KR20170026716A - 진단유체점도측정방법 - Google Patents

진단유체점도측정방법 Download PDF

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KR20170026716A
KR20170026716A KR1020150120656A KR20150120656A KR20170026716A KR 20170026716 A KR20170026716 A KR 20170026716A KR 1020150120656 A KR1020150120656 A KR 1020150120656A KR 20150120656 A KR20150120656 A KR 20150120656A KR 20170026716 A KR20170026716 A KR 20170026716A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 진단유체점도측정방법은 (S1) 기준유체와 점도를 측정하고자 하는 진단유체가 통과하는 복수의 미세채널이 방사형으로 배치된 진단유체점도측정키트가 촬영된 패턴이미지에 중심점과, 중심점을 원점으로 하는 x-y좌표가 설정되는 단계; (S2) 패턴이미지에서, 진단유체가 복수의 미세채널로 주입되기 시작되는 시작점인 제 2 기준점들과 중심점 간에 서로 다른 반경을 가지고 진단유체가 채워지면서 생긴 복수의 진단유체라인이 설정되는 단계; (S3) x-y좌표에서, 복수의 진단유체라인의 종점들의 평균지점과 중심점을 이은 가상선과 x축과의 사이에 진단측정각도가 획득되는 단계; (S4) 진단측정각도에 따라, 진단유체가 채워진 진단유체채널수가 카운팅되는 단계; 및 (S5) 카운팅된 진단유체채널수로부터 식(1)에 의해 진단유체의 점도값이 산출되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pat00004
-----------식(1)
식(1)에서, Nreference는 기준유체채널수이고, μreference는 기준유체의 점도값이고, Nsample은 진단유체채널수이며, μsample은 진단유체의 점도값이다.

Description

진단유체점도측정방법{Fluid Viscosity Measuring Method}
본 발명은 진단유체점도측정방법에 관한 것이며, 상세하게는 중심점과 진단유체가 채워진 미세채널들의 종점을 이은 가상선과 x축과의 각도인 진단측정각도를 산출하고, 진단측정각도로부터 진단유체가 채워진 미세채널들의 채널수를 산출하는 방식으로, 진단유체의 점도값을 실시간으로 산출할 수 있는 진단유체점도측정방법에 관한 것이다.
최근, 고혈압, 당뇨, 심장질한 등의 심혈관계 질환이 증가함에 따라 심혈관계 질환의 징후를 미리 감지하기 위한 연구가 활발히 진행중인 바, 이를 위하여 혈액의 점도를 측정하는 장치와 진단키트에 대한 연구가 진행되고 있다.
일반적으로 혈액 등과 같은 유체의 점도를 측정하기 위한 유체 점도 측정 장치를 점도계(viscometer)라 하며, 현재 많이 사용되는 점도계의 종류는 모세관 점도계, 회전식 점도계 등이 있다. 그러나, 모세관 점도계나 회전식 점도계와 같은 종래의 점도계는 다양한 전단률에 걸친 점도를 측정할 때 환경변화에 의한 오차 발생의 우려가 있었다.
최근에는 기준 점도를 갖는 기준유체와 혈액 등과 같은 점도 측정 대상 유체를 상호 비교함으로써, 측정 대상유체의 점도를 측정할 수 있는 유체 점도 측정 장치가 개발되고 있지만, 혈액등과 같은 유체의 점도를 간단하고 안정적으로 측정하는데 한계가 있다. 또한, 혈액은 물과 같은 유체와 달리 적혈구, 혈소판 등을 포함하고 있음에 따라 점성 계수와의 관계가 일정하지 않은 비뉴턴 유체(non-Newtonian Fluid)이기 때문에 다양한 전단률에서 점도를 안정적으로 측정할 수 있는 유체 점도 측정 장치가 요구된다.
이러한 비뉴턴성 유체의 점도측정 키트와 이를 이용한 유체 점도 측정방법으로서, 한국특허 10-1103635호가 개시되어 있다. 상기 종래기술에는, 기준 점도를 갖는 기준 유체와 점도 측정 대상 유체의 상대적인 점도 차이에 의한 경계면 변화를 이용하여 유체의 점도를 쉽게 측정할 수 있는 유체 점도 측정 장치가 개시되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 종래기술에 의한 유체점도측정 키트는 점도(viscosity)를 측정하고자 하는 제 1 유체를 주입하기 위한 제 1 주입구와 제 1 유체와 혼합되지 않고 점도를 알고 있는 제 2 유체(기준 유체)를 주입하기 위한 제 2 주입구가 형성되는 유체 주입부, 및 유체 주입부와 연결되며 제 1 유체와 제 2 유체의 점도 차이에 의한 유체 경계면을 표시하기 위해 다수 개의 표시 채널이 형성되는 표시 채널부로 구성되어 있다.
상기 종래기술에 의한 비뉴턴성 유체의 점도측정방법으로는, 제 1 유체와 제 2 유체를 일정 유량으로 제 1 주입구와 제 2 주입구를 통해 각각 주입하면, 섞이지 않은 상태로 유체 가이드부를 통과하면서 표시 채널부로 이동하게 되고, 유체들의 상대적인 점도 차이에 의해 표시 채널들이 서로 다른 갯수로 채워지게 되고, 상대적인 점도 차이에 의하여 경계면이 형성된다. 이 때, 각 유체들의 시작점과 끝점에서의 압력강하(pressure drop)는 동일하므로, 유체의 주입유량, 압력강하와 유량과의 관계, 유체저항에 관련된 식을 연산하면, 제 1 유체의 점도(μA)는 이미 점도를 알고 있는 제 2 유체의 점도로부터 다음과 같은 식에 의해 계산될 수 있다.
μA = μB(NA/NB)
또한, 상기 종래기술에 의하면 표시채널들의 채널 카운팅은 표시 채널들 각각의 저면에 마련되는 전극과, 제 1 유체와 제 2 유체에 대한 각 전극의 저항(R) 변화를 측정할 수 있도록 각 전극과 전기적으로 연결되는 전극 측정부에 의해 제 1 유체와 제 2 유체, 제 1 유체와 제 1 유체, 제 2 유체와 제 2 유체에 대한 각 전극의 저항값이 상이하게 측정된 것을 이용하여 유체 경계면 위치를 측정함으로써, 제 1 유체와 제 2 유체에 의해 각각 채워지는 표시 채널의 개수(NA, NB)를 카운팅하여 측정하고 있다.
그러나, 상기 종래기술에 의한 유체점도측정방법은, 측정키트의 저면에 전극을 각각 설치하고, 전극측정부를 설치하여야 하며, 각각의 전극저항값을 측정하여야 하기 때문에, 각 표시채널들을 폭이 매우 미세한 크기인 마이크로 채널로 형성할 경우 상기 전극 및 전극측정부의 설치시 불량이 발생하기 쉽고 설치에 많은 비용이 소모된다고 하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 종래기술에 의하면, 상기 표시채널을 수십 마이크로미터 단위의 미세 패턴 채널로 형성할 경우, 측정장치내로 반입되는 측정키트가 정위치에 위치되지 않고 조금이라도 어긋날 경우 측정에 오차가 발생하기 쉽다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 중심점과 진단유체가 채워진 미세채널들의 종점을 이은 가상선과 x축과의 각도인 진단측정각도를 산출하고, 진단측정각도로부터 진단유체가 채워진 미세채널들의 채널수를 산출하는 방식으로, 진단유체의 점도값을 실시간으로 산출할 수 있는 진단유체점도측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 진단유체가 미세채널에 채워짐에 의해 생긴 복수의 진단유체라인 중 평균보다 길거나 짧은 n개의 진단유체라인을 제거한 상태에서, 평균값을 가진 진단유체라인에 존재하는 미세채널의 채널수를 산출하여, 진단유체의 점도측정시 진단유체의 점도값의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 진단유체점도측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 진단유체점도측정키트에 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)를 마련하여, 진단유체점도측정장치로 삽입되는 진단유체점도측정키트가 정위치에 위치되지 않더라도, 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)를 기준으로 진단유체점도측정키트의 상대적 위치를 조절할 수 있어, 진단유체점도측정키트의 위치가 정위치에 놓이지 않은 경우에도 정확한 점도값을 측정할 수 있는 진단유체점도측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진단유체점도측정방법은 (S1) 기준유체와 점도를 측정하고자 하는 진단유체가 통과하는 복수의 미세채널이 방사형으로 배치된 진단유체점도측정키트가 촬영된 패턴이미지에 중심점과, 중심점을 원점으로 하는 x-y좌표가 설정되는 단계; (S2) 패턴이미지에서, 진단유체가 복수의 미세채널로 주입되기 시작되는 시작점인 제 2 기준점들과 중심점 간에 서로 다른 반경을 가지고 진단유체가 채워지면서 생긴 복수의 진단유체라인이 설정되는 단계; (S3) x-y좌표에서, 복수의 진단유체라인의 종점들의 평균지점과 중심점을 이은 가상선과 x축과의 사이에 진단측정각도가 획득되는 단계; (S4) 진단측정각도에 따라, 진단유체가 채워진 진단유체채널수가 카운팅되는 단계; 및 (S5) 카운팅된 진단유체채널수로부터 식(1)에 의해 진단유체의 점도값이 산출되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
Figure pat00001
-----------식(1)
식(1)에서, Nreference는 기준유체채널수이고, μreference는 기준유체의 점도값이고, Nsample은 진단유체채널수이며, μsample은 진단유체의 점도값이다.
본 발명의 일 실시예에서, (S2) 단계는, (S2-1) 패턴이미지에서, 중심점에 대해 제 1 반경만큼 이격된 제 2 기준점을 시작점으로 하여 제 1 반경을 가진 기준라인이 x-y좌표에서 설정되는 단계; (S2-2) 패턴이미지에서, 복수의 미세채널 중 진단유체가 채워진 부분 중, 중심점에 대해 제 1 반경과, 상호 간에 제 1 반경과 서로 다른 반경을 가진 복수의 진단유체라인이 x-y좌표에서 설정되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, (S3) 단계는 (S3-1) 진단유체가 채워진 복수의 진단유체라인의 종점이 인식되는 단계; (S3-2) 복수의 진단유체라인의 종점들 중 종점들 간의 단차가 큰 상위 n개의 진단유체라인과, 단차가 작은 하위 n개의 진단유체라인을 제외한 나머지 진단유체라인의 종점에 대한 평균지점이 산출되는 단계; 및 (S3-3) 평균지점과 중심점을 이은 가상선과 제 2 기준점들이 존재하는 x축과의 사이에 진단측정각도가 획득되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, (S4) 단계는, (S4-1) 복수의 미세채널에 의한 총 각도범위를 복수의 미세채널의 총채널수로 분할하여 단위채널수에 대한 단위각도가 산정되는 단계; 및 (S4-2) 진단측정각도를 단위각도로 분할하여, 진단측정각도에 속하는 진단유체채널수가 카운팅되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, (S5)단계에서, 기준유체가 채워진 기준유체 채널수(Nreference)는 복수의 미세채널의 총 채널수에서 진단유체채널수(Nsample)가 제거된 값인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, (S1) 단계는, (S1-1) 저면에 제 1 기준돌기와 제 2 기준돌기가 마련된 진단유체점도측정키트가 진단유체점도측정장치에 삽입하는 단계; (S1-2) 삽입된 진단유체점도측정키트를 촬영한 이미지에서, 제 1 기준돌기와 제 2 기준돌기가 위치된 지점을 제 1 상대기준점과 제 2 상대기준점으로 설정하고, 기준유체와 진단유체의 점도차에 의해 복수의 미세채널에 형성된 패턴이미지를 획득하는 단계; 및 (S1-3) 기준유체가 복수의 미세채널에 채워지기 시작되는 부분을 제 1 기준점들로 감지하고, 제 1 상대기준점에 대한 제 1 기준점들의 상대적 위치가 설정되고, 상대적 위치로부터 제 2 상대기준점에 대한 제 2 기준점들이 설정되고, 제 1 기준점들과 제 2 기준점들로부터 패턴이미지의 중심점이 설정되는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 진단유체가 채워진 미세채널들의 종점의 x-y좌표의 x축에 대한 각도를 산출하여, 진단측정각도를 산출하고, 진단측정각도로부터 진단유체가 채워진 미세채널들의 채널수를 산출하는 방식으로, 진단유체의 점도값을 실시간으로 산출할 수 있다.
또한, 본 발명은 진단유체가 미세채널에 채워짐에 의해 생긴 복수의 진단유체라인 중 평균보다 길거나 짧은 n개의 진단유체라인을 제거한 상태에서, 평균값을 가진 진단유체라인에 존재하는 미세채널의 채널수를 산출하여, 진단유체의 점도측정시 진단유체의 점도값의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 진단유체점도측정키트에 제 1 기준돌기와 제 2 기준돌기를 마련하여, 진단유체점도측정장치로 삽입되는 진단유체점도측정키트가 정위치에 위치되지 않더라도, 제 1 기준돌기와 제 2 기준돌기를 기준으로 진단유체점도측정키트의 상대적 위치를 조절할 수 있어, 진단유체점도측정키트의 위치가 정위치에 놓이지 않은 경우에도 정확한 점도값을 측정할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 혈액점도측정 키트를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단유체점도측정방법의 순서도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치인 카메라가 촬영한 패턴인식이미지를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 aa의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 도 6의 A-A선을 따라 절단한 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8a는 상부에서 바라본 진단유체점도측정키트의 사시도, 도 8b는 저면에서 바라본 진단유체점도측정키트의 사시도, 도 8c는 진단키트의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 진단유체점도측정을 시작하는 경우, 터치스크린패널의 표시창에 구현되는 제 1 디스플레이화면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 터치스크린패널의 표시창에 구현되는 제 2 디스플레이화면을 개략적으로 도시한 것이고, 여기서, 제 2 디스플레이화면은 진단유체점도측정시 요구되는 상세설정키가 개략적으로 도시된 것이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진단유체점도측정장치를 이용하여 진단유체의 점도를 측정하기 위한 진단유체점도측정방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진단유체점도측정방법은 패턴인식프로그램에 설정된 진단유체점도값 산출방법이다. 이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단유체점도측정방법에 대해 설명하기로 한다.
우선, (S1-1) 단계에서, 진단유체점도측정키트(1)를 진단유체점도측정장치(1)에 삽입한다. 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 진단유체점도측정키트(1)에는 기준유체와 점도를 측정하고자 하는 진단유체가 통과하는 복수의 미세채널(33)이 방사형으로 배치된다. 진단유체점도측정키트(1)의 저면에는 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)가 마련된다. 본 실시예에서, 복수의 미세채널(33)의 총 채널수는 150개이며, 복수의 미세채널(33)이 방사형으로 배치되어 형성된 총 각도범위는 180도이다. 진단유체점도측정키트(1)의 구체적인 구조에 대해서는 후술하기로 한다.
(S1-2) 단계는 삽입된 진단유체점도측정키트(1)를 촬영한 이미지에서, 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)가 위치된 지점을 제 1 상대기준점과 제 2 상대기준점으로 설정하고, 기준유체와 진단유체의 점도차에 의해 복수의 미세채널(33)에 형성된 패턴이미지를 획득한다.
(S1-3) 단계는, 도 3의 B부분을 참조하여, 기준유체가 복수의 미세채널(33)에 채워지기 시작되는 부분을 제 1 기준점들(P1)로 감지하고, 제 1 상대기준점에 대한 제 1 기준점들(P1)의 상대적 위치가 설정되고, 상대적 위치로부터 제 2 상대기준점에 대한 제 2 기준점들(P2)이 설정되고, 제 1 기준점들(P1)과 복수의 제 2 기준점들(P2)로부터 패턴이미지의 중심점(O)이 설정되는 단계이다.
(S2) 단계는 패턴이미지에서 중심점(O)을 원점으로 하는 x-y좌표를 설정하고, 중심점(O)과 제 2 기준점들(P2) 간에 서로 다른 반경을 가지고 진단유체가 채워지면서 생긴 복수의 진단유체라인(L2)을 설정한다.
구체적으로, 진단유체점도측정방법이 적용된 패턴인식프로그램은 패턴이미지에서, 중심점(O)에 대해 제 1 반경만큼 이격된 제 2 기준점을 시작점으로 하여 제 1 반경을 가진 기준라인을 x-y좌표에서 인식한다(S2-1).
패턴인식프로그램은 패턴이미지에서, 복수의 미세채널(33) 중 진단유체가 채워진 부분 중(도 4의 C부분 및 도 5 참조), 중심점(O)에 대해 제 1 반경과, 상호 간에 제 1 반경과 서로 다른 반경을 가진 복수의 진단유체라인(L2)을 x-y좌표에서 인식한다(S2-2).
(S3) 단계는 x-y좌표에서, 복수의 진단유체라인(L2)의 종점들의 평균지점과 중심점(O)을 이은 가상선(L3)과 x축과의 사이에 진단측정각도가 획득되는 단계이다. (S3) 단계는 (S3-1) 내지 (S3-3) 단계가 순차적으로 진행되어 수행된다.
(S3-1) 단계에서, 패턴인식프로그램은 진단유체가 채워진 복수의 진단유체라인(L2)의 종점을 인식한다.
패턴인식프로그램에는 (S3-2) 단계에서, 복수의 진단유체라인(L2)의 종점들 중 종점들 간의 단차가 큰 상위 5개의 진단유체라인(L2-1)과, 단차가 작은 하위 5개의 진단유체라인(L2-2)을 제외한 후, 이를 제외한 나머지 진단유체라인(L2)의 종점에 대한 평균지점이 산출된다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 패턴인식프로그램은 (S3-3) 단계에서 평균지점과 중심점(O)을 이은 가상선(L3)과 제 2 기준점들(P2)이 존재하는 x축과의 사이에 진단측정각도를 산출할 수 있다.
다음으로, (S4) 단계에서, 진단측정각도에 따라, 진단유체가 채워진 진단유체채널수가 카운팅된다. 우선, 복수의 미세채널(33)에 의한 총 각도범위를 복수의 미세채널(33)의 총채널수로 분할하여 단위채널수에 대한 단위각도가 산정된다(S4-1). 예컨대, 단위각도(θ1)=180°÷150(복수의 미세채널의 총채널수)이다.
이후, 진단측정각도(θ2)를 단위각도(θ1)로 분할하여, 진단측정각도에 속하는 진단유체채널수가 카운팅된다(S4-2). 진단유체채널수(Nsample)=진단측정각도(θ2)÷단위각도(θ1)이다.
(S5) 단계에서 카운팅된 진단유체채널수로부터 식(1)에 의해 진단유체의 점도값이 산출된다.
Figure pat00002
-----------식(1)
식(1)에서, Nreference는 기준유체채널수이고, μreference는 기준유체의 점도값이고, Nsample은 진단유체채널수이며, μsample은 진단유체의 점도값이다.
여기서, 기준유체가 채워진 기준유체 채널수(Nreference)는 복수의 미세채널(33)의 총 채널수에서 진단유체채널수(Nsample)가 제거된 값이다. 즉, Nreference = 150 - Nsample이고, 여기서, 150은 복수의 미세채널(33)의 총 개수이다.
상술한 진단유체점도측정방법은 진단유체점도측정방법이 적용된 패턴인식프로그램에 의해 실행되며, 패턴인식프로그램은 진단유체점도측정키트(1)가 진단유체점도측정장치(1)에 삽입된 후, 전원버튼에 의해 전원이 인가된 후 동작버튼의 실행시 실행되며, 패턴인식프로그램으로 입력되는 기본정보는 후술할 터치스크린패널(120)에 구현되는 표시창에 입력된다. 이하에서는 진단유체점도측정방법이 실행되는 패턴인식프로그램이 기설정된 진단유체점도측정장치(1)에 대해 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단유체점도측정장치(100)는 본체부(110), 터치스크린패널(120), 촬영부(130), 시린지시스템부(140), 진동부(150), 항온부(160)와 제어부(미도시)를 포함한다. 진단유체점도측정장치(100)는 소량의 진단유체로 진단유체의 점도를 측정하기 위한 장치이다.
본체부(110)는 내부에 설치되는 기기인 촬영부(130)와 제어부(미도시)를 비롯한 기타 구성부품을 보호하기 위한 것이다. 본체부(110)는 본체하우징(111), 키트삽입부(113)와 삽입부커버(115)로 이루어진다.
본체하우징(111)의 외면에는 터치스크린패널(120)이 설치된다. 본체하우징(111)에는 진단유체점도측정키트(1)가 삽입되는 키트삽입부(113)가 마련된다. 여기서, 진단유체점도측정키트(1)는 진단유체의 점도를 측정하기 위한 것이다.
키트삽입부(113)는 삽입부커버(115)에 의해 개방 또는 폐쇄된다. 키트삽입부(113)에는 삽입부커버(115)가 회동가능하게 연결되어, 삽입부커버(115)에 의해 개방 또는 폐쇄된다. 조작자는 삽입부커버(115)를 개방한 후 진단유체점도측정키트(1)를 키트삽입부(113)에 삽입시킨 후에, 본체하우징의 외면에 설치된 전원버튼(121a)을 조작하여, 진단유체점도측정장치(100)에 전원을 인가토록 할 수 있다.
키트삽입부(113)에는 촬영개구(113b)가 마련된다. 촬영개구(113b)는 본체하우징(111)의 내부에 설치된 카메라(131)가 진단유체점도측정키트(1)의 미세채널(33)을 촬영하도록 마련된 개구이다. 촬영개구(113b)는 진단유체점도측정키트(1)의 미세채널(33)이 놓이는 키트삽입부(113)의 바닥면 일부분에 형성된 개구이다.
이하에서는 도 8a 내지 도 8c를 참조하여, 키트삽입부(113)에 삽입되는 진단유체점도측정키트(1)에 대해 설명하기로 한다.
진단유체점도측정키트(1)는 케이스(10)와, 시린지부(20)와, 진단키트(30)를 포함한다. 케이스(10)에는 상기 시린지부(20)와 상기 진단키트(30)가 수용된다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 케이스의 저면에는 복수의 돌기(16)가 형성될 수 있다. 상기 돌기(16)는 반원형으로 배치된 상기 미세채널을 따라 반원형으로 배치되어, 상기 미세채널을 통과하는 혈액의 채널수를 용이하게 측정할 수 있도록 구성할 수 있다.
그리고, 키트수용부의 저면에는 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)가 마련된다. 여기서, 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)는 카메라(131)가 촬영한 미세채널(33)의 이미지에서 획득한 패턴이미지에서, 패턴이미지의 x-y좌표설정시 기준점이 되는 부분이다.
본 발명은 진단유체점도측정키트에 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)를 마련하여, 진단유체점도측정장치로 삽입되는 진단유체점도측정키트가 정위치에 위치되지 않더라도, 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)를 기준으로 진단유체점도측정키트의 상대적 위치를 조절할 수 있어, 진단유체점도측정키트가 정위치에 놓이지 않은 경우에도 제 1 기준돌기(18a)와 제 2 기준돌기(18b)의 위치를 기준점으로 설정하여, 패턴이미지의 상대적위치를 조절함으로써, 패턴인식프로그램으로 하여금 정확한 점도값을 산출토록 할 수 있다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 시린지부(20)는 한쌍의 시린지(21, 22)로 이루어지는데, 여기서, 한 쌍의 시린지(21, 22)는 각각 진단유체와 기준유체가 수용되는 공간이다. 여기서, 진단유체로는 비뉴턴성 유체인 혈액이 사용될 수 있다. 기준유체는 점도를 미리 알고 있는 유체로서, 예를 들면 인산완충식염수(PBS)와 같이 혈액과 혼합되지 않고 전단률에 관계없이 일정한 점도를 가지고 있는 뉴턴성 유체이다.
그리고, 진단키트(30)는 시린지부(20)의 한 쌍의 시린지(21, 22)의 첨단부(21a, 22a)가 삽입되어, 상기 시린지부(20)로부터 진단대상이 되는 채취된 혈액이 주입되고, 상기 기준유체주입구(31b)에는 상기 시린지부(20)의 한 쌍의 시린지 중 나머지 시린지의 첨단부가 삽입되어 기준유체가 주입된다.
도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 키트본체부(31)의 하부에는 바닥채널부(32)가 마련된다. 상기 바닥채널부(32)에는 기준유체와 혈액이 통과하는 복수의 미세채널(33)과, 상기 기준유체주입구 및 혈액주입구에 각각 연결되며 기준유체와 혈액이 통과하는 유로(31d)가 형성된다. 상기 미세채널(33)은 예를 들면 경질의 실리콘 재질에 에칭 등의 방법에 의해 형성되며 예를 들면 30 ~ 50㎛ 단위의 매우 미세한 채널로 형성된다.
상기 키트본체부(31)의 후면측에는 저장부(34)가 마련된다. 상기 저장부의 구성에 의해 기준유체나 혈액을 일정한 압력으로 공급하더라도 배출유로를 통해 기준유체나 혈액이 외부로 누액될 염려가 없이, 안정적으로 수용함으로써 계속적인 혈액의 주입이 가능하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 구조를 가진 진단유체점도측정키트(1)는 미세채널(33)이 구비된 진단키트(30)가 촬영개구(113b)에 위치되도록 키트삽입부(113)의 삽입공간(113a)에 삽입된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 촬영부(130)는 키트삽입부(113)에 삽입된 진단유체점도측정키트(1)의 미세채널(33)을 촬영하기 위한 것이다. 촬영부(130)는 카메라(131)와 조명부재(135)로 이루어진다.
카메라(131)는 키트삽입부(113)에 삽입된 진단유체점도측정키트(1)의 하부에서, 진단유체점도측정키트(1)의 미세채널(33)을 촬영하는 장치이다. 카메라(131)는 진단유체점도측정키트(1)의 미세채널(33)에 진단유체와 기준유체가 주입되어 생긴 패턴이미지를 촬영하고, 이를 제어부(미도시)로 제공한다.
조명부재(135)는 삽입부커버(115)에 설치된다. 조명부재(135)로는 LED조명이 사용될 수 있다. 조명부재(135)는 조명의 밝기를 조절하여, 진단유체의 점도측정시 카메라(131)로 최적의 측정밝기를 제공하기 위한 것이다. 조명부재(135)는 터치스크린패널(120)에 구현되는 수동조작버튼(125h) 중 하나인 "LAMP"버튼에 의해 온(on)/오프(off)동작이 조작될 수 있다.
시린지시스템부(140)는 키트삽입부(113)에 삽입된 진단유체점도측정키트(1)의 시린지부(20)를 가압하여, 시린지부(20) 내의 진단유체와 기준유체를 미세채널(33)로 주입하기 위한 것이다. 시린지시스템부(140)는 진단유체와 기준유체의 미세채널(33)로의 주입을 정밀하게 제어하기 위한 것이다.
제어부(미도시)는 기설정된 패턴인식프로그램에 촬영부(130)에서 받은 패턴이미지를 적용하여, 진단유체의 점도값을 산출하기 위한 것이다. 패턴인식프로그램은 촬영부(130)를 통해 획득한 패턴이미지를 가지고, 진단유체가 주입된 부분의 진단미세채널의 채널수를 카운팅하고, 카운팅된 진단미세채널의 채널수로부터 진단유체의 점도값을 측정하기 위한 것이다. 패턴인식프로그램의 조작은 터치스크린패널(120)에 구현되는 각각의 실행버튼들에 의해 구현될 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 터치스크린패널(120)에는 제어부(미도시)와 연결되어 패턴인식프로그램에 의해 산출된 점도값이 표시되는 표시창이 마련된다.
여기서, 표시창은 진단유체점도측정장치(100)의 각종기능이 설정될 때 사용된다. 표시창은 터치스크린 방식으로 작동된다. 터치스크린 방식은 공지된 기술에 따라 구현가능하다.
전원버튼(121a)이 켜지면, 도 9에 도시된 바와 같이, 표시창에는 제 1 디스플레이화면(122)이 구현된다. 여기서, 제 1 디스플레이화면(122)은 진단유체점도측정을 시작하는 경우, 터치스크린패널(120)의 표시창에 구현된 화면이다.
제 1 디스플레이화면(122)에는 피검자 정보 입력창(122a), 측정완료표시부(122b), 측정진행표시부(122c), 예열진행표시부(122d), 시작버튼(122e), 세팅버튼(122f)과 결과그래프(122g)가 표시된다.
여기서, 피검자 정보 입력창(122a)은 피검자의 바코드넘버, 피검자의 이름, 피검자의 나이, 피검자의 성별과 같이 피검자의 기본정보가 입력되는 부분이다. 측정완료표시부(122b)는 진단유체의 점도측정이 완료되면 측정완료가 표시되는 부분이다. 측정진행표시부(122c)는 진단유체의 점도측정이 진행되면 측정진행표시가 표시되는 부분이다.
예열진행표시부(122d)는 진단유체점도측정키트(1)의 예열상태를 표시한다. 진단유체점도측정키트(1)가 36.5℃로 예열되는 과정에서는 빨간색으로 깜빡이게 작동된다. 진단유체점도측정키트(1)가 예열되는 과정에서 시작버튼(122e)은 비활성화상태이다.
예열진행표시부(122d)는 진단유체점도측정키트(1)의 예열이 완료되면 초록색으로 점등된다. 진단유체점도측정키트(1)의 예열이 완료되면 시작버튼(122e)이 활성화된다. 여기서, 시작버튼(122e)은 진단유체점도측정키트(1)의 예열이 완료되면 진단유체의 점도측정을 시작하기 위한 버튼이다.
진단유체의 점도측정이 완료되면, 표시창에는 결과그래프(122g)가 표시된다. 결과그래프(122g)는 진단유체의 점도값 측정결과에 대한 그래프이다. 진단유체의 점도측정시 세부설정은 세팅버튼(122f)을 실행하여 설정될 수 있다.
세팅버튼(122f)은 관리자모드로 진입하여 카메라(131) 감도 등과 같은 상세설정을 하기 위한 것이다. 세팅버튼(122f)이 눌러지면, 관리자모드가 실행된다. 본 명세서에는 관리자모드에 대해 제 2 디스플레이화면(125)으로 지칭하기로 한다. 여기서, 제 2 디스플레이화면(125)은 진단유체점도측정시 요구되는 상세 설정이 구현된 화면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제 2 디스플레이화면(125)에는 실시간 모니터링창(125a), 실시간 카운팅 결과창(125b), 파일기록표시부(125c), 자동탐지 좌표세팅부(125d), 시린지시스템부 고속전진/후진버튼(125e), 자동측정버튼(125f), 복수의 단계별속도조절버튼(125g), 수동조작버튼(125h), 모드설정부(125i), 통신연결부(125j), 측정감도조절버튼(125k), 통신기록 로그창(125r)과 패턴분석/중지버튼(125m)이 표시된다.
여기서, 실시간 모니터링창(125a)은 진단유체의 점도측정 진행상황과 카메라(131)의 상태를 실시간으로 모니터링되는 창이다
실시간 카운팅 결과창(125b)은 카메라(131)에서 촬영된 패턴이미지로부터 패턴분석을 완료하여 카운팅되는 모습을 실시간으로 모니터링해 정상적인 작동유무를 판독하기 위한 창이다.
파일기록표시부(125c)는 측정된 점도값의 결과를 날짜, 시간별로 자동으로 폴더 및 파일명을 설정하여 지정된 장소에 순차적으로 저장하고, 그 내역이 표시되는 부분이다.
자동탐지 좌표세팅부(125d)는 촬영된 패턴이미지를 기준으로 진단유체가 채워진 채널수를 자동으로 감지하고, 촬영된 패턴이미지를 기준으로 원점을 세팅하고 좌표를 설정하기 위한 것이다.
시린지시스템부(140) 고속전진/후진버튼(125e)은 시린지시스템부(140)를 고속으로 전진 또는 후진하게 기능의 버튼이다.
자동측정버튼(125f)은 관리자모드에서 자동으로 측정이 가능한 버튼으로 비상상황발생시 진단유체의 점도측정을 정지할 수 있다.
복수의 단계별속도조절버튼(125g)은 시린지스틱(141)의 전진속도를 1단계 내지 8단계로 조절하는 기능을 가진다. 복수의 단계별속도조절버튼(125g)의 조작에 의해 표시창에는 각 단계별 속도에 따른 카메라(131)와 연동되어 각 단계별 속도에서 촬영된 패턴이미지의 점도값이 표시된다.
수동조작버튼(125h)은 복수 개가 구비될 수 있다. 복수의 수동조작버튼(125h)은 조명부재(135), 항온부(160)와 진동부(150)의 작동을 온/오프하기 위한 버튼이다. 표시창에 표현된 수동조작버튼(125h) 중 "LAMP"버튼은 조명부재(135)를 켜거나 끄거나 하기 위한 버튼이다. "LAMP"버튼은 조작자에 의해 수동으로 온오프된다.
다음으로, 표시창에 표현된 수동조작버튼(125h) 중 "HEATER"버튼은 항온부(160)를 켜거나 끄거나 하기 위한 버튼이고, "VIBRATOR"는 진동부(150)를 수동으로 제어하기 위한 버튼이다. "VIBRATOR"버튼의 1회클릭시, 진동부(150)는 1회작동된다.
모드설정부(125i)는 카메라설정을 할 수 있고, 카메라(131)로 설정된 이미지와 패턴이미지를 저장하는 폴더위치를 설정하기 위한 것이다. 통신연결부(125j)는 PC프로그램과 진단유체점도측정장치(100)의 패턴인식프로그램을 통신연결하기 위한 것이다.
측정감도조절버튼(125k)은 촬영된 패턴이미지의 패턴 부식시 음영조건 및 조작자가 인식하는 강도를 조절하기 위한 버튼이다. 통신기록 로그창(125r)은 진단유체점도측정장치(100)와 PC프로그램 간의 통신기록을 실시간으로 감시하기 위한 것이다. 패턴분석/중지버튼(125m)은 온(ON)상태에서 현재 측정한 미세패턴의 분석을 시작하거나, 오프(0FF)상태에서 현재 진행중인 분석패턴을 중지할 수 있다.
본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.
100: 진단유체점도측정장치 110: 본체부
111: 본체하우징 113: 키트삽입부
113b: 촬영개구 115: 삽입부커버
120: 터치스크린패널 130: 촬영부
131: 카메라 135: 조명부재
140: 시린지펌프부 150: 진동부
160: 항온부

Claims (6)

  1. (S1) 기준유체와 점도를 측정하고자 하는 진단유체가 통과하는 복수의 미세채널이 방사형으로 배치된 진단유체점도측정키트가 촬영된 패턴이미지에 중심점과, 상기 중심점을 원점으로 하는 x-y좌표가 설정되는 단계;
    (S2) 상기 패턴이미지에서, 상기 진단유체가 상기 복수의 미세채널로 주입되기 시작되는 시작점인 제 2 기준점들과 상기 중심점 간에 서로 다른 반경을 가지고 상기 진단유체가 채워지면서 생긴 복수의 진단유체라인이 설정되는 단계;
    (S3) 상기 x-y좌표에서, 복수의 진단유체라인의 종점들의 평균지점과 상기 중심점을 이은 가상선과 상기 x축과의 사이에 진단측정각도가 획득되는 단계;
    (S4) 상기 진단측정각도에 따라, 상기 진단유체가 채워진 진단유체채널수가 카운팅되는 단계; 및
    (S5) 카운팅된 상기 진단유체채널수로부터 식(1)에 의해 상기 진단유체의 점도값이 산출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단유체점도측정방법.
    Figure pat00003
    -----------식(1)
    (상기 식(1)에서, Nreference는 상기 기준유체채널수이고, μreference는 상기 기준유체의 점도값이고, Nsample은 상기 진단유체채널수이며, μsample은 상기 진단유체의 점도값이다.)
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 (S2) 단계는
    (S2-1) 상기 패턴이미지에서, 상기 중심점에 대해 제 1 반경만큼 이격된 상기 제 2 기준점을 시작점으로 하여 상기 제 1 반경을 가진 기준라인이 상기 x-y좌표에서 설정되는 단계;
    (S2-2) 상기 패턴이미지에서, 상기 복수의 미세채널 중 상기 진단유체가 채워진 부분 중, 상기 중심점에 대해 상기 제 1 반경과, 상호 간에 상기 제 1 반경과 서로 다른 반경을 가진 상기 복수의 진단유체라인이 상기 x-y좌표에서 설정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단유체점도측정방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 (S3) 단계는
    (S3-1) 상기 진단유체가 채워진 상기 복수의 진단유체라인의 종점이 인식되는 단계;
    (S3-2) 상기 복수의 진단유체라인의 종점들 중 상기 종점들 간의 단차가 큰 상위 n개의 진단유체라인과, 상기 단차가 작은 하위 n개의 진단유체라인을 제외한 나머지 진단유체라인의 종점에 대한 상기 평균지점이 산출되는 단계; 및
    (S3-3) 상기 평균지점과 상기 중심점을 이은 가상선과 상기 제 2 기준점들이 존재하는 상기 x축과의 사이에 상기 진단측정각도가 획득되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단유체점도측정방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 (S4) 단계는,
    (S4-1) 상기 복수의 미세채널에 의한 총 각도범위를 상기 복수의 미세채널의 총채널수로 분할하여 단위채널수에 대한 단위각도가 산정되는 단계; 및
    (S4-2) 상기 진단측정각도를 상기 단위각도로 분할하여, 상기 진단측정각도에 속하는 상기 진단유체채널수가 카운팅되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단유체점도측정방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 (S5)단계에서,
    상기 기준유체가 채워진 상기 기준유체 채널수(Nreference)는 상기 복수의 미세채널의 총 채널수에서 상기 진단유체채널수(Nsample)가 제거된 값인 것을 특징으로 하는 진단유체점도측정방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 (S1) 단계는,
    (S1-1) 저면에 제 1 기준돌기와 제 2 기준돌기가 마련된 상기 진단유체점도측정키트가 진단유체점도측정장치에 삽입하는 단계;
    (S1-2) 삽입된 진단유체점도측정키트를 촬영한 이미지에서, 상기 제 1 기준돌기와 상기 제 2 기준돌기가 위치된 지점을 제 1 상대기준점과 제 2 상대기준점으로 설정하고, 상기 기준유체와 상기 진단유체의 점도차에 의해 상기 복수의 미세채널에 형성된 패턴이미지를 획득하는 단계; 및
    (S1-3) 상기 기준유체가 상기 복수의 미세채널에 채워지기 시작되는 부분을 제 1 기준점들로 감지하고, 상기 제 1 상대기준점에 대한 상기 제 1 기준점들의 상대적 위치가 설정되고, 상기 상대적 위치로부터 상기 제 2 상대기준점에 대한 상기 제 2 기준점들이 설정되고, 상기 제 1 기준점들과 상기 제 2 기준점들로부터 상기 패턴이미지의 중심점이 설정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단유체점도측정방법.
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