초록 ▼

3. 연구개발 결과
비분산성 적외선 분광학((Non-Dispersive Infrared Spectroscopy ; NDIR)을 이용하여 개발한 CO₂ 센서는 적외선 공급원, 감지기, 초퍼 휠, 히터, 서미스터로 구성되며 세 가지 특정영역 (CO₂ 기준 셀, 개방영역, 어둡거나 폐쇄된 영역)을 가진 초퍼 휠을 개발함으로서 다른 시스템의 요소에 영향을 받지 않고, 과도한 환자 분비물에 영향받지 않으며 정확한 CO₂ 농도 값을 측정 할 수 있었다. 또한 self-calibr

3. 연구개발 결과
비분산성 적외선 분광학((Non-Dispersive Infrared Spectroscopy ; NDIR)을 이용하여 개발한 CO₂ 센서는 적외선 공급원, 감지기, 초퍼 휠, 히터, 서미스터로 구성되며 세 가지 특정영역 (CO₂ 기준 셀, 개방영역, 어둡거나 폐쇄된 영역)을 가진 초퍼 휠을 개발함으로서 다른 시스템의 요소에 영향을 받지 않고, 과도한 환자 분비물에 영향받지 않으며 정확한 CO₂ 농도 값을 측정 할 수 있었다. 또한 self-calibration을 보았다. 센서 하우정 안에 마운트 된 유동성 있는 저항요소를 선택하고, 서미스터에 히터 제어회로에 의해 온도를 되먹임 시킴으로서 warm-up 시간을 단축시켰다.
16-bit microprocessor를 이용하여 모든 기능을 수행하였으며 향후 중앙집중제어 시스템과의 접속을 위한 예비 직렬포트를 제공하였다. 일반적으로 발생하는 문제점 및 기존의 외국산 제품이 갖고 있는 문제점을 해결하여 정확성을 가진 감지기 및 감지기 모듈을 개발하였다.
ETCO₂ 농도 측정 장치를 국산화하여 각급 의료 기관으로 보급을 확대하기 위한 취지에 부합하기 위하여 안정성과 저비용성이 충실히 고려된 시스템을 개발하였다. 특히 장치 관련 기술의 향후 확장성을 고려하여 Intel 86 계열 프로세서와 호환성을 갖는 Am186ES microcontroller를 주 처리장치로 선택하였다. AM186ES 칩의 경우 주변장치를 내장한 형태의 embedded processor로서 안정성과 저비용성이라는 개발 취지에 부합하며, 장기적으로 고급형 장비의 개발에 Intel 계열의 시스템 활용이 가능할 수 있다. 또한 측정 데이터를 비휘발성 메모리에 장기간 저장할 수 있도록 설계되었다. 즉 전원에 이상이 발생하는 경우에 저장된 데이터는 손상되지 않으며 향후 전원이 원상회복 되는 경우 저장된 데이터를 이용하여 문제 발생의 원인 등을 추정하는 데 이용할 수 있다. 디스플레이 제어부의 경우 LCD를 이용하여 측정 데이타 및 제어에 관한 정보를 표시하여주며 장치의 상태 정보를 표시하여주는 기능을 갖는다. 향후 환자감시 장치의 용도에 따라서는 CRT나 EL 등과 같은 디스플레이 장치를 이용할 수 있도록 장치를 변형하는 경우에 대비하여 이들 장치와의 S/W 호환성이 보장된 제어기를 이용하였다.
다섯 개의 버튼 조작으로 기기를 작동할 수 있게 설계함으로서 사용자들이 쉽게 사용하도록 하였다. 또한 Service Mode를 추가하여 기기의 유지 및 보수 측면도 고려하였다. 심전도, 산소포화도, 침습적 동맥압 등을 측정하여 활력 증후의 변화를 관찰하고 일회 호흡량의 변화를 측정하여 기기의 부착으로 인한 문제가 없음을 확인하였다. ETCO₂농도와 그 당시 동맥혈 CO₂농도를 측정하여 그 차이를 관찰한 후 정확성을 확인하였다. 기기의 위치와 연결라인으로 인한 사용상의 불편함이 없었으며 호기 속에 포함된 습기로 언한 이슬 맺힘 또는 분비물로 인한 문제점이 없음을 확인하였다. 모니터에 표시된 그래프나 숫자를 쉽게 판독할 수 있었으며, 기기 운반의 편리성도 확인하였다. 본 기기가 상품화에 이어질 수 있도록 신뢰성을 확보하기 위해 지속적인 실험이 필요하겠다.
앞으로 다양한 동물실험과 임상적용을 통해 안정성 및 신뢰성을 확보하는 둥의 지속적이 연구가 필요하겠으며 향후 1 년 이내에 제품으로 이어질 수 있도록 할 예정이다.

Abstract ▼

3. Results
The CO₂ measurement is based on the infrared absorption characteristic of CO₂ molecules. The CO₂ sensor uses non-dispersive infrared spectroscopy to measure the amount of CO₂ present at the end of exhalation(End Tidal CO₂ or ETCO

3. Results
The CO₂ measurement is based on the infrared absorption characteristic of CO₂ molecules. The CO₂ sensor uses non-dispersive infrared spectroscopy to measure the amount of CO₂ present at the end of exhalation(End Tidal CO₂ or ETCO₂).
The mainstream measurement technique employes a CO₂ sensor and an adapter in the airway circuit of intubated patients. The CO₂ sensor his six basic components : an infra-red(IR) source, detector, chopper wheel, heater, thermistor, 때d non-volatile memory. The chopper wheel has three distinct areas; a CO₂ reference cell, an open area, and a dark, or closed area. The dark area of the chopper wheel provides a zero reference for the detector with each rotation. By basing the CO₂ concentration on the ratio of these signals, the CO₂ measurement is immune to variability in system components, withstands excessive patient secretions, and provides accurate CO₂ values. This non-dispersive infrared technology measures CO₂ with a single beam design that results in a self calibrating system. The mainstream sensor heater is used to elevate the CO₂ sensor temperature. There are two reasons for doing this. One is to keep the airway windows clear of condensation. The second is to maintain a stable detector temperature due to its output being affected by temperature. The heater consists of a flexible resistive element mounted within the sensor housing. A thermistor provides temperature feedback to the heater control circuitry. The sidestream sample, drawn from a nasal cannula or airway tee, passes through a water trap to eliminate moisture. The sidestream sensor, or bench, therefore does not use a heater. Using thermistor feedback to monitor internal bench temperature, the measurement is temperature compensated during CO₂ computation. Aside from the absence of a heater, the sidestream bench operates in the same manor as the mainstream sensor.
In the future we need a continuous research on the stability and reliability through various animal experiments and clinical application. After a year, we will produce patient monitoring systems on a commercial scale.