KR102636901B1

KR102636901B1 - 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102636901B1
Application number: KR1020230066771A
Authority: KR
Inventors: 송인광; 박인석
Original assignee: 주식회사 뷰텔
Priority date: 2023-01-18
Filing date: 2023-05-24
Publication date: 2024-02-15

Abstract

본 발명은 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치는 내부 안착부의 일 측에 위치하며, 상기 내부 안착부에 인입된 손가락을 향하여 광선을 조사하는 광선 조사부; 상기 손가락을 사이에 두고 상기 내부 안착부의 타 측에 위치하며, 상기 광선 조사부에서 조사되어 상기 손가락을 투과한 광선을 수신하는 광선 수신부; 상기 내부 안착부에 인입된 손가락에 의한 압력을 측정하는 압력 센서; 및 상기 수신된 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하고, 상기 필터링된 주파수의 전압과 상기 측정된 압력에 기반하여 사용자의 포도당을 측정하도록 설정된 제어부를 포함할 수 있다.

Description

압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치 및 방법{NON-INVASIVE GLUCOSE MEASUREMENT DEVICE AND METHOD FOR MEASURING GLUCOSE BY REFLECTING PRESSURE}

본 발명은 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 국내 30세 이상 성인 인구의 7명 중 1명(13.8%)은 당뇨병을 겪고 있는 것으로 보고되고 있다. 연령이 높아질수록 당뇨병 유병률이 높아져 65세 이상 성인에서는 10명 중 3명이 당뇨병을 앓고 있는 것으로 보고될 정도로, 현재 당뇨병은 유병률이 높은 질환 중 하나이다.

이러한 혈당을 측정하기 위해 대표적인 측정 장치는 정맥혈 대신 미량의 모세혈을 통해 혈당을 측정하는 침습형 측정 장치와 비침습형 측정 장치가 있다.

이러한 종래 침습형 혈당 측정 장치는 바늘을 손가락 끝 또는 대체 부위에 찌른 후, 분비되는 혈액을 소량 사용하여 혈당을 측정하는 방식이다. 종래 선행 문헌은 한국등록특허공보 제10-1288400이 있다.

그런데, 이러한 종래 침습형 혈당 측정 장치는 사용자가 측정시마다 바늘을 피부 내에 찌름으로써, 사용자는 매번 통증을 느낄 뿐만 아니라 피부에 세균이 침투할 위험이 있다.

또한, 종래 비침습 혈당 측정 장치(예: 연속혈당측정기(Continuous Glucose Monitoring System, CGMS))는 바늘형의 센서를 피부 내에 삽입하여 조직 사이에 존재하는 간질액의 포도당 농도를 측정하는 방식이다.

그런데, 이러한 종래 비침습 혈당 측정 장치는 피부에 센서를 삽입해야 하기 때문에 완전한 비침습형 혈당 측정 장치라 할 수 없다. 그리고, 혈당을 측정하기 위해서는 손가락 끝에서 채혈기를 이용하여 통증이 동반되는 채혈 방식으로 일정량의 모세혈을 측정기와 결합된 검사지에 주입하여 측정하는 복잡한 측정단계로 이루어져 위생 문제 및 사용상의 불편함이 존재할 뿐만 아니라 정확도가 낮은 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 종래 혈당 측정 장치는 손가락에 의한 압력과 같이 사용자의 조건을 고려하여 포도당 측정을 수행하지 않기 때문에, 정확한 측정 결과를 얻는데 한계점이 있다.

따라서, 손가락에 의한 압력을 반영하여 포도당 측정을 수행하는 비침습 포도당 측정 장치의 필요성이 제기된다.

따라서, 본 발명은 손가락에 의한 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 손가락을 향하여 광선을 조사하는 광선 조사부와 손가락을 투과한 광선을 수신하는 광선 수신부를 포함하는 비침습 포도당 측정 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하고, 상기 필터링된 주파수의 전압을 보상하여 사용자의 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치는 내부 안착부의 일 측에 위치하며, 상기 내부 안착부에 인입된 손가락을 향하여 광선을 조사하는 광선 조사부; 상기 손가락을 사이에 두고 상기 내부 안착부의 타 측에 위치하며, 상기 광선 조사부에서 조사되어 상기 손가락을 투과한 광선을 수신하는 광선 수신부; 상기 내부 안착부에 인입된 손가락에 의한 압력을 측정하는 압력 센서; 및 상기 수신된 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하고, 상기 필터링된 주파수의 전압과 상기 측정된 압력에 기반하여 사용자의 포도당을 측정하도록 설정된 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치의 방법에 있어서, 상기 비침습 포도당 측정 장치는 내부 안착부의 일 측에 위치하며 상기 내부 안착부에 인입된 손가락을 향하여 광선을 조사하는 광선 조사부, 및 상기 손가락을 사이에 두고 상기 내부 안착부의 타 측에 위치하며 상기 광선 조사부에서 조사되어 상기 손가락을 투과한 광선을 수신하는 광선 수신부를 포함하며, 상기 내부 안착부에 인입된 손가락에 의한 압력을 측정하는 과정; 상기 수신된 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하는 과정; 및 상기 필터링된 주파수의 전압과 상기 측정된 압력에 기반하여 사용자의 포도당을 측정하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 비침습 포도당 측정 장치는 압력을 반영하여 포도당을 측정함으로써, 사용자의 조건에 따라 정확한 포도당을 측정할 수 있다.

또한, 본 발명은 필터링된 주파수의 전압과 측정된 압력에 기반하여 포도당을 측정함으로써, 사용자에 맞춤화된 포도당 측정을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 변환된 전압 및 상기 측정된 압력 중 적어도 하나가 유효한지 판단함으로써, 정확한 포도당 측정을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 변환된 전압 및 측정된 압력 중 적어도 하나가 유효하지 않으면, 재측정을 알리는 알림을 출력함으로써, 사용자에게 재측정의 필요성을 인지시킬 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선조사부와 광선 수신부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 외형을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 입구를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 케이스를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 케이스에 측정 안내부가 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 케이스에 측정 안내부가 설치된 상태를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 통해 포도당을 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 입출력부에 표시된 홈 화면을 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 입출력부에 표시된 상태 바를 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 이용해 포도당을 측정하는 예시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 이용해 포도당을 측정한 결과를 나타낸 예시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 이용해 포도당을 측정한 시점에 따른 누적 데이터를 나타낸 예시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부에서 광선을 조사하는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 18의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부를 상면에서 바라본 예시도이다.
도 18의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부의 단면도를 나타낸 예시도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 압력 센서의 위치를 나타낸 개략도이다.
도 20의 (a)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 제2 케이스의 상부를 나타낸 예시도이다.
도 20의 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 압력 측정부가 장착된 제2 케이스의 하부를 나타낸 예시도이다.
도 20의 (c)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 적어도 하나의 압력 측정부를 나타낸 예시도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 보정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 보정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 23의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 환경 설정을 나타낸 화면이다.
도 23의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당의 보정 여부를 문의하는 화면이다.
도 24의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정을 수행하는 시각에 관한 화면이다.
도 24의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 결과를 나타낸 화면이다.
도 25의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 침습 포도당 측정을 안내하는 화면이다.
도 25의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 침습 포도당 방식에 의해 측정된 포도당 수치를 표시한 화면이다.
도 25의 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 보정의 진행 여부를 문의하는 화면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치가 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 27은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치가 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일수도 있고 복수일 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치 및 방법을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선조사부(130)와 광선 수신부(140)를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)의 블록도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는, 하우징부(10)의 내측에 구비된 내부 안착부(30)로 측정 대상자(180)가 손가락(182)을 이동시키면, 광선 조사부(130)는 손가락(182) 방향으로 광선을 조사하고, 광선 조사부(130)와 손가락(182)을 사이에 두고 배치된 광선 수신부(140)는 광선 조사부(130)가 조사하여 손가락(182)을 투과한 광량을 측정한다. 그리고, 광선 수신부(140)는 측정한 광량을 제어부(150)로 전달한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는, 하우징부(10)와 내부 안착부(30)와 측정 안내부(80)와 광선 조사부(130)와 광선 수신부(140)와 제어부(150)를 포함한다. 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는, 압력 센서(160)와 온도 센서부(170)를 더 포함할 수 있다.

[하우징부]

일 실시 예에 따르면, 하우징부(10)는 내측에 장착공간을 구비하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하우징부(10)는, 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)를 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)의 외형을 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)의 입구를 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)의 분해 사시도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징부(10)는, 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14) 외에도 측면 케이스부(16)와 케이스 커버(18)와 하우징 프레임(19)을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상부 케이스(12)는 내부 안착부(30)의 상부를 감싸는 형상으로 설치되며, 비침습 포도당 측정 장치(1)의 상부 외형을 형성한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부 케이스(12)의 종단면은 "ㄱ"자 형상으로 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 하부 케이스(14)는 상부 케이스(12)의 하측에 연결되며, 내부 안착부(30)의 하부를 감싸는 형상으로 설치된다. 또한 하부 케이스(14)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 하부 외형을 형성한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 케이스(14)의 종단면은 "ㄴ"자 형상으로 설치된다.

한편 하우징 프레임(19)은 하우징부(10)의 뼈대를 형성하며 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)를 연결하는 기능을 한다.

일 실시 예에 따르면, 측면 케이스부(16)는 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)의 사이에 위치하며, 내부 안착부(30)의 입구(32) 둘레와 내부 안착부(30)의 측면을 커버하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

일 실시 예에 따르면, 측면 케이스부(16)는 내부 안착부(30)의 입구(32)와 연통되는 중공 홀을 구비하며, 내부 안착부(30)의 전면과 측면을 감싸는 형상으로 설치된다. 측면 케이스부(16)는 일체의 부재로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라서는 복수의 부재로 분리될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 측면 케이스부(16)의 횡단면은 "ㄷ"자 형상으로 이루어지며, 상부 케이스(12)와 하부 케이스(14)에 착탈 가능하게 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 케이스 커버(18)는 측면 케이스에 착탈 가능하게 설치되며, 내부 안착부(30)의 입구(32)를 개폐하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이스 커버(18)는, 판 형상이며, 내부 안착부(30)의 입구(32)의 전방에 위치한다. 케이스 커버(18)는 측면 케이스부(16)의 전방에 착탈 가능하게 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 내부 안착부(30)의 상 측에 위치한 상부 케이스(12)에는 제1 PCB(Printed Circuit Board)(151)가 고정된다. 제1 PCB(151)는 수평 방향으로 설치되며, 제1 PCB(151)에는 광선 수신부(140)와 온도 센서부(170)가 설치될 수 있다.

내부 안착부(30)의 하측에 위치한 하부 케이스(14)에는 제2 PCB(152)가 고정된다. 제2 PCB(152)는 수평 방향으로 설치되며, 제2 PCB(152)에는 광선 조사부(130)와 압력 센서(160)와 온도 센서부(170)가 설치될 수 있다.

[내부 안착부]

일 실시 예에 따르면, 내부 안착부(30)는 하우징부(10)의 내측에 위치하며, 측정 대상자(180)의 손가락(182)이 안착되기 위한 홈 부를 형성하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 내부 안착부(30)는 손가락(182)이 들어가기 위한 오목한 홈 부를 형성하며 하우징부(10)의 내측에 고정된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내부 안착부(30)는 제1 케이스(40)와 제2 케이스(60)를 포함하며, 제1 케이스(40)와 제2 케이스(60)가 결합되어 손가락(182)이 들어가는 공간과 입구(32)를 형성한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 케이스(40)를 도시한 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 케이스(40)는 하우징부(10)의 내측에 위치하는 손가락(182)의 하부를 감싸는 형상으로 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 케이스(40)는, 제1 몸체(42)와 제1 장착홀부(44)와 제2 장착홀부(48)와 탄성 지지부(52)와 걸림 돌기(54)를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 제1 몸체(42)는 손가락(182)과 마주하는 내측에 곡면을 형성하며, 내부 안착부(30)에 인입된 손가락(182)의 하부에 위치한다. 제1 몸체(42)의 내측에는 곡면이 형성되므로, 손가락(182)이 제1 몸체(42)에 접촉되는 동작에 의한 상해를 방지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 장착홀부(44)는 제1 몸체(42)에 구멍인 제1 연결홀(46)을 형성한다. 제1 연결홀(46)과 마주하는 제2 PCB(152)에는 광선조사부(130)가 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 제2 장착홀부(48)는, 제1 몸체(42)에 제2 연결홀(50)을 형성하며 제1 장착홀부(44)와 이격된 위치에 설치된다. 제1 몸체(42)에서 입구(32)와 가까운 부분은 제1 장착홀부(44)가 설치되며, 제2 장착홀부(48)는 제1 장착홀부(44) 보다 입구(32)에서 멀리 떨어진 위치에 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 탄성 지지부(52)는 제1 장착홀부(44)와 제2 장착홀부(48)의 사이에 설치되며, 탄성을 구비한다. 탄성 지지부(52)는 손가락(182)과 마주하는 제1 몸체(42)의 상 측면에 설치되는 판 형상이다.

