WO2021182710A1 - 실린더 펌프 - Google Patents

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WO2021182710A1
WO2021182710A1 PCT/KR2020/015624 KR2020015624W WO2021182710A1 WO 2021182710 A1 WO2021182710 A1 WO 2021182710A1 KR 2020015624 W KR2020015624 W KR 2020015624W WO 2021182710 A1 WO2021182710 A1 WO 2021182710A1
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WO
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cartridge
piston
cylinder
blood
rotating member
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PCT/KR2020/015624
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English (en)
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이건형
이상빈
이지은
엄종형
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메인텍 주식회사
이건형
이상빈
이지은
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Definitions

  • the infusion pump is a method in which the terminal of the machine presses or squeezes the tube to inject medicine or blood into the patient. Since precise control is impossible, there is a problem in that it is difficult to keep the performance constant.
  • the conventional syringe pump or infusion pump is a mechanical peristaltic method or an indirect control method using a plunger when injecting blood or drug into a patient, so carelessness or accidental medical accidents and malfunctions are high, and management is difficult. Since there is a problem that manpower (nurse, etc.) must be periodically input for this purpose, a new direct control type drug injection device that can solve problems that may occur when using a syringe pump or an infusion pump as described above is required.
  • the cylinder pump of the present invention can inject a drug or blood to a patient regardless of a location where an infusion container or a blood pack is installed, the location where the cylinder pump is disposed can be freely set.
  • Figure 2 is a perspective view showing an open body portion of the cylinder pump of the present invention.
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing a cartridge coupled to the cylinder pump of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view showing the membrane filter of the present invention.
  • a cylinder pump includes a body portion 100 composed of a main body 110 and a front body 120 and a cartridge 200 that is detachably attached to and detached from the body portion 100, the cartridge 200 .
  • a driving unit 300 for driving the drug solution or blood into the cartridge 200 or discharging the drug solution or blood from the cartridge 200 to the outside of the cartridge 200 and a control unit for controlling the driving of the driving unit 300 (not shown) city) is characterized.
  • the front body 120 has a display unit 400 that provides an interface necessary for driving the cylinder pump and an operation unit 500 that transmits a user's manipulation signal or input information to a control unit that controls the driving of the driving unit 300 .
  • a display unit 400 that provides an interface necessary for driving the cylinder pump and an operation unit 500 that transmits a user's manipulation signal or input information to a control unit that controls the driving of the driving unit 300 .
  • the user may view the interface provided through the display unit 400 and control the driving of the driving unit 300 by manipulating the manipulation unit 500 .
  • the cylinder 230 further includes a first piston 260 and a second piston 270 rotating in the cylinder 230 by the driving unit 300 , the first piston 260 and the second piston According to the driving of 270, the chemical solution or blood may be introduced into the cylinder 230 through the inlet pipe 240, or the chemical solution or blood in the cylinder 230 may be discharged to the outside through the outlet pipe 250. have.
  • the bubble detection sensor 115 is composed of an ultrasonic sensor or an infrared sensor, and when air in the tube is generated, the transmittance of ultrasonic waves or infrared rays is changed to detect whether air is generated in the tube.
  • the cylinder pump of the present invention may position the piston so that the chemical or blood can pre-flow in the cartridge 200 .
  • the patient can secure the continuity of the drug or blood injection even when taking MRI or CT by detaching the cartridge 200 in the free-flow state from the cylinder pump and mounting the regulator on the tube.
  • the process of sharing coordinates between cylinder pumps is as follows. First, the control unit of the cylinder pump receives the coordinates of the first piston and the second piston inside the cartridge 200 that were under injection stroke control or alternate stroke control for the injection of blood or chemical solution, and receives the coordinates of the inputted coordinates through the driving unit. displayed on the display unit 400 . Next, the user, after detaching the cartridge 200 from the cylinder pump, checks the coordinates of the piston displayed on the display unit 400 and inputs the coordinates to another cylinder pump in which the cartridge 200 is to be newly mounted.

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Abstract

본 발명은 실린더 펌프에 관한 것으로, 본 발명은 일 실시예로 카트리지가 탈부착되는 결합홈이 형성된 메인 바디와 상기 메인 바디와 힌지 결합되는 전면 바디를 포함하는 바디부, 상기 메인 바디 내에 위치하여, 카트리지를 구동시키는 구동부, 상기 전면 바디에 위치하여, 실린더 펌프 구동에 필요한 인터페이스를 제공하는 디스플레이부, 상기 구동부의 구동을 제어하는 제어부 및 상기 제어부에 사용자의 조작 신호 또는 입력 정보를 전달하는 조작부를 포함하는 실린더 펌프를 제공한다.

Description

실린더 펌프
본 발명은 실린더 펌프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 의약품 주입 펌프 인 시린지 펌프와 인퓨젼 펌프를 구분하여 사용하지 않으면서도, 약액 용기나 혈액 팩의 위치와 관계없이 환자에게 약액이나 혈액을 안정적이고, 높은 정밀도로 주입할 수 있는 실린더 펌프에 관한 것이다.
질병 또는 사고나 수술 시 과다한 출혈이 발생하거나, 감염 또는 면연력 약화로 질병이 발생하고, 체내에 수분, 전해질 또는 영양이 부족한 경우에는 그 치료를 위해 보충요법, 결핍보정, 치료 요법의 일종으로 환자의 체내에 혈액 내지 링거액, 아미노산액, 포도당액이나 의약품을 주입시키는 것이 일반적이다.
종래에는 수액용기 또는 혈액 팩에서부터 약액 또는 혈액을 높은 정밀도와 필요량을 일정하게 제어하면서 환자에게 주입하기 위해서 시린지 펌프(Syringe pump) 또는 인퓨전 펌프(Infusion pump)나 기계식을 주로 사용하였다.
이 때, 시린지 펌프는 주사기의 플런저를 밀어 약액 또는 혈액을 주입하는 방식이고, 인퓨젼 펌프는 환자에 투여되는 약액 또는 혈액의 양을 정밀하게 조절하기 위해 약 액 용기를 일정한 높이에 걸어 중력을 이용 펌프 내 단자를 연동으로 눌러 수액세트 튜브를 쥐어짜는 방식으로, 기기를 동일한 위치에 고정 설치된 상태에서만 사용해야 정밀도를 유지하며 주입이 가능하다는 문제가 있었다.
특히, 인퓨전 펌프는 기계의 단자가 튜브를 누르거나 쥐어짜서 환자에게 약액 또는 혈액을 주입시키는 방식이며, 기계의 단자가 누르거나 쥐어짜는 PVC 튜브는 제조 회사마다 탄성이 다르고, 외부 온도에 영향을 많이 받아 정밀 제어가 불가능하므로, 성능을 일정하게 유지하기 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 시린지 펌프를 사용하는 경우에는 투입되는 약액 또는 혈액의 용량을 정밀하게 제어할 수는 있으나, 시린지를 이용하여 주입되는 용량을 조절하다 보니 대용량의 약액 또는 혈액을 주입시키는 데는 한계가 있었고, 그로 인해 대용량의 약액 또는 혈액을 주입하는 경우에는 시린지를 자주 교체해야 한다는 문제점이 있었고, 미세용량 주입이 불가능하여 주입 전에 다수의 약물을 혼합해야 하며, 펌프 구동을 반복하는 과정에서 감염과 오염의 문제점이 있었으며,
다량 시린지를 의료용 폐기물 처리와 소각 과정에서 발암물질인 다이옥신의 분출되므로, 사용 후에도 철저한 관리가 필요하며, 시린지 펌프는 기계를 동작 약 액이 주입 될 때까지 걸리는 시간이 길어 폐색 등 의료사고와 부작용이 발생할 수 있다는 문제가 있었다.
