KR100781323B1 - 무통 레이저 채혈장치 및 이를 이용한 혈당측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통증 없이 적은 양의 혈액을 채취하여 안전하게 혈당을 측정할 수 있도록 한 개인 휴대용의 무통 레이저 채혈장치 및 이를 이용한 혈당측정장치에 관한 것이다.

본 발명의 무통 레이저 채혈장치는 레이저(빔)가 생성되어 일방향으로 조사되는 Er:YAG레이저헤드와, 상기 Er:YAG레이저헤드의 선단으로부터 떨어져서 위치되는 어댑터 및 레이저가 직진할 수 있도록 배치한 상기 Er:YAG레이저헤드와 어댑터의 외면을 에워싸는 케이스를 포함한다.

본 발명의 혈당측정장치는 상기 구성의 무통 레이저 채혈장치에, 스트립 삽입용 커넥터와 혈당측정회로 및 혈당측정치를 표시하기 위한 표시수단이 추가로 설치되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

Er:YAG레이저, Er:YAG크리스털, 리플렉터, 플래시 램프, 혈당측정, 무통채혈

Description

무통 레이저 채혈장치 및 이를 이용한 혈당측정장치{Glucometer with Er:YAG Laser Lancing Device}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무통 레이저 채혈장치를 나타낸 모형도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어댑터를 나타낸 모형도.

도 3은 도 2의 어댑터에 접속되는 캡을 나타낸 모형도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정장치를 나타낸 모형도.

도 5는 도 4의 혈당측정장치를 더욱 상세히 나타낸 모형도.

[도면 부호의 설명]

2… 배터리 3… 파워서플라이

4… 커패시터 5… 플래시 램프

6… Er:YAG크리스털 7… 레이저 미러

8… 포커싱렌즈 9… 캡

10… 인터록 스위치 홀 11… 쉴드홀더

12… 커넥터 13… 혈당측정회로

14… LCD 15… 모드 버튼

16… PCB

본 발명은 레이저를 이용한 무통 채혈장치 및 동 채혈장치를 포함하는 혈당측정장치에 관한 것이다.

더욱 구체적으로, 본 발명은 의료분야에서 사용되는 Er:YAG 레이저 기술을 이용하여 무통 채혈과 혈당측정을 단일 장비에서 수행하는 혈당측정 분야의 신기술에 관한 것으로서, 물에 대한 흡수력이 강해 인체에 대한 위해가 거의 없는 파장 2,940㎚의 레이저가 방출되는 Er:YAG 레이저 헤드를 이용한 의료용 레이저 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무통 채혈에 사용되는 Er:YAG레이저헤드는 금속체의 표면에 은이나 니켈, 구리 또는 이들의 합금 등을 여러 차례 증착하거나 도금한 후 그 표면을 가공하여 만든 리플렉터(reflector)로 레이저헤드의 외형을 형성하며, 리플렉터 내부에 고출력의 에너지를 발생하기 위한 레이저 펌핑용 플래시 램프(flash lamp)와 Er:YAG크리스털을 각각 내장하고 있다.

상기 Er:YAG 레이저 헤드에서 방출되는 레이저의 강도는 플래시 램프의 발광량과 Er:YAG 크리스털의 체적 및 크기에 따라 달라지며, 리플렉터의 매끈한 표면에 의해 레이저의 직선성이 유지되고 반사가 방지된다.

그런데 종래의 무통 레이저 채혈장치는 Er:YAG레이저헤드와 피부(채혈부위) 사이의 접촉이 불량하여 피부 천공시 "퍽" 하는 마찰음이 그대로 들릴 뿐 아니라 살갗이 타는 연기가 누출되며 채혈된 피부 주위에 하얀 반점이 형성되어 환자 심리를 불안하게 하는 단점이 있다. 또한, 플래시 램프의 섬광과 레이저가 육안으로 관찰되기 때문에, 피부에 특별히 나쁜 영향을 주지는 않는다 하더라도 눈에 이롭지는 못할 것이라는 염려가 있다. 이러한 이유로, 종래의 Er:YAG레이저헤드를 이용한 채혈장치는 바늘형태의 란셋(lancet)과 달리 통증 없이 채혈할 수 있는 장점이 있음에도 채혈과정에서의 공포감으로 인해 사용의욕이 위축되는 결과를 가져왔다.

