KR100775669B1 - A wristwatch-like, portable device for noninvasive blood glucose measurement - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a는 본 발명의 팔목시계형 무채혈 근적외선 혈당 측정기 평면구성도.Figure 1a is a wrist watch type bloodless near-infrared blood glucose meter plan configuration of the present invention.
도 1b는 본 발명의 팔목시계형 무채혈 근적외선 혈당 측정기 배면구성도.Figure 1b is a rear view of the wrist watch type bloodless near-infrared blood glucose meter of the present invention.
도 2는 본 발명의 팔목 휴대용 무채혈 혈당 측정기의 배면에 형성된 수광부와 투광 섬유에 따른 내부 구성도.Figure 2 is an internal configuration according to the light-receiving portion and the light-transmitting fiber formed on the back of the wrist portable bloodless blood glucose meter of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 혈당측정 장치를 피부에 작용시 근적외선 투광 및 수광침투, 수광되는 상태를 나탄낸 사용상태도.Figure 3 is a state of use of the blood glucose measurement apparatus according to the present invention shows the state of near-infrared light transmission and light penetration, light reception when acting on the skin.
도 4는 본 발명의 피 구성성분의 근적외선 흡수상태를 (a), (b), (c), (d)로 나타낸 그래프.4 is a graph showing the near-infrared absorption state of the constituents of the present invention as (a), (b), (c) and (d).
도 5는 본 발명의 혈당 교정 직선 그래프.5 is a blood glucose correction straight line graph of the present invention.
도 6은 본 발명의 근적외선(NIR) 혈당 센서에 따른 시스템블록 선도계.Figure 6 is a system block diagram according to the near infrared (NIR) blood glucose sensor of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 혈당농도를 무채혈 측정방법을 도시한 흐름도7 is a flowchart illustrating a method for measuring blood glucose free blood glucose concentration according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
3:액정표시장치(LCD DISPLAY) 9:수광부3: LCD DISPLAY 9: Receiver
10:투광 섬유 12:근적외선 투광부(NIR Emitter)10: light transmitting fiber 12: near infrared light emitting portion (NIR Emitter)
13:방사창 14:근적외선 수광부13: Radiation Window 14: Near-Infrared Light Receiver
16:화면표시 제어기 17:회로기판16: Display controller 17: Circuit board
20:차동증폭기 21:아나로그/디지털 변환장치20: differential amplifier 21: analog / digital converter
22:자료임시 저장소 23:신호제어기 22: Temporary storage 23: Signal controller
24:증폭기 25:마이크로제어 기억장치24: Amplifier 25: Microcontroller
26:버튼 27:전원관리장치26: button 27: power management device
본 발명은 근적외선(Near Infra-Red : NIR) 분광기(Spectroscopy)에 의한 무채혈 혈당 측정기에 관한 것으로 팔목 등의 피부에 착용하는 것만으로 혈당을 간단 용이하게 체크할 수 있도록 한 것이다. 더욱 상세하게는 특별한 두개의 근적외선 파장을 선택함으로서 종래의 복잡한 다변량 통계기법에 의한 혈당치 계산을 하지 않고도 간단 용이하고 정확하게 측정하고, 또한 특수한 두개의 파장을 효율적으로 수광하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a blood-free blood glucose meter by a near infrared (NIR) spectroscopy (Spectroscopy) to simply check the blood sugar simply by wearing on the skin, such as the wrist. More specifically, the present invention relates to a system for easily and accurately measuring blood glucose values by conventional complex multivariate statistical techniques by selecting two special near-infrared wavelengths and efficiently receiving two special wavelengths.
즉, 본 발명은 시계와 같이 형성한 혈당측정기를 팔목에 착용하면 혈당측정기 배면, 감지헤드에 형성된 투광 섬유에서 근적외선이 조사되어 피부에 침투하고 피부에 침투된 근적외선은 피부내면의 혈당분자들과 접촉된 후 다시 반사되어 혈당측정기 배면 감지헤드 중앙부에 형성된 수광부에 수광되도록 하여 수광되는 근적외선 에너지는 당(C6H1206) 분자의 탄소 수소원자 확장시 첫 2배의 에너지(First overtone of C-H stretching modes)에서 1.5-1.8㎛ 파장을 흡수하며 이 근적외선 파장의 에너지 흡수량을 분광학 분석하여 혈당의 농도를 검출한 후 혈당측정장치의 전면에 형성된 디지털 표시부에 표시되도록 함으로서 혈당을 채혈하지 않고 간단 용이하게 체크 할 수 있도록 한 팔목휴대용 무채혈 혈당 측정장치에 관한 것이다. That is, in the present invention, when a blood glucose meter formed like a watch is worn on the wrist, near infrared rays are irradiated from the light transmitting fiber formed on the back of the blood glucose meter and the sensing head to penetrate the skin, and the near infrared rays penetrated into the skin come into contact with blood glucose molecules on the inner surface of the skin. And then reflected back and received by the light-receiving part formed in the center of the head of the blood glucose meter, the received near-infrared energy is first overtone of CH stretching when the carbon hydrogen atom of the sugar (C 6 H 12 0 6 ) molecule is expanded. mode) absorbs 1.5-1.8㎛ wavelength and spectroscopically analyzes the energy absorption of this near-infrared wavelength to detect blood glucose concentration and display it on the digital display formed on the front side of the blood glucose measurement device. The present invention relates to a portable bloodless blood glucose measurement apparatus.
일반적으로 혈당측정기는 혈액에 포함되어 있는 당을 측정하는 기기로서, 종래의 측정 방법은 손가락 등의 신체 일부를 찔러서 채혈한 혈중성분의 농도를 즉석에서 분석하기 위한 기존의 장치들이 알려져 있다. 이 혈중성분의 농도를 측정하는 장치들은 손가락을 찔러서 채혈함으로써 고통스럽고 자주하는 경우에는 환자에게 상당한 고통과 불편이 있는 문제점이 있다. In general, a blood glucose meter is a device for measuring glucose contained in blood. Conventional measuring methods are known in the art for instantly analyzing the concentration of blood components collected by puncturing body parts such as fingers. Devices for measuring the concentration of these blood components are painful by frequent puncture of the finger and blood, there is a problem that there is considerable pain and discomfort to the patient.
또한 이러한 혈당측정기의 선등록된 사례들을 살펴보면 실용신안등록 제0406331호와 같이 휴대를 용이하게 하고 하나의 측정 장치로 혈압 및 혈당을 측정할 수 있도록 한 것이 개시되고 있다. 이는 혈압을 측정하는 혈압 측정부와 결합되고 측정된 신호를 제어하는 컨트롤러와 측정된 신호를 외부에 표시하는 디스플레이부를 구비하고 혈당을 측정하는 혈당 측정부를 구성한 본체를 제공하여 손목에 감아 사용할 수 있도록 한 것이다. In addition, looking at the pre-registered cases of such a blood glucose meter, such as Utility Model Registration No. 0406331 discloses that it is easy to carry and to measure blood pressure and blood sugar with a single measuring device. It is combined with a blood pressure measuring unit for measuring blood pressure and provided with a controller for controlling the measured signal and a display unit for displaying the measured signal to the outside and a blood sugar measuring unit for measuring blood sugar to be wound around the wrist. will be.
그러나 선등록된 실용신안등록 제0406331호는 별도의 채혈기를 통하여 일정한 양의 혈액(이하, 샘플 이라함)이 나오도록 하여 가늘고 긴 형상으로 이루어진 검사 스트립(strip)의 점적구에 채혈된 샘플을 떨어뜨려 산화효소가 있는 반응부위로 흘러가도록 하여 혈당을 측정하는 방식으로서 이 역시 채혈을 해야하는 문제점이 있다. However, Utility Model Registration No.0406331, which is registered in advance, allows a certain amount of blood (hereinafter referred to as a sample) to come out through a separate blood collection device so as to drop a sample collected in a drop port of an elongated shape of a test strip. As a way to measure the blood sugar by flowing to the reaction site containing the oxidase is also a problem that must be collected.
또 다른 실시 예로서, 특허 제0300960호는 광원으로 800-1850nm의 근적외선 영역의 특정 광을 발광하는 다색광원을 이용하고, 광은 환부에서 역산란되거나 환부에 투과되도록 하여 혈액이 함유된 조직과 혈관에서 역산란 된 광은 혈중성분의 농도에 관한 정보를 갖고 있으므로, 피부 표면에서의 표면 반사를 피하고 역산란 배경의 변화와 관련된 영향을 최소화하기 위해 광이 적절하게 수광되도록 하며, 혈중성분의 농도는 제안된 알고리즘에 의해 선택된 파장에 근거하여 분광학적 분석에 의해 계산되며, 마이크로프로세서가 마이크로프로세서의 메모리에 저장된 측정곡선을 참고하여 소정 비율을 계산한 후 혈중성분의 농도를 결정하고 그 농도 값을 디스플레이에 표시하도록 하는 혈중성분 농도의 무혈측정 방법 및 장치가 개시되었다. As another embodiment, Patent No. 0300960 uses a multi-color light source that emits a specific light in the near infrared region of 800-1850nm as a light source, the light is backscattered in the affected area or transmitted to the affected area, blood-containing tissues and blood vessels Since backscattered light has information on the concentration of blood components, it ensures that light is properly received to avoid surface reflections on the skin surface and to minimize the effects associated with changes in the backscatter background. Calculated by spectroscopic analysis based on the wavelength selected by the proposed algorithm, the microprocessor calculates a certain ratio by referring to the measurement curve stored in the memory of the microprocessor, determines the concentration of blood components, and displays the concentration value. Disclosed is a bloodless measurement method and apparatus for displaying a blood component concentration.
그러나, 특허 제0300960호와 같은 종래의 혈당측정기는 근적외선이 혈당외에 타 구성성분에 의해 흡수되는 적외선 에너지 흡수를 구별하여 혈당이 흡수한 근적외선 에너지 흡수의 정도를 유도하기 위하여 각 구성성분에 대한 부분 최소 자승법의 다변량통계기법에 의하여 유도된 교정(calibration)에 의하여 혈당 농도를 측정하였다. 그러나 이 교정(Calibration) 방법은 모든 피부 구성 성분에 대한 정량측정 데이터가 있어야 하므로 매우 복잡하며 이는 또한 각 사용자의 피부 특성에 의한 근적외선(NIR) 신호 변이를 감안하지 못하는 큰 문제점이 있다.However, conventional blood glucose meters, such as patent 0300960, have a partial minimum for each component to induce the degree of near infrared energy absorption absorbed by the blood sugar by distinguishing the infrared energy absorption absorbed by other components in addition to the blood glucose. Blood glucose levels were measured by calibration induced by a multivariate statistical technique. However, this calibration method is very complicated because there must be quantitative data for all skin components, which also has a big problem that does not take into account the near infrared (NIR) signal variation due to the skin characteristics of each user.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로서, 혈당 근적외선(NIR) 흡수 분광(Spectrum)분석을 바탕으로 한 팔목 휴대용 혈당 측정기를 개발하여 팔목에 착용하는 것만으로 혈당을 정확하고 간단 용이하게 체크 함으로서 일반인 뿐만 아니라 당뇨환자 들이 채혈하지 않고 본인의 혈당을 수시로 측정할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다. The present invention has been invented in view of the above problems, by developing a portable blood glucose meter based on blood glucose near-infrared (NIR) absorption spectrometry, and simply checking the blood sugar accurately and simply by wearing it on the wrist The purpose is to allow the diabetic patients as well as the general public to measure their own blood sugar at any time without collecting blood.
이와 같은 목적을 갖는 본 발명은 모든 피부 구성 성분에 대한 정량측정 데이터(Data)를 필요로 하는 통상의 복잡한 부분 최소 자승법의 다변량 통계기법에 의한 교정을 필요로 하지 않고 이들 구성성분이 혈당 근적외선(Near Infra-Red:NIR) 흡수 정량분석에 간섭이 되는 타 구성 성분의 신호를 상쇄 또는 최소화할 수 있는 파장1(λ1), 파장2(λ2) 을 선택하여 이 두파장의 신호차이를 빼기함으로서 헤모글로빈, 물, 피의 구성성분을 상쇄또는 최소화하여 타 구성 성분의 혈당측정 영향을 최소화하는 방법이다. The present invention having such an object does not require correction by the multivariate statistical technique of the conventional complex partial least squares method, which requires quantitative measurement data of all skin components, and these components do not require blood glucose NIR. By selecting the wavelength 1 (λ1) and the wavelength 2 (λ2) that can cancel or minimize the signals of other components that interfere with the infra-red (NIR) absorption quantification, hemoglobin, This method minimizes the effect of blood glucose measurement on other components by offsetting or minimizing water and blood components.
이 방법으로 유도된 교정 곡선은 일차 방정식의 직선으로서 직선 방정식의 두 계수 인 기울기와 Y축 절편 값만 구하면 된다. 기울기는 파장1(λ1), 파장2(λ2)에 대한 혈당 흡광도로 구해지며 이는 교정공정에서 기억장치에 입력되어 출고되므로 소비자는Y축 절편값을 구하기 위한 일점 교정(One Point Calibration)만 하면 된다The calibration curve derived in this way is a straight line of the linear equation and only the two coefficients of the linear equation, the slope and the y-axis intercept, are needed. The slope is obtained by the blood glucose absorbance for wavelength 1 (λ1) and wavelength 2 (λ2), which is input to the memory device during the calibration process, and the customer only needs to do one point calibration to obtain the Y-axis intercept value.
또한 근적외선(NIR) 광이 피부 조직을 잘 투과할 수 있도록 다수의 투광을 광섬유(광 Fiber)로 집광하여 피부표면에서 직접반사된 광이 수광부에 흡입이 되지 않도록 피부에 접착 조사되도록 하고, 조사된 근원적외선 광이 피부 내면 3mm까지 침투하여 혈당분자들과 접촉된 후 피부 밖으로 난반사되는 근적외선(NIR )광 에너지를 수광부에서 수광하여 분석한 후 이를 디지털 숫자로 표시부에 나타낼 수 있도록 한 팔목 휴대용 무채혈 혈당측정 장치를 제공할 수 있도록 한 것이다.
In addition, the NIR light is transmitted to the skin tissue so that a large number of light transmission through the optical fiber (NIR) light so that the light reflected directly from the surface of the skin is irradiated to the light-receiving portion to the adhesive irradiation, and irradiated NIR light energy that penetrates up to 3mm in the inner skin of skin and comes into contact with blood sugar molecules and is diffusely reflected off the skin. It is to provide a measuring device.
이하 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1a는 본 발명의 팔목 휴대용 무채혈 혈당 측정기의 정면 구성도 이고, 도1b는 본 발명의 팔목 휴대용 무채혈 혈당 측정기의 배면 구성도를 표시한 것이다. Figure 1a is a front configuration diagram of the cuff portable blood glucose meter of the present invention, Figure 1b is a rear configuration diagram of the cuff portable blood glucose meter of the present invention.
본 발명의 혈당 측정기 뒷면에는 감지헤드가 구성되어 있고 근적외선 광(Beam)을 피부에 조사하는 6개의 투광 섬유(Fiber)(10)가 형성되고, 상기 투광 섬유(10)에서 근적외선 광이 투광된 후 근적외선(NIR)이 피부 내면 3mm까지 침투하여 혈당분자들과 접촉된 후 여러 경로로 전파 피부밖으로 재반사되는 근적외선을 수광하는 수광부(9)가 형성되어 있다. The sensing head is configured on the back of the blood glucose meter of the present invention and the near infrared ray Six light-emitting
또한 수광신호(SNR:Signal to Noise Ratio)을 높이기 위하여 근적외선 광을 피부에 조사할 때 피부를 투과하지 않고 피부 표면에서 직접 난반사로 인한 손실을 최소화하기 위해 투광면과 수광면이 같은 표면상에서 이루어지도록 하고 이 면이 피부에 접착하도록 함으로서 피부표면에서 직접 난반사된 근적외선(NIR) 광이 수광부로 잠입이 안되도록 한다. In addition, when irradiating near-infrared light to the skin to increase the signal to noise ratio (SNR), the light emitting surface and the light receiving surface are formed on the same surface to minimize the loss due to diffuse reflection directly on the skin surface. By making the surface adhere to the skin, NIR light diffused directly from the skin surface cannot be infiltrated into the light receiving portion.
본 발명은 피부조직의 한 부분에 있는 혈당을 검출하는 것보다 여러 부분의 피부조직에 있는 혈당분자들과 접촉할수 있도록 다수의 광을 피부 여러 부분에 조사하여 흡수 함으로써 근적외선(NIR) 신호의 수광신호(SNR)를 높인다. Rather than detecting blood glucose in one part of the skin tissue, the present invention is irradiated with a plurality of parts of the skin to absorb blood sugar molecules in various parts of the skin tissue, thereby absorbing a near infrared (NIR) signal. Increase the (SNR).
도 2는 본 발명의 팔목 휴대용 무채혈 혈당 측정기의 배면에 형성된 감지헤드를 표시하며 수광부과 투광 섬유에 따른 내부 구성도로서, 6개의 조사 광을 6개의 방향으로 피부에 조사하여 6개의 경로로 피부 내면에 있는 혈당분자들과 접촉함으로 단일 광에 의한 근적외선(NIR) 흡수보다 더 효과적으로 혈당분자들을 탐색하게 한다. Figure 2 shows the sensing head formed on the back of the wrist portable bloodless blood glucose meter of the present invention and is an internal configuration according to the light-receiving unit and the light-transmitting fiber, by irradiating the skin in six directions to six irradiation light to the inner surface of the skin in six paths The contact with blood glucose molecules in the cell allows for more efficient screening of blood glucose molecules than near-infrared (NIR) absorption by a single light.
도 2의 구성을 살펴 보면 팔목의 피부와 접촉되는 부분에 6개의 작은 근원적외선 투광 섬유(Fiber)(10)를 형성하되 투광 섬유(Fiber)(10)의 전체적인 배치는 원형으로 구성하였다. 6개의 투광 섬유(Fiber)를 전체적으로 원형으로 배치한 것은 조사되는 근적외선 광이 팔목 피부에 최대한 고르고 넓게 혈당분자들과 접촉되도록 한 것이다. 상기 투광 섬유(Fiber)는 근적외선 투광부(NIR Emitter)로부터 발생되는 1∼2㎛ 광을 조사한다. Looking at the configuration of Figure 2 formed six small source infrared light transmitting fibers (Fiber) (10) in contact with the skin of the cuff, but the overall arrangement of the fiber (Fiber) 10 was configured in a circular shape. The overall circular placement of the six fibres ensures that the near-infrared light being irradiated is as even and evenly as possible on the skin of the wrist. The light-transmitting fiber (Fiber) is irradiated with 1 ~ 2㎛ light generated from the NIR emitter (NIR Emitter).
또한 전체적인 형상이 원형으로 이루어진 투광 섬유(10) 내부 중심에는 투광 섬유 보다 큰 수광부(NIR Detectdr)(9)를 형성하여 조사된 근적외선 광이 피부 3㎜속까지 침투하여 혈당과 접촉한 후 다시 난반사되어 나오는 근적외선의 수신율을 높이도록 형성한다. In addition, in the center of the
상기 투광 섬유(Fiber)(10)로 근적외선을 조사하는 근적외선 투광부(NIR Emitter)(12)와 근적외선을 수신하는 근적외선 수광부(NIR Detectdr)(14)는 회로부품(15)을 갖는 회로기판(17) 및 배터리(19)와 연결되고 이의 수신된 신호는 회로기판(17)을 거쳐 상부의 표시부(Display Panel)로 수치를 나타낼 수 있게 된다. The
도 3은 본 발명에 따른 혈당측정 장치를 피부에 작용시 근적외선(NIR) 투광 및 수광이 침투 및 수광되는 상태를 나타낸 사용상태도로서, 혈당측정기에서 조사된 광(Beam)이 피부조직을 잘 투과할 수 있도록 광이 분산되지 않고 집광 되도록 200㎛의 광을 코어(core) 200㎛ 섬유(Fiber)로 조사하게 하며, 이 근적외선 광이 피부 3mm 까지 투입 반사된 광을 최대한으로 수광할 수 있도록 조사각도를 정해준다. 3 is a state diagram showing a state in which near-infrared light (NIR) light transmission and light reception and penetration of light when the blood glucose measurement device according to the present invention is applied to the skin, the light (Beam) irradiated from the blood glucose meter is good to penetrate the skin tissue In order to collect light without scattering the light, 200μm of light is irradiated with a core of 200μm fiber, and the irradiation angle is adjusted so that the near-infrared light can receive the reflected light to the maximum of 3mm of the skin. Decide on it.
상기 투광 섬유(Fiber)(10)에서 조사되는 광은 근적외선 투광부(NIR Emitter)(12)에서 발생되며 방사 창(13)으로 외부에 방사되는데 6개의 투광 섬유가 이 방사 창(13)에서 균등한 근적외선(NIR) 에너지를 취하도록 광 섬유를 융합한다.The light irradiated from the
상기 수광부(9)는 근적외선 수광부(NIR detector)(14)의 창 사이즈(window size)와 동일하며 수광부 중심에서 투광 섬유(10) 중심까지의 거리(21) D는 7mm로 하며, 근적외선 투광 광이 피부에 투입되는 각도는 10도로 수광부쪽으로 경사되게 하여 피부 밑 3mm까지 투입 반사되어 나오는 근적외선(NIR) 광을 효율적으로 수광하도록 한다. The
상기 조사된 이 적외선 광이 피하 조직 약 3mm까지 투과하여 피부 밖으로 반사되는 과정에서 근적외선 에너지는 당(C6H12O6)분자의 탄소 수소 원자 결합축의 진동적 신축에 의한 첫번째 에너지 결합(Band)에서 1.5-1.8㎛ 파장을 흡수하며, 이 적외선 파장의 에너지 흡수 양을 분광학으로 분석하여 혈당의 농도를 검출한다. In the process of irradiating the infrared light to the subcutaneous tissue up to about 3mm and reflected out of the skin, the near-infrared energy is the first energy bond due to the vibrating stretching of the carbon hydrogen atom bond axis of sugar (C 6 H 12 O 6 ) molecules. Absorbs a wavelength of 1.5-1.8 μm, and analyzes the amount of energy absorption at this infrared wavelength by spectroscopy to detect the concentration of blood glucose.
본 발명에서 이용되는 분광학이란 물질에 의한 빛의 흡수·복사를 분광계·분광광도계 등을 써서 분광으로 나누어 측정·해석(解析)해서 그 물질의 에너지 준위나 구조, 전이확률(轉移確率), 온도 등을 연구하는 광학분야를 말한다. Spectroscopy used in the present invention refers to absorption and radiation of a material by spectroscopy, spectrophotometer, etc., divided into spectroscopy and analyzed, and the energy level, structure, transition probability, temperature, etc. of the material. Refers to the field of optics researching.
도 4는 본 발명의 피 구성성분의 적외선 흡수상태를 (a), (b), (c), (d)로 나타낸 그래프로서, X축은 적외선 파장, Y축은 적외선 흡광도를 나타내며 혈당 외의 물, 헤모그로빈, 피 등의 성분도 이 파장대의 근적외선 에너지를 흡수하므로 이들에 의한 흡수량을 제외한 혈당 흡수량만 측정할 수 있어야 한다. Figure 4 is a graph showing the infrared absorption state of the components of the present invention (a), (b), (c), (d), the X-axis shows the infrared wavelength, the Y-axis shows the infrared absorbance, water other than blood sugar, hemoglobin The components such as blood and blood also absorb the near-infrared energy of this wavelength band, so it should be able to measure only the amount of blood glucose absorption except the amount absorbed by them.
인체는 약 70%가 수분으로 구성되어 있으며 물의 근적외선 흡광도[Absorbance(吸光度)]는 도4 (b)에 도시된 바와 같으며 이 흡광도 범위(Absorbance Spectra)는 도4 (d)의 피의 흡광도(Absorbance)와 동일함을 알 수 있다. 도 4에서 X축은 근적외선 파장, Y축은 흡광도로 표시되어 있으며 각 성분의 흡광도는 근적외선 파장에 따라 다르게 나타나고 있음을 알 수 있다. About 70% of the human body is composed of water, and the near-infrared absorbance of water (Absorbance) is as shown in Fig. 4 (b), and the absorbance spectra is the absorbance of blood in Fig. 4 (d). It can be seen that the same as). In FIG. 4, the X-axis represents the near infrared wavelength and the Y-axis represents the absorbance. The absorbance of each component is different depending on the near-infrared wavelength.
또한 혈당 외의 다른 성분들의 흡수간섭을 도 4에서 각 성분의 흡광도가 같은 두개의 근적외선 파장1(λ1), 파장2(λ2)를 선정하여 이들의 간섭을 상쇄시킬 수 있다.In addition, two near-infrared wavelengths 1 (λ1) and wavelengths 2 (λ2) having the same absorbance of each component as the interference of absorption other than blood sugar may be selected to cancel their interference.
즉, 도4 (a), (b), (d)에서 보는 바와 같이 파장1(λ1), 파장2(λ2)에서 흡광도는 같다. 그러나 도4 (c)의 혈당 흡광도는 다르므로 (a), (b), (d)의 신호는 상쇄되고 도4 (b)의 혈당만 측정할 수 있게 된다.That is, as shown in Figs. 4A, 4B, and 4D, the absorbances are the same at wavelength 1 (λ1) and wavelength 2 (λ2). However, since the blood glucose absorbance of FIG. 4 (c) is different, the signals of (a), (b), and (d) are canceled and only the blood glucose of FIG. 4 (b) can be measured.
비어 람버트 방정식(Beer Lambert equation)에 의하여 근적외선 파장1(λ1)이 피부조직을 통하여 수분, 헤모그로빈, 혈당에 흡수되는 총 흡광도(total absorbance)는 다음과 같이 표시된다. According to the Beer Lambert equation, the total absorbance of the near infrared wavelength 1 (λ1) absorbed by the skin tissue through moisture, hemoglobin and blood glucose is expressed as follows.
Where,(여기서) Where, where
εG1: Glucose molar absorptivity at λ1 (당그램분자 흡광도)ε G1 : Glucose molar absorptivity at λ1
εH1: Hemoglobin molar absorptivity at λ1 (헤모글로빈그램분자흡광도)ε H1 : Hemoglobin molar absorptivity at λ1 (hemoglobingram molecular absorbance)
εW1: Water molar absorptivity at λ1 (물그램분자흡광도)ε W1 : Water molar absorptivity at λ1 (water gram molecular absorbance)
cG: 당농도 c G : sugar concentration
cH: 헤모그로빈농도 c H : hemoglobin concentration
cW: 수분농도 c W : water concentration
σ1 : 각 사람의 피부구조에 의한 적외선 반응 신호 σ 1 : Infrared response signal by skin structure of each person
만약 수분, 또는 헤모그로빈의 적외선 흡수력이 같은 다른 적외선 파장2(λ2) 를 도 4에서 보인 바와 같이 선택한다면, 이 파장2(λ2)에 의한 총 흡광도[吸光度(total absorbance)]는 수학식 2와 수학식 3과 같이 구할 수 있다. If another infrared wavelength 2 (λ2) having the same infrared absorption power of moisture or hemoglobin is selected as shown in Fig. 4, the total absorbance by this wavelength 2 (λ2) is expressed by
Eq.1과 Eq.2차를 구하면, If we find the difference between Eq.1 and Eq.2,
도4(a)에서 보는 바와 같이 파장2(λ2)를 ε H1= εH2, εW1=εeW2 가 되는 파장을 선택했으므로 Eq.3에서 헤모그로빈, 수분 흡광도 항은 ε H1- εH2,, εW1-εW2 항은 영이 되며, 각사람의 피부구조에 의한 적외선 신호 파장1(λ1), 파장2(λ2)에 반응은 별로 차이가 없다고 보면 (s1 - s2)도 영이 되므로 Eq.3은 다음과 같이 당 흡광도항만 남는다. As shown in Fig. 4 (a), the wavelength 2 (λ2) was selected as ε H1 = ε H2 and ε W1 = ε e W2 , so the hemoglobin and moisture absorbance terms in Eq.3 are ε H1 -ε H2 , and ε The term W1 -ε W2 becomes zero, and the response of the infrared signal wavelength 1 (λ1) and wavelength 2 (λ2) by each person's skin structure does not differ so much that (s 1 -s 2 ) becomes zero, so Eq.3 Only the sugar absorbance term remains as follows.
상기 수학식 4는 측정하고자 하는 변수cG 에 대한 기울기 값 (Slope)Δε G 로 표시되는 근적외선(NIR)신호, SG 의 직선방정식이며 다음과 같이 정리할 수 있다.
수학식 5에서 로서 εG1, εG2 는 파장1(λ1), 파장2(λ2)에 대한 수분 흡광도로서 상수이며, 이 Δε G 는 마이크로 제어 기억장치(Microcontroller Memory)(25)에 기억된다. In equation (5) Ε G1 , ε G2 are the moisture for wavelength 1 (λ1), wavelength 2 (λ2) The absorbance is a constant and this Δε G is stored in the
또한 상기 수학식 5의 C는 교정(Calibration) 정수이며 각 사용자에 의해 교정(Calibration) 해야한다. 수학식 5는 일점교정(One Point Calibration)으로 혈당 측정직선이 결정된다. 이 혈당 측정직선을 도 5에 나타내있다. In addition, Equation 5 C is a calibration integer and must be calibrated by each user.
도 5는 본 발명의 혈당 교정(Calibration) 직선 그래프로서, 도시된 바와 같이 기울기 Δε G 는 파장1(λ1), 파장2(λ2)에 의해 정해진 상수 이므로 라인1(Line 1), 라인 2(Line 2)의 기울기는 동일하나 교정(Calibration) 상수 C, C'의해 그 위치가 다르다. 이 교정(Calibration) 상수 C는 혈당외 타 구성 성분이 파장1(λ1), 파장(λ2) 에 대하여 완전히 그 신호가 상쇄 되지 않은 잔여 신호, 또는 Eq. 3 의 파장1(λ1), 파장2(λ2)에 대한 각 사람의 피부 구조에 대한 반응 (s1 - s2)이 영이 되지 않고 남은 잔여 신호이며 그 외 기기 잡음에 의한 정수이다. 5 is a blood glucose calibration line graph of the present invention. As shown, the slope Δε G is a constant determined by the wavelength 1 (λ1) and the wavelength 2 (λ2), and thus,
1∼2㎛ 근적외선을 근적외선 투광부(NIR Emitter)(12)에 의해 발생하여 이 투광부의 방사 창(13)에서 6개의 투광 섬유(10)로 근적외선(NIR) 에너지를 균등하게 취하도록 하여 수광부(9) 중심에서 반경 약9 mm 동심원을 그리며 이 동심원상에 60도 원주각으로 6개의 광을 피부표면에서 조사한다. Near-infrared rays of 1 to 2 탆 are generated by the near-infrared light emitter (NIR Emitter) 12, so that the near-infrared (NIR) energy is uniformly taken by the six
피부를 통과 난반사된 1∼2㎛ 적외선은 모두 한개의 수광부(9)로 모이며 이 모인 적외선은 도 6에 보인 2가지 색의 파장(Two Color) 근적외선 수광부(Detector)(14)에 의해 파장1(λ1), 파장2(λ2)를 검출하며 도 6과 같이 차동 증폭기(20)에 의해 수학식 5의 SG0 를 검출한다. 1 to 2 μm infrared rays diffused through the skin are all gathered into one
혈당농도 CGO 는 초기 교정(Calibration)시 채혈 방식 으로 측정하여 이CGO 값을 수학식 6에 대입하여 C값을 다음식으로부터 구한다. Blood sugar level The C GO is measured by a blood collection method during initial calibration. Substitute this C GO value into Equation 6 to obtain the C value from the following equation.
상기 C값은 기억장치(25)에 저장한다. 즉 SGO, CGO, C 에 구해진 교정 라인1(Calibration Line1)을 도 5에 도시한다. The C value is stored in the
따라서, 사용자의 피부구조 형태에 의한 초기 교정(Calibration)을 하여 도 5에 표시한 직선 Line1을 일단 구하면 다음 방정식에 의하여 혈당농도CG1 을 구한다. Therefore, once the initial straightening (Calibration) according to the shape of the skin structure of the user to obtain a straight line Line1 shown in Figure 5 to calculate the blood glucose concentration C G1 by the following equation.
즉, 1-2㎛ 적외선을 피부에 조사, 피부조직을 여행 후 피부밖으로 난반사되는 파장1(λ1), 파장2(λ2)를 두가지 색(Two Color)파장(Two Color는 색이 다른 두파장을 의미함) 의 근적외선 수광부(Detector)(14)에 검출하고 그 두 적외선 파장 에너지 차이인 수학식 6의 SG1를 도 6의 차동 증폭기(20)에 구한다. In other words, irradiated with 1-2㎛ infrared light on the skin, the skin is diffused out of the skin after traveling the tissue Wavelength 1 (λ1) and wavelength 2 (λ2) are detected by the near-
도 6은 본 발명의 근적외선(NIR) 혈당 센서 시스템 블록 선도계를 표기한 것이다. Figure 6 shows the near infrared (NIR) blood glucose sensor system block diagram of the present invention.
상기 SG1이 값은 아나로그/디지털(A/D) 변환장치(Converter)(21)에 의해 디지털 데이터(Digital Data)로 전환 하여 자료임시 저장소(22)에 저장되고 마이크로 제어장치(Microcontroller)(25)에 의해 수학식 7을 계산하여 CG1을 구한다. The value of S G1 is converted into digital data by an analog / digital converter (A / D)
상기 계산된 CG1은 화면표시 제어기(Display Controller)(16)에 의해 액정 표시장치(3)에 세개의 숫자로 디지털 표시부(7)에 표시한다. The calculated C G1 is displayed on the
근적외선(NIR) 파장에 의한 무채혈 혈당농도 측정한 CG1을 도 5에 그래프로 나타냈다.It is shown graphically in the non-blood glucose concentration as measured by the C G1 wavelength near infrared (NIR) Fig.
본 발명의 도 1에 보인 바와 같이 팔목휴대용 무채혈 혈당 측정기는 사용자가 원하는 측정빈도, 혈당 Low, High 경보치 등을 초기에 모드 교정(Calibration:)과 함께 프로그램할 수 있도록 한다. 이때 초기 설정 및 교정(Calibration)방법을 도 7에 도시한 흐름도에 의해 설명한다. As shown in FIG. 1 of the present invention, the portable wrist-free blood glucose meter allows a user to program a desired frequency of measurement, a low blood sugar level, a high alarm value, and the like with an initial mode calibration. At this time, an initial setting and a calibration method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 7.
도 7은 본 발명의 실시 예에 의한 혈당농도를 무채혈 측정방법으로 도시한 흐름도로서, 사용자가 배터리(Battery)를 삽입하면 단계 30에 의해 배터리의 양호상태를 도면 6의 전원 관리장치(power management)(27) 회로에 의해 체크되며 만약 배터리가 약하면 경고등(8)이 깜박거린다. FIG. 7 is a flowchart illustrating a blood glucose concentration measuring method according to an exemplary embodiment of the present invention. When the user inserts a battery, the power management apparatus of FIG. (27) is checked by a circuit and if the battery is weak the warning lamp (8) will flash.
상기 배터리(19)는 도면6의 각회로에 전원을 공급한다. 근적외선을 발광하는 투광부(NIR Emitter)(12)는 증폭기(Driver)(24)에 의해 신호 제어기(Timing Controller)(23)에서 정해진 주기로 전달(Pulsing)한다. The
도7의 단계 31에 의해 리셋 버튼(Reset Button)(5)을 한번 누르면 단계 32, 교정 모드(Calibration Mode)로 전환된다. 이때 사용자는 도1의 감지헤드(sensing head)(2)를 팔목에 접촉하여 1-2㎛ 근적외선을 피부에 조사, 피부조직을 거쳐 피부밖으로 난반사되는 파장1(λ1), 파장2(λ2)를 2가지 색의(Two Color) 근적외선 수광부(Detector)(14)에 검출되고 그 두 근적외선 파장 에너지 차이인 반응식 5를 측정한다. When the
단계 33에 의해 측정된 SGO은 메모리(25)에 저장된다. 이 SGO 신호에 대응하는 실제 혈당농도를 채혈방식으로 단계 35에서 정한데로 CGO 를 구하고 이값이 액정 표시장치(3)에 표시되도록 단계 34에서 교정 업/다운 버튼(Calibration Up/Down Button)(6)을 눌러 맞춘다. 이때 CGO는 마이크로제어 기억장치(25)에 저장된다. The S GO measured by
단계 36의 CGO 수치가 디지털 표시부(7)에 표시가 되면 단계 37로 진행 리셋 버튼(Reset Button)(5)을 두번 눌러 단계 38 측정빈도 프로그램을 실시한다.When the C GO value in
초기 화면표시는 001이며 이는 매 10분마다 계속적으로 혈당농도를 측정한다. 002는 매시간 3번, 003은 매시간 1번씩 혈당농도를 측정한다. 004는 사용자가 원하는 시간을 입력할 수 있는 모드이며, 1330을 입력하면 오후 1시30분에 혈당측정을 자동으로 한다. 0000을 입력하면 이 측정시간 입력을 종료한다. 이 측정빈도 프로그램은 리셋 버튼(Reset Button)(5)를 3번 눌러 단계4로 진행하면 완료된다.The initial display is 001, which continuously measures blood glucose levels every 10 minutes. 002 measures blood glucose levels three times every hour and 003 once every hour. 004 is a mode in which a user can input a desired time. If 1330 is input, blood glucose measurement is automatically performed at 1:30 pm. Entering 0000 terminates this measurement time entry. This measurement frequency program is completed by pressing the
단계 4에서 액정(LCD) 표시는 혈당농도 Low 경보값 70을 화면표시(display)한다. 따라서, 사용자는 조정 업/다운 버튼(Calibration Up/Down Button)(6)을 눌러 사용자가 원하는 혈당농도 Low 경보값을 설정한다. 이 설정은 리셋 버튼(Reset Button)(5)을 누르면서 종료되고 혈당농도 High 설정 모드로 들어간다. In
초기 혈당농도는 High 경보값 250이 화면표시가 되며 교정 업/다운 버튼(Calibration Up/Down Button)(6)을 눌러 사용자가 원하는 혈당농도 High 경보을 설정한다. The initial blood glucose level is displayed with the High alarm value 250. Press the Calibration Up / Down Button (6) to set the user's desired high glucose level alarm.
이 설정이 완료되면 리셋 버튼(Reset Button)(5)을 4번 누른다. 리셋 버튼(Reset Button)(5)을 4번 누르면 사용자 프로그램이 끝나며 사용 준비 상태로 들어간다. When this setting is completed, press the Reset Button (5) four times. Pressing the Reset Button (5) four times ends the user program and enters the ready state.
이때 초기 사용자 프로그램이 안된 상태이면 액정화면 표시장치(Display)(3)에서 깜박거린다. At this time, if the initial user program is not in a state, the
또한 본 발명은 상기 실시 예에서 혈당 측정장치를 팔목에 착용하는 시계형의 측정기로 예를 든 것은 사람의 손목부분이 신체중에서 피하지방이 가장 적으며 시계를 사용하는 동시에 혈당의 디지털 표시를 간단 용이하게 확인할 수 있기 때문에 가장 바람직한 형태의 혈당측정기로 판단된다. In addition, the present invention is an example of a watch-type measuring device for wearing a blood sugar measuring device in the cuff in the above embodiment is that the wrist portion of the human body has the least subcutaneous fat in the body and at the same time easy to digital display of blood sugar at the same time As it can be confirmed, it is considered the most preferable type of blood glucose meter.
본 발명에 있어서, 혈당측정기는 반드시 팔목에 착용하는 시계형을 고집하는 것은 아니며, 필요에 따라서 제작시 걷는 운동을 체크하는 만보기에 설치하여 발목에 착용할 수 있으며, 또 다른 실시 예로는 목걸이형태로 제작할 수 있다. In the present invention, the blood glucose meter is not necessarily insisted on the watch type to be worn on the wrist, can be installed on the pedometer to check the walking movement during production, if necessary, can be worn on the ankle, another embodiment in the form of a necklace I can make it.
다만 본 발명의 혈당 측정기는 당뇨환자와 같이 정기적으로 혈당을 체크하여 건강을 관리해야 하는 사람의 경우 신체부위 중 보기 편리한 부위에 착용하는 것이 바람직하며, 근적외선 광을 피부에 조사하여 피부의 표피층을 여행 후 다시 피부밖으로 재반사되어야만 정확한 측정이 이루어지므로 착용자의 신체부위 중 지방과 과도한 근육부위에 착용하는 것은 바람직하지 않다. However, the blood glucose meter of the present invention should be worn on a convenient part of the body part for those who need to check their blood sugar regularly, such as diabetics, and travel the epidermal layer of the skin by irradiating the skin with near-infrared light. It is not preferable to wear it on fat and excessive muscle part of the wearer's body part because accurate measurement is made only after it is reflected back out of the skin again.
본 발명의 혈당측정기에서 피부로 조사하도록 형성된 근적외선 광의 수는 모의실험(Simulation)에 의하면 3개 이하는 비효과적이며 조사면적에 따라 투광부의 광의 수를 많이 하여 혈당분자들과 많이 접촉하게 할 수 있으나 모의실험(simulation)에 의해 각 광의 피부조직 내에서의 여행 통로가 중복이 되지않도록 최대 투광의 수를 정해야한다. According to the simulation, the number of near-infrared light formed to irradiate the skin in the blood glucose meter of the present invention is less than three according to simulation, and according to the irradiation area, the number of light of the light emitting part can be increased to make a lot of contact with blood glucose molecules. By simulation, the maximum number of light transmissions should be determined so that travel paths in the skin tissue of each light do not overlap.
본 발명의 조사면적이 약4㎠인 경우는 6개가 가장 효과적이다. 또한 본 발명의 혈당측정기에서 피부로 조사하도록 형성된 근적외선 광 투광 섬유 6개는 팔찌 또는 시계형태로 착용하는 측정기의 형상은 원형이나 사각형태가 가장 많이 사용되는 형상이므로 피부에 접촉되는 배면측 가장자리에 6개의 투광 섬유(Fiber)를 형성하면 전체적으로 6각형의 형상이 되므로 가장 적절하다고 판단한 것이다. When the irradiation area of this invention is about 4 cm <2>, six are the most effective. In addition, the six near-infrared light transmitting fibers formed to irradiate the skin from the blood glucose meter of the present invention is a shape of a measuring device worn in the form of a bracelet or a clock, so that the shape of a circle or a square is most frequently used. It is determined that it is most appropriate since the light transmitting fibers are formed into a hexagonal shape as a whole.
이과 같이 된 본 발명은 팔목에 착용하는 혈당측정기를 제공함으로서 당뇨환자들과 같이 자주 혈당을 체크해야하는 경우 착용하는 것만으로 혈당을 체크할 수 있도록 함으로 빈번한 채혈의 고통에서 벗어날 수 있는 동시에 혈당관리를 간단 용이하게 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. The present invention as described above provides a blood glucose meter to be worn on the wrist to check the blood sugar simply by wearing if you need to check the blood sugar, such as diabetic patients can be free from the pain of frequent blood collection and at the same time simple blood sugar management It has the effect of making it easy.
또한 수광신호를 높이기 위하여 금적외선(NIR)광을 피부에 조사할 때 피부를 투과하지 않고 피부 표면에서 직접 난반사로 인한 손실을 최소화하기 위하여 투광면과 수광면이 같은 표면상에서 이루어지도록 하고 이 면이 피부에 접착하도록 함으로서 피부표면에서 직접 난반사된 근적외선(NIR) 광이 수광부로 잠입이 안되도록 하여 측정의 정밀성을 갖는 효과를 가지며, In addition, when irradiating NIR (NIR) light to the skin to increase the light receiving signal, the light emitting surface and the light receiving surface should be on the same surface in order to minimize the loss due to diffuse reflection directly on the skin surface without penetrating the skin. By adhering to the skin, NIR light diffused directly from the skin surface is prevented from infiltrating into the light-receiving part.
본 발명은 피부조직의 한 부분에 있는 혈당을 검출하는 것보다 여러 부분의 피부조직에 있는 혈당분자들과 접촉할수 있도록 다수의 광을 피부 여러 부분에 조사하여 흡수 근적외선 신호의 수광신호를 높이는 효과를 갖는다. Rather than detecting blood sugar in one part of the skin tissues, the present invention has the effect of increasing the received signal of the absorbed near-infrared signal by irradiating a plurality of light to various parts of the skin so that it can come into contact with blood sugar molecules in various parts of the skin tissue. Have
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---|---|
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100917079B1 (en) | 2008-02-13 | 2009-09-15 | (주)헤임달 | Bypass catheter with an added optical blood sugar measuring instrument |
KR20170057083A (en) | 2015-11-16 | 2017-05-24 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and Method for construction of disease prediction model, and Apparatus for disease prediction. |
US9885607B2 (en) | 2015-08-24 | 2018-02-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring reference spectrum for sample analysis, and apparatus and method for analyzing sample |
KR20190105422A (en) | 2018-03-05 | 2019-09-17 | 주식회사 바이오메디랩스 | method for measuring blood grucose and wearable type apparatus for the same |
KR20200061915A (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-03 | 주식회사 알파도 | a multi portgable NIR spectroscope apparatus for analyzing the ingredient |
US10952650B2 (en) | 2016-07-19 | 2021-03-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating blood sugar based on heterogeneous spectrums |
US11083374B2 (en) | 2016-11-07 | 2021-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Spectrometer and operation method of spectrometer |
CN113598763A (en) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 重庆大学 | Non-invasive blood glucose detection device and method based on MIC-PCA-NARX correction algorithm |
WO2022065614A1 (en) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 주식회사 템퍼스 | Blood glucose meter attachable to dorsal carpal artery |
KR20230009182A (en) | 2021-07-08 | 2023-01-17 | 강남대학교 산학협력단 | Non-invasive glucose sensor and method for measuring glucose |
CN116035571A (en) * | 2022-10-31 | 2023-05-02 | 深圳市彩鸿虚拟现实科技有限公司 | Intelligent noninvasive glucometer |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0894415A (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-12 | Suzuki Motor Corp | Residual-quantity meter of liquid tank |
KR20040049486A (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-12 | 김관호 | Blood sugar measurementing and alarm system |
-
2006
- 2006-10-11 KR KR1020060098859A patent/KR100775669B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0894415A (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-12 | Suzuki Motor Corp | Residual-quantity meter of liquid tank |
KR20040049486A (en) * | 2002-12-06 | 2004-06-12 | 김관호 | Blood sugar measurementing and alarm system |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
국내 공개실용 89-4415호 |
국내 공개특허 10-2004-0049486호 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100917079B1 (en) | 2008-02-13 | 2009-09-15 | (주)헤임달 | Bypass catheter with an added optical blood sugar measuring instrument |
US9885607B2 (en) | 2015-08-24 | 2018-02-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring reference spectrum for sample analysis, and apparatus and method for analyzing sample |
US11684317B2 (en) | 2015-11-16 | 2023-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Disease prediction model construction apparatus and method, and disease prediction apparatus |
KR20170057083A (en) | 2015-11-16 | 2017-05-24 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and Method for construction of disease prediction model, and Apparatus for disease prediction. |
US10729383B2 (en) | 2015-11-16 | 2020-08-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Disease prediction model construction apparatus and method, and disease prediction apparatus |
US11771346B2 (en) | 2016-07-19 | 2023-10-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating blood sugar based on heterogeneous spectrums |
US10952650B2 (en) | 2016-07-19 | 2021-03-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for estimating blood sugar based on heterogeneous spectrums |
US11083374B2 (en) | 2016-11-07 | 2021-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Spectrometer and operation method of spectrometer |
KR20190105422A (en) | 2018-03-05 | 2019-09-17 | 주식회사 바이오메디랩스 | method for measuring blood grucose and wearable type apparatus for the same |
KR102227430B1 (en) | 2018-11-26 | 2021-03-15 | 주식회사 알파도 | a multi portgable NIR spectroscope apparatus for analyzing the ingredient |
KR20200061915A (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-03 | 주식회사 알파도 | a multi portgable NIR spectroscope apparatus for analyzing the ingredient |
WO2022065614A1 (en) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 주식회사 템퍼스 | Blood glucose meter attachable to dorsal carpal artery |
KR20230009182A (en) | 2021-07-08 | 2023-01-17 | 강남대학교 산학협력단 | Non-invasive glucose sensor and method for measuring glucose |
CN113598763A (en) * | 2021-08-05 | 2021-11-05 | 重庆大学 | Non-invasive blood glucose detection device and method based on MIC-PCA-NARX correction algorithm |
CN116035571A (en) * | 2022-10-31 | 2023-05-02 | 深圳市彩鸿虚拟现实科技有限公司 | Intelligent noninvasive glucometer |
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