WO2024090971A1 - 약물 주입 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2024090971A1
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drug
injection
sequence
pulse
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PCT/KR2023/016597
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신운섭
주은화
신영종
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주식회사 케어메디
서강대학교산학협력단
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    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Definitions

  • the present invention relates to a drug injection device and method.
  • Drugs can be injected into the body in various ways, such as oral, subcutaneous, or intravenous administration, depending on the type, purpose, and method of treatment.
  • a drug injector using a drug pump can automatically inject drugs into the body at the desired speed and volume at the required time. Therefore, drug injectors using drug pumps can be used in various forms as well as those used in hospitals or patients' daily living environments.
  • Insulin pumps are for diabetic patients who do not secrete insulin or secrete only a small amount of insulin. It is a medical device that plays the same role as the pancreas in controlling blood sugar levels by supplying insulin from the outside into the body accurately at a set time. .
  • insulin pumps are used by insulin-dependent diabetic patients and can continuously inject medication for 24 hours while attached to the patient.
  • insulin injectors since insulin injectors must periodically inject drugs into diabetic patients over a long period of time, technology for miniaturization and automation of insulin injectors is being actively developed for user convenience.
  • Insulin injectors generally operate in a basal injection mode that injects drugs into the user for a certain period of time to keep the user's blood sugar level constant.
  • the basal injection mode is set based on the amount of activity of the user's usual activities. However, if there is a change in the amount of activity due to exercise or rest unlike usual, there is a disadvantage in that the injection of insulin cannot be changed flexibly accordingly.
  • the present invention aims to provide a drug injection method for a temporary basal injection mode in an electroosmotic pump-based drug injection device.
  • the drug injection device electrochemically drives an electroosmotic pump to inhale the drug from the drug reservoir and discharges the inhaled drug to the injection target.
  • drug injector a control unit that outputs a control signal corresponding to a speed-based injection sequence determined according to the injection mode to the drug injector, wherein the control unit generates a first speed-based injection sequence for the basic injection mode according to the occurrence of a set event.
  • a drug injection method includes the steps of setting a speed-based injection sequence determined according to an injection mode corresponding to the occurrence of a set event; Applying a control signal corresponding to the rate-based injection sequence to the electro-osmotic pump; And in response to the control signal, the electro-osmotic pump alternately generates negative pressure and positive pressure for each pulse block to inhale and discharge the drug, wherein the step of applying the control signal to the electro-osmotic pump includes: , stopping the operation according to the first speed-based injection sequence for the base injection mode, and outputting a control signal corresponding to the second speed-based injection sequence for the temporary base injection mode.
  • the drug injector can be controlled to inject a fixed amount of drug by setting a speed-based injection sequence according to temporary base injection conditions for the drug injector using an electroosmotic pump.
  • the amount of drug injected by the basal infusion mode can be adjusted to reduce or increase for a certain period of time according to changes in the user's blood sugar status or activity level through the temporary basal infusion mode during the basal infusion mode operation, thereby maintaining the user's blood sugar level.
  • Figure 1 is a block diagram schematically showing a drug injection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the drug injector shown in FIG. 1.
  • Figure 3 is a conceptual diagram schematically showing a speed-based injection sequence according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an exemplary diagram showing the signal structure for a speed-based injection sequence according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a table showing an example of a plurality of rate-based injection sequences according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a table showing an example of a plurality of pulse blocks according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a table showing an example of a rate-based injection sequence structure according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is an exemplary diagram showing the signal structure of a first rate-based injection sequence for the base injection mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an example diagram illustrating a signal structure in which a second rate-based injection sequence for a temporary basis injection mode is applied to the first rate-based injection sequence shown in FIG. 8.
  • Figure 10 is a block diagram schematically showing the configuration of the electro-osmotic pump shown in Figure 2.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of the drug injector shown in FIG. 10.
  • FIG. 12 is an example diagram schematically showing the operation of the driving unit shown in FIG. 11.
  • Figure 13 is an application example of a drug injection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram schematically showing the configuration of the drug injection device shown in FIG. 13.
  • Figure 15 is a flowchart for explaining a drug injection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining the process of setting the speed-based injection sequence shown in FIG. 15.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining the process of setting the speed-based injection sequence shown in FIG. 15.
  • FIG. 18 is a flowchart for explaining the process of setting the speed-based injection sequence shown in FIG. 15.
  • first, second, etc. used in this specification are used only for the purpose of distinguishing one component from another component and do not limit the order or relationship of the components.
  • a first component of the present invention may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a drug injection device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the drug injector shown in FIG. 1.
  • the drug injection device 10 When describing the drug injection device 10 according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 and 2, the drug injection device 10 includes a drug injector 100 and a control unit 200.
  • the drug injector 100 electrochemically drives the electroosmotic pump 110 to inhale the drug from the drug reservoir and discharges the inhaled drug to the injection target.
  • the control unit 200 outputs a control signal corresponding to a speed-based injection sequence determined according to the injection mode to the drug injector 100. If the injection mode is determined to be a temporary basal injection mode through an event occurring while the drug injector 100 is operating in the basal injection mode, the control unit 200 performs the first rate-based injection for the basal injection mode according to the occurrence of the set event. The operation according to the sequence is paused, and a control signal corresponding to the second rate-based injection sequence for the temporary base injection mode is output. The first rate-based injection sequence and the second rate-based injection sequence are injection sequences set based on the drug injection rate.
  • the basal injection mode is a drug injection mode in which the drug is injected into the user for a certain period of time to keep the user's blood sugar value constant
  • the temporary basal injection mode is injection by the basal injection mode according to changes in the user's blood sugar status or activity level.
  • This is a drug injection mode in which the amount of drug administered is adjusted to decrease or increase over a predetermined period of time.
  • the control unit 200 may refer to a data processing device built into hardware that has a physically structured circuit to perform functions expressed by codes or commands included in a program.
  • data processing devices built into hardware include a microprocessor, central processing unit (CPU), processor core, multiprocessor, and application-specific integrated (ASIC). circuit), FPGA (field programmable gate array), MCU (Micro Controller Unit), and embedded processors, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • control unit 200 is not only built into the drug injection device 10, but is also connected to the user terminal 40 through a communication module, which will be described later, and the user terminal 40 and the control unit 200 are integrated. Thus, it can be implemented in a form of controlling the temporary basal injection mode of the drug injection device 10.
  • the rate-based injection sequence is one in which a plurality of pulse blocks 20 that satisfy the drug injection speed are arranged according to drug injection conditions including the drug injection period and drug injection speed.
  • a rate-based injection sequence is configured by arranging a plurality of pulse blocks that satisfy the drug injection rate for a unit time (for example, 1 hour or 30 minutes) and repeating them during the drug injection period.
  • the rate-based injection sequence applies equally to the first rate-based injection sequence for the basal injection mode and the second rate-based injection sequence for the temporary basal injection mode.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram schematically showing a speed-based injection sequence according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exemplary diagram showing a signal structure for a speed-based injection sequence according to an embodiment of the present invention.
  • the rate-based injection sequence consists of a plurality of pulse blocks 20 and a plurality of rest blocks 30, starting with the pulse block 20 and after placement of the pulse block 20.
  • a resting block 30 is placed.
  • the pulse block 20 defines a voltage pulse or current pulse to be applied to the electroosmotic pump 110, and the amount of drug injected varies depending on the duration.
  • the pause block 30 maintains 0V voltage or 0A current for a predetermined period of time after the pulse block 20 is applied.
  • the rate-based injection sequence is set as follows. First, in order to satisfy the drug injection speed, pulse blocks that satisfy the drug injection amount per unit time must be arranged. In the present invention, various pulse blocks can be set through the electroosmotic pump 110. However, during the drug injection period, if possible, multiple or preset number of pulse blocks are placed so that the rest period of the rest block placed after each pulse block is as short as possible to prevent the drug from drying out or clogging. do. To satisfy these conditions, the rate-based injection sequence can be set as follows.
  • M pulse blocks 20 (N is a natural number) supplying different amounts of drug are selected according to the drug injection rate per unit time (M is a natural number less than or equal to N).
  • a pulse block 20 of is arranged.
  • the plurality of pulse blocks 20 and pause blocks 30 constituting the rate-based injection sequence are composed of a combination that satisfies the drug injection rate while the duration of each pause block 30 is less than the recommended pause period.
  • the number of pulse blocks 20 constituting the rate-based injection sequence may be a preset number according to unit time, or may be the maximum number that can represent the drug injection speed.
  • the sum of the durations of the plurality of pulse blocks 20 included in the speed-based injection sequence and the plurality of pause blocks 30 disposed after the pulse block 20 is set to correspond to unit time, and the pulse block (
  • the arrangement of the pulse blocks 20 is such that the pulse block 20 that supplies the largest amount of drug is output first, and the arrangement of the subsequent pulse blocks 20 may vary depending on selection.
  • the M pulse blocks 20 constituting the speed-based injection sequence satisfy the drug injection speed of the drug injection conditions, and the sum of the number of uses for each selected pulse block 20 is a preset number or the maximum number.
  • the duration of the pause block 30 placed after each pulse block 20 may be set to be less than the recommended pause period.
  • Figure 5 is a table showing examples of multiple rate-based injection sequences
  • Figure 6 is a table showing examples of N pulse blocks for injecting different amounts of drugs.
  • a velocity-based injection sequence will be described as an example with reference to FIGS. 5 and 6 .
  • the multiple rate-based injection sequences shown in Figure 5 are set to different drug injection rates.
  • the rate-based infusion sequence can be set to meet the drug infusion rate among the N pulse blocks 20 delivering different amounts of drug shown in FIG. 6, while ensuring that the duration of each pause block 30 is less than the recommended pause period. It is composed of a combination of M pulse blocks 20 that can be used. Additionally, each speed-based injection sequence is arranged so that the pulse block 20 that supplies the largest amount of drug is output first among the pulse blocks 20 constituting each speed-based injection sequence.
  • the speed-based injection sequence is set so that 12 pulse blocks 20 can be arranged, and is composed of a combination of pulse blocks 20 that can satisfy the drug injection speed while all 12 pulse blocks 20 are arranged. It will happen.
  • a rate-based infusion sequence with a drug infusion rate of 0.7 U/hr consists of a combination of two pulse blocks 20 delivering 0.5 ⁇ L and 1 ⁇ L, with a pulse block 20 delivering 1 ⁇ L. This is placed first.
  • the sum of the number of uses of each of the pulse blocks 20 supplying 0.5 ⁇ L and 1 ⁇ L is 12, and the preset number is used.
  • the drug injection amount of the speed-based injection sequence is shown in U units
  • the drug injection amount of the pulse block 20 is shown in ⁇ L units, where 1U is the same amount as 10 ⁇ L. Therefore, 0.35U is equivalent to 3.5 ⁇ L.
  • a rest block 30 is always placed after the pulse block 20, and the duration of the rest block 30 is set to less than the recommended duration to prevent clogging.
  • the duration of the pause block 30 is set differently depending on the duration of the pulse block 20 placed immediately before it.
  • each speed-based injection sequence has a structure in which 12 pulse blocks 20 are arranged, so one pulse block 20 and The duration of one idle block 30 is set to 300 seconds (3600 seconds/12).
  • the duration of the rest block 30 placed after the pulse block 20 for injecting 0.5 ⁇ L is 300 seconds minus the duration of the pulse block 20 for injecting 0.5 ⁇ L
  • the duration of the pulse block 20 for injecting 0.5 ⁇ L is 5.4 seconds, which is the duration of the forward pulse plus the duration of the reverse pulse, so the duration of the rest block 30 is 300 seconds - 5.4 seconds.
  • the second is set at 294.6 seconds.
