KR101504012B1

KR101504012B1 - 정맥주사액공급장치

Info

Publication number: KR101504012B1
Application number: KR1020130074951A
Authority: KR
Inventors: 장관순
Original assignee: 장관순
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2015-03-18
Also published as: KR20150001543A; US10286147B2; US20160243303A1; WO2014208895A1

Abstract

본 발명은 마이크로프로세서 기술을 접목하여 수액백의 위치에 관계없이 인위적으로 수액을 일정한 시간간격으로 일정량을 자동으로 압출 주입하는 정맥주사액공급장치에 관한 것으로,
수액저장용기(수액백)의 위치가 수액주입부(인체)보다 낮거나 높아도 사용이 가능한 편리성을 제공하며,
압출수단의 주요구동원인 기어드모타를 계속 가동시키지 않고 입력한 반복주기로 순간 가동케 함으로서 전력 소모량을 현저하게 줄여서 소형 축전 방식을 적용할 수 있고 압출수단과 제어수단과 밧데리의 수납을 일체로 하여 부품수를 최소로 하여서 구조가 간단하고 제품이 소형화되어 휴대가 간편한 저비용의 경제성을 제공하며,
정맥주사액공급장치의 놓여진 상태가 수평이든 수직이든 높거나 낮거나 어떤 위치에서도 수액이 정상적으로 공급되는지를 통상의 점적관에 의지하지 않고도 주간 또는 야간에도 식별할 수 있고 수액내 공기가 포함되거나, 과주입 또는 부족주입 시, 설정한 총 주입량 도달 및 밧데리 전압이 설정치 이하면 경보토록 하는 안전성을 겸비한 정맥주사액공급장치이다.

Description

정맥주사액공급장치{INTRAVENOUS DELIVERY DEVICE}

본 발명은 수액백의 위치에 관계없이 인위적으로 수액을 일정한 반복주기로 일정량을 압출주입하는 정맥주사액공급장치에 관한 것으로,

통상 수액주입시 수액백은 인체보다 높게 유지해야하고 주입량을 제어하기위해 롤러클램프 형태의 수액조절기로 사용자의 감각에 의존하거나 복잡한 기계장치로 수액량을 제어하고 있으나, 본 발명은 탄성튜브내부에 흡입역지변과 압출역지변을 내설하고 이들 역지변 사이의 탄성튜브를 모터고정판의 돌출부분으로 압압(押壓)하여 수액을 일정량, 일정한 시간 간격으로 공급하는 정맥주사액공급장치이다

본 발명은 수액백의 높낮이에 관계없이 인위적으로 수액을 일정한 시간간격으로 반복하여 일정량 압출하며, 정맥주사액공급장치의 위치에 관계없이 수액이 정상적으로 공급되고 있는지 수액의 흐름을 통상의 점적관에 의지하지 않고 주간 또는 야간에도 눈으로 실시간 확인할 수 있으며,

과주입 또는 부족주입 이거나 수액내 공기가 포함되면 경보하는 안전성과,

소전류와 소형화를 모두 만족하여 휴대가 용이한 편리성을 겸비한 정맥주사액공급창치를 제공하는데 그 목적이 있다.

수액의 투여는 일정한 양을 일정한 주기로 공급하여야 하는 것으로서,

첫째, 적정한 압력을 얻기 위해서는 수액백과 환자의 심장사이의 수직높이는 평균적으로 80Cm정도가 유지되어야 혈액역류의 위험이 없이 수액이 안정적으로 투입될 수 있는 것으로 알려져 있다. 이를 위하여 행거 등을 이용하게 되는데 이렇게 중력에 의존하여 수액을 주입하는 경우 환자 또는 간병인은 수액백의 높이가 적정높이를 유지하도록 항상 노력을 기울여야 하고 이동시에는 행거 등을 이용하거나 간병인이 동행하여 수액백을 들어주면서 그 높이가 적정 높이를 유지하도록 하여야 하는 어려움이 따르는 것이다.

상술한 바와 같이 적정한 압력을 얻기 위하여 가압수단을 이용하게 되는데, 예를 들면, 챔버내에 있는 수액백을 가압할 수 있는 압축공기 또는 별도의 고압기체의 팽창력를 동력원으로 하거나,

기체를 일정한 속도로 피스톤에 확산시켜 이를 동력원으로 하여 간접적으로 수액저장용기를 압압(押壓)해서 수액주입을 수행하는 방법들이 있다.

또한 코일스프링의 복원력 또는 모터의 스크류를 이용하여 가압판을 가압하여 수액백에 압력을 가하거나,

태엽스프링의 복원력 또는 모터를 이용하여 수액백을 와인딩 롤러에 감아서 수액백을 가압하여 수액주입을 수행하는 방법들이 있으며,

이 방법들은 별도의 장비들을 필요로 하고 수액백을 가압하기 위한 복잡한 장치들을 필요로 하고 있다.

