KR20190073411A - 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템(100)은, 환자의 적어도 하나의 생물학적 샘플을 취득하도록 구성된 적어도 하나의 지지부(10), 생물학적 샘플의 적외선 스펙트럼을 취득하도록 구성된 적외선 분광기(102), 인터넷에 의해 적외선 분광기(102)에 연결되고 적외선 분광기(102)에 의해 획득된 스펙트럼을 수신하고, 수신된 데이터를 후처리(post-processing) 및 분석하는 단계를 수행하는 적어도 하나의 서버(103)를 포함한다. 시스템(100)은 카메라 및 OCR 시스템을 포함하는 적어도 하나의 장치(104) - 상기 장치는 지지부(101)의 이미지를 획득하고 그에 포함된 개인 데이터를 디코딩하고 이를 서버(103)으로 전송하고, 서버(103)로부터 분석된 데이터를 수신하고 이들 데이터를 디스플레이함 - ; 및 사설 블록/하이브리드 클라우드(10) - 서버(103), 로긴 시스템, 수행된 분석 이력을 관리하는 관리 프로그램, 리포트 초안을 공인된 의사 및/또는 생물학자 및/또는 화학자 및/또는 수의사에게 전송하기 위한 시스템을 포함함 - ;를 포함한다.
Description
본 발명은 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 원격 임상 분석을 위한 혈액 화학 데이터와 같은, 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
공지되어 있듯이, 임상 화학 시험은 혈액, 소변, 눈물, 뇌척수액(cerebrospinal fluid), 젖(milk), 정자, 가래 등의 체액(body fluids)에 존재하는 물질(substances)을 검출하고 정량화한다. 이러한 분석은 진단 목적 및 이상 발견에 유용하며, 다양한 화학 분석 기술을 사용하여 인간 및 수의학(veterinary) 환자의 신체 내에 순환하는 다양한 유기물질 및 무기물질의 양을 결정한다.
혈액 화학 분석은 현재 실험실에서 수행된다. 의료 또는 준의료 스태프는 더 나은 표준화를 달성하고 생물학적 다양성을 줄이기 위해 보통 아침에, 환자의 정맥혈액 채취(또는 다른 생물학적 샘플)를 수행한다. 수집된 혈액은 저장되어 분석 연구실로 보내진다. 연구실은 필요한 분석을 수행하고 보고서를 발행하며, 리포트는 환자와 그/그녀의 담당 의사에게 전송되고 운반되어 진다.
따라서 혈액 화학 데이터의 취득, 전송 및 처리에는 의료 및/또는 준의료 인력이 직접적으로 존재해야하는 필요성 뿐만 아니라 높은 비용과 시간을 포함하는 시스템과 방법의 수단에 의해 발생된다.
공지된 화학적 분석 기술은 적외선 분광기(IRS)이며, 이는 샘플내 존재하는 물질을 식별한다. 이런 분석 기술은 특히 경제적 이점과 화학적 시약의 사용을 필요로 하지 않는 이점을 가진다.
그러나, 임상 분석에 대한 IRS의 적용은 액상 샘플을 분석할 수 없다는 제약을 가진다. 또한 IRS 자체는 취득된 결과의 정밀도가 낮다.
본 발명은 전술한 문제점에 기반하여 저렴하고 단순하며 정밀한, 혈액과 같은 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 시스템 및 방법을 제공하여 종래의 생물학적 유체에 대한 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템 및 방법에 영향을 주는 제약을 극복하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 의료, 수의 또는 준의료 인력의 도움없이 혈액과 같은 생물학적 샘플의 취득을 수행하고 원격으로 IRS에 의해 취득된 데이터를 처리하는 것이 가능한, 혈액과 같은 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면 청구항 1에 기재된 바와 같이 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면 청구항 4에 기재된 바와 같이 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면 전술한 목적이 달성될 수 있다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 바람직한 실시예가 비제한적인 방식으로 첨부된 도면을 참조하여 이하에 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른, 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 시스템을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명에 따른, 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 시스템의 일부분을 나타내는 도면;
도 3은 본 발명에 따른, 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른, 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 시스템을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명에 따른, 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 시스템의 일부분을 나타내는 도면;
도 3은 본 발명에 따른, 생물학적 유체에 대한 데이터를 취득, 전송 및 처리하는 방법을 나타내는 도면이다.
