KR20240065524A - Apparatus and method for managing diseases - Google Patents
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Abstract
본 발명은 질환 관리 장치에 관한 것으로서, 사용자의 신체에 접촉 또는 삽입되어 전기 신호를 출력하는 전극부, 및 전극부를 이용하여 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a disease management device, comprising an electrode unit that is contacted or inserted into the user's body to output an electrical signal, and a processor that outputs a stimulation pattern to improve the disease to the user's body using the electrode unit. It is characterized by
Description
본 발명은 질환 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 질환에 의한 증상 또는 통증을 완화시킬 수 있는 질환 관리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a disease management device and method, and more specifically, to a disease management device and method that can relieve symptoms or pain caused by a disease.
환자의 건강 상태를 진단하기 위한 다양한 의료 장비들이 개발되고 있다. 이러한 의료 장비들은 환자의 건강 상태를 진단하는 과정에서 혈당과 같은 검체의 농도를 측정한다. 일반적으로, 혈당과 같은 검체의 농도를 측정하기 위해 침습적인 방식이 이용되는데, 침습적인 방식을 이용하는 장치의 경우 정확도가 높지만, 검체의 농도를 측정하는 과정에서 환자에게 고통, 감염 등의 위험을 유발할 가능성이 존재할 뿐만 아니라 사용 편의성이 떨어지는 문제가 존재한다. 한편, 종래 측정기의 경우 검체의 농도를 측정하는 기능만을 제공할 뿐, 체내에 존재하는 검체의 농도가 과다 또는 과소함에 따라 환자에게 발생하는 증상이나 통증을 완화하는 기능을 제공할 수는 없다는 한계가 존재한다.Various medical devices are being developed to diagnose a patient's health condition. These medical devices measure the concentration of samples such as blood sugar in the process of diagnosing a patient's health condition. Generally, an invasive method is used to measure the concentration of a sample such as blood sugar. Although devices using the invasive method have high accuracy, they may cause risks such as pain and infection to the patient during the process of measuring the concentration of the sample. Not only does the possibility exist, but there is also the problem of poor usability. Meanwhile, conventional measuring devices only provide the function of measuring the concentration of a sample, but have the limitation that they cannot provide the function of relieving symptoms or pain that occurs in patients due to excessive or under-concentration of the sample present in the body. exist.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1605110호(2016.03.15.)의 '휴대용 혈당 측정기'에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in 'Portable Blood Sugar Meter' in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1605110 (March 15, 2016).
본 발명의 일 측면에 따른 목적은, 사용자의 신체로 다양한 자극을 인가함으로써 질환을 개선시킬 수 있는 질환 관리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of one aspect of the present invention is to provide a disease management device and method that can improve a disease by applying various stimuli to the user's body.
본 발명의 일 측면에 따른 질환 관리 장치는 사용자의 신체에 접촉 또는 삽입되어 전기 신호를 출력하는 전극부; 및 상기 전극부를 이용하여 상기 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A disease management device according to one aspect of the present invention includes an electrode unit that is in contact with or inserted into the user's body and outputs an electrical signal; and a processor that outputs a stimulation pattern to improve the disease to the user's body using the electrode unit.
본 발명에 있어 상기 프로세서는, 상기 전기 신호의 전압, 전류, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the processor is characterized in that it controls at least one of the voltage, current, period, and duration of the electrical signal.
본 발명에 있어 상기 프로세서는, 상기 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하고, 상기 추정된 검체의 농도에 기반하여 상기 전기 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the processor estimates the concentration of a sample related to the disease and controls the output of the electrical signal based on the estimated concentration of the sample.
본 발명은 상기 검체에 대응하는 광 신호를 검출하는 광수신부;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전극부를 통해 상기 검체에 대응하는 검체 신호를 검출하고, 상기 전극부를 통해 검출되는 검체 신호 및 상기 광수신부를 통해 검출되는 광 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 검체의 농도를 추정하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a light receiving unit that detects an optical signal corresponding to the specimen, wherein the processor detects a specimen signal corresponding to the specimen through the electrode unit, and the specimen signal detected through the electrode unit and the The method is characterized in that the concentration of the sample is estimated using at least one of the light signals detected through the light receiver.
본 발명은 상기 사용자의 신체로 광 신호를 출력하는 발광부;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전극부 및 상기 발광부 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 사용자의 신체로 상기 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a light emitting unit that outputs an optical signal to the user's body, wherein the processor is configured to improve the disease with the user's body using at least one of the electrode unit and the light emitting unit. It is characterized by outputting a stimulation pattern.
본 발명에 있어 상기 발광부를 이용하는 경우, 상기 프로세서는, 상기 광 신호의 파장, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 한다.When using the light emitting unit in the present invention, the processor is characterized in that it controls at least one of the wavelength, period, and duration of the optical signal.
본 발명에 있어 상기 프로세서는, 상기 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하고, 상기 추정된 검체의 농도에 기반하여 상기 광 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the processor estimates the concentration of a sample related to the disease and controls the output of the optical signal based on the estimated concentration of the sample.
본 발명은 상기 검체에 대응하는 광 신호를 검출하는 광수신부;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전극부를 통해 상기 검체에 대응하는 검체 신호를 검출하고, 상기 전극부를 통해 검출되는 검체 신호 및 상기 광수신부를 통해 검출되는 광 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 검체의 농도를 추정하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a light receiving unit that detects an optical signal corresponding to the specimen, wherein the processor detects a specimen signal corresponding to the specimen through the electrode unit, and the specimen signal detected through the electrode unit and the The method is characterized in that the concentration of the sample is estimated using at least one of the light signals detected through the light receiver.
본 발명은 상기 사용자의 신체로 초음파 신호를 출력하는 초음파발생부;를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 전극부, 상기 발광부 및 상기 초음파발생부 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 사용자의 신체로 상기 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes an ultrasonic generator that outputs an ultrasonic signal to the user's body, wherein the processor uses at least one of the electrode unit, the light emitting unit, and the ultrasonic generator to transmit an ultrasonic signal to the user's body. It is characterized by outputting a stimulation pattern to improve the disease.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 사용자의 신체로 다양한 자극을 인가함으로써 질환을 개선시킬 수 있다.According to one aspect of the present invention, the present invention can improve diseases by applying various stimuli to the user's body.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 질환과 관련된 검체의 농도를 측정하고, 측정된 농도에 기반하여 자극의 출력을 제어함으로써 보다 효과적으로 질환을 개선시킬 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, the present invention can improve the disease more effectively by measuring the concentration of a sample related to the disease and controlling the output of the stimulus based on the measured concentration.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 패치, 밴드 등의 형태로 구현됨으로써 장치의 휴대성 및 편의성을 향상시킬 수 있다.Additionally, according to one aspect of the present invention, the portability and convenience of the device can be improved by being implemented in the form of a patch, band, etc.
한편, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치가 부착된 모습을 보인 예시도이다.
도 4는 전극부에 대한 다양한 실시예를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치의 전극부를 보인 단면도이다.
도 6은 전극부에 포함된 전극의 조합에 대한 다양한 실시예를 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 단면도이다.
도 9는 임피던스에 따른 검체의 농도에 대한 관계 정보를 보인 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치의 검체 농도 추정 효과를 보인 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치의 치료 효과를 보인 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 방법을 보인 흐름도이다.1 is a block diagram showing a disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary diagram showing an attached disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary diagram showing various embodiments of the electrode unit.
