KR20030032809A - Apparatus for diagnosing disease by detecting properties of red blood cells and diagnosing method thereof - Google Patents

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KR20030032809A
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장준근
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조한상
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장준근
정석
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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for diagnosing disease using physical characteristics of erythrocyte are provided to detect easily the physical characteristics of erythrocyte by improving a structure of a micro chip and a structure of an optical detection member. CONSTITUTION: A micro chip(210) is fixed to a fixing plate(230). An optical detection member(220) is arranged on an upper portion of the micro chip(210). The optical detection member(220) is formed with a microscope or a lens array. A charge coupled device(255) is connected to the optical detection member(220). A frame grabber(250) is connected to the charge coupled device(255). An analysis device(260) is used for analyzing an obtained image and outputting an analyzed result. An optical generation member(245) is arranged at a lower portion of the fixing plate(230) in order to irradiate the light to the micro chip(210). A fixing member(240) is formed at one side of the fixing plate(230).

Description

적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법{Apparatus for diagnosing disease by detecting properties of red blood cells and diagnosing method thereof}Apparatus for diagnosing disease by detecting properties of red blood cells and diagnosing method according to physical properties of red blood cells

본 발명은 적혈구의 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개선된 구조의 마이크로 칩과 광학 검출 수단을 구비하여 혈액에 포함된 적혈구의 물리적 특성을 용이하게 검출함으로써, 적혈구에 관련되는 각종의 질환을 진단할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for diagnosing a disease using a characteristic of a red blood cell and a diagnostic method thereof, and more particularly, by easily detecting a physical characteristic of a red blood cell included in blood by including an improved microchip and optical detection means. The present invention relates to a disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of red blood cells capable of diagnosing various diseases related to red blood cells, and a diagnostic method thereof.

통상적으로 백혈구, 혈소판 등과 함께 사람의 혈액을 구성하는 성분 가운데 하나인 적혈구는 가운데가 막힌 도넛 모양을 하고 있으며, 약 8∼12㎛ 정도의 직경과 약 1∼2㎛ 정도의 두께를 갖지만 매우 유연하기 때문에 모세관과 같은 좁은 필터를 빠른 속도로 통과할 수 있다. 이와 같이, 적혈구가 필터를 통과하는 동안 변형되는 정도, 형상 및 통과 속도 등의 적혈구에 대한 정보는 혈액학적 질병의 진단에 이용된다. 예를 들면, 적혈구에 대한 정보는 일반적으로 혈액 속의 단위 부피 당 적혈구의 개수(Red Blood Count; RBC), 단위 부피 당 헤모글로빈(hemoglobin)의 양, 적혈구의 부피 및 각 적혈구 당 헤모글로빈의 농도 등에 관련된다.In general, red blood cells, which are one of the constituents of human blood together with white blood cells and platelets, have a donut shape with a clogged center, and have a diameter of about 8 to 12 μm and a thickness of about 1 to 2 μm, but are very flexible. This allows them to pass through narrow filters such as capillaries at high speed. As such, information about the erythrocytes, such as the degree, shape, and rate of passage of the erythrocytes as they deform during the passage of the filter, is used to diagnose hematological diseases. For example, information about erythrocytes generally relates to the number of red blood cells per unit volume (RBC) in the blood, the amount of hemoglobin per unit volume, the volume of erythrocytes, and the concentration of hemoglobin per erythrocyte. .

현재, 많은 연구를 통하여 스트레스 상에서 적혈구의 형상이 변화하는 특성을 말하는 적혈구의 RBC 변형성(deformability)이 암과 같은 질병이 발병된 세포의 괴사 현상과 관련을 갖는 다는 사실이 증명되고 있다. 예를 들면, Cohen은 "Influence of tumor burden on red cell deformability by tumor growth"에서 L1210 백혈병(leukemia) 세포와 루이스 폐암(Lewis lung carcinoma) 세포를 실험용 쥐에 이식한 결과 암세포의 고사와 적혈구의 변형성 감소가 동시에 발생함이 확인하였고, Dintefass는 "Dome aspects of hemorheology of metastasis in malignant melanoma"를 통하여 흑색종에 관하여 혈액의 점도가 증가함과 동시에 적혈구의 변형성이 감소됨을 보고하였으며, Sevick과 Jain은 "Effect of red blood cell rigidity on tumor blood flow: increase in viscous rigidity during hyperglycemia"을 통하여 적혈구를 인공적으로 단단하게 단들 경우에는 세포 내의 혈류 흐름에 장애가 생기고 혈액의 유량이 감소함을 확인하였다.Currently, many studies have demonstrated that the RBC deformability of red blood cells, which is a characteristic of changing the shape of red blood cells under stress, is associated with necrosis of cells that develop diseases such as cancer. Cohen, for example, transplanted L1210 leukemia cells and Lewis lung carcinoma cells into experimental mice in the "Influence of tumor burden on red cell deformability by tumor growth", resulting in cancer cell death and reduced red blood cell deformability. And Dintefass reported that "Dome aspects of hemorheology of metastasis in malignant melanoma" increased blood viscosity and decreased red blood cell deformability with respect to melanoma, and Sevick and Jain reported that "Effect Of red blood cell rigidity on tumor blood flow: increase in viscous rigidity during hyperglycemia.

또한, 국내에서도 박석원의 "악성종양환자의 혈액 점도와 적혈구 변형성에 관한 연구"에서 적혈구의 필터링 시간을 측정하여 컨트롤 혈액, 요도암 환자의 혈액, 위암 환자의 혈액을 비교한 결과, 적혈구 필터링 시간에 통계적으로 차이가 있음이 확인되었으며, 오도훈의 "은행나무 추출물(Ginkgo biloba extract)이 마우스 적혈구의 변형성에 미치는 영향"을 통해서도 적혈구의 변형성을 측정하기 위하여 필터링 방법을 사용한 결과, 일반적인 쥐의 경우에는 전체 필터링 시간이 평균적으로 약 11.8초가 소요되는 것에 비하여 암에 걸린 쥐의 경우에는 평균 약 33.1초가 걸리는 것으로 확인할 수 있다.In addition, in Korea, Park Seok-won's "Study on Blood Viscosity and Erythrocyte Deformation in Patients with Malignant Tumors" measured the filtration time of red blood cells and compared the blood of control blood, urethral cancer patients, and gastric cancer patients. The difference was statistically confirmed. Also, the result of using the filtering method to measure the erythrocyte deformability through Oh Do Hoon's "Influence of Ginkgo biloba extract on the deformability of mouse erythrocytes." The average filtering time is about 11.8 seconds, compared to 33.1 seconds in the case of cancer mice.

전술한 바와 같이, 적혈구의 변형성은 암과 같은 질병과 깊은 연관을 갖고있으며, 이러한 적혈구의 변형성의 연구를 통하여 당뇨병이나 말라리아 등과 같은 혈액과 관련되는 질병뿐만 아니라 암의 조기 진단을 가능하게 하는 방법이 연구되고 있다.As described above, the deformability of red blood cells is deeply associated with diseases such as cancer, and the study of the deformability of these red blood cells allows for early diagnosis of cancer as well as blood-related diseases such as diabetes and malaria. Is being studied.

한편, 국제 특허출원 공개공보 제 93-701749호(발명의 명칭: 피검사자의 혈액 검사 장치)에는 혈액 내의 적혈구, 백혈구 또는 혈소판의 개수를 측정하여 이를 기초로 질병을 진단할 수 있는 혈액 검사장치가 제시되어 있다. 그러나, 상기 국제특허에 개시된 혈액 검사 장치는 적혈구 등의 개수만을 측정하여 질병의 유무를 판단하기 때문에 적혈구의 변형성에 관련된 질병은 판단하기 어렵다.On the other hand, International Patent Application Publication No. 93-701749 (name of the blood test apparatus of the examinee) proposes a blood test apparatus that can measure the number of red blood cells, white blood cells or platelets in the blood and diagnose the disease based thereon. It is. However, since the blood test apparatus disclosed in the international patent determines the presence or absence of a disease by measuring only the number of red blood cells and the like, it is difficult to determine a disease related to deformability of red blood cells.

또한, Robert S. Frank 등에게 허여된 미국특허 제 5,798,827호에는 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치가 제시되어 있다.In addition, US Pat. No. 5,798,827 to Robert S. Frank et al. Discloses a device capable of determining the shape of red blood cells.

도 1은 상기 미국특허 제 5,798,827호에 개시된 유체 내에서 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치의 개략적인 도면을 도시한 것이다.1 shows a schematic diagram of a device capable of determining the shape of red blood cells in a fluid disclosed in U.S. Patent No. 5,798,827.

도 1을 참조하면, 상기 적혈구의 형태를 판별하는 장치는 유체 시스템(10)에 부착되어 희석된 적혈구 시료가 통과하는 유체 셀(15)을 구비한다. 상기 유체 셀(15)에는 적혈구가 하나씩 지나가도록 측정 개구(20)가 형성되며, 측정 개구(20)의 양측에는 전원(30)에 연결되어 측정 개구(20)에 전기장을 형성하기 위한 전극(25)이 제공된다. 상기 측정 개구(20)는 그 내부를 지나는 적혈구에 의해 산란되는 광을 측정할 수 있도록 배치된다.Referring to FIG. 1, the device for determining the shape of red blood cells includes a fluid cell 15 attached to the fluid system 10 and through which a diluted red blood cell sample passes. In the fluid cell 15, a measurement opening 20 is formed to pass red blood cells one by one, and electrodes 25 for connecting an electric power source 30 to both sides of the measurement opening 20 to form an electric field in the measurement opening 20. ) Is provided. The measurement opening 20 is arranged to measure the light scattered by the red blood cells passing therein.

광원(35)은 상기 측정 개구(20)에 광을 조사하도록 배치되며, 광원(35)에 대향하도록 배치되며, 전기 저항 검출기(40)와 산란광 검출기(45)를 포함하는 검출수단(50)에 의하여 광원(35)으로부터 조사되어 적혈구로부터 산란되는 광이 검출된다. 전기 저항 검출기(40) 및 산란광 검출기(45)는 각기 디지털화 수단(60), 기록 수단(65) 및 연산 수단(70)을 구비하는 컴퓨터(55)에 연결된다. 컴퓨터(55)는 적혈구에 의해 산란된 전기 및 광 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 바탕으로 하여 각 적혈구의 형상을 판별한다.The light source 35 is arranged to irradiate the light to the measurement opening 20, and is disposed to face the light source 35, and to the detection means 50 including the electrical resistance detector 40 and the scattered light detector 45. By this, light emitted from the light source 35 and scattered from the red blood cells is detected. The electrical resistance detector 40 and the scattered light detector 45 are respectively connected to a computer 55 having a digitizing means 60, a recording means 65 and a calculation means 70. The computer 55 converts the electric and optical signals scattered by the red blood cells into digital signals, and determines the shape of each red blood cell based on this.

그러나, 상술한 적혈구의 형태를 판별하는 장치도 비록 적혈구의 형상 판별에 따른 변형된 적혈구를 파악하여 이와 관련된 질병을 진단할 수는 있지만, 적혈구의 변형성을 측정할 수는 없기 때문에 적혈구의 변형성 자체와 관련된 질병에 대하여서는 판단하기 어려운 문제점이 있다.However, the above-described apparatus for determining the morphology of erythrocytes, although the modified erythrocytes can be identified by diagnosing the morphology of erythrocytes, and the related diseases can be diagnosed, the deformability of erythrocytes cannot be measured. There is a problem that is difficult to judge about the disease involved.

한편, Paul L. Gourley에게 허여된 미국특허 제 6,187,592호에는 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치가 제공된다.On the other hand, US Patent No. 6,187,592, issued to Paul L. Gourley, is provided with a device for measuring the characteristics of red blood cells.