무엇보다, 종래의 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프는 혈액 또는 약액을 환자에게 주입할 때 기계적 연동방식이나, 플런저를 이용하는 간접 제어 방식이어서, 부주의나 우발적 의료사고와 고장이 발생할 가능성이 높을 뿐 아니라, 관리를 위해서는 인력(간호사 등)이 주기적으로 투입되어야 한다는 문제가 있었으므로, 상기와 같이 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프 이용 시 발생할 수 있는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 직접제어 방식의 의약품주입 장치가 요구되는 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌1) 대한민국 등록특허공보 제10-0948632호
본 발명은 종래에 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프를 이용하여 환자에게 혈액 또는 약액을 주입시킬 때 발생하던 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 실린더 카트리지를 활용한 실린더 방식의 펌프를 이용하여 약액 용기나 혈액 팩의 위치와 크기에 관계 없이 혈액 또는 약액을 환자에게 실시간 일정하게 정밀 주입시킬 수 있으며, 별도의 장치를 마련하지 않고 하나의 펌프만으로 약액 용기 내지 시린지에 보관된 약액이나 혈액팩 내에 보관된 혈액을 분주(奔注)하지 않고도 환자에게 주입시킬 수 있는 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 펌프는, 카트리지가 탈부착되는 결합홈이 형성된 메인 바디와 상기 메인 바디와 힌지 결합되는 전면 바디를 포함하는 바디부; 상기 메인 바디 내에 위치하여, 카트리지를 구동시키는 구동부; 상기 전면 바디에 위치하여, 실린더 펌프 구동에 필요한 인터페이스를 제공하는 디스플레이부; 상기 구동부의 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에 사용자의 조작 신호 또는 입력 정보를 전달하는 조작부; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 카트리지는, 내부에 상부회전부재가 삽입되는 상부 하우징; 및 상기 상부 하우징과 결합되며, 내부에 하부회전부재가 삽입되는 하부 하우징; 을 포함하고, 상기 상부회전부재는 상부회전부재 홀이 형성되고, 상기 하부회전부재는 하부회전부재 홀이 형성되며, 상기 상부 하우징과 하부 하우징의 내주면과 상기 상부회전부재와 하부회전부재의 외주면에 의해 튜브 형상의 실린더가 형성되고, 상기 실린더에는 약액 또는 혈액이 유입되는 유입관과 상기 실린더 내의 약액 또는 혈액이 외부로 유출되는 유출관이 형성되며, 상기 실린더에는 상기 실린더 내를 회전하는 제1 피스톤과 제2 피스톤이 설치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동부는, 구동부 바디; 상기 구동부 바디에 위치하는 제1 구동모터와 제2 구동모터; 상기 제1 구동모터와 제2 구동모터에 의해 구동하는 제1 웜, 제2 웜; 상기 제1 웜과 제2 웜과 맞물려 회전하는 제1 웜기어, 제2 웜기어; 상기 제1 웜기어에 의해 회전하는 내측 구동 기어; 및 상기 제2 웜기어에 의해 회전하는 외측 구동 기어; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부회전부재 홀은 폭이 다른 십자 형태이고, 상기 하부회전부재 홀은 T자 형태일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 외측 구동 기어는, 폭이 다른 십자 형태로 구성되어 상기 상부회전부재와 결합되며, 상기 내측 구동 기어는, T자 형태로 구성되어 상기 하부회전부재와 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤이 상기 카트리지 내부에 위치해 있는 좌표를 획득하고, 상기 좌표를 상기 디스플레이부에 표시할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 약액 또는 혈액을 상기 카트리지에서 프리 플로우 시키기 위하여, 상기 카트리지 내의 제1 피스톤과 제2 피스톤이 유입관과 유출관 바깥 쪽에 위치하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 약액 또는 혈액을 상기 카트리지에서 프리 플로우 시키지 않기 위하여, 상기 카트리지 내의 제1 피스톤이 유입관과 유출관 사이에 위치하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유입관 및 상기 유출관 중 적어도 하나는, 약액에서 공기를 제거하기 위한 멤브레인 필터(membrane filter)가 장착될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 멤브레인 필터는, 약액을 통과시키고 공기를 통과시키지 않는 친수성(hydrophilic) 멤브레인 필터와, 상기 친수성 멤브레인 필터를 통과하지 못한 공기를 외부로 배출하는 소수성(hydrophobic) 멤브레인 필터로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실린더 펌프는 수액용기나 혈액팩이 설치되는 위치와 관계 없이 환자에게 약액 또는 혈액을 주입시킬 수 있으므로, 실린더 펌프가 배치되는 위치를 자유롭게 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실린더 펌프는 별도의 장비를 마련하지 않고도, 하나의 장비만으로 수액용기(혈액팩) 내에 보관된 약액과 시린지 안에 보관된 약액을 환자에게 주입시킬 수 있으므로, 종래의 다양한 종류의 약액 주입 장치를 대체할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 펌프를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실린더 펌프의 개방된 바디부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실린더 펌프의 메인 바디와 메인 바디에 결합된 카트리지를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실린더 펌프에 결합되는 카트리지를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 카트리지를 구성하는 상부 케이스의 저면도이다.
도 6은 본 발명의 카트리지를 구성하는 하부 케이스의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 카트리지를 구동시키는 구동부를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 카트리지를 구동시키는 구동부를 도시한 분해도이다.
도 9는 본 발명의 실린더 펌프에 카트리지가 결합될 때, 자동 락킹되는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실린더 펌프가 크램프에 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실린더 펌프에 시린지 폴더와 시린지가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 카트리지 내부의 제1 피스톤, 제2 피스톤의 구동 과정을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실린더 펌프가 시린지 모드로 구동할 때, 약액 또는 혈액을 프라이밍(priming)하기 위해 제1 피스톤과 제2 피스톤이 구동되는 과정을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 멤브레인 필터를 도시한 평면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치한다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 출원에서, “포함하다.” 또는 “가지다.” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 펌프에 대하여 살펴 본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 펌프를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실린더 펌프의 개방된 바디부를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실린더 펌프의 메인 바디와 메인 바디에 결합된 카트리지를 도시한 도면이다.
종래에는 환자에게 약액 또는 혈액을 주입시키기 위해 주로 인퓨전 펌프 또는 시린지 펌프를 사용하였는데, 인퓨전 펌프와 시린지 펌프는 튜브를 짜내는 기계 또는 플런저를 수평 이동시키는 장치가 고장 날 가능성이 높다는 문제가 있었으며, 수액용기에 보관된 약액을 환자에게 주입시키기 위해서는 인퓨전 펌프를 사용해야만 하고, 시린지에 보관된 약액을 환자에게 주입시키기 위해서는 시린지 펌프를 사용해야만 해서 약액 또는 혈액이 보관된 형태에 따라(수액용기에 보관되어 있는지 또는 시린지에 보관되어 있는지에 따라) 각기 다른 약액 주입 장치를 준비해야 한다는 등의 문제점이 있었다.
