상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 조작을 위한 방아쇠 및 에어 도입을 위한 포트를 갖는 건 몸체와, 상기 건 몸체의 내부에 나란하게 설치되면서 공압을 받아 동작하는 주사기 가압용 실린더 및 카테터 삽입용 실린더와, 상기 주사기 가압용 실린더의 로드에 장착되어 주사기를 눌러주는 주사기 가압체 및 상기 카테터 삽입용 실린더의 로드에 장착되어 카테터를 움직여주는 카테터 지지체와, 선단부에 보호대를 가지면서 건 몸체의 내부로부터 외부까지 길게 연장되어 카테터 지지체의 이동을 안내하는 가이드봉과, 상기 건 몸체의 내부에 설치되면서 포트측과 연결되며 주사기 가압용 실린더와 카테터 삽입용 실린더로 공급되는 에어를 선택적으로 단속하는 솔레노이드 밸브와, 상기 방아쇠의 조작신호를 받아 솔레노이드 밸브의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주사기 가압용 실린더와 솔레노이드 밸브 사이에 연결 설치되어 주사기 가압용 실린더측으로 공급되는 공압의 조절을 가능하게 하는 레귤레이터 및 매뉴얼 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건 몸체는 가이드봉의 후단에 결합되는 스크류 블럭과, 상기 스크류 블럭에 스크류 결합되는 스크류 바 및 이것의 조작을 위한 조작레버로 구성되 어 가이드봉의 인출길이를 조절할 수 있는 가이드봉 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드봉 조절장치의 스크류 블럭에는 건 몸체의 외부로 노출되어 사용자가 조절정도를 확인할 수 있도록 해주는 눈금표시용 바가 갖추어져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건 몸체의 표면에는 상기 눈금표시용 바에 의해 조절 정도를 확인할 수 있는 눈금이 표시되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공하는 공압식 약물주사용 건은 주사기를 장착하기 위한 건 부분, 카테터를 피부에 꽂을 때 및 약물 투여를 위해 주사기 플런저를 가압할 때 동력을 제공하는 액추에이터 부분, 각 액추에이터의 동작 및 연동관계 등을 제어하는 부분으로 이루어진다.
상기 건 부분은 시술자가 직접 손잡이를 잡고 사용하는 부분으로서 작동개시를 위한 조작신호를 제공하는 방아쇠가 갖추어져 있으며, 건의 상부에는 주사기가 배치되고 건의 선단부에는 카테터가 배치된다.
상기 액추에이터 부분은 2개의 실린더 및 다수의 밸브로 이루어져 있는데, 즉 주사기의 가압을 위한 실린더, 카테터의 이동을 위한 실린더, 각 실린더로 공급되는 공압을 선택적으로 단속하는 솔레노이드 밸브, 압력조절을 위한 레귤레이터 및 매뉴얼 밸브 등으로 이루어져 있으며, 이때의 솔레노이드 밸브는 컨트롤러의 제어를 받아 동작되면서 각 실린더측으로 공급되는 공압을 적절히 단속하게 된다.
여기서, 방아쇠 조작에 의해 솔레노이드 밸브를 동작시키는 방법, 레귤레이 터 및 매뉴얼 밸브와 컨트롤러를 연계적으로 제어시키는 방법 등을 위한 회로구성이나 제어 프로그램 등은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는 방아쇠의 조작신호를 받아 솔레노이드 밸브의 동작을 위한 전기적인 제어신호를 출력하거나, 솔레노이드 밸브의 동작 완료신호를 입력받아 레귤레이터 및 매뉴얼 밸브의 동작을 위한 제어신호를 출력하는 등 모든 액추에이터 수단을 제어하는 일을 하며, 통상적으로 건 내부의 소정의 위치에 탑재된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 공압식 약물주사용 건의 내외부 구조를 보여주는 정면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 공압식 약물주사용 건의 건 몸체(12)는 조립식 구조로 되어 있으며, 손잡이와 방아쇠(10)가 있는 통상의 건 형태로 이루어져 있어서 사용자가 손으로 잡고 쉽게 사용할 수 있도록 되어 있다.
상기 건 몸체(12)의 상부에는 약물이 들어 있는 주사기(100)를 잡아주는 대략 원통형 클립형태의 주사기 홀더(28)가 설치되어 있으며, 이곳에 주사기(100)를 끼워 사용할 수 있고 사용 후에는 주사기 홀더(28)로부터 주사기(100)를 빼낼 수 있다.
또한, 건 몸체(12)의 선단부에는 끝에 보호대(17)가 있는 가이드봉(18)이 길게 나와 있으며, 이때의 가이드봉(18)은 그 후단부를 통해 건 몸체(12)의 내부에 지지되는 구조로 설치된다.
이러한 가이드봉(18)은 주사기(100)측과 튜브로 연결되는 카테터(110)의 지지를 위한 카테터 지지체(16)를 안내하는 역할을 하게 된다.
여기서, 상기 카테터 지지체(16)는 가이드봉(18)상에 슬라이드 가능한 관통구조로 지지되며, 통상의 레버젖힘식으로 되어 있어서 레버조작으로 간편하게 카테터(110)를 끼워 고정하거나 빼낼 수 있게 된다.
또한, 건 몸체(12)의 손잡이 하단부에는 포트(11a)가 장착되어 있으며, 이 포트(11a)에 컴프레서(120)측에서 연장되는 호스 등의 라인을 연결하면 건 몸체(12)의 내부에 있는 각 액추에이터측으로 공압을 제공할 수 있게 된다.
약물을 주입하기 위해 주사기 플런저를 가압하고 바늘을 꽂기 위해 카테터를 이동시켜주는 2개의 실린더, 즉 주사기 가압용 실린더(13)와 카테터 삽입용 실린더(14)는 건 몸체(12)의 내부에서 위아래로 나란하게 배치되는 구조로 설치된다.
즉, 상기 각 실린더는 건 몸체(12)에 형성되어 있는 브라켓상에 그 실린더 몸체 앞부분이 체결되어 지지되는 구조로 설치된다.
특히, 상기 주사기 가압용 실린더(13)의 경우 건 몸체(12)의 뒷쪽을 바라보는 자세로 설치되어 로드의 수납시(후진시) 주사기 플런저를 가압하는 동작방식을 가짐에 따라 한정된 건 몸체(12)의 크기 내에서 주사기와의 연계적인 작동관계를 보다 효율적으로 구성할 수 있게 된다.
이러한 상기 주사기 가압용 실린더(13)와 카테터 삽입용 실린더(14)의 각 로드에는 주사기 플런저의 후단부를 수용하면서 잡아줄 수 있는 주사기 가압체(15)와 카테터 몸체가 고정되는 카테터 지지체(16)가 각각 결합된다.
이때의 상기 주사기 가압체(15)는 로드에 체결되는 블럭상에 장착되면서 건 몸체(12)의 상부로 나와있는 상태로 위치되고, 상기 카테터 지지체(16)는 그 몸체의 하단부가 직접 로드상에 체결되는 구조로 결합된다.
이에 따라, 각 실린더 작동시 로드의 전후진 동작에 의해 주사기 가압체(15)와 카테터 지지체(16)도 함께 움직이면서 주사기 플런저를 눌러주고 또 카테터를 이동시켜줄 수 있게 된다.
또한, 상기 주사기 가압체(15)는 원통형태로 되어 있고 그 전면에는 홈부가 형성되어 있어서 이곳에 주사기 플런저가 결착될 수 있게 된다.
각각의 실린더로 공급되는 공압을 단속하기 위한 솔레노이드 밸브(19)는 건 몸체(12)의 내부에 설치되어 있으며, 3개의 포트(11b),(11c),(11d)를 이용하여 각각 건 몸체(12)에 있는 포트(11a), 카테터 삽입용 실린더(14)에 있는 포트(11e), 레귤레이터(21)에 있는 포트(11f)와 튜브 등으로 연결된다.
또한, 상기 솔레노이드 밸브(19)는 그 일측에 있는 컨트롤러(20)와 전기적으로 연결되어 있어서 전원공급과 함께 그 개폐동작이 제어될 수 있게 된다.
예를 들면, 컨트롤러(20)에서 출력되는 제어신호에 의해 솔레노이드 밸브(19)에 전원이 인가되고, 이와 동시에 그 내부의 유로가 소정의 경로로 전환되면서 각 포트(11b),(11c),(11d)를 통해 공압이 선택적으로 공급될 수 있게 된다.
이때의 컨트롤러(20)는 건 몸체(12)상에 일체 형성되어 있는 브라켓에 끼워지거나 스크류 체결되는 통상의 구조로 고정 설치된다.
약물주입을 위한 실린더 가압시 압력의 제어를 위한 레귤레이터(21)는 건 몸 체(12)의 내부 일측에 설치된다.
상기 레귤레이터(21)는 컨트롤러(20)의 제어를 받아 주사기 가압용 실린더(13)로 공급되는 공기의 압력을 조절하는 역할, 즉 주사기 가압용 실린더(13)의 속도와 스트로크를 조절하는 역할을 하게 되며, 매뉴얼 밸브(22)와 일체식으로 조립되는 구조로 이루어져 있다.
여기서, 상기 매뉴얼 밸브는 3포트 매뉴얼 밸브를 적용할 수 있게 된다.
이때의 레귤레이터(21)는 건 몸체(12)상에 일체 형성되어 있는 브라켓상에 끼워지거나 스크류 조립되는 통상의 방식으로 고정될 수 있게 된다.
상기 레귤레이터(21)는 그 일측에 있는 컨트롤러(20)측과 전기적으로 연결되어 컨트롤러(20)에서 출력되는 신호를 인가받아 제어될 수 있게 된다.
즉, 컨트롤러(20)의 제어신호가 레귤레이터(21)에 제공되면, 레귤레이터(21)에서는 주사기 가압용 실린더(13)측으로 보내지는 공기의 압력을 조절하게 되고, 이렇게 조절된 공압이 주사기 가압용 실린더(13)측에 공급되므로, 주사기 플런저가 서서히 가압되면서 약물이 소정의 압력으로 주입될 수 있게 된다.
여기서, 컨트롤러 및 레귤레이터를 통해 실린더측으로 공급되는 공기의 압력을 조절하는 방법은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
이러한 레귤레이터(21)는 2개의 포트(11f),(11g)를 통해 각각 솔레노이드 밸브(19)측 포트(11c) 및 레귤레이터(21)측 포트(11h)와 튜브 등을 통해 연결되고, 계속해서 레귤레이터(21)측 다른 1개의 포트(11i)와 주사기 가압용 실린더(13)측 포트(11j) 사이가 튜브 등으로 연결됨으로써, 솔레노이드 밸브(19)에서부터 주사기 가압용 실린더까지의 공압 진행경로가 확보될 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 가이드봉(18)의 인출길이, 즉 건 몸체(12)의 선단부로부터의 돌출되는 길이를 조절하여 카테터(110)에 있는 바늘의 꽂는 깊이를 사용자의 임의로 설정할 수 있는 수단인 가이드봉 조절장치(26)를 제공한다.
이를 위하여, 상기 건 몸체(12)의 내부에는 가이드봉(18)의 후단에 결합되는 스크류 블럭(23)과 건 몸체(12)의 길이방향으로 나란하게 배치되는 스크류 바(24)가 설치되고, 상기 스크류 블럭(23)과 스크류 바(24)는 서로 스크류 결합되어 있어서 스크류 바(24)에 일체 장착되는 조작레버(25)를 조작하게 되면 스크류 바(24)의 회전에 의해 스크류 블럭(23)이 앞쪽 또는 뒷쪽으로 그 위치를 이동할 수 있게 된다.
즉, 스크류 블럭(23)과 일체로 결합되어 있는 가이드봉(18) 전체가 앞뒤로 이동할 수 있게 된다.
특히, 상기 조작레버(25)는 원판형 레버로서 건 몸체(12)의 조립이 완료된 상태에서 일부가 외부로 노출되므로 이렇게 노출되는 부분을 손으로 조작할 수 있으며, 상기 스크류 블럭(23)에는 건 몸체(12)의 절개부, 즉 길게 절개된 홀 부분을 통해 외부로 노출되는 눈금표시용 바(27)가 일체 구비되어 있어서 사용자는 눈금표시용 바(27)가 가리키는 눈금을 확인하는 방법으로 가이드봉(18)의 조절정도를 손쉽게 확인할 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 절개된 홀이 형성되어 있는 건 몸체(12)의 표면에는 눈금 이 표시되어 있다.
여기서, 상기 스크류 바(24)의 후단부, 즉 스크류 블럭(23)과 결합되는 부분의 반대쪽 부분은 건 몸체(12)상에 설치되는 베어링 블럭(25)에 의해 자유롭게 회전가능한 구조로 지지된다.
따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 공압식 약물주사용 건에 대한 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 준비과정으로서 건 몸체(12)의 상부 주사기 홀더(28)에 약물이 들어 있는 주사기(100)를 장착하는 동시에 그 플런저를 주사기 가압체(15)에 결착시킨다.
또한, 상기 주사기(100)와 튜브를 통해 연결되어 있는 카테터(110)를 카테터 지지체(16)상에 장착한다.
이렇게 주사기(100) 및 카테터(110)의 장착을 완료한 후 건 몸체(12)의 보호대(17)를 환자의 주사부위에 갖다 대면, 주사처치를 위한 준비작업을 완료할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 카테터에 있는 바늘을 피부에 꽂는 작동 1단계 상태를 보여준다.
컴프레서(120)가 가동되고 있는 상태에서 건 몸체(12)의 방아쇠를 당기면, 이때의 조작신호를 입력받은 컨트롤러(20)의 출력제어에 의해 솔레노이드 밸브(19)가 작동하면서 공압이 카테터 삽입용 실린더(14)에 공급되고, 이에 따라 카테터 삽입용 실린더(14)의 작동에 의해 카테터 지지체(16)를 포함하는 카테터(110) 전체가 가이드봉(18)의 안내를 받으면서 앞쪽으로 이동하고, 카테터의 바늘이 피부에 꽂혀진다.
도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 피부 속에 약물을 투여하는 작동 2단계 상태를 보여준다.
카테터 삽입용 실린더(14)의 작동 완료 신호를 입력받은 컨트롤러(20)는 솔레노이드 밸브(19)에 제어신호를 출력하게 되고, 이때의 솔레노이드 밸브(19)는 유로가 전환되면서 레귤레이터(21)측으로 공압이 공급될 수 있게 된다.
계속해서, 컨트롤러(20)의 제어를 받는 레귤레이터(20)를 통해서 주사기 가압용 실린더(13)에 공압이 공급되고, 이때의 설정된 압력에 의해 주사기 가압용 실린더(13)의 로드가 서서히 작동하면서 주사기 가압체(15)를 앞쪽으로 밀어주게 됨으로써, 이때부터 플런저의 가압에 의한 약물의 투여가 이루어지게 된다.
정해진 약물의 투여가 완료되면, 각 실린더로 공급되었던 공압이 해제되고, 각각의 실린더는 내장형 스프링 등과 같은 자체 복원수단을 통해 원래의 상태로 복귀되는 것으로 모든 주사처치를 완료할 수 있게 된다.
이와 같이 공압을 사용한 실린더 수단을 이용하여 바늘을 피부에 꽂고 또 플런저 가압을 통해 약물을 투여하게 되므로, 주사처치를 위한 전체적인 사이클 타임을 대폭 줄일 수 있고, 따라서 환자가 받는 통증 또한 현저하게 완화시킬 수 있는 것이다.
이상으로, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다. 그러나, 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자 에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.