KR102303829B1 - 비침습 당화 혈색소 검사 장치 및 비침습 당화혈색소 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
비침습 당화 혈색소 검사 장치 및 방법이 개시된다.
개시된 비침습 당화 혈색소 검사 장치는, 피검체에 제1광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제1광에 대한 제1정보를 검출하는 제1 광측정부와, 상기 피검체에 제2광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제2광에 대한 제2정보를 검출하는 제2 광측정부를 포함하고, 제1정보와 제2정보를 이용하여 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출할 수 있다.
개시된 비침습 당화 혈색소 검사 장치는, 피검체에 제1광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제1광에 대한 제1정보를 검출하는 제1 광측정부와, 상기 피검체에 제2광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제2광에 대한 제2정보를 검출하는 제2 광측정부를 포함하고, 제1정보와 제2정보를 이용하여 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출할 수 있다.
Description
예시적인 실시예는 비침습 방법으로 당화 혈색소를 검사하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
의학의 발달로 사람들의 평균 수명이 점점 증가되고 있다. 평균 수명이 증가되는 데에는 의학의 발달뿐만 아니라, 사람들의 건강에 대한 관심 증가 및 관리 증가도 한 몫을 하고 있다.
건강을 체크할 수 있는 의료 기기들도 많이 개발되어, 사람들이 병원에 가지 않고도 본인이 직접 건강을 체크할 수 있는 경우가 많다. 성인 질환 중에는 뇌혈관 질환, 고혈압성 질환, 당뇨병, 간질환 등이 있다. 예를 들어, 자동 혈압기도 공공기관 등 많은 곳에 비치되어 있어 사람들이 수시로 혈압을 체크할 수 있다. 간질환은 우리 나라에서 많이 걸리는 질병 중 하나로 간질환을 체크하기 위해서는 혈액을 채취하여 간기능 수치를 측정한다. 당뇨병 환자들은 소형 혈당 검사기를 이용하여 병원에 가지 않고도 혈당 체크를 수시로 한다. 당뇨병은 체내에 인슐린량의 부족으로 혈액 중의 포도당(혈당)이 정상인보다 그 농도가 높아져서 소변에 포도당을 배출하는 것으로서, 당뇨병 환자들은 필요한 인슐린의 투여를 위하여 하루에도 여러 번 혈당을 체크한다. 하지만, 혈액을 채취하는 것은 사람들에게 고통이 따르고, 심리적 부담감을 줄 수 있다. 그리고, 채혈을 자주 하는 것이 사람에게 해가 될 수 있으므로, 혈당 검사를 자주 하기도 어려울 수 있다.
선행문헌으로는 특허 공개 10-2010-0022614호가 있다.
선행문헌으로는 특허 공개 10-2010-0022614호가 있다.
본 발명의 실시예는 비침습 방법으로 당화 혈색소를 검사하는 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는 비침습 방법으로 당화 혈색소를 검사하는 방법을 제공한다.
예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치는,
피검체에 제1광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제1광에 대한 제1정보를 검출하는 제1 광측정부;
상기 피검체에 제2광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제2광에 대한 제2정보를 검출하는 제2 광측정부;
상기 제1정보로부터 혈색소와 관련된 제1로데이터를 추출하고, 제2정보로부터 포도당과 관련된 제2로데이터를 추출하는 로데이터 추출부; 및
상기 제1로데이터와 제2로데이터로부터 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출하는 데이터 처리부;를 포함할 수 있다.
상기 로데이터 추출부는 제1로데이터에 대한 제2로데이터의 비를 계산할 수비침습 있다.
상기 데이터 처리부는 상기 제1로데이터와 제2로데이터의 비로부터 혈색소에 대한 당화 혈색소 비를 도출할 수 있다.
상기 제1광은 가시 광선 또는 근적외선을 포함하고, 제2광은 레이저를 포함할 수 있다.
상기 제1 광측정부는 흡광 분광기를 포함하고, 제2 광측정부는 라만 분광기를 포함할 수 있다.
상기 제1 광측정부는 퓨리어 변환 적외선 분광기를 포함할 수 있다.
상기 제1 광측정부와 제2 광측정부는 감쇠 전반사(Attenuated Total Reflectance) 프리즘을 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 처리부는 상기 제1로데이터와 제2로데이터의 비와 혈색소에 대한 당화 혈색소 비의 상관 관계에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 상관 관계에 대한 정보는 상관 관계 식 또는 룩업 테이블을 포함할 수 있다.
