KR20150069221A - Blood viscometer using time of falling - Google Patents
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Abstract
Description
혈액점도 측정장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 혈액의 점도에 따른 물체의 자유 낙하시간을 측정하고, 이를 통해 혈액의 점도를 측정하는 장치에 관한 것이다.More particularly, to a device for measuring the free fall time of an object in accordance with the viscosity of blood and measuring the viscosity of blood through it.
식습관변화에 의한 많은 혈관계 질환이 현대인들에게 큰 이슈로 떠오르고 있다. 혈액의 점도는 혈관계 질환의 중요한 위험인자로서, 혈관계 질병을 예방 또는 일정수준으로 건강을 유지하기 위하여 혈액의 점도를 측정할 수 있는 장치는 매우 중요한 역할을 담당하고 있으나 현재는 개인이 용이하게 사용할 수 있는 저가 및 소형의 장비가 많지 않다.Many vascular diseases caused by changes in eating habits are becoming a big issue for modern people. The viscosity of blood is an important risk factor for vascular disease. The device that can measure the viscosity of blood to prevent vascular diseases or to maintain health at a certain level plays a very important role, There are not many low-cost and compact equipment available.
본 발명은 점도에 따른 낙하시간의 차이를 통해 혈액의 점도는 측정할 수 있는 저가 및 소형기기를 개발하여 개인이 가정에서도 혈액의 점도를 용이하게 측정하고자 한다.The present invention has developed a low-cost and small-sized instrument capable of measuring the viscosity of blood through the difference in falling time according to the viscosity, so that an individual easily measures the viscosity of blood in the home.
본 발명의 실시 예에 따른 낙하시간을 이용한 혈액점도 측정장치는 기울기 조절이 가능한 측정대상인 혈액이 담긴 모세관에 낙하체를 자유 낙하시켜 낙하하는 시간을 측정하는 낙하시간 측정부 및 상기 낙하시간 측정부에서 측정한 낙하시간에 따라 미리 정해진 소정의 알고리즘을 통해 혈액의 점도를 도출하는 점도 산출부를 포함할 수 있다.The apparatus for measuring blood viscosity using a falling time according to an embodiment of the present invention includes a falling time measuring unit for measuring a falling time of a drop body dropping freely on a capillary containing blood, And a viscosity calculating unit for deriving the viscosity of the blood through a predetermined algorithm predetermined according to the measured falling time.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 낙하시간을 이용한 혈액점도 측정장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 낙하시간 측정부의 구성도이다.
도 3는 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 각도조절부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 4a는 광 센서 및 메뉴얼 로터리 스테이지를 적용한 실시 예에 따른 낙하시간 측정부를 등축화도법으로 나타낸 도면이다.
도 4b는 센서 및 메뉴얼 로터리 스테이지를 적용한 실시 예에 따른 낙하시간 측정부의 좌측면을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 모세관의 내부표면의 친수성 및 항응고제의 화학처리방법 및 그로 인한 화학반응에 대한 도면이다.
도 6a는 글리세린 농도 별 표준 유체의 점도를 나타낸 표이다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 혈액 점도 측정 장치를 사용하여 글리세린 농도 별 낙하속도에 대한 측정결과이다.
도 6c는 도 6b에 도시된 측정 결과 중 각각 20~90도 사이의 각도를 가지고 있는 혈액점도 측정장치를 사용하여 각 30~70%의 글리세린 농도 별 낙하속도에 대한 측정결과이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 낙하시간을 이용한 혈액점도측정방법에 대한 흐름도이다.1 is a configuration diagram of an apparatus for measuring blood viscosity using a falling time according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a falling time measuring unit according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is a view for explaining the function of the angle adjusting unit according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 4A is a diagram illustrating a falling time measuring unit according to an embodiment to which an optical sensor and a manual rotary stage are applied by an equalization method.
FIG. 4B is a left side view of a drop time measuring unit according to an embodiment to which a sensor and a manual rotary stage are applied.
Figure 5 is a diagram of the hydrophilicity of the inner surface of a capillary according to one embodiment and the method of chemical treatment of an anticoagulant and the resulting chemical reaction.
6A is a table showing the viscosity of a standard fluid by glycerin concentration.
FIG. 6B is a graph illustrating a measurement result of a falling rate of glycerin concentration using a blood viscosity measuring apparatus according to an embodiment.
FIG. 6C shows measurement results of falling speeds of glycerin concentration by 30 to 70% by using a blood viscosity measuring apparatus having an angle between 20 and 90 degrees among the measurement results shown in FIG. 6B.
