KR20210101895A - 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 led를 이용한 ppg 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2a는 본 발명에 따른 다파장 복수 LED를 이용한 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 특징을 나타낸 구성도
도 2b는 파장에 따른 물과 고농도 혈당수용액의 흡수도에 따른 PPG 측정결과 그래프
도 3은 본 발명에 따른 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템의 전체 구성도
도 4는 본 발명에 따른 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템의 상세 구성도
도 5는 본 발명에 따른 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템의 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
43. 피크값 검출부 44. 앙상블 평균 적용부
45. 특징점 추출부 46. 회귀 분석부
47. 혈당 농도값 추정부
Claims (10)
- 서로 다른 파장을 갖는 다수의 LED 및 하나 또는 여러 개의 PD, 그리고 LED와 PD의 구동을 위한 회로로 구성된 센서부;
센서부를 채혈 없이 무구속적인 PPG(photo plethysmography) 측정을 이용하여 연속 혈당(blood glucose) 농도 모니터링을 하기 위하여 검사 대상자의 손목에서 측정할 수 있는 동맥혈관 부위에 위치시키는 고정 수단;
상기 센서부의 측정 데이터를 아날로그 필터링(analog filtering) 하여 ADC 하는 아날로그 모듈 및 다중 PPG 자료로부터 특징점을 추출하여 PLSR(Partial Least Square Regression) 방법을 적용하여 혈당 농도값을 산출하는 디지탈 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템. - 제 1 항에 있어서, 센서부는,
조직내로 들어가는 최대투과깊이가 피하층(subcutaneous layer)에 도달하지 못하고, 피부(dermis)층에서 수광소자로 입사되는 제 1 파장 대역의 LED와,
조직내로 들어가는 최대투과깊이가 피부(dermis)층 지나 피하층(subcutaneous layer)까지 도달하여 수광소자로 입사되는 제 2 파장 대역의 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템. - 제 2 항에 있어서, 제 1 파장 대역은 가시광 대역이고, 제 2 파장 대역은 적외선광 대역인 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 디지탈 모듈은,
측정된 PPG 신호에서 맥동 성분 및 비맥동 성분을 분리하고, 분리된 성분의 최고점 및 최저점을 추출하는 디지털 필터링 및 평탄화 모듈과,
디지털 필터링 및 평탄화가 이루어진 결과에 앙상블 평균 적용하는 앙상블 에버리징 모듈과,
앙상블 평균 적용이 이루어진 데이터의 특징점 추출을 하고 추출된 특징점 자료를 이용하여 PLSR(Partial Least Square Regression) 방법을 적용하여 분석하여 혈당 농도를 추정하는 혈당 농도값 추정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템. - 제 1 항에 있어서, 고정 수단은,
Interosseous Artery 또는 Radial Artery 또는 Ulnar Artery을 포함하는 손목에서 측정할 수 있는 동맥혈관 부위에 센서부를 위치시키는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템. - 제 1 항에 있어서, 아날로그 모듈 및 디지탈 모듈을 통한 신호 처리 및 데이터 분석 작업은 검사 대상자의 모바일 기기에서 애플리케이션을 통해 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템.
- 조직내로 들어가는 최대투과깊이가 피하층(subcutaneous layer)에 도달하지 못하고, 피부(dermis)층에서 수광소자로 입사되는 제 1 파장 대역의 LED와, 조직내로 들어가는 최대투과깊이가 피부(dermis)층 지나 피하층(subcutaneous layer)까지 도달하여 수광소자로 입사되는 제 2 파장 대역의 LED를 이용한 PPG 신호를 측정하는 PPG 신호 측정부;
PPG 신호 측정부에서 측정된 PPG 신호에서 맥동 성분 및 비맥동 성분을 분리하는 맥동 성분 분리부;
맥동 성분 분리부에서 분리된 성분의 최고점 및 최저점을 추출하는 피크값 검출부;
피크값 검출부에서 검출된 결과에 앙상블 평균 적용하는 앙상블 평균 적용부;
앙상블 평균 적용이 이루어진 데이터의 특징점 추출을 하는 특징점 추출부;
추출된 특징점 자료를 이용하여 PLSR(Partial Least Square Regression) 방법을 적용하여 분석하는 회귀 분석부;
회귀 분석부의 분석 결과를 이용하여 혈당 농도값을 산출하는 혈당 농도값 추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템. - 최대투과깊이가 각각 다른 다파장의 복수 LED를 이용한 PPG 신호를 측정하는 PPG 신호 측정 단계;
PPG 신호 측정 단계에서 측정된 PPG 신호에서 맥동 성분 및 비맥동 성분을 분리하는 맥동 성분 분리 단계;
맥동 성분 분리 단계에서 분리된 성분의 최고점 및 최저점을 추출하는 피크값 검출 단계 및 피크값 검출 단계에서 검출된 결과에 앙상블 평균 적용하는 앙상블 평균 적용 단계;
앙상블 평균 적용이 이루어진 데이터의 특징점 추출을 하는 특징점 추출 단계;
추출된 특징점 자료를 이용하여 PLSR(Partial Least Square Regression) 방법을 적용하여 분석하는 회귀 분석 단계;
회귀 분석 단계의 분석 결과를 이용하여 혈당 농도값을 산출하는 혈당 농도값 추정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템의 제어 방법. - 제 8 항에 있어서, PPG 신호 측정 단계에서 다파장의 복수 LED는,
고정 수단에 의해 Interosseous Artery 또는 Radial Artery 또는 Ulnar Artery을 포함하는 손목에서 측정할 수 있는 동맥혈관 부위에 위치하여 PPG 신호 측정을 하는 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템의 제어 방법. - 제 8 항에 있어서, PPG 신호 측정 단계에서 다파장의 복수 LED는,
조직내로 들어가는 최대투과깊이가 피하층(subcutaneous layer)에 도달하지 못하고, 피부(dermis)층에서 수광소자로 입사되는 제 1 파장 대역의 LED와,
조직내로 들어가는 최대투과깊이가 피부(dermis)층 지나 피하층(subcutaneous layer)까지 도달하여 수광소자로 입사되는 제 2 파장 대역의 LED인 것을 특징으로 하는 무구속 무침습 연속 혈당 모니터링을 위한 다파장 복수 LED를 이용한 PPG 시스템의 제어 방법.
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