둘째, 적정한 주입속도를 제어하기 위해서는 전자적으로 제어되는 연동형 펌프와 롤러형 펌프들을 보편적으로 사용하고 있으며,

연동형 펌프는 서로 각도를 갖고 분리되어 있는 캠 어레이를 구동하여 압력 핑거를 순차적으로 동작시켜 선형파운동(linear wave motion)을 생기게 하고 이 선형파 운동으로 튜브내의 액체를 이동시켜 액체가 방출되도록 하는것이며,

롤러형 펌프는 원주형태의 튜브상에서 복수의 롤러들이 내접하며 회전하여 튜브내의 액체를 이동시켜 액체가 방출되도록 하여 수액주입을 수행하고 있으나 모터에 의하여 수액을 공급하는 구조이기 때문에 모터를 소망하는 속도로 연속 제어해야 하고 장시간 수액을 투여해야 하는 경우 모터의 가동시간이 길어서 전류 소모량이 많으므로 비효율적일 뿐만 아니라 전류소모량에 비례한 배터리의 크기로 인해 크기가 크고 무거워 휴대하기 어려운 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 마이크로프로세서 기술을 접목하여 일정량의 수액을 일정한 주기로 자동으로 안전하게 주입토록한 것으로서,

본 발명의 제1목적은 수액저장용기(수액백)의 위치가 수액주입부(인체)보다 낮거나 높아도 사용이 가능한 편리성을 제공하며,

본 발명의 제2목적은 압출수단의 주요구동 수단인 기어드모타를 계속 가동시키지 않고 입력한 반복주기로 순간 가동케 함으로서 전력소모량을 현저하게 줄여서 소형 축전 방식을 적용할 수 있고 제품의 소형화 및 저비용의 제품 구현이 가능한 경제성을 제공하며,

본 발명의 제3목적은 수액이 정상적으로 공급되는지 통상의 점적관에 의지하지 않고도 주간 또는 야간에도 식별할 수 있게 하며,

수액내 공기가 포함되거나, 과주입 또는 부족주입 시, 설정한 총 주입량 도달 및 밧데리 전압이 설정치 이하로 되면 경보토록 하는 안전성을 겸비한 정맥주사액공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 구성을 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도1,도2는 본 발명의 외형을 도시한 평면도와 우측면도로서 본 발명의 정맥주사액공급장치(100)는 밧데리로 작동하는 초소형으로 수액백에 부착이 가능하고 수액의 압출주입의 반복주기와 수액의 총 공급량을 설정하고 시작버튼을 누르면 일정한 주기로 일정량만이 자동으로 공급되고 설정한 공급량을 충족하면 경보하고 자동 정지하는 것으로서 그 구조를 설명하면 다음과 같다.

도3은 본체(1)의 뚜껑(2)을 개방한 상태의 확대평면도로서 좌측은 밧데리(7)를 수납하며, 우측에는 압출수단(A)을 제어하는 제어수단(B)인 마이크로콘트롤러와 LCD(65)를 탑재한 제어보드(8)를 장착하며, (34)는 제어보드(8)를 장착하기 위한 지지대 이며, 중앙에는 수액을 공급하는 압출수단(A)을 장착하는 구조로서,

압출수단(A)을 자세히 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명의 압출수단(A)의 주요 구성부분인 수액세트(11)를 결합하기 전의 본체(1)의 평면도로서 도5의 수액세트(11)의 스파이크(12)와 수액백(9)의 밀봉캡(10)을 결합한 후 본체(1)의 공간부(5)에 삽설한 상태가 도6인 것이다.

도6의 상태에서 모터고정판(17)의 L"형태의 돌출부분(18)이 탄성튜브(33)를 압압토록 캠하우징(19)과 캠(16)이 축착된 모타(15)의 주변장치들을 본체(1) 상면에 장착한 것이 전술한 도3이다.

도7은 캠하우징(19)과 캠(16)이 축착된 모터(15)를 결합한 사시도이며 도8은 캠(16)이 축착된 모터(15)와 주변 구성 부품들의 사시도, 좌측면도, 정면도, 우측면도이고 도9는 캠하우징(19)과 주변 구성 부품들의 사시도, 좌측면도, 정면도, 우측면도이다.

본 발명에서 설명하는 모터(15)는 소형화되어야 하고 큰 톨크를 필요로 함으로 주로 기어드모터를 사용하게 된다.

첫째, 모터(15)와 주변 구성 부품들을 설명하면 다음과 같다.

도8을 설명하면 모터고정판(17)에 캠(16)이 축착된 모터(15)를 장착하고 홀센서(67)를 부착하며, 모터고정판(17)의 일부를 펀칭하여 L"형태의 돌출부분(18)을 형성하며, 모터고정판(17)은 회동토록 축(23)에 유착되고 이 축(23)은 양측의 지지판(24)에 고정하였다.

그리고 캠(16)의 외주면은 베아링으로 형성되어 있어 마찰저항을 최소로 하였다.

둘째, 캠하우징(19)과 주변 구성 부품들을 설명하면 다음과 같다.

