KR20230090385A - Artificial pancreas management systems and methods - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 인공 췌장관리 시스템은 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle)을 통해, 제1형 당뇨병 환자가 고통 없이 인슐린을 주입할 수 있도록 한다. 이를 통해, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있다. 또한, 실시예에서는 실시간으로 생체 정보를 모니터링하고 이를 웹 또는 앱을 통해 인슐린 의존형 환자에게 제공함으로써, 편리하게 혈당 수치를 관리할 수 있도록 한다. 또한, 혈당 측정 수치와 인슐린 주입량을 데이터베이스로 저장하고 측정된 혈당량에 따른 인슐린 주입량을 산출하고 이를 자동 주입함으로써, 자동화된 개인맞춤형 혈당 관리를 가능하게 한다. The artificial pancreas management system according to the embodiment enables a type 1 diabetic patient to inject insulin painlessly through a micro-needle capable of minimizing invasion. Through this, it is possible to alleviate the psychological burden of diabetic patients for insulin prescription. In addition, in the embodiment, biometric information is monitored in real time and provided to insulin-dependent patients through a web or app, so that blood sugar levels can be conveniently managed. In addition, by storing blood glucose measurement values and insulin injection amount in a database, calculating the insulin injection amount according to the measured blood glucose amount, and automatically injecting it, automated personalized blood sugar management is enabled.
Description
본 개시는 인공 췌장 관리 시스템에 관한 것으로 구체적으로, 휴대폰의 어플리케이션 및 웹에서 스마트 인공 췌장을 통해 모니터링 한 혈당량 등의 생체 정보를 확인 가능하게 하는 인공 췌장 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an artificial pancreas management system, and more specifically, to an artificial pancreas management system and method capable of confirming biometric information such as blood sugar level monitored through a smart artificial pancreas in a mobile phone application or web.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, material described in this section is not prior art to the claims in this application, and inclusion in this section is not an admission that it is prior art.
인공 췌장(artificial pancreas)은 췌장 β세포의 기능을 인공적으로 대체하는 장치로 혈당치를 자동측정해 그것에 따라서 인슐린을 혈중에 주입하는 기능을 지니고 있다. 종래는 이 장치가 대형이어서 휴대가 불가능한데, 당뇨병의 혈당관리, 인슐린 필요량의 결정에 유용한 장치이다. 또한 인슐린 주입만 가능한 소형의 휴대가능한 장치도 넓은 의미에서 인공 췌장에 포함될 수 있다. An artificial pancreas is a device that artificially replaces the function of pancreatic β cells, and has the function of automatically measuring blood sugar levels and injecting insulin into the blood accordingly. Conventionally, this device is large and cannot be carried, but it is a useful device for managing blood sugar in diabetes and determining the amount of insulin needed. In addition, a small, portable device that can only inject insulin can be included in the artificial pancreas in a broad sense.
인공 췌장은 당뇨병을 치료할 목적으로 개발이 시도되고 있는 인공장기로서 주로, 췌장의 랑게르한스섬 기능을 대행한다. 인공 췌장이 수행하는 기능 중 하나는 글루코오스 센서로 혈당값을 측정하고 마이크로컴퓨터로 제어하여 인슐린을 주사하는 자동 제어한다. 또한, 동종 또는 종류가 다른 동물의 랑게르한스 섬을 반투막 내에 봉입하여 면역거부반응을 받지 않도록 한 후에 이식하는 하이브리드형 인공 췌장이 있다.The artificial pancreas is an artificial organ that is being developed for the purpose of treating diabetes, and mainly acts as an agent for the function of the islets of Langerhans in the pancreas. One of the functions performed by the artificial pancreas is to automatically control the insulin injection by measuring the blood glucose level with a glucose sensor and controlling it with a microcomputer. In addition, there is a hybrid type artificial pancreas in which islets of the same species or different species are encapsulated in a semi-permeable membrane to prevent immune rejection, and then transplanted.
종래의 인공 췌장 시스템은 인슐린 펌프와 CGM(연속혈당측정)를 포함하여 분리형 형태 또는 결합형 형태로 인공 췌장 시스템을 구성한다. 종래의 인공 췌장 시스템은 혈당이 일정 수준에 도달하면 인슐린 분비가 차단돼 매일 여러 번 인슐린을 직접 투약해야 하는 번거로움이 있다. 제1형 당뇨병 환자들이 하루에 여러 번 손가락을 찔러 혈당을 검사하고 여러 번 복부에 인슐린은 주사하는 것은 고통스럽고 번거로운 과정이다. A conventional artificial pancreas system constitutes an artificial pancreas system in a separate type or a combined type including an insulin pump and CGM (continuous glucose monitoring). In the conventional artificial pancreas system, when blood sugar reaches a certain level, insulin secretion is blocked, and thus insulin must be directly administered several times a day. It is a painful and cumbersome process for people with type 1 diabetes to check their blood sugar by pricking their finger several times a day and injecting insulin into their abdomen several times a day.
실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 스마트 인슐린 주입과 체외형 연속 혈당 측정을 수행하고, 네트워크를 통해 휴대폰의 앱 또는 웹에서 혈당관리를 가능하게 한다. 또한, 당뇨병 치료를 위해 체외에서 자동으로 인슐린을 주입해 혈당을 자동 조절하고, 환자의 생체 정보를 휴대폰을 통해 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 한다. The artificial pancreas management system according to the embodiment performs smart insulin injection and external continuous blood glucose measurement, and enables blood sugar management through a mobile phone app or web through a network. In addition, for diabetes treatment, insulin is automatically injected outside the body to automatically control blood sugar, and the patient's biometric information can be monitored in real time through a mobile phone.
또한, 실시예에서는 혈당 측정 수치 및 인슐린 주입량의 데이터를 자동 저장하고 연속 혈당 측정 후 측정 결과에 따라 인공지능을 통해 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 주입량에 해당하는 인슐린을 자동으로 주입할 수 있다. In addition, in the embodiment, data of blood glucose measurement values and insulin injection amount are automatically stored, and after continuous blood glucose measurement, the insulin injection amount is calculated through artificial intelligence according to the measurement result, and insulin corresponding to the calculated injection amount can be automatically injected.
실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 전자피부를 통해 연속 혈당 측정을 수행하고, 측정된 혈당수치에 따라 인슐린을 주입하는 스마트 인공 췌장; 스마트 인공 췌장으로부터 수신한 환자의 혈당수치와 인슐린 주입량 및 체온, 혈압, 혈당 수치 변화량을 포함하는 환자의 생체 정보를 제공하는 스마트 단말; 및 스마트 단말로 부터 환자의 생체정보를 수신하여 저장하고, 환자 개개인의 인슐린 주입량에 따른 혈당 수치 변화를 분석하는 클라우드 서버; 를 포함한다.An artificial pancreas management system according to an embodiment includes a smart artificial pancreas that continuously measures blood sugar through an electronic skin and injects insulin according to the measured blood sugar level; A smart terminal that provides the patient's biometric information including the patient's blood sugar level, insulin injection amount, body temperature, blood pressure, and blood sugar level change received from the smart artificial pancreas; and a cloud server for receiving and storing the patient's biometric information from the smart terminal and analyzing the change in blood glucose level according to the patient's individual insulin injection amount. includes
실시예에서 스마트 인공 췌장; 은 설정된 주기에 따라 연속 혈당을 측정하여 혈당 평균값을 파악하는 전자피부 모듈; 측정된 혈당 평균값을 기초로 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 인슐린 주입량을 환자에게 주입하는 펌프 모듈; 및 스마트 인공 췌장이 부착된 위치를 인식하고, 인식된 위치 주변의 경락을 자극하는 전자침; 을 포함하여 구성될 수 있다.In an embodiment, a smart artificial pancreas; is an electronic skin module for determining an average blood glucose value by continuously measuring blood glucose according to a set cycle; a pump module that calculates an insulin injection amount based on the measured average value of blood sugar and injects the calculated insulin injection amount into a patient; and an electronic acupuncture needle that recognizes the location where the smart artificial pancreas is attached and stimulates meridians around the recognized location. It can be configured including.
이상에서와 같은 인공 췌장관리 시스템은 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle)을 통해, 제1형 당뇨병 환자가 고통 없이 인슐린을 주입할 수 있도록 한다. 이를 통해, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있다. 또한, 실시예에서는 실시간으로 생체 정보를 모니터링하고 이를 웹 또는 앱을 통해 인슐린 의존형 환자에게 제공함으로써, 편리하게 혈당 수치를 관리할 수 있도록 한다. 또한, 혈당 측정 수치와 인슐린 주입량을 데이터베이스로 저장하고 측정된 혈당량에 따른 인슐린 주입량을 산출하고 이를 자동 주입함으로써, 자동화된 개인맞춤형 혈당 관리를 가능하게 한다. The artificial pancreas management system as described above enables a type 1 diabetic patient to inject insulin painlessly through a micro-needle capable of minimizing invasion. Through this, it is possible to alleviate the psychological burden of diabetic patients for insulin prescription. In addition, in the embodiment, biometric information is monitored in real time and provided to insulin-dependent patients through a web or app, so that blood sugar levels can be conveniently managed. In addition, by storing blood glucose measurement values and insulin injection amount in a database, calculating the insulin injection amount according to the measured blood glucose amount, and automatically injecting it, automated personalized blood sugar management is enabled.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템 구성을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 스마트 인공 췌장의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 환자 스마트 단말의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 클라우드 서버의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 5는 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템의 신호흐름도를 나타낸 도면1 is a diagram showing the configuration of an artificial pancreas management system according to an embodiment
2 is a diagram showing data processing blocks of a smart artificial pancreas according to an embodiment;
3 is a diagram showing a data processing configuration of a patient smart terminal according to an embodiment
4 is a diagram showing data processing blocks of a cloud server according to an embodiment;
5 is a diagram showing a signal flow diagram of an artificial pancreas management system according to an embodiment
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 인슐린 의존형 환자 대상으로 개발된 시스템으로서, 스마트 인슐린 주입과 체외형 연속혈당측정이 가능한 전자피부를 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에서는 블루투스 통신을 통해 휴대폰의 앱 및 웹에서 쉽게 당뇨를 관리할 수 있도록 한다. 실시예에 따른 스마트 인공 췌장은 전력 소모가 낮은 다이어프램(Diaphragm) 방식의 멤브레인(Membrane) 펌프 및 통증을 최소화한 인슐린 주입용 마이크로 바늘을 포함하고, 전자피부의 체외형 연속혈당측정이 가능한 일체형 의료기기이다. 또한, 실시예에 따른 스마트 인공 췌장은 고통 없이 인슐린을 주입하기 위해 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle) 주입부를 포함하여, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있도록 한다. The artificial pancreas management system according to the embodiment is a system developed for insulin-dependent patients, and may include an electronic skin capable of smart insulin injection and external continuous blood glucose measurement. In the embodiment, it is possible to easily manage diabetes through a mobile phone app and web through Bluetooth communication. The smart artificial pancreas according to the embodiment includes a diaphragm-type membrane pump with low power consumption and a microneedle for insulin injection that minimizes pain, and is an integrated medical device capable of measuring continuous blood glucose in vitro using an electronic skin. am. In addition, the smart artificial pancreas according to the embodiment includes a micro-needle injection unit capable of minimizing invasion to inject insulin without pain, thereby relieving the psychological burden of diabetic patients for insulin prescription.
또한, 실시예에서는 환자의 생체 정보를 휴대폰을 통해 실시간으로 확인할 수 있도록 하여, 혈당측정부터 인슐린 주입을 자동화하고, 디지털 헬스케어 기능이 완비된 인공 췌장 관리 시스템을 제공한다.In addition, the embodiment provides an artificial pancreas management system equipped with a digital health care function, automating insulin injection from blood glucose measurement by allowing the patient's biometric information to be checked in real time through a mobile phone.
도 1은 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of an artificial pancreas management system according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 스마트 인공 췌장(100), 스마트 단말(200) 및 클라우드 서버(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 스마트 인공 췌장(100)은 전자피부를 통해 연속 혈당 측정을 수행하고, 측정된 혈당량에 따라 인슐린을 주입한다. 또한, 실시예에서 스마트 인공 췌장(100)은 혈당량, 인슐린 주입량, 혈당 변화량, 맥박, 온도, 혈압, 심박수 등을 포함하는 생체정보를 모니터링하고, 모니터링된 생체정보를 스마트 단말(200)로 전송한다. 스마트 단말(200)은 스마트 인공 췌장(100)에서 블루투스 통신 등을 통해 수신한 환자의 혈당수치와 인슐린 주입량을 포함하는 생체정보를 디스플레이 하여 환자에게 제공한다. 클라우드 서버(300)는 스마트 단말(200)로 부터 환자 생체정보를 수신하여 저장하고, 환자의 인슐린 주입량에 따른 혈당 수치 변화를 환자의 건강상태 정보에 따라 분석한다. Referring to FIG. 1 , an artificial pancreas management system according to an embodiment may include a smart
실시예에서 적어도 하나의 스마트 단말(200)은, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데In the embodiment, at least one
스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 구매자 단말(100)은, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 스마트 단말(200)은, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 태블릿 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.It may include desktops, laptops, and the like. In this case, at least one
도 2는 실시예에 따른 스마트 인공 췌장의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing data processing blocks of a smart artificial pancreas according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 스마트 인공 췌장(100)은 전자 피부 모듈(110), 펌프 모듈(120) 및 전자침(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.Referring to FIG. 2 , the smart
전자 피부 모듈(110)은 설정된 주기에 따라 연속 혈당을 측정하여 혈당 평균값을 파악한다. 예컨대, 전자 피부 모듈(110)은 연속혈당측정검사를 위해 복부의 피하지방에 센서를 부착하고, 센서를 통해 세포 간질액의 당을 측정하여 설정된 시간(5분)마다 무선으로 혈당수치를 스마트폰의 앱으로 전송하여 수시로 혈당을 확인할 수 있도록 하고, 하루 동안의 혈당 수치 패턴을 환자가 직접 확인할 수 있도록 한다. The
펌프 모듈(120)은 측정된 혈당 평균값에 따라 인슐린 주입량을 추출하고, 추출된 인슐린을 환자에게 주입한다. 실시예에서 펌프 모듈(120)은 측정된 혈당 평균값에 매칭된 주입량을 인슐린 주입량으로 추출하거나, 스마트 단말(200)로부터 수신한 제어신호에 따라 인슐린을 주입할 수 있다. The
전자침(130)은 스마트 인공 췌장 장치가 부착된 위치를 인식하고, 인식된 위치 주변의 경락을 자극한다. 실시예에서 전자침(130)은 스마트 인공 췌장을 부착한 환자의 현재 건강상태를 파악하여, 파악된 건강상태 정보에 따라 주변 경락을 자극할 수 있다. 구체적으로, 소화불량의 건강상태 정보가 파악되거나, 환자의 스마트 단말로부터 소화불량의 건강 상태정보가 전달되는 경우, 위 주변 경락을 자극하여 환자의 불편감을 해소할 수 있도록 한다. 또한, 아랫배 통증의 건강상태 정보가 전달되는 경우, 전자침(130)으로 대장 주변의 경락을 자극하여 환자의 불편감을 신속하게 해소할 수 있도록 한다.The
도 3은 실시예에 따른 환자 스마트 단말의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram showing a data processing configuration of a patient smart terminal according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 환자의 스마트 단말(200)은 통신모듈(210), 제어모듈(220), 생체정보 제공 모듈(230) 및 건강 관리 모듈(240)을 포함하여 구성될 수 있다. 통신모듈(210)은 스마트 인공 췌장 장치와 통신하여 환자의 혈당수치, 인슐린 주입량, 맥박, 혈압, 심박수, 체온을 포함하는 환자 생체 정보를 수집하고, 스마트 인공 췌장 제어 명령을 스마트 인공 췌장으로 전송한다. 제어모듈(220)은 환자의 생체정보를 통해 연속혈당 측정주기 및 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 측정 주기와 인슐린 주입량에 따라 스마트 인공 췌장을 제어하는 제어명령을 생성한다. 생체 정보 제공 모듈(230)은 수집한 환자 생체정보를 그래프, 이미지를 포함하는 정보 제공 아이콘으로 변환하여 디스플레이 한다. Referring to FIG. 3 , the patient's
실시예에서 스마트 단말의 건강관리 모듈(240)은 환자의 생활 주기 정보 및 식단정보를 관리한다. 예컨대, 건강관리 모듈(240)은 환자의 수면시간, 기상시간, 잠드는 시간, 운동 시간 등 하루 일과정보를 파악하여 건강관리에 도움이 되도록 생활 주기를 관리할 수 있다. 구체적으로, 건강관리 모듈(240)은 환자의 수면 시간이 일정 시간 미만인 경우, 수면 시작 시점을 앞당기도록 하는 알림을 출력하여 수면시간을 유지할 수 있도록 한다. 또한, 건강관리 모듈(240)은 측정된 혈당 수치를 기반으로, 정상 혈당량 유지에 도움을 주거나, 혈당량이 급격히 증가하지 않도록 하는 식단을 추천할 수 있다. 실시예에서는 환자의 측정 혈당 수치와 정상 수치를 비교하여, 측정 수치와 정상 수치의 차이에 따라 혈당량을 관리할 수 있는 식단 정보를 제공한다. 예컨대, 혈당 측정 수치와 정상 수치의 차이가 일정 수준 미만인 경우, 채소, 곡물 및 당성분을 포함하는 과일을 식단에 포함시켜 식단정보를 제공하고, 혈당 측정 수치와 정상 수치의 차이가 일정수준을 초과하는 경우, 당이 포함된 음식을 제외하고 채소로 구성된 식단 정보를 제공할 수 있다. In the embodiment, the health management module 240 of the smart terminal manages the patient's life cycle information and diet information. For example, the health management module 240 can manage a life cycle to help health management by grasping daily information such as sleep time, wake-up time, sleep time, and exercise time of the patient. Specifically, when the patient's sleep time is less than a certain amount of time, the health management module 240 outputs a notification to advance the sleep start point so that the sleep time can be maintained. In addition, the health management module 240 may recommend a diet that helps maintain a normal blood sugar level or prevents a rapid increase in blood sugar level, based on the measured blood sugar level. In an embodiment, a patient's measured blood sugar level is compared with a normal level, and diet information for managing blood sugar level is provided according to the difference between the measured level and the normal level. For example, if the difference between the measured blood glucose level and the normal level is less than a certain level, provide diet information by including vegetables, grains, and fruits containing sugar components in the diet, and the difference between the measured blood glucose level and the normal level exceeds a certain level If you do, you can provide information on a diet consisting of vegetables, excluding sugar-containing foods.
또한, 실시예에서 스마트 단말의 건강관리 모듈(240)은 인슐린 주입량을 모니터링하여 일정 기간에 주입되는 인슐린의 양이 권장량을 초과하지 않도록 인슐린 주입량을 관리한다. 실시예에서는 하루 동안 환자에게 주입되는 인슐린의 양이 권장량을 초과하지 않도록, 하루 동안의 인슐린 주입 횟수와 측정된 혈당수치에 따라 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 양만큼 인슐린이 주입되도록 스마트 인공 췌장을 제어할 수 있다.In addition, in the embodiment, the health management module 240 of the smart terminal monitors the insulin injection amount and manages the insulin injection amount so that the amount of insulin injected in a certain period does not exceed the recommended amount. In the embodiment, the smart artificial pancreas is designed so that the amount of insulin injected into the patient during the day does not exceed the recommended amount, the insulin injection amount is calculated according to the number of insulin injections during the day and the measured blood sugar level, and the calculated amount of insulin is injected. You can control it.
도 4는 실시예에 따른 클라우드 서버의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a data processing block of a cloud server according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 클라우드 서버(300)는 통신모듈(310), 데이터 관리 모듈(320) 및 분석모듈(330)을 포함하여 구성될 수 있다. 통신모듈(310)은 환자의 스마트 단말로부터 연속혈당측정 데이터, 인슐린 주입량 데이터 및 환자 생체 정보를 수집한다. 실시예에서 수집되는 환자 생체 정보에는 환자의 나이, 병력, 성별, 혈압, 맥박, 심박수, 체온 등이 포함될 수 있다. 또한, 통신모듈(310)은 환자의 병력, 기저질환, 당뇨 유형을 포함하는 건강상태 정보를 수집한다. 데이터 관리 모듈(320)은 환자 별 생체정보, 건강상태정보와 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 수집하여 저장하고 데이터베이스화 한다. Referring to FIG. 4 , a
분석모듈(330)은 환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태를 반영하여, 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 분석하고, 정상 혈당을 위한 개인별 인슐린 최적 주입량을 산출하는 알고리즘을 업데이트한다. 실시예에서 분석모듈(330)은 수집된 환자 별 생체정보와 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량 데이터를 인공지능을 기반으로 분석할 수 있다. 실시예에서는 머신 러닝과 딥러닝 알고리즘을 이용하여 지도학습과 비지도 학습을 지원하여 다양한 데이터 모델링을 제공하는 인공지능 데이터 분석을 통해 건강상태 정보를 반영한 개인별 최적 인슐린 주입량을 산출할 수 있다. 특히, 실시예에서 분석모듈(330)은 AI 모델링을 수행하기 위해, 특성데이터(Feature Data)의 판단과 특성데이터를 추출하기 위한 데이터 전처리의 실시간 처리와 자동화 기능을 제공한다. 구체적으로, 분석모듈(330)은 인슐린 주입량 및 측정된 혈당 수치에 따른 혈당 변화량을 파악하고, 혈당 변화량이 환자의 나이, 병력 등을 포함하는 환자의 건강상태정보에 따라 어떤 차이를 보이는지 파악한다. 이후, 환자의 건강상태에 따라 혈당 변화를 위해 필요한 최적 인슐린 주입량을 산출하고, 최적 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트 한다. 실시예에서 클라우드 서버(300)는 인공 췌장 관리 시스템에 가입된 환자 스마트 단말의 최적 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트하여, 환자의 건강상태 변화에 따라 인슐린 주입량이 조정될 수 있도록 한다. The
또한, 실시예에 따른 클라우드 서버(300)는 병원 EMR: Electronic Medical Record)연계하여 환자의 특징적인 생체 데이터를 기록하고, 응급상황 발생시 신속하게 대응할 수 있도록 한다. In addition, the
이하에서는 실시예에 따른 인공 췌장 관리 방법에 대해서 차례로 설명한다. 실시예에 따른 인공 췌장 관리 방법의 작용(기능)은 인공 췌장 관리 시스템의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 4와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, the artificial pancreas management method according to the embodiment will be described in turn. Since the operation (function) of the artificial pancreas management method according to the embodiment is essentially the same as that of the artificial pancreas management system, descriptions overlapping those of FIGS. 1 to 4 will be omitted.
도 5는 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템의 신호흐름도를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a signal flow diagram of an artificial pancreas management system according to an embodiment.
도 5를 참조하면, S10 단계에서는 스마트 인공 췌장 장치에서 연속 혈당을 측정하고, S20 단계에서 생체 정보를 수집한다. S30 단계에서는 스마트 단말과 클라우드 서버로 생체 정보를 전송한다. S40 단계에서 클라우드 서버는 생체 정보를 수집하고, S70 단계에서 환자의 개별 건강상태 정보를 반영하여 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 분석한다. S80 단계에서는 클라우드 서버에서 개인별 최적 인슐린 주입량을 산출하고, S90 단계에서 산출된 개인별 최적 인슐린 주입량에 따라 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트 한다. S100 단계에서는 스마트 단말에서 클라우드 서버로부터 업데이트 정보를 수신하여 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트 하고, S110 단계에서는 업데이트 된 알고리즘을 통해 환자의 연속혈당 측정 주기 및 인슐린 주입량을 산출한다. S120 단계에서는 스마트 단말에서 스마트 인공 췌장 장치 제어 명령을 생성하고 S130 단계에서는 스마트 인공 췌장 장치로 제어명령을 전송한다. S140 단계에서는 스마트 인공 췌장 장치에서 수신한 제어명령에 따라 인공 췌장 장치를 제어하고 S150단계에서는 스마트 단말에서 환자의 건강관리 정보를 생성한다. Referring to FIG. 5 , in step S10, the smart artificial pancreas device continuously measures blood sugar, and in step S20, biometric information is collected. In step S30, biometric information is transmitted to the smart terminal and the cloud server. In step S40, the cloud server collects biometric information, and in step S70, the patient's individual health status information is reflected and the amount of blood glucose change according to the amount of insulin injected is analyzed. In step S80, the optimal insulin injection amount for each individual is calculated in the cloud server, and the insulin injection amount calculation algorithm is updated according to the individual optimal insulin injection amount calculated in step S90. In step S100, the smart terminal receives update information from the cloud server to update the insulin injection amount calculation algorithm, and in step S110, the patient's continuous blood sugar measurement cycle and insulin injection amount are calculated through the updated algorithm. In step S120, the smart terminal generates a control command for the smart artificial pancreas device, and in step S130, the control command is transmitted to the smart artificial pancreas device. In step S140, the artificial pancreas device is controlled according to the control command received from the smart artificial pancreas device, and in step S150, health management information of the patient is generated in the smart terminal.
이상에서와 같은 인공 췌장관리 시스템은 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle)을 통해, 제1형 당뇨병 환자가 고통 없이 인슐린을 주입할 수 있도록 한다. 이를 통해, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있다. 또한, 실시예에서는 실시간으로 생체 정보를 모니터링하고 이를 웹 또는 앱을 통해 인슐린 의존형 환자에게 제공함으로써, 편리하게 혈당 수치를 관리할 수 있도록 한다. 또한, 혈당 측정 수치와 인슐린 주입량을 데이터베이스로 저장하고 측정된 혈당량에 따른 인슐린 주입량을 산출하고 이를 자동 주입함으로써, 자동화된 개인맞춤형 혈당 관리를 가능하게 한다. The artificial pancreas management system as described above enables a type 1 diabetic patient to inject insulin painlessly through a micro-needle capable of minimizing invasion. Through this, it is possible to alleviate the psychological burden of diabetic patients for insulin prescription. In addition, in the embodiment, biometric information is monitored in real time and provided to insulin-dependent patients through a web or app, so that blood sugar levels can be conveniently managed. In addition, by storing blood glucose measurement values and insulin injection amount in a database, calculating the insulin injection amount according to the measured blood glucose amount, and automatically injecting it, automated personalized blood sugar management is enabled.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.The disclosed content is only an example, and can be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the subject matter of the claim claimed in the claims, so the protection scope of the disclosed content is limited to the specific It is not limited to the examples.
Claims (7)
전자피부를 통해 연속 혈당 측정을 수행하고, 측정된 혈당수치에 따라 인슐린을 주입하는 스마트 인공 췌장;
상기 스마트 인공 췌장으로부터 수신한 환자의 혈당수치와 인슐린 주입량 및 체온, 혈압, 혈당 수치 변화량을 포함하는 환자의 생체 정보를 제공하는 스마트 단말; 및
상기 스마트 단말로 부터 환자의 생체정보를 수신하여 저장하고, 환자 개개인의 인슐린 주입량에 따른 혈당 수치 변화를 분석하는 클라우드 서버; 를 포함하는 인공 췌장 관리 시스템.
In the artificial pancreas management system,
A smart artificial pancreas that continuously measures blood sugar through electronic skin and injects insulin according to the measured blood sugar level;
a smart terminal that provides biometric information of the patient, including the patient's blood sugar level, insulin injection amount, body temperature, blood pressure, and blood sugar level change received from the smart artificial pancreas; and
a cloud server that receives and stores the patient's biometric information from the smart terminal and analyzes a change in blood glucose level according to the patient's insulin injection amount; An artificial pancreas management system comprising a.
설정된 주기에 따라 연속 혈당을 측정하여 혈당 평균값을 파악하는 전자피부 모듈;
측정된 혈당 평균값을 기초로 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 인슐린 주입량을 환자에게 주입하는 펌프 모듈;
스마트 인공 췌장이 부착된 위치를 인식하고, 인식된 위치 주변의 경락을 자극하는 전자침; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 췌장 관리 시스템.
The method of claim 1, wherein the smart artificial pancreas; silver
An electronic skin module that continuously measures blood sugar according to a set cycle and determines an average blood sugar value;
a pump module that calculates an insulin injection amount based on the measured average value of blood sugar and injects the calculated insulin injection amount into a patient;
an electronic needle that recognizes the location where the smart artificial pancreas is attached and stimulates meridians around the recognized location; Artificial pancreas management system comprising a.
스마트 인공 췌장과 통신하여 환자의 혈당수치, 인슐린 주입량, 맥박, 혈압, 심박수, 체온을 포함하는 환자의 생체 정보를 수집하고, 스마트 인공 췌장 장치 제어 명령을 전송하는 통신모듈;
환자의 생체정보를 통해 연속혈당 측정주기 및 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 측정 주기와 인슐린 주입량에 따라 스마트 인공 췌장 장치를 제어하는 제어명령을 생성하는 제어모듈;
수집한 환자 생체정보를 그래프, 이미지를 포함하는 정보 제공 아이콘으로 변환하여 디스플레이 하는 생체정보 제공 모듈; 및
환자의 생활 주기 정보 및 식단정보를 관리하는 건강관리 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 췌장 관리 시스템.
According to claim 1, wherein the smart terminal; silver
A communication module that communicates with the smart artificial pancreas to collect the patient's biometric information including the patient's blood sugar level, insulin injection amount, pulse rate, blood pressure, heart rate, and body temperature, and transmits a control command to the smart artificial pancreas device;
A control module that calculates a continuous blood glucose measurement cycle and an insulin injection amount through the patient's biometric information and generates a control command for controlling the smart artificial pancreas device according to the calculated measurement cycle and insulin injection amount;
A biometric information providing module that converts the collected patient biometric information into information providing icons including graphs and images and displays them; and
A health management module that manages the patient's life cycle information and diet information; Artificial pancreas management system comprising a.
환자의 스마트 단말로부터 연속혈당측정 데이터 및 인슐린 주입량 데이터 및 환자 생체 정보를 수신하는 통신모듈;
환자 개개인의 생체정보와 환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태 정보 및 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 수집하여 저장하고 데이터베이스화 하는 데이터관리 모듈;
환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태정보를 반영하여, 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 분석하고, 정상 혈당을 위한 개인별 인슐린 최적 주입량을 산출하는 알고리즘을 업데이트하는 분석 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 췌장 관리 시스템.
According to claim 1, The cloud server; Is
A communication module for receiving continuous blood glucose measurement data, insulin injection amount data, and patient biometric information from the patient's smart terminal;
A data management module that collects, stores, and creates a database of health status information including patient biometric information, patient's age, weight, medical history, and underlying disease, and blood glucose change according to insulin injection amount;
An analysis module that updates an algorithm that analyzes a change in blood glucose according to an insulin injection amount by reflecting health status information including a patient's age, weight, medical history, and underlying disease, and calculates an individual optimal insulin injection amount for normal blood sugar; Artificial pancreas management system comprising a.
수집한 환자의 생체 정보를 클라우드 서버로 전송하고 상기 클라우드 서버로부터 개인별 인슐린 최적 주입량 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 인공 췌장 관리 시스템.
According to claim 3, Communication module of the smart terminal; silver
An artificial pancreas management system characterized in that it transmits the collected patient's biometric information to a cloud server and receives data of an optimal insulin injection amount for each individual from the cloud server.
(A)스마트 인공 췌장에서 전자피부를 통해 연속 혈당 측정을 수행하고, 측정된 혈당수치에 따라 인슐린을 주입하는 단계;
(B) 환자의 스마트 단말에서 상기 스마트 인공 췌장으로부터 수신한 환자의 혈당수치와 인슐린 주입량 및 체온, 혈압, 혈당 수치 변화량을 포함하는 환자의 생체 정보를 제공하는 단계; 및
(C) 클라우드 서버에서 상기 스마트 단말로 부터 환자의 생체정보를 수신하여 저장하고, 환자 개개인의 인슐린 주입량에 따른 혈당 수치 변화를 분석하는 단계; 를 포함하는 인공 췌장 관리 방법.
In the artificial pancreas management method,
(A) performing continuous blood glucose measurement through the electronic skin in the smart artificial pancreas and injecting insulin according to the measured blood glucose level;
(B) providing the patient's biometric information including the patient's blood sugar level, insulin injection amount, body temperature, blood pressure, and blood sugar level change received from the smart artificial pancreas in the patient's smart terminal; and
(C) receiving and storing the patient's biometric information from the smart terminal in a cloud server, and analyzing a change in blood glucose level according to the patient's insulin injection amount; Artificial pancreas management method comprising a.
환자의 스마트 단말로부터 연속혈당측정 데이터 및 인슐린 주입량 데이터 및 환자 생체 정보를 수신하는 단계;
환자 개개인의 생체정보와 환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태 정보 및 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 수집하여 저장하고 데이터베이스화 하는 단계;
환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태정보를 반영하여, 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 분석하고, 정상 혈당을 위한 개인별 인슐린 최적 주입량을 산출하는 알고리즘을 업데이트하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 췌장 관리 방법.
The method of claim 6, wherein the step of (C); Is
Receiving continuous blood glucose measurement data, insulin injection amount data, and patient biometric information from a patient's smart terminal;
Collecting, storing, and creating a database of health status information including biometric information of each patient, age, weight, medical history, and underlying disease of the patient, and blood glucose change according to insulin injection amount;
Updating an algorithm that analyzes a change in blood sugar according to an insulin injection amount by reflecting health status information including the patient's age, weight, medical history, and underlying disease, and calculates an individual optimal insulin injection amount for normal blood sugar; An artificial pancreas management method comprising a.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210178258A KR20230090385A (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Artificial pancreas management systems and methods |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101280449B1 (en) | 2012-05-08 | 2013-07-01 | 상지대학교산학협력단 | Glove type multi purpose electric needle capable of automatical acupuncturing based on pulse diagnosic |
| KR101406025B1 (en) | 2013-04-17 | 2014-06-11 | 상지대학교산학협력단 | Intelligent electronic acupuncture system |
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2021
- 2021-12-14 KR KR1020210178258A patent/KR20230090385A/en active IP Right Grant
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