Figure 5 is a cross-sectional view showing the electrode portion of a disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exemplary diagram showing various embodiments of combinations of electrodes included in the electrode unit.
Figure 7 is a perspective view showing a disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a cross-sectional view showing a disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an example diagram showing relationship information about the concentration of a sample according to impedance.
Figure 10 is an exemplary diagram showing the effect of estimating sample concentration of a disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is an exemplary diagram showing the treatment effect of a disease management device according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a flowchart showing a disease management method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 질환 관리 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a disease management device and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치가 부착된 모습을 보인 예시도이고, 도 4는 전극부에 대한 다양한 실시예를 보인 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치의 전극부를 보인 단면도이고, 도 6은 전극부에 포함된 전극의 조합에 대한 다양한 실시예를 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 질환 관리 장치를 보인 단면도이고, 도 9는 임피던스에 따른 검체의 농도에 대한 관계 정보를 보인 예시도이다.Figure 1 is a block diagram showing a disease management device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a disease management device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an embodiment of the present invention. Figure 4 is an example diagram showing various embodiments of the electrode unit, and Figure 5 is a cross-sectional view showing the electrode unit of the disease management device according to an embodiment of the present invention. , FIG. 6 is an exemplary diagram showing various embodiments of the combination of electrodes included in the electrode unit, FIG. 7 is a perspective view showing a disease management device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view showing a disease management device according to an example, and Figure 9 is an example diagram showing relationship information about the concentration of a sample according to impedance.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치(10)는 기판(110), 전극부(120), 발광부(130), 광수신부(140), 초음파발생부(150), 초음파수신부(160), 통신부(170), 배터리(180), 메모리(190) 및 프로세서(200)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치(10)는 도 1에 도시된 구성 요소 외에 다양한 구성 요소를 더 포함하거나, 위 구성 요소들 중 일부 구성 요소를 생략할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치(10)는 밴드, 패치, 이어클립 등 웨어러블한 형태로 구현될 수도 있고, 체내에 임플란트 가능한 형태로 구현될 수도 있다. 질환 관리 장치(10)는, 도 3과 같이, 사용자의 신체에 부착될 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the
전극부(120)는 기판(110)의 하부에 형성될 수 있다. 전극부(120)는 사용자의 신체에 접촉 또는 삽입될 수 있다. 전극부(120)는 후술하는 프로세서(200)의 제어에 따라 사용자의 신체로 전기 신호를 출력할 수 있다. 전극부(120)를 통해 출력되는 전기 신호는 미세 전류일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극부(120)를 통해 출력되는 미세 전류의 전압은 수mV~수kV일 수 있고, 미세 전류의 interval은 1us~1sec일 수 있으며, duration은 1분~180분일 수 있다. 예시적으로, 전극부(120)는 전압이 3kV이고, interval이 20ms이고, duration이 15분인 미세 전류를 출력할 수 있다. 전극부(120)는 질환을 개선하기 위한 목적으로 전기 신호를 출력할 수도 있고, 질환과 관련된 검체의 농도를 측정하기 위한 목적으로 전기 신호를 출력할 수도 있다. 여기서, 질환을 개선한다는 것은 질환에 의한 증상 및 통증을 완화하거나, 질환을 치료한다는 것을 의미할 수 있다. 본 실시예에서 표기하는 질환은 대사성 질환, 내분비 질환, 만성 질환, 심뇌혈관 질환, 감염성 질환 등을 포함할 수 있다. 전극부(120)는 프로세서(200)의 제어에 따라 사용자의 신체로부터 질환과 관련된 검체에 대한 신호(이하 검체 신호)를 검출하고, 검출된 검체 신호를 프로세서(200)로 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 검체 신호는 전류, 전압, 임피던스, 주파수 및 공진주파수 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 임피던스에 대한 정보는 저항, 임피던스, 임피던스 스펙트럼, Magnitude, Phase, 커패시턴스, 인덕턴스, 전자파 임피던스 및 유전율 등 중 적어도 하나 이상에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 검체는 혈당, 콜레스테롤, 중성지방, 단백질, 미네랄, 케톤 및 락테이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
전극부(120)는 사용자의 신체에 접촉 또는 삽입되도록 마련된 적어도 하나의 전극(121)을 포함할 수 있다. 전극(121)은 사용자의 신체(즉, 피부)에 정확하게 접촉 또는 삽입된 상태에서 사용자의 신체로 전기 신호를 출력함으로써, 전극(121)의 이탈에 따라 피부에 화상 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 전극(121)은 침습형 또는 비침습형일 수 있다. 침습형 전극은 사용자의 신체에 삽입 가능하도록 형성될 수 있다. 침습형 전극은 니들 또는 마이크로 니들 형태로 구현될 수 있다. 비침습형 전극은 건식 전극 또는 습식 전극 형태로 구현될 수 있다. 비침습형 전극은 사용자의 신체에 접촉 가능하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 비침습형 전극은 사용자의 피부에 접촉될 수 있다. 비침습형 전극의 단면은 삼각형, 사각형, 원형 또는 사각형과 원형이 결합된 모양일 수 있다. 다만, 전극(121)의 모양이 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 전극(121)은 다양한 모양으로 구현될 수 있다. The
전극부(120)는, 도 4a 및 도 4b와 같이, 복수의 전극(121)을 포함하는 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 전극부(120)는, 도 4c와 같이, 마이크로 니들을 포함하는 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 전극부(120)는, 도 4d와 같이, 플랫형 전극(예: 건식 전극)을 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.The
전극(121)은 카본나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 또는 그래핀(graphene)으로 구성될 수 있다. 카본나노튜브 또는 그래핀의 경우 전도성이 우수하므로, 보다 정확하게 사용자의 신체로부터 검체 신호를 검출할 수 있다.The
