KR101989310B1 - 바이오 측정 장치 및 이를 포함하는 바이오 장치 - Google Patents
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Abstract
바이오 측정 장치가 개시된다. 바이오 측정 장치는 제1 투과창이 형성된 제1 플레이트, 제1 플레이트 상에 배치되고 제1 투과창과 이격되게 배치된 전극 구조물, 전극 구조물과 제1 플레이트의 상부에 배치되고 전극 구조물의 일부분 및 제1 투과창을 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 챔버 플레이트, 챔버 플레이트 상부에 배치되고 제1 투과창과 마주보는 제2 투과창을 구비하는 제2 플레이트, 제2 투과창 상부에 배치되고 광을 조사하는 발광부 및 제1 투과창 하부에 배치되고 발광부로부터 조사된 광 중 혈액 시료를 통과한 광을 수용하는 수광부를 구비한다.
Description
본 발명은 혈액 시료로부터 건강 정보를 측정할 수 있는 바이오 측정 장치 및 이를 포함하는 바이오 장치에 관한 것으로, 주로 소형 현장 진단 장비에 적용 된다.
현장 진단 장비는 환자의 바로 옆 혹은 가까운 장소에서 사용되는 장비들로, 기존의 연구 장비 혹은 자동화 장비들에 비해 빠른 측정을 가능하게 하여, 환자의 진단 및 그에 따른 처방으로까지 이어지는 시간, 즉 TAT(Turn around time)을 줄여 준다는 장점을 갖는다. 이러한 현장 진단 장비들 중 그 기능을 더욱 전문화하고 크기 및 단가를 줄인 것들을 소형 현장 진단 장비라 하며, 대표적인 것으로 개인용 혈당 측정기가 있다. 소형 현장 진단 장비는 사용 및 휴대가 간편하고 다른 장비들보다 훨씬 저렴한 측정비용을 요구한다는 장점을 갖는다. 이러한 장점은 유 헬스 케어의 발달 및 점차 소형화 되어가는 의료 체계에 알맞다고 할 수 있다.
이러한 현장 진단 장비가 사용되는 분야 중의 하나가 빈혈 진단이다. 빈혈은 적혈구 형태에 따라 대구빈혈, 정구정색소빈혈, 그리고 소구저색소 빈혈로 구분하며, 이를 위해서는 평균 적혈구 용적(mean corpuscular volume, MCV)과 평균 적혈구혈색소 농도(mean corpuscular hemoglobin concentration, MCHC) 수치의 측정이 필요하다. 평균 적혈구 용적 및 평균 적혈구혈색소 농도는 계산 수치로 이들의 계산을 위해서는 혈중 적혈구 농도, 헤마토크릿, 혈중 헤모글로빈 농도 수치를 측정해야 한다.
하지만 종래의 소형 빈혈 진단용 현장 진단 장비는 단순한 빈혈의 여부만을 판단할 뿐 빈혈의 종류를 판단할 수 없으며 그 결과 환자 및 의사로 하여금 추가적인 혈액 검사를 하게 만든다. 현장 진단 장비의 가장 큰 장점은 병증의 진단 및 그를 위한 치료 시간, TAT,를 감소시킨다는 것이지만 현존하는 빈혈 진단용 소형 현장 진단 장비들은 헤모글로빈의 농도 또는 헤마토크릿만을 측정하여 빈혈의 유무만을 판단할 수 있을 뿐이며, 이들 두 수치를 동시에 측정하는 것은 존재하지 않는다. 또한 임신부 및 제2형 당뇨병 환자를 대상으로 하는 빈혈 및 혈당 측정을 동시에 측정하는 소형 현장 진단 장비 역시 존재하지 않는다.
본 발명은 종래의 빈혈 측정용 소형 현장 진단 장비가 가진 단점을 보완하고자, 헤마토크릿 및 헤모글로빈 농도 수치를 복합적으로 측정하고, 혈당 농도를 추가로 측정 가능한 바이오 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 목적은 가임기의 여성 및 미성년 빈혈 환자를 대상으로 헤마토크릿, 헤모글로빈 농도를 동시에 측정하여 빈혈의 종류를 판단하는데 도움을 제공하고, 임신부 및 2형 당뇨 환자를 대상으로 빈혈의 정도 및 혈당 수치를 동시에 측정하도록 하여 대상자들에게 신속한 병의 진단 및 치료를 위한 정보를 제공하는 바이오 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 바이오 측정 장치를 포함하는 바이오 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치는 광이 투과될 수 있는 제1 투과창이 형성된 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트 상에 배치되고, 상기 제1 투과창과 이격되게 배치된 전극 구조물; 상기 전극 구조물과 상기 제1 플레이트의 상부에 배치되고, 혈액 시료가 주입되는 상기 제1 플레이트의 제1 모서리에 대응하는 제5 모서리로부터 이와 마주보는 제6 모서리 방향으로 연장되어 상기 전극 구조물의 일부분 및 상기 제1 투과창을 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 챔버 플레이트; 상기 챔버 플레이트 상부에 배치되고, 상기 제1 투과창과 마주보는 제2 투과창을 구비하는 제2 플레이트; 상기 제2 투과창 상부에 배치되고, 상기 제2 투과창 방향으로 광을 조사하는 발광부; 및 상기 제1 투과창 하부에 배치되고, 상기 발광부로부터 조사된 광 중 혈액 시료를 통과한 광을 수용하는 수광부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전극 구조물은 제1 작동 전압이 인가되는 제1 작동 전극 및 상기 제1 작동 전극에 평행하게 배치된 제1 보조전극을 구비하는 제1 전극 구조물을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 전극 구조물은 제2 작동 전극, 상기 제2 작동 전극과 인접하게 배치된 제2 보조 전극 및 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 중 하나 이상을 피복하고 전자전달 매개체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층을 구비하는 제2 전극 구조물을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 전극 구조물은 상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에 배치되고 제1 작동 전압이 인가되는 제1 작동 전극 및 상기 제1 작동 전극과 상기 제1 투과창 사이에서 상기 제1 작동 전극에 평행하게 배치된 제1 보조전극을 구비하는 제1 전극 구조물; 및 상기 제1 투과창을 사이에 두고 상기 제1 작동 전극과 평행하게 배치된 제2 작동 전극, 상기 제2 작동 전극과 인접하게 배치된 제2 보조 전극 및 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 중 하나 이상을 피복하고 전자전달 매개체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층을 구비하는 제2 전극 구조물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 바이오 측정 장치는 상기 전극 구조물과 상기 챔버 플레이트 사이에 배치되고, 상기 제1 개구부에 대응하는 제2 개구부를 구비하며, 상기 전극 구조물의 적어도 일부분을 피복하도록 배치되어 상기 챔버 플레이트와 상기 전극 구조물들 사이로 상기 혈액 시료가 누설되는 것을 방지하는 밀봉막을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 밀봉막은 절연성 고분자 물질로 형성되고, 상기 챔버 플레이트보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 작동 전극은 상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에서 상기 혈액 시료가 주입되는 방향과 수직한 방향으로 연장된 제1 전극부 및 상기 제1 전극부의 제1 단부로부터 절곡되어 연장된 제2 전극부를 포함할 수 있고, 상기 제2 작동 전극은 상기 제1 투과창을 사이에 두고 상기 제1 전극부와 평행하게 배치된 제5 전극부 및 상기 제5 전극부의 제1 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제2 전극부와 이격된 제6 전극부를 포함할 수 있으며, 상기 제1 플레이트는 상기 제2 전극부와 상기 제6 전극부 사이에서 연장되고, 상기 제1 플레이트의 상부면으로부터 돌출된 제1 차단 격벽을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 보조 전극은 상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에서 상기 제1 전극부와 평행하게 배치된 제3 전극부 및 상기 제3 전극부의 제2 단부로부터 절곡되어 연장된 제4 전극부를 포함할 수 있고, 상기 제2 보조 전극은 상기 제5 전극부와 인접하고 이와 평행하게 배치된 제7 전극부 및 상기 제7 전극부의 제2 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제4 전극부와 이격된 제8 전극부를 포함할 수 있으며, 상기 제1 플레이트는 상기 제4 전극부와 상기 제8 전극부 사이에서 연장되고, 상기 제1 플레이트의 상부면으로부터 돌출된 제2 차단 격벽을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 차단 격벽의 높이는 상기 제2 전극부 및 상기 