  • a speed-based injection sequence may occur in which there is no combination of pulse blocks 20 that satisfies a preset number. It may be less than or more than a preset number.
  • the rate-based infusion sequence with a drug infusion rate of 0.35 U/hr to 0.55 U/hr consists of less than 12 pulse blocks 20, in which case the drug To satisfy the injection speed, the pulse block 20 is configured to have the maximum number of pulse blocks 20 that can be placed less than a preset number.
  • the number of pulse blocks 20 is 13, which exceeds 12.
  • the structure of the rate-based injection sequence is 13 pulse blocks 20 per hour. ) can be reset to a structure in which the pulse block 20 and the pause block 30 are arranged.
  • This rate-based infusion sequence is placed sequentially throughout the drug infusion period.
  • the drug injection period can be divided into at least one segment, and each segment contains information about the duration and the drug injection speed during the duration.
  • Each segment can be configured by repeatedly arranging a rate-based injection sequence set for unit time to satisfy the drug injection rate for the duration.
  • the duration of each segment and the drug injection speed can be set by the user.
  • Figure 7 is a table showing an example of a rate-based injection sequence structure according to an embodiment of the present invention.
  • a velocity-based injection sequence consisting of a plurality of segments will be described as an example.
  • Figure 7 shows a state in which the drug injection period is set to 24 hours, and 24 hours are divided into a plurality of segments to which predetermined time periods are assigned.
  • the first segment is a section in which a drug is injected at a rate of 0.7U/hour for 2 hours, and is a rate-based injection sequence with a drug injection rate of 0.7U/hour shown in Figure 5.
  • the two are placed consecutively.
  • each segment is set to 1 hour, but it is not limited to this and can be divided according to a preset unit time.
  • the first velocity-based injection sequence for the basic injection mode may be configured as shown in FIG. 7.
  • each pulse block 30 includes information about a pair of pulse signals including a forward pulse and a reverse pulse, and the size of each pulse and how the pulse is maintained. Contains information about duration.
  • a pair of pulse signals including a forward pulse and a reverse pulse are applied to the electroosmotic pump 110 to alternately generate negative pressure and positive pressure, thereby alternately generating negative pressure and positive pressure for each pulse block 20.
  • the drug is inhaled and expelled.
  • a pair of pulse signals 21 and 22 included in the pulse block 30 are voltage pulse signals or current pulse signals.
  • a pair of voltage pulse signals may consist of a forward voltage pulse and a reverse voltage pulse
  • a pair of current pulse signals may consist of a forward current pulse and a reverse current pulse.
  • a pair of voltage pulse signals may include information about the size and maintenance time of each voltage pulse
  • a pair of current pulse signals may include information about the size and maintenance time of each current pulse.
  • the size of the pulse signal may be 2V and the retention time may be 10s.
  • Each pulse block 20 included in the speed-based injection sequence may include voltage pulses with voltages of different magnitudes or current pulses with currents of different magnitudes.
  • each pulse block 20 may include pulses having voltages of the same magnitude or current pulses having currents of the same magnitude, but each holding time may be set differently.
  • the forward pulse 21 and the reverse pulse 22 included in the pulse block 20 are set to have the same size and maintenance period, so that the amount of drug inhaled and discharged by the electroosmotic pump 110 is adjusted. It can remain the same.
  • a pair of pulse signals 21 and 22 included in the pulse block 20 may be provided as a constant voltage or constant current, and the maintenance time of the pulse signal provided by the constant voltage or constant current may be adjusted to adjust the retention time of the pulse signal provided by the constant voltage or constant current by each pulse block.
  • the amount of drug inhaled and discharged can be controlled.
  • pulse blocks 20 in Figure 8 are provided by a constant voltage of 2V.
  • the size and maintenance time of the pair of pulse signals 21 and 22 can be adjusted so that the amounts of the drug inhaled and the drug discharged are the same.
  • the size of the forward voltage pulse is 2V and the retention time is 10s
  • the size of the subsequent reverse voltage pulse is set to 1V and the retention time is 20s, so that the area of the forward pulse and the area of the reverse pulse are the same. By setting it, you can keep the amount of drug inhaled and the amount of drug discharged the same.
  • each pulse block 20 may further include a stabilization pulse 23, which maintains a voltage of 0V for a predetermined time after application of the forward voltage pulse 21 and the reverse voltage pulse 22. It is a pulse that does.
  • the operation of the electro-osmotic pump 110 can be stabilized through the stabilization pulse 23.
  • the pulse block 20 of the speed-based injection sequence consists of a pair of current pulses
  • the pulse block 20 generates a stabilization pulse 23 that maintains a 0A current for a predetermined time after application of the forward current pulse and the reverse current pulse. More may be included.
  • the pause block 30 is a signal that is placed after the pulse block 20 is applied and maintains a 0V voltage or 0A current for a predetermined period of time.
  • the drug injection device 100 of the present invention injects the same amount of drug into the user over a certain period of time. Therefore, the time at which the target drug injection amount is injected can be controlled by the pause block 30 included in the speed-based injection sequence, and the time during which the drug is not injected is controlled to a minimum, so that the drug injector ( 100) can prevent the flow path from being blocked.
  • control unit 200 Based on the information of the pulse block 20 included in the speed-based injection sequence, the control unit 200 generates a control signal consisting of a voltage pulse or current pulse corresponding to the speed-based injection sequence and applies it to the drug injector 100. do.
  • control signal When the control signal corresponding to this speed-based injection sequence is applied to the electroosmotic pump 110, the electroosmotic pump 110 alternately generates negative pressure and positive pressure for each pulse block to inhale and discharge the drug.
  • the control signal may be a signal composed of a voltage pulse pair including a forward voltage pulse and a reverse voltage pulse or a current pulse pair including a forward current pulse and a reverse current pulse in units of pulse blocks 20.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram showing the signal structure of a first rate-based injection sequence for the base injection mode according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a temporary base injection mode for the first rate-based injection sequence shown in FIG. 8. This is an example diagram showing a signal structure to which the second speed-based injection sequence is applied.
  • the basal infusion mode shown in FIG. 8 is a state in which 24 hours are divided into a plurality of segments, each Segments have set durations and drug infusion rates.
  • the drug injector 100 proceeds through each segment in the order shown in FIG. 8 to perform the basic injection mode.
  • a second rate-based injection sequence for the temporary basal injection mode is arranged in the middle of the second segment as shown in FIG. 9, A second rate-based injection sequence is performed.
  • the control unit 200 transmits the first rate-based injection sequence for the basal infusion mode set at time t2 to the drug injector 100, and the drug injector 100 performs basal infusion. Run the mode again.
  • the portion from time t1 to time t2 of the first rate-based injection sequence for the base injection mode is omitted in favor of the second rate-based injection sequence for the temporary base injection mode.
  • Figure 10 is a block diagram schematically showing the configuration of the electro-osmotic pump shown in Figure 2.
  • the electro-osmotic pump 110 includes a driving unit 111 and a chamber 112.
  • the driving unit 111 is electrochemically driven by a control signal to generate positive and negative pressure, and discharges the drug according to the positive and negative pressure, and the chamber 112 stores the drug 120 according to the pressure of the driving unit 111. After inhaling the drug, the drug is discharged into the insertion part 130.
  • the drug is a drug that must be injected into a specific patient, for example, insulin injected into a diabetic patient.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of the driving unit shown in FIG. 10, and FIG. 12 is an exemplary diagram schematically showing the operation of the driving unit shown in FIG. 11.
  • the driving unit 111 is described in detail by the electro-osmosis phenomenon that occurs when voltage or current is applied to both ends of a porous membrane (membrane, 111a) using electrodes. It is a pump that uses fluid movement.
  • the driving unit 111 includes a membrane 111a, a power source 111d that applies voltage or current to the first electrode 111b and the second electrode 111c disposed on both sides of the membrane 111a, and a flow path for fluid movement. may include.
  • the driver 111 may include a first diaphragm 111e disposed adjacent to the first electrode 111b and a second diaphragm 111f disposed adjacent to the second electrode 111c.
  • Each diaphragm (111e, 111f) is provided on one side and the other side of the membrane (111a), and its shape is changed by the movement of the pumping solution as positive and negative pressures are alternately generated.
  • the first diaphragm 111e and the second diaphragm 111f transfer the negative pressure and positive pressure generated by driving the membrane 111a to the fluid to be transferred.
  • the first diaphragm 111e and the second diaphragm 111f moves backward (when moving in direction 1), so that the fluid to be transferred is sucked into the chamber 112, and vice versa.
  • positive pressure is generated, at least a portion of the first diaphragm 111e and the second diaphragm 111f are advanced (moved in direction 2), and the transfer target fluid is discharged from the chamber 112.
  • Silica, glass, etc. are generally used as materials for the porous film 111a, and when these are immersed in an aqueous solution, their surface becomes negatively charged. There are paths through which numerous fluids can pass through the porous membrane 111a. If you enlarge one of these, the surface of the fluid path with a negative charge (bound anion) is exposed to positive ions (mobile cation) with a movable (+) charge. This can result in a state where charge balance is achieved. In this state, when a positive voltage is applied to the first electrode 111b and a negative voltage is applied to the second electrode 111c, negative pressure is generated. This negative pressure causes the fluid inside the driving unit 111 to move in direction 1.
  • electro-osmosis This phenomenon is called electro-osmosis, and a pump using this principle is the electro-osmosis pump (110).
  • the electrode used in the driving unit 111 is a porous electrode such as platinum mesh (Pt mesh), porous carbon paper or fiber (carbon paper or carbon cloth), or a porous structure coated with various electrode materials to facilitate the movement of fluid. It can be provided in the form
  • the electrode used in the driving unit 111 can be implemented by applying various fixable materials such as drop coating or spin coating to a non-permeable base material.
  • the non-permeable base material is a plate-shaped substrate containing at least one of a conductive material, a semiconductor material, and a non-conductive material, and the electrode material coated thereon is metal, metal oxide, conducting polymer, or metal. It may be composed of metal hexacyanoferrate, carbon nanostructure, or a composite thereof.
  • the driver 111 alternately supplies polarity of voltage or current to each of the first electrode 111b and the (-) second electrode 111c, thereby causing electrochemical reactions in the forward and reverse directions to occur reversibly.
  • electrochemical reactions in the forward and reverse directions occur repeatedly, the fluid inside the electroosmotic pump repeatedly performs a reciprocating motion. Additionally, electrode materials are repeatedly consumed and regenerated in the first electrode 111b and the second electrode 111c by repeated reversible electrochemical reactions in the forward and reverse directions.
  • the suction valve 140 and the discharge valve 150 are respectively coupled to the chamber 112 of the electro-osmotic pump 110, the drug in the drug storage unit 120 is inhaled through the suction passage 141 during the suction operation. and is stored in the chamber 112 through the intake valve 140. Then, during the discharge operation, the drug stored in the chamber 112 is discharged to the insertion unit 130 through the discharge valve 150 and the discharge passage 151.
  • the pressure generated by the electroosmotic pump 110 and the volume of the drug discharged can be controlled by controlling the magnitude and application time of the voltage or current applied to the first and second electrodes 111b and 111c.
  • FIG. 13 is an application example of a drug injection device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a block diagram schematically showing the configuration of the drug injection device shown in FIG. 13. The operation of the drug injection device 10 will be described in detail with reference to FIGS. 13 and 14.
  • the drug injection device 10 operating by the first speed-based injection sequence for the basal injection mode receives predetermined information from the user or receives predetermined information from an external device, and provides a temporary basic injection mode based on this.
  • the process of setting the second rate-based injection sequence can be divided depending on the data used to set the second rate-based injection sequence. Next, the process of setting the second rate-based injection sequence for the temporary basis injection mode will be described.
  • the drug injection device 10 may set a second rate-based injection sequence by detecting an event requesting activation of the temporary basal injection mode.
