KR20120043788A - Diagnosis apparatus and method used in-vitrodiagnostics - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 측정 효율을 고도화할 수 있는 광학식 체외진단기기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical in vitro diagnostic device capable of improving the measurement efficiency.
일반적으로 체외진단장치란 체외에서 일정 목적으로 조성된 환경하에 있는 어세이의 분석을 통해 진단을 하는 의료기기이다. 통상 혈액 내의 당, 간 효소, 칼슘, 염분, 칼륨, 그리고 약물 등을 측정한다.In general, an in vitro diagnostic device is a medical device that diagnoses through analysis of assays in an environment created for a specific purpose in vitro. Usually, blood sugars, liver enzymes, calcium, salts, potassium, and drugs are measured.
도 1은 체외진단장치에서 흔히 사용되는 면역크로마토그래피에 사용되는 스트립의 구조를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 면역크로마토그래피 분석에 사용되는 일반적인 면역 크로마토그래피 스트립(10)은, 접착성 플라스틱 재료로 만들어지는 길쭉한 직사각형 형태의 지지체(11)와, 이 지지체 상에 일측에서 타측으로 대략 순차적으로 배치되는, 샘플 패드(21), 콘쥬게이트 패드(22), 신호검출 패드(23) 및 흡수 패드(24)를 포함하여 이루어진다. 샘플 패드(21)는 분석대상이 되는 액상 샘플(또는 분석시료)을 흡수하고 액상샘플의 균일한 유동을 보장한다. 샘플 패드의 타측단부와 부분적으로 중첩되게 배치되는, 콘쥬게이트 패드(22)는 액상 샘플에 함유되어 있는 분석물질과 특이적으로 결합하는 유동성 콘쥬게이트를 포함하고 있으며, 따라서 샘플 패드(21)를 통해 도입된 액상 샘플이 콘쥬게이트 패드(22)를 통과하면서 분석물질과 유동성 콘쥬게이트 사이의 특이적 결합이 일어난다. 샘플 패드(21) 및 콘쥬게이트 패드(22) 다음의 위치에 배치되는 신호검출 패드(23)는 통상 서로 어느 정도의 거리를 갖도록 떨어져 위치하는 검출영역(detection zone)(23a)과 대조영역(control zone)(23b)을 포함하여 이루어진다. 이때, 검출영역(23a)은 액상 샘플에 분석물질이 존재하는지 여부를 확인하기 위한 영역이며, 대조영역(23b)은 액상 샘플이 검출영역(23a)을 정상적으로 통과하였는지의 여부를 확인하기 위한 영역이다. 신호검출 패드(23) 다음의 위치, 다시 말해 지지체(11)의 타단부에 인접한 위치에, 흡수 패드(24)가 배치된다. 이 흡수 패드(24)는 신호검출 패드(23)를 통과한 액상 샘플을 흡수하며, 면역 크로마토그래피 스트립(10) 상에서 액상 샘플의 모세관 유동을 도와준다.Figure 1 shows the structure of the strip used in immunochromatography commonly used in in vitro diagnostic apparatus. As shown in FIG. 1, a
특히, 검출영역(23a)에서 표지입자와 결합된 측정인자가 항체와 결합하게 되며, 흑백(colormetric) 체외진단기기의 경우, 측정하고자 하는 타켓의 농도는 표지입자(이를 테면, Au 입자)에 의한 검출영역의 색농도(color density)에 비례하게 된다. 이러한 검출영역의 색농도의 검출은 CCD, CMOS와 같은 이미지 센서를 사용하며, 특히 이를 이용한 광학식 체외진단장치의 경우, 대부분 흑백장치(Monochrome devices)를 사용하고 있다. In particular, the measurement factor bound to the labeling particle in the detection region (23a) is bound to the antibody, in the case of a colormetric in vitro diagnostic device, the concentration of the target to be measured by the labeling particle (for example, Au particles) It is proportional to the color density of the detection area. The detection of color concentration in the detection area uses image sensors such as CCD and CMOS, and in particular, in the case of the optical in vitro diagnostic device using the same, most of the monochrome devices are used.
