KR20200090316A

KR20200090316A - 향상된 정확도와 컴팩트한 구조를 제공하는 셀카운터

Info

Publication number: KR20200090316A
Application number: KR1020190007161A
Authority: KR
Inventors: 허욱환; 서창덕; 김홍석
Original assignee: 주식회사 바이오원
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-07-29
Also published as: KR102148285B1

Abstract

본 명세서는 향상된 정확도와 컴팩트한 구조를 제공하는 셀카운터를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 셀카운터는 셀카트리지(10)의 투입을 위한 슬롯(130)을 가진 케이싱부(100); 상기 케이싱부(100) 안으로 투입된 셀카트리지(10)를 수평구동하며 상기 셀카트리지(10)의 셀챔버(30)를 촬영하는 구동/촬영 조립체(200); 및 상기 셀챔버(30)를 촬영하여 얻어진 이미지를 분석하여 상기 셀챔버(30) 내 세포수를 카운팅하는 임베디드 컴퓨터(300);를 포함한다.

Description

향상된 정확도와 컴팩트한 구조를 제공하는 셀카운터{Cell counter which provides improved accuracy and a compact structure}

본 발명은 세포들(cells)의 개수를 카운팅하기 위해 사용되는 셀카운터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 대상 세포들이 담긴 셀카트리지의 셀챔버 영역에 대한 이미지를 얻고 이를 분석하여 대상 세포들의 개수를 산출하는 방식이 적용되는 셀카운터에 관한 것이다.

셀카운터(Cell Counter)는 세포들의 개수를 카운팅하기 위해 사용되는 기기를 의미한다.

종래에 여러 가지 유형의 셀카운터들이 소개된 바 있는데, 그 중 하나는 대상 세포들을 셀카트리지의 셀챔버에 주입하고 셀카운터를 이용하여 셀챔버의 이미지를 얻은 후 이미지 분석을 통해 세포들의 개수를 산출하는 유형이다.

이와 같은 이미지 분석 방식이 적용되는 종래의 셀카운터들은 셀챔버 영역 내의 일부 영역을 샘플링 영역으로 하여 그에 대한 이미지를 얻고 이로부터 산출된 세포들의 개수에 샘플링 영역 면적에 대한 셀챔버 전체 면적의 면적비율을 곱하여 셀챔버 전체에 수용된 세포들의 개수를 추정하는 것이 일반적이다.

이러한 셀카운팅 방식은 셀챔버 전체에 대해 세포수를 직접 카운팅하는 방식이 아니라 샘플링 영역에 대해 카운팅된 세포수로부터 전체 세포수를 추정하는 방식이기 때문에 그 정확도에 있어서 한계가 있을 수 밖에 없다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 이미지 분석을 통해 세포들의 개수를 산출하는 방식을 적용하되 종래에 비해 정확도가 크게 향상된 셀카운터를 제공하는 데에 주된 목적이 있다.

본 발명은, 셀카트리지(10)의 투입을 위한 슬롯(130)을 가진 케이싱부(100); 상기 케이싱부(100) 안으로 투입된 셀카트리지(10)를 수평구동하며 상기 셀카트리지(10)의 셀챔버(30)를 촬영하는 구동/촬영 조립체(200); 및 상기 셀챔버(30)를 촬영하여 얻어진 이미지를 분석하여 상기 셀챔버(30) 내 세포수를 카운팅하는 임베디드 컴퓨터(300);를 포함하는 셀카운터를 제공한다.

상기 구동/촬영 조립체(200)는 상기 셀챔버(30)를 복수의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)로 구분하여 각각의 단위영역을 촬영하는 것일 수 있다.

상기 구동/촬영 조립체(200)는 상기 셀카트리지(10)를 투입방향 또는 배출방향을 따라 소정폭 만큼씩 이동시키면서 상기 복수의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)을 순차적으로 촬영하는 것일 수 있다.

상기 구동/촬영 조립체(200)는 고정프레임(210); 상기 셀카트리지(10)가 탑재되며 상기 고정프레임(210)에 슬라이딩 가능하게 장착되는 무빙프레임(220); 상기 고정프레임(210)에 장착되며 상기 무빙프레임(220)을 슬라이딩 구동하는 구동부(230); 및 상기 고정프레임(210)에 장착되며 상기 셀챔버(30)를 촬영하는 촬영부(270);를 포함할 수 있다.

상기 촬영부(270)는 상기 고정프레임(210)의 하측에 장착되는 광원모듈(280); 및 상기 고정프레임(210)의 상측에 장착되는 촬영모듈(290);을 포함할 수 있다.

상기 고정프레임(210)에는 제1 관통홀(215)이 형성될 수 있고, 상기 무빙프레임(220)에는 제2 관통홀(225)이 형성될 수 있으며, 상기 셀챔버(30) 촬영 시에, 상기 셀챔버(30)는 상기 제2 관통홀(225) 내측에 배치되며 상기 광원모듈(280)이 제공하는 광은 상기 제1 관통홀(215)을 통해 상기 셀챔버(30)로 조사될 수 있다.