  • the drug injection device 10 may further include a communication module 300 and a user input/output interface 400 to detect an event requesting activation of temporary basal injection.
  • the drug injection device 10 detects an event requesting activation of the temporary basic injection mode through the user input/output interface 400 executed by the user terminal 40 or the control unit 200 connected to the communication module 300. If so, the drug injection device 10 may input the adjustment rate and adjustment period for the first rate-based injection sequence of the currently performing basal infusion mode through the user terminal 40 or the user input/output interface 400, or allow the drug injection device 10 to input the adjustment rate and adjustment period for the first rate-based injection sequence in the basal infusion mode currently being performed. As injection conditions, enter the drug injection period and drug injection speed. Then, a rate-based injection sequence based on the input adjustment ratio and adjustment period or a rate-based injection sequence corresponding to the drug injection period and drug injection rate is set as the second rate-based injection sequence.
  • the adjustment ratio is a ratio for adjusting the injection amount of the segment included in the first speed-based injection sequence. If the adjustment ratio is 50%, the injection amount is reduced by half, and if the adjustment ratio is 120%, the injection amount is increased by 20%. And, the adjustment period is a period for applying the adjustment rate in the first rate-based injection sequence.
  • the user terminal 40 connected to the drug injection device 10 may be implemented as a computer or a portable terminal capable of accessing the drug injection device 10 through wireless communication.
  • the computer includes, for example, a laptop, desktop, laptop, etc. equipped with a web browser
  • the portable terminal is, for example, a wireless communication device that guarantees portability and mobility.
  • the user terminal 40 may include all types of handheld-based wireless communication devices such as various smartphones, tablet PCs, smart watches, etc.
  • the user terminal 40 is managed by the wearer of the drug injection device 10 or a medical professional, and drug injection conditions can be set through an application running on the user terminal 40.
  • the input/output interface module 400 includes a physical input/output button coupled to an external housing containing the drug injection device 10, and a signal processing circuit that transmits a signal generated according to the manipulation of the physical input/output button to the control unit 200. It can be included.
  • the user input/output interface module 400 may output a UI that guides the user to input information about drug injection conditions or speed-based injection sequences through a touch screen type display.
  • the drug injection device 10 may set a second speed-based injection sequence using the user activity data.
  • the user activity data may include the user's heart rate or the number of steps the user takes.
  • the drug injection device 10 is configured such that user activity data collected through a program executed by the control unit 200 or an external measuring device 50 connected to communication module 300 exceeds the first threshold or exceeds the second threshold. If it is less than the value, output an event and output a user input/output interface 400 to input a temporary basal infusion condition according to the event, so that the drug injection device 10 is in the first rate-based infusion sequence of the basal infusion mode currently being performed. Enter the adjustment rate and adjustment period, or enter the drug infusion period and drug infusion rate as temporary baseline infusion conditions.
  • a rate-based injection sequence based on the input adjustment ratio and adjustment period or a rate-based injection sequence corresponding to the drug injection period and drug injection rate is set as the second rate-based injection sequence.
  • the external measurement device 50 may be a wearable device worn on the user's body.
  • the drug injection device 10 may set a second rate-based injection sequence using the user's blood sugar level.
  • the drug injection device 10 determines whether the user's blood sugar collected through a program executed by the control unit 200 or an external measuring device 50 in communication with the communication module 300 is outside the first range or falls within the second range.
  • an event is output, and a user input/output interface 400 is output to allow temporary basal infusion conditions to be input according to the event, thereby providing the first rate-based injection in the basal infusion mode that the drug injection device 10 is currently performing.
  • Enter the adjustment rate and adjustment period for the sequence or enter the drug infusion period and drug infusion rate as temporary baseline infusion conditions.
  • a rate-based injection sequence based on the input adjustment rate and period or a rate-based injection sequence corresponding to the drug injection period and drug injection rate is set as the second rate-based injection sequence.
  • control unit 200 refers to a table in which a plurality of rate-based injection sequences are stored, and adjusts the adjustment ratio and adjustment period for the first rate-based injection sequence.
  • a rate-based injection sequence based on or a rate-based injection sequence corresponding to the drug injection period and drug injection speed may be set as the second rate-based injection sequence.
  • the adjustment rate is applied to each segment to increase the amount of drug injected. It can be adjusted.
  • the adjustment period is the length of the second rate-based injection sequence and the adjustment ratio is 50%.
  • the adjustment period includes a portion of the second segment injecting the drug at 0.4U/h and a portion of the third segment injecting the drug at 0.8U/h, and 50% of each segment is included.
  • the drug is injected into the second segment included in the adjustment period at 0.2U/h, and the drug is injected into the third segment at 0.4U/h.
  • one of a plurality of segments can be selected, and an adjustment ratio can be applied to the selected segment to allocate it to the entire adjustment period.
  • the drug is injected at 0.2 U/h during the adjustment period.
  • the drug injection device 10 measures one or more external measurements connected to a program executed by the control unit 200 or the communication module 300.
  • User activity data or blood sugar information is received from the device 50, and whether to additionally perform the temporary basal infusion mode is determined based on the user activity data or blood sugar information.
  • the user activity data includes the user's heart rate or the number of steps the user takes.
  • the determination of whether to additionally perform the temporary basal infusion mode may use the conditions applied in the process of setting the second rate-based infusion sequence using user activity data or user blood sugar information, and the temporary basal infusion mode may be additionally performed. If deemed necessary, the process of setting up the second rate-based injection sequence can be performed again.
  • control unit 200 continues to output a control signal for the paused first rate-based injection sequence, but continues the first rate-based injection sequence scheduled during the paused period.
  • the operation according to the injection sequence is omitted, and the operation according to the scheduled first speed-based injection sequence is performed when the operation of the temporary basic injection mode is completed.
  • Figure 15 is a flowchart for explaining a drug injection method according to an embodiment of the present invention.
  • the drug injection method (S100) is an injection mode corresponding to the occurrence of an event set by the control unit 200.
  • a speed-based injection sequence determined according to is set (steps S110, S120, S130), and a control signal corresponding to the speed-based injection sequence is applied to the electroosmotic pump 110 (step S140).
  • the electroosmotic pump 110 alternately generates negative and positive pressure for each pulse block to inhale and discharge the drug, thereby proceeding with the process of injecting the drug into the user (step S150).
  • step S150 the control unit 200 stops the operation according to the first rate-based injection sequence for the basal injection mode and sends a control signal corresponding to the second rate-based injection sequence for the temporary basal injection mode to the electroosmotic pump 110.
  • the first rate-based injection sequence and the second rate-based injection sequence are injection sequences set based on the drug injection rate.
  • the drug injection device 10 operating by the first speed-based injection sequence for the basic injection mode receives predetermined information from the user or receives predetermined information from an external device. Receives and sets a second rate-based injection sequence for the temporary base injection mode based on this.
  • the process of setting the second rate-based injection sequence can be divided according to the data used to set the second rate-based injection sequence. there is.
  • Figure 16 is a flowchart for explaining the process of setting a second rate-based injection sequence according to an embodiment of the present invention.
  • the drug injection device 10 may detect an event requesting activation of temporary basal injection and set a second rate-based injection sequence. Specifically, the drug injection device 10 receives an event requesting activation of temporary basal injection through the user input/output interface 400 executed by the user terminal 40 or the control unit 200 connected to the communication module 300.
  • the drug injection device 10 adjusts the adjustment rate and period for the first rate-based injection sequence of the basic injection mode currently being performed. Enter the drug injection period and drug injection rate as temporary baseline injection conditions (step S112). Then, a rate-based injection sequence based on the input adjustment ratio and adjustment period or a rate-based injection sequence corresponding to the drug injection period and drug injection rate is set as the second rate-based injection sequence (step S113).
  • Figure 17 is a flowchart illustrating a process for setting a second rate-based injection sequence according to another embodiment of the present invention.
  • This embodiment is a process in which the drug injection device 10 sets a second speed-based injection sequence using user activity data, and the user activity data includes the user's heart rate or the user's number of steps.
  • the drug injection device 10 is configured such that user activity data collected through a program executed by the control unit 200 or an external measurement device 50 connected to communication module 300 exceeds the first threshold or If it is less than the second threshold, an event is output (step S121) and a user input/output interface 400 for inputting a temporary basal infusion condition according to the event is output, so that the drug injection device 10 is currently performing the basal infusion mode.
  • the adjustment rate and adjustment period for the first rate-based infusion sequence are input, or the drug infusion period and drug infusion rate are input as temporary baseline infusion conditions (step S122). Then, a rate-based injection sequence based on the input adjustment ratio and period or a rate-based injection sequence corresponding to the drug injection period and drug injection rate is set as the second rate-based injection sequence (step S123).
  • the external measurement device 50 may be a wearable device worn on the user's body.
  • Figure 18 is a flowchart illustrating a process for setting a second rate-based injection sequence according to another embodiment of the present invention.
  • the drug injection device 10 may set a second rate-based injection sequence using user blood sugar information.
  • the drug injection device 10 is configured such that the user's blood sugar collected through a program executed by the control unit 200 or an external measuring device 50 connected to communication module 300 is outside the first range or exceeds the second range. If the range is maintained for a predetermined time or more, an event is output (step S131), and a user input/output interface 400 for inputting temporary basal infusion conditions according to the event is output, so that the drug injection device 10 is currently performing the basal infusion.
  • the adjustment rate and adjustment period for the first rate-based injection sequence of the mode may be input, or the drug injection period and drug injection rate may be entered as temporary base injection conditions (step S132). Then, a rate-based injection sequence based on the input adjustment ratio and adjustment period or a rate-based injection sequence corresponding to the drug injection period and drug injection rate is set as the second rate-based injection sequence (step S133).
  • control unit 200 refers to a table storing a plurality of rate-based injection sequences and sets the first rate-based injection sequence.
  • a rate-based infusion sequence corresponding to the adjustment rate and adjustment period for the infusion sequence or the drug infusion period and drug infusion rate may be set as the second rate-based infusion sequence.
  • the amount of injected drug can be adjusted by applying the adjustment ratio to each segment.
  • the adjustment period is the length of the second rate-based injection sequence and the adjustment ratio is 50%.
  • the adjustment period includes a portion of the second segment injecting the drug at 0.8U/h and a portion of the third segment injecting the drug at 0.4U/h, and 50% of each segment is included.
  • a portion of the second segment included in the adjustment period is injected with the drug at 0.4U/h, and a portion of the third segment is injected with the drug at 0.2U/h.
  • one of a plurality of segments can be selected, and an adjustment ratio can be applied to the selected segment to allocate it to the entire adjustment period.
  • the drug is injected at 0.4 U/h during the adjustment period.
  • the drug injection device 10 When drug injection by the temporary basal injection mode is completed through step S150, the drug injection device 10 is connected to a program executed by the control unit 200 or one or more external measuring devices 50 in communication with the communication module 300.
  • a process of receiving user activity data or blood sugar information from and determining whether to additionally perform the temporary basal infusion mode using the user activity data or user blood sugar information may be additionally performed.
  • the user activity data may include the user's heart rate or the number of steps the user takes.
  • the determination of whether to additionally perform the temporary basal infusion mode may use the conditions applied in the process of setting the second rate-based infusion sequence using user activity data or user blood sugar information, and the temporary basal infusion mode may be additionally performed. If it is determined that it needs to be performed, the process of setting the second rate-based injection sequence (steps S120 and S130) can be performed again.
  • control unit 200 continues to output a control signal for the paused first rate-based injection sequence, but continues the first rate-based injection sequence scheduled during the paused period.
  • the operation according to the injection sequence is omitted, and the operation according to the scheduled first speed-based injection sequence is performed when the operation of the temporary basic injection mode is completed.
