WO2017091006A1 - 포터블 혈액점도측정장치 - Google Patents

포터블 혈액점도측정장치 Download PDF

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WO2017091006A1
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unit
blood sample
vertical
viscosity
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PCT/KR2016/013623
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이동환
정진무
박종호
이의호
이의윤
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전북대학교산학협력단
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    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system

Definitions

  • the present invention relates to a portable blood viscosity measuring apparatus, and more particularly, to a portable blood viscosity measuring apparatus capable of independently measuring blood viscosity regardless of place and additional apparatus using a small amount of whole blood obtained from a human body or an animal. will be.
  • Viscosity of the blood is a physical property representing the flow resistance by the flow of blood in the blood vessels, specifically, can be divided into whole blood viscosity and plasma viscosity. Abnormal increases in blood viscosity cause an increase in shear stress and flow resistance acting on the vascular lining, thereby significantly increasing the risk of developing acute cardiovascular and microvascular diseases. In addition, plasma viscosity is not only used to diagnose the inflammatory state in the body, but is also one of the main causes of increasing whole blood viscosity.
  • Whole blood viscosity is a flow characteristic that continuously changes in viscosity depending on the systolic and diastolic phase of the heart, because of the complex effects of erythrocytes and plasma proteins in whole blood when blood flows rapidly (high shear rate). Viscosities decrease when the blood flows at a slow rate (when the shear rate is low). Fluids with these flow characteristics are called non-Newtonian fluids, and in order to properly understand the non-Newtonian flow characteristics of the blood, it is necessary to accurately measure the whole blood viscosity over the entire shear rate (e.g., 1 to 1,000 s-1). have.
  • Plasma viscosity measured using plasma obtained by separating red blood cells from whole blood unlike the whole blood viscosity, does not change in viscosity depending on the shear rate and becomes constant. Fluids exhibiting these flow characteristics are called Newtonian fluids.
  • the U-shaped double vertical tube / single capillary viscometer gives a height difference to the blood contained between the two vertical capillaries to measure the viscosity by measuring the height difference reduced by gravity, has the following advantages.
  • U-shaped double vertical tube / single capillary viscometer is a disposable U-shaped tube that does not require cleaning, so it is easy to use in the clinic, there is no concern of infection, and viscosity measurement for 1 ⁇ 1000 s ⁇ -1 shear rate region It is possible to measure whole blood viscosity and plasma viscosity.
  • U-shaped double-vertical tube / single capillary viscometer has errors in viscosity measurement at low shear rate region below 1 s ⁇ -1 due to structural constraints, and it is difficult to measure low viscosity values below 1 cP due to the characteristics of the measurement algorithm.
  • a large amount of whole blood of 3 mL is required to measure whole blood viscosity
  • a large amount of whole blood of 6 mL or more is required to measure plasma viscosity after separating plasma from whole blood.
  • a separate staining process is required for measuring the plasma viscosity, and the size is large and heavy in a fixed manner, which is cumbersome for transportation, and there is a problem that point-of-care testing is impossible.
  • Brookfield viscometer is to measure the viscosity by measuring the torque acting on the plate by the fluid while rotating the fluid into the chamber, the spring is connected to the plate, has the following advantages. Brookfield viscometer can be measured using a small amount of blood of about 0.5mL, there is an advantage that can measure the whole blood viscosity and plasma viscosity. However, Brookfield viscometers can only measure viscosities for specific shear rates, so whole blood viscosity is virtually impossible to measure for whole shear rates, and it is not a disposable measurement structure, so you can measure it directly after It is a technique that cannot be used in the clinic because it is necessary to wipe and wash the blood by hand, and it is exposed to the risk of infection by blood during the washing process. In addition, there is a problem that the size is large and heavy in a fixed manner, the transfer is cumbersome, point-of-care testing is impossible.
  • Ostwald glass capillary plasma viscometer measures the viscosity by measuring the time passing 10 mL of plasma in the vertical glass tube containing the capillary, there is an advantage that can be used anywhere regardless of the separate electronic device.
  • a large amount of 20 mL of whole blood is required to obtain 10 mL of plasma required to measure plasma viscosity, and whole blood viscosity cannot be measured.
  • the capillaries are cleaned and re-measured.
  • the Ostwald glass capillary plasma viscometer is exposed to the risk of infection by blood during the washing process, and thus cannot be used in the clinic. Since the measurer directly measures the height change time using a stopwatch, a large error occurs depending on the measurer. There is a problem.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a portable blood viscosity measuring device capable of independently measuring the blood viscosity regardless of the location and additional devices using a small amount of whole blood obtained from the human body or animal.
  • the present invention is movable, the upper case and the lower case is installed folding case;
  • a blood sample injection unit installed in the upper case and mixing blood in the blood sample container and automatically supplying the blood;
  • a blood viscosity measuring unit installed in the upper case and measuring a viscosity of blood supplied from the blood sample injection unit;
  • a data processing unit installed in the lower case and calculating a blood viscosity by analyzing a value measured by the blood viscosity measuring unit, wherein the blood viscosity measuring unit is detached from the upper case and includes two vertical supports formed with spaces.
  • the two longitudinal supports may be formed with an incision to visually identify the blood height in the first and second vertical tubes.
  • the portable blood viscosity measuring apparatus may further include a cartridge transfer unit which is in close contact with the cartridge or the lower connection body and transfers the cartridge and the lower connection body to protrude from the upper case.
  • the portable blood viscosity measuring device may be installed in the upper case, and may further include a heater unit positioned at the rear of the cartridge to supply heat to the cartridge.
  • the heater unit generates heat; And it may include a heat supply pipe formed in a shape corresponding to the two longitudinal support of the cartridge.
  • the two vertical support parts may be formed by cutting a predetermined area on the heater part side to supply heat to the heater part.
  • the blood sample injection portion is a container mounting portion is mounted the blood sample container; A needle part having first and second needles inserted into the blood sample container; A pump unit for providing pneumatic pressure to the first needle; And a rotating part periodically rotating the container mounting part and the needle part at a predetermined angle.
  • the portable blood viscosity measuring device may be further formed on the upper case and further include a connection pipe connecting the second needle and the valve unit.
  • the data processor controls the pump unit, the rotating unit and the valve unit, and when the blood sample container is mounted to the container mounting unit, operates the rotating unit to mix blood in the blood sample container, and then drives the pump unit. Injecting air into the blood sample container through the first needle to control to supply the blood to the valve unit through a second needle, the valve unit is connected to the first vertical tube before the pump unit is driven. It can be rotated to connect to the tube.
  • the portable blood viscosity measuring apparatus may further include a support disposed between the upper case and the lower case to vertically support the upper case.
  • the portable blood viscosity measuring apparatus may further include a level gauge for measuring the horizontality of the lower case and the bottom.
  • the portable blood viscosity measuring device may be installed on the lower case to be in close contact with the bottom, and further include at least three horizontal adjustment parts of which the height is variable.
  • the apparatus may further include a barcode recognition unit configured to recognize a barcode attached to the blood sample container or the lower connection body and transmit the barcode to the data processing unit.
  • a barcode recognition unit configured to recognize a barcode attached to the blood sample container or the lower connection body and transmit the barcode to the data processing unit.
  • Portable blood viscosity measuring apparatus has the advantage that the blood viscosity test in the field by providing a blood sample injection unit, blood viscosity measurement unit, a data processing unit in the mobile case.
  • the portable blood viscosity measuring device is used because a small amount of blood (about 1.5ml or less) is reduced the blood collection burden, there is an advantage that can measure the blood viscosity of small animals as well as the human body.
  • the portable blood viscosity measuring device can provide ease of operation by installing a program for measuring the blood viscosity in the data measuring unit.
  • Portable blood viscosity measuring apparatus has the advantage that the cartridge can be easily separated from the blood viscosity measuring unit, there is an advantage that can automatically inject and recover the blood supplied to the cartridge.
  • the portable blood viscosity measuring device can supply heat to the blood viscosity measuring unit uniformly to reduce the error according to the temperature during blood viscosity measurement.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a portable blood viscosity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a view showing a blood sample injection portion of the blood snack viscosity measuring apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a detailed view of the blood viscosity measurement unit of the blood viscosity measurement device shown in FIG.
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing the decomposition of the cartridge of the blood viscosity measurement unit shown in FIG.