이에 따라, 본 발명은 일 실시예로 종래와 다른 실린더 방식의 펌프를 제공함으로써, 종래의 시린지 펌프 또는 인퓨전 펌프가 갖는 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 펌프는 메인 바디(110)와 전면 바디(120)로 구성된 바디부(100)와 상기 바디부(100) 내에 탈부착되는 카트리지(200), 상기 카트리지(200)를 구동시켜 약액 또는 혈액을 카트리지(200) 내로 유입시키거나, 카트리지(200) 내의 약액 또는 혈액을 카트리지(200) 외부로 배출시키는 구동부(300) 및 상기 구동부(300)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하는 것이 특징이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 펌프의 구성 요소에 대하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 상기 바디부(100)는 상기 카트리지(200)가 탈부착될 수 있는 결합홈(111)이 형성된 메인 바디(110)와 상기 메인 바디(110)와 힌지 결합되어, 도 2 와 같이 도어(Door) 역할을 할 수 있는 전면 바디(120)로 구성된다.
메인 바디(110) 내부에는 후술할 구동부(300)가 배치되며, 메인 바디(110) 전면에 형성된 결합홈(111)을 통해 상기 구동부(300)의 일부 구성 요소가 메인 바디(110) 외부로 노출되어, 카트리지(200)가 도 3에 도시된 바와 같이 상기 결합홈(111)에 탈부착될 수 있는데, 상기와 같이 메인 바디(110)에 결합홈(111)이 형성됨에 따라, 상기 카트리지(200)가 전면 바디(120)와 메인 바디(110)에 의해 보호될 수 있다.
이 때, 상기 메인 바디(110)에는 의사, 간호사와 같은 사용자들이 파지할 수 있는 핸들부(112)가 형성되며, 사용자는 상기 핸들부(112)를 통해 본 발명의 실린더 펌프를 편리하게 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 핸들부(112)에는 시린지(syringe)가 고정될 수 있어, 본 발명의 실린더 펌프는 시린지 내에 보관된 약액 또는 혈액을 환자에게 주입시킬 수도 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
이 때, 도 1 내지 도 3 상에는 상기 핸들부(112)가 메인 바디(110)의 상단면에 설치된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 핸들부(112)는 상기 메인 바디(110)의 좌측 또는 우측면에 설치되더라도 무관하다.
또한, 상기 전면 바디(120)에는 실린더 펌프 구동에 필요한 인터페이스를 제공하는 디스플레이부(400)와 상기 구동부(300)의 구동을 제어하는 제어부에 사용자의 조작 신호 또는 입력 정보를 전달하는 조작부(500)가 형성될 수 있으며, 사용자는 상기 디스플레이부(400)를 통해 제공되는 인터페이스를 보고, 상기 조작부(500)를 조작하여 상기 구동부(300)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 조작부(500)에는 퍼지 기능을 수행하는 퍼지 키(Purge key)와 볼루스 기능을 수행하는 볼루스 키(Bolus key)가 포함될 수 있으며, 사용자가 상기 퍼지 키를 누르면 상기 제어부에서는 카트리지(200) 내로 약액 또는 혈액이 급격하게 유입될 수 있도록 상기 구동부(300)를 제어하여, 카트리지(200)와 연결된 튜브 내에 형성된 공기 방울을 제거할 수 있고, 사용자가 상기 볼루스 키를 누르면 약액 또는 혈액이 기 설정된 주입 속도와 주입량으로 환자에게 주입될 수 있다.
앞서 상기 조작부(500)에 퍼지 키와 볼루스 키가 포함될 수 있다고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 조작부(500)에는 주입 용량, 주입 시간, 주입 속도 조절을 위한 숫자 키, 펌프 리셋 키, 조작 키 등이 더 포함될 수 있음은 당연하다.
다음으로, 도 4 내지 도 6과 앞선 도 3을 다시 한 번 참조하여 바디부(100)(구체적으로는 메인 바디)에 탈부착되며, 수액용기, 혈액팩 또는 시린지 내에 보관되는 약액 또는 수액을 내부로 유입시키고, 내부로 유입된 약액 또는 수액을 다시 외부로 유출시켜, 환자에게 약액 또는 수액을 주입시킬 수 있는 카트리지(200)에 대하여 살펴 본다.
이 때, 도 4는 본 발명의 실린더 펌프에 결합되는 카트리지를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 카트리지를 구성하는 상부 케이스의 저면도이며, 도 6은 본 발명의 카트리지를 구성하는 하부 케이스의 평면도이다.
상기 카트리지(200)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 내부에 상부회전부재(211)가 삽입되는 상부 하우징(210)과 상기 상부 하우징(210)과 결합되며, 내부에 하부회전부재(221)가 삽입되는 하부 하우징(220)을 포함하며, 상기 상부 하우징(210)과 하부 하우징(220)의 내주면과 상기 상부회전부재(211)와 하부회전부재(221)의 외주면에 의해 튜브 또는 도넛 형상의 실린더(230)가 형성된다.
또한, 상기 실린더(230)에는 약액 또는 혈액이 실린더(230) 내부로 유입될 수 있는 유입관(240)과 상기 실린더(230) 내의 약액 또는 혈액이 외부로 유출될 수 있는 유출관(250)이 형성되며, 상기 유입관(240)과 유출관(250)에는 튜브가 결합되어 튜브를 따라 약액 또는 혈액이 이동할 수 있다.
아울러, 상기 실린더(230)에는 구동부(300)에 의해 실린더(230) 내를 회전하는 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)이 더 포함되어, 제1 피스톤(260), 제2 피스톤(270)의 구동에 따라 유입관(240)을 통해 약액 또는 혈액이 실린더(230) 내부로 유입되게 하거나, 유출관(250)을 통해 실린더(230) 내의 약액 또는 혈액이 외부로 유출되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 상부회전부재(211)에는 상부 푸싱 부재(213)가 일체로 형성되고, 하부회전부재(221)에는 하부 푸싱 부재(223)가 일체로 형성되어, 상부회전부재(211)의 회전에 의해 상부회전부재(211)의 상부 푸싱 부재(213)와 맞닿은 제1 피스톤(260)이 회전하게 되고, 하부회전부재(221)의 회전에 의해 하부회전부재(221)의 하부 푸싱 부재(223)와 맞닿은 제2 피스톤(270)이 회전하게 된다.
이 때, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 상부 하우징(210)에는 상부 하우징 홀(209)이 형성되고, 상부회전부재(211)에는 상부회전부재 홀(212)이, 하부회전부재(221)에는 하부회전부재 홀(222)이 형성되어, 카트리지(200)와 구동부(300)가 결합될 수 있고, 구동부(300)에 결합된 카트리지(200)의 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)은 구동부(300) 내의 구성 요소의 구동에 따라 실린더(230) 내부를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있는데, 이에 대한 구체적인 설명은 후술 한다.
다시 한 번 도 2 내지 도 3을 참조하여 살펴 보면, 상기 카트리지(200)는 메인 바디(110)에 형성된 결합홈(111)에 탈/부착 될 수 있는데, 상기 카트리지(200)의 유입관(240)과 유출관(250)에는 튜브가 결합되므로, 혈액 또는 약액이 튜브 내에서 유동하는 과정에서 튜브가 움직이지 않도록 상기 메인 바디(110)에는 튜브가 설치되는 적어도 하나 이상의 가이드부(113)가 배치될 수 있다.
