KR19990083994A - 혈관 탐색장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의료장비 중 측정장치에 관한 것으로서, 본 발명은 공급되는 동작전압에 의해 적외선을 생성하여 피부 속으로 침투시킨 후 되돌아오는 적외선의 광량을 수집하여 상기 수집한 광량에 따른 전기적 신호를 표시함으로서 피부 속 혈관을 탐색하는 장치를 구현함으로서 쉽게 혈관을 탐색할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

혈관 탐색장치{BLOOD VESSEL SEARCH DEVICE}

본 발명은 의료장비 중 측정장치에 관한 것으로, 특히 관찰이 어려운 몸속의 혈관을 탐색하기 위한 장치에 관한 것이다.

오늘날 고도의 산업화로 인해 의료 산업에 대한 중요성이 부각되고 있는 추세이며, 의료 산업의 발달로 인해 다양한 의료 장비가 개발되고 있는데 그 한 예가 혈관을 탐색하는 장치이다.

통상적으로 병원에서 혈관 주사를 투여하는 경우에는 주사바늘을 혈관에 삽입한다. 이때, 혈관을 유관으로 식별하여 주사바늘을 정확하게 삽입하는 것이 쉬운 일이 아니었다. 특히, 어린이와 같이 혈관을 유관으로 식별하기 어려운 경우에는 그 불편함이 더 하였다. 이러한 불편함을 환자에게 더욱 고통을 주게 되며, 의술을 행하는 사람에게도 고역이 아닐 수 없다.

상기한 바와 같은 이유 인해 다양한 형태로 혈관을 탐색하기 위한 장치가 구현되고 있으며, 그 대표적인 예로 조명을 이용하는 장치라 할 수 있다. 이러한 조명을 이용하는 장치는 조명을 피부에 비추면 일부는 피부 속으로 침투하여 피하의 작은 면적을 조명한다. 한편, 피부 속에는 말초 정맥이 밀칩되어 있는데 상기 말초 정맥은 빛을 잘 흡수하지 않아 침투되는 조명에 의해 검게 투영됨에 따라 쉽게 눈으로 식별할 수 있도록 한다. 상기와 같이 조명을 이용하여 혈관을 탐색하는 장치는 이미 제안되고 있으며, 그 일 예는 미 합중국 특허 "UP 4,619,249"에서 개시하고 있다.

상기 미 합중국 특허 "UP 4,619,249"를 간략하게 설명하면, 두 개의 암 끝단에 조명장치를 장착하고, 상기 장착된 조명장치를 통해 피부 속으로 빛을 침투시킴으로서 피부 속을 조명함으로서 혈관을 유관으로 용이하게 탐색할 수 있도록 제안하고 있다.

하지만, 상기한 바와 같이 조명을 이용하여 혈관을 탐색하는 경우에는 반드시 측정자가 유관으로 혈관을 관찰하여야 하는 불편함이 있다. 또한, 조명을 사용하는 경우에는 피 측정자의 피부 상태와 주변 환경에 따라 많은 영향을 받을 수 있는 단점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 적외선을 통해 피부속의 혈관을 탐색하는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 적외선을 피부로 침투시켜 되돌아오는 적외선에 의해 혈관을 탐색하는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수신되는 적외선을 전기적 신호로 변환하여 전류량으로 표시하는 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공급되는 동작 전압에 의해 적외선을 생성하여 피부 속으로 침투시킨 후 되돌아오는 적외선의 광량을 수집하여 상기 수집한 광량에 따른 전기적 신호를 표시함으로서 피부 속 혈관을 탐색하는 장치를 제안한다.

앞에서 제안하고 있는 본 발명의 혈관 탐색장치는 동작전압을 발생하는 전원부와, 측정자의 조작에 의해 상기 동작전압의 공급 경로를 스위칭 하는 전원 스위치와, 상기 전원 스위치를 통해 제공되는 동작전압을 입력으로 하여 발생한 적외선을 피부 속으로 송출하는 송광부와, 상기 피부 속의 소정 깊이에서 반사되어 되돌아오는 적외선을 수광소자를 통해 수집하여 전기적 신호로 측정하고, 상기 측정한 전기적 신호를 증폭하여 출력하는 수광부와, 상기 동작전압과 상기 수광부의 출력을 입력으로 하여 상기 수광부의 출력에 대응하는 전류 값을 측정하는 지시메타와, 상기 측정자의 조작에 의해 상기 지시메타의 영점을 조절하는 제1가변 저항과, 상기 동작전압과 상기 수광부의 출력을 입력으로 하여 부저음을 발생하는 부저와, 상기 측정자의 조작에 의해 상기 부저의 동작점을 조절하는 제2가변 저항과, 상기 전원 스위치를 통해 제공되는 동작전압을 입력으로 하여 상기 동작전압의 저전압 상태를 측정한 후 표시하는 전원상태 표시부와, 상기 측정자의 조작에 의해 상기 저전압 상태를 측정함에 있어 요구되는 기준 전압을 조절하는 제3가변 저항을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관 탐지장치의 외형을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관 탐 지 원리를 개념적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관 탐지장치의 내부 구성을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관 탐지시 피부에 밀착된 헤드의 상태들을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 바람직한 혈관 탐지 방법을 개시하고 있는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 사용자 혹은 칩 설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

