KR20200082822A - 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치가 개시된다. 이 장치는 포도당에 반응하는 정량의 화학물질을 저장하고 사용자로부터 채취된 타액 시료가 저장되는 경우 내부에서 화학물질과 타액 시료를 혼합하여 반응시킬 수 있는 혈당 측정용 스트립; 광원과 수광부 사이에 스트립이 삽입되는 경우 광원으로부터 조사되는 광이 스트립을 통해 투과하도록 하여 스트립 내에 포함된 타액 시료와 화합물질의 화합물에서 포도당의 양에 따라 투과광의 변화를 측정하는 광학계; 및 광학계에 의해 측정되는 투과광의 변화에 관한 데이터를 분석하여 혈당 측정을 수행하는 분석부를 포함한다. 여기서, 스트립은, 하부에 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물질을 저장하는 제1 저장부; 상부에 혈당 측정에 사용되는 타액 시료를 저장하는 제2 저장부; 제1 저장부와 제2 저장부 사이에 위치하며, 제1 저장부로부터 유입되는 화학물질과 제2 저장부로부터 유입되는 타액 시료의 화학반응에 의해 생성되어 광학계에 의한 혈당 측정에 사용되는 화합물이 저장되는 측정부를 포함하는 스트립 본체; 제1 저장부의 하부를 통해 삽입되어 제1 저장부 내에 저장된 화학물질의 하부 유출을 차단하는 하부 고무마개; 및 제2 저장부의 상부를 통해 삽입되어 제1 저장부 내에 저장된 화학 물질의 상부 유출을 차단하는 상부 고무마개를 포함한다.
Description
본 발명은 휴대형으로 간편하게 사용할 수 있는 무채혈식 광학적 혈당 측정 장치에 관한 것이다.
2012년도에는 당뇨병이 150만명의 직접적인 죽음의 원인이 되었으며, 2014년도를 기준으로 18세 이상의 성인인구 중 9%가 당뇨병에 걸렸을 정도로 당뇨병은 현대 사회의 큰 문제로 자리잡고 있다.
이와 같이 급속도로 증가하는 당뇨병 환자수로 인해 혈당을 주기적으로 측정할 수 있는 시스템의 필요성이 증가하고 있다.
그런데, 종래 기술은 가정에서 간편하게 혈액을 채취하여 혈당 수치를 검출하는 휴대형 센서를 중심으로 발전해왔다. 하지만 이 방법들은 채혈을 요구하기 때문에 채혈에 따른 번거로움, 채혈의 통증, 감염의 위험, 공포감 등 여러 부작용이 발생한다.
따라서, 무채혈식으로 혈당을 간편하게 측정하는 휴대형 장치가 요구된다. 무채혈식 혈당 측정 장치는 체액을 이용하여 혈당을 측정한다. 이용 가능한 체액에는 눈물, 소변, 땀과 타액 등이 있다. 이중에서 타액이 채취하기가 가장 용이하며 혈액속의 포도당 함유율과 타액속의 포도당 함유율의 상관도가 높아 무채혈식 혈당측정의 시료로 가장 적합하다. 지금까지 타액과 혈액의 포도당 상관도에 관한 많은 연구가 의학계를 중심으로 이루어져 왔고 많은 임상실험을 통하여 높은 상관도가 입증되어왔다.
포도당량의 약 1/100수준의 미량의 포도당이 존재한다. 따라서 현재 상용화 되어있는 채혈식 혈당 측정에는 전기적인 방식을 사용하고 있으나, 미량의 타액을 이용한 무채혈식 방식에서는 전기적인 방식으로는 측정이 어렵다. 따라서 광학적 측정방식이 보다 정확한 측정에 유리하다. 지금까지의 연구에서는 실험실 수준에서 복잡하고 규모가 큰 광학 측정장비를 이용하여 타액속의 포도당을 측정해 왔다.
본 발명에서는 이러한 광학적 방식으로 크기가 휴대할 수 있을 수준의 작아 휴대형으로 간편하게 타액속의 포도당을 측정하는 기술을 개시한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 타액의 포도당 농도 측정이 용이하고 그에 따라 무채혈식 혈당 측정이 가능하고, 기존에 높은 감도와 정확도를 가지지만 복잡하고 정밀한 측정 과정이 필요한 광학적 측정방법을 스트립을 통해 신속하고 간단한 측정이 용이하며 높은 감도와 정확도를 가진 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 휴대형 혈당 측정 장치는,
포도당에 반응하는 정량의 화학물질을 저장하고 사용자로부터 채취된 타액 시료가 저장되는 경우 내부에서 상기 화학물질과 상기 타액 시료를 혼합하여 반응시킬 수 있는 혈당 측정용 스트립; 광원과 수광부 사이에 상기 스트립이 삽입되는 경우 상기 광원으로부터 조사되는 광이 상기 스트립을 통해 투과하도록 하여 상기 스트립 내에 포함된 타액 시료와 상기 화합물질의 화합물에서 포도당의 양에 따라 투과광의 변화를 측정하는 광학계; 및 상기 광학계에 의해 측정되는 투과광의 변화에 관한 데이터를 분석하여 혈당 측정을 수행하는 분석부를 포함한다.
여기서, 상기 스트립은, 스트립 본체 ― 상기 스트립 본체는, 하부에 포도당에 선택적으로 반응하는 상기 화학물질을 저장하는 제1 저장부; 상부에 혈당 측정에 사용되는 상기 타액 시료를 저장하는 제2 저장부; 상기 제1 저장부와 상기 제2 저장부 사이에 위치하며, 상기 제1 저장부로부터 유입되는 화학물질과 상기 제2 저장부로부터 유입되는 타액 시료의 화학반응에 의해 생성되어 상기 광학계에 의한 혈당 측정에 사용되는 상기 화합물이 저장되는 측정부를 포함함 ―; 상기 제1 저장부의 하부를 통해 삽입되어 상기 제1 저장부 내에 저장된 화학물질의 하부 유출을 차단하는 하부 고무마개; 및 상기 제2 저장부의 상부를 통해 삽입되어 상기 제1 저장부 내에 저장된 화학 물질의 상부 유출을 차단하는 상부 고무마개를 포함한다.
또한, 상기 상부 고무마개가 제거된 후, 혈당 측정 대상으로부터 채취된 타액 시료가 상기 제2 저장부에 저장된다.
또한, 상기 스트립을 상기 광학계에 삽입할 때 주어지는 힘으로 상기 하부 고무마개가 가압되어 상기 제1 저장부 내에 저장되어 있는 상기 화학물질이 상기 측정부로 유입된다.
또한, 상기 상부 고무마개의 가압에 의해 상기 제2 저장부에 저장된 타액 시료가 상기 측정부의 제한된 부피에 의해 정량으로 상기 측정부로 유입된다.
또한, 상기 상부 고무마개에는, 상기 제1 저장부 내에 저장된 화학물질의 상기 측정부로의 유출을 차단하기 위해 상기 제1 저장부 측 하부에 돌출부가 형성되어 있고, 상기 제2 저장부에 저장된 타액 시료의 상기 측정부로의 정량 유입을 위한 가압을 위해 상부가 평탄하고, 상기 측정부 내부의 공기가 상기 스트립 밖으로 빠져나갈 수 있는 공기 구멍이 형성되어 있다.
또한, 상기 분석부는 상기 광학계에서 전달된 투과광의 변화 데이터로 상기 타액 시료에 포함된 포도당 양, 사람마다 다른 타액과 혈액 사이의 상관 관계를 사용자 개인별로 추정하는 알고리즘을 이용해 실제 혈액의 포도당 양을 개인별로 추정한다.
본 발명에 따르면, 타액의 포도당 농도 측정이 용이하고 그에 따라 무채혈식 혈당 측정이 가능하다.
또한, 채혈을 동반하지 않아 사용자의 통증을 없애고, 채혈에 의한 세균 감염의 위험이 사라진다.
또한, 광학적 측정을 사용하여 신속하고 간단한 측정이 용이하며 높은 감도와 정확도를 가진다.
또한, 휴대 가능한 크기와 형태로 제작함에 따라 당뇨병 환자들의 편리한 혈당 관리와 복지 향상에 큰 기여를 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에 화학물질만 저장되어 있는 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에서 하부 고무마개를 압축하여 화학물질을 측정부로 유출한 상태의 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에 타액이 저장된 상태의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치에서 상부 고무마개를 압축하여 타액을 측정부로 유출한 상태의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에 화학물질만 저장되어 있는 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에서 하부 고무마개를 압축하여 화학물질을 측정부로 유출한 상태의 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에 타액이 저장된 상태의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치에서 상부 고무마개를 압축하여 타액을 측정부로 유출한 상태의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치에 대해 설명한다.
한편, 본 발명의 실시예에서의 혈당 측정에서 사용되는 체액으로는 눈물, 소변, 땀, 타액 등이 있으나 설명의 편의를 위해 타액으로 가정하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치(100)는 광학계(110), 분석부(120), 표시부(130) 및 조작부(140)를 포함한다.
광학계(110)는 스트립 삽입부(111)를 통해 삽입된 혈당 측정 스트립(추후 설명함) 내에 들어 있는 화합물을 투과하는 투과광을 검출한다. 여기서, 혈당 측정 스트립에는 혈당 측정 대상에게서 채취한 타액과 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물질이 함께 투입되어 서로 화학반응을 한 후의 화합물이 들어 있다.
이러한 광학계(110)는 구체적으로 스트립 삽입부(111), 광원(112) 및 광 검출기(113)를 포함한다.
스트립 삽입부(111)는 뒤에서 설명한 혈당 측정 스트립이 삽입되어 광원(112)과 광 검출기(113)에 의해 반응한 화합물의 투과도를 측정할 장소를 제공한다. 스트립 삽입부(111)는 혈당 측정 스트립이 광학계(110)에 결합되는 형태로 삽입되고, 혈당 측정이 완료되면 스트립 삽입부(111)로부터 탈착 가능하다.
광원(112)은 스트립 삽입부(111)에 삽입되어 있는 혈당 측정 스트립 내에 들어 있는 화합물을 투과하는 광을 발생하며, 혈당 측정 스트립 내에 들어 있는 화합물의 반응이 큰 파장을 가지는 LED(Light Emitting Diode)를 사용한다. 예로서, 490nm에서 600nm 사이의 파장 영역의 광을 발생한다.
광 검출기(113)는 광원(112)에 의해 발생하여 혈당 측정 스트립 내에 들어 있는 화합물을 투과한 광을 검출하여 대응되는 데이터로서 분석부(120)로 전달한다. 여기서, 광 검출기(113)로는 반응한 화합물이 가장 많이 방출하는 파장의 빛을 검출할 수 있는 광 검출기가 사용된다. 예를 들어, 580nm에서 590nm 사이의 파장을 검출하는 광 검출기가 사용될 수 있다.
다음, 분석부(120)는 광학계(110)에 의해 측정되는 데이터 분석을 통해 타액시료에 포함된 미량의 포도당 양을 측정하고 실제 혈액의 포도당 양을 개인별로 산출한다. 혈당 측정 결과는 표시부(130)를 통해 표시되거나 또는 USB 연결 등을 통해 외부의 장치로 전달될 수 있다.
구체적으로 분석부(120)는 제어부(121) 및 USB 단자(122)를 포함한다.
제어부(121)는 예를 들어 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU) 등과 같은 마이크로 제어 유닛(Micro Control Unit)을 사용하여 구현되며, 광학계(110)에서 측정된 데이터를 처리하여 혈당 측정 결과를 산출하다. 이러한 제어부(121)에는 광학계(110)에서 측정된 데이터를 처리하여 혈당 측정 결과를 산출하는 프로그램이 내장되어 있다. 또한, 제어부(121)는 산출된 혈당 측정 결과를 표시부(120)로 전달하여 외부로 표시될 수 있도록 할 수 있다.
USB 단자(122)는 외부 장치와의 USB를 통한 데이터 송수신이 가능한 입출력 인터페이스를 제공한다. 따라서, 제어부(121)는 광학계(110)에 의해 측정된 데이터와 제어부(121)에 의해 산출된 혈당 측정 결과를 USB 단자(122)를 통해 외부 장치로 전달할 수 있다.
또한, USB 단자(122)는 제어부(121)에 내장된 프로그램을 수정하기 위한 데이터를 외부로부터 수신하여 제어부(121)로 전달할 수 있다.
표시부(130)는 혈당 측정 장치(100)의 동작 정보 및 조작 메뉴 등의 정보를 제공하며, 특히 분석부(120)로부터 전달되는 혈당 측정 결과를 표시할 수 있다.
조작부(140)는 혈당 측정 장치(100)를 작동시키기 위한 각종 조작을 제공한다. 이러한 조작부(140)는 제어부(121)의 제어에 의해 기계 조작을 제공할 수 있다. 여기서, 조작부(140)는 전원 버튼, 혈당 측정 관련 버튼, 표시 버튼, 프로그램 관련 버튼 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 대상자의 타액이 포함된 화합물 속 포도당을 검출하여 혈당을 측정한다.
여기서, 화학물질은 시료에 존재하는 포도당(glucose)을 gluconolactone으로 산화시키며 과산화수소(H2O2)를 생성해줄 산화효소인 포도당 산화효소(Glucose Oxidase: GOD)로 구성되거나, 포도당 탈수소효소(Glucose Dehydrogenase)로 구성된다.
이러한 화학물질에 의한 효과는 다음과 같다.
시료가 GOD와 화학반응을 일으켜서 시료에 존재하는 포도당이 gluconolactone으로 산화된다(반응).
이러한 반응은 다음과 같다.
반응1 : 
여기서, 반응생성물인 과산화수소의 양은 반응물인 포도당의 양에 비례하므로 포도당이 많을수록 과산화수소도 많이 생성된다.
한편 GOD와 화학반응을 하여 생성된 과산화수소(H2O2)는 과산화효소(Peroxidase)를 촉매로 하여 Colorimetric material과 반응하여 발광 및 흡수 반응을 한다.
이때 사용할 수 있는 과산화효소에는 겨자무 과산화효소(Horseradish Peroxidase : HRP), Fe3O4 nanoparticle등이 있으며, Colorimetric material에는 Amplex red (AR), Amplex ultra red (AUR), 3,3`,5,5`-tetramethylbenzidine(TMB) 등이 있다.
반응2 : 
여기서, colorimetric material과 과산화효소의 반응 생성물인 oxidized material은 fluorescence을 내는 물질이다. Colorimetric material과 과산화수소는 일정한 비율로 반응하므로 포도당이 많을수록 과산화수소도 많이 생성되고 그에 따라 oxidized material도 많이 생성되어 보다 더 강한 fluorescence을 보이게 된다.
이하, 상기한 스트립 삽입부(111)에 삽입되어 본 발명의 실시예에 따른 혈당 측정 장치(100)에 의한 혈당 측정에 사용되는 혈당 측정 스트립에 대해 설명한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치에서 사용되는 혈당 측정 스트립의 결합 관계를 나타내는 도면으로, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에 화학물질만 저장되어 있는 결합 관계를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에서 하부 고무마개를 압축하여 화학물질을 측정부로 유출한 상태의 결합 관계를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치 내에 타액이 저장된 상태의 결합 관계를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치에서 상부 고무마개를 압축하여 타액을 측정부로 유출한 상태의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치(100)에서 사용되는 혈당 측정 스트립(200)은 스트립 본체(210), 하부 고무마개(220) 및 상부 고무마개(230)를 포함한다.
스트립 본체(210)는 하단 내부에 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물질이 담겨지는 화학물질 저장부(211), 타액이 채취되어 담겨지는 시료 저장부(212) 및 시료 저장부(212)의 타액과 화학물질 저장부(211)의 화학물질이 반응하여 생성된 화합물이 위치하는 측정부(213)를 포함한다.
