KR20100022614A - Apparatus and method for noninvasively measuring blood sugar level - Google Patents

Apparatus and method for noninvasively measuring blood sugar level Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for noninvasively measuring a blood sugar level of a subject are provided to prevent a pain of a subject by measuring a blood sugar of a subject without blood sampling. CONSTITUTION: A blood vessel image photographing part(100) photographs a blood vessel image using a confocal microscope, an ultrasonic wave, or MRI(Magnetic Resonance Imaging). A blood vessel position extractor(110) extracts the blood vessel from the blood vessel image photographed by the blood vessel image photographing unit. A confocal Rama microscope(120) obtains Raman scattered light spectrum of the blood vessel. A blood sugar level extractor(130) extracts the blood sugar level using the Raman scattered light spectrum of the blood vessel.

Description

비침습 혈당 측정 장치 및 방법 { Apparatus and method for noninvasively measuring blood sugar level }Apparatus and method for noninvasively measuring blood sugar level

본 발명은 피검사자의 혈당량을 정확하게 측정할 수 있는 비침습 혈당 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-invasive blood glucose measurement apparatus and method capable of accurately measuring blood glucose levels of a subject.

당뇨병은 현대인이 가지고 있는 고질병 중의 하나로, 미국만하더라도 전체 인구의 5% 이상이 당뇨병을 앓고 있다.Diabetes is one of the chronic diseases that modern people have. In the United States alone, more than 5% of the population suffers from diabetes.

당뇨병은 췌장에서 분비되는 인슐린이라는 호르몬이 적게 분비되거나 제대로 작용하지 못해 혈액 내의 당이 세포로 전달되어 에너지로 사용되지 못하고, 혈액 내 당이 쌓이는 질환으로 고혈압, 신부전증, 시력손상 등의 합병증을 유발할 수 있다.Diabetes is a hormone that is secreted by the pancreas and secretes less or does not work properly, so sugar in the blood is transferred to the cells and cannot be used as energy.It is a disease in which sugar in the blood accumulates.It can cause complications such as hypertension, kidney failure, and vision damage. have.

혈액 내의 당을 관리하기 위해 식이요법, 운동요법 및 약물요법 등이 행해지고 있는데 이러한 요법들 위에 본인의 혈당량을 정확히 아는 것은 기본이라 할 수 있다.In order to manage the sugar in the blood, diet, exercise therapy and drug therapy, etc. are being performed, it is basic to know the exact amount of blood sugar on these therapies.

현재까지 가장 많이 사용되는 혈당 측정방법은 글루코오스 옥시다아제(Glucose oxidase)라는 효소를 이용한 전기화학 검출방법으로, 손가락 끝을 혈침으로 찔러 나온 혈액을 스트립이라 불리는 글루코오스 옥시다아제가 고정화된 패턴이 있는 전극 위에 묻히고 산화 환원 전위를 걸어 글루코오스 양에 따라 나오는 전류를 측정하는 것이다.The most commonly used blood glucose measurement method is an electrochemical detection method using an enzyme called glucose oxidase. Blood from the fingertips of the fingertips is buried on an electrode with a pattern of immobilized glucose oxidase called a strip and oxidized. The reduction potential is measured to measure the current coming out according to the amount of glucose.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에서는 손가락 끝을 혈침(10)으로 찔러서 혈액을 뽑아내어 혈당을 측정하였다.That is, as shown in FIG. 1, in the prior art, the blood pressure was measured by pricking the fingertip with the blood needle 10 to extract blood.

이와 같이, 채혈 후 전기화학식 측정 또는 채혈 후 광학방식 측정 등의 방식이 가장 정확하지만, 만성 당뇨환자 및 당뇨성 합병증을 우려하는 환자는 하루에 수 차례 채혈을 함으로써 고통을 호소하고 있으며, 1회용인 스트립을 지속적으로 구입해야만 하는 단점을 갖고 있다.As such, electrochemical measurement after blood collection or optical measurement after blood collection is most accurate, but patients with chronic diabetes and those concerned about diabetic complications complain of pain by collecting blood several times a day. The disadvantage is that the strip must be purchased continuously.

또한, 인슐린을 전혀 분비하지 못하는 제 1 당뇨환자인 경우, 일정 기간 동안 24시간 혈당 변화추이를 체크하여 약물이나, 인슐린 주사 등과 같은 처방을 결정하야 한다.In addition, if the first diabetic patients who do not secrete insulin at all, it is necessary to check the blood glucose change trend for a certain period of time to determine the prescription, such as drugs or insulin injection.

현재, 연속 혈당 측정기(Continuous glucose monitoring system, CGMS)를 이용하여 연속적으로 약 3-5일 동안의 조직 내의 간질액의 글루코오즈 농도를 측정하여 그 농도의 변화 추이로 약물과 인슐린 주사를 처방하게 된다.Currently, continuous glucose monitoring system (CGMS) is used to measure glucose concentrations of interstitial fluid in tissues for about 3-5 days continuously and prescribe drug and insulin injections as a change in the concentration. .

