KR102144679B1 - 인후두 역류증 진단을 위한 pH 레벨 모니터링 시스템 및 이를 위한 시스템의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 인후두 역류증을 진단하기 위하여 실시간으로 pH 수치를 측정하고 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 무선으로 실시간 pH 센싱 결과를 전송하기 위한 pH 레벨 모니터링 시스템에 있어서, 환자의 인후두 근처의 pH 수치를 실시간으로 측정하는 센싱 유닛, 및 상기 센싱 유닛으로부터 실시간 측정된 pH 수치를 무선으로 수신받기 위한 호스트 유닛을 포함하되, 상기 센싱 유닛은, 감지 신호를 증폭하고 노이즈를 필터링하고, 아날로그-디지털 컨버전하며, pH 감지 신호를 수치화하는 pH 센서, 무선 통신을 통하여 상기 pH 감지 신호를 송신하는 무선 통신부를 포함하며, 상기 호스트 유닛은, 상기 송신되는 pH 감지 신호를 수신하기 위한 수신부를 포함하고, 수신되는 pH 감지신호를 분석하여 사용자에게 출력해 주는 것을 특징으로 하는, pH 레벨 모니터링 시스템에 관한 것이다.

Description

인후두 역류증 진단을 위한 pH 레벨 모니터링 시스템 및 이를 위한 시스템의 제어 방법{PH VALUE MONITORING SYSTEM FOR LARYNGOPHARYNX REFLUX DIAGNOSYS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 인후두 역류증 진단을 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인후두 역류증을 진단하기 위하여 인후두 인근의 pH를 실시간으로 측정하고 측정된 결과를 기록하여 인후두 역류증의 정도를 진단하기 위한 시스템 및 이를 위한 제어 방법에 관한 것이다.

세계적으로 스포츠와 레저 문화의 활성화로 신체운동에 대한 관심이 지속적으로 증가되고 있는 상황이다. 그리고, 보다 구체적이며 정확한 신체운동에 대한 데이터 수집 및 활용의 요구가 증가되고 있다. 또한 안전사고의 예방차원에서 운동 중 심박 및 체온 등의 신체변화를 실시간으로 모니터링하고, 신체의 위험상황을 알리는 장치에 대한 필요성이 높아지고 있다.

인후두 역류증은 위산이나 위 내용물이 식도로 넘어와 후두와 인두로 역류하여 후두와 인두의 만성염증 또는 손상과 변화를 일으키는 질환을 의미하며, 인후두 역류증은 유병률이 증가 추세이며 삶의 질에 영향을 미치는 질환임. 환자의 전형적인 증상으로는 가슴앓이, 이물감, 역류, 오심, 구토 등이 존재한다.

이와 같은 인후두 역류증을 치료하기 위해서는 제산제(위산억제제) 등의 약물을 처방하게 되는데, 증상에 따라 그 양을 충분히 제어할 필요성이 존재한다. 왜냐하면, 이와 같은 약물은 과용할 경우 골다공증이나 위암 등의 부작용이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 실제로 위산이 역류하는지 센서 등을 통하여 지속적으로 모니터링 할 필요성이 있으며, 의료전문가는 실시간 모니터링 결과에 따라서 투약해야 하는지 여부와 투약하는 정도를 정확하게 결정할 수 있을 것이다.

위와 같이 위산을 모니터링하는 경우 뿐만 아니라 신체운동 활동에 있어서 기본적으로 측정되어야 할 항목으로 심박수가 있으며, 이를 측정하기 위해서 다양한 신체부위에 접합되는 장치를 이용하여 측정하고 있다.

정해진 심장박동 이상이나 이하 시, 소리나 불빛으로만 경고를 주는 단순한 기능만을 가지고 있어, 격렬한 운동을 하는 사람만 제한적으로 사용이 가능했는데, 고혈압이나 심장질환자(부정맥, 심근 협심증, 심근경색)들은 특히 가벼운 운동이나 일상적인 생활에서도 심장마비 등이 올 수 있기에 이러한 사용자들에겐 무용지물과 같은 장치가 되었다.

즉, 심장마비의 전구증상이나 심장기능 이상을 느낄때는 심박동수의 변화도 있지만, 부정맥(불규칙한 심장 박동)이 나타나는데, 이러한 기존의 장치들에서는 심장박동수만 체크하기에 정상 심박동수의 심장기능 이상은 알 수 없다는 단점이 있었다.

또한, 인체를 24시간 지속적으로 모니터링 하기 위해서는 전력관리가 가장 중요한 요소인데, 실시간으로 모니터링 결과를 전송할 경우 전력 소모량이 많아 이를 관리하기 어렵다는 문제점이 존재하였다.