제6 전극부의 두께와 동일하거나 이보다 작을 수 있고, 상기 제2 차단 격벽의 높이는 상기 제4 전극부 및 상기 제8 전극부의 두께와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광부는 녹색 파장의 광을 생성하는 녹색 광원 및 적외선 파장의 광을 생성하는 적외선 광원을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 플레이트의 상부면과 하부면 중 하나 이상 그리고 상기 제2 플레이트의 상부면과 하부면 중 하나 이상에는 반사방지막이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오 장치는 혈액 시료의 헤마토크릿, 헤모글로빈 농도 및 혈당농도에 대한 정보들을 각각 포함하는 제1 내지 제3 전기적 신호들을 생성하는 바이오 측정 장치; 상기 제1 내지 제3 전기적 신호들을 수신하여 상기 헤마토크릿에 대한 정보, 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 생성하는 프로세서부; 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 제공받고, 이들을 기초로 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성하는 빈혈종류 분석부; 및 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 제공받고, 상기 헤마토크릿에 대한 정보를 이용하여 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 보정하여 상기 혈당농도에 대한 수정 정보를 생성하는 혈당농도 측정값 보정부를 포함하는 제어부; 및 상기 혈액 시료에 대해 상기 제어부에 의해 생성된 상기 헤마토크릿에 대한 정보, 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보, 상기 혈당농도에 대한 수정 정보 및 상기 빈혈 종류에 대한 정보 중 하나 이상을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 빈혈종류 분석부는 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보로부터 하기 수식 1을 이용하여 산출한 MCHC 값을 기초로 상기 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성할 수 있다.
[수식 1]
상기 수식 1에서, Hb는 혈액 시료 내의 헤모글로빈 농도를 나타내고, Hct는 헤마토크릿을 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 상기 바이오 측정 장치는 광이 투과될 수 있는 제1 투과창이 형성된 제1 플레이트; 상기 제1 플레이트 상에서 상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에 배치되고 제1 작동 전압이 인가되는 제1 작동 전극 및 상기 제1 작동 전극과 상기 제1 투과창 사이에서 상기 제1 작동 전극에 평행하게 배치된 제1 보조전극을 포함하는 제1 전극 구조물; 상기 제1 플레이트 상에서 상기 제1 투과창을 사이에 두고 상기 제1 작동 전극과 평행하게 배치된 제2 작동 전극, 상기 제2 작동 전극과 인접하게 배치된 제2 보조 전극 및 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 중 하나 이상을 피복하고 전자전달 매개체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층을 포함하는 제2 전극 구조물; 상기 제1 및 제2 전극 구조물 상부에 배치되고, 상기 제1 플레이트의 제1 모서리에 대응하는 제1 모서리로부터 이와 마주보는 제2 모서리 방향으로 연장되어 상기 제1 및 제2 작동 전극, 상기 제1 및 제2 보조 전극 그리고 상기 제1 투과창을 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 챔버 플레이트; 상기 챔버 플레이트 상부에 배치되고, 상기 제1 투과창과 마주보는 제2 투과창을 구비하는 제2 플레이트; 상기 제2 투과창 상부에 배치되고, 상기 제2 투과창 방향으로 광을 조사하는 발광부; 및 상기 제1 투과창 하부에 배치되고, 상기 발광부로부터 조사된 광 중 혈액 시료를 통과한 광을 수용하는 수광부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 전기적 신호는 상기 혈액 시료에 의해 발생되는 상기 제1 작동 전극과 상기 제1 보조 전극 사이의 전류값을 포함할 수 있고, 상기 제2 전기적 신호는 상기 수광부에 의해 측정된 상기 혈액 시료를 통과한 광량값을 포함할 수 있으며, 상기 제3 전기적 신호는 상기 혈액 시료에 의해 발생되는 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 사이의 전류값을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 바이오 측정 장치로부터 상기 제3 전기적 신호를 수신하는 경우, 상기 발광부가 상기 혈액 시료에 광을 조사하도록 상기 발광부의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오 장치는 혈액 시료의 헤마토크릿에 대한 정보를 포함하는 제1 전기적 신호 및 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 포함하는 제2 전기적 신호를 생성하는 바이오 측정 장치; 상기 제1 및 제2 전기적 신호들을 수신하여 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보에 대한 원시 정보를 생성하는 프로세서부; 및 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 제공받고, 이들을 기초로 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성하는 빈혈종류 분석부를 포함하는 제어부; 및 상기 혈액 시료에 대해 상기 제어부에 의해 생성된 상기 헤마토크릿에 대한 정보, 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보 및 상기 빈혈 종류에 대한 정보 중 하나 이상을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오 장치는 혈액 시료의 헤마토크릿에 대한 정보를 포함하는 제1 전기적 신호 및 혈당농도에 대한 정보를 포함하는 제2 전기적 신호들을 생성하는 바이오 측정 장치; 상기 제1 및 제2 전기적 신호들을 수신하여 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 생성하는 프로세서부; 및 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 제공받고, 상기 헤마토크릿에 대한 정보를 이용하여 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 보정하여 상기 혈당농도에 대한 수정 정보를 생성하는 혈당농도 측정값 보정부를 포함하는 제어부; 및 상기 혈액 시료에 대해 상기 제어부에 의해 생성된 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 수정 정보 중 하나 이상을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바이오 장치에 따르면, 상기 제어부가 헤마토크릿 측정부에서 측정된 헤마토크릿 정보를 이용하여 혈당농도 측정부에서 측정된 혈당농도 정보를 보정하는 혈당농도 측정값 보정부를 포함하므로 혈액 시료로부터 정확한 혈당농도를 측정할 수 있다. 또한, 상기 제어부가 헤마토크릿 측정부에서 측정된 헤마토크릿 정보와 헤모글로빈 농도 측정부에서 측정된 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 이용하여 빈혈의 종류를 분석하는 빈혈 종류 분석부를 포함하므로, 사용자에게 보다 구체적이고 정확한 건강 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바이오 측정 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 제1 플레이트의 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바이오 측정 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 제1 플레이트의 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에서 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되고 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 바이오 측정 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치(100)는 제1 플레이트(110), 제1 전극 구조물(120), 제2 전극 구조물(130), 챔버 플레이트(140) 및 제2 플레이트(150)를 포함할 수 있다.
