KR20210043775A - 혈당 검사용 비침습적 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

혈당 검사를 위한 비침습적 시스템 및 그 방법이 개시된다. 이 시스템은 혈당 또는 포도당을 비침습적 방식으로 예비 검사하고 즉각 나타내기 위해 케이스, 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛을 포함한다. 추가 장치나 연결 와이어가 없는 간단한 구조이기 때문에 이 시스템은 사용이 용이하고 사용자가 혈당을 쉽게 검사하는데 도움이 되어 실용적이다. 결과적으로, 본 발명은 빈번하게 손가락을 찔러 혈액을 채취함으로써 박테리아나 다른 미생물에 감염되는 잠재적인 위험을 효과적으로 방지하고, 특히 장기간 모니터링 동안 어디서나 빠르고 쉽게 혈당을 검사하는 기능을 제공한다.

Description

혈당 검사용 비침습적 시스템 및 그 방법{NON-INVASIVE SYSTEM FOR TESTING BLOOD SUGAR AND METHOD OF THE SAME}

1. 발명의 분야

본 발명은 혈당을 검사하기 위한 비침습적 시스템 및 그 방법, 보다 상세하게는 어떤 추가 장치나 연결 와이어 없이 간단한 구조로 사용자가 혈당을 검사하는 것을 도와 비침습적 방식으로 사용자의 혈당 또는 포도당을 예비 검사하고 즉각 보여줌으로써 손가락을 찔러 혈액을 채취하는 동안 박테리아 또는 기타 미생물로 인한 감염의 위험을 피할 수 있으며, 특히 장기간 모니터링 동안 어디서나 빠르고 쉽게 혈당 검사가 가능한 혈당 검사용 비침습적 시스템에 관한 것이다.

2. 선행 기술

혈당은 사람의 혈액 내 포도당 농도를 나타내는 것으로 잘 알려져 있으며, 일반적으로 중요한 영양소 중 하나인 포도당은 소장에서 음식이 소화되어 생성된 다음 혈액으로 공급된다. 포도당은 인체의 세포로 전달되어 1차 에너지 물질로 제공된다. 따라서 혈당은 신체 상태에 대한 주요 지표 중 하나이며 세포 대사 및 활동과 밀접한 관련이 있다. 정상적으로 혈당은 800 내지 1200 mg/L와 같이 매우 좁은 범위 내에서 조절된다.

고혈당 또는 저혈당의 기능 장애는 일부 질병을 유발할 수 있다. 예를 들어, 지속적인 고혈당은 가장 흔한 질병 중 하나로서 당뇨병을 유발한다. 저혈당인 경우 환자는 현기증을 느끼거나 집중력을 잃거나 심지어는 쇼크 상태로 될 수 있다.

당뇨병 환자는 혈당을 주시하고 혈당을 정상 값으로 낮추어 고혈당으로 인해 신체의 중요한 기관이 손상되는 것을 방지하기 위해 인슐린을 주사할 준비가 되어 있어야 한다.

전통적으로, 혈당은 바늘로 한 손가락을 찔러 신선한 혈액을 채취한 다음 채취한 혈액을 일부 약제와 혼합하여 색 변화를 확인하여 검사하거나, 또는 하나의 특정 기구 또는 장치로 직접 검사한다. 분명히 바늘로 인한 손가락의 상처는 박테리아로 감염되고 손가락을 너무 자주 찌르면 인간의 면역력이 저하될 가능성이 있다. 또한 상처가 천천히 치유될 수 있다.

따라서, 비침습적 방식으로 사용자의 혈당 또는 포도당을 예비 검사하고 즉각 나타냄으로써 선행기술의 문제를 극복하기 위한, 비침습적 혈당 검사 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이 대단히 요망된다.

발명의 요약

본 발명의 주요 목적은 사용자의 혈당 또는 포도당 (GLU)을 비침습적 방식으로 예비 검사하고 즉각 나타내기 위해 케이스, 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛을 구비한 비침습적 시스템을 제공하는 것이다.

구체적으로, 케이스는 전기 절연 및 방수가 되도록 구성되고 수용 공간이 제공되며, 제어 키 유닛은 사용자가 비침습적 시스템의 전기 작동을 제어할 수 있게 한다.

또한, 입력 전극 유닛은 사용자와 접촉하고 아날로그 입력 신호를 생성하기 위해 얇은 시트 형상을 갖는 전도성 재료로 만들어진 적어도 2개의 입력 전극을 포함한다. 신호 필터 유닛은 입력 신호를 수신하고 필터 프로세스를 통해 필터링된 신호를 생성 및 전달하기 위해 적어도 2개의 입력 전극에 전기적으로 연결된다. 신호 변환 유닛은 필터링된 신호를 수신하고 아날로그에서 디지털로의 변환을 통해 디지털 변환된 신호를 생성 및 전달하기 위해 신호 필터 유닛에 전기적으로 연결된다.

또한, 제어 처리 유닛은 변환된 신호를 수신하고 혈당 계산 프로세스를 통해 혈당 정보를 생성 및 전달하기 위해 신호 변환 유닛에 전기적으로 연결된다. 제어 처리 유닛은 또한 능동 트리거 작동을 수행하여 100 내지 500 Hz의 주파수를 갖는 방형파로서 트리거 신호를 생성 및 전달한다.

신호 증폭 유닛은 트리거 신호를 수신하고 트리거 증폭된 신호를 생성 및 전달하기 위해 제어 처리 유닛에 전기적으로 연결된다. 출력 전극 유닛은 얇은 시트 형상을 갖는 전도성 재료로 만들어진 적어도 2개의 출력 전극을 포함한다. 적어도 2개의 출력 전극은 트리거 증폭 신호를 수신하고 트리거 구동 신호를 생성하여 사용자에게 전달하기 위해 사용자와의 접촉을 위한 신호 증폭 유닛에 전기적으로 연결된다. 특히, 적어도 2개의 입력 전극의 입력 신호는 트리거 구동 신호에 대응하도록 구성된다.

상기 드라이버는 혈당 정보를 수신하고 디스플레이 구동 신호를 생성 및 전달하기 위해 제어 처리 유닛에 전기적으로 연결되고, 디스플레이 유닛은 디스플레이 구동 신호를 수신 및 디스플레이하기 위해 드라이버에 전기적으로 연결된다. 또한, 배터리 유닛은 작동을 위해 제어 처리 유닛 및 디스플레이 유닛에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 배터리를 포함한다.

또한, 케이스의 수용 공간은 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛을 수용하며, 상기 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 출력 전극 유닛 및 디스플레이 유닛은 케이스의 상부 표면 또는 하부 표면에 부분적으로 노출된다. 특히, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 드라이버 및 배터리 유닛은 보호를 위해 케이스로 봉해져 절연된다.

또한, 제어 처리 유닛은 사용자가 제어 키 유닛을 통해 작동 모드를 선택하도록 제어 키 유닛에 전기적으로 연결된다.

본 발명의 다른 목적은 단계 S1, S10, S20, S30, S40, S50, S60 및 S70을 포함하는 비침습적 방식으로 사용자의 혈당 또는 포도당 (GLU)을 검사하는 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 제어 처리 장치를 케이스, 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛과 결합하여 사용함으로써 구현된다. 또한, 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛은 보호를 위해 케이스 내에 수용된다.

단계 S1에서, 방법은 입력 전극 유닛이 접촉된 후 개시하여 대기 기간 동안 대기하고, 단계 S10에서, 입력 신호가 적어도 2개의 입력 전극으로부터 샘플링된다. 단계 S20에서, 입력 신호의 8-20개의 연속 샘플이 산술 평균화되어 평균 백그라운드 신호가 계산된다. 단계 S30에서, 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계값보다 큰지, 그리고 노이즈 임계값이 300-500 내에서 사전 설정된 실수인지 점검된다. 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계치보다 크면 단계 S20으로 되돌아간다. 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계값보다 크지 않으면, 평균 백그라운드 신호는 유효 감지 신호로 인식된다.

단계 S40에서, 유효 감지 신호는 제1 손가락 신호와 제2 손가락 신호로 분리된다. 제1 손가락 신호는 사용자의 제1 손가락과 접촉시 제1 입력 전극 또는 제2 입력 전극에서 나오고, 제2 손가락 신호는 사용자의 제2 손가락과 접촉시 제1 입력 전극 또는 제2 입력 전극에서 나온다. 구체적으로, 제1 손가락은 오른손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이고, 제2 손가락은 왼손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이거나, 또는 대안적으로, 제1 손가락은 왼손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이고 제2 손가락은 오른손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이다.

S50에서, 제1 손가락 피드백 신호가 제1 손가락 신호로부터 계산된다. 구체적으로, 제1 손가락 피드백 신호는 A1_ratio이고, A1_ratio=P1*A1_m_ave+P2이며, P1은 제1 매개 변수이고, P2는 제2 매개 변수이며, P1은 0.05-0.08 내에서 사전 설정된 실수이고, p2는 21.05-35.34 내에서 사전 설정된 실수이며, A1_m_ave는 600-1500으로 사전 설정된 값보다 크지 않은 A1_ave를 포함하는 A1_m의 평균이며, A1_m_ave는 극치 범위를 벗어난 안정적인 피드백 신호로 간주되며, A1_ave는 제1 손가락 신호의 10개 연속 샘플의 산술 평균이고, A1_ave의 100개 샘플이 계산된다. 단계 S60에서, 제2 손가락 신호로부터 제2 손가락 피드백 신호가 계산된다. 구체적으로, 제2 손가락 피드백 신호는 A2_m_ave이고, A2_m_ave는 1200-1800으로 사전 설정된 값보다 크지 않은 A2_ave를 포함하는 A2_m의 평균이고, A2_m_ave는 사전 설정된 극치 범위를 벗어난 안정된 피드백 신호로 간주되며, A2_ave는 제2 손가락 신호의 10개 연속 샘플의 산술 평균이고, A2_ave의 100개 샘플이 계산된다.

단계 S70에서, 제1 손가락 피드백 신호 및 제2 손가락 피드백 신호로부터 사용자의 GLU가 계산된다. 구체적으로, 사용자의 GLU가 혈당 정보에 포함되고, GLU=P3*(A0_m_ave/P4)-P5)*(((P6-A1_ratio)/10.238)-P5)*P7이며, P3은 제3 매개 변수이고, P4는 제4 매개 변수이며, P5는 제5 매개 변수이고, P6은 제6 매개 변수이고, P7은 제7 매개 변수이며, P3은 정상 모드에 대해 1로, 당뇨병 전단계 모드에 대해 1.1-1.2 내로, 당뇨병 후단계 모드에 대해 1.8-2.2 내로 사전 설정된 실수이고, P4는 공복 모드에 대해 210-220 내로, 식사 후 모드에 대해 200-210 내로 사전 설정된 실수이고, P5는 0.03-0.06 내로 사전 설정된 실수이며, P6은 공복 모드에 대해 60-70으로, 식사 후 모드에 대해 71-80 내로 사전 설정된 실수이고, P7은 ±3%~15% 내로 사전 설정된 백분율이다.

따라서, 본 발명은 어떤 추가 장치나 연결 와이어 없이 간단한 구조로 사용자가 혈당을 검사하는 것을 도와 비침습적 방식으로 사용자의 혈당 또는 포도당을 예비 검사하고 즉각 보여줌으로써 손가락을 찔러 혈액을 채취하는 동안 박테리아 또는 기타 미생물로 인한 감염의 위험을 피할 수 있으며, 특히 장기간 모니터링 동안 어디서나 빠르고 쉽게 혈당 검사가 가능한 혈당 검사용 비침습적 시스템 및 그 방법을 제공한다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시양태에 대한 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자에게 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시양태에 따른 혈당 검사용 비침습적 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시양태에 따른 비침습적 시스템의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시양태에 따른 비침습적 시스템의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시양태에 따른 혈당 또는 포도당 검사 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 전통적인 찌르는 방법 및 비침습 방법으로부터 획득된 GLU 데이터에 대한 비교이다.

바람직한 실시양태의 상세한 설명

첨부된 도면은 본 발명의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 발명의 실시양태를 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 의해 제공된다.

도 1, 2 및 3을 참조한다. 구체적으로, 도 1은 본 발명의 제1 실시양태에 따른 혈당 검사를 위한 비침습적 시스템을 도시한다. 도 2는 비침습적 시스템의 평면도이고, 도 3은 비침습적 시스템의 측면도이다. 도 1, 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 혈당 검사를 위한 비침습적 시스템은 사용자의 혈당 또는 포도당 (GLU)을 비침습적 방식으로 예비 검사하고 즉각 나타내기 위해 케이스 (10), 제어 키 유닛 (20), 입력 전극 유닛 (30), 신호 필터 유닛 (40), 신호 변환 유닛 (50), 제어 처리 유닛 (60), 신호 증폭 유닛 (70), 출력 전극 유닛 (80), 드라이버 (90), 디스플레이 유닛 (100) 및 배터리 유닛 (BU)을 구비한다.

구체적으로, 케이스 (10)는 전기 절연성 및 방수성을 갖도록 구성되며, 제어 키 유닛 (20), 입력 전극 유닛 (30), 신호 필터 유닛 (40), 신호 변환 유닛 (50), 제어 처리 유닛 (60), 신호 증폭 유닛 (70), 출력 전극 유닛 (80), 드라이버 (90), 디스플레이 유닛 (100) 및 배터리 유닛 (BU)을 수용하기 위한 수용 공간을 갖춘다. 제어 키 유닛 (20), 입력 전극 유닛 (30), 출력 전극 유닛 (80) 및 디스플레이 유닛 (100)은 케이스 (10)의 상부 표면 또는 하부 표면에 부분적으로 노출되며, 특히 제어 키 유닛 (20), 신호 필터 유닛 (40), 신호 변환 유닛 (50), 제어 처리 유닛 (60), 신호 증폭 유닛 (70), 드라이버 (90), 디스플레이 유닛 (100) 및 배터리 유닛 (BU)은 보호를 위해 케이스 (10)로 봉해지고 절연된다.

또한, 제어 키 유닛 (20)으로 사용자는 본 발명의 비침습적 시스템의 전기적 작동을 제어할 수 있다. 입력 전극 유닛 (30)은 제1 입력 전극 (31) 및 제2 입력 전극 (32)과 같은 적어도 2개의 입력 전극을 포함하며, 이들은 사용자와 접촉하고 아날로그 입력 신호를 생성하기 위해 얇은 시트 형상을 갖는 전도성 재료로 만들어진다. 신호 필터 유닛 (40)은 입력 신호를 수신하고 필터 과정을 통해 필터링된 신호를 생성 및 전달하기 위해 입력 전극 유닛 (30)에 전기적으로 연결되며, 신호 변환 유닛 (50)은 필터링된 신호를 수신하고 아날로그에서 디지털로의 변환 (ADC)을 통해 디지털 변환된 신호를 생성 및 전송하기 위해 신호 필터 유닛 (40)에 전기적으로 연결된다.

