KR20180104858A - Apparatus and method of sensing glucose using electromagnetic wave and multi cavity resonance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 글루코스 농도 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 복수의 멀티 캐비티 공진을 이용하여 비-침습(non-invasive) 방식으로 글루코스 농도를 측정하는 글루코스 농도 측정 장치, 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring glucose concentration, and more particularly, to an apparatus and method for measuring glucose concentration in a non-invasive manner using a plurality of multi-cavity resonances.
당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로, 혈중 포도당의 농도가 높아지는 고혈당을 특징으로 하며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으키고 소변에서 포도당을 배출하게 된다. 이러한 당뇨병을 비롯하여 많은 질환의 경우 혈당을 통해 건강의 이상을 확인할 수 있기에, 상당수의 의료 진단에 혈당 측정이 수반되는 경우가 많다.Diabetes mellitus is a type of metabolic disease that lacks insulin secretion or does not function normally. It is characterized by hyperglycemia in which the concentration of glucose in the blood rises. Hyperglycemia causes various symptoms and signs and excretes glucose from the urine . Many diseases, including diabetes, can detect abnormalities in health through blood sugar, so many of the medical diagnoses often involve blood glucose measurement.
현재 이용되고 있는 통상적인 혈당 측정 장치로는 환자로부터 혈액을 채취하여 혈당을 측정하는 채혈 혈당 측정 장치가 있다. 이 중 채혈 혈당 측정 장치는 약국에서 간편하게 시험지를 구입할 수 있고 채혈을 통하여 혈당을 측정할 수 있는 기구로서 일반인도 가정에서 손쉽게 혈당량을 확인함으로써 당뇨를 관리할 수 있는 기구이다.A conventional blood glucose measuring device currently in use includes a blood glucose measuring device for measuring blood glucose by collecting blood from a patient. Among these, the blood glucose measuring device is a device that can easily purchase test strips from a pharmacy and can measure blood glucose through blood collection. It is a device that can manage diabetes by checking blood glucose level easily at home.
그러나, 혈당측정기는 혈당 측정 시 매번 채혈을 해야 하고, 채혈 부위의 감염을 막기 위한 추가적인 소독이 필요하며, 채혈시 바늘을 사용해야만 한다는 점에서 통증과 위생상의 문제가 수반된다. 최근에는 장소에 상관없이 휴대 전화를 이용하여 혈당을 측정할 수 있는 당뇨폰이 출시되었지만, 이 역시 채혈이 수반되어야 하는 점에서는 종래의 혈당 측정기와 그 구성 및 원리는 크게 다르지 않다.However, the blood glucose meter needs to be collected every time blood glucose measurement, additional disinfection to prevent infection of the blood collection site, and pain and hygiene problems are required because the needle must be used for blood collection. Recently, a diabetic phone capable of measuring blood sugar using a mobile phone has been introduced regardless of the place. However, the configuration and principle of the conventional blood glucose meter are not so different from those of the conventional blood glucose meter in that blood collection must be accompanied.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수의 멀티 캐비티 공진을 이용하여 비-침습(non-invasive) 방식으로 글루코스 농도를 측정함에 있어서, 분해능 및 측정의 정확성을 높이는 글루코스 농도 측정 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a glucose concentration measuring device for measuring glucose concentration in a non-invasive manner using a plurality of multi-cavity resonances, which improves resolution and accuracy of measurement.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 소정 주파수의 전자계 에너지를 생성하는 소스(source)부; 상기 소스부로부터 생성된 전자계 에너지를 입력받아 피측정 객체에 조사하고, 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출하는 센서(sensor)부; 및 상기 소스부를 제어하여 상기 센서부의 공진 주파수를 결정하고, 상기 센서부를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화로부터 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 처리부를 포함하고, 상기 센서부는, 상기 피측정 객체에 상호작용하는 복수의 캐비티 공진기로 구성되며, 중앙 내측에 홀(hole)이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입됨으로써 상기 피측정 객체에 상호작용하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치를 제공한다.In order to achieve the above-described object, the present invention provides a plasma processing apparatus comprising: a source for generating electromagnetic energy of a predetermined frequency; A sensor unit for receiving electromagnetic field energy generated from the source unit, irradiating the object to be measured with the electromagnetic field energy, and detecting a radio wave reflected from the object to be measured; And a processing unit for controlling the source unit to determine a resonance frequency of the sensor unit and calculating a change in glucose concentration of the measured object from a change in resonance frequency and reflectance of the radio wave detected through the sensor unit, Wherein the cavity is formed by a plurality of cavity resonators interacting with the object to be measured and a hole is formed at an inner center of the cavity so that the object to be measured is inserted into the center inside to interact with the object to be measured And a glucose concentration measuring device for measuring glucose concentration.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 센서부는, 중앙 내측에 홀이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입되는 제 1 캐비티 공진기; 및 상기 제 1 공진기 측면에 접하여 위치하는 복수의 제 2 캐비티 공진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor unit may include: a first cavity resonator having a hole formed at an inner center thereof and the object to be measured inserted into the center of the cavity; And a plurality of second cavity resonators placed in contact with the side surfaces of the first resonator.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제 2 캐비티 공진기는 직사각형(rectangular) 형태인 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second cavity resonator may be a rectangular shape.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 센서부의 중앙 내측에 형성된 홀은, 상기 피측정 객체가 상기 제 1 캐비티 공진기의 중심에 위치하도록 상기 피측정 객체를 고정할 수 있는 형태로 형성된 것을 특징을 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hole formed in the center of the sensor unit is formed in such a manner that the object to be measured can be fixed so that the measured object is positioned at the center of the first cavity resonator. Concentration measuring device.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 센서부의 중앙 내측에 형성된 홀은, 원통(cylinder) 내지 반지(ring) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the hole formed in the center of the sensor unit may be formed in a cylindrical shape or a ring shape.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 처리부는, 상기 검출된 전파의 반사율에 대해 그래프상 면적의 변화를 산출하고, 상기 산출된 반사율의 그래프상 면적의 변화를 이용하여 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the processing unit calculates the change in the graphical area with respect to the reflectance of the detected radio wave, and calculates the glucose concentration of the measured object by using the change in the area of the graph of the calculated reflectivity And the glucose concentration measuring device may be a glucose concentration measuring device.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 센서부는 상기 피측정 객체 내의 글루코스(glucose) 농도에 따른 반사 계수 및 주파수 변화에 따른 유전상수(dielectric permittivity)를 이용하여 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor unit detects a radio wave reflected from the measured object using a dielectric permittivity according to a reflection coefficient and a frequency change according to a glucose concentration in the measured object And a glucose concentration measuring device.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 유전상수는 상기 피측정 객체 내의 전기 에너지와 상기 전기 에너지의 손실의 결합에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the dielectric constant is determined by a combination of electric energy in the measured object and loss of the electric energy.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 처리부는 상기 센서부를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화를 미리 저장된 데이터베이스와 비교함으로써 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 정량적 변화에 대한 시각적인 데이터를 생성하고,According to an embodiment of the present invention, the processing unit generates visual data on the quantitative change of the amount of glucose concentration of the measured object by comparing the change of the resonance frequency and the reflectance of the radio wave detected through the sensor unit with a previously stored database and,
