KR102314687B1 - Glucose concentration measurement device using RGB values - Google Patents

Glucose concentration measurement device using RGB values Download PDF

Info

Publication number
KR102314687B1
KR102314687B1 KR1020200079931A KR20200079931A KR102314687B1 KR 102314687 B1 KR102314687 B1 KR 102314687B1 KR 1020200079931 A KR1020200079931 A KR 1020200079931A KR 20200079931 A KR20200079931 A KR 20200079931A KR 102314687 B1 KR102314687 B1 KR 102314687B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glucose concentration
rgb
rgb values
glucose
values
Prior art date
Application number
KR1020200079931A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정의헌
이동윤
김수연
박시진
전희재
Original Assignee
광주과학기술원
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광주과학기술원, 한양대학교 산학협력단 filed Critical 광주과학기술원
Priority to KR1020200079931A priority Critical patent/KR102314687B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102314687B1 publication Critical patent/KR102314687B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/04—Endocrine or metabolic disorders
    • G01N2800/042—Disorders of carbohydrate metabolism, e.g. diabetes, glucose metabolism

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

The present invention relates to an apparatus for measuring glucose concentration using RGB values. According to one embodiment of the present invention, provided is the apparatus for measuring glucose concentration using RGB values, comprising: an image acquisition unit (1) for acquiring an image of an analyte that reacts with a target sample in color development; an RGB value calculating unit (2) that loads RGB data from the image acquired through the image acquisition unit and digitizes RGB intensity values from the loaded RGB data; a matching control unit (3) for matching the RGB values obtained through the RGB value calculating unit to correlation data between a preset RGB value and a glucose concentration to calculate a glucose concentration value corresponding thereto; and a display unit (4) for displaying the glucose concentration value calculated by the matching control unit, thereby capable of measuring the glucose concentration in body fluids other than blood.

Description

RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치{Glucose concentration measurement device using RGB values}Glucose concentration measurement device using RGB values

본 발명은 포도당 농도 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상 시료 내 포도당과 반응하여 발색이 변화하는 분석 대상물의 영상으로부터 취득한 RGB 값을 이용하여 대상 시료 내 포도당 농도를 산출할 수 있는 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a glucose concentration measuring device, and more particularly, an RGB value capable of calculating the glucose concentration in a target sample using RGB values obtained from an image of an analyte whose color changes in reaction with glucose in the target sample. It relates to a glucose concentration measuring device used.

국제당뇨병연맹(IDF)이 최근 발간한 역학 보고서인 당뇨병 아틀라스(Diabetes Atlas)에 따르면 2019년 기준 전 세계 인구 20세부터 79세 성인 11명 중 1명이 당뇨병 환자로 총 약 4억 6300만 명으로 추산되고 있으며, 그 수는 앞으로도 계속 증가할 것으로 예측되고 있다. 당뇨병은 조기 진단과 치료와 더불어 지속적인 관리가 중요한 질병이다. 당뇨병 관리가 부실할 경우, 당뇨병으로 인한 만성합병증의 발생 증가에 따른 의료비용 지출 또한 크게 증가하게 된다. 이는 개인의 질병부담으로만 그치는 것이 아니라 결국에는 전 국가적인 부담이 될 수밖에 없다. 그러므로 환자 개인이 일상 속에서 간편하게 혈당을 측정하고 이를 지속적으로 모니터링 하여 꾸준히 혈당을 관리할 수 있도록 하는 자가진단 장치의 개발이 절실한 상황이다. According to Diabetes Atlas, an epidemiological report recently published by the International Diabetes Federation (IDF), as of 2019, one in 11 adults aged 20 to 79 worldwide is estimated to have diabetes, resulting in a total of about 463 million people. and the number is expected to continue to increase in the future. Diabetes mellitus is a disease that requires continuous management along with early diagnosis and treatment. If diabetes is poorly managed, medical expenses due to the increase in the occurrence of chronic complications caused by diabetes will also greatly increase. This is not just an individual burden of disease, but it is bound to become a national burden in the end. Therefore, there is an urgent need to develop a self-diagnostic device that allows an individual patient to easily measure blood sugar in daily life and continuously monitor it to manage blood sugar steadily.

그러나 기존의 침습형 혈당 측정 장치는 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취해야 하므로 채혈 시마다 환자에게 상당한 고통을 유발하며 감염의 위험성 또한 높다는 문제점이 있었다. However, the existing invasive blood glucose measurement device has a problem in that it causes considerable pain to the patient every time blood is drawn and the risk of infection is high because blood must be collected by pricking the fingertip with a needle.

이를 개선하기 위하여 현재 비침습형 혈당 측정 기술들이 개발되고 있다. To improve this, non-invasive blood glucose measurement technologies are currently being developed.

그 중 대표적인 기술인 전기화학신호 측정법은, 포도당이 포도당 산화효소와 효소 반응하며 생성되는 전기적 신호 변화에 착안하여 이를 cyclic voltammetry로 측정하는 방식이다. 이는 비침습적 방식이나, 센서에 각종 회로와 전극을 구비하므로 고도의 공정 기술이 요구되는 문제점이 있었다. Among them, the electrochemical signal measurement method, which is a representative technique, is a method of measuring the change by cyclic voltammetry by paying attention to the change in the electrical signal generated by the enzymatic reaction of glucose with glucose oxidase. This is a non-invasive method, but since the sensor includes various circuits and electrodes, there is a problem in that a high-level process technology is required.

또 다른 기술인 광학신호 측정법은, 생산물과 형광 물질의 2차 반응으로 생기는 광학적 변화를 Fluorescence resonance energy transfer(FRET) 등의 방법으로 측정하는 방식이다. 이는 접촉 없이도 측정이 가능하다는 장점이 있으나, 근적외선과 같은 특정 파장의 광원을 필요로 하며 분자 단위 분석이 가능한 고성능의 장비를 요하므로 사용자 자가진단에 활용되기에는 어려운 문제점이 있었다. Another technique, the optical signal measurement method, is a method of measuring an optical change caused by a secondary reaction between a product and a fluorescent material by a method such as fluorescence resonance energy transfer (FRET). Although this has the advantage of being able to measure without contact, it requires a light source of a specific wavelength, such as near infrared, and high-performance equipment capable of molecular analysis, so it is difficult to be used for user self-diagnosis.