또한, 제어 처리 유닛 (60)은 변환된 신호를 수신하고 혈당 계산 프로세스를 통해 혈당 정보를 생성 및 전달하기 위해 신호 변환 유닛 (50)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제어 처리 유닛 (60)은 100 내지 500Hz의 주파수를 갖는 실질적으로 방형파인 트리거 신호를 생성 및 전달하기 위해 능동 트리거 작동을 수행한다.

신호 증폭 유닛 (70)은 트리거 신호를 수신하고 트리거 증폭 신호를 생성 및 전달하기 위해 제어 처리 유닛 (60)에 전기적으로 연결된다. 출력 전극 유닛 (80)은 제1 출력 전극 (81) 및 제2 출력 전극 (82)과 같은 적어도 2개의 출력 전극을 포함하며, 이들은 얇은 시트 형상의 전도성 재료로 만들어지고, 사용자와 접촉하고, 트리거 증폭 신호를 수신하고, 사용자에게 트리거 구동 신호를 전달하기 위해 신호 증폭 유닛 (70)에 전기적으로 연결된다. 특히, 입력 전극 (30)의 입력 신호는 트리거 구동 신호에 대응하도록 구성된다.

드라이버 (90)는 혈당 정보를 수신하고 디스플레이 구동 신호를 생성 및 전달하기 위해 제어 처리 유닛 (60)에 전기적으로 연결되고, 디스플레이 유닛 (100)은 혈당 정보를 나타내기 위해 디스플레이 구동 신호를 수신 및 디스플레이하도록 드라이버 (90)에 전기적으로 연결된다. 또한, 배터리 유닛 (BU)은 작동을 위해 제어 처리 유닛 (60) 및 디스플레이 유닛 (100)에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 배터리 (BT)를 포함한다.

또한, 제어 처리 유닛 (60)은 사용자가 제어 키 유닛 (20)을 통해 작동 모드를 선택하도록 제어 키 유닛 (20)에 전기적으로 연결된다.

상기 제어 키 유닛 (20)은 전원 키 (21), 상향 이동 키 (22), 하향 이동 키 (23) 및 확인 키 (24) 중 적어도 하나를 포함한다. 구체적으로, 전원 키 (21)는 전력을 공급하거나 전력 공급을 중단하기 위해 배터리 유닛 BU를 켜거나 끄기 위한 것이고, 상향 이동 키 (22) 및 하향 이동 키 (23)는 작동 모드를 상하로 선택하기 위한 것이며, 확인 키 (24)는 사용자가 선택된 작동 모드를 확인하도록 구성된다. 작동 모드는 공복 (공복 위) 모드, 식사 후 모드, 정상 모드, 당뇨병 전단계 모드 및 당뇨병 후단계 모드를 포함한다.

또한, 출력 전극 유닛 (80)의 제1 출력 전극 (81)은 중공 링 부를 갖고, 제2 출력 전극 (82)은 제1 출력 전극 (81)의 중공 링 부에 수용되는 반월형 부를 갖는다. 유사하게, 입력 전극 유닛 (30)의 제1 입력 전극 (31)은 반월형 부가 있고, 이는 제1 출력 전극 (81)의 중공 링 부에 수용되고 제2 입력 전극 (32)과 접촉하지 않는다. 제2 입력 전극 (32)은 중공 링 부, 우측 반월형 부 및 좌측 반월형 부를 갖고, 제2 입력 전극 (32)의 중공 링 부에 우측 반월형 부 및 좌측 반월형 부가 수용된다.

또한, 제1 출력 전극 (31)의 중공 링 부 및 제2 입력 전극 (32)의 중공 링 부는 각각 입력 전극 유닛 (30) 또는 출력 전극 유닛 (80)과 접촉하는 사용자의 한 손가락의 접촉 면적과 같거나 그 보다 큰 측면 크기를 갖는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 입력 전극 유닛 (30) 및 출력 전극 유닛 (80)은 바람직하게는 케이스 (10)의 상부 표면 또는 하부 표면에 제공된다. 예를 들어, 사용자는 입력 전극 유닛 (30)과 출력 전극 유닛 (80)을 동시에 터치하고 접촉하도록 오른손 및 왼손의 엄지 손가락 및 집게 손가락으로 본 발명의 시스템의 상부 표면 또는 하부 표면을 잡는다.

따라서, 본 발명의 제1 실시양태에 따른 비침습적 시스템은 사용이 용이하고, 사용자가 손가락으로 입력 전극 유닛 (30) 및 출력 전극 유닛 (80)을 터치하기 만하면 제어 처리 유닛 (60)을 호출하여 비침습적인 방식으로 혈액을 능동적으로 검사하고 계산된 혈당 값을 즉각 보여준다. 또한, 본 발명의 시스템은 전체 구조가 단순하고, 실질적으로 다른 장치 또는 연결 와이어가 없는 핸드헬드 박스여서 사용 편의성을 크게 향상시킨다.

추가로 본 발명의 제2 실시양태에 따른 혈당 또는 포도당 검사 방법의 흐름도를 도시하는 도 4를 참조한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 혈당 또는 포도당을 검사하는 방법은 일반적으로 비침습적 방식으로 사용자의 혈당 또는 포도당 (GLU)을 검사하기 위한 단계 S1, S10, S20, S30, S40, S50, S60 및 S70을 포함한다. 구체적으로, 혈당 또는 포도당을 검사하는 방법은 제어 처리 유닛을 케이스, 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛, 배터리 유닛, 제어 키 유닛과 결합하여 사용함으로써 구현된다.

케이스, 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛은 제1 실시양태와 유사하므로, 상세한 설명은 생략한다.

단계 S1에서, 본 발명의 방법은 입력 전극 유닛이 터치 또는 접촉된 후에 개시된다. 제어 처리 유닛은 100 내지 500 Hz의 주파수를 갖는 방형파로서 트리거 신호를 생성 및 전달하도록 능동 트리거 작동을 수행한다. 이어 트리거 신호가 신호 증폭 유닛 및 출력 전극 유닛를 통해 사용자에게 전달되고, 입력 전극 유닛은 트리거 구동 신호에 대응하는 아날로그 입력 신호를 생성한다. 보다 구체적으로, 입력 신호는 신호 필터 유닛 및 신호 변환 유닛을 통해 제어 처리 유닛으로 전달된다. 그 후, 제어 처리 유닛은 대기 기간, 바람직하게는 0.6-1.2 초 동안 대기한다.

다음에, 단계 S10이 실행되고, 입력 신호가 적어도 2개의 입력 전극으로부터 샘플링된다. 예를 들어, 입력 신호의 하나의 샘플이 제어 처리 유닛에 의해 생성된 적어도 하나의 트리거 신호 기간에 취해지고, 바람직하게는 하나의 트리거 신호 기간 동안 입력 신호의 하나의 샘플이 취해진다. 그 후, 단계 S20에서, 입력 신호의 8-20개의 연속 샘플을 산술 평균하여 평균 백그라운드 신호가 계산되고, 단계 S30에서, 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계값보다 큰지, 그리고 노이즈 임계값이 300-500 내에서 사전 설정된 실수인지 점검된다. 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계치보다 크면 단계 S20으로 되돌아간다. 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계값보다 크지 않으면, 평균 백그라운드 신호는 유효 감지 신호로 인식되고, 단계 S40이 실행된다.

단계 S40에서, 유효 감지 신호는 제1 손가락 신호와 제2 손가락 신호로 분리된다. 제1 손가락 신호는 사용자의 제1 손가락과 접촉시 제1 입력 전극 또는 제2 입력 전극에서 나오고, 제2 손가락 신호는 사용자의 제2 손가락과 접촉시 제1 입력 전극 또는 제2 입력 전극에서 나온다. 구체적으로, 제1 손가락은 오른손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이고, 제2 손가락은 왼손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이거나, 또는 대안적으로, 제1 손가락은 왼손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이고 제2 손가락은 오른손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이다.

S50에서, 제1 손가락 피드백 신호가 제1 손가락 신호로부터 계산된다. 구체적으로, 제1 손가락 피드백 신호는 A1_ratio이고, A1_ratio=P1*A1_m_ave+P2이며, P1은 제1 매개 변수이고, P2는 제2 매개 변수이며, P1은 0.05-0.08 내에서 사전 설정된 실수이고, p2는 21.05-35.34 내에서 사전 설정된 실수이며, A1_m_ave는 600-1500으로 사전 설정된 값보다 크지 않은 A1_ave를 포함하는 A1_m의 평균이며, A1_m_ave는 극치 범위를 벗어난 안정적인 피드백 신호로 간주되며, A1_ave는 제1 손가락 신호의 10개 연속 샘플의 산술 평균이고, A1_ave의 100개 샘플이 계산된다. 단계 S60에서, 제2 손가락 신호로부터 제2 손가락 피드백 신호가 계산된다. 구체적으로, 제2 손가락 피드백 신호는 A2_m_ave이고, A2_m_ave는 1200-1800으로 사전 설정된 값보다 크지 않은 A2_ave를 포함하는 A2_m의 평균이고, A2_m_ave는 사전 설정된 극치 범위를 벗어난 안정된 피드백 신호로 간주되며, A2_ave는 제2 손가락 신호의 10개 연속 샘플의 산술 평균이고, A2_ave의 100개 샘플이 계산된다.

단계 S70에서, 제1 손가락 피드백 신호 및 제2 손가락 피드백 신호로부터 사용자의 GLU가 계산된다. 구체적으로, 사용자의 GLU가 혈당 정보에 포함되고, GLU=P3*(A0_m_ave/P4)-P5)*(((P6-A1_ratio)/10.238)-P5)*P7이며, P3은 제3 매개 변수이고, P4는 제4 매개 변수이며, P5는 제5 매개 변수이고, P6은 제6 매개 변수이고, P7은 제7 매개 변수이며, P3은 정상 모드에 대해 1로, 당뇨병 전단계 모드에 대해 1.1-1.2 내로, 당뇨병 후단계 모드에 대해 1.8-2.2 내로 사전 설정된 실수이고, P4는 공복 모드에 대해 210-220 내로, 식사 후 모드에 대해 200-210 내로 사전 설정된 실수이고, P5는 0.03-0.06 내로 사전 설정된 실수이며, P6은 공복 모드에 대해 60-70으로, 식사 후 모드에 대해 71-80 내로 사전 설정된 실수이고, P7은 ±3%~15% 내로 사전 설정된 백분율이다.

즉, 본 발명의 제2 실시양태에 따른 혈당 또는 포도당을 검사하고 나타내는 방법은 정확한 혈당값을 계산하기 위해 트리거 신호에 대응하는 피드백 신호를 사용한다.

선행 기술의 찌르는 방법과 본 발명의 비침습적 방법으로부터 획득된 GLU 데이터를 추가로 비교하기 위해, 공복 모드 및 식사 후 모드를 포함하는 두 모드에서 상이한 연령의 4명에 대한 것을 도시하는 도 5를 참조한다. 본 발명의 방법은 찔러서 수득된 값과 비교하여 상당히 정확한 혈당값을 얻는 것이 명백하며, 특히 오차는 -12.4 % 내지 +12.8% 내에 있다. 따라서, 본 발명은 실제로 박테리아에 의한 감염을 효과적으로 방지할 수 있게 사용자나 환자가 손가락을 너무 자주 찌르지 않고, 특히 신속한 검사를 실행하고, 장기간 동안 지속적으로 모니터링하기 위해 스스로 혈당을 검사하는데 실용적이고 도움이 된다.

본 발명이 바람직한 실시양태를 참조하여 설명되었지만, 당업자에게는 하기 청구범위에 의해 한정되도록 의도된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 자명하다.

Claims (8)

