KR20240049694A - 다수의 측정기에서 이루어진 핵산 증폭 결과 데이터를 효율적으로 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

다수의 측정기에서 이루어진 핵산 증폭 결과 데이터를 효율적으로 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 다수의 측정기에서 이루어진 검사 결과와 관련된 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법은 양성 반응이 검출된 측정기의 식별 정보를 서버에 전송할 수 있다. 이를 통해 다수의 측정기에서 이루어진 데이터를 적은 용량으로 전송할 수 있어서, 통신 자원의 절약이 가능하다.

Description

다수의 측정기에서 이루어진 핵산 증폭 결과 데이터를 효율적으로 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENTLY TRANSMITTING NUCLEIC ACID AMPLIFICATION RESULT DATA MADE BY MEASURING INSTRUMENTS}
본 발명은 통신단말기를 제어하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 체외진단의료기기에서 측정된 데이터를 전송하는 통신단말기에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 명세서에 기재된 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.
코로나바이러스감염증-19(COVID-19)는 2019년 12월 중국 우한에서 처음 보고된 이후 전세계 확진자 및 사망자 수가 계속해서 증가하고 있는 상황이다. 초기에는 원인을 알 수 없는 호흡기 전염병으로 알려졌으나 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에서 새로운 유형의 코로나바이러스로 확인하였고, 국내뿐만 아리나 유럽, 미국 등으로 확산되면서 WHO도 2020년 3월 11일 코로나19에 대해 감염병 경보단계 중 최고 위험단계인 팬데믹(Pandemic)을 선언하여 그 심각성을 경고하였다.
코로나19 진단에는 임상양상에 관계없이 진단을 위한 검사기준은 검체에서 바이러스를 분리하거나 특이적인 바이러스 유전자를 검출하는 방법이다. 여기에 사용된 유전자 검사는 실시간역전사중합효소연쇄반응법(Real-time Reverse Transcription PCR, Real-time RT-PCR)이다. 이 방식은 민감도와 특이도가 100%에 가까운 정확한 검사라는 것이 장점이지만, 검체를 체취하는데 전문인력이 필요하고 검사결과가 나오는데 걸리는 시간이 길다는 것이 단점으로 알려져 있다.
PCR 검사에 비해 측정 시간이 상대적으로 짧은 고리매개 등온증폭법(LAMP)을 이용하는 측정기가 현장진단용 장치로서 주목을 받고 있다.
대한민국 등록특허공보 제　10-2229225호
본 명세서는 다수의 측정기에서 이루어진 검사 결과와 관련된 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법은, (a) 프로세서가 근거리 무선 통신을 통해 연결된 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 저장하는 단계; (b) 프로세서가 상기 다수의 측정기에서 각각 출력된 측정값을 이용하여 각 측정기에서 측정 중인 샘플 내 검출 대상 핵산의 포함 여부(이하 '양성 또는 음성')를 판단하는 단계; 및 (c) 프로세서가 상기 다수의 측정기 중 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 서버에 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 명세서의 제1 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, 프로세서가 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하고, 프로세서가 음성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제2 그룹 정보로 전송하는 단계일 수 있다.
본 명세서의 제2 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계는, 프로세서가 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송하는 것을 포함하는 단계이고, 상기 (c) 단계는, 프로세서가 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하는 단계일 수 있다.
본 명세서의 제3 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계는, 프로세서가 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송할 때 각 측정기의 식별 정보가 기재된 순서를 각 측정기의 인덱스 정보로 더 저장하는 단계이고, 상기 (c) 단계는, 프로세서가 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 인덱스 정보를 제1 그룹 정보로 전송하는 단계일 수 있다.
본 명세서의 제4 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는, 프로세서가 각 측정기에서 측정 과정에서 미리 설정된 시간마다 출력된 측정값(이하 '시계열 데이터')을 더 저장하는 단계이고, 상기 (c) 단계는, 프로세서가 상기 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 시계열 데이터를 서버에 더 전송하는 단계일 수 있다.
본 명세서의 제5 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, 프로세서가 시계열 데이터를 미리 설정된 기준값과 각 측정값의 차이값으로 편집하여 서버에 전송하는 단계일 수 있다.
본 명세서의 제6 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, 프로세서가 시계열 데이터를 시계열 데이터 내 최소값과 각 측정값과의 차이값으로 편집하여 서버에 전송하는 단계일 수 있다.
본 명세서의 제7 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, 프로세서가 시계열 데이터의 추세선을 도출하고, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송하는 단계일 수 있다.
이 경우, 프로세서가 상기 시계열 데이터에 포함된 각 측정값과 상기 도출된 추세선과의 오차값을 각각 산출하고, 미리 설정된 오차 범위를 초과하는 오차값이 미리 설정된 기준 개수 이하일 때, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송하는 단계일 수 있다.
본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법은 컴퓨터에서 각 단계들을 수행하도록 작성되어 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터프로그램의 형태로 구현될 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 장치는, 다수의 측정기와 데이터를 송수신하는 근거리 무선 통신부; 상기 근거리 무선 통신부를 통해 수신된 데이터를 저장하는 저장부; 서버와 데이터를 송수신하는 서버 통신부; 및 상기 근거리 무선 통신부를 통해 연결된 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 저장부에 저장시키고, 상기 다수의 측정기에서 각각 출력된 측정값을 이용하여 각 측정기에서 측정 중인 샘플 내 검출 대상 핵산의 포함 여부(이하 '양성 또는 음성')를 판단하고, 상기 다수의 측정기 중 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 서버에 전송하도록 서버 통신부를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 명세서의 제1 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하고, 프로세서가 음성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제2 그룹 정보로 전송할 수 있다.
본 명세서의 제2 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송하는 것을 포함하는 단계이고, 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송할 수 있다.
본 명세서의 제3 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 프로세서가 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송할 때 각 측정기의 식별 정보가 기재된 순서를 각 측정기의 인덱스 정보로 더 저장하고, 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 인덱스 정보를 제1 그룹 정보로 전송할 수 있다.
본 명세서의 제4 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 프로세서가 각 측정기에서 측정 과정에서 미리 설정된 시간마다 출력된 측정값(이하 '시계열 데이터')을 더 저장하고, 상기 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 시계열 데이터를 서버에 더 전송할 수 있다.