대한민국 공개특허 제10-2016-0063900호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0063900

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 혈액이 아닌 체액으로도 포도당 농도 측정이 가능하며, 고도의 공정 기술이나 고성능의 측정 장비를 요하지 않는 간편한 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention in order to solve the above problems is that it is possible to measure the glucose concentration in body fluid other than blood, and it is possible to measure the glucose concentration using a simple RGB value that does not require advanced process technology or high-performance measuring equipment. to provide the device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 분석 대상물의 영상을 취득하는 영상취득부, 상기 영상취득부를 통해 취득한 영상으로부터 RGB 데이터를 로딩하고, 상기 로딩된 RGB 데이터로부터 RGB 밝기값(intensity)을 수치화하는 RGB값산출부, 상기 RGB값산출부를 통해 얻어진 RGB 값을, 기설정된 RGB 값과 포도당 농도와의 상관관계 데이터에 매칭하여 이에 대응하는 포도당 농도 값을 산출하는 매칭제어부 및 상기 매칭제어부에서 산출된 포도당 농도 값이 표시되는 표시부를 포함하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공한다. In order to achieve the above technical object, an embodiment of the present invention provides an image acquisition unit for acquiring an image of an analysis target, and loading RGB data from an image acquired through the image acquisition unit, and an RGB brightness value from the loaded RGB data An RGB value calculating unit that digitizes (intensity), a matching control unit that matches the RGB values obtained through the RGB value calculating unit to correlation data between a preset RGB value and a glucose concentration to calculate a glucose concentration value corresponding thereto; Provided is an apparatus for measuring glucose concentration using RGB values including a display unit displaying the glucose concentration value calculated by the matching control unit.

상기 영상취득부는 CCD 카메라, CMOS 카메라 또는 CIS 카메라를 포함할 수 있다.The image acquisition unit may include a CCD camera, a CMOS camera, or a CIS camera.

상기 RGB값산출부에는 상기 분석 대상물의 영상의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 알고리즘 및 RGB값을 산출하는 RGB값 산출 알고리즘이 내장될 수 있다.The RGB value calculator may include a noise removal algorithm for removing noise from the image of the analysis object and an RGB value calculation algorithm for calculating RGB values.

상기 매칭제어부의 상기 상관관계 데이터는, 포도당과 분석 대상물의 반사 스펙트럼의 Fractional RGB intensity와의 상관관계 데이터 일 수 있다.The correlation data of the matching controller may be correlation data between glucose and fractional RGB intensity of a reflection spectrum of an analyte.

상기 표시부는 디스플레이 또는 터치스크린 패널을 포함할 수 있다.The display unit may include a display or a touch screen panel.

상기 분석 대상물은 대상 시료 내 포도당과 반응하여 발색이 변화하는 소재를 포함할 수 있다.The analyte may include a material whose color changes by reacting with glucose in the target sample.

이때, 상기 분석 대상물은 산화세륨 나노입자가 탑재된 콘택트렌즈일 수 있다.In this case, the analyte may be a contact lens loaded with cerium oxide nanoparticles.

이때, 상기 대상 시료는 눈물, 땀 또는 침 등 체액일 수 있다.In this case, the target sample may be a bodily fluid such as tears, sweat, or saliva.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 본 발명의 일 실시예에 상기 매칭제어부에서 산출된 포도당 농도 값을 송출하는 송출부를 더 포함하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공한다.In order to achieve the above technical object, another embodiment of the present invention provides an apparatus for measuring glucose concentration using RGB values further comprising a transmitter for transmitting the glucose concentration value calculated by the matching control unit in an embodiment of the present invention. do.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치가 내장된 휴대용 단말기를 제공한다.In order to achieve the above technical object, another embodiment of the present invention provides a portable terminal having a built-in apparatus for measuring glucose concentration using RGB values according to the embodiment of the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치가 내장된 스마트 디바이스를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, another embodiment of the present invention provides a smart device having a built-in apparatus for measuring glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 혈액이 아닌 체액으로도 비침습적 포도당 농도 측정이 가능하며, 고도의 공정 기술이나 고성능의 측정 장비를 요하지 않는 간편한 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to non-invasively measure the glucose concentration even with a body fluid other than blood, and it is possible to provide a glucose concentration measuring apparatus using a simple RGB value that does not require advanced process technology or high-performance measuring equipment.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 장치를 스마트 디바이스와 연동하여 혹은 본 발명의 장치가 내장된 스마트 디바이스를 이용하여 모바일 헬스케어 의료기술의 실현뿐만 아니라 원격 진료가 가능한 유비쿼터스 의료 시스템 구축 등 다양한 분야에 폭넓은 활용이 가능한 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, a ubiquitous medical system capable of remote treatment as well as realization of mobile health care medical technology is established by linking the apparatus of the present invention with a smart device or using a smart device having the apparatus of the present invention built-in. It is possible to provide a glucose concentration measuring device using RGB values that can be widely used in various fields such as

