 경과되는 순간 L상태로 떨어진다. 이시점에서 세팅시킨 분당 점적수와 검출된 점적수의 비교값이 일치됐는지 여부를 스위치(SW₂)를 통해 점검하여 일치하지 않으면 경보장치(14)를 작동시키고 일치하면 후술되는 바와 같은 다음 1분 주기의 주사동작을 반복한다. 즉, BCD UP 카운터(15)와 리세트되어 AND게이트(38)의 출력을 다시 H상태로 해주는 한편 스위치(SW₄)를 다시 온시켜준다.

좀더 구체적으로 설명하면, 1분이 경과되는 순간 제2도의 단자(T₁)은 제3C도와 같이 L상태로 떨어지고 단자(CLK 1)는 제3A도에서와 같이 그리고 단자(

)는 제3B도와 같이 각각 H상태가 되므로, NAND게이트(32)의 출력단자(P₂)에는 제3F도와 같은 펄스가 발생되며, NAND게이트(33)의 출력단자(P₁)에는 제3E도와 같은 펄스, AND게이트(36)의 출력단자(P₄)에는 제3H도와 같은 펄스 그리고 AND게이트(37)의 출력단자(P₃)에는 제3G도와 같은 펄스가 발생된다. 그에따라 비교값 일치여부를 확인하기 위한 스위치(SW₂)는 출력단자(P₄)의 펄스기간동안 온상태가 된다. 만일 비교값이 일치하지 않았을 경우 8-입력 EX OR회로(16)의 출력은 H상태가 되므로 스위치(SW₂)를 통해 H상태가 OR게이트(39)와 출력단자(B 및 CL)을 통해 JK FF(9)와 (13)에 각각 입력되어 그의 출력(Q)의

와 출력(

)의 D단자를 각각 H상태에서 L상태로 만드는 한편 JK FF(13)의 출력(Q)를 H상태로 만들므로 경보장치(14)가 동작된다.

만일 비교값이 일치했을 경우, (16)의 출력은 L상태가 되므로 스위치(SW₂)를 통해 펄스가 입력되지 않으므로 JK FF(9)와 (13)은 현상태를 그대로 유지하게 된다.

한편 이때 차기 1분 주기의 주사동작 준비를 위해 AND게이트(40)의 출력에는 제3G도와 같은 (P₃)단자의 펄스가 출력되어 BCD UP카운터(15)의

단자를 리세트시키므로 즉, 검출된 점적수를 클리어시키므로 카운터(15)는 0상태로 리세트 되는 한편 8-입력 EX OR회로(16)의 출력은 H상태로 되므로 8-입력 NOR 게이트(17)와 NAND게이트(34)를 통해 AND게이트(38)의 a입력에 입력되어 출력이 H상태가 되며, 이에 앞서 P₂단자의 제3F도와 같은 펄스가 OR게이트(41)를 통해 JK FF(43)에 입력되므로 출력(

)는 다시 L상태에서 H상태로 바뀌므로 스위치(SW₄)는 다시 온상태가 된다.

따라서 AND게이트(27)의 a입력단자는 다시 제3I도에서와 같이 H상태가 되고 또한 b입력 단자 역시 제3J도와 같이 계속적으로 T₃주기로 펄스가 발생되므로 다시 DC모터는 제3K도와 같이 차기 1분 주기내에서 T₃주기로 동작을 한다. 또한 점적주기 감시회로(44,45,46)의 동작을 설명하면 이회로는 전술한 바와 같이 점적수를 1분당 적어도 10개 점적수 이상으로 세트할때만 기능을 하는 회로로서, 십자리 클럭스위치(18)를 눌러 점적수를 세팅시킬 경우 십자리 BCD UP 카운터(20)의 출력은 H가 되어 다이오드(D₇-D₁₀)를 통해 논리합되어 INV게이트(46)을 거쳐 L가 되므로 리플카운터(45)는

