KR20110069084A - 광학 센서 조립체 - Google Patents

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KR20110069084A
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data
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아서 이. 콜빈
케이시 제이. 오'코너
다니엘 씨. 페라로
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센서즈 포 메드슨 앤드 사이언스 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 매체를 오염에 노출시키지 않고서 매체 내의 분석물을 측정하는 시스템 및 방법을 제공한다. 그 시스템 및 방법은, 루어 캡 내에 내장되고 독출 기기에 데이터를 무선으로 송신할 수 있는 소형 센서 기기의 신규한 조합을 채택한다.

Description

광학 센서 조립체{Optical sensor assembly}
[관련 출원]
본 출원은 2008년 9월 19일자로 출원된 미국 특허 가출원 제61/098,479호에 관한 우선권의 수혜를 주장하는바, 그것의 모든 기재사항은 여기에 참조로서 포함된다.
[기술 분야]
본 발명은 일반적으로 매체 내의 분석물의 존재를 측정하기 위한 기기, 시스템, 및 방법에 관련된 것으로서, 보다 구체적으로는 원하는 매체에 지속적인 노출(exposure)을 가능하게 하는 하우징 및 광학적 감지 장치에 관한 것이다.
'의료 및 과학을 위한 센서'사(Sensors for Medicine and Science, Inc.; SMSI)는 몸 또는 다른 매체에 존재하는 다양한 분석물들(예를 들어, 글루코오스, 이산화탄서, 산소, 등)을 모니터링(monitoring)하기 위한 다수의 매우 작은 무선 센서들을 개발해왔다. 어떤 실시예에서는, 이 매우 작은 센서들이 혈액 내의 분석물의 존재, 부존재, 또는 양을 측정하기 위하여 인간 또는 동물 안으로 이식되도록 적합화되는데, 그 센서 자체는 근접한 환경 내의 분석물을 검출 및 측정한다. 무선 센서들은 예를 들어 미국 특허 제5,517,313호, 제6,330,464호, 제6,400,974호, 제7,135,342호, 및 제6,940,590호에 보다 충분히 설명되어 있는바, 이들은 그 전체가 여기에 참조로서 포함된다.
어떤 실시예들에 있어서, 위와 같은 매우 작은 이식가능한 센서들은 예를 들어 손목시계, 호출기, 또는 다른 기기로서 구성되는 외부 독출기 내에 포함된 1차 코일과 센서 자체 내의 회로 기판에 인쇄된 2차 코일에 의한 유도에 의해서 동력을 공급받는다. 어떤 실시예들에 있어서는, 그 센서가 이와 같은 1차 및 2차의 전자기 링크(electromagnetic link)를 거쳐서 데이터를 전송하고 동력을 받는바, 예를 들어 미국 특허 제6,400,974호를 참조하면 되며, 이 특허는 그 전체가 참조로서 여기에 포함된다.
일 설계의 적용예는 인간 또는 동물에 있어서의 이식 모니터링이지만 매체 내의 분석물의 지속적인 측정을 제공하기 위하여, 다른 적용예의 범위에서 무선 센서들을 이용하도록 새롭고 개선된 무선 센서 및 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명은, 매체 내의 분석물의 존재를 측정하기 위한 목적으로, 원하는 매체에 광학 센서의 지속적인 노출을 가능하게 하는 감지 장치, 시스템, 및 방법을 포괄한다.
본 발명의 실시예에 따른 감지 장치가 제공된다. 그 감지 장치는 외부 슬리브 및 외부 슬리브 내에 수용된 짝맞춤 부재를 구비한 하우징을 포함한다. 분석물 함유 매체 내의 분석물의 존재 및 강도를 측정할 수 있는 광학 기반 센서는 하우징의 짝맞춤 부재 내에 배치된다. 센서는 몸체, 내부 회로, 및 그 몸체 내에 수용된 내부 코일을 포함한다. 어떤 실시예에서, 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 무선으로 받도록 구성된다. 또한, 감지 장치는 센서에 전력을 소통시키고 센서로부터 데이터를 통신받도록 구성된 구동 회로를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 구동 회로가 센서에 데이터를 통신시킬 수도 있도록 구성될 수도 있다. 짝맞춤 부재는, 광학 기반 센서가 분석물 함유 매체와 접촉할 수 있도록, 측정될 분석물을 함유하고 있는 매체와 접촉되는 기기와 짝맞춤되도록 구성된다.
본 발명의 다른 형태에 따른 센서 시스템이 제공된다. 그 센서 시스템은 분석물 함유 매체 내의 분석물의 존재를 측정하기 위한 복수의 광학 기반 센서들을 포함한다. 그 센서들 각각은, 외부 슬리브 및 외부 슬리브 내에 수용된 짝맞춤 부재를 구비한 하우징 내에 배치될 수 있다. 그 센서들을 몸체, 내부 회로, 및 몸체 내의 내부 코일 하우징을 포함할 수 있다. 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 받아서 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따른 시스템은 적어도 하나의 독출 기기를 포함할 수 있다. 그 독출 기기는 1차 코일에 연결될 수 있는데, 그 1차 코일은 광학 기반 센서들의 내부 코일에 전력을 전달하고 그 내부 코일로부터 데이터를 수신하도록 구성된다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 독출 기기는 광학 기반 센서들에 데이터를 송신하도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따른 시스템은, 센서들 중 적어도 하나로부터 데이터를 수신하기 위하여, 독출 기기와 인터페이스하도록 구성된 처리 기기를 포함할 수 있다. 또한, 그 처리 기기는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 독출 기기를 거쳐서 센서들 중의 하나에 데이터를 보낼 수 있다. 하우징의 짝맞춤 부재는, 광학 기반 센서들이 분석물 함유 매체와 접촉하게 되도록, 측정될 분석물을 함유하고 있는 매체와 접촉되는 기기와 짝맞춤되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 매체 내의 분석물의 존재 및 농도를 측정하기 위한 방법이 제공된다. 그 방법은, 외부 슬리브와 외부 슬리브 내에 배치된 짝맞춤 부재를 구비한 하우징을 포함하는 감지 장치를 제공하는 단계를 포함한다. 그 감지 장치는 하우징의 짝맞춤 부재 내에 배치된 광학 기반 센서를 더 포함할 수 있다. 광학 기반 센서는 몸체, 내부 회로, 몸체 내의 내부 코일 하우징을 포함할 수 있다. 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 받도록 구성될 수 있다. 그 방법은, 측정될 분석물을 함유하는 매체와 유체 소통되도록 구성된 기기와 감지 장치를 짝맞춤시키는 단계와, 독출 기기를 이용하여 전자기 유도에 의해 내부 코일을 여기시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 그 방법은 매체 내의 분석물의 존재에 관한 광학 기반 센서로부터의 데이터를 독출 기기에서 수신하는 단계와, 그 데이터를 처리 기기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 그 방법은 본 발명의 일부 실시예에 따라서 센서에 데이터를 보내는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따르면 감지 장치가 제공되는데, 그 감지 장치는 하우징의 외측 표면 내에 배치된 공동을 구비한 하우징을 포함한다. 분석물 함유 매체 내의 분석물의 존재를 측정할 수 있는 광학 기반 센서는 그 하우징 내에 배치될 수 있다. 그 센서는 몸체, 내부 회로, 및 그 몸체 내에 수용된 내부 코일을 포함할 수 있다. 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 받을 수 있도록 구성될 수 있다. 구동 회로는 센서에 전력을 소통시키고 그 센서로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 구동 회로는 본 발명의 일부 실시예에 따른 센서에 데이터를 송신하도록 구성될 수도 있다. 그 하우징은, 광학 기반 센서가 분석물 함유 매체와 접촉할 수 있도록, 측정될 분석물을 함유하는 매체와 접촉된 기기와 연결되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 센서는 매체와 상호작용하는 형광 지시약에 빛을 도입시키는 광원을 더 포함할 수 있다. 도입된 빛에 응답하여 형광 지시약에 의하여 방출되는 빛을 검출하기 위하여 센서 내에는 광 검출기가 포함될 수 있다. 광 검출기는 검출된 빛에 비례하여 신호를 출력할 수 있다. 형광 지시약에 의하여 방출되는 빛은 매체 내의 분석물의 존재 및 농도에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 구동 회로는 외부 처리 기기에 센서로부터의 데이터를 통신시키도록 구성될 수 있다. 이 데이터는 어떤 실시예에 따라 광 검출기로부터 출력된 신호를 포함할 수 있다. 또한, 구동 회로는 센서에 처리 기기로부터의 데이터를 통신시키도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 처리 기기와 구동 회로 간의 통신은, 구동 회로와 처리 기기 간의 물리적인 연결부(예를 들어 USB, 시리얼 케이블, 동축 케이블, 트랜스미션 라인(transmission line) 등)에 의하여 이루어지거나 또는 무선으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 1차 코일은 PCB 기판 상에 인쇄될 수 있고 또한 내부 코일의 연결 거리 내에 장착될 수 있다. 또한, 어떤 실시예에 따르면, 하우징은 예를 들어 루어 락과 같은 루어 끼움부일 수 있다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면 루어 끼움부는 6% 의 테이퍼를 가질 수 있으나, 다른 실시예에 따르면 그 테이퍼는 6%가 아닌 다른 각도를 가질 수 있다. 루어 끼움부는, 측정되는 분석물을 함유하는 매체와 유체 또는 가스의 형태로 소통되는 기기와 짝맞춤되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 분석물은 글루코오스이다. 그러나 다른 다양한 실시예에 따르면, 분석물은 이산화탄소(CO2), 산소(O2), NaCl, 또는 생체표지일 수 있다. 다른 다양한 실시예에 따르면, 센서는 색상, 굴절율, pH, (항체와 같은) 친연성 인식 요소(affinity regonite element), 이온 교환체(ion exchange), 또는 공유결합(covalent bonding)을 검출할 수 있다. 또한, 센서는 하나 이상의 분석물을 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 짝맞춤 부재는 주사기나, 유체 또는 가스를 운반하는 라인(line)과 짝맞춤되도록 구성된다. 짝맞춤 부재는 컨테이너, 카테터, 또는 탱크와 짝맞춤되도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 다양한 형태들의 추가적인 적용에들 및 장점은 아래에서 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명된다.
본 발명에 의하여, 매체 내의 분석물의 지속적인 측정을 제공하기 위하여, 무선 센서들을 이용함으로써 새롭고 개선된 무선 센서 및 방법이 제공된다.
도 1 에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 조립체가 도시되어 있다.
도 2 에는 본 발명의 실시예에 따른 광학 기반 센서의 기능도(functional diagram)가 도시되어 있다.
도 3 에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 시스템의 기능적 도해가 도시되어 있다.
도 4 에는 본 발명의 실시예에 따른 매체 내의 분석물의 존재를 측정하기 위한 흐름도(flow chart)가 도시되어 있다.
도 5 에는 본 발명의 실시예에 따른 매체 내의 분석물의 존재를 측정하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
도 6 에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 시스템의 기능적 도해가 도시되어 있다.
도 7a 내지 도 7c 에는 본 발명의 실시예에 따른 하우징이 도시되어 있다.
도 8 에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 시스템이 도시되어 있다.
도 9 에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 시스템이 도시되어 있다.
본 발명은 많은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 출원은 본 발명의 원리에 관한 예들을 제공하는 것으로 고려되며 또한 그 예들은 본 발명을 여기에서 설명되고 그리고/또는 예시되는 바람직한 실시예들로 국한시키지 않는다는 이해하에서, 다수의 예시적인 실시예들이 여기에서 제공된다.
도 1 에는 본 발명의 실시예에 따른 감지 장치(100)의 분해도가 도시되어 있다. 장치(100)는 센서 조립체(102)를 포함하며, 센서 조립체 자체는 외부 슬리브(104)를 갖는 하우징(114)과, 외부 슬리브(104) 내에 배치된 짝맞춤 부재(106)를 포함한다. 일 실시예에서, 광학 센서(108)는 하우징의 짝맞춤 부재(106) 내에 배치될 수 있다. 1차 코일(116)은 PCB 기판(PCB substrate; 112) 상에 장착될 수 있다. 구동 회로(110)는 회로를 구동하기 위하여 1차 코일(112)에 연결될 수 있다. 통신 케이블(communications cable; 118)은 구동 회로를 외부 처리 기기에 연결시킬 수 있다. 하우징 캡(120)은 하우징(114)과 일체를 이루거나, 또는 도 1 에 도시된 바와 같이 별도의 것일 수 있다. 1차 코일(116) 및 구동 회로(110)는 하우징(114) 및 하우징 캡(120) 내에 수납되는 것이 바람직하다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 센서는 마찰 끼움(frictional fit)을 이용하여 하우징의 내측 안으로 내장될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에 따르면, 센서는 예를 들어 실리콘 접착제와 같은 접착제를 이용하여 하우징 내에 내장될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 통신 케이블(118)은 RF 안테나(RF antenna) 또는 다른 무선 통신 수단에 의하여 대체될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 하우징은 예를 들어 루어 락(luer lock)과 같은 표준화된 누설방지 끼움재(leak-free fitting)일 수 있다.
도 2 에는 본 발명의 실시예에 따른 광학 기반 센서(108)가 도시되어 있다. 일 실시예에서, 센서는 센서 몸체를 형성하는 케이스(encasement; 202)를 포함한다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 케이스(202)는 광학 도파관(optical waveguide)으로서 기능할 수 있다. 내부 회로(204)는, 기판(228) 상에 장착되고, 하나 이상의 포토다이오드들(photodiodes; 214a 및 214b), 발광다이오드(light emitting diode; LED; 208), 인코더(encoder; 218), 및 무선 인터페이스(wireless interface)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 광 검출기들(214a, 214b)은 포토다이오드이다. 필터들(216a 및 216b)은 포토다이오드들(214a 및 214b) 위로 배치될 수 있다.
어떤 실시예에서, 연결부(226)를 통하여 구동 회로에 연결될 수 있는 1차 코일(224)은 센서(108) 내의 내부 코일(206)의 연결 거리(coupling distance) 내에 배치될 수 있다. 이것은 1차 코일이 전자기 유도를 통하여 내부 코일(206)에 전력을 전달하는 것을 가능하게 한다. 일단 전력을 공급받으면, 센서는 LED(208)에 의하여 방출되는 여기 광선(excitation radiation; 222)에 의하여 형광 지시약 분자들(210)을 여기시키도록 구성된다. 지시약 분자들(indicator molecules; 210)은 센서(108) 주위의 매체 내에 있는 분석물(212)(예를 들어, 글루코오스)의 존재에 반응하고, 광선(222)에 의하여 여기되는 때에 응답 광선(response radiation; 220a 및 220b)(예를 들면 형광 광선)을 방출하는데, 이것은 광 검출기들(214a, 214b)에 의하여 검출될 수 있다. 방출되는 응답 광선(220a, 220b)의 양은 매체 내에 존재하는 분석물의 농도의 함수로서 달라진다. 필터들(216a, 216b)은, 응답 광선(220a, 220b)의 스펙트럼(spectrum) 내에 있는 실질적으로 모든 빛이 지나가는 것을 허용하면서, 여기 광선(222)의 스펙트럼 내에 있는 실질적으로 모든 빛을 차단하도록 구성될 수 있다.
광 검출기들(214a, 214b)은 아날로그 신호를 발생시킬 수 있는데, 어떤 실시예에 있어서 그 신호는 인코더(218)에 의하여 진폭 변조(amplitude modulation; (AM) 또는 주파수 변조(frequency modulation; FM)된 신호로 인코딩될 수 있다. 본 발명의 어떤 실시예에 다르면, 인코더는 광 검출기들로부터의 아날로그 출력을 디지털로 인코딩할 수도 있다. 그 후, 인코더(218)에 의하여 출력되는 신호는 내부 코일(206)로 전달될 수 있는데, 내부 코일은 다시 그 신호를 전자기 유도를 통하여 1차 코일(224)로 전달한다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 1차 코일(224)은 손목시계에 포함될 수 있다. 어떠한 경우이든, 1차 코일은 내부 코일(224)에 대해 동축을 이루도록 된 방위를 갖는데, 이것은 본 발명의 실시예에 따라 전자기 연결을 수립하기 위한 것이다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 1차 코일(224)은 하우징(114)의 후방측부에 바로 인접하면서도 내부 코일(206)의 연결 거리 내에 있도록 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 센서가 미국 특허 제6,400,974호에 기재된 것과 같은 1차 및 2차 코일 전자기 링크를 거쳐서 동력을 받고 데이터를 송신하는데, 그 미국 특허는 그 전체가 참조로서 여기에 포함된다.
센서(108)의 구조 및 작동에 관한 추가적인 예들은 미국 특허 제5,517,313호, 제6,330,464호, 제6,400,974호, 제7,135,342호, 및 제6,940,590호에 기재되어 있는바, 이들은 그 전체가 참조로서 여기에 포함된다. 예를 들어, 미국 특허 제5,517,313호, 제6,330,464호, 제6,400,974호, 제7,135,342호, 및 제6,940,590호에는 지시약 분자들을 이용하여 분석물의 존재를 검출할 수 있는 센서의 작동이 설명되어 있다. 유사하게, 미국 특허 제6,330,464호 및 제6,400,974호에는 센서의 무선 동력공급 및 통신에 관한 작동이 설명되어 있다.
도 2 에 도시된 센서(108)에는 두 개의 광 검출기가 예시되어 있으나, 센서가 다수의 상이한 분석물들을 검출하는 것을 가능하게 하기 위하여 임의의 갯수의 광 검출기들이 이용될 수 있다. 광 검출기의 갯수를 증가시키고 지시약 분자들의 화학성분을 변경함(예를 들어 각각이 상이한 분석물에 응답하는 복수의 지시약 분자들을 포함시킴)으로써, 단일의 센서에 의하여 복수의 분석물이 검출될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 각 광 검출기는, 각각이 상이한 파장으로 형광을 발하도록 구성될 수 있는 상이한 형광 지시약 분자(210)들에 의하여 방출되는 빛의 상이한 파장을 수용하는 상이한 필터를 구비할 수 있다.
다른 형태에 따르면, 가스 적용예(gaseous application)를 위한 센서들도 구성될 수 있다. 예를 들어, 루테늄 바이페닐펜안트롤린(ruthenium biphenylphenanthroline) 등과 같은 산소 지시약(oxygen indicator)이 센서 안에 포함될 수 있으며, 그러면 센서 조립체(102)는 가스 라인(gaseous line) 또는 유체 라인 내에 용해된 산호를 위한 산소 센서가 된다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 센서 조립체(102)는 임의의 혈액 또는 체액에 있는 생체표지(biomarker)를 측정하도록 구성될 수 있다. 또한, 어떤 실시예에 따르면, 센서는 항체, 이온 교환체(ion exchange), 또는 공유결합(covalent bonding)과 같은 친연성 인식 요소(affinity regonite element)들, pH, 염도(salinity), 굴절율(refraction index), 색상을 측정하도록 설계될 수 있다.
도 3 에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 시스템의 기능적인 도해가 도시되어 있다. 장착된 센서(302)는 무균 또는 루어 캡 장벽(sterile or luer cap barrier; 318) 내에 장착될 수 있다. (송신기(transmitter), 복조기(demodulator), 및 1차 코일을 포함할 수 있는) 무선 인터페이스(304)는, 센서(302)의 내부 코일(206)의 연결 거리 내에 배치될 수 있고, 센서(302)를 무선으로 여기(excite)시키며 또한 센서(302)로부터 센서 데이터를 수신하는데에 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 무선 인터페이스(304)는, 무균 또는 루어 캡 장벽(318)의 뒤에 장착될 수 있고, 1차 코일을 통하여 센서에 전력을 제공하고 센서와 통신할 수 있다. 센서는 (예를 들어 구동 회로 내에 포함된) 전력 증폭기와 1차 코일(116)에 의하여 에너지를 공급받을 수 있다. 무선 인터페이스는 센서로부터의 주파수를 디지털 펄스 스트림(digital pulse stream)으로 다시 인코딩하는 복조기(예를 들어, AM or FM 복조기)를 포함할 수 있다. 그러면, 무선 인터페이스(304)는 신호를 처리 기기(308)로 송신할 수 있다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 무선 인터페이스는 예를 들어 USB 동글(USB dongle)과 같은 중간 기기(306)을 거쳐서 처리 기기(308)로 신호(312)를 송신할 수 있다. USB 동글은 전력 증폭기를 구동하는 신호를 보내고, 신호 수신시 신호 처리를 수행하며, 시리얼(serial), USB 통신, 또는 무선 통신을 통하여 처리 기기(308)와 인터페이스(interface)하도록 프로그램될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 중간 기기(306)가 예를 들어 송신기 타이밍을 위하여, 무선 인터페이스(304)에 정보(314)를 소통시킨다.
다른 실시예에서는, 중간 기기(306)도 무선 통신 기기, 네트워크 통신 기기, 또는 신호를 처리 기기로 전달하기 위한 임의의 다른 적합한 수단일 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 센서 시스템은 중간 기기(306)를 활용하지 않고, 무선 인터페이스(304)가 직접적인 연결부를 거쳐서 신호를 직접 처리 기기(308)로 송신한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 인터페이스(304)는 독출 기기의 일부를 형성할 수 있다. 각 독출 기기는 단일의 센서와 관련될 수 있다. 그러나, 본 출원의 일 장점은, 가벼운 음료 설비와 같은 처리 라인(processing line) 내의 복수의 지점들에 품질 모니터링을 위하여 많은 센서들이 설치될 수 있다는 것이다. 본 발명에 따르면, 마스터 제어 또는 모니터링 시스템(master control or monitoring system)을 위하여 미리 설정된 간격을 둔 많은 센서들을 독출하기 위하여, 단일의 독출 기기가 호스트 컴퓨터(host computer) 안으로 다중화(multiplex)될 수 있다는 것이다. 또한, 드문 샘플링 간격들을 필요로 하는 적용예들을 위하여는, 본 발명의 일부 실시예에 따라서, 독출 기기가 주기적으로 운반될 수 있는 휴대용 기기일 수 있다.
도 1 에는 회로 하우징(114) 내에 수용된 1차 코일(116) 및 구동 회로(110)가 도시되어 있으나, 어떤 실시예에서는, 1차 코일 및 구동 회로가 회로 하우징의 외부에 있는 별도의 독출 기기 내에 배치될 수 있다. 그러한 구성은 도 6 에 도시되어 있다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 센서 시스템의 기능적 도해가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 센서 조립체(102)는 매체 수납 기기(medium-containing device; 600) 측에 배치되어서, 광학 센서(108)가 매체(602)와 접촉하게 된다. 센서 조립체 하우징(114)은 측부(600)에 맞닿아서, 실질적으로 누설방지성(leak-proof) 또는 기밀성(airtight seal) 밀봉이 형성된다.
작동에 있어서, 독출 기기(604)는 센서 조립체(102)에 가까인 근접한 위치에(예를 들어, 연결 거리 내에) 배치될 수 있다. 독출 기기(604)는, 광학 센서(108)와 무선 통신을 하고, 통신 채널(communications channel; 610)을 거쳐서 정보를 처리 기기(612)로 전달할 수 있다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 통신 채널(610)은 무선 통신 인터페이스이다. 다른 실시예에서는, 통신 채널(610)이 동축 케이블(coaxial cable), 시리얼 연결부(serial connection), USB 케이블, 직접 연결부(direct connection), 또는 데이터를 한 곳으로부터 다른 곳으로 전송할 수 있는 임의의 다른 적합한 수단과 같은 임의의 종류의 통신 채널일 수 있다.
본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 하우징(114)은 루어 끼움부를 포함한다. 도 7a 내지 도 7c 에는 본 발명의 실시예에 따른 루어 끼움부가 다양한 각도들로부터 본 모습으로 도시되어 있다. (흔히 "루어(luer)", "루어 테이퍼(luer taper)", 또는 "루어 락(luer lock)"으로 알려진) 루어 끼움부는 다양한 적용예들에서 사용된다. 예를 들어, 루어 끼움부는 주사기, 카테터(catheter), 혈액 백(blood bag), 펌프, 발효 샘플링 주사기(fermentation sampling syringe), 크로마토그래피 피팅(chromatography fitting), 및 많은 다른 유체(예를 들어, 액체 또는 기체) 취급용 회로 및 장치에서 사용된다. 의료, 식료, 및 산업의 적용예들에 걸쳐서, 표준 치수의 루어 끼움부가, 간단하고 보편적으로 호환적인 소형 라인 액체 또는 기체 연결의 수단으로서 사용된다. 본 발명의 어떤 실시예에 있어서는 하우징으로서 루어 끼움부를 사용하는 것이, 센서 조립체가 보편적인 표준(universal standard)을 활용하는 의료 및 산업상 유체 회로 내에서 작동하도록 쉽게 설치되는 것을 가능하게 한다.
어떤 실시예에 따르면, 루어 끼움부(702)는 외부 슬리브(706) 및 테이퍼진 원추부(tapered cone; 704)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 그 원추부는 대략 6%의 표준적인 테이퍼를 가질 수 있다. 다른 실시예에서는, 그 원추부가 다른 각도의 테이퍼를 가질 수 있다. 루어 끼움부(702)는 루어 캡(luer cap; 702b)을 포함할 수도 있는데, 루어 캡은 루어(702a)의 주된 몸체와 결합될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 루어 캡은 관통공(710)을 포함할 수 있는데, 그 관통공은 캡(702b)의 내측에 장착된 1차 코일(716)과 구동 회로 간의 유선연결을 허용한다. 대안적으로는, 1차 코일(716) 및 구동 회로 둘 다가 캡(702b)의 외측에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 루어 캡에 관통공이 없고, 그 시스템은 여기에서 설명되는 무선 연결을 활용한다.
도 7c 에는 루어 기움부(702)의 일 실시예가 절개된 모습으로 도시되어 있다. 보이는 바와 같이, 원추부(704)와 외부 슬리브(706)는 테이퍼진 공동(708)을 형성한다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 테이퍼진 공동(708)은 매끄러운 것일 수 있다. 그러나, 도 7c 에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 공동(708)은 잠금용 나사산(712)들을 포함할 수도 있는데, 어떤 경우들에 있어서 그 나사산들은 보다 확고한 끼움을 형성할 수 있다. 센서(108)는 공동(714) 내에 부분적으로 장착될 수 있다.
센서 조립체는 분석물을 많은 다양한 방식으로 측정하도록 사용될 수 있다. 도 4 에는 그러한 대표적인 방법 중의 하나를 제시하는 흐름도가 도시되어 있다. 방법(400)에 따르면, 단계(404)에서 일단 센서(108)가 하우징(114) 안으로 삽입되고, 하우징은 단계(406)에서 기기와 짝맞춤될 수 있다. 그 기기는 바람직하게는 분석물 함유 매체를 수납하거나 분석물 함유 매체와 소통되며, 하우징(114)은 그 기기와 짝맞춤되어서, 센서(108)는 분석물 함유 매체와 접촉하게 된다. 단계(408)에서, 센서는 독출 기기(604)에 의하여 여기(excite)될 수 있다. 그러면, 센서(108)는 분석물에 대해 측정을 행하고 정보를 독출 기기로 보내는데, 그 정보는 단계(410)에서 수신된다. 그 후 독출 기기는 그 데이터를 단계(412)에서 처리 기기(612)로 송신할 수 있다. 어떤 실시예에 있어서, 과정(400)은 단계(412)에서 종료될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서는, 독출 기기(604)가 미리 결정된 시간 간격들을 두고 시간에 걸쳐서 센서(108)를 이용하여 복수의 측정을 취하도록 구성된다. 그러한 실시예에서는, 독출 기기(604)가 다시 센서(108)를 여기시키기 위하여 단계(408)로 되돌아가서 루프(loop)를 이루기 전에 단계(414)에서 미리 결정된 시간 간격만큼 대기할 수 있다.
도 5 에는 본 발명의 실시예에 따른 동일한 독출 기기(604)를 이용하여 복수의 센서들을 독출하는 방법이 도시되어 있다. 방법(500)에 따르면, 제1 센서는 단계(504)에서 여기된다. 단계(506)에서 데이터가 독출 기기(604)에 의하여 수신되는 때에는, 그 데이터가 단계(508)에서 처리 기기(612)로 송신된다. 이 때, 단계510)에서 다른 센서가 독출될 필요가 있는지의 여부에 관한 결정이 내려진다. 다른 센서가 독출될 필요가 없다면, 과정은 단계(514)에서 종료된다. 다른 센서가 독출될 필요가 있다면, 독출 기기(604)는 단계(514)에서 다음의 센서를 여기시키기 전에 단계(512)에서 미리 결정된 시간 간격만큼 대기할 수 있다. 그 후, 그 과정은 단계(506)에서 반복된다.
앞서 설명된 바와 같이, 본 발명의 센서 조립체, 센서 시스템, 및 방법들에 관한 다수의 상이한 적용예들이 있다. 예를 들어, 의약 분야에서는, 주사기, 카테터, 혈액 백, 및 펌프는 모두 관심대상인 분석물을 모니터링할 필요가 있는 매체를 담는 것이다. 또한, 발효 샘플링 주사기, 크로마토그래피 피팅(chromatography fittings)와 같은 다른 적용예와, 많은 다른 유체 취급 회로 및 장치 모두는 분석물의 모니터링을 필요로 한다. 이 적용예들 중의 다수는 표준적인 루어 끼움부를 사용한다.
예를 들어, 주사기의 배럴(barrel)은 루어 끼움부에 의하여 바늘에 연결되는데, 그 루어 끼움부는 주사기 플런저(syringe plunger)(흔히, 수 놈) 안으로 그리고 바늘(흔히, 암 놈) 안으로 몰딩된다. 이와 같은 루어 표준에 맞게 만들어진 종류의 끼움부들은 흔히 사용되는 것인데, 여기에는 "Y" 및 "I" 자형 커넥터들(암 놈 및 수 놈 형태들 둘 다), 밸브, 매니폴드(manifold), 칼럼(column), 저장부(reservoir)가 포함된다. 또한, 루어 끼움부는 액체 및 가스 회로 둘 다에 사용된다. 루어 테이퍼(luer taper) 내에 끼워질 수 있도록 작은 센서를 제작함에 의하여, 루어 표준 끼움을 사용하는 임의의 의료, 실험, 또는 산업 상의 적용예들에서, 단순히 저렴한 루어 "T" 또는 임의의 루어 암 놈형 끼움 인터페이스(luer female fitting interface)를 활용함으로써, 액체 또는 가스 회로 안에 센서가 용이하게 설치될 수 있다.
도 8 에는 본 발명의 실시예에 따른 센서 조립체(102)의 일 용도가 도시되어 있다. 도 8 에서, 기기(812)는 주사기인데, 그 주사기는 배럴(806), 개방 단부(808), "T"자형 조인트("T" joint; 802), 및 바늘(814)을 구비한 팁(804)을 포함한다. 개방 단부(808) 및 팁(804)은 조인트(802)와 결합되도록 설계된다. 유사하게, 하우징(114)의 짝맞춤 부분(106)은 조인트(802)의 저부(810)와 짝맞춤되도록 구성된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(114)은 튜브 부분(802)과 짝맞춤 결합되어서, 유체가 배럴(806)로부터 팁(804)로 유동하는 때에, 유체(또는 분석물 함유 매체)가 센서(108)와 접촉하게 된다. 본 발명의 어떤 실시예에 따르면, 개방 단부(808) 및 팁 부분(804)은 루어 끼움부이다.
도 9 에는 본 발명의 실시예에 따른 조인트(802)의 저부(810)안으로 삽입된 센서 조립체(102)의 부분 절개도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 센서 조립체(102)는, 센서(108)가 분석물 함유 매체(902) 내에 배치되도록 구성된다.
도 8 및 도 9 에는 기기(812)가 주사기인 것으로 도시되어 있지만, 이것은 본 발명의 기능을 뒷받침하는 원리를 예시하기 위한 비제한적인 예를 의미할 뿐이다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 센서 장치(102)와 짝맞춤되는 기기가 분석물 함유 매체를 보유할 수 있는 임의의 것일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따르면, 그 기기는 유체 라인, 도관, 튜브, 또는 카테터일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 그 기기는 용기(vessel) 또는 컨테이너(container)일 수 있다.
흐름 내(in-stream)에서 그리고 즉시의 시간(real time)에서 분석물(예를 들어 글루코오스)를 모니터링할 수 있는 능력 외에도, 루어 연결부를 이용하는 센서 구성에는 실용적인 많은 장점들이 있다. 루어 캡을 구비한 센서 조립체는 유선 또는 무선으로 작동하도록 구성될 수 있지만, 무선 형태의 실시예는 무균 유체(또는 가스) 라인 내에 단일체의 장벽(monolithic barrier)을 유지함으로 인한 큰 장점을 갖는다. 이식가능한 시스템을 위하여 개발된 피동식 원격측정법(passive telemetry) 및 원격 전력공급 시스템(remote power system)을 통하여, 루어 캡에 내장된 센서는 전력 또는 신호가 장벽을 통과할 필요가 없다. 예를 들어, 미국 특허 제6,400,974호를 참조하면 되는데, 이 특허는 그 전체가 참조로서 여기에 포함된다.
(중환자실에서와 같이) 지속적인 모니터링을 필요로 하는 적용예들에서, 센서 조립체(102)는 외부 안테나를 통하여 독출 기기와 항상 통신하고 있는 채로 유지될 수 있다. 이 안테나는 본 발명의 실시예에 따른 일 센서에 대해 전용의 것일 수 있다.
적용예에 따라서, 본 발명의 센서는 사용 후에 폐기되는 것이거나 재사용될 수 있는 것일 수 있다. 예를 들어, 수일 또는 수주에 걸친 환자를 위한 ICU 환경(ICU environment)에서는, 임의의 발생할 수 있는 교차 오염(cross contamination)을 방지하기 위하여 센서(그러나, 어떤 실시예에 따르면 독출기는 제외)가 폐기될 수 있다. 그러나, 많은 비의료적 적용예들(예를 들어, 음식 또는 음료 제조)에 있어서는, 센서(108)를 수 차례 세정하고 재활용하는 것이 적합할 수 있다.
본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 형광이 아닌 다른 변환 메카니즘(transduction mechanisms)을 이용하는 센서도 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 어떤 실시예에 따른 센서는 비색분석(colorimetric), 굴절율(refractive index), 혼탁도(turbidity), 후방산란(backscatter), 또는 흡광도(absorbance)를 검출하는 적합한 센서를 이용함으로써 분석물의 존재를 검출한다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 감지 장치는 단독의 센서 플랫폼(stand-alone sensor platform)으로서 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 그 장치는 단독적인 제품으로서 구성될 수 있고, 거리를 둔 모니터링을 가능하게 하도록 원격, 라디오 주파수, 또는 업링킹 텔레메트리(uplinking telemetry)의 능력을 가질 수 있다. 이 실시예는, (무엇보다도) 파이프라인(pipeline), 수경재배(hydroponics), 정수, 및 오염 모니터링과 같은 적용예에 유용하다. 본 발명의 어떤 실시예들에서 표준의 루어를 사용하는 센서 조립체를 이용함으로써, 산업상 적용예들을 위한 유체 유동 또는 시스템 압력을 방해하지 않고서, 센서 캡이 라인 내에서 제거, 교체, 및 변경되는 것이 용이하게 될 수 있다.
이로써, 위에서는 첨부 도면들을 참조로 하여 다수의 바람직한 실시예들이 완전히 설명되었다. 본 발명은 바람직한 실시예들을 기초로 하여 설명되었으나, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 취지 및 범위 내에서 상기 설명된 실시예들에 관하여 어떤 변형, 변경, 및 교체가 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
100: 감지 장치 102: 센서 조립체
104: 외부 슬리브 106: 짝맞춤 부재
108: 광학 센서 110: 구동 회로
112: PCB 기판 114: 하우징
116: 1차 코일 120: 하우징 캡

Claims (39)

  1. 외부 슬리브(external sleeve) 및 상기 외부 슬리브 내에 수용되는 짝맞춤 부재(mating member)를 구비한 하우징(housing);
    상기 짝맞춤 부재 내에 배치되어, 분석물 함유 매체(analyte containing medium) 내의 분석물의 존재를 측정할 수 있는 광학 기반 센서(optical-based sensor)로서, 몸체(body), 내부 회로(internal circuitry), 및 그 몸체 내에 수용된 내부 코일(internal coil)을 포함하고, 상기 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 무선으로 받을 수 있도록 구성된, 광학 기반 센서; 및
    상기 센서에 전력을 소통시키고, 상기 센서로부터 데이터를 통신받을 수 있도록 구성된 구동 회로(drive circuitry);를 포함하는 감지 장치(sensing apparatus)로서,
    상기 짝맞춤 부재는, 상기 광학 기반 센서가 상기 분석물 함유 매체에 접촉할 수 있도록, 측정될 상기 분석물을 함유하고 있는 상기 매체에 접촉하는 기기와 짝맞춤되도록 구성된, 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는:
    상기 매체와 상호작용하는 형광 지시약(fluorescent indicator)으로 빛을 도입시키는 광원(light source); 및
    도입된 빛에 응답하여 상기 형광 지시약에 의하여 방출되는 빛을 검출하고, 그 검출된 빛에 비례하는 신호를 출력하는, 광 검출기(photodetector)로서, 형광 지시약의 응답은 매체 내의 분석물의 존재(presence) 및 농도(concentration)에 따라 달라지는, 광 검출기;를 더 포함하는, 감지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 상기 센서로부터의 데이터를 외부 처리 기기(external processing device)로 통신시키도록 구성된, 감지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 광 검출기로부터의 상기 신호 출력을 포함하는, 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 코일(primary coil)은 상기 하우징 내에 배치된, 감지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 코일은, PCB 기판 상에 인쇄되고, 상기 내부 코일의 연결 거리 내에 장착되는, 감지 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 무선 통신 인터페이스(wireless communications interface)를 거쳐서 상기 센서로부터의 상기 데이터를 상기 외부 처리 기기로 통신시키는, 감지 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    하우징은 루어 끼움부(Luer fitting)인, 감지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    루어 끼움부는 대략 6%의 테이퍼(taper)를 갖는, 감지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석물은 글루코오스(glucose)인, 감지 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 한 가지보다 많은 분석물을 측정하도록 구성된, 감지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 회로는, 전자기 유도(electromagnetic induction)에 의하여 상기 센서에 전력을 소통시키고 상기 센서로부터 데이터를 통신받을 수 있도록 구성된, 감지 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 기기는 주사기인, 감지 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 기기는 유체 라인(fluid line)인, 감지 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 센서에 데이터를 통신시킬 수 있도록 구성된, 감지 장치.
  16. 분석물 함유 매체 내의 분석물의 존재를 측정하기 위한 복수의 광학 기반 센서들로서, 상기 센서들 각각은 외부 슬리브 및 상기 외부 슬리브 내에 수용된 짝맞춤 부재를 구비한 하우징 내에 배치되고, 상기 센서들 각각은 몸체, 내부 회로, 및 그 몸체 내에 수용된 내부 코일을 포함하며, 상기 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 받고 데이터를 송신할 수 있도록 구성된, 광학 기반 센서들;
    1차 코일에 연결된 구동 회로를 포함하는 적어도 하나의 독출 기기(reading device)로서, 상기 1차 코일은 상기 복수의 광학 기반 센서들의 상기 내부 코일에 전력을 전달하고 그로부터 데이터를 수신하도록 구성된, 독출 기기; 및
    상기 복수의 광학 기반 센서들 중의 적어도 하나로부터의 상기 데이터를 수신하기 위하여 상기 독출 기기와 인터페이스(interface)하도록 구성된, 처리 기기;를 포함하는 센서 시스템으로서,
    상기 하우징의 상기 짝맞춤 부재는, 상기 광학 기반 센서들이 상기 분석물 함유 매체와 접촉하게 되도록, 측정될 상기 분석물을 함유하는 상기 매체에 접촉하는 기기와 짝맞춤되도록 구성된, 센서 시스템.
  17. 제 17 항에 있어서,
    상기 센서들은:
    매체와 상호작용하는 형광 지시약에 빛을 도입시키는 광원; 및
    도입된 빛에 응답하여 상기 형광 지시약에 의해 방출되는 빛을 검출하고, 검출된 빛에 비례하는 신호를 출력하는 광 검출기로서, 형광 지시약의 응답은 매체 내의 분석물의 존재 및 농도에 따라 달라지는, 광 검출기;를 더 포함하는, 센서 시스템.
  18. 제 18 항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 광 검출기로부터 출력된 상기 신호를 포함하는, 센서 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 1차 코일은, PCB 기판 상에 인쇄되고, 상기 복수의 광학 기반 센서들 중의 하나의 상기 내부 코일의 연결 거리 내에 장착되는, 센서 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 독출 기기는, 무선 통신 인터페이스를 거쳐서 상기 센서로부터의 상기 데이터를 상기 처리 기기로 통신시키는, 센서 시스템.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 하우징들 중의 적어도 하나는 루어 끼움부인, 센서 시스템.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 분석물은 글루코오스, 산소, 또는 이산화탄소인, 센서 시스템.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서 장치의 광학 기반 센서는 한 가지보다 많은 분석물을 측정하도록 구성된, 센서 시스템.
  24. 제 17 항에 있어서,
    각 센서는 각 센서와 관련된 개별의 독출 기기를 구비한, 센서 시스템.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 독출 기기는 상기 복수의 센서들 중의 하나를 초과하는 센서들을 독출할 수 있는 휴대 기기(portable device)를 포함하는, 센서 시스템.
  26. 제 17 항에 있어서,
    상기 독출 기기는, 상기 복수의 센서들 중 하나를 초과하는 센서들을 상이한 미리 설정된 간격으로 독출하도록 구성된, 센서 시스템.
  27. 제 17 항에 있어서,
    독출 기기는, 상기 복수의 광학 기반 센서들에 데이터를 보내도록 구성된, 센서 시스템.
  28. 매체 내의 분석물의 존재 및 농도를 측정하는 방법으로서,
    외부 슬리브 및 상기 외부 슬리브 내에 배치된 짝맞춤 부재를 구비한 하우징을 포함하는 감지 장치를 제공하는 단계로서, 상기 감지 장치는 상기 하우징의 짝맞춤 부재 내에 배치된 광학 기반 센서를 더 포함하고, 상기 광학 기반 센서는 몸체, 내부 회로, 및 그 몸체 내에 수용된 내부 코일을 포함하며, 상기 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 받도록 구성된, 감지 장치 제공 단계;
    측정될 상기 분석물을 함유하는 상기 매체와 유체 소통(fluid communication)하도록 구성된 기기와 상기 감지 장치를 짝맞춤 시키는, 짝맞춤 단계;
    독출 기기를 이용하여 전자기 유도에 의해 상기 내부 코일을 여기시키는, 여기 단계;
    매체 내의 분석물의 존재에 관련된 광학 기반 센서로부터의 데이터를 독출 기기에서 수신하는, 수신 단계; 및
    상기 데이터를 처리 기기로 송신하는, 송신 단계;를 포함하는, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  29. 제 29 항에 있어서,
    내부 코일은 미리 결정된 간격으로 여기되는, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  30. 제 30 항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 처리 기기에 무선으로 송신되는, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 광학 기반 센서는:
    매체와 상호작용하는 형광 지시약에 빛을 도입시키는 광원; 및
    도입된 빛에 응답하여 상기 형광 지시약에 의해 방출되는 빛을 검출하고 검출된 빛에 비례하는 신호를 출력하는 광 검출기로서, 형광 지시약의 응답은 매체 내의 분석물의 존재 및 양에 따라 달라지는, 광 검출기;를 포함하는, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  32. 제 32 항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 광 검출기로부터 출력된 상기 신호를 포함하는, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  33. 제 30 항에 있어서,
    상기 하우징은 루어 끼움부인, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  34. 제 30 항에 있어서,
    기기는 유체 라인인, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  35. 제 29 항에 있어서,
    상기 센서로 데이터를 보내는 단계를 더 포함하는, 분석물의 존재 및 농도의 측정 방법.
  36. 하우징의 외측 표면 내에 배치된 공동(cavity)을 구비한 하우징;
    상기 하우징 내의 상기 공동 내부에 배치되고, 분석물 함유 매체 내의 분석물의 존재를 측정할 수 있는 광학 기반 센서로서, 상기 센서는 몸체, 내부 회로, 및 그 몸체 내에 수용된 내부 코일을 포함하며, 상기 내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 받도록 구성된, 광학 기반 센서; 및
    상기 센서에 전력을 소통시키고 상기 센서로부터 데이터를 수신하도록 구성된 구동 회로;를 포함하는 감지 장치로서,
    상기 하우징은, 상기 광학 기반 센서가 상기 분석물 함유 매체와 접촉할 수 있도록, 측정될 상기 분석물을 함유하는 상기 매체와 접촉하는 기기와 연결되도록 구성된, 감지 장치.
  37. 제 37 항에 있어서,
    내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 무선으로 받도록 구성되고, 구동 회로는 상기 센서에 무선으로 전력을 통신시키고 또한 상기 센서로부터 데이터를 무선으로 통신받도록 구성된, 감지 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    내부 코일은 외부 전력 공급원으로부터 전력을 받도록 구성되고, 구동 회로는 통신 와이어(communication wire)를 통하여 상기 센서로부터 데이터를 통신받고 상기 센서에 전력을 소통시키도록 구성된, 감지 장치.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 구동 회로는 상기 센서에 데이터를 보내도록 구성된, 감지 장치.
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