도 2는 상기 미국특허 제 6,187,592호에 제시된 적혈구의 특성을 측정하는 장치의 개략적인 도면이고, 도 3a는 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치 중 미세 공동 부분의 단면도를 도시한 것이며, 도 3b는 도 3a에 도시한 미세 공동의 평면도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of a device for measuring the properties of red blood cells shown in US Pat. No. 6,187,592, and FIG. 3A is a cross-sectional view of a microcavity part of the device for measuring the properties of red blood cells, and FIG. It is a top view of the microcavity shown to 3a.

도 2를 참조하면, 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치는, 상부 거울(80), 하부 거울(85), 수득 매체(90) 및 분석 영역(95)을 포함하며, 그 내부에서 적혈구(105)가 분석되는 공진 광학 공동(100)을 구비한다.Referring to FIG. 2, the apparatus for measuring the characteristics of the red blood cells includes an upper mirror 80, a lower mirror 85, an acquisition medium 90, and an analysis region 95, in which the red blood cells 105 are located. Has a resonant optical cavity 100 to be analyzed.

상기 수득 매체(90)를 활성화시키기 위하여 레이저 펌프(115)가 배치되며, 상기 레이저 펌프(115)로부터 발생되는 광선(110)은 빔 스플리터(125) 및렌즈(130)를 지나 분석 영역(95) 내에 위치하는 적혈구(105)로 조사된다. 또한, 상기 적혈구의 특성을 측정하는 장치는 포토다이오드 분광기(120)와 같은 분석 수단을 더 구비할 수 있다.A laser pump 115 is arranged to activate the acquisition medium 90, and the light beam 110 generated from the laser pump 115 passes through the beam splitter 125 and the lens 130 to the analysis region 95. Irradiated with red blood cells 105 located within. In addition, the device for measuring the characteristics of the red blood cells may further include an analysis means such as a photodiode spectrometer (120).

도 3a를 참조하면, 반도체 기판(150) 상에 다중 반사층인 하부 거울(85)과 수득 매체(90)가 구비되어 레이저 수득 영역이 형성된다. 기판(150) 상에 형성된 다중 유전층인 상부 거울(80)과 절연층 패턴(140)은 적혈구(105)가 분석되는 분석 영역(95)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, the lower mirror 85, which is a multiple reflective layer, and the obtaining medium 90 are provided on the semiconductor substrate 150 to form a laser obtaining region. The upper mirror 80 and the insulating layer pattern 140, which are multiple dielectric layers formed on the substrate 150, form the analysis region 95 in which the red blood cells 105 are analyzed.

도 3b에 개략적으로 도시한 바와 같이, 적혈구(105)가 통과하는 튜브(155)가 분석 영역(95)을 가로질러 형성되며, 튜브(155)와 분석 영역(95)의 단부에 위치하는 게이트(160)에 의해 적혈구(105)의 흐름이 조절된다. 이와 같이, 분석 영역(95)을 지나는 적혈구(105)에 광선(110)을 조사하고, 적혈구(105)로부터 산란되는 광선의 종축 및 횡축 방향 파장의 차이를 분석하여 빈혈의 정도를 측정하게 된다.As shown schematically in FIG. 3B, a tube 155 through which red blood cells 105 passes is formed across the analysis region 95 and has a gate (at the end of the tube 155 and the analysis region 95). 160, the flow of red blood cells 105 is controlled. As such, the red blood cell 105 passing through the analysis region 95 is irradiated with the light ray 110, and the difference between the longitudinal and transverse wavelengths of the light scattered from the red blood cell 105 is analyzed to measure the degree of anemia.

전술한 바와 같이, 종래에는 주로 마이크로 피펫 흡출(micropipette aspiration) 방법이나 여과(filtration) 방법을 이용하여 적혈구의 형상이나 물리적 특성을 측정하였다. 그러나, 마이크로 피펫 흡출 방법의 경우에는 하나의 적혈구를 마이크로 피펫으로 빨아들여 들어오는 양을 측정하기 때문에 하나의 세포를 기준으로 해서는 전체 혈액 속의 적혈구에 대하여 통계적으로 분석하기 어려우며, 정확한 측정을 위해서는 피펫이 모두 균일한 치수를 가져야 하지만 마이크로 피펫의 크기나 형상 및 표면을 모두 동일하게 형성하는 것이 거의 불가능한 단점이 있다.As described above, conventionally, the shape and physical properties of erythrocytes were measured using a micropipette aspiration method or a filtration method. However, in the case of the micro pipette aspiration method, it is difficult to statistically analyze red blood cells in the whole blood based on a single cell because the amount of red blood cells is sucked into the micro pipette. Although it should have uniform dimensions, it is almost impossible to form the same size, shape and surface of the micropipette.

또한, 여과 방법에 있어서도, 주로 다공성 폴리카보네이트 멤브레인(polycarbonate membrane)을 사용하여 전체 시료가 멤브레인을 통과하는 시간을 측정하지만, 이 경우에는 적혈구의 평균적인 특성만 측정할 수 있을 뿐이고, 측정에 많은 혈액이 요구되는 단점이 있다. 더욱이, 각 적혈구의 개별적인 RBC 특성을 파악하기 어려우며, 다양하게 변수를 설정하지 못한다는 문제점이 있다.In addition, in the filtration method, a porous polycarbonate membrane is mainly used to measure the time for the entire sample to pass through the membrane, but in this case, only the average characteristic of the red blood cells can be measured. This is a disadvantage required. Moreover, it is difficult to grasp individual RBC characteristics of each red blood cell, and there is a problem in that various variables cannot be set.

또한, 종래의 적혈구의 특성을 측정하는 장치의 경우에는 적혈구로부터 종축 및 횡축 방향으로 산란되는 파장의 차이를 분석하여 적혈구의 특성을 분석하기 때문에 산란된 파장들을 측정하고 이를 비교 분석하여 특성을 파악하기 위해서 많은 부가적인 장치가 요구되며, 결과를 수득하는 과정에 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 정확한 결과를 얻기가 상당히 어렵다.In addition, in the case of a device for measuring the characteristics of the conventional red blood cells, since the characteristics of the red blood cells are analyzed by analyzing the difference between the wavelengths scattered from the red blood cells in the longitudinal and transverse directions, the scattered wavelengths are measured and compared to determine the characteristics. Many additional devices are required for this, and the process of obtaining the results is not only time-consuming but also very difficult to obtain accurate results.

따라서, 본 발명의 일 목적은 비록 암과 같이 적혈구의 변형성에 연관되는 질환의 선진단 또는 조기 발견에 충분히 활용 가능한 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a device for diagnosing a disease and a method for diagnosing the disease, using physical properties of erythrocytes, which are sufficiently available for advanced diagnosis or early detection of a disease associated with deformability of erythrocytes such as cancer.

본 발명의 다른 목적은 동맥 경화 및 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 경우에 적혈구의 변형성과 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하기 위하여 투약되는 약물의 효과를 직접적으로 평가할 수 있는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to physically evaluate red blood cells, which can directly evaluate the effects of drugs administered to improve blood circulation disorder by controlling the deformity of blood and viscosity of blood in diseases such as atherosclerosis and blood circulation disorder. A disease diagnosis apparatus using the characteristics and a method of diagnosing the same are provided.

본 발명의 또 다른 목적은 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 혈액과 관련되어발생하는 질병의 경우에는 혈액의 점도의 변화에 따른 적혈구의 기계적 특성 변화를 검출하여 혈액과 관련된 질병의 진단이 가능한 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to detect the physical properties of erythrocytes capable of diagnosing diseases related to blood by detecting changes in mechanical properties of erythrocytes according to changes in the viscosity of blood in the case of diseases related to blood, such as diabetes or malaria. It is to provide a disease diagnosis apparatus used and a diagnosis method thereof.

도 1은 종래의 적혈구의 형태를 판별할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram of a device capable of determining the shape of a conventional red blood cell.

도 2는 종래의 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치의 개략적인 도면이다.2 is a schematic diagram of a device capable of measuring the properties of a conventional red blood cell.

도 3a는 도 2에 도시한 적혈구의 특성을 측정할 수 있는 장치 중 미세 공동 부분의 단면도이다.3A is a cross-sectional view of the microcavity portion of the apparatus capable of measuring the characteristics of the red blood cells shown in FIG.

도 3b는 도 3a에 도시한 미세 공동의 평면도이다.FIG. 3B is a plan view of the microcavity shown in FIG. 3A.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 개략적인 사시도이다.4 is a schematic perspective view of a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a microchip applied to the apparatus for diagnosing diseases using physical properties of red blood cells according to the present invention.

도 6a 및 도 6b는 촬영 수단을 통하여 취득한 영상으로부터 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.6A and 6B are schematic diagrams for describing a process of measuring physical properties of red blood cells from an image acquired through an imaging unit.

도 7 및 도 8은 각기 본 발명의 일 실시예에 따른 질환을 진단하는 방법의 수행을 위하여 마이크로 칩에 시료를 주입하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 사시도 및 단면도이다.7 and 8 are schematic perspective views and cross-sectional views illustrating a process of injecting a sample into a microchip for performing a method for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 9 및 도 10은 각기 본 발명의 다른 실시예에 따른 질환을 진단하는 방법의 수행을 위하여 마이크로 칩에 시료를 주입하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 사시도 및 단면도이다.9 and 10 are schematic perspective views and cross-sectional views illustrating a process of injecting a sample into a microchip for performing a method for diagnosing a disease according to another embodiment of the present invention, respectively.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 개략적인 구성도이다.11 is a schematic configuration diagram of a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to another embodiment of the present invention.

도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 영상 처리 수단을 이용하여 적혈구의 물리적인 특성을 측정하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.12A and 12B are schematic cross-sectional views illustrating a process of measuring physical properties of red blood cells using an image processing means according to the present invention.

도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 신호 발생 수단을 통하여 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다.13A and 13B are schematic diagrams for explaining a process of measuring physical properties of red blood cells through a signal generating means according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

200, 400:질환 진단 장치210, 410:마이크로 칩200, 400: Disease diagnosis apparatus 210, 410: Microchip

220, 440:광학적 검출 부재230, 420:고정 플레이트220, 440: optical detection member 230, 420: fixed plate

240, 425:고정 부재245, 430:광 발생 부재240, 425: fixing member 245, 430: light generating member

250:프레임 그래버255:촬영 소자250: frame grabber 255: imaging element

260:분석 장치295:시료 주입 부재260: analyzer 295: sample injection member

297:시료 배출 부재320:필터부297: Sample discharge | release member 320: Filter part

325, 330:제1 및 제2 채널335:유입홀325, 330: first and second channel 335: inlet hole

340:배출홀345:유입 튜브340: discharge hole 345: inlet tube

350:배출 튜브370, 470:적혈구350: discharge tube 370, 470: red blood cells

450:신호 처리 부재460:신호 획득 부재450: signal processing member 460: signal acquisition member

전술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩이 배치되는 고정 플레이트, 상기 마이크로 칩의 상부에 배치되는 광학적 검출 부재, 상기 광학적 검출 부재에 연결되는 촬영 소자 및 상기 촬영 소자에 연결되는 분석 장치를 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object of the present invention, a fixing plate on which a microchip formed with a filter portion through which red blood cells pass is disposed, an optical detection member disposed on the microchip, the optical detection Provided is a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells, including an imaging device connected to a member and an analysis device connected to the imaging device.

상기 광학적 검출 부재는 현미경 또는 렌즈 어레이로 구성되어 상기 마이크로 칩의 필터부를 투과하는 광을 확대하며, 상기 촬영 소자는 연속적인 영상의 촬영을 위하여 CCD 카메라로 구성되어 상기 필터부의 영상을 수득한다. 상기 분석 장치는 상기 촬영 소자에 의해 수득된 영상을 분석하고 결과를 출력하며, 상기 촬영 소자에 연결되어 영상 신호를 디지털 신호로 변환하는 프레임 그래버를 더 포함한다.The optical detection member is composed of a microscope or lens array to enlarge the light passing through the filter portion of the microchip, and the photographing element is configured of a CCD camera for capturing a continuous image to obtain an image of the filter portion. The analyzing apparatus further includes a frame grabber that analyzes an image obtained by the photographing element, outputs a result, and is connected to the photographing element to convert an image signal into a digital signal.

바람직하게는, 상기 질환 진단 장치는 상기 고정 플레이트의 하부에 배치되어 상기 마이크로 칩에 약 350∼450㎚의 파장을 갖는 레이저 광 또는 자외선 광을 조사하는 광 발생 부재를 더 포함한다. 또한, 상기 질환 진단 장치는 상기 마이크로 칩에 피검사자의 혈액을 주입 및 배출하기 위하여 수두 또는 시린지 펌프로 구성된 시료 주입 부재와 주사기 또는 흡입 펌프로 구성된 시료 배출 부재를 더 포함한다.Preferably, the disease diagnosis apparatus further includes a light generating member disposed under the fixing plate to irradiate laser light or ultraviolet light having a wavelength of about 350 to 450 nm to the microchip. In addition, the disease diagnosis apparatus further includes a sample injection member composed of a chickenpox or a syringe pump and a sample discharge member composed of a syringe or a suction pump in order to inject and discharge blood of an examinee into the microchip.

또한, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩이 고정되는 고정 플레이트, 상기 고정 플레이트의 하부에 배치되는 광 발생 부재, 상기 마이크로 칩의 상부에 배치되는 광학적 검출 부재, 상기 광학적 검출 부재에 연결되는 신호 획득 부재 및 상기 신호 획득 부재에 연결되는 신호 처리 부재를 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치가 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in order to achieve the above object of the present invention, a fixing plate to which a microchip formed with a filter portion through which red blood cells pass is fixed, a light generating member disposed below the fixing plate, the micro An apparatus for diagnosing a disease using physical properties of erythrocytes is provided that includes an optical detection member disposed on the chip, a signal acquisition member connected to the optical detection member, and a signal processing member connected to the signal acquisition member.

PMT 또는 포토다이오드를 구비하는 상기 신호 획득 부재는 상기 마이크로 칩 내부를 상기 적혈구가 통과함에 따른 광의 밝기의 변화를 감지하여 전기적인 신호를 발생시키며, 오실로스코프 또는 컴퓨터를 포함하는 상기 신호 처리 부재는 상기 전기적인 신호를 분석하여 결과를 출력한다.The signal acquisition member having a PMT or photodiode generates an electrical signal by detecting a change in brightness of light as the red blood cells pass through the microchip, and the signal processing member including an oscilloscope or a computer may be configured to generate the electrical signal. Analyze the signal and output the result.

또한, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 고정 플레이트 상에 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩을 위치시키는 단계, 상기 고정 플레이트의 하부에 상기 필터부에 광을 조사하는 광 발생 부재를 배치하는 단계, 상기 마이크로 칩의 상부에 상기 마이크로 칩의 필터부를 투과한 광을 확대하는 광학적 검출 부재를 배치하는 단계, 상기 광학적 검출 부재에 촬영 소자를 연결하여 상기 필터부의 영상을 수득하는 단계 및 상기 촬영 소자에 분석 장치를 연결하여 수득된 영상을 분석하고 결과를 출력하는 단계를 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법이 제공된다. 이 경우, 상기 필터부를 통과하는 적혈구의 길이, 형상 및 변형성은 상기 필터부의 하나의 검출 영역에서 상기 적혈구의 영상을 수득하여 판별되며, 상기 필터부를 통과하는 적혈구의 속도는 상기 필터부의 두 곳의 검출 영역에서 상기 두 영역 사이의 거리 및 상기 적혈구의 영상을 수득하여 판별된다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention in order to achieve the above object of the present invention, the step of placing a microchip formed with a filter portion through which red blood cells pass on the fixing plate, the filter unit in the lower portion of the fixing plate Disposing a light generating member for irradiating light, disposing an optical detecting member for enlarging the light transmitted through the filter unit of the microchip, and connecting a photographing element to the optical detecting member to filter the filter; There is provided a disease diagnosis method using physical properties of red blood cells, including obtaining a negative image and analyzing an image obtained by connecting an analysis device to the imaging device and outputting a result. In this case, the length, shape and deformability of the red blood cells passing through the filter part are determined by obtaining an image of the red blood cells in one detection area of the filter part, and the speed of the red blood cells passing through the filter part is detected in two places of the filter part. The distance between the two areas in the area and the image of the erythrocytes are obtained and determined.

또한, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 고정 플레이트 상에 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩을 위치시키는 단계, 상기 고정 플레이트의 하부에 상기 마이크로 칩의 필터부에 광을 포커싱하는 광 발생 부재를 배치하는 단계, 상기 마이크로 칩의 상부에 상기 마이크로 칩의 필터부를 투과하는 광을 확대하는 광학적 검출 부재를 배치하는 단계, 상기 광학적 검출 부재에 신호 획득 부재를 연결하여 상기 적혈구의 통과에 따른 광의 밝기의 변화를 감지하여 전기적인 신호를 발생시키는 단계 및 상기 신호 획득 부재에 신호 처리 부재를 연결하여 상기 전기적인 신호를 분석하여 결과를 출력하는 단계를 포함하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 진환 진단 방법이 제공된다. 이 때, 상기 필터부를 통과하는 상기 적혈구의 길이, 형상 및 변형성은 상기 필터부의 하나의 검출 영역에 상기 광 발생 수단으로부터 발생되는 광을 포커싱하고, 상기 적혈구가 상기 검출 영역을 통과하면서 상기 적혈구의 길이, 형상 및 변형도에 따라 광이 부분적으로 가려지는 것을 감지하여 판별되며, 상기 필터부를 통과하는 상기 적혈구의 속도는 상기 필터부의 제1 및 제2 검출 영역에 상기 광 발생 수단으로부터 발생되는 광을 포커싱하고, 상기 적혈구가 상기 제1 및 제2 영역을 통과하면서 적혈구에 따라 제1 및 제2 검출 영역에서 광이 부분적으로 가려지는것을 측정하고, 상기 적혈구가 제1 및 제2 영역을 이동하는 시간을 측정하여 판별된다.In addition, according to another preferred embodiment of the present invention in order to achieve the above object of the present invention, the step of placing a microchip formed with a filter portion through which red blood cells pass on the fixing plate, the lower portion of the microchip in the fixing plate Disposing a light generating member for focusing light on a filter unit; disposing an optical detecting member on the upper portion of the microchip to enlarge light passing through the filter unit of the microchip; and placing a signal obtaining member on the optical detecting member. Connecting to sense a change in brightness of light due to the passage of red blood cells to generate an electrical signal; and connecting a signal processing member to the signal acquisition member to analyze the electrical signal and outputting a result. A diagnostic method for diagnosing disease using the physical characteristics of the present invention is provided. At this time, the length, shape and deformability of the erythrocytes passing through the filter portion focus the light generated from the light generating means into one detection region of the filter portion, and the erythrocytes pass through the detection region and the length of the erythrocytes. And determining that the light is partially obscured according to the shape and the degree of deformation, and the velocity of the red blood cells passing through the filter unit focuses the light generated from the light generating unit in the first and second detection regions of the filter unit. And measure that the red blood cells partially pass the light in the first and second detection regions according to the red blood cells while passing through the first and second regions, and time for moving the red blood cells to the first and second regions. It is determined by measuring.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 의하면, 광학적 검출 부재와 촬영 부재 또는 신호 획득 부재에 의하여 마이크로 칩을 통과하는 피검사자의 혈액 속에 포함된 적혈구의 속도, 길이, 변형성 및 형상 등과 같은 적혈구의 물리적 특성을 용이하게 측정할 수 있다. 따라서, 상기 질환 진단 장치가 측정한 적혈구의 물리적 특성에 관한 각종 결과로부터 암이나 말라리아, 당뇨병 등의 질환의 발생 여부를 판별할 수 있다.As described above, according to the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention, the speed, the length, the length of the red blood cells contained in the blood of the subject passing through the microchip by the optical detecting member and the imaging member or the signal acquisition member Physical properties of red blood cells, such as deformability and shape, can be easily measured. Therefore, it is possible to determine whether a disease such as cancer, malaria, or diabetes occurs from various results regarding the physical characteristics of the red blood cells measured by the disease diagnosis apparatus.

비록, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 암의 정확한 진단 및 평가에는 활용하기에 부족하지만, 혈액만으로 암에 대한 검사가 가능하고 암의 발생 부위와는 상관없기 때문에 기존의 조직 검사에 비하여 부위에 상관없이 암의 조기 진단이 가능하므로 암의 선진단이나 조기 발견에는 매우 효과적으로 사용될 수 있다.Although the apparatus for diagnosing diseases using the physical characteristics of red blood cells according to the present invention is insufficient to be used for accurate diagnosis and evaluation of cancer, it is possible to test for cancer using blood alone, and thus it is not related to the site of cancer. Compared with the test, early diagnosis of cancer is possible regardless of the site, so it can be used effectively for the early diagnosis and early detection of cancer.

또한, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 동맥 경화나 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 때 투약되는 약물의 효과를 평가하는 데도 활용 가능하다. 동맥 경화나 혈액순환 장애 등의 질병은 혈관 자체에 관계되는 문제이기 때문에 본 장치로는 판단하기 어려우나 적혈구의 변형성 및 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하는 약품의 경우 그 직접적인 효과를 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치로 판단할 수 있다.In addition, the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention can be utilized to evaluate the effect of the drug to be administered when there is a disease such as atherosclerosis or blood circulation disorder. Diseases such as atherosclerosis or blood circulation disorders are difficult to determine with this device because of problems related to blood vessels themselves. However, in the case of drugs that improve blood circulation disorders by controlling the deformability of red blood cells and the viscosity of blood, the direct effects of the present invention It can be determined as a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells.

더욱이, 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 질환이 혈액과 연관되어 일어나는질병의 경우, 혈액의 점도가 변화됨에 따라서 적혈구의 기계적 특성이 변화하기 때문에, 비록 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 적용할 때에는 암과 구분하기 어려울 경우도 있을 수 있으나 이러한 문제는 전체적인 데이터 베이스의 축척과 시스템의 개선을 통하여 개선될 수 있으며, 오히려 여러 가지 질병을 한 번에 측정하는 방향으로 발전 가능할 것이다.Furthermore, in the case of diseases such as diabetes or malaria associated with blood, the mechanical properties of red blood cells change as the viscosity of the blood changes, so even when the disease diagnosis apparatus using the physical properties of the red blood cells is applied, While this may be difficult to distinguish from, this problem can be improved by scaling up the entire database and improving the system, and rather, it can be developed to measure various diseases at once.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 적혈구의 물리적인 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 대하여 상세하게 설명하지만 본 발명이 하기의 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an apparatus for diagnosing a disease and a method for diagnosing the disease using physical properties of red blood cells according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It doesn't happen.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 전체 구성도를 도시한 것이다.Figure 4 shows the overall configuration of the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(200)는 마이크로 칩(210)이 고정되는 고정 플레이트(230), 상기 고정 플레이트(230) 상에 장착되는 마이크로 칩(210)의 상부에 배치되며 현미경 또는 렌즈 어레이로 구성되는 광학적 검출 부재(220), 상기 광학적 검출 부재(220)에 연결되는 영상 촬영 소자(255), 촬영 소자(255)에 연결된 프레임 그래버(frame grabber)(250), 그리고 수득된 영상을 분석하고 결과를 출력하는 분석 장치(260)를 포함한다. 또한, 상기 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치(200)는 정확한 영상의 수득을 위하여 고정 플레이트(230)의 하부에 배치되어 고정 플레이트(230) 상에 배치된 마이크로 칩(210)에 광을 조사하는 광 발생 부재(245)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the disease diagnosis apparatus 200 using the physical characteristics of the red blood cells according to the present embodiment includes a fixing plate 230 on which the microchip 210 is fixed and a microchip mounted on the fixing plate 230. An optical detecting member 220 disposed above the 210 and configured as a microscope or a lens array, an image capturing device 255 connected to the optical detecting member 220, and a frame grabber connected to the capturing device 255. grabber) 250, and an analysis device 260 for analyzing the obtained image and outputting the result. In addition, the disease diagnosis apparatus 200 using the physical characteristics of the red blood cells is disposed under the fixing plate 230 to irradiate light to the microchip 210 disposed on the fixing plate 230 to obtain an accurate image. The light generating member 245 is included.

