KR102267845B1 - 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치 - Google Patents

스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치 Download PDF

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전희재
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이승엽
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Abstract

본 발명은 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 기능검사 장치는, 혈소판을 포함하는 혈액 샘플에 레이저를 조사하는 레이저부; 상기 레이저가 조사된 혈액 샘플의 스페클 이미지를 획득하는 촬영부; 및 상기 스페클 이미지로부터 상기 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간(speckle decorrelation time)을 결정하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치{Apparatus for platelet function test using speckle decorrelation time analysis}
본 발명은 혈소판 기능검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치에 관한 것이다.
혈소판 기능 검사는 주로 선천성 혈소판 기능 이상이나 수술 전 선별검사로 많이 사용되고 특히, 혈소판의 수적 이상이 없는 출혈성 질환에서 선천성 혹은 후천성 혈소판 기능 이상에 의한 출혈성 질환을 감별하는 데 중요한 검사이다.
최근에는 이러한 혈소판 기능 검사가 심혈관 질환의 치료 및 예방에 사용되는 항혈소판 약제로 인한 출혈성 경향의 증가나 약제의 내성에 대한 검사를 위해서도 많이 이용되고 있는 실정이다.
출혈시간(Bleeding time, BT) 검사는 출혈시간 측정검사로서 현재까지로 혈소판 기능 선별검사로 사용되고 있다. 그러나, 현재 사용되고 있는 혈소판 기능 검사는 표준화가 어렵고 임상적 유용성이 적으며 침습적 방법을 사용해야 하는 문제가 있고, 이에 따라 혈소판 기능을 측정할 수 있는 객관화된 측정법이 요구되고 있다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 종래의 기술들은 혈소판의 기능 검사를 위하여 두 단계에 걸쳐 검사가 필요하여 검사 비용이 높아지는 단점을 가지고 있다.
[특허문헌 1] 한국등록특허 제10-1749796호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 레이저가 조사된 혈액 샘플로부터 획득된 스페클 이미지를 분석하여 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간(speckle decorrelation time)을 결정하기 위한 혈소판 기능검사 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 기능검사 장치는, 혈소판을 포함하는 혈액 샘플에 레이저를 조사하는 레이저부; 상기 레이저가 조사된 혈액 샘플의 스페클 이미지를 획득하는 촬영부; 및 상기 스페클 이미지로부터 상기 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간(speckle decorrelation time)을 결정하는 제어부;를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 혈소판 기능검사 장치는, 상기 혈액 샘플을 이동시키는 미세유동칩;을 더 포함하고, 상기 레이저부는, 상기 미세유동칩을 통해 이동하는 혈액 샘플에 상기 레이저를 조사할 수 있다.
실시예에서, 상기 미세유동칩은, 상기 혈액 샘플이 주입되는 주입부, 상기 주입된 혈액 샘플이 이동하는 이동 채널 및 상기 이동된 혈액 샘플이 배출되는 배출부를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 혈소판 기능검사 장치는, 상기 미세유동칩과 결합되어 진공압을 통해 상기 혈액 샘플을 이동시키는 진공부;를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 진공부는, 상기 배출된 혈액 샘플이 이동하는 이동관, 상기 이동관에 결합되어, 상기 혈액 샘플의 유동을 개폐하는 제1 밸브, 및 상기 이동관에 결합되어, 상기 제1 밸브의 개폐에 따라 상기 이동관 내부를 진공 상태로 형성하기 위한 진공 펌프를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 진공부는, 상기 이동관에 결합되어, 상기 혈액 샘플의 이동을 완충하기 위한 완충부를 더 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 진공 펌프는, 상기 제1 밸브가 폐쇄(close)된 후, 상기 이동관 내부를 진공 상태로 형성하고, 상기 제1 밸브는, 상기 이동관 내부가 진공 상태로 형성된 후, 개방(open)되며, 상기 이동관은, 상기 제1 밸브가 개방됨에 따라 발생하는 진공압에 기반하여 상기 혈액 샘플을 이동시킬 수 있다.
실시예에서, 상기 제어부는, 상기 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간에 기반하여 상기 혈소판의 기능을 측정할 수 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 스페클이 변화하는 시간의 차이를 분석함으로써, 혈소판 검사 시 비교적 정확성이 높고, 미세유동칩 및 간단한 시스템의 구성으로 인해 운영가격이 저렴하고, 단시간의 측정이 가능한 시스템으로서 검사시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 기능검사 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동 칩을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페클 이미지를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플로우 레이트에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 크기에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 농도에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 유무에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 유무에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 혈소판 활성화 물질에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 일 실시예에 다른 빛 투과도 그래프를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 스페클 비상관도 시간 분석을 이용하는 혈소판 기능검사 장치를 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 기능검사 장치(100)의 기능적 구성을 도시한 도면이다. 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동칩(120)을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페클 이미지를 도시한 도면이다.
도 1a 및 1b를 참고하면, 혈소판 기능검사 장치(100)는 레이저부(110), 미세유동칩(120), 진공부(130), 촬영부(140) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
레이저부(110)는 혈소판을 포함하는 혈액 샘플에 레이저를 조사할 수 있다. 일 실시예에서, 미세유동칩(120)은 혈액 샘플을 이동시킬 수 있다. 이 경우, 레이저부(110)는 미세유동칩(120)을 통해 이동하는 혈액 샘플에 레이저를 조사할 수 있다.
일 실시예에서, 미세유동칩(120)은 혈액 샘플이 주입되는 주입부(122), 주입된 혈액 샘플이 이동하는 이동 채널(124) 및 이동된 혈액 샘플이 배출되는 배출부(126)를 포함할 수 있다.
진공부(130)는 미세유동칩(120)과 결합되어, 진공압을 통해 혈액 샘플을 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 진공부(130)는 배출된 혈액 샘플이 이동하는 이동관(132), 이동관(132)에 결합되어 혈액 샘플의 유동을 개폐하는 제1 밸브(134) 및 이동관(132)에 결합되어 제1 밸브(134)의 개폐에 따라 이동관(132) 내부를 진공 상태로 형성하기 위한 진공 펌프(136)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 밸브(134)는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 진공 펌프(136)는 제1 밸브(134)가 폐쇄(close)된 후, 이동관(132) 내부를 진공 상태로 형성할 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프(136)는 실린지(syringe) 펌프를 포함할 수 있다.
제1 밸브(134)는 이동관(132) 내부가 진공 상태로 형성된 후, 개방(open)될 수 있다. 이에, 이동관(132)은 제1 밸브(134)가 개방됨에 따라 발생하는 진공압에 기반하여 혈액 샘플을 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 진공부(130)는 이동관(132)에 결합되어 혈액 샘플의 이동을 완충하기 위한 완충부(138)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 완충부(138)는 이동관(132)에 제2 밸브를 통해 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 밸브는 3-방향(way) 밸브를 포함할 수 있다. 완충부(138)는 빈 공간으로 형성된 용기를 포함할 수 있다.
촬영부(140)는 레이저가 조사된 혈액 샘플의 스페클 이미지를 획득할 수 있다. 이 경우, 스페클 이미지는 레이저가 혈액 샘플에 반사되거나 통과할 때 생기는 간섭에 의해 불규칙하게 생성되는 스페클 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 촬영부(140)는 혈액 샘플에 조사된 레이저가 투사되는 렌즈, 조리개, 편광판 및 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부는 스페클 이미지로부터 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간(speckle decorrelation time)을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부는 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간에 기반하여 혈소판의 기능을 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스페클 이미지를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 스페클 이미지는 레이저가 혈액 샘플에 반사되거나 통과할 때 생기는 간섭에 의해 불규칙하게 생성되는 스페클 패턴을 포함할 수 있다.
스페클 이미지는 촬영부(140)에 의해 특정 주기마다 획득될 수 있다. 이 경우, 스페클 비상관성 시간은 스페클 패턴의 변형 속도를 변경시킬 수 있다.
일 실시예에서, 스페클 비상관성 시간은 하기 <수학식 1>에 기반하여 결정될 수 있다.
Figure 112020011141633-pat00001
여기서,
Figure 112020011141633-pat00002
는 세기 오토상관성 함수(intensity autocorrelation function),
Figure 112020011141633-pat00003
및
Figure 112020011141633-pat00004
은 각 시간에 캡쳐된 세기(intensity), <>는 캡쳐된 모든 데이터의 평균 연산을 나타낸다.
일 실시예에서, 상기 <수학식 1>은 필드 오토상관성 함수(field autocorrelation function)과 관련될 수 있으며, 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020011141633-pat00005
여기서,
Figure 112020011141633-pat00006
는 세기 오토상관성 함수,
Figure 112020011141633-pat00007
은 전기장 오토상관성 필드(electrical field autocorrelation field),
Figure 112020011141633-pat00008
는 수집 광학(collection optics) 및 캡쳐 파라미터(capture parameter)에 의해 결정되는 0 내지 1 사이의 실험 팩터(experimental factor)를 나타낸다(
Figure 112020011141633-pat00009
=g2(o)-1).
이 경우, 오토상관성 함수는 전기 신호
Figure 112020011141633-pat00010
또는 세기 변화
Figure 112020011141633-pat00011
에 의해 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 전기장 오토상관성 필드
Figure 112020011141633-pat00012
는 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020011141633-pat00013
여기서,
Figure 112020011141633-pat00014
는 감쇠 시간(decay time),
Figure 112020011141633-pat00015
,
Figure 112020011141633-pat00016
, D는 확산계수(diffusion coefficient),
Figure 112020011141633-pat00017
는 이송 평균자유행로(transport mean-free path), s는 경로 길이, P(s)는 경로 길이의 분포를 나타낸다.
일 실시예에서, 전기장 오토상관성 필드
Figure 112020011141633-pat00018
는 하기 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112020011141633-pat00019
여기서,
Figure 112020011141633-pat00020
는 Brownian motion으로부터의 이완 속도(relaxation rate),
Figure 112020011141633-pat00021
는 Laminar flow로부터의 이완속도를 나낸다. 즉, <수학식 3>은 플로우가 고려되지 않고, <수학식 4>는 플로우가 고려됨을 확인할 수 있다.
Figure 112020011141633-pat00022
즉, <수학식 5>를 통해 전기장 오토상관성 필드
Figure 112020011141633-pat00023
는 전단 플로우(shear flow)(
Figure 112020011141633-pat00024
), 농도 감소(
Figure 112020011141633-pat00025
), 입자 크기(r)의 증가에 의해 더욱 빠르게 감쇠됨을 확인할 수 있다. 다시 말해, 스페클 비상관성 시간의 변화는 플로우 레이트, 농도, 입자 크기에 의해 결정될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 플로우 레이트에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다. 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 크기에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다. 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 농도에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 3a를 참고하면, 플로우 레이트(Q)가 20
Figure 112020011141633-pat00026
/min(1.83ms)인 경우, 10
Figure 112020011141633-pat00027
/min(1.94ms)인 경우, 1
Figure 112020011141633-pat00028
/min(2.16ms)인 경우를 확인한 결과, 플로우 레이트가 증가할수록 스페클 비상관성 시간은 감소함을 확인할 수 있다.
도 3b를 참고하면, 입자 크기(r)가 0.1
Figure 112020011141633-pat00029
(1.76ms)인 경우, 1
Figure 112020011141633-pat00030
(1.83ms)인 경우, 10
Figure 112020011141633-pat00031
(1.91ms)인 경우를 확인한 결과, 입자 크기가 증가할수록 스페클 비상관성 시간 또한 증가함을 확인할 수 있다.
도 3c를 참고하면, 농도 변화(concentration variation)(
Figure 112020011141633-pat00032
)가 10%(1.76ms)인 경우, 20%(1.89ms)인 경우, 50%(2.19ms)인 경우를 확인한 결과, 농도 변화가 증가할수록 스페클 비상관성 시간 또한 증가함을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 유무에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 이동관(132) 내에서 혈소판이 포함된 전혈(Whole blood)의 경우, 적혈구는 텀블 유동(tumbling motion)으로 이동함을 확인할 수 있다. 반면, 이동관(132) 내에서 혈소판이 제거된 혈액(Platelet-poor blood)의 경우, 적혈구는 랜덤 유동(random motion)으로 이동함을 확인할 수 있다.
이에, 혈소판이 포함된 전혈의 경우와 혈소판이 제거된 혈액의 경우의 각 스페클 이미지를 시간마다 획득하여 실시간으로 분석할 수 있다.
이 때, 혈소판이 포함된 전혈의 경우가 혈소판이 제거된 혈액의 경우에 비하여, 긴(long) 스페클 비상관성 시간(
Figure 112020011141633-pat00033
)를 가짐을 확인할 수 있으며 이는 혈소판 활성화로 인한 혈액 속도가 낮아져서 스페클 패턴의 변화도 느려지기 때문이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈소판 유무에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 5a 및 5b를 참고하면, 혈소판을 포함하는 전혈(Whole blood)의 경우가 혈소판이 제거된 혈액(Platelet-poor blood)의 경우보다 스페클 비상관성 시간이 길어짐을 확인할 수 있다.
도 6a 내지 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 혈소판 활성화 물질에 대한 스페클 비상관성 시간 그래프를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6e를 참고하면, 혈소판을 활성화 시키는 약물을 활용하여 스페클 비상관성 시간 검사를 수행할 수 있다. 이 경우, ADP 혈소판 활성제에서 정상 혈액과 비정상 혈액에서 약 5배 이상의 차이가 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 혈소판을 활성화시키는 약물의 활용을 통하여, 정상과 비정상의 혈액의 차이를 더욱 활연하게 구분할 수 있다.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 일 실시예에 다른 빛 투과도 그래프를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 7d를 참고하면, 빛의 투과도의 측정 또한 가능하며, 스페클 비상관성 시간 결과와 유사한 경향성을 보이는 것을 확인할 수 있다. 이 경우에도, 혈소판을 활성화시키는 약물의 활용을 통하여, 정상과 비정상의 혈액의 차이를 더욱 활연하게 구분할 수 있다.
즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 소량의 혈액채취 및 시간단축으로 빠른 혈소판 진단이 가능하며, 항혈소판약제 저항성검사(예: 아스피린, 클로피도그렐) 측정이 가능하여 시너지 효과를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 스페클이 변화하는 시간의 차이를 분석함으로써, 혈소판 검사 시 비교적 정확성이 높고, 미세유동칩 및 간단한 시스템의 구성으로 인해 운영가격이 저렴하고, 단시간의 측정이 가능한 시스템으로서 검사시간을 단축할 수 있다. 예를 들어, 10
Figure 112020011141633-pat00034
미만의 혈액 양을 이용하여 1분 미만의 소요시간으로 검사를 수행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
100: 혈소판 기능검사 장치
110: 레이저부
120: 미세유동칩
122: 주입부
124: 이동 채널
126: 배출부
130: 진공부
132: 이동관
134: 제1 밸브
136: 진공 펌프
138: 완충부
140: 촬영부

Claims (8)

  1. 혈소판을 포함하는 혈액 샘플에 레이저를 조사하는 레이저부;
    상기 레이저가 조사된 혈액 샘플의 스페클 이미지를 획득하는 촬영부; 및
    상기 스페클 이미지로부터 상기 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간(speckle decorrelation time)을 결정하고,
    상기 혈소판에 대한 스페클 비상관성 시간에 기반하여 상기 혈소판의 기능을 측정하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 스페클 비상관성 시간은, 특정 주기마다 획득되어, 상기 혈소판에 대한 스페클 패턴의 변형 속도를 변경시키기 위해 이용되는,
    혈소판 기능검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혈액 샘플을 이동시키는 미세유동칩;
    을 더 포함하고,
    상기 레이저부는, 상기 미세유동칩을 통해 이동하는 혈액 샘플에 상기 레이저를 조사하는,
    혈소판 기능검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미세유동칩은,
    상기 혈액 샘플이 주입되는 주입부,
    상기 주입된 혈액 샘플이 이동하는 이동 채널 및
    상기 이동된 혈액 샘플이 배출되는 배출부,
    를 포함하는,
    혈소판 기능검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미세유동칩과 결합되어 진공압을 통해 상기 혈액 샘플을 이동시키는 진공부;
    를 더 포함하는,
    혈소판 기능검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 진공부는,
    상기 배출된 혈액 샘플이 이동하는 이동관,
    상기 이동관에 결합되어, 상기 혈액 샘플의 유동을 개폐하는 제1 밸브, 및
    상기 이동관에 결합되어, 상기 제1 밸브의 개폐에 따라 상기 이동관 내부를 진공 상태로 형성하기 위한 진공 펌프,
    를 포함하는,
    혈소판 기능검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 진공부는,
    상기 이동관에 결합되어, 상기 혈액 샘플의 이동을 완충하기 위한 완충부,
    를 더 포함하는,
    혈소판 기능검사 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 진공 펌프는, 상기 제1 밸브가 폐쇄(close)된 후, 상기 이동관 내부를 진공 상태로 형성하고,
    상기 제1 밸브는, 상기 이동관 내부가 진공 상태로 형성된 후, 개방(open)되며,
    상기 이동관은, 상기 제1 밸브가 개방됨에 따라 발생하는 진공압에 기반하여 상기 혈액 샘플을 이동시키는,
    혈소판 기능검사 장치.


  8. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114950587A (zh) * 2022-05-16 2022-08-30 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种基于机器视觉的微流控芯片自动加样采样系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060112249A (ko) * 2006-07-28 2006-10-31 (주) 세원메디텍 혈구 응집률 측정계
JP2014500751A (ja) * 2010-11-10 2014-01-16 エルフィ−テック エルティーディー． アナログ電気信号の操作による流体内光散乱粒子の運動に関するパラメータの光学的測定
KR101580644B1 (ko) * 2015-02-03 2015-12-28 포항공과대학교 산학협력단 유동 혈액 측정 장치
KR101749796B1 (ko) 2015-02-24 2017-06-22 고려대학교 산학협력단 혈소판 검사용 칩
WO2017175470A1 (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 ソニー株式会社 スペックル測定装置およびスペックル測定方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100011889A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Biodot, Inc. Handheld powder handling devices and related methods
WO2015184433A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 The General Hospital Corporation Optical thromboelastography systems and methods
JP2021520847A (ja) * 2018-04-07 2021-08-26 ルマサイト リミティド ライアビリティ カンパニー 流体オートサンプラ及び培養器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060112249A (ko) * 2006-07-28 2006-10-31 (주) 세원메디텍 혈구 응집률 측정계
JP2014500751A (ja) * 2010-11-10 2014-01-16 エルフィ−テック エルティーディー． アナログ電気信号の操作による流体内光散乱粒子の運動に関するパラメータの光学的測定
KR101580644B1 (ko) * 2015-02-03 2015-12-28 포항공과대학교 산학협력단 유동 혈액 측정 장치
KR101749796B1 (ko) 2015-02-24 2017-06-22 고려대학교 산학협력단 혈소판 검사용 칩
WO2017175470A1 (ja) * 2016-04-05 2017-10-12 ソニー株式会社 スペックル測定装置およびスペックル測定方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114950587A (zh) * 2022-05-16 2022-08-30 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种基于机器视觉的微流控芯片自动加样采样系统

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