7 is a flowchart illustrating a blood viscosity measurement method using a falling time according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 낙하시간을 이용한 혈액점도측정장치 및 그 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for measuring blood viscosity using falling time according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 일 실시 예에 따른 낙하시간을 이용한 혈액점도측정장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring blood viscosity using a falling time according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 혈액점도측정장치(100)는 낙하시간 측정부(110), 점도 산출부(120) 를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the blood
낙하시간 측정부(110)는 측정 대상이 되는 혈액을 점도를 구하기 위해, 대상이 되는 혈액에서 일정한 물체를 자유낙하 시켜, 낙하에 걸리는 시간을 측정 할 수 있다.The falling
이때 낙하에 걸리는 시간을 측정하는 이유는, 점도가 높은 물질은 그 점성으로 인하여 점도가 낮은 물질보다 상대적으로 낙하시간이 더 오래 걸릴 것이므로 그러한 차이를 이용하여 점도를 구하는 방법을 사용하기 위함이다.The reason for measuring the dropping time is to use a method of obtaining a viscosity by using such a difference because a material having a high viscosity will take a relatively long fall time than a material having a low viscosity due to its viscosity.
이 낙하시간 측정부(110)에 대한 자세한 설명은 도 2를 참조하며 자세히 설명하겠다.The falling
점도 산출부(120)는 낙하시간 측정부(110)에서 대상 물질을 대상으로 측정한 낙하시간을 통해 측정 대상의 점도를 구할 수 있다,The
점도를 구하는 방법은 미리 실험을 통해 각도 별 해당 점도에서의 낙하시간을 산출해놓고, 이 결과에 따라 낙하시간 측정부(110)에서 측정된 낙하시간을 대조하여 측정대상의 점도를 산출해 내는 방법을 사용할 수 있다.As a method of obtaining the viscosity, a method of calculating the falling time at the corresponding viscosity by angle in advance through experiments and comparing the falling time measured by the falling
측정된 낙하시간을 대조하여 측정대상의 점도를 산출하는 것은 미리 정해진 소정의 알고리즘에 따라 도출될 수 있으며, 이러한 소정의 알고리즘에 대한 것은 도 6을 참조하며 자세히 설명하도록 하겠다.Calculating the viscosity of the object to be measured by collating the measured falling time can be derived according to a predetermined algorithm, which will be described in detail with reference to FIG.
도 2은 일 실시 예에 따른 낙하시간을 이용한 혈액점도 측정장치의 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram of a blood viscosity measuring apparatus using a falling time according to an embodiment.
도 2을 참조하면, 낙하시간을 이용한 혈액점도 측정장치(100)는 (210), 모세관(220), 낙하체 고정부(230), 센서부(240), 각도 조절부(250)를 포함 할 수 있다,2, the
낙하체(210)는 혈액 내에서 자유낙하가 가능할 정도의 비중을 가지도록 생성될 수 있다.The
일 실시 예에 따르면 낙하체(210)는 전자석(241)에 의해 자성을 띌 수 있도록, Fe, Ni, Co등 강자성 물질을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the dropping
또한, 낙하체(210)는 모세관(220)의 내부직경보다 작은 소정의 너비를 가지고 있으며, 일 실시 예에 따르면 낙하체(210)는 원형으로서 지름 0.7mm로 생성 될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 모세관(220)의 내부 직경보다 낙하체(210)의 너비가 작은 경우 제한 없이 사용될 수 있다.The dropping
모세관(220)은 내부에 낙하체(210) 및 점도를 측정한 혈액을 담을 수 있고, 모세관(220)을 통해 낙하체(210)가 자유낙하 할 수 있도록 내부 직경 대비 긴 길이를 가질 수 있다.The
모세관(220)의 양 끝 단 중, 낙하체(210)가 자유낙하 할 수 있도록, 길이가 긴 쪽을 세로로 세웠을 때, 상부 끝 단을 측정 시작점(235)로 잡고, 하부 끝 단을 측정 종료점(245)으로 잡을 수 있다.When the lengthwise side is set vertically so that the
모세관(220)의 크기는 일 실시 예에 따르면, 길이는 50mm, 내부 직경은 1mm로 생성 될 수 있으나, 이는 예시에 불과하고 낙하체(210)보다 모세관(220)의 내부직경이 좁거나 수직 자유낙하를 방해할 정도로 너무 넓지 않다면, 제한 없이 사용될 수 있다.According to one embodiment, the size of
이때, 모세관(220) 내부 직경의 표면은 혈액을 쉽게 채취할 수 있도록 친수성으로 개질 하도록 표면처리 할 수 있다,At this time, the surface of the inner diameter of the
