KR101170469B1 - 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템에 관한 것으로서, 전술한 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템은 광학적 특성을 이용하여 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하여 측정결과를 생성하고 전송하는 휴대용 측정장치; 및 상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과를 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 수신된 측정결과를 분석한 결과 검사물질이 병원균에 감염된 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 설정정보에 따라 경보 메세지를 전송하는 질병 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템이다.
본 발명에 따르면, 면역응집 산랑광 측정 및/또는 PDA 색전이 측정이 가능한 휴대용 측정장치를 이용하여 편리하고 간편하게 질병감염 여부를 측정할 수 있으며, 휴대용 측정장치를 이용해 측정된 측정정보를 이용하여 중앙집중적으로 전국 또는 일정 지역단위의 질병에 관하여 진단 및 관리를 수행할 수 있다는 장점이 있다.

Description

휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템{A Disease Control System With Portable Measuring Apparutus}

본 발명은 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면역응집 산랑광 측정 및/또는 PDA 색전이 측정이 가능한 휴대용 측정장치를 이용하여 편리하고 간편하게 질병감염 여부를 측정하고, 측정된 정보를 이용하여 중앙집중적으로 전국 또는 일정 지역단위의 질병에 관하여 진단 및 관리를 수행할 수 있는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템에 관한 것이다.

종래기술에 있어 질병감염 여부 등을 진단함에 있어 진단대상(사람, 동물 등)으로부터 측정용 시료(혈액, 분비물 등의 검사대상물질)을 채취하고, 채취된 측정용 시료(검사물질)를 이용하여 특정 질병감염 여부를 판단하도록 구성되며, 이러한 측정은 별도의 측정장비가 구비된 병의원/검역소/연구소 등에서만 가능했다.

한편, 바이오 기술, 나노기술 및 IT 기술에 발달에 따라 특정 병원균에 반응하는 진단키트를 이용한 바이오 센싱 기술이 개발되었으며, 점차 그 활용도가 높아지고 있는 추세이다. 이러한 진단키트는 검사물질에 포함되어 있는 특정 물질(병원균 등)과 특정한 화학적/생리학적 반응을 유발하는 반응물질이 포함되어 구성되며, 진단키트에 검사물질을 투입하는 경우 그 반응여부에 따라 특정 물질의 포함여부(즉, 질병감염 여부 등)을 판단할 수 있게 구성된다. 그러나, 이러한 바이오 센싱 기술을 이용한 진단키트를 이용하여 진단을 수행하는 경우에도, 별도의 고정형 측정장비가 구비된 병의원/검역소/연구소 등에서만 가능하다는 문제점이 있으며, 또한 정확한 감염여부 측정 및 감염으로 판단되는 경우 그 농도 등을 정확하게 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.

또 다른 한편으로, 전국적인 질병 진단/관리 시스템의 부재로 인하여 종래기술에 따르는 경우 통합적이고 즉시적인 질병 진단 및 관리가 이루어질 수 없다는 문제점이 있었다. 즉, 현장에서 채취되는 검사물질을 검사/측정 장비가 있는 병의원/검역소/연구소 등으로 운송하고, 고정형 측정장비를 이용하여 병원균 감염여부 등을 판단한 후 그 결과에 따라 인력을 이용하여 보고 및 메세지를 전파하도록 구성되어 있는 종래기술의 문제점으로 인하여, 즉시적인 질병 진단 및 대응이 이루어질 수 없으며, 체계적인 질병정보관리가 이루어 질 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따르는 경우, 질병의 감염여부 진단, 질병발생 보고, 질병발생 경고 전파 등의 일련의 질병관리 과정이 각기 분리된 별개의 시스템을 통해 이루어지므로, 효율적인 질병진단 및 관리가 이루어질 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 면역응집 산랑광 측정 및/또는 PDA 색전이 측정이 가능한 휴대용 측정장치를 이용하여 편리하고 간편하게 질병감염 여부를 측정하고, 측정된 정보를 이용하여 중앙집중적으로 전국 또는 일정 지역단위의 질병에 관하여 진단 및 관리를 수행할 수 있는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광학적 특성을 이용하여 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하여 측정결과를 생성하고 전송하는 휴대용 측정장치; 및 상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과를 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 수신된 측정결과를 분석한 결과 검사물질이 병원균에 감염된 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 설정정보에 따라 경보 메세지를 전송하는 질병 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템이 제공된다.

여기서, 전술한 경보 메세지는 이동통신망을 통하여 관리자의 이동통신 단말기로 전송되는 메세지, 네트워크망을 통하여 관리자 단말기로 전송되는 메세지 중 적어도 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 전술한 휴대용 측정장치에는 고유 식별정보가 저장되어 있으며, 상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과에는 상기 고유 식별정보가 포함되고, 상기 질병 관리서버는 수신된 측정결과에 포함되어 있는 휴대용 측정장치의 고유 식별정보를 이용하여 해당 측정장치의 지역정보, 소속기관정보, 측정자정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 판단하도록 구성될 수 있다.

또한, 전술한 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템은, 상기 질병 관리서버로부터 경보 메세지가 전송되는 경우 이를 수신하여 저장하고, 미리 설정된 절차에 따라 경보 메세지를 전파하는 유관기관 서버를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전술한 휴대용 측정장치로서 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치가 채택될 수 있으며, 이때, 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치는, 측정샘플이 장착되는 칩로딩부; 측정용 광을 공급하는 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부; 측정자의 조작에 따라 상기 광원부에 포함된 광원 중 어느 하나의 광원에 연결되어, 연결된 광원으로부터 공급되는 측정용 광을 상기 측정샘플에 공급하고 상기 측정샘플을 통과한 광을 수급하여 검출부로 공급하는 광경로를 형성하는 광경로 수단; 및 상기 광경로 수단을 통해 전달되는 광을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.

여기서, 전술한 광원부는, 면역응집 산랑광 측정용 광을 공급하는 제1광원;

PDA 색전이 반응 측정용 광을 공급하는 제2광원; 상기 제1광원 상측에 설치되어 상기 광경로 수단이 연결/고정되는 제1페룰; 및 상기 제2광원 상측에 설치되어 상기 광경로 수단이 연결/고정되는 제2페룰을 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 전술한 광원부는 상기 제2광원과 상기 제2페룰 사이에 설치되어, 상기 제2광원으로부터 공급되는 광 중 특정 파장대역의 광만을 바이패스하여 상기 광경로 수단으로 공급하는 필터 슬라이더를 더 포함할 수 있다.

또한, 전술한 광 경로 수단은, 측정자의 조작에 따라 상기 광원 중 어느 하나의 광원에 연결되어 상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플로 측정용 광을 공급하는 제1광섬유; 및 상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플을 통과한 광을 상기 검출부로 공급하는 광 경로유닛을 포함할 수 있다.

보다 바람직하게, 전술한 광경로 유닛은, 상기 칩로딩부의 일측에 부착되어 측정샘플을 통과한 광을 수광하여 연결된 광섬유로 공급하는 페롤; 및 상기 페롤에 연결되어 공급되는 광을 상기 검출부로 공급하는 제2광섬유를 포함할 수 있다.

여기서, 전술한 페룰은, 상기 칩로딩부의 일측에 착탈가능하게 구성되며, 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착되는 경우 측정샘플을 통과한 산란광이 수광되는 경사페룰과, 상기 칩로딩부의 일측에 착탈가능하게 구성되며, 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착되는 경우 측정샘플을 통과한 광이 수광되는 직립페룰 중 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착된 어느 하나일 수 있다.

한편, 전술한 검출부는, 상기 광경로 수단의 광섬유가 고정되는 검출부페룰;

상기 검출부페룰의 일측에 설치되며 상기 광섬유를 통해서 전달되는 광을 집광하는 집광렌즈; 상기 집광렌즈를 통해서 전달되는 광 중 특정 파장만 통과되도록 하는 필터휠; 및 상기 필터를 통해서 전달되는 광을 수광하여 전류신호로 변환하여 출력하는 광다이오드를 포함할 수 있다.

이때, 전술한 필터휠은 적어도 하나 이상의 필터를 포함하며, 측정자의 조작에 따라 특정 필터를 상기 집광렌즈와 상기 광다이오드 사이에 위치시키도록 조작되도록 구성될 수 있다.

또한, 전술한 필터휠은, 면역응집 산란광 측정을 위한 투과필터; 및 PDA 색전이 반응 측정을 위한 대역통과필터를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 전술한 휴대용 측정장치로서 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치가 채택될 수 있으며, 상기 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치는, 측정샘플이 장착되는 칩로딩부; 측정용 광을 공급하는 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부; 상기 광원부에 연결되어 상기 광원부로부터 공급되는 광을 상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플로 조사하는 제1광섬유; 상기 측정샘플을 통과한 빛을 수광하여 분광기로 공급하는 제2광섬유; 상기 제2광섬유로부터 공급된 광을 파장별로 분리하고, 특정 대역의 광을 검출하여 출력하는 분광기; 상기 분광기로부터 입력되는 광신호를 상기 분광기에서 검출되는 광을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 전기신호 변환부; 및 상기 전기적 신호를 분석하여 획득된 특정 영역의 광의 파장 정보에 의해서 측정 샘플의 병원균 및 오염도를 파악하는 제어부를 포함할 수 있다.

이때, 전술한 분광기는, 일측에 광섬유가 고정되는 광유입구가 형성된 분광기몸체; 상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 광유입구로 유입된 광을 한 곳으로 모으는 집광슬릿; 상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 집광슬릿에서 전달되는 광을 반사시키는 제1반사경; 상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 제1반사경에서 전달되는 광을 파장대 별로 분산시켜 반사시키는 제2반사경; 상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 제2반사경에서 전달되는 광을 반사시키는 제3반사경; 상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 제3반사경으로부터 전달되는 광을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.

또한, 여기서, 전술한 광원부는 면역응집 산랑광 측정용 광원과 PDA 색전이 반응 측정용 광원을 포함하며, 상기 제1광섬유는 측정자의 조작에 따라 상기 면역응집 산랑광 측정용 광원과 PDA 색전이 반응 측정용 광원 중 어느 하나의 광원에 연결되도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 전술한 휴대용 측정장치로서 휴대용 측정장치는 입자면역응집반응 산란광 측정장치가 채택될 수 있으며, 전술한 입자면역응집반응 산란광 측정장치는, 빛을 조사하는 광원부; 검사물질과 항체 고정자 입자 간의 응집반응이 발생한 지점에 상기 조사되는 빛을 산란시키는 마이크로 유체칩; 상기 마이크로 유체칩으로부터 산란되는 산란광을 전송하는 광섬유, 상기 전송되는 산란광을 전기적 신호로 변환하는 CCD 어레이 센서; 상기 검사물질의 특성정보 및 상기 산란광의 강도에 따른 농도정보를 특정 통신방식에 의해 전송하는 통신부; 및 상기 전기적 신호를 분석하여 특정영역의 빛의 파장정보를 획득하고, 상기 빛의 파장정보에 의해 상기 검사물질의 병원균 및 오염도를 확인하고, 상기 산란광의 강도에 따른 농도를 분석하여 상기 검사물질의 병원균 및 오염도 및 분석된 농도정보를 상기 특정 통신방식에 의거하여 전송하도록 제어하는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다.

여기서, 전술한 빛의 파장정보는 380nm인 파장인 것이 바람직하다.

