KR101540522B1 - Uroflowmeter with optical measurement - Google Patents
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Abstract
무게측정형 요속검사 장치에서 발생하는 충격 잡음이 발생하지 않아 진단매개변수 계측의 신뢰도를 높일 수 있으며, 측정 결과를 무선으로 송수신함으로써 피검자에게 안정감을 주고, 배뇨의 전 과정을 자연스럽게 진행할 수 있게 되어 측정의 안정성을 확보할 수 있는 광학 기법 측정 요속계를 제공한다.
상기의 광학 기법 측정 요속계는 실제 측정을 담당하는 측정부인 요속검사장치와 상기 요속검사장치를 통하여 측정된 전기적 신호를 증폭 및 변환하는 증폭변환부, 상기의 증폭변환부를 통해 증폭 및 변환 된 전기적 신호를 송신 및 수신하는 무선송수신부, 그리고 상기 송신된 전기적 신호를 수신하여 분석하여 결과를 진료자에게 알려주는 분석 및 디스플레이부로 구성되며, 상기의 요속검사장치는 내부에 터빈과 광소자, 광센서가 설치되어 있는 요속 검사 장치를 통해 요속에 비례하는 터빈의 회전속도를 광학적으로 측정하여 전립선 비대증 진단을 위한 진단 매개변수를 산출할 수 있도록 한다.It is possible to increase the reliability of measurement of diagnostic parameters because shock noise generated by the weighing type urinalysis testing device does not occur. By transmitting and receiving the measurement results by radio, it gives stability to the subject and enables the whole process of urination to proceed naturally The optical measurement method of the present invention provides an optical measuring speed measuring system capable of securing the stability of the optical system.
The optical technique measurement speed measuring system includes an amateur testing device, which is a measuring part that performs actual measurement, and an amplifying and converting part that amplifies and converts an electrical signal measured through the amateur testing device. The amplified and converted electrical signal And an analysis and display unit for receiving and analyzing the transmitted electrical signals and informing the clinician of the result of the analysis. The apparatus for inspecting urinalysis includes a turbine, an optical element, and an optical sensor The rotational speed of the turbine, which is proportional to the urge, is optically measured through the installed yaw rate testing device so that diagnostic parameters for diagnosing enlarged prostate can be calculated.
Description
본 발명은 요속계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 터빈과 광소자, 광센서가 설치되어 있는 요속 검사 장치를 통해 요속에 비례하는 터빈의 회전속도를 광학적으로 측정하여 전립선 비대증 진단을 위한 진단 매개변수를 산출하는 광학 기법 측정 요속계에 관한 것이다.The present invention relates to an accelerometer, and more particularly, to a method and apparatus for optically measuring the rotational speed of a turbine proportional to a urge through a urine inspecting device in which a turbine, an optical element, and an optical sensor are installed, And an optical measuring measuring device for calculating the parameters.
전립선(前立腺, Prostate)은 남성만이 가지고 있는 밤톨 모양의 부드러운 조직체이며, 방광 아래 위치하고 정상 성인 기준으로 약 20g 정도의 무게를 지닌다. Prostate is a bland - shaped soft tissue that is only found in men, and it is located under the bladder and weighs about 20g on a normal adult basis.
상기의 전립선은 나이가 들면서 점차 그 크기가 증가하게 되는데, 이와 관련된 질환으로써, 중년 이후에 가장 흔한 전립선질환으로 전립선비대증(BPH, Benign Prostatic Hypertrophy)이 있다.The prostate gland gradually increases in size as it ages. As a related disease, the most common prostate disease after middle age is benign prostate hypertrophy (BPH).
전립선비대증은 전립선이 조직, 병리학적으로 과도하게 비대해지는 질환으로써, 상기와 같이 비대해진 전립선은 방광 하부의 소변이 나오는 통로인 요도를 압박하여 요도 폐색 등의 여러 배뇨 이상 증상의 원인이 된다.The prostate hyperplasia is a disease in which the prostate gland is excessively enlarged in tissue and pathology. The enlarged prostate gland presses the urethra, which is a passage through which the urine of the lower bladder comes out, and causes a variety of urinary abnormalities such as urethral obstruction.
상기와 같은 전립선비대증의 진단 방법으로는 문진 및 신체검사, 요검사, 전립선 특이항원 검사, 증상점수표검사, 경직장초음파검사 등이 있으며, 이중에서 가장 많이 사용되는 방법은 비침습적이며 검사방법이 비교적 간단한 요속검사(Uroflowmetry)가 일반적으로 사용된다. 상기 요속검사는 인체가 배뇨(Urination) 시의 소변을 수집하여 요(소변)의 부피(요량, V)를 시간(t) 함수로 측정하는 검사로써 상기의 전립선비대증 진단 시 필수적인 생체계측 검사이다.The diagnostic methods for such enlargement of the prostate include an examination of the body and the body, a urinalysis, a prostate specific antigen test, a symptom score test, and a transrectal ultrasound examination. Among these, the most commonly used method is noninvasive, Simple Uroflowmetry is commonly used. The urinary frequency test is a test for measuring the volume (urine volume) of urine (urine volume) as a function of time (t) by collecting urine during urination by the human body, and is a biometric test necessary for diagnosis of the above-mentioned benign prostatic hyperplasia.
