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비전을 이용한 실험실 자동화

기술, 과학 및 의료 분야의 발전 덕택에 인간의 예상 수명은 최근 몇 십년 사이에 크게 증가했습니다. 대형 병원과 실험실들의 정교하고 고도로 기술적이며 점점 더 자동화되고 있는 장비들이 이제 수많은 측정 및 분석 작업에 소중한 지원을 제공합니다.

광범위한 실험실용 애플리케이션

일반적으로 실험실 자동화라는 개념은 여러 가지로 해석할 수 있으며 체중 계측과 같은 간단한 애플리케이션부터 복잡하고 기계적이며 분석적인 시스템, 프로세스 추적 그리고 스토리지 시스템까지 다양한 작업이 포함됩니다. 이로 인해 의료, 과학, 제약 및 분석 분야에서 잠재력 있는 수많은 카메라 애플리케이션이 탄생하고 있습니다. 이들 중 일부는 요침사 검사와 같이 이미징 기기의 애플리케이션에서 뚜렷이 인식할 수 있는 한편, 어떤 것들은 백그라운드에서 실행되며 우리가 의사에게 받는 의료 진단을 위한 정보를 제공합니다. 다음으로 다른 것들은 실제 탐지 프로세스와 직접적으로 연결되어 있지 않은 장치 내부 프로세스를 지원합니다. 이들 애플리케이션은 단순한 바코드 입력부터 레이저 기술 지원까지 그리고 혈액을 뽑기 위해 주사기를 드는 순간부터 시작해 다양한 테스트 프로세스와 결과까지 혈액이 이동하는 경로부터 과학자들에게 질병의 원인에 대한 통찰을 제공해 진단 기술 발전과 치료 혁신을 불러오는 세포 기술에서의 복잡한 프로세스에 이르기까지 다양합니다.

의학 및 연구에서의 자동화 트렌드

병원과 연구실들은 점점 더 자동화 트렌드를 따라가고 있습니다. 이러한 개발을 위한 필수 드라이버는 다음과 같습니다.

1. 비용 증가에 대한 부담:

헬스케어 시스템 및 연구 기관들은 점점 더 경제적인 부담이 커지고 있으며 서비스 비용 절감을 통해 이러한 부담을 줄이려 애쓰고 있습니다. 저렴한 시스템 구성 요소들을 탑재한 최신 기술 이용은 실험 장비의 비용 절감을 가능케 하고 직원들의 업무 스트레스를 줄이고 다른 곳에 활용할 수 있는 여유를 찾아줍니다.

2. 빠른 속도:

분석 속도가 빨라지면 임상 및 분석 계약 실험실에서 시간당 더 많은 분석을 할 수 있게 되어 고객에게 더 빠른 서비스를 제공할 수 있어 경쟁업체에 비해 우위를 차지하게 됩니다. 자동화는 또한 연구 시간당 더 많은 결과를 도출하는 데 도움이 되어 프로젝트 기간을 단축시키고 더 빨리 새로운 개발을 완수하고 기술을 확보할 수 있게 합니다.

3. 보다 나은 품질 관리 및 표준화:

수작업으로 진행됐던 많은 검사 작업들이 기계 장치에 의해 수행되는 경우가 많아지고 있으며 기계 장치의 기술적 특성으로 인해 작업은 보다 정밀해지고 생산성은 향상되고 있습니다. 예를 들어, 비전 시스템 적용과 자동화된 현미경 검사 덕분에 연구원들은 이제 암실에서 접안 렌즈를 통해 들여다보지 않고도 사무실 모니터에서 자세하고 정밀한 이미지 데이터를 볼 수 있습니다. 더욱이 캡처된 이미지 데이터는 문서화 및 파일 보관 능력을 제공하는데 이는 품질 관리 시스템에 대한 수요 증가에 대응할 수 있게 해 줍니다. 자동화된 시스템은 또한 수작업 단계의 프로세스와 관련된 변수에 영향을 받지 않기 때문에 재현 가능성이 더 커지고 표준화 진전을 위한 길을 열어줍니다. 원한다면 예를 들어 과학적 교환 또는 외부 진단 상담을 위해 다양한 위치에 걸쳐 디지털 이미지 데이터를 볼 수 있습니다. 카메라의 지원을 받는 검사 및 분석에 의해 신뢰할 수 있는 진단서 작성 조건이 향상됩니다.

4. 보다 넓은 가용성:

실험실 자동화는 많은 사용자들이 신기술을 효율적으로 이용할 수 있게 해 줍니다. 이로 인해 연구원들이 질병의 발병 과정을 더 빨리 파악할 수 있게 합니다. 그 결과, 체외 진단기기에서 분자생물학적 분석의 도움으로 질병을 조기 진단할 수 있어 환자에게 큰 부담이 되는 발병 및 비싼 치료비를 줄이거나 차단할 수 있습니다. 사용하기 쉽고 저렴한 기기들은 경제 및 인프라 기반이 낙후된 지역에서도 의료 진찰을 할 수 있게 해 줍니다. 이는 의료진에 대한 교육이 부족하고 실험실 장비 수준이 전반적으로 낮고 환자들이 가난한 전염병 발발 지역의 의료 혜택을 개선할 수 있음을 의미합니다. 여기서 우리는 소위 POC 시스템(POC = point of care) 및 Lab-on-a-chip(LOC) 기술의 중요성이 커질 것임을 예측할 수 있습니다.

실험실 자동화를 위한 애플리케이션 분야

다음은 실험실에서의 자동화된 카메라 기반 애플리케이션을 위한 일반적인 애플리케이션 사례들입니다.

1. 프로세스 자동화

여기에는 순수한 분석뿐 아니라 프로세스 지원을 목적으로 하는 이미징 및 데이터를 생성하는 일반적인 카메라 애플리케이션이 포함되며 이러한 애플리케이션으로는 체외 진단(IVD)을 위한 대부분의 기기에 적용되는 바코드/매트릭스 코드 편집을 예로 들 수 있습니다. 여기에는 환자의 샘플유리병에 대한 간단한 식별 또는 진단 기기가 품질 관리 목적으로 분석 및 배치 문서를 계산하는 데 필요한 사용한 시약에서의 데이터 전송이 관련됩니다. 실험실 정보 시스템과의 자동 교환에서 올바른 결과는 환자 샘플의 요구 사항에서 기인하며 디지털 방식으로 관리됩니다.

많은 실험 기기들이 액체 시료를 다룹니다. 애플리케이션 분야에 따라

액체를 다루는 이 프로세스에서 다양한 변수를 파악 및/또는 확인해야 합니다. 예를 들어 액체 상태(분석 결과를 왜곡할 수 있으므로 피펫에 공기가 들어가선 안됨), 유리병 유형, 내부 시료에 코드를 부여하기 위한 뚜껑의 컬러(예: 혈청인지 아니면 전혈 유리병인지 ) 또는 액체의 컬러 특성/레이어 또는 불규칙성(공기방울, 거품)이 변수가 될 수 있습니다. 카메라는 샘플과의 접촉이 필요하지 않다는 이점이 있으며 정전용량형 액체 상태 파악과 같은 다른 방식에 비해 뚜껑을 열 필요도 없습니다. 이는 오염과 같은 문제를 예방하고 처리 속도를 높여 줍니다.

2. 자동화된 현미경 검사

자동화된 현미경 검사에는 체외 진단기기(IVD), 생명 과학, 제약 연구 그리고 디지털 병리학에서의 광학 및 형광 현미경 검사 애플리케이션 등이 포함됩니다. 다양한 제조업체들이 자기 면역 질환 진단 또는 혈액학 및 디지털 병리학에서의 혈액 및 조혈기관 질환 진단을 위한 자사 장치에 카메라 시스템을 사용합니다. 병리학자들은 조직 절편 또는 세포 샘플의 병리학적 변화를 검사합니다. 이 목적을 위해 이들은 슬라이드를 준비해 현미경으로 검사하여 질환에 대한 결론을 도출하고 진단 및 치료 옵션을 위한 소중한 정보를 제공하는데 이런 정보는 방사선 촬영과 같은 다른 방법으로는 식별하지 못할 수도 있습니다. 목적에 따라 별도의 다양한 자동 현미경 시스템을 선택할 수 있습니다. 단순한 세포 계수에 사용되는 신발 상자 절반 크기의 작은 장치부터 배양기에서 직접 사용되며 사람이 관여하지 않고도 시간에 구애받지 않고 살아 있는 세포를 촬영할 수 있는 시스템 그리고 약제 선택 등에 사용되는 대량 검사 시스템에 이르기까지 어떤 것이든 가능합니다.

실험실 애플리케이션별로 적합한 카메라는 무엇일까요?

위에 언급한 분야 이외에도 단백질 및 핵산 분석학,미생물학, 입자 해석학 등의 전체 과학 분야에 매우 다양한 잠재적 애플리케이션과 카메라 사용 사례들이 존재합니다. 다양한 전문 분야에서 폭넓은 애플리케이션에 사용하려면 적합한 기능의 카메라를 제공하는 것이 중요합니다. 카메라의 특정 제품 기능에 상관 없이 카메라는 높은 품질과 신뢰성 제공과 함께 효율적이고 편안한 SDK를 통해 쉽고 유연한 통합을 지원해야 합니다. 기술적으로 뛰어난 지원, 빠르고 쉽게 이용할 수 있는 특성 또한 시스템 개발자의 통합 프로세스를 수월하게 해 줍니다.