스트립 본체(210)의 화학물질 저장부(211)에는 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물질이 정량으로 담겨지고, 하부 고무마개(220)가 화학물질 저장부(211)의 입구(2110)로 삽입되어 화학물질 저장부(211)를 밀봉함으로써, 화학물질이 화학물질 저장부(211)의 외부로 유출되지 않게 된다. 이 때, 하부 고무마개(220)는 화학물질 저장부(211)의 입구(2110)를 밀봉하는 것 뿐만 아니라, 화살표(A1)와 같이 하부 고무마개(220)에 외부로부터 압력이 가해지는 경우 주사기의 원리를 이용하여 화학물질 저장부(211) 내에 들어 있는 화학물질이 출구(2111)를 통해 측정부(213)로 유출되도록 할 수 있다.
또한, 화학물질 저장부(211)의 출구(2111)는 밀봉되어 있지 않은 상태에서 내부에 저장된 화학물질이 출구(2111)를 통해 쉽게 유출되지는 않지만, 확실한 밀봉을 위해 상부 고무마개(230)가 시료 저장부(212)의 입구(2120)를 통해 삽입되는 경우 상부 고무마개(230)의 하부 돌출부(231)가 화학물질 저장부(211)의 출구(2111)를 밀봉하도록 구현된다. 즉, 화학물질 저장부(211) 내에 들어 있는 화학물질은 하부 고무마개(220)와 상부 고무마개(230)에 의해 밀봉되어 외부로 유출되지 않고 저장될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 하부 고구마개(220)와 상부 고무마개(230)에 의해 화학물질이 화학물질 저장부(211) 내에 저장되어 있는 상태에서, 본 발명의 실시예에 따른 혈당 측정을 시작하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 고무마개(230)가 도 2에 도시된 화살표(A2) 방향으로 제거되어 화학물질 저장부(211) 내에 저장된 화학물질이 측정부(213)로 유출될 수 있도록 한 후, 도 2에 도시된 화살표(A1) 방향으로 하부 고무마개(220)를 가압하여 화학물질 저장부(211)에 저장된 화학물질을 측정부(213)로 유출시킨다.한편, 타액은 타액 채취 도구, 예를 들어 스폰지와 같은 도구를 통해 혈당 측정 대상에게서 채취된 후 혈당 측정 스트립(200)의 시료 저장부(212) 내로 삽입되어 거치됨으로써 시료 저장부(212) 내에 타액이 저장될 수 있다. 이 때, 상부 고무마개(230)는 이미 스트립 본체(210)로부터 제거된 후이다. 즉, 타액 저장시에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 스트립 본체(210)로부터 상부 고무마개(230)를 미리 제거한 후에 채취된 타액을 시료 저장부(212) 내에 저장하게 된다.
한편, 시료 저장부(212)에 저장된 타액은 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 고무마개(230)를 뒤집어서 상부면(232)이 시료 저장부(212)의 입구(2120) 방향으로 향하도록 한 후 상부면(232)이 먼저 시료 저장부(212)로 삽입되도록 상부 고무마개(230)가 시료 저장부(212) 내에 거치되어 있는 타액 채취 도구, 예를 들어 스폰지를 화살표(A3) 방향으로 가압함으로써 스폰지에 채취되어 있는 타액이 측정부(213)로 유출될 수 있도록 한다.
이와 같이, 도 5를 참조하면, 하부 고무마개(220)의 가압에 의해 화학물질 저장부(211) 내에 들어 있는 화학물질이 측정부(213)로 유입되고, 또한 시료 저장부(212)에 들어 있는 타액이 상부 고무마개(230)의 가압에 의해 측정부(213)로 유입되면, 타액과 화학물질이 전술한 화학반응을 일으켜서 본 발명의 실시예에 따른 혈당 측정이 가능한 화합물을 생성한다.
한편, 상부 고무마개(230)의 가압에 의해 측정부(213)로 유입되는 타액은 측정부(213) 내에 화학물질 저장부(211)에서 먼저 유입된 정량의 화학물질에 더하여 부피가 제한된 측정부(213)를 가득 채움으로써 정량의 타액을 채취할 수 있도록 한다.