  • the method according to an embodiment of the present invention may also be implemented in the form of a recording medium containing instructions that can be executed by a computer, such as a program module executed by a computer.
  • Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and non-volatile media, removable and non-removable media. Additionally, computer-readable media may include computer storage media. Computer storage media includes both volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer-readable instructions, data structures, program modules or other data.

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Abstract

본 발명에 따른 약물 주입 장치는, 전기화학적으로 전기삼투펌프를 구동하여 약물 저장고로부터 약물을 흡입하고, 흡입된 약물을 주입 대상으로 토출하는 약물 주입기; 및 주입 모드에 따라 결정되는 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 상기 약물 주입기로 출력하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 설정된 이벤트의 발생에 따라, 기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 중지하고, 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 출력하고, 상기 전기삼투펌프는 상기 제어 신호에 따라 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 상기 약물을 흡입하고 토출하는 것이다.

Description

약물 주입 장치 및 방법
본 발명은 약물 주입 장치 및 방법에 관한 것이다.
약물은 종류, 치료의 목적 및 방법에 따라 경구, 피하, 정맥 투여 등 다양한 방식으로 신체에 주입될 수 있다. 약물 펌프를 활용한 약물 주입기는 원하는 속도와 용량으로 필요한 시간에 자동적으로 약물을 신체 내에 주입할 수 있다. 따라서, 약물 펌프를 활용한 약물 주입기는 병원이나 환자의 일상 생활 환경에서 사용되는 것뿐만 아니라 다양한 형태로 활용될 수 있다.
일반적으로 인슐린 주입기라고 불리는 인슐린 펌프는 인슐린이 분비되지 않거나 소량만 분비되는 당뇨 환자들을 위한 것으로, 정해진 시간에 정확하게 외부에서 몸 속으로 인슐린을 공급하여 혈당을 조절하는 췌장과 같은 역할을 하는 의료기기이다.
이러한 인슐린 펌프는 인슐린 의존형 당뇨병 환자들이 사용하는데, 환자에게 부착된 상태로 24시간 계속하여 약물을 주입할 수 있다. 이렇게, 인슐린 주입기는 당뇨병 환자에게 오랜 기간 동안 주기적으로 약물을 주입하여야 하므로 사용자의 편의를 위해서 인슐린 주입기의 소형화 및 자동화를 위한 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다.
인슐린 주입기는 일반적으로 사용자의 혈당 값을 일정하게 유지시키기 위해 일정 시간 동안 사용자에게 약물을 주입하는 기저 주입 모드로 동작하는데, 기저 주입 모드는 사용자의 평소 활동에 대한 활동량을 기초로 하여 설정된다. 그런데, 평소와 달리 운동을 하거나 휴식을 통해 활동량의 변화가 발생하는 경우 이에 따라 인슐린의 주입이 유동적으로 변화하지 못하는 단점이 있다.
이러한 단점은 사용자의 혈당이 높아지거나 낮아져 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 환자에게 지속적으로 약물을 주입함과 동시에 활동량에 따라 정확한 양의 약물을 안정적으로 주입하고, 약물 주입 시 유로가 막히지 않도록 약물의 주입을 제어하는 방법이 요구된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 전기삼투펌프 기반의 약물 주입 장치에서 임시 기저 주입 모드에 대한 약물 주입 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치는, 전기화학적으로 전기삼투펌프를 구동하여 약물 저장고로부터 약물을 흡입하고, 흡입된 약물을 주입 대상으로 토출하는 약물 주입기; 및 주입 모드에 따라 결정되는 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 상기 약물 주입기로 출력하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 설정된 이벤트의 발생에 따라, 기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 중지하고, 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 출력하고, 상기 전기삼투펌프는 상기 제어 신호에 따라 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 상기 약물을 흡입하고 토출하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 방법은, 설정된 이벤트의 발생에 대응되는 주입 모드에 따라 결정되는 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 단계; 상기 속도 기반 주입 시퀀스에 대응되는 제어 신호를 상기 전기삼투펌프에 인가하는 단계; 및 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 전기삼투펌프가 각각의 펄스 블록마다 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 약물을 흡입하고 토출하는 단계를 포함하되, 상기 제어 신호를 상기 전기삼투펌프에 인가하는 단계는, 기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 중지하고, 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 출력하는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 전기삼투펌프를 이용하는 약물 주입기에 대하여 임시 기저 주입 조건에 따른 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하여 약물 주입기가 정량의 약물을 주입하도록 제어할 수 있다.
또한, 기저 주입 모드 동작 중 임시 기저 주입 모드를 통해 사용자의 혈당 상태 또는 활동량 변화에 따라 기저 주입 모드에 의해 주입되는 약물의 양을 소정 기간 동안 줄이거나 높이도록 조절할 수 있어 사용자의 혈당을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 약물 주입기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 기반 주입 시퀀스를 개략적으로 나타낸 개념 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 신호 구조를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 속도 기반 주입 시퀀스의 예시를 나타낸 표이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 펄스 블록의 예시를 나타낸 표이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 기반 주입 시퀀스 구조의 예시를 나타낸 표이다
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기저 주입 모드에 대한 제1 속도 기반 주입 시퀀스의 신호 구조를 나타낸 예시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 임시 기저 주입 모드에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스가 적용된 신호 구조를 나타낸 예시도이다.
도 10은 도 2에 도시된 전기삼투펌프의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 11은 도 10에 도시된 약물 주입기의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 12는 도 11에 도시된 구동부의 동작을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치의 적용 예시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 약물 주입 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 도 15에 도시된 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 도 15에 도시된 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 도 15에 도시된 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에 나타난 각 구성요소의 크기, 형태, 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 명세서 전체에 대하여 동일/유사한 부분에 대해서는 동일/유사한 도면 부호를 붙였다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부" 등은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결 (접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(구비 또는 마련)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(구비 또는 마련)"할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 나타내는 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 구성요소들의 순서나 관계를 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 약물 주입기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치(10)를 설명하면, 약물 주입 장치(10)는 약물 주입기(100) 및 제어부(200)를 포함한다.
약물 주입기(100)는 전기화학적으로 전기삼투펌프(110)를 구동하여 약물 저장고로부터 약물을 흡입하고, 흡입된 약물을 주입 대상으로 토출한다.
제어부(200)는 주입 모드에 따라 결정되는 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 약물 주입기(100)로 출력한다. 약물 주입기(100)가 기저 주입 모드로 동작하는 중에 이벤트 발생을 통해 주입 모드가 임시 기저 주입 모드로 결정되었다면, 제어부(200)는 설정된 이벤트의 발생에 따라, 기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 일시 중지하고, 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 출력한다. 제1 속도 기반 주입 시퀀스와 제2 속도 기반 주입 시퀀스는 약물 주입 속도를 기반으로 설정된 주입 시퀀스이다.
여기서, 기저 주입 모드는 사용자의 혈당 값을 일정하게 유지시키기 위해 일정 기간 동안 사용자에게 약물을 주입하는 약물 주입 모드이고, 임시 기저 주입 모드는 사용자의 혈당 상태 또는 활동량 변화에 따라 기저 주입 모드에 의해 주입되는 약물의 양이 소정 기간 동안 감소하거나 증가하도록 조절하는 약물 주입 모드이다.
제어부(200)는 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array), MCU(Micro Controller Unit), 임베디드 프로세서 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제어부(200)는 약물 주입 장치(10)에 단독으로 내장된 형태뿐만 아니라, 후술할 사용자 단말(40)과 통신 모듈을 통해 연결된 상태에서, 사용자 단말(40)과 제어부(200)가 통합하여, 약물 주입 장치(10)의 임시 기저 주입 모드를 제어하는 형태로 구현될 수 있다.
다음으로, 속도 기반 주입 시퀀스에 대해 설명한다. 속도 기반 주입 시퀀스는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 포함하는 약물 주입 조건에 따라, 약물 주입 속도를 만족시키는 복수의 펄스 블록(20)을 배치한 것이다. 이때, 단위 시간(예를 들면, 1시간 또는 30분 단위) 동안의 약물 주입 속도를 만족시키는 복수의 펄스 블록을 배치하고, 이를 약물 주입 기간 동안 반복시키는 형태로 속도 기반 주입 시퀀스가 구성된다. 여기서, 속도 기반 주입 시퀀스는 기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스 및 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 동일하게 적용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 기반 주입 시퀀스를 개략적으로 나타낸 개념 도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 신호 구조를 나타낸 예시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 속도 기반 주입 시퀀스는 복수의 펄스 블록(20) 및 복수의 휴지 블록(30)으로 구성되는데, 펄스 블록(20)으로 시작되며 펄스 블록(20)의 배치 이후에는 휴지 블록(30)이 배치된다. 펄스 블록(20)은 전기삼투펌프(110)에 인가될 전압 펄스 또는 전류 펄스를 정의하는 것으로, 지속 기간에 따라 주입되는 약물의 양이 달라진다. 휴지 블록(30)은 펄스 블록(20)의 인가 이후 0V 전압 또는 0A 전류를 소정 시간 지속하는 것이다.
약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 포함하는 약물 주입 조건을 만족시키기 위해, 속도 기반 주입 시퀀스는 다음과 같이 설정된다. 먼저, 약물 주입 속도를 만족시키기 위해, 단위 시간 동안 약물 주입량을 만족시키는 펄스 블록을 배치하여야 한다. 본 발명에서는 전기삼투펌프(110)를 통해 다양한 펄스 블록을 설정할 수 있다. 다만, 약물 주입 기간 동안 가능하면 다수 개 또는 미리 설정된 개수의 펄스 블록을 배치하여, 각 펄스 블록 이후에 배치되는 휴지 블록의 휴지 기간이 최대한 짧아지도록 하여, 약물이 마르거나 막힘 현상이 발생하는 것을 방지한다. 이러한 조건을 만족시키기 위해, 속도 기반 주입 시퀀스는 아래와 같이 설정될 수 있다.
속도 기반 주입 시퀀스에는 서로 다른 양의 약물을 공급하는 N개(N은 자연수)의 펄스 블록(20)들 중에서 단위 시간에 대한 약물 주입 속도에 따라 선택된 M개(M은 N보다 작거나 같은 자연수)의 펄스 블록(20)이 배치된다. 속도 기반 주입 시퀀스를 구성하는 복수의 펄스 블록(20)과 휴지 블록(30)은 각 휴지 블록(30)의 지속 기간이 권장 휴지 기간 미만이면서, 약물 주입 속도를 만족하는 조합으로 구성된다. 여기서, 속도 기반 주입 시퀀스를 구성하는 펄스 블록(20)의 개수는 단위 시간에 따라 미리 설정된 개수이거나, 약물 주입 속도를 나타낼 수 있는 최대의 개수일 수 있다.
그리고, 속도 기반 주입 시퀀스에 포함된 복수의 펄스 블록(20)과 펄스 블록(20) 이후에 배치되는 복수의 휴지 블록(30)의 지속 기간의 합은 단위 시간에 대응되도록 설정되고, 펄스 블록(20)들의 배치는 펄스 블록(20)들 중에서 가장 많은 양의 약물을 공급하는 펄스 블록(20)이 가장 먼저 출력되도록 배치되는데, 이후 펄스 블록(20)들의 배치는 선택에 따라 달라질 수 있다.
또한, 속도 기반 주입 시퀀스를 구성하는 M개의 펄스 블록(20)은 약물 주입 조건의 약물 주입 속도를 만족시키면서, 선택된 펄스 블록(20) 별 사용 횟수의 합이 미리 설정된 개수 또는 최대의 개수가 되게 하여, 각 펄스 블록(20) 이후에 배치되는 휴지 블록(30)의 지속 기간이 권장 휴지 기간 미만이 되도록 설정될 수도 있다.