한편, 카트리지(200)의 유입관(240) 및 유출관(250) 중 적어도 어느 하나에는 약액에서 공기(air)를 제거하기 위한 멤브레인 필터(membrane filter, 800)가 장착될 수 있다.
약액은 보관 과정에서 자연적으로 공기가 발생하거나 주입 과정에서 인위적으로 공기가 발생할 수 있는데, 이러한 약액을 환자의 인체 내에 주입하기 위해서는 사전에 공기가 필수적으로 제거되어야 한다. 종래에는 간호사가 약액에서 수작업으로 공기를 제거하였기 때문에 간호사의 업무 부담이 과중하였으나, 본 발명은 카트리지(200)의 유입관(240) 및 유출관(250) 중 적어도 어느 하나에 멤브레인 필터(800)를 장착하여 약액에서 자동으로 공기를 제거함으로써 간호사의 업무 부담을 줄일 수 있다.
구체적으로, 카트리지(200)의 유입관(240) 및 유출관(250) 중 적어도 어느 하나에 장착되는 멤브레인 필터(800)는 약액을 통과시키고 공기를 통과시키지 않는 친수성(hydrophilic) 멤브레인 필터와, 상기 친수성 멤브레인 필터를 통과하지 못한 공기를 외부로 배출하는 소수성(hydrophobic) 멤브레인 필터로 이루어질 수 있다.
이 때, 멤브레인 필터(800)가 유입관(240)에 장착되는 경우 카트리지(200) 내로 유입되는 약액에서 공기를 제거할 수 있다.
한편, 멤브레인 필터(800)가 유출관(250)에 장착되는 경우 튜브가 눌림으로써 발생하는 압력에 의하여 밀려나는 공기를 소수성 멤브레인 필터를 통해 제거할 수 있다. 즉, 후술할 버블 감지 센서(115)에서 공기 방울의 유무를 감지하기 위하여 튜브가 일정 부분 눌릴 수 있는데, 유출관(250)에 장착되는 멤브레인 필터(800)는, 이러한 튜브의 눌림으로 인하여 발생하는 압력에 의해 밀려나는 공기를 소수성 멤브레인 필터를 통해 쉽게 제거할 수 있다.
도 14는 본 발명의 멤브레인 필터를 도시한 평면도이다. 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 멤브레인 필터(800)는 필터 바디(810)와 필터 커버(820)로 이루어질 수 있다.
필터 바디(810)에는 약액이 유동할 수 있는 바디 홈(811)이 형성될 수 있고, 필터 바디(810)의 중단부에는 약액만이 통과될 수 있는 친수성 멤브레인 필터가 융착될 수 있다.
또한, 필터 커버(820)에는 소수성 멤브레인 필터가 융착된 커버 홀(821)이 형성될 수 있다. 즉, 필터 커버(820)는 필터 바디(810)의 친수성 멤브레인 필터를 통과하지 못한 공기를 커버 홀(821)을 통해 외부로 배출 할 수 있다. 필터 커버(820)의 커버 홀(821)은 약액에서 공기를 원활히 제거하기 위한 적절한 개수로 적어도 하나 이상 형성 될 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 멤브레인 필터(800)는 필터 바디(810)와 필터 커버(820)가 결합되어, 필터 바디(810)의 친수성 멤브레인 필터를 통과하지 못한 공기를 필터 커버(820)의 소수성 멤브레인 필터를 통해 외부로 배출함으로써 약액에서 공기를 제거할 수 있다.
한편, 상기 메인 바디(110)에는 상기 카트리지(200)의 유출관(250)에 결합되는 튜브 내에 공기 방울이 발생하였는지 여부를 감지하는 버블 감지 센서(115)가 설치될 수 있다.
상기 버블 감지 센서(115)는 초음파 센서 또는 적외선 센서로 구성되어, 튜브 내의 공기가 발생하였을 때, 초음파 또는 적외선의 투과율이 변화하는 것을 감지함으로써, 튜브 내의 공기 발생 여부를 감지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 카트리지(200)의 유입관(240)에 장착된 멤브레인 필터를 통해 1차적으로 약액 또는 혈액에서 공기를 제거 한 후, 버블 감지 센서(115)를 통해 공기가 완전히 제거되었는지 여부를 2차적으로 확인할 수 있다.
한편, 메인 바디(110)에는 카트리지(200) 내의 수액 또는 혈액의 막힘이 발생하였는지 여부를 감지하는 폐색 감지 센서(114)가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 폐색 감지 센서(114)는 압력 센서의 일종으로 카트리지(200) 와 결합되는 튜브 내의 압력 변화를 감지할 수 있으며, 튜브 내의 압력이 급격하게 증가하는 경우 막힘이 발생한 것으로 감지할 수 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 8을 참조하여 상기 메인 바디(110) 내부에 위치하며, 카트리지(200) 내부의 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)을 개별적으로 구동시킬 수 있는 구동부(300)에 대하여 살펴본다.
이 때, 도 7은 본 발명의 카트리지를 구동시키는 구동부를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 카트리지를 구동시키는 구동부를 도시한 분해도이다.
본 발명의 구동부(300)는 구동부 바디(301)와 상기 구동부 바디(301)에 결합되어, 동력을 발생시키는 제1 구동모터(310)와 제2 구동모터(320)를 포함한다.
또한, 본 발명의 구동부(300)는 상기 구동부 바디(301)에 결합되는 제1 웜(311), 제2 웜(321), 제1 웜 기어(312), 제2 웜 기어(322)를 더 포함하는데, 상기 제1 구동모터(310)의 회전축에는 제1 웜(311)이 결합되어 제1 구동모터(310)의 회전에 의해 제1 웜(311)이 회전하게 되며, 제1 웜(311)의 회전에 의해, 상기 제1 웜(311)과 맞물린 제1 웜 기어(312)가 회전하게 된다.
이와 마찬가지로 상기 제2 구동모터(320)의 회전축에는 제2 웜(321)이 결합되어 제2 구동모터(320)의 회전에 의해 제2 웜(321)이 회전하게 되며, 제2 웜(321)의 회전에 의해, 상기 제2 웜(321)과 맞물린 제2 웜 기어(322)가 회전하게 되는데, 이 때 상기 제1 웜 기어(312)가 결합된 회전축에는 내측 구동 기어(330)가 결합되어, 제1 웜 기어(312)의 회전에 의해 내측 구동 기어(330)가 회전하며, 상기 제2 웜 기어(322)가 결합된 회전축에는 외측 구동 기어(340)가 결합되어, 제2 웜 기어(322)의 회전에 의해 외측 구동 기어(340)가 회전하게 된다.
상기와 같은 구성을 통해 본 발명의 구동부(300)는 제1 구동모터(310)를 통해 내측 구동 기어(330)를 회전시킬 수 있고, 제2 구동모터(320)를 통해 외측 구동 기어(340)를 회전시킬 수 있으며, 상기 외측 구동 기어(340)는 카트리지(200)의 상부회전부재 홀(212)을 통해 상부회전부재(211)와 결합되어 제1 구동모터(310)의 회전을 통해 상부회전부재(211)를 회전시킬 수 있고, 내측 구동 기어(330)는 하부회전부재 홀(222)을 통해 하부회전부재(221)와 결합되어 제2 구동모터(320)의 회전을 통해 하부회전부재(221)를 회전시킬 수 있다.