가 H일때 AND게이트(44)를 통해 입력되는 클록펄스(CLK 1)를 카운트하게 된다. 이때 20초가 되기전에 점적이 검출되면 정상주사로서 H펄스가 다이오드(D₆)을 통해 리플카운터(45)를 리세트시켜 카운트한 값을 클리어시켜서 다시 0부터 카운트하기 시작한다. 그러나 만약 1개의 점적이 검출되고 나서 20초가 경과될때까지 다음 1개의 점적이 검출되지 않을 경우 비정상 주사로서 출력(out) 단자에 출력되는 펄스가 다이오드(D₄및 D₅)를 통해 JK FF(9,13)에 인가되어 전술한 바와 같이

는 L가 되므로 모터가 정지되고 경보장치(14)가 동작하게 된다.

이상 구체적으로 설명한 바와 같이 본 발명의 방법 및 장치는 종래의 기술을 개선하기 위해 새로운 알고리즘에 의해 설계된 것으로 코스트, 주사량정밀도, 동작의신뢰성 및 안전성 면에서 대폭 개선된 것이므로 그 효과가 우수하여 첨단 의료분야에 기여도가 클것으로 기대된다.

Claims (3)

1. 수액주사 세트의 수액을 모터에 의해 펌핑시켜 자동 주사하는 방법에 있어서, 주사를 위한 제1단위시간 주기를 제1프로그래머블 카운터에 세팅하는 단계와, 제1단위시간 주기를 예정된 수로 분주시킨 주사를 위한 제2단위시간 주기를 제2프로그래머블 카운터에 세팅하는 단계와 제1단위시간 주기당 주사할 예정된 점적수를 점적조절부에 세팅하는 단계와, 세팅된 점적수에 의해 프로그래머블 타이머를 제어하는 제2단위시간 주기내에서 주사시간을 결정하는 단계와, 제1단위시간 주기내에서 세팅된 점적수를 주사하도록 결정된 주사 시간동안 제2단위시간 주기로 DC감속모터를 구동시키는 단계와 세팅된 점적수가 적어도 10점적이상일때 점적형성 시간이 규정된 점적주기 이내인지 여부를 리플카운터로 감시하는 단계와, 주사되는 점적수를 계속 검출하여 검출된 점적수와 세팅된 점적수를 비교기로 계속 비교하는 단계와, 점적 형성시간이 규정된 점적주기 보다 길때와 비교값이 일치할때 모터를 정지시키는 한편 제1단위시간 주기가 경과되는 순간 다시 비교값을 확인하여 비교값이 일치할때 차기 제1단위시간 주기의 주사동작을 개시하는 단계와, 비교값이 일치하지 않을때 모터를 정지시키는 한편 경보장치를 작동시키는 단계와, 주사하는 동안 수액주사 세트의 튜브에 에어가 검출되면 모터가 정지됨과 동시에 경보장치가 동작되는 단계를 포함하는 것이 특징인 제어된 점적수에 의한 DC감속모터의 주사량 자동조절 방법.
2. 발진기(1)로부터 클록펄스를 수신하여 제1 및 제2클록펄스(CLK 1 및 CLK2)를 발생시키기 위한 리플카운터(2)와, 제1클록펄스(CLK1)를 카운트하여 주사를 위한 예정된 제1단위시간 주기의 펄스(T₁)를 발생시키기 위한 제1프로그래머블 카운터(3)와, 제2클록펄스(CLK2)를 카운트하여 제1단위시간 주기를 예정된 수로 분주시킨 주사를 위한 제2단위시간 주기의 펄스(T₂)를 발생시키기 위한 제2프로그래머블 카운터(25)와, 제1단위시간 주기내에서 주사할 원하는 점적수를 세팅 및 표시하기 위한 수단(18-24)과, 제2단위시간 주기내에서 주사시간을 결정하도록 세팅된 점적수에 의해 제어되는 프로그래머블 타이머(26)와, 제1단위시간 주기내에서 세팅된 점적수를 결정된 주사 시간동안 제2단위시간 주기로 주사하도록 주사개시를 명령하기 위한 스타트위치(5)와, 주사되는 점적수를 검출하기위한 수단(10,11,12)과, 검출된 점적수를 카운트하기 위한 BCD UP카운터(15)와, 카운트된 점적수와 세팅된 점적수를 비교하기 위한 8입력 EX OR 및 NOR 게이트회로(16,17)과, 세팅된 점적이 적어도 10점적 이상일때 점적형성 시간이 규정된 점적주기 이내인지 여부를 감시하기 위한 수단(44,45,46)과, 수액주사 세트의 튜브내의 수액중의 에어검출을 위한수단(6,7,8)과, 수액주사 세트의 수액을 펌핑 주사하기 위한 DC감속모터 구동부(27,28,29)와, 비교값이 일치할때 모터를 정지시키는 한편 제1단위시간 주기가 경과되는 순간 다시 비교값을 확인하여 비교값이 일치할때 차기 제1단위시간 주기의 주사동작을 개시하고, 비교값이 일치하지 않을때 점적 형성시간이 규정된 점적주기보다 길때 및 상기 에어가 검출될때 모터를 정지시키는 한편 경보장치(14)를 작동시키기 위한 게이트 및 스위칭 조합회로(4) 및 JK플립플롭(9,13)을 포함하는 것이 특징은 제어된 점적수에 의한 DC감속모터의 주사량 자동조절 장치
3. 제2항에 있어서, 상기 게이트 및 스위칭 조합회로(4)는 T₁입력 단자가 공통입력을 갖는 NAND게이트(32)를 통해 AND게이트(36,37)와 OR게이트(41)의 한 입력단자에 연결되며, CLK 1입력단자는 공통입력을 갖는 NAND게이트(33)를 통하여 AND게이트(37)의 다른 입력에 연결됨과 동시에 AND게이트(35,36)의 다른 입력 단자에 연결되며, APE 입력 단자는 공통입력을 갖는 NAND게이트(31)를 통하여 AND게이트(35)와 OR게이트(40)의 한 입력단자에 연결됨과 동시에 AND게이트(38)의 b입력 단자에 연결되며, AND게이트(37)의 출력은 OR게이트(40)의 다른 입력을 통하여 BCD UP 카운터(15)를 리세트시키기 위한 출력단자(