도 5는 복수의 속도 기반 주입 시퀀스의 예시를 나타낸 표이고, 도 6는 서로 다른 양의 약물을 주입하는 N개의 펄스 블록의 예시를 나타낸 표이다. 도 5 및 도 6을 참조하여 속도 기반 주입 시퀀스에 대해 예를 들어 설명한다.
도 5에 나타난 복수의 속도 기반 주입 시퀀스는 서로 다른 약물 주입 속도로 설정되어 있다. 속도 기반 주입 시퀀스는 도 6에 나타난 서로 다른 양의 약물을 공급하는 N개의 펄스 블록(20) 중에서 약물 주입 속도를 충족하면서, 각 휴지 블록(30)의 지속 기간이 권장 휴지 기간 미만이 되도록 설정될 수 있는 M개의 펄스 블록(20)들의 조합으로 구성된 것이다. 그리고, 각 속도 기반 주입 시퀀스는 각 속도 기반 주입 시퀀스를 구성하는 펄스 블록(20)들 중에서 가장 많은 양의 약물을 공급하는 펄스 블록(20)이 가장 먼저 출력되도록 배치되어 있다.
여기서, 속도 기반 주입 시퀀스는 12개의 펄스 블록(20)이 배치될 수 있도록 설정된 것이고, 12개의 펄스 블록(20)이 모두 배치되면서, 약물 주입 속도를 만족할 수 있는 펄스 블록(20)들의 조합으로 구성되는 것이다. 예를 들어, 0.7U/hr의 약물 주입 속도를 가지는 속도 기반 주입 시퀀스는 0.5μL와 1μL를 공급하는 2개의 펄스 블록(20)의 조합으로 구성되고, 그 중 1μL을 공급하는 펄스 블록(20)이 먼저 배치된다. 그리고, 0.5μL과 1μL을 공급하는 펄스 블록(20) 각각의 사용 횟수의 합은 12로 미리 설정된 개수만큼 사용된다. 여기서, 도 5에서 속도 기반 주입 시퀀스의 약물 주입량은 U 단위로 나타내었고, 도 6에서 펄스 블록(20)의 약물 주입량은 μL 단위로 나타내었는데, 1U는 10 μL 와 동일한 양이다. 그러므로, 0.35U는 3.5 μL 와 동일한 양이 된다.
또한, 표에 도시되어 있지 않지만 펄스 블록(20) 이후에는 항상 휴지 블록(30)이 배치되어 있으며, 막힘 방지를 위해 휴지 블록(30)의 지속 기간은 권장 지속 기간 미만으로 설정된 상태이다. 휴지블록(30)의 지속 기간은 바로 앞에 배치된 펄스 블록(20)의 지속 기간에 따라 다르게 설정된다.
휴지 블록(30)의 지속 기간이 설정되는 과정에 대해 예를 들어 설명하면, 도 5에서 각 속도 기반 주입 시퀀스는 12개의 펄스 블록(20)이 배치되는 구조 이므로, 하나의 펄스 블록(20)과 하나의 휴지 블록(30)의 지속 기간은 300초(3600초/12)로 설정된다. 예를 들어, 0.5μL를 주입하는 펄스 블록(20)의 이후에 배치되는 휴지 블록(30)의 지속 기간은 300초에서 0.5μL를 주입하는 펄스 블록(20)의 지속 기간을 뺀 시간이 되는데, 도 6를 참조하면, 0.5μL를 주입하는 펄스 블록(20)의 지속 기간은 정방향 펄스의 지속 기간과 역방향 펄스의 지속 기간을 더한 5.4초이므로, 휴지 블록(30)의 지속 기간은 300초 - 5.4초인 294.6초로 설정된다.
추가적으로, 속도 기반 주입 시퀀스는 미리 설정된 개수를 만족하는 펄스 블록(20)의 조합이 없는 경우가 발생할 수 있다. 미리 설정된 개수 미만이거나 초과할 수 있는데, 도 5에서 0.35U/hr ~ 0.55U/hr의 약물 주입 속도를 가지는 속도 기반 주입 시퀀스는 펄스 블록(20)이 12개 미만으로 구성되는데, 이와 같은 경우 약물 주입 속도를 만족하도록 펄스 블록(20)이 미리 설정된 개수 미만 중 최대로 배치될 수 있는 개수로 구성된다. 또한, 3.45U/hr의 속도를 가지는 속도 기반 주입 시퀀스의 경우 펄스 블록(20)이 13개로 12개를 초과하는데, 이와 같은 경우에는 속도 기반 주입 시퀀스의 구조가 1시간에 13개의 펄스 블록(20)이 배치되는 구조로 재설정되어 펄스 블록(20)과 휴지 블록(30)이 배치될 수 있다.
그리고, 도 5에 단위 시간이 1시간으로 설정된 속도 기반 주입 시퀀스의 구조를 예로 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니며 설정된 단위 시간에 따라 속도 기반 주입 시퀀스를 구성하는 펄스 블록(20)의 개수 및 구조는 달라질 수 있다.
이와 같은 속도 기반 주입 시퀀스는 약물 주입 기간 동안 연속적으로 배치된다. 구체적으로, 약물 주입기간은 적어도 하나 이상의 세그먼트로 분할할 수 있고, 각각의 세그먼트는 지속 기간과 지속 기간 동안의 약물 주입 속도에 대한 정보를 포함하고 있다. 각각의 세그먼트는 지속 기간 동안의 약물 주입 속도를 만족시키도록, 단위 시간에 대해 설정된 속도 기반 주입 시퀀스를 반복적으로 배치하여 구성할 수 있다. 여기서, 각 세그먼트의 지속 기간과 약물 주입 속도는 사용자가 설정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 기반 주입 시퀀스 구조의 예시를 나타낸 표이다. 도 7을 참조하여 복수의 세그먼트로 구성된 속도 기반 주입 시퀀스에 대해 예를 들어 설명한다. 도 7은 약물 주입 기간이 24시간으로 설정되고, 24시간을 소정의 시간대가 할당된 복수의 세그먼트로 구분된 상태이다. 제1 세그먼트의 구조에 대해 설명하면, 제1 세그먼트는 2시간 동안 0.7U/hour의 속도로 약물이 주입되는 구간으로, 도 5에 도시된 0.7U/hour의 약물 주입 속도를 가지는 속도 기반 주입 시퀀스 두 개가 연속적으로 배치된 것이다. 여기서, 각각의 세그먼트를 1시간 단위로 설정하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 미리 설정된 단위 시간에 따라 구분될 수 있다. 추가로, 기저 주입 모드에 대한 제1 속도 기반 주입 시퀀스가 도 7과 같은 구조로 구성될 수 있다.
이어서, 펄스 블록(20)에 대해 설명하면, 각각의 펄스 블록(30)은 정방향 펄스 및 역방향 펄스를 포함하는 한 쌍의 펄스 신호에 대한 정보를 포함하는 것으로, 각 펄스의 크기와 펄스가 유지되는 시간(duration)에 대한 정보를 포함한다. 정방향 펄스 및 역방향 펄스를 포함하는 한 쌍의 펄스 신호는 전기삼투펌프(110)에 인가되어 음압과 양압을 교번하여 발생시키고, 이에 의해 각각의 펄스 블록(20) 마다 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 약물을 흡입하고 토출하게 된다.
펄스 블록(30)에 포함된 한 쌍의 펄스 신호(21, 22)는 전압 펄스 신호 또는 전류 펄스 신호이다. 한 쌍의 전압 펄스 신호는 정방향 전압 펄스 및 역방향 전압 펄스로 구성될 수 있고, 한 쌍의 전류 펄스 신호는 정방향 전류 펄스 및 역방향 전류 펄스로 구성될 수 있다. 여기서, 한 쌍의 전압 펄스 신호는 각 전압 펄스 크기 및 유지 시간에 대한 정보를 포함할 수 있고, 한 쌍의 전류 펄스 신호는 각 전류 펄스 크기 및 유지 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 속도 기반 주입 시퀀스에서 펄스 신호의 크기는 2V이고, 유지시간은 10s일 수 있다.
속도 기반 주입 시퀀스에 포함되는 각각의 펄스 블록(20)은 서로 상이한 크기의 전압을 갖는 전압 펄스 또는 서로 상이한 크기의 전류를 갖는 전류 펄스를 포함할 수 있다. 또는, 각각의 펄스 블록(20)은 서로 동일한 크기의 전압을 갖는 펄스 또는 서로 동일한 크기의 전류를 갖는 전류 펄스를 포함하되, 각각의 유지 시간이 상이하게 설정될 수 있다.
그리고, 펄스 블록(20)에 포함된 정방향 펄스(21)와 역방향 펄스(22)는 크기와 유지 기간이 동일하게 설정되어, 전기삼투펌프(110)에 의해 흡입되는 약물과 토출되는 약물의 양을 동일하게 유지할 수 있다.
또한, 펄스 블록(20)에 포함된 한 쌍의 펄스 신호(21, 22)는 정전압 또는 정전류로 제공될 수 있고, 정전압 또는 정전류에 의해 제공되는 펄스 신호의 유지시간을 조절하여 각 펄스 블록에 의해 흡입 및 토출되는 약물의 양이 조절될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 펄스 블록(20)들은 2V의 정전압에 의해 제공된다.
추가적으로, 한 쌍의 펄스 신호(21, 22)는 신호의 크기 및 유지 시간 모두 조절될 수 있는데, 흡입되는 약물과 토출되는 약물의 양이 동일해지도록 조절될 수 있다. 예를 들면, 정방향 전압 펄스의 크기는 2V, 유지 시간은 10s이고, 이에 연속되는 역방향 전압 펄스의 크기는 1 V, 유지 시간은 20s로 설정하여, 정방향 펄스의 면적과 역방향 펄스의 면적을 동일하게 설정하여 흡입되는 약물의 양과 토출되는 약물의 양이 동일하도록 유지할 수 있다.
그리고, 각각의 펄스 블록(20)은 안정화 펄스(23)를 더 포함할 수 있는데, 안정화 펄스(23)는 정방향 전압 펄스(21)와 역방향 전압 펄스(22)의 인가 이후 0V 전압을 소정 시간 지속하는 펄스이다. 안정화 펄스(23)를 통해 전기삼투펌프(110)의 동작이 안정화될 수 있다. 여기서, 속도 기반 주입 시퀀스의 펄스 블록(20)이 전류 펄스 쌍으로 구성되어 있다면, 펄스 블록(20)은 정방향 전류 펄스와 역방향 전류 펄스의 인가 이후 0A 전류를 소정 시간 지속하는 안정화 펄스(23)를 더 포함할 수 있다.
이어서, 휴지 블록(30)은 펄스 블록(20)이 인가된 이후에 배치되어 0V 전압 또는 0A 전류가 소정 시간 지속되는 신호이다. 본 발명의 약물 주입 장치(100)는 일정 시간 동안 약물 주입량만큼의 약물을 사용자에게 주입한다. 따라서, 속도 기반 주입 시퀀스에 포함된 휴지 블록(30)에 의해 목표 약물 주입량이 주입되는 시간을 제어할 수 있고, 약물을 주입하지 않는 시간을 최소한으로 조절함으로써 약물을 주입하지 않는 기간에 약물 주입기(100)의 유로가 막히는 현상을 방지할 수 있다.
제어부(200)는 속도 기반 주입 시퀀스에 포함된 펄스 블록(20)의 정보를 기초로, 속도 기반 주입 시퀀스와 대응하는 전압 펄스 또는 전류 펄스 등으로 이루어진 제어 신호를 생성하여 약물 주입기(100)에 인가한다.