이에 따라, 실시간 모니터링 결과를 지속적으로 측정하고 무선으로 전송하기 위하여 저전력으로 구동가능하면서 보다 정확한 센싱 결과를 제공해줄 수 있는 센서의 구조에 대한 연구가 요구되는 실정이다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 인후두 인근의 pH 결과를 보다 효과적으로 측정할 수 있는 pH 센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

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

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 무선으로 실시간 pH 센싱 결과를 전송하기 위한 pH 레벨 모니터링 시스템에 있어서, 환자의 인후두 근처의 pH 수치를 실시간으로 측정하는 센싱 유닛; 및 상기 센싱 유닛으로부터 실시간 측정된 pH 수치를 무선으로 수신받기 위한 호스트 유닛을 포함하되, 상기 센싱 유닛은, 감지 신호를 증폭하고 노이즈를 필터링하고, 아날로그-디지털 컨버전하며, pH 감지 신호를 수치화하는 pH 센서, 무선 통신을 통하여 상기 pH 감지 신호를 송신하는 무선 통신부를 포함하며, 상기 호스트 유닛은, 상기 송신되는 pH 감지 신호를 수신하기 위한 수신부를 포함하고, 수신되는 pH 감지신호를 분석하여 사용자에게 출력해 주는 것을 특징으로 하는, pH 레벨 모니터링 시스템을 제공한다.

상기 pH 센서는 환자의 인두후 인근에서 pH 수치를 측정할 수 있다.

그리고 상기 호스트 유닛은, 스마트폰, 테블릿 및 PC(Personal Computer) 중 어느 하나일 수 있다.

또한 상기 pH 센서는 ISFET(ion-sensitive field-effect transistor)일 수 있다.

본 발명에 따른 pH 레벨 모니터링 시스템의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 역류성 식도염을 진단하기 위한 pH 센서가 식도 깊숙이 위치하는 것이 아니라 환자의 인후두 인근에 위치하여 진단 거부감을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 인후두 인근에서 역류성 식도염을 진단하기 위하여 보다 효과적인 pH 센서 구조를 제공할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 송수신 장치(10)의 블록도를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 pH 센서(100)의 단면도를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 송수신 장치(10)의 블록도를 도시하는 도면이다.

도시된 무선 송수신 장치(10)는, 센서 유닛(100)과 호스트 유닛(200)을 포함하도록 구성될 수 있으며, 센서 유닛(100)과 호스트 유닛(200)은 무선 통신을 통하여 연결되도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 이 무선 통신은 저전력 블루투스(BLE, Bluetooth Low Energy) 기술을 활용한 통신일 수 있다.

센서 유닛(100)은, 트랜스듀서(120)에서 처리하는 신호를 처리하고, 처리된 신호를 메모리(170)에 저장하도록 구성될 수 있다. 트랜스듀서(120)는 오디오 트랜스듀서(121)와 역류되는 위산을 감지하기 위한 pH 신호 트랜스듀서(122), 심장 관련 신호를 감지하기 위한 ECG 신호 트랜스듀서(123)을 포함할 수 있다.

이때 인후두 역류증을 진단/모니터링 하기 위한 pH를 감지하기 위한 센서 유닛(100)은 인체의 코를 통해 삽입되어 인후두 부근에서 pH를 측정하도록 구성될 수 있다.

메모리(170)는, 처리된 신호를 임시 또는 영구적으로 저장하도록 구성될 수 있을 것이다.

마찬가지로 호스트 유닛(200)은 통신부(210)를 통하여 상기 센서 유닛(100)으로부터의 신호를 수신 받을 수 있을 것이다.

호스트 유닛(200)은, 어떠한 형태의 단말기라도 상관없으며, 예를 들면 스마트폰과 같은 이동 단말기와 컴퓨터와 같은 고정식 단말기일 수도 있다. 호스트 유닛(200)의 제어부(280)는 통신부(210)를 통하여 수신되는 신호를 메모리(270)에 저장하거나 출력부(250)를 통하여 출력해 줄 수 있을 것이다. 호스트 유닛(200)은 전원부(290)를 제어하여 필요한 요소에 전력을 공급해 줄 수 있을 것이다.

일반적으로 역류성 식도염을 진단하기 위한 pH 센서는 식도와 위장이 만나는 인근에 위치한다. 그래야 정확한 위산 역류를 측정할 수 있기 때문이다. 하지만, 역류성 식도염을 진단하기 위해서는 약 24시간 동안 해당 pH 값을 측정하고 데이터화 시켜야 하는데, 환자에게 pH 센서를 해당 위치에 24시간 동안 착용시키는 것은 큰 불편함을 초래할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명에서는, 간편하게 코를 통하여 삽입될 수 있는 역류성 식도염 진단용 pH 센서를 제안하는 것이다. 이렇게 삽입된 pH 센서는, 환자의 인후두 인근에서 pH 값을 측정하게 된다.

하지만, 인후두 인근에서 pH를 측정하게 되면, 위장 인근에서 측정되는 값보다 정확도가 떨어지게 된다. 왜냐하면, 식도의 위쪽으로 올라올 수록 pH의 농도가 낮아지고, 공기에 함유된 위산을 간접적으로 측정해야 하는 수 밖에 없다. 그렇기 때문에, 본 발명에서는 인후두 인근에서도 보다 정확하게 측정할 수 있는 pH 센서 구조를 제안한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 pH 센서(100)의 단면도를 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이 기판(112, substrate) 상에 ITO 필름(111, indium tin oxide film)을 형성된다. 그리고 센싱 필름(110, sensing film)이 상기 ITO 필름(111) 상에 형성된다.

본 발명의 일실시예에서는, 보다 pH 센서의 측정 정확도를 높이기 위해서, ITO 필름(111)의 두깨가 180 ~ 190 Å이 되도록 제안한다. 또한, 상술한 기판(112)의 경우 유리 기판으로 형성되도록 제안한다. 왜냐하면, 기판으로서 절연성능이 중요할 뿐만 아니라, 환자의 인후두에 삽입되었을 때의 부작용을 최소화 시켜야 하기 때문이다.

특히, 본 발명에서는 센싱 필름(110)을 형성시키기 위하여 RF(Radio Frequency) 기상 증착법을 활용하도록 제안한다. 즉, 센싱 필름(110)은 ITO 필름(111) 상에 산화 주석을 RF 기상 증착시켜 형성된다. RF 기상 증착 시, 아르곤과 산소가 혼합된 가스 환경에서 기판(112)이 소정 온도(180℃)로 유지될 수 있다. 센싱 필름(110)의 두께는 약 2000 Å, RF 전력은 60 ~ 70W, 그리고 증착 압력은 15 ~ 25 mTorr로 유지되는 것이 바람직하다.

상술한 pH 센서(100)를 통하여 측정된 결과는 증폭기(미도시)를 통하여 신호가 증폭될 수 있으며, pH 측정을 위한 기준 전극을 더 포함할 수 있을 것이다.

이상으로 본 발명에 따른 pH 레벨 모니터링 시스템의 실시예를 설시하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.

Claims (4)

1. 무선으로 실시간 pH 센싱 결과를 전송하기 위한 pH 레벨 모니터링 시스템에 있어서,
   환자의 인후두 근처의 pH 수치를 실시간으로 측정하는 센싱 유닛; 및
   상기 센싱 유닛으로부터 실시간 측정된 pH 수치를 무선으로 수신받기 위한 호스트 유닛을 포함하되,
   상기 센싱 유닛은,
   감지 신호를 증폭하고 노이즈를 필터링하고, 아날로그-디지털 컨버전하며, pH 감지 신호를 수치화하는 pH 센서,
   무선 통신을 통하여 상기 pH 감지 신호를 송신하는 무선 통신부를 포함하며,
   상기 호스트 유닛은, 상기 송신되는 pH 감지 신호를 수신하기 위한 수신부를 포함하고, 수신되는 pH 감지신호를 분석하여 사용자에게 출력해 주고,
   상기 pH 센서는, 기판, 상기 기판 상에 형성된 ITO 필름(indium tin oxide film) 및 상기 ITO 필름 상에 형성된 센싱 필름을 포함하며,
   상기 형성된 ITO 필름의 두께는 180 ~ 190 Å이고,
   상기 기판은 유리로 형성되며,
   상기 센싱 필름은 상기 ITO 필름 상에 산화 주석을 RF(Radio Frequency) 기상 증착시켜 형성되고,
   상기 RF 기상 증착 시 아르곤과 산소가 혼합된 가스 환경에서 기판을 기설정된 온도로 유지시키며, RF 전력은 60 ~ 70W로 설정하며, 그리고 증착 압력은 15 ~ 25 mTorr로 유지하는 것을 특징으로 하는,
   pH 레벨 모니터링 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 pH 센서는 환자의 인두후 인근에서 pH 수치를 측정하는 것을 특징으로 하는,
   pH 레벨 모니터링 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 호스트 유닛은, 스마트폰, 테블릿 및 PC(Personal Computer) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
   pH 레벨 모니터링 시스템.
   
4. 삭제

Images