KR101081888B1 - 혈당 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 혈당 측정 장치는 내주면에 홀이 형성된 링(ring) 몸체, 상기 링 몸체의 중앙부 중심을 기준으로 회전 가능하도록 상기 링 몸체 내부에 설치되고, 시료가 원주 방향을 따라 서로 이격된 위치에 도포된 리트머스지, 상기 리트머스지에서 시료가 도포된 부위를 관통함과 동시에 상기 링 몸체의 홀을 통하여 돌출이 가능한 핀 및 상기 핀을 돌출시킨 후 회수하고 상기 리트머스지를 상기 시료의 간격만큼 회전시키는 구동부를 포함함으로써 링 형태의 혈당 측정 장치를 제공할 수 있다.

혈당, 측정, 링, 반지, 리트머스, 시료, 핀

Description

혈당 측정 장치{Apparatus for measuring blood sugar level}

본 발명은 혈당 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 링 형상의 혈당 측정 장치에 관한 것이다.

유헬스(u-Health) 시스템을 구축하기 위해서 생체신호를 연속적으로 측정할 수 있는 휴대장치의 개발이 이루어져야 한다. 이를 위해서 가장 바람직한 방안은 의복 등에 일체화된 형태를 지니고 있어 일상생활에서 장시간동안 부담없이 입을 수 있는 웨어러블(wearable) 생체신호 측정기기를 사용하는 것이다.

생체신호를 모니터링하기 위한 웨어러블 시스템 연구 분야에서 생체신호를 이용한 응용이 꾸준히 연구되고 있다. 한 예로서, MIT의 마이클 홀리 교수는 에베레스트 등산 대원에게 각종 센서를 봉제해 넣은 셔츠를 입힌 후, 무선으로 송신받는 각종 신체 정보를 전문의가 검토하여 대원들에게 알려주는 실험을 진행하고 있다. 웨어러블 시스템은 사용자가 직접 착용함으로써 개인의 생체신호를 지속적으로 측정하기 좋은 조건을 가지는 반면 열, 사용자의 움직임, 착용시 압력 변화, 측정신체 부위 등에 따라 생체신호 데이터가 달라져서 정확한 데이터 추출이 어렵다는 단점을 갖고 있다.

현재 생체신호 모니터링을 위한 웨어러블 시스템은 주로 심박동 모니터링 기기 위주로 시장이 형성되어 있으며, 세부 시장으로는 생체신호 모니터링 용도, 체중관리 용도, 운동평가 용도, 건강·안전 감시용 등으로 구분되고 있다.

국내의 경우, 정보통신분야를 비롯하여 센서설계, 신호분석 등의 분야에서는 휴대용 생체신호 측정 및 시스템에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있으나 이러한 연구물들을 의복과 일체화시키는 방법에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 또한 생체신호 측정 의복에 관한 연구는 군인용, 엔터테인먼트용으로 생체신호 기능이 첨가된 의복의 사용성 또는 측정기기의 탈부착 및 수납방식에 관한 내용이 주를 이루고 있어, 의료 시스템과 연계시킬 수 있는 생체신호 측정용 의복 및 악세사리를 개발하기 위한 연구는 미흡한 실정이다.

본 발명은 링 형상의 혈당 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기수적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 혈당 측정 장치는 내주면에 홀이 형성된 링(ring) 몸체, 상기 링 몸체의 중앙부 중심을 기준으로 회전 가능하도록 상기 링 몸체 내부에 수용되어 설치되고 시료가 원주 방향을 따라 서로 이격된 위치에 도포된 리트머스지, 상기 리트머스지에서 시료가 도포된 부위를 관통함과 동시에 상기 링 몸체의 홀을 통하여 돌출이 가능한 핀 및 상기 핀을 돌출시킨 후 회수하고 상기 리트머스지를 상기 시료의 간격만큼 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 구동부를 기설정 주기마다 구동시키는 타이머를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 시료는 글루코스에 반응하는 것일 수 있다.

또한, 상기 링 몸체는 상기 핀의 돌출 및 회수 동작을 위한 유동 홀이 형성되고, 상기 핀은 상기 유동 홀에서 유동 가능한 지지대 상에 배치될 수 있다.

또한, 상기 핀에 의해 관통된 리트머스지의 시료 부위의 혈당을 측정하는 혈당 측정부, 상기 혈당 측정부의 출력 신호를 처리하고 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제어부에서 처리된 신호를 외부로 송신하는 송신부를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 혈당 측정 장치는 내주면에 하나의 홀이 형성된 링(ring) 몸체, 상기 링 몸체 내부에서 상기 링 몸체 중심을 기준으로 회전 가능하도록 삽입되며 시료가 회전 방향을 따라 이격되어 도포된 리트머스지, 상기 리트머 스지의 시료 위치마다 배치되어 상기 리트머스지와 함께 회전하며 상기 리트머스지를 관통함과 동시에 상기 링 몸체의 홀을 통하여 돌출이 가능한 핀 및 상기 핀을 돌출시킨 후 회수하고 상기 리트머스지 및 핀을 상기 시료의 간격만큼 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 구동부를 기설정 주기마다 구동시키는 타이머를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 시료는 글루코스에 반응하는 것일 수 있다.

또한, 상기 핀에 의해 관통된 리트머스지의 시료 부위의 혈당을 측정하는 혈당 측정부, 상기 혈당 측정부의 출력 신호를 처리하고 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제어부에서 처리된 신호를 외부로 송신하는 송신부를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 혈당 측정 장치는 링 몸체 내부에 핀, 리트머스지, 시료를 배치함으로써 반지 형상의 혈당 측정 장치를 제공할 수 있다.

이에 따르면 장시간 착용이 가능하여 지속적이고 신뢰성 있는 혈당 관리를 수행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명과 관련된 혈당 측정 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명과 관련된 혈당 측정 장치를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 혈당 측정 장치는 혈당 측정 장치는 내주면에 홀(111)이 형성된 링(ring) 몸체(110), 상기 링 몸체(110)의 중심을 기준으로 회전 가능하도록 상기 링 몸체(110) 내부에 수용되어 설치되고 원주 방향을 따라 서로 이격되게 시료(121)가 도포된 리트머스지(120), 상기 리트머스지에서 시료가 도포된 부위를 관통함과 동시에 상기 링 몸체의 홀을 통하여 돌출이 가능한 핀(130) 및 상기 핀을 돌출시킨 후 회수하고 상기 리트머스지를 상기 시료의 간격만큼 회전시키는 구동부(150)를 포함하고 있다.

상기 링(ring) 몸체(110)는 인체의 손가락에 끼울 수 있는 구조로, 흔히 반지의 형상이다. 링 몸체의 재질은 금, 은, 철, 플라스틱 등 다양하게 가능하다. 일반적인 링과 달리 내부에 리트머스지, 핀, 구동부 등이 포함되므로 내부가 비어있는 구조를 취한다. 유지 보수를 위해 리트머스지, 핀, 구동부 등의 수리 및 교체를 위해 링 몸체는 해체가 가능한 구조일 수 있다.

상기 리트머스지(120)는 혈당 측정에 사용되는 시료(121)가 도포되며 재질은 도포된 시료가 번지지 않고 잘 흡수되는 재질이면 무방하다. 리트머스지는 링 몸체 내부에서 구동부에 의해 회전이 가능하므로 구동부에 의한 회전 과정에서 끊어지지 않을 내구성을 가지고 있어야 하며 핀에 의해서는 관통이 될 수 있는 재질이어야 한다. 리트머스지에 도포되는 시료(121)는 혈당 측정에 이용되는 혈액 내 글루코스 에 반응하는 것일 수 있다.

상기 핀(130)은 상기 시료에 반응하는 혈액을 측정자(링 몸체 착용자)로부터 채취하기 위한 수단으로 이를 위해 상기 핀은 링 몸체 내주면으로 돌출될 수 있어야 한다. 아울러 내주면으로 돌출되는 핀은 도 2에서와 같이 리트머스지(120)에서 시료(121)가 도포된 부위를 관통하게 된다.

도 3에서와 같이 돌출된 핀은 측정자의 피부를 찔러서 측정자의 혈액을 채취하게 되고 이렇게 채취된 혈액은 리트머스지에 도포된 시료에 접촉되어야 한다. 혈액 채취를 위해 측정자 피부를 찌른 핀은 구동부에 의해 회수되는데, 회수 과정에서 관통이 이루어진 리트머스지의 시료 도포 부위에서도 빠져나오게 된다. 이때 핀에 의해서 채취된 혈액은 리트머스지의 시료 도포 부위에 잔류된다. 이에 따라 혈액과 시료가 접촉하게 되고 시료와 반응한 혈액을 측정함으로써 혈당을 측정할 수 있게 된다.

상기 구동부(150)는 상기 핀을 돌출시키고 회수한다. 이를 위해 구동부는 액추에이터 또는 모터로 구성이 가능하다. 핀을 직접 구동부에 연결시켜 돌출 및 회수시키는 것이 어려울 경우에는 핀에 체결되어 핀을 지지하는 지지대(131)를 유동시킴으로써 핀의 돌출 및 회수를 수행할 수 있다. 물론, 지지대는 액추에이터 또는 모터에 의해서 유동이 가능한 구조로 이루어져야 할 것이다.

또한, 도 3에서와 같이 지지대의 유동에 의한 핀의 돌출 및 회수가 좌우 흔들림 없이 이루어지도록 상기 지지대의 유동을 가이드하는 유동 홀(111)이 링 몸체에 형성될 수 있다.

정리하면, 상기 링 몸체(110)는 상기 핀의 돌출 및 회수 동작을 위한 유동 홀(113)을 구비하고, 상기 핀(130)은 상기 유동 홀에서 유동 가능한 지지대(131) 상에 배치될 수 있다.

또한, 상기 구동부는 핀의 돌출 및 회수 후 리트머스지를 시료의 간격만큼 회전시킨다. 이와 같이 함으로써 새로운 혈당 측정이 가능해진다. 회전 방향은 도 1에서 반시계 방향으로 회전하는 것으로 나타내었으나 시계 방향으로 회전시켜도 무방하다. 다만 주의할 것은 회전 방향을 한쪽으로만 정해야 하는 것이다. 만약 양쪽으로 모두 회전이 가능하다면 사용이 완료되 시료가 다시 혈당 측정에 사용될 수 있으므로 바람직하지 못하다.

구동부는 사용자의 직접 제어에 의해 구동될 수 있으나, 일상 생활 중인 사용자가 규칙적으로 측정 시간을 인지하여 구동부를 구동시키는 것이 어려울 수 있다.

따라서, 기설정 주기마다 구동부를 구동시키는 타이머(미도시)를 포함할 수도 있다. 설정 주기는 측정자 또는 측정자의 혈당 수치를 관리하는 관리자에 의해 설정이 이루어진다. 상기 구동부와 타이머도 모두 링 몸체 내부에 수납될 수 있다.

한편, 혈액과 접촉이 이루어진 시료를 통하여 실질적으로 혈당 측정을 수행하기 위해서는 별도의 혈당 측정부가 필요하다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 핀에 의해 관통된 리트머스지의 시료 부위의 혈당을 측정하는 혈당 측정부(160)를 더 포함할 수 있다. 이와 아울러 혈당 측정부에 이루어진 혈당 측정 결과, 즉 혈당 측정부의 출력 신호를 처리하고 상기 구동부를 제어하는 제어부(170)도 포함할 수 있다. 이 경우 앞에서 살펴본 타이머는 상기 제어부와 일체로 형성될 수 있다.

혈당 측정부(160)는 전극 분해 방식 또는 효소 분해 방식을 이용하여 혈액과 접촉한 시료를 통하여 혈당을 측정하게 된다. 상기 핀에 의해 관통이 이루어지는 리트머지지의 시료 도포 부위에서 바로 혈당을 측정하면 바람직할 것이나, 핀으로 인하여 적용이 곤란할 수 있다. 따라서, 리트머스지의 회전 방향에 따라 현재 핀이 관통된 시료가 회전에 의해 다음으로 위치할 지점에 혈당 측정부를 배치할 수 있다. 구동부는 핀의 돌출 및 회수 후에 리트머스지를 회전시키게 되므로 회전이 완료된 다음 혈당을 측정하면 된다.

이렇게 혈당 측정부를 통하여 측정된 혈당을 관리하기 위해서는 착용자 또는 관리자에게 시각 또는 청각으로 표시할 필요가 있는데, 링 몸체의 크기 제한으로 인하여 디스플레이부의 설치가 곤란할 수 있다.

따라서, 혈당 측정 결과를 외부로 송신하는 송신부(180)를 더 포함할 수 있다. 송신부는 링 몸체의 크기 및 링 몸체에 내장 가능한 배터리의 용량 문제를 고려하여 지그비(Zigbee) 등의 근거리 통신을 지원하는 것이 바람직하다.

상기 제어부(170)는 구동부를 제어하여 핀을 돌출 및 회수하고 돌출 시기를 결정한다. 또한, 혈당 측정부에서 측정된 값을 처리하여 혈당 측정 결과 신호로서 변환하여 송신부에 전달한다.

이와 같은 구성의 혈당 측정 장치는 외부에 존재하는 별도의 수신부에 연결된 디스플레이부 등을 통하여 측정자의 혈당을 표시하게 된다. 링 형상으로 혈당 측정 장치를 제공함으로써 장시간 착용이 가능하므로 측정자에 대한 지속적인 혈당 측정이 가능하다.

다만, 이상의 경우 핀이 반복적으로 사용되므로 위생상 문제가 발생할 수 있다.

도 5는 본 발명과 관련된 다른 실시예에 따른 혈당 측정 장치를 나타낸 개략도이다.

도 5에 도시된 혈당 측정 장치는 내주면에 하나의 홀(211)이 형성된 원형 형상의 링(ring) 몸체(210), 상기 링 몸체 내부에서 상기 링 몸체의 중심을 기준으로 회전 가능하도록 삽입되며 시료(221)가 회전 방향을 따라 이격되어 도포된 리트머스지(220), 상기 리트머스지의 시료 위치마다 배치되어 상기 리트머스지와 함께 회전하며 상기 리트머스지를 관통함과 동시에 상기 링 몸체의 홀을 통하여 돌출이 가능한 핀(230) 및 상기 핀을 돌출시킨 후 회수하고 상기 리트머스지 및 핀을 상기 시료의 간격만큼 회전시키는 구동부(250)를 포함하고 있다.

살펴보면, 리트머스지에 도포된 시료의 위치마다 핀을 배치한 구성이다. 시료의 위치마다 핀을 배치함으로써 핀 또한 리트머스지와 함께 회전이 이루어져야 한다. 또한 각각의 핀을 돌출 및 회수시킬 수 있어야 하며 필요에 따라 핀 각각을 지지하는 지지대(231) 및 상기 지지대의 유동을 가이드하는 가이드부(233)이 구비되어야 한다. 지지대 및 가이드부 또한 핀에 대응되어 마련되어야 한다.

지지대는 구동부(250)에 의해서 돌출 및 회수가 되는데, 모터 또는 전자석, 액추에이터로 구성이 가능하다. 전자석의 경우 지지대를 자성을 가진 재질로 설비하여 전자석의 전극을 변화시킴으로써 지지대를 밀거나 당겨 핀의 돌출 및 회수를 달성할 수 있다.

구동부(250)는 앞에서 살펴본 바와 같이 기설정 주기마다 전기적 또는 기계적 신호를 생성하는 타이머(미도시)에 의하여 구동될 수 있다.

시료는 혈액 내 글루코스에 반응하는 물질인 것이 바람직하다. 이를 위해 시료가 혈액과 접촉할 필요가 있는데, 이는 링 몸체에 형성된 홀(211)을 통해 내주면에서 돌출 가능한 핀을 통해 이루어진다. 즉, 돌출된 핀에 의해 측정자의 피부가 찔리게 되어 출혈이 발생하고 상기 출혈로부터 혈액을 제공받아 시료에 접촉시킨다. 이는 앞의 도 3에서 설명한 바와 동일하다.

혈액과 접촉한 시료를 통하여 혈당을 측정할 수 있는데 이를 위해 혈당 측정부(260)가 배치된다. 혈당 측정부는 도 1의 실시예와 달리 핀까지 회전하는 구조에서 핀(지지대 및 가이드부 포함)의 회전을 방해하지 않으면서도 시료에 근접하게 배치되어야 할 것이다.

이렇게 혈당 측정부를 통해서 획득된 혈당치(혈당 측정부의 출력 신호)는 구동부를 제어하는 제어부(270)에 의해서 처리된다. 제어부에서 이루어지는 혈당치 처리는 혈당 측정부의 출력값인 전기적 신호를 인간이 인지 가능한 데이터로 변환하는 것이다. 물론, 경우에 따라 혈당 측정부의 출력값을 그대로 통과시켜(바이패스) 외부 기기로 전달할 수도 있다. 제어부는 구동부를 제어하게 되며 이때 타이머의 기능을 포함할 수도 있다. 물론, 타이머 기능의 설정 시간, 구동부 제어루틴, 혈당 측정부의 출력값 처리 루틴 등을 저장하기 위한 저장부를 더 포함할 수도 있다.

앞에서 설명한 바와 같이 링 몸체는 디스플레이부를 설비하기 어려운 소형인 관계로 제어부에 의해 제어되는 송신부(280)를 통하여 외부 기기로 전송될 수 있다. 외부 기기는 송신부와 통신이 가능한 수신부가 구비되어 있어야 하며 수신된 값을 처리하여 디스플레이하는 디스플레이부를 포함할 수 있다. 또한, 보다 원거리에 위치한 측정자 혈당 관리 서버로의 전송을 위한 원거리 송신부를 더 구비할 수도 있을 것이다.

이상에 따르면 매 혈당 측정시마다 새로운 핀과 시료가 제공됨으로써 신뢰성 있고 위생적으로 안전한 혈당 측정이 가능하다. 또한 반지 형태로 제공됨으로써 장시간 착용이 가능하여 측정자의 혈당을 지속적으로 관리할 수 있게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

혈당 측정 장치에 적용이 가능하다.

특히, 지속적으로 혈당 측정을 수행할 필요가 있는 측정자를 대상으로 하는 경우에 유용하다.

도 1은 본 발명과 관련된 혈당 측정 장치를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명과 관련된 혈당 측정 장치에서 핀이 돌출된 상태를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명과 관련된 혈당 측정 장치에서 핀의 돌출 및 회수에 따라 혈액을 채취하여 시료에 접촉시키는 상태를 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명과 관련된 혈당 측정 장치에 혈당 측정부, 제어부 및 송신부를 추가한 상태를 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명과 관련된 다른 실시예에 따른 혈당 측정 장치를 나타낸 개략도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110, 210...링 몸체 111, 211...홀

113...유동 홀 130, 230...핀

131, 231...지지대 233...가이드부

150, 250...구동부 160, 260...혈당 측정부

170, 270...제어부 180, 280...송신부

Claims (11)

1. 내주면에 홀이 형성된 원형 형상의 링(ring) 몸체;

   상기 링 몸체의 중심을 기준으로 회전 가능하도록 상기 링 몸체 내부에 수용되어 설치되고, 원주 방향을 따라 서로 이격된 위치에 시료가 도포된 리트머스지;

   상기 리트머스지에서 시료가 도포된 부위를 관통함과 동시에 상기 링 몸체의 홀을 통하여 돌출이 가능한 핀; 및

   상기 핀을 돌출시킨 후 회수하고 상기 리트머스지를 상기 시료의 간격만큼 회전시키는 구동부;

   를 포함하는 혈당 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동부를 기설정 주기마다 구동시키는 타이머를 더 포함하는 혈당 측정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 시료는 글루코스에 반응하는 것인 혈당 측정 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 링 몸체는 상기 핀의 돌출 및 회수 동작을 위한 유동 홀이 형성되고,

   상기 핀은 상기 유동 홀에서 유동 가능한 지지대 상에 배치되는 혈당 측정 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 핀에 의해 관통된 리트머스지의 시료 부위의 혈당을 측정하는 혈당 측정부;

   상기 혈당 측정부의 출력 신호를 처리하고 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 혈당 측정 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어부에서 처리된 신호를 외부로 송신하는 송신부를 더 포함하는 혈당 측정 장치.
7. 내주면에 하나의 홀이 형성된 원형 형상의 링(ring) 몸체;

   상기 링 몸체의 중심을 기준으로 회전 가능하도록 상기 링 몸체 내부에 수용되어 설치되고, 원주 방향을 따라 서로 이격된 위치에 시료가 도포된 리트머스지;

   상기 리트머스지의 시료 위치마다 배치되어 상기 리트머스지와 함께 회전하며 상기 리트머스지를 관통함과 동시에 상기 링 몸체의 홀을 통하여 돌출이 가능한 핀; 및

   상기 핀을 돌출시킨 후 회수하고 상기 리트머스지 및 핀을 상기 시료의 간격만큼 회전시키는 구동부;

   를 포함하는 혈당 측정 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 구동부를 기설정 주기마다 구동시키는 타이머를 더 포함하는 혈당 측정 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 시료는 글루코스에 반응하는 것인 혈당 측정 장치.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 핀에 의해 관통된 리트머스지의 시료 부위의 혈당을 측정하는 혈당 측정부;

    상기 혈당 측정부의 출력 신호를 처리하고 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 혈당 측정 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제어부에서 처리된 신호를 외부로 송신하는 송신부를 더 포함하는 혈당 측정 장치.

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