현재까지는 정량분석을 수행하는 진단장치의 경우, 컬러 이미지 센서를 적용하기 어려우며, 이는 컬러 이미지 센서가 다른 색 요소보다 녹색에 더욱 민감한 사람의 눈을 모사하기 위해 의도적으로 피사체로부터 들어오는 파장에 대한 정보를 왜곡하도록 기능하기 때문이다. 실제로 대부분의 컬러 CCD, CMOS에 사용되는 베이어 필터(Bayer filter)는 R, G, B에 대한 픽셀 숫자의 비율이 1:2:1이다.To date, it is difficult to apply a color image sensor to a diagnostic apparatus that performs quantitative analysis, which intentionally captures information about wavelengths coming from a subject in order to simulate the eyes of a person who is more sensitive to green than other color components. Because it functions to distort. In fact, Bayer filters used in most color CCD and CMOS have a 1: 2: 1 ratio of pixel numbers to R, G, and B.
하지만 흑백 CCD, CMOS를 사용하는 진단기기의 경우, 컬러 정보를 획득하지 못하므로 컬러의 구별을 통해 구현할 수 있는 측정의 민감도를 만족시키지 못하게 되며, 나아가 선형구간의 확장등과 같은 성능상의 개선을 구현할 수 없는 문제가 발생하게 된다.However, in the case of a diagnostic device using a monochrome CCD or CMOS, color information cannot be obtained, and thus it is impossible to satisfy the sensitivity of the measurement that can be realized through color discrimination. Furthermore, performance improvement such as expansion of a linear section can be realized. Unavoidable problems arise.
나아가. 소형 체외진단 의료기기에 있어 흑백 이미지 센서를 이용하는 경우, 특정 파장대의 신호만을 추출하여 그 성능을 향상시키고자 할 때는 부득이하게 물리적인 광학 필터를 사용하여 비용 및 제조면에서 비효율적인 문제가 발생하고 있다.
Furthermore. In the case of using a black and white image sensor in a small in vitro diagnostic medical device, in order to extract only a signal of a specific wavelength band and improve its performance, a physical optical filter is inevitably used, resulting in cost and manufacturing inefficiencies. .
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 검출대상의 타겟의 컬러영상을 픽셀별로 분석하고, 고 농도의 픽셀을 구현하는 컬러 채널을 선정하여 측정을 수행함으로써, 컬러 이미지의 컬러 정보를 이용하여 측정감도를 높일 수 있는 특정 파장대의 이미지를 얻을 수 있게 되는바, 측정의 효율을 높일 수 있는 체외진단장치 및 방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention is to analyze the color image of the target to be detected for each pixel, and to measure by selecting a color channel that implements a high density of pixels, By using the color information of the image to obtain an image of a specific wavelength band that can increase the measurement sensitivity, to provide an in vitro diagnostic apparatus and method that can increase the efficiency of the measurement.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 검출대상인 타겟의 컬러영상을 입력하는 영상입력부; 상기 영상입력부에서 입력된 영상의 픽셀 강도(intensity)를 분석하여 검출대상의 타겟농도로 형성하는 영상제어부; 상기 변환된 타겟농도의 결과값을 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하는 고효율 광학식 체외진단장치를 제공할 수 있도록 한다.As a means for solving the above problems, the present invention provides an image input unit for inputting a color image of a target to be detected; An image controller which analyzes pixel intensity of an image input from the image input unit and forms a target concentration of a detection target; It is possible to provide a high-efficiency optical in vitro diagnostic apparatus comprising a display unit for displaying the result of the converted target concentration.
특히, 상술한 장치에서의 상기 영상제어부는, 상기 입력된 컬러영상을 R(red), G(Green), B(Blue) 채널로 분리하는 영상분리부; 상기 분리된 채널 중 어느 하나의 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상의 타겟농도로 변환하는 영상처리부;를 포함하여 구성될 수 있다.In particular, the image control unit in the above-described device, the image separation unit for separating the input color image into R (red), G (Green), B (Blue) channel; And an image processor converting an average intensity of one of the separated channels into a target concentration of a detection target.
또한, 상기 영상입력부는, 컬러 CCD 또는 컬러 CMOS로 구성되는 이미지센서를 이용한 촬상모듈로 구성될 수 있다.In addition, the image input unit may be configured as an imaging module using an image sensor composed of a color CCD or a color CMOS.
아울러, 상술한 장치에서의 상기 영상처리부는, 상기 분리된 채널의 강도(intensity)별 픽셀수의 분포를 분석하는 컬러픽셀분석부; 상기 컬러픽셀분석부에서 분석된 픽셀의 분포를 기준으로, 적어도 하나 이상의 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상의 타겟 농도로 변환하는 농도변환부;를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the image processing unit in the above-described device, the color pixel analysis unit for analyzing the distribution of the number of pixels for each (intensity) of the separated channel; And a concentration converter configured to convert an average intensity of at least one or more channels into a target concentration of a target to be detected based on the distribution of pixels analyzed by the color pixel analyzer.
아울러, 본 발명에 따른 상기 체외진단장치는, 상기 검출대상인 타겟을 수용하는 타겟고정유닛을 수용하는 수용모듈; 상기 수용모듈의 상부에 배치되어 일정한 광량을 조사하는 조명모듈; 상기 조명모듈의 상부에 배치되어 영상의 배율을 조절하여 상기 영상입력부로 전달하는 렌즈모듈;을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the in vitro diagnostic apparatus according to the invention, the receiving module for receiving a target fixing unit for receiving the target to be detected; An illumination module disposed on the accommodation module to irradiate a predetermined amount of light; The lens module may be disposed on the lighting module and adjust the magnification of the image to transmit the image to the image input unit.
상술한 본 발명에 따른 상기 체외진단장치를 이용하여 다음과 같은 방법으로 검출대상을 측정할 수 있다.By using the in vitro diagnostic apparatus according to the present invention described above it is possible to measure the detection object in the following method.
구체적으로는, 검출대상인 타겟(target)이 존재하는 검출영역에 광을 인가하고, 상기 검출영역의 컬러영상을 입력하는 1단계; 상기 컬러영상을 R(red), G(Green), B(Blue) 채널로 분리하는 2단계; 상기 분리된 채널 중 어느 하나의 채널의 평균 강도(intensity)를 검출대상의 타겟농도로 변환하는 3단계;를 포함하는 과정으로 구현할 수 있다.Specifically, step 1 of applying light to a detection area in which a target to be detected exists, and inputs a color image of the detection area; Separating the color image into R (red), G (Green), and B (Blue) channels; Three steps of converting the average intensity (intensity) of any one of the separated channels to the target concentration of the detection target; can be implemented by a process comprising a.
아울러, 상기 1단계는, 상기 검출영역을 컬러 CCD 또는 컬러 CMOS로 구성되는 이미지센서를 이용한 촬상모듈을 통해 컬러영상을 입력하는 단계로 구현할 수 있다.In addition, the step 1 may be implemented by inputting a color image through the image pickup module using an image sensor configured of a color CCD or a color CMOS.
또한, 상기 3단계는, 상기 분리된 채널의 강도(intensity)별 픽셀수의 분포를 분석하여, 픽셀의 분포가 가장 높은 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상과의 반비례관계를 이용하여 타겟 농도로 변환하거나, 하나 이상의 채널을 조합하여 평균강도(intensity)를 검출대상의 타겟 농도로 변환하는 단계로 구성할 수 있다.In addition, in the third step, by analyzing the distribution of the number of pixels by the intensity (intensity) of the separated channel, the target density using the inverse relationship with the detection object to the average intensity (intensity) of the channel with the highest distribution of pixels Or converting the average intensity to a target concentration of the detection target by combining one or more channels.
본 발명에 따르면, 검출대상의 타겟의 컬러영상을 픽셀별로 분석하고, 고 농도의 픽셀을 구현하는 컬러 채널을 선정하여 측정을 수행함으로써, 컬러 이미지의 컬러 정보를 이용하여 측정감도를 높일 수 있는 특정 파장대의 이미지를 얻을 수 있게 되는바, 측정의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a color image of a target to be detected is analyzed for each pixel and a measurement is performed by selecting a color channel that implements a pixel having a high density, thereby measuring a sensitivity using color information of a color image. Since the image of the wavelength band can be obtained, there is an effect that can increase the efficiency of the measurement.
또한, 종래의 흑백 검출장비에서 특정 파장대의 이미지를 얻기 위한 광학필터의 구성을 제거할 수 있어 구조의 단순화 및 검출성능의 고감도화를 구현할 수 있는 효과도 있다.In addition, the conventional black and white detection equipment can remove the configuration of the optical filter to obtain an image of a specific wavelength band has the effect of simplifying the structure and high sensitivity of the detection performance.
도 1은 체외진단장치에서 흔히 사용되는 면역크로마토그래피에 사용되는 스트립의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 광학식 체외진단장치(이하, '본 장치'라 한다.)의 구성을 도식화한 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 상술한 본 장치를 실제 구현한 일실시예를 도시한 것이다.
도 4는 상술한 단계에서 획득된 컬러영상을 최종 타겟농도로 변환하는 과장을 도시한 영상분석의 순서도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 측정 방법을 종래의 흑백영상분석 방법과 비교한 결과를 도시한 것이다.Figure 1 shows the structure of the strip used in immunochromatography commonly used in in vitro diagnostic apparatus.
Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a high-efficiency optical in vitro diagnostic device (hereinafter referred to as "the device") according to the present invention.
3A and 3B illustrate an embodiment in which the apparatus described above is actually implemented.
FIG. 4 is a flowchart of image analysis showing an exaggeration of converting a color image obtained in the above-described step into a final target concentration.
Figure 5 shows the result of comparing the measurement method according to the present invention with the conventional black and white image analysis method.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation according to the present invention. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명에서는 컬러 이미지 장치로부터 획득되는 어세이의 컬러 영상에서 R, G, B 영상을 분리하고 가장 높은 민감도를 갖는 특정 채널만을 진단 측정에 사용하여 흑백장치 사용 대비 현저한 감도 및 성능향상을 구현하는 진단측정 장비를 제공하는 것을 요지로 한다.In the present invention, by separating the R, G, B image from the color image of the assay obtained from the color imager, and using only a specific channel having the highest sensitivity for the diagnostic measurement, a diagnostic that realizes significant sensitivity and performance improvement compared to the use of the monochrome device It is a summary of the provision of measurement equipment.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 광학식 체외진단장치(이하, '본 장치'라 한다.)의 구성을 도식화한 구성도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of a high-efficiency optical in vitro diagnostic device (hereinafter referred to as "the device") according to the present invention.
도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 본 장치는 검출대상인 타겟의 컬러영상을 입력하는 영상입력부(100), 상기 영상입력부에서 입력된 영상의 픽셀 강도(intensity)를 분석하여 검출대상의 타겟농도로 형성하는 영상제어부(200), 상기 변환된 타겟농도의 결과값을 디스플레이하는 디스플레이부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to the drawings, the apparatus according to the present invention analyzes the pixel intensity (intensity) of the
특히, 상기 영상입력부(100)는 검출대상인 타겟의 컬러영상을 입력할 수 있는 촬상모듈로 구현됨이 바람직하며, 특히 본 발명에 따른 바람직한 일례로는 컬러 CCD 또는 컬러 CMOS로 구성되는 이미지센서를 이용한 촬상모듈로 구성될 수 있다.In particular, the
상기 영상제어부(200)은 상기 영상입력부(100)에서 입력되는 영상을 분석하여 픽셀의 강도(intensity)를 분석하여 가장 높은 감도를 구현할 수 있는 특정 채널을 선정하여 이 채널의 평균강도(intensity)를 얻어 측정하고자 하는 타겟의 농도로 변환시키는 기능을 수행한다. 구체적으로는 상기 영상제어부(200)는 상기 입력된 컬러영상을 R(red), G(Green), B(Blue) 채널로 분리하는 영상분리부(210)와 상기 분리된 채널 중 어느 하나의 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상의 타겟농도로 변환하는 영상처리부(220)를 포함하여 구성될 수 있으며, 특히 상기 영상처리부(220)는 상기 분리된 채널의 강도(intensity)별 픽셀수의 분포를 분석하는 컬러픽셀분석부(221)과 상기 컬러픽셀분석부에서 분석된 픽셀의 분포가 가장 높은 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상의 타겟 농도로 변환하는 농도변환부(222)를 포함하여 구성될 수 있다.The
도 3a 및 도 3b는 상술한 본 장치를 실제 구현한 일실시예를 도시한 것이다.3A and 3B illustrate an embodiment in which the apparatus described above is actually implemented.
