KR102625302B1 - 타액채취 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유지 관리가 간편하고 정량적, 효율적으로 피채취자의 타액을 채취하는 장치 및 방법을 제공한다. 탄성적인 특성을 가진 튜브관의 일단부에 복수개의 미세 홀을 형성하고 타단부에 진공펌프를 연결하여 미세홀이 형성된 단으로부터 동물의 타액을 흡입(suction)하여 채취하는 장치가 제공된다. 상기 미세홀을 가진 튜브는 동축구조 또는 충전재가 포함된 구조로 하여 피채취자 타액 이외의 물질을 필터링할 수 있다. 또한 움직임/위치센서와 솔레노이드 밸브와 같은 전자적 제어가 가능한 밸브를 활용하여 피채취자가 타액채취 장치를 사용할 때만 장치를 구동함으로써 자동화 및 정량적 제어가 가능하고, 축사내부의 음용수 및 air line을 접목하여 타액채취튜브의 세척 및 건조로 유지관리가 간편하고 효율적인 타액채취 장치 및 방법이 제공된다.

Description

타액채취 장치 및 방법 {Apparatus and method for obtaining saliva}

본 발명은 동물, 영유아, 의사소통에 한계가 있는 사람 등(이하, 타액 피채취자)의 타액을 채취하는 데 있어서 간단하게 그리고 타액 피채취자의 스트레스를 최소화하도록 타액을 채취하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

사람뿐 아니라 동물은 정신적/육체적 건강유지를 위하여 관리가 필요하다. 건강상태는 스트레스, 몸속 염증, 바이러스, 효소 등의 상태 변화 모니터링으로 확인이 가능하다. 건강상태 정보 모니터링을 위하여 혈액, 소변, 대변, 타액 등과 같은 생물학적 시료 채취가 수행되고 있다. 최근에는 의학 및 관련 기술의 발전에 따라 생물학적 시료 채취시의 문제점들을 해결하기 위하여 비침습적 방법으로 시료를 확보하여 검사하는 기술이 부각되고 있다. 특히, 타액에는 건강 상태 정보를 표시하는 바이오마커가 포함되어 있어, 비침습적 방법으로 건강 상태를 모니터링하는 방법이 활발히 연구되고 있다.

동물 중 특히 돼지의 타액에는 Cortisol, Haptoglobin, Serum amyloid A, C-reactive protein, a-Amylase 등 많은 성분이 포함되어 있다. 이러한 성분은 정신적/육체적 건강상태의 정도를 측정하는 지표인 바이오마커로서의 유효성을 인정받아 활발한 연구가 이루어지고 있다. 그리고 최근의 동물복지 중요성의 부각에 따라 다양한 분야에서 건강 및 복지 향상을 위한 연구가 이루어지고 있다. 현재 돼지의 타액 채취는 다양한 방법으로 시도되고 있으나, 범용적으로는 로프법이 실행되고 있다. 로프법은 축사에 일정 시간동안 면 로프를 설치해서 돼지의 구강으로부터 타액을 로프에 흡수시켜서, 이 타액이 흡수된 로프로부터 타액을 확보하는 방법이다. 타액의 채취는 일정시간 동안(1 hr ~ 1 day) 설치된 로프를 수거하여 용기(예: 비닐팩) 내에서 로프에 압착력(squeeze pressure)을 가하여 타액을 채취한다.

그러나 이러한 종래 기술에서는 타액 채취를 위하여 인력과 시간이 투입되어야 하고, 필요에 따라 일시적 또는 간헐적으로 수행될 수 있으며, 또한 타액 채취 과정에서 2차 오염, 불순물 유입 등의 한계성을 가지고 있다. 이러한 한계성을 극복하기 위하여 다양한 기술들이 연구 개발되어 있다. 예를 들어, 급수 시설에 돼지의 타액을 채취하기 위한 압출기를 설치하여 돼지가 음용수를 먹는 과정에서 진공펌프로 타액을 채취하는 기술이 있다. 이 기술에서는 개별 돼지가 타액 채취 시스템에 접근하여 소정의 부품을 이빨이나 입으로 물면 타액 채취를 위한 압출기의 버튼이 눌려서 타액이 자동적으로 채취되는 기술이다. 이를 위해 음용수 급수시설에 타액 채취용 압출기가 설치되며, 개별 돼지 개체에 이식된 칩을 이용한 개체 인식 기술이 포함된다.