일 실시 예에 따르면, 걸림 돌기(54)는 탄성 지지부(52)에서 돌출되어 손가락(182)에 걸리는 돌기를 형성한다. 걸림 돌기(54)는 손가락(182)의 첫 번째 마디의 홈 부에 걸리므로 손가락(182)이 정 위치에 위치할 수 있도록 안내하며, 이로 인하여 측정의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제2 케이스(60)는 제1 케이스(40)에 연결되며, 하우징부(10)의 내측에 위치하는 손가락(182)의 상부를 감싸는 형상으로 설치되는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 케이스(60)는, 제2 몸체(62)와 제3 장착홀부(64)와 제4 장착홀부(68)를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 제2 몸체(62)는 손가락(182)과 마주하는 내측에 곡면을 형성하며, 내부 안착부(30)에 인입된 손가락(182)의 상부에 위치한다. 제2 몸체(62)의 내측에는 곡면이 형성되므로, 손가락(182)이 제2 몸체(62)에 접촉되는 동작에 의한 상해를 방지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제3 장착홀부(64)는 제2 몸체(62)에 구멍인 제3 연결홀(66)을 형성한다. 제3 연결홀(66)과 마주하는 제1 PCB(151)에는 광선 수신부(140)가 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 제4 장착홀부(68)는, 제2 몸체(62)에 제4 연결홀(70)을 형성하며 제3 장착홀부(64)와 이격된 위치에 설치된다. 제2 몸체(62)에서 입구(32)와 가까운 부분은 제3 장착홀부(64)가 설치되며, 제4 장착홀부(68)는 제3 장착홀부(64) 보다 입구(32)에서 멀리 떨어진 위치에 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 제1 장착홀부(44)와 제3 장착홀부(64)는 서로 마주하는 위치에 설치되며, 광선 조사부(130)가 제1 장착홀부(44)에 설치되며, 광선 수신부(140)가 제3 장착홀부(64)에 설치된다.

일 실시 예에 따르면, 내부 안착부(30)는 손가락(182)이 끼워지는 부분으로 하측에 설치된 광원(Light Source)인 광선 조사부(130)를 감싸는 사각홀인 제1 장착홀부(44)를 구비한다.

또한 제1 장착홀부(44)와 제2 장착홀부(48)는 제1 몸체(42)의 외측으로 돌출된 리브(Rib)를 구비하므로 광선의 조사와 온도측정 등에 외부요인이 개입할 가능성을 차단하여 동작 신뢰성을 향상킬 수 있다.

그리고 제3 장착홀부(64)와 제4 장착홀부(68)는 제2 몸체(62)의 외측으로 돌출된 리브(Rib)를 구비하므로 광선의 조사와 온도측정 등에 외부요인이 개입할 가능성을 차단하여 동작 신뢰성을 향상킬 수 있다.

[측정안내부]

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 케이스(40)에 측정 안내부(80)가 설치된 상태를 도시한 사시도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 케이스(40)에 측정 안내부(80)가 설치된 상태를 도시한 평면도이다.

도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 측정 안내부(80)는 내부 안착부(30)의 입구(32)에 위치하며, 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 양측에 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. 또한 측정 안내부(80)는, 내부 안착부(30)의 내측으로 이동하는 손가락(182)을 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 중심으로 안내하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

일 실시 예에 따르면, 측정 안내부(80)는 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 양측에 각각 설치되며, 폭 방향(W)을 따라 슬라이드 이동이 가능하다. 또한 측정 안내부(80)는 내부 안착부(30)의 내측으로 손가락(182)을 넣을 때, 내부 안착부(30)의 폭방향(W) 가운데로 손가락(182)이 위치할 수 있도록 스프링을 사용하는 탄성 부재(110)가 양측에 각각 설치된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 측정 안내부(80)는, 고정 케이스(90)와 이동 블럭부(100)와 탄성 부재(110)와 가이드 부재(120)를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 고정 케이스(90)는 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 양측에 고정된다. 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 외측으로 돌출된 고정 케이스(90)는 내부 안착부(30)의 외측에 고정된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정 케이스(90)는, 고정 몸체(92)와 안내 돌기(94)와 측면 돌기(96)를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 고정 몸체(92)는 내측에 빈 공간을 형성하며 내부 안착부(30)의 외측에 고정된다. 안내 돌기(94)는 바 형상이며, 고정 몸체(92)에 고정된다. 또한 안내 돌기(94)는 폭방향(W)으로 연장되며, 이동 블럭부(100)의 내측으로 삽입되어 이동 블럭부(100)의 폭 방향(W) 이동을 안내한다.

일 실시 예에 따르면, 이동 블럭부(100)의 일 측은 고정 케이스(90)의 내측에 위치하며, 타측은 내부 안착부(30)의 내측으로 돌출된다. 이동 블럭부(100)는 내부 안착부(30)의 폭 방향(W)으로 슬라이딩 이동이 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 블럭부(100)는 블록 몸체(102)와 걸림편(104)을 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 블록 몸체(102)는 사각 블럭 형상이며, 이동 블럭부(100)의 일 측은 고정 케이스(90)의 내측에 위치하며 타 측은 내부 안착부(30)의 내측으로 연장된다. 걸림편(104)은 이동 블럭부(100)의 일 측에 연결되며, 판 형상으로 이루어진다.

그리고 걸림편(104)이 고정 케이스(90)에 구비된 걸림턱에 걸리므로, 이동 블럭부(100)가 고정 케이스(90)에서 이탈됨을 방지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 탄성 부재(110)는 고정 케이스(90)와 이동 블럭부(100)의 사이에 위치하며 내부 안착부(30)의 내측으로 이동 블럭부(100)를 탄성 가압한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성 부재(110)는 스프링을 사용하며, 고정 몸체(92)에 구비된 측면 돌기(96)에 일 측이 지지되며 블록 몸체(102)에 구비된 홈 부에 타 측이 지지된다. 따라서 이동 블럭부(100)는 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 중심을 향하여 탄성 지지된다.

일 실시 예에 따르면, 가이드 부재(120)는 이동 블럭부(100)의 단부에 고정되며, 내부 안착부(30)의 내측으로 이동하는 손가락(182)의 이동을 안내하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드 부재(120)는 제1 가이드(122)와 제2 가이드(124)를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 제1 가이드(122)는 이동 블럭부(100)의 단부에 설치되며, 손가락(182)의 이동 방향을 따라 판 형상의 가이드를 제공한다. 제1 가이드(122)는 일직선으로 연장된 판 이며, 필요에 따라서 손가락(182)의 외측에 대응하는 곡면을 구비할 있다.

일 실시 예에 따르면, 제2 가이드(124)는 제1 가이드(122)의 단부에 연결되며, 손가락(182)이 진입되는 방향인 입구(32)를 향하여 점차로 외측으로 벌어지는 형상으로 설치된다. 따라서 내부 안착부(30)의 내측으로 진입하는 손가락(182)이 제2 가이드(124)에 의해 폭 방향(W) 중심으로 안내된다.

[광선 조사부]

광선 조사부(130)는 내부 안착부(30)의 일 측에 위치하며, 손가락(182)을 향하여 광선을 조사하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 광선 조사부(130)는 적어도 하나의 광원이 내부 안착부(30)의 길이 방향(D)을 따라 연이어 설치된다.

또는, 광선 조사부(130)는 서로 다른 파장을 갖는 적어도 하나의 광원들이 배치될 수 있다.

[광선 수신부]

일 실시 예에 따르면, 광선 수신부(140)는 내부 안착부(30)의 타 측에 위치하며, 광선 조사부(130)에서 조사되어 손가락(182)을 투과한 광선을 수신하는 기술사상 안에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 광선 수신부(140)는 광선 조사부(130)와 마주하는 위치에 설치되며, 손가락(182)을 통과한 광선의 파장을 측정한다.

본 발명은, 다수 개의 광원을 갖는 광선 조사부(130)에서 조사된 광선은 손가락(182)을 투과한 상태에서 광선 수신부(140)에 의해 측정된다. 광선 수신부(140)는 포토 디텍터(Photo Detector)를 이용하여 빛의 양을 검출할 수 있다.

[제어부]

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 하우징부(10)의 내측에 설치되며, 광선 수신부(140)의 측정값을 전달받아 손가락(182)에 있는 포도당의 양을 계산한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(150)는 제1 PCB(151)와 제2 PCB(152)를 포함한다.

광선 수신부(140)에서 수시된 광의 전기 신호 변환값은 제어부(150)로 전달되며, 제어부(150)에 구비된 필터 등을 거쳐서 변환된 DC 전압 값을 제어부(150)에서 분석하여 손가락(182) 내부의 포도당의 양을 측정한다.

또한 본 발명은, 내부 안착부(30)에 구비된 구멍을 통해 손가락(182)의 온도를 측정하는 온도 센서부(170)를 더 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 센서부(170)는 제1 온도 센서(172)와 제2 온도 센서(174)를 포함하며, 손가락(182)의 상 측과 하 측에 각각 설치되어 손가락(182)의 온도를 측정한다.

일 실시 예에 따르면, 압력 센서(160)는 손가락(182)의 하부에 위치하며, 손가락(182)의 하부와 접촉됨을 통해 손가락(182)으로 인한 압력을 측정하여 제어부(150)로 측정값을 전달한다.

본 발명의 제어부(150)는, 측정의 온도 연관성을 보상하기 위해 다수 개의 온도 센서를 사용하여 손가락(182)의 온도를 정밀하게 감지하여 측정 산출 공식에 반영한다. 그리고 본 발명은, 손가락(182)의 압력에 따른 측정 변화를 줄이기 위해 압력 센서(160)를 통해 압력을 감지하며, 제어부(150)는 특정 압력 이하에서 측정이 수행되도록 함으로써 측정 신뢰도를 높인다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.

일 실시 예에 따르면, 측정을 위해 손가락(182)을 내부 안착부(30)의 입구(32)를 통해 이동시킬 때, 측정 안내부(80)의 가이드 부재(120)가 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 중심을 향하여 손가락(182)의 이동을 안내한다. 이동 블럭부(100)가 탄성 부재(110)에 의해 탄성 지지되므로, 측정 안내부(80)는 내부 안착부(30)의 폭 방향(W) 중심을 향하여 손가락(182)을 가압한다.

일 실시 예에 따르면, 손가락(182)이 내부 안착부(30)의 내부에 안착된 상태에서, 압력 센서(160)와 온도 센서부(170)에 의해 측정된 값은 제어부(150)로 전달된다. 그리고 광선 조사부(130)에서 조사된 광선은 손가락(182)을 통과하여 광선 수신부(140)에서 수신된다.

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 입력된 값을 종합하여 사용자의 손가락(182)에 있는 포도당의 양을 계산한 후 이를 출력장치로 전달한다. 이러한 제어부(150)는 전압/전류 변환기(1010), 필터(1020), 증폭기(1030), A/D 변환기(1040), 조절기(1050), 메모리(1060), 통신부(1070), 입출력부(1080), 및 프로세서(1090)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광선 조사부(130)에서 조사된 광선이 손가락(182)을 통과하여 광선 수신부(140)에서 수신되어 포도당을 측정하므로, 채혈 작업 없이도 측정 대상자(180)의 포도당을 신속하고 정확하게 측정하여 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있다.

또한, 측정 안내부(80)가 내부 안착부(30)의 폭 방향(W)으로 이동하며 내부 안착부(30)의 내부로 이동하는 손가락(182)의 위치를 안내하여 손가락(182)이 설정된 위치에 도달한 상태에서 측정이 이루어지므로 포도당 측정 정확도가 향상된다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 블록도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1000)는 광선 조사부(130), 광선 수신부(140), 압력 센서(160), 온도 센서부(170) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어부(150)는 전류/전압 변환기(1010), 필터(1020), 증폭기(1030), A/D 변환기(1040), 조절기(1050), 메모리(1060), 통신부(1070), 입출력부(1080) 및 프로세서(1090)를 포함할 수 있다.

도 10에 도시된 비침습 포도당 측정 장치(1000)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 비침습 포도당 측정 장치(1000)의 구성 요소들이 도 10에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 조사부(130)는 포도당 측정을 위한 빛을 출력하는 적어도 하나의 발광 소자(예: LED)를 포함할 수 있다. 이러한 광선 조사부(130)는 빛을 손가락(182)의 내부 조직에 통과시킨다.

이러한 광선 조사부(130)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 내부 안착부(30)의 일 측(예: 제2 PCB(152))에 위치하며, 상기 내부 안착부(30)에 인입된 손가락(182)을 향하여 광선을 조사할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 수신부(140)는 미세한 양의 빛을 수신하기 위하 미리 결정된 파장 대역(예: 800nm~940nm)에서 감광성(photosensitivity)이 높은 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 이러한 포토 다이오드는 다양한 크기를 가질 수 있다.

광선 수신부(140)는 손가락(182)의 조직 내 물질들과 반사, 흡수, 산란, 투과 등 여러 가지 반응을 거쳐 투과된 빛의 양을 수신할 수 있다. 주로 근적외선 영역에서 피부를 구성하는 성분들의 흡수는 미미하며, 가장 큰 영향을 주는 것은 산란이다. 빛의 굴절과 산란은 체내 조직을 구성하는 여러 성분 사이의 굴절률 차이에 의해 일어나게 되며, 산란을 일으키는 물질과 주변 물질과의 굴절률 차이가 클수록 산란의 정도는 커진다.