또한, 상부회전부재(211)가 회전하게 되면 상부 푸싱 부재(213)에 의해 제1 피스톤(260)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 되고, 하부회전부재(221)가 회전하게 되면 하부 푸싱 부재(223)에 의해 제2 피스톤(270)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하게 되어, 결과적으로 구동부(300)의 제1 구동모터(310), 제2 구동모터(320) 구동에 의해 카트리지(200) 내의 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)이 개별적으로 구동하게 된다.
이 때, 본 발명의 구동부 바디(301)에는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 1 구동모터(310)와 제2 구동모터(320)에 의해 회전하는 제1 웜(311)과 제2 웜(321)의 손상을 방지하기 위해 적어도 하나 이상의 베어링(302)을 더 포함할 수 있다.
한편, 카트리지(200)는 후술할 최초 구동 시의 주입 행정 제어를 위해 생산 단계에서 제1 피스톤(260) 및 제2 피스톤(270)의 위치가 고정되어 생산된다. 그런데, 종래의 카트리지(200)의 상부회전부재 홀(212) 및 하부회전부재 홀(222)은 모두 십(十)자 형태였기 때문에, 카트리지를 결합홈(111)에 오장착할 가능성이 존재하였다.
카트리지를 결합홈(111)에 오장착 할 경우, 제1 피스톤(260) 및 제2 피스톤(270)이 제어부의 최초 구동 방식에 어긋난 위치에 위치해 있기 때문에, 실린더 펌프의 오작동으로 인한 피스톤의 충돌 및 파손이 발생하는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 실린더 펌프는 하부회전부재 홀(222)을 T자 형태로 구성하여 1차적으로 카트리지(200)의 오장착 가능성을 감소시켰고, 이에 더하여 상부회전부재 홀(212)을 폭이 다른 십자 형태로 구성하여 2차적으로 카트리지(200)의 오장착 가능성을 감소시켰다.
한편, 하부회전부재(221)와 결합되는 내측 구동 기어(330)도 하부회전부재 홀(222)과 동일하게 T자 형태로 구성되며, 상부회전부재(211)와 결합되는 외측 구동 기어(340)도 상부회전부재 홀(212)과 동일하게 폭이 다른 십자 형태로 구성된다.
구동부(300)의 내측 구동 기어(330)와 외측 구동 기어(340)가 카트리지(200)에 결합됨에 따라(구체적으로는, 하부회전부재와 상부회전부재에 각각 결합됨), 상기 내측 구동 기어(330)와 외측 구동 기어(340)의 회전에 의해 상부회전부재(211)와 하부회전부재(221)뿐만 아니라, 카트리지(200) 전체가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있는데, 특히 메인 바디(110)의 결합홈(111)에 결합된 카트리지(200)는 약액 또는 혈액을 카트리지(200) 내로 유입시키거나, 카트리지(200) 내부의 약액 또는 혈액을 외부로 배출하는 과정에서 회전하게 된다.
특히, 상기 카트리지(200)가 회전하는 동안 원심력에 의해 구동부(300)에서 떨어져나갈 수 있으므로, 본 발명의 실린더 펌프는 상기 카트리지(200)가 결합홈(111)에 결합될 때, 카트리지(200)를 메인 바디(110)에 자동 락킹(Locking)시켜, 카트리지(200)가 탈착되는 것을 방지할 수 있는 것이 특징이다.
도 9을 참조하여 상기 락킹 과정에 대하 보다 구체적으로 살펴보면, 결합홈(111)은 카트리지(200)가 결합될 수 있도록 외주면이 카트리지(200)보다 크게 형성되어, 카트리지(200)가 결합홈(111)에 최초 결합할 때에는 도 9(a)와 같이 카트리지(200)가 결합홈(111)의 내벽과 접촉하지 않게 되는데, 이와 같이 카트리지(200)가 결합홈(111)의 내벽과 접촉하지 않으면 카트리지(200)가 회전하는 과정에서 원심력에 의해 메인 바디(110)로부터 탈착될 위험이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실린더 펌프는 카트리지(200)가 결합홈(111)에 최초로 결합 시, 도 9(b)와 같이 카트리지(200)와 결합홈(111)의 내벽이 맞닿을 수 있도록 상기 구동부(300)의 구동을 통해 카트리지(200)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는데, 카트리지(200)가 결합홈(111)의 내벽에 맞닿게 하는 과정을 본 발명에서는 "자동 락킹"이라고 지칭한다.
자동 락킹을 통해 카트리지(200)가 결합홈(111)의 내벽에 맞닿게 되면, 결합홈(111)의 내벽과 카트리지(200) 사이에 발생하는 마찰력에 의해 카트리지(200)가 회전 과정에서 원심력에 의해 탈착되는 것을 방지할 수 있으므로, 결과적으로 본 발명의 실린더 펌프는 구동 과정에서 카트리지(200)가 메인 바디(110)로부터 탈착되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.
카트리지(200)가 자동 락킹된 이 후에는 상기 카트리지(200) 자체는 회전하지 않지만 카트리지(200) 내부의 상부회전부재(211), 하부회전부재(221) 등은 계속해서 회전할 수 있음은 당연하며, 카트리지(200) 내부 구성 요소의 회전에 의해 약액 또는 혈액이 카트리지(200) 내로 유입되거나 유출되는 과정에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
아울러, 상기 메인 바디(110)는 도 9 (a), (b)에 도시된 바와 같이 걸림턱(116)을 더 포함하며, 카트리지(200)가 결합홈(111)에 결합되고, 자동 락킹까지 이루졌다고 할지라도, 모터 구동에 의한 회전 과정에서 원심력에 의해 탈착되거나, 사용자에 의해 임의적으로 탈착될 수 있는데, 상기 걸림턱(116)은 도 9 (b)에 도시된 바와 같이 카트리지(200)의 일부분을 가림으로써, 카트리지(200)가 결합홈(111)으로부터 탈착되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 10과 도 11을 참조하여 본 발명의 실린더 펌프의 다양한 약액 또는 혈액을 주입 실시예에 대하여 살펴보도록 한다.
도 10은 본 발명의 실린더 펌프가 크램프에 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실린더 펌프에 시린지가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
본 발명의 실린더 펌프는 약액 또는 혈액이 보관되는 용기에 따라 인퓨전 모드(Infusion mode)와 시린지 모드(Syringe mode)로 구분되어 작동하는데, 약액 또는 혈액이 수액용기나 혈액팩 등에 보관되는 경우에는 본 발명의 실린더 펌프는 인퓨전 모드로 구동되고, 약액 또는 혈액이 시린지 내에 보관되는 경우에는 본 발명의 실린더 펌프는 시린지 모드로 구동된다.
앞서 언급한 바와 같이, 종래에는 환자에게 수액용기나 혈액팩에 보관된 약액 또는 혈액을 주입시키기 위해서는 인퓨전 펌프를 사용하여야 했고, 시린지에 보관된 약액 또는 혈액을 주입시키기 위해서는 시린지 펌프를 사용하여야 하는 등, 약액 또는 혈액이 보관된 형태에 따라 각기 다른 장치를 준비해야만 한다는 문제가 있었다.
하지만, 본 발명의 실린더 펌프는 수액용기나 혈액팩에 보관된 약액 또는 혈액, 시린지에 보관된 약액 또는 혈액의 구분 없이, 하나의 장치만으로 높은 정확도를 유지하며 환자에게 약액 또는 혈액을 주입시킬 수 있다는 점에서 종래의 약액 주입 장치와 차별성을 갖는다.
