KR101760899B1 - 자동 검교정 기능을 갖는 혈당 측정 센싱 모듈 및 이를 이용한 연속 혈당 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동 검교정 기능을 갖는 혈당 측정 센싱 모듈 및 이를 이용한 연속 혈당 측정 장치에 관한 것으로, 체액을 추출하기 위한 바늘만 체내에 삽입하고 이송 펌프에 의해 체액을 이송하여 체외에 위치한 측정 센서에서 혈당 농도를 측정하게 함으로써, 측정 센서가 체내에 위치하지 않으므로, 체내 삽입으로 인해 체내에서 발생하는 염증, 육아종, 혈전 등으로 인한 센서의 불안정 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 센서의 작동 상태가 안정적으로 유지되어 혈당 농도 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 측정 센서에 일정 주기마다 교정 용액을 공급하고 교정 용액에 대한 측정값을 교정 용액의 기준 혈당 농도값과 비교하여 측정 센서의 측정값을 보정 산출하도록 함으로써, 측정 센서의 정확도를 검증하기 위해 별도의 채혈식 혈당 측정기를 통해 손끝에서 채혈해야 하는 과정이 필요 없이 자동으로 검교정 작업이 수행되고, 이에 따라 채혈 과정의 고통과 거부감이 제거되어 더욱 편리하게 사용할 수 있으며, 교정 용액을 이용한 측정값의 보정 산출을 통해 더욱 정확한 측정값을 산출할 수 있는 자동 검교정 기능을 갖는 혈당 측정 센싱 모듈 및 이를 이용한 연속 혈당 측정 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 자동 검교정 기능을 갖는 혈당 측정 센싱 모듈 및 이를 이용한 연속 혈당 측정 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 체액을 추출하기 위한 체액 추출관만 체내에 삽입하고 이송 펌프에 의해 체액을 이송하여 체외에 위치한 측정 센서에서 혈당 농도를 측정하게 함으로써, 측정 센서가 체내에 위치하지 않으므로, 체내 삽입으로 인해 체내에서 발생하는 염증, 육아종, 혈전 등으로 인한 센서의 불안정 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 센서의 작동 상태가 안정적으로 유지되어 혈당 농도 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 측정 센서에 일정 주기마다 교정 용액을 공급하고 교정 용액에 대한 측정값을 교정 용액의 기준 혈당 농도값과 비교하여 측정 센서의 측정값을 보정 산출하도록 함으로써, 측정 센서의 정확도를 검증하기 위해 별도의 채혈식 혈당 측정기를 통해 손끝에서 채혈해야 하는 과정이 필요 없이 자동으로 검교정 작업이 수행되고, 이에 따라 채혈 과정의 고통과 거부감이 제거되어 더욱 편리하게 사용할 수 있으며, 교정 용액을 이용한 측정값의 보정 산출을 통해 더욱 정확한 측정값을 산출할 수 있는 자동 검교정 기능을 갖는 혈당 측정 센싱 모듈 및 이를 이용한 연속 혈당 측정 장치에 관한 것이다.
근래 당뇨병 환자의 증가 및 당뇨병 위험에 대한 우려가 커짐에 따라 혈당 측정과 관련한 장치 등의 수요가 꾸준히 증가하고 있는 추세이다. 당뇨병 환자가 혈당 조절을 엄격히 한 경우에 당뇨병의 합병증 발생이 현저하게 줄어든다는 것은 각종 연구를 통해 확인되었는 바, 혈당 조절을 위해 규칙적으로 혈당을 측정하는 것은 당뇨병 환자에게 있어 매우 중요하다.
당뇨병 환자의 혈당치 관리를 위해 일반적으로 휴대용 채혈식 혈당 측정기(Finger-prick Method)가 주로 사용되는데, 이러한 채혈식 혈당 측정기는 당뇨병 환자의 혈당 관리에 도움을 주는 것은 분명하나, 측정 당시의 결과만 나타내기 때문에 자주 변화하는 혈당 수치를 정확하게 파악하기에는 한계가 있다.
당뇨병 환자의 경우, 일반적으로 고혈당과 저혈당 상태를 오가게 되는데, 응급 상황은 저혈당 상태에서 찾아오고, 의식을 잃거나 당분 공급 없이 저혈당 상태가 오랫동안 지속되면 목숨을 잃을 수도 있다. 따라서, 저혈당 상태의 즉각적인 발견은 당뇨병 환자에게 매우 중요하나 간헐적으로 혈당을 측정하는 채혈식 혈당 측정기로는 이를 정확하게 파악하는데 한계가 있다.
최근에는 이러한 한계를 극복하기 위해 인체 내에 삽입되어 수분 간격으로 혈당치를 측정하는 연속 혈당 측정 시스템(CGM: Continuous Glucose Monitoring System)이 개발되고 있으며, 이를 통해 당뇨병 환자의 관리와 응급 상황에 대한 대처를 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 채혈식 혈당 측정기는 당뇨병 환자가 자신의 혈당을 검사하기 위해 바늘로 통증에 민감한 손끝을 찔러 혈액을 채취하는 방식으로 혈당 측정이 이루어지므로, 채혈 과정에서 고통과 거부감을 유발하게 된다. 이러한 고통과 거부감을 최소화하기 위해 통증이 상대적으로 덜한 배와 팔 등의 부위에 바늘 형태의 센서를 삽입한 후 연속적으로 혈당을 측정하는 연속 혈당 측정 시스템에 대한 연구 개발이 수행되고 있으며, 더 나아가서는 혈액을 채취하지 않고 혈당을 측정하는 비침습 혈당 측정 시스템(Non-Invasive Glucose Monitoring System)에 대한 연구 개발 또한 활발하게 진행되어 왔다.
