









본 발명은 무채혈 혈당 측정 장치, 이를 이용한 무채혈 혈당 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 손등에 형성된 정맥에 광을 조사하여 혈당 농도를 비침습적으로 측정할 수 있는 무채혈 혈당 측정 장치, 이를 이용한 무채혈 혈당 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bloodless blood glucose measurement device and a bloodless blood glucose measurement device using the bloodless blood glucose measurement device. More particularly, the present invention relates to a bloodless blood glucose measurement device capable of non- Bloodless blood glucose measurement method.
혈당(blood sugar)은 혈액 속에 함유되어 있는 포도당을 의미하며, 간의 작용을 중심으로 한 각종 호르몬의 상호작용으로 혈액 내에서 적절한 농도를 유지하는 특성을 지니고 있어, 주로 당뇨병 확인을 위한 지표로 이용되고 있다.Blood sugar refers to the glucose contained in the blood. It has the property of maintaining the proper concentration in the blood due to various hormone interactions, focusing on the liver action, and is mainly used as an index for confirming diabetes have.
이러한 혈당 측정 방식은 크게 침습적 측정 방법과 비침습적 측정 방법으로 구분될 수 있다.These blood glucose measurement methods can be divided into invasive measurement methods and non-invasive measurement methods.
침습적 혈당 측정 방법은 피부에 미세한 상처를 내어 혈액을 체취한 후, 이를 측정하는 방식으로, 종래의 채혈식 혈당 측정기는 주로 모세혈관이 발달되어 있는 손가락의 끝 부분에서 혈액을 체취하고 있으며, 비침습적 혈당 측정 방법은 신체에 상처를 내지 않고 혈당을 측정하는 방법으로, 근적외선, 마이크로파, 중적외선, 광음향 등을 팔목, 손가락, 입술, 귓볼 등에 조사하여 이에 대한 응답 신호를 분석하여 혈당을 추정하는 기술이다.The invasive blood glucose measurement method is a method of taking a small wound on the skin to take the blood and then measuring the blood. The conventional blood glucose monitor measures the blood mainly at the tip of the finger where the capillary blood is developed, A blood glucose measurement method is a method of measuring blood glucose without causing injury to the body. It is a technique of irradiating a near infrared ray, a microwave, a medium infrared ray, a photoacoustic, etc. to a cuff, a finger, a lip and an earlobe, to be.
하지만, 종래의 혈당 측정 방법은 침습적 방법과 비침습적 방법 모두 측정 오차가 존재하여 혈당 측정 결과의 신뢰성이 감소된다는 문제점이 있으며, 더욱이 현재 시판되는 혈당 측정기는 제조사별로 측정 방식이 상이하여 병원 등과 같은 전문기관에서 측정된 혈당 수치와 그 측정값이 차이가 발생되고 있다.However, the conventional blood glucose measurement method has a problem that the reliability of the blood glucose measurement result is reduced due to the measurement error in both the invasive method and the non-invasive method. Furthermore, since the measurement method of the glucose meter currently available on the market differs from one manufacturer to another, There is a difference between the blood glucose level measured by the organ and the measured value.
특히, 비침습적 혈당 측정 방법의 경우, 혈액과 체액 간질액에 의한 측정 오차, 측정되는 신호 감도의 세기, 피부 수분의 영향, 사람별 피부 두께의 편차 및 측정온도 조건 등 여러 외부 요인에 의해 측정값에 다양한 오차가 발생하게 되는데, 현재까지 재공되는 종래의 비침습적 혈당 측정 장치는 이러한 오차 요인을 통제할 수 없다는 한계가 있다.In particular, in the case of non-invasive blood glucose measurement method, the measurement value is measured by various external factors such as measurement error by blood and body fluids, intensity of measured signal sensitivity, influence of skin moisture, The conventional non-invasive blood glucose measuring apparatus that has been resumed to date has a limitation in that it can not control such an error factor.
본 발명의 일측면은 손등에 형성된 정맥에 광을 조사하여 혈당 농도를 비침습적으로 측정하는 과정에서, 측정값 오차를 감소시켜 측정 결과의 신뢰성을 보장할 수 있는 무채혈 혈당 측정 장치, 이를 이용한 무채혈 혈당 측정 방법을 제공한다.One aspect of the present invention is a bloodless blood glucose measurement device capable of reducing the error of a measurement value and assuring the reliability of a measurement result in a process of non-invasively measuring blood glucose concentration by irradiating light to a vein formed on the back of a hand, Blood glucose measurement method.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems which are not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 무채혈 혈당 측정 장치는, 혈당 측정을 위한 측정광을 발생시키며, 손등으로 입사된 상기 측정광으로부터 여기되는 서로 다른 반사 경로 길이를 갖는 복수의 반사광이 미리 정해진 기준점에 공통적으로 통과되도록, 상기 기준점으로부터 소정 길이 방향을 따라 연속적으로 배열되는 복수의 측정광원으로 구성되는 측정광원 어레이 및 상기 기준점에 배치되어 서로 다른 반사 경로 길이를 갖는 복수의 반사광을 고정된 위치에서 감지하는 광 수신부를 포함한다.A bloodless blood glucose measurement device according to an embodiment of the present invention generates measurement light for blood sugar measurement and detects a plurality of reflected light beams having different reflection path lengths excited from the measurement light incident on the back of the hand to a predetermined reference point A plurality of measurement light sources arrayed continuously along a predetermined longitudinal direction from the reference point so as to be commonly passed through the plurality of measurement light sources and a plurality of reflected lights arranged at the reference points and having different reflection path lengths at a fixed position And a light receiving unit.
상기 측정광원 어레이는, 상기 손등에 수직으로 입사되는 상기 측정광에 대하여, 상기 기준점으로부터 제1 수직거리에서 반사된 반사광이 상기 기준점에 고정 배치된 상기 광 수신부에 의해 측정되도록, 상기 기준점으로부터 제1 수평거리만큼 이격 배치되는 제1 측정광원 및 상기 손등에 수직으로 입사되는 상기 측정광에 대하여, 상기 기준점으로부터 상기 제1 수직거리보다 긴 제2 수직거리에서 반사된 반사광이 상기 기준점에 고정 배치된 상기 광 수신부에 의해 측정되도록, 상기 기준점으로부터 상기 제1 수평거리보다 긴 제2 수평거리만큼 이격 배치되는 제2 측정광원을 포함할 수 있다.Wherein the measurement light source array is arranged such that light reflected from the reference point at a first vertical distance is measured by the light receiving unit fixedly arranged at the reference point with respect to the measurement light vertically incident on the back of the hand, Wherein the first measurement light source is spaced apart from the reference point by a horizontal distance and the measurement light that is vertically incident on the back of the hand is reflected at the second vertical distance longer than the first vertical distance from the reference point, And a second measurement light source arranged to be spaced apart from the reference point by a second horizontal distance that is longer than the first horizontal distance so as to be measured by the light receiving unit.
