KR20200029908A - 분석 물질의 혈중 농도 측정 장치 및 방법 - Google Patents
분석 물질의 혈중 농도 측정 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200029908A KR20200029908A KR1020180108501A KR20180108501A KR20200029908A KR 20200029908 A KR20200029908 A KR 20200029908A KR 1020180108501 A KR1020180108501 A KR 1020180108501A KR 20180108501 A KR20180108501 A KR 20180108501A KR 20200029908 A KR20200029908 A KR 20200029908A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sweat
- blood concentration
- analyte
- concentration
- blood
- Prior art date
Links
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims abstract description 127
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims abstract description 120
- 239000012491 analyte Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 claims abstract description 164
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 51
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 12
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 claims description 12
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 8
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 8
- 230000036765 blood level Effects 0.000 claims description 7
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 6
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 claims description 6
- 229960004756 ethanol Drugs 0.000 claims description 6
- 229940001447 lactate Drugs 0.000 claims description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 6
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 claims description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 2
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 208000017667 Chronic Disease Diseases 0.000 description 1
- 208000013016 Hypoglycemia Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000010241 blood sampling Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000002218 hypoglycaemic effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 210000000106 sweat gland Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
- A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
- A61B10/0064—Devices for taking samples of body liquids for taking sweat or sebum samples
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
- A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
- A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
- A61B5/14521—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat using means for promoting sweat production, e.g. heating the skin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14546—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/681—Wristwatch-type devices
-
- 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
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8483—Investigating reagent band
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
- A61B5/7267—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems involving training the classification device
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
일 양상에 따른 혈중 농도 측정 장치는 피부로부터 땀을 수집하는 땀 수집부와, 상기 수집된 땀에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 상기 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광 신호를 검출하는 광 센서와, 상기 검출된 광 신호를 기반으로 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
Description
비침습적으로 분석 물질의 혈중 농도를 측정하는 장치 및 방법과 관련된다.
당뇨병은 다양한 합병증을 일으키며 치료가 잘 안 되는 만성질환이어서 규칙적으로 혈당을 체크해서 합병증 발생을 예방해야 한다. 또한 인슐린을 투여하는 경우에는 저혈당을 대비하고 인슐린 투여량을 조절하기 위해 혈당을 체크해야 한다. 일반적으로 혈당을 측정하기 위해 침습적인 방식이 이용되고 있다. 침습적으로 혈당을 측정하는 방식은 측정의 신뢰성이 높다고 할 수 있으나 주사를 이용하여 혈액 채취의 고통, 번거로움 및 질병 감염 위험이 존재한다. 최근에는 혈액을 직접 채취하지 않고 분광기를 이용하여 비침습적으로 혈당을 측정하는 방법이 연구되고 있다.
비침습적으로 분석 물질의 혈중 농도를 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양상에 따른 혈중 농도 측정 장치는, 피부로부터 땀을 수집하는 땀 수집부와, 상기 수집된 땀에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 상기 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광 신호를 검출하는 광 센서와, 상기 검출된 광 신호를 기반으로 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 땀 수집부는, 피부로부터 땀을 수집하는 땀 수집 레이어와, 수집된 땀을 저장하는 땀 저장 레이어를 포함할 수 있다.
상기 땀 수집부는, 광의 산란을 돕기 위한 반사 레이어를 더 포함할 수 있다.
상기 반사 레이어는, 상기 땀 수집 레이어와 상기 땀 저장 레이어의 사이에 배치될 수 있다.
상기 반사 레이어는, 상기 땀 수집 레이어의 하부에 배치될 수 있다.
상기 분석 물질은, 포도당(glucose), 중성지방(triglyceride), 콜레스테롤(cholesterol), 단백질(protein), 젖산(lactate), 에탄올(ethanol), 요산(uric acid), 및 아스코르브산(ascorbic acid) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 검출된 광 신호를 기반으로 땀 스펙트럼을 재건하고, 상기 재건된 땀 스펙트럼을 분석하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다.
상기 프로세서는, 땀 속 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 땀 속 농도를 추정하고, 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델을 이용하여 상기 추정된 땀 속 농도로부터 혈중 농도를 추정할 수 있다.