또한 모세관(220) 내부에는 점도를 측정할 혈액이 보관되고 이 혈액이 응고되면 정확한 점도에 대한 측정이 불가능해 지므로, 이를 방지하기 위해 내부직경의 표면을 항응고제를 통해 화학처리 할 수 있다,Also, since the blood to be measured for viscosity is stored in the
이러한 모세관(220) 내부 표면에 친수성 개질을 위한 화학처리 및 항응고제 화학처리에 대한 처리 방법 및 이에 따른 화학반응에 대해서는 도 5를 참조하며 자세히 설명하도록 하겠다.The chemical treatment for the hydrophilic modification and the chemical treatment for the anticoagulant chemical treatment on the inner surface of the
낙하체 고정부(230)는 모세관(220)의 상부 끝 단의 측정 시작점(235)에 위치하며 낙하체를 고정할 수 있는 고정체(231)가 모세관(220) 양 측면에 부착되어 형성 될 수 있다.The dropping
낙하체 고정부(230)는 측정 시작점(235)에 위치하며, 이렇게 측정 시작점(235)에 낙하체(210)를 고정 시킬 수 있도록 하는 이유는 혈액의 점도를 측정하기 위해서는 낙하체(210)가 해당 기울기에서 낙하속도가 얼마인지를 측정하고, 측정된 시간을 통해 점도를 도출해낼 수 있는바, 정확한 결과 값을 도출해 내기 위해서이다.The dropping
정확한 결과 값을 도출하기 위해서는 항상 일정한 위치에서 낙하체(210)가 자유낙하 하여 낙하거리를 일정하게 하는 것이 중요하게 되므로, 항상 측정 시작점(235)에서 자유낙하를 시작할 수 있게 하기 위해서 낙하체 고정부(230)는 고정체(231)로 낙하체(210)를 측정 시작점(235)에 고정하였다가, 측정을 시작함과 동시에 낙하체(210)를 고정하고 있는 것을 해제하여 자유낙하 하게 할 수 있다.In order to derive an accurate result value, it is important that the
낙하체(210)을 고정 할 수 있는 고정체(241)은 전원이 유입되면 모세관(220) 측면에 부착된 복수의 전자석이 자기장을 형성하고, 형성된 자기장으로부터 발생한 자력이 낙하체(210)에 영향을 미쳐 모세관(220)의 기울기에 상관없이 모세관(220)의 상부 끝 단인 측정시작점(235)에 고정하고 측정 시작 시에는 전류의 유입을 끊어 낙하체(210)가 자유낙하 하게 하는 전자석을 사용할 수 있으며, 전자석을 사용하지 않고 물리적으로 고정하고, 외부에서 사용자의 조작으로 힘을 가하여 낙하체의 고정을 해제하는 물리적 버튼을 사용할 수 있다.A plurality of electromagnets attached to a side surface of the
고정체(241)은 상술한 전자석 또는 물리적 버튼에 한정되지 않으며, 낙하체가 낙하시간의 측정을 위해 자유낙하 할 수 있도록 고정, 분리를 제어할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용 될 수 있다.The
센서부(240)는 모세관(220)의 하부 끝 단의 측정 종료점(245)에 위치하며, 측정 시작점(235)부터 측정 종료점(245)까지 자유낙하 한 시간을 측정할 수 있도록 모세관(220)의 양 측면에 복수의 센서(241)를 포함 할 수 있다.The
이때 자유낙하 시간을 측정하는 센서(241)는, 일 실시 예에 따르면 광 센서, 화학/전기 센서, 자기장 센서 등이 사용될 수 있으나. 낙하체(210)가 측정시작점(235)부터 측정 종료점(245)까지 자유낙하를 할 때의 시간을 측정할 수 있는 것이면, 어떤 종류의 센서도 가능하고, 이에 한정되지 않는다.At this time, the
일 실시 예에 따르면, 광 센서는 측정 종료점(245) 위치의 모세관(220) 측면에 위치하며, 모세관(220)의 양 측면에 LD(laser diode), PD(photodiode)를 각각 부착하여 낙하체(210)가 측정 종료점(245)에 도달하게 되면 LD와 PD가 이를 감지하여 낙하시간을 측정할 수 있다,According to one embodiment, the optical sensor is located at the side of the
여기서 LD(laser diode)는, 다이오드의 pn접합에 큰 순방향 전류를 흘려서 레이저 발광을 발생시키는 것을 의미한다. 레이저를 통신에 이용하는 경우 변조에 사용하고, 액상(液相) 성장으로 만든 비소화 갈륨의 단결정이 일반적으로 사용된다. 레이저 다이오드의 특징은 소자 자체는 수백 ㎛각(角) 정도의 크기와 소형으로서 구동전력이 작아 가하는 전류에 의해 레이저 광을 직접 변조할 수 있고, 반도체 재료의 선택 조합에 의하여 가시(可視)에서 적외에 미치는 발광파장을 얻게 되는 것 등이다. Here, a laser diode (LD) means that a large forward current is supplied to the pn junction of the diode to generate laser light. Single crystals of gallium arsenide, which is used for modulation when a laser is used for communication and made by liquid phase growth, is generally used. The characteristic of the laser diode is that the device itself can directly modulate the laser beam by a current of a small size and a small driving power with a size of about several hundred micrometers (square), and by the selective combination of the semiconductor material, Emitting wavelengths other than the above-mentioned wavelengths are obtained.
또한 PD(photodiode)는 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 광 센서의 한 종류이다. 이것은 반도체의 PN 접합부에 광 검출 기능을 추가한 것이다. 포토다이오드는 응답속도가 빠르고, 감도 파장이 넓으며, 광 전류의 직진성이 양호하다는 특징이 있다. 주로 CD 플레이어나 화재경보기, 텔레비전의 리모컨 수신부와 같은 전자제품 소자에 사용되며, 빛의 세기를 정확하게 측정하기 위하여 활용되기도 한다.PD (photodiode) is also a type of optical sensor that converts light energy into electrical energy. This is the addition of a photodetection function to the PN junction of the semiconductor. The photodiode is characterized in that the response speed is high, the sensitivity wavelength is wide, and the linearity of the photocurrent is good. It is mainly used for electronic appliances such as CD players, fire alarms, remote control receiver of television, and is also used to accurately measure light intensity.
PD는 LD와 유사하게 생겼으나 반대의 기능을 한다. LD는 전기에너지를 빛 에너지로 전환하지만, PD는 빛 에너지를 전기에너지로 전환한다.PD is similar to LD but has the opposite function. LD converts electrical energy into light energy, but PD converts light energy into electrical energy.
이러한 LD와 PD를 모세관(220)의 양 측면에 부착하여 LD에 전력을 공급하여 레이저를 PD에 송출하고, PD는 이 레이저를 받아서 전기 에너지로 환원한다. 이때 낙하체(210)가 측정 종료점(245)에 도달하게 되면, 낙하체(210)로 하여금 LD에서 레이저가 PD로 도달하지 못하게 되고 PD는 이렇게 레이저를 전기에너지로 환원하지 못하는 시점을 측정하여 낙하시간을 산출 할 수 있다.The LD and PD are attached to both sides of the
광 센서를 사용한 센서부(240)를 실제로 구현한 낙하시간 측정부(110)에 대해서는 도 4를 참조하여 더 자세하게 설명하겠다.The falling
일 실시 예에 따른 화학/전기 센서는 모세관(220) 하단 끝부분의 측정 종료점(245) 내부 양 측면에 두 개의 금속 바(bar)를 부착하고, 이 금속 바에 각각 전원의 양극과 음극에 연결시킨다. 그리고 전력을 공급하면 전해질인 혈액으로 인하여 이온화 현상이 발생하여 양극과 연결된 금속 바에는 음이온이, 음극과 연결된 금속 바에는 양이온이 모이게 된다.The chemical / electrical sensor according to an embodiment has two metal bars attached to both sides of the
이때 낙하체(210)가 측정 종료점(245)에 도달하게 되면 이러한 이온화 현상이 낙하체(210)로 말미암아 간섭 받게 되는 바, 이러한 간섭이 측정된 시간으로 낙하시간을 도출해 낼 수 있으며, 여기서 공급되는 전원은 일 실시 예에 따르면 교류전류가 사용될 수 있다.At this time, when the dropping
마지막으로 일 실시 예에 따른 자기장 센서는 모세관(220)의 하부 끝 단의 측정 종료점(245)의 모세관(220) 측면에 부착된 자기장을 형성할 수 있는 복수의 전자석(231)과 자기장의 변화를 감지하고 낙하체로 이루어진 낙하체(210)가 측정 시작점(235)부터 측정 종료점(245)까지 자유낙하 한 시간을 측정할 수 있는 센서를 포함 할 수 있다.The magnetic field sensor according to one embodiment includes a plurality of
여기서 낙하시간을 측정하는 방법은, 낙하체(210)가 측정시작점(235)부터측정 종료점(245)까지 자유낙하를 할 때 모세관(220)의 하부 끝 단의 양 측면에 부착된 고정체(231)가 낙하체의 고정을 해제하여 형성한 자기장에 생기는 변화를 검출하여, 이를 기준으로 시간을 측정하는 방법을 통해 자유낙하시간을 측정 할 수 있다.Here, the method of measuring the falling time is a method of measuring the falling time of the fixed
각도 조절부(250)는 모세관의 기울기를 달리하여 측정각도를 변화시켜, 낙하체(210)가 낙하하는 속도를 다르게 할 수 있다.The
이때, 각 각도에 따라 낙하체(210)가 낙하하는 속도가 달라지게 되는데, 이렇게 각도를 변화하여야 하는 이유는 측정할 대상의 점도에 따라 측정의 정확성을 높이기 위해서 점도가 높은 대상은 큰 각도에서, 점도가 낮은 대상은 작은 각도에서 측정 할 수 있다.At this time, the falling speed of the
이런 방식을 측정하는 것은 점도가 높은 대상은 그 점성으로 인하여 낙하체(210)의 낙하시간이 길어질 것이고, 낙하시간이 과도히 길어지거나 점성으로 인해 낙하가 중단되는 상황이 발생하면 측정값에 영향을 미쳐 정확성이 떨어질 수 있으므로, 위치에너지가 커서 상대적으로 운동에너지도 클 수밖에 없는 큰 각도에서 측정하는 방법을 사용할 수 있다.Measuring this method will result in a longer fall time of the
반면에, 점도가 낮은 대상은 점성이 낮으므로 낙하체(210)의 낙하시간이 짧을 것이고, 낙하시간이 과도히 짧으면, 시간차이가 적어져 측정값의 정확성에 영향을 줄 수 있으므로, 낙하속도가 과도히 빠르지 않게 위치에너지가 작아 상대적으로 운동에너지도 작을 수밖에 없는 작은 각도에서 측정하는 방법을 사용할 수 있다.On the other hand, when the object having a low viscosity is low, the dropping time of the dropping
도 3를 참조하면, 각도 조절부(250)의 혈액점도 측정장치(100)가 지면을 기준으로 수직일 때를 90도로 하여 시계방향으로 지면에 가까워질수록 각도가 작아지는 것으로 설정하여 각도를 조절할 수 있는 기능을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, when the blood
일 실시 예에 따르면, 각도 조절부(250)는, 모세관(220)을 지지하고, 기울여 측정 각도를 조절하기 위해 메뉴얼 로터리 스테이지(Manual rotary stage)가 사용 될 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 모세관(220)를 지지하면서 각도를 조절하고 이를 측정 동안에 고정할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용 될 수 있다. According to one embodiment, the
도 4a는 광 센서 및 메뉴얼 로터리 스테이지를 적용하는 실시 예에 따른 낙하시간 측정부(110)를 등축화도법으로 나타낸 도면이며, 도4b는 센서 및 메뉴얼 로터리 스테이지를 적용하는 실시 예에 따른 낙하시간 측정부(110)를 좌측면을 나타낸 도면이다.FIG. 4A is a diagram showing a falling
도 4a, 도 4b를 참조하면, 모세관(220)의 하부 끝 단의 양 측면에 LD와 PD를 부착하여 모세관(220) 내부에 위치한 낙하체(210)가 자유낙하 하여 측정 도달점에 도착하는 순간, 낙하체(210)에 의해 측정 종료점(245)를 가로지르는 빔 경로(415)를 통과하던 레이저가 가로막혀, LD가 송출하는 레이저를 PD가 수신하지 못하는 시점의 시간을 측정하여 낙하시간을 산출해 낼 수 있다. 그리고 오링(O-ring)의(450) 삽입 및 흘러내림 방지 캡(460)의 부착으로 혈액의 흘러내림을 방지할 수 있다.4A and 4B, when the LD and the PD are attached to both sides of the lower end of the
또한, 각도 조절부(250)로 메뉴얼 로타리 스테이지를 사용하여 낙하시간 측정 시 모세관(220)의 기울기, 즉 측정 각도를 변화시킬 수 있다.In addition, the inclination of the capillary 220, that is, the measurement angle, can be changed during the drop time measurement by using the manual rotary stage with the
도 5는 일 실시 예에 따른 모세관의 내부표면의 친수성 및 항응고제의 화학처리방법 및 그로 인한 화학반응에 대한 도면이다.Figure 5 is a diagram of the hydrophilicity of the inner surface of a capillary according to one embodiment and the method of chemical treatment of an anticoagulant and the resulting chemical reaction.
도 5을 참조하면, 모세관(220)의 내부표면을 친수성으로 개질 하도록 화학처리 하는 것은 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 5, the following method may be used to chemically treat the internal surface of the capillary 220 to be hydrophilic.
일 실시 예에 따르면 모세관(220) 내부표면의 친수성 개질은 내부에 황산과 과산화수소를 넣고 90도에서 1시간 동안 가열 한다. 이때 모세관(220) 표면의 Si-O-Si 가 황산과 과산화수소에 의해 산화 되어 Si-OH로 변화되면서 표면이 친수성으로 개질 되는 방법을 통해 할 수 있다(510).According to one embodiment, the hydrophilic modification of the inner surface of the capillary 220 is performed by adding sulfuric acid and hydrogen peroxide to the inside of the capillary 220 and heating at 90 degrees for 1 hour. At this time, Si-O-Si on the surface of the capillary 220 may be oxidized by sulfuric acid and hydrogen peroxide to convert into Si-OH, and the surface may be modified to be hydrophilic (510).
이렇게 위와 같이 친수성으로 화학처리 된 모세관(220) 내부 표면에 다시 항응고제를 화학 처리를 할 수 있다.The anticoagulant may be chemically treated on the inner surface of the capillary 220 chemically treated as described above.
여기서 항응고제란, 혈액응고를 저해하는 물질의 총칭. 생리적인 것과 병적인 것이 있으며, 일반적으로 4종류로 분류한다. An anticoagulant is a generic term for substances that inhibit blood clotting. There are physiological and pathological ones, and they are generally classified into four kinds.
첫 번째로는, 혈액에 첨가함으로써 응고를 저지하는 항응혈제가 있다. 주로 옥살산염, 시트르산염으로 이들은 Ca2+와 결합하여 응고를 저지한다. 그 밖에 이온교환수지, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) 등을 사용한다. First, there is an anticoagulant that inhibits coagulation by adding it to blood. It is mainly oxalate and citrate, which bind to Ca2 + and inhibit coagulation. In addition, ion exchange resin, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and the like are used.
두 번째로는, 혈액에 존재하는 활성형 혈액응고인자에 대한 혈액의 생리적 항응혈소로서, 트롬빈 등 여러 혈액응고인자의 작용을 저지하는 항트롬빈 Ⅲ 및 그것들과 특이적으로 결합하는 헤파린 등이 있다.Second, there are physiological anticoagulants of blood against active blood coagulation factors present in blood, antithrombin III inhibiting the action of various blood coagulation factors such as thrombin, and heparin specifically binding thereto .
세 번째로는, 병적 상태에서 후천적으로 출현하여 가역적, 비가역적으로 혈액응고인자의 활성을 억제하는 항응혈 물질이다. 제Ⅷ인자에 대한저지물질이 알려져 있는데 이것은 일종의 항체라고 생각하고 있으며 혈우병환자에게 수혈을 한 후 만들어진다. 그 밖에 제Ⅸ인자, 제Ⅴ인자, 제Ⅶ인자, 제ⅩⅢ인자에 대한 항체가 알려져 있다. 또한 자가면역질환환자에서는 특이적 또는 비특이적 항응혈물질에 의한 혈액응고 장애를 나타내는 경우가 있다. Third, it is an anticoagulant substance that reversibly and irreversibly inhibits the activity of blood coagulation factors, which is acquired from a pathological state. A known inhibitory substance to Factor VIII, which is thought to be a kind of antibody, is made after blood transfusions in people with hemophilia. Antibodies to factor IX, factor V, factor VII, and factor XIII are also known. In addition, patients with autoimmune disease may exhibit blood clotting disorders due to specific or nonspecific anticoagulants.
네 번째로는, 경구 투여에 의해 응혈인자의 활성을 저해하는 항응혈약제이다. 쿠마린계(예: 와파린), 인단디온계 등의 약제를 경구 투여하면 비타민 K의 환원을 저해함으로써 간세포에서 비타민K 의존성 응혈인자인 제Ⅱ인자, 제Ⅶ인자, 제Ⅸ인자, 제Ⅹ인자들의 합성을 저하시킨다.Fourth, it is an anticoagulant which inhibits the activity of the coagulation factor by oral administration. The combination of coumarin (eg, warfarin) and indanthione, or the like, inhibits the reduction of vitamin K, thereby inhibiting the synthesis of vitamin K-dependent coagulation factors Ⅱ, Ⅶ, Ⅸ and Ⅹ in hepatocytes .
이중에서 본 발명에서는 혈액에 첨가함으로써 응고를 저지하는 항응혈제를 항응고제로써 사용하고, 일 실시 예에 따르면 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 사용 할 수 있으나(520), 이에 제한되지 않고 다른 항응혈제를 사용할 수도 있다.In the present invention, an anticoagulant that inhibits coagulation by adding to blood is used as an anticoagulant, and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) may be used according to one embodiment (520). However, May be used.
이렇게 모세관(220)의 내부표면에서는 친수성으로 개질을 위한 화학처리(510) 및 항응고제에 의한 화학처리(520), 2회의 화학처리 과정이 이루어 질 수 있다.In this way, the inner surface of the capillary 220 can be subjected to a
두 가지의 화학처리로 인하여 화학반응이 발생해 모세관(220) 내부 표면의 수산기와 항응고제가 수소결합에 의해 도 5와 같이 결합할 수 있다(530).The chemical reaction occurs due to the two kinds of chemical treatment, and the hydroxyl group and the anticoagulant on the inner surface of the capillary 220 can be bonded by hydrogen bonding as shown in FIG. 5 (530).
도 6a는 글리세린 농도 별 표준 유체의 점도를 나타낸 표이다.6A is a table showing the viscosity of a standard fluid by glycerin concentration.
도 6a를 참조하면, 글리세린 농도를 0에서 80%까지 물과 혼합하여 여러 가지 농도를 제조할 수 있고, 이때 글리세린 농도는 60%일때는 전혈의 점도와 같고, 글리세린 농도는 40%일때는 혈장 점도와 같게 된다. 이렇게 글리세린의 농도에 따라 점도를 측정한 이유는 사람마다 측정할 혈액의 점도가 다르기 때문에 혈장과 동일한 점도인 3.72cps(Centipoises/mPa.s)부터 전혈과 동일한 점도인 10.8cps까지 사이에 사람의 혈액의 점도가 결정될 것이므로 글리세린의 농도로 조절하여 혈장부터 전혈 사이의 점도를 가지는 용액을 생성하여 점도에 따른 낙하시간을 측정하여, 추후 이러한 데이터를 바탕으로 측정대상 혈액의 점도를 산출할 수 있게 하기 위함이다. Referring to FIG. 6A, various concentrations can be prepared by mixing glycerin concentration from 0 to 80% with water. When the glycerin concentration is 60%, it is equal to the whole blood viscosity. When the glycerin concentration is 40% . The reason for measuring the viscosity according to the concentration of glycerin is that since the viscosity of the blood to be measured is different for each person, the blood viscosity of the blood between 3.72 cps (Centipoises / mPa.s) The viscosity of the blood will be determined so that a solution having a viscosity between plasma and whole blood is generated by adjusting the concentration of glycerin to measure the falling time according to the viscosity so that the viscosity of the blood to be measured can be calculated based on this data to be.
도 6b는 일 실시 예에 따른 혈액 점도 측정 장치를 사용하여 글리세린 농도 별 낙하속도에 대한 측정결과이며 도 6c는 도 6b의 측정 결과 중 각각 20~90도 사이의 각도를 가지고 있는 혈액점도 측정장치(100)를 사용하여 각 30~70%의 글리세린 농도 별 낙하속도에 대한 측정결과이다.FIG. 6B is a graph showing the results of measurement of the falling speed of each glycerin concentration using the blood viscosity measuring apparatus according to an embodiment. FIG. 6C is a graph showing a blood viscosity measuring apparatus having an angle between 20 and 90 degrees 100) was used to measure the drop rate of each 30-70% glycerin concentration.
도 6b 또는 도 6c 는 각 글리세린 농도 별로 모세관(220) 각도 10도, 20도, 30도, 45도, 90도에서 혈액점도 측정 장치를 사용하여 낙하시간을 측정한 그래프이다. 도 6b에서는 보이는 바와 같이 글리세린의 농도 별 경향성을 보여준다. 그 중에서 도 6c는 전혈과 혈장에 해당되는 글리세린 농도 30~70% 농도를 확대한 것이다.6B or 6C is a graph of drop time measured at a capillary 220 angle of 10 degrees, 20 degrees, 30 degrees, 45 degrees, and 90 degrees for each glycerin concentration using a blood viscosity measuring apparatus. As shown in Fig. 6 (b), the tendency of concentration of glycerin is shown. Among them, FIG. 6c shows an enlargement of the concentration of glycerin of 30 to 70%, which corresponds to whole blood and plasma.
도 6c에서 보이는 바와 같이 혈액을 측정하기에 적당한 각도는 농도에 따라 가장 넓은 시간 폭을 보이면서도 전체 측정시간이 너무 길지 않은 20도에서 30도의 범위라고 볼 수 있으나, 사용 가능한 측정각도는 이에 한정되지 않는다.As shown in FIG. 6C, the angle suitable for measuring blood is in the range of 20 to 30 degrees, which is the longest time width according to the concentration, but the total measurement time is not too long. Do not.
점도 산출부(120)는, 이렇게 도 6에 도시된 그래프와 같이, 미리 정해진 결과에 따라, 측정 각도 및 낙하시간 측정부(110)에서 측정된 낙하시간을 대조하여, 점도를 도출할 수 있는 알고리즘을 통해 혈액의 점도를 도출해 낼 수 있다.6, the
도 7은 일 실시 예에 따른 낙하시간을 이용한 혈액점도측정방법에 대한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a blood viscosity measurement method using a falling time according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 측정대상인 혈액을 낙하시간 측정부(110)의 모세관(220) 내부에 투입한다(S10). Referring to FIG. 7, the blood to be measured is introduced into the
이때, 혈액이 투입되는 모세관(220)의 내부에는 자성에 영향을 받는 낙하체(210)가 내포되어 있고, 모세관(220)은 내부에 낙하체(210) 및 점도를 측정한 혈액을 담을 수 있고, 모세관(220)을 통해 낙하체(210)가 자유낙하 할 수 있도록 내부 직경 대비 긴 길이를 가질 수 있다.At this time, the falling
또한 모세관은 내부 표면이 친수성 개질 화학처리(510), 항응고제 화학처리(520)가 되어 2중으로 화학처리 될 수 있다.Also, the capillary can be chemically treated in duplicate by the hydrophilic reforming chemical treatment (510) and the anticoagulant chemical treatment (520).
혈액을 투입한 후 혈액의 점도에 따라 측정각도를 조절한다(S20).After the blood is injected, the measurement angle is adjusted according to the viscosity of the blood (S20).
측정각도를 조절하는 이유는 각 각도에 따라 낙하체(210)가 낙하하는 속도가 달라지게 되는데, 측정할 대상의 점도에 따라 측정의 정확성을 높이기 위해서 점도가 높은 대상은 큰 각도에서, 점도가 낮은 대상은 작은 각도에서 측정 할 수 있기 때문이다.The reason why the measurement angle is adjusted is that the dropping rate of the
각도를 조절 후, 모세관(220) 상부 끝 단에 부착되어 있는 고정체(231)를 제어하여 낙하체(210)를 모세관(220) 상부 끝 단의 측정 시작점(235)에서부터 하부 끝 단의 측정 종료점(245)까지 자유 낙하 시킨다(S30).After the angle is adjusted, the fixed
여기서 낙하체 고정부(230)의 고정체(231)로서 전자석 및 물리적 버튼이 사용 될 수 있다.Here, an electromagnet and a physical button may be used as the fixing
이렇게 측정 시작점(235)부터 측정 종료점(245)까지 낙하체(210)가 자유낙하 하는 시간을 복수의 센서(241)를 통해 측정한다(S40).In this way, the time during which the dropping
이때 낙하시간을 측정하는 센서(241)는, 광 센서, 화학/전기 센서, 자기장 센서 등 낙하시간을 측정할 수 있는 센서(241)라면 제한 없이 사용될 수 있다.At this time, the
일 실시 예에 따르면 광 센서는 하부 끝 단의 측정 종료점(245)에 위치하며, 모세관(220)의 양 측면에 LD(laser diode), PD(photodiode)를 각각 부착하여, LD에 전력을 공급하여 레이저를 PD에 송출하고, PD는 이 레이저를 받아서 전기 에너지로 환원한다. 이때 낙하체(210)가 측정 종료점(245)에 도달하게 되면, 낙하체(210)로 하여금 LD에서 레이저가 PD로 도달하지 못하게 되고 PD는 이렇게 레이저를 전기에너지로 환원하지 못하는 시점을 측정하여 낙하시간을 측정 할 수 있다.According to one embodiment, the optical sensor is located at the
이렇게 측정된 낙하시간에 따라 미리 정해진 소정의 알고리즘을 통해 점도를 도출한다(S50).The viscosity is derived from a predetermined algorithm determined in accordance with the measured falling time (S50).
이때 미리 정해진 소정의 알고리즘은 낙하시간 측정부(110)에서 측정된 낙하시간을, 미리 실험을 통해 산출 된 측정각도에 따른 혈액의 점도 별 낙하속도에 대한 측정결과 대조하여 해당하는 측정 각도 및 낙하시간에 따른 혈액의 점도를 도출하는 방법일 수 있다.At this time, the predetermined algorithm is a method in which the falling time measured by the falling
이렇게 도출된 점도를 사용자에게 출력한다(S60).The derived viscosity is output to the user (S60).
이때, 점도 값을 출력하는 형식은 사용자에게 정보를 제공할 수만 있다면, 시각적 데이터, 청각적 데이터 등 제공형식을 특정한 방식으로 제한되지 아니한다.At this time, the form of outputting the viscosity value is not limited to a specific method of providing visual data, auditory data, or the like, as long as it can provide information to the user.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention are also within the scope of the present invention.
100 : 혈액 점도 측정장치 110 : 낙하시간 측정부
120 : 점도 산출부 210 : 낙하체
220 : 모세관 230 : 낙하체 고정부
231 : 고정체 235 : 측정 시작점
240 : 센서부 241 : 센서
245 : 측정 종료점 250 : 각도 조절부100: blood viscosity measuring apparatus 110: falling time measuring unit
120: viscosity calculating unit 210:
220: capillary tube 230:
231: Fixture 235: Starting point of measurement
240: sensor part 241: sensor
245: Measurement end point 250:
Claims (1)
상기 낙하시간 측정부에서 측정한 낙하시간에 따라 미리 정해진 소정의 알고리즘을 통해 혈액의 점도를 도출하는 점도 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하시간을 이용한 혈액점도 측정장치.A falling time measuring unit for measuring a falling time of the drop body by dropping the drop body through a fixing body for fixing and separating the drop body to a capillary containing blood, And
And a viscosity calculating unit for deriving the viscosity of the blood through a predetermined algorithm predetermined according to the falling time measured by the falling time measuring unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130155393A KR20150069221A (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Blood viscometer using time of falling |
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WO2017188462A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-11-02 | 주식회사 디엠엑스 | Portable viscometer |
KR20190043995A (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | 한국전자통신연구원 | Apparatus for blood analysis |
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