KR102544267B1 - 약물 주입을 확인할 수 있는 약물 주입 장치 및 시스템 - Google Patents

약물 주입을 확인할 수 있는 약물 주입 장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 생체에 약물을 주입하는 약물 주입 장치와, 상기 약물 주입 장치와 무선 통신 연결되어 상기 약물 주입 장치의 약물 주입을 제어하는 제어 장치를 포함하고, 상기 약물 주입 장치는, 생체의 피부 표면에서 전기 신호 또는 광학 신호를 측정하는 신호 측정부를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 신호 측정부를 통해 측정된 신호에 기초하여, 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인하는, 약물 주입 시스템을 제공한다.

Description

약물 주입을 확인할 수 있는 약물 주입 장치 및 시스템{Drug injection device and system capable of verifying drug infusion}
본 발명의 실시예들은, 약물의 정상 주입 여부를 확인(identify)할 수 있는 약물 주입 장치 및 시스템에 관한 것이다.
최근, 생체의 피부에 부착되어 약물을 주입할 수 있는 약물 주입 장치의 개발이 증가하고 있다. 예를 들면, 생체의 작용을 조절하거나 생체의 호르몬을 조절하기 위하여, 다양한 종류의 약물이 약물 주입 장치를 통해 생체에 주입될 수 있다.
예를 들면, 인슐린이 분비되지 않거나 소량만 분비되는 당뇨 환자들은 식사나 간식을 섭취하지 않을 때에도 일정한 혈당을 유지하기 위해서 기저 인슐린을 주입하거나 인슐린 펌프 기초 주입을 해야 한다. 이러한 당뇨 환자들에게 인슐린 주입량은 세밀하게 제어되어야 한다.
그런데, 이러한 약물 주입 시 원하는 만큼의 용량이 정확하게 주입되고 있는지 확인하기 어렵다. 또한 정확하게 산출된 양의 약물이 주입되어야 하는데도 불구하고, 산출된 주입량이 실제로 생체에 주입되지 못하는 경우가 있다. 예를 들면, 약물 주입에 관한 제어신호의 오류, 약물 주입 장치의 오작동, 약물 주입 장치가 생체에 불완전하게 부착된 경우 등 다양한 요인에 의해, 약물이 생체에 정상적으로 주입되지 않을 수 있다.
따라서, 약물이 생체에 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인(identify)할 수 있는 약물 주입 장치 및 시스템이 요구된다.
공개특허공보 제10-2013-0045982호 국제공개공보 WO2020/060023 공개특허공보 제10-2018-0097370호
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 약물이 생체에 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인할 수 있는 약물 주입 장치 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입 시스템은, 생체에 약물을 주입하는 약물 주입 장치; 상기 약물 주입 장치와 무선 통신 연결되어 상기 약물 주입 장치의 약물 주입을 제어하는 제어 장치;를 포함하고, 상기 약물 주입 장치는, 생체의 피부 표면에서 전기 신호 또는 광학 신호를 측정하는 신호 측정부를 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 신호 측정부를 통해 측정된 신호에 기초하여, 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신호 측정부는, 피부에 전류를 인입하고 피부에 강하되는 전압을 측정하거나 또는 피부에 전압을 인가하고 피부에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 약물 주입 장치는 니들을 포함하고, 상기 신호 측정부는, 상기 니들의 주변 영역에 위치하는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어 장치는, 약물이 주입된 후에 생체의 피부 표면에서 측정된 유전율 또는 임피던스를 이용하여, 약물이 생체에 정상적으로 주입되었는지 여부를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어 장치는, 생체에 주입하기 위한 약물 주입량을 산출하고, 상기 산출된 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 상기 약물 주입 장치에게 송신하고, 상기 약물 주입 장치로부터, 측정된 유전율에 대응하는 데이터를 수신하고, 상기 측정된 유전율을 이용하여, 상기 산출된 약물 주입량에 상응하는 약물이 생체에 주입되었는지 여부를 식별할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신호 측정부는, 피부를 향해 광을 방출하는 광원부와, 피부에서 반사되는 광을 검출하는 디텍터를 포함하고, 상기 광원부 및 디텍터는 상기 약물 주입 장치의 니들의 주변 영역에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어 장치는, 약물이 주입된 후에 생체의 피부 표면에서 측정된 반사율 또는 흡수율을 이용하여, 약물이 생체에 정상적으로 주입되었는지 여부를 식별할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 약물 주입 시스템에서, 약물이 생체에 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 약물이 적정량, 즉 산출된 주입량보다 과도하게 주입되는지, 부족하게 주입되는지 여부를 모니터할 수 있다.
물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입을 확인할 수 있는 약물 주입 시스템(100)의 기능적 구성의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20) 사이의 신호 흐름의 예이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20) 사이의 신호 흐름의 예이다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 예이다.
도 5는 도 3의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 다른 예이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20) 사이의 신호 흐름의 예이다.
도 7은 도 6의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 예이다.
도 8은 도 6의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 다른 예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소, 장치 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소, 장치들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성 요소, 장치들 중간에 다른 영역, 구성 요소, 장치들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약물 주입을 확인할 수 있는 약물 주입 시스템(100)의 기능적 구성의 예를 도시한다.
본 발명의 다양한 실시예들에서, 약물 주입을 확인(verify)할 수 있다는 것은, 생체에 약물 주입이 정상적으로 이루어지고 있는지 여부를 모니터하는 것을 의미한다. 더욱 구체적으로, 지정된(또는 산출된) 약물 주입량만큼의 약물이 실제로 주입되고 있는지 여부를, 실시간으로 또는 주기적으로 확인하는 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 약물 주입 시스템(100)은, 약물 주입 장치(20) 및 약물 주입 장치(20)의 약물 주입을 제어할 수 있는 제어 장치(10)를 포함할 수 있다.
다만 이에 한정되지 않으며, 시스템(100)은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있고 일부 구성요소가 생략될 수도 있다. 시스템(100)의 일부 구성요소들은 복수의 장치로 분리될 수도 있고, 하나의 장치에 병합될 수도 있다..
제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)에게 약물 주입과 관련된 제어신호를 송신할 수 있고, 약물 주입 장치(20)는, 제어 장치(10)로부터 수신된 제어신호에 따라 생체에 약물을 주입할 수 있다.