상기 고정 플레이트(230)는 그 상부에 배치되는 마이크로 칩(210)이 측정 과정 동안 움직이지 않도록 고정하는 역할을 수행하며, 측정이 수행되는 동안 광학적 검출 부재(220)와 광 발생 부재(245) 사이에서 마이크로 칩(210)을 상방 또는 하방으로 이동시키게 된다. 상기 고정 플레이트(230)가, 예를 들면 투광성 플라스틱과 같은 투광성을 갖는 물질로 이루어질 경우에는 고정 플레이트(230)의 하부에 배치된 광 발생 부재(245)로부터 조사되는 광에 의하여 마이크로 칩(210)의 내부를 통과하는 적혈구의 속도, 형상 및 변형성 등과 같은 특성을 보다 용이하게 측정할 수 있다.The fixing plate 230 serves to fix the microchip 210 disposed thereon so as not to move during the measurement process, and between the optical detection member 220 and the light generating member 245 while the measurement is performed. In the microchip 210 is moved upward or downward. When the fixing plate 230 is made of a light transmitting material such as, for example, a light transmitting plastic, the microchip 210 is irradiated from the light generating member 245 disposed under the fixing plate 230. Properties such as the speed, shape and deformability of red blood cells passing through the inside of the can be more easily measured.

상기 고정 플레이트(230)의 일측에는 클립이나 고정 고리와 같은 고정 부재(240)가 형성되어 마이크로 칩(210) 내부에 위치하는 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 동안 마이크로 칩(210)을 고정 플레이트(230)에 고정한다. 그러나, 이러한 고정 부재(240)는 마이크로 칩(210)을 고정 플레이트(230)에 부착하거나, 고정 플레이트(230)에 마이크로 칩(210)이 수용되는 수용홈을 마련할 경우에는 설치되지 않을 수 있다.A fixing member 240 such as a clip or a fixing ring is formed at one side of the fixing plate 230 to fix the microchip 210 to the fixing plate 230 while measuring physical properties of red blood cells located inside the microchip 210. ). However, the fixing member 240 may not be installed when the microchip 210 is attached to the fixing plate 230 or when the receiving groove in which the microchip 210 is accommodated is provided in the fixing plate 230. .

도 5는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 적용되는 마이크로 칩의 단면도를 도시한 것이다.5 is a cross-sectional view of the microchip applied to the apparatus for diagnosing diseases using physical properties of red blood cells according to the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 마이크로 칩(210)은 각기 투광성을 갖는 물질로 구성된 상부 층인 제1 층(310)과 하부 층인 제2 층(315)을 구비한다. 상기 제1 층(310) 및 제2 층(315)은 PDMA(polydiallylmethylamine) 또는PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 투광성 플라스틱 및 유리로 구성되며, 이에 따라 마이크로 칩(210)을 통하여 광 발생 부재(245)로부터 조사되는 광이 마이크로 칩(210)을 투과할 수 있다.As shown in FIG. 5, the microchip 210 includes a first layer 310, which is an upper layer, and a second layer 315, which is a lower layer, each made of a light-transmitting material. The first layer 310 and the second layer 315 are made of light-transmitting plastic and glass, such as polydiallylmethylamine (PDMA) or polymethylmethacrylate (PMMA), and thus are separated from the light generating member 245 through the microchip 210. The irradiated light may penetrate the microchip 210.

상기 제2 층(315) 상에는 소정의 간격으로 서로 나란하게 이격된 다수의 박막 패턴들로 구성된 필터부(320)가 형성되며, 필터부(320)의 주변부에는 각기 입력부 및 출력부로 기능하는 제1 및 제2 채널(325, 330)로 이루어진 채널부가 형성된다. 상기 필터부(320)를 구성하는 박막 패턴들은 각기 티타늄, 알루미늄, 탄탈륨, 텅스텐 내지 백금 등과 같은 금속, 티타늄 산화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 텅스텐 산화물 내지 백금 산화물 등과 같은 금속 산화물 또는 실리콘 질화물, TEOS(Tetraethylorthosilicate) 내지 저온 산화물(Low Temperature Oxide; LTO)과 같은 절연물로 구성되며, 제1 및 제2 채널(325, 330)은 각기 포토 레지스트로 이루어진다. 이 때, 박막 패턴들은 약 1∼4㎛ 정도의 두께와 약 3∼7㎛ 정도의 폭을 갖도록 형성되며, 제1 및 제2 채널(325, 330)을 구성하는 포토 레지스트는 약 25∼100㎛ 정도의 두꺼운 높이로 형성된다.A filter unit 320 including a plurality of thin film patterns spaced apart from each other at predetermined intervals is formed on the second layer 315, and a first portion that functions as an input unit and an output unit, respectively, is formed at the periphery of the filter unit 320. And a channel portion including the second channels 325 and 330. Each of the thin film patterns constituting the filter unit 320 may be a metal such as titanium, aluminum, tantalum, tungsten or platinum, a metal oxide such as titanium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, tungsten oxide or platinum oxide, silicon nitride, or TEOS ( It consists of an insulator such as Tetraethylorthosilicate to Low Temperature Oxide (LTO), and the first and second channels 325 and 330 are each made of photoresist. In this case, the thin film patterns are formed to have a thickness of about 1 to 4 μm and a width of about 3 to 7 μm, and the photoresist constituting the first and second channels 325 and 330 is about 25 to 100 μm. It is formed to a thick height.

제1 층(310)의 일측 상부로부터는 상기 제1 채널(325)의 일부를 노출시키는 유입홀(335)이 형성되며, 제1 층(310)의 타측 상부로부터는 제2 채널(330)의 일부를 노출시키는 배출홀(340)이 형성된다. 상술한 구성을 갖는 마이크로 칩(210)에 시료 주입 수단(도시되지 않음)으로부터 피검사자의 혈액과 같은 시료가 주입되면 주입된 시료는 제1 채널(325)을 지나 필터부(320)를 통과하며, 상기 광학적 검출 부재(220)가 필터부(320)를 통과하는 적혈구를 확대하게 된다. 이 경우,유입홀(335)에 제1 연결 튜브(345)를 연결하여 수두를 이용하거나 실린지 펌프를 사용하여 시료를 유입하게 되면 혈액이 필터부(320)를 통과하는 동안 혈액의 각종 특성에 대한 측정이 수행되며, 측정된 혈액은 배출홀(340)을 통하여 배출된다. 또한, 배출홀(340)에 제2 연결 튜브(350)를 연결하고 펌프 내지 주사기 등을 이용하여 시료를 흡입하면 시료가 유입홀(335)을 통해 필터부(320)를 지나면서 측정이 수행된 후 배출홀(340)로 배출된다. 즉, 상기 유입홀(335) 및 배출홀(340)에는 각기 제1 및 제2 연결 튜브(345, 350)가 모두 연결되거나 또는 어느 하나가 연결될 수 있다. 예를 들면, 시료를 마이크로 칩(210) 내로 유입할 경우에는, 유입홀(335)에 제1 연결 튜브(345)를 삽입하고 수두 또는 실린지 펌프 등과 같은 시료 주입 수단을 이용하면 시료는 유입홀(335)을 통해 유입된 다음, 필터부(320)를 지나면서 시료에 대한 특성이 측정된 후 배출홀(340)을 통해 시료는 자연히 배출된다. 이에 비하여, 배출홀(340)에 제2 연결 튜브(350)를 연결시키고 펌프 또는 주사기를 사용하여 시료를 빨아내면 시료는 유입홀(335)을 통해 유입되고 필터부(320)를 지나면서 특성이 측정된 다음 배출홀(340)을 통해 배출된다.An inflow hole 335 exposing a portion of the first channel 325 is formed from one upper portion of the first layer 310, and the second channel 330 is formed from the other upper portion of the first layer 310. A discharge hole 340 exposing a part is formed. When a sample such as blood of the examinee is injected into the microchip 210 having the above-described configuration from a sample injection means (not shown), the injected sample passes through the first channel 325 and passes through the filter unit 320. The optical detection member 220 enlarges the red blood cells passing through the filter unit 320. In this case, when the sample is introduced by using the chicken pox by connecting the first connection tube 345 to the inlet hole 335 or by using a syringe pump, the blood may be subjected to various characteristics of the blood while passing through the filter unit 320. Measurement is performed, and the measured blood is discharged through the discharge hole 340. In addition, when the second connection tube 350 is connected to the discharge hole 340 and the sample is sucked by using a pump or a syringe, the sample passes through the filter part 320 through the inlet hole 335 and the measurement is performed. After discharged to the discharge hole (340). That is, both the first and second connection tubes 345 and 350 may be connected to one of the inlet hole 335 and the outlet hole 340, respectively. For example, when the sample is introduced into the microchip 210, when the first connection tube 345 is inserted into the inlet hole 335 and a sample injection means such as a chicken pox or a syringe pump is used, the sample is introduced into the inlet hole. After entering through 335, the sample is naturally discharged through the discharge hole 340 after the characteristics of the sample are measured while passing through the filter unit 320. On the contrary, when the second connection tube 350 is connected to the discharge hole 340 and the sample is sucked out using a pump or a syringe, the sample is introduced through the inlet hole 335 and passes through the filter unit 320. It is measured and then discharged through the discharge hole 340.

다시 도 4를 참조하면, 상기 광 발생 부재(245)는 레이저나 자외선(UV)을 방출하는 광원인 것이 바람직하지만, 일반적인 램프를 사용하여 마이크로 칩(210)에 광을 조사할 수도 있다. 상기 광 발생 부재(245)는 약 350∼450㎚, 바람직하게는 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 레이저 광 또는 자외선을 적혈구가 통과하는 마이크로 칩(210)에 조사한다.Referring back to FIG. 4, the light generating member 245 is preferably a light source that emits a laser or ultraviolet (UV) light. However, light may be irradiated to the microchip 210 using a general lamp. The light generating member 245 irradiates the microchip 210 through which red blood cells pass through laser light or ultraviolet rays having a wavelength of about 350 to 450 nm, preferably about 400 nm.

본 발명에 있어서, 전술한 바와 같이 약 350∼450㎚, 바람직하게는 약 400㎚정도의 파장을 갖는 광을 사용하는 까닭은 통상적으로 사람의 적혈구는 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 광을 흡수하는 특성이 있기 때문이다. 즉, 광 발생 부재(245)로부터 약 400㎚ 정도의 파장을 마이크로 칩(210)을 통과하는 적혈구에 조사할 경우에는, 적혈구가 광을 흡수하여 검은 색으로 보이게 되므로 마이크로 칩(210) 내를 통과하는 적혈구를 훨씬 더 잘 관찰할 수 있다. 이에 따라, 적혈구 및 적혈구의 이동에 대한 정밀한 영상을 취득하여 적혈구 형상이나 이동 속도 및 길이와 같은 물리적 특성을 정확하게 측정할 수 있다.In the present invention, as described above, since light having a wavelength of about 350 to 450 nm, preferably about 400 nm is used, human red blood cells typically absorb light having a wavelength of about 400 nm. Because there is a characteristic. That is, when irradiating red blood cells passing through the microchip 210 with a wavelength of about 400 nm from the light generating member 245, the red blood cells absorb light and appear black, and thus pass through the microchip 210. You can see red blood cells much better. Accordingly, accurate images of erythrocytes and erythrocytes can be acquired to accurately measure physical characteristics such as erythrocyte shape, movement speed, and length.

현미경 또는 렌즈 어레이인 상기 광학적 검출 부재(220)는 적혈구가 통과하는 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 확대하는 역할을 하며, 상기 광학적 검출 부재(220)에 의해 확대된 영상을 촬영 소자(255)가 촬영하게 된다. 바람직하게는, 상기 촬영 소자(255)는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라로 구성되며, 이러한 CCD 카메라는 적혈구가 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과할 때의 모양을 포착하여 다수의 영상을 수득한다. 이 경우, CCD 카메라는 연속적으로 사진을 찍으며, CCD 카메라가 찍은 일련의 연속된 사진을 비교함으로써 적혈구의 형상, 길이 및 속도 등을 추출하여 적혈구의 변형성 정도를 판별할 수 있게 된다.The optical detection member 220, which is a microscope or lens array, enlarges the filter unit 320 of the microchip 210 through which red blood cells pass, and captures an image enlarged by the optical detection member 220. (255) is taken. Preferably, the imaging device 255 is composed of a CCD (Charge Coupled Device) camera, the CCD camera captures the shape of the red blood cells passing through the filter unit 320 of the microchip 210, a plurality of Obtain an image. In this case, the CCD camera continuously photographs and compares a series of consecutive photographs taken by the CCD camera, thereby extracting the shape, length, and speed of the red blood cells to determine the degree of deformability of the red blood cells.

이를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.This will be described with reference to the drawings.

도 6a 및 도 6b는 상기 촬영 소자(255)를 통하여 취득한 영상으로부터 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다. 도 6a는 임의의 시간 t에서의 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과하는 적혈구(370)들의 영상 사진이며, 도 6b는 Δt 만큼의 시간 후에 필터부(320)를 통과하는적혈구(370)들의 영상 사진이다. 도 6a 및 도 6b에 있어서, D는 적혈구(370)의 길이를 의미하고, S는 Δt 만큼의 시간 동안 적혈구(370)가 이동한 거리를 나타낸다.6A and 6B are schematic diagrams for describing a process of measuring physical properties of red blood cells from an image acquired through the imaging device 255. FIG. 6A is an image photograph of red blood cells 370 passing through the filter part 320 of the microchip 210 at any time t, and FIG. 6B shows red blood cells passing through the filter part 320 after a time Δt. 370 is a video picture. 6A and 6B, D denotes the length of the red blood cells 370, and S denotes the distance that the red blood cells 370 traveled for a time Δt.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 임의의 시간 t에서 수득된 영상 또는 시간 t+Δt에서 수득된 영상 가운데 어느 쪽으로부터도 적혈구(370)의 길이(D)와 적혈구의 변형성의 정도를 직접 측정할 수 있다. 즉, 적혈구(370)가 필터부(320)를 통과하는 속도는 Δt 만큼의 시간 동안 이동한 거리(S)를 측정하여, 적혈구(370)의 이동 거리(S)를 Δt의 시간으로 나누면 단위 시간 당 적혈구(370)의 이동 속도가 얻어진다. 따라서, 적혈구(370)의 변형성, 길이 및 속도와 같은 물리적 특성을 특정하여 이로부터 질병의 유무를 진단할 수 있다.6A and 6B, the length D of the red blood cells 370 and the degree of deformability of the red blood cells can be directly measured from either an image obtained at any time t or an image obtained at time t + Δt. . That is, the speed at which the red blood cells 370 pass through the filter unit 320 measures the distance S moved for a time equal to Δt, and when the moving distance S of the red blood cells 370 is divided by the time Δt, the unit time The movement speed of the sugar red blood cells 370 is obtained. Therefore, physical properties such as deformability, length, and speed of the red blood cells 370 may be specified to diagnose the presence or absence of a disease therefrom.

상기 촬영 소자(255)에 연결되는 프레임 그래버(250)는 CCD 카메라와 같은 촬영 소자(255)를 통하여 수득된 영상 신호를 컴퓨터와 같은 분석 장치(260)가 판독 가능하도록 디지털 신호로 변환시키며, 분석 장치(260) 내에 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 변환된 디지털 신호를 바탕으로 분석 장치(260)가 영상을 분석하여 필터부(320)를 통과하는 적혈구(370)의 길이, 속도 및 변형성의 정도 등을 정확하게 판별하게 된다. 본 실시예에서는 광학적 검출 부재(220), 촬영 소자(255), 프레임 그래버(250) 및 분석 장치(260)를 각기 별도로 설명 및 도시하였으나 이러한 부재들을 전체적으로 통합하여 일련의 영상 수득, 처리 및 분석 과정을 수행하는 하나의 시스템으로 구현할 수도 있을 것이다.The frame grabber 250 connected to the photographing element 255 converts an image signal obtained through the photographing element 255 such as a CCD camera into a digital signal so that an analysis device 260 such as a computer can read it. It is preferably installed in the device 260. Based on the converted digital signal, the analysis device 260 analyzes the image to accurately determine the length, speed, and degree of deformability of the red blood cells 370 passing through the filter unit 320. In the present exemplary embodiment, the optical detection member 220, the imaging device 255, the frame grabber 250, and the analysis device 260 are described and illustrated separately, but the members are collectively integrated to acquire, process, and analyze a series of images. It could be implemented as a system that does this.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 사용하여 질환을 진단하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of diagnosing a disease using a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to an embodiment of the present invention will be described.

도 7 및 도 8은 각기 본 발명의 일 실시예에 따른 질환을 진단하는 방법의 수행을 위하여 마이크로 칩에 시료를 주입하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 사시도 및 단면도를 도시한 것이다. 도 7 및 도 8에 있어서, 도 4와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다. 또한, 도 8에 있어서, 작은 화살표는 시료 공급 수단으로부터 공급되어 마이크로 칩으로 주입되는 시료의 흐름을 나타낸 것이다.7 and 8 illustrate schematic perspective views and cross-sectional views illustrating a process of injecting a sample into a microchip to perform a method for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention. 7 and 8, the same reference numerals are used for the same members as in FIG. 8, the small arrow shows the flow of the sample supplied from the sample supply means and injected into the microchip.

도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 고정 부재(240)를 이용하여 마이크로 칩(210)을 고정 플레이트(230) 상에 고정시킨 다음, 마이크로 칩(210)의 유입홀(335)에 수두 혹은 시린지(syringe) 펌프 등과 같은 시료 주입 부재(295)의 연결 튜브(350)를 삽입한다. 이어서, 시료 주입 부재(295)에 먼저 시료를 주입한 후, 시료 주입 부재(295)에 일정한 압력을 가하면서 시료 주입 부재(295)로부터 시료를 마이크로 칩(210)에 공급한다. 이러한 방법에 따르면, 마이크로 칩(210)에 일정한 속도로 시료를 주입할 수 있기 때문에 마이크로 칩(210) 내부를 통과하는 적혈구의 속도를 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있다.4, 7 and 8, the microchip 210 is fixed on the fixing plate 230 by using the fixing member 240, and then the head of the microchip 210 in the inlet hole 335. Alternatively, the connection tube 350 of the sample injection member 295 such as a syringe pump or the like is inserted. Subsequently, the sample is first injected into the sample injection member 295, and then a sample is supplied from the sample injection member 295 to the microchip 210 while applying a constant pressure to the sample injection member 295. According to this method, since the sample can be injected into the microchip 210 at a constant speed, there is an advantage that the speed of the red blood cells passing through the microchip 210 can be kept constant.

상기 시료 주입 부재(295)로부터 주입된 피검사자의 적혈구와 같은 시료는 작은 화살표 방향을 따라 마이크로 칩(210) 내부를 통과하게 된다. 즉, 시료는 먼저 제1 층(310)에 형성되어 시료 주입 수단(290)과 유입 튜브(345)로 연결된 유입홀(335)을 통하여 마이크로 칩(210) 내로 유입되며, 제1 채널(325)을 지나 필터부(320)로 유입된다. 상기 필터부(320)를 통과한 시료는 다시 제2 채널(330)과 제1 층(310)에 삽입된 배출 튜브를 통하여 배출홀(340)을 지나서 외부로 배출된다.Samples such as red blood cells of the test subject injected from the sample injection member 295 pass through the inside of the microchip 210 along a small arrow direction. That is, the sample is first formed in the first layer 310 is introduced into the microchip 210 through the inlet hole 335 connected to the sample injection means 290 and the inlet tube 345, the first channel 325 Pass through the filter unit 320. The sample passing through the filter unit 320 is discharged to the outside through the discharge hole 340 through the discharge tube inserted into the second channel 330 and the first layer 310 again.

상기 시료에 포함된 적혈구는 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과하면서 화살표 'A'로 표시된 지점에서 광학적 검출 부재(220)와 촬영 소자(255)에 의해 적혈구의 길이와 변형성의 정도는 직접 영상으로 촬영되어 분석 장치(260)가 측정하며, 적혈구의 이동 속도는 촬영 소자(255)에 의해 일련의 촬영된 영상들이 분석 장치(260)에 의해 분석되어 측정된다. 이 때, 광 발생 부재(245)는 마이크로 칩(210)의 필터부(320)에 약 350∼450㎚, 바람직하게는 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 광을 적혈구에 조사하여 적혈구의 형상, 길이 및 속도에 대한 영상들을 정밀하게 측정하게 한다. 이러한 측정 과정에 대해서는 이미 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한 바와 같다.The red blood cells included in the sample pass through the filter unit 320 of the microchip 210 and the length and the degree of deformability of the red blood cells by the optical detecting member 220 and the imaging device 255 at the point indicated by the arrow 'A'. Is taken as a direct image is measured by the analysis device 260, the moving speed of the red blood cells is measured by the analysis device 260 is analyzed by a series of images taken by the imaging device 255. At this time, the light generating member 245 irradiates the red blood cells with light having a wavelength of about 350 to 450 nm, and preferably about 400 nm to the filter portion 320 of the microchip 210 to form the shape and length of the red blood cells. And precisely measure images for speed. This measurement process has already been described with reference to FIGS. 6A and 6B.

본 발명에 있어서, 피검사자가 암과 같은 질병에 걸렸을 경우에는 적혈구가 단단해져 적혈구의 변형성이 저하되므로 필터부(320)를 통과하는 데 정상인 경우보다 많은 시간이 소요된다. 그러나, 적혈구는 각기 그 사이즈가 조금씩 다르기 때문에 단순히 적혈구가 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과하는 속도만으로서 암의 유무를 판단할 경우에는 오진의 가능성이 높기 때문에, 분석 장치(260)에서는 적혈구가 필터부(320) 내에서 변형되는 길이를 함께 측정하여 양자를 비교하여 암 진단의 정확성을 높이게 된다. 예를 들면, 분석 장치(260)에서 적혈구의 이동 속도를 X축으로 하고, 적혈구가 변형되는 길이를 Y축으로 하여 각 측정된 값들을 도시함으로써, 정상인 피검사자의 적혈구에 대한 데이터와 암에 걸린 환자의 적혈구에 대한 데이터를 서로 비교하면, 정상인의 적혈구에 대한 데이터와 암에 걸린 사람의 적혈구에 대한 데이터는 상기 X-Y 평면상에서 서로 다른 영역을 차지하게 되므로암의 유무를 판별할 수 있게 된다.In the present invention, when a test subject suffers from a disease such as cancer, red blood cells are hardened, so deformability of red blood cells is reduced, so that more time is required to pass through the filter unit 320. However, since the red blood cells are slightly different in size, when the presence or absence of cancer is determined only by the speed at which the red blood cells pass through the filter unit 320 of the microchip 210, the probability of misdiagnosis is high. In the above) the red blood cells are measured together with the length of the deformation in the filter unit 320 to compare the two to increase the accuracy of the cancer diagnosis. For example, the analysis device 260 shows the measured values with the red blood cell moving speed as the X-axis and the red blood cell deformation as the Y-axis, thereby showing the data of the red blood cells of a normal subject and a patient with cancer. Comparing the data of the red blood cells of the data of the normal red blood cells and the red blood cells of the person with cancer occupy different areas on the XY plane, it is possible to determine the presence of cancer.