상기 로데이터 추출부는 상기 피검체로부터 나온 제1광의 흡광 스펙트럼에서 혈색소에 대응되는 파수에 대한 광 강도 데이터를 포함하고, 제2광의 라만 스펙트럼에서 포도당에 대응되는 파수에 대한 라만 광 강도 데이터를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치는,
피검체에 제1광을 조사하는 단계;
피검체에 제2광을 조사하는 단계;
상기 피검체로부터 나온 제1광에 대한 제1정보를 검출하는 단계;
상기 피검체로부터 나온 제2광에 대한 제2정보를 검출하는 단계;
상기 제1정보로부터 혈색소와 관련된 제1로데이터를 추출하는 단계;
상기 제2정보로부터 포도당과 관련된 제2로데이터를 추출하는 단계;
상기 제1로데이터와 제2로데이터로부터 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 비침습 당화 혈색소 검사 방법은,
복수의 피검체로부터 상기 당화 혈색소에 관련된 정보를 직접 측정하는 단계;
상기 혈색소에 대한 제1로데이터와 포도당에 대한 제2로데이터를 수집하는 단계; 및
상기 당화 혈색소에 관련된 정보와 상기 제1로데이터와 제2로데이터 사이의 상관 관계를 획득하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치 및 방법은 피검체로부터 혈액을 채취하지 않고, 비침습 방법으로 간단하게 당화 혈색소를 검사할 수 있다. 비침습 방법이므로, 사용자가 편리하게 사용 가능하며, 사용자가 직접 당화 혈색소를 수시로 체크할 수 있어 건강 관리에 도움이 될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 비침습 당화 혈색소 검사 장치의 제1 광측정부와 제2광측정부의 예를 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치에 의해 검출된 흡수 스펙트럼의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치에 의해 검출된 라만 스펙트럼의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 당화 혈색소 농도에 대한 라만-흡광도 비의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 다른 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 비침습 당화 혈색소 검사 장치의 제1 광측정부와 제2광측정부의 예를 도시한 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치에 의해 검출된 흡수 스펙트럼의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치에 의해 검출된 라만 스펙트럼의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 당화 혈색소 농도에 대한 라만-흡광도 비의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 또 다른 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 다른 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치 및 비침습 당화 혈색소 검사 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 한 층이 기판이나 다른 층의 "위", "상부" 또는 "상"에 구비된다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 또 다른 층이 존재할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치(100)를 개략적으로 도시한 것이다.
비침습 당화 혈색소 검사 장치(100)는 피검체(OB)에 제1광을 조사하고, 피검체(OB)로부터 나온 제1광에 대한 제1정보를 검출하는 제1 광측정부(10), 피검체(OB)에 제2광을 조사하고, 피검체(OB)로부터 나온 제2광에 대한 제2정보를 검출하는 제2 광측정부(20), 및 제 1정보로부터 제1대상물질(OBM1)과 관련된 제1로데이터(raw data)를 추출하고, 제2정보로부터 제2대상물질(OBM2)과 관련된 제2로데이터를 추출하는 로데이터 추출부(30)를 포함할 수 있다. 상기 제1대상물질(OBM1)과 제2대상물질(OBM2)은 혈액(B) 내에 존재할 수 있다.
비침습 당화 혈색소 검사 장치(100)는 제1로데이터와 제2로데이터로부터 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출하는 데이터 처리부(40)를 포함할 수 있다.
상기 피검체(OB)는 검사를 하고자 하는 대상체로서, 생체, 예를 들어 사람, 동물일 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 제1 광측정부(10)는 제1광을 조사하는 제1광원(12)과, 상기 피검체로부터 나온 제1광을 검출하는 제1검출부(14)를 포함할 수 있다. 제2 광측정부(20)는 제2광을 조사하는 제2광원(22)과, 상기 피검체로부터 나온 제2광을 검출하는 제2검출부(24)를 포함할 수 있다.
