KR100885123B1 - 휴대용 빌리루빈 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멤브레인(membrane)을 이용하여 혈액 속의 혈장을 분리하여 빌리루빈(bilirubin)의 농도를 측정하여 신생아의 황달 유무를 검사하는 장치에 관한 것으로, 휴대가 가능하고 극소량의 혈액으로 신속하고 간편하게 측정할 수 있어 응급 검사를 요하는 신생아의 황달을 쉽게 검사할 수 있는 효과가 있다.

멤브레인(membrane), 멤브레인 케이스, 측정부, 광원체, 광센서, 구동회로

Description

휴대용 빌리루빈 측정장치{Portable Bilirubin Analyzer}

본 발명은 혈액 속의 빌리루빈(bilirubin)의 농도를 측정하여 신생아의 황달 유무를 검사하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멤브레인(membrane, 고분자여과막)을 이용하여 혈액으로 부터 혈장을 분리하여 빌리루빈의 농도를 측정하는 휴대용 빌리루빈 측정 장치에 관한 것이다.

신생아는 간이 미숙하여 적혈구가 파괴될때 발생하는 물질에 의해 노랗게 황달 증세가 나타나게 되는데, 이것은 대부분 생리적 황달로 생후 4-5일에 가장 강하게 나타나며 10여일 후에 자연히 없어진다.

이러한 생리적인 범위를 넘는 경우에는 핵황달이라 부르는데 황달을 일으키는 독성 물질이 혈관을 타고 뇌에 들어가 뇌성마비, 경련, 지능장애, 청력손실 등의 신경학적 합병증을 유발시키며 완치된 후에도 각종 후유증에 시달리는 경우가 있다. 따라서 신생아의 경우 황달 검사가 필수적이다.

황달은 혈액 속의 빌리루빈의 농도를 측정하여 검사한다. 혈액은 적혈구, 백혈구, 혈장 등으로 구성되어 있어 혈액 속의 빌리루빈의 농도를 검사하려면 먼저 혈액으로부터 혈장을 분리하여야 하여야 하며, 혈액으로부터 혈장을 분리하기 위하여 원심분리기를 사용한다.

신생아 황달을 측정하기 위하여 혈액을 채혈하는 경우 내경이 1.1mm, 길이가 75mm인 미세한 유리관(헤마토크리트 튜브, Hematocrit Tube)을 이용한다. 신생아는 혈관을 찾기가 어렵기 때문에 란셋으로 발뒤꿈치 등의 피부를 가볍게 찔러 혈액이 피부 밖으로 분출되도록 하고, 분출되는 혈액에 헤마토크리트 튜브를 대서 혈액이 모세관 현상에 의하여 튜브 속으로 빨려 들어가도록 하는 방법으로 채혈한다.

이렇게 채혈한 헤마토크리트 튜브 속의 혈액을 원심분리기를 이용하여 혈구와 혈장으로 분리한 후 분리된 혈장을 사용하여 혈액 속의 빌리루빈의 농도를 측정한다.

그러나, 이와 같은 종래의 방법은 신생아로부터 60uL 정도로 많은 혈액을 채혈해야 하기 때문에 신생아에게 부담이 되며, 채혈 및 혈장 분리시 사용하는 헤마토크리트 튜브는 부러지기 쉽기 때문에, 헤마토크리트 튜브 전용 원심분리기가 필요하다.

기존의 빌리루빈 측정장치에 관한 선행기술로 공개특허공보 제1999-46472호, 등록특허공보 제343753호 및 등록실용신안공보 제0405252호가 있으나, 이들은 모두 빌리루빈 의 농도 측정에 복잡한 과정을 거칠 뿐만 아니라, 측정장치의 구성이 매우 복잡하고 커서 휴대하는 것이 불가능하고 가격이 고가인 관계로 널리 보급 되지 못하는 문제점이 있다.

한편, 휴대용 측정장치에 관한 것으로 미국 특허 제4,267,844호가 있으나, 이는 채혈한 혈액으로부터 혈액 속의 빌리루빈의 농도를 측정하는 방식이 아니고, 광을 피부에 조사하여 광이 흡수되는 파장을 이용하는 방식으로, 피부색, 혈관의 두께 및 깊이, 측정부위, 땀 등의 주위 환경에 크게 영향을 받기 때문에 측정 오차가 커서 신뢰를 얻지 못하고 있다.

위와 같이, 종래의 빌리루빈 농도 측정장치는 응급검사를 요하는 빌리루빈의 농도 측정에 복잡한 과정을 거쳐야 하고, 측정장치가 커서 장소를 많이 차지하고 이동이 쉽지 않으며, 혈장 분리를 위한 전용 원심분리기가 필요하고, 채혈량이 많아야 하며, 측정결과 확인에 약 10여분이 걸리고, 가격이 고가인 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 극소량의 혈액으로, 간편하고, 신속하며, 장소에 구애받지 않고, 제조 및 유지비용이 저렴한 휴대용 빌리루빈 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 혈액 속의 혈장 분리를 위하여 원심분리기를 사용하지 아니하고 멤브레인을 사용한다. 본 발명에서는 다공 성으로 아래 부분은 구멍이 작고 위로 올라 갈수록 구멍이 커지는 형태의 멤브레인을 사용하여 혈액이 구멍이 큰 데서 작은 데로 스며들면서 혈구와 혈장이 분리되도록 한다.

이와 같은 멤브레인을 멤브레인 케이스에 고정시킨 상태로 측정장치 의 시료 삽입구에 삽입시키고 채혈된 극소량의 혈액을 멤브레인 케이스의 혈액 주입공을 통하여 멤브레인에 주입시키면 내부의 측정부에서 멤브레인에 의해 분리된 혈장 중의 빌리루빈의 농도를 측정하여 그 결과를 1분 이내에 표시판에 표시한다.

위와 같이 본 발명의 빌리루빈 측정장치는 기존의 빌리루빈 측정장치보다 훨씬 적은 극소량의 혈액으로 신속하고 간편하게 혈액 중의 빌리루빈의 농도를 측정할 수 있어 응급 검사를 요하는 신생아의 황달을 쉽게 검사할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 빌리루빈 측정장치는 혈장 분리를 위해 원심분리기를 사용하지 아니하여 측정장치가 현저하게 작아져서 장소를 거의 차지하지 아니하고 휴대할 수 있어 이동이 쉽고 장소에 관계없이 측정이 가능하여 현장검사(POCT, Point Of Care Testing)에 유리하고, 제조 및 유지비용이 저렴하게 되는 효과가 있다.

위와 같이, 본 발명의 빌리루빈 측정장치는 휴대하면서 극소량의 혈액으로 빌리루빈의 수치를 간편하고 신속하게 측정하여 응급검사를 요하는신생아의 황달 유무를 판단하는데 널리 사용될 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 혈액 속의 혈장 분리를 위하여 원심분리기를 사용하지 아니하고 멤브레인을 사용한다. 본 발명에서는 다공성으로 아래 부분은 구멍이 적고 위로 올라갈수록 구멍이 커지는 형태의 멤브레인을 사용하고 구멍의 직경이 적혈구의 직경보다는 작게 하여 혈장이 구멍이 큰 데서 작은 데로 스며들면서 혈구와 혈장이 분리되도록 한다.

이와 같은 멤브레인을 멤브레인 케이스에 고정시킨 상태로 측정장치 의 시료 삽입구에 삽입시키고 채혈된 극소량의 혈액을 멤브레인 케이스의 혈액 주입공을 통하여 멤브레인에 주입시키면 내부의 측정부에서 멤브레인에 의해 분리된 혈장 중의 빌리루빈의 농도를 측정하여 그 결과를 1분 이내에 표시판에 표시한다.

이하 도면을 토대로 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 멤브레인으로, 도 1a는 멤브레인 조직의 확대도로 크고 작은 구멍이 나타나 있다. 도 1b는 혈액이 주입된 멤브레인(1)으로, 혈구(11)와 혈장(12)이 분리된 상태도이다.

도 2는 멤브레인 케이스(2)로, 도 2a는 정면도이고, 도 2b는 측면단면도이다. 도시된 바와 같이 멤브레인 케이스(2)는 앞판(21)과 뒤판(22)으로 구성되며, 뒤판(22)의 전면 몇 군데에 돌부(23)가 있고 앞판(21)의 뒷면에 뒤판(22)의 각 돌부에 대응하는 부위에 구멍(24)이 천공되어 있다.

앞판(21)의 정면 상부와 뒤판(22)의 상부에는 광 투과공(25)이 천공되어 있고, 앞판(21)의 정면 하부에는 혈액 주입공(26)이 천공되어 있다.

이와 같이 구성된 앞판(21)과 뒤판(22) 사이에 멤브레인을 위치시키고 앞판(21)과 뒤판(22)을 앞뒤에서 압착하면 뒤판(22)의 돌부(23)가 앞판(21)의 구멍(24)에 삽입되면서 앞판(21)과 뒤판(22)이 하나로 고정되고 멤브레인이 그 사이에 고정된다.

물론, 앞판(21)과 뒤판(22)을 고정시키는 것은 다른 방식으로도 할 수 있으며, 광 투과공(25)과 혈액 주입공(26)에 이물질이 끼지 않도록 멤브레인 케이스(2)를 비닐포장을 하거나 접착테이프 등을 사용하여 광 투과공(25)과 혈액 주입공(26) 부위를 감쌀 수도 있다. 이와 같이 멤브레인 케이스(2)에 고정되고 포장된 멤브레인이 상업적으로 판매될 수 있다.

도 3은 측정부(3)의 개략도로, 도 3a는 측정부의 구성도이고, 도 3b는 멤브 레인이 삽입된 상태도이다. 측정부(3)는 상부 플레이트(31), 좌측 플레이트(32), 우측 플레이트(33), 광원체(34), 광센서(35), 리미트 스위치(36) 등으로 이루어진다. 상기 광원체(34)와 리미트 스위치(36)는 상기 좌측 플레이트(32)의 상부에 설치되고 상기 광센서(35)는 상기 우측 플레이트(33)의 상부 중 상기 광원체(34)의 위치와 대응되는 위치에 설치된다. 상기 리미트 스위치(36)는 멤브레인의 존부를 감지한다.

도 4는 마이컴을 포함하는 구동회로의 블록도이다. 위와 같은 측정부(3)와 구동회로는 외부 케이스(5) 내에 설치된다.

도 5는 외부 케이스(5)의 사시도로, 부호 51은 표시판, 52는 전원보턴, 53은 측정버턴, 54는 시료 삽입구이다.

다음으로 이와 같은 본 발명 빌리루빈 측정장치의 작동을 설명한다.

전원보턴(52)을 눌러 전원부로부터 전원이 공급되면 표시판(51)에「측정준비」가 표시된다.

다음으로 외부 케이스(5)의 시료 삽입구(54)에 내부에 멤브레인(1) 이 고정되어 있는 멤브레인 케이스(2)를 위치시키고, 채혈된 극소량의 혈액을 멤브레인 케이스(2)의 혈액 주입공(26)을 통하여 멤브레인(1)에 주입시키고, 측정보턴(53)을 누르면 리미트 스위치(36)가 멤브레인의 존재를 감지한 다음 광원체(34)에서 파장이 서로 다른 광을 순차적으로 발사하고 이 광이 순차적으로 광 투과공(25) 부분의 시료를 통과하여 반대쪽의 광센서(35)에 도달하며 광센서(35)는 이러한 광을 순차적으로 수신하여 순차적으로 전기신호로 변환시킨다.

이렇게 순차적으로 변환된 서로 다른 파장의 전기신호는 증폭부에서 증폭된 후, 마이컴 속에 내장된 A/D 컨버터에 의해 디지털신호로 변환되며, 마이컴이 변환된 디지털 신호를 분석하여 혈액 속의 빌리루빈 농도를 계산하여 그 수치를 표시판(51)에 표시한다. 측정보턴(53)을 누른 후 1분 이내에 표시판(51)에 빌리루빈 수치가 표시된다.

분리된 혈장 중에는 헤모글로빈성분이 포함되어 있는 경우가 발생하고, 이에 따라 헤모글로빈성분이 빌리루빈의 측정 결과에 영향을 주므로 그 영향을 상쇄하기 위해서 헤모글로빈에 흡수되는 파장의 광을 시료에 발사하여 흡수되지 않은 광의 양(A)을 측정하고, 빌리루빈에 흡수되는 파장의 광을 시료에 발사하여 흡수되지 않은 광의 양(B)을 측정하여 A와 B를 분석하여 빌리루빈 농도를 계산한다.

위와 같이, 본 발명의 빌리루빈 측정장치는 혈액 속의 빌리루빈의 농도를 극소량의 혈액으로 신속하고 간편하게 측정할 수 있어 응급 검사를 요하는 신생아의 황달을 쉽게 검사할 수 있으며, 혈장 분리를 위해 원심분리기를 사용하지 아니하여 측정장치가 현저하게 작아져서 장소를 거의 차지하지 아니하고 휴대할 수 있어 이동이 쉽고 장소에 관계없이 측정이 가능하여 현장검사에 유리하며, 제조 및 유지비용이 저렴하게 된다.

본 발명의 상세한 설명과 도면은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시한 것으로, 본 발명은 그 기술사상을 기본으로 다양한 변경 내지 변형이 가능하며 상세한 설명과 도면에 기재된 사항에 한정되지 아니한다.

도 1은 멤브레인으로, 도 1a는 멤브레인 조직의 확대도이고, 도 1b는 혈액이 주입된 멤브레인으로, 혈구와 혈장이 분리된 상태도이다.

도 2는 멤브레인 케이스(2)로, 도 2a는 정면도이고, 도 2b는 측면단면도이다.

도 3은 측정부의 개략도로, 도 3a는 측정부의 구성도이고, 도 3b는 멤브레인이 삽입된 상태도이다.

도 4는 마이컴을 포함하는 구동회로의 블록도이며,

도 5는 외부 케이스의 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 멤브레인 11: 혈구 12: 혈장

2 : 멤브레인 케이스 25: 광 투과공 26: 혈액 주입공

3 : 측정부 32: 좌측 플레이트 33: 우측 플레이트

34: 광원체 35: 광 센서 36: 리미트 스위치

5: 외부 케이스 51: 표시판 52: 전원보턴

53: 측정버턴 54: 시료 삽입구

Claims (3)

1. 빌리루빈 측정장치에 있어서, 멤브레인이 내부에 고정되며 상부에는 광 투과공이 천공되고 하부에는 혈액 주입공이 천공된 멤브레인 케이스; 광원체와 광센서로 구성되는 측정부; 및 구동회로로 구성되고, 상기 멤브레인 케이스에 고정된 멤브레인에 혈액을 주입한 후 혈액이 주입된 상기 멤브레인을 상기 측정부의 광원체와 광센서 사이에 삽입시켜서 혈액 중의 빌리루빈의 농도를 측정하는 휴대용 빌리루빈 측정장치
2. 제1항에 있어서, 상기 측정부에 상기 멤브레인의 존재를 감지하는 리미트 스위치가 더 설치된 휴대용 빌리루빈 측정장치
3. 멤브레인이 내부에 고정되며 상부에는 광 투과공이 천공되고 하부에는 혈액 주입공이 천공된 빌리루빈 측정용 멤브레인 케이스

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