KR101047968B1 - 에너지 흡수도 보정을 이용한 혈액 성분 분석 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

에너지 흡수도 보정을 이용한 혈액 분석 장치 및 방법이 개시된다. 에너지 흡수도 보정을 이용한 혈액 분석 장치는 프로브, 및 분석부를 포함한다. 프로브는 혈관 주변으로 이동하여 전자기파를 조사한다. 분석부는 투과 계수의 위상차 발생에 의해 혈관의 폭을 추출하고, 피부 조직의 산란 계수와 혈관의 산란 계수를 추출하고, 소정의 예측 전체 산란 계수치와 측정 전체 산란 계수치를 비교하여 측정 오차를 산출하고, 오차가 최소화되기 위한 예측치를 보정하며, 혈관의 유전율 상수 및 에너지 흡수도를 측정한다. 이에 의해 혈관 주변 피부 조직에 의한 영향을 최소화하면서도 더욱 정확하게 비침습 혈액 성분 분석을 수행할 수 있게 된다.

혈액 성분 분석, 혈당, 비침습, 에너지 흡수도. 프로브

Description

에너지 흡수도 보정을 이용한 혈액 성분 분석 장치 및 방법{Apparatus and method for analyzing blood components using correction of energy absorption state}

도 1은 본 발명에 따른 혈액 성분 분석 장치의 프로브의 이동, 및 그에 따른 투과 계수의 위상 변화를 도시한 도면.

도 2는 도 1 중 프로브의 위치에 따른 투과 계수를 도시한 도면.

도 3은 도 1의 프로브 스캐닝 과정을 상세히 도시한 도면.

도 4는 도 3의 스캐닝 과정에 따른 투과 계수의 위상 변화를 도시한 도면.

도 5는 프로브가 혈관 상에 위치한 일 예를 도시한 도면.

도 6 및 7은 수직면 피부 보상을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 혈액 성분 분석 방법에 따른 측정법의 흐름도.

본 발명은 혈액 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비침습 혈액 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건강 검진을 수행할 때, 혈액 성분 검사는 반드시 수행된다. 그 이유는 혈액 성분은 건강 검진 대상자의 건강 상태를 파악할 수 있도록 하는 중요한 인자이기 때문이다.

통상 혈액의 검사는 주사기로 혈관 내의 혈액을 채취하는 방식으로 수행되지만, 이러한 방식은 불편할 뿐만 아니라 주사기 사용으로 인한 감염 우려나 혈액 채취 시 수반되는 고통으로 인해 검사 대상자들에게 의해 꺼려지고 있으며, 이로 인해 건강 검진 자체까지 회피하는 경우가 발생하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근, 혈액을 채취하지 않고서도 혈액의 성분을 분석할 수 있는 방법이 개발되고 있으며, 이러한 방법의 하나로서, 외부에서 전자기파를 혈관에 조사하고, 조사된 전자기파에 대한 혈액의 에너지 흡수도를 파악하는 방식으로 혈액의 성분을 분석하는 방법이 사용되고 있다.

그러나 이러한 방법의 사용에 있어서, 외부에서 전자기파를 조사하기 때문에 분석 결과에는 혈관 주변의 피부 조직에 의한 영향이 포함되어 정확한 측정 결과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 혈관 주변 피부 조직에 의한 영향을 최소화할 수 있는 혈액 성분 분석 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 에너지 흡수도 보정을 이용한 혈액 분석 장치는 프로브, 및 분석부를 포함한다. 프로브는 혈관 주변으로 이동하 여 전자기파를 조사한다.

분석부는 투과 계수의 위상차 발생에 의해 혈관의 폭을 추출하고, 피부 조직의 산란 계수와 혈관의 산란 계수를 추출하고, 소정의 예측 전체 산란 계수치와 측정 전체 산란 계수치를 비교하여 측정 오차를 산출하고, 오차가 최소화되기 위한 예측치를 보정하며, 혈관의 유전율 상수 및 에너지 흡수도를 측정한다.

아울러, 상기 장치 발명의 방법 형태의 발명이 함께 청구된다.

피부 속 혈관의 혈액의 유전율 및 에너지 흡수도를 측정하기 위해서는 혈관 주변의 피부 조직에 의한 영향을 보정하여야 한다.

이를 위해서는 코플래너(Coplanar) 형태의 웨이브 가이드 라인(waveguide line)을 이용하여 프로브(Probe)를 이동시키면 이동 거리에 따른 투과 위상 변화가 발생하며 투과 위상의 차이를 통해서 전체 프로브의 길이에 대한 피부 조직의 길이와 혈관의 폭과 이를 이용하여 피부 조직의 산란계수와 혈관의 산란 계수를 추출할 수 있으며, 피부 조직과 혈관을 포함한 산란 계수로 재조합하여 실제 측정치와 비교하여 측정 오차를 구하며 이를 반복적으로 행하여 측정 오차를 최소화할 수 있다.

이러한 과정을 통해 혈관 내 혈액의 유전율 및 에너지 흡수도를 측정함에 있어 개인간 피부 조직의 상이성을 위한 측정 오차를 보정할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 혈액 성분 분석 장치의 프로브의 이동, 및 그에 따른 투과 계수의 위상 변화를 도시한 도면이다. 도 1의 좌측에는 혈관 위를 지나가는 프로브의 이동이 도시되어 있고, 좌측에는 그에 따른 투과 계수의 위상 변화가 도시되어 있다.

도 2는 도 1 중 프로브의 위치에 따른 투과 계수를 도시한 도면이다. 도 2에서 프로브가 혈관 위에 위치할 때와 위치하지 않을 때의 투과 계수가 도시되어 있다.

도 3은 도 1의 프로브 스캐닝 과정을 상세히 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 스캐닝 과정에 따른 투과 계수의 위상 변화를 도시한 도면이다. 투과 계수의 위상을 산출하는 식은 다음과 같다.

피부의 산란 계수를 알기 위한 수식들은 다음과 같다.

도 5는 프로브가 혈관 상에 위치한 일 예를 도시한 도면이다.

Sample Misplacement (Probe right Scanning)

Misplacement -> Skin[S]

Skin S-Parameter

혈관의 산란 계수를 알기 위한 수식들은 다음과 같다.

Blood S-Parameter

Phase Difference

Attenuation Difference

Blood Dielectric Constant

수직면 피부 보상을 위한 계산 수식들은 다음과 같다. 도 6 및 7은 수직면 피부 보상을 설명하기 위한 도면이다.

Vertical Error

Vertical error Correction

피부와 혈관을 전체 산란 계수로 계산하기 위한 수식들은 다음과 같다.

Chain T-Parameter

Chain T -> S Parameter

도 8은 본 발명에 따른 혈액 성분 분석 방법에 따른 측정법의 흐름도이다.

먼저,

를 구하고, 각각의 S 파라미터로부터

를 구한다.

다음으로,

인 지점에서의 L_S, L_B를 구하고,

,

,

를 구한다.

마지막으로,

를 구한다.

본 발명에 의해 혈관 주변 피부 조직에 의한 영향을 최소화하면서도 더욱 정확하게 비침습 혈액 성분 분석을 수행할 수 있게 된다.

본 발명이 비록 일부 실시예에 의해 설명되었지만 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.

Claims (2)

1. 혈관 주변으로 이동하여 전자기파를 조사하는 프로브; 및

   투과 계수의 위상차 발생에 의해 혈관의 폭을 추출하고, 피부 조직의 산란 계수와 혈관의 산란 계수를 추출하고, 소정의 예측 전체 산란 계수치와 측정 전체 산란 계수치를 비교하여 측정 오차를 산출하고, 오차가 최소화되기 위한 예측치를 보정하며, 혈관의 유전율 상수 및 에너지 흡수도를 측정하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수도 보정을 이용한 혈액 성분 분석 장치.
2. 혈관 주변으로 프로브를 이동하여 전자기파를 조사하는 단계;

   투과 계수의 위상차 발생에 의해 혈관의 폭을 추출하는 단계;

   피부 조직의 산란 계수와 혈관의 산란 계수를 추출하는 단계;

   소정의 예측 전체 산란 계수치와 측정 전체 산란 계수치를 비교하여 측정 오차를 산출하고, 오차가 최소화되기 위한 예측치를 보정하는 단계; 및

   상기 혈관의 유전율 상수 및 에너지 흡수도를 측정하는 분석부를 포함하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 흡수도 보정을 이용한 혈액 성분 분석 방법.

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