그러나 실제 축사 환경에서 돼지들은 한 가지 물건에 여러 마리의 돼지들이 동시에 호기심을 나타내는 습성을 갖는 바, 하나의 압출기를 한 마리의 돼지가 차지하는 것, 그리고 정확한 위치의 압출기 버튼을 누르고 타액을 채취하는 것에 한계성이 있다. 또한 사료 급여와 음수 급여가 같은 장소에서 이루어지는 축사 환경에서, 타액 채취 과정 중 구강 내부에 잔류중인 다량의 사료와, 축사 환경 내부의 각종 가스 및 분진 등에 의하여 장치의 내구성 측면에서 한계성이 있다. 따라서 저비용화, 간편한 유지관리, 자동화, 정량화 등을 고려한 효율적이고 실용적인 타액 채취 기술 연구가 필요하다.

- 국제공개특허(PCT) WO 2016/198167 (공개일자 2016.12.15.) - 국제공개특허(PCT) WO 2016/198168 (공개일자 2016.12.15.) - 미국공개특허 US 2007/0062460 (공개일자 2007.3.22.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유지 관리가 간편하고 정량적, 효율적으로 영유아나 의사소통에 한계가 있는 사람 또는 동물의 타액을 채취하는 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 과제의 해결을 위해, 탄성적인 특성을 가진 튜브관의 일단부에 복수개의 미세 홀을 형성하고 타단부에 진공펌프를 연결하여 미세홀이 형성된 단으로부터 타액을 흡입(suction)하여 채취하는 장치가 제공된다.

상기 미세홀을 가진 튜브는 다수 서브튜브가 동축으로 결합된 튜브 형태, 또는 밀리볼이나 스폰지 등의 충전재가 포함된 튜브 형태로 하여 돼지 타액 이외의 물질(불순물 등)을 필터링할 수 있다.

또한 움직임/위치센서와 솔레노이드 밸브와 같은 전자적 제어가 가능한 밸브를 활용하여 피채취자가 타액채취 장치를 사용할 때만 장치를 구동함으로써 자동화 및 정량적 제어가 가능하고, 채취 환경에 있는 음용수 라인 및 에어 라인을 활용하여 타액채취튜브의 세척 및 건조를 행함으로써, 유지관리가 간편하고 효율적인 타액채취 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

이상에서 소개한 본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 타액채취 장치 및 이를 이용한 타액 채취 방법에 의하면, 인력과 시간 투입이 최소화 되고, 타액 채취 과정에서 발생되는 2차 오염, 불순물 함유 등의 한계성이 제어될 수 있어, 타액을 효율적으로 정량적으로 자동적으로 채취할 수 있다. 그리고 타액의 채취부터 검사까지 일괄적으로 진행할 수 있기 때문에, 타액 채취환경(예를 들어, 돼지 축사의 돈방)별로 건강상태를 효과적으로 관리할 수 있다.

또한, 탄성의 타액채취튜브를 사용하여 피채취자의 스트레스를 최소화하며, 자연스럽게 채취할 수 있고, 각종 분진 및 가스 등이 존재하는 채취실 환경 내부에서 타액채취튜브의 교체를 통하여 저렴한 비용으로 유지관리가 가능한 장점이 있다.

본 발명에 따른 타액채취 장치 및 방법은 최근 급격히 성장하고 있는 반려동물의 건강관리 및 복지향상 시장 등의 분야에 활용이 가능하다. 동물의 타액에는 정신적/육체적 건강상태를 표시하는 바이오마커가 다량 함유되어 있는 사실에 근거하여, 타액 채취기의 휴대화, 소형화는 반려동물의 건강관리용 제품으로 활용이 가능하다. 반려동물의 건강관리를 위한 타액 채취 및 검사 시장이 형성되어 있으나, 타액 채취는 시간적, 방법적 측면에서 한계성이 있는 상황이다.

도 1: 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 구조형 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 구성도
도 2: 본 발명에 따른 타액 채취 방법의 흐름도
도 3: 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀리볼 충전형 구조의 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 구성도
도 4: 본 발명의 또다른 실시예에 따른 원형 타입의 동축 구조형 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 구성도
도 5: 본 발명의 또다른 실시예에 따른 원형 타입의 밀리볼 충전형 구조의 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 구성도
도 6: 본 발명의 실시예에 따른 타액채취 장치의 실제 구현 모습 사진
도 7: 본 발명의 또다른 실시예에 따른 휴대형 타액 채취기의 구성도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용된 '포함한다(comprise)' 또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

이하에서는 피채취자로서 동물, 특히, 돼지의 타액을 채취하는 방법과 장치의 실시예를 통해 본 발명의 사상을 설명하고자 한다.

돼지와 인간은 의사소통의 한계성을 가지고 있다. 따라서 돼지의 타액을 채취하기 위해서는 돼지의 습성 파악이 선행되어야 하며, 동물에 최소한의 스트레스를 가하는 상태에서 또는 자연상태에서 타액 수집이 이루어져야 한다. 최근 동물 복지 필요성의 대두에 따라 돼지 축사에 다양한 스트레스 완화용 물품들이 설치되고 있다. 축사 내부에 설치되는 물품에 요구되는 이상적인 조건으로, 파괴될 수 있고 변형될 수 있고 생체에 무해하여야 하며 씹을수 있고 향기가 나고 깨끗할 것이 권장된다. 일반적으로 설치되는 재료나 물품으로, 나무, 체인, 플라스틱 공, 로프 등이 보편적으로 사용되고 있다. 상기의 조건을 반영하여 본 발명은 효율적으로 돼지의 타액을 추출하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명의 원리는 기본적으로 탄성체 튜브의 한쪽 끝단에 진공펌프를 연결하고 다른쪽 끝 부분에 길이 방향으로 수십~수백 mm 길이로 복수개의 미세홀(hole)을 형성한 다음, 미세홀이 형성된 부분이 돼지 구강에 접촉되면 타액을 채취한다. 보다 구체적으로, 가속도 센서, 자이로센서, IR 센서와 같은 움직임 및/또는 위치센서를 이용하여, 돼지가 타액채취튜브의 미세홀이 형성된 부분을 문 것이 감지되면 진공펌프를 동작시켜서 상기 타액채취튜브로부터 돼지의 구강내 타액을 채취한다(예를 들어, 흡입(suction) 방식 이용). 채취된 타액은 진공펌프에 의해 타액이송관을 통해 채취기로 이송된 후 타수집용기에 수집된다. 수집된 타액은 타액수집용기에 설치된 관을 통하여 검사장치로 이송된다. 검사장치는 바이오마커의 농도를 측정하는 기능을 활용하여 타액의 성분을 검사한다.

한편, 타액 채취가 종료되면 축사 내부의 음수 시설과 연결된 물공급관을 활용하여 음수 시설로부터 상기 타액채취튜브에 물을 공급하여 타액채취튜브의 내부 및 외부의 불순물과 찌꺼기를 세척한다. 그리고 공기공급관을 통해 압축 공기를 타액채취튜브에 주입하여 튜브의 내부 및 외부를 건조시킨다. 이를 위해, 제어부는 타액이송관 및 물공급관과 공기공급관에 설치된 밸브를 on/off 제어하여 타액채취공정, 세척공정, 건조공정을 진행한다.

본 발명의 타액채취 장치는 돼지가 타액채취 장치를 사용할 때마다 자동적으로 반복적으로 구동된다. 또한 타액채취튜브의 내부 구조는 불순물을 필터링하기 위하여 서로 다른 직경의 튜브가 복수 개 삽입된 동축구조, 또는 튜브 내부에 스펀지나 밀리볼 등의 충전재가 다수 포함된 구조로 되어 있다. 움직임 및/또는 위치센서, 진공펌프, 밸브 on/off 등의 기능은 제어부에 의하여 자동적으로 제어된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 타액채취 장치 및 방법의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동축 구조형 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 구조를 도시한 것이다.

도 1의 실시예에 따른 타액채취 장치는, 채취/검사부, 세척/건조부, 제어부로 크게 구성된다.

채취/검사부는, 일단에 미세홀(371)이 형성된 다수의 튜브들이 동축으로 결합된 구조의 타액채취튜브(370); 진공펌프(310); 흡입된 타액이 이동되는 이송관(320); 상기 이송관(320)을 통해 이송되는 타액의 유동을 단속 제어하는 타액이송밸브(340); 진공펌프(310)와 타액이송밸브(340) 사이의 이송관에 위치하여, 타액채취튜브(370)로부터 흡입된 타액을 채취하는 채취기(330); 채취기(330)에서 채취된 타액이 모여서 수집되는 타액수집용기(350); 타액수집용기(350)에 수집되는 타액의 수위를 확인하기 위한 타액수위센서(355); 타액 성분의 바이오마커 측정을 위한 검사장치(395)를 포함한다.

세척/건조부는, 세척용 물(세척수) 공급관(321) 및 물공급 밸브(341); 건조용 공기 공급관(322) 및 공기공급 밸브(342) - 세척용 물과 공기는 상기 타액채취튜브(370) 쪽으로 주입됨; 타액채취튜브(370)의 세척 및 건조를 위하여 타액채취튜브(370)의 상부에 씌워지는 캡(360)을 포함한다.

제어부는, 타액채취튜브(370)의 움직임을 감지하는 움직임센서(380) 및 위치변화를 감지하는 위치센서(385); 상기 각종 밸브(340, 341, 342, 343))와 진공펌프(310)를 포함하여 전체 시스템의 구동 및 제어를 위한 제어부(390)를 포함한다. 본 타액채취 장치에 적용되는 밸브들은 솔레노이드 밸브와 같이 자동적으로 정량적으로 제어되는 밸브인 것이 바람직하다.

구성에 대해서 좀더 구체적으로 설명한다.

타액채취튜브(370)는 서로 다른 직경(수~수십 mm의 직경)을 가진 서브튜브(372)들이 동축 구조로 구성되어 있다. 즉, 타액채취튜브(370)의 구조는 동축구조로 하나의 중심축을 공유하면서 다수의 튜브가 결합된 구조이다. 예로, 제일 큰 직경(약 10mm 직경)의 튜브 내부에 작은 직경의 튜브(약 6mm 직경)가 삽입되고, 이 작은 직경의 튜브 내부에 더 작은 직경의 튜브(약 2mm)가 삽입되는 방식으로 하나의 중심축을 공유하는 구조이다. 도 1에서는 이러한 동축 구조의 타액채취튜브(370)의 종단면이 도시되어 있다.

타액 이송관(320)은 타액채취튜브(370)를 통해 흡입된 타액을 채취기(330)까지 이송하는 관으로, 수~수십 mm의 직경으로 구현될 수 있다. 상기 이송관(320)을 통해 이송되는 타액의 유동을 단속 제어하는 타액이송밸브(340)가 열림(on)에 의해 타액이 진공펌프(310)에 의해 이송되어 채취기(330)로 들어간다.

채취기(330)는 진공펌프(310)와 타액이송밸브(340) 사이에 위치한다. 채취기(330)에 역류방지판(331)이 있어서 타액이 진공펌프 쪽으로 역류되지 않고 모여서 채취기(330)에 연결된 타액수집용기(350)로 들어가 수집된다.

타액 수집용기(350)는 투명한 재질로 쉽게 분리 및 교체가 가능한 용기이다. 수위 센서(355)는 타액 수집용량의 설정량을 감지하는 용도이다. 수집용기 하부에는 타액을 검사장치(395)로 이송할 수 있는 관과 밸브(343)가 설치되어 있다.

검사 장치(395)는 검사장치(395)로 이송된 타액에 포함되어 있는 바이오마커 성분의 농도를 측정할 수 있는 장치이다.

타액채취튜브(370)의 세척 및 건조를 위하여 타액채취튜브(370)의 상부(미세홀 형성 반대단)에 결합된 캡(360)은 세척/건조를 위한 튜브(361)와 외부 가이드(362)로 구성된다. 세척/건조를 위한 튜브(361)는 타액 채취시 돼지 구강 내에 존재하는 사료 잔류물 또는 불순물을 필터링 하며, 튜브의 내/외부를 동시 세척한다. 세척/건조를 위한 튜브(361)의 직경은 동축 구조형 튜브(370)의 최소 직경 이하의 직경으로 유지되어야 한다. 일반적으로, 일정한 압력에서 유체(물, 공기)가 이동할 경우, 작은 직경보다는 큰 직경으로 이동하는 특성을 갖는다. 세척/건조를 위한 튜브(361)가 타액채취튜브(370)에 삽입된 튜브의 직경보다 클 경우는 대부분의 유체는 타액채취튜브(370) 내부로 진행하지 않고, 세척/건조 튜브(361)로만 진행하게 될 것이다. 이럴 경우 타액채취튜브(370)의 외부만 세척/건조된다. 따라서 타액채취튜브(370)의 내부와 외부를 동시에 세척하기 위해서는 세척/건조 튜브(361)의 직경이 타액추출 튜브(370)의 최소 직경 이하가 되도록 고려해야 한다.

타액채취튜브(370)의 세척 및 건조를 위하여 세척용 물 공급관(321) 및 물공급 밸브(341), 그리고 건조용 공기 공급관(322) 및 공기공급 밸브(342)가 구비되어 있다.

또한, 제어부를 구성하는 움직임센서(380)는 타액채취튜브(370)의 상단부에 위치하여 타액채취튜브(370)의 움직임, 나아가 타액채취 장치의 움직임을 감지한다. 움직임센서(380)는 타액채취튜브(370)의 하단부나 그 근방에 위치하여도 기능상으로는 무방하지만, 이럴 경우에는 돼지들이 물고 뜯고 하여 파손가능성이 매우 높게 된다. 움직임센서(380)는 가속도센서, 자이로센서 등으로 구현이 가능하다. 또한 움직임센서(380)는 타액채취 장치의 움직임을 감지하는 기능을 갖도록 별도로 제작되어 타액채취튜브(370)에 체결구나 테이프 등으로 부착 설치되어도 무방하다.

위치센서(385)는 IR, 초음파, 또는 RF를 이용하는 센서로 타액채취 장치의 움직임 또는 돼지의 접근 감지 등에 활용될 수 있다. 본 실시예에서는 타액채취 장치의 상부 공간에 위치센서(385)를 설치하여 적외선 광신호를 송신/수신하여 타액채취 장치의 움직임 또는 돼지의 접근 감지 기능을 수행하는 것으로 도시하였다. 실제 구현시에는 상기 움직임센서(380)와 연동되도록 위치센서(385)를 설치하거나, 움직임센서(380)만으로 충분할 경우에는 위치센서(385)를 설치하지 않을 수 있다. 도 1에서 위치센서(385)의 하부에 표시한 표시 는 타액채취 장치의 위치를 무선으로 센싱한다는 개념을 나타내기 위한 것이다. 그러나 위치센서(385)가 유선 방식으로 타액채취 장치의 위치를 센싱하도록 구성할 수 있음은 물론이다.

이후, 상기 움직임센서(380)와 위치센서(385)를 '접근감지기'라고 통칭하기로 한다.

제어부(390)의 위치는 사실상 어디에 있어도 무방하다. 제어부(390)는 상기 움직임 및/또는 위치센서(380, 385)의 신호를 수신하여, 본 발명에 따른 타액채취 장치의 구동을 위한 진공펌프 및 밸브 등을 제어하는 역할을 수행한다. 제어 역할을 충실히 수행하는 한 위치는 어디에 있어도 무방할 것이다. 실제 구현예로서, 제어부(390)를 진공펌프(310)와 함께 제작하여 축사의 천장에 설치할 수 있다. 도 1에서 제어부(390)의 하부에 표시한 표시 는 타액채취 장치와 제어부(390)가 무선 통신한다는 개념을 나타내기 위한 것이다. 그러나 유선 방식으로 제어부(390)와 타액채취 장치가 연결될 수 있음은 당연하다. 실제 구현에에서, 제어부(390)는 움직임센서(380)의 신호를 유선으로 수신하여 진공펌프(310)를 구동하도록 구현될 수 있다.

이상과 같이, 타액채취튜브(370)에 위치하는(예를 들어, 튜브(370)의 상부에 위치하는) 움직임/위치센서(380, 385)(돼지접근 감지부)에 의하여 타액채취 장치로 돼지의 접근이 감지되면(타액채취튜브(370)의 움직임을 감지), 타액 채취를 위한 진공펌프(310)가 작동된다. 여기서 돼지접근 감지부의 움직임/위치센서(380, 385)로 가속도 센서, 자이로센서, IR(적외선) 센서가 활용될 수 있다. 움직임/위치센서(380)는 타액채취튜브(370)에 고정될 수 있고 분리될 수도 있으나, 어느 경우든 타액채취튜브(370)의 움직임을 감지할 수 있어야 한다.

타액채취튜브(370)는 탄성적인 재료로서 돼지가 거부감없이 물 수 있는 것이 바람직하다. 튜브(370)의 단부에 돼지의 구강이 접촉하면 진공펌프(310)에 의한 압력차이로 구강 내의 타액이 흡입 및 채취된다. 돼지의 구강과 접촉되는 튜브의 단부에는 길이 방향으로 수십~수백 mm 영역에 수 mm의 직경으로 다수의 미세홀(371)이 형성되어 있어서 동시에 여러 마리의 돼지가 사용가능하다(물 수 있다).

도 2는 본 발명에 따른 타액 채취 방법의 흐름도이다. 도 2의 설명을 위해 도 1의 구성을 예로 참조하기로 한다. 그러나 도 2에 도시된 본 발명의 타액 채취 방법은 도 1의 실시예에 무관하게 수행될 수 있다.

먼저, 돼지 접근 감지부는 상시 구동되고 있다(12). 돼지가 접근하여 타액채취튜브(370)를 물거나 접촉한 것이 감지되면(14), 진공펌프가 동작(16)하고, 타액채취 장치에 존재하는 복수 개의 밸브 중에서 타액이송밸브(340)가 on 상태가 되어(18)(이 때 물공급 밸브(341)와 공기공급 밸브(342)는 off 상태임) 타액 채취가 시작된다(20).

진공펌프(310)의 흡입에 의한 타액 채취는 타액채취 설정시간 도달시(22), 또는 돼지가 채취 장치를 사용하지 않게 될 때(타액채취 장치 사용 종료시)(24), 또는 타액채취 설정량 도달시(26) 중 한 가지 조건이 충족될 때까지 이루어진다.

이들 조건에 해당되어 타액 채취가 종료되면, 타액이송밸브가 off된다(28)(이때 물/공기공급밸브도 off 상태임). 채취된 타액은 진공펌프와 타액채취튜브의 중간위치에 존재하는 수집용기(350)에 수집된다(30)(이를 위해 수집용기 밸브(미도시)가 on될 수 있다). 타액수집용기(350)는 쉽게 분리 및 교체가 가능하며, 용기 내부 또는 외부에 유량 또는 수위 센서가 있어서 설정량에의 도달을 확인 가능하다. 수집용기(350)의 하부에는 타액을 검사장치(395)로 이송할 수 있는 관과 밸브(343)가 설치되어 있어서, 타액검사장치로 이송되어(32) 바이오마커 측정이 이루어진다(34). 검사완료된 타액은 배출된다(36).

한편, 세척/건조 공정으로서, 앞서 타액이송밸브의 off가 실행되면(28) 타액 이송이 차단되고, 이어서 또는 이와 동시에 진공펌프가 off된다(29). 이에, 축사에 부속된 음수 급수관(water line)에 연결된 튜브(도 1의 물공급관(321)의 물공급밸브(341)가 on되어서(31)(이때 타액이송밸브(340) 및 공기공급밸브(342)는 모두 off되어 있다), 타액채취튜브에 물이 공급되어 튜브의 내/외부를 세척한다(33). 세척시 타액채취튜브의 세척수(물)는 바닥으로 흐르게 되어, 돼지의 소변, 대변 등의 분뇨가 물과 함께 하수구로 배출된다.

세척이 완료되면, 물공급 밸브(341)가 off되고 공기공급밸브(342)가 on되어(35)(이때 타액이송밸브는 계속 off되어 있음) 압축공기에 의해 튜브 건조된다(37). 건조공정이 완료되면 모든 밸브가 off 상태가 되어 모든 공정이 종료된다(39). 이상의 전체 공정은 돼지의 타액 추출장치 이용에 따라 자동적으로 반복적으로 구동된다.

도 3은 도 1과 다른 실시예에 따른 밀리볼 충전형 구조의 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 도 1과 유사한 시스템으로서 타액채취튜브의 구조적 차이점을 갖는다. 그 차이점은, 타액채취튜브(470)에 수~수십 mm의 직경으로 내부에 포함된 다공성 스펀지 또는 수 mm 직경의 밀리볼 형태의 충전재(472)가 들어있어, 돼지의 구강내 사료 잔류물 또는 불순물의 필터링 및 세척이 더욱 용이해진다. 그 밖의 구성 및 작용은 도 1의 실시예와 동일하다.

도 4는 또다른 실시예에 따른 원형 타입의 동축 구조형 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 4의 실시예는, 앞의 실시예와 다르게 타액채취튜브의 구조적 차이점을 갖는다. 타액채취튜브(570)가 원형으로 구현되며, 이 원형의 튜브 내부에 도 1과 유사하게 작은 직경의 다수의 원형 튜브 들이 동축형(동일 원주축)으로 삽입되어 있다. 이전 실시예와 마찬가지로, 원형 구조의 타액채취튜브(570)의 일부분에 미세홀(571)이 형성되어 돼지가 이 부분을 물면 돼지의 구강이 접촉하여 타액이 흡입되도록 한다. 그 밖의 구성 및 작용은 이전의 실시예와 동일하다.

도 5는 도 4의 실시예와 유사한 원형 튜브 구조에 밀리볼이 충전된 구조의 타액채취튜브를 갖는 타액채취 장치의 실시예이다.

도 5를 참조하면, 타액채취튜브(670)는 원형 타입으로 구현되며, 원형 구조의 타액채취튜브 내부에 다공성 스펀지 또는 수 mm 직경의 밀리볼 충전재(672)가 충전된다. 외부의 원형 튜브에 미세홀(671)이 형성되어 돼지의 구강과 접촉하게 된다. 그 밖의 구성 및 작용은 이전의 실시예와 동일하다.

도 6은 본 발명에 따른 타액채취 장치를 실제 돼지 축사에 구현한 것을 촬영한 사진으로, A는 도 1의 실시예에 해당하는 동축 구조형 타액채취튜브(710)를 활용하여 돼지(720)들로부터 타액을 채취하는 모습을 나타내고 있다. B는 이때 사용된 동축구조형 튜브의 내부 튜브(730)와 미세홀(731)을 나타낸다. C는 사용된 동축구조형 튜브의 외부 튜브(740)와 미세홀(741), 그리고 돼지의 구강내부에 잔존하던 사료 등의 잔류물(742)이 필터링된 모습을 나타내고 있다. 한편, D는 원형 타입의 타액채취튜브(751)와 타액이송관(750)을 활용하여 돼지(752)들로부터 타액을 채취하는 모습을 나타내고 있고, E는 사용된 원형 타입의 타액채취튜브(751)와 미세홀(753)들을 나타내고 있다. 마지막으로, F는 본 발명의 장치 및 방법에 의하여 채취되어 타액수집용기(760)에 수집된 타액(765)을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타액채취 장치를 도시한 것이다. 도 7은 본 발명의 구성요소를 최소화하여 구성한 휴대용 타액 채취기를 나타내고 있다. 휴대용 타액 채취기는 필요에 따라 일시 간헐적으로 타액을 채취할 목적으로 사용될 수 있다. 구성은 크게, 탄성적 특성을 가진 타액채취헤드(810)와 타액수집용기(836)를 포함하는 타액채취부(838), 그리고 진공펌프(833)와 배터리(834)를 포함하는 본체(830)로 구성되어 있다.

타액채취헤드(810)는 동축 구조형, 밀리볼 충전형 구조, 단일 튜브 구조, 기하학적 구조 등으로 구현될 수 있다. 타액 채취를 하는 동안에 돼지의 호기심 유발을 위하여 돼지가 물어 헤드(810)의 형태가 변형될 때 '삑삑' 소리 등의 자극이 발생되도록 할 수 있다. 헤드(810)의 표면에는 타액 채취를 위한 미세홀(815)들이 존재한다. 타액채취헤드(810)에서 채취된 타액은 이송 튜브(817)를 통하여 타액수집용기(836)로 이송된다. 헤드(810)와 본체(830) 사이는 소모품 교체를 위한 교체 커넥터(820)를 통해 연결될 수 있다.

타액의 채취는 진공펌프(833)에 의한 압력 차이로 타액채취헤드(810)로부터 흡입된 타액이 이송관(817)을 통해 일단 타액채취부(838)로 이송된 후 역류방지판(831)에 의하여 본체(830) 측으로 넘어가지 못하고 타액 수집용기(836)로 들어가 이루어진다. 타액의 채취를 위한 진공펌프(833)의 구동은 본체(830)에 내장된 배터리(834)와 외부에 있는 제어반(837)의 스위치 on/off에 의하여 제어될 수 있다.

그리고 타액 채취 완료 후 타액수집용기(836)를 분리할 수 있으며, 타액수집용기(836)의 교체 후에 세척이 진행될 수 있다. 세척을 위해 사용된 세척수의 배출은 교체된 다른 타액수집용기(836)에 모아서 배출할 수 있다. 또한 진공펌프(833)에 의한 공기 유동에 의해 타액채취헤드(810)와 이송관(817) 그리고 타액채취부(838)를 건조시킬 수 있다. 도 7에 나타낸 835번 구성요소는 이러한 건조 공정에서의 배기구를 나타낸다.

이상에서 설명한 본 발명의 각 구성요소, 특히, 제어부의 기능은 DSP(digital signal processor), 프로세서, 컨트롤러, ASIC(application-specific IC), 프로그래머블 로직소자(FPGA 등), 기타 전자소자 중의 적어도 하나 그리고 이들의 조합이 포함되는 하드웨어 요소로써 구현 가능하다. 또한 하드웨어 요소와 결합되어 또는 독립적으로 소프트웨어로써도 구현 가능한데, 이 소프트웨어는 기록매체에 저장 가능하다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 않은 것으로 이해해야 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. 외부의 타액이 내부로 들어가도록 일단에 다수의 미세홀이 형성된 탄성 재질의 타액채취튜브; 상기 타액채취튜브의 타단에 연결되어, 상기 타액채취튜브의 상기 미세홀에 접촉된 타액을 흡입하는 진공펌프; 흡입된 타액이 이동되는 이송관; 상기 이송관을 통해 이송되는 타액의 유동을 단속 제어하는 타액이송밸브; 상기 진공펌프와 상기 타액이송밸브 사이의 이송관에 위치하여, 상기 타액채취튜브의 미세홀로로부터 흡입된 타액을 채취하는 채취기; 상기 채취기에서 채취된 타액이 모여서 수집되는 타액수집용기; 및 상기 타액수집용기로부터 타액을 공급받아 타액 성분의 바이오마커 측정을 하는 검사장치를 포함하는 채취/검사부와,
   상기 타액채취튜브에 타액 피채취 동물이 접근하여 상기 미세홀에 접촉하였음을 감지하는 접근감지기를 포함하여, 상기 타액채취튜브의 미세홀에 타액 피채취 동물이 접촉함이 감지되면 상기 타액채취튜브로부터 타액을 채취하도록 상기 진공펌프를 작동시키는 제어부를 포함하되,
   상기 타액채취튜브는
   상이한 직경의 서브튜브들이 동축 구조로 결합되거나, 튜브 내에 다수의 충전재를 포함하고,
   상기 제어부는
   타액 피채취 동물이 접근하여 상기 타액채취튜브에 접촉한 것을 감지하고, 접촉이 감지되면 상기 타액채취튜브로부터 타액을 흡입하기 시작하여 타액을 채취하고, 사전에 정해진 조건에 도달시 상기 타액 채취를 종료하고, 채취된 타액을 검사 장치로 이송하고, 상기 타액 채취를 종료한 후에 상기 타액채취튜브에 물을 공급하여 튜브를 세척하고, 상기 타액채취튜브에 공기를 공급하여 튜브를 건조하도록 구성되며,
   상기 제어부가 타액 채취의 종료를 하기 위한 사전에 정해진 조건은,
   타액채취 설정시간에 도달된 때, 상기 타액채취튜브에의 타액 피채취 동물의 접촉이 종료된 때, 및 타액채취 설정량에 도달된 때 중 하나인 것을 특징으로 하는 타액채취 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제어부의 접근감지기는
   상기 타액채취 장치의 움직임을 감지하는 움직임센서 및 상기 타액채취 장치의 위치 변화를 감지하는 위치센서 중 적어도 하나를 포함하는 타액채취 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어부의 접근감지기는 상기 제어부와 무선으로 통신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 타액채취 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 타액채취튜브로 세척용 물(이하, 세척수)을 주입하는 세척수 공급관 및 세척수의 공급을 단속하는 물공급 밸브; 및
   상기 타액채취튜브의 건조를 위해 공기를 공급하는 공기 공급관 및 공기 공급을 단속하는 공기공급 밸브가 포함된 세척/건조부를 추가로 포함하는 타액채취 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 타액채취튜브는
   상이한 직경의 선형 서브튜브들이 동축 구조로 결합된 것을 특징으로 하는 타액채취 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 타액채취튜브는
   선형의 튜브 내에 포함된 다공성 스펀지를 포함하는 타액채취 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 타액채취튜브는
    선형의 튜브 내에 포함된 다수의 밀리볼 형태의 충전재를 포함하는 타액채취 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 타액채취튜브는
    원형의 상이한 직경의 서브튜브들이 동축 구조로 결합된 것을 특징으로 하는 타액채취 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 타액채취튜브는
    원형의 튜브 내에 포함된 다공성 스펀지를 포함하는 타액채취 장치.
13. 제1항에 있어서, 상기 타액채취튜브는
    원형의 튜브 내에 포함된 다수의 밀리볼 형태의 충전재를 포함하는 타액채취 장치.
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18. 제1항에 기재된 타액채취 장치를 이용하여 타액 피채취 동물의 타액을 채취하는 방법으로,
    타액 피채취 동물이 접근하여 상기 타액채취튜브에 접촉한 것을 감지하는 단계;
    상기 타액 피채취 동물의 접촉이 감지되면, 상기 타액채취튜브로부터 타액을 흡입하기 시작하여 타액을 채취하는 단계;
    사전에 정해진 조건에 도달시 상기 타액 채취를 종료하는 단계;
    채취된 타액을 검사 장치로 이송하는 단계;
    상기 타액채취튜브에 물을 공급하여 튜브를 세척하는 단계; 및
    상기 타액채취튜브에 공기를 공급하여 튜브를 건조하는 단계를 포함하되,
    상기 타액 채취의 종료를 위하여 사전에 정해진 조건은, 타액채취 설정시간에 도달된 때, 상기 타액채취튜브에의 타액 피채취 동물의 접촉이 종료된 때, 및 타액채취 설정량에 도달된 때 중 하나인 것을 특징으로 하는 타액채취 방법.
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