상기 제1 관통홀(215)은 상기 셀챔버(30)의 상기 단위영역에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

상기 구동/촬영 조립체(200)는 상기 무빙프레임(220)에 구비된 위치식별돌기(223); 상기 위치식별돌기(223)가 제1 위치에 있을 때 상기 위치식별돌기(223)를 감지하는 제1 센서모듈(240); 및 상기 위치식별돌기(223)가 제2 위치에 있을 때 상기 위치식별돌기(223)를 감지하는 제2 센서모듈(250);을 더 포함할 수 있으며, 상기 무빙프레임(220)은 상기 제1 위치에 대응되는 최대진입위치와 상기 제2 위치에 대응되는 최저진입위치 사이에서 슬라이딩 가능할 것일 수 있다.

상기 셀챔버(30) 촬영 도중, 상기 셀카트리지(10)가 탑재된 상기 무빙프레임(220)은 상기 최대진입위치로부터 상기 최저진입위치로 이동될 수 있다.

상기 구동/촬영 조립체(200)는 상기 셀카트리지(10)를 감지하는 제3 센서모듈(260)을 더 포함할 수 있으며, 상기 셀챔버(30) 촬영 전에 상기 제3 센서모듈(260)에 의해 상기 셀카트리지(10)가 감지되면 상기 무빙프레임(220)이 상기 최대진입위치로 이동될 수 있다.

상기 제3 센서모듈(260)은 상기 고정프레임(210)에 장착되고, 상기 무빙프레임(220)에는 상기 셀카트리지(10)의 감지를 위한 셀카트리지 감지홀(226)이 형성될 수 있다.

상기 무빙프레임(220)에는 탑재된 셀카트리지(10)의 고정을 위한 클립부재(224)가 구비될 수 있다.

상기 광원모듈(280)은 광원(281); 상기 광원(281)이 발생시킨 광을 평행광으로 변환하는 제1 렌즈(284); 및 상기 평행광을 외부로 출사시키며 상기 제1 관통홀(215)과 정렬되게 배치되는 출사공(285a);을 포함하는 것일 수 있다.

상기 촬영모듈(290)은 이미지센서(295); 및 상기 광원모듈(280)로부터 출사되어 상기 셀챔버(30)를 통과한 평행광을 상기 이미지센서(295)로 포커싱하는 제2 렌즈(292);를 포함하는 것일 수 있다.

상기 임베디드 컴퓨터(300)는 상기 이미지를 분석하여 세포수를 카운팅하는 메인보드(320); 및 상기 메인보드(320)에 의해 산출된 결과를 표시하는 디스플레이부(330);를 포함할 수 있다.

본 발명이 제공하는 중점적인 효과들을 기술하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명의 셀카운터는 셀챔버 전체에 대한 촬영이미지를 얻어 셀챔버 내의 전체 세포의 개수를 직접 카운팅하므로 샘플 영역에 대한 세포의 개수를 카운팅하여 전체 세포의 개수를 추정하는 종래의 셀카운터에 비해 훨씬 향상된 정확도를 제공할 수 있다.

둘째, 본 발명의 셀카운터는 셀카트리지를 이동시켜가면서 셀챔버의 단위영역들을 촬영하는 방식이 적용되므로 1개의 이미지센서를 사용하여 셀챔버 전체에 대한 이미지 획득하는 것이 가능하며, 이는 셀카운터의 간단한 구조 및 저렴한 비용에 기여한다.

셋째, 본 발명의 셀카운터는 셀카트리지를 구동하는 부품들 및 셀챔버를 촬영하는 부품들을 하나의 조립체(구동/촬영 조립체)로 통합된 형태로 제공함으로써 셀카운터의 내부구조가 복잡하지 않고 매우 심플하고 컴팩트해질 수 있다. 그리하여 셀카운터의 전체적인 부피를 크게 줄이는 것이 가능해지며 보다 세련된 외관디자인을 가진 셀카운터를 제공하는 것이 가능해진다.

넷째, 본 발명의 셀카운터는 셀챔버의 촬영을 위해 광원유닛을 통해 평행광을 사용하는 한편 깊이가 종래보다 얕은 셀챔버를 가진 셀카트리지를 사용함으로써 그림자 현상에 의한 정확도 저하 문제는 물론 세포들의 중첩배치에 따른 정확도 저하 문제가 해소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀카운터를 보이는 도면이다.
도 2는 상하부 케이싱을 분리하여 도 1의 셀카운터를 보이는 도면이다.
도 3은 도 1의 셀카운터에 적용 가능한 셀카트리지의 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 구동/촬영 조립체의 실시예를 보이는 사시도이다.
도 5는 도 4의 구동/촬영 조립체의 분해도이다.
도 6은 도 4의 구동/촬영 조립체의 고정프레임 및 무빙프레임을 결합상태로 보이는 부분 평면도이다.
도 7은 도 4의 구동/촬영 조립체의 단면도로서 촬영부의 상세구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8g는 구동/촬영 조립체의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 셀카운터의 실시예에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

1. 셀카운터의 전체적인 구성

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀카운터를 보이는 도면이고, 도 2는 상하부 케이싱을 분리하여 도 1의 셀카운터를 보이는 도면이며, 도 3은 도 1의 셀카운터에 적용 가능한 셀카트리지의 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 셀카운터(1)는 분석대상물에 포함된 세포들의 개수를 카운팅하기 위한 기기이다.

본 실시예의 셀카운터(1)를 가지고 분석대상물을 분석할 때, 분석대상물이 매우 얇게 펼쳐진 상태가 되도록 도 3에 도시된 바와 같은 셀카트리지(10)가 사용될 수 있다.

셀카트리지(10)는 셀카트리지 몸체(20) 내에 형성된 셀챔버(30)를 가지며, 여기에 분석대상물이 수용된다. 예로써 분석대상물은 세포들이 침지된 상태로 염색 용액과 혼합된 것일 수 있다.

셀카트리지(10)에는 셀챔버(30)에 연통된 주입구(31) 및 공기배출공(32)이 구비된다. 주입구(31)는 셀챔버(30)에 분석대상물의 주입을 위한 것이고, 공기배출공(32)은 그 주입 과정에서 셀챔버(30) 내 공기의 외부 배출을 위한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 셀챔버(30)는 직사각형 형상일 수 있다. 그리고 분석대상물이 얇게 펼쳐진 상태가 되도록 셀챔버(30)의 깊이는 매우 얕게 설계될 필요가 있다. 셀챔버(30) 내에서 세포들이 단일층으로 펼쳐질 수 있도록 셀챔버(30)는 50 ㎛ 정도의 깊이를 갖는 것이 바람직하다.

본 실시예의 셀카운터(1)는 셀챔버(30) 전체에 대한 확대 이미지를 얻기 위해 사용된다. 이를 위해, 셀카운터(1)는 셀챔버(30)를 복수의 단위영역들로 구분하여 각각의 단위영역을 촬영한다. 즉, 셀카운터(1)를 통해 1회의 촬영으로 셀챔버(30) 전체의 이미지를 얻는 것이 아니고, 도 3에 도시된 바와 같이 셀챔버(30)를 복수의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)로 구분하고 단위영역들 각각에 대한 이미지를 순차적으로 얻는 방식이 적용된다.

도 3에 도시된 예를 들면, 셀챔버(30)가 4개의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)로 구분되므로 그 개수만큼 즉 4회에 걸친 단위영역의 촬영을 통해 셀챔버(30) 전체에 대한 이미지를 얻게 된다.

이러한 셀챔버(30)의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)에 대한 촬영은 셀카트리지(10)의 길이방향을 따라 순차적으로 진행될 수 있다.

예로써, 셀카트리지(10)의 후단에 가까운 단위영역부터 촬영하는 것이다. 즉, 제1 단위영역(30A), 제2 단위영역(30B), 제3 단위영역(30C), 제4 단위영역(30D) 순으로 촬영하는 것이다. 다른 예로써, 셀카트리지(10)의 선단에 가까운 단위영역부터 촬영하는 것도 가능하다. 즉, 제4 단위영역(30D), 제3 단위영역(30C), 제2 단위영역(30B), 제1 단위영역(30A) 순으로 촬영하는 것이다. 전자의 경우 단위영역의 촬영은 셀카트리지(10)를 배출방향(X2)으로 이동시켜가면서 진행되고, 후자의 경우 단위영역의 촬영은 셀카트리지(10)를 투입방향(X1)으로 이동시켜가면서 진행된다.

셀카운터(1)의 셀챔버(30) 촬영 동작에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 셀카운터(1)는 케이싱부(100), 구동/촬영 조립체(200) 및 임베디드 컴퓨터(300)를 포함한다.

케이싱부(100)의 전면에는 셀카트리지(10)의 투입을 위한 슬롯(130)이 형성되어 있다. 케이싱부(100)의 측면에는 전원단자(141), 전원스위치(142) 및 USB포트(143)가 구비되어 있다.

케이싱부(100)는 하부케이싱(110) 및 상부케이싱(120)으로 구성된다. 하부케이싱(110)에는 구동/촬영 조립체(200)가 장착되고, 상부케이싱(120)에는 임베디드 컴퓨터(300)가 장착된다.

구동/촬영 조립체(200)는 케이싱부(100) 안으로 투입된 셀카트리지(10)를 수평구동하는 구성이자 셀카트리지(10)의 셀챔버(30)를 촬영하는 구성이다.

임베디드 컴퓨터(300)는 내장형 컴퓨터로서 지지프레임(310), 메인보드(320) 및 디스플레이부(330)를 포함한다. 메인보드(320)는 셀카운터(1)의 동작제어, 데이터처리 등과 관련된 각종 연산 및 데이터 송수신을 담당한다. 디스플레이부(330)는 메인보드(320)로부터 얻어지는 분석결과(예: 세포 수, 단위면적당 세포 수)를 표시하는 기능, 사용자 입력을 위한 인터페이스 화면을 제공하는 기능 등을 담당한다. 이를 위해 디스플레이부(330)는 터치패널로 구비되는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(330)는 케이싱부(110)의 경사진 상면에 배치된다.

2. 구동/촬영 조립체(200)의 구성

이하에서는 전술한 구동/촬영 조립체(200)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 구동/촬영 조립체의 실시예를 보이는 사시도이고, 도 5는 도 4의 구동/촬영 조립체의 분해도이고, 도 6은 도 4의 구동/촬영 조립체의 고정프레임 및 무빙프레임을 결합상태로 보이는 부분 평면도이고, 도 7은 도 4의 구동/촬영 조립체의 단면도로서 촬영부의 상세구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 구동/촬영 조립체(200)은 고정프레임(210), 무빙프레임(220), 구동부(230), 제1 센서모듈(240), 제2 센서모듈(250), 제3 센서모듈(260) 및 촬영부(270)를 포함한다.

고정프레임(210)은 셀카운터(1)의 하부케이싱(110)에 장착된다. 이러한 고정프레임(210)에 구동/촬영 조립체(200)의 다른 구성들(220, 230, 270)이 결합되어 장착됨으로써 하나의 조립체를 이루게 된다.

고정프레임(210)은 고정프레임 몸체(211)를 포함한다. 고정프레임 몸체(211)은 대략 길다란 직사각판 형상이다. 고정프레임 몸체(211)의 선단부 양측에는 무빙프레임(220)의 이동을 가이드하는 한 쌍의 가이드레일(213a, 213b)이 구비된다. 또한, 고정프레임 몸체(211)에는 모터장착부(212), 제1 관통홀(215), 센서장착홀(216) 및 캠부재 수용공(217)이 구비된다.

무빙프레임(220)은 그 위에 셀카트리지(10)가 탑재되는 프레임으로서, 고정프레임(210)에 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된다. 구체적으로, 무빙프레임(220)은 셀카트리지(10)의 투입방향 및 배출방향을 따라 슬라이딩 가능하게 고정프레임(210)에 장착된다.

무빙프레임(220)은 셀카트리지(10)가 올려지는 무빙프레임 몸체(221)를 갖는다. 무빙프레임 몸체(221)는 전술한 고정프레임 몸체(211) 위에 엊혀지며 그 위에서 슬라이딩 가능한 배치를 갖는다.

무빙프레임 몸체(221)의 선단부 양측에는 전술한 한 쌍의 가이드레일(213a, 213b)에 의해 가이드되는 한 쌍의 돌출부(227a, 227b)가 형성된다. 또한 무빙프레임 몸체(221)에는 제2 관통홀(225) 및 셀카트리지 감지홀(226)이 형성된다. 무빙프레임(220)의 후단부에는 클립부재(224) 및 위치식별돌기(223)가 구비된다. 클립부재(224)는 무빙프레임(220)에 탑재되는 셀카트리지(10)의 선단부를 하방으로 가압하여 셀카트리지(10)를 고정시키는 부재이고, 위치식별돌기(223)를 그것의 위치감지를 통해 무빙프레임(220)의 위치제어를 위한 것이다.

구동부(230)는 고정프레임(210)에 장착되어 무빙프레임(220)을 구동하는 구성이다. 구동부(230)는 모터(231), 캠부재(235) 및 링크부재(237)를 포함한다.

모터(231)는 고정프레임(210)의 후단부에 마련된 모터장착부(212)에 장착되며, 모터장착부(212)에 형성된 축삽입공(212a)에 모터축(232)이 삽입되며, 캠부재(235)의 중심에 모터축(232)이 연결된다. 링크부재(237)는 캠부재(235)와 무빙프레임(220)을 연결한다. 모터(231)가 회전함에 따라 링크부재(237)에 연결된 무빙프레임(220)이 수평방향을 따르는 슬라이딩 움직임을 갖는다. 캠부재(235)가 회전할 때 그에 연결된 링크부재(237)에 의해 무빙프레임(220)이 슬라이딩 구동되도록, 링크부재(237)의 일단은 캠부재(235)의 중심으로부터 편심된 위치에 연결된다.

제1 센서모듈(240), 제2 센서모듈(250) 및 제3 센서모듈(260)은 무빙프레임(220)의 위치 제어를 위한 구성들로서, 고정프레임(210)에 각각 장착된다.

제1 센서모듈(240)은 광송신부(241) 및 광수신부(242)를 구비하며 그 사이에 무빙프레임(220)의 위치식별돌기(223)가 배치될 때 그에 의해 광수신부(242)의 광수신이 차단되어짐으로써 위치식별돌기(223)의 위치가 감지될 수 있다.

그와 유사하게 제2 센서모듈(250)도 광송신부(251) 및 광수신부(252)를 구비하며 그 사이에 무빙프레임(220)의 위치식별돌기(223)가 배치될 때 그에 의해 광수신부(242)의 광수신이 차담되어짐으로써 위치식별돌기(223)의 위치가 감지될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 센서모듈(240)은 제2 센서모듈(250)보다 소정 거리 안쪽에 배치된다. 무빙프레임(220)은 슬롯(130, 도 1 참조)으로부터 가장 떨어진 최대진입위치와 슬롯(130)에 가장 가까운 최저진입위치 사이에서 슬라이딩되는 움직임을 갖는데, 여기서 최대진입위치는 위치식별돌기(223)가 제1 센서모듈(240)에 의해 감지되는 위치(제1 위치)에 대응되는 위치이고, 최저진입위치는 위치식별돌기(223)가 제2 센서모듈(250)에 의해 감지되는 위치(제2 위치)에 대응되는 위치이다.

제3 센서모듈(260)은 무빙프레임(220)의 위치 제어를 위해 셀카트리지(10)를 감지하는 구성이다. 제3 센서모듈(260)은 고정프레임(210)에 저면측에 장착되는 PCB기판(260)과 그 기판 위에 실장된 센서(261)로 구성된다. 여기서 센서(261)는 무빙프레임(220)에 형성된 전술한 센서장착홀(226) 내에 배치된다.

센서(261)는 상방으로 광을 발사하는 광송신부(미도시) 및 반사광을 수신하는 광수신부(미도시)로 구성되는데, 무빙프레임(220)에 셀카트리지(10)가 탑재되어 있을 때 셀카트리지(10)는 센서장착홀(226)을 가리는 위치에 배치되므로 센서(261)의 송신광이 셀카트리지(10)에 의해 반사된 후 광수신부에서 수신됨으로써 무빙프레임(220)에 탑재된 셀카트리지(10)가 감지된다.

촬영부(270)는 고정프레임(210)에 장착되어 셀카트리지(10)의 셀챔버(30)를 촬영하는 구성이다. 촬영부(270)는 고정프레임(210)의 하측에 장착된 광원모듈(280), 및 광원모듈(280)과 대향되게 고정프레임(210)의 상측에 장착된 촬영모듈(290)로 구성된다.

광원모듈(280)은 셀챔버(30)의 촬영에 필요한 광을 제공하는 모듈이다. 도 7을 참조하면, 광원모듈(280)은 PCB기판(282)의 상면에 실장된 광원(281), 렌즈수용부(283) 내에 구비된 제1 렌즈(284), 및 프레임결합부(285)에 형성된 출사공(285a)을 포함한다. 예로써, 광원(281)은 LED소자로 구비될 수 있다. 제1 렌즈(284)는 광원(281)이 발생시킨 광을 평행광으로 변환하는 역할을 한다. 이러한 평행광은 출사공(285a)을 통해 출사된다. 프레임결합부(285)는 출사공(285a)이 전술한 제1 관통홀(215)에 정렬되게 고정프레임(210)에 결합된다.

촬영모듈(290)은 광원모듈(280)로부터 조사되어 셀챔버(30)를 통과한 광을 수신함으로써 셀챔버(30)를 촬영하는 모듈이다. 도 7을 참조하면, 촬영모듈(280)은 PCB기판(296)의 저면측에 실장된 이미지센서(295), 렌즈수용부(291) 내에 구비된 제2 렌즈(292), 및 고정프레임(210)에 결합되는 프레임결합부(293)에 형성된 광투과공(293a)을 포함한다. 예로써, 이미지센서(295)는 CMOS 센서로 구비될 수 있다. 제2 렌즈(292)는 광원모듈(280)로부터 출사되어 셀챔버(30)를 통과한 평행광을 이미지센서(295)로 포커싱하는 역할을 한다.

도 7을 참조하여 촬영부(270)에 의한 셀챔버(30)의 촬영원리를 간략히 설명하면 다음과 같다.

셀챔버(30) 촬영 도중 광원(281)으로부터 나온 광은 제1 렌즈(284)를 통해 평행광 형태로 변환되며, 그 평행광은 출사공(285a) 및 제1 관통홀(215)을 통해 무빙프레임(220)에 탑재된 셀카트리지(10)의 셀챔버(30)로 조사된다. 그리고, 셀챔버(30)를 통과한 평행광은 제2 렌즈(292)에 의해 포커싱되어 이미지센서(295)에 수신된다.

3. 구동/촬영 조립체(200)의 동작

이하에서는 셀카트리지 촬영 도중 수행되는 구동/촬영 조립체(200)의 동작에 대해 도 8a 내지 도 8g에 도시된 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

(1) 셀카트리지 투입

도 8a를 참조하면, 셀카운터(1)에 셀카트리지(10)를 투입하기 전에 무빙프레임(220)은 슬롯(130)에 가장 가까운 위치(최저진입위치)에 배치된 상태로 대기한다. 이러한 대기 상태에서 무빙프레임(220)의 후단부에 구비된 위치식별돌기(223)는 제2 센서모듈(250)로 감지되는 위치에 있다.

도 8b를 참조하면, 사용자가 슬롯(130)을 통해 셀카운터(1) 안으로 셀카트리지(10)를 투입시켜 밀어넣음으로써 셀카트리지(10)는 무빙프레임(220)에 구비된 클립부재(224)에 의해 고정된다.

이때, 셀카트리지(10)의 셀챔버(30)는 무빙프레임(220)의 제2 관통홀(225) 내에 배치된 상태가 된다.

그리고, 셀카트리지(10)의 선단부에 의해 제3 센서모듈(260)의 센서(261)가 가려짐으로써 센서(261)를 통해 셀카트리지(10)가 감지된다.

(2) 최대진입위치로 무빙프레임 이동

전술한 바와 같이 제3 센서모듈(260)에 의해 셀카트리지(10)가 감지되면, 도 8c에 도시된 바와 같이, 구동부(230)가 작동하여 무빙프레임(220)을 최대진입위치로 이동시킨다. 이에 따라 무빙프레임(220)은 셀카트리지 진입방향(X1 방향)을 따라 최저진입위치로부터 최대진입위치로 슬라이딩된다.

이러한 무빙프레임(220)의 움직임은 전술한 위치식별돌기(223) 및 제1 센서모듈(240)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 구동부(230)는 제1 센서모듈(240)에 의해 위치식별돌기(223)가 감지될 때까지 무빙프레임(220)을 안쪽으로 당기게 되며 위치식별돌기(223)가 감지된 위치에서 무빙프레임(220)의 구동이 정지됨으로써 그 위치에 대응되는 최대진입위치에서 무빙프레임(220)이 멈추게 된다.

(3) 셀챔버(30)의 제1 단위영역(30A) 촬영

도 8c에서와 같이, 무빙프레임(220)이 최대진입위치로 당겨진 상태에서 고정프레임(210)에 형성된 제1 관통홀(215)은 셀챔버(30)의 제1 단위영역(30A)과 중첩되는 배치를 갖게 된다. 셀챔버(30)의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)의 개념에 대해서는 도 3을 참조하여 앞서 이미 설명하였다.

도 8c의 위치에서 촬영부(270)에 의해 셀챔버(30)의 제1 단위영역(30A)에 대한 촬영이 수행되며, 그 촬영 이미지는 임베디드 컴퓨터(300)의 메인보드(320)로 전송된다.

(4) 셀챔버(30)의 제2 단위영역(30B) 촬영

도 8d에서와 같이, 제1 단위영역(30A)을 촬영한 이후 구동부(230) 작동을 통해 무빙프레임(220)이 셀카트리지 배출방향(X2 방향)을 따라 소정폭 이동됨으로써 셀챔버(30)의 제2 단위영역(30B)에 고정프레임(210)의 제1 관통홀(215)이 중첩되어진다.

이 상태에서 촬영부(270)에 의해 셀챔버(30)의 제2 단위영역(30B)에 대한 촬영이 수행되며, 그 촬영 이미지는 임베디드 컴퓨터(300)의 메인보드(320)로 전송된다.

(5) 셀챔버(30)의 제3 단위영역(30C) 촬영

도 8e에서와 같이, 제2 단위영역(30B)을 촬영한 이후 구동부(230) 작동을 통해 무빙프레임(220)이 셀카트리지 배출방향(X2 방향)을 따라 소정폭 이동됨으로써 셀챔버(30)의 제3 단위영역(30C)에 고정프레임(210)의 제1 관통홀(215)이 중첩되어진다.

이 상태에서 촬영부(270)에 의해 셀챔버(30)의 제3 단위영역(30C)에 대한 촬영이 수행되며, 그 촬영 이미지는 임베디드 컴퓨터(300)의 메인보드(320)로 전송된다.

(6) 셀챔버(30)의 제4 단위영역(30D) 촬영

도 8f에서와 같이, 제3 단위영역(30C)을 촬영한 이후 구동부(230) 작동을 통해 무빙프레임(220)이 셀카트리지 배출방향(X2 방향)을 따라 소정폭 이동됨으로써 셀챔버(30)의 제4 단위영역(30D)에 고정프레임(210)의 제1 관통홀(215)이 중첩되어진다.

이 상태에서 촬영부(270)에 의해 셀챔버(30)의 제4 단위영역(30D)에 대한 촬영이 수행되며, 그 촬영 이미지는 임베디드 컴퓨터(300)의 메인보드(320)로 전송된다.

이로써 메인보드(320)에는 셀챔버(30)를 구성하는 제1 내지 제4 단위영역(30A, 30B, 30C, 30D) 모두에 대한 촬영 이미지들의 전송이 완료되었으므로, 메인보드(320)는 그 촬영 이미지들을 분석하여 셀챔버(30) 전체 영역에 대해 세포의 수를 카운팅하는 것이 가능하게 된다. 이는 셀챔버(30)의 일부 샘플 영역에 대해 세포의 수를 카운팅하여 셀챔버(30) 전체에 대한 세포의 수를 추정하는 종래기술과 달리, 셀챔버(30) 내의 세포들 전체에 대해 직접 그 개수를 카운팅하는 방식이므로 카운팅의 정확도가 크게 향상된다.

(7) 대기위치로 무빙프레임 복귀

도 8g에서와 같이, 제4 단위영역(30D)을 촬영한 이후 구동부(230) 작동을 통해 무빙프레임(220)이 배출방향(X2 방향)을 따라 소정폭 이동되어 셀카트리지 투입 이전의 초기 대기위치로 복귀된다.

이러한 무빙프레임(220)의 복귀 동작은 전술한 제2 센서모듈(250)에 의해 정확한 위치 제어가 가능해진다. 구체적으로, 제4 단위영역(30D)의 촬영 이후 구동부(230)에 의해 무빙프레임(220)이 배출방향(X2 방향)을 따라 슬롯(130) 쪽으로 이동되어지는데, 이때 구동부(230)의 작동이 제2 센서모듈(250)에 의해 위치식별돌기(223)이 감지될 때까지 진행됨으로써, 그 감지위치에 대응되는 최저진입위치(초기 대기위치)에서 무빙프레임(220)이 정확히 정지하게 된다.

이러한 초기 대기위치에서 셀카트리지(10)의 후단부가 슬롯(130) 밖으로 노출된 상태가 되므로 사용자는 그 후단부를 잡아당김으로써 셀카운터(1)로부터 셀카트리지(10)를 손쉽게 빼낼 수 있다.

도 8a 내지 도 8g를 참조하여 설명한 이상의 예시 동작의 경우, 셀카트리지(10)를 X2 방향(셀카트리지 배출방향)으로 이동시키면서 슬롯(130)에 가까운 단위영역 순으로 즉 제1 단위영역(30A), 제2 단위영역(30B), 제3 단위영역(30C), 제4 단위영역(30D) 순으로 셀챔버(30)의 촬영을 수행하였다.

하지만, 대안적인 실시예로서, 본 발명의 셀카운터(1)는 셀카트리지(10)를 X1 방향(셀카트리지 진입방향)으로 이동시키면서 역순으로 즉 제4 단위영역(30D), 제3 단위영역(30C), 제2 단위영역(30B), 제1 단위영역(30A) 순으로 셀챔버(30)의 촬영을 수행하는 것도 가능하다.

10 : 셀카트리지
20 : 셀카트리지 몸체
30 : 셀챔버
100 : 케이싱부
110 : 하부케이싱
120 : 상부케이싱
130 : 슬롯
141 : 전원단자
142 : 전원스위치
143 : USB포트
200 : 구동/촬영 조립체
210 : 고정프레임
211 : 고정프레임 몸체
212 : 모터장착부
213a, 213b : 가이드레일
215 : 제1 관통홀
216 : 센서장착홀
217 : 캠부재 수용공
220 : 무빙프레임
221 : 무빙프레임 몸체
222 : 선단부
223 : 위치식별돌기
224 : 클립부재
225 : 제2 관통홀
226 : 셀카트리지 감지홀
227a, 227b : 돌출부
230 : 구동부
231 : 모터
232 : 모터축
235 : 캠부재
237 : 링크부재
240 : 제1 센서모듈
241 : 광송신부
242 : 광수신부
250 : 제2 센서모듈
251 : 광송신부
252 : 광수신부
260 : 제3 센서모듈
261 : 센서
262 : PCB기판
270 : 촬영부
280 : 광원모듈
281 : 광원
282 : PCB기판
283 : 렌즈수용부
284 : 제1 렌즈
285 : 프레임결합부
285a : 출사공
290 : 촬영모듈
291 : 렌즈수용부
292 : 제2 렌즈
293 : 프레임결합부
293a : 광투과공
295 : 이미지센서
296 : PCB기판
300 : 임베디드 컴퓨터
320 : 메인보드
330 : 디스플레이부

Claims

셀카트리지(10)의 투입을 위한 슬롯(130)을 가진 케이싱부(100);
상기 케이싱부(100) 안으로 투입된 셀카트리지(10)를 수평구동하며 상기 셀카트리지(10)의 셀챔버(30)를 촬영하는 구동/촬영 조립체(200); 및
상기 셀챔버(30)를 촬영하여 얻어진 이미지를 분석하여 상기 셀챔버(30) 내 세포수를 카운팅하는 임베디드 컴퓨터(300);를 포함하는
셀카운터
청구항 1에 있어서,
상기 구동/촬영 조립체(200)는 상기 셀챔버(30)를 복수의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)로 구분하여 각각의 단위영역을 촬영하는
셀카운터.
청구항 2에 있어서,
상기 구동/촬영 조립체(200)는 상기 셀카트리지(10)를 투입방향 또는 배출방향을 따라 소정폭 만큼씩 이동시키면서 상기 복수의 단위영역들(30A, 30B, 30C, 30D)을 순차적으로 촬영하는
셀카운터.
청구항 3에 있어서,
상기 구동/촬영 조립체(200)는
고정프레임(210);
상기 셀카트리지(10)가 탑재되며 상기 고정프레임(210)에 슬라이딩 가능하게 장착되는 무빙프레임(220);
상기 고정프레임(210)에 장착되며 상기 무빙프레임(220)을 슬라이딩 구동하는 구동부(230); 및
상기 고정프레임(210)에 장착되며 상기 셀챔버(30)를 촬영하는 촬영부(270);를 포함하는,
셀카운터.
청구항 4에 있어서,
상기 촬영부(270)는
상기 고정프레임(210)의 하측에 장착되는 광원모듈(280); 및
상기 고정프레임(210)의 상측에 장착되는 촬영모듈(290);을 포함하는
셀카운터.
청구항 5에 있어서,
상기 고정프레임(210)에는 제1 관통홀(215)이 형성되고,
상기 무빙프레임(220)에는 제2 관통홀(225)이 형성되며,
상기 셀챔버(30) 촬영 시에, 상기 셀챔버(30)는 상기 제2 관통홀(225) 내측에 배치되며 상기 광원모듈(280)이 제공하는 광은 상기 제1 관통홀(215)을 통해 상기 셀챔버(30)로 조사되는,
셀카운터.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 관통홀(215)은 상기 셀챔버(30)의 상기 단위영역에 대응되는 형상을 갖는,
셀카운터.
청구항 4에 있어서,
상기 구동/촬영 조립체(200)는
상기 무빙프레임(220)에 구비된 위치식별돌기(223);
상기 위치식별돌기(223)가 제1 위치에 있을 때 상기 위치식별돌기(223)를 감지하는 제1 센서모듈(240); 및
상기 위치식별돌기(223)가 제2 위치에 있을 때 상기 위치식별돌기(223)를 감지하는 제2 센서모듈(250);을 더 포함하며,
상기 무빙프레임(220)은 상기 제1 위치에 대응되는 최대진입위치와 상기 제2 위치에 대응되는 최저진입위치 사이에서 슬라이딩 가능한,
셀카운터.
청구항 8에 있어서,
상기 셀챔버(30) 촬영 도중, 상기 셀카트리지(10)가 탑재된 상기 무빙프레임(220)은 상기 최대진입위치로부터 상기 최저진입위치로 이동되는,
셀카운터.
청구항 9에 있어서,
상기 구동/촬영 조립체(200)는 상기 셀카트리지(10)를 감지하는 제3 센서모듈(260)을 더 포함하며,
상기 셀챔버(30) 촬영 전에 상기 제3 센서모듈(260)에 의해 상기 셀카트리지(10)가 감지되면 상기 무빙프레임(220)이 상기 최대진입위치로 이동되는,
셀카운터.
청구항 10에 있어서,
상기 제3 센서모듈(260)은 상기 고정프레임(210)에 장착되고, 상기 무빙프레임(220)에는 상기 셀카트리지(10)의 감지를 위한 셀카트리지 감지홀(226)이 형성되는,
셀카운터.
청구항 4에 있어서,
상기 무빙프레임(220)에는 탑재된 셀카트리지(10)의 고정을 위한 클립부재(224)가 구비된,
셀카운터.
청구항 6에 있어서,
상기 광원모듈(280)은
광원(281);
상기 광원(281)이 발생시킨 광을 평행광으로 변환하는 제1 렌즈(284); 및
상기 평행광을 외부로 출사시키며 상기 제1 관통홀(215)과 정렬되게 배치되는 출사공(285a);을 포함하는,
셀카운터.
청구항 13에 있어서,
상기 촬영모듈(290)은
이미지센서(295); 및
상기 광원모듈(280)로부터 출사되어 상기 셀챔버(30)를 통과한 평행광을 상기 이미지센서(295)로 포커싱하는 제2 렌즈(292);를 포함하는
셀카운터.
청구항 1에 있어서,
상기 임베디드 컴퓨터(300)는
상기 이미지를 분석하여 세포수를 카운팅하는 메인보드(320); 및
상기 메인보드(320)에 의해 산출된 결과를 표시하는 디스플레이부(330);를 포함하는,
셀카운터.