이들 도면을 참조하여, 특히 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리하는 시스템(100)이 도시되어 있다.
보다 상세하게는, 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리하는 시스템(100)은 지지부(101), 적외선 분광기(102), 적외선 분광기(102)에 연결된 서버(103) 또는 서버 클러스터, 서버(103)에 의해 취득된 이미지 인식/OCR 데이터에 필요한 사진을 촬영하고, 취득된 적외선 분광기의 분석 데이터의 전송. 수신 및 관찰(viewing)을 위해 구성된 장치(104)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 적외선 분광기(102)는 장치(104)에 연결되어 고려된 샘플의 분석으로부터 얻어진 스펙트럼이 분석 필요에 따라 인터넷 접속을 통해 서버(103) 또는 서버의 클러스터로 보내질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적외선 분광기(102)는 고려된 샘플의 분석으로부터 생성된 스펙트럼을 서버(103)에 전송하는 방식으로 인터넷 연결에 의해 서버 (103)에 직접 접속된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 서버는 물리적 또는 가상 머신일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 장치(104)는 지지부(101)와 관련된 화상을 캡쳐 링하고 마스터 데이터 및 가능하다면 그에 포함된 환자의 서명을 디코딩하는 카메라 및 이미지 인식/OCR 시스템을 포함한다. 이 데이터는 서버로 전송되며 분석된 혈액 샘플과 고유하게 연관된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이미지 인식/OCR 시스템은 지지부(101)의 캡쳐된 화상을 자동으로 검증하여 규칙성(regularity), 컬러 및 치수의 스폿(spot) 데이터를 검출하고 비교한다. OCR이 캡처된 화상의 불일치 또는 오류를 감지하는 경우, 시스템은 지지부(101)의 추가 화상을 요구하며, 이후에 불일치 또는 오류가 더 발생할 경우, 첫 번째 샘플을 제외하고 새로 수집한 샘플을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 프로세싱 서버(103)는 사설/하이브리드 클라우드(110) 블록에 포함된다. 이 블록(110)은 서버(103) 이외에 로깅 시스템, 분석 이력 관리, 전자 서명 서명을 위해 의사/화학자/생물 학자에게 보고서 초안을 제공하는 시스템을 포함한다.
유리하게, 클라우드 시스템은 데이터 처리 요구의 임의의 피크(peak)에 대하여 시스템을 복원하기 위해 요구에 따라 동적으로 추가적인 계산 파워를 취득하는 것을 허용한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지지부(101)는 바람직하게는 와트만(Whatman) 903 단백질 세이버(saver) 또는 이와 등가물과 같은 상업적으로 이용가능한 흡수성 페이퍼로 제조된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지지부(101)는 환자 식별 데이터가 수기로 기록되거나 바코드와 연관되는 카드로 구성된다. 사생활이나 고지된 동의와 관련된 최종 규정을 준수하기 위해 환자는 이 카드에 서명하여 동의를 나타낼 수 있다.
지지부(101)는 환자의 하나 이상의 생물학적 샘플을 취득할 수있다. 지지부(101)는 적외선 분광기(102)의 사용에 의해 IRS에 의해 스캐닝될 수 있으며 그에 따라 고려된 스폿 내에 포함된 화학물질의 검출이 허용된다.
본 발명에 따라 유리하게, 지지부(101)는 IRS 분광기에 의해 혈액 샘플을 분석을 허용한다.
적외선 분광기(102)는 혈액 샘플을 취득하고 각각의 환자의 혈액 스폿에 대해 설정된 회수의 스캔을 수행함으로써 이를 분석한다. 예를 들어, 수행된 스캔은 환자당 3 스폿에 대해 32일 수 있다.
스캔에 의해 얻어진 스펙트럼 데이터는 자동적으로 서버(103)로 전송된다. 서버(103)는 수신된 데이터의 후처리 페이즈 및 분석을 수행하고, 검증후에 실시간으로 이들을 환자 및/또는 그의 의사에 위치된 장치(104)로 전송한다.
유리하게 본 발명에 따르면, 경제적이며 간단한 방식으로 샘플에서 수행된 임상 화학 분석의 결과가 실시간으로 의사 및/또는 환자에게 전송된다.
유리하게 본 발명에 따르면, 수행된 IRS 분석의 신뢰성을 증가시키기 위해 임상 화학 데이터가 확인되고 제어된다.
유리하게 본 발명에 따르면, 상기 시스템 및 방법은 인간 또는 동물에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서버(103)는 품질 제어 블록(105), 스캔 평균 계산 블록(106), 환자의 스폿 평균 계산 블록(107), 하나 이상의 표준화 라이브러리(108), 특정 머신 러닝 알고리즘을 포함하는 블록(109)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지지부(101)는 혈액 샘플을 포함하는 제1 부분과 환자의 데이터를 포함하는 제2 부분을 분리하도록 바코드 및 예비 천공된 섹션을 포함한다.
바람직하게, 예비 천공된(pre-perforated) 섹션을 따라 두 부분으로 지지부(101)를 분리하면, 바코드/QR코드는 2 개의 대칭 반(symmetrical halves)으로 분할되므로, 여전히 양 측에서 판독 가능하다. 지지부(101)와 관련된 바코드 및 일련 번호는 장치(104)에 의해 이미지를 캡처하는 것에 의해 환자와 고유하게 연관된다.
유리하게 본 발명에 따르면, 혈액 스폿을 포함하는 지지부(101)의 제1 부분은 메일 또는 우편(courier)에 의해서 유전 검사 또는 감염 검사와 같이 IRS에 의해 수행될 수 없는 분석을 위한 연구소로 보내지고, 반면 바코드 또는 QR 코드를 포함하는 지지부(101)의 제2 부분과 마스터 데이터는 보내진 샘플의 수령 및 추적 문서를 구성한다.
유리하게, 혈액 스폿을 포함하는 지지부(101)의 제1 부분은 얇고 가볍고 또한 익명이기 때문에 쉽게 운반가능하고 눈에 띄지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 생물학적 유체와 연관된 데이터의 취득, 전송 및 처리의 방법과도 관련된다.
특히, 생물학적 유체 데이터와 관련된 데이터의 취득, 송신 및 처리 방법은,
- 적어도 환자의 생물학적 샘플을 취득하는 단계 - 혈액 샘플의 경우, 예를 들어, 손가락을 찔러 취득 - ;
- 혈액 샘플을 지지부(101)에 배치하는 단계;
- 지지부(101)와 관련된 화상을 캡처하기 위해 장치(104) 이미지 인식/OCR 시스템을 사용하는 단계;
- 취득된 데이터를 인터넷 연결을 통해 서버(103)를 포함하는 사설 하이브리드 클라우드(110)에 전송하는 단계;
- 마스터 데이터 및 이용가능한 경우 그에 포함된 환자의 서명을 디코딩하는 단계;
- IRS 분광기에 의한 진행을 위해 허가서를 제출하는 단계;
- 적외선 분광기(102)에 의해 IRS 분광법에 지지부(101)를 제출하는 단계;
- 샘플의 IRS 스펙트럼 취득을 획득하는 단계;
- 획득된 스펙트럼을 인터넷 연결을 통해 서버(103)를 포함하는 사설 하이브리드 클라우드(110)에 전송하는 단계;
- 품질 제어 블록(105)을 사용하여 데이터를 분석하는 단계;
- 스캔 평균의 계산 블록(106)을 사용하여 데이터를 분석하는 단계;
- 각 환자의 스폿의 평균을 계산하는 블록(107)을 사용하여 데이터를 분석하는 단계;
- 데이터를 하나 이상의 표준 라이브러리(108)와 비교하는 단계;
- 블록(109)에 의해 분석된 샘플에 대한 화학적 분석 결과를 처리하는 단계;
- 의사 또는 공인된 생물학자 또는 화학자에 의해 결과를 검증(validating)하는 단계;
- 혈액 화학 분석의 결과를 디스플레이 장치(104) 및/또는 종이 또는 전자 형태로 실시간 전송하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지지부(101) 상에 생물학적 샘플을 배치하는 단계는 환자가 하나 이상의 스폿에 대한 동작(operation)을 반복함에 따라 여러번 반복될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서버(103)는 시스템의 "기계 학습" 유닛이다. 여기서 복잡한 데이터 분석은 필기 인식, 샘플 로링의 품질 제어 및 IRS 스펙트럼 분석과 같은 패턴 인식 문제를 해결하기 위해 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 획득된 스펙트럼을 서버(103)로 전송하고 임상 화학 분석의 결과를 장치(104)에 실시간으로 전송하는 단계는 인터넷 연결을 통해 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 검사된 샘플에 대한 혈액 화학 분석의 결과를 처리하는 단계는 조사된 피분석물에 대해 최적화된 "기계 학습" 알고리즘의 적용에 의해 수행되며, 더 정확한 예측을 더 많은 특별한 방법의 적용을 배제하지 않는다. 이 범위에서 기계 학습 방법("기계 학습")은 구현된 플렉처(fractures) "선택"의 결과에 따라 단독으로 또는 조합되어 사용된다.
예시적으로, 피분석물 TSH는 Support Vector Machines 알고리즘으로 분석될 수 있다. 피분석물 T4는 랜덤 포레스트 기술로 대신 분석될 수 있다.
유리하게도, 본 발명에 따른 생물학적 유체에 대한 데이터의 취득, 전송 및 처리의 시스템 및 방법은 저렴하면서 정확하다.
유리하게도, 서버(103)에 의해 수행되는 페이즈의 분석 및 처리에 의해, 본 발명에 따른 생물학적 유체에 대한 데이터 수집, 전송 및 처리 방법은 IRS 기술의 열악한 정확성의 문제를 해결할 수 있고, 향상된 계산을 수행할 수 있으며, 데이터베이스 리퍼런스에 액세스하여, 기계 학습 및 인공 지능을 기반으로하는 특정 수학 모델을 획득 데이터에 적용할 수 있다.
유리하게 본 발명에 따르면, 서버(103)는 임상 화학 데이터의 분석에서 각 피분석물에 대해 최적화된 알고리즘을 이용한다.
유리하게, 본 발명에 따른 생물학적 유체에 대한 데이터의 취득, 전송 및 처리의 시스템 및 방법은 다목적으로 이용되고, 광범위하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법의 적용 중에는, 예를 들면, 신생아 스크리닝; 약국과 같은 "치료 지점"에서의 임상 분석, 진료소에서의 진료 분석, 가정 임상 분석, 자체 테스트, 개인 테스트; 비상시 현장 테스트와 같은 현장 테스트, 경찰 통제, 군 환경; 대륙간 쉽(ship) 인력 또는 원격지 주민 등의 격리된 지역 사회를 위한 원격 진료 응용이 있다.
유리하게 본 발명에 따른 생물학적 유체에 대한 데이터의 취득, 전송 및 처리의 시스템 및 방법은 화학적 시약을 사용하지 않고 수행될 수 있고, 독성 폐기물이 분석 과정에서 생성되지 않는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 생물학적 유체에 대한 데이터의 취득, 전송 및 처리의 시스템 및 방법은 의료 또는 준의료 인력에 의해 수행되는 분석이 없이, 분석을 위해 연구소로 샘플을 보내는 일 없이, 그리고 분석의 처리를 기다리지 않고 수행될 수 있다.
유리하게 본 발명에 따르면, 생물학적 유체에 대한 데이터의 취득, 전송 및 처리의 시스템 및 방법은 비용이 낮다.
유리하게, 본 발명에 따른 생물학적 유체에 대한 데이터의 취득, 전송 및 처리의 시스템 및 방법은 화학적 시약의 사용을 수반하지 않아 환경에 영향을 주지 않는다.
마지막으로, 본 발명에 기술되고 도시된 생물학적 유체에 대한 취득, 전송 및 처리 데이터의 시스템 및 방법은 첨부된 청구 범위에서 정의된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 수정 및 변형될 수 있다는 것은 자명하다.
Claims (4)
- 환자의 적어도 하나의 생물학적 샘플을 취득하도록 구성된 적어도 하나의 지지부(10), 생물학적 샘플의 적외선 스펙트럼을 취득하도록 구성된 적외선 분광기(102), 인터넷에 의해 적외선 분광기(102)에 연결되고 적외선 분광기(102)에 의해 획득된 스펙트럼을 수신하고, 수신된 데이터를 후처리(post-processing) 및 분석하는 단계를 수행하는 적어도 하나의 서버(103)를 포함하는, 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템(100)에 있어서,
카메라 및 OCR 시스템을 포함하는 적어도 하나의 장치(104) - 상기 장치는 지지부(101)의 이미지를 획득하고 그에 포함된 개인 데이터를 디코딩하고 이를 서버(103)으로 전송하고, 서버(103)로부터 분석된 데이터를 수신하고 이들 데이터를 디스플레이함 - ; 및
사설 블록/하이브리드 클라우드(10) - 서버(103), 로긴 시스템, 수행된 분석 이력을 관리하는 관리 프로그램, 리포트 초안을 공인된 의사 및/또는 생물학자 및/또는 화학자 및/또는 수의사에게 전송하기 위한 시스템을 포함함 - ;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템.
- 제1항에 있어서
상기 지지부(101)는 환자 식별 데이터가 명시되는 거스리 페이퍼(Guthrie paper)인
생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템.
- 제1항에 있어서,
서버(103)는 적어도 하나의 품질 제어 블록(105), 적어도 하나의 스캔 평균 계산 블록(106), 적어도 하나의 환자의 스폿 평균 계산 블록(107), 적어도 표준화 라이브러리(108), 머신 러닝 알고리즘을 포함하는 적어도 하나의 블록(109)을 포함하는
생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 시스템.
- 적어도 환자의 생물학적 샘플을 취득하는 단계;
생물학적 샘플의 적외선 스펙트럼을 취득하는 단계;
적어도 하나의 서버에 의해 샘플의 IRS 스펙트럼을 취득하게 하는 단계; 및
취득된 스펙트럼을, 취득된 적외선 스펙트럼을 적어도 하나의 서버로 전송하고 서버로부터 분석된 데이터를 수신하고 데이터를 디스플레이하도록 구성된 장치로, 전송하는 단계; 를 포함하는 생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
분석된 데이터의 품질을 체크하는 단계;
스캔 평균을 계산하는 단계;
데이터를 하나 이상의 표준화된 라이브러리와 비교하는 단계;
머신 러닝 알고리즘에 의해 검사된 샘플 상의 임상 화학 분석의 결과를 처리하는 단계;
의사 및/또는 생물학자 및/또는 화학자 및/또는 수의사에 의해 결과를 검증하는 단계; 및
임상 화학 분석의 결과를 실시간으로 디스플레이 장치에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
생물학적 유체와 관련된 데이터의 취득, 전송 및 처리를 위한 방법.
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