KR20200079656A

KR20200079656A - 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구 및 그 방법

Info

Publication number: KR20200079656A
Application number: KR1020180169020A
Authority: KR
Inventors: 강양준
Original assignee: 조선대학교산학협력단
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-07-06
Also published as: KR102140384B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구는 혈액이 유입되는 유입구와 상기 혈액이 배출되는 배출구를 포함하는 제1 채널 및 연결채널을 통해 상기 제1 채널과 연결되며 대용액으로 채워진 제2 채널을 포함하는 미세 유체 소자, 상기 미세 유체 소자 내의 영상으로서 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 영상 획득부 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 분석하여 적혈구의 응집성과 침강률을 각각 정량화하는 영상 분석부를 포함한다.

Description

적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구 및 그 방법{APPARATUS FOR SIMULTANEOUSLY MEASURING RBC AGGREGATION AND ERYTHROCYTE SEDIMENTATION RATE AND THE METHOD USING THE SAME}

본 발명은 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구 및 그 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 미세 유체 소자를 기반으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구 및 그 방법에 관한 것이다.

심혈관 질환 환자는 혈액 및 혈관 기하학의 생물 물리학적 특성과 밀접하게 관련된 미세 순환 장애를 가지고 있다. 따라서 동적 형태학, 헤마토크리트, 점도, 점탄성, 적혈구 변형성, 적혈구 응집체 및 적혈구 침강률과 같은 생물학적 특성은 당뇨병, 고혈압, 죽상 동맥 경화증 및 관상 동맥 심장 질환과 같은 병리학적 또는 생리학적 장애를 진단하는 데 사용된다.

혈액의 생물리학적 특성 중 적혈구 침강률(ERYTHROCYTE SEDIMENTATION RATE: ESR)은 수직 배치된 튜브 (내경 = 2.5 mm, 길이 = 200 mm, 혈액량 = 5 mL)에서 1 시간 이내에 설정 거리를 측정하여 쉽게 정량화된다. 간단하고 저렴한 테스트이므로 적혈구 침강률(ESR)은 임상 환경에서 염증성 질환을 감지하는 데 널리 사용된다.

적혈구 침강률(ESR)은 적혈구 응집 및 혈액 점도, 특히 낮은 전단 속도의 지표이며 피브리노겐(fibrinogen) 및 적혈구 표면 특성에 의해 결정된다. 병태 생리 학적 과정은 피브리노겐(fibrinogen)의 농도를 증가시키고 적혈구 표면 특성을 변화시키고 적혈구 침강률(ESR)을 향상시켜 혈류를 방해한다.

기존의 방법으로, 2 개 또는 4 개의 전극을 사용하는 전도도 측정이 시험관 (내경 = 9 mm, 길이 = 75 mm)에서 적혈구 침강률(ESR)의 시간 변화를 측정하기 위해 제안되었다. 동적인 혈액 공급이 없다면 적혈구 침강률(ESR)은 중력의 영향하에서만 측정된다.

이 방법은 많은 혈액(~5 mL)과 큰 부피를 갖는 기구(bulk sized instrument)를 필요로 한다. 적혈구 침강률(ESR)이 적혈구 응집(RBC aggregation)의 정도를 반영한다는 사실을 고려하여, 적혈구 침강률(ESR) 대신 적혈구 응집은 두 개의 전극, 레이저 역 산란 및 광학 단층 촬영기로 전기 임피던스를 정량화함으로써 측정되었다.

최근 소량의 샘플만 요구하고 간단하게 측정할 수 있는 등 여러 가지 장점을 제공할 수 있는 미세 유체 소자 플랫폼이 적혈구 응집성 또는 적혈구 침강률(ESR)을 측정하기 위해 제안되었다.

제안된 방식은 혈액이 일회용 시린지 펌프에서 미세 유체 소자로 전달 될 때, 적혈구는 응집되어 상기 시린지 펌프의 바닥에 고정되는 경향이 있다. 혈액 솔루션의 적혈구 용적률은 상단보다 상기 시린지 펌프의 하단에서 높으므로 적혈구 용적률의 시간적 변화를 평가하기 위해 상기 시린지 펌프를 중력 방향에 대해 반대로 설치한다. 혈액은 상기 시린지 펌프의 상단 위치에서 미세 유체 장치로 전달되며 적혈구 침강률(ESR)은 미세 유체 채널 혈액의 이미지 강도를 모니터링하여 측정된다.

상기한 종래 기술은 적혈구 응집체에 대한 충분한 정보를 제공하지 못하고 있다. 적혈구 침강률(ESR)은 적혈구 용적률의 감소로 인한 이미지 강도의 증가를 모니터링 함으로써 측정된다. 따라서 시린지 펌프에서 적혈구의 동적 거동을 완전히 이해하려면 적혈구 응집성과 적혈구 침강률을 동시에 측정하는 새로운 미세 유체 기반 방법을 필요로 한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 미세 유체 소자를 기반으로 하여 적혈구 응집성과 적혈구 침강률을 동시에 측정할 수 있는 측정 기구 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구는 혈액이 유입되는 유입구와 상기 혈액이 배출되는 배출구를 포함하는 제1 채널 및 연결채널을 통해 상기 제1 채널과 연결되며 대용액으로 채워진 제2 채널을 포함하는 미세 유체 소자, 상기 미세 유체 소자 내의 영상으로서 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 영상 획득부 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 분석하여 적혈구의 응집성과 침강률을 각각 정량화하는 영상 분석부를 포함한다.

상기 측정기구는 니들의 방향이 중력 방향과 동일하게 상기 유입구와 연결되어 기 설정된 주기로 상기 혈액을 주입하는 시린지 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 채널은 상기 대용액이 배출되는 제2 배출구, 상기 제2 배출구와 외부를 연결하는 제2 튜브 및 상기 제2 튜브의 기 설정된 위치에 배치되어 상기 대용액의 흐름을 제어하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 영상 획득부는 상기 제1 채널 내에 제1 관심영역을 설정하여 상기 제1 관심영역의 영상을 상기 제1 영상으로서 획득하고 상기 제2 채널 내에 제2 관심영역을 설정하여 상기 제2 관심영역의 영상을 상기 제2 영상으로서 획득하는 것을 특징으로 한다.

상기 영상 분석부는 상기 제1 영상의 이미지 강도를 이용하여 적혈구 응집성 인덱스(

)를 계산함으로써 적혈구의 응집성을 정량화하고 상기 제2 영상의 이미지 강도를 이용하여 혈압 인덱스(

)를 계산함으로써 적혈구의 침강률을 정량화하는 것을 특징으로 한다.

상기 대용액은 기 설정된 농도의 글리세린 용액(glycerin solution), 보바인 세럼 알부민(bovine serum albumin: BSA) 및 인산염 완충 용액(Phosphate Buffered Saline solution: PBS solution) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법은 시린지 펌프를 이용하여 기 설정된 주기(T)로 미세 유체 소자에 혈액 주입을 시작하는 주입 단계, 영상 획득부가 상기 미세 유체 소자에 대해 제1 관심 영역 및 제2 관심 영역을 설정하여 제1 영상 및 제2 영상을 각각 획득하는 영상 획득 단계 및 영상 분석부가 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 분석하여 적혈구의 응집성과 침강률을 각각 정량화 하는 분석 단계를 포함한다.

상기 주입 단계는 상기 미세 유체 소자의 제1 채널 및 제2 채널에 대용액을 주입한 후 상기 제2 채널과 연결된 튜브의 기 설정된 위치를 밸브로 폐쇄하는 대용액 주입 단계 및 상기 시린지 펌프에 의해 상기 혈액 주입이 제1 시간(0.5T)동안 턴-온되고 제2 시간(0.5T)동안 턴-오프되는 혈액 주입 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 영상 획득 단계에서 상기 제1 영상은 상기 미세 유체 소자의 제1 채널내의 영상이고 상기 제2 영상은 상기 미세 유체 소자의 제2 채널내의 영상인 것을 특징으로 한다.

상기 분석 단계는 상기 제1 영상의 이미지 강도를 이용하여 적혈구 응집성 인덱스(

)를 계산하는 응집성 정량화 단계 및 상기 제2 영상의 이미지 강도를 이용하여 혈압 인덱스(

)를 계산하는 침강률 정량화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구 및 그 방법은 적혈구 응집성 인덱스와 혈압 인덱스를 계산함으로써 적혈구 응집성 및 침강률을 동시에 측정할 수 있다.

또한 본 발명은 제1 채널의 이미지 강도와 제2 채널의 이미지 강도를 이용하여 효과적으로 적혈구 응집성 및 침강률에 관한 정보를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 시린지 펌프의 동작과 침강률을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 적혈구 응집성 및 침강률의 정량화를 설명하기 위한 유체회로이다.
도 5는 시간 경과에 따른 미세 유체 소자 영상의 이미지 강도를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 대용액의 농도에 따른 제2 채널의 이미지 강도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제1 채널에서의 압력과 혈압 인덱스의 상관 관계를 도시한 그래프이다.
도 8은 적혈구 응집성의 정량화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 적혈구 용적률에 따른 혈압 인덱스와 적혈구 응집성 인덱스를 도시한 그래프이다.
도 10은 덱스트란 농도에 따른 혈압 인덱스와 적혈구 응집성 인덱스를 도시한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구 및 그 방법을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정기구(100)는 이미지 강도를 분석하여 적혈구의 응집성과 침강률을 동시에 정량화 한다.

구체적으로 도 1을 참조하면, 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정기구(100)는 시린지 펌프(200), 미세 유체 소자(300), 튜브(400), 밸브(500), 영상 획득부(600) 및 영상 분석부(700)를 포함할 수 있다. 도 1에서 도시된 구성은 일 실시예에 따른 예시적인 것이며 설명의 편의를 위해 일부 구성(600, 700)은 도시되지 않았다.

시린지 펌프(200)는 내부에 내용물을 채운 후 외부로 배출한다. 구체적으로 시린지 펌프(200)는 튜브(400)를 통해 연결된 미세 유체 소자(300)에 혈액을 주입한다. 구체적으로 시린지 펌프(200)는 배럴(210) 내의 공기를 압축하여 그 고압으로 미세 유체 소자(300)에 혈액을 주입한다. 시린지 펌프(200)는 배럴(210) 플런저(220) 및 니들(230)을 포함할 수 있다.

시린지 펌프(200)는 일회용 공기 압축 펌프(a disposable air-compressed pump)일 수 있다. 이 경우 부피가 큰 시린지 펌프를 사용하지 않아도 되므로 큰 부피 및 고비용이라는 구현시의 단점을 개선할 수 있다.

배럴(210)은 시린지 펌프(200)의 몸체에 해당하는 것으로서 내부에 액체(예를 들면 혈액)나 기체(예를 들면 공기)를 충전할 수 있다.

플런저(220)는 배럴(210)내의 내용물을 충전하거나 압축한다. 플런저(220)를 후방으로 당기면 상기 내용물이 충전되고 시린지 펌프(200)의 배출구가 막힌 상태에서 전방으로 밀어지면 상기 내용물이 압축된다. 예컨대, 배럴(210)에 공기 및 혈액이 충전된 상태인 경우 플런저(220)가 전방으로 밀어지면 상기 공기가 압축된다.

시린지 펌프(200)는 미세 조작기(micro manipulator)와 함께 구성될 수 있다. 상기 미세 조작기는 플런저(220)를 뒤로 당겨서 배럴(210)내에 공기나 혈액을 흡입되도록 하고 플런저(220)를 앞으로 밀어서 배럴(210)내의 내용물(예를 들면, 공기)을 압축시킬 수 있다. 상기 미세 조작기는 시린지 펌프(200)가 흡입 및 배출 동작을 수행하도록 외력을 제공하는 다른 종류의 동력 수단을 모두 포함할 수 있다.

시린지 펌프(200)는 기 설정된 주기(T)로 혈액 주입을 턴-온, 턴-오프 할 수 있다. 도 1을 참조하면, 제1 시간(0.5T) 동안 혈액 주입을 턴-온하고 제2 시간(0.5T)동안 턴-오프 할 수 있다.

상기 혈액 주입에 관한 시간은 예시적인 것으로서 상기 기 설정된 주기의 길이, 즉 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 각 길이는 배럴(210)의 용량, 미세 유체 소자(300)의 크기 및 주입되는 혈액의 부피에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 정량화의 효율을 고려하여 구체적인 값으로 설정될 수 있다.

시린지 펌프(200)는 니들(230)의 방향이 중력 방향과 동일한 방향으로 제1 채널(310)에 연결된다. 구체적으로 시린지 펌프(200)는 니들(230)의 방향이 중력 방향과 일치하도록 지면에 대해 수직으로 설치된다.

미세 유체 소자(300)는 적혈구 응집성 및 침강률을 정량화 하기 위해 유입되는 혈액 흐름을 보여준다. 이를 위해 미세 유체 소자(300)는 제1 채널(310) 및 제2 채널(320)을 포함한다.

제1 채널(310)은 시린지 펌프(200)에서 배출되는 혈액이 유입되는 유입구(311), 상기 혈액이 배출되는 배출구(312)를 포함한다. 제1 채널(310)은 유입구(311)를 통해 시린지 펌프(200)와 연결되어 있다. 유입구(311)를 통해 시린지 펌프(200)에서 배출된 혈액이 제1 채널(310)로 유입된다.

제1 채널(310)의 영상은 적혈구의 응집성을 정량화 하는 데 사용된다. 구체적으로 제1 채널(310)내 관심 영역의 영상인 제1 영상은 적혈구 응집성 인덱스(

)를 계산하기 위해 사용된다. 자세한 사항은 후술한다.

제1 채널(310)은 폭(width)이 100um이고 길이(length)가 10mm일 수 있다.

다만 제1 채널(310)의 사이즈는 상기한 것에 한정되는 것이 아니며 주입되는 혈액의 부피, 적혈구 용적률(Hematocrit: Hct), 혈액과 함께 혼합되는 용액의 종류 및 농도 등을 고려하여 다른 사이즈로 형성될 수 있다.

제2 채널(320)은 제1 채널(310)과 연결되어 있다. 구체적으로 제2 채널(320)은 연결채널을 통해 제1 채널(310)과 연결되어 있다. 상기 연결채널은 좁은 크기의 곡선 채널로 형성될 수 있다. 상기 곡선 채널은 폭이 100um이고 길이는 1740um일 수 있다. 제2 채널(320)의 사이즈는 제1 채널(310)과 동일하게 형성될 수 있으며 마주 보는 형태로 배치될 수 있다.

제2 채널(320)은 대용액(counter-fluids)으로 채워져 있다. 상기 대용액은 기 설정된 농도의 보바인 세럼 알부민(bovine serum albumin: BSA)일 수 있다. 상기 대용액은 1%의 보바인 세럼 알부민(BSA)일 수 있다.

이에 한정되지 않으며 상기 대용액은 기 설정된 농도의 인산염 완충 용액(Phosphate Buffered Saline solution: PBS solution) 또는 글리세린 용액(glycerin solution)일 수 있다. 상기 기 설정된 농도는 인산염 완충 용액의 경우 1XPBS이고 글리세린 용액의 경우 20% 또는 40%일 수 있다.

다만 상기 대용액의 농도는 대용액 성분, 적혈구 응집성 및 침강률 정량화의 효율을 고려하여 다른 값으로 변경될 수 있다.

제2 채널(320)은 제2 배출구(321)를 포함한다. 제2 배출구(321)는 튜브(400-3)와 연결되어 있고 튜브(400-3)내의 기 설정된 지점에 밸브(500)가 배치되어 있다.

제2 채널(320)의 영상은 침강률을 정량화 하는 데 사용된다. 구체적으로 제2 채널(320)내 관심 영역의 영상인 제2 영상은 혈압 인덱스(

)를 계산하기 위해 사용된다. 자세한 사항은 후술한다.

튜브(400)는 복수로 존재할 수 있다. 튜브(400)는 시린지 펌프(200)와 유입구(311), 배출구(312)와 외부 및 제2 배출구(321)와 외부를 각각 연결한다.

튜브(400)는 폴리에틸렌 재질로 형성될 수 있다. 제1 채널(310) 측에 연결되는 튜브(400-1, 400-2)는 내경(inner diameter)이 250um이고 길이(length)가 300mm일 수 있다. 제2 채널(320) 측에 연결되는 튜브(400-3)는 내경(inner diameter)이 250um이고 길이(length)가 100mm일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며 각 튜브(400)는 미세 유체 소자(300)의 크기, 혈압 및 적혈구 응집성 정량화 효율을 고려하여 다른 재질과 크기로 형성될 수 있다.

밸브(500)는 제2 채널(320) 측의 튜브(400-3)에 연결되어 상기 대용액의 흐름을 조절한다.

구체적으로 밸브(500)는 개방되거나 폐쇄됨으로써 자신과 연결된 튜브(400-3)를 통한 대용액의 흐름을 허용하거나 차단한다. 밸브(500)는 핀치 밸브(pinch valve)일 수 있다.

밸브(500)는 튜브(400-3)의 기 설정된 위치에 배치되어 있으며 상기 기 설정된 위치는 상기 대용액의 흐름을 조절하면서 제1 채널(310)과 제2 채널(320)사이의 연결 지점에서 경계면(cell to liquid interface)이 형성되도록 하는 위치를 의미한다.

상기 경계면은 후술하는 제2 채널(320) 영상의 이미지 강도(

)를 분석하기 위해 상기 연결 채널과 제2 채널(320) 사이에 위치할 수 있다.

영상 획득부(600)는 적혈구 응집성 및 침강률의 정량화를 위한 미세 유체 소자(300)의 영상을 획득한다. 구체적으로 영상 획득부(600)는 제1 채널(310)의 영상인 제1 영상과 제2 채널(320)의 영상인 제2 영상을 획득한다.

영상 획득부(600)는 적혈구 응집성의 정량화를 위해 제1 채널(310)내에 제1 관심 영역을 설정하여 상기 제1 관심 영역의 영상을 상기 제1 영상으로 획득할 수 있다. 영상 획득부(600)는 혈압의 정량화를 위해 제2 채널(320)내에 제2 관심 영역을 설정하여 상기 제2 관심 영역의 영상을 상기 제2 영상으로 획득할 수 있다.

영상 획득부(600)는 미세 유체 소자(300)내의 혈액 흐름을 포착하기 위해 광학 현미경(optical microscope)과 고속 카메라(high-speed camera)로 구현될 수 있다. 이 때, 상기 고속 카메라의 공간 해상도(spatial resolution)는 1280*1000 픽셀일 수 있다. 영상 획득부(600)는 1.6초 주기의 펄스 신호를 이용하여 고속으로 현미경 이미지(microscopic image)를 획득할 수 있다. 구체적으로 영상 획득부(600)는 1kHz의 프레임 속도로 미세 유체 소자(300)에 대한 현미경 이미지(microscopic image)를 획득할 수 있다.

영상 분석부(700)는 미세 유체 소자(300)의 영상을 분석하여 적혈구 응집성 및 침강률을 정량화 한다.

구체적으로 영상 분석부(700)는 영상 획득부(600)로부터 전달받은 제1 영상 및 제2 영상을 이용하여 적혈구 응집성 인덱스(

) 및 혈압 인덱스(

)를 각각 계산함으로써 적혈구 응집성 및 침강률을 동시에 정량화 할 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 영상 분석부(700)는 상기 제1 영상의 이미지 강도(

)를 이용하여 상기 적혈구 응집성 인덱스(

)를 계산하고, 상기 제2 영상의 이미지 강도(

)를 이용하여 상기 혈압 인덱스(

)를 계산한다. 상기 적혈구 응집성 인덱스(

) 및 혈압 인덱스(

)의 계산과 관련하여 자세한 사항은 도 6 및 도 8 에서 후술한다.

상기와 같이 본 발명의 일 시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구(100)는 적혈구 응집성 인덱스(

)와 혈압 인덱스(

)를 계산함으로써 적혈구 응집성 및 침강률을 동시에 측정할 수 있다.

도 2는 시린지 펌프의 동작과 침강률을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 t =

에서 t =

까지

동안 시린지 펌프(200)가 미세 유체 소자(300)로 혈액을 전달한 후의 침강률(ESR)을 나타낸다. 배럴(210)내에서 적혈구의 침강으로 인해 적혈구가 고갈된 영역(RBC-depleted region, 기본 용액)이 상단 영역에서부터 확장된다. 확장되는 영역은 적혈구가 풍부한 영역(RBC-rich region)과 구별된다.

상기 확장되는 영역을 육안 관찰(visual inspection)하여 침강률(ESR)을 정량화 할 수도 있다.

그러나 본 발명의 경우 시린지 펌프(200)의 혈액 주입을 기 설정된 주기에 따라 턴-온, 턴-오프함으로써 침강률(ESR)을 극대화하며, 영상 분석부(700)가 제2 채널(320)의 이미지 강도(

)를 이용하여 혈압 인덱스(

)를 계산함으로써 침강률(ESR)을 정량화 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법은 주입 단계(S200), 영상 획득 단계(S300) 및 분석 단계(S400)를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하여 미세 유체 소자(300)에 대한 혈액 주입과 밸브(500)의 동작을 기초로 이하 순서대로 설명한다.

주입 단계(S200)에서 시린지 펌프(200)는 기 설정된 주기로 미세 유체 소자(300)에 혈액 주입을 시작한다. 구체적으로, 주입 단계(S200)는 대용액 주입 단계(S210) 및 혈액 주입 단계(S220)를 포함할 수 있다.

대용액 주입 단계(S210)에서, 밸브(500)가 개방된 상태로 제2 배출구(321)를 통해 제1 채널(310) 및 제2 채널(320)에 대용액(counter-fluids)이 주입된다(도 3(a)).

밸브(500)는 튜브(400-3)의 기 설정된 위치에 배치되어 있으며 상기 기 설정된 위치는 상기 대용액의 흐름을 조절하면서 제1 채널(310)과 제2 채널(320)사이의 연결 지점에서 경계면(cell to liquid interface)이 형성되도록 하는 위치를 의미한다. 상기 경계면은 제2 채널(320) 영상의 이미지 강도(

)를 분석하기 위해 제1 채널(310) 및 제2 채널(320)을 연결하는 연결 채널과 제2 채널(320) 사이에 위치할 수 있다.

혈액 주입 단계(S220)에서 시린지 펌프(200)를 통해 미세 유체 소자(300)로 혈액이 주입된다. 구체적으로 상기 대용액의 주입의 완료 후 밸브(500)가 폐쇄된 상태에서, 시린지 펌프(200)는 기 설정된 주기(T)로 혈액 주입을 시작한다(도 3(b)).

구체적으로 시린지 펌프(200)는 기 설정된 주기(T)로 혈액 주입의 턴-온, 턴-오프를 반복하며, 일 실시예에 따라 제1 시간(0.5T) 동안 혈액 주입을 턴-온하고 제2 시간(0.5T)동안 턴-오프 할 수 있다.

영상 획득 단계(S300)에서 영상 획득부(600)가 미세 유체 소자(300)의 영상을 획득한다. 구체적으로 영상 획득부(600)는 제1 채널(310)의 영상인 제1 영상과 제2 채널(320)의 영상인 제2 영상을 획득한다. 영상 획득부(600)는 적혈구 응집성의 정량화를 위해 제1 채널(310)내에 제1 관심 영역을 설정하여 상기 제1 관심 영역의 영상을 상기 제1 영상으로 획득할 수 있다. 영상 획득부(600)는 혈압의 정량화를 위해 제2 채널(320)내에 제2 관심 영역을 설정하여 상기 제2 관심 영역의 영상을 상기 제2 영상으로 획득할 수 있다.

분석 단계(S400)에서 영상 분석부(700)가 미세 유체 소자(300)의 영상을 분석하여 적혈구의 응집성과 침강률을 각각 정량화 한다. 구체적으로 분석 단계(S400)는 응집성 정량화 단계(S410) 및 침강률 정량화 단계(S420)를 포함할 수 있다.

응집성 정량화 단계(S410)에서 영상 분석부(700)는 영상 획득부(600)로부터 전달받은 제1 영상을 이용하여 적혈구 응집성 인덱스(

)를 계산한다. 구체적으로, 영상 분석부(700)는 상기 제1 영상의 이미지 강도(

)를 이용하여 상기 적혈구 응집성 인덱스(

)를 계산한다.

침강률 정량화 단계(S420)에서 영상 분석부(700)는 영상 획득부(600)로부터 전달받은 제2 영상을 이용하여 혈압 인덱스(

)를 계산한다. 구체적으로, 영상 분석부(700)는 상기 제2 영상의 이미지 강도(

)를 이용하여 상기 혈압 인덱스(

)를 계산한다.

상기와 같이 본 발명은 제1 채널(310)의 이미지 강도(

)와 제2 채널(320)의 이미지 강도(

)를 이용하여 효과적으로 적혈구 응집성 및 침강률에 관한 정보를 제공할 수 있다.

도 4는 적혈구 응집성 및 침강률의 정량화를 설명하기 위한 유체회로이다.

침강률(ESR)은 제1 채널(310)에서의 혈압을 측정함으로써 정량화 될 수 있다. 제1 채널(310)에서의 혈압은 제2 채널(320)에 채워진 적혈구의 체적을 정량화함으로써 추정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제1 채널(310)에서의 혈압(

)을 계산하기 위한 유체 회로를 도시하였다. A를 기준으로 질량 보존 법칙(mass conservation law)을 적용하면, 하기 수학식 1을 얻을 수 있다.

여기서,

는 튜브(400)의 유체 컴플라이언스(fluidic compliance)이고

는 미세 유체 소자(300)의 유체 컴플라이언스(fluidic compliance)이며,

및

는 제1 채널(310)에서의 유체 저항(fluidic resistance)이고

는 시린지 펌프(200)의 혈액 유량이다.

상기 수학식 1에 의하면 제2 채널(320)로 유입되는 혈액의 유량(

)은 하기 수학식 2와 같이 표현된다.

상기 수학식 2를 이용하면 제1 채널(310)에서의 혈압(

)은 일정 시간 t동안 제2 채널(320)로 유입되는 혈액 유량을 적분하여 하기 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.

상기 수학식 3에 의하면

는 제2 채널(320)에 채워지는 적혈구의 부피(

)에 비례하므로 하기 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.

상기 수학식 4에서, 유체 컴플라이언스의 합(

)은 일정하므로 제2 채널(320)에 채워지는 혈액의 체적(

)을 정량화함으로써 제1 채널(310)에서의 혈압(

)을 추정할 수 있다(즉,

).

도 5는 시간 경과에 따른 미세 유체 소자 영상의 이미지 강도를 설명하기 위한 도면이다.

측정 시 적혈구 침강률(ESR)을 크게 하기 위해 혈액은 덱스트란 용액(dextran=10 mg/mL)이 포함된 인산염 완충 용액(PBS solution)에 정상 적혈구(normal RBCs)를 주입하여 적혈구 용적률을 30%로 맞췄다.

도 5(a)를 참조하면, 영상 획득부(600)는 제2 채널(320)에서 적혈구의 부피를 정량화하기 위해, 제2 관심 영역을 지정한다. 상기 제2 관심 영역의 크기는 240 x 800 픽셀일 수 있다.

상기 적혈구는 양 채널(310, 320)의 압력 값이 동일 할 때까지(즉,

) 제2 채널(320)에 연속적으로 축적된다. 제2 채널(320)에서 누적된 적혈구는 제1 채널(310)과 제2 채널(320) 사이의 압력 차이에 비례하기 때문에, 제2 채널(320)의 적혈구의 이미지 강도(

)는 제1 채널(310)의 혈압을 측정하는 데 사용된다.

적혈구 이미지 강도(

)의 시간 변화는 초기 시간에서 적혈구를 포함하지 않는 제2 채널(320)의 영상의 이미지 강도(

)에서 관심 영역의 이미지 강도(

)를 빼줌으로써 계산된다(즉,

).

제1 채널(310)을 흐르는 혈액의 유속(

) 및 이미지 강도(

)를 정량화하기 위해 영상 획득부(600)는 제1 채널(310) 상단부에 제1 관심 영역을 선정한다. 상기 제1 관심 영역의 크기는 240 x 300 픽셀일 수 있다.

상기 제1 관심 영역 및 제2 관심 영역의 크기는 미세 유체 소자(300)의 크기와 적혈구 응집성 및 침강률의 정량화 효율을 고려하여 다른 크기로 설정될 수 있다.

제1 채널(310)에서 혈액 필드의 평균 속도(average velocity of the blood field)는 시간 분해 마이크로 입자 이미지 속도 측정(a time resolved micro particle image velocimetry: micro-PIV)를 수행하여 평가될 수 있다. 탐색 영역(interrogation window)의 크기는 16 x 16픽셀이고 윈도우 오버랩은 50%일 수 있다.

시간 분해 마이크로 입자 이미지 속도 측정(micro-PIV)을 수행하여 얻은 속도 필드(velocity field)는 메디안 필터(median filter)로 검증된다. 혈액장의 평균 속도 ()는 특정 관심 영역에 대한 산술 평균으로 계산된다. 그 다음, 혈액 유속 (

)은 에 직사각형 채널의 단면적(즉, Ac = width * depth)을 곱하여

= *Ac로 추정한다. 또한 상기 제1 관심 영역 내의 이미지 강도(

)의 평균값은 시간 경과에 따른 디지털 이미지 처리를 통해 정량화 된다.

도 5(b)를 참조하면, 혈액 유속(

)은 시간에 따라 일정하고 주기적인 경향을 나타낸다. 제2 채널(320) 에서 수집된 적혈구의 이미지 강도(

)는 시린지 펌프(200)내의 적혈구 침강으로 인해 시간이 지남에 따라 증가하는 경향이 있다.

상기 적혈구 침강은 미세 유체 소자(300)로 전달되는 혈액의 혈구 용적률(Hematocrit:Hct) 수준을 증가시키는 것으로 판단할 수 있으며 혈압은 시간이 지남에 따라 증가한다. 제1 채널(310)의 혈액의 이미지 강도(

)는 특정 시간 동안 점차 감소한다.

는 시간이 경과하더라도 일관되고 주기적인 경향을 보여준다. 또한 상기 적혈구 침강은 혈액 전달 중에 제2 채널(320)의 적혈구 이미지 강도 (

) 및 제1 채널(310)의 혈액의 이미지 강도(

)의 변화를 유발한다.

구체적으로, 단위 주기당 혈액 유속이 있을 때(

),

가 증가 및 감소하며 혈액 흐름이 정지된 이후(

)에는 적혈구 응집성에 의하여

는 점점 증가하는 경향을 보인다. 또한, 시간경과에 따라서

는 점점 증가하고,

는 점점 감소하는 경향을 보여준다.

도 6은 대용액의 농도에 따른 제2 채널의 이미지 강도 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 대용액에 따른 제2 채널(320)의 적혈구 이미지 강도(

)의 변화를 도시한 그래프이다. 대용액(CF)으로 인산염 완충 용액(PBS)을 사용하는 경우에는 시간이 경과함에 따라

는 점점 증가한다.

점도가 높은 대용액은 적혈구가 제1 채널(310)에서 제2 채널(320)로 이동하는 것을 방해하므로 반대 액체 채널에서 적혈구의 부피는 감소하는 경향이 있다. 상기 대용액으로 글리세린 용액(glycerin solution, GL)을 사용하는 경우에는 인산염 완충 용액(PBS solution)을 사용하는 경우에 비해

가 일정하게 유지된다.

따라서 혈압의 변화를 효과적으로 측정하기 위해서는 글리세린 용액(glycerin solution)이 더 효과적이다.

도 6(a)에서 삽입된 그래프를 참조하면,

는 시린지 펌프(200)에 의한 혈액 주입이 턴-온인 상태일때만(즉, 혈액 유속이 존재하는 T/2동안에만), 변화하므로 혈압 인덱스(

)는 하기 수학식 5와 같이 정의한다.

도 7은 제1 채널에서의 압력과 혈압 인덱스의 상관 관계를 도시한 그래프이다.

제1 채널(310)에서의 압력은 도 4에서 설명한 바와 같이, 유체회로상의 점 A를 기준으로 하여

이다. 도 7에서 적혈구 용적률(Hct) 및 광원 레벨(light-source level)에 따라

와 혈압 인덱스(

)의 상관 관계를 도시하였다.

적혈구 용적률은 H1이 20%이고, H2가 30%이며, H3가 40%, H4가 50%이다.

선형 회귀 분석을 통해 광원 레벨(L1)인 경우

= 0.0945PA + 0.0134 (

= 0.8802), 광원 레벨(L2)인 경우

= 0.0699PA - 0.0517 (

= 0.9408)의 선형 방정식이 얻어졌다.

결정 계수(

)가 충분히 높기 때문에

와

는 통계적으로 선형 관계를 가진 것으로 간주할 수 있다. 즉,

의 변동은

의 변동으로 추정 할 수 있다.

미세 유체 소자 플랫폼에서 유체 압력을 측정하기 위해 이전에 제안된 방법에 따르면, 미세 유체 소자는 미세 유체 채널(micro fluidic channel)과 액체 금속 층(liquid-metal layer)의 두 층으로 구성된다. 유체 압력은 상기 미세 유체 채널에서 기계적 변형을 유도하여 상기 액체 금속 층의 단면적을 변화시키는 데 기여한다. 유체 압력의 측정은 상기 액체 금속 층의 전기 저항의 변화를 관찰함으로써 수행되며 상기 미세 유체 채널의 기계적 변형에 기초하여, 압력의 하한은 비교적 높다(하한 압력 = 5-17 kPa).

본 발명의 경우 단일 층 구조로 구성된 미세 유체 소자(300)를 사용한다. 또한, 압력 측정은 대용액으로 채워진 제2 채널(320)에서 적혈구의 부피의 변화를 모니터링 함으로써 압력의 검출 한계를 상당히 낮출 수 있다(하한 압력 = 6-12 Pa).

상기와 같이

는 제1 채널(310)의 혈압(

) 변화를 측정하는 데 효과적이다. 시린지 펌프(200)내의 적혈구 침강은 미세 유체 소자(300)로 전달되는 혈액의 적혈구 용적률(Hct)의 변화를 야기하며, 이는 제1 채널(310)의 혈압(

)을 증가시키는데 기여한다. 그러므로

는 시린지 펌프(200)내의 적혈구 침강률(ESR) 변화를 감지하는 데 효과적이다.

도 8은 적혈구 응집성의 정량화를 설명하기 위한 그래프이다.

도 8(a)는 제1 채널(310)의 혈액의 이미지 강도(

)와 혈액 유속(blood velocity, )를 시간에 따라 도시한 것이다.

혈액은 정상 적혈구에 10

의 덱스트란 용액을 첨가하여 적혈구 용적률(Hct)을 30%로 조정 하였다. 시린지 펌프(200)내의 혈액을 펄스 형상 유속(pulse-shaped flow rate)(

= 1

, T=240s)으로 하여 미세 유체 소자(300)에 공급하였다.

도 8(b)를 참조하면, 제1 채널(310)의 이미지 강도(

)는 시린지 펌프(200)에 의한 혈액 주입이 턴-오프된 상태인 동안(0~120초 구간) 변화한다. 따라서 적혈구 응집성 인덱스(

)는 하기 수학식 6을 이용하여 계산할 수 있다.

상기 수학식 6에서 T는 혈액 유속의 주기이고(도 8의 경우 240초),

는 제1 채널(310)의 이미지 강도이고,

는 각 주기에서

의 최소값이다.

도 9는 적혈구 용적률에 따른 혈압 인덱스와 적혈구 응집성 인덱스를 도시한 그래프이다.

도 9에서, 혈압 인덱스(

)와 적혈구 응집성 인덱스(

)의 시간에 따른 변화를 적혈구 용적률(Hct)별로 도시하였다. 적혈구 용적률(Hct)은 H5가 50%이고 H6이 30%이다.

더 높은 적혈구 용적률(H5 = 50 %)에서

와

는 시간에 따라 변하지 않았다. 그러나 상대적으로 낮은 적혈구 용적률(H6=30%)의 경우 혈압 인덱스(

)는 시간이 지남에 따라 점차 증가하고

는 최대 32분까지 점차적으로 감소한 후 일정하게 유지되었다.

적혈구 응집성은 시린지 펌프(200)의 적혈구 침강률(ESR)에 따라 계속 변하므로 적혈구 응집성 및 침강률을 측정할 때 적혈구 용적률 수준은 30%가 더 효과적이다.

도 10은 덱스트란 농도에 따른 혈압 인덱스와 적혈구 응집성 인덱스를 도시한 그래프이다.

측정을 위한 조건으로 혈액의 적혈구 용적률(Hct)은 정상 적혈구에 0, 5, 10 mg/mL 농도의 덱스트란 용액(dextran solution)을 주입하여 30%로 조절되었다. 혈액 유속은

= 1

이고 주기는 240s이다.

도 10을 참조하면, 덱스트란 용액의 농도는 C1이 0mg/mL(PBS solution), C2는 5mg/mL, C3은 10mg/mL이다. 덱스트란 용액의 농도가 높을수록 혈압 인덱스(

) 및 적혈구 응집성 인덱스(

)가 점점 증가하는 경향을 보인다. 따라서 덱스트란 용액은 시린지 펌프(200)내에서 적혈구 침강률을 증가시키고, 이로 인해 미세 유체 소자(300)로 주입되는 혈액의 적혈구 용적률(Hct)이 증가하게 되어 혈압 인덱스(

)가 점점 증가한다.

덱스트란 용액의 농도가 높을수록 혈유동 정지 조건하에서 적혈구 응집성이 증가한다. C3에서 적혈구 응집성 인덱스(

)은 초기에 C1에 비해 증가하나 침강률에 따른 적혈구 용적률의 증가로 점점 감소하며 32분이 경과된 이후에는 일정하다. C1 및 C2의 경우 초기부터 적혈구 응집성 인덱스(

)가 일정하게 유지된다.

본 발명은 특정 기능들 및 그의 관계들의 성능을 나타내는 방법 단계들의 목적을 가지고 위에서 설명되었다. 이러한 기능적 구성 요소들 및 방법 단계들의 경계들 및 순서는 설명의 편의를 위해 여기에서 임의로 정의되었다.

상기 특정 기능들 및 관계들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들 및 순서들이 정의될 수 있다. 임의의 그러한 대안적인 경계들 및 순서들은 그러므로 상기 청구된 발명의 범위 및 사상 내에 있다.

추가로, 이러한 기능적 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 어떠한 중요한 기능들이 적절히 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다. 마찬가지로, 흐름도 블록들은 또한 어떠한 중요한 기능성을 나타내기 위해 여기에서 임의로 정의되었을 수 있다.

확장된 사용을 위해, 상기 흐름도 블록 경계들 및 순서는 정의되었을 수 있으며 여전히 어떠한 중요한 기능을 수행한다. 기능적 구성 요소들 및 흐름도 블록들 및 순서들 둘 다의 대안적인 정의들은 그러므로 청구된 본 발명의 범위 및 사상 내에 있다.

본 발명은 또한 하나 이상의 실시 예들의 용어로, 적어도 부분적으로 설명되었을 수 있다. 본 발명의 실시 예는 본 발명, 그 측면, 그 특징, 그 개념, 및/또는 그 예를 나타내기 위해 여기에서 사용된다. 본 발명을 구현하는 장치, 제조의 물건, 머신, 및/또는 프로세스의 물리적인 실시 예는 여기에 설명된 하나 이상의 실시 예들을 참조하여 설명된 하나 이상의 측면들, 특징들, 개념들, 예들 등을 포함할 수 있다.

더구나, 전체 도면에서, 실시 예들은 상기 동일한 또는 상이한 참조 번호들을 사용할 수 있는 상기 동일하게 또는 유사하게 명명된 기능들, 단계들, 모듈들 등을 통합할 수 있으며, 그와 같이, 상기 기능들, 단계들, 모듈들 등은 상기 동일한 또는 유사한 기능들, 단계들, 모듈들 등 또는 다른 것들일 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구
200 : 시린지 펌프
210 : 배럴
220 : 플런저
230 : 니들
300 : 미세 유체 소자
310 : 제1 채널
311 : 유입구
312 : 배출구
320 : 제2 채널
321 : 제2 배출구
400 : 튜브
500 : 밸브
600 : 영상 획득부
700 : 영상 분석부

Claims

혈액이 유입되는 유입구와 상기 혈액이 배출되는 배출구를 포함하는 제1 채널 및 연결채널을 통해 상기 제1 채널과 연결되며 대용액으로 채워진 제2 채널을 포함하는 미세 유체 소자;
상기 미세 유체 소자 내의 영상으로서 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 영상 획득부; 및
상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 분석하여 적혈구의 응집성과 침강률을 각각 정량화하는 영상 분석부를 포함하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구.
제1 항에 있어서,
니들의 방향이 중력 방향과 동일하게 상기 유입구와 연결되어 기 설정된 주기로 상기 혈액을 주입하는 시린지 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구.
제1 항에 있어서,
상기 제2 채널은,
상기 대용액이 배출되는 제2 배출구;
상기 제2 배출구와 외부를 연결하는 제2 튜브; 및
상기 제2 튜브의 기 설정된 위치에 배치되어 상기 대용액의 흐름을 제어하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구.
제1 항에 있어서,
상기 영상 획득부는,
상기 제1 채널 내에 제1 관심영역을 설정하여 상기 제1 관심영역의 영상을 상기 제1 영상으로서 획득하고
상기 제2 채널 내에 제2 관심영역을 설정하여 상기 제2 관심영역의 영상을 상기 제2 영상으로서 획득하는 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구.
제1 항에 있어서,
상기 영상 분석부는,
상기 제1 영상의 이미지 강도를 이용하여 적혈구 응집성 인덱스(
)를 계산함으로써 적혈구의 응집성을 정량화하고
상기 제2 영상의 이미지 강도를 이용하여 혈압 인덱스(
)를 계산함으로써 적혈구의 침강률을 정량화하는 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구.
제1 항에 있어서,
상기 대용액은 기 설정된 농도의 글리세린 용액(glycerin solution), 보바인 세럼 알부민(bovine serum albumin: BSA) 및 인산염 완충 용액(Phosphate Buffered Saline solution: PBS solution) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구.
적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 기구를 이용하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법에 있어서,
시린지 펌프를 이용하여 기 설정된 주기(T)로 미세 유체 소자에 혈액 주입을 시작하는 주입 단계;
영상 획득부가 상기 미세 유체 소자에 대해 제1 관심 영역 및 제2 관심 영역을 설정하여 제1 영상 및 제2 영상을 각각 획득하는 영상 획득 단계; 및
영상 분석부가 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 분석하여 적혈구의 응집성과 침강률을 각각 정량화 하는 분석 단계를 포함하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법.
제7 항에 있어서,
상기 주입 단계는,
상기 미세 유체 소자의 제1 채널 및 제2 채널에 대용액을 주입한 후 상기 제2 채널과 연결된 튜브의 기 설정된 위치를 밸브로 폐쇄하는 대용액 주입 단계; 및
상기 시린지 펌프에 의해 상기 혈액 주입이 제1 시간(0.5T)동안 턴-온되고 제2 시간(0.5T)동안 턴-오프되는 혈액 주입 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법.
제7 항에 있어서,
상기 영상 획득 단계에서,
상기 제1 영상은 상기 미세 유체 소자의 제1 채널내의 영상이고 상기 제2 영상은 상기 미세 유체 소자의 제2 채널내의 영상인 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법.
제7 항에 있어서,
상기 분석 단계는,
상기 제1 영상의 이미지 강도를 이용하여 적혈구 응집성 인덱스(
)를 계산하는 응집성 정량화 단계; 및
상기 제2 영상의 이미지 강도를 이용하여 혈압 인덱스(
)를 계산하는 침강률 정량화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적혈구 응집성 및 침강률 동시 측정 방법.