구체적으로, 본 발명의 실린더 펌프는 일 실시예로 도 10 (a)에 도시된 바와 같이 상기 바디부(100) 하단에 결합되어, 실린더 펌프를 스탠드에 고정시킬 수 있는 크램프(600)를 더 포함할 수 있고, 상기 크램프(600)에 의해 도 10 (b)와 같이 스탠드에 고정된 실린더 펌프는 스탠드 상단에 부착된 수액용기 또는 혈액팩 내의 약액 또는 혈액을 환자에 주입시킬 수 있다.
본 발명의 실린더 펌프는 또 다른 실시예로 도 11 (a)에 도시된 바와 같이 고정판(710)과 밴드(720)로 구성되어, 메인 바디(110)의 핸들부(112) 상단에 시린지를 고정시킬 수 있는 시린지 홀더(700)를 더 포함하여, 도 11(b)와 같이 밴드(720)를 통해 핸들부(112) 상단에 시린지를 고정 설치 시킨 후, 시린지 내부의 약액 또는 혈액을 환자에게 주입시킬 수도 있다.
이 때, 상기 제어부는 조작부(500)로부터 약물 정보, 약물 주입 속도, 약물 주입 시간, 약물 주입량, 환자의 체중 및 구동 모드 중 적어도 하나 이상의 정보를 수집하고, 수집된 정보를 토대로 구동부(300)를 구동시켜 카트리지(200)를 구동시킬 수 있는데, 특히 상기 제어부는 조작부(500)에서 전달되는 구동 모드 정보에 따라 상기 구동부(300)를 인퓨전 모드(Infusion mode) 또는 시린지 모드(Syringe mode)로 분류하여 제어할 수 있다.
구체적으로, 실린더 펌프가 크램프(600)에 의해 스탠드에 고정된 경우에는 사용자의 조작부(500) 조작을 통해 실린더 펌프가 현재 인퓨전 모드로 구동한다는 정보가 입력되고, 상기 제어부는 인퓨전 모드로 구동부(300)를 구동시켜, 수액용기 또는 혈액팩 내에 보관되어 있던 혈액 또는 약액이 상기 카트리지(200) 내로 유입되도록 하거나, 상기 카트리지(200) 내의 혈액 또는 약액을 카트리지(200) 외부로 유출되도록 할 수 있다.
또한, 시린지 홀더(700)를 통해 실린더 펌프 상단에 시린지가 고정 설치된 경우에는 사용자의 조작부(500) 조작을 통해 실린더 펌프가 현재 시린지 모드로 구동한다는 정보가 입력되고, 상기 제어부는 시린지 모드로 구동부(300)를 구동시켜, 시린지 내부에 보관되어 있던 혈액 또는 약액이 상기 카트리지(200) 내로 유입되도록 하거나, 상기 카트리지(200) 내의 혈액 또는 약액을 카트리지(200) 외부로 유출되도록 할 수 있다.
이 때, 상기 제어부의 구동부(300) 구동 제어에 의해 카트리지(200) 내부로 혈액 또는 약액이 유입되거나, 카트리지(200) 내부의 혈액 또는 약액이 카트리지(200) 외부로 유출되는 과정에 대해서는 도 12와 도 13을 참조하여 구체적으로 살펴본다.
도 12는 본 발명의 카트리지 내부의 제1 피스톤, 제2 피스톤의 구동 과정을 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 실린더 펌프가 시린지 모드로 구동할 때, 약액 또는 혈액을 프라이밍(priming)하기 위해 제1 피스톤과 제2 피스톤이 구동되는 과정을 도시한 도면이다.
특히, 상기 도 12 및 도 13은 설명의 편의를 위해 하부 하우징(220)을 기준으로 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)의 구동을 도시한 것에 불과하며, 상기 하부 하우징(220)은 상부 하우징(210)과 결합하여 카트리지(200)를 형성할 수 있음은 당연하다.
본 발명의 실린더 펌프는 구동부(300)를 통해 상기 카트리지(200)의 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)을 회전시켜 혈액 또는 약액이 카트리지(200) 내로 유입되도록 하거나, 카트리지(200) 내부의 혈액 또는 약액이 외부로 유출되도록 할 수 있으며, 이와 같은 과정은 주입 행정(Infusion Cycle)과 교대 행정(Alternation Cycle)으로 이루어 진다.
예를 들어, 실린더 펌프 최초 구동 시에는 상기 제어부는 주입 행정 제어를 위해 도 12 (a)와 같이 제2 피스톤(270)은 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 정지한 상태로 고정시키고, 유입관(240) 쪽에 위치하던 제1 피스톤(260)은 반시계 방향으로 회전시켜, 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270) 사이의 실린더(230) 공간에 부압이 형성되도록 하여, 유입관(240)을 통해 카트리지(200) 내부로 혈액 또는 약액이 유입될 수 있도록 한다.
또한, 제1 피스톤(260)이 도 12 (b), (c)와 같이 지속적으로 반시계 방향으로 회전함에 따라, 유입관(240)을 통해서는 혈액 또는 약액이 실린더(230) 내부로 유입되고, 실린더(230) 내의 혈액 또는 약액은 유출관(250)을 통해 카트리지(200) 외부로 유출되게 되는 혈액 또는 약액의 이동(유입 및 유출)이 일어나게 된다.
이 때, 상기 제1 피스톤(260)이 회전하여 도 12 (d)와 같이 유출관(250)에 위치하게 되면 실린더(230) 내의 혈액 또는 약액이 외부로 유출되지 않게 되는데, 이 경우 상기 제어부에서는 상기 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)을 동시에 구동시켜 도 12 (e)와 같이 상기 제1 피스톤(260)은 기존의 제2 피스톤(270)이 위치하던 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 위치하도록 하고, 제2 피스톤(270)은 반시계 방향으로 회전하도록 하여 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)의 역할을 변경하는 교대 행정 제어를 진행한다.
상기와 같은 교대 행정 제어가 진행된 후, 상기 제어부는 제1 피스톤(260)이 고정된 상태에서 제2 피스톤(270)도 12 (f), (g)와 같이 반시계 방향으로 회전시키는 주입 행정 제어를 진행하고, 상기 제2 피스톤(270)이 반시계 방향으로 회전함에 따라 유입관(240)을 통해서는 혈액 또는 약액이 실린더(230) 내부로 유입되고, 실린더(230) 내의 혈액 또는 약액은 유출관(250)을 통해 카트리지(200) 외부로 유출되게 된다.
또한, 상기 제어부는 도 12 (h)와 같이 제2 피스톤(270)이 유출관(250)까지 회전하게 되면 다시 한 번 교대 행정 제어를 진행하여, 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)을 동시에 회전시켜 도 12 (a)와 같이 제1 피스톤(260)은 반시계 방향으로 회전하도록 하고, 제2 피스톤(270)은 기존에 제1 피스톤(260)이 위치하던 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 위치 하도록 제어하여, 혈액 또는 약액의 이동을 반복적으로 발생시킬 수 있다.
