KR20200053173A - 형광 센서 기반의 혈당 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents

형광 센서 기반의 혈당 모니터링 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

형광 센서 기반의 혈당 모니터링 기술에 관한 것으로, 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치는 입사광을 방사하는 발광부와, 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사하는 혈당 센싱부와, 방사된 형광 광선을 수신하는 광선 검출부 및 수신한 형광 광선의 세기에 기초하여 생성되는 펄스를 이용하여 반사파 신호를 변조하는 회로부를 포함할 수 있다.

Description

형광 센서 기반의 혈당 모니터링 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING GLUCOSE BASED ON FLUORESCENCE SENSOR}
형광 센서 기반의 혈당 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형광 혈당 센서가 발산하는 형광 광선에 기초하여 체내의 혈당을 모니터링하는 기술에 관한 것이다.
전분 대사와 관련하여 체내에서는 인슐린과 글루카곤이라는 두 가지 호르몬이 분비된다.
구체적으로, 인슐린은 췌장에서 분비되는 것으로 식사 후 혈액 내 혈당(즉, 글루코스의 농도)이 높아지면 신체는 인슐린을 분비하여 세포 내로 포도당을 유입시키고, 간에서는 포도당을 글리코겐으로 바꾸어 저장함으로써 혈당을 낮출 수 있다.
반면, 췌장은 시간이 지나면서 혈당이 떨어지면 인슐린 분비를 감소시키고 대신 글루카곤을 분비하여 간에 저장된 글루코겐을 포도당으로 바꾸어 혈액 내로 흘려보냄으로써 혈당을 높이는 역할을 한다.
그러므로 혈액 내 혈당은 이러한 체내 대사에 관련된 질환 즉, 당뇨병, 당뇨병으로 인한 고혈당증, 저혈당증과 관계가 있으며, 혈당을 측정하는 것은 질환들의 예방, 진단 및 치료 차원에서 매우 중요한 수단이 된다.
특히, 당뇨 환자가 저혈당을 보이면 쇼크로 인한 사망에 이를 수 있어 연속혈당 모니터링은 당뇨환자에게 매우 중요하며, 전술한 연속혈당 모니터링을 위하여 체내 이식형 센서 개발에 대한 관심이 증가하고 있다.
그러나, 기존의 체내 이식형 센서는 디지털 통신 방식을 적용함으로써, 아날로그 통신 방식보다 전력 소모량이 많다는 문제가 있다.
또한, 기존의 체내 이식형 센서는 센싱 데이터의 처리를 위해 ADC(Analog-Digital Converter), 메모리(Memory), CPU 및 블루투스 모듈 등의 회로를 추가로 구비하여 센서의 크기가 매우 커진다는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1512566호, "연속 혈당 모니터링 센서" 한국등록특허 제10-1132634호, "인체 삽입형 혈당 센서 및 이를 이용한 실시간 혈당 측정 장치"
본 발명은 기존 디지털 통신 방식을 대신하여 아날로그 통신 방식인 반사파 변조를 이용하여 체내 필요한 전력 소비량 및 장치의 크기를 최소화할 수 있는 혈당 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 필터를 통해 입력광의 수신에 따른 혈당 측정 데이터의 노이즈를 사전에 차단할 수 있는 혈당 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 변조기를 하나의 트랜지스터로 구현하여 장치의 크기를 추가적으로 감소시킬 수 있는 혈당 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치는 입사광을 방사하는 발광부와, 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사하는 혈당 센싱부와, 방사된 형광 광선을 수신하는 광선 검출부 및 수신한 형광 광선의 세기에 기초하여 생성되는 펄스를 이용하여 반사파 신호를 변조하는 회로부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 혈당 모니터링 장치는 회로부와 연결되고, 외부로부터 수신한 교류 신호를 회로부에 전달하는 안테나부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 혈당 모니터링 장치는 사용자의 표피로부터 1mm 내지 2mm 깊이의 피하조직에 이식될 수 있다.
일측에 따르면, 혈당 센싱부는 사용자 체내의 혈당(Glucose) 농도에 따라 변화하는 빛의 세기(Light Intensity)를 갖는 형광 광선을 방사할 수 있다.
