KR20200023249A

KR20200023249A - 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템

Info

Publication number: KR20200023249A
Application number: KR1020190104076A
Authority: KR
Inventors: 야스히코 카사마; 권민상; 권위상; 명관 이; 인기욱; 박남현; 강우신
Original assignee: 권민상; 권위상
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2020-03-04
Also published as: KR102094323B1

Abstract

본 발명은 스마트폰을 이용하여 폐암을 검출하는 휴대용 폐암 진단 시스템에 관한 것으로, 특히, 호기에 포함된 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계함으로써, 분자 단위의 정밀한 진단을 할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은 폐암 진단 시스템에서 자치하는 많은 구성요소의 역할을 스마트폰에서 수행하도록 구성함으로써, 작고, 저렴하며, 휴대가 용이하게 되는 효과가 있다.
또한, 사람의 호기 중에 포함된 폐암기인물질을 ppt 단위의 정밀도로 검출함으로써 기존 기술로는 검출할 수 없는 초기 암을 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

Description

스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템{Portable lung cancer diagnostic system using smartphone}

본 발명은 스마트폰을 이용하여 폐암을 검출하는 휴대용 폐암 진단 시스템에 관한 것으로, 특히, 호기(呼氣, 날숨)에 포함된 폐암기인물질(암을 원인으로 하여 발생하는 물질)에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계함으로써, 분자 단위의 정밀한 진단을 할 수 있도록 한 것이다.

예방진단의학과 의료복지 및 의학기술의 발달로 암에 대한 정복이 지속적으로 이루어져 왔음에도 불구하고 암은 여전히 인간의 건강을 위협하는 치명적인 위협 중 하나이다.

국내의 암 발생률은 암 발생통계를 산출하기 시작한 1999년 이후 2012년까지 연평균 3.6%로 증가를 하다가 2012년 이후 평균 6.1% 하락하였으나 최근 다시 증가하는 추세로 전환되었다. 2015년 국내 암 발생자수는 약21만 5천명으로 인구 10만 명당 421.4명을 보이고 있다.

그러나 암 생존율은 꾸준히 증가하여 1995년 약 40%이던 5년 상대생존율은 2015년 약 70.7%까지 증가하였다. 이는 암 환자 3명 중 2명은 5년 이상 생존함을 나타낸다. 이러한 결과는 암 발생은 지속적으로 증가하고 있으나 악성으로의 진행은 억제하고 있는 것을 나타낸다.

암의 완치, 또는 악성으로의 진행을 억제하기 위해 제일 중요한 사항은 암을 조기에 발견하는 것이다. 예를 들어 위암의 경우 사망률이 점차 줄어들고 있는데 이는 암 조기 검진에 따른 조기 치료로 완치율이 높아지기 때문인 것으로 추정된다. 반면에 폐암 사망률은 2006년 28.7명에서 2016년 35.1명으로 증가하고 있는데 이는 폐암의 경우 조기 발견이 어렵기 때문인 것으로 추정되고 있다.

폐암은 공기가 많은 폐에 발생하므로 X-ray 같은 영상 장비로는 초기 암 검출이 용이하지 않다. 또한, 폐는 공기와 접촉하는 부분이라 폐암에서 발생하는 폐암기인물질의 혈액이나 소변에 대한 용존량이 극미하여 기존의 정밀도를 갖는 기술로는 초기 암 검출이 용이하지 않다. 따라서 대부분의 폐암이 많이 진행된 상태에서 발견되어 실질적인 치료 골든타임을 놓치게 되고, 이로 인해 치료 불능 상태에 빠지게 되어 생존율이 저하된다.

암을 조기에 발견하기 위해서는 극소량의 폐암기인물질, 또는 극소량의 암세포를 검출할 수 있는 초정밀 센서의 개발이 절실하며, 이를 위해 많은 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.

1) 검출하고자 하는 물질의 흡착에 따른 역학적 왜곡을 전류 값으로 검출하는 캔틸레버(Cantilever)) 방식의 정밀 센서,

2) 검출하고자 하는 물질의 흡착에 따른 저항 변화를 검출하는 반도체 센서 방식의 정밀 센서,

3) 변동하는 전기장 내부에 검출하고자 하는 물질을 통과시켜 특정한 질량단면적 비를 갖는 분자만 검지기에 도달하도록 하여 검출하는 비대칭장 이온 이동 분석 방식을 이용한 정밀 센서,

4) 유전자 조작한 마우스의 수용체를 이용하여 검출하는 유전자 센싱 방식을 이용한 정밀 센서,

5) 항원 항체 반응을 이용한 정밀 센서,

6) 기체를 센싱하는 켈빈 프로브(Kelvin probe) 방식을 이용한 정밀센서 등은 이러한 초정밀 센서의 일례이다.

대한민국특허등록 제10-1755230호 "다제내성 암세포 검출용 센서 및 이를 이용한 다제내성 암세포 검출방법", 대한민국특허출원 제10-2012-0081710호 "스크린 프린팅기법을 활용한 전도성 고분자 박막으로부터 제조된 나이트로젠이 도핑된 그래핀 기반 고 효율성 전계효과 트랜지스터 암진단용 압타센서의 제조 방법", 대한민국특허출원 제10-2014-0022228호 "암세포 바이오마커 검출용 패턴화된 탄소 나노튜브 바이오센서", 대한민국특허등록 제10-1705179호 "자가 색상 검출형 암 진단 키트 및 이를 이용하여 암의 진단을 위한 정보를 제공하는 방법", 대한민국특허출원 제10-2016-0091997호 "전계효과 대장암 센서", 대한민국특허등록 제10-1478896호 "항암제 처리된 암세포 검출용 바이오센서 및 이의 제조방법" 등은 개발된 암센서의 일례이다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술들은 그 검출 정확도가 ppm(parts per million, 1/10^-6) ~ ppb(parts per billion. 1/10^-9) 레벨로, ppt(parts per trillion, 1/10^-12) 레벨에 이르는 정밀한 계측 및, 분자 단위의 초정밀 계측이 어렵다는 문제점 등이 있었다.

또한, 폐암을 검출하기 위한 종래의 진단 장치들은 휴대할 수 없고 고가여서 폐암 검사를 받기 위해서는 폐암 진단 장치가 설치된 병원을 가야한다는 문제점 및 과도한 비용과 시간이 소요된다는 문제점 등이 있었다.

또한, 종래의 기술은 그 정밀도가 낮아 초기 암 검출이 어렵다는 문제점이 있었다. 호흡에 포함된 극미량의 폐암기인물질을 검출하기 위해서는 신뢰성 있는 초정밀도를 갖는 검측기술이 필요하나 종래의 경우 그 검측레벨이 ppt 레벨에 못 미쳐 정확한 검출 및 초기 암 검출이 어렵다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 스마트폰과 암 진단을 위한 전용 앱을 사용하여 폐암 진단 시스템을 구성함으로써, 언제 어디서나 용이하게 휴대하며 간단한 호기 검사를 통해 암을 진단할 수 있는 휴대용 폐암 진단 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 폐암기인물질의 산화환원전위의 에너지준위를 이용하여 폐암기인물질을 분자단위로 정밀하게 검출할 수 있도록 함으로써 ppt 레벨 이상에 이르는 정밀도와 정확도를 갖는 새로운 개념의 휴대용 폐암 진단 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 한 전류를 검측함으로써 실시간 검측이 가능하도록 하고, 다양한 에너지준위를 갖는 이동유도물질(양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질)을 이용하여 폐암기인물질을 검측함으로써, 검측 범위를 넓히고, 더욱 정밀한 검측이 이루어지도록 한 것이다.

본 발명은 호기에 포함된 폐암기인물질을 ppt 단위 이상의 정밀도로 검출하여 폐암을 진단하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템으로, 특히, 호기에 포함된 폐암기인물질을 검측하는 휴대검측장치와, 암진단앱 및, 스마트폰을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 센서전극부의 에너지준위를 설계한 후, 상기 센서전극부에서 검출되는 전자의 이동을 스마트폰의 암진단앱을 통해 분석함으로써, ppt 레벨 이상에 이르는 정밀도로 정확히 암을 진단할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

또한, 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 하나 이상의 이동유도물질(이하, 음극에서 양극으로의 전자 이동을 중계하는 물질을 "이동유도물질"이라 한다.)을 이용하여 에너지준위를 설계하고, 가전자대(Valence Band)의 호모(HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital)에서 전도대(Conduction Band)의 루모(LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital)로 전자가 여기(勵起)할 수 있도록 여기 에너지(광에너지, 열에너지 등)를 공급하여 전자의 이동을 제어함으로써, 더욱 정확한 진단이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

또한, 풀러렌(Fullerene), 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소(色素, Dye), 또는 이온내포풀러렌과 색소의 복합체 중 어느 하나 이상으로 이동유도물질을 구성하여 산화환원전위를 낮추고 양자수율(量子數率)을 높임으로써 검출 범위를 넓히고 측정 감도를 향상시킴을 특징으로 한다.

상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 하고, 상기 이온내포풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 색소는, 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 한다.

상기 폐암기인물질은 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol)(프로포폴, propofol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 2-부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 등임을 특징으로 한다.

본 발명 "스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템"은, 특히, 스마트폰을 이용하여 호기에 포함된 폐암기인물질을 검출하여 암을 진단하도록 구성함으로써, 작고 저렴하며 휴대가 용이한 휴대용 폐암 진단 시스템을 제공하는 효과가 있다.

또한, 폐암기인물질의 분자 수에 비례하는 전자 이동을 ppt 레벨에 이르는 정밀도로 검출함으로써 기존 기술로는 검출할 수 없는 초기 암을 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작고, 저렴한 휴대용 암 검진 시스템을 제공함으로써 암 진단이 용이하여 암을 초기에 발견할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명 "스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템"의 일 구성을 나타낸 시스템 구성도,
도 2 는 본 발명 중 센서전극부와 호기유도관의 구조를 나타낸 개략적으로 나타낸 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 시스템 구성을 나타낸 블록도,
도 4 는 본 발명 센서전극부의 구성을 나타낸 도면,
도 5 는 본 발명에 따른 센서전극부의 다른 구성을 나타낸 도면,
도 6 은 본 발명에 따른 센서전극부의 또 다른 구성을 나타낸 도면,
도 7 는 본 발명에 따른 센서전극부의 또 다른 구성을 나타낸 도면,
도 8 은 (a)는 이온내포풀러렌, (b)는 이온내포풀러렌과 색소가 결합한 중합체의 구성, (c)는 광에너지에 의한 전자의 여기 상태를 나타낸 개념도,
도 9 는 양극에 풀러렌-색소 중합체를 전기영동 시킨 것을 나타낸 개념도,
도 10 은 전자의 에너지준위를 나타낸 도면,
도 11 은 본 발명에 따른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 12 는 본 발명에 따른 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 13 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 14 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 15 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 16 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 17 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 18 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 19 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 20 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 21 은 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 22 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 22 는 본 발명에 따른 또 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 24 은 본 발명의 실시예에 따른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 25 는 본 발명의 실시예에 따른 다른 에너지준위 설계를 나타낸 도면,
도 26 은 파장에 따른 양자수율의 일례를 나타낸 그래프,
도 27 은 본 발명 중 암진단앱의 제어 흐름을 나타낸 순서도.

본 발명의 기술성 사상을 그 구체적인 구성과 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 구성과 실시예를 설명함에 있어서, 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용하며, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.

구체적인 설명에 앞서, 본 명세서 상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분 짓지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에 기재되었거나 기재될 수 있는 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명 "스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템"의 기술적 사상에 따른 구성은, 도1에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정하여 폐암기인물질을 검측하는 휴대검측장치(100); 상기 휴대검측장치(100)에서 측정하는 측정값을 비교 분석하여 폐암기인물질의 존재 여부와 암 발생여부를 나타내는 암진단앱(300); 및, 상기 암진단앱(300)이 설치되며, 상기 휴대검측장치(100)와 통신을 수행하는 스마트폰(200);을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이러한 본 발명은 호기에 포함된 폐암기인물질 검출은 휴대검측장치(100)를 이용하여 수행하고, 검출된 신호 분석 및 운영은 스마트폰(200) 및 암진단앱(300)을 통해 수행하도록 함으로써, 성능이 저하되지 않으면서도 저렴한 비용으로 휴대용 폐암 진단 시스템을 구성한 것이다.

상기 휴대검측장치(100)는, 도3에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위가 설정된 센서전극부(120); 상기 센서전극부(120)에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부(130); 상기 센서전극부(120)의 전자 이동을 검출하는 검출부(110); 상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 나타내는 표시부(160); 상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 저장하는 데이터저장부(140); 상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 외부기기와 교환하는 통신부(170); 상기 센서전극부(120)와, 여기에너지공급부(130)와, 검출부(110)와, 표시부(160)와, 데이터저장부(140)와, 통신부(170) 사이에 접속되는 제어부(150); 상기 각 구성요소에 동작전원을 공급하는 전원공급부(180); 및, 호기유도관과 호기유출관이 좌우에 끼워진 센서전극부가 내부를 관통하도록 설치되고, 상기 여기에너지공급부와, 검출부와, 표시부와, 데이터저장부와, 통신부와, 스위치부와, 제어부와, 전원공급부가 장착되는 몸체(100a);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 휴대검측장치(100)는 호기가 상기 센서전극부(120)의 음극과 양극 사이에 유입되었을 경우, 상기 호기에 포함된 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동하도록 산화환원전위의 에너지준위를 설계한 것이다.

즉, 호기에 포함된 폐암기인물질에 비례하는 수의 전자가 음극에서 양극으로 이동하도록 에너지준위를 설계한 것으로, 상기 전자의 이동 여부(전류의 흐름 여부)를 검출하여 폐암기인물질이 존재하는 지의 여부를 판단하고, 전자의 이동 정도(전류량)를 검출하여 유입된 폐암기인물질의 양을 정밀하게 판단하고, 폐암기인물질의 종류와 양으로부터 암 발생여부와 진행정도를 판단하여 검측 결과를 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내고, 통신부(170)를 통해 외부기기에 전송한다.

상기 폐암기인물질은 암을 원인으로 하여 발생하는 암 대사물질로, 이 폐암기인물질이 발견된다는 것은 체내에 암 세포가 있다는 것을 뜻한다.

전자의 이동은 유입되는 폐암기인물질의 분자 수에 비례하므로, 폐암기인물질을 분자단위로 검출할 수 있으며, 폐암기인물질의 양을 전류량으로 나타냄으로써 실시간 검측이 가능하다.

폐암기인물질에는 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone) 등이 있다. 폐암기인물질이 검출되면 그 폐암기인물질의 종류를 판단하고, 각 폐암기인물질의 비율을 판단하여 암 종류를 판단하며, 폐암기인물질의 양을 검출하여 암 진행 정도를 판단하게 된다.

상기 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논은 폐암 기인물질이다.

상기 검출부(110)는 여기 에너지로 공급되는 광원의 파장에 따른 양자수율(IPCE: Incident Photon to Current Efficiency)을 검출하여 폐암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 한다.

도26은 광원의 파장에 따른 양자수율(IPCE)을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 물질에 따라 파장에 따른 양자수율이 다름을 나타낸다. 따라서, 양자수율 곡성의 특성을 이용하여 폐암기인물질의 존재 여부를 알 수 있다. 예를 들어, 도26의 (가)의 양자수율 그래프는 약 440nm에서 최대이고, 560nm에서 2차 피크값, 620nm에서 3차 피크값을 가지는데 이 특성(피크값, 파장, 기울기, 피크 간격 등)을 분석하여 폐암기인물질의 존재 여부를 알 수 있다.

양자수율 측정에 대한 것은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 여기에너지공급부(130)는, 가전자대와 전도대 사이의 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하는 광에너지공급부(미도시), 또는 전자파에너지공급부(미도시), 또는 열에너지공급부(미도시) 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 여기에너지공급부(130)는 광에너지나, 전자파에너지, 또는 열에너지를 이용하여 여기 에너지를 공급하도록 구성한 것으로, 경우에 따라서는 두 개 이상의 에너지원을 함께 사용하여 여기 에너지를 구성할 수 있다. 예를 들어, 광에너지로 일정 크기의 여기 에너지를 공급하고, 열에너지로 나머지의 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있다. 이러한 구성은 하나의 에너지원으로 원하는 크기의 여기 에너지를 공급할 수 없을 경우 사용함이 바람직하다.

설명에 있어서 상기 "전자파"란 개념에는 열과 광이 모두 포함되나 설명의 편의상 구별하여 사용한다.

상기 광에너지공급부에서 조사하는 광은 각기 다른 파장과 밝기를 가지는 하나 이상의 광으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 광에너지공급부에서 조사하는 광원은, 각기 다른 파장을 가지는 LED 광원, 또는 각기 다른 파장을 가지는 레이저 광원, 또는 할로겐 램프, 수은 램프, 크세논 램프 중 어느 하나 이상으로 구성됨이 바람직하다.

이와 같은 광에너지공급부는, 파장이나 밝기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 양극측이동유도물질, 또는 음극측이동유도물질이 다수 개 사용되고, 그 사용된 이동유도물질의 밴드갭 에너지가 다르고, 또한, 각각의 밴드갭 에너지를 구별하여 공급할 필요가 있을 경우, 공급하는 광의 파장이나 밝기를 조절하여 이를 달성할 수 있다.

이때, 상기와는 별도로 하나의 광을 이용하여 모든 이동유도물질에 밴드갭 에너지를 공급할 수 있음은 물론이다. 즉, 가장 큰 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하는 하나의 광원을 사용하여 다수 개 이동유도물질에 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있다.

상기 각기 다른 광원을 구동시키는 구동장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 전자파에너지공급부에서 공급하는 전자파는 각기 다른 파장과 세기를 가지는 하나 이상의 전자파로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 전자파에너지공급부는, 파장이나 출력 세기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 1.0GHz, 1.2GHz, 2GHz 등의 전자파를 사용할 수 있다.

상기 각기 다른 전자파를 공급하는 전자파발생장치의 구성 및 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 열에너지공급부에서 조사하는 열은 각기 다른 온도와 세기를 가지는 하나 이상의 열로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 열에너지공급부는, 온도와 세기로 여기 에너지 양을 설계하여 각기 다른 밴드갭 에너지를 공급하기 위한 것이다. 예를 들어, 1,000℃ 열, 1,500℃ 열 등의 열을 공급하도록 구성할 수 있다.

상기 열을 발생하는 발열장치의 구성과 동작은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 표시부(160)는 폐암기인물질 검출에 대한 정보를 시각적으로 나타내는 시각표시부(161)와, 청각적으로 나타내는 청각표시부(162)를 포함하여 구성됨이 바람직하다. 상기 시각표시부(161)는 액정표시장치, 또는 LED 표시장치, 또는 터치스크린 등으로 구성되고, 청각표시부(162)는 스피커로 구성됨이 바람직하다.

상기 통신부(170)는, 폐암기인물질 검출에 대한 정보를 유선(전용선, 전용망, 인터넷 등)으로 전송하는 유선통신부(171)와, 폐암기인물질 검출에 대한 정보를 무선(무선통신, 이동통신, 근거리 무선통신, 와이파이, 블루투스 등)으로 전송하는 무선통신부(172)로 구성됨이 바람직하다.

상기 스위치부(190)는, 다수 개의 버튼 스위치 및/또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.

상기 센서전극부(120)는 검출하고자 하는 폐암기인물질에 따라 다음과 같이 여러 형태로 구성될 수 있다.

<센서전극부 구성1>

본 발명의 기술적 사상에 따른 센서전극부의 구성1은, 도11에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및, 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하며, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

양극의 가전자대의 에너지준위 c와, 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 e 및, 음극의 가전자대의 에너지준위 a의 관계는 다음과 같다.

센서전극부 구성1의 에너지 준위: c>e, e<a

이와 같이 구성된 센서전극부 구성1은, 폐암기인물질의 가전자대와 전도대의 밴드갭(Band Gap) 에너지 보다 큰 여기 에너지(예: 광)를 폐암기인물질에 공급하여 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하도록 하고, 이 전도대에 여기된 전자는 전도대의 에너지준위보다 낮은 에너지준위를 갖는 양극으로 이동되도록 한 것이다. 또한, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동되어 전류가 흐르도록 한 것으로, 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 폐암기인물질의 분자 수에 비례하는 전류가 흐르도록 한 것이다.

이러한 센서전극부 구성1은 양극의 에너지준위가 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높아 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 양극으로 이동할 수 없는 경우, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 여기된 전자가 갖는 에너지준위를 이용하여 여기된 전자가 양극으로 이동할 수 있도록 한 것이다.

이를 다시 설명하면 다음과 같다.

주지하다시피, 도10에서 도시되는 바와 같이, 전자로 가득 차있는 밴드(Band)를 가전자대(Valence band)라 하고, 그 최고점유궤도를 호모(HOMO)라 한다. 또한, 전자가 비어있는 밴드를 전도대(Conduction band)라 하고, 그 최저궤도를 루모(LUMO)라 하고, 호모와 루모 사이의 에너지를 밴드갭 에너지(Eg)라 하며, 이 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하면 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시킬 수 있다.

본 발명의 센서전극부 구성1은, 도11에서 도시되는 바와 같이, 여기에너지공급부(130)를 통해 상기 밴드갭 에너지 이상의 에너지를 공급하여 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 에너지준위를 높임으로써 양극으로의 전자 이동이 이루어지도록 한 것이다.

본 센서전극부의 구성에 있어서, 상기 양극 또는 음극은 투명전극으로 이루어짐이 바람직하다.

이러한 투명전극은 여기에너지공급부(130)에서 조사되는 광이 폐암기인물질에 투과되어 조사되도록 하기 위한 것으로, TCO(Transparent conducting oxide: 투명 전도성 산화물), FTO(F-doped [SnO₂]: 불소 도핑 산화주석), ITO(Indium tin oxide: 인듐 주석산화물), AZO(Al-doped ZnO: 알류미늄 도핑 산화아연), GZO(Ga-doped ZnO: 갈류 도핑 산화아연) 등의 투명전극이 사용될 수 있다.

<센서전극부 구성2>

센서전극부의 구성2는, 도12에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.

센서전극부 구성2의 에너지 준위: c>e>g, e<a

이와 같이 센서전극부 구성2는, 폐암기인물질과 양극 사이에 양극측이동유도물질을 더 구성하여 전자 이동 경로를 설계함을 특징으로 한다.

즉, 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질을 양극측에 더 구성하여 폐암기인물질에서 공여된 전자를 매개로하는 전자 이동 경로를 설계한 것이다.

상기 양극측이동유도물질 또는 음극측이동유도물질은, 풀러렌, 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소, 또는 이온내포풀러렌과 색소의 중합체 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징한다.

상기 색소는 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 한다.

도8 (a)는 C60 풀러렌에 이온이 내포된 것을 나타낸 것이고, 도8 (b)는 이온내포풀러렌과 색소의 결합을 나타낸 것이고, 도8 (c)는 광에너지에 의한 전자의 여기를 나타낸 개념도이다.

리튬내포풀러렌은 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 매우 낮아 검출하고자 하는 폐암기인물질의 범위를 넓힐 수 있는 장점이 있다.

또한, 리튬내포풀러렌은 양자수율이 높아 측정 감도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

상기 양자수율이란, 광화학 반응에서 실제로 화학 변화를 일으킨 분자수와 흡수된 광양자 수의 비를 나타낸다.

상기 양극측이동유도물질, 또는 음극측이동유도물질은 전기영동(電氣泳動, electrophoresis)을 이용하여 양극, 또는 음극에 포함시킴을 특징으로 한다.

도9는 양극(121a)에 풀러렌-색소 중합체(122c)를 전기영동 시킨 일례를 나타낸 개념도이다.

상기 양극측이동유도물질 또는 음극측이동유도물질은 [TiO₂], [Sn02]을 비롯한 다양한 산화환원전위의 에너지준위를 갖는 물질이 사용될 수 있으며, 이러한 이동유도물질을 이용하여 더욱 정밀하고 정확한 에너지준위를 설계할 수 있다.

<센서전극부 구성3>

센서전극부의 구성3은, 도13에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.

센서전극부 구성3의 에너지 준위: c>g>e, e<a

이와 같이 구성된 센서전극부 구성3은, 폐암기인물질의 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 폐암기인물질과 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 암 진단 시스템을 구성함에 특징이 있다.

<센서전극부 구성4>

센서전극부의 구성4는, 도14에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 폐암기인물질에 있는 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.

센서전극부 구성4의 에너지 준위: c<e, e>a>i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성4는, 폐암기인물질의 에너지준위가 음극보다 높은 경우 음극측이동유도물질에 의해 원활한 전자 이동이 이루어질 수 있도록 함에 특징이 있다.

<센서전극부 구성5>

센서전극부의 구성5는, 도15에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.

센서전극부 구성5의 에너지 준위: c>e, e>a>i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성5는, 폐암기인물질의 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 폐암기인물질과 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜 암 진단 시스템을 구성함에 특징이 있다.

<센서전극부 구성6>

센서전극부의 구성6은, 도16에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.

센서전극부 구성6의 에너지 준위: c>e>g, e>a>i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성6은, 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 이용하여 폐암기인물질 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계하여 암 진단 시스템을 구성함에 특징이 있다.

<센서전극부 구성7>

센서전극부의 구성7은, 도17에서 도시되는 바와 같이, 호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및, 가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져, 상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 한다.

센서전극부 구성7의 에너지 준위: c>g>e, e>a>i

이와 같이 구성된 센서전극부 구성7은, 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 이용하여 폐암기인물질 유입에 따른 전자 이동 경로를 설계함에 있어서, 양극측이동유도물질과, 음극측이동유도물질 및 폐암기인물질을 여기시켜 암 진단 시스템을 구성함에 특징이 있다.

상기 센서전극부들을 구성함에 있어서, 폐암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질은, 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성들에 있어서 양극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는, 도18 내지 도19, 도22 내지 도23에서 도시되는 바와 같이, 상기 폐암기인물질에서 전자를 공여받는 최초의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음번째 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 양극으로 전자를 공여하는 마지막의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 양극의 에너지준위보다 높게 설정하며, 그 중간단계에 있는 양극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 한다.

이러한 구성은 양극측이동유도물질을 다수 개 사용하여 폐암기인물질을 검출할 수 있도록 한 것으로, 폐암기인물질에 대한 더욱 정확한 에너지 준위 설계를 할 수 있도록 한 것이다.

상기 센서전극부들을 구성함에 있어서, 음극에서 공여되는 전자의 폐암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질은 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서 음극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는, 도20 내지 도23에서 도시되는 바와 같이, 상기 음극에서 전자를 공여받는 최초의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음번째 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 전자를 공여하는 마지막의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하며, 그 중간단계에 있는 음극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 한다.

이러한 구성은 음극측이동유도물질을 다수 개 사용하여 폐암기인물질을 검출할 수 있도록 한 것으로, 폐암기인물질에 대한 더욱 정확한 에너지 준위 설계를 할 수 있도록 한 것이다.

도4는 양극측이동유도물질과 음극측이동유도물질을 모두 갖는 센서전극부의 구성을 나타낸 일 실시예로, (121)은 양극, (122)는 양극측이동유도물질, (124)는 음극, (123)은 음극측이동유도물질을 각각 나타낸다. 도면 중 미설명 부호 (1)은 폐암기인물질이 포함된 호기, (131)은 광원을 각각 나타낸다.

도5는 양극(121)에만 양극측이동유도물질(122)을 구비한 것을 나타낸 것이고, 도6은 양극측제1이동유도물질(122a), 양극측제2이동유도물질(122b)을 이용하여 양극(121)을 구성한 것을 나타낸 것이고, 도7은 동시에 2가지의 폐암기인물질을 검출할 수 있도록 제1양극(121a)과 제2양극(121b)을 구성한 것을 나타낸 것이다. 도면 중 미설명 부호 (122a1)은 양극측제1이동유도물질1을 나타낸 것이고, (122a2)는 양극측제1이동유도물질2를 각각 나타낸 것이다.

상기 암진단앱(200)은, 도27에서 도시되는 바와 같이, 사용자에 의해 암 진단 수행 기능이 선택되었는지의 여부를 검출하여 암 진단 수행 기능이 선택된 것으로 판단되면 휴대검측장치(100)와 통신을 수행하여 상기 휴대검측장치(100)의 동작 상태를 점검하는 연결단계(S110); 상기 연결단계(S110)를 수행한 후, 휴대검측장치(100)의 진단 시작을 나타내는 시작이 입력되었는지의 여부를 검출하여 진단 시작을 나타내는 버튼이 눌린 것으로 판단되면, 상기 휴대검측장치(100)의 검출부(110)를 이용하여 폐암기인물질로 인한 전자 이동을 검출하는 검측단계(S120); 상기 검측단계(S120)를 수행한 결과 폐암기인물질이 존재하는 것으로 판단되면, 폐암기인물질로부터 암의 종류 및 진행 정도를 판단하는 진단단계(S130)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 암진단앱(200)은, 휴대검츨장치(100)와의 통신을 통해 상기 휴대검측장치(100)의 동작을 제어하여 암 진단을 수행하여 나타내게 된다.

이하, 본 발명 "스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템"의 기술적 사상을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

설명을 함에 있어서 동일, 또는 유사한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 명칭 및 부호를 사용한다.

<실시예>

본 실시예에서는 센서전극부에서 폐암기인물질을 동시에 검출할 수 있도록 구성한 것을 예로 하여 설명하며, 상기 폐암기인물질은 폐폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol)과, 톨루엔(Toluene)을 검출하는 것을 예로 하여 설명한다.

따라서 본 실시예에서는 두 개의 양극을 갖도록 센서전극부를 구성한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 상기 센서전극부는 두 개의 양극과 한 개의 음극을 마주보도록 배치하여 상기 음극과 양극 사이를 호기가 통과할 경우 상기 호기가 각 전극에 고르게 접촉할 수 있도록 구성한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예에서는 양극으로 FTO(F-doped [SnO₂]) 투명전극을 사용하고, 음극으로 백금(Pt)을 사용한 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 상기 두 개의 양극 중 하나인 제1양극은 양극측이동유도물질로 풀러렌 [C60]을 사용한 것을 예로 하여 설명하고, 다른 양극인 제2양극은 양극측제1이동유도물질로 리튬내포풀러렌 헥사 플루오르 포스페이트 염([Li⁺@C60][PF6^-])을 사용하고, 양극측제2이동유도물질로 이산화 타이타늄(Titanium dioxide, [TiO₂])을 사용한 것을 예로 하여 설명한다.

따라서 본실시예에 의한 센서전극부는 제1양극으로 FTO를 사용하고, 이 FTO에 [C60]을 전기 영동시키고, 제2양극으로 FTO를 사용하고, 이 FTO에 [TiO₂]과 [Li⁺@C60][PF6^-]을 전기 영동시키고, 음극으로 백금(Pt)을 사용하여 구성한다.

또한, 또한 본 실시예에서는 여기에너지공급부에서 광에너지를 공급하는 것을 예로 하여 설명하며, 상기 광에너지는 LED 광원(미도시)을 사용하여 이동유도물질인 [C60]와, [TiO₂]과, [Li⁺@C60][PF6^-]를 여기시키는 것으로 하여 설명한다.

이와 같이 본 실시예를 구성한 이유는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 다른 구성 및 실시예들은 본 실시예로부터 용이하게 알 수 있기 때문이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

1) 센서전극부 제1양극의 에너지준위 설계

2,6-디이소프롤필페놀을 검출하기 위한 제1양극(121a)의 에너지준위 설계 과정을 도24를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 진공을 기준으로 한 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -0.01eV이다. 따라서 음극의 에너지준위는 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 에너지준위인 -5.93eV보다 높은 에너지준위를 갖는 전극이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -5.12eV인 백금(Pt)을 음극으로 사용한다. 따라서 백금(Pt)으로 이루어진 음극에 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 접촉하면 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생기는 양공으로 음극에서 전자가 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.

제1양극(121a)에서 검측하는 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀은 가전자대의 에너지준위가 낮은 -5.93eV이므로 이보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위가 -6.72eV인 [C60]을 양극측이동유도물질로 사용한다. 양극측이동유도물질로 사용하는 [C60]의 가전자대의 에너지준위는, 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대의 에너지준위 -5.93eV 보다 낮아, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 있는 전자가 [C60]의 가전자대에 생기는 양공으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.

상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 전도대의 에너지준위가 -3.89eV이고, 양극으로 사용하는 FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 상기 [C60]의 전도대에 여기된 전자가 제1양극(121a)으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.

즉, 조건이 충족되었을 시, 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 전자대에 여기된 전자가 제1양극(121a)으로 이동하고, 상기 [C60]의 가전자대에 생기는 양공으로 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 전자가 이동하고, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생기는 양공으로 음극인 백금(Pt)에서 전자가 이동하는 에너지준위를 갖게 된다.

상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 여기에는 438nm의 파장을 갖는 광원 2.83eV 이상의 파워가 필요하다. 따라서 상기 여기에너지공급부에서 공급하는 광에너지는 상기 조건을 충족하는 광원을 사용한다.

도24는 상기와 같은 과정을 거쳐 설계된 에너지준위 및 해당 물질을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 유입되었을 경우 에너지준위에 따라 1번의 여기 과정을 거쳐 음극에서 제1양극(121a)으로 전자가 이동할 수 있도록 설계되었다.

2) 센서전극부 제2양극의 에너지준위 설계

톨루엔을 검출하기 위한 제2양극(121b)의 에너지준위 설계 과정을 도25를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 진공을 기준으로 한 에너지준위는 -6.55eV이고, 전도대의 에너지준위는 -0.18eV이다. 따라서 음극의 에너지준위는 상기 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 에너지준위인 -6.55eV보다 높은 에너지준위를 갖는 전극이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위는 -5.93eV이고, 전도대의 에너지준위는 -5.12eV인 백금(Pt)을 음극으로 사용한다. 따라서 백금(Pt)으로 이루어진 음극에 폐암기인물질인 톨루엔이 접촉하면 에너지준위 차에 의하여 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대에 생기는 양공으로 음극에서 전자가 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.

제2양극(121b)에서 검측하는 폐암기인물질인 톨루엔은 가전자대의 에너지준위가 매우 낮은 -6.55eV이므로 이보다 더 낮은 에너지준위를 갖는 양극측이동유도물질이 필요하다. 본 실시예에서는 가전자대의 에너지준위가 -7.70eV인 [Li⁺@C60][PF6^-]를 양극측제1이동유도물질로 사용한다. 양극측제1이동유도물질로 사용하는 [Li⁺@C60][PF6^-]의 가전자대의 에너지준위는, 상기 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대의 에너지준위 -6.55eV 보다 낮아, 상기 톨루엔의 가전자대에 있는 전자가 [Li⁺@C60][PF6^-]의 가전자대에 생기는 양공으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.

상기 양극측제1이동유도물질인 [Li⁺@C60][PF6^-]의 전도대의 에너지준위가 -4.90eV이고, 제2양극(121b)으로 사용하는 FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 상기 [Li⁺@C60][PF6^-]의 전도대에 있는 전자가 직접 제2양극(121b)으로 이동할 수 없다. 따라서 이를 매개할 양극측제2이동유도물질이 필요하다.

양극측제1이동유도물질인 [Li⁺@C60][PF6^-]의 전도대의 에너지준위가 -4.90eV이고, 제2양극(121b) FTO의 가전자대의 에너지준위가 -4.85eV이므로, 양극측제2이동유도물질은 -4.90eV 보다 낮은 에너지준위를 갖는 가전자대와, -4.85eV 보다 높은 에너지준위를 갖는 전도대로 이루어진 물질이 필요하다.

이산화 타이타늄(Titanium dioxide, [TiO₂])은 가전자대의 에너지준위가 -6.21eV이고, 전도대의 에너지준위가 -3.21eV로 위의 조건을 충족하므로 이 [TiO₂]를 양극측제2이동유도물질로 사용한다. 그러면 상기 [TiO₂]의 전도대에 여기된 전자가 제2양극(121b)으로 이동할 수 있는 에너지준위 구조를 갖게 된다.

즉, 조건이 충족되었을 시, 상기 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 전자대에 여기된 전자가 제2양극(121b)으로 이동하고, 상기 [TiO₂]의 가전자대에 생기는 양공으로 양극측제1유도물질인 [Li⁺@C60][PF6^-]의 전도대에 여기된 전자가 이동하고, 상기 [Li⁺@C60][PF6^-]의 가전자대에 생기는 양공으로 폐암기인물질인 톨루엔의 전자가 이동하고, 상기 톨루엔의 가전자대에 생기는 양공으로 음극인 백금(Pt)에서 전자가 이동하는 에너지준위를 갖게 된다.

상기 양극측제1이동유도물질인 [Li⁺@C60][PF6^-]의 여기에는 457nm의 파장을 갖는 광원 2.8eV 이상의 파워가 필요하고, 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 여기에는 413nm의 파장을 갖는 광원 3.0eV 이상의 파워가 필요하다. 상기 여기에너지공급부에서 공급하는 광에너지는 상기 조건을 충족하는 광원을 사용한다.

도25는 상기와 같은 과정을 거쳐 설계된 에너지준위 및 해당 물질을 나타낸 것으로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 폐암기인물질인 톨루엔이 유입되었을 경우 에너지준위에 따라 2번의 여기 과정을 거쳐 음극에서 양극으로 전자가 이동할 수 있도록 설계되었다.

3) 센서전극부 구성

도7에서 도시되는 바와 같이, 투명재질의 사각관 기재 내부에 제1양극(121a)과, 음극(124)과, 제2양극(121b)을 형성한다. 상기 제1양극(121a)과, 제2양극(121b)에는 이동유도물질이 전기영동에 의해 도핑된다.

상기 제1양극(121a)과, 음극(124)과 제2양극(121b)에 전원공급부(180)를 통해 동작전원을 공급하고, 상기 제1양극(121a)과, 음극(124)과, 제2양극(121b) 사이를 흐르는 전류를 검출할 수 있도록 검출부(110a, 110b)를 연결한다.

상기 센서전극부(120a)의 좌우 호기 유입부와 유출부에는 도2에서 도시되는 바와 같이, 호기를 유도하는 호기유도관(126a)과, 호기가 유출되는 호기유출관(126b)을 끼워 구성한다.

상기 호기유도관(126a)에는 마우스피스(127)를 끼워 이를 물고 호기를 불어 넣도록 한다.

그러면, 상기 호기유도관(126a)과, 센서전극부(120a) 내부와, 호기유출관(126b)을 거쳐 호기가 지나게 되고, 그 과정에 상기 센서전극부(120a)에 구성된 제1양극(121a), 음극(124) 및, 제2양극(121b)에 고르게 접촉되게 된다.

상기 여기에너지공급부(130)는 상기 센서전극부(120a)에 광에너지를 공급할 수 있는 위치에 설치되어, 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)에서 공급되는 에너지에 의해 양극측이동유도물질이 여기하도록 구성된다.

4) 휴대검측장치 구성

도1 내지 도3, 도7에서 도시되는 바와 같이, 센서전극부(120a)에 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 조사될 수 있도록 하고, 상기 센서전극부(120a)에 검출부(110a, 110b)를 연결한다. 이후, 상기 검출부(110a, 110b)와, 여기에너지공급부(130)와, 데이터저장부(140)와, 표시부(160)와, 통신부(170)와, 스위치부(190)를 제어부(150)에 접속하여 본 실시예에 의한 휴대검측장치(100)를 구성한다. 상기 전원공급부(180)는 각 구성요소에 동작전원을 공급한다.

상기 제어부(150)는 마이크로프로세서, 또는 소형 컴퓨터 시스템으로 구성됨이 바람직하며, 상기 데이터저장부(140)는 상기 제어부(150)의 내부메모리, 또는 상기 제어부(150)의 제어를 받는 외부메모리로 구성됨이 바람직하다.

상기 표시부(160)의 시각표시부(161)는 액정표시장치(161a), 또는 터치스크린으로 구성됨이 바람직하다.

상기 청각표시부(162)는 휴대검측장치(100)에 내장된 스피커(162a)로 구성되며, 상기 통신부(170)의 유선통신부(171)는 USB 접속장치(171a)를 통해 통신할 수 있도록 구성함이 바람직하다. 무선통신장치(172)는 블루투스와 와이파이(wifi)로 구성된다(미도시).

상기 스위치부(190)는 버튼식 스위치(191)로 구성되거나, 또는 터치스크린 상에 구성된다.

한편, 스마트폰(200)의 메모리(미도시)에는 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 검측 결과 및, 2,6-디이소프롤필페놀의 양과 전류량의 상관관계를 나타낸 데이터테이블, 톨루엔의 검측 결과 및, 톨루엔의 양과 전류량의 상관관계를 나타낸 데이터테이블 등이 저장된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1 내지 도2에서 도시되는 바와 같이, 호기유도관(126a)에 마우스피스(127)를 끼우고 스위치부(191)의 진단 시작 버튼을 누른 후 상기 마우스피스(127)에 호기를 불어넣는다. 그러면 상기 호기(1)가 호기유도관(126a)을 통해 센서전극부(120a)의 제1양극(121a)과, 음극(124)과, 제2양극(121b)에 고르게 접촉하게 된다.

상기 센서전극부(120a)에 호기가 유입되면, 상기 제어부(150)는 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)과 제1검출부(110a) 및 제2검출부(110b)의 동작을 제어하여 상기 광원(131)을 온(on) 시켰을 때의 값과, 오프(off) 시켰을 때의 값을 각각 검출한다.

상기 광원(131)은 온 시켰을 때의 값과, 오프 시켰을 때의 값을 각각 검출하는 이유는 상기 값으로부터 오차를 보정하고, 순수한 폐암기인물질에 의한 전자 이동을 산출하기 위한 것이다. 즉, 광원(131)을 온 시켰을 때 검출한 값에서 오프 시켰을 때 검출한 값을 뺌으로써 여러 오류 원인을 제거하고, 오차를 보정하여 폐암기인물질을 매개로한 전자의 이동을 검출할 수 있다. 상기 폐암기인물질의 존재 유무, 양 및 각 폐암기인물질의 구성비로부터 암 발생 여부, 암의 종류 및, 암의 진행 정도를 판단할 수 있다.

이하, 제1양극(121a)과, 제2양극(121b)에서 폐암기인물질에 의해 일어나는 전자 이동 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

<폐암기인물질에 의해 제1양극에서의 일어나는 전자의 이동>

본 실시예에서는 상기 제1양극(121a)에서 호기 속에 포함된 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀을 검출하고, 양극측이동유도물질로 [C60]을 사용한 것을 예로 하였으므로 이에 대해 설명한다.

먼저, 상기 센서전극부(120a)에 호기가 공급된 상태에서 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131a)이 온 되면, 상기 광원(131a)에서 조사되는 광에너지가 상기 양극측이동유도물질(122)인 [C60]에 여기 에너지를 공급하게 된다.

그러면 도24에서 도시되는 바와 같이, 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하게 되며, 상기 [C60]의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다. [C60]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -3.89eV로 양극인 FTO의 가전자대의 에너지준위인 -4.85eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극인 FTO로 이동하게 된다.

또한, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 상기 양극측이동유도물질인 [C60]의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -6.72eV)으로 이동하고, 상기 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다.

그러면 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -5.93eV)으로 음극인 백금(Pt)의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 이동하게 된다.

이후, 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131a)에서 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 음극에서 제1양극(121a)으로 상기 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 분자 수에 비례하는 수의 전자가 지속적으로 이동하게 된다.

상기 제1검출부(110a)는 상기 음극(124)과 제1양극(121a) 사이에 흐르는 전류(전자의 이동)를 검출한다.

한편, 상기 암진단앱(300)은 상기 제1검출부(110a)를 통해 전류가 흐르는 지의 여부를 검출하여 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀이 존재하는지의 여부를 판단하고, 전류의 양으로부터 폐암기인물질인 2,6-디이소프롤필페놀의 양을 판단하게 된다. 즉, 검출된 전류량을 스마트폰(200) 메모리(미도시)에 저장된 폐암기인물질의 양과 전류량과의 관계를 나타내는 데이터테이블과 비교하여 얼마만큼의 2,6-디이소프롤필페놀이 유입되었는지를 산출하게 된다.

상기 제어부(150)는 상기 검측에 대한 정보(검측과정, 검측조건, 검측결과 등)를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내며, 상기 통신부(170)를 통해 스마트폰(200)으로 전송하게 되는 것으로, 이와 같은 과정을 반복 수행하여 폐암기인물질을 지속적으로 검측하게 된다.

이때, 상기 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 흐르는 전류를 검출함으로써 폐암기인물질의 분자 수에 비례하는 정확하고 정밀한 검측을 할 수 있게 된다.

<폐암기인물질에 의해 제2양극에서의 일어나는 전자의 이동>

본 실시예에서는 상기 제2양극(121b)에서 호기 속에 포함된 폐암기인물질인 톨루엔을 검출하고, 양극측제1이동유도물질로 [Li⁺@C60][PF6^-]을 사용하고, 양극측제2이동유도물질로 [TiO₂]을 사용한 것을 예로 하였으므로 이에 대해 설명한다.

먼저, 상기 센서전극부(120a)에 호기가 공급된 상태에서 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131)이 온 되면, 상기 광원(131)에서 조사되는 광에너지가 상기 양극측제1이동유도물질(122a)인 [Li⁺@C60][PF6^-]과 양극측제2이동유도물질(122b)인 [TiO₂]에 여기 에너지를 공급하게 된다.

그러면 상기 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하게 되며, 상기 [TiO₂]의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다. [TiO₂]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -3.21eV로 양극인 FTO의 가전자대의 에너지준위인 -4.85eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극인 FTO로 이동하게 된다.

상기 광원(131a)에서 조사되는 광에너지에 의해 양극측제1이동유도물질인 [Li⁺@C60][PF6^-]의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기되고, 상기 [Li⁺@C60][PF6^-]의 가전자대에는 양공이 생성된다. 상기 [Li⁺@C60][PF6^-]의 전도대로 여기된 전자의 에너지준위는 -4.90eV로 양극측제2이동유도물질인 [TiO₂]의 가전자대의 에너지준위인 -6.21eV 보다 높아져, 상기 전도대로 여기된 전자가 [TiO₂]의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하게 된다.

또한, 상기 톨루엔의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -6.55eV)가 상기 양극측제1이동유도물질인 [Li⁺@C60][PF6^-]의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -7.70eV)으로 이동하고, 상기 톨루엔의 가전자대에는 양공이 생성되게 된다.

그러면 상기 폐암기인물질인 톨루엔의 가전자대에 생긴 양공(에너지준위: -6.55eV)으로 음극인 백금(Pt)의 가전자대에 있는 전자(에너지준위: -5.93eV)가 이동하게 된다.

이후, 상기 여기에너지공급부(130)의 광원(131a)에서 여기 에너지가 공급되는 한 상기와 같은 과정을 반복 수행하여 음극(124)에서 제2양극(121b)으로 상기 폐암기인물질인 톨루엔에 비례하는 수의 전자가 지속적으로 이동하게 된다.

상기 제2검출부(110b)는 상기 음극(124)과 제2양극(121b) 사이에 흐르는 전류(전자의 이동)를 검출한다.

암진단앱(300)은 상기 제2검출부(110b)를 통해 전류가 흐르는 지의 여부를 검출하여 폐암기인물질인 톨루엔이 존재하는지의 여부를 판단하고, 전류의 양으로부터 폐암기인물질인 톨루엔의 양을 판단하게 된다. 즉, 검출된 전류량을 스마트폰의 메모리에 저장된 폐암기인물질의 양과 전류량과의 관계를 나타내는 데이터테이블과 비교하여 얼마만큼의 톨루엔이 유입되었는지를 산출하게 된다.

이후, 상기 제어부(150)는 상기 검측에 대한 정보(검측과정, 검측조건, 검측결과 등)를 데이터저장부(140)에 저장하고, 표시부(160)를 통해 나타내며, 상기 통신부(170)를 통해 스마트폰(200)과 교환하게 되는 것으로, 이와 같은 과정을 반복 수행하여 폐암기인물질을 지속적으로 검측하게 된다.

즉, 폐암기인물질인 톨루엔의 존재 유무로 암 세포의 존재 유무를 검출하고, 폐암기인물질의 양으로 암의 진행 정도를 판단하게 된다.

암의 종류는 동일한 시료에서 검출되는 2개 이상이 폐암기인물질의 구성비로 판단한다(예: 톨루엔과 2,6-디이소프롤필페놀의 구성비, 또는 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논의 구성비 등)

암 진행 정도는 폐암기인물질의 양과 암 진행 정도를 나타내는 데이터테이블을 참조하여 판단하며, 암의 종류는 폐암기인물질의 구성비와 암 종류에 대한 데이터테이블을 참조하여 판단한다.

상기 과정을 도27을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 암진단앱(300)은 연결단계(S110)를 수행하여 사용자에 의해 암 진단 수행 기능이 선택되었는지의 여부를 검출하고, 암 진단 수행 기능이 선택된 것으로 판단되면 휴대검측장치(100)와의 통신을 수행하여 상기 휴대검측장치(100)의 동작 상태를 점검한다.

상기 연결단계(S110)를 수행한 후, 휴대검측장치(100)의 진단 시작을 나타내는 시작이 입력되었는지의 여부를 검출하여 진단 시작을 나타내는 버튼이 눌린 것으로 판단되면, 상기 휴대검측장치(100)의 검출부(110)를 이용하여 폐암기인물질로 인한 전자 이동을 검출하는 검측단계(S120)를 수행한다.

상기 검측단계(S120)를 수행한 결과 폐암기인물질이 존재하는 것으로 판단되면, 폐암기인물질로부터 암의 종류 및 진행 정도를 판단하는 진단단계(S130)를 순차적으로 수행하여 암 진단을 수행하게 된다.

본 발명에 의한 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템의 정밀도에 대해 설명하면 다음과 같다.

약 500cc의 호기에 포함된 분자수는 약 1.19×10²²개 이다.

이 500cc의 호기 1ppt에 포함된 분자수는,

1.19×10²²×10^-12 = 1.19×10¹⁰ 개 이다.

이를 전하량으로 나타내면,

(1.19×10¹⁰)×(1.62×10^)-19C) = 약 1.19×10^-9C = 1.9nA 이다.

즉, 500cc의 호기 속에 암기인물질이 1ppt 만큼 포함되었다 하더라도 이를 검출할 수 있다.

만약, 500cc의 호기 중 1ppt 만큼의 공기 속에 1% 만큼의 폐암기인물질이 포함되어 있다고 하면 약 19pA의 전하량을 나타낸다.

나노 암페아(nA)나, 피코 암페아(pA) 단위의 전하량을 검출하는 검출부(110)의 구성은 주지하는 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명 중 이동유도물질(양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질)을 구성하는 [C60] 풀러렌 및 리튬이온내포풀러렌은 전자운을 포함한 크기가 약 1nm이고, 상기 리튬이온내포풀러렌과 색소로 이루어진 초분자의 크기는 약 2nm이다.

따라서 상기 500cc 호기 속에 1ppt의 폐암기인물질이 있다고 하고, 그 이동유도물질을 리튬이온내포풀러렌과 색소로 이루어진 초분자(약 2nm)로 구성하였다고 할 경우, 상기 폐암기인물질이 동시에 반응하기 극판의 크기는 약 (0.22mm ㅧ 0.22mm)의 크기면 충분하다. 상기 500cc 중 1ppt 만큼의 호기 내에 1%의 폐암기인물질이 있다고 할 경우에는 더욱 작은 크기의 극판으로 양극(또는 음극)을 만들 수 있다.

즉, 폐암기인물질의 분자수에 비례하는 수의 전자가 이동하도록 하고, 그 이동된 전자의 수를 직접 검출함으로써 ppt 레벨의 정밀도, 또는 그 이상의 더욱 정밀도를 갖는 폐암 진단 시스템을 구성할 수 있다.

그러나 상기의 실시예에 있어서는, 센서전극부에 제1양극과, 음극 및, 제2양극을 형성하여, 제1양극은 하나의 양극측이동유도물질을 사용하여 구성하고, 제2양극은 두 개의 양극측이동유도물질을 사용하여 구성한 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉 더욱 많은 수의 양극이나 음극을 이용하고, 더욱 많은 수의 양극측이동유도물질, 음극측이동유도물질을 사용하여 센서전극부를 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는, 여기에너지공급부에서 광에너지를 공급하도록 하고, 그 광원을 1개로 한정한 것을 예로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 다른 광원 여러 개를 사용하여 여기에너지공급부를 구성할 수 있음은 물론, 각기 다른 에너지원을 사용하여 여기 에너지를 공급하도록 구성할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 실시예에 있어서는 폐암기인물질 중 톨루엔과 2,6-디이소프롤필페놀을 검출하는 것을 예로 하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 예를 들어, 톨루엔, 2,6-디이소프롤필페놀, 2-메틸피라진, 사이클로헥사논 등의 폐암기인물질은 폐암을 검출하는 사용할 수 있으며, 2- 부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 등의 폐암기인물질은 식도암을 검출하는데 사용할 수 있다.

또한, 상기의 실시예에서는 암 진단 결과를 스마트폰에 나타내고 저장하는 것을 예로하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 이동통신망, 또는 인터넷망을 통해 검측 정보를 전송할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 폐암기인물질에 의해 이동하는 전자의 양을 검출하는 것을 예로 하여 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다. 즉, 도26에서 도시되는 바와 같이, 여기 에너지로 공급되는 광원의 파장에 따른 양자수율(IPCE)을 특징 요소로 하여 검출대상물질을 특정할 수 있음을 밝혀둔다.

1: 호기 100: 휴대검측장치
100a: 몸체 110: 검출부
110a: 제1검출부 110b: 제2검출부
120,120a: 센서전극부 121: 양극
121a: 제1양극 121b: 제2양극
122: 양극측이동유도물질 122a: 양극측제1이동유도물질
122a1: 양극측제1이동유도물질1 122a2: 양극측제1이동유도물질2
122b: 양극측제2이동유도물질 123: 음극측이동유도물질
124: 음극 125: 센서전극케이스
126a: 호기유도관 126b: 호기유출관
127: 마우스피스 130: 여기에너지공급부
131: 광원 140: 데이터저장부
150: 제어부 160: 표시부
161,161a: 시각표시부 162,162a: 청각표시부
170: 통신부 171: 유선통신부
171a: USB 포트 172: 무선통신부
180: 전원공급부 190,191: 스위치부
S100: 암진단앱 제어흐름 S110: 연결단계
S120: 검측단계 S130: 진단단계
W: 워킹전극 RE: 레퍼런스전극
CE: 카운터전극

Claims

호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정하여 폐암기인물질을 검측하는 휴대검측장치;
상기 휴대검측장치에서 측정하는 측정값을 비교 분석하여 폐암기인물질의 존재 여부와 암 발생여부를 나타내는 암진단앱; 및,
상기 암진단앱이 설치되며, 상기 휴대검측장치와 통신을 수행하는 스마트폰;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 암진단앱은,
폐암기인물질의 존재 유무로 암의 존재 여부를 판단하고,
폐암기인물질의 양으로써 암의 진행정도를 판단함을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 암진단앱은,
두 종류 이상의 폐암기인물질의 비율을 산출하여 암의 종류를 판단함을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 폐암기인물질은 톨루엔(Toluene), 2,6-디이소프롤필페놀(2,6-Diisopropylphenol), 2-메틸피라진(2-Methylpyrazine), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 2-부타논, 초산, 아세톤, 아세토니트릴 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 휴대검측장치는,
호기에 포함된 폐암기인물질을 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위가 설정된 센서전극부;
상기 센서전극부에 전자의 여기 에너지를 공급하는 여기에너지공급부;
상기 센서전극부의 전자 이동을 검출하는 검출부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 나타내는 표시부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 저장하는 데이터저장부;
상기 폐암기인물질 검측에 대한 정보를 외부기기와 교환하는 통신부;
하나 이상이 스위치로 구성된 스위치부;
상기 센서전극부와, 여기에너지공급부와, 검출부와, 표시부와, 데이터저장부와, 통신부와, 스위치부 사이에 접속되는 제어부;
상기 각 구성요소에 동작전원을 공급하는 전원공급부; 및,
호기유도관과 호기유출관이 좌우에 끼워진 센서전극부가 내부를 관통하도록 설치되고, 상기 여기에너지공급부와, 검출부와, 표시부와, 데이터저장부와, 통신부와, 스위치부와, 제어부와, 전원공급부가 장착되는 몸체;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산환환원전위의 에너지준위를 설계하여 전자의 이동이 이루어지도록 하는 메카니즘이 다수 개 구성되어 다수 개의 폐암기인물질을 검출할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 센서전극부의 음극 또는 양극은 투명전극으로 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 투명전극은, FTO, ITO, AZO, GZO, TCO 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 센서전극부에서 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정함에 있어서, 상기 폐암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는,
상기 폐암기인물질에서 전자를 공여받는 최초의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음 번째 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고,
양극으로 전자를 공여하는 마지막의 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 양극의 에너지준위보다 높게 설정하며,
그 중간단계에 있는 양극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 양극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 양극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 센서전극부에서 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정함에 있어서, 상기 음극에서 공여되는 전자의 폐암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질을 다수 개로 구성할 경우에는,
상기 음극에서 전자를 공여받는 최초의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는, 그 다음 번째 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고,
폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 전자를 공여하는 마지막의 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위는 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하며,
그 중간단계에 있는 음극측이동유도물질들의 에너지준위는, 전도대의 에너지준위를 그 다음단계에 있는 음극측이동유도물질의 가전자대의 에너지준위보다 높게 설정하고, 가전자대의 에너지준위를 그 전단계에 있는 음극측이동유도물질의 전도대의 에너지준위보다 낮게 설정함을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 센서전극부에서 폐암기인물질에서 공여하는 전자를 매개로 하여 음극에서 양극으로 전자가 이동되도록 산화환원전위의 에너지준위를 설정함에 있어서, 상기 폐암기인물질에서 공여되는 전자의 양극으로의 이동을 유도하는 양극측이동유도물질 또는, 상기 음극에서 공여되는 전자의 폐암기인물질로의 이동을 유도하는 음극측이동유도물질을 사용하여 에너지준위를 설정할 경우, 상기 양극측이동유도물질 또는, 음극측이동유도물질은,
풀러렌, 풀러렌염, 이온내포풀러렌, 색소, 또는 이온내포풀러렌과 색소의 복합체 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 풀러렌은, C60, C70, C72, C78, C82, C90, C94, C96 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 이온내포풀러렌에 내포되는 이온은, 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 또는 스트론튬 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 색소는, 폴리-3-헥실 티 오펜(P3HT) 등의 폴리 티 오펜, 폴리p-페닐 렌, 폴리p-페닐 렌 비닐 렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT, P3OT, POPT, MDMO-PPV, MEH-PPV 등의 고분자 중합체 또는 그 유도체 중 하나 이상임을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 여기에너지공급부는, 가전자대와 전도대 사이의 밴드갭 에너지 이상의 광 에너지를 공급하는 광에너지공급부, 또는 전자파 에너지를 공급하는 전자파에너지공급부, 또는 열 에너지를 공급하는 열에너지공급부 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 광에너지공급부의 광원은, 각기 다른 파장을 가지는 LED 광원, 또는 각기 다른 파장을 가지는 레이저 광원, 또는 할로겐 램프 중 어느 하나 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극; 및,
폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하며, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 폐암기인물질에 있는 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서전극부는,
호기에 포함된 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 낮은 산화환원전위를 갖도록 구성된 음극;
폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위 보다 높은 산화환원전위를 갖도록 구성된 양극;
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 전도대의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 양극의 산화환원전위의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 양극측이동유도물질; 및,
가전자대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 음극의 산화환원전위의 에너지준위보다 낮고, 전도대의 산화환원전위의 에너지준위가 상기 폐암기인물질의 가전자대의 에너지준위보다 높은 에너지준위를 갖도록 구성된 음극측이동유도물질;을 포함하여 이루어져,
상기 음극과 양극 사이에 폐암기인물질이 유입되었을 경우, 첫째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 양극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 양극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 양극으로 이동하고, 둘째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 폐암기인물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 폐암기인물질의 전도대로 여기된 전자가 양극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 셋째, 상기 여기에너지공급부에서 공급되는 여기 에너지에 의해 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 있는 전자가 전도대로 여기하고, 상기 음극측이동유도물질의 전도대로 여기된 전자가 상기 폐암기인물질의 가전자대에 생긴 양공으로 이동하고, 넷째, 상기 음극측이동유도물질의 가전자대에 생긴 양공으로 음극에서 전자가 이동하는 과정이 이루어지도록 에너지준위가 설정됨을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 검출부는 여기 에너지로 공급되는 광원의 파장에 따른 양자수율을 검출하여 암기인물질의 존재 여부 및 양을 검출함을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 휴대용 폐암 진단 시스템.