상기 프로세서는, 혈중 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다.
혈중 농도 측정 장치는, 상기 추정된 혈중 농도를 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 농도 측정 방법은, 피부로부터 땀을 수집하는 단계와, 상기 수집된 땀에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 상기 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광 신호를 검출하는 단계와, 상기 검출된 광 신호를 기반으로 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 분석 물질은, 포도당(glucose), 중성지방(triglyceride), 콜레스테롤(cholesterol), 단백질(protein), 젖산(lactate), 에탄올(ethanol), 요산(uric acid), 및 아스코르브산(ascorbic acid) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계는, 상기 검출된 광 신호를 기반으로 땀 스펙트럼을 재건하는 단계와, 상기 재건된 땀 스펙트럼을 분석하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계는, 땀 속 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 땀 속 농도를 추정하는 단계와, 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델을 이용하여 상기 추정된 땀 속 농도로부터 혈중 농도를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계는, 혈중 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
혈중 농도 측정 방법은 상기 추정된 혈중 농도를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
땀 스펙트럼을 분석하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정함으로써. 혈중 농도 추정의 정확도를 향상시키고 장치의 소형화가 가능하다.
도 1은 혈중 농도 측정 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2는 땀 수집부의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 땀 수집부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 땀 수집부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 광원 어레이와 광 검출기의 배치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 프로세서에서 스펙트럼을 재건하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 혈중 농도 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 10은 손목형 웨어러블 디바이스를 도시한 도면이다.
도 11은 혈중 농도 측정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 2는 땀 수집부의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 땀 수집부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 땀 수집부의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 광원 어레이와 광 검출기의 배치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 프로세서에서 스펙트럼을 재건하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 혈중 농도 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 10은 손목형 웨어러블 디바이스를 도시한 도면이다.
도 11은 혈중 농도 측정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 설명이 실시예의 이해를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
한편, 각 단계들에 있어, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 수행될 수 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하고, '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.
또한, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주 기능별로 구분한 것에 불과하다. 즉, 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있다. 각 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 혈중 농도 측정 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이고, 도 2 내지 도 4는 땀 수집부의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 5는 광원 어레이와 광 검출기의 배치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1의 혈중 농도 측정 장치(100)는 피부로부터 땀을 수집하고 수집된 땀을 이용하여 비침습적으로 분석 물질(analyte)의 혈중 농도를 추정할 수 있는 장치로, 전자 장치에 탑재될 수 있다. 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 1을 참조하면, 혈중 농도 측정 장치(100)는 땀 수집부(110), 광 센서(120) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
땀 수집부(110)는 사용자의 피부로부터 땀을 수집할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 땀 수집부(110)는 땀 수집 레이어(111) 및 땀 저장 레이어(112)를 포함할 수 있다.
땀 수집 레이어(111)는 피부의 땀샘으로부터 배출되는 땀을 수집할 수 있다. 땀 수집 레이어(111)는 고분자 폴리머(예컨대, 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS) 등)로 형성되어, 미세유기 채널(Microfluidic channel)을 포함하거나, 다공질 구조체(porous structure)로 구현될 수 있다.
땀 저장 레이어(112)는 땀 수집 레이어(111)에서 수집된 땀을 저장할 수 있다. 땀 저장 레이어(112)는 광 센서(120)에서 조사된 광에 영향을 주지 않도록 투명 재질로 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 땀 수집부(110)는 광의 산란이 잘 이루어지도록 광 반사 레이어(113)를 더 포함할 수 있다. 광 반사 레이어(113)는 땀 수집 레이어(111)와 땀 저장 레이어(112) 사이에 배치될 수도 있고(도 3), 땀 수집 레이어(111)의 하부에 배치될 수도 있다(도 4). 광 반사 레이어(113)가 땀 수집 레이어(111)의 하부에 배치되는 경우, 땀 수집 레이어(111)는 광 센서(120)에서 조사된 광에 영향을 주지 않도록 투명 재질로 형성될 수 있다.
