KR100886914B1 - 혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치 - Google Patents

혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치 Download PDF

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Abstract

의료용으로 이용되며 혈액 속에 존재하는 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등 의료진의 의료 행위에 필요한 데이터를 자동으로 분석하여 기록하는 혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치를 개시한다. 본 발명의 혈액 분석 장치는, 수납공간을 구비한 프레임, 프레임에 설치되며센서카드, 시약 공급 및 차단부 그리고 혈액 공급부를 포함하는 카트리지, 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러, 프레임에 결합되는 혈액 공급부 개폐 레버, 프레임에 제공되며 혈액 공급부 개폐 레버의 동력을 전달하여 카트리지의 혈액 공급부를 개폐시기는 동력전달부, 프레임에 설치되며 카트리지의 시약을 이송하는 시약 이송부, 컨트롤러의 제어에 의하여 카트리지의 시약 공급 및 차단부를 구동하여 시약을 이송시키는 관로를 오픈하거나 폐쇄시키는 구동부들을 포함한다.
혈액, 분석, 카트리지, 시약, 이송, 카드센서

Description

혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치{Cartridge for chemical measurement of blood and apparatus using the same}
본 발명은 혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의료용으로 이용되며 혈액 속에 존재하는 전해질(Na+, K+, Cl- 등), 가스종(PO2, PCO2 등) 및 대사물질(glucose, lactate, urea 등)의 농도 또는 적혈구 용적률 등 의료진의 의료 행위에 필요한 데이터를 자동으로 분석하여 기록하는 혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치에 관한 것이다.
일반적으로 혈액중의 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등은 인체 내에서 항상성을 유지하고 있으며, 농도 불균형 현상이 발생될 경우에 그 농도의 과다 혹은 결핍 증상과 함께 각종 질병을 일으키게 된다. 따라서 혈중 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등의 신속한 측정은 의료진이 생체 불균형 현상으로부터 인체의 기능 이상 및 질병의 진행 상황을 빠르게 예측하는데 도움을 준다. 이와 같이 혈액 속에 포함되어 있는 전해질의 이온, 가스 종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등을 측정하는 장비는, 혈액을 공급하는 혈액 공급부, 센서를 포함하는 센싱부, 센서에 시약을 공급하는 시약 공급부, 데이터 처리부 및 다수의 구동원 등을 포함하는 구성을 가질 수 있다. 이러한 종래의 혈액 분석 장치는 기계장치의 특성상 구조가 복잡하고 대형으로 이루어져 특정 검사실에서만 사용되면서 사용 장소가 제한되는 단점이 있다. 특히, 의료분야의 특성상 환자가 있는 장소이면 어디에서든지 신속하게 의료진이 필요로 하는 데이터를 얻어야 함에도 불구하고 혈액 분석기가 배치된 검사실에서만 검사가 이루어지므로 검사 시간이 길어져 의료진의 의사결정이 늦어질 수 있는 등 사용상 불편한 문제점이 있다. 또한, 종래의 혈액 분석기는 여러 종류의 시약과 센서를 각각 주기적으로 교체하여 사용해야함으로써 유지관리측면에서 번거로움이 많으며, 이에 대한 해결책으로 시약과 센서 그리고 혈액 공급부를 한 카트리지에 구성한 카트리지형 혈액분석기가 출시되었으나 카트리지 내부에 시약액을 번갈아 센싱부에 공급하는 과정에서 약액의 누유가 발생할 수 있어 측정 데이터의 신뢰성 및 상품성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 탁상용으로 사용이 가능하고, 동시에 소형이면서 이동이 가능한 구조로 이루어져 수술실, 회복실, 응급실, 진단 검사실, 응급차, 전장 및 긴급 의료 현장 등 환자가 있는 곳이면 어디에서든지 쉽게 환자의 혈액 속에 포함되어 있는 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등을 분석하여 의료진이 환자의 상태를 신속하고 편리하게 확인하여 적절한 의료 행위를 할 수 있는 혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 비교적 간단한 구조로 이루어져 내구성이 우수하고 제조 비용을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 사용이 편리하고 시약액이 유출되지 않도록 하여 상품성을 향상시킬 수 있는 혈액 분석 장치용 카트리지 및 이를 이용한 혈액 분석 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수납공간을 구비한 프레임, 상기 프레임에 설치되며 시약이 보관되는 시약 용기들, 상기 시약을 공급하거나 차단하는 시약 공급 및 차단부, 그리고 혈액 공급부가 제공된 카트리지, 상기 프레임 또는 상기 카트리지에 설치되어 상기 혈액 공급부를 통하여 공급되는 혈액 중에 포함된 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률을 검출하는 센서카드, 상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러, 상기 프 레임에 결합되는 혈액 공급부 개폐 레버, 상기 프레임에 제공되며 상기 혈액 공급부 개폐 레버의 동력을 전달하여 상기 카트리지의 혈액 공급부를 개폐시기는 동력전달부, 상기 프레임에 설치되며 상기 시약용기들의 시약을 이송하는 시약 이송부, 상기 컨트롤러의 제어에 의하여 상기 카트리지의 시약 공급 및 차단부를 구동하여 시약을 이송시키는 관로를 오픈하거나 폐쇄시키는 구동부들을 포함하는 혈액 분석 장치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 혈액 분석 장치는, 상기 컨트롤러에서 처리되는 내용을 출력하는 출력부를 포함하고, 상기 출력부는 디스플레이, 프린터가 일체형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 혈액 분석 장치는, 상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러와 상기 시약이송부 및 상기 구동부를 제어하는 컨트롤러는 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다.
