KR970010929B1 - 색도시험계기 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제 1 도는 본 발명에 따라 구성된 장치의 사시도.
제 2 도는 제 1 도 장치의 분해사시도.
제 3 도는 제 1-2도 장치의 세부사항을 보인 저면도.
제 4 도는 부분적으론 블럭으로 그리고 부분적으론 개략적인 형태로 제 1-2도 장치의 회로를 도시한 도면.
제 5 도는 제 1-4도 장치 작동의 이해를 돕기 위한 흐름도.
제 6 도는 본 발명에 따라 만들어진 또다른 장치의 평면도.
제 7 도는 본 발명에 따라 구성된 또다른 장치의 평면도.
제 8 도는 부분적으론 블럭으로 그리고 부분적으론 개략적인 형태로 제 7 도 장치의 회로를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 색도계 12 : 스트립
14 : 휘일 16 : 케이스
18 : 포스트(post) 22 : 리테이너(retainer)
36 : 돌출부 40 : 노치(notch)
42 : 원주면 46 : 색표
52,54 : 화학물질 58 : 휘일상향면
64 : 액정표시기 66 : 온/오프 버튼
68 : 스타트 버튼 72,74,76,78 : 트랙
80,82,84,86 : 보스 영역 96,98,100,102 : 작동기
88,90,92,94 : 스위치 112 : 마이크로프로세서
140 : 버저(buzzer) 236 : 색표
260,262 : 휘일(wheel) 290,294 : 아날로그/디지탈 변환기
296:마이크로프로세서
본 발명은 색도계에 관한 것이다. 본 발명온 생물학상 유체의 의료학적으로 유효한 성분의 농도를 측정하기 위한 장치에 관련하여 설명된다. 그러나 본 발명은 다른 적용에 있어서도 마찬가지로 유용할 것이다.
예를 들어 생물학적 유체의 의료적으로 유효한 성분의 농도를 결정하기 위한 건식 분석 과정이 다년간 사용되어 왔다. 한 예가 약품이 부착된 화학약품 스트립과 화학약품이 침투된 테이프이며, 이 때의 화학약품은 예를 들어 혈액 또는 요(urine) 내 글루코스와 작용하여 당뇨병에서 인슐린의 투여를 조절하는 데 사용하기위한 혈당표시를 제공하도록 한다. 이들 화학적 스트립 및 테이프내 화학약품은 이들이 접촉하여지게 되는유체의 의료적으로 유효한 성분과 반응한다. 의료적으로 유효한 성분과 화학물질을 포함하는 반응은 화학물질 자체 또는 스트립 또는 시험 테이프의 어떤 다른 관련 성분에서의 색 변화를 일으킨다. 얼마간의 예정된 반응시간이 경과한 후 화학물질 또는 관련된 성분의 색이 적절한 수단에 의해 준비된 표준과 비교되어 체액내 의료적으로 유효한 성분의 농도 표시를 제공할 수 있도록 한다.
대체적으로 표준이라 하는 것은 스트립 또는 테이프용의 유리병 또는 그 밖의 용기의 외측에 올려놓인 색표에서 재현된다. 색표에서의 색은 색으로 인쇄된 특정농도를 나타낸다. 어떤 때에는 색표, 이들의 모양, 용기 위에 이들을 올려놓음 및 그 밖의 요소 특성 때문에 스트립 또는 테이프 색을 색표에 인쇄된 색과 긍정적이고 정확하게 비교시킴이 어렵다.
때때로, 스트립 또는 테이프의 반응색은 색표에서의 서로 인접하지 않은 두 가지 색 사이에 오기도 한다. 스트립 또는 테이프를 반응된 색이 진적으로 이들 사이에 오는가를 긍정적으로 확인하기 위해 스트립 또는 테이프를 모두에게 충분히 가깝게 위치시킴은 어렵다. 이는 스트립 또는 테이프의 읽기를 더욱 어렵게 만든다. 물론 체액 내 의학적 유효 성분의 농도를 보다 쉽게 읽을 수 있게 되면, 스트립 또는 테이프와 색표의특정 결합이 보다 신뢰할 수 있고 가치가 있게 된다.
종래 기술에 따른 몇 가지 장치에서도 스트립으로부터의 반응색을 읽고, 색 읽기를 생물학적 유체내 의학적으로 유효한 성분의 상응하는 농도표시로 변환시키도록 하여 만들어져 왔다. 그러나 대부분의 경우 이같은 장치는 매우 비싸다. 결과적으로 예를 들어 혈당 크기를 규칙적으로 시험할 것을 필요로 하는 당뇨병 환자는 결과를 막기 위해 값비싼 장치를 구입하지 못하게 된다. 이들은 색표와 스트립 칼라의 시각적인 짝짓기와 그같은 시각적 짝짓기를 글루코스 농도로의 변환에 계속 의존한다.
다음에 목록된 참고문헌은 본 발명이 관련된 기술에 숙련된 자에게 알려진 다양한 화학물질 시스템, 기질또는 캐리어 및 반응읽기 장치에 관련된 몇 가지 기술적 배경을 제공한다. 미국 특허 제 4,461,829호 및 인용된 참고기술, 미국 특허 제4,509,859호 및 인용된 참고기술, 유럽 특허 출원 제 0100619A1 및 인용된 참고기술, 유럽 특허 제 0110173B1 및 인용된 참고기술, 그리고 유럽 특허 출원 제 0207360A2 및 인용된 참고기술, 이같은 목록들 외에도 여타 참고기술 또는 보다 적절한 종전기술이 있을 수 있다.
본 발명의 중요한 목적은 반응 간격의 타이밍을 정하고 반응된 색들을 색표와 비교시키며, 그리고 체액의 의료적으로 유효한 성분의 농도를 나타내는 읽기를 제공하기 위한 저렴한 장치를 제공하는 것이다.
하기에서는 첨부도면을 참조해서 하기에서 상세히 설명한다.
제 1-2도에서, 반응된 화학물질을 담고 있는 스트립 (12)에서의 색깔을 휘일(14)에서의 색깔과 배합시키기 위한 색도계(l0)가 케이스(16)를 포함한다. 케이스(16)는 회전할 수 있도록 장착된 휘일(14)을 위해 케이스(20) 표면으로부터 상향하여 돌출한 한 포스트(18)를 포함한다. 덮개의 리테이너(22) 및 케이스(16)는 케이스(16)와 리테이너(22)에 제공된 슬롯에 맞물려 끼워지는 들출부(24)를 포함하여 리테이너(22)를 케이스(16)에 고정시키도록 하므로써 휘일(14)을 포스트(18)에서 회전할 수 있도록 보유한다. 케이스(16)는 유사한 돌출부(36)에 의해 스탭식 끼워 맞춤으로 연결된 상측 케이스 부분(32)과 하측 케이스 부분(34)을 포함한다. 케이스 부분(32,34)은 이제 설명되어질 제4도 회로를 수용하는 내부(38)를 만든다.
포스트(18)에는 방사상 스프링 저지구(40) 하나가 제공된다. 휘일(14)의 방사상 내향 원주면(42)에는 휘일(14)을 일정한 방향으로 고정시키기 위해 저지구(40)에 의한 맞물기를 위해 모가나 있는 간격을 띄운 다수의 노치(44)가 제공된다. 원형의 접착제가 붙은 색표(46)는 원주방향으로 늘어있는 인접한 두 열(48,50)의 색표를 포함하며, 이들 색표는 스트립(12) 선단상에 나란히 놓인 화학물질(52,54)에 일정 반응 기간 동안 노출된 피방울 내 일정농도의 글루코스에 의해 전개된 색깔과 일치한다. 도시된 스트립(12)은 미국, 인디아나 46250, 인디아니폴리스, 헤이그 로드 9115에 위치한 보흐링거 맨헤임(Boehringer Mannheim) 진단학부로부터의 CHEMSTRIP bG_ 겉보기 스트립이다. 휘일(14)은 또한 휘일의 상향면(58) 상에 논의될 바와같이 색표(46)를 올바르게 위치시키도록 돕는 위치지정보스 또는 인덱스(60)가 제공된다.
