WO2023054810A1 - 물리적·전기적 특성을 이용한 적혈구의 당화 측정과 이를 이용한 당화혈색소 수치 측정 방법 및 이를 수행하는 장치 - Google Patents

물리적·전기적 특성을 이용한 적혈구의 당화 측정과 이를 이용한 당화혈색소 수치 측정 방법 및 이를 수행하는 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring the concentration of glycated A1c hemoglobin.
  • a blood glucose test which is generally performed for the diagnosis of diabetes, measures the amount of glucose in the blood as a blood glucose level.
  • the blood sugar level is a temporary value and can be changed before or after a meal or by other factors.
  • the glycated hemoglobin test measures the extent to which glucose is bound to hemoglobin (hemoglobin) in red blood cells as a numerical value.
  • Red blood cells bind to sugars in the blood while present in the blood, and the average life span of red blood cells is measured by measuring the level of glycated hemoglobin. Accumulated blood glucose level for 3 months can be grasped. Therefore, it is relatively less affected by exercise status or food intake than other blood glucose tests.
  • the glycated hemoglobin level is a more stable level than the blood glucose level and can be a criterion for diagnosing diabetes.
  • An object of the present invention is to propose a method for determining the level of glycated hemoglobin.
  • an object of the present invention is to propose a method for determining the degree of glycation by measuring changes in physical properties of glycated red blood cells.
  • An apparatus for measuring glycated hemoglobin for solving the above technical problems includes an inlet through which collected blood flows; a microchannel having a predetermined width so that red blood cells in the blood flowing into the inlet pass through as individual units; an outlet through which the red blood cells passing through the microchannel are discharged; and a plurality of electrode parts formed in contact with the microchannel between the inlet and the outlet, wherein the electrode part includes a plurality of electrodes arranged at predetermined intervals according to a passage direction of red blood cells passing through the microchannel.
  • the electrode part is composed of a first electrode part on the inlet side and a second electrode part on the outlet side, and the impedance between at least one pair of electrodes in the first electrode part and between the at least one pair of electrodes in the second electrode part It is preferable that the impedance of the blood cell changes according to the passage of the erythrocytes.
  • the first and second electrode parts each consist of three consecutive electrodes, and between the first impedance and the second impedance formed between the two consecutive electrodes of the first electrode part and the two consecutive electrodes of the second electrode part. It is preferable that the electrical equilibrium state of the third impedance and the fourth impedance formed in the red blood cells change according to the passage of the red blood cells.
  • a time measuring unit for measuring passage time; and a glycated hemoglobin level calculation unit for determining the degree of glycation of red blood cells in the blood through the measured time.
  • the electrode unit is composed of a first electrode unit on the inlet side and a second electrode unit on the outlet side, and the time measuring unit is a difference between a change time of the impedance value of the first electrode unit and a change time of the impedance value of the second electrode unit. It is preferable to calculate the microchannel passage time of the red blood cells as
  • the first and second electrode units are composed of a plurality of electrodes, and the time measurement unit measures the change time of the impedance value according to the location of the red blood cells between at least one pair of electrodes in the first electrode unit, and the second electrode unit. It is preferable to calculate the passage time of the microchannel using a difference in the change time of the impedance value according to the location of red blood cells between at least one pair of electrodes within the microchannel.
  • the glycated hemoglobin level calculation unit calculates the degree of glycation of the blood by using a proportional relationship between the passage time of the microchannel and the glycation of red blood cells in the blood.
  • the method may further include a glycated hemoglobin level correction unit for correcting the degree of glycation of the blood using the user's reference glycated hemoglobin level.
  • a glycated hemoglobin level correction unit for correcting the degree of glycation of the blood using the user's reference glycated hemoglobin level.
  • the method for measuring glycated hemoglobin according to the present invention for solving the above technical problem includes measuring the change time of the impedance value according to the passage of the red blood cells in the blood at a first point on the flow path formed in contact with the electrode part between the blood inlet and the outlet. ; measuring a change time of an impedance value at a second point of the microchannel; measuring a flow passage time using a difference between a first impedance change time at the first point and a second impedance change time at the second point; and calculating the level of glycated hemoglobin according to the measured passage time.
  • the first point is determined to be at least one position on the area where the first electrode part on the inlet side and the flow path contact each other
  • the second point is determined to be at least one position on the area where the second electrode part on the outlet side and the flow path contact each other. It is desirable to be
  • the first or second impedance change time is measured by a change in impedance value according to the location of red blood cells passing through the microchannel between a pair of electrodes in the first or second electrode part.
  • the degree of glycation of the blood is preferably calculated using a proportional relationship between the passage time of the microchannel and the glycation of red blood cells in the blood.
  • the method may further include correcting the calculated degree of glycation of the blood using a user's reference glycated hemoglobin level.
  • the first and second electrode parts are each composed of three consecutive electrodes, and the step of measuring the micro-passage time includes a first impedance and a second impedance formed between two consecutive electrodes of the first electrode part; A change in impedance value is measured using a change in the electrical equilibrium state of the third impedance and the fourth impedance formed between two consecutive electrodes of the second electrode part, and the passage of the micro-passage is performed using the change time of the impedance value. It is desirable to calculate the time.
  • the degree of glycation can be easily measured using changes in physical properties of erythrocytes according to glycation of erythrocytes.
  • the degree of glycation can be determined more stably against external and human factors compared to biochemical measuring equipment. .
  • the present invention recognizes minute electrical changes generated by the passage of red blood cells through a simple circuit configuration, and through this, it is possible to determine the degree of glycation of red blood cells.
  • the present invention can be directly used for clinical diagnosis by correcting the measured glycated hemoglobin level using the individual reference value.
  • the present invention can be popularized as a household measuring device through miniaturization of the measuring device.
  • FIG. 1 is a diagram showing the structure of an apparatus for determining the level of glycated hemoglobin according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the structure and principle of a microchannel of the device for determining the level of glycated hemoglobin according to the present invention.
  • 3 to 5 are diagrams showing an electrical structure for determining the physical value of red blood cells according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the structure of an apparatus for determining the level of glycated hemoglobin according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of an apparatus for determining the level of glycated hemoglobin according to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the flow of a method for determining the level of glycated hemoglobin according to the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of patient data for managing glycated hemoglobin level according to the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the structure of an apparatus 100 for determining the level of glycated hemoglobin according to the present invention.
  • an apparatus for measuring glycated hemoglobin according to the present invention 100 includes an inlet 110 through which blood flows, a microchannel 130 through which red blood cells in the blood flowing into the inlet 110 pass, and a microchannel 130 ).