상기 요속검사의 일반적인 계측원리가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 환자에 대한 요속검사를 실시하기 위하여, 우선 환자는 소변을 요속검사용 채집통(10)에 배출시킨다. 상기의 채집통(10)은 투입된 요의 부피(V)와 시간(t)을 측정하여 이를 요의 부피 당 시간 함수(V(t), Urine volume signal)로 측정하게 되고, 상기의 시간에 따른 부피함수(V(t))를 시간에 대해 미분하게 되면 소변의 유량인 요속(F(t), Urinary flow rate)이 얻어지는데, 이로부터 전립선비대증 진단을 위한 진단 매개변수들을 산출할 수 있으며, 대표적인 매개변수로는 도 1의 요속그래프(20)에 나타나 있는 최대요속()과 평균요속() 이 있다.The general measurement principle of the yaw rate test is shown in Fig. As shown in Fig. 1, in order to perform a urine test on a patient, first, the patient discharges urine into a
도 2는 종래의 요속검사 장치의 구조이다. 상술한 바와 같이 요속검사를 실시하기 위하여, 종래의 요속검사는 도 2에서 도시된 바와 같이 소변의 무게(weight) 측정에 기반을 둔다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 종래의 무게측정형 요속검사 장치는 채집통(10)과 로드셀(11)로 구성되며, 직경이 일정한 상기 채집통(10)에 환자가 배출하는 요(소변)가 축적되면서, 용기 아래의 로드셀(11)이 배뇨과정에서 요의 무게 변화를 측정함으로써 진단매개변수를 산출하게 된다.2 shows the structure of a conventional yaw rate test apparatus. In order to perform the urine test as described above, the conventional urine test is based on the measurement of urine weight as shown in Fig. As shown in FIG. 2, the conventional weighing type yaw rate testing apparatus comprises a
이를 더 자세히 설명하면, 요(소변)는 비중이 거의 1로써 물과 유사하며, 무게(W)는 질량(m)과 중력가속도(g)의 곱이고, 질량(m)은 비중(ρ)과 부피(V)의 곱이므로, 다음의 수학식 1에 의해 상기 무게를 측정할 수 있다.More specifically, urine (urine) has a specific gravity of about 1, and its weight (W) is the product of mass (m) and gravitational acceleration (g), mass (m) Is the product of the volume (V), the weight can be measured by the following equation (1).
이를 부피(V)에 대해 정리하면 다음의 수학식 2를 얻을 수 있다.(V), the following equation (2) can be obtained.
상기에서 비중(ρ)과 중력가속도(g)는 상수이므로, 부피(V)와 무게(W)가 비례한다는 결론을 얻을 수 있다. 따라서, 배뇨시의 요를 채집통(10)에 수집하면서 무게(W)의 변화를 측정하여 부피변화, 즉 요속신호를 다음 수학식 3을 통하여 얻을 수 있게 된다.Since the specific gravity p and gravitational acceleration g are constants, it can be concluded that the volume V and the weight W are proportional to each other. Therefore, the volume change, that is, the yaw rate signal, can be obtained through the following equation (3) by measuring the change in the weight (W) while collecting urine during urination in the
상기의 수학식 3으로 종래의 무게측정형 요속검사 장치는 로드셀(11)을 통하여 전립선비대증 관련 진단매개변수를 전기신호의 형태로 측정하게 된다.In Equation (3), the conventional weighing type urinalysis testing apparatus measures the diagnostic parameters related to the enlargement of the prostate gland through the
하지만 상기한 무게측정형 요속검사 장치는 진단매개변수 측정의 기반을 무게에 두고 있기 때문에, 환자가 수집용기 안으로 배뇨를 실시할 때 요의 무게와 더불어 요가 바닥에 닿으며 발생하는 충격량까지 함께 측정하게 된다는 단점이 있다.However, since the above-mentioned weighing type urinalysis testing device is based on the basis of the measurement of the diagnostic parameters, when the patient performs urination into the collection container, the weight of the urine is measured together with the amount of impact generated by touching the floor of the yoga .