우선 본 발명에서 제안하고자 하는 혈관 탐지장치의 개념을 살펴보면, 혈관을 탐지하고자 하는 신체 부위의 피부 표면에 광선을 쪼인 후 피부 속으로 침투한 적외선 중 반사되어 되돌아오는 광량을 측정함으로서 혈관을 탐색하도록 하는 장치를 제안하고자 하는 것이다. 이때, 혈관을 탐색하기 위해 사용될 수 있는 광선은 피부에 침투하여 소정의 깊이에서 반사되어 되돌아 나오는 광선을 사용하여야 한다. 상기 광선의 일 예로는 적외선이 있으며, 상기 적외선은 외란광(태양, 전등, 가시광선)과는 달리 눈에 보이지 않는 파장의 광선으로서 광센서를 통해 수광하여 전류로 변화시키는 것이 가능하기 때문이다.

본 발명의 실시 예에 따라 앞에서 제안한 혈관 탐색장치의 외형은 도 1에서 도시하고 있는 바와 같다. 상기 도 1에서 도시하고 있는 혈관 탐지장치 외형은 크게 헤드(110)와 본체(120)로 나뉘어진다. 상기 헤드(110)와 본체(120)는 길이 조절이 가능한 파이프(116)로 연결되어 상기 헤드(110)가 소정 각도를 가지고 회전할 수 있도록 한다. 상기 헤드(110)는 혈관을 탐색하기 위해 피부와 밀착되는 부분에 복수개의 투사 램프(112)와 광센서(114)가 장착된다. 상기 투사 램프(112)는 내부로부터 제공되는 동작전압에 의해 적외선 등의 광선을 발생하며, 상기 광센서(114)는 적외선 등의 광선을 수신하여 전기적 신호로 변환한다. 한편, 상기 본체(120)에는 혈관 탐색장치를 조작하기 위한 각종 버튼 및 스위치와 동작상태 및 측정 결과를 표시하기 위한 표시수단들을 구비한다. 상기 도 1에서는 본체(120)에 구비된 각종 버튼과 스위치 및 표시수단으로 전원 온/오프 버튼(126,128), 입력감도 조절 스위치(130), 투광량 조절 스위치(132), 지시메타 표시창(122), 전원 표시 램프(118) 및 배터리 램프(124) 등을 예로서 도시하고 있다. 상기 전원 온/오프 버튼(126,128)은 혈관 탐지장치를 구동시키거나 중지시키기 위해 사용되는 버튼이다. 상기 입력감도 조절 스위치(130)는 앞에서 언급한 광센서(114)를 통해 측정하고자 하는 광선의 측정 레벨을 조절하기 위한 수동 스위치이다. 상기 투광량 조절 스위치(132)는 앞에서 개시한 투사 램프(112)로부터 발생되는 광선의 송광 레벨을 조절하기 위한 수동 스위치이다. 지시메타 표시창(122)은 혈관 탐색 여부를 측정자에게 알리기 위한 표시수단의 일 예로서 상기 광센서(114)를 통해 측정된 전기적 신호의 전류 크기를 지시하는 형태로 표시한다. 상기 전원 표시 램프(118)는 앞에서 개시한 전원 온/오프 버튼(126,128)의 상태에 따라 점등 또는 점멸하는 형태로 혈관 탐색장치의 동작 여부를 표시한다. 상기 배터리 램프(124)는 혈관 탐색장치의 동작을 위한 전원을 공급하는 배터리(도면상에는 도시하고 있지 않음)의 상태를 표시한다. 예를 들어 배터리의 전압이 동작에 부적합한 레벨인 경우 적색으로 점등되어 배터리 전압이 동작에 부적합함을 표시한다.

