KR101454719B1 - 질병진단장치 및 이의 동작방법, 그리고 질병진단시스템 및 이의 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 질병진단장치 및 이의 동작방법, 그리고 질병진단시스템 및 이의 동작방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단장치는, 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정하는 다수의 진단모듈을 포함하는 패치와, 측정결과를 서버로 무선전송하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하며, 상기 카운트 값은, 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수 파악에 이용되며, 서버에 의해 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 서버에서 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지가 전송되며, 휴대용 단말기에 의해 패치교체 알림 메시지가 화면에 표시되는 것을 특징으로 한다.

Description

질병진단장치 및 이의 동작방법, 그리고 질병진단시스템 및 이의 동작방법{DISEASES DIAGNOSIS APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREOF, AND DISEASES DIAGNOSIS SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 질병진단장치 및 이의 동작방법, 그리고 질병진단시스템 및 이의 동작방법에 관한 것으로서,

이는 교육과학기술부의 한국연구재단-공공복지안전사업의 일환으로 수행된 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: 2011-0021118, 과제명: 인체 부착형 진단 시스템을 위한 신호 측정/처리 모듈 및 시스템화 기술 개발]

POCT(Point-Of-Care testing) 시장이 급속히 확대되면서 가정에서 질병을 진단할 수 있는 많은 질병진단장치가 개발되고 있다. 일반적으로 가정에서 질병을 진단할 수 있는 질병진단장치는 가격이 매우 비싸다는 단점을 가지고 있으며, 일상생활 속에서 이를 기반으로 질병을 진단함에 있어서 많은 불편함이 있다.

당해 기술분야에서는, 질병진단장치 및 이의 동작방법, 그리고 질병진단시스템 및 이의 동작방법이 요구되고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1 태양은 질병진단장치를 제공한다. 상기 질병진단장치는, 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정하는 다수의 진단모듈을 포함하는 패치와, 측정결과를 서버로 무선전송하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하며, 상기 카운트 값은, 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수 파악에 이용되며, 서버에 의해 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 서버에서 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지가 전송되며, 휴대용 단말기에 의해 패치교체 알림 메시지가 화면에 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 태양은 질병진단장치의 동작방법을 제공한다. 상기 질병진단장치의 동작방법은, 패치 내 다수의 진단모듈을 이용하여, 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정하는 과정과, 측정결과를 서버로 무선전송하는 과정과, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하는 과정을 포함하며, 상기 카운트 값은, 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수 파악에 이용되며, 서버에 의해 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 서버에서 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지가 전송되며, 휴대용 단말기에 의해 패치교체 알림 메시지가 화면에 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 태양은 질병진단시스템을 제공한다. 상기 질병진단시스템은, 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정하는 다수의 진단모듈을 포함하는 패치와, 측정결과를 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 무선전송하는 프로세서를 포함하는 질병진단장치와, 상기 측정결과를 기반으로 결정된 진단결과 데이터를 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로 전송하는 서버를 포함하며, 상기 질병진단장치 내 프로세서는, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하며, 상기 서버는, 상기 카운트 값을 기반으로 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수를 파악하고, 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지를 전송하며, 상기 패치교체 알림 메시지는 휴대용 단말기에 의해 화면에 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 태양은 질병진단시스템의 동작방법을 제공한다. 상기 질병진단시스템의 동작방법은, 질병진단장치가, 패치 내 다수의 진단모듈을 이용하여, 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정한 후, 측정결과를 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 무선전송하는 과정과, 상기 서버가, 상기 측정결과를 기반으로 결정된 진단결과 데이터를 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로 전송하는 과정과, 상기 질병진단장치가, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하는 과정과, 상기 서버가, 상기 카운트 값을 기반으로 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수를 파악하고, 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지를 전송하는 과정을 포함하며, 상기 패치교체 알림 메시지는 휴대용 단말기에 의해 화면에 표시되는 것을 특징으로 한다.