1. 사용자의 혈당 또는 포도당을 비침습적 방식으로 예비 검사하고 나타내기 위한 비침습적 시스템으로서,
   전기 절연 및 방수가 되도록 구성되고 수용 공간이 제공된 케이스;
   사용자가 비침습적 시스템의 전기적 작동을 제어할 수 있게 하기 위한 제어 키 유닛;
   사용자와 접촉하고 아날로그 입력 신호를 생성하기 위해 얇은 시트 형상을 갖는 전도성 재료로 만들어진 적어도 2개의 입력 전극을 포함하는 입력 전극 유닛;
   입력 신호를 수신하고 필터 프로세스를 통해 필터링된 신호를 생성 및 전달하기 위해 상기 적어도 2개의 입력 전극에 전기적으로 연결된 신호 필터 유닛;
   상기 필터링된 신호를 수신하고, 아날로그에서 디지털로의 변환 (ADC)을 통해 디지털 변환된 신호를 생성 및 전달하기 위해 상기 신호 필터 유닛에 전기적으로 연결된 신호 변환 유닛;
   상기 변환된 신호를 수신하고, 혈당 계산 프로세스를 통해 혈당 정보를 생성 및 전달하며, 능동 트리거 작동을 수행하여 트리거 신호를 100 내지 500 Hz의 주파수를 가지는 방형파로 생성 및 전달하기 위해 신호 변환 유닛에 전기적으로 연결된 제어 처리 유닛;
   상기 트리거 신호를 수신하고 트리거 증폭 신호를 생성 및 전달하기 위해 상기 제어 처리 유닛에 전기적으로 연결된 신호 증폭 유닛;
   사용자와 접촉하고, 트리거 증폭된 신호를 수신하고, 트리거 구동 신호를 생성하여 사용자에게 전달하기 위해 신호 증폭 유닛에 전기적으로 연결된 얇은 시트 형상을 갖는 전도성 재료로 만들어진 적어도 2개의 출력 전극을 포함하고 적어도 두 개의 입력 전극의 입력 신호는 트리거 구동 신호에 대응하도록 구성된 출력 전극 유닛;
   혈당 정보를 수신하고 디스플레이 구동 신호를 생성 및 전달하기 위해 상기 제어 처리 유닛에 전기적으로 연결된 드라이버;
   디스플레이 구동 신호를 수신하여 디스플레이하기 위해 상기 드라이버에 전기적으로 연결된 디스플레이 유닛; 및
   작동을 위해 상기 제어 처리 유닛 및 디스플레이 유닛에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 배터리를 포함하는 배터리 유닛;
   을 구비하고,
   상기 케이스의 수용 공간은 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛을 수용하고; 여기서 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 출력 전극 유닛 및 디스플레이 유닛은 케이스의 상부 표면 또는 하부 표면에 부분적으로 노출되고, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 드라이버 및 배터리 유닛은 케이스로 봉해져 절연되고, 제어 처리 유닛은 사용자가 제어 키 유닛을 통해 작동 모드를 선택할 수 있도록 제어 키 유닛에 전기적으로 연결되어 있는,
   사용자의 혈당 또는 포도당을 비침습적 방식으로 예비 검사하고 나타내기 위한 비침습적 시스템.
2. 제1항에 있어서, 제어 키 유닛은 전원 키, 상향 이동 키, 하향 이동 키 및 확인 키 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 전원 키는 전력을 공급하거나 전력 공급을 중단하기 위해 배터리 유닛을 켜거나 끄기 위한 것이고, 상향 이동 키 및 하향 이동 키는 작동 모드를 상방 또는 하방으로 선택하기 위한 것이며, 확인 키는 사용자가 선택된 작동 모드를 확인하도록 구성되며, 작동 모드는 공복 모드, 식사 후 모드, 정상 모드, 당뇨병 전단계 모드 및 당뇨병 후단계 모드를 포함하는, 시스템.
3. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 출력 전극은 제1 출력 전극 및 제2 출력 전극을 포함하고, 상기 제1 출력 전극은 중공 링 부를 갖고, 상기 제2 출력 전극은 상기 제1 출력 전극의 중공 링 부에 수용된 반월형 부를 가지며, 적어도 2개의 입력 전극은 제1 입력 전극 및 제2 입력 전극을 포함하고, 상기 제1 입력 전극은 상기 제1 출력 전극의 중공 링 부에 수용된 반월형 부를 가지며 제2 입력 전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 입력 전극은 중공 링 부, 우측 반월형 부, 좌측 반월형 부를 가지며, 상기 우측 반월형 부 및 좌측 반월형 부는 제2 입력 전극의 중공 링 부에 수용되고, 제1 출력 전극의 중공 링 부 및 제2 입력 전극의 중공 링 부는 입력 전극 유닛 또는 출력 전극 유닛과 접촉하는 사용자 손가락의 접촉 면적과 같거나 그보다 큰 측면 크기를 갖는, 시스템.
4. 제어 처리 장치를 케이스, 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛과 결합하여 사용함으로써 비침습적 방식으로 사용자의 혈당 또는 포도당 (GLU)을 검사하는 방법으로서, 여기서 제어 키 유닛, 입력 전극 유닛, 신호 필터 유닛, 신호 변환 유닛, 제어 처리 유닛, 신호 증폭 유닛, 출력 전극 유닛, 드라이버, 디스플레이 유닛 및 배터리 유닛은 케이스 안에 수용되며,
   입력 전극 유닛이 접촉된 후 개시되고 대기 기간 동안 대기하기 위한 단계 S1로서, 여기서 입력 전극 유닛은 사용자와 접촉하고 아날로그 입력 신호를 수신하도록 구성된 적어도 2개의 입력 전극을 포함하고, 상기 적어도 2개의 입력 전극은 제1 입력 전극 및 제2 입력 전극을 포함하고, 신호 필터 유닛은 입력 신호를 수신하고 필터 프로세스를 통해 필터링된 신호를 생성 및 전달하기 위해 적어도 2개의 입력 전극에 전기적으로 연결되며, 신호 변환 유닛은 필터링된 신호를 수신하고 아날로그에서 디지털로의 변환을 통해 변환된 신호를 생성 및 전달하기 위해 신호 필터 유닛에 연결되며, 제어 처리 유닛은 변환된 신호를 수신하고 혈당 계산 프로세스를 통한 혈당 정보를 생성 및 전달하고 능동 트리거 작동을 수행하여 트리거 신호를 생성 및 전달하기 위해 신호 변환 유닛에 전기적으로 연결되고, 신호 증폭 유닛은 트리거 신호를 수신하고 트리거 증폭된 신호를 생성 및 전달하기 위해 제어 처리 유닛에 전기적으로 연결되며, 출력 전극 유닛은 적어도 2개의 출력 전극을 포함하고, 사용자와 접촉하고 트리거 증폭 신호를 수신하고 트리거 구동 신호를 생성하여 사용자에게 전달하기 위해 신호 증폭 유닛에 전기적으로 연결되며, 적어도 2개의 입력 전극의 입력 신호는 트리거 구동 신호에 대응하도록 구성되고, 드라이버는 혈당 정보를 수신하고 디스플레이 구동 신호를 생성 및 전달하기 위해 제어 처리 유닛에 전기적으로 연결되며, 디스플레이 유닛은 디스플레이 구동 신호를 수신 및 디스플레이하기 위해 드라이버에 전기적으로 연결되고, 배터리 유닛은 작동을 위해 제어 처리 유닛 및 디스플레이 유닛에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 배터리를 포함하며, 제어 처리 유닛은 추가로 사용자가 제어 키 유닛을 통해 작동 모드를 선택하도록 제어 키 유닛에 전기적으로 연결되고, 작동 모드는 공복 모드, 식사 후 모드, 정상 모드, 당뇨병 전단계 모드 및 당뇨병 후단계 모드를 포함하는 것인 단계 S1;
   적어도 2개의 입력 전극으로부터 입력 신호를 샘플링하기 위한 단계 S10;
   입력 신호의 8-20개의 연속 샘플을 산술 평균하여 평균 백그라운드 신호를 계산하기 위한 단계 S20;
   평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계값보다 큰지를 점검하기 위한 단계 S30으로서, 상기 노이즈 임계값은 300-500 내에서 사전 설정된 실수이고, 여기서 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계치보다 크면 단계 S20으로 되돌아가고, 평균 백그라운드 신호가 노이즈 임계값보다 크지 않으면, 평균 백그라운드 신호는 유효 감지 신호로 인식되는, 단계 S30;
   유효 감지 신호를 제1 손가락 신호와 제2 손가락 신호로 분리하기 위한 단계 S40으로서, 여기서 제1 손가락 신호는 사용자의 제1 손가락과 접촉시 제1 입력 전극 또는 제2 입력 전극에서 나오고, 제2 손가락 신호는 사용자의 제2 손가락과 접촉시 제1 입력 전극 또는 제2 입력 전극에서 나오며, 제1 손가락은 오른손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이고, 제2 손가락은 왼손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이거나, 또는 대안적으로, 제1 손가락은 왼손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락이고 제2 손가락은 오른손의 엄지 손가락 또는 집게 손가락인 것인, 단계 S40;
   제1 손가락 신호로부터 제1 손가락 피드백 신호를 계산하기 위한 단계 S50으로서, 여기서 제1 손가락 피드백 신호는 A1_ratio이고, A1_ratio=P1*A1_m_ave+P2이며, P1은 제1 매개 변수이고, P2는 제2 매개 변수이며, P1은 0.05-0.08 내에서 사전 설정된 실수이고, p2는 21.05-35.34 내에서 사전 설정된 실수이며, A1_m_ave는 600-1500으로 사전 설정된 값보다 크지 않은 A1_ave를 포함하는 A1_m의 평균이며, A1_m_ave는 극치 범위를 벗어난 안정적인 피드백 신호로 간주되며, A1_ave는 제1 손가락 신호의 10개 연속 샘플의 산술 평균이고, A1_ave의 100개 샘플이 계산되는, 단계 S50;
   제2 손가락 신호로부터 제2 손가락 피드백 신호를 계산하기 위한 단계 S60으로서, 여기서 제2 손가락 피드백 신호는 A2_m_ave이고, A2_m_ave는 1200-1800으로 사전 설정된 값보다 크지 않은 A2_ave를 포함하는 A2_m의 평균이고, A2_m_ave는 사전 설정된 극치 범위를 벗어난 안정된 피드백 신호로 간주되며, A2_ave는 제2 손가락 신호의 10개 연속 샘플의 산술 평균이고, A2_ave의 100개 샘플이 계산되는, 단계 S60; 및
   제1 손가락 피드백 신호 및 제2 손가락 피드백 신호로부터 사용자의 GLU를 계산하기 위한 단계 S70으로서, 여기서 사용자의 GLU가 혈당 정보에 포함되고, GLU=P3*(A0_m_ave/P4)-P5)*(((P6-A1_ratio)/10.238)-P5)*P7이며, P3은 제3 매개 변수이고, P4는 제4 매개 변수이며, P5는 제5 매개 변수이고, P6은 제6 매개 변수이고, P7은 제7 매개 변수이며, P3은 정상 모드에 대해 1로, 당뇨병 전단계 모드에 대해 1.1-1.2 내로, 당뇨병 후단계 모드에 대해 1.8-2.2 내로 사전 설정된 실수이고, P4는 공복 모드에 대해 210-220 내로, 식사 후 모드에 대해 200-210 내로 사전 설정된 실수이고, P5는 0.03-0.06 내로 사전 설정된 실수이며, P6은 공복 모드에 대해 60-70으로, 식사 후 모드에 대해 71-80 내로 사전 설정된 실수이고, P7은 ±3%~15% 내로 사전 설정된 백분율인 것인, 단계 S70;
   을 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 대기 기간은 0.6-1.2 초인 방법.
6. 제4항에 있어서, 트리거 신호는 100-500Hz의 주파수를 갖는 방형파인 방법.
7. 제4항에 있어서, 제어 키 유닛은 전원 키, 상향 이동 키, 하향 이동 키 및 확인 키 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 전원 키는 전력을 공급하거나 전력 공급을 중단하기 위해 배터리 유닛을 켜거나 끄기 위한 것이고, 상향 이동 키 및 하향 이동 키는 작동 모드를 상방 또는 하방으로 선택하기 위한 것이며, 확인 키는 사용자가 선택된 작동 모드를 확인하도록 구성된 것인, 방법.
8. 제4항에 있어서, 적어도 2개의 출력 전극은 제1 출력 전극 및 제2 출력 전극을 포함하고, 상기 제1 출력 전극은 중공 링 부를 갖고, 제2 출력 전극은 상기 제1 출력 전극의 중공 링 부에 수용된 반월형 부를 가지며, 적어도 2개의 입력 전극은 제1 입력 전극 및 제2 입력 전극을 포함하고, 상기 제1 입력 전극은 상기 제1 출력 전극의 중공 링 부에 수용된 반월형 부를 가지며 제2 출력 전극과 접촉하지 않고, 제2 입력 전극은 중공 링 부, 우측 반월형 부 및 좌측 반월형 부를 갖고, 상기 우측 반월형 부 및 좌측 반월형 부는 제2 입력 전극의 중공 링 부에 수용되고, 제1 출력 전극의 중공 링 부 및 제2 입력 전극의 중공 링 부는 각각 입력 전극 유닛 또는 출력 전극 유닛과 접촉하는 사용자 손가락의 접촉 면적과 같거나 이보다 큰 측면 크기를 갖는, 방법.

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