상기 측정광원 어레이는, 상기 손등에 수직으로 입사되는 상기 측정광에 대하여, 상기 기준점으로부터 상기 제2 수직거리보다 긴 제3 수직거리에서 반사된 반사광이 상기 기준점에 고정 배치된 상기 광 수신부에 의해 측정되도록, 상기 기준점으로부터 상기 제2 수평거리보다 긴 제3 수평거리만큼 이격 배치되는 제3 측정광원을 더 포함할 수 있다.Wherein the measurement light source array is configured such that light reflected from the reference point at a third vertical distance that is longer than the second vertical distance is measured by the light receiving unit fixedly arranged at the reference point, The third measurement light source may be spaced apart from the reference point by a third horizontal distance that is longer than the second horizontal distance.
상기 무채혈 혈당 측정 장치는, 상기 복수의 측정광원 어레이의 배열 방향이 상기 손등에 형성된 어느 하나의 정맥의 길이 방향과 일치되도록, 복수의 상기 측정광원 어레이를 구성하는 모든 측정광원을 상기 기준점을 중심으로 동일한 회전 각도로 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.Wherein the bloodless blood glucose measurement device comprises a plurality of measurement light sources arrayed in such a manner that all of the measurement light sources constituting the plurality of measurement light source arrays are aligned with the center of the reference point, To rotate at the same rotation angle.
상기 무채혈 혈당 측정 장치는, 상기 회전부의 회전 각도가 결정되도록, 상기 손등의 소정 영역에 대한 촬영영상을 생성하고, 상기 촬영영상을 기초로 상기 손등에 대한 정맥 지도를 생성하며, 상기 정맥 지도를 분석하여 측정대상 정맥을 추출하는 측정대상 정맥 추출부를 더 포함할 수 있다.Wherein the bloodless blood glucose measurement device generates a photographed image of a predetermined region of the hand so that the rotational angle of the rotating portion is determined and generates a vein map for the hand of the user based on the photographed image, And a target vein extracting unit that extracts a target vein by analyzing the target vein.
상기 측정대상 정맥 추출부는, 상기 측정대상 정맥의 위치를 좌표화한 좌표 데이터를 생성하고, 상기 무채혈 혈당 측정 장치는, 상기 좌표 데이터를 이용하여 상기 기준점으로부터 상기 측정대상 정맥이 형성된 방향에 대한 정보를 분석하고, 분석 결과에 따라 상기 측정광원 어레이의 배열 방향이 상기 측정대상 정맥의 형성 방향과 일치되어 상기 측정대상 정맥의 길이 방향을 따라 상기 측정광원 어레이를 구성하는 상기 복수의 측정광원이 배열되도록 상기 구동부의 회전 각도를 결정할 수 있다.Wherein the measurement subject vein extracting unit generates coordinate data in which the position of the measurement subject vein is coordinateized, and the bloodless blood glucose measurement device calculates information on the direction in which the measurement subject vein is formed from the reference point using the coordinate data So that the arrangement direction of the measurement light source array is aligned with the formation direction of the measurement target vein so that the plurality of measurement light sources constituting the measurement light source array are arranged along the length direction of the measurement target vein according to the analysis result The rotation angle of the driving unit can be determined.
상기 무채혈 혈당 측정 장치는, 상기 측정광에 대한 반사광이 측정대상 정맥으로부터 반사된 반사광인지 여부를 판단하기 위한 비교광을 발생시키며, 상기 기준점으로부터 상기 측정광원 어레이의 배열 방향과 상이한 길이 방향을 따라 일렬로 배열되는 복수의 비교광원으로 구성되는 비교광원 어레이를 더 포함할 수 잇다.Wherein the bloodless blood glucose measurement device generates comparison light for determining whether the reflected light for the measurement light is reflected light reflected from the vein to be measured and for comparing the measured light from the reference point along a longitudinal direction different from the arrangement direction of the measurement light source array And may further include a comparative light source array composed of a plurality of comparative light sources arranged in a line.
상기 비교광원 어레이는, 상기 손등에 수직으로 입사되는 상기 비교광에 대하여, 상기 기준점으로부터 제1 수직거리에서 반사된 반사광이 상기 기준점에 고정 배치된 상기 광 수신부에 의해 측정되도록, 상기 기준점으로부터 제1 수평거리만큼 이격 배치되는 제1 비교광원, 상기 손등에 수직으로 입사되는 상기 비교광에 대하여, 상기 기준점으로부터 상기 제1 수직거리보다 긴 제2 수직거리에서 반사된 반사광이 상기 기준점에 고정 배치된 상기 광 수신부에 의해 측정되도록, 상기 기준점으로부터 상기 제1 수평거리보다 긴 제2 수평거리만큼 이격 배치되는 제2 비교광원 및 상기 손등에 수직으로 입사되는 상기 비교광에 대하여, 상기 기준점으로부터 상기 제2 수직거리보다 긴 제3 수직거리에서 반사된 반사광이 상기 기준점에 고정 배치된 상기 광 수신부에 의해 측정되도록, 상기 기준점으로부터 상기 제2 수평거리보다 긴 제3 수평거리만큼 이격 배치되는 제3 비교광원을 포함할 수 있다.Wherein the comparison light source array is arranged such that the reflected light reflected from the reference point at a first vertical distance is measured by the light receiving unit fixedly arranged at the reference point with respect to the comparison light vertically incident on the back of the hand, A first comparative light source which is arranged at a predetermined distance from the reference point and is spaced apart from the reference point by a horizontal distance, A second comparison light source which is arranged to be spaced apart from the reference point by a second horizontal distance that is longer than the first horizontal distance so as to be measured by the light receiving unit and a second comparison light source which vertically extends from the reference point to the second vertical The reflected light reflected at the third vertical distance longer than the distance is reflected by the light reception And a third comparison light source which is disposed apart from the reference point by a third horizontal distance that is longer than the second horizontal distance so as to be measured by the third comparison light source.
상기 무채혈 혈당 측정 장치는, 복수의 상기 측정광원 어레이 중 어느 하나의 측정광원으로부터 조사된 측정광에 대한 제1 반사광과, 복수의 상기 비교광원 어레이 중 상기 기준점으로부터 상기 어느 하나의 측정광원과 동일한 이격 거리에 배치된 어느 하나의 비교광원으로부터 조사된 비교광에 대한 제2 반사광을 비교하여, 상기 제1 반사광이 상기 정맥에 대한 측정 결과인지 여부를 판단할 수 있다.Wherein the bloodless blood glucose measurement device comprises a first reflected light for measurement light irradiated from one of the plurality of measurement light source arrays and a second reflected light for the same one of the plurality of measurement light sources from the reference point among the plurality of comparison light source arrays It is possible to determine whether or not the first reflected light is a measurement result for the vein by comparing the second reflected light with respect to the comparison light emitted from any one of the comparison light sources disposed at the separation distance.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무채혈 혈당 측정 방법은, 혈당 측정 대상의 손등에 대한 정맥 지도를 기초로 측정대상 정맥을 선택하고, 상기 측정대상 정맥의 길이 방향과 일치되는 방향으로 배열된 복수의 측정광원 어레이를 구성하는 측정광원을 순차적으로 발광시켜, 어느 하나의 측정광원에 의해 손등으로 조사된 측정광으로부터 여기되는 반사광이 상기 측정대상 정맥에 대한 것인지 판단하며, 상기 측정대상 정맥에 대한 것으로 판단된 어느 하나의 반사광을 분석하여 혈당 수치를 산출한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a bloodless blood glucose measurement method comprising: selecting a vein to be measured based on a vein map of a hand of a blood glucose measurement subject; The measurement light sources constituting the plurality of measurement light source arrays are sequentially lighted to determine whether the reflected light excited from the measurement light irradiated by the hand of one of the measurement light sources is for the measurement subject vein, The blood glucose level is calculated by analyzing any one of the reflected light.
