KR101156967B1 - 무선 경보를 갖는 분석 대상물 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR101156967B1 KR1020050057910A KR20050057910A KR101156967B1 KR 101156967 B1 KR101156967 B1 KR 101156967B1 KR 1020050057910 A KR1020050057910 A KR 1020050057910A KR 20050057910 A KR20050057910 A KR 20050057910A KR 101156967 B1 KR101156967 B1 KR 101156967B1
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Abstract

본 발명은 한 명 이상의 다른 개인에 의해 개인의 분석 대상물 농도를 원격적으로 모니터링하는 시스템에 관한 것이다.
분석 대상물 농도, 포도당, 센서, 당뇨병, 무선 신호, 신호 주파수, 신호 수신기, 신호 송신기

Description

무선 경보를 갖는 분석 대상물 모니터링 시스템{Analyte monitoring system with wireless alarm}
도 1은 본 발명의 분석 대상물 모니터링 시스템의 제 1 실시예의 개략도.
도 2는 본 발명의 분석 대상물 모니터링 시스템의 제 2 실시예의 개략도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
2 : 휴대용 배터리에 의해 구동되는 유닛
4 : 릴레이 6 : 수신기
8a : 제 1 주파수 8b : 제 2 주파수
100 : 분석 대상물 센서
본 발명은 한 명 이상의 다른 개인에 의해 개인의 분석 대상물 농도를 원격적으로 모니터링하는 시스템에 관한 것이다.
연속적으로 또는 빈번히 주기적으로 분석 대상물의 농도를 측정 및 모니터링할 필요가 있다. 예를 들어, 몇몇 당뇨병 환자는 사람이 간섭할 필요없이 연속적으로 및 자동적으로 포도당 농도 레벨을 측정할 수 있는 시스템으로부터 도움을 받을 수 있다. 영구적으로 또는 일시적으로 이식가능한 센서 또는 환자의 혈액 또는 간질(interstitial) 액체에 연속적으로 접근가능한 센서들을 갖는 것들을 포함하는 다양한 이러한 시스템들이 존재한다. 이러한 시스템들은 당뇨병 환자들에게 실시간으로 포도당 농도 레벨을 제공한다.
이러한 시스템들에는 환자들의 포도당 레벨이 생리학적 정상 영역 밖에 있을 때 사용자에게 알리기 위해 자동적으로 작동하는 경보(alarm) 메커니즘을 포함하는 것이 고려된다. 이는 당뇨병 환자들의 야간 모니터링에 특히 유용하다. 이러한 시나리오에서, 환자가 혈당 감소증 또는 혈당 과다증(hypo or hyperglycermic) 상태일 때에, 연속적인 포도당 센서가 음향 경보(센서와 일체로 배치되거나 또는 개별적으로 센서 부근에 배치되어 센서와 유선 연결 또는 무선 연결되는 유닛에 배치됨)를 작동시켜서 당뇨병 환자를 깨워 적절한 치료가 이루어질 수 있다. 그러나, 특정한 경우에, 특히 당뇨병 환자가 쉽게 깨어나기 힘들거나 또는 혈당 감소증 또는 혈당 과다증 상태로 인해 혼수 상태에 들어가 있는 경우에, 이러한 경보로는 당뇨병 환자를 깨우기 불충분할 수 있다. 또한, 이러한 경보는 당뇨병 환자가 아기이거나 또는 매우 어린 아동이거나 또는 다르게는 물리적으로 또는 정신적으로 장애가 있거나 경보에 반응하여 자신을 구할 수 없는 상황에선 유용하지 않다. 이러한 상황에서, 부모 또는 다른 간병인이 당뇨병 환자의 포도당 레벨을 모니터링하기 위해 자주 정기적으로 당뇨병 환자를 조사해야 한다.
경보 장치를 부모 또는 간병인의 침실과 같은 먼 곳에 배치하기 위해 무선 기술을 사용할 수 있지만, 미국 연방 통신 위원회(FCC) 규정 때문에, 이러한 타입의 센서 시스템들은 매우 낮은 송신 주파수를 사용할 필요가 있고 이는 센서로부터 경보 장치를 몇 미터 이하로 제한한다. 저주파수 장치들 그리고 특히 이들의 안테나는 부득이하게 비교적 커야 한다. 다른 한편, 고주파수(약 100MHz 이상)를 송신할 수 있는 센서-경보 시스템은 인체와 간섭하기 쉬우므로, 특히 실내에서, 제한된 송신 범위 성능을 갖는다. 부가적으로 고주파 무선 신호는 경보 장치 유닛의 휴대성을 제한하는 배터리 크기를 필요로 하여 다량의 전력을 소모한다.
따라서, 현재 기술의 단점들을 처리하는 실시간의 분석 대상물 레벨과 다른 생리학적 특성값들의 원격 모니터링을 돕는 신규한 장치 및 기술의 개발이 계속 요구된다.
본 발명은 환자를 원격적으로 모니터링하고 환자의 데이터를 원격적으로 전송하며 및/또는 경보장치를 작동시키는 필요성에 따라, 종래기술의 결점 및 단점을 제거하는 분석 대상물 모니터링 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 시스템은 최소의 전력을 소모하고, 비교적 넓은 범위의 신호 송신을 제공하며, 인체와 간섭되는 경향이 적다.
분석 대상물 모니터링 시스템들은 사용자의 분석 대상물 농도를 모니터링하는 센서, 신호 릴레이, 및 신호 수신기를 포함한다. 분석 대상물 농도 모니터링에 부가하여, 센서는 제 1 무선 신호를 신호 릴레이에 송신하도록 구성되고, 이 신호는 실시간 분석 대상물 농도 레벨, 예를 들어 현재의 포도당 레벨을 나타내는 값 또는 예를 들어 혈당 감소증 또는 혈당 과다증의 생리학적 상태를 나타낸다. 신호 릴레이는 제 1 무선 신호를 수신하고 이어서 제 2 무선 신호를 신호 수신기에 송신하도록 구성되며, 상기 신호는 이러한 농도 레벨 또는 상태를 나타내고, 제 2 무선 신호는 제 1 무선 신호와는 다른 주파수 및/또는 송신 프로토콜(protocol)(즉, 신호 송수신 회수 및 데이터 패키징(예를 들어, 주소지정, 인코딩 등)을 포함하지만 이에 제한되지는 않음)을 갖는다. 신호 수신기는 제 2 무선 신호를 수신하고 실시간 분석 대상물 레벨, 센서 상태(작동 상태, 고장 발생, 에러 코드 등) 또는 이를 나타내는 상태를 사용자에게 통지하도록 구성된다. 이러한 통지는 청각, 촉각 및/또는 시각 경보일 수 있고, 실제 분석 대상물 농도값의 표시를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 분석 대상물 모니터링 시스템들은 비교적 짧은 거리에 걸쳐 센서와 통신하기 위해 제 1 주파수를 사용하여 릴레이에 경보를 전송하고, 이후에 비교적 먼 거리에 걸쳐 릴레이와 통신하기 위해 제 2 주파수를 사용하여 수신기에 경보를 전송할 수 있다. 두 신호는 같거나 또는 상이한 주파수를 가질 수 있다. 동일한 주파수가 사용되면, 신호들은 전형적으로 서로 간섭하지 않는 상이한 송신 프로토콜을 갖는다.
본 발명의 상술한 목적들, 장점들, 및 특징 등은 당업자가 보다 상세히 설명되는 본 발명의 상세한 설명을 읽을 때 명백해질 것이다.
본 발명은 첨부한 도면들과 관련하여 읽을 때에 하기의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다.
본 발명의 시스템들 및 방법들을 설명하기 앞서, 본 발명은 설명 또는 예시된 특정한 실시예에 제한되지 않으며 물론 변경할 수 있다. 또한, 본원에서 사용 되는 용어는 특정한 실시예들만을 설명하기 위한 것이고, 제한하고자 하는 것은 아니다. 왜냐하면 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되기 때문이다.
일정 범위의 값들이 제시되는 경우, 그 범위의 상한값과 하한값 사이에서 달리 명확히 지시하지 않는 한 하한값의 단위의 1/10까지의 각각의 개재값이 세부적으로 공개된다. 언급된 범위 내의 개재값 또는 임의의 언급된 값 또는 언급된 범위 내의 개재값 사이의 각각의 보다 작은 범위는 본 발명 내에 포함된다. 이러한 보다 작은 범위의 상한값과 하한값은 독립적으로 그 범위에 포함되거나 또는 배제될 수 있고, 한계값 중 하나 또는 모두가 보다 작은 범위에 포함되거나 또는 어떠한 한계값도 포함되지 않는 각각의 범위가 언급된 범위에서 특정하게 배제되는 한계값에 따라 본 발명에 포함된다. 언급된 범위가 한계값들 중 하나 또는 둘 다 포함하는 경우, 한계값들 중 하나 또는 모두를 배제한 범위도 본 발명에 포함된다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속한 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다.