상기 혈액 분석 장치는, 상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러에서 검출된 신호 종류에 따라 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다.
상기 프레임에는 카트리지 도어가 힌지 결합되며, 상기 카트리지 도어를 잠그는 카트리지 도어 잠금 장치가 결합되고, 상기 카트리지 도어 잠금 장치의 잠금 상태를 센싱하여 센싱된 신호를 상기 컨트롤러에 전송하는 카트리지 도어 잠금 감지 센서가 결합되는 것이 바람직하다.
상기 프레임에는 혈액 공급부 개폐 레버 잠금 장치가 결합되며, 상기 혈액 공급부 개폐 레버 잠금 장치의 잠금 상태를 센싱하여 센싱된 신호를 상기 컨트롤러 에 전송하는 혈액 공급부 개폐 레버 잠금 감지 센서가 결합되는 것이 바람직하다.
상기 프레임에는 상기 구동부의 작동 상태를 감지하여 상기 컨트롤러에 전송하는 구동부 작동 감지 센서가 결합되는 것이 바람직하다.
상기 혈액 공급부 개폐 레버는, 혈액 공급부를 개폐하는 혈액 공급부 개폐 커버로 이루어지며, 상기 혈액 공급부 개폐 커버에는 가운데 부분에 확대경이 결합되는 것이 바람직하다.
상기 시약 관로 연결 부재는 상기 시약 용기들과 관로로 연결되는 다수의 유입구, 그리고 상기 유입구들과 연결되어 시약을 상기 혈액 공급부를 통하여 상기 센서카드에 공급하는 배출구를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 프레임에는 상기 센서카드의 온도를 일정하게 유지하도록 히터가 제공된 히터블록을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 카트리지는 상기 센서카드와 관로로 연결되는 검체 폐기용기가 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명은 수납공간을 구비한 프레임; 상기 프레임에 수용되는 카트리지 케이스, 상기 카트리지 케이스에 제공되어 혈액에 포함된 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률을 검출하는 센서카드, 상기 카트리지 케이스에 수용되며 시약 이송부에 의하여 상기 센서카드로 이송되는 시약이 보관되는 시약용기들, 상기 시약용기들과 관로로 일대일 대응되어 연결된 상태로 고정된 시약 관로 연결부재, 상기 시약용기들에 수용된 시약을 상기 센서카드로 공급하거나 차단하는 시약 공급 및 차단부, 그리고 상기 시약 관로 연결부재와 연결되거나 차단되고 혈 액 또는 시약을 상기 센서카드에 공급하도록 상기 센서카드와 관로로 연결되는 혈액 공급부를 포함하는 카트리지; 상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러; 상기 프레임에 결합되는 혈액 공급부 개폐 레버; 상기 프레임에 제공되며 상기 혈액 공급부 개폐 레버의 동력을 전달하여 상기 카트리지의 혈액 공급부를 개폐시기는 동력전달부; 상기 프레임에 설치되며 상기 카트리지의 시약을 이송하는 시약 이송부; 상기 컨트롤러의 제어에 의하여 상기 시약 공급 및 차단부를 구동하여 시료를 이송시키는 관로를 오픈하거나 폐쇄시키는 구동부들을 포함하는 혈액 분석 장치를 제공한다.
본 발명은 수납 공간이 제공된 카트리지 케이스; 상기 카트리지 케이스에 제공되어 혈액에 포함된 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률을 검출하는 센서카드; 상기 카트리지 케이스의 수납 공간에 수용되며 시약 이송부에 의하여 상기 센서카드로 이송되는 시약용기들; 상기 카트리지 케이스의 수납 공간에 수용되며 상기 센서카드와 관로로 연결되는 검체 폐기용기; 상기 시약용기들과 관로로 일대일 대응되어 연결된 상태로 고정된 시약 관로 연결부재; 상기 시약용기들에 수용된 시약을 상기 센서카드로 공급하거나 차단하는 시약 공급 및 차단부; 그리고 상기 시약 관로 연결부재와 연결되거나 차단되고 혈액 또는 시약을 상기 센서카드에 공급하도록 상기 센서카드와 관로로 연결되는 혈액 공급부를 포함하는 혈액 분석 장치용 카트리지를 제공한다.
상기 시약 관로 연결부재는 상기 시약 용기들과 관로로 연결되는 다수의 유입구, 그리고 상기 유입구들과 연결되어 시약을 상기 혈액 공급부를 통하여 상기 센서카드에 공급하는 배출구를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 시약 공급 및 차단부는 상기 시약용기들과 상기 시약 관로 연결부재를 연결하는 관로들에 설치되고, 슬라이드 동작으로 관로를 가압하면 관로가 닫히고 가압이 해제되면 관로가 오픈되는 가압부재, 그리고 상기 가압부재가 상기 관로들을 가압하고 있는 상태를 유지하는 방향으로 탄성력에 의하여 지지되는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가압부재는 몸체부, 상기 몸체부의 선단에 제공되어 탄성부재가 지지되는 머리부, 그리고 상기 몸체부에서 연장되어 상기 관로 삽입 구멍이 제공되는 연장부를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명은 간단한 구조로 이루어져 소형화를 통하여 탁상용 및 이동용 장비로 사용이 가능하여 의료진이 필요로 하는 곳이면 어디에서든지 장소를 구애받지 않고, 빠른 시간 내에 환자의 혈액 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등의 상태를 측정할 수 있어 의료진의 의사결정을 신속하게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 생산성을 향상시키며, 사용이 편리하여 상품성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예의 외관을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 주요 부분을 분해한 도면으로, 혈액 분석장치의 주요 구성을 도시하고 있다. 혈액 분석장치는 혈액 분석 장치 본체(100)와 카트리지(300)를 포함한다. 혈액 분석 장치 본체(100)는, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 내부에 공간을 이루는 프레임(101)과 이 프레임(101)에 결합되어 외관을 이루는 케이스(103)를 포함한다. 본 발명의 실시 예의 설명에서 프레임(101)에 설치되는 구성요소들은 케이스(103)의 내부에 설치되는 것과 같은 의미이며 도면에 도시된 예에 한정되는 것이 아니다.
프레임(101)은 혈액 분석 장치의 틀을 이루는 것으로, 카트리지(300)가 삽입되어 일정한 위치에 고정될 수 있는 공간을 구비한다. 또한, 프레임(101)에는 카트리지(300)가 수납된 후에 수납된 카트리지(300)를 외부와 격리하는 카트리지 도어(105)가 제공된다. 카트리지 도어(105)는 프레임(101)에 힌지 결합 등 통상의 결합 구조로 결합되어 카트리지(300)를 인출하거나 삽입할 때 이용된다. 본 발명의 실시 예에서는 카트리지 도어(105)가 설치된 예를 도시하여 설명하고 있으나 설계에 따라서 카트리지 도어(105)를 생략하는 것도 가능하다. 그리고 프레임(101)에는 컨트롤러(C), 이 컨트롤러(C)에 의하여 제어되는 출력부(107)가 결합된다. 출력부(107)는 컨트롤러(C)에서 처리된 데이터를 사용자가 알 수 있도록 데이터를 표시하는 표시장치로 통상의 디스플레이(109) 및 프린트 장치(111)를 포함한다. 출력부(107)는 혈액 분석 장치 본체(100)에 일체로 이루어진다. 이러한 혈액 분석 장치 본체(100)는, 의료진이 필요로 할 때 설치 장소에 구애받지 않고 사용이 가능할 수 있다. 출력부(107)는 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 컴퓨터 등과 전기적으로 연결되어 데이터를 송수신할 수 있는 통상의 데이터 출력포트(도시생략) 등을 포함할 수 있다.
프레임(101)에는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 혈액 공급부 개폐 커버(113)가 힌지 축(115)에 의하여 회전하도록 힌지 결합된다. 혈액 공급부 개폐 커버(113)는 가운데 부분에 확대경(113a)이 제공된다. 이러한 확대경(113a)은 내부에 배치되는 구조물(후술하는 혈액 공급부의 니들)들을 관찰하기 편리하게 하는 것이다. 혈액 공급부 개폐 커버(113)의 힌지 축(115)에는 힌지 축(115)에 연동하여 회전력을 전달하는 동력전달부(117)가 제공된다. 본 발명의 실시 예에서는 혈액 공급부 개폐커버(113)가 힌지 축(115)으로 결합된 예를 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 설계에 따라 슬라이드 이동되는 다른 기구적인 구조로 이루어질 수 있다. 또한, 혈액 공급부 개폐 커버(113)는 혈액 공급부 개폐 레버로 이루어질 수 있다.
동력전달부(117)는 혈액 공급부 개폐 커버(113)의 작동에 연동하여 그 회전력으로 후술하는 카트리지(300)의 혈액 공급부를 개폐시기는 역할을 하는 것이다. 이러한 동력전달부(117)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 힌지 축(115)에 결합된 구동풀리(115a), 이 구동풀리(115a)의 회전력을 전달하는 벨트(115b), 벨트(115b)의 회전력을 전달받아 회전하는 피동풀리(115c)를 포함한다. 그리고 피동풀리(115c)의 축에는 후술하는 카트리지(300)의 혈액 공급부를 구동하는 연결부재(119)가 결합된다. 이 연결부재(119)는 혈액 공급부에 구동력을 전달할 수 있도록 선단부에 돌출부(119a)가 제공되는 것이 바람직하다. 동력전달부(117)는 본 발 명의 실시 예에서 설명한 구조에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 벨트가 없이 기어로만 이루어지거나 직선 운동 등에 의한 적절한 동력전달 구조로 설계 변경이 가능하며, 다양한 구성으로 제작할 수 있다.
그리고 프레임(101)에는 혈액 공급부 개폐커버(113)의 개폐 상태를 감지하여 그 신호를 컨트롤러(C)에 전송하는 혈액 공급부 개폐 커버 감지센서(121, 도 4에 도시하고 있음)가 제공된다. 프레임(101)에는 혈액 공급부 개폐 커버를 고정하는 혈액 공급부 개폐 커버 잠금 장치(123)가 제공된다. 혈액 공급부 개폐 커버 잠금 장치(123)는 컨트롤러(C)에 의하여 전기적으로 제어되어 혈액 공급부 개폐 커버(113)를 잠그는 통상의 구조로 이루어질 수 있다.