상기 어느 하나의 측정광원에 의해 손등으로 조사된 광원으로부터 여기되는 반사광이 상기 측정대상 정맥에 대한 것인지 판단하는 것은, 기준점으로부터 소정 길이 방향을 따라 배열되는 복수의 상기 측정광원 중 상기 기준점으로부터 제1 거리만큼 이격된 제1 측정광원으로부터 조사된 측정광에 대한 제1 반사광을 수신하고, 상기 기준점으로부터 복수의 상기 측정광원의 배열 방향과 상이한 길이 방향을 따라 일렬로 배열되는 복수의 비교광원 중 상기 기준점으로부터 상기 제1 거리만큼 이격된 제1 비교광원으로부터 조사된 비교광에 대한 제2 반사광을 수신하며, 상기 제1 반사광과 상기 제2 반사광의 유사도를 비교분석하여 상기 제1 반사광이 상기 측정대상 정맥에 대한 측정 결과인지 여부를 판단하는 것일 수 있다.Determining whether the reflected light excited from the light source irradiated by the one of the measurement light sources with respect to the vein of the measurement target is a difference between the first distance from the reference point and the second distance from the reference point, Of the plurality of comparison light sources arranged in a line in the longitudinal direction different from the arrangement direction of the plurality of measurement light sources from the reference point, the first reflection light from the first reference light source A first comparative light source for receiving the second reflected light from the first comparative light source spaced apart by the first distance and comparing the first reflected light with the second reflected light to compare the first reflected light with the second reflected light, It can be judged whether or not the measurement result is the result of the measurement.
상기 어느 하나의 측정광원에 의해 손등으로 조사된 측정광으로부터 여기되는 반사광이 상기 측정대상 정맥에 대한 것인지 판단하는 것은, 상기 제1 반사광 및 상기 제2 반사광을 비교분석한 결과, 상기 제1 반사광이 상기 측정대상 정맥으로부터 반사된 광이 아닌 것으로 판단되면, 상기 기준점으로부터 상기 제1 거리보다 긴 제2 거리만큼 이격된 제2 측정광원으로부터 조사된 측정광에 대한 제3 반사광을 수신하고, 복수의 상기 비교광원 중 상기 기준점으로부터 상기 제2 거리만큼 이격된 제2 비교광원으로부터 조사된 비교광에 대한 제4 반사광을 수신하며, 상기 제3 반사광 및 상기 제4 반사광을 비교분석하여 상기 제3 반사광이 상기 측정대상 정맥에 대한 측정 결과인지 여부를 판단하는 것일 수 있다.The determination of whether the reflected light excited from the measurement light irradiated by the hand or the like by the one of the measurement light sources is for the measurement subject vein is obtained by comparing the first reflected light and the second reflected light, Receiving a third reflected light with respect to measurement light irradiated from a second measurement light source that is spaced apart from the reference point by a second distance that is longer than the first distance, And a third comparative light source for receiving the fourth reflected light from the second comparison light source spaced apart from the reference point by the second distance and comparing the third reflected light and the fourth reflected light, It may be judged whether or not the measurement result of the vein to be measured is a result of measurement.
상기 측정대상 정맥에 대한 것으로 판단된 어느 하나의 반사광을 분석하여 혈당 수치를 산출하는 것은, 상기 측정대상 정맥에 대한 것으로 판단된 어느 하나의 반사광에 대한 측정값 중 상기 측정대상 정맥에 대한 것으로 판단되기 이전까지 수신된 반사광에 대한 측정값을 제거한 후 상기 어느 하나의 반사광을 분석하여 혈당 수치를 산출하는 것일 수 있다.The calculation of the blood glucose level by analyzing any one of the reflected light determined to be the vein to be measured is determined to be for the measurement target vein among the measured values for any one of the reflected light determined to be the vein to be measured And the blood glucose level may be calculated by analyzing any one of the reflected light after removing the measured value of the reflected light received previously.
상기 혈당 측정 대상의 손등에 대한 정맥 지도를 기초로 측정대상 정맥을 선택하는 것은, 상기 손등에 대한 촬영영상을 획득하고, 상기 촬영영상으로부터 혈관 영역을 추출하고, 추출된 상기 혈관 영역을 패턴화하여 상기 혈관 영역으로부터 상기 측정대상 정맥을 선택하며, 상기 측정대상 정맥의 위치를 좌표화한 좌표 데이터를 생성하는 것일 수 있다.The selecting of the vein to be measured based on the vein map of the hand of the blood glucose measurement target is performed by obtaining an image of the hand, extracting a vein region from the captured image, patterning the extracted vein region Selecting the measurement subject vein from the blood vessel region, and generating coordinate data in which the position of the measurement subject vein is coordinateized.
상기 무채혈 혈당 측정 방법은, 상기 좌표 데이터를 기초로 상기 측정대상 정맥의 형성 방향을 분석하고, 복수의 상기 비교광원이 상기 측정대상 정맥의 길이 방향을 따라 일렬로 배열되도록, 모든 측정광원을 미리 정해진 기준점을 중심으로 동일한 회전 각도로 회전시키는 것을 더 포함할 수 있다.The bloodless blood glucose measurement method includes analyzing the forming direction of the measurement subject vein based on the coordinate data and arranging all the measurement light sources in advance so that the plurality of comparison light sources are aligned in the longitudinal direction of the measurement subject vein And rotating the same at the same rotation angle around a predetermined reference point.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 측정대상 정맥에 측정광이 직접 조사되도록 측정광원 어레이를 회전시킴으로써, 측정부위에 의한 정맥혈과의 차이에 대한 오차 및 혈액과 체액에 의한 오차를 현저히 감소시켜 신뢰성 있는 혈당 측정 결과를 제공받을 수 있다.According to one aspect of the present invention, by rotating the measurement light source array so that the measurement light is directly irradiated to the vein to be measured, the error of the difference from the venous blood due to the measurement site and the error caused by the blood and body fluid are significantly reduced, You can be provided with blood glucose measurement results.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무채혈 혈당 측정 장치의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 측정부의 구체적인 구성이 도시된 개념도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 무채혈 혈당 측정 장치의 반사광 측정 원리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무채혈 혈당 측정 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
도 7은 도 6의 무채혈 혈당 측정 방법에 따라 측정대상 혈관을 선택하는 일 예가 도시된 도면이다.
도 8은 도 6의 무채혈 혈당 측정 방법에 따라 측정대상 혈관에 측정광원을 배치시키는 일 예가 도시된 도면이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a bloodless blood glucose measurement device according to an embodiment of the present invention.
 2 is a conceptual diagram showing a specific configuration of the measurement unit shown in FIG.
 3 to 5 are views for explaining the principle of reflected light measurement by the bloodless blood glucose measurement apparatus of FIG.
 6 is a flowchart showing a schematic flow of a bloodless blood glucose measurement method according to an embodiment of the present invention.