상기 제1광은 가시 광선 또는 적외선을 포함할 수 있고, 제2광은 단파장(single wavelength)의 레이저를 포함할 수 있다. 하지만, 광원이 여기에 한정되는 것은 아니고, 광과 피검체(OB)와의 상호 작용에 따른 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
제1검출부(14)는 예를 들어, 피검체로부터 나온 제1광을 분광하여 스펙트럼을 검출할 수 있다. 제1검출부(14)는 예를 들어 흡광 스펙트럼을 검출할 수 있다. 제1 대상 물질(OBM1)은 예를 들어 혈색소를 포함할 수 있다. 제1검출부(14)는 흡광 스펙트럼으로부터 제1정보를 획득하는 흡광 분광기를 포함할 수 있다. 제2검출부(24)는 예를 들어, 라만 스펙트럼으로부터 제2정보를 획득하는 라만 분광기를 포함할 수 있다. 라만 분광기는 광이 피검체(OB)의 대상 물질에서 산란되어 나온 광을 분석하여 대상 물질에 대한 분자 정보를 검출할 수 있다. 제2 대상 물질(OBM2)은 예를 들어 포도당을 포함할 수 있다.
로데이터 추출부(30)는 상기 제1정보로부터 혈색소와 관련된 제1로데이터(raw data)를 추출하고, 상기 제2정보로부터 포도당과 관련된 제2로데이터를 추출할 수 있다.
도 3은 예를 들어, 제1검출부(14)에 의해 검출된 흡수 스펙트럼을 도시한 것이다. 흡수 스펙트럼은 파장에 대한 몰 흡수 계수(molar extinction coefficient)의 변화를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 흡수 스펙트럼에서 예를 들어, 근적외선 영역에서의 혈색소에 대한 제1정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 흡수 스펙트럼에서 혈색소에 대응되는 파장 대역이 있고, 이 파장 대역에서의 혈색소에 관련된 제1로데이터를 추출할 수 있다. 제1로데이터는 예를 들어, 입력 광과 상기 혈색소의 상호 작용이 반영된 데이터일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1로데이터는 광의 파장 또는 파수에 대한 광의 강도의 관계로부터 획득될 수 있다.
흡수 스펙트럼에서 관심이 있는 대상 물질에 대응되는 흡수 파수(또는 흡수 파장)에 대한 흡광도를 획득할 수 있다. 흡수 스펙트럼에서 흡광도를 얻고자 하는 대상 물질에 대응되는 특정 파수(또는 파장)는 각 물질마다 이미 알려져 있는 데이터를 이용할 수 있다. 예를 들어, COOH 기는 흡수 파수가 1740cm-1 일 수 있다. C=O는 1670-1820 cm-1 범위의 흡수 파수를 가질 수 있다. C-N은 예를 들어, 1080-1360 cm-1 범위의 흡수 파수를 가질 수 있다. 예를 들어, Glutamate의 주요 분자 구조 중 하나인 -COOH기의 흡수 파수에 대한 흡광도를 로데이터로 획득할 수 있다. 또는, -COOH 기, -C=O기, -C-N기 중 하나 또는 이들의 조합에 의한 로데이터를 획득할 수 있다. 헤모글로빈에 대해서는 도 3에 도시된 그래프의 근적외선 파장 대역의 소정의 흡수 파장 대역에서 로데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 흡수 파장 대역에서 복수의 흡수 파장(또는 파수)에 대한 흡광도를 로데이터로 획득할 수 있다. 도 3에서 HbO2 그래프는 참조용으로 도시한 것이고, Hb 그래프로부터 로데이터를 획득할 수 있다. 제1로데이터는 예를 들어, 흡수 스펙트럼으로부터 혈색소에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
도 4는 예를 들어, 제2검출부(24)에 의해 검출된 라만 스펙트럼을 도시한 것이다. 라만 스펙트럼은 파수에 대한 광 강도의 변화를 도시한 것이다. 여기서, 광 강도는 정규화(normalization)되어 나타낼 수 있다. 도 4에서는 혈색소(Hb)에 대한 라만 스펙트럼과, 당화된 혈색소(HbA1c)의 라만 스펙트럼을 도시한 것이다. 혈색소에 대한 라만 스펙트럼으로부터 당화 혈색소에 대한 라만 스펙트럼으로의 쉬프트 값을 측정하여 당화 혈색소와 관련된 제2 로데이터를 획득할 수 있다.
데이터 처리부(40)는 제1로데이터와 제2로데이터로부터 혈색소에 대한 당화 혈색소의 비에 대한 정보를 도출할 수 있다. 데이터 처리부(40)는 예를 들어 제1로데이터에 대한 제2로데이터의 비를 계산할 수 있다. 데이터 처리부(40)는 예를 들어, 제1로데이터와 혈색소 농도에 대한 제1 상관 관계에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 상관 관계에 대한 정보를 이용하여 제1로데이터로부터 혈색소 농도를 계산할 수 있다. 데이터 처리부(40)는 예를 들어, 제2로데이터와 당화혈색소 농도에 대한 제2 상관 관계에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 제2 상관 관계에 대한 정보를 이용하여 제2로데이터로부터 당화 혈색소 농도를 계산할 수 있다. 상기 계산된 당화혈색소 농도와 혈색소 농도로부터 혈색소 농도와 당화혈색소 농도의 비를 출력할 수 있다. 데이터 처리부(40)에서 혈색소 농도와 당화혈색소 농도의 비는 이 밖에도 다양한 방식에 의해 획득될 수 있다.
예를 들어, 데이터 처리부(40)는 제1로데이터에 대한 제2로데이터의 비와 혈색소에 대한 당화 혈색소의 비의 상관 관계에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상관 관계에 대한 정보는 예를 들어, 제1로데이터 및 제2로데이터와, 혈색소에 대한 당화 혈색소의 비에 관련된 데이터를 처리하는 알고리즘을 통해 도출될 수 있다.
다음은 제1 및 제2 로데이터와, 당화 혈색소에 관련된 정보와의 상관 관계를 도출하는 일 예에 대해 설명한다.
복수의 피검체(OB)에서 혈액을 채취하여 혈색소와, 당화 혈색소를 측정한다. 그리고, 복수의 피검체로부터 제1로데이터와 제2로데이터를 수집한다. 예를 들어, 복수의 피검체에 제1광을 조사하고, 흡수 분광기를 이용하여 각 피검체에 대한 흡수 스펙트럼을 얻는다. 각각의 흡수 스펙트럼으로부터 제1대상물질에 대한 흡수 파장(또는 흡수 파수)에 대응되는 흡광도를 획득할 수 있다. 제1대상물질은 예를 들어 혈색소에 포함된 분자 중 적어도 하나일 수 있다.
다음, 복수의 피검체(OB)에 제2광을 조사하고, 라만 분광기를 이용하여 각 피검체에 대한 라만 스펙트럼을 얻는다. 각각의 라만 스펙트럼으로부터 제2대상물질에 대한 라만 파장(또는 라만 파수)에 대응되는 라만 광 강도를 획득할 수 있다. 제2대상 물질은 예를 들어 당화 혈색소에 포함된 분자 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 제2 대상 물질은 포도당(glucose)을 포함할 수 있다.
다음, 측정된 당화 혈색소에 대한 당화 혈색소의 비와, 흡수 스펙트럼과 라만 스펙트럼으로부터 얻은 제1 대상 물질에 대한 흡광도에 대한 제2 대상 물질에 대한 라만 광 강도의 비에 대한 상관 관계를 도출할 수 있다. 상기 상관 관계는 여러 알고리즘을 이용하여 얻을 수 있다. 여기서, 상관 관계는 식으로 정해질 수 있다. 하지만, 상관 관계는 여기에 한정되는 것은 아니고, 대상 물질에 대한 광 특성(예를 들어, 흡광도, 라만 광강도)과, 당화 혈색소와 관련된 정보의 룩업 테이블로 정해지는 것도 가능하고, 이 밖에도 다양한 방식으로 정해질 수 있다.
한편, 대상 물질에 대한 로데이터와 당화 혈색소에 관련된 정보의 상관 관계를 구할 때, 대상 물질에 대한 로데이터를 정규화할 수 있다. 스펙트럼의 측정 시마다 측정자의 누르는 힘이나 측정 부위의 변동 등 여러 가지 요소로 인해 흡수 스펙트럼 또는 라만 스펙트럼이 다르게 측정될 수 있다. 이러한 스펙트럼의 편차를 줄이기 위해 측정치를 정규화할 수 있다.
도 5는 흡광도에 대한 라만 광 강도의 비(라만-흡광도 비라고 함)와 당화 혈색소 농도와의 관계를 나타낸 그래프이다. 하지만, 이는 설명의 편의를 위해 예시적으로 도시한 것이다. 여기서, 당화 혈색소 농도는 예를 들어, 혈색소에 대한 당화 혈색소의 비를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 그래프로부터 흡광도에 대한 라만 광 강도의 비와 당화 혈색소 농도와의 관계가 식으로 도출될 수 있다. 하지만, 이는 일 예일 뿐이며, 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 대상 물질과 당화 혈색소에 관련된 정보의 상관 관계를 얻는 단계는 데이터 처리부에서 수행되는 것도 가능하지만, 별도의 알고리즘을 통해 수행될 수 있다.
당뇨병 검사에는 혈당 검사(blood sugar level, BSL), 공복 혈당(fasting blood sugar, FBS), 당부하 검사(glucose tolerance test), 당화혈색소(HbA1c) 검사 등이 있다. 혈당(血糖)은 혈액 속에 함유되어 있는 포도당의 농도를 나타낸다. 인체는 항상성을 유지하기 위해 항상 혈당 수치를 일정한 범위 내로 유지한다. 혈당량을 유지하는 데 기여하는 호르몬은 글루카곤, 아드레날린, 인슐린, 갑상선호르몬 등이 있으며, 이 호르몬들의 길항작용에 의해 인체의 혈당 수치는 항상 약 90mg/dl 정도로 유지될 수 있다. 하지만, 이런 호르몬들의 분비에 이상이 발생하면 혈당 수치가 불안정해지게 되며, 이러한 현상의 대표적인 예가 당뇨병이다. 당뇨병은 호르몬들 중, 혈당을 낮추는 인슐린의 분비에 이상이 발생하여 생기는 병으로, 현재는 인슐린을 외부로 투여 받으면서 식이요법을 병행하는 방법으로 치료되고 있다. 혈액 100ml당 존재하는 포도당의 농도를 혈당량이라 하며 당뇨병 등을 진단하는데 이용될 수 있다. 혈당의 정상범위는 보통 70∼110mg/dℓ 정도이다.
당화 혈색소(HbA1c)란 장기간 동안 혈중 포도당(혈당) 농도를 알기 위해 사용하는 혈색소의 한 형태이다. 당화 혈색소는 높은 혈중 포도당 상태에 혈색소가 노출되면서 형성될 수 있다. 사람 몸의 혈액에는 대략 120일 정도의 수명을 가진 적혈구가 존재하며, 적혈구 안에 있는 혈색소가 포도당과 결합하면서 당화혈색소를 형성할 수 있다. 당뇨병 환자의 혈당이 잘 조절되지 않을 경우 당화 혈색소의 수치가 증가할 수 있다. 당화가 일어난 적혈구는 수명이 조금 짧아지기 때문에 당화 혈색소 수치는 약 3개월간의 혈중 혈당 농도를 반영할 수 있다. 당화 혈색소의 정상 수치 범위는 4%-5.9% 범위일 수 있다. 당화 혈색소 수치와 혈중 포도당 농도 평균 사이에는 일정한 상관 관계가 있을 수 있다.
당화 혈색소 수치는 혈액 내 전체 혈색소(hemoglobin)와 당화 혈색소(glycated hemoglobin) 사이의 비를 계산하여 전체 혈색소 중 얼마의 비율로 당화되었는지로 측정될 수 있다. 당화 혈색소는 몸 속의 혈당의 3개월 평균치를 반영하기 때문에 글루코스(glucose)와 함께 혈당 관리에 중요한 요소이다.
예시적인 실시예에서는 광을 이용하여 비침습 방법으로 획득된 대상 물질의 로데이터로부터 당화 혈색소에 관련된 정보를 추출할 수 있다. 사용자가 채혈을 하지 않고, 간단한 방법으로 당화 혈색소를 검사할 수 있으므로, 시간과 장소의 제한 없이 검사가 가능하고, 검사 결과에 따라 즉각적으로 치료를 받을 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 당화 혈색소 측정 장치에 감쇠 전반사 프리즘(Attenuated Total Reflectance prism)(15)을 더 구비된 예를 도시한 것이다.
