KR101885964B1 - Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell - Google Patents

Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell Download PDF

Info

Publication number
KR101885964B1
KR101885964B1 KR1020160149756A KR20160149756A KR101885964B1 KR 101885964 B1 KR101885964 B1 KR 101885964B1 KR 1020160149756 A KR1020160149756 A KR 1020160149756A KR 20160149756 A KR20160149756 A KR 20160149756A KR 101885964 B1 KR101885964 B1 KR 101885964B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
medium
blood
measuring
light
measured
Prior art date
Application number
KR1020160149756A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180052824A (en
Inventor
박용근
이상윤
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020160149756A priority Critical patent/KR101885964B1/en
Publication of KR20180052824A publication Critical patent/KR20180052824A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101885964B1 publication Critical patent/KR101885964B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법 및 장치가 제시된다. 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법에 있어서, 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계; 상기 매질에 광원을 조사하는 단계; 상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하는 단계를 포함할 수 있다. A method and apparatus for measuring the glycated hemoglobin concentration using the optical characteristics of red blood cells are presented. A method for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of red blood cells, comprising the steps of: placing a predetermined amount of blood on a medium; Irradiating the medium with a light source; Measuring intensity oscillation of light transmitted through or reflected from the medium; And analyzing the magnitude of the measured intensity of the light according to a predetermined criterion to determine the possibility of a diabetic patient.

Description

적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법 및 장치{Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for measuring HbA1c concentration using the optical characteristics of red blood cells,

아래의 실시 예들은 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 당뇨병 적혈구의 광 특성을 이용하여 당뇨병 환자 가능성을 판별하는 당화혈색소 농도를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The following examples relate to a method and apparatus for measuring HbA 1c concentration using the optical properties of red blood cells. More particularly, the present invention relates to a method and an apparatus for measuring the glycated hemoglobin concentration that discriminates the possibility of a diabetic patient using the optical characteristics of diabetic red blood cells.

당뇨병은 인간의 건강을 위협하는 주요 질병 중 하나이다. 모든 당뇨병 유형은 인슐린 또는 인슐린을 매개로 대사 기능 상실의 부족에 의해 발생하는 만성적으로 높은 혈당 수치, 즉 고혈당에 의해 발생하며, 이는 결국 망막 병증, 신경 병증 및 신장 병증, 중증 우울증 및 치매 심혈관 질환을 포함한 미세 혈관 질환에서부터 다양한 당뇨병 합병증을 초래한다. 이처럼 당뇨병은 당뇨 합병증과 밀접한 관련이 있으므로 적혈구의 변형 특성은 당뇨병의 병태생리를 이해하는 데 중요하다.Diabetes is one of the major diseases that threatens human health. All diabetes types are caused by chronic hyperglycemia, or hyperglycemia, caused by a lack of metabolic loss through insulin or insulin, which ultimately results in retinopathy, neuropathy and nephropathy, severe depression, and dementia cardiovascular disease Diabetic complications from microvascular disease including diabetes mellitus. Since diabetes is closely related to diabetic complications, the deformation characteristics of red blood cells are important for understanding the pathophysiology of diabetes.

당뇨를 진단하기 위해서는 혈당 수치를 측정하는 것이 대표적이다. 하지만 혈당 수치는 식이, 신체 활동 상태 등에 의한 생리적인 변화가 커서 당뇨의 정확한 진단을 위해서는 공복 상태에서 채혈해야 한다. 포도당 용액을 마시고 혈당을 측정하는 당부하 검사도 당뇨 진단을 위해 시행할 수 있으나, 검사 수치가 많은 요인의 영향을 받기 때문에 일상적으로 추천되지는 않는다.To diagnose diabetes, blood glucose levels are measured. However, the blood sugar level, physiological changes due to diet, physical activity, etc., is so large that an accurate diagnosis of diabetes should be made on an empty stomach. Diabetes mellitus testing, which measures glucose levels by drinking glucose solution, can be performed for the diagnosis of diabetes, but is not routinely recommended because of the influence of many factors.

당뇨를 치료받는 환자에게 발생하는 합병증을 줄이기 위해서는 혈당 수치를 적절한 수준으로 유지하는 것이 중요하다. 한 시점에서 측정하는 혈당 수치는 여러 요인에 의해 변동이 생길 수 있으므로 장기간의 혈당 조절 추이를 파악할 목적으로 가장 널리 사용되는 검사가 당화혈색소(HbA1c) 검사이다. 당화혈색소는 적혈구에 정상적으로 존재하는 혈색소에 당이 결합한 형태로, 혈당이 높게 유지되었을 경우에 당화혈색소 수치도 높아진다. 당화혈색소는 3개월 동안의 평균 혈당 수치를 반영하므로 장기간의 혈당 조절 정도를 파악하는 데 유용하다. It is important to maintain adequate blood glucose levels to reduce complications in patients treated with diabetes. Because the blood glucose level measured at one point may vary due to various factors, the most widely used test for determining long-term blood glucose control is the HbA1c test. Glycated hemoglobin is a form of glucose binding to hemoglobin normally present in red blood cells, and a high level of glycosylated hemoglobin when the blood sugar level is maintained high. Since glycated hemoglobin reflects the average blood glucose level for 3 months, it is useful for determining the long-term blood glucose control level.

한국공개특허 10-2014-0097041호는 이러한 당뇨 측정장치 및 그 제조방법에 관한 기술을 기재하고 있다. Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2014-0097041 discloses a technique relating to such a diabetic measurement apparatus and its manufacturing method.

실시 예들은 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로는 적혈구 세포막의 진동과 적혈구 내 당화혈색소 농도의 상관 관계를 이용하여, 경제적이고 비침습적 방법으로 당뇨병 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법 및 장치에 관한 기술을 제공한다.The embodiments describe a method and apparatus for measuring HbA1c concentration using the optical characteristics of red blood cells. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for measuring HbA1c concentration using erythrocytes, A method and an apparatus for measuring a glycated hemoglobin concentration using the optical characteristics of an analyte.

실시 예들은 혈액에 빛을 조사 후 빛의 흔들림을 측정하여 적혈구의 표면 진동을 확인함으로써 당뇨병 의심 여부를 판별하는, 당뇨환자 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. Embodiments provide a method and an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of a red blood cell of a diabetic patient, which determines whether or not diabetes is suspected by measuring light shake of blood after irradiating blood with light to check surface vibrations of red blood cells.

일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법에서, 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계; 상기 매질에 광원을 조사하는 단계; 상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 광산란 진동을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 유무를 판별하는 단계를 포함한다. A method of measuring a glycated hemoglobin concentration using an optical characteristic of a red blood cell according to an embodiment of the present invention includes the steps of: placing a predetermined amount of blood on a medium; Irradiating the medium with a light source; Measuring light scattering vibration of light transmitted through or reflected from the medium; And analyzing the magnitude of the measured intensity of the light according to a predetermined criterion to determine the possibility of a diabetic patient.

상기 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계는, 투명 슬라이드 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨릴 수 있다. The step of disposing a predetermined amount of blood on the medium may drop a predetermined amount of blood on the transparent slide.

상기 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계는, 미세 유체 채널(micro fluidic channel) 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨릴 수 있다.The step of disposing a predetermined amount of blood on the medium may drop a predetermined amount of blood on a micro fluidic channel.

상기 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계는, 종이 또는 중합체(polymer)로 이루어진 섬유 형상의(fibrous) 불균일한 매질 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨릴 수 있다.The step of disposing a predetermined amount of blood on the medium may drop a predetermined amount of blood on a fibrous non-uniform medium made of paper or a polymer.

상기 매질에 광원을 조사하는 단계는, 상기 매질을 투과하도록 상기 광원을 조사하고, 상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 광산란 진동을 측정하는 단계는, 상기 혈액이 배치된 상기 매질을 투과한 투과 광이나 상기 매질을 투과하여 회절 또는 굴절된 회절 광 또는 굴절 광의 진동을 측정할 수 있다. The step of irradiating the medium with a light source may include irradiating the light source to transmit the medium and measuring light scattering vibration of light transmitted through or reflected from the medium includes transmitting light transmitted through the medium in which the blood is disposed, Or the vibration of diffracted light or refracted light diffracted or refracted through the medium.

상기 매질에 광원을 조사하는 단계는, 상기 매질을 향하여 상기 광원을 조사하고, 상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 광산란 진동을 측정하는 단계는, 상기 혈액이 배치된 상기 매질에 반사된 반사 광의 진동을 측정할 수 있다.The step of irradiating the medium with the light source may include irradiating the light source toward the medium and measuring the light scattering vibration of the light transmitted through or reflected from the medium includes vibrating the reflected light reflected by the medium on which the blood is disposed Can be measured.

상기 매질에 광원을 조사하는 단계는, 상기 매질에 전반사 되도록 상기 광원을 조사하고, 상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 광산란 진동을 측정하는 단계는, 상기 매질의 하부에서 전반사가 발생함에 따라 상기 매질의 상부에 배치된 상기 혈액에서 발생되는 산란 광의 진동을 측정할 수 있다.The step of irradiating the medium with a light source may include irradiating the light source to be totally reflected on the medium and measuring light scattering vibration of light transmitted through or reflected from the medium, It is possible to measure the vibration of the scattered light generated in the blood arranged on the upper part of the blood.