특히, 상기 제어부는 약물 정보, 약물 주입 속도, 약물 주입 시간, 약물 주입량 등의 정보를 토대로 주입 행정 제어와 교대 행정 제어를 진행하는데, 주입 행정 제어 시에는 제1 구동모터(310), 제2 구동모터(320)의 회전 속도를 조절하여 사용자가 원하는 약액 또는 혈액의 주입량, 주입 속도를 충족시킬 수 있고, 주입 행정이 완전히 완료되지 않았음에도 목표 약액 또는 혈액 주입량에 도달한 경우에는 제1 구동모터(310), 제2 구동모터(320)의 구동을 정지시켜 주입 행정을 종료시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 교대 행정 제어 시에는 제1 구동모터(310)와 제2 구동모터(320)를 동시에 회전시켜 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)이 목표 위치에 위치하도록 할 수 있다.
이 때, 도 12에 도시된 제1 피스톤(260), 제2 피스톤(270), 유입관(240), 유출관(250)의 위치는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 실시예에 따라 상기 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)의 위치가 바뀌거나, 유입관(240)과 유출관(250)의 위치가 바뀔 수도 있으며, 상기 제1 피스톤(260) 또는 제2 피스톤(270)이 반시계 방향이 아닌 시계 방향으로 회전하더라도 무관하다.
본 발명의 실린더 펌프가 시린지 모드로 구동되는 경우에는 상기와 같은 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)의 구동에 의해 카트리지(200) 내부 실린더(230)에 부압이 발생하여, 부압을 통해 시린지의 플런져를 수평 운동시키지 않고도 시린지 내부의 혈액 또는 약액을 카트리지(200) 내부로 투입시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 실린더 펌프가 인퓨전 모드로 구동되는 경우에는 수액용기 또는 혈액팩이 설치되는 위치에 관계 없이 환자에게 혈액 또는 약액을 주입시키기 위해, 상기와 같은 주입 행정, 교대 행정을 진행하기에 앞서 혈액 또는 약액을 미리 채워 넣는 프라이밍(Priming) 과정을 먼저 진행한다.
프라이밍 과정은 유입관(240)과 유출관(250)에 연결된 튜브에 혈액 또는 약액을 미리 채워 넣는 과정을 의미하며, 상기 튜브에 혈액 또는 약액을 미리 채워 넣기 위해 상기 제어부는 제1 구동모터(310)와 제2 구동모터(320)를 각각 구동시켜, 도 13 (a)와 같이 카트리지(200) 내의 제1 피스톤(260)이 유입관(240) 바깥쪽에 위치시키고, 제2 피스톤(270)이 유출관(250) 바깥쪽에 위치시켜, 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 피스톤이 위치하지 않도록 제어 한다.
상기와 같이 제1 피스톤(260)과 제2 피스톤(270)이 각각 유입관(240)과 유출관(250)의 바깥 쪽에 위치하면, 실린더(230) 내부에는 부압이 형성되어 도 13 (b)와 같이 유입관(240)을 통해 혈액 또는 약액이 실린더(230) 내부로 유입되게 되게 되며, 앞선 교대 행정 제어 시와 달리 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 피스톤이 고정되어 있지 않으므로, 유입관(240)을 통해 유입된 혈액 또는 약액은 도 13(c)와 같이 곧바로 유출관(250)을 통해 카트리지(200) 외부로 유출되면서, 유출관(250)과 연결된 튜브 내에 공기를 제거함과 동시에 혈액 또는 약액을 채울 수 있다.
또한, 상기의 과정을 거쳐 튜브 내에 혈액 또는 약액이 채워지면 상기 제1 구동모터(310)가 제1 피스톤(260)이 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 위치할 때까지만 구동된 후 멈추게 되므로, 종래의 인퓨전 펌프나 시린지 펌프를 사용 시 발생하던 부주의에 의한 의료 사고를 방지할 수도 있다.
상기와 같이 카트리지(200)의 유입관(240)과 유출관(250)에 연결된 튜브에 혈액 또는 약액을 미리 채워 놓으면, 본 발명의 실린더 펌프가 인퓨전 모드로 구동되는 동안 수액용기 또는 혈액팩의 설치 위치가 변경되더라도 튜브 내에 채워진 혈액 또는 약액을 환자에게 주입시킬 수 있다.
한편, 상술한 프라이밍 과정에서 제어부가 카트리지(200) 내의 제1 피스톤(260)을 유입관(240) 바깥쪽에 위치시키고, 제2 피스톤(270)을 유출관(250) 바깥쪽에 위치시켜, 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 피스톤이 위치하지 않도록 제어하는 과정은, 제어부가 약액 또는 혈액이 카트리지(200)에서 프리 플로우(free flow)될 수 있도록 제어하는 과정이다.
제어부에 의한 약액 또는 혈액의 카트리지(200)에서의 프리 플로우는 상술한 프라이밍 과정뿐만 아니라 카트리지(200)의 다른 활용에도 이용될 수 있다.
먼저, 본 발명은 프리 플로우를 이용하여 본 발명에 따른 실린더 펌프뿐만 아니라, 다른 기종의 인퓨전 펌프에 카트리지(200)의 호환성을 확보 할 수 있다. 즉, 인퓨전 펌프의 경우 튜브를 압착하여 약액 또는 혈액의 주입을 제어하는 방식을 채택하므로, 튜브가 연결된 카트리지(200)가 프리 플로우 상태에 있다면, 다른 기종의 인퓨전 펌프에도 호환성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실린더 펌프를 통해 약액 또는 혈액을 주입받던 환자가, 본 발명의 실린더 펌프를 포함한 모든 종류의 전자기기의 반입이 금지되는 MRI 또는 CT를 촬영해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이 때, 본 발명의 실린더 펌프는 카트리지(200)에서 약액 또는 혈액이 프리 플로우될 수 있도록 피스톤을 위치시킬 수 있다. 환자는 실린더 펌프에서 프리 플로우 상태의 카트리지(200)를 탈착하고, 튜브에 조절기를 장착함으로써 MRI 또는 CT를 촬영하는 경우에도 약액 또는 혈액 주입의 연속성을 확보할 수 있다.
한편, 사용자는 조작부(500)를 조작함으로써 제어부가 제1 구동모터(310)를 구동시켜 제1 피스톤(260)이 유입관(240)과 유출관(250) 사이에 위치하도록 함으로써 약액 또는 혈액을 프리 플로우되지 않도록 할 수도 있다. 즉, 본 발명은 메인 바디(110)와 전면 바디(120) 사이의 결합이 해제되는 경우(즉, 전면 바디가 열리는 경우)에 환자에게 우발적으로 약액 또는 혈액 주입되는 것을 방지하여 환자의 안전을 확보할 수 있다.
즉, 상술한 약액 또는 혈액의 카트리지(200)에서의 프리 플로우는 자칫하면 환자에게 우발적으로 약액 또는 혈액이 주입되어 환자의 안전을 해칠 수 있으므로, 사용자의 조작부(500)의 조작에 의하여 선택적으로 이루어지는 과정임을 이해하여야 할 것이다.
마지막으로, 이상에서 본 발명은 프리 플로우를 이용하여 카트리지(200)가 다른 기종의 인퓨전 펌프에도 호환성을 확보할 수 있음을 설명하였으나, 본 발명은 피스톤의 좌표를 이용하여 본 발명과 동일 기종의 실린더 펌프에도 카트리지(200)의 호환성을 확보 할 수 있다.
