KR20230072390A - 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치 및 이를 이용한 간수치측정방법 - Google Patents
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Abstract
근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치 및 이를 이용한 간수치측정방법이 개시된다. 개시된 간수치측정장치는, 손가락을 통한 비침습적 간수치 측정이 이루어지도록 손가락 말단이 올려지는 측정구가 구비되는 본체부; 상기 본체부에 구비되며, 상기 측정구 상에 올려진 손가락 말단에 근적외선 광을 조사하는 광원부; 상기 본체부에 구비되며, 상기 광원부에서 조사되고 손가락 말단에서 반사된 근적외선 광을 수신하고, 수신된 광을 분광시켜 파장별 스펙트럼 데이터를 획득하는 광검출부; 상기 본체부에 구비되며, 획득된 스펙트럼 데이터를 바탕으로 피검자의 간수치를 산출하는 데이터 연산부가 구성되는 제어부; 상기 측정구로부터 연장 형성되며, 손가락을 삽입하여 상기 측정구측으로 전달되는 외부 빛을 차단하여 상기 손가락 말단 주변의 암흑상태를 조성하는 암전조성채널부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치 및 이를 이용한 간수치측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형이고 휴대가 가능하며, 손가락을 이용하여 간단하게 간수치 측정이 가능하면서도, 외부 빛의 유입에 의한 측정오차가 발생하지 않도록 암흑상태의 측정환경을 제공하여 측정 정밀도 및 신뢰성이 향상될 수 있는 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치 및 이를 이용한 간수치측정방법에 관한 것이다.
의학 발달 및 평균 수명의 연장과 함께 건강 관리에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 관련해서, 의료기기에 대한 관심도 높아지고 있다. 이는 병원이나 검사 기관에서 사용되는 다양한 의료기기뿐 아니라, 공공기관 등에 비치되는 중소형 의료기기나, 개인이 소장 또는 휴대할 수 있는 소형 의료기기 및 헬스케어(health care) 장치까지 그 범위가 확대되고 있다.
의료기기나 의학적 검사에서는 침습적 측정 방법이 많이 사용된다. 피검자에 대한 침습적 측정 방법은, 예컨대, 피검자의 혈액을 채취하고 채취된 혈액에 대한 측정 및 분석을 수행하는 방식으로 이루어질 수 있다. 그런데 이러한 침습적 측정 방법에서는 혈액 채취시 피검자의 고통이 수반되고, 피검자에 대한 외부 감염의 원인이 되어 채혈 후 추가적인 소독이 이루어져야 하는 불편함이 있으며, 혈액 분석시 혈액의 특정 물질과 반응하는 시약을 사용해야 하고 비색분석법(colorimetric assay) 및 광학장비를 사용해야 하는 등 불편이 따른다.
이러한 문제를 해소하고자 최근에는 혈액을 채취하지 않고도 혈액 내 각종 혈액검사치를 측정 가능한 비침습적인(Non-invasive) 측정기술이 많이 개발되고 있다.
특히, 이러한 기존 기술들에는 손가락 등의 신체 피부에 광을 조사하여 광학적 관찰을 통해 혈당 등의 혈액 관련 건강 기준 수치를 측정하는 기술들이 있다. 하지만, 이러한 기존의 비침습적 측정기술들은 측정 오차가 심하여 측정 간수치의 정밀도나 신뢰도 등이 만족스럽지 않고 이로 인해 실제 제품화가 이루어지지 못하고 있는 실정이며, 아울러, 비침습적 방식으로 SGOT, SGPT 등의 간수치를 측정 및 분석할 수 있는 소형장치들은 전혀 제시하고 못하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 근적외선 분광법을 이용하여 채혈없이 비침습적인 간수치 측정이 가능하면서도 소형으로 휴대가 가능하고, 외부 빛을 차단하여 암흑상태의 측정환경을 제공할 수 있도록 하여 측정오차를 줄이고 측정치의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치 및 이를 이용한 간수치측정방법을 제공하는데 목적이 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함됨은 물론이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 근적외선 분광법을 이용한 간수치 측정장치는 손가락을 통한 비침습적 간수치 측정이 이루어지도록 손가락 말단이 올려지는 측정구가 구비되는 본체부; 상기 본체부에 구비되며, 상기 측정구 상에 올려진 손가락 말단에 근적외선 광을 조사하는 광원부; 상기 본체부에 구비되며, 상기 광원부에서 조사되고 손가락 말단에서 반사된 근적외선 광을 수신하고, 수신된 광을 분광시켜 파장별 스펙트럼 데이터를 획득하는 광검출부; 상기 본체부에 구비되며, 획득된 스펙트럼 데이터를 바탕으로 피검자의 간수치를 산출하는 데이터 연산부가 구성되는 제어부; 상기 측정구로부터 연장 형성되며, 손가락을 삽입하여 상기 측정구측으로 전달되는 외부 빛을 차단하여 상기 손가락 말단 주변의 암흑상태를 조성하는 암전조성채널부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 암전조성채널부의 후단부 내면을 따라 구성되며, 손가락과 밀착되어 손가락과 상기 암전조성채널부 사이 틈새를 메워서 상기 암전조성채널부와 손가락 사이공간을 통한 외부 빛의 유입을 차단시키는 빛 차단부재;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 본체부 내에 구성되고, 상기 빛 차단부재에 공급하기 위한 에어를 제공하는 에어공급원과, 상기 에어공급원과 상기 빛 차단부재를 연결하여 에어의 공급이 이루어지도록 하는 에어공급유로로 이루어진 에어공급수단;을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 암전조성채널부의 길이는 적어도 상기 측정구에 위치시키는 손가락의 말단부로부터 손가락의 첫번째 관절마디 까지의 길이보다 길도록 구성될 수 있다.
상기 데이터 연산부는, 상기 광검출부로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터를 이용하여 다변량 회귀분석을 위한 변수 1 및 변수 2를 선정하고, 선정된 변수 1 및 2로 회귀분석을 수행하여 회귀분석 결과데이터를 생성하며, 회귀분석 결과데이터를 바탕으로 간수치 산출식에 의해 간수치를 산출하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 간수치측정장치를 이용한 간수치측정방법은, 손가락의 말단이 올려지는 측정구가 구비된 본체부와, 조사하는 광원부와, 상기 광원부에서 조사되고 손가락 말단에서 반사된 근적외선 광을 수신하고, 수신된 광을 분광시켜 파장별 스펙트럼 데이터를 획득하는 광검출부와, 획득된 스펙트럼 데이터를 바탕으로 피검자의 간수치를 산출하는 데이터 연산부가 구성되는 제어부와, 상기 측정구로부터 연장 형성되며, 손가락을 삽입하여 상기 측정구측으로 전달되는 외부 빛을 차단하여 상기 손가락 말단 주변의 암흑상태를 조성하는 암전조성채널부로 구성된 간수치측정장치를 이용한 간수치측정방법에 있어서, 상기 암전조성 채널부에 손가락을 삽입하고 손가락 말단을 상기 측정구에 위치시켜 손가락을 통한 간수치 측정 대기가 이루어지면서 손가락 말단 주변환경이 암흑상태가 되도록 하는 암전조성 및 측정 준비단계와, 상기 측정구에 위치하는 손가락 말단에 근적외선 광을 조사하고, 손가락 말단에서 반사된 광을 수신하고 분광시켜 파장별 스펙트럼을 획득하는 스펙트럼 획득단계와, 획득된 스펙트럼을 바탕으로 간수치를 산출하는 간수치 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 암전조성 및 측정 준비단계는, 상기 암전조성 채널과 손가락 사이에 빛 차단부재를 메워서 상기 암전조성채널부와 손가락 사이공간을 통한 외부 빛의 유입을 차단시키는 추가 빛 차단단계;를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 간수치 산출단계는 상기상기 데이터 연산부는, 상기 광검출부로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터를 이용하여 다변량 회귀분석을 위한 변수 1 및 변수 2를 선정하고, 선정된 변수 1 및 2로 회귀분석을 수행하여 회귀분석 결과데이터를 생성하며, 회귀분석 결과데이터를 바탕으로 간수치 산출식에 의해 간수치를 산출하도록 구성될 수 있다.
상기한 바에 따르면, 본 발명의 간수치측정장치는 비침습적이고 소형이며 휴대가 가능하면서도, 손가락 말단으로 통해 간단하고 편리한 측정이 가능하여 편리성이 향상될 뿐 아니라, 암전조성채널부에 손가락을 삽입하여 손가락 말단의 주변을 암흑상태의 측정환경으로 제공함으로써 외부 빛으로 인한 신호 왜곡이 발생되지 않아 근적외선 분광법에 의한 간수치 측정이 매우 정밀하고 오차가 없으며 측정 신뢰성이 향상될 수 있다.
아울러, 본 발명은 손가락을 통해 간단하게 비침습적인 간수치 측정이 가능하여 사용성이 편리할 뿐 아니라, 새로 개발된 산출 알고리즘을 적용해 간수치를 산출하는 것으로, 혈액 채취를 통한 침습적 간수치측정과 비교하여도 거의 동일한 수준으로 전혀 신뢰성이 떨어지지 않고 오차가 거의 없는 정밀성을 나타내는 효과가 있으며, 이를 통해 비침습적 휴대용 간수치 측정장치의 실제 제품화를 달성할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 간수치측정장치를 이용한 간수치측정방법의 일부 과정을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 간수치측정장치의 제어블록도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 간수치측정장치를 이용한 간수치측정방법을 나타낸 블록도이이고,
도 5는 도 1에서 암전조성채널의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 간수치측정장치를 이용한 간수치측정방법의 일부 과정을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 간수치측정장치의 제어블록도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 간수치측정장치를 이용한 간수치측정방법을 나타낸 블록도이이고,
도 5는 도 1에서 암전조성채널의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성 요소들이 이 같은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치 및 이를 이용한 간수치측정방법에 대해 설명한다.
본 발명의 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치(10)는 손가락을 통한 비침습적 간수치 측정이 이루어지도록 손가락 말단이 올려지는 측정구(103)가 구비된 본체부(101)와, 본체부(101)에 구성되며 측정구(103) 상에 올려진 손가락 말단에 근적외선 광을 조사하는 광원부(110)와, 본체부에 구성되며 광원부(110)에서 조사되어 손가락 말단에서 반사된 광을 수신하여 스펙트럼 데이터를 획득하는 광검출부(130)와, 광원부(110)와 광검출부(130)를 제어하고, 광검출부(130)에서 획득된 스펙트럼 데이터를 바탕으로 간수치를 산출하는 데이터 연산부(142)를 포함하는 제어부(140)와, 본체부(101) 상에 측정구(103)로부터 연장형성되어 손가락을 삽입하여 측정구 측으로 외부 빛의 전달을 차단시켜 손가락 말단 주변의 암흑상태를 조성하는 암전조성채널부(105)를 포함하도록 구성된다.
측정구(103)는 본체부(101)의 일측부 상면에 홈 형상으로 형성되며, 저면 양측부는 소정각도로 마주하는 양측 경사면(103a)을 형성하도록 구성된다.
광원부(110)는 LED 발광다이오드로 이루어지며, 양측 경사면(103a) 중 일측 경사면에 구성되어 780nm ~ 2500 nm 파장영역의 근적외선 광을 측정구(103)에 올려진 손가락 말단에 조사하도록 구성된다.
광검출부(130)는 광원부(110)에서 손가락 말단에 조사되고 반사된 광을 수신하고, 수신된 광을 분광시켜 스펙트럼 데이터를 획득하도록 구성된다.
이 광검출부(130)는 수신되는 광을 분광시키기 위한 분광부(120)를 구비할 수 있고, 이 분광부(120)는 회절격자나 프리즘으로 이루어질 수 있다.
손가락 말단에서 반사된 광은 여러 파장이 섞여 있으며, 분광부(120)는 여러 파장이 섞여 있는 빛을 파장별로 회절하여 단색화(분리)하는 분광을 수행하여 광검출부(130)에 입사시키도록 구성된다.