상기 제1 플레이트(110)는 편평한 상부면 및 하부면을 구비하는 플레이트 형태일 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 고분자 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 플레이트(110)의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 설명의 편의를 위해, 하기에서는 직사각형 형상을 갖는 제1 플레이트(110)를 예로 들어 설명한다. 즉, 상기 제1 플레이트(110)는 혈액 시료가 주입되는 주입구(153a)가 형성되는 제1 모서리, 상기 제1 모서리와 마주보는 제2 모서리, 그리고 상기 제1 및 제2 모서리의 단부들을 연결하는 제3 모서리 및 제4 모서리를 갖는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 플레이트(110)는 광이 투과될 수 있는 제1 투과창(111)을 구비할 수 있고, 상기 제1 투과창(111)은 상기 제1 모서리로부터 상기 제2 모서리 방향으로 소정 간격 이격된 위치에 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 발광부(170)에 의해 조사된 광 또는 외부광이 상기 제1 투과창(111)을 제외한 상기 제1 플레이트(110)의 하부면에서 반사되어 입사광과 간섭되는 것을 최소화하기 위해, 상기 제1 플레이트(110)의 하부면에는 반사방지막(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 반사방지막의 재료 또는 구조는 특별히 제한되지 않고, 공지의 반사방지 재료 및 구조가 제한 없이 적용될 수 있다. 한편, 상기 바이오 측정 장치(100) 내부에서의 반사에 의한 광의 간섭을 최소화시키기 위해, 상기 제1 플레이트(110)의 상부면에도 상기 반사방지막이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극 구조물(120) 및 상기 제2 전극 구조물(130)은 상기 제1 플레이트(110)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극 구조물(120, 130)의 소재는 전기 전도성 물질이라면 특별히 제한되지 않고, 그 형성 방법 또한 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 상기 제1 및 제2 전극 구조물(120, 130)은 도전성 박막을 상기 제1 플레이트(110)의 상부면에 접착함으로써 형성될 수도 있고, 도전성 물질의 증착, 프린팅 등의 방법으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 전극 구조물(120)은 제1 작동 전극(121) 및 제1 보조 전극(122)을 포함할 수 있고, 전기적 방법을 통해 공급된 혈액 시료 내에서 적혈구가 차지하는 용적률인 헤마토크릿을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 작동 전극(121)은 상기 제1 플레이트(110)의 제1 모서리와 상기 제1 투과창(111) 사이에서 상기 혈액 시료가 주입되는 방향과 수직한 방향으로 연장된 제1 전극부(121a) 및 상기 제1 전극부(121a)의 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제1 플레이트(110)의 상기 제3 모서리를 따라 상기 제2 모서리까지 연장된 제2 전극부(121b)를 포함할 수 있다.
상기 제1 보조 전극(122)은 상기 제1 전극부(121a)와 소정 간격 이격된 상태에서 평행하게 배치된 제3 전극부(122a) 및 상기 제3 전극부(122a)의 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제1 플레이트(110)의 상기 제4 모서리를 따라 상기 제2 모서리까지 연장된 제4 전극부(122b)를 포함할 수 있다.
상기 헤마토크릿을 측정하기 위하여, 상기 제1 작동 전극(121)에는 제1 작동 전압이 인가될 수 있고, 상기 제1 보조 전극(122)은 접지될 수 있다. 이 경우, 상기 혈액 시료가 상기 제1 작동 전극(121)의 제1 전극부(121a)와 상기 제1 보조 전극(122)의 제3 전극부(122a)에 접촉하는 경우, 상기 제1 작동 전극(121)과 상기 제1 보조 전극(122) 사이에 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류를 측정함으로써 상기 혈액 시료의 헤마토크릿을 측정할 수 있다. 일반적으로, 혈액 성분들 중 적혈구가 가장 높은 임피던스 값을 가지므로, 혈액 시료들에 포함된 적혈구 용적률이 높을수록 해당 혈액 시료의 임피던스 값이 증가한다. 따라서, 상기 제1 작동 전압에 대해, 상기 혈액 시료에 의해 야기되는 상기 제1 작동 전극(121)과 상기 제1 보조 전극(122) 사이의 전류값 또는 전압값을 측정하면, 상기 혈액 시료의 헤마토크릿을 측정할 수 있다.
상기 제2 전극 구조물(130)은 제2 작동 전극(131) 및 제2 보조 전극(132)을 포함할 수 있고, 전기화학적 방법을 통해 상기 혈액 시료의 혈당농도를 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 작동 전극(131)은 상기 제1 플레이트(110)의 제1 투과창(111)을 사이에 두고 상기 제1 작동 전극(121)의 제1 전극부(121a)와 평행하게 배치된 제5 전극부(131a) 및 상기 제5 전극부(131a)의 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제1 작동 전극(121)의 제2 전극부(121b)와 소정 간격 이격되게 연장되는 제6 전극부(131b)를 포함할 수 있다.
상기 제2 보조 전극(132)은 상기 제2 작동 전극(131)의 제5 전극부(131a)와 인접한 위치에서 이와 평행하게 배치된 제7 전극부(132a) 및 상기 제7 전극부(132a)의 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제1 보조 전극(122)의 제4 전극부(122b)와 소정 간격 이격되게 연장되는 제8 전극부(132b)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 작동 전극(131)의 제5 전극부(131a)와 상기 제2 보조 전극(132)의 제7 전극부(132a) 중 하나 이상에는 전자전달 매체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 당산화 효소는 상기 혈액 시료 내의 포도당을 글루콘산으로 산화시키면서 상기 전자전달 매체를 환원시킬 수 있다.