포스트(18)의 상향면(62)는 몇 개의 구멍이 나 있으며 이같은 구멍을 통하여 액정 표시기(LCD)(64), 온/오프 버튼(66) 그리고 스타트 버튼(68)이 접근 가능하다. LCD(64)와 작동 버튼(66,68)은 제 4 도 전기회로의 일부이며, 동 도면과 관련하여 더욱 설명될 것이다.
제 3 도에서 휘일(14)의 하면(70)은 보스영역(80,82,84,86)을 각각 포함하는 원주방향으로 들어선 4개의트랙(72,74,76,78)을 포함한다. 4개의 스위치(88,90,92,94)는 케이스(16) 내에 장착되며, 케이스(16) 내트랙(72,74,76,78) 가까이에 있는 각 구멍을 통해 연장된 각각의 작동기(96,98,100,102)를 포함한다. 작동기(96,98,100,102)는 트랙(72,74,76,78) 각각에 대하여 충분히 밀접하여 떨어진 방향으로 돌출하며 보스영역(80,82,84,86)은 휘일(l4)이 회전함에 따라 작동기(96,98,100,102)가 각각의 보스영역(80,82,84,86)과 만나는 때 스위치(88,90,92,94) 각각의 상태를 변경시키게 한다.
제 4 도에서, 전기회로(110)는 예를 들어 혈액 데시리터당 글루코스의 통상적인 밀리그램 단위(mg/dl)로 혈당 농도를 판독할 수 있게 한다. 회로(110)는 스위치(88,90,92,94) 방향을 mg/dl 판독으로 연합시키기위한 마이크로 프로세서(μp)(112)를 포함하며, 이때의 판독은 μp(112)가 연결된 LCD(64)에서 표시된다. LCD(64)는 Seiko-Epson으로 부터의 LD-B 9263A LCD 타입이다. μp(112) 및 이와 관계한 컴포넌트는 1.55 볼트 시계전지(114)에 의해 전원을 공급 받는다. 전지(114)의 + 단자는 회로(110)의 ▽DD 단자를 형성하며, 전지(114)의 - 단자는 회로(110)의 ▽SS1 단자를 형성한다. μp(112)는 음론 타테이시 일렉트로닉 스코퍼레이선(Omron Tateisi electronics Co.)형 MSN 5057 집적 회로이다. 제 4 도에 도시된 그리고 제 4 도에 관련하여 설명된 단자 이름과 번호는 이같은 집적회로에 적절한 것이다. 본 회로가 사용된 목적으로 다른 따로따로의 또는 집적회로가 사용될 수 있기 때문에 본 발명에 의한 어떤 제한도 의도되지 않음을 이해하여야 한다.
버튼(66)은 VDD와 μp(112)의 S4 사이에 연결된 푸시버튼 온/오프 스위치(116)를 제어한다.버튼(68)은단지 ▽DD와 μp(112)의 AC 사이의 0.01μF, 25V 커패시터(120)와 직렬로 연결된 푸시버튼 스타트 스위치(118)와 병렬로 연결되며,100K 저항기(124)가 커패시터(120,122)와 _SS1 단자 사이에 결합된다. 스위치(88,90,92,94)는 단자 VDD와 μp(112)의 Kl, K2, K3, K4 각각의 사이에 연결된다. 32.768KHz 수정(128)이 μp(112)의 단자 XT와 XT 사이에 연결되다. 22pF, 50V 커패시터(130)는 단자 XT와 ▽DD 사이에 연결된다.0.1μF, 25V 커패시터(131)는 단자 ▽CP와 μp (112)의 ▽CM 사이에 연결된다. 0.1μF, 25V 커패시터(132)는 단자 ▽DD와 μp(122)의 ▽SS2 사이에 연결된다. 2SD60IA-R 타입인 트랜지스터(134)의 베이스는10K 저항기를 통하여 μp(112)의 BD 단자로 연결된다. 트랜지스터(134)의 콜렉터는 50mH 인덕터(138)와버저(buzzer) (140)를 포함하는 병렬회로를 통해 ▽DD로 연결된다. 버저(140)는 교또 세라믹으로부터의KBS-15DB-4A-10형 버저이다. 케이스(16) 내로부터만 접근이 가능한 스케일링 스위치(142)는 μp (112)의 VDD 단자와 S2 사이에 연결된다.
작동시 사용자는 온/오프 버튼(66)을 누르고, 스위치(116)를 닫으므로써 색도계(10)를 작동시킨다. 888이 2초동안 LCD(64) 상에 출현된다. 사용자가 다음으로 스트립(12)을 선택하며, 혈액 샘플을 얻고, 혈액 한방울을 스트립의 선단에 있는 화학물질(52,54) 상에 떨어뜨린다. 동시에 사용자는 μp (112)의 타이밍 기능을 시작시키는 스타트 버튼(68)을 누른다. LCD(64)는 180초를 향해 카운팅을 시작한다(스케일링 스위치(142)가 닫혀지면 90초). LCD(64)에서 57,58 및 59초가 표시되는 때 버저(140)가 각각 한 번, 두 번 그리고 세번 버저를 울린다.60초에 버저(140)는 한 번 길게 울린다. 이는 사용자가 혈액방울을 화학물질(52,54)로부터 닦아내도록 한다.
LCD(64)가 120초를 나타내는 때 60초에서와 같은 지속 기간의 버저소리는 사용자에게 화학물질(52)(54)색깔을 판독하라는 신호이다. 스트립(12)은 화학물질(52,54)이 윈도우(154)를 통해 보이고, 동 윈도우를 통해 인접한 색표(46)의 색표섹션(156,158)(160,162)이 스트립(12)의 양측면에서 보일 수 있을 때까지 케이스(16) 상의 스트립을 위해 준비된 홀더(152) 내로 삽입된다. 사용자는 화학물질(52,54)의 색깔이 스트립(12) 양 측면에 나타난 색표섹션(156,158)의 색깔과 부합하거나, 두 인접한 색표 섹션(l56,158)(160,162)의 색깔 사이에 오게 되는 때까지 휘일(14)을 회전시키어 저지구(40)와 노치(44)에 의해 제공된 정지부를 사이에 오도록 한다. 노치(40)와 색포섹션(156,158,160,162)의 숫자는 상기 상황의 어느 것이라도 허용하기에 충분히 길도록 많아 있다.
상기의 상황이 벌어지는 때 사용자는 스타트 버튼(68)을 누르며,μp(112)가 보스영역(80,82,84,86)의구성 덕택으로 상응하는 mg/d1 글루코스를 암호화하는 스위치(88,90,92,94) 상태를 판독하게 한다. 이같은 결과가 LCD(64)에 표시된다. 만약 혈액 글루코스 수준이 240mg/d1 또는 그 이상이면, 사용자는 120초에서 판독할 수가 없다. 그러나, 타이밍은 LCD(64)가 180초를 나타낼 때까지 계속되며, 이때에 버저(140)가 다시 소리를 낸다. 이는 사용자가 다시 판독하도록 하는 신호를 보낸다. 이같은 판독은 이제 설명된 바와 같은 방법으로 수행된다. 다시 판독의 결과가 표시된다.
마지막 10호의 판독이 μp(112)의 기억장치 내에서 계속 되며, 색도계(10)를 켜도록 온/오프 버튼(66)을 누르므로써, 그리고 이를 다시 누르므로써 연속적으로 불러내질 수 있다, 처음 저장된 크기는 LCD(64)에 표시될 것이다. 추가로 저장된 크기는 일회 또는 2회 스타트 버튼(68)을 누르므로써 기억장치로부터 연속적으로 불러내질 수 있다.
어떤 경우에는, 혈액 글루코스와의 반응속도가 보다 빠른 ''패스터(faster)'' 화학물질을 사용할 수도 있다. 반응속도가 화학물질(52,54)의 대략 2배인 한 세트의 화학물질의 경우, 사용자는 케이스 부분(32,34)을 분리시키므로써 케이스(16)를 개방시킬 수 있고 스케일링 스위치(142)를 담을 수 있다. 이는 타이밍을 가속시키어 상기 설명에서 57,58 및 59초에 발생되었다. "경보''음이 27,28 및 29초에 발생되며, 60초에 발생하였던 혈액방울 닦음음이 이제는 30초에서 발생되고, 120초에 발생하였던 "일기" 음은 이제 60초에 발생되며,180초에 발생하였던 ''읽기(take reading)'' 음은 90초에 발생된다.
앞서 반응된 스트립의 색깔과 일치하는 혈당크기를 색도계(10)의 기억 장치내로 판독시킴이 또한 가능하다. 이는 앞서 설명한 대로 반응된 스트립을 삽입시키고, 온/오프 버트(66)과 스타트 버튼(68)을 누르며, 10초 이내에 스타트 버튼(68)을 다시 누르므로써 행하여진다. LCD(64)가 표시될 것이며, 휘일(14)은 적절한색깔로 다시 다이얼이 돌려질 수 있다. 스타트 버튼(68)을 다시 누르므로써 다이얼이 돌려진 색깔과 일치하는 혈당크기가 LCD(64)에 표시되어지도록 할 것이다.
up(112)는 또한 낮은 전지경보를 가지며, 전지(114)가 50 또는 그보다 작은 판독을 할 수 있을 때 온/오프 버튼(66)이 먼저 눌려지면 LCD(64)가 888 대신 PPP를 표시한다. μp(112)는 또한 한 결과가 표시된지 3초 후 그리고 버튼(66) 또는 버튼 (68)이 눌려졌다면 5초후 색도계(10)를 자동으로 끈다.
시료(52,54)가 배치(batch)마다 조금씩 변하기 때문에 스트립(12)이 사용되는 새로운 배치 각각에 대해 색도계(10)의 눈금을 새로이 정착 수 있음이 필요하다. 이는 스트립(12)의 각 패키지와 함게 노치(l66)로부터 적절히 간격이 띨어진 적당한 색깔들을 갖는 색표(46)를 포함시키므로써 행하여진다. 노치(166)는 작동기(96,98,100,102)에 의해 보스(80,82,84,86) 위치를 올바르게 읽기 위해 색표(46)를 휘일(l4) 상에 올바르게 위치시키도록 보스(60)를 수용하기 위한 크기를 갖는다.
선택에 따라 제눈금 표시는 고정된 색표를 가지며, 스트립(12) 배치-특정 코드를 입력시키므로써 달성될수 있다. 이는 보흐링거 맨헤임 코퍼레이션(Boehringer Mannheim Corporation)으로부터 TRACER 혈당모니터에서 사용되는 바와 같은 기존 ''표준곡선'' 또는 ''마스터 곡선'' 기술과 유사하다. 하나 또는 둘 이상의 키이를 사용하는 코드를 입력시키므로써 고정된 색표에 있는 색깔블럭의 배치-특성핵성이 이루어질 수있다. 다른 코팅 방법은 각 바이알의 시험 스트립과 함께 ROM 칩과 같은 몇 가지 광학적, 자기적 또는 전자적 코드 캐리어 타입을 제공함과 이같은 코드 정보를 색도계 내로 읽어넣음을 포함한다.
제 6 도에 도시된 본 발명의 실시예에서, 색도계(200)는 접착제가 뒤에 부착되어 장방헝 색표(236)가 붙여진 일반적으로 장방현 표면(208)을 갖는 케이스(206)를 포함한다. 색표(236)는 스트립(246)의 반응된 화학물질(242,244)과 부합시키기 위한 인접한 색표 스트립 열(238,240)을 포함한다. 버튼(248)은 각 색표 스트립 쌍에 인접하여 놓여지며, 색맞추기가 성사되는 때를 나타내도록 사용자에 의해 작동이 가능하다. 인접한스트립은 어느 색이 반응된 스트립(246)에 있는 화학물질(242,244)의 색과 더욱더 가까운가를 결정하고 가장 가까이에 있는 버튼(248)을 누르는데 아무런 어려움이 없을 정도로 가까운 것이 좋다. LCD 표시기(252)는 버튼(248)이 관계한 mg/dl 글루코스를 표시한다.
제 7-8 도에서 설명된 본 발명의 또다른 실시예에서는 두 개의 휘일(260,262)이 제공된다. 각 휘일(260,262)에는 각각의 색표(264,266)가 제공된다. 각 휘일(260,262)은 각 전위차계(284,286)의 와이퍼(280,282) 위치를 제어하는 각각의 축(276,278) 위에 장착된다. 아날로그/디지탈 변환기(290,294)는 색도계(200)의 마이크로프로세서(296) 소프트웨어 내에 있는 일정한 상관관계에 따라 아날로그 저항 크기를 농도크기로 변형시킨다. 따라서 분석에 각기 다른 감도를 갖는 두 화학물질을 조화시키므로써 두 개의 농도 결과가 얻어진다. 적절한 조사가 행하여진 후 두 결과의 평균 무게가 디지탈 표시기(292)에 최종 시험결과로표시된다. 무게인자는 색을 조화시키는 때 휘일의 위치에 의해 선택된 범위에서 각 화학물질의 민감도에 따라 색도계(200)의 소프트에서 사전에 프로그램된다.
본 발명의 또다른 보다 간단한 실시예에서, 단일의 색표를 갖는 한 휘일이 제공된다. 이 경우는 상기에서 설명된 바와 같은 단 하나의 전위차계가 있다. 아날로그 출력, 전류는 전류계로 직접 측정되며, 전류계의 눈금은 예를 들어 mg/dl 글루코스와 같은 분석 농도 단위를 읽도록 눈금이 만들어진다. 따라서 전류계 출력은 디지탈 출력을 대신한 아날로그 출력이다.
Claims (3)
- 변환되어질 색체와 비교하기 위한 색표, 색깔을 색표에 대한 적당한 비교에 상응하는 한 전기신호를 발생시키기 위한 수단 그리고 전기 신호를 발생시키기 위한 수단과 관련 색표의 색깔을 위치시키어 변환되어질 색깔이 색표에서의 색깔에 근접하는 때 전기신호를 발생시키기 위한 수단이 작동되어 편리하게 위치되어있도록 하기 위한 수단, 각각이 두 상태를 가지는 다수의 스위치 포함의 전기신호 발생용 수단, 색표에 대한색깔의 적당한 비교에 상응하는 전기 신호를 제공하기 위한 스위치 상태에 응답하는 수단, 그리고 전기적스위치를 스위치 상태를 결합시키기 위한 수단에 결합시키기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 컬러출력을 한 전기 신호로 변환시키기 위한 색도계.
- 케이스, 케이스 상에 장착된 표시기, 색표를 전술한 케이스 상에 위치시키어 색표를 올려놓기 위한 수단 가까이에서 표본의 보유가 비교되어지도록 하기 위한 수단, 색표에서의 어느 색이 표본컬러에 가장 근접하는가를 나타내기 위한 수단, 그리고 표본색에 가장 근접하는 색표에서의 색 지시를 나타내도록 표시 수단을 구동시키기 위해 표시수단으로 지시 수단(indicationg means)을 연결시키기 위한 수단, 색표에서의 어느색이 표본색이 가장 근접하는가를 지시하기 위한 각각이 두 상태를 가지며 색표상의 한 색과 인접위치한 다수의 스위치 포함의 수단, 그리고 지시수단을 표시기에 연결하기 위한 수단이 스위치의 상태를 사용하여 표본이 색에 가장 근접하는 색표상의 색에 상응하는 읽기를 표시하도록 표시기를 구동하기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 색도계.
- 시험편(test piece)을 위치시키고 보유하기 위한 수단, 케이스와 관련 색표를 올려놓기 위한 수단, 시험표본과 접촉된 이후 화학적 시험편이 띄게 될 색을 담고 있는 시험편이 띄게 되는 색깔이 색표에서의 색과 대체로 일치하는 때 표시기에 한 전기 신호를 발생시키기 위한 수단, 그리고 전기신호를 표시기로 발생시키어 시험편 색이 바꿔진 색과 관련 계기판독을 제공하도록 표시기로 한 전기신호를 발생시키기 위한 수단을포함하고, 시험편 색이 바뀐 색이 다수 스위치를 포함하는 색표상의 한 색과 일치하는 때 전기 신호를 발생시키기 위한 수단, 시험편의 색과 대체로 일치하는 색표로부터 한 색을 선택하고, 그와 같은 색에 인접한 스위치의 작동이 시험편색이 변하게 되는 색과 관련 표시기가 한 계기판독을 제공하도록 하게 함을 특징으로하는 화학적 시험편이 시험표본과 접촉한 후 변하여진 색을 측정하기 위한 계기(meter).
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