KR101701334B1

KR101701334B1 - 포터블 혈액점도측정장치

Info

Publication number: KR101701334B1
Application number: KR1020150164608A
Authority: KR
Inventors: 이동환; 정진무; 박종호; 이의호; 이의윤
Original assignee: 전북대학교산학협력단
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2017-02-13
Also published as: JP2018534582A; EP3382369B1; CN108291860A; EP3382369A1; US20180340876A1; CN108291860B; US10545079B2; WO2017091006A1; EP3382369A4; JP6646745B2

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{PORTABLE BLOOD VISCOSTITY MEASURING DEVICE}

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 케이스 전면으로 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 7은 도 3에 도시된 밸브유닛의 동작 상태를 설명하기 위한 도면들.
도 8은 혈액점도측정장치에 구비된 히터부를 도시한 사시도.

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 분해사시도이며, 도 7은 도 3에 도시된 밸브유닛의 동작 상태를 설명하기 위한 도면들이다.

도 3 및 도 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.

10: 케이스부
12: 상부 케이스
14: 하부 케이스
16: 지지대
20: 수평계
30: 수평 조절부
50: 혈액샘플용기
100: 혈액샘플주입부
110: 용기장착부
120: 니들부
122: 제1 바늘
124: 제2 바늘
130: 펌프부
140: 공기연결관
150: 스토퍼
160: 회전부
200: 혈액점도측정부
210: 카트리지
212, 214: 세로 지지부
216: 연결부
218: 절개부
219: 개구부
220: 하부 연결체
225: 보조 하부 연결체
227: 보조관로
230: 밸브유닛
240: 제1 수직관
250: 제2 수직관
260: 모세관
270: 제1 센서
280: 제2 센서
300: 카트리지 이송부
310: 메인 회전축
320: 기어부
330: 회전이송부
340: 이송결착부
350: 이송축
400: 데이터처리부
500: 바코드 인식부
600: 연결관
700: 히터부
710: 열생성부
715: 히트싱크
720: 방출부
730: 열공급관
735: 전달부
740: 순환관

Claims

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;
상기 제1 및 제2 수직관과 인접하여 상기 제1 및 2 수직관 내의 혈액 위치를 감지하는 제1 및 제2 센서부;
상기 하부 케이스가 바닥과 이루는 수평을 계측하는 수평계;
상기 상부 케이스를 상기 하부 케이스와 수직으로 지지하도록 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스 사이에 배치되는 지지대;
상기 하부 케이스에 설치되어 상기 바닥과 밀착하도록 설치되며, 높이가 가변되는 적어도 3개의 수평 조절부; 및
상기 카트리지 후면에 위치하여 상기 카트리지에 열을 공급하는 히터부를 포함하되,
상기 두 세로 지지부의 후면에 상기 히터부에서 공급되는 열을 수용하도록 개구부가 형성되며,
상기 히터부는
열을 생성하고, 생성된 열을 방출하는 방출부가 구비된 열생성부;
상기 카트리지의 상기 두 개의 세로 지지부와 상응하는 형상으로 형성되되, 상기 개구부에 상응하는 크기로 개구되도록 형성되는 열공급관; 및
상기 열생성부 상부에 형성되어 가열된 공기가 순환하여 상기 방출부 측으로 이동하도록 순환관이 구비되며,
상기 카트리지 또는 하부 연결체에 밀착되어 상기 카트리지와 상기 하부 연결체를 상기 상부 케이스로부터 돌출되도록 이송하는 카트리지 이송부를 더 포함하되,
상기 카트리지 이송부는
상기 카트리지 일측에 형성되며 동력을 전달받아 회전하는 메인 회전축;
상기 메인 회전축과 수직으로 형성되되, 상기 카트리지의 상단 또는 하단측에 설치되는 이송축;
상기 메인 회전축의 일단과 상기 이송축의 일단에 서로 수직으로 치합되게 형성되어 상기 메인 회전축의 회전력을 상기 이송축에 전달하는 기어부;
상기 이송축의 타단에 회전되는 복수의 치열이 형성되는 회전이송부;
상기 카트리지의 하단측 후면에 설치되고 상기 회전이송부의 치열에 상응하는 복수의 홈이 형성되어 상기 회전이송부의 회전에 따라 상기 카트리지를 상기 상부 케이스로부터 돌출되도록 이송하는 이송결착부를 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
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.
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제 1 항에 있어서,
상기 혈액샘플주입부는
회전하도록 설치된 원형의 판상 부재와 상기 원형의 판상 부재에 설치되어 상기 혈액샘플용기가 장착되도록 형성되는 용기장착부;
상기 용기장착부와 소정간격 이격되게 형성되며, 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; 및
상기 상부 케이스에 형성되며, 상기 제2 바늘과 상기 밸브유닛 사이를 연결하는 연결관과 밀착되게 상기 회전부의 일면이 접촉하여 위치를 고정하는 스토퍼를 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.
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제 7 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 포터블 혈액점도측정장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 혈액샘플용기 또는 상기 하부 연결체에 부착된 바코드를 인식하여 상기 데이터처리부에 전송하는 바코드 인식부를 더 포함하는 포터블 혈액점도측정장치.