KR101975198B1 - 하이브리드 연속혈당측정 시스템 - Google Patents

하이브리드 연속혈당측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 연속혈당측정 시스템에 관한 것으로, 사용자가 착용하여 사용자의 혈당을 연속적으로 측정하는 연속 혈당 측정 시스템에 있어서, 사용자가 착용하는 본체 하우징(110); 과, 상기 본체 하우징(100)에 교체 가능하게 장착되며, 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와, 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)를 구비하는 혈당 측정 센서 카트리지(200); 와, 주제어부(500)의 제어에 따라, 상기 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)가 순차적으로 사용자에게 침습되었다가 복귀하도록 구동하는 보정 혈당 측정 구동부(300); 와, 상기 연속 혈당 타측정 탐침 센서(210)에서 측정된 혈당값을, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 의하여 측정된 혈당값에 따라 보정하여 측정하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 혈당 측정부(400); 와, 상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 표시하고, 사용자의 조작 입력을 입력 받는 사용자 인터페이스(800); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10)에 관한 것이다.

Description

하이브리드 연속혈당측정 시스템{Hybride Continous Glucose Measuremrnt System}
본 발명은 하이브리드 연속혈당측정 시스템에 관한 것으로, 사용자가 착용하여 사용자의 혈당을 연속적으로 측정하는 연속 혈당 측정 시스템에 있어서, 사용자가 착용하는 본체 하우징(110); 과, 상기 본체 하우징(100)에 교체 가능하게 장착되며, 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와, 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)를 구비하는 혈당 측정 센서 카트리지(200); 와, 주제어부(500)의 제어에 따라, 상기 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)가 순차적으로 사용자에게 침습되었다가 복귀하도록 구동하는 보정 혈당 측정 구동부(300); 와, 상기 연속 혈당 타측정 탐침 센서(210)에서 측정된 혈당값을, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 의하여 측정된 혈당값에 따라 보정하여 측정하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 혈당 측정부(400); 와, 상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 표시하고, 사용자의 조작 입력을 입력 받는 사용자 인터페이스(800); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10)에 관한 것이다.
당뇨병은 혈당 농도를 조절함으로써 관리할 수 있는 질병이다. 이 질환관리는 통상적으로 환자의 혈당치에 따라 인슐린 주입량을 정하고 소정의 시간 간격으로 인슐린을 투여하여 관리된다. 그러나, 환자 각각의 혈당 수치 및 인슐린 투여에 따른 혈당 변화는 개별 환자마다 모두 상이하므로 정확하고 효율적인 인슐린 투여량 및 투여 시기/ 간격의 결정이 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점은 폐회로 인슐린 공급(closed-loop insulin delivery)에 의존하는데 이것은 인슐린 탱크에 직접 신호를 전달하는 연속혈당 모니터링(continuous glucose monitoring; CGM) 시스템을 이용하면 가능하게 된다.
그러나, 손가락 끝에서 혈액을 채취하는 기존 효소센서는 측정 빈도를 제한하므로 이러한 CGM에 이용될 수 없다. 최근에 신체에 부착할 수 있는 개선된 버전의 효소센서가 개발되었고 며칠간 혈당을 연속 측정할 수 있도록 병원에서 제공되고 있다. 그러나 이러한 방법에도 몇 가지 제한점이 있는데, 특히 하루 몇 번씩 조정(calibration)이 필요하고 또한 체액을 계속 소모할 뿐 아니라 정해진 시간간격으로만 불연속적으로 측정할 수 있다.
이러한 기존 발명의 문제점을 해결하기 위하여 하기 특허문헌 1 또는 특허문헌 2에는, 연속적으로 체내 혈당 수치를 모니터링할 수 있는 센서로서 사용자의 피부 삽입되는 니들을 포함하는 혈당 측정 센서로서 센서의 감응성 향상을 위한 나노 구조체를 기반으로 하고, 표면에 선택적 투과성을 이용하여 방해 작용이 제거된 막 구조를 포함하며, 생체적합성을 향상시키는 수단에 의하여 생체 삽입이 가능한 전기화학방식의 연속 혈당 모니터링 센서에 관한 구성이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 기존발명들 역시 조정(calibration)이 필요하기에, 별도의 혈당 측정 수단(예를 들어 1회용 혈당 측정 장치)을 이용하여 필요시 또는 정기적으로 별도로 보정용 혈당을 정확히 측정한 후, 이러한 보정용 혈당치를 별도로 입력하는 번거로운 보정 작업이 필수적이라는 문제점이 있었다.
한편, 당뇨병 환자에게는 혈당 변동에 따른 직접적인 위험 이외에도, 말단 혈관의 폐색에 의한 조직 괴사 발생 등 심혈관 관련 질환이 발생하기 쉽다는 부차적인 위험 요인들이 있기에, 이와 관련되는 심박 또는 산소 포화도를 측정하여 이러한 위험을 미리 대비할 필요가 있었다.
특허문헌 1: 등록특허 10-1512566 특허문헌 2: 등록특허 10-1454278
본 발명은 상기한 기존 발명들의 문제점을 해결하여, 별도의 보정용 혈당 측정 장치 없이도 자체적으로 보정용 혈당을 측정한 후, 이를 이용하여 측정값을 정확히 보정할 수 있는 하이브리드 연속혈당측정 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 보정용 혈당을 측정하는 위치를 순차적으로 변경하여 작동하도록 하여, 동일한 환부를 계속하여 반복하여 침습하는 경우 발생할 수 있는 염증이나 감염 등의 문제를 원천적으로 차단할 수 있는 하이브리드 연속혈당측정 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
한편, 혈당과 함께 산소 포화도 및 심박을 함께 측정하여 당뇨병 환자에게 발생하기 쉬운 심혈관 관련 질환에 관한 징후를 미리 측정할 수 있는 하이브리드 연속혈당측정 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한, 심박 및 산소 포화도 측정에 더하여 3축 가속도 센서를 추가로 이용하여 수면 무호흡증을 감지하는 것이 가능한 하이브리드 연속혈당측정 시스템을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10)은, 사용자가 착용하여 사용자의 혈당을 연속적으로 측정하는 연속 혈당 측정 시스템에 있어서, 사용자가 착용하는 본체 하우징(110); 과, 상기 본체 하우징(100)에 교체 가능하게 장착되며, 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와, 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)를 구비하는 혈당 측정 센서 카트리지(200); 와, 주제어부(500)의 제어에 따라, 상기 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)가 순차적으로 사용자에게 침습되었다가 복귀하도록 구동하는 보정 혈당 측정 구동부(300); 와, 상기 연속 혈당 타측정 탐침 센서(210)에서 측정된 혈당값을, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 의하여 측정된 혈당값에 따라 보정하여 측정하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 혈당 측정부(400); 와, 상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 표시하고, 사용자의 조작 입력을 입력 받는 사용자 인터페이스(800); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체 하우징(110)은, 그 하면에 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)가 삽입되어 장착될 수 있는 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101); 를 더 포함하여 구성되고, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)는, 중앙에 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)가 구비되어 있고, 각각의 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는, 방사상으로 형성된 보정 혈당 측정 암(220)의 외측 말단 하면에 각각 구비되는 것을 특징으로 하며, 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)는, 상기 본체 하우징(110)에 각각 설치되되, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 상측에 각각 위치하도록 형성되는 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310); 와, 상기 보정 혈당 측정 암(220)에 각각 형성되며, 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)를 포함하여 구성되는 측정암 구동부(320); 를 포함하여 구성되고, 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)는 침습 작동을 하는 경우, 사용자에게 침습하고자 하는 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 해당하는 상기 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310) 및 상기 측정암 구동부(320)만을 선별적으로 침습 작동 후 복귀하도록 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101)의 하측에 형성되는 카트리지 가이드(102); 와, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)에 형성되며, 상기 카트리지 가이드(102)가 삽입되어 정확한 장착 위치에 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)가 장착되도록하는 가이드 통공(230); 과, 상기 본체 하우징(110)의 하부에 탈착 가능하게 장착되며,상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)가 통과할 수 있는 연속 혈당 측정 탐침 통공(111)이 중앙에 형성되어 있고, 각각의 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)가 각각 통과하여 인입될 수 있는 보정 혈당 측정 탐침 통공(112)가 각각 형성되어 있으며, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)를 고정 지지할 수 있는 카트리지 고정 지지부(113)가 중앙 상면에 형성되는 교체 커버(110); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)는, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 상면에 형성되는 상면 패턴부(322); 와, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 하면에 상기 상면 패턴부(322)와 연이어 형성되며, 상기 상면 패턴부(322)의 전류 회전 방향(A)와 동일한 전류회전 방향(A`)을 가지도록 형성되는 하면 패턴부(323); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체 하우징(100)의 하면에 설치되는 산소포화도 측정 센서(620)와, 상기 산소포화도 측정 센서(620)의 측정값을 통하여 산소포화도를 검출하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 산소 포화도 측정부(600); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상기 본체 하우징(100)에 설치되는 3차원 가속도 센서(710)에서 측정된 사용자의 움직임을 통하여, 상기 사용자의 수면 무호흡 상태를 판단하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 수면 무호흡 측정부(700); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 포함하는 측정값을 사용자 단말기(1)로 전달하는 통신 인터페이스(900); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기존 발명들의 문제점을 해결하여, 별도의 보정용 혈당 측정 장치 없이도 자체적으로 보정용 혈당을 측정한 후, 이를 이용하여 측정값을 정확히 보정할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 보정용 혈당을 측정하는 위치를 순차적으로 변경하여 작동하도록 하여, 동일한 환부를 계속하여 반복하여 침습하는 경우 발생할 수 있는 염증이나 감염 등의 문제를 원천적으로 차단할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 혈당과 함께 산소 포화도 및 심박을 함께 측정하여 당뇨병 환자에게 발생하기 쉬운 심혈관 관련 질환에 관한 징후를 미리 측정할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 심박 및 산소 포화도 측정에 더하여 3축 가속도 센서를 추가로 이용하여 수면 무호흡증을 감지하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
도 1: 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 연속혈당측정 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 연속혈당측정 시스템의 구성을 나타내는 블럭 다이어그램.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 연속혈당측정 시스템의 보정 혈당 측정 작동을 나타내는 도면.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 연속혈당측정 시스템의 측정암의 전면 구성을 나타내는 도면.
도 5: 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 연속혈당측정 시스템의 측정암의 후면 구성을 나타내는 도면.
도 6: 본 발명의 다른 실시예에 의한 하이브리드 연속혈당측정 시스템의 측정암의 후면 구성을 나타내는 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 탐침 센서를 구비하는 연속혈당감시시스템을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10)은 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이 크게, 본체 하우징(110), 혈당 측정 센서 카트리지(200), 보정 혈당 측정 구동부(300), 혈당 측정부(400), 주제어부(500) 및 사용자 인터페이스(800)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본체 하우징(110)에 관하여 설명한다. 상기 본체 하우징(110)은 사용자가 복부 등의 신체에 착용하거나 부착하도록 구성된다. 이 경우, 상기 본체 하우징(110)은 사용자가 착용 또는 부착할 수 있도록 밴드 또는 점착 패치등의 별도의 착용 수단 또는 부착수단을 구비할 수 있다.
상기 본체 하우징(100)은 도 1에 나타낸 것과 같이, 그 하면에 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)가 삽입되어 장착될 수 있는 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101)는 도 3에 나타낸 것과 같이, 통상시(도 3에서 (B)에 나타낸 침습/측정시를 제외한, 도 3에서 (A) 또는 (C)에 나타낸 것과 같은 상태)에는 보정 혈당 탐침 센서(221)가 상기 본체 하우징(100)의 하면에서 노출되지 않을 정도의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101)의 하측에는 도 1에 나타낸 것과 같이 카트리지 가이드(102)가 형성되도록 하여, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)를 교체하여 장착할 때마다 정확한 장착 위치에 장착하는 것이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 혈당 측정 센서 카트리지(200)에 관하여 설명한다. 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)는 도 1에 나타낸 것과 같이 상기 본체 하우징(100)에 교체 가능하게 장착되며, 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와, 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)를 구비하도록 구성된다.
이 경우, 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)는 도 3에 나타낸 것과 같이 사용자가 상기 본체 하우징(100)을 착용 또는 부착하고 있는 동안 계속적으로 사용자의 피부(S)에 침습되어 있으면서, 연속적으로 사용자의 혈당을 측정하는 기능을 가진다.
한편, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는 후술할 것과 같이, 소정 시간 간격(예를 들어 2시간 간격) 또는 사용자가 필요로 하는 시점에만 사용자의 피부(S)에 일시 침습하여 혈당을 측정한 후, 다시 사용자의 피부(S) 밖으로 나와 복귀하는 기능을 가진다.
이러한 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)를 구현하는 실시예로는 대단히 다양한 실시예가 가능하다. 그 일 실시예로, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)는 도 1 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 중앙에 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)가 구비되어 있고, 각각의 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는 방사상으로 형성된 보정 혈당 측정 암(220)의 외측 말단 하면에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 앞서 설명한 것과 같이 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)를 교체하여 장착할 때마다 정확한 장착 위치에 장착하는 것이 가능하도록 하기 위하여, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)에는 도 1에 나타낸 것과 같이 상기 카트리지 가이드(102)가 삽입되어 정확한 장착 위치에 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)가 장착되도록하는 가이드 통공(230)이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는 혈당을 측정할 수 있는 다양한 센서 중 선택되어 실시되는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는 표면에 가역반응성 글루코스 항체가 고정되어 가역반응성 글루코스 항체 및 체액 내의 글루코스 분자의 결합으로부터 발생되는 신호를 탐지하는 비표지 센서를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는 보론이 도핑된 다이아몬드(BDD: Boron Doped Diamond)가 표면에 정착된 카본 나노 튜브(CNT:Carbon Nano Tube) 하이브리드 센서 전극으로 구성되는 것이 바람직하다. 실리콘과 같은 4족 반도체 원소인 다이아몬드는 실리콘의 3배, GaAs(갈륨알세나이드)의 4.5배에 달하는 전하 이동속도를 가지고 있는 초고속 소자재료로서, 금이나 백금으로 만들어진 센서전극의 기본 임피던스(교류저항)가 1,000 ~ 3,200 Ω이지만, 보론이 도핑된 다이아몬드(BDD: Boron Doped Diamond)(111)가 표면에 정착된 카본 나노 튜브(CNT:Carbon Nano Tube)(112) 하이브리드 센서 전극 구조물의 임피던스는 수 Ω에 불과하다. 따라서, 극히 민감하고 효율적인 탐지 특성을 가지게 된다.
한편, 보론이 도핑된 다이아몬드(BDD: Boron Doped Diamond)가 표면에 정착된 카본 나노 튜브(CNT:Carbon Nano Tube) 하이브리드 센서 전극의 경우, 기존 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 단일 물질 센서나 보론 도핑 전도성 다이아몬드(BDD:Boron Doped Diamond) 센서보다 훨씬 큰 유효 전극 면적( Effective electrode area)을 가지기에, 극히 우수한 민감도 및 측정 한계를 보이게 된다.
상기 보론이 도핑된 다이아몬드(BDD: Boron Doped Diamond)가 표면에 정착된 카본 나노 튜브(CNT:Carbon Nano Tube) 하이브리드 센서 전극은 앞서 살펴본 바와 같이 높은 감도와 극소화된 최소검출한계로 인해 빠르고 정확한 혈당의 측정이 가능하므로 상기 사용자의 피부에 침습되는 깊이를 기존의 10㎜ 이상에서 2~5㎜ 정도의 깊이만 침습되는 것으로도 충분한 측정이 가능하게 된다. 또한, 이와 같이 침습 깊이를 줄이는 것에 의하여 탐침 센서의 모세관 길이의 감소로 인해 빠른 반응시간과 짧은 settling time을 기대할 수 있는 것음 물론, 짧아진 센싱 시간에도 불구하고 기존 센서의 수만 배에 달하는 감도로 인해 더 정확한 측정이 가능하게 된다.