한편, 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 적혈구가 통과하면서 파괴되도록 설계할 경우에, 암에 걸린 사람의 적혈구는 필터부(320)를 통과하면서 바로 파괴가 되지 않고 약간의 시간적인 지연이 발생하게 되므로, 이러한 지연 시간을 측정하여도 암의 유무를 판단할 수 있다.On the other hand, when the filter unit 320 of the microchip 210 is designed to be destroyed while the red blood cells pass through, the red blood cells of a person who has cancer pass through the filter unit 320 and are not immediately destroyed, but with a slight time delay. In this case, the presence or absence of cancer can be determined even by measuring the delay time.

또한, 말라리아와 같은 질병이 잇는 환자의 경우에는 적혈구의 내부에 말라리아균이 침투하여 적혈구가 단단해지기 때문에 말라리아균이 있는 일부 적혈구가 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과하지 못하게 되므로 말라리아와 같은 질병의 유무를 판별할 수 있다.In addition, in a patient with a disease such as malaria, malaria bacteria penetrate the inside of red blood cells, thereby making red blood cells harder, so some red blood cells with malaria cannot pass through the filter part 320 of the microchip 210. The presence or absence of such diseases can be determined.

도 9 및 도 10은 각기 본 발명의 다른 실시예에 따른 질환을 진단하는 방법의 수행을 위하여 마이크로 칩에 시료를 주입하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 사시도 및 단면도를 도시한 것이다. 도 9 및 도 10에 있어서, 도 4와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다. 또한, 도 10에 있어서, 작은 화살표는 시료 공급 수단으로부터 공급되어 마이크로 칩으로 주입되는 시료의 흐름을 나타낸 것이다.9 and 10 are schematic perspective views and cross-sectional views illustrating a process of injecting a sample into a microchip to perform a method for diagnosing a disease according to another embodiment of the present invention, respectively. 9 and 10, the same reference numerals are used for the same members as in FIG. In addition, in FIG. 10, the small arrow shows the flow of the sample supplied from the sample supply means and inject | poured into a microchip.

도 4, 도 9 및 도 10을 참조하면, 고정 플레이트(230) 상에 설치된 고정 부재(240)를 사용하여 마이크로 칩(210)을 고정 플레이트(230)에 장착한 다음, 마이크로 칩(210)의 유입홀(335)에 검사를 받는 사람의 적혈구(370)가 포함된 혈액을 한 방울 정도 떨어뜨린다. 이어서, 마이크로 칩(210)의 배출홀(345)에 주사기를 연결하고 주사기 혹은 흡입 펌프(suction pump)와 같은 시료 배출 부재(297)를 사용하여 마이크로 칩(210)의 유입홀(335)에 위치하는 혈액(370)을 마이크로 칩(210)의 내부로 유입시킨다. 계속하여, 광 발생 부재(245), 광학적 검출 부재(220) 및 촬영 소자(255)를 사용하여 마이크로 칩(210)의 필터부(320)를 통과하는 적혈구(370)의 크기, 형상 및 이동 속도와 같은 물리적인 특성을 측정한다. 이 때, 적혈구(370)의 물리적 특성을 분석하는 과정은 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 상기 시료 배출 부재(297)로는 소형의 흡입 기계 장치를 사용할 수도 있을 뿐만 아니라, 수동으로 혈액(370)을 마이크로 칩(210) 내부를 지나가도록 할 수도 있다.4, 9, and 10, the microchip 210 is mounted on the fixing plate 230 using the fixing member 240 installed on the fixing plate 230, and then the microchip 210 of the microchip 210 is mounted. Drop the blood containing the red blood cells 370 of the person being examined in the inlet hole 335 by one drop. Subsequently, the syringe is connected to the discharge hole 345 of the microchip 210 and positioned in the inlet hole 335 of the microchip 210 using a sample discharge member 297 such as a syringe or a suction pump. The blood 370 is introduced into the microchip 210. Subsequently, the size, shape, and movement speed of the red blood cells 370 passing through the filter portion 320 of the microchip 210 using the light generating member 245, the optical detection member 220, and the imaging device 255. Measure physical properties such as At this time, since the process of analyzing the physical characteristics of the red blood cells 370 is the same as described above, a description thereof will be omitted. In addition, the sample discharge member 297 may use a small suction apparatus, and may also allow the blood 370 to pass through the microchip 210 manually.

전술한 바에 따르면, 검사자의 혈액(370)을 원활하게 마이크로 칩(210) 내로 유입되도록 하기 위하여 마이크로 칩(210)의 배출홀(345)에 연결 튜브(340)를 통하여 흡입 펌프와 같은 시료 배출 부재(297)가 설치된다. 또한, 이와 같은 흡입 펌프 대신에 간단하기 주사기를 연결하여 마이크로 칩(210) 내로 적혈구(370)를 유입할 수도 있다. 이러한 방법의 경우에는, 마이크로 칩(210)을 통과하는 적혈구(370)의 속도를 느리거나 또는 빠르게 조절하기가 용이하며, 적혈구(370)의 물리적인 특성을 측정하기 위하여 요구되는 시료의 양이 미세한 경우에도 측정이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 별도의 부가적인 장치가 없어도 마이크로 칩(210) 내로 시료를 유동시킬 수 있기 때문에 장치의 구성이 간략해지는 이점이 있다.As described above, the sample discharge member such as a suction pump through the connection tube 340 to the discharge hole 345 of the microchip 210 in order to smoothly flow the blood 370 of the tester into the microchip 210. 297 is installed. In addition, the red blood cells 370 may be introduced into the microchip 210 by simply connecting a syringe instead of the suction pump. In this method, it is easy to slow or fast adjust the speed of the red blood cells 370 passing through the microchip 210, and the amount of sample required to measure the physical characteristics of the red blood cells 370 is minute. Even in this case, it is possible to measure. In addition, since the sample can be flowed into the microchip 210 even without a separate additional device, the configuration of the device is simplified.

전술한 본 발명에 따른 마이크로 칩을 이용하여 질병을 진단할 경우, 희석하지 않은 일반 혈액을 직접 사용할 수 있으며, 병원에서 사용할 때에는 적혈구만을 분리하여 마이크로 칩으로 그 물리적 특성을 측정할 수도 있다. 또한, 추출된 적혈구를 약 1:1 또는 1:2 정도와 같이 특정의 농도로 희석하여 사용할 수도 있으며, 본 발명에 따른 마이크로 칩 상에서 적혈구를 분리하거나 농도 조절 소자를 이용하여 적혈구를 기타 원하는 소정의 농도로 조절하여 사용할 수 있을 것이다. 더욱이, 시료의 농도를 조절하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로 칩과 유사한 구조를 갖는 다른 미세 채널이 마이크로 칩에 부가되도록 마이크로 칩을 가공할 수도 있다.When diagnosing a disease using the microchip according to the present invention described above, undiluted general blood may be directly used, and when used in a hospital, only red blood cells may be separated to measure physical properties of the microchip. In addition, the extracted red blood cells may be diluted and used at a specific concentration such as about 1: 1 or 1: 2, and the red blood cells may be separated on the microchip according to the present invention, or the red blood cells may be separated using a concentration adjusting element. Can be used to adjust the concentration. Moreover, the microchip may be processed so that other microchannels having a structure similar to the microchip according to the present invention are added to the microchip in order to adjust the concentration of the sample.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치 및 그 진단 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for diagnosing a disease and a method of diagnosing the disease using physical properties of red blood cells according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치의 전체적인 구성도를 도시한 것이다.Figure 11 shows the overall configuration of the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells in accordance with another embodiment of the present invention.

도 11은 참조하면, 본 실시예에 따른 질환 진단 장치(400)는, 마이크로 칩(410)이 고정되는 고정 플레이트(420), 상기 고정 플레이트(420)의 하부에 설치되는 광 발생 부재(430), 상기 마이크로 칩(410) 상에 배치되는 광학적 검출 부재(440), 상기 광학적 검출 부재(440)에 연결되는 신호 획득 부재(460), 그리고 신호 획득 부재(460)에 연결되는 신호 처리 부재(450)를 포함한다.Referring to FIG. 11, the disease diagnosis apparatus 400 according to the present exemplary embodiment includes a fixing plate 420 on which the microchip 410 is fixed, and a light generating member 430 installed below the fixing plate 420. An optical detection member 440 disposed on the microchip 410, a signal acquisition member 460 connected to the optical detection member 440, and a signal processing member 450 connected to the signal acquisition member 460. ).

본 실시예에 따른 마이크로 칩(410)의 구성은 도 5에 도시한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.Since the configuration of the microchip 410 according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 5, a description thereof will be omitted.

상기 광 발생 부재(430)는 레이저광, 자외선 광 또는 기타 램프 광을 발산하며, 정확한 영상의 수득을 위하여 고정 플레이트(420)의 하부에 배치되어 고정 플레이트(420) 상에 고정된 마이크로 칩(410)의 필터부에 초점이 맞추어 진다. 이 경우, 고정 플레이트(420)에는 마이크로 칩(410)의 이동시에 고정 안정성을 확보하기위하여 고정 부재(425)가 설치될 수 있다. 본 실시예에 있어서도, 적혈구 및 적혈구의 이동에 대한 정밀한 영상을 취득하여 적혈구 형상이나 이동 속도 및 길이와 같은 물리적 특성을 정확하게 측정하기 위하여 상기 광 발생 부재(430)는 약 350∼450㎚, 바람직하게는 약 400㎚ 정도의 파장을 갖는 레이저 혹은 자외선을 적혈구가 통과하는 마이크로 칩(410)에 조사하게 된다.The light generating member 430 emits laser light, ultraviolet light, or other lamp light, and is disposed under the fixing plate 420 and fixed to the fixing plate 420 to obtain an accurate image. ) Is focused on the filter section. In this case, the fixing member 425 may be installed in the fixing plate 420 to secure the fixing stability when the microchip 410 moves. Also in this embodiment, the light generating member 430 is about 350-450 nm, preferably in order to acquire accurate images of erythrocytes and erythrocytes and accurately measure physical properties such as erythrocyte shape, movement speed and length. Is irradiated to the microchip 410 through which red blood cells pass a laser or ultraviolet light having a wavelength of about 400 nm.

상기 고정 플레이트(420)가 투광성을 갖는 물질로 이루어질 경우에는 고정 플레이트(420)의 하부에 배치된 광 발생 부재(430)로부터 조사되는 광에 의하여 마이크로 칩(410)의 내부를 통과하는 적혈구의 속도, 형상 및 변형성 등과 같은 특성을 보다 용이하게 측정할 수 있으므로, 고정 플레이트(420)는 투광성이 우수한 물질로 구성되는 것이 바람직하다.When the fixing plate 420 is made of a light-transmitting material, the speed of red blood cells passing through the inside of the microchip 410 by light emitted from the light generating member 430 disposed below the fixing plate 420. Since the characteristics such as shape and deformability can be more easily measured, the fixing plate 420 is preferably made of a material having excellent light transmittance.