한편, 땀 수집부(110)는 수집된 땀을 배출하는 배출구(outlet)을 포함할 수 있으며, 측정이 완료된 후 그 배출구를 통해 수집된 땀을 배출할 수 있다.
광 센서(120)는 수집된 땀에 광을 조사하고 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광 신호를 검출할 수 있다. 광 센서(120)는 복수의 광원을 포함하는 광원 어레이(121) 및 광 검출기(122)를 포함할 수 있다.
광원 어레이(121)의 각 광원은 서로 다른 파장의 광을 수집된 땀에 조사할 수 있다. 예를 들어, 각 광원은 소정 파장의 광, 예컨대 근적외선(Near Infrared Ray, NIR)을 수집된 땀에 조사할 수 있다. 그러나, 측정 목적이나 분석 물질의 종류에 따라서 각 광원으로부터 조사되는 광의 파장은 달라질 수 있다. 그리고 각 광원은 반드시 단일의 발광체로 구성될 필요는 없으며, 다수의 발광체의 집합으로 구성될 수도 있다. 각 광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(laser diode) 및 형광체 등을 포함할 수 있다.
광 검출기(122)는 수집된 땀으로부터 반사 또는 산란된 광 신호를 검출할 수 있다. 광 검출기(122)는 검출된 광 신호를 전기적 신호로 변환하여 프로세서(130)에 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 광 검출기(122)는 포토 다이오드(photo diode), 포토 트랜지스터(photo transistor) 또는 전자 결합 소자(charge-coupled device, CCD)등을 포함할 수 있다. 광 검출기(122)는 반드시 하나의 소자로 구성될 필요는 없으며 다수의 소자들이 모여 어레이 형태로 구성될 수 있다.
광원 어레이(121)의 복수의 광원은 광 검출기(122)의 외곽에서 광 검출기(122)의 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예컨대, 광원 어레이(121)는 광 검출기(122)를 중심으로 광 검출기(122)의 주위를 둘러싸도록 동심원 모양으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 광 센서(120)는 중심에 포토 다이오드(PD)가 배치되고, 포토 다이오드(PD)를 중심으로 외곽에 동심원 모양으로 n개의 LED 어레이가 배치될 수 있다. 각 LED는 λ1, λ2, λ3, …, λn의 서로 다른 피크 파장을 갖도록 미리 설정될 수 있다. 각 LED는 소정의 제어 신호에 따라 순차적으로 구동하면서 설정된 피크 파장의 광을 수집된 땀에 조사하고, 포토 다이오드(PD)는 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광을 검출할 수 있다.
프로세서(130)는 혈중 농도 측정 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(130)는 광원 어레이(121)를 제어하여 땀 수집부(110)에서 수집된 땀에 광을 조사할 수 있다. 프로세서(130)는 광원 어레이(121)의 각 광원의 온(on)/오프(off)를 시분할 방식으로 제어할 수 있다. 그러나 이는 일 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 프로세서(130)는 복수의 광원들의 전원을 동시에 온하여 동시에 광을 조사하도록 제어할 수도 있고, 미리 설정된 피크 파장에 따라 광원들을 둘 이상의 그룹으로 분류하고 분류된 각 광원들의 그룹을 시분할 방식으로 제어할 수도 있다. 다만, 이들은 하나의 예시일 뿐이며 배터리의 상태, 광 센서(120)의 적용 분야, 및 광 검출기(122)의 사이즈 등의 다양한 정보들을 기초로 광원들의 제어 방식이 조정될 수 있다.
이때, 각 광원별로 방출 시간, 구동 순서, 전류의 세기(current intensity) 및 펄스 지속 시간(pulse duration) 등을 포함하는 광원 구동 조건이 미리 설정될 수 있으며, 프로세서(130)는 미리 설정된 광원 구동 조건을 참고하여 광원들의 구동을 제어할 수 있다.
