KR102693545B1 - Artificial pancreas management systems and methods - Google Patents
Artificial pancreas management systems and methods Download PDFInfo
- Publication number
- KR102693545B1 KR102693545B1 KR1020210178258A KR20210178258A KR102693545B1 KR 102693545 B1 KR102693545 B1 KR 102693545B1 KR 1020210178258 A KR1020210178258 A KR 1020210178258A KR 20210178258 A KR20210178258 A KR 20210178258A KR 102693545 B1 KR102693545 B1 KR 102693545B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- patient
- blood sugar
- insulin
- artificial pancreas
- injection amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 4
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 178
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 claims abstract description 89
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 claims abstract description 89
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 claims abstract description 89
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 88
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 88
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 33
- 230000003862 health status Effects 0.000 claims description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 13
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 11
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 11
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 claims description 10
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 10
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 8
- 230000037213 diet Effects 0.000 claims description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 6
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims description 6
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 claims description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 4
- 230000004622 sleep time Effects 0.000 claims description 4
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000013523 data management Methods 0.000 claims description 3
- 201000006549 dyspepsia Diseases 0.000 claims description 3
- 206010000084 Abdominal pain lower Diseases 0.000 claims description 2
- 208000022249 Sleep-Wake Transition disease Diseases 0.000 claims description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 2
- 210000002429 large intestine Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 claims description 2
- 230000000378 dietary effect Effects 0.000 claims 3
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 abstract description 9
- 206010067584 Type 1 diabetes mellitus Diseases 0.000 abstract description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009545 invasion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 210000004153 islets of langerhan Anatomy 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 210000002237 B-cell of pancreatic islet Anatomy 0.000 description 1
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 210000003722 extracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 230000003914 insulin secretion Effects 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000004003 subcutaneous fat Anatomy 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/172—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic
- A61M5/1723—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic using feedback of body parameters, e.g. blood-sugar, pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/155—Devices specially adapted for continuous or multiple sampling, e.g. at predetermined intervals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4836—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
- A61B5/4839—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods combined with drug delivery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
- A61M5/14244—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
- G16H20/10—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to drugs or medications, e.g. for ensuring correct administration to patients
- G16H20/17—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to drugs or medications, e.g. for ensuring correct administration to patients delivered via infusion or injection
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
- G16H20/60—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to nutrition control, e.g. diets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
- A61M2005/14208—Pressure infusion, e.g. using pumps with a programmable infusion control system, characterised by the infusion program
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/172—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic
- A61M5/1723—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic using feedback of body parameters, e.g. blood-sugar, pressure
- A61M2005/1726—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic using feedback of body parameters, e.g. blood-sugar, pressure the body parameters being measured at, or proximate to, the infusion site
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/35—Communication
- A61M2205/3576—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
- A61M2205/52—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers with memories providing a history of measured variating parameters of apparatus or patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2230/00—Measuring parameters of the user
- A61M2230/20—Blood composition characteristics
- A61M2230/201—Glucose concentration
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Diabetes (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
Abstract
실시예에 따른 인공 췌장관리 시스템은 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle)을 통해, 제1형 당뇨병 환자가 고통 없이 인슐린을 주입할 수 있도록 한다. 이를 통해, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있다. 또한, 실시예에서는 실시간으로 생체 정보를 모니터링하고 이를 웹 또는 앱을 통해 인슐린 의존형 환자에게 제공함으로써, 편리하게 혈당 수치를 관리할 수 있도록 한다. 또한, 혈당 측정 수치와 인슐린 주입량을 데이터베이스로 저장하고 측정된 혈당량에 따른 인슐린 주입량을 산출하고 이를 자동 주입함으로써, 자동화된 개인맞춤형 혈당 관리를 가능하게 한다. The artificial pancreas management system according to the embodiment allows type 1 diabetes patients to inject insulin painlessly through a micro needle that can minimize invasion. This can alleviate the psychological burden of diabetes patients regarding insulin prescriptions. In addition, the embodiment monitors biometric information in real time and provides this to insulin-dependent patients through the web or an app, thereby enabling convenient management of blood sugar levels. In addition, the blood sugar measurement value and insulin injection amount are stored in a database, and the insulin injection amount is calculated based on the measured blood sugar level and automatically injected, thereby enabling automated personalized blood sugar management.
Description
본 개시는 인공 췌장 관리 시스템에 관한 것으로 구체적으로, 휴대폰의 어플리케이션 및 웹에서 스마트 인공 췌장을 통해 모니터링 한 혈당량 등의 생체 정보를 확인 가능하게 하는 인공 췌장 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an artificial pancreas management system, and more particularly, to an artificial pancreas management system and method that enable checking bio-information such as blood sugar level monitored through a smart artificial pancreas through a mobile phone application and the web.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the materials described in this section are not prior art to the claims of this application and their inclusion in this section is not an admission that they are prior art.
인공 췌장(artificial pancreas)은 췌장 β세포의 기능을 인공적으로 대체하는 장치로 혈당치를 자동측정해 그것에 따라서 인슐린을 혈중에 주입하는 기능을 지니고 있다. 종래는 이 장치가 대형이어서 휴대가 불가능한데, 당뇨병의 혈당관리, 인슐린 필요량의 결정에 유용한 장치이다. 또한 인슐린 주입만 가능한 소형의 휴대가능한 장치도 넓은 의미에서 인공 췌장에 포함될 수 있다. An artificial pancreas is a device that artificially replaces the function of pancreatic β cells, and has the function of automatically measuring blood sugar levels and injecting insulin into the bloodstream accordingly. Previously, this device was too large to be portable, but it is a useful device for managing blood sugar levels in diabetes and determining the amount of insulin needed. In addition, a small, portable device that can only inject insulin can be included in the artificial pancreas in a broad sense.
인공 췌장은 당뇨병을 치료할 목적으로 개발이 시도되고 있는 인공장기로서 주로, 췌장의 랑게르한스섬 기능을 대행한다. 인공 췌장이 수행하는 기능 중 하나는 글루코오스 센서로 혈당값을 측정하고 마이크로컴퓨터로 제어하여 인슐린을 주사하는 자동 제어한다. 또한, 동종 또는 종류가 다른 동물의 랑게르한스 섬을 반투막 내에 봉입하여 면역거부반응을 받지 않도록 한 후에 이식하는 하이브리드형 인공 췌장이 있다.An artificial pancreas is an artificial organ being developed for the purpose of treating diabetes, and it mainly performs the function of the islets of Langerhans in the pancreas. One of the functions performed by the artificial pancreas is to measure blood sugar levels with a glucose sensor and automatically control the injection of insulin by a microcomputer. In addition, there is a hybrid artificial pancreas in which the islets of Langerhans from the same species or a different species are encapsulated in a semipermeable membrane to prevent immune rejection before being transplanted.
종래의 인공 췌장 시스템은 인슐린 펌프와 CGM(연속혈당측정)를 포함하여 분리형 형태 또는 결합형 형태로 인공 췌장 시스템을 구성한다. 종래의 인공 췌장 시스템은 혈당이 일정 수준에 도달하면 인슐린 분비가 차단돼 매일 여러 번 인슐린을 직접 투약해야 하는 번거로움이 있다. 제1형 당뇨병 환자들이 하루에 여러 번 손가락을 찔러 혈당을 검사하고 여러 번 복부에 인슐린은 주사하는 것은 고통스럽고 번거로운 과정이다. Conventional artificial pancreas systems are composed of separate or combined forms, including an insulin pump and a CGM (continuous glucose monitoring). Conventional artificial pancreas systems have the inconvenience of having to directly administer insulin several times a day because insulin secretion is blocked when blood sugar reaches a certain level. It is a painful and cumbersome process for type 1 diabetes patients to prick their fingers several times a day to check their blood sugar and inject insulin into the abdomen several times.
실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 스마트 인슐린 주입과 체외형 연속 혈당 측정을 수행하고, 네트워크를 통해 휴대폰의 앱 또는 웹에서 혈당관리를 가능하게 한다. 또한, 당뇨병 치료를 위해 체외에서 자동으로 인슐린을 주입해 혈당을 자동 조절하고, 환자의 생체 정보를 휴대폰을 통해 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 한다. The artificial pancreas management system according to the embodiment performs smart insulin injection and external continuous blood sugar measurement, and enables blood sugar management through a mobile phone app or web via a network. In addition, it automatically injects insulin externally to automatically control blood sugar for diabetes treatment, and enables real-time monitoring of the patient's bio-information through a mobile phone.
또한, 실시예에서는 혈당 측정 수치 및 인슐린 주입량의 데이터를 자동 저장하고 연속 혈당 측정 후 측정 결과에 따라 인공지능을 통해 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 주입량에 해당하는 인슐린을 자동으로 주입할 수 있다. In addition, in the embodiment, data on blood sugar measurement values and insulin injection amount can be automatically stored, and after continuous blood sugar measurement, the insulin injection amount can be calculated through artificial intelligence based on the measurement results, and insulin corresponding to the calculated injection amount can be automatically injected.
실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 전자피부를 통해 연속 혈당 측정을 수행하고, 측정된 혈당수치에 따라 인슐린을 주입하는 스마트 인공 췌장; 스마트 인공 췌장으로부터 수신한 환자의 혈당수치와 인슐린 주입량 및 체온, 혈압, 혈당 수치 변화량을 포함하는 환자의 생체 정보를 제공하는 스마트 단말; 및 스마트 단말로 부터 환자의 생체정보를 수신하여 저장하고, 환자 개개인의 인슐린 주입량에 따른 혈당 수치 변화를 분석하는 클라우드 서버; 를 포함한다.An artificial pancreas management system according to an embodiment includes: a smart artificial pancreas that performs continuous blood sugar measurement through an electronic skin and injects insulin according to the measured blood sugar level; a smart terminal that provides the patient's blood sugar level and insulin injection amount and the patient's bio-information including body temperature, blood pressure, and blood sugar level change amount received from the smart artificial pancreas; and a cloud server that receives and stores the patient's bio-information from the smart terminal and analyzes changes in blood sugar levels according to the insulin injection amount of each patient.
실시예에서 스마트 인공 췌장; 은 설정된 주기에 따라 연속 혈당을 측정하여 혈당 평균값을 파악하는 전자피부 모듈; 측정된 혈당 평균값을 기초로 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 인슐린 주입량을 환자에게 주입하는 펌프 모듈; 및 스마트 인공 췌장이 부착된 위치를 인식하고, 인식된 위치 주변의 경락을 자극하는 전자침; 을 포함하여 구성될 수 있다.In an embodiment, a smart artificial pancreas may be configured to include: an electronic skin module that measures continuous blood sugar levels at set intervals to determine an average blood sugar level; a pump module that calculates an insulin injection amount based on the measured average blood sugar level and injects the calculated insulin injection amount into a patient; and an electronic needle that recognizes a location where the smart artificial pancreas is attached and stimulates meridians around the recognized location.
이상에서와 같은 인공 췌장관리 시스템은 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle)을 통해, 제1형 당뇨병 환자가 고통 없이 인슐린을 주입할 수 있도록 한다. 이를 통해, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있다. 또한, 실시예에서는 실시간으로 생체 정보를 모니터링하고 이를 웹 또는 앱을 통해 인슐린 의존형 환자에게 제공함으로써, 편리하게 혈당 수치를 관리할 수 있도록 한다. 또한, 혈당 측정 수치와 인슐린 주입량을 데이터베이스로 저장하고 측정된 혈당량에 따른 인슐린 주입량을 산출하고 이를 자동 주입함으로써, 자동화된 개인맞춤형 혈당 관리를 가능하게 한다. The artificial pancreas management system described above allows type 1 diabetes patients to inject insulin painlessly through microneedles that can minimize invasion. This can alleviate the psychological burden of diabetes patients regarding insulin prescriptions. In addition, in the embodiment, biometric information is monitored in real time and provided to insulin-dependent patients through the web or an app, thereby enabling convenient management of blood sugar levels. In addition, automated personalized blood sugar management is enabled by storing blood sugar measurement values and insulin injection amounts in a database, calculating insulin injection amounts based on measured blood sugar levels, and automatically injecting them.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the composition of the invention described in the claims.
도 1은 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템 구성을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 스마트 인공 췌장의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 환자 스마트 단말의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 클라우드 서버의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면
도 5는 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템의 신호흐름도를 나타낸 도면Figure 1 is a drawing showing the configuration of an artificial pancreas management system according to an embodiment.
Figure 2 is a diagram showing a data processing block of a smart artificial pancreas according to an embodiment.
Figure 3 is a diagram showing the data processing configuration of a patient smart terminal according to an embodiment.
Figure 4 is a diagram showing a data processing block of a cloud server according to an embodiment.
Figure 5 is a diagram showing a signal flow diagram of an artificial pancreas management system according to an embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention, and the methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and the present embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if it is judged that a specific description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in embodiments of the present invention, and these may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definitions should be made based on the contents throughout this specification.
실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 인슐린 의존형 환자 대상으로 개발된 시스템으로서, 스마트 인슐린 주입과 체외형 연속혈당측정이 가능한 전자피부를 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에서는 블루투스 통신을 통해 휴대폰의 앱 및 웹에서 쉽게 당뇨를 관리할 수 있도록 한다. 실시예에 따른 스마트 인공 췌장은 전력 소모가 낮은 다이어프램(Diaphragm) 방식의 멤브레인(Membrane) 펌프 및 통증을 최소화한 인슐린 주입용 마이크로 바늘을 포함하고, 전자피부의 체외형 연속혈당측정이 가능한 일체형 의료기기이다. 또한, 실시예에 따른 스마트 인공 췌장은 고통 없이 인슐린을 주입하기 위해 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle) 주입부를 포함하여, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있도록 한다. An artificial pancreas management system according to an embodiment is a system developed for insulin-dependent patients, and may be configured to include an electronic skin capable of smart insulin injection and external continuous blood glucose measurement. In the embodiment, diabetes can be easily managed through a mobile phone app and the web via Bluetooth communication. The smart artificial pancreas according to the embodiment is an integrated medical device capable of external continuous blood glucose measurement of the electronic skin, including a low-power diaphragm membrane pump and a pain-minimizing micro needle for insulin injection. In addition, the smart artificial pancreas according to the embodiment includes a micro needle injection part capable of minimizing invasion to inject insulin painlessly, and thereby alleviates the psychological burden of diabetic patients regarding insulin prescriptions.
또한, 실시예에서는 환자의 생체 정보를 휴대폰을 통해 실시간으로 확인할 수 있도록 하여, 혈당측정부터 인슐린 주입을 자동화하고, 디지털 헬스케어 기능이 완비된 인공 췌장 관리 시스템을 제공한다.In addition, the embodiment provides an artificial pancreas management system with complete digital healthcare functions, automating everything from blood sugar measurement to insulin injection, by allowing the patient's bio-information to be checked in real time via a mobile phone.
도 1은 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템 구성을 나타낸 도면이다. Figure 1 is a diagram showing the configuration of an artificial pancreas management system according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템은 스마트 인공 췌장(100), 스마트 단말(200) 및 클라우드 서버(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 스마트 인공 췌장(100)은 전자피부를 통해 연속 혈당 측정을 수행하고, 측정된 혈당량에 따라 인슐린을 주입한다. 또한, 실시예에서 스마트 인공 췌장(100)은 혈당량, 인슐린 주입량, 혈당 변화량, 맥박, 온도, 혈압, 심박수 등을 포함하는 생체정보를 모니터링하고, 모니터링된 생체정보를 스마트 단말(200)로 전송한다. 스마트 단말(200)은 스마트 인공 췌장(100)에서 블루투스 통신 등을 통해 수신한 환자의 혈당수치와 인슐린 주입량을 포함하는 생체정보를 디스플레이 하여 환자에게 제공한다. 클라우드 서버(300)는 스마트 단말(200)로 부터 환자 생체정보를 수신하여 저장하고, 환자의 인슐린 주입량에 따른 혈당 수치 변화를 환자의 건강상태 정보에 따라 분석한다. Referring to FIG. 1, an artificial pancreas management system according to an embodiment may include a smart artificial pancreas (100), a smart terminal (200), and a cloud server (300). The smart artificial pancreas (100) performs continuous blood sugar measurement through an electronic skin and injects insulin according to the measured blood sugar level. In addition, in the embodiment, the smart artificial pancreas (100) monitors bio-information including blood sugar level, insulin injection amount, blood sugar change amount, pulse, temperature, blood pressure, heart rate, etc., and transmits the monitored bio-information to the smart terminal (200). The smart terminal (200) displays bio-information including the patient's blood sugar level and insulin injection amount received from the smart artificial pancreas (100) through Bluetooth communication, etc., and provides the bio-information to the patient. The cloud server (300) receives and stores the patient's bio-information from the smart terminal (200), and analyzes the change in blood sugar level according to the patient's insulin injection amount according to the patient's health status information.
실시예에서 적어도 하나의 스마트 단말(200)은, 네트워크를 통하여 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 네비게이션, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데In the embodiment, at least one smart terminal (200) may be implemented as a computer that can access a remote server or terminal through a network. Here, the computer may be, for example, a notebook equipped with a navigation system, a web browser, or a data
스크톱(Desktop), 랩톱(Laptop) 등을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 구매자 단말(100)은, 네트워크를 통해 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 적어도 하나의 스마트 단말(200)은, 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 네비게이션, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 태블릿 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.It may include a desktop, a laptop, etc. At this time, at least one purchaser terminal (100) may be implemented as a terminal that can access a remote server or terminal via a network. At least one smart terminal (200) may include, for example, all kinds of handheld-based wireless communication devices such as a navigation, a PCS (Personal Communication System), a GSM (Global System for Mobile communications), a PDC (Personal Digital Cellular), a PHS (Personal Handyphone System), a PDA (Personal Digital Assistant), an IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, a CDMA (Code Division Multiple Access)-2000, a W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), a Wibro (Wireless Broadband Internet) terminal, a smartphone, a smartpad, a tablet PC, etc., as a wireless communication device that ensures portability and mobility.
도 2는 실시예에 따른 스마트 인공 췌장의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a data processing block of a smart artificial pancreas according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 스마트 인공 췌장(100)은 전자 피부 모듈(110), 펌프 모듈(120) 및 전자침(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.Referring to FIG. 2, a smart artificial pancreas (100) according to an embodiment may be configured to include an electronic skin module (110), a pump module (120), and an electronic needle (130). The term 'module' used in the present specification should be interpreted as including software, hardware, or a combination thereof, depending on the context in which the term is used. For example, the software may be machine language, firmware, embedded code, and application software. As another example, the hardware may be a circuit, a processor, a computer, an integrated circuit, an integrated circuit core, a sensor, a MEMS (Micro-Electro-Mechanical System), a passive device, or a combination thereof.
전자 피부 모듈(110)은 설정된 주기에 따라 연속 혈당을 측정하여 혈당 평균값을 파악한다. 예컨대, 전자 피부 모듈(110)은 연속혈당측정검사를 위해 복부의 피하지방에 센서를 부착하고, 센서를 통해 세포 간질액의 당을 측정하여 설정된 시간(5분)마다 무선으로 혈당수치를 스마트폰의 앱으로 전송하여 수시로 혈당을 확인할 수 있도록 하고, 하루 동안의 혈당 수치 패턴을 환자가 직접 확인할 수 있도록 한다. The electronic skin module (110) continuously measures blood sugar levels according to a set cycle to determine the average blood sugar level. For example, the electronic skin module (110) attaches a sensor to the subcutaneous fat of the abdomen for a continuous blood sugar measurement test, measures sugar in the interstitial fluid through the sensor, and wirelessly transmits the blood sugar level to an app on a smartphone at set intervals (5 minutes) to enable the patient to check the blood sugar level at any time and directly check the blood sugar level pattern for the day.
펌프 모듈(120)은 측정된 혈당 평균값에 따라 인슐린 주입량을 추출하고, 추출된 인슐린을 환자에게 주입한다. 실시예에서 펌프 모듈(120)은 측정된 혈당 평균값에 매칭된 주입량을 인슐린 주입량으로 추출하거나, 스마트 단말(200)로부터 수신한 제어신호에 따라 인슐린을 주입할 수 있다. The pump module (120) extracts an insulin injection amount based on the measured average blood sugar level and injects the extracted insulin into the patient. In an embodiment, the pump module (120) may extract an insulin injection amount matching the measured average blood sugar level or inject insulin based on a control signal received from a smart terminal (200).
전자침(130)은 스마트 인공 췌장 장치가 부착된 위치를 인식하고, 인식된 위치 주변의 경락을 자극한다. 실시예에서 전자침(130)은 스마트 인공 췌장을 부착한 환자의 현재 건강상태를 파악하여, 파악된 건강상태 정보에 따라 주변 경락을 자극할 수 있다. 구체적으로, 소화불량의 건강상태 정보가 파악되거나, 환자의 스마트 단말로부터 소화불량의 건강 상태정보가 전달되는 경우, 위 주변 경락을 자극하여 환자의 불편감을 해소할 수 있도록 한다. 또한, 아랫배 통증의 건강상태 정보가 전달되는 경우, 전자침(130)으로 대장 주변의 경락을 자극하여 환자의 불편감을 신속하게 해소할 수 있도록 한다.The electronic needle (130) recognizes the location where the smart artificial pancreas device is attached, and stimulates the meridians around the recognized location. In an embodiment, the electronic needle (130) can identify the current health status of a patient to whom the smart artificial pancreas is attached, and stimulate the surrounding meridians according to the identified health status information. Specifically, when health status information of indigestion is identified or health status information of indigestion is transmitted from the patient's smart terminal, the meridians around the stomach are stimulated to relieve the patient's discomfort. In addition, when health status information of lower abdominal pain is transmitted, the meridians around the large intestine are stimulated with the electronic needle (130) to quickly relieve the patient's discomfort.
도 3은 실시예에 따른 환자 스마트 단말의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다. Figure 3 is a diagram showing a data processing configuration of a patient smart terminal according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 환자의 스마트 단말(200)은 통신모듈(210), 제어모듈(220), 생체정보 제공 모듈(230) 및 건강 관리 모듈(240)을 포함하여 구성될 수 있다. 통신모듈(210)은 스마트 인공 췌장 장치와 통신하여 환자의 혈당수치, 인슐린 주입량, 맥박, 혈압, 심박수, 체온을 포함하는 환자 생체 정보를 수집하고, 스마트 인공 췌장 제어 명령을 스마트 인공 췌장으로 전송한다. 제어모듈(220)은 환자의 생체정보를 통해 연속혈당 측정주기 및 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 측정 주기와 인슐린 주입량에 따라 스마트 인공 췌장을 제어하는 제어명령을 생성한다. 생체 정보 제공 모듈(230)은 수집한 환자 생체정보를 그래프, 이미지를 포함하는 정보 제공 아이콘으로 변환하여 디스플레이 한다. Referring to FIG. 3, a smart terminal (200) of a patient according to an embodiment may be configured to include a communication module (210), a control module (220), a bio-information provision module (230), and a health management module (240). The communication module (210) communicates with a smart artificial pancreas device to collect patient bio-information including the patient's blood sugar level, insulin injection amount, pulse, blood pressure, heart rate, and body temperature, and transmits a smart artificial pancreas control command to the smart artificial pancreas. The control module (220) calculates a continuous blood sugar measurement cycle and an insulin injection amount using the patient's bio-information, and generates a control command for controlling the smart artificial pancreas according to the calculated measurement cycle and insulin injection amount. The bio-information provision module (230) converts the collected patient bio-information into an information provision icon including a graph and an image and displays it.
실시예에서 스마트 단말의 건강관리 모듈(240)은 환자의 생활 주기 정보 및 식단정보를 관리한다. 예컨대, 건강관리 모듈(240)은 환자의 수면시간, 기상시간, 잠드는 시간, 운동 시간 등 하루 일과정보를 파악하여 건강관리에 도움이 되도록 생활 주기를 관리할 수 있다. 구체적으로, 건강관리 모듈(240)은 환자의 수면 시간이 일정 시간 미만인 경우, 수면 시작 시점을 앞당기도록 하는 알림을 출력하여 수면시간을 유지할 수 있도록 한다. 또한, 건강관리 모듈(240)은 측정된 혈당 수치를 기반으로, 정상 혈당량 유지에 도움을 주거나, 혈당량이 급격히 증가하지 않도록 하는 식단을 추천할 수 있다. 실시예에서는 환자의 측정 혈당 수치와 정상 수치를 비교하여, 측정 수치와 정상 수치의 차이에 따라 혈당량을 관리할 수 있는 식단 정보를 제공한다. 예컨대, 혈당 측정 수치와 정상 수치의 차이가 일정 수준 미만인 경우, 채소, 곡물 및 당성분을 포함하는 과일을 식단에 포함시켜 식단정보를 제공하고, 혈당 측정 수치와 정상 수치의 차이가 일정수준을 초과하는 경우, 당이 포함된 음식을 제외하고 채소로 구성된 식단 정보를 제공할 수 있다. In the embodiment, the health management module (240) of the smart terminal manages the patient's life cycle information and diet information. For example, the health management module (240) can manage the life cycle to help manage health by identifying the patient's daily routine information such as sleep time, wake-up time, falling asleep time, and exercise time. Specifically, if the patient's sleep time is less than a certain time, the health management module (240) outputs a notification to bring forward the sleep start time so that the sleep time can be maintained. In addition, the health management module (240) can recommend a diet that helps maintain normal blood sugar levels or prevents rapid increases in blood sugar levels based on the measured blood sugar levels. In the embodiment, the patient's measured blood sugar levels and normal levels are compared, and diet information that can manage blood sugar levels is provided according to the difference between the measured value and the normal value. For example, if the difference between the measured blood sugar levels and the normal value is less than a certain level, diet information is provided by including vegetables, grains, and fruits containing sugar components in the diet, and if the difference between the measured blood sugar levels and the normal value exceeds a certain level, diet information consisting of vegetables excluding foods containing sugar can be provided.
또한, 실시예에서 스마트 단말의 건강관리 모듈(240)은 인슐린 주입량을 모니터링하여 일정 기간에 주입되는 인슐린의 양이 권장량을 초과하지 않도록 인슐린 주입량을 관리한다. 실시예에서는 하루 동안 환자에게 주입되는 인슐린의 양이 권장량을 초과하지 않도록, 하루 동안의 인슐린 주입 횟수와 측정된 혈당수치에 따라 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 양만큼 인슐린이 주입되도록 스마트 인공 췌장을 제어할 수 있다.In addition, in the embodiment, the health management module (240) of the smart terminal monitors the amount of insulin injected and manages the amount of insulin injected so that the amount of insulin injected during a certain period does not exceed the recommended amount. In the embodiment, the amount of insulin injected can be calculated based on the number of insulin injections per day and the measured blood sugar level so that the amount of insulin injected to the patient during the day does not exceed the recommended amount, and the smart artificial pancreas can be controlled so that the calculated amount of insulin is injected.
도 4는 실시예에 따른 클라우드 서버의 데이터 처리 블록을 나타낸 도면이다.Fig. 4 is a diagram showing a data processing block of a cloud server according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 클라우드 서버(300)는 통신모듈(310), 데이터 관리 모듈(320) 및 분석모듈(330)을 포함하여 구성될 수 있다. 통신모듈(310)은 환자의 스마트 단말로부터 연속혈당측정 데이터, 인슐린 주입량 데이터 및 환자 생체 정보를 수집한다. 실시예에서 수집되는 환자 생체 정보에는 환자의 나이, 병력, 성별, 혈압, 맥박, 심박수, 체온 등이 포함될 수 있다. 또한, 통신모듈(310)은 환자의 병력, 기저질환, 당뇨 유형을 포함하는 건강상태 정보를 수집한다. 데이터 관리 모듈(320)은 환자 별 생체정보, 건강상태정보와 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 수집하여 저장하고 데이터베이스화 한다. Referring to FIG. 4, a cloud server (300) according to an embodiment may be configured to include a communication module (310), a data management module (320), and an analysis module (330). The communication module (310) collects continuous blood glucose measurement data, insulin injection amount data, and patient biometric information from a patient's smart terminal. In an embodiment, the patient's biometric information collected may include the patient's age, medical history, gender, blood pressure, pulse, heart rate, body temperature, etc. In addition, the communication module (310) collects health status information including the patient's medical history, underlying disease, and diabetes type. The data management module (320) collects and stores patient-specific biometric information, health status information, and blood glucose change amount according to insulin injection amount, and creates a database.
분석모듈(330)은 환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태를 반영하여, 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 분석하고, 정상 혈당을 위한 개인별 인슐린 최적 주입량을 산출하는 알고리즘을 업데이트한다. 실시예에서 분석모듈(330)은 수집된 환자 별 생체정보와 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량 데이터를 인공지능을 기반으로 분석할 수 있다. 실시예에서는 머신 러닝과 딥러닝 알고리즘을 이용하여 지도학습과 비지도 학습을 지원하여 다양한 데이터 모델링을 제공하는 인공지능 데이터 분석을 통해 건강상태 정보를 반영한 개인별 최적 인슐린 주입량을 산출할 수 있다. 특히, 실시예에서 분석모듈(330)은 AI 모델링을 수행하기 위해, 특성데이터(Feature Data)의 판단과 특성데이터를 추출하기 위한 데이터 전처리의 실시간 처리와 자동화 기능을 제공한다. 구체적으로, 분석모듈(330)은 인슐린 주입량 및 측정된 혈당 수치에 따른 혈당 변화량을 파악하고, 혈당 변화량이 환자의 나이, 병력 등을 포함하는 환자의 건강상태정보에 따라 어떤 차이를 보이는지 파악한다. 이후, 환자의 건강상태에 따라 혈당 변화를 위해 필요한 최적 인슐린 주입량을 산출하고, 최적 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트 한다. 실시예에서 클라우드 서버(300)는 인공 췌장 관리 시스템에 가입된 환자 스마트 단말의 최적 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트하여, 환자의 건강상태 변화에 따라 인슐린 주입량이 조정될 수 있도록 한다. The analysis module (330) reflects the patient's health status including age, weight, medical history, and underlying disease, analyzes the blood sugar change amount according to the insulin injection amount, and updates an algorithm that calculates the optimal insulin injection amount for each individual for normal blood sugar. In an embodiment, the analysis module (330) can analyze the collected patient's bio-information and blood sugar change amount data according to the insulin injection amount based on artificial intelligence. In an embodiment, the artificial intelligence data analysis that provides various data modeling by supporting supervised learning and unsupervised learning using machine learning and deep learning algorithms can calculate the optimal insulin injection amount for each individual that reflects the health status information. In particular, in an embodiment, the analysis module (330) provides real-time processing and automation functions of data preprocessing for judging feature data and extracting feature data in order to perform AI modeling. Specifically, the analysis module (330) determines the blood sugar change amount according to the insulin injection amount and measured blood sugar level, and determines what difference the blood sugar change amount shows according to the patient's health status information including the patient's age, medical history, etc. Thereafter, the optimal insulin injection amount required for blood sugar changes is calculated according to the patient's health status, and the optimal insulin injection amount calculation algorithm is updated. In the embodiment, the cloud server (300) updates the optimal insulin injection amount calculation algorithm of the patient's smart terminal registered in the artificial pancreas management system, so that the insulin injection amount can be adjusted according to changes in the patient's health status.
또한, 실시예에 따른 클라우드 서버(300)는 병원 EMR: Electronic Medical Record)연계하여 환자의 특징적인 생체 데이터를 기록하고, 응급상황 발생시 신속하게 대응할 수 있도록 한다. In addition, the cloud server (300) according to the embodiment records the patient's characteristic bio-data by linking with the hospital EMR (Electronic Medical Record) and enables a quick response in the event of an emergency.
이하에서는 실시예에 따른 인공 췌장 관리 방법에 대해서 차례로 설명한다. 실시예에 따른 인공 췌장 관리 방법의 작용(기능)은 인공 췌장 관리 시스템의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 4와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, an artificial pancreas management method according to an embodiment will be sequentially described. Since the operation (function) of the artificial pancreas management method according to the embodiment is essentially the same as the function of the artificial pancreas management system, any description overlapping with FIGS. 1 to 4 will be omitted.
도 5는 실시예에 따른 인공 췌장 관리 시스템의 신호흐름도를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram showing a signal flow diagram of an artificial pancreas management system according to an embodiment.
도 5를 참조하면, S10 단계에서는 스마트 인공 췌장 장치에서 연속 혈당을 측정하고, S20 단계에서 생체 정보를 수집한다. S30 단계에서는 스마트 단말과 클라우드 서버로 생체 정보를 전송한다. S40 단계에서 클라우드 서버는 생체 정보를 수집하고, S70 단계에서 환자의 개별 건강상태 정보를 반영하여 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 분석한다. S80 단계에서는 클라우드 서버에서 개인별 최적 인슐린 주입량을 산출하고, S90 단계에서 산출된 개인별 최적 인슐린 주입량에 따라 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트 한다. S100 단계에서는 스마트 단말에서 클라우드 서버로부터 업데이트 정보를 수신하여 인슐린 주입량 산출 알고리즘을 업데이트 하고, S110 단계에서는 업데이트 된 알고리즘을 통해 환자의 연속혈당 측정 주기 및 인슐린 주입량을 산출한다. S120 단계에서는 스마트 단말에서 스마트 인공 췌장 장치 제어 명령을 생성하고 S130 단계에서는 스마트 인공 췌장 장치로 제어명령을 전송한다. S140 단계에서는 스마트 인공 췌장 장치에서 수신한 제어명령에 따라 인공 췌장 장치를 제어하고 S150단계에서는 스마트 단말에서 환자의 건강관리 정보를 생성한다. Referring to Fig. 5, in step S10, continuous blood glucose is measured in a smart artificial pancreas device, and biometric information is collected in step S20. In step S30, biometric information is transmitted to a smart terminal and a cloud server. In step S40, the cloud server collects biometric information, and in step S70, the blood glucose change according to the insulin injection amount is analyzed by reflecting the patient's individual health status information. In step S80, the cloud server calculates the optimal insulin injection amount for each individual, and in step S90, the insulin injection amount calculation algorithm is updated according to the optimal insulin injection amount for each individual calculated. In step S100, the smart terminal receives update information from the cloud server and updates the insulin injection amount calculation algorithm, and in step S110, the patient's continuous blood glucose measurement cycle and insulin injection amount are calculated through the updated algorithm. In step S120, the smart terminal generates a smart artificial pancreas device control command, and in step S130, the control command is transmitted to the smart artificial pancreas device. In step S140, the artificial pancreas device is controlled according to the control command received from the smart artificial pancreas device, and in step S150, the smart terminal generates the patient's health management information.
이상에서와 같은 인공 췌장관리 시스템은 침습을 최소화할 수 있는 마이크로 바늘(needle)을 통해, 제1형 당뇨병 환자가 고통 없이 인슐린을 주입할 수 있도록 한다. 이를 통해, 인슐린 처방에 대한 당뇨병 환자들의 심리적 부담감을 완화할 수 있다. 또한, 실시예에서는 실시간으로 생체 정보를 모니터링하고 이를 웹 또는 앱을 통해 인슐린 의존형 환자에게 제공함으로써, 편리하게 혈당 수치를 관리할 수 있도록 한다. 또한, 혈당 측정 수치와 인슐린 주입량을 데이터베이스로 저장하고 측정된 혈당량에 따른 인슐린 주입량을 산출하고 이를 자동 주입함으로써, 자동화된 개인맞춤형 혈당 관리를 가능하게 한다. The artificial pancreas management system described above allows type 1 diabetes patients to inject insulin painlessly through microneedles that can minimize invasion. This can alleviate the psychological burden of diabetes patients regarding insulin prescriptions. In addition, in the embodiment, biometric information is monitored in real time and provided to insulin-dependent patients through the web or an app, thereby enabling convenient management of blood sugar levels. In addition, automated personalized blood sugar management is enabled by storing blood sugar measurement values and insulin injection amounts in a database, calculating insulin injection amounts based on measured blood sugar levels, and automatically injecting them.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.The disclosed content is merely an example, and various modifications and implementations can be made by a person skilled in the art without departing from the gist of the claims claimed in the patent, so the scope of protection of the disclosed content is not limited to the specific embodiments described above.
Claims (7)
전자피부를 통해 연속 혈당 측정을 수행하고, 측정된 혈당수치에 따라 인슐린을 주입하는 스마트 인공 췌장;
상기 스마트 인공 췌장으로부터 수신한 환자의 혈당수치와 인슐린 주입량 및 체온, 혈압, 혈당 수치 변화량을 포함하는 환자의 생체 정보를 제공하는 스마트 단말; 및
상기 스마트 단말로 부터 환자의 생체정보를 수신하여 저장하고, 환자 개개인의 인슐린 주입량에 따른 혈당 수치 변화를 분석하는 클라우드 서버; 를 포함하고
상기 스마트 인공 췌장; 은
설정된 주기에 따라 연속 혈당을 측정하여 혈당 평균값을 파악하는 전자피부 모듈;
측정된 혈당 평균값을 기초로 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 인슐린 주입량을 환자에게 주입하는 펌프 모듈;
스마트 인공 췌장이 부착된 위치를 인식하고, 인식된 위치 주변의 경락을 자극하는 전자침; 을 포함하고,
상기 스마트 단말; 은
스마트 인공 췌장과 통신하여 환자의 혈당수치, 인슐린 주입량, 맥박, 혈압, 심박수, 체온을 포함하는 환자의 생체 정보를 수집하고, 스마트 인공 췌장 장치 제어 명령을 전송하는 통신모듈;
환자의 생체정보를 통해 연속혈당 측정주기 및 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 측정 주기와 인슐린 주입량에 따라 스마트 인공 췌장 장치를 제어하는 제어명령을 생성하는 제어모듈;
수집한 환자 생체정보를 그래프, 이미지를 포함하는 정보 제공 아이콘으로 변환하여 디스플레이 하는 생체정보 제공 모듈; 및
환자의 생활 주기 정보 및 식단정보를 관리하는 건강관리 모듈; 을 포함하고
상기 클라우드 서버; 는
환자의 스마트 단말로부터 연속혈당측정 데이터 및 인슐린 주입량 데이터 및 환자 생체 정보를 수신하는 통신모듈;
환자 개개인의 생체정보와 환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태 정보 및 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 수집하여 저장하고 데이터베이스화 하는 데이터관리 모듈;
환자의 나이, 몸무게, 병력, 기저질환을 포함하는 건강상태정보를 반영하여, 인슐린 주입량에 따른 혈당 변화량을 분석하고, 정상 혈당을 위한 개인별 인슐린 최적 주입량을 산출하는 알고리즘을 업데이트하는 분석 모듈; 을 포함하고
상기 스마트 단말의 통신 모듈; 은
수집한 환자의 생체 정보를 클라우드 서버로 전송하고 상기 클라우드 서버로부터 개인별 인슐린 최적 주입량 데이터를 수신하고
상기 전자침;은
스마트 인공 췌장을 부착한 환자의 현재 건강상태를 파악하여, 소화불량의 건강상태 정보가 파악되거나, 환자의 스마트 단말로부터 소화불량의 건강 상태정보가 전달되는 경우, 위 주변 경락을 자극하고, 아랫배 통증의 건강상태 정보가 전달되는 경우, 대장 주변의 경락을 자극하고
상기 건강관리 모듈; 은
환자의 수면 시간이 일정 시간 미만인 경우, 수면 시작 시점을 앞당긴 알림을 출력하고,
환자의 측정 혈당 수치와 정상 수치를 비교하여, 혈당 측정 수치와 정상 수치의 차이가 일정 수준 미만인 경우, 채소, 곡물 및 당성분을 포함하는 과일을 식단에 포함시켜 식단정보를 제공하고, 혈당 측정 수치와 정상 수치의 차이가 일정수준을 초과하는 경우, 당이 포함된 음식을 제외하고 채소로 구성된 식단 정보를 제공하고,
하루 동안의 인슐린 주입 횟수와 측정된 혈당수치에 따라 인슐린 주입량을 산출하고, 산출된 양만큼 인슐린이 주입되도록 스마트 인공 췌장을 제어하는 것을 특징으로 하는 인공 췌장 관리 시스템. In the artificial pancreas management system,
A smart artificial pancreas that performs continuous blood sugar measurement through electronic skin and injects insulin according to the measured blood sugar level;
A smart terminal that provides the patient's blood sugar level and insulin injection amount, and the patient's bio-information including body temperature, blood pressure, and blood sugar level changes received from the smart artificial pancreas; and
A cloud server that receives and stores the patient's biometric information from the smart terminal and analyzes changes in blood sugar levels according to the amount of insulin injected for each patient;
The above smart artificial pancreas;
An electronic skin module that measures blood sugar levels continuously at set intervals to determine the average blood sugar level;
A pump module that calculates an insulin injection amount based on the measured average blood sugar level and injects the calculated insulin injection amount into the patient;
An electronic needle that recognizes the location where the smart artificial pancreas is attached and stimulates the meridians around the recognized location;
The above smart terminal;
A communication module that communicates with a smart artificial pancreas to collect the patient's biometric information, including the patient's blood sugar level, insulin injection amount, pulse, blood pressure, heart rate, and body temperature, and transmits a smart artificial pancreas device control command;
A control module that calculates a continuous blood glucose measurement cycle and an insulin injection amount using a patient's biometric information, and generates a control command for controlling a smart artificial pancreas device according to the calculated measurement cycle and insulin injection amount;
A bio-information provision module that converts collected patient bio-information into information provision icons including graphs and images and displays them; and
Includes a health management module that manages patient life cycle information and dietary information;
The above cloud server;
A communication module that receives continuous blood glucose measurement data, insulin injection amount data, and patient biometric information from a patient's smart terminal;
A data management module that collects, stores, and databases individual patient biometric information, health status information including the patient's age, weight, medical history, and underlying disease, and blood sugar changes according to insulin injection amount;
An analysis module that reflects health status information including the patient's age, weight, medical history, and underlying disease, analyzes blood sugar changes according to insulin injection amount, and updates an algorithm that calculates the optimal insulin injection amount for each individual for normal blood sugar;
The communication module of the above smart terminal;
The collected patient's bio-information is transmitted to a cloud server and individual insulin optimal injection dose data is received from the cloud server.
The above electronic needle;
When the current health status of a patient with a smart artificial pancreas is identified, or when health status information of indigestion is transmitted from the patient's smart terminal, the meridians around the stomach are stimulated, and when health status information of lower abdominal pain is transmitted, the meridians around the large intestine are stimulated.
The above health management module;
If the patient's sleep time is less than a certain amount of time, a notification is output to bring forward the sleep start time.
By comparing the patient's measured blood sugar level with the normal level, if the difference between the measured blood sugar level and the normal level is below a certain level, dietary information is provided by including vegetables, grains, and fruits containing sugar in the diet, and if the difference between the measured blood sugar level and the normal level exceeds a certain level, dietary information consisting of vegetables excluding foods containing sugar is provided.
An artificial pancreas management system characterized by calculating the amount of insulin to be injected based on the number of insulin injections per day and the measured blood sugar level, and controlling a smart artificial pancreas to inject the calculated amount of insulin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210178258A KR102693545B1 (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Artificial pancreas management systems and methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210178258A KR102693545B1 (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Artificial pancreas management systems and methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230090385A KR20230090385A (en) | 2023-06-22 |
| KR102693545B1 true KR102693545B1 (en) | 2024-08-12 |
Family
ID=86989305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210178258A Active KR102693545B1 (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Artificial pancreas management systems and methods |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102693545B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100956791B1 (en) * | 2001-08-06 | 2010-05-11 | 보디미디어 인코퍼레이티드 | Devices for monitoring health, healthcare and health |
| KR101100718B1 (en) * | 2011-03-08 | 2011-12-29 | (주)에드엠 | Measurement and meridians using electrical stimulation and meridians method using the same |
| KR102115120B1 (en) * | 2019-08-30 | 2020-05-26 | 주식회사 수일개발 | System of treatment and diabetes mellitus management for patient-tuned using u-health care technology |
| KR102325887B1 (en) * | 2020-09-22 | 2021-11-15 | 큐어스트림(주) | System and Method for Blood Glucose Control |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101280449B1 (en) | 2012-05-08 | 2013-07-01 | 상지대학교산학협력단 | Glove type multi purpose electric needle capable of automatical acupuncturing based on pulse diagnosic |
| KR101406025B1 (en) | 2013-04-17 | 2014-06-11 | 상지대학교산학협력단 | Intelligent electronic acupuncture system |
-
2021
- 2021-12-14 KR KR1020210178258A patent/KR102693545B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100956791B1 (en) * | 2001-08-06 | 2010-05-11 | 보디미디어 인코퍼레이티드 | Devices for monitoring health, healthcare and health |
| KR101100718B1 (en) * | 2011-03-08 | 2011-12-29 | (주)에드엠 | Measurement and meridians using electrical stimulation and meridians method using the same |
| KR102115120B1 (en) * | 2019-08-30 | 2020-05-26 | 주식회사 수일개발 | System of treatment and diabetes mellitus management for patient-tuned using u-health care technology |
| KR102325887B1 (en) * | 2020-09-22 | 2021-11-15 | 큐어스트림(주) | System and Method for Blood Glucose Control |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Hyunjae Lee 등. A graphene-based electrochemical device with thermoresponsive microneedles for diabetes monitoring therapy. nature nanotechnology(June 2016), vol.11, p.566-574* |
| 김종덕 등. 비침습 연속혈당 모니터링 기술동향. 전자통신동향분석(2021년 10월), 제36권, 제5호, p.9-20* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230090385A (en) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12128213B2 (en) | Method of operating redundant staggered disease management systems | |
| US20210386382A1 (en) | Blood glucose disease management system | |
| KR101183854B1 (en) | Patient information input interface for a therapy system | |
| CN108633250A (en) | Insulin delivery system with the set point based on risk and method | |
| US20220361823A1 (en) | Wearable blood pressure biosensors, systems and methods for short-term blood pressure prediction | |
| TW201900229A (en) | Diabetes management system with automated basis and manual bolus insulin control | |
| US11986630B2 (en) | Dual hormone delivery system for reducing impending hypoglycemia and/or hyperglycemia risk | |
| JP2022122877A (en) | Systems and methods for optimizing bolus timing associated with meal events | |
| JP2016540229A (en) | Data management unit and operation method thereof | |
| EP4101482A1 (en) | Exercise safety prediction based on physiological conditions | |
| Huang et al. | Artificial Intelligence‐Enhanced, Closed‐Loop Wearable Systems Toward Next‐Generation Diabetes Management | |
| DeFranco et al. | Understanding smart medical devices | |
| KR102028676B1 (en) | A method, server and program for providing medical after case service | |
| KR102693545B1 (en) | Artificial pancreas management systems and methods | |
| WO2024077303A2 (en) | Minimally invasive glucose state systems, devices, and methods | |
| EP3991174B1 (en) | Systems and methods for detecting missed bolus doses | |
| US20210121624A1 (en) | Implantable infusion devices with closed loop sensing and associated methods | |
| US20240100253A1 (en) | Incorporation of additional sensors into adaptation of aid systems | |
| US20230343430A1 (en) | Medicament adaptation and safety monitoring | |
| CN119487576A (en) | Location-Assisted Blood Glucose Control | |
| JP2025523786A (en) | Position-assisted glycemic control | |
| WO2023135346A1 (en) | Method and system for predicting glucose values and generating hypoglycaemia and hyperglycaemia warnings | |
| CN119678220A (en) | Automatic pause and resume of drug delivery | |
| HK1144660A (en) | Patient information input interface for a therapy system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20211214 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230612 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20240130 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20230612 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
|
| AMND | Amendment | ||
| PX0701 | Decision of registration after re-examination |
Patent event date: 20240507 Comment text: Decision to Grant Registration Patent event code: PX07013S01D Patent event date: 20240423 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX07012R01I Patent event date: 20240130 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX07011S01I Patent event date: 20230911 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX07012R01I |
|
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20240805 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20240806 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |