KR100910034B1 - 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치 및 그 제어방법 - Google Patents

다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치 및 그 제어방법이 개시된다.
본 발명에 따른 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치는, 혈당량 측정을 위한 검사신호를 생성하여 출력하고, 상기 검사신호에 대한 결과신호를 적어도 둘 이상의 케이블을 통해 입력 받아 상기 결과신호를 측정하는 본체와; 상기 각 케이블과 연결되는 복수개의 입출력포트를 가지고, 피측정자의 신체 접촉 시 임피던스가 변동되어 상기 입출력포트 중 어느 하나를 통해 입력된 상기 검사신호를 상기 피측정자의 신체에 검사신호를 조사하고, 조사된 검사신호에 대한 상기 결과신호를 상기 복수개의 입출력포트를 통해 상기 본체로 전달하는 센서부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전파를 이용한 혈당 측정장치에서 피측정자에 조사된 마이크로파의 반사파로부터 다양한 데이터를 수집하여 혈당량을 산출함으로써, 혈당 측정의 신뢰성을 보장할 수 있다.

Description

다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치 및 그 제어방법{Microwave blood sugar level monitoring instrument with multi port}
본 발명은 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 전파를 이용한 혈당 측정장치에서 피측정자에 조사된 마이크로파의 반사파로부터 다양한 데이터를 수집하여 혈당량을 산출함으로써, 혈당 측정의 신뢰성을 보장할 수 있는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 당뇨병 환자는 혈액 속의 혈당이 일정수치 이상 증가하면 환자가 쇼크를 일으키게 되므로, 혈당 수치를 안정범위 내에서 유지시키는 것이 매우 중요하다. 이에, 당뇨병 환자는 자신의 혈당을 측정하기 위해 일정 기간마다 병원에 방문하여 직접 혈당을 측정하거나, 직접 혈당측정기를 통해 혈당을 체크해야 한다.
종래의 혈당 측정기는 환자의 혈액을 채취하여 화학적 반응을 통해 혈당 수치를 확인하도록 하고 있다. 그런데, 이러한 종래의 방법은 채혈 작업이 매우 번거로울 뿐만 아니라, 혈당 측정 시마다 매번 채혈을 해야만 하므로 잘못하면 병균에 오염되어 부작용을 일으키게 되는 문제점이 있다.
이에, 최근에는 혈액 채취 없이 인체에 부착된 센서를 통해 혈당량을 감지하 는 기술이 개발된 바 있다. 이러한 기술은 혈당량 변화에 따른 인체의 전기적 특성변화를 이용한 것으로서, 환자의 인체에 전파를 발신하고 그에 반사되는 반사파를 센서로 감지하여, 반사파의 비율인 반사계수를 이용하여 혈액의 유전율 혹은 전도도를 산출하여 혈당 수치를 감지한다.
이러한 종래의 혈당 측정장치는 피측정자의 혈당 측정 부위와 접촉하여 마이크로파를 조사하고 반사된 마이크로파를 수신하기 위한 센서부를 갖는다. 이러한 센서부는 대부분 1개의 포트를 가지며, 조사된 마이크로파에 대한 반사파를 해당 포트를 통해 프로세서로 제공한다. 이에, 프로세서는 반사파의 반사계수를 산출하여 혈당량의 변화를 측정할 수 있으며, 이때, 얻어낼 수 있는 데이터는 반사계수의 크기와 위상 두 가지 정보뿐이다.