일측에 따르면, 광선 검출부는 입사광의 수신을 차단하는 필터를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 회로부는 수신한 형광 광선의 세기에 대응하는 펄스 주기를 갖는 펄스를 생성하는 펄스 생성기(Pulse generator) 및 펄스를 이용하여 외부로부터 안테나부를 통해 수신되는 신호 중 안테나부를 통해 반사되는 신호인 반사파 신호를 변조하는 변조기(Modulator)를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 변조기는 펄스 생성부에서 생성되는 펄스를 게이트(Gate) 입력으로 수신하여 반사파 신호를 진폭 변조(Amplitude Modulation)하는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 회로부는 외부로부터 수신한 교류 신호를 정류하는 정류기(Rectifier) 및 정류된 신호의 전압을 조절(Regulate)하고, 조절된 신호를 발광부로 전달하는 전압 조절기(Regulator)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 발광부에서 입사광을 방사하는 단계와, 혈당 센싱부에서 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사하는 단계와, 광선 검출부에서 방사된 형광 광선을 수신하는 단계 및 회로부에서 수신한 형광 광선의 세기에 기초하여 생성되는 펄스를 이용하여 반사파 신호를 변조하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 입사광을 방사하는 단계는 안테나부에서 외부로부터 수신한 교류 신호를 회로부의 정류기(Rectifier)로 전달하는 단계와, 정류기에서 외부로부터 수신한 교류 신호를 정류하는 단계와, 회로부의 전압 조절기(Regulator)에서 정류된 신호의 전압을 조절(Regulate)하고, 조절된 신호를 발광부로 전달하는 단계 및 발광부에서 조절된 신호에 기초하여 입사광을 방사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 형광 광선을 방사하는 단계는 혈당 센싱부에서 사용자 체내의 혈당(Glucose) 농도에 따라 변화하는 빛의 세기(Light Intensity)를 갖는 형광 광선을 방사할 수 있다.
일측에 따르면, 반사파 신호를 변조하는 단계는 회로부의 펄스 생성기(Pulse generator)에서 수신한 형광 광선의 세기에 대응하는 펄스 주기를 갖는 펄스를 생성하는 단계 및 회로부의 변조기(Modulator)에서 펄스를 이용하여 안테나부를 통해 수신되는 신호 중 안테나부를 통해 반사되는 신호인 반사파 신호를 변조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 기존 디지털 통신 방식을 대신하여 아날로그 통신 방식인 반사파 변조를 이용하여 장치에 필요한 전력 소비량 및 장치의 크기를 최소화할 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 필터를 통해 입력광의 수신에 따른 혈당 측정 데이터의 노이즈를 사전에 차단할 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 변조기를 하나의 트랜지스터로 구현하여 장치의 크기를 추가적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 일실시예에 따르면, 전체 회로 시스템을 IC(Integrated chip)로 제작하여 장치의 크기를 추가적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치에 구비된 회로부의 상세한 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치에 구비된 펄스 생성기를 통해 생성된 펄스를 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치에 구비된 변조기의 상세한 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법을 도시하는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치(100)는 기존 디지털 통신 방식을 대신하여 아날로그 통신 방식인 반사파 변조를 이용하여 장치에 필요한 전력 소비량 및 장치의 크기를 최소화할 수 있다.
이를 위해, 혈당 모니터링 장치(100)는 발광부(110), 혈당 센싱부(120), 광선 검출부(130) 및 회로부(140)를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 혈당 모니터링 장치(100)는 회로부(140)와 연결되고, 외부로부터 수신한 교류 신호를 회로부(140)에 전달하는 안테나부(150)를 더 포함할 수 있다.
또한, 혈당 모니터링 장치(100)는 사용자의 표피로부터 1mm 내지 2mm 깊이의 피하조직에 이식될 수 있다.
즉, 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치(100)는 사용자의 체내에 삽입되어 무선으로 전력 및 모니터링 결과를 외부와 송수신함으로써, 채혈 없이 연속적으로 혈당을 모니터링 할 수 있다.
구체적으로, 일실시예에 따른 발광부(110)는 입사광을 방사할 수 있다. 예를 들면, 발광부(110)는 적어도 하나 이상의 LED(Light-Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
다음으로, 일실시예에 따른 혈당 센싱부(120)는 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사할 수 있다.
일측에 따르면, 혈당 센싱부(120)는 사용자 체내의 혈당(Glucose) 농도에 따라 변화하는 빛의 세기(Light Intensity)를 갖는 형광 광선을 방사할 수 있다.
다시 말해, 혈당 센싱부(120)는 형광 물질을 포함할 수 있으며, 혈당 센싱부(120)에 포함된 형광 물질은 발광부(110)에서 출력된 입사광에 대응하여 형광 광선을 출력할 수 있다.
또한, 혈당 센싱부(120)는 사용자 체내의 혈당 농도가 높을수록 빛의 세기가 강한 형광 광선을 방사할 수 있다.
다음으로, 일실시예에 따른 광선 검출부(130)는 방사된 형광 광선을 수신할 수 있다. 예를 들면, 광선 검출부(130)는 적어도 하나 이상의 포토 다이오드(Photodiode)를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 광선 검출부(130)는 입사광의 수신을 차단하는 필터를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 입사광의 파장은 형광 광선의 파장 보다 짧기 때문에 필터를 적용하여 광선 검출부(130)로의 입사광의 수신을 사전에 차단할 수 있다.
즉, 광선 검출부(130)는 혈당 센싱부(120)로부터 방사되는 형광 광선을 수신하고, 발광부(110)로부터 방사되는 입력광을 차단하는 필터를 구비하여, 입력광의 수신에 따른 혈당 측정 데이터의 노이즈를 사전에 차단할 수 있다.
예를 들면, 광선 검출부(130)는 형광 광선의 파장과 동일한 파장 영역대의 광을 투과하는 필터를 구비할 수 있다. 또한, 광선 검출부(130)는 입력광의 파장과 동일한 파장 영역대의 광을 차단하는 필터를 구비할 수도 있다.
다음으로, 일실시예에 따른 회로부(140)는 광선 검출부(130)에서 수신한 형광 광선의 세기에 기초하여 생성되는 펄스를 이용하여 반사파 신호를 변조할 수 있다.
일실시예에 따른 회로부(140)의 상세한 구성은 이후 실시예 도 2를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치에 구비된 회로부의 상세한 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치(200)의 발광부(210)는 입사광을 방사할 수 있고, 혈당 센싱부(220)는 방사된 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사할 수 있다.
또한, 광선 검출부(230)는 방사된 형광 광선을 수신하고, 수신한 형광 광선에 따른 정보를 회로부(240)에 제공할 수 있다.
한편, 광선 검출부(230)에서 수신한 형광 광선은 인체 투과율이 매우 낮기 때문에 수신한 형광 광선에 따른 정보를 그대로 외부로 전달하면, 감지 결과의 신뢰성을 확보하기가 어렵다.
따라서, 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치(200)는 회로부(240)를 통해 수신한 형광 광선에 따른 정보를 변조하여 정보의 손실 없이 외부로 전달함으로써, 모니터링 결과의 신뢰성을 확보할 수 있다.
일측에 따르면, 회로부(240)는 수신한 형광 광선의 세기에 대응하는 펄스 주기를 갖는 펄스를 생성하는 펄스 생성기(Pulse generator, 244)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 펄스 생성기(244)는 광선 검출부(230)에서 수신한 형광 광선의 빛의 세기(Light Intensity)에 따라 변화하는 전압에 대응하여 상이한 주기를 갖는 펄스를 출력할 수 있다.
예를 들면, 펄스 생성기(244)는 수신한 형광 광선의 빛의 세기가 강할수록 전압이 높아지고, 높은 전압에 대응하여 짧은 주기를 갖는 펄스를 생성할 수 있다.
또한, 펄스 생성기(244)는 수신한 형광 광선의 빛의 세기가 약할수록 전압이 낮아지며, 낮은 전압에 대응하여 긴 주기를 갖는 펄스를 생성할 수 있다.
일실시예에 따른 펄스 생성기(244)에서 펄스를 출력하는 예시는 이후 실시예 도 3을 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
일측에 따르면, 회로부(240)는 펄스 생성기(244)에서 생성된 펄스를 이용하여 외부로부터 안테나부(250)를 통해 수신되는 신호 중 안테나부(250)를 통해 반사되는 신호인 반사파 신호를 변조하는 변조기(Modulator, 245)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 변조기(245)에서는 외부기기에 의해서 수신되는 신호 중 안테나부(250)를 통해 반사되는 일부 신호가 진폭 변조(Amplitude Modulation)될 수 있다.
예를 들면, 외부로부터 안테나부(250)를 통해 수신되는 신호는 안테나부(250)를 통해 외부로부터 수신되어 정류기(Rectifier, 241)로 전달되는 교류 신호일 수 있으나, 정류기(241)로 전달되는 교류 신호와 구분되어 수신되는 별도의 신호일 수도 있다.
한편, 외부로 전달되는 진폭 변조된 반사파 신호는 외부기기에서 감지할 수 있으며, 외부기기는 진폭 변조된 반사파 신호를 복조(Demodulation)함으로써, 사용자 체내의 혈당 농도를 모니터링할 수 있다.
다시 말해, 외부기기는 진폭 변조된 반사파 신호를 복조하고, 복조된 반사파 신호로부터 전압값을 산출하며, 산출된 전압값에 대응되는 혈당 농도를 산출할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 기존 디지털 통신 방식을 대신하여 아날로그 통신 방식인 반사파 변조를 이용하여 혈당 모니터링 장치(200)에 필요한 전력 소비량 및 혈당 모니터링 장치(200)의 크기를 최소화할 수 있다.
구체적으로, 혈당 모니터링 장치(200)는 펄스 생성기(244)에서 생성한 펄스에 따라 변조된 무선 신호를 생성하여 외부로 자체적으로 출력하도록 회로를 구성하면, 전력 요구량이 과도하게 많아지게 되며 부가적으로 장치 자체의 크기가 증가할 수 있다.
따라서, 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치(200)는 변조된 신호를 생성하여 자체적으로 출력하지 않고, 안테나부(250)를 통해 반사되는 반사파 신호를 진폭 변조하여 외부로 측정된 혈당 정보를 제공하도록 회로를 구성함으로써, 전력 소비량 및 장치 자체의 크기를 최소화할 수 있다.
일실시예에 따른 변조기(245)의 동작은 이후 실시예 도 4a 내지 도 4b를 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
일측에 따르면, 회로부(240)는 외부로부터 수신한 교류 신호를 정류하는 정류기(Rectifier, 241) 및 정류된 신호의 전압을 조절(Regulate)하고, 조절된 신호를 발광부(210)로 전달하는 전압 조절기(Regulator, 242)를 더 포함할 수 있다.
또한, 회로부(240)는 일정한 크기의 기준 전압을 생성하여 전압 조절기(242)에 공급하는 밴드갭 기준 전압 생성기(Bandgap Reference Voltage Generator, 243)를 더 포함할 수도 있다.
보다 구체적으로, 정류기(241)는 안테나(250)를 통해 외부기기로부터 교류 신호를 수신하고, 수신한 교류 신호를 정류하여 전압 조절기(242)에 제공할 수 있다.
예를 들면, 외부기기로부터 수신하는 교류 신호는 무선 전력일 수 있다.
다음으로, 전압 조절기(242)는 정류된 신호의 전압을 조절하고, 조절된 신호(Vdd)를 발광부(210) 및/또는 펄스 생성기(244)에 제공할 수 있다.
즉, 발광부(210)는 전압 조절기(242)로부터 조절된 신호(Vdd)를 수신하여 동작할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치에 구비된 펄스 생성기를 통해 생성된 펄스를 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 참조부호 300에 도시된 것과 같이 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치의 펄스 생성기는 광선 검출부에서 수신한 형광 광선의 세기가 강할수록 상대적으로 짧은 주기를 갖는 펄스를 생성할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치의 펄스 생성기는 광선 검출부에서 수신한 형광 광선의 세기가 약할수록 상대적으로 긴 주기를 갖는 펄스를 생성할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치에 구비된 변조기의 상세한 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 참조부호 410에 도시된 것과 같이, 변조기는 펄스 생성부(401)에서 생성되는 펄스(Vin)를 게이트(Gate) 입력으로 수신하여 반사파 신호(Scattered wave)를 진폭 변조하는 트랜지스터(402)를 포함할 수 있다.
다시 말해, 변조기는 펄스(Vin)를 입력으로 수신하여 안테나부를 통해 수신되는 신호(Incoming wave) 중 안테나부(250)를 통해 반사되는 신호인 반사파 신호(Scattered wave)를 진폭 변조할 수 있다.
보다 구체적으로, 변조기는 참조부호 420에 도시된 것과 같이, 트랜지스터(402)의 게이트로 입력되는 펄스(Vin)에 대응하는 트랜지스터(402)의 온(On)/오프(Off) 동작을 통해 반사파 신호(Scattered wave)를 진폭 변조할 수 있다.
한편, 트랜지스터(402)를 N타입(N-type)으로 사용하는 경우와 P타입(P-type)으로 사용하는 경우의 진폭 변조된 반사파 신호의 파형은 트랜지스터(402)의 온(On) 동작 및 오프(Off) 동작 시에 서로 반대로 나타날 수 있다.
결국, 본 발명은 변조기를 하나의 트랜지스터로 구현하여 혈당 모니터링 장치의 크기를 추가적으로 감소시킬 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법을 도시하는 도면이다.
이하에서, 도 5를 통해 설명하는 방법은 일실시예에 따른 혈당 모니터링 장치를 이용한 모니터링 방법에 관한 것으로서, 이후에 설명하는 내용 중 도 1 내지 도 4b를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략 하기로 한다.
도 5를 참조하면, 510 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 발광부에서 입사광을 방사할 수 있다.
일측에 따르면, 510 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 안테나부에서 외부로부터 수신한 교류 신호를 회로부의 정류기(Rectifier)로 전달하고, 정류기에서 외부로부터 수신한 교류 신호를 정류할 수 있다.
또한, 510 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 회로부의 전압 조절기(Regulator)에서 정류된 신호의 전압을 조절(Regulate)하고, 조절된 신호를 발광부로 전달하고, 발광부에서 조절된 신호에 기초하여 입사광을 방사할 수 있다.
다음으로, 520 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 혈당 센싱부에서 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사할 수 있다.
일측에 따르면, 520 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 혈당 센싱부에서 사용자 체내의 혈당(Glucose) 농도에 따라 변화하는 빛의 세기(Light Intensity)를 갖는 형광 광선을 방사할 수 있다.
다음으로, 530 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 광선 검출부에서 방사된 형광 광선을 수신할 수 있다.
다음으로, 540 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 회로부에서 수신한 형광 광선의 세기에 기초하여 생성되는 펄스를 이용하여 반사파 신호를 변조할 수 있다.
일측에 따르면, 540 단계에서 일실시예에 따른 혈당 모니터링 방법은 회로부의 펄스 생성기(Pulse generator)에서 수신한 형광 광선의 세기에 대응하는 펄스 주기를 갖는 펄스를 생성하고, 회로부의 변조기(Modulator)에서 펄스 생성기에서 생성한 펄스를 이용하여 안테나부를 통해 수신되는 신호 중 안테나부를 통해 반사되는 신호인 반사파 신호를 변조할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면, 기존 디지털 통신 방식을 대신하여 아날로그 통신 방식인 반사파 변조를 이용하여 혈당 모니터링 장치에 필요한 전력 소비량 및 혈당 모니터링 장치의 크기를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 필터를 통해 입력광의 수신에 따른 혈당 측정 데이터의 노이즈를 사전에 차단할 수 있다.
또한, 본 발명은 변조기를 하나의 트랜지스터로 구현하여 혈당 모니터링 장치의 크기를 추가적으로 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.
소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
100: 혈당 모니터링 장치 110: 발광부
120: 혈당 센싱부 130: 광선 검출부
140: 회로부 150: 안테나부

Claims (12)

  1. 입사광을 방사하는 발광부;
    상기 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사하는 혈당 센싱부;
    상기 방사된 형광 광선을 수신하는 광선 검출부 및
    상기 수신한 형광 광선의 세기에 기초하여 생성되는 펄스를 이용하여 반사파 신호를 변조하는 회로부
    를 포함하는 혈당 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로부와 연결되고, 외부로부터 수신한 교류 신호를 상기 회로부에 전달하는 안테나부를 더 포함하는
    혈당 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    사용자의 표피로부터 1mm 내지 2mm 깊이의 피하조직에 이식되는
    혈당 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 혈당 센싱부는
    사용자 체내의 혈당(Glucose) 농도에 따라 변화하는 빛의 세기(Light Intensity)를 갖는 상기 형광 광선을 방사하는
    혈당 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광선 검출부는
    상기 입사광의 수신을 차단하는 필터를 포함하는
    혈당 모니터링 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 회로부는
    상기 수신한 형광 광선의 세기에 대응하는 펄스 주기를 갖는 상기 펄스를 생성하는 펄스 생성기(Pulse generator) 및
    상기 펄스를 이용하여 외부로부터 상기 안테나부를 통해 수신되는 신호 중 상기 안테나부를 통해 반사되는 신호인 상기 반사파 신호를 변조하는 변조기(Modulator)를 포함하는
    혈당 모니터링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 변조기는
    상기 펄스 생성부에서 생성되는 상기 펄스를 게이트(Gate) 입력으로 수신하여 상기 반사파 신호를 진폭 변조(Amplitude Modulation) 하는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는
    혈당 모니터링 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 회로부는
    상기 외부로부터 수신한 교류 신호를 정류하는 정류기(Rectifier) 및
    상기 정류된 신호의 전압을 조절(Regulate)하고, 상기 조절된 신호를 상기 발광부로 전달하는 전압 조절기(Regulator)를 더 포함하는
    혈당 모니터링 장치.
  9. 발광부에서 입사광을 방사하는 단계;
    혈당 센싱부에서 상기 입사광을 흡수하여 형광 광선을 방사하는 단계;
    광선 검출부에서 상기 방사된 형광 광선을 수신하는 단계 및
    회로부에서 상기 수신한 형광 광선의 세기에 기초하여 생성되는 펄스를 이용하여 반사파 신호를 변조하는 단계
    를 포함하는 혈당 모니터링 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입사광을 방사하는 단계는
    안테나부에서 외부로부터 수신한 교류 신호를 상기 회로부의 정류기(Rectifier)로 전달하는 단계;
    상기 정류기에서 상기 외부로부터 수신한 교류 신호를 정류하는 단계;
    상기 회로부의 전압 조절기(Regulator)에서 상기 정류된 신호의 전압을 조절(Regulate)하고, 상기 조절된 신호를 상기 발광부로 전달하는 단계 및
    상기 발광부에서 상기 조절된 신호에 기초하여 상기 입사광을 방사하는 단계
    를 더 포함하는
    혈당 모니터링 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 형광 광선을 방사하는 단계는
    상기 혈당 센싱부에서 사용자 체내의 혈당(Glucose) 농도에 따라 변화하는 빛의 세기(Light Intensity)를 갖는 상기 형광 광선을 방사하는
    혈당 모니터링 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 반사파 신호를 변조하는 단계는
    상기 회로부의 펄스 생성기(Pulse generator)에서 상기 수신한 형광 광선의 세기에 대응하는 펄스 주기를 갖는 상기 펄스를 생성하는 단계 및
    상기 회로부의 변조기(Modulator)에서 상기 펄스를 이용하여 안테나부를 통해 수신되는 신호 중 상기 안테나부를 통해 반사되는 신호인 상기 반사파 신호를 변조하는 단계를 더 포함하는
    혈당 모니터링 방법.
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