광검출부(130)는 분광부(120)에서 분광시킨 빛을 수신하고, 수신된 광으로부터 파장별 스펙트럼 데이터를 획득하도록 구성된다. 여기서, 스펙트럼 데이터는 파장별 빛 강도(빛 세기)로 이루어질 수 있다.
광검출부(130)는 분광부(120)로부터 분광된 파장별 빛을 수광하여 광전변환하고, 광전변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 스펙트럼 데이터를 생성하고, 이 스펙트럼 데이터를 제어부(140)에 전송하도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 분광부(120)는 손가락 말단에서 반사된 LED 빛을 400nm ~ 1057nm 파장영역대의 파장별 LED 빛으로 분광시키도록 구성되며, 광검출부(130)는 400nm ~ 1057nm 파장영역대의 파장별 빛을 수신하여 파장별 스펙트럼 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다.
제어부(140)는 데이터 연산부(142)를 포함하도록 구성되며, 데이터연산부(142)는 광검출부(130)에서 획득된 스펙트럼 데이터를 수신하여, 이를 바탕으로 간수치를 산출하고, 산출된 간수치는 본체부(101)에 구성된 디스플레이부(145)에 화면출력되거나, 도시되지는 않았지만, 본체부(101)에 스피커를 구성하여 산출된 간수치가 음성출력되도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 제어부(140)는 광원부(110)와 분광부(130)를 제어하여, 측정구(103)에 올려진 손가락 말단에 1차 근적외선 광조사 및 2차 근적외선 광조사가 순차적으로 수행되어 1차 스펙트럼 데이터의 획득이 이루어지는 1차 측정과 2차 스펙트럼 데이터의 획득이 이루어지는 2차 측정이 연속적으로 진행될 수 있다.
즉, 제어부(140)는 광원부(110)로부터 측정구(103)에 올려진 손가락 말단에 1차적으로 근적외선 광을 조사하여 1차 스펙트럼 데이터를 획득하고, 2차적으로 근적외선 광을 조사하여 2차 스펙트럼 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다.
데이터 연산부(142)는 광검출부(130)로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터을 바탕으로 다변량 회귀분석을 수행하고, 다변량 회귀분석에 대한 결과데이터를 바탕으로 간수치 산출식에 의해 간수치를 산출하도록 구성될 수 있다.
간수치 산출식은 SGOT 간수치를 산출하기 위한 아래의 산출식(1)과, SGPT 간수치를 산출하기 위한 아래의 산출식(2)를 포함하도록 구성되어, 데이터 연산부(142)는 다변량 회귀분석에 대한 결과데이터를 바탕으로 산출식(1)에 의해 SGOT 간수치를 산출하고, 산출식(2)에 의해 SGPT 간수치를 산출할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 데이터 연산부(142)는 광검출부(130)로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터를 이용하여 다변량 회귀분석을 위한 변수 1과, 변수 2를 선정할 수 있다.
여기서, 변수 1(variable 1) = a 이고,
a = 광검출부(130)로부터 수신된 1차 스펙트럼 데이터 중 파장(wave length) 400nm ~ 700 nm까지의 1차 스펙트럼 데이터(data)와, 2차 스펙트럼 데이터 중 파장(wave length) 400nm ~ 700 nm까지의 2차 스펙트럼 데이터(data)의 차이(difference) 이며,
변수 2(variable 2) = b 이고,
b = 광검출부(130)로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터 중 파장(wave length) 420nm에서 파장(wave length) 572 nm까지의 참고치(reference)와, 파장(wave length) 500nm에서 파장(wave length) 1050nm까지의 참고치(reference)의 차이(difference) 이다.
데이터 연산부(142)는 변수 1과 변수 2의 선정이 완료되면, 이 선정된 변수 1과 변수 즉 a와 b 회귀분석을 실시할 수 있다. 여기서 두 변수를 반영한 회귀분석은 통상의 통계분석이므로 회귀분석에 대한 공식은 생략하도록 한다.
이렇게 변수 1과 변수 2에 대한 회귀분석을 진행하여 결과데이터가 생성될 수 있으며, 이 회귀분석결과데이터로부터 y축의 하위95% value, x1하위95% value, y축의 상위95% value, x1상위95% value, y축 T-value를 추출하고, 이 추출된 회귀분석결과데이터의 y축의 하위95% value, x1하위95% value, y축의 상위95% value, x1상위95% value, y축 T-value를 상기 산출식(1)에 대입하여 SGOT 간수치를 산출할 수 있고, 또는 상기 산출식(2)에 대입하여 SGPT 간수치를 산출할 수 있다.
암전조성채널부(105)는 손가락을 삽입하여 측정구(103) 측으로 외부 빛의 전달을 차단시켜 손가락 말단의 측정환경을 암흑상태가 되도록 하기 위해 구성된다.
암전조성채널부(105)는 도면에 도시된 바와 같이, 손가락의 삽입이 가능하도록 관체형태로 이루어지며, 일단은 측정구(103)를 감싸도록 본체부(101)의 상단에 연결되어, 본체부(101)로부터 연장형성될 수 있다.
본 발명에서 암전조성채널부(105)의 길이는 손가락의 관절움직임을 제한하여 손가락 말단이 측정구(103)에 안정적인 배치가 가능하도록 손가락의 말단으로부터 손가락의 첫번째 관절마디까지의 길이보다 길도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 암전조성채널부(105)의 후단 내주면에 설치되어 에어공급에 의해 팽창되고, 에어배출에 의해 수축되도록 구성되며, 팽창시 손가락과 밀착되어 암전조성채널부(105)와 손가락 사이공간의 틈을 메워 외부 빛의 유입을 차단시키는 빛 차단부재(150)를 더 포함할 수 있다.
이 빛 차단부재(150)는 연질의 플렉서블한 합성튜브로 이루어지며, 본체부(101)에 구성되는 에어공급수단에 의해 에어의 공급 및 에어의 회수가 이루어지도록 구성될 수 있다.
에어공급수단(150)은 본체부(101) 내에 구성되며, 빛 차단부재(150)에 공그하기 위한 에어를 제공하는 에어공급원(160)과, 이 에어공급원(160)과 빛 차단부재(150)를 연결하는 플렉서블 호스로 구성된 에어공급유로(165)를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서 에어공급원(160)은 소형의 콤프레셔나 블로워 등으로 구성될 수 있고, 이 경우, 제어부(140)에 에어공급원(160)을 구동제어하는 에어공급제어부(144)가 구성될 수 있다.
아울러, 에어공급원(160)은 압축공기가 저장되고, 배출포트에 전자밸브가 구성된 압축공기탱크로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 에어공급제어부(144)는 압축공기탱크의 전자밸브를 제어하여, 빛 차단부재(150)에 에어공급을 제어하도록 구성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 암전조성채널부(105)는 사용자 마다 다양한 신체 조건 즉, 손가락 길이 사이즈에 대응되도록 길이가변 가능한 형태로 구성될 수 있다.
암전조성채널부(105')는 일단은 본체부(101)의 상단에 측정구(103)를 감싸도록 고정설치되는 고정채널(105a)과, 이 고정채널(105a)의 후단부가 삽입되어 고정채널(105)을 따라 이동되어 암전조성채널(105')의 전체길이조절이 이루어지도록 하는 길이가변채널(105b)을 포함하도록 구성될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 고정채널(105a)과 길이가변채널(105b)을 연결하도록 구성되어, 제어부(140)의 제어에 의해 동작하여 길이가변채널(105b)을 고정채널(105a)에 대해 이동시켜 길이를 가변시키는 채널이동수단을 더 구성할 수 있다. 이때, 채널이동수단은 전동실린더 등 리니어 액츄에이터로 구성될 수 있다.
이하, 도 1 내지 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 간수치측정장치 이용한 간수치측정방법에 대해 설명한다.
암전조성 및 측정준비단계(s10), 스펙트럼 데이터 획득단계(s20), 간수치 산출 단계(s30)를 포함하도록 구성된다.
암전조성 및 측정준비단계(s10)는, 손가락을 암전조성채널부(105)에 삽입하고 손가락 말단을 측정구(103)에 위치시켜 손가락을 통한 간수치 측정 대기가 이루어지면서 손가락 말단 주변환경이 암흑 상태가 되도록 한다.
암전조성 및 측정준비단계(s10)는 손가락을 암전조성채널(105)에 삽입한 상태에서, 빛 차단부재(150)에 의해 손가락과 암전조성채널부(105) 사이 틈을 차단하여 추가적으로 외부 빛의 완전한 차단이 이루어지도록 하는 추가 빛 차단단계(s15)를 더 포함할 수 있다.
이 추가 빛 차단 단계는 에어공급원(160)의 가동에 의해 빛 차단부재(150)에 에어가 공급되어 팽창이 이루어지고, 이 빛 차단부재(150)의 팽창에 의해 빛 차단부재(150)의 내주면이 손가락에 밀착되어 손가락과 암전조성채널부(105) 사이의 틈을 메워 암전조성채널(105)에 외부 빛의 유입을 차단하도록 구성된다.
본 발명은 암전 조성 및 측정 준비 단계(s10)를 통해 손가락 말단이 측정구(s10)에 배치되되, 손가락이 암전조성채널부(105)에 의해 커버되고, 특히, 빛 차단부재(150)에 의해 손가락과 암전조성채널부(105)의 틈이 차단되어 외부 빛의 차단이 완전히 이루어진 상태에서 측정이 진행됨으로써, 외부 빛으로 인한 신호 왜곡이 발생되지 않아 근적외선 분광법에 의한 간수치 측정이 매우 정밀하고 오차가 없이 측정 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명은 스펙트럼 데이터 획득 단계(s20) 및 간수치 산출 단계(s30)는 통상의 근적외선 분광법 및 이를 통한 간수치 산출로 진행될 수도 있으나, 본 발명의 스펙트럼 데이터 획득 단계(s20) 및 간수치 산출 단계(s30)는 기존의 스펙트럼 데이터 획득 및 간수치 산출과 차별화된 부분에 있으며, 그 차이점에 대해 중점적으로 설명하도록 한다.
스펙트럼 데이터 획득단계(s20)는 광원부(110)에서 780nm ~ 2500 nm 파장영역의 근적외선 광을 측정구(103)에 위치하는 손가락 말단에 조사하고, 손가락 말단에서 반사된 광이 분광부(120)에서 분광되고, 분광된 광이 광검출부(130)에 수광되어 400nm ~ 1057nm 파장영역대의 파장별 스펙트럼 데이터를 획득한다.
본 발명은 광원부(110)에서 손가락으로 근적외선 광을 조사하고, 손가락에서 반사된 빛을 분광부(120)가 400nm ~ 1057nm 파장영역대의 파장별 빛으로 분광시키고, 이 파장별로 분광된 빛을 광검출부(130)가 수신하여 파장별 빛 강도를 검출하여 파장별 스펙트럼 데이터를 획득한 것이다.
본 발명에서는 스펙트럼 데이터의 획득이 2회에 걸쳐서 이루어질 수 있다. 즉, 스펙트럼 데이터 획득단계(s20)는 1차 스펙트럼 획득단계와 2차 스펙트럼 획득단계로 이루어질 수 있다.
즉, 광원부(110)가 측정구(103)에 위치하는 손가락 말단에 근적외선 광을 1차로 조사하고, 반사된 광을 분광부(120)가 수신하여 분광시키고, 분광된 광을 광검출부(130)가 수신하여 1차 스펙트럼 데이터를 획득하고, 기 설정된 설정시간 이후, 손가락 말단에 근적외선 광을 2차로 조사하고, 반사된 광을 분광부(120)가 수신하여 분광시키고, 분광된 광을 광검출부(130)가 수신하여 2차 스펙트럼 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 여기서, 1차 및 2차 스펙트럼 데이터 각각은 모두 400nm ~ 1057nm 파장영역사이의 2496개 파장별 스펙트럼 데이터로 이루어진다.
간수치 산출 단계(s30)는 데이터 연산부(142)가 광검출부(130)로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터를 바탕으로 간수치를 산출하도록 구성된다.
구체적으로, 간수치 산출 단계(s30)는 파장별 스펙트럼데이터를 수신하고 다변량 회귀분석을 위한 변수 1, 변수 2를 선정하는 변수선정단계(S32)와, 선정된 변수 1, 변수 2의 회귀분석을 수행하는 회귀분석단계(S32)와, 회귀분석 결과데이터를 바탕으로 산출식(1)에 의해 SGOT 간수치를 산출하고, 산출식(2)에 의해 SGPT 간수치를 산출하는 산출단계(S36)를 포함하도록 구성될 수 있다.
변수선정단계(S32)는 광검출부(130)에서 획득되어 수신된 파장별 스텍트럼 데이터로 다변량 회귀분석을 위한 변수 1과, 변수를 선정하도록 구성된다.
여기서, 변수 1(variable 1) = a 이고,
a = 광검출부(130)로부터 수신된 1차 스펙트럼 데이터 중 파장(wave length) 400nm ~ 700 nm까지의 1차 스펙트럼 데이터(data)와, 2차 스펙트럼 데이터 중 파장(wave length) 400nm ~ 700 nm까지의 2차 스펙트럼 데이터(data)의 차이(difference) 이며,
변수 2(variable 2) = b 이고,
b = 광검출부(130)로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터 중 파장(wave length) 420nm에서 파장(wave length) 572 nm까지의 참고치(reference)와, 파장(wave length) 500nm에서 파장(wave length) 1050nm까지의 참고치(reference)의 차이(difference) 이다.
회귀분석단계(S34)는, 변수선정단계(S32)에서 선정된 변수 1인 a와 변수 2인 b에 대해 회귀분석을 진행하여, 회귀분석 결과데이터를 생성할 수 있다.
산출단계(s36)는 회귀분석단계(S34)에서 생성된 회귀분석 결과데이터로부터 y축의 하위95% value, x1하위95% value, y축의 상위95% value, x1상위95% value, y축 T-value를 추출하고, 이 추출된 축의 하위95% value, x1하위95% value, y축의 상위95% value, x1상위95% value, y축 T-value를 아래의 산출식(1) 및 산출식(2)에 반영하여 SGOT간수치를 산출하고 SGPT간수치를 산출하도록 구성된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
101..본체부
103...측정구
105...암전조성채널부
110...광원부
120...분광부
130...광검출부
140...제어부
142...데이터연산부
144...에어공급제어부
150...빛 차단부재
160...에어공급원
103...측정구
105...암전조성채널부
110...광원부
120...분광부
130...광검출부
140...제어부
142...데이터연산부
144...에어공급제어부
150...빛 차단부재
160...에어공급원
Claims (8)
- 손가락을 통한 비침습적 간수치 측정이 이루어지도록 손가락 말단이 올려지는 측정구가 구비되는 본체부;
상기 본체부에 구비되며, 상기 측정구 상에 올려진 손가락 말단에 근적외선 광을 조사하는 광원부;
상기 본체부에 구비되며, 상기 광원부에서 조사되고 손가락 말단에서 반사된 근적외선 광을 수신하고, 수신된 광을 분광시켜 파장별 스펙트럼 데이터를 획득하는 광검출부;
상기 본체부에 구비되며, 획득된 스펙트럼 데이터를 바탕으로 피검자의 간수치를 산출하는 데이터 연산부가 구성되는 제어부;
상기 측정구로부터 연장 형성되며, 손가락을 삽입하여 상기 측정구측으로 전달되는 외부 빛을 차단하여 상기 손가락 말단 주변의 암흑상태를 조성하는 암전조성채널부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 암전조성채널부의 후단부 내면을 따라 구성되며, 손가락과 밀착되어 손가락과 상기 암전조성채널부 사이 틈새를 메워서 상기 암전조성채널부와 손가락 사이공간을 통한 외부 빛의 유입을 차단시키는 빛 차단부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 본체부 내에 구성되고, 상기 빛 차단부재에 공급하기 위한 에어를 제공하는 에어공급원과, 상기 에어공급원과 상기 빛 차단부재를 연결하여 에어의 공급이 이루어지도록 하는 에어공급유로로 이루어진 에어공급수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 암전조성채널부의 길이는 적어도 상기 측정구에 위치시키는 손가락의 말단부로부터 손가락의 첫번째 관절마디 까지의 길이보다 길도록 구성되는 것을 특징으로 하는 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 데이터 연산부는, 상기 광검출부로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터를 이용하여 다변량 회귀분석을 위한 변수 1 및 변수 2를 선정하고, 선정된 변수 1 및 2로 회귀분석을 수행하여 회귀분석 결과데이터를 생성하며, 회귀분석 결과데이터를 바탕으로 간수치 산출식에 의해 간수치를 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 근적외선 분광법을 이용한 간수치측정장치.