 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of selecting a blood vessel to be measured according to the bloodless blood glucose measurement method of FIG.
 FIG. 8 is a diagram showing an example of disposing a measurement light source on a blood vessel to be measured according to the bloodless blood glucose measurement method of FIG.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치의 개략적인 구성이 도시된 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a bloodless blood glucose measurement device according to the present invention.
본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정대상 사용자의 혈당을 측정하는 장치로, 측정대상 사용자의 손등에 형성된 정맥에 광을 조사하여 이에 대한 반사광을 분석하는 비침습적 방법에 따라 혈당을 측정할 수 있다.A bloodless blood glucose measurement device (1) according to the present invention is a device for measuring blood glucose of a user to be measured. The non-invasive method of irradiating a vein formed on the back of a user of a measurement target and analyzing the reflected light thereof, Can be measured.
특히, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 각질, 표피, 진피, 피하지방 및 조직을 포함하는 세포 및 간질액의 체적이 비교적 적은 손등에 측정광을 조사함으로써 측정광이 정맥에 직접 도달할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정광이 정맥이 아닌 다른 조직에 반사됨에 따라 발생되는 측정 오차를 감소시키기 위해 측정광과 비교광을 비교분석하고, 측정광의 경로 길이(path length)별 반사광을 이용하여 정맥(혈관)에 대한 데이터만 추출할 수 있다.Particularly, the bloodless blood glucose measuring device (1) according to the present invention is characterized in that measuring light is irradiated to a hand, which has a relatively small volume of cells and interstitial fluid including keratin, epidermis, dermis, subcutaneous fat and tissue, Can reach. The bloodless blood
이에 따라, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)를 이용하여 혈당을 측정하는 경우 측정부위에 의한 정맥혈과의 차이에 대한 오차 및 혈액과 체액에 의한 오차를 현저히 감소시켜 신뢰성 있는 혈당 측정 결과를 제공받을 수 있다.Accordingly, when blood glucose is measured using the bloodless blood
구체적으로, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 정맥 지도 생성부(100), 측정부(200) 및 혈당 산출부(300)를 포함한다.Specifically, the bloodless blood
이때, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 도 1에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 구동에 필요한 전원을 공급하기 위한 배터리부(미도시), 데이터를 저장하는 데이터베이스부(미도시) 및 혈당 측정 결과를 측정대상 사용자가 소지한 단말기와 같은 외부 장치로 전송하기 위해 외부 장치와 유무선 통신을 수행하는 통신 모듈(미도시) 등이 더 구비될 수 있다.Herein, the bloodless blood
또한, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)를 구성하는 측정대상 정맥 추출부(100), 측정부(200) 및 혈당 산출부(300)는 적어도 두 개의 구성요소가 하나의 구성요소로 통합되어 하나의 구성요소가 복합적인 기능을 수행할 수도 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The measurement target
정맥 지도 생성부(100)는 측정대상 사용자의 손등에 형성된 혈관의 분포를 나타내는 정맥 지도를 생성할 수 있다. 구체적으로, 정맥 지도 생성부(100)는 사용자의 손등을 촬영한 촬영영상을 분석하여 측정광을 조사하기 위한 최적의 위치를 추출할 수 있다.The vein
이를 위해, 측정대상 정맥 추출부(100)는 촬영부(110) 및 영상 분석부(120)를 포함할 수 있다.For this purpose, the subject
촬영부(110)는 측정대상 사용자의 손등에 대한 촬영영상을 생성할 수 있다. 촬영부(110)는 측정대상 사용자의 손등에 형성된 혈관에 대한 영상을 생성할 수 있는 수단으로 마련될 수 있으며, 예컨대 적외선 카메라 또는 열 감지 카메라 등의 형태일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 촬영부(110)는 적외선 카메라인 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 하지만, 촬영부(110)는 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며 피부 아래에 형성된 혈관을 측정할 수 있는 기 공지된 다른 장치들 중 어느 하나로 대체될 수도 있다.The photographing
촬영부(110)는 적외선을 손등에 조사한 후 반사되는 반사량을 감지하여 손등에 형성된 혈관들이 나타내어지는 정맥 지도를 생성할 수 있다. 또는, 촬영부(110)는 적외선을 손등에 조사해 혈관을 투시 촬영한 뒤, 반사된 영상을 메모리에 저장하여 혈관의 위치와 좌표를 결정하여 정맥 지도를 생성할 수 있다.The photographing
영상 분석부(120)는 촬영부(110)에 의해 생성된 정맥 지도를 분석하여 혈당을 측정하기 위한 측정광이 조사될 위치를 결정할 수 있다. 즉, 영상 분석부(120)는 촬영영상으로부터 혈관 영역을 추출하고, 추출된 혈관 영역의 구조적 특징을 분석하여 혈당 측정에 가장 최적화된 영역을 측정대상 정맥으로 결정할 수 있다. 이후, 영상 분석부(120)는 결정된 측정대상 정맥의 위치를 좌표화한 좌표 데이터를 생성할 수 있다.The
여기서, 영상 분석부(120)는 혈관의 굵기가 비교적 굵고, 직선 형태이며, 다른 혈관과 교차되지 않는 혈관 영역을 측정대상 정맥으로 선택할 수 있다. 영상 분석부(120)는 기 공지된 다양한 영상 처리 기법 및 혈관 분석 기법을 이용하여 측정대상 정맥을 추출할 수 있다.Here, the
한편, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정대상 사용자의 손등에 형성된 정맥혈관을 정확하게 추출하기 위한 다양한 구성들이 더 부가될 수 있다.Meanwhile, the bloodless blood
예컨대, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 촬영영상의 생성 과정에서 손등 표면의 땀 또는 수분에 의한 광 신호의 흡수, 산란 등에 의한 간섭오차를 줄이기 위하여, 손등의 피부 표면 및 땀샘에 잔존하는 수분을 증발시키는 팬(fan)과, 팬을 구동시키는 팬 구동부를 더 포함할 수 있다.For example, in order to reduce the interference error due to absorption and scattering of a light signal due to sweat or moisture on the surface of the back of a hand during the process of generating an image, the bloodless blood
측정부(200)는 정맥 지도 생성부(100)에 의해 추출된 측정대상 정맥을 따라 흐르는 혈액의 혈당량을 비침습적으로 측정하기 위하여, 측정대상 정맥이 위치한 영역에 광을 조사하고, 이에 대한 반사광을 감지할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.In order to non-invasively measure the blood glucose level of the blood flowing along the vein to be measured extracted by the vein
도 2는 도 1의 측정부(200)의 구체적인 구성이 도시된 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing a specific configuration of the measuring
도시된 바와 같이, 측정부(200)는 측정광원 어레이(210), 비교광원 어레이(220), 광 수신부(230) 및 구동부(240)로 구성될 수 있다.The measuring
측정광원 어레이(210)는 복수의 측정광원(211, 212, 213)으로 구성된 측정광 발생 구조체이다.The measurement