프레임(101)에는 카트리지(300)에 제공된 시약들을 센서카드로 공급하거나 차단하는 구동부(125)가 제공된다. 구동부(125)는 컨트롤러(C)의 제어에 의하여 구동된다. 구동부(125)는 솔레노이드부(127)와 솔레노이드부(127)의 내부에 배치되어 이동되는 이동부재(129)를 포함한다. 이러한 구동부(125)는, 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 4개로 이루어지는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 설계 상 필요에 따라 다른 개수로 배치할 수 있다. 이러한 구동부(125)는 컨트롤러(C)에 의하여 제어되며 단지 이동부재(129)가 이동되어 후술하는 가압부재를 가압하여 이동시킬 수 있는 것이면 회전 운동을 통하여 직선운동이 가능한 구조 등이 본 발명의 실시 예로 적용할 수 있다. 이러한 구동부(125)의 일측에는 구동부(125)의 작동 상태를 감지하여 컨트롤러(C)에 그 신호를 전송할 수 있는 구동부 작동 감지센서(131)가 설치될 수 있다.
한편, 프레임(101)에는 카트리지(300)가 결합된 상태를 유지하도록 컨트롤러(C)에 의하여 제어되는 카트리지 도어 잠금장치(133, 도 1에 표시함)가 설치될 수 있다. 그리고 카트리지 도어 잠금장치(133)가 잠금 상태를 유지하고 있는지를 감지하여 컨트롤러(C)에 그 신호를 전달하는 카트리지 도어 잠금 감지센서(135, 도 1에 표시함)가 설치될 수 있다.
또 한편으로 프레임(101)에는 컨트롤러(C)의 제어에 의하여 시약을 이송하는 시약 이송부(137)가 제공된다. 시약 이송부(137)는 모터에 의하여 구동하는 회전체가 시약을 통과하는 관로에 밀착되어 회전함으로써 시약을 이송시키는 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 시약 이송부(137, 도 1에 표시하고 있음)는 상술한 예에 한정되는 것은 아니며 통상적인 것이 사용될 수 있고 또한, 시약을 이송시킬 수 있는 펌프 등이 사용되는 것도 가능하다.
또한, 혈액 분석 장치에는 후술하는 센서카드의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터를 구비한 히터 블록(도시생략)이 설치된다. 이러한 히터는 컨트롤러(C)의 제어에 의하여 작동되도록 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 외형도이고, 도 8은 도 7의 일부를 분해하여 도시한 도면으로, 카트리지(300)를 나타내고 있다. 카트리지(300)는, 카트리지 케이스(301), 센서카드(303), 시약용기(305)들, 검체 폐기용기(307, 도 1에 도시하고 있음), 시약 관로 연결부재(309), 시약 공급 및 차단부(311), 그리고 혈액 공급부(313)를 포함한다.
카트리지 케이스(301)는, 일정한 기간동안 사용한 후에 교체하는 주기적인 교체품이며, 대략 사각 박스 형태로 이루어지며 내부에 수납 공간을 구비하고 있다. 카트리지 케이스(301)의 수납 공간에는 센서카드(303), 시약용기(305)들, 검체 폐기용기(307), 시약 관로 연결부재(309), 시약 공급 및 차단부(311), 그리고 혈액 공급부(313)가 수용될 수 있다.
센서카드(303)는 검체를 통과시켜 혈액 중에 포함되어 있는 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용절률을 측정하고 측정된 값을 컨트롤러(C)에 전송할 수 있다. 이러한 센서카드(303)는 통상의 것이 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 센서카드(303)는 카트리지 케이스(301)에 결합된 예를 도시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이러한 설치 예에 한정되는 것은 아니며 프레임(101)에 설치되는 것도 가능하며 혈액 분석 장치에 설치되는 것이면 어느 것이나 가능하다.
시약용기(305)들은 여러 종류의 시약이 들어 있다. 시약들은 센서카드(303)에 전달되어 혈액 중에 포함된 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등을 측정한 것을 보정하는 기준으로 사용될 수 있다. 시약용기(305)들은 각각의 관로(p)들을 통하여 시약 관로 연결부재(309)에 연결되어 있다. 이러한 시약용기(305)들은 합성수지 또는 알루미늄 백(bag)으로 이루어지는 통상의 것이 사용될 수 있다.
또한, 카트리지 케이스(301)에는 검체 폐기 용기(307) 및 참조 용액 용기(308)가 제공되는 것이 바람직하다. 검체 폐기 용기(307)는 센서카드(303)와 또 다른 관로(p)에 의하여 연결되어 있다. 검체 폐기 용기(307)는 센서카드(303)에서 사용된 후의 시약 등을 모으는 용기이다. 참조 용액 용기(308)는 센서카드(303)의 측정을 주기적으로 검사하는 자동 검사(QC; Quality Contol) 기능을 가지는 용액이 수용된다. 참조 용액 용기(308)에 수용된 용액을 통해 측정된 값은 데이터로 저장되어 사용자가 장비의 상태를 확인할 수 있다.
센서카드(303)의 수용된 용액을 공급할 수 있도록 또 다른 관로(p)로 연결되어 있다. 즉, 참조 용액 용기(308)는 필요에 따라 센서카드(303) 측으로 내부에 수용된 용액을 직접 공급할 수 있는 것이다.
시약 관로 연결부재(309)는 시약 용기(305)들과 관로(p)로 연결되어 있다. 시약 관로 연결부재(309)는 원주 방향으로 시약이 유입되는 유입구(309a)들이 제공된다. 그리고 이 유입구(309a)들이 한군데로 모여 중앙부에 배치되는 배출구(309b)에 연결된다. 유입구(309a)들은 시약 용기(305)들과 각각 대응되어 관로(p)들에 의하여 항상 시약을 배출구(309b)로 전달할 수 있도록 연결되어 있다. 즉, 이러한 시약 관로 연결부재(309)의 각각의 유입구(309a)들은 시약용기(305)들과 일대일로 대응되어 시약이 항상 이송될 수 있도록 연결된 상태를 유지하고 있는 것이다. 그리고 배출구(309b)는 유입구(309a)들을 통하여 들어온 시약을 혈액 공급부(313)에 전달할 수 있도록 관로(p)로 연결된다.
혈액 공급부(313)는 검체를 센서카드(303)로 전달하거나 또는 시약 관로 연결부재(309)를 지나온 시약 또는 참조 용액을 센서카드(303)로 전달하는 역할을 한다. 혈액 공급부(31)는 분석장치 본체(100)에서 설명한 동력전달부(117)의 연결부재(119) 선단부에 제공된 돌출부(119a)와 결합하여 회전하는 회전체(321), 이 회전체(321)에 결합되는 니들(323) 및 니들(323)을 통하여 유입된 혈액 또는 시약을 센 서카드(303)에 전달하는 또 다른 관로(p)를 포함한다. 이러한 혈액 공급부(313)는 혈액공급부 개폐커버(113)의 회전에 따라 연동하여 니들(323)이 외부로 돌출되거나 또는 가이드(325, 도 9에 도시하고 있음)에 수납될 수 있는 구조를 가진다. 즉, 니들(323)은 회전체(321)의 회전에 따라 외부로 돌출되는 경우에는 혈액을 공급받아 센서카드(303)에 전달할 수 있으며, 회전체(321)의 회전에 따라 내부로 수용된 경우에는 시약 관로 연결부재(309)의 배출부(309b)에 연결된 관로(p)에 연결되어 시약을 공급받아 센서카드(303)에 전달할 수 있는 것이다. 이러한 혈액 공급부(313)는 이 분야에서 사용되고 이미 공지된 통상적인 구조로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 설명한 혈액 공급부(313)의 구조는 상술한 예에 한정되는 것은 아니며 회전체의 회전 뿐 만 아니라 슬라이드와 같은 직선 운동을 통하여도 이루어지는 것 등을 적용할 수 있다. 또한, 혈액 공급부(313)는 일정한 위치에 수납되도록 카트리지 내부에 반원형의 홈을 구비한 가이드(325)가 제공된 구조를 도시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 혈액 공급부(313)가 일정한 구간만을 이동할 수 있도록 볼 형태의 구름부재 및 이 구름부재가 삽입되어 위치가 고정될 수 있는 복수의 홈들을 구비한 구조가 적용될 수 있다. 한편으로, 상술한 관로(p)들은 시약 이송부(137)에 밀착되어 시약 이송부(137)의 작동에 의하여 시약이 이송된다. 그리고 이러한 관로(p)들은 신축성이 우수한 합성수지재로 이루어지는 것이 바람직하다.
시약 공급 및 차단부(350)는, 도 10 및 도 11에 도시하고 있는 바와 같이, 시약 용기(305)들과 시약 관로 연결부재(309) 사이에 연결된 관로(p)들을 폐쇄하거 나 오픈하여 시약을 센서카드(303)로 공급하거나 차단하는 것이다. 이러한 시액 공급 및 차단부(350)는 가압부재(351)들 및 탄성부재(353)들을 포함한다. 가압부재(351)들은 대략 원기둥 형태의 몸체부(351a)를 구비하고, 이 몸체부(351a)에 연장되는 연장부(351b) 및 연장부(351b)의 반대측 선단에 제공되는 머리부(351c)를 포함한다. 그리고 연장부(351b)에는 몸체부(351a)의 중심에서 원주 방향으로 관통하는 관로 삽입구멍(351d)이 제공된다. 연장부(351b)는 카트리지 케이스(301)에 제공된 슬릿(301a)에 삽입되어 미끄럼 이동할 수 있도록 비교적 납작한 모양으로 이루어질 수 있다. 몸체부(351a)는 케이스(301)에 제공된 구멍(301b)에 삽입되어 미끄럼 이동할 수 있다. 그리고 탄성부재(353)는 가압부재(351)의 머리부(351c)와 케이스(301)에 탄성적으로 지지되어 케이스(301)에서 이탈되는 방향으로 배치된다. 이러한 탄성부재(353)는 압축 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 탄성부재(353)는 단지 가압부재(351)를 일방향으로 이동시킬 수 있는 구조면 어느 것이나 적용할 수 있다. 즉, 관로(p)는 가압부재(351)의 관로 삽입 구멍(351d)에 삽입된 상태로 탄성부재(353)의 탄성력이 작용하면 합성수지재로 이루어지는 관로(p)가 눌리면서 시약의 이동이 제한되는 것이다. 그리고 구동부(125)에 제공된 이동부재(129)에 의하여 가압부재(351)가 가압되어 탄성부재(353)를 밀어내면 관로(p)의 가압 상태가 해제되어 시약이 통과하는 구조로 이루어지는 것이다.
한편, 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러와 시약이송부 및 구동부를 제어하는 컨트롤러는, 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다. 즉, 센서카드에서 검출된 신호 처리부분과 펌프-솔레노이드를 구동하는 부분과는 전기 적인 간섭을 피하기 위하여 입력 전원을 개별로 구성하고 또한 입, 출력 신호부도 개별로 구성하는 분리(isolation) 회로를 적용하는 것이 바람직하다.
그리고 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러에서 검출된 신호는 종류에 따라 전기적으로 분리되는 것이 바람직하다. 다시말하면, 센서카드에서 검출된 신호들 즉, 전해질, 가스종, 대사물질, 적혈구 용적률의 각 측정 항목에 대한 개별 센싱 신호 또는 전기적인 간섭을 피하기 위하여 전기적 분리(isolation) 회로를 적용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예의 작동 과정을 첨부된 도 1, 도 13 및 도 14 그리고 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선 사용자는 카트리지 도어(105)를 열고 카트리지(300)를 분석장치 본체(100)에 삽입한다. 그리고 카트리지 도어(105)를 닫는다. 그러면 컨트롤러(C)는 카트리지(300)에 센서카드(303)가 정상적으로 삽입되어 상태를 체크한다(S1). 그리고 컨트롤러(C)는 혈액 공급부 개폐커버(113)가 혈액 공급부 개폐커버 잠금장치(123)에 의하여 정상적으로 잠기도록 한다. 이때 컨트롤러(C)는 혈액 공급부 커버 개폐감지 센서(121)가 혈액 공급부 개폐커버 잠금장치(123)의 잠겨져 있는 상태의 신호를 센싱하고 그 신호를 입력받는다(S3). 또한, 컨트롤러(C)는 카트리지 도어(105)가 카트리지 도어 잠금장치(133)에 의하여 잠기도록 한다. 이 역시 컨트롤러(C)는 카트리지 잠금 감지 센서(135)가 카트리지 도어 잠금장치(133)의 잠겨져 있는 상태의 신호를 센싱하고 그 신호를 입력받는다(S5). 상술한 단계(S1, S3, S5)들 후에 분석을 위한 사전 워밍업을 수행한다(S7). 워밍업 과정은 시약용기(305)에 수용되어 있는 시약들이 번갈아 이송되어 기준이 되는 데이터를 먼저 측정하게 된다. 이러한 기준이 되는 데이터는 이후 혈액에서 측정한 데이터를 적정하게 보정하는데 사용된다. 그러면 시약이 이송되는 과정을 설명하면 다음과 같다. 컨트롤러(C)는 구동부(125)를 제어하여 이송시키고자 하는 시약용기(305)에 연결된 관로(p)를 오픈할 수 있는 이동부재(129)를 제어한다. 그러면 이동부재(129)는 도 6과 같이 화살표 방향으로 이동되면서 시약 공급 및 차단부(350)의 가압부재(351)를 가압한다. 그러면 가압부재(351)는 탄성부재(353)의 탄성력을 극복하면서 화살표 방향으로 이동된다. 그러면 가압부재(351)가 관로(p)를 누르고 있던 상태를 해제시킨다. 따라서 시약은 관로(p)를 따라 이송된다. 시약은 혈액 공급부(313)를 통하여 센서카드(303)로 전달된다. 센서카드(303)에 전달된 시약에 따른 전기적 신호는 컨트롤러(C)에 전송된다. 마찬가지로 다른 시약 용기(305)에 있는 시약들도 필요에 따라 센서카드(303)에 의하여 전기적 신호를 측정한다. 그리고 센서카드(303)로 공급되었던 시약은 검체 폐기 용기(307)로 유입되어 보관된다. 혈액을 측정한 준비가 되면 컨트롤러(C)는 혈액 공급부 개폐커버 잠금장치(123)를 제어하여 오픈시킬 수 있는 상태를 유지한다. 그러면 작업자는 혈액 공급부 개폐 커버(113)를 손으로 가볍게 당긴다. 그러면 혈액 공급부 개폐 커버(113)가 회전되면서 동력전달부(117)를 통하여 회전력을 전달한다. 즉, 혈액 공급부 개폐커버(113)의 회전에 따라 힌지축(115)이 회전하고, 힌지축(115)이 회전함에 따라 구동풀리(117a)의 회전력이 벨트(117b)를 통하여 피동풀리(117c)로 전달된다. 피동풀리(117c)의 회전력은 연결부재(119)로 전달된다. 연결부재(119)로 전달된 회전력은 카트리지(300)의 회전 체(321, 도 12에 도시하고 있음)를 회전시킨다. 회전체(321)의 회전에 따라 니들(323)도 회전하면서 끝단이 외부로 돌출된다. 그러면 작업자는 혈액 샘플을 니들 끝에 접촉시킨다. 그러면 컨트롤러(C)는 시약 이송부(137)를 제어하여 혈액 샘플을 센서카드(303)의 내부로 이송시킨다. 그리고 컨트롤러(C)는 사용자가 혈액 공급부 개폐 커버(113)를 닫을 수 있도록 디스플레이를 통하여 신호를 보낸다. 그러면 사용자는 혈액 공급부 개폐 커버(113)를 가볍게 닫는다. 이때 컨트롤러(C)는 혈액 공급부 개폐 커버 잠금 장치(123)를 구동하여 잠금 상태를 유지할 수 있다. 계속해서 센서카드(303)는 혈액의 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률 등에 따른 전기적 신호를 측정하여 컨트롤러(C)에 전송한다(S9). 그리고 컨트롤러(C)는 전기적 신호를 시약용기(305)에 수용되어 있는 시약들에 의해 측정된 데이터를 기준으로 측정된 물질들의 분석결과를 계산(S9)하여 저장장치(도시생략)에 그 데이터를 저장하거나 출력부(107)로 출력할 수 있다. 그리고 시약용기(305)에 들어있는 용액으로 센서카드(303)를 세정한다(S13). 센서카드(303)를 세정하는 것은, 컨트롤러(C)가 시약 이송부(137)를 구동시켜 시약용기(305)에 수용되어 있는 용액이 센서카드(303)를 통과하여 검체 폐기 용기(307)로 유입되도록 하는 것이다. 그리고 컨트롤러(C)는 분석 검정을 수행할 수 있다(S15).
이러한 본 발명의 실시 예는 시약용기(305)들이 시약 관로 연결부재(309)에 일대일로 대응되는 구조로 이루어져 서로 다른 시약을 반복적으로 통과시켜도 외부로 누출되지 않으므로 센싱된 데이터의 정밀도를 향상시키면 상품성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 이동부재를 두가지 이상 동작시켜 두가지 이상의 시약을 혼합하여 이송할 수 있으므로 활용도를 더욱 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 센서카드, 튜빙 및 용액을 포함하는 카트리지를 사용하는 혈액 분석 장치로서 수동 샘플링 방식이 가능한 구조로 이루어져 전기적인 구동부를 삭제할 수 있어 제작 비용과 소비전력을 낮추는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 간단한 구조로 이루어지므로 의료진이 필요한 곳이면 장소에 제한되지 않고 사용이 가능하여 매우 편리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 장치의 외형도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 주요 부분의 일부를 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 장치 내부의 주요부를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4는 다른 각도에서 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 관로의 개폐 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 적용되는 카트리지의 외형도이다.
도 8은 도 7의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명에 적용되는 카트리지를 분해하여 일부를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 적용되는 카트리지의 내부를 도시한 도면이다.
도 11은 도 6의 ⅩⅠ-ⅩⅠ부를 잘라서 본 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 주요 부분을 상세하게 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예의 작용을 설명하기 위한 순서도이다.

Claims (20)

  1. 수납공간을 구비한 프레임;
    상기 프레임에 설치되며 시약이 보관되는 시약 용기들, 상기 시약을 공급하거나 차단하는 시약 공급 및 차단부, 그리고 혈액 공급부가 제공된 카트리지;
    상기 프레임 또는 상기 카트리지에 설치되어 상기 혈액 공급부를 통하여 공급되는 혈액 중에 포함된 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률을 검출하는 센서카드,
    상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러;
    상기 프레임에 결합되는 혈액 공급부 개폐 레버;
    상기 프레임에 제공되며 상기 혈액 공급부 개폐 레버의 동력을 전달하여 상기 카트리지의 혈액 공급부를 개폐시기는 동력전달부;
    상기 프레임에 설치되며 상기 시약용기들의 시약을 이송하는 시약 이송부;
    상기 컨트롤러의 제어에 의하여 상기 카트리지의 시약 공급 및 차단부를 구동하여 시약을 이송시키는 관로를 오픈하거나 폐쇄시키는 구동부들;
    을 포함하는 혈액 분석 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동부들은
    상기 컨트롤러에 의하여 제어되는 솔레노이드부와,
    상기 솔레노이드부의 전기적인 작용에 의하여 이동하는 이동부재
    를 포함하는 혈액 분석 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 혈액 분석 장치는,
    상기 컨트롤러에서 처리되는 내용을 출력하는 출력부를 포함하고, 상기 출력부는 디스플레이, 프린터가 일체형으로 이루어지는 혈액 분석 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 혈액 분석 장치는,
    상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러와 상기 시약이송부 및 상기 구동부를 제어하는 컨트롤러는 전기적으로 분리되어 있는 혈액 분석 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 혈액 분석 장치는,
    상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러에서 검출된 신호 종류에 따라 전기적으로 분리되어 있는 혈액 분석 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임에는
    카트리지 도어가 힌지 결합되며, 상기 카트리지 도어를 잠그는 카트리지 도어 잠금 장치가 결합되고, 상기 카트리지 도어 잠금 장치의 잠금 상태를 센싱하여 센싱된 신호를 상기 컨트롤러에 전송하는 카트리지 도어 잠금 감지 센서가 결합되는 혈액 분석 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임에는
    혈액 공급부 개폐 레버 잠금 장치가 결합되며, 상기 혈액 공급부 개폐 레버 잠금 장치의 잠금 상태를 센싱하여 센싱된 신호를 상기 컨트롤러에 전송하는 혈액 공급부 개폐 레버 잠금 감지 센서가 결합되는 혈액 분석 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임에는
    상기 구동부의 작동 상태를 감지하여 상기 컨트롤러에 전송하는 구동부 작동 감지 센서가 결합되는 혈액 분석 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 혈액 공급부 개폐 레버는
    혈액 공급부를 개폐하는 혈액 공급부 개폐 커버로 이루어지며, 상기 혈액 공 급부 개폐 커버에는 가운데 부분에 확대경이 결합된 혈액 분석 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임에는
    상기 센서카드의 온도를 일정하게 유지하도록 히터가 제공된 히터블록을 포함하는 혈액 분석 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 카트리지는
    상기 센서와 관로로 연결되는 검체 폐기용기가 제공되는 혈액 분석 장치.
  12. 수납공간을 구비한 프레임;
    상기 프레임에 수용되는 카트리지 케이스, 상기 카트리지 케이스에 제공되어 혈액에 포함된 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률을 검출하는 센서카드, 상기 카트리지 케이스에 수용되며 시약 이송부에 의하여 상기 센서카드로 이송되는 시약이 보관되는 시약용기들, 상기 시약용기들과 관로로 일대일 대응되어 연결된 상태로 고정된 시약 관로 연결부재, 상기 시약용기들에 수용된 시약을 상기 센서카드로 공급하거나 차단하는 시약 공급 및 차단부, 그리고 상기 시약 관로 연결부재와 연결되거나 차단되고 혈액 또는 시약을 상기 센서카드에 공급하도록 상기 센서카드와 관로로 연결되는 혈액 공급부를 포함하는 카트리지;
    상기 센서카드에서 검출된 신호를 입력받아 처리하는 컨트롤러;
    상기 프레임에 결합되는 혈액 공급부 개폐 레버;
    상기 프레임에 제공되며 상기 혈액 공급부 개폐 레버의 동력을 전달하여 상기 카트리지의 혈액 공급부를 개폐시기는 동력전달부;
    상기 프레임에 설치되며 상기 카트리지의 시약을 이송하는 시약 이송부;
    상기 컨트롤러의 제어에 의하여 상기 시약 공급 및 차단부를 구동하여 시료를 이송시키는 관로를 오픈하거나 폐쇄시키는 구동부들;
    을 포함하는 혈액 분석 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 시약 관로 연결 부재는
    상기 시약 용기들과 관로로 연결되는 다수의 유입구, 그리고
    상기 유입구들과 연결되어 시약을 상기 혈액 공급부를 통하여 상기 센서카드에 공급하는 배출구,
    를 포함하는 혈액 분석 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 시약 공급 및 차단부는
    상기 시약용기들과 상기 시약 관로 연결부재를 연결하는 관로들에 설치되고, 슬라이드 동작으로 관로를 가압하면 관로가 닫히고 가압이 해제되면 관로가 오픈되 는 가압부재, 그리고
    상기 가압부재가 상기 관로들을 가압하고 있는 상태를 유지하는 방향으로 탄성력에 의하여 지지되는 탄성부재를 포함하는 혈액 분석 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가압부재는
    몸체부,
    상기 몸체부의 선단에 제공되어 탄성부재가 지지되는 머리부, 그리고
    상기 몸체부에서 연장되어 상기 관로 삽입 구멍이 제공되는 연장부,
    를 포함하는 혈액 분석 장치.
  16. 수납 공간이 제공된 카트리지 케이스;
    상기 카트리지 케이스에 제공되어 혈액에 포함된 전해질, 가스종 및 대사물질의 농도 또는 적혈구 용적률을 검출하는 센서카드;
    상기 카트리지 케이스의 수납 공간에 수용되며 시약 이송부에 의하여 상기 센서카드로 이송되는 시약용기들;
    상기 카트리지 케이스의 수납 공간에 수용되며 상기 센서카드와 관로로 연결되는 검체 폐기용기;
    상기 시약용기들과 관로로 일대일 대응되어 연결된 상태로 고정된 시약 관로 연결부재;
    상기 시약용기들에 수용된 시약을 상기 센서카드로 공급하거나 차단하는 시약 공급 및 차단부; 그리고
    상기 시약 관로 연결부재와 연결되거나 차단되고 혈액 또는 시약을 상기 센서카드에 공급하도록 상기 센서카드와 관로로 연결되는 혈액 공급부;
    를 포함하는 혈액 분석 장치용 카트리지.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 시약 관로 연결부재는
    상기 시약 용기들과 관로로 연결되는 다수의 유입구, 그리고
    상기 유입구들과 연결되어 시약을 상기 혈액 공급부를 통하여 상기 센서카드에 공급하는 배출구,
    를 포함하는 혈액 분석 장치용 카트리지.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 시약 공급 및 차단부는
    상기 시약용기들과 상기 시약 관로 연결부재를 연결하는 관로들에 설치되고, 슬라이드 동작으로 관로를 가압하면 관로가 닫히고 가압이 해제되면 관로가 오픈되는 가압부재, 그리고
    상기 가압부재가 상기 관로들을 가압하고 있는 상태를 유지하는 방향으로 탄성력에 의하여 지지되는 탄성부재를 포함하는 혈액 분석 장치용 카트리지.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 가압부재는
    몸체부,
    상기 몸체부의 선단에 제공되어 탄성부재가 지지되는 머리부, 그리고
    상기 몸체부에서 연장되어 상기 관로 삽입 구멍이 제공되는 연장부,
    를 포함하는 혈액 분석 장치용 카트리지.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 카트리지에는
    상기 혈액 공급부가 일정한 위치에 수납되도록 안내하는 가이드가 제공되는 혈액 분석 장치용 카트리지.
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