본 발명과 관련이 있는 산업분야로서 혈당측정에 스트립(strip)이 이용되는 기술 분야를 살펴보면 세계적으로 미국의 존슨&존슨, 애보트, 독일의 로슈 등 3대 업체가 시장을 장악하고 있고, 국내의 경우에는 올메디쿠스, 인포피아, 아이센스 등이 주사침 형태의 란셋(lancet)으로 채혈한 후 혈당을 측정하는 타입의 장비를 시판하고 있다.

하루 2∼3회 이상 실시간으로 혈당측정을 해야 하는 인슐린 의존형 환자의 경우 주로 손가락의 끝 부분을 란셋으로 찔러 채혈하는데, 채혈 시 피부조직을 절개하는 형태로 혈액을 채취하기 때문에 고통이 심할 뿐 아니라 필요 이상으로 많은 혈액이 채혈되므로 반드시 지혈해 주어야 하고, 지혈 후에도 채혈 부위의 상처가 오랫동안 남아 AIDS나 각종 세균들로 오염될 우려가 있다.

이로 인하여, 당뇨환자가 혈당측정을 기피하게 되어 당뇨병의 지속적이고 체 계적인 관리가 소홀하게 되고, 그 결과로 당뇨병의 완치율이 낮고 재발률이 높아지는 원인이 되고 있다.

최근에는 혈당을 간접적으로 측정하는 적외선 주사 방식의 혈당측정기가 선보이기도 했지만, 직접적으로 채혈하는 방식에 비해 혈당 측정값에 대한 신뢰도가 떨어져 잘 사용되지 않는 상황이다.

한편, 종래에는 상술한 채혈장치와 혈당측정장치가 각각 별개로 제작·공급됨으로써, 혈당측정을 하려면 이들 2종류의 장비가 늘 구비되어야 하므로 장비의 구입과 보관/운반 및 이용에 불편이 수반되었다.

본 발명은 이러한 종래 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, Er:YAG 레이저 헤드 부분과 피부 사이의 밀착성이 우수한 무통 레이저 채혈장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 국내에 20만 명 내지 30만 명 정도가 있는 것으로 추정되는 매일 2∼3회 정도의 혈당측정이 필요한 인슐린 의존형 당뇨환자가 통증 없이 적은 양의 혈액을 채취한 후 이를 이용하여 안전하게 혈당을 측정할 수 있도록, 무통 채혈과 혈당측정이 단일 장비에서 이루어지는 개인 휴대용의 혈당측정장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무통 레이저 채혈장치는 피부와의 밀착성을 향상하기 위한 어댑터(adaptor)가 Er:YAG레이저헤드의 선단에 장착된 것을 특징으로 한다.
더욱 구체적으로는 청구항 1에 기재된 바와 같이, 레이저가 생성되어 일방향으로 조사되는 Er:YAG레이저헤드와, Er:YAG레이저헤드의 선단으로부터 거리를 두고 떨어져서 위치되는 어댑터 및 레이저가 직진할 수 있도록 배치한 상기 Er:YAG레이저헤드와 어댑터의 외면을 에워싸는 케이스를 포함한다.