이때 상부 고무마개(230)의 상부면(232)에는 상기 측정부 내부의 공기가 스트립 밖으로 빠져나갈 수 있는 공기 구멍 역할을 하며, 타액이 측정부(213)로 유입된 뒤 남은 여분의 타액이 이동할 수 있는 관(233)이 형성되어 있다.
한편, 측정부(213)는 타액이 화학물질을 만나서 화학반응을 하여 생성된 화합물을 광학계(110)를 사용하여 타액 내의 포도당 농도를 측정할 수 있도록 하기 위해 투명한 재질을 사용하여 구현된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 혈당 측정 스트립(200)에서는 포도당에 선택적으로 반응하는 화학물질을 화학물질 저장부(211) 내에 넣은 상태에서 하부 고무마개(220)와 상부 고무마개(230)를 사용하여 밀봉한 상태로 보관하고, 혈당 측정시에만 상부 고무마개(230)를 제거한 후 타액을 채취하여 시료 저장부(212)에 저장시킨 후 상부 고무마개(230)를 뒤집어서 사용하여 시료 저장부(212)에 저장되어 있는 타액을 측정부(213)로 유입시키고 또한 하부 고무마개(220)를 사용하여 화학물질 저장부(211) 내에 들어 있는 화학물질을 측정부(213)로 유입시켜서 타액과 화학물질을 반응시킨 후 화합물이 생성되도록 한 후 도 1에 도시된 혈당 측정 장치(100)의 스트립 삽입부(111) 내에 삽입하여 혈당 측정을 수행할 수 있다.
즉, 도 1을 참조하여 설명하면, 도 2 및 도 3을 통해 설명한 혈당 측정 스트립(200) 내에 화합물이 생성된 후 혈당 측정 스트립(200)이 혈당 측정 장치(100)의 스트립 삽입부(111) 내에 삽입되면, 혈당 측정 스트립(200)의 측정부(213)가 광학계(110)에서 광원(112)과 광 검출기(113)의 광경로 상에 위치하게 되어 광원(112)에서 발생한 광이 혈당 측정 스트립(200)의 측정부(213) 내의 화합물을 투과하여 광 검출기(113)로 검출되고, 검출된 데이터가 분석부(120)에 의해 분석됨으로써, 화합물 내의 포도당의 농도에 따른 혈당이 측정되고, 그 측정 결과가 표시부(130)를 통해 표시될 수 있다.
이 때, 분석부(120)는 광학계(110)에서 전달되는 데이터, 구체적으로 투과광의 변화 데이터를 사용하여 타액에 포함된 미량의 포도당 양, 사람마다 다른 타액과 혈액 사이의 상관 관계를 사용자 개인별로 추정하는 알고리즘을 이용하여 실제 혈액의 포도당 양을 개인별로 추정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 혈당 측정 스트립을 사용함으로써, 타액의 포도당 농도 측정이 용이하고 그에 따라 무채혈식 혈당 측정이 가능하다.
또한, 채혈을 동반하지 않아 사용자의 통증을 없애고, 채혈에 의한 세균 감염의 위험이 사라진다.
또한, 광학적 측정을 사용하여 신속하고 간단한 측정이 용이하며 높은 감도와 정확도를 가진다.
또한, 휴대 가능한 크기와 형태로 제작함에 따라 당뇨병 환자들의 편리한 혈당 관리와 복지 향상에 큰 기여를 할 수 있다.
한편, 상기에서는 하부 고무마개(220)를 가압하여 화학물질 저장부(211)에 저장된 화학물질을 측정부(213)로 유출시키고, 그 후에 타액이 시료 저장부(212)에 저장되면 상부 고무마개(230)를 가압하여 시료 저장부(212)에 저장된 타액을 측정부(213)로 유출시켜서 화학물질과 타액이 화학반응을 일으켜서 화합물을 생성한 후에 혈당 측정 스트립(200)을 혈당 측정 장치(100)의 스트립 삽입부(111) 내로 삽입하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 하부 고무마개(220)를 가압하여 화학물질 저장부(211)에 저장된 화학물질을 측정부(213)로 유출시키기 전에 먼저 타액이 시료 저장부(212)에 저장되면 상부 고무마개(230)를 가압하여 시료 저장부(212)에 저장된 타액을 측정부(213)로 유출시킨 후 혈당 측정 스트립(200)을 혈당 측정 장치(100)의 스트립 삽입부(111) 내로 삽입할 때 하부 고무마개(220)를 가압하여 화학물질 저장부(211)에 저장된 화학물질을 측정부(213)로 유출시켜서 화학물질과 타액이 화학반응을 일으켜서 화합물을 생성하도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (7)
- 포도당에 반응하는 정량의 화학물질을 저장하고 사용자로부터 채취된 타액 시료가 저장되는 경우 내부에서 상기 화학물질과 상기 타액 시료를 혼합하여 반응시킬 수 있는 혈당 측정용 스트립;
광원과 수광부 사이에 상기 스트립이 삽입되는 경우 상기 광원으로부터 조사되는 광이 상기 스트립을 통해 투과하도록 하여 상기 스트립 내에 포함된 타액 시료와 상기 화합물질의 화합물에서 포도당의 양에 따라 투과광의 변화를 측정하는 광학계; 및
상기 광학계에 의해 측정되는 투과광의 변화에 관한 데이터를 분석하여 혈당 측정을 수행하는 분석부
를 포함하는, 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치. - 제1항에 있어,
상기 스트립은,
스트립 본체 ― 상기 스트립 본체는,
하부에 포도당에 선택적으로 반응하는 상기 화학물질을 저장하는 제1 저장부;
상부에 혈당 측정에 사용되는 상기 타액 시료를 저장하는 제2 저장부;
상기 제1 저장부와 상기 제2 저장부 사이에 위치하며, 상기 제1 저장부로부터 유입되는 화학물질과 상기 제2 저장부로부터 유입되는 타액 시료의 화학반응에 의해 생성되어 상기 광학계에 의한 혈당 측정에 사용되는 상기 화합물이 저장되는 측정부
를 포함함 ―;
상기 제1 저장부의 하부를 통해 삽입되어 상기 제1 저장부 내에 저장된 화학물질의 하부 유출을 차단하는 하부 고무마개; 및
상기 제2 저장부의 상부를 통해 삽입되어 상기 제1 저장부 내에 저장된 화학 물질의 상부 유출을 차단하는 상부 고무마개
를 포함하는 무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치. - 제2항에 있어서,
상기 상부 고무마개가 제거된 후, 혈당 측정 대상으로부터 채취된 타액 시료가 상기 제2 저장부에 저장되는,
무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치. - 제2항에 있어서,
상기 스트립을 상기 광학계에 삽입할 때 주어지는 힘으로 상기 하부 고무마개가 가압되어 상기 제1 저장부 내에 저장되어 있는 상기 화학물질이 상기 측정부로 유입되는,
무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치. - 제3항에 있어서,
상기 상부 고무마개의 가압에 의해 상기 제2 저장부에 저장된 타액 시료가 상기 측정부의 제한된 부피에 의해 정량으로 상기 측정부로 유입되는,
무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치. - 제5항에 있어서,
상기 상부 고무마개에는,
상기 제1 저장부 내에 저장된 화학물질의 상기 측정부로의 유출을 차단하기 위해 상기 제1 저장부 측 하부에 돌출부가 형성되어 있고,
상기 제2 저장부에 저장된 타액 시료의 상기 측정부로의 정량 유입을 위한 가압을 위해 상부가 평탄하고, 상기 측정부 내부의 공기가 상기 스트립 밖으로 빠져나갈 수 있는 공기 구멍이 형성되어 있는,
무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 분석부는 상기 광학계에서 전달된 투과광의 변화 데이터로 상기 타액 시료에 포함된 포도당 양, 사람마다 다른 타액과 혈액 사이의 상관 관계를 사용자 개인별로 추정하는 알고리즘을 이용해 실제 혈액의 포도당 양을 개인별로 추정하는,
무채혈식 휴대형 광학적 혈당 측정 장치.
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