측정광원 어레이(210)를 구성하는 각각의 측정광원(211, 212, 213)은 혈당 측정을 위한 측정광을 발생시키는 발광 소자일 수 있다. 측정광원(211, 212, 213)은 적외선 또는 근적외선을 발광시키는 적외선 발광 소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Each of the
또한, 도시된 실시예에서 측정광원 어레이(210)는 제1 측정광원(211), 제2 측정광원(212) 및 제3 측정광원(213)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 측정광원의 개수가 반드시 세 개일 필요는 없으며 측정광원(211, 212, 213)의 개수가 두 개 이상이기만 하면 그 개수에 제한을 두지 않는다.Although the measurement
이때, 도시된 바와 같이 측정광원 어레이(210)를 구성하는 복수의 측정광원(211, 212, 213)은 미리 정해진 기준점(C)으로부터 소정 길이 방향(제1 방향)을 따라 직선 형태로 연속적으로 배열될 수 있다.The plurality of
구체적으로, 제1 측정광원(211)은 기준점(C)에 고정 배치된 광 수신부(230)로부터 제1 방향을 따라 제1 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제2 측정광원(212)은 기준점(C)에 고정 배치된 광 수신부(230)로부터 제1 방향을 따라 제2 거리만큼 이격되어 배치될 수 있으며, 제3 측정광원(213)은 기준점(C)으로부터 제1 방향을 따라 제3 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 제1 거리는 제2 거리보다 작고, 제2 거리는 제3 거리보다 작은 길이로 정의될 수 있다.Specifically, the first
즉, 측정광원 어레이(210)는 기준점(C)에 배치된 광 수신부(230)로부터 제1 방향을 따라 제1 측정광원(211), 제2 측정광원(212) 및 제3 측정광원(213)이 연속적으로 배치된 광 구조체일 수 있다.That is, the measurement
비교광원 어레이(220)는 복수의 비교광원(221, 222, 223)으로 구성된 비교광 발생 구조체이다.The comparative
비교광원 어레이(220)를 구성하는 각각의 비교광원(221, 222, 223)은 측정광을 분석하기 위한 비교광을 발생시키는 소자일 수 있다. 비교광원(221, 222, 223)은 적외선 또는 근적외선을 발광시키는 적외선 발광 소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Each of the comparative
또한, 도시된 실시예에서 비교광원 어레이(220)는 제1 비교광원(221), 제2 비교광원(222) 및 제3 비교광원(223)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 측정광원의 개수가 반드시 세 개일 필요는 없으며 비교광원(221, 222, 223)의 개수가 측정광원(211, 212, 213)의 개수와 동일하기만 하면 그 개수에 제한을 두지 않는다.In the illustrated embodiment, the comparison
이때, 도시된 바와 같이 비교광원 어레이(220)를 구성하는 복수의 비교광원(221, 222, 223)은 미리 정해진 기준점(C)으로부터 측정광원 어레이(210)의 형성 방향인 제1 방향과는 상이한 제2 방향을 따라 직선 형태로 연속적으로 배열될 수 있다.The plurality of comparison
구체적으로, 제1 비교광원(221)은 기준점(C)에 고정 배치된 광 수신부(230)로부터 제2 방향을 따라 제1 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제2 비교광원(222)은 기준점(C)에 고정 배치된 광 수신부(230)로부터 제2 방향을 따라 제2 거리만큼 이격되어 배치될 수 있으며, 제3 비교광원(223)은 기준점(C)으로부터 제2 방향을 따라 제3 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.Specifically, the first
즉, 비교광원 어레이(220)를 구성하는 어느 하나의 비교광원(221, 222, 223)은 측정광원 어레이(210)를 구성하는 어느 하나의 측정광원(211, 212, 213)과 광 수신부(230)로부터 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.That is, one of the comparison
예컨대, 제1 측정광원(211)이 제1 방향을 따라 광 수신부(230)로부터 제1 거리만큼 이격 배치되는 경우, 제1 비교광원(221)은 기준점(C)을 중심으로 반지름이 제1 거리인 동심원 상에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 측정광원(212)이 제1 방향을 따라 광 수신부(230)로부터 제2 거리만큼 이격 배치되는 경우, 제2 비교광원(222)은 기준점(C)을 중심으로 반지름이 제2 거리인 동심원 상에 배치되되, 제2 방향과 교차하는 지점에 형성될 수 있다.For example, when the first
이와 같이, 비교광원 어레이(220)는 기준점(C)에 배치된 광 수신부(230)로부터 측정광원 어레이(210)의 형성 방향과 다른 제2 방향을 따라 제1 비교광원(221), 제2 비교광원(222) 및 제3 비교광원(223)이 연속적으로 배치된 광 구조체일 수 있다. 또한, 비교광원 어레이(220)를 구성하는 비교광원(221, 222, 223)은 측정광원 어레이(210)를 구성하는 측정광원(211, 212, 213)과 일대일로 매칭되어, 광 수신부(230)로부터 동일한 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.As described above, the comparison
도시된 실시예에서는 비교광원 어레이(220)의 배열 방향(제2 방향)과 측정광원 어레이(210)의 배열 방향(제1 방향)이 기준점(C)에서 서로 수직으로 교차하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Although the arrangement direction (second direction) of the comparative
광 수신부(230)는 기준점(C)에 배치되어 측정광원 어레이(210) 또는 비교광원 어레이(220)를 구성하는 어느 하나의 광원에 의해 조사된 광에 대한 반사광을 측정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3 내지 도 5를 함께 참조하여 설명하기로 한다.The
도 3 내지 도 5는 광 수신부(230)의 반사광 측정 원리를 설명하기 위한 도면들이다. 도 3은 손등에 조사된 광에 대한 반사광들의 일반적인 경로가 도시된 도면이고, 도 4는 측정광원 어레이(210)이 제1 측정광원(211)에 의해 조사된 측정광의 반사 경로들이 도시된 도면이며, 도 5는 광 수신부(230)가 서로 다른 반사 경로를 고정된 위치에서 측정하는 일 예가 도시된 도면이다.FIGS. 3 to 5 are views for explaining the principle of reflected light measurement by the
일반적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 측정광 또는 비교광을 손등에 수직으로 조사는 경우, 일부는 손등 내부 조직으로 산란되고, 다른 일부는 투과하며 나머지는 손등 외부로 반사될 수 있다. 이때, 손등 내부를 여행 후 반사되는 반사광의 경로 길이(path length)는 표피에서 진피, 진피에서 혈관 층으로 갈수록 증가할 수 있다. 예컨대, 표피로부터 반사되는 제1 반사광의 반사 경로는 다른 반사광의 길이보다 짧고, 진피로부터 반사되는 제2 반사광의 반사 경로는 제1 반사광의 경로 길이보다 길며, 정맥으로부터 반사되는 제3 반사광의 반사 경로는 제2 반사광의 경로 길이보다 길 수 있다. 따라서, 광을 조사하는 광원과 반사광을 수신하는 수광부의 거리를 적절히 설정하게 되면 특정 부위에 반사되는 광원만을 선택적으로 측정할 수 있다.In general, when the measurement light or the comparison light is vertically irradiated to the back of a hand, as shown in FIG. 3, a part of the measurement light or the comparison light may be scattered in the internal tissue of the hand, the other part may be transmitted, and the rest may be reflected to the outside of the hand. At this time, the path length of the reflected light reflected after traveling in the back of the hand can be increased from the epidermis to the dermis to the vascular layer. For example, the reflection path of the first reflected light reflected from the epidermis is shorter than the length of the other reflected light, the reflection path of the second reflected light reflected from the dermis is longer than the path length of the first reflected light, May be longer than the path length of the second reflected light. Therefore, if the distance between the light source for emitting light and the light receiving unit for receiving reflected light is appropriately set, only a light source reflected at a specific site can be selectively measured.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부(200)는 상술한 바와 같이기준점에 배치된 광 수신부(230)로부터 소정 방향을 따라 연속적으로 측정광원(211, 212, 213) 및 비교광원(221, 222, 223)이 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.For this, the measuring
도 4를 참조한 일 예에서, 제1 측정광원(211)에서 측정광이 손등으로 조사되면, 측정광에 대한 반사광이 도 3과 유사한 형태로 진행될 수 있다. 이때, 기준점(C)에 고정 배치된 광 수신부(230)는 제1 측정광원(211)으로부터 여기되는 서로 다른 반사 경로 길이를 갖는 복수의 반사광 중 표피에서 반사된 제1 반사광만 선택적으로 감지할 수 있다. 다시 말해, 광 수신부(230)는 제1 측정광원(211)이 발광되는 경우 손등의 가장 얕은 깊이에서 반사되는 반사광을 수신할 수 있다.4, when the measurement light is irradiated by the first
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 측정광원 어레이(210)를 구성하는 복수의 측정광원(211, 212, 213)이 광 수신부(230)로부터 가장 가까운 순서대로 순차적으로 발광되게 되면, 광 수신부(230)는 측정광에 대한 서로 다른 반사 경로 길이를 갖는 복수의 반사광을 고정된 위치에서 순차적으로 감지할 수 있다.5, when the plurality of
이를 위해, 측정광원 어레이(210)를 구성하는 제1 측정광원(211)은 손등에 수직으로 입사되는 광원 중 기준점(C)으로부터 제1 수직거리(h1)에서 반사된 반사광이 광 수신부(230)에 의해 측정되도록, 기준점(230)으로부터 제1 수평거리(제1 거리)만큼 이격 배치될 수 있다. 또한, 제2 측정광원(212)은 손등에 수직으로 입사되는 광원 중 기준점(C)으로부터 제2 수직거리(h2)에서 반사된 반사광이 광 수신부(230)에 의해 측정되도록, 기준점(230)으로부터 제2 수평거리(제2 거리)만큼 이격 배치될 수 있다. 그리고, 제3 측정광원(213)은 손등에 수직으로 입사되는 광원 중 기준점(C)으로부터 제3 수직거리(h3)에서 반사된 반사광이 광 수신부(230)에 의해 측정되도록, 기준점(230)으로부터 제3 수평거리(제3 거리)만큼 이격 배치될 수 있다.The first
이와 유사하게, 광 수신부(230)는 비교광원 어레이(220)를 구성하는 복수의 비교광원(221, 222, 223)이 광 수신부(230)로부터 가장 가까운 순서대로 순차적으로 발광되게 되면, 비교광에 대한 서로 다른 반사 경로 길이를 갖는 복수의 반사광을 고정된 위치에서 순차적으로 감지할 수 있다.Similarly, when the plurality of comparison
구동부(240)는 기준점(C)을 중심으로 축 결합되어 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 디스크 형상의 회전체이다.The driving
구동부(240)의 상부면 또는 하부면에는 측정광원 어레이(210), 비교광원 어레이(220) 및 광 수신(230)가 배치될 수 있다. 이때, 구동부(240)의 중점에는 광 수신부(230)가 배치되며, 광 수신부(230)로부터 소정 외곽 방향(제1 방향)을 따라 측정광원 어레이(210)가 배치되고, 광 수신부(230)로부터 다른 외곽 방향(제2 방향)을 따라 비교광원 어레이(220)가 배치될 수 있다.The measurement
이에 따라, 구동부(240)가 특정 방향으로 회전하게 되면 측정광원 어레이(210) 및 비교광원 어레이(220)를 구성하는 각각의 광원은 광 수신부(230)를 기준으로 동일한 각도만큼 회전될 수 있다.Accordingly, when the driving
이러한 경우, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정대상 정맥 추출부(100)에 의해 추출된 측정대상 정맥의 길이 방향에 따라 측정광원 어레이(210)가 형성되도록 구동부(240)를 회전시킴으로써, 측정광원 어레이(210)를 구성하는 측정광원(211, 212, 213)이 측정대상 정맥의 수직 상부에서 길이 방향을 따라 형성되도록 할 수 있다. 따라서, 광 측정부(230)는 측정광원 어레이(210)로부터 측정대상 정맥에 대한 반사광을 수집하고, 비교광원 어레이(220)로부터 혈관이 형성되지 않는 손등 영역에 대한 반사광을 수집할 수 있다.In this case, the bloodless blood
한편, 구동부(240)에 배치되는 각각의 측정광원(211, 212, 213) 및 비교광원(221, 222, 223)의 둘레에는 스펀지, 고무 등과 같은 광 차단 부재(미도시)가 형성될 수 있다. 광 차단 부재(미도시)는 측정광원(211, 212, 213) 및 비교광원(221, 222, 223)의 돌출 높이보다 높도록 형성되어 혈당 측정 시 손등에 직접 접촉되어 외부 광을 차단할 수 있다. 또한, 혈당 측정시 일정한 압력으로 측정광원(211, 212, 213) 및 비교광원(221, 222, 223)를 피부에 접촉시키게 되는데, 광원보다 높은 돌출 길이를 가지는 광 차단 부재(미도시)로 인하여 정맥혈관의 양쪽 측면의 혈관을 눌러주게 되어 혈액이 흐르는 속도를 늦추게 되며, 이에 따라 항상 일정한 양의 혈액이 측정영역 내에서는 흐르도록 하여 더욱 정확한 혈당 측정효과를 가지게 된다.A light blocking member (not shown) such as a sponge, rubber, or the like may be formed around each of the
혈당 산출부(300)는 광 측정부(230)로부터 수신된 복수의 반사광을 분석하여 측정대상 사용자의 혈당을 측정할 수 있다. 혈당 산출부(300)는 복수의 반사광들 중 정맥으로부터 반사된 반사광을 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 측정대상 사용자의 혈당을 산출할 수 있다.The blood
이를 위해, 혈당 산출부(300)는 수신된 반사광이 정맥으로부터 반사된 반사광인지 여부를 판단하기 위해, 광 측정부(230)로부터 가장 가까운 거리에 위치한 측정광원 및 비교광원에 대한 반사광부터 순차적으로 분석할 수 있다. 상술한 바와 같이, 측정광원의 위치가 광 측정부(230)부터 가까울수록 손등의 얕은 위치에서 반사된 반사광이기 때문에, 혈당 산출부(300)는 제1 측정광원(211), 제2 측정광원(212) 및 제3 측정광원(213)에 대한 반사광 순서대로 반사광을 분석할 수 있다.For this purpose, the blood
따라서, 혈당 산출부(300)는 가장 먼저 발광되는 제1 측정광원(211) 및 제1 비교광원(221)에 대한 반사광을 분석하여 제1 측정광원(211)에 의해 조사된 측정광에 대한 반사광이 정맥으로부터 반사된 반사광인지 여부를 최초로 판단할 수 있다.Therefore, the blood
구체적으로, 혈당 산출부(300)는 제1 측정광원(211)에 의해 조사된 측정광에 대한 반사광(이하, 제1 반사광)에 대한 측정값과, 제1 비교광원(221)에 의해 조사된 측정광에 대한 반사광(이하, 제2 반사광)에 대한 측정값을 비교하여 제1 반사광이 정맥으로부터 반사된 반사광인지 여부를 판단할 수 있다.Specifically, the blood
이 과정에서, 혈당 산출부(300)는 제1 반사광에 대한 측정값과 제2 반사광에 대한 측정값 간의 차이가 미리 설정된 임계 범위 이내인 것으로 확인되어 두 데이터가 유사한 특징을 가진 것으로 판단되는 경우, 제1 반사광이 정맥이 아닌 곳으로부터 반사된 반사광인 것으로 판단할 수 있다. 제1 반사광이 정맥의 혈액으로부터 반사되는 경우, 손등의 다른 조직으로부터 반사된 제2 반사광과는 유의미한 차이가 발생해야 된다. 따라서, 혈당 산출부(300)는 제1 반사광과 제2 반사광이 유사한 특징을 가지게 되면 제1 반사광이 피부 조직에 대한 반사광인 것으로 판단할 수 있다.If it is determined that the difference between the measured value of the first reflected light and the measured value of the second reflected light is within the predetermined threshold range and the two data have similar characteristics, It can be determined that the first reflected light is the reflected light reflected from a place other than the vein. When the first reflected light is reflected from the blood of the vein, a meaningful difference should be generated from the second reflected light reflected from other tissues of the hand. Accordingly, when the first reflected light and the second reflected light have similar characteristics, the blood
제1 반사광이 정맥으로부터 반사되는 광이 아닌 것으로 판단되면, 혈당 산출부(300)는 제1 측정광원(211)으로부터 가장 근접한 위치에 배치된 제2 측정광원(212)으로부터 발광된 측정광에 대한 반사광(이하, 제3 반사광)을 분석할 수 있다. 상술한 과정과 유사하게, 혈단 산출부(300)는 제2 측정광원(212)과 동일한 거리에 배치된 제2 비교광원(222)으로부터 발광된 비교광에 대한 반사광(이하, 제4 반사광)에 대한 측정값을 제3 반사광의 측정값과 비교하여 제3 반사광이 정맥으로부터 반사된 반사광인지 여부를 판단할 수 있다.When it is determined that the first reflected light is not the light reflected from the vein, the blood
혈당 산출부(300)는 특정 측정광원에 대한 반사광과 해당 측정광원과 매칭된 비교광원에 대한 반사광의 차이가 임계값 이상이 될 때까지 이러한 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.The blood
혈당 산출부(300)는 특정 측정광원에 대한 반사광과 해당 측정광원과 매칭된 비교광원에 대한 반사광의 차이가 임계값 이상인 것으로 확인되면, 해당 측정광원에 대한 반사광을 나타내는 특징 데이터를 이용하여 측정대상 사용자의 혈당을 산출할 수 있다.When it is determined that the difference between the reflected light for the specific measurement light source and the reflected light for the comparison light source matched with the specific measurement light source is equal to or greater than the threshold value, The blood glucose of the user can be calculated.
우선, 혈당 산출을 위한 전처리 과정의 일환으로, 혈당 산출부(300)는 측정대상 정맥에 대한 것으로 판단된 어느 하나의 반사광에 대한 측정값 중 측정대상 정맥에 대한 것으로 판단되기 이전까지 수신된 반사광에 대한 측정값을 제거한 후 어느 하나의 반사광을 분석하여 혈당 수치를 산출할 수 있다.First, as a preprocessing process for calculating blood glucose, the blood
예를 들어, 혈당 산출부(300)는 제3 측정광원(213)에 대한 반사광이 정맥으로부터 반사된 광인 것으로 확인되면, 제3 측정광원(213)에 대한 반사광을 나타내는 특징 데이터 중 제1, 2 측정광원(211, 212)에 대한 반사광을 나타내는 특징 데이터와 일치하는 특징을 제거할 수 있다. 제1, 2 측정광원(211, 212)에 대한 반사광은 혈관 이전의 표피, 진피 등에 의해 반사된 광으로, 정맥으로부터 반사된 반사광 또한 표피 및 진피를 통과하면서 이들에 대한 특징 데이터가 포함될 수 있다. 따라서, 혈당 산출부(300)는 정맥에 대한 특징만 필터링될 수 있도록, 제3 측정광원(213)에 대한 반사광의 특징 데이터 중 제1, 2 측정광원(211, 212)에 대한 반사광과 동일한 특징을 갖는 데이터를 연산 제거하여 측정 오차를 최소화할 수 있다.For example, if it is determined that the reflected light to the third
이후, 혈당 산출부(300)는 잡음이 제거된 데이터를 분석하여 측정대상 사용자의 혈당을 산출할 수 있다. 혈당 산출부(300)는 기 공지된 혈당 산출 기법을 이용하여 반사광에 대한 데이터로부터 측정대상 사용자의 혈당을 산출할 수 있다.Thereafter, the blood
예를 들어, 혈당 산출부(300)는 정맥으로부터 반사된 반사광 광 스펙트럼을 미리 정해진 샘플링 구간별로 나누어 복수개의 샘플링 데이터를 생성하고, 생성된 샘플링 데이터의 평균 스펙트럼을 근적외선 분광 분석법으로 모델링하며, 모델링된 스펙트럼을 다변량회귀분석법 등으로 분석하여 계산된 값을 기 저장된 기준 데이터와 비교하고 연산하여 혈당량을 산출할 수 있다. 하지만, 혈당 산출 방법이 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 혈당 산출부(300)는 기 공지된 다양한 혈당 산출 기술을 이용하여 측정 데이터로부터 혈당량을 산출할 수 있다.For example, the blood
이와 같이, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 손등의 혈관에 측정광을 조사하고, 이에 대한 반사광을 분석하여 비침습적으로 측정대상 사용자의 혈당을 측정할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정광의 측정 오차를 최소화하기 위하여 비교광을 함께 조사하고, 측정광과 비교광을 비교한 결과에 따라 측정광에 대한 반사광이 혈관에 의해 반사되어 혈당 측정에 적합한 데이터인지 여부를 판단할 수 있다. 이 과정에서, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 광 수신부(230)를 중심으로 일렬로 배열된 복수의 측정광원을 순차적으로 발광시켜 서로 다른 반사 경로 길이를 갖는 복수의 반사광을 고정된 위치에 배치된 광 수신부(230)에서 순차적으로 측정될 수 있도록 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 서로 다른 반사 경로 길이를 갖는 복수의 반사광을 이용하여 손등 피부의 두께를 추정할 수 있으며, 혈당 측정 과정에서 표피 및 진피 특성을 나타내는 데이터를 사전에 제거할 수 있어 혈당 측정 결과의 신뢰성을 보장할 수 있는 효과를 가지게 된다.As described above, the bloodless blood
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 손등 혈관을 이용한 비침습적 혈당 측정 과정에 적합한 형태로 설계될 수 있다.Meanwhile, the bloodless blood
예를 들어, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정대상 사용자의 손등 상부에 측정광원 어레이(210) 및 비교광원 어레이(220)가 형성되도록, 손등에 장착될 수 있는 형태로 마련될 수 있다.For example, the bloodless blood
손등의 경우 정맥 혈관이 피부로부터 돌출되어 있는 경우가 많기 때문에, 손을 편 상태에서 측정광이 조사되면 피부 표피세포가 접히게 되어 광의 산란 또는 난반사가 일어날 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 손가락으로 측정기를 파지할 수 있는 형태로 마련될 수 있으며, 특히 이 상태에서 혈당 측정 과정을 수행하기 위한 제어 버튼이 엄지 손가락 쪽에 위치하도록 설계되는 등 측정대상 사용자가 주먹을 쥐도록 유도하여 자연스럽게 손등을 편 상태에서 측정을 할 수 있는 형태로 설계될 수 있다.In the case of the back of the hand, vein blood vessels are often protruded from the skin. Therefore, when the measurement light is irradiated in a handed state, skin epidermal cells are collapsed and light scattering or diffuse reflection may occur. Therefore, the bloodless blood
이상으로, 본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 장치(1)의 구체적 구성 및 기능에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 상술한 무채혈 혈당 측정 장치(1)를 이용한 구체적인 무채혈 혈당 측정 과정에 대하여 설명하기로 한다.The specific configuration and function of the bloodless blood
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무채혈 혈당 측정 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무채혈 혈당 측정 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이고, 도 7은 도 6의 무채혈 혈당 측정 방법에 따라 측정대상 혈관을 선택하는 일 예가 도시된 도면이며, 도 8은 측정대상 혈관에 측정광원 어레이를 정렬시키는 일 예가 도시된 도면이다.6 to 8 are views for explaining a bloodless blood glucose measurement method according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart illustrating a schematic flow of a bloodless blood glucose measurement method according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a view illustrating an example of selecting a blood vessel to be measured according to the bloodless blood glucose measurement method of FIG. And FIG. 8 is a diagram showing an example of aligning the measurement light source array to the blood vessel to be measured.
본 발명에 따른 무채혈 혈당 측정 방법은 도 1에 도시된 무채혈 혈당 측정 장치(1)에 의해 수행될 수 있으며, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 후술하는 무채혈 혈당 측정 방법이 구현된 소트프웨어 또는 애플리케이션이 미리 설치될 수 있다.The bloodless blood
먼저, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정대상 사용자의 손등에 분포된 혈관들 중 혈당을 측정하기 위한 측정대상 정맥을 선택할 수 있다(610). 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 손등에 측정광을 조사하고, 이에 대한 반사광을 분석하여 혈당을 산출하는 비침습적 혈당 측정 방법을 이용하여 사용자의 혈당을 측정할 수 있다.First, the bloodless blood
이를 위해, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 혈당 측정 과정이 수행되기 이전에 손등 표면 및 땀샘 등에 잔존하는 수분에 의한 측정광의 산란을 방지하기 위해, 팬 구동부(미도시)를 구동시켜 팬의 회전에 의해 손등을 건조시키는 사전 과정을 수행할 수 있다.For this purpose, the bloodless blood
이후, 도 7a에 도시된 바와 같이, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 촬영부를 이용하여 사용자의 손등에 대한 적외선 촬영영상을 획득하고, 도 7b에 도시된 바와 같이 생성된 촬영영상을 영상처리하여 촬영영상으로부터 혈관 영역을 추출할 수 있다. 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 도 7c에 도시된 바와 같이 추출된 혈관 영역을 패턴화하여 어느 하나의 측정대상 혈관 영역을 선택할 수 있다. 상술한 바와 같이, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 검출된 혈관들 중 가장 굵고, 직선 형태이며, 주변에 다른 혈관이 존재하지 않는 소정 영역(A)을 측정대상 정맥으로 선택할 수 있다. 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 선택된 측정대상 정맥 영역을 좌표화한 좌표 데이터를 저장할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 7A, the bloodless blood
다음으로, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정광을 측정대상 정맥으로 조사하기 위하여, 측정광원 어레이(210)를 측정대상 정맥의 길이 방향을 따라 배열시킬 수 있다(620).Next, the bloodless blood
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 생성된 좌표 데이터에 기반하여 기준점(C)을 중심으로 측정대상 정맥이 형성된 방향(각도)을 분석할 수 있다. 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 최초 제1 방향을 따라 배열된 측정광원 어레이(210)를 측정대상 정맥이 형성된 방향과 일치되도록 구동부(240)를 회전시킬 수 있다.That is, as shown in FIG. 8, the bloodless blood
따라서, 측정광원 어레이(210)는 측정대상 정맥의 수직 상부에서 측정대상 정맥의 길이 방향을 따라 배열될 수 있으며, 측정광원 어레이(210)와 소정 각도를 이루는 비교광원 어레이(220) 또한 측정광원 어레이(210)가 회전한 각도만큼 회전될 수 있다. 이러한 경우, 비교광원 어레이(220)는 혈관이 형성되지 않은 영역에서 특정 방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.Accordingly, the measurement
무채혈 혈당 측정 장치(1)는 구동부(240)의 회전이 완료되면, 구동부(240)를 하강시켜 각각의 광원 외곽에 형성된 광 차단 부재(미도시)가 손등에 밀착되도록 할 수 있다. 피부에서 거리가 떨어져서 광원을 조사하는 경우 피부 표면에서 많은 빛이 반사되고 산란되어 왜곡 신호를 유발시키기 때문에, 이를 방지하기 위하여 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정광원 어레이(210) 및 비교광원 어레이(220)를 손등으로부터 최대한 근접한 거리에 위치되도록 제어할 수 있다.When the rotation of the
이후, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 측정광 또는 비교광에 대한 반사광을 이용하여 복수의 측정광에 대한 반사광 중 정맥으로부터 반사된 어느 하나의 반사광을 추출할 수 있다(630).Thereafter, the bloodless blood
구체적으로, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 광 수신부(230)로부터 가장 가까이 위치한 순서대로 측정광원 어레이(210) 및 비교광원 어레이(220)를 순차적으로 발광시켜, 각각의 측정광원(211, 212, 213) 및 비교광원(221,222, 223)으로부터 조사되는 반사광을 순차적으로 수집할 수 있다. 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 어느 하나의 측정광원 및 어느 하나의 측정광원과 동일한 거리에 배치된 비교광원의 반사광을 비교하여 해당 측정광원이 정맥으로부터 반사된 반사광인지 여부를 판단할 수 있다. 이와 관련된 구체적은 설명은 상술하였으므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Specifically, the bloodless blood
마지막으로, 무채혈 혈당 측정 장치(1)는 정맥으로부터 반사된 반사광을 미리 설정된 기준 데이터와 비교하여 혈당을 산출할 수 있다(640).Finally, the bloodless blood
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.
1: 무채혈 혈당 측정 장치
100: 측정대상 정맥 추출부
200: 측정부
210: 측정광원 어레이
220: 비교광원 어레이
230: 광 수신부
240: 구동부
300: 혈당 산출부1: bloodless blood glucose measuring device
 100: target vein extracting unit
 200:
 210: Measuring light source array
 220: a comparative light source array
 230:
 240:
 300: blood glucose calculating unit
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