상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정하는 단계는, 3D 굴절률 단층 촬영 또는 2D 시계열 위상 이미지의 측정을 통해 상기 매질에 투과 또는 반사되는 빛의 광산란 진동으로부터 적혈구의 표면 진동을 확인할 수 있다.The step of measuring the intensity vibration of the light transmitted through or reflected from the medium can confirm the surface vibration of the red blood cells from the light scattering vibration of the light transmitted or reflected by the medium through the measurement of the 3D refractive index tomography or the 2D time- .

다른 실시 예에 따른 당뇨병 진단 방치에서, 광원; 소정 양의 혈액이 배치되며 상기 광원을 투과 또는 반사하는 매질; 및 상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 광산란 진동을 측정하는 측정부를 포함하고, 측정된 상기 빛의 세기 진동 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 유무를 판별한다.In a diabetic diagnostic test according to another embodiment, a light source; A medium in which a predetermined amount of blood is disposed and which transmits or reflects the light source; And a measurement unit for measuring light scattering vibration of light transmitted through or reflected from the medium. The magnitude of the measured intensity of the light is analyzed according to a predetermined standard to determine the possibility of a diabetic patient.

상기 매질은, 소정 양의 혈액을 떨어뜨린 투명 슬라이드일 수 있다.The medium may be a transparent slide on which a predetermined amount of blood has been dropped.

상기 매질은, 소정 양의 혈액을 떨어뜨린 미세 유체 채널(micro fluidic channel)일 수 있다.The medium may be a microfluidic channel in which a predetermined amount of blood has been dropped.

상기 매질은, 소정 양의 혈액을 떨어뜨린 종이 또는 중합체(polymer)로 이루어진 섬유 형상의(fibrous) 불균일한 매질일 수 있다.The medium may be a fibrous non-uniform medium consisting of a paper or polymer dropping a predetermined amount of blood.

상기 광원은, 상기 매질을 투과되도록 조사되고, 상기 측정부는, 상기 혈액이 배치된 상기 매질을 투과한 투과 광의 진동을 측정할 수 있다.The light source is irradiated to transmit the medium, and the measuring unit can measure the vibration of the transmitted light transmitted through the medium on which the blood is disposed.

상기 광원은, 상기 매질을 투과되도록 조사되고, 상기 측정부는, 상기 혈액이 배치된 상기 매질을 투과하여 회절 또는 굴절된 회절 광 또는 굴절 광의 진동을 측정할 수 있다.The light source is irradiated to transmit the medium, and the measuring unit can measure the vibration of the diffracted light or the refracted light that is diffracted or refracted through the medium in which the blood is disposed.

상기 광원은, 상기 매질을 향하여 조사되고, 상기 측정부는, 상기 혈액이 배치된 상기 매질에 반사된 반사 광의 진동을 측정할 수 있다.The light source is irradiated toward the medium, and the measurement unit can measure the vibration of the reflected light reflected by the medium in which the blood is disposed.

상기 광원은, 상기 매질에 전반사 되도록 조사되고, 상기 측정부는, 상기 매질의 하부에서 전반사가 발생함에 따라 상기 매질의 상부에 배치된 상기 혈액에서 발생하는 산란 광의 진동을 측정할 수 있다.The light source is irradiated to be totally reflected on the medium, and the measurement unit can measure the vibration of the scattered light generated in the blood disposed on the medium as total reflection occurs in the lower part of the medium.

상기 측정부는, 적혈구에서 산란한 광신호의 시간 변화를 측정할 수 있는 장치로 구성되어, 세포에서 산란된 2D 또는 1D 시계열 광 신호를 측정을 통해 상기 매질을 투과 또는 반사하는 빛의 광산란 진동으로부터 적혈구의 표면 진동을 확인할 수 있다.The measuring unit is configured to measure a time change of an optical signal scattered in red blood cells. The measurement unit measures a time-varying optical signal scattered from red blood cells, Can be confirmed.

실시 예들에 따르면 혈액 또는 혈액을 희석한 시편에 빛을 조사 후 빛의 흔들림을 측정하여 적혈구의 표면 진동을 확인함으로써, 당화혈색소 농도 정보를 제공하고, 이를 통해 당뇨병 의심 여부를 판별하는 당뇨병 적혈구의 광 특성을 이용한 당뇨병 진단 또는 당뇨병 위험군을 조기에 알려주는 방법 및 장치를 제공할 수 있다. According to the embodiments, it is possible to provide information on the glycosylated hemoglobin concentration by checking the surface vibrations of red blood cells by measuring light shake after irradiating the specimen with blood or blood diluted with light, and thereby detecting diabetic red blood cells A method and an apparatus for early diagnosis of a diabetes diagnosis using a characteristic or a risk group of diabetes can be provided.

실시 예들에 따르면 매질에 혈액을 수용하고 빛을 조사한 후 빛의 흔들림을 통해 당뇨병 의심 여부를 판별 가능함으로써, 소형화가 가능하여 용이하게 들고 다닐 수 있으며 저비용으로 제작이 가능한 당화혈색소 농도 측정 방법 및 장치를 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for measuring glycated hemoglobin concentration capable of being miniaturized, easily carried, and capable of being manufactured at low cost, by allowing blood to be contained in a medium, irradiating light, and determining susceptibility to diabetes through shaking of light .

도 1은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치에서 매질의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치에서 매질의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치에서 매질의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치의 측정 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치의 측정 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치의 측정 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치의 측정 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 복원된 3D 굴절률 단층 촬영 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 정상인 및 당뇨병 환자에서 측정된 모든 적혈구에 대한 형태학적 및 생화학적 파라미터를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 2D 세포막 높이 지도를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 당뇨병 환자로부터 측정된 적혈구에 대한 세포막 떨림의 박스 그래프를 나타낸다.
도 13은 일 실시 예에 따른 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 다양한 적혈구 파라미터를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view showing an example of a medium in an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
2 is a view showing another example of a medium in an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
3 is a view showing another example of a medium in an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
4 is a view showing an example of measurement of an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
5 is a view showing another example of measurement of an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of measurement of an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of measurement of an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of measuring the HbA1c concentration using the optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a reconstructed 3D refractive index tomographic image of healthy red blood cells and diabetic red blood cells according to an embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining morphological and biochemical parameters for all erythrocytes measured in normal and diabetic patients according to one embodiment.
11 is a view for explaining a 2D cell membrane height map of healthy red blood cells and diabetic red blood cells according to one embodiment.
Figure 12 shows a box graph of cell membrane tremor for erythrocytes measured from diabetic patients according to one embodiment.
13 is a diagram for explaining various red blood cell parameters of healthy red blood cells and diabetic red blood cells according to one embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시 예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시 예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

아래에서는 입체(three-dimensional, 3D) 정량적 위상 영상을 이용하여 비침습적 방법으로 당뇨환자 적혈구(diabetic RBCs)의 광 특성화를 제시할 수 있다. 3D 굴절률 단층 촬영 및 2D 시계열 위상 이미지를 측정함으로써, 형태적(용적, 표면적 및 구형성), 생화학적(헤모글로빈 농도 및 함량), 그리고 세포막의 기계적(세포막 떨림)인 파라미터를 정량적으로 개별 세포 단위에서 검색할 수 있다. 개별 세포의 특성을 동시에 측정하는 기능을 통해, 검색된 적혈구 파라미터에 대한 체계적인 상관관계 분석을 수행할 수 있다. Below, we can present the optical characterization of diabetic RBCs using non-invasive methods using three-dimensional (3D) quantitative phase images. 3D refractive index and 2D time-series phase images were measured to quantitatively determine parameters that are morphological (volume, surface area and spherical formation), biochemical (hemoglobin concentration and content), and mechanical (membrane tremor) You can search. Through the ability to measure the characteristics of individual cells simultaneously, a systematic correlation analysis can be performed on the detected red blood cell parameters.

이 측정에서 당뇨병 환자는 건강한 지원자에 비해 감소된 세포 구형성과 높은 세포 내 헤모글로빈 농도 및 함유량의 적혈구를 가지고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 당뇨병 적혈구의 세포막 탄성도(membrane deformability)는 건강한 적혈구보다 훨씬 낮다. 정상 적혈구는 적혈구 세포질 내의 당화혈색소와 세포막 떨림(진동) 사이에 강한 음의 상관관계를 나타내지만, 당뇨환자의 적혈구는 그 정도가 덜하다. 이러한 관찰에서 고혈당에 의한 적혈구의 헤모글로빈과 막 단백질의 당화가 당뇨환자 적혈구의 세포막 탄성도를 현저히 저하시키는 것을 확인할 수 있다. In this measure, diabetic patients have reduced cell spheroidicity and higher intracellular hemoglobin concentration and content of erythrocytes compared to healthy volunteers. In addition, the membrane deformability of diabetic red blood cells is much lower than that of healthy red blood cells. Normal red blood cells have a strong negative correlation between HbA1c and cell membrane tremor (oscillation) in the red blood cell cytoplasm, but red blood cells in diabetic patients are less likely. In these observations, it can be confirmed that the hemoglobin of hemoglobin and the glycation of the membrane protein due to hyperglycemia remarkably lower the cell membrane elasticity of the erythrocytes of diabetic patients.