Er:YAG 레이저 헤드 는 A) 내부에 수용공간이 형성된 리플렉터(reflector)와; B) 리플렉터의 수용공간에 삽입되되 양단이 수용공간의 외부로 노출되는 Er:YAG크리스털과; C) Er:YAG크리스털의 적어도 어느 일 측면에 고정되는 레이저 미러; 및 D) Er:YAG크리스털로부터 거리를 두고 상기 수용공간에 내삽되는 플래시 램프를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.(도 1 참조)

상기 어댑터(adaptor)는 레이저 조사 시에 발생하는 소음, 섬광, 피부 표면에서의 연기 등을 차단할 수 있도록 폴리에스테르(polyester) 등의 재료를 고강도로 열 압착한 소재로 제작하며, 구조적으로는 채혈부위의 피부가 어댑터 안으로 약간 밀려 들어갈 수 있는 구조가 되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 어댑터 내에는 포커싱렌즈(focusing lens)를 설치하여, 피부에 조사되는 레이저의 면적을 최소화하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 피부와 접촉되는 어댑터 선단에 소정 구조의 캡을 개재함으로써, 채혈된 혈액이 어댑터와 포커싱렌즈에 묻지 않게 하고, 채혈부위의 상처를 최소가 되게 하며, 장치의 오작동을 방지함과 동시에 채혈하는 사람의 심리적-실제적 통증이 감소하도록 하는 것이 좋다.
또한 위생적인 측면에서 상기 캡은 어댑터 선단에 용이하게 탈착될 수 있도록 하여 1회용으로 사용하는 것이 바람직하다.
하기 실시예에서 더욱 명확하게 설명되겠지만, 상기 어댑터의 내부는 사용과정에서 감압이 형성되므로 천공된 피부로부터 혈액이 용이하게 흘러나오도록 하는 역할도 하게 된다. 이는 종래기술과 달리 더욱 작은 크기의 천공으로도 필요한 만큼의 혈액을 신속하게 채취할 수 있음을 의미한다.

본 발명의 청구항 3은 상기 조건에 부합하는 구체적 사례로서, A) Er:YAG 레이저 헤드의 선단에 근접하여 위치되는 포커싱렌즈홀더와; B) 포커싱렌즈홀더의 내부 관통로에 삽입되는 포커싱렌즈와; C) 포커싱렌즈홀더의 선단에 접속되는 피부밀착수단을 포함하여 된 어댑터가 청구되고 있다. 또한, 본 발명의 청구항 4에는 피부와 접촉되는 부분이 곡면으로 가공되고, 사용시 발생되는 소음을 효율적으로 흡음할 수 있도록 레이저가 통과하는 내부통로의 일부가 주름진 것을 특징으로 하는 피부밀착수단이 청구되고 있다.(도 2 참조)

또한, 청구항 5에는 곡면(曲面) 형태로 가공된 피부밀착수단의 선단에 홈부가 형성되고 이 홈부에 소정 형상의 캡이 추가로 삽입된 무통 레이저 채혈장치가 개시되어 있고, 청구항 6에는 상기 캡과 홈부의 더욱 바람직한 구조 및 조립에 관한 것이 언급되어 있다. 예컨대, 상기 캡은 피부와의 밀착부위가 곡면으로 가공되되 그 중앙부에 레이저 홀이 형성되고, 사용과정에서 감압이 작용하도록 진공 홀이 형성되어 있으며, 포커싱렌즈 측으로는 채혈시 혈액이 뿜어져 나와 어댑터 내부 또는 포커싱렌즈를 오염시키는 것을 방지하기 위하여 통 형상의 돌출부가 형성되고, 외주면에는 사용시 공기가 통과되지 않으면서 흔들림을 방지하기 위한 소정의 구조물이 형성될 수 있다.(도 3 참조)
또한, 상기 캡이 끼워져 고정되는 홈부에는 상기 진공 홀과의 대응 부위에 진공홀더가 형성되어 그 속에 진공스위치와 진공조절버튼이 각각 설치되고, 조절 포인터와의 대응 부위에 인터록 스위치 홀(10)이 형성되어 그 안에 인터록 스위치 센서와 스프링이 각각 설치될 수 있다. 따라서 사용과정에서 <피부-캡의 측면-캡의 외면-어댑터의 내면> 사이의 접촉부분이 밀폐되고, 진공스위치와 같은 감압장치가 작동되어 어댑터 내부가 감압상태로 유지된다.

본 발명의 혈당측정장치는 상술한 무통 레이저 채혈장치의 구성에 추가로 스트립 삽입용의 커넥터와 혈당측정회로 및 LCD 등의 표시수단이 구비됨으로써, 혈액 채취와 혈당측정이 단일 장비에서 수행되도록 한 것을 특징으로 한다.(도 4 및 도 5 참조) 바람직하게는, 각종 구성요소의 작동을 제어하기 위한 마이크로프로세서가 PCB에 탑재되고, 과거의 혈당측정결과를 기록/관리하는 프로그램이 내장되는 것이다.

본 발명에 의한 장치에 있어서, 장치의 운전과 조작, 상태 또는 결과의 디스플레이를 위한 입출력장치수단이 필요하고, 이를 구성하는 것은 당업자에게 있어 매우 용이한 일이다. 즉, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 예를들면 레이저의 출력에너지를 조절하는 방법이나 그 조절장치, 레이저의 초점을 조절하는 방법 이나 그 조절장치, 상태 또는 결과를 디스플레이하는 수단 등을 구성하는 것은 당업계 뿐 아니라 전자산업 분야에서 널리 알려져 있다. 따라서 본 명세서에서는 구체적인 입출력 수단에 대한 언급과 설명을 생략하였다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무통 레이저 채혈장치와 혈당측정장치의 구성 및 작용을 설명한다.

무통 레이저 채혈장치

도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무통 레이저 채혈장치와 동 채혈장치의 주요 구성요소 중 하나인 어댑터 및 동 어댑터에 접속되는 캡을 나타낸 모형도이다.

도면에서 보듯이 본 실시예의 Er:YAG레이저헤드(18)는 내부에 수용공간이 형성된 리플렉터(reflector)(23)와, 상기 리플렉터의 수용공간에 삽입되되 양단이 수용공간의 외부로 노출된 Er:YAG크리스털(6)과, 이 Er:YAG크리스털(6)의 양 단면에 고정된 레이저 미러(7) 및 Er:YAG크리스털(6)로부터 거리를 두고 상기 수용공간에 내삽된 플래시 램프(Flash Lamp)(5)로 이루어져 있다.

상기 Er:YAG 크리스털(crystal) (6)은 플래시 램프(5)에서 발광하는 섬광을 유도·집속하여 크리스털의 Lasing transition 4I11/2→4I13/2에 의해 0.5∼0.55 mJ의 파장(wavelength) 2,940㎚의 친수성이 강한 레이저로 발생시켜 주는 구성요소로서, 크리스털의 결정구조와 밀도 및 체적에 따라 레이저의 세기가 결정된다.

본 실시예에서는 레이저가 일정한 방향으로 고르게 조사됨과 동시에 그 강도가 높게 유지되도록 미세한 Yttrium Aluminum Garnet(Y₃Al₅O₁₂ ⁺³) 분말을 Melting Point 1870℃에서 Dopant시켜 성형하고 OH-free Special Coating으로 표면처리를 한 다음 표면의 거칠기를 1㎛ 이하로 정밀하게 가공하였다. 여기서, 상기 Er:YAG 크리스털(6)은 결정구조에 불순물이 전혀 없는 맑고 투명한 상태로 결정체가 유지되어야 하기 때문에 Dopant에 상당히 오랜 시간이 소요되며, 1㎛ 이하로 정밀하게 절단가공 및 연마가공되어야 레이저(빔)의 직선성이 유지되고 간섭 산란이 없어지므로 숙련된 기술인력에 의한 Know-how가 필요하다.

레이저 펌핑용의 플래시 램프(5) 는 상기 Er:YAG 크리스털(6)에 에너지를 공급하기 위해 약 100W 정도의 섬광을 발생시키는 장치로서, 본 실시예의 경우에는 진공상태의 원통형 막대 유리관 속에 400∼700mmHg의 제논가스(zenon gas)를 충전한 다음 약 40∼45㎜ 정도 간격을 두고 설치된 양 전극에 고전압의 트리거전류를 인가하여 80∼100WS 수준의 섬광이 방전되도록 유도하였다.

Er:YAG 크리스털(6)과 플래시 램프(5)가 적당한 간격을 두고 설치되는 리플렉터(23)는 Er:YAG 레이저 헤드의 외관을 형성하는 구성요소로, 플래시 램프(5)에서 발광된 섬광을 리플렉터의 내 벽면에서 반사시켜 Er:YAG 크리스털(6)로 유도 집속하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 상기 리플렉터의 제작 시, 쿼츠 글라스(quartz glass)의 표면에 1차적으로 은을 증착하여 반사율 98% 이상을 유지시키고, 상기 은(Ag)의 산화를 방지하기 위해 니켈과 구리합금으로 코팅한 후 표면을 밀링(milling)하였다.

부호 7로 표시된 레이저 미러(7)는 상기 Er:YAG 크리스털(6)에 의해 집속된 레이저가 일정한 방향으로 직선성을 유지하면서 조사되도록 하는 구성요소로, 레이저의 조사각도와 방향에 따라 10^-9m의 편평도가 유지될 수 있게 정밀하게 연마 가공하였고, 그 표면을 폴리싱(polishing)하여 매끄럽게 하였다. 또한, 레이저가 조사되는 방향(선단)에 장착된 레이저 미러(7)는 투과율이 95% 이상으로 유지될 수 있게 가공하였고, 반대쪽(후단)에 장착된 레이저 미러(7)는 상기 Er:YAG 크리스털 (6)에 집속된 레이저의 90% 이상이 180° 반대 방향으로 반사될 수 있게 가공하여 직선성을 유지시키면서 동시에 조사방향의 유도를 꾀하였다. 이는 종래 Er:YAG 레이저 기술을 한 단계 발전시킨 것으로서, Er:YAG 크리스털(6)의 양단에 상기 레이저 미러(7)를 직접으로 접속한 후 코팅 처리하여 간섭과 산란에 의한 레이저의 손실을 최소화하고 투과도와 레이저의 직선성을 향상시킨 결과를 낳았다.

본 실시예의 어댑터(19)는 도 1 및 2에서 참조되듯이, Er:YAG레이저헤드(18) 선단에 장착되며, 포커싱렌즈홀더(43)와 상기 포커싱렌즈홀더(43)의 내부 관통로에 삽입되는 포커싱렌즈(focusing Lens)(8)와, 상기 포커싱렌즈홀더의 선단에 접속되는 피부밀착수단(좌측면이 곡면으로 된 대경부)으로 구성되어 있다.

상기 포커싱렌즈(8)는 일정한 방향으로 조사되는 레이저(Laser)를 정확한 초 점으로 압축하여 채혈대상 피부 표면에 집속시켜 주는 구성요소로서, 피부 표면에 지름 0.1∼2㎜ 구멍을 0.2∼4㎜의 깊이로 천공할 수 있지만 진피조직에 있는 신경세포를 자극하여 통증을 유발하는 일이 없도록 피부 침투깊이를 0.5㎜ 이하로 하고 지름도 0.4∼0.6㎜범위가 되도록 제작하였다. 이러한 피부 침투 깊이와 천공지름을 유지하기 위해서 레이저가 조사되는 방향의 레이저 미러(7)로부터 포커싱렌즈(8)까지의 거리를 13㎜∼15㎜로 유지하였으며, 사용시 포커싱렌즈(8)에서부터 천공되는 피부표면 까지의 거리가 14㎜∼16㎜ 정도 되도록 조정하였다.

이와 같이 하면, 표피조직과 진피조직 사이에 존재하는 모세혈관의 혈액유동을 50μsec∼500μsec까지 자극하여 혈당측정에 필요한 0.5㎕ 이상의 혈액을 용이하게 채혈할 수 있고 상처 크기와 통증을 최소화할 수 있다. 따라서, 채혈 시 살갗이 타는 냄새와 "퍽" 하는 둔탁한 소리의 발생을 1차로 방지하는 효과가 있다.
한편, 본 실시예에서는 포커싱렌즈(8)에 대해서도 간섭/산란 방지 및 효율을 높이기 위해 정밀하게 가공한 다음 10^-9m까지 표면을 Polishing 하였다.

상술한 본 실시예의 어댑터(19)는 종래 문제점이었던 플래시 램프(5)에서 발생하는 섬광과 채혈시 소음을 차단하고 흡수하는 역할을 하며, 채혈 부위를 진공상태로 만들어 혈액채취가 용이하게 이루어지는 구조로 형성되어 있다. 결과적으로, 본 발명의 어댑터는 일종의 “밀폐식 방폭형” 어댑터라고 볼 수 있다.

상기 어댑터(19)는 포커싱렌즈(8)가 내장된 포커싱렌즈홀더(43)와 일체로 되어 있으며, 기밀성 유지를 통한 소음차단 효과를 높이기 위하여 압축 Polyester 재질에 의해 내부가 주름살 형태로 제작되었다.

아울러, 최종적인 소음과 플래시 램프(5)에서 나오는 섬광을 차단하기 위해 발포 압축형 엔지니어링 플라스틱 재질의 케이스(25)로 그 주변을 밀봉하였다.

또한, 부호 9로 표시된 캡(도 3 참조)은 손가락으로 눌렀을 때 어댑터(19)에 쉽게 삽입될 수 있는 형태로 제작하였다.
또한, 채혈의 용이성과 채혈시 유발되는 통증을 없애기 위해 캡(9)과 압축된 형태로 접촉하면서 기밀성을 유지하고 진공상태에서 피부를 늘려가며 압착·확장하여 혈액채취가 용이하도록 소형 실린더 형태의 진공홀더(48)를 상기 캡에 설치하였다. 그러나, 본 실시예에서는 감압장치의 한 예로 진공홀더를 설치한 것일 뿐, 감압할 수 있는 어떤 종류의 자동/수동 장치가 이에 적용될 수 있다.
여기서, 부호 47은 상기 진공홀더(수동 진공발생기)와 캡을 손가락으로 눌렀을 때 기밀성이 유지될 수 있도록 접촉부위를 압착시키는 누름판 형태의 진공조절버튼이며, 49는 수동으로 진공을 발생시키는 회전형 진공스위치를 나타낸 것이다.

또한, 상기 어댑터에 삽입되는 캡은 채혈대상 피부와의 밀착성이 우수하도록 신축성이 있고 부드러운 재질(예를들면 Silicon Rubber)인 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시예의 어댑터에 삽입되는 캡에 따르면 Er:YAG레이저로 피부 를 천공할 때 포커싱렌즈에 혈액이 묻어 레이저의 직선성과 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며 채혈된 혈액이 오염되는 것을 예방할 수 있다.
아울러, 어댑터에 연결된 상태로 피부에 접촉되므로 모세혈관에서 혈액을 쉽게 채취할 수 있으며, 진공의 효과로 통증이 경감될 수 있다. 또한, 피부와 기밀하게 접촉되므로 레이저 조사시에 나타나는 소음이 차단된다.
또한, 통 형상의 말단에 부착된 폴리에틸렌 필름이 레이저 조사시(즉, 1회라도 사용시) 구멍나게 되므로 사용 전인지 사용 후인지를 간편하게 확인할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 캡이 어댑터의 홈부(도 2에 은선으로 표시된 곡면 부위)에 손쉽게 삽입·고정됨으로써 유동에 의한 흔들림이 없도록 부호 52의 조절 포인터를 외면에 돌출시켰다.
상기 어댑터의 내부로 삽입되어 포커싱렌즈와 대면하게 된 통 형상의 말단 부분에는 상술한 바와 같이 얇은 Polyethylene 필름(54)을 부착하여 레이저 조사 시의 간섭/산란을 방지하였으며, 채혈 시 어댑터의 진공홀더에 밀착되어 진공을 유지할 수 있도록 캡의 상단에 진공 홀(53)을 형성하였다.

또한, 어댑터의 홈부에 캡이 완벽하게 고정되지 않으면 잠금 상태가 계속 유지되도록 인터록 스위치 버튼과 스프링(44) 및 인터록 센서(45)가 어댑터의 대경부 내측에 삽설되어 있다. 상기 캡이 완벽하게 고정될 경우에는 인터록 스위치 케이블(46)을 통하여 Control PCB(16)에서 Interlock이 해제된다.

혈당측정장치

첨부된 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당측정장치를 나타낸 모형도이 고, 도 5는 도 4에 도시된 혈당측정장치의 구성원리를 보다 상세히 나타낸 것이다.

도면에서 보듯이, 본 실시예에서는 장소에 무관하게 상시 사용이 가능하면서 휴대가 용이하도록, Er:YAG 크리스털(6)의 양단에 레이저 미러(7)를 장착하고, 고출력 커패시터(4)와 초소형 트랜스포머(21,22) 등으로 이루어진 파워서플라이(3)를 사용하여 장치의 소형화 및 경량화를 도모하였다. 또한, 리튬-이온 배터리(2)를 채용함으로써 AC전원의 공급 없이도 50회 이상 채혈과 혈당측정이 가능하도록 하였으며, 마이크로프로세서가 실장된 소형 PCB(16)를 채용하였다.

부호 11의 쉴드홀더(shield holder)에는 채혈부위 이외의 다른 곳에 레이저가 조사되지 않도록 레이저 빔 스토퍼 형태의 잠금장치를 설치하여 PCB(16) 및 LCD ready 표시와 연동시켜 혈당측정에만 사용될 수 있도록 하였다.

부호 12의 커넥터는 혈당정보가 내장된 스트립(24)을 삽입하기 위한 구성요소로서 상기 스트립의 혈당정보는 혈당측정회로(13)에 전달되어 LCD를 통해 수치로 표시되고, 측정된 혈당치가 저장된다.

Er:YAG레이저 방식으로 채혈된 0.5㎕가량의 혈액을 수집하고 전기적인 화학반응에 따라 혈당정보를 제공하는 본 실시예의 스트립은 채혈된 혈액을 흡수하는 블러드 인서트(blood insert)와 흡수된 혈액으로부터 혈당정보 수집이 가능한 지를 판단하는 인서트 센서 및 수집된 혈당정보를 스트립에 분주한 시약과 반응시켜 전기적인 화학분석 방식에 의해 혈당측정회로에 전송하는 접촉식 스트립 커넥터로 구성되어 있다.(미도시) 따라서 소량의 혈액으로도 혈당을 정확히 측정할 수 있다.

상기 PCB(16)는 커패시터를 통해 전기공급량을 제어하고, 플래시 램프의 발광량을 60∼100WS로 조절하여 Er:YAG 레이저의 세기를 최소 0.1 J에서부터 최대 1 J 까지 조절하며, 레이저 조사 스위치와 모드조작 및 변환 버튼(15)을 제어하고, LCD에 표시되는 out-put 정보를 제어한다. 또한, 레이저 조사에 대한 인터록과 레이저 빔의 스토핑을 제어하고, 장치 회로의 안전보호를 제어한다. 이러한 제어와 통제를 위해, 본 실시예에서는 상기 PCB(16)에 16bit 마이크로프로세서를 사용하여 제어용 소프트웨어를 내장함으로써, 구성회로를 단순화 및 소형화하여 복잡한 회로구성으로 인해 차후 발생될 수 있는 각종 고장과 오동작의 발생 및 측정오차의 발생요인을 사전에 예방하였다.

변형예

한편, 본 발명의 혈당측정장치에는 상술한 구성요소에 추가하여, 채혈하는 사람의 특성에 따라 상기 플래시 램프에 공급하는 전기량을 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode)에 인가되는 최소 250V 전압에서 최대 360V 전압으로 조절하여 레이저의 세기를 변화시키는 버튼을 둘 수도 있다.

또한, 과거의 혈당측정치나 커패시터의 충전소요시간 등이 LCD 화면에 수치나 그래프로 표시되는 소정의 프로그램을 내장할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 약 0.5 ㎕가량의 혈액을 무통으로 채혈한 후 이를 혈당측정에 사용하므로 인슐린 의존형 환자에게 보급할 경우 큰 효과를 볼 수 있다.
또한, 조사되는 레이저가 피부 표면을 약 1000℃로 순간 가열하여 멸균하므로 채혈부위를 별도로 소독하지 않아도 에이즈나 세균으로 인한 오염을 예방할 수 있다.
또한, 피부와의 밀착성이 우수한 어댑터와 일회용 캡을 Er:YAG레이저헤드의 선단에 둠으로써 살갗이 타는 연기와 둔탁한 소음의 발생을 1차적으로 저지하는 효과가 있다.
또한, 엔지니어링 플라스틱으로 제작한 케이스에 의해서 섬광이 외부로 노출되는 것을 차단할 수 있다.

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2. 레이저가 생성되어 일방향으로 조사되는 Er:YAG레이저헤드; 상기 Er:YAG레이저헤드의 선단으로부터 간격을 두고 떨어져서 위치되는 포커싱렌즈를 내장한 어댑터; 및 레이저가 직진할 수 있도록 배치한 Er:YAG레이저헤드와 어댑터의 외면을 에워싼 케이스; 를 포함하는 무통 레이저 채혈장치에 있어서,

   상기 Er:YAG레이저헤드가

   A) 내부에 수용공간이 형성된 리플렉터(reflector)와;

   B) 상기 리플렉터의 수용공간에 삽입되되 양단이 수용공간의 외부로 노출된 Er:YAG크리스털과;

   C) 상기 Er:YAG 크리스털의 양 단면에 고정된 레이저 미러와;

   D) 상기 Er:YAG크리스털로부터 거리를 두고 떨어져서 상기 수용공간에 내삽된 플래시 램프; 를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 무통 레이저 채혈장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 무통 레이저 채혈장치의 어댑터는

   A) 상기 Er:YAG레이저헤드의 선단에 근접하여 위치되는 포커싱렌즈홀더와;

   B) 상기 포커싱렌즈홀더의 내부 관통로에 삽입되어 있는 포커싱렌즈와;

   C) 상기 포커싱렌즈홀더의 선단에 접속되는 피부밀착수단;

   을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 무통 레이저 채혈장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 피부밀착수단은

   피부와 접촉되는 부분이 곡면으로 가공되고, 레이저가 통과하는 내부 관통로의 일부가 주름진 것을 특징으로 하는 무통 레이저 채혈장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 곡면으로 가공된 피부밀착수단의 선단에 홈부가 형성되고, 상기 홈부에 탈착 가능한 캡이 추가로 삽입된 것을 특징으로 하는 무통 레이저 채혈장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 캡은

   피부에 밀착되는 판형의 피부접촉부와, 레이저가 내부로 통과할 수 있도록 피부접촉부의 한쪽 측면에 상기 피부접촉부의 타 측면과 연통되어 형성된 통 형상의 돌출부로 구성되며,

   상기 돌출부에는 진공 홀이 형성되어 있고,

   상기 돌출부의 포커싱렌즈 측 말단에는 필름이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 무통 레이저 채혈장치.
7. 제2항 기재의 무통 레이저 채혈장치에, 스트립 삽입용 커넥터와 혈당측정회로 및 혈당측정치를 표시하기 위한 표시수단이 추가로 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 혈당측정장치.
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