- 손가락의 말단이 올려지는 측정구가 구비된 본체부와, 조사하는 광원부와, 상기 광원부에서 조사되고 손가락 말단에서 반사된 근적외선 광을 수신하고, 수신된 광을 분광시켜 파장별 스펙트럼 데이터를 획득하는 광검출부와, 획득된 스펙트럼 데이터를 바탕으로 피검자의 간수치를 산출하는 데이터 연산부가 구성되는 제어부와, 상기 측정구로부터 연장 형성되며, 손가락을 삽입하여 상기 측정구측으로 전달되는 외부 빛을 차단하여 상기 손가락 말단 주변의 암흑상태를 조성하는 암전조성채널부로 구성된 간수치측정장치를 이용한 간수치측정방법에 있어서,
상기 암전조성 채널부에 손가락을 삽입하고 손가락 말단을 상기 측정구에 위치시켜 손가락을 통한 간수치 측정 대기가 이루어지면서 손가락 말단 주변환경이 암흑상태가 되도록 하는 암전조성 및 측정 준비단계와,
상기 측정구에 위치하는 손가락 말단에 근적외선 광을 조사하고, 손가락 말단에서 반사된 광을 수신하고 분광시켜 파장별 스펙트럼을 획득하는 스펙트럼 획득단계와,
획득된 스펙트럼을 바탕으로 간수치를 산출하는 간수치 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간수치측정방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 암전조성 및 측정 준비단계는, 상기 암전조성 채널과 손가락 사이에 빛 차단부재를 메워서 상기 암전조성채널부와 손가락 사이공간을 통한 외부 빛의 유입을 차단시키는 추가 빛 차단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간수치측정방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 간수치 산출단계는 상기상기 데이터 연산부는, 상기 광검출부로부터 수신된 파장별 스펙트럼 데이터를 이용하여 다변량 회귀분석을 위한 변수 1 및 변수 2를 선정하고, 선정된 변수 1 및 2로 회귀분석을 수행하여 회귀분석 결과데이터를 생성하며, 회귀분석 결과데이터를 바탕으로 간수치 산출식에 의해 간수치를 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 간수치측정방법.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR20020055364A (ko) | 2000-12-28 | 2002-07-08 | 바이옥스 가부시키가이샤 | 분광광학적 혈당치 측정장치 |
| KR100883153B1 (ko) | 2007-04-20 | 2009-02-10 | 나가사끼-켄 | 혈당치의 비침습 측정 장치 |
| KR20160028229A (ko) | 2014-09-03 | 2016-03-11 | 삼성전자주식회사 | 비침습 당화 혈색소 검사 장치 및 비침습 당화혈색소 검사 방법 |
| KR20160140133A (ko) | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 삼성전자주식회사 | 비침습 혈당 측정 장치 및 방법 |
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2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020055364A (ko) | 2000-12-28 | 2002-07-08 | 바이옥스 가부시키가이샤 | 분광광학적 혈당치 측정장치 |
| KR100883153B1 (ko) | 2007-04-20 | 2009-02-10 | 나가사끼-켄 | 혈당치의 비침습 측정 장치 |
| KR20160028229A (ko) | 2014-09-03 | 2016-03-11 | 삼성전자주식회사 | 비침습 당화 혈색소 검사 장치 및 비침습 당화혈색소 검사 방법 |
| KR20160140133A (ko) | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 삼성전자주식회사 | 비침습 혈당 측정 장치 및 방법 |
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