연속 혈당 측정기의 경우, 혈액내의 글루코오즈를 직접 측정하는 것이 아니라, 조직내 간질액을 측정하기 때문에, 혈당의 변화패턴과 정확하게 일치하지 못하고 일정 시간의 지연시간을 가지며, 하루에 약 4번 정도의 보정수치를 채혈방식을 통하여 입력해 주어야 하는 단점이 있다.In the case of a continuous blood glucose meter, the blood glucose is not measured directly, but the tissue interstitial fluid is measured, so that the blood glucose does not exactly match the pattern of blood glucose change and has a delay of about 4 times a day. There is a disadvantage that the correction value must be input through a blood collection method.

본 발명은 종래 기술의 피검사자의 고통 및 부정확한 혈당값 측정 문제를 해결하는 것이다.The present invention addresses the problem of prior art subject's suffering and incorrect blood glucose measurement.

본 발명의 바람직한 제 1 양태(樣態)는, According to a first preferred embodiment of the present invention,

혈관 이미지를 촬영하는 혈관 이미지 촬영부와; A blood vessel image photographing unit configured to photograph blood vessel images;

상기 혈관 이미지 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지에서 혈관 위치를 추출하는 혈관 위치 추출부와; A blood vessel location extracting unit for extracting a blood vessel position from the blood vessel image photographed by the blood vessel image photographing unit;

상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 공초점으로 세팅하고, 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 공초점 라만 현미경과; A confocal Raman microscope for setting the vessel position extracted by the vessel position extracting unit to confocal, irradiating light to the vessel position, and obtaining a Raman scattered light spectrum from the vessel;

상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 혈당값을 추출하는 혈당값 추출부로 구성된 비침습 혈당 측정 장치가 제공된다.Provided is a non-invasive blood glucose measurement apparatus including a blood sugar value extraction unit for extracting a blood sugar value with a Raman scattered light spectrum of a blood vessel obtained by the confocal Raman microscope.

본 발명의 바람직한 제 2 양태(樣態)는, According to a second preferred embodiment of the present invention,

혈관 이미지에서 혈관 위치를 추출하는 혈관 위치 추출부와; A blood vessel location extracting unit for extracting a blood vessel location from the blood vessel image;

피부 내부에 있는 혈관을 촬영하여 혈관 이미지를 상기 혈관 위치 추출부로 출력하고, 상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 공초점으로 세팅하고, 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 공초점 라만 현미경과; Taking blood vessels inside the skin and outputting a blood vessel image to the vessel position extracting unit, setting the vessel position extracted from the vessel position extracting unit to confocal, irradiating light to the vessel position, and Lamans in the vessel Confocal Raman microscopy to obtain a catered light spectrum;

상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 혈당값을 추출하는 혈당값 추출부로 구성된 비침습 혈당 측정 장치가 제공된다.Provided is a non-invasive blood glucose measurement apparatus including a blood sugar value extraction unit for extracting a blood sugar value with a Raman scattered light spectrum of a blood vessel obtained by the confocal Raman microscope.

본 발명의 바람직한 제 3 양태(樣態)는, According to a third preferred embodiment of the present invention,

피부 내부에 있는 혈관 이미지를 혈관 이미지 촬영부에서 촬영하는 단계와;Photographing a blood vessel image inside the skin by a blood vessel image photographing unit;

상기 혈관 이미지 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지에서 혈당을 측정하기 위한 혈관 위치를 혈관 위치 추출부에서 추출하는 단계와;Extracting a blood vessel location for measuring blood glucose from a blood vessel location extracting unit from the blood vessel image photographing unit;

상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 공초점 라만 현미경에서 공초점으로 세팅하는 단계와;Setting the blood vessel position extracted by the blood vessel position extractor to confocal under a confocal Raman microscope;

상기 공초점 라만 현미경에서 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 단계와;Irradiating light onto the vessel location in the confocal Raman microscope, and obtaining a Raman scattered light spectrum in the vessel;

상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 상기 혈당값 추출부에서 혈당값을 추출하는 단계로 구성된 비침습 혈당 측정 방법이 제공된다.Non-invasive blood glucose measurement method comprising the step of extracting the blood sugar value from the blood sugar value extraction unit with the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope is provided.

본 발명의 바람직한 제 4 양태(樣態)는, According to a fourth preferred embodiment of the present invention,

공초점 라만 현미경에서 피부 내부에 있는 혈관 이미지를 촬영하는 단계와; Photographing a blood vessel image inside the skin under a confocal Raman microscope;

상기 혈관 위치 추출부에서 촬영된 혈관 이미지로부터 혈관 위치를 추출하는 단계와;Extracting a blood vessel position from the blood vessel image photographed by the blood vessel position extractor;

상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 상기 공초점 라만 현미경에서 공초점으로 세팅하는 단계와;Setting the blood vessel position extracted by the blood vessel position extractor to confocal under the confocal Raman microscope;

상기 공초점 라만 현미경에서 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 단계와;Irradiating light onto the vessel location in the confocal Raman microscope, and obtaining a Raman scattered light spectrum in the vessel;

상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 상기 혈당값 추출부에서 혈당값을 추출하는 단계로 구성된 비침습 혈당 측정 방법이 제공된다.Non-invasive blood glucose measurement method comprising the step of extracting the blood sugar value from the blood sugar value extraction unit with the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope is provided.

본 발명은 혈관 위치를 검출하고 이 검출된 혈관 위치로 공초점을 세팅하여 혈관에서만 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득함으로써, 혈관 내에 있는 혈액에 포함된 혈당을 추출할 수 있기에, 피검사자의 혈당량을 정확하게 측정할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, blood glucose contained in blood in blood vessels can be extracted by detecting blood vessel position and confocal to the detected vessel position to obtain a Raman scattered light spectrum only in blood vessels. Since it can measure, it has an effect which can improve reliability.

그리고, 본 발명은 혈액을 채혈하지 않아도 혈당을 측정할 수 있기에, 채혈로 인한 피검사자의 고통을 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention can measure blood glucose without collecting blood, there is an effect of eliminating the pain of a test subject due to blood collection.

또, 본 발명은 혈관 내에 있는 혈액에 포함된 혈당을 측정할 수 있기에, 피검사자의 혈당량을 정확하게 측정할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있 다.In addition, the present invention can measure the blood glucose contained in the blood in the blood vessels, it is possible to accurately measure the blood sugar level of the test subject has the effect of improving the reliability.

또한, 본 발명은 혈관 정보를 사용하여 혈당값을 측정함으로써, 정확한 혈당값을 측정할 수 있으며, 정확한 혈당값에 따라 피검사자에게 적합한 처방을 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention by measuring the blood sugar value using the blood vessel information, it is possible to measure the exact blood sugar value, there is an effect that can be prescribed to the examinee according to the correct blood sugar value.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비침습 혈당 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 제 1 실시예의 비침습 혈당 측정 장치는 피부 내부에 있는 혈관 이미지를 촬영하는 혈관 이미지 촬영부(100)와; 상기 혈관 이미지 촬영부(100)에서 촬영된 혈관 이미지에서 혈관 위치를 추출하는 혈관 위치 추출부(110)와; 상기 혈관 위치 추출부(110)에서 추출된 혈관 위치를 공초점으로 세팅하고, 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 공초점 라만 현미경(120)과; 상기 공초점 라만 현미경(120)에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 혈당값을 추출하는 혈당값 추출부(130)로 구성된다.2 is a schematic configuration diagram illustrating a non-invasive blood sugar measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, the non-invasive blood sugar measuring apparatus of the first embodiment is a blood vessel image photographing unit for photographing a blood vessel image inside the skin 100; A blood vessel location extracting unit (110) for extracting a blood vessel position from the blood vessel image photographed by the blood vessel image photographing unit (100); A confocal Raman microscope (120) for setting a vessel position extracted by the vessel position extraction unit (110) to confocal, irradiating light on the vessel position, and obtaining a Raman scattered light spectrum from the vessel; It is composed of a blood sugar value extraction unit 130 for extracting a blood sugar value in the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope (120).

그러므로, 본 발명의 비침습 혈당 측정 장치는 혈관 위치를 검출하고 이 검출된 혈관 위치로 공초점을 세팅하여 혈관에서만 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득함으로써, 혈관 내에 있는 혈액에 포함된 혈당을 추출할 수 있기에, 피검사자 의 혈당량을 정확하게 측정할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.Therefore, the non-invasive blood glucose measurement apparatus of the present invention detects blood vessel position and sets confocal to the detected blood vessel position to obtain a Raman scattered light spectrum only on the blood vessel, thereby extracting blood glucose contained in blood in the blood vessel. Since the blood glucose level of the test subject can be accurately measured, the reliability can be improved.

이러한, 본 발명의 비침습 혈당 측정 장치의 동작을 설명하면, 처음으로 상기 혈관 이미지 촬영부(100)에서 특정 피부 영역 내부에 있는 혈관 이미지를 촬영한다.When describing the operation of the non-invasive blood glucose measurement apparatus of the present invention, the blood vessel image photographing unit 100 first photographs a blood vessel image inside a specific skin region.

여기서, 상기 혈관 이미지 촬영부(100)는 공초점 현미경(Confocal microscopy), 초음파(Ultrasound)와 MRI(Magnetic resonance imaging) 중 하나를 이용하여 혈관 이미지를 촬영하는 혈관 이미지 촬영부인 것이 바람직하다.Here, the blood vessel image capturing unit 100 is preferably a blood vessel image capturing unit for capturing a blood vessel image using one of confocal microscopy, ultrasound, and magnetic resonance imaging (MRI).

그 후, 상기 혈관 위치 추출부(110)는 상기 혈관 이미지 촬영부(100)에서 촬영된 혈관 이미지에서 혈관 위치를 추출한다.Thereafter, the blood vessel location extracting unit 110 extracts the blood vessel position from the blood vessel image photographed by the blood vessel image capturing unit 100.

이때, 상기 혈관은 굵기가 50㎛ 이상인 것이 바람직하다.At this time, the blood vessel is preferably 50㎛ or more in thickness.

그리고, 상기 혈관 이미지 촬영부(100)에서 촬영된 혈관 이미지에서 피부 표면에서 혈관까지의 깊이와 혈관의 직경을 얻어내면, 혈관 위치를 추출할 수 있다.The blood vessel location may be extracted by obtaining the depth and the diameter of the blood vessel from the skin surface to the blood vessel in the blood vessel image photographed by the blood vessel image capturing unit 100.

그 다음, 상기 공초점 라만 현미경(120)은 상기 혈관 위치 추출부(110)에서 추출된 혈관 위치를 공초점으로 세팅하고, 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득한다.Then, the confocal Raman microscope 120 sets the vessel position extracted by the vessel position extraction unit 110 to confocal, irradiates light on the vessel position, and the Raman scattered light spectrum in the vessel Acquire.

여기서, 상기 공초점으로 혈관 위치가 세팅되어 있으므로, 상기 공초점 라만 현미경(120)은 상기 혈관에서만 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 얻을 수 있게 된다.Here, since the vessel position is set as the confocal, the confocal Raman microscope 120 can obtain the Raman scattered light spectrum only in the vessel.

그 후, 상기 혈당값 추출부(130)는 상기 공초점 라만 현미경(120)에서 획득 된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 혈당값을 추출한다.Thereafter, the blood sugar value extractor 130 extracts the blood sugar value from the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope 120.

따라서, 본 발명의 비침습 혈당 측정 장치는 혈액을 채혈하지 않아도 혈당을 측정할 수 있기에, 채혈로 인한 피검사자의 고통을 제거할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the non-invasive blood glucose measurement apparatus of the present invention can measure blood glucose without collecting blood, thereby eliminating the pain of the examinee due to blood collection.

도 3은 본 발명에 따라 비침습 혈당 측정 방법의 개략적인 흐름도로서, 피부 내부에 있는 혈관 이미지를 혈관 이미지 촬영부에서 촬영한다.(S110단계)3 is a schematic flowchart of a non-invasive blood glucose measurement method according to the present invention, the blood vessel image inside the skin is taken by the blood vessel image pickup unit (step S110).

그 다음, 상기 혈관 이미지 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지에서 혈당을 측정하기 위한 혈관 위치를 혈관 위치 추출부에서 추출한다.(S120단계)Next, the blood vessel location extracting unit for measuring blood glucose from the blood vessel image photographed by the blood vessel image capturing unit is extracted (step S120).

연이어, 상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 공초점 라만 현미경에서 공초점으로 세팅한다.(S130단계)Subsequently, the vessel position extracted by the vessel position extraction unit is set to confocal under a confocal Raman microscope (step S130).

이어, 상기 공초점 라만 현미경에서 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득한다.(S140단계)Subsequently, the confocal Raman microscope irradiates light to the vessel position, and acquires a Raman scattered light spectrum from the vessel (step S140).

마지막으로, 상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 상기 혈당값 추출부에서 혈당값을 추출한다.(S150단계)Finally, the blood sugar value extraction unit extracts the blood sugar value using the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope (S150).

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비침습 혈당 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 제 2 실시예의 비침습 혈당 측정 장치는 혈관 이미지에서 혈관 위치를 추출하는 혈관 위치 추출부(210)와; 피부 내부에 있는 혈관을 촬영하여 혈관 이미지를 상기 혈관 위치 추출부(210)로 출력하고, 상기 혈관 위치 추출부(110)에서 추출된 혈관 위치를 공초점으로 세팅하고, 상기 혈관 위치에 광을 조 사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 공초점 라만 현미경(200)과; 상기 공초점 라만 현미경(200)에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 혈당값을 추출하는 혈당값 추출부(220)로 구성된다.4 is a schematic configuration diagram illustrating a non-invasive blood glucose measurement apparatus according to a second embodiment of the present invention, the non-invasive blood sugar measurement apparatus of the second embodiment is a blood vessel position extraction unit for extracting the blood vessel position in the blood vessel image ( 210; Taking blood vessels inside the skin and outputting a blood vessel image to the vessel position extraction unit 210, setting the vessel position extracted from the vessel position extraction unit 110 as a confocal point, and adjusting light to the vessel position. A confocal Raman microscope (200) for obtaining a Raman scattered light spectrum in the vessel; It is composed of a blood sugar value extraction unit 220 for extracting a blood sugar value in the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope (200).

상기 혈관 추출부(210), 공초점 라만 현미경(200)과 혈당값 추출부(220)는 제어부(230)의 제어를 받는다.The blood vessel extractor 210, the confocal Raman microscope 200, and the blood sugar extractor 220 are controlled by the controller 230.

이러한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비침습 혈당 측정 장치는 하나의 공초점 라만 현미경으로 혈관을 촬영하고, 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하도록 구성된다. This non-invasive blood glucose measurement apparatus according to the second embodiment of the present invention is configured to photograph blood vessels with one confocal Raman microscope, and obtain a Raman scattered light spectrum from the blood vessels.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 비침습 혈당 측정 장치를 이용한 비침습 혈당 측정 방법을 설명하면, 공초점 라만 현미경(200)에서 피부 내부에 있는 혈관 이미지를 촬영한다.Referring to the non-invasive blood glucose measurement method using a non-invasive blood glucose measurement apparatus according to a second embodiment of the present invention, the confocal Raman microscope (200) to take an image of the blood vessels inside the skin.

이어서, 상기 혈관 위치 추출부(210)에서 촬영된 혈관 이미지로부터 혈관 위치를 추출한다.Subsequently, the blood vessel position is extracted from the blood vessel image photographed by the blood vessel position extractor 210.

계속하여, 상기 혈관 위치 추출부(210)에서 추출된 혈관 위치를 상기 공초점 라만 현미경(200)에서 공초점으로 세팅한다.Subsequently, the vessel position extracted by the vessel position extraction unit 210 is set to the confocal point in the confocal Raman microscope 200.

그 후, 상기 공초점 라만 현미경(200)에서 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득한다.Thereafter, the confocal Raman microscope 200 irradiates light to the vessel position, and acquires a Raman scattered light spectrum in the vessel.

마지막으로, 상기 공초점 라만 현미경(200)에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 상기 혈당값 추출부(220)에서 혈당값을 추출한다.Finally, the blood sugar value extracting unit 220 extracts the blood sugar value from the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope 200.

도 5는 본 발명에 따른 공초점 라만 현미경의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 공초점 라만 현미경은 광원(610)과; 상기 광원(610)의 광을 제 1 핀홀(631)에 포커싱하는 포커싱 렌즈(620)와; 상기 포커싱 렌즈(620)에서 포커싱된 광이 상기 제 1 핀홀(631)을 통하여 입사되는 광의 성분에 따라 투과 또는 반사시키는 광학 부품(640)과; 상기 광학 부품(640)에서 투과된 광을 혈관에 초점이 맺히게 하는 대물렌즈(690)와; 상기 대물렌즈(690)를 통하고 상기 광학 부품(640)에서 반사된 상기 혈관에서 스캐터링된 광 중, 라만 스캐터링된 광을 투과시키는 노치 필터(Notch filter)(650)와; 상기 노치 필터(650)를 투과하고, 제 2 핀홀(661)을 통과한 혈관의 라만 스캐터링된 광을 공간적으로 분산시켜 주는 광소자(670)와; 상기 광소자(670)에서 분산된 광을 촬영하는 CCD카메라(680)로 구성된다.Figure 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the confocal Raman microscope according to the present invention, the confocal Raman microscope and the light source (610); A focusing lens (620) for focusing light from the light source (610) to a first pinhole (631); An optical component (640) for transmitting or reflecting light focused by the focusing lens (620) according to a component of light incident through the first pinhole (631); An objective lens 690 for focusing light transmitted from the optical component 640 on a blood vessel; A notch filter (650) for transmitting a Raman scattered light among the scattered light in the blood vessel reflected through the objective lens (690) and reflected by the optical component (640); An optical element 670 that passes through the notch filter 650 and spatially disperses the Raman scattered light of the blood vessel passing through the second pinhole 661; It consists of a CCD camera 680 for photographing the light dispersed in the optical device 670.

상기 광학 부품(640)은 빔 스프리터(Beam splitter) 또는 다이크로익 미러(Dichroic mirror)인 것이 바람직하다.The optical component 640 is preferably a beam splitter or a dichroic mirror.

그리고, 상기 광원(610)은 레이저인 것이 바람직하다.In addition, the light source 610 is preferably a laser.

이러한 공초점 라만 현미경은 상기 광원(610)에서 출사된 광은 상기 포커싱 렌즈(620)에서 포커싱된다.In the confocal Raman microscope, the light emitted from the light source 610 is focused on the focusing lens 620.

그런 다음, 상기 포커싱 렌즈(620)에서 포커싱된 광은 상기 제 1 핀홀(631)을 통하여 상기 광학 부품(640)에서 광의 성분에 따라 투과 또는 반사되며, 상기 광학 부품(640)에서 투과된 광은 상기 대물렌즈(690)를 통하여 혈관에 초점이 맺히게 된다.Then, the light focused by the focusing lens 620 is transmitted or reflected according to the component of the light in the optical component 640 through the first pinhole 631, and the light transmitted by the optical component 640 is Through the objective lens 690, the blood vessel is focused.

상기 혈관에서는 광이 스캐터링되고, 상기 대물렌즈(690)를 통하여 상기 광 학 부품(640)에서 반사된다.In the blood vessel, light is scattered and reflected by the optical component 640 through the objective lens 690.

이후, 상기 광학 부품(640)에서 반사된 상기 혈관에서 스캐터링된 광은 상기 상기 노치 필터(650)에서 라만 스캐터링된 광만 투과된다.Thereafter, the light scattered in the blood vessel reflected by the optical component 640 is transmitted through only the Raman scattered light in the notch filter 650.

여기서, 상기 노치 필터(650)에서는 레일리(Rayleigh) 스캐터링된 광은 투과되지 않는다.Here, the Rayleigh scattered light is not transmitted through the notch filter 650.

상기 노치 필터(650)를 투과된 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광은 상기 제 2 핀홀(661)을 통과하여, 상기 광소자(670)에서 공간적으로 분산되고, 상기 CCD 카메라(680)는 상기 광소자(670)에서 분산된 광을 촬영하게 된다.The Raman scattered light in the blood vessel passing through the notch filter 650 passes through the second pinhole 661, and is spatially dispersed in the optical device 670, and the CCD camera 680 is used for the light. The scattered light is photographed by the device 670.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 초점이 형성된 평면(a)에서 라만 스캐터링된 광은 상기 제 2 핀홀(661)을 통과하지만, 초점을 벗어잔 평면(b,c)에서 스캐터링된 광은 상기 제 2 핀홀(661)을 통과하지 않게 된다.Here, as shown in FIG. 5, the Raman scattered light in the focused plane a passes through the second pinhole 661, but the scattered light in the out of focus planes b and c. Does not pass through the second pinhole 661.

이로써, 공초점 라만 현미경은 혈관에서 라만 스캐터링된 광을 획득할 수 있게 되는 것이다.This allows the confocal Raman microscope to acquire Raman scattered light in the vessel.

도 6은 본 발명에 따른 비침습 혈당 측정 장치의 측정 프로브를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 비침습 혈당 측정 장치의 공초점 라만 현미경은 피부에 광을 조사하여 혈관에서 라만 스캐터링된 광을 얻기 위해서는 측정 프로브가 구비되어야 한다.Figure 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the measurement probe of the non-invasive blood glucose measurement device according to the present invention, the confocal Raman microscope of the non-invasive blood glucose measurement device to obtain a Raman scattered light from the blood vessel by irradiating light to the skin In order to be equipped with a measuring probe.

그러므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 피검사자의 피부(400)에 밀착되고 광이 통과될 수 있는 광 유통 관통홀(350)이 형성되어 있는 측정 프로브(300)를 적용할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 6, the measurement probe 300 having the light distribution through hole 350 that is in close contact with the subject's skin 400 and may pass light may be applied.

그리고, 혈관 이미지 촬영부는 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들을 이용하여 혈관 이미지를 촬영하고, 상기 측정 프로브(300)에는 혈관 이미지를 촬영할 수 있는 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들이 장착되어 있는 것이 바람직하다.The blood vessel image photographing unit photographs a blood vessel image by using outgoing tubular transducers and receiving transducers, and the measuring probe 300 is equipped with outgoing tubular transducers and receiving transducers capable of capturing a blood vessel image. It is preferable.

따라서, 상기 광 유통 관통홀(350)을 통하여 피검사자의 피부(400) 내부에 있는 혈관(450)에 조사되는 광(A)과 상기 혈관(450)에서 스캐터링된 광(B)이 유통될 수 있게 된다. Accordingly, the light A and the scattered light B from the blood vessel 450 may be distributed through the light distribution through hole 350. Will be.

도 7a와 7b는 본 발명에 따라 측정 패드의 다른 구조를 설명하기 위한 개략적인 도면으로서, 혈관 이미지 촬영부가 초음파를 이용하여 혈관의 이미지를 촬영하는 장치인 경우, 혈관 이미지 촬영부는 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들을 이용하여 혈관 이미지를 촬영하는 것이다.7A and 7B are schematic views for explaining another structure of the measurement pad according to the present invention. In the case where the blood vessel imaging unit is an apparatus for imaging an image of blood vessel using ultrasonic waves, the blood vessel imaging unit may include outgoing tube transducers. And imaging the blood vessel using the receiving transducers.

이때, 상기 발신 튜랜스듀서들은 피부로 초음파를 발진하고, 피부 표면 및 내부에서 반사된 초음파를 상기 수신 트랜스듀서들이 수신하여 혈관의 이미지를 촬영할 수 있는 것이다.In this case, the outgoing tube transducers may oscillate ultrasonic waves into the skin, and the receiving transducers may receive ultrasonic waves reflected from the surface and the inside of the skin to photograph an image of a blood vessel.

여기서, 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들은 어레이되어 있는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the source and destination transducers are arrayed.

그러므로, 본 발명은 상기 혈관 이미지 촬영부가 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들을 구비하고 있으면, 하나의 프로브 상에 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들과 전술된 광 유통 관통홀을 어레이로 배열시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, if the blood vessel imaging unit includes outgoing tubular transducers and outgoing transducers, the outgoing tubular transducers and the outgoing transducers are arranged in an array on the one probe. You can.

즉, 도 7a와 같이, 프로브(300)의 선단에 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들(311a,311b,311c,311d,311e,311f)을 어레이하고, 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들(311a,311b,311c,311d,311e,311f)를 사이에 광 유통 관통홀(312)을 배열하여 구성할 수 있다.That is, as shown in FIG. 7A, the source and output transducers 311a, 311b, 311c, 311d, 311e, and 311f are arrayed at the tip of the probe 300, and the source and output transducers are received. Transducers 311a, 311b, 311c, 311d, 311e and 311f may be configured by arranging the light distribution through holes 312 therebetween.

또 다르게, 도 7b에 도시된 바와 같이, 프로브(300)의 선단에 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들(311a,311b,311c,311d,311e,311f,311g)를 일렬로 배열하고, 상기 일렬로 배열된 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들(311a,311b,311c,311d,311e,311f,311g)에 인접하여 광 유통 관통홀(312)을 배열하여 구성할 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 7B, the source and destination transducers 311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f and 311g are arranged in a line at the tip of the probe 300. The light distribution through holes 312 may be arranged adjacent to the transmitting and receiving transducers 311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f and 311g arranged in a row.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.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.

도 1은 종래 기술에 따라 혈당을 측정하기 위해 채혈하는 것을 설명하기 위한 도면1 is a view for explaining the blood collection to measure blood glucose according to the prior art

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비침습 혈당 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도2 is a schematic configuration diagram for explaining a non-invasive blood glucose measurement apparatus according to a first embodiment of the present invention

도 3은 본 발명에 따라 비침습 혈당 측정 방법의 개략적인 흐름도3 is a schematic flowchart of a method for measuring non-invasive blood sugar according to the present invention

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비침습 혈당 측정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도4 is a schematic configuration diagram illustrating a non-invasive blood glucose measurement apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 공초점 라만 현미경의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도5 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a confocal Raman microscope according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 비침습 혈당 측정 장치의 측정 프로브를 설명하기 위한 개략적인 단면도Figure 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the measurement probe of the non-invasive blood glucose measurement apparatus according to the present invention

도 7a와 7b는 본 발명에 따라 측정 패드의 다른 구조를 설명하기 위한 개략적인 도면7A and 7B are schematic diagrams for explaining another structure of the measuring pad according to the present invention;

Claims (12)

혈관 이미지를 촬영하는 혈관 이미지 촬영부와; A blood vessel image photographing unit configured to photograph blood vessel images; 상기 혈관 이미지 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지에서 혈관 위치를 추출하는 혈관 위치 추출부와; A blood vessel location extracting unit for extracting a blood vessel position from the blood vessel image photographed by the blood vessel image photographing unit; 상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 공초점으로 세팅하고, 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 공초점 라만 현미경과; A confocal Raman microscope for setting the vessel position extracted by the vessel position extracting unit to confocal, irradiating light to the vessel position, and obtaining a Raman scattered light spectrum from the vessel; 상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 혈당값을 추출하는 혈당값 추출부로 구성된 비침습 혈당 측정 장치.Non-invasive blood glucose measurement apparatus comprising a blood sugar value extraction unit for extracting a blood sugar value with the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 혈관 이미지 촬영부는,The blood vessel imaging unit, 공초점 현미경(Confocal microscopy), 초음파(Ultrasound)와 MRI(Magnetic resonance imaging) 중 하나를 이용하여 혈관 이미지를 촬영하는 혈관 이미지 촬영부인 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.Non-invasive blood glucose measurement apparatus characterized in that the blood vessel image taking unit for imaging the blood vessels using one of confocal microscopy, ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI). 혈관 이미지에서 혈관 위치를 추출하는 혈관 위치 추출부와; A blood vessel location extracting unit for extracting a blood vessel location from the blood vessel image; 피부 내부에 있는 혈관을 촬영하여 혈관 이미지를 상기 혈관 위치 추출부로 출력하고, 상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 공초점으로 세팅하고, 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 공초점 라만 현미경과; Taking blood vessels inside the skin and outputting a blood vessel image to the vessel position extracting unit, setting the vessel position extracted from the vessel position extracting unit to confocal, irradiating light to the vessel position, and Lamans in the vessel Confocal Raman microscopy to obtain a catered light spectrum; 상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 혈당값을 추출하는 혈당값 추출부로 구성된 비침습 혈당 측정 장치.Non-invasive blood glucose measurement apparatus comprising a blood sugar value extraction unit for extracting a blood sugar value with the Raman scattered light spectrum of the blood vessel obtained by the confocal Raman microscope. 청구항 2 및 3에 있어서, The method according to claim 2 and 3, 상기 공초점 라만 현미경은,The confocal Raman microscope, 광원과; A light source; 상기 광원의 광을 제 1 핀홀에 포커싱하는 포커싱 렌즈와; A focusing lens for focusing light of the light source to a first pinhole; 상기 포커싱 렌즈에서 포커싱된 광이 상기 제 1 핀홀을 통하여 입사되는 광의 성분에 따라 투과 또는 반사시키는 광학 부품과; An optical component for transmitting or reflecting the light focused by the focusing lens according to a component of light incident through the first pinhole; 상기 광학 부품에서 투과된 광을 혈관에 초점이 맺히게 하는 대물렌즈와;An objective lens for focusing light transmitted from the optical component on a blood vessel; 상기 대물렌즈를 통하고 상기 광학 부품에서 반사된 상기 혈관에서 스캐터링된 광 중, 라만 스캐터링된 광을 투과시키는 노치 필터(Notch filter)와; A notch filter for transmitting a Raman scattered light of the scattered light through the objective lens and reflected from the blood vessel reflected by the optical component; 상기 노치 필터를 투과하고, 제 2 핀홀을 통과한 혈관의 라만 스캐터링된 광을 공간적으로 분산시켜 주는 광소자와; An optical element that transmits the notch filter and spatially disperses the Raman scattered light of the blood vessel passing through the second pinhole; 상기 광소자에서 분산된 광을 촬영하는 CCD카메라로 구성된 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.Non-invasive blood glucose measurement device characterized in that consisting of a CCD camera for photographing the light scattered from the optical device. 청구항 4에 있어서, The method according to claim 4, 상기 광학 부품은,The optical component, 빔 스프리터(Beam splitter) 또는 다이크로익 미러(Dichroic mirror)인 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.Non-invasive blood sugar measuring apparatus characterized in that the beam splitter (Beam splitter) or Dichroic mirror (Dichroic mirror). 청구항 4에 있어서, The method according to claim 4, 상기 광원은,The light source is, 레이저인 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.Non-invasive blood sugar measuring device, characterized in that the laser. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 공초점 라만 현미경은,The confocal Raman microscope, 피검사자의 피부에 광을 조사하여 혈관에서 라만 스캐터링된 광을 얻기 위해서는 측정 프로브가 구비되어 있고,In order to obtain the Raman scattered light from the blood vessel by irradiating the skin of the subject with a measurement probe, 상기 측정 프로브는,The measuring probe, 상기 피부에 밀착되고 광이 통과될 수 있는 광 유통 관통홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.Non-invasive blood sugar measuring device is characterized in that the light distribution through-hole is formed in close contact with the skin and allows light to pass through. 청구항 7에 있어서, The method according to claim 7, 상기 혈관 이미지 촬영부는 혈관 이미지를 촬영하기 위한 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들이 구비되어 있고,The blood vessel image capturing unit is provided with outgoing tubular transducers and receiving transducers for capturing a blood vessel image. 상기 측정 프로브에는 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.And the measuring probe is equipped with the transmitting and receiving transducers. 청구항 8에 있어서, The method according to claim 8, 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들은,The source and destination transducers, 상기 측정 프로브의 선단에 어레이되어 있고, Arrayed at the tip of the measurement probe, 상기 광 유통 관통홀은,The light distribution through hole, 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들 사이에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.And a non-invasive blood glucose measurement device arranged between the transmitting and receiving transducers. 청구항 8에 있어서, The method according to claim 8, 상기 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들은,The source and destination transducers, 상기 측정 프로브의 선단에 일렬로 어레이되어 있고, Arranged in a row at the tip of the measurement probe, 상기 광 유통 관통홀은, The light distribution through hole, 상기 일렬로 어레이된 발신 튜랜스듀서들 및 수신 트랜스듀서들에 인접하여 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 비침습 혈당 측정 장치.And non-invasive blood glucose measurement device arranged adjacent to said array of transmitting and receiving transducers in a row. 피부 내부에 있는 혈관 이미지를 혈관 이미지 촬영부에서 촬영하는 단계와;Photographing a blood vessel image inside the skin by a blood vessel image photographing unit; 상기 혈관 이미지 촬영부에서 촬영된 혈관 이미지에서 혈당을 측정하기 위한 혈관 위치를 혈관 위치 추출부에서 추출하는 단계와;Extracting a blood vessel location for measuring blood glucose from a blood vessel location extracting unit from the blood vessel image photographing unit; 상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 공초점 라만 현미경에서 공초점으로 세팅하는 단계와;Setting the blood vessel position extracted by the blood vessel position extractor to confocal under a confocal Raman microscope; 상기 공초점 라만 현미경에서 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 단계와;Irradiating light onto the vessel location in the confocal Raman microscope, and obtaining a Raman scattered light spectrum in the vessel; 상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 상기 혈당값 추출부에서 혈당값을 추출하는 단계로 구성된 비침습 혈당 측정 방법.And extracting a blood sugar value from the blood sugar value extracting unit using a Raman scattered light spectrum of a blood vessel obtained by the confocal Raman microscope. 공초점 라만 현미경에서 피부 내부에 있는 혈관 이미지를 촬영하는 단계와; Photographing a blood vessel image inside the skin under a confocal Raman microscope; 상기 혈관 위치 추출부에서 촬영된 혈관 이미지로부터 혈관 위치를 추출하는 단계와;Extracting a blood vessel position from the blood vessel image photographed by the blood vessel position extractor; 상기 혈관 위치 추출부에서 추출된 혈관 위치를 상기 공초점 라만 현미경에서 공초점으로 세팅하는 단계와;Setting the blood vessel position extracted by the blood vessel position extractor to confocal under the confocal Raman microscope; 상기 공초점 라만 현미경에서 상기 혈관 위치에 광을 조사하고, 상기 혈관에서 라만 스캐터링된 광 스펙트럼을 획득하는 단계와;Irradiating light onto the vessel location in the confocal Raman microscope, and obtaining a Raman scattered light spectrum in the vessel; 상기 공초점 라만 현미경에서 획득된 혈관의 라만 스캐터링된 광 스펙트럼으로 상기 혈당값 추출부에서 혈당값을 추출하는 단계로 구성된 비침습 혈당 측정 방법.And extracting a blood sugar value from the blood sugar value extracting unit using a Raman scattered light spectrum of a blood vessel obtained by the confocal Raman microscope.
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