예를 들면, 혈액과 간질액(Interstitial Fluid, ISF) 속의 포도당 농도가 증가할 경우, 굴절율이 증가하여 주변을 둘러싸고 있는 물질들과의 굴절률 차이가 줄어들 수 있다. 이 경우, 산란 계수는 감소하게 되고, 투과하는 빛의 강도는 강해지게 된다.

이와 같은 작동 원리를 고려하면, 조사되는 빛의 각도는 혈당 측정 결과에 많은 영향을 미치게 되며, 입사각의 분포가 커질수록 측정의 변수가 커질 수 있다.

이를 고려한 광선 수신부(140)는 손가락(182)을 사이에 두고 내부 안착부(30)의 타 측(예: 제1 PCB(151))에 위치하며, 광선 조사부(130)에서 조사되어 손가락(182)을 투과한 광선을 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 압력 센서(160)는 손가락(182)에 의해 PCB(예: 제2 PCB(152))의 휘어짐을 측정할 수 있다. 손가락(182)이 내부 안착부(30)에 안착되면, 손가락(182)은 내부 안착부(30)의 표면에 접촉하게 되어 PCB(예: 제2 PCB(152))에 압력을 가하게 되는데, 압력 센서(160)는 이러한 압력에 의해 휘어지는 PCB(예: 제2 PCB(152))의 휘어짐 정도를 측정할 수 있다. 압력 센서(160)는 측정된 압력 값을 제어부(150)로 전달할 수 있다.

예를 들면, 압력 센서(160)는 압력을 1회 측정하거나, 또는 포도당을 측정하는 동안에 실시간으로 복수 회를 측정할 수 있다.

이러한 압력 센서(160)는 아날로그 프론트-엔드(front-end)가 내장된 초저전력 통합형 압력 센서(예: DF-8100)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 압력 센서(160)는 하중 5g 내지 4kg의 측정 범위를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 온도 센서부(170)는 제2 PCB(151)에 배치되어 손가락(182)의 상면에 대한 온도를 측정하는 제1 온도 센서(172)와 제1 PCB(152)에 배치되어 손가락(182)의 하면에 대한 온도를 측정하는 제2 온도 센서(174)를 포함할 수 있다. 온도 센서부(170)는 측정된 온도를 제어부(150)로 전달할 수 있다.

예를 들면, 온도 센서부(170)는 온도를 1회 측정하거나, 또는 포도당을 측정하는 동안에 실시간으로 복수 회를 측정할 수 있다.

예를 들면, 온도 센서부(170)는 적어도 하나의 온도 센서를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 전류/전압 변환기(1010), 필터(1020), 증폭기(1030), A/D 변환기(1040), 및 조절기(1050)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전류/전압 변환기(1010)는 측정하고자 하는 입력 전류를 이에 상응하는 전압으로 변환시켜 출력할 수 있다. 광선 수신부(140)(예: 포토 다이오드)는 광이 감지되면, 미세 전류(I_d)를 발생시킨다. 전류/전압 변환기(1010)는 이러한 미세 전류를 트랜스임피던스(transimpedance) 이득 저항(R_f)을 거쳐 출력 전압으로 변환시킨다. 출력 전압은 미세 전류와 이득 저항의 곱으로 구해진다. 전류/전압 변환기(1010)는 광선 수신부(140)로부터 출력된 광량을 전압(예: mV) 데이터로 변환한 후, 필터(1020)로 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 필터(1020)는 전류/전압 변환기(1010)로부터 출력된 전압의 주파수를 필터링할 수 있다. 예를 들면, 필터(1020)는 로우-패스 필터(Low-Pass Filter)를 포함할 수 있다. 필터(1020)는 미리 결정된 주파수 대역(예: 10Hz 이하) 정도의 주파수 신호만 통과시키고, 나머지 주파수 대역을 필터링시켜 증폭기(1030)로 전달할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 조절기(1050)는 포도당을 측정하는 사용자의 조건에 대응되도록 이득 값을 조절할 수 있다. 증폭기(1030)는 필터(1020)를 거친 신호에 조절기(1050)로부터 전달된 사용자의 조건에 대응되는 이득 값을 반영하여 신호를 증폭(예: 신호의 전압을 증폭)시킬 수 있다. 예를 들면, 증폭기(1030)는 전압을 3.3V에서 5V로 증폭시킬 수 있다. 증폭기(1030)로부터 출력되는 신호는 아날로그 신호일 수 있다.

예를 들면, 사람마다 손가락의 굵기, 피부 색, 및 상태가 다를 수 있다. 이러한 조건이 상이할수록 포도당을 정확하게 측정하기 위해 사용자의 조건에 기반한 이득 값은 설정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, A/D 변환기(1040)는 증폭기(1030)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. A/D 변환기(1040)는 입력되는 아날로그 신호를 20SPS(sampling rate per second)의 속도로 디지털 신호로 변환시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 메모리(1060)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 메모리(1060)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 동작에 필요한 정보, 데이터, 프로그램 등이 저장될 수 있다. 이에 따라, 프로세서(1090)는 메모리(1060)에 저장된 정보를 참조하여 후술하는 제어 동작을 수행할 수 있다.

상기 메모리(1060)는 다양한 플랫폼(platform)을 저장할 수도 있다. 상기 메모리(1060)는, 예를 들어 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(EEPROM 등) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상기 메모리(1060)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 적어도 하나의 구성요소에 의해 획득되거나 또는 사용되는 다양한 데이터(예: 소프트웨어, 어플리케이션, 프로그램, 제어 로직, 제어 신호, 광선 수신부(140)를 통해 획득된 광선, 입출력부(1080)를 통해 획득되는 정보(예: 터치 입력, 음성 메시지 등), 및 이와 관련된 명령어들을 저장할 수 있다

상기 메모리(1060)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 동작에 관한 정보, 명령어들, 소프트웨어, 데이터, 프로그램 등을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1060)는 프로세서(1090)로 입력되는 데이터, 처리 중인 데이터 및/또는 처리 결과에 따른 데이터를 저장할 수 있다.

또한, 메모리(1060)에는 비침습 포도당 측정 장치(1)를 이용해 포도당을 측정하는 사용자의 정보 및 포도당을 측정하는 프로그램이 미리 저장될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 통신부(1070)는 다른 전자 장치(미도시)(예: 휴대 단말 또는 서버)와 적어도 하나의 신호, 정보, 데이터를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신부(1070)는 근거리 통신(예: Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), 및 비콘(Beacon) 중 적어도 하나)에 기반하여 다른 전자 장치와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다.

상기 통신부(1070)는 포도당을 측정하는 프로그램을 휴대 단말(미도시), 또는 서버(미도시)로부터 수신하고, 수신된 프로그램을 프로세서(1090)의 제어 하에 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 입출력부(1080)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 동작에 따른 다양한 정보를 표시하거나 입력 받는 표시부(1081), 음성 신호를 출력하는 스피커(1082), 음성을 입력 받는 마이크(1083), 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 발광부(1084), 및 다른 전자 장치(예: 충전기, 표시 장치 등)와 물리적 연결(예: USB, HDMI 등)을 제공하는 인터페이스부(1085)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 표시부는 사용자의 터치 입력을 감지하는 터치 감지 회로를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.

상기 프로세서(1090)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나의 물리적인 요소로 구현될 수 있다.

상기 프로세서(1090)는 인공지능 알고리즘이 내장될 수 있다. 이러한 인공지능에 대한 알고리즘은 상기 프로세서(1090)에 의해 구현될 수 있다. 상기 인공지능은 인간의 뇌 신경망을 모방한 프로그램으로서 다양한 데이터를 스스로 분석, 인지, 추론, 판단하는 딥러닝 알고리즘을 지원할 수 있다.

이를 통해, 상기 프로세서(1090)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 포도당 측정을 인공지능으로 제어할 수 있다.

이와 같이, 상기 프로세서(1090)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 구성 요소들을 전반적으로 제어할 수 있는 회로를 포함할 수 있다

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 비침습 포도당 측정 장치(1)를 통해 포도당을 측정하는 동작을 수행할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 광선 수신부(140)에서 수신한 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하고, 상기 필터링된 주파수의 전압을 보상하여 사용자의 포도당을 측정할 수 있다. 이러한 광선 수신부(140)는 손가락을 사이에 두고 광선 조사부(130)와 마주하는 위치에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하는 전류/전압 변환기(1010), 상기 변환된 전압의 주파수를 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하는 필터(1020), 포도당을 측정하는 사용자의 조건에 대응되도록 이득 값을 조절하는 조절기(1050), 상기 조절된 이득 값을 상기 필터링된 주파수의 전압에 반영하여 전압을 증폭하는 증폭기(1030), 상기 증폭된 전압 값을 디지털 전압 값으로 변환하는 A/D(Analog to Digital) 변환기, 및 상기 변환된 디지털 전압 값을 이용하여 사용자의 포도당을 측정하도록 설정된 프로세서(1090)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 측정된 포도당을 출력하는 입출력부(1080)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 입출력부(1080)는 포도당 측정 장치(1)의 동작 상태, 동작 결과에 대한 다양한 정보를 표시하고, 사용자의 터치 입력을 수신하는 표시부(1081), 비침습 포도당 측정 장치(1)의 동작 상태, 동작 결과에 대한 사운드를 출력하는 스피커(1082), 사운드를 입력 받는 마이크(1083), 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 발광부(1084) 및 외부 전자 장치와 물리적인 연결(또는 통신 연결)을 제공하는 인터페이스부(1085)를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)(예: 프로세서(1090))는 압력 센서(160)를 통해 손가락(182)의 눌림에 의한 압력을 획득하고, A/D 변환기(1040)에서 변환된 디지털 전압 값에 압력을 반영하여 포도당 측정에 대한 오차율을 보상할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 손가락(182)을 투과한 광선에 기반하여 손가락에 대한 세포 내액(intracellular fluid, ICF) 및 간질액(Interstitial Fluid) 중 적어도 하나의 변화를 식별하고, 상기 세포 내액 및 상기 간질액(Interstitial Fluid) 중 적어도 하나의 변화에 따른 산란도 및 굴절율의 변화를 식별할 수 있다. 또한, 프로세서(1090)는 상기 식별된 굴절율의 변화에 기반하여 상기 광량의 변화를 감지할 수 있다.

이러한 간질액의 농도는 혈액 속의 당 농도와 높은 상관관계를 갖는다. 간질액의 구성 성분은 지방질(lipids)처럼 분자량이 큰 물질을 제외하고 이온, 단백질, 당, 알코올 등 대부분 유사한 특성을 가진다.

만일, 인체에 음식으로 섭취된 포도당은 먼저 혈액으로 흡수되어 신체 내부의 세포까지 전달되어 에너지로 변환되어 사용되게 되는데, 포도당은 세포 전달 시 먼저 모세혈관의 내피를 통하여 간질액으로 이동하게 된다. 이 과정에서 농도 차이에 의한 확산 과정으로 농도가 평형을 이루는데 약 3~12분 정도의 생체 지연시간(lag time)이 발생될 수 있다. 따라서, 음식을 섭취한 후 포도당 측정 시 약 3~12분 정도의 시간이 흐른 후에 측정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는 피부 조직을 통과하는 빛의 산란에 의한 영향을 통하여 혈당을 측정할 수 있다.

삭제

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 통해 포도당을 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 입출력부에 표시된 홈 화면을 나타낸 예시도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치의 입출력부에 표시된 상태 바를 나타낸 예시도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 이용해 포도당을 측정하는 예시도이다. 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 이용해 포도당을 측정한 결과를 나타낸 예시도이다. 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 이용해 포도당을 측정한 시점에 따른 누적 데이터를 나타낸 예시도이다.

이하, 도 11 내지 도 16를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치를 통해 포도당을 측정하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 포도당 측정을 위한 입력을 입출력부(1080)를 통해 감지할 수 있다(S1110). 예를 들면, 프로세서(1090)는 포도당 측정을 위한 다양한 입력을 입출력부(1080)를 통해 감지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 포도당을 측정하는 초기 화면을 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다. 상기 표시부(1081)는 다양한 정보 또는 데이터를 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 터치 입력을 감지하는 터치 감지 센서를 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 프로세서(1090)는 메모리(1060)에 저장된 프로그램(예: 포도당을 측정하는 프로그램)을 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

상기 프로세서(1090)는 포도당을 측정하는 시기에 관한 다양한 아이콘들(예: 기상 아이콘(1211), 조식 전 아이콘 (1219), 중식 전 아이콘 (1213), 석식 전 아이콘 (1214), 취침 전 아이콘 (1215), 조식 후 아이콘 (1216), 중식 후 아이콘 (1217), 석식 후 아이콘 (1218))을 포함하는 화면(1210)을 표시할 수 있다.

예를 들면, 사용자가 아침에 기상한 후, 바로 포도당을 측정하고자 하는 경우, 사용자는 기상 아이콘(1211)을 선택하여 포도당을 측정할 수 있다. 마찬가지로, 사용자가 점심 식사 후, 포도당을 측정하고자 하는 경우, 사용자는 중식 후 아이콘(1217)을 선택하여 포도당을 측정할 수 있다.

프로세서(1090)는 전원이 온(ON)되는 경우, 이러한 다양한 아이콘들을 표시부(1081) 상에 표시할 수 있다.

이러한 각각의 아이콘은 사용자가 포도당을 측정하는 시점을 입력하기 위해 선택된다. 이와 같이, 프로세서(1090)는 사용자에게 직관적인 인터페이스를 제공할 수 있다.

또한, 상기 화면(1210)은 현재 시각(1219), 통신 활성화 정보(예: 블루투스(1220)), 배터리 잔량 정보(1221), 및 환경 설정(1222)에 관한 다양한 정보를 포함할 수 있다.

도 13을 참조하면, 프로세서(1090)는 프로그램(예: 포도당을 측정하는 프로그램)의 상태 바에 대한 화면(1310)을 표시할 수 있다. 예를 들면, 도 12에서 환경 설정(1222)이 선택되면, 프로세서(1090)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 세부적인 설정에 대한 정보를 포함하는 화면(1310)을 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

예를 들면, 상기 화면(1310)은 홈 화면1210)을 표시하는 홈 아이콘(1302), 통신 활성화에 대한 블루투스 아이콘(1303), 배터리 종류(1304) 및 비침습 포도당 측정 장치(10)의 상세한 세부 설정 아이콘(1305)을 포함할 수 있다.

이러한 화면(1310)은 현재 날짜, 홈 화면 이동아이콘, 블루투스 연결 상태, 배터리 충전 상태 및 환경 설정 화면 이동 아이콘을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 도 12의 중식 후 아이콘(1217)이 선택되면, 프로세서(1090)는 도 14에 도시된 바와 같이, 포도당을 측정하는 화면(1410)을 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

도 14를 참조하면, 상기 화면(1410)은 중식 후 포도당을 측정하는 예시로서, 측정 시기를 나타내는 정보(1413), 홈 메뉴(1411), 측정 시작 메뉴(1412), 측정에 관련한 정보를 나타내는 정보(1415) 및 측정 경과율을 나타내는 정보(1416)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 사용자가 포도당을 측정하기 위해 측정 시작 메뉴(1412)를 선택하면, 프로세서(1090)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 포도당 측정 과정을 시작한다.

예를 들면, 상기 화면(1410)은 투과량 정보(예: DC 성분), 온도(예: 32도), 및 압력(예: 2100)의 값과 각각에 대한 그래프(1415)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 광선 조사부(130)를 통해 광원을 조사할 수 있다(S1112). 프로세서(1090)는 상기 화면(1410)에서 측정 시작 메뉴(1412)가 선택됨을 감지하면, 광선 조사부(130)를 동작시켜 광원을 손가락(182)을 향해 출력시킬 수 있다.

예를 들면, 프로세서(1090)는 광선 조사부(130)를 통해 미리 결정된 파장(예: 630nm)의 파장을 갖는 광을 출력시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 손가락(182)을 투과한 광량을 광선 수신부(140)를 통해 획득할 수 있다(S1114). 광을 손가락에 투과시키면, 광선 수신부(140)는 심장의 수축과 팽창에 의한 혈류량의 변화에 따른 신호 값을 획득할 수 있다. 광선 조사부(130)에서 손가락에 빛을 조사하면, 혈액, 뼈, 조직에서 빛의 흡수가 발생되고, 일부 광은 투과하여 광선 수신부(140)에 도달된다.

빛이 손가락에서 흡수되는 정도는 빛이 지나가는 경로에 있는 피부, 조직, 혈액의 영에 비례하며, 심장 박동에 의한 혈류 변화를 제외하고는 변하지 않는 성분이어서 흡수되는 광량 변화에 비례하게 된다. 만일, 혈액 내 포도당이 증가할 경우 굴절률이 감소함에 따라 조직에 침투하는 광선의 오정렬이 감소하게 되고, 결과적으로 적은 양의 빛이 흡수된다.

그리고, 손가락의 조직을 가로지르는 빛의 강도가 커짐에 따라 광혈류 측정 신호(photoplethysmograpy, PPG)의 베이스 성부(예: DC 성분)과 순수한 혈류 변동인 맥동 성분(예: AC 성분)의 진폭에 영향을 받게 되며, 광선 수신부(140)는 진폭의 변화를 검출할 수 있다. 상기 AC 성분은 필터(1020) 및 증폭기(1030)를 거쳐 맥박에 의한 고주파 노이즈가 제거된다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 획득한 광량에 대한 전류를 전압으로 변환할 수 있다(S1116). 프로세서(1090)는 광선 수신부(140)를 통해 출력되는 미세 전류(I_d)를 전류/전압 변환기(1010)(예: 트랜스임피던스 이득 저항(R_f))를 통해 출력 전압(V_out)으로 변환시킨다.

예를 들면, 프로세서(1090)는 전류/전압 변환기(1010)를 통해 미세 전류(I_d)와 트랜스임피던스 이득 저항(R_f)을 곱하여 출력 전압(V_out)을 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 미리 결정된 주파수 대역만 통과되도록 변환된 전압의 주파수를 필터(1020)를 통해 필터링할 수 있다(S1118). 프로세서(1090)는 전류/전압 변환기(1010)를 통해 출력되는 출력 전압(V_out)의 주파수를 필터(1020)를 통해 특정 대역의 주파수만 통과되도록 필터링시킬 수 있다.

포도당을 측정하기 위해 사용되는 주파수 대역은 주로 약 10Hz 이하이다. 프로세서(1090)는 필터(1020)를 통해 출력 전압(V_out)의 주파수에서 미리 결정된 주파수 대역(예: 약 10Hz 이하)을 통과시키고, 나머지 주파수 대역을 필터링시킨다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 포도당 측정을 수행하는 사용자의 조건에 맞도록 전압을 보상할 수 있다(S1120). 프로세서(1090)는 조절기(1050)를 통해 외부 온도와 압력, 피측정자의 손가락 두께, 피부 상태, 피부색, BMI(Body Mass Index) 등 여러 요인에 따른 이득 값을 획득하고, 증폭기(1030)를 통해 획득된 이득 값을 필터(1020)를 통과한 주파수에 반영하여 광량에 따른 전압을 보상할 수 있다.

그리고, 증폭기(1030)를 통해 출력되는 아날로그 값은 아날로그/디지털(Analog to Digital) 변환기(1040)로 전달된다. 예를 들면, 이러한 이득 값은 메모리(1060)에 저장되어 있거나, 또는 저장될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 보상된 전압 값을 A/D 변환기(1040)를 통해 디지털 전압 값으로 변환하여 포도당을 측정할 수 있다(S1122). 프로세서(1090)는 A/D 변환기(1040)를 통해 아날로그 입력 신호를 초당 20 샘플링의 속도로 디지털 전압 값으로 변환시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(예: 프로세서(1090))는 측정된 포도당에 대한 정보를 입출력부(1080)에 표시할 수 있다(S1124). 프로세서(1090)는 사용자의 손가락(182)을 통해 측정한 포도당에 대한 정보를 입출력부(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

도 14를 참조하면, 프로세서(1090)는 투과량 정보(예: DC 성분), 온도, 및 압력을 실시간으로 측정하고, 실시간으로 측정된 결과를 입출력부(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

상기 화면(1410)은 중식 후 포도당을 측정하는 예시로서, 프로세서(1090)는 측정 시기를 나타내는 정보(1413), 홈 메뉴(1411), 측정 시작 메뉴(1412), 측정에 관련한 정보를 나타내는 정보(1415) 및 측정 경과율을 나타내는 정보(1416)를 포함할 수 있다

또는, 프로세서(1090)는 사용자의 손가락(182)을 통해 측정한 포도당에 대한 정보를 입출력부(예: 스피커(1082))를 통해 출력할 수 있다.

도 15를 참조하면, 프로세서(1090)는 미리 결정된 시간 동안 손가락을 통한 포도당 측정 과정이 완료되면, 포도당 측정 값을 포함하는 정보(1511)를 포함하는 화면(1510)을 입출력부(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

예를 들면, 상기 화면(1510)은 측정 정보(예: 측정 시점, 측정 값(1511) 등)를 저장하는 저장 메뉴(1513), 및 측정 정보의 저장을 취소하는 취소 메뉴(1512)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 사용자가 측정 정보를 저장하기 위해 저장 메뉴(1513)를 선택하면, 프로세서(1090)는 측정 정보(예: 측정 시점, 측정 값(1511) 등)를 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

도 16을 참조하면, 프로세서(1090)는 손가락(182)을 통해 측정한 포도당에 대한 누적 데이터를 포함하는 화면(1610)을 입출력부(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

상기 화면(1610)은 측정 시각(1611)(예: 현재 시각)에 대한 정보 및 측정 시점(예: 기상 후, 조식 전, 조식 후, 중식 전, 중식 후, 석식 전, 석식 후, 취침 전 등)에서의 측정 횟수와 측정 시각에 대한 정보(1612)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는 손가락에 광선을 조사하고, 손가락을 투과한 광량을 이용함으로써, 혈액을 채취하지 않고도 고통 없이 포도당을 측정할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부에 대해 설명한다.

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부에서 광선을 조사하는 상태를 나타낸 예시도이다. 도 18의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부를 상면에서 바라본 예시도이다. 도 18의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부의 단면도를 나타낸 예시도이다.

도 17, 도 18의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광선 조사부(130)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 내부 안착부(30)의 일 측(예: 제1 몸체(42))에 위치하며, 상기 내부 안착부(30)에 인입된 손가락을 향하여 광선을 조사할 수 있다. 그리고, 광선 조사부(130)로부터 조사된 광선은 손가락(182)을 투과한 후, 광선 수신부(140)의 검출 영역(1750)에서 광선 수신부(140)에 의해 검출될 수 있다. 예를 들면, 상기 검출 영역(1750)은 직경이 5mm 이내일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 조사부(130)는 광을 출력하는 발광 소자(1710), 상기 발광 소자를 커버하는 커버(1820), 상기 발광 소자가 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 케이스(1740), 상기 커버(1820)의 상면에 배치된 구면 렌즈(1720), 상기 케이스(1740)의 내부에 배치된 비구면 렌즈(1730)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 비구면 렌즈(1730)는 전면과 후면을 모두 볼록하게 비구면 시킨 렌즈이며, 전면의 굴절률과 후면의 굴절률은 서로 다를 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 소자(1710)는 PCB(예: 제2 PCB(152)) 상에 배치되며, PCB(예: 제2 PCB(152))와 전기적으로 연결됨에 기반하여 제어부(150)(예: 프로세서(1090))의 제어 하에 광선을 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 커버(1820)는 발광 소자(1710)를 보호하기 위해 플라스틱으로 몰딩(molding)되어 있다. 예를 들면, 상기 커버(1820)의 내부에는 발광 소자(1710)로부터 광이 비구면 렌즈(1730)로 전달되도록 홀(1812)이 형성되어 있다.

일 실시 예에 따르면, 케이스(1740)는 내부로 광선이 통과되도록 원통형으로 형성되어 있다. 그리고, 케이스(1740)의 내부에는 비구면 렌즈(1730)가 안착 지지되도록 지지부(1801)가 형성되어 있다. 예를 들면, 상기 지지부(1801)는 케이스(1740)의 내주면의 둘레에 걸쳐 형성된다. 그리고, 비구면 렌즈(1730)는 이러한 지지부(1801)의 상면에 배치되어, 상기 케이스(1740)에 고정될 수 있다.

또한, 케이스(1740)의 상면(즉, 비구면 렌즈(1730)의 상부)은 비구면 렌즈(1730)를 통해 평행한 광선이 통과되도록 개구(1810)가 형성되어 있다.

예를 들면, 상기 케이스(1740)는 금속 재질로 제작될 수 있으며, 원통형의 형상일 수 있다. 그리고, 상기 비구면 렌즈(1730)가 안착되는 상기 케이스(1740)의 가로 부분(1801)은 구면 렌즈(1720)로부터 광이 비구면 렌즈(1730)로 전달되도록 홀(1811)이 형성되어 있다.

일 실시 예에 따르면, 구면 렌즈(1720)는 발광 소자(1710)의 상부(예: 커버(1820)의 상면)에 배치되어 발광 소자(1710)로부터 출력되는 광을 비구면 렌즈(1730)로 전달할 수 있다. 예를 들면, 구면 렌즈(1720)는 플라스틱으로 몰딩된 커버(1820)의 상면에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비구면 렌즈(1730)는 구면 렌즈(1720)의 상부에 배치되고, 구면 렌즈(1720)를 통과하는 비평행 광선을 평행 광선으로 변환시켜 출력할 수 있다. 예를 들면, 비구면 렌즈(1730)는 구면 렌즈(1720)를 통과하는 비평행 광선을 평행 입사각으로 변환시킬 수 있는 굴절율을 갖는다.

이를 위해, 비구면 렌즈(1730)는 구면 렌즈(1720)의 상부 방향으로 구면 렌즈(1720)와 일정 거리(1712)만큼 이격된 위치(예: 케이스(1740)의 내부)에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 수신부(140)는 손가락(182)을 사이에 두고 내부 안착부(30)의 타 측(예: 제2 몸체(62))에 위치하며, 상기 광선 조사부(130)에서 조사되어 손가락(182)을 투과한 광선을 수신할 수 있다.

상기 광선 수신부(140)는 광선 조사부(130)에서 조사되어 손가락(182)을 투과한 평행 광선을 검출 영역(1750)에서 검출할 수 있다. 이러한 광선 수신부(140)는 광을 감지하는 포토 다이오드(1760)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는 내부 안착부(30)의 일 측(예: 제1 몸체(42))에 위치하며, 상기 내부 안착부(30)에 인입된 손가락(182)을 향하여 광선을 조사하는 광선 조사부(130), 상기 손가락(182)을 사이에 두고 상기 내부 안착부(30)의 타 측(예: 제2 몸체(62))에 위치하며, 상기 광선 조사부(130)에서 조사되어 상기 손가락(182)을 투과한 광선을 수신하는 광선 수신부(140) 및 상기 수신된 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하고, 상기 필터링된 주파수의 전압을 보상하여 사용자의 포도당을 측정하도록 설정된 제어부(150)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광선 조사부(130)는 평행 광선을 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 광선 조사부(130)는 상기 광선을 출력하는 발광 소자(1710), 상기 발광 소자(1710)의 상부에 배치된 구면 렌즈(1720), 및 상기 구면 렌즈(1720)의 상부에 배치되고, 상기 구면 렌즈(1720)를 통과하는 비평행 광선을 상기 평행 광선으로 출력하는 비구면 렌즈(1730)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 발광 소자(1710)는 상기 비침습 포도당 측정 장치(1)의 하부 케이스(14)에 고정된 PCB(Printed Circuit Board) 상에 장착되어, 상기 제어부(150)의 제어 하에 광선을 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 광선 조사부(130)는 상기 발광 소자(1710)가 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 케이스(1740)를 더 포함하며, 상기 케이스(1740)의 내부에는 상기 비구면 렌즈(1730)를 지지하는 지지부가 형성됨을 특징

일 실시 예에 따르면, 상기 구면 렌즈(1720)는 상기 발광 소자(1710)를 플라스틱으로 몰딩(molding)한 커버(1820)의 상면에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 비구면 렌즈(1730)는 상기 구면 렌즈(1720)의 상부 방향으로 상기 구면 렌즈(1720)와 일정 거리(예: 6mm)만큼 이격된 위치에 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 비구면 렌즈(1730)는 상기 케이스(1740)의 내부에 배치되며, 상기 지지부(1801)에 의해 지지될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 광선 수신부(140)는 상기 광선을 수신하는 포토 다이오드(1760)를 포함할 수 있고, 상기 광선을 출력하는 발광 소자(1710)와 상기 포토 다이오드(1760) 간의 거리는 27mm임을 특징으로 한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 광선 조사부(130)는 상기 비침습 포도당 측정 장치(1)의 하부 케이스(14)에 고정된 PCB (예: 제2 PCB(152))상에 배치되며, 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어부(150)는 상기 손가락(182)을 투과한 광선에 기반하여 상기 손가락(182)에 대한 세포 내액(intracellular fluid, ICF) 및 간질액(Interstitial Fluid) 중 적어도 하나의 변화를 식별하고, 상기 세포 내액 및 상기 간질액(Interstitial Fluid) 중 적어도 하나의 변화에 따른 산란도 및 굴절율의 변화를 식별하고, 상기 식별된 굴절율의 변화에 기반하여 상기 광량의 변화를 감지하도록 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는 광선 조사부(130)가 평행 광선을 출력함으로써, 포도당 측정을 정확하게 측정할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 센서에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 센서는 압력에 대한 민감도가 높아 작은 압력의 변화를 검출할 수 있는 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 타입 압력 센서를 포함할 수 있다.

이러한 MEMS 타입의 압력 센서는 초소형의 고감도 센서로서, 표면 장력, 마찰력, 움직임, 움직임의 방향 등을 감지할 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 압력 센서의 위치를 나타낸 개략도이다.

도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는 광선 조사부(130), 광선 수신부(140), 기판(1910), 압력 센서(160), 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 조사부(130)는 내부 안착부(30)의 일 측에 위치하며, 상기 내부 안착부(30)에 인입된 손가락(182)을 향하여 광선(예: 직진성의 광선)을 조사할 수 있다. 이러한 광선 조사부(130)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 일 측에 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 각각의 광선 조사부(130)는 적어도 하나의 발광 소자(예: LED)가 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 수신부(140)는 손가락(182)을 사이에 두고 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 타 측에 위치하며, 상기 광선 조사부(130)에서 조사되어 손가락(182)을 투과한 광선(예: 직진성의 광선)을 수신할 수 있다. 이러한 광선 수신부(140)는 내부 안착부(30)의 타 측에 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 각각의 광선 수신부(140)는 적어도 하나의 포토 다이오드(photodiode)가 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 기판(1910)은 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 하면에 부착될 수 있다. 기판(1910)(예: PCB)은 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 하면에 부착되어 손가락(182)의 압력에 의해 휘어지는 재질로 제작될 수 있다.

이러한 기판(1910)는 손가락(182)이 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))를 가압하는 경우, 손가락(182)에 의한 압력을 기판(1910)의 하부에 배치된 압력 센서(160)로 전달할 수 있다. 압력 센서(160)는 기판(1910)을 통해 전달되는 손가락(182)에 의한 압력을 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))와 기판(1910) 사이에는 접착 테이프(1920)가 배치되고, 접착 테이프(1920)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))와 기판(1910)을 접착시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 압력 센서(160)는 기판(1910)의 하부에 배치되어 기판(1910)의 눌림에 의한 압력을 측정할 수 있다. 또는, 압력 센서(160)는 기판(1910)(예: PCB)의 휘어짐을 인식하여 압력을 측정할 수 있다. 그리고, 압력 센서(160)는 상기 기판(1910)의 휘어짐의 정도를 광선 조사부(130)가 배치된 제2 PCB(152)로 전달할 수 있다.

그리고, 압력 센서(160)와 기판(1910)은 도선(1931, 1932)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 압력 센서(160)에 의해 측정된 압력 값은 도선(1931, 1932)을 통해 PCB(예: 제2 PCB(152))의 제어부(150)(예: 프로세서(1090))로 전달된다.

예를 들면, 내부 안착부(30)의 제2 케이스(60)는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 또는 플라스틱(ABS)로 제작될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제어부(150)(예: 프로세서(1090))는 상기 광선 수신부(140)를 통해 수신된 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하고, 상기 필터링된 주파수의 전압을 보상하여 사용자에 대한(예: 손가락(182)에 대한) 포도당을 측정할 수 있다.

또한, 제어부(150)(예: 프로세서(1090))는 압력 센서(160)를 통해 획득한 압력을 포도당 측정에 반영하여 사용자의 포도당을 보정할 수 있다.

도 20의 (a)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 제2 케이스의 상부를 나타낸 예시도이다. 도 20의 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 압력 측정부가 장착된 제2 케이스의 하부를 나타낸 예시도이다. 도 20의 (c)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치에서 적어도 하나의 압력 측정부를 나타낸 예시도이다.

도 20의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는 광선 조사부(130), 광선 수신부(140), 압력 측정부(230), 스위치 부재(2110), 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 조사부(130)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 일 측에 위치하며, 상기 내부 안착부(30)의 공간(2040)에 인입된 손가락(182)을 향하여 광선(예: 직진성의 광선)을 조사할 수 있다. 이러한 광선 조사부(130)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 일 측에 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 각각의 광선 조사부(130)는 적어도 하나의 발광 소자(예: LED)가 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 광선 수신부(140)는 손가락(182)을 사이에 두고 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 타 측에 위치하며, 상기 광선 조사부(130)에서 조사되어 손가락(182)을 투과한 광선(예: 직진성의 광선)을 수신할 수 있다. 이러한 광선 수신부(140)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 타 측에 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 각각의 광선 수신부(140)는 적어도 하나의 포토 다이오드(photodiode)가 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 압력 측정부(2030)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 일 측에 형성된 홀에 삽입되는 적어도 하나의 버튼(2011, 2012) 및 손가락(182)에 의한 상기 버튼(2011, 2012)의 눌림에 의한 압력을 측정하는 압력 센서(2031, 2032)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 압력 측정부(2030)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 하부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 하부에는 복수(예: 2개)의 압력 측정부(2030a, 2030b)가 배치될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 압력 측정부(2030)(예: 제1 압력 측정부(2030a))는 제1 버튼(2011), 제1 기판(2021), 제1 압력 센서(2031) 및 제1 케이블(2041)을 포함할 수 있다. 제1 버튼(2011)은 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 일 측에 형성된 홀에 삽입된다. 제1 기판(2021)은 제1 버튼(2011)의 하방 눌림에 의해 하방으로 휘어진다. 그리고, 제1 압력 센서(2031)는 제1 기판(2021)의 휘어짐 정도에 기반한 압력을 측정하고, 측정된 압력에 대한 정보를 제1 케이블(2041)을 통해 제어부(150)(예: 프로세서(1090))로 전달한다.

마찬가지로, 압력 측정부(2030)(예: 제2 압력 측정부(2030b))는 제2 버튼(2012), 제2 기판(2022), 제2 압력 센서(2032) 및 제2 케이블(2042)을 포함할 수 있다. 제2 버튼(2012)은 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 일 측에 형성된 홀에 삽입된다. 제2 기판(2022)은 제2 버튼(2012)의 하방 눌림에 의해 하방으로 휘어진다. 그리고, 제2 압력 센서(2032)는 제2 기판(2022)의 휘어짐 정도에 기반한 압력을 측정하고, 측정된 압력에 대한 정보를 제2 케이블(2042)을 통해 제어부(150)(예: 프로세서(1090))로 전달한다.

그리고, 제어부(150)(예: 프로세서(1090))는 제1 압력 센서(2031) 또는 제2 압력 센서(2032)에 의해 측정된 압력을 반영하여 사용자의 포도당을 보정할 수 있다.

또는, 제어부(150)(예: 프로세서(1090))는 제1 압력 센서(2031)와 제2 압력 센서(2032)의 각각에 의해 측정된 압력의 평균을 계산하고, 계산된 평균 압력을 반영하여 사용자의 포도당을 보정할 수도 있다.

예를 들면, 제1 압력 측정부(2030a)와 제2 압력 측정부(2030b)는 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 하부에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.

이러한 제1 압력 센서(2031) 및 제2 압력 센서(2032)는 제1 기판(2021)과 제2 기판(2022)의 휘어짐에 의한 압력을 각각 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 비침습 포도당 측정 장치(1)는 기판(2021, 2022) 및 기판(2021, 2022)의 휘어짐 정도를 감지하는 압력 센서(2031, 2032)를 포함하는 적어도 하나의 압력 측정부(2030a, 2030b)를 내부 안착부(30)(예: 제2 케이스(60))의 하부의 이격된 위치에 배치하여 손가락(182)에 의한 압력을 측정한 후, 측정 결과를 사용자의 포도당을 보정하는데 반영함으로써, 정확한 포도당을 측정할 수 있다.

도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 보정하는 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 도 21을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 보정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 포도당 측정을 보정하기 위한 입력이 감지되는지 식별할 수 있다(S2110). 비침습 포도당 측정 장치(1)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 사용자가 입력하는 포도당 보정을 위한 입력을 감지할 수 있다.

예를 들면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 포도당 보정을 위한 입력을 수신하는 화면을 표시할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 손가락에 의한 압력을 측정할 수 있다(S2112). 비침습 포도당 측정 장치(1)는 포도당 보정을 위한 입력이 감지되면 압력 센서(160)를 통해 손가락에 의해 눌려지는 압력을 측정할 수 있다. 예를 들면, 압력 센서(160)는 2초 내지 3초 동안의 하중 5g 내지 4kg의 압력을 측정할 수 있다.

포도당 측정 시, 압력의 변화에 의해 손가락이 미세하게 수축되거나 확장될 수 있다. 이러한 수축 또는 확장에 따라 혈류량과 혈관의 탄력성 등이 변하면서 광선 수신부(140)에 의해 수신되는 광량은 증가할 수 있다. 본 발명의 비침습 포도당 측정 장치(1)는 이러한 수신되는 광량의 변화를 반영하기 위해 압력 센서(160)를 통해 손가락에 의해 눌려지는 압력을 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 측정된 압력이 유효 범위 이내인지 판단할 수 있다. 이러한 유효 범위는 복수의 압력 측정으로 인해 계산된 평균 압력에 기반하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 유효 범위는 평균 압력의 -20% 내지 +20% 범위(또는 -10% 내지 +10% 범위)일 수 있으며, 이러한 유효 범위는 누르는 힘이 다른 사용자마다 다를 수 있다.

이와 같이, 포도당 측정 도중에 손가락의 눌림에 의해 손가락의 두께는 변화될 수 있고, 손가락을 투과하는 광선의 광 경로(optical path)의 길이는 줄어들 수 있다. 이 경우, 광 경로의 감소에 의해 투과되는 빛의 양이 많아지게 되고, A/D 변환기(1040)에 의해 변환된 디지털 전압이 증가하게 되어, 결국, 포도당 수치가 실제보다 높아질 수 있다.

본 발명의 비침습 포도당 측정 장치(1)는 이러한 압력에 의한 측정 값의 변화를 반영하기 위해 압력 센서(160)를 통해 손가락에 의해 눌려지는 압력을 측정할 수 있다.

예를 들면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 측정된 압력의 변화량이 20% 이내인 경우를 측정 성공으로 간주하고, 20%를 초과하는 경우 측정 실패로 간주할 수 있다. 이를 위해, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 측정된 압력이 임계 범위에 해당되는지(즉, 평균 압력의 -20% 내지 +20%에 해당되는지)를 판단할 수 있다. 그리고, 측정된 압력 값은 표시부(1081)를 통해 실시간으로 표시될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 측정된 압력을 사용자의 포도당 측정에 대한 보정에 적용할 수 있다. 비침습 포도당 측정 장치(1)는 측정된 압력이 유효 범위(예: 평균 압력의 -20% 내지 +20%) 이내이면, 상기 측정된 압력이 유효한 값인 것으로 판단하여 상기 디지털 전압에 반영할 수 있다.

또는, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 상기 측정된 압력이 유효 범위(예: 평균 압력의 -20% 내지 +20%) 이내가 아니면, 표시부(1081)를 통해 안내 정보를 표시하거나, 또는 스피커(1082)를 통해 경고음을 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 상기 측정된 압력이 유효 범위 이내인 상태에서, 상기 측정된 압력이 클수록 상기 디지털 전압에 낮은 제1 가중치를 곱하여 상기 1차 보정을 수행할 수 있다.

또는, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 상기 측정된 압력이 유효 범위 이내인 상태에서, 상기 측정된 압력이 작을수록 상기 디지털 전압에 상기 제1 가중치 보다 높은 제2 가중치를 곱하여 상기 1차 보정을 수행할 수 있다.

예를 들면, 상기 가중치는 손가락에 의한 압력에 의해 광선 수신부(140)에 의해 수신되는 광량의 변화량을 조절하기 위한 값이다. 이러한 가중치는 사용자의 조건(예: 손가락 굵기, 손가락 압력 등)에 따라 서로 다를 수 있다. 그리고, 손가락에 의한 압력이 높을수록 손가락을 투과하는 경로가 짧아지기 때문에 광선 수신부(140)에 의해 수신되는 광량은 증가하게 된다. 이를 방지하기 위해, 가중치는 손가락에 의한 압력이 높을수록 작은 값으로 설정되고, 손가락에 의한 압력이 낮을수록 큰 값으로 설정된다.

그리고, 이러한 가중치는 조절기(1050)에 의해 조절될 수 있고, 증폭기(1030)로부터 출력된 전압(예: 아날로그 전압)에 곱해진다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 광선 수신부(140)를 통해 획득된 광량을 이용하여 게인을 조절할 수 있다(S2114). 비침습 포도당 측정 장치(1)는 포도당 보정을 위한 입력이 감지되면, 광선 조사부(130)를 동작시켜 광원을 손가락(182)을 향해 출력시키고, 손가락(182)을 투과한 광량을 광선 수신부(140)를 통해 획득할 수 있다.

그리고, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 획득한 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 변환된 전압의 주파수를 필터링하여 증폭한 후, 증폭된 전압(예: 아날로그 전압)을 디지털 전압으로 변환하여 게인을 피측정자의 손가락 두께, 피부 상태, 피부색, BMI(Body Mass Index) 등 여러 요인에 기반하여 조절할 수 있다.

예를 들면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 변환된 디지털 전압이 유효 범위(예: 400mV 내지 800mV) 이내가 되도록 조절기(1050)를 통해 이득을 조절할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 침습 방식 및 비침습 방식의 각각의 미리 결정된 횟수로 포도당을 측정할 수 있다(S2116). 비침습 포도당 측정 장치(1)는 광선 수신부(140)을 통해 수신된 광선의 광량에 기반하여 변환된 디지털 전압이 유효 범위 이내이면, 침습 및 비침습의 각각의 방식으로 측정된 포도당의 값을 획득할 수 있다.

예를 들면, 광선 수신부(140)을 통해 수신된 광선의 광량에 기반하여 변환된 디지털 전압이 유효 범위 이내인 상태에서, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 침습 방식에 의한 포도당 측정을 4회 수행하여 획득한 포도당 수치를 획득할 수 있다. 이러한 침습 방식은 채혈을 통해 포도당을 측정하는 방식으로서, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 사용자가 침습 방식에 의해 획득한 포도당 수치를 사용자로부터 획득할 수 있다.

또한, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 비침습 방식에 의한 포도당 측정을 10회 수행하여 획득한 포도당 수치를 획득할 수 있다. 이러한 비침습 방식은 사용자가 비침습 포도당 측정 장치(1)를 이용하여 포도당을 측정하는 방식이며, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 사용자의 손가락을 비침습 방식을 통해 포도당 수치를 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 압력 및 침습 방식에 의한 실제 포도당을 이용하여 포도당을 보정할 수 있다(S2118). 비침습 포도당 측정 장치(1)는 상기 압력 센서(160)에 의해 측정된 압력을 상기 과정(S2116)에서 비침습 방식에 의해 측정한 포도당에 반영하여 디지털 전압을 1차 보정할 수 있다. 즉, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 압력에 따라 변화되는 디지털 전압의 추세를 1차로 분석하여 비침습 방식에 의해 측정한 포도당을 보정(예: 1차 보정)할 수 있다.

또한, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 1차 보정된 포도당을 침습 방식에 의한 실제로 획득한 포도당에 매칭하여 포도당을 2차 보정할 수 있다.

이와 같이, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 압력 센서(160)에 의해 측정된 압력을 비침습 방식에 의한 포도당 값(예: 제2 포도당 값)에 반영하여 디지털 전압을 1차로 보정하고, 상기 1차 보정된 디지털 전압을 침습 방식에 기반한 포도당 값에 매칭하여 2차 보정함으로써, 사용자에 대한 포도당 보정을 수행할 수 있다.

또한, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 상기 1차 보정된 디지털 전압을 침습 방식에 기반한 포도당 값에 매칭하여 2차 보정하여 사용자에 맞춤화된 알고리즘(예: 사용자의 조건에 맞는 수학식)을 생성하여 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 보정하는 과정을 나타낸 순서도이다. 도 23의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)의 환경 설정을 나타낸 화면이다. 도 23의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 혈당의 보정 여부를 문의하는 화면이다. 도 24의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정을 수행하는 시각에 관한 화면이다. 도 24의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 결과를 나타낸 화면이다. 도 25의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 침습 포도당 측정을 안내하는 화면이다. 도 25의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 침습 포도당 방식에 의해 측정된 포도당 수치를 표시한 화면이다. 도 25의 (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 보정의 진행 여부를 문의하는 화면이다.

이하, 도 22 내지 도 25의 (c)를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력을 반영하여 포도당을 보정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 포도당 측정을 보정하기 위한 입력이 감지되는지 식별할 수 있다(S2210). 프로세서(1090)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 사용자가 입력하는 포도당 보정을 위한 입력을 감지할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 포도당 보정을 위한 입력을 수신하는 화면을 표시할 수 있다.

도 23의 (a) 및 (b)를 참조하면, 프로세서(1090)는 비침습 포도당 측정 장치(1)의 환경 설정을 나타낸 화면(2310)을 표시할 수 있다.

예를 들면, 프로세서(1090)는 도 12의 화면(1210)에서 환경 설정(1222)이 선택되면, 환경 설정(1222)에 관한 다양한 기능을 의미하는 메뉴를 포함하는 화면(2310)을 표시부(1081) 상에 표시할 수 있다. 상기 화면(2310)은 혈당 보정(2311), 날자 시간(2312), 화면 전환(2313), 혈당 기록(2314), 음량(2315) 및 대기 모드(2316) 등 다양한 메뉴에 관한 아이콘을 포함할 수 있다.

예를 들면, 사용자가 상기 화면(2310)에서 혈당 보정(2311)을 선택하면, 프로세서(1090)는 혈당의 보정 여부를 문의하는 화면(2320)을 표시부(1081) 상에 표시할 수 있다. 상기 화면(2320)은 혈당 보정을 진행하는 입력을 수신하는 확인(2321)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 광선 조사부(130)를 통해 광선을 조사할 수 있다(S2212). 프로세서(1090)는 포도당 측정을 보정하기 위한 입력이 감지되면, 광선 조사부(130)를 동작시켜 미리 결정된 파장(예: 630nm)의 파장을 갖는 광원을 손가락(182)을 향해 출력시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 내부 안착부의 일 측(예: 제2 PCB(152))에 배치된 압력 센서(160)를 통해 손가락에 의한 압력을 측정할 수 있다(S2214).

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 미리 결정된 시간(예: 1초) 동안 압력을 미리 결정된 횟수(예: 1회)로 측정하고, 측정된 값이 유효 범위 이내(즉, 평균 압력의 -20% 내지 +20% 이내)인지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 측정된 값이 유효 범위 이내(즉, 평균 압력의 -20% 내지 +20% 이내)이면, 프로세서(1090)는 측정된 압력 값을 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

예를 들면, 프로세서(1090)는 손가락(182)을 투과한 광량에 기반하여 손가락(182)에 의한 압력의 변화를 추정할 수 있다. 또한, 프로세서(1090)는 사용자가 압력 측정 중임을 알 수 있도록 안내 정보를 표시부(1081)에 표시할 수 있다.

예를 들면, 측정된 값이 유효 범위 이내(즉, 평균 압력의 -20% 내지 +20% 이내)가 아니면, 프로세서(1090)는 정확한 압력을 측정하도록 유도하는 안내 정보를 표시부(1081)에 표시할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 손가락을 투과한 광량을 디지털 전압으로 변환할 수 있다(S2216). 프로세서(1090)는 손가락(182)을 투과한 광량을 광선 수신부(140)를 통해 획득하고, 획득한 광량에 대한 전류를 전압으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 광선 수신부(140)를 통해 출력되는 미세 전류(I_d)를 전류/전압 변환기(1010)(예: 트랜스임피던스 이득 저항(R_f))를 통해 출력 전압(V_out)으로 변환시킬 수 있다.

그리고, 프로세서(1090)는 미리 결정된 주파수 대역만 통과되도록 변환된 전압의 주파수를 필터(1020)를 통해 필터링시킬 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 필터(1020)를 통해 출력 전압(V_out)의 주파수에서 미리 결정된 주파수 대역(예: 약 10Hz 이하)을 통과시키고, 나머지 주파수 대역을 필터링시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 변환된 디지털 전압이 유효한지 식별할 수 있다(S2218). 상기 식별된 광량에 기반하여 변환된 디지털 전압이 유효 범위 이내인지 또는 유효 범위 이내가 아닌지를 식별할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내인 경우 디지털 전압이 유효 범위 이내인 것으로 판단하고, 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내가 아닌 경우 디지털 전압이 유효 범위 이내가 아닌 것으로 판단할 수 있다. 예를 들면, 이러한 유효 범위는 가변적으로 조절 가능하다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 변환된 디지털 전압이 유효하지 않으면 게인을 조절할 수 있다(S2220). 비침습 방식에 기반하여 포도당을 측정하는 경우, 사용자의 조건(예: 피부 온도, 손가락의 압력, 손가락의 두께, 피부 상태, 피부 색, BMI(Body Mass Index)에 따라 포도당 수치는 침습 방식에 기반하여 측정한 포도당 수치와 다를 수 있다.

이러한 침습 방식과 비침습 방식 간의 측정 오차를 줄이기 위해(또는 오차를 없애기 위해), 프로세서(1090)는 디지털 전압이 유효 범위 이내에 존재하도록 게인을 조절할 수 있다.

예를 들면, 프로세서(1090)는 광원을 조사하여 손가락을 투과한 광량에 기반하여 디지털 전압이 유효 범위 이내인지를 판단하여 게인을 조절하는 과정을 1회 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 침습 방식 및 비침습 방식의 각각에 대해 미리 결정된 횟수로 측정된 포도당이 획득되는지 식별할 수 있다(S2222). 프로세서(1090)는 침습 방식에 의해 4회 측정한 포도당 수치를 입력 받을 수 있다. 또한, 프로세서(1090)는 10회의 비침습 방식으로 포도당 수치를 측정할 수 있다. 상술한 침습 방식의 4회 및 비침습 방식의 10회는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 침습 방식에 의한 포도당 수치를 적어도 1회 입력 받을 수 있고, 또한 비침습 방식에 의한 포도당 수치를 적어도 1회 측정할 수 있다.

예를 들면, 상기 침습 방식의 4회는 식전 1회 및 식후 3회이고, 상기 비침습 방식의 10회는 식전 4회 및 식후 6회이다. 그리고, 상기 비침습 방식에 의한 포도당 측정은 상기 침습 방식에 의한 포도당 측정 이후 미리 결정된 시간(예: 15분 내지 20분) 이후에 수행된 측정일 수 있다. 상술한 침습 방식의 식전 1회 및 식후 3회와, 비침습 방식의 식전 4회 및 식후 6회는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 다양한 시간 또는 조건에 따라 침습 방식 및 비침습 방식에 의한 포도당 수치를 측정할 수 있다.

침습 방식과 비침습 방식에 의한 포도당 측정 순서 및 시간은 아래와 같다.

예를 들면, 게인이 조절된 이후, 사용자는 공복 시에 침습 방식과 비침습 방식 각각으로 포도당을 측정(침습: 1회, 비침습: 1회)한다. 사용자가 비침습 방식에 의한 포도당을 측정한 이후, 15분 단위로 비침습 방식으로 포도당을 3회 측정(총 4회)한다. 따라서, 사용자는 공복 시에 침습 방식에 의한 1회 및 비침습 방식에 의한 4회로 포도당을 측정할 수 있다.

이후, 사용자는 식사 후, 침습 방식과 비침습 방식 각각으로 포도당을 측정(침습: 1회, 비침습: 1회)한다. 사용자가 비침습 방식에 의한 포도당을 측정한 이후, 15분 단위로 비침습 방식으로 포도당을 5회 측정(총 6회)한다. 그리고, 사용자는 침습 방식에 의한 포도당을 측정한 이후, 30분 단위로 비침습 방식으로 포도당을 2회 측정(총 3회)한다. 따라서, 사용자는 식 후에 침습 방식에 의한 3회 및 비침습 방식에 의한 6회로 포도당을 측정할 수 있다.

이와 같이, 보정을 위한 포도당 측정은 8시간 공복 상태에서 4회, 식사를 한 후에 시간을 두고 6회를 실시한다.

이와 같이, 본 발명의 비침습 포도당 측정 장치(1)는 간질액 내의 혈당을 주 대상으로 하여 포도당을 비침습 방식으로 측정하고, 채혈을 통한 침습 방식은 혈액 내의 혈당을 측정한다. 채혈을 통한 침습 방식으로 포도당을 측정한 이후, 미리 결정된 시간(예: 15분 내지 20분) 이후에 비침습 방식으로 포도당을 측정하는 이유는 혈액 내의 혈당이 간질액으로 전달되는 시간이 약 15분 내지 20분이기 때문이다.

도 24의 (a) 및 (b)를 참조하면, 프로세서(1090)는 비침습 방식에 의한 포도당을 측정하는 조건을 입력 받는 화면(2410)을 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))에 표시할 수 있다.

상기 화면(2410)은 공복 시(2411), 식후 1시간(2412), 식후 1시간 30분(2413), 식후 2시간(2414)에 대한 메뉴를 포함할 수 있다.

이러한 측정 조건에 기반하여 포도당이 측정되면, 프로세서(1090)는 각각의 조건에 다른 포도당 수치를 포함하는 화면을 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))에 표시할 수 있다.

상술한 바와 같이, 사용자가 측정 조건에 기반하여 포도당 측정을 수행함으로써, 프로세서(1090)는 각각의 측정 조건에 따른 포도당 수치를 획득한 후, 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

도 25의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 프로세서(1090)는 채혈을 통해 측정한 포도당 수치를 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 획득할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 채혈을 통해 측정한 4회 포도당 수치를 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 입력할 수 있다.

예를 들면, 사용자는 채혈을 통해 측정한 포도당 수치를 입력하기 위해, 화면(2510)의 다음(2511)을 터치한 후, 입력 화면(2520) 상에 측정된 포도당 수치(2521)를 입력할 수 있다. 이후, 저장(2522)이 선택되면, 프로세서(1090)는 혈당 보정에 대한 안내 화면(2530)을 표시한다. 그리고, 사용자가 확인(2531)을 선택하면, 프로세서(1090)는 침습 방식에 의해 측정된 포도당 수치를 반영하여 혈당 보정을 수행한다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 압력에 기반한 디지털 전압의 추세를 1차 분석하여 포도당을 1차 보정할 수 있다(S2224). 프로세서(1090)는 상기 과정(S2214)에서 측정한 압력을 상기 과정(S2222)에서 비침습 방식으로 10회 측정한 포도당 수치의 평균(또는 적어도 1회 측정한 포도당 수치, 또는 평균)에 반영하여 디지털 전압의 추세를 분석하는 1차 보정을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 비침습 포도당 측정 장치(1)는 압력을 반영하여 포도당을 보정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 침습 방식에 의한 포도당의 추세를 2차 분석하여 1차 보정된 포도당을 2차 보정할 수 있다(S2226). 프로세서(1090)는 압력에 기반한 디지털 전압의 추세를 1차 분석하여 포도당을 1차 보정한 이후, 침습 방식에 의한 포도당의 추세를 2차 분석하여 1차 보정된 포도당을 추가로 2차 보정할 수 있다.

이러한 2차 보정은 1차로 보정된 포도당을 상기 과정(S2222)에서 실제로 채혈을 통해 획득한 포도당 수치에 매핑하는 것을 말한다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 2차 보정된 포도당에 기반한 알고리즘을 생성하여 저장할 수 있다(S2228). 프로세서(1090)는 1차로 보정된 포도당 수치가 상기 과정(S2222)에서 실제로 채혈을 통해 획득한 포도당 수치에 매핑되도록 하는 알고리즘을 생성하여 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비침습 포도당 측정 장치(1)는 압력을 반영하여 포도당을 보정함으로써, 비침습 방식을 이용하여 포도당을 측정하는 경우에도 침습 방식에 의해 측정되는 포도당 수치에 근접하거나 또는 동일한 포도당 수치를 획득할 수 있다.

도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치가 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 도 26을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치가 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 포도당 측정을 위한 입력이 감지되는지 식별할 수 있다(S2610). 프로세서(1090)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 사용자가 입력하는 포도당을 측정하기 위한 입력을 감지할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 포도당 측정을 위한 입력을 수신하는 화면을 표시할 수 있다.

도 12 및 도 14를 참조하면, 프로세서(1090)는 포도당을 측정하는 시기에 관한 다양한 아이콘들(예: 기상 아이콘(1211), 조식 전 아이콘 (1219), 중식 전 아이콘 (1213), 석식 전 아이콘 (1214), 취침 전 아이콘 (1215), 조식 후 아이콘 (1216), 중식 후 아이콘 (1217), 석식 후 아이콘 (1218))을 포함하는 화면(1210)을 표시할 수 있다.

그리고, 사용자가 포도당을 측정하는 시기에 해당되는 아이콘을 선택하면, 프로세서(1090)는 선택된 아이콘에 기반하여 포도당을 측정하는 시기를 인식할 수 있다.

예를 들면, 사용자가 중식 후 아이콘(1217)을 선택하면, 프로세서(1090)는 포도당을 측정하는 시점이 중식 후인 것으로 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 광원을 조사하고, 손가락을 투과한 광량을 디지털 전압으로 변환할 수 있다(S2612). 프로세서(1090)는 포도당 측정을 보정하기 위한 입력이 감지되면, 광선 조사부(130)를 동작시켜 미리 결정된 파장(예: 630nm)을 갖는 광원을 손가락(182)을 향해 출력시킬 수 있다.

그리고, 프로세서(1090)는 손가락(182)을 투과한 광량을 획득한 후, 획득한 광량의 전류를 전압으로 변환할 수 있다. 프로세서(1090)는 광선 수신부(140)를 통해 출력되는 미세 전류(I_d)를 전류/전압 변환기(1010)를 통해 출력 전압(V_out)으로 변환시킬 수 있다.

그리고, 프로세서(1090)는 변환된 전압의 주파수를 필터(1020)를 통해 미리 결정된 주파수 대역만 통과시킬 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 필터(1020)를 통해 출력 전압(V_out)의 주파수에서 미리 결정된 주파수 대역(예: 약 10Hz 이하)을 통과시키고, 나머지 주파수 대역을 필터링시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 압력 센서를 통해 손가락에 의한 압력을 측정할 수 있다(S2614). 프로세서(1090)는 손가락(182)에 의해 PCB(예: 제2 PCB(152))의 휘어짐을 압력 센서(160)를 통해 측정할 수 있다. 손가락(182)이 내부 안착부(30)에 안착되면, 손가락(182)은 내부 안착부(30)의 표면에 접촉하게 되어 PCB(예: 제2 PCB(152))에 압력을 가하게 되는데, 압력 센서(160)는 이러한 압력에 의해 휘어지는 PCB(예: 제2 PCB(152))의 휘어짐 정도를 측정할 수 있다. 그리고, 압력 센서(160)는 측정된 압력 값을 제어부(150)로 전달할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 변환된 디지털 전압이 유효한지 판단할 수 있다(S2616). 프로세서(1090)는 상기 과정(S2612)에서 변환된 디지털 전압이 유효 범위 이내인지 또는 유효 범위 이내가 아닌지를 식별할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내인 경우 디지털 전압이 유효 범위 이내인 것으로 판단할 수 있다.

그러나, 프로세서(1090)는 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내가 아닌 경우 디지털 전압이 유효 범위 이내가 아닌 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 이러한 유효 범위는 가변적으로 조절 가능할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 변환된 디지털 전압이 유효하지 않은 것으로 판단되면, 재측정을 알리는 알림을 출력할 수 있다(S2622). 상기 과정(S2616)에서 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내가 아닌 경우, 프로세서(1090)는 포도당 재측정을 알리는 알림을 입출력부(1080)를 통해 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 평균 압력 값을 메모리(1060)로부터 획득할 수 있다(S2618). 프로세서(1090)는 사용자가 포도당 보정 또는 포도당 측정시 측정한 압력 값을 메모리(1060)에 저장할 수 있다. 또한, 프로세서(1090)는 측정한 압력 값의 평균 압력 값을 계산하여 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

예를 들면, 메모리(1060)는 한 명의 사용자의 평균 압력 값을 저장하거나, 또는 사용자 별로 계산된 평균 압력 값을 저장할 수 있다.

만일, 포도당 측정 장치(1)를 사용하는 사용자가 복수일 경우, 사용자는 상기 과정(S2610)에서 자신의 식별자(예: 이름, ID 등)를 미리 입력한 후, 포도당 측정을 위한 명령을 입력할 수 있다. 이 경우, 프로세서(1090)는 사용자의 식별자(예: 이름, ID 등)에 기반하여, 사용자를 식별하여 평균 압력 값을 획득할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 측정된 압력이 평균 압력의 일정 범위 내에 존재하는지 식별할 수 있다(S2620). 프로세서(1090)는 측정된 압력이 평균 압력(예: 도 21의 과정(S2112)에서 보정을 위해 측정한 압력의 평균 값) 대비 일정 범위(예: ±20%) 이내이면, 측정된 압력이 평균 압력의 일정 범위 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

또는, 프로세서(1090)는 측정된 압력이 평균 압력(예: 포도당 측정을 위해 측정한 압력의 평균 값) 대비 일정 범위(예: ±20%) 이내이면, 측정된 압력이 평균 압력의 일정 범위 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

만일, 프로세서(1090)는 측정된 압력이 평균 압력 대비 일정 범위(예: ±20%) 이내가 아니면, 측정된 압력이 평균 압력의 일정 범위 내에 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(1090)는 재측정을 알리는 알림을 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 상기 측정된 압력과 상기 디지털 전압에 기반하여 포도당을 측정할 수 있다(S2624). 프로세서(1090)는 측정된 압력이 평균 압력의 일정 범위 내에 존재하면, 광선 수신부(140)를 통해 수신된 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링한다. 그리고, 프로세서(1090)는 상기 필터링된 주파수의 전압을 보상하여 사용자에 대한 포도당을 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 측정된 포도당을 표시 및 저장할 수 있다(S2626). 프로세서(1090)는 사용자의 손가락(182)을 통해 측정한 포도당에 대한 정보를 입출력부(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다. 또한, 프로세서(1090)는 사용자의 손가락(182)을 통해 측정한 포도당 값을 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

도 15를 참조하면, 프로세서(1090)는 포도당을 측정하는 시기(예: 중식 후)에 손가락을 통한 포도당 측정 과정이 완료되면, 포도당 측정 값을 포함하는 정보(1511)를 포함하는 화면(1510)을 입출력부(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다.

도 27은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치가 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 도 27을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비침습 포도당 측정 장치가 압력을 반영하여 포도당을 측정하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 포도당 측정을 위한 입력이 감지되는지 식별할 수 있다(S2710). 프로세서(1090)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 사용자가 입력하는 포도당을 측정하기 위한 입력을 감지할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 입출력부(1080)(예: 표시부(1081))를 통해 포도당 측정을 위한 입력을 수신하는 화면을 표시할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 압력 센서 및 광선 조사부를 활성화할 수 있다(S2712). 프로세서(1090)는 포도당 측정을 위한 입력이 감지되면, 압력 센서 및 광선 조사부를 활성화할 수 있다. 또는, 프로세서(1090)는 내부 안착부(30)에 손가락이 인입되면, 화면(1210)을 표시하거나, 또는 온도 센서 및 광선 조사부를 활성화할 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 제1 시간이 초과되는지 식별할 수 있다(S2714). 프로세서(1090)는 압력 센서 및 광선 조사부가 활성화된 후, 제1 시간(예: 50ms)이 초과되는지 식별할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 광원을 조사하고, 손가락을 투과한 광량을 디지털 전압으로 변환할 수 있다(S2716). 프로세서(1090)는 제1 시간(예: 50ms)이 초과되면, 광선 조사부(130)를 동작시켜 미리 결정된 파장(예: 630nm)을 갖는 광원을 손가락(182)을 향해 출력시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 제2 시간이 초과되는지 식별할 수 있다(S2718). 프로세서(1090)는 상기 과정(S2716)에서 필터링 과정 이후, 제2 시간(1000ms)이 초과되는지 식별할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 압력 센서를 통해 손가락에 의한 압력을 측정할 수 있다(S2720). 프로세서(1090)는 손가락(182)에 의해 PCB(예: 제2 PCB(152))의 휘어짐을 압력 센서(160)를 통해 측정할 수 있다. 손가락(182)이 내부 안착부(30)에 안착되면, 손가락(182)은 내부 안착부(30)의 표면에 접촉하게 되어 PCB(예: 제2 PCB(152))에 압력을 가하게 되는데, 압력 센서(160)는 이러한 압력에 의해 휘어지는 PCB(예: 제2 PCB(152))의 휘어짐 정도를 측정할 수 있다. 그리고, 압력 센서(160)는 측정된 압력 값을 제어부(150)로 전달할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 디지털 전압과 압력이 유효한지 식별할 수 있다(S2722). 프로세서(1090)는 변환된 디지털 전압이 유효 범위 이내인지 또는 유효 범위 이내가 아닌지를 식별할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1090)는 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내인 경우 디지털 전압이 유효 범위 이내인 것으로 판단할 수 있다. 그러나, 프로세서(1090)는 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내가 아닌 경우 디지털 전압이 유효 범위 이내가 아닌 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 이러한 유효 범위는 가변적으로 조절 가능하다.

또한, 프로세서(1090)는 측정된 압력이 평균 압력(예: 도 21의 과정(S2112)에서 보정을 위해 측정한 압력의 평균 값) 대비 일정 범위(예: ±20%) 이내이면, 측정된 압력이 평균 압력의 일정 범위 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 프로세서(1090)는 손가락에 의한 압력을 측정하고, 측정된 온도가 유효한지 또는 유효하지 않은지를 판단할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 재측정을 알리는 알림을 출력할 수 있다(S2724). 상기 과정(S2722)에서 디지털 전압이 400mV 내지 800mV 이내가 아닌 경우, 프로세서(1090)는 포도당 재측정을 알리는 알림을 입출력부(1080)를 통해 출력할 수 있다.

또한, 상기 과정(S2722)에서 측정된 압력이 평균 압력 대비 일정 범위(예: ±20%) 이내가 아니면, 프로세서(1090)는 손가락의 온도의 재측정을 알리는 알림을 입출력부(1080)를 통해 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 상기 측정된 온도와 상기 디지털 전압에 기반하여 포도당을 측정할 수 있다(S2726). 프로세서(1090)는 측정된 압력이 평균 압력의 일정 범위 내에 존재하면, 광선 수신부(140)를 통해 수신된 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링한다. 그리고, 프로세서(1090)는 상기 필터링된 주파수의 전압을 보상하여 사용자에 대한 포도당을 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(1090)는 측정된 포도당을 표시 및 저장할 수 있다(S2728). 프로세서(1090)는 사용자의 손가락(182)을 통해 측정한 포도당에 대한 정보를 입출력부(예: 표시부(1081))를 통해 표시할 수 있다. 또한, 프로세서(1090)는 사용자의 손가락(182)을 통해 측정한 포도당 값을 메모리(1060)에 저장할 수 있다.

그리고, 비침습 포도당 측정 장치(1)는 측정된 온도와 디지털 전압에 기반하여 포도당을 정확히 측정할 수 있다.

이상에서 상술한 각각의 순서도에서의 각 단계는 도시된 순서에 무관하게 동작될 수 있거나, 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 구성 요소와, 상기 적어도 하나의 구성 요소에서 수행되는 적어도 하나의 동작은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현 가능할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 비침습 포도당 측정 장치 130: 광선 조사부
140: 광선 수신부 150: 제어부
160: 압력 센서 170: 온도 센서부
1010: 전류/전압 변환기 1020: 필터
1030: 증폭기 1040: A/D 변환기
1050: 조절기 1060: 메모리
1070: 통신부 1080: 입출력부
1090: 프로세서 1710: 발광 소자
1720: 구면 렌즈 1730: 비구면 렌즈
1740: 케이스 1750: 검출 영역
1760: 포토 다이오드 1810: 개구
1820: 커버 1910: 기판

Claims

압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치에 있어서,
내부 안착부의 일 측에 위치하며, 상기 내부 안착부에 인입된 손가락을 향하여 광선을 조사하는 광선 조사부;
상기 손가락을 사이에 두고 상기 내부 안착부의 타 측에 위치하며, 상기 광선 조사부에서 조사되어 상기 손가락을 투과한 광선을 수신하는 광선 수신부;
상기 내부 안착부에 인입된 손가락에 의한 압력을 측정하는 압력 센서;
상기 내부 안착부의 일 측에 형성된 홀에 삽입되는 버튼 및 상기 손가락에 의한 상기 버튼의 눌림에 의한 압력을 측정하는 상기 압력 센서를 각각 포함하는 두 개의 압력 측정부들-상기 두 개의 압력 측정부들은 상기 내부 안착부의 하부에서 서로 이격되어 배치됨-; 및
상기 손가락의 하부에 배치된 상기 광선 조사부에서 상기 손가락을 향해 조사되는 광선에 기반하여 상기 손가락에 대한 세포 내액(intracellular fluid, ICF) 및 간질액(Interstitial Fluid) 중 적어도 하나의 변화에 따른 굴절율의 변화를 식별하고, 상기 손가락을 투과한 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하고, 상기 필터링된 주파수의 전압과 상기 측정된 압력을 사용자에 맞춤화된 알고리즘에 반영하여 사용자의 포도당을 측정하도록 설정된 제어부를 포함하며,
상기 두 개의 압력 측정부들 각각은,
상기 내부 안착부의 일 측에 형성된 홀에 삽입되어 상기 손가락과 밀착되도록 상면에 형성된 상기 버튼, 상기 버튼의 하부에 배치되어 상기 버튼의 하방 눌림에 의해 하방으로 휘어지는 기판, 상기 기판의 하면에 배치되며, 상기 기판의 휘어짐을 감지하여 상기 버튼의 눌림에 의한 압력을 측정하는 상기 압력 센서, 및 상기 측정된 압력에 대한 정보를 상기 제어부로 전달하는 케이블을 포함하며,
상기 제어부는,
상기 손가락의 굵기에 따라 이득 값을 다르게 조절하고, 상기 조절된 이득 값을 상기 필터링된 주파수의 전압에 반영하여 전압을 보상하고, 상기 보상된 전압을 증폭하고,
상기 압력 센서에 의해 측정된 압력을 비침습 방식에 기반한 포도당 값에 반영한 디지털 전압을 1차 보정하고,
상기 1차 보정된 디지털 전압을 침습 방식에 기반한 포도당 값에 매칭하여 2차 보정하고, 상기 손가락의 굵기에 해당되는 이득 값을 반영하여 상기 사용자에 맞춤화된 알고리즘을 생성하는 비침습 포도당 측정 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하는 전류/전압 변환기;
상기 변환된 전압의 주파수를 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하는 필터;
포도당을 측정하는 사용자의 조건에 대응되도록 이득 값을 조절하는 조절기;
상기 조절된 이득 값을 상기 필터링된 주파수의 전압에 반영하여 전압을 증폭하는 증폭기;
상기 증폭된 전압을 디지털 전압으로 변환하는 A/D(Analog to Digital) 변환기; 및
상기 필터링된 주파수의 전압과 상기 측정된 압력을 이용하여 상기 사용자의 포도당을 측정하도록 설정된 프로세서를 포함하는 비침습 포도당 측정 장치.
제2 항에 있어서,
상기 비침습 포도당 측정 장치는 상기 사용자의 손가락에 대한 평균 압력을 저장하는 메모리를 더 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 측정된 압력과 상기 평균 압력을 비교하고,
상기 측정된 압력이 상기 평균 압력의 유효 범위 이내에 존재하면, 상기 측정된 압력이 유효한 것으로 판단하도록 설정된 비침습 포도당 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 측정된 압력이 유효 범위 이내인 상태에서,
상기 유효 범위 이내에서 상기 측정된 압력이 클수록 상기 디지털 전압에 제1 가중치를 곱하여 포도당을 측정하고,
상기 유효 범위 이내에서 상기 측정된 압력이 작을수록 상기 디지털 전압에 상기 제1 가중치 보다 높은 제2 가중치를 곱하여 포도당을 측정하도록 설정된 비침습 포도당 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 측정된 압력이 상기 평균 압력의 일정 범위 이내에 존재하지 않으면, 상기 측정된 압력이 유효하지 않은 것으로 판단하고,
재측정을 알리는 알림을 표시부, 스피커 및 발광부 중 적어도 하나를 통해 출력하도록 설정된 비침습 포도당 측정 장치.
제3 항에 있어서,
상기 평균 압력은,
상기 포도당 측정에 대한 보정 과정에서 측정된 압력들의 평균인 비침습 포도당 측정 장치.
제1 항에 있어서,
상기 압력 센서는,
상기 내부 안착부의 일 측에 배치되어, 상기 손가락의 하면에 의해 눌려지는 압력을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치.
압력을 반영하여 포도당을 측정하는 비침습 포도당 측정 장치에서 수행되는 방법에 있어서,
상기 비침습 포도당 측정 장치는,
내부 안착부의 일 측에 위치하며 상기 내부 안착부에 인입된 손가락을 향하여 광선을 조사하는 광선 조사부, 상기 손가락을 사이에 두고 상기 내부 안착부의 타 측에 위치하며 상기 광선 조사부에서 조사되어 상기 손가락을 투과한 광선을 수신하는 광선 수신부 및 상기 내부 안착부의 일 측에 형성된 홀에 삽입되는 버튼 및 상기 손가락에 의한 상기 버튼의 눌림에 의한 압력을 측정하는 압력 센서를 각각 포함하는 두 개의 압력 측정부들-상기 두 개의 압력 측정부들은 상기 내부 안착부의 하부에서 서로 이격되어 배치됨-;을 포함하며,
상기 두 개의 압력 측정부들 각각은,
상기 내부 안착부의 일 측에 형성된 홀에 삽입되어 상기 손가락과 밀착되도록 상면에 형성된 상기 버튼, 상기 버튼의 하부에 배치되어 상기 버튼의 하방 눌림에 의해 하방으로 휘어지는 기판, 상기 기판의 하면에 배치되며, 상기 기판의 휘어짐을 감지하여 상기 버튼의 눌림에 의한 압력을 측정하는 상기 압력 센서, 및 상기 측정된 압력에 대한 정보를 제어부로 전달하는 케이블을 포함하며,
상기 내부 안착부에 인입된 손가락에 의한 압력을 측정하는 과정;
상기 손가락의 하부에 배치된 상기 광선 조사부에서 상기 손가락을 향해 조사되는 광선에 기반하여 상기 손가락에 대한 세포 내액(intracellular fluid, ICF) 및 간질액(Interstitial Fluid) 중 적어도 하나의 변화에 따른 굴절율의 변화를 식별하는 과정;
상기 손가락을 투과한 광선의 광량에 대한 전류를 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압의 주파수를 미리 결정된 주파수 대역으로 필터링하는 과정; 및
상기 필터링된 주파수의 전압과 상기 측정된 압력을 사용자에 맞춤화된 알고리즘에 반영하여 사용자의 포도당을 측정하는 과정을 포함하며,
상기 방법은,
상기 손가락의 굵기에 따라 이득 값을 다르게 조절하고, 상기 조절된 이득 값을 상기 필터링된 주파수의 전압에 반영하여 전압을 보상하고, 상기 보상된 전압을 증폭하는 과정;
상기 압력 센서에 의해 측정된 온도를 비침습 방식에 기반한 포도당 값에 반영한 디지털 전압을 1차 보정하는 과정; 및
상기 1차 보정된 디지털 전압을 침습 방식에 기반한 포도당 값에 매칭하여 2차 보정하고, 상기 손가락의 굵기에 해당되는 이득 값을 반영하여 상기 사용자에 맞춤화된 알고리즘을 생성하는 과정을 포함하는 방법.
제8 항에 있어서,
상기 포도당을 측정하는 과정은,
상기 측정된 압력과 상기 사용자의 손가락에 대한 평균 압력을 비교하는 과정; 및
상기 측정된 압력이 상기 평균 압력의 유효 범위 이내에 존재하면, 상기 측정된 압력이 유효한 것으로 판단하는 과정을 포함하는 방법.
제8 항에 있어서,
상기 포도당을 측정하는 과정은,
상기 측정된 압력이 상기 사용자의 손가락에 대한 평균 압력의 일정 범위 이내에 존재하지 않으면, 상기 측정된 압력이 유효하지 않은 것으로 판단하는 과정; 및
재측정을 알리는 알림을 표시부, 스피커 및 발광부 중 적어도 하나를 통해 출력하는 과정을 포함하는 방법.