전극(121)의 전체 또는 단부에는 효소층(122)이 형성될 수 있다. 효소층(122)은 효소를 포함할 수 있으며, 효소는 사용자의 신체 내에 포함된 검체를 반응시켜 전기화학적 작용을 유도할 수 있다. 일 실시예에 다르면, 효소는 GOx, GDH 등으로 이루어질 수 있다. 효소층(122)은 전극(121)이 침습형으로 구현되는 경우에 한하여 형성될 수 있다. 전극(121)의 전체 또는 단부에는 멤브레인(123)이 형성될 수 있다. 멤브레인(123)은 효소층(122)의 상부에 형성될 수 있으며, 분석 대상에 포함된 검체가 효소와 반응할 수 있도록 물질을 선택적으로 투과 및 제한시킬 수 있다. 즉, 멤브레인(123)은 검체 외의 물질 또는 세포가 효소와 반응하지 않도록 검체 외의 물질 또는 세포를 배제 또는 차단시킬 수 있다. 전술한 기능을 구현하기 위해, 멤브레인(123)은 생체친화성, 검체선택성 및 제한성 중 적어도 어느 하나의 특성을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 멤브레인(123)은 농도를 추정하고자 하는 검체에 대응되게 생체친화성(Biocompatibility) 정도를 조정하는 특성, 농도를 추정하고자 하는 검체만을 투과시키면서 투과되는 검체의 농도를 조정하는 검체선택성, 및 농도를 추정하고자 하는 검체 외의 특정 검체들이 투과되지 않도록 제한시키면서 그 제한 정도를 조정하는 제한성 중 적어도 어느 하나 이상의 특성을 이용할 수 있다. 이러한 멤브레인(123)은 친수성 고분자 물질과 소수성 고분자 물질을 포함할 수 있다. 전극(121)의 영역 중 분석 대상에 접촉하는 영역을 제외한 영역에는 절연층(124)이 형성될 수 있다.An
한편, 전극(121)이 복수개로 이루어지는 경우로서, 복수의 전극(121)에 멤브레인(123)이 형성되는 경우, 각 전극(121)에 형성되는 멤브레인(123)의 형상 및 크기는 서로 다를 수도 있다. 이처럼, 본 발명은 멤브레인(123)의 형상과 크기를 조정함으로써, 예를 들어 적혈구의 탄성, 밀도 등의 변화를 임피던스로 측정하는 경우에서 방해종들을 구분할 수 있다.On the other hand, when the
도 5a는 전극에 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성되는 경우를 보인 예시도이다. 도 5a를 참고하면, 효소층(122)은 전극(121)을 감싸는 형태로 전극(121)의 상부(외측)에 적층되고, 멤브레인(123)은 효소층(122)을 감싸는 형태로 효소층(122)의 상부(외측)에 적층될 수 있다. 도 5b는 전극(121)에 효소층(122), 멤브레인(123) 및 절연층(124)이 형성된 경우를 보인 예시도이다. 도 5b를 참고하면, 절연층(124)은 멤브레인(123)의 상부 중 일부 영역(첨두 부분을 제외한 영역)에 적층될 수 있다. 한편, 전술한 실시예에서는 절연층(124)이 멤브레인(123)의 상부에 형성되는 것으로 기재하였으나, 멤브레인(123)이 전극의 첨두 부분에만 형성되는 경우 절연층(124)은 효소층(122) 또는 전극(121)의 상부에 형성될 수 있다.Figure 5a is an example diagram showing the case where the
전극부(120)는 복수의 전극(121)을 포함하는 경우, 복수의 전극(121) 중 일부는 침습형 전극이고, 나머지는 비침습형 전극일 수 있다. 즉, 전극부(120)는 침습형 전극과 비침습형 전극을 모두 포함할 수 있다. 전극부(120)의 형태가 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 전극부(120)에 포함된 복수의 전극(121) 모두가 침습형 전극이거나 비침습형 전극일 수도 있다. 비침습형 전극은 효소가 형성된 침습형 전극에 비해 반영구적으로 사용할 수 있다는 장점이 존재한다. 또한, 비침습형 전극은 효소가 형성됨에 따라 전극에 대한 개별적인 캘리브레이션 작업을 수행하여야 하는 침습형 전극과 달리, 캘리브레이션 작업을 수행하지 않아도 된다는 장점이 존재한다. 한편, 침습형 전극은 검체의 농도 검출에 이용 시 비침습형 전극에 비해 정확도가 높다는 장점이 존재한다. 본 발명은 검체의 농도 측정 시 침습형 전극과 비침습형 전극을 복합적으로 이용할 수 있으며, 이에 따라 비침습형 전극의 장점과 침습형 전극의 장점을 모두 가질 수 있다.When the
전극부(120)가 복수의 전극(121)을 포함하는 경우, 효소층(122)은 복수의 전극(121) 일부 또는 전부에 형성될 수 있다. 복수의 전극(121) 중 일부에만 효소층(122)이 형성될 수 있으며, 이 경우 전극부(120)는 효소층(122)이 형성된 전극(121)과 효소층(122)이 형성되지 않은 전극(121)을 모두 포함할 수 있다. 효소층(122)은 침습형 전극에 형성될 수 있다.When the
전극부(120)가 복수의 전극(121)을 포함하는 경우, 멤브레인(123)은 복수의 전극(121) 일부 또는 전부에 형성될 수 있다. 복수의 전극(121) 중 일부에만 멤브레인(123)이 형성될 수 있으며, 이 경우 전극부(120)는 멤브레인(123)이 형성된 전극(121)과 멤브레인(123)이 형성되지 않은 전극(121) 모두를 포함할 수 있다. 멤브레인(123)은 효소층(122)과 함께 형성될 수도 있고, 효소층(122)과 무관하게 형성될 수도 있다. 도 6a는 복수의 전극(121) 중 일부에는 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성되고, 일부에는 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성되지 않은 경우를 보인 예시도이고, 도 6b는 복수의 전극(121) 중 일부에는 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성되고, 일부에는 효소층(122)만이 형성된 경우를 보인 예시도이고, 도 6c는 복수의 전극(121) 중 일부에는 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성되고, 일부에는 멤브레인(123)만이 형성된 경우를 보인 예시도이다.When the
예를 들어, 전극부(120)가 4개의 전극(121)을 포함하는 경우, 4개의 전극(121) 중 3개는 침습형 전극이고, 나머지 1개는 비침습형 전극일 수 있다. 이때, 3개의 침습형 전극 중 하나는 효소층(122) 및 멤브레인(123)을 포함하고, 다른 하나는 효소층(122)만을 포함하고, 나머지 하나는 효소층(122) 및 멤브레인(123)을 모두 포함하지 않을 수 있다. 이처럼, 본 발명은 서로 다른 형태의 전극(121)을 포함하도록 전극부(120)를 구성할 수 있으며, 이에 따라 사용자의 신체로부터 다양한 신호를 수신할 수 있다. 전극부(120)에 포함된 서로 다른 형태의 전극(121)을 통해 검출되는 정보들은 프로세서(200)에 의해 비교될 수 있으며, 그 비교 결과에 대한 정보는 전극부(120)를 통해 검출된 검체 신호 또는 검체 신호들로부터 산출되는 검체의 농도를 보정하는데 이용될 수 있다. 이처럼, 본 발명은 다수의 형태 차이가 있는 전극(121)들을 이용함으로써 검체의 농도를 보다 정확하게 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 검체 농도의 변화량을 산출할 수 있으며, 측정하고자 하는 검체에 대응되게 농도 추정의 오차를 보정할 수 있다.For example, when the
도 7을 참고하면, 전극부(120)는 제1 전극부(120-1) 및 제2 전극부(120-2)를 포함할 수 있다. 제1 전극부(120-1)와 제2 전극부(120-2)는 각각 적어도 하나의 전극(121)을 포함할 수 있다. 제1 전극부(120-1)와 제2 전극부(120-2)는 서로 다른 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극부(120-1)가 침습형 전극을 포함하는 경우 제2 전극부(120-2)는 비침습형 전극을 포함할 수 있고, 제1 전극부(120-1)가 효소층(122)이 형성된 전극(121)을 포함하는 경우 제2 전극부(120-2)는 효소층(122)이 형성되지 않은 전극(121)을 포함할 수 있으며, 제1 전극부(120-1)가 멤브레인(123)이 형성된 전극(121)을 포함하는 경우 제2 전극부(120-2)는 멤브레인(123)이 형성되지 않은 전극(121)을 포함할 수 있다. 즉, 제2 전극부(120-2)는 전극(121)의 유형(침습형, 비침습형), 효소층(122) 형성 여부, 멤브레인(123) 형성 여부 및 절연층(124) 형성 여부 중 적어도 하나 이상이 제1 전극부(120-1)와 다르게 형성된 것일 수 있다. Referring to FIG. 7 , the
도 8a를 참고하면, 제1 전극부(120-1)에 포함된 전극(121)들에는 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성될 수 있으나, 제2 전극부(120-2)에 포함된 전극(121)들에는 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성되지 않을 수 있다. 한편, 도 8b를 참고하면, 제1 전극부(120-1)에 포함된 전극들 중 일부에는 효소층(122) 및 멤브레인(123)이 형성될 수 있으나, 나머지에는 효소층(122)이 형성되지 않을 수 있다. 한편, 복수의 전극(121)에 멤브레인(123)이 형성되는 경우, 멤브레인(123)은, 도 8b와 같이, 복수의 전극(121)에 각각 형성될 수도 있고, 도 8c와 같이, 복수의 전극(121)을 동시에 커버하는 형태로 형성될 수도 있다. 이처럼, 본 발명은 멤브레인이 형성된 전극 그룹과 멤브레인이 형성되지 않은 전극 그룹을 복합적으로 이용하여 검체의 농도를 추정함으로써 보다 정확하게 검체의 농도를 추정할 수 있으며, 각 그룹을 통해 측정되는 신호를 비교함으로써 방해종에 대한 정보를 획득할 수 있다. 본 발명은 검체 농도 추정 시 방해종에 대한 정보를 통해 방해종에 대한 보정을 수행함으로써 검체 농도 추정 결과에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 8A, the
발광부(130)는 프로세서(200)의 제어에 따라 사용자의 신체로 광 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 발광부(130)는 광을 발생시키는 발광 소자를 포함할 수 있다. 발광부(130)는 기판(110)의 하부에 사용자의 신체에 대향하도록 형성될 수 있다. 발광부(130)는 질환을 개선하기 위한 목적으로 광 신호를 출력할 수도 있고, 질환과 관련된 검체의 농도를 측정하기 위한 목적으로 광 신호를 출력할 수도 있다.The
광수신부(140)는 사용자의 신체에서 반사된 광 신호를 수신하고, 수신된 광 신호를 프로세서(200)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 광수신부(140)는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 광수신부(140)는 필요에 따라 수신된 광 신호를 변환(예: 분광)할 수 있다. 광수신부(140)는 기판(110)의 하부에 사용자의 신체에 대향하도록 형성될 수 있다.The