이와 같이, 종래의 전파를 이용한 혈당 측정장치에서 센서를 통해 얻을 수 있는 데이터는 반사계수와 위상정보에 한정됨으로, 측정의 정확도나 재현성이 떨어지고 측정오차가 많아 혈당 측정에 대한 신뢰성이 낮다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전파를 이용한 혈당 측정장치에서 피측정자에 조사된 마이크로파의 반사파로부터 다양한 데이터를 수집하여 혈당량을 산출함으로써, 혈당 측정의 신뢰성을 보장할 수 있는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 혈당량 측정을 위한 검사신호를 생성하여 출력하고, 상기 검사신호에 대한 결과신호를 적어도 둘 이상의 케이블을 통해 입력 받아 상기 결과신호를 측정하는 본체와; 상기 각 케이블과 연결되는 복수개의 입출력포트를 가지고, 피측정자의 신체 접촉 시 임피던스가 변동되어 상기 입출력포트 중 어느 하나를 통해 입력된 상기 검사신호를 상기 피측정자의 신체에 검사신호를 조사하고, 조사된 검사신호에 대한 상기 결과신호를 상기 복수개의 입출력포트를 통해 상기 본체로 전달하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치를 제공한다.
여기서, 상기 본체는, 상기 각 케이블을 통해 입력된 상기 결과신호의 전압 크기를 측정하고, 상기 출력된 검사신호와 측정된 결과신호의 전압 크기에 기초하여 상기 피측정자의 혈당량 측정을 위한 결과값을 산출하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 피측정자의 혈당량 측정을 위한 결과값은, 반사계수와 전달계수를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 케이블은, 상기 검사신호 및 결과신호를 TEM 모드(Transverse Electromagnetic Mode)로 전송하기 위해 동축 케이블을 포함하는 것이 가능하다.
한편, 상기 센서부는, 판상의 유전체와; 상기 유전체의 외부면을 차폐하고 상부면에는 소정 영역이 노출되도록 노출부가 형성된 금속 차폐부와; 상기 노출부의 유전체 영역에 상기 피측정자의 신체가 접촉 가능하도록 실장 되고 상기 피측정자의 신체가 접촉에 따라 전기적 특성이 변화하여, 상기 입출력포트를 통해 상기 검사신호를 입력 받아 상기 피측정자의 신체 접촉에 따른 상기 결과신호를 상기 복수개의 입출력포트로 전달하는 진단 접촉부를 포함하는 것이 가능하다.
여기서, 상기 진단 접촉부는, 상기 피측정자의 신체가 접촉되며 상기 검사신호가 통전 되는 CPW(Coplanar Waveguide) 라인과; 상기 CPW 라인의 공진을 위한 금속 패턴을 포함하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 금속 패턴은, 상기 CPW 라인의 인접 영역에 nλ 크기의 링 패턴 형태로 실장 되는 것이 가능하다.
또한, 상기 금속 패턴은, 상기 CPW 라인 상에 nλ/4 크기의 스파이럴(spiral) 패턴 형태로 실장 되는 것이 가능하다.
한편, 상기 과제는 본 발명의 다른 분야에 따르면, 피측정자의 신체 접촉 시 변동되는 센서부의 임피던스에 기초하여 상기 피측정자의 혈당량을 측정하는 전파 혈당 측정장치에 있어서, 상기 센서부에 접촉된 상기 피측정자의 신체에 상기 혈당량 측정을 위한 검사신호를 조사하는 단계와; 상기 검사신호에 대한 적어도 둘 이상의 결과신호를 측정하는 단계와; 측정된 상기 적어도 둘 이상의 결과신호에 기초 하여 상기 피 측정자의 혈당량 측정을 위한 결과값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치의 제어방법에 의해서도 해결될 수 있다.
여기서, 상기 검사신호에 대한 적어도 둘 이상의 결과신호를 측정하는 단계는, 상기 검사신호에 상기 센서부의 반사계수를 측정하는 단계와; 상기 검사신호에 상기 센서부의 전달계수를 측정하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.
본 발명의 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치 및 그 제어방법에 의하면, 전파를 이용한 혈당 측정장치에서 피측정자에 조사된 마이크로파의 반사파로부터 다양한 데이터를 수집하여 혈당량을 산출함으로써, 혈당 측정의 신뢰성을 보장할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치의 사용 상태도이다. 본 발명에 따른 전파 혈당 측정장치는 네트워크 분석기와 유사한 형태로 구 성되어, 검사신호, 예컨대, 마이크로파를 이용하여 비채혈방식으로 피측정자의 혈당 수치를 측정할 수 있도록 구성된다.