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 RGB 값 산출부에 내장된 RGB 값을 산출하는 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 4는 과산화수소 농도 각 0mM, 0.1mM, 0.5mM, 1.0mM인 용액을 떨어뜨린 후 콘택트렌즈의 발색을 촬영한 사진이다.
도 5의 (a), (b), (c)는 각 과산화수소 농도 0mM, 0.1mM, 0.5mM, 1.0mM 별 콘택트렌즈의 fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, fractional BLUE intensity를 나타낸 그래프이다.
도 6의 (a), (b), (c)는 포도당 농도에 따른 분석 대상물의 fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, fractional BLUE intensity 값을 나타낸 그래프이다.
도 7의 (a), (b), (c)는 각 실험군 쥐의 눈물 내 포도당 농도를 대조군인 당뇨에 걸리지 않은 쥐의 눈물 내 포도당 농도와 비교한 그래프이다.
도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 이용하여 당뇨환자의 눈물 내 포도당 농도를 측정하여 대조군과 비교하여 본 그래프이다.
도 8의 (b)는 종래 기술인 침습형 혈당 농도 측정 장치를 이용하여 당뇨 환자의 혈액 내 포도당 농도를 측정하여 대조군과 비교하여 본 그래프이다.
도 8의 (c)는 종래 기술인 고성능 분광기를 사용하는 Glucose assay kit을 이용하여 당뇨 환자의 눈물 내 포도당 농도를 측정하여 대조군과 비교하여 본 그래프이다.
도 9는 눈물 내 포도당 농도와 혈당 농도의 상관관계를 나타내는 그래프이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for measuring a glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for measuring glucose concentration using RGB values according to another embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an algorithm for calculating an RGB value built into an RGB value calculating unit.
4 is a photograph showing the color development of a contact lens after dropping a solution having a hydrogen peroxide concentration of 0mM, 0.1mM, 0.5mM, and 1.0mM, respectively.
5 (a), (b), and (c) are graphs showing fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, and fractional BLUE intensity of contact lenses for each hydrogen peroxide concentration of 0mM, 0.1mM, 0.5mM, and 1.0mM.
6 (a), (b), (c) are graphs showing fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, and fractional BLUE intensity values of an analyte according to glucose concentration.
7 (a), (b) and (c) are graphs comparing the glucose concentration in tears of mice in each experimental group with the glucose concentration in tears of non-diabetic mice as a control group.
FIG. 8(a) is a graph showing the measurement of the glucose concentration in tears of a diabetic patient using the apparatus for measuring the glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention and comparing it with the control group.
FIG. 8(b) is a graph showing the blood glucose concentration of a diabetic patient compared with a control group by using the conventional invasive blood glucose concentration measuring device.
Figure 8 (c) is a graph compared to the control group by measuring the glucose concentration in the tears of a diabetic patient using a Glucose assay kit using a conventional high-performance spectrometer.
9 is a graph showing the correlation between the glucose concentration in tears and the blood glucose concentration.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 설명한다.An apparatus for measuring glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for measuring a glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치는, 대상 시료와 발색 반응하는 분석 대상물의 영상을 취득하는 영상취득부(1), 상기 영상취득부를 통해 취득한 영상으로부터 RGB 데이터를 로딩하고, 상기 로딩된 RGB 데이터로부터 RGB 밝기값(intensity)을 수치화하는 RGB값산출부(2), 상기 RGB값산출부를 통해 얻어진 RGB 값을, 기설정된 RGB 값과 포도당 농도와의 상관관계 데이터에 매칭하여 이에 대응하는 포도당 농도 값을 산출하는 매칭제어부(3) 및 상기 매칭제어부에서 산출된 포도당 농도 값이 표시되는 표시부(4)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the apparatus for measuring glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit 1 that acquires an image of an analyte that reacts with a target sample in color, and the image acquisition unit. An RGB value calculation unit 2 that loads RGB data from an image and digitizes RGB intensity values from the loaded RGB data, and the RGB values obtained through the RGB value calculation unit, a preset RGB value and a glucose concentration It may include a matching control unit 3 that matches the correlation data of , and calculates a glucose concentration value corresponding thereto, and a display unit 4 that displays the glucose concentration value calculated by the matching control unit.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for measuring a glucose concentration using RGB values according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치는 상기 일 실시예에 따른 구성에 더하여 상기 매칭제어부(3)에서 산출된 포도당 농도 값을 송출하는 송출부(5)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , in the apparatus for measuring glucose concentration using RGB values according to another embodiment of the present invention, in addition to the configuration according to the embodiment, there is a transmitter ( 5) may be further included.

예를 들어, 상기 영상취득부(1)는 CCD 카메라, CMOS 카메라 또는 CIS 카메라를 포함할 수 있다.For example, the image acquisition unit 1 may include a CCD camera, a CMOS camera, or a CIS camera.

상기 RGB값산출부(2)에서는, 상기 영상취득부(1)를 통해 취득한 영상으로부터 RGB 데이터를 로딩하고, 상기 로딩된 RGB 데이터로부터 RGB 밝기값(intensity)이 수치화될 수 있다. The RGB value calculation unit 2 may load RGB data from the image acquired through the image acquisition unit 1 , and digitize RGB intensity values from the loaded RGB data.

또한, 상기 RGB값산출부(2)에는, 상기 분석 대상물의 영상의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 알고리즘 및 RGB 값을 산출하는 RGB 값 산출 알고리즘이 내장될 수 있다. In addition, the RGB value calculation unit 2 may include a noise removal algorithm for removing noise from the image of the analysis object and an RGB value calculation algorithm for calculating RGB values.

도 3은 상기 RGB값산출부(2)에서 진행되는, 상기 영상취득부(1)를 통해 취득한 영상으로부터 노이즈를 제거하고 유효한 RGB 값을 산출하는 알고리즘을 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating an algorithm for removing noise from an image acquired through the image acquisition unit 1 and calculating an effective RGB value performed by the RGB value calculating unit 2 .

도 3을 참조하면, 상기 RGB값산출부(2)에서 진행되는 RGB 값 산출 알고리즘은, 상기 영상취득부(1)를 통해 취득한 원본 이미지의 중심 및 경계부를 감지하여 ROI(Region of interest)영역을 검출하는 제1단계, 상기 제1단계에서 검출된 ROI영역으로부터 glare, shadow, external noise 등의 노이즈를 제거하는 제2단계 및 상기 제2단계를 통해 노이즈가 제거된 영상으로부터 RGB 데이터를 로딩하여 수치화하는 제3단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the RGB value calculation algorithm performed by the RGB value calculation unit 2 detects the center and the boundary of the original image acquired through the image acquisition unit 1 to determine a region of interest (ROI). The first step of detection, the second step of removing noise such as glare, shadow, and external noise from the ROI area detected in the first step, and the loading of RGB data from the image from which the noise has been removed through the second step are digitized A third step may be included.