프로세서(130)는 광 센서(120)에서 검출된 광 신호를 기반으로 땀 스펙트럼을 재건하고, 재건된 땀 스펙트럼을 분석하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다. 이때, 분석 물질은 포도당(glucose), 중성지방(triglyceride), 콜레스테롤(cholesterol), 단백질(protein), 젖산(lactate), 에탄올(ethanol), 요산(uric acid), 및 아스코르브산(ascorbic acid) 등을 포함할 수 있다. 한편, 분석 물질이 포도당인 경우, 분석 물질의 혈중 농도는 혈당을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(130)는 땀 스펙트럼과 분석 물질의 땀 속 농도의 관계를 정의한 땀 속 농도 추정 모델을 이용하여 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 땀 속 농도를 추정하고, 땀 속 농도와 혈중 농도와의 관계를 정의한 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델을 이용하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다. 이때, 땀 속 농도 추정 모델은 땀 스펙트럼과 땀 스펙트럼에 대응하는 분석 물질의 땀 속 농도를 학습 데이터로 하여 학습을 통해 생성될 수 있다. 또한, 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델은 땀 속 농도와 땀 속 농도에 대응하는 혈중 농도를 학습 데이터로 하여 학습을 통해 생성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 프로세서(130)는 땀 스펙트럼과 분석 물질의 혈중 농도의 관계를 정의한 혈중 농도 추정 모델을 이용하여 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다. 이때, 혈중 농도 추정 모델은 땀 스펙트럼과 땀 스펙트럼에 대응하는 분석 물질의 혈중 농도를 학습 데이터로 하여 학습을 통해 생성될 수 있다.
이때 학습 알고리즘은 기계 학습 알고리즘 또는 NAS(net analyte signal) 알고리즘 등을 포함할 수 있고, 땀 속 농도 추정 모델, 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델 및/또는 혈중 농도 추정 모델은 미리 구축되어 내부 또는 외부 데이터베이스에 저장될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따르면, 땀 수집부(110)는 이온(예컨대, Na+, K+, Cl-, Ca2+, H+ 등)에 반응하는 시약을 더 포함할 수 있다. 땀 속에 존재하는 이온이 시약과 반응하여 땀의 색깔이 변할 수 있고, 광 센서(120)는 색깔이 변한 땀에 광을 조사하고 색깔이 변한 땀으로부터 되돌아 오는 광 신호를 검출할 수 있다. 프로세서(130)는 검출된 광 신호를 기반으로 색깔이 변한 땀에 대한 스펙트럼을 재건 및 분석하여 이온의 땀 속 농도 또는 혈중 농도를 추정할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 프로세서(130)에서 스펙트럼을 재건하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 광원 어레이는 n개의 LED로 이루어진 LED 어레이로 형성되고, 각 LED의 피크 파장은 광원 구동 조건(예컨대, 온도, 전류 세기 및 펄스 지속 시간 등)을 기초로, λ1, λ2, λ3, …, λn을 갖도록 설정될 수 있다.
도 7을 참조하면, 프로세서는 설정된 구동 순서 및 광원 구동 조건 등을 기초로 각 광원을 순차적으로 구동하면서 광을 방출하도록 하고, 광 검출기(PD)는 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광을 검출한다. 이때, 일부의 광원만을 구동하는 것도 가능하며 광원을 그룹으로 분류하여 각 그룹별로 시분할로 구동하는 것도 가능하다.
도 8을 참조하면, 프로세서는 검출기(PD)로부터 검출된 광 신호를 수신하여 땀 스펙트럼을 재건한다. 이때, 프로세서는 수학식 1을 통해 스펙트럼을 재건할 수 있다.
여기서, 
는 스펙트럼 재건 파라미터를 나타내고, 
는 단위 행렬을 나타내고, 
는 각 광원별로 구동 조건에 따라 측정된 광원 스펙트럼을 나타내고, 
는 광 검출기에서 검출된 광 신호의 강도를 나타내고, 
는 재건된 스펙트럼을 나타낸다. 이때, 광원 스펙트럼은 각 광원에서 조사되는 광의 스펙트럼으로, 광원 스펙트럼에 대한 정보는 내부 또는 외부 데이터베이스에 미리 저장될 수 있다.
도 9는 혈중 농도 측정 장치의 다른 실시예를 도시한 블록도이다. 도 9의 혈중 농도 측정 장치(900)는 피부로부터 땀을 수집하고 수집된 땀을 이용하여 비침습적으로 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있는 장치로, 전자 장치에 탑재될 수 있다. 전자 장치는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등을 포함할 수 있고, 웨어러블 디바이스는 손목시계형, 손목 밴드형, 반지형, 벨트형, 목걸이형, 발목 밴드형, 허벅지 밴드형, 팔뚝 밴드형 등을 포함할 수 있다. 그러나 전자 장치는 상술한 예에 제한되지 않으며, 웨어러블 디바이스 역시 상술한 예에 제한되지 않는다.
도 9를 참조하면, 혈중 농도 측정 장치(900)는 땀 수집부(110), 광 센서(120), 프로세서(130), 입력부(910), 저장부(920), 통신부(930) 및 출력부(940)를 포함할 수 있다. 여기서 땀 수집부(110), 광 센서(120), 프로세서(130)는 도 1 내지 도 9을 참조하여 전술한 바와 같으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
입력부(910)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 입력부(910)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(touch pad)(정압/정전), 조그 휠(Jog wheel), 조그 스위치(Jog switch), H/W 버튼 등을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다.
저장부(920)는 혈중 농도 측정 장치(900)의 동작을 위한 프로그램 또는 명령들을 저장할 수 있고, 혈중 농도 측정 장치(900)에 입력되는 데이터 및 혈중 농도 측정 장치(900)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(920)는 재건된 땀 스펙트럼, 각종 모델(예컨대, 땀 속 농도 추정 모델, 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델 및/또는 혈중 농도 추정 모델 등), 분석 물질의 혈중 농도 추정 결과 등을 저장할 수 있다. 저장부(920)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예컨대, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 혈중 농도 측정 장치(900)는 인터넷 상에서 저장부(920)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 등 외부 저장 매체를 운영할 수도 있다.
통신부(930)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 통신부(930)는 혈중 농도 측정 장치(900)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 외부 장치로 전송하거나, 외부 장치로부터 분석 물질의 혈중 농도 추정에 도움이 되는 다양한 데이터를 수신할 수 있다.
이때, 외부 장치는 혈중 농도 측정 장치(900)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 사용하는 의료 장비, 결과물을 출력하기 위한 프린트 또는 디스플레이 장치일 수 있다. 이외에도 외부 장치는 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 웨어러블 디바이스 등 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통신부(930)는 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication, NFC), WLAN 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(Infrared Data Association, IrDA) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra-wideband) 통신, Ant+ 통신, WIFI 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신, 3G 통신, 4G 통신 및 5G 통신 등을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과할 뿐이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
출력부(940)는 혈중 농도 측정 장치(900)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 출력부(940)는 혈중 농도 측정 장치(900)에 입력된 데이터, 저장된 데이터, 처리된 데이터 등을 청각적 방법, 시각적 방법 및 촉각적 방법 중 적어도 하나의 방법으로 출력할 수 있다. 이를 위해 출력부(940)는 디스플레이, 스피커, 진동기 등을 포함할 수 있다.
도 10은 손목형 웨어러블 디바이스를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 손목형 웨어러블 디바이스(1000)는 스트랩(1010) 및 본체(1020)를 포함할 수 있다.
스트랩(1010)은 본체(1020)의 양측에 연결되어 서로 체결될 수 있도록 분리 형성되거나, 스마트 밴드 형태로 일체로 형성될 수 있다. 스트랩(1010)은 본체(1020)가 사용자의 손목에 착용되도록 손목을 감쌀 수 있도록 플렉서블(flexible)한 부재로 형성될 수 있다.
본체(1020)는 본체 내부에 전술한 혈중 농도 측정 장치(100, 900)를 탑재할 수 있다. 또한, 본체(1020) 내부에는 손목형 웨어러블 디바이스(1000) 및 혈중 농도 측정 장치(100, 900)에 전원을 공급하는 배터리가 내장될 수 있다.