상기 생성된 시각적인 데이터를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.And a display unit for displaying the generated visual data.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 센서부는 비-침습적으로(non-invasive) 상기 피측정 객체를 검사하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor unit may be a device for measuring glucose concentration, which non-invasively examines the measured object.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 비-침습 센서를 구비하여 혈당을 측정하는 장치에 있어서, 상기 센서는, 중앙 내측에 홀이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입되는 제 1 캐비티 공진기 및 상기 제 1 공진기 측면에 접하여 위치하는 복수의 제 2 캐비티 공진기를 구비하고, 상기 제 1 캐비티 공진기 및 제 2 캐비티 공진기를 통해 상기 피측정 객체에 전자계 에너지를 조사하고, 상기 피측정 객체와의 상호작용 결과, 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for measuring blood glucose with a non-invasive sensor, wherein the sensor has a hole formed at an inner center thereof, And a plurality of second cavity resonators placed in contact with a side surface of the first resonator, wherein the first cavity resonator and the second cavity resonator are arranged to irradiate electromagnetic energy to the measured object, And detects a change in resonance frequency and reflectance of a radio wave reflected from the measured object as a result of the interaction.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 피측정 객체와 상호작용하는 복수의 캐비티 공진기를 구비한 센서의 중앙 내측에 형성된 홀에 상기 피측정 객체를 삽입하는 단계; 소스로부터 소정 주파수의 전자계 에너지를 생성하여 입력받는 단계; 센서가 상기 입력된 전자계 에너지를 상기 피측정 객체에 조사하는 단계; 상기 센서가 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출하는 단계; 및 상기 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화로부터 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 센서의 중앙 내측에 형성된 홀은 상기 피측정 객체가 상기 캐비티 공진기의 중심에 위치하도록 상기 피측정 객체를 고정함으로써 상기 센서의 재현성을 소정 수준 이상으로 유지하는 것을 특징을 하는 글루코스 농도 측정 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring an object to be measured, the method comprising: inserting the object to be measured into a hole formed in a center of a sensor having a plurality of cavity resonators interacting with the object to be measured; Generating and inputting electromagnetic energy of a predetermined frequency from a source; The sensor irradiating the object to be measured with the input electromagnetic field energy; Detecting a radio wave reflected from the measured object by the sensor; And calculating a change in the amount of glucose concentration of the measured object from a change in the resonance frequency and reflectance of the detected radio wave, wherein a hole formed in the center of the sensor causes the measured object to be in contact with the center of the cavity resonator The object to be measured is fixed so that the reproducibility of the sensor is maintained at a predetermined level or higher.
본 발명은 멀티 캐비티 공진기 센서 형태의 당료센서를 이용하여 분해능을 크게 향상하고 당료 측정을 실시간으로 혈당을 모니터링 할 수 있다. 그리고 제작이 편리하고 정확한 연속 혈당 측정이 가능하다. The present invention greatly improves the resolution by using a sugar sensor in the form of a multi-cavity resonator sensor, and can monitor glucose in real time in the measurement of sugar beet. And it is convenient to manufacture and accurate blood glucose measurement is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코스 농도 측정장치를 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코스 농도 측정장치의 센서부를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 검출된 전파의 분해율의 변화를 측정하여 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코스 농도 측정방법의 흐름도이다.1 shows an apparatus for measuring glucose concentration according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing a sensor unit of the glucose concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 are views for explaining a process of calculating a change in the amount of glucose in the object by measuring a change in the decomposition rate of the detected radio wave.
6 is a flowchart of a glucose concentration measurement method according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.Prior to the description of the concrete contents of the present invention, for the sake of understanding, the outline of the solution of the problem to be solved by the present invention or the core of the technical idea is first given.
본 발명의 일 실시예에 따른 글루코스 농도 측정 장치는 소정 주파수의 전자계 에너지를 생성하는 소스(source)부, 상기 소스부로부터 생성된 전자계 에너지를 입력받아 피측정 객체에 조사하고, 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출하는 센서(sensor)부, 및 상기 소스부를 제어하여 상기 센서부의 공진 주파수를 결정하고, 상기 센서부를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화로부터 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 처리부를 포함하고, 상기 센서부는, 상기 피측정 객체에 상호작용하는 복수의 캐비티 공진기로 구성되며, 중앙 내측에 홀(hole)이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입됨으로써 상기 피측정 객체에 상호작용하는 것을 특징으로 한다.The apparatus for measuring glucose concentration according to an embodiment of the present invention includes a source for generating electromagnetic energy of a predetermined frequency, an electromagnetic energy generated from the source for receiving the electromagnetic energy, And a control unit for controlling the source unit to determine a resonance frequency of the sensor unit and determining a glucose concentration value of the measured object from a change in resonance frequency and reflectance of the radio wave detected through the sensor unit Wherein the sensor unit includes a plurality of cavity resonators that interact with the measured object, and a hole is formed at an inner center of the cavity, so that the measured object is inserted into the center inside Thereby interacting with the measured object.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples are provided to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It is to be noted that components are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings, and components of different drawings can be cited when necessary in describing the drawings. In the following detailed description of the principles of operation of the preferred embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of the known functions and configurations, and other matters may be unnecessarily obscured, A detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서 실시예들이 공통적으로 채용하고 있는 기본 아이디어를 제시하고자 한다. 앞서 설명한 바와 같이 통상적인 채혈 혈당 측정 장치의 문제점(통증, 비위생)을 해소하고자 본 발명에 따른 실시예들은 비-침습적인 방법을 통해 글루코스 농도 또는 혈당을 측정하는 방법에 주목하였다.Before describing the embodiments of the present invention, a basic idea that the embodiments are commonly employed will be presented. As described above, in order to solve the problems (pain, unsanitary) of a conventional blood glucose measuring device, the embodiments of the present invention have focused on a method of measuring glucose concentration or blood sugar through a non-invasive method.
이러한 비-침습적인 혈당 측정을 위해 이하의 실시예들은 인체 조직 내의 혈액으로부터 글루코스-유도(glucose-induced)를 통해 유전 특성(dielectric property)이 변화하는 성질을 이용한다. 또한, 이하의 실시예들은 비-침습적인 혈당 측정을 위해 피측정 객체 내의 혈액과의 직접적인 접촉없이 전자기(electromagnetic, EM)를 이용하여 피측정 객체의 혈당을 측정하고자 한다. 이러한 전자기 매체로는 전파, 특히 마이크로파가 이용될 수 있으며, 본 발명의 실시예들은 피측정 객체 내의 글루코스 농도를 비-침습적으로 결정하고, 그 변화를 실시간으로 모니터링하는데 적용될 수 있는 마이크로파 센서 및 그 디자인을 제안하고자 한다.For this non-invasive blood glucose measurement, the following examples utilize the property of changing the dielectric property through glucose-induced from the blood in human tissue. In addition, the following embodiments are intended to measure the blood glucose of an object to be measured using electromagnetic (EM) without direct contact with blood in the object to be measured for non-invasive blood glucose measurement. Such electromagnetic media may include radio waves, in particular microwaves. Embodiments of the present invention include a microwave sensor that can be used to non-invasively determine the glucose concentration in a measured object and to monitor the change in real time, .
통상적으로 근접장 원리에 따라 마이크로파를 방출하는 단일 탐침을 이용하여 글루코스의 반응을 측정하는 방법에 따르면, 측정 위치에 따른 오차가 많이 발생하고, 측정 위치의 변화에 따라 불규칙한 노이즈가 유입되거나, 측정의 불균질성 등의 결함으로 인해 혈당 측정의 감도 및 안정성에 부정적인 영향이 발생하는 것이 발견되었다.According to the method of measuring glucose response using a single probe that emits microwaves in accordance with a near-field principle, many errors are caused according to measurement positions, irregular noise flows in accordance with changes in measurement positions, Have been found to have a negative impact on the sensitivity and stability of blood glucose measurement.
따라서, 이하에서 제시될 본 발명의 실시예들은 통상적인 외부에 구비된 단일 탐침이 아닌 센서부의 중앙 내측에 홀이 형성된 캐비티 공진기를 활용함으로써 글루코스 농도 및 혈당을 보다 정확하게 검출하는 장치 및 방법을 제안하고자 한다. Therefore, embodiments of the present invention to be described below propose an apparatus and method for more accurately detecting glucose concentration and blood sugar by utilizing a cavity resonator having a hole formed inside the center of a sensor unit, rather than a single probe provided outside do.
아울러, 하나의 캐비티 공진기를 이용하는 경우, 분해능이 미약할 수 있는바, 이를 극복하기 위하여, 복수의 캐비티 공진기를 이용하고자 한다. 복수의 캐비티 공진을 이용함으로써 Q(품질계수) 값을 높일 수 있고, 이를 통한 정성 및 정량적 측정을 하여 보다 정확한 검출 및 평가가 가능하다.In addition, when one cavity resonator is used, resolution may be weak. To overcome this problem, a plurality of cavity resonators are used. By using a plurality of cavity resonances, the value of Q (quality factor) can be increased, and qualitative and quantitative measurement can be performed through it, thereby enabling more accurate detection and evaluation.
이하에서, 관련 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명한다. 도면들에서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 지칭한다. In the following, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the related drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코스 농도 측정장치의 블록도로서, 글루코스 농도 측정장치(110)는 소스(source)부(111), 센서(sensor)부(112), 처리부(113)로 구성되며, 데이터베이스(115), 또는 디스플레이부(116)를 더 포함할 수 있다.FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for measuring glucose concentration according to an embodiment of the present invention. The apparatus for measuring
소스부(111)는 일정 범위의 주파수에 해당하는 전자계 에너지를 생성한다. 이러한 전자계 에너지는 피측정 객체(120) 내의 글루코스와 반응할 수 있는 다양한 에너지원이 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 전파를 이용하는 방법을 예시하고 있으며, 그 중에서도 특히 피측정 객체와의 상호작용을 고려하여 설정된 마이크로파(microwave)가 활용될 수 있다. 이러한 전자계 에너지는 이후에 설명할 처리부(113)에 의해 제어되어 피측정 객체에 적합한 수준의 주파수를 생성하게 된다. 상기 피측정 객체는 글루코스 용액 또는 혈당을 측정하고자 하는 인체의 특정 부위, 예를 들어 손가락 등이 될 수 있다.The
센서부(112)는 소스부로부터 생성된 전자계 에너지를 입력받아 피측정 객체에 조사하고, 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출한다. 특히, 본 발명의 실시예들을 통해 이러한 센서부(112)는 상기 피측정 객체에 상호작용하는 복수의 캐비티 공진기로 구성되며, 중앙 내측에 홀(hole)이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입됨으로써 상기 피측정 객체에 상호작용한다. 즉, 본 발명의 실시예들에 따른 센서부(112)는 별도의 외부 탐침(probe)이 아닌 센서부 중앙부에 직접 피측정 객체의 시료(혈당)을 위치시켜 직접적으로 전자계 에너지를 조사하고, 그 반사율을 검출한다. 센서부(112)는 중앙 내측에 형성된 홀을 통해 피측정 객체와 직접 반응할 수 있다. 즉, 센서부(112)의 중앙 내측에 형성된 홀은, 피측정 객체가 센서부(112)의 중심에 위치하도록 피측정 객체를 고정할 수 있는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 센서부(112)의 중앙 내측에 형성된 홀은, 원통(cylinder) 내지 반지(ring) 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 이러한 홀의 실천적인 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 한도 내에서 유연하게 설계, 구현될 수 있을 것이다.The
특히, 상기 형성된 홀은 피측정 객체가 직접적으로 센서부의 중앙에 위치하도록 하여 상호작용하도록 할 뿐만 아니라, 피측정 객체를 단단히 고정하여 측정 위치가 변화하지 않도록 하는 역할을 수행한다. 이러한 구성을 통해 다수의 측정 과정에서도 피측정 객체의 측정 위치가 변화하지 않고, 불규칙 노이즈 및 측정 불균질성이 발생하는 것을 막을 수 있다. 일관된 측정 결과를 보장할 수 있는 것을 재현성(reproducibility)이라고 하는데, 재현성이란 동일한 방법으로 동일한 측정 대상을, 측정자, 장치, 측정 장소, 측정 시기의 모든 것, 또는 그 중 어느 하나가 다른 조건에서 측정하였을 때 개개의 측정치가 일치하는 성질 또는 정도를 말한다. 따라서, 본 발명의 실시예들을 통해 구현되는 홀과 캐비티 공진기의 위치는 다수의 실험 및 측정 결과를 통해 일정한 수준의 재현성이 유지될 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 재현성은 피측정 객체에 대한 혈당 측정 결과가 얼마나 일관성 있게 획득될 수 있는지에 따라 달라진다.Particularly, the formed holes not only allow the object to be measured to be directly positioned at the center of the sensor unit, but also function to securely fix the object to be measured and prevent the measurement position from being changed. With this configuration, irregular noise and measurement inhomogeneity can be prevented from occurring without changing the measurement position of the measured object even in a plurality of measurement processes. Reproducibility refers to reproducibility, which means that the same measurand can be measured in the same manner as the measurer, the device, the place of measurement, all of the measurement period, or any of the other conditions. And the nature or degree of agreement between the individual measurements. Therefore, it is preferable that the positions of the cavity and the cavity resonator implemented through the embodiments of the present invention are realized so that a certain level of reproducibility can be maintained through a plurality of experiments and measurement results. That is, this reproducibility depends on how consistently the blood glucose measurement results for the object to be measured can be obtained.
아울러, 센서부(112)는 복수의 캐비티 공진기로 구성되며, 구체적으로, 중앙 내측에 홀이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입되는 제 1 캐비티 공진기 및 상기 제 1 공진기 측면에 접하여 위치하는 복수의 제 2 캐비티 공진기를 포함할 수 있다.The
중앙 내측에 홀이 형성된 하나의 캐비티 공진기만을 이용하여 글루코스 농도를 측정하는 경우, 분해능이 미약할 수 있는 문제점이 있는바, 분해능을 높이기 위하여, 도 2 및 도 3과 같이, 제 1 캐비티 공진기(210)의 주변에 제 2 캐비티 공진기(220)들을 배치하여 분해능을 높일 수 있다. 이를 통해, Q 값을 향상시킬 수 있다. 제 2 캐비티 공진기(220)의 수는 미리 설정되어 있거나, 요구되는 스펙 또는 사용자에 의해 달라지 수 있으며, 직사각형(rectangular) 형태로 제 1 캐비티 공진기(210)를 중심으로 대칭되는 형태로 구현될 수 있다. 다른 형태로 구현될 수 있음은 당연하다. 제 2 캐비티 공진기(220)제 2 캐비티 공진기(220)에 형성되는 홀에서의 측정 효율이 가장 높은 위치에 위치할 수 있으며, 해당 위치는 시뮬레이션 등을 통해 산출될 수 있다. 캐비티 공진기는 유전체 공진기 일 수 있고, 이러한 유전체 공진기를 구현하기 위한 유전체의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절한 유전체를 선택될 수 있다.When the glucose concentration is measured using only one cavity resonator having a hole at the center inside thereof, there is a problem that the resolution may be insufficient. In order to improve the resolution, as shown in FIGS. 2 and 3, the
이러한 구성을 통해 종래의 외부 탐침에 접촉하는 피측정 객체의 위치에 따라 글루코스 농도의 측정 결과가 예기치 못하게 변화하고, 측정 결과에 불규칙 노이즈와 측정 불균질성이 나타나는 종래의 문제점을 해소함과 동시에 높은 Q를 구현할 수 있다.With this configuration, it is possible to solve the conventional problem that the measurement result of the glucose concentration changes unexpectedly according to the position of the measured object in contact with the conventional external probe, irregular noise and measurement inhomogeneity appear in the measurement result, .
이러한 센서부(112)는 피측정 객체와 접촉하는 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따른 글루코스 농도 측정 장치(110)는 소스부(111)로부터 생성된 전자계 에너지를 센서부(112)의 캐비티 공진기에 전달함으로써 피측정 객체 내의 글루코스 용액(인체의 경우, 인체 내부의 혈액을 의미한다.)과 반응하면서 환자의 혈당 등을 측정하게 된다. 보다 구체적으로 센서부(112)는 피측정 객체(120) 내의 글루코스 농도에 따른 반사 계수 및 주파수 변화에 따른 유전상수를 이용하여 피측정 객체(120)로부터 반사되는 전파를 검출한다. 이 때, 이러한 유전상수는 피측정 객체(120) 내의 전기 에너지와 전기 에너지의 손실의 결합에 의해 결정된다.The glucose
처리부(113)는 소스부(111)를 제어하여 센서부(112)의 공진 주파수를 결정하고, 센서부(112)를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화로부터 피측정 객체(120)의 글루코스 농도량의 변화를 산출한다. 처리부(113)는 글루코스의 마이크로파 신호 분석을 이용하여 유전 상수의 비-직접적인 측정 또는 마이크로파의 반사 계수의 직접적인 측정으로부터 글루코스 농도를 측정할 수 있다. 이러한 처리부(113)에서 활용하는 파라미터(parameter)는 매체의 주요 물질 특성 중 하나인 복합 유전상수(dielectric permittivity)이다.The
요약하건대, 센서부(112)는 글루코스 농도 변화를 결정하기 위해 일정한 범위의 공진 주파수에서 피측정 객체(120)에 접촉하는 공진기의 반사 계수의 변화를 측정한다. 마이크로파 센서부(112) 및 피측정 객체(120) 간의 전자기적 상호 작용으로 인해 반사 계수에 변화가 나타나게 되고, 이러한 변화는 직접적으로 글루코스 농도 변화와 관련되어 있음을 확인하였다. 그러면, 처리부(113)는 센서부(112)를 통해 측정된 마이크로파 반사 계수의 변화를 통해 글루코스 농도를 실시간으로 결정할 수 있다.In summary, the
보다 정확한 글루코스 농도를 확인하기 위하여, 처리부(113)는 도 4와 같이, 상기 검출된 전파의 반사율에 대해 그래프상 면적의 변화를 산출하고, 상기 산출된 반사율의 그래프상 면적의 변화를 이용하여 상기 피측정 객체의 혈당량의 변화를 산출할 수 있다. 도 5에서 보이는 바와 같이, 반사율의 min의 위치의 변화를 산출하는 경우보다 반사율의 면적의 변화를 산출하여 이용하는 경우가 글루코스 농도 구분에 용이하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 처리부(113)는 검출된 전파의 반사율에 대해 그래프상 면적의 변화를 산출하고, 상기 산출된 반사율의 그래프상 면적의 변화를 이용하여 상기 피측정 객체의 혈당량의 변화를 산출함으로써 분해능을 더 높일 수 있다.In order to confirm a more accurate glucose concentration, the
이러한 처리부(113)는 센서부(112)를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화를 미리 저장된 데이터베이스(115)와 비교함으로써 피측정 객체(120)의 글루코스 농도량의 정량적 변화에 대한 시각적인 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 글루코스 농도 측정 장치(110)는 디스플레이부(114)를 통해 이렇게 생성된 시각적인 데이터를 표시할 수 있다. 이러한 디스플레이부(114)는 본 발명의 실시예가 구현되는 구현예에 따라 선택적으로 포함될 수 있을 것이다.The
한편, 본 실시예에 따른 비-침습 센서는 센서의 중앙부 내측에 홀이 형성되어 피측정 객체와 직접적으로 상호작용할 수 있는 캐비티 공진기를 구비함으로써, 캐비티 공진기를 통해 피측정 객체에 마이크로파를 조사하고, 피측정 객체와의 상호작용 결과, 피측정 객체로부터 반사되는 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화를 검출한다. 이를 위해 비-침습 센서는 피측정 객체 내의 글루코스 농도에 따른 반사 계수 및 주파수 변화에 따른 유전상수를 이용한다.In the meantime, the non-invasive sensor according to the present embodiment includes a cavity resonator that has a hole formed inside a center portion of the sensor and can directly interact with a measured object, thereby irradiating a microwave to a measured object through a cavity resonator, As a result of the interaction with the object to be measured, a change in the resonance frequency and reflectance of the wave reflected from the object to be measured is detected. For this purpose, the non-invasive sensor uses the dielectric constant according to the reflection coefficient and the frequency change according to the glucose concentration in the measured object.
이제, 본 실시예의 구현 원리 및 이론을 보다 구체적으로 살펴보자.Now, let's look at the implementation principle and the theory of this embodiment in more detail.
본 발명의 실시예들이 공통적으로 채택하고 있는 유전체 공진기를 통한 혈당의 측정은 글루코스 농도에 따른 반사계수 및 주파수 변화에 따른다. 이러한 센서의 가동상인 원리는 주파수에 따라 변화하는 유전상수(dielectric permittivity) 및 자화율(magnetic permeability)과 같은 피측정 객체의 특성의 변화로부터 반사계수 S11 및 공진 주파수 f0 파라미터 내의 변화(shift)에 기초한다.The measurement of blood glucose through the dielectric resonator commonly adopted in the embodiments of the present invention is dependent on the reflection coefficient and the frequency change depending on the glucose concentration. The operating principles of these sensors are based on a change in the reflection coefficient S 11 and the resonance frequency f 0 parameter from a change in the characteristics of the measured object, such as dielectric permittivity and magnetic permeability, Based.
우선, 자화율은 물질 내의 자기 에너지의 변화에 따른다. 일반적으로 대부분의 반자성(diamagnetic) 물질이나 상자성(paramagnetic) 물질은 강한 자기장의 속성을 갖지 않기 때문에 외부 자기장에 영향을 받지 않는다. 반면, 비선형 매체인 강자성(ferromagnetic) 물질은 외부 자기장 변화에 강한 영향을 받는다. 그런데, 대부분의 생물학적 시료는 외부 자기장에 의해 거의 영향을 받지 않는다. 따라서, 인체를 대상으로 글루코스 레벨에 관한 본 발명의 실시예들의 관점에서 이러한 피측정 객체의 특성 중 한 요소인 자화율은 무시될 수 있다.First, the susceptibility depends on the change in magnetic energy in the material. In general, most of the diamagnetic or paramagnetic materials are not affected by external magnetic fields because they do not have strong magnetic field properties. On the other hand, ferromagnetic material, which is a nonlinear medium, is strongly influenced by external magnetic field change. However, most biological samples are hardly affected by external magnetic fields. Thus, the susceptibility, which is one of the characteristics of such a measured object in terms of embodiments of the present invention with respect to the glucose level in the human body, can be ignored.
다음으로 피측정 객체의 다른 중요한 특징적 파라미터 중 하나인 유전상수를 살펴보자. 유전상수는 물질에 따라 다음의 수학식 1과 같은 복소수 형태의 특성을 갖는다.Next, let's look at one of the other important characteristic parameters of the measured object, the dielectric constant. The dielectric constant has a complex-type characteristic as shown in the following Equation 1, depending on the material.
수학식 1에서 는 실수부로서 물질 내의 전기 에너지에 의해 결정된다. 전자기(EM) 신호가 물질을 통과할 때, 허수부 는 에너지 손실 에 의해 결정된다. 글루코스 솔루션에서 덱스트로오스(dextrose)의 유전상수는 몰농도 증가분 δ에 의해 이상의 수학식 1로부터 다음의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.In Equation (1) Is determined by electrical energy in the material as a real part. When an electromagnetic (EM) signal passes through the material, Energy loss . In the glucose solution, the dielectric constant of dextrose can be expressed by the molar concentration increment [delta] from the above equation (1) as follows.
수학식 2에서 상수 c는 글루코스의 농도이고, 는 37℃에서 (mg/dl)- 1과 (mg/dl)-1에 의한 글루코스 농도의 유니트(unit) 증가분이고, 는 증류수(de-ionized water, DI water)의 유전상수다. 이 때, 증류수의 실수부와 허수부의 복소수 유전상수는 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다. In Equation (2), the constant c is the concentration of glucose, Lt; / RTI > (mg / dl) - 1 and (mg / dl) < -1 > Is the dielectric constant of de-ionized water (DI water). At this time, the complex dielectric constant of the real part and the imaginary part of the distilled water can be expressed by the following equation (3).
수학식 3에서 ε∞는 고주파수 영역에서의 유전상수이고, εs는 저주파수 영역에서의 유전상수이며, τ는 물질의 특성이완시간을 나타낸다.Ε ∞ in the equation (3) is a dielectric constant in the high frequency area, ε s is the dielectric constant of the low-frequency domain, τ denotes the characteristic relaxation time of the material.
이상과 같이 피측정 객체의 중요한 특징 파라미터인 유전상수가 결정될 수 있고, 이러한 유전상수의 변화는 곧 피측정 객체의 특성의 변화로 나타나며, 그로부터 반사계수 S11 및 공진 주파수 f0 파라미터 내의 변화(shift)가 도출될 수 있다. 피측정 객체와의 상호작용으로 인해 유전체 공진기를 진행하는 마이크로파의 파형 패턴이 변하는 것은 피측정 객체의 글루코스 농도에 따라 유전율이 변하며, 이에 의해 반사계수 S11가 달라지기 때문이다.The dielectric constant, which is an important characteristic parameter of the object to be measured, can be determined as described above. The change in the dielectric constant is represented by a change in the characteristics of the object to be measured, and the change in the reflection coefficient S 11 and the resonance frequency f 0 Can be derived. The change in the wave pattern of the microwave propagating through the dielectric resonator due to the interaction with the object to be measured is due to the fact that the dielectric constant changes according to the glucose concentration of the object to be measured and thus the reflection coefficient S 11 changes.
글루코스 농도량에 따른 반사계수 S11의 변화를 살펴보면, 글루코스 농도량에 따라 반사계수의 중심주파수, 피크값, 및 면적이 모두 변화하는 것으로 나타난다. 본 발명의 실시예에 따른 글루코스 농도 측정 장치에서는 일정 대역폭을 갖는 마이크로파가 센서에 의해 피측정 객체에 조사되므로, 상호작용 후 검출되는 마이크로파는 주파수 대역이 쉬프트(shift)된 형태로 나타난다. 즉, 이러한 마이크로파의 파형 변화 패턴은 센서를 통해 측정되고, 처리부는 이러한 측정된 값으로부터 글루코스 농도량에 대한 데이터를 산출한다. 특히, 반사계수의 그래프상 면적을 이용함으로써 보다 정확한 농도 측정이 가능하다. 이 때, 글루코스 농도량은 측정된 파형 변화 패턴과 미리 준비된 파형 변화 패턴과 글루코스 농도량의 관계에 대한 데이터베이스로부터 산출될 수 있다. 파형 변화 패턴의 측정은, 예를 들면 주파수 대 마이크로파의 진폭으로 나타낸 그래프에서 면적을 측정하고 이로부터 마이크로파의 파워 변화를 측정하는 방법에 의할 수 있으며, 파워 변화는 전압으로 환산될 수 있다.The variation of the reflection coefficient S 11 according to the glucose concentration amount shows that the center frequency, the peak value, and the area of the reflection coefficient vary depending on the amount of glucose concentration. In the apparatus for measuring glucose concentration according to an embodiment of the present invention, since a microwave having a constant bandwidth is irradiated on a measured object by a sensor, a frequency band is shifted in a microwave detected after interaction. That is, the waveform change pattern of the microwave is measured through the sensor, and the processing unit calculates data on the amount of glucose concentration from the measured value. In particular, more accurate concentration measurement is possible by using the graphical area of the reflection coefficient. At this time, the amount of glucose concentration can be calculated from the database of the relationship between the measured waveform change pattern and the previously prepared waveform change pattern and the glucose concentration amount. The measurement of the waveform change pattern can be performed by, for example, a method of measuring an area in a graph expressed by a frequency versus amplitude of a microwave and measuring a change in power of the microwave from the measured area, and the power change can be converted into a voltage.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 글루코스 농도 측정 방법을 도시한 흐름도로서, 도 1의 글루코스 농도 측정 장치에 대응하는 단계들을 포함한다. 설명의 편의를 위해 여기서는 도 1의 구성과의 대응관계를 중심으로 각 단계의 개요만을 약술하며, 중복되는 구체적인 설명은 생략하도록 한다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for measuring glucose concentration according to an embodiment of the present invention, including steps corresponding to the glucose concentration measuring apparatus of FIG. 1. For convenience of description, only the outline of each step will be described with reference to the correspondence with the configuration of FIG. 1, and a detailed description thereof will be omitted.
610 단계에서는 피측정 객체와 상호작용하는 캐비티 공진기를 구비한 센서의중앙 내측에 형성된 홀에 피측정 객체를 삽입한다.In
620 단계에서 센서는 소스로부터 생성된 일정 범위의 주파수의 전자계 에너지를 입력받는다.In
630 단계에서 센서는 620 단계를 통해 입력된 전자계 에너지를 피측정 객체에 조사하고, 이어서 640 단계를 통해 센서는 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출한다. 이미 설명한 바와 같이 이러한 센서는 별도의 외부 단일 탐침이 없이 제작되며, 중앙 내측에 홀이 형성되어 피측정 객체가 캐비티 공진기의 중앙에 위치할 수 있도록 유도한다.In
650 단계에서는 640 단계를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화로부터 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출한다.In
상기된 본 발명의 실시예들에 따르면, 환자로부터 혈액을 채취할 필요없이 글루코스 농도를 측정할 수 있고, 그 결과 통증과 비위생의 불편함을 해소할 수 있다. 또한, 외부 단일 탐침 없이 센서의 중앙부 내측에 형성된 홀을 통해 피측정 객체를 직접 캐비티 공진기의 중앙부에 위치시킴으로써 글루코스 농도 측정의 감도 및 정확도를 향상시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention described above, it is possible to measure the glucose concentration without taking blood from a patient, and as a result, the inconvenience of pain and unsanitary can be solved. Further, the sensitivity and accuracy of the glucose concentration measurement can be improved by positioning the object to be measured directly at the center of the cavity resonator through a hole formed in the center of the sensor without an external probe.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 글루코스 농도 측정 방법은 다음과 같은 추가적인 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the method for measuring glucose concentration according to another embodiment of the present invention may further include the following additional step.
피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화에 대한 시각적인 데이터를 디스플레이 장치를 통해 표시한다. 이를 위해 650 단계의 글루코스 농도량의 변화를 산출함에 있어서, 센서를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화를 미리 저장된 데이터베이스와 비교함으로써 피측정 객체의 글루코스 농도량의 정량적 변화에 대한 시각적인 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 이들 과정이 수행되기 이전에 전파의 공진 주파수 및 반사율에 따른 글루코스 농도량 정보를 생성하여 미리 데이터베이스에 저장할 필요가 있음은 당연하다.Visual data on the change in the amount of glucose in the measured object is displayed through the display device. For this purpose, in calculating the change of the glucose concentration amount in the
상기된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시간의 경과에 따라 글루코스 농도 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있는 글루코스 농도 측정 수단을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to provide glucose concentration measuring means capable of monitoring a change in glucose concentration in real time over time.
이상에서 제안한 본 발명의 실시예들에 따르면, 혈당 측정 장치의 센서부 중앙 내측에 형성된 홀에 피측정 객체를 고정하여 혈당이 공진기의 중앙에 직접 반응함으로써 측정 위치의 변화를 최소화하고, 멀티 캐비티 공진기를 통해 혈당 측정의 감도, 정확도, 측정 속도를 향상시킬 수 있다. 특히, 혈당이 혈액과 직접 반응하여 정확하고 신속하게 측정될 수 있고, 실시간으로 혈당 변화에 따른 변화를 측정하여 원격에 위치한 의사로부터 의학적 진단을 받을 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, blood glucose is directly reacted with the center of the resonator by fixing the object to be measured in a hole formed in the center of the sensor part of the blood glucose measurement device, The sensitivity, accuracy and measurement speed of blood glucose measurement can be improved. In particular, blood glucose can be measured accurately and quickly by directly reacting with blood, and it is possible to obtain a medical diagnosis from a remote physician by measuring changes in blood glucose change in real time.
한편, 이들 실시예에 따른 혈당 측정 장치의 공진기 센서는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용도에 맞는 공진기 패턴으로 대체될 수 있으며, 외부 측정 환경에 따라 공진기의 형태의 크기 및 구조를 변경하여 설계함으로써 혈당 측정에 대한 특성 감도를 높일 수 있다. 이러한 전자기파를 이용한 내부 삽입형 캐비티 공진기 센서는 외부 탐침형 센서에 비해 위치에 대해 안정적인 특성을 유지하고, MHz 영역부터 GHz 영역의 주파수를 선택하여 설계가 가능하다. 또한, 향상된 잡음 대 신호 특성과 최소 글루코스 검출 능력을 향상시킬 수 있으며, 측정 시 시료 및 측정 위치 변화에 따른 잡음, 불규칙 노이즈, 측정 불균질성 등의 결함으로 인해 발생할 수 있는 실험적 혹은 진단상 오류를 근원적으로 해소할 수 있다.Meanwhile, the resonator sensor of the blood glucose measurement apparatus according to these embodiments can be replaced by a resonator pattern suitable for the use by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. And the structure can be changed and designed, thereby improving the sensitivity of the blood sugar measurement. The internal cavity resonator sensor using the electromagnetic wave can be designed by selecting the frequencies in the MHz range from the GHz range while maintaining stable characteristics with respect to the external probe type sensor. In addition, it is possible to improve the noise-to-signal characteristic and the minimum glucose detection ability, and to make an experimental or diagnostic error that may occur due to a defect such as noise, irregular noise, measurement inhomogeneity, Can be solved.
나아가, 상기 기재된 혈당 측정 장치를 제어하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Further, in order to control the above-described blood glucose measurement apparatus, another embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers skilled in the art to which the present invention belongs.
이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to various embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.
110: 글루코스 농도 측정장치
111: 소스부
112: 센서부
113: 처리부
114: 디스플레이부
115: 데이터베이스
120: 피측정객체110: glucose concentration measuring device
111: source part
112:
113:
114:
115: Database
120: measured object
Claims (14)
상기 소스부로부터 생성된 전자계 에너지를 입력받아 피측정 객체에 조사하고, 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출하는 센서(sensor)부; 및
상기 소스부를 제어하여 상기 센서부의 공진 주파수를 결정하고, 상기 센서부를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화로부터 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 처리부를 포함하고,
상기 센서부는,
상기 피측정 객체에 상호작용하는 복수의 캐비티 공진기로 구성되며, 중앙 내측에 홀(hole)이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입됨으로써 상기 피측정 객체에 상호작용하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.A source for generating electromagnetic energy of a predetermined frequency;
A sensor unit for receiving electromagnetic field energy generated from the source unit, irradiating the object to be measured with the electromagnetic field energy, and detecting a radio wave reflected from the object to be measured; And
And a processing unit for determining the resonance frequency of the sensor unit by controlling the source unit and calculating a change in the amount of glucose concentration of the measured object from a change in resonance frequency and reflectance of the radio wave detected through the sensor unit,
The sensor unit includes:
And a plurality of cavity resonators interacting with the object to be measured, wherein a hole is formed at an inner center of the cavity, and the object to be measured is inserted into the center inside to interact with the object to be measured. Concentration measuring device.
상기 센서부는,
중앙 내측에 홀이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입되는 제 1 캐비티 공진기; 및
상기 제 1 공진기 측면에 접하여 위치하는 복수의 제 2 캐비티 공진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.The method according to claim 1,
The sensor unit includes:
A first cavity resonator in which a hole is formed in the center inside and the object to be measured is inserted in the center inside; And
And a plurality of second cavity resonators located in contact with the side surfaces of the first resonator.
상기 제 2 캐비티 공진기는,
직사각형(rectangular) 형태인 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the second cavity resonator comprises:
Wherein the glucose concentration measuring device is a rectangular type measuring device.
상기 센서부의 중앙 내측에 형성된 홀은,
상기 피측정 객체가 상기 제 1 캐비티 공진기의 중심에 위치하도록 상기 피측정 객체를 고정할 수 있는 형태로 형성된 것을 특징을 하는 글루코스 농도 측정 장치.The method according to claim 1,
The hole formed in the center of the sensor portion is formed,
Wherein the object to be measured is formed to be able to fix the object to be measured so as to be positioned at the center of the first cavity resonator.
상기 센서부의 중앙 내측에 형성된 홀은,
원통(cylinder) 내지 반지(ring) 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.5. The method of claim 4,
The hole formed in the center of the sensor portion is formed,
Wherein the electrode is formed in a cylindrical shape or a ring shape.
상기 처리부는,
상기 검출된 전파의 반사율에 대해 그래프상 면적의 변화를 산출하고, 상기 산출된 반사율의 그래프상 면적의 변화를 이용하여 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein a change in the glucose concentration of the measured object is calculated using a change in the area of the graph on the basis of the reflectance of the detected radio wave and a change in the area of the graph on the calculated reflectance, Device.
상기 센서부는,
상기 피측정 객체 내의 글루코스(glucose) 농도에 따른 반사 계수 및 주파수 변화에 따른 유전상수(dielectric permittivity)를 이용하여 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.The method according to claim 1,
The sensor unit includes:
Wherein a radio wave reflected from the measured object is detected using a reflection coefficient according to a glucose concentration in the measured object and a dielectric permittivity according to a frequency change.
상기 유전상수는,
상기 피측정 객체 내의 전기 에너지와 상기 전기 에너지의 손실의 결합에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.8. The method of claim 7,
The dielectric constant,
And a loss of electrical energy in the measured object is determined by a combination of the loss of the electrical energy and the electrical energy in the measured object.
상기 처리부는,
상기 센서부를 통해 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화를 미리 저장된 데이터베이스와 비교함으로써 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 정량적 변화에 대한 시각적인 데이터를 생성하고,
상기 생성된 시각적인 데이터를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 글루코스 농도 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
Generating a visual data on a quantitative change in the amount of glucose concentration of the measured object by comparing a change in the resonance frequency and reflectance of the radio wave detected through the sensor unit with a previously stored database,
And a display unit for displaying the generated visual data.
상기 센서부는,
비-침습적으로(non-invasive) 상기 피측정 객체를 검사하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 장치.The method according to claim 1,
The sensor unit includes:
Wherein the non-invasive measurement object is examined non-invasively.
상기 센서는,
중앙 내측에 홀이 형성되어 상기 피측정 객체가 상기 중앙 내측에 삽입되는 제 1 캐비티 공진기 및 상기 제 1 공진기 측면에 접하여 위치하는 복수의 제 2 캐비티 공진기를 구비하고,
상기 제 1 캐비티 공진기 및 제 2 캐비티 공진기를 통해 상기 피측정 객체에 전자계 에너지를 조사하고,
상기 피측정 객체와의 상호작용 결과, 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus for measuring blood glucose with a non-invasive sensor,
The sensor includes:
A first cavity resonator in which a hole is formed in the center inside and the object to be measured is inserted in the center, and a plurality of second cavity resonators positioned in contact with the side face of the first resonator,
Irradiating electromagnetic energy to the measured object through the first cavity resonator and the second cavity resonator,
And detects a change in resonance frequency and reflectance of a radio wave reflected from the measured object as a result of interaction with the measured object.
상기 센서는,
상기 검출된 전파의 반사율에 대해 그래프상 면적의 변화를 산출하고, 상기 산출된 반사율의 그래프상 면적의 변화를 이용하여 상기 피측정 객체의 혈당량의 변화를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.12. The method of claim 11,
The sensor includes:
Calculates a change in the area of the graph on the basis of the reflectance of the detected radio wave and calculates a change in the blood sugar amount of the object to be measured by using the change in the graphical area of the calculated reflectance.
소스로부터 소정 주파수의 전자계 에너지를 생성하여 입력받는 단계;
센서가 상기 입력된 전자계 에너지를 상기 피측정 객체에 조사하는 단계;
상기 센서가 상기 피측정 객체로부터 반사되는 전파를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 전파의 공진 주파수 및 반사율의 변화로부터 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 센서의 중앙 내측에 형성된 홀은 상기 피측정 객체가 상기 캐비티 공진기의 중심에 위치하도록 상기 피측정 객체를 고정함으로써 상기 센서의 재현성을 소정 수준 이상으로 유지하는 것을 특징을 하는 글루코스 농도 측정 방법.Inserting the object to be measured into a hole formed in the center of a sensor having a plurality of cavity resonators interacting with the object to be measured;
Generating and inputting electromagnetic energy of a predetermined frequency from a source;
The sensor irradiating the object to be measured with the input electromagnetic field energy;
Detecting a radio wave reflected from the measured object by the sensor; And
And calculating a change in the amount of glucose concentration of the measured object from a change in the resonance frequency and reflectance of the detected radio wave,
Wherein the holes formed in the center of the sensor hold the object to be measured so that the measured object is positioned at the center of the cavity resonator so that the reproducibility of the sensor is maintained at a predetermined level or higher.
상기 센서는,
상기 검출된 전파의 반사율에 대해 그래프상 면적의 변화를 산출하고, 상기 산출된 반사율의 그래프상 면적의 변화를 이용하여 상기 피측정 객체의 글루코스 농도량의 변화를 산출하는 것을 특징으로 하는 글루코스 농도 측정 방법.14. The method of claim 13,
The sensor includes:
Wherein a change in the glucose concentration of the measured object is calculated using a change in the area of the graph on the basis of the reflectance of the detected radio wave and a change in the area of the graph on the calculated reflectance, Way.
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