이에, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치는, 신호 입출력을 위한 둘 이상의 케이블(16, 18)을 가지고, 검사신호를 생성하여 케이블(16, 18)을 통해 출력하는 한편 각 케이블(16, 18)로 입력되는 신호를 분석하는 본체(10)와, 복수개의 입출력포트(106, 108)를 통해 본체(10)의 각 케이블(16, 18)에 연결되어 피측정자의 신체에 검사신호를 조사하고, 조사된 검사신호에 대한 결과신호인 반사신호 및 전달신호를 복수개의 입출력포트(106, 108)를 통해 본체(10) 측으로 전달하는 센서부(100)를 포함한다. 여기서, 도 1은 센서부(100)가 2개의 입출력포트(106, 108)를 구비하는 경우를 예시한 것으로서, 본체(10)에 마련된 제1케이블(16)과 제2케이블(18)은 센서부(100)의 각 입출력포트(106, 108)에 연결된다.
본체(10)에는, 혈당 측정 기능의 시작/종료, 마이크로파 출력설정 등 사용자 조작을 위한 입력부(12)와, 측정 기능 수행 상태 및 측정 결과 등의 데이터가 표시되는 표시부(14)가 구비된다. 이러한 본체(10)는 피측정자의 혈당 수치 측정을 위해 생성된 검사신호를 제1케이블(16)을 통해 센서부(100)로 출력하고, 출력된 검사신호에 따라 제1케이블(16) 및 제2케이블(18)로 입력되는 결과신호를 수신한다. 여기서, 센서부(100)에 인가된 검사신호는 센서부(100)의 임피던스에 따라 반사되어 제1케이블(16)을 통해 다시 입력되고, 센서부(100)를 통과한 검사신호는 제2케이블(18)을 통해 본체(10)로 입력될 수 있다. 이에, 본체(10)는 제1케이블(16) 및 제 2케이블(18)을 통해 입력된 결과신호의 크기에 기초하여 반사계수 및 전달계수를 산출함으로써 피측정자의 혈당 수치를 측정할 수 있다. 예컨대, 본체(10)는 출력한 검사신호와 수신된 결과신호의 전압값의 크기를 통해 반사계수와 전달계수를 측정할 수 있으며, 이 외에도, 검사신호 및 결과신호의 주파수 변화나 위상 변화 등의 전기적인 특성 변화 값을 이용하여 피측정자의 혈당 수치를 측정하는 것이 가능하다.
제1케이블(16) 및 제2케이블(18)은 본체(10)와 센서부(100) 간에 입출력되는 신호를 TEM 모드(Transverse Electromagnetic Mode)로 전송하기 위해 동축 케이블로 구성된다.
센서부(100)는, 제1케이블(16) 및 제2케이블(18)과의 연결을 위한 입출력포트(106, 108)를 가지며, 피측정자의 신체의 일부, 예컨대 피측정자의 손가락 끝 마디가 접촉되어 피측정자의 신체에 조사된 검사신호의 반사계수 및 전달계수 측정을 위한 결과신호를 제1케이블(16) 및 제2케이블(18)을 통해 각각 본체(10) 측으로 출력한다. 센서부(100)는 피측정자의 인체가 접촉되는 경우 센서부(100)는 임피던스가 변화하며, 여기서, 인체의 혈액은 혈당 수치에 따라 그 전기적 특성인 유전율 및 전도도가 변화함으로, 센서부(100)의 임피던스는 피측정자의 혈당 수치에 따라 각기 다른 임피던스를 갖는다. 이에, 센서부(100)는 피측정자의 신체에 검사신호를 조사한 후, 그에 따른 반사계수 및 전달계수 측정을 위한 결과신호를 두 개의 입출력포트(106, 108)를 통해 동시에 본체(10)로 제공한다.
이와 같이, 본 발명은 비채혈방식으로 피측정자의 혈당 수치를 측정하는 전 파 혈당 측정 장치를 구성함에 있어서, 복수개의 입출력포트(106, 108)를 통해 반사계수 및 전달계수 측정을 위한 결과신호를 동시 입력 받아 피측정자의 혈당 수치를 산출하도록 하고 있다. 이에, 단일 데이터를 이용하는 기존의 방법보다 다양한 데이터를 이용하여 늘어난 데이터를 바탕으로 혈당 수치를 측정할 수 있음으로, 측정치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한, 종래 기술과 같이, 반사신호만을 이용할 경우 반사계수의 위상과 크기를 측정해야 하며, 전파의 위상을 측정하기 위해서는 보다 복잡한 측정회로가 필요하다. 그러나, 본 발명은 반사신호 및 전달신호를 이용하여 각 반사계수와 전달계수의 크기만으로도 혈당 측정이 가능함으로, 보다 간단한 측정회로를 통해 구현이 가능하다는 장점도 가지고 있다.
도 2a는 도 1의 복수개의 입출력포트(106, 108)를 갖는 센서부의 사시도이고, 도 2b는 도 1의 복수개의 입출력포트(106, 108)를 갖는 센서부(100)의 상부면의 평면도이다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 센서부(100)는 인체 접촉이 용이한 평면형태로 구성된다. 센서부(100)는 인체를 접했을 때 혈액 내 글루코스 농도에 따라 전송선로의 특성을 나타내는 시스템 임피던스 값이 변하여 반사계수와 전달계수의 값이 변하게 된다. 여기서, 인체와 직접 접촉된 부분에 한해 전기적 특성이 변화하여야 측정 오차가 발생하지 않기 때문에, 인체 접촉부분 외에 다른 부분은 금속을 통해 외부와 차단되어야 한다.
이에, 본 센서부(100)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 판상의 유전체(104)와, 유전체(104)의 외부면을 차폐하고 상부면에는 소정 영역이 노출되도록 노출부(110)가 형성된 금속 차폐부(102)와, 노출부(110)의 유전체(104) 상에 실장 되어 피측정 자의 신체가 접촉되는 진단 접촉부(200)를 포함한다.
유전체(104)는 전기가 흐르지 않고 표면에 전하가 유기되는 저손실 세라믹 등의 절연물질로 구성되며, 인체 접촉이 용이하도록 평면 형태로 마련될 수 있다.
금속 차폐부(102)는 유전체(104)의 외부 면을 차폐하고 상부면의 소정 영역에는 진단 접촉부(200)가 노출되는 노출부(110)가 형성된다. 이에, 혈당을 체크하고자 하는 사용자는 노출부(110)의 진단 접촉부(200)에 신체 부위를 접촉한다. 또한, 금속 차폐부(102)의 양 측면에는 본체(10)의 동축 케이블(16, 18)과 연결되는 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)가 마련된다.
진단 접촉부(200)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 금속 차폐부(102)에 의해 차폐되지 아니한 유전체(104) 영역에 CPW(Coplanar Waveguide) 라인 형상으로 실장된다. CPW 라인은 자유 공간이나 2선식 동축 선로를 통하여 전송되는 전자파가 나타내는 모드에서 사용되는 전송라인의 일종으로, 전송특성이 우수하며 유효 유전율을 안정화하는 효과가 있다. 진단 접촉부(200)의 양단에는 유전체(104)의 내부에 배선 된 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)과 연결을 위한 비아홀(202a, 202b)이 형성된다. 여기서, 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)은 금속 차폐부(102)의 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)와 연결되어, 제1입출력포트(106)로 공급된 검사전파는 제1입출력라인(204a)을 통해 진단 접촉부(200)에 공급되고, 그에 따른 결과신호는 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)을 통해 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)로 출력된다. 제1입출력라인(204a)을 통해 공급된 검사전파는 진단 접촉부(200)의 임피던스 변화에 따라, 그 일부가 제1입출력라인(204a)을 통해 반사되고 진단 접촉부(200)를 통해 전달된 전파는 제2입출력라인(204b)을 통해 제2입출력포트(108)로 출력된다. 진단 접촉부(200)의 임피던스는, 진단 접촉부(200)에 접촉된 피측정자의 혈당 수치에 따라 각기 상이하게 변화하여, 사용자의 혈당 수치에 따라 반사계수 및 전달계수가 각기 다른 값을 갖게 된다. 이에, 센서부(100)의 제1입출력포트(106)로는 출력되는 신호를 통해 반사계수를 측정할 수 있고, 제2입출력포트(108)로 출력되는 신호를 통해 전달 계수를 측정할 수 있다.
한편, 센서부(100)에 실장 되는 진단 접촉부의 형상은 감도 향상을 위해 다양한 형태로 변형될 수 있다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서부(100)의 상부면의 평면도이다.
도 3은 진단 접촉부(300)를 CPW 라인과 CPW 라인의 근접영역에 링 패턴(310)으로 구성한 경우를 예시한 것이다. CPW 라인의 양단에는 유전체(104)의 내부에 배선된 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)과 연결을 위한 비아홀(302a, 302b)이 형성된다. 여기서, 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)은 금속 차폐부(102)의 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)와 연결되어, 제1입출력포트(106)로 공급된 검사전파는 제1입출력라인(204a)을 통해 진단 접촉부(300)에 공급되고, 그에 따른 결과신호는 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)을 통해 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)로 출력된다.
링 패턴(310)은 피측정자의 신체 접촉 시 공진주파수가 발진 될 수 있도록 nλ 크기로 설계한다. 이에, 고혈당 상태의 피측정자 접촉에 따른 반사계수 및 전달 계수의 변화가 증폭되어 검사결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 진단 접촉부(400)를 CPW 라인 상에 원형 패턴(410)을 추가하는 형태로 구성한 경우를 예시한 것이다. CPW 라인의 양단에는 유전체(104)의 내부에 배선 된 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)과 연결을 위한 비아홀(402a, 402b)이 형성된다. 여기서, 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)은 금속 차폐부(102)의 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)와 연결되어, 제1입출력포트(106)로 공급된 검사전파는 제1입출력라인(204a)을 통해 진단 접촉부(400)에 공급되고, 그에 따른 결과신호는 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)을 통해 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)로 출력된다.
원형 패턴(410)은 피측정자의 신체 접촉 시 공진주파수가 발진 될 수 있도록 nλ/2 크기로 설계한다. 여기서, 원의 지름이 nλ/2 크기일 경우, 공진이 발생하여 고혈당 상태의 피측정자 접촉에 따른 반사계수 및 전달계수의 변화가 증폭되므로 검사결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 5는 진단 접촉부(500)를 CPW 라인에 스파이럴(spiral) 패턴(510)을 추가하는 형태로 구성한 경우를 예시한 것이다. CPW 라인의 양단에는 유전체(104)의 내부에 배선 된 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)과 연결을 위한 비아홀(502a, 502b)이 형성된다. 여기서, 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라인(204b)은 금속 차폐부(102)의 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)와 연결되어, 제1입출력포트(106)로 공급된 검사전파는 제1입출력라인(204a)을 통해 진단 접촉부(500)에 공급되고, 그에 따른 결과신호는 제1입출력라인(204a) 및 제2입출력라 인(204b)을 통해 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)로 출력된다.
스파이럴 패턴(510)은 피측정자의 신체 접촉 시 공진주파수가 발진 될 수 있도록 nλ/4 크기로 설계한다. 여기서, 스파이럴 패턴(510)의 겹치는 라인의 길이, 즉, 한 쪽 라인의 길이가 nλ/4 크기일 경우, 공진이 발생한다. 즉 이에, 고혈당 상태의 피측정자 접촉에 따른 반사계수 및 전달계수의 변화가 증폭되어 검사결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이상 예시한 바와 같이, 센서부(100)의 진단 접촉부(200, 300, 400, 500)는 그 크기와 설계환경에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 진단 접촉부(200, 300, 400, 500)에 λ/2 크기의 패턴을 추가하는 경우, 피측정자의 접촉 시 자체적으로 공진이 발생하여 혈당량에 따른 반사계수와 전달계수의 변화를 증가시킬 수 있음으로, 측정결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 센서부(100)에 마련된 입출력포트(106, 108)의 설계값 조정을 통해 반사계수 및 전달계수 측정값의 신뢰도를 높이는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치의 출력 시뮬레이션 결과 그래프로서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 구조를 갖는 센서부(100)에 글루코스 농도가 0%인 식염수와 20% 농도의 글루코스 용액을 반응시킨 경우 그 출력을 시뮬레이션한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 센서부(100)의 제1입출력포트(106) 및 제2입출력포트(108)는 본체(10)의 제1케이블(16) 및 제2케이블(18)과 각각 연결되고 혈당량 측정을 위한 검사전파는 제1입출력포트(106)를 통해 센서부(100)로 공급된다. 센서 부(100)에 피측정자의 신체가 접촉된 경우 센서부(100)의 임피던스는 피측정자의 혈당 수치에 따라 변화하여, 센서부(100)에 공급된 검사전파 중 일부는 제1입출력포트(106) 쪽으로 반사되고 일부는 센서부(100)에 통전되어 제2입출력포트(108)로 출력된다. 이에, 제1입출력포트(106)로 반사된 전파를 감지하여 반사계수(S11)를 측정할 수 있고, 제2입출력포트(108)로 출력되는 전파를 통해 전달계수(S21)를 측정할 수 있다.
반사계수(S11)와 전달계수(S21)의 스미스차트(Smith Chart)에서 점선으로 표시된 임피던스 변화는 글루코스 농도가 0%인 식염수를 접촉하였을 경우이고, 실선으로 표시된 임피던스 변화는 글루코스 농도가 20%인 식염수를 접촉하였을 경우를 도시하고 있다.
이와 같이, 본 발명은 센서부(100)를 통해 반사계수와 전달계수 두 개의 데이터를 얻을 수 있기 때문에 한 개의 데이터만을 얻게 되는 종래의 반사계수 측정 방법보다 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한 반사계수와 전달계수의 수식적인 조합을 통해서 측정 감도를 증가시키는 것도 가능하다.
도 7은 도 6의 시뮬레이션 결과에 따른 센서부의 임피던스를 나타낸 스미스차트로서, 반사계수와 전달계수의 벡터합을 이용하여 센서부(100)의 임피던스를 산출한 경우를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 글루코스 농도 변화에 대해 도 6과 같이 반사계수(S11)만을 측정하는 경우와 비해, 그 벡터합을 이용하는 경우 시뮬레이션 결과가 더 많은 변화를 보임을 확인할 수 있다.
또한, 단순한 벡터합 외에도 다양한 수식을 적용한 특성평가를 위한 파라미 터를 만들 수 있다.
도 8은 도 6의 시뮬레이션 결과에 따른 센서부(100)의 특성평가를 위한 파라미터 그래프이다. 도 8의 그래프는
Figure 112007077783171-pat00001
(S11:반사계수, S21:전달계수)의 수식을 적용한 혈액 특성 평가 파라미터를 예시한 것으로서, 글루코스 농도 변화에 따른 평가 파라미터의 변화가 확연하게 표시됨을 알 수 있다.
여기서 사용된 수식,
Figure 112007077783171-pat00002
은 글루코스 농도 변화에 따른 반사계수 및 전달계수를 연산하여 그 측정치의 변화를 확연하게 표시하기 위해 적용된 수식으로서, 예시된 수식 이외에 다양한 수식들 중 각 센서 구조에 따라 가장 큰 변화를 갖는 파라미터 값을 이용해 측정의 감도를 향상시키는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 센서부에 2개 이상의 복수의 입출력 단자를 구비하여, 피측정자의 신체 접촉에 따른 센서부의 특성변화를 측정할 수 있는 다양한 데이터를 수집하고, 이에 기초하여 피측정자의 혈당 수치를 측정함으로써 전파 혈당 측정장치의 측정값 신뢰도를 증가시키고 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발 명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치의 사용 상태도이다.
도 2a는 도 1의 센서부의 사시도이다.
도 2b는 도 1의 센서부의 상부면의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 센서부의 상부면의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 센서부의 상부면의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 센서부의 상부면의 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치의 출력 시뮬레이션 결과 그래프이다.
도 7은 도 6의 시뮬레이션 결과에 따른 센서부의 임피던스를 나타낸 스미스차트(Smith Chart)이다.
도 8은 도 6의 시뮬레이션 결과에 따른 센서부의 특성평가를 위한 파라미터 그래프이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 본체 12 : 입력부
14 : 표시부 16 : 제1케이블
18 : 제2케이블 100 : 센서부
102 : 금속 차폐부 104 : 유전체
106 : 제1입출력포트 108 : 제2입출력포트
110 : 노출부
200, 300, 400, 500 : 진단 접촉부
202a, 302a, 402a, 502a : 제1비아홀
202b, 302b, 402b, 502b : 제2비아홀
204a : 제1입출력라인 204b : 제2입출력라인
310, 410, 510 : 패턴

Claims (10)

  1. 혈당량 측정을 위한 검사신호를 생성하여 출력하고, 상기 검사신호에 대한 결과신호를 적어도 둘 이상의 케이블을 통해 입력 받아 상기 결과신호를 측정하는 본체와;
    상기 각 케이블과 연결되는 복수개의 입출력포트를 가지고, 피측정자의 신체 접촉 시 임피던스가 변동되어 상기 입출력포트 중 어느 하나를 통해 입력된 상기 검사신호를 상기 피측정자의 신체에 조사하고, 조사된 검사신호에 대한 상기 결과신호를 상기 복수개의 입출력포트를 통해 상기 본체로 전달하는 센서부를 포함하고,
    상기 결과신호는 상기 센서부의 상기 임피던스에 따라 반사되는 반사신호 및 상기 센서부를 통과하는 전달신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 각 케이블을 통해 입력된 상기 결과신호의 전압 크기를 측정하고, 상기 출력된 검사신호와 측정된 결과신호의 전압 크기에 기초하여 상기 피측정자의 혈당량 측정을 위한 결과값을 산출하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 피측정자의 혈당량 측정을 위한 결과값은,
    상기 검사신호에 대한 상기 반사신호의 전압 크기의 비인 반사계수와 상기 검사신호에 대한 상기 전달신호의 전압 크기의 비인 전달계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블은,
    상기 검사신호 및 결과신호를 TEM 모드(Transverse Electromagnetic Mode)로 전송하기 위해 동축 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    판상의 유전체와;
    상기 유전체의 외부면을 차폐하고 상부면에는 소정 영역이 노출되도록 노출부가 형성된 금속 차폐부와;
    상기 노출부의 유전체 영역에 상기 피측정자의 신체가 접촉 가능하도록 실장 되고 상기 피측정자의 신체 접촉에 따라 전기적 특성이 변화하여, 상기 입출력포트를 통해 상기 검사신호를 입력 받아 상기 피측정자의 신체 접촉에 따른 상기 결과신호를 상기 복수개의 입출력포트로 전달하는 진단 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 진단 접촉부는,
    상기 피측정자의 신체가 접촉되며 상기 검사신호가 통전 되는 CPW(Coplanar Waveguide) 라인과;
    상기 CPW 라인의 공진을 위한 금속 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 패턴은,
    상기 CPW 라인의 인접 영역에 nλ 크기의 링 패턴 형태로 실장 되는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 패턴은,
    상기 CPW 라인 상에 nλ/4 크기의 스파이럴(spiral) 패턴 형태로 실장 되는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치.
  9. 피측정자의 신체 접촉 시 변동되는 센서부의 임피던스에 기초하여 상기 피측정자의 혈당량을 측정하는 전파 혈당 측정장치의 제어방법에 있어서,
    상기 센서부에 접촉된 상기 피측정자의 신체에 상기 혈당량 측정을 위한 검사신호를 조사하는 단계와;
    상기 검사신호에 대한 적어도 둘 이상의 결과신호를 측정하는 단계와;
    측정된 상기 적어도 둘 이상의 결과신호에 기초하여 상기 피 측정자의 혈당량 측정을 위한 결과값을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 둘 이상의 결과신호는 상기 센서부의 상기 임피던스에 따라 반사되는 반사신호 및 상기 센서부를 통과하는 전달신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치의 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 검사신호에 대한 적어도 둘 이상의 결과신호를 측정하는 단계는,
    상기 검사신호에 대한 상기 반사신호의 전압 크기의 비인 반사계수를 측정하는 단계와;
    상기 검사신호에 대한 상기 전달신호의 전압 크기의 비인 전달계수를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 포트를 갖는 전파 혈당 측정장치의 제어방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101562442B1 (ko) 2010-11-24 2015-10-21 에시-아이디 게엠베하 혈구 수치 파라미터의 검출을 위한 검출 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101850817B1 (ko) 2011-11-17 2018-04-23 삼성전자주식회사 서로 다른 단말에 어플리케이션을 자동으로 설치하는 장치 및 방법
KR102315893B1 (ko) * 2014-10-16 2021-10-22 삼성전자주식회사 단말의 협력 센싱 방법 및 협력 센싱을 수행하는 단말
RU2626672C2 (ru) 2015-11-11 2017-07-31 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Устройство (варианты) и способ автоматического мониторинга привычек питания
CN108714032B (zh) * 2018-06-25 2023-09-12 河南师范大学 一种用于血糖检测的微波传感器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003038463A (ja) 2001-07-26 2003-02-12 Ichiro Furui 生体反応の計測方法および生体反応の計測システム
KR20060034565A (ko) * 2004-10-19 2006-04-24 학교법인 서강대학교 전파를 이용한 혈당측정장치 및 방법
KR100726309B1 (ko) 2005-12-30 2007-06-13 주식회사 릿치마이크로웨이브 혈당 측정 장치 및 이를 구비한 혈당 모니터링 장치
US20070220978A1 (en) 2006-03-21 2007-09-27 Ut-Battelle Llc Method and apparatus for remote sensing of molecular species at nanoscale utilizing a reverse photoacoustic effect

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003038463A (ja) 2001-07-26 2003-02-12 Ichiro Furui 生体反応の計測方法および生体反応の計測システム
KR20060034565A (ko) * 2004-10-19 2006-04-24 학교법인 서강대학교 전파를 이용한 혈당측정장치 및 방법
KR100726309B1 (ko) 2005-12-30 2007-06-13 주식회사 릿치마이크로웨이브 혈당 측정 장치 및 이를 구비한 혈당 모니터링 장치
US20070220978A1 (en) 2006-03-21 2007-09-27 Ut-Battelle Llc Method and apparatus for remote sensing of molecular species at nanoscale utilizing a reverse photoacoustic effect

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101562442B1 (ko) 2010-11-24 2015-10-21 에시-아이디 게엠베하 혈구 수치 파라미터의 검출을 위한 검출 장치
US9514273B2 (en) 2010-11-24 2016-12-06 Eesy-Id Gmbh Detection device for detecting a blood picture parameter

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