이를 도 3을 통해 자세히 설명하면, 채집통(10)에 투입되는 요는 액체로써 기체처럼 수축되거나 팽창되지 않으므로, 요의 무게(Weight)와 더불어 요가 일정량 수집된 후 수면에 가해지는 충격량(Impact) 역시 그대로 바닥의 로드셀(11)에 전달된다.3, the urine introduced into the
상기와 같은 충격량은 요의 진행방향과 속도 등 여러 가지의 요소에 의해 결정되므로 불특정한 값을 지니게 되어 보정에 어려움이 있으며, 따라서 상기의 충격량은 요의 무게 측정을 방해하는 잡음으로 나타나게 되어 상기 요속검사 장치가 측정하는 진단매개변수의 정확도를 하락시키게 되는 문제점이 발생한다.Since the amount of the impact is determined by various factors such as the direction and speed of the yaw, it has an unspecified value, which makes it difficult to correct. Therefore, the amount of the shock is a noise that interferes with the measurement of the weight of the yaw, There arises a problem that the accuracy of the diagnostic parameters measured by the testing device is lowered.
또한 상기의 무게측정형 요속검사 장치는 배뇨의 전 과정을 측정함에 있어서 환자와 진료자가 동일한 공간 또는 근접한 거리에 위치하여 검사 시작 및 종료 등의 과정을 지도하여야 하는데, 이는 환자에게 심리적으로 불안감을 줄 수 있어 원활한 배뇨에 장애요소로 작용할 수 있고, 개인의 사생활 침해의 소지가 있다는 단점이 있다.In addition, in the above-described weighing type urinalysis testing apparatus, when the whole process of urination is measured, the patient and the clinician should be placed in the same space or close to each other to instruct the start and end of the test. And it can be an obstacle to smooth urination, and there is a disadvantage in that there is a possibility of privacy invasion of an individual.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 투입되는 요속에 비례하는 터빈과 광소자, 광센서를 이용하여 회전속도를 광학적으로 측정하여 전립선비대증 진단을 위한 진단매개변수를 산출하도록 하고, 측정 결과를 무선으로 송수신할 수 있는 광학 기법 측정 요속계를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art and to provide a diagnostic apparatus and a diagnostic apparatus capable of optically measuring rotational speed using a turbine, And to provide an optical measurement measuring system capable of wirelessly transmitting and receiving measurement results.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,In order to accomplish the object of the present invention as described above,
본 발명에 의하면, 종래의 무게측정형 요속검사 장치에서 발생하는 충격 잡음이 발생하지 않아 진단매개변수 계측의 신뢰도를 높일 수 있으며, 측정 결과를 무선으로 송수신함으로써 피검자에게 안정감을 주고, 배뇨의 전 과정을 자연스럽게 진행할 수 있게 되어 측정의 안정성을 확보할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to increase the reliability of the measurement of the diagnostic parameters due to no shock noise generated in the conventional weighing type urinalysis testing apparatus, and to provide a sense of stability to the subject by wirelessly transmitting and receiving the measurement results, So that the stability of the measurement can be ensured.
도 1은 요속검사의 일반적인 계측원리 구조도.
도 2 및 도 3은 종래의 요속검사 장치의 구조도.
도 4는 본 발명의 광학 기법 측정 요속계의 측정시스템 구성도.
도 5는 본 발명의 요속검사장치의 분해사시도.
도 6은 본 발명의 요속검사장치를 수집통 및 깔때기에 설치한 모습을 도시한 구조도.Fig. 1 is a schematic view of a general measurement principle of the yaw rate test.
Fig. 2 and Fig. 3 are structural diagrams of a conventional yaw rate test apparatus.
4 is a block diagram of a measuring system of the optical measuring speed measuring system of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a uricome testing device of the present invention. FIG.
6 is a structural view showing a state in which the urine inspecting apparatus of the present invention is installed in a collecting cylinder and a funnel.
이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 실시와 이해를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 특허등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The following description is intended to assist in the understanding and understanding of the present invention, but is not to be construed as limiting the invention thereto. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made within the spirit of the invention as set forth in the following claims.