  • the glycated hemoglobin measuring device 100 is a plate-shaped chip, and a microchannel 130 may be formed between the inlet 110 and the outlet 120 open to the outside on a substrate, and the inlet 110 and the outlet An electrode unit 140 in which a plurality of patterned electrodes are in contact with each other may be formed in the passage 130 between the channels 120 .
  • the inlet 110 may have a diameter larger than that of the outlet 120 so as to facilitate blood drop.
  • the blood flowing into the inlet 110 through the pump in the main body forms a microchannel. It can be induced to be discharged.
  • the electrode unit 140 may be formed in each of the microchannels on the inlet 110 side and the outlet 120 side, and a plurality of electrodes may be disposed at predetermined intervals on each electrode unit 140 .
  • the electrodes may be disposed orthogonal to the flow direction of blood in the microchannel, and may be arranged at equal intervals according to the flow direction. Further, the distance between the electrodes may be set based on the size of one red blood cell in order to classify red blood cells passing through the flow path.
  • the electrodes in the electrode unit 140 may be configured in two groups of three, and blood is allowed to flow as an electrolyte between the three electrodes in the same group so that current can flow.
  • the glycated hemoglobin measuring device 100 determines the degree of glycation by using the passage time of the red blood cells in the microchannel, and uses the change in impedance between electrodes to determine the passage time of the fine red blood cells. This will be described in more detail below.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process of passing through a microchannel of red blood cells according to an embodiment of the present invention.
  • red blood cells 5 in blood have elasticity like normal cells, passages having a width smaller than the general size of red blood cells can pass through by reducing the diameter of the body.
  • red blood cells are characterized in that they can change their shape and size according to their original stiffness in order to pass through fine blood vessels together with blood.
  • physical stiffness of red blood cells increases when hemoglobin in red blood cells binds to sugar components in blood and becomes glycated, thereby reducing elasticity and becoming harder.
  • FIG. 3 is a more enlarged view showing the configuration of the passage 130 of the device according to FIG. 1 in detail.
  • electrodes patterned in a direction different from the flow direction, preferably perpendicular to the flow direction, are arranged at predetermined intervals.
  • the electrodes may be spaced at equal intervals at positions in contact with the microchannel, and the width of the electrodes may be wider as the distance from the contact position increases, thereby simplifying the circuit configuration.
  • the electrodes directly come into contact with the fluid passing through the microchannel and allow current to flow. At this time, the current flowing between the electrodes is affected by the ion concentration of the electrolyte on the microchannel. Specifically, when the red blood cells 5 are positioned between the electrodes, the impedance value changes. That is, the glycated hemoglobin measuring device 100 according to the present embodiment enables the red blood cell 5 to measure the passage time of the microchannel by the change in the impedance value of the electrode unit 140 .
  • the passage time of the red blood cells may be calculated by measuring the start time and end time of the passage of the red blood cells in the microchannel and using the difference between the corresponding times.
  • the electrode unit 140 may include a first electrode unit 142 on the inlet 110 side and a second electrode unit 144 on the outlet 120 side.
  • the first electrode unit 142 measures the passage start time of red blood cells in the first electrode unit 142 as the change in impedance value, and measures the end time of passage of the corresponding red blood cell in the second electrode unit 144 as the change in impedance value. ) and the change time of the impedance value of the second electrode unit 144, the passage time of red blood cells is calculated.
  • each electrode unit may be composed of a plurality of electrodes.
  • it can be composed of electrodes for measuring the passage start time and electrodes for measuring the passage end time, but by configuring a circuit with more electrodes to measure additional information such as the size and type of passing cells It is also possible.
  • each of the first and second electrode units 142 and 144 may include three consecutive electrodes.
  • the three consecutive electrodes in the electrode units 142 and 144 generate two impedance value changes, respectively, and the change in each impedance value (Z1, Z2, Z3, Z4) is the inlet 110 side and the outlet ( 120) side.
  • impedance values Z1 and Z2 between the three electrodes 142a, 142b, and 142c in the first electrode unit 142 may be sequentially changed according to the order in which red blood cells 5 pass through.
  • impedance values Z3 and Z4 of the three electrodes in the second electrode unit 144 may also be sequentially changed according to the order of passage of red blood cells.
  • the size and type of passing cells can be inferred according to the degree to which the impedance value is sequentially changed, and through this, a more accurate HbA1c level can be calculated.
  • the glycated hemoglobin measuring device 100 uses a change in electrical equilibrium between two resistances of each of the first and second electrode parts and the internal resistance of the glycated hemoglobin measuring body 1000 to change the fine impedance value. can be measured more sensitively.
  • the impedance generated through the relationship between the electrode and the flow channel according to FIG. 3 may be configured to have an electrical equilibrium state in a bridge structure according to the circuit configuration of the glycated hemoglobin measuring body 1000 .
  • each of the impedances Z1 , Z2 , Z3 , and Z4 on the microchannel of FIG. 3 may correspond to each impedance of a Wheatstone Bridge circuit.
  • the bridge circuit may have a balanced state depending on the characteristics of the electrode part, the physical distance, and the circuit configuration, and each impedance value may have a relationship as in the following equation.
  • the first impedance and the second impedance formed between the two consecutive electrodes of the first electrode part 142 and the third impedance and the fourth impedance formed between the two consecutive electrodes of the second electrode part 144 The change in is more sensitively measured using the change in the electrical equilibrium state in the Wheatstone bridge circuit, and the micro-passage time can be calculated using the change time.
  • the glycated hemoglobin measuring apparatus 100 in this embodiment is a sensor chip composed of the above-described substrate, and may include a main body 1000 coupled with the chip to output the measured result, and may include the chip and It is also possible to miniaturize the entire measuring equipment.
  • the main body 1000 provides power so that current flows through the microchannel 130 and the electrode components in the glycated hemoglobin measuring device 100, measures the change time of the impedance value, and calculates the glycated hemoglobin level using the measured time difference. and output through the panel.
  • the main body 1000 of the HbA1c device may include a time measurement unit 1100, a HbA1c level calculator 1200, a HbA1c level corrector 1300, and a flow rate forming pump 1400. there is.
  • the time measurement unit 1100 measures the change time of the impedance value as red blood cells pass through the microchannel 130 formed in contact with the electrode unit 140 between the blood inlet 110 and the outlet 120, and The micro-passage passage time may be measured using the difference in the change time of the impedance value at the second point of the micro-passage 130 .
  • the first point is a point on the first electrode part 142, and may be preferably determined between electrodes or may be defined as a certain area on the microchannel.
  • a second point may also be determined on the second electrode unit 144 corresponding to the first point.
  • the time measurement unit 1100 calculates the passage time of red blood cells through the microchannel by the difference between the change time of the impedance value of the first electrode part 142 and the change time of the impedance value of the second electrode part 144 .
  • the time measuring unit 1100 measures the change time of the impedance value according to the location of red blood cells between at least one pair of electrodes in the first electrode unit 142 and the interval between at least one pair of electrodes in the second electrode unit 144.
  • the microchannel passage time can be calculated using the difference in the change time of the impedance value according to the location of the red blood cells.
  • the glycated hemoglobin level calculation unit 1200 calculates the degree of glycation of blood by using a correlation between the passage time of the microchannel and the glycation of red blood cells in the blood.
  • each red blood cell has a different probability of meeting and combining with a sugar component in the blood depending on the period during which it is produced, the level of glycated hemoglobin of each individual red blood cell may be different.
  • the glycated hemoglobin level data of each of the individual red blood cells at the time of measurement may represent a specific data distribution, and a representative value representing the characteristics of the distribution may differ depending on the glycated hemoglobin level.
  • the difference between the representative values can be derived by a formula based on sufficiently secured clinical data as a correlation between the passage time of the microchannel and the level of glycated hemoglobin, and the time measurement unit 1100 uses the derived correlation formula
  • the glycated hemoglobin level calculator 1200 finally calculates the degree of glycation of blood by using the measured measurement data.
  • the glycated hemoglobin level calculator 1200 continuously measures the transit time of red blood cells according to the order in which the red blood cells enter, so that even if several red blood cells enter at once, the transit time of each individual red blood cell is measured. It is possible to calculate the degree of glycation by calculating a correlation equation with high accuracy in time.
  • a glycated hemoglobin level correction unit 1300 may be included to correct the level of glycated hemoglobin using a reference level of glycated hemoglobin measured by a user visiting a hospital. At this time, additional information such as the size or type of cells measured by electrodes may be used.
  • a structure for inducing movement of red blood cells in the blood from the inlet 110 to the outlet 120 may be formed in the microchannel of FIG. 2 to serve as a flow rate forming pump 1400 .
  • the mixed solution composed of blood and electrolyte moves from the inlet 110 to the outlet 120 through the flow rate forming pump 1400 according to the order described with reference to FIG. 2 .
  • the measuring unit 1100 measures an electrical signal due to impedance that changes as cells move, and the calculating unit 1200 calculates the level of glycated hemoglobin using the measured value.
  • Red blood cells exist in the blood according to their average lifespan, so the lifespan of red blood cells and the level of glycated hemoglobin can be correlated.
  • the frequency of red blood cells according to the level of glycated hemoglobin is similar to the frequency of red blood cells according to life span. do.
  • the level of glycated hemoglobin of newly born red blood cells decreases and the distribution of red blood cells with relatively low stiffness increases. Such a change may appear as a characteristic of the corresponding distribution.
  • the distribution graph of the number of red blood cells according to the stiffness of the red blood cells may show a difference in distribution, as in the case of unmanaged patient A and managed patient B. there is. That is, the similarity between the frequencies of erythrocytes according to the lifespan of erythrocytes is reduced.
  • the user's health care status can be objectively determined through the change in the distribution of the HbA1c level data of each of the individual red blood cells calculated by the HbA1c measuring device according to the present embodiment, and the current HbA1c level is a representative value.
  • the degree of change in the management state for each user is mutually compared to enable additional prescriptions tailored to the user's characteristics.
  • the change time of the impedance value according to the passage of red blood cells in the blood is measured. Measure (S100).
  • the change time of the impedance value is measured at the second point of the flow path (S200).
  • the first point is determined as at least one position on the area where the first electrode part 142 on the inlet side and the microchannel 130 come into contact
  • the second point is determined by the second electrode part 144 on the outlet side and the microchannel ( 130)
  • the first or second impedance change time is determined by the position of red blood cells passing through the flow path between a pair of electrodes in the first or second electrode parts 142 and 144. It can be measured as a change in impedance value according to
  • the channel passage time is measured using the difference between the measured first impedance change time at the first point and the second impedance change time at the second point (S300).
  • the blood glycated hemoglobin level is calculated using a proportional relationship between the measured passage time and the glycation of red blood cells in the blood (S400).
  • the calculated glycated hemoglobin level of the blood may be corrected based on the user's standard glycated hemoglobin level to be used for clinical judgment (S500).
  • the degree of glycation can be easily measured using changes in physical properties of erythrocytes according to glycation of erythrocytes.
  • the degree of glycation can be determined more stably against external and human factors compared to biochemical measuring equipment.
  • the present invention recognizes minute electrical changes generated by the passage of red blood cells through a simple circuit configuration, and through this, it is possible to determine the degree of glycation of red blood cells.
  • the present invention can be directly used for clinical diagnosis by correcting the measured glycated hemoglobin level using the individual reference value.
  • various embodiments described herein may be implemented in a recording medium readable by a computer or a device similar thereto using, for example, software, hardware, or a combination thereof.
  • the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), It may be implemented using at least one of processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • It may be implemented using at least one of processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions.
  • the described embodiments may be implemented in the control module itself.
  • embodiments such as procedures and functions described in this specification may be implemented as separate software modules.
  • Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein.
  • the software code may be implemented as a software application written in any suitable programming language.
  • the software code may be stored in a memory module and executed by a control module.

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Abstract

본 발명은 당화된 A1c형 혈색소의 농도를 측정하는 방법에 관한 것으로 본 발명에 따른 당화혈색소 측정 장치는 채취된 혈액이 유입되는 유입구; 상기 유입구로 유입된 혈액내 적혈구가 개별 단위로 통과하도록 미리 결정된 폭을 갖는 미세 유로; 상기 미세 유로를 통과한 적혈구가 배출되는 배출구; 및 상기 유입구와 배출구 사이의 미세 유로에 접하여 형성된 복수의 전극부를 포함하고, 상기 전극부는 상기 미세 유로를 통과하는 적혈구의 통과 방향에 따라 소정의 간격으로 나열된 복수의 전극을 포함한다. 본 발명에 따르면, 당화된 적혈구의 단단한 정도를 미세한 유로를 통과하는 시간을 통해 산출함으로써 화학적인 측정 장비 없이 보다 손쉽게 판단할 수 있다.

Description

물리적·전기적 특성을 이용한 적혈구의 당화 측정과 이를 이용한 당화혈색소 수치 측정 방법 및 이를 수행하는 장치
본 발명은 당화된 A1c형 혈색소의 농도를 측정하는 방법에 관한 것이다.
당뇨병의 진단을 위해 일반적으로 수행되는 혈당 검사는 혈액 속에 있는 포도당의 양을 혈당량으로 측정한다. 하지만 혈당량은 일시적인 값으로 식사 전후나 다른 기타 요인에 의해 변경될 수 있다.
이에 반해 당화혈색소 검사는 포도당이 적혈구 속의 헤모글로빈(혈색소)에 결합되어 있는 정도를 수치로 판단하는 것으로 적혈구는 혈액 내 존재하는 동안 혈액 내 당들과 결합하게 되며, 당화혈색소 수치를 측정함으로써 적혈구의 평균 수명인 3개월간의 축적된 혈당 수치를 파악할 수 있다. 따라서 운동 상태나 음식섭취에 영향을 다른 혈당 검사에 비해 상대적으로 덜 받게 된다.
즉, 당화혈색소 수치는 혈당량 보다 안정적인 수치로 당뇨 진단의 기준이 될 수 있으며 높은 당화혈색소 수치는 적혈구를 상대적으로 굳어지게 만들어 혈액 점성 증가로 인한 당뇨합병증의 직접적인 원인이 된다.
그러나 현존하는 당화혈색소 측정 기기는 대부분 병원과 연구실 수준에서 특정 기술과 장비를 활용하여서 측정할 수밖에 없다. 당뇨 수치와 이에 따른 예후를 관리하기 위해서는 당화혈색소의 지속적인 관리가 필요함에도 불구하고, 환자 개인이 스스로 관리할 수 있는 방법은 매우 한정적으로 최근에 개발되고 있는 실정이다. 가정용으로 보급화된 혈당 측정 장치와 같이 최근에는 당화혈색소 역시 병원에 방문하지 않고 직접 가정에서 측정하고자 다양한 방식들이 고안(한국특허등록공보 KR2281500(등록일 2021.07.20))되고 있다. 그러나 이러한 기법들은 모두 생화학적인 방식에 근거하고 있어 기기의 수명이 한정적이거나 보관 방법 등이 까다로우며, 보관상태나 사용자의 숙련도에 따른 측정 정확도가 낮다는 단점이 있다.
본 발명은 당화혈색소 수치를 판단하는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
보다 구체적으로 본 발명은 미세 유로 제작 기술을 활용한 가정용 당화혈색소 측정 장비 개발에 대한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 당화된 적혈구의 물리적 특성 변화를 측정하여 당화 정도를 판단하는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 당화혈색소 측정 장치는 채취된 혈액이 유입되는 유입구; 상기 유입구로 유입된 혈액 내 적혈구가 개별 단위로 통과하도록 미리 결정된 폭을 갖는 미세 유로; 상기 미세 유로를 통과한 적혈구가 배출되는 배출구; 및 상기 유입구와 배출구 사이의 미세 유로에 접하여 형성된 복수의 전극부를 포함하고, 상기 전극부는 상기 미세 유로를 통과하는 적혈구의 통과 방향에 따라 소정의 간격으로 나열된 복수의 전극을 포함한다.
상기 전극부는 상기 유입구 측의 제1 전극부와 상기 배출구 측의 제2 전극부로 구성되며, 상기 제1 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이의 임피던스 및 상기 제2 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이의 임피던스는 상기 적혈구의 통과에 따라 변하는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 전극부는 각각 3개의 연속된 전극으로 구성되고, 상기 제1 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제1 임피던스 및 제2 임피던스와, 상기 제2 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제3 임피던스 및 제4 임피던스의 전기적 평형 상태는 상기 적혈구의 통과에 따라 변하는 것이 바람직하다.
혈액 유입구와 배출구 사이의 전극부와 접하여 형성된 미세 유로 상의 제1 지점에서 상기 혈액내 적혈구가 통과함에 따른 임피던스 값의 변화 시간과 상기 미세 유로의 제2 지점에서 임피던스 값의 변화 시간의 차이를 이용하여 유로 통과 시간을 측정하는 시간 측정부; 및 상기 측정된 시간을 통하여 상기 혈액 내 적혈구의 당화 정도를 판단하는 당화혈색소 수치 산출부를 포함한다.
상기 전극부는 상기 유입구 측의 제1 전극부와 상기 배출구 측의 제2 전극부로 구성되며, 상기 시간 측정부는 상기 제1 전극부의 임피던스 값의 변화 시간과 상기 제2 전극부의 임피던스 값의 변화 시간의 차이로 상기 적혈구의 미세 유로 통과 시간을 산출하는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 전극부는 복수의 전극으로 구성되고, 상기 시간 측정부는 상기 제1 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이에 상기 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화 시간과, 상기 제2 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이에 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화 시간의 차이를 이용하여 상기 미세 유로 통과 시간을 산출하는 것이 바람직하다.
상기 당화혈색소 수치 산출부는 상기 미세 유로 통과 시간과 상기 혈액 내 적혈구의 당화 간의 비례 관계를 이용하여 혈액의 당화 정도를 산출하는 것이 바람직하다.
상기 혈액의 당화 정도를 사용자의 기준 당화혈색소 수치를 이용하여 보정하는 당화혈색소 수치 보정부를 더 포함한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 당화혈색소 측정 방법은 혈액 유입구와 배출구 사이의 전극부와 접하여 형성된 유로 상의 제1 지점에서 상기 혈액내 적혈구가 통과함에 따른 임피던스 값의 변화 시간을 측정하는 단계; 상기 미세 유로의 제2 지점에서 임피던스 값의 변화 시간을 측정하는 단계; 상기 측정된 제1 지점의 제1 임피던스 변화 시간과 상기 제2 지점의 제2 임피던스 변화 시간의 차이를 이용하여 유로 통과 시간을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 유로 통과 시간에 따라 당화혈색소 수치를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 제1 지점은 상기 유입구 측의 제1 전극부와 유로가 접하는 구역 상의 적어도 일 위치로 결정되며, 상기 제2 지점은 상기 배출구 측의 제2 전극부와 유로가 접하는 구역 상의 적어도 일 위치로 결정되는 것이 바람직하다.
상기 제1 또는 제2 임피던스 변화 시간은 상기 제1 또는 제2 전극부 내 한 쌍의 전극 사이에 상기 미세 유로를 통과하는 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화로 측정되는 것이 바람직하다.
상기 당화혈색소 수치를 산출하는 단계는 상기 미세 유로 통과 시간과 상기 혈액 내 적혈구의 당화 간의 비례 관계를 이용하여 혈액의 당화 정도를 산출하는 것이 바람직하다.
상기 산출된 상기 혈액의 당화 정도를 사용자의 기준 당화혈색소 수치를 이용하여 보정하는 단계를 더 포함한다.
상기 제1 및 제2 전극부는 각각 3개의 연속된 전극으로 구성되고, 상기 미세 유로 통과 시간을 측정하는 단계는 상기 제1 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제1 임피던스 및 제2 임피던스와, 상기 제2 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제3 임피던스 및 제4 임피던스의 전기적 평형 상태의 변화를 이용하여 임피던스 값의 변화를 측정하고, 상기 임피던스 값의 변화 시간을 이용하여 상기 미세 유로 통과 시간을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 적혈구의 당화에 따른 적혈구의 물리적 성질 변화를 이용하여 당화 정도 용이하게 측정할 수 있다.
또한, 각각의 개별 적혈구의 단단한 정도를 미세한 유로를 통과하는 시간을 통해 산출함으로써 생화학적 기법의 측정 장비와 비교하여 외부적, 인적 요인에 보다 안정적으로 당화 정도를 판단할 수 있다. .
또한, 본 발명은 간단한 회로 구성을 통해 적혈구의 통과로 발생하는 미세한 전기적 변화를 인식하고 이를 통해 적혈구의 당화 정도를 판단할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 개인의 기준 값을 이용하여 측정된 당화혈색소 수치를 보정함으로써 임상적 진단에 직접적으로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 측정 장치의 소형화를 통한 가정용 측정 장치로써 보급화가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 당화혈색소 수치를 판단하기 위한 장치의 구조를 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 당화혈색소 수치를 판단하는 장치의 미세 유로 구조 및 원리를 나타내는 도이다.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 적혈구의 물리적 수치를 판단하는 전기적 구조를 나타내는 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 당화혈색소 수치를 판단하기 위한 장치의 구조를 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 당화혈색소 수치를 판단하기 위한 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명에 따른 당화혈색소 수치를 판단하기 위한 방법의 흐름을 나타내는 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 당화혈색소 수치를 관리하는 환자 데이터의 예를 나타내는 도이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 당화혈색소 수치를 판단하기 위한 장치(100)의 구조를 나타내는 도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 당화혈색소 측정 장치(100)는 혈액이 유입되는 유입구(110), 유입구(110)로 유입된 혈액내 적혈구가 통과하는 미세 유로(130) 및 미세 유로(130)를 통과한 적혈구가 배출되는 배출구(120)로 구성될 수 있다.
본 실시예에서 당화혈색소 측정 장치(100)는 판형의 칩으로 기판 상에 외부로 개방된 유입구(110)와 배출구(120) 사이에서 미세 유로(130)가 구성될 수 있으며 유입구(110)와 배출구(120) 사이의 유로(130)에는 복수의 패터닝된 전극들이 접하며 나열된 전극부(140)가 형성될 수 있다. 유입구(110)는 혈액을 떨어뜨리기 용이하도록 배출구(120)보다 큰 직경으로 구성될 수 있으며 배출구(120) 쪽에는 본체와 결합 시 본체 내 펌프를 통해 유입구(110)로 유입된 혈액이 미세 유로를 따라 배출되도록 유도할 수 있다.
전극부(140)는 유입구(110) 측과 배출구(120) 측 미세 유로에 각각 형성될 수 있으며 각각의 전극부(140)에는 복수의 전극들이 소정 간격에 따라 배치될 수 있다.
구체적으로 전극은 미세 유로 내 혈액의 흐름 방향과 직교하는 형태로 배치될 수 있으며, 흐름 방향에 따라 등간격으로 배열될 수 있다. 나아가 전극 간의 간격은 유로를 통과하는 적혈구의 구분을 위하여 적혈구의 한 개의 크기를 기준으로 설정될 수 있다.
본 실시예에서 전극부(140) 내 전극은 3개씩 두 그룹으로 구성될 수 있으며, 동일 그룹 내 3개의 전극 사이에는 전해질로 혈액이 통과하도록 함으로써 전류가 흐를 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 당화혈색소 측정 장치(100)는 혈액 내 적혈구의 미세 유로 통과 시간을 이용하여 당화 정도를 판단하는데, 미세한 적혈구의 통과 시점을 판단하기 위해서 전극 사이의 임피던스 변화를 이용한다. 이에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2를 참조하여, 적혈구의 미세 유로 통과 시간을 통하여 당화 정도를 판단하는 원리에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적혈구의 미세 유로 통과 과정을 예시하는 도이다.
도 2를 참조하면, 혈액 내 적혈구(5)는 일반적인 세포와 같이 탄성을 가지므로 적혈구의 일반적인 크기보다 작은 폭의 통로도 몸체의 직경을 줄임으로써 통과가 가능하다. 이와 같은 원리에 따라, 적혈구는 혈액과 함께 미세한 혈관을 통과하기 위해 본래의 강성(Stiffness)에 따라 형태와 크기를 변경할 수 있는 특징이 있다. 하지만 적혈구는 적혈구 내 혈색소가 혈액 내 당 성분과 결합함으로써 당화되면 물리적 강성이 높아짐으로써 탄성이 줄어들고 보다 단단해지게 된다.
당화된 혈색소의 영향으로 강성이 높아진 적혈구는 동일한 폭의 통로라도 통과하는데 더 많은 시간이 소요되며 본 실시예에 따른 당화혈색소 측정 장치는 통과 시간(t=t1-t2)과 당화혈색소 수치(HbA1C Level) 간의 비례관계를 이용하여 측정하고자 한다.
나아가 본 실시예에서는 작은 크기의 적혈구가 미세 유로를 통과하는데 걸리는 시간을 보다 정밀하게 측정하기 위해서 추가적으로 전기적인 회로의 구성을 통해 측정되는 파라미터를 이용한다.
이하, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 당화혈색소 측정 장치(100)의 구체적인 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 도 1에 따른 장치의 유로(130) 구성을 보다 확대하여 상세히 나타내는 도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 당화혈색소 측정 장치(100) 내 미세 유로(130)는 유체의 통과 방향과 다른 방향, 바람직하게는 수직하는 방향으로 패터닝된 전극들이 소정의 간격으로 나열될 수 있다.
구체적으로 전극들의 간격은 미세 유로와 접하는 위치에서 동일한 간격으로 형성될 수 있으며, 전극의 폭은 접하는 위치에서 멀어질수록 넓어지도록 하여 보다 회로의 구성을 단순화시킬 수 있다.
본 실시예에서 전극들은 미세 유로 상을 통과하는 유체와 직접적으로 접하게 되면서 전류가 흐를 수 있도록 한다. 이때 전극과 전극 사이에 흐르는 전류는 미세 유로 상의 전해질의 이온 농도에 따라 영향을 받게 되며, 구체적으로 전극과 전극 사이에 적혈구(5)가 위치하게 되는 경우 임피던스 값의 변화가 발생하게 된다. 즉, 본 실시예에 따른 당화혈색소 측정 장치(100)는 적혈구(5)의 미세 유로 통과 시간을 전극부(140)의 임피던스 값의 변화로 측정할 수 있도록 한다.
구체적으로 유로의 통과 시간을 산출하기 위해 적혈구의 미세 유로 통과 시작 시간과 통과 종료 시간을 측정하고 해당 시간의 차이를 이용하여 적혈구의 통과 시간을 산출할 수 있다.
따라서 본 실시예에서 전극부(140)는 유입구(110) 측의 제1 전극부(142)와 배출구(120) 측의 제2 전극부(144)로 구성될 수 있다.
제1 전극부(142)에서 적혈구의 통과 시작 시간을 임피던스 값의 변화로 측정하고, 제2 전극부(144)에서 해당 적혈구의 통과 종료 시간을 임피던스 값의 변화로 측정함으로써 제1 전극부(142)의 임피던스 값의 변화 시간과 제2 전극부(144)의 임피던스 값의 변화 시간의 차이로 적혈구의 유로 통과 시간을 산출하도록 한다.
나아가, 본 실시예에서 각 전극부는 복수의 전극으로 구성될 수 있다. 최소한의 구성으로 유로 통과 시작 시간의 측정을 위한 전극과, 유로 통과 종료 시간의 측정을 위한 전극으로 구성할 수 있으나 보다 많은 전극으로 회로를 구성하여 지나가는 세포의 크기, 종류 등 추가적인 정보를 계측하도록 하는 것도 가능하다.
구체적으로 도 3과 4를 참조하면 제1 및 제2 전극부(142, 144)는 각각 3개의 연속된 전극으로 구성될 수 있다.
즉, 전극부(142, 144) 내 3개의 연속된 전극은 각각 2개의 임피던스 값의 변화를 발생시키며 각각의 임피던스 값(Z1, Z2, Z3, Z4)의 변화가 유입구(110) 측과 배출구(120) 측에서 발생될 수 있다.
도 4를 참고하면, 제1 전극부(142) 내 3개의 전극(142a, 142b, 142c) 사이의 임피던스 값(Z1, Z2)은 적혈구(5)의 통과 순서에 따라 순차적으로 변경될 수 있다.
반대로 도시하지는 않았으나 제2 전극부(144) 내 3개의 전극 역시 적혈구의 통과 순서에 따라 임피던스 값(Z3, Z4)이 순차적으로 변경될 수 있다.
상기 임피던스 값이 순차적으로 변화되는 정도에 따라서 지나가는 세포의 크기 및 종류를 유추할 수 있으며, 이를 통해 더욱 정확한 당화혈색소 수치를 산출할 수도 있다.
나아가, 본 실시예에서 당화혈색소 측정 장치(100)는 이상 제1, 2 전극부의 각 2개의 저항과 당화혈색소 측정 본체(1000) 내부 저항 간의 전기적인 평형 상태의 변화를 이용하여 미세한 임피던스 값의 변화를 보다 민감하게 측정할 수 있도록 한다.
도 5를 참고하면, 도 3에 따른 전극과 유로의 관계를 통해 발생되는 임피던스는 당화혈색소 측정 본체(1000)의 회로 구성에 따라 브리지 구조로 전기적인 평형 상태를 갖도록 구성될 수 있다.
구체적으로 도 3의 미세 유로상의 각 임피던스(Z1, Z2, Z3, Z4)는 휘트스톤 브리지(Wheatstone Bridge) 회로의 각 임피던스에 대응될 수 있다.
브리지 회로는 전극부의 특성과 물리적인 간격 및 회로 구성에 따라 평형 상태를 가질 수 있으며 각각의 임피던스 값은 아래의 수학식과 같은 관계가 성립될 수 있다.
[수학식 1]
Z1*R2=Z2*R1, Z3*R4=Z4*R3
도 5의 회로에서 각 임피던스 값이 수학식 1과 같은 평형 상태에서는 a와 c지점 그리고 A와 C지점 사이에는 전류가 흐르지 않을 수 있으나 상술한 바와 같이 적혈구가 전극과 전극 사이에 위치하는 경우 순간적인 임피던스 값의 변화로 전위차가 발생될 수 있다.
즉, 각 전극 사이의 어느 지점에 적혈구가 위치하게 되는 경우 변경된 임피던스에 따라 전위차가 발생되며 본 실시예에서 a와 c지점 그리고 A와 C지점에 미세 전류가 흐르는 시간 및 크기를 통해 적혈구의 전극 통과 시점을 판단할 수 있다. 이를 통해 미세한 임피던스 값의 변화를 측정할 수 있도록 한다.
구체적으로 제1 전극부(142)의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제1 임피던스 및 제2 임피던스와, 제2 전극부(144)의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제3 임피던스 및 제4 임피던스의 변경을 휘트스톤브리지 회로 내 전기적 평형 상태의 변화를 이용하여 보다 민감하게 측정하고, 변화 시간을 이용하여 미세 유로 통과 시간을 산출할 수 있도록 한다.
도 6을 참고하면 본 실시예에서 당화혈색소 측정 장치(100)는 상술한 형태의 기판으로 구성된 센서 칩으로, 칩과 결합하여 계측된 결과를 출력하기 위한 본체(1000)를 포함할 수 있으며 칩과 측정 장비 일체를 소형화 하는 것도 가능하다.
본체(1000)는 당화혈색소 측정 장치(100) 내 미세 유로(130)와 전극 구성에 전류가 흐르도록 전원을 제공하며 임피던스 값의 변화 시간을 측정하고 측정된 시간 차이를 이용하여 당화혈색소 수치를 산출하여 패널을 통해 출력한다.
구체적으로 도 7을 참조하면 당화혈색소 장치 본체(1000)는 시간 측정부(1100), 당화혈색소 수치 산출부(1200), 당화혈색소 수치 보정부(1300) 및 유속 형성 펌프(1400)로 구성될 수 있다.
시간 측정부(1100)는 혈액 유입구(110)와 배출구(120) 사이의 전극부(140)와 접하여 형성된 미세 유로(130) 상의 제1 지점에서 혈액내 적혈구가 통과함에 따른 임피던스 값의 변화 시간과 미세 유로(130)의 제2 지점에서 임피던스 값의 변화 시간의 차이를 이용하여 미세 유로 통과 시간을 측정할 수 있다.