  • 5 to 7 are views for explaining the operating state of the valve unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a heater unit provided in the blood viscosity measuring device.
  • the present invention is movable, the upper case and the lower case is the case portion is installed folding;
  • a blood sample injection unit installed in the upper case and mixing blood in the blood sample container and automatically supplying the blood;
  • a blood viscosity measuring unit installed in the upper case and measuring a viscosity of blood supplied from the blood sample injection unit;
  • a data processing unit installed in the lower case and calculating a blood viscosity by analyzing a value measured by the blood viscosity measuring unit, wherein the blood viscosity measuring unit is detached from the upper case and includes two vertical supports formed with spaces.
  • first and second are terms used to describe various components, and are not limited in themselves, and are used only to distinguish one component from other components.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a portable blood viscosity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the portable blood viscosity measuring apparatus includes a case part 10, a blood sample injection part 100, a blood viscosity measurement part 200, a heater part 700, and a data processing part 400. It may include.
  • the case unit 10 is a case of a bag form so that the user can move easily.
  • the case unit 10 includes a blood sample injection unit 100, a blood viscosity measuring unit 200, a heater unit 700, and a data processing unit 400.
  • the blood sample injection unit 100 and the blood viscosity measuring unit are installed.
  • the 200, the heater 700, and the data processor 400 are protected from an external shock.
  • Case portion 10 may be attached to the handle for movement.
  • the case part 10 includes an upper case 12, a lower case 14, and a support 16.
  • the upper case 12 has a space in which the blood sample injection unit 100, the blood viscosity measuring unit 200, and the heater unit 700 are mounted.
  • the upper case 12 may be formed with an external discharge port to prevent the heat generated from the heater unit 700 to stay inside to overheat.
  • This external outlet is preferably installed in the lower case (14). At this time, the external outlet installed in the lower case 14 is used to discharge the heat generated by the data processing unit 400 to the outside.
  • the lower case 14 includes the data processor 400.
  • the lower case 14 is provided with a level gauge 20 so that the first and second vertical tubes 240 and 250 of the blood viscosity measuring unit 200 provided in the upper case 12 are perpendicular to the ground.
  • a level gauge 20 that is commonly used may be used.
  • the horizontal system 20 may be easily recognized by the user and installed at the lower right side as shown in FIG. 1 in consideration of the arrangement of the data processor 400. However, the location is not limited thereto and may be installed in an area that can be recognized by the user.
  • the lower surface of the lower case 14 may be further provided with at least three horizontal adjustment unit 30 is variable in height so as to level. In the embodiment of the present invention, four horizontal adjustment units 30 are installed at each corner of the lower case 14.
  • the lower case 14 may be provided with a battery or power conversion means for storing the power supplied to the blood sample injection unit 100, blood viscosity measurement unit 200, heater 700, data processing unit 400, and the like. .
  • Support 16 is disposed on the right side of the upper case 12 and the lower case 14, as shown in Figure 1, the upper case 12 and the lower case 14 so that the upper case 12 is vertical
  • the lower case 14 is supported.
  • the support 16 is installed to be foldable, and the upper case 12 and the lower case 14 are vertical when the maximum length becomes.
  • the blood viscosity is fixed by a separate button or a fixing means such that the length of the support 16 does not vary when measuring the viscosity, and may be configured to fold the variable length by the operator's operation when the operation is finished.
  • the blood sample injection unit 100 reciprocates at a set angle to prevent red blood cells contained in the blood in the blood sample container 50 from sinking to the bottom so that a viscosity measurement error is not generated.
  • the blood sample injection unit 100 continuously performs the mixing for a waiting time for measuring the viscosity, and when the viscosity measurement is started, the blood sample measuring unit 200 supplies the blood in the blood sample container 50.
  • a detailed description of the blood sample injection unit 100 will be described later with reference to FIG. 2.
  • Blood viscosity measuring unit 200 is provided with a capillary tube installed between two vertical tubes and two vertical tubes in order to measure the viscosity of the blood supplied from the blood sample container 50, passing through the capillary tube in any one vertical tube When the blood moves to the other vertical tube, the method of measuring the viscosity of the non-Newtonian blood by measuring the time until the height of the two vertical tubes are equal. At this time, two sensors for measuring the blood height of the two vertical tubes are provided, each sensor transmits the results measured at the set time to the data processor 400.
  • the blood viscosity measuring unit 200 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 7.
  • connection pipe 600 may be further provided between the blood sample injection unit 100 and the blood viscosity measurement unit 200.
  • the connection pipe 600 has a pipe function of supplying blood from the blood sample injection unit 100 to the blood viscosity measurement unit 200 when the blood sample injection unit 100 and the blood viscosity measurement unit 200 are spaced apart from each other. You can do it and vice versa.
  • the connection pipe 600 is installed on the upper case 12.
  • the interval between the blood sample injection unit 100 and the blood viscosity measurement unit 200 is small, the needle portion (120 of FIG. 2) provided in the blood sample injection unit 100 is a valve of the blood viscosity measurement unit 200 directly. When it is in close contact with the unit 230, it is not necessary to use the connector 600.
  • the heater unit 700 is not shown in FIG. 1, it is installed at the rear or rear side of the blood viscosity measuring unit 200 as shown in FIG. 8 to supply heat to the blood viscosity measuring unit 200.
  • the heater unit 700 may supply hot air to the vertical observation to uniformly increase the temperature within a short time before measurement.
  • the heater unit 700 may continuously supply heat to maintain the same temperature even during the viscosity measurement in the blood viscosity measuring unit 200. The description thereof will be described later with reference to FIG. 8.
  • the data processor 400 receives information from the first and second sensors 270 and 280 provided in the blood viscosity measuring unit 200 and calculates the viscosity of the blood through a pre-stored calculation formula or algorithm.
  • the data processor 400 is mounted on the lower case 14.
  • the data processor 400 may perform overall control for performing processing for blood viscosity measurement. That is, the data processor 400 performs a controller or a controller function.
  • the data processor 400 is provided with a touch display so that the user can simply measure blood viscosity by touching the commands displayed on the display.
  • the blood viscosity measurement automatically supplies blood to the blood viscosity measuring unit 200 from the start command displayed on the touch type display, and displays the blood viscosity value on the display, and then uses the blood used for the measurement of the blood sample container (50). ) Can be recovered.
  • the data processing unit 400 may control the pump unit 130, the rotating unit 160, and the valve unit 230, which will be described later.
  • the data processing unit 400 operates the rotating unit 160 to mix blood in the blood sample container 50, and then drives the pump unit 130 to inject air into the blood sample container 50 to inject blood into the blood viscosity. It may be controlled to supply to the measuring unit 200.
  • the data processor 400 may control various components in the apparatus. The description thereof will be described in association with the description of each component.
  • the blood viscosity measurement apparatus may further include a barcode recognition unit 500.
  • the barcode recognition unit 500 automatically recognizes the barcode attached to the lower end of the lower connector 220 coupled with the cartridge 210 connected in a U-shape, and automatically recognizes the barcode and transmits the barcode to the data processor 400.
  • the recognition unit 500 may recognize a barcode attached to the blood sample container 50.
  • Bar code recognition unit 500 is installed in the upper case 12 to facilitate the user to recognize the barcode, but is not limited to this, may be installed in the lower case 14, the data processing unit 400 and the wired or wireless method May be connected.
  • FIG. 2 is a view illustrating a blood sample injection unit of the blood viscosity measuring device shown in FIG. 1.
  • the blood sample injection unit 100 may include a container mounting unit 110, a needle unit 120, a pump unit 130, and a rotating unit 160.
  • the container mounting unit 110 is formed in a shape corresponding to the blood sample container 50 to be mounted to the circular plate-shaped member and the blood sample container 50 is installed to rotate. At this time, the container mounting portion 110 is installed so that one end of the blood sample container 50 is supported, the other end of the first and second needles 122 and 124 of the needle portion 120 in the blood sample container 50. It is formed to be open for insertion. In addition, the container mounting portion 110 may be provided with a separate fixing means for fixing the blood sample container (50).
  • the needle part 120 may be installed to be spaced apart from the container mounting part 110, and may be installed on an upper surface of the rotating part 160.
  • the needle part 120 is provided with first and second needles 122 and 124, and respective tubes are connected to the first and second needles 122 and 124.
  • the needle part 120 is formed by exposing two nozzles to the outside as shown in FIG. 2. At this time, any one of the two nozzles may be connected to the first needle 122, the other one may be connected to the connector 600 described above.
  • the air connection tube 140 connects the first needle 122 and the pump unit 130.
  • the rotating unit 160 rotates the container mounting unit 110 at predetermined intervals to mix the blood in the blood sample container 50.
  • Rotating portion 160 is formed in a fan shape on the outside of the container mounting portion 110, the container mounting portion 110 is installed as shown in FIG.
  • the needle part 120 is installed in the rotating part 160.
  • the rotation unit 160 is installed to rotate within a range of about 45 degrees, but is not limited thereto.
  • the rotating unit 160 is coupled to the container mounting unit 110 by rotating at the same time by shaking the blood sample container 50 within a set range to prevent red blood cells in the blood to settle on the bottom of the blood sample container.
  • the stopper 150 may be further formed to fix the position when the blood sample injection unit 100 is fixed to the upper case 12 to supply blood to the blood viscosity measuring unit 200.
  • the stopper 150 is fixed to the upper case 12, and one surface of the rotating part 160 contacts the stopper 150 so that a nozzle connected to the second needle 124 of the needle part 120 is connected to the connection tube 600.
  • the position can be prevented from coming off so as to be in close contact with.
  • the pump unit 130 may supply air or suck air through the control signal of the data processor 400.
  • the pump unit 130 supplies air, the air is supplied to the blood sample container 50 through the first needle 122 to increase the internal pressure. Thereafter, the blood in the blood sample container 50 is discharged through the second needle 124 and supplied to the blood viscosity measuring unit 200.
  • the blood may be automatically supplied to the blood viscosity measuring unit 200 through the pump unit 130, or the blood of the blood viscosity measuring unit 200 may be recovered to the blood sample container 50.
  • the recovered blood can be readily used for other blood tests, and the risk of contamination upon reuse is significantly reduced.
  • the disposal of blood can be facilitated.
  • the blood of the blood viscosity measuring unit 200 may be recovered to another container using a manifold or the like.
  • FIG. 3 is a view illustrating in detail a blood viscosity measuring unit of the blood viscosity measuring apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating an exploded view of the cartridge of the blood viscosity measuring unit illustrated in FIG. 3
  • FIGS. 3 is a view for explaining an operating state of the valve unit shown in FIG.
  • the blood viscosity measuring unit 200 includes a cartridge 210, first and second vertical tubes 240 and 250, capillary tubes 260, lower connectors 220, and The first sensor 270, the second sensor 280, and the valve unit 230 may be included.
  • the cartridge 210 has a form in which two vertical supports 212 and 214 are connected in a 'U' shape by the connecting portion 216.
  • the two vertical support parts 212 and 214 of the cartridge 210 have a space in which the first vertical pipe 240 and the second vertical pipe 250 are inserted.
  • the two vertical supports 212 and 214 of the cartridge 210 are formed by cutting in the longitudinal direction so that the first and second vertical tubes 240 and 250 are mounted in the space.
  • First and second sensors 270 and 280 for measuring blood heights of the first vertical pipe 240 and the second vertical pipe 250 are disposed on side surfaces of the two vertical supports 212 and 214.
  • the cartridge 210 is coated with various colors or formed of various materials so as to reduce the measurement error by blocking light flowing from the outside when measuring the blood height change in the first and second sensors 270 and 280.
  • an incision 218 may be formed in front of the two vertical supports 212 and 214 to visually observe the height of the blood of the first and second vertical tubes 240 and 250.
  • an opening 219 may be further formed on the rear surfaces of the two vertical supports 212 and 214 to accommodate the heat supplied from the heater 700.
  • the lower connector 220 is mounted below the cartridge 210.
  • the lower connection body 220 may be formed by cutting in the longitudinal direction so that the capillary tube 260 is mounted.
  • the lower connector 220 includes an auxiliary lower connector 225 coupled thereto, and the auxiliary lower connector 225 has an auxiliary pipe line connecting the second vertical tube 250 and the capillary tube 260 therein ( 227 may be formed.
  • the lower connection body 220 may be formed such that the side coupled with the first vertical tube 240 and the second vertical tube 250 are separated from each other and assembled.
  • the capillary tube 260 is installed in the state in which the lower connection body 220 is separated, and then may be formed in a structure that is assembled with the cartridge 210 after assembly.
  • the valve unit 230 is coupled to the lower connector 220.
  • the valve unit 230 is a three-way valve is used.
  • the valve unit 230 operates to be in a state in which the first vertical tube 240 and the connecting tube 600 are connected, or operates in a state in which the first vertical tube 240 and the capillary tube 260 are connected, or 1 vertical tube 240 and the connecting tube 600 and the capillary tube 260 is operated to be in a state of being connected.
  • the valve unit 230 may operate in the three states according to the control signal of the data processor 400.
  • the valve unit 230 operates to form a flow path only between the connection pipe 600 and the first vertical pipe 240. At this time, the blood supplied from the blood sample container 50 rises to the height of H1 of the first vertical tube 240.
  • the valve unit 230 operates to form a flow path only between the first vertical tube 240 and the capillary tube 260.
  • the blood supplied to the first vertical tube 240 is supplied to the second vertical tube 250 through the capillary tube 260 by gravity.
  • the valve unit 230 maintains this state until the heights of the first vertical pipe 240 and the second vertical pipe 250 are the same.
  • the first vertical pipe 240 through the connection pipe 600 as shown in FIG. 7, It is operable to form a flow path between the connecting tube 600, the first vertical tube 240 and the capillary tube 260 so that the blood of the capillary tube 260 and the second vertical tube 250 is recovered.
  • valve unit 230 As the valve unit 230 is operated as described above, when blood viscosity is measured, blood is supplied to the first vertical tube 240, and after the blood viscosity is measured, the first and second vertical tubes 240 and 250 and the capillary tube 260 are measured. ) Blood can be recovered to the blood sample container (50).
  • the first and second sensors 270 and 280 may measure the height of blood of each of the first vertical tube 240 and the second vertical tube 250 and provide the same to the data processor 400.
  • an optical sensor such as a contact image sensor (CIS) may be used for the first and second sensors 270 and 280.
  • CIS contact image sensor
  • CCD sensor or the like may be used for the first and second sensors 270 and 280.
  • the transparency and contamination of the first and second vertical tubes 240 and 250 may be automatically diagnosed using the first and second sensors 270 and 280 in advance.
  • the cartridge transport unit 300 may be further provided for insertion and discharge of the cartridge 210.
  • the cartridge transfer unit 300 may include a gear unit 320, a main rotation shaft 310, a transfer shaft 350, a transfer binding unit 340, and a rotation transfer unit 330.
  • the main rotary shaft 310 is rotated by receiving power.
  • the cartridge 210 may be discharged at the forward rotation, and the cartridge 210 may be inserted at the reverse rotation.
  • the reverse is also possible.
  • the gear unit 320 transmits the rotational force of the main rotation shaft 310 to the feed shaft 350.
  • the gear unit 320 may be used in consideration of the installation direction of the main rotary shaft 310 and the installation direction of the feed shaft 350, such as a bellbell gear.
  • the feed shaft 350 is coupled to the gear unit 320 and rotates by receiving power from the main rotating shaft 310.
  • the rotation transfer unit 330 may be coupled to the transfer shaft 350 to rotate the cartridge 210.
  • the transfer binder 340 may be provided on the rear surface of the lower connection body 220 to facilitate the transfer of the cartridge 210.
  • the rotary transfer unit 330 may be formed with a plurality of teeth, the transfer binding unit 340 is a groove formed on one surface so that the rotary transfer unit 330 is meshed with the teeth, the rotary transfer unit 330 is rotated It is moved up and down by the groove of the transfer binder 340.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a heater unit provided in the blood viscosity measuring device.
  • the heater unit 700 may include a heat generator 710 and a heat supply pipe 730.
  • the heat generating unit 710 includes heat generating means such as a coil to generate heat, or other means for replacing the coil is used to generate heat.
  • the heat supply pipe 730 is installed at the rear of the cartridge 210, and is particularly formed in a Y shape.
  • the heat supply pipe 730 supplies the heat supplied from the heat generator 710 to the cartridge 210.
  • the heat supply pipe 730 is preferably formed to be opened to a size corresponding to the opening 219 of the cartridge 210 described above is formed so that the heated air is directly supplied into the cartridge 210.
  • the heat generating unit 710 may include a discharge unit 720, and the discharge unit 720 may be connected through a transfer unit 735 connected to the heat supply pipe 730.
  • a circulation pipe 740 may be further formed on the heat generating unit 710 so that the heated air circulates and moves toward the discharge unit 720. The hot air raised through the circulation pipe 740 is supplied to the discharge unit 720.
  • the heat generating unit 710 may further include a heat sink 715 for discharging heat to the outside.
  • the heat sink 715 prevents overheating of the heat generating unit 710.
  • the cartridge may further include a temperature sensor for measuring the temperature inside the cartridge.
  • the temperature sensor is attached to the cartridge and directly or indirectly measures the internal temperature of the cartridge 210 and provides the data to the data processor 400.
  • the data processor 400 may control the heater 700 to maintain the temperature of the cartridge 210 at a temperature set by the information input from the temperature sensor.

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Abstract

본 발명은 포터블 혈액점도측정장치에 관한 것으로, 본 발명은 이동 가능하며, 상부 케이스와 하부 케이스가 접이식으로 설치된 케이스부, 상부 케이스에 설치되며, 혈액샘플용기 내의 혈액을 믹싱하며, 혈액을 자동공급하는 혈액샘플주입부, 상부 케이스에 설치되며, 혈액샘플주입부에서 공급된 혈액의 점도를 측정하는 혈액점도측정부 및 하부 케이스에 설치되어 혈액점도측정부에서 측정된 값을 분석하여 혈액점도를 계산하는 데이터처리부를 포함한다.

Description

포터블 혈액점도측정장치
본 발명은 포터블 혈액점도 측정장치에 관한 것으로, 특히 인체 또는 동물로부터 획득한 소량의 전혈을 이용하여 장소 및 부가적인 장치에 구애받지 않고 독립적으로 혈액점도를 측정할 수 있는 포터블 혈액점도측정장치에 관한 것이다.
혈액의 점도는 혈관 내 혈액의 유동에 의한 유동저항을 나타내는 물성치이며, 구체적으로 전혈점도와 혈장점도로 나눌 수 있다. 혈액점도의 비정상적인 증가는, 혈관 내벽에 작용하는 전단응력 및 유동 저항의 증가를 일으켜 급성 심혈관 질환 및 미세혈관 질환의 발병 위험을 현저히 높이게 된다. 또한, 혈장점도는 체내의 염증상태를 진단하는데 활용될 뿐만 아니라, 전혈점도를 증가시키는 주요 원인 중의 하나이다.
전혈점도는 심장의 수축기 및 이완기에 따라 계속적으로 점도가 변화하는 유동 특성을 보이는데, 그 이유는 전혈 안에 있는 적혈구와 혈장단백질들의 상호 복합적인 영향으로 인해 혈액이 빠른 속도로 흐를 때(전단율이 높을 때)에는 점도가 낮아지고, 반대로 혈액이 느린 속도로 흐를 때(전단율이 낮을 때)에는 점도가 증가하기 때문이다. 이러한 유동 특성을 보이는 유체를 비뉴턴성 유체라고 부르며, 혈액의 비뉴턴성 유동 특성을 제대로 파악하기 위해서는 전체 전단율 (예: 1 ~ 1,000 s-1)에 대한 전혈점도를 정확하게 측정해야 할 필요가 있다.
전혈에서 적혈구를 분리해서 얻어지는 혈장을 이용해서 측정되는 혈장점도는 전혈점도와는 달리 전단율에 따라 점도가 변하지 않고, 일정하게 된다. 이러한 유동 특성을 보이는 유체를 뉴턴성 유체라고 한다.
현재로써는 혈액점도 측정을 위해 측정실에 정밀하게 고정된 대형 장비를 사용하고 있으며, 혈액샘플 채취 후 측정실로 전달하여 혈액점도 측정이 이루어지고 있는 상태이다. 본 특허에서 제안하는 현장현시검사가 가능한 측정기술의 부재로 원하는 장소에서, 원하는 시간에 혈액점도 측정이 불가능한 상황이다. 기존까지 혈액점도는 다음과 같은 방법을 이용해서 측정되었다.
먼저, U자형 2중 수직관/단일 모세관 점도계는 두 개의 수직 모세관 사이에 담긴 혈액에 높이차를 주어 중력에 의해 줄어드는 높이차를 측정하여 점도 측정하는 것으로, 다음과 같은 장점이 있다.
U자형 2중 수직관/단일 모세관 점도계는 일회용 U자형 튜브를 사용하여 세척이 필요 없어 임상에서 활용하기가 용이하며 감염의 우려가 없으며, 1~1000 s^-1 전단율 영역에 대한 점도 측정이 가능하고, 전혈점도 및 혈장점도 측정이 가능하다.
그러나 U자형 2중 수직관/단일 모세관 점도계는 구조적 제약으로 인해 1 s^-1 이하의 낮은 전단율 영역에서의 점도 측정 시 오차가 발생하고, 측정 알고리즘 특성 상 1cP 이하의 낮은 점도값 측정이 어려우며, 전혈점도 측정을 위해서 3 mL 의 많은 양의 전혈이 필요한 문제와 전혈로부터 혈장을 분리한 후 혈장점도를 측정하기 위해서는 6mL 이상의 많은 전혈이 필요한 단점이 있다. 또한, 혈장점도 측정을 위해 별도의 염색과정이 필요하고, 고정형 방식으로 크기가 크고 무거워 이송이 번거로워, 현장현시진단(Point-of-care testing)이 불가능한 문제점이 있다.
Brookfield 점도계는 챔버에 유체를 넣고, 평판에 스프링을 연결하여 회전시키면서 유체에 의해 평판에 작용하는 토크를 측정하여 점도 측정하는 것으로, 다음과 같은 장점이 있다. Brookfield 점도계는 약 0.5mL 정도의 소량의 혈액을 이용하여 측정 가능하고, 전혈점도 및 혈장점도 측정이 가능한 장점이 있다. 그러나 Brookfield 점도계는 특정 전단율에 대해서만 점도 측정이 가능하므로, 전혈 점도의 경우 전체 전단율에 대한 전혈 점도 측정이 사실상 불가능하고, 일회용 측정구조가 아니어서, 한 번 측정 후 다음 측정을 위해 측정자가 직접 손으로 혈액을 닦아내고 세척해야하며, 세척 과정에서 혈액에 의한 감염 위험에 노출되어 있어, 임상에서 사용되기 불가능한 기술이다. 또한, 고정형 방식으로 크기가 크고 무거워 이송이 번거로워, 현장현시진단(Point-of-care testing)이 불가능한 문제점이 있다.
Ostwald 유리모세관 혈장점도계는 모세관을 포함하고 있는 수직 유리관에 10 mL의 혈장이 통과하는 시간을 측정하여 점도 측정하는 것으로, 별도의 전자장치를 사용하기 않아 장소에 구애받지 않고 사용가능한 장점이 있다. 그러나 혈장점도 측정에 필요한 10 mL의 혈장을 얻기 위해서 20 mL의 많은 양의 전혈이 필요하고, 전혈점도 측정이 불가능하며, 한번 측정 후 모세관을 깨끗하게 세척한 후 재측정하게 되는데, 모세관의 직경이 1mm도 채 안되기 때문에 현실적으로 깨끗하게 세척하는 것이 불가능한 단점이 있다. 또한, Ostwald 유리모세관 혈장점도계는 세척 과정에서 혈액에 의한 감염 위험에 노출되어 있어, 임상에서 사용되기 불가능하고, 측정자가 직접 초시계를 이용하여 높이 변화 시간을 측정하기 때문에 측정자에 따라 오차가 크게 발생하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체 또는 동물로부터 획득한 소량의 전혈을 이용하여 장소 및 부가적인 장치에 구애받지 않고 독립적으로 혈액점도를 측정할 수 있는 포터블 혈액점도측정장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이동 가능하며, 상부 케이스와 하부 케이스가 접이식으로 설치된 케이스부; 상기 상부 케이스에 설치되며, 혈액샘플용기 내의 혈액을 믹싱하며, 상기 혈액을 자동공급하는 혈액샘플주입부; 상기 상부 케이스에 설치되며, 상기 혈액샘플주입부에서 공급된 혈액의 점도를 측정하는 혈액점도측정부; 및 상기 하부 케이스에 설치되어 상기 혈액점도측정부에서 측정된 값을 분석하여 혈액점도를 계산하는 데이터처리부를 포함하되, 상기 혈액점도측정부는 상기 상부 케이스에서 탈착되며, 공간이 형성된 두 개의 세로 지지부와 상기 두 세로 지지부가 U자형으로 연결된 카트리지; 상기 카트리지의 하부에 장착되는 하부 연결체; 상기 2개의 세로지지부의 각각에 삽입되는 제1 및 제2 수직관; 상기 하부 연결체에 삽입되는 모세관; 상기 하부 연결체 내에 형성되어 상기 제2 수직관과 상기 모세관을 연결하는 보조관로; 상기 하부 연결체에 형성되어 상기 혈액샘플주입부에서 공급되는 혈액을 상기 제1 수직관에 공급하고, 상기 제1 수직관에 유입된 혈액이 상기 모세관에 공급되도록 하며, 상기 제1, 제2 수직관 및 모세관 내의 혈액을 상기 혈액샘플주입부 측으로 공급되도록 유로가 가변되는 밸브유닛; 및 상기 제1 및 제2 수직관과 인접하여 상기 제1 및 2 수직관 내의 혈액 위치를 감지하는 제1 및 제2 센서부를 포함하는 포터블 혈액점도측정장치를 제공할 수 있다.
상기 두 개의 세로 지지부는 상기 제1 및 제2 수직관 내의 혈액 높이를 육안으로 식별하도록 절개부가 형성될 수 있다.
상기 포터블 혈액점도측정장치는 상기 카트리지 또는 하부 연결체에 밀착되어 상기 카트리지와 상기 하부 연결체를 상기 상부 케이스로부터 돌출되도록 이송하는 카트리지 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 포터블 혈액점도측정장치는 상기 상부 케이스에 설치되며, 상기 카트리지 후면에 위치하여 상기 카트리지에 열을 공급하는 히터부를 더 포함할 수 있다.
상기 히터부는 열을 생성하는 열생성부; 및 상기 카트리지의 상기 두 개의 세로 지지부와 상응하는 형상으로 형성된 열공급관을 포함할 수 있다.
상기 두 개의 세로 지지부는 상기 히터부의 열이 공급되도록 상기 히터부측의 소정영역이 절개되어 형성될 수 있다.
상기 혈액샘플주입부는 상기 혈액샘플용기가 장착되는 용기장착부; 상기 혈액샘플용기에 삽입되는 제1 및 제2 바늘이 구비되는 니들부; 상기 제1 바늘에 공압을 제공하는 펌프부; 및 상기 용기장착부와 상기 니들부를 소정의 각도로 주기적으로 회전시키는 회전부;를 포함할 수 있다.
상기 포터블 혈액점도측정장치는 상기 상부 케이스에 형성되며, 상기 제2 바늘과 상기 밸브유닛 사이를 연결하는 연결관을 더 포함할 수 있다.
상기 데이터처리부는 상기 펌프부, 회전부 및 상기 밸브유닛을 제어하되, 상기 용기장착부에 상기 혈액샘플용기가 장착되면 상기 회전부를 동작시켜, 상기 혈액샘플용기 내의 혈액을 믹싱하고, 이후 상기 펌프부를 구동시켜 상기 제1 바늘을 통해 상기 혈액샘플용기에 공기를 주입하여 제2 바늘을 통해 상기 혈액을 상기 밸브유닛에 공급하도록 제어하되, 상기 펌프부 구동 이전에 상기 밸브유닛을 상기 제1 수직관과 상기 연결관에 연결되도록 회전시킬 수 있다.
상기 포터블 혈액점도측정장치는 상기 상부 케이스를 상기 하부 케이스와 수직으로 지지하도록 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스 사이에 배치되는 지지대를 더 포함할 수 있다.
상기 포터블 혈액점도측정장치는 상기 하부 케이스가 바닥과 이루는 수평을 계측하는 수평계를 더 포함할 수 있다.
상기 포터블 혈액점도측정장치는 상기 하부 케이스에 설치되어 상기 바닥과 밀착하도록 설치되며, 높이가 가변되는 적어도 3개의 수평 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 혈액샘플용기 또는 상기 하부 연결체에 부착된 바코드를 인식하여 상기 데이터처리부에 전송하는 바코드 인식부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 포터블 혈액점도측정장치는 혈액샘플주입부, 혈액점도측정부, 데이터처리부를 이동식 케이스부에 구비하여 현장에서 혈액 점도 검사가 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 포터블 혈액점도측정장치는 소량의 혈액(약 1.5ml 이하)이 사용되므로 채혈 부담이 감소되고, 인체뿐만 아니라 소동물의 혈액점도측정이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 포터블 혈액점도측정장치는 데이터측정부에 혈액점도측정을 위한 프로그램을 설치하여 조작에 용이성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 포터블 혈액점도측정장치는 혈액점도측정부에 카드리지를 용이하게 분리할 수 있는 장점이 있으며, 카트리지에 공급되는 혈액을 자동으로 주입하고, 회수할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 포터블 혈액점도측정장치는 혈액점도측정부에 균일하게 열을 공급하여 혈액점도측정시 온도에 따른 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 포터블 혈액점도측정장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 혈낵점도측정장치의 혈액샘플주입부를 도시한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 혈액점도측정장치의 혈액점도측정부를 상세히 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 혈액점도측정부의 카트리지를 분해하여 도시한 분해사시도.
도 5 내지 7은 도 3에 도시된 밸브유닛의 동작 상태를 설명하기 위한 도면들.
도 8은 혈액점도측정장치에 구비된 히터부를 도시한 사시도.
본 발명은 이동 가능하며, 상부 케이스와 하부 케이스가 접이식으로 설치된 케이스부; 상기 상부 케이스에 설치되며, 혈액샘플용기 내의 혈액을 믹싱하며, 상기 혈액을 자동공급하는 혈액샘플주입부; 상기 상부 케이스에 설치되며, 상기 혈액샘플주입부에서 공급된 혈액의 점도를 측정하는 혈액점도측정부; 및 상기 하부 케이스에 설치되어 상기 혈액점도측정부에서 측정된 값을 분석하여 혈액점도를 계산하는 데이터처리부를 포함하되, 상기 혈액점도측정부는 상기 상부 케이스에서 탈착되며, 공간이 형성된 두 개의 세로 지지부와 상기 두 세로 지지부가 U자형으로 연결된 카트리지; 상기 카트리지의 하부에 장착되는 하부 연결체; 상기 2개의 세로지지부의 각각에 삽입되는 제1 및 제2 수직관; 상기 하부 연결체에 삽입되는 모세관; 상기 하부 연결체 내에 형성되어 상기 제2 수직관과 상기 모세관을 연결하는 보조관로; 상기 하부 연결체에 형성되어 상기 혈액샘플주입부에서 공급되는 혈액을 상기 제1 수직관에 공급하고, 상기 제1 수직관에 유입된 혈액이 상기 모세관에 공급되도록 하며, 상기 제1, 제2 수직관 및 모세관 내의 혈액을 상기 혈액샘플주입부 측으로 공급되도록 유로가 가변되는 밸브유닛; 및 상기 제1 및 제2 수직관과 인접하여 상기 제1 및 2 수직관 내의 혈액 위치를 감지하는 제1 및 제2 센서부를 포함하는 포터블 혈액점도측정장치입니다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 포터블 혈액점도측정장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 포터블 혈액점도측정장치는 케이스부(10), 혈액샘플주입부(100), 혈액점도측정부(200), 히터부(700) 및 데이터처리부(400)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 케이스부(10)는 사용자가 손쉽게 이동할 수 있도록 가방 형태의 케이스이다. 케이스부(10)는 혈액샘플주입부(100), 혈액점도측정부(200), 히터부(700) 및 데이터처리부(400)가 설치되며, 상기 혈액샘플주입부(100), 혈액점도측정부(200), 히터부(700) 및 데이터처리부(400)를 외부의 충격 등으로부터 보호한다. 케이스부(10)는 이동을 위한 손잡이가 부착될 수 있다.
케이스부(10)는 상부 케이스(12), 하부 케이스(14) 및 지지대(16)를 구비한다.
상부 케이스(12)는 혈액샘플주입부(100), 혈액점도측정부(200) 및 히터부(700)가 장착되도록 공간이 형성된다. 상부 케이스(12)는 히터부(700)에서 발생되는 열이 내부에서 머물러 과열되지 않도록하는 외부 배출구가 형성될 수 있다. 이러한 외부 배출구는 하부 케이스(14)에도 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 하부 케이스(14)에 설치되는 외부 배출구는 데이터처리부(400)에서 발생되는 열을 외부로 방출시키도록 하기 위하여 사용된다.
하부 케이스(14)는 데이터처리부(400)를 내재한다. 하부 케이스(14)는 상부 케이스(12)에 구비된 혈액점도측정부(200)의 제1 및 제2 수직관(240, 250)이 지면과 수직을 이루도록 하기 위하여 수평계(20)가 설치된다. 수평계(20)는 통상적으로 사용되는 수평계(20)가 사용될 수 있다. 수평계(20)는 사용자가 인식하기 쉽고 데이터처리부(400)의 배치를 고려하여 도 1과 같이 우측 하단에 설치될 수 있다. 그러나 위치는 이에 한정되지 않으며, 사용자가 인식할 수 있는 영역에 설치될 수 있다.
하부 케이스(14)의 하부면에는 수평을 맞추도록 높이가 가변되는 적어도 3개의 수평조절부(30)가 더 구비될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 4개의 수평조절부(30)가 하부 케이스(14)의 각 코너에 설치된다.
하부 케이스(14)는 혈액샘플주입부(100), 혈액점도측정부(200), 히터부(700), 데이터처리부(400) 등에 공급되는 전력을 저장하는 베터리 또는 전력변환수단이 구비될 수 있다.
지지대(16)는 도 1에 도시된 바와 같이 상부 케이스(12) 및 하부 케이스(14)의 우측에 배치되며, 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)가 수직을 이루도록 상부 케이스(12)를 하부 케이스(14)에 지지시킨다. 지지대(16)는 접이식으로 설치되며, 최대 길이가 될 경우 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)는 수직이 된다. 특히, 혈액점도측정 시 지지대(16)의 길이가 가변되지 않도록 별도의 버튼 또는 고정수단 등에 의해 고정되며, 작업이 종료되면 작업자의 조작에 의해 길이가 가변되어 접히도록 구성될 수 있다.
혈액샘플주입부(100)는 혈액샘플용기(50)가 장착되면 혈액샘플용기(50) 내의 혈액에 포함된 적혈구가 바닥에 가라앉아 점도 측정오차가 발생되는 것을 방지하기 위하여 설정된 각도로 왕복운동을 하여 혈액샘플용기(50) 내부의 혈액을 믹싱한다. 혈액샘플주입부(100)는 점도 측정을 위한 대기시간동안 상기 믹싱을 지속적으로 수행하며, 점도 측정이 시작되면 혈액점도측정부(200)에 혈액샘플용기(50) 내의 혈액을 공급한다. 혈액샘플주입부(100)에 대한 구체적인 구성에 대한 설명은 도 2를 참조하여 다시 하기로 한다.
혈액점도측정부(200)는 혈액샘플용기(50)에서 공급된 혈액의 점도를 측정하기 위하여 두 개의 수직관과 두 개의 수직관 사이에 설치된 모세관을 구비하고, 어느 하나의 수직관에서 모세관을 통과하여 나머지 수직관까지 혈액이 이동할 때, 두 수직관의 높이가 같아지는 점까지 시간을 측정함으로써 비뉴턴성 혈액의 점도를 측정하는 방식을 사용한다. 이때, 두 수직관의 혈액높이를 측정하기 위한 2개의 센서가 구비되며, 각 센서는 설정된 시간에 측정된 결과를 데이터처리부(400)에 전송한다. 혈액점도측정부(200)에 대해서 도 3 내지 도 7을 참조하여 더 상세히 설명하기로 한다.
혈액샘플주입부(100)와 혈액점도측정부(200) 사이에 연결관(600)이 더 구비될 수 있다. 연결관(600)은 혈액샘플주입부(100)와 혈액점도측정부(200)가 이격되어 설치될 경우 혈액을 혈액샘플주입부(100)에서 혈액점도측정부(200)로 공급하는 관 기능을 수행할 수 있으며, 반대의 경우도 수행할 수 있다. 연결관(600)은 상부 케이스(12) 상에 설치된다.
여기서, 혈액샘플주입부(100)와 혈액점도측정부(200)의 간격이 작아 혈액샘플주입부(100)에 구비된 니들부(도 2의 120)가 직접 혈액점도측정부(200)의 밸브유닛(230)에 밀착될 경우 연결관(600)을 사용하지 않아도 무방하다.
히터부(700)는 도 1에 도시되지 않았으나, 도 8에 도시된 바와 같이 혈액점도측정부(200)의 후면 또는 배면에 설치되어 혈액점도측정부(200)에 열을 공급한다. 히터부(700)는 열풍을 수직관측에 공급하여 측정 전 단시간내에 균일하게 온도를 상승하도록 할 수 있다. 히터부(700)는 혈액점도측정부(200)에서 점도측정을 하는 동안에도 동일한 온도를 유지할 수 있도록 지속적으로 열을 공급할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 8을 참조하여 다시 하기로 한다.
데이터처리부(400)는 혈액점도측정부(200)에 구비된 제1 및 제2 센서(270, 280)에서 정보를 수신하여 미리 저장된 계산식 또는 알고리즘을 통해 혈액의 점도를 계산한다. 데이터처리부(400)는 하부 케이스(14)에 장착된다. 데이터처리부(400)는 혈액점도측정을 위한 프로세싱을 수행하기 위한 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 즉, 데이터처리부(400)는 컨트롤러 또는 제어부 기능을 수행한다.
데이터처리부(400)는 터치식 디스플레이가 구비되어 사용자가 디스플레이에 표시된 명령들을 터치하여 간단하게 혈액점도를 측정할 수 있다. 혈액점도측정은 터치식 디스플레이에 표시되는 시작명령으로부터 자동으로 혈액을 혈액점도측정부(200)에 공급한 후, 혈액점도값을 디스플레이에 표시한 이후, 측정에 이용된 혈액을 혈액샘플용기(50)에 회수할 수 있다.
데이터처리부(400)는 후술할 펌프부(130), 회전부(160) 및 밸브유닛(230)을 제어할 수 있다. 데이터처리부(400)는 회전부(160)를 동작시켜, 혈액샘플용기(50) 내의 혈액을 믹싱하고, 이후 펌프부(130)를 구동시켜 혈액샘플용기(50)에 공기를 주입하여 혈액을 혈액점도측정부(200)에 공급하도록 제어할 수 있다. 또한, 데이터처리부(400)는 장치 내의 각종 구성부를 제어할 수 있다. 이에 대한 설명은 각 구성부의 설명에서 연관지어 설명하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 혈액점도측정장치는 바코드 인식부(500)를 더 포함할 수 있다.
바코드 인식부(500)는 U자형으로 연결된 카트리지(210)와 결합되는 하부 연결체(220)의 하단에 부착된 바코드를 장착 후 자동으로 인식하여 데이터처리부(400)에 전송한다. 또한, 인식부(500)는 혈액샘플용기(50)에 부착된 바코드를 인식할 수 있다. 바코드 인식부(500)는 사용자가 바코드를 인식시키기 편리하도록 상부 케이스(12)에 설치되나, 이에 한정되지 않으며, 하부 케이스(14)에 설치될 수도 있고, 유무선 방식을 통해 데이터처리부(400)와 연결될 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 혈액점도측정장치의 주요 구성부를 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 혈액점도측정장치의 혈액샘플주입부를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 혈액샘플주입부(100)는 용기장착부(110), 니들부(120), 펌프부(130), 및 회전부(160)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 용기장착부(110)는 회전하도록 설치된 원형의 판상 부재와 이에 설치되어 혈액샘플용기(50)가 장착되도록 혈액샘플용기(50)에 상응하는 형태로 형성된다. 이때, 용기장착부(110)는 일단이 혈액샘플용기(50)의 끝단이 지지되도록 설치되며, 타단이 혈액샘플용기(50)에 니들부(120)의 제1 및 제2 바늘(122, 124)이 삽입되도록 개방되도록 형성된다. 또한, 용기장착부(110)는 혈액샘플용기(50)를 고정하는 별도의 고정수단이 구비될 수 있다.
니들부(120)는 용기장착부(110)와 이격되도록 설치되며, 회전부(160)의 상면에 설치될 수 있다. 니들부(120)는 제1 및 제2 바늘(122, 124)이 설치되며, 제1 및 제2 바늘(122, 124)과 연결되는 각각의 관이 형성된다. 여기서, 니들부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 노즐이 외부로 노출되어 형성된다. 이때, 2개의 노즐 중 어느 하나는 제1 바늘(122)과 연결되고, 나머지 하나는 상술한 연결관(600)에 연결될 수 있다. 공기연결관(140)은 제1 바늘(122)과 펌프부(130)를 연결한다.
회전부(160)는 용기장착부(110)를 소정의 간격으로 회전시켜 혈액샘플용기(50) 내의 혈액을 믹싱하도록 한다. 회전부(160)는 도 2와 같이 용기장착부(110)가 설치된 용기장착부(110)의 바깥쪽에 부채꼴 형태로 형성된다. 회전부(160)에는 니들부(120)가 설치된다. 본 발명에서는 회전부(160)는 약 45도 정도의 범위 내에서 회전하도록 설치되나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 회전부(160)는 용기장착부(110)와 결합되어 동시에 회전함으로써 혈액샘플용기(50)를 설정된 범위 내에서 흔들어 줌으로써 혈액 내의 적혈구가 혈액샘플용기 바닥에 침전되지 않도록 한다.
상부 케이스(12)에 고정되어 혈액샘플주입부(100)에서 혈액을 혈액점도측정부(200)에 공급할 때, 위치를 고정하도록 스토퍼(150)가 더 형성될 수 있다.
스토퍼(150)는 상부 케이스(12)에 고정되며, 상기 회전부(160)의 일면이 스토퍼(150)에 접촉하여 니들부(120)의 제2 바늘(124)과 연결된 노즐이 연결관(600)과 밀착되도록 위치가 이탈되지 않도록 할 수 있다.
펌프부(130)는 데이터처리부(400)의 제어신호를 통해 공기를 공급하거나, 공기를 흡입할 수 있다. 펌프부(130)가 공기를 공급할 경우, 제1 바늘(122)을 통해 혈액샘플용기(50)로 공기가 공급되어 내부 압력이 상승한다. 이후, 제2 바늘(124)을 통해 혈액샘플용기(50) 내의 혈액이 배출되어 혈액점도측정부(200)에 공급된다.
이와 반대로, 펌프부(130)에서 공기를 흡입할 경우 혈액샘플용기(50) 내의 압력이 작아져 혈액점도측정부(200)의 혈액이 혈액샘플용기(50)로 회수된다.
상기와 같이 펌프부(130)를 통해 자동으로 혈액점도측정부(200)에 혈액을 공급하거나, 혈액점도측정부(200)의 혈액을 혈액샘플용기(50)로 회수할 수 있다. 이에 따라, 회수된 혈액은 다른 혈액검사에 손쉽게 이용될 수 있으며, 재사용시 오염의 위험성이 현저하게 줄어든다. 또한, 혈액의 폐기처리를 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 펌프부(130)를 이용하지 않더라도, 매니폴드 등을 이용하여 혈액점도측정부(200)의 혈액을 다른 용기에 회수할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 혈액점도측정장치의 혈액점도측정부를 상세히 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 혈액점도측정부의 카트리지를 분해하여 도시한 분해 사시도이며, 도 5 내지 7은 도 3에 도시된 밸브유닛의 동작 상태를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3 및 도 5 내지 7을 참조하면, 혈액점도측정부(200)는 카트리지(210), 제1 및 제2 수직관(240, 250), 모세관(260), 하부 연결체(220), 제1 센서(270), 제2 센서(280) 및 밸브유닛(230)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 카트리지(210)는 두 개의 세로 지지부(212, 214)가 연결부(216)에 의해 'U'자형으로 연결된 형태를 가진다. 카트리지(210)의 두 세로 지지부(212, 214)는 내부에 제1 수직관(240)과 제2 수직관(250)이 각각 삽입되는 공간이 형성된다. 카트리지(210)의 두 세로 지지부(212, 214)는 제1 및 제2 수직관(240, 250)이 공간에 장착되도록 길이방향으로 절개되어 형성된다. 두 세로 지지부(212, 214)의 측면에는 제1 수직관(240)과 제2 수직관(250)의 혈액 높이를 측정하기 위한 제1 및 제2 센서(270, 280)가 배치된다. 카트리지(210)는 제1 및 제2 센서(270, 280)에서 혈액높이변화 측정 시 외부에서 유입되는 빛을 차단하여 측정오차가 감소하도록 다양한 색상으로 코팅되거나, 다양한 소재로 형성된다. 이때, 두 세로 지지부(212, 214)의 전면에는 제1 및 제2 수직관(240, 250)의 혈액의 높이를 육안으로 관찰하기 위하여 절개부(218)가 형성될 수 있다.
한편, 두 세로 지지부(212, 214)의 후면에는 히터부(700)에서 공급된 열을 수용할 수 있도록 개구부(219)가 더 형성될 수 있다.
하부 연결체(220)는 카트리지(210) 하부에 장착된다. 하부 연결체(220)는 모세관(260)이 장착되도록 길이 방향으로 절개되어 형성될 수 있다. 하부 연결체(220)는 이와 결합되는 보조 하부 연결체(225)를 포함하며, 보조 하부 연결체(225)는 내부에 제2 수직관(250)과 모세관(260) 사이를 연결하는 보조관로(227)가 형성될 수 있다. 하부 연결체(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 수직관(240)과 제2 수직관(250)과 결합되는 측이 서로 분리되어 조립되도록 형성될 수 있다. 하부 연결체(220)가 분리된 상태에서 모세관(260)이 설치되고, 이후 조립후 카트리지(210)와 조립되는 구조로 형성될 수 있다.
밸브유닛(230)은 하부 연결체(220)에 결합된다. 밸브유닛(230)은 3방향 밸브가 사용된다. 밸브유닛(230)은 제1 수직관(240)과 연결관(600)이 연결되는 상태가 되도록 동작하거나, 제1 수직관(240)과 모세관(260)이 연결되는 상태가 되도록 동작하거나, 제1 수직관(240)과 연결관(600) 및 모세관(260)이 연결되는 상태가 되도록 동작한다.
밸브유닛(230)은 데이터처리부(400)의 제어신호에 따라 상기 3개의 상태로 동작할 수 있다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 혈액이 혈액점도측정부(200)로 공급될 때, 밸브유닛(230)은 연결관(600)과 제1 수직관(240) 사이에만 유로를 형성하도록 동작한다. 이때, 혈액샘플용기(50)에서 공급된 혈액은 제1 수직관(240)의 H1 높이까지 상승한다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브유닛(230)은 제1 수직관(240)과 모세관(260) 사이에만 유로를 형성하도록 동작한다. 이때, 제1 수직관(240)에 공급된 혈액은 중력에 의해 모세관(260)을 통해 제2 수직관(250)에 공급된다. 제1 수직관(240)과 제2 수직관(250)의 높이가 같아질 때까지 밸브유닛(230)은 이 상태를 유지한다.
이어서, 제1 수직관(240)과 제2 수직관(250)의 높이가 같아져 점도측정이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이 연결관(600)을 통해 제1 수직관(240), 모세관(260) 및 제2 수직관(250)의 혈액이 회수되도록 연결관(600), 제1 수직관(240) 및 모세관(260) 사이에 유로를 형성하도록 동작한다.
상기와 같이 밸브유닛(230)이 동작됨에 따라 혈액 점도 측정 시 혈액을 제1 수직관(240)에 공급하고, 혈액 점도 측정 이후, 제1 및 제2 수직관(240, 250)과 모세관(260)의 혈액이 혈액샘플용기(50)에 회수되도록 할 수 있다.
제1 및 제2 센서(270, 280)는 제1 수직관(240)과 제2 수직관(250) 각각의 혈액의 높이를 측정하여 데이터처리부(400)에 제공할 수 있다. 이를 위하여, 제1 및 제2 센서(270, 280)는 CIS(Contact Image Sensor) 등의 광센서가 사용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 센서(270, 280)는 CCD 센서 등이 사용될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 센서(270, 280)를 이용하여 제1 및 제2 수직관(240, 250)의 투명도 및 오염도를 사전에 자동진단할 수 있다.
한편, 카트리지(210)의 삽입 및 배출을 위하여 카트리지 이송부(300)가 더 구비될 수 있다.
카트리지 이송부(300)는 기어부(320), 메인 회전축(310), 이송축(350), 이송결착부(340) 및 회전이송부(330)를 포함할 수 있다.
메인 회전축(310)은 동력을 전달받아 회전한다. 정회전시 카트리지(210)를 배출하도록 하며, 역회전시 카트리지(210)를 삽입하도록 동작할 수 있다. 이와 반대의 경우도 가능하다.
기어부(320)는 메인 회전축(310)의 회전력을 이송축(350)에 전달한다. 특히, 기어부(320)는 메인 회전축(310)의 설치방향과 이송축(350)의 설치방향을 고려하여 배벨 기어 등이 사용될 수 있다.
이송축(350)은 기어부(320)에 결합되어, 메인 회전축(310)의 동력을 전달받아 회전한다. 회전이송부(330)는 이송축(350)에 결합되어 회전함으로써 카트리지(210)를 이송할 수 있다. 이때, 카트리지(210)의 이송이 용이하도록 하부 연결체(220)의 배면에 이송결착부(340)가 구비될 수 있다.
회전이송부(330)는 복수의 톱니가 형성될 수 있고, 이송결착부(340)는 회전이송부(330)이 톱니에 치합되도록 일면에 홈이 형성되어, 회전이송부(330)가 회전함에 따라 이송결착부(340)의 홈에 의해 상하로 이동된다.
도 4에서는 기어부(320), 이송축(350), 이송결착부(340) 및 회전이송부(330)가 하부 연결체(220)의 배면에 위치한 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 카트리지(210)측에도 기어부(320), 이송축(350), 이송결착부(340) 및 회전이송부(330)와 동일한 구성이 구비되어 카트리지(210)와 하부 연결체(220) 측에서 동시에 상하로 카트리지(210)를 이송할 수 있다.
도 8은 혈액점도측정장치에 구비된 히터부를 도시한 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 히터부(700)는 열생성부(710) 및 열공급관(730)을 포함할 수 있다.
열생성부(710)는 열을 발생시키기 위하여 코일 등의 열발생수단을 포함하거나, 코일을 대체하는 다른 수단 등이 사용되어 열을 생성한다.
열공급관(730)은 카트리지(210)의 후면에 설치되며, 특히 Y자 형태로 형성된다. 열공급관(730)은 열생성부(710)에서 공급된 열을 카트리지(210)에 공급한다. 이때, 열공급관(730)은 상술한 카트리지(210)의 개구부(219)에 상응하는 크기로 개구되도록 형성되어 가열된 공기가 직접 카트리지(210) 내부로 공급되도록 형성되는 것이 바람직하다.
열생성부(710)에는 방출부(720)가 구비되며, 방출부(720)는 열공급관(730)과 연결된 전달부(735)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 열생성부(710) 상부에는 가열된 공기가 순환하여 방출부(720) 측으로 이동하도록 순환관(740)이 더 형성될 수 있다. 순환관(740)을 통해 상승된 더운 공기는 방출부(720)로 공급된다.
열생성부(710)측에는 외부로 열을 배출하는 히트싱크(715)가 더 구비될 수 있다. 히트싱크(715)는 열생성부(710)의 과열을 방지한다.
한편, 도 3 및 도 8에 도시되지 않았으나, 카트리지 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 더 구비할 수 있다. 온도센서는 카트리지에 부착되어 카트리지(210)의 내부 온도를 직접 또는 간접적으로 측정하여 데이터처리부(400)에 제공한다. 데이터처리부(400)는 온도센서에서 입력되는 정보를 통해 설정된 온도로 카트리지(210) 내부 온도를 유지시키도록 히터부(700)를 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 발명이 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니므로 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있다. 또한, 이와 같이 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

Claims (13)

  1. 이동 가능하며, 상부 케이스와 하부 케이스가 접이식으로 설치된 케이스부;
    상기 상부 케이스에 설치되며, 혈액샘플용기 내의 혈액을 믹싱하며, 상기 혈액을 자동공급하는 혈액샘플주입부;
    상기 상부 케이스에 설치되며, 상기 혈액샘플주입부에서 공급된 혈액의 점도를 측정하는 혈액점도측정부; 및
    상기 하부 케이스에 설치되어 상기 혈액점도측정부에서 측정된 값을 분석하여 혈액점도를 계산하는 데이터처리부를 포함하되,
    상기 혈액점도측정부는
    상기 상부 케이스에서 탈착되며, 공간이 형성된 두 개의 세로 지지부와 상기 두 세로 지지부가 U자형으로 연결된 카트리지;
    상기 카트리지의 하부에 장착되는 하부 연결체;
    상기 2개의 세로지지부의 각각에 삽입되는 제1 및 제2 수직관;
    상기 하부 연결체에 삽입되는 모세관;
    상기 하부 연결체 내에 형성되어 상기 제2 수직관과 상기 모세관을 연결하는 보조관로;
    상기 하부 연결체에 형성되어 상기 혈액샘플주입부에서 공급되는 혈액을 상기 제1 수직관에 공급하고, 상기 제1 수직관에 유입된 혈액이 상기 모세관에 공급되도록 하며, 상기 제1, 제2 수직관 및 모세관 내의 혈액을 상기 혈액샘플주입부 측으로 공급되도록 유로가 가변되는 밸브유닛; 및
    상기 제1 및 제2 수직관과 인접하여 상기 제1 및 2 수직관 내의 혈액 위치를 감지하는 제1 및 제2 센서부를 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개의 세로 지지부는 상기 제1 및 제2 수직관 내의 혈액 높이를 육안으로 식별하도록 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 포터블 혈액점도측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지 또는 하부 연결체에 밀착되어 상기 카트리지와 상기 하부 연결체를 상기 상부 케이스로부터 돌출되도록 이송하는 카트리지 이송부를 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 케이스에 설치되며, 상기 카트리지 후면에 위치하여 상기 카트리지에 열을 공급하는 히터부를 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 히터부는
    열을 생성하는 열생성부; 및
    상기 카트리지의 상기 두 개의 세로 지지부와 상응하는 형상으로 형성된 열공급관을 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 두 개의 세로 지지부는 상기 히터부의 열이 공급되도록 상기 히터부측의 소정영역이 절개되어 형성된 것을 특징으로 하는 포터블 혈액점도측정장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 혈액샘플주입부는
    상기 혈액샘플용기가 장착되는 용기장착부;
    상기 혈액샘플용기에 삽입되는 제1 및 제2 바늘이 구비되는 니들부;
    상기 제1 바늘에 공압을 제공하는 펌프부; 및
    상기 용기장착부와 상기 니들부를 소정의 각도로 주기적으로 회전시키는 회전부;를 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 케이스에 형성되며, 상기 제2 바늘과 상기 밸브유닛 사이를 연결하는 연결관을 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터처리부는 상기 펌프부, 회전부 및 상기 밸브유닛을 제어하되,
    상기 용기장착부에 상기 혈액샘플용기가 장착되면 상기 회전부를 동작시켜, 상기 혈액샘플용기 내의 혈액을 믹싱하고, 이후 상기 펌프부를 구동시켜 상기 제1 바늘을 통해 상기 혈액샘플용기에 공기를 주입하여 제2 바늘을 통해 상기 혈액을 상기 밸브유닛에 공급하도록 제어하되, 상기 펌프부 구동 이전에 상기 밸브유닛을 상기 제1 수직관과 상기 연결관에 연결되도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 현장현시검사용 포터블 혈액점도측정장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 케이스를 상기 하부 케이스와 수직으로 지지하도록 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스 사이에 배치되는 지지대를 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 케이스가 바닥과 이루는 수평을 계측하는 수평계를 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하부 케이스에 설치되어 상기 바닥과 밀착하도록 설치되며, 높이가 가변되는 적어도 3개의 수평 조절부를 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 혈액샘플용기 또는 상기 하부 연결체에 부착된 바코드를 인식하여 상기 데이터처리부에 전송하는 바코드 인식부를 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
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