따라서, 도 3을 참조하면, RGB값산출부(2)에서는 상기 영상취득부(1)를 통해 취득한 원본 영상으로부터 노이즈가 제거된 유효한 RGB 데이터가 로딩 및 수치화됨을 확인할 수 있다. Accordingly, referring to FIG. 3 , it can be confirmed that the RGB value calculating unit 2 loads and digitizes effective RGB data from which noise has been removed from the original image acquired through the image acquisition unit 1 .

상기 매칭제어부(3)에서는, 상기 RGB값산출부(2)에서 산출된 영상의 RGB 값을 기설정된 RGB 값과 포도당 농도의 상관관계 데이터에 매칭하여 이에 대응하는 포도당 농도 값이 산출될 수 있다. In the matching control unit 3 , the RGB value of the image calculated by the RGB value calculating unit 2 may be matched with the preset RGB value and correlation data between the glucose concentration and a corresponding glucose concentration value may be calculated.

예를 들어, 상기 RGB 값과 포도당 농도의 상관관계 데이터는, 기측정되어 저장된 포도당 농도에 따른 분석 대상물의 fractional RGB intensity 값의 데이터 베이스 형태 일 수 있다.For example, the correlation data between the RGB values and the glucose concentration may be in the form of a database of fractional RGB intensity values of an analyte according to a previously measured and stored glucose concentration.

예를 들어, 상기 RGB 값과 포도당 농도의 상관관계 데이터는, 후술하는 <실험예 2>에서 얻어진 것과 같은 상관관계식의 형태일 수 있다. For example, the correlation data between the RGB values and the glucose concentration may be in the form of a correlation expression as obtained in <Experimental Example 2> to be described later.

상기 표시부(4)는 디스플레이 또는 터치스크린 패널을 포함할 수 있다.The display unit 4 may include a display or a touch screen panel.

상기 분석 대상물은 대상 시료 내 포도당과 반응하여 발색이 변화하는 소재를 포함할 수 있으며, 더 자세하게는, 산화세륨 나노입자가 탑재된 콘택트렌즈를 포함할 수 있다.The analyte may include a material that changes color by reacting with glucose in the target sample, and more specifically, may include a contact lens loaded with cerium oxide nanoparticles.

이때, 상기 대상 시료는 눈물, 땀 또는 침 등 체액일 수 있다. In this case, the target sample may be a bodily fluid such as tears, sweat, or saliva.

이하에서는 실험예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명이 하기 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through experimental examples. However, the present invention is not limited to the following experimental examples.

본 발명의 실험예에서는, 포도당과 발색 반응하는 분석 대상물로, 산화세륨 나노입자에 포도당 산화효소가 결합된 복합체를 포함하는 눈물 내 포도당 검출을 위한 콘택트렌즈형 센서를 이용하였다(이하 실험예에서는 '콘택트렌즈'라 기재하기로 한다).In the experimental example of the present invention, a contact lens-type sensor for detecting glucose in tears including a complex in which glucose oxidase is bound to cerium oxide nanoparticles was used as an analyte that reacts with glucose in color development (in the following experimental example, ' contact lenses').

상기 콘택트렌즈에 사용되는 포도당 산화효소는, 대상 시료 내 포도당을 인식하는 물질로서, 포도당과의 반응으로 과산화수소(H2O2)를 생성하며, 생성된 과산화수소는 산화세륨의 발색 반응을 유도하는 역할을 한다.The glucose oxidase used in the contact lens is a substance that recognizes glucose in a target sample, and generates hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) by reaction with glucose, and the generated hydrogen peroxide serves to induce a color reaction of cerium oxide. do

상기 콘택트렌즈에 사용되는 산화세륨 나노입자는, 검출된 포도당 또는 이의 농도를 시각화하는 물질로서, 상기 나노입자를 구성하는 세륨은 란탄계열의 희토류 원소이며, 산화수 3과 4를 순환하는 특성에 의해 가역적인 산화/환원이 가능하다. 특히, 과산화수소와 반응할 경우, Ce3+가 과산화수소로부터 생성되는 하이드록시 라디칼과 반응하여 Ce4+로 산화되고, 이에 따라 무색에서 노란색으로 변화한다. The cerium oxide nanoparticles used in the contact lenses are substances that visualize the detected glucose or its concentration, and cerium constituting the nanoparticles is a lanthanide-type rare earth element, and is reversible by the property of circulating oxidation numbers 3 and 4 Phosphorus oxidation/reduction is possible. In particular, when reacted with hydrogen peroxide, Ce 3+ reacts with hydroxy radicals generated from hydrogen peroxide and is oxidized to Ce 4+ , which changes color from colorless to yellow.

따라서, 상기 콘택트렌즈에 대상 시료를 떨어뜨리면, 대상 시료 내 포도당과 콘택트렌즈의 포도당 산화효소가 반응하여 과산화수소가 생성되며, 생성된 과산화수소는 산화세륨 나노입자의 색 변화를 유도하게 되는바, 이러한 발색 반응을 통해 포도당을 검출할 수 있다.Therefore, when the target sample is dropped on the contact lens, the glucose in the target sample and the glucose oxidase of the contact lens react to generate hydrogen peroxide, and the generated hydrogen peroxide induces a color change of the cerium oxide nanoparticles. Glucose can be detected through the reaction.

본 발명의 실험예에서는, 영상취득부로 CCD 카메라를 사용하였다.In the experimental example of the present invention, a CCD camera was used as the image acquisition unit.