도9의 직사각육면체 형태의 캠하우징(19) 우측면에는 캠(16)이 삽입되어 수평으로 섭동할 수 있도록 캠공간(20)을 구성하고 전면 우측 하단에는 도7, 도8에 도시한 바와 같이 홀센서(67)에 대응하는 상단 위치에 영구자석(22)을 매입하여 모터(15)의 구동을 제어토록하고 세로로 긴 볼트(21)를 매입하여 탄성튜브(33)를 압압하는 위치를 조정하여 1회 주입량을 조정토록하고 도8, 도10에 도시한 바와 같이 캠하우징(19) 좌측면에는 핀(25)을 고정하여 인장스프링(27)의 일단을 걸고 인장스프링(27)의 타단은 본체(1)에 고정한 핀(26)에 걸고 캠하우징(16)은 모터고정판(17)과 동일한 축(23)에 유착하여 도10(b)에 도시한 화살표 방향으로 캠하우징(19)을 들어 올리면 인장스프링(27)의 반전작용으로 상승한 상태를 유지하게 되며 이는 수액세트(11)를 쉽게 교환하기 위함이다.

그리고 도10(a)의 상태에서 인장스프링(27)의 인장력은 모타고정판(17)의 돌출부분(18)이 탄성튜브(33)를 압압하는 압압력보다 크도록 하였으므로 압출시 캠하우징(25)이 상승하지 않으며 확실한 압출작용을 하게 된다.

셋째, 수액세트(11)를 설명하면 다음과 같다.

도5에 도시한 바와 같이 수액세트(11)는 스파이크(12)와, 흡입역지변(40) 및 압출역지변(50)이 내설된 탄성튜브(33)와, 투시관(28)과, IV수액공급관(13) 및 수액침(14)으로 조합되어 있으며 각각의 구성부품들을 설명하면 다음과 같다.

스파이크(12)는 수액백(9)의 밀봉캡(10)과 결합하기위한 삽입침이며,

탄성튜브(33)의 일단은 스파이크(12)에 탄삽하고 타단은 투시관(28) 입구측에 탄삽하며 IV수액공급관(13)의 일단은 투시관(28) 출구측에 탄삽하고 타단은 수액침(14)에 탄삽하였다.

흡입역지변(40)의 구조를 설명하면 다음과 같다.

도11에 도시한 바와 같이 흡입역지변(40)은 유입구(41) 끝부분에 오리피스(42)를 천공하며, 변좌(Valve Seat)(43)를 형성한 흡입역지변본체(44)에 돌출핀(45)이 돌출되고 유출구(46)가 천공된 캡(47)을 삽착하며, 변좌(43)와 캡(47) 사이의 공간에는 수개의 돌기부(48)가 형성된 탄성의 원형고무판인 변판(49)을 삽입하여 변좌(43)의 중앙에 자리잡도록 하며, 돌출핀(45)은 변판(49)이 변좌(43)에 자연스럽게 밀착되도록 돌출하였다.

그리고 흡입역지변(40)의 변판(49)은 압출역지변(50)의 변판(59)과 형상이 동일하다.

압출역지변(50)의 구조를 설명하면 다음과 같다.

도12에 도시한 바와 같이 유입구(51)를 천공하며 변좌(53)(Valve Seat)를 형성한 압출역지변본체(54)에 돌출핀(55)이 돌출되고 유출구(56) 끝부분에 오리피스(52)를 천공한 캡(57)을 삽착하며 변좌(53)와 캡(57)사이 공간에는 수개의 돌기부(58)가 형성된 탄성의 원형고무판인 변판(59)을 삽입하여 변좌(53)의 중앙에 자리잡도록 하며,돌출핀(55)은 변판(59)이 변좌(53)에 강하게 밀착되도록 돌출하였다.

도15에 도시한 바와 같이 압출역지변(50)에 사용하는 변판(59)은 흡입역지변(40)에 사용하는 변판(49)보다 두께(t)가 두껍거나 그 경도가 강하며 변판(59)을 변좌(53)에 강하게 밀착시켜 역류를 방지하게 되는 것이다.

투시관(28)을 설명하면 다음과 같다.

도14에 도시한 바와 같이 투시관(28)은 투명이며 투시관(28)의 입구측에는 수액보다 비중이 낮은 인체에 무해한 부구1(29)을, 출구측에는 수액보다 비중이 높은 인체에 무해한 부구2(30)를 삽설하여 정맥주사액공급장치(100)가 놓여진 위치나 방향에 관계없이 각각의 부구(29),(30)의 움직임으로 수액의 흐름을 알 수 있고 야간에는 모터(15)구동과 동시 점등하는 배경조명 LED(66)로 수액의 흐름을 알 수 있다.

IV수액공급관(13)과 수액침(14)은 통상 사용하는 구성품이다.

상술한 각각의 역지변(40),(50)의 재질은 의료용으로 검증되어 인체에 무해한 합성수지종류이고 또한 탄성튜브(33)와 변판(49),(59)은 실리콘이나 라텍스등 신축성이 있어서 팽창과 수축이 가능하고 의료용으로 검증되어 인체에 무해한 재료의 조건을 만족하면 어떠한 재료라도 무방하다.

도16,17,18은 수액백(9)과 본 발명의 압출수단(A)을 결합하여 본체(1)내에 장착한 압출수단(A)의 우측정면도로서 뚜껑(2)은 경첩(3)에 의해서 열고 닫을 수 있으며 걸쇠(4)로 견고하게 잠글 수 있다.