초음파발생부(150)는 프로세서(200)의 제어에 따라 사용자의 신체로 초음파 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 초음파발생부(150)는 초음파 트랜스듀서(transducers)를 포함할 수 있다. 초음파발생부(150)는 질환을 개선하기 위한 목적으로 초음파 신호를 출력할 수도 있고, 질환과 관련된 검체의 농도를 측정하기 위한 목적으로 초음파 신호를 출력할 수도 있다. 초음파발생부(150)는 기판(110)의 하부에 사용자의 신체에 대향하도록 형성될 수 있다.The
초음파수신부(160)는 사용자의 신체에서 반사된 초음파 신호를 수신하고, 수신된 초음파 신호를 프로세서(200)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 초음파수신부(160)는 초음파 센서를 포함할 수 있다. 초음파수신부(160)는 필요에 따라 수신된 초음파 신호를 변환할 수 있다. 초음파수신부(160)는 기판(110)의 하부에 사용자의 신체에 대향하도록 형성될 수 있다.The
통신부(170)는 다양한 유형의 통신 방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신부(170)는 프로세서(200)에 의해 산출되는 정보를 외부로 송신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(170)는 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신부(170)는 기판(110)의 내부에 구비될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신부는 NFC, RFID, Bluetooth, Long Range 등을 포함하는 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
배터리(180)는 전극부(120), 발광부(130), 광수신부(140), 초음파발생부(150), 초음파수신부(160), 통신부(170) 및 프로세서(200)로 작동에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(180)는 무선 충전 방식 및/또는 유선 충전 방식을 통해 충전될 수 있다. 배터리(180)는 기반의 내부에 구비될 수 있다.The
메모리(190)에는 프로세서(200)가 작동하는 과정에서 요구되는 각종 정보가 저장되어 있을 수 있다. 또한, 메모리(190)에는 프로세서(200)가 작동하는 과정에서 산출되는 각종 정보가 저장될 수 있다. 메모리(190)는 기판(110)의 내부에 구비될 수 있다.The
프로세서(200)는 전극부(120), 발광부(130), 광수신부(140), 초음파발생부(150), 초음파수신부(160), 통신부(170) 및 메모리(190)에 작동적으로 연결될 수 있다. 프로세서(200)는 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor), MCU(Micro Controller Unit) 또는 SoC(System on Chip)로도 구현될 수 있으며, 운영 체제 또는 어플리케이션을 구동하여 프로세서(200)에 연결된 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있으며, 메모리(190)에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행시키고, 그 실행 결과 데이터를 메모리(190)에 저장하도록 구성될 수 있다. 프로세서(200)는 기판(110) 내부에 구비될 수 있다.The
프로세서(200)는 전극부(120), 발광부(130) 및 초음파발생부(150) 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력할 수 있다. 본 실시예에서 표기하는 자극 패턴은 일련의 자극을 의미하는 것으로서 자극과 동일한 의미일 수 있으며, 이러한 자극 패턴은 해당 질환에 대응하도록 설정된 신호일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 전기 신호를 출력하거나, 발광부(130)를 통해 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 광 신호를 출력하거나, 초음파발생부(150)를 통해 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 초음파 신호를 출력하거나, 전극부(120), 발광부(130) 및 초음파발생부(150) 중 2개 이상의 유닛을 통해 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극을 동시에 출력할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 사용자의 신체로 전기 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나 이상을 출력함으로써 질환을 개선시킬 수 있다. 한편, 본 발명은 전기 신호, 광 신호 및 초음파 신호 외에도 열 신호를 출력할 수 있으며, 이 경우 질환 관리 장치(10)는 열을 발생시키는 발열부(미도시)를 포함할 수 있다.The
일 실시예에 따르면, 전기 신호를 출력하는 경우 프로세서(200)는 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하고, 추정된 검체의 농도에 기반하여 전기 신호의 전압, 전류, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 프로세서(200)는 질환과 관련된 검체의 농도에 따라 전기 신호의 크기, 주기 및 주파수 중 적어도 하나 이상을 적응적으로 변경함으로써 보다 효과적으로 질환을 개선시킬 수 있다.According to one embodiment, when outputting an electrical signal, the
일 실시예에 따르면, 메모리(190)에는 질환과 관련된 검체의 농도에 따른 전기 신호의 특성에 대한 관계 정보가 저장되어 있을 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)에 저장된 관계 정보로부터 검체의 농도에 대응하는 전기 신호의 특성을 검출함으로써 전극부(120)를 통해 출력되는 전기 신호의 특성을 결정할 수 있다. 즉, 질환과 관련된 검체의 농도에 따른 전기 신호의 특성(전압, 전류, 주기, 지속시간 및 파형 등)이 미리 설정되어 메모리(190)에 저장될 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)를 참고하여 전기 신호의 특성을 결정할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 0.1~2MHz인 전기 신호를 출력할 수 있다. 즉, 전기 신호의 주파수는 0.1~2MHz일 수 있으며, 이러한 주파수는 질환 개선 효과를 고려하여 설정된 것일 수 있다. 프로세서(200)는 전기 신호를 연속적 또는 비연속적으로 출력할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 전극부(120)가 복수의 전극(121)을 포함하는 경우, 프로세서(200)는 복수의 전극(121) 중 적어도 하나를 통해 전기 신호를 출력할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 전극부(120)에 포함된 복수의 전극(121) 중 일부만을 이용하여 전기 신호를 출력할 수도 있고, 전극부(120)에 포함된 복수의 전극(121) 모두를 이용하여 전기 신호를 출력할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 전극(121)을 통해 전기 신호를 출력하는 경우, 프로세서(200)는 각 전극(121)을 통해 동일한 전기 신호를 출력할 수도 있고, 각 전극(121)을 통해 서로 다른 전기 신호를 출력할 수도 있다. 예를 들어, 전극부(120)가 제1 및 제2 전극을 포함하는 경우, 프로세서(200)는 제1 전극을 통해 출력되는 전기 신호와 전압, 전류, 주기, 지속시간 및 파형 중 적어도 하나가 다른 전기 신호를 제2 전극을 통해 출력할 수 있다.According to one embodiment, when the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)를 이용하여 자극을 출력함과 동시에 전극부(120)를 이용하여 검체의 농도를 추정할 수 있다. 전극부(120)가 제1 및 제2 전극으로 이루어진 한 쌍의 전극을 포함하는 경우, 프로세서(200)는 제1 및 제2 전극 각각 또는 모두를 통해 자극을 출력하는 작업과 검체의 농도를 추정하는 작업(즉, 검체 신호를 검출하는 작업)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(200)는 제1 및 제2 전극 모두를 통해 질환을 개선하기 위한 자극을 출력한 이후, 제1 및 제2 전극 모두를 통해 검체의 농도를 추정하기 위한 검체 신호를 검출할 수 있다. 다른 예를 들면, 프로세서(200)는 제1 전극을 통해 질환을 개선하기 위한 자극을 출력하고, 제2 전극을 통해 검체의 농도를 추정하기 위한 검체 신호를 검출할 수도 있다. 이처럼, 본 발명은 질환을 개선하기 위한 자극의 출력 작업과, 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하기 위한 검체 신호를 검출하는 작업을 전극부(120)를 통해 동시에 수행할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 광 신호를 출력하는 경우 프로세서(200)는 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하고, 추정된 검체의 농도에 기반하여 광 신호의 파장, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 프로세서(200)는 질환과 관련된 검체의 농도에 따라 광 신호의 파장, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나를 적응적으로 변경함으로써 보다 효과적으로 질환을 개선시킬 수 있다.According to one embodiment, when the
일 실시예에 따르면, 메모리(190)에는 질환과 관련된 검체의 농도에 따른 광 신호의 특성에 대한 관계 정보가 저장되어 있을 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)에 저장된 관계 정보로부터 검체의 농도에 대응하는 광 신호의 특성을 검출함으로써 발광부(130)를 통해 출력되는 광 신호의 특성을 결정할 수 있다. 즉, 질환과 관련된 검체의 농도에 따른 광 신호의 특성(파장, 주기 및 지속시간 등)이 미리 설정되어 메모리(190)에 저장될 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)를 참고하여 광 신호의 특성을 결정할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 발광부(130)를 통해 가시광 및 적외선에 대응하는 파장 대역의 광 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 광 신호의 파장은 400~1300nm일 수 있으며, 이러한 파장은 질환 개선 효과를 고려하여 설정된 것일 수 있다. 프로세서(200)는 광 신호를 연속적 또는 비연속적으로 출력할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 초음파 신호를 출력하는 경우 프로세서(200)는 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하고, 추정된 검체의 농도에 기반하여 초음파 신호의 파장, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 프로세서(200)는 질환과 관련된 검체의 농도에 따라 초음파 신호의 파장, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나를 적응적으로 변경함으로써 보다 효과적으로 질환을 개선시킬 수 있다.According to one embodiment, when the
일 실시예에 따르면, 메모리(190)에는 질환과 관련된 검체의 농도에 따른 초음파 신호의 특성에 대한 관계 정보가 저장되어 있을 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)에 저장된 관계 정보로부터 검체의 농도에 대응하는 초음파 신호의 특성을 검출함으로써 초음파발생부(150)를 통해 출력되는 초음파 신호의 특성을 결정할 수 있다. 즉, 질환과 관련된 검체의 농도에 따른 초음파 신호의 특성(파장, 주기 및 지속시간 등)이 미리 설정되어 메모리(190)에 저장될 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)를 참고하여 초음파 신호의 특성을 결정할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 추정된 검체의 농도가 미리 설정된 설정 범위를 벗어나는 경우 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극을 출력할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 질환과 관련된 검체의 농도가 소정의 범위를 벗어나는 경우(예: 검체의 농도가 소정의 기준값 이상인 경우) 사용자의 신체로 전기 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 검출된 검체 신호, 광수신부(140)를 통해 수신된 광 신호, 및 초음파수신부(160)를 통해 수신된 초음파 신호 중 적어도 하나에 기반하여 질환과 관련된 검체의 농도를 추정할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 사용자의 신체로부터 검출되는 질환과 관련된 검체 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나 이상을 이용하여 질환과 관련된 검체의 농도를 추정할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극을 출력하는 동시에, 질환에 관련된 검체의 농도를 측정하고, 측정된 농도에 기반하여 자극의 출력을 제어함으로써 보다 효과적으로 질환을 개선시킬 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 검체 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나에 따른 검체의 농도에 대한 관계 정보가 학습된 농도 추정 모델이 메모리(190)에 저장되어 있을 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)에 저장된 농도 추정 모델에 전극부(120)를 통해 검출된 검체 신호, 광수신부(140)를 통해 수신된 광 신호, 초음파수신부(160)를 통해 수신된 초음파 신호 중 적어도 하나를 적용함으로써 검체의 농도를 추정할 수 있다. 검체 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나와 검체의 농도 간의 상관 관계를 딥러닝 또는 기계학습 등을 통해 미리 학습시켜 농도 추정 모델을 생성할 수 있으며, 프로세서(200)는 농도 추정 모델을 이용하여 전극부(120)를 통해 검출된 검체 신호, 광수신부(140)를 통해 수신된 광 신호, 초음파수신부(160)를 통해 수신된 초음파 신호 중 적어도 하나에 대응하는 검체의 농도를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 농도 추정 모델이 검체별로 메모리(190)에 저장될 수 있으며, 프로세서(200)는 검체의 농도 추정 시 해당 검체에 대응하는 농도 추정 모델을 이용하여 해당 검체의 농도를 추정할 수 있다. 도 9와 같이, 임피던스와 검체의 농도는 상관성을 가지며, 프로세서(200)는 이러한 상관성을 이용하여 검체의 농도를 추정할 수 있다.According to one embodiment, a concentration estimation model in which relationship information about the concentration of a sample according to at least one of a sample signal, an optical signal, and an ultrasonic signal is learned may be stored in the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 검체 신호, 광 신호 및 초음파신호 중 적어도 하나를 수집하고, 수집된 검체 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나에 기반하여 메모리(190)에 저장된 농도 추정 모델을 보정할 수 있다. 검체 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나와 검체의 농도 간의 상관 관계는 개인별로 상이할 수 있다. 따라서, 본 발명은 개인 데이터(즉, 전극부(120)를 통해 수집된 검체 신호, 광수신부(140)를 통해 수집된 광 신호, 초음파수신부(160)를 통해 수집된 초음파 신호)를 이용하여 농도 추정 모델을 추가적으로 학습시킴으로써 농도 추정 모델을 사용자에 맞게 최적화하여 보다 정확하게 검체의 농도를 추정할 수 있다.According to one embodiment, the
한편, 전술한 실시예에서는 프로세서(200)가 검체 신호, 광 신호 및 초음파 신호 중 적어도 하나를 이용하여 질환과 관련된 검체의 농도를 추정하고, 추정된 농도에 기반하여 질환 관리 장치(10)를 통해 출력되는 자극에 대한 제어가 이루어지는 것으로 기재하였으나, 질환과 관련된 정보 또는 사용자의 건강 상태와 관련된 정보를 통신부(170)를 통해 외부로부터 수신하고, 수신된 정보에 기반하여 질환 관리 장치(10)를 통해 출력되는 자극에 대한 제어가 이루어지도록 할 수도 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 검체 신호를 검출하기 위해 전극부(120)를 통해 사용자의 신체로 전기 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전압, 전류 또는 주파수를 변경시키면서 사용자의 신체로 대상으로 전원을 인가하고, 전원의 인가에 따른 응답 신호를 전극부(120)를 통해 수신함으로써 검체 신호를 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(200)는 미리 설정된 대역에서 주파수를 변경시키면서 사용자의 신체로 교류 전원을 인가하고, 교류 전원의 인가에 따른 응답 신호를 전극부(120)를 통해 수신함으로써 검체 신호를 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극부(120)를 통해 검출된 검체 신호는 스펙트럼 데이터일 수 있다. 예컨대, 프로세서(200)는 전기 화학 임피던스 분광법(EIS: Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 이용하여 사용자의 신체에 대한 임피던스 스펙트럼을 검출하고, 검출된 임피던스 스펙트럼을 검체의 농도를 추정하기 위한 검체 신호로 이용할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 임피던스 측정을 통해 검체의 농도를 추정함으로써 빠르게 사용자의 상태 이상(예: 저혈당 등)을 확인할 수 있고, 부정확하게 검체의 농도가 추정됨에 따라 발생하는 문제(예: 착오 알람 등)를 해결할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 미리 설정된 신호를 사용자의 신체로 인가하고, 해당 신호의 인가에 따른 응답 신호를 전극부(120)를 통해 수신함으로써 검체 신호를 검출할 수도 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 전극부(120)가 복수의 전극(121)을 포함하는 경우, 프로세서(200)는 복수의 전극(121) 중 일부를 사용자의 신체로부터 검체 신호를 검출하기 위해 이용하고, 나머지 전극(121)을 사용자의 신체로 자극을 출력하기 위해 이용할 수 있다. 즉, 검체 신호를 검출하기 위해 이용되는 전극(121)과 사용자의 신체로 자극을 출력하기 위해 이용되는 전극(121)은 구분될 수 있다. 검체 신호를 위해 이용되는 전극(121)과 사용자의 신체로 자극을 출력하기 위해 이용되는 전극(121)이 구분되는 경우, 검체의 농도 추정 및 자극 출력이 동시에 이루어질 수 있다. 다만, 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 질환에 관련된 검체의 농도를 검출하기 위해 이용되는 전극(121)을, 사용자의 신체로 자극을 출력하기 위해 이용할 수도 있다.According to one embodiment, when the
예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 전극부(120)가 제1 내지 제4 전극을 포함하는 경우, 프로세서(200)는 제1 및 제2 전극이 포함된 제1 전극 그룹(120-1)을 자극을 출력하기 위해 이용하고, 제3 및 제4 전극이 포함된 제2 전극 그룹(120-2)을 검체의 농도를 추정하기 위해 이용할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 전극부(120)를 구성하는 복수의 전극(121) 중 일부를 자극을 출력하기 위해 이용하고, 동시에 복수의 전극(121) 중 다른 일부를 검체의 농도를 추정하기 위해 이용함으로써 자극을 출력하는 작업과 검체의 농도를 측정하는 작업을 동시에 수행할 수 있다. 한편, 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 프로세서(200)는 내지 제4 전극 모두를 자극을 출력하기 위해 이용하고, 그 이후에 제1 내지 제4 전극 모두를 검체의 농도를 추정하기 위해 이용할 수도 있다.For example, as shown in FIG. 7, when the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 광 신호를 검출하기 위해 발광부(130)를 통해 사용자의 신체로 광을 출력할 수 있다. 프로세서(200)는 발광부(130)를 통해 사용자의 신체로 광을 출력하고, 광수신부(140)를 통해 사용자의 신체에서 반사된 광을 수신하고, 수신된 광으로부터 검체에 대응하는 광 신호를 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 수신된 광을 분광시키고, 분광된 광으로부터 라만 스펙트럼을 검출할 수 있다. 예컨대, 프로세서(200)는 라만 분광법(RS: Raman Spectroscopy)을 이용하여 사용자의 신체에 대한 라만 스펙트럼(Raman spectrum)을 검출하고, 검출된 라만 스펙트럼을 검체에 대응하는 광 신호로 이용할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 초음파 신호를 검출하기 위해 초음파발생부(150)를 통해 사용자의 신체로 초음파를 출력할 수 있다. 프로세서(200)는 초음파발생부(150)를 통해 사용자의 신체로 초음파를 출력하고, 초음파수신부(160)를 통해 사용자의 신체에서 반사된 초음파를 수신하고, 수신된 초음파로부터 검체에 대응하는 초음파 신호를 검출할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 사용자의 신체에 대한 생체 신호를 검출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 생체 신호는 심전도 및 맥파 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 사용자의 심전도 및 맥파 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 검출된 생체 신호에 기반하여 사용자의 신체의 상태를 판단하고, 사용자의 신체의 상태에 기반하여 검체의 농도를 추정하는 이벤트를 발생시킬 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 심전도 및 맥파 중 적어도 하나를 이용하여 사용자에게 이상(예: 두통, 배고픔, 경련, 실신 등)이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있으며, 사용자에게 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우 전극부(120)를 통해 검체 신호를 검출하고, 검출된 검체 신호에 기반하여 검체의 농도를 추정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(190)에는 사용자의 신체의 생체 신호에 따른 사용자의 신체의 상태에 관한 관계 정보가 학습된 상태 추정 모델이 저장되어 있을 수 있으며, 프로세서(200)는 메모리(190)에 저장된 상태 추정 모델에 전극부(120)를 통해 검출된 생체 신호를 적용함으로써 사용자의 신체의 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(200)는 심전도 및/또는 맥파에 기반하여 심박변이도(HRV: Heart Rate Variability) 및/또는 맥파변이도(PRV: Pulse Rate Variability) 중 적어도 하나를 산출하고, 산출된 심박변이도 및/또는 맥파변이도를 상태 추정 모델에 적용함으로써 사용자의 신체의 상태를 판단할 수 있다. 즉, 심전도 및/또는 맥파와 사용자의 신체의 상태 간의 상관 관계를 딥러닝 또는 기계학습 등을 통해 미리 학습시켜 상태 추정 모델을 생성할 수 있으며, 프로세서(200)는 이러한 상태 추정 모델을 이용하여 전극부(120)를 통해 검출된 생체 신호에 대응하는 사용자의 신체의 상태를 추정할 수 있다. 이처럼, 본 발명은 특정 상황 발생 시에만 검체의 농도를 추정하는 이벤트를 발생시킴으로써 전력 소모를 감소시킬 수 있다. According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 전극부(120)를 통해 사용자의 신체에 대한 온도를 검출할 수 있다. 즉, 전극부(120)는 써멀 전극을 포함할 수 있으며, 써멀 전극을 통해 분석 대상에 대한 온도 측정을 수행할 수 있다.According to one embodiment, the temperature of the user's body can be detected through the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 검체의 농도에 대한 정보를 통신부(170)를 통해 미리 설정된 사용자 단말로 송신할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 검체의 농도에 대한 정보를 확인할 수 있도록 사용자 또는 보호자의 사용자 단말로 송신할 수 있다. 또한, 프로세서(200)는 사용자의 신체의 생체 신호에 대한 정보를 통신부(170)를 통해 미리 설정된 사용자 단말로 송신할 수도 있다. 즉, 프로세서(200)는 생체 신호에 대한 정보를 사용자가 확인할 수 있도록 사용자 단말로 송신할 수 있다. 또한, 프로세서(200)는 사용자의 신체의 온도에 대한 정보를 통신부(170)를 통해 미리 설정된 사용자 단말로 송신할 수 있다. According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 검체의 농도가 미리 설정된 설정 범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 검체의 농도가 설정 범위에 포함되지 않는 것으로 판단되는 경우 통신부(170)를 통해 미리 설정된 사용자 단말로 경고 신호를 송신할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 검체의 농도가 소정의 농도 이하인 경우 해당 검체의 농도가 소정의 농도 이하로 저하되었음을 사용자 단말을 통해 사용자 또는 보호자에게 알릴 수 있다. 또한, 검체의 농도가 소정의 농도 이상인 경우 해당 검체의 농도가 소정의 농도 이상으로 증가되었음을 사용자 단말을 통해 사용자 또는 보호자에게 알릴 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 추정된 검체의 농도에 기반하여 시간에 따른 검체의 농도 변화량을 산출할 수 있다. 프로세서(200)는 검체의 농도가 추정될 때마다 검체의 농도에 대한 추정값과, 해당 추정이 이루어진 시각을 메모리(190)에 저장할 수 있으며, 메모리(190)에 저장된 추정값과 추정 시각을 토대로 시간에 따른 검체의 농도 변화량을 산출할 수 있다. 프로세서(200)는 시간에 따른 검체의 농도 변화량에 대한 정보를 통신부(170)를 통해 미리 설정된 사용자 단말로 송신할 수 있다. According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 시간에 따른 검체의 농도 변화량에 기반하여 미래 시점에서 검체의 농도를 예측할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(200)는 미리 설정된 설정 시간 이후 시점에서 검체의 농도를 예측하여 사용자에게 제공할 수 있다. 설정 시간은 사용자의 의도에 따라 가변될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 시간에 따른 검체의 농도 변화량에 기반하여 미리 설정된 단위 시간에 대한 검체의 농도 변화량(이하 검체의 농도 변화율)을 산출할 수 있으며, 산출된 농도 변화율과 미리 설정된 기준 농도 변화율을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 경고 신호를 생성하여 통신부(170)를 통해 외부로 송신할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 검체의 농도가 급격하게 증가하거나 감소하는 경우 이러한 사실을 사용자에게 알릴 수 있다. According to one embodiment, the
일 실시예에 다르면, 프로세서(200)는 시간에 따른 검체의 농도 변화량에 대한 정보에 기반하여 검체의 농도가 미리 설정된 설정치에 도달하는데 소요되는 시간을 산출할 수 있으며, 산출된 시간이 미리 설정된 기준 시간 이하인 경우 통신부(170)를 통해 미리 설정된 사용자 단말로 경고 신호를 송신할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)에 이상이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 검출된 검체 신호의 수치가 미리 설정된 상한치를 초과하거나, 미리 설정된 하한치 미만이거나, 전극부(120)를 통해 검체 신호가 검출되지 않는 경우 전극부(120)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이상이 발생한 것으로 판단되는 경우, 프로세서(200)는 이상 발생 여부에 대한 정보를 통신부(170)를 통해 미리 설정된 사용자 단말로 송신할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 통신부(170)를 통해 관계 정보에 관한 업데이트 정보를 수신하고, 수신된 업데이트 정보에 기반하여 메모리(190)에 저장된 관계 정보를 업데이트할 수 있다. 추후 임상적 유의성에 따라 질환에 효과적인 자극의 특성(예: 전기 신호의 주파수, 광 신호의 파장 등)이 변경될 수 있다. 본 발명은 질환에 효과적인 자극의 특성에 변경이 발생하는 경우 질환 관리 장치(10)를 통해 출력되는 자극의 특성이 변경되도록 업데이트를 수행할 수 있다.According to one embodiment, the
일 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 검체의 농도를 추정한 내역, 및 자극을 출력한 내역에 대한 정보를 통신부(170)를 통해 외부로 출력할 수 있다. 즉, 프로세서(200)는 사용자가 확인할 수 있도록 질환과 관련 검체의 농도 측정 내역과 자극을 인가한 내역에 대한 정보를 사용자 단말로 출력할 수 있다. According to one embodiment, the
한편, 전술한 실시예에서는 검체의 농도를 추정하는 프로세스 및 사용자의 신체의 상태를 판단하는 프로세스가 질환 관리 장치(10)에 의해 자체적으로 수행되는 것으로 기재하였으나, 전술한 프로세스는 농도 추정 모델 또는 상태 추정 모델이 저장된 사용자 단말 또는 외부 서버에 의해 수행될 수도 있다. 이러한 프로세스가 외부 장치에 의해 수행되는 경우, 관리 장치(10)는 해당 프로세스를 수행하는데 필요한 정보를 외부 장치로 송신하고, 외부 장치로부터 해당 프로세스를 수행한 결과에 대한 정보를 수신할 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, the process of estimating the concentration of the sample and the process of determining the state of the user's body are described as being performed independently by the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치의 검체 농도 추정 효과를 보인 예시도이다. 도 10을 참고하면, 종래의 CGM(Continuous Glucose Monitor, 적색)의 경우 혈당의 변화를 확인하는데 지연 시간(약 15분)이 발생함을 확인할 수 있다. 반면, 본 발명(MGM, 보라색)의 경우 종래의 CGM보다 신속하게 혈당의 변화를 확인할 수 있음을 확인할 수 있다. 저혈당의 경우 15분 정도면 인체에 큰 영향을 줄 수 있는데, 본 발명의 경우 신속하게 검체의 농도 변화를 확인할 수 있으므로, 저혈당과 같이 신속한 대응을 요구하는 상황에서도 효과적으로 사용자를 지원할 수 있다.Figure 10 is an exemplary diagram showing the effect of estimating sample concentration of a disease management device according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 10, it can be seen that in the case of a conventional CGM (Continuous Glucose Monitor, red), there is a delay time (about 15 minutes) in checking changes in blood sugar. On the other hand, it can be seen that the present invention (MGM, purple) can confirm changes in blood sugar more quickly than the conventional CGM. In the case of hypoglycemia, it can have a significant impact on the human body in about 15 minutes. However, in the case of the present invention, changes in the concentration of the sample can be quickly confirmed, so it can effectively support the user even in situations that require a rapid response, such as hypoglycemia.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치의 치료 효과를 보인 예시도이다. 질환 관리 장치(10)를 착용한 경우 점차적으로 질환과 관련된 바이오마커(예: 혈당)의 수치가 감소한 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 질환 관리 장치(10)가 질환 환자에게 효과가 있음을 확인할 수 있다.Figure 11 is an exemplary diagram showing the treatment effect of a disease management device according to an embodiment of the present invention. When wearing the
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 방법을 보인 흐름도이다. 이하에서는 도 12를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치(10)의 작동 방법을 설명하도록 한다. 한편, 이하에서는 전술한 내용과 중복되는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하고 그 시계열적인 구성을 중심으로 설명하도록 한다. 후술하는 과정 중 일부 과정은 후술하는 순서와 다른 순서로 수행되거나 생략될 수 있다.Figure 12 is a flowchart showing a disease management method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of operating the
먼저, 프로세서(200)는 질환과 관련된 검체의 농도를 추정할 수 있다(S100). 프로세서(200)는 전극부(120)를 통해 검출된 검체 신호, 광수신부(140)를 통해 수신된 광 신호, 및 초음파수신부(160)를 통해 수신된 초음파 신호 중 적어도 하나에 기반하여 질환과 관련된 검체의 농도를 추정할 수 있다.First, the
이어서, 프로세서(200)는 추정된 농도에 기반하여 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력할 수 있다(S200). 프로세서(200)는 전극부(120), 발광부(130) 및 초음파발생부(150) 중 적어도 하나를 이용하여 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극을 출력할 수 있다. 프로세서(200)는 질환과 관련된 검체의 농도에 따라 자극의 특성을 적응적으로 변경함으로써 질환을 효과적으로 개선시킬 수 있다.Subsequently, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치 및 방법은 사용자의 신체로 다양한 자극을 인가함으로써 질환을 개선시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치 및 방법은 질환과 관련된 검체의 농도를 측정하고, 측정된 농도에 기반하여 자극의 출력을 제어함으로써 보다 효과적으로 질환을 개선시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 질환 관리 장치 및 방법은 패치, 밴드 등의 형태로 구현됨으로써 장치의 휴대성 및 편의성을 향상시킬 수 있다.As described above, the disease management device and method according to an embodiment of the present invention can improve the disease by applying various stimuli to the user's body. Additionally, the disease management device and method according to an embodiment of the present invention can improve the disease more effectively by measuring the concentration of a sample related to the disease and controlling the output of stimulation based on the measured concentration. Additionally, the disease management device and method according to an embodiment of the present invention can improve portability and convenience of the device by being implemented in the form of a patch, band, etc.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Implementations described herein may be implemented, for example, as a method or process, device, software program, data stream, or signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, only as a method), implementations of the features discussed may also be implemented in other forms (eg, devices or programs). The device may be implemented with appropriate hardware, software, firmware, etc. The method may be implemented in a device such as a processor, which generally refers to a processing device that includes a computer, microprocessor, integrated circuit, or programmable logic device. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants (“PDAs”) and other devices that facilitate communication of information between end-users.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent embodiments can be made therefrom. You will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.