비침습 혈당 측정 시스템은 지난 과거 40여년간 혈액을 채취하지 않고 혈당을 측정하기 위해 광학적인 방법, 전기적인 방법, 호기에서 측정하는 등의 다양한 방식에 대한 연구가 진행되고 있다. 시그너스사(Cygnus, Redwoo City, Ca, USA)는 역이온 삼투요법을 이용하여 손목시계 형태의 Glucowatch G2 Biographer 를 개발하여 출시하였으나, 피부 자극 문제와 검정에 대한 문제, 발한 시 기기가 멈추는 문제, 고혈당에 비해 저혈당을 잘 인지하지 못하는 문제 등으로 인해 2007년 판매가 중단되었다. 현재까지 많은 무채혈 혈당 측정 기술이 등장했고 보고되고 있지만 정확성이 떨어져 실용적으로 사용되지는 못하고 있다.
연속 혈당 측정 시스템은 바늘 모양의 센서 프로브가 피하지방에 삽입되어 세포 간질액에서 혈당의 농도를 측정하며, 측정된 혈당 농도의 값을 별도의 단말기를 통해 실시간으로 출력하는 방식으로 구성된다. 이러한 방식은 6 ~ 13 mm 길이의 바늘 모양 센서 프로브가 피부에 삽입되어 체내에서 혈당 농도를 측정하기 때문에, 체내에 삽입된 센서 프로브 주변 부위에서 염증, 육아종, 혈전 등으로 인해 센서가 불안정해지는 문제가 있다. 이와 같이 센서가 불안정해지면, 센서에 의해 측정되는 혈당의 농도 측정값의 정확도가 저하되게 된다. 따라서, 이를 보정하기 위해 지속적으로 기존의 채혈식 혈당 측정기를 이용해 손끝에서 피를 채혈한 후 연속 혈당 측정 시스템의 센서 측정값과 비교하여 이에 대한 검정 작업 및 교정 작업을 수행해야 하는 문제가 있다.
즉, 종래 기술에 따른 일반적인 연속 혈당 측정 시스템은 혈당 측정 센서가 바늘 형태로 체내에 삽입된 상태로 혈당을 측정하도록 구성되기 때문에, 체내에서 염증, 육아종, 혈전 등에 의해 혈당 측정 센서가 불안정해지고, 이에 따라 혈당 농도 측정값의 정확도가 저하되는 문제가 있으며, 이에 따라 혈당 측정 센서의 측정값에 대한 검정 및 교정 작업을 위해 기존의 채혈식 혈당 측정기를 이용하여 주기적으로 손끝에서 피를 채혈해야 하므로, 여전히 사용자에게 고통과 거부감을 야기시킨다는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 체액을 추출하기 위한 체액 추출관만 체내에 남기고 이송 펌프에 의해 체액을 이송하여 체외에 위치한 측정 센서에서 혈당 농도를 측정하게 함으로써, 측정 센서가 체내에 위치하지 않으므로, 체내 삽입으로 인해 체내에서 발생하는 염증, 육아종, 혈전 등으로 인한 센서의 불안정 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 센서의 작동 상태가 안정적으로 유지되어 혈당 농도 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있고, 이송 펌프를 일정 주기마다 작동시켜 체액을 측정 센서에 공급함으로써, 일정 주기마다 연속적으로 혈당 농도를 측정할 수 있는 혈당 측정 센싱 모듈 및 이를 이용한 연속 혈당 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 측정 센서에 일정 주기마다 교정 용액을 공급하고 교정 용액에 대한 측정값을 교정 용액의 기준 혈당 농도값과 비교하여 측정 센서의 측정값을 보정 산출하도록 함으로써, 측정 센서의 정확도를 검증하기 위해 별도의 채혈식 혈당 측정기를 통해 손끝에서 채혈해야 하는 과정이 필요 없이 자동으로 검교정 기능이 수행되고, 채혈 과정의 고통과 거부감이 제거되어 더욱 편리하게 사용할 수 있으며, 교정 용액을 이용한 측정값의 보정 산출을 통해 더욱 정확한 측정값을 산출할 수 있고, 교정 용액을 측정 센서에 공급함에 따라 측정 센서가 세척되어 측정 센서의 측정 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 혈당 측정 센싱 모듈 및 이를 이용한 연속 혈당 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 체내에 삽입되어 체액을 추출할 수 있도록 형성되는 체액 추출관; 상기 체액 추출관으로부터 체액을 추출 이송하는 제 1 이송 펌프; 상기 제 1 이송 펌프에 의해 체액을 이송 공급받고, 공급된 체액에 대한 혈당 농도를 측정하는 측정 센서; 및 신체에 부착될 수 있도록 형성되는 부착 패드를 포함하고, 상기 체액 추출관, 제 1 이송 펌프 및 측정 센서는 상기 부착 패드에 장착되고, 상기 체액 추출관은 상기 부착 패드가 신체에 부착된 상태에서 체내에 삽입되도록 배치되며, 상기 체액 추출관을 통해 추출된 체액은 체외에 위치한 상기 측정 센서로 이송 공급되어 혈당 농도가 측정되는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈을 제공한다.
