KR20160148519A - 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 액적의 CADF 값으로부터 액체 내 지방 함량 측정 방법에 대한 것이다.
Description
본 발명은 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 액적의 CADF 값으로부터 액체 내 지방 함량 측정 방법에 대한 것이다.
지방 흡입 시술은, 성형외과 21개 카테고리 중, 우리나라를 포함하여 전 세계적으로 가장 많이 시술되는 성형 시술이다. 2009년 ISAPS 조사 자료에 의하면, 전 세계적으로 공식적으로 집계된 지방 흡입 성형 시술만 160만 건이 넘는다.
상기 ISAPS 조사에 따르면, 대한민국에서도 연간 6만5천 건의 지방 흡입 시술이 시술된 것으로 보고되었다(도 1). 상기 보고서에 포함되지 아니한 시술까지 포함하면 이보다 훨씬 많은 지방 흡입 시술이 시행되었을 것으로 예측 된다.
지방 흡입 시술이 성형 시술 중 가장 많이 시행되고 있으나, 지방을 흡입하는 과정에서 생기는 수술의 위험성에 대해서는 대중적으로 잘 알려지지 않았다. 그 이유는 지방 흡입 시술 부작용에 따른 사망 사고가 전체 시술 건수와 대비하여 매우 적기 때문이며, 또한 이러한 사망 사고의 대부분이 언론에 부각되지 않기 때문이고, 시술 중 혈관으로 유입되는 지방에 의해 발생할 수 있는 지방 색전(FES: fat embolism syndrome)의 위험성으로서 알려지기 아니하고 단순한 의료 사고 정도로 알려지기 때문이다.
현재까지 지방 흡입 성형 시술 시 발생할 수 있는 FES에 대한 모든 기전들이 밝혀진 것은 아니지만, 지방 흡입 시술 시 손상된 혈관으로 침투하는 지방 성분이 폐의 기능을 현저히 저하시키거나 다른 기관들에 침투하여 사망사고를 유발할 수 있다는 것이 FES의 가장 주요한 원인임은 잘 알려져 있다. 지방 흡입 시술 중 혈류내로 침투하는 지방의 양이 많을수록 FES 유발 가능성이 높은 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 사망 위험성도 높아지는 것으로 알려져 있다.
따라서, 지방 흡입 시술 중 FES 발생을 사전에 예방하기 위해서, 수술 중 침투된 지방의 양이 어느 정도인지 수술 전, 수술 도중, 그리고 수술 후에 신속하게 정량측정하는 것이 절실히 요구되지만, 이와 관련한 진단 장비는 전무한 실정이다.
본 발명자는, 액적의 CADF(contact area diffusion factor) 값으로부터 액체 내의 지방 함량을 측정할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 기본적인 목적은 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s100); 상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s200); 상기 확대된 영상으로부터 접촉지름(d 0)을 얻는 단계(s300); 소정의 시간 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 접촉 지름(d ( t ))을 구하는 단계(s400); 및 상기 d 0 및 d ( t )를 하기 수학식 (1)에 대입하여 접촉면 확산계수(CADF)를 구하는 단계를 포함하고,
상기 d ( t )는 시간 t 경과 후 상기 액적의 접촉지름이고, 상기 d 0는 초기 접촉지름인 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s1100); 상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s1200); 상기 확대된 영상으로부터 상기 발수성 표면과 상기 액적 간의 접촉면적(A(0))을 얻는 단계(s1300); 및 소정의 시간(t) 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 상기 발수성 표면과 상기 액적 간의 접촉면적(A(t))을 구하는 단계(s1400)를 포함하고, A(t)-A(0)의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 상기 체액 내에 상기 지방이 존재하는지를 판단하는 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s2100); 상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s2200); 상기 확대된 영상으로부터 접촉지름(d 0)을 얻는 단계(s2300); 및 소정의 시간(t) 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 접촉지름(d( t ))을 구하는 단계(s2400)를 포함하고, d( t )-d 0의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 상기 체액 내에 상기 지방이 존재하는지를 판단하는 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법을 제공하는 것이다.