상기 고정 플레이트(420)의 일측에는 클립이나 고정 고리와 같은 고정 부재(425)가 형성되어 마이크로 칩(410) 내의 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 동안 마이크로 칩(410)을 고정 플레이트(420)에 안정적으로 고정할 수 있다. 또한, 상기 광학적 검출 부재(440)는 전술한 바와 마찬가지로 렌즈 어레이 또는 현미경으로 구성되며, 적혈구가 통과하는 마이크로 칩(410)의 필터부를 확대하는 역할을 하고, 상기 광학적 검출 부재(440)에 의해 확대된 이미지가 신호 획득 부재(460)에 전달된다. 본 실시예에 따르면. 상기 신호 획득 부재(460)는 PMT(Photo-multiplier Tube) 또는 포토 다이오드(photo diode)로 구성된다.A fixing member 425 such as a clip or a fixing ring is formed at one side of the fixing plate 420 to stably hold the microchip 410 to the fixing plate 420 while measuring physical properties of red blood cells in the microchip 410. Can be fixed with In addition, the optical detection member 440 is configured as a lens array or a microscope as described above, and serves to enlarge the filter unit of the microchip 410 through which red blood cells pass, and enlarged by the optical detection member 440. Image is transmitted to the signal acquisition member 460. According to this embodiment. The signal acquisition member 460 is composed of a photo-multiplier tube (PMT) or a photo diode.

도 12a 및 도 12b는 본 실시예에 따른 장치를 이용하여 적혈구의 물리적인 특성을 측정하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도들을 도시한 것이다. 도12a 및 도 12b에 있어서, 화살표는 마이크로 칩(410)의 필터부를 통과하는 적혈구(470)의 진행 방향을 의미한다.12A and 12B show schematic cross-sectional views for explaining a process of measuring physical properties of erythrocytes using the apparatus according to the present embodiment. In FIGS. 12A and 12B, the arrow indicates the advancing direction of the red blood cells 470 passing through the filter part of the microchip 410.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 본 실시예에 따른 신호 획득 부재(460)는 PMT 또는 포토 다이오드로 구성되며, 광학적 검출 부재(440)에 의하여 확대된 적혈구가 통과하는 마이크로 칩(410)의 필터부의 광의 밝기의 변화를 검출한다. 상기 PMT나 포토 다이오드는 전술한 CCD 카메라의 경우와는 달리 광의 밝기의 변화에 따라 전기적인 신호를 나타내는 장치이다.12A and 12B, the signal acquiring member 460 according to the present exemplary embodiment includes a PMT or a photodiode, and a filter of the microchip 410 through which red blood cells enlarged by the optical detecting member 440 passes. Change in brightness of negative light is detected. Unlike the CCD camera described above, the PMT or the photodiode is an apparatus that displays an electrical signal according to a change in brightness of light.

상기 마이크로 칩(410)을 고정 플레이트(420) 상에 설치하고, 광 발생 부재(430)의 초점을 마이크로 칩(410)의 필터부에 맞춘 상태에서 광을 비추면 적혈구(470)가 그 부분을 지나가는 순간 광이 가려지게 되므로 광의 밝기가 변화되며, 이에 따라 PMT 혹은 포토 다이오드가 전기적인 신호를 발생한다. 신호 획득 부재(460)에 연결된 신호 처리 부재(450)는 PMT 또는 포토 다이오드로부터 발생되는 전기적인 신호를 분석하여 적혈구(470)가 통과하는 시간을 측정함으로써, 적혈구(470)의 특성 값을 추출하게 된다. 이 경우, 상기 신호 처리 부재(450)는 신호 획득 부재(460)로부터 발생된 전기적인 신호를 디스플레이 하기 위하여 오실로스코프, 컴퓨터 또는 기타 이에 상당하는 회로 장치로 구성된다.When the microchip 410 is installed on the fixing plate 420 and the light is emitted while the focus of the light generating member 430 is set to the filter portion of the microchip 410, the red blood cells 470 may remove the portion. As the light passes, the light is obscured, and thus the brightness of the light changes. Accordingly, the PMT or the photodiode generates an electrical signal. The signal processing member 450 connected to the signal acquisition member 460 analyzes the electrical signal generated from the PMT or the photodiode and measures the time that the red blood cell 470 passes, thereby extracting the characteristic value of the red blood cell 470. do. In this case, the signal processing member 450 is composed of an oscilloscope, a computer, or other equivalent circuit device for displaying an electrical signal generated from the signal acquisition member 460.

도 13a 및 도 13b는 상기 신호 획득 부재(460)를 통하여 적혈구의 물리적 특성을 측정하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면들이다. 도 13a는 적혈구의 길이, 형상 및 변형성과 같은 특성을 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 13b는 적혈구의 이동 속도를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.13A and 13B are schematic diagrams for describing a process of measuring physical properties of red blood cells through the signal acquisition member 460. FIG. 13A is a view for explaining a process of measuring characteristics such as length, shape, and deformability of red blood cells, and FIG. 13B is a view for explaining a process for measuring a moving speed of red blood cells.

도 13a를 참조하면, 마이크로 칩(410)의 필터부에 소정의 면적(C)으로 광 발생 부재(430)로부터 조사되는 광을 포커싱한다. 적혈구(470)가 필터부를 통과하면서 적혈구의 길이나 변형도에 따라 광속의 일부가 가려지면 신호 획득 부재(460)가 이를 감지하여 전기적인 신호를 발생하며, 이러한 신호는 신호 처리 부재(450)에 의하여 판독 가능한 신호로 변환되어, 적혈구(470)의 길이나 변형도 등을 측정할 수 있다.Referring to FIG. 13A, the light irradiated from the light generating member 430 is focused to a predetermined area C of the filter portion of the microchip 410. When the red blood cells 470 pass through the filter unit and a part of the luminous flux is obstructed according to the length or degree of deformation of the red blood cells, the signal acquiring member 460 detects this and generates an electrical signal, which is transmitted to the signal processing member 450. By converting the signal into a readable signal, the length of the red blood cells 470, the degree of deformation and the like can be measured.

도 13b를 참조하면, 적혈구(370)의 속도를 측정하기 위해서는 적혈구(470)가 마이크로 칩(410)의 필터부를 통과할 경우 필터부 상에 두 곳의 제1 및 제2 검출 영역(D1, D2)을 지정한다. 먼저, 임의의 시간 t에서 제1 검출 영역(D1) 적혈구(470)의 통과에 따른 광의 변화를 신호 획득 부재(460)가 감지하여 전기적인 신호를 발생하고, 이어서 시간 t+Δt에서 제2 검출 영역(D2)에서 적혈구(470) 통과에 따른 광의 변화를 신호 획득 부재(460)가 감지하여 전기적인 신호를 발생한다. 상기 제1 및 제2 검출 영역(D1, D2)에서 발생된 전기적인 신호는 신호 처리 장치(450)로 전달되어 신호 처리 장치(450)에 의해 적혈구(470)의 이동 속도를 판별하게 된다. 즉, 적혈구(470)의 길이 및 변형성은 광 발생 부재(430)로부터 조사되는 광이 적혈구(470)에 의해 가려지는 광속의 변화를 측정하여 적혈구(470)의 길이와 변형성의 정도를 판별하며, 적혈구(470)가 필터부를 통과하는 속도는 지정된 제1 및 제2 검출 영역(D1, D2)을 적혈구(470)가 통과함에 따른 광의 변화를 감지하여 측정한다.Referring to FIG. 13B, in order to measure the speed of the red blood cells 370, when the red blood cells 470 pass through the filter part of the microchip 410, two first and second detection areas D1 and D2 are located on the filter part. ). First, the signal acquiring member 460 detects a change in light according to the passage of the red blood cells 470 of the first detection region D1 at an arbitrary time t, and generates an electrical signal. Then, at a time t + Δt, the second detection region ( In D2), the signal acquisition member 460 detects a change in light according to passage of the red blood cells 470 to generate an electrical signal. Electrical signals generated in the first and second detection regions D1 and D2 are transmitted to the signal processing apparatus 450 to determine the moving speed of the red blood cells 470 by the signal processing apparatus 450. That is, the length and the deformability of the red blood cells 470 determine the length and the degree of deformability of the red blood cells 470 by measuring the change in the luminous flux of the light emitted from the light generating member 430 by the red blood cells 470. The speed at which the red blood cells 470 pass through the filter unit is measured by detecting a change in light as the red blood cells 470 pass through the designated first and second detection areas D1 and D2.

본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 사용하여 질환을 진단하는 방법은 전술한 바와 같이 신호 획득 부재와 신호 처리 부재에 의해 적혈구의 물리적인 특성이 검출되는 과정을 제외하면 상술한 본 발명의 일 실시예의 경우와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.A method of diagnosing a disease using a disease diagnosis apparatus using physical properties of red blood cells according to another embodiment of the present invention excludes a process of detecting physical properties of red blood cells by a signal acquisition member and a signal processing member as described above. If the same as the case of the embodiment of the present invention described above it will be omitted.

또한, 본 실시예에 따른 질환을 진단하는 방법의 수행을 위하여 마이크로 칩에 시료를 주입하는 과정도 전술한 일 실시예의 경우와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the process of injecting a sample into the microchip to perform the method for diagnosing a disease according to the present embodiment is the same as in the above-described embodiment, so a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 의하면, 광학적 검출 부재와 촬영 소자 또는 신호 획득 부재에 의하여 마이크로 칩을 통과하는 피검사자의 혈액 속에 포함된 적혈구의 속도, 길이, 변형성 및 형상 등과 같은 물리적 특성을 용이하게 측정할 수 있다. 따라서, 상기 질환 진단 장치가 측정한 적혈구의 물리적 특성에 관한 각종 결과로부터 암이나 말라리아, 당뇨병 등의 질환이 있는 지를 판별할 수 있다.According to the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention, such as the speed, length, deformability and shape of the red blood cells contained in the blood of the subject passing through the microchip by the optical detection member and the imaging device or the signal acquisition member Physical properties can be easily measured. Therefore, it is possible to determine whether there is a disease such as cancer, malaria, or diabetes from various results regarding the physical characteristics of the red blood cells measured by the disease diagnosis apparatus.

비록, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 암과 같은 질병은 정확하게 진단하거나 평가하기에는 활용하기에 부족하지만, 혈액만으로 암에 대한 검사가 가능하고 암의 발생 부위와는 상관없기 때문에 기존의 조직 검사에 비하여 부위에 상관없이 암의 조기 진단이 가능하므로 암의 선진단이나 조기 발견에는 매우 효과적으로 사용될 수 있다.Although the apparatus for diagnosing diseases using the physical characteristics of red blood cells according to the present invention is insufficient to utilize for accurately diagnosing or evaluating a disease such as cancer, since it is possible to test cancer by blood alone and has no relation to the site of cancer Compared with conventional biopsies, early diagnosis of cancer is possible regardless of the site, so it can be used very effectively for the early diagnosis and early detection of cancer.

또한, 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치는 동맥 경화나 혈액 순환 장애 등의 질병이 있을 때 투약되는 약물의 효과를 평가하는 데도 활용 가능하다. 동맥 경화나 혈액순환 장애 등의 질병은 혈관 자체에 관계되는 문제이기 때문에 본 장치로는 판단하기 어려우나 적혈구의 변형성 및 혈액의 점도를 조절하여 혈액 순환 장애를 개선하는 약품의 경우 그 직접적인 효과를 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치로 판단할 수 있다.In addition, the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells according to the present invention can be utilized to evaluate the effect of the drug to be administered when there is a disease such as atherosclerosis or blood circulation disorder. Diseases such as atherosclerosis and blood circulation disorders are related to blood vessels, so they are difficult to determine with this device.However, in the case of drugs that improve blood circulation disorders by controlling the deformability of blood cells and the viscosity of blood, red blood cells have seen the direct effects. It can be determined as a disease diagnosis device using the physical properties of.

더욱이, 당뇨병이나 말라리아 등과 같이 질환이 혈액과 관련되어 일어나는 질병의 경우, 혈액의 점도가 바뀌므로 적혈구의 기계적 특성이 변화하기 때문에, 비록 본 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치를 적용할 때에는 암과 구분하기 어려울 경우도 있을 수 있으나 이러한 문제는 전체적인 데이터 베이스의 축척과 시스템의 개선을 통하여 개선될 수 있으며, 오히려 여러 가지 질병을 한 번에 측정하는 방향으로 발전 가능할 것이다.Furthermore, in the case of diseases such as diabetes or malaria, which are related to blood, the mechanical properties of red blood cells change because the viscosity of the blood changes, so even when applying a disease diagnosis apparatus using the physical properties of the red blood cells, Sometimes this can be difficult to distinguish, but this problem can be improved by scaling up the entire database and improving the system, rather than by developing multiple diseases at once.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

Claims (26)

적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 있어서,In the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells, 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩이 배치되는 고정 플레이트;A fixed plate on which a microchip having a filter portion through which red blood cells pass is disposed; 상기 마이크로 칩의 상부에 배치되어 상기 마이크로 칩의 필터부를 투과하는 광을 확대하는 광학적 검출 수단;Optical detection means arranged on the microchip to enlarge light passing through the filter portion of the microchip; 상기 광학적 검출 수단에 연결되어 상기 필터부의 영상을 수득하는 촬영 수단; 및Photographing means connected to the optical detecting means to obtain an image of the filter part; And 상기 촬영 수단에 연결되어 수득된 영상을 분석하고 결과를 출력하는 분석 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.An apparatus for diagnosing diseases using physical properties of red blood cells, characterized in that it comprises an analysis means for analyzing the image obtained by being connected to the photographing means and outputting the result. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정 플레이트의 하부에 배치되어 상기 마이크로 칩에 광을 조사하는 광 발생 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The apparatus for diagnosing diseases using physical properties of erythrocytes, further comprising a light generating means disposed under the fixing plate to irradiate light to the microchip. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 광 발생 수단은 350∼450㎚의 파장을 갖는 레이저 광 또는 자외선 광을 방사하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The light generating means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that for emitting a laser light or ultraviolet light having a wavelength of 350 ~ 450nm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광학적 검출 수단은 현미경 또는 렌즈 어레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The optical detection means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that consisting of a microscope or a lens array. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 촬영 수단은 연속적인 영상의 촬영을 위하여 CCD 카메라로 이루어지는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The photographing means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that consisting of a CCD camera for the continuous imaging of the image. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분석 수단은 상기 촬영 수단에 연결되어 영상 신호를 디지털 신호로 변환하는 프레임 그래버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The analyzing means further comprises a frame grabber connected to the photographing means and converting an image signal into a digital signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로 칩에 피검사자의 혈액을 주입 및 배출하기 위한 시료 주입 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.Device for diagnosing disease using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that the microchip further comprises a sample injection means for injecting and discharging the blood of the subject. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 시료 주입 수단은 수두 또는 시린지 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The sample injection means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that it comprises a chickenpox or syringe pump. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마이크로 칩에 피검사자의 혈액을 주입 및 배출하기 위한 시료 배출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.Device for diagnosing disease using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that the microchip further comprises a sample discharge means for injecting and discharging the blood of the subject. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 시료 배출 수단은 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The sample discharge means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that it comprises a syringe or a suction pump. 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치에 있어서,In the disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells, 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩이 고정되는 고정 플레이트;A fixing plate to which the microchip on which the filter unit through which red blood cells pass is fixed; 상기 고정 플레이트의 하부에 배치되어 상기 마이크로 칩의 필터부에 광을 조사하는 광 발생 수단;Light generating means disposed under the fixing plate to irradiate light to the filter portion of the microchip; 상기 마이크로 칩의 상부에 배치되어 상기 마이크로 칩의 필터부를 투과하는 광을 확대하는 광학적 검출 수단;Optical detection means arranged on the microchip to enlarge light passing through the filter portion of the microchip; 상기 광학적 검출 수단에 연결되어 상기 적혈구의 통과에 따른 광의 밝기의 변화를 감지하여 전기적인 신호를 발생시키는 신호 획득 수단; 그리고Signal acquisition means connected to the optical detection means for detecting a change in brightness of light due to the passage of red blood cells and generating an electrical signal; And 상기 신호 획득 수단에 연결되어 상기 전기적인 신호를 분석하여 결과를 출력하는 신호 처리 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.And a signal processing unit connected to the signal obtaining unit and analyzing the electrical signal to output a result. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 광 발생 수단은 350∼450㎚의 파장을 갖는 레이저 광 또는 자외선 광을 방사하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The light generating means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that for emitting a laser light or ultraviolet light having a wavelength of 350 ~ 450nm. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 광학적 검출 수단은 렌즈 어레이 또는 현미경을 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The optical detection means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that it comprises a lens array or a microscope. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 신호 획득 수단은 PMT 또는 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The signal acquisition means is a disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that it comprises a PMT or a photodiode. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 신호 처리 수단은 오실로스코프 또는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The signal processing means is a disease diagnosis device using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that it comprises an oscilloscope or a computer. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 마이크로 칩에 피검사자의 혈액을 주입하기 위한 시료 주입 수단 또는 시료 배출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.Device for diagnosing disease using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that the microchip further comprises a sample injection means or sample discharge means for injecting the blood of the subject. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 시료 주입 수단은 수두 또는 시린지 펌프를 포함하며, 상기 시료 배출 수단은 주사기 또는 흡입 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 장치.The sample injection means comprises a chickenpox or syringe pump, and the sample discharge means comprises a syringe or a suction pump disease diagnosis apparatus using the physical characteristics of the red blood cells. 적혈구의 물리적 특성을 이용하여 질환을 진단하는 방법에 있어서,In a method for diagnosing a disease using physical properties of red blood cells, 고정 플레이트 상에 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩을 위치시키는 단계;Positioning a microchip having a filter portion through which red blood cells pass on a fixing plate; 상기 고정 플레이트의 하부에 상기 필터부에 광을 조사하는 광 발생 수단을 배치하는 단계;Disposing a light generating means for irradiating light to the filter portion below the fixing plate; 상기 마이크로 칩의 상부에 상기 마이크로 칩의 필터부를 투과한 광을 확대하는 광학적 검출 수단을 배치하는 단계;Disposing optical detection means on the upper part of the microchip to enlarge light transmitted through the filter part of the microchip; 상기 광학적 검출 수단에 촬영 수단을 연결하여 상기 필터부의 영상을 수득하는 단계; 및Connecting an image pickup means to the optical detection means to obtain an image of the filter part; And 상기 촬영 수단에 분석 수단을 연결하여 수득된 영상을 분석하고 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.And analyzing the image obtained by connecting the analyzing means to the photographing means, and outputting a result of the disease. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 광 발생 수단은 400㎚의 파장을 갖는 레이저광 또는 자외선 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.The light generating means is a disease diagnosis method using the physical characteristics of the red blood cells, characterized in that for emitting a laser light or ultraviolet light having a wavelength of 400nm. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 분석 수단을 연결하는 단계는 영상 신호를 디지털 신호로 변환하는 프레임 그래버를 상기 촬영 수단에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.The step of connecting the analyzing means further comprises the step of connecting the frame grabber for converting an image signal into a digital signal to the photographing means disease diagnosis method using the physical characteristics of the red blood cells. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 필터부를 통과하는 적혈구의 길이, 형상 및 변형성은 상기 필터부의 하나의 검출 영역에서 상기 적혈구의 영상을 수득하여 판별되는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.The length, shape and deformability of the red blood cells passing through the filter part are determined by obtaining an image of the red blood cells in one detection area of the filter part. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 필터부를 통과하는 적혈구의 속도는 상기 필터부의 두 곳의 검출 영역에서 상기 두 영역 사이의 거리 및 상기 적혈구의 영상을 수득하여 판별되는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.The rate of erythrocytes passing through the filter unit is determined by obtaining the distance between the two regions and the image of the erythrocytes in the two detection regions of the filter unit, characterized in that the physical characteristics of the red blood cells. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 마이크로 칩에 피검사자의 혈액을 주입 및 배출하기 위하여 시료 주입 수단 또는 시료 배출 수단을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.And connecting the sample injecting means or the sample discharging means to inject and discharge the blood of the test subject into the microchip. 적혈구의 물리적 특성을 이용하여 질환을 진단하는 방법에 있어서,In a method for diagnosing a disease using physical properties of red blood cells, 고정 플레이트 상에 적혈구가 통과하는 필터부가 형성된 마이크로 칩을 위치시키는 단계;Positioning a microchip having a filter portion through which red blood cells pass on a fixing plate; 상기 고정 플레이트의 하부에 상기 마이크로 칩의 필터부에 광을 포커싱하는 광 발생 수단을 배치하는 단계;Disposing a light generating means for focusing light on a filter part of the microchip below the fixing plate; 상기 마이크로 칩의 상부에 상기 마이크로 칩의 필터부를 투과하는 광을 확대하는 광학적 검출 수단을 배치하는 단계;Disposing optical detection means on the upper part of the microchip to enlarge light passing through the filter part of the microchip; 상기 광학적 검출 수단에 신호 획득 수단을 연결하여 상기 적혈구의 통과에 따른 광의 밝기의 변화를 감지하여 전기적인 신호를 발생시키는 단계; 및Connecting a signal acquisition means to the optical detection means to detect a change in brightness of light due to passage of the red blood cells to generate an electrical signal; And 상기 신호 획득 수단에 신호 처리 수단을 연결하여 상기 전기적인 신호를 분석하여 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 진환 진단 방법.And connecting the signal processing means to the signal acquiring means to analyze the electrical signal and to output a result. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 필터부를 통과하는 상기 적혈구의 길이, 형상 및 변형성은 상기 필터부의 하나의 검출 영역에 상기 광 발생 수단으로부터 발생되는 광을 포커싱하고, 상기 적혈구가 상기 검출 영역을 통과하면서 상기 적혈구의 길이, 형상 및 변형도에 따라 광이 부분적으로 가려지는 것을 감지하여 판별되는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.The length, shape and deformability of the erythrocytes passing through the filter portion focus the light generated from the light generating means into one detection region of the filter portion, and the erythrocyte length, shape and A method for diagnosing a disease using physical properties of red blood cells, characterized in that the light is partially obscured according to the degree of deformation. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 필터부를 통과하는 상기 적혈구의 속도는 상기 필터부의 제1 및 제2 검출 영역에 상기 광 발생 수단으로부터 발생되는 광을 포커싱하고, 상기 적혈구가 상기 제1 및 제2 영역을 통과하면서 적혈구에 따라 제1 및 제2 검출 영역에서 광이 부분적으로 가려지는 것을 측정하고, 상기 적혈구가 제1 및 제2 영역을 이동하는 시간을 측정하여 판별되는 것을 특징으로 하는 적혈구의 물리적 특성을 이용한 질환 진단 방법.The speed of the red blood cells passing through the filter unit focuses the light generated from the light generating means in the first and second detection regions of the filter unit, and the red blood cells are set according to the red blood cells while passing through the first and second regions. A method for diagnosing a disease using physical properties of red blood cells, characterized in that the light is partially obscured in the first and second detection areas, and measured by measuring the time that the red blood cells travel through the first and second areas.
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