KR20190008786A - Cancer diagnostic kit and cancer diagnosis system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 암 진단기 및 이를 이용한 암 진단 시스템에 관한 것으로, 특히 암의 현상을 확인할 수 있는 rpS3 단백질(항원)에 반응하는 항체(Captured Antibody)를 이용하여 rpS3에 반응하도록 하고, 반응한 항원(rpS3)의 발광 신호를 추출한 후 농도 측정을 통해 암의 진위를 확인할 수 있도록 한 암 진단기 및 이를 이용한 암 진단시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cancer diagnostic apparatus and a cancer diagnosis system using the same. More particularly, the present invention relates to a cancer diagnostic apparatus and a cancer diagnostic system using the same. The present invention relates to a cancer diagnostic apparatus and a cancer diagnosis system using the same.
단백질은 세포 신호로부터 기관의 작용을 위한 조직의 재편성에 이르는 모든 생리과정에 관여한다. 그래서 세포 내에서 단백질 합성은 매우 중요한 과정인데, 이러한 기능을 리보솜이 담당한다. 리보솜은 아미노산을 연결하여 단백질 합성을 담당하는 세포 소기관으로 많은 리보솜 단백질들과 리보솜 RNA(ribosomal RNA)의 결합으로 만들어지는 거대한 복합체로 이루어져 있다.Proteins are involved in all physiological processes, from cell signaling to tissue rearrangement for organ action. Thus, protein synthesis in cells is a very important process, which is responsible for ribosomes. Ribosomes are the organelles responsible for protein synthesis by connecting amino acids. They consist of a massive complex composed of many ribosomal proteins and ribosomal RNAs.
rpS3(Ribosomal protein S3)는 리보솜의 구성성분으로 40S 서브유닛의 외부 표면에 위치하며 개시 인자(initiation factor) eIF2와 eIF3에 교차연결(cross-link)되어 있다. rpS3는 N-말단 부위에 핵 위치화 신호(nuclear localization signal)를 가지고 있는데, 이것은 rpS3의 세포질에서의 기능과 핵에서의 회복(repair) 기능을 가지고 있다는 것을 의미한다. 또한, 많은 리보솜 단백질들은 복제, 전사, RNA 프로세싱, DNA 회복(repair), 악성 형질전환(malignant transformation) 등의 두 번째 기능을 가지고 있다.Ribosomal protein S3 (rpS3) is a component of the ribosome and is located on the outer surface of the 40S subunit and is cross-linked to the initiation factors eIF2 and eIF3. rpS3 has a nuclear localization signal at the N-terminal region, which means that rpS3 has a function in the cytoplasm and a repair function in the nucleus. In addition, many ribosomal proteins have a second function, such as replication, transcription, RNA processing, DNA repair, and malignant transformation.
rpS3 유전자는 인간 염색체 11번의 11q13.3 - q13.5에 위치한다. 특이할 점은 rpS3 유전자는 결장 직장암(colorectal cancer) 환자에서 과발현된다는 보고가 있다. 그러므로 rpS3의 유전자 산물은 XP-D에서는 없거나 변형되어 있고, 대장암에서는 과발현되며, 다른 암과도 관련이 되어 있을 가능성이 매우 높다. 이뿐 아니라The rpS3 gene is located at 11q13.3 - q13.5 on
11q13.3 - q13.5 부위의 연구에서는 자주 유전자의 구조적 이상(structural abnormality), 증폭(amplification)이 일어나고, 다발성 내분비 신생물 타입 (multiple endocrine neoplasia type), 유방암(breast carcinoma), B 세포 신생 종양과 같은 인체 암의 발생시에 과발현된다고 알려졌다(Pogue-Geile et al., Mol. Cell. Biol., 11: 3842-3849, 1991).In the 11q13.3 - q13.5 region, structural abnormalities and amplification of genes frequently occur, and multiple endocrine neoplasia types, breast carcinomas, B-cell neoplastic tumors (Pogue-Geile et al., Mol. Cell. Biol., 11: 3842-3849, 1991).
지난 수년간 암에 대해 원인규명, 진단방법 및 치료방법에 대한 집중적인 연구가 이루어졌으나 아직까지 암을 효과적으로 치료할 수 있는 확실한 치료제가 개발되지 못하고 있다. 따라서, 암을 초기 단계에 발견하여 외과적 수술 또는 약물치료에 의해 암세포를 제거하거나 성장을 억제하는 것이 가장 효과적인 방법이라 할 수 있다.Over the past several years, intensive research has been conducted on the causes of cancer, diagnostic methods and treatment methods, but no definitive treatment has yet been developed to effectively treat cancer. Therefore, it is the most effective method to detect cancer at an early stage and to remove cancer cells or inhibit growth by surgical operation or medication.
암은 암세포의 성장으로 인한 주변 조직의 침범 또는 림프절 전이 등의 증상을 초래하는 것이 보통이지만, 초기에는 아무런 자각증상이 없이 진행되는 암이 많기 때문에 다른 장기로 전이가 된 후에야 발견되는 경우가 많다.Cancer is usually caused by the involvement of surrounding tissues or lymph node metastasis due to the growth of cancer cells, but in many cases, it is often found only after metastasis to other organs because there are many cancers that progress without any subjective symptoms at the beginning.
따라서, 암으로 인한 사망률을 줄이기 위해서는 조기진단의 필요성이 요구되는데, 일반적으로 초음파, X-선을 이용한 CT, MRI 등의 진단 이후, 최종적으로는 조직검사를 통해 확인하게 된다. 조직검사와 같은 방법은 환자에게 고통이 따르는 불편함이 있어, 보다 간편하고도 신속하게 진단할 수 있는 검사방법의 개발이 필요하다.Therefore, in order to reduce the mortality due to cancer, the necessity of early diagnosis is required. Generally, after the diagnosis of ultrasound, X-ray CT, MRI, etc., finally, it is confirmed through biopsy. There is a need to develop a screening method that can diagnose patients more easily and quickly because of the inconvenience that patients suffer from pain.
