KR20080043413A

KR20080043413A - 생체자장계측장치

Info

Publication number: KR20080043413A
Application number: KR1020060111926A
Authority: KR
Inventors: 김인선; 이용호; 박용기
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-19
Also published as: US20080161190A1

Abstract

본 발명에 의한 생체자장계측장치는 하단부에 구비되며 좌우방향으로 일정간격을 두고 일렬로 배열되는 심자도를 측정하기 위한 스퀴드센서(초전도 양자간섭소자)와, 상기 스퀴드센서를 냉각하기 위한 비자성 액체질소용기가 구비된 헤드부; 상기 스퀴드센서를 제어하고 신호를 계측하기 위한 전자회로부; 상기 전자회로부로부터 검출한 신호 데이터를 PC로 획득하여 저장하고 이 신호를 계산하고 자장신호 또는 전류신호로 변환처리하고 변환된 신호를 매핑하여 디스플레이하는 신호처리 소프트웨어부; 비자성재료로 되고 상기 헤드부의 하부에 이격되어 설치되며, 피측정자가 누운 상태에서 상기 헤드부의 스퀴드센서에 의해 심자도를 측정하기 위한 판상의 슬라이딩 베드와, 상기 슬라이딩 베드를 전후 이동가능하도록 하는 슬라이딩 레일과, 상기 헤드부의 스퀴드센서의 위치를 조정하기 위하여 피측정자의 측정위치를 조정하기 위한 상기 슬라이딩 베드를 상하로 이송시키는 상하이송장치와, 상기 슬라이딩 베드를 좌우로 이송시키는 좌우이송장치 및 상기 스퀴드센서에 의해 심자도가 측정되어 매핑될 수 있도록 상기 스퀴드센서가 배열되는 직각방향으로 상기 슬라이딩 베드를 일정간격으로 전후로 이송되도록 하는 전후이송장치가 구비된 베드부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은 스퀴드센서를 일렬로 배치하여 베드를 일정간격으로 이동하여 심자도를 측정함으로써 종래의 생체자장계측장치에 비해 고가의 스퀴드센서를 많이 구비하지 않아도 되므로 장치의 가격이 저렴하며, 구조가 간단하고 장치를 소형화할 수 있으며, 차지하는 공간을 줄일 수 있고, 유지보수가 용이한 효과가 있다.

생체자장계측장치, 심자도, 스퀴드센서, 소형화

Description

생체자장계측장치{Biomagnetism Measurement Apparatus}

도 1은 본 발명에 의한 생체자장계측장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 생체자장계측장치의 슬라이딩 베드에 피측정자가 누운 상태에서 슬라이딩 베드를 이동시키는 상태를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 생체자장계측장치를 이용하여 6ㅧ6 포인트에 대해 심자도 측정예를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 의한 생체자장계측장치를 이용여 6ㅧ8 포인트에 대해 심자도를 측정하여 신호처리 소프트웨어를 이용하여 자장분포 및 전류원분포를 계산하고 디스플레이한 측정예를 나타낸 도면.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100: 헤드부 110: 스퀴드센서

120: 비자성 액체질소용기 130: 전자회로부

200: 베드부 210: 슬라이딩 베드

220: 슬라이딩 레일 230: 상하이송장치

240: 좌우이송장치 250: 전후이송장치

본 발명은 생체자장계측장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스퀴드센서를 이용하여 심자도를 측정하기 위한 생체자장계측장치에 관한 것이다.

생체자장(Biomagnetic fields)이란 사람의 심장, 뇌, 척수, 위 등으로부터 발생하는 자기신호이며, 이러한 생체자장은 고감도 자장센서인 스퀴드센서(초전도 양자간섭소자)를 사용함으로써 측정이 가능하다. 생체자장계측을 이용한 진단은 비접촉, 비파괴적이면서 우수한 시간 및 공간분해능을 바탕으로 심장의 내부에서 일어나는 활동전류의 미세한 변화를 정밀하게 측정할 수 있기 때문에 심장 등의 기능연구 및 기능적 질환 진단에 중요하게 사용된다. 여기에서, 심장에서 측정되는 심자도(Magnetocardiogram; MCG)는 심장으로부터 발생되는 자장신호 또는 자장분포를 나타낸다.

종래의 심자도를 측정하는 생체자장측정장치는 스퀴드센서가 36(6ㅧ6), 42(6ㅧ7), 48(6ㅧ8)개 등의 행렬로 구비되게 되므로, 고가의 스퀴드센서를 많이 필요로 하게 되어 장치가 고가인 문제점이 있었다. 또한, 스퀴드센서가 행렬로 구비되게 되므로 장치의 부피가 크게 되어 공간을 많이 차지하게 되며, 스퀴드센서가 다수개 구비됨에 따라 고장에 따른 유지보수가 복잡한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고가의 스퀴드센서를 많이 구비하지 않고 가격이 저렴하며, 장치를 소형화하여 차지하는 공간을 줄일 수 있도록 하는 생체자장계측장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하단부에 구비되며 좌우방향으로 일정간격을 두고 일렬로 배열되는 심자도를 측정하기 위한 스퀴드센서(초전도 양자간섭소자)와, 상기 스퀴드센서를 냉각하기 위한 비자성 액체질소용기가 구비된 헤드부; 상기 스퀴드센서를 제어하고 신호를 계측하기 위한 전자회로부; 상기 전자회로부로부터 검출한 신호 데이터를 PC로 획득하여 저장하고 이 신호를 계산하고 자장신호 또는 전류신호로 변환처리하고 변환된 신호를 매핑하여 디스플레이하는 신호처리 소프트웨어부; 비자성재료로 되고 상기 헤드부의 하부에 이격되어 설치되며, 피측정자가 누운 상태에서 상기 헤드부의 스퀴드센서에 의해 심자도를 측정하기 위한 판상의 슬라이딩 베드와, 상기 슬라이딩 베드를 전후 이동가능하도록 하는 슬라이딩 레일과, 상기 헤드부의 스퀴드센서의 위치를 조정하기 위하여 피측정자의 측정위치를 조정하기 위한 상기 슬라이딩 베드를 상하로 이송시키는 상하이송장치와, 상기 슬라이딩 베드를 좌우로 이송시키는 좌우이송장치 및 상기 스퀴드센서에 의해 심자도가 측정되어 매핑될 수 있도록 상기 스퀴드센서가 배열되는 직각방향으로 상기 슬라이딩 베드를 일정간격으로 전후로 이송되도록 하는 전후이송장치가 구비된 베드부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 스퀴드 센서는 4 내지 9개가 일렬로 배열되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 전후이송장치의 이송에 의한 스퀴드센서의 매핑 포인트의 수는 36 내지 54인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 생체자장계측장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 생체자장계측장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 생체자장계측장치의 슬라이딩 베드에 피측정자가 누운 상태에서 슬라이딩 베드를 이동시키는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 생체자장계측장치를 이용하여 6ㅧ6 포인트에 대해 심자도 측정예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 생체자장계측장치를 이용여 6ㅧ8 포인트에 대해 심자도를 측정하여 신호처리 소프트웨어를 이용하여 자장분포 및 전류원분포를 계산하고 디스플레이한 측정예를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 생체자장계측장치는 좌우방향으로 일정간격을 두고 일렬로 배열되는 심자도를 측정하기 위한 스퀴드센서(초전도 양자간섭소자)(110)가 구비된 헤드부(100); 상기 스퀴드센서(110)를 제어하고 신호를 계측하기 위한 전자회로부(130); 상기 전자회로부로부터 검출한 신호 데이터를 PC로 획득하여 저장하고 이 신호를 계산하고 자장신호 또는 전류신호로 변환처리하고 변환된 신호를 매핑하여 디스플레이하는 신호처리 소프트웨어부; 피측정자가 누운 상태에서 상기 헤드부의 스퀴드센서(110)에 의해 심자도를 측정하기 위한 판상의 슬라이 딩 베드(210)와, 상기 슬라이딩 베드(210)를 전후 이동가능하도록 하는 슬라이딩 레일(220)과, 상기 슬라이딩 베드(210)를 상하로 이송시키는 상하이송장치(230)와, 상기 슬라이딩 베드를 좌우로 이송시키는 좌우이송장치(240) 및 상기 슬라이딩 베드(210)를 일정간격으로 전후로 이송되도록 하는 전후이송장치(250)가 구비된 베드부(200); 로 이루어진다.

상기 헤드부(100)는 하단부에 스퀴드센서(110)가 구비되며 상기 스퀴드 센서 상부에는 비자성 액체질소용기(120)가 구비된다. 상기 비자성 액체질소용기(120)의 상부에는 상기 스퀴드센서(110)를 제어하고 신호를 계측하기 위한 전자회로부(130)가 구비된다.

상기 스퀴드센서(초전도 양자간섭소자: Superconducting QUantum Interference Device)(110)는 상기 헤드부(100)의 하단부에 구비되며 직사각형 형태의 상기 슬라이딩 베드(210)가 설치되는 길이방향 즉 좌우방향으로 일정간격을 두고 일렬로 배열되어 심자도(Magnetocardiogram; MCG), 즉 심장으로부터 발생되는 자장신호 또는 자장 분포를 측정하게 된다. 상기 스퀴드센서(110)는 자속을 전압으로변환시키는 소자로서 양자역학적인 측정한계에 접근하는 감도를 가지며 인류가 개발한 전자기 센서 중 감도가 가장 우수한 측정센서로서 각종 전자기량의 정밀측정에 중요하게 사용되고 있다. 이 스퀴드센서(110)는 자속으로 변환될 수 있는 임의의 물리량 측정에 사용되는데 인체에서 발생하는 미세한 생체자기장의 측정 뿐만 아니라 지하자원탐사, 잠수함 탐지, 재료의 비파괴 검사, 지진예측, 저잡음 증폭기 등 정밀측정분야에 넓게 사용되고 있는 것으로 종래의 것을 사용한다.

상기 스퀴드센서(110)는 일반적으로 신호측정에 사용되기 위해서는 냉각장치를 포함하게 된다. 상기 냉각장치는 헬륨가스를 대부분 이용하게 되는데 본 발명에서는 헬륨가스보다 가격이 저렴하면서 냉각성능의 저하됨이 없이 거의 동일한 성능을 갖는 액체질소를 이용한 비자성 액체질소용기를 사용한다.

상기 전자회로부(130)는 상기 스퀴드센서(110)를 제어하고 신호를 계측하는 역할을 한다. 상기 전자회로부(130)로부터 검출된 신호 데이터는 소프트웨어부(미도시됨)에 의해 PC로 획득하여 저장되고 이 신호 데이터를 계산하여 자장신호 또는 전류신호 데이터로 변환처리되며 변환된 데이터가 매핑되어 디스플레이되게 된다.

상기 베드부(200)는 피측정자의 위치를 상기 스퀴드센서(110)가 측정할 수 있도록 이동시키는 역할을 하는 것으로, 비자성재료로 되고 상기 헤드부(100)의 하부에 이격되어 설치되며, 슬라이딩 베드(210)와, 슬라이딩 레일(220)과, 상하이송장치(230)와, 좌우이송장치(240) 및 전후이송장치(250)가 구비된다.

상기 슬라이딩 베드(210)는 피측정자가 누운 상태에서 상기 헤드부(100)의 스퀴드센서(110)에 의해 심자도를 측정하기 위하여 판상으로 된다.

상기 슬라이딩 레일(220)은 피측정자가 누운 상태인 슬라이딩 베드(210)를 상기 헤드부(100)의 스퀴드센서(110)가 피측정자의 심장부위로 접근시킬 수 있도록 상기 슬라이딩 베드(210)를 전후 이동시키는 역할을 한다. 상기 슬라이딩 베드(210)의 전방에는 측정자가 상기 슬라이딩 베드(210)를 전후 이동시키기 용이하도록 슬라이딩 베드 이동용 손잡이(211)가 구비된다.

도 2에서와 같이 슬라이딩 베드(210)에 피측정자가 누운 상태에서 슬라이딩 베드(210)를 스퀴드센서(110)가 위치되는 곳으로 슬라이딩 베드(210)를 후방으로 이동시킨 후에 상기 전후이송장치를 이용하여 심자도를 측정하게 된다. 상기 슬라이딩 레일(220)에는 슬라이딩 베드(210)를 도 2에서와 같이 이동시킨 후에 슬라이딩 베드(210)가 이탈되지 않도록 상기 슬라이딩 베드(210)를 로킹시키는 잠금장치(221)가 구비된다.

상기 상하이송장치(230)는 상기 헤드부(100)의 스퀴드센서(110)의 위치가 피측정자의 심장부위로 접근시키도록 조정하기 위하여 피측정자의 측정위치를 높이조절하기 위하여 상기 슬라이딩 베드(210)를 상하로 이송시키는 역할을 한다.

상기 좌우이송장치(240)는 상기 헤드부(100)의 스퀴드센서(110)의 위치가 피측정자의 심장부위로 접근시키도록 조정하기 위하여 피측정자의 측정위치를 좌우위치를 조절하기 위하여 상기 슬라이딩 베드를 좌우로 이송시키는 역할을 한다.

상기 전후이송장치(250)는 상기 스퀴드센서(110)에 의해 심자도가 측정되어 매핑될 수 있도록 상기 스퀴드센서(110)가 배열되는 직각방향으로 상기 슬라이딩 베드(210)를 일정간격으로 전후로 이송되도록 하는 역할을 한다. 이때, 상기 스퀴드센서(110)는 4 내지 9개가 일렬로 배열되며, 상기 전후이송장치(250)에 의해 전후로 이송되도록 하여 심자도를 측정하게 된다.

이와 같이, 상기 스퀴드센서(110)가 4 내지 9개가 일렬로 배열되도록 하고 상기 베드부(200)를 일정간격으로 이동시켜 심자도를 측정하게 되면, 스퀴드센서가 36(6ㅧ6), 42(6ㅧ7), 48(6ㅧ8)개 등으로 구비되는 종래의 생체자장계측장치에 비해 고가의 스퀴드센서(110)를 많이 구비하지 않아도 되므로 장치의 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 부피가 줄어들게 되어 소형화할 수 있는 장점이 있다.

이때, 상기 전후이송장치(250)의 이송에 의한 스퀴드센서(110)의 매핑 포인트의 수는 36(스퀴드센서 6개를 이용하여 6번의 전후이동에 의한 계측) 내지 54(스퀴드센서 6개를 이용하여 6번의 전후이동에 의한 계측)인 것이 바람직하다. 도 3에서는 스퀴드센서(110)의 매핑 포인트의 수가 36인 것을 나타낸다.

전술한 상기 상하이송장치(230), 상기 좌우이송장치(240), 상기 전후이송장치(240)와 같은 이송장치들은 종래의 주지관용의 장치로서 상하 또는 좌우 또는 전후로 이송하기 위한 통상의 이송장치를 이용하여도 무방하다.

도 4는 본 발명에 의한 생체자장계측장치를 이용여 6ㅧ8 포인트에 대해 심자도를 측정하고 신호처리 소프트웨어부를 이용하여 자장분포 및 전류원분포를 계산하고 디스플레이한 측정예를 나타낸다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스퀴드센서를 일렬로 배치하여 베드를 일정간격으로 이동하여 심자도를 측정함으로써 종래의 생체자장계측장치에 비해 고가의 스퀴드센서를 많이 구비하지 않아도 되므로 장치의 가격이 저렴하며, 구조가 간단하고 장치를 소형화할 수 있으며, 차지하는 공간을 줄일 수 있고, 유지보수가 용이한 효과가 있다.

Claims

하단부에 구비되며 좌우방향으로 일정간격을 두고 일렬로 배열되는 심자도를 측정하기 위한 스퀴드센서(초전도 양자간섭소자)와,

상기 스퀴드센서를 냉각하기 위한 비자성 액체질소용기가 구비된 헤드부;

상기 스퀴드센서를 제어하고 신호를 계측하기 위한 전자회로부;

상기 전자회로부로부터 검출한 신호 데이터를 PC로 획득하여 저장하고 이 신호를 계산하고 자장신호 또는 전류신호로 변환처리하고 변환된 신호를 매핑하여 디스플레이하는 신호처리 소프트웨어부;

비자성재료로 되고 상기 헤드부의 하부에 이격되어 설치되며, 피측정자가 누운 상태에서 상기 헤드부의 스퀴드센서에 의해 심자도를 측정하기 위한 판상의 슬라이딩 베드와,

상기 슬라이딩 베드를 전후 이동가능하도록 하는 슬라이딩 레일과,

상기 헤드부의 스퀴드센서의 위치를 조정하기 위하여 피측정자의 측정위치를 조정하기 위한 상기 슬라이딩 베드를 상하로 이송시키는 상하이송장치와,

상기 슬라이딩 베드를 좌우로 이송시키는 좌우이송장치 및 상기 스퀴드센서에 의해 심자도가 측정되어 매핑될 수 있도록 상기 스퀴드센서가 배열되는 직각방향으로 상기 슬라이딩 베드를 일정간격으로 전후로 이송되도록 하는 전후이송장치가 구비된 베드부;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체자장계측장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스퀴드 센서는 4 내지 9개가 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 생체자장계측장치.
제 2 항에 있어서,

상기 전후이송장치의 이송에 의한 스퀴드센서의 매핑 포인트의 수는 36 내지 54인 것을 특징으로 하는 생체자장계측장치.