감쇠 전반사 프리즘(15)은 피검체(OB)와 제1 광측정부(10) 사이에 배치될 수 있다. 상기 감쇠 전반사 프리즘(15)은 피검체(OB)에 접촉되어 배치될 수 있다. 제1 광검출기(14)로는 예를 들어, 적외선 분광기가 채용될 수 있다. 상기 감쇠 전반사 프리즘(15)은 내부 전반사를 통해 진행함에 따라 피검체(OB)와의 반응 면적을 넓힘으로써 제1 광검출기(14)에서 검출되는 스펙트럼 신호를 증폭시킬 수 있다. 따라서, 감쇠 전반사 프리즘(15)에 의해 피검체의 대상 물질에 대해 좀더 정밀한 검출을 할 수 있다. 상기 감쇠 전반사 프리즘(15)은 상기 피검체의 굴절률보다 높은 재질로 형성될 수 있다. 상기 감쇠 전반사 프리즘(15)은 피검체에 밀착되어 접촉되는 것이 좋다. 예를 들어, 감쇠 전반사 프리즘(15)은 적어도 하나의 접촉 센서를 더 구비하여, 감쇠 전반사 프리즘이 전면에 걸쳐 고르게 접촉이 되고 있는지 검출할 수 있다. 이 검출 결과를 반영하여 좀더 정확하게 스펙트럼 신호를 얻을 수 있다. 도 6에서는 감쇠 전반사 프리즘(15)이 피검체(OB)와 제1 광측정기(10) 사이에 배치된 예를 도시하였지만, 감쇠 전반사 프리즘(15)은 제2 광측정기(20)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 7에 도시된 비침습 당화 혈색소 검사 장치에서는, 제1 광측정부(10)가 제1광원(12)과, 퓨리어 변환 적외선 분광기(FR-IR Spectrometer)(14a)를 포함할 수 있다. 도 2와 비교할 때, 제1 광검출기가 퓨리어 변환 적외선 분광기(14a)로 채용된 것이 변경되고, 다른 구성 요소들은 그대로 사용될 수 있다. 퓨리어 변환 적외선 분광기(14a)는 간섭계를 이용하여 얻은 간섭 패턴을 푸리어 변환하면 시간 영역에서 진동수 영역으로 각 파장에 따른 흡수 스펙트럼을 얻을 수 있다. 퓨리어 변환 적외선 분광기(14a)는 전 파장 영역의 광을 피검체에 동시에 투과시킬 수 있기 때문에 시간이 절약되고, 충분한 에너지의 적외선이 조사되어 고감도 분석이 가능하다.
도시되지는 않았지만, 도 7에 도시된 간기능 검사 장치에서 상기 FT-IR 분광기(14a)와 피검체(0B) 사이에 감쇠 전반사 프리즘(도 6의 15 참조)이 더 구비될 수 있다.
다음, 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 방법에 대해 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
비침습 당화 혈색소 검사 방법은 피검체에 제1광과 제2광을 조사한다(S10). 제1광은 예를 들어, 가시광선 또는 적외선을 포함할 수 있다. 피검체로부터 나온 제1광을 제1 광측정법에 의해 측정할 수 있다(S20). 제1 광측정법은 예를 들어, 스펙트럼 분광법을 포함할 수 있다. 제1광측정법은 예를 들어, 흡광 스펙트럼을 이용하여 수행될 수 있다. 피검체로부터 나온 제2광을 제2 광측정법에 의해 측정할 수 있다(S30). 제2 광측정법은 예를 들어, 라만 스펙트럼을 이용하여 수행될 수 있다.
제1광측정법에 의해 제1대상물질에 대한 제1로데이터를 획득하고, 제2광측정법에 의해 제2대상물질에 대한 제2로데이터를 획득할 수 있다(S40), 제1대상물질은 예를 들어 혈색소를 포함할 수 있다. 제1로데이터는 예를 들어, 제1 대상물질에 대한 흡광도일 수 있다. 제2대상물질은 예를 들어, 포도당을 포함할 수 있다. 제2로데이터는 예를 들어, 제2대상물질에 대한 라만 광 강도일 수 있다. 그리고, 제1 로데이터와 제2 로데이터를 연산할 수 있다. 예를 들어, 제1로데이터와 제2로데이터의 비를 계산할 수 있다. 제1로데이터에 대한 제2로데이터의 비로부터 당화 혈색소 농도에 관련된 정보를 도출할 수 있다(S50). 당화 혈색소 농도에 관련된 정보는 예를 들어, 혈색소에 대한 당화 혈색소 농도비를 포함할 수 있다. 혈색소에 대한 당화 혈색소 농도 비는 제1로데이터에 대한 제2로데이터의 비와의 상관 관계로부터 도출될 수 있다.