도 4는 본 발명의 광학 기법 측정 요속계의 측정시스템 구성도이다. 본 발명의 광학 기법 측정 요속계는 실제 측정을 담당하는 측정부인 요속검사장치(100)와 상기 요속검사장치(100)를 통하여 측정된 전기적 신호를 증폭 및 변환하는 증폭변환부(200), 상기의 증폭변환부(200)를 통해 증폭 및 변환 된 전기적 신호를 송신 및 수신하는 무선송수신부(300), 그리고 상기 송신된 전기적 신호를 수신하여 분석하여 결과를 진료자에게 알려주는 분석 및 디스플레이부(400)로 구성된다.Fig. 4 is a diagram showing the configuration of a measuring system of the optical measuring speed measuring system of the present invention. The optical technique measurement speed measuring system of the present invention includes an
도 5는 본 발명의 요속검사장치(100)의 분해사시도이다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 요속검사장치(100)는 터빈부(110)와 요속검사기(120)로 구성된다.5 is an exploded perspective view of a
여기서 상기 터빈부(110)는 흐르는 요를 수집하여 일정 방향으로 흐르도록 하게 하는 요수집케이스(111)와, 상기 요수집케이스(111)의 내부에 설치되는 흐름제어부(112), 그리고 상기 요수집케이스(111) 및 흐름제어부(112)을 통하여 일정 방향으로 흐르는 요와 충돌하여 회전하는 터빈(114) 및 상기 요수집케이스(111) 하단에 설치되어 터빈(114)의 유실 등을 방지하는 터빈케이스(113)로 구성된다.The
그리고 상기 요속검사기(120)는 도 5에서 도시된 바와 같이, 측면이 깎인 원뿔형태의 검사기케이스(121), 그리고 상기 검사기케이스(121)의 하단에는 요속검사장치(100)를 깔때기(도시되지 않음)에 고정시킬 수 있도록 하는 하나 이상의 지지판넬(122), 그리고 상기 검사기케이스(121)의 하단 중앙에 형성되어 터빈부(110)와 요속검사기(120)를 연결할 수 있도록 하는 원통형의 연결기둥(123)이 형성된다.As shown in FIG. 5, the
또한 상기의 측면이 깎인 원뿔형태의 검사기케이스(121) 내부로는 상기 터빈(114)의 회전을 광신호로 변경시키는 광소자 및 광플레이트, 광센서(도시되지 않음)가 내장 설치되며, 상기 원통형의 연결기둥(123) 내부로는 도 5에서 도시된 바와 같이 연결기둥(123) 내부로 회전 가능하도록 회전핀(123a)이 삽입 설치되는데, 상기 회전핀(123a)의 일측은 상기 원반형의 광플레이트(도시되지 않음)의 중심부에 설치되어 상기 회전핀(123a)의 회전에 따라 원반형의 광플레이트(도시되지 않음)가 회전하게 된다. 상기의 광소자 및 광플레이트, 광센서(도시되지 않음) 등의 동작에 대해서는 차후에 설명하도록 하며, 이하에서는 터빈부(110) 및 요속검사기(120)의 결합 형태에 대해 설명한다.An optical element, an optical plate, and an optical sensor (not shown) for changing the rotation of the
우선 상기의 요수집케이스(111)는 속이 빈 원통형으로 형성되며, 요수집케이스(111)의 중앙에는 상기 연결기둥(123)이 용이하게 관통될 수 있도록 연결기둥(123)의 지름과 동일한 지름의 관통홀(111h)이 형성되어 있는 원기둥 형태의 케이스기둥(111a)이 위치하며, 상기 케이스기둥(111a)을 요수집케이스(111)에 고정 연결시키기 위하여, 상기 케이스기둥(111a)이 요수집케이스(111)의 정중앙에 평행한 상태로 위치한 상태에서, 상기 요수집케이스(111)의 후면에 하나 이상의 케이스기둥암(111b)이 형성되어 상기 케이스기둥(111a)과 연결됨으로써, 상기의 케이스기둥(111a)과 요수집케이스(111)가 고정 연결될 수 있도록 한다. The urine collecting
그리고 상기 흐름제어부(112)의 중심부로 상기 요수집케이스(111)의 케이스기둥(111a)에 관통되어 체결될 수 있도록 체결홀(112h)이 형성되며, 상기 흐름제어부(112)의 측면으로는 도 5에서 도시된 바와 같이 하나 이상의 흐름제어날(112a)이 형성된다. 상기 하나 이상의 흐름제어날(112a)은 상기 요수집케이스(111)의 빈 공간에 정확하게 맞물려 들어갈 수 있도록 제작되어 흐름제어부(112)의 체결홀(112h)에케이스기둥(111a)을 관통시켜 설치한 뒤 고정시킨다.A
상기와 같이 흐름제어부(112)와 요수집케이스(111) 내부에 설치된 상태에서, 상기 요속검사기(120)의 하단 중심부에 형성되어 있는 연결기둥(123)이 요수집케이스(111)의 케이스기둥(111a) 중앙에 형성된 관통홀(111h)에 삽입 관통됨으로써 상기의 요속검사기(120)와 터빈부(110)의 요수집케이스(111) 및 흐름제어부(112)를 연결시킨다. 이때 상기 연결기둥(123) 내부에 회전 가능하도록 삽입 설치되어 있는 회전핀(123a)의 연결기둥 바깥으로 노출되는 타측이 터빈(114)을 관통하여 끼움으로써 상기 회전핀(123a)의 타측이 터빈(114)과 연결된다. 이때 상기 터빈(114)은 회전핀(123a)에 끼워져서 마찰력으로 인하여 고정됨으로써 상기 터빈(114)의 회전에 의해 회전핀(123a)이 회전하게 되고, 회전핀(123a)의 회전에 따라 일측에 연결된 광플레이트(도시되지 않음)가 회전하게 됨으로써, 상기 터빈(114)의 회전에 따라 광플레이트(도시되지 않음)가 회전할 수 있게 된다.The
그리고 상기의 터빈(114)에는 하나 이상의 터빈날(114a)이 도 5에서 도시된 바와 같이 형성되는데, 이때 상기의 터빈날(114a)은 흐름제어날(112a)과 터빈날(114a)의 구조도(A)에서 도시된 바와 같이 서로 수직이 되도록 형성됨으로써 구조도(A)에서 흐름제어날(112a)에 의해 화살표 방향으로 유도되어 흐르는 요가 상기 흐름제어날(112a)에 수직으로 위치하는 터빈날(114a)에 최대의 힘을 전달할 수 있도록 충돌하여 상기 터빈날(114a)이 형성되어 있는 터빈(114)가 요의 충돌에 민감하고 정확하게 회전할 수 있도록 한다.In the
상기와 같이 연결기둥(123) 상에 요수집케이스(111) 및 흐름제어부(112), 터빈(114)이 설치된 상태에서 터빈케이스(113)가 상기 요수집케이스(111)의 하단에 결합 설치됨으로써 상기 터빈부(110)가 요속검사기(120) 하단에 설치된다.The turbine case 113 is coupled to the lower end of the
여기서 상기 터빈케이스(113)의 하단으로는 터빈(114)의 이탈 등을 방지하기 위해 도 5에서 도시된 바와 같이 터빈이탈방지대(113a)가 설치되어 상기 터빈(114)이 이탈할 경우 이를 회수 및 재설치가 용이하도록 한다. 이때 상기의 터빈이탈방지대(113a)는 형태의 제약은 없으나, 상기 회전핀(123a)의 타단부를 용이하게 지지할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.In order to prevent the
도 6은 본 발명의 요속검사장치(100)를 수집통(10) 및 깔때기(20)에 설치한 모습을 도시한 구조도이다. 이하에서는 도 5 및 도 6을 통하여 본 발명의 요속검사장치(100)의 동작에 대해 설명한다.6 is a structural view showing a state in which the
상술한 바와 같이 구성되어 각각의 요소가 결합되어 있는 요속검사장치(100)는 도 6에서 도시된 바와 같이 하단부에 원통형의 출구(21)가 형성되어 있는 깔때기(20) 상에 거치되며, 상기의 요속검사장치(100)의 터빈부(110)가 출구(21)에 최대한 밀착되어 거치될 수 있도록 하여 상기 깔때기(20)를 통해 투입되는 요가 터빈부(110) 내부로 최대한 투입될 수 있도록 함이 바람직하다. 또한 상기의 깔때기(20) 하단부에는 수집통(10)을 거치하여 요속검사장치(100)를 통과한 요를 보관할 수 있도록 한다.6, the yaw
상기의 요속검사장치(100)는 도 6에서 도시된 바와 같이 요속검사기(120)의 하단에 설치되어 있는 하나 이상의 지지판넬(122)에 의해 깔때기(20) 상에 지지되고, 터빈부(110)는 출구(21)에 거치되며, 요속검사기(120)는 깔때기(20) 상에 거리를 두고 위치하도록 한다.6, the yaw
그리고 상기의 터빈부(120)의 내부로는 터빈(114)의 회전에 따라서 회전되는 광플레이트(131) 및 광소자(132), 광센서(133)로 구성되는 신호측정부(130)가 설치된다. 사용자는 상기의 요속검사장치(100)에 요를 투입하기 전, 광소자(132) 및 광센서를 동작시켜 신호측정부(130)가 요의 투입에 따른 신호를 측정할 수 있도록 준비한다.A
신호측정부(130)가 동작된 상태에서, 환자는 상기의 요속검사장치(100)에 요를 투입하게 된다. 이때 상기 요속검사장치(100)의 상단부에 위치하여 깔때기(20) 밖으로 드러나는 요속검사기(120)의 검사기케이스(121)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 원뿔 형태로 형성되어, 도 6의 화살표 방향으로 투입되는 요가 최대한 요속검사장치(100)의 터빈부(110)에 입력되도록 한다.In a state in which the