즉, 본 발명의 실린더 펌프를 이용하여 혈액 또는 약액을 주입 받던 환자가, 동일 기종의 다른 실린더 펌프를 이용하여 혈액 또는 약액을 주입 받아야 할 경우가 발생할 수 있다.
예를 들면, 대형 병원의 경우 병동마다 의료기기를 개별적으로 구비하여 관리하는 것이 일반적이므로, 병동을 이동하는 환자는 기존의 병동에서 사용하던 실린더 펌프를 그대로 사용할 수 있는 것이 아닌 새로운 병동에 소속된 동일 기종의 다른 실린더 펌프를 사용해야 하는 경우가 발생할 수 있다.
이 때, 환자는 카트리지(200)를 새로운 카트리지(200)로 교체할 필요 없이 사용하던 카트리지(200)를 동일 기종의 다른 실린더 펌프에 그대로 사용할 수 있다.
상기 동일 기종의 실린더 펌프에 대한 카트리지(200)의 호환성은 실린더 펌프 사이에 피스톤의 좌표를 공유함으로써 이루어질 수 있다.
실린더 펌프 사이의 좌표의 공유 과정은 다음과 같다. 먼저, 실린더 펌프의 제어부는, 혈액 또는 약액의 주입을 위하여 주입 행정 제어 또는 교대 행정 제어 중이던 카트리지(200) 내부의 제1 피스톤 및 제2 피스톤의 좌표를 구동부를 통해 입력 받고, 상기 입력 받은 좌표를 디스플레이부(400)에 표시한다. 다음으로, 사용자는 카트리지(200)를 실린더 펌프에서 탈착 후, 디스플레이부(400)에 표시된 피스톤의 좌표를 확인하고 카트리지(200)를 새로 장착할 다른 실린더 펌프에 상기 좌표를 입력한다. 카트리지(200)가 새로 장착될 실린더 펌프의 제어부는 사용자로부터 입력 받은 피스톤의 좌표에 따라, 결합홈(111)의 위치를 탈착 된 카트리지(200)의 상부회전부재 홀(212)과 하부회전부재 홀(212)의 위치와 동일하게 조정한다.
사용자는 탈착 된 카트리지(200)의 상부회전부재 홀(212)과 하부회전부재 홀(212)의 위치와 동일하게 조정된 새로운 실린더 펌프의 결합홈(111)에 카트리지(200)를 장착함으로써, 종전에 사용하던 실린더 펌프에서 중단된 약액 또는 혈액의 주입 과정을 새로운 실린더 펌프에서 이어서 진행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
100 : 바디부 110 : 메인 바디
111 : 결합홈 112 : 핸들부
113 : 가이드부 114 : 폐색 감지 센서
115 : 버블 감지 센서 116 : 걸림턱
120 : 전면 바디
200 : 카트리지 209 : 상부 하우징 홀
210 : 상부 하우징 211 : 상부회전부재
212 : 상부회전부재 홀 213 : 상부 푸싱 부재
220 : 하부 하우징 221 : 하부회전부재
222 : 하부회전부재 홀 223 : 하부 푸싱 부재
230 : 실린더 240 : 유입관
250 : 유출관 260 : 제1 피스톤
270 : 제2 피스톤 300 : 구동부
301 : 구동부 바디 302 : 베어링
310 : 제1 구동모터 311 : 제1 웜
312 : 제1 웜 기어 320 : 제2 구동모터
321 : 제2 웜 322 : 제2 웜 기어
330 : 내측 구동 기어 340 : 외측 구동 기어
400 : 디스플레이부 500 : 조작부
600 : 크램프 700 : 시린지 홀더
710 : 고정판 720 : 밴드
800 : 멤브레인 필터 810: 필터 바디
820: 필터 커버 811: 바디 홈
821: 커버 홀

Claims (10)

  1. 카트리지가 탈부착되는 결합홈이 형성된 메인 바디와 상기 메인 바디와 힌지 결합되는 전면 바디를 포함하는 바디부;
    상기 메인 바디 내에 위치하여, 카트리지를 구동시키는 구동부;
    상기 전면 바디에 위치하여, 실린더 펌프 구동에 필요한 인터페이스를 제공하는 디스플레이부;
    상기 구동부의 구동을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부에 사용자의 조작 신호 또는 입력 정보를 전달하는 조작부; 를 포함하는,
    실린더 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카트리지는,
    내부에 상부회전부재가 삽입되는 상부 하우징; 및
    상기 상부 하우징과 결합되며, 내부에 하부회전부재가 삽입되는 하부 하우징; 을 포함하고,
    상기 상부회전부재는 상부회전부재 홀이 형성되고, 상기 하부회전부재는 하부회전부재 홀이 형성되며,
    상기 상부 하우징과 하부 하우징의 내주면과 상기 상부회전부재와 하부회전부재의 외주면에 의해 튜브 형상의 실린더가 형성되고,
    상기 실린더에는 약액 또는 혈액이 유입되는 유입관과 상기 실린더 내의 약액 또는 혈액이 외부로 유출되는 유출관이 형성되며,
    상기 실린더에는 상기 실린더 내를 회전하는 제1 피스톤과 제2 피스톤이 설치되는,
    실린더 펌프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는,
    구동부 바디;
    상기 구동부 바디에 위치하는 제1 구동모터와 제2 구동모터;
    상기 제1 구동모터와 제2 구동모터에 의해 구동하는 제1 웜, 제2 웜;
    상기 제1 웜과 제2 웜과 맞물려 회전하는 제1 웜기어, 제2 웜기어;
    상기 제1 웜기어에 의해 회전하는 내측 구동 기어; 및
    상기 제2 웜기어에 의해 회전하는 외측 구동 기어; 를 포함하는,
    실린더 펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부회전부재 홀은 폭이 다른 십자 형태이고,
    상기 하부회전부재 홀은 T자 형태인,
    실린더 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외측 구동 기어는,
    폭이 다른 십자 형태로 구성되어 상기 상부회전부재와 결합되며,
    상기 내측 구동 기어는,
    T자 형태로 구성되어 상기 하부회전부재와 결합되는,
    실린더 펌프.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤이 상기 카트리지 내부에 위치해 있는 좌표를 획득하고, 상기 좌표를 상기 디스플레이부에 표시하는,
    실린더 펌프.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    약액 또는 혈액을 상기 카트리지에서 프리 플로우 시키기 위하여,
    상기 카트리지 내의 제1 피스톤과 제2 피스톤이 유입관과 유출관 바깥 쪽에 위치하도록 상기 구동부를 제어하는,
    실린더 펌프.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    약액 또는 혈액을 상기 카트리지에서 프리 플로우 시키지 않기 위하여,
    상기 카트리지 내의 제1 피스톤이 유입관과 유출관 사이에 위치하도록 상기 구동부를 제어하는,
    실린더 펌프.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 유입관 및 상기 유출관 중 적어도 하나는,
    약액에서 공기를 제거하기 위한 멤브레인 필터(membrane filter)가 장착되는,
    실린더 펌프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 멤브레인 필터는,
    약액을 통과시키고 공기를 통과시키지 않는 친수성(hydrophilic) 멤브레인 필터와, 상기 친수성 멤브레인 필터를 통과하지 못한 공기를 외부로 배출하는 소수성(hydrophobic) 멤브레인 필터로 이루어지는,
    실린더 펌프.
PCT/KR2020/015624 2020-03-10 2020-11-09 실린더 펌프 WO2021182710A1 (ko)

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