덧붙여 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시 형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

질병진단장치 및 이의 동작방법, 그리고 질병진단시스템 및 이의 동작방법이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템의 구조와 이를 구성하는 질병진단장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단장치 내 패치의 구성을 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패치 내 진단모듈의 구성을 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패치 내 진단모듈의 단면도를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템 내 서버에서 질병진단을 위한 동작 방법을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템 내 질병진단장치에서 질병진단을 위한 동작 방법을 도시한 흐름도, 및
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템 내 휴대용 단말기에서 질병진단을 위한 동작 방법을 도시한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

이하, 본 발명은 질병진단장치 및 이의 동작방법, 그리고 질병진단시스템 및 이의 동작방법에 대해 설명한다. 특히, 인체에 부착하여, 혈액을 채취하고 이를 기반으로 급성심근경색의 진단에 필요한 임상 데이터를 생성하며, 상기 생성된 임상 데이터를 담당 의사에게 무선전송하기 위한 질병진단장치 및 이의 동작 방법에 대해 설명한다. 이를 통해 전문 지식이 없는 일반 환자도 언제 어디서든 손쉽게 해당 질병에 대한 신속한 처리를 받을 수 있다.

이하 설명은 질병진단장치를 이용하여 진단하는 질병으로서 급성심근경색을 예로 들어 설명할 것이나, 혈액을 이용하여 진단 가능한 모든 질병에 적용 가능함은 물론이다.

또한, 이하 설명에서 휴대용 단말기는 질병진단장치와 무선통신이 가능한 단말기로서, 예를 들어, 셀룰러 전화기(cellular phone), 개인휴대통신 전화기(PCS: personal communication system), 복합무선단말기 (PDA: personal data assistant), IMT-2000(international mobile telecommunication-2000) 단말기, 스마트폰(smart phone), 노트북(notebook), 태블릿 PC(tablet personal computer) 등을 모두 포함하는 의미이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템의 구조와 이를 구성하는 질병진단장치의 구성을 도시한 블럭도이다.

상기 도 1을 참조하면, 질병진단시스템은, 질병진단장치(100), 휴대용 단말기(130), 서버(140)를 포함한다.

상기 질병진단장치(100)는 인체에 부착하여 사용자의 손가락에 의해 진단모듈에 가해지는 압력을 기반으로 자동으로 혈액을 채취 및 분석하고, 분석 정보를 휴대용 단말기(130) 및 서버(140)를 경유하여 담당 의사에게 전송한다. 이에 따라, 담당 의사가 질병을 진단하면, 상기 질병진단장치(100)는 담당 의사로부터 서버(140) 및 휴대용 단말기(130)를 경유하여 진단결과에 대한 정보를 수신하고, 이를 화면에 표시한다.

상기 휴대용 단말기(130)는 질병진단장치(100)와 서버(140) 사이에서 데이터를 송수신한다.

상기 서버(140)는 휴대용 단말기(130)를 경유하여 질병진단장치(100)로부터 수신되는 분석 정보를 담당 의사의 클라이언트 소프트웨어로 전송하고, 상기 클라이언트 소프트웨어로부터 수신된 진단결과에 대한 정보를 휴대용 단말기(130)를 경유하여 질병진단장치(100)로 전송한다. 여기서, 담당 의사는 클라이언트 소프트웨어를 통해 제공받은 정보를 기반으로 급성심근경색의 발병 여부를 진단하고, 진단결과에 대한 정보를 상기 클라이언트 소프트웨어를 통해 상기 서버(140) 및 휴대용 단말기(130)를 경유하여 질병진단장치(100)로 제공할 수 있다.

여기서, 상기 질병진단장치(100)는, 예를 들어, 110mm ×60mm ×10mm 크기로, 밴드 등을 이용하여 인체(예를 들어, 팔)에 부착 가능한 형태를 가지며, 패치(112)가 구비되는 메인바디(110)와, 디스플레이부(도시하지 않음) 및 다수 개(예를 들어, 3개)의 버튼(도시하지 않음)이 구비되는 서브바디(120)로 구성된다. 여기서, 상기 서브바디(120)는 메인바디(110)에 개폐가능하도록 힌지결합된다.

