KR20160036976A - 광열 광산란을 이용한 혈액 내 헤모글로빈 농도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

광열 광산란을 이용한 혈액 내 헤모글로빈 농도 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 장치는 1차 산란 패턴의 생성을 위한 기준빔을 방출하는 기준광원부; 광열효과를 발생하기 위한 광열빔을 방출하는 광열광원부; 채취된 혈액 시료를 수용하기 위한 큐벳부; 기준광원부에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부에 입사된 후 형성된 1차 산란 패턴의 신호 및 광열광원부에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부에 입사된 후 광열효과 영향을 받아 형성된 2차 산란 패턴의 신호가 기록되는 영상획득부; 영상획득부와 전기적으로 연결되어 있으며, 그래프화한 1차 산란 패턴으로부터 그래프화한 2차 산란 패턴의 위상변화를 측정하여 헤모글로빈의 농도를 계산하는 농도연산부;를 포함한다.

Description

광열 광산란을 이용한 혈액 내 헤모글로빈 농도 측정 장치 및 방법{Device and method for measuring hemoglobin concentration}
본 발명은 광산란을 이용한 혈액 내 헤모글로빈 농도 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혈액이 포함된 마이크로 채널에 레이저가 주사되었을 때, 발생하는 패턴을 측정하고, 다른 파장의 광열 자극 광원을 동시적으로 주사하였을 때 발생하는 산란 패턴의 변화를 감지하여 혈액 내 헤모글로빈 농도를 정량적으로 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
헤모글로빈은 적혈구에 존재하는 철-함유 단백질로, 혈액 중 산소의 주요 운반수단이다. 헤모글로빈의 결핍은 빈혈 증상으로 이어진다. 빈혈은 그 원인이 매우 다양하며, 헤모글로빈 농도 측정은 빈혈의 원인별 분류에 사용된다. 예를 들면 철분이 부족하여 생긴 빈혈인 경우에는 이들 적혈구 지수들이 감소하고 비타민 B12 결핍이나 엽산 결핍에 의한 빈혈에서는 증가한다. 기타 수많은 원인에 의해 빈혈이 발생할 수 있는데 진단 별로 적혈구 지수들 양상이 다르므로 처음 빈혈을 감별 진단하는 데 혈색소양의 측정이 매우 중요하다. 또한 헤모글로빈 함량은 철결핍의 민감한 지표로 이러한 지표는 철결핍으로 인한 질환의 진단 또는 정맥 내 철분요법의 효능을 모니터링하는데 사용된다.
이와 같이 헤모글로빈 함량은 여러 질환의 진단 등에 이용될 수 있으므로 혈액 내 헤모글로빈 농도를 측정하기 위해 다양한 기술이 개발되어왔다. 헤모글로빈 농도 측정의 기준이 되는 기술은 시안화칼륨(KCN)을 이용하여 헤모글로빈의 지질 이중층을 파괴하여 비색분석(colorimetric analysis)을 하는 것이다. 그러나 헤모글로빈 농도를 측정할 때마다 독성 화학물질을 사용해야 하는 문제점이 있다. 상기 방법 이외의 다른 방법으로 전기화학적방법, 면역분석법 등이 제시되고 있으나, 이와 같은 방법들은 모델링 의존도가 높거나, 정확성이 떨어지며, 미세전자기계시스템(MEMS)이나 전기화학(electrochemistry)을 이용한 추가적인 센서의 제조가 필요하며 농도측정에도 긴 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예들은 기준빔을 방출하는 기준광원부, 광열효과를 발생하기 위한 광열빔을 방출하는 광열광원부, 채취된 혈액 시료를 수용하기 위한 큐벳부로 이루어진 간단한 구성으로 화학약품의 첨가없이 헤모글로빈 농도를 측정하고자 한다.