정량적 위상 이미징(quantitative phase imaging, QPI) 기술을 사용하여 당뇨병 환자의 개별 적혈구에서 형태적, 생화학적, 그리고 막의 기계적 파라미터를 측정할 수 있다. QPI는 간섭계 이미징 기법으로, 물질의 고유한 광학적 특징인 굴절률 (refractive index, RI)을 이용하여 살아있는 세포와 조직을 정확하고 정량적으로 측정할 수 있다. Quantitative phase imaging (QPI) technology can be used to measure morphological, biochemical, and membrane mechanical parameters in individual red blood cells of diabetic patients. QPI is an interferometric imaging technique that can accurately and quantitatively measure living cells and tissues using refractive index (RI), a material's inherent optical property.

최근 QPI 기술은 말라리아 감염을 비롯한 다양한 생물 의학 응용 연구에 이용되어 왔다. 혈액, 신경, 및 겸상 적혈구 병을 QPI 기술을 이용하여 라벨 없는 살아있는 적혈구의 정량적 측정을 수행하고, 3D의 굴절률(RI) 단층과 개별 셀의 2D의 위상지도의 시계열에 대한 정보를 제공할 수 있다. Recent QPI techniques have been used in a variety of biomedical applications, including malaria infection. Blood, nerve, and sickle cell disease can be quantitatively assayed for label-free live erythrocytes using QPI technology and provide information about the time series of the 3D refractive index (RI) monolayers and the 2D phase maps of individual cells .

측정된 세포의 삼차원 굴절률 정보로부터 세포의 형태적(용적, 표면적, 및 구형성), 생화학적(Hb 농도 및 함량), 그리고 세포막의 기계적(세포막 떨림) 파라미터를 정량적인 방법으로 측정할 수 있다. 또한, 측정된 6개의 적혈구(RBC) 파라미터 사이의 상관 관계 분석을 체계적으로 수행하고, 독립적으로 측정한 당화혈색소(HbA1c) 레벨에 대한 정보를 분석할 수 있다.Quantitative measurement of cell morphology (volume, surface area, and spherulization), biochemical (Hb concentration and content), and cell membrane mechanical (cell membrane tremor) parameters can be determined from the measured three-dimensional refractive index information of cells. In addition, correlation analysis between six measured RBC parameters can be systematically performed, and information on the independently measured HbA1c level can be analyzed.

개별적으로 측정된 적혈구의 3D 형태를 재구성하기 위해, 공통경로 광 회절 단층촬영(common-path diffraction optical tomography, cDOT)이라는 QPI 기술을 사용할 수 있다. cDOT은 광 회절 단층촬영의 원리를 채택하여, X-선 컴퓨터 단층 촬영(X-ray computerized tomography)과 유사한 방법으로 세포와 조직의 3D 굴절률 정보를 추출할 수 있다.측정된 적혈구의 세포질 굴절률 값은 알려진 비례 계수 세포를 가진 헤모글로빈 농도에 정비례하기 때문에, 굴절률 증가, 적혈구의 굴절률 값은 직접적으로 헤모글로빈 농도와 관련될 수 있다. To reconstruct the 3D shape of individually measured red blood cells, a QPI technique called common-path diffraction optical tomography (cDOT) can be used. cDOT adopts the principle of optical diffraction tomography to extract 3D refractive index information of cells and tissues in a manner similar to X-ray computerized tomography. The measured value of the cytoplasmic refractive index of erythrocytes Since the hemoglobin concentration is directly proportional to the hemoglobin concentration with known proportional count cells, the refractive index increase and the red blood cell refractive index value can be directly related to the hemoglobin concentration.

아래에서 하나의 예를 들어 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치에 대해 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of red blood cells according to one embodiment will be described in detail.

일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치는 광원, 매질, 및 측정부를 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고 실시 예에 따라 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치는 판별부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.An apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an exemplary embodiment may include a light source, a medium, and a measurement unit. The apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of red blood cells according to an embodiment may further include a discriminator.

광원은 빛을 샘플에 입사시킬 수 있다. 즉, 광원은 샘플에 빛을 조사할 수 있다. 예를 들어 레이저(laser)가 광원으로 이용될 수 있으며, 광원은 측정하고자 하는 혈액 등의 샘플에 레이저 빔을 조사할 수 있다. The light source can cause light to enter the sample. That is, the light source can irradiate the sample with light. For example, a laser can be used as a light source, and the light source can irradiate a laser beam onto a sample of blood or the like to be measured.

여기에서 샘플은 측정하고자 하는 대상으로, 예컨대 혈액, 적혈구를 포함하는 대상물 등이 될 수 있다. 예를 들어 샘플은 혈액 또는 혈액을 희석시킨 시편이 될 수 있다. Here, the sample may be an object to be measured, for example, an object containing blood, red blood cells, or the like. For example, the sample may be a blood or blood diluted specimen.

사용되는 광원은 단일 파장 레이저를 이용할 수 있다. The light source used may utilize a single wavelength laser.

매질은 소정 양의 혈액이 수용 또는 배치되며, 광원을 투과 또는 반사시킬 수 있다. 예를 들어 매질은 종이 또는 섬유 형상으로(fibrous) 이루어져 채혈된 혈액을 올리면 스며들 수 있다. 또한, 매질은 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어져 상부에 채혈된 혈액을 배치시킬 수 있다.The medium is capable of receiving or arranging a predetermined amount of blood and transmitting or reflecting the light source. For example, the medium is fibrous in paper or fiber form, and can be smeared with raised blood. Further, the medium is made of glass, plastic, or the like, and blood collected at the upper portion can be placed.

이러한 혈액이 수용되거나 배치된 매질에 광원에서 빛을 조사하면, 적혈구의 세포막 떨림(진동)에 따라 빛이 산란되어 특정 패턴으로 흔들릴 수 있다. 이에, 측정부를 통해 빛의 흔들림을 측정하여 적혈구의 표면 진동을 확인함으로써 당뇨병 환자 가능성 여부를 판단할 수 있다. When the light is irradiated to the medium in which the blood is accommodated or placed, light may be scattered depending on the cell membrane vibrations (vibrations) of the red blood cells, and may be shaken in a specific pattern. Thus, it is possible to judge the possibility of a diabetic patient by measuring the shaking of the light through the measuring part and checking the surface vibrations of the red blood cells.

도 1 내지 도 3은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치에서 매질의 예를 나타내는 도면이다. FIGS. 1 to 3 are views showing examples of a medium in an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 매질은 소정 양의 혈액(110)을 떨어뜨린 투명 슬라이드(100)일 수 있다. 이때 투명 슬라이드는 유리 또는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, the medium may be a transparent slide 100 having a predetermined amount of blood 110 dropped thereon. At this time, the transparent slide may be made of glass or plastic material.

도 2를 참조하면, 매질은 소정 양의 혈액을 떨어뜨린 미세 유체 채널(micro fluidic channel)(200)일 수 있다. 미세 유체 채널(micro fluidic channel)은 유연하고 신속한 표면 미세 가공 기술을 이용하여 제작될 수 있으며, 유리 또는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 2, the medium may be a micro fluidic channel 200 that drops a predetermined amount of blood. The microfluidic channel can be fabricated using a flexible and rapid surface micromachining technique and can be made of glass or plastic material.

도 3을 참조하면, 매질은 소정 양의 혈액을 떨어뜨린 종이 또는 중합체로 이루어진 섬유 형상의(fibrous) 불균일한 매질(300)일 수 있다. Referring to FIG. 3, the medium may be a fibrous non-uniform medium 300 made of a paper or polymer that has dropped a predetermined amount of blood.

측정부는 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정할 수 있다. 측정부는 적혈구에서 산란된 광신호의 시간 변화를 측정할 수 있는 장치로 구성되어, 세포에서 산란된 2D 또는 1D 시계열 광 신호를 측정을 통해 상기 매질을 투과 또는 반사하는 빛의 광산란 진동으로부터 적혈구의 표면 진동을 확인할 수 있다. The measuring part can measure the intensity vibration of light transmitted through or reflected from the medium. The measurement unit comprises a device capable of measuring a time change of an optical signal scattered in red blood cells. The measurement unit measures a 2D or 1D time-series optical signal scattered in the cell, Vibration can be confirmed.

다시 말하면, 측정부는 2D 영상장비 또는 1D 광신호 검출기로 구성되어 시계열 광 신호 측정을 통해 매질을 투과 또는 반사하는 빛의 세기 진동을 측정하여 적혈구의 표면 진동과 관련된 신호를 측정할 수 있다. 여기에서 2차원 영상장비는 CCD, sCMOS image sensor 등이 될 수 있고, 1차원 광신호 검출기는 포토디텍터(Photodetector), 포토다이오드(Photodiode) 등이 될 수 있다.In other words, the measuring unit is composed of a 2D image equipment or a 1D optical signal detector, and can measure a signal related to the surface vibrations of the red blood cells by measuring the intensity vibration of light transmitted through or reflected from the medium through time-series optical signal measurement. Here, the two-dimensional image equipment may be a CCD, a sCMOS image sensor, and the one-dimensional optical signal detector may be a photodetector, a photodiode, or the like.