여기서, 상관 관계는 예를 들어, 제1로데이터 및 제2로데이터와, 혈색소에 대한 당화 혈색소의 비에 관련된 데이터를 처리하는 알고리즘을 통해 도출될 수 있다. 이상과 같이 하여 비침습 방법으로 당화 혈색소에 대한 정보를 측정할 수 있다.
도 9는 다른 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 방법을 도시한 것이다.
피검체에 제1광을 조사하고, 제2광을 조사할 수 있다(S110), 제1광은 예를 들어, 가시 광선 또는 적외선을 포함할 수 있다. 제2광은 레이저를 포함할 수 있다.
제1광에 대한 흡광도를 측정한다(S120). 예를 들어, 제1광에 대한 흡광도는 제1대상 물질에 대응되는 흡수 파장(또는 흡수 파수)에 대한 흡광도를 측정할 수 있다. 제1대상 물질은 예를 들어, 혈색소를 포함할 수 있다. 제2광에 대한 라만 광강도를 측정할 수 있다(S130). 라만 광 강도는 대상체에서 산란된 광의 강도를 포함할 수 있다. 라만 광 강도는 제2대상 물질에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제2대상 물질은 예를 들어, 포도당을 포함할 수 있다. 제2대상 물질은 예를 들어, 혈색소의 β-chain 말단에 결합된 포도당을 포함할 수 있다. 다음, 라만 광강도와 흡광도의 비를 계산할 수 있다(S140). 흡광도에 대한 라만 광강도의 비를 계산할 수 있다. 흡광도에 대한 라만 광강도의 비로부터 당화 혈색소 농도에 대한 정보를 도출할 수 있다(S150).
당화 혈색소 농도에 대한 정보는 예를 들어, 혈색소에 대한 당화 혈색소 농도비를 포함할 수 있다. 혈색소에 대한 당화 혈색소 농도 비는 흡광도에 대한 라만 광강도의 비와의 상관 관계로부터 도출될 수 있다.
여기서, 상관 관계는 예를 들어, 흡광도 및 라만 광강도와, 혈색소에 대한 당화 혈색소의 비에 관련된 데이터를 처리하는 알고리즘을 통해 도출될 수 있다. 이상과 같이 하여 비침습 방법으로 당화 혈색소에 대한 정보를 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 방법은 피검체로부터 혈액을 채취하지 않고, 비침습 방법으로 간단하게 당화 혈색소에 대한 검사할 수 있다. 비침습 방법이므로, 사용자가 편리하게 사용 가능하며, 사용자가 직접 당화 혈색소 수치를 수시로 체크할 수 있어 건강 관리에 도움이 될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치를 모바일에 채용하고, 사용자가 직접 검사한 당화 혈색소 검사 결과를 모바일 디스플레이에 표시되도록 할 수 있다. 또한, 모바일에서 검사 결과를 사용자가 이용하는 병원의 서버에 전송하여, 양방향 커뮤니케이션을 통해 사용자의 건강 관리가 이루어지도록 하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 비침습 당화 혈색소 검사 장치 및 검사 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10..제1광측정부, 20...제2광측정부
30...로데이터 추출부, 40...데이터 처리부
12...제1광원, 14...제1광검출부
15...감쇠 전반사 프리즘, 14a...T-IR 분광기
22...제2광원, 24...제2 광검출부
30...로데이터 추출부, 40...데이터 처리부
12...제1광원, 14...제1광검출부
15...감쇠 전반사 프리즘, 14a...T-IR 분광기
22...제2광원, 24...제2 광검출부
Claims (21)
- 피검체에 제1광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제1광에 대한 제1정보를 검출하는 제1 광측정부;
상기 피검체에 제2광을 조사하고, 피검체로부터 나온 제2광에 대한 제2정보를 검출하는 제2 광측정부;
상기 제1정보로부터 혈색소와 관련된 제1로데이터를 추출하고, 제2정보로부터 포도당과 관련된 제2로데이터를 추출하는 로데이터 추출부; 및
상기 제1로데이터와 제2로데이터로부터 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출하는 데이터 처리부;를 포함하고,
상기 제1광은 가시 광선 또는 근적외선을 포함하고, 제2광은 레이저를 포함하고, 상기 제1 광측정부는 흡광 분광기를 포함하고, 제2 광측정부는 라만 분광기를 포함하고, 상기 로데이터 추출부는 상기 피검체로부터 나온 제1광의 흡광 스펙트럼에서 혈색소에 대응되는 파수에 대한 광 강도 데이터를 포함하고, 제2광의 라만 스펙트럼에서 포도당에 대응되는 파수에 대한 라만 광 강도 데이터를 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 장치. - 제1항에 있어서,
상기 로데이터 추출부는 제1로데이터에 대한 제2로데이터의 비를 계산하는 비침습 당화 혈색소 검사 장치. - 제2항에 있어서,
상기 데이터 처리부는 상기 제1로데이터와 제2로데이터의 비로부터 혈색소에 대한 당화 혈색소 비를 도출하는 비침습 당화 혈색소 검사 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 광측정부는 퓨리어 변환 적외선 분광기를 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 광측정부와 제2 광측정부는 감쇠 전반사(Attenuated Total Reflectance) 프리즘을 더 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 처리부는 상기 제1로데이터와 제2로데이터의 비와 혈색소에 대한 당화 혈색소 비의 상관 관계에 대한 정보를 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 장치. - 제8항에 있어서,
상기 상관 관계에 대한 정보는 상관 관계 식 또는 룩업 테이블을 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 장치. - 삭제
- 피검체에 제1광을 조사하는 단계;
피검체에 제2광을 조사하는 단계;
상기 피검체로부터 나온 제1광에 대한 제1정보를 검출하는 단계;
상기 피검체로부터 나온 제2광에 대한 제2정보를 검출하는 단계;
상기 제1정보로부터 혈색소와 관련된 제1로데이터를 추출하는 단계;
상기 제2정보로부터 포도당과 관련된 제2로데이터를 추출하는 단계;
상기 제1로데이터와 제2로데이터로부터 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출하는 단계;를 포함하고,
상기 제1광은 가시 광선 또는 근적외선을 포함하고, 제2광은 레이저를 포함하고, 상기 제1 정보를 검출하는 단계는 흡광 분광기에 의해 수행되고, 제2 정보를 검출하는 단계는 라만 분광기에 의해 수행되며, 상기 제1로데이터는 상기 피검체로부터 나온 제1광의 흡광 스펙트럼에서 혈색소에 대응되는 파수에 대한 광 강도 데이터를 포함하고, 상기 제2로데이터는 제2광의 라만 스펙트럼에서 포도당에 대응되는 파수에 대한 라만 광 강도 데이터를 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 방법. - 제11항에 있어서,
제1로데이터에 대한 제2로데이터의 비를 계산하는 단계를 더 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 방법. - 제12항에 있어서,
상기 당화 혈색소에 관련된 정보를 도출하는 단계는 상기 제1로데이터와 제2로데이터의 비로부터 혈색소에 대한 당화 혈색소 비를 도출하는 단계를 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 방법. - 삭제
- 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 제1 정보를 검출하는 단계는 퓨리어 변환 적외선 분광기에 의해 수행되는 비침습 당화 혈색소 검사 방법. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1정보와 제2정보를 검출하는 단계는 감쇠 전반사(Attenuated Total Reflectance) 프리즘에 의해 신호를 증폭하는 단계를 더 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 방법. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
당화 혈색소에 관련된 정보를 도출하는 단계 상기 제1로데이터와 제2로데이터의 비와 혈색소에 대한 당화 혈색소 비의 상관 관계에 대한 정보를 도출하는 단계를 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 방법. - 제18항에 있어서,
상기 상관 관계에 대한 정보는 상관 관계 식 또는 룩업 테이블을 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 방법. - 삭제
- 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비침습 당화 혈색소 검사 방법은,
복수의 피검체로부터 상기 당화 혈색소에 관련된 정보를 직접 측정하는 단계;
상기 혈색소에 대한 제1로데이터와 포도당에 대한 제2로데이터를 수집하는 단계; 및
상기 당화 혈색소에 관련된 정보와 상기 제1로데이터와 제2로데이터 사이의 상관 관계를 획득하는 단계;를 포함하는 비침습 당화 혈색소 검사 방법.
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