또한, 농도연산부에서 1차 및 2차 산란 패턴을 그래프화한 후, 얻어진 시간에 따른 위상변화(상변화정도) 그래프를 푸리에 변환하여 제 1 측정값을 얻고, 헤모글로빈 농도 및 상기 제 1 측정값의 연관 관계에 따라 헤모글로빈 농도를 정확하게 측정하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 장치는 1차 산란 패턴의 생성을 위한 기준빔을 방출하는 기준광원부; 광열효과를 발생하기 위한 광열빔을 방출하는 광열광원부; 채취된 혈액 시료를 수용하기 위한 큐벳부; 기준광원부에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부에 입사된 후 형성된 1차 산란 패턴의 신호 및 광열광원부에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부에 입사된 후 광열효과 영향을 받아 형성된 2차 산란 패턴의 신호가 기록되는 영상획득부; 영상획득부와 전기적으로 연결되어 있으며, 그래프화한 1차 산란 패턴으로부터 그래프화한 2차 산란 패턴의 위상변화를 측정하여 헤모글로빈의 농도를 계산하는 농도연산부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 방법은 큐벳부에 혈액 시료를 제공하는 혈액시료제공단계; 기준광원부에서 기준빔을 방출하는 기준빔방출단계; 기준빔방출단계에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부에 입사되어, 1차 산란 패턴의 영상을 얻는 1차 영상획득단계; 광열광원부에서 광열빔을 방출하는 광열빔방출단계; 광열빔방출단계에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부에 입사되어, 2차 산란 패턴의 영상을 얻는 2차 영상획득단계; 1 및 2차 산란 패턴을 이용하여, 헤모글로빈의 농도를 계산하는 헤모글로빈농도연산단계;를 포함한다.
또한, 기준빔은 파장이 600nm 내지 1100nm이며, 광열빔은 파장이 300nm 내지 600nm인 것을 특징으로 한다.
그리고, 기준광원부는 레이저, 레이저 다이오드(laser diode)이며, 광열광원부는 DPSS(diode pumped solid state) 레이저, LED, 레이저 다이오드(laser diode) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 큐벳부(300)는 기준빔 및 광열빔이 혈액 내로 전달될 수 있도록 투명한 재질이다.
또한, 영상획득부(400)는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor), CCD(Charge Coupled Device), 단일 광센서(single photodiode), 광센서 어레이 (Photodiode array), 반도체 위치 검출기(Position sensitive detector) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
그리고, 광열광원부에서 방출된 광열빔이 큐벳부로 입사되기 전에 빔 익스펜더를 통과하여 굵고 평행한 광선속으로 변환되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 큐벳부와 영상획득부 사이에 오목렌즈가 위치하여, 확대된 1차 및 2차 산란패턴이 영상획득부에 기록된다.
또한, 광열빔은 시간에 따라 세기가 변조되는 빔인 것을 특징으로 한다.
그리고, 농도연산부(500)에서는 1차 및 2차 산란 패턴을 그래프화한 후, 얻어진 시간에 따른 위상변화 그래프를 푸리에 변환하여 피크(peak)의 제 1 측정값을 얻고, 헤모글로빈 농도 및 상기 제 1 측정값의 연관 관계에 따라 헤모글로빈 농도를 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들은 기준빔을 방출하는 기준광원부, 광열효과를 발생하기 위한 광열빔을 방출하는 광열광원부, 채취된 혈액 시료를 수용하기 위한 큐벳부로 이루어진 간단한 구성으로 화학약품의 첨가없이 헤모글로빈 농도를 측정할 수 있다.
또한, 농도연산부에서 1차 및 2차 산란 패턴을 그래프화한 후, 얻어진 시간에 따른 위상변화 그래프를 푸리에변환하여 제 1 측정값을 얻고, 헤모글로빈 농도 및 상기 제 1 측정값의 연관 관계에 따라 헤모글로빈 농도를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 장치의 구성도이다.
도 2는 광열 효과에 의해 헤모글로빈의 산란 패턴이 변화되는 모습을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 장치의 농도 연산부에서, 그래프화한 1차 산란 패턴으로부터 그래프화한 2차 산란 패턴의 위상변화 및 제 1 측정값을 측정하는 과정을 도시한 것이다.
도 4는 농도 연산부에서 측정된 제 1 측정값 및 헤모글로빈 농도의 연관 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 방법의 순서도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시하게 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 장치의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 장치는 1차 산란 패턴의 생성을 위한 기준빔을 방출하는 기준광원부(100), 광열효과를 발생하기 위한 광열빔을 방출하는 광열광원부(200), 채취된 혈액 시료를 수용하기 위한 큐벳부(300), 기준광원부(100)에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부(300)에 입사된 후 형성된 1차 산란 패턴의 신호 및 광열광원부(200)에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부(300)에 입사된 후 광열효과 영향을 받아 형성된 2차 산란 패턴의 신호가 기록되는 영상획득부(400) 및 상기 영상획득부(400)와 전기적으로 연결되어 있으며, 그래프화한 1차 산란 패턴으로부터 그래프화한 2차 산란 패턴의 위상변화(phase shift)를 측정하여 헤모글로빈의 농도를 계산하는 농도연산부(500)를 포함한다.
기준광원부(100)는 1차 산란 패턴을 생성하기 위해 기준빔을 방출한다. 기준광원부(100)는 다양한 광원형태가 사용될 수 있지만, 바람직하게는 레이저나 레이저 다이오드(laser diode)이다. 또한, 기준빔은 파장이 600nm 내지 1100nm인 것이 바람직하다.
기준광원부(100)에서 방출된 기준빔은 채취된 혈액 시료를 수용하고 있는 큐벳부(300)로 입사된다. 큐벳부(300)는 기준빔 및 광열빔이 혈액 내로 전달될 수 있도록 투명한 재질로 이루어진다. 기준빔이 큐벳부(300)로 입사되면, 큐벳부(300)를 기준으로 기준광원부(100)의 반대편으로 1차 산란 패턴이 형성된다. 1차 산란 패턴은 큐벳부(300)의 굴절률 및 지름에 따라 크기나 간격이 달라질 수 있다. 형성된 1차 산란 패턴은 영상획득부(400)에 의해 전기적인 신호로서 기록된다. 또한, 큐벳부(300)와 영상획득부(400) 사이에 오목렌즈가 위치하여 산란 패턴을 확대시켜 영상획득부(400)에 기록하는 것도 가능하다.
영상획득부(400)는 2차원 영상 획득장치인 것이 바람직하며, 구체적으로는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor), CCD(Charge Coupled Device), 단일 광센서(single photodiode), 광센서 어레이 (Photodiode array), 반도체 위치 검출기(Position sensitive detector) 중 어느 하나이다.
광열광원부(200)에서는 2차 산란 패턴을 생성하기 위해 광열빔을 방출한다. 광열광원부(200)는 다양한 광원형태가 사용될 수 있지만, 바람직하게는 DPSS(diode pumped solid state) 레이저, LED, 레이저 다이오드(laser diode) 중 어느 하나이다. 또한, 광열빔은 파장이 300nm 내지 600nm인 것이 바람직하다. 또한, 광열광원부(200)에서 방출된 광열빔은 큐벳부(300)로 입사되기 전에 빔 익스펜더(210)를 통해 굵고 평행한 광선속으로 변환되는 것이 바람직하며, 빔 익스펜더(210)는 두 개의 제 1, 2 렌즈로(211,212)로 구성될 수 있다.
광열광원부(200)에서 방출된 광열빔이 큐벳부(300)를 통해 채취된 혈액 시료로 흡수된다. 적혈구를 구성하는 헤모글로빈은 광열빔을 흡수하여, 열에너지 형태로 방출하게 된다. 방출된 열에너지로 인해 주변의 혈액 시료의 온도 증가가 발생되며, 혈액 시료의 굴절률이 변화되어, 패턴의 길이 방향으로 이동된 2차 산란 패턴이 형성된다. 형성된 2차 산란 패턴은 영상획득부(400)에 의해 전기적인 신호로서 기록된다.
추가로, 기준광원부(100) 및 광열광원부(100)가 분리된 형태의 광원이 아니라, 통합 모듈을 구성하여, 하나의 모듈에서 다른 영역대의 파장의 빔이 방출되는 것이 가능하도록 구성하는 것도 가능하다.
도 2는 광열 효과에 의해 헤모글로빈의 산란 패턴이 변화되는 모습을 도시한 것이다.
도 2(a)는 큐벳부(300)에 기준빔만 입사될 경우의 형성된 1차 산란 패턴 및 시간에 따른 위상변화(|Δφ|)를 나타낸 것이다. 도 2(b)는 큐벳부(300)에 기존에 입사되고 있던 기준빔과 함께 광열빔이 함께 입사될 경우의 패턴의 길이 방향으로 이동(shift)된 2차 산란 패턴 및 시간에 따른 위상변화(|Δφ|)를 나타낸 것이다. 도 2(c)는 세기 변조된 광열빔이 입사될 경우의 산란 패턴 및 시간에 따른 위상변화(|Δφ|)를 나타낸 것이다. 이 경우, 시간에 따른 위상변화(|Δφ|) 그래프는 세기 변조된 광열빔의 주파수에 따라, 일정한 주기를 갖고 진동하는 형태를 보이게 된다.
도 3 내지 4에 관한 설명에서 '광열빔'이라고 기재 되어 있는 것은 '세기 변조된 광열빔'의 의미를 내포하는 것으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 장치의 농도 연산부에서, 그래프화한 1차 산란 패턴으로부터 그래프화한 2차 산란 패턴의 위상변화를 측정하는 과정을 도시한 것이다.
도 3(a)에서 도시한 바와 같이 1차 및 2차 산란패턴은 2차원 영상형태로 영상획득부(400)에 기록된다. 상기 영상에서 패턴의 길이방향은 x축에 대응되며, 패턴의 높이 방향은 y축에 대응된다. 도 3(b)는 영상 형태의 산란 패턴을 그래프화한 것이다. 구체적으로는, 도 3(a)에서 2차원 영상형태로 기록된 산란패턴을 y축방향으로 평균을 내어 1차원으로 그래프화한 것이다.
도 3(b)의 그래프의 x축은 패턴의 길이 방향을 나타내며, y축은 영상획득부(400)에서 감지된 빛의 세기이다. 파랑색의 그래프는 1차 산란 패턴이며, 붉은 색의 그래프는 2차 산란 패턴을 의미한다. 세기 변조된 광열빔을 사용하는 경우에는 2차 산란 패턴이 시간에 따라 좌우로 진동하게 되며, 도 3(b)에서 도시한 2차 산란 패턴은 1차 산란 패턴으로부터 x축 방향으로 최대로 이동되었을 때의 모습을 도시한 것이다.
도 3(c)는 시간에 따른 위상변화를 도시한다. 세기 변조된 광열빔이 입사될 경우, 시간에 따른 위상변화(|Δφ|)는 전체적으로 진동하는 형태를 보이게 된다. 또한, 도 3(c)의 경우는 다양한 주파수를 갖는 그래프를 합한 형태이므로, 세기 변조된 광열빔의 주파수에 해당하는 그래프의 진폭값을 찾아내기 위하여 푸리에 변환을 한다.
도 3(d)는 시간에 따른 위상변화 그래프를 푸리에 변환한 그래프이다. x축은 주파수를 의미하며, y축은 제 1 측정값을 의미한다. 제 1 측정값이란, 시간에 따른 위상변화(상변화정도) 그래프를 푸리에 변환하여 얻는 값이며 하기 식(1)의 F(w)를 의미한다.
Figure pat00001
는 주파수, f(t)는 시간에 따른 위상변화 그래프(도 3c), j는 허수, t는 시간(s)을 의미한다.
Figure pat00002
...(1)
도 3(d)의 피크(peak)는 그래프에서 가장 큰 y축의 값을 갖는 지점을 의미한다. 피크(peak)의 y축의 값은, 도 3(c)에서 도시한 그래프에서 세기 변조된 광열빔의 주파수에 해당하는 F값을 의미한다.
도 4는 농도연산부(500)에서 측정된 제 1 측정값 및 헤모글로빈 농도의 연관 관계를 도시한 그래프이다.
헤모글로빈의 농도에 따라 혈액 시료 내에서 광열효과가 일어나는 정도가 달라지며, 이는 시간에 따른 위상변화 그래프(도 3c)의 진폭을 변화시킨다. 따라서, 푸리에 변환 후의 peak 값의 제 1 측정값에 영향을 미치게 된다. 헤모글로빈의 농도(g/dL)에 따라 측정된 제 1 측정값을 도시하면 도 4와 같다. 도 4의 붉은 그래프는 헤모글로빈의 농도와 피크(peak)의 제 1 측정값을 커브피팅(curve fitting)한 것으로서 다음 수식 (2)와 같이 표현된다.
y = 29.1 * ln ( 0.2742 x + 1 ) ......(2)
수식 (2)에서 y 는 피크(peak)의 제 1 측정값을 의미하며, x 는 헤모글로빈 농도(g/dL)를 의미한다. 피팅된 커브는 헤모글로빈 농도가 0.1 내지 20 g/dL 일 때 좋은 피팅 성능을 발휘한다. 본 발명의 피크(peak)의 제 1 측정값 및 헤모글로빈 농도의 연관 관계는 상기 수식 (2)에 제한되는 것이 아니며, 피벳부(300)의 재질이나 지름의 크기에 따라 수식 (2)가 영향을 받을 수 있다. 또한, 광열빔의 세기에 따라 제 1 측정값이 영향을 미치기 때문에, 같은 광열빔의 세기의 조건에서 커브 피팅을 한 후, 미지의 헤모글로빈의 농도를 측정하는 것이 바람직하다.
피크(peak)의 제 1 측정값 및 헤모글로빈의 농도의 연관 관계를 얻은 후에는, 화학 약품 등의 사용 없이 미지의 혈액 시료에 대해서도, 헤모글로빈의 농도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤모글로빈 농도 측정 방법은 상기 큐벳부(300)에 혈액 시료를 제공하는 혈액시료제공단계, 기준광원부(100)에서 기준빔을 방출하는 기준빔방출단계, 기준빔방출단계에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부(300)에 입사되어, 1차 산란 패턴의 영상을 얻는 1차 영상획득단계, 광열광원부(200)에서 광열빔을 방출하는 광열빔방출단계, 광열빔방출단계에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부(300)에 입사되어, 2차 산란 패턴의 영상을 얻는 2차 영상획득단계, 1 및 2차 산란 패턴을 이용하여, 헤모글로빈의 농도를 계산하는 헤모글로빈농도연산단계;를 포함한다.
발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
기준광원부(100) 광열광원부(200)
큐벳부(300) 영상획득부(400)
농도연산부(500) 빔 익스펜더(210)
제 1 렌즈(211) 제 2 렌즈(212)

Claims (22)

1차 산란 패턴의 생성을 위한 기준빔을 방출하는 기준광원부(100);
광열효과를 발생하기 위한 광열빔을 방출하는 광열광원부(200);
채취된 혈액 시료를 수용하기 위한 큐벳부(300);
상기 기준광원부(100)에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부(300)에 입사된 후 형성된 1차 산란 패턴의 신호 및 광열광원부(200)에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부(300)에 입사된 후 광열효과 영향을 받아 형성된 2차 산란 패턴의 신호가 기록되는 영상획득부(400);
상기 영상획득부와 전기적으로 연결되어 있으며, 그래프화한 1차 산란 패턴으로부터 그래프화한 2차 산란 패턴의 위상변화를 측정하여 헤모글로빈의 농도를 계산하는 농도연산부(500);를 포함하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 기준빔은 파장이 600nm 내지 1100nm인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 광열빔은 파장이 300nm 내지 600nm인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 기준광원부(100)는 레이저 또는 레이저 다이오드(laser diode)인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 광열광원부(200)는 DPSS(diode pumped solid state) 레이저, LED, 레이저 다이오드(laser diode) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 큐벳부(300)는 기준빔 및 광열빔이 혈액 내로 전달될 수 있도록 투명한 재질인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 영상획득부(400)는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor), CCD(Charge Coupled Device), 단일 광센서(single photodiode), 광센서 어레이 (Photodiode array), 반도체 위치 검출기(Position sensitive detector) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
광열광원부에서 방출된 광열빔이 큐벳부로 입사되기 전에 빔 익스펜더를 통과하여 굵고 평행한 광선속으로 변환되는 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 큐벳부와 영상획득부 사이에 오목렌즈가 위치하여, 확대된 1차 및 2차 산란패턴이 영상획득부에 기록되도록 하는 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 광열빔은 시간에 따라 세기가 변조되는 빔인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
제10항에 있어서,
상기 농도연산부(500)에서는 1차 및 2차 산란 패턴을 그래프화한 후, 얻어진 시간에 따른 위상변화 그래프를 푸리에 변환하여 피크(peak)의 제 1 측정값을 얻고, 헤모글로빈 농도 및 상기 제 1 측정값의 연관 관계에 따라 헤모글로빈 농도를 연산하는 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 장치.
1차 산란 패턴의 생성을 위한 기준빔을 방출하는 기준광원부(100);
광열효과를 발생하기 위한 광열빔을 방출하는 광열광원부(200);
채취된 혈액 시료를 수용하기 위한 큐벳부(300);
상기 기준광원부(100)에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부(300)에 입사된 후 형성된 1차 산란 패턴의 신호 및 광열광원부(200)에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부(300)에 입사된 후 광열효과 영향을 받아 형성된 2차 산란 패턴의 신호가 기록되는 영상획득부(400);
상기 영상획득부와 전기적으로 연결되어 있으며, 그래프화한 1차 산란 패턴으로부터 그래프화한 2차 산란 패턴의 위상변화를 측정하여 헤모글로빈의 농도를 계산하는 농도연산부(500);를 포함하는 헤모글로빈 농도 측정 장치를 이용하여,
상기 큐벳부(300)에 혈액 시료를 제공하는 혈액시료제공단계;
상기 기준광원부(100)에서 기준빔을 방출하는 기준빔방출단계;
상기 기준빔방출단계에서 방출된 기준빔이 상기 큐벳부(300)에 입사되어, 1차 산란 패턴의 영상을 얻는 1차 영상획득단계;
상기 광열광원부(200)에서 광열빔을 방출하는 광열빔방출단계;
상기 광열빔방출단계에서 방출된 광열빔이 상기 큐벳부(300)에 입사되어, 2차 산란 패턴의 영상을 얻는 2차 영상획득단계;
상기 1 및 2차 산란 패턴을 이용하여, 헤모글로빈의 농도를 계산하는 헤모글로빈농도연산단계;를 포함하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 기준빔은 파장이 600nm 내지 1100nm인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 광열빔은 파장이 300nm 내지 600nm인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 기준광원부(100)는 레이저 또는 레이저 다이오드(laser diode)인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 광열광원부(200)는 DPSS(diode pumped solid state) 레이저, LED, 레이저 다이오드(laser diode) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 큐벳부(300)는 기준빔 및 광열빔이 혈액 내로 전달될 수 있도록 투명한 재질인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 영상획득부(400)는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor), CCD(Charge Coupled Device), 단일 광센서(single photodiode), 광센서 어레이 (Photodiode array), 반도체 위치 검출기(Position sensitive detector) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
광열광원부에서 방출된 광열빔이 큐벳부로 입사되기 전에 빔 익스펜더를 통과하여 굵고 평행한 광선속으로 변환되는 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 큐벳부와 영상획득부 사이에 오목렌즈가 위치하여, 확대된 1차 및 2차 산란패턴이 영상획득부에 기록되도록 하는 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제12항에 있어서,
상기 광열빔은 시간에 따라 세기가 변조되는 빔인 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
제21항에 있어서,
상기 농도연산부(500)에서는 1차 및 2차 산란 패턴을 그래프화한 후, 얻어진 시간에 따른 위상변화 그래프를 푸리에 변환하여 피크(peak)의 제 1 측정값을 얻고, 헤모글로빈 농도 및 상기 제 1 측정값의 연관 관계에 따라 헤모글로빈 농도를 연산하는 것을 특징으로 하는 헤모글로빈 농도 측정 방법.
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