투시관(28)은 뚜껑(2)에 근접하여 높게 장착하고 대응하는 지점에 투시공(31)을 천공하고 투시창(32)을 부착하여 부구(29),(30)들의 움직임을 볼 수 있도록 하였고 도면에는 미 표시 하였으나 LCD(65) 또한 이와 대응하는 지점에 동일한 요령으로 투시공을 천공하고 투시창을 부착하였다.

제어수단(B)을 설명하면 다음과 같다.

모터(15)의 반복주기와 총 수액량의 설정 및 시작/정지 명령을 입력하는 입력수단(200)과, 수액에 공기가 혼입되었는지를 검지하는 소리센서(68) 및 모터고정판(17)의 상사점을 검지하는 홀센서(67)를 장착한 검지수단(300)과, 모터(15)를 구동하여 수액을 압출하는 모터구동수단(400)과, 상기 검지수단(300)과 상기 입력수단(200)의 입력에 따라 상기 모터구동수단(400)을 제어하는 마이크로콘트롤러(500)와, 상기 마이크로콘트롤러(500)의 제어에 의하여 사용자가 장비의 사용상태를 확인할 수 있도록 설정한 압출반복주기, 설정한 총 주입량, 밧데리 잔량 등을 표시하는 표시수단(600)(LCD)과, 상기 마이크로콘트롤러(500)의 제어에 의하여 사용자가 야간에도 수액의 흐름을 확인할 수 있도록 하는 투시관(28)의 배경조명인 LED 점등수단(700)과, 상기 마이크로콘트롤러(500)의 제어에 의하여 밧데리 저 전압시와 수액의 과주입/부족주입과 수액의 공기 혼입과 설정한 총 주입량 도달시에 경보하는 경보수단(800) 및 상기 마이크로콘트롤러(500) 및 각부에 동작전원을 공급하는 직류전원수단(900)으로 구성되어 있다.

전원스위치(60):정맥주사액 공급 장치(100)의 전원을 ON/OFF

충진버튼(61):수액백(9)의 초기 결합 시 수액세트(11)내에 수액을 충수(공기 배출)하는 버튼으로 검지수단(300)의 검지여부와 관계없이 누르는 동안 계속 모터(15)를 구동한다.

시작/정지스위치(62):본 장치를 시작하고 정지하는 스위치로서 이때 마이크로콘트롤러(500)는 그 위치상태에 따라서 소비전력을 줄이기 위한 절전모드를 수행한다.

모터(15):기어드모타로서 탄성튜브(33)를 압압하는 구동원.

LCD(65):총 압출회수의 표시, 총 주입량 표시, 밧데리 잔량 표시. 이상발생시 ERROR 표시등 시각인식을 위한 표시장치.

홀센서(67):모터고정판(17)의 상사점 위치를 감지하는 수단으로 Microswitch를 사용할 수 있으나 본 발명은 실시예로 홀센서(67)를 사용하였다.

소리센서(68):수액중에 공기가 혼입되면 흡입과 압출시에 이상음이 발생하며 이 음성신호를 감지하는 일종의 마이크이며 전기적인 신호로 변환하는 센서로서,

흡입역지변(40)과 압출역지변(50)에 밀착하여 도4에 도시한 요부(6)에 각각 삽입하며 수액을 흡입 및 압출할 때 수액에 혼입된 공기방울을 검지하는 기능이다.

경보수단(800):시작, 종료, 경보등 청각 인식을 위한 경보장치로서 마이크로콘트롤러(500)의 신호를 증폭하여 부저를 구동하기위한 부저구동부를 수반하며 수액에 공기 혼입시, 밧데리 교체시기 도달시, 과주입/부족주입및 설정한 총 주입량에 도달하면 경보한다.

압출 반복주기설정 다이알(63):압출하는 반복주기 설정을 위한 가변저항으로 값을 마이크로콘트롤러(500)가 판독하여 내부 Timer를 구동하여 동작이 이루어진다.

총주입량 설정 다이알(64):총 주입량 설정을 위한 가변저항으로 값을 마이크로콘트롤러(500)가 판독하여 압출횟수와 1회 주입량을 연산하여 총 주입량을 획득하며, 설정주입량에 도달하면 경보하며 종료 한다.

LED(66):야간에 수액의 흐름을 시각적으로 판별하기 위한 투시관(28)의 배경조명 발광다이오드 이다.

본 발명의 정맥주사액공급장치는 마이크로프로세서 기술을 접목하여 일정량의 수액을 일정한 주기로 자동으로 안전하게 주입토록한 것으로서,

수액저장용기(수액백)의 위치가 수액주입부(인체)보다 낮거나 높아도 사용이 가능한 편리성을 제공하며,

압출수단의 주요구동원인 기어드모타를 계속 가동시키지 않고 입력한 반복주기로 순간 가동케 함으로서 전력 소모량을 현저하게 줄여서 소형 축전 방식을 적용할 수 있고 압출수단과 제어수단과 밧데리의 수납을 일체로 하여 부품수를 최소로 하여서 구조가 간단하고 제품이 소형화되어 휴대가 간편한 저비용의 경제성을 제공하며,

정맥주사액공급장치의 놓여진 상태가 수평이든 수직이든 높거나 낮거나 어떤 위치에서도 수액이 정상적으로 공급되는지를 통상의 점적관에 의지하지 않고도 주간 또는 야간에도 식별할 수 있고 수액내 공기가 포함되거나, 과주입 또는 부족주입 시, 설정한 총 주입량 도달 및 밧데리 전압이 설정치 이하면 경보토록 하는 안전성을 겸비한 발명이다.

도1은 본 발명의 외형을 도시한 평면도
도2는 본 발명의 도1의 우측정면도
도3은 본 발명의 본체의 뚜껑을 개방한 상태의 평면도
도4는 본 발명의 압출수단부분의 수액세트를 결합하기 전의 본체의 평면도
도5는 본 발명의 수액세트 외형도
도6은 본 발명의 도5의 수액세트의 스파이크와 수액백의 밀봉캡을 결합하여 도4에 삽입하고 소리센서들을 삽입한 평면도
도7은 본 발명의 압출수단의 주요부인 모터와 캠하우징이 결합된 사시도
도8은 본 발명의 압출수단의 일부분인 모타를 구성하는
(a)는 사시도
(b)는 (a)의 좌측면도
(c)는 (a)의 정면도
(d)는 (a)의 우측면도
도9는 본 발명의 압출수단의 일부분인 캠하우징을 구성하는
(a)는 사시도
(a)는 (a)의 좌측면도
(b)는 (a)의 정면도
(c)는 (a)의 우측면도
도10은 본 발명의 본체의 횡 단면도로서
(a)는 압출수단의 캠하우징과 기어드모타가 안착된 정상 상태도
(b)는 압출수단의 캠하우징의 일단을 들어 올려 동일한 축에 고정된 캠하우징과 기어드모타가 일체로 회동 반전한 상태도
도11은 본 발명의 흡입역지변(Check Valve)확대단면도로서
(a)는 평상시의 상태
(b)는 동작시의 상태
도12는 본 발명의 압출역지변(Check Valve)확대단면도로서
(a)는 평상시의 상태
(b)는 동작시의 상태
도13은 본 발명의 모터고정판의 돌출부분과 탄성튜브간의 동작상태를 도시 한 단면도로서
(a)는 평상시의 상태도로서 돌출부분이 상승함과 동시에 수액이 흡입되는 상태도
(b)는 동작시의 상태로서 돌출부분이 탄성튜브를 가압하여 수액이 압출되는 상태도
도14는 본 발명의 투시관의 위치에 따른 투시구의 상태를 도시한 것으로
(a)는 평상시의 위치에서의 수액주입시 투시구의 동작상태도
(b)는 평상시 기준으로 위치가 180도 전환되었을 때의 수액주입시 투시구의 동작상태도
도15는 본 발명의 압출역지변 변판으로
(a)는 평면도
(b)는 우측정면도
도16은 본 발명의 압출수단을 도시한 우측정면도로서 정상 상태도
도17은 본 발명의 압출수단을 도시한 우측정면도로서 수액을 압출한 상태도
도18은 본 발명의 도16의 확대도
도19는 본 발명의 마이크로콘트롤러를 구성하는 제어블록도
도20은 본 발명의 전기제어부분의 플로우챠트

본 발명의 외형을 설명하면 다음과 같다.

도1과 도2는 수액백(9)과 본체(1)가 결합된 상태로서 반복주기설정 다이알(63)과 총주입량설정 다이알(64)을 부착하고 이 다이알(63),(64)로 설정한 값들은 LCD(65)로 판독할 수 있으며 수액의 흐름은 투시관(28)으로 실시간 관찰할 수 있다.

전원스위치(60)로 본 장치의 전원을 ON/OFF하고 시작/정지스위치(62)로 본 장치를 가동하고 정지할 수 있으며 충진버튼(61)은 초기 수액세트(11)에 수액을 충수하기 위한 것으로 충진버튼(61)을 누르는 동안은 검지수단의 검지와 관계없이 연속적인 압출로 급속 충수가 가능하다.

본체(1)의 뚜껑(2)은 경첩(3)을 중심으로 열고 닫을 수 있으며 걸쇠(4)로 견고하게 닫을 수 있으며 상술한 충진버튼(61)과 반복주기설정 다이알(63)과 총주입량설정 다이알(64)은 안전상 노출하지 않고 뚜껑(2) 내부에 설치하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 수액세트(11)의 설치, 교환 및 기능을 설명하면 다음과 같다.

도10에 도시한 인장스프링(27)의 한쪽은 본체(1)에 고정한 핀(26)에 걸고 타측은 캠하우징(19)에 고정한 핀(25)에 연결하여 캠하우징(19)은 축(23)을 중심으로 회동 반전하는 것으로서 수액세트(11)를 새로 설치하거나 교환할 때는 캠하우징(19)을 도10(b)의 상태로 들어 올려 수액세트(11)의 설치나 교환을 쉽게 수행할 수 있는 것으로서 모터고정판(17)과 캠하우징(19)과는 캠(16)으로 결합되어 있어 캠하우징(19)을 들어 올리면 모터고정판(17)도 동일한 축(23)을 중심으로 동시에 들어 올려져 캠하우징(19)과 같이 회동 반전되는 것이다.

도6은 수액백(9)과 수액세트(11)를 결합하여 본체(1)의 공간부(5)에 안치한 상태로서, 별개의 소리센서(68) 2개를 도4에 도시한 본체(1)내의 요부(6)에 각각 삽입하고 도10(a)상태로 캠하우징(19)을 하강 안착한 후 본체(1)의 뚜껑(2)을 닫고 걸쇠(4)로 안전하게 잠근 상태를 도16,17,18에 도시하였다.

본 발명의 압출과정을 설명하면 다음과 같다.

도16은 평상시의 상태도로서 이 상태에서 모터(15)를 회전하면 캠공간(20)에 삽입된 캠(16)은 상하로 이동하지 못하고 상대적으로 모터(15)와 모터고정판(17)이 축(23)을 중심으로 상하로 회동하는 것이며 모터(15)가 회전하여 도17의 상태가 되면 모터고정판(17)의 돌출부분(18)이 탄성튜브(33)를 압압하여 수액을 토출하는 것으로 도13(b)에 확대 도시한 바와 같이 수액은 압출역지변(50)의 변판(59)을 밀고 토출하게 된다.

계속 모터(15)가 회전하여 모터고정판(17)이 상승하여 상사점에 도달하면 모타고정판(17)에 부착되어 있는 홀센서(67)는 캠하우징(19)에 매입되어 있는 영구자석(22)에 접근하여 무접촉으로 상사점을 검지하며 이 신호를 마이크로콘트롤러(500)에 입력하고 마이크로콘트롤러(500)의 제어로 모터(15)는 정지하여 한 주기를 완료하며 설정한 압출 반복주기 시간에 도달하면 자동으로 다시 모터(15)를 회전하는 것이다.

즉 모터고정판(17)이 하강/상승하여 한 주기를 완료하는 것이며 수액을 한번 주입하는 것이다.

본 발명의 압출량 조절기능을 설명하면 다음과 같다.

캠(16)의 편심량에 따라 상하로 이동하는 모터고정판(17)의 행정(Stroke)은 일정하지만 캠하우징(19)의 위치 조절로 탄성튜브(33)를 압압하는 정도를 조절할 수 있으며 이는 1회 압출량을 결정하는 중요한 요소로서,

모터고정판(17)과 캠하우징(19)은 캠(16)으로 결합되고 모터고정판(17)과 캠하우징(19)은 동일한 축(23)에 유착되어 있어 캠하우징(19)과 본체(1)간의 상대적인 위치에 따라 본체(1)에 대한 모터고정판(17)의 상/하사점의 위치는 결정되는 것이다.

즉 도7과 도10(a)에 도시한 바와 같이 캠하우징(19)의 전방측에 세로로 길게 볼트(21)를 나삽하며, 이 볼트(21)가 본체(1) 상면을 향하여 돌출토록 하여 캠하우징(19) 하단과 본체(1) 상면간의 간격(d)를 조절하는 것으로서,

이 조절로 모터고정판(17)의 돌출부분(18)이 탄성튜브(33)를 압압하는 정도를 조절할 수 있으며 1회 압출량은 결정되는 것이다.

상술한 바와 같이 1회 압출량은 일정하며 여기에 압출횟수를 승산하면 총 주입량을 산출할 수 있다.

본 발명의 수액의 흐름을 관찰하는 기능을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 통상의 점적관을 사용치 않고도 수액의 흐름을 관찰할 수 있도록 수액의 토출측에 투명의 투시관(28)을 연결하고 투시관(28)내에는 수액의 비중보다 가벼운 부구1(29)과 수액의 비중보다 무거운 부구2(30)를 순서대로 함께 내설하여 본 정맥주사액공급장치(100)의 방향이나 위치에 관계없이 수액이 흐르고 있는지를 실시간 감시할 수 있도록 하였다.

도14에 의거하여 부구(29),(30)의 동작상태를 자세히 설명하면 다음과 같다.

도14(a)를 본 장치의 정상위치로 가정하면 부구2(30)는 가라앉고 부구1(29)은 떠 있으며 이때 수액이 토출되면 부구1(29)이 하강하여 수액이 토출되고 있음을 관찰할 수 있고,

반대로 정상위치를 기준으로 180도로 반전된 상태는 도14(b)로서 이때 부구2(30)는 부구1(29)을 부르고 투시관(28)의 하측으로 모두 가라앉은 상태이며 이때 수액이 토출되면 부구1(29)과 부구2(30)가 동시에 상승하여 육안으로 부구들의 움직임을 관찰할 수 있고 수액이 토출되는 순간 즉 모터(15)가 구동하는 동안에는 투시관(28)의 배경조명인 LED(66)가 점등되어 야간에도 수액의 흐름을 실시간으로 감시할 수 있는 것이다.

본 발명의 압출역지변(50)의 기능을 설명하면 다음과 같다.

압출역지변(50)은 일종의 첵크밸브로서 돌출핀(55)은 변판(59)이 변좌(53)에 강하게 밀착되도록 길게 돌출되어 있어서 역류를 방지하며 압출되는 수액압력의 힘으로 변판(59)을 밀고 수액을 압출토록 하는 것으로서,

도13(b)와 도17에 도시한 바와 같이 모터고정판(17)의 돌출부분(18)이 탄성호스(33)를 압압하여 수액을 강하게 토출하는 것이다.

본 발명의 흡입역지변(40)을 설명하면 다음과 같다.

흡입역지변(40)은 일종의 첵크밸브이며 모터고정판(17)이 하강한 후 상승하여 상사점에 도달하면 모타고정판(17)에 부착되어 있는 홀센서(67)는 캠하우징(19)에 매입되어 있는 영구자석(22)에 접근하며 무접촉으로 상사점을 검지하여 이 신호를 마이크로콘트롤러(500)에 입력하고 마이크로콘트롤러(500)의 제어로 모터(15)는 정지하는 것으로서,

모터고정판(17)이 상승함과 동시에 탄성튜브(33)는 탄성튜브(33)자신의 복원력으로 복귀함과 동시에 수액은 탄성튜브(33)내로 자연스럽게 흡입되는 것이며 본 장치를 사용시 통상 수액백은 걸고리에 걸게 되고 본 장치는 수액백(9)의 하단에 위치하는 관계로 수액백(9)의 위치수두로 복원력은 증가되며 본 장치가 수액백(9)과 위치가 같거나 위쪽에 위치하여도 탄성튜브(33) 자신의 탄성복원력으로 수액은 빨려 올라가서 흡입되는 것이다.

본 발명의 홀센서(67)의 기능을 설명하면 다음과 같다.

모터고정판(17)에 부착한 홀센서(67)는 일정한 행정으로 모터(15)의 구동과 연동하여 상하로 동작하며 이 홀센서(67)와 대응하는 상단 위치에 있는 영구자석(22)은 캠하우징(19)에 매입되어 있어 모터고정판(17)이 하강한 후 상승하면 이 상태를 무접촉으로 감지하여 마이크로콘트롤러(500)에 입력하는 기능으로서 한 공정의 완료 상태를 검지하는 기능이다.

본 발명의 소리센서(68)의 기능을 설명하면 다음과 같다.

흡입역지변(40)과 압출역지변(50)에는 각각의 오리피스(42),(52)가 형성되어 있어 순수한 수액만이 흐를때의 소리와 공기가 혼입된 수액이 흐를 때의 소리는 확연하게 달라서 마이크 등의 수단으로 이를 감지하여 신호처리를 행하면 수액에 공기가 혼입된 것을 알아 낼 수 있다.

공기가 혼입된 수액이 흐를 때에 발생하는 소리를 마이크로폰으로 전기신호로 변환하고 변환된 소리신호의 크기와 주파수를 분석하여 특정대역의 신호크기를 판별하여 수액에 공기가 혼입되어 공급되고 있음을 알아낸다.

신호처리는 증폭과 필터링 주파수해석 등으로 구현한다.

상술한 기능들의 본 발명을 도19와 도20에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

전원스위치를 ON하고(S1) 충진버튼을 ON하여(S2) 모터를 구동하며(S3) 수액세트(11)에 충수 한다.

이후 시작/정지스위치을 누르면(S4) 홀센서(67)는 상사점을 검지하며(S5) 상사점이 아니면 모터를 구동하여(S6) 상사점을 검지하며(S7) 이후 상사점이 검지되면 압출 주기 설정값을 읽어서 타이머를 구동(S8)한다.

타이머값과 설정한 압출주기값이 일치하면(S9) 모터를 구동하고 LED를 점등(S10)한다.

이때 설정시간을 초과하여 모터가 계속 구동하거나(S17), 설정시간이 초과되어도 상사점이 검지되지 않거나(S18), 소리센서(68)에 의하여 수액에 혼입된 공기방울이 검지되면(S19), 경보하고(S21) 종료한다.

정상적으로 모터가 구동되고 LED가 점등(S10)되며 상사점이 검지되면(S11) 모터를 정지하고 LED를 소등(S12)한다. 총 압출횟수와 1회 주입량을 승산하여 투입한 총 주입량을 연산하고(S13), LCD(65)에 총 주입량을 표시(S14)한다.

시작/정지스위치를 누르면(S15) 종료하고(S16), 시작/정지스위치을 누르기 전까지는 연속적으로 압출 주기값을 읽어서 타이머를 구동(S8)하며 모터의 주기적인 구동으로 총 주입량과 설정 주입량이 일치하면(S20) 경보하고(S21) 종료한다.

1:본체 9: 수액백 10: 밀봉캡 11: 수액세트
12: 스파이크 13; 수액공급관 15; 모터 16; 캠
17; 모터고정판 18; 돌출부분 19: 캠하우징 20: 캠공간
22: 영구자석 23: 축 27: 인장스프링 28: 투시관
33: 탄성튜브 40: 흠입역지변 42: 오리피스 50: 압출역지변
52: 오리피스 65: LCD 66: LED 67: 홀센서
68: 소리센서 63 ; 반복주기설정 다이알 64: 총주입량설정 다이알
A: 압출수단 B: 제어수단
100: 정맥주사액공급장치 200: 입력수단 300: 검지수단
400: 모터구동수단 500: 마이크로콘트롤러 600: 표시수단
700: LED점등수단 800: 경보수단 900: 직류전원수단

Claims

본체(1)의 공간부(5)에 수액세트(11)를 삽설하고,
캠공간(20)에는 모터(15)에 축착한 캠(16)을 섭동토록 삽입 결합하여 모터구동으로 모터고정판(17)의 돌출부분(18)이 탄성튜브(33)를 압압토록 하고,
본체(1)상면에 고정한 핀(26)과 캠하우징(19)에 고정한 핀(25) 사이에 인장스프링(27)을 탄설하여 동일한 축(23)에 유착한 캠하우징(19)과, 모터(15)를 고정한 모터고정판(17)이 연동하여 회동 반전토록한 압출수단(A)을 구성하며,
모터(15)의 압출 반복주기와 총 주입량을 설정하는 입력수단(200)과,
모터고정판(17)에 홀센서(67)를 부착하고 홀센서(67)와 대응하는 지점의 캠하우징(19)에 영구자석(22)을 매입하며, 본체(1)의 요부(6)에 소리센서(68)를 장치한 검지수단(300)과,
모터(15)를 구동하는 모터구동수단(400)과,
상기 입력수단(200)과 검지수단(300)의 입력에 따라 상기 모터구동수단(400)을 제어하는 마이크로콘트롤러(500)와,
마이크로콘트롤러(500)의 제어에 의하여 수액의 흐름을 감시할수 있도록 LED점등수단(700)을 구비한 제어수단(B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제1항에 있어서, 스파이크(12)와, 흡입역지변(40) 및 압출역지변(50)이 내설된 탄성튜브(33)와, 투시관(28)과, 수액공급관(13) 및 수액침(14)으로 구성되는 수액세트(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제2항에 있어서, 상기 흡입역지변(40)은,
유입구(41) 끝부분에 오리피스(42)를 천공하며, 변좌(Valve Seat)(43)를 형성한 흡입역지변본체(44);
상기 흡입역지변본체(44)에 삽착하며, 돌출핀(45)이 돌출되고 유출구(46)가 천공 형성된 캡(47); 및
변좌(43)와 캡(47) 사이의 공간에 삽입하며, 변좌(43)의 중앙에 자리잡도록 구성된 변판(49);을 포함하고,
상기 돌출핀(45)은 변판(49)이 변좌(43)에 자연스럽게 밀착되도록 돌출하여 구성된 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제2항에 있어서, 상기 압출역지변(50)은,
유입구(51)를 천공하며 변좌(53)(Valve Seat)를 형성한 압출역지변본체(54);
상기 압출역지변본체(54)에 삽착하며, 돌출핀(55)이 돌출되고, 유출구(56) 끝부분에 오리피스(52)를 천공 형성한 캡(57); 및
변좌(53)와 캡(57)사이 공간에 삽입하며, 변좌(53)의 중앙에 자리잡도록 구성된 변판(59);을 포함하고,
상기 돌출핀(55)은 변판(59)이 변좌(53)에 강하게 밀착되도록 돌출하여 구성된 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제4항에 있어서, 압출역지변(50)의 변판(59)은 흡입역지변(40)에 사용하는 변판(49)보다 두께(t)가 두껍거나 그 경도가 강함을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제2항에 있어서, 투시관(28)의 입구측에는 수액보다 비중이 낮은 부구1(29)을 삽설하고 출구측에는 수액보다 비중이 높은 부구2(30)를 삽설한 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제1항에 있어서, 본체(1)상면을 향하여 돌출토록 캠하우징(19)에 볼트(21)를 나삽하여 캠하우징(19) 하면과 본체(1) 상면간의 간격(d) 조절로 압출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제1항에 있어서, 모터고정판(17)에 홀센서(67)를 부착하고 이와 대응하는 지점의 캠하우징(19)에 영구자석(22)을 매입하여 모터고정판(17)의 상사점을 검지하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 흡입역지변(40)의 오리피스(42)와 압출역지변(50)의 오리피스(52)에 공기가 혼입된 수액이 흐를 때의 음성신호를 소리센서(68)로 감지하여 전기신호로 변환하고 변환된 소리신호의 크기와 주파수를 분석하여 특정대역의 신호크기를 판별하여 수액에 공기가 혼입되어 공급되고 있음을 검지하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제1항에 있어서, 모터(15)의 구동이 설정시간을 초과함을 검지하여 과주입을 방지하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제8항에 있어서, 설정시간을 초과하여도 상사점이 검지되지 않음을 판별하여 부족주입을 방지하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.
제1항에 있어서, 반복주기와 총 주입량을 설정하도록 반복주기설정 다이알(63)과 총 주입량설정 다이알(64)을 더 포함하고, 상기 반복주기설정 다이알(63)로 반복주기를 설정하고 총 주입량설정 다이알(64)로 총 주입량을 설정하여 총 주입횟수와 1회 주입량을 연산하여 총 주입량과 설정주입량이 일치하면 경보하고 가동을 중단하는 것을 특징으로 하는 정맥주사액공급장치.