상기 전자전달 매체 및 당산화 효소로는 공지의 물질이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 전자전달 매체로는 염화헥사아민루세늄(Ⅲ)(hexaammineruthenium(Ⅲ)chloride), 포타슘페리시아나이드(potassium ferricyanide), 포타슘페로시아나이드(potassium ferrocyanide), 디메틸페로센(dimethylferrocene(DMF)), 페리시니움(ferricinium), 페로센모노카르복실산(ferocene monocarboxylic acid(FCOOH)), 7,7,8,8,-테트라시아노퀴노디메탄(7,7,8,8-tetracyanoquino-dimethane(TCNQ)), 테트라티아풀발렌(tetrathia fulvalene(TTF)), 니켈로센(nickelocene(Nc)), N-메틸아시디니움(N-methyl acidinium(NMA+)), 테트라티아테트라센(tetrathiatetracene(TTT)), N-메틸페나지니움(N-methylphenazinium (NMP+)), 하이드로퀴논(hydroquinone), 3-디메틸아미노벤조산(3-dimethylaminobenzoic acid(MBTHDMAB)), 3-메틸-2-벤조티오조리논하이드라존(3-methyl-2-benzothiozolinone hydrazone), 2-메톡시-4-알릴페놀(2-methoxy-4-allylphenol), 4-아미노안티피린(4-aminoantipyrin(AAP)), 디메틸아닐린(dimethylaniline), 4-아미노안티피렌(4-aminoantipyrene), 4-메톡시나프톨(4-methoxynaphthol), 3,3',5,5'-테트라메틸벤지딘(3,3',5,5'-tetramethyl benzidine(TMB)), 2,2-아지노-디-[3-에틸-벤즈티아졸린 술포네이트] (2,2-azino- di-[3-ethyl-benzthiazoline sulfonate]), o-디아니지딘(odianisidine), o-톨루이딘(o-toluidine), 2,4-디클로로페놀(2,4-dichlorophenol), 4-아미노페나존(4-amino phenazone), 벤지딘(benzidine), 프루시안 블루(prussian blue), 바이피리딘-오스뮴 복합체 화합물 등이 사용될 수 있고, 상기 당산화 효소로는 플라빈아데닌디뉴클레오티드-글루코스탈수소효소(flavin adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase, FAD-GDH), 니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드-글루코스탈수소효소(nicotinamide adenine dinucleotide-glucose dehydrogenase, NAD-GDH), 파이롤로퀴놀린 퀴논-글루코스탈수소효소(Pyrroloquinoline quinone-glucose dehydrogenase, PQQ-GDH), 당산화효소(glucose oxidase; GOx) 등이 사용될 수 있다.
상기와 같은 시약층에 의해, 상기 혈액 시료가 상기 제2 작동 전극(131)에 접촉하는 경우, 상기 제2 작동 전극(131)에는 상기 전자전달 매체에 의한 발생된 산화전위가 발생된다. 그 결과, 상기 혈액 시료가 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132)에 동시에 접촉하는 경우, 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132) 사이에 상기 혈액 시료의 산화에 발생된 전위에 의해 발생되는 전류가 흐르게 된다. 따라서, 상기와 같은 산화환원 반응에 의해 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132) 사이에 흐르는 전류값을 측정하면, 상기 혈액 시료 내에 포함된 혈당농도를 측정할 수 있다.
상기 챔버 플레이트(140)는 상기 제1 및 제2 전극 구조물(120, 130)이 배치된 상기 제1 플레이트(110) 상부에 배치될 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 고분자 물질로 형성될 수 있다.
상기 챔버 플레이트(140)는 상기 제1 플레이트(110) 및 상기 제2 플레이트(150)와 함께 상기 혈액 시료가 주입되는 공간을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 챔버 플레이트(140)는 상기 제1 플레이트(110)의 제1 모서리와 동일한 폭을 갖고 상기 제1 플레이트(110)의 제1 모서리와 중첩하는 제5 모서리, 상기 제5 모서리와 마주보고 이격된 제6 모서리 및 상기 제5 모서리와 상기 제6 모서리의 양쪽 단부를 연결하는 제7 및 제8 모서리를 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있고, 상기 혈액 시료가 주입되는 상기 제5 모서리로부터 상기 제6 모서리 방향으로 길게 형성된 제1 개구부(141)를 포함할 수 있다. 상기 제1 개구부(141)는 상기 제1 작동 전극(121)의 제1 전극부(121a), 상기 제1 보조 전극(122)의 제3 전극부(122a), 상기 제1 플레이트(110)의 제1 투과창(111), 상기 제2 작동 전극(131)의 제5 전극부(131a) 및 상기 제2 보조 전극(132)의 제7 전극부(132a)를 노출시킬 수 있다.
상기 챔버 플레이트(140)의 두께 및 상기 제1 개구부(141)의 폭은 특별히 제한되지 않지만, 모세관 현상을 통해 상기 혈액 시료가 상기 제1 개구부(141) 내부로 주입될 수 있을 정도의 두께 및 폭으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 혈액 시료가 상기 제1 개구부(141) 내부로 주입되기 위해, 상기 챔버 플레이트(140)의 두께는 상기 제1 및 제2 전극 구조물(120, 130)의 두께보다 클 수 있다.
상기 제2 플레이트(150)는 상기 챔버 플레이트(140) 상부에 배치될 수 있고, 앞에서 설명한 바와 같이 상기 제1 플레이트(110) 및 상기 챔버 플레이트(140)와 함께 상기 혈액 시료가 주입되는 공간을 형성할 수 있다.
상기 제2 플레이트(150)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 고분자 물질로 형성될 수 있고, 편평한 상부면 및 하부면을 구비하는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제2 플레이트(150)는 상기 제1 플레이트(110)의 제1 모서리와 동일한 폭을 갖고 상기 제1 플레이트(110)의 제1 모서리와 중첩하는 제9 모서리, 상기 제9 모서리와 마주보고 이격된 제10 모서리 및 상기 제9 모서리와 상기 제10 모서리의 양쪽 단부를 연결하는 제11 및 제12 모서리를 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 플레이트(150)는 상기 제1 플레이트(110)의 제1 투과창(111)과 마주보고 광이 투과될 수 있는 제2 투과창(151) 및 상기 혈액 시료가 주입되는 공간으로부터 공기를 배출하기 위한 배출구(152)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 플레이트(150)는 상기 제9 모서리로부터 상기 챔버 플레이트(140)의 제1 개구부(141)를 따라 일정한 길이만큼 상기 혈액 시료 주입 공간을 노출시키는 투명창(153)이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 발광부(170)에 의해 조사된 광 또는 외부광이 상기 제2 투과창(151)을 제외한 상기 제2 플레이트(150)의 상부면에서 반사되어 입사광과 간섭되는 것을 최소화하기 위해, 상기 제2 플레이트(150)의 상부면에는 반사방지막(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 반사방지막의 재료 또는 구조는 특별히 제한되지 않고, 공지의 반사방지 재료 및 구조가 제한 없이 적용될 수 있다. 한편, 상기 바이오 측정 장치(100) 내부에서의 반사에 의한 광의 간섭을 최소화시키기 위해, 상기 제2 플레이트(150)의 하부면에도 상기 반사방지막이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치(100)는 상기 챔버 플레이트(140)와 상기 제1 및 제2 전극 구조물(120, 130) 사이에서 상기 제1 및 제2 작동 전극(121, 131) 그리고 상기 제1 및 제2 보조 전극(122, 132)의 적어도 일부분을 피복하도록 배치되고, 절연성 고분자 물질로 형성되며, 상기 챔버 플레이트(140)보다 얇은 두께를 갖는 밀봉막(160)을 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉막(160)은 상기 챔버 플레이트(140)와 상기 제1 및 제2 전극 구조물(120, 130) 사이의 공간을 통해 혈액 시료가 누설됨으로써, 누설된 혈액 시료를 통해 상기 제1 작동 전극(121)과 상기 제2 작동 전극(131)이 전기적으로 연결되거나 상기 제1 보조 전극(122)과 상기 제2 보조 전극(132)이 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 밀봉막(160)은 상기 챔버 플레이트(140)의 제1 개구부(141)에 대응하는 제2 개구부(161)를 포함할 수 있다. 상기 제2 개구부(161)는 상기 제1 작동 전극(121)의 제1 전극부(121a), 상기 제1 보조 전극(122)의 제3 전극부(122a), 상기 제1 플레이트(110)의 제1 투과창(111), 상기 제2 작동 전극(131)의 제5 전극부(131a) 및 상기 제2 보조 전극(132)의 제7 전극부(132a)를 노출시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치(100)는 상기 제2 플레이트(150)의 상기 제2 투과창(151) 상부에 위치하여 상기 제2 투과창(151)을 통해 상기 혈액 시료에 광을 조사하거나 상기 제1 플레이트(110)의 상기 제1 투과창(111) 하부에 위치하여 상기 제1 투과창(111)을 통해 상기 혈액 시료에 광을 조사하는 발광부(170) 및 상기 제1 플레이트(110)의 상기 제1 투과창(111) 및 상기 제2 플레이트(150)의 상기 제2 투과창(151)을 사이에 두고 상기 발광부(170)와 대향하도록 배치되고, 상기 발광부(170)에 의해 조사된 광 중 상기 혈액 시료를 통과한 후 공급되는 광을 수용하여 수용된 광량에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 수광부(180)를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치(100)는 상기 발광부(170) 및 상기 수광부(180)를 이용하여 상기 혈액 시료 내에 포함된 헤모글로빈의 농도를 측정할 수 있다. 일반적으로 헤모글로빈은 특정 파장의 광을 흡수하므로, 상기 발광부(170)에 의해 상기 헤모글로빈에 흡수되는 파장의 광을 조사하는 경우, 상기 혈액 시료 내에 포함된 헤모글로빈의 농도에 따라 상기 수광부(180)에 도달하는 광량이 변화하게 되고, 상기 바이오 측정 장치(100)는 상기 수광부(180)에 의해 생성되는 입사 광량에 따른 전기적 신호를 이용하여 상기 혈액 시료 내의 헤모글로빈의 농도를 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광부(170)는 서로 다른 파장의 광을 생성하는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 발광부(170)는 녹색 파장의 광을 생성하는 녹색 광원 및 적외선 파장의 광을 생성하는 적외선 광원을 포함할 수 있다. 상기 녹색 광원은 흡광 광도 분석 기법을 기반으로 하여 헤모글로빈의 농도를 분석하는데 사용될 수 있고, 상기 적외선 광원은 혈액 내 고농도 백혈구 및 지질에 의한 영향성을 보정할 때 사용될 수 있다.
한편, 상기 발광부(170)는 상기 혈액 시료가 상기 제2 작동 전극(131) 및 제2 보조 전극(132)에 도달하여 상기 제2 작동 전극(131)으로부터 상기 제2 보조 전극(132)으로 전류가 흐르는 것을 감지하는 경우에, 상기 혈액 시료에 광을 조사할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 제1 플레이트의 다른 실시예를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 1 및 도 2와 함께 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 측정 장치(100)에 있어서, 누설된 혈액 시료를 통해 상기 제1 작동 전극(121)과 상기 제2 작동 전극(131)이 전기적으로 연결되거나 상기 제1 보조 전극(122)과 상기 제2 보조 전극(132)이 전기적으로 연결되는 것을 더욱 안정적으로 방지하기 위해, 상기 제1 플레이트(110)는 상기 제1 작동 전극(121)의 제2 전극부(121b)와 상기 제2 작동 전극(131)의 제6 전극부(131b) 사이에서 연장되고, 상기 제1 플레이트(110)의 상부면으로부터 돌출된 제1 차단 격벽(112a) 및 상기 제1 보조 전극(122)의 제4 전극부(122b)와 상기 제2 보조 전극(132)의 제8 전극부(132b) 사이에서 연장되고, 상기 제1 플레이트(110)의 상부면으로부터 돌출된 제2 차단 격벽(112b)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 차단 격벽(112a, 112b)에 의해 혈액 시료가 누설되는 공간이 추가적으로 발생되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 및 제2 차단 격벽(112a, 112b)의 높이는 상기 제1 및 제2 전극 구조물(120, 130)의 두께와 동일하거나 이보다 작은 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 바이오 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 내지 도 4와 함께 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 바이오 장치(1000)는 바이오 측정 장치(1100), 제어부(1200) 및 표시부(1300)를 포함한다.
상기 바이오 측정 장치(1100)는 헤마토크릿 측정부(1100a), 헤모글로빈 농도 측정부(1100b) 및 혈당농도 측정부(1100c)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 바이오 측정 장치(1100)로는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바이오 측정 장치(100)와 실질적으로 동일하므로 이하에서는 중복된 설명은 생략한다.
상기 헤마토크릿 측정부(1100a)는 전기적 방법을 통해 공급된 혈액 시료 내에서 적혈구가 차지하는 용적률인 헤마토크릿을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 헤마토크릿 측정부(1100a)는 상기 제1 전극 구조물(120)의 제1 작동 전극(121) 및 제1 보조 전극(122)을 포함할 수 있다. 상기 제1 작동 전극(121)에는 제1 작동 전압이 인가될 수 있고, 상기 혈액 시료가 상기 제1 작동 전극(121)과 상기 제1 보조 전극(122)에 동시에 접촉하는 경우에, 상기 헤마토크릿 측정부(1100a)는 상기 제1 작동 전극(121)과 상기 제1 보조 전극(122) 사이에 발생하는 전류값 또는 전압값에 해당하는 제1 전기적 신호를 생성할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 혈액 성분들 중 적혈구가 가장 높은 임피던스 값을 가지므로, 혈액 시료들에 포함된 적혈구 용적률이 높을수록 해당 혈액 시료의 임피던스 값이 증가한다. 따라서, 상기 제1 작동 전압에 대해, 상기 혈액 시료에 의해 야기되는 상기 제1 작동 전극(121)과 상기 제1 보조 전극(122) 사이의 전류값 또는 전압값을 포함하는 상기 제1 전기적 신호는 상기 혈액 시료의 헤마토크릿 정보를 포함하게 된다.
상기 헤모글로빈 농도 측정부(1100b)는 광학적 방법을 통해 상기 혈액 시료 내에 포함된 헤모글로빈의 농도를 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 헤모글로빈 농도 측정부(1100b)는 상기 혈액 시료에 광을 조사하는 발광부(170) 및 상기 발광부(170)에 의해 조사된 광 중 상기 혈액 시료를 통과한 광을 수용하는 수광부(180)를 포함하고, 상기 혈액 시료를 통과하여 상기 수광부(180)에 입사된 광량에 대응하는 제2 전기적 신호를 생성할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 헤모글로빈은 특정 파장의 광을 흡수하므로, 상기 발광부(170)에 의해 상기 헤모글로빈에 흡수되는 파장의 광을 조사하는 경우, 상기 혈액 시료 내에 포함된 헤모글로빈의 농도에 따라 상기 수광부(180)에 도달하는 광량이 변화하게 된다. 따라서, 상기 헤모글로빈 농도 측정부(1100b)에 의해 생성되는 상기 제2 전기적 신호는 상기 혈액 시료에 포함된 헤모글로빈의 농도에 대한 정보를 포함하게 된다.
한편, 상기 발광부(170)는 상기 혈액 시료가 상기 제2 작동 전극(131) 및 제2 보조 전극(132)에 도달하여 상기 혈당농도 측정부(1100c)가 상기 제2 작동 전극(131)으로부터 상기 제2 보조 전극(132)으로 전류가 흐르는 것을 감지하는 경우에, 상기 혈액 시료에 광을 조사하도록 상기 제어부(1200)에 의해 제어될 수 있다.
상기 혈당농도 측정부(1100c)는 전기화학적 방법을 통해 상기 혈액 시료 내에 포함된 혈당농도를 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혈당농도 측정부(1100c)는 상기 제2 전극 구조물(130)의 제2 작동 전극(131) 및 제2 보조 전극(132)을 포함할 수 있고, 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132) 중 하나 이상에는 전자전달 매체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층이 형성될 수 있으며, 상기 혈액 시료가 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132)과 동시에 접촉하는 경우에, 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132) 사이에 발생하는 전류값에 대응하는 제3 전기적 신호를 생성할 수 있다. 상기 당산화 효소는 상기 혈액 시료 내의 포도당을 글루콘산으로 산화시키면서 상기 전자전달 매체를 환원시킬 수 있고, 그 결과 상기 혈액 시료가 상기 제2 작동 전극(131)에 접촉하는 경우, 상기 제2 작동 전극(131)에는 상기 전자전달 매체에 의한 발생된 산화전위가 인가되므로, 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132) 사이에 상기 혈액 시료의 산화에 의해 발생되는 전류가 흐르게 된다. 따라서, 상기와 같은 산화환원 반응에 의해 상기 제2 작동 전극(131)과 상기 제2 보조 전극(132) 사이에 흐르는 전류값에 대응한 상기 제3 전기적 신호는 상기 혈액 시료 내에 포함된 혈당농도에 대한 정보를 포함하게 된다.
상기 제어부(1200)는 상기 바이오 측정 장치(1100)에 전기적으로 연결되고, 상기 바이오 측정 장치(1100)에서 제공된 상기 제1 내지 제3 전기적 신호들을 기초로 상기 혈액 시료의 헤마토크릿, 헤모글로빈 농도, 혈당농도, 빈혈 종류 등에 대한 정보들을 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부(1200)는 프로세서부(1210), 빈혈종류 분석부(1220) 및 혈당농도 측정값 보정부(1230)을 포함할 수 있다.
상기 프로세서부(1210)는 상기 헤마토크릿 측정부(1100a), 상기 헤모글로빈 농도 측정부(1100b) 및 상기 혈당농도 측정부(1100c)에 전기적으로 연결되고, 이들로부터 제공된 상기 제1 내지 제3 전기적 신호와 기 저장된 정보들, 예를 들면, 임피던스 변화에 따른 헤마토크릿의 변화 정보, 수광부에 입사된 광량 변화에 따른 헤모글로빈 농도 정보, 전류 변화에 따른 혈당농도 정보를 각각 비교하여, 상기 혈액 시료의 헤마토크릿에 대한 정보, 헤모글로빈 농도에 대한 정보 및 혈당농도에 대한 원시 정보를 생성할 수 있다.
상기 빈혈종류 분석부(1220)는 상기 프로세서부(1210)로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 제공받고, 이들을 기초로 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 빈혈종류 분석부(1220)는 하기 수식 1을 이용하여 평균 적혈구 헤모글로빈 농도를 나타내는 MCHC(Mean corpuscular hemoglobin concentration) 값을 생성하고, 생성된 MCHC 값을 기초로 상기 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성할 수 있다.
[수식 1]
상기 수식 1에서, 'Hb'는 혈액 시료 내의 헤모글로빈 농도를 나타내고, 'Hct'는 헤마토크릿을 나타낸다.
일 실시예에 있어서, 상기 빈혈종류 분석부(1220)는 상기 프로세서부(1210)로부터 제공된 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보로부터 산출되는 상기 MCHC 값이 약 30 이하인 경우에는 저색소성 빈혈(hypochromia)로 판단한 후 이에 대응하는 정보를 생성할 수 있고, 상기 MCHC 값이 약 31 이상 35 이하인 경우에는 정색소성 빈혈(normochromia)로 판단한 후 이에 대응하는 정보를 생성할 수 있다.
상기 혈당농도 측정값 보정부(1230)는 상기 프로세서부(1210)로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 제공받고, 상기 헤마토크릿에 대한 정보를 이용하여 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 보정하여 상기 혈당농도에 대한 수정 정보를 생성할 수 있다. 일반적으로 헤마토크릿이 혈액 시료의 임피던스에 영향을 미치므로, 동일한 혈당농도를 갖는 혈액 시료들에 있어서도 혈액 시료 내의 헤마토크릿에 따라 서로 다른 전류값을 나타낸다. 따라서, 정확한 혈당농도를 파악하기 위해서는, 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 상기 혈액 시료의 헤마토크릿에 대한 정보를 이용하여 보정하는 것이 필요하고, 본 발명에서는 상기 혈당농도 측정값 보정부(1230)를 통해 이러한 보정을 수행하여 정확한 혈당농도에 대한 정보를 생성할 수 있다.
상기 표시부(1300)는 상기 제어부(1200), 예를 들면, 상기 프로세서부(1210)에 전기적으로 연결되고, 상기 제어부(1200)에 의해 생성된 상기 혈액 시료의 헤마토크릿에 대한 정보, 헤모글로빈 농도에 대한 정보, 혈당농도에 대한 수정 정보 및 상기 빈혈 종류에 대한 정보 중 하나 이상을 표시할 수 있다. 이러한 표시부(1300)로는 공지의 표시장치가 제한 없이 적용될 수 있다.
본 발명의 바이오 측정 장치 및 이를 포함하는 바이오 장치에 따르면, 헤마코크릿 정보 및 혈당농도 정보를 동시에 측정한 후 상기 헤마토크릿 정보를 이용하여 원시 측정된 혈당농도 정보를 보정하므로 혈액 시료로부터 정확한 혈당농도를 측정할 수 있다.
또한, 헤마토크릿 정보와 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 동시에 측정한 후 이들 정보를 조합하여 빈혈의 종류를 분석할 수 있으므로, 사용자에게 보다 구체적이고 정확한 건강 정보를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 바이오 측정 장치
110 : 제1플레이트
120 : 제1전극 구조물
130 : 제2전극 구조물
140 : 챔버 플레이트
150 : 제2플레이트
110 : 제1플레이트
120 : 제1전극 구조물
130 : 제2전극 구조물
140 : 챔버 플레이트
150 : 제2플레이트
Claims (17)
- 광이 투과될 수 있는 제1 투과창이 형성된 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트 상에 배치되고, 상기 제1 투과창과 이격되게 배치된 전극 구조물;
상기 전극 구조물과 상기 제1 플레이트의 상부에 배치되고, 혈액 시료가 주입되는 상기 제1 플레이트의 제1 모서리에 대응하는 제5 모서리로부터 이와 마주보는 제6 모서리 방향으로 연장되어 상기 전극 구조물의 일부분 및 상기 제1 투과창을 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 챔버 플레이트; 및
상기 챔버 플레이트 상부에 배치되고, 상기 제1 투과창과 마주보는 제2 투과창을 구비하는 제2 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전극 구조물은 제1 작동 전압이 인가되는 제1 작동 전극 및 상기 제1 작동 전극에 평행하게 배치된 제1 보조전극을 구비하는 제1 전극 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전극 구조물은 제2 작동 전극, 상기 제2 작동 전극과 인접하게 배치된 제2 보조 전극 및 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 중 하나 이상을 피복하고 전자전달 매개체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층을 구비하는 제2 전극 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전극 구조물은,
상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에 배치되고 제1 작동 전압이 인가되는 제1 작동 전극 및 상기 제1 작동 전극과 상기 제1 투과창 사이에서 상기 제1 작동 전극에 평행하게 배치된 제1 보조전극을 구비하는 제1 전극 구조물; 및
상기 제1 투과창을 사이에 두고 상기 제1 작동 전극과 평행하게 배치된 제2 작동 전극, 상기 제2 작동 전극과 인접하게 배치된 제2 보조 전극 및 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 중 하나 이상을 피복하고 전자전달 매개체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층을 구비하는 제2 전극 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전극 구조물과 상기 챔버 플레이트 사이에 배치되고, 상기 제1 개구부에 대응하는 제2 개구부를 구비하며, 상기 전극 구조물의 적어도 일부분을 피복하도록 배치되어 상기 챔버 플레이트와 상기 전극 구조물들 사이로 상기 혈액 시료가 누설되는 것을 방지하는 밀봉막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제5항에 있어서,
상기 밀봉막은 절연성 고분자 물질로 형성되고, 상기 챔버 플레이트보다 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제1 작동 전극은 상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에서 상기 혈액 시료가 주입되는 방향과 수직한 방향으로 연장된 제1 전극부 및 상기 제1 전극부의 제1 단부로부터 절곡되어 연장된 제2 전극부를 포함하고,
상기 제2 작동 전극은 상기 제1 투과창을 사이에 두고 상기 제1 전극부와 평행하게 배치된 제5 전극부 및 상기 제5 전극부의 제1 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제2 전극부와 이격된 제6 전극부를 포함하고,
상기 제1 플레이트는 상기 제2 전극부와 상기 제6 전극부 사이에서 연장되고, 상기 제1 플레이트의 상부면으로부터 돌출된 제1 차단 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제1 보조 전극은 상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에서 상기 제1 전극부와 평행하게 배치된 제3 전극부 및 상기 제3 전극부의 제2 단부로부터 절곡되어 연장된 제4 전극부를 포함하고,
상기 제2 보조 전극은 상기 제5 전극부와 인접하고 이와 평행하게 배치된 제7 전극부 및 상기 제7 전극부의 제2 단부로부터 절곡되어 연장되고 상기 제4 전극부와 이격된 제8 전극부를 포함하며,
상기 제1 플레이트는 상기 제4 전극부와 상기 제8 전극부 사이에서 연장되고, 상기 제1 플레이트의 상부면으로부터 돌출된 제2 차단 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제1 차단 격벽의 높이는 상기 제2 전극부 및 상기 제6 전극부의 두께와 동일하거나 이보다 작고,
상기 제2 차단 격벽의 높이는 상기 제4 전극부 및 상기 제8 전극부의 두께와 동일하거나 이보다 작은 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 플레이트의 상부면과 하부면 중 하나 이상 및 상기 제2 플레이트의 상부면과 하부면 중 하나 이상에는 반사방지막이 형성된 것을 특징으로 하는, 바이오 측정 장치. - 혈액 시료의 헤마토크릿, 헤모글로빈 농도 및 혈당농도에 대한 정보들을 각각 포함하는 제1 내지 제3 전기적 신호들을 생성하는 바이오 측정 장치;
상기 제1 내지 제3 전기적 신호들을 수신하여 상기 헤마토크릿에 대한 정보, 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 생성하는 프로세서부; 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 제공받고, 이들을 기초로 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성하는 빈혈종류 분석부; 및 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 제공받고, 상기 헤마토크릿에 대한 정보를 이용하여 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 보정하여 상기 혈당농도에 대한 수정 정보를 생성하는 혈당농도 측정값 보정부를 포함하는 제어부; 및
상기 혈액 시료에 대해 상기 제어부에 의해 생성된 상기 헤마토크릿에 대한 정보, 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보, 상기 혈당농도에 대한 수정 정보 및 상기 빈혈 종류에 대한 정보 중 하나 이상을 표시하는 표시부를 포함하고,
상기 바이오 측정 장치는,
광이 투과될 수 있는 제1 투과창이 형성된 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트 상에 배치되고 상기 제1 투과창과 이격되게 배치된 전극 구조물;
상기 전극 구조물과 상기 제1 플레이트의 상부에 배치되고, 혈액 시료가 주입되는 상기 제1 플레이트의 제1 모서리에 대응하는 제5 모서리로부터 이와 마주보는 제6 모서리 방향으로 연장되어 상기 전극 구조물의 일부분 및 상기 제1 투과창을 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 챔버 플레이트; 및
상기 챔버 플레이트 상부에 배치되고, 상기 제1 투과창과 마주보는 제2 투과창을 구비하는 제2 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 장치. - 제11항에 있어서,
상기 빈혈종류 분석부는 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보로부터 하기 수식 1을 이용하여 산출한 MCHC 값을 기초로 상기 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성하는 것을 특징으로 바이오 장치:
[수식 1]
상기 수식 1에서, Hb는 혈액 시료 내의 헤모글로빈 농도를 나타내고, Hct는 헤마토크릿을 나타낸다. - 제11항에 있어서,
상기 전극 구조물은 상기 제1 플레이트 상에서 상기 제1 플레이트의 제1 모서리와 상기 제1 투과창 사이에 배치되고 제1 작동 전압이 인가되는 제1 작동 전극 및 상기 제1 작동 전극과 상기 제1 투과창 사이에서 상기 제1 작동 전극에 평행하게 배치된 제1 보조전극을 포함하는 제1 전극 구조물; 및 상기 제1 플레이트 상에서 상기 제1 투과창을 사이에 두고 상기 제1 작동 전극과 평행하게 배치된 제2 작동 전극, 상기 제2 작동 전극과 인접하게 배치된 제2 보조 전극 및 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 중 하나 이상을 피복하고 전자전달 매개체 및 당산화 효소를 포함하는 시약층을 포함하는 제2 전극 구조물을 포함하고,
상기 챔버 플레이트는 상기 제1 및 제2 전극 구조물 상부에 배치되고, 상기 제1 개구부는 상기 제1 플레이트의 제1 모서리에 대응하는 제1 모서리로부터 이와 마주보는 제2 모서리 방향으로 연장되어 상기 제1 및 제2 작동 전극, 상기 제1 및 제2 보조 전극 그리고 상기 제1 투과창을 노출시키며,
상기 바이오 측정 장치는 상기 제2 투과창 상부에 배치되어 상기 제2 투과창 방향으로 광을 조사하거나 상기 제1 투과창 하부에 배치되어 상기 제1 투과창 방향으로 광을 조사하는 발광부; 및 상기 제1 투과창 및 제2 투과창을 사이에 두고 상기 발광부와 대향하도록 배치되고, 상기 발광부로부터 조사된 광 중 혈액 시료를 통과한 광을 수용하는 수광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 장치. - 제13항에 있어서,
상기 제1 전기적 신호는 상기 혈액 시료에 의해 발생되는 상기 제1 작동 전극과 상기 제1 보조 전극 사이의 전류값을 포함하고,
상기 제2 전기적 신호는 상기 수광부에 의해 측정된 상기 혈액 시료를 통과한 광량값을 포함하며,
상기 제3 전기적 신호는 상기 혈액 시료에 의해 발생되는 상기 제2 작동 전극과 상기 제2 보조 전극 사이의 전류값을 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 장치. - 제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 바이오 측정 장치로부터 상기 제3 전기적 신호를 수신하는 경우, 상기 발광부가 상기 혈액 시료에 광을 조사하도록 상기 발광부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 바이오 장치. - 혈액 시료의 헤마토크릿에 대한 정보를 포함하는 제1 전기적 신호 및 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 포함하는 제2 전기적 신호를 생성하는 바이오 측정 장치;
상기 제1 및 제2 전기적 신호들을 수신하여 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보에 대한 원시 정보를 생성하는 프로세서부; 및 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보를 제공받고, 이들을 기초로 빈혈의 종류에 대한 정보를 생성하는 빈혈종류 분석부를 포함하는 제어부; 및
상기 혈액 시료에 대해 상기 제어부에 의해 생성된 상기 헤마토크릿에 대한 정보, 상기 헤모글로빈 농도에 대한 정보 및 상기 빈혈 종류에 대한 정보 중 하나 이상을 표시하는 표시부를 포함하고,
상기 바이오 측정 장치는,
광이 투과될 수 있는 제1 투과창이 형성된 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트 상에 배치되고 상기 제1 투과창과 이격되게 배치된 전극 구조물;
상기 전극 구조물과 상기 제1 플레이트의 상부에 배치되고, 혈액 시료가 주입되는 상기 제1 플레이트의 제1 모서리에 대응하는 제5 모서리로부터 이와 마주보는 제6 모서리 방향으로 연장되어 상기 전극 구조물의 일부분 및 상기 제1 투과창을 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 챔버 플레이트; 및
상기 챔버 플레이트 상부에 배치되고, 상기 제1 투과창과 마주보는 제2 투과창을 구비하는 제2 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 장치. - 혈액 시료의 헤마토크릿에 대한 정보를 포함하는 제1 전기적 신호 및 혈당농도에 대한 정보를 포함하는 제2 전기적 신호들을 생성하는 바이오 측정 장치;
상기 제1 및 제2 전기적 신호들을 수신하여 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 생성하는 프로세서부; 및 상기 프로세서부로부터 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 제공받고, 상기 헤마토크릿에 대한 정보를 이용하여 상기 혈당농도에 대한 원시 정보를 보정하여 상기 혈당농도에 대한 수정 정보를 생성하는 혈당농도 측정값 보정부를 포함하는 제어부; 및
상기 혈액 시료에 대해 상기 제어부에 의해 생성된 상기 헤마토크릿에 대한 정보 및 상기 혈당농도에 대한 수정 정보 중 하나 이상을 표시하는 표시부를 포함하고,
상기 바이오 측정 장치는,
광이 투과될 수 있는 제1 투광창이 형성된 제1 플레이트;
상기 제1 플레이트 상에 배치되고 상기 제1 투과창과 이격되게 배치된 전극 구조물;
상기 전극 구조물과 상기 제1 플레이트의 상부에 배치되고, 혈액 시료가 주입되는 상기 제1 플레이트의 제1 모서리에 대응하는 제5 모서리로부터 이와 마주보는 제6 모서리 방향으로 연장되어 상기 전극 구조물의 일부분 및 상기 제1 투과창을 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 챔버 플레이트; 및
상기 챔버 플레이트 상부에 배치되고, 상기 제1 투과창과 마주보는 제2 투과창을 구비하는 제2 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 바이오 장치.
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