한편, 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는 각각 탐침의 형태로 구성되므로, 불필요한 노출에 의한 오염이나 찔림 등의 위험을 방지하도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 도 1 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 본체 하우징(110)의 하부에 탈착 가능하게 장착되며,상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)가 통과할 수 있는 연속 혈당 측정 탐침 통공(111)이 중앙에 형성되어 있고, 각각의 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)가 각각 통과하여 인입될 수 있는 보정 혈당 측정 탐침 통공(112)가 각각 형성되어 있으며, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)를 고정 지지할 수 있는 카트리지 고정 지지부(113)가 중앙 상면에 형성되는 교체 커버(110)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 보정 혈당 측정 구동부(300)에 관하여 설명한다. 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 주제어부(500)의 제어에 따라 상기 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)가 순차적으로 사용자에게 침습되었다가 복귀하도록 구동하는 기능을 수행하도록 구성된다. 이러한 기능을 수행하는 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)를 구현하는 실시예로는 기계식, 공압식, 유압식, 전자식 등 대단히 다양한 실시예 중 하나 이상이 선택되어 실시되는 것이 가능하다. 이 경우, 본 발명의 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10)이 착용 또는 부착이 가능한 비교적 소형/경량이며, 그 두께도 얇은 것이 바람직한 조건을 고려할 때, 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)는 컴팩트 하면서도 침습 및 복귀 작동에 적합한 순간적인 양방향 구동력을 가질 수 있도록 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310)와, 측정암 구동부(320)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310)는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이 상기 본체 하우징(110)에 각각 설치되되, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 상측에 각각 위치하도록 형성된다. 한편, 상기 측정암 구동부(320)는, 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이 상기 보정 혈당 측정 암(220)에 각각 형성되며, 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)를 포함하여 구성된다. 이 경우, 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)는 침습 작동을 하는 경우, 사용자에게 침습하고자 하는 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 해당하는 상기 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310) 및 상기 측정암 구동부(320)만을 선별적으로 침습 작동 후 복귀하도록 구동하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)는, 탄성을 가지는 연성 인쇄 회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)으로 구성되는 것이 제조 공정상 바람직하다. 이 경우, 상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)는 상기 연성 인쇄 회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board) 상에 도 4에 나타낸 것과 같이 회로 패턴의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)를 형성하는 실시예로는 대단히 다양한 실시예가 가능하다. 그 일실시예로 상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)는 도 4 및 도 5에 나타낸 것과 같이, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 상면에 평면 코일 형상으로 형성되는 상면 패턴부(322)와, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 하면에 상기 상면 패턴부(322)와 연이어 형성되는 상기 상면 패턴부(322)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 구동력을 좀 더 증대시킬 수 있도록 하기 위하여, 전자석 코일을 구성하는 상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)를 형성하는 다른 실시예로는 도 4 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 상면에 평면 코일 형상으로 형성되는 상면 패턴부(322)와, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 하면에 상기 상면 패턴부(322)와 연이어 형성되며, 상기 상면 패턴부(322)의 전류 회전 방향(A)와 동일한 전류회전 방향(A`)을 가지도록 형성되는 하면 패턴부(323`)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)를 교체하여 장착하는 경우 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210), 상기 보정 혈당 탐침 센서(221) 및 상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)를 각각 상기 혈당 측정부(400) 및 상기 주제어부(500)와 전기적으로 연결할 수 있도록, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200) 및 상기 본체 하우징(100)에는 각각 연속 혈당 신호 전달 전극(211a,211b), 보정 혈당 신호 전달 전극(222a,222b) 및 보정 혈당 전자석 구동 전극(325a,325b)가 구비되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)의 작동에 관하여 설명한다. 도 3에서 (A)에 나타낸 것과 같이, 통상시에는 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)는 사용자의 피부(S)에 침습하여 삽입된 상태로 연속적으로 혈당을 측정하며, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는 상기 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101) 내부에 위치하도록 수납된다.
