KR101756133B1 - 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법 - Google Patents
전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 감지부; 상기 감지부에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 임피던스를 통해 상기 감지부에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 제어부; 및 상기 제어부에서 처리된 데이터를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법에 따르면, 환자의 소변 내에 포함된 나트륨 및 칼륨을 나트륨 및 칼륨과 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)나 선택적 투과막을 이용한 전기 임피던스 측정 방식을 통해 측정하도록 구성함으로써, 합리적인 비용과 짧은 시간으로도 환자가 자신의 소변에 포함된 나트륨 및 칼륨의 함유량을 정량적으로 쉽게 확인할 수 있고, 이를 통해 1일 나트륨 및 칼륨 섭취량을 정량적으로 손쉽게 추정할 수 있으며, 건강관리에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 휴대가 간편하고, 통신부를 통해 PHS 서버로의 데이터 교환을 함으로써, 시간과 장소의 제약을 받지 않고 필요시마다 어디서나 직접 측정 및 확인이 가능하고, U-Health Care를 통한 원격진료가 가능하여, 병원 방문의 부담을 줄이고 편의성이 증대될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법에 따르면, 환자의 소변 내에 포함된 나트륨 및 칼륨을 나트륨 및 칼륨과 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)나 선택적 투과막을 이용한 전기 임피던스 측정 방식을 통해 측정하도록 구성함으로써, 합리적인 비용과 짧은 시간으로도 환자가 자신의 소변에 포함된 나트륨 및 칼륨의 함유량을 정량적으로 쉽게 확인할 수 있고, 이를 통해 1일 나트륨 및 칼륨 섭취량을 정량적으로 손쉽게 추정할 수 있으며, 건강관리에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 휴대가 간편하고, 통신부를 통해 PHS 서버로의 데이터 교환을 함으로써, 시간과 장소의 제약을 받지 않고 필요시마다 어디서나 직접 측정 및 확인이 가능하고, U-Health Care를 통한 원격진료가 가능하여, 병원 방문의 부담을 줄이고 편의성이 증대될 수 있다.
Description
본 발명은 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법에 관한 것이다.
나트륨은 우리 몸에 반드시 필요한 구성 성분이지만, 과다 섭취할 경우 여러 질환들의 위험요인이 되기 때문에, WHO(World Health Organization)에서 제시하는 성인의 하루 섭취 나트륨 권장량은 2000㎎(식염 기준 5g) 미만으로 되어있다. 나트륨의 과잉섭취는 고혈압, 뇌졸중, 관상동맥질환, 심혈관질환의 원인이 되며, 신장질환, 위암, 골다공증의 위험 또한 높인다. 그 중 고혈압은 거의 모든 심장 질환의 중요한 원인으로, 고혈압의 예방 및 조절을 위하여 1일 염분 섭취를 제한하는 것을 WHO와 대한심장학회 및 대한고혈압학회에서 권고하고 있다.
하지만, 최근 10만 명 이상의 다양한 나라의 사람을 대상으로 한 연구에서, 아침 식전 소변을 이용하여 추정(Kawasaki formula) 한 나트륨 섭취가 7g 이상인 경우와 3g보다 적은 경우에 중요한 심혈관성 이벤트와 사망률이 증가하며, 1.5g 이상의 칼륨 섭취는 이러한 위험을 감소시킨다고 보고하였다. 따라서 1일 적정 나트륨 및 칼륨 섭취가 건강에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있고, 이러한 나트륨 및 칼륨의 적정 섭취량을 알기 위해서, 소변에서 배출되는 나트륨 량 등의 측정을 통하여, 나트륨 및 칼륨의 섭취량을 정량적으로 손쉽게 추정할 수 있는 방법이 필요하다.