본 발명의 실험예에서는, 백색 LED 광원 하에서 실험을 진행하였다.In the experimental example of the present invention, the experiment was conducted under a white LED light source.

<실험예 1><Experimental Example 1>

본 발명의 실험에 사용할 콘택트렌즈의 발색 반응을 확인하는 실험을 진행하였다. An experiment was conducted to confirm the color reaction of the contact lens to be used in the experiment of the present invention.

본 발명의 실험에 사용할 콘택트렌즈 내 산화세륨-포도당 산화효소 복합체의 발색 반응을 확인하기 위하여, 상기 콘택트렌즈에 과산화수소 농도가 각 0mM, 0.1mM, 0.5mM, 1.0mM인 용액을 떨어뜨린 후 발색 변화를 관찰하였다. In order to confirm the color reaction of the cerium oxide-glucose oxidase complex in the contact lens to be used in the experiment of the present invention, a solution having a hydrogen peroxide concentration of 0 mM, 0.1 mM, 0.5 mM, and 1.0 mM, respectively, was dropped on the contact lens and the color change was changed was observed.

도 4는 과산화수소 농도 각 0mM, 0.1mM, 0.5mM, 1.0mM인 용액을 떨어뜨린 후 콘택트렌즈의 발색을 촬영한 사진이다.4 is a photograph showing the color development of a contact lens after dropping a solution having a hydrogen peroxide concentration of 0mM, 0.1mM, 0.5mM, and 1.0mM, respectively.

도 5의 (a), (b), (c)는 각 과산화수소 농도 0mM, 0.1mM, 0.5mM, 1.0mM 별 콘택트렌즈의 fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, fractional BLUE intensity를 나타낸 그래프이다.5 (a), (b), and (c) are graphs showing fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, and fractional BLUE intensity of contact lenses for each hydrogen peroxide concentration of 0mM, 0.1mM, 0.5mM, and 1.0mM.

도 4 및 도 5를 참조하면, 처리한 과산화수소의 농도가 높을수록 콘택트렌즈가 더 진한 노란색을 띠는 것을 확인할 수 있으며, RGB 값 또한 처리한 과산화수소의 농도에 따라 변화하는 것을 확인할 수 있다. 4 and 5, it can be seen that the higher the concentration of the treated hydrogen peroxide, the darker the yellow color of the contact lens, and the RGB values also change according to the concentration of the treated hydrogen peroxide.

<실험예 2><Experimental Example 2>

콘택트렌즈의 발색 반응에 따른 RGB 값과 대상 시료 내 포도당 농도와의 상관관계를 확인하는 실험을 진행하였다. An experiment was conducted to confirm the correlation between the RGB value according to the color reaction of the contact lens and the glucose concentration in the target sample.

이때, 대상 시료로는 포도당을 첨가하여 인공적으로 제조한 인공 눈물을 사용하였다. At this time, as the target sample, artificial tears artificially prepared by adding glucose were used.

콘택트렌즈의 발색 반응에 따른 RGB 값과 인공 눈물 내 포도당 농도와의 상관관계 확인을 위하여, 콘택트렌즈에 포도당 농도가 각 0mM, 0.6mM, 1.2mM, 1.8mM, 2.4mM인 인공 눈물을 떨어뜨린 후 백색 LED 광원 하에서 CCD 카메라로 촬영한 영상의 RGB 값을 산출하였다.To check the correlation between the RGB values according to the color reaction of contact lenses and the glucose concentration in artificial tears, after dropping artificial tears with glucose concentrations of 0mM, 0.6mM, 1.2mM, 1.8mM, and 2.4mM, respectively, on the contact lenses RGB values of images captured by a CCD camera under a white LED light source were calculated.

도 6의 (a), (b), (c)는 상기와 같이 콘택트렌즈에 포도당 농도가 각 0mM, 0.6mM, 1.2mM, 1.8mM, 2.4mM가 되도록 제조한 인공 눈물을 떨어뜨린 후 콘택트렌즈의 fractional RGB intensity를 측정하여 나타낸 그래프이다.6 (a), (b), (c) shows the contact lens after dropping the artificial tears prepared so that the glucose concentration is 0mM, 0.6mM, 1.2mM, 1.8mM, and 2.4mM, respectively, on the contact lens as described above. It is a graph showing by measuring the fractional RGB intensity of .

도 6의 (a), (b), (c)를 참조하면, 인공 눈물의 포도당 농도와 콘택트렌즈의 fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, fractional BLUE intensity는 모두 linear한 상관관계를 가진다는 것을 확인할 수 있다.Referring to (a), (b), (c) of Figure 6, it can be confirmed that the glucose concentration of artificial tears and the fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, and fractional BLUE intensity of the contact lens all have a linear correlation. have.

상기와 같이 실질적으로 측정된 값들을 이용하여, fractional RGB intensity 값과 포도당 농도의 상관관계 데이터를 fitting 된 관계식의 형태로 나타내보았다.By using the measured values as described above, the correlation data between the fractional RGB intensity value and the glucose concentration was expressed in the form of a fitting relational expression.

하기 식 (1) 내지 (3)은, 포도당 농도에 따른 분석 대상물의 각 fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, fractional BLUE intensity를 측정하여 이를 linear fitting하여 나타낸 식이다.Equations (1) to (3) below are equations for measuring each fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, and fractional BLUE intensity of an analyte according to the glucose concentration, and performing linear fitting thereof.

식 (1)Formula (1)

Figure 112020067509733-pat00001
Figure 112020067509733-pat00001

식 (2)Equation (2)

Figure 112020067509733-pat00002
Figure 112020067509733-pat00002

식 (3)Equation (3)

Figure 112020067509733-pat00003
Figure 112020067509733-pat00003

상기 식 (1) 내지 (3)에 분석 대상물로부터 측정된 fractional RED intensity, fractional GREEN intensity, fractional BLUE intensity 를 대입하여 얻어지는 포도당 농도 값을 각각 Rc(Glucose concentration from fractional RED intensity), Gc(Glucose concentration from fractional GREEN intensity), Bc(Glucose concentration from fractional BLUE intensity)라고 하면, 측정하고자 하는 대상 시료 내 포도당 농도의 근사값은 하기 식 (4)와 같이 나타낼 수 있다.Rc (glucose concentration from fractional RED intensity), Gc (glucose concentration from In terms of fractional GREEN intensity) and Bc (glucose concentration from fractional BLUE intensity), an approximate value of the glucose concentration in the target sample to be measured can be expressed as Equation (4) below.

식 (4)Equation (4)

Figure 112020067509733-pat00004
Figure 112020067509733-pat00004

도 6, 상기 식 (1) 내지 (3) 및 식 (4)를 참조하면, 분석 대상물의 RGB 값과 대상 시료의 포도당 농도는 linear 한 상관관계를 가지며, 이를 이용하면 대상 시료 내 포도당 농도의 근삿값을 추정할 수 있는 관계식을 도출할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, Equations (1) to (3) and Equation (4), the RGB value of the analyte and the glucose concentration of the target sample have a linear correlation, and using this, an approximate value of the glucose concentration in the target sample It can be seen that a relational expression can be derived to estimate .

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치는, 분석 대상물의 fractional RGB intensity 측정을 통하여, 대상 시료 내 포도당 농도를 산출할 수 있음을 확인할 수 있다. Therefore, it can be confirmed that the glucose concentration measuring apparatus using RGB values according to an embodiment of the present invention can calculate the glucose concentration in the target sample by measuring the fractional RGB intensity of the analyte.

<실험예 3><Experimental Example 3>

In vivo에서 당뇨에 걸린 쥐와 그렇지 않은 쥐의 눈물 내 포도당 농도를 비교하는 실험을 진행하였다. An experiment was conducted to compare the glucose concentration in the tears of diabetic and non-diabetic mice in vivo.

실험군으로는, (a) isoflurane로 수면마취를 시킨 쥐, (b) zoletil로 완전히 마취를 시킨 쥐, (c) 당뇨병이 걸린 쥐 3가지 실험군을 이용하였다.As experimental groups, three experimental groups were used: (a) rats sedated with isoflurane, (b) rats fully anesthetized with zoletil, and (c) diabetic rats.

도 7의 (a), (b), (c)는 상기 각 실험군 쥐의 눈물 내 포도당 농도를 대조군인 당뇨에 걸리지 않은 쥐의 눈물 내 포도당 농도와 비교한 그래프이다. 7 (a), (b), (c) is a graph comparing the glucose concentration in the tears of the mice of each experimental group with the glucose concentration in the tears of the control group, non-diabetic mice.

도 7의 (a)를 참조하면, isoflurane로 수면 마취 상태의 쥐는 인슐린 작용이 약간 저하되어 대조군과 비교하여 눈물 내 농도가 약간 높은 상태임을 확인할 수 있다.Referring to (a) of FIG. 7 , it can be seen that the insulin action of the rats under anesthesia with isoflurane is slightly lowered, and thus the concentration in the tears is slightly higher than that of the control group.

도 7의 (b)를 참조하면, zoletil로 완전한 마취 상태의 쥐는 인슐린 작용이 매우 저하되어 대조군과 비교하여 눈물 내 농도가 더 높은 상태인 것을 확인할 수 있다. Referring to (b) of FIG. 7 , it can be seen that the insulin action of the rats completely anesthetized with zoletil is greatly reduced, and thus the concentration in the tears is higher than that of the control group.

도 7의 (c)를 참조하면, 당뇨에 걸린 쥐 또한 대조군과 비교하여 눈물 내 농도가 더 높은 상태인 것을 확인할 수 있다.Referring to (c) of Figure 7, it can be seen that the diabetic rat also has a higher concentration in tears compared to the control group.

도 7을 참조하면, 인슐린 작용이 저하되거나 당뇨에 걸린 실험군의 포도당 농도가 대조군에 비해 유의미하게 높은 값을 가진다는 것을 확인할 수 있으므로, 눈물 내 포도당 농도를 측정하여 당뇨를 진단할 수 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7 , it can be confirmed that the glucose concentration of the experimental group with reduced insulin action or diabetes has a significantly higher value than that of the control group, so it can be confirmed that diabetes can be diagnosed by measuring the glucose concentration in tears. have.

<실험예 4><Experimental Example 4>

본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치와, 종래 기술을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 이용하여 포도당 및 혈당 농도를 측정하고 그 데이터를 비교해보는 실험을 진행하였다. An experiment was conducted to measure glucose and blood glucose concentrations and compare the data using the apparatus for measuring the concentration of glucose using RGB values according to an embodiment of the present invention and the apparatus for measuring the concentration of glucose using the prior art.

이때, 대상 시료로는, 미세관을 이용하여 실제 당뇨 환자로부터 채취한 눈물을 사용하였다.At this time, as the target sample, tears collected from actual diabetic patients using microtubules were used.

도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 이용하여 눈물 내 포도당 농도를 측정한 그래프이다.FIG. 8(a) is a graph of measuring the glucose concentration in tears by using the apparatus for measuring the glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention.

도 8의 (b)는 종래 기술을 이용한 침습형 혈당 농도 측정 장치를 이용하여 당뇨 환자의 혈액 내 포도당 농도를 측정한 그래프이다.FIG. 8(b) is a graph of measuring the blood glucose concentration of a diabetic patient using an invasive blood glucose concentration measuring apparatus using the prior art.

도 8의 (c)는 종래 기술인 고성능 분광기를 사용하는 Glucose assay kit을 이용하여 당뇨 환자의 눈물 내 포도당 농도를 측정한 그래프이다.Figure 8 (c) is a graph of measuring the glucose concentration in the tears of a diabetic patient using a Glucose assay kit using a conventional high-performance spectrometer.

도 8의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치로 측정된 데이터 값이 종래 기술들의 데이터 값과 유사한 것을 확인할 수 있으며, 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치는 비침습적이고 간소화된 장비를 사용하면서도 종래 장치와 유사한 효용성을 가진다는 것을 확인할 수 있다. Referring to (a), (b) and (c) of FIG. 8 , it can be seen that the data values measured by the apparatus for measuring the glucose concentration using the RGB values according to an embodiment of the present invention are similar to the data values of the prior art. Therefore, it can be confirmed that the apparatus for measuring glucose concentration using RGB values according to an embodiment of the present invention has similar effectiveness to the conventional apparatus while using non-invasive and simplified equipment.

<실험예 5><Experimental Example 5>

눈물 내 포도당 농도와 혈당 농도와의 상관관계를 알아보는 실험을 진행하였다.An experiment was conducted to determine the correlation between the glucose concentration in tears and the blood glucose concentration.

도 9는 눈물 내 포도당 농도에 따른 혈당 농도의 상관관계를 나타내는 그래프이다. 9 is a graph showing the correlation of blood glucose concentration according to the glucose concentration in tears.

도 9를 참조하면, 눈물 내 포도당 농도와 혈당 농도는 linear 한 상관관계를 가지며, 혈당 농도가 높을수록 눈물 내 포도당 농도 또한 높으므로, 눈물 내 포도당 농도 측정을 통해서도 당뇨를 진단할 수 있음을 확인할 수 있다. 9, since the glucose concentration in tears and the blood glucose concentration have a linear correlation, and the higher the blood glucose concentration, the higher the glucose concentration in the tears, so it can be confirmed that diabetes can be diagnosed by measuring the glucose concentration in the tears. have.

상기의 실시예 및 실험예에 따르면, 포도당과 발색 반응하는 분석 대상물의 RGB 값으로부터 대상 시료 내 포도당 농도를 산출할 수 있는 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공할 수 있다.According to the above embodiments and experimental examples, it is possible to provide an apparatus for measuring a glucose concentration using an RGB value capable of calculating a glucose concentration in a target sample from the RGB values of an analyte that undergoes a color reaction with glucose.

상기의 실시예 및 실험예에 따르면, 종래 혈당 측정 방식들이 가지는 문제점을 개선한, 혈액이 아닌 체액을 통해서도 포도당 농도 측정이 가능하며 고도의 공정 기술이나 고성능의 측정 장비를 요하지 않는 간편한 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공할 수 있다.According to the above examples and experimental examples, it is possible to measure the glucose concentration through body fluid other than blood, which has improved the problems of conventional blood glucose measurement methods, and uses simple RGB values that do not require advanced process technology or high-performance measuring equipment. A glucose concentration measuring device may be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 장치를 스마트 디바이스와 연동하여 혹은 본 발명의 장치가 내장된 스마트 디바이스를 이용하여 모바일 헬스케어 의료기술의 실현뿐만 아니라 원격 진료가 가능한 유비쿼터스 의료 시스템 구축 등 다양한 분야에 폭넓은 활용이 가능한 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a ubiquitous medical system capable of remote treatment as well as realization of mobile health care medical technology is established by linking the apparatus of the present invention with a smart device or using a smart device having the apparatus of the present invention built-in. It is possible to provide a glucose concentration measuring device using RGB values that can be widely used in various fields such as

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 영상취득부
2: RGB값산출부
3: 매칭제어부
4: 표시부
5: 송출부1: Image acquisition unit
2: RGB value calculator
3: Matching control unit
4: display
5: Transmitter

Claims (10)

분석 대상물의 영상을 취득하는 영상취득부;
상기 영상취득부를 통해 취득한 영상으로부터 RGB 데이터를 로딩하고, 상기 로딩된 RGB 데이터로부터 RGB 밝기값(intensity)을 수치화하는 RGB값산출부;
상기 RGB값산출부를 통해 얻어진 RGB 값을, 기설정된 RGB 값과 포도당 농도와의 상관관계 데이터에 매칭하여 이에 대응하는 포도당 농도 값을 산출하는 매칭제어부; 및
상기 매칭제어부에서 산출된 포도당 농도 값이 표시되는 표시부;를 포함하고,
상기 분석 대상물은 대상 시료 내 포도당과 반응하여 발색이 변화하는 소재를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 매칭제어부의 상기 상관관계 데이터는, 포도당과 분석 대상물의 반사 스펙트럼의 Fractional RGB intensity와의 상관관계 데이터인 것을 특징으로 하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치.
an image acquisition unit for acquiring an image of an analysis target;
an RGB value calculation unit for loading RGB data from the image acquired through the image acquisition unit and digitizing RGB intensity values from the loaded RGB data;
a matching control unit configured to match the RGB values obtained through the RGB value calculation unit to correlation data between a preset RGB value and a glucose concentration to calculate a glucose concentration value corresponding thereto; and
Including; a display unit for displaying the glucose concentration value calculated by the matching control unit;
The analyte is characterized in that it includes a material whose color changes by reacting with glucose in the target sample,
The correlation data of the matching control unit is a glucose concentration measuring apparatus using RGB values, characterized in that it is correlation data between glucose and fractional RGB intensity of a reflection spectrum of an analyte.
 제1항에 있어서,
상기 매칭제어부에서 산출된 포도당 농도 값을 송출하는 송출부;를 더 포함하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치.
According to claim 1,
Glucose concentration measuring apparatus using RGB values further comprising; a transmitter for transmitting the glucose concentration value calculated by the matching controller.
 제1항에 있어서,
상기 영상취득부는 CCD 카메라, CMOS 카메라 또는 CIS 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치.
According to claim 1,
Glucose concentration measuring device using RGB values, characterized in that the image acquisition unit comprises a CCD camera, a CMOS camera or a CIS camera.
 제1항에 있어서,
상기 RGB값산출부에는 상기 분석 대상물의 영상의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 알고리즘 및 RGB 값을 산출하는 RGB 값 산출 알고리즘이 내장된 것을 특징으로 하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치.
According to claim 1,
Glucose concentration measuring apparatus using RGB values, characterized in that the RGB value calculation unit has built-in a noise removal algorithm for removing noise from the image of the analysis object and an RGB value calculation algorithm for calculating RGB values.
 제1항에 있어서,
상기 표시부는 디스플레이 또는 터치스크린 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치.
According to claim 1,
The display unit is a glucose concentration measuring device using RGB values, characterized in that it comprises a display or a touch screen panel.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분석 대상물은 산화세륨 나노입자가 탑재된 콘택트렌즈인 것을 특징으로 하는 RGB값을 이용한 포도당 농도 측정 장치.
According to claim 1,
Glucose concentration measuring device using RGB values, characterized in that the analyte is a contact lens equipped with cerium oxide nanoparticles.
 제1항에 있어서,
상기 대상 시료는 눈물, 땀 또는 침인 것을 특징으로 하는 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치.
According to claim 1,
The target sample is a glucose concentration measuring device using RGB values, characterized in that tears, sweat or saliva.
 제1항에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치가 내장된 휴대용 단말기.
A portable terminal having a built-in glucose concentration measuring device using the RGB values according to claim 1 .
 제1항에 따른 RGB 값을 이용한 포도당 농도 측정 장치가 내장된 스마트 디바이스.
A smart device with a built-in apparatus for measuring glucose concentration using the RGB values according to claim 1 .
KR1020200079931A 2020-06-30 2020-06-30 Glucose concentration measurement device using RGB values KR102314687B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200079931A KR102314687B1 (en) 2020-06-30 2020-06-30 Glucose concentration measurement device using RGB values

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200079931A KR102314687B1 (en) 2020-06-30 2020-06-30 Glucose concentration measurement device using RGB values

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102314687B1 true KR102314687B1 (en) 2021-10-19

Family

ID=78228027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200079931A KR102314687B1 (en) 2020-06-30 2020-06-30 Glucose concentration measurement device using RGB values

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102314687B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160063900A (en) 2014-11-27 2016-06-07 아이오틴 주식회사 Sensor for Measuring blood glucose and Manufacturing Methods thereof
KR101706702B1 (en) * 2015-07-07 2017-02-15 건국대학교 글로컬산학협력단 Method for glucose concentration detection
KR20180014533A (en) * 2016-08-01 2018-02-09 한양대학교 산학협력단 Optical Analyzer
KR102039148B1 (en) * 2016-09-28 2019-11-26 한양대학교 산학협력단 Complex for detecting glucose and contact lens sensor for detecting glucose of tear fluids comprising the same
KR20200025687A (en) * 2018-08-31 2020-03-10 계명대학교 산학협력단 System and method for measuring environmental pollutants or disease tracers using smart device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160063900A (en) 2014-11-27 2016-06-07 아이오틴 주식회사 Sensor for Measuring blood glucose and Manufacturing Methods thereof
KR101706702B1 (en) * 2015-07-07 2017-02-15 건국대학교 글로컬산학협력단 Method for glucose concentration detection
KR20180014533A (en) * 2016-08-01 2018-02-09 한양대학교 산학협력단 Optical Analyzer
KR102039148B1 (en) * 2016-09-28 2019-11-26 한양대학교 산학협력단 Complex for detecting glucose and contact lens sensor for detecting glucose of tear fluids comprising the same
KR20200025687A (en) * 2018-08-31 2020-03-10 계명대학교 산학협력단 System and method for measuring environmental pollutants or disease tracers using smart device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11266345B2 (en) Apparatus for visualization of tissue
US20200163622A1 (en) Method, device and system for non-invasively monitoring physiological parameters
CN108013881B (en) Method and apparatus for correcting optical signals
CN104814749B (en) Blood sugar level measuring device and blood sugar level measuring method
CN105979861B (en) Device, system and method for determining vital signs of a subject based on reflected and transmitted light
US20070024946A1 (en) Hyperspectral/multispectral imaging in determination, assessment and monitoring of systemic physiology and shock
US10405785B2 (en) Determination of a concentration of an analyte in a subject
CN111698943B (en) Systems and methods for non-invasively monitoring hematocrit concentration
Bhat et al. A novel IoT based framework for blood glucose examination
US20230113642A1 (en) Systems and Methods of Optical Transcutaneous Oxygenation Monitoring
JP2003235829A (en) Health check unit, health check apparatus and health check system using the same
EP3740122B1 (en) Tracer agent for use in an in vivo diagnostic method for diagnosising a patient&#39;s renal function
US11452479B2 (en) System and method for diagnosing soft tissue conditions
KR102314687B1 (en) Glucose concentration measurement device using RGB values
Hasan BEst (Biomarker Estimation): health biomarker estimation non-invasively and ubiquitously
CN113974617A (en) Blood oxygen detection method and system based on tissue blood oxygen wide field imaging
CN109791694B (en) Method and device for determining a physiological parameter of a subject and computer program product therefor
Rajendran et al. Image analysis using smartphones for medical applications: A survey
TWI597690B (en) Detecting apparatus based on image for blood glucose concentration and method thereof
KR20220001663A (en) Glucose concentration measurement device using reflection spectrum
TWM540615U (en) Biological image acquisition device
Kim et al. Non-Invasive, Portable Optical Imaging Device for Early Detection of Melanoma in Aging Populations Using Diffuse Reflectance Spectroscopy
Neha et al. Mobile Application to Collect Data and Measure Blood Component Level in a Non-Invasive Way
Badriah et al. Identification of Blood Sugar Based on Non-invasive Measurements UsingPhotoplethysmography Method Signal Decoding in Diabetics in Tasikmalaya
Giggin et al. ADVANCEMENTS IN IMAGING FOR CUTANEOUS WOUND EVALUATION

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant