KR101443827B1

KR101443827B1 - 비침습식 혈액 측정장치

Info

Publication number: KR101443827B1
Application number: KR1020140018467A
Authority: KR
Inventors: 현기봉
Original assignee: 현기봉
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2014-09-26
Also published as: WO2015126045A1; US9974483B2; US20170049393A1

Abstract

본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치는, 환자의 골조직에 식립되는 픽스츄어와, 상기 픽스츄어 내에 나사결합되는 어버트먼트와, 상기 어버트먼트 내에 분리형으로 장착되거나 상기 어버트먼트와 일체형인 감지유닛과, 전류공급 및 측정신호 전송을 위한 전원공급 및 발신부와, 상기 어버트먼트 내부공간 상측을 덮을 수 있는 캡 형상으로 형성되어 하측이 상기 픽스츄어 또는 상기 어버트먼트에 결합되는 커버를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치를 이용하면, 반복적으로 환자의 신체를 손상시키면서 신체적, 정신적 고통과 불편함을 유발하는 침습식 방식을 사용하지 아니하면서 환자의 혈액 성분을 생체 내에서 주기적으로 분석 및 전송함으로써 다양한 질환의 진단 및 관리가 용이하고 위급한 상황 발생시 조기에 대응할 수 있으며, 정상인의 경우 보다 쉽고 정확하게 건강상태를 관리할 수 있는 장점이 있다.

Description

비침습식 혈액 측정장치 {Apparatus for noninvasive blood constituent measurement}

본 발명은 혈액 성분 측정장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 골조직에 삽입 장착되어 내부로 유입되는 혈액의 특성을 감지하도록 구성되어, 별도의 침습 과정 없이도 주기적으로 혈액에 포함된 각종 성분의 특성을 측정할 수 있도록 구성되는 비침습식 혈액 측정장치에 관한 것이다.

최근 생활환경이 크게 개선되고 삶의 여건이 좋아짐에 따라 개인의 건강에 대한 관심이 고조되고 있다. 그 결과, 수시로 개인의 건강상태를 손쉽게 점검할 수 있는 가정용 의료기기들의 개발에 많은 연구들이 진행되어 오고 있으며 신제품들이 속속 개발되어지고 있다.

보통 정상인의 경우 생체 내에 존재하는 체액이 유기적으로 순환 및 조절되어 일정한 범위에서 양이 유지되도록 한다. 체액에는 혈액(blood), 요(urine), 간질액(interstitial fluid), 땀, 타액 등의 성분이 있으며, 특히 혈액, 요(당, 단백질) 등의 체액 내 성분의 농도는 건강 상태를 알려주는 매우 중요한 변수이다. 또한, 혈액 내에 존재하는 글루코즈, 헤모글로빈, 빌리루빈, 콜레스테롤, 알부민, 크레아티닌, 단백질, 요소(urea) 등의 농도측정은 중요한 대상이 된다.

그러나, 생체가 어떠한 질환에 걸리게 되면 체액 성분의 조성이나 양에 변화가 일어나 위험한 상황에 직면할 수 있다. 예를 들어, 정상인의 혈당(blood glucose) 농도는 식전에 80 mg/dl 정도이고 식후에 120 mg/dl 정도인데, 생체는 이와 같은 혈당 농도를 유지하기 위해 식전 또는 식후에 췌장에서 적정량의 인슐린을 분비하게 하여 간장과 골격근 세포로 흡수되도록 한다. 그런데, 질환적 원인이나 기타 다른 원인으로 췌장으로부터 정상 혈당 유지에 필요한 만큼의 인슐린이 생산되지 않는 경우, 혈액 내 과도한 양의 글루코즈가 존재하게 되고, 이로 인하여 심장과 간 질환, 동맥경화증, 고혈압, 백내장, 망막출혈, 신경손상, 청력 손실, 시력 감퇴 등이 나타날 수 있고 심하면 사망할 수도 있다. 이러한 극단적인 결과가 나타나기 전에 생체 내 체액성분의 변화를 측정하는 것은 중요한 기술적 과제이다.

체액성분의 농도 측정 방식은 대상 물질의 일부를 직접 채취하여 측정하는 침습적 방식과 대상 물질을 채취하지 않고 측정하는 비침습적 방식이 있으나, 침습적 방식이 가지는 여러 문제점 때문에 비침습적으로 체액성분을 쉽게 진단할 수 있는 기술개발이 계속 진행되고 있다. 기존의 체액성분, 예를 들어 혈당 측정은 혈액을 채취하여 진단 시약(reagent)과 반응을 일으키고, 이를 임상분석 기기를 이용하거나 시약과 반응된 테스트 스트립(strip)의 변색 등을 정량화하여 진단하고 있다.

이런 혈액의 채취는 매일 수차례 검사해야 할 경우 환자가 큰 고통을 느끼게 되고, 질병에 감염될 소지도 높아지며, 또한 연속적인 모니터가 어려워 긴급상황 발생시 대처가 곤란하게 된다. 또한, 스트립이나 시약의 경우 소모품을 다량 사용해야 하기 때문에 사용자에게는 경제적 부담이 되고, 환경오염 물질이기 때문에 적절히 처리해야 하는 문제가 남게 된다.

또한, 암환자의 경우에도 혈액을 통해 암세포가 다른 장기로 전이를 일으키므로 혈액 성분 검사를 통하여 암세포의 전이 여부를 판단할 수 있으나, 검사를 위하여 필요시마다 환자의 혈액을 매번 채취해야 하는 불편함이 있다.

따라서 상기 불편함들을 해결하기 위하여 당뇨병 환자들의 혈당 조절이나 암환자의 암세포 전이여부 확인, 정상인의 건강 진단을 위해서 스트립이나 소모품이 필요 없이 혈액을 채취하지 않고 검사에 필요한 성분을 생체 내의 오염되지 않은 환경에서 주기적으로 측정하여 측정결과를 전송하고 수신된 정보를 분석함으로써 환자의 상태를 보다 정확하게 진단할 수 있는 기술의 개발이 요구되어지고 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 비채혈식 혈액 측정방법이 많이 연구되어지고 있으나 아직까지 사용방식의 불편함이나 고가의 가격 등으로 인하여 상업화된 기기가 본격적으로 출시되어 환자들이 편리하게 사용할 수 있는 단계에는 미치지 못하고 있는 실정이다.

한국등록특허 제10-0731716호 (혈액구성요소의 비침습적 광학 측정)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 비침습 방식으로 환자의 혈액을 획득할 수 있어 환자에게 고통을 주지 아니하고, 주기적으로 환자의 혈액 상태를 측정 및 전송함으로써 위급 상황을 대비할 수 있으며, 환자의 신체를 별도로 손상시키지 아니하더라도 환자의 혈액을 획득 및 측정할 수 있도록 구성되는 비침습식 혈액 측정장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치는, 상측이 개방된 픽스츄어 내부공간과, 상기 픽스츄어 내부공간이 형성된 부위를 측방으로 관통하는 픽스츄어 관통공이 형성되어, 전체 또는 일부가 환자의 골조직에 묻히도록 장착되는 픽스츄어; 상측이 개방된 어버트먼트 내부공간과, 상기 어버트먼트 내부공간이 형성된 부위를 측방으로 관통하는 어버트먼트 관통공이 형성되어, 상기 픽스츄어 내부공간에 결합되는 어버트먼트; 상기 어버트먼트 내부공간에 구비되는 하우징과, 상기 하우징에 결합되어 상기 픽스츄어 관통공과 상기 어버트먼트 관통공을 통해 유입되는 혈액 및 조직액 성분을 측정하는 바이오센서와, 상기 하우징 내에 장착되어 상기 바이오센서에서 발생된 신호를 처리하는 신호처리부품을 구비하는 감지유닛; 골재생을 유발하는 세포와 성분(이하 '조골세포'라 약칭함)은 통과하지 못하고 상기 조골세포보다 작은 크기의 혈중성분은 통과할 수 있도록 구성되어, 상기 픽스츄어 관통공과 상기 어버트먼트 관통공 중 하나 이상을 덮도록 장착되는 마이크로 필터; 상기 바이오센서로 전류를 공급하고 상기 바이오센서로부터 발생된 신호를 외부로 전송하는 전원공급 및 발신부; 상기 어버트먼트 내부공간 상측을 덮을 수 있는 캡 형상으로 형성되어, 하측이 상기 픽스츄어 또는 상기 어버트먼트에 결합되는 커버;를 포함하여 구성된다.

상기 하우징은 상기 어버트먼트 내부공간을 채우도록 삽입되며, 상기 어버트먼트 관통공과 대응되는 부위에 하우징 관통공이 형성되고, 상기 바이오센서는 하우징 관통공의 내측면에 하나 이상 설치된다.

상기 마이크로 필터는, 상기 픽스츄어 관통공과 상기 어버트먼트 관통공을 덮도록 각각 구비된다.

상기 픽스츄어 관통공을 덮는 마이크로 필터는 상기 픽스츄어 내측면과 상기 어버트먼트 외측면 사이에 압착되고, 상기 어버트먼트 관통공을 덮는 마이크로 필터는 상기 어버트먼트 내측면과 상기 하우징 외측면 사이에 압착된다.

상기 하우징은 상기 어버트먼트 내부공간 중 상기 어버트먼트 관통공이 위치하는 지점의 상부에 인입되도록 결합되고, 상기 바이오센서는, 상측이 상기 신호처리부품에 연결되고 하측이 상기 어버트먼트 관통공 내에 위치되도록 하향 연장되는 바(bar) 형상으로 형성된다.

상기 하우징은 상기 어버트먼트 내부공간 중 상기 어버트먼트 관통공이 위치하는 지점의 상부에 인입되도록 결합되고, 상기 필터는, 상기 어버트먼트 관통공 내부를 채우는 블록 형상으로 형성되며, 상기 바이오센서는 상기 필터에 밀착되도록 상기 하우징의 저면에 결합된다.

상기 픽스츄어 내부공간과 상기 어버트먼트 내부공간은 전체 또는 일부가 다각형홈 형상으로 형성되고, 상기 하우징의 상면과 상기 커버의 상면에는 각각 다각형홈이 형성된다.

상기 픽스츄어는, 환자의 골조직에 전체가 묻히되, 상면이 상기 골조직 외부로 노출되도록 골조직과 결합되고, 상기 어버트먼트는, 하측 일부가 상기 픽스츄어 내부공간에 삽입되어 상단이 환자의 연조직 외측으로 노출되도록 결합된다.

상기 픽스츄어는, 하측 일부가 환자의 골조직에 묻히고 상면이 환자의 연조직 외부로 노출되도록 골조직과 결합되고, 상기 어버트먼트는, 전체가 상기 픽스츄어 내부공간에 삽입되도록 결합된다.

본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치를 이용하면, 반복적으로 환자의 신체를 손상시키면서 신체적, 정신적 고통과 불편함을 유발하는 침습식 방식을 사용하지 아니하면서 환자의 혈액 성분을 생체 내에서 주기적으로 분석 및 전송함으로써 다양한 질환의 진단 및 관리가 용이하고 위급한 상황 발생시 조기에 대응할 수 있으며, 정상인의 경우 보다 쉽고 정확하게 건강상태를 관리할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 픽스츄어의 사시도 및 단면도이다.
도 4 및 도 5는 어버트먼트의 사시도 및 단면도이다.
도 6 및 도 7은 감지유닛의 사시도 및 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치 제2 실시예의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치 제3 실시예의 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치의 단면도이고, 도 2 및 도 3은 픽스츄어의 사시도 및 단면도이며, 도 4 및 도 5는 어버트먼트의 사시도 및 단면도이고, 도 6 및 도 7은 감지유닛의 사시도 및 단면도이다.

본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치는 환자의 피부에 바늘을 꽂지 아니하더라도 채혈 및 혈액검사를 가능하게 하기 위한 장치로서, 임플란트 내부에 매립함으로써 환자에게 추가적인 고통을 주지 아니하면서도 환자의 혈액검사를 주기적으로 수행할 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치는, 환자의 골조직(10)에 식립되는 픽스츄어(100)와, 상기 픽스츄어(100) 내에 나사결합되는 어버트먼트(200)와, 상기 어버트먼트(200) 내에 구비되는 감지유닛(300)과, 전류공급 및 측정신호 전송을 위한 전원공급 및 발신부(500)와, 상기 어버트먼트 내부공간(220) 상측을 덮을 수 있는 캡 형상으로 형성되어 하측이 상기 픽스츄어(100) 또는 상기 어버트먼트(200)에 결합되는 커버(600)를 포함하여 구성되며, 상황에 따라 상기 커버(600)상에 치아보철물(700)을 장착할 수 있다.

상기 픽스츄어(100)와 어버트먼트(200)는 일반 임플란트에 적용되고 있는 것과 기본 구조가 유사하되, 골 주변을 흐르는 혈액이 내부를 관통하여 지날 수 있도록 각각 관통공이 형성된다는 점에 구성상의 특징이 있다. 즉, 상기 픽스츄어(100)는, 상측이 개방된 픽스츄어 내부공간(120)과, 상기 픽스츄어 내부공간(120)이 형성된 부위를 측방으로 관통하는 픽스츄어 관통공(110)이 형성된다. 또한 상기 어버트먼트(200)는, 상측이 개방된 어버트먼트 내부공간(220)과, 상기 어버트먼트 내부공간(220)이 형성된 부위를 측방으로 관통하는 어버트먼트 관통공(210)이 형성된다.

또한 상기 감지유닛(300)은, 어버트먼트 내부공간(220)에 분리형으로 장착되거나 상기 어버트먼트(200)와 일체형인 하우징(310)과, 상기 하우징(310)에 결합되어 상기 픽스츄어 관통공(110)과 어버트먼트 관통공(210)을 통해 유입되는 혈액 및 조직액 성분(이하 '혈액'이라 약칭한다)을 측정하는 바이오센서(320)와, 상기 하우징(310) 내에 장착되어 상기 바이오센서(320)에서 발생된 신호를 처리하는 신호처리부품(330)을 포함하여 구성되며, 상기 어버트먼트(200)와 상기 하우징(310)이 일체형인 경우에는 상기 어버트먼트(200)가 상기 하우징(310)의 역할을 대신하여, 상기 바이오센서(320) 및 신호처리부품(330)이 어버트먼트(200) 내부에 직접 장착될 수 있다. 이와 같이 어버트먼트(200)가 하우징(310) 역할을 대신하게 되면, 상기 픽스츄어(100) 내부공간 안에 들어가는 부품의 개수가 적어짐으로 인하여 신호처리부품(330)을 위한 공간이 더욱 넓게 확보된다는 장점이 있다. 상기 바이오센서(320)는, 빛을 이용하여 혈당 농도를 측정하는 광학적 센서나, 전기신호를 이용한 전기적 센서, 둘 이상의 방식을 복합적으로 이용하는 복합센서 등 혈액 성분을 측정할 수 있는 센서라면 어떠한 종류의 센서로도 적용될 수 있다. 이와 같이 혈액 성분을 측정하기 위한 센서는 현재까지 다양한 구조로 제안되어 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한 상기 전원공급 및 발신부(500)는, 하우징(310)의 전선인출구(316)를 관통하여 상하로 배열되는 전선(510)을 통해 바이오센서(320)와 연결되어, 바이오센서(320)와의 전류 및 신호 전달이 가능해진다. 또한 상기 전원공급 및 발신부(500)는 방전 시 교체가 용이하도록 하우징(310) 상부에 구비됨이 바람직하다.

또한, 픽스츄어(100)와 어버트먼트(200) 사이, 어버트먼트(200)와 하우징(310) 사이, 어버트먼트(200)와 커버(600) 사이에는 기밀 유지를 위해 오링(800)이 각각 구비될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 혈액 측정장치를 이용하면, 별도의 채혈장치 없이도 골주위를 흐르던 혈액이 픽스츄어 관통공(110)을 통해 유입된 후 어버트먼트 관통공(210)을 지나 어버트먼트 내부공간(220)으로 유입되는바, 바이오센서(320)는 상기와 같이 어버트먼트 내부공간(220)으로 유입된 혈액의 각종 성분을 측정할 수 있게 된다. 상기 바이오센서(320)를 지난 혈액은 다시 어버트먼트 관통공(210)과 픽스츄어 관통공(110)을 통해 외부로 배출되므로, 상기 바이오센서(320)로는 항상 새로운 혈액이 공급될 수 있게 되며, 이에 따라 본 발명에 의한 혈액 측정장치는 환자의 혈액 상태를 실시간으로 측정 및 전송할 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 의한 혈액 측정장치를 사용하는 사용자는 환자의 위급상황에 대해 보다 신속하게 대처할 수 있게 된다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 혈액 측정장치가 치과용 임플란트 기능도 수행할 수 있는바, 치과 임플란트를 식립하려는 환자가 임플란트의 기본적인 기능 외에 혈액성분의 일부를 일부를 측정하고자 한다면 기존의 임플란트 대신 본 발명에 의한 혈액 측정장치를 식립한 후 치과 보철물(700)을 상부에 장착함으로써 별도의 추가적인 장치 설치가 필요 없게 된다는 장점도 얻을 수 있다.

또한, 바이오센서(320)나 전원공급 및 발신부(500)의 수명이 다하여 교체가 필요할 때, 픽스츄어(100)와 어버트먼트(200)는 골조직(10)과 결합되어 있는 상태를 그대로 유지하고 치아보철물(700)과 커버(600)만을 탈거하는 작업만으로 전원공급 및 발신부(500)와 감지유닛(300)을 교체할 수 있으므로, 유지 및 보수가 매우 편리해진다는 장점도 있다.

한편, 픽스츄어 관통공(110)이 개방된 구조로 이루어져 있으면 골재생을 유발하는 세포와 성분(이하 '조골세포'라 약칭함)들이 증식되어, 일정 시간 경과 후에는 픽스츄어 관통공(110)과 어버트먼트 관통공(210)이 골로 채워지게 되어 바이오센서(320)로의 혈액 전달이 불가하게 된다는 문제가 발생될 수 있다.

따라서 상기 픽스츄어 관통공(110)에는, 상기 조골세포는 통과하지 못하고 검사하고자 하는 혈중성분(조골세포보다 작은 크기의 성분)은 통과할 수 있는 필터(400)가 부착됨이 바람직하다. 일반적으로 조골세포와 같이 골형성에 관여하는 세포나 성분은 혈액측정 시 센싱 대상이 되는 물질 즉, 혈액 및 세포간질액 내의 성분들에 비해 크기가 크므로, 이와 같이 픽스츄어 관통공(110)에 필터(400)가 부착되면 어버트먼트 관통공(210)이 골로 채워지는 현상을 방지하면서, 혈중 포도당분자 등과 같은 센싱 대상은 바이오센서(320)로 유입될 수 있게 된다.

이때, 상기 필터(400)가 센싱에 방해가 될 수 있는 혈중 세포성분(예를 들어 백혈구나 적혈구 등)이 통과될 수 없는 규격으로 제공되는 경우, 바이오센서(320)로는 센싱 대상만이 유입될 수 있으므로, 상기 바이오센서(320)는 보다 순수한 표본을 대상으로 센싱할 수 있게 된다는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 상기 필터(400)의 규격은 바이오센서(320)에 의해 센싱되는 대상의 종류나, 여러 측정 조건 등에 따라 다양하게 변경되어 적용될 수 있다.

또한, 상기 필터(400)의 종류, 구조 및 기능은 현재까지 다양하게 제시되어 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
한편, 골 내부에는 전신혈압의 약 17%에 해당하는 약 20mmHg 크기의 압력이 혈액을 흐르게 하며, 이러한 압력은 혈액이 필터를 통과하여 필요한 성분을 걸러낼 수 있는 원동력이 되므로 골 내부에 흐르는 혈액이 상기 필터에 흡수되거나 고일 가능성은 없게 된다.
또한, 혈액내 성분의 크기와 마이크로 필터의 포어(pore) 사이즈는 다음과 같다.
<혈액내 성분의 크기>
- 골세포(osteocyte ) : 5-20um
- 골아세포(osteoblast) : 20-30 um
- 적혈구 (RBC) : 지름 8.5 um, 두께 2.4 um
- 백혈구 ( WBC) : 12-15 um
- 혈소판 (platelet) : 2-4 um
- 포도당 분자 : 1 nm
<필터의 종류 및 포어 사이즈>
- 정밀여과(micro filtratioin : MF ) : 0.1 - 10 um
- 한외여과 (Ultra filtration : UF ) : 0.01 um
- 나노여과 ( Nano filtration : NF ) : 0.001 um
- 역삼투 ( Reverse Osmosis : RO ) : 0.001 um
대략적으로 비교하더라도 혈액성분과 필터의 포어(pore) 사이즈에는 큰 차이가 있기 때문에 필터가 막히지 않은 상태에서 여과기능을 수행하는데 큰 문제가 없다.

한편, 하우징(310) 내에 보다 많은 신호처리부품(330)을 실장하기 위해서는 상기 하우징(310)이 어버트먼트 내부공간(220) 대부분을 채우도록 크게 제작되어야 하는데, 이와 같이 하우징(310)이 어버트먼트 내부공간(220) 대부분을 채우는 경우에는 어버트먼트 관통공(210)을 통해 유입된 혈액이 바이오센서(320)로 전달될 수 있도록, 상기 하우징(310)의 측벽 중 어버트먼트 관통공(210)과 대응되는 부위에는 하우징 관통공(312)이 형성되고, 상기 바이오센서(320)는 하우징 관통공(312)의 내측면에 설치된다. 이때, 상기 바이오센서(320)는 본 실시예에 도시된 바와 같이 하우징 관통공(312)의 바닥면과 천장면에 각각 하나씩 구비될 수도 있고, 하우징 관통공(312)의 측벽에 구비될 수도 있다. 또한, 바이오센서(320)의 장착 개수 역시 하나 또는 여러개로 다양하게 변경될 수 있다.

또한, 상기 필터(400)는, 바이오센서(320)로 전달되는 성분을 보다 한정할 수 있도록 즉, 바이오센서(320)로 전달되는 혈액을 보다 확실하게 거를 수 있도록, 상기 픽스츄어 관통공(110) 뿐만 아니라 상기 어버트먼트 관통공(210)에도 장착될 수 있다. 이때, 상기 필터(400)가 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있도록, 상기 픽스츄어 관통공(110)을 덮는 필터(400)는 픽스츄어(100) 내측면과 어버트먼트(200) 외측면 사이에 압착되고, 상기 어버트먼트 관통공(210)을 덮는 필터(400)는 어버트먼트(200) 내측면과 하우징(310) 외측면 사이에 압착되도록 설치됨이 바람직하다.

한편, 픽스츄어(100)는 나사고정방식으로 골조직(10)에 고정 결합된다 하더라도, 어버트먼트(200)와 하우징(310), 커버(600)는 착탈 가능한 구조로 결합되어야 함이 바람직하므로, 상기 어버트먼트(200)와 하우징(310), 커버(600)는 나사결합 구조로 결합됨이 바람직하다. 이때, 상기 픽스츄어(100)와 어버트먼트(200), 하우징(310), 커버(600)를 렌치 등과 같은 공구로 회전시킬 수 있도록 즉, 렌치 등과 같은 공구의 끝단이 끼워맞춤 방식으로 삽입될 수 있도록, 상기 픽스츄어 내부공간(120)과 상기 어버트먼트 내부공간(220)은 전체 또는 일부가 다각형홈 형상으로 형성되고, 상기 하우징(310)의 상면과 상기 커버(600)의 상면에는 각각 다각형홈이 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 어버트먼트(200)가 나사결합 구조로 픽스츄어(100)에 결합되는 구조는 일반 임플란트에서 널리 상용화된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 픽스츄어(100)와 어버트먼트(200)가 나사결합 구조로 구성되면, 상기 어버트먼트(200)의 회전각도에 따라 픽스츄어 관통공(110)과 어버트먼트 관통공(210)이 일치하지 못하고 어긋날 우려가 있을 수 있으므로, 상기 픽스츄어(100)의 외측면과 어버트먼트(200)의 외측면에는 상호 간의 나사결합 각도를 일정하게 설정할 수 있도록 가이드마커(미도시)가 각각 구비될 수 있다. 이와 같은 가이드마커는 부품 간의 결합각도 일치를 위해 기계조립 분야에서 이미 상용화된 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치 제2 실시예의 단면도이다.

골조직(10)에 결합되는 픽스츄어(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 환자의 골조직(10)에 전체가 묻혀 상면만이 상기 골조직(10) 외부로 노출되는 구조로 결합될 수도 있고, 본 실시예에 도시된 바와 같이 하측 일부만이 골조직(10)에 묻히고 상측이 골조직(10)로부터 상향 돌출되어 상면이 환자의 연조직(20) 외부로 노출되도록 결합될 수도 있다. 물론, 픽스츄어(100)가 전체적으로 골조직(10)에 묻히는 경우 상기 어버트먼트(200)는 하측 일부만이 픽스츄어 내부공간(120)에 삽입되고, 픽스츄어(100)의 상단이 연조직(20) 외부로 노출되도록 높게 제작되는 경우 어버트먼트(200)는 전체가 픽스츄어 내부공간(120)에 삽입되어야 할 것이다.

이때, 본 실시예에 도시된 바와 같이 픽스츄어(100) 상면이 연조직(20) 외부로 노출되도록 구성되면, 커버(600)가 픽스츄어(100) 상단에 결합되어야 하므로, 상기 픽스츄어(100)의 외경이 다소 감소되어야 한다. 이와 같이 픽스츄어(100)의 외경이 감소되면, 이웃하는 또 다른 임플란트와의 간섭을 피할 수 있고, 픽스츄어(100) 장착을 위해 골조직(10)에 형성시키는 장착공의 지름이 감소되므로 골조직(10)의 강도를 기준치 이상으로 유지할 수 있고, 상기 픽스츄어(100) 식립시 야기될 수 있는 골손상의 가능성을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 하우징(310) 내에 실장되어야 할 신호처리부품(330)이 많지 않은 경우에는, 본 실시예에 도시된 바와 같이 상기 하우징(310)이 어버트먼트 내부공간(220) 중 어버트먼트 관통공(210)이 위치하는 지점의 상부에 인입되도록 길이가 짧게 제작될 수 있다. 이와 같이 하우징(310)이 어버트먼트 내부공간(220) 중 어버트먼트 관통공(210)이 위치하는 지점의 상부에 위치되면, 바이오센서(320)는 어버트먼트 관통공(210)을 지나는 혈액과 접촉될 수 있도록 상측이 상기 신호처리부품(330)에 연결되고 하측이 상기 어버트먼트 관통공(210) 내부까지 하향 연장되는 형상 즉, 상하방향으로 길이를 갖는 바(bar) 형상으로 제작됨이 바람직하다.

이와 같이 어버트먼트 내부공간(220) 중 어버트먼트 관통공(210)이 위치하는 지점의 상부에만 하우징(310)이 내장되면, 어버트먼트 내부공간(220) 중 하우징(310) 아래의 공간은 모두 센싱을 위한 센싱공간(220)으로 활용될 수 있으므로, 보다 다양한 방식으로 혈액 성분을 측정할 수 있게 된다는 장점이 있다. 물론, 도 8에 도시된 바와 같이 하우징(310)이 어버트먼트 내부공간(220) 중 어버트먼트 관통공(210)이 위치하는 지점의 상부에 내장되고, 바이오센서(320)가 하향으로 연장되는 형상으로 형성되는 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이 픽스츄어(100)가 골조직(10)에 완전히 매립되는 경우에도 적용될 수 있다.

도 9는 본 발명에 의한 비침습식 혈액 측정장치 제3 실시예의 단면도이다.

본 발명에 포함되는 필터(400)는, 도 1 내지 도 8에 도시된 시트 형상으로 제작될 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 어버트먼트 관통공(210) 내부를 채우는 블록 형상으로 제작될 수도 있다. 이때, 상기 바이오센서(320)는 상기 필터(400)의 상면에 밀착되도록 상기 하우징(310)의 저면에 결합되거나, 도 9에 도시된 바와 같이 필터(400)의 상면과 저면에 각각 밀착되도록 쌍으로 구비될 수도 있다.

이와 같이 필터(400)가 블록 형상으로 제작되면, 혈류 속도는 다소 느려지지만 혈액을 보다 효과적으로 걸러낼 수 있으므로, 바이오센서(320)로 보다 순수한 표본대상 제공이 가능해진다는 효과를 얻을 수 있게 된다. 물론, 도 9에 도시된 바와 같이 필터(400)가 블록 형상으로 제작되어 어버트먼트 관통공(210) 내부를 채우도록 결합되는 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이 픽스츄어(100)가 골조직(10)에 완전히 매립되는 경우에도 적용될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 골조직 20 : 연조직
100 : 픽스츄어 110 : 픽스츄어 관통공
120 : 픽스츄어 내부공간 200 : 어버트먼트
210 : 어버트먼트 관통공 220 : 어버트먼트 내부공간
300 : 감지유닛 310 : 하우징
312 : 하우징 관통공 314 : 육각홈
316 : 전선인출구 320 : 바이오센서
330 : 신호처리부품 400 : 필터
500 : 전원공급 및 발신부 510 : 전선
600 : 커버 700 : 치아보철물
800 : 오링

Claims

상측이 개방된 픽스츄어 내부공간(120)과, 상기 픽스츄어 내부공간(120)이 형성된 부위를 측방으로 관통하는 픽스츄어 관통공(110)이 형성되어, 전체 또는 일부가 환자의 골조직(10)에 묻히도록 장착되는 픽스츄어(100);
상측이 개방된 어버트먼트 내부공간(220)과, 상기 어버트먼트 내부공간(220)이 형성된 부위를 측방으로 관통하는 어버트먼트 관통공(210)이 형성되어, 상기 픽스츄어 내부공간(120)에 결합되는 어버트먼트(200);
상기 어버트먼트 내부공간(220)에 구비되는 하우징(310)과, 상기 하우징(310)에 결합되어 상기 픽스츄어 관통공(110)과 상기 어버트먼트 관통공(210)을 통해 유입되는 혈액 및 조직액 성분을 측정하는 바이오센서(320)와, 상기 하우징(310) 내에 장착되어 상기 바이오센서(320)에서 발생된 신호를 처리하는 신호처리부품(330)을 구비하는 감지유닛(300);
골재생을 유발하는 세포와 성분(이하 '조골세포'라 약칭함)은 통과하지 못하고 상기 조골세포보다 작은 크기의 혈중성분은 통과할 수 있도록 구성되어, 상기 픽스츄어 관통공(110)과 상기 어버트먼트 관통공(210) 중 하나 이상을 덮도록 장착되는 필터(400);
상기 바이오센서(320)로 전류를 공급하고 상기 바이오센서(320)로부터 발생된 신호를 외부로 전송하는 전원공급 및 발신부(500);
상기 어버트먼트 내부공간(220) 상측을 덮을 수 있는 캡 형상으로 형성되어, 하측이 상기 픽스츄어(100) 또는 상기 어버트먼트(200)에 결합되는 커버(600);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징(310)은 상기 어버트먼트 내부공간(220)을 채우도록 삽입되며, 상기 어버트먼트 관통공(210)과 대응되는 부위에 하우징 관통공(312)이 형성되고,
상기 바이오센서(320)는 하우징 관통공(312)의 내측면에 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제2항에 있어서,
상기 필터(400)는, 상기 픽스츄어 관통공(110)과 상기 어버트먼트 관통공(210) 중 하나 이상을 덮도록 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 픽스츄어 관통공(110)을 덮는 필터(400)는 상기 픽스츄어(100) 내측면과 상기 어버트먼트(200) 외측면 사이에 압착되고, 상기 어버트먼트 관통공(210)을 덮는 필터(400)는 상기 어버트먼트(200) 내측면과 상기 하우징(310) 외측면 사이에 압착되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징(310)은 상기 어버트먼트 내부공간(220) 중 상기 어버트먼트 관통공(210)이 위치하는 지점의 상부에 인입되도록 결합되고,
상기 바이오센서(320)는, 상측이 상기 신호처리부품(330)에 연결되고 하측이 상기 어버트먼트 관통공(210) 내에 위치되도록 하향 연장되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 하우징(310)은 상기 어버트먼트 내부공간(220) 중 상기 어버트먼트 관통공(210)이 위치하는 지점의 상부에 인입되도록 결합되고,
상기 필터(400)는, 상기 어버트먼트 관통공(210) 내부를 채우는 블록 형상으로 형성되며,
상기 바이오센서(320)는 상기 필터(400)에 밀착되도록 상기 하우징(310)의 저면에 결합되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 픽스츄어 내부공간(120)과 상기 어버트먼트 내부공간(220)은 전체 또는 일부가 다각형홈 형상으로 형성되고,
상기 하우징(310)의 상면과 상기 커버(600)의 상면에는 각각 다각형홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 픽스츄어(100)는, 환자의 골조직(10)에 전체가 묻히되, 상면이 상기 골조직(10) 외부로 노출되도록 결합되고,
상기 어버트먼트(200)는, 하측 일부가 상기 픽스츄어 내부공간(120)에 삽입되어 상단이 환자의 연조직(20) 외측으로 노출되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 픽스츄어(100)는, 하측 일부가 환자의 골조직(10)에 묻히고 상면이 환자의 연조직(20) 외부로 노출되도록 결합되고,
상기 어버트먼트(200)는, 전체가 상기 픽스츄어 내부공간(120)에 삽입되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 혈액 측정장치.