도 3a를 참조하면, 본 장치는 검출대상인 타겟을 수용하는 타겟고정유닛을 수용하는 수용모듈(400)이 구비될 수 있다. 상기 타겟고정유닛이란 검출대상을 일정한 지지체에 고정시킨 구조물을 수형하는 어세이를 의미하며, 이러한 진단키트로는 상술한 면역크로마토그래피 스트립이나 이를 포함하는 진단키트 등을 들 수 있다.Referring to Figure 3a, the device may be provided with a
또한, 본 장치는 상기 수용모듈(400)의 상부에 배치되어 일정한 광량을 조사하는 조명모듈(500)과, 상기 조명모듈의 상부에 배치되어 영상의 배율을 조절하여 상기 영상입력부(100)로 전달하는 렌즈모듈(600)을 더 구비하여 구현될 수 있다.In addition, the device is disposed on the
아울러, 상기 렌즈모듈(600)의 상부에는 상술한 촬상모듈로 구성되는 영상입력부(100)가 배치될 수 있으며, 상기 촬상모듈에서 촬영한 컬러영상은 내부에 소프트웨어적으로 구현되는 영상분리부 및 영상처리부로 구성되는 영상제어부에서 영상처리가 되어 분석이 이루어질 수 있도록 한다. 분석된 결과는 디스플레이부(300)에 나타날 수 있도록 하며, 상기 디스플레이부(300)은 GUI를 통해 전체 장비의 동작을 컨트롤할 수 있도록 구현함이 더욱 바람직하다. 또한, 본 장치의 외부는 도 3b에 도시된 것과 같은 하우징(H)를 구비하여 구현될 수 있다.
In addition, the upper part of the
상술한 본 장치를 이용하여 검출대상을 측정하는 방법은 다음과 같은 과정으로 이루어질 수 있다.The method of measuring a detection object using the above-described apparatus may be performed by the following process.
구체적으로는, 검출대상인 타겟(target)이 존재하는 검출영역에 광을 인가하고, 컬러 CCD 또는 컬러 CMOS로 구성되는 이미지센서를 이용한 촬상모듈을 통해 상기 검출영역의 컬러영상을 입력하는 단계가 수행될 수 있다.Specifically, the step of applying light to a detection area in which a target to be detected is present and inputting a color image of the detection area through an imaging module using an image sensor composed of a color CCD or a color CMOS may be performed. Can be.
이후, 상기 컬러영상을 R(red), G(Green), B(Blue) 채널로 분리하는 단계가 수행될 수 있으며, 분리된 채널 중 어느 하나의 채널의 평균 강도(intensity)를 검출대상의 타겟농도로 변환하는 단계가 수행될 수 있다. 구체적으로는 분리된 채널의 강도(intensity)별 픽셀수의 분포를 분석하여, 픽셀의 분포가 가장 높은 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상과의 반비례관계를 이용하여 타겟 농도로 변환하도록 할 수 있다. Thereafter, a step of separating the color image into R (red), G (Green), and B (Blue) channels may be performed, and the average intensity of any one of the separated channels may be determined as a target to be detected. Conversion to concentration may be performed. Specifically, by analyzing the distribution of the number of pixels by the intensity of the separated channel, it is possible to convert the average intensity of the channel with the highest pixel distribution to the target density using the inverse relationship with the detection object. have.
물론, 필요에 따라 하나의 채널이 아닌 하나 이상의 채널을 혼합하여 복수의 채널을 혼합하여 이를 타겟농도로 변환하는 것도 가능하다. 여기서 하나 이상의 채널이란 각 채널을 서로 같은 혹은 다른 가중치를 두어 분석할 수 있으며 예를 들자면 0.7 가중치의 G 채널, 0.3 가중치의 B 채널 조합을 사용하여 분석에 사용되는 픽셀 강도를 0.7 x G + 0.3 x B와 같이 처리하여 두 개의 채널 조합으로 감도를 극대화 할 수 있는 파장대의 검출영역 분석에 사용하는 것을 말한다.Of course, it is also possible to mix a plurality of channels by mixing one or more channels instead of one channel to convert them to a target concentration, if necessary. Here, one or more channels can be analyzed by equally or differently weighting each channel. For example, by using a combination of a G channel of 0.7 weights and a B channel of 0.3 weights, the pixel intensity used for analysis is 0.7 x G + 0.3 x Processed as B, it is used to analyze the detection range of wavelength band that can maximize sensitivity by combining two channels.
이후 타겟농도를 기준으로 측정결과를 디스플레이할 수 있도록 한다.
After that, the measurement result can be displayed based on the target concentration.
도 4는 상술한 단계에서 획득된 컬러영상을 최종 타겟농도로 변환하는 과장을 도시한 영상분석의 순서도를 도시한 것이다.FIG. 4 is a flowchart of image analysis showing an exaggeration of converting a color image obtained in the above-described step into a final target concentration.
도시된 이미지와 같이, 우선 검출대상을 측면유동어세이(Lateral flow assay)로 하고, 촬상모듈을 통해 획득된 측면유동어세이(Lateral flow assay)의 컬러영상을 도 4와 같이 R (Red), G (Green), B (Blue) 채널로 분리한다(S 1). As shown in the image, first, the detection target is a lateral flow assay (Lateral flow assay), and the color image of the lateral flow assay (Lateral flow assay) obtained through the imaging module as shown in Figure 4 R (Red), Separate into G (Green) and B (Blue) channels (S 1).
도시된 ROI(Region of interest)는 실제 영상 분석이 수행되는 획득된 전체 영상의 일부분 (test line 부분)을 보여준다. ROI 부분의 각 컬러 채널 강도(color channel intensity)의 히스토그램은 각 컬러의 강도(intensity) 별 픽셀수의 분포(S2~S4)를 보여주는 것이고 평균 강도(intensity)를 얻어 측정하고자 하는 타겟(target)의 농도로 변환시킨다. The region of interest (ROI) shown shows a portion (test line portion) of the entire image obtained where the actual image analysis is performed. The histogram of the color channel intensity of the ROI part shows the distribution of the number of pixels (S2 to S4) by the intensity of each color, and obtains the average intensity to determine the target to be measured. Convert to concentration.
본 실험례에 사용된 입자 색깔의 경우, B 채널에서 타겟(target) 농도별 측정 감도가 가장 좋았다. 따라서 B 채널의 평균 강도(intensity)를 얻어 측정하고자 하는 타겟(target)의 농도로 변환하여 측정에 이용하였다.In the case of the particle color used in the present example, the measurement sensitivity according to the target concentration in the B channel was the best. Therefore, the average intensity (intensity) of the B channel was obtained and converted to the concentration of the target (target) to be used for the measurement.
하지만 본 장치의 구성에서 상술한 바와 같이, 감도가 우수한 컬러(color) 채널의 선택은 입자의 색에 따라 달리 취할 수 있고 경우에 따라서 복수 컬러채널(color channel)의 혼합이 될 수도 있다.However, as described above in the configuration of the apparatus, the selection of the color channel having excellent sensitivity may be differently taken depending on the color of the particle, and in some cases, may be a mixture of a plurality of color channels.
도 5는 본 발명에 따른 측정 방법을 종래의 흑백영상분석 방법과 비교한 결과를 도시한 것이다.Figure 5 shows the result of comparing the measurement method according to the present invention with the conventional black and white image analysis method.
종래의 기술인 흑백촬상모듈(Monochrome CCD)를 사용한 측정의 구성은 정확한 비교결과를 위해 본 발명에 따른 영상입력부에 종래의 흑백촬상모듈을 배치하여 장치 구성을 동일하게 적용을 하였으며, 카메라 사양에 따른 성능의 차이를 배제하기 위해 동일한 CCD사양의 color (with Bayer mask), monochrome (without Bayer mask) 카메라를 비교하였다. 또한 흑백영상의 처리에 있어 컬러(color)분석의 경우와 동일한 ROI를 사용하였다. 즉 획득된 ROI내의 평균 픽셀강도(pixel intensity)를 흑백(monochrome) 히스토그램을 통해 얻는다. 도시된 도면에서 x축은 타겟(target) 물질의 농도와 같다고 볼 수 있는 indicator(입자)의 농도, y축은 입자가 존재하지 않을 때의 강도(intensity) (I(0))값을 기준으로 규격화(normalization)했을 때의 강도(intensity)를 나타낸다. 그림에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 color CCD를 사용하고 획득된 이미지의 B (blue) 채널을 사용하여 분석했을 때의 측정감도가 흑백 CCD를 사용했을 때 보다 우수함을 알 수 있다.The configuration of the measurement using the conventional monochrome monochrome module (Monochrome CCD) was applied to the same device configuration by placing the conventional monochrome imaging module in the image input unit according to the present invention for accurate comparison results, performance according to the camera specifications To exclude the difference, color (with Bayer mask) and monochrome (without Bayer mask) cameras of the same CCD type were compared. In addition, the same ROI as the color analysis was used to process the black and white image. That is, the average pixel intensity in the obtained ROI is obtained through a monochrome histogram. In the figure, the x-axis represents the concentration of the indicator (particle), which can be regarded as the concentration of the target material, and the y-axis is standardized based on the intensity (I (0)) value when no particles exist. Intensity when normalized. As shown in the figure, it can be seen that the measurement sensitivity when using the color CCD according to the present invention and analyzed using the B (blue) channel of the obtained image is better than when using a monochrome CCD.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
100: 영상입력부
200: 영상제어부
210: 영상분리부
220: 영상처리부
221: 컬러픽셀분석부
222: 농도변환부
300: 디스플레이부
400: 수용모듈
500: 조명모듈
600: 렌즈모듈100: video input unit
200: image control unit
210: image separator
220: image processing unit
221: color pixel analysis unit
222: concentration conversion unit
300: display unit
400: receiving module
500: lighting module
600: lens module
Claims (8)
상기 영상입력부에서 입력된 영상의 픽셀 강도(intensity)를 분석하여 검출대상의 타겟농도로 형성하는 영상제어부;
상기 변환된 타겟농도의 결과값을 디스플레이하는 디스플레이부;
를 포함하는 고효율 광학식 체외진단장치.
An image input unit which inputs a color image of a target to be detected;
An image controller which analyzes pixel intensity of an image input from the image input unit and forms a target concentration of a detection target;
A display unit displaying a result value of the converted target concentration;
High efficiency optical in vitro diagnostic device comprising a.
상기 영상제어부는,
상기 입력된 컬러영상을 R(red), G(Green), B(Blue) 채널로 분리하는 영상분리부;
상기 분리된 채널 중 어느 하나의 채널의 평균 강도(intensity)를 검출대상과의 반비례 관계를 이용하여 타겟농도로 변환하는 영상처리부;
를 포함하여 구성되는 고효율 광학식 체외진단장치.
The method according to claim 1,
The image control unit,
An image separator for separating the input color image into R (red), G (Green), and B (Blue) channels;
An image processor converting an average intensity of any one of the separated channels into a target concentration using an inverse relationship with a detection object;
High efficiency optical in vitro diagnostic device configured to include.
상기 영상입력부는,
컬러 CCD 또는 컬러 CMOS로 구성되는 이미지센서를 이용한 촬상모듈로 구성되는 고효율 광학식 체외진단장치.
The method according to claim 1,
The image input unit,
High efficiency optical in vitro diagnostic device composed of imaging module using image sensor composed of color CCD or color CMOS.
상기 영상처리부는,
상기 분리된 채널의 강도(intensity)별 픽셀수의 분포를 분석하는 컬러픽셀분석부;
상기 컬러픽셀분석부에서 분석된 픽셀의 타겟 농도별 분포를 기준으로, 적어도 하나 이상의 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상의 타겟 농도로 변환하는 농도변환부;
를 포함하여 구성되는 고효율 광학식 체외진단장치.
The method according to claim 2,
Wherein the image processing unit comprises:
A color pixel analyzer for analyzing a distribution of the number of pixels for each intensity of the separated channel;
A density converter converting an average intensity of at least one or more channels into a target concentration of a target to be detected based on the target concentration distribution of the pixels analyzed by the color pixel analyzer;
High efficiency optical in vitro diagnostic device configured to include.
상기 체외진단장치는,
상기 검출대상인 타겟을 수용하는 타겟고정유닛을 수용하는 수용모듈;
상기 수용모듈의 상부에 배치되어 일정한 광량을 조사하는 조명모듈;
상기 조명모듈의 상부에 배치되어 영상의 배율을 조절하여 상기 영상입력부로 전달하는 렌즈모듈;
을 더 포함하여 구성되는 고효율 광학식 체외진단장치.
The method according to claim 2,
The in vitro diagnostic device,
Receiving module for receiving a target fixing unit for receiving the target to be detected;
An illumination module disposed on the accommodation module to irradiate a predetermined amount of light;
A lens module disposed on the lighting module and controlling the magnification of the image and transmitting the magnification of the image to the image input unit;
High efficiency optical in vitro diagnostic device further comprises a.
상기 컬러영상을 R(red), G(Green), B(Blue) 채널로 분리하는 2단계;
상기 분리된 채널 중 어느 하나의 채널의 평균 강도(intensity)를 타겟농도로 변환하는 3단계;
를 포함하는 고효율 광학식 체외진단 방법.
Applying light to a detection area in which a target to be detected exists and inputting a color image of the detection area;
Separating the color image into R (red), G (Green), and B (Blue) channels;
Converting an average intensity of any one of the separated channels into a target concentration;
High efficiency optical in vitro diagnostic method comprising a.
상기 1단계는,
상기 검출영역을 컬러 CCD 또는 컬러 CMOS로 구성되는 이미지센서를 이용한 촬상모듈을 통해 컬러영상을 입력하는 단계인 고효율 광학식 체외진단방법.
The method of claim 6,
The first step,
And a color image is inputted through the image pickup module using the image sensor configured as a color CCD or a color CMOS.
상기 3단계는,
상기 분리된 채널의 강도(intensity)별 픽셀수의 분포와 타겟농도별 관계분석하여, 픽셀의 변화의 감도(변화)가 가장 높은 채널의 평균강도(intensity)를 검출대상과의 반비례관계를 이용하여 타겟 농도로 변환하거나,
서로 동일하거나 서로 다른 가중치를 적용한 하나 이상의 채널을 조합하여 평균강도(intensity)를 검출대상의 타겟 농도로 변환하는 단계인 고효율 광학식 체외진단방법.
The method according to claim 7,
The third step,
The relationship between the distribution of the number of pixels by intensity and the target concentration of the separated channel is analyzed, and the average intensity of the channel having the highest sensitivity (change) of pixel change is inversely related to the detection object. To the target concentration,
A method for converting an average intensity to a target concentration of a detection target by combining one or more channels with the same or different weights.
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