또한 약물 주입 장치(20)는 생체의 피부 표면에서 전기 신호 또는 광학 신호를 측정하여, 측정된 신호에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 수신된 상기 데이터에 기반하여 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 약물 주입 장치(20)는 생체에 부착될 수 있다. 약물 주입 장치(20)는 웨어러블(wearable) 장치일 수 있다. 약물 주입 장치(20)는 예를 들면 패치(patch) 형태일 수 있다.
약물 주입 장치(20)는 통신 모듈(21), 제어부(22), 구동부(23), 약물 주입부(24), 신호 측정부(25)를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 약물 주입 장치(20)에는 다른 구성요소가 추가되거나 일부 구성요소가 생략될 수 있다. 또한 약물 주입 장치(20)의 일부 구성요소는 별도의 장치로 분리될 수도 있다.
약물 주입 장치(20)의 통신 모듈(21)은, 약물 주입 장치(20)와 제어 장치(10) 간의 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다.
약물 주입 장치(20)의 통신 모듈(21)은 무선 통신 모듈로, 근거리 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신 모듈(21)은 예를 들면 블루투스(BT; bluetooth), 블루투스 저전력(BLE; bluetooth low energy), NFC(near field communication) 네트워크, WiFi-direct 같은 근거리 통신 네트워크를 통하여 제어 장치(10)(예: 통신 모듈(11))와 통신할 수 있다. 통신 모듈(21)은 칩으로 구현될 수 있다.
제어부(22)는 구동부(23)를 제어하여, 약물 주입부(24)를 통해 생체에 약물을 주입하도록 할 수 있다.
일 예를 들면, 약물 주입 장치(20)는 약물(예: 인슐린)을 수용하는 약물 저장부(미도시)를 포함할 수 있고, 약물 저장부는 약물 주입부(24)와 연결될 수 있다. 약물 주입부(24)는 니들을 포함할 수 있어, 약물 주입 장치(20)는, 상기 니들이 생체로 침투 또는 삽입되도록 생체에 부착될 수 있다.
약물 주입 장치(20)가 생체에 주입하는 약물은, 예를 들면, 인슐린, 글루카곤, 마취제, 진통제, 도파민, 성장 호르몬, 금연 보조제를 포함하는 약물 중에서 선택될 수 있다.
일 예를 들면, 구동부(23)는 모터 또는 펌프를 포함할 수 있다. 예를 들면 구동부(23)의 구동은, 약물 저장부로부터 약물 주입부(24)로 연결되는 연결부를 개방할 또는 연결할 수 있다. 예를 들면 구동부(23)의 구동 시간 또는 구동 횟수는, 상기 연결부가 개방(또는 연결)되는 시간 또는 횟수에 상응할 수 있다.
일 예를 들면 상기 연결부가 한 번 개방될 때 또는 단위 시간 동안 개방될 때, 약물 주입부(24)로 주입되는 약물의 용량(즉, 단위 용량)은 고정적일 수 있다. 따라서 제어부(22)는, 구동부(23)의 구동 시간 또는 구동 횟수를 제어함으로써, 약물 주입부(24)를 통해 주입되는 약물 주입량을 제어할 수 있다.
한편 약물 주입에 관한 제어신호의 오류, 약물 주입 장치(20)의 오작동, 약물 주입 장치(20)가 생체에 불완전하게 부착된 경우 등 다양한 요인에 의하여, 지정된 주입량만큼의 약물이 생체에 정상적으로 주입되지 않을 수 있다. 예를 들면, 지정된 주입량보다 약물이 과도하게 주입되거나 부족하게 주입될 수 있다. 따라서 지정된 주입량만큼의 약물이 생체에 정확하게 주입되고 있는지 확인이 요구되며, 이를 위해 약물 주입 장치(20)는 신호 측정부(25)를 포함할 수 있다.
신호 측정부(25)는 생체의 피부 표면에서 전기 신호 또는 광학 신호를 측정할 수 있고, 측정된 신호는 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인하는 데 사용될 수 있다.
신호 측정부(25)는 전기 신호를 측정하는 전기신호 측정부(26) 또는 광학 신호를 측정하는 광학신호 측정부(27) 중 어느 하나만 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 전기신호 측정부(26) 및 광학신호 측정부(27)를 모두 포함할 수도 있다.
전기신호 측정부(26)는, 피부에 전류를 인입하고 피부에 강하되는 전압을 측정하거나, 또는 전압을 인가하여 피부에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 이를 통해 전기신호 측정부(26)는 예를 들면, 피부의 유전율 또는 임피던스를 측정할 수 있다.
예를 들면 전기신호 측정부(26)는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다. 약물 주입 장치(20)가 생체에 부착되면 상기 하나 이상의 전극이 생체의 피부 표면에 접촉할 수 있다. 하나 이상의 전극들은, 전류 인입과 전압 측정, 또는 전압 인가와 전류 측정을 수행할 수 있다. 예를 들면 전기신호 측정부(26)는 인가하는 전압 또는 전류의 주파수를 제어할 수 있고, 주파수에 따라 전압 또는 전류가 피부를 투과하는 깊이가 달라질 수 있으며, 이를 이용하여 피부의 유전율 또는 임피던스를 측정할 수 있다.
생체의 피부는 기본적으로 소정의 유전율 또는 임피던스를 가지는데, 피부에 약물이 주입되면 유전율 또는 임피던스가 변할 수 있다. 예를 들면, 약물의 종류(예: 인슐린, 글루카곤, 마취제, 진통제, 도파민, 성장 호르몬, 금연 보조제 등)나 약물의 주입량에 따라 유전율(또는 임피던스)의 변화량이 다를 수 있다. 또한 생체마다 기본적으로 가지는 유전율(또는 임피던스)이 다를 수 있으며, 약물 주입에 따른 유전율 변화(또는 임피던스 변화)의 양상도 생체마다 다를 수 있다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 전기신호 측정부(26)는, 약물 주입부(24)를 통해 생체에 약물이 주입되면 피부 표면에서 변하는 유전율 또는 임피던스를 측정할 수 있다. 따라서 상기 하나 이상의 전극은, 약물 주입부(24)와 가까운 영역에 위치할 수 있다. 예를 들면 하나 이상의 전극은 니들의 주변 영역에 위치할 수 있다.
