KR20230080102A - 소변기에 부착 가능한 당 측정장치 및 이를 이용한 당 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일측면에 따르면, 소변기 및 양변기에 부착하여 사용할 수 있는 본체를 구성하고, 상기 본체에는 소변을 감지하기 위한 소변감지수단(1)과, 소변이 감지되면 외부로 노출되어 소변과 접촉하여 소변에 당이 존재하는지를 검출하는 당 검출수단(2)과, 소변에 당이 존재하는 경우에 전류가 흘러 신호를 발생하는 신호발생부(3)를 포함하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 소변기에 부착 가능한 당 측정장치 및 이를 이용한 당 측정방법에 관한 것이다.
하루에 수차례씩 배출하게 되는 소변검사를 통하여 배뇨자의 다양한 건강정보를 취득할 수 있다. 소변검사는 크게 요침사 검사와 요화학 검사로 대별할 수 있다. 요침사 검사는 원심분리기와 현미경 등의 기구가 필요하고 판독에 숙련도가 필요하여 비교적 복잡한데 비해서 시험지봉을 사용하는 요화학 검사는 특수한 장비 없이도 간단히 시행할 수 있는 검사이다. 시험지봉으로 할 수 있는 검사로는 당, 빌리루빈, 켑톤, 비중, 잠혈, pH, 단백, 유로빌리노겐, 나이트리트와 백혈구 등 10가지를 검 사할 수 있으며, 이들 중 한가지 또는 몇 가지 검사를 함께할 수 있는 여러 종류의 시험지봉이 시판되고 있어서 쉽게 검사할 수가 있다.
어른인 경우 하루 500mg 이상, 소아는 1시간 동안 체표면적 1제곱미터당 4mg 이상의 단백이 배설될 때 명백한 단백뇨라고 한다. 그러나 이보다 적은 양(하루 30~300mg)의 단백이 배설되는 경우에도 미세 단백뇨라고 하여 당뇨병이나 고혈압, 사구체 신염에 의한 신장 질환의 초기 증세인 경우가 있다. 미세 단백뇨의 구체적인 원인을 알기 위해 단순 요검사만으로는 그 원인을 알 수 없기 때문에 소변의 중간 정도의 적정량을 통에 받아 원심분리 후 가라앉은 성분만을 현미경으로 관찰하는 요침사 검사가 필요하다. 정상인도 미세 단백뇨가 나올 수 있기 때문에 이런 요침사 검사를 통해 신장의 문제가 있는지 유무를 판단하게 되는 것이다.
이러한 요침사 검사를 얼마나 자주 하는가는 자신의 건강상태에 달려있다. 건강한 사람은 일년에 한번 건강검진을 통해 받을 수 있고, 당뇨 합병증이나 신장질환 등 여러 상황을 의심하고 있다면 그 빈도수는 늘어날 것이다.
그러나 대부분의 사람들은 자신의 건강상태를 점검하기 위해 소변을 통한 각종 질병 검사용 시험지봉을 가지고 다니지 않는다. 그렇지만 자신의 소변 빛깔이나 탁도 등을 보고 자신의 건강상태의 변화를 감지하게 된다.
통상, 소변에 냄새가 있거나(예: 암모니아 냄새), 탁하거나 붉거나 거품이 있거나 불투명한 상태가 지속된다면 대개의 경우 당뇨, 전당뇨나 신장질환 등을 의심하고 병원을 찾게 된다. 이처럼 소변검사가 자신의 건강 점검에 매우 중요함에도 불구하고 그 검사를 소흘히 하는 경우가 적지 않으므로 이점에 착안하여 공중화장실의 소변기에 소변 요화학 검사를 실시할 수 있는 시험지를 부착하여 누구나 손쉽게 소변검사결과를 알아볼 수 있게 하려는 간이 소변검사 장치로서 '소변기에 부착된 당뇨체크판'이 출원번호 20- 1999-0001740(1999년 2월 5일 출원)로 제안된바 있다.
그러나, 종래의 소변기부착 당뇨 체크판은 당뇨체크 시험지의 교체문제와 사용자의 부주의로 인한 부정확한 검사결과에 대한 대책을 수립하지 않아 널리 보급될 수 없었다.
상기한 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서 대한민국 등록특허 제10-1264011호의 건강검진 소변기가 제안된 바 있다.
상기 종래기술은 소변기 내에 소변검사용 센서를 장착하여 배뇨자의 건강상태를 즉시 검진한 후 소변기 상단의 디스플레이장치를 통해 그 결과를 표출하도록 하되, 검사의 정확성과 신뢰성 보장을 위해 소변기 내에 1개 이상의 일시 집뇨용 포켓을 마련하고 이 포켓은 세척수에 의해 매번 자동세척이 이루어지게 한 자동 건강검진 소변기를 제공하는 것으로서, 소변기 본체의 수직방향 중앙부를 따라 1 또는 2 이상의 집뇨포켓을 설치하고, 상기 집뇨포켓으로 수집된 소변은 각 집뇨포켓 후방측으로 인출하여 연결시킨 집뇨관을 따라 분석장치로 투입되어 분석 처리된 후 시료배출관을 통하여 배수구를 통해 배출되게 구성하고, 상기 분석장치에서 분석 처리된 뇨 검출정보는 콘트롤러 상의 디스플레이를 통해 배뇨자에게 표출하게 하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기한 종래기술은 소변기에 집뇨포켓 및 분석장치, 시료배출관 등의 장치를 설치하기 위해 특수 제작된 전용 소변기를 필요로 하기 때문에 기존에 설치된 소변기를 활용할 수 없는 문제가 있었고, 소변기에 설치하는 집뇨포켓 및 집뇨포켓과 분석장치를 연결하는 통로에 소변 찌꺼기가 쌓이는 문제가 있었고, 이들 설치구조물들을 매번 분리하여 청소하는데 따른 번거로움이 있어, 위생적인 관리가 어려운 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 소변기 및 좌변기에 용이하게 설치하여 사용할 수 있는 당 측정장치를 제공함으로써, 설치가 용이하여 접근성이 용이하고, 기존의 소변기나 좌변기를 교체하지 않고도 설치가 가능하여 호환성이 뛰어나 응용범위가 넓고 설치비용이 저렴하며, 보급률을 높여 국민건강 증진에 이바지토록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 현장에서 바로 당의 존재 유무는 물론 수치를 파악할 수 있도록 함으로써, 조기에 당뇨를 발견하여 빠른 조치가 가능토록 하는데 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 소변기 및 양변기에 부착하여 사용할 수 있는 본체를 구성하고, 상기 본체에는 소변을 감지하기 위한 소변감지수단(1)과, 소변이 감지되면 외부로 노출되어 소변과 접촉하여 소변에 당이 존재하는지를 검출하는 당 검출수단(2)과, 소변에 당이 존재하는 경우에 전류가 흘러 신호를 발생하는 신호발생부(3)를 포함하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 소변감지수단(1)은 온도 센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 당 검출수단(2)은 Glucoseoxidase 및 eletrode 본체인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 당 검출수단(2)은 소변감지수단(1)에서 소변을 감지하면 Glucoseoxidase가 고정화된 electrode 부분이 본체 외부로 노출되어 소변과 접촉하여 반응하고, 반응이 끝나면 본체는 기기 내부로 다시 들어가서 washing 과정을 거치는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호발생부(3)는 소변에 당이 존재할 경우, 전류가 흘러 LED에 신호를 보내는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 신호발생부(3)는 glucose에 의해 흐르는 전류 신호를 받아 LED를 통해 당의 감지를 알리도록 하되, 전류 신호의 크기에 따라 소변의 당 농도를 알 수 있도록 색상 가변형 LED 구성하거나, 전류 신호의 크기를 수치로 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 소변의 온도를 감지하는 단계;
소변에 당이 포함되었는지 검출하는 단계; 및
당이 검출된 경우, 이를 사용자에게 알리는 신호발생단계;
를 포함하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치를 이용한 당 측정방법이 제공될 수 있다.
본 발명은 소변기 및 좌변기에 용이하게 설치하여 사용할 수 있는 당 측정장치를 제공함으로써, 설치가 용이하여 접근성이 용이하고, 기존의 소변기나 좌변기를 교체하지 않고도 설치가 가능하여 호환성이 뛰어나 응용범위가 넓고 설치비용이 저렴하며, 보급률을 높여 국민건강 증진에 이바지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 사용자가 현장에서 바로 당의 존재 유무는 물론 수치를 파악할 수 있도록 함으로써, 조기에 당뇨를 발견하여 빠른 조치가 가능토록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소변기에 부착 가능한 당 측정장치를 나타낸 사시도.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 소변기에 부착 가능한 당 측정장치를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 소변기 및 양변기에 부착하여 사용할 수 있는 본체를 구성하고, 상기 본체에는 소변을 감지하기 위한 소변감지수단(1)과, 소변이 감지되면 외부로 노출되어 소변과 접촉하여 소변에 당이 존재하는지를 검출하는 당 검출수단(2)과, 소변에 당이 존재하는 경우에 전류가 흘러 신호를 발생하는 신호발생부(3)를 포함하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치가 개시된다.
여기서, 상기 소변감지수단(1)은 온도 센서일 수 있다.
또한, 상기 당 검출수단(2)은 Glucoseoxidase 및 eletrode 본체일 수 있다.
상기 당 검출수단(2)은 소변감지수단(1)에서 소변을 감지하면 Glucoseoxidase가 고정화된 electrode 부분이 본체 외부로 노출되어 소변과 접촉하여 반응하고, 반응이 끝나면 본체는 기기 내부로 다시 들어가서 washing 과정을 거치도록 한다.
상기 신호발생부(3)는 소변에 당이 존재할 경우, 전류가 흘러 LED에 신호를 보내도록 한다.
이때, 상기 신호발생부(3)는 glucose에 의해 흐르는 전류 신호를 받아 LED를 통해 당의 감지를 알리도록 하되, 전류 신호의 크기에 따라 소변의 당 농도를 알 수 있도록 색상 가변형 LED 구성하거나, 전류 신호의 크기를 수치로 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 소변기에 부착 가능한 당 측정장치를 이용한 당 측정방법은 소변의 온도를 감지하는 단계; 소변에 당이 포함되었는지 검출하는 단계; 및 당이 검출된 경우, 이를 사용자에게 알리는 신호발생단계;를 포함한다.
한편, 본 발명의 Glucoseoxidase는 수용액 내의 Glucose를 산화시켜 전자를 방출한다. Glucoseoxidase는 electrode에 연결이 되어 있으면 Glucose와 만나 전자를 방출하여 전자가 electrode에 흐른다. 이때 Glucose의 농도에 따라 흐르는 전자의 양이 달라지므로, 이때 흐르는 전류를 측정하면 Glucose의 농도를 알 수 있다.
소변으로 당이 나오려면 혈당이 180mg/dL이상이 되어야한다. 즉, 센서를 통해 진단이 가능한 혈당의 범위는 180mg/dL이상이다. 만약 혈당이 180mg/dL가 되지 않는 사람에게서 당이 검출된다면, 그 사람의 신장의 문제를 의심해 볼 수 있다.
부가적으로 소변 당 센서는 혈당뿐 만 아니라 신장의 영향을 반영할 수 있다. 즉, 신장의 문제가 결과에 영향을 미칠 수 있는 변수도 고려가 가능하다. 기존의 혈당 센서로는 진단이 불가능한 신장의 이상도 진단할 수 있는 가능성을 가진다. 신장 상태가 센서에 미치는 영향 또한 추가적으로 고려해야한다.
결과적으로 본 발명의 당뇨 측정장치를 통해서 당뇨나 신장의 문제로 소변에서 당이 검출되는 당뇨병 및 신장병 환자를 발견할 수 있게 된다.
당을 감지하기 위한 방안으로 Glucoseoxidase를 사용하는 이유는 효소-기질의 특이성 때문이다. 당을 검출하는 다양한 방법이 존재하지만, 비효소 방법의 경우 Glucose 특이성이 떨어져 검사의 신뢰도에 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 Glucoseoxidase라는 당 특이성 효소를 이용한다.
본 발명은 당뇨병 검사에 대한 접근성을 높이고, 병원에 가거나 키트를 사지 않아도 편리하게 진단할 수 있는 방법을 위해 Glucose oxidase라는 효소와 효소 고정화라는 기술을 사용하여 계속적으로, 그리고 편리하게 소변의 당을 측정할 수 있도록 하는 것이다.
Glucose oxdiase란 이름 그대로 용액의 당을 만나면 당을 변화시키며 전자를 만들어내는 효소이다. 이를 효소를 이용하면 소변 내의 당의 유무를 전자의 흐름으로 파악이 가능해진다. 하지만 일반적인 효소는 구조가 금방 변하여 활성을 잃게 된다. 이를 효소 고정화 기술을 통해 효소의 활성을 훨씬 더 길게 유지시켜 줄 수 있게 된다.
효소 고정화는 효소를 화학적 또는 물리적인 방법으로 효소를 분자적으로 안정되게 만들어 활성이 오래도록 유지되게 만들어 주는 것으로서, 이 Glucose oxidase와 효소 고정화 방법을 함께 이용하여 소변의 당을 측정하는 기기를 제공할 수 있다.
2018년 기준 대한민국의 당뇨병 환자는 304만명으로 100명중 6명 꼴로 당뇨병으로 진단을 받았다. 이는 매년 증가하는 수치로 앞으로는 서구화된 식습관과 생활 방식의 영향으로 가파르게 증가하는 추세이며, 국민의 당뇨병에 대한 진단 접근성을 향상시키는 것의 중요성이 대두되고 있는 실정이다.
이를 위해 자동화 소변기가 설치된 공공 기관의 화장실에 본 발명의 당뇨 측정장치를 설치할 경우, 시장성이 높다.
시장 규모의 경우 대한민국의 화장실 중에서 자동화 소변기가 설치된 화장실에서 모두 사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 이후 추가적인 제품 및 기술 개발을 통해 좌식 변기에 설치가 가능해지면 여성의 경우도 당뇨병 진단에 대한 접근성이 높아질 것으로 기대된다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
1: 소변 감지수단
2: 당 검출수단
3: 신호발생부
2: 당 검출수단
3: 신호발생부
Claims (7)
- 소변기 및 양변기에 부착하여 사용할 수 있는 본체를 구성하고, 상기 본체에는 소변을 감지하기 위한 소변감지수단(1)과, 소변이 감지되면 외부로 노출되어 소변과 접촉하여 소변에 당이 존재하는지를 검출하는 당 검출수단(2)과, 소변에 당이 존재하는 경우에 전류가 흘러 신호를 발생하는 신호발생부(3)를 포함하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 소변감지수단(1)은 온도 센서인 것을 특징으로 하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 당 검출수단(2)은 Glucoseoxidase 및 eletrode 본체인 것을 특징으로 하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치.
- 제3항에 있어서,
상기 당 검출수단(2)은 소변감지수단(1)에서 소변을 감지하면 Glucoseoxidase가 고정화된 electrode 부분이 본체 외부로 노출되어 소변과 접촉하여 반응하고, 반응이 끝나면 본체는 기기 내부로 다시 들어가서 washing 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 신호발생부(3)는 소변에 당이 존재할 경우, 전류가 흘러 LED에 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치.
- 제5항에 있어서,
상기 신호발생부(3)는 glucose에 의해 흐르는 전류 신호를 받아 LED를 통해 당의 감지를 알리도록 하되, 전류 신호의 크기에 따라 소변의 당 농도를 알 수 있도록 색상 가변형 LED 구성하거나, 전류 신호의 크기를 수치로 나타내는 것을 특징으로 하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치.
- 소변의 온도를 감지하는 단계;
소변에 당이 포함되었는지 검출하는 단계; 및
당이 검출된 경우, 이를 사용자에게 알리는 신호발생단계;
를 포함하는 소변기에 부착 가능한 당 측정장치를 이용한 당 측정방법.
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| KR1020210167531A KR20230080102A (ko) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 소변기에 부착 가능한 당 측정장치 및 이를 이용한 당 측정방법 |
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| KR101264011B1 (ko) | 2011-05-13 | 2013-05-13 | 이도관 | 건강검진 소변기 |
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