앞에서도 개시한 바와 같이 본 발명은 피부 속으로 적외선을 직사하면 피부속으로 들어간 적외선이 정맥 속의 혈액 때문에 통과가 어려워 흡수되는 원리를 이용한다. 상술한 원리를 도면상에 개념적으로 도시하면 도 2에서 개시하고 있는 바와 같다. 상기 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 적외선(214)을 피부(210)에 쪼이게 되면, 상기 적외선(214)은 피부(210)로 침투한다. 상기 침투된 적외선(212)은 피부(210) 내부에 혈관(212)이 존재하지 않는 경우에는 피부의 소정 깊이에서 반사되어 피부 밖으로 되돌아 나오게 된다. 하지만, 피부(210) 내의 혈관(212)이 존재하면 피부의 소정 깊이에서 반사되어 되돌아 나오는 적외선은 혈관에 의해 차단되어 밖으로 출력되지 않게 된다. 본 발명에서는 상기 적외선(214)을 임의로 발생하여 피부(210) 내부로 침투시켜 피부의 소정 깊이에서 반사되어 되돌아 오는 반사광(216)을 측정함으로서 혈관(212)을 탐지하는 장치를 구현하고자 하는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관 탐지장치의 상세 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 3을 참조하면, 본 발명에서 구현하고자 하는 혈관 탐지장치는 크게 송광부(310), 수광부(320), 전원부(DC), 전원상태 표시부(330), 지시메타(340) 및 부저(350) 등으로 구성된다. 상기 전원부(DC)는 혈관 탐색장치가 정상적으로 동작하는데 요구되는 전원을 공급하기 위한 구성으로서, 도면상에서는 소정 전압 레벨을 가지는 직류 전압원으로 도시하고 있다. 상기 송광부(310)는 상기 전원부(DC)로부터 소정 직류 전압을 공급받아 적외선 등의 광선을 발생한다. 이때, 상기 송광부(310)는 측정자에 의해 광선의 레벨이 조절되는 구성을 포함한다. 도면상에서는 고정 저항(R1), 가변 저항(VR1) 및 두 개의 적외선 다이오드(LED1, LED2)로 구성된 송광부(310)의 일 예를 도시하고 있다. 상기 VR1은 앞에서도 언급한 바와 같이 측정자에 의해 광선의 레벨이 조절되도록 하기 위한 구성이다. 일 예로서 측정자의 조작에 의해 상기 VR1의 저항이 증가하면 공급되는 전압이 증가하게 되어 상기 LED1, LED2에 의해 발생되는 광선의 레벨이 증가한다. 이와는 반대로 측정자의 조작에 의해 상기 VR1의 저항이 감소하면 공급되는 전압이 감소하여 상기 LED1, LED2에 의해 발생되는 광선의 레벨이 감소한다. 이는 앞에서 도 1을 참조하여 설명한 투광량 조절 스위치(132)에 대응될 것이다. 한편, 상기 LED1, LED2는 앞에서도 언급한 바와 같이 상기 VR1을 통해 조절된 전압에 의해 적외선을 발생한다. 상기 수광부(320)는 외부 광선을 수신하여 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 앞에서 개시한 송광부(310)로부터 발생된 광선(적외선)이 피부로 투광된 후 피부 속에서 반사되어 되돌아오는 광선을 수신한 후 이를 전기적 신호로 바꾸는 동작을 수행한다. 이때, 상기 수광부(320)에 의해 생성할 수 있는 전기적 신호는 미약함에 따라 이를 소정 레벨로 증폭하기 위한 구성을 포함하여야 한다. 도면상에서는 수광소자, 가변 저항(VR2), 두 개의 증폭 소자(Q1, Q2) 및 세 개의 고정 저항(R2, R3, R4)으로 구성된 수광부(320)의 일 예를 도시하고 있다. 상기 수광소자로는 본 발명에서 송광부(310)에서 발생하는 광선으로 적외선을 사용하는 경우 적외선 센서를 사용할 수 있으며, 이때 사용되는 수광소자는 이미 공지된 전기적 소자일 것이다. 상기 수광소자는 수신되는 광선의 강도에 의해 결정되어 지는 레벨의 전기적 신호를 발생한다. 상기 VR2는 측정자에 의해 수신 광선의 입력 감도가 조절되도록 하기 위한 구성이다. 일 예로서 측정자의 조작에 의해 상기 VR2의 저항이 증가하면 입력감도가 민감해지며, 그렇지 않고 상기 VR2의 저항이 감소하면 입력 감도가 무디어진다. 이는 앞에서 도 1을 참조하여 설명한 입력 감도 조절 스위치(130)에 대응될 것이다. 한편, 앞에서 개시한 두 개의 증폭 소자(Q1, Q2)와 세 개의 고정 저항(R2, R3, R4)은 상기 수광소자에 의해 변환된 전기적 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력한다. 상기 증폭 소자(Q1, Q2)는 전자회로에서 증폭 소자로서 통상적으로 사용되는 트랜지스터를 이용하여 구현할 수 있다. 상기 Q1, Q2, R2, R3 및 R4의 연결을 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 VR2를 통해 공급되는 전기적 신호는 Q1의 베이스로 인가된다. 상기 Q1의 콜렉터로는 R2를 통해 전원부(DC)의 동작전압이 공급되며, 상기 Q1의 에미터는 R3을 통해 접지된다. 상기 Q1의 콜렉터는 R4를 통해 Q2의 베이스로 연결되며, 상기 Q2의 에미터는 상기 Q1과 동일하게 R3을 통해 접지된다. 한편, 상기 Q2의 콜렉터는 수광부(320)의 출력단이 된다. 즉, 상기 수광부(320)의 출력은 Q2의 동작에 의해 결정되며, 상기 Q2의 동작은 상기 Q1의 동작에 의해 결정된다. 따라서, 상기 수광부(320)의 출력은 수광소자에 의해 수신되는 광선(적외선)의 광량에 의해 결정된다고 할 것이다. 상기 전원상태 표시부(330)는 전원부(DC)로부터 공급되는 직류 전압의 레벨을 감시하여 소정 레벨이하인 경우 이를 측정자에게 알리기 위한 동작을 수행한다. 상기 전원상태 표시부(330)의 일 예는 도면상에서 도시하고 있는 바와 같이 발광 다이오드(LED3), 가변 저항(VR5) 및 커패시터(C1)로 구성된다. 상기 가변 저항 VR5는 전원부(DC)의 저전압을 감시하기 위해 기준이 되는 전압 레벨이 측정자에 의해 조절될 수 있도록 하기 위한 구성이다. 예컨대, 측정자의 조작에 의해 상기 VR5의 저항 값이 증가하게 되면 저전압을 감지하기 위한 레벨이 점차 증가할 것이며, 저항 값이 감소하게 되면 저전압을 감지하기 위한 레벨이 점차 감소할 것이다. 상기 LED3은 상기 VR5를 통해 조절되어 인가되는 전압에 의해 순방향 바이어스되어 원하는 레벨보다 큰 전압이 인가되는 경우에만 동작하여 특정 색의 빛을 점등하게 된다. 즉, 조절된 레벨보다 큰 전압이 전원부(DC)로부터 인가되는 동안에만 턴-온되어 동작하고, 혈관 탐지장치가 동작하는데 부적합한 레벨의 전압이 인가되는 경우에는 동작을 중단하여 측정자에게 전원 공급이 원활하지 않음을 알리게 된다. 상기 지시메타(340)는 상기 전원부(DC)로부터 전원을 공급받으며, 상기 수광부(320)의 출력 전류에 대응하여 측정 전류를 표시한다. 즉, 상기 지시메타(340)는 수신되는 광량에 의해 소정 전류를 출력하는 수광부(320)에 의해 동작하게 된다. 한편, 상기 지시메타(340)의 동작 전압은 가변 저항(VR3)을 통해 공급되는데, 상기 VR3은 상기 지시메타(340)의 영점을 조절하는 구성이다. 즉, 측정자가 상기 VR3을 조작하여 적절한 저항 값으로 설정함으로서 상기 지시메타(340)의 영점을 결정하게 된다. 상기 부저(350)는 가변 저항(VR4)을 통해 전원부(DC)로부터 전원을 공급받으며, 상기 수광부(320)의 출력 전류에 의해 동작이 제어된다. 즉, 상기 부저(350)는 수신되는 광량에 의해 소정 전류를 출력하는 수광부(320)에 의해 동작하게 된다. 한편, 상기 부저(350)의 동작 전압은 앞에서 언급한 바와 같이 VR4를 통해 공급되는데, 상기 VR4는 상기 부저(350)의 동작점을 결정하게 된다. 또한, 본 발명은 앞에서 개시한 구성 외에 전원부(DC)로부터 출력되는 전압을 혈관 탐색장치로 제공할 것인지를 결정하는 전원 스위치(SW)를 가진다. 즉, 상기 전원 스위치(SW)는 앞에서 도 1을 참조하여 설명한 전원 스위치에 대응한다. 즉, 측정자의 조작에 의해 온이 이루어지면 전원부(DC)로부터 출력되는 소정 레벨의 직류 전압을 상술한 구성들로 공급함으로서 본 발명에 따른 동작이 이루어지도록 한다. 또한, 본 발명에서는 상기 전원 스위치(SW)를 통해 공급되는 전압이 상기 수광부(320)의 출력단으로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 전원 스위치(SW)의 출력과 상기 수광부(320)의 출력 사이에 다이오드(D1)가 역 바이어스 되도록 연결한다. 즉, 상기 D1을 구비하는 것은 공급 전압에 의해 상기 지시메타(340), 부저(350)가 오 동작하는 것을 방지하기 위함이다.

