휴대용 요분석 시스템 개발을 위한 컴퓨터 시뮬레이션 발표일:2002.11.07 학 번:99225043 이 름:안유림 지 도:김재형교수님
- 목 표 - 요분석 시스템을 만드는데 필요한 칼라 시뮬레이션을 수행한다.
실험 방법 반사 스펙트럼 측정 LED(RGB)의 발광세기 측정 Photodiode의 분광 감도 측정 컴퓨터 시뮬레이션
정색 반응표 당분 단백질 pH 잠혈
1.반사 스펙트럼의 측정 [그림1] 단백질의 반사 스펙트럼 단백질은 신장질 환,신부전, 과로, 요로감염증, 생리 적 단백뇨 들을 검사하는 항목 [그림1] 단백질의 반사 스펙트럼
[그림2] 당분의 반사 스펙트럼 당분의 반사 스펙트 럼이며 당뇨병, 취장 염,뇌내출혈, 갑상선 기능항진증, 임신 등 을 검사하는 항목 glucose [그림2] 당분의 반사 스펙트럼
신체에 대한 산 과 염기의 균형에 대한 정보를 얻음 [그림3] pH의 반사 스펙트럼
요로결석, 요로 결핵 신장질환 등을 알아보는 검사 [그림4]잠혈의 반사 스펙트럼
2.LED의 발광세기 측정 [그림5] LED의 발광세기 분포 blue의 발광량이 green 과 red보다 훨씬 많아서 발광세기를 log 스케일 로 나타냄 [그림5] LED의 발광세기 분포
3.Photodiode의 분광감도 [그림6] LED의 발광세기 분포 HAMAMATSU사의 G3297 은 분광감도 특성이 좋고, KODENSHI사의 SP-1KL 에 비해온도에 따른 분산이 비교적 적다 [그림6] LED의 발광세기 분포
X = K1∑LR(λ) ∙ Rjk(λ) ∙ D(λ) Y = K2∑LG(λ) ∙ Rjk(λ) ∙ D(λ) 4.컴퓨터 시뮬레이션 요분석 시스템을 구성할 때, 정색반응의 칼라 자극은 LED의 발광세기, 요분석용 스트립의 반사율, 그리고 photodiode의 분광감도를 곱한 값으로 볼 수 있다. X = K1∑LR(λ) ∙ Rjk(λ) ∙ D(λ) Y = K2∑LG(λ) ∙ Rjk(λ) ∙ D(λ) Z = K3∑LB(λ) ∙ Rjk(λ) ∙ D(λ)
단백질의 색도좌표 K1=4,K2=6으로 보정했 을 경우 가장 real color 에 근접함 K1,K2의 값을 1로 했을 때이며 즉 보정을 하지 않은 상태 단백질의 색도좌표
잠혈의 색도좌표 K1=K2=1일때 ,LED의 값을 보정하지 않았을 경우이며 잠혈은 K1이 3.3이고, K2가 4일 때 가장 real color에 근접 했다. 잠혈의 색도좌표
단백질의 CIE 1931 색도 좌표 단백질의 CIE 1976 색도 좌표
K1을 1.1~1.8 k2를 2.3~2.7 까지 변화시키면서 구현한 색도좌표 당분의 CIE 1931 색도 좌표 당분의 CIE 1976 색도 좌표 K1을 1.1~1.8 k2를 2.3~2.7 까지 변화시키면서 구현한 색도좌표
K1을 1.2~3.5까지, K2를 2~3.8까지 변화시키면서 구현한 색도 좌표 pH의 CIE 1931 색도 좌표 pH의 CIE 1976 색도 좌표 K1을 1.2~3.5까지, K2를 2~3.8까지 변화시키면서 구현한 색도 좌표
광모듈의 광학적 구성도
㈜세안 아이티에서 제작한 휴대용 요분석 시스템 ㈜세안 아이티에서 제작한 휴대용 요분석 시스템
결론 칼라 시뮬레이션으로 구한 정색반응의 색도좌표는 실제 색도좌표와 비슷하게 구현 Color Savvy사의 Colorimeter(CM2C)로 측정한 값과 비슷한 색상선별력을 구현 3가지 LED와 photodiode로 구성되는 간단한 광모듈을 사용하는 휴대용 요분석 시스템에서도 정밀한 실제 색상의 색도좌표를 구현
느낀점 이해하기 어려운 부분들이 많이 있었지만 반복을 거듭하여 조금씩 이해해 나가는것이 기특했습니다. 마지막으로 모자란 저를 도와주신 김재형 교수님을 비롯해 4년동안 이끌어 주신 교수님들께 감사의 마음을 표합니다.