보고서 정보
주관연구기관 |
중앙대학교 산학협력단 Chung Ang University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-09 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
과제관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO201500004199 |
과제고유번호 |
1711000693 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2015-05-30
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키워드 |
맥박 산소 측정기.광 검출 센서.혈관.그래핀.그래핀 산화물.효율성.공액 고분자.염료.측정능.Pulse oximetry.Photo detector.Blood vessel.Graphene.Graphene oxide.Efficiency.Conjugate polymer.Dye.Sensitivity.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500004199 |
초록
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연구의 목적 및 내용
비관혈적인 방법을 이용한 맥박산소측정기는 손가락 끝이나 귀볼을 투과하여 얻어진 서로 다른 두 파장의 광흡수도에 의해 얻어진 맥동성분의 비를 이용, 산소포화도를 구할 수 있는 기기로서, 환자에 대한 거부감 없이 연속적인 모니터링을 할 수 있다는 장점 때문에 각광을 받고 있으나 광검출센서의 문제로 인해 혈압이 낮은 환자에 대한 신뢰성이 떨어짐으로써 현실적으로 보조기구로서의 역할에 그치고 있는 실정임. 이를 해결하기 위해서 본 연구팀은 그래핀 및 공액 고분자, 유기염료를 이용한 고감도 광검출 센서를 개발하여 맥
연구의 목적 및 내용
비관혈적인 방법을 이용한 맥박산소측정기는 손가락 끝이나 귀볼을 투과하여 얻어진 서로 다른 두 파장의 광흡수도에 의해 얻어진 맥동성분의 비를 이용, 산소포화도를 구할 수 있는 기기로서, 환자에 대한 거부감 없이 연속적인 모니터링을 할 수 있다는 장점 때문에 각광을 받고 있으나 광검출센서의 문제로 인해 혈압이 낮은 환자에 대한 신뢰성이 떨어짐으로써 현실적으로 보조기구로서의 역할에 그치고 있는 실정임. 이를 해결하기 위해서 본 연구팀은 그래핀 및 공액 고분자, 유기염료를 이용한 고감도 광검출 센서를 개발하여 맥박 산소 측정기에 적용, 효율성을 검증하고자 함
연구결과
본 과제의 목표는 맥박 산소 측정기의 효율성을 증대 시키고자 그래핀 및 고분자, 유기염료를 이용한 고감도 광검출 센서를 개발하는데 있다. 이를 위해서 총 3개년에 걸쳐서 실험을 진행하였다.
▪ 1차 년도에는 기존 맥박 산소 측정기 광 검출 센서 대체를 위한 기반 연구를 수행하였으며 구체적으로는 1) 그래핀 합성 및 특성 최적화, 2) 적색광 공액 고분자 광 검출센서 제작 및 특성 평가, 3) 생체외 모델에서의 센서 측정능 확보 등으로 나눠 세부 핵심 연구를 진행하였음.
▪ 2차 년도에는 기존 맥박 산소 측정기 광 검출 센서 대체를 위한 광 검출 센서 제작 및 특성 평가를 수행하였으며, 구체적으로는 1) 그래핀 기반 광 검출 센서 제작 및 특성 평가, 2) 근 적외선 흡수 염료 기반 광 검출 센서 제작 및 특성 평가, 3) 다양한 혈관에서의 광 검출 센서 측정능 비교 등으로 나눠 세부 핵심 연구를 진행하였음.
▪ 3차년도에는 맥박 산소 측정기의 측정능 최적화를 수행하였으며, 구체적으로는 1) 그래핀 기반 광 검출 센서의 효율성 평가, 2) 적색광 및 근 적외선 광 검출 센서 제작 및 특성 평가를 실시하며, 3) 맥박 산소 측정기 적용 후 측정능 비교 등으로 나눠 세부 핵심 연구를 진행하였음.
연구결과의 활용계획
그래핀/공액고분자 센서-맥박산소측정기는 기존의 맥박산소측정기보다 산소 포화도를 훨씬 정확하게 측정할 수 있음. 특히 혈압이 낮은 경우에 훨씬 신뢰도가 높음. 따라서 그래핀/공액고분자 센서-맥박산소측정기는 기존의 맥박산소포화도 측정의 한계를 극복시켜서, 심각한 중증 임상 환자에게 높은 신뢰도로 적용할 수 있을 것으로 보임. 이를 통해서 산업적 측면에서 고려해 보았을 때 신기술 개발, 특허 취득, 다른 생명과학, 임상과학, 및 임상 기기 개발에 큰 파급효과가 있을 것으로 예상됨.
Abstract
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Purpose&contents
Pulse oximetry has become an essential tool in the current practice of emergency medicine. Detection of hypoxia by clinical indicators alone is notoriously unreliable, whereas the pulse oximeter offers real-time assessment of oxygenation status on a moment-to-moment basis, reflec
Purpose&contents
Pulse oximetry has become an essential tool in the current practice of emergency medicine. Detection of hypoxia by clinical indicators alone is notoriously unreliable, whereas the pulse oximeter offers real-time assessment of oxygenation status on a moment-to-moment basis, reflecting efficacy of interventions as well as progression of disease processes. This technology is noninvasive, widely available, and simple to use. However, it has limited to the patient with high pressure blood. Therefore, this team would like to solve this problem. We will develop graphene/conjugate polymer/organic dye based photo detector, applying it pulse oximetry to verify the increase of efficiency.
Result
The purpose of this project is to develop graphene/conjugated polymer/organic dye based photo detector. Using this, the performance of pulse oximetry will be improved by photo detector with high sensitivity. Therefore, we intend to perform the experiments through 3 years.
At 1st year, the fundamental experiment for the substitution of photo detector in commercial pulse oximetry was performed. 1) Synthesis and optimization of graphene, 2) fabrication of conjugate polymer based photo detector and its evaluation, and 3) reservation of sensor detectivity in in-vitro model was carried out.
At 2nd year, fabrication of photo detector and its evaluation for the substitution of photo detector in commercial pulse oximetry was performed. 1) Fabrication of graphene based photo detector and its evaluation, 2) fabrication of dye based photo detector and its evaluation, and 3) comparison of sensor detectivity in various blood vessel was carried out.
At 3rd year, optimization of detectivity in pulse oximetry was performed. 1) Evaluation of efficacy in graphene based photo detector, 2) fabrication of red and infrared photo detector and its evaluation, and 3) comparison of sensor detectivity after applied to pulse oximetry was carried out.
Expected Contribution
It is considered that sensitivity of graphen/conjugate polymer based pulse oximetry is higher than that of commercial pulse oximetry. Especially, it is pronounced in low pressure blood. Therefore, graphene/conjugate polymer based pulse oximetry could overcome the limitation of commercial pulse oximetry so that it could be applied for severe clinical patient with high credibility. In the point of industrial view, it is expected that this technique spreads to development of new technology, obtaining of patent, other life science, clinical science, and development of clinical equipments.
목차 Contents
- 핵심연구사업 최종보고서 ... 1
- 목 차 ... 2
- 연구계획 요약문 ... 3
- 연구결과 요약문 ... 4
- 한글요약문 ... 4
- SUMMARY ... 5
- 연구내용 및 결과 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 75
- 5. 연구 성과 목표 ... 82
- 6. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 85
- 7. 연구결과의 활용계획 ... 86
- 8. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 87
- 9. 참고문헌 ... 95
- 10. 연구성과 ... 96
- 11. 기타사항 ... 111
- 끝페이지 ... 127
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