도 4에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관 탐색 동작시 도 1에서 도시한 헤드(110)가 피부에 밀착되는 형태들을 도시한 도면이다. 상기 도 4의 (a)와 (b)에서 개시하고 있는 형태는 힘이 한쪽으로 치우쳐 헤드(110)의 전면부가 피부에 균등하게 밀착되지 않고 일부가 들려 있음을 보여주고 있다. 이 경우는 송광부(310)에 의해 발생되는 적외선 중 외부로 분산되는 광량이 증대할 뿐만 아니라 수광부(320)가 최대 광량을 수집할 수 없어 바람직하다고 할 수 없다. 상기 도 4의 (c)에서 개시하고 있는 형태는 헤드(110)의 전면부가 피부에 바람직하게 밀착되어 있는 예를 보여주고 있다. 이 경우는 송광부(310)에 의해 발생되는 최대 적외선을 피부 속으로 침투시킬 수 있을 뿐만 아니라 수광부(320)가 최대 광량을 수집할 수 있는 바람직한 형태라 할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에서 제안하고 있는 혈관 탐지 동작에 따른 혈관 탐색장치의 이동방향을 개념적으로 도시한 도면이다. 상기 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이 혈관 탐색을 위해서는 혈관 탐색장치의 헤드(110)를 존재할 것으로 예측되는 혈관과 수직이 되도록 이동시키며 탐색을 수행하여야 한다.