다시 말하자면, 본 발명의 목적은 체액 액적의 사진을 찍은 후 상기 체액 액적의 접촉면적과 상기 접촉면 확산계수를 계산하여, 상기 체액 내의 지방은 존재를 확인하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은, 지방 흡입 시술, 다양한 정형외과 수술, 비만 관리 등과 같이 지방의 존재 여부를 판단해야 하는 분야에서, 간단한 영상화 장비를 사용하여 지방의 함량을 측정하는 방법을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 기본적인 목적은 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s100); 상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s200); 상기 확대된 영상으로부터 접촉지름(d 0)을 얻는 단계(s300); 소정의 시간 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 접촉 지름(d ( t ))을 구하는 단계(s400); 및 상기 d 0 및 d ( t )를 하기 수학식 (1)에 대입하여 접촉면 확산계수(CADF)를 구하는 단계를 포함하고,
상기 d ( t )는 시간 t 경과 후 상기 액적의 접촉지름이고, 상기 d 0는 초기 접촉지름인 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 명세서에서, "지방(fat)"이란 용어는, 달리 특정하지 아니 하는 한, 고체 지방(비점 20℃ 이상) 및 액체 지방(즉, 오일)을 모두 포함한다. 지방 및 오일은 일반적으로, 식물 도는 동물의 지방 또는 오일에 천연적으로 존재하는 지방산 트리글리세라이드(fatty acid triglyceride)로 인식되지만, 재배열되거나(rearranged) 무작위화된(randomized) 지방 및 오일, 그리고 에스테르 교환반응 처리된(interesterified) 지방 및 오일도 포함한다.
본 명세서에서, "지방산(fatty acid)"이란 용어는 12개 내지 24개의 탄소 원자를 포함하는 포화 또는 불포화(mono-, di- 및 poly-unsaturated 포함) 직쇄 카르복시산을 지칭한다.
본 명세서에서, "트랜스 지방(trans fat)"이란 용어는 트랜스 지방산(trans fatty acid)을 함유하는 불포화 지방의 일종을 지칭한다. 트랜스 지방은 LDL 콜레스테롤을 증가시킬 뿐만 아니라, HDL 콜레스테롤을 저하시킨다. 본 명세서에서, "트랜스 지방산"이란 용어는 불포화 지방산 식물성 오일의 부분적 수소화에 의해 일반적으로 생성되는 지방산을 지칭한다. "트랜스"란 용어는 불포화 지방이 부분적으로 수소화될 때 수소 원자들이 반대쪽에 위치하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "접촉각(contact angle)"이란 용어는 고체 표면과 상기 고체와의 접촉점으로부터 상기 액적의 반지름에 접하는 직선 간의 각도를 지칭한다.
본 명세서에서, "체액(body fluid)"이란 용어는 인간 또는 동물의 혈청, 혈장, 땀, 소변 및 이와 유사한 것들을 지칭한다.
본 발명의 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법에서, 상기 액체는 체액일 수 있고, 상기 체액은 혈청, 혈장, 땀 및 소변으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s1100); 상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s1200); 상기 확대된 영상으로부터 상기 발수성 표면과 상기 액적 간의 접촉면적(A(0))을 얻는 단계(s1300); 및 소정의 시간(t) 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 상기 발수성 표면과 상기 액적 간의 접촉면적(A(t))을 구하는 단계(s1400)를 포함하고, A(t)-A(0)의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 상기 체액 내에 상기 지방이 존재하는지를 판단하는 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 상기 액체는 체액일 수 있고, 상기 체액은 혈청, 혈장, 땀 및 소변으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s2100); 상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s2200); 상기 확대된 영상으로부터 접촉지름(d 0)을 얻는 단계(s2300); 및 소정의 시간(t) 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 접촉지름(d( t ))을 구하는 단계(s2400)를 포함하고, d( t )-d 0의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 상기 체액 내에 상기 지방이 존재하는지를 판단하는 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 상기 액체는 체액일 수 있고, 상기 체액은 혈청, 혈장, 땀 및 소변으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따르면, 체액 액적의 영상으로부터 접촉면적 및 접촉면 확산계수(CADF)의 변화를 계산함으로써 체액 내 지방의 존재 여부 및 함량을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 의해 지방의 존재를 조기에 발견할 수 있기 때문에, FES를 예방할 수 있다. 즉, 본 발명의 방법을 이용하여 지방 흡입 시술 도중에 체액 내 지방 함량을 측정할 수 있기 때문에, FES를 방지할 수 있다.
더욱이, 다양한 정형외과 수술 및 화학적 분석법을 수행할 때 본 발명의 방법을 사용하여 지방을 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법에 따라 개인의 지방 대사를 모니터하여 비만, 다이어트, 건강관리 등에 이용할 수도 있다.
도 1은 ISAPA에 의해 조사된 2009년에 전세계적으로 시술된 지방 흡입 시술에 대한 데이터를 보여 준다.
도 2는 액적과 바닥면 간의 접촉선을 따라 작용하는 세 가지 표면장력을 예시한다.
도 3은 지방 흡이 시술 이후에 지방을 함유하는 소변의 CADF 값과 지방 흡입 시술 이전에 지방을 함유하지 아니하는 소변의 CADF 값을 보여주는 그래프이다.
도 4는 지방 흡입 시술 이후 매 0.5일 마다 수집된 소변 샘플의 CADF 값을 보여주는 그래프이다.
도 5는 지방 흡입 시술 이후 매 0.5일 마다 수집된 소변 샘플의 CADF 값을 보여주는 그래프이다.
도 6은 지방 흡입 시술 이후에 수집된 소변 샘플의 농도 변화에 따른 CADF 값의 변화를 보여 주는 그래프이다.
도 7은, 가스 크로마토그래피법(GC)에 의해 측정된, 유리 지방산의 종류 및 농도를 나타내고, 상기 유리 지방산이 CADF 값을 사용하여 검출되었음을 나타내는 표이다.
도 8은 전체 지방산 농도(C CADF , C_CADF)를 보여 주고, 상기 전체 지방산 농도는 GC에 의해 측정되었다.
도 9는 중요한 네가지 지방산의 농도 및 상기 CADF로부터 계산된 전체 지방산 농도를 보여 주는 그래프이다.
도 10은 혈장 샘플의 희석에 따른 CADF의 변화를 보여 주는 그래프이다.
도 11은 혈액 샘플에 대한 고지혈증 검사 결과로부터 얻은 LDL(low density lipoprotein) 값과 동일한 혈액 샘플에 대해 측정한 CADF 값을 보여 주는 그래프이다.
도 2는 액적과 바닥면 간의 접촉선을 따라 작용하는 세 가지 표면장력을 예시한다.
도 3은 지방 흡이 시술 이후에 지방을 함유하는 소변의 CADF 값과 지방 흡입 시술 이전에 지방을 함유하지 아니하는 소변의 CADF 값을 보여주는 그래프이다.
도 4는 지방 흡입 시술 이후 매 0.5일 마다 수집된 소변 샘플의 CADF 값을 보여주는 그래프이다.
도 5는 지방 흡입 시술 이후 매 0.5일 마다 수집된 소변 샘플의 CADF 값을 보여주는 그래프이다.
도 6은 지방 흡입 시술 이후에 수집된 소변 샘플의 농도 변화에 따른 CADF 값의 변화를 보여 주는 그래프이다.
도 7은, 가스 크로마토그래피법(GC)에 의해 측정된, 유리 지방산의 종류 및 농도를 나타내고, 상기 유리 지방산이 CADF 값을 사용하여 검출되었음을 나타내는 표이다.
도 8은 전체 지방산 농도(C CADF , C_CADF)를 보여 주고, 상기 전체 지방산 농도는 GC에 의해 측정되었다.
도 9는 중요한 네가지 지방산의 농도 및 상기 CADF로부터 계산된 전체 지방산 농도를 보여 주는 그래프이다.
도 10은 혈장 샘플의 희석에 따른 CADF의 변화를 보여 주는 그래프이다.
도 11은 혈액 샘플에 대한 고지혈증 검사 결과로부터 얻은 LDL(low density lipoprotein) 값과 동일한 혈액 샘플에 대해 측정한 CADF 값을 보여 주는 그래프이다.
이하, 다음의 실시예 또는 도면을 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 다음의 실시예 또는 도면에 대한 설명은 본 발명의 구체적인 실시 태양을 특정하여 설명하고자 하는 것일 뿐이며, 본 발명의 권리 범위를 이들에 기재된 내용으로 한정하거나 제한해석하고자 의도하는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 지방 흡입 시술 중 혈류 내로 침투하는 지방의 양이 많을수록 FES 유발 가능성이 높은 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 사망 위험성도 높아지는 것으로 알려져 있다.
따라서, 지방 흡입 시술 중 FES 발생을 사전에 예방하기 위해서 혈류 내로 침투한 지방의 양이 어느 정도인지 수술 전, 수술 도중, 그리고 수술 후에 신속하게 정량 측정하는 것이 절실하지만, 이와 관련한 진단 장비는 전무한 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 체액을 촬영하여 획득한 영상자료만으로도 지방의 함유 여부 및 함량을 용이하게 판단할 수 있는 방법을 제공한다.
도 2는 액적과 바닥면 간의 접촉선을 따라 작용하는 세 가지 표면장력을 예시하고, 도 3은 지방 흡이 시술 이후에 지방을 함유하는 소변의 CADF 값과 지방 흡입 시술 이전에 지방을 함유하지 아니하는 소변의 CADF 값을 보여주는 그래프이며, 도 4는 지방 흡입 시술 이후 매 0.5일 마다 수집된 소변 샘플의 CADF 값을 보여주는 그래프이고, 도 5는 지방 흡입 시술 이후 매 0.5일 마다 수집된 소변 샘플의 CADF 값을 보여주는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 환자의 혈액이나 소변 샘플을 전처리 과정을 거쳐 특수 표면 처리된 바닥면에 미세 액적(micro-droplet) 형태로 위치시킨 후, 촬영을 한 영상이 도시되어 있다.
도 2에서 나타난 바와 같이, 친수성 미세 액적을 고체 표면에 놓고(이렇게 놓인 액적을 sessile droplet이라 부름), 액적을 확대 촬영해 보면, 액적은 표면장력에 의하여 바닥면과의 소정의 접촉각을 유지하게 된다는 점을 알 수 있다.
상기 미세 액적은 혈액, 소변 등 각종 체액 및 어떠한 액상의 물질이라도 그 대상이 될 수 있다.
도 2에서, γ gl 은 기체와 액체간의 표면장력이고, γ ls 는 액체와 고체 표면간의 표면장력이며, γ gs 는 기체와 고체 바닥면간 표면 장력을 나타낸다. 또한, α는 상기 미세액적의 접촉각이고, d는 상기 미세 액적과 고체 표면간의 접촉지름이다.
액적에 대한 촬영 영상으로부터 접촉지름을 측정하는 방법은 이미지 프로세싱 기술 분야에서 공지의 기술이므로, 이에 대한 설명을 본 명세서에 기재하지 아니한다.
미세 액적은 시간이 지남에 따라서 수분 성분이 증발하게 되고, 그와 동시에 미세 액적과 바닥면과의 접촉면적이 변화하게 된다.
시간이 흐르면서 물이 상기 미세액적으로부터 증발하고, 동시에, 상기 미세 액적과 상기 고체 표면 간의 접촉면적이 변화한다.
상기 미세 액적으로부터 물의 증발에 기인한 변화를 고려하면, 상기 미세 액적의 부피가 감소할수록 상기 접촉지름 및 상기 접촉면적이 감소한다.
증발 과정에서 접촉면적이 감소하는 이유는, 상기 미세액적의 모양을 유지하려는 힘이 작용하기 때문이다.
즉, 도 2에서 보이는 화살표에 해당하는 세가지의 표면장력(γ gl : 기체와 액체 간 계면에서 발생하는 표면 장력, γ ls : 액체과 고체 표면 간 계면에서 발생하는 표면 장력, 그리고 γ gs : 기체와 고체 표면 간 계면에서 발생하는 표면 장력)은 상호 평형을 유지한다. 그러나 수분의 증발에 따라 액적의 크기가 줄어든 상태에서 접촉면적이 줄지 아니하면, 이 세가지 표면장력의 평형이 깨지게 되어 접촉면적을 줄이려는 방향으로 힘이 작용하게 되므로, 이에 따라 접촉면적 및 접촉지름(d)도 줄어들게 된다.
상기 미세 액적 내에 지방 성분이 포함되어 있지 아니한 경우에는, 상기 미세 액적의 수분이 증발한 후에도 접촉각이 유지된다. 그러나 미세 액적에 지방 성분이 함유된 경우에는, 수분이 증발함에 따라 발생하는 농도 변화 그리고 시간이 지남에 따라 지방 성분들이 바닥면에 들러붙어 생기는 액체와 고체 표면간의 표면 장력 변화에 의하여 상기 액적의 접촉각이 감소하고, 이에 따라 상기 액적이 납작한 형상으로 변하게 된다.
상기 수학식 (1)에서, d ( t )는 시간 t 경과후의 접촉지름이고, d 0는 초기 접촉지름이다.
본 명세서에서, 이러한 접촉면적의 변화도를 접촉면 확산계소(contact area diffusion factor (CADF))라 한다.
만일 액적이 지방을 함유하고 상기 액적을 발수성 표면 위에 두면, 상기 발수성 표면이 물에는 잘 젖지 않는 반면, 기름 같은 지방성분은 발수성 표면에 강하게 부착된다. 따라서 상기 액적 내부의 지방이 상기 발수성 표면에 들러붙게 된다.
지방 성분들이 발수성 표면에 들러붙는 과정에서, 액적과 고체 표면 사이의 표면장력(γ ls )이 감소하여 접촉각이 줄어들면서, 오히려 접촉 면적이 증가하는 현상이 발생한다.
액적 내에 지방 성분이 포함되어 있지 아니한 경우에는, 수분 증발에 의하여 접촉면적 또는 접촉지름(d)이 초기 값보다 감소하고; 액적 내에 지방 성분이 포함되어 있는 경우에는, 접촉면적 또는 접촉지름(d)이 초기 접촉면적 보다 오히려 커지는 경향을 보이는데, 이러한 경향을 수치화한 것이 CADF이다.
상기 수학식 (1)에서 정의된 바와 같이, CADF는 초기 접촉지름의 제곱값(
)과 증발 과정에서 변화하는 접촉지름의 제곱값(
)의 차이를 초기 접촉면적의 제곱값으로 나누어 무차원화시킨 것이다. 접촉면적이 줄어들면, CADF가 음(-)의 값이 되고, 접촉면적이 증가하면 CADF는 양(+)의 값이 된다. CADF의 절대값의 크기에 따라 액적에 함유된 지방 함량을 정량할 수 있다.
도 3은 지방 흡이 시술 이후에 지방을 함유하는 소변의 CADF 값과 지방 흡입 시술 이전에 지방을 함유하지 아니하는 소변의 CADF 값을 보여주는 그래프이다. CADF의 측정을 통해, 소변 내 지방의 정량 검출이 가능하였고, CADF 측정에 약 20분이 소요되었다. 또한, 증발조건에 따라 상기 CADF 측정 시간은 더 짧아지거나 늘어날 수도 있다.
지방을 함유하지 아니하는 소변(아래쪽 곡선)과 비교하여, 지방 성분이 함유된 소변(위쪽 곡선)의 CADF 값은 양수이고 증가하는 것으로 측정되었다. 도 3에서, 가로축은 시간(분)을 나타내고, 세로축은 CADF 값을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 지방을 함유하지 아니하는 소변과 같은 체액들은 항상 음의 값으로 측정된다. 즉, 접촉각이 일정하게 유지되어야 하기 때문에, 수분 증발에 따라서 접촉면적 및 접촉지름이 감소한다.
그러나, 도 3의 위쪽 곡선에 나타난 바와 같이, 지방 흡입 성형 수술 등을 받은 환자의 소변과 같이 지방 성분이 포함된 수용액의 CADF 값을 측정하면, 양의 값으로 측정된다.
이러한 사실은 수분 증발에 따라서 소정의 시간(t) 이후의 액적의 형상이 초기 액적의 형상보다 더 납작해짐을 의미한다.
특히, 지방 성분 이외의 다른 요소들, 예를 들어, 이온 농도나 pH 값 등의 변화는 CADF에 영향을 주지 못한다는 사실을 발견하였다.
따라서, 오직 지방 성분이 포함될 경우에만 CADF가 양의 값을 보일 수 있기 때문에, 체액 내 지방성분 유입 여부에 대한 판단을 할 수 있게 되고, 아울러 액적 내 지방 함유량은 CADF 값의 절대값과 상관관계가 있음을 도출할 수 있다.
만약 지방 흡입 수술 후 채취된 환자 혈액의 CADF 값이 크다면, 수술시 혈액내부로 지방이 많이 유입되었다고 판단할 수 있고, 지방색전증이 유발되어 환자의 생명이 위독해 질 수 있음을 알 수 있는 지표가 될 수 있다.
특히, 혈류에 지방 성분들이 갑자기 유입된 경우에, 신체는 이를 없애기 위해서 소변, 땀, 눈물 등으로 지방 성분을 강제 배출하므로, 혈액 뿐만 아니라 다른 체액을 통해서도 지방색전증을 진단할 수 있다.
도 4는 지방 흡입 시술 이후 매 0.5일 마다 수집된 소변 샘플의 CADF 값을 보여주는 그래프이다. 하나의 샘플 당 4회 동시 측정한 후 평균과 표준 편차를 산출하였다.
도 4에서 가로축은 수술 후 경과 일자를 나타내며, 수술 전 0.5일(12시간)전부터 수술 후 5일 경과시까지 12시간 마다 CADF를 측정하였다.
도 4를 참조하면, CADF 값이 (+)이다. 또한, 샘플의 CADF를 측정한 지 한 달이 경과한 후 다시 측정한 결과, 전반적인 CADF 값이 상대적으로 작게 나타났다. 따라서 시간이 지남에 따라 소변 내의 지방성분이 상대적으로 감소하였음을 알 수 있다.
도 4의 환자의 경우, 3일 후의 CADF 값이 가장 컸는데, 이는 수술 후 혈액 순환을 억제하기 위해 복부 및 대퇴부에 사용한 압박 붕대를 3일 후에 풀면서 혈액 순환이 다시 원활해져 소변으로의 지방 배출이 증가되었기 때문인 것으로 밝혀졌다. 이러한 사실은 특정 의료행위가 소변의 지방 배출량 변화에 영향을 준다는 점을 의미한다.
도 4를 통하여, 수술 후 환자에게 행해진 다양한 의료 행위들(예를 들면, 환부 압박을 통한 혈류 억제, 수액 공급 등)이 CADF 측정에 예민하게 영향을 준다는 점을 알 수 있다. 또한, 이러한 사실은 CADF 측정값이 체액 내 지방 함량을 매우 민감하게 반영한다는 사실을 증명한다.
도 5는, 도 4의 대상 환자가 아닌 또 다른 환자에 대한 지방 흡입 성형 수술 후, 수술 당일부터 0.5일 간격으로 수집한 소변 샘플의 CADF 값을 측정한 결과이다.
매 샘플당 4 회씩 CADF 값을 측정한 후 이의 평균과 표준편차를 구하였다. 지방 흡입 시술 후 1.5일까지 입원하면서 수액을 주사 맞았고, 시술 후 2일 이후 부터는 수액 주사를 맞지 아니하였다.
지방 흡입 성형 수술 후 2.5일에 가장 큰 값의 CADF가 측정된 이유는, 수액 주사를 중단하면서 지방 농도가 올라간 것으로 판단되며, 전반적인 그래프 추이를 파악해 볼 때, 지방 흡입 성형 수술 후 3.5일이 경과한 뒤에는 지방 성분이 소변내에 남아 있지 않음을 파악할 수 있다.
도 6은 지방 흡입 시술 후 채취한 소변을 정제수(DI water)를 사용하여 100%부터 0.4%까지 희석하면서, CADF의 농도에 따른 변화를 측정한 그래프이다. 도 6으로부터, CADF 값을 사용하여 액체 내부에 존재하는 지방(유리 지방산 등)을 정량할 수 있다는 사실을 알 수 있다. 이러한 측정 결과를 통해, 소변 내부의 유리 지방산 농도와 CADF와의 정량 관계식도 구할 수 있는데, 이는 다음 수학식 (2)와 같다.
도 7은, 가스 크로마토그래피법(GC)에 의해 측정된, 유리 지방산의 종류 및 농도를 나타내고, 상기 유리 지방산이 CADF 값을 사용하여 검출되었음을 나타내는 표이다. 소변 샘플로부터 CADF 값으로 검출된 자유 지방산의 종류와 농도를 GC(gas chromatorgraphy) 측정을 통해 구한 것이다. 상기 측정 결과에서 보면, 지방 흡입 수술 후 소변에 새롭게 나타난 지방산 중 대표적인 종류는 네 가지로서, 포화 지방산 두 가지와 불포화 지방산 중 트랜스 지방에 해당하는 두 가지 성분이 검출되었다. 포화 지방산과 불포화 트랜스 지방산은 모두 몸에 해로운 지방산들로서, 녹는점이 높아 상온에서 쉽게 고체화되어 혈관벽에 잘 들러붙는 성질이 있기 때문에 심혈관계 질환을 일으키는 대표적인 물질들이다. CADF 측정 원리에 따르면, 이러한 응집 특성과 벽면에 잘 들러붙는 성질이 있는 물질의 CADF 측정이 그렇지 아니한 물질에 대한 CADF 측정보다 더 잘 이루어진다.
CADF의 특성 및 소변 내에 함유된 지방산 분석결과에 기초하여, 도 6 및 도 7에서, CADF와 소변 내 함유된 지방산의 양 사이의 상관관계를 구할 수 있다. 도 8은 이렇게 구한 총 지방산 농도와 GC를 통해 구한 지방산 농도를 모두 더한 총 지방산 농도를 비교한 것이다. CADF 측정을 통해 소변 내의 총 지방산 농도를 구하는 관계식은 다음 수학식 (3)과 같다.
CADF로부터 구한 총 지방산 농도와 GC 측정으로부터 구한 총 지방산 농도가 매우 잘 부합되는 것을 알 수 있다.
도 9는 전체 지방산들 중 주요한 네 가지 지방산들의 농도와 CADF로부터 구한 총 지방산 농도를 비교한 그래프이다. 도 9에서, 실선 그래프가 포화 지방산 두 가지를 나타내며, 점선 그래프가 불포화 트랜스 지방산을 나타낸다.
도 10은 혈장 샘플의 희석에 따른 CADF의 변화를 보여 주는 그래프이다. 소변의 경우와 마찬가지로, CADF 값이 농도의 로그값에 비례한다.
도 11은 다양한 혈액 샘플에 대한 고지혈증 검사 결과로부터 얻은 LDL(low density lipoprotein) 값과 동일한 혈액 샘플에 대해 측정한 CADF 값을 보여 주는 그래프이다. 도 11의 비교 측정 결과를 통해, LDL 수치와 CADF 값이 비례함을 알 수 있고, LDL을 제외한 TG(triglyceride)나 HDL(high density lipoprotein) 수치와 CADF 값과는 상관관계가 없음을 알 수 있다. CADF 측정이 이러한 해로운 지방산에 대해서 특히 민감한 반응하기 때문에, CADF 값이 LDL 수치에만 직접적으로 연관되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 혈액의 CADF 측정을 통해 곧바로 LDL 수치를 검사하는 것이 가능하기 때문에, CADF 값을 심혈관계 질환의 예방과 관리를 위한 검사 방법에 적용할 수 있다.
전술한 바에 기초하여, 당업자는 본 발명의 기술적 효과가 다음과 같다는 점을 알 수 있다:
첫째, 본 발명에 의해 지방 흡입 시술 전, 도중 및 이후의 혈액 내 지방 함량을 모니터링하여 FES를 진단 및 예방할 수 있다. 따라서 FES의 발병 이전에 환자에게 조치를 취할 수 있다.
둘째, 본 발명에 의해 정형외과적 수술 전, 도중 및 이후의 혈액 내 지방 함량을 모니터링하여 FES를 진단 및 예방할 수 있다. 따라서 FES의 발병 이전에 환자에게 조치를 취할 수 있다.
세째, 본 발명의 CADF 측정 방법을 분석 기법들, 예를 들면, 샘플 내에 함유된 지방 함량 측정에 적용할 수 있다. 모세관 칼럼에 기반한 분석 기술을 통해 지방을 정량분석하는 것은 매우 어려운데, 이는 형광물질을 지방에 결합시키는 것이 매우 어렵고 지방이 자외선을 흡수하지 아니하기 때문이다. 종래의 분석 기법을 보완하기 위하여, 본 발명의 CADF 측정 방법을 종래의 분석 기법과 조합할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 CADF를, 자외선 또는 형광 분광분석법으로 측정할 수 없는 지방의 분석에 적용할 수 있다.
네째, 혈액, 소변 등과 같은 체액의 CADF 값을 모니터링함으로써, 본 발명의 CADF를 건강관리/다이어트/비만관리 분야에서 맞춤형 체지방 관리에 적용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 명세서에 몇 가지 구체적인 실시 태양을 예시하고 기재했지만, 당업자라면 본 발명이 상기 예시된 실시 태양에 의해 제한되지 아니한다는 사실을 알 수 있다. 따라서 수많은 추가적인 실시 태양들이 본 발명의 범위 내에 있다는 사실을 이해해야 한다.
Claims (9)
- 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s100);
상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s200);
상기 확대된 영상으로부터 접촉지름(d 0)을 얻는 단계(s300);
소정의 시간 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 접촉 지름(d ( t ))을 구하는 단계(s400); 및
상기 d 0 및 d ( t )를 하기 수학식 (1)에 대입하여 접촉면 확산계수(CADF)를 구하는 단계를 포함하고,
(수학식 1)
상기 d ( t )는 시간 t 경과 후 상기 액적의 접촉지름이고, 상기 d 0는 초기 접촉지름인 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법. - 제1항에 있어서, 상기 액체가 체액인 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 체액이 혈청, 혈장, 땀 및 소변으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
- 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s1100);
상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s1200);
상기 확대된 영상으로부터 상기 발수성 표면과 상기 액적 간의 접촉면적(A(0))을 얻는 단계(s1300); 및
소정의 시간(t) 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 상기 발수성 표면과 상기 액적 간의 접촉면적(A(t))을 구하는 단계(s1400)를 포함하고,
A(t)-A(0)의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 상기 체액 내에 상기 지방이 존재하는지를 판단하는 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법. - 제4항에 있어서, 상기 액체가 체액인 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 체액이 혈청, 혈장, 땀 및 소변으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
- 액체를 발수성 표면 위에 액적 상태로 올려 두는 단계(s2100);
상기 액적에 대한 영상으로부터 확대된 영상을 얻는 단계(s2200);
상기 확대된 영상으로부터 접촉지름(d 0)을 얻는 단계(s2300); 및
소정의 시간(t) 경과 후 상기 확대된 액적 영상으로부터 접촉지름(d( t ))을 구하는 단계(s2400)를 포함하고,
d( t )-d 0의 값이 양수 또는 음수인지에 따라 상기 체액 내에 상기 지방이 존재하는지를 판단하는 것인, 접촉면 확산계수를 이용한 액체 내 지방 함량 측정 방법. - 제7항에 있어서, 상기 액체가 체액인 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 체액이 혈청, 혈장, 땀 및 소변으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
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