땀 수집부와 광 센서가 본체(1020) 하부에 사용자의 손목을 향해 노출되도록 장착될 수 있다. 이를 통해 사용자가 손목형 웨어러블 디바이스(1000)를 착용하면 자연스럽게 땀 수집부가 사용자의 피부에 접촉할 수 있다. 이때 광 센서는 땀 수집부가 수집한 땀에 광을 조사하고 땀으로부터 반사 또는 산란된 광 신호를 검출할 수 있다.
손목형 웨어러블 디바이스(1000)는 본체(1020)에 장착되는 디스플레이(1021)와 입력부(1022)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이(1021)는 손목형 웨어러블 디바이스(1000) 및 혈중 농도 측정 장치(100, 900)에서 처리된 데이터 및 처리 결과 데이터 등을 표시할 수 있다. 입력부(1022)는 사용자로부터 다양한 조작신호를 입력 받을 수 있다.
도 11은 혈중 농도 측정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 11의 혈중 농도 측정 방법은 도 1 및 도 9의 혈중 농도 측정 장치(100, 900)에 의해 수행될 수 있다.
도 11을 참조하면, 혈중 농도 측정 장치는 피부로부터 땀을 수집할 수 있다(1110).
혈중 농도 측정 장치는 수집된 땀에 서로 다른 파장의 광을 조사하고(1120), 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광 신호를 검출할 수 있다(1130).
혈중 농도 측정 장치는 검출된 광 신호를 기반으로 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다. 분석 물질은 포도당(glucose), 중성지방(triglyceride), 콜레스테롤(cholesterol), 단백질(protein), 젖산(lactate), 에탄올(ethanol), 요산(uric acid), 및 아스코르브산(ascorbic acid) 등을 포함할 수 있다.
예컨대, 혈중 농도 측정 장치는 검출된 광 신호를 기반으로 수학식 1을 이용하여 땀 스펙트럼을 재건하고, 재건된 땀 스펙트럼을 분석하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 혈중 농도 측정 장치는 땀 스펙트럼과 분석 물질의 땀 속 농도의 관계를 정의한 땀 속 농도 추정 모델을 이용하여 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 땀 속 농도를 추정하고, 땀 속 농도와 혈중 농도와의 관계를 정의한 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델을 이용하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다. 이때, 땀 속 농도 추정 모델은 땀 스펙트럼과 땀 스펙트럼에 대응하는 분석 물질의 땀 속 농도를 학습 데이터로 하여 학습을 통해 생성될 수 있다. 또한, 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델은 땀 속 농도와 땀 속 농도에 대응하는 혈중 농도를 학습 데이터로 하여 학습을 통해 생성될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 혈중 농도 측정 장치는 땀 스펙트럼과 분석 물질의 혈중 농도의 관계를 정의한 혈중 농도 추정 모델을 이용하여 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 혈중 농도를 추정할 수 있다. 이때, 혈중 농도 추정 모델은 땀 스펙트럼과 땀 스펙트럼에 대응하는 분석 물질의 혈중 농도를 학습 데이터로 하여 학습을 통해 생성될 수 있다.
혈중 농도 측정 장치는 분석 물질의 혈중 농도 추정 결과를 출력할 수 있다(1150). 예컨대, 혈중 농도 측정 장치는 청각적 방법, 시각적 방법 및 촉각적 방법 중 적어도 하나의 방법으로 분석 물질의 농도 추정 결과를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
100, 900: 혈중 농도 측정 장치
110: 땀 수집부
120: 광 센서
121: 광원 어레이
122: 광 검출기
130: 프로세서
910: 입력부
920: 저장부
930: 통신부
940: 출력부
110: 땀 수집부
120: 광 센서
121: 광원 어레이
122: 광 검출기
130: 프로세서
910: 입력부
920: 저장부
930: 통신부
940: 출력부
Claims (16)
- 피부로부터 땀을 수집하는 땀 수집부;
상기 수집된 땀에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 상기 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광 신호를 검출하는 광 센서; 및
상기 검출된 광 신호를 기반으로 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 프로세서; 를 포함하는,
혈중 농도 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 땀 수집부는,
피부로부터 땀을 수집하는 땀 수집 레이어; 및
수집된 땀을 저장하는 땀 저장 레이어; 를 포함하는,
혈중 농도 측정 장치. - 제2항에 있어서,
상기 땀 수집부는,
광의 산란을 돕기 위한 반사 레이어; 를 더 포함하는,
혈중 농도 측정 장치. - 제3항에 있어서,
상기 반사 레이어는,
상기 땀 수집 레이어와 상기 땀 저장 레이어의 사이에 배치되는,
혈중 농도 측정 장치. - 제3항에 있어서,
상기 반사 레이어는,
상기 땀 수집 레이어의 하부에 배치되는,
혈중 농도 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 분석 물질은,
포도당(glucose), 중성지방(triglyceride), 콜레스테롤(cholesterol), 단백질(protein), 젖산(lactate), 에탄올(ethanol), 요산(uric acid), 및 아스코르브산(ascorbic acid) 중 적어도 하나를 포함하는,
혈중 농도 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 검출된 광 신호를 기반으로 땀 스펙트럼을 재건하고, 상기 재건된 땀 스펙트럼을 분석하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는,
혈중 농도 측정 장치. - 제7항에 있어서,
상기 프로세서는,
땀 속 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 땀 속 농도를 추정하고, 땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델을 이용하여 상기 추정된 땀 속 농도로부터 혈중 농도를 추정하는,
혈중 농도 측정 장치. - 제7항에 있어서,
상기 프로세서는,
혈중 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는,
혈중 농도 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 추정된 혈중 농도를 출력하는 출력부; 를 더 포함하는,
혈중 농도 측정 장치. - 피부로부터 땀을 수집하는 단계;
상기 수집된 땀에 서로 다른 파장의 광을 조사하고 상기 수집된 땀으로부터 되돌아오는 광 신호를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 광 신호를 기반으로 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계; 를 포함하는,
혈중 농도 측정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 분석 물질은,
포도당(glucose), 중성지방(triglyceride), 콜레스테롤(cholesterol), 단백질(protein), 젖산(lactate), 에탄올(ethanol), 요산(uric acid), 및 아스코르브산(ascorbic acid) 중 적어도 하나를 포함하는,
혈중 농도 측정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계는,
상기 검출된 광 신호를 기반으로 땀 스펙트럼을 재건하는 단계;
상기 재건된 땀 스펙트럼을 분석하여 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계; 를 포함하는,
혈중 농도 측정 방법. - 제13항에 있어서,
상기 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계는,
땀 속 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 땀 속 농도를 추정하는 단계; 및
땀 속 농도-혈중 농도 관계 모델을 이용하여 상기 추정된 땀 속 농도로부터 혈중 농도를 추정하는 단계; 를 포함하는,
혈중 농도 측정 방법. - 제13항에 있어서,
상기 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계는,
혈중 농도 추정 모델을 이용하여 상기 땀 스펙트럼으로부터 분석 물질의 혈중 농도를 추정하는 단계; 를 포함하는,
혈중 농도 측정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 추정된 혈중 농도를 출력하는 단계; 를 더 포함하는,
혈중 농도 측정 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180108501A KR102655742B1 (ko) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | 분석 물질의 혈중 농도 측정 장치 및 방법 |
| US16/567,706 US11471133B2 (en) | 2018-09-11 | 2019-09-11 | Apparatus and method for measuring blood concentration of analyte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180108501A KR102655742B1 (ko) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | 분석 물질의 혈중 농도 측정 장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200029908A true KR20200029908A (ko) | 2020-03-19 |
| KR102655742B1 KR102655742B1 (ko) | 2024-04-05 |
Family
ID=69719346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180108501A KR102655742B1 (ko) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | 분석 물질의 혈중 농도 측정 장치 및 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11471133B2 (ko) |
| KR (1) | KR102655742B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230165023A (ko) | 2022-05-26 | 2023-12-05 | 한국생산기술연구원 | 중적외선 광원을 이용한 무채혈 혈당측정 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230157592A1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-05-25 | California Institute Of Technology | Non-invasive method and device for continuous sweat induction and collection |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070043768A (ko) * | 2004-07-01 | 2007-04-25 | 비보메디칼 인코포레이티드 | 비-침습성 포도당 측정 |
| US20150330893A1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-11-19 | Daylight Solutions Inc. | Physiological parameter analysis assembly |
| KR20160075230A (ko) | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 삼성전자주식회사 | 비 침습적 혈당 측정 방법 및 이를 위한 장치 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7066884B2 (en) | 1998-01-08 | 2006-06-27 | Sontra Medical, Inc. | System, method, and device for non-invasive body fluid sampling and analysis |
| US20070027383A1 (en) | 2004-07-01 | 2007-02-01 | Peyser Thomas A | Patches, systems, and methods for non-invasive glucose measurement |
| US20100063372A1 (en) | 2008-09-09 | 2010-03-11 | Potts Russell O | Sweat collection devices for glucose measurement |
| KR101712031B1 (ko) | 2015-03-03 | 2017-03-03 | 한국과학기술원 | 무채혈식 혈당 측정 바이오센서 광학 시스템 |
| KR20180002550A (ko) | 2017-09-01 | 2018-01-08 | 서울대학교산학협력단 | 바이오 센싱 장치 |
-
2018
- 2018-09-11 KR KR1020180108501A patent/KR102655742B1/ko active IP Right Grant
-
2019
- 2019-09-11 US US16/567,706 patent/US11471133B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070043768A (ko) * | 2004-07-01 | 2007-04-25 | 비보메디칼 인코포레이티드 | 비-침습성 포도당 측정 |
| US20150330893A1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-11-19 | Daylight Solutions Inc. | Physiological parameter analysis assembly |
| KR20160075230A (ko) | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 삼성전자주식회사 | 비 침습적 혈당 측정 방법 및 이를 위한 장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230165023A (ko) | 2022-05-26 | 2023-12-05 | 한국생산기술연구원 | 중적외선 광원을 이용한 무채혈 혈당측정 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102655742B1 (ko) | 2024-04-05 |
| US11471133B2 (en) | 2022-10-18 |
| US20200077989A1 (en) | 2020-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102693439B1 (ko) | 스펙트럼 측정 장치, 스펙트럼의 광원 온도 변화 보정 방법, 농도 추정 장치 및 방법 | |
| US11484246B2 (en) | Apparatus and method for processing spectrum according to change in temperature of object | |
| US11596331B2 (en) | Apparatus and method for estimating analyte concentration | |
| KR102539144B1 (ko) | 개인화된 단위 스펙트럼 획득 장치 및 방법과, 생체 성분 추정 장치 및 방법 | |
| EP3598943B1 (en) | Optical sensor, optical sensor array and apparatus and method for measuring bio-signal | |
| KR102655742B1 (ko) | 분석 물질의 혈중 농도 측정 장치 및 방법 | |
| EP3782538A1 (en) | Apparatus and method for estimating bio-information | |
| US10753797B2 (en) | Spectrum processing apparatus and spectrum processing method | |
| US20200237270A1 (en) | Apparatus and method for measuring bio-signal | |
| US11419527B2 (en) | Apparatus and method for estimating blood concentration of analyte, and apparatus and method for generating model | |
| US20200378890A1 (en) | Apparatus and method for updating bio-information estimation model | |
| KR102640317B1 (ko) | 체액 측정 장치 및 방법 | |
| KR102717373B1 (ko) | 분석 물질의 농도 추정 장치 및 방법 | |
| KR20210050967A (ko) | 분석 물질의 농도 추정 장치 및 방법과, 캘리브레이션 방법 | |
| KR102671886B1 (ko) | 분석 물질의 농도 추정 장치 및 방법 | |
| US11495329B2 (en) | Apparatus and method for determining validity of bio-information estimation model | |
| US20220233149A1 (en) | Apparatus and method for estimating body component | |
| KR20200116751A (ko) | 분석 물질의 농도 추정 장치 및 방법 | |
| KR20220029061A (ko) | 대상 성분 추정 장치 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |