초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
병원에 가지 않을 뿐만 아니라 피를 뽑지 않고도 당화혈색소/혈당을 언제 어디서든지 측정 가능한 시제품을 개발하며, 더 나아가 통합 소프트웨어 플랫폼을 통해 본격적인 당뇨병 원격 진료의 가능성을 제시한다.

○ 전체 내용
자체 보유한 10건의 특허(기술이전)에 기반하여 비침습적 방식으로 당화혈색소/혈당을 측정하는 4가지 모델(Beer Lambert Model, Photon Diffusion Model, Monte Carlo Simulation, ML&딥러닝) 및 확장

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
병원에 가지 않을 뿐만 아니라 피를 뽑지 않고도 당화혈색소/혈당을 언제 어디서든지 측정 가능한 시제품을 개발하며, 더 나아가 통합 소프트웨어 플랫폼을 통해 본격적인 당뇨병 원격 진료의 가능성을 제시한다.

○ 전체 내용
자체 보유한 10건의 특허(기술이전)에 기반하여 비침습적 방식으로 당화혈색소/혈당을 측정하는 4가지 모델(Beer Lambert Model, Photon Diffusion Model, Monte Carlo Simulation, ML&딥러닝) 및 확장 알고리즘을 개발한다. 또한 이 알고리즘을 탑재한 웨어러블 하드웨어와 펌웨어를 개발한다.

PPG 센서기반 당화혈색소/혈당 측정 센서 모듈을 개발하고 이를 활용한 검증용 핑거(iFFinger) 타입과 스마트워치(iFWatch) 타입 시제품을 개발한다. 이 장치들을 기반으로 PPG 센서 데이터 DB를 구축하고 필터링(LPF, BPF, HPF), FFT 등 신호처리와 당화혈색소/혈당 측정 4가지 모델(BLM, PDM, MCS, ML&딥러닝) 각각의 알고리즘에 대한 성능 개선, 퓨전 및 임베디드 버전으로 최적화를 구현한다. 또한 혈당, SpO2, 심박수, 수면의 효율 등 헬스케어 관련 정보에 대한 알고리즘을 개발하고, 이를 스마트워치에 표시 및 스마트폰 앱과 연동하여 일중 변화량 및 모니터링이 가능한 웨어러블 장치를 개발한다.

또한 개발된 당화혈색소/혈당 바이오센서 장치를 기반으로 사용자 관리 및 원격 모니터링을 위한 서비스 솔루션(스마트폰 앱 및 서버 연동)을 구축하고, 이를 통해 지속적인 당뇨병 환자 데이터를 구축하고 원격 진료의 가능성을 제시한다.

비침습적으로 당화혈색소(HbA1c) 및 혈당(Blood glucose)을 추정(측정)하기 위한 독창적인 통합 알고리즘 (소프트웨어 및 하드웨어 포함)을 개발하고, 이를 기반으로 웨어러블 상용화 제품을 개발하고자 한다. 또한 소프트웨어 플랫폼 개발을 통해 당뇨병 원격 진료의 가능성을 제시한다.

□ 연구개발성과
세계 최초로 PPG 신호기반 당화혈색소/혈당 측정에 대한 모델링 및 알고리즘 개발에 의한 스마트워치용 솔루션을 구현하는 것에 큰 의의가 있다. 당뇨환자들의 채혈 부담을 크게 줄이고 상시적, 비침습적인 방법을 통해 병원 방문 없이 저비용으로 지속적 모니터링이 가능할 뿐만 아니라 당뇨에 대한 효율적 자가진단 및 합병증 예방효과에 대한 기대가 예상된다. 또한 기존 혈당측정기 시장을 완전히 대체할 뿐만 아니라 비침습적 연속혈당 측정이 가능해 기존 시장을 대체할 것으로 기대한다. 더 나아가 개발된 통합 소프트웨어 플랫폼을 통해 본격적인 당뇨병 원격 진료에 활용될 것으로 기대된다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
세계 최초로 PPG 신호기반 당화혈색소/혈당 측정에 대한 모델링 및 알고리즘 개발에 의한 스마트워치용 솔루션을 구현하는 것에 큰 의의가 있다. 당뇨환자들의 채혈 부담을 크게 줄이고 상시적, 비침습적인 방법을 통해 병원 방문 없이 저비용으로 지속적 모니터링이 가능할 뿐만 아니라 당뇨에 대한 효율적 자가진단 및 합병증 예방효과에 대한 기대가 예상된다. 또한 기존 혈당측정기 시장을 완전히 대체할 뿐만 아니라 비침습적 연속혈당 측정이 가능해 기존 시장을 대체할 것으로 기대한다. 더 나아가 개발된 통합 소프트웨어 플랫폼을 통해 본격적인 당뇨병 원격 진료에 활용될 것으로 기대된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) PPG 신호를 수집, 전송하고 측정 수치를 표시할 수 있는 시작품 개발 ... 5
• (2) 데이터 취득용 PC 프로그램 ... 11
• (3) PPG 신호를 수집, 전송하는 WiFi 기반의 기기 개발 - Finger 타입 ... 12
• (3) 기구물 제작 ... 15
• (4) PPG 신호를 수집, 전송하는 BLE 기반의 기기 개발 - Finger 타입 & 앱 개발 ... 19
• (5) 앱 및 서비스 개발 ... 19
• (6) 관리자용 PC 프로그램 개발 ... 21
• (7) 1차년도 당화혈색소 추정 알고리즘 개발 ... 22
• (8) 2차년도 당화혈색소 추정 알고리즘 개발 ... 28
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 59
• (1) KTL 인증을 통한 성능 확인 (HR, RR, SpO2, HbA1C) ... 59
• (2) EMC 인증 ... 73
• 4. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 75
• 끝페이지 ... 78