본 명세서의 제5 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 시계열 데이터를 미리 설정된 기준값과 각 측정값의 차이값으로 편집하여 서버에 전송할 수 있다.
본 명세서의 제6 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 시계열 데이터를 시계열 데이터 내 최소값과 각 측정값과의 차이값으로 편집하여 서버에 전송할 수 있다.
본 명세서의 제7 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 시계열 데이터의 추세선을 도출하고, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 시계열 데이터에 포함된 각 측정값과 상기 도출된 추세선과의 오차값을 각각 산출하고, 미리 설정된 오차 범위를 초과하는 오차값이 미리 설정된 기준 개수 이하일 때, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서에 따르면, 다수의 측정기에서 이루어진 데이터를 적은 용량으로 전송할 수 있어서, 통신 자원의 절약이 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서에 따른 진단시스템에 대한 이해를 돕기 위한 참고도이다.
도 2는 본 명세서에 따른 측정기의 구성을 개략적으로 구성한 블럭도이다.
도 3은 튜브의 색상이 변화한 예시도이다.
도 4는 튜브 색상에 따른 결과 해석의 예시표이다.
도 5는 다수의 측정기와 연결된 통신단말기 및 서버의 개략적인 구성도이다.
도 6은 다수의 측정 결과에 대한 데이터의 일부 예시이다.
도 7은 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 장치의 구성을 개략적으로 구성한 블럭도이다.
도 8은 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 9는 2021년 2월부터 11월까지 국내 코로나 바이러스 검사 결과에 대한 자료이다.
도 10은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 11은 본 명세서의 제1 실시예에 따라 전송된 데이터의 예시이다.
도 12은 본 명세서의 제2 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 13은 본 명세서의 제2 실시예에 따라 전송된 데이터의 예시이다.
도 14는 본 명세서의 제3 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 15는 본 명세서의 제3 실시예에 따라 전송된 데이터의 예시이다.
도 16은 음성으로 판단된 샘플에 대하여 시간에 따른 컨트롤 튜브 및 테스트 튜브의 흡광도 변화의 예시이다.
도 17은 양성으로 판단된 샘플에 대하여 시간에 따른 컨트롤 튜브 및 테스트 튜브의 흡광도 변화의 예시이다.
도 18은 본 명세서의 제4 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 19는 시계열 데이터의 예시이다.
도 20은 본 명세서의 제5 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 21은 미리 설정된 기준값을 이용한 시계열 데이터의 편집 예시이다.
도 22는 본 명세서의 제6 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 23은 시계열 데이터 내 최소값을 이용한 시계열 데이터의 편집 예시이다.
도 24는 본 명세서의 제7 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 25는 시계열 데이터의 추세선에 대한 예시도이다.
본 명세서에 개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나, 본 명세서가 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하고, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자(이하 '당업자')에게 본 명세서의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리 범위는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 명세서의 권리 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 명세서에 따른 진단시스템에 대한 이해를 돕기 위한 참고도이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서에 따른 진단시스템(10)은 검사기기(200) 및 통신단말기(300)를 포함할 수 있다.
상기 검사기기(200)는 호흡기에서 채취한 검체에 대한 검사를 수행할 수 있는 장비이다. 상기 검사기기(200)는 분자진단장비이거나 항원진단장비일 수 있다. 본 명세서에서는 상기 검사기기(200)의 일 예로 분자진단방법을 통해 검체에 대한 검사를 수행할 수 있는 측정기(200)를 제시한다. 분자진단방법이란 유전자 증폭 기술을 통해 바이러스나 세균에 감염된 사람의 검체(타액, 혈액 등)에서 DNA 혹은 RNA를 추출한 후 증폭하여 질병 감염 여부를 확인하는 방법을 의미한다. 유전자 증폭 방법에 따라 PCR, RT-PCR, 고리매개 등온증폭법(LAMP) 등 다양하다. 본 명세서에서는 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2) 감염 의심 환자의 비인두 또는 비강에서 채취한 샘플로 신종 코로나바이러스(SARS-CoV-2) 유전자(S gene, N gene)를 고리매개 등온증폭법(LAMP)으로 정성하여 감염 여부를 측정하는 측정기(200)를 예시로 설명한다. 그러나 상기 예시에 의해 검사기기가 분자진단 또는 LAMP 방식에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에 따른 측정기(200)를 사용하여 검체에 대한 검사를 수행하기 위해서는 검사 키트(kit)가 필요할 수 있다. 검사 키트란, 검사에 필요한 도구, 시약 및 소모품을 의미하는 것으로서, 파우치(100)에 밀봉되어 구비될 수 있다.
도 1을 참조하면, 스왑(110), 샘플 튜브(120), 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)를 확인할 수 있다. 상기 스왑(110), 샘플 튜브(120), 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)는 피검사자 1인에게 1회 사용을 목적으로 제조될 수 있다. 따라서, 추가 검사 및 반복 검사를 위해서 상기 스왑(110), 샘플 튜브(120), 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)는 매 검사마다 새로운 구성품으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 스왑(110), 샘플 튜브(120), 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)는 멸균 상태로 제작되고, 파우치(100)에 밀봉되어 유통될 수 있다.
상기 스왑(110)은 피검사자가 검체를 채취하기 위한 도구(샘플채취도구)이다. 상기 스왑(110)의 길이 및 두께는 검체를 채취하기에 적합한 수치를 가질 수 있다.
상기 샘플 튜브(120)는 핵산 추출용 용액을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 핵산 추출용 용액은 완충 용액, 비이온성 계면활성제, 코스모트로픽 염 및 지시제를 포함할 수 있다.
상기 핵산 추출용 용액에 있어서, 상기 완충 용액은 Tris-버퍼액일 수 있다. 구체적으로, 상기 완충 용액은 pH 8 내지 pH 9, 또는 pH 8.3 내지 pH 8.6의 Tris-HCl일 수 있다. 상기 완충 용액의 농도는 1.0 mM 내지 2 mM일 수 있다.
상기 핵산 추출용 용액에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제는 Tween형 계면활성제일 수 있다. 구체적으로, 상기 비이온성 계면활성제는 Tween 20일 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제의 농도는 0.05 vol% 내지 0.5 vol% 또는 0.07 vol% 내지 0.2 vol%일 수 있다.
상기 핵산 추출용 용액에 있어서, 상기 코스모트로픽 염은 황산암모늄, 염화칼륨 및 황산마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 코스모트로픽 염은 황산암모늄, 염화칼륨 및 황산마그네슘을 모두 포함할 수 있다. 이 때, 상기 황산암모늄의 농도는 5 mM 내지 20 mM, 또는 7.5 mM 내지 15 mM일 수 있다. 또한, 상기 염화칼륨의 농도는 20 mM 내지 100 mM, 또는 40 mM 내지 60 mM일 수 있다. 나아가, 상기 황산 마그네슘의 농도는 3 mM 내지 10 mM, 또는 4 mM 내지 8 mM일 수 있다.
상기 핵산 추출용 용액에 있어서, 상기 지시제는 Cresol RED 및 Phenol RED로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 목적에 따라 적절한 지시제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 핵산 추출용 용액은 구아니딘과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 핵산 추출용 용액이 구아니딘을 더 포함하는 경우, 이의 농도는 10 mM 내지 80 mM, 또는 30 mM 내지 50 mM일 수 있다.
상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)는 고리매개 등온증폭법(Loop-mediated isothermal amplication, LAMP)을 위한 프라이머를 포함할 수 있다. 상기 테스트 튜브(130)에 포함된 프라이머와 상기 컨트롤 튜브(140)에 포함된 프라이머는 서로 다른 프라이머이다. 상기 테스트 튜브(130)에 포함된 프라이머는 감염 여부 확인 대상인 바이러스의 핵산을 증폭시킬 수 있는 프라이머이고, 상기 컨트롤 튜브(140)에 포함된 프라이머는 일반적인 사람에게서 채취될 수 있는 핵산을 증폭시킬 수 있는 프라이머이다.
또한, 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)에는 0.1~1νM Primer mix, 32KU/T Bst polymerase, 12.5mU/T RNase inhibitor, 20~200uM dNTPs, 20νg/T BSA, 1.2νg/T Trehalose, 1.6νg Sample buffer 등이 더 포함될 수 있다.
상기 측정기(200)는 상기 통신단말기(300)와 통신하며 검체에 대한 검사를 수행할 수 있다. 상기 측정기(200)는 뚜껑을 열고 닫을 수 있는 구조를 가질 수 있으며, 뚜껑을 열었을 때 내부에 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)를 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)는 구별을 쉽게하기 위해 서로 다른 모양(예: 원통형과 사각통형)을 가질 수 있으며, 상기 측정기(200) 내부 역시상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)의 모양에 대응하도록 공간이 형성될 수 있다.
한편, 상기 측정기(200)는 고리매개 등온증폭법(LAMP)을 이용하여 검체에 대한 검사를 수행할 수 있는바, 고리매개 등온증폭법(LAMP)에 필요한 구성을 포함할 수 있다.
도 2는 본 명세서에 따른 측정기의 구성을 개략적으로 구성한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 명세서에 따른 측정기(200)는 측정기제어부(210), 측정부(220), 통신부(230), 표시부(240), 가열부(250) 및 전원 공급부(260)를 포함할 수 있다.
상기 측정기제어부(210)는 고리매개 등온증폭법(LAMP)을 이용하여 검체에 대한 검사 수행에 필요한 프로세스를 제어할 수 있다. 상기 측정기제어부(210)는 상기 측정기(200)에 포함된 각 구성 요소를 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있으면, 상기 각 구성 요소로부터 신호를 수신하여 필요한 연산, 저장, 처리 등의 프로세싱이 가능하다.
상기 측정부(220)는 검체에 대한 검사 수행 절차에 따라 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)를 측정하는 역할을 할 수 있다. 이후에서 보다 자세히 설명하겠지만, 핵산의 유무에 따라 핵산이 증폭되면서 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)에 포함된 용액의 색상이 변화될 수 있다. 상기 측정부(220)는 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)의 색상을 측정하여, 이를 상기 제어부(210)에게 신호로 출력할 수 있다. 이를 위해, 상기 측정부(220)는 스펙트럼센서(221) 및/또는 광원(222)을 포함할 수 있다.
상기 통신부(230)는 상기 측정기(200)와 상기 통신단말기(300) 사이에 데이터를 송수신하는 역할을 할 수 있다. 상기 통신부(230)는 유선 통신 및/또는 무선 통신이 가능하며, 미리 설정된 통신 프로토콜에 따라 데이터를 주고 받을 수 있다. 바람직하게, 상기 통신부(230)는 근거리 통신(Short range communication)을 위한 근거리 통신 모듈일 수 있다. 근거리 통신 모듈은 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
상기 표시부(240)는 상기 측정기(200)의 상태 정보 및 동작 정보를 표시하는 역할을 할 수 있다. 상기 표시부(240)는 상기 측정기(200)의 외부 정면에 설치된 2개의 LED일 수 있다. 제1 LED는 상기 측정기(200)와 상기 통신단말기(300) 사이의 통신 연결 상태를 표시할 수 있다 제2 LED는 상기 측정기(200)가 충전 상태, 정상 동작 상태를 표시할 수 있다.
상기 가열부(250)는 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)를 가열하는 역할을 할 수 있다. 상기 가열부(250)는 상기 측정기제어부(210)의 제어 신호에 의해 상기 전원 공급부(260)로부터 전력을 받아서 열 에너지로 변환할 수 있도록 코일(coil)로 구성될 수 있다. 상기 코일은 미리 설정된 온도로 상기 테스트 튜브(130) 및 상기 컨트롤 튜브(140)를 가열할 수 있도록 길이 및 저항을 가질 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 가열부(250)는 온도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 측정기제어부(210)는 상기 온도 센서에서 출력된 온도 신호에 따라 상기 가열부(250)의 동작을 제어하는 신호를 출력할 수 있다.
상기 전원 공급부(260)는 본 명세서에 따른 측정기(200)에 포함된 구성 요소들의 동작에 필요한 전력을 공급하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해 상기 전원 공급부(260)는 전원단자(261) 및 배터리(262)를 포함할 수 있다. 상기 배터리(262)는 1차 전지 및 2차 전지 모두 가능하며, 바람직하게 상기 배터리(262)는 2차 전지이다. 상기 전원단자(261)는 외부 전력 공급원(예: 상용 전력망, 충전용 배터리 등)과 연결을 위한 인터페이스로, 일 예로, 상기 전원단자는 USB 입출력 단자로 구성될 수 있다. 상기 전원 공급부(260)는 상기 전원단자(261)를 통해 인가된 전력으로 상기 배터리(262)를 충전시킬 수 있다. 검체에 대한 검사 수행을 위해 상기 배터리(262)에 충전된 전력을 사용할 수 있으며, 상기 전원단자(261)로부터 직접 전력을 받아서 사용할 수도 있다.
본 명세서에 따른 통신단말기(300)는 데이터 송수신이 가능한 통신 단말기 예를 들어, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 될 수 있다. 본 명세서에 따른 통신단말기(300)는 검체에 대한 검사를 수행하는데 필요한 어플리케이션이 설치될 수 있다.
상기 통신단말기(300) 역시 상기 측정기(200)의 통신부(230)와 데이터 송수신을 위한 통신부를 포함할 수 있으며, 이때 상기 통신단말기(300)에 포함된 통신 프로토콜은 상기 측정기(200)의 통신부(230)의 통신 프로토콜과 동일하다. 본 명세서에서는 일 예로, 근거리 통신 모듈인 블루투스(Bluetooth™)를 사용하여 상기 측정기(200)와 상기 통신단말기(300) 사이에 데이터 통신이 가능한 것으로 설명하겠다. 한편, 상기 통신단말기(300)는 상기 측정기(200) 외 다른 통신단말기 및/또는 무선 통신 시스템 및/또는 외부 서버 사이의 데이터 송수신을 할 수 있다. 상기 통신단말기(300)의 통신부는 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈 또는 근거리 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 측정기(200)를 이용하여 바이러스 감염 여부를 진단하는 방법에 대해서 설명하겠다. 이때, 상기 측정기(200)에 포함된 배터리는 완전 충전된 상태이며, 상기 통신단말기(300)에는 검체에 대한 검사를 수행하는데 필요한 응용 프로그램이 설치된 상태인 것으로 가정하겠다.
먼저, 측정기(200)의 정면에 위치한 (전원)버튼을 눌러서 전원을 켤 수 있다. 그리고 통신단말기(300)에 설치된 어플리케이션을 실행하여, 상기 측정기(200)와 통신단말기(300)를 연결할 수 있다.
다음으로, 피검사자는 스왑(110)을 코 안쪽 비인두(nasopharnx)까지 밀어넣어 샘플을 채취할 수 있다. 샘플 채취가 끝난 스왑(110)을 상기 샘플 튜브(120)에 넣고 약 20~30 회 정도 충분히 흔들어서 혼합할 수 있다.
다음으로, 샘플 튜브(120)를 충분히 흔들어서 혼합된 검체를 상기 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)에 미리 설정된 양(예: 50ul)을 넣을 수 있다. 상기 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)를 상기 측정기(200)에 각각 자리에 장착하고, 상기 측정기(200)의 뚜겅을 닫는다. 상기 측정기(200)의 뚜껑이 닫히면, 미리 설정된 온도와 미리 설정된 시간 동안 구동을 시작할 수 있다. 이때, 상기 통신단말기(300)의 디스플레이 화면에는 전체 시간 중 남은 시간이 표시될 수 있다.
상시 미리 설정된 시간이 경과하면, 상기 통신단말기(300)의 화면에는 구동 완료 화면으로 전환되며, 화면에는 판독 결과가 표시될 수 있다. 이때, 상기 측정기(200)의 측정부(220)는 상기 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)의 색상 변화에 대한 신호를 출력할 수 있다. 상기 측정부(220)에서 출력된 신호는 상기 측정기제어부(210)의 메모리(211)에 저장될 수 있으면, 상기 측정기제어부(210)는 상기 메모리(211)에 저장된 신호에 대한 데이터를 상기 통신부(230)를 통해 상기 통신단말기(300)에게 송신할 수 있다.
상기 통신단말기(300)는 상기 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)의 색상 변화에 데이터를 이용하여 감염 여부에 대한 결과를 판정하여 화면에 표시할 수 있다.
도 3은 튜브의 색상이 변화한 예시도이다.
도 3의 (a)를 참조하면 튜브 내 용액이 노란색이고, 도 3의 (b)를 참조하면 튜브 내 용액이 빨간색인 것을 확인할 수 있다. 상기 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)에는 pH에 따라 색상이 변화하는 시약이 포함될 수 있으며, 도 3에 도시된 예시에서 "노란색"은 검출 대상 핵산이 포함된 "양성"을 의미하고, "빨간색"은 검출 대상 핵산이 포함되지 않은 "음성"을 의미할 수 있다.
도 4는 튜브 색상에 따른 결과 해석의 예시표이다.
도 4의 표를 참조하면, 컨트롤 튜브가 노란색으로 측정된 경우 샘플 추출이 잘 되었으며, LAMP 반응 역시 잘 이루어진 것으로서 측정 결과를 신뢰할 수 있는 상태를 의미한다. 반면, 컨트롤 튜브가 빨간색으로 측정된 경우 샘플 추출이 잘 안 되었거나, LAMP 반응 잘 이루어진 것으로서 측정 결과를 신뢰할 수 없는 상태를 의미한다. 이 경우, 검사 무효로서 재검사가 권장될 수 있다.
한편, 컨트롤 튜브가 노란색이며 테스트 튜브가 노란색이면 코로나19 바이러스가 검출된 것이다. 즉, 피검자는 코로나19 바이러스 감염자인 것으로 판단될 수 있다. 반면, 컨트롤 튜브가 노란색이며 테스트 튜브가 빨간색이면 코로나19 바이러스가 검출되지 않은 것이다. 즉, 피검자는 코로나19 바이러스 미감염자인 것으로 판단될 수 있다. 상기 테스트 튜브(130) 및 컨트롤 튜브(140)에 포함되는 시약의 종류에 따라 색상이 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다.
본 명세서에 따른 진단시스템을 이용하여 감염여부를 측정하기 위해서는 측정기(200)와 통신단말기(300) 사이의 무선 연결이 필요하다. 다만, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 예시는 측정기(200)와 통신단말기(300)가 1:1로 존재하는 상황을 가정하여 설명한 경우이다. 사용 환경에 따라 다수의 측정기(200)가 하나의 통신단말기(300)에 연결되어 사용될 수 있다.
도 5는 다수의 측정기와 연결된 통신단말기 및 서버의 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 하나의 통신단말기(300)에 15대의 측정기(200-1 ~ 200-15)가 연결된 것을 확인할 수 있다. 그리고 통신단말기(300)는 서버(400)와 데이터 송수신이 가능하도록 통신망을 통해 연결될 수 있다. 하나의 통신단말기(300)에 연결된 측정기의 개수는 다양할 수 있으며, 예를 들어, 블루투스 통신 모듈의 경우, 버전에 따라 1:7 또는 1:15 연결이 가능하다. 따라서, 도 5에 도시된 측정기의 갯수는 하나의 예시에 해당한다.
하나의 통신단말기(300)에 다수의 측정기를 연결이 필요한 경우는 병원, 검사소, 회사, 학교 등과 같이 다수의 검사자를 소수의 관리자가 측정하는 경우일 수 있다. 이러한 경우, 통신단말기(300)는 자신과 연결된 다수의 측정기(200)에서 이루어진 검사 결과를 서버(400)에 전송할 때, 연결된 측정기의 갯수만큼 전송 데이터양이 증가하게 된다.
도 6은 다수의 측정 결과에 대한 데이터의 일부 예시이다.
도 6을 참조하면, "result"는 각 측정기에서 측정된 샘플 내 검출 대상 핵산의 포함 여부 즉, "양성" 또는 "음성"을 나타내는 정보이다. "0"값은 음성이고, "1"값은 양성으로 표현하고 있다. 이처럼 다수의 측정기에서 검사를 진행한 경우, 각 측정기의 식별 정보("device_unique_id")와 각 측정기의 검사 결과 값을 구분하여 전송해야 한다. 이 과정에서 1대의 통신단말기에 연결된 측정기의 갯수가 많을 수록, 서버에 데이터를 전송하는 통신단말기의 갯수가 많을 수록, 서버가 수신 및 저장해야 하는 데이터가 증가할 것이며, 전송과정에서 사용하는 통신 자원의 소모량도 증가할 것이다. 또한, 검사 횟수가 반복될 수록 데이터의 양은 기하급수적으로 증가할 것이 자명하다.
이처럼 1대의 통신단말기(300)와 다수의 측정기(200)가 연결된 상황에서 어떻게 측정 데이터를 효율적으로 서버에게 전송할 것인지 방법이 필요하다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법 및 장치에 대해서 설명한다.
도 7은 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 장치의 구성을 개략적으로 구성한 블럭도이다.
도 7을 참조하면, 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 장치(300)는 근거리 무선 통신부(310), 저장부(320), 서버 통신부(330) 및 단말기제어부(340)를 포함할 수 있다.
상기 근거리 무선 통신부(310)는 다수의 측정기(200)와 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 저장부(320)는 상기 근거리 무선 통신부(310)를 통해 수신된 데이터를 저장할 수 있다. 상기 서버 통신부(330)는 상기 단말기제어부(340)의 제어 신호에 의해 서버와 데이터를 송수신할 수 있다. 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 장치(300)는 도 1에 도시된 통신단말기(300)의 역할을 기본적으로 수행할 수 있다. 따라서 본 명세서에서는 측정 결과 데이터 전송 장치(300)와 통신단말기(300)는 동일한 참조 번호를 사용하여 설명한다.
상기 측정 결과 데이터 전송 장치(300)는 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법을 실행하기 위한 단말기제어부(340)를 포함할 수 있다. 상기 단말기제어부(340)는, 산출 및 다양한 제어 로직을 실행하기 위해 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 단말기제어부(340)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 저장부(320)에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
이하에서는 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법을 설명하겠다.
도 8은 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법은 먼저 단계 S100에서 프로세서는 근거리 무선 통신을 통해 연결된 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 저장할 수 있다. 측정기의 식별 정보는 제조시 각각의 측정기마다 부여된 고유 정보일 수 있다. 다음 단계 S200에서 프로세서는 상기 다수의 측정기에서 각각 출력된 측정값을 이용하여 각 측정기에서 측정 중인 샘플 내 검출 대상 핵산의 포함 여부(이하 '양성 또는 음성')를 판단할 수 있다. 다음 단계 S300에서 프로세서는 상기 다수의 측정기 중 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 서버에 전송할 수 있다. 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법은 효율적인 데이터 전송을 위해 양성으로 판단된 측정기의 정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
도 9는 2021년 2월부터 11까지 국내 코로나 바이러스 검사 결과에 대한 자료이다.
도 9를 참조하면, 검사 결과 음성인 비율이 평균 약 97%이상으로 압도적으로 많은 것을 확인할 수 있다. 이에 본 출원인은 전체 검사 결과를 모두 전송하는 것보다 양성과 관련된 데이터를 전송하고, 나머지 사항을 음성을 간주할 경우 데이터를 전송하는 과정에서 효율성을 높일 수 있다는 점에 착안하게 되었다. 즉, 서버 측에서는 다수의 측정기에 대한 식별 정보 중 양성으로 판단된 측정기의 식별 정보만 알아도, 나머지 측정기의 결과는 음성으로 간주할 수 있다. 이를 위해서는 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 장치(300)는 전체 측정기에 대한 정보와 그 중 양성으로 판단된 측정기에 대한 정보를 전송해야 한다. 이 과정에서 어떻게 전체 측정기에 대한 정보와 양성으로 판단된 측정기에 대한 정보를 전송할 것인지에 따라 다양할 실시예가 가능하다.
도 10은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 단계 S100 및 단계 S200은 앞서 도 8과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. 단계 S200 이후 단계 S310에서 프로세서는 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하고, 프로세서가 음성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제2 그룹 정보로 전송할 수 있다.
도 11은 본 명세서의 제1 실시예에 따라 전송된 데이터의 예시이다.
도 11을 참조하면, 음성으로 판단된 측정기의 식별 정보끼리 묶어서 그룹이 형성되고, 양성으로 판단된 측정기의 식별 정보끼리 묶어서 그룹이 형성된 것을 확인할 수 있다. 이처럼 검사 결과가 동일한 측정기끼리 그룹으로 묶어서 전송할 경우, 각 측정기의 검사 결과를 구분하여 전송하는 것에 비해 송수신할 데이터의 양이 줄어들 수 있다. 제1 실시예는 단계 S310에서 다수의 측정기에 대한 전체 리스트와 각 측정기의 검사 결과를 함께 보내는 실시예이다.
도 12은 본 명세서의 제2 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 앞서 도 8과 비교할 때, 단계 S100이 단계 S120으로, 단계 S300이 단계 S320으로 바뀐 것을 확인할 수 있다. 단계 S120에서 프로세서는 근거리 무선 통신을 통해 연결된 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 저장하고, 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송할 수 있다. 다음 단계 S200은 앞서 도 8과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. 단계 S200 이후 단계 S320에서 프로세서는 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송할 수 있다.
도 13은 본 명세서의 제2 실시예에 따라 전송된 데이터의 예시이다.
도 13을 참조하면, 상단 부분에 단계 S120에서 프로세서가 전송하는 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 확인할 수 있다. 이때, 전송되는 측정기는 통신단말기에 연결된 모든 측정기 또는 검사를 실시하는 측정기에 대한 리스트 정보이다. 그리고 하단 부분에 단계 S320에서 프로세서가 전송하는 양성으로 판단된 측정기에 대한 식별 정보를 확인할 수 있다. 서버는 전체 측정기에 대한 정보를 미리 알고 있는바, 단계 S320에서 수신된 측정기 정보 외 나머지 측정기를 검사 결과가 음성인 것으로 간주할 수 있다. 이처럼 검사 결과 중 음성 측정기에 대한 결과를 보내지 않을 경우, 각 측정기의 검사 결과를 구분하여 전송하는 것에 비해 송수신할 데이터의 양이 줄어들 수 있다. 제2 실시예는 단계 S120에서 다수의 측정기에 대한 전체 리스트를 먼저 보내고, 단계 S320에서 양성으로 판단된 측정기의 검사 결과를 보내는 실시예이다.
도 14는 본 명세서의 제3 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 앞서 도 8과 비교할 때, 단계 S100이 단계 S130으로, 단계 S300이 단계 S330으로 바뀐 것을 확인할 수 있다. 단계 S120에서 프로세서는 근거리 무선 통신을 통해 연결된 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 저장하고, 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송할 수 있다. 그리고 프로세서는 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송할 때 각 측정기의 식별 정보가 기재된 순서를 각 측정기의 인덱스 정보로 더 저장할 수 있다. 다음 단계 S200은 앞서 도 8과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. 단계 S200 이후 단계 S330에서 프로세서는 프로세서가 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 인덱스 정보를 제1 그룹 정보로 전송할 수 있다.
도 15는 본 명세서의 제3 실시예에 따라 전송된 데이터의 예시이다.
도 15를 참조하면, 상단 부분에 단계 S130에서 프로세서가 전송하는 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 확인할 수 있다. 이때, 전송되는 측정기의 식별 정보가 기재된 순서가 각 측정기의 인덱스 정보가 될 수 있다. 서버 역시 수신할 때, 수신된 데이터 내 측정기의 식별 정보가 기재된 순서대로 각 측정기의 인덱스 정보를 부여할 수 있다. 그리고 하단 부분에 단계 S330에서 프로세서가 전송하는 양성으로 판단된 측정기의 인덱스 정보를 확인할 수 있다. 서버는 전체 측정기에 대한 정보 및 그 순서를 알고 있는바, 단계 S330에서 수신된 측정기의 인덱스 정보만으로 어떤 측정기가 검사 결과가 양성인지 구분할 수 있다. 그리고 서버는 나머지 측정기를 검사 결과가 음성인 것으로 간주할 수 있다. 이처럼 측정기의 식별 번호를 전송할 때 기재된 순서를 활용할 경우, 검사 결과를 전송할 때 데이터의 양을 훨씬 더 줄이는 것이 가능하다. 나아가, 제2 실시예와 같이, 검사 결과 중 음성 측정기에 대한 결과를 보내지 않아서, 각 측정기의 검사 결과를 구분하여 전송하는 것에 비해 송수신할 데이터의 양이 줄어들 수 있다. 제3 실시예는 단계 S130에서 다수의 측정기에 대한 전체 리스트를 먼저 보내고, 단계 S330에서 양성으로 판단된 측정기의 인덱스를 보내는 실시예이다.
한편, 통신단말기(300)는 서버에 검사 결과에 대한 데이터를 전송할 때, 각 측정기의 시계열 데이터를 함께 전송할 수 있다. 본 명세서에서 "시계열 데이터"란, 각 측정기에서 측정 과정에서 미리 설정된 시간마다 출력된 측정값을 의미한다. 측정기(300)는 스펙트럼 센서에서 출력된 값을 측정값으로 통신단말기(200)에 전송할 수 있다. 이때, 측정기(300)는 핵산 증폭이 완료되고 냉각이 충분히 이루어진 후 1회만 측정값을 전송할 수도 있지만, 증폭이 시작되는 순간분터 증폭 종료 및 냉각될 때까지 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 간격으로 측정값을 반복적으로 전송할 수도 있다.
도 16은 음성으로 판단된 샘플에 대하여 시간에 따른 컨트롤 튜브 및 테스트 튜브의 흡광도 변화의 예시이다.
도 17은 양성으로 판단된 샘플에 대하여 시간에 따른 컨트롤 튜브 및 테스트 튜브의 흡광도 변화의 예시이다.
도 16 및 도 17을 함께 참조하면, 음성으로 판단된 샘플 튜브의 흡광도(측정값)과 양성으로 판단된 샘플 튜브의 흡광도(측정값)이 서로 다른 양상을 보이는 것을 확인할 수 있다. 음성의 경우 측정값의 변화가 거의 없지만, 양성의 경우 핵산 증폭이 이루어지면서 측정값의 변화가 있는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 양성인 경우 단순히 그 결과값뿐만 아니라, 어떠한 변화 과정을 거쳐서 양성으로 판단된 것인지 분석할 필요가 있을 수도 있다.
도 18은 본 명세서의 제4 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 앞서 도 8과 비교할 때, 단계 S200이 단계 S240으로, 단계 S300이 단계 S340으로 바뀐 것을 확인할 수 있다. 먼저 단계 S100은 앞서 도 8과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. 다음 단계 S240에서 프로세서는 각 측정기에서 측정 과정에서 미리 설정된 시간마다 출력된 측정값(이하 '시계열 데이터')을 저장할 수 있다. 그리고 프로세서는 각 측정기의 검사 결과가 양성 또는 음성인지 판단할 수 있다. 다음 단계 S340에서 프로세서는 상기 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 시계열 데이터를 서버에 함께 전송할 수 있다. 제4 실시예에서 전체 측정기 정보 및 양성 측정기의 정보는 앞서 설명한 제1 내지 제3 실시예 중 어느 하나의 실시예가 적용될 수 있다.
도 19는 시계열 데이터의 예시이다.
도 19를 참조하면, 반응(reaction, 가열) 동안 테스트 튜브와 컨트롤 튜브에서 출력된 측정값 및 냉각(cooldown, 가열 종료 이후) 동안 테스트 튜브와 컨트롤 튜브에서 출력된 측정값을 확인할 수 있다. 모든 측정기에서 출력된 시계열 데이터를 모두 전송하는 것보다, 양성으로 판단된 측정기의 시계열 데이터만 전송하여, 통신 자원의 사용 부담을 줄일 수 있다.
한편, 도 19에 도시된 바와 같이, 하나의 측정에서 출력된 시계열 데이터의 양이 적지 않을 것을 확인할 수 있다. 이러한 시계열 데이터는 검사 결과가 양성으로 판단된 측정기의 갯수가 많을 수록 그 데이터의 양이 급격하게 증가하게 될 것이다. 따라서, 시계열 데이터에 포함된 데이터 양을 줄이는 방안도 고려할 필요가 있다.
도 20은 본 명세서의 제5 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 앞서 도 18과 비교할 때, 단계 S340이 단계 S350으로 바뀐 것을 확인할 수 있다. 먼저 단계 S100 및 단계 S240은 앞서 도 18과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. 단계 S350에서 프로세서는 시계열 데이터를 미리 설정된 기준값과 각 측정값의 차이값으로 편집하여 서버에 전송할 수 있다. 제5 실시예 역시 전체 측정기 정보 및 양성 측정기의 정보는 앞서 설명한 제1 내지 제3 실시예 중 어느 하나의 실시예가 적용될 수 있다.
도 21은 미리 설정된 기준값을 이용한 시계열 데이터의 편집 예시이다.
도 21을 참조하면, 도 19에 도시된 예시와 비교할 때, 측정값이 4자리 숫자가 아닌 3자리 숫자인 것을 확인할 수 있다. 테스트 튜브와 샘플 튜브에 들어있는 용액은 가열 전(증폭 전)에 기본으로 가진 색깔이 있어서, 스펙트럼 센서에서 출력된 측정값 역시 기본적인 값 이상 출력될 가능성이 있다. 따라서, 도 19에 도시된 예시와 같이, 측정값이 4자리 값이며, 맨 앞 자리 숫자가 변화하지 않는 경우, 기본값을 '1000'으로 미리 설정하고 각 측정값의 차이값으로 편집할 수 있다. 이때, 미리 설정한 기본값은 통신단말기(300)와 서버(400)에 미리 공유하고, 서버(400)가 시계열 데이터를 수신한 이후, 원본 값을 복원할 수 있다. 도 21에 도시된 편집된 시계열 데이터 및 기본 값은 예시일 뿐, 본 명세서에 기재된 측정 결과 데이터 전송 방법을 제한하는 것은 아니다.
도 22는 본 명세서의 제6 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 22를 참조하면, 앞서 도 18과 비교할 때, 단계 S340이 단계 S360으로 바뀐 것을 확인할 수 있다. 먼저 단계 S100 및 단계 S240은 앞서 도 18과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. 단계 S360에서 프로세서는 시계열 데이터를 시계열 데이터 내 최소값 정보와 각 측정값과의 차이값으로 편집하여 서버에 전송할 수 있다. 제6 실시예 역시 전체 측정기 정보 및 양성 측정기의 정보는 앞서 설명한 제1 내지 제3 실시예 중 어느 하나의 실시예가 적용될 수 있다.
도 23은 시계열 데이터 내 최소값을 이용한 시계열 데이터의 편집 예시이다.
도 23을 참조하면, 도 19에 도시된 예시와 비교할 때, 테스트 튜브의 최소값(minT) "1064"와 컨트롤 튜브의 최소값(minC) "1389"가 추가된 것을 확인할 수 있다. 나머지 측정값들은 상기 최소값과의 차이값으로 편집된 것을 인할 수 있다. 서버(400)는 시계열 데이터를 수신한 이후, 최소값을 이용하여 원본 값을 복원할 수 있다. 도 23에 도시된 편집된 시계열 데이터는 도 21에 기재된 값을 이용한 예시일 뿐, 본 명세서에 기재된 측정 결과 데이터 전송 방법을 제한하는 것은 아니다.
한편, 본 명세서에 따른 제5 실시예 및 제6 실시예에서 전송된 시계열 데이터는 정확한 측정값이 포함되는 장점이 있지만, 데이터 양이 적지 많은 않다. 따라서, 시계열 데이터를 보다 간단하게 전송할 수 있는 방안이 필요할 수 있다.
도 24는 본 명세서의 제7 실시예에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 24를 참조하면, 앞서 도 18과 비교할 때, 단계 S340이 단계 S370으로 바뀐 것을 확인할 수 있다. 먼저 단계 S100 및 단계 S240은 앞서 도 18과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다. 단계 S370에서 프로세서는 시계열 데이터의 추세선을 도출하고, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송할 수 있다. 제7 실시예 역시 전체 측정기 정보 및 양성 측정기의 정보는 앞서 설명한 제1 내지 제3 실시예 중 어느 하나의 실시예가 적용될 수 있다.
도 25는 시계열 데이터의 추세선에 대한 예시도이다.
도 25를 참조하면, 테스트 튜브와 컨트롤 튜브에서 측정된 측정값을 이용하여 도출된 추세선(점선)을 확인할 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따르면, 추세선은 최소제곱법 선형 방정식을 통해 도출될 수 있다.
<수식>
최소제곱법 선형 방정식을 위 수식에서 볼 수 있듯이, 계수값 a,b 대한 값이 도출된다. 프로세서는 상기 계수값을 서버에 전송하여 전송해야할 전체 데이터양을 줄일 수 있다. 한편, 상기 프로세서는 계수값을 전송할 때, 유효 데이터의 범위도 함께 전송할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 프로세서는 상기 시계열 데이터에 포함된 각 측정값과 상기 도출된 추세선과의 오차값을 각각 산출하고, 미리 설정된 오차 범위를 초과하는 오차값이 미리 설정된 기준 갯수 이하일 때, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송할 수 있다.
한편, 제1 실시예 및 제7 실시예는 설명의 편의를 위해 검사 결과가 "양성" 또는 "음성"인 경우만을 언급하였다. 그러나 실제 검사 과정에서 검사 결과가 "무효" 또는 "에러"인 경우가 발생할 수 있다. "무효"는 샘플 채취가 충분하지 않아서, 컨트롤 튜브에서 핵산 증폭 반응이 일어나지 않은 경우이다. "에러"는 검사 과정에서 측정기의 뚜껑이 열리는 등 검사 과정을 온전히 마치지 못한 경우이다. 본 명세서에 따른 측정 결과 데이터 전송 방법은 "무효" 또는 "에러"가 발생한 경우, "양성" 정보뿐만 아니라, "무효" 또는 "에러"가 발생한 측정기의 고유 식별 정보를 추가로 전송할 수 있다.
상기 전술한 컴퓨터프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C/C++, C#, JAVA, Python, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 명세서의 실시예를 설명하였지만, 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 분자진단시스템
100 : 파우치
110 : 스왑, 샘플채취도구 120 : 샘플 튜브
130 : 테스트 튜브 140 : 컨트롤 튜브
200 : 측정기
210 : 제어부 211 : 메모리
220 : 측정부 221 : 카메라
222 : 광원 230 : 통신부
240 : 표시부 250 : 가열부
260 : 전원 공급부 261 : 전원단자
262 : 배터리
300 : 통신단말기
300-1 : 제1 통신단말기 300-2 : 제2 통신단말기
300-M : 마스터 통신단말기
400 : 측정기 접속 관리 서버

Claims (19)

  1. (a) 프로세서가 근거리 무선 통신을 통해 연결된 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 저장하는 단계;
    (b) 프로세서가 상기 다수의 측정기에서 각각 출력된 측정값을 이용하여 각 측정기에서 측정 중인 샘플 내 검출 대상 핵산의 포함 여부(이하 '양성 또는 음성')를 판단하는 단계; 및
    (c) 프로세서가 상기 다수의 측정기 중 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 서버에 전송하는 단계;를 포함하는, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    프로세서가 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하고,
    프로세서가 음성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제2 그룹 정보로 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 프로세서가 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송하는 것을 포함하는 단계이고,
    상기 (c) 단계는, 프로세서가 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 프로세서가 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송할 때 각 측정기의 식별 정보가 기재된 순서를 각 측정기의 인덱스 정보로 더 저장하는 단계이고,
    상기 (c) 단계는, 프로세서가 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 인덱스 정보를 제1 그룹 정보로 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 프로세서가 각 측정기에서 측정 과정에서 미리 설정된 시간마다 출력된 측정값(이하 '시계열 데이터')을 더 저장하는 단계이고,
    상기 (c) 단계는, 프로세서가 상기 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 시계열 데이터를 서버에 더 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 프로세서가 시계열 데이터를 미리 설정된 기준값과 각 측정값의 차이값으로 편집하여 서버에 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 프로세서가 시계열 데이터를 시계열 데이터 내 최소값과 각 측정값과의 차이값으로 편집하여 서버에 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 프로세서가 시계열 데이터의 추세선을 도출하고, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 프로세서가 상기 시계열 데이터에 포함된 각 측정값과 상기 도출된 추세선과의 오차값을 각각 산출하고, 미리 설정된 오차 범위를 초과하는 오차값이 미리 설정된 기준 개수 이하일 때, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송하는 단계인, 측정 결과 데이터 전송 방법.
  10. 컴퓨터에서 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 청구항에 따른 전송 방법의 각 단계들을 수행하도록 작성되어 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터프로그램.
  11. 다수의 측정기와 데이터를 송수신하는 근거리 무선 통신부;
    상기 근거리 무선 통신부를 통해 수신된 데이터를 저장하는 저장부;
    서버와 데이터를 송수신하는 서버 통신부; 및
    상기 근거리 무선 통신부를 통해 연결된 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 저장부에 저장시키고, 상기 다수의 측정기에서 각각 출력된 측정값을 이용하여 각 측정기에서 측정 중인 샘플 내 검출 대상 핵산의 포함 여부(이하 '양성 또는 음성')를 판단하고, 상기 다수의 측정기 중 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 서버에 전송하도록 서버 통신부를 제어하는 제어부;를 포함하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부는,
    양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하고,
    프로세서가 음성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제2 그룹 정보로 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부는,
    다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송하는 것을 포함하는 단계이고, 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 식별 정보를 제1 그룹 정보로 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어부는, 프로세서가 다수의 측정기에 대한 식별 정보를 상기 서버에 전송할 때 각 측정기의 식별 정보가 기재된 순서를 각 측정기의 인덱스 정보로 더 저장하고, 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 인덱스 정보를 제1 그룹 정보로 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어부는, 프로세서가 각 측정기에서 측정 과정에서 미리 설정된 시간마다 출력된 측정값(이하 '시계열 데이터')을 더 저장하고, 상기 양성으로 판단된 샘플을 가진 측정기의 시계열 데이터를 서버에 더 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는, 시계열 데이터를 미리 설정된 기준값과 각 측정값의 차이값으로 편집하여 서버에 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는, 시계열 데이터를 시계열 데이터 내 최소값과 각 측정값과의 차이값으로 편집하여 서버에 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는, 시계열 데이터의 추세선을 도출하고, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 시계열 데이터에 포함된 각 측정값과 상기 도출된 추세선과의 오차값을 각각 산출하고, 미리 설정된 오차 범위를 초과하는 오차값이 미리 설정된 기준 개수 이하일 때, 상기 도출된 추세선의 계수값을 서버에 전송하는, 측정 결과 데이터 전송 장치.
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