약물 주입 장치(20)의 통신 모듈(21)은 전기신호 측정부(26)에서 측정된 전기 신호에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 실시예에 따라, 통신 모듈(21)은 측정된 전류 또는 전압에 대응하는 데이터를 송신하거나, 유전율 또는 임피던스에 대응하는 데이터를 송신할 수 있다.
한편 광학신호 측정부(27)는, 피부에 소정의 파장의 광을 방출하고, 반사되는 광을 수신하여 반사 정도를 측정할 수 있다. 예를 들면 광학신호 측정부(27)는 적외선 광원 또는 특정 파장의 LED 광원을 포함할 수 있다. 적외선 광원 또는 LED 광원은, 약물 주입 장치(20)가 생체에 부착되면 피부를 향해 광을 방출하도록 배치될 수 있다.
광학신호 측정부(27)는 피부로부터 반사되는 광을 검출하는 디텍터(detector)를 포함할 수 있다. 따라서 광학신호 측정부(27)는, 피부의 반사율 또는 흡수율을 측정할 수 있다.
생체의 피부는 기본적으로 소정의 반사율을 가지는데, 피부에 약물이 주입되면 피부의 반사율이 변할 수 있다. 예를 들면 약물의 종류나 약물의 주입량에 따라 반사율이 달라질 수 있다. 또한 생체마다 기본적으로 가지는 반사율이 다를 수 있으며, 파장에 따라서도 다를 수 있다. 또한 약물 주입에 따른 반사율 변화의 양상도 생체마다 다를 수 있다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 광학신호 측정부(27)는 약물 주입부(24)를 통해 생체에 약물이 주입되면 변하는 반사율 또는 흡수율을 측정할 수 있다. 따라서 상기 적외선 광원이나 LED 광원, 및 상기 디텍터는, 약물 주입부(24)와 가까운 영역에 위치할 수 있다. 예를 들면 적외선 광원 또는 LED 광원, 및 디텍터는 니들의 주변 영역에 위치할 수 있다.
약물 주입 장치(20)의 통신 모듈(21)은 광학신호 측정부(27)에서 측정된 광학 신호에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 실시예에 따라, 통신 모듈(21)은 측정된 광학 신호에 대응하는 데이터를 송신하거나, 반사율 또는 흡수율에 대응하는 데이터를 송신할 수 있다.
제어 장치(10)는 통신 모듈(11), 프로세서(12), 표시 장치(13), 입력 장치(14), 메모리(15)를 포함할 수 있다. 메모리(15)는 약물 주입량을 산출(또는 획득)하고, 산출된 약물 주입량에 따라 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인하는 프로그램(16)을 저장할 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제어 장치(10)에는 다른 구성요소가 추가되거나 일부 구성 요소(예: 표시 장치(13), 입력 장치(14))가 생략될 수 있다.
제어 장치(10)의 통신 모듈(11)은, 약물 주입 장치(20)와 제어 장치(10) 간의 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다.
제어 장치(10)의 통신 모듈(11)은 무선 통신 모듈로, 예를 들면 근거리 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신 모듈(11)은 예를 들면 블루투스(BT; bluetooth), 블루투스 저전력(BLE; bluetooth low energy), NFC(near field communication) 네트워크, WiFi-direct 같은 근거리 통신 네트워크를 통하여 약물 주입 장치(20)(예: 통신 모듈(21))와 통신할 수 있다.
다만 이에 한정되지 않으며, 제어 장치(10)의 통신 모듈(11)은 예를 들면 원거리 무선 통신 모듈을 더 포함하여, 셀룰러 네트워크나 인터넷과 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 다른 전자 장치(예: 스마트폰, 서버 등)와 통신할 수도 있다. 제어 장치(10)의 통신 모듈(11)은 하나 이상의 칩으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면 통신 모듈(11)은 약물 주입 장치(20)와 통신 링크를 수입하고, 상기 통신 링크를 통해, 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 송신할 수 있다. 통신 모듈(11)은 약물 주입 장치(20)로부터, 신호 측정부(25)에 의해 측정된 신호에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다. 상기 통신 링크는 근거리 무선 통신 링크일 수 있다. 통신 링크는, 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 및 WiFi-direct 중 적어도 하나에 기반할 수 있다.
프로세서(12)는, 예를 들면, 소프트웨어 또는 프로그램(16)을 실행하여 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 상기 데이터 처리 또는 연산은, 산출된 약물 주입량에 따라 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인하기 위한 데이터 처리 또는 연산을 포함할 수 있다. 프로세서(12)는 명령 또는 데이터를 메모리(15)(예: 휘발성 메모리)에 로드하고, 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 메모리(15)(예: 비휘발성 메모리)에 저장할 수 있다.
메모리(15)는, 제어 장치(10)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(12))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 상기 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(15)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(15)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 메모리(15)는 약물 주입량을 산출(또는 획득)하고, 산출된 약물 주입량에 따라 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인하는 프로그램(16)을 저장할 수 있다. 프로그램(16)은 하나 이상의 프로그램들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(12)는 프로그램(16)을 통해 약물 주입량을 산출할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(12)는 약물 주입 장치(20)의 사용자에 관하여 입력된 정보에 기초하여 약물 주입량을 산출할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(12)는 사용자의 혈당값, 혈압, 심박수 등의 생체값에 기초하여 사용자에게 주입되어야 하는 약물(예: 인슐린, 글루카곤, 마취제, 진통제, 도파민, 성장 호르몬, 금연 보조제 등)의 주입량을 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 약물 주입 시스템(100)에서, 약물 주입 장치(20) 또는 별도의 장치(미도시)가 사용자의 생체값(예: 혈당값, 혈압, 심박수 등)을 측정할 수 있고, 상기 생체값에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 제어 장치(10)의 프로세서(12)는 수신된 생체값에 기초하여 사용자에게 주입되어야 하는 약물(예: 인슐린, 글루카곤, 마취제, 진통제, 도파민, 성장 호르몬, 금연 보조제 등)의 주입량을 산출할 수 있다. 프로세서(12)는, 산출된 약물 주입량을 메모리(15)에 (예를 들면 임시적으로) 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 약물 주입 장치(20) 또는 별도의 장치(미도시)는 사용자의 생체값을 주기적으로 측정하여 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 제어 장치(10)의 프로세서(12)는 주기적으로 수신되는 생체값을 기초로, 소정의 수학식 또는 알고리즘(예: 프로그램(16))에 따라, 약물 주입량을 주기적으로 및 적응적으로 산출할 수 있다.
프로세서(12)는 산출된 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 송신하도록 통신 모듈(11)을 제어할 수 있다. 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)에게 상기 제어신호를 주기적으로 송신할 수 있으며, 약물 주입량은 사용자에 관한 정보(예: 생체값)에 따라 변할 수 있다.
한편 약물 주입 장치(20)는 제어 장치(10)로부터 수신된 제어신호에 따라 약물을 주입할 수 있다. 또한 약물 주입 장치(20)는 생체의 피부 표면에서 전기 신호 또는 광학 신호를 측정할 수 있고, 측정된 신호에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다.
제어 장치(10)의 프로세서(12)는, 프로그램(16)을 통해, 수신된 데이터에 기초하여 약물의 정상 주입 여부를 확인할 수 있다. 약물의 정상 주입 여부를 확인하는 것이란, 약물 주입 장치(20)에서 실제로 주입된 약물 주입량이, 제어 장치(10)에서 산출된 약물 주입량에 상응하는지(예: 소정의 범위 내에 포함되는지) 여부를 확인하는 것을 의미한다. 약물의 정상 주입 여부를 확인하는 동작에 관한 상세한 설명은, 도 2 내지 도 8을 통해 후술된다.
표시 장치(13)는 제어 장치(10)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(13)는 예를 들면 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 표시 장치(13)는, 약물 주입 장치(20) 또는 별도의 장치(미도시)로부터 수신된 생체값, 예를 들면 혈당값, 혈압, 또는 심박수를 표시할 수 있다. 예를 들면 표시 장치(13)는, 산출된 약물 주입량 및/또는 실제로 주입된 약물 주입량을 표시할 수 있다. 예를 들면, 약물의 정상 주입 여부의 확인에 기초하여, 표시 장치(13)는 약물의 미달 주입 또는 과다 주입에 관한 메시지 또는 알림을 표시할 수 있다.
입력 장치(14)는 제어 장치(10)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(12))에 사용될 명령 또는 데이터를 제어 장치(10)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(14)는 예를 들면, 터치스크린, 버튼을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20) 사이의 신호 흐름의 예이다.
도 2를 참조하면, S101에서 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20)는 통신 링크를 수립할 수 있다. 통신 링크는, 근거리 무선 통신 링크일 수 있으며, 예를 들면, 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 및 WiFi-direct 중 적어도 하나에 기초할 수 있다.
S102에서 제어 장치(10)는 상기 통신 링크를 통해, 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 송신할 수 있다. 예를 들면 제어 장치(10)는 주기적으로 측정된 생체값에 기초하여 약물 주입량을 산출하고 저장할 수 있고(미도시), 산출된 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 송신할 수 있다. 제어 장치(10)가 약물 주입 장치(20)에게 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 송신하는 동작은, 주기적으로 수행될 수 있다. 약물 주입 장치(20)는 제어 장치(10)로부터, 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 주기적으로 수신할 수 있다.
S103에서 약물 주입 장치(20)는 수신된 제어신호에 따라 약물을 생체에 주입할 수 있다. 일 실시예에 따르면 약물 주입 장치(20)는 제어신호에 따라 약물을 생체에 주기적으로 주입할 수 있다.
한편, S104에서 약물 주입 장치(20)는 신호 측정부(25)를 통해, 피부 표면에서 전기 신호 또는 광학 신호를 측정할 수 있다. 예를 들면 약물 주입 장치(20)는, 전기신호 측정부(26)를 통해, 피부에 전류를 인입하고 피부에 강하되는 전압을 측정하거나, 또는 전압을 인가하여 피부에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 이를 통해 전기신호 측정부(26)는, 피부의 유전율 또는 임피던스를 측정할 수 있다.
다른 예를 들면 약물 주입 장치(20)는, 광학신호 측정부(27)를 통해, 피부 표면을 향해 소정의 파장의 광을 방출하고 반사되는 광을 검출할 수 있다. 이를 통해 광학신호 측정부(27)는 약물 주입 전 및/또는 후에 피부의 반사율 또는 흡수율을 측정할 수 있다.
전기 신호 또는 광학 신호 측정(S104)은, 예시적으로 약물 주입(S103)의 다음에 도시되었으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 실시예에 따르면, 전기 신호 또는 광학 신호 측정(S104)은 약물 주입(S103)과는 독립적으로 수행될 수 있으며, 약물 주입(S103)의 전 및 후에 수행될 수 있다. 전기 신호 또는 광학 신호 측정(S104)은 주기적으로 수행될 수 있으며, 약물 주입(S103)과 동일한 주기로 수행될 수도 있지만, 별개의 주기로 수행될 수 있다. 예를 들면, 약물 주입(S103)의 한 주기 동안 신호 측정(S104)은 복수 회 수행될 수 있다.
S105에서 약물 주입 장치(20)는 측정된 신호(즉, 전기 신호 또는 광학 신호)에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 예를 들면 상기 통신 링크를 통할 수 있다.
예를 들어 전기 신호의 경우, 약물 주입 장치(20)는, 측정된 전압에 대응하는 데이터, 전류에 대응하는 데이터, 유전율에 대응하는 데이터, 임피던스에 대응하는 데이터 중 적어도 하나를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다.
예를 들어 광학 신호의 경우, 약물 주입 장치(20)는, 측정된 광의 세기나 에너지에 관한 데이터, 반사율에 대응하는 데이터, 흡수율에 대응하는 데이터 중 적어도 하나를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다.
제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 전기 신호 또는 광학 신호에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다.
S106에서 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)로부터 수신된 데이터를 이용하여, 약물이 정상적으로 주입됐는지 여부를 확인할 수 있다. 제어 장치(10)는, 산출된 약물 주입량에 비하여 약물이 과도하게 주입되거나 부족하게 주입된 것을 식별할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20)의 동작에 관한 더 상세한 설명은 도 3 내지 도 8을 통해 후술된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20) 사이의 신호 흐름의 예이다.
S101에서 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20)가 통신 링크를 수립한 뒤, S201에서 약물 주입 장치(20)는 신호 측정부(25)(예: 전기신호 측정부(26))를 이용하여 먼저 생체의 피부의 기준 유전율(또는 기준 임피던스)을 측정할 수 있다. 기준 유전율 또는 기준 임피던스는, 생체의 피부에 약물이 주입되지 않은 상태에서의 유전율 또는 임피던스를 의미한다.
기준 유전율(또는 기준 임피던스)를 측정하는 이유는, 생체마다 기본적으로 가지는 기준 유전율(또는 기준 임피던스)가 다르기 때문이며, 약물의 정상 주입 여부를 정확하게 식별하기 위해서는 각 생체의 기준 유전율(또는 기준 임피던스)를 고려하여 계산이 이루어져야 하기 때문이다.
S201에서 비록 기준 유전율을 측정하는 것으로 도시되었으나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 약물 주입 장치(20)는 기준 유전율, 기준 임피던스, 기준 전압, 기준 전류 등 기준이 되는(즉, 약물이 주입되지 않은 상태의) 전기 신호를 측정할 수 있다.
S202에서 약물 주입 장치(20)는, 측정된 기준 유전율에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않으며, 약물 주입 장치(20)는 측정된 기준 유전율, 기준 임피던스, 기준 전압, 기준 전류에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다. 마찬가지로 이하에서 유전율은 전기 신호를 대표하는 예시로 사용되었을 뿐, 본 발명의 다양한 실시예들에서 유전율은 임피던스, 전압, 또는 전류로 대체될 수 있다.
S203에서 제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 해당 생체의 기준 유전율을 메모리(15)에 저장할 수 있다. 한편 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 기준 전압 또는 기준 전류에 대응하는 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 기준 유전율 또는 기준 임피던스를 산출할 수도 있다.
한편 S204에서 제어 장치(10)는 해당 생체에 주입하기 위한 약물 주입량을 산출하여 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 약물 주입은 지속적으로 수행될 수 있으므로 제어 장치(10)는 약물 주입량을 주기적으로 산출하여 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어 장치(10)는 약물 주입량 및 약물 주입 시간에 관한 정보를 함께 저장할 수 있다. 제어 장치(10)는 시간에 따른 약물 주입량에 관한 정보를 저장할 수 있다.
S205에서 제어 장치(10)는 산출된 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 송신할 수 있다. 이는 S102에 상응할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어신호는 약물 주입량 및 약물 주입 시간에 관한 정보, 또는 시간에 따른 약물 주입량에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
S206에서 약물 주입 장치(20)는 수신된 제어신호에 따라 약물을 생체에 주입할 수 있다. 일 실시예에 따르면 약물 주입 장치(20)는 제어신호를 수신하는 것에 응답하여, 제어신호에 대응하는 약물 주입량만큼의 약물을 주입할 수 있다. 예를 들면 제어신호는 주기적으로 수신되고, 따라서 약물이 주기적으로 주입될 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어신호가 한 번 수신될 때마다, 제어신호에 포함된 약물 주입 시간 및 약물 주입량에 따라, 약물 주입이 복수 회 나뉘어서 수행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어신호에 포함된 약물 주입 시간에 따라, 해당 약물 주입 시간에 대응하는 약물 주입량의 약물을 주입할 수도 있다.
S207에서 약물 주입 장치(20)는 신호 측정부(25)(예: 전기신호 측정부(26))를 이용하여 생체의 피부의 유전율(또는 임피던스, 전압, 전류)을 측정할 수 있다. 약물이 주입된 뒤이므로, 상기 측정된 유전율은 기준 유전율과 상이한 값을 가질 수 있다.
S208에서 약물 주입 장치(20)는, 측정된 유전율에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다.
S209에서 제어 장치(10)는 기준 유전율, 산출된 약물 주입량, 및 약물 주입 후 측정된 유전율에 기초하여, 약물의 정상 주입 여부를 확인할 수 있다. 구체적으로 제어 장치(10)는, 기준 유전율과 약물 주입 후 측정된 유전율에 기초하여, 실제로 주입된 약물이, 산출된 약물 주입량에 상응하는지 여부를 확인할 수 있다.
한편 약물 주입 시스템(100)의 동작 과정은, 기준 유전율 저장 과정(A1), 약물 주입 과정(B1), 변화되는 유전율 측정 과정(C1)을 포함한다. 상기 세 과정의 순서는 이에 한정되지 않으며, 상기 세 과정은 서로 독립적으로 수행될 수 있다. 예를 들면 약물 주입 과정(B1)과 유전율 측정 과정(C1)은 각각 주기적으로 수행될 수 있으며, 서로 다른 주기를 가질 수 있다. 예를 들면 한 번의 약물 주입 과정(B1)이 수행된 뒤, 유전율 측정 과정(C1)이 시간 간격을 두고 복수 회 수행될 수 있다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 예이다. 도 4의 동작들은, 제어 장치(10)의 프로세서(12)에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, S301에서 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)에서 측정되어 수신된 기준 유전율과, 소정의 알고리즘(예: 프로그램(16))을 통해 산출된 약물 주입량을 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어 장치(10)는, 시간에 따른 약물 주입량에 관한 정보를 저장할 수 있다.
S302에서, 제어 장치(10)는, 저장된 기준 유전율 및 약물 주입량에 기초하여, 시간에 따른 기대 유전율을 산출할 수 있다.
구체적으로, 약물이 주입되면 생체의 피부 표면에서 측정되는 유전율에 변화가 생기는데, 이 때, 같은 약물 주입량이 주입되더라도, 기준 유전율에 따라 측정되는 유전율이 달라진다. 따라서 기대 유전율 산출에는 기준 유전율이 파라미터로써 고려되어야 한다.
또한 약물 주입 이후 측정되는 유전율은, 약물 주입량에 따라 달라지며, 약물 주입 시점으로부터 경과된 시간에 따라서도 달라진다. 예를 들면, 약물 주입량이 많을수록, 기준 유전율로부터의 유전율 변화량이 클 수 있다. 또한 약물 주입 시점으로부터 경과된 시간이 짧을수록 기준 유전율로부터의 유전율 변화량이 크고, 시간이 경과될수록 측정된 유전율은 기준 유전율에 가까워질 수 있다.
따라서 시간에 따른 기대 유전율은, 기준 유전율, 저장된 약물 주입량 및 약물 주입 시간(또는 시간에 따른 약물 주입량)에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면 실험을 통해, 기준 유전율, 약물 주입량, 약물 주입 시간을 입력으로 시간에 따른 기대 유전율을 산출하는 알고리즘(예: 프로그램(16)) 또는 수학식을 미리 획득하여 메모리(15)에 저장할 수 있다.
한편 미도시되었지만 제어 장치(10)는 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 수신하고, 약물 주입 장치(20)는 제어신호에 따른 약물 주입량을 생체에 주입할 수 있다. 또한 약물 주입 장치(20)는 생체의 피부 표면에서 유전율을 측정할 수 있다.
S303에서 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)로부터, 측정된 유전율에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다.
S304에서 제어 장치(10)는 수신된 데이터에 포함되는 측정된 유전율이 시간에 따른 기대 유전율에 상응하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 임의의 시간에 측정된 유전율이, 해당 시간의 기대 유전율로부터 소정의 범위 내인 경우 기대 유전율에 상응하는 것으로 볼 수 있다.
제어 장치(10)는, 측정된 유전율이, 해당 시간에서의 기대 유전율에 미치지 못하는 경우(즉, 기준 유전율과 기대 유전율의 사이 구간에서 측정되는 경우) 산출된 약물 주입량보다 약물이 부족하게 주입된 것으로 식별할 수 있다. 제어 장치(10)는 측정된 유전율이, 해당 시간에서의 기대 유전율을 넘어서는 경우(즉, 기준 유전율을 중심으로 기대 유전율보다 더 바깥 구간에서 측정되는 경우) 산출된 약물 주입량보다 약물이 과다하게 주입된 것으로 식별할 수 있다. 구체적 예를 들면, 약물 주입 시점으로부터 시간이 경과했는데도 측정되는 유전율이 기준 유전율의 방향으로 되돌아가지 않는 경우, 약물의 과다 주입을 식별할 수 있다.
측정된 유전율이 시간에 따른 기대 유전율에 상응하지 않는 경우, 제어 장치(10)는 S305에서 해당 알림을 제공할 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(10)의 프로세서(12)는 산출된 약물 주입량보다 약물이 부족하게 주입된 것을 식별한 경우, 약물의 미달 주입에 관한 메시지 또는 알림을 표시하도록 표시 장치(13)를 제어할 수 있다. 프로세서(12)는 산출된 약물 주입량보다 약물이 과다하게 주입된 것을 식별한 경우, 약물의 과다 주입에 관한 메시지 또는 알림을 표시하도록 표시 장치(13)를 제어할 수 있다.
이후 제어 장치(10)는 S303으로 진행하여, 다음 유전율 측정 시점에 약물 주입 장치(10)로부터 측정된 유전율에 대응하는 데이터를 수신하고, S304를 반복할 수 있다.
측정된 유전율이 시간에 따른 기대 유전율에 상응하는 경우, 정상 주입에 해당하므로 제어 장치(10)는 알림을 제공하지 않고 S303으로 진행하여, 다음 유전율 측정 시점에 약물 주입 장치(10)로부터 측정된 유전율에 대응하는 데이터를 수신하고, S304를 반복할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어 장치(10)는 정상 주입 중임을 나타내는 표시(represent)를 나타낼 수도 있다.
도 5는 도 3의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 다른 예이다. 도 5의 동작들은, 제어 장치(10)의 프로세서(12)에 의해 수행될 수 있다.
S301에서 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)에서 측정되어 수신된 기준 유전율과, 소정의 알고리즘(예: 프로그램(16))을 통해 산출된 약물 주입량을 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어 장치(10)는, 시간에 따른 약물 주입량에 관한 정보를 저장할 수 있다.
한편 미도시되었지만 제어 장치(10)는 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 수신하고, 약물 주입 장치(20)는 제어신호에 따른 약물 주입량을 생체에 주입할 수 있다. 또한 약물 주입 장치(20)는 생체의 피부 표면에서 유전율을 측정할 수 있다.
S401에서 제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 측정된 유전율에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다.
S402에서 제어 장치(10)는 저장된 기준 유전율 및 측정된 유전율에 기초하여 실제 약물 주입량을 산출할 수 있다.
구체적으로 약물이 주입되면 약물이 주입되는 부분의 피부 표면에서 측정되는 유전율이 기준 유전율로부터 변화된다. 따라서, 기준 유전율 및 측정된 (즉, 변화된) 유전율에 기초하여 실제 약물 주입량을 산출할 수 있으며, 상기 산출을 위한 수학식 또는 알고리즘은, 사전에 실험을 통해 획득되어 메모리(15)에 저장될 수 있다. 측정된 유전율에 기초하여 산출되는 실제 약물 주입량은, 기준 유전율에 따라 달라질 수 있다. 따라서 상기 수학식 또는 알고리즘에는, 기준 유전율이 파라미터로 입력될 수 있다.
S403에서 제어 장치(10)는, S402에서 산출된 실제 약물 주입량이 S301에서 저장된 약물 주입량(즉, 원하는 약물 주입량)에 상응하는지 여부를 확인할 수 있다.
도 3, 4, 5에서 유전율은 전기 신호를 대표하는 예시로 사용되었을 뿐, 본 발명의 다양한 실시예들에서 유전율은 임피던스, 전압, 또는 전류로 대체될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20) 사이의 신호 흐름의 예이다.
S101에서 제어 장치(10) 및 약물 주입 장치(20)가 통신 링크를 수립한 뒤, S501에서 약물 주입 장치(20)는 신호 측정부(25)(예: 광학신호 측정부(27))를 이용하여 먼저 생체의 피부의 기준 반사율을 측정할 수 있다. 기준 반사율은, 생체의 피부에 약물이 주입되지 않은 상태에서의 반사율을 의미한다.
기준 반사율을 측정하는 이유는, 피부 표면마다 기본적으로 가지는 기준 반사율이 다르기 때문이며, 약물의 정상 주입 여부를 정확하게 식별하기 위해서는 각 생체의 기준 반사율을 고려하여 계산이 이루어져야 하기 때문이다.
한편 본 실시예에서 반사율은 광학 신호를 대표하는 예시로 사용되었을 뿐, 본 발명의 다양한 실시예들에서 반사율은 흡수율, 광의 세기, 또는 에너지로 대체될 수 있다.
S502에서 약물 주입 장치(20)는, 측정된 기준 반사율에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다.
S503에서 제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 해당 생체의 기준 반사율을 메모리(15)에 저장할 수 있다. 한편 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 측정된 광의 기준 세기 또는 기준 에너지에 대응하는 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 기준 반사율 또는 기준 흡수율을 산출할 수도 있다.
한편 제어 장치(10)는 S504에서 해당 생체에 주입하기 위한 약물 주입량을 산출하여 저장하고, S505에서 산출된 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 송신하고, S506에서 약물 주입 장치(20)는 제어신호에 따라 약물을 생체에 주입할 수 있다. 이는 각각 S204, S205, S206에 상응할 수 있다.
S507에서 약물 주입 장치(20)는 신호 측정부(25)(예: 광학신호 측정부(27))를 이용하여 생체의 피부의 반사율(또는 흡수율, 반사되는 광의 세기, 에너지)을 측정할 수 있다. 약물이 주입된 뒤이므로, 상기 측정된 반사율은 기준 반사율과 상이한 값을 가질 수 있다.
S508에서 약물 주입 장치(20)는, 측정된 반사율에 대응하는 데이터를 제어 장치(10)에게 송신할 수 있다.
S509에서 제어 장치(10)는 기준 반사율, 산출된 약물 주입량, 및 약물 주입 후 측정된 반사율에 기초하여, 약물의 정상 주입 여부를 확인할 수 있다. 구체적으로 제어 장치(10)는, 기준 반사율과 약물 주입 후 측정된 반사율에 기초하여, 실제로 주입된 약물이, 산출된 약물 주입량에 상응하는지 여부를 확인할 수 있다.
한편 약물 주입 시스템(100)의 동작 과정은, 기준 반사율 저장 과정(A2), 약물 주입 과정(B2), 변화되는 반사율 측정 과정(C2)을 포함한다. 상기 세 과정의 순서는 이에 한정되지 않으며, 상기 세 과정은 서로 독립적으로 수행될 수 있다. 예를 들면 약물 주입 과정(B2)과 반사율 측정 과정(C2)은 각각 주기적으로 수행될 수 있으며, 서로 다른 주기를 가질 수 있다. 예를 들면 한 번의 약물 주입 과정(B2)이 수행된 뒤, 반사율 측정 과정(C2)이 시간 간격을 두고 복수 회 수행될 수 있다.
도 7은 도 6의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 예이다. 도 7의 동작들은, 제어 장치(10)의 프로세서(12)에 의해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, S601에서 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)에서 측정되어 수신된 기준 반사율과, 소정의 알고리즘(예: 프로그램(16))을 통해 산출된 약물 주입량을 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어 장치(10)는, 시간에 따른 약물 주입량에 관한 정보를 저장할 수 있다.
S602에서, 제어 장치(10)는, 저장된 기준 반사율 및 약물 주입량에 기초하여, 시간에 따른 기대 반사율을 산출할 수 있다.
구체적으로, 약물이 주입되면 생체의 피부 표면에서 측정되는 반사율에 변화가 생기는데, 이 때 같은 약물 주입량이 주입되더라도 기준 반사율에 따라 측정되는 반사율이 달라진다. 따라서 기대 반사율 산출에는 기준 반사율이 파라미터로써 고려되어야 한다.
또한 약물 주입 이후 측정되는 반사율은, 약물 주입량에 따라 달라지며, 약물 주입 시점으로부터 경과된 시간에 따라서도 달라질 수 있다. 예를 들면, 약물 주입량이 많을수록, 기준 반사율로부터의 반사율 변화량이 클 수 있다. 또한 약물 주입 시점으로부터 경과된 시간이 짧을수록 기준 반사율로부터의 반사율 변화량이 크고, 시간이 경과될수록 측정된 반사율은 기준 반사율에 가까워질 수 있다.
따라서 시간에 따른 기대 반사율은, 기준 반사율, 저장된 약물 주입량 및 약물 주입 시간(또는 시간에 따른 약물 주입량)에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기준 반사율, 약물 주입량, 약물 주입 시간을 입력으로 시간에 따른 기대 반사율을 산출하는 알고리즘(예: 프로그램(16)) 또는 수학식이 실험을 통해 미리 획득되어 메모리(15)에 저장될 수 있다.
한편 미도시되었지만 제어 장치(10)는 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 수신하고, 약물 주입 장치(20)는 제어신호에 따른 약물 주입량을 생체에 주입할 수 있다. 또한 약물 주입 장치(20)는 생체의 피부 표면에서 반사율을 측정할 수 있다.
S603에서 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)로부터, 측정된 반사율에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다.
S604에서 제어 장치(10)는 수신된 데이터에 포함되는 측정된 반사율이 시간에 따른 기대 반사율에 상응하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 임의의 시간에 측정된 반사율이, 해당 시간의 기대 반사율로부터 소정의 범위 내인 경우 기대 반사율에 상응하는 것으로 볼 수 있다.
제어 장치(10)는, 측정된 반사율이, 해당 시간에서의 기대 반사율에 미치지 못하는 경우(즉, 기준 반사율과 기대 반사율의 사이 구간에서 측정되는 경우) 산출된 약물 주입량보다 약물이 부족하게 주입된 것으로 식별할 수 있다. 제어 장치(10)는 측정된 반사율이, 해당 시간에서의 기대 반사율을 넘어서는 경우(즉, 기준 반사율을 중심으로 기대 반사율보다 더 바깥 구간에서 측정되는 경우) 산출된 약물 주입량보다 약물이 과다하게 주입된 것으로 식별할 수 있다. 구체적 예를 들면, 약물 주입 시점으로부터 시간이 경과했는데도 측정되는 반사율이 기준 반사율의 방향으로 되돌아가지 않는 경우, 약물의 과다 주입을 식별할 수 있다.
측정된 반사율이 시간에 따른 기대 반사율에 상응하지 않는 경우, 제어 장치(10)는 S605에서 해당 알림을 제공할 수 있다. 예를 들면, 제어 장치(10)의 프로세서(12)는 산출된 약물 주입량보다 약물이 부족하게 주입된 것을 식별한 경우, 약물의 미달 주입에 관한 메시지 또는 알림을 표시하도록 표시 장치(13)를 제어할 수 있다. 프로세서(12)는 산출된 약물 주입량보다 약물이 과다하게 주입된 것을 식별한 경우, 약물의 과다 주입에 관한 메시지 또는 알림을 표시하도록 표시 장치(13)를 제어할 수 있다.
이후 제어 장치(10)는 S603으로 진행하여, 다음 반사율 측정 시점에 약물 주입 장치(10)로부터 측정된 반사율에 대응하는 데이터를 수신하고, S604를 반복할 수 있다.
측정된 반사율이 시간에 따른 기대 반사율에 상응하는 경우, 정상 주입에 해당하므로 제어 장치(10)는 알림을 제공하지 않고 S603으로 진행하여, 다음 반사율 측정 시점에 약물 주입 장치(10)로부터 측정된 반사율에 대응하는 데이터를 수신하고, S604를 반복할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어 장치(10)는 정상 주입 중임을 나타내는 표시(represent)를 나타낼 수도 있다.
도 8은 도 6의 실시예에 따른 제어 장치(10)의 동작의 다른 예이다. 도 8의 동작들은, 제어 장치(10)의 프로세서(12)에 의해 수행될 수 있다.
S601에서 제어 장치(10)는, 약물 주입 장치(20)에서 측정되어 수신된 기준 반사율과, 소정의 알고리즘(예: 프로그램(16))을 통해 산출된 약물 주입량을 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면 제어 장치(10)는, 시간에 따른 약물 주입량에 관한 정보를 저장할 수 있다.
한편 미도시되었지만 제어 장치(10)는 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 약물 주입 장치(20)에게 수신하고, 약물 주입 장치(20)는 제어신호에 따른 약물 주입량을 생체에 주입할 수 있다. 또한 약물 주입 장치(20)는 생체의 피부 표면에서 반사율을 측정할 수 있다.
S701에서 제어 장치(10)는 약물 주입 장치(20)로부터 측정된 반사율에 대응하는 데이터를 수신할 수 있다.
S702에서 제어 장치(10)는 저장된 기준 반사율 및 측정된 반사율에 기초하여 실제 약물 주입량을 산출할 수 있다.
구체적으로 약물이 주입되면 약물이 주입되는 부분의 피부 표면에서 측정되는 반사율이 기준 반사율로부터 변화된다. 따라서, 기준 반사율 및 측정된 (즉, 변화된) 반사율에 기초하여 실제 약물 주입량을 산출할 수 있으며, 상기 산출을 위한 수학식 또는 알고리즘은, 사전에 실험을 통해 획득되어 메모리(15)에 저장될 수 있다. 측정된 반사율에 기초하여 산출되는 실제 약물 주입량은, 기준 반사율에 따라 달라질 수 있다. 따라서 상기 수학식 또는 알고리즘에는, 기준 반사율이 파라미터로 입력될 수 있다.
S703에서 제어 장치(10)는, S702에서 산출된 실제 약물 주입량이 S601에서 저장된 약물 주입량(즉, 원하는 약물 주입량)에 상응하는지 여부를 확인할 수 있다.
도 6, 7, 8에서 반사율은 광학 신호를 대표하는 예시로 사용되었을 뿐, 본 발명의 다양한 실시예들에서 반사율은, 반사되는 광의 세기, 에너지, 또는 흡수율로 대체될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 생체에 약물을 주입하는 약물 주입 장치;
    상기 약물 주입 장치와 무선 통신 연결되어 상기 약물 주입 장치의 약물 주입을 제어하는 제어 장치;를 포함하고,
    상기 약물 주입 장치는, 생체의 피부 표면에서 전기 신호 또는 광학 신호를 측정하는 신호 측정부를 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 신호 측정부를 통해 측정된 신호에 기초하여, 약물이 정상적으로 주입되었는지 여부를 확인하고,
    상기 제어 장치는, 상기 신호 측정부를 통해 생체의 피부에 약물이 주입되지 않은 상태에서의 기준 신호를 측정하고,
    상기 제어 장치는, 상기 기준 신호를 바탕으로 생체에 주입하기 위한 약물 주입량을 산출하고,
    상기 제어 장치는, 산출된 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 상기 약물 주입 장치에 송신하고,
    상기 제어 장치는, 약물이 주입된 후에 상기 신호 측정부를 통해 측정된 신호와 상기 기준 신호를 비교하고,
    상기 제어 장치는, 시간에 따른 약물 주입량에 관한 정보를 저장하고,
    상기 제어 장치는, 상기 기준 신호 및 약물 주입량에 기초하여, 시간에 따른 기대 신호를 산출하고,
    상기 제어 장치는, 상기 신호 측정부를 통해 측정된 신호가 상기 시간에 따른 기대 신호에 상응하는지 여부를 판단하고,
    상기 제어 장치는, 측정된 신호가 해당 시간에서의 기대 신호에 미치지 못하는 경우 산출된 약물 주입량보다 약물이 부족하게 주입된 것으로 식별하는,
    약물 주입 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 측정부는,
    피부에 전류를 인입하고 피부에 강하되는 전압을 측정하거나 또는 피부에 전압을 인가하고 피부에 흐르는 전류를 측정하는,
    약물 주입 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 약물 주입 장치는 니들을 포함하고,
    상기 신호 측정부는, 상기 니들의 주변 영역에 위치하는 하나 이상의 전극을 포함하는,
    약물 주입 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    약물이 주입된 후에 생체의 피부 표면에서 측정된 유전율 또는 임피던스를 이용하여, 약물이 생체에 정상적으로 주입되었는지 여부를 식별하는,
    약물 주입 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    생체에 주입하기 위한 약물 주입량을 산출하고,
    상기 산출된 약물 주입량에 대응하는 제어신호를 상기 약물 주입 장치에게 송신하고,
    상기 약물 주입 장치로부터, 측정된 유전율에 대응하는 데이터를 수신하고,
    상기 측정된 유전율을 이용하여, 상기 산출된 약물 주입량에 상응하는 약물이 생체에 주입되었는지 여부를 식별하는,
    약물 주입 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 측정부는, 피부를 향해 광을 방출하는 광원부와, 피부에서 반사되는 광을 검출하는 디텍터를 포함하고,
    상기 광원부 및 디텍터는 상기 약물 주입 장치의 니들의 주변 영역에 위치하는,
    약물 주입 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    약물이 주입된 후에 생체의 피부 표면에서 측정된 반사율 또는 흡수율을 이용하여, 약물이 생체에 정상적으로 주입되었는지 여부를 식별하는,
    약물 주입 시스템.
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