이하 앞에서 개시한 구성을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작은 크게 적외선을 발생하는 송광 동작과 수신된 광선에 의해 측정 결과를 알리는 수광 동작으로 구분할 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송광 동작을 설명하도록 한다.

송광동작

혈관 탐색을 위해 혈관 탐색장치에 구비된 전원 온 버튼(128)이 측정자에 의해 조작되면 도 3에서 개시하고 있는 전원 스위치(SW)가 스위칭 되어 전원부(DC)의 전압이 상기 혈관 탐색장치 내부 회로로 공급된다. 상기 전원부(DC)로부터 공급되는 동작 전압은 송광부(310)를 구성하는 고정 저항 R1과 VR1을 통해 두 개의 적외선 다이오드인 LED1과 LED2로 공급된다. 이때, 측정자는 도 1에서 개시하고 있는 투광량 조절 스위치(132)를 조작하여 상기 LED1과 LED2로 공급되는 전압 크기를 조절한다. 상기 전압 크기의 조절은 피 측정자의 피부 상태와 주변 환경을 고려하여 이루어져야 할 것이다. 예를 들면, 피부 색이 옅은 경우에는 광량이 작아지도록 조절하여야 할 것이며, 피부 색이 검은 경우에는 광량이 커지도록 조절하야야 할 것이다. 상기 LED1과 LED2는 크기가 조절된 전압에 의해 점등되어 적외선을 생성한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 투광량 조절 스위치(132)로서 가변 저항 VR1을 개시하고 있다. 즉, 측정자는 상기 VR1의 저항 값을 결정함으로서 상기 LED1과 LED2로 공급되는 전압을 조절하게 되며, 상기 조절된 전압에 의해 상기 LED1과 LED2에 의해 발생되는 적외선의 광량을 조절하게 되는 것이다. 상기 VR1의 저항 값을 조절함으로서 공급 전압의 크기를 조절하는 것은 이미 공지된 기술이라 할 것이며, 공급 되는 전압의 크기가 적외선이 광량을 결정함은 자명할 것이다. 한편, 상기 적외선 광량 조절이 요구되는 것은 앞에서도 개시하였지만 측정하고자 하는 사람의 피부 상태가 동일하지 않기 때문에 피측정자의 피부 상태에 따라 최적의 측정이 이루어질 수 있도록 하기 위해서다. 예컨대, 초기에는 평균치의 광량이 발생될 수 있도록 투광량 조절 스위치(132)를 중앙에 위치시킨 후 피부가 얇고 흰 경우에는 VR1의 저항 값을 감소시켜 발생되는 적외선의 광량이 작아지도록 한다. 이에 반하여, 피부가 두껍고 검은 경우에는 적외선의 투광이 어려움에 따라 VR1의 저항 값을 증대시켜 발생되는 적외선의 광량이 증가되도록 한다. 또한, 전원부(DC)로부터의 동작 전압 공급이 개시되면 상술한 송광부(310)의 동작과 더불어 전원상태 표시부(330)도 연동하게 된다. 즉, 상기 전원 스위치(SW)를 통해 공급되는 전압은 전원상태 표시부(330)를 구성하는 가변 저항(VR5)을 통해 발광 다이오드(LED3)를 구동시켜 점등되도록 함으로서 동작 전압의 공급이 정상적으로 이루어지고 있을 측정자에게 알리게 된다. 하지만, 상기 전원부(DC)로부터 공급되는 전압의 크기가 소정 측정 전압보다 작은 경우에는 상기 LED3은 정상적인 동작을 수행할 수 없음에 따라 점멸된다. 상기 LED3이 점멸되었다는 것은 전원부(DC)로부터 공급되는 전압이 저전압임을 의미한다. 한편, 상기 저전압 상태를 검사하기 위해서는 앞에서도 언급한 바와 같이 소정 측정 전압이 요구되는데 상기 측정 전압은 상기 전원상태 표시부(330)에서 포함하고 있는 VR5에 의해 조절이 가능하다. 또한, 상기 VR5는 전압 저하를 알리는 LED3의 점등 휘도를 조절하기도 한다.

상술한 동작에 의해 적외선 발생이 이루어지면 측정자는 혈관 탐색과정을 수행하게 된다. 상기 측정자가 수행하게 되는 측정 동작을 보다 구체적으로 설명한다. 측정자는 적외선 발생이 이루어지면 적외선이 송출되고 있는 헤드(110)의 전면부를 탐색하고자 하는 피부에 밀착시킨다. 이때, 전면부를 피부에 밀착시킴에 있어 적외선이 밖으로 방출되지 않도록 주의하여야 한다. 도 4에서는 상기 전면부가 피부에 밀착될 수 있는 여러 가지 예들을 개시하고 있다. 상기 도 4의 (a)와 (b)에서 개시하고 있는 형태는 힘이 한쪽으로 치우쳐 헤드(110)의 전면부가 피부에 균등하게 밀착되지 않고 일부가 들려 있음을 보여주고 있다. 상기 도 4의 (c)에서 개시하고 있는 형태는 헤드(110)의 전면부가 피부에 바람직하게 밀착되어 있는 예를 보여주고 있다. 또한, 헤드(110)를 피부 면에 너무 힘껏 밀착시키면 혈액의 흐름에 방해를 주어 혈관 탐색시 오, 동작의 원인으로 작용할 수 있다. 상술한 바와 같이 헤드(110)의 전면부가 피부에 바람직하게 밀착되면 상기 송광부(310)에 의해 발생되는 적외선은 피부 속으로 균등하게 침투하게 된다.

한편, 측정자는 헤드(110)의 전면부가 피부에 정상적으로 밀착되었다고 판단되면 상기 헤드(110)의 전면부를 피부 면을 따라 자연스럽게 이동시켜 혈관 탐지를 시작한다. 이때, 전면부를 이동시키는 방향은 예상되는 혈관의 흐름, 즉 혈맥의 수직 방향으로 이동시킨다. 이에 따른 바람직한 예는 도 5에서 도시하고 있는 바와 같다. 상기 도 5를 통해서도 알 수 있는 바와 같이 예측되는 혈맥(516)의 수직 방향으로 헤드(110)의 전면부를 왕복 이동시키면서 탐색을 진행한다. 상기 헤드(110) 전면부의 진행방향은 참조번호 510, 512, 514와 같이 나타낼 수 있다. 이때, 피부표면을 따라 이동하는 헤드(110) 전면부의 이동 속도(탐색 속도)는 1초에 1센티미터(cm) 정도를 이동시키는 것이 바람직할 것이다.

이때 주의하여야 할 사항으로는 주변의 밝기를 적절하게 조절하여 너무 밝지 않도록 하여야 할 것이며, 혈관을 탐색하고자 하는 피부 표면의 이물질을 제거한다. 그 이유는 너무 밝은 화소(태양, 백열구의 직사 등)에서는 적외선 혼입으로 인하여 측정시 오 동작이 발생할 수 있다, 또한, 피부 표면의 이물질을 제거하는 것은 혈관 탐색장치의 헤드(110) 이동에 있어 방해가 될 뿐 아니라 이물질이 수광부(320)에 구비된 수광소자를 흐리게 할 우려가 있기 때문이다. 따라서, 바람직하기로는 형광등 40Vx 2인 실내에서 등과의 거리가 약 2미터 정도가 적합하며, 측정하고자 하는 피부는 이물질을 제거하여야 한다. 또한, 혈관 탐색장치를 구성하는 헤드(110) 중 피부에 밀착되는 부분은 철판, 시멘트 등과 같이 표면이 거친 곳에 마찰되지 않도록 주의하여야 하며, 사용 전에는 부드러운 천으로 닦아주어야 한다.

상술한 측정자의 동작에 의해 송광부(310)로부터 송출되는 적외선은 피부 속으로 균등하게 침투하게 된다. 한편, 피부 속으로 침투한 적외선은 피부의 소정 깊이에서 반사되어 침투된 방향의 역 방향으로 되돌아나오게 된다. 이때, 혈관 등과 같이 피부 속의 장애물을 제외한 부분에서는 반사광이 흡수되어 외부로 출력되지 못하게될 것이며, 그렇지 않은 부분에서는 침투 경로의 역 방향을 통해 외부로 출력될 것이다. 상기 피부 속으로 침투한 적외선의 진행의 일 예는 도 2에서 개시하고 있는 바에 의해 알 수 있다. 상기 도 2에서 보면, 피부 속에서 반사된 적외선 중 혈관을 만나지 않은 적외선(214)은 그대로 출력됨을 볼 수 있으나 혈관(212)에 부딪친 적외선은 흡수되어 출력되는 반사광이 존재하지 않음을 알 수 있다.