예를 들어, 측정부는 CCD일 수 있으며, CCD를 장착하여 빛의 흔들림을 측정하여 적혈구의 표면 진동을 확인할 수 있다. 이와 같이 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치는 레이저 광원과 CCD를 이용하여 간단한 디바이스로 구현하여 1차적으로 검진으로 당뇨병 환자 가능성 여부를 판단할 수 있다. For example, the measuring unit may be a CCD, and a CCD may be mounted to measure the shaking of the light to confirm the surface vibrations of the red blood cells. As described above, the device for measuring HbA1c using the optical characteristics of red blood cells can be implemented as a simple device using a laser light source and a CCD, so that the possibility of diabetic patients can be judged by primary screening.

현 진단 기준에 따르면, 당뇨병 환자의 경우 당화혈색소 농도가 6.5% 이상이고, 이와 관계없이 떨림의 정도가 40-50 nm이다. 따라서 의사 등의 사용자가 장치를 이용하여 환자의 혈액에서 측정치가 50 nm 이상인 경우 정상으로 판정하고, 50 nm 이하인 경우 정밀 검사 대상으로 판정할 수 있다. 즉, 저비용으로 신속한 1차적 검진으로 당뇨병 환자 가능성 여부를 판단할 수 있는 것이다. According to current diagnostic criteria, diabetic patients have a glycated hemoglobin concentration of 6.5% or more, regardless of the degree of tremor is 40-50 nm. Therefore, a user such as a doctor may use the apparatus to determine that the measurement is normal when the blood is measured in the blood of 50 nm or more. That is, it is possible to judge the possibility of a diabetic patient by a quick primary diagnosis at a low cost.

도 4 내지 도 7은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치의 측정 예를 나타내는 도면이다. FIGS. 4 to 7 are views showing measurement examples of an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 광원은 매질(400)에 전반사 되도록 조사되고, 측정부는 매질의 하부에서 전반사가 발생함에 따라 매질의 상부에 배치된 혈액(410)에서 발생되는 산란 광의 진동을 측정할 수 있다. 이 경우, 매질(400)의 상부에 혈액(410)이 배치되고 하부에서 전반사 되어 민감하게 측정이 가능하다. Referring to FIG. 4, the light source is irradiated to be totally reflected by the medium 400, and the measuring unit can measure the vibration of the scattered light generated in the blood 410 disposed on the upper part of the medium as the total reflection occurs in the lower part of the medium . In this case, the blood 410 is disposed on the upper part of the medium 400, and the blood 410 is totally reflected on the lower part, so that the measurement can be performed sensitively.

도 5를 참조하면, 광원은 매질(500)을 투과되도록 조사되고, 측정부는 혈액이 배치된 매질(500)을 투과한 투과 광(520)의 진동을 측정할 수 있다. 즉, 광원에서 매질(500)을 향하여 입사 광(510)이 조사되고 매질(500)을 투과한 투과 광(520)의 진동을 측정함으로써, 매질(500)에 수용되거나 배치된 혈액의 진동을 측정할 수 있다. Referring to FIG. 5, the light source is irradiated to transmit the medium 500, and the measuring unit may measure the vibration of the transmitted light 520 transmitted through the medium 500 in which the blood is disposed. That is, the vibration of the blood contained in or disposed in the medium 500 is measured by measuring the vibration of the transmitted light 520 irradiated with the incident light 510 from the light source toward the medium 500 and transmitted through the medium 500 can do.

도 6을 참조하면, 광원에서 입사 광(610)이 매질(600)을 투과되도록 조사되고, 측정부는 혈액이 배치된 매질(600)을 투과하여 회절된 회절 광(620)의 진동을 측정할 수 있다.6, the incident light 610 is irradiated to the medium 600 to be transmitted through the light source, and the measuring unit can measure the vibration of the diffracted light 620 transmitted through the medium 600 in which the blood is disposed and diffracted have.

또한, 광원에서 입사 광(610)이 매질(600)을 투과되도록 조사되고, 측정부는 혈액이 배치된 매질(600)을 투과하여 굴절된 굴절 광(620)의 진동을 측정함으로써, 매질(600)에 수용되거나 배치된 혈액의 진동을 측정할 수 있다. The measuring unit 600 irradiates the medium 600 with the incident light 610 from the light source and measures the vibration of the refracted light 620 through the medium 600 in which the blood is disposed. It is possible to measure the vibration of the blood accommodated or disposed in the living body.

도 7을 참조하면, 광원에서 입사 광(710)이 매질(700)을 향하여 조사되고, 측정부에서 매질(700)에 의해 반사되는 반사 광(720)의 진동을 측정할 수 있다.Referring to FIG. 7, incident light 710 from the light source is irradiated toward the medium 700, and the vibration of the reflected light 720 reflected by the medium 700 in the measurement unit can be measured.

한편, 실시 예에 따라 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치는 판별부를 더 포함하여 이루어질 수 있다. Meanwhile, the apparatus for measuring glycosylated hemoglobin using optical characteristics of red blood cells according to an embodiment may further include a discrimination unit.

판별부는 측정된 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별할 수 있다. 여기에서 판별부는 당뇨병 환자 가능서 여부를 판단하는 시스템이 될 수 있다. 이때, 별도의 판별부가 없는 경우 사용자는 측정부에서 측정된 결과에 따라 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별할 수 있다.The discriminator can determine the possibility of a diabetic patient by analyzing the intensity magnitude of the measured light intensity according to predetermined criteria. Here, the discriminator can be a system for judging whether or not the diabetic patient can be read. At this time, if there is no separate determination section, the user can determine the possibility of the diabetic patient according to the result measured by the measurement section.

실시 예들에 따르면 매질에 혈액을 수용하고 빛을 조사한 후 빛의 흔들림을 통해 당뇨병 의심 여부를 판별 가능함으로써 당뇨병 의심 여부를 판별하는 당뇨병 적혈구의 광 특성을 이용한 당뇨병 진단 또는 당뇨병 위험군을 조기에 알려주는 장치를 제공할 수 있을 뿐 아니라, 이 장치의 경우 소형화가 가능하여 용이하게 들고 다닐 수 있고 저비용으로 제작이 가능하다.
According to the embodiments, it is possible to diagnose diabetes using an optical characteristic of diabetic red blood cells which discriminates the diabetes by identifying the suspicion of diabetes by accepting blood in the medium and irradiating the light and shaking the light, thereby promptly notifying the diabetic risk group In addition, this device can be miniaturized, can be carried easily, and can be manufactured at low cost.

도 8은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법을 나타내는 흐름도이다. FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of measuring the HbA1c concentration using the optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment.

도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법에 있어서 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계(810), 매질에 광원을 조사하는 단계(820), 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정하는 단계(830), 및 측정된 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하는 단계(840)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 8, in the method of measuring the HbA1c concentration using the optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment, a predetermined amount of blood is placed on a medium 810, a light source is irradiated on the medium 820, A step 830 of measuring the intensity of light transmitted through or reflected from the medium, and a step 840 of determining whether the diabetic patient is feasible by analyzing the magnitude of the measured intensity of the light according to a predetermined criterion .

따라서 혈액에 빛을 조사 후 빛의 흔들림을 측정하여 적혈구의 표면 진동을 확인함으로써, 간단한 방법에 의해 1차적으로 당뇨병 의심 여부를 판별할 수 있다. Therefore, by checking the surface vibration of the red blood cells by measuring the shaking of the light after irradiating the blood with the light, it is possible to discriminate the diabetic first by the simple method.

아래에서 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법에 대해 더 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method for measuring a glycated hemoglobin concentration using the optical characteristics of erythrocytes according to an embodiment will be described in more detail.

일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법은 위에서 설명한 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치를 이용하여 더 구체적으로 설명할 수 있다. 한편, 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치는 광원, 매질, 및 측정부를 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고 실시 예에 따라 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치는 판별부를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 여기에서 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법은 일 실시 예에 따른 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치를 이용한 당뇨병 진단 시스템에 의해 수행될 수도 있다. The method of measuring the HbA1c concentration using the optical characteristics of red blood cells according to an embodiment of the present invention can be more specifically illustrated by using an apparatus for measuring HbA1c concentration using the optical characteristics of red blood cells according to the embodiment described above. Meanwhile, an apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of erythrocytes according to an exemplary embodiment may include a light source, a medium, and a measurement unit. The apparatus for measuring glycated hemoglobin using optical characteristics of red blood cells according to an embodiment may further include a discriminator. Here, the method of measuring the HbA1c concentration using the optical characteristics of red blood cells according to one embodiment may be performed by the diabetes diagnostic system using the apparatus for measuring HbA1c concentration using the optical characteristics of red blood cells according to one embodiment.

단계(810)에서, 매질 상에 측정하고자 하는 샘플을 배치시킬 수 있다. 예컨대 샘플은 혈액이 될 수 있으며, 이때 혈액은 적혈구를 포함할 수 있다. 즉, 매질 상에 측정하고자 하는 소정 양의 혈액 또는 희석된 혈액을 배치시킬 수 있다. In step 810, the sample to be measured may be placed on the medium. For example, the sample can be blood, wherein the blood can include red blood cells. That is, a predetermined amount of blood or diluted blood to be measured may be placed on the medium.

예컨대, 매질은 투명 슬라이드로 이루어질 수 있으며, 투명 슬라이드 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨림으로써 매질 상에 측정하고자 하는 혈액을 배치시킬 수 있다. 이때 투명 슬라이드는 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. For example, the medium may be a transparent slide, and the blood to be measured may be placed on the medium by dropping a predetermined amount of blood on the transparent slide. At this time, the transparent slide may be made of glass or plastic.

