대용량 전자동 분자 진단 장비를 위한 비전 기반 검증 시스템 (Vision-based verification system for high-throughput fully automated molecular diagnostics equipment)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 4호 / 1 ~ 7페이지
· 저자명 : 오도아, 은창수, 박종원

초록

대용량 통합형 전자동 분자 진단 장비는 검체 분주, 핵산 추출, 유전자 증폭을 연속 수행하는 시스템으로, 검사자에게 편의성을 제공하고 교차오염 및 내부 감염을 최소화하여 의학 및 바이오 연구 분야에서 중요성이 주목받고 있다. 본 논문에서는 전자동 분자 진단 장비의 동작 전 부품의 위치와 상태를 판별해 잠재적 오류에 대응하기 위한 비전 기반 검증 시스템을 제안한다. 이 시스템은 Object Detection과 Gaussian blur, Scharr, Morphology, Binarization, Contour detection과 같은 이미지 프로세싱을 통한 이중 검증 방식을 채택하여, 의료 기기의 특수성을 고려한 접근 방법을 제시한다. 300개의 전체 테스트 데이터에 대한 시스템의 검증시간은 평균 0.53s/image이고, 1차 검증에서는 100% 정확도로 상태를 검출하였으며, 2차 검증 과정에서는 Lock case'는 평균 회전 각도 93.68°, 표준편차 2.99이고, 'Unlock case'는 평균 회전 각도 65.62°, 표준편차 8.86으로 검증했다. 검증 각도는 상태 판정 범위 안에 포함되고, 부품의 실제 상태와 2차 검증 결과는 100% 일치한다. 이 결과로 비전 기반 검증 시스템이 분자 진단 장비의 준비 상태를 신속하게 판단하는 데 효과적이며, 오작동 방지, 교차 오염 및 샘플 손실 위험을 감소하는 데 기여할 수 있음을 확인했다.

영어초록

High-throughput, integrated, fully automated molecular diagnostic equipment continuously performs sample dispensing, nucleic acid extraction, and gene amplification. It provides convenience to laboratory technicians, minimizes cross-contamination and infection risk, and is gaining importance in medical and biological research. This paper proposes a vision-based verification system to determine the status of such equipment components before operation. The system countered potential errors like specimen confusion and loss. The system used dual verification through object detection and image processing, considering the special characteristics of medical devices. The average system verification time for component data was 0.53s per image. The verification angle was within the status determination range, with an average rotation angle of 93.68° and a standard deviation of 2.99 for the 'Lock Case' and an average rotation angle of 65.62° and a standard deviation of 8.86 for the 'Unlock Case.' The verification results were consistent with the actual status of clamps, demonstrating effectiveness in judging the readiness of molecular diagnostic equipment, preventing malfunctions, and reducing cross-contamination and sample loss risk.

참고자료

· 없음