현재 저염식 여부 확인을 위한 표준검사인 24시간 소변 나트륨 배설량 측정 검사는 소변 수집이 번거로워 검사 순응도가 낮으며, 소변을 불충분하게 수집하는 경우가 많아서 자료의 해석에 제약이 따르는 문제점이 있다. 또한, 이러한 24시간 소변 나트륨 배설량 검사를 대신해 측정이 간편하고 피검자에게도 편리한 임의뇨(random urine)의 나트륨과 칼륨의 배설량을 측정하여 나트륨 배설량이 칼륨 배설량보다 많으면(임의뇨 Na/K 비>1) 약 95%의 확률로 24시간 소변 내 나트륨의 배설량이 78mmol 이상이었다는 연구결과가 보고된 바 있으나, 이 검사 또한 의료기관 검사실에서 해야 하므로, 매일 변하는 나트륨 섭취량을 평가하기 어려우며, 병원 방문에 따른 비용 부담이 있어서, 주기적인 검사를 계속적으로 하기에는 한계가 있다. 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0085836호 및 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0027026호는 바이오센서용 스트립 및 배뇨 분석용 디지털 리더기에 대한 선행기술 문헌을 개시하고 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 환자의 소변 내에 포함된 나트륨 및 칼륨을 나트륨 및 칼륨과 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)나 선택적 투과막을 이용한 전기 임피던스 측정 방식을 통해 측정하도록 구성함으로써, 합리적인 비용과 짧은 시간으로도 환자가 자신의 소변에 포함된 나트륨 및 칼륨의 함유량을 정량적으로 쉽게 확인할 수 있고, 이를 통해 1일 나트륨 및 칼륨 섭취량을 정량적으로 손쉽게 추정할 수 있으며, 건강관리에 도움을 줄 수 있는, 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 휴대가 간편하고, 통신부를 통해 PHS 서버로의 데이터 교환을 함으로써, 시간과 장소의 제약을 받지 않고 필요시마다 어디서나 직접 측정 및 확인이 가능하고, U-Health Care를 통한 원격진료가 가능하여, 병원 방문의 부담을 줄이고 편의성이 증대될 수 있는, 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기는,
소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 감지부;
상기 감지부에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 임피던스를 통해 상기 감지부에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 제어부; 및
상기 제어부에서 처리된 데이터를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 제어부에서 처리된 데이터 및 상기 제어부를 구동하기 위한 프로그램을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는,
상기 제어부에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service) 서버로 전송하는 통신부를 더 포함하되,
상기 통신부는,
상기 PHS 서버에 유선 또는 무선의 통신망으로 접속하며, 휴대가 가능하도록 이동이 용이한 것(portable)일 수 있다.
바람직하게는,
일정 전위를 유지하기 위한 기준 전극; 및
상기 기준 전극으로부터 일정한 거리로 이격된 2개 이상의 측정 전극을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
나트륨 또는 칼륨에 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)가 도포될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
나트륨 또는 칼륨을 선택적으로 투과시키는 막(membrane)이 도포될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 제어부는,
상기 측정 전극에 교류전류 신호를 인가하는 신호 인가부;
상기 기준 전극과 측정 전극 사이의 전위차로 인한 전류 양을 측정하는 전류 측정부; 및
상기 전류 측정부에서 측정된 전류 신호를 처리하여 임피던스를 측정하는 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
더더욱 더 바람직하게는, 상기 데이터 처리부는,
상기 측정된 임피던스를 통해 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도를 산출하고, 상기 산출된 나트륨 및 칼륨의 농도로부터 Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 산출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 감지부는,
측정 스트립의 일단에 위치하고, 상기 측정 스트립의 타단은 상기 제어부와 연결되며, 상기 측정 스트립은, 상기 제어부와 분리 가능하도록 탈착이 자유롭게 연결될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 감지부는,
상기 제어부의 일단에 연결되어 노출되는 상기 측정 스트립 상에 상기 제어부와 전기적으로 연결 접속되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법은,
(1) 감지부가 소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 단계;
(2) 제어부가 상기 단계 (1)에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 임피던스를 통해 상기 단계 (1)에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 단계; 및
(3) 표시부가 상기 단계 (2)에서 처리된 데이터를 표시하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는,
(2′) 저장부가 상기 단계 (2)에서 처리된 데이터를 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는,
(4) 통신부가 상기 단계 (2)에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service) 서버로 전송하는 단계를 더 포함하되,
상기 통신부는,
상기 PHS 서버에 유선 또는 무선의 통신망으로 접속하며, 휴대가 가능하도록 이동이 용이한 것(portable)일 수 있다.
바람직하게는,
일정 전위를 유지하기 위한 기준 전극; 및
상기 기준 전극으로부터 일정한 거리로 이격된 2개 이상의 측정 전극을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
나트륨 또는 칼륨에 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)가 도포될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 측정 전극은,
나트륨 또는 칼륨을 선택적으로 투과시키는 막(membrane)이 도포될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 제어부는,
상기 측정 전극에 교류전류 신호를 인가하는 신호 인가부;
상기 기준 전극과 측정 전극 사이의 전위차로 인한 전류 양을 측정하는 전류 측정부; 및
상기 전류 측정부에서 측정된 전류 신호를 처리하여 임피던스를 측정하는 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
더더욱 더 바람직하게는, 상기 데이터 처리부는,
상기 측정된 임피던스를 통해 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도를 산출하고, 상기 산출된 나트륨 및 칼륨의 농도로부터 Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 산출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 감지부는,
측정 스트립의 일단에 위치하고, 상기 측정 스트립의 타단은 상기 제어부와 연결되며, 상기 측정 스트립은, 상기 제어부와 분리 가능하도록 탈착이 자유롭게 연결될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 감지부는,
상기 제어부의 일단에 연결되어 노출되는 상기 측정 스트립 상에 상기 제어부와 전기적으로 연결 접속되도록 배치될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기 및 측정방법에 따르면, 환자의 소변 내에 포함된 나트륨 및 칼륨을 나트륨 및 칼륨과 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)나 선택적 투과막을 이용한 전기 임피던스 측정 방식을 통해 측정하도록 구성함으로써, 합리적인 비용과 짧은 시간으로도 환자가 자신의 소변에 포함된 나트륨 및 칼륨의 함유량을 정량적으로 쉽게 확인할 수 있고, 이를 통해 1일 나트륨 및 칼륨 섭취량을 정량적으로 손쉽게 추정할 수 있으며, 건강관리에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 휴대가 간편하고, 통신부를 통해 PHS 서버로의 데이터 교환을 함으로써, 시간과 장소의 제약을 받지 않고 필요시마다 어디서나 직접 측정 및 확인이 가능하고, U-Health Care를 통한 원격진료가 가능하여, 병원 방문의 부담을 줄이고 편의성이 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 기능 블록도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 감지부의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 감지부의 세부 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 제어부의 세부 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 측정 스트립과 제어부와의 연결이 분리 가능하여 탈착할 수 있음을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 감지부의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 감지부의 세부 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 제어부의 세부 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기의 측정 스트립과 제어부와의 연결이 분리 가능하여 탈착할 수 있음을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 기능 블록도를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)는, 감지부(110), 제어부(130) 및 표시부(150)를 포함하여 구성될 수 있고, 저장부(170) 및 통신부(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
감지부(110)는, 소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출할 수 있다. 보다 구체적으로는, 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 따른 전류 신호를 통해 나트륨 및 칼륨을 검출할 수 있다. 감지부(110)의 구체적인 구성에 대해서는 추후 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
제어부(130)는, 감지부(110)에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스를 통해 감지부(110)에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리할 수 있다. 즉, 감지부(110)에서 검출된 전류 신호를 이용하여 측정된 임피던스를 분석처리하여, 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 중 적어도 어느 하나를 산출할 수 있고, 또한, 산출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 중 적어도 어느 하나를 기초로 정상여부를 판별할 수 있다.
이때, 실시예에 따라서는, 감지부(110)에서 검출되어 전달된 전류 신호를 이용하여 측정된 임피던스의 분석처리 결과와 저장부(170)에 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도나 Na/K 비와 관련하여 미리 저장된 값을 비교하여 정상여부를 판별할 수 있다. 또한, 여기서 미리 저장된 값은 사용자가 입력한 것일 수 있다.
한편, 제어부(130)의 구체적인 구성에 대해서는 추후 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
표시부(150)는, 제어부(130)에서 처리된 데이터를 표시할 수 있다. 즉, 제어부(130)에서 측정된 임피던스를 통해 산출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터인, 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 표시할 수 있다. 이러한 표시부(150)는, 본체(102)의 디스플레이 형태로 구현될 수 있고, LCD 또는 LED 화면일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는, 제어부(130)에서 처리된 데이터뿐만 아니라, 분석 과정 및 동작 상태 등을 표시할 수도 있다.
저장부(170)는, 제어부(130)에서 처리된 데이터 및 제어부(130)를 구동하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 즉, 제어부(130)에서 측정된 임피던스를 통해 산출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터인, 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는, 제어부(130)에서 정상여부를 판별하는데 사용될 수 있는 비교 데이터를 저장할 수도 있다.
통신부(190)는, 제어부(130)에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service, 공공보건서비스) 서버(10)로 전송할 수 있다. 즉, 통신부(190)를 통해 제어부(130)에서 처리된 환자의 소변 내 나트륨 및 칼륨 농도와 관련된 데이터를 PHS 서버(10)로 전송함으로써, 원격 진료가 가능하여 편의성이 증대될 수 있다.
이러한 통신부(190)는, PHS 서버(10)와 유선 또는 무선 통신망으로 접속할 수 있으며, 보다 구체적으로는 무선 통신망으로 접속하는 것이 바람직하나, 이에 제한을 두는 것은 아니다. 유선 통신망으로 접속하는 경우에는, 유선연결을 매개로 하여, PHS 서버(10)와 연결되어 접속하는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 통신부(190)는, 휴대가 가능하도록 이동이 용이한 것(portable)으로서, 본체(102)에 내장될 수 있으며, 실시예에 따라서는, 외장형의 별도의 통신수단을 이용할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 감지부(110)의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 감지부(110)의 세부 구성을 도시한 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 감지부(110)는, 기준 전극(111) 및 측정 전극(113)을 포함할 수 있다.
기준 전극(111)은, 일정 전위를 유지하기 위해 감지부(110)에 배치될 수 있고, 측정 전극(113)은 기준 전극(111)으로부터 일정한 거리로 이격되어 2개 이상으로 배치될 수 있다. 이때, 측정 전극(113)은, 나트륨 또는 칼륨에 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)가 도포될 수 있고, 실시예에 따라서는, 나트륨 또는 칼륨을 선택적으로 투과시키는 막(membrane)이 도포될 수 있다.
이와 같이, 측정 전극(113)에 나트륨 또는 칼륨에 특이적으로 반응하는 폴리머나, 선택적 투과막을 도포함으로써, 측정 전극(113)에는 나트륨 또는 칼륨만이 검출될 수 있고, 이때, 측정 전극(113) 표면에 형성된 나트륨 또는 칼륨의 농도에 따라 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이에 전위차가 발생하게 되고, 이러한 전위차에 의한 전류가 생성될 수 있다. 즉, 감지부(110)에서는 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 따른 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이의 전위차에 의한 전류의 흐름이 발생함으로써, 소변 내 나트륨 및 칼륨을 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 제어부(130)의 세부 구성을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 제어부(130)는, 신호 인가부(131), 전류 측정부(133) 및 데이터 처리부(135)를 포함할 수 있다.
신호 인가부(131)는, 감지부(110)의 측정 전극(113)에 교류전류 신호를 인가할 수 있다. 즉, 제어부(130)의 신호 인가부(131)에서 감지부(110)의 측정 전극(113)에 교류전류 신호를 인가함으로써, 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이에서 발생하는 전위차로 인한 전류 양을 측정할 수 있다.
전류 측정부(133)는, 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이의 전위차로 인한 전류 양을 측정할 수 있다. 즉, 신호 인가부(131)에서 측정 전극(113)에 교류전류 신호를 인가하게 되면, 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이에서 전위차가 발생하게 되고, 이때 이로 인하여 생성되는 전류의 양을 전류 측정부(133)가 측정할 수 있다.
데이터 처리부(135)는, 전류 측정부(133)에서 측정된 전류 신호를 처리하여 임피던스를 측정할 수 있다. 즉, 전류 측정부(133)에서 측정된 전류 양에 대응되는 전류 신호를 처리하여 임피던스를 측정할 수 있다. 또한, 측정된 임피던스를 통해 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도를 산출하고, 산출된 나트륨 및 칼륨의 농도로부터 Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 산출할 수 있다.
이때, 앞에서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 표시부(150)와 저장부(170)는, 제어부(130)의 데이터 처리부(135)에서 최종적으로 산출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 각각 표시하고, 저장할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 감지부(110)의 기준 전극(111) 및 측정 전극(113)은 제어부(130)와 전기 연결선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로는 제어부(130)의 신호 인가부(131) 및 전류 측정부(133)와 전기적으로 연결 접속될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 측정 스트립(104)과 제어부(130)와의 연결이 분리 가능하여 탈착할 수 있음을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)의 감지부(110)는, 측정 스트립(104)의 일단에 위치하고, 측정 스트립(104)의 타단은 제어부(130)와 연결될 수 있다.
즉, 측정 스트립(104)의 일단은 감지부(110)가 배치되며, 타단은 제어부(130)를 포함하는 본체(102)와 연결될 수 있다. 또한, 이때, 측정 스트립(104)(104)은 제어부(130)(130)와 분리 가능하도록 탈착이 자유롭게 연결될 수 있다.
또한, 앞에서 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 감지부(110)는, 제어부(130)의 일단에 연결되어 노출되는 측정 스트립(104) 상에 제어부(130)와 전기적으로 연결 접속되도록 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법은, 감지부(110)가 소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 단계(S100), 제어부(130)가 단계 S100에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스를 통해 단계 S100에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 단계(S200), 및 표시부(150)가 단계 S200에서 처리된 데이터를 표시하는 단계(S300)을 포함하여 구현될 수 있다.
단계 S100은, 감지부(110)가 소변 내 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 단계로서, 나트륨 또는 칼륨과 특이적으로 반응하는 폴리머 또는 선택적 투과막을 이용하여 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이에서 발생하는 전위차로 인한 전류를 검출하는 방식으로 소변 내 나트륨 및 칼륨을 검출할 수 있다. 이러한 감지부(110)의 구체적인 구성에 대해서는 앞에서 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
단계 S200은, 제어부(130)가 단계 S100에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스를 통해 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 산출하는 단계이다. 이러한 제어부(130)의 구체적인 구성에 대해서는 앞에서 도 1 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
단계 S300은, 표시부(150)가 단계 S200에서 처리된 데이터인, 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 표시하는 단계이다. 이러한 표시부(150)의 구체적인 구성에 대해서는 앞에서 도 1을 참조하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 저장부(170)가 단계 S200에서 처리된 데이터를 저장하는 단계(S200′)를 더 포함할 수 있다.
이때, 단계 S200′의 저장부(170)의 구체적인 구성에 대해서는, 앞에서 도 1을 참조하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 통신부(190)가 단계 S200에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service) 서버(10)로 전송하는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
이러한 단계 S400을 통해 원격진료가 가능할 수 있으며, 따라서 편의성이 더욱 증대될 수 있다. 이때, 통신부(190)의 구체적인 구성에 대해서는 앞에서 도 1을 참조하여 상세히 설명한 바와 같으므로, 이하 생략한다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: PHS 서버 100: 디지털 측정기
102: 본체 104: 측정 스트립
110: 감지부 111: 기준 전극
113: 측정 전극 130: 제어부
131: 신호 인가부 133: 전류 측정부
135: 데이터 처리부 150: 표시부
170: 저장부 190: 통신부
S100: 감지부가 소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 단계
S200: 제어부가 단계 S100에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스를 통해 단계 S100에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 단계
S200′: 저장부가 단계 S200에서 처리된 데이터를 저장하는 단계
S300: 표시부가 단계 S200에서 처리된 데이터를 표시하는 단계
S400: 통신부가 단계 S200에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service) 서버로 전송하는 단계
102: 본체 104: 측정 스트립
110: 감지부 111: 기준 전극
113: 측정 전극 130: 제어부
131: 신호 인가부 133: 전류 측정부
135: 데이터 처리부 150: 표시부
170: 저장부 190: 통신부
S100: 감지부가 소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 단계
S200: 제어부가 단계 S100에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스를 통해 단계 S100에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 단계
S200′: 저장부가 단계 S200에서 처리된 데이터를 저장하는 단계
S300: 표시부가 단계 S200에서 처리된 데이터를 표시하는 단계
S400: 통신부가 단계 S200에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service) 서버로 전송하는 단계
Claims (20)
- 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기(100)로서,
소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 감지부(110);
상기 감지부(110)에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 임피던스를 통해 상기 감지부(110)에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 제어부(130); 및
상기 제어부(130)에서 처리된 데이터를 표시하는 표시부(150)를 포함하되,
상기 감지부(110)는,
일정 전위를 유지하기 위한 기준 전극(111)과, 상기 기준 전극(111)으로부터 일정한 거리로 이격된 2개 이상의 측정 전극(113)을 포함하고,
상기 측정 전극(113)은,
나트륨 또는 칼륨에 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)가 도포되며,
상기 측정 전극(113)은,
나트륨 또는 칼륨을 선택적으로 투과시키는 막(membrane)이 도포되고,
상기 제어부(130)는,
상기 측정 전극(113)에 교류전류 신호를 인가하는 신호 인가부(131)와, 상기 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이의 전위차로 인한 전류 양을 측정하는 전류 측정부(133), 및 상기 전류 측정부(133)에서 측정된 전류 신호를 처리하여 임피던스를 측정하는 데이터 처리부(135)를 포함하며,
상기 제어부(130)에서 처리된 데이터 및 상기 제어부(130)를 구동하기 위한 프로그램을 저장하는 저장부(170)와, 상기 제어부(130)에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service) 서버(10)로 전송하는 통신부(190)를 더 포함하여 구성하되, 상기 통신부(190)는, 상기 PHS 서버(10)에 유선 또는 무선의 통신망으로 접속하며, 휴대가 가능하도록 이동이 용이한 것(portable)으로 구성하고,
상기 데이터 처리부(135)는,
상기 측정된 임피던스를 통해 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도를 산출하고, 상기 산출된 나트륨 및 칼륨의 농도로부터 Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 산출하며,
상기 감지부(110)는,
측정 스트립(104)의 일단에 위치하고, 상기 측정 스트립(104)의 타단은 상기 제어부(130)와 연결되며, 상기 측정 스트립(104)은, 상기 제어부(130)와 분리 가능하도록 탈착이 자유롭게 연결되고,
상기 감지부(110)는,
상기 제어부(130)의 일단에 연결되어 노출되는 상기 측정 스트립(104) 상에 상기 제어부(130)와 전기적으로 연결 접속되도록 배치되며,
상기 표시부(150)는,
상기 제어부(130)에서 측정된 임피던스를 통해 산출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터인 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 및 정상 여부 중 적어도 하나 이상을 표시하되, 본체(102)의 디스플레이 형태로 구현되어 상기 제어부(130)에서 처리된 데이터뿐만 아니라, 분석 과정 및 동작 상태를 더 표시하고,
상기 저장부(170)는,
상기 제어부(130)에서 정상여부를 판별하는데 사용될 수 있는 비교 데이터를 더 저장하는 것을 특징으로 하는, 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정기.
- 삭제
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- 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법으로서,
(1) 감지부(110)가 소변에 함유된 나트륨 및 칼륨을 전기임피던스 측정 방식으로 검출하는 단계;
(2) 제어부(130)가 상기 단계 (1)에서 검출된 전류 신호를 이용하여 임피던스를 측정하고, 상기 측정된 임피던스를 통해 상기 단계 (1)에서 검출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터를 처리하는 단계; 및
(3) 표시부(150)가 상기 단계 (2)에서 처리된 데이터를 표시하는 단계를 포함하되,
상기 감지부(110)는,
일정 전위를 유지하기 위한 기준 전극(111)과, 상기 기준 전극(111)으로부터 일정한 거리로 이격된 2개 이상의 측정 전극(113)을 포함하고,
상기 측정 전극(113)은,
나트륨 또는 칼륨에 특이적으로 반응하는 폴리머(polymer)가 도포되며,
상기 측정 전극(113)은,
나트륨 또는 칼륨을 선택적으로 투과시키는 막(membrane)이 도포되고,
상기 제어부(130)는,
상기 측정 전극(113)에 교류전류 신호를 인가하는 신호 인가부(131)와, 상기 기준 전극(111)과 측정 전극(113) 사이의 전위차로 인한 전류 양을 측정하는 전류 측정부(133), 및 상기 전류 측정부(133)에서 측정된 전류 신호를 처리하여 임피던스를 측정하는 데이터 처리부(135)를 포함하며,
(2‘) 저장부(170)가 상기 단계 (2)에서 처리된 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하되, 상기 저장부(170)는 상기 제어부(130)에서 정상여부를 판별하는데 사용될 수 있는 비교 데이터를 더 저장하고,
(4) 통신부(190)가 상기 단계 (2)에서 처리된 데이터를 PHS(Public Health Service) 서버(10)로 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 통신부(190)는, 상기 PHS 서버(10)에 유선 또는 무선의 통신망으로 접속하며, 휴대가 가능하도록 이동이 용이한 것(portable)으로 구성하고,
상기 데이터 처리부(135)는,
상기 측정된 임피던스를 통해 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도를 산출하고, 상기 산출된 나트륨 및 칼륨의 농도로부터 Na/K 비 및 정상여부 중 적어도 어느 하나 이상을 산출하며,
상기 감지부(110)는,
측정 스트립(104)의 일단에 위치하고, 상기 측정 스트립(104)의 타단은 상기 제어부(130)와 연결되며, 상기 측정 스트립(104)은, 상기 제어부(130)와 분리 가능하도록 탈착이 자유롭게 연결되고,
상기 감지부(110)는,
상기 제어부(130)의 일단에 연결되어 노출되는 상기 측정 스트립(104) 상에 상기 제어부(130)와 전기적으로 연결 접속되도록 배치되며,
상기 표시부(150)는,
상기 제어부(130)에서 측정된 임피던스를 통해 산출된 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도에 관한 데이터인 소변 내 나트륨 및 칼륨의 농도, Na/K 비 및 정상 여부 중 적어도 하나 이상을 표시하되, 본체(102)의 디스플레이 형태로 구현되어 상기 제어부(130)에서 처리된 데이터뿐만 아니라, 분석 과정 및 동작 상태를 더 표시하는 것을 특징으로 하는, 전기임피던스 측정 방식을 이용한 휴대형 스마트 소변 나트륨(Na) 및 칼륨(K) 디지털 측정방법. - 삭제
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