단말기 카메라를 이용한 휴대용 바이러스 감염 진단 시스템
A portable diagnosis system for detection of virus infection using a camera of device
특허 요약
본 발명은, 진단기기(200) 및 이에 삽입될 수 있으며 샘플이 적용된 스트립(500)을 고정하는 스트립 홀더(290)를 포함하는 휴대용 진단 시스템으로서, 상기 진단기기(200)는, 단말기(100)가 고정되는 단말기 홀더(215); 상기 스트립 홀더(290)가 삽입되는 스트립 삽입구(240); 상기 스트립(500)에 발광하는 발광부(220); 및 상기 발광부(220)에 의해 상기 스트립(500)으로부터 발산되는 형광을 반사하는 반사부(230)를 포함하며, 상기 반사부(230)에서 반사된 형광이 상기 단말기(100)의 카메라(110)에서 영상으로 수집되는, 휴대용 진단 시스템을 제공한다.
청구항
번호청구항
1

단말기(100);진단기기(200) 및 상기 진단기기(200)에 삽입될 수 있으며 샘플이 적용된 스트립(500)을 고정하는 스트립 홀더(290)를 포함하는 휴대용 진단 시스템으로서, 상기 진단기기(200)는,상기 단말기(100)가 고정되는 단말기 홀더(215); 상기 스트립 홀더(290)가 삽입되는 스트립 삽입구(240);상기 스트립(500)에 발광하는 발광부(220); 및상기 발광부(220)에 의해 상기 스트립(500)으로부터 발산되는 형광을 반사하는 반사부(230)를 포함하며, 상기 반사부(230)에서 반사된 형광이 상기 단말기(100)의 카메라(110)에서 영상으로 수집되며,상기 스트립(500)은,라텍스를 매개체로 하여 항체와 형광 물질이 결합된 생체 복합체;분석 대상 항원과 상기 생체 복합체가 반응한 항원-항체 결합체와 결합하며 제2 항체가 고정된 검사선; 및상기 분석 대상 항원과 반응하지 않은 생체 복합체와 결합하며 이차 항체가 고정된 대조선;을 포함하며,상기 단말기(100)는 상기 카메라(110)에서 수집된 검사선의 영상과 대조선의 영상을 비교하여 상기 샘플이 상기 분석 대상 항원을 포함하는지 여부를 연산하는 영상 처리부(120)를 포함하고,상기 분석 대상 항원은 조류 인플루엔자 바이러스인 H5N3, H7N1, H9N2 및 H5N1 중 선택된 어느 하나이고, 상기 형광 물질은 쿠마린 유래 덴드리머인, 휴대용 진단 시스템.

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제 1 항에 있어서, 상기 영상 처리부(120)는 상기 카메라(110)에서 수집된 검사선의 영상과 대조선의 영상의 픽셀을 확인하여 각 영상의 형광 강도를 연산하고, 상기 연산된 형광 강도를 비교함으로써 상기 샘플이 상기 분석 대상 항원을 포함하는지 여부를 연산하는,휴대용 진단 시스템.

3

제 2 항에 있어서, 상기 단말기(100)는, 상기 단말기(100)의 위치정보를 확인하는 GPS 모듈(130); 및 송수신부(140)를 더 포함하며, 상기 송수신부(140)가, 상기 카메라(110)에서 수집된 영상 또는 상기 영상 처리부(120)에서 확인한 형광 강도를, 상기 GPS 모듈(130)에서 확인한 위치정보와 함께 데이터베이스(190)에 전송하는, 휴대용 진단 시스템.

4

제 3 항에 있어서, 상기 단말기(100)는 디스플레이부(150)를 더 포함하며, 상기 디스플레이부(150)가, 상기 카메라(110)에서 수집된 영상 또는 상기 영상 처리부(120)에서 확인한 형광 강도를 출력하는, 휴대용 진단 시스템.

5

제 4 항에 있어서, 상기 디스플레이부(150)는 상기 휴대용 진단 시스템을 이용하는 미리 설정된 순서를 출력하는, 휴대용 진단 시스템.

6

제 1 항에 있어서, 상기 발광부(220)는, LED(221); 및 상기 LED(221)로부터 발광된 빛을 여기하는 여기필터(222)를 포함하며, 상기 LED(221) 및 상기 여기필터(222)가 상기 스트립(500)을 지향하도록 위치하는, 휴대용 진단 시스템.

7

제 6 항에 있어서, 상기 반사부(230)는, 상기 스트립(500)으로부터 발산되는 형광을 반사하는 하부 반사체(231); 상기 하부 반사체(231)에서 반사한 형광을 방사하는 방사 필터(232); 및상기 방사 필터(232)에서 필터링된 형광을 상기 카메라(110)를 향해 반사하는 상부 반사체(233)를 포함하는, 휴대용 진단 시스템.

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제 7 항에 있어서, 상기 하부 반사체(231)는 파라볼릭 굴절거울이며, 상기 파라볼릭 굴절거울의 초점 평면에 상기 스트립(500)이 위치하는, 휴대용 진단 시스템.

9

제 7 항에 있어서, 상기 상부 반사체(233)는 복합체 파라볼릭 집중기(CPC)인, 휴대용 진단 시스템.

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제 1 항에 있어서, 상기 단말기 홀더(215) 내측 하면에 광투과홀(210)이 위치하며,상기 광투과홀(210)은 상기 단말기 홀더(215)에 삽입 고정되는 단말기(100)의 카메라(110)의 위치에 상응하는, 휴대용 진단 시스템.

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제 10 항에 있어서, 상기 단말기 홀더(215)는 상하, 전후 또는 좌우 이동이 가능하며, 상기 광투과홀(210)은 전후 또는 좌우 이동이 가능한, 휴대용 진단 시스템.

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제 1 항에 있어서, 상기 스트립 홀더(290)는 상기 스트립 삽입구(240) 내에서 전후 이동이 가능한, 휴대용 진단 시스템.

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제 1 항에 있어서, 상기 스트립(500)에서 샘플로부터 바이러스 감염은 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay), 샌드위치 ELISA, 또는 샌드위치 FICT(fluorescent immunochromatographic test)로 검출하는 것인, 휴대용 진단 시스템.

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제 13 항에 있어서, 상기 휴대용 진단 시스템의 검출 한계는 (ⅰ) H5N3에 대해 6.25 × 103 PFU/mL, (ⅱ) H7N1에 대해 5.34 × 102 PFU/mL, 또는 (ⅲ) H9N2에 대해 5.23 × 101 PFU/mL인 것인, 휴대용 진단 시스템.

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제 1 항에 있어서, 상기 휴대용 진단 시스템은 (ⅰ) 테이블탑(tabletop) FICT(fluorescent immunochromatographic test)에 비하여 2배 이상의 검출 민감도; 또는(ⅱ) ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)에 비하여 H5N3, H7N1, H9N에 대해 각각 128배, 511배, 10764 배 이상의 검출 민감도;를 가지는 것인, 휴대용 진단 시스템.

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제 13 항에 있어서, 상기 휴대용 진단 시스템의 H5N1 바이러스에 대한 민감성(sensitivity)은 97% 이상 및 특이성(specificity)은 98% 이상인 것인, 휴대용 진단 시스템.

20

제 13 항에 있어서, 상기 휴대용 진단 시스템의 H9N2 바이러스에 대한 민감성 (sensitivity)은 76% 이상이고, 특이성(specificity)은 100% 이상인 것인, 휴대용 진단 시스템.

21

휴대용 진단 시스템을 이용한 휴대용 진단 방법으로서,상기 시스템은,단말기(100), 진단기기(200) 및 상기 진단기기(200)에 삽입될 수 있으며 샘플이 적용된 스트립(500)을 고정하는 스트립 홀더(290)를 포함하고,상기 진단기기(200)는 단말기 홀더(215), 스트립 삽입구(240), 발광부(220) 및 반사부(230)를 포함하며,상기 방법은,(a) 상기 단말기(100)를 상기 단말기 홀더(215)에 삽입 고정하는 단계;(b) 상기 스트립(500)이 고정된 상기 스트립 홀더(290)를 상기 스트립 삽입구(240)에 삽입하는 단계;(c) 상기 발광부(220)가 상기 스트립(500)에 광을 조사하는 단계;(d) 반사부(230)가 상기 발광부(220)에 의해 상기 스트립(500)의 샘플에서 발산된 형광을 반사하는 단계;(e) 상기 반사부(230)에서 반사된 형광이 상기 단말기(100)의 카메라(110)에서 영상으로 수집되는 단계; 및(f) 상기 단말기(100)의 영상 처리부(120)가 상기 카메라(110)에서 수집된 검사선의 영상과 대조선의 영상을 비교하여 상기 샘플이 분석 대상 항원을 포함하는지 여부를 연산하는 단계;를 포함하는 방법으로서,상기 스트립(500)은,라텍스를 매개체로 하여 항체와 형광 물질이 결합된 생체 복합체;상기 분석 대상 항원과 상기 생체 복합체가 반응한 항원-항체 결합체와 결합하며 제2 항체가 고정된 검사선; 및상기 분석 대상 항원과 반응하지 않은 생체 복합체와 결합하며 이차 항체가 고정된 대조선;을 포함하며,상기 단말기(100)는 상기 카메라(110)에서 수집된 검사선의 영상과 대조선의 영상을 비교하여 상기 샘플이 상기 분석 대상 항원을 포함하는지 여부를 연산하는 영상 처리부(120)를 포함하고,상기 분석 대상 항원은 조류 인플루엔자 바이러스인 H5N3, H7N1, H9N2 및 H5N1 중 선택된 어느 하나이고, 상기 형광 물질은 쿠마린 유래 덴드리머인,휴대용 진단 방법.

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제 21 항에 있어서, 상기 (f) 단계는,(f1) 상기 영상 처리부(120)가 상기 검사선의 영상과 상기 대조선의 영상의 픽셀을 확인하여 각 영상의 형광 강도를 연산하는 단계; 및(f2) 상기 영상 처리부(120)가 상기 연산된 형광 강도를 비교함으로써 상기 샘플이 상기 분석 대상 항원을 포함하는지 여부를 연산하는 단계;를 포함하는,휴대용 진단 방법.

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제 22 항에 있어서, 상기 (f2) 단계 이후, (g) GPS 모듈(130)이 상기 단말기(100)의 위치정보를 확인하는 단계; 및(h) 송수신부(140)가 상기 (e) 단계에서 수집된 영상 또는 상기 (f1) 단계에서 연산된 형광 강도를, 상기 (g) 단계에서 확인된 위치정보와 함께 데이터베이스(190)에 전송하는 단계를 더 포함하는, 휴대용 진단 방법.

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제 22 항에 있어서, 상기 (f2) 단계 이후, (i) 디스플레이부(150)가 상기 (e) 단계에서 수집된 영상 또는 상기 (f1) 단계에서 연산된 형광 강도를 출력하는 단계를 더 포함하는, 휴대용 진단 방법.

25

제 21 항에 있어서, 상기 (a) 단계 이후, (j) 디스플레이부(150)가, 상기 휴대용 진단 시스템을 이용하는 미리 설정된 순서를 출력하는 단계를 더 포함하는, 휴대용 진단 방법.