여러 가지 암 환자의 체액 중에는 다수의 세포성 단백질이 증가하거나, 감소하는 것으로 나타난다. 암 환자에 있어서, 암세포 특이적인 발현양상을 나타내는 단백질의 유무 또는 발현량 분석을 암 특이적 항원을 검출하는 방법을 통해, 암에 대해 진단 또는 진행단계의 예측에 이용할 수 있다.Many cellular proteins appear to increase or decrease in body fluids of various cancer patients. In cancer patients, the presence or expression level of a protein showing a cancer cell-specific expression pattern can be used for prediction of cancer diagnosis or progression through a method of detecting a cancer-specific antigen.
암 진단 또는 암 진행단계 예측을 위해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 3> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 rpS3 단백질의 아미노산 중 164∼243번의 서열을 특이적으로 인식하여 백혈병 또는 여러 가지 암을 진단하는데 유용하게 사용될 수 있는 다클로날항체(S3CA)를 이용하여 암을 진단한다.The prior art disclosed in
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 리보솜 단백질 RPS3a, RPL27a, RPS24, RPL8, RPL35a, 및 RPS27a로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 단백질을 유효성분으로 포함하는 단백질에 대한 셰프론 조성물을 제공하여 간암 진단에 사용한다. 상기 RPS3a는 서열번호 1에 기재된 아미노산 서열을 가지고, RPL27a는 서열번호 2, RPS24는 서열번호 3, RPL8는 서열번호 4, RPL35a는 서열번호 5, RPS27a는 서열번호 6에 기재된 아미노산 서열을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the prior art disclosed in
또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 암세포에서 발현되어 세포 밖으로 분비되는 리보솜 단백질 S3(rpS3)을 이용한 암의 진단 또는 진행단계의 예측 방법을 제공한다. 세포 밖으로 분비된 rpS3 단백질의 양을 측정하는 것은, 혈액 등의 세포 분비물을 이용한 신속하고 간편한 방법으로써, 암의 진단 또는 진행단계를 예측하는데 매우 유용하다.In addition, the prior art disclosed in Patent Document 3 provides a method of diagnosing cancer or predicting the progress of cancer using ribosomal protein S3 (rpS3) expressed in cancer cells and secreted out of the cells. Measuring the amount of rpS3 protein secreted out of the cells is very useful for predicting the diagnosis or progression stage of cancer by a rapid and convenient method using cell secretions such as blood.
그러나 상기와 같은 일반적인 암진단 기술 및 종래기술은 리보솜 단백질 S3을 이용하여 암의 진단에 활용하는 것은 가능하나, 일반 사용자가 자가 진단을 통해 암을 진단하는 데 사용하기에는 어려운 단점이 있다.However, the above general cancer diagnosis technology and conventional technology can be utilized for diagnosis of cancer using ribosomal protein S3, but it is difficult to be used for general diagnosis of cancer by a general user.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 암의 현상을 확인할 수 있는 rpS3 단백질(항원)에 반응하는 항체(Captured Antibody)를 이용하여 rpS3에 반응하도록 하고, 반응한 항원(rpS3)의 발광 신호를 추출한 후 농도 측정을 통해 암의 진위를 확인할 수 있도록 한 암 진단기 및 이를 이용한 암 진단시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve all the problems of the conventional art as described above, and it is proposed to react with rpS3 using an antibody (Captured Antibody) to rpS3 protein (antigen) (RpS3), and then the authenticity of the cancer can be confirmed through concentration measurement. The object of the present invention is to provide a cancer diagnosis system using the same.
본 발명의 다른 목적은 일반 사용자가 자가 진단을 통해 간단하게 암의 진위를 확인할 수 있도록 한 암 진단기 및 이를 이용한 암 진단 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a cancer diagnostic apparatus and a cancer diagnosis system using the same, in which a general user can easily verify the authenticity of cancer through self diagnosis.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 암 진단기는 전원을 공급해주는 전원부; 항원(rpS3)에 반응하는 항체가 상부에 마련된 바이오 칩(Bio-chip); 상기 바이오 칩의 하부에 자외선(UV)을 조사하는 자외선 다이오드; 상기 바이오 칩을 통과하는 자외선이 결합된 항원/항체에 의해 변환되는 가시광선을 이미지화하는 센서; 상기 센서에서 출력되는 이미지정보에서 암 진단을 위한 특정 주파수 색상만을 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)로 추출하고, 추출한 반응 속도 계수를 기초로 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프에서 암 진단 정보를 생성하는 중앙처리장치; 상기 중앙처리장치에서 생성된 암 진단 정보를 무선 통신 포맷 데이터로 변환하여 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cancer diagnostic apparatus comprising: a power supply unit for supplying power; A bio-chip on which an antibody reacting with the antigen (rpS3) is provided; An ultraviolet diode for irradiating ultraviolet rays to the bottom of the biochip; A sensor for imaging visible light converted by ultraviolet-coupled antigen / antibody passing through the biochip; Only the specific frequency hue for cancer diagnosis is extracted from the image information output from the sensor by the Combined Ratio Coefficient and the cancer diagnosis information is generated from the pre-generated antibody and antigen binding ratio graph based on the extracted reaction rate coefficient A central processing unit; And a communication unit for converting the cancer diagnosis information generated in the central processing unit into wireless communication format data and transmitting the wireless communication format data.
상기에서 센서는 상기 바이오 칩의 하부에서 조사된 자외선이 상기 바이오 칩의 상부로 통과할 때 항원과 항체의 결합에 따라 변환되는 가시광선의 촬영을 위해 초점을 맺혀주는 카메라 렌즈; 상기 카메라 렌즈에 의해 초점이 맺혀진 가시광선을 촬영하여 이미지화하는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensor may include a camera lens for focusing a visible ray that is converted according to a combination of an antigen and an antibody when ultraviolet rays irradiated from a lower portion of the biochip passes through the upper portion of the biochip. And an image sensor for photographing and imaging visible light focused by the camera lens.
상기에서 중앙처리장치는 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)를 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프와 비교하여 항체 및 항원이 완전히 결합하는 시간 후의 암 진단 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.In this case, the central processing unit compares the Combination Ratio Coefficient with the graph of antibody and antigen binding ratio generated in advance, and generates cancer diagnosis information after the time when the antibody and the antigen are completely bound.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 암 진단기를 이용한 암 진단 시스템은 항원(rpS3)에 반응하는 항체가 마련된 바이오 칩(Bio-chip)의 하부에 자외선(UV)을 조사한 후, 상기 바이오 칩을 통과하는 자외선이 항체 및 항원의 결합에 따라 변화되는 가시광선을 이미지화하고, 가시광선에서 특정 주파수 색상만을 추출하여 암 진단 정보를 생성하는 암 진단기; 암 진단 애플리케이션을 통해 상기 암 진단기에서 생성한 암 진단 정보를 획득하여 암 진단 서버로 전송하고, 상기 암 진단 서버로부터 분석된 결과인 암 진단 결과 정보를 화면에 표시해주는 사용자 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, the cancer diagnosis system using the cancer diagnostic device according to the present invention comprises irradiating ultraviolet rays (UV) to a lower part of a bio-chip provided with an antibody reacting with an antigen (rpS3) A cancer diagnostic device for imaging visible light which changes ultraviolet rays passing through the bio chip according to binding of an antibody and an antigen and extracting only a specific frequency color from visible light to generate cancer diagnosis information; And a user terminal for acquiring cancer diagnosis information generated by the cancer diagnosis device through the cancer diagnosis application and transmitting the diagnosis information to the cancer diagnosis server and displaying the cancer diagnosis result information analyzed as a result of the analysis from the cancer diagnosis server on the screen do.
상기에서 암 진단기는 전원을 공급해주는 전원부; 항원(rpS3)에 반응하는 항체가 상부에 마련된 바이오 칩(Bio-chip); 상기 바이오 칩의 하부에 자외선(UV)을 조사하는 자외선 다이오드; 상기 바이오 칩을 통과하는 자외선이 결합된 항원/항체에 의해 변환되는 가시광선을 이미지화하는 센서; 상기 센서에서 출력되는 이미지정보에서 암 진단을 위한 특정 주파수 색상만을 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)로 추출하고, 추출한 반응 속도 계수를 기초로 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프에서 암 진단 정보를 생성하는 중앙처리장치; 상기 중앙처리장치에서 생성된 암 진단 정보를 무선 통신 포맷 데이터로 변환하여 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cancer diagnosis device includes a power supply unit for supplying power; A bio-chip on which an antibody reacting with the antigen (rpS3) is provided; An ultraviolet diode for irradiating ultraviolet rays to the bottom of the biochip; A sensor for imaging visible light converted by ultraviolet-coupled antigen / antibody passing through the biochip; Only the specific frequency hue for cancer diagnosis is extracted from the image information output from the sensor by the Combined Ratio Coefficient and the cancer diagnosis information is generated from the pre-generated antibody and antigen binding ratio graph based on the extracted reaction rate coefficient A central processing unit; And a communication unit for converting the cancer diagnosis information generated in the central processing unit into wireless communication format data and transmitting the wireless communication format data.
상기에서 센서는 상기 바이오 칩의 하부에서 조사된 자외선이 상기 바이오 칩의 상부로 통과할 때 항원과 항체의 결합에 따라 변환되는 가시광선의 촬영을 위해 초점을 맺혀주는 카메라 렌즈; 상기 카메라 렌즈에 의해 초점이 맺혀진 가시광선을 촬영하여 이미지화하는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensor may include a camera lens for focusing a visible ray that is converted according to a combination of an antigen and an antibody when ultraviolet rays irradiated from a lower portion of the biochip passes through the upper portion of the biochip. And an image sensor for photographing and imaging visible light focused by the camera lens.
상기에서 중앙처리장치는 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)를 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프와 비교하여 항체 및 항원이 완전히 결합하는 시간 후의 암 진단 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.In this case, the central processing unit compares the Combination Ratio Coefficient with the graph of antibody and antigen binding ratio generated in advance, and generates cancer diagnosis information after the time when the antibody and the antigen are completely bound.
상기에서 사용자 단말은 상기 암 진단기와 근거리 무선 통신이 가능하고, 상기 암 진단 서버와 네트워크를 통한 데이터 통신이 가능한 모바일 기기로 구현되며, 상기 모바일 기기는 스마트폰, 개인정보 단말기, 스마트 패드 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Wherein the user terminal is implemented as a mobile device capable of short-range wireless communication with the cancer diagnosis device and capable of data communication with the cancer diagnosis server through a network, and the mobile device is any one of a smart phone, a personal information terminal, .
상기에서 사용자 단말은 상기 암 진단기 및 암 진단 서버와 암 진단 관련 데이터를 송수신하는 통신 모듈; 암 진단 애플리케이션을 저장하고, 이를 실행하는 암 진단 애플리케이션 실행부; 상기 암 진단 애플리케이션의 실행을 제어하고, 상기 암 진단기로부터 전송된 암 진단 정보를 상기 암 진단 서버로 전송하여 분석을 의뢰하고, 상기 암 진단 서버로부터 전송된 암 진단 결과 정보의 저장 및 표시를 제어하는 암 진단 제어부; 상기 암 진단 제어부에서 발생한 암 진단 결과 정보를 화면에 표시해주는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The user terminal includes: a communication module for transmitting and receiving data related to cancer diagnosis to the cancer diagnosis unit and the cancer diagnosis server; A cancer diagnosis application execution unit for storing and executing a cancer diagnosis application; The execution of the cancer diagnosis application is controlled, the cancer diagnosis information transmitted from the cancer diagnosis unit is transmitted to the cancer diagnosis server to request analysis, and the storage and display of cancer diagnosis result information transmitted from the cancer diagnosis server is controlled A cancer diagnosis control unit; And a display unit for displaying the cancer diagnosis result information generated in the cancer diagnosis control unit on the screen.
상기에서 암 진단 서버는 상기 암 진단 정보에 포함된 rpS3의 농도와 빅 데이터 기반으로 미리 설정된 기준 암 판단 데이터를 비교하여, 암의 진위를 진단하는 것을 특징으로 한다.The cancer diagnosis server diagnoses the authenticity of the cancer by comparing the concentration of rpS3 contained in the cancer diagnosis information with preset reference cancer determination data based on the big data.
본 발명에 따르면 암의 현상을 확인할 수 있는 rpS3 단백질(항원)에 반응하는 항체(Captured Antibody)를 이용하여 rpS3에 반응하도록 하고, 반응한 항원(rpS3)의 발광 신호를 추출한 후 농도 측정을 통해 암의 진위를 간단하게 확인할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, an antibody (Captured Antibody) which reacts with rpS3 protein (antigen) capable of confirming cancer development is used to react with rpS3, and the emission signal of the reacted antigen (rpS3) is extracted, It is easy to confirm the authenticity of the.
또한, 본 발명에 따르면 일반 사용자가 자가 진단을 통해 간단하게 암의 진위를 확인할 수 있도록 도모해주는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that the general user can easily verify the authenticity of the cancer by self diagnosis.
도 1은 본 발명에 따른 암 진단기의 실시 예 사시도,
도 2는 도 1의 암 진단기의 상세 구성도,
도 3a 및 도 3b는 바이오 칩의 구조도,
도 4는 암 진단기에서 암 진단 정보를 생성하는 모식도,
도 5는 본 발명에 따른 암 진단기를 이용한 암 진단 시스템의 구성도,
도 6은 도 5의 사용자 단말의 실시 예 블록 구성도,
도 7 및 도 8은 본 발명에서 빅 데이터 기반으로 기준 암 판단 데이터를 산출하는 개념도,
도 9는 암 진단 결과 예시도,
도 10은 사용자 단말에서 암 진단 결과를 표시하는 화면 예시도,
도 11은 본 발명에 적용된 항체 및 항원 결합 비율 그래프,
도 12는 본 발명에서 암 진단기를 이용하여 암을 진단하는 과정 설명도.1 is a perspective view of an embodiment of a cancer diagnostic device according to the present invention,
Fig. 2 is a detailed block diagram of the cancer diagnosis device of Fig. 1,
FIGS. 3A and 3B are structural diagrams of a biochip,
4 is a schematic diagram for generating cancer diagnosis information in the cancer diagnosis device,
FIG. 5 is a block diagram of a cancer diagnosis system using a cancer diagnosis device according to the present invention;
FIG. 6 is a block diagram of an embodiment of the user terminal of FIG. 5;
7 and 8 are conceptual diagrams for calculating reference cancer judgment data on the basis of a big data in the present invention,
FIG. 9 is an exemplary view showing the result of cancer diagnosis,
10 is an exemplary screen for displaying a cancer diagnosis result in a user terminal,
FIG. 11 is a graph showing antibody and antigen binding ratios applied to the present invention,
FIG. 12 is an explanatory view of a process of diagnosing cancer using a cancer diagnosis device in the present invention. FIG.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 암 진단기 및 이를 이용한 암 진단 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a cancer diagnosis device and a cancer diagnosis system using the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<실시 예1>≪ Example 1 >
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 암 진단기(10)의 외관도로서, 몸체(14), 커버(cover)(11), 전원 스위치(12), 충전 포트(13)를 포함한다.1 is an external view of a cancer
상기 커버(11)는 개폐방식으로서, 암 진단 시 커버(11)를 개방하고 몸체(14) 내부에 장착된 바이오 칩(16)의 소정 위치에 피를 드립(drip)한다. 비 사용시에는 커버(11)를 닫아, 이물질 등이 몸체(14) 내부로 유입되는 것을 방지한다.The
여기서 커버(11)는 개폐 방식으로 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 커버를 슬라이딩 도어로 대체하여 사용하는 것도 가능하다.Here, the
상기 충전 포트(13)는 다양한 충전 포트를 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 실시 예로 USB 방식 충전 포트로 구현된 것으로 가정한다.The charging
도 2는 상기 암 진단기(10)의 실시 예 구성도로서, 전원을 공급해주는 전원부(15), 항원(rpS3)에 반응하는 항체(Capture Antibody)가 상부에 마련된 바이오 칩(Bio-chip)16), 상기 바이오 칩(16)의 하부에 자외선(UV)을 조사하는 자외선 다이오드(17), 상기 바이오 칩(16)을 통과하는 자외선이 결합된 항원/항체에 의해 변환되는 가시광선을 이미지화하는 센서(18), 상기 센서(18)에서 출력되는 이미지정보에서 암 진단을 위한 특정 주파수 색상만을 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)로 추출하고, 추출한 반응 속도 계수를 기초로 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프에서 암 진단 정보를 생성하는 중앙처리장치(19), 상기 중앙처리장치(19)에서 생성된 암 진단 정보를 무선 통신 포맷 데이터로 변환하여 전송하는 통신부(19a)를 포함한다.2 is a block diagram of an embodiment of the cancer
여기서 센서(18)는 상기 바이오 칩(16)의 하부에서 조사된 자외선이 상기 바이오 칩(16)의 상부로 통과할 때 항원과 항체의 결합에 따라 변환되는 가시광선의 촬영을 위해 초점을 맺혀주는 카메라 렌즈(18a), 상기 카메라 렌즈(18a)에 의해 초점이 맺혀진 가시광선을 촬영하여 이미지화하는 이미지 센서(18b)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the
상기 중앙처리장치(19)는 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)를 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프와 비교하여 항체 및 항원이 완전히 결합하는 시간 후의 암 진단 정보를 생성하는 것이 바람직하다.The
이와 같이 구성된 암 진단기(Kit)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the thus configured cancer diagnostic device (kit) will be described in detail.
사용자는 자신의 암 진위 확인 또는 진행 상태 확인 등을 위해, 암 진단기(10)의 전원 스위치(12)를 온 상태로 조작한다. 전원 스위치(12)가 온 상태로 조작되면, 배터리(15)에 의해 충전된 전원이 구동용 전원으로 공급된다.The user operates the
전원 공급이 이루어지면 중앙처리장치(19)는 미리 정해진 프로세스에 따라 암 진단 과정을 수행한다. When power is supplied, the
이를 위해 사용자는 암 진단기(10)의 전원 공급 후, 커버(11)를 열고 암 진단용 피(Blood)를 바이오 칩(16)의 상부에 드립한다.To this end, the user opens the
여기서 바이오 칩(16)에는 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 상면에 암의 발현용 항원(16b)인 rpS3 단백질에 반응하는 항체(Capture Antibody)(16a)가 마련되어 있다.Here, as shown in FIG. 3A and FIG. 3B, the
피에 포함된 항원(16a)은 도 4에 도시한 바와 같이, 항체(16a)에 결합하게 되고, 이후, 보호 항체(16c)에 의해 항원(16a)과 항체(16a)의 결합력을 높이게 된다.The
이때, 중앙처리장치(19)의 제어에 따라 바이오 칩(16)의 하부 또는 측면에 위치한 자외선 다이오드(17)에서 자외선을 바이오 칩(16)에 조사한다.At this time, under the control of the
다음으로, 상기 바이오 칩(16)을 통과하는 자외선의 가시광선을 센서(18)에서 이미지화한다.Next, the visible light of the ultraviolet ray passing through the
예컨대, 센서(18)의 카메라 렌즈(18a)는 상기 바이오 칩(16)의 하부에서 조사된 자외선이 상기 바이오 칩(16)의 상부로 통과할 때 항원과 항체가 결합하면 자외선이 가시광선으로 형광(변화) 되며, 그 가시광선의 촬영을 위해 피사체의 초점을 맺혀주게 되며, 이미지 센서(18b)는 상기 카메라 렌즈(18a)에 의해 초점이 맺혀진 피사체(가시광선)를 촬영하여 이미지화한다.For example, when the ultraviolet rays irradiated from the lower portion of the
여기서 바이오 칩(16)은 본체(14)와 착탈식으로 결합하며, 특정 암을 진단하기 위해 특정 암의 항원에 대응하는 항체가 마련되고, 1회 용으로 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 특정 암의 진단을 위한 암 진단 정보를 생성하면, 사용한 바이오 칩은 본체(14)로부터 분리하여 폐기하고, 항체가 내장된 다른 바이오 칩으로 교체사용한다.Here, the
결과적으로, 항원과 항체의 결합에 따라 조사되는 자외선의 가시광선이 달라지며, 이는 rpS3의 농도에 관여한다.As a result, the visible light of the ultraviolet light to be irradiated varies depending on the combination of the antigen and the antibody, which is related to the concentration of rpS3.
상기 중앙처리장치(19)는 상기 센서(18)에서 출력되는 이미지정보(가시광선)에서 암 진단을 위해 미리 설정된 특정 주파수(예를 들어, YCbCr 중 CbCr에서 rpS3의 그린(Green)에 해당하는 주파수) 색만을 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)로 추출한다. 이어, 상기 추출한 반응 속도 계수를 기초로 도 11과 같이 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프에 대비하여, 항체와 항원이 완전히 결합하는 시점에서의 조합비를 추출한 후, 백분율로 정량화하여 암 진단 정보를 생성한다. The
실제 Blood를 바이오 칩인 Elisa-LOC에 드롭(Drop) 시킨 후, 정상 동작을 확인하려면 6시간 이상이 소요된다. 그러나 다수의 실험을 통해 Blood를 바이오 칩에 떨어뜨린 후 10분이 경과 했을 때 90% 이상의 항체와 항원이 결합 된다는 것을 확인하였다. 따라서 조합 비율(Combine Ratio)이 일정하다는 가정하에 5분경과 후 함수(hyperbolic)의 coefficient를 계산하면 5 ~ 6시간 이후의 결합 결과를 도 11과 같은 통계 그래프를 통해 추정(assume)할 수 있다.It takes more than 6 hours to confirm the normal operation after actually dropping the blood into the Elisa-LOC, a biochip. However, in a number of experiments, it was confirmed that more than 90% of the antibody and the antigen bind to each other after 10 minutes from the drop of the blood into the biochip. Therefore, assuming that the combined ratio is constant, the combination of the 5th minute and the hyperbolic coefficient can be estimated through the statistical graph as shown in FIG. 11 after 5 to 6 hours.
이러한 실험 결과는 결과적으로 사용자가 암 진단을 하는 시간 즉, 통상 6시간을 10분 정도로 단축할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다.As a result, the test result has an excellent effect that the user can shorten the time to diagnose cancer, that is, usually 6 hours to 10 minutes.
상기 중앙처리장치(19)에서 생성된 암 진단 정보는 통신부(19a)에 전달되며, 상기 통신부(19a)는 전달되는 암 진단 정보를 무선 통신 방식에 맞는 무선 통신 포맷 데이터로 변환하여 전송한다. 실제 암 진단기(10)에서 전송되는 암 진단 정보는 사용자가 휴대하는 사용자 단말로 전송되는 것이 바람직하다.The cancer diagnosis information generated by the
무선 통신 방식은 블루투스, 와이-파이, NFC 등 근거리 무선 통신을 이용하는 것이 바람직하다.The wireless communication method preferably uses short-range wireless communication such as Bluetooth, Wi-Fi, or NFC.
이와 같이 본 발명은 암 진단기를 이용하여 rpS3의 특정 주파수를 측정하는 방식으로 암 진단 정보를 생성할 수 있으므로, 의학적인 전문적 지식이 없는 일반 사용자도 암의 자가 진단에 활용할 수 있게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, cancer diagnosis information can be generated by measuring a specific frequency of rpS3 using a cancer diagnosis device, so that a general user without medical expertise can be utilized for the cancer diagnosis.
<실시 예 2>≪ Example 2 >
상기 <실시 예 1> 은 사용자가 암 진단을 위해 암 진단 정보를 생성하는 암 진단기에 관한 것이며, <실시 예2> 는 상기 암 진단기에서 획득한 암 진단 정보를 분석하여 실제 암의 발현 현상을 확인하기 위한 암 진단 시스템에 관한 것이다.<Example 1> relates to a cancer diagnostic apparatus in which a user generates cancer diagnosis information for cancer diagnosis, and Example 2 analyzes cancer diagnosis information obtained in the cancer diagnosis apparatus to confirm the actual cancer expression The present invention relates to a cancer diagnosis system.
도 5는 본 발명에 따른 암 진단기를 이용한 암 진단 시스템으로서, 항원(rpS3)에 반응하는 항체가 마련된 바이오 칩(Bio-chip)(16)의 하부에 자외선(UV)을 조사한 후, 상기 바이오 칩(16)을 통과하는 자외선이 항체 및 항원의 결합에 따라 변화되는 가시광선을 이미지화하고, 가시광선에서 특정 주파수 색상만을 추출하여 암 진단 정보를 생성하는 암 진단기(10), 암 진단 애플리케이션을 통해 상기 암 진단기(10)에서 생성한 암 진단 정보를 획득하여 암 진단 서버(30)로 전송하고, 상기 암 진단 서버(30)로부터 분석된 결과인 암 진단 결과 정보를 화면에 표시해주는 사용자 단말(20)을 포함한다.FIG. 5 is a system for diagnosing cancer using a cancer diagnostic device according to the present invention. The system is configured to irradiate ultraviolet rays (UV) to a lower portion of a
여기서 암 진단기(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 전원을 공급해주는 전원부(15), 항원(rpS3)에 반응하는 항체(Capture Antibody)가 상부에 마련된 바이오 칩(Bio-chip)16), 상기 바이오 칩(16)의 하부에 자외선(UV)을 조사하는 자외선 다이오드(17), 상기 바이오 칩(16)을 통과하는 자외선이 결합된 항원/항체에 의해 변환되는 가시광선을 이미지화하는 센서(18), 상기 센서(18)에서 출력되는 이미지정보에서 암 진단을 위한 특정 주파수 색상만을 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)로 추출하고, 추출한 반응 속도 계수를 기초로 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프에서 암 진단 정보를 생성하는 중앙처리장치(19), 상기 중앙처리장치(19)에서 생성된 암 진단 정보를 무선 통신 포맷 데이터로 변환하여 전송하는 통신부(19a)를 포함한다.2, the
여기서 상기 사용자 단말(20)은 상기 암 진단기(10)와 근거리 무선 통신이 가능하고, 상기 암 진단 서버(30)와 네트워크를 통한 데이터 통신이 가능한 모바일 기기로 구현되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 상기 모바일 기기는 스마트폰, 개인정보 단말기, 스마트 패드 중 어느 하나로 구현할 수 있다.The
또한, 상기 사용자 단말(20)은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 암 진단기(10) 및 암 진단 서버(30)와 암 진단 관련 데이터를 송수신하는 통신 모듈(21), 암 진단 애플리케이션을 저장하고, 이를 실행하는 암 진단 애플리케이션 실행부(22), 상기 암 진단 애플리케이션의 실행을 제어하고, 상기 암 진단기(10)로부터 전송된 암 진단 정보를 상기 암 진단 서버(30)로 전송하여 분석을 의뢰하고, 상기 암 진단 서버(30)로부터 전송된 암 진단 결과 정보의 저장 및 표시를 제어하는 암 진단 제어부(23), 상기 암 진단 제어부(23)에서 발생한 암 진단 결과 정보와 암 진단 생성 정보 등을 저장하는 저장부(24), 상기 암 진단 제어부(23)에서 발생한 암 진단 결과 정보를 화면에 표시해주는 표시부(25)를 포함한다.6, the
또한, 상기 암 진단 서버(30)는 상기 암 진단 정보에 포함된 rpS3의 농도와 빅 데이터 기반으로 미리 설정된 기준 암 판단 데이터를 비교하여, 암의 진위를 진단하는 것이 바람직하다.In addition, the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 암 진단기를 이용한 암 진단 시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the cancer diagnosis system using the cancer diagnosis apparatus according to the present invention will be described in detail as follows.
먼저, 암 진단기(10)를 이용하여 암 진단 정보를 생성하는 과정은 전술한 <실시 예 1> 에서 암 진단 정보를 생성하는 방식과 동일하게 이루어지므로, 중복 기재를 회피하기 위해서, 구체적인 설명은 <실시 예 1> 을 참조하기로 한다.First, the process of generating the cancer diagnosis information using the
암 진단기(10)는 <실시 예1> 과같이 암 진단 정보를 생성하고, 이를 근거리 무선 통신 데이터로 변환하여 사용자 단말(20)로 전송한다.The
사용자 단말(20)은 통신 모듈(21)을 통해 상기 암 진단기(10)로부터 전송된 암 진단 정보를 수신하여 저장부(24)에 저장한다.The
이어, 사용자 단말(10)의 암 진단 제어부(23)는 암 진단을 위해, 암 진단 애플리케이션 실행부(22)를 제어하여 암 진단 애플리케이션을 실행하도록 하고, 암 진단 애플리케이션이 실행되면 암 진단 애플리케이션에 따라 암 진단 제어부(23)는 통신 모듈(21)을 통해 암 진단 서버(30)와 네트워크를 통해 접속하고, 접속이 이루어지면 저장부(24)에 저장된 암 진단 정보를 상기 암 진단 서버(30)로 전송하고, 분석을 의뢰한다.Next, the cancer
암 진단 분석을 의뢰받은 암 진단 서버(30)는 빅 데이터로 획득한 암 진단 정보를 기초로 미리 설정된 기준 암 판단 데이터와 상기 암 진단 정보에 포함된 rpS3의 농도를 비교하여, 암의 진위를 분석한다.The
예컨대, 암 진단 서버(30)는 다수의 암 진단 정보를 빅 데이터로 획득하고, 이를 분석하여, 도 7 및 도 8과 같은 기준 암 판단 데이터를 설정한다.For example, the
그리고 상기 사용자 단말(20)로부터 전송된 암 진단 정보에 포함된 rpS3의 농도를 상기 기준 암 판단 데이터를 기준으로 비교 분석하여, 최종적으로 암 진단 결과 정보를 생성한다. 여기서 생성되는 암 진단 결과 데이터는 도 9에 도시한 바와 같다.The concentration of rpS3 contained in the cancer diagnosis information transmitted from the
여기서 암 진단 결과 데이터에서, rpS3의 수치(농도)가 JN2라고 판정이 되면, 혈액 속에 rpS3 단백질이 없는 진단 결과 데이터를 의미하고, JN1 ~ JN2는 암 전이 상태를 의미하고, IN0 ~ JN1은 암 의심 상태로서 의사에게 정밀 검진을 하라는 의미이다.Here, in the cancer diagnosis result data, when the value (concentration) of rpS3 is judged as JN2, it means diagnosis result data in which there is no rpS3 protein in the blood, JN1 to JN2 means cancer metastasis state, IN0 to JN1 means cancer suspicion As a state, it means to give a doctor a detailed examination.
이러한 암 진단 결과 데이터는 네트워크를 통해 사용자 단말(20)로 전송된다.The result of the cancer diagnosis is transmitted to the
사용자 단말(20)의 암 진단 제어부(23)는 이를 수신하여 저장부(24)에 저장하고, 표시부(25)를 통해 암 진단 결과 데이터를 화면에 표시해준다.The cancer
도 10은 상기 암 진단 결과 데이터의 화면 표시 예시이다.FIG. 10 is a screen display example of the cancer diagnosis result data.
따라서 사용자는 이렇게 화면에 표시되는 암 진단 결과 데이터를 통해 실시간으로 암 진단이 가능하고, 화면에 표시되는 진단 결과 데이터를 기반으로 암이 의심이 되면 병원을 통해 정밀 진단을 하게 된다.Therefore, the user can diagnose cancer in real time through the data of the cancer diagnosis result displayed on the screen, and if the cancer is suspected based on the diagnosis result data displayed on the screen, the diagnosis is made through the hospital.
이와 같이 본 발명은 암 진단기와 사용자 단말만을 이용하여, 실시간으로 간단하게 암의 진단이 가능하므로, 전문 의학지식이 없는 일반 사용자도 병원에서 정밀 진단을 하기 이전에 언제든지 자유롭게 암 진단이 가능하므로, 항상 자신의 건강상태를 체크하여 건강에 만전을 기하도록 도모해주는 탁월한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, cancer diagnosis can be simply performed in real time using only a cancer diagnosis device and a user terminal. Therefore, a general user without specialized medical knowledge can diagnose cancer at any time before precise diagnosis in a hospital. There is an excellent effect of checking your health condition and making sure that you are doing well.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.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, It is obvious to those who have.
본 발명은 전문 의학적인 지식이 없는 일반 사용자가 자가 진단을 통해 암을 진단해보는 기술에 적용된다.The present invention is applied to a technique in which a general user without professional medical knowledge diagnoses cancer through self diagnosis.
10: 암 진단기
11: 커버
12: 전원 스위치
13: 충전 포트
14: 본체
15: 전원부
16: 바이오 칩
17: 자외선 다이오드
18: 센서
19: 중앙처리장치
19a: 통신부
20: 사용자 단말
21: 통신 모듈
22: 암 진단 애플리케이션 실행부
23: 암 진단 제어부
24: 저장부
25: 표시부
30: 암 진단 서버10: Cancer Tester
11: cover
12: Power switch
13: Charging port
14:
15:
16: Biochip
17: ultraviolet diode
18: Sensor
19: Central Processing Unit
19a:
20: User terminal
21: Communication module
22: Cancer diagnosis application execution part
23: Cancer diagnosis control unit
24:
25:
30: Cancer diagnosis server
Claims (10)
항원(rpS3)에 반응하는 항체가 상부에 마련된 바이오 칩(Bio-chip);
상기 바이오 칩의 하부에 자외선(UV)을 조사하는 자외선 다이오드;
상기 바이오 칩을 통과하는 자외선이 결합된 항원/항체에 의해 변환되는 가시광선을 이미지화하는 센서;
상기 센서에서 출력되는 이미지정보에서 암 진단을 위한 특정 주파수 색상만을 반응 속도 계수(Combine Ratio Coefficient)로 추출하고, 추출한 반응 속도 계수를 기초로 미리 생성된 항체 및 항원 결합 비율 그래프에서 암 진단 정보를 생성하는 중앙처리장치;
상기 중앙처리장치에서 생성된 암 진단 정보를 무선 통신 포맷 데이터로 변환하여 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 암 진단기.
A power supply unit for supplying power;
A bio-chip on which an antibody reacting with the antigen (rpS3) is provided;
An ultraviolet diode for irradiating ultraviolet rays to the bottom of the biochip;
A sensor for imaging visible light converted by ultraviolet-coupled antigen / antibody passing through the biochip;
Only the specific frequency hue for cancer diagnosis is extracted from the image information output from the sensor by the Combined Ratio Coefficient and the cancer diagnosis information is generated from the pre-generated antibody and antigen binding ratio graph based on the extracted reaction rate coefficient A central processing unit;
And a communication unit for converting the cancer diagnosis information generated by the central processing unit into wireless communication format data and transmitting the wireless communication format data.
The sensor according to claim 1, wherein the sensor comprises: a camera lens for focusing the visible light beam converted by the combination of the antigen and the antibody when the ultraviolet light irradiated from the lower part of the biochip passes over the biochip; And an image sensor for photographing and imaging visible light focused by the camera lens.
The central processing unit as claimed in claim 1, wherein the central processing unit compares the Combination Ratio Coefficient with a previously generated antibody and antigen binding ratio graph to generate cancer diagnosis information after a time when the antibody and the antigen are completely bound to each other Diagnostic.
암 진단 애플리케이션을 통해 상기 암 진단기에서 생성한 암 진단 정보를 획득하여 암 진단 서버로 전송하고, 상기 암 진단 서버로부터 분석된 결과인 암 진단 결과 정보를 화면에 표시해주는 사용자 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 암 진단기를 이용한 암 진단 시스템.
After UV light is irradiated to the lower part of a biochip provided with an antibody reacting with the antigen rpS3, the ultraviolet rays passing through the biochip are imaged with a visible light that changes according to the binding of the antibody and the antigen A cancer diagnosis unit for extracting only a specific frequency color from visible light to generate cancer diagnosis information;
And a user terminal for acquiring cancer diagnosis information generated by the cancer diagnosis device through the cancer diagnosis application and transmitting the diagnosis information to the cancer diagnosis server and displaying the cancer diagnosis result information analyzed as a result of the analysis from the cancer diagnosis server on the screen Cancer Diagnosis System Using Cancer Diagnosis System.
The cancer diagnosis apparatus according to claim 4, wherein the cancer diagnosis unit comprises: a power supply unit for supplying power; A bio-chip on which an antibody reacting with the antigen (rpS3) is provided; An ultraviolet diode for irradiating ultraviolet rays to the bottom of the biochip; A sensor for imaging visible light converted by ultraviolet-coupled antigen / antibody passing through the biochip; Only the specific frequency hue for cancer diagnosis is extracted from the image information output from the sensor by the Combined Ratio Coefficient and the cancer diagnosis information is generated from the pre-generated antibody and antigen binding ratio graph based on the extracted reaction rate coefficient A central processing unit; And a communication unit for converting the cancer diagnosis information generated in the central processing unit into wireless communication format data and transmitting the wireless communication format data.
The sensor according to claim 5, wherein the sensor comprises: a camera lens for focusing a visible ray converted by the combination of the antigen and the antibody when the ultraviolet ray irradiated from the lower part of the biochip passes through the biochip; And an image sensor for photographing and imaging visible light focused by the camera lens.
[Claim 5] The method according to claim 5, wherein the central processing unit compares the Combination Ratio Coefficient with a previously generated antibody and antigen binding ratio graph to generate cancer diagnosis information after a time when the antibody and the antigen are completely bound to each other Cancer Diagnosis System Using Diagnostic.
The user terminal is implemented as a mobile device capable of short-distance wireless communication with the cancer diagnosis device and capable of data communication with the cancer diagnosis server through a network, and the mobile device is a smart phone, a personal information terminal, The cancer diagnosis system using the cancer diagnosis device.
[Claim 4] The system of claim 4, wherein the user terminal comprises: a communication module that transmits and receives cancer diagnosis-related data to the cancer diagnosis unit and the cancer diagnosis server; A cancer diagnosis application execution unit for storing and executing a cancer diagnosis application; The execution of the cancer diagnosis application is controlled, the cancer diagnosis information transmitted from the cancer diagnosis unit is transmitted to the cancer diagnosis server to request analysis, and the storage and display of cancer diagnosis result information transmitted from the cancer diagnosis server is controlled A cancer diagnosis control unit; And a display unit for displaying the cancer diagnosis result information generated by the cancer diagnosis control unit on a screen.
[Claim 4] The cancer diagnosis server according to claim 4, wherein the cancer diagnosis server compares the concentration of rpS3 contained in the cancer diagnosis information with preset reference cancer determination data based on a big data to diagnose the authenticity of the cancer. system.
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