다른 예로, 매질은 미세 유체 채널(micro fluidic channel)로 이루어질 수 있으며, 미세 유체 채널 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨려 매질 상에 혈액을 배치시킬 수 있다. 이때 미세 유체 채널은 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. As another example, the medium may be a micro fluidic channel, and a predetermined amount of blood may be dropped on the microfluidic channel to place the blood on the medium. The microfluidic channel may be made of glass or plastic.

또 다른 예로, 매질은 섬유 형상의(fibrous) 불균일한 매질로 이루어질 수 있으며, 섬유 형상의(fibrous) 불균일한 매질 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨려 매질 상에 측정하고자 하는 혈액을 배치시킬 수 있다. 이때 섬유 형상의 불균일한 매질은 종이 또는 중합체(polymer) 등으로 이루어질 수 있다. As another example, the medium may be composed of a fibrous nonuniform medium, and a predetermined amount of blood may be dropped on a fibrous nonuniform medium to place the blood to be measured on the medium . In this case, the non-uniform medium of the fibrous shape may be composed of paper or a polymer or the like.

단계(820)에서, 광원에서 매질에 빛(레이저)을 조사할 수 있다. In step 820, light (laser) may be applied to the medium in the light source.

단계(830)에서, 측정부에서 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정할 수 있다.In step 830, the intensity of light transmitted through or reflected by the medium in the measurement unit can be measured.

예를 들어 매질을 투과하도록 광원을 조사하고, 혈액이 배치된 매질을 투과한 투과광의 진동을 측정할 수 있다. For example, the light source may be irradiated so as to transmit the medium, and the vibration of the transmitted light transmitted through the medium in which the blood is disposed may be measured.

다른 예로 매질을 투과하도록 광원을 조사하고, 혈액이 배치된 매질을 투과하여 회절 또는 굴절된 회절 광 또는 굴절 광의 진동을 측정할 수 있다. As another example, it is possible to irradiate a light source so as to transmit the medium, and to measure the vibration of the diffracted light or the refracted light that is diffracted or refracted through the medium in which the blood is arranged.

또 다른 예로 매질을 향하여 광원을 조사하고, 혈액이 배치된 매질에 반사된 반사 광의 진동을 측정할 수 있다.As another example, the light source may be irradiated toward the medium, and the vibration of the reflected light reflected on the medium in which the blood is disposed may be measured.

또 다른 예로 매질에 전반사 되도록 광원을 조사하고, 매질의 하부에서 전반사가 발생됨에 따라 매질의 상부에 배치된 혈액에서 발생되는 산란광의 진동을 측정할 수 있다.As another example, the light source may be irradiated so as to be totally reflected on the medium, and the vibration of the scattered light generated in the blood disposed on the upper part of the medium may be measured as total reflection occurs in the lower part of the medium.

한편, 실시 예에 따라 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치는 판별부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Meanwhile, the apparatus for measuring glycosylated hemoglobin using optical characteristics of red blood cells according to an embodiment may further include a discrimination unit.

단계(840)에서, 판별부는 측정된 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별할 수 있다. 여기에서 판별부는 당뇨병 환자 가능서 여부를 판단하는 시스템이 될 수 있다. 이때, 별도의 판별부가 없는 경우 사용자는 측정부에서 측정된 결과에 따라 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별할 수 있다.In step 840, the determination unit may determine the possibility of a diabetic patient by analyzing the intensity magnitude of the measured light intensity according to a predetermined criterion. Here, the discriminator can be a system for judging whether or not the diabetic patient can be read. At this time, if there is no separate determination section, the user can determine the possibility of the diabetic patient according to the result measured by the measurement section.

비침습적 방법으로 당뇨병 적혈구의 광 특성을 이용한 당뇨병 진단 기술을 제공할 수 있다. 즉, 실시 예들은 혈액에 빛을 조사 후 빛의 흔들림을 측정하여 적혈구의 표면 진동을 확인함으로써, 간단한 방법으로 당뇨병 의심 여부를 판별하여 당뇨병 의심 여부를 저렴한 비용으로 신속하게 판단할 수 있다.
Non-invasive methods can be used to provide diabetes diagnostic techniques using the optical properties of diabetic red blood cells. In other words, the embodiments can determine the suspicion of diabetes by a simple method by checking the surface vibrations of the red blood cells by measuring the shaking of the light after irradiating the blood with light, so that the suspect of diabetes can be judged promptly at low cost.

도 9는 일 실시 예에 따른 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 복원된 3D 굴절률 단층 촬영 예를 나타내는 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a reconstructed 3D refractive index tomographic image of healthy red blood cells and diabetic red blood cells according to an embodiment.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일 실시 예에 따라서 복원된 대표적인 정상적혈구 및 당뇨환자 적혈구의 3차원 굴절률 분포(RI distribution)와 굴절률 등위면(RI isosurface) 렌더링을 나타낸다. Referring to FIGS. 9A and 9B, RI distribution and RI isosurface rendering of representative normal red blood cells and diabetic red blood cells reconstructed according to an exemplary embodiment are shown.

더 구체적으로, 건강한 경우(a1)와 당뇨병인 경우(b1)의 적혈구의 3D 굴절률 분포 단층의 단면 이미지(x-y, z-y, 및 x-z 평면을 따라)이다. 건강한 경우(a2) 및 당뇨병인 경우(b2)의 적혈구에 대응하는 굴절률의 등위면(isosurfaces)(n > 1.35)을 나타낼 수 있다.More specifically, a cross-sectional image (along the x-y, z-y, and x-z planes) of a 3D refractive index distribution tomogram of erythrocytes in healthy case (a1) and diabetes case (b1). Isosurfaces (n> 1.35) of the refractive index corresponding to red blood cells in the healthy case (a2) and the diabetic case (b2).

도 9c는 일 실시 예에 따른 6 개의 적혈구 파라미터의 검색을 위한 흐름도를 나타낼 수 있다.FIG. 9C can illustrate a flow chart for retrieval of six red blood cell parameters according to one embodiment.

도 9c는 양적 적혈구 파라미터의 검색에 필요한 절차를 나타내는 것으로, 형태학적 파라미터(세포 용적, 표면적, 및 구형성 부피와 표면적)는 재구성된 3D 굴절률 분포로부터 단층 촬영으로부터 직접적으로 획득할 수 있다. Figure 9c shows the procedure required for the detection of quantitative erythrocyte parameters, wherein morphological parameters (cell volume, surface area, and spherical volume and surface area) can be obtained directly from tomography from the reconstructed 3D refractive index profile.

여기에서, 구형성(sphericity)은 정규화된 부피 대 표면적의 비율로 정의된 무 차원수이고, 이는 세포가 얼마나 구형에 가까운지를 나타낸다. 완벽한 구(sphere)와 평평한 원반(disk)은 각각 1과 0의 구형성(sphericity)을 갖는다. 적혈구(RBC)의 세포질 헤모글로빈 농도는 측정된 굴절률 값으로부터 추출될 수 있다. 적혈구 세포질은 주로 헤모글로빈 용액으로 구성되고, 헤모글로빈 용액의 굴절률과 헤모글로빈 농도 사이에는 알려진 비례상수의 선형 관계가 존재하기 때문이다. 그리고, 추출된 헤모글로빈 농도와 세포 부피는 세포질 내의 헤모글로빈 함량에 관한 정보를 제공한다.Here, sphericity is a dimensionless number defined by the normalized volume to surface area ratio, which indicates how close to the sphere the cell is. A perfect sphere and a flat disk have sphericity of 1 and 0, respectively. The cytoplasmic hemoglobin concentration of red blood cells (RBC) can be extracted from the measured refractive index values. The red blood cell cytoplasm is composed mainly of hemoglobin solution, and there is a linear relationship of known proportional constant between the refractive index of hemoglobin solution and hemoglobin concentration. The extracted hemoglobin concentration and cell volume provide information on the hemoglobin content in the cytoplasm.

레이저 조사는 적혈구에 직교하도록 설정되어 고속 카메라를 사용하면 세포막의 떨림에 의한 광 위상 지연 현상을 연속적으로 측정할 수 있다. 그리고 각 셀의 다이나믹 멤브레인 변동은 2D의 위상 변동으로부터 산출하고, 재구성된 3D 굴절률 단층 촬영으로부터 굴절률 값을 의미할 수 있다. 이후, 적혈구의 굴절률 정보와 연속적으로 측정된 2D 세포막 위상정보로부터 실시간 적혈구의 세포막 떨림 정보를 얻을 수 있다. 최근에는 이러한 적혈구 세포막의 떨림이 다양한 병태 생리학적 조건에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다.Laser irradiation is set to be orthogonal to red blood cells, and a high-speed camera can continuously measure optical phase delay due to cell membrane tremors. And the dynamic membrane variation of each cell can be calculated from 2D phase variation and can mean the refractive index value from the reconstructed 3D refractive tomography. Thereafter, real-time red cell erosion information can be obtained from red blood cell refractive index information and continuously measured 2D cell membrane phase information. Recently, it has been known that such tremor of erythrocyte membrane is affected by various pathophysiological conditions.