이러한 속도 기반 주입 시퀀스에 대응되는 제어 신호가 전기삼투펌프(110)에 인가되면, 전기삼투펌프(110)는 각각의 펄스 블록마다 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 약물을 흡입하고 토출한다. 여기서, 제어 신호는 펄스 블록 (20)단위로 정방향 전압 펄스 및 역방향 전압 펄스를 포함하는 전압 펄스 쌍 또는 정방향 전류 펄스와 역방향 전류 펄스를 포함하는 전류 펄스 쌍으로 구성되는 신호일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기저 주입 모드에 대한 제1 속도 기반 주입 시퀀스의 신호 구조를 나타낸 예시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 임시 기저 주입 모드에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스가 적용된 신호 구조를 나타낸 예시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 기저 주입 모드에 임시 기저 주입 모드가 적용되는 상황에 대해 예를 들어 설명하면, 도 8에 도시된 기저 주입 모드는 24시간이 복수의 세그먼트로 분할된 상태이고, 각 세그먼트에는 지속 기간과 약물 주입 속도가 설정되어 있다. 약물 주입기(100)는 도 8에 도시된 순서로 각 세그먼트를 진행하여 기저 주입 모드를 수행한다. 약물 주입기(100)가 제1 세그먼트를 수행하는 중 t1시점에서 임시 기저 주입 모드가 실행되면, 도 9와 같이 제2 세그먼트의 중간에 임시 기저 주입 모드에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스가 배치되고, 제2 속도 기반 주입 시퀀스가 수행된다. 그리고, t2시점에서 임시 기저 주입 모드가 종료되면 제어부(200)는 t2 시점에 설정된 기저 주입 모드에 대한 제1 속도 기반 주입 시퀀스를 약물 주입기(100)로 전달하고, 약물 주입기(100)는 기저 주입 모드를 다시 수행한다. 여기서, 기저 주입 모드에 대한 제1 속도 기반 주입 시퀀스의 t1 시점부터 t2 시점까지의 부분은 임시 기저 주입 모드에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 인해 생략된다.
도 10은 도 2에 도시된 전기삼투펌프의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 10을 참조하여 전기삼투펌프(110)에 대해서 구체적으로 설명하면, 전기삼투펌프(110)는 구동부(111) 및 챔버(112)를 포함한다. 구동부(111)는 제어 신호에 의해 전기화학적으로 구동되어 양압과 음압을 발생시키고, 양압과 음압에 따라 약물을 토출하고, 챔버(112)는 구동부(111)의 압력에 따라 약물 저장부(120)에서 약물을 흡입 후 삽입부(130)로 약물을 토출한다. 여기서, 약물은 특정 환자에게 주입되어야 하는 약물로, 당뇨병 환자에게 주입되는 인슐린을 예로 들 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 구동부의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 12는 도 11에 도시된 구동부의 동작을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 11 및 도 12를 참조하여 구동부(111)에 대하여 구체적으로 설명하면 구동부(111)는 다공성막(멤브레인, 111a)의 양단에 전극을 이용하여 전압 또는 전류를 인가하였을 때 생기는 전기삼투현상에 의해 유체가 이동하는 것을 이용한 펌프이다. 구동부(111)는 멤브레인(111a)과 멤브레인(111a)의 양측에 배치되는 제1 전극(111b) 및 제2 전극(111c)에 전압 또는 전류를 인가하는 전원(111d), 유체가 이동하기 위한 유로를 포함할 수 있다.
또한, 구동부(111)는 제1 전극(111b)에 인접하게 배치된 제1 다이어프램(111e) 및 제2 전극(111c)에 인접하게 배치된 제2 다이어프램(111f)을 포함할 수 있다. 각 다이어프램(111e, 111f)은 멤브레인(111a)의 일측 및 타측에 구비되어, 양압과 음압이 교번하여 발생됨에 따라 펌핑용액의 이동에 의해 형상이 변형되는 것이다. 예시적으로, 제1 다이어프램(111e) 및 제2 다이어프램(111f)은 멤브레인(111a)의 구동에 의해 발생된 음압과 양압을 이송대상유체로 전달한다. 보다 구체적으로, 음압이 발생하면, 제1 다이어프램(111e) 및 제2 다이어프램(111f)의 적어도 일부가 후진되어(①방향으로 이동되는 경우), 이송대상유체가 챔버(112)로 흡입되며, 반대로 양압이 발생하면, 제1 다이어프램(111e) 및 제2 다이어프램(111f)의 적어도 일부가 전진되어(② 방향으로 이동되는 경우), 이송대상유체가 챔버(112)로부터 토출된다.
다공성막(111a)의 재료로는 일반적으로 실리카(silica), 유리(glass) 등이 사용되는데, 이들은 수용액에 담겨 있게 되면 표면이 음전하를 띠게 된다. 다공성막(111a)에는 수많은 유체가 지나갈 수 있는 경로가 있는데, 이 중 하나를 확대해 보면 음전하(bound anion)를 띤 유체통로의 표면은 움직일 수 있는 (+) 전하를 가진 양이온(mobile cation)에 의해 전하균형을 맞추어 준 상태가 될 수 있다. 이 상태에서, 제1 전극(111b)에 (+) 전압을, 제2 전극(111c)에 (-) 전압을 인가하면 읍압이 발생되는데, 이러한 음압에 의해 구동부(111) 내부의 유체는 ①방향으로 이동된다. 이때, 약물은 흡입로(141)를 통해 흡입되고, 흡입 밸브(140)를 거쳐 통해 챔버(112)로 유입된다. 이때, 토출 밸브(150)는 폐쇄되어, 토출로(151)에 음압이 전달되지 않도록 한다. 반대로, 제1 전극(111b)에 (-) 전압을, 제2 전극(111c)에 (+) 전압을 걸어주면, 가역적인 전기화학반응에 의해 반대 방향으로의 양압이 발생한다. 이러한 양압에 의해 구동부(111) 내부의 유체는 ②방향으로 이동된다. 이때, 챔버(112)에 저장된 약물은 토출 밸브(150)를 거쳐 토출로(151)를 통해 대상체로 주입된다. 이때, 흡입 밸브(140)는 차단되어, 흡입로(141)에는 양압이 전달되지 않도록 한다.
이와 같은 현상을 전기삼투현상이라 하고, 이 원리를 이용한 펌프가 전기삼투펌프(110)이다.
구동부(111)에 활용되는 전극은 유체의 이동을 원활하게 하기 위해 다공성 전극인 백금망(Pt mesh), 다공성 탄소 종이 혹은 섬유(carbon paper or carbon cloth), 또는 다공성 구조 위에 다양한 전극 물질을 코팅하는 형태로 마련될 수 있다.
또한, 구동부(111)에 활용되는 전극은 비투과성 기저물질에 적용하여 드롭코팅, 스핀코팅 등의 고정 가능한 다양한 물질을 코팅하는 형태로도 구현될 수 있다. 이때, 비투과성 기저물질로는 전도성 물질, 반도체 물질 및 비전도성 물질 중 적어도 하나를 포함하는 판상형 기재로서, 그에 코팅되는 전극 물질은 금속, 금속 산화물(metal oxide), 전도성 고분자(conducting polymer), 금속 헥사시아노페레이트(metal hexacyanoferrate), 탄소 나노 구조체, 또는 이들의 복합체(composite)로 구성될 수 있다.
구동부(111)는 제1 전극(111b)과 (-) 제2 전극(111c) 각각에 전압 또는 전류의 극성을 교번하여 공급함으로써 정방향 및 역방향의 전기화학반응이 가역적으로 발생한다. 정방향과 역방향의 전기화학반응이 반복하여 발생함으로써, 전기삼투펌프 내부의 유체는 반복하여 왕복 운동을 수행한다. 또한, 반복적인 정방향 및 역방향의 가역적 전기화학반응에 의해, 제1 전극(111b)과 제2 전극(111c)에서 전극물질은 소모 및 재생이 반복된다. 이러한 전기삼투펌프(110)의 챔버(112)에 흡입 밸브(140)와 토출 밸브(150)를 각각 결합하면, 흡입 동작시에 약물 저장부(120)의 약물이 흡입로(141)를 통해 흡입되고, 흡입 밸브(140)를 거쳐 챔버(112)에 저장된다. 그리고, 토출 동작시 챔버(112)에 저장된 약물이 토출 밸브(150)를 거쳐 토출로(151)를 통해 삽입부(130)로 토출되게 된다.
따라서, 제1 및 제2 전극(111b, 111c)에 인가하는 전압 또는 전류의 크기 및 인가 시간을 제어하여 전기삼투펌프(110)에서 발생되는 압력과 토출되는 약물의 부피를 제어할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치의 적용 예시도이고, 도 14는 도 13에 도시된 약물 주입 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 13 및 도 14를 참조하여 약물 주입 장치(10)의 작동을 구체적으로 설명한다.
기저 주입 모드에 대한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 의해 동작 중인 약물 주입 장치(10)는 사용자로부터 소정의 정보를 입력 받거나, 외부 장치로부터 소정의 정보를 수신하여, 이를 기초로 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는데, 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정은 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는데 사용되는 데이터에 따라 구분할 수 있다. 이후, 임시 기저 주입 모드에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명한다.
약물 주입 장치(10)는 임시 기저 주입 모드의 활성화를 요청하는 이벤트를 감지하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정할 수 있다. 약물 주입 장치(10)는 임시 기저 주입의 활성화를 요청하는 이벤트를 감지하기 위해 통신 모듈(300) 및 사용자 입출력 인터페이스(400)를 더 포함할 수 있다.
약물 주입 장치(10)는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 사용자 단말(40) 또는 제어부(200)에 의해 실행되는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 통해 임시 기저 주입 모드의 활성화를 요청하는 이벤트가 감지되면, 사용자 단말(40) 또는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 통해 약물 주입 장치(10)가 현재 수행중인 기저 주입 모드의 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 한다. 그리고, 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정한다. 여기서, 조정 비율은 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 포함된 세그먼트의 주입량을 조정하는 비율로, 조정 비율이 50%이면 주입량을 절반으로 줄이고, 120%이면 20%를 늘리는 것이다. 그리고, 조정 기간은 제1 속도 기반 주입 시퀀스에서 조정 비율을 적용할 기간이다.
약물 주입 장치(10)와 연결된 사용자 단말(40)은 무선 통신을 통해 약물 주입 장치(10)에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등을 포함하고, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 각종 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트 워치 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다. 이와 같은, 사용자 단말(40)은 약물 주입 장치(10)의 착용자 또는 의료 전문가에 의해 관리되는 것으로, 사용자 단말(40)에서 실행되는 어플리케이션을 통해 약물 주입 조건을 설정할 수 있다.
그리고, 입출력 인터페이스 모듈(400)은 약물 주입 장치(10)를 포함하는 외부 하우징에 결합되는 물리 입출력 버튼과, 물리 입출력 버튼의 조작에 따라 발생하는 신호를 제어부(200)로 전달하는 신호 처리 회로를 포함할 수 있다. 또는, 사용자 입출력 인터페이스 모듈(400)은 터치 스크린 형태의 디스플레이를 통해, 사용자에게 약물 주입 조건 또는 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 정보를 입력할 수 있도록 가이드하는 UI를 출력할 수 있다.
이어서, 약물 주입 장치(10)는 사용자 활동량 데이터를 이용하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정할 수 있다. 여기서, 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함할 수 있다. 약물 주입 장치(10)는 제어부(200)에 의해 실행되는 프로그램 또는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 외부 측정 장치(50)를 통해 수집된 사용자 활동량 데이터가 제1 임계값을 초과하거나 제2 임계값 미만인 경우 이벤트를 출력하고, 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 출력하여, 약물 주입 장치(10)가 현재 수행중인 기저 주입 모드의 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 한다. 그리고, 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정한다. 여기서, 외부 측정 장치(50)는 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치일 수 있다.
또한, 약물 주입 장치(10)는 사용자 혈당을 이용하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정할 수 있다. 약물 주입 장치(10)는 제어부(200)에 의해 실행되는 프로그램 또는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 외부 측정 장치(50)를 통해 수집된 사용자 혈당이 제1 범위를 벗어나거나 제2 범위를 소정 시간 이상 유지하는 경우 이벤트를 출력하고, 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 출력하여, 약물 주입 장치(10)가 현재 수행중인 기저 주입 모드의 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 한다. 그리고, 입력된 조정 비율 및 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정한다.
추가로, 임시 기저 주입에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정에서 제어부(200)는 복수의 속도 기반 주입 시퀀스가 저장된 테이블을 참조해, 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 대응하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정할 수도 있다.
또한, 조정 비율 및 조정 기간을 이용하여 임시 기저 주입에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 경우, 조정 기간에 복수의 세그먼트가 포함되면 각각의 세그먼트에 조정 비율을 적용하여 주입되는 약물의 양을 조절할 수 있다.
이를 도 7 및 9를 참조하여 예를 들어 설명하면, 조정 기간은 제2 속도 기반 주입 시퀀스의 길이이고, 조정 비율을 50%라고 가정한다. 이를 도 9에 적용하면, 조정 기간에 0.4U/h로 약물을 주입하는 제2 세그먼트의 일부분과 0.8U/h로 약물을 주입하는 제3 세그먼트의 일부분이 포함되어 있고, 각각의 세그먼트에 50%를 적용하여 조정 기간에 포함된 제2 세그먼트 부분은 0.2U/h로 약물을 주입하고, 제3 세그먼트 부분은 0.4U/h로 약물을 주입한다.
또한, 복수의 세그먼트 중 어느 하나를 선택받고, 선택받은 세그먼트에 조정 비율을 적용하여 조정 기간 전체에 할당할 수 있다.
이를 도 7 및 9를 참조하여 예를 들어 설명하면, 제2 세그먼트와 제3 세그먼트 중 제2 세그먼트를 선택받았다면, 0.2U/h로 조정 기간 동안 약물을 주입한다.
이후, 약물 주입 장치(10)는 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 통한 임시 기저 주입 모드의 실행이 완료되면, 제어부(200)에 의해 실행되는 프로그램 또는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 하나 이상의 외부 측정 장치(50)로부터 사용자 활동량 데이터 또는 혈당 정보를 수신하고, 사용자 활동량 데이터 또는 혈당 정보를 기초로 임시 기저 주입 모드의 추가 수행 여부를 판단한다. 여기서, 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함한다.
그리고, 임시 기저 주입 모드의 추가 수행 여부의 판단은, 사용자 활동량 데이터 또는 사용자 혈당 정보를 이용하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정에서 적용되었던 조건을 이용할 수 있고, 임시 기저 주입 모드가 추가로 필요할 것으로 판단되면, 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 다시 수행할 수 있다.
반면, 임시 기저 주입 모드가 추가로 필요하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(200)는 일시 중지된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 제어 신호를 이어서 출력하되, 일시 중지된 기간 동안에 예정되었던 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 생략하고, 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료된 시점에 예정된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 수행한다.
이어서, 도 15를 참조하여 약물 주입 장치의 약물 주입 방법을 설명한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1, 도 2 및 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 방법(S100)을 설명하면, 약물 주입 방법(S100)은 제어부(200)가 설정된 이벤트의 발생에 대응되는 주입 모드에 따라 결정되는 속도 기반 주입 시퀀스를 설정(단계 S110, S120, S130)하고, 속도 기반 주입 시퀀스에 대응되는 제어 신호를 전기삼투펌프(110)에 인가 (단계 S140)한다. 이후, 제어 신호에 응답하여 전기삼투펌프(110)가 각각의 펄스 블록마다 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 약물을 흡입하고 토출하여 약물을 사용자에게 주입(단계 S150)하는 과정으로 진행된다. 단계 S150에서 제어부(200)는 기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 중지하고, 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 전기삼투펌프(110)로 출력한다. 여기서, 제1 속도 기반 주입 시퀀스와 제2 속도 기반 주입 시퀀스는 약물 주입 속도를 기반으로 설정된 주입 시퀀스이다.
이후, 각 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.
속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정(단계 S110)에서 기저 주입 모드에 대한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 의해 동작 중인 약물 주입 장치(10)는 사용자로부터 소정의 정보를 입력 받거나, 외부 장치로부터 소정의 정보를 수신하여, 이를 기초로 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는데, 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정은 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는데 사용되는 데이터에 따라 구분할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14 및 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치(10)가 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명한다.
본 실시예는 약물 주입 장치(10)가 임시 기저 주입의 활성화를 요청하는 이벤트를 감지하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정할 수 있다. 구체적으로, 약물 주입 장치(10)는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 사용자 단말(40) 또는 제어부(200)에 의해 실행되는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 통해 임시 기저 주입의 활성화를 요청하는 이벤트가 감지(단계 S111)되면, 사용자 단말(40) 또는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 통해, 약물 주입 장치(10)가 현재 수행중인 기저 주입 모드의 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 한다(단계 S112). 그리고, 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정(단계 S113)한다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14 및 도 17을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치(10)가 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명한다.
본 실시예는 약물 주입 장치(10)가 사용자 활동량 데이터를 이용하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정으로, 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함한다. 구체적으로, 약물 주입 장치(10)는 제어부(200)에 의해 실행되는 프로그램 또는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 외부 측정 장치(50)를 통해 수집된 사용자 활동량 데이터가 제1 임계값을 초과하거나 제2 임계값 미만인 경우 이벤트를 출력(단계 S121)하고, 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 출력하여, 약물 주입 장치(10)가 현재 수행중인 기저 주입 모드의 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 한다(단계 S122). 그리고, 입력된 조정 비율 및 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정(단계 S123)한다. 여기서, 외부 측정 장치(50)는 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치일 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14 및 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 장치(10)가 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정을 설명한다.
본 실시예는 약물 주입 장치(10)가 사용자 혈당 정보를 이용하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정할 수 있다. 구체적으로, 약물 주입 장치(10)는 제어부(200)에 의해 실행되는 프로그램 또는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 외부 측정 장치(50)를 통해 수집된 사용자 혈당이 제1 범위를 벗어나거나 제2 범위를 소정 시간 이상 유지하는 경우 이벤트를 출력(단계 S131)하고, 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 입출력 인터페이스(400)를 출력하여, 약물 주입 장치(10)가 현재 수행중인 기저 주입 모드의 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 한다(단계 S132). 그리고, 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정(단계 S133)한다.
앞서 설명한 임시 기저 주입에 대한 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 실시예들(단계 S110, S120, S130)에서 제어부(200)는 복수의 속도 기반 주입 시퀀스가 저장된 테이블을 참조해, 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간 또는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 대응하는 속도 기반 주입 시퀀스를 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정할 수도 있다.
그리고, 조정 비율 및 조정 기간을 이용하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정에서, 조정 기간에 복수의 세그먼트가 포함되면 각각의 세그먼트에 조정 비율을 적용하여 주입되는 약물의 양을 조절할 수 있다.
도 7 및 9를 참조하여 예를 들어 설명하면, 조정 기간은 제2 속도 기반 주입 시퀀스의 길이이고, 조정 비율이 50%라고 가정한다. 이를 도 9에 적용하면, 조정 기간에 0.8U/h로 약물을 주입하는 제2 세그먼트의 일부분과 0.4U/h로 약물을 주입하는 제3 세그먼트의 일부분이 포함되어 있고, 각각의 세그먼트에 50%를 적용하여 조정 기간에 포함된 제2 세그먼트의 일부분은 0.4U/h로 약물을 주입하고, 제3 세그먼트의 일부분은 0.2U/h로 약물을 주입한다.
또한, 복수의 세그먼트 중 어느 하나를 선택받고, 선택받은 세그먼트에 조정 비율을 적용하여 조정 기간 전체에 할당할 수 있다.
도 7 및 9를 참조하여 예를 들어 설명하면, 조정 기간에 포함된 제2 세그먼트 및 제3 세그먼트 중 제2 세그먼트를 선택받았다면, 0.4U/h로 조정 기간 동안 약물을 주입한다.
단계 S150을 통해 임시 기저 주입 모드에 의한 약물 주입이 완료되면, 약물 주입 장치(10)는 제어부(200)에 의해 실행되는 프로그램 또는 통신 모듈(300)과 통신 접속된 하나 이상의 외부 측정 장치(50)로부터 사용자 활동량 데이터 또는 혈당 정보를 수신하고, 사용자 활동량 데이터 또는 사용자 혈당 정보를 이용하여 임시 기저 주입 모드의 추가 수행 여부를 판단(단계 S160)하는 과정을 추가로 수행할 수 있다. 여기서, 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함할 수 있다.
그리고, 임시 기저 주입 모드의 추가 수행 여부의 판단은, 사용자 활동량 데이터 또는 사용자 혈당 정보를 이용하여 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정에서 적용되었던 조건을 이용할 수 있고, 임시 기저 주입 모드를 추가로 수행해야 할 것으로 판단되면, 제2 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 과정(단계 S120, S130)을 다시 수행할 수 있다.
반면, 임시 기저 주입 모드가 추가로 필요하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(200)는 일시 중지된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 제어 신호를 이어서 출력하되, 일시 중지된 기간 동안에 예정되었던 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 생략하고, 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료된 시점에 예정된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같이 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술한 설명을 기초로 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (36)

  1. 약물 주입 장치에 있어서,
    전기화학적으로 전기삼투펌프를 구동하여 약물 저장고로부터 약물을 흡입하고, 흡입된 약물을 주입 대상으로 토출하는 약물 주입기; 및
    주입 모드에 따라 결정되는 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 상기 약물 주입기로 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    설정된 이벤트의 발생에 따라, 기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 중지하고, 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 출력하고,
    상기 전기삼투펌프는 상기 제어 신호에 따라 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 상기 약물을 흡입하고 토출하는 것인, 약물 주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 전기삼투펌프에 인가될 전압 펄스 또는 전류 펄스를 정의하는 적어도 하나 이상의 펄스 블록과 상기 펄스 블록의 인가 이후 0V 전압 또는 0A 전류를 소정 시간 지속하는 적어도 하나 이상의 휴지 블록을 포함하고,
    상기 펄스 블록 각각은, 상기 전기삼투펌프에 인가되어 음압과 양압을 교번하여 발생시키는 정방향 펄스와 역방향 펄스를 포함하는 한 쌍의 펄스 신호를 정의하는 것이고,
    상기 전기삼투펌프는 각각의 펄스 블록마다 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 상기 약물을 흡입하고 토출하는 것인, 약물 주입 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 기저 주입 모드 또는 상기 임시 기저 주입 모드를 정의하는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 따라, 상기 약물 주입 속도를 만족시키는 복수의 펄스 블록을 배치한 것이고,
    상기 복수의 펄스 블록의 지속 기간 및 상기 펄스 블록 이후에 배치되는 복수의 휴지 블록의 지속 기간의 합은 상기 약물 주입 기간에 대응하도록 설정되는 것인, 약물 주입 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어부에 의해 실행되는 프로그램 또는 상기 약물 주입 장치와 통신 접속된 하나 이상의 웨어러블 장치를 통해 수집된 사용자 활동량 데이터가 제1 임계값을 초과하거나 제2 임계값 미만인 경우 상기 이벤트를 출력하고,
    상기 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 인터페이스를 출력하여, 상기 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 하고,
    상기 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 상기 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정하는 것인, 약물 주입 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함하는 것인, 약물 주입 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어부에 의해 실행되는 프로그램 또는 상기 약물 주입 장치와 통신 접속된 하나 이상의 웨어러블 장치를 통해 수집된 사용자의 혈당이 제1 범위를 벗어나거나 제2 범위를 소정 시간 이상 유지하는 경우 상기 이벤트를 출력하고,
    상기 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 인터페이스를 출력하여, 상기 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 하고,
    상기 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 상기 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정하는 것인, 약물 주입 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제어부에 의해 실행되는 사용자 인터페이스를 통해 임시 기저 주입의 활성화를 요청하는 이벤트가 감지되면,
    상기 사용자 인터페이스를 통해, 상기 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 하고,
    상기 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 상기 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로서 설정하는 것인, 약물 주입 장치.
  8. 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 약물 주입 기간을 미리 설정된 시간 단위로 분할한 세그먼트에 따라, 일부 세그먼트들에 대해서는 약물의 주입 속도가 동일하고, 일부 세그먼트에 대해서는 약물의 주입 속도가 상이해지도록, 각 세그먼트에 할당되는 펄스 블록과 휴지 블록의 배치 상태가 설정되는 것인, 약물 주입 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조정 기간에 복수의 상기 세그먼트가 포함된 경우, 상기 세그먼트 각각에 상기 조정 비율을 적용하는, 약물 주입 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조정 기간에 복수의 상기 세그먼트가 포함된 경우, 상기 복수의 세그먼트 중 어느 하나를 선택받고, 상기 선택받은 세그먼트에 상기 조정 비율을 적용하여 상기 조정 기간에 전체에 할당하는, 약물 주입 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료되면, 일시 중지된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 제어 신호를 이어서 출력하는 것인, 약물 주입 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료되면, 일시 중지된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 제어 신호를 이어서 출력하되,
    일시 중지된 기간 동안에 예정되었던 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 생략하고, 상기 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료된 시점에 예정된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 수행하는 것인, 약물 주입 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 임시 기저 주입 모드의 실행이 완료되면, 상기 제어부에 의해 실행되는 프로그램 또는 상기 약물 주입 장치와 통신 접속된 하나 이상의 웨어러블 장치로부터 사용자 활동량 데이터 또는 사용자 혈당 정보를 수신하고,
    상기 사용자 활동량 데이터 또는 사용자 혈당 정보를 기초로 임시 기저 주입 모드의 추가 수행 여부를 판단하며,
    상기 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함하는 것인, 약물 주입 장치.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    임시 기저 주입 조건에 따라 복수의 속도 기반 주입 시퀀스가 저장된 테이블을 참조하여, 상기 임시 기저 주입 조건에 대응하는 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정하는 것인, 약물 주입 장치.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    서로 상이한 양의 약물을 공급하는 N개(N은 자연수)의 펄스 블록들 중에서 임시 기저 주입 조건에 따라 선택된 M개(M은 N보다 작거나 같은 자연수)의 펄스 블록이 배치된 것이고,
    상기 선택된 M개의 펄스 블록의 지속 기간 및 각 펄스 블록 이후에 배치되는 복수의 휴지 블록의 지속 기간의 합은 상기 약물 주입 기간에 대응하도록 설정되는 것인, 약물 주입 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 M개의 펄스 블록은 상기 임시 기저 주입 조건의 약물 주입 속도를 만족시키면서, 선택된 펄스 블록 별 사용 횟수의 합이 미리 설정된 개수 또는 최대의 개수가 되게 하여, 상기 각 펄스 블록 이후에 배치되는 휴지 블록의 지속 기간이 권장 휴지 기간 미만이 되도록 설정되는 것인, 약물 주입 장치.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    복수의 펄스 블록과 휴지 블록을 단위 시간 동안 배치한 것이고,
    상기 제어부는,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 약물 주입 기간 동안 반복해서 제공하는 것인, 약물 주입 장치.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    각 휴지 블록의 지속 기간이 권장 휴지 기간 미만이 되도록 설정되는 것인, 약물 주입 장치.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    복수의 펄스 블록 중 최대의 약물을 공급하는 펄스 블록이 먼저 출력되도록 배치된 것인, 약물 주입 장치.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 펄스 신호는,
    정방향 전압 펄스와 역방향 전압 펄스를 포함하는 전압 펄스 쌍으로 이루어지고, 상기 정방향 전압 펄스와 역방향 전압 펄스의 인가 이후 0V 전압을 소정 시간 지속하는 안정화 펄스를 포함하는 것이거나,
    상기 한 쌍의 펄스 신호는,
    정방향 전류 펄스와 역방향 전류 펄스를 포함하는 전류 펄스 쌍으로 이루어지고, 상기 정방향 전류 펄스와 역방향 전류 펄스의 인가 이후 0A 전류를 소정 시간 지속하는 안정화 펄스를 포함하는 것인, 약물 주입 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 전기삼투펌프는 상기 제어 신호에 의해 전기화학적으로 구동되어, 양압과 음압을 교번하여 발생시키는 구동부; 및
    상기 구동부의 압력에 따라 약물 저장부로부터 약물 흡입 후 삽입부로 약물을 토출하는 챔버를 포함하는 것인, 약물 주입 장치.
  22. 전기삼투펌프를 포함하는 약물 주입 장치를 이용하여 약물을 주입하는 방법에 있어서,
    설정된 이벤트의 발생에 대응되는 주입 모드에 따라 결정되는 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 단계;
    상기 속도 기반 주입 시퀀스에 대응되는 제어 신호를 상기 전기삼투펌프에 인가하는 단계; 및
    상기 제어 신호에 응답하여, 상기 전기삼투펌프가 각각의 펄스 블록마다 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 약물을 흡입하고 토출하는 단계를 포함하되,
    상기 제어 신호를 상기 전기삼투펌프에 인가하는 단계는,
    기저 주입 모드를 위한 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 중지하고, 임시 기저 주입 모드를 위한 제2 속도 기반 주입 시퀀스에 대응하는 제어 신호를 출력하는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 전기삼투펌프에 인가될 전압 펄스 또는 전류 펄스를 정의하는 적어도 하나 이상의 펄스 블록과 상기 펄스 블록의 인가 이후 0V 전압 또는 0A 전류를 소정 시간 지속하는 적어도 하나 이상의 휴지 블록을 포함하고,
    상기 펄스 블록 각각은, 상기 전기삼투펌프에 인가되어 음압과 양압을 교번하여 발생시키는 정방향 펄스와 역방향 펄스를 포함하는 한 쌍의 펄스 신호를 정의하는 것이고,
    상기 전기삼투펌프는 각각의 펄스 블록마다 음압과 양압을 교번하여 발생시켜 상기 약물을 흡입하고 토출하는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 기저 주입 모드 또는 상기 임시 기저 주입 모드를 정의하는 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 따라, 상기 약물 주입 속도를 만족시키는 복수의 펄스 블록을 배치한 것이고,
    상기 복수의 펄스 블록의 지속 기간 및 상기 펄스 블록 이후에 배치되는 복수의 휴지 블록의 지속 기간의 합은 상기 약물 주입 기간에 대응하도록 설정되는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 단계는,
    약물 주입 장치에서 실행되는 프로그램 또는 약물 주입 장치와 통신 접속된 하나 이상의 웨어러블 장치를 통해 수집된 사용자 활동량 데이터가 제1 임계값을 초과하거나 제2 임계값 미만인 경우 상기 이벤트를 출력하는 단계;
    상기 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 인터페이스를 출력하여, 상기 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 하는 단계; 및
    상기 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 상기 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정하는 단계를 포함하는, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함하는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스를 설정하는 단계는,
    약물 주입 장치에서 실행되는 프로그램 또는 약물 주입 장치와 통신 접속된 하나 이상의 웨어러블 장치를 통해 수집된 사용자의 혈당이 제1 범위를 벗어나거나 제2 범위를 소정 시간 이상 유지하는 경우 상기 이벤트를 출력하는 단계;
    상기 이벤트에 따라 임시 기저 주입 조건을 입력하도록 하는 사용자 인터페이스를 출력하여, 상기 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 하는 단계; 및
    상기 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 상기 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정하는 단계를 포함하는, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 주입 시퀀스를 설정하는 단계는,
    약물 주입 장치에서 실행되는 사용자 인터페이스를 통해 임시 기저 주입 모드의 활성화를 요청하는 이벤트를 감지하는 단계;
    상기 사용자 인터페이스를 통해, 상기 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 조정 비율 및 조정 기간을 입력하도록 하거나, 임시 기저 주입 조건으로서 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도를 입력하도록 하는 단계; 및
    상기 입력된 조정 비율 및 조정 기간을 기초로 하는 속도 기반 주입 시퀀스 또는 상기 약물 주입 기간 및 약물 주입 속도에 해당하는 속도 기반 주입 시퀀스를 상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정하는 단계를 포함하는, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  29. 제25항, 제27항 및 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 약물 주입 기간을 미리 설정된 시간 단위로 분할한 세그먼트에 따라, 일부 세그먼트들에 대해서는 약물의 주입 속도가 동일하고, 일부 세그먼트에 대해서는 약물의 주입 속도가 상이해지도록, 각 세그먼트에 할당되는 펄스 블록과 휴지 블록의 배치 상태가 설정되는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정하는 단계는,
    상기 조정 기간에 복수의 상기 세그먼트가 포함된 경우, 상기 복수의 세그먼트 중 어느 하나를 선택받고, 상기 선택받은 세그먼트에 상기 조정 비율을 적용하여 상기 조정 기간 전체에 할당하는, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 제2 속도 기반 주입 시퀀스로 설정하는 단계는,
    상기 조정 기간에 복수의 상기 세그먼트가 포함된 경우, 상기 세그먼트 각각에 상기 조정 비율을 적용하는, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  32. 제22항에 있어서,
    상기 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료되면, 일시 중지된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 제어 신호를 이어서 출력하는 단계를 더 포함하는, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  33. 제22항에 있어서,
    상기 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료되면, 일시 중지된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 대한 제어 신호를 이어서 출력하는 단계를 더 포함하되,
    일시 중지된 기간 동안에 예정되었던 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 생략하고, 상기 임시 기저 주입 모드의 동작이 완료된 시점에 예정된 제1 속도 기반 주입 시퀀스에 따른 동작을 수행하는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  34. 제22항에 있어서,
    상기 임시 기저 주입 모드의 실행이 완료되면, 약물 주입 장치에 의해 실행되는 프로그램 또는 상기 약물 주입 장치와 통신 접속된 하나 이상의 웨어러블 장치로부터 사용자 활동량 데이터 또는 사용자 혈당 정보를 수신하고, 상기 사용자 활동량 데이터 또는 사용자 혈당 정보를 이용하여 임시 기저 주입 모드의 추가 수행 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 사용자 활동량 데이터는 사용자의 심박수 또는 사용자의 걸음수를 포함하는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  35. 제24항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    서로 상이한 양의 약물을 공급하는 N개(N은 자연수)의 펄스 블록들 중에서 임시 기저 주입 조건에 따라 선택된 M개(M은 N보다 작거나 같은 자연수)의 펄스 블록이 배치된 것이고,
    상기 선택된 M개의 펄스 블록의 지속 기간 및 각 펄스 블록 이후에 배치되는 복수의 휴지 블록의 지속 기간의 합은 상기 약물 주입 기간에 대응하도록 설정되는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 속도 기반 주입 시퀀스는,
    상기 M개의 펄스 블록은 상기 기저 주입 조건 또는 상기 임시 기저 주입 조건의 약물 주입 속도를 만족시키면서, 선택된 펄스 블록 별 사용 횟수의 합이 미리 설정된 개수 또는 최대의 개수가 되게 하여, 상기 각 펄스 블록 이후에 배치되는 휴지 블록의 지속 기간이 권장 휴지 기간 미만이 되도록 설정되는 것인, 약물 주입 장치의 약물 주입 방법.
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