초록 ▼

연구개발 사업의 목적
본 연구에서는 환자가 병원에 내원할 때 루틴적으로 검사하는 항목 중의 하나인 요검사를 시행 할 수 있는 요분석 시스템을 개발하기 위하여 다음과 같은 연차별 목표를 설정하여 연구를 수행 하였다.
1. 본 연구의 1, 2차년도 연구 목적
· 종합병원에서 시간당 360건의 요검사를 시행할 수 있도록 칼라센서어레이를 이용한 스트립운반형 요분석 시스템(multi- type urine an alysis system)을 개발함.
· 개발된 요분석 시스템을 임상에 적용하여 임상적인 유용성을 평가하고 시제

연구개발 사업의 목적
본 연구에서는 환자가 병원에 내원할 때 루틴적으로 검사하는 항목 중의 하나인 요검사를 시행 할 수 있는 요분석 시스템을 개발하기 위하여 다음과 같은 연차별 목표를 설정하여 연구를 수행 하였다.
1. 본 연구의 1, 2차년도 연구 목적
· 종합병원에서 시간당 360건의 요검사를 시행할 수 있도록 칼라센서어레이를 이용한 스트립운반형 요분석 시스템(multi- type urine an alysis system)을 개발함.
· 개발된 요분석 시스템을 임상에 적용하여 임상적인 유용성을 평가하고 시제품을 제작함.
· 현재 사용되고 있는 요검사와 보완적으로 사용할 수 있는 검사방법, 기초조사, 그리고 DB를 구축하고자 함.
2. 본 연구의 3 차년도 연구 목적
· 가정용·휴대용 요분석 시스템의 간이형 시스템(module - type urine analy sissystem)을 우선적으로 개발하고, 시작품을 제작함.
· 개발된 시스템의 광 모듈부와 운송 메카니즘을 검증 확인하고, 이를 표준 시약 및 임상 뇨하에서 평가함.
· 그리고 요분석 시스템의 하드웨어와 소프트웨어(운영, 검출 및 보정, PC 및 QC 프로그램, 요분석 알고리듬, 분류기 구현), 메카니즘(광 모듈, 운송)을 개발하고, 임상 평가를 실시함.
· 원격진료 및 재택진료용 시스템 구축에 대한 기초 연구를 수행하고자 함.
3. 본 연구의 4 차년도 연구 목적
· 모듈형 요분석 시스템에 주변장치를 첨부하여 가정용·휴대용 요분석 시스템을 개발함.
· 개발된 시스템을 종합적 정도관리할 수 있는 시스템을 구축함.
· 웹 환경하에서 원격진료 및 재택진료를 수행할 수 있는 시스템 구축과 프로그램을 개발함.
· 원격진료 서비스를 지원하는 S/W의 개발과 원격진료 시스템의 연계 연구를 수행함.
- S/W : 요분석 결과에 의한 건강관리, 지속적인 요분석에 의한 임상징후 예측, 진단보조, 진료계획 DB 등
- 원격진료 시스템 : ASP 구축, 통신망 구축 등
연구방법
제 1세부과제
1. 요분석 시스템에 사용되는 광 모듈의 전기 광학적 특성 조사 및 정색 반응을 측정함. ( 1, 2차년도에는 칼라센서 어레이(CCD, CIS), 3, 4차년도에는 LED와 Photodiode를 사용)
2. 요분석 스트립의 정색반응을 검출하기 위한 색상 분석 및 선별 알고리듬을 개발함.
3. 요 분사량의 변화와 요 분사 후 시간과 습도에 대한 정색반응의 변화와 특성을 조사함.
4. 10가지 항목으로 구성된 스트립의 각 항목별 각 등급에 대해 반사 스펙트럼을 측정하고, 삼자극치와 색도좌표를 구함.
제 2세부과제
1. 하드웨어
· 요분석 시스템의 설계 · 광원부 및 광 측정부 개발
· 스트립 운송 제어부 개발 · 시스템의 주 처리부 설계 및 개발
· 주변장치 인터페이스 개발
2. 소프트웨어
· 시스템 Firmware, PC 및 QC 프로그램 개발 · 광 검출 및 보정 프로그램 개발
· 원격진료용 프로그램 개발 · 분류기 구현
3. 메카니즘
· 구동 메카니즘 설계 · 광학 모듈 설계 및 제작
· 사용자 편리성을 고려한 외형 디자인 설계 및 제작 · 스트립 운송 메카니즘 설계 및 제작
제 3세부과제
1. 국산 요분석용 Strip의 검증
2. 국산 요분석용 스트립을 개발된 요분석 시스템에 적용 평가
3. 개발된 요분석 시스템의 임상 적용 유의성 평가
4. 정성 검사의 통계적 기법 적용
연구 결과
· 1, 2차년도에 걸쳐 컬러센서어레이(CCD, CIS)를 이용하여 시간당 360건의 요 검사를 시행할 수 있는 스트립 운반형 요분석 시스템(multi- type)을 개발하였음.
· 3차년도에는 시간당 60건의 요 검사를 수행할 수 있는 모듈형 요분석 시스템을 개발하고, 시제품을 제작하여 광 모듈 및 운송 메카니즘에 대한 검증을 수행하였음.
· 4차년도에는 3차년도의 연구를 토대로 일반 국민들이 병원을 방문하지 않고도 가정이나 사무실에서 자신의 건강상태를 간단하게 monitoring할 수 있는 가정용·휴대용 요분석 시스템을 개발하여 시작품 제작을 완료하였다.
· 아울러 인터넷, 무선 통신, 모뎀 등을 이용하여 건강 및 의료정보·문진·자문·진료 일정 및 예약을 받을 수 있는 원격 건강정보 및 진단 보조 시스템을 구축하였다.
· 또한 요분석 시스템의 종합적 정도관리를 위탁 연구로 의뢰하여 모듈형 및 가정용·휴대용요분석 시스템을 상품화하고 있는 중임.
본 연구개발사업의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 요분석 시스템의 광학적 기초 실험 및 설계, 요검사용 스트립의 특성분석, 색상선별 기초기술을 확보함.
2. 제작된 시작품에서 측정된 광량을 이용하여 computer simulation을 수행한 결과 고정밀 요분석 시스템의 개발 가능성을 확인하였음.
3. 요분석 시스템의 광 모듈 및 운송 메카니즘의 시제품을 제작함.
4. 개발된 가정용·휴대용 요분석 시스템과 연계하여 원격 건강 정보 시스템을 구축함.
5. 요에 함유된 미량원소의 변화에 따른 스트립의 색도 변화를 정확하게 검출할 수 있는 광 모듈부(광원, 광 검출부)를 개발하였고, 이를 신호처리할 수 있는 주 처리부와 소프트웨어(운영,검출, 보정, PC 및 QC 프로그램), 다양한 분석 알고리듬과 분류기 등을 개발하였음.
6. 요검사용 스트립의 임상 평가.
7. 개발 완료된 가정용·휴대용 요분석 시스템의 임상 적용 및 유의성 평가.
7. 원격 진료 및 재택 진료용 시스템의 개발 : Web 환경하의 원격진료.
8. 종합적 정도관리 시스템 구축 완료.
9. 연구 개발 결과, 도출된 핵심 기술 3건을 정리하여 특허를 출원하여 심사중에 있음.
10. 3차년도와 4차년도의 연구에 의해 개발된 요분석 시스템을 협력업체인 세안아이티(주)와 기술이전 계약을 협의 중에 있으며, 2002년말까지는 계약을 체결할 예정임.
11. 3차년도와 4차년도의 연구에 의해 개발된 요분석 시스템을 상품화하고 있으며, 2003년 전반기에는 의료 시장에 출시될 예정임.

Abstract ▼

Purpose of Research and Development Project
Urine is one of routine test items to be operated at hospit al. To develope the urine analysis system (urine system) which can perform a urine test , We carried out the research and development on the annual purpose as follows :
1. Purpose of researc

Purpose of Research and Development Project
Urine is one of routine test items to be operated at hospit al. To develope the urine analysis system (urine system) which can perform a urine test , We carried out the research and development on the annual purpose as follows :
1. Purpose of research in 1st and 2nd year
· Dev elopment of multi-type urine system using color sensor array to perform 360 urine tests each hour in general hospital
· Evaluation of clinical utility after developed urine system to clinical examination , and the fabrication of proto-type urine system
· Test method, basic investigation , and construction of data bases , which can be complementarily used with current urine test
2. Purpose of research in 3rd year
· Development of module-type and portable-type urine system, and the fabrication of proto-type urine system
· Operational test evaluation of optic module and transporting mechanism, and evaluation of th esesy stem using standard and clinical urine
· Development of hardware and software (operation , detection and calibration , PC and QC progr amming , urin e analy sis alg orithm an d clas sifier r ealization ), mechanism (optic module and transport ation parts ) in urine system, and clinical evaluation
· Performance of basic research on construction of system applicable to remote medical treatment and medical utility at home
3. Purpose of resear chin 4th year
· Development of a portable urine system by in stalling an accessory equipments to module - type urine system
· System construction which can perform a quality control (QC) for developed urine system
· Development of system construction and programming which can perform a remote medical treatment and medical treatment at home under web environment
· Performance of connective research between development of S/W supporting remote treatment service and system of remote treatment
- S/W : Health management by the result of urine an alysis , prediction of clinical symptom by consecutive urine an alysis , diagnostic assistance, DB of treatment planning etc.
- System of remote treatment : construction of ASP and communication network etc.
Method of research
1st sub - subject
1. Investigation on the electro-optical characteristics of optical module in urine system, and measurement of primary color reaction (color sensor array (CCD, CIS) in 1st and 2nd year, and use of LED and Photodiode in 3rd and 4th year)
2. Color analysis and color selection algorithm to detect the primary color reaction of urine strip
3. Investigation of variation of spraying urine quantity , and variation and characteristic of primary color reaction for time and moisture after spraying urine
4. Measur ement of reflection spectra for each degree of 10 test items on the urine strip, and acquirement of tristimulus value and chromaticity coordinates 2nd sub - subject
1. Hardware
· Design of a urine system
· Development of light source and light detecting part
· Development of tran sporting and controlling part
· Design and development of main processing part of system
· Development of interfaces compatible with surroun ding equipment
2. Software
· Development of system firmware, PC and QC program
· Development of light detecting and compen sating program
· Development of program for remote medical examination and treatment
· Realization of clas sifier
3. mechanism
· Design of driving mechanism
· Design and fabrication of optic module
· Plan and fabrication of external design for user convenience
· Design and fabrication of strip tran sporting mechanism
3rd sub - subject
1. Verification of domestic urine strip
2. Evaluation for the applicability of domestic urine strip to the developed urine system
3. Evaluation for the clinical application of a developed urine system
4. Applicability of statistical technique for qu ality t est
Results of reasarch
· In 1st and 2nd year , a strip transporting multi-type urine system with color sensor array (CCD, CIS) was developed, which can perform 360 urine tests each hour.
· In 3rd year , the module-type urine system which can perform 60 urine tests was developed, and the optic module and the transporting mechanism were verified after the fabrication of proto-type urine analysis system had been fabricated.
· In 4th year , portable - type urine analysis system which peoples can monitor their health condition at home or office with out visiting a hospital was produced, on the basis of resear chperformed in 3rd year.
· In addition , remot e health information an dsupplementary system of medical examination for health and medical information, advice, treatment schedule, and reservation was constructed, by using internet , radio communication, modem etc.
· Module - type and port able-type urine an alysis system are in progress of commercialization in corporating with consignment research for the comprehensive quality control of a urine analysis system.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 6
• Project Summery ... 8
• 총괄연구개발과제 연구결과 ... 10
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 10
• 2. 총괄 연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 17
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 23
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표 달성도 ... 27
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 36
• 6. 첨부서류 ... 37
• 제 1 세부연구개발과제 연구결과 ... 38
• 1. 제 1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 40
• 2. 제 1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 42
• 3. 제 1세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ... 46
• 4. 제 1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 61
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표 달성도 ... 64
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획 ... 65
• 7. 참고문헌 ... 66
• 제 2 세부연구개발과제 연구결과 ... 67
• 1. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 69
• 2. 제 2 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 75
• 3. 제 2세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ... 79
• 4. 제 2 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 155
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 161
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획 ... 163
• 7. 참고문헌 ... 164
• 제 2 세부과제 위탁 연구개발과제 연구결과 ... 167
• 1. 제2세부과제의 위탁연구개발과제 최종 연구개발 목표 ... 169
• 2. 제2세부과제의 위탁연구개발과제 연구대상 및 방법 ... 170
• 3. 제2세부과제의 위탁연구개발과제 최종 연구개발 결과 ... 171
• 4. 제 2세부과제의 위탁연구개발과제 연구결과 고찰 및 결론 ... 182
• 5. 제2세부 위탁연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 183
• 6. 제2세부과제의 위탁연구개발과제 활용 계획 ... 184
• 7. 참고문헌 ... 185
• 제 3 세부연구개발과제 연구결과 ... 186
• 1. 제 3세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 188
• 2. 제 3세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 191
• 3. 제 3세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ... 200
• 4. 제 3세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 212
• 5. 제 3세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 214
• 6. 제3세부연구개발과제의 활용계획 ... 215
• 7. 참고문헌 ... 216
• 제 4 세부연구개발과제 연구결과 ... 217
• 1. 제 4세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 219
• 2. 제 4세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 220
• 3. 제 4세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ... 222
• 4. 제 4세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 231
• 5. 제 4세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 232
• 6. 제4세부연구개발과제의 활용계획 ... 233
• 7. 참고문헌 ... 234