10: 질환 관리 장치
110: 기판
120: 전극부
121: 전극
122: 효소층
123: 멤브레인
124: 절연층
130: 발광부
140: 광수신부
150: 초음파발생부
160: 초음파수신부
170: 통신부
180: 배터리
190: 메모리
200: 프로세서10: Disease management device 110: Substrate
120: electrode part 121: electrode
122: enzyme layer 123: membrane
124: insulating layer 130: light emitting unit
140: Light receiver 150: Ultrasound generator
160: Ultrasonic receiver 170: Communication unit
180: Battery 190: Memory
200: processor
Claims (9)
상기 전극부를 이용하여 상기 사용자의 신체로 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력하는 프로세서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
An electrode unit that is contacted or inserted into the user's body and outputs an electrical signal; and
a processor that outputs a stimulation pattern to improve a disease to the user's body using the electrode unit;
A disease management device comprising:
상기 프로세서는, 상기 전기 신호의 전압, 전류, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
According to clause 1,
The disease management device, wherein the processor controls at least one of voltage, current, cycle, and duration of the electrical signal.
상기 프로세서는, 상기 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하고, 상기 추정된 검체의 농도에 기반하여 상기 전기 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
According to clause 2,
The processor estimates the concentration of the sample related to the disease and controls the output of the electrical signal based on the estimated concentration of the sample.
상기 검체에 대응하는 광 신호를 검출하는 광수신부;를 더 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 전극부를 통해 상기 검체에 대응하는 검체 신호를 검출하고, 상기 전극부를 통해 검출되는 검체 신호 및 상기 광수신부를 통해 검출되는 광 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 검체의 농도를 추정하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
According to clause 3,
It further includes a light receiver that detects an optical signal corresponding to the specimen,
The processor detects a sample signal corresponding to the sample through the electrode unit, and estimates the concentration of the sample using at least one of a sample signal detected through the electrode unit and an optical signal detected through the light receiver. A disease management device characterized in that.
상기 사용자의 신체로 광 신호를 출력하는 발광부;
를 더 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 전극부 및 상기 발광부 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 사용자의 신체로 상기 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
According to clause 1,
a light emitting unit that outputs an optical signal to the user's body;
It further includes,
The processor is a disease management device, wherein the processor outputs a stimulation pattern for improving the disease to the user's body using at least one of the electrode unit and the light emitting unit.
상기 발광부를 이용하는 경우,
상기 프로세서는, 상기 광 신호의 파장, 주기 및 지속시간 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
According to clause 5,
When using the light emitting unit,
The processor controls at least one of the wavelength, cycle, and duration of the optical signal.
상기 프로세서는, 상기 질환에 관련된 검체의 농도를 추정하고, 상기 추정된 검체의 농도에 기반하여 상기 광 신호의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
According to clause 6,
The processor estimates the concentration of the sample related to the disease and controls the output of the optical signal based on the estimated concentration of the sample.
상기 검체에 대응하는 광 신호를 검출하는 광수신부;를 더 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 전극부를 통해 상기 검체에 대응하는 검체 신호를 검출하고, 상기 전극부를 통해 검출되는 검체 신호 및 상기 광수신부를 통해 검출되는 광 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 검체의 농도를 추정하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.
According to clause 7,
It further includes a light receiver that detects an optical signal corresponding to the specimen,
The processor detects a sample signal corresponding to the sample through the electrode unit, and estimates the concentration of the sample using at least one of a sample signal detected through the electrode unit and an optical signal detected through the light receiver. A disease management device characterized in that.
상기 사용자의 신체로 초음파 신호를 출력하는 초음파발생부;
를 더 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 전극부, 상기 발광부 및 상기 초음파발생부 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 사용자의 신체로 상기 질환을 개선하기 위한 자극 패턴을 출력하는 것을 특징으로 하는 질환 관리 장치.According to clause 5,
an ultrasonic generator that outputs an ultrasonic signal to the user's body;
It further includes,
The processor is configured to output a stimulation pattern for improving the disease to the user's body using at least one of the electrode unit, the light emitting unit, and the ultrasound generator.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020220143087A KR20240065524A (en) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | Apparatus and method for managing diseases |
Applications Claiming Priority (1)
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2022
- 2022-10-31 KR KR1020220143087A patent/KR20240065524A/en unknown
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