본원 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태의 "하나(a, an)", "상기(the)"는 문맥상 달리 명확히 지시되지 않는 한 복수의 대상물을 포함한다. 그러므로, 예를 들어, "신호(a signal)"를 언급할 때 다수의 이러한 신호들을 포함한다.
본원에 언급되는 모든 공보들은 본원에 참고문헌으로서 포함되고 그 공보들에 언급된 것과 관련하여 방법들 및/또는 재료들을 개시 및 설명한다. 본원에서 논의되는 공보들은 본 출원의 출원일 이전에 공개된 것들만이 제공된다. 우선권에 의해 이러한 공보에 대해 본 발명이 우선한다고 인정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 제공된 공개일자는 실제 공개 일자들과 상이할 수 있으므로 개별적으로 확인할 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들 및 변형예들이 이제 상세하게 설명된다. 본 발명을 부가로 설명할 때, 본 발명의 시스템들 및 장치 구성요소들이 먼저 설명된다. 다음에, 본 발명의 장치, 시스템들을 사용하는 다양한 방법들 및 실시간 생리학적 정보 전송 방법들이 설명된다. 마지막으로 본 발명의 키트(kit)들의 간략한 설명이 제공되며, 이 키트들은 본 발명의 방법들을 실시하는데 사용되는 시스템들 및 본 발명의 장치들을 포함한다.
하기 설명에서, 본 발명은 포도당 농도 측정에 관해 설명된다. 그러나, 이러한 것은 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니고 당업자는 본 발명의 장치, 시스템 및 방법들이 다른 생리학적, 신경학적 및 화학적 특성값들, 예를 들어, 혈압, 심장박동수, 호흡수, 신경학적 활동성, 치료 약제 레벨, 태아 활동성, 수면 상태 등의 측정 및 모니터링에 유용함을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 분석 대상물 모니터링 시스템의 일 실시예의 개략도이다. 분석 대상물 모니터링 시스템은 분석 대상물 센서(100), 신호 릴레이(4), 신호-수신기(6)를 포함한다.
센서(100)는 피하(subcutaneous), 피부(dermal), 피하(sub-dermal), 복강-내 또는 복막 조직을 통해 또는 그 안에 영구적으로 또는 일시적으로 이식가능하거나 또는 다르게는 신체에 입히거나 부착하여 사용자의 혈액, 간질액(interstitial fluid) 등을 연속적으로 또는 간헐적으로 측정 및 접근할 수 있게 하는 것을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 타입의 센서일 수 있다. 센서들은 전기화학적, 화학적, 또는 광학 센서 등일 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 이러한 센서들의 예들이 미국 특허 제6,040,194호; 제6,232,130호; 제6,233,471호; 제6,272,364호; 제6,329,161호; 제6,514,718호; 제6,558,321호; 제6,702,857호, 및 국제공보 WO 02/49507호에 공개되어 있고, 이들은 본원에 모두 참고문헌으로서 포함된다. 본 발명에 사용될 수 있는 상업적으로 입수가능한 센서들의 예들에는 미국 캘리포니아 레드우드 시티 소재의 시그너스 인코포레이티드(Cygnus, Inc.)의 Gluco Watch G2® Biographer; 미국 캘리포니아 노스릿지 소재의 메드트로닉 미니메드 인코포레이티드(Medtronic Minimed, Inc.)의 CGMS® System GOLDTM이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
센서(100)는 일체형 신호 송신기 또는 센서의 감지 부분에 직접 커플링된 것을 포함할 수 있다. 송신기는 바람직하게는 고주파(RF) 스펙트럼 내에서 신호들을 송신하도록 구성된다. 센서는 센서가 목표 분석 대상물(들)의 연속적이거나 또는 단속적이지만 빈번한 측정을 할 수 있고 이러한 측정값들을 나타내는 신호들을 연속적으로 또는 단속적으로 송신하도록 프로그래밍될 수 있는 프로세서를 부가로 포함한다. 이식불가능하거나 또는 부분적으로 이식가능한 센서들에서는, 센서 자체가 허용가능한 분석 대상물 측정값보다 낮음을 사용자에게 알리는 경보를 제공하도록 구성될 수 있다. 이식가능한 센서들에서는, 센서는 사용자에 인접한 외부 경보장치를 작동하도록 신호를 송신하도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 센서의 프로세서는 예를 들어 배터리 전력 부족, 온도 과다, 센서의 사용자로부터의 연결 해제 등으로 인한 센서 오류의 검출 및 이러한 오류들을 나타내는 경보 신호들을 송신할 수 있다.
신호 릴레이(4)는 센서(100)로부터 송신된 신호들을 수신하도록 구성된 신호 수신부와 신호들을 신호 수신기(6)로 송신하도록 구성된 송신부를 포함한다. 또한, 수신부와 송신부들은 바람직하게는 RF 대역 내에서 작동하도록 구성된다. 릴레이(4)는 하나의 주파수 및/또는 송신 프로토콜을 갖는 수신된 신호를 다른 주파수 및/또는 송신 프로토콜을 갖는 신호로 변환하고, 수신된 신호보다 큰 송신 범위를 갖는 변환된 신호를 송신하도록 부가로 구성된다. 본 발명에 사용될 수 있는 적절한 릴레이들에는 밀레니얼 네트 인코포레이티드(Millenial Net, Inc.)와 지그비 인코포레이티(ZigBee, Inc.)의 릴레이가 포함된다.
사용자의 설정에 따라, 릴레이(4)는 고정식 및/또는 휴대용 장치로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 릴레이(4)는 도 1에 예시된 바와 같이, 실질적으로 고정식인 베이스 유닛 또는 스테이션(base unit or station)에 포함될 수 있고, 이는 지정된 전원 공급장치에 의해 또는 종래의 AC 콘센트(outlet)에 와이어 또는 케이블 연결에 의해 전원 공급될 수 있다. 센서(100)에 의해 송신되는 비교적 낮은 에너지의 신호들로, 릴레이(4)가 센서(100)로부터 약 3m 내에 배치될 때 보다 나은 결과들이 얻어진다. 본 발명의 일 실시예에서, 릴레이(4)는 당뇨병 환자인 사용자가 거주하는 실내에 위치될 수 있다. 다르게는, 도 2에 예시된 바와 같이, 릴레이(4)는 휴대용인 배터리로 구동되는 유닛(2)과 상호작용하도록 구성될 수 있다. 휴대 장치(2)는 USB 포트와 같은 전기 소켓 연결(socket union)을 사용하는 모듈 방식으로 릴레이(4)와 짝을 이루도록 구성될 수 있으며, 장치(2)는 릴레이(4)와 정보(신호)들을 교환하고 릴레이(4)는 장치(2)에 의해 구동된다. 다르게는, 릴레이(4)는 휴대 장치(2) 내에 전기적으로 통합될 수 있다.
휴대 장치(2)는 일회용 포도당 시험편을 사용하여 일시적인 방식으로 포도당과 같은 분석 대상물 농도를 측정하는 전자적 기능을 가질 수도 있다. 휴대 장치(2)에 통합될 수 있는 일시적 포도당 계측기의 일례로는 상업적으로 입수가능한 라이프스캔 원터치® 울트라스마트TM(LifeScan One Touch® UltraSmartTM) 모니터링 시스템이 있다. 특정 상황하에서, 시스템이 연속적인 방법에 부가하여 일시적으로 포도당을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 센서(100)를 교정하는 것을 돕고, 품질관리 확인을 수행하며, 긴급한 포도당 측정 시험을 행하고 센서(100)가 균형잡혀 있고, 철저한 치료 활동을 취하기 전에 센서(100)에 의한 매우 높거나 낮은 측정값을 확인하기 위해 일시적인 포도당 측정들이 필요할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 휴대 장치(2)는 센서(100), 인슐린 펌프(도시안함), 및 다른 의료 장치들로부터 데이터를 수신 및 송신하는 원격 제어 장치로서 사용될 수 있다.
상술한 릴레이 구성들 중 어느 하나로, 베이스 유닛 또는 휴대용 유닛 또는 둘다가 센서 기능을 제어하기 위한 사용자 인터페이스 제어장치, 및 분석 대상물 값들과 다른 시스템 변수들을 표시하기 위한 디스플레이를 포함할 수 있다. 유닛은 전형적으로 사용자에게 위기 또는 잠재적 위험 상태를 통지하기 위해 청각, 촉각(진동) 및/또는 시각(점멸식 LED)과 같은 1차 경보를 또한 포함한다. 릴레이(4)는 AC 전원을 가지므로, 당뇨병 환자인 사용자에게 경고하는 것을 돕기 위해 센서(100)에서만 생성된 것보다 강한 경보, 예를 들어 보다 강한 음성 또는 보다 밝은 빛을 생성할 수 있다. 센서(100)가 정상 혈당 상태를 유지하여 적절한 양의 인슐린의 전달을 제어하기 위해 폐루프 또는 피드백 제어 시스템의 일부로서 인슐린 펌프와 관련하여 사용되는 경우에, 이러한 경보는 불필요하다. 그러나, 이러한 폐루프 시스템이 사용되지 않는 경우, 이러한 1차 경보 자체로는 사용자의 포도당 레벨이 위험 상황에 도달했을 때 사용자를 깨우기에 불충분할 수 있다.
신호 수신기(6)는 릴레이(4)로부터 보다 높은 에너지의 신호들을 수신하도록 구성되고, 이에 의해, 릴레이(4)가 센서(100)로부터 배치될 수 있는 거리보다 릴레이(4)로부터 더 멀리, 예를 들어, 약 3m 이상의 거리에 배치될 수 있다. 수신기(6)는 고정식으로 구성될 수 있고 이에 의해 제 2 개인 또는 사용자(예를 들어, 부모, 간병인, 간호사 등)가 위치하는 곳 또는 방에 배치된다. 고정식 수신기는 배터리에 의해 구동되거나 AC 콘센트 전원을 통해 구동될 수 있다. 다르게는, 수신기(6)는 휴대용 배터리에 의해 구동되는 장치이고 이는 예를 들어 벨트 클립 또는 암밴드와 같이 제 2 개인이 입거나 운반하도록 구성될 수 있다.
신호 수신기 구성들 중 하나에서, 수신기는 청각, 촉각(진동) 및/또는 시각(예를 들어, 하나 이상의 점멸식 발광 다이오드(LED)) 경보 메커니즘과 같은 2차 시스템 경보를 제공하며, 경보 메커니즘은 분석 대상물 농도가 생리학적 정상 영역 밖에 있을 때 작동된다. 이런 식으로, 일차 사용자(예를 들어, 당뇨병 환자)가 위기 또는 잠재적 위기 상태를 겪을 때 제 2 사용자가 즉시 경고할 수 있다. 일 실시예에서, 청각 경보는 당면한 상황의 형태 또는 긴급함에 따라 다양한 음량(dB) 레벨을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 보다 긴급한 상황, 예를 들어, 일차 사용자의 포도당 레벨이 생리학적 위험 영역에 들어가 있을 때 매우 시끄러운 경고를 당분간 제공한다. 다르게는, 경보음은 예를 들어, "긴급", "주의" 등과 같이 일차 사용자의 실시간 상태를 정확히 알리는 녹음된 음성일 수 있다. 또한, 소리의 형태는 경보를 필요로 하는 상황에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 삑하는 소리(beep)가 일차 사용자의 생리학적 상태를 알리기 위해 방출될 수 있고, 시스템 문제, 예를 들어, 배터리 부족, 신호 수신 손실 등을 알리기 위해 윙윙(buzzing) 소리가 방출될 수 있다. 시각 경보들은 여러 가지 색상을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 녹색은 일차 사용자가 정상 혈당 상태일 때를 나타내고, 노란색은 일차 사용자가 잠재적으로 혈당 과소 또는 과다 영역에 있거나 이 영역으로 들어감을 나타내며, 적색은 일차 사용자의 포도당 레벨이 안전하지 않은 혈당 과소 또는 과다 영역에 들어갔음을 나타내고, 청색은 시스템 고장 또는 문제를 나타낸다.
신호 수신기(6)는 액정 표시장치(LCD)와 같은 디스플레이를 부가로 포함할 수 있고, 이는 일차 사용자에 대한 정량적 및/또는 정성적인 실시간 또는 저장된 일차 사용자 정보 데이터, 예를 들어 일차 사용자의 포도당 농도의 실시간 측정값 또는 최근의 몇번 취해진 측정값을 표시한다. 디스플레이는 시스템 변수들, 예를 들어 잔류 배터리 전력, 신호 수신 레벨 등에 관한 정보를 제공할 수도 있다. 릴레이(4)에 연계된 베이스 유닛 또는 휴대용 유닛과 함께, 신호 수신기(6)는 기능 메뉴, 음량 조절 등과 같은 사용자 인터페이스 제어를 제공할 수 있다.
이렇게 구성된, 본 발명의 시스템들은 무선 신호들 즉, 경보 신호들 및 분석 대상물 측정값과 시스템 작동 변수들을 나타내는 정보가 센서(100)로부터 신호 릴레이(4)를 통해 신호 수신기(6)로 송신되게 할 수 있다. 달리 말해, 릴레이(4)는 모니터링되는 개인으로부터 멀리 위치하는 사람에게 정보를 송신하는 선로(conduit)로서 사용된다. 시스템은 1인 이상에게 정보를 송신하기 위해 상이한 위치들에 배치되는 하나 이상의 부가적인 신호 수신기를 포함할 수 있다. 여기서 논의되는 응용예의 상황에서, 본 발명의 시스템들은 모니터링되는 당뇨병 환자의 혈당 상태에 대해 1인 이상의 제 2 개인들에게 무선으로 경보하는 편리한 방식을 제공한다.
전형적으로, 모니터링되는 개인과 제 2 개인 간의 거리는 약 30 내지 100 m이지만 사용자가 위치하는 건물(예를 들어, 가정, 병원 등) 또는 영역의 사이즈에 따라 멀거나 가까울 수 있다. 이러한 송신 범위는 센서(100)의 허용 주파수 범위보다 큰 신호 송신 주파수를 필요로 한다. 의료용 센서 주파수 범위를 제한하는 연방 규제들에도 불구하고, 특히 이식되는 경우, 센서(100)의 사이즈가 비교적 작게, 예를 들어 약 수 ㎤ 이하로 하여, 배터리 또는 효과적인 안테나를 수용하는 제한된 공간 용량을 갖게 하는 것은 실용성이 좌우한다. 따라서, 낮은 에너지 출력을 갖는 매우 작은 배터리들만이 센서(100)와 함께 사용되기 적합하다. 제한된 전력 공급으로 인해, 센서(100)에 의한 신호 송신 범위는 제한되고 센서(100)에 의해 송신되는 신호들의 에너지는 비교적 낮다. 예를 들어, 수백 마이크로와트 이하이다.
본 발명에 따르면, 신호 릴레이(4)가 사용되어 센서(100)의 제한된 송신 범위를 보상한다. 신호 릴레이(4)가 신체 내에 이식되지 않고, 특정한 실시예들에서는 일차 사용자가 착용하지 않으므로, 센서(100)의 사이즈, 공간, 송신 범위, 및 전력 제약 조건들을 갖지 않는다. 이에 의해, 릴레이(4)는 보다 큰 전원으로 사용될 수 있고 보다 긴 거리에 걸쳐 보다 높은 에너지로 신호들을 송신할 수 있다. 비록 보다 높은 에너지가 신체에 의해 흡수되기 더 쉽지만, 릴레이는 이러한 흡수를 최소화하기 충분하게 멀리 있다.
센서(100)는 제 1 주파수(8a)를 가지며 제 1 송신 프로토콜을 갖는 제 1 송신 신호에 의해 릴레이(4)와 무선 통신하고, 릴레이(4)는 제 2 주파수(8b)를 가지며 제 2 송신 프로토콜을 갖는 제 2 송신 신호에 의해 릴레이(4)와 무선 통신한다. 동일한 주파수가 양쪽에 사용되면, 두 통신 프로토콜은 상이하고, 그 역도 성립한다. 대안적으로, 두 주파수들과 두 송신 프로토콜들이 모두 상이할 수 있다. 임의의 실시예에서, 제 1 주파수(8a)는 약 3m 이하의 거리에 걸쳐 센서(100)로부터 릴레이(4)까지 무선 통신하기 충분하고, 제 2 주파수(8b)는 약 3m 이상, 전형적으로 약 30 내지 약 100m의 거리에 걸쳐 릴레이(4)와 수신기(6) 사이에 무선 통신이 이루어지기에 충분하다. 물론, 총 전송 거리는 하나 이상의 연속적으로 이격된 릴레이들을 사용하여 필요에 따라 확장될 수 있다.
도 2의 실시예에서, 휴대용 유닛(2)은 센서(100)와 릴레이(4) 사이의 거리와 유사한 거리에 걸쳐 유닛(2)과 릴레이(4) 간에 무선 통신이 이루어지기에 충분한 제 3 통신 프로토콜을 사용하는 제 3 주파수(8c)를 갖는 제 3 통신 신호를 사용하여 릴레이(4)와 무선 통신할 수 있지만, 이러한 거리는 보다 멀거나 가까울 수 있다. 제 3 신호는 제 1 신호와 같거나 상이한 주파수를 가질 수 있고 및/또는 제 1 신호와 같거나 상이한 송신 프로토콜을 사용할 수 있다.
실용적 이유에서, 무선 주파수 스펙트럼 내의 신호들이 본 발명의 응용예에 바람직하다. 전형적으로, 본 발명에서 사용되는 송신 신호들은 약 200 MHz로부터 2.4 GHz 이상까지의 범위의 주파수들을 갖는다. 일 변형예에서, 제 1 및/또는 제 3 주파수들(8a, 8c)은 전형적으로 약 200 MHz 내지 약 950 MHz의 범위에 있고, 제 2 주파수(8b)는 약 2.4 GHz(이는 802.11 무선 표준을 사용할 수 있게 함)이지만, 응용예에 따라 보다 높거나 낮을 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 3 주파수 모두 약 903 MHz이다(이 주파수는 허가되지 않은 고주파 스펙트럼의 일부로서 사용될 수 있음).
설명한 시스템들 내의 무선 통신은 전적으로 일방향, 즉 센서로부터 릴레이에 그리고 수신기에, 또는 전적으로 양방향일 수 있다. 즉, 수신기가 릴레이로 송신할 수 있고 이는 센서로 송신할 수 있거나, 또는 시스템들이 부분적 일방향 및 부분적 양방향일 수 있으며, 예를 들어 센서와 릴레이 또는 휴대용 유닛 간의 통신이 양방향인 반면, 릴레이와 신호 수신기 간의 통신은 일방향일 수 있다. 본원에 서 주로 설명한 것과 반대 방향으로 송신되는 신호들의 주파수들(즉, 수신기로부터 릴레이로 및 릴레이로부터 센서로의 송신되는)은 주파수(8a 내지 8c) 각각과 같거나 상이할 수 있다.
본 발명은 1인 이상의 제 2 개인에 의해 제 1 개인의 분석 대상물 농도를 모니터링하는 방법을 부가로 포함할 수 있다. 일 변형예에서, 이 방법은 상술한 센서(100) 등으로 제 1 개인의 분석 대상물 농도를 측정한 다음에, 분석 대상물 농도의 실시간 상태를 나타내는 저-에너지 무선 신호 및/또는 상술한 릴레이(4)(및/또는 휴대용 또는 베이스 유닛(2)) 등으로 이러한 상태를 나타내는 경보를 릴레이 스테이션에 송신하는 것을 포함하며, 릴레이에서 고-에너지 무선 신호로 변환된다. 그 다음에, 보다 높은 에너지 신호가 그 위치에서 제 2 개인에게 송신되고, 상술한 신호 수신기(6)와 같은 신호 수신기에 의해 제 2 위치에서 수신된다. 신호 수신기에서 경보가 작동되어 허용 범위 밖에 있는 제 1 개인의 분석 대상물 농도 레벨에 반응하여 제 2 개인에게 경고할 수 있다. 부가적으로, 센서 및/또는 릴레이 및/또는 휴대용 유닛은 유사한 상황들 하에서 작동하는 각각의 경보들을 가질 수 있다.
도 2의 실시예에서, 제 1 무선 신호가 휴대용 유닛(2)과 릴레이(4) 양자에 동시에 보내지거나, 또는 하나 또는 다른 하나에 먼저 보내진 다음에 제 2 무선 신호를 다른 하나에 송신할 수 있다. 전형적으로, 제 1 신호가 휴대용 유닛에 보내지고 이는 릴레이에 이 신호를 송신한다. 상술한 바와 같이, 휴대용 유닛은 센서와 같거나 다른 에너지를 갖는 신호들을 송신할 수 있다.
제 1 주파수 범위가 비교적 적은 전력을 필요로 하고 센서(100)가 배치되기 쉬운 인체와 간섭이 적다는 것이 본 발명의 장점이다. 저전력 요구의 다른 장점은 센서(100)를 보다 작은 배터리 및/또는 더 적은 배터리 충전/교환을 갖게 하며, 이는 이식 및 착용형 연속 센서 모두에 매우 바람직하다는 것이다. 그러나, 상술한 바와 같이, 보다 낮은 에너지의 신호는 일반적으로 송신 범위를 제약한다. 그러므로, 릴레이(4)가 사용되어 센서(100)로부터 수신기(6)로 신호(즉, 정보 및 데이터)의 송신을 중계한다.
제 2 주파수(8b)가 보다 큰 송신 범위를 허용한다는 것은 본 발명의 추가 장점이다. 비록 제 2 주파수(8b)가 제 1 주파수(8a)보다 비교적 많은 전력을 요구하지만, 보다 큰 에너지 출력을 갖는 AC 전원 또는 대용량 배터리를 사용하는 고정식 릴레이(4)를 사용하므로, 전력 문제를 경감한다. 보다 높은 에너지의 신호를 사용하면, 인체와 생리학적으로 간섭하기 더 쉬워지지만, 전형적으로 릴레이(4)가 인체로부터 보통 멀리 있으므로 문제가 되지 않는다.
본 발명의 방법을 실시하는데 사용하기 위한 키트(kit)들이 또한 본 발명에 의해 제공된다. 본 발명의 일 실시예의 키트들은 상술한 바와 같이, 하나 이상의 센서, 릴레이 및 하나 이상의 수신기를 포함한다. 키트들은 CD-ROM 등에 기록된 소프트웨어 프로그램들을 부가로 포함할 수 있고, 이 프로그램들은 사용자 또는 의사에 의해 컴퓨터와 같은 외부 장치를 사용하여 센서, 베이스 또는 휴대용 유닛 또는 계측기, 및/또는 신호 수신기에 다운로드될 수 있다. 마지막으로, 키트들은 본 발명의 장치들을 사용하기 위한 명령들을 부가로 포함할 수 있다. 이러한 명령들은 키트들 내의 하나 이상의 패키징, 라벨 삽입물 또는 컨테이너에 제공되거나, 또 는 CD-ROM 등으로 제공될 수 있다.
상술한 설명 및 논의로부터, 상술한 본 발명이 모니터링되는 당뇨병 환자의 실시간 혈당 상태에 관해 1인 이상의 제 2 개인에게 무선으로 경고하는 간단하고 편리한 방식을 제공함이 명백하다. 이에 의해, 본 발명은 당업계에 크게 기여한다.
비록 본 발명은 명료한 이해를 위해 예시로서 몇몇 세부사항을 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 원리를 고려하여 몇몇 변화 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주와 정신을 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
본 발명은 환자를 원격적으로 모니터링하고 환자의 데이터를 원격적으로 전송하며 및/또는 경보장치를 작동시키는 필요성을 만족시키는 분석 대상물 모니터링 방법을 제공한다.

Claims (13)

  1. 사용자의 분석 대상물의 농도를 연속적으로 모니터링하며 제 1 무선 신호(8a)를 송신하도록 구성된 센서(100);
    상기 제 1 무선 신호(8a)를 수신하고 상기 제 3 무선 신호(8c)를 송신하며 일회용 포도당(glucose) 시험편을 이용하여 단편적인 방식(episodic manner)으로 분석 대상물의 농도를 측정하도록 구성된 휴대용 유닛(2);
    상기 제 1 무선 신호(8a) 또는 제 3 무선 신호(8c)를 수신하고 제 2 무선 신호(8b)를 송신하도록 구성된 신호 릴레이(4); 및
    상기 제 2 무선 신호(8b)를 수신하도록 구성된 하나 이상의 신호 수신기(6)를 포함하고,
    상기 휴대용 유닛(2)이 상기 신호 릴레이(4)와 신호들을 통신하고 상기 신호 릴레이(4)는 상기 휴대용 유닛(2)에 의해 전원이 공급되도록 상기 휴대용 유닛(2)은 모듈 방식(modular fashion)으로 상기 신호 릴레이(4)와 짝을 이루도록 구성되고,
    상기 제 2 무선 신호(8b)는 상기 제 1 무선 신호(8a)와 상기 제 3 무선 신호(c)의 송신 범위보다 넓은 송신 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 분석 대상물 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 사용자 내에 적어도 부분적으로 이식가능한 분석 대상물 모니터링 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 무선 신호의 주파수는 200 MHz 내지 950 MHz의 범위이고, 상기 제 2 무선 신호의 주파수는 2.4 GHz인 분석 대상물 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 무선 신호의 상기 송신 범위는 0m 초과 3m 이하이고, 상기 제 2 무선 신호의 상기 송신 범위는 30m 내지 100m의 범위인 분석 대상물 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 신호는 실시간 분석 대상물 농도값을 포함하는 분석 대상물 모니터링 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 신호는 경보(alarm) 신호를 포함하는 분석 대상물 모니터링 시스템.
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