또한, 전술한 마이크로 프로세서는, 아날로그의 상기 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 컨버터; 및 상기 검사물질에 대해 병원균이 존재하지 않는 표준상태에서의 산란광에 대한 표준강도 및 강도에 대응되는 농도정보로 이루어진 입자면역응집반응의 표준 특성곡선이 저장된 메모리를 포함하되, 상기 디지털 신호로 변환되어 획득되는 상기 빛의 파장정보에 해당되는 강도와 상기 표준강도를 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 검사물질의 병원균 및 오염도를 확인하며, 상기 표준 특성곡선을 기초로 산란광의 강도에 따른 농도를 분석하도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 면역응집 산랑광 측정 및/또는 PDA 색전이 측정이 가능한 휴대용 측정장치를 이용하여 편리하고 간편하게 질병감염 여부를 측정할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 휴대용 측정장치를 이용해 측정된 측정정보를 이용하여 중앙집중적으로 전국 또는 일정 지역단위의 질병에 관하여 진단 및 관리를 수행할 수 있으며, 질병감염시 초기적 대응이 가능하여 전염성이 있는 유행성 질환에 대한 적절한 대처가 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템의 구성 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치를 도시한 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 측면도,
도 4는 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 구성 요소가 광섬유로 연결된 상태를 나타낸 측면 개념도,
도 5는 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 플로우 차트,
도 6은 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도,
도 7은 도 6에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 산란광을 이용한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도,
도 8은 도 6에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 PDA 색전이 측정을 위한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치를 나타낸 사시도,
도 10은 도 9에 도시된 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치에 채용된 분광기를 나타낸 측면도,
도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치를 나타낸 사시도,
도 12 는 도 11에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치 중 싱글다이오드를 이용한 실시예의 구성 요소가 광섬유로 연결된 상태를 나타낸 측면 개념도,
도 13 은 도 12에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 플로우 차트,
도 14 는 도 12에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 산란광을 이용한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도,
도 15 는 도 12에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 PDA 색전이 측정을 위한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도,
도 16 은 도 11에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치 중 분광기를 이용한 실시예의 구성 요소가 광섬유로 연결된 상태를 나타낸 측면 개념도,
도 17 은 도 16에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 플로우 차트,
도 18 은 도 16에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 산란광을 이용한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도,
도 19 는 도 16에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 PDA 색전이 측정을 위한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도,
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입자면역응집반응 산란광 측정장치의 구성 블록도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템의 구성 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 질병 진단/관리 시스템은 휴대용 측정장치(1, 100, 200, 300), 진단용 단말기(400), 네트워크(410), 질병 관리서버(420), 유관기관 서버(430)를 포함할 수 있다.

휴대용 측정장치(1, 100, 200, 300)는 광학적 특성을 이용하여 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하여 측정결과를 생성하고 전송하는 기능을 수행하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 휴대용 측정장치(1, 100, 200, 300)는 검사물질과 검사물질에 포함된 병원균 등의 검출대상물질과 반응할 수 있는 반응물질이 포함되어 있는 측정샘플의 반응부에 측정용 광을 조사하고, 측정샘플을 통과한 빛을 수광하여 분석함으로써 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하는 기능을 수행하도록 구성된다. 본 발명에 따른 휴대용 측정장치는 후술하게되는 싱글 다이오드를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(1), 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(100), 광원모듈을 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(200), 입자면역응집반응 산란광 측정장치(300) 중 필요에 따라 적어도 하나 이상의 측정장치가 채택되어 이용될 수 있다.

보다 바람직하게 본 발명에 따른 휴대용 측정장치는 면역응집반응에 따른 산란광 측정 및/또는 PDA(polydiacetylene, 폴리다이아세틸렌) 색전이 반응 측정을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.

면역응집반응에 따른 산란광 측정이란 면역응집반응이 일어나는 반응부에 측정용 광을 조사하고, 조사된 측정용 광이 반응부를 통해 산란되는 산란광을 측정함으로써 병원균의 감염여부 및 병원균의 농도를 측정할 수 있는 측정방식을 의미한다. 응집반응(Agglutination)은 항원-항체반응의 하나로 입자들이 응집을 가리키는 것으로서, 면역학 연구뿐 아니라 혈청학적 진단, 혈액형의 판정, 수혈시의 교착 적합 판단, 미생물학에서 박테리아의 정체를 밝히는데 사용되는 등 널리 이용되고 있다. 한편, 응집물이란 입자가 충돌 후 서로 붙어 부피가 증가된 상태를 말한다. 따라서, 응집물의 유무, 응집의 정도(응집물의 농도)에 따라 측정용 광을 조사했을 때 산란되는 산란광의 상태(산란광의 세기 등)이 변화하게 되며, 본 발명에 따른 휴대용 진단장치는 이러한 광학적 특성을 이용하여 측정샘플의 병원균 유무 및 농도를 측정하도록 구성된다.

본 발명에 따른 휴대용 측정장치는 이러한 면역응집반응 측정을 위하여 마이크로 유체칩을 이용하도록 구성될 수 있다. 마이크로 유체칩은 검사물질을 유입시키는 채널과 항체 고정화 나노 입자를 입력시키는 채널과 두 채널이 결합되어 항원항체 반응에 의한 응집반응이 일어나는 부위의 뷰 포인트(view point)를 포함하고 있으며, 본 발명에 따른 측정장치는 뷰 포인트에 측정용 광을 조사하고, 뷰 포인트로부터 발생되는 산란광을 측정/분석함으로써 병원균의 유무 및 오염도를 산출할 수 있도록 구성된다.

한편, PDA(polydiacetylene, 폴리다이아세틸렌) 색전이 반응 측정이란, 화학물질 또는 생체물질(항체, 단백질, 펩타이드, DNA) 등의 접근이나 결합이 이루어지면서 자극이 PDA구조에 전달되면 붉은색(흡수파장 550nm 밴드 증가) 쪽으로 색전이 반응을 일으키는 폴리다이아세틸렌의 특성을 이용한 측정방식이다. 즉, 본 발명에 따른 휴대용 측정장치는 결합 또는 반응이 일어나는 경우 파란색(600nm)에서 붉은색(550nm)로 색전이 반응을 일으키는 폴리다이아세틸렌의 특성을 응용한 특정물질(병원균, 단백질, 바이러스 등)의 검출을 위한 PDA 바이오칩을 이용하여 검사물질의 병원균 감염 여부 및 농도를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.

전술한 바와 같은 면역응집반응에 따른 산란광 측정 및/또는 PDA(polydiacetylene, 폴리다이아세틸렌) 색전이 반응 측정은, 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 측정장치의 구성에 따라 하나의 종류에 대한 측정만 가능한 경우도 있고, 또는 하나의 휴대용 측정장치를 이용하여 두가지 종류에 대한 선택적 측정이 가능하도록 구성될 수도 있다. 이러한 휴대용 측정장치에는 측정될 수 있는 측정방법에 적합한 측정/진단용 알고리즘과 진단용 정보가 저장되어 측정 및 진단에 이용된다.

전술한 바와 같은 휴대용 측정장치에 대한 상세한 구성과 그 기능에 대해서는 첨부된 도 2 내지 20을 참조하여 후술하기로 한다.

본 발명에 따른 휴대용 측정장치는 전술한 과정을 통해 측정샘플에 대한 측정을 마치면, 측정결과(병원균 감염 여부, 오염도, 농도 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함)를 생성하여 출력하게 된다. 보다 바람직하게, 휴대용 측정장치 자체에 정보의 출력이 가능한 LED, LCD 등의 디스플레이 수단이 구비되어 있는 경우, 휴대용 측정장치는 측정정보를 디스플레이 수단을 통해 출력함으로써 측정자에게 제공하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 휴대용 측정장치는 외부 장치(진단용 단말기, 질병 관리서버 등)과 통신을 수행할 수 있는 통신수단을 구비하여 구성되는 것이 바람직하다. 발명을 구성하기에 따라, 휴대용 측정장치는 단순히 진단용 단말기(400) 등의 컴퓨터와 유/무선 인터페이스(USB, RS 232, 지그비, 블루투스 등)을 통해 연결되어 데이터통신을 수행하도록만 구성될 수도 있으며, 또는 독자적으로 유/무선 네트워크(410), 즉, 유/무선 인터넷망을 통해 질병 관리서버(420)와 데이터통신을 수행할 수 있는 통신부를 구비하도록 구성될 수도 있다. 휴대용 측정장치가 진단용 단말기(400) 등의 컴퓨터에만 연결될 수 있는 통신 인터페이스만을 구비하도록 구성되는 경우, 휴대용 측정장치로부터 진단용 단말기(400)에 출력된 측정결과가 진단용 단말기(400)의 통신부를 통해 유/무선 네트워크로 연결된 질병 관리서버(420)로 전송되도록 구성된다.

보다 바람직하게, 본 발명에 따른 휴대용 측정장치에는 각각 고유 식별정보가 할당될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 질병 진단/관리 시스템을 구성하는 복수의 휴대용 측정장치를 식별하기 위한 고유 정보로서, 후술하는 질병 관리서버(420)의 데이터베이스(422)에는 각 휴대용 측정장치의 고유 식별정보에 따른 측정장치 정보(휴대용 측정장치의 지역정보, 소속기관정보, 측정자정보 등)이 구조화되어 저장되어 있으며, 휴대용 측정장치는 측정결과를 질병 관리서버(420)로 전송함에 있어 자신에게 할당된 고유 식별정보를 포함하여 전송하도록 구성되고, 질병 관리서버(420)는 수신된 측정결과에 포함되어 있는 휴대용 측정장치의 고유 식별정보를 이용하여 데이터베이스(422)에 저장된 식별정보 중 고유 식별정보에 해당되는 정보를 추출하여 질병 진단/관리 과정에 이용하도록 구성될 수 있다. 이러한 휴대용 측정장치별 고유 식별정보는 휴대용 측정장치의 제품 시리얼 넘버일 수도 있으며, 또는 고정 IP가 할당되도록 구성되는 경우 IP 정보일 수도 있다.

다른 한편으로, 본 발명에 따른 질병 진단/관리 시스템은 휴대용 측정장치의 통신기능을 이용하여 휴대용 측정장치에 저장되어 있는 측정/진단용 알고리즘과 진단용 정보를 업그레이드할 수 있도록 구성되는 것이 보다 바람직하다. 이러한 측정/진단용 알고리즘과 진단용 정보의 업그레이드 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있다. 즉, 자동 업그레이드가 수행되도록 구성된 실시예에 있어, 휴대용 측정장치가 진단용 단말기(400) 또는 질병 관리서버(420)에 접속하는 경우 진단용 단말기(400) 또는 질병 관리서버(420)는 휴대용 측정장치에 저장된 측정/진단용 알고리즘과 진단용 정보의 버전정보를 확인하고, 최신 버전이 아닌 경우 자동으로 저장된 측정/진단용 알고리즘과 진단용 정보를 갱신하도록 구성된다. 반면, 수동 업그레이드가 수행되도록 구성된 실시예에 있어, 측정/진단용 알고리즘과 진단용 정보의 업그레이드는 측정자의 조작에 따라 업그레이드 요청이 있는 경우에 한하여 수행된다.

또 다른 한편으로, 본 발명에 따른 휴대용 측정장치는 GPS 위성으로부터 송출되는 위성신호를 수신하여 현재 위치정보를 산출/출력할 수 있는 GPS 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 휴대용 측정장치 자체에서 현재 위치를 산출할 수 있도록 구성되는 경우, 휴대용 측정장치를 이용한 측정결과에 위치정보를 포함하여 생성/저장할 수 있으며, 또한 위치정보가 포함된 측정결과를 진단용 단말기(400) 또는 질병 관리서버(420)로 전송할 수 있다는 장점이 있게 된다. 특히, 이러한 위치정보는 전염성 질환발생에 따른 대응조치시 매우 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

진단용 단말기(400)는 데스트 탑, 노트북 등의 개인용 정보통신기기를 이용하여 구현될 수 있으며, 유/무선 인터페이스(USB, RS 232, 지그비, 블루투스 등)를 통해 휴대용 측정장치와 연결되어 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과를 수신/저장하고 디스플레이부를 통해 출력하게 된다. 또한, 진단용 단말기(400)는 수신된 측정결과를 유/무선 네트워크를 통해 질병 관리서버(420)로 전송하게 된다. 한편, 전술한 바와 같이, 휴대용 측정장치 자체가 독립적으로 유/무선 네트워크를 통해 질병 관리서버(420)와 직접적으로 데이터통신을 수행할 수 있도록 구성되는 경우 진단용 단말기(400)는 본 발명에 따른 질병 진단/관리 시스템에서 생략될 수도 있다.

한편, 발명을 구성하기에 따라 전술한 바와 같은 휴대용 측정장치는 단순히 측정샘플의 광학적 특성만을 측정하고, 측정된 결과를 연결된 진단용 단말기(400)로 전송하도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로 구성되는 경우, 측정된 광학적 특성을 이용하여 측정샘플의 병원균 감염여부, 병원균 농도 등에 대한 진단은 진단용 단말기(400)에서 수행되어야 할 것이다.

질병 관리서버(420)는 유/무선 네트워크(410)를 통해 연결된 휴대용 측정장치(1, 100, 200, 300) 또는 진단용 단말기(400)를 통해 전송되는 측정결과를 수신하여 데이터베이스에 저장하게 된다. 질병 관리서버(420)에 구비되는 데이터베이스(422)에는 각 휴대용 측정장치(1, 100, 200, 300)의 고유 식별정보에 따른 측정장치 정보(지역정보, 소속기관정보, 측정자정보 등)가 구조화되어 저장되어 있으며, 각 측정장치 자체로부터 또는 진단용 단말기(400)를 경유하여 전송되는 측정결과가 구조화되어 저장된다.

또한, 본 발명에 따른 질병 관리서버(420)는 수신된 측정결과를 분석한 결과 검사물질이 병원균에 감염된 것으로 판단되는 경우, 즉, 질병이 발생한 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 설정정보에 따라 경보 메세지를 전송하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 질병 관리서버(420)는 질병이 발생된 것으로 판단되는 경우, 내부망 또는 외부망을 통해 연결된 적어도 하나 이상의 관리자 단말기(미도시)로 경보 메세지를 전송하도록 구성될 수 있으며, 또한 보다 바람직하게 등록된 관리자의 이동통신 단말기 정보를 이용하여 문자 메세지 또는 멀티미디어 메세지로 구성된 경보 메세지를 이동통신망을 통해 관리자의 이동통신 단말기로 전송하도록 구성될 수 있다.

또한, 다른 한편으로 본 발명에 따른 질병 관리서버(420)는 유/무선 네트워크를 통해 서버에 접속된 단말기(관리자 단말기, 진단용 단말기, 일반 단말기 등 서버에 접근이 허용된 사람이 조작하는 단말기)로부터 전송되는 정보제공요청을 수신하고, 수신된 정보제공요청에 따라 데이터베이스(422)에 저장된 측정결과를 독출/처리하여 정보를 요청한 단말기로 전송하도록 구성될 수 있다. 이때, 데이터베이스(422)에서 독출된 적어도 하나 이상의 측정결과는 정보제공요청의 종류에 따라 통계적인 처리를 통해 통계정보로 생성되어 단말기로 제공될 수 있도록 구성됨이 보다 바람직할 것이다.

한편, 보다 바람직하게 본 발명에 따른 질병 진단/관리 시스템은 질병 관리서버(420)로부터 경보 메세지가 전송되는 경우 이를 수신하여 저장하고, 미리 설정된 절차에 따라 경보 메세지를 전파하는 유관기관 서버(430)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 유관기관으로는 질병/검역/보건 등의 관련업무를 수행하는 각종 정부기관 및 공공기관이 포함될 수 있다. 유관기관 서버(430)는 질병 관리서버(420)로부터 경보 메세지가 전송되는 경우 미리 설정된 처리절차에 따라 연결된 유관기관 관리자 단말기(미도시), 유관기관 관리자 이동통신 단말기(미도시)로 경보 메세지를 재전송하도록 구성됨이 보다 더 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 측면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 구성 요소가 광섬유로 연결된 상태를 나타낸 측면 개념도이고, 도 5는 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 플로우 차트이고, 도 6 은 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도이고, 도 7은 도 6에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 산란광을 이용한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도이고, 도 8은 도 6에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 PDA 색전이 측정을 위한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전술한 바와 같은 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템을 구성하는 휴대용 측정장치로서 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치가 채택될 수 있다.

첨부된 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(1)(제1실시예)는 본체(10), 광원부(20), 필터 슬라이더(30), 광 경로유닛(40), 검출부(50), 제어부(60), 표시부(80)를 포함할 수 있다.

본체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 바람직하게는 직육면체 형상이고 휴대가 용이하도록 소형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 본체(10)의 상측에는 측정샘플이 장착되는 칩로딩부(11)가 설치된다. 칩로딩부(11)에는 장착되는 측정샘플로 면역응집반응 측정을 위한 마이크로 유체칩(12) 또는 PDA 색전이 반응 측정을 위한 PDA 바이오칩(미도시)이 채택될 수 있다. 상기 마이크로 유체칩(12)은 검사 물질과 항체 고정자 입자가 투입될 수 있는 채널을 각각 갖고 있으며, 검사 물질과 항체 고정자 입자 간의 응집반응에 의해서 응집물이 생성된 부분에 후술할 광원부(20)에서 전달되는 광이 조사된다.

광원부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10)의 내부에 설치되며 칩로딩부(11)에 장착된 마이크로 유체칩(12) 또는 PDA 바이오칩에 조사되는 광을 공급하는 것으로서, 상기 광원부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10)의 내부 일측에 설치되는 제1,2광원(21,22)과, 상기 제1,2광원(21,22)의 상측에 설치되며 칩로딩부(11)에 연결되는 제1광섬유(70)가 고정되도록 하는 페룰(23)(제1광원 상측에 설치되어 제1광섬유(70)가 연결/고정되는 제1페롤과 제2광원 상측에 설치되어 제1광섬유(70)가 연결/고정되는 제2페롤)로 구성된다.

여기서, 제1광섬유(70)는 측정자의 조작에 따라 그 일측이 제1광원(21)의 상측에 설치된 제1페롤 또는 제2광원(22)의 상측에 설치된 제2페롤에 연결/고정되어 제1광원(21) 또는 제2광원(22)으로부터 공급되는 빛을 측정 샘플에 공급하게 된다.

상기 제1광원(21)은 바람직하게는 자외선 엘이디(UV LED)를 사용하고, 상기 제2광원(22)은 제논 램프(xenon lamp)(또는 할로겐 램프)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제논 램프는 자외선에서 적외선까지 넓은 스펙트럼의 빛을 고효율로 발생시켜 줄 수 있으며, 약 30~50W의 출력을 가지는 데, 그 효율이 매우 높아 전기에너지의 50%를 빛으로 변환할 수 있는 이점이 있다.

상기 제1광원(21)은 산란광 측정용 광원으로 사용되며 바람직하게는 380nm의 파장을 갖고, 제2광원(22)은 PDA(polydiacetylene, 폴리다이아세틸렌) 리포좀(Liposome) 색전이 검출용 광원용으로 사용되며 바람직하게는 220~720nm의 파장을 갖는다.

전술한 폴리디아세틸렌(PDA)은 환경의 변화에 따라 전도성(conductivity), 산화-환원 전위차(redox potential), 흡수(absorption) 또는 방출(emission) 스펙트럼의 변화를 가지는 공액 고분자 중의 하나이다. 폴리디아세틸렌은 양친성 단량체들의 중합형태로서, 단량체인 디아세틸렌은 수용액상에서 3차원적인 구형 구조로 쉽게 자기조립이 이루어지는 장점을 가지고 있다. 이렇게 형성된 3차원 구형 구조는 254nm에서 근접하고 있는 단량체와 삼중결합 사이에 중합이 이루어지면서 무색이었던 수용액이 650nm 부분에서 최대 흡수 파장이 있는 파란색의 수용액으로 바뀌게 된다. 파란색의 폴리디아세틸렌은 외부의 환경요인에 따라 색이 변화하는 특성을 가지고 있다. 예를 들어, 온도, pH, 화학물질 또는 생체물질(항체, 단백질, 펩타이드, DNA) 등의 접근이나 결합이 이루어지면서 자극이 PDA구조에 전달되면 붉은색(흡수파장 550nm 밴드 증가) 쪽으로 색전이가 이루어지게 된다. 이런 외부요인의 정도에 따라 색전이가 다르게 나타나며, 파란색에서는 나타나지 않던 형광특성이 색전이가 많이 생길 수록 630nm 부분에서 최대 방출(emission) 에너지가 강하게 나타나는 특성이 있다. 이러한 PDA 리포좀의 색전이를 통해 인지할 수 있는 센서로서, 항체 반응센서, 펩타이드 및 단백질 반응 센서, 지지체 위의 필름형태나 고정화를 통해 감지하는 센서, 전기적 신호 변환을 이용한 감지 센서 등이 있다. 즉, 전술한 바와 같은, 항원항체반응, 펩타이드 반응, 단백질 반응 등은 PDA 리포좀 색전이 여부를 검출함으로써 그 반응여부 및 반응정도를 측정할 수 있게 된다. PDA 바이오칩은 이러한 PDA 리포좀 색전이 반응을 이용하여 측정대상 물질을 검출할 수 있도록 구성된 바이오 센서를 의미한다. 예를 들어, 인플루엔자 바이러스의 검출을 위한 PDA 바이오칩은 이미 만들어진 리포좀의 말단에 항체를 결합하여 항원과 선택적이면서 특이적인 반응에 대한 색의 변화가 이루어질 수 있게 구성되어 인플루엔자 바이러스 검출에 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치는 전술한 바와 같이 2개의 광원(자외선 엘이디(UV LED), 제논 램프(xenon lamp))을 측정/분석 대상에 따라 적절하게 선택적으로 이용할 수 있도록 구성되어,

제 1 광원(21)을 선택하는 경우 면역응집반응에 따른 산란광을 측정함으로써 측정 샘플의 병원균 유무 및 오염도를 검출할 수 있고,

제 2 광원(22)을 선택하는 경우 PDA(polydiacetylene,폴리다이아세틸렌) 리포좀(Liposom) 색전이 반응을 센싱함으로써 측정 샘플의 병원균 유무 및 오염도를 진단할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치는 전술한 바와 같은 제 2 광원을 이용한 PDA 리포좀 색전이 반응을 보다 정확하고 효율적으로 센싱하기 위하여 측정 샘플에 공급되는 광의 파장과 측정 샘플을 투과하여 광 다이오드(54)로 수광되는 광의 파장을 제한할 수 있는 구성을 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.

즉, 측정 샘플에 공급되는 광의 파장을 단일 파장으로 제한하기 위한 필터 슬라이더(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 바람직하게는 제2광원(22)의 상측에 설치되며 도 5에 도시된 바와 같이 제2광원(22)에서 나오는 광을 특정 파장으로 필터링하는 것으로서, 본체(10)의 일측에 설치되는 슬라이더몸체(미도시)와, 이 슬라이더몸체에 형성된 홀에 바람직하게는 끼워 맞춤 결합 되는 필터(미도시)로 구성된다. 상기 필터는 600nm 바이패스 필터(bypass filter)로 구성되어, 600nm의 파장(청색 파장)을 갖는 빛만을 통과시키도록 구성되는 것이 바람직한데, 이는 PDA 리포좀 색전이 반응(즉, 적색 색전이 반응)을 센싱함에 있어 광원으로서 측정 샘플에 조사되는 빛을 단일 파장의 빛(즉, 청색 파장의 빛)으로 형성하여 색전이 반응의 센싱에 있어 정확성과 효율성을 향상시키기 위함이다.

광 경로유닛(40)은 도 4에 도시된 바와 같이 응집물에 조사되어 투과되거나 산란된 광이 후술할 검출부(50)로 전달되도록 안내하는 광 통로로서, 도 4에 도시된 바와 같이 칩로딩부(11)의 상측에 설치되며 주로 제1광원(21)에서 전달되어 응집물에 조사된 광이 검출부(50)로 전달되도록 하는 경사페룰(41)과, 칩로딩부(11)의 상측에 설치되며 주로 제2광원(22)로부터 조사되어 PDA 바이오칩을 통과한 광이 검출부(50)로 전달되도록 하는 직립페룰(42)과, 상기 경사페룰(41) 및 직립페룰(42)로 유입되는 광이 검출부(50)로 전달되도록 연결하는 제2광섬유(43)로 구성된다.

검출부(50)는 상기 광 경로유닛(40)에서 전달되는 광량을 측정하여 후술할 제어부(60)로 전달하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10)의 내부 일측에 설치되며 상기 광 경로유닛(40)의 제2광섬유(43)가 고정되는 검출부페룰(51)과, 상기 검출부페룰(51)의 상측에 설치되며 검출부페룰(51)을 통해서 유입되는 광을 집광하는 집광렌즈(52)와, 상기 검출부페룰(51)의 하측에 위치되도록 본체(10)에 설치되며 상기 집광렌즈(52)를 통해서 전달되는 광을 전면적으로 투과 또는 필요한 파장만 투과되도록 하는 필터휠 조립체(53)와, 상기 필터휠 조립체(53)의 하측에 위치되도록 본체(10)에 설치되며 필터휠 조립체(53)를 투과한 광을 광전류로 전환시켜 제어부(60)로 전달되도록 하는 광다이오드(54)로 구성된다.

상기 필터휠 조립체(53)는 본체(10)에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 필터휠(53a)과, 상기 필터휠(53a)에 바람직하게는 2개가 끼워 맞춤 결합 되는 필터(53b)로 구성된다. 상기 2개의 필터(53b) 중 하나의 필터는 산란광이 투과되도록 투과필터를 사용하고, 나머지 필터는 PDA 용의 550nm 파장이 투과되도록 대역 통과 필터(bandpass filter)를 사용하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, PDA 리포솜의 색전이는 반응(결합)이 일어나는 경우 파란색(흡수파장 600nm)에서 붉은색(흡수파장 550nm)으로 색전이가 일어나게 되므로, PDA 리포솜의 색전이 반응 센싱용 필터를 550nm 바이패스 필터를 채택하는 경우 측정 샘플을 투과한 빛 중 색전이 반응의 측정을 위한 측정대상이 되는 단일 파장의 빛(550nm의 붉은색) 만이 광다이오드(54)로 수광되도록 구성되므로 수광부를 CCD 어레이(CCD array)로 구성하는 대신 하나의 싱글 광다이오드(54)만으로 구성할 수 있어, 장치 및 분석 알고리즘의 단순화와 장치 구성의 휴대화 및 생산비용의 절감을 꾀할 수 있다는 장점이 있게 된다.

여기서, 전술한 상기 2개의 필터(53b)는 실험자(측정자)가 측정하고자 하는 측정방식에 따라 선택되어 광 경로유닛(40)이 연결될 것이다.

즉, 측정자가 산란광을 이용하여 면역응집반응을 측정하고자 하는 경우, 광원으로는 제1광원(21)이 선택되어 제1광섬유(70)를 통해 측정 샘플에 광을 조사하게 되며, 전술한 광 경로유닛(40)의 일측은 전술한 경사페룰(41)에 연결되고 타측은 상기 2개의 필터(53b) 중 산란광이 투과되는 투과필터에 연결되어 측정 샘플로부터 산란되는 산란광을 광 다이오드(54)로 전달하게 될 것이다.

반면, 측정자가 PDA 리포좀 색전이 반응을 측정하고자 하는 경우, 광원으로는 제2광원(22)이 선택되어 필터 슬라이더(30)와 제1광섬유(70)를 통해 측정 샘플에 600nm 파장의 광을 조사하게 되며, 전술한 광 경로유닛(40)의 일측은 전술한 직립페룰(42)에 연결되고 타측은 상기 2개의 필터(53b) 중 550nm 파장이 투과되도록 대역 통과 필터(bandpass filter)에 연결되어 측정 샘플로부터 방사되는 550nm 파장의 빛을 광 다이오드(54)로 전달하게 될 것이다.

제어부(60)는 상기 검출부(50)로부터 전달되는 전기적 신호를 분석하여 특정 영역의 광량 정보를 획득하고, 획득된 광량 정보에 의해 검사 물질의 병원균 및 오염도를 확인한다. 상기 제어부(60)는 구체적으로 아날로그의 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터(미도시)와, 면역응집 산란광 측정을 위하여 검사 물질이 오염되지 않은 표준 상태에서의 산란광에 대한 표준 강도 및 강도에 대응하는 농도 정보로 이루어진 면역응집반응에 대한 표준 특성곡선과 PDA 색전이 측정을 위하여 반응이 일어나지 않은 표준 상태에서의 PDA 바이오칩으로부터 나오는 550nm 파장의 광에 대한 표준 강도 및 강도에 대응하는 농도 정보로 이루어진 PDA 색전이 반응에 대한 표준 특성곡선 이 저장되어 있는 메모리(미도시)를 포함하여 구성된다.

제어부(60)는 측정자가 선택한 측정모드에 따라 디지털 신호로 변화되어 획득되는 광량 정보에 해당하는 강도와 표준 강도를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 검사 물질의 병원균 및 오염도를 확인하며 표준 특성곡선을 기초로 광의 강도에 따른 농도를 분석하게 된다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 측정자가 면역응집 산란광 측정을 선택한 경우, 제어부(60)는 검출부(50)로부터 획득된 광량 정보와 메모리에 저장된 면역응집반응에 대한 표준 특성곡선을 비교하여 측정 샘플의 병원균 유무와 오염도를 산출하게 된다. 반면, 측정자가 PDA 색전이 반응 측정은 선택한 경우, 제어부(60)는 검출부(50)로부터 획득된 광량 정보와 메모리에 저장된 PDA 색전이 반응에 대한 표준 특성곡선을 비교하여 측정 샘플의 병원균 유무와 오염도를 산출하게 된다.

표시부(80)는 상기 제어부(60)에서 전달되는 특정 정보를 화면에 표시하는 것으로서, 바람직하게는 LCD 등의 디스플레이 수단이 채택될 수 있으며, 다른 공지된 표시수단으로 대체될 수 있다.

도 6은 도 2에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도이고, 도 7은 도 6에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 산란광을 이용한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도이고, 도 8은 도 6에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 PDA 색전이 측정을 위한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도이다.

이하에서, 도 6 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(1)의 면역응집 산란광 측정과정을 설명한다.

전술한 바와 같이, 면역응집 산랑광 측정시 광원으로는 제1광원(21)(380nm 자외선 엘이디(UV LED))이 선택되어 제1광섬유(70)가 연결되며, 광 경로유닛(40)의 일측은 전술한 경사페룰(41)에 연결되고 타측은 상기 2개의 필터(53b) 중 산란광이 투과되는 투과필터에 연결됨으로써 면역응집 산랑광 측정을 위한 광경로가 구성된다.

한편, 면역응집반응을 검출하기 위하여 마이크로 유체칩(12)의 채널 각각에 검사 물질과 항체 고정자 입자를 투입하고, 마이크로 유체칩(12)을 칩로딩부(11)에 장착한다.

이러한 상태에서 측정이 시작되면, 제1광원(21)으로부터 조사된 광이 첫번째 투과용 조사렌즈(L)를 통과해서 제1광섬유(70)로 공급된 후 다시 두번째 투과용 조사렌즈(L)를 통과해서 칩로딩부(11)에 장착된 마이크로 유체칩(12)으로 조사된다.

제1광원(21)으로부터 광이 조사되면 마이크로 유체칩(12)은 산란광을 발생시키고, 발생된 산란광은 경사페룰(41)을 통해 연결된 제2광섬유(43)로 공급되어 유입되는 광을 집광하는 집광렌즈(52)에서 집광된다. 집광렌즈(52)를 통해 집광된 산란광은 투과용 투과필터를 통해 광 다이오드(54)로 공급된다.

광 다이오드(54)는 수광된 산랑광을 전류신호로 변환하여 제어부(60)로 출력하고, 제어부(60)는 입력된 아날로그 전류량을 디지털 데이터로 변환하여 디지털화된 산란광의 광량정보를 획득한 후, 획득된 광량정보와 메모리에 저장된 면역응집반응에 대한 표준 특성곡선을 비교하여 측정 샘플의 병원균 유무와 오염도를 산출하여 산출된 정보를 메모리에 저장하거나 및/또는 표시부(80)를 통해 출력하게 된다.

다음으로, 이하에서, 도 6 및 도 8을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(1)의 PDA 색전이 측정과정을 설명한다.

전술한 바와 같이, PDA 색전이 반응 측정시 광원으로는 제2광원(22)(제논 램프(xenon lamp) : 220~720nm)이 선택되어 제1광섬유(70)가 연결되며, 광 경로유닛(40)의 일측은 전술한 직립페룰(42)에 연결되고 타측은 상기 2개의 필터(53b) 중 550nm 파장의 빛만 투과되도록 하는 대역 통과 필터(550nm bandpass filter)에 연결됨으로써 PDA 색전이 반응 측정을 위한 광경로가 구성된다.

한편, PDA 색전이 반응을 검출하기 위하여 PDA 바이오칩에 검사 물질을 투입하고, PDA 바이오칩을 칩로딩부(11)에 장착한다.

이러한 상태에서 측정이 시작되면, 제2광원(22)으로부터 조사된 광이 필터 슬라이더(30)(600nm bandpass filter)를 통과 하면서 단일파장(600nm)의 광만이 바이패스되고, 바이패스된 단일파장(600nm)의 광이 첫번째 투과용 조사렌즈(L)를 통과해서 제1광섬유(70)로 공급된 후 다시 두번째 투과용 조사렌즈(L)를 통과해서 칩로딩부(11)에 장착된 PDA 바이오칩으로 조사된다.

PDA 바이오칩을 통과한 광은 직립페룰(42)을 통해 연결된 제2광섬유(43)로 공급되어 유입되는 광을 집광하는 집광렌즈(52)에서 집광된다. 집광렌즈(52)를 통해 집광된 광은 대역 통과 필터(550nm bandpass filter)을 통과하면서 550nm 파장을 가지는 광만이 바이패스되며, 바이패스된 550nm 파장의 빛이 광 다이오드(54)로 공급된다.

광 다이오드(54)는 수광된 550nm 파장의 광을 전류신호로 변환하여 제어부(60)로 출력하고, 제어부(60)는 입력된 아날로그 전류량을 디지털 데이터로 변환하여 디지털화된 550nm 파장 광의 광량정보를 획득한 후, 획득된 광량정보와 메모리에 저장된 PDA 색전이 반응에 대한 표준 특성곡선을 비교하여 측정 샘플의 병원균 유무와 오염도를 산출하여 산출된 정보를 메모리에 저장하거나 및/또는 표시부(80)를 통해 출력하게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치에 채용된 분광기를 나타낸 측면도이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 전술한 바와 같은 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템을 구성하는 휴대용 측정장치로서 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(제2실시예)가 채택될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(100)는 본체(110), 광원부(120), 분광기(130), 전기신호 변환부(140), 제어부(150), 통신부(160), 표시부(170)를 포함할 수 있다.

본체(110)는 도 9에 도시된 바와 같이 바람직하게는 직육면체 형상이고 휴대가 용이하도록 소형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 본체(110)의 상측에는 검사 물질과 항체 고정자 입자가 수용되는 칩로딩부(111)가 설치된다. 본 발명의 일 실시예에서 검사물질과 항체 고정자 입자는 상기 칩로딩부(111)에 마이크로 유체칩(112) 형태로 설치되는 것이 바람직하다. 상기 마이크로 유체칩(112)은 검사 물질과 항체 고정자 입자가 투입될 수 있는 채널과 관측창을 각각 갖고 있으며, 검사 물질과 항체 고정자 입자간의 응집반응에 의해서 응집물이 생성된 부분에 후술할 광원부(120)에서 전달되는 광이 조사된다.

광원부(120)는 도 9에 도시된 바와 같이 마이크로 유체칩(112)의 하측에 위치되도록 본체(110)에 설치되며 칩로딩부(111)에 장착된 마이크로 유체칩(112)에 형성된 응집물에 조사되는 광을 공급하는 것으로서, 바람직하게는 380nm의 파장을 갖는 자외선 엘이디(UV LED)를 사용한다. 상기 자외선 엘이디는 바람직하게는 220~720nm의 파장을 갖는 전술한 제논 램프로 대체될 수 있다. 전술한 실시예에서 설명한 바와 같이 자외선 엘이디는 산란광용 광원으로, 제논 램프는 PDA용 광원으로 사용되는 것이 바람직하다.

분광기(130)는 도 9에 도시된 바와 같이 본체(110)의 내부에 설치되며 광섬유(200)로 마이크로 유체칩(112)에 연결되어 응집물에 조사된 광을 검출하여 후술할 전기신호 변환부(140)로 전달하는 것으로서, 본체(110)에 설치되며 도 10에 도시된 바와 같이 일측에 광섬유(200)가 고정되는 광유입구(131a)가 형성된 분광기몸체(131)와, 상기 분광기몸체(131)의 내측에 설치되며 상기 광유입구(131a)로 유입된 광을 한 곳으로 모으는 집광슬릿(132)과, 상기 분광기몸체(131)의 내측에 설치되며 상기 집광슬릿(132)에서 전달되는 광을 반사시키는 제1반사경(133)과, 상기 분광기몸체(131)의 내측에 설치되며 상기 제1반사경(133)에서 전달되는 광을 파장대 별로 분산시켜 반사시키는 제2반사경(134)과, 상기 분광기몸체(131)의 내측에 설치되며 상기 제2반사경(134)에서 전달되는 광을 반사시키는 제3반사경(135)과, 상기 분광기몸체(131)의 내측에 설치되며 상기 제3반사경(135)에서 광을 전달받아 강도를 검출하며 후술할 전기신호 변환부(140)와 연결되는 검출부(136)로 구성된다.

전기신호 변환부(140)는 도 9에 도시된 바와 같이 본체(110)의 내부에 설치되며 상기 분광기(130)를 통해서 전달되는 광을 전기적 신호로 변환하며, 바람직하게는 CCD 어레이 센서를 사용한다.

제어부(150)는 상기 전기신호 변환부(140)로부터 전달되는 전기적 신호를 분석하여 특정 영역의 광의 파장 정보를 획득하고, 광의 파장 정보에 의해 검사 물질의 병원균 및 오염도를 확인한다. 상기 제어부(150)는 구체적으로 아날로그의 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터(미도시)와, 검사 물질이 면역되지 않은 표준 상태에서의 산란광에 대한 표준 강도 및 강도에 대응하는 농도 정보로 이루어진 면역응집반응의 표준 특성곡선을 기 저장하는 메모리(미도시)를 포함하며, 디지털 신호로 변화되어 획득되는 광의 파장 정보에 해당하는 강도와 표준 강도를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 검사 물질의 병원균 및 오염도를 확인하며 표준 특성곡선을 기초로 광의 강도에 따른 농도를 분석한다.

표시부(170)는 상기 제어부(150)에서 전달되는 특정 정보를 화면에 표시하는 것으로서, 바람직하게는 본체(110)의 상측에 설치되며 LCD 디스플레이를 사용한다.

통신부(160)는 도 9에 도시된 바와 같이 본체(110)의 내부에 설치되며, 제어부(150)에 의해 커넥팅 되는 컴퓨터 혹은 단말기와 연결되어 검사 물질의 확인된 병원균 및 오염도와 함께 농도 분석 정보를 전송한다. 상기 통신부(160)는 바람직하게는 USB, RS232 또는 IrDA 중 어느 하나를 사용한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전술한 바와 같은 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템을 구성하는 휴대용 측정장치로서 복수의 광원 모듈을 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치가 채택될 수 있다.

도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예(제3실시예, 제4실시예)에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치를 나타낸 사시도이다.

이하에서 설명하는 본 발명의 또 다른 실시예(제3실시예, 제4실시예)는 도 2 내지 10을 참조하여 설명한 실시예(제1실시예, 제2실시예)와 달리 2개의 광원(산란광 측정용 광원, PDA 색전이 측정용 광원)을 측정장치(200) 내에 고정형으로 구비하여 구성되지 않고, 2개의 광원(산란광 측정용 광원, PDA 색전이 측정용 광원)을 별도의 독립된 광원 모듈 형태로 구성하여 측정대상에 따라 측정자가 선택한 광원 모듈을 측정장치에 결합하여 이용할 수 있도록 구성되어 있다는 점에서 가장 큰 차이점이 있다.

이러한 차이점으로 인하여 전술한 제1,2실시예의 경우 측정자가 측정용 광원으로 선택한 광원의 종류에 따라 별도로 광섬유 등을 조작하여 광경로를 구성해야할 필요성이 있었지만, 제3,4실시예는 측정자의 조작에 따라 복수의 광원 모듈 중 필요한 광원 모듈이 측정장치에 결합되므로 광섬유 등으로 구성되는 광경로 자체는 거의 고정된다는 차이점이 있다.

이하에서는, 도 11 내지 19를 참조하여 전술한 바와 같은 차이점을 중심으로 하여 본 발명에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(200)의 제3실시예와 제4실시예에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 제3실시예와 제4실시예에에 따른 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치(200)는 본체(210), 광원부(220), 검출부(230 또는 250), 전기신호 변환부(미도시), 제어부(260), 통신부(270), 표시부(280)를 포함한다.

본체(210)는 도 11에 도시된 바와 같이 바람직하게는 직육면체 형상이고 휴대가 용이하도록 소형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 본체(210)의 상측에는 측정샘플이 장착되는 칩로딩부(211)가 설치된다. 칩로딩부(211)에는 장착되는 측정샘플로 면역응집반응 측정을 위한 마이크로 유체칩(212) 또는 PDA 색전이 반응 측정을 위한 PDA 바이오칩(미도시)이 채택될 수 있다. 마이크로 유체칩(212)은 검사 물질과 항체 고정자 입자가 투입될 수 있는 채널을 각각 갖고 있으며, 검사 물질과 항체 고정자 입자간의 응집반응에 의해서 응집물이 생성된 부분에 후술할 광원부(220)에서 전달되는 광이 조사된다. PDA 바이오칩은 PDA 리포좀 색전이 반응을 이용하여 측정대상 물질을 검출할 수 있도록 구성된 바이오 센서를 의미한다. 예를 들어, 인플루엔자 바이러스의 검출을 위한 PDA 바이오칩은 이미 만들어진 리포좀의 말단에 항체를 결합하여 항원과 선택적이면서 특이적인 반응에 대한 색의 변화가 이루어질 수 있게 구성되어 인플루엔자 바이러스 검출에 이용될 수 있다.

광원부(220)는 도 11에 도시된 바와 같이 측정샘플의 하측에 위치되도록 본체(210)에 설치되며 칩로딩부(211)에 장착된 마이크로 유체칩(212) 또는 PDA 바이오칩에 측정용 광을 공급하게 된다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 제3, 4 실시예에 따른 광원부는 복수의 광원 모듈 중 측정자가 선택한 광원 모듈이 결합되어 측정용 광을 공급하도록 구성된다. 보다 바람직하게 본 발명에 이용되는 광원 모듈은 본 발명에 따른 광원부에 결합/고정될 수 있도록 구성되며, 또한, 본 발명의 목적에 따라 산란광 측정을 위한 380nm의 파장을 갖는 자외선 엘이디(UV LED)로 구성되는 제1광원 모듈, PDA 색전이 반응 측정을 위한 220~720nm의 파장을 갖는 제논 램프(또는 할로겐 램프)로 구성되는 제2광원 모듈 중 어느 하나의 모듈이 측정자의 필요에 따라 광원부에 결합되도록 구성될 수 있다. 전술한 제1광원 모듈과 제2광원 모듈은 예시적일 뿐이며, 더 많은 광원 모듈과 다양한 광원 모듈이 적용되어 이용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

검출부(230 또는 250)는 측정샘플을 통과한 광을 검출하여 전기신호로 변환한 후 제어부(260)로 출력하는 기능을 수행하게 된다. 본 발명에 따른 이러한 검출부는 발명을 구성하기에 따라 싱글 다이오드를 이용한 싱글 다이오드 검출부로 구성될 수도 있으며(제3실시예), 또는, 분광기를 이용한 분광기 검출부로 구성될 수도 있다(제4실시예). 이러한 제3실시예의 상세한 구성에 대해서는 도 12 내지 도 15를 참조하여 후술하며, 제4실시예의 상세한 구성에 대해서는 도 16 내지 도 19를 참조하여 후술하도록 한다.

제어부(260)는 상기 검출부(230 또는 250)로부터 전달되는 전기적 신호를 분석하여 특정 영역의 광량 정보를 획득하고, 획득된 광량 정보에 의해 검사 물질의 병원균 및 오염도를 확인한다. 상기 제어부(260)는 구체적으로 아날로그의 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터(미도시)와, 면역응집 산란광 측정을 위하여 검사 물질이 오염되지 않은 표준 상태에서의 산란광에 대한 표준 강도 및 강도에 대응하는 농도 정보로 이루어진 면역응집반응에 대한 표준 특성곡선과 PDA 색전이 측정을 위하여 반응이 일어나지 않은 표준 상태에서의 PDA 바이오칩으로부터 나오는 550nm 파장의 광에 대한 표준 강도 및 강도에 대응하는 농도 정보로 이루어진 PDA 색전이 반응에 대한 표준 특성곡선 이 저장되어 있는 메모리(미도시)를 포함하여 구성된다.

제어부(260)는 측정자가 선택한 측정모드에 따라 디지털 신호로 변화되어 획득되는 광량 정보에 해당하는 강도와 표준 강도를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 검사 물질의 병원균 및 오염도를 확인하며 표준 특성곡선을 기초로 광의 강도에 따른 농도를 분석하게 된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 측정자가 면역응집 산란광 측정을 선택한 경우, 제어부(260)는 검출부로부터 획득된 광량 정보와 메모리에 저장된 면역응집반응에 대한 표준 특성곡선을 비교하여 측정 샘플의 병원균 유무와 오염도를 산출하게 된다. 반면, 측정자가 PDA 색전이 반응 측정은 선택한 경우, 제어부(260)는 검출부로부터 획득된 광량 정보와 메모리에 저장된 PDA 색전이 반응에 대한 표준 특성곡선을 비교하여 측정 샘플의 병원균 유무와 오염도를 산출하게 된다.

표시부(280)는 상기 제어부(260)에서 전달되는 특정 정보를 화면에 표시하는 것으로서, 바람직하게는 본체(210)의 상측에 설치되며 LCD 디스플레이를 사용한다.

통신부(270)는 도 10에 도시된 바와 같이 본체(210)의 내부에 설치되며, 제어부(260)에 의해 커넥팅 되는 컴퓨터 혹은 단말기와 연결되어 검사 물질의 확인된 병원균 및 오염도와 함께 농도 분석 정보를 전송한다. 상기 통신부(270)는 바람직하게는 단말기와의 직접적인 연결에 의한 인터페이스를 제공하는 USB, RS232 또는 유/무선 통신방식 중 적어도 하나 이상을 지원할 수 있도록 구성됨이 바람직한다.

도 12 는 도 11에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치 중 싱글다이오드를 이용한 실시예의 구성 요소가 광섬유로 연결된 상태를 나타낸 측면 개념도, 도 13 은 도 12에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 플로우 차트, 도 14 는 도 12에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 산란광을 이용한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도, 도 15 는 도 12에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 PDA 색전이 측정을 위한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도이다.

이하에서, 도 12 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 측정장치의 상세한 구성과 기능에 대하여 설명하도록 한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 광원부(220)는 보다 바람직하게 측정자의 선택에 따라 광원부에 결합되어 측정용 광을 공급하는 제 1 광원 모듈(221) 또는 제 2 광원 모듈(222)과 광원 모듈 결합부(224), 광원부 페룰(223)을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제 1 광원 모듈(221)은 산란광 측정을 위하여 자외선 엘이디(UV LED)로 구성될 수 있으며, 제 2 광원 모듈(222)은 PDA 색전이 측정을 위하여 제논 램프(xenon lamp) 또는 할로겐 램프로 구성될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 광원 모듈은 후술하는 광원 모듈 결합부(224)에 결합/고정될 수 있는 형태로 구성되며, 이러한 결합/고정 방식에 대해서는 이미 공지된 기술을 채택하고 있는 바 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

광원 모듈 결합부(224)는 측정자의 선택에 의해 특정되는 특정 광원 모듈이 측정자의 조작에 따라 결합/분리될 수 있도록 구성되며, 결합된 광원 모듈로부터 출력된 측정용 광을 광원부 페룰(223)을 통해 광경로 수단(226, 240)으로 공급하게 된다.

광원부 페룰(223)은 광원 모듈 결합부(224) 상측에 설치되어 광경로 수단(제1광섬유(226))이 연결/고정되어, 제1광섬유를 통해 측정샘플로 측정용 광을 공급하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 측정장치는 광경로 수단(226, 240)을 포함할 수 있다. 여기서 광경로 수단이란 본 발명에 따른 측정장치에서 이용되는 광이 이동되는 광 경로, 즉, 광원부에 연결되어 측정자의 조작에 따라 선택/결합된 광원 모듈로부터 공급되는 측정용 광을 측정샘플에 공급하는 경로와 측정샘플을 통과한 광을 수급하여 검출부로 공급하는 경로를 의미하며, 광경로 수단은 이러한 광경로를 형성할 수 있는 다양한 수단을 의미한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제3,4실시예는 측정자의 선택에 따라 복수의 광원 모듈 중 특정되는 어느 하나의 광원 모듈을 광원 모듈 결합부(224)에 결합하도록 구성됨에 따라, 제1,2실시예에 비하여 광경로가 고정적으로 형성된다는 차이점이 있다.

이러한 광경로 수단은 측정용 광을 측정샘플에 공급하기 위한 제1광섬유(226)와 측정샘플을 통과한 광을 수광하여 검출부(230)로 공급하기 위한 광 경로유닛(240)을 포함할 수 있다.

제1광섬유(226)은 광원부 페룰(223)에 연결/고정되어 광원 모듈 결합부(224)에 결합/고정된 광원 모듈(제 1 광원 모듈(221) 또는 제 2 광원 모듈(222))로부터 출력되는 측정용 광을 칩로딩부에 장착된 측정샘플로 공급하게 된다.

광 경로유닛(240) 칩로딩부에 장착된 측정샘플을 통과한 광을 검출부(250)로 공급하게 된다. 보다 바람직하게 본 발명에 따른 광 경로유닛(240)은 페롤(241 또는 242) 및 제2광섬유(243)을 포함할 수 있다.

페룰은 제2광섬유(243)의 일측이 연결/고정되어 측정샘플을 통과한 광을 제2광섬유로 공급할 수 있도록 구성되며, 보다 바람직하게 측정자의 선택에 따라 직립페룰(242) 또는 경사페룰(241) 중 어느 하나의 페룰이 선택적으로 결합되어 이용될 수 있다. 즉, 직립페룰(242) 또는 경사페룰(241)은 일측이 칩로딩부의 일측에 착탈가능하게 구성되어 측정자의 선택에 따라 칩로딩부의 일측에 결합되거나 또는 분리될 수 있다. 따라서 측정자는 측정의 종류에 따라 직립페룰(242) 또는 경사페룰(241) 중 적합한 페룰을 선택하여 칩로딩부의 일측에 결합함으로써 광경로를 형성하게 된다.

일정한 각도를 가지고 산란되는 산란광을 측정하는 경우 경사페룰(241)이 칩로딩부의 일측에 결합되어 광경로를 형성하는 것이 보다 바람직하고, PDA 색전이 반응을 측정하는 경우 직립페룰(242)이 칩로딩부의 일측에 광경로를 형성하는 것이 보다 바람직하다. 따라서 통상적으로 산란광을 측정하는 경우 제 1 광원 모듈(221)과 경사페룰(241)이 한 셋트를 이루어 측정장치에 결합되며, PDA 색전이 반응을 측정하는 경우 제 2 광원 모듈(222)과 직립페룰(242)이 한 셋트를 이루어 측정장치에 결합된다.

제2광섬유(243)는 전술한 경사페룰(241) 또는 직립페룰(242)에 연결/고정되어, 경사페룰(241) 또는 직립페룰(242)을 통해 유입되는 광을 검출부(250)로 전달하게 된다.

본 발명의 제3실시예에 따른 검출부(250)는 싱글 다이오드를 이용하여 구성될 수 있다. 싱글 다이오드를 이용하여 구성되는 싱글 다이오드 검출부(250)는 전술한 제1실시예에 따른 검출부(50)와 거의 유사하게 구성된다.

즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 검출부(250)는 검출부페룰(251), 집광렌즈(252), 필터휠 조립체(253) 및 광다이오드(254)를 포함할 수 있다.

검출부페룰(251)은 본체(210)의 내부 일측에 설치되며 광 경로유닛(240)의 제2광섬유(243)가 연결/고정되도록 구성된다. 집광렌즈(252)는 검출부페룰(251)의 상측에 설치되며 검출부페룰(51)을 통해서 유입되는 광을 집광하여 필터휠 조립체(253)으로 출력하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 집광렌즈(252)는 본 발명에 따른 실시예들에 있어 필수적인 구성은 아니며, 광신호의 효율적인 집광을 위하여 선택적으로 포함될 수 있다.

필터휠 조립체(253)는 검출부페룰(251)의 하측에 위치되도록 본체(210)에 설치되며 집광렌즈(252)(집광렌즈가 포함되는 실시예의 경우, 집광렌즈가 포함되지 않는 경우 제2광섬유)를 통해서 전달되는 광을 전면적으로 투과 또는 필요한 파장만 투과되도록 하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 필터휠 조립체(253)는 본 발명에 따른 싱글 다이오드를 이용하여 구성되는 싱글 다이오드 검출부(250)의 핵심적인 구성요소로서, 싱글 다이오드 자체는 특정 파장 대역의 빛만을 선택적으로 검출할 수 없다는 문제점이 있으므로 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 구성요소이다.

상기 필터휠 조립체(253)는 본체(210)에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 필터휠(53a)과, 상기 필터휠(253a)에 바람직하게는 2개가 끼워 맞춤 결합 되는 필터(253b)로 구성된다. 상기 2개의 필터(253b) 중 하나의 필터는 산란광이 투과되도록 전역 투과필터를 사용하고, 나머지 필터는 PDA 용의 550nm 파장이 투과되도록 대역 통과 필터(bandpass filter)를 사용하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, PDA 리포솜의 색전이는 반응(결합)이 일어나는 경우 파란색(600nm)에서 붉은색(550nm)으로 색전이가 일어나게 되므로, PDA 리포솜의 색전이 반응 센싱용 필터를 550nm 바이패스 필터를 채택하는 경우 측정 샘플을 투과한 빛 중 색전이 반응의 측정을 위한 측정대상이 되는 단일 파장의 빛(550nm의 붉은색) 만이 광다이오드(254)로 수광되도록 구성되므로 수광부를 CCD 어레이(CCD array)로 구성하는 대신 하나의 싱글 광다이오드(254)만으로 구성할 수 있어, 장치 및 분석 알고리즘의 단순화와 장치 구성의 휴대화 및 생산비용의 절감을 꾀할 수 있다는 장점이 있게 된다. 따라서, 산란광 측정을 위하여 제 1 광원 모듈이 측정장치에 결합되는 경우 2개의 필터(253b) 중 전역 투과필터가 선택될 것이며, PDA 색전이 반응 측정을 위하여 제 2 광원 모듈이 측정장치에 결합되는 경우 2개의 필터(253b) 중 대역 통과 필터가 선택될 것이다.

광다이오드(254)는 필터휠 조립체(253)의 하측에 위치되도록 본체(210)에 설치되며 필터휠 조립체(253)를 투과한 광을 전류로 변환하여 제어부(260)로 전달하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 구성되는 제3실시예를 이용하여 산란광을 측정하는 경우, 도 14에 도시된 바와 같이 제 1 광원 모듈(221)이 광원 모듈 결합부(224)에 결합되어 측정용 광을 출력하고, 출력된 측정용 광은 제1광섬유(226)를 통해 측정샘플로 공급되며, 측정샘플을 통과한 광은 경사페룰(241)과 제2광섬유(243)을 통해 필터휠 조립체(253)로 공급된다. 이때, 산란광을 측정하는 경우이므로 필터휠 조립체(253)에 포함된 2개의 필터(253b) 중 전역 투과필터가 선택되어 셋팅되어 있는 상태이다. 따라서 필터휠 조립체(253)로 공급된 광은 전부 광다이오드(254)로 출력되게 된다.

한편, 이상에서 살펴본 바와 같이 구성되는 제3실시예를 이용하여 PDA 색전이 반응을 측정하는 경우, 도 15에 도시된 바와 같이 제 2 광원 모듈(222)이 광원 모듈 결합부(224)에 결합되어 측정용 광을 출력하고, 출력된 측정용 광은 제1광섬유(226)를 통해 측정샘플로 공급되며, 측정샘플을 통과한 광은 직립페룰(242)과 제2광섬유(243)을 통해 필터휠 조립체(253)로 공급된다. 이때, PDA 색전이 반응을 측정하는 경우이므로 필터휠 조립체(253)에 포함된 2개의 필터(253b) 중 대역 통과 필터가 선택가 선택되어 셋팅되어 있는 상태이다. 따라서 필터휠 조립체(253)로 공급된 광 중 특정 대역에 속하는 광이 바이패스되어 광다이오드(254)로 출력되게 된다.

도 16은 도 11에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치 중 분광기를 이용한 실시예의 구성 요소가 광섬유로 연결된 상태를 나타낸 측면 개념도, 도 17 은 도 16에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 플로우 차트, 도 18 은 도 16에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 산란광을 이용한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도, 도 19 는 도 16에 도시된 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치의 사용 상태도에서 PDA 색전이 측정을 위한 광의 이동 경로를 나타낸 개념도이다.

이하에서, 도 16 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 측정장치의 상세한 구성과 기능에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 도 12 내지 도 15를 참조하여 전술한 본 발명의 제3실시예에 따른 측정장치와 이하에서 설명하는 제4실시예에 따른 측정장치는 검출부의 구성만이 상이할 뿐, 다른 구성요소의 상세 구성과 기능은 동일한 바, 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 차이점을 가지는 검출부의 구성을 위주로 설명하도록 한다.

본 발명의 제4실시예에 따른 측정장치는 광원부(220), 광경로 수단(226, 240) 및 검출부(230)를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따른 광원부(220)는 측정자의 선택에 따라 광원부에 결합되어 측정용 광을 공급하는 제 1 광원 모듈(221) 또는 제 2 광원 모듈(222)과 광원 모듈 결합부(224), 광원부 페룰(223)을 포함하며, 이러한 제 1 광원 모듈(221), 제 2 광원 모듈(222), 광원 모듈 결합부(224) 및 광원부 페룰(223)의 구성과 기능을 전술한 제3실시예와 동일하다.

또한, 본 발명의 제4실시예에 광경로 수단(226, 240)은 측정용 광을 측정샘플에 공급하기 위한 제1광섬유(226)와 측정샘플을 통과한 광을 제2광섬유로 공급하기 위한 페룰(직립페룰(242) 또는 경사페룰(241)) 및 페롤에 연결되어 수광되는 빛을 검출부(230)로 공급하는 제2광섬유(243)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제4실시예에 따른 검출부(230)는 분광기를 이용하여 구성될 수 있다. 분광기를 이용하여 구성되는 분광기 검출부는 전술한 제2실시예에 따른 검출부(130)와 거의 유사하게 구성된다.

즉, 본 발명의 제4실시예에 따른 검출부는 분광기(230)을 이용하여 구성되며, 보다 바람직하게 검출부페룰(251), 집광렌즈(252)를 더 포함할 수 있다.

검출부페룰(251)은 본체(210)의 내부 일측에 설치되며 광 경로유닛(240)의 제2광섬유(243)가 연결/고정되도록 구성된다. 집광렌즈(252)는 검출부페룰(251)의 상측에 설치되며 검출부페룰(51)을 통해서 유입되는 광을 집광하여 분광기(230)로 출력하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 집광렌즈(252)는 본 발명에 따른 실시예들에 있어 필수적인 구성은 아니며, 광신호의 효율적인 집광을 위하여 선택적으로 포함될 수 있다.

분광기(230)는 본체(210)의 내부에 설치되며 제2광섬유(243)를 통해 측정샘플을 통과한 광을 수광하고, 수광된 광 중 미리 설정된 통과 대역 설정에 따라 특정 대역의 광만을 선택적으로 통과시켜 전기신호 변환부(미도시)로 전달하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 분광기(230)를 이용하는 경우 측정자의 조작에 따라 특정 대역의 광만을 선택적으로 분리하여 제어부(260)로 공급할 수 있으므로, 전술한 제3실시예에서와 같은 필터가 필요하지 않으며, 보다 세밀한 설정 및 측정이 가능하게 된다는 장점이 있다. 또한, 분광기를 조작하는 경우 전역 통과 필터로서 기능하도록 설정할 수도 있다. 이러한 제4실시예에 따른 분광기(230)의 물리적, 광학적 구성은 도 9를 참조하여 설명한 본 발명의 제2실시예에 따른 분광기(130)와 동일하므로, 더 이상의 상세한 설명을 생략하기로 한다.

전기신호 변환부는 본체(110)의 내부에 설치되며 분광기(230)를 통해서 전달되는 광을 전기적 신호로 변환하며, 바람직하게는 CCD 어레이 센서가 채택되어 이용될 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 구성되는 제4실시예를 이용하여 산란광을 측정하는 경우, 도 18에 도시된 바와 같이 제 1 광원 모듈(221)이 광원 모듈 결합부(224)에 결합되어 측정용 광을 출력하고, 출력된 측정용 광은 제1광섬유(226)를 통해 측정샘플로 공급되며, 측정샘플을 통과한 광은 경사페룰(241)과 제2광섬유(243)을 통해 분광기(230)로 공급된다. 이때, 산란광을 측정하는 경우이므로 분광기(230)는 전대역(또는 380nm 대역 통과)이 통과될 수 있도록 셋팅되어 있는 상태이다.

한편, 이상에서 살펴본 바와 같이 구성되는 제4실시예를 이용하여 PDA 색전이 반응을 측정하는 경우, 도 19에 도시된 바와 같이 제 2 광원 모듈(222)이 광원 모듈 결합부(224)에 결합되어 측정용 광을 출력하고, 출력된 측정용 광은 제1광섬유(226)를 통해 측정샘플로 공급되며, 측정샘플을 통과한 광은 직립페룰(242)과 제2광섬유(243)을 통해 분광기(230)로 공급된다. 이때, PDA 색전이 반응을 측정하는 경우이므로 분광기(230)는 특정 대역(550nm 파장 대역 통과)의 광만을 분리하여 출력할 수 있도록 셋팅되어 있는 상태이다.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 입자면역응집반응 산란광 측정장치의 구성 블록도이다. 이하에서 도 20을 참조하여 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따른 휴대용 측정장치에 대하여 설명하도록 한다.

도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실예에 따른 질병 진단/관리 시스템을 구성하는 휴대용 측정장치로는 입자면역응집반응 산란광 측정장치(제5실시예)가 채택될 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 입자면역응집반응 산란광 측정장치의 개략적인 작동 개념을 설명하면 아래와 같다.

본 발명에 따른 입자면역응집반응 산란광 측정장치(300)는 마이크로 유체칩(320)과 이로부터 측정장치로 연결되는 광섬유와 입사되는 산란광의 강도 및 농도를 측정 및 분석하는 마이크로 프로세서(350)를 포함하는 광학측정 센서 시스템을 포함할 수 있다.

먼저, 마이크로 유체칩(320)은 검사물질을 유입시키는 채널과 항체 고정화 나노 입자를 입력시키는 채널과 두 채널이 결합되어 항원항체 반응에 의한 응집반응이 일어나는 부위의 뷰 포인트(view point)를 포함하고 있으며, 본 발명에 따른 측정장치는 뷰 포인트에 측정용 광을 조사하고, 뷰 포인트로부터 발생되는 산란광을 측정/분석함으로써 병원균의 유무 및 오염도를 산출할 수 있도록 구성된다.

이때, 광학측정 센서 시스템은 마이크로 유체칩(320)으로부터 발생되는 산란광을 광섬유(optical fiber)를 이용하여 수광하여 측정/분석을 수행하게 되며, 측정/분석이 완료되면 광학측정 센서 시스템은 USB 등의 인터페이스를 통해 개인용 컴퓨터 또는 분석/진단용 단말기(400)에 연결되어 측정/분석 정보를 출력함으로써 관련 정보에 대한 모니터링 기능을 제공하게 된다.

도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 입자면역응집반응 산란광 측정장치(300)은 광원부(310), 마이크로 유체칩(320), 광경로(330), CCD 어레이 센서(340), 마이크로 프로세서(350) 및 통신부(360)를 포함할 수 있다.

광원부(310)는 마이크로 유체칩(320), 보다 정확하게는 면역응집반응이 일어나는 마이크로 유체칩의 뷰 포인트에 측정용 광을 조사하게 된다. 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 광원부()는 LED 광원이 채택될 수 있다.

마이크로 유체칩(320)은 검사물질과 항체 고정자 입자가 투입될 수 있는 각각의 채널을 갖고 있으며, 각 채널에 투입되어 검사물질과 항체 고정자 입자 간의 응집반응이 발생한 지점에 조사되는 광원부(310)의 빛을 산란시키게 된다. 여기서, 마이크로 유체칩(320)은 1회용으로서, 교체가 용이하게 측정장치에 설치될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

광경로(330)는 마이크로 유체칩(320)에 의해 산란되는 산란광을 CCD 어레이 센서(340)측으로 전송하며, 보다 바람직하게 손실을 최소화하기 위해 광섬유를 이용하여 구성될 수 있다.

CCD 어레이 센서(340)는 광섬유(330)를 통해 전송되는 산란광을 수광하여 전기적인 신호로 변환한 후, 변환된 신호를 마이크로 프로세서(350)로 출력하게 된다.

마이크로 프로세서(350)는 CCD 어레이 센서(340)로부터 출력되는 전기적 신호를 입력받아 분석하여 특정영역의 빛의 파장정보를 획득하고, 빛의 파장정보에 의해 검사물질의 병원균 및 오염도를 확인하며, 산란광의 강도에 따른 농도를 분석하여 검사물질의 병원균 및 오염도와 분석된 농도정보를 특정 통신방식에 따라 컴퓨터 또는 단말기 또는 관리서버로 전송하도록 제어하게 된다. 이때, 컴퓨터, 또는 단말기는 수신된 정보를 디스플레이 수단을 통해 출력하는 출력수단으로 이용될 수 있다. 물론, 측정장치(300) 자체에 LED 또는 LCD 등의 독립적인 디스플레이 수단이 구비되어 있는 경우, 구비된 디스플레이 수단을 통해 측정결과를 출력하게 될 것이다. 또한, 여기서 빛의 파장정보는 380nm인 파장일 수 있으며, 특정 통신방식은 USB, RS232, IrDA, 블루투스, RF, TCP/IP, 무선 인터넷 프로토콜 등의 공지된 통신방식 중 필요에 따라 선택되는 하나 또는 복수의 통신방식일 수 있다.

전술한 마이크로 프로세서(350)에 대하여 보다 상세히 설명하면, 마이크로 프로세서(350)는 아날로그이 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(미도시)와, 검사물질이 면역되지 않은 표준상태에서의 산란광에 대한 표준강도 및 강도에 대응되는 농도정보로 이루어진 입자면역응집반응의 표준 특성곡선을 저장하는 메모리 등의 저장수단(미도시)를 포함하되, 디지털 신호로 변환하여 획득되는 빛의 파장정보에 해당되는 강도와 표준강도를 비교하고, 그 비교결과에 따라 검사물질의 병원균 및 오염도를 확인하며, 표준 특성곡선을 기초로 산란광의 강도에 따른 농도를 분석하게 된다.

통신부(360)는 마이크로 프로세서(350)의 제어에 따라 특정 통신방식을 이용하여 컴퓨터 또는 단말기 또는 관리서버와 통신을 수행하여 측정결과(검사물질의 확인된 병원균, 오염도, 농도정보 등)을 컴퓨터 또는 단말기 또는 관리서버로 전송하게 된다. 이러한 통신부는 전술한 바와 같이, 하나 또는 복수의 통신방식에 따라 통신을 수행할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 채택된 통신방식을 지원할 수 있는 통신수단이 구비된다.

이러한 각 구성요소 중 상술한 광원부(310), CCD 어레이 센서(340) 및 마이크로 프로세서(350)는 외부 빛이 들어오지 않는 암식에 구비될 수 있도록 하여 산란광의 강도 및 농도를 정확하게 측정 및 분석할 수 있도록 함이 보다 바람직하다.

이하에서는, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 입자면역응집반응 산란광 측정장치(300)의 작동과정을 설명하도록 한다.

먼저 마이크로 유체칩(320)을 측정장치(300)에 고정시킨 후, 각각의 채널에 검사물질과 항체 고정자 입자를 투입한다.

이후, 마이크로 프로세서(350)는 광원부(310)를 제어하여 검사물질과 항체 고정자 입자 간의 응집반응이 일어나는 뷰 포인트에 측정용 빛을 조사하고, 마이크로 유체칩(320)은 조사되는 빛을 산란시킴으로써 산란광을 발생시킨다. 이때, 산란되는 빛은 검사물질의 병원균 유무 및 농도에 따라 산란광의 강도가 상이하게 된다. 즉, 면역응집반응의 정도에 따라 산란광의 강도가 변화되며, 본 발명에 따른 측정장치는 이러한 특성을 이용하여 검사물질의 병원균 유무 및 농도를 측정하게 된다.

마이크로 프로세서(350)는 마이크로 유체칩(320)을 통과해 산란된 산란광을 광섬유를 이용해 수광하고, 수광된 광신호를 전기적인 신호로 변환한 후 특정영역(파장대역)에 속하는 빛의 파장정보를 획득하게 된다. 특정영역에 속하는 빛의 파장정보가 획득되면, 마이크로 프로세서(350)는 메모리에 저장되어 있는 표준 특성곡선을 참조하여, 검사물질의 병원균 유무 및 농도를 산출함으로써 측정결과를 생성하게 된다.

측정이 완료되면, 마이크로 프로세서(350)는 통신부(360)를 이용하여 측정결과를 USB 케이블 또는 시리얼 케이블 등의 인터페이스를 통해 연결된 컴퓨터 또는 단말기로 전송하거나, 또는 측정장치 자체에 독립적으로 유/무선 네트워크를 통한 데이터통신이 가능한 통신부(360)가 구비되어 있는 경우 유/무선 네트워크를 통해 측정결과를 컴퓨터 또는 단말기 또는 관리서버로 전송하게 된다.

본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.

1, 100, 200, 300 : 휴대용 측정장치
400 : 진단용 단말기 410 : 네트워크
420 : 질병 관리서버 422 : 데이터베이스
430 : 유관기관 서버 432 : 데이터베이스
1,100, 200 : 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치
10,110 : 본체
11,111 : 칩로딩부 12,112 : 마이크로 유체칩
20,120 : 광원부 21 : 제1광원
22 : 제2광원 23 : 페룰
30 : 필터 슬라이더 40 : 광 경로유닛
41 : 경사페룰 42 : 직립페룰
43 : 제2광섬유 50 : 검출부
51 : 검출부페룰 52 : 집광렌즈
53 : 필터휠 조립체 53a : 필터휠
53b : 필터 54 : 광다이오드
60,150 : 제어부 80,170 : 표시부
130 : 분광기 131 : 분광기몸체
131a : 광유입구 132 : 집광슬릿
133 : 제1반사경 134 : 제2반사경
135 : 제3반사경 136 : 검출부
140 : 전기신호 변환부 160 : 통신부
70 : 제1광섬유

Claims (31)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하여 측정결과를 생성하고 전송하는 휴대용 측정장치; 및
   상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과를 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 수신된 측정결과를 분석한 결과 검사물질이 병원균에 감염된 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 설정정보에 따라 경보 메세지를 전송하는 질병 관리서버를 포함하고,
   상기 휴대용 측정장치는 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치이고,
   상기 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치는,
   측정샘플이 장착되는 칩로딩부;
   측정용 광을 공급하는 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부;
   측정자의 조작에 따라 상기 광원부에 포함된 광원 중 어느 하나의 광원에 연결되어, 연결된 광원으로부터 공급되는 측정용 광을 상기 측정샘플에 공급하고 상기 측정샘플을 통과한 광을 수급하여 검출부로 공급하는 광경로를 형성하는 광경로 수단; 및
   상기 광경로 수단을 통해 전달되는 광을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 광원부는,
   면역응집 산랑광 측정용 광을 공급하는 제1광원;
   PDA 색전이 반응 측정용 광을 공급하는 제2광원;
   상기 제1광원 상측에 설치되어 상기 광경로 수단이 연결/고정되는 제1페룰; 및
   상기 제2광원 상측에 설치되어 상기 광경로 수단이 연결/고정되는 제2페룰을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 광원부는 상기 제2광원과 상기 제2페룰 사이에 설치되어, 상기 제2광원으로부터 공급되는 광 중 특정 파장대역의 광만을 바이패스하여 상기 광경로 수단으로 공급하는 필터 슬라이더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 광 경로 수단은,
   측정자의 조작에 따라 상기 광원 중 어느 하나의 광원에 연결되어 상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플로 측정용 광을 공급하는 제1광섬유; 및
   상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플을 통과한 광을 상기 검출부로 공급하는 광 경로유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 광경로 유닛은,
   상기 칩로딩부의 일측에 부착되어 측정샘플을 통과한 광을 수광하여 연결된 광섬유로 공급하는 페롤; 및
   상기 페롤에 연결되어 공급되는 광을 상기 검출부로 공급하는 제2광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 페룰은,
    상기 칩로딩부의 일측에 착탈가능하게 구성되며, 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착되는 경우 측정샘플을 통과한 산란광이 수광되는 경사페룰과,
    상기 칩로딩부의 일측에 착탈가능하게 구성되며, 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착되는 경우 측정샘플을 통과한 광이 수광되는 직립페룰 중 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
11. 제5항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 광경로 수단의 광섬유가 고정되는 검출부페룰;
    상기 검출부페룰의 일측에 설치되며 상기 광섬유를 통해서 전달되는 광을 집광하는 집광렌즈;
    상기 집광렌즈를 통해서 전달되는 광 중 특정 파장만 통과되도록 하는 필터휠; 및
    상기 필터를 통해서 전달되는 광을 수광하여 전류신호로 변환하여 출력하는 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 필터휠은 적어도 하나 이상의 필터를 포함하며, 측정자의 조작에 따라 특정 필터를 상기 집광렌즈와 상기 광다이오드 사이에 위치시키도록 조작되는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 필터휠은,
    면역응집 산란광 측정을 위한 투과필터; 및
    PDA 색전이 반응 측정을 위한 대역통과필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
14. 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하여 측정결과를 생성하고 전송하는 휴대용 측정장치; 및
    상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과를 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 수신된 측정결과를 분석한 결과 검사물질이 병원균에 감염된 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 설정정보에 따라 경보 메세지를 전송하는 질병 관리서버를 포함하고,
    상기 휴대용 측정장치는 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치이고,
    상기 분광기를 이용한 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치는,
    측정샘플이 장착되는 칩로딩부;
    측정용 광을 공급하는 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광원부;
    상기 광원부에 연결되어 상기 광원부로부터 공급되는 광을 상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플로 조사하는 제1광섬유;
    상기 측정샘플을 통과한 빛을 수광하여 분광기로 공급하는 제2광섬유;
    상기 제2광섬유로부터 공급된 광을 파장별로 분리하고, 특정 대역의 광을 검출하여 출력하는 분광기;
    상기 분광기로부터 입력되는 광신호를 상기 분광기에서 검출되는 광을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 전기신호 변환부; 및
    상기 전기적 신호를 분석하여 획득된 특정 영역의 광의 파장 정보에 의해서 측정 샘플의 병원균 및 오염도를 파악하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 분광기는,
    일측에 광섬유가 고정되는 광유입구가 형성된 분광기몸체;
    상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 광유입구로 유입된 광을 한 곳으로 모으는 집광슬릿;
    상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 집광슬릿에서 전달되는 광을 반사시키는 제1반사경;
    상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 제1반사경에서 전달되는 광을 파장대 별로 분산시켜 반사시키는 제2반사경;
    상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 제2반사경에서 전달되는 광을 반사시키는 제3반사경;
    상기 분광기몸체의 내측에 설치되며 상기 제3반사경으로부터 전달되는 광을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
16. 제14항에 있어서,
    상기 광원부는 면역응집 산랑광 측정용 광원과 PDA 색전이 반응 측정용 광원을 포함하며,
    상기 제1광섬유는 측정자의 조작에 따라 상기 면역응집 산랑광 측정용 광원과 PDA 색전이 반응 측정용 광원 중 어느 하나의 광원에 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
17. 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하여 측정결과를 생성하고 전송하는 휴대용 측정장치; 및
    상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과를 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 수신된 측정결과를 분석한 결과 검사물질이 병원균에 감염된 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 설정정보에 따라 경보 메세지를 전송하는 질병 관리서버를 포함하고,
    상기 휴대용 측정장치는 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치이고,
    상기 면역응집 산란광 및 PDA 형광 바이오칩 측정장치는,
    측정샘플이 장착되는 칩로딩부;
    적어도 하나 이상의 광원 모듈 중 측정자의 선택에 따른 광원 모듈이 결합되어 측정용 광을 공급하는 광원부;
    상기 광원부에 연결되어 측정자의 조작에 따라 선택/결합된 상기 광원 모듈로부터 공급되는 측정용 광을 상기 측정샘플에 공급하고, 상기 측정샘플을 통과한 광을 수급하여 검출부로 공급하는 광경로를 형성하는 광경로 수단; 및
    상기 광경로 수단을 통해 전달되는 광을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 광원 모듈은 면역응집 산랑광 측정용 광을 공급하는 제1광원 모듈 또는 PDA 색전이 반응 측정용 광을 공급하는 제2광원 모듈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
19. 제17항에 있어서,
    상기 광원부는,
    특정 광원 모듈이 측정자의 조작에 따라 결합/분리되며, 결합된 광원 모듈로부터 출력된 측정용 광을 공급하는 광원 모듈 결합부; 및
    상기 광원 모듈 결합부 상측에 설치되어 상기 광경로 수단이 연결/고정되는 광원부 페룰을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
20. 제17항에 있어서,
    상기 광경로 수단은,
    상기 광원부 페룰에 연결되어 상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플로 측정용 광을 공급하는 제1광섬유; 및
    상기 칩로딩부에 장착된 측정샘플을 통과한 광을 상기 검출부로 공급하는 광 경로유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
21. 제20항에 있어서,
    상기 광경로 유닛은,
    상기 칩로딩부의 일측에 부착되어 측정샘플을 통과한 광을 수광하여 연결된 광섬유로 공급하는 페롤; 및
    상기 페롤에 연결되어 공급되는 광을 상기 검출부로 공급하는 제2광섬유를 포함하되,
    상기 페룰은 상기 칩로딩부의 일측에 착탈가능하게 구성되어 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착되는 경우 측정샘플을 통과한 산란광이 수광되는 경사페룰과, 상기 칩로딩부의 일측에 착탈가능하게 구성되어 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착되는 경우 측정샘플을 통과한 광이 수광되는 직립페룰 중 측정자의 선택에 따라 상기 칩로딩부의 일측에 부착된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
22. 제17항에 있어서,
    상기 검출부는 싱글 다이오드 검출부이며,
    상기 싱글 다이오드 검출부는,
    상기 광경로 수단의 광섬유가 고정되는 검출부페룰;
    상기 검출부페롤을 통해서 전달되는 광 중 특정 파장만 통과되도록 하는 필터휠; 및
    상기 필터를 통해서 전달되는 광을 수광하여 전류신호로 변환하여 출력하는 광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
23. 제22항에 있어서,
    상기 필터휠은 적어도 하나 이상의 필터를 포함하며, 측정자의 조작에 따라 특정 필터가 상기 검출부페룰과 상기 광다이오드 사이에 위치되도록 조작되는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
24. 제23항에 있어서,
    상기 필터휠은,
    면역응집 산란광 측정을 위한 투과필터; 및
    PDA 색전이 반응 측정을 위한 대역통과필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
25. 제17항에 있어서,
    상기 검출부는 분광기 검출부이며,
    상기 분광기 검출부는,
    상기 광경로 수단의 광섬유가 고정되는 검출부페룰;
    상기 검출부페롤을 통해서 전달되는 광 중 특정 파장만 통과되도록 하는 분광기; 및
    상기 분광기로부터 출력되는 측정 대역의 광을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 전기신호 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
26. 검사물질의 병원균 유무와 농도를 측정하여 측정결과를 생성하고 전송하는 휴대용 측정장치; 및
    상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과를 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 수신된 측정결과를 분석한 결과 검사물질이 병원균에 감염된 것으로 판단되는 경우 미리 설정된 설정정보에 따라 경보 메세지를 전송하는 질병 관리서버를 포함하고,
    상기 휴대용 측정장치는 입자면역응집반응 산란광 측정장치이고,
    상기 입자면역응집반응 산란광 측정장치는,
    빛을 조사하는 광원부;
    검사물질과 항체 고정자 입자 간의 응집반응이 발생한 지점에 상기 조사되는 빛을 산란시키는 마이크로 유체칩;
    상기 마이크로 유체칩으로부터 산란되는 산란광을 전송하는 광섬유, 상기 전송되는 산란광을 전기적 신호로 변환하는 CCD 어레이 센서;
    상기 검사물질의 특성정보 및 상기 산란광의 강도에 따른 농도정보를 특정 통신방식에 의해 전송하는 통신부; 및
    상기 전기적 신호를 분석하여 특정영역의 빛의 파장정보를 획득하고, 상기 빛의 파장정보에 의해 상기 검사물질의 병원균 및 오염도를 확인하고, 상기 산란광의 강도에 따른 농도를 분석하여 상기 검사물질의 병원균 및 오염도 및 분석된 농도정보를 상기 특정 통신방식에 의거하여 전송하도록 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
27. 제26항에 있어서,
    상기 빛의 파장정보는 380nm인 파장인 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
28. 제26항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는,
    아날로그의 상기 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 컨버터; 및
    상기 검사물질에 대해 병원균이 존재하지 않는 표준상태에서의 산란광에 대한 표준강도 및 강도에 대응되는 농도정보로 이루어진 입자면역응집반응의 표준 특성곡선이 저장된 메모리를 포함하되,
    상기 디지털 신호로 변환되어 획득되는 상기 빛의 파장정보에 해당되는 강도와 상기 표준강도를 비교하고, 그 비교결과에 따라 상기 검사물질의 병원균 및 오염도를 확인하며, 상기 표준 특성곡선을 기초로 산란광의 강도에 따른 농도를 분석하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
29. 제5항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경보 메세지는 이동통신망을 통하여 관리자의 이동통신 단말기로 전송되는 메세지, 네트워크망을 통하여 관리자 단말기로 전송되는 메세지 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
30. 제5항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휴대용 측정장치에는 고유 식별정보가 저장되어 있으며, 상기 휴대용 측정장치로부터 전송되는 측정결과에는 상기 고유 식별정보가 포함되고,
    상기 질병 관리서버는 수신된 측정결과에 포함되어 있는 휴대용 측정장치의 고유 식별정보를 이용하여 해당 측정장치의 지역정보, 소속기관정보, 측정자정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.
    
31. 제5항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템은,
    상기 질병 관리서버로부터 경보 메세지가 전송되는 경우 이를 수신하여 저장하고, 미리 설정된 절차에 따라 경보 메세지를 전파하는 유관기관 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 측정장치를 이용한 질병 진단/관리 시스템.

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