도 3에서 (B)에 나타낸 것과 같이 보정 혈당 측정 작동을 하는 경우, 상기 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310)과 상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)에는 서로 밀어내는 방향으로 자극이 형성되도록 전류가 인가된다. 따라서, 이러한 척력에 의하여 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 말단부가 하측으로 밀려나면서 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)가 상기 보정 혈당 측정 탐침 통공(112)을 통과하여 노출되면서 사용자의 피부(S)에 침습되어 보정 혈당을 측정한다.
보정 혈당의 측정이 완료된 후에는, 도 3에서 (B)에 나타낸 것과 같이 상기 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310)과 상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)에는 서로 끌어당기는 방향으로 자극이 형성되도록 전류가 인가된다. 따라서, 이러한 인력에 의하여 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 말단부가 다시 상측으로 당겨지면서 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)가 사용자의 피부(S)로부터 빠져나오면서, 다시 상기 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101) 내부에 위치하도록 수납된다.
한편, 한번의 보정 혈당 측정이 완료 된 후, 다음 번 보정 혈당 측정시에는 이미 사용된 보정 혈당 탐침 센서(221)가 아니라 인접한 위치의 다른 보정 혈당 측정 탐침 센서(221)를 사용하도록 작동된다. 따라서, 동일한 위치에 반복적으로 보정 혈당 탐침 센서(221)가 침습되지 않으므로, 동일한 환부를 계속하여 반복하여 침습하는 경우 발생할 수 있는 염증이나 감염 등의 문제를 원천적으로 차단할 수 있다.
다음으로, 혈당 측정부(400)에 관하여 설명한다. 상기 혈당 측정부(400)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 연속 혈당 타측정 탐침 센서(210)에서 측정된 혈당값을, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 의하여 측정된 혈당값에 따라 보정하여 측정하여 상기 주제어부(500)로 전달하도록 구성된다. 한편, 상기 혈당 측정부(400)는, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 의하여 측정된 혈당값을 그 측정 시점에서의 실시간 혈당값으로 별도로 처리하는 것도 가능하다.
다음으로, 주제어부(500)에 관하여 설명한다. 상기 주제어부(500)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 보정 혈당 측정 구동부(300)의 구동을 제어하고 상기 혈당 측정부(400)에서 측정된 혈당값들을 처리하고 전달하는 기능을 가지도록 구성된다. 이 경우, 도 2에 나타낸 것과 같이 상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 표시하고, 사용자의 조작 입력을 입력 받는 사용자 인터페이스(800)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 상기 사용자 인터페이스(800)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 다양한 측정값과 작동 상태 등의 정보를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이(810)와, 사용자의 조작 입력(예를 들어 On/Off, 측정 시작, 보정 혈당 측정 시간 간격 설정 등)을 입력 받는 조작 입력 수단(820)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 디스플레이(810)와 상기 조작 입력 수단(820)은 터치 스크린 방식의 디스플레이 패널을 통하여 통합되어 구현되는 것도 가능하다.
한편, 혈당과 함께 산소 포화도 및 심박을 함께 측정하여 당뇨병 환자에게 발생하기 쉬운 심혈관 관련 질환에 관한 징후를 미리 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 본체 하우징(100)의 하면에 설치되는 산소포화도 측정 센서(620)와, 상기 산소포화도 측정 센서(620)의 측정값을 통하여 산소포화도를 검출하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 산소 포화도 측정부(600)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 산소포화도 측정 센서(620)는 다양한 실시예를 통하여 구현되는 것이 가능하다. 상기 산소포화도 측정 센서(620)를 구현하는 일 실시예로, 상기 산소포화도 측정 센서(620)는 도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 산소 포화도 발광부(621)와 산소 포화도 수광부(622)를 포함하여 구현되는 것이 바람직하다.
여기서, 산소포화도는 산소헤모글로빈의 결합정도를 측정한 값으로 산소헤모글로빈의 유효헤모글로빈에 대한 용적비율을 나타내고, 넓은 뜻으로는 시료혈액에서 산소함량과 혈액 최대산소함량에 대한 백분율로, 산소를 운반하는 헤모글로빈의 산소포화도에 따라 광흡수도가 다른 점을 이용하여 혈중 산소포화도가 측정될 수 있다.
이를 위하여, 상기 산소 포화도 발광부(621)는 헤모글로빈(Hb) 및 산소헤모글로빈(HbO2 ) 사이의 빛 흡수도 차이가 큰 적색광을 발산하는 적색광원 및 적색광과 반대되는 특성을 갖는 적외선광을 발산하는 적외선 광원이 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 이러한 상기 산소포화도 측정 센서(620)를 이용하여 심박을 측정하는 것도 가능하다. 즉, 혈관에 빛을 조사하면 심장의 펌핑에 의해 이동되는 혈류에 의해 혈관이 확장되거나 축소됨에 따라, 반사되는 빛의 밝기가 변화된다. 이때, 형관의 확장 및 수축에 의해 실시간으로 밝기가 변화되는 빛을 상기 산소 포화도 수광부(622)에서 측정하여 심박을 함께 측정하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 혈관의 확장/축소에 따른 반사 특성을 최대한 활용할 수 있도록 혈액의 색깔과 보색 관계인 녹색 광원을 상기 산소 포화도 발광부(621)로 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 산소 포화도 및 심박 측정을 통하여,
또한, 도 2에 나타낸 것과 같이 상기 상기 본체 하우징(100)에 설치되는 3차원 가속도 센서(710)에서 측정된 사용자의 움직임을 통하여, 상기 사용자의 수면 무호흡 상태를 판단하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 수면 무호흡 측정부(700)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 통상적으로 수면 무호흡이 발생하는 경우, 혈액내 산소 부족에 따라 산소 포화도가 감소하는 것은 물론, 호흡에 의한 흉강이나 복부의 움직임을 포함하는 신체의 움직임이 감소하는 특징이 있다. 따라서, 상소 포화도/심박의 측정에 더하여 3차원 가속도 센서(710)에서 측정된 사용자의 움직임을 측정하여 더욱 효율적으로 사용자의 수면 무호흡 상태를 판단할 수 있다.
다음으로, 통신 인터페이스(900)에 관하여 설명한다. 상기 통신 인터페이스(900)는 도 2에 나타낸 것과 같이 상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 포함하는 상기 측정값을 사용자 단말기(1)로 전달하도록 구성된다. 한편, 이렇게 상기 사용자 단말기(1)로 전달된 상기 측정값들은, 상기 사용자 단말기(1)에서 구동되는 어플리케이션 프로그램을 통하여 관리되고 활용될 수 있다.
이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
S: 피부
1: 사용자 단말기
10: 하이브리드 연속혈당측정 시스템
100: 본체 하우징 101: 혈당 측정 센서 카트리지 장착부
102: 카트리지 가이드
110: 교체 커버 111: 연속 혈당 측정 탐침 통공
112: 보정 혈당 측정 탐침 통공
113: 카트리지 고정 지지부
200: 혈당 측정 센서 카트리지
210: 연속 혈당 측정 탐침 센서
211a, 211b: 연속 혈당 신호 전달 전극
220: 보정 혈당 측정 암
221: 보정 혈당 측정 탐침 센서
222a, 222b: 보정 혈당 신호 전달 전극
230: 가이드 통공
300: 보정 혈당 측정 구동부
310: 보정 혈당 측정 구동 전자석부
320: 측정암 구동부
321: 보정 혈당 전자석 코일 패턴부
322: 상면 패턴부 323, 323`: 하면 패턴부
325a, 325b: 보정 혈당 전자석 구동 전극
400: 혈당 측정부
500: 주제어부
600: 산소포화도 측정부
610: 산소 포화도 측정 모듈
620: 산소포화도 측정 센서
621: 산소 포화도 발광부 622: 산소 포화도 수광부
700: 수면무호흡 측정부
710: 3차원 가속도 센서
800: 사용자 인터페이스
810: 디스플레이 820: 조작 입력수단
900: 통신 인터페이스

Claims (6)

  1. 사용자가 착용하여 사용자의 혈당을 연속적으로 측정하는 연속 혈당 측정 시스템에 있어서,
    사용자가 착용하는 본체 하우징(100};
    상기 본체 하우징(100)에 교체 가능하게 장착되며, 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)와, 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)를 구비하는 혈당 측정 센서 카트리지(200);
    주제어부(500)의 제어에 따라, 상기 다수개의 보정 혈당 탐침 센서(221)가 순차적으로 사용자에게 침습되었다가 복귀하도록 구동하는 보정 혈당 측정 구동부(300);
    상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)에서 측정된 혈당값을, 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 의하여 측정된 혈당값에 따라 보정하여 측정하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 혈당 측정부(400);
    상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 표시하고, 사용자의 조작 입력을 입력 받는 사용자 인터페이스(800); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
    상기 본체 하우징(100)은, 그 하면에 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)가 삽입되어 장착될 수 있는 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101); 를 더 포함하여 구성되고,
    상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)는,
    중앙에 상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)가 구비되어 있고,
    각각의 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)는, 방사상으로 형성된 보정 혈당 측정 암(220)의 외측 말단 하면에 각각 구비되는 것을 특징으로 하며,
    상기 보정 혈당 측정 구동부(300)는,
    상기 본체 하우징(100)에 각각 설치되되, 상기 보정 혈당 측정 암(220)의 상측에 각각 위치하도록 형성되는 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310);
    상기 보정 혈당 측정 암(220)에 각각 형성되며, 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)를 포함하여 구성되는 측정암 구동부(320); 를 포함하여 구성되고,
    상기 보정 혈당 측정 구동부(300)는 침습 작동을 하는 경우, 사용자에게 침습하고자 하는 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)에 해당하는 상기 보정 혈당 측정 구동 전자석부(310) 및 상기 측정암 구동부(320)만을 선별적으로 침습 작동 후 복귀하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10).
  2. 삭제
  3. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 혈당 측정 센서 카트리지 장착부(101)의 하측에 형성되는 카트리지 가이드(102);
    상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)에 형성되며, 상기 카트리지 가이드(102)가 삽입되어 정확한 장착 위치에 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)가 장착되도록하는 가이드 통공(230);
    상기 본체 하우징(100)의 하부에 탈착 가능하게 장착되며,상기 연속 혈당 측정 탐침 센서(210)가 통과할 수 있는 연속 혈당 측정 탐침 통공(111)이 중앙에 형성되어 있고, 각각의 상기 보정 혈당 탐침 센서(221)가 각각 통과하여 인입될 수 있는 보정 혈당 측정 탐침 통공(112)가 각각 형성되어 있으며, 상기 혈당 측정 센서 카트리지(200)를 고정 지지할 수 있는 카트리지 고정 지지부(113)가 중앙 상면에 형성되는 교체 커버(110); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 보정 혈당 전자석 코일 패턴부(321)는,
    상기 보정 혈당 측정 암(220)의 상면에 형성되는 상면 패턴부(322);
    상기 보정 혈당 측정 암(220)의 하면에 상기 상면 패턴부(322)와 연이어 형성되며, 상기 상면 패턴부(322)의 전류 회전 방향(A)와 동일한 전류회전 방향(A`)을 가지도록 형성되는 하면 패턴부(323); 을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10).
  4. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 본체 하우징(100)의 하면에 설치되는 산소포화도 측정 센서(620)와, 상기 산소포화도 측정 센서(620)의 측정값을 통하여 산소포화도를 검출하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 산소 포화도 측정부(600); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10).
  5. 청구항 제 4항에 있어서,
    상기 상기 본체 하우징(100)에 설치되는 3차원 가속도 센서(710)에서 측정된 사용자의 움직임을 통하여, 상기 사용자의 수면 무호흡 상태를 판단하여 상기 주제어부(500)로 전달하는 수면 무호흡 측정부(700); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10).
  6. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 주제어부(500)에서 전달받은 상기 혈당값을 포함하는 측정값을 사용자 단말기(1)로 전달하는 통신 인터페이스(900); 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 연속혈당측정 시스템(10).

KR1020170093203A 2017-07-24 2017-07-24 하이브리드 연속혈당측정 시스템 KR101975198B1 (ko)

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