당뇨병에 의해 인간의 적혈구의 형태학적 및 생화학적 변화를 해결하기 위해, 3D 굴절률 단층 촬영으로부터 측정된 적혈구마다 3 가지 형태학적(용적, 표면적, 및 구형성) 및 2 가지 생화학적(세포질 헤모글로빈 농도와 헤모글로빈 함량) 적혈구 파라미터를 검색할 수 있다. In order to resolve the morphological and biochemical changes of human red blood cells by diabetes, three morphologic (volume, surface area, and spherical formation) and two biochemical (cytoplasmic hemoglobin concentration and Hemoglobin content) red blood cell parameters.

도 10은 일 실시 예에 따른 정상인 및 당뇨병 환자에서 측정된 모든 적혈구에 대한 형태학적 및 생화학적 파라미터를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 10 is a diagram for explaining morphological and biochemical parameters for all erythrocytes measured in normal and diabetic patients according to one embodiment.

도 10을 참조하면, 정상인 및 당뇨병 환자에서 측정된 모든 적혈구에 대한 형태학적 및 생화학적 파라미터의 (a) 부피(volume), (b) 표면적, (c) 구형성, (d) 세포질 헤모글로빈 농도, 및 (e) 헤모글로빈 함량을 나타낸다. 각각의 서클은 개별적 적혈구 측정을 나타낸다. 수평 라인과 오차 막대는 계산된 평균값과 샘플 표준편차를 나타낸다. 이때 파란색 점선은 혈액 검사(Complete blood count test) 결과를 나타낸다. 10, (a) volume, (b) surface area, (c) spherical shape, (d) cytoplasmic hemoglobin concentration, and hemoglobin concentration of morphological and biochemical parameters for all red blood cells measured in normal and diabetic patients, And (e) hemoglobin content. Each circle represents an individual erythrocyte measurement. Horizontal lines and error bars represent the calculated mean and sample standard deviation. The blue dotted line indicates the result of a complete blood count test.

도 10a에 도시된 바와 같이, 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 부피 분포에 통계적으로 유의한 차이가 없다. 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 평균 부피는 각각 90.5 ± 11.4 [평균 ± 표준 편차(SD)] 및 90.2 ± 10.9 fL이다. 당뇨병 적혈구는 다소 건강한 적혈구(p 값 < 0.01)에 비해 통계적으로 더 높은 표면적을 나타낼 수 있다. As shown in FIG. 10A, there is no statistically significant difference in the volume distribution of healthy red blood cells and diabetic red blood cells. The mean volumes of healthy red blood cells and diabetic red blood cells were 90.5 ± 11.4 (mean ± SD) and 90.2 ± 10.9 fL, respectively. Diabetic erythrocytes may have a statistically higher surface area than some healthy red blood cells (p value <0.01).

건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 평균 표면 영역은 각각 144.1 ± 17.4 및 148.2 ± 14.4μm2 이다. 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 계산된 평균 구형성의 값은 각각 0.68 ± 0.06 및 0.66 ± 0.05이다. 당뇨병 적혈구의 확대 멤브레인 표면적은 주로 구형 적혈구의 상당한 감소를 차지한다.The average surface areas of healthy red blood cells and diabetic red blood cells are 144.1 ± 17.4 and 148.2 ± 14.4 μm 2, respectively. The calculated mean sphere values of healthy red blood cells and diabetic red blood cells were 0.68 ± 0.06 and 0.66 ± 0.05, respectively. Enlarged membrane surface area of diabetic red blood cells mainly accounts for a significant decrease in spherical red blood cells.

도 10d 및 도 10e는 각각 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 검색된 헤모글로빈 농도 및 헤모글로빈 함량을 나타낸다. 당뇨환자의 적혈구는 정상 적혈구(p 값 < 0.001)에 비해 크게 상승된 세포질 헤모글로빈 농도를 나타낸다. 정상 적혈구 및 당뇨환자 적혈구의 계산된 평균 헤모글로빈 농도는 각각 33.4 ± 2.8 및 34.6 ± 2.7 g/dL 이상이다.Figures 10d and 10e show the hemoglobin concentration and hemoglobin content of healthy red blood cells and diabetic red blood cells, respectively. Red blood cells in diabetic patients show significantly elevated cytoplasmic hemoglobin concentration compared to normal red blood cells (p value <0.001). The calculated mean hemoglobin concentrations of normal red blood cells and diabetic red blood cells are 33.4 ± 2.8 and 34.6 ± 2.7 g / dL, respectively.

당뇨환자 적혈구의 세포질 헤모글로빈 함량은 약 0.03의 p-값을 가져 정상 적혈구의 값보다 약간 더 높다. 정상 건강한 적혈구 및 당뇨환자 적혈구의 세포질에서 검색된 평균 헤모글로빈 함량은 각각 30.3 ± 4.8 및 31.2 ± 4.8 pg이다. The cytoplasmic hemoglobin content of diabetic RBCs has a p-value of about 0.03, which is slightly higher than that of normal red blood cells. The average hemoglobin content of normal healthy red blood cells and diabetic red blood cells was 30.3 ± 4.8 and 31.2 ± 4.8 pg, respectively.

세포질 헤모글로빈 함량에 대한 광학 측정은 혈액 기증자의 평균 미립자 혈색소 값과 잘 일치하고, 이는 완전한 혈액 카운트 기계(도 10의 파란색 점선)를 사용하여 독립적으로 측정할 수 있다.The optical measurements for cytoplasmic hemoglobin content are in good agreement with the mean hemoglobin values of the blood donors, which can be measured independently using a complete blood counting machine (blue dotted line in FIG. 10).

당화혈색소(HbA1c)는 고혈당의 정도를 반영한다. 당화혈색소 레벨은 혈액에서 전체 헤모글로빈의 함량에서 당화혈색소의 비율로 정의된다. 당화혈색소가 120일의 비효소적 당화 반응의 과정을 통해 형성되기 때문에, 당화혈색소는 마지막 3 달에 대한 개인의 포도당 농도를 의미 추정하는 효과적인 수단으로 인식되고 있다.The glycated hemoglobin (HbA1c) reflects the degree of hyperglycemia. The level of glycated hemoglobin is defined as the ratio of glycated hemoglobin to the total amount of hemoglobin in the blood. Since glycosylated hemoglobin is formed through the course of 120 days of nonenzymatic glycosylation, glycated hemoglobin is recognized as an effective means of estimating the individual glucose concentration over the last 3 months.

적혈구에 대한 세포막 떨림(membrane fluctuation)의 평균 값은 당화혈색소 값이 증가하는 순서대로, 59.7 ± 6.2, 58.3 ± 4.9, 55.0 ± 5.4, 57.1 ± 7.4, 51.0 ± 6.8, 및 49.6 ± 4.6 nm이고, 당뇨환자에 대해 당화혈색소가 증가하는 순서대로 45.1 ± 4.0, 46.9 ± 3.4, 48.8 ± 4.0, 47.6 ± 4.2, 43.0 ± 4.1, 및 48.0 ± 5.0 nm이다. The mean values of membrane fluctuations for erythrocytes were 59.7 ± 6.2, 58.3 ± 4.9, 55.0 ± 5.4, 57.1 ± 7.4, 51.0 ± 6.8, and 49.6 ± 4.6 nm in the order of increasing glycosylated hemoglobin, In the order of increasing glycosylated hemoglobin, the patients were 45.1 ± 4.0, 46.9 ± 3.4, 48.8 ± 4.0, 47.6 ± 4.2, 43.0 ± 4.1, and 48.0 ± 5.0 nm, respectively.

이는 측정된 적혈구 세포막 떨림과 당화혈색소 사이의 음의 상관 관계가 있음을 마이크로 모세관 모델 시스템을 사용하여 측정된 당화혈색소와 레벨 셀 변형성 인덱스 사이의 음의 상관 관계를 보고한다.We report a negative correlation between the measured hemoglobin concentration and the level of cell deformation index using a microcapillary model system, indicating that there is a negative correlation between measured erythrocyte membrane tremor and glycated hemoglobin.

도 11은 일 실시 예에 따른 정상 적혈구 및 당뇨환자 적혈구의 2D 막 높이 지도를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 일 실시 예에 따른 당뇨병 환자로부터 측정된 적혈구에 대한 세포막 떨림의 박스 그래프의 예를 나타낸다.11 is a view for explaining a 2D membrane height map of normal red blood cells and diabetic red blood cells according to one embodiment. 12 shows an example of a box graph of cell membrane tremor for erythrocytes measured from a diabetic patient according to one embodiment.

도 12를 참조하면, 측정된 당화혈색소가 증가하는 순서로 6명의 건강한 피험자 및 6명의 당뇨환자로부터 측정된 적혈구에 대한 세포막 떨림의 박스 그래프를 나타낸다. 박스는, 상위 및 하위 사분위(quartile)를 가진 중간 값이다. 각 박스의 그래프에 짧은 수평 라인과 오차 막대는 평균 값과 각각 개별 셀 측정(N = 대략. 각 그룹 당 40)의 표준 편차를 나타낸다.Referring to FIG. 12, a box graph of cell membrane tremor for erythrocytes measured from 6 healthy subjects and 6 diabetic patients in the order of increasing glycosylated hemoglobin is shown. The box is a median with upper and lower quartiles. The short horizontal line and the error bars on the graph of each box represent the mean value and the standard deviation of each individual cell measurement (N = about 40 per group).