   

   )에 연결되며, AND게이트(35)의 출력은 스타트스위치(5)의 E와 F단자, 스위치(SW₃및 SW₁)을 통해 JK FF(9)의 출력

   

   를 제어하는 CL출력단자에 연결되며, AND게이트(36)의 출력은 스위치(SW₂)에 스위칭 가능하게 연결되며, C입력단자는 8-입력 EX OR게이트 회로(16)의 비교값에 의해 공통입력을 갖는 NAND게이트(34)를 통해 스위치(SW₃)에 스위칭 가능하게 연결됨과 동시에 AND게이트(38)의 a입력에 연결되며, 또한 스위치(SW₂)와 공통입력을 갖는 OR게이트(39)를 통해 경보장치(14)와 스위치(SW₁)을 제어하도록 JK JJ(13)을 제어하는 B단자와 다이오드(D₃)를 통해

   

   단자를 제어하는 JK FF(9)의 CL단자에 연결되며, AND게이트(38)의 출력은 스위치(SW₄)를 통해 모터제어부(C)의 AND게이트(27)의 a입력 단자를 제어하기위해 A출력단자에 연결되는 한편 모노스테이블 멀티바이브레이터(42), OR(41)의 다른 입력 및 JK FF(43)을 통해 스위치(SW₄)에 스위칭 가능하게 연결되어 있는 것이 특징인 제어된 점적수에 의한 DC감속모터의 주사량 자동조절장치.

Images