상기 메인바디(110)에 구비되는 패치(112)는, 혈액을 채취하고 이를 기반으로 급성심근경색의 진단에 필요한 임상 데이터를 생성하며, 이를 위해 하나 이상(예를 들어, 9개)의 진단모듈(114)을 포함한다. 상기 하나 이상의 진단모듈(114)은 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정한다. 이를 통해 획득된 측정 결과는 급성심근경색의 진단에 필요한 임상 데이터로서 내부 프로세서(122)에 의해 담당 의사에게 실시간 무선전송된다. 여기서, 상기 심장표지자는, 급성심근경색의 증상이 나타났을 경우 혈액 내에 생성되는 미오글로빈(Myoglobin), CK-MB(Creatine Kinase-Myocardial Band), 트로포닌(Troponin) T, 트로포닌 I 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 서브바디(120)에 구비되는 디스플레이부(도시하지 않음)는, 내부 프로세서(122)의 제어에 따라 진단 결과에 대한 정보를 화면에 표시하고, 다수 개의 버튼(도시하지 않음)은 사용자가 누르는 버튼에 대응하는 버튼입력 데이터를 내부 프로세서(122)로 제공한다. 이에 따라, 상기 내부 프로세서(122)는 다수 개의 버튼(도시하지 않음)으로부터 제공받은 버튼입력 데이터를 기반으로 상기 디스플레이부(도시하지 않음)에 표시되는 정보의 형태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 다수 개의 버튼(도시하지 않음)은, 상기 디스플레이부(도시하지 않음)에 표시되는 정보를 그래프 형태로 표시하기 위한 제1 버튼과, 상기 디스플레이부(도시하지 않음)에 표시되는 정보를 텍스트 형태로 표시하기 위한 제2 버튼을 포함할 수 있으며, 추가로 담당 의사를 호출하기 위한 제3 버튼을 포함할 수 있다.

상기 서브바디(120)의 내부는 프로세서(122)와 RF(Radio Frequency) 모듈(124)로 구성된다. 상기 프로세서(122)는 ARM(Advanced RISC Machines) 프로세서로 구현할 수 있으며, 상기 패치(112)로부터 제공받은 가공되지 않은 신호를 가공하여 RF 모듈(124)을 통해 휴대용 단말기(130)로 실시간 무선전송한다. 만약, 질병진단장치(100)와 휴대용 단말기(130) 간 근거리 통신(예를 들어, 블루투스)이 가능하다면, 근거리 통신을 통해 질병진단장치(100)와 휴대용 단말기(130) 간 신호를 송수신할 수도 있다. 여기서, 상기 휴대용 단말기(130)로 전송된 신호(즉, 임상 데이터)는 다시 서버(140)로 전송되며, 이에 따라 담당 의사는 질병진단장치(100)로부터의 임상 데이터를 기반으로 급성심근경색을 진단하고, 진단 결과에 대한 정보를 상기 서버(140) 및 휴대용 단말기(130)를 경유하여 질병진단장치(100)로 제공할 수 있다. 이와 같이 진단 결과에 대한 정보가 수신되면, 상기 프로세서(122)는 상기 진단 결과에 대한 정보를 디스플레이부(도시하지 않음)를 통해 화면에 출력한다.

여기서, 상기 프로세서(122)는, 상기 패치(112)로부터 제공받은 가공되지 않은 신호를 가공하기 위한 아날로그 회로와 A/D(analog to digital converter) 컨버터로 구성된다. 상기 아날로그 회로는, 상기 패치(112)로부터 제공받은 pA급 미소 전류 신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭된 신호를 잡음과 노이즈로부터 보호하기 위해 필터링하는 필터로 구성되고, 상기 A/D 컨버터는 상기 필터링된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이와 같이 변환된 디지털 신호는 RF 모듈(124)을 통해 휴대용 단말기(130)를 경유하여 서버(140)로 전송된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단장치 내 패치의 구성을 도시한 블럭도이다.

상기 도 2를 참조하면, 질병진단장치 내 패치(200)는 탈부착이 가능하며, 하나 이상의 진단모듈(202)로 구성된다. 상기 패치(200)가 다수의 진단모듈(202)을 포함할 경우, 1개의 패치 부착으로 다수의 반복적인 진단이 가능하다. 예를 들어, 상기 패치(200)가 9개의 진단모듈(202)을 포함할 경우, 1개의 패치로 최대 9번의 진단이 가능하다.

각 진단모듈(202)은 해당 진단모듈(202)에 가해지는 압력을 기반으로 마이크로 니들을 이용하여 혈액을 채취한다. 이후, 상기 진단모듈(202)은 3차원 전기화학센서를 이용하여, 심장표지자별로, 해당 심장표지자에 대응하는 항체와 상기 채취된 혈액 내 항원 간 산화환원반응을 통해 발생되는 전류의 양을 검출하고, 이를 기반으로 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자의 농도(전류값)를 측정한다. 이후, 상기 진단모듈(202)은 측정 결과를 내부 프로세서로 전송한다. 여기서, 상기 하나 이상의 진단모듈(202)은 각각 개별 전선(204)을 통해 내부 프로세서로 측정 결과를 전송한다. 이는, 상기 진단모듈(202)에 압력이 가해졌을 경우, 이미 사용된 진단모듈에서 발생되어 남은 전류가 상기 진단모듈(202)에서 발생되는 전류에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 진단모듈(202)은, 산화환원반응이 끝나면, 남은 혈액을 폐기물 챔버(waste chamber)(206)로 전송한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패치 내 진단모듈의 구성을 도시한 블럭도이다.

상기 도 3을 참조하면, 패치 내 각 진단모듈은 성인 남자의 검지를 이용하여 충분한 압력을 가할 수 있는 15mm 미만의 크기를 가지며, 혈액 수취부와 센서부로 구성된다.

상기 혈액 수취부는, 해당 진단모듈에 가해지는 압력을 기반으로 혈액을 채취하는 마이크로 니들(300)과, 상기 채취된 혈액을 센서부로 제공하는 마이크로 플루이딕 칩(302)으로 구성된다. 여기서, 상기 마이크로 니들(300)은 3×3 배열로 배치되며, 피부에 대한 최소한의 침습(minimally invasion)으로 질병 진단에 필요한 최소한(예를 들어, 10㎕)의 혈액을 채취한다. 또한, 상기 마이크로 니들(300)은, 금속재질로 만들어진 마이크로 니들(300)에 의해 피부가 세균에 감염될 위험이 있으므로, 이를 막기 위해 파릴렌(Parylene) 고분자(Polymer)를 이용하여 코팅된다. 상기 마이크로 플루이딕 칩(302)은 상기 채취된 혈액을 무동력으로 운반한다.

상기 센서부는, FTH(Flow-Through Hole) 다층박막(Multi-layer thin film)(304)과 3차원 전기화학센서(306)로 구성된다. 상기 FTH 다층박막(304)은, 상기 혈액 수취부로부터 제공받은 혈액 내 불순물을 제거하고, 3차원 전기화학센서(306)에서 항원항체반응이 일어날 수 있도록 기질을 제공한다. 상기 3차원 전기화학센서(306)는, 심장표지자별로, 해당 심장표지자에 대응하는 항체와 상기 채취된 혈액 내 항원 간 산화환원반응을 통해 발생되는 전류의 양을 검출하고, 이를 기반으로 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자의 농도를 측정한 후, 측정 결과를 전선(312)을 통해 내부 프로세서로 전송한다. 여기서, 상기 3차원 전기화학센서(306)는 3차원 구조의 전극어레이를 구비하며, 항체고정화 기술과 특이항체 기술을 접목시켜, 전극에 고정된 특이항체와 혈액 내 항원 간 산화환원반응을 통해 발생되는 전류의 양을 검출한다. 상기 항체고정화 기술은 전극에 항체를 고정하는 기술이며, 특이항체 기술은 항체가 특정 항원에만 특이한 반응을 보이도록 하는 기술을 의미한다. 예를 들어, 4개의 심장표지자의 농도 측정을 위해 각 심장표지자에 대응하는 특이항체가 전극의 미리 결정된 위치에 고정될 수 있다. 또한, 상기 3차원 전기화학센서(306)는, 산화환원반응이 끝나면, 남은 혈액을 폐기물 챔버(308)로 전송한다.

또한, 패치 내 각 진단모듈은, 진단모듈의 마이크로 니들(300)이 피부에 정확히 최소침습하도록 진단모듈과 피부의 평행을 유지시켜주는 받침(310)을 더 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 패치 내 진단모듈의 단면도를 도시한 블럭도이다.

상기 도 4를 참조하면, 마이크로 니들(400), 마이크로 플로우딕 칩(402), FTH 다층박막(404), 3차원 전기화학센서(406), 폐기물 챔버(408), 받침(410)은, 상기 도 3의 마이크로 니들(300), 마이크로 플로우딕 칩(302), FTH 다층박막(304), 3차원 전기화학센서(306), 폐기물 챔버(308), 받침(310)에 각각 대응하며, 따라서 상세 설명은 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템 내 서버에서 질병진단을 위한 동작 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 5를 참조하면, 서버는 501단계에서 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치와의 통신 상태를 검사한다. 예를 들어, 상기 서버는 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로 요청 메시지를 전송하고, 상기 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로부터 이에 대한 응답 메시지가 성공적으로 수신되는지 여부를 판단함으로써, 통신 상태를 검사할 수 있으며, 이를 통해 질병진단장치와의 통신 상태에 이상이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.

이후, 상기 서버는 503단계에서 상기 통신 상태 검사를 기반으로 질병진단장치와의 통신 상태에 이상이 발생하였는지 여부를 판단한다.

상기 503단계에서, 질병진단장치와의 통신 상태에 이상이 발생하였음이 감지될 시, 상기 서버는 505단계에서 휴대용 단말기로 이상발생 알림메시지를 전송하고 상기 501단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 이때, 상기 휴대용 단말기는 이상발생 알림메시지를 화면에 표시하여 사용자에게 질병진단장치의 수리 또는 교환이 요구됨을 알릴 수 있다.

반면, 상기 503단계에서, 질병진단장치와의 통신 상태에 이상이 발생하였음이 감지되지 않을 시, 상기 서버는 507단계에서 질병진단장치에 의해 카운팅된 카운트 값을 기반으로 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수를 파악하고, 509단계에서 이를 기반으로 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하는지 여부를 검사한다.

상기 509단계에서, 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 판단될 시, 상기 서버는 511단계에서 휴대용 단말기로 패치교체 알림메시지 전송하고, 513단계로 진행한다. 이때, 상기 휴대용 단말기는 패치교체 알림메시지를 화면에 표시하여 사용자에게 질병진단장치의 패치의 교체가 요구됨을 알릴 수 있다.

반면, 상기 509단계에서, 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재함이 판단될 시, 상기 서버는 바로 513단계로 진행하여, 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로부터 진단시작 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 513단계에서, 진단시작 메시지가 수신됨이 판단될 시, 상기 서버는 515단계에서 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로부터 임상 데이터가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 515단계에서, 임상 데이터가 수신됨이 판단될 시, 상기 서버는 517단계에서 담당 의사의 클라이언트 소프트웨어로 상기 수신된 임상 데이터를 제공한다.

이후, 상기 서버는 519단계에서 상기 담당 의사의 클라이언트 소프트웨어로부터 상기 임상 데이터를 기반으로 결정된 진단결과 데이터가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 519단계에서, 진단결과 데이터가 수신됨이 판단될 시, 상기 서버는 521단계에서 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로 상기 수신된 진단결과 데이터를 전송한다.

이후, 상기 서버는 523단계에서 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로부터 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 수신하고, 상기 수신된 카운트 값을 저장한다. 이와 같이 저장된 카운트 값은, 상기 507단계의 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수 파악에 이용된다.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 서버는 상기 수신된 진단결과 데이터를 기반으로 질병진단장치의 GPS 좌표정보가 필요한지 여부를 판단하고, GPS 좌표정보가 필요함이 판단될 시, 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로 GPS 좌표정보 요청메시지를 전송할 수 있다. 예를 들어, 진단결과, 환자의 상태에 이상이 있는 경우, 상기 서버는 병원으로의 긴급 이송 등의 후속조치를 위해 질병진단장치의 GPS 좌표정보가 필요함을 판단할 수 있다. 이후, 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로부 GPS 좌표정보가 수신되면, 상기 서버는 후속조치 시에 상기 수신된 GPS 좌표정보를 활용할 수 있다.

또한, 도시하지는 않았지만, 상기 513단계에서, 진단시작 메시지가 수신되지 않음이 판단될 시, 상기 서버는 마지막으로 진단시작 메시지를 수신한 시각으로부터 기 결정된 시간(예를 들어, 3시간)이 지났는지 여부를 판단하여, 마지막으로 진단시작 메시지를 수신한 시각으로부터 기 결정된 시간이 지난 경우, 상기 501단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행할 수 있다.

이후, 상기 서버는 본 발명에 대한 알고리즘을 종료한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템 내 질병진단장치에서 질병진단을 위한 동작 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 6을 참조하면, 질병진단장치는 601단계에서 진단모듈에 가해지는 압력이 감지되는지 여부를 검사한다.

상기 601단계에서, 진단모듈에 가해지는 압력이 감지될 시, 상기 질병진단장치는 603단계에서 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 진단시작 메시지를 전송한다.

이후, 상기 질병진단장치는 605단계에서 마이크로 니들을 이용하여 상기 진단모듈에 가해지는 압력을 기반으로 혈액을 채취한다.

이후, 상기 질병진단장치는 607단계에서 다층박막을 이용하여 상기 채취된 혈액 내 불순물을 제거한다.

이후, 상기 질병진단장치는 609단계에서 3차원 전기화학센서를 이용하여, 심장표지자별로, 해당 심장표지자에 대응하는 항체와 상기 불순물 제거된 혈액 내 항원 간 산화환원반응을 통해 발생되는 전류의 양을 검출한다. 예를 들어, 4개의 심장표지자인, 미오글로빈(Myoglobin), CK-MB(Creatine Kinase-Myocardial Band), 트로포닌(Troponin) T, 트로포닌 I 각각에 대하여, 해당 심장표지자에 대응하는 항체와 상기 불순물 제거된 혈액 내 항원 간 산화환원반응을 통해 발생되는 전류의 양을 검출할 수 있다.

이후, 상기 질병진단장치는 611단계에서 상기 검출된 전류의 양을 기반으로 상기 불순물 제거된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자의 농도(전류값)를 측정한다.

이후, 상기 질병진단장치는 613단계에서 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 측정결과를 포함하는 임상 데이터를 전송한다.

이후, 상기 질병진단장치는 615단계에서 휴대용 단말기를 경유하여 서버로부터 상기 임상 데이터를 기반으로 결정된 진단결과 데이터가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 615단계에서, 진단결과 데이터가 수신됨이 판단될 시, 상기 질병진단장치는 617단계에서 디스플레이부에 상기 수신된 진단결과 데이터를 표시한다.

이후, 상기 질병진단장치는 617단계에서 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송한다. 예를 들어, 진단모듈에 가해지는 압력에 따라 해당 진단모듈이 사용되면, 상기 질병진단장치는 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 '1'만큼 증가시켜 갱신할 수 있다. 여기서, 카운트 값은 패치 내 진단모듈의 개수만큼 증가할 수 있다.

이후, 상기 질병진단장치는 본 발명에 대한 알고리즘을 종료한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 질병진단시스템 내 휴대용 단말기에서 질병진단을 위한 동작 방법을 도시한 흐름도이다.

상기 도 7을 참조하면, 휴대용 단말기는 701단계에서 질병진단장치로부터 진단시작 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 701단계에서, 진단시작 메시지가 수신됨이 판단될 시, 상기 휴대용 단말기는 703단계에서 서버로 상기 수신된 진단시작 메시지를 전송한다.

이후, 휴대용 단말기는 705단계에서 질병진단장치로부터 측정결과를 포함하는 임상 데이터가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 705단계에서, 임상 데이터가 수신됨이 판단될 시, 상기 휴대용 단말기는 707단계에서 디스플레이부에 상기 수신된 임상 데이터를 표시한다.

이후, 상기 휴대용 단말기는 709단계에서 상기 수신된 임상 데이터 내 측정결과가 기준값보다 큰 지 여부를 검사한다.

상기 709단계에서, 상기 수신된 임상 데이터 내 측정결과가 기준값보다 크지 않음이 판단될 시, 상기 휴대용 단말기는 상기 수신된 임상 데이터에 대한 신뢰도가 낮다고 판단하여, 711단계에서 디스플레이부에 재측정 요청 메시지를 표시하고, 상기 수신된 임상 데이터를 삭제한 후, 상기 701단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 여기서, 상기 휴대용 단말기는 재측정 요청 메시지의 표시를 통해 사용자에게 질병진단장치를 이용한 재측정이 요구됨을 알릴 수 있다.

반면, 상기 709단계에서, 상기 수신된 임상 데이터 내 측정결과가 기준값보다 큼이 판단될 시, 상기 휴대용 단말기는 상기 수신된 임상 데이터에 대한 신뢰도가 높다고 판단하여, 713단계에서 서버로 상기 임상 데이터를 전송한 후, 715단계로 진행한다.

이후, 상기 휴대용 단말기는 715단계에서 서버로부터 상기 임상 데이터를 기반으로 결정된 진단결과 데이터가 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 715단계에서, 진단결과 데이터가 수신됨이 판단될 시, 상기 휴대용 단말기는 717단계에서 디스플레이부에 상기 수신된 진단결과 데이터를 표시하고, 719단계에서 질병진단장치로 상기 수신된 진단결과 데이터를 전송한다.

이후, 상기 휴대용 단말기는 721단계에서 질병진단장치로부터 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값이 수신되는지 여부를 검사한다.

상기 721단계에서, 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값이 수신됨이 판단될 시, 상기 휴대용 단말기는 723단계에서 서버로 상기 수신된 카운트 값을 전송한다.

혹은 다른 방법으로, 상기 709, 711, 713단계를 대신하여, 임상 데이터 내 측정결과가, 다수 개(예를 들어, 4개)의 심장표지자 각각에 대해 측정된 농도(전류값)을 포함하고 있을 경우, 상기 휴대용 단말기는 심장표지자별 측정결과를 기준값과 비교하여, 기준값보다 큰 측정결과를 가지는 심장표지자의 개수가 과반수(즉, 2개) 이상이면, 서버로 임상 데이터를 전송하고, 과반수 미만이면, 디스플레이부에 재측정 요청 메시지를 표시한 후 임상 데이터를 삭제할 수 있다.

이후, 상기 휴대용 단말기는 본 발명에 대한 알고리즘을 종료한다.

본 발명은 전문 지식이 없는 일반 환자가 언제 어디서든 손쉽게 급성심근경색의 진단에 필요한 임상 데이터를 생성하고 이를 담당 의사에게 실시간으로 전달하기 위한 질병진단장치에 관한 것으로서, 이를 통해 환자는 시간과 장소에 구애를 받지 않고 일상생활 속에서도 손쉽게 질병을 진단받을 수 있으며, 신속한 치료를 받을 수 있다. 또한, 본 발명을 통해 일반인이나 심장질환 환자들에게 나타날 수 있는 심근경색을 조기에 예방할 수 있으며, 의료비를 절감할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 질병진단장치
110: 메인바디
112: 패치
114: 진단모듈
120: 서브바디
122: 프로세서
124: RF 모듈
130: 휴대용 단말기
140: 서버

Claims (12)

1. 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정하는 다수의 진단모듈을 포함하는 패치와,
   측정결과를 서버로 무선전송하는 프로세서를 포함하며,
   상기 프로세서는, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하며,
   상기 카운트 값은, 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수 파악에 이용되며,
   서버에 의해 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 서버에서 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지가 전송되며, 휴대용 단말기에 의해 패치교체 알림 메시지가 화면에 표시되는 것을 특징으로 하는 질병진단장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 진단모듈 각각은,
   마이크로 니들을 이용하여, 상기 진단모듈에 가해지는 압력을 기반으로 혈액을 채취하는 혈액 수취부와,
   3차원 전기화학센서를 이용하여, 심장표지자별로, 해당 심장표지자에 대응하는 항체와 상기 채취된 혈액 내 항원 간 산화환원반응을 통해 발생되는 전류의 양을 검출하고, 이를 기반으로 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자의 농도를 측정하는 센서부를 포함하는 질병진단장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 혈액 수취부는, 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 상기 채취된 혈액을 상기 센서부로 제공하고,
   상기 센서부는, 다층박막을 이용하여 상기 혈액 수취부로부터 제공받은 혈액 내 불순물을 제거하는 것을 특징으로 하는 질병진단장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 패치는, 탈부착이 가능하며, 다수의 진단모듈을 포함할 경우, 1개의 패치 부착으로 다수의 반복적인 진단이 가능한 것을 특징으로 하는 질병진단장치.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 심장표지자는,
   미오글로빈(Myoglobin), CK-MB(Creatine Kinase-Myocardial Band), 트로포닌(Troponin) T, 트로포닌 I 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 질병진단장치.
   
6. 패치 내 다수의 진단모듈을 이용하여, 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정하는 과정과,
   측정결과를 서버로 무선전송하는 과정과,
   패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하는 과정을 포함하며,
   상기 카운트 값은, 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수 파악에 이용되며,
   서버에 의해 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 서버에서 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지가 전송되며, 휴대용 단말기에 의해 패치교체 알림 메시지가 화면에 표시되는 것을 특징으로 하는 질병진단장치의 동작방법.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 혈액 채취 및 농도 측정 과정은,
   마이크로 니들을 이용하여, 상기 진단모듈에 가해지는 압력을 기반으로 혈액을 채취하는 과정과,
   3차원 전기화학센서를 이용하여, 심장표지자별로, 해당 심장표지자에 대응하는 항체와 상기 채취된 혈액 내 항원 간 산화환원반응을 통해 발생되는 전류의 양을 검출하고, 이를 기반으로 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자의 농도를 측정하는 과정을 포함하는 질병진단장치의 동작방법.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 농도 측정 과정 이전에,
   다층박막을 이용하여 상기 채취된 혈액 내 불순물을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질병진단장치의 동작방법.
   
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 패치는, 탈부착이 가능하며, 다수의 진단모듈을 포함할 경우, 1개의 패치 부착으로 다수의 반복적인 진단이 가능한 것을 특징으로 하는 질병진단장치의 동작방법.
   
10. 제 6 항에 있어서, 상기 심장표지자는,
    미오글로빈(Myoglobin), CK-MB(Creatine Kinase-Myocardial Band), 트로포닌(Troponin) T, 트로포닌 I 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 질병진단장치의 동작방법.
    
11. 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정하는 다수의 진단모듈을 포함하는 패치와, 측정결과를 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 무선전송하는 프로세서를 포함하는 질병진단장치와,
    상기 측정결과를 기반으로 결정된 진단결과 데이터를 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로 전송하는 서버를 포함하며,
    상기 질병진단장치 내 프로세서는, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하며,
    상기 서버는, 상기 카운트 값을 기반으로 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수를 파악하고, 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지를 전송하며,
    상기 패치교체 알림 메시지는 휴대용 단말기에 의해 화면에 표시되는 것을 특징으로 하는 질병진단시스템.
    
12. 질병진단장치가, 패치 내 다수의 진단모듈을 이용하여, 혈액을 채취하고, 상기 채취된 혈액 내 하나 이상의 심장표지자(Cardial Marker)의 농도를 측정한 후, 측정결과를 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 무선전송하는 과정과,
    상기 서버가, 상기 측정결과를 기반으로 결정된 진단결과 데이터를 휴대용 단말기를 경유하여 질병진단장치로 전송하는 과정과,
    상기 질병진단장치가, 패치 내 다수의 진단모듈 중 사용된 진단모듈의 개수에 대한 카운트 값을 갱신하고, 갱신된 카운트 값을 휴대용 단말기를 경유하여 서버로 전송하는 과정과,
    상기 서버가, 상기 카운트 값을 기반으로 패치 내 사용 가능한 진단모듈의 개수를 파악하고, 패치 내 사용 가능한 진단모듈이 존재하지 않음이 파악되면, 휴대용 단말기로 패치교체 알림 메시지를 전송하는 과정을 포함하며,
    상기 패치교체 알림 메시지는 휴대용 단말기에 의해 화면에 표시되는 것을 특징으로 하는 질병진단시스템의 동작방법.

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