The measurement of red blood cells (RBC) aggregation process has been an important issue because RBC aggregation is related to some diseases such as myocardial ischaemia, diabetic mellitus and renal failure. In the previous studies, optical and mechanical measurement methods have been used mainly and they show effects of RBC aggregation properly. However, the measurement setup at these technolgies requires bulky and complicated form. Moreover it consumes large quantity of sample blood. In this thesis, it is presented that electrical measurement system using a droplet-based stirring methods for RBC aggregation process. The stirring device disaggregates RBCs in the droplet using a tiny needle forced by a magnetic rotation system. This device shows a remarkable difference of impedance in between disaggregated and aggregated blood with only 5ul of droplet. The results show about 70 to 80 ohms of impedance change after aggregation at the frequency of 1MHz. The ROIC(Read-out IC), electrical measurement device, interfaced with the droplet-based stirring channel, calculates components of aggregation index. It detects change of impedance of whole blood during disaggregation and aggregation. The peak value and envelope value of impedance are converted to digital value. And components of aggregation index, A and B area are calculated finally. The proposed system is aimed to low cost and miniaturized RBC aggregation measurement platform using a droplet-based stirring device and electrical method. The impedance changes measured by our platform is highly correlated with RBC aggregation process. Therefore the device is suitable to a portable diagnostic device. The electrical results from this study are thought to be usable for the in-vivo experiment in the future.
적혈구 응집은 심혈관 질환, 당뇨병, 신부전증 등의 질병과 연관성이 있고, 따라서 이를 측정하기 위한 연구의 중요성이 대두되고 있다. 이전의 연구에서는 광학적이고 기계적인 측정방법이 주로 사용되었고 이런 방법들은 적혈구 응집에 대한 측정 기능을 충분히 하고 있다. 하지만 이런 방법들에서는 크고 복잡한 측정 시스템이 요구되고, 측정이 되는 혈액 양이 많다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 혈액방울을 교반시켜 전기적으로 적혈구의 응집을 측정하는 방법을 소개하고 있다. 교반 장치는 회전하는 자성체를 이용하여 혈액 방울에 들어있는 바늘을 회전시킴으로서 적혈구를 분산시킨다. 이 장치를 이용하면 단지 5ul의 혈액만으로 적혈구가 분산되고 응집되었을 때 뚜렷한 임피던스의 변화를 볼 수 있다. 실험에서는 1MHz의 측정 주파수에서 약 70~80 옴의 임피던스 변화가 측정되었다. 혈액 교반장치과 연결된 전기적인 측정 장치(ROIC)는 응집지수 구성성분을 계산하여 출력하며 여기서는 임피던스의 피크값과 포락선값을 디지털로 변환하여 계산한다. 최종적으로 응집지수의 A, B 면적이 출력된다. 제안한 시스템은 혈액방울을 교반하여 전기적으로 측정하는 방법을 이용하여 저비용으로 최소화된 응집능 측정 시스템을 만드는 것을 목적으로 하였다. 적혈구 응집에 따른 임피던스의 변화를 충분히 관찰할 수 있었으며, 따라서 이 장치는 휴대용 진단기기에 적합하다고 볼 수 있다. 또한 본 연구에서의 전기적 측정결과는 향후 비침습적인 실험에 기반이 될 수 있을 것으로 판단된다.