도 6에서 도시된 바와 같이 요가 투입되면, 상기의 요는 흐름제어부(112)를 통과하면서 상기 흐름제어부(112) 내의 흐름제어날(112a)에 의해 터빈(114)에게 가장 효과적으로 힘을 전달할 수 있는 흐름 각도로 조정되어 상기 터빈(114) 쪽으로 투입되고, 상기 터빈(114)은 흐름제어부(112)를 통하여 전달되는 요에 의해 의해 터빈(114)이 회전하게 되면서, 상술한 바와 같이 터빈(114)과 회전핀(123a)에 의해 연결되어 있는 광플레이트(131)가 따라서 돌게 된다.6, the urine may pass through the
여기서 상기의 광플레이트(131)는 투명 플라스틱 등 빛을 투과하는 재질로 제작되는 원반으로써, 상기 광플레이트(131)의 표면으로는 빛을 차단하는 역할을 하는 광차단도색(131a)이 일정 간격으로 도 6에서 도시된 바와 같이 도색되는데, 상기의 광차단도색(131a)은 광플레이트(131) 위에 위치하는 광소자(132)가 방출하는 빛을 차단하는 역할을 한다.Here, the
이를 도 6을 통하여 설명하면, 광소자(132)는 빛을 투사하는 부분을 아래를 향하도록 설치하며, 상기의 광소자(132)가 방출하는 빛을 입력받을 수 있도록 광센서(133)가 광소자(132)의 아래에 설치되는데, 상기의 광센서(133)는 광소자(132)가 방출하는 빛을 입력받는 역할을 하며, 또한 상기의 광플레이트(131)의 회전 속도를 측정하는 회로를 내장하고 있다. 그리고 상기의 광소자(132)와 광센서(133) 사이에 광차단도색(131a)이 일정 간격으로 도색되어 있는 광플레이트(131)가 위치한다.6, the
상기의 광플레이트(131)가 돌지 않는 상태에서는, 상기의 광소자(132)가 빛을 투과하는 재질로 형성되어 있는 광플레이트(131)를 통과하여 그대로 광센서(133)에 연속적으로 빛을 전달하게 되거나 아니면 광플레이트(131) 상의 광차단도색(131a)에 막혀서 방출된 광을 받지 못하게 되므로, 상기 광센서(133)는 빛을 입력받지 못하는 상태가 된다. 양자의 경우로부터 광센서(133)는 광플레이트(131)가 회전하지 않고 있다는 판단을 내릴 수 있으며, 이는 요속검사장치(100)가 작동하지 않고 있다는 판단으로 이어질 수 있다.In a state in which the
상기와 같은 상태에서 광플레이트(131)가 요의 투입으로 인하여 회전하게 되면, 상기의 광소자(132)가 방출하는 빛은 회전하는 광플레이트(131)에 의해 단편화되어 광센서(133)에 입력된다. 즉, 상기의 광소자(132)와 광센서(133) 사이의 광플레이트(131)의 상태가 빛을 투과하는 상태와 광차단도색(131a)에 의해 빛을 투과받지 못하는 상태가 번갈아가며 나타나므로, 상기 광센서(133)에 입력되는 광의 상태는 광신호를 입력받은 상태와 입력받지 못하는 상태가 번갈아가며 나타나는 펄스(Pulse) 형태가 되며, 상기의 터빈(114) 및 터빈(114)과 연결된 광플레이트(131)가 느리게 회전한다면 광센서(133)가 입력받는 광신호 펄스의 간격은 상대적으로 길게 표현될 것이고, 상기 광플레이트(131)가 빠르게 회전한다면 광신호 펄스의 간격이 짧게 나타날 것이다. 따라서 상기 광신호 펄스의 간격을 통하여 광플레이트(131)의 회전 속도를 계산할 수 있고, 상기의 광플레이트(131)의 회전 속도를 통하여 요속검사장치(100)에 입력되는 요의 속력을 산출할 수 있게 된다.When the
이하에서는 상기의 광신호 펄스를 통하여 광플레이트(131)의 회전 속도 및 요속을 산출하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of calculating the rotational speed and yaw rate of the
상기 요속검사장치(100)로 투입되는 요속을 F[LPS], 상기 광플레이트(131)의 회전 속도를 r[RPS]이라고 한다면, 다음의 식이 도출될 수 있다.If the yaw rate input to the yaw
여기서 상기 은 회전상수를 의미한다. 그리고, 상기 광플레이트(131) M개의 광차단도색(131a)이 도색되어 있다면, 상기의 회전 비례상수 은 M이 증가함에 따라 그 값이 증가할 것이므로 상기의 회전상수는 다음과 같이 표현될 수 있다.Here, Means the rotation constant. If the M light blocking paints 131a of the
상기의 수학식 5를 수학식 4에 대입함으로써By substituting the above equation (5) into the equation (4)
을 얻을 수 있게 된다..