다음으로, 앞에서 언급한 바와 같은 원리로 인해 되돌아오는 적외선을 수광하여 혈관 탐색 여부를 결정하는 동작에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

수광동작

피부 속의 소정 깊이에서 반사되어 되돌아오는 반사광은 혈관 탐지장치를 구성하는 헤더(110)의 수광부(320)에 의해 수집된다. 즉, 상기 반사광은 상기 수광부(320)를 구성하는 수광소자로 인가되며, 상기 수광소자는 인가되는 반사광의 광량에 대응하는 전기적 신호를 발생한다. 따라서, 혈관이 존재하지 않는 부위에서는 피부 속에서 반사되어 되돌아나오는 반사광이 수광소자에 의해 수집될 것이나 혈관이 존재하는 부위에서는 반사광이 흡수되어 반사광이 차단되거나 미량의 반사광만이 수광소자에 의해 수집될 것이다. 즉, 혈관의 존재 여부에 의해 수집되는 광량이 차별화된다고 말할 수 있다. 상기 소광소자에 의해 발생되는 전기적 신호는 전류, 전압을 모두 포함하는 의미이다. 상기 반사광에 의해 수광소자가 전기적 신호를 생성하게 되면 상기 전기적 신호에 의해 가변 저항 VR2에는 전압이 걸리게 된다. 따라서, 상기 VR2에 분압된 전압은 Q1의 바이어스 전압으로 공급된다. 상기 바이어스 전압에 의해 상기 Q1은 스위칭 동작을 수행하여 턴-온 또는 턴-오프된다. 즉, 상기 수광소자에 의해 변환된 전기적 신호가 상기 Q1이 스위칭 동작을 제어하게 된다. 또한,상기 전기적 신호가 상기 Q1이 스위칭 동작하는데 요구되는 바이어스 전압보다 크다고 하더라도 인가되는 전압의 레벨에 의해 상기 Q1의 증폭도가 결정되어 출력 전압의 레벨을 변화될 것이다. 상기 Q1의 스위칭 동작 및 출력되는 전압 레벨에 의해 Q2의 동작이 결정된다. 만약, 상기 Q1이 혈관으로 인하여 턴-오프되면 상기 Q2는 스위칭 동작하여 점선 ⓑ의 전류 경로가 형성된다. 하지만, 상기 Q1이 턴-온되면 상기 Q2는 턴-오프되어 점선 ⓑ의 전류 경로를 차단한다.

상술한 수광부(320)의 동작을 정리하면, 혈관이 없을 경우에는 Q1의 베이스로 인가되는 전압이 높아진다. 이때, R2로 공급되는 전압 중 R4쪽, 즉 Q2의 베이스로 인가되는 전압이 R3으로 인가되는 전압에 비해 상대적으로 작아져 점선 ⓑ의 전류가 차단된다. 반대로, 혈관이 존재하는 경우에는 Q1의 베이스로 인가되는 전압이 낮아진다. 이때, R2로 공급되는 전압 중 R4쪽으로 인가되는 전압이 상대적으로 상승하여 점선 ⓑ의 전류가 증가하게 된다. 그 이유는 Q2의 내부 저항이 베이스 전압에 의해 변화하기 때문이다.

한편, 상술한 수광부(320)의 동작에 의해 차단되거나 형성되는 점선 ⓑ의 경로에 의해 지시메타(340) 및 부저(350)는 동작하게 된다. 상기 수광부(320)의 출력은 지시메타(340)와 부저(350)의 입력으로 제공된다. 상기 지시메타(340)는 상기 입력되는 수광부(320)의 출력에 의해 소정 전류 눈금을 가리키게 된다. 즉, 상기 수광부(320)를 구성하는 Q2가 온되면 상기 지시메타(340)의 영점을 조절하는 VR3를 통해 제공되는 동작 전압에 의해 상기 지시메타(340)의 지시자는 움직이게 된다. 상기 지시메타(340)의 지시자가 움직인다는 것은 혈관의 존재가 탐색되었음을 의미한다. 하지만, 상기 Q2가 오프되면 동작 전압 공급 경로가 차단됨에 따라 상기 지시메타(340)는 동작을 수행할 수 없게 된다. 이는 현재 혈관 탐색을 수행하고 있는 피부 속에는 혈관이 존재하지 않음을 의미한다.

