KR20230127925A - 특성 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20230127925A
KR20230127925A KR1020230024830A KR20230024830A KR20230127925A KR 20230127925 A KR20230127925 A KR 20230127925A KR 1020230024830 A KR1020230024830 A KR 1020230024830A KR 20230024830 A KR20230024830 A KR 20230024830A KR 20230127925 A KR20230127925 A KR 20230127925A
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Abstract

특성 검출 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 특성 검출 시스템은 제 1 전극, 제 2 전극 및 측정부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 전극에 제 1 전원을 인가하고 상기 제 2 전극에 제 2 전원을 인가하여 자극을 발생시키고, 상기 자극은 측정 대상의 제 1 특성을 변화시키며, 상기 측정부는 상기 측정 대상의 제 1 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 제 2 특성을 측정한다.

Description

특성 검출 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF DETECTING FEATURE OF OBJECT}
본 발명은 특성 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존 물질 특성 검출 방법은 아무런 능동적인 변화를 일으킴이 없이 물질의 특성을 측정하였다. 이러한 방법은 측정 정확도가 높지 않았다.
KR 10-2021-0137193 A
본 발명은 특성 검출 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 특성 검출 시스템은 제 1 전극; 제 2 전극; 및 측정부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 전극에 제 1 전원을 인가하고 상기 제 2 전극에 제 2 전원을 인가하여 자극을 발생시키고, 상기 자극은 측정 대상의 제 1 특성을 변화시키며, 상기 측정부는 상기 측정 대상의 제 1 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 제 2 특성을 측정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 특성 검출 시스템은 측정 대상에 자극을 가하는 자극 수단; 및 측정부를 포함한다. 여기서, 상기 자극은 측정 대상의 제 1 특성을 변화시키며, 상기 측정부는 상기 측정 대상의 제 1 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 제 2 특성을 측정한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 특성 검출 방법은 자극없이 측정 대상의 특성을 측정하는 단계; 제 1 자극을 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시킨 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 결과들을 통하여 상기 측정 대상의 특성을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 특성 검출 방법은 제 1 자극을 측정 대상에 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시키는 단계; 상기 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계; 상기 제 1 자극과 다른 제 2 자극을 상기 측정 대상에 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시키는 단계; 상기 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 결과들을 통하여 상기 측정 대상의 특성을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 특성 검출 시스템 및 방법은 자극없이 물질의 특성을 측정하고 자극을 가한 후 상기 물질의 특성을 측정하여 특성 검출의 정확도를 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 특성 검출 시스템 및 방법은 측정 대상에 물리적인 자극을 가하여 비채혈 방식으로 혈당을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 특성 검출 과정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 특성 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극의 배열을 도시한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 특성 검출 시스템 및 방법, 특히 비채혈 혈당 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다. 물론, 본 발명의 특성 검출 시스템은 혈당 측정으로 제한되는 것은 다양항 물질 또는 인체의 특성을 검출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 특성 검출 시스템은 측정 대상에 물리적 자극을 가하여 상기 측정 대상의 특성(예를 들어, 유전체 분극)을 변화시킨 후 상기 측정 대상의 특성(예를 들어, 유전상수 등)을 검출할 수 있다. 여기서, 상기 측정 대상은 물질 및 인체를 모두 포함하는 개념이다.
다른 실시예에 따르면, 상기 특성 검출 시스템은 상기 측정 대상의 물질 중 원하는 물질만 특성을 변화시킨 후 상기 변화된 물질의 특성을 측정할 수도 있다. 이는 상기 측정 대상에 측정을 원하는 물질뿐만 아니라 다른 물질도 존재하기 때문이다. 물론, 상황에 따라서는 원하는 물질의 특성은 변화시키지 않고 원하지 않는 물질을 특성을 변화시킬 수도 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 특성 검출 과정을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 특성 검출 장치의 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극의 배열을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 특성 검출 시스템은 측정 대상의 특성을 변화시킴없이 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수 있다(S100).
예를 들어, 상기 특성 검출 시스템은 RF, 마이크로웨이브 또는 밀리미터 웨이브 등을 상기 측정 대상으로 인가하였을 때의 반사파의 특성, 공진 주파수 또는 3dB 주파수 등을 통하여 상기 측정 대상의 특성을 검출할 수 있다.
도 2의 특성 검출 장치에서는 전극들(204 및 206)로 전원을 인가하지 않고 상기 측정 대상의 특성을 검출하는 것이다.
이어서, 상기 특성 검출 시스템은 전기장(전계) 등의 자극을 발생시켜 상기 측정 대상의 특성, 예를 들어 유전체의 분극을 변화시킨 후 상기 측정 대상의 특성, 예를 들어 유전상수, 손실 탄젠트 또는 주파수 천이 등을 측정할 수 있다(S102). 물론, 변화되는 특성이 다른 특성일 수도 있으며, 상기 변화되는 특성에 따라서 측정되는 특성도 달라질 수 있다.
도 2의 특성 검출 장치에서는 전극들(204 및 206)에 전원을 인가하여 전기장을 발생시켜 상기 측정 대상의 특성을 변화시킬 수 있다.
계속하여, 상기 특성 검출 시스템은 상기 측정 결과들을 분석하여 상기 측정 대상의 특성을 정확하게 검출할 수 있다(S104).
위에서는, 측정 대상의 특성을 한번만 변화시켰지만 복수회 변화시키면서 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수도 있다. 즉, 상기 특성 검출 시스템은 적어도 한번 측정 대상의 특성을 변화시킨 후 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수 있다.
이 때, 상기 측정 대상의 특성을 복수회 변화시킬 때, 적어도 한번은 다른 특성을 변화시키고 상기 변화된 다른 특성에 맞는 특성을 측정할 수도 있다. 즉, 다양한 특성들을 검출하여 상기 측정 대상의 측정 정확도를 더 높일 수도 있다.
이렇게 측정 대상의 특성을 변화시키며 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수 있는 특성 검출 장치를 도 2를 참조하여 살펴보겠다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 특성 검출 장치는 측정 대상에 접촉하는 전극들(204 및 206) 및 측정부(208)를 포함할 수 있다. 도 2에서 보여지지 않지만, 전극들(204 및 206) 및 측정부(208)를 지지하는 보드 등의 지지부가 존재할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 측정 대상을 인체라고 하면, 상기 측정 대상은 피하 조직(200) 및 피하 조직(200) 위에 존재하는 피부(202)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 특성 검출 장치는 혈액의 혈당을 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 전극(204)에 양의 전압을 인가하고 제 2 전극(204)에 음의 전압을 인가하면, 제 1 전극(204)에서 제 2 전극(206) 방향으로 전기장(전계)이 발생할 수 있다.
이러한 전기장에 의해 상기 측정 대상의 특성, 예를 들어 혈액의 유전체 분극이 변화될 수 있다.
물론, 상기 측정 대상으로 가하는 자극에 따라 전극이 아닌 다른 자극 수단이 사용될 수도 있다.
측정부(208)는 RF 등을 피부(202)로 인가하는 방식 등을 통하여 유전상수, 손실 탄젠트 또는 혈당에 따른 주파수 천이를 측정할 수 있다. 이러한 측정부(208)는 측정 안테나일 수 있다.
도시하지는 않았지만, 측정부(208)에 의해 측정된 결과는 컴퓨팅 장치로 전송될 수 있으며, 상기 컴퓨팅 장치는 상기 측정된 결과를 분석하여 혈당을 측정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제 1 전극(204)에 제 1 양의 전압을 인가하고 제 2 전극(206)에 제 1 음의 전압을 인가하여 제 1 전기장을 발생시켜 측정 대상의 특성을 변화시킨 후 측정부(208)를 이용하여 상기 측정 대상의 특성을 측정하고, 그런 후 제 1 전극(204)에 제 2 양의 전압을 인가하고 제 2 전극(206)에 제 2 음의 전압을 인가하여 제 2 전기장을 발생시켜 상기 측정 대상의 특성을 변화시킨 후 측정부(208)를 이용하여 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수 있다.
이어서, 상기 컴퓨팅 장치는 측정부(208)로부터 상기 측정 결과들을 순차적으로 제공받고, 상기 제공받은 측정 결과들을 분석하여 상기 측정 대상의 특성, 예를 들어 혈당을 측정할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 전극들(204 및 206)에 전압을 인가하지 않고 측정부(208)를 이용하여 측정 대상의 특성을 측정하고, 그런 후 제 1 전극(204)에 제 1 양의 전압을 인가하고 제 2 전극(206)에 제 1 음의 전압을 인가하여 제 1 전기장을 발생시켜 측정 대상의 특성을 변화시킨 후 측정부(208)를 이용하여 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수 있다. 이어서, 제 1 전극(204)에 제 2 양의 전압을 인가하고 제 2 전극(206)에 제 2 음의 전압을 인가하여 제 2 전기장을 발생시켜 상기 측정 대상의 특성을 변화시킨 후 측정부(208)를 이용하여 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수 있다.
계속하여, 상기 컴퓨팅 장치는 측정부(208)로부터 상기 측정 결과들을 순차적으로 제공받고, 상기 제공받은 측정 결과들을 분석하여 상기 측정 대상의 특성, 예를 들어 혈당을 측정할 수 있다.
한편, 위에서는 전기장을 인가하여 측정 대상의 특성을 변화시키는 것으로 언급하였으나, 전기장 외에도 자기장, 전자기파, 빛, 열, 진동 등의 다른 자극 수단을 이용하여 측정 대상의 특성을 변화시킬 수도 있다. 이 경우, 자극을 가하는 수단이 자극에 따라 달라질 수 있다.
일반적으로 물질마다 유전체 특성이 다르며, 따라서 유전율을 측정하면 물질의 특성을 검출할 수 있다. 이러한 성질을 활용하여, 상기 특성 검출 시스템은 유전체 특성을 변화시킬 수 있는 자극 수단을 활용할 수 있다.
다만, 유전체가 전기장이 가해지면 전기장 방향에 따라 극성을 띄는 성질을 가지므로, 상기 유전체 특성을 변화시키기 위하여 전기장을 사용하는 것이 효율적일 수 있다.
또한, 혈액, 체액 등은 포함된 혈당량에 따라 다른 유전율을 보이며, 따라서 이러한 유전율을 측정하면 혈당량을 알아낼 수 있다. 즉, 혈당을 검출하기 위하여 유전율을 측정하는 것이 효율적이다.
또 다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 측정부(310)를 기준으로 3개 이상의 전극들, 예를 들어 4개의 전극들(300, 302, 304 및 306)이 배열될 수 있다.
이 때, 제 1 전극(300)과 제 3 전극(306)이 하나의 쌍을 형성하고, 제 2 전극(302)과 제 4 전극(304)이 다른 하나의 쌍을 형성할 수 있다. 즉, 제 1 전극(300)과 제 3 전극(306)에 전원을 인가하여 제 1 전기장을 발생시키고, 제 2 전극(302)과 제 4 전극(304)에 전원을 인가하여 제 2 전기장을 발생시킬 수 있다.
이 때, 상기 제 1 전기장과 상기 제 2 전기장의 방향이 다르므로, 반응하여 변화되는 물질이 서로 다를 수 있다. 즉, 상기 제 1 전기장과 상기 제 2 전기장 중 어느 전기장을 인가하냐에 따라 측정 대상의 특성이 다르게 변화될 수도 있다.
물론, 가해지는 자극의 방향에 따라 상기 측정 대상에서 변화되는 물질이 다를 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전기장을 발생시킨 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하고, 그런 후 상기 제 2 전기장을 발생시킨 후 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 전기장과 상기 제 2 전기장을 동시에 발생시킨 후 상기 측정 대상의 특성을 측정할 수도 있다.
한편, 위에서는 전극들(300, 302, 304 및 306)이 측정부(310)를 기준으로 대칭적으로 배열되었으나, 상기 배열은 이러한 배열로 제한되지 않는다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
200 : 피하 조직 202 : 피부
204, 206 : 전극 208 : 측정부
300, 302, 304, 306 : 전극 310 : 측정부

Claims (11)

  1. 제 1 전극;
    제 2 전극; 및
    측정부를 포함하되,
    상기 제 1 전극에 제 1 전원을 인가하고 상기 제 2 전극에 제 2 전원을 인가하여 자극을 발생시키고, 상기 자극은 측정 대상의 제 1 특성을 변화시키며, 상기 측정부는 상기 측정 대상의 제 1 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 제 2 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 특성 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극들에 전원을 인가함에 따라 제 1 전기장이 발생하고, 상기 제 1 전기장에 의해 상기 측정 대상의 유전체의 분극을 변화시키며, 상기 측정부는 상기 측정 대상의 유전상수, 손실 탄젠트 또는 주파수 천이를 측정하는 것을 것을 특징으로 하는 특성 검출 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 측정 대상은 인체이되,
    상기 전극들은 피부에 접촉하며, 상기 측정부는 상기 전극들 사이에 배열되며, 상기 제 2 특성 측정을 통하여 혈당을 검출하는 것을 특징으로 하는 특성 검출 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    제 3 전극; 및
    제 4 전극을 더 포함하되,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 제 1 전원을 인가함에 의해 제 1 방향의 전기장이 발생하고, 상기 제 3 전극과 상기 제 4 전극에 제 2 전원을 인가함에 의해 제 2 방향의 전기장이 발생하며,
    상기 제 1 전기장에 의해 변화되는 물질과 상기 제 2 전기장에 의해 변화되는 물질이 다른 것을 특징으로 하는 특성 검출 시스템.
  5. 측정 대상에 자극을 가하는 자극 수단; 및
    측정부를 포함하되,
    상기 자극은 측정 대상의 제 1 특성을 변화시키며, 상기 측정부는 상기 측정 대상의 제 1 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 제 2 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 특성 검출 시스템.
  6. 자극없이 측정 대상의 특성을 측정하는 단계;
    제 1 자극을 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시킨 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 결과들을 통하여 상기 측정 대상의 특성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 특성 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제 1 자극은 전기장이되,
    상기 제 1 자극이 가해짐에 따라 상기 측정 대상의 유전체의 분극이 변화되고, 상기 분극이 변화된 후 상기 측정 대상의 상기 측정 대상의 유전상수, 손실 탄젠트 또는 주파수 천이가 측정되며, 상기 측정된 결과들을 통하여 혈당이 측정되는 것을 특징으로 하는 특성 검출 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 자극과 동일한 방향에서 상기 측정 대상에 제 2 자극을 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시키는 단계; 및
    상기 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특성 검출 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 자극과 다른 방향에서 상기 측정 대상에 제 2 자극을 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시키는 단계; 및
    상기 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특성 검출 방법.
  10. 제 1 자극을 측정 대상에 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시키는 단계;
    상기 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계;
    상기 제 1 자극과 다른 제 2 자극을 상기 측정 대상에 가하여 상기 측정 대상의 특성을 변화시키는 단계;
    상기 특성이 변화된 후 상기 측정 대상의 특성을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 결과들을 통하여 상기 측정 대상의 특성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 특성 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제 1 자극이 가해졌을 때 변화되는 상기 측정 대상의 물질과 상기 제 2 자극이 가해졌을 때 변화되는 상기 측정 대상의 물질이 다른 것을 특징으로 하는 특성 검출 방법.

KR1020230024830A 2022-02-25 2023-02-24 특성 검출 시스템 및 방법 KR20230127925A (ko)

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