그리고 상기의 광플레이트(131) 상에 빛을 투과시키는 부분, 즉 도 6에 도시된 슬롯(131b)이 N개 형성되어 있다면, 인접한 두 슬롯(131b)간의 각도 θ는6 is formed on the
로 표현되며, 상기의 광플레이트(131)가 1바퀴 회전할 때마다 N개의 펄스가 나타나게 된다.And N pulses are displayed every time the
그리고, 상기의 수학식 6에서 단위요속(LPS) 당 단위시간(1sec)당 회전수 은 수학식 4에서 다음의 수학식 8의 형태로 도출될 수 있다.In Equation (6), the number of revolutions per unit time (1 sec) per unit yaw rate (LPS) Can be derived in the following Equation (8) in Equation (4).
따라서, F=1[LPS]일 때 1초당 바퀴 회전하고, 따라서 발생하는 출력 펄스의 수 은Therefore, when F = 1 [LPS] The number of output pulses that the wheel rotates and thus occurs silver
이 되며, 상기의 수학식 9를 광신호 펄스 그래프로 도시하면 이하의 그래프 1과 같이 도시될 수 있다.And Equation (9) can be expressed as an optical signal pulse graph as shown in the following graph 1.
그래프 1Graph 1
상기의 그래프 1에서, 인접한 두 펄스 간의 간격 은 1/[sec]가 되고 상기 출력 펄스의 수 은 수학식 9로 표현되어 있으므로, 요속해상도 는 다음과 같이 표현된다.In the above graph 1, the interval between two adjacent pulses 1 / [sec] and the number of output pulses Is expressed by Equation (9), the yaw rate resolution Is expressed as follows.
상기의 수학식 10에 수학식 7을 적용하여 대입하면 다음과 같이 표현된다.Applying Equation (7) to Equation (10) can be expressed as follows.
이때 인접한 두 펄스간의 시간간격 은 상기와 같이 표현되고, 출력펄스의 수 은 수학식 9에 의해 변형 표현될 수 있으므로 상기의 시간간격 은At this time, the time interval between two adjacent pulses Is expressed as above, and the number of output pulses Can be expressed by the equation (9) silver
으로 표현이 된다..
그리고, 임의의 요속 F가 흐르게 될 때 감지되는 인접한 두 펄스간의 시간간격을 T라고 하면, 순간요속 는If the time interval between two adjacent pulses sensed when an arbitrary yaw rate F flows is T, The
가 되며, 상기의 수학식 13에 수학식 10 및 수학식 12를 대입하여 표현하면 상기의 순간요속 는And Expression (10) and Expression (12) are substituted into Expression (13) above, Expression The
로써 표현될 수 있다.. ≪ / RTI >
상기의 수학식 14로부터 단위 시간에 따른 요속 그래프를 산출한 후 요속 신호를 시간에 대해 적분하여 배뇨용적()을 산출할 수 있게 된다. 또한, 배뇨시간 및 평균요속, 최대요속, 최대요속시간 등의 진단매개변수 산출이 가능하다.From the above equation (14), the yaw rate graph is calculated according to the unit time, and the yaw rate signal is integrated with respect to time to obtain the urine volume ) Can be calculated. In addition, it is possible to calculate diagnostic parameters such as urination time and average urinary frequency, maximum urinary frequency, and maximum urinary frequency.
이하의 그래프 2는 일반적으로 알려진 요속 신호와 시간 함수(F(t))의 그래프이다. 이하에서는 그래프 2를 통하여 상기의 배뇨시간 및 배뇨용적, 평균요속, 최대요속, 최대요속시간을 산출하는 방법에 대해 설명한다.Graph 2 below is a graph of a commonly known yaw rate signal and time function F (t). Hereinafter, a method for calculating the urination time, the urination volume, the average urinary frequency, the maximum urinary frequency, and the maximum urinary frequency time will be described with reference to the graph 2.
그래프 2Graph 2
상기의 배뇨시간 는 상기 그래프 2의 F(t)에서의 시간 축의 거리가 되므로 다음과 같이 시간 축 최대값에 최소값을 감하여 표현할 수 있다.The urination time Is the distance of the time axis in F (t) of the graph 2, it can be represented by subtracting the minimum value to the maximum value of the time axis as follows.
그리고 상기의 배뇨용적 는 상기 그래프 2의 F(t)의 면적이 되므로, 상기의 함수 F(t)를 시간 값으로 적분하여 다음과 같이 표현할 수 있다.Then, Is the area of F (t) in the graph 2, the above function F (t) can be expressed as a time value and expressed as follows.
그리고 평균요속 은 상기의 배뇨용적을 배뇨시간으로 나눈 값이 되므로, 다음과 같이 표현할 수 있다.And average speed Is the value obtained by dividing the urination volume by the urination time, it can be expressed as follows.
또한 상기 그래프 2의 F(t)의 요속 신호 최대값이 최대요속 가 되므로, 상기 최대요속은 다음과 같이 표현할 수 있다.Further, when the maximum yaw rate signal of F (t) in the graph 2 is larger than the maximum yaw rate , The maximum yaw rate can be expressed as follows.
그리고 최대요속시간 는 상기 그래프 2에서 도시된 바와 같이 F(t)가 최대요속에 도달했을 때의 시간축 값에서 최소값을 감한 구간이 되므로, 다음과 같이 표현할 수 있다.And maximum hourly time Is the interval obtained by subtracting the minimum value from the time axis value when F (t) reaches the maximum velocity as shown in the graph 2, and can be expressed as follows.
상기와 같은 방법으로 산출된 진단매개변수는 송수신을 위하여 증폭변환부(200)로 전달되어 증폭된 뒤 무선송수신부(300)를 통하여 분석 및 디스플레이부(400)에 무선으로 전달된다. The diagnostic parameters calculated in the above manner are transmitted to the amplification and
상기의 무선송수신부(300)는 무선 송수신 수단으로써 종래에 공개되어 있는 통신규격 및 통신장치를 사용할 수 있으며, IEEE802.15.4의 통신규격을 따르는 지그비(Zigbee) 통신 방식을 사용하밍 바람직하며, RS232 비동기 통신을 하는 무선 송수신 모듈을 제작하여 상기의 무선송수신부(300)에 사용함이 바람직하다.The
그리고 상기 무선송수신부(300)의 송신 모듈로는 진보된 RISC 구조를 사용하며 고성능이면서도 저소비 저전력을 만족시킬 수 있는 마이크로컨트롤러와 신호 데이터의 무선 전송을 위한 지그비 칩으로 구성함이 바람직하다.The transmission module of the
또한 상기 무선송수신부(300)의 수신 모듈로는 상기한 송신 모듈과 동일한 조건을 만족하는 마이크로컨트롤러와 지그비 무선 통신 칩을 사용하되, 상기의 구성에 시리얼 통신 칩을 추가하는 것이 바람직하다.Also, it is preferable to use a microcontroller and a ZigBee wireless communication chip satisfying the same conditions as the above-mentioned transmission module as the reception module of the
100 : 요속검사장치. 110 : 터빈부. 111 : 요수집케이스. 111a : 케이스기둥.
111h : 관통홀. 112 : 흐름제어부. 112a : 흐름제어날. 112h : 체결홀.
113 : 터빈케이스. 113a : 터빈이탈방지대. 114 : 터빈. 114a : 터빈날.
120 : 요속검사기. 121 : 검사기케이스. 122 : 지지판넬. 123 : 연결기중.
123a : 회전핀. 130 : 신호측정부. 131 :광플레이트. 131a : 광차단도색.
131b : 슬롯. 132 : 광소자. 133 : 광센서. 100: speed measuring device. 110: turbine section. 111: collecting case yo. 111a: Case column.
111h: Through hole. 112: Flow control. 112a: Flow control day. 112h: fastening hole.
113: Turbine case. 113a: Turbine departure prevention stand. 114: Turbine. 114a: turbine blade.
120: Speed checker. 121: Inspector Case. 122: Support panel. 123: during connector.
123a: Rotating pin. 130: Signal measurement section. 131: Optical plate. 131a: Light blocking paint.
131b: slot. 132: Optical element. 133: Light sensor.
Claims (17)
상기 터빈부는 원통형의 요수집케이스; 상기 요수집케이스 내부로 설치되는 흐름제어부; 상기 요수집케이스 하단에 설치되는 터빈케이스; 그리고 상기 터빈케이스 내부에 설치되는 터빈으로 구성되어, 구멍이 형성된 깔대기 형태의 용기에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 기법 측정 요속계.A urine test device for measuring the rate of urine injected in a urinary system for diagnosis of enlarged prostate such as prostate; An amplification conversion unit for amplifying the electric signal measured through the yaw rate testing device; A wireless transceiver for wirelessly transmitting and receiving an electric signal amplified and converted by the amplification and conversion unit; And an analyzing and displaying unit for analyzing and displaying the transmitted electrical signals, wherein the urine testing apparatus comprises: a tester case, which is an outer case of the apparatus; Optical sensor; And a turbine section which is composed of a discontinuous tester in which a light plate is built in a disk-shaped transparent material made of a transparent material and is connected to the yaw rate tester and is provided with a yaw rate measuring turbine rotating in proportion to the yaw rate,
The turbine section includes a cylindrical yaw collecting case; A flow control unit installed inside the urine collecting case; A turbine case installed at a lower end of the urine collecting case; And a turbine installed inside the turbine case, the turbine being installed in a funnel-shaped container having a hole.
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