도 13은 일 실시 예에 따른 건강한 정상 적혈구 및 당뇨환자 적혈구의 다양한 적혈구 파라미터를 설명하기 위한 도면이다. 13 is a view for explaining various erythrocyte parameters of healthy normal red blood cells and diabetic red blood cells according to one embodiment.

도 13을 참조하면, 건강한 적혈구 및 당뇨병 적혈구의 다양한 적혈구 파라미터들에 대한 산포도를 나타내는 것으로, 헤모글로빈 함량 대 세포 부피(a1 - a3), 세포막 떨림 대 세포 구형성(b1 - b3), 및 세포막 떨림 대 세포질 내 헤모글로빈 농도(c1 - c3)를 나타낸다. 13 shows the scattering of various erythrocyte parameters of healthy red blood cells and diabetic red blood cells. The hemoglobin content versus cell volume (a1 - a3), cell membrane morphology (b1 - b3) And the cytoplasmic hemoglobin concentration (c1 - c3).

이와 같이 개별 세포 단위셀 레벨에서 당뇨병 적혈구의 3D 형태학적, 생화학적, 및 기계적 성질을 정량적인 방법으로 동시 측정이 가능하다. 이전에 정량적 위상 이미징 기술을 이용하여 적혈구 당뇨병을 연구하였으나, 기존의 기술은 어떤 것도 종합적으로 이러한 파라미터들을 매개 변수를 측정할 수 없었다. 이전의 모든 작업은 생화학적 및 형태학적 정보는 서로 결합되어 2D 단계 촬상에 한정되어 있으며 검색될 수 없다. Thus, it is possible to quantitatively measure the 3D morphological, biochemical, and mechanical properties of diabetic red blood cells at the individual cell unit cell level. Previously, quantitative phase imaging technology was used to study red blood cell diabetes, but none of the existing techniques could comprehensively parameterize these parameters. All previous work combines biochemical and morphological information together and is limited to 2D-stage imaging and can not be retrieved.

이상과 같이, 3D 정량적 위상 영상을 이용하여 비침습적 방법으로 당뇨환자 병 적혈구(diabetic RBCs)의 광 특성화를 제시할 수 있다. 3D 굴절률 단층 촬영 및 2D 시계열 위상 이미지를 측정함으로써, 형태적(용적, 표면적 및 구형), 생화학적(헤모글로빈 농도 및 함량) 및 세포막의 기계적(세포막 떨림)) 파라미터를 정량적으로 개별 세포 단위에서 측정할 수 있다. 셀 레벨에서 검색할 수 있다. 개별 셀의 특성을 동시에 측정하는 기능을 통해, 검색된 적혈구(RBC) 파라미터에 대한 체계적인 상관 관계 분석 역시 수행할 수 있다. As described above, the optical characterization of diabetic RBCs in diabetic patients can be presented by a non-invasive method using 3D quantitative phase images. (Volume, surface area, and spherical), biochemical (hemoglobin concentration and content), and mechanical (cell membrane tremor) parameters of the cell membrane can be quantitatively measured in individual cell units by measuring the 3D refractive index tomography and 2D time- . You can search at the cell level. Systematic correlation analysis of retrieved RBC parameters can also be performed through the ability to simultaneously measure the characteristics of individual cells.

이 측정에서 당뇨병 환자는 건강한 지원자에 비해 감소된 세포 구형성과 높은 세포 내 헤모글로빈 농도와 함유량의 적혈구를 가지고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 당뇨병 적혈구의 세포막 탄성도(membrane deformability)는 막 변형성은 건강한 적혈구보다 훨씬 낮게 측정되었다. 건강한 적혈구는 적혈구 세포질에서 높은 당화 헤모글로빈과 감소된 세포 변형성 사이에 강한 상관 관계를 나타내는 반면, 당뇨병 적혈구는 상관 관계를 보이지 않는다. 또한, 정상 적혈구는 적혈구 세포질 내의 당화혈색소와 세포막 떨림 사이에 강한 음의 상관관계를 나타내지만, 당뇨환자의 적혈구는 그 정도가 덜하다. 이러한 측정에서 고혈당에 의한 적혈구의 헤모글로빈과 막 단백질의 당화가 당뇨병 환자에 있어서 적혈구의 탄성도(deformability)를 적혈구 변형성을 현저히 저하시키는 것으로 판단할 수 있다.
In this measure, diabetic patients have reduced cell spheroidicity and higher intracellular hemoglobin concentration and content of erythrocytes compared to healthy volunteers. In addition, the membrane deformability of diabetic red blood cells was measured to be much lower than that of healthy erythrocytes. Healthy red blood cells have a strong correlation between high glycosylated hemoglobin and reduced cellular deformation in red blood cell cytoplasm, whereas diabetic red blood cells have no correlation. In addition, normal red blood cells have a strong negative correlation between HbA1c and cell membrane tremor in red blood cell cytoplasm, but red blood cells in diabetic patients are less severe. In these measurements, the hemoglobin and membrane protein glycation by hyperglycemia can be judged as a significant reduction of erythrocyte deformability by the deformability of erythrocytes in diabetic patients.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the illustrative embodiments may be implemented within a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA) a programmable logic unit, a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing apparatus may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be embodyed temporarily. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI &gt; or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Therefore, other implementations, other embodiments and equivalents to the claims are within the scope of the following claims.

Claims (14)