본 실시예에서 제1 지점은 제1 전극부(142) 상의 일 지점으로 바람직하게는 전극과 전극 사이로 결정될 수 있으며 또는 미세 유로 상의 일정 구역으로 정의되는 것도 가능하다. 제2 지점 역시 제1 지점에 대응하여 제2 전극부(144) 상에서 결정될 수 있다.
시간 측정부(1100)는 제1 전극부(142)의 임피던스 값의 변화 시간과 제2 전극부(144)의 임피던스 값의 변화 시간의 차이로 적혈구의 미세 유로 통과 시간을 산출한다.
구체적으로 시간 측정부(1100)는 제1 전극부(142) 내 적어도 한 쌍의 전극 사이에 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화 시간과, 제2 전극부(144) 내 적어도 한 쌍의 전극 사이에 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화 시간의 차이를 이용하여 미세 유로 통과 시간을 산출할 수 있다.
당화혈색소 수치 산출부(1200)는 미세 유로 통과 시간과 혈액 내 적혈구의 당화 간의 상관 관계를 이용하여 혈액의 당화 정도를 산출한다.
각각의 적혈구는 생성된 기간에 따라 혈액 속에서 당 성분을 만나서 결합할 확률이 달라지므로, 개별 적혈구 각각의 당화혈색소 수치는 다를 수 있다.
구체적으로 측정 시점의 개별 적혈구들 각각의 당화혈색소 수치 데이터들은 특정 데이터 분포를 나타낼 수 있으며, 해당 분포의 특성을 나타내는 대표 값은 당화혈색소 수치에 따라 차이가 날 수 있다.
이때, 대표 값의 차이는 미세 유로의 통과 시간과 당화혈색소 수치 사이의 상관관계로 충분히 확보된 임상 데이터를 기반으로 수식으로 유도될 수 있으며 유도된 상관관계 식을 이용하여 시간 측정부(1100)에서 측정된 측정 데이터를 활용하여 당화혈색소 수치 산출부(1200)에서 혈액의 당화 정도를 최종적으로 계산한다.
본 실시예에서 당화혈색소 수치 산출부(1200)는 적혈구의 이동 시간을 적혈구가 들어온 순서에 따라 연속적으로 측정함으로써 한 번에 여러 개의 적혈구가 들어가더라도 개별 적혈구 각각의 통과시간이 측정 되도록 하며 최종적으로 짧은 시간안에 높은 정확도를 갖는 상관관계 식을 산출하고, 당화 정도를 계산할 수 있다.
나아가, 개개인의 특성을 고려하여 보다 정확한 당화혈색소 수치를 판단하기 위하여 사용자가 병원에 방문하여 측정한 기준 당화혈색소 수치를 이용하여 보정하기 위한 당화혈색소 수치 보정부(1300)를 포함할 수 있다. 이때 전극으로 측정되는 세포의 크기나 종류와 같은 추가적인 정보가 이용될 수 있다.
그 외, 도 2의 미세 유로 내에는 유입구(110)에서 배출구(120) 방향으로 혈액 내 적혈구의 이동을 유도하기 위한 구조가 형성됨으로써 유속 형성 펌프(1400)의 역할을 수행하도록 할 수 있다. 혈액과 전해질로 이루어진 혼합 용액은 도 2를 통해 설명한 순서에 따라 유속 형성 펌프(1400)를 통해 유입구(110)에서 배출구(120) 방향으로 이동하게 된다. 이 때, 세포가 이동함에 따라 변화되는 임피던스에 의한 전기적 신호를 측정부(1100)에서 계측하고 해당 계측 값을 이용하여 산출부(1200)에서 당화혈색소 수치를 계산하게 된다.
추가적으로 상술한 개별 적혈구들 각각의 당화혈색소 수치 데이터들이 형성하는 데이터 분포를 이용하여 사용자의 당화혈색소의 관리 상태를 판단하는 것도 가능하다. 적혈구들은 평균적인 수명에 따라 혈액 내에 존재하게 되며 따라서 적혈구의 수명과 당화혈색소 수치는 서로 관련될 수 있다.
즉, 당뇨나 당화혈색소를 특별히 관리하지 않거나, 기존의 관리 상태에서 투약이나 시술에 변화 없이 정기적인 관리가 유지되는 상태에서 당화 혈색소 수치에 따른 적혈구의 빈도는 수명에 따른 적혈구의 빈도와 유사성을 띄게 된다.
이때, 당화 혈색소 수치를 사용자가 관리하기 위해 투약을 시작하는 경우 새로 탄생하는 적혈구들은 당화 혈색소 수치가 떨어지게 되며 상대적으로 강성이 낮은 적혈구 들의 분포가 증가하게 된다. 이러한 변화는 해당 분포 상 특징으로 나타날 수 있다.
도 9를 참조하면, 동일한 평균 당화 혈색소 수치(7% HbA1c)를 갖더라도 적혈구 강성에 따른 적혈구 수의 분포 그래프가 관리되지 않은 환자 A와 관리되고 있는 환자 B의 경우와 같이 분포 상 차이를 나타낼 수 있다. 즉, 적혈구 수명에 따른 적혈구의 빈도 간의 유사성이 떨어지게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 당화혈색소 측정 장치에서 산출된 개별 적혈구들 각각의 당화혈색소 수치 데이터 분포의 변화를 통해 사용자의 건강 관리 상태를 객관적으로 판단할 수 있으며, 당화 혈색소 수치의 대표 값으로 현재의 상태 외에 분포의 변화로 건강 관리 전략을 제시함으로써 만성 질환을 보다 효과적으로 처방하고 관리할 수 있도록 한다. 또한, 사용자 별로 관리 상태의 변화 정도를 상호 비교하여 해당 사용자의 특성에 맞춘 추가적인 처방이 가능하도록 한다.
이하, 도 8을 참고하여 본 실시예에 따른 당화혈색소 측정 장치에서 수행되는 측정 방법에 대하여 설명한다.
도 8을 참고하면, 먼저 혈액 유입구(110)와 배출구(120) 사이의 전극부(140)와 접하여 형성된 미세 유로(130) 상의 제1 지점에서 혈액내 적혈구가 통과함에 따른 임피던스 값의 변화 시간을 측정한다(S100).
이어서 유로의 제2 지점에서 임피던스 값의 변화 시간을 측정한다(S200).
이때 제1 지점은 유입구 측의 제1 전극부(142)와 미세 유로(130)가 접하는 구역 상의 적어도 일 위치로 결정되며, 제2 지점은 배출구 측의 제2 전극부(144)와 미세 유로(130)가 접하는 구역 상의 적어도 일 위치로 결정될 수 있으며, 제1 또는 제2 임피던스 변화 시간은 제1 또는 제2 전극부(142, 144) 내 한 쌍의 전극 사이에 유로를 통과하는 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화로 측정될 수 있다.
다음, 측정된 제1 지점의 제1 임피던스 변화 시간과 제2 지점의 제2 임피던스 변화 시간의 차이를 이용하여 유로 통과 시간을 측정한다(S300).
다음, 측정된 유로 통과 시간과 혈액 내 적혈구의 당화 간의 비례 관계를 이용하여 혈액의 당화혈색소 수치를 산출한다(S400).
또한 산출된 혈액의 당화혈색소 수치를 사용자의 기준 당화혈색소 수치를 기반으로 보정하여 임상적인 판단에 이용하도록 할 수 있다(S500).
이상 본 발명에 따르면, 적혈구의 당화에 따른 적혈구의 물리적 성질 변화를 이용하여 당화 정도 용이하게 측정할 수 있다.
또한, 각각의 개별 적혈구의 단단한 정도를 미세한 유로를 통과하는 시간을 통해 산출함으로써 생화학적 기법의 측정 장비와 비교하여 외부적, 인적 요인에 보다 안정적으로 당화 정도를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명은 간단한 회로 구성을 통해 적혈구의 통과로 발생하는 미세한 전기적 변화를 인식하고 이를 통해 적혈구의 당화 정도를 판단할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 개인의 기준 값을 이용하여 측정된 당화혈색소 수치를 보정함으로써 임상적 진단에 직접적으로 활용할 수 있다.
나아가, 여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어 모듈 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리 모듈에 저장되고, 제어 모듈에 의해 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 채취된 혈액이 유입되는 유입구;
    상기 유입구로 유입된 혈액내 적혈구가 개별 단위로 통과하도록 미리 결정된 폭을 갖는 미세 유로;
    상기 미세 유로를 통과한 적혈구가 배출되는 배출구; 및
    상기 유입구와 배출구 사이의 미세 유로에 접하여 형성된 복수의 전극부를 포함하고,
    상기 전극부는 상기 미세 유로를 통과하는 적혈구의 통과 방향에 따라 소정의 간격으로 나열된 복수의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 유입구 측의 제1 전극부와 상기 배출구 측의 제2 전극부로 구성되며,
    상기 제1 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이의 임피던스는 및 상기 제2 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이의 임피던스는 상기 적혈구의 통과에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극부는 각각 3개의 연속된 전극으로 구성되고,
    상기 제1 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 전기적 평형 상태와, 상기 제2 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제3 임피던스 및 제4 임피던스의 전기적 평형 상태는 상기 적혈구의 통과에 따라 각각 변하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  4. 혈액 유입구와 배출구 사이의 전극부와 접하여 형성된 미세 유로 상의 제1 지점에서 상기 혈액내 적혈구가 통과함에 따른 임피던스 값의 변화 시간과 상기 미세 유로의 제2 지점에서 임피던스 값의 변화 시간의 차이를 이용하여 상기 적혈구의 미세 유로 통과 시간을 측정하는 시간 측정부; 및
    상기 측정된 시간을 통하여 상기 혈액 내 적혈구의 당화 정도를 판단하는 당화혈색소 수치 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전극부는 상기 유입구 측의 제1 전극부와 상기 배출구 측의 제2 전극부로 구성되며,
    상기 시간 측정부는 상기 제1 전극부의 임피던스 값의 변화 시간과 상기 제2 전극부의 임피던스 값의 변화 시간의 차이로 상기 적혈구의 미세 유로 통과 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극부는 복수의 전극으로 구성되고,
    상기 시간 측정부는 상기 제1 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이에 상기 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화 시간과, 상기 제2 전극부 내 적어도 한 쌍의 전극 사이에 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화 시간의 차이를 이용하여 상기 미세 유로 통과 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 당화혈색소 수치 산출부는 상기 미세 유로 통과 시간과 상기 혈액 내 적혈구의 당화 간의 비례 관계를 이용하여 혈액의 당화 정도를 산출하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 혈액의 당화 정도를 사용자의 기준 당화혈색소 수치를 이용하여 보정하는 당화혈색소 수치 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극부는 각각 3개의 연속된 전극으로 구성되고,
    상기 시간 측정부는 상기 제1 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 전기적 평형 상태와, 상기 제2 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제3 임피던스 및 제4 임피던스의 전기적 평형 상태의 변화를 이용하여 임피던스 값의 변화를 측정하고, 변화 시간을 이용하여 상기 미세 유로 통과 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 장치.
  10. 혈액 유입구와 배출구 사이의 전극부와 접하여 형성된 유로 상의 제1 지점에서 상기 혈액내 적혈구가 통과함에 따른 임피던스 값의 변화 시간을 측정하는 단계;
    상기 미세 유로의 제2 지점에서 임피던스 값의 변화 시간을 측정하는 단계;
    상기 측정된 제1 지점의 제1 임피던스 변화 시간과 상기 제2 지점의 제2 임피던스 변화 시간의 차이를 이용하여 유로 통과 시간을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 유로 통과 시간에 따라 당화혈색소 수치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 지점은 상기 유입구 측의 제1 전극부와 미세 유로가 접하는 구역 상의 적어도 일 위치로 결정되며,
    상기 제2 지점은 상기 배출구 측의 제2 전극부와 미세 유로가 접하는 구역 상의 적어도 일 위치로 결정되는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 임피던스 변화 시간은 상기 제1 또는 제2 전극부 내 한 쌍의 전극 사이에 상기 미세 유로를 통과하는 적혈구가 위치함에 따른 임피던스 값의 변화로 측정되는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 당화혈색소 수치를 산출하는 단계는 상기 미세 유로 통과 시간과 상기 혈액 내 적혈구의 당화 간의 비례 관계를 이용하여 혈액의 당화 정도를 산출하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 산출된 상기 혈액의 당화 정도를 사용자의 기준 당화혈색소 수치를 이용하여 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극부는 각각 3개의 연속된 전극으로 구성되고,
    상기 미세 유로 통과 시간을 측정하는 단계는 상기 제1 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 전기적 평형 상태와, 상기 제2 전극부의 연속된 두 전극 사이에 형성되는 제3 임피던스 및 제4 임피던스의 전기적 평형 상태의 변화를 이용하여 임피던스 값의 변화를 측정하고,
    상기 임피던스 값의 변화 시간을 이용하여 상기 미세 유로 통과 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 당화혈색소 측정 방법.
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