또한, 상기 부저(350)는 상기 입력되는 수광부(320)의 출력에 의해 부저음을 발생한다. 즉, 상기 Q2가 온되면 상기 부저(350)의 동작점을 조절하는 VR4를 통해 제공되는 동작전압에 의해 부저음을 생성하게 된다. 하지만, 상기 Q2가 오프되면 동작전압 공급 경로가 따라 상기 부저(350)는 동작을 수행할 수 없게 된다. 상기 부저(350)도 앞에서 동작을 설명한 지시메타(340)와 같이 현재 탐색 중인 피부 속에 혈관이 존재하는 경우 부저음을 발생하며, 그렇지 않는 경우에는 부저음을 발생하지 않는다.

상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 구성과 동작을 설명함에 있어 상세하게 개시하지는 않았으나 혈관 탐색장치의 헤드에 표시장치를 추가하여 측정가의 요구 또는 혈관 탐색에 의해 측정 지점을 표시하도록 구현할 수 있다. 이때, 혈관 탐색에 의해 표시장치를 구동시키기 위해서는 제어를 수행하는 별도의 하드웨어 구성과 더불어 제어 프로그램을 추가하여야 할 것이다.

한편, 상술한 본 발명의 일 실시 예에서는 피부 속에서 반사되어 되돌아나오는 적외선을 통해 혈관을 측정하는 동작을 개시하였다. 하지만, 다른 실시 예로서 혈관에 의해 흡스되지 않고 반사되는 광선을 사용하여 피부 속으로 침투시킨 광선이 혈관에 의해 반사되어 되돌아오는 원리를 이용하여 구현할 수 있다. 이 경우에는 앞에서 개시한 본 발명의 일 실시 예에 따른 수광부(320)의 동작과는 반대 동작을 행하도록 수광부를 구성하여야 한다.

또한, 앞에서 개시한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 혈관을 측정함에 있어 빛이 아닌 파장을 가지는 광선을 이용함으로서 주변의 환경과 피 측정자의 피부 상태에 영향을 덜 받도록 하는 혈관 탐색장치를 구현함으로서 그 효율을 증대시키는 효과가 있다. 또한, 혈관 탐색을 유관으로 하지 않고 지시메타를 통해 탐색이 가능함으로서 사용상의 편의를 제공하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 동작전압을 발생하는 전원부와,

   측정자의 조작에 의해 상기 동작전압의 공급 경로를 스위칭 하는 전원 스위치와,

   상기 전원 스위치를 통해 제공되는 동작전압을 입력으로 하여 발생한 적외선을 피부 속으로 송출하는 송광부와,

   상기 피부 속의 소정 깊이에서 반사되어 되돌아오는 적외선을 수광소자를 통해 수집하여 전기적 신호로 측정하고, 상기 측정한 전기적 신호를 증폭하여 출력하는 수광부와,

   상기 동작전압과 상기 수광부의 출력을 입력으로 하여 상기 수광부의 출력에 대응하는 전류 값을 측정하는 지시메타와,

   상기 측정자의 조작에 의해 상기 지시메타의 영점을 조절하는 제1가변 저항과,

   상기 동작전압과 상기 수광부의 출력을 입력으로 하여 부저음을 발생하는 부저와,

   상기 측정자의 조작에 의해 상기 부저의 동작점을 조절하는 제2가변 저항과,

   상기 전원 스위치를 통해 제공되는 동작전압을 입력으로 하여 상기 동작전압의 저전압 상태를 측정한 후 표시하는 전원상태 표시부와,

   상기 측정자의 조작에 의해 상기 저전압 상태를 측정함에 있어 요구되는 기준 전압을 조절하는 제3가변 저항을 포함함을 특징으로 하는 혈관 탐지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 송광부는,

   상기 측정자의 조작에 의해 상기 입력되는 동작전압을 가변시켜 적외선의 광량을 조절하는 제3가변 저항과,

   상기 제3가변 저항을 통해 제공되는 동작전압을 입력으로 하여 발생한 적외선을 피부 속으로 송출하는 적어도 하나의 적외선 다이오드로 구성됨을 특징으로 하는 혈관 탐색장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 수광부는,

   상기 피부 속에 위치한 혈관에 의해 반사되어 되돌아오는 적외선을 수집하여 전기적 신호로 변환하는 적외선 센서와,

   상기 적외선 센서에 의해 변환된 전기적 신호를 소정 증폭하는 방송채널은 상기 방송채널 메시지를 상기 메인 셀 내에 위치하고 있는 모든 이동통신단말기들로 동시에 제공이 가능한 채널들을 모두 포함함을 특징으로 하는 이동통신시스템에서 페이징 경고모드 결정방법.