이때, 상기 부착 패드에는 내부에 교정 용액을 저장하는 교정 용액 저장조와, 상기 교정 용액을 상기 측정 센서로 이송 공급할 수 있도록 상기 교정 용액 저장조 및 상기 측정 센서에 각각 연결 튜브를 통해 연결되는 제 2 이송 펌프가 장착될 수 있다.
또한, 상기 혈당 측정 센싱 모듈은, 상기 부착 패드에 장착되며, 상기 측정 센서의 측정값을 인가받고 상기 제 1 이송 펌프 및 제 2 이송 펌프의 동작을 제어하는 패드 제어부를 더 포함하고, 상기 패드 제어부는 별도의 통신부에 의해 외부 기기와 정보를 송수신하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 부착 패드에는 상기 측정 센서로 공급되는 체액 및 교정 용액이 상기 측정 센서로부터 배출 저장될 수 있는 배출 저장조가 장착될 수 있다.
또한, 상기 패드 제어부는 상기 제 1 이송 펌프를 제 1 주기마다 작동하도록 동작 제어하고, 상기 제 2 이송 펌프를 상기 제 1 주기보다 더 길게 설정된 제 2 주기마다 작동하도록 동작 제어할 수 있다.
또한, 상기 패드 제어부는 상기 측정 센서에서 측정된 상기 교정 용액에 대한 혈당 농도 측정값과 상기 교정 용액의 기준 혈당 농도값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 측정 센서에 의해 측정된 체액의 혈당 농도 측정값을 보정 연산할 수 있다.
또한, 상기 체액은 세포 간질액 또는 혈액 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 이송 펌프 및 제 2 이송 펌프는 전기 삼투압 방식 펌프로 적용될 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 혈당 측정 센싱 모듈과, 상기 혈당 측정 센싱 모듈의 패드 제어부와 정보를 송수신하는 외부 단말기를 포함하고, 상기 외부 단말기에는 사용자가 조작할 수 있도록 형성되는 조작부와, 상기 측정 센서에 의해 측정된 체액의 혈당 농도값을 출력하는 출력부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치를 제공한다.
이때, 상기 외부 단말기와 상기 패드 제어부는 무선 통신 방식으로 정보를 송수신할 수 있다.
본 발명에 의하면, 체액을 추출하기 위한 바늘만 체내에 삽입하고 이송 펌프에 의해 체액을 이송하여 체외에 위치한 측정 센서에서 혈당 농도를 측정하게 함으로써, 측정 센서가 체내에 위치하지 않으므로, 체내 삽입으로 인해 체내에서 발생하는 염증, 육아종, 혈전 등으로 인한 센서의 불안정 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 센서의 작동 상태가 안정적으로 유지되어 혈당 농도 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있고, 이송 펌프를 일정 주기마다 작동시켜 체액을 측정 센서에 공급함으로써, 일정 주기마다 연속적으로 혈당 농도를 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 측정 센서에 일정 주기마다 교정 용액을 공급하고 교정 용액에 대한 측정값을 교정 용액의 기준 혈당 농도값과 비교하여 측정 센서의 측정값을 보정 산출하도록 함으로써, 측정 센서의 정확도를 검증하기 위해 별도의 채혈식 혈당 측정기를 통해 손끝에서 채혈해야 하는 과정이 필요 없이 자동으로 검교정 작업이 수행되고, 채혈 과정의 고통과 거부감이 제거되어 더욱 편리하게 사용할 수 있고, 교정 용액을 이용한 측정값의 보정 산출을 통해 더욱 정확한 측정값을 산출할 수 있으며, 교정 용액을 측정 센서에 공급함에 따라 측정 센서가 세척되어 측정 센서의 측정 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 구성을 개념적으로 도시한 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 제어 관련 구성을 기능적으로 도시한 기능 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 작동 과정을 개략적으로 도시한 작동 흐름도,
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 구성을 개념적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 구성을 개념적으로 도시한 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 제어 관련 구성을 기능적으로 도시한 기능 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 작동 과정을 개략적으로 도시한 작동 흐름도,
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 구성을 개념적으로 도시한 개념도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치는 사용자의 신체 표면 일부에 부착되어 혈당 농도를 측정하는 혈당 측정 센싱 모듈(10)과, 혈당 측정 센싱 모듈(10)과 정보를 송수신하는 외부 단말기(20)를 포함하여 구성된다.
혈당 측정 센싱 모듈(10)은 사용자의 신체 표면 일부에 부착되어 체내에서 체액을 외부로 추출하고, 외부로 추출된 체액을 별도의 측정 센서를 통해 혈당 농도를 측정하도록 구성되며, 측정 센서가 체내에 삽입되는 것이 아니라 체외에 위치하도록 배치됨으로써, 체외에서 채액에 대한 혈당 농도를 측정한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당 측정 센싱 모듈(10)은 측정 센서가 체내에 삽입되지 않기 때문에, 체내에서 발생하는 염증, 육아종, 혈전 등에 의한 측정 센서의 불안정을 방지할 수 있고, 체외에서 안정적인 상태를 유지하며 혈당 농도를 측정할 수 있다. 또한, 혈당 측정 센싱 모듈(10)은 별도의 교정 용액을 주기적으로 공급하여 검정 작업 및 교정 작업을 수행할 수 있도록 함으로써, 검정 및 교정 작업을 위해 기존의 채혈식 혈당 측정기를 이용하여 별도로 손끝에서 혈액을 채혈할 필요가 없어 더욱 편리하게 사용할 수 있다.
이러한 혈당 측정 센싱 모듈(10)에 대한 상세한 구성은 이후 도 2 내지 도 4를 중심으로 상세하게 설명한다.
외부 단말기(20)는 혈당 측정 센싱 모듈(10)과 정보를 송수신할 수 있도록 형성되는데, 사용자가 조작할 수 있도록 조작 버튼 등을 포함하는 조작부(22)와, 혈당 측정 센싱 모듈(10)에 의해 측정된 체액의 혈당 농도 측정값을 출력할 수 있는 출력부(21)가 구비된다.
이때, 외부 단말기(20)와 혈당 측정 센싱 모듈(10)은 무선 통신 방식으로 정보를 송수신하도록 구성될 수 있으나, 이와 달리 유선 통신 방식으로 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치는 외부 단말기(20)와 무선 통신 방식으로 정보를 송수신하는 별도의 이동통신단말기(30)를 포함할 수 있다. 이동통신단말기(30)는 스마트폰이 적용될 수 있으며, 스마트폰의 애플리케이션을 통해 외부 단말기(20)로부터 전송받은 혈당 측정 정보를 다양한 방식으로 가공하여 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 또한, 외부 단말기(20)로부터 이동통신단말기(30)에 전송된 혈당 측정 정보는 이동통신단말기(30)로부터 별도의 관리 서버(미도시)로 전송 저장될 수 있으며, 이동통신단말기(30)는 이러한 관리 서버와 통신하며 사용자에게 더욱 다양한 혈당 측정 정보를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당 측정 센싱 모듈(10)에 대해 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 구성을 개념적으로 도시한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 제어 관련 구성을 기능적으로 도시한 기능 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 작동 과정을 개략적으로 도시한 작동 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혈당 측정 센싱 모듈(10)은 체내에서 채액을 추출하여 체외에서 체액에 대한 혈당 농도를 측정하는 장치로서, 체액을 추출할 수 있도록 체내에 삽입되는 체액 추출관(200)과, 체액 추출관(200)을 통해 채액을 추출하여 이송시키는 제 1 이송 펌프(300)와, 제 1 이송 펌프(300)에 의해 이송 공급된 체액을 공급받아 체액의 혈당 농도를 측정하는 측정 센서(400)와, 체액 추출관(200), 제 1 이송 펌프(300) 및 측정 센서(400)가 장착되어 사용자의 신체에 부착되는 부착 패드(100)를 포함하여 구성된다.
체액 추출관(200)은 체내에서 체액을 추출할 수 있도록 형성되는데, 내부 공간에는 체액이 추출될 수 있도록 미세 유로가 형성된다. 체액 추출관(200)의 타단부는 추출된 체액의 이송을 위한 연결 튜브(T)가 연결 결합된다. 여기서, 체액이라 함은 세포 간질액 또는 혈액 중 어느 하나가 적용될 수 있으며, 혈액은 모세혈, 정맥혈, 동맥혈 중 어느 하나를 포함하는 개념으로 사용한다. 또한, 체액 추출관(200)은 체액 추출관, 캐뉼라(cannula) 또는 마이크로투석튜브(Microdialysis Tubing) 등 체내로부터 체액을 추출할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 이러한 형태를 모두 통칭하여 체액 추출관이라 한다.
제 1 이송 펌프(300)는 체액 추출관(200)과 연결 튜브(T)를 통해 연결되어 체액을 추출 이송한다. 이러한 제 1 이송 펌프(300)는 사용자의 신체에 부착되는 부착 패드(100)에 장착되는 것으로 매우 소형으로 제작되며, 본 발명의 일 실시예에 따라 전기 삼투압 방식의 펌프가 적용될 수 있다. 전기 삼투압 방식의 펌프는 모세관 또는 다공성막의 양단에 각각 전극을 배치하고, 전극에 전압을 걸어 발생하는 전기삼투현상에 의해 유체가 이동하는 원리를 이용한 펌프로서 일반 펌프와는 달리 기계적으로 움직이는 부분이 없어 무소음이며, 걸어준 전압에 비례하여 효과적으로 유속을 조절할 수 있는 장점이 있다. 이러한 전기 삼투압 방식의 펌프는 산업 현장에서 널리 사용되고 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 물론, 제 1 이송 펌프(300)는 전기 삼투압 방식 이외에도 기계식 펌프 또는 전기기계식 펌프 등 다양한 방식의 펌프가 적용될 수 있다.
측정 센서(400)는 제 1 이송 펌프(300)와 연결 튜브(T)를 통해 연결되어 체액을 이송 공급받고, 공급된 체액에 대한 혈당 농도를 측정하도록 형성된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 체액 추출관(200)은 체내에 일부 삽입된 상태로 배치되고, 체액 추출관(200)의 끝단에 연결 튜브(T)를 통해 제 1 이송 펌프(300)가 연결되고, 제 1 이송 펌프(300)에는 연결 튜브(T)를 통해 측정 센서(400)가 연결된다. 이러한 구조에 따라 제 1 이송 펌프(300)가 작동하면, 체액 추출관(200)을 통해 체액이 추출되고, 추출된 체액은 제 1 이송 펌프(300)를 통해 측정 센서(400)로 공급된다. 측정 센서(400)는 이와 같이 공급된 체액에 대해 혈당 농도를 측정하는데, 혈당 농도 측정 방식은 일반적인 채혈식 혈당 측정기에 사용되는 측정 센서 등 다양한 방식의 센서가 적용될 수 있으며, 혈당 농도를 측정하는 기존의 다양한 측정 센서가 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
부착 패드(100)는 신체의 일부, 예를 들면, 배 또는 옆구리의 피부에 부착될 수 있도록 형성된다. 부착 패드(100)가 신체에 부착되는 방식은 별도의 고정 밴드(미도시)를 이용하여 부착되는 방식 또는 가장자리 부분에 점착제가 도포되어 피부에 점착되는 방식 등 다양한 방식으로 설정될 수 있다. 이러한 부착 패드(100)의 내부 공간에 체액 추출관(200), 제 1 이송 펌프(300) 및 측정 센서(400)가 모두 장착되도록 형성된다. 이 경우, 부착 패드(100)는 이러한 구성 요소들이 내부 공간에 수용되도록 별도의 하우징부(미도시)가 구비되는 형태로 구성될 수 있는 등 그 형상 또한 다양하게 변경 가능하다.
이때, 체액 추출관(200)은 부착 패드(100)가 신체에 부착된 상태에서 체내에 일부 삽입되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 체액 추출관(200)의 끝단이 부착 패드(100)의 신체 부착면으로부터 외부 돌출되는 형태로 배치될 수 있으며, 이러한 구조에 따라 부착 패드(100)를 신체 표면에 부착시키면, 부착 패드(100)에 장착된 체액 추출관(200)은 그 끝단이 체내에 삽입되는 형태로 배치된다.
이와 같이 부착 패드(100)가 신체에 부착되면, 체액 추출관(200)이 체내에 삽입된 상태로 유지되므로, 이 상태에서 제 1 이송 펌프(300)가 작동하면, 체액 추출관(200)을 통해 체액이 추출되어 연결 튜브(T)를 통해 체외에 위치한 측정 센서(400)로 이송 공급된다. 측정 센서(400)로 이송 공급된 체액은 측정 센서(400)에 의해 체외에서 혈당 농도가 측정된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당 측정 센싱 모듈(10)은 단지 체액 추출관(200)만 체내에 삽입된 상태로 유지되고, 혈당 농도를 측정하는 측정 센서(400)는 체외에 별도로 위치하며, 제 1 이송 펌프(300)에 의해 체액 추출관(200)으로부터 측정 센서(400)로 체액을 추출 이송하고, 체외에 위치한 측정 센서(400)에서 체액에 대한 혈당 농도를 측정하게 된다. 이러한 구조에 따라 본 발명에서는 측정 센서(400)가 체내에 위치하지 않으므로, 체내 삽입으로 인해 체내에서 발생하는 염증, 육아종, 혈전 등으로 인한 센서의 불안정 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 센서의 작동 상태가 안정적으로 유지되어 혈당 농도 측정 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 이송 펌프(300)를 일정 주기마다 작동시킴으로써, 체액을 추출하여 측정 센서(400)에 공급할 수 있고, 이에 따라 일정 주기마다 연속적으로 혈당 농도를 측정할 수 있다.
한편, 부착 패드(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 교정 용액을 저장하는 교정 용액 저장조(510)와, 교정 용액을 측정 센서(400)로 이송 공급할 수 있도록 교정 용액 저장조(510) 및 측정 센서(400)에 각각 연결 튜브(T)를 통해 연결되는 제 2 이송 펌프(500)가 더 장착될 수 있다. 이때, 교정 용액 저장조(510)와 제 2 이송 펌프(500)를 연결하는 연결 튜브(T)에는 교정 용액이 교정 용액 저장조(510) 측으로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 별도의 체크 밸브(520)가 장착될 수 있다. 제 2 이송 펌프(500)는 제 1 이송 펌프(300)와 마찬가지로 전기 삼투압 방식의 펌프가 적용될 수 있으며, 기계식 펌프 또는 전기기계식 펌프 등이 적용될 수도 있다.
또한, 부착 패드(100)에는 패드 제어부(600)가 더 장착될 수 있으며, 이러한 패드 제어부(600)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 측정 센서(400)의 측정값을 인가받고 제 1 이송 펌프(300) 및 제 2 이송 펌프(500)의 동작을 제어한다. 아울러, 패드 제어부(600)는 별도의 통신부(610)에 의해 외부 기기와 정보를 송수신하도록 형성된다. 여기서, 외부 기기는 전술한 연속 혈당 측정 장치의 외부 단말기(20)가 적용될 수 있으며, 외부 단말기(20)와 패드 제어부(600)의 통신부(610)는 무선 통신 방식으로 정보를 송수신할 수 있다.
교정 용액은 특정 수치의 기준 혈당 농도값을 갖도록 실험실에서 정확하게 제조된 용액으로, 다양한 용도로 사용되는데, 본 발명의 일 실시예에서는 측정 센서(400)에 대한 검정 작업 및 교정 작업을 위한 용도로 사용된다. 즉, 교정 용액을 제 2 이송 펌프(500)를 이용하여 측정 센서(400)에 이송 공급하면, 측정 센서(400)에서 교정 용액에 대한 혈당 농도가 측정되는데, 이때, 측정 센서(400)에 의해 측정된 혈당 농도값과 교정 용액 자체의 기준 혈당 농도값을 비교하면, 측정 센서(400)의 측정값에 대한 정확도를 검증할 수 있다.
예를 들면, 기준 혈당 농도값이 10인 교정 용액인 경우, 이러한 교정 용액이 측정 센서(400)에 공급되면, 측정 센서(400)에서는 공급된 교정 용액에 대한 혈당 농도가 측정되는데, 이때, 측정값이 11로 측정되었다면, 이는 측정 센서(400)에 의해 측정된 혈당 농도값이 잘못된 것이므로, 이러한 비교 결과를 기준으로 측정 센서(400)에 의해 측정된 체액에 대한 혈당 농도 측정값은 이를 반영하여 보정되어야 한다. 이러한 보정 작업은 패드 제어부(600)를 통해 수행된다.
즉, 패드 제어부(600)는 측정 센서(400)에 의해 측정된 측정값을 인가받고, 이를 교정 용액의 기준 혈당 농도값과 비교하며, 비교 결과에 따라 측정 센서(400)에 의해 측정된 체액의 혈당 농도 측정값을 보정 연산하고, 보정 연산된 값을 통신부(610)를 통해 외부 단말기(20)로 전송하고, 외부 단말기(20)의 출력부(21)에는 이러한 보정 연산된 값이 혈당 농도로 출력된다.
이때, 패드 제어부(600)는 제 1 이송 펌프(300)를 제 1 주기마다 작동하도록 동작 제어하고, 제 2 이송 펌프(500)를 제 1 주기보다 더 길게 설정된 제 2 주기마다 작동하도록 동작 제어한다. 예를 들면, 제 1 주기는 3분으로 설정되고, 제 2 주기는 50분으로 설정될 수 있다. 이 경우, 제 1 이송 펌프(300)는 3분마다 작동하므로, 체내의 체액은 체액 추출관(200)으로부터 3분마다 측정 센서(400)로 이송 공급되고, 이에 따라 측정 센서(400)에서는 3분마다 체액에 대한 혈당 농도를 계속 측정한다. 이때, 제 2 이송 펌프(500)는 50분마다 작동하므로, 교정 용액 저장조(510)로부터 교정 용액이 측정 센서(400)로 50분마다 이송 공급되고, 이에 따라 측정 센서(400)에서는 50분마다 교정 용액에 대한 혈당 농도를 측정한다. 측정 센서(400)에서 측정된 교정 용액에 대한 혈당 농도 측정값은 패드 제어부(600)에 의해 교정 용액 자체의 기준 혈당 농도값과 비교되고, 이 시점 이후에 측정 센서(400)에 의해 측정된 체액의 혈당 농도 측정값은 패드 제어부(600)에 의한 비교 결과에 따라 보정 연산된다. 이러한 보정 연산 작업에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당 측정 센싱 모듈(10)에 의해 측정 산출되는 혈당 농도값은 항상 높은 정확도를 유지하게 된다.
즉, 패드 제어부(600)는 제 2 주기 간격마다 측정 센서(400)의 측정값이 정확한지 여부를 교정 용액과 비교하여 판단하게 되고, 비교 결과에 따라 측정 센서(400)의 측정값을 보정 산출하게 되므로, 항상 정확한 혈당 농도값이 산출 제공된다.
또한, 제 2 이송 펌프(500)에 의해 제 2 주기 간격마다 측정 센서(400)에 교정 용액이 공급되는데, 이와 같이 측정 센서(400)에 교정 용액이 공급되면, 교정 용액에 의해 측정 센서(400)가 세척되는 효과가 발생한다. 즉, 체액이 제 1 주기마다 측정 센서(400)에 공급됨에 따라 측정 센서(400)는 체액에 함유된 여러가지 침전물 들에 의해 오염될 수 있는데, 이때, 제 2 주기마다 깨끗한 상태의 교정 용액이 측정 센서(400)에 공급되므로, 측정 센서(400)는 교정 용액이 통과하는 과정에서 깨끗하게 세척되게 된다. 따라서, 측정 센서(400)가 제 2 주기마다 교정 용액에 의해 세척되므로, 측정 센서(400)의 오염이 방지되어 측정 센서(400)의 측정 결과 정확도가 더욱 향상된다.
한편, 일반적으로 측정 센서(400)가 혈당 농도를 측정하는 방식은 체액 또는 교정 용액이 측정 센서(400)를 통과하는 과정에서 전기 화학적인 신호를 통해 체액 또는 교정 용액에 대한 혈당 농도를 측정하는 방식으로 이루어진다. 이에 따라, 측정 센서(400)에 공급되는 체액 및 교정 용액은 측정 센서(400)에 의해 측정되는 과정에서 측정 센서(400)로부터 배출되며, 아울러, 측정 센서(400)에 의해 측정 완료된 상태에서는 새로운 체액 또는 교정 용액이 공급될 수 있도록 측정 센서(400)로부터 배출되어야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 부착 패드(100)에는 측정 센서(400)로 공급되는 체액 및 교정 용액이 측정 센서(400)로부터 배출되어 저장될 수 있도록 배출 저장조(700)가 더 장착될 수 있다.
이상에서 설명한 작동 상태를 작동 흐름에 따라 정리하면, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 혈당 측정 센싱 모듈(10)은 제 1 주기에 도달할 때(S10)마다 제 1 이송 펌프(300)가 작동하여(S20) 체액이 측정 센서(400)로 공급되고 체액에 대한 혈당 농도가 측정된다(S30). 측정 센서(400)에 의해 측정된 혈당 농도 측정값은 패드 제어부(600)에 의해 산출된다(S40). 이러한 반복 과정을 통해 제 1 주기마다 연속적으로 체액의 혈당 농도를 측정하여 산출할 수 있다. 이 과정에서, 제 2 주기에 도달하면(S50), 제 2 이송 펌프(500)가 작동하여(S60) 교정 용액이 측정 센서(400)로 공급되고 교정 용액에 대한 혈당 농도가 측정된다(S70). 이후, 패드 제어부(600)에서는 교정 용액 혈당 농도 측정값과 교정 용액의 기준 혈당 농도값을 비교하고(S80), 측정 센서(400)의 측정값에 대한 보정이 필요한지 판단한다(S90). 보정이 필요하면, 이후 측정된 측정 센서(400)의 측정값에 대해서는 보정값을 반영한다(S100). 즉, 이후 제 1 주기마다 측정된 측정 센서(400)의 측정값에 대해서는 보정값을 반영하여 측정값을 산출한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈의 구성을 개념적으로 도시한 개념도이다.
도 1 내지 도 4에서는 부착 패드(100)에 제 1 이송 펌프(300) 및 제 2 이송 펌프(500)가 장착되고, 체액 추출관(200)과 교정 용액 저장조(510)는 제 1 이송 펌프(300)와 제 2 이송 펌프(500)에 각각 연결되는 것으로 설명하였으나, 도 5에 도시된 바와 같이 부착 패드(100)에 하나의 이송 펌프, 즉, 제 1 이송 펌프(300)만 장착되고, 체액 추출관(200)과 교정 용액 저장조(510)가 제 1 이송 펌프(300)에 동시에 연결되는 형태로 구성될 수도 있다.
좀더 자세히 살펴보면, 교정 용액 저장조(510) 및 체액 추출관(200)은 별도의 연결 튜브(T)를 통해 제 1 이송 펌프(300)에 연결되는데, 연결 튜브(T)는 일단이 제 1 이송 펌프(300)에 연결되는 메인관(T1)과, 메인관(T1)의 타단으로부터 분기되어 교정 용액 저장조(510) 및 체액 추출관(200)에 각각 연결되는 2개의 분기관(T2,T3)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 연결 튜브(T)에는 2개의 분기관(T2,T3) 중 어느 하나가 선택적으로 개방될 수 있도록 밸브(310)가 장착될 수 있다. 밸브(310)는 도 5에 도시된 바와 같이 분기관(T2,T3)이 분기된 지점에 장착되는 유로 전환 밸브가 적용될 수도 있으며, 이와 달리 각각의 분기관(T2,T3)에 각각 장착되는 개폐 밸브가 적용될 수도 있는 등 다양한 형태로 적용 가능하다.
패드 제어부(600)는 체액을 추출하여 혈당 농도를 측정하는 시간 동안에는 체액 추출관(200)에 연결된 분기관(T3)으로부터 체액이 추출되어 이송되도록 밸브(310)를 작동시켜 제 1 이송 펌프(300)에 의해 제 1 주기마다 체액이 추출되어 측정 센서(400)로 이송되도록 하고, 제 2 주기 간격으로는 교정 용액 저장조(510)에 연결된 분기관(T2)으로부터 교정 용액이 이송되도록 밸브(310)를 작동시켜 제 1 이송 펌프(300)에 의해 제 2 주기마다 교정 용액이 측정 센서(400)로 이송되도록 할 수 있다.
이와 같이 하나의 이송 펌프만으로 체액 및 교정 용액을 교대로 측정 센서(400)에 이송시킬 수 있도록 함으로써, 전체 구조를 더욱 단순화할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 혈당 측정 센싱 모듈 20: 외부 단말기
30: 이동통신단말기 100: 부착 패드
200: 체액 추출관 300: 제 1 이송 펌프
400: 측정 센서 500: 제 2 이송 펌프
510: 교정 용액 저장조 520: 체크 밸브
600: 패드 제어부 610: 통신부
700: 배출 저장조
30: 이동통신단말기 100: 부착 패드
200: 체액 추출관 300: 제 1 이송 펌프
400: 측정 센서 500: 제 2 이송 펌프
510: 교정 용액 저장조 520: 체크 밸브
600: 패드 제어부 610: 통신부
700: 배출 저장조
Claims (12)
- 삭제
- 체내에 삽입되어 체액을 추출할 수 있도록 형성되는 체액 추출관;
상기 체액 추출관으로부터 체액을 추출 이송하는 제 1 이송 펌프;
상기 제 1 이송 펌프에 의해 체액을 이송 공급받고, 공급된 체액에 대한 혈당 농도를 측정하는 측정 센서; 및
신체에 부착될 수 있도록 형성되는 부착 패드
를 포함하고, 상기 체액 추출관, 제 1 이송 펌프 및 측정 센서는 상기 부착 패드에 장착되고, 상기 체액 추출관은 상기 부착 패드가 신체에 부착된 상태에서 체내에 삽입되도록 배치되며, 상기 체액 추출관을 통해 추출된 체액은 체외에 위치한 상기 측정 센서로 이송 공급되어 혈당 농도가 측정되고,
상기 부착 패드에는
내부에 교정 용액을 저장하는 교정 용액 저장조와, 상기 교정 용액을 상기 측정 센서로 이송 공급할 수 있도록 상기 교정 용액 저장조 및 상기 측정 센서에 각각 연결 튜브를 통해 연결되는 제 2 이송 펌프가 장착되며, 상기 교정 용액 저장조와 상기 제 2 이송 펌프를 연결하는 연결 튜브에는 상기 교정 용액이 상기 교정 용액 저장조 측으로 역류하는 것을 방지하도록 체크 밸브가 장착되고,
상기 부착 패드에는 상기 측정 센서의 측정값을 인가받고 상기 제 1 이송 펌프 및 제 2 이송 펌프의 동작을 제어하는 패드 제어부가 구비되며,
상기 패드 제어부는
상기 제 1 이송 펌프를 제 1 주기마다 작동하도록 동작 제어하고, 상기 제 2 이송 펌프를 상기 제 1 주기보다 더 길게 설정된 제 2 주기마다 작동하도록 동작 제어하며, 상기 측정 센서에서 측정된 상기 교정 용액에 대한 혈당 농도 측정값과 상기 교정 용액의 기준 혈당 농도값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 측정 센서에 의해 측정된 체액의 혈당 농도 측정값을 보정 연산하는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈.
- 제 2 항에 있어서,
상기 패드 제어부는 별도의 통신부에 의해 외부 기기와 정보를 송수신하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈.
- 제 3 항에 있어서,
상기 부착 패드에는 상기 측정 센서로 공급되는 체액 및 교정 용액이 상기 측정 센서로부터 배출 저장될 수 있는 배출 저장조가 장착되는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈.
- 삭제
- 삭제
- 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 체액은 세포 간질액 또는 혈액 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈.
- 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 이송 펌프 및 제 2 이송 펌프는 기계식 펌프, 전기기계식 펌프 또는 전기 삼투압 방식 펌프로 적용되는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈.
- 체내에 삽입되어 체액을 추출할 수 있도록 형성되는 체액 추출관;
상기 체액 추출관으로부터 체액을 추출 이송하는 제 1 이송 펌프;
상기 제 1 이송 펌프에 의해 체액을 이송 공급받고, 공급된 체액에 대한 혈당 농도를 측정하는 측정 센서; 및
신체에 부착될 수 있도록 형성되는 부착 패드
를 포함하고, 상기 체액 추출관, 제 1 이송 펌프 및 측정 센서는 상기 부착 패드에 장착되고, 상기 체액 추출관은 상기 부착 패드가 신체에 부착된 상태에서 체내에 삽입되도록 배치되며, 상기 체액 추출관을 통해 추출된 체액은 체외에 위치한 상기 측정 센서로 이송 공급되어 혈당 농도가 측정되고,
상기 부착 패드에는
내부에 교정 용액을 저장하는 교정 용액 저장조가 장착되고, 상기 교정 용액 저장조에 저장된 교정 용액이 상기 측정 센서로 이송 공급될 수 있도록 상기 교정 용액 저장조가 상기 제 1 이송 펌프에 연결되며,
상기 교정 용액 저장조 및 체액 추출관은 별도의 연결 튜브를 통해 상기 제 1 이송 펌프에 연결되고, 상기 교정 용액 저장조와 상기 제 1 이송 펌프를 연결하는 연결 튜브에는 상기 교정 용액이 상기 교정 용액 저장조 측으로 역류하는 것을 방지하도록 체크 밸브가 장착되며,
상기 부착 패드에는 상기 측정 센서의 측정값을 인가받고 상기 제 1 이송 펌프의 동작을 제어하는 패드 제어부가 구비되며,
상기 패드 제어부는
상기 체액 추출관을 통해 추출된 체액이 제 1 주기마다 상기 측정 센서로 이송 공급되고 상기 교정 용액 저장조에 저장된 교정 용액이 상기 제 1 주기보다 더 길게 설정된 제 2 주기마다 상기 측정 센서로 이송 공급되도록 상기 제 1 이송 펌프의 동작을 제어하며, 상기 측정 센서에서 측정된 상기 교정 용액에 대한 혈당 농도 측정값과 상기 교정 용액의 기준 혈당 농도값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 측정 센서에 의해 측정된 체액의 혈당 농도 측정값을 보정 연산하는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈.
- 제 9 항에 있어서,
상기 교정 용액 저장조 및 체액 추출관과 상기 제 1 이송 펌프를 연결하는 연결 튜브는 일단이 상기 제 1 이송 펌프에 연결되는 메인관과, 상기 메인관의 타단으로부터 분기되어 상기 교정 용액 저장조 및 체액 추출관에 각각 연결되는 2개의 분기관을 포함하고,
상기 연결 튜브에는 2개의 분기관 중 어느 하나가 선택적으로 개방될 수 있도록 밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치용 혈당 측정 센싱 모듈.
- 제 2 항 또는 제 9 항에 기재된 혈당 측정 센싱 모듈과,
상기 혈당 측정 센싱 모듈의 패드 제어부와 정보를 송수신하는 외부 단말기를 포함하고,
상기 외부 단말기에는
사용자가 조작할 수 있도록 형성되는 조작부와, 상기 측정 센서에 의해 측정된 체액의 혈당 농도값을 출력하는 출력부가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 외부 단말기와 상기 패드 제어부는 무선 통신 방식으로 정보를 송수신하는 것을 특징으로 하는 연속 혈당 측정 장치.
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