KR20230136818A - 호기기반 폐암의 진단 장치 및 그의 진단 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 질병 진단 장치 및 그의 진단 방법을 개시한다. 그의 장치는 호흡 가스를 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프에 연결되어 상기 호흡 가스 내의 수분 및 구취를 제거하는 제 1 전처리부와, 상기 제 1 전처리부와 상기 펌프 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물을 검출하는 휘발성유기화합물 검출부를 포함한다.
Description
본 발명은 질병 진단 장치 및 그의 진단 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 폐암의 질병 진단 장치 및 그의 진단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가스 센서는 환경 모니터링, 산업 안전, 음주 측정 및 식품 산업 등의 광범위한 분야에 적용되고 있으며, 향후에는 의료 산업 및 우주 산업 등 새로운 분야에도 응용될 것으로 기대되고 있다. 가스 센서는 어레이 형태로 배열되어 전자코 또는 전자 후각 시스템으로 개발되고 있다.
본 발명의 해결 과제는, 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물의 검출 신뢰성을 증가시킬 수 있는 질병 진단 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 질병 진단 장치를 개시한다. 그의 장치는, 호흡 가스를 펌핑하는 펌프; 상기 펌프에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 수분 및 구취를 제거하는 제 1 전처리부; 상기 제 1 전처리부와 상기 펌프 사이에 배치되고 상기 호흡 가스의 습도를 조절하는 제 2 전처리부; 상기 제 2 전처리부와 상기 펌프 사이에 배치되고, 상기 호흡 가스 내의 비극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 3 전처리부; 및 상기 제 3전처리부와 상기 펌프 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물을 검출하는 휘발성유기화합물 검출부를 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 제 3 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내이 극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 4 전처리부를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 4 전처리부는: 페놀 용액을 기화시키는 페놀 버블러; 및 상기 페놀 버블러와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 배치되고, 상기 휘발성유기화합물 내의 페놀 가스를 검출하는 페놀 가스 센서를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 페놀 버블러는: 상기 페놀 용액을 저장하는 페놀 배스; 및 상기 페놀 배스에 연결되고, 상기 페놀 용액 내에 제 1 캐리어 가스를 제공하여 상기 페놀 가스를 생성시키는 제 1 캐리어가스 공급부를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 1 전처리부는: 제 1 챔버; 상기 제 1 챔버 내에 배치되고, 상기 수분을 제거하는 수분 필터; 및 상기 수분 필터와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 배치되고, 상기 구취를 제거하는 구취 필터를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 1 전처리부는 상기 제 1 챔버 내에 배치되고, 상기 수분 필터 및 상기 구취 필터를 둘러싸는 제 1 히터를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 2 전처리부는: DI 워터를 기화시키는 워터 버블러; 및 상기 워터 버블러와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 제공되어 상기 호흡 가스의 습도를 검출하는 습도계를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 워터 버블러는: 상기 DI 워터를 저장하는 워터 배스; 및 상기 워터 배스에 연결되고, 상기 DI 워터 내에 제 2 캐리어 가스를 제공하여 상기 DI 워터의 수증기를 생성시키는 제 2 캐리어가스 공급부를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 3 전처리부는: 벤젠 용액을 기화시키는 벤젠 버블러; 및 상기 벤젠 버블러와 상기 검출부 사이에 배치되고, 상기 휘발성유기화합물 내의 벤젠 가스를 검출하는 비극성 휘발성유기화합물 가스 센서를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 벤젠 버블러는: 상기 벤젠 용액을 저장하는 벤젠 배스; 및 상기 벤젠 배스에 연결되고, 상기 벤젠 용액 내에 제 3 캐리어 가스를 제공하여 상기 벤젠 가스를 생성시키는 제 3 캐리어가스 공급부를 할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 질병 진단 장치는 제 1 흡기 배관; 상기 제 1 흡기 배관에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물을 검출하는 휘발성유기화합물 검출부; 상기 휘발성유기화합물 검출부와 상기 제 1 흡기 배관 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 수분 및 구취를 제거하는 제 1 전처리부; 상기 제 1 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 습도를 조절하는 제 2 전처리부; 상기 제 2 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 비극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 3 전처리부; 및 상기 제 3 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 4 전처리부를 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 제 4 전처리부를 상기 휘발성유기화합물 검출부에 연결하는 제 2 흡기 배관; 상기 제 1 전처리부를 상기 제 2 전처리부에 연결하는 제 3 흡기 배관; 상기 제 2 전처리부를 상기 제 3 전처리부에 연결하는 제 4 흡기 배관; 상기 제 3 전처리부를 상기 제 4 전처리부에 연결하는 제 5 흡기 배관; 및 상기 제 1 흡기 배관에서 분기되고, 상기 제 2 흡기 배관에 연결되어 상기 제 1 전처리부를 우회하는 제 1 우회 배관을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 1 우회 배관에서 분기되고, 상기 제 2 흡기 배관에 연결되어 상기 제 2 전처리부를 우회하는 제 2 우회 배관을 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 2 우회 배관에서 분기되고, 상기 제 2 흡기 배관에 연결되어 상기 제 3 전처리부를 우회하는 제 3 우회 배관을 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 우회 배관에서 분기되고, 상기 제 3 흡기 배관에 연결되어 상기 제 4 전처리부를 우회하는 제 4 우회 배관을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 질병 진단 방법은 호흡 가스를 펌핑하는 단계; 수분 필터를 이용하여 상기 호흡 가스 내의 수분을 제거하는 단계; 구취 필터를 이용하여 상기 호흡 가스 내의 구취를 제거하는 단계; DI 워터를 기화시켜 상기 호흡 가스의 습도를 기준 습도로 조절하는 단계; 벤젠 용액을 기화시켜 상기 호흡 가스 내의 벤젠 가스의 농도를 제 1 기준 농도로 조절하는 단계; 및 센서 어레이를 이용하여 상기 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물을 검출하여 인체의 폐암을 판별시키는 단계를 포함한다.
일 예에 따르면, 페놀 용액을 기화시켜 상기 호흡 가스 내의 페놀 가스의 농도를 제 2 기준 농도로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, DI 워터를 기화시켜 상기 호흡 가스의 습도를 기준 습도로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 기준 습도는 40% 내지 60%일 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 1 기준 농도는 0.1ppm 내지 0.5ppm일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 질병 진단 장치는 수분 필터 및 구취 필터를 포함하는 제 1 전처리부를 이용하여 수분 및 구취를 제거하여 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물의 검출 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 센서 어레이의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 호흡 가스의 폐암 신호 또는 건강 신호를 보여주는 그래프들이다.
도 4는 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 질병 진단 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 2는 도 1의 센서 어레이의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 호흡 가스의 폐암 신호 또는 건강 신호를 보여주는 그래프들이다.
도 4는 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 질병 진단 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 명세서에서 호흡 가스, 센서, 및 휘발성유기화합물은 바이오 분야에서 주로 사용되는 의미로 이해될 수 있을 것이다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 질병 진단 장치(100)는 폐암 진단 장치를 포함할 수 있다. 본 발명의 질병 진단 장치(100)는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: 이하 VOCs로 표시함)을 검출하여 폐암을 진단할 수 있다. 일 예에 따르면, 본 발명의 질병 진단 장치(100)는 제 1 전처리부(pre-treatment portion, 10), VOC 검출부(20), 및 펌프(30)를 포함할 수 있다.
제 1 전처리부(10)는 제 1 흡기 배관(intake line, 11)의 입구(19) 및 VOC 검출부(20) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 전처리부(10)는 제 1 흡기 배관(11)을 통해 유입되는 호흡 가스(110)를 VOCs의 검출전에 처리할 수 있다. 호흡 가스(110)는 인체(ex, 피시험자)의 수분(moisture), 구취(ex, H2S, H2, CH3SH), 비극성 VOCs(ex, 벤젠, 헥센인), 및 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제 1 전처리부(10)는 흡기 가스(110) 내의 수분 및 구취(ex, H2S, H2, CH3SH)를 제거할 수 있다. 일 예에 따르면, 제 1 전처리부(10)는 제 1 챔버(12), 제 1 히터(14), 수분 필터(16), 및 구취 필터(18)를 포함할 수 있다.
제 1 챔버(12)는 제 1 히터(14), 수분 필터(16), 및 구취 필터(18)를 둘러싸고, 그들을 보호할 수 있다. 예를 들어, 제 1 챔버(12)는 금속 또는 플라스틱을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제 1 히터(14)는 제 1 챔버(12) 내에 배치될 수 있다. 제 1 히터(14)는 수분 필터(16), 및 구취 필터(18)를 둘러쌀 수 있다. 제 1 히터(14)는 제 1 흡기 배관(11) 내의 호흡 가스(110)를 상온보다 높은 온도로 가열할 수 있다. VOC 검출부(20)가 VOCs를 검출하지 않을 때, 제 1 히터(14)는 수분 필터(16), 및 구취 필터(18)를 가열하여 그들을 세정 및/또는 초기화할 수 있으며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
수분 필터(16)는 제 1 흡기 배관(11)의 입구(19)에 인접한 제 1 히터(14) 내에 배치될 수 있다. 수분 필터(16)는 호흡 가스(110) 내의 수분을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 수분 필터(16)는 면 솜(cotton)을 포함할 수 있다. 또한, 수분 필터(16)는 흑연을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
구취 필터(18)는 수분 필터(16)와 VOC 검출부(20) 사이의 제 1 히터(14) 내에 배치될 수 있다. 구취 필터(18)는 호흡 가스(110) 내의 구취(ex, H2S, H2, 및 CH3SH)를 제거할 수 있다. 구취 필터(18)는 금속 파우더 또는 금속 알갱이들(grains)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구취 필터(18)는 구리 산화물(CuO) 또는 백금(Pt)을 포함할 수 있다. 또한, 구취 필터(18)는 셀레늄 산화물(CeO2)의 금속 파우더 및/또는 금속 알갱이를 포함할 수 있다. 이와 달리, 구취 필터(18)는 고분자 수지(ex, 실리콘), 탄소화합물, 또는 유기금속 화합물을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제 1 우회 배관(13)은 제 1 흡기 배관(11)의 입구(19)에서 분기되고, 제 2 흡기 배관(21)에 연결될 수 있다. 제 1 우회 배관(13)은 제 1 전처리부(10)를 우회할 수 있다. 제 1 흡기 배관(11)의 제 1 흡기 밸브(15)가 클로즈되면, 제 1 우회 배관(13)은 수분 및 구취 제거 없이, 호흡 가스(110)를 제 1 흡기 배관(11)의 입구(19)에서 VOC 검출부(20)에 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 제 1 우회 배관(13)은 제 1 우회 밸브(17)를 가질 수 있다. 제 1 우회 밸브(17)는 제 1 흡기 밸브(15)와 반대로 개폐될 수 있다. 호흡 가스(110) 내의 수분 및 구취가 제거될 때, 제 1 흡기 밸브(15)는 오픈되고 제 1 우회 밸브(17)는 클로즈될 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 1 전처리부(10) 및 VOC 검출부(20) 내에 순차적으로 제공될 수 있다. VOC 검출부(20)가 세정 및/또는 초기화될 경우, 제 1 우회 밸브(17)는 오픈되고, 제 1 흡기 밸브(15)는 클로즈될 수 있다.
VOC 검출부(20)는 제 1 전처리부(10) 및 펌프(30) 사이에 연결될 수 있다. VOC 검출부(20)는 호흡 가스(110)의 비극성 VOCs(ex, 벤젠, 헥세인) 및 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)를 검출할 수 있다. VOC 검출부(20)는 제 2 챔버(22), 제 2 히터(24), 및 센서 어레이(26)를 포함할 수 있다.
제 2 챔버(22)는 제 2 히터(24) 및 센서 어레이(26)를 둘러쌀 수 있다. 제 2 챔버(22)는 금속 또는 플라스틱을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제 2 히터(24)는 제 2 챔버(22) 내에 배치될 수 있다. 제 2 히터(24)는 센서 어레이(26)를 둘러쌀 수 있다. 제 2 히터(24)는 센서 어레이(26)를 가열하여 상기 센서 어레이(26)의 센싱 층(도 2의 207)을 활성화(activate)시킬 수 있다. 이와 달리, 제 2 히터(24)는 센서 어레이(26)를 가열하여 상기 센서 어레이(26)를 세정 및 초기화할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
센서 어레이(26)는 제 2 히터(24) 내에 제공될 수 있다. 센서 어레이(26)는 비극성 VOCs(ex, 벤젠, 헥세인) 및 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)를 검출할 수 있다. 제어부(미도시)는 센서 어레이(26)의 비극성(non-polar) VOCs 및 극성(polar) VOCs의 검출 신호를 이용하여 호흡 가스(110)의 인체의 폐암을 판별할 수 있다.
도 2는 도 1의 센서 어레이(26)의 일 예를 보여준다.
도 2를 참조하면, 센서 어레이(26)는 기판(201), 하부 절연막(203), 히터 전극들(204), 상부 절연막(205), 센싱 전극들(206), 및 센싱 층들(207)을 포함할 수 있다.
기판(201)은 실리콘 기판을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 기판(201)은 복수개의 홀들(202)을 가질 수 있다. 홀들(202)은 기판(201) 상의 하부 절연막(203)의 일부를 노출시킬 수 있다. 예를 들어, 복수개의 홀들(202)은 3X3의 매트릭스 모양으로 배열될 수 있다. 나아가, 복수개의 홀들(202)은 NXN의 매트릭스 모양을 가질 수 있다. N은 자연수일 수 있다.
하부 절연막(203)은 기판(201) 상에 배치될 수 있다. 하부 절연막(203)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
히터 전극들(204)은 하부 절연막(203) 상에 배치될 수 있다. 히터 전극들(204)은 홀들(202) 상에 제공될 수 있다. 히터 전극들(204)은 센싱 전극(206) 및 센싱 층들(207)을 가열할 수 있다. 예를 들어, 히터 전극들(204)은 센싱 층들(207)을 약 200℃ 내지 약 250℃로 가열할 수 있다. 히터 전극들(204)은 니켈 크롬 합금을 포함할 수 있다.
상부 절연막(205)은 히터 전극들(204) 및 하부 절연막(203) 상에 배치될 수 있다. 상부 절연막(205)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있으며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
센싱 전극들(206)은 상부 절연막(205) 상에 배치될 수 있다. 센싱 전극들(206)은 히터 전극들(204)에 정렬될 수 있다. 센싱 전극들(206)은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 인듐(In), 또는 코발트(Co)의 금속을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
센싱 층(207)은 한 쌍의 센싱 전극들(206) 사이에 연결될 수 있다. 센싱 층(207)은 호흡 가스(110) 내의 비극성 VOCs(ex, 벤젠, 헥세인) 및 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)를 검출할 수 있다. 센싱 층(207)은 SnO2, WO3, In2O3, ZnO, Fe2O3, Zr2O3, 및 Co3O4의 금속 산화물, 그래핀 산화물, 또는 탄소나노튜브를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 복수개의 센싱 층들(207)의 각각은 서로 동일하거나 다를 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 펌프(30)는 제 1 전처리부(10) 및 VOC 검출부(20)에 연결될 수 있다. 펌프(30)는 제 1 흡기 배관(11), 제 1 우회 배관(13), 및 제 2 흡기 배관(21)에 연결될 수 있다. 펌프(30)는 제 1 흡기 배관(11), 제 1 우회 배관(13), 제 1 전처리부(10), 제 2 흡기 배관(21) 및 VOC 검출부(20) 내의 호흡 가스(110)를 펌핑할 수 있다. 펌프(30)는 호흡 가스(110)를 대기압보다 낮은 압력으로 펌핑할 수 있다.
펌프(30)와 VOC 검출부(20) 사이에 제 2 흡기 밸브(35)가 연결될 수 있다. 제 2 흡기 밸브(35)는 펌프(30) 내에 제공되는 호흡 가스(110)를 제어할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제 2 흡기 밸브(35)는 VOC 검출부(20)와 제 1 전처리부(10) 사이의 제 2 흡기 배관(21)에 채결될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
결론적으로, 본 발명의 질병 진단 장치(100)는 제 1 전처리부(10)를 이용하여 호흡 가스(110) 내의 수분 및 구취(ex, H2S, H2, CH3SH)를 제거하여 VOCs 검출 효율을 증가시킬 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 호흡 가스(110)의 폐암 신호(220) 또는 건강 신호(230)를 보여준다. 도 3a 및 도 3b의 가로축은 시간이고, 세로축은 응답율이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 폐암 신호(lung cancer signal, 220)는 건강 신호(healthy signal, 230)의 응답율보다 높은 응답율을 가질 수 있다. 폐암 신호(220)는 VOCs에 대해 약 600초에서 약 27%의 응답율 및 상대적으로 큰 시변화 센서신호특성을 갖고, 건강 신호(230)는 VOCs에 대해 약 600초에서 약 22%의 응답율 및 상대적으로 적은 시변환 센서신호특성을 가질 수 있다. 따라서, 제어부는 호흡 가스(110)의 검출 신호의 응답율을 폐암 신호(220) 및 건강 신호(230)의 응답율들에 비교하여 인체의 폐암을 판별할 수 있다.
도 4는 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 질병 진단 장치(100)는 제 2 전처리부(40)를 더 포함할 수 있다. 제 2 전처리부(40)는 제 1 전처리부(10) 및 VOC 검출부(20) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 전처리부(40)는 호흡 가스(110)의 습도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제 2 전처리부(40)는 호흡 가스(110)의 습도를 기준 습도로 조절하여 VOCs 검출 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 기준 습도는 약 40% 내지 약 60%정도일 수 있다. 호흡 가스(110)의 VOCs 검출 횟수가 증가하면, 수분 필터(16)의 수분 흡착력은 감소할 수 있다. 수분 필터(16)의 수분 흡착력이 감소하면, 호흡 가스(110)의 습도는 점진적으로 증가할 수 있다. 호흡 가스(110)의 습도가 증가하면, VOCs 검출 효율은 감소할 수 있다. 따라서, 제 2 전처리부(40)는 수분 필터(16)의 수분 흡착력 감소와 상관없이 호흡 가스(110)의 습도를 일정하게 유지시켜 VOCs 검출 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 제 2 전처리부(40)는 워터 버블러(42), 및 습도계(48)를 포함할 수 있다.
워터 버블러(42)는 제 1 전처리부(10)와 VOC 검출부(20) 사이에 제공될 수 있다. 워터 버블러(42)는 호흡 가스(110) 내에 DI 워터(49)를 기화시켜 상기 호흡 가스(110)의 습도를 조절시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 워터 버블러(42)는 워터 배스(44) 및 제 1 캐리어가스 공급부(46)를 포함할 수 있다. 워터 배스(44)는 DI 워터(49)를 저장할 수 있다. 제 1 캐리어가스 공급부(46)는 워터 배스(44)의 DI 워터(49) 내에 제 1 캐리어 가스 (예를 들면 질소, air)를 제공하여 DI 워터(49)의 수증기를 생성시킬 수 있다. 수증기가 증가하면, 호흡 가스(110)의 습도는 증가할 수 있다. 수증기가 감소하면, 호흡 가스(110)의 습도는 감소할 수 있다.
습도계(48)는 호흡 가스(110)의 습도를 계측할 수 있다. 제어부는 습도계(48)의 습도 측정 신호를 이용하여 호흡 가스(110)의 습도를 판별할 수 있다. 제어부는 워터 배스(44) 내의 호흡 가스(110)의 습도를 기준 습도로 조절하여 VOCs 검출 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 이와 달리, 수증기는 표준가스와 mfc에 의해 약 1 내지 10ppb 정도로 제공될 수 있다.
제 3 흡기 배관(41)이 제 1 전처리부(10)와 제 2 전처리부(40) 사이에 연결될 수 있다. 제 3 흡기 배관(41)은 호흡 가스(110)를 제 1 전처리부(10)와 제 2 전처리부(40) 사이에 전달할 수 있다. 제 3 흡기 배관(41)은 제 3 흡기 밸브(45)를 가질 수 있다. 제 3 흡기 밸브(45)는 제 3 흡기 배관(41) 내의 호흡 가스(110)를 제어 및/또는 조절할 수 있다.
제 2 우회 배관(43)이 제 1 우회 배관(13)에서 분기되어 제 2 흡기 배관(21)에 연결될 수 있다. 제 2 우회 배관(43)은 제 2 전처리부(40)를 우회할 수 있다. 제 2 우회 배관(43)은 호흡 가스(110)를 습도 조절 없이 VOC 검출부(20)에 제공할 수 있다. 제 2 우회 배관(43)은 제 2 우회 밸브(47)를 가질 수 있다. 제 2 우회 밸브(47)은 제 3 흡기 밸브(45)와 반대로 개폐될 수 있다. 호흡 가스(110)의 습도가 기준 습도로 조절될 경우, 제 3 흡기 밸브(45)는 오픈되고, 제 2 우회 밸브(47)는 클로즈될 수 있다. 호흡 가스(110)의 습도가 조절되지 않을 경우, 제 2 우회 밸브(47)는 오픈되고, 제 3 흡기 밸브(45)는 클로즈될 수 있다.
제 1 흡기 배관(11), VOC 검출부(20), 펌프(30) 및 제 2 흡기 밸브(35)는 도 1과 동일하게 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 질병 진단 장치(100)는 제 3 전처리부(50)를 더 포함할 수 있다. 제 3 전처리부(50)는 제 2 전처리부(40)와 VOC 검출부(20) 사이에 연결될 수 있다. 제 3 전처리부(50)는 호흡 가스(110)의 VOCs 중의 벤젠 가스(ex, 비극성 VOCs 노이즈) 또는 헥세인 가스의 농도를 제 1 기준 농도로 조절하여 VOCs 검출 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 벤젠 가스의 제 1 기준 농도는 약 0.01ppm 내지 약 0.5ppm일 수 있다. VOC 검출부(20)는 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)를 검출하여 폐암을 판별시킬 수 있다. 제어부는 검출 신호를 이용하여 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)의 농도를 획득하여 인체의 폐암을 판별할 수 있다. 폐암은 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 헥세인)의 농도에 비례하여 결정될 수 있다. 일 예에 따르면, 제 3 전처리부(50)는 벤젠 버블러(52) 및 비극성 VOC 가스 센서(58)를 포함할 수 있다. 비극성 VOCs 중인 하나 예로써 벤젠 버블러(52)는 제 2 전처리부(40)와 VOC 검출부(20) 사이에 연결될 수 있다. 벤젠 버블러(52)는 벤젠 용액(59)을 기화시켜 호흡 가스(110) 내의 비극성 VOCs(ex, 벤젠, 헥세인)의 농도를 제 1 기준 농도로 조절 혹은 반응에 간섭하는 비극성 물질들을 제거시킬 수 있다. 비극성 VOCs의 농도가 조절되면, 극성 VOCs 검출 효율은 증가할 수 있다. 일 예에 따르면, 벤젠 버블러(52)는 벤젠 배스(54) 및 제 2 캐리어가스 공급부(56)를 포함할 수 있다.
벤젠 배스(54)는 제 3 흡기 배관(41)과 제 2 흡기 배관(21) 사이에 연결될 수 있다. 벤젠 배스(54)는 벤젠 용액(59)을 저장할 수 있다.
제 2 캐리어가스 공급부(56)는 벤젠 배스(54)의 벤젠 용액(59) 내에 제 2 캐리어 가스(ex, 질소 가스)를 제공하여 벤젠 가스를 생성시킬 수 있다. 벤젠 가스는 호흡 가스(110) 내의 벤젠 가스의 농도를 제 1 기준 농도로 조절하기 위해 사용될 수 있다. 이와 달리, 벤젠 가스는 표준가스와 mfc에 의해 약 1 내지 10ppb 정도로 제공될 수 있다.
비극성 VOC 가스 센서(58)는 벤젠 배스(54)에 인접하는 제 2 흡기 배관(21) 내에 제공될 수 있다. 비극성 VOC 가스 센서(58)는 호흡 가스(110) 내의 비극성 VOCs를 검출할 수 있다. 비극성 VOC 가스 센서(58)는 텅스텐 산화물(WO3) 센서를 포함할 수 있다. 반면, VOC 검출부(20)는 극성 VOC 센서 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 어레이(26)의 센싱 층(207)은 극성 VOC 센싱 층일 수 있다. 센싱 층(207)은 SnO2, In2O3, ZnO, Fe2O3, Zr2O3, WO3 및 Co3O4을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제어부는 비극성 VOCs의 검출 신호를 이용하여 호흡 가스(110) 내의 비극성 VOCs 농도를 검출할 수 있다. 제어부는 호흡 가스(110) 내의 벤젠 가스의 농도를 제 1 기준 농도로 조절하여 극성 VOCs 검출 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
제 4 흡기 배관(51)이 제 2 전처리부(40)와 제 3 전처리부(50) 사이에 연결될 수 있다. 제 4 흡기 배관(51)은 제 2 전처리부(40)의 호흡 가스(110)를 제 3 전처리부(50)에 전달할 수 있다. 제 4 흡기 배관(51)은 제 4 흡기 밸브(55)를 가질 수 있다. 제 4 흡기 밸브(55)는 제 2 우회 배관(43)에 인접하는 제 4 흡기 배관(51)에 연결될 수 있다. 제 4 흡기 밸브(55)는 제 4 흡기 배관(51) 내의 호흡 가스(110)를 제어할 수 있다.
제 3 우회 배관(53)이 제 2 우회 배관(43)과 제 2 흡기 배관(21) 사이에 연결될 수 있다. 제 3 우회 배관(53)은 제 2 우회 배관(43)에서 분기되고, 제 3 전처리부(50)에 우회하여 제 2 흡기 배관(21)에 연결될 수 있다. 제 3 우회 배관(53)은 호흡 가스(110)를 제 3 전처리부(50)에 우회하여 VOC 검출부(20)에 제공할 수 있다. 제 3 우회 배관(53)은 제 3 우회 밸브(57)를 가질 수 있다. 제 3 우회 밸브(57) 및 제 4 흡기 밸브(55)는 서로 반대로 개폐될 수 있다. 호흡 가스(110) 내의 벤젠 가스의 농도가 제 1 기준 농도로 조절될 때, 제 4 흡기 밸브(55)는 오픈되고 제 3 우회 밸브(57)는 클로즈될 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 3 전처리부(50) 내에 제공될 수 있다.
호흡 가스(110) 내의 벤젠 가스의 농도가 제 1 기준 농도로 조절되지 않을 때, 제 3 우회 밸브(57)는 오픈되고 제 4 흡기 밸브(55)는 클로즈될 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 3 전처리부(50)를 우회하여 VOC 검출부(20) 내에 제공될 수 있다.
제 1 전처리부(10), 제 1 흡기 배관(11), 및 제 1 우회 배관(13)은 도 1 및 도 4와 동일하게 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 개념에 따른 질병 진단 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 질병 진단 장치(100)는 제 4 전처리부(60를 더 포함할 수 있다. 제 4 전처리부(60)는 제 3 전처리부(50)와 VOC 검출부(20) 사이에 제공될 수 있다. 제 4 전처리부(60)는 호흡 가스(110)의 VOCs 중의 페놀 가스(ex, 극성 VOCs 노이즈)의 농도를 제 2 기준 농도로 조절하여 VOCs 검출 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 페놀 가스의 제 2 기준 농도는 약 0.01ppm 내지 약 0.5ppm일 수 있다. VOC 검출부(20)는 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)를 검출하여 폐암을 판별시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 제 4 전처리부는 페놀 버블러(62) 및 페놀 가스 센서(68)를 포함할 수 있다.
페놀 버블러(62)는 제 3 전처리부(50)와 VOC 검출부(20) 사이에 연결될 수 있다. 페놀 버블러(62)는 페놀 용액(69)을 기화시켜 호흡 가스(110) 내의 페놀 가스의 농도를 제 2 기준 농도로 조절할 수 있다. 극성 VOCs 노이즈의 농도가 조절되면, 극성 VOCs 검출 효율은 증가할 수 있다. 일 예에 따르면, 페놀 버블러(62)는 페놀 배스(64) 및 제 3 캐리어가스 공급부(66)를 포함할 수 있다.
페놀 배스(64)는 제 4 흡기 배관(51)과 제 2 흡기 배관(21) 사이에 연결될 수 있다. 페놀 배스(64)는 페놀 용액(69)을 저장할 수 있다.
제 3 캐리어가스 공급부(66)는 페놀 배스(64)의 페놀 용액(69) 내에 wp 3 캐리어 가스(ex, 질소 가스 혹은 air)를 제공하여 페놀 가스를 생성시킬 수 있다. 페놀 가스는 호흡 가스(110) 내의 페놀 가스의 농도를 제 2 기준 농도로 조절하기 위해 사용될 수 있다. 이와 달리, 페놀 가스는 표준가스와 mfc에 의해 약 1 내지 10ppb 정도로 제공될 수 있다.
페놀 가스 센서(68)는 페놀 배스(64)에 인접하는 제 2 흡기 배관(21) 내에 제공될 수 있다. 페놀 가스 센서(68)는 호흡 가스(110) 내의 페놀 가스를 검출할 수 있다. 예를 들어, 페놀 가스 센서(68)는 주석 산화물(SnO2) 센서를 포함할 수 있다. 이와 달리, 페놀 가스 센서(68)는 아연 산화물(ZnO) 또는 바나듐 산화물(VaO3)을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제 5 흡기 배관(61)은 제 3 전처리부(50)와 제 4 전처리부(60) 사이에 연결될 수 있다. 제 5 흡기 배관(61)은 제 3 전처리부(50)의 호흡 가스(110)를 제 4 전처리부(60)에 전달할 수 있다. 제 5 흡기 배관(61)은 제 5 흡기 밸브(65)를 가질 수 있다. 제 5 흡기 밸브(65)는 제 3 우회 배관(53)에 인접하는 제 5 흡기 배관(61)에 연결될 수 있다. 제 5 흡기 밸브(65)는 제 5 흡기 배관(61) 내의 호흡 가스(110)를 제어할 수 있다.
제 4 우회 배관(63)이 제 3 우회 배관(53)과 제 2 흡기 배관(21) 사이에 연결될 수 있다. 제 4 우회 배관(63)은 제 3 우회 배관(53)에서 분기되고, 제 4 전처리부(60)에 우회하여 제 2 흡기 배관(21)에 연결될 수 있다. 제 4 우회 배관(63)은 호흡 가스(110)를 제 4 전처리부(60)에 우회하여 VOC 검출부(20)에 제공할 수 있다. 제 4 우회 배관(63)은 제 4 우회 밸브(67)를 가질 수 있다. 제 4 우회 밸브(67) 및 제 5 흡기 밸브(65)는 서로 반대로 개폐될 수 있다. 호흡 가스(110) 내의 페놀 가스의 농도가 제 2 기준 농도로 조절될 때, 제 5 흡기 밸브(65)는 오픈되고, 제 4 우회 밸브(67)는 클로즈될 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 4 전처리부(60) 내에 제공될 수 있다.
호흡 가스(110) 내의 페놀 가스의 농도가 제 2 기준 농도로 조절되지 않을 때, 제 4 우회 밸브(67)는 오픈되고 제 5 흡기 밸브(65)는 클로즈될 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 4 전처리부(60)를 우회하여 VOC 검출부(20) 내에 제공될 수 있다.
제 1 전처리부(10), 제 1 흡기 배관(11), 제 1 우회 배관(13), 제 2 전처리부(40), 제 3 흡기 배관(41), 및 제 2 우회 배관(43)은 도 4와 동일하게 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 질병 진단 장치(100)를 이용한 질병 진단 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 질병 진단 방법을 보여준다.
도 7을 참조하면, 펌프(30)는 제 1 흡기 배관(11) 및 제 2 흡기 배관(21)을 통해 호흡 가스(110)를 펌핑한다(S10). 펌프(30)는 호흡 가스(110)를 대기압보다 낮은 저기압으로 펌핑할 수 있다. 제 1 흡기 밸브(15) 및 제 2 흡기 밸브(35)는 오픈되고, 제 1 우회 밸브(17), 제 2 우회 밸브(47), 제 3 우회 밸브(57), 및 제 4 우회 밸브(67)는 클로즈될 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 1 전처리부(10)의 수분 필터(16) 및 구취 필터(18)에 순차적으로 제공될 수 있다.
다음, 수분 필터(16)는 호흡 가스(110) 내의 수분을 흡착한다(S20). 수분 필터(16)는 면 솜을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
그 다음, 구취 필터(18)는 호흡 가스(110) 내의 구취를 흡착한다(S30). 구취 필터(18)는 고분자 수지 흡착제, 구리 산화물 또는 백금의 금속 파우더 및/또는 금속 알갱이를 포함할 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 3 흡기 배관(41)을 통해 제 2 전처리부(40) 내에 제공될 수 있다. 제 3 흡기 밸브(45)는 오픈되고, 제 2 우회 밸브(47), 제 3 우회 밸브(57), 및 제 4 우회 밸브(67)는 클로즈될 수 있다.
이후, 제 2 전처리부(40)는 호흡 가스(110)의 습도를 기준 습도로 조절한다(S40). 제 2 전처리부(40)는 워터 버블러(42) 및 습도계(48)를 포함할 수 있다. 워터 버블러(42)는 DI 워터(49)의 수증기를 호흡 가스(110) 내에 제공할 수 있다. 습도계(48)는 호흡 가스(110)의 습도를 검출할 수 있다. 제어부는 습도 검출 신호를 이용하여 호흡 가스(110)의 습도를 기준 습도로 조절하여 VOCs 검출 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 기준 습도는 약 45% 내지 약 55%일 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 4 흡기 배관(51)을 통해 제 3 전처리부(50) 내에 제공될 수 있다. 제 4 흡기 밸브(55)는 오픈되고, 제 3 우회 밸브(57)는 클로즈될 수 있다.
다음, 제 3 전처리부(50)는 벤젠 용액(59)을 기화시켜 호흡 가스(110) 내의 벤젠 가스를 제 1 기준 농도로 조절한다(S50). 제 3 전처리부(50)는 벤젠 버블러(52) 및 비극성 VOC 가스 센서(58)를 포함할 수 있다. 벤젠 버블러(52)는 벤젠 용액(59)의 벤젠 가스를 호흡 가스(110) 내에 제공할 수 있다. 이와 달리, 벤젠 가스는 표준가스와 mfc에 의해 약 1 내지 10ppb 정도로 제공될 수 있다. 비극성 VOC 가스 센서(58)는 호흡 가스(110) 내의 비극성 VOCs를 검출할 수 있다. 제어부는 비극성 VOCs의 검출 신호를 이용하여 호흡 가스(110) 내의 비극성 VOCs 농도를 제 1 기준 농도로 조절하여 극성 VOCs 검출 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 기준 농도는 약 0.1ppm 내지 약 0.5ppm일 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 2 흡기 배관(21)을 통해 VOC 검출부(20)의 센서 어레이(26)에 제공될 수 있다.
다음, 제 4 전처리부(60)는 페놀 용액(69)을 기화시켜 호흡 가스(110) 내의 페놀 가스를 제 2 기준 농도로 조절한다(S60). 제 4 전처리부(60)는 페놀 버블러(62) 및 페놀 가스 센서(68)를 포함할 수 있다. 페놀 버블러(62)는 페놀 용액(69)의 페놀 가스를 호흡 가스(110) 내에 제공할 수 있다. 또한 페놀 가스는 표준가스와 mfc에 의해 약 1 내지 10ppb 정도로 제공될 수 있다. 페놀 가스 센서(68)는 호흡 가스(110) 내의 페놀 가스(ex, 극성 VOCs 노이즈)를 검출할 수 있다. 제어부는 페놀 가스의 검출 신호를 이용하여 호흡 가스(110) 내의 페놀 가스의 농도를 제 2 기준 농도로 조절하여 극성 VOCs 검출 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 페놀 가스의 제 2 기준 농도는 약 0.1ppm 내지 약 0.5ppm일 수 있다. 호흡 가스(110)는 제 2 흡기 배관(21)을 통해 VOC 검출부(20)의 센서 어레이(26)에 제공될 수 있다.
마지막으로, 센서 어레이(26)는 호흡 가스(110) 내의 극성 VOCs(ex, 톨루엔, 알코올, 아세톤)를 검출한다(S70). 제어부는 극성 VOCs 검출신호를 이용하여 인체의 폐암을 판별할 수 있다. 센서 어레이(26)는 SnO2, In2O3, ZnO, Fe2O3, Zr2O3, WO3, 및 Co3O4의 금속 산화물의 센싱 층(207)을 포함할 수 있다.
대기 중 VOCs를 채취할 때, 과거에는 활성탄이 폭 넓게 사용되었으나, 흡착력이 강하여 ppb 수준의 낮은 농도에선느 회수율이 매우 낮아며, 흡착상에서의 반응으로 인한 시료 손실등이 단점으로 지적된다. 따라서 고분자 수지 계통의 흡착제가 많이 사용되기 시작했다. Tenax는 가장 잘 알려진 고분자 흡착제 중의 하나로서 열적 안정성과 우수한 흡탈착 성능 및 소수성의 특성을 가지고 있어 시료 채취시 수분을 배제할 수 있다는 장점이 있다. 대부분의 고분자 계통 흡착제는 카본계 흡착제에 비하여 상대적으로 보유용량이 적으며, 특히 Tenax는 벤젠과 같은 일부 VOC에 대해서는 잘못된 결과를 유발할 가능성이 높다. 이와 같은 고분자계통 흡착제의 단점을 보완하기 우하여 최근에는 활성탄의 표면을 특수처리하여 흡착능을 개선시켜 유기물에 대한 친화성을 증가시키고, 고온에서도 사용가능한 각종 카본계 흡착제가 다양하게 개발되고 있다. 하지만, 카본계는 습기에 매우 민감하여 상대 습도가 90% 이상의 경우에는 흡착제의 채취유량이 90%까지 감소할 수도 있다. 그래서, 적절한 전처리 모듈 개발이 절실히 필요하다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.
Claims (20)
- 호흡 가스를 펌핑하는 펌프;
상기 펌프에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 수분 및 구취를 제거하는 제 1 전처리부;
상기 제 1 전처리부와 상기 펌프 사이에 배치되고 상기 호흡 가스의 습도를 조절하는 제 2 전처리부;
상기 제 2 전처리부와 상기 펌프 사이에 배치되고, 상기 호흡 가스 내의 비극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 3 전처리부; 및
상기 제 3 전처리부와 상기 펌프 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물을 검출하는 휘발성유기화합물 검출부를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내이 극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 4 전처리부를 더 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 4 전처리부는:
페놀 용액을 기화시키는 페놀 버블러; 및
상기 페놀 버블러와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 배치되고, 상기 휘발성유기화합물 내의 페놀 가스를 검출하는 페놀 가스 센서를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 페놀 버블러는:
상기 페놀 용액을 저장하는 페놀 배스; 및
상기 페놀 배스에 연결되고, 상기 페놀 용액 내에 제 1 캐리어 가스를 제공하여 상기 페놀 가스를 생성시키는 제 1 캐리어가스 공급부를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전처리부는:
제 1 챔버;
상기 제 1 챔버 내에 배치되고, 상기 수분을 제거하는 수분 필터; 및
상기 수분 필터와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 배치되고, 상기 구취를 제거하는 구취 필터를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전처리부는 상기 제 1 챔버 내에 배치되고, 상기 수분 필터 및 상기 구취 필터를 둘러싸는 제 1 히터를 더 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전처리부는:
DI 워터를 기화시키는 워터 버블러; 및
상기 워터 버블러와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 제공되어 상기 호흡 가스의 습도를 검출하는 습도계를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 워터 버블러는:
상기 DI 워터를 저장하는 워터 배스; 및
상기 워터 배스에 연결되고, 상기 DI 워터 내에 제 2 캐리어 가스를 제공하여 상기 DI 워터의 수증기를 생성시키는 제 2 캐리어가스 공급부를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 3 전처리부는:
벤젠 용액을 기화시키는 벤젠 버블러; 및
상기 벤젠 버블러와 상기 검출부 사이에 배치되고, 상기 휘발성유기화합물 내의 벤젠 가스를 검출하는 비극성 휘발성유기화합물 가스 센서를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 벤젠 버블러는:
상기 벤젠 용액을 저장하는 벤젠 배스; 및
상기 벤젠 배스에 연결되고, 상기 벤젠 용액 내에 제 3 캐리어 가스를 제공하여 상기 벤젠 가스를 생성시키는 제 3 캐리어가스 공급부를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 1 흡기 배관;
상기 제 1 흡기 배관에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물을 검출하는 휘발성유기화합물 검출부;
상기 휘발성유기화합물 검출부와 상기 제 1 흡기 배관 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 수분 및 구취를 제거하는 제 1 전처리부;
상기 제 1 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 습도를 조절하는 제 2 전처리부;
상기 제 2 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 비극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 3 전처리부; 및
상기 제 3 전처리부와 상기 휘발성유기화합물 검출부 사이에 연결되고, 상기 호흡 가스 내의 극성 휘발성유기화합물 노이즈를 조절하는 제 4 전처리부를 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 4 전처리부를 상기 휘발성유기화합물 검출부에 연결하는 제 2 흡기 배관;
상기 제 1 전처리부를 상기 제 2 전처리부에 연결하는 제 3 흡기 배관;
상기 제 2 전처리부를 상기 제 3 전처리부에 연결하는 제 4 흡기 배관;
상기 제 3 전처리부를 상기 제 4 전처리부에 연결하는 제 5 흡기 배관; 및
상기 제 1 흡기 배관에서 분기되고, 상기 제 2 흡기 배관에 연결되어 상기 제 1 전처리부를 우회하는 제 1 우회 배관을 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 우회 배관에서 분기되고, 상기 제 2 흡기 배관에 연결되어 상기 제 2 전처리부를 우회하는 제 2 우회 배관을 더 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 2 우회 배관에서 분기되고, 상기 제 2 흡기 배관에 연결되어 상기 제 3 전처리부를 우회하는 제 3 우회 배관을 더 포함하는 질병 진단 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 제 3 우회 배관에서 분기되고, 상기 제 3 흡기 배관에 연결되어 상기 제 4 전처리부를 우회하는 제 4 우회 배관을 더 포함하는 질병 진단 장치.
- 호흡 가스를 펌핑하는 단계;
수분 필터를 이용하여 상기 호흡 가스 내의 수분을 제거하는 단계;
구취 필터를 이용하여 상기 호흡 가스 내의 구취를 제거하는 단계;
DI 워터를 기화시켜 상기 호흡 가스의 습도를 기준 습도로 조절하는 단계;
벤젠 용액을 기화시켜 상기 호흡 가스 내의 벤젠 가스의 농도를 제 1 기준 농도로 조절하는 단계; 및
센서 어레이를 이용하여 상기 호흡 가스 내의 휘발성유기화합물을 검출하여 인체의 폐암을 판별시키는 단계를 포함하는 질병 진단 방법.
- 제 16 항에 있어서,
페놀 용액을 기화시켜 상기 호흡 가스 내의 페놀 가스의 농도를 제 2 기준 농도로 조절하는 단계를 더 포함하는 질병 진단 방법.
- 제 16 항에 있어서,
DI 워터를 기화시켜 상기 호흡 가스의 습도를 기준 습도로 조절하는 단계를 더 포함하는 질병 진단 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 기준 습도는 40% 내지 60%인 질병 진단 방법.
- 제 16에 있어서,
상기 제 1 기준 농도는 0.1ppm 내지 0.5ppm인 질병 진단 방법.
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Legal Events
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20250131 Patent event code: PE09021S01D |