혈액이 수용되거나 배치된 매질에 광원을 조사하는 단계;
상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정하는 단계; 및
측정된 상기 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하는 단계
를 포함하고,
상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정하는 단계는,
상기 혈액이 배치된 상기 매질을 투과한 투과 광이나 상기 매질을 투과하여 회절 또는 굴절된 회절 광 또는 굴절 광의 진동을 측정하거나 상기 혈액이 배치된 상기 매질에 반사된 반사 광의 진동을 측정하여 적혈구 세포막의 표면 진동을 확인하고,
상기 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하는 단계는,
상기 적혈구 세포막의 표면 진동에 따른 적혈구 내 당화혈색소 농도의 상관 관계를 이용하여 당화혈색소 농도를 측정함에 따라 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법.
Irradiating a light source to a medium in which blood is accommodated or placed;
Measuring intensity oscillation of light transmitted through or reflected from the medium; And
Determining the possibility of a diabetic patient by analyzing the magnitude of the measured intensity of the light according to a predetermined criterion
Lt; / RTI &gt;
The step of measuring the intensity oscillation of light transmitted through or reflected from the medium may include:
The vibration of the diffracted light or the refracted light transmitted through the medium in which the blood is disposed or diffracted or refracted through the medium is measured, or the vibration of the reflected light reflected on the medium in which the blood is disposed is measured, Check the surface vibration,
The step of determining the possibility of a diabetic patient by analyzing the intensity magnitude of the light according to a preset reference,
And measuring the glycosylated hemoglobin concentration using the correlation of the glycosylated hemoglobin concentration in erythrocytes according to the surface vibration of the erythrocyte membrane to determine the possibility of the diabetic patient.
제1항에 있어서,
매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계를 더 포함하고,
상기 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계는,
투명 슬라이드 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨리는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of placing a predetermined amount of blood on the medium,
Wherein the step of disposing a predetermined amount of blood on the medium comprises:
To drop a predetermined amount of blood on a transparent slide
And measuring the concentration of glycated hemoglobin using the optical characteristics of erythrocytes.
제1항에 있어서,
매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계를 더 포함하고,
상기 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계는,
미세 유체 채널(micro fluidic channel) 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨리는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of placing a predetermined amount of blood on the medium,
Wherein the step of disposing a predetermined amount of blood on the medium comprises:
Dropping a predetermined amount of blood on a microfluidic channel
And measuring the concentration of glycated hemoglobin using the optical characteristics of erythrocytes.
제1항에 있어서,
매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계를 더 포함하고,
상기 매질 상에 소정 양의 혈액을 배치하는 단계는,
종이 또는 중합체(polymer)로 이루어진 섬유 형상의(fibrous) 불균일한 매질 상에 소정 양의 혈액을 떨어뜨리는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of placing a predetermined amount of blood on the medium,
Wherein the step of disposing a predetermined amount of blood on the medium comprises:
Dropping a predetermined amount of blood on a fibrous non-uniform medium made of paper or polymer
And measuring the concentration of glycated hemoglobin using the optical characteristics of erythrocytes.
제1항에 있어서,
상기 매질에 광원을 조사하는 단계는,
비침습적 방법으로 혈액이 수용되거나 배치된 상기 매질을 향하여 상기 광원을 조사하는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of irradiating the medium with a light source comprises:
Irradiating the light source toward the medium in which the blood is received or placed in a non-invasive manner
And measuring the concentration of glycated hemoglobin using the optical characteristics of erythrocytes.
제1항에 있어서,
상기 매질에 광원을 조사하는 단계는,
상기 매질에 전반사 되도록 상기 광원을 조사하고,
상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정하는 단계는,
상기 매질의 하부에서 전반사가 발생됨에 따라 상기 매질의 상부에 배치된 상기 혈액에서 발생되는 산란 광의 진동을 측정하는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of irradiating the medium with a light source comprises:
Irradiating the light source to be totally reflected on the medium,
The step of measuring the intensity oscillation of light transmitted through or reflected from the medium may include:
And measuring the vibration of the scattered light generated in the blood arranged on the upper part of the medium as the total internal reflection is generated in the lower part of the medium
And measuring the concentration of glycated hemoglobin using the optical characteristics of erythrocytes.
혈액이 수용되거나 배치된 매질을 투과되도록 조사되는 광원; 및
상기 매질을 투과 또는 반사한 빛의 세기 진동을 측정하는 측정부
를 포함하고,
측정된 상기 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하며,
상기 측정부는,
상기 혈액이 배치된 상기 매질을 투과한 투과 광이나 상기 매질을 투과하여 회절 또는 굴절된 회절 광 또는 굴절 광의 진동을 측정하거나 상기 혈액이 배치된 상기 매질에 반사된 반사 광의 진동을 측정하여 적혈구 세포막의 표면 진동을 확인하고,
상기 적혈구 세포막의 표면 진동에 따른 적혈구 내 당화혈색소 농도의 상관 관계를 이용하여 당화혈색소 농도를 측정함에 따라 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치.
A light source which is irradiated so that blood is permeated through a medium accommodated or arranged; And
A measurement unit for measuring intensity vibration of light transmitted through or reflected from the medium,
Lt; / RTI &gt;
The magnitude of the measured intensity of the light is analyzed according to a predetermined standard to determine the possibility of a diabetic patient,
Wherein the measuring unit comprises:
The vibration of the diffracted light or the refracted light transmitted through the medium in which the blood is disposed or diffracted or refracted through the medium is measured, or the vibration of the reflected light reflected on the medium in which the blood is disposed is measured, Check the surface vibration,
And determining the possibility of a diabetic patient by measuring the glycated hemoglobin concentration using the correlation of the glycated hemoglobin concentration in the red blood cell with the surface vibration of the erythrocyte cell membrane.
제7항에 있어서,
상기 매질은,
소정 양의 혈액을 떨어뜨린 투명 슬라이드인 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the medium comprises:
A transparent slide with a predetermined amount of blood dropped
Wherein the hemoglobin concentration is measured using the optical characteristics of red blood cells.
제7항에 있어서,
상기 매질은,
소정 양의 혈액을 떨어뜨린 미세 유체 채널(micro fluidic channel)인 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the medium comprises:
Being a microfluidic channel that has dropped a predetermined amount of blood
Wherein the hemoglobin concentration is measured using the optical characteristics of red blood cells.
제7항에 있어서,
상기 매질은,
소정 양의 혈액을 떨어뜨린 종이 또는 중합체(polymer)로 이루어진 섬유 형상의(fibrous) 불균일한 매질인 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the medium comprises:
A fibrous nonuniform medium consisting of a paper or polymer dropped a predetermined amount of blood
Wherein the hemoglobin concentration is measured using the optical characteristics of red blood cells.
제7항에 있어서,
판별부를 더 포함하고,
상기 판별부는,
측정된 상기 빛의 세기 진동의 크기를 기설정된 기준에 따라 분석하여 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하되, 상기 적혈구 세포막의 표면 진동에 따른 적혈구 내 당화혈색소 농도의 상관 관계를 이용하여 당화혈색소 농도를 측정함에 따라 당뇨병 환자 가능성 여부를 판별하는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치.
8. The method of claim 7,
Further comprising a determination unit,
Wherein,
The measured intensity of the intensity of light is analyzed according to a predetermined standard to determine the possibility of a diabetic patient and the concentration of glycated hemoglobin is measured using the correlation of the concentration of glycosylated hemoglobin in erythrocytes according to the surface vibration of the erythrocyte membrane To determine the likelihood of a diabetic patient
Wherein the hemoglobin concentration is measured using the optical characteristics of red blood cells.
제7항에 있어서,
상기 광원은,
비침습적 방법으로 혈액이 수용되거나 배치된 상기 매질을 향하여 조사되는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치.
8. The method of claim 7,
The light source includes:
Being irradiated towards the medium in which the blood is received or placed in a non-invasive manner
Wherein the hemoglobin concentration is measured using the optical characteristics of red blood cells.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 광원은,
상기 매질에 전반사 되도록 조사되고,
상기 측정부는,
상기 매질의 하부에서 전반사가 발생함에 따라 상기 매질의 상부에 배치된 상기 혈액에서 발생하는 산란 광의 진동을 측정하는 것
을 특징으로 하는 적혈구의 광 특성을 이용한 당화혈색소 농도 측정 장치.
8. The method of claim 7,
The light source includes:
Irradiated to be totally reflected on the medium,
Wherein the measuring unit comprises:
And measuring the vibration of the scattered light generated in the blood arranged on the upper part of the medium as total reflection occurs in the lower part of the medium
Wherein the hemoglobin concentration is measured using the optical characteristics of red blood cells.
KR1020160149756A 2016-11-10 2016-11-10 Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell KR101885964B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160149756A KR101885964B1 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160149756A KR101885964B1 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180052824A KR20180052824A (en) 2018-05-21
KR101885964B1 true KR101885964B1 (en) 2018-08-07

Family

ID=62453214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160149756A KR101885964B1 (en) 2016-11-10 2016-11-10 Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101885964B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102104654B1 (en) 2019-10-08 2020-04-24 주식회사 레오바이오 Apparatus and method for measuring glycated hemoglobin using a rotation means
KR102218341B1 (en) 2020-07-07 2021-02-23 주식회사 레오바이오 Cartridge for measuring glycated hemoglobin
KR20210092969A (en) 2020-01-17 2021-07-27 경북대학교 산학협력단 Noninvasive-type monitoring sensor system for measuring blood glucose using two wavelength raman scattering
US11747348B2 (en) 2021-09-29 2023-09-05 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring glycation of red blood cells and glycated hemoglobin level using physical and electrical characteristics of cells, and related methods
US11852577B2 (en) 2021-09-29 2023-12-26 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring properties of particles in a solution and related methods
US12025548B2 (en) 2021-09-29 2024-07-02 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring properties of particles in a solution and related methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007075237A (en) 2005-09-13 2007-03-29 Shibuya Kogyo Co Ltd Component inspection method and apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042948A (en) * 2001-08-03 2003-02-13 Univ Waseda Instrument for measuring glucose concentration
KR20030032809A (en) * 2001-10-17 2003-04-26 장준근 Apparatus for diagnosing disease by detecting properties of red blood cells and diagnosing method thereof
JP2016510418A (en) * 2013-02-18 2016-04-07 セラノス, インコーポレイテッド System and method for multiplex analysis
KR102390874B1 (en) * 2014-10-29 2022-04-26 삼성전자주식회사 Glucose measure apparatus and method of measuring glucose thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007075237A (en) 2005-09-13 2007-03-29 Shibuya Kogyo Co Ltd Component inspection method and apparatus

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102104654B1 (en) 2019-10-08 2020-04-24 주식회사 레오바이오 Apparatus and method for measuring glycated hemoglobin using a rotation means
KR20210092969A (en) 2020-01-17 2021-07-27 경북대학교 산학협력단 Noninvasive-type monitoring sensor system for measuring blood glucose using two wavelength raman scattering
KR102218341B1 (en) 2020-07-07 2021-02-23 주식회사 레오바이오 Cartridge for measuring glycated hemoglobin
KR102281500B1 (en) 2020-07-07 2021-07-27 주식회사 레오바이오 Cartridge for measuring glycated hemoglobin
US11747348B2 (en) 2021-09-29 2023-09-05 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring glycation of red blood cells and glycated hemoglobin level using physical and electrical characteristics of cells, and related methods
US11852577B2 (en) 2021-09-29 2023-12-26 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring properties of particles in a solution and related methods
US12013404B2 (en) 2021-09-29 2024-06-18 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring glycation of red blood cells and glycated hemoglobin level using physical and electrical characteristics of cells, and related methods
US12019082B2 (en) 2021-09-29 2024-06-25 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring glycation of red blood cells and glycated hemoglobin level using physical and electrical characteristics of cells, and related methods
US12025548B2 (en) 2021-09-29 2024-07-02 Orange Biomed Ltd., Co. Apparatus for measuring properties of particles in a solution and related methods

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180052824A (en) 2018-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101885964B1 (en) Method and Apparatus for Measuring the level of HbA1c Using Optical Properties of Red Blood Cell
US8778687B2 (en) Method and apparatus for determining the hematocrit of a blood sample utilizing the intrinsic pigmentation of hemoglobin contained within the red blood cells
JP5711800B2 (en) Method and apparatus for determining the red blood cell index of a blood sample using the inherent dye of hemoglobin contained in red blood cells
US8781203B2 (en) Method and apparatus for determining at least one hemoglobin related parameter of a whole blood sample
US8837803B2 (en) Method and apparatus for determining mean cell volume of red blood cells
JP5184697B2 (en) Method and apparatus for detecting and counting platelets individually and as aggregates
US20170059588A1 (en) Method and apparatus for determining hemoglobin based parameters in an unlysed blood sample
US20210364421A1 (en) Method and apparatus for determining markers of health by analysis of blood
US9494604B2 (en) Device for characterizing the coagulation or sedimentation dynamics of a fluid such as blood or blood plasma
US8268244B2 (en) Apparatus to characterize blood and red blood cells via erythrocyte membrane fragility quantification
SE530896C2 (en) Device for determining a blood hemoglobin concentration

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant