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分析测试仪

阅读:564发布:2024-02-23

专利汇可以提供分析测试仪专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种便携式分析测试仪,该便携式分析测试仪被设计成与相关联的分析测试条一起使用。测试条接收模 块 接收所述分析测试条,并电连接至假负载校准 电路 块。该电路块被构造成提供假幅度校正和假 相位 校正;并且 存储器 块被构造成存储假幅度校正和假相位校正。校准与分析测试条一起使用的便携式分析测试仪的方法包括使用便携式分析测试仪的假负载校准电路块测定便携式分析测试仪的假幅度校正和假相位校正。假幅度校正和假相位校正存储在所述便携式分析测试仪的存储器块中。使用存储的假幅度校正和存储的假相位校正,测定分析物。,下面是分析测试仪专利的具体信息内容。

1.一种与相关联的分析测试条一起使用的便携式分析测试仪,所述便携式分析测试仪包括:
a)适于接收所述分析测试条的测试条接收模
b)电连接至所述测试条接收模块的假负载校准电路块;以及
c)存储器块;
d)其中所述假负载校准电路块被构造成提供假幅度校正和假相位校正;并且e)其中所述存储器块被构造成存储所述假幅度校正和所述假相位校正,
其中所述分析测试条包括分析物室,并且其中:
a1)所述测试条接收模块包括第一电连接器引脚和第二电连接器引脚;
b1)所述假负载校准电路块包括:
i)假负载,其具有选择的电特性;
ii)激励源,其适于选择性地提供至少一个电信号
iii)解调器,其适于产生一个或多个解调信号;
iv)处理器,其经连接以从所述解调器接收所述一个或多个解调信号;
v)开关单元,其适于通过所述假负载或所述测试条接收模块的所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚选择性地将所述激励源电连接至所述解调器;并且
c1)所述处理器被编程为:
同时引起所述开关单元连接所述假负载,导致所述激励源提供DC信号,并记录所述解调信号的第一相应值;
使用所述第一相应值测定所述解调器的偏置并将所测定的偏置存储在所述存储器块中;
同时引起所述开关单元连接所述假负载,导致所述激励源同时提供AC信号和DC信号两者,并记录所述解调信号的第二相应值;
使用所述第二相应值和所测定的所述解调器的偏置测定所述假幅度校正和所述假相位校正,并将所测定的假幅度校正和假相位校正存储在所述存储器块中;
检测测试条是否插入在所述测试条接收模块中;
同时引起所述开关单元连接所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚,导致所述激励源同时提供AC信号和DC信号两者,并在插入后,记录所述解调信号的第三相应值;并且使用所述第三相应值、所测定的假幅度校正和所测定的假相位校正、所测定的所述解调器的偏置来测定带测试条的所述便携式分析测试仪的相位和增益修改量,并将带测试条的所述便携式分析测试仪的所测定的相位和增益修改量存储在所述存储器块中。
2.根据权利要求1所述的便携式分析测试仪,其中所述处理器进一步被编程为:
在检测到所述测试条后,在所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚上施加选择的电信号,并同时记录所述解调信号的第四相应值;
使用带测试条的所述便携式分析测试仪的所测定的相位和增益修改量、所测定的假幅度校正和所测定的假相位校正以及所测定的所述解调器的偏置来测定对应于第四相应值的一个或多个校正值;并且
处理所述校正值以检测流体样品是否存在,并且如果所述流体样品存在,则测定所述分析物。
3.根据权利要求1所述的便携式分析测试仪,其中所述处理器进一步被编程为:
检测第二测试条是否插入在所述测试条接收模块中;
在检测到所述第二测试条后,在所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚上施加选择的电信号,并同时记录所述解调信号的第四相应值;
使用带测试条的所述便携式分析测试仪的所存储的测定的相位和增益修改量、所存储的测定的假幅度校正和所存储的测定的假相位校正以及所存储的测定的所述解调器的偏置来测定对应于所述第四相应值的一个或多个校正值;并且
处理所述校正值以检测在所述第二测试条上是否存在流体样品,并且如果所述流体样品存在,则测定所述分析物。
4.根据权利要求1所述的便携式分析测试仪,其中:
a)所述解调信号包括实分量信号和虚分量信号;
b)所测定的偏置包括分别对应于所述实分量信号和所述虚分量信号的实偏置分量和虚偏置分量;并且
c)所述处理器被编程为加性地将所述实偏置分量和所述虚偏置分量分别与所述第二相应值、第三相应值和第四相应值的实分量和虚分量合并。
5.根据权利要求4所述的便携式分析测试仪,其中所述激励源提供第一AC信号,所述便携式分析测试仪还包括提供相位上在第一AC信号后面90°的滞后信号的相位延迟单元,并且其中所述解调器还包括分别由所述第一AC信号或其同相信号和滞后信号控制的两个混合单元,所述混合单元用于分别提供所述实分量信号和所述虚分量信号。
6.根据权利要求1所述的便携式分析测试仪,其中所述开关单元包括两个双掷开关,一个所述开关将所述激励源连接至所述假负载的第一端子和所述测试条接收模块的第一电连接器引脚中的一者,并且另一个所述开关将所述解调器的输入连接至所述假负载的第二端子和所述测试条接收模块的第二电连接器引脚中的一者。
7.根据权利要求1所述的便携式分析测试仪,其中所述激励源被构造成提供电压信号,所述解调器还包括互阻抗放大器以测量电流并提供对应电压,并且所述解调器适于使用所述电压提供所述解调信号。
8.根据权利要求1所述的便携式分析测试仪,其中所述假负载校准电路块包括电阻器。
9.根据权利要求8所述的便携式分析测试仪,其中所述电阻器是22KΩ精密电阻器。
10.一种用于校准与分析测试条一起使用的便携式分析测试仪的方法,所述方法包括:
使用所述便携式分析测试仪的假负载校准电路块来测定所述便携式分析测试仪的假幅度校正和假相位校正;
将所述假幅度校正和所述假相位校正存储在所述便携式分析测试仪的存储器块中;以及
使用所存储的假幅度校正和所存储的假相位校正来测定分析物,
其中所述便携式分析测试仪包括测试条接收模块,所述测试条接收模块包括第一电连接器引脚和第二电连接器引脚,
其中:
测定校正的步骤包括:
接收插入到所述测试仪的测试条接收模块中的分析测试条,使得暴露于所述分析测试条上的所述第一电触点焊盘和第二电触点焊盘分别与所述测试条接收模块的第一电连接器引脚和第二电连接器引脚电接触,所述分析测试条包括适于接收流体样品并且电连接在所述第一电触点焊盘和第二电触点焊盘之间的样品接收室;
使用所述测试仪的电子器件模块,通过假负载向产生解调信号的解调器施加DC信号,并同时记录所述解调信号的第一相应值;
使用所述测试仪的处理器,使用所述第一相应值自动测定所述解调器的偏置;
使用电子器件模块,通过所述假负载向所述解调器同时施加DC信号和AC信号,并同时记录所述解调信号的第二相应值;
使用所述处理器,使用第二相应值和所测定的所述解调器的偏置自动测定假相位校正和假幅度校正;并且测定所述分析物的步骤包括:
在所述接收步骤和使用所述电子器件模块后,通过所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚向所述解调器同时施加所述DC信号和AC信号,并同时记录通过电引脚测量的所述解调信号的第三相应值;
使用所述处理器,使用所述第三相应值、所测定的假相位校正和所测定的假幅度校正以及所测定的所述解调器的偏置,自动测定带测试条的所述便携式分析测试仪的相位和增益修改量;
使用所述处理器,在接收所述测试条后,在所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚上施加选择的电信号,并同时测量所述解调信号的第四相应值;
使用所述处理器,使用带测试条的所述便携式分析测试仪的所测定的相位和增益修改量、所测定的假幅度校正和所测定的假相位校正以及所测定的所述解调器的偏置,自动测定对应于所述第四相应值的一个或多个校正值;以及
所述处理器自动处理所述校正值以测定所述流体样品中的所述分析物。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括自动检测所述分析测试条是否插入,并且响应于所述检测施加所述选择的电信号。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括自动处理所述校正值以检测施加到所述测试条的流体样品是否已填充所述样品接收室。
13.根据权利要求10所述的方法,其中所述解调信号包括实分量信号和虚分量信号。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述偏置测定步骤包括将所记录的对应于所述实分量信号的第一值记录为第一偏置值,并且将所记录的对应于所述虚分量信号的第一值记录为第二偏置值,使得所测定的所述解调器的偏置包括所述第一偏置值和所述第二偏置值。
15.根据权利要求14所述的方法,其中测定带测试条的所述便携式分析测试仪的相位和增益修改量的步骤和测定所述假相位校正和所述假幅度校正的步骤的每个包括加性地合并所述第一偏置值和所述第二偏置值和所记录的相应值。
16.根据权利要求10所述的方法,其中通过所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚测量的步骤包括自动操作开关单元,以将所述DC信号和所述AC信号引导至所述第一电连接器引脚将所述第二电连接器引脚连接至所述解调器的输入。
17.根据权利要求10所述的方法,其中所述选择的电信号包括在通过所述第一电连接器引脚和第二电连接器引脚测量的步骤中施加的所述DC信号和所述AC信号。
18.根据权利要求10所述的方法,其中:
所述方法还包括,在所述测定分析物步骤前:
检测第一分析测试条是否插入在所述便携式分析测试仪的测试条接收模块中;
测定和存储插入有所述第一分析测试条的所述便携式分析测试仪的相位和增益修改量;以及
检测第二分析测试条是否插入在所述测试条接收模块中;以及
所述测定分析物步骤还包括使用插入有所述第一分析测试条的所述便携式分析测试仪的所存储的相位和增益修改量来测定所述分析物。

说明书全文

分析测试仪

技术领域

[0001] 本申请整体涉及用于测量诸如血糖或血细胞比容等患者样品分析物的医疗装置及相关方法的领域,并且尤其涉及分析测试仪。

背景技术

[0002] 医学领域中特别关注流体样品中分析物的测定(如,检测或浓度测量)。例如,可期望测定诸如尿液、血液、血浆或间质液等身体流体样品中的葡萄糖体、胆固醇、脂蛋白、甘油三酯、对乙酰基酚或血红蛋白(HbA1c)的浓度。此类测定可使用分析测试条和测试仪的组合实现。例如,常规上使用分析测试仪和一次性测试条测试糖尿病患者的血糖。使用者将一次性测试条插入分析测试仪中,然后在测试条上的样品接收室中滴一滴自己的血。分析测试仪经由测试条上的电极和导体将测试电信号施加到样品接收室中的血液,并监测所得的电信号。然后,分析测试仪中的处理器可使用所得的电信号测定使用者的血糖(例如,每分升血液中的葡萄糖毫克数,或每升血液中的葡萄糖毫克分子数)。
[0003] 然而,各种因素可能会混杂或干扰此类测定。例如,授予Burke等人的美国专利7,390,667中描述了样品接收室中的试剂用于提供不会另外存在于血液中的电荷载体。因此,在给定信号的存在下,血液的电化学响应旨在主要取决于血糖的浓度。其次,血液对于给定信号的电化学响应却取决于其他因素,包括体温和血细胞比容(HCT)、血液中红血球的体积百分比。
[0004] 授予Choi的美国专利8,343,331描述了一种校正生物传感器中的错误测量结果的方法。向测试条上的血液样品施加第一电压,并使用测量电流值计算血液样品的血细胞比容值。然后,施加第二电压,并使用第二测量电流值计算葡萄糖平。使用计算的血细胞比容值校正葡萄糖水平。但是,这要求精确测量血细胞比容,以提供具有所需精确度的结果。附图说明
[0005] 当结合下列说明和附图使用时,本发明的各种特征和优点将变得更加明显,其中在可能的情况下,已使用相同的附图标号命名对附图而言是共同的相同特征,并且其中:
[0006] 图1是示例性分析测试系统部件的示意图,包括分析测试仪和测试条;
[0007] 图2示出了在图1的示例性分析测试系统中使用的激励源和解调器的示意图;
[0008] 图3示出了流程图,其中图解了用于校准与分析测试条一起使用的分析测试仪的示例性方法;
[0009] 图4A和4B示出了流程图,其中图解了测定流体样品中分析物的示例性方法;
[0010] 图5是示例性测试条的平面图;
[0011] 图6是同步解调示例的数据流程图;并且
[0012] 图7是示出了数据处理系统部件的高级图表。
[0013] 附图只用于例证,且未必按比例绘制。

具体实施方式

[0014] 即使在测量血细胞比容(HCT)以更准确地测定血糖的分析试验仪中,血细胞比容水平测量仍会受到分析测试仪或测试条中印刷电路板上的寄生电容等寄生电特性的影响。本文介绍了对各种流体中的各种分析物所用的各种测试仪中的一些此类寄生特性进行检测和校正的各种方法。
[0015] 图1是根据各个方面的分析测试系统部件的示意图。“测试组”或“测试对”是如下系统,其包括测试条100和分析测试仪180例如便携式分析测试仪。分析测试仪180可以是手持式测试仪等,并且可包含外壳。分析测试仪180还可以夹持或以其他方式紧固到皮带或绑带等上,以便放置在使用者的腰部或肩膀上。
[0016] 分析测试仪适用于测定流体样品例如身体流体样品中的分析物。分析测试仪180包括测试条接收模115,在本文中也称为“条端口连接器”或SPC。测试条接收模块115可包含适于接收或保持测试条100的电结构或机械结构。根据示例性变型,测试条接收模块115至少具有第一电连接器引脚111和第二电连接器引脚112。为了本文所述的用途,术语“引脚”不限定形状因数;即引脚111、112可以是刚性引脚、弹簧触点、弹簧针、压触点、焊料凸块或其他导电接触装置。
[0017] 处理器186控制分析测试系统的操作。如本文所述,处理器186可包含微控制器微处理器、现场可编程阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列或装置(PLA或PLD)、可编程阵列逻辑(PAL)装置、数字信号处理器(DSP)或适于执行本文所述功能或任意组合中多个功能的其他逻辑或处理部件。
[0018] 示例性测试条100具有第一电极110和第二电极120,相对于在文中也称作分析物室的样品接收室130可操作地布置。第一电触点焊盘101电连接至第一电极110。第一电触点焊盘101被构造成在与第一触点焊盘101电连通时将第一电极110的电响应传送至分析测试仪180,例如当测试条100适当插入到测试条接收模块115的范围之内时通过接触传送。测试条100可包含适于电连接至分析测试仪180的各种各样的电接触配置。例如,美国专利6,379,513公开了一种电化学电池连接,并且其全部内容据此以引用方式并入。
[0019] 第二电触点焊盘102电连接至第二电极120,并且被构成用于当分析测试仪180与第二电触点焊盘102电连通时将第二电极120的电响应传送至分析测试仪180。测试条接收模块115被布置成使得当测试条100插入到测试条接收模块115中时,第一电连接器引脚111和第二电连接器引脚112分别与第一电触点焊盘101和第二电触点焊盘102电连接。处理器186或相关部件电连接至导体116、117,导体分别电连接至引脚111、112。
[0020] 处理器186可通过感应第一电接触器引脚111和第二电接触器引脚112之间的电特性,检测已插入测试条100的存在性。例如,当测试条100被插入时,处理器186可以检测连接器引脚111、112之间的电容变化。测试条100可以包含电连接至第一电触点焊盘101或第二电触点焊盘102的第三电触点焊盘(未示出)。测试条接收模块115可以包含第三电引脚,并且处理器186可以检测测试条接收模块115的两个引脚之间的连续性,表明测试条100的插入。分析测试仪180还可包含机械、光学或机电元件,例如簧片开关或光遮断器,以测定测试条100适当插入的时间。在检测到测试条100之前,处理器186可等待测试条、提示测试条或采取其他措施,例如执行校准步骤。处理器186还可以进入低功耗模式,例如睡眠模式,直至第一次检测到测试条100的存在。在示例中,使用者在插入测试条后按下按钮。当按钮被按下时,处理器186检测到测试条的插入。该示例和本节中的其他示例可用于文中所述的任何测试条检测。
[0021] 检测到测试条100时,处理器186使用激励源181在第一电引脚112和第二电引脚112上施加所选择的电信号。激励源181可以是电压源、电流源、任意波形源或适于产生电信号的其他装置。然后,处理器186使用解调器182测量引脚111、112上所得的电信号。解调器
182可包含模数转换器(ADC)、取样保持单元、混合单元或适于测量电信号的其他装置。在示例中,在连接器引脚111和112之间施加电压,并测量了通过这些引脚的所得电流。
[0022] 激励源181和解调器182可通过相应耦合器183、184连接至导体116、117,耦合器可包含晶体管、射频耦合器或栅极,或允许激励源181向电导体116、117施加信号且允许解调器182同时或非同时测量导体116、117或其上所载信号的电特性的其他装置。根据本示例性实施例,耦合器183、184可包含电短路,因此激励源181的输出直接连接至解调器182的输入,并且处理器186或解调器182可包含回波抑制或回波消除电路、逻辑或代码(未示出),以从接收的信号移除激励源181的输出。在图1中,耦合器183、184以图形方式表示为正方形。为清楚起见,与解调器182的连接以虚线示出。
[0023] 处理器186处理所得的电信号以检测流体样品,并且如果流体样品存在,处理器测定分析物,例如测定分析物的浓度或同一性。下文讨论了该测定。在各种实施例中,处理器186使用输出单元169传达被测定分析物的指示或其他状态信息(例如,“无测试条存在”或“无样品存在”)。输出单元169可以呈现对应于被测定分析物的指示的各种视觉或听觉指示器。例如,输出单元169可以包含发亮或闪烁的灯光、铃钟、发出声响的报警器或蜂鸣器、吹响的喇叭、激活的听觉或视觉再生系统(例如,显示弹出式错误对话框的计算机屏幕)或将对应于指示的信息传输至人机界面(HMI)、服务器、终端、智能手机、寻呼机或其他计算或通信装置的网络接口。这些装置中的任何一个均可以运行以传达指示(例如,灯光可通过与分析物的测定浓度成比例的照明度限定)。
[0024] 仍参见图1,测量流体样品例如身体流体样品或含水样品中分析物浓度的电化学(测量电流)方法涉及将样品放入具有两个电极(例如,电极110、120)的电化学电池(例如,样品接收室130)的反应区中,其中电极的阻抗适用于电流测量。分析物能够与电极(例如,电极110、120中的一个)或化还原试剂直接反应,以形成数量对应于分析物浓度的可氧化(或可还原)物质。然后,以电化学方式测定可氧化(或可还原)物质的数量。各个方面准确测定检测到反应区中样品的时间点。该测定允许在施加样品后立即应用电化学波形(例如,电压)并准确限定潜伏期或反应时间。继而,测定的准确度和精确度提升。
[0025] 正如下文中所述,样品接收室130中可能存在或不存在酶。如果存在,酶可以帮助将流体样品中的分析物转换成能够以电方式测量的电流、电势或其他数量。来自激励单元181的信号的频率和幅度可根据各种因素选择,例如流体样品的性质、分析物的性质或要使用的电极是否可操作性地相对于酶布置。
[0026] 在示例性实施例中,两个以上的电极对可操作性地相对于样品接收室130布置。在示出的示例中,电极150和155被布置成与样品接收室130中的流体样品反应。电极150和155通过相应导体和引脚分别连接至测试条接收模块115上的导体151、156。正如从导体151、156延伸至假负载校准电路块189的箭头所表示的,电极150、155可以电连接至激励源181、解调器182、开关单元191或处理器186。在各个方面,电极150、155上面未涂覆有酶或以其他方式可操作性地相对其彼此布置。在示例中,电极150、155用于HCT测量,并且通过开关单元
191连接至激励源181和解调器182。
[0027] 在各个变型中,首先在电化学诊断条的电极110、120上施加小的恒定电流源,并监测电极110、120之间的电势差。在将样品施加到测试条100的样品接收室130前,电极110、120之间存在干间隙。因此,电极110、120之间忽略不计的电流和电压差增加。当将样品施加到测试条100并填充间隙(样品接收室130)时,测量电压快速下降,导致测试时间启动。处理器186将电压的下降识别为样品的表征,并自动停止向所选引脚(例如,引脚111和112)施加恒定流量的电信号。然后,处理器186向所选引脚施加恒定电压的电信号。当施加恒定电压时,可以将电流或电荷测量为时间函数,以允许计算分析物的浓度。
[0028] 在其他实施例中,一旦将测试条插入并检测到插入后,将在电极110、120上施加偏压(例如,400mV)。测量电极110、120之间的电流。当电流超出所选阈值(例如,150nA)时,检测到流体样品(例如,血液样品)。检测到样品时的时间被用作与已插入测试条相关的校准和测量的参考时间(T=0)。
[0029] 使用具有已知分析物浓度的样品校准系统后,在恒定电压施加之后的预定时间测量的电流可作为分析物浓度的量度。预定时间的长度并非关键。例如,当流体是血液且要检测的分析物是葡萄糖时,预定时间的长度可以是至少约3秒。通常,该时间长度提供充足的时间溶解试剂和减少随时可测量的调节剂的数量。在同等条件下,当样品中包含高水平的血细胞比容时,需要更长的时间。因此,时间长度可以小于10秒。对于相应样品的多个连续测量,可以使用相同的预定时间。以引用方式并入本文的美国专利6,193,873中给出了其他示例。
[0030] 在各个方面,测试条100可包含相对的第一侧面和第二侧面(未示出)。第二侧面可以包含设置在第二电极120上的电绝缘层。第二电绝缘层和第二电极120中的每个可包含相应的第一切口部分和第二切口部分,这两个部分暴露第一电极110的相应区域,以限定两个电连接的电触点焊盘:焊盘102和有助于通过测定连通性检测测试条100的焊盘。在各种实施例中,第一切口部分和第二切口部分布置在测试条100的相对横向侧上。下文参考图5描述测试条100的其他实施例。
[0031] 电极110、120可以叠堆在样品接收室130上方和下方。在各个方面,第二电极120与采用夹层形式的第一电极110电绝缘。在一个变型中,第一电极110包含金(Au)且电极120包含钯(Pd)。电极,例如电极110、120,可以是薄膜。在各个变型中,电极包含由诸如金、钯、、铂、二氧化、铱、铟及其组合(例如,铟掺杂氧化锡或“ITO”)等材料形成的导电材料。通过溅化学镀或丝网印刷工艺将导电材料布置到电绝缘层上,由此形成电极。在示例中,溅镀金电极110布置在测试条100的一侧上,并且溅镀钯电极120布置在剩余的一侧上。可用作隔开电极110、120的电绝缘层的适用材料包括例如塑料(例如PET、PETG、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯)、、陶瓷、玻璃及其组合(例如,7密厚的聚酯)。以引用方式并入本文的美国专利申请公布说明书2007/0074977中提供了各种示例性测试条和测量方法的详细信息。
[0032] 在各个方面,样品接收室130适用于分析体积小的样品。例如,样品接收室130可具有的容积为约0.1微升至约5微升,或为约0.2微升至约3微升,或为约0.3微升至约1微升。为了适应小样品体积,电极110和120可以紧密排列。例如,在隔板(未示出)限定了第二电极120和第一电极110之间的距离的情况下,隔板的高度范围可以是约1微米至约500微米,或介于约10微米和约400微米之间,或介于约40微米和约200微米之间。以引用方式并入本文的美国专利8,163,162中给出了与示例性测试条相关的更多细节。
[0033] 可使用诸如槽式涂布、从管末端分配液体涂布、喷墨法和丝网印刷的工艺将试剂层(未示出)设置在样品接收室130内。下列以引用方式并入本文中的美国专利6,749,887、6,689,411、6,676,995和6,830,934中介绍了此类工艺。在各种实施例中,试剂层沉积到电极(例如,电极120)上,并包含至少调节剂和酶。调节剂可以是两种氧化还原状态中的任何一种,可称为可氧化物质或可还原物质。合适的媒介的示例包括氰化物、二茂铁、二茂铁衍生物、锇联吡啶复合物以及醌衍生物。合适酶的示例包括葡萄糖氧化酶、基于吡咯喹啉醌(PQQ)辅因子的葡萄糖脱氢酶(GDH)和基于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸辅因子的GDH。试剂层的一个示例性试剂配方在美国申请10/242,951中有所描述,其标题为“Method for Manufacturing a Sterilized and Calibrated Biosensor-Based Medical Device”(制造消毒和校准后的基于生物传感器的医疗装置的方法),其美国专利申请公开号为2004/
0120848,该专利申请的全部内容由此以引用方式并入。
[0034] 在示例中,电极120是通过在聚酯片基上溅镀钯涂层形成的工作电极。使用了干试剂层,包括如本文所述的缓冲液、调节剂和酶。电极110和120之间的隔板具有限定电化学电池(样品接收室130)的切口区域。隔板的厚度可以小于约200μm。电极110是通过在聚酯片基上溅镀金涂层形成的参考电极。在该示例中,葡萄糖氧化酶/铁氰化物系统用于经由下列反应测定葡萄糖浓度:
[0035] 反应1:葡萄糖+葡萄糖氧化酶→葡萄糖酸+已还原的葡萄糖氧化酶
[0036] 反应2:已还原的葡萄糖氧化酶+2铁氰化物→葡萄糖氧化酶+2亚铁氰化物。
[0037] 铁氰化物([Fe(CN)6]3-)是一种调节剂,其将已还原的葡萄糖氧化酶恢复到其催化状态。葡萄糖氧化酶是一种酶催化剂,只要存在过量的调节剂,就会一直氧化葡萄糖。亚铁氰化物([Fe(CN)6]4-)是总反应的产物。理想的是,最初并无亚铁氰化物,尽管在实施过程中通常会存在少量的亚铁氰化物。反应完成后,亚铁氰化物(以电化学方式测量)的浓度表明葡萄糖的初始浓度。总反应是反应1和2之和:
[0038] 反应3:葡萄糖+2铁氰化物→葡萄糖酸+2亚铁氰化物
[0039] “葡萄糖”特指β-D-葡萄糖。该系统的详细信息在PCT专利申请WO97/18465和美国专利6,444,115(以引用方式并入本文中)中有所描述。
[0040] 在实例中,分析测试仪180测量测试条100上的一滴血的葡萄糖水平和其他特性。这些其他特性中的一个是血细胞比容。HCT和葡萄糖测量混杂,因此测量HCT能够更准确地测定葡萄糖。测试条100包含容纳血滴的样品接收室130、与分析测试仪180中的连接器引脚
111、112连接的焊盘101、102,和携载焊盘101、102与样品接收室130之间信号的电极110、
120。在一些方面,测试条100包括用于测量HCT而非葡萄糖的至少一个电极和用于测量葡萄糖而非HCT(或同样用于测量其他分析物对)的至少一个电极。在其他方面,电极110、120用于使用相应分析物的连续电信号,或使用允许根据对应于该电信号的测量数据测定葡萄糖和HCT的电信号,来测量HCT和葡萄糖。
[0041] 当血液阻抗的电阻分量在数万欧的范围内时,分析测试仪180、测试条接收模块115、测试条100和激励源181与解调器182之间的测量路径的任何其他分量中印刷电路板上的pF分数阶上的寄生电容可能会影响测定分析物(血糖)所用装置的准确性和可重复性。寄生电容影响的严重程度可能会随着激励源181测量信号的频率的增加而增加。
[0042] 例如,为了补偿这些影响,分析测试仪180包含假负载校准电路块189。在示例性实施例中,假负载校准电路块189电连接至测试条接收模块115,并且包括假负载190,例如电阻器或精密电阻器(如,22KΩ、0.1%)。假负载190具有选择的电特性,例如阻抗。示出的示例性假负载校准块189还包括开关单元191、耦合器183、184、激励源181、解调器182和处理器186。如上所述,激励源181适于选择性地提供至少一个电信号。解调器182适于产生一个或多个解调信号,已连接处理器186以从解调器182接收一个或多个解调信号。解调信号对应于从激励源181发出的电信号和连接在激励源181和解调器182之间的装置的电特性。用这种方法,假负载电路块189被构造成提供假幅度校正和假相位校正,并且存储器块149被构造成存储假幅度校正和假相位校正,例如,供处理器186在以后使用。
[0043] 开关单元191适于通过假负载190或通过测试条接收模块115的第一电引脚111和第二电引脚112,选择性地将激励源181电连接至解调器182。在示出的示例中,开关单元191包括两个电控单极双掷开关。其中一个开关选择性地将激励源181连接至(a)假负载190的第一端子或(b)测试条接收模块115的电连接器引脚112(或引脚111)中的一者。另一个开关选择性地将解调器182的输入连接至(a)假负载190的第二端子或(b)测试条接收模块115的电连接器引脚111(或引脚112)中的一者。可以使用开关的其他配置,例如单一双极双掷,或光电开关或簧片继电器。处理器186可以电、光学、磁力或其他方式控制开关单元191。
[0044] 存储器块149中的存储装置140存储由处理器186提供的数据,如下所述。存储装置140可包含诸如寄存器、存储器、延迟线路、缓冲器、触发器、闩、闪存存储器设备或下文参考图7存储子系统540描述的其他装置。
[0045] 处理器186适于同时引起开关单元191连接假负载190、导致激励源181提供DC信号(例如,接地或另一个0V参考,或选择的偏置),并记录来自解调器182的解调信号的第一相应值。然后,处理器186使用第一相应值测定解调器182的偏置并将所测定的偏置存储在存储器块149中,例如存储在存储装置140中。例如,解调器182可包含互阻抗放大器和同步解调器。通过假负载190施加DC信号会移除输入的时变分量,因此,任何残余信号均可表示解调器182的偏置。保存这些值允许校正每个记录的偏置。下文参照步骤320图4A进一步讨论。
[0046] 处理器186进一步适于同时引起开关单元191连接假负载190、导致激励源181同时提供AC信号和DC信号两者,并记录来自解调器182的解调信号的第二相应值。根据相应的第二值和所测定的解调器的偏置,处理器186测定假幅度校正和假相位校正(例如,分析测试仪180的相位和增益修改量)。然后,处理器186将测定的假幅度校正和测定的假相位校正存储在存储器块149中,例如,存储在存储装置140中。例如,血液样品中的AC导纳与该样品中的血细胞比容(HCT)成比例,因此施加AC输入会模拟在测试条件中使用的AC信号。从解调器182所得的实信号和虚信号通过减去上文测定的偏移值校正并存储在存储器块149中,例如,存储在存储装置140中。使用假负载190的校正信号及已知幅度和相位特性,计算并存储增益因数和相位偏移。
[0047] 处理器186进一步适用于检测测试条100是否插入在测试条接收模块115中,如上文所述。处理器186可以随时检测插入,例如,在通过假负载施加DC信号之前。处理器186适于检测插入,然后同时引起开关单元191连接第一电引脚111和第二电引脚112,导致激励源181同时提供AC信号和DC信号两者(与先前施加的信号相同或不同),并记录解调信号的第三相应值。然后,处理器186使用第三相应值、测定的假幅度校正和测定的假相位校正(存储在存储器块149中,例如存储在存储装置140中)和所测定的解调器182的偏置(也存储在存储器块149中,例如存储在存储装置140中),测定插入有测试条100的分析测试仪180的相位和增益修改量。然后,处理器186将插入有测试条100的分析测试仪180的测定的相位和增益修改量存储在存储器块149中,例如存储在存储装置140中。
[0048] 因此,有助于补偿分析测试仪180和测试条100中分量电效应的校准值存储在存储器块149中,例如存储在存储装置140中,并且可以根据需要检索。在各种实施例中,处理器186进一步适用于在检测到测试条100后将选择的电信号施加在第一电连接器引脚111和第二电连接器引脚112上(具有设置开关单元191,以连接引脚111、112)。处理器186同时记录解调信号的第四相应值。然后,处理器186使用带测试条100的分析测试仪180的测定的相位和增益修改量、测定的假幅度校正和测定的假相位校正以及测定的解调器182的偏置,来测定对应于第四相应值的一个或多个校正值。处理器186从存储器块149,例如从存储装置140检索这些值。处理器186进一步适于处理测定的校正值以检测流体样品的存在,并且如果流体样品存在,则测定分析物。
[0049] 图2根据各个方面示出了假负载校准电路块189的部件的示意图,包括激励源181和解调器182。为清楚起见,在该示例中,示出的激励源181和解调器182中的每个仅与开关单元191中的一个开关连接,因此,不需要图1中的耦合器183、184。同样为清楚起见,携载控制和数据信号的电连接以虚线示出;携载电压或电流信号的电连接以实线示出。在整个讨论中,任何缓冲器可以是具有所需增益的反相或非反相放大器。滤波器也可以结合或代替缓冲器来调节信号(例如,低通巴特沃斯滤波器)。指向两个对齐开关中的一个的控制箭头表示由两个开关(例如,开关220、222和开关260、265)的处理器186通过单一或相应控制信号进行控制。
[0050] 激励源181被构造成提供电压信号(例如,AC或DC)。在该示例中,激励源181包括DC电源210和AC电源212。DC电源210和AC电源212通过相应开关220、222连接至加法器230,例如运算放大器电压。加法器230的输出被提供至缓冲器240,其将所得电压缓冲并将缓冲电压发送至耦合器183,随后发送至开关单元191中的开关。可以使用提供电压信号的其他方式,包括表格或函数驱动的任意函数或任意波形发生器(模拟或数字);乘法器代替开关220、222,将DC电源210和AC电源212的电压分别乘以所选重量≥0;或DC电源210和AC电源
212的选择性激活或幅度调制。
[0051] 根据本实施例,解调器182包括互阻抗放大器214,以测量电流并提供相应的电压。在该示例中,互阻抗放大器214包括接线在电子器件领域中熟知的互阻抗放大器配置中的运算放大器250和电阻器251。为清楚起见,第二运算放大器未示出;例如,可以连接至参考电压或以电子器件领域中熟知的其他方式接线,以构造互阻抗放大器。互阻抗放大器的电压可选地通过缓冲器252提供至解调块216。
[0052] 解调块216,例如同步解调块或解调器182中的其他适当类型的解调块,使用电压提供解调信号。在各个方面,解调块216包括两个混合单元217、218,分别由处理器186的相应控制信号驱动。每个混合单元217、218可以包含相应开关260、265;相应滤波器电容器261、266可以是低通或其他滤波器的组成部分;相应缓冲器270、275提供相应混合单元217、
218的输出。混合单元217、218可以混合周期信号并在频域内运行。下文参照图6讨论了根据各个方面的同步解调的进一步详细信息。
[0053] 在各个方面,开关260、265是将控制信号乘以缓冲器252输入信号的模拟开关。在示例性实施例中,每个控制信号均是方波。在各个方面,开关260、265具有馈送回未连接至缓冲器252中的一个输入的相应输出。这降低开关260、265输出的噪音。
[0054] 也可以使用其他混合单元或电子器件领域中熟知的解调器。模拟数字转换器280、285(“ADC”)可用于将来自缓冲器270、275的模拟电压转换成适用于处理器186的N位数字信号(例如8、10、12、16或32位),或处理器186可以接收模拟输入并使用内部ADC(未示出)在模拟域或数字域中处理。
[0055] 在各个方面,处理器186向开关260和265提供相应的控制信号。相应控制信号彼此90°异相。用这种方法,指定为0°相位的控制信号可以提供实偏置分量,另一个控制信号可以提供上文讨论的虚偏置分量。具体地,在这些方面,解调信号包括实分量信号和虚分量信号。在示例中,开关260由0°相位控制信号控制,以提供实分量信号。开关265由90°相位控制信号控制,以提供虚分量信号。
[0056] 因此,解调器182的测定偏置包括实偏置分量和虚偏置分量。当激励源181提供DC信号时,这些分量分别对应于实分量信号和虚分量信号,如下文参照图4A的偏置318进行的进一步说明。处理器186适用于加性地(通过加法或减法)将实偏置分量和虚偏置分量分别与解调器182的解调信号的第二相应值、第三相应值和第四相应值的实分量和虚分量合并。因此,解调器偏置大体上从相应值中删除,有利于提供改进的测量准确性。
[0057] 在各个方面,激励源181从AC电源212提供第一AC信号。图1中的分析测试仪180还包括相位延迟单元290。相位延迟单元290可以包含在处理器186或其他装置中。相位延迟单元290提供相位上在第一AC信号后面90°的滞后信号。(相位延迟单元290还可提供相位上在第一AC信号前面90°的信号。)解调器182中的两个混合单元217、218分别由第一AC信号(或其同相信号)和滞后信号控制。混合单元217、218因此用于分别提供实分量信号和虚分量信号。
[0058] 图3示出了流程图,其中图示了用于校准与分析测试条一起使用的分析测试仪的示例性方法。在步骤302中,使用分析测试仪的假负载校准电路块测定分析测试仪的假幅度校正和假相位校正。在步骤304中,测定的假幅度校正和假相位校正存储在分析测试仪的存储器块(例如,图1中的存储器块140)中。在步骤306中,使用存储的假幅度校正和存储的假相位校正测定分析物。
[0059] 在各个方面,该方法还包括在测定分析物步骤306之前执行步骤307、308和309。步骤307、308和309可以在步骤304之后,或步骤302之后,或步骤302或304之前执行,且步骤302–304和307–309的执行可以交错。
[0060] 在步骤307中,检测到第一分析测试条插入到便捷式分析测试仪的测试条接收模块中。这可如上所述,例如使用传感器检测电特性,或接收用户输入。
[0061] 在后续步骤308中,测定了插入有第一分析测试条的便捷式分析测试仪的相位和增益修改量。然后,修改量存储在图1中的存储器块149中。该步骤的各个方面参照修改量343在下文进行了讨论。
[0062] 在后续步骤309中,检测到第二分析测试条插入到测试条接收模块中。步骤309可包含检测第一分析测试条是否移除。
[0063] 在使用步骤307、308和309的各个方面,测定分析物步骤306还包括使用插入有第一分析测试条的便携式分析测试仪的存储的相位和增益修改量来测定分析物。
[0064] 在示例中,在生产分析测试仪时,在工厂中执行步骤302、304、307和308。在步骤307中插入和检测典型性或代表性测试条。所得值(假幅度校正、假相位校正、相位和增益修改量)存储在例如存储器块149中。步骤309和306在现场执行,即,当使用者拥有仪表且希望测定分析物时。使用者将测试条插入到分析测试仪中,并且在步骤309中检测该测试条。然后,在步骤306中使用在工厂存储的数值测定测试条上流体样品中的分析物。这有利于提供更准确的分析物测定,而不需要分析测试仪花时间对每个测试条执行步骤302和308。
[0065] 在各个方面,在工厂中执行步骤302和304;或在工厂中执行步骤302、304、307和308;或在现场执行步骤302、304;或在现场执行步骤302、304、307和308;步骤302、304、307和308可以在工厂中执行,然后在每次插入测试条以测定测量值是否偏离工厂校准参数时,可以在现场进行重复测量检查(例如检查步骤302、304,或检查步骤308,或检查步骤320、
330或340中的任何一个,图4A)。
[0066] 图4A和4B示出了流程图,其中图示了测定流体样品中分析物的示例性方法。还示出了通过一些步骤和相应数据流(虚线箭头)生成的数据。步骤可以按照任何顺序执行,除非另有规定时或在后面步骤中使用从先前步骤中获取的数据时。对于该示例性方法而言,处理从步骤310开始。为清楚起见,本文参照了图1和2中所示的可以执行或参与示例性方法步骤的各个部件。但是,应当指出的是,可使用其他部件;即,示例性方法不限于由标识部件执行。正如水平虚线和虚线箭头标签以图形化方式表示的,在示例性实施例中,步骤310、315、320、335和330是图3中步骤302的一部分;步骤335、340、342、345、350、354和355是步骤
306的一部分。
[0067] 在步骤310中,分析测试条被接收。测试条在将测试条100插入到分析测试仪180的测试条接收模块115中后被接收,使得暴露于测试条100上的第一电触点焊盘101和第二电触点焊盘102分别与测试条接收模块115的第一电连接器引脚111和第二电连接器引脚112电接触。测试条100包括适于接收流体样品的样品接收室130。样品接收室130电连接在第一电触点焊盘101和第二电触点焊盘102之间。在实例中,接下来执行步骤315。在另一个实例中,不执行该步骤;相反,在步骤335之前执行步骤342(在下文讨论)。在另一个实例中,处理从步骤315开始,并且步骤310在步骤335之前执行。
[0068] 在步骤315中,使用分析测试仪180的电子器件模块(例如激励源181)时,DC信号通过假负载施加到产生解调信号的解调器182。解调信号可包括实分量信号和虚分量信号。在此处和整个本公开中,DC信号可能有纹波和噪音;不要求任何DC信号在一个电压下完全且精确地保持恒定。与DC信号的应用并行使用时,解调信号的第一相应值被记录。记录可通过电子器件模块-分析测试仪180的处理器186或分析测试仪180中的其他装置执行。接下来执行步骤320。
[0069] 在步骤320中,使用分析测试仪180的处理器时,将使用第一相应值自动测定解调器的偏置318。该处理可以由一个处理资源或多个处理资源执行;处理资源可包括在处理器上执行的硬件装置、固件软件程序。在示例中,测试仪包括数字信号处理器或其他处理芯片(例如,处理器186)。在各个变型中,步骤320还包括将对应于实分量信号的记录的第一数值(即,记录的第一相应值中的一个)记录为实偏置值和将对应于虚分量信号的记录的第一数值记录为虚偏置值。因此,测定的解调器182的偏置318包括第一偏置值和第二偏置值。接下来执行步骤325。
[0070] 在示例性方面,解调器182包括AC耦合至通过开关单元191的信号的至少一个运算放大器(op amp)。因此,基本上没有测量到DC分量。运算放大器可通过参考电压偏置,因此可利用DC偏移或以其他方式运行。由于基本上没有测量到DC分量,且DC信号基本上没有AC分量,第一相应值基本上对应于解调器中的测量电路偏移,而不对应于DC信号的特性。因此,测量偏置318有利于校正解调器182中的偏移,该偏移可能以其他方式在分析物的测量中作为错误向前推进。
[0071] 在步骤325中,使用电子器件模块时,DC信号和AC信号通过假负载190同时施加到解调器182。在此处和整个本公开中,AC信号可以是正弦的或非正弦的。例如,AC信号可以是方波或低通滤波矩形波形成的正弦的逼近形状。与信号的应用并行使用时,解调信号的第二相应值被记录。接下来执行步骤330。
[0072] 在步骤330中,使用处理器186时,使用相应的第二值和所测定的解调器182的偏置318自动测定假校正333。假校正333包括假相位校正和假幅度校正。例如,第二值可根据所测定的解调器182的偏置318调整,分析测试仪的假校正333可使用已调整的第二值测定。在使用实分量和虚分量的方面中,步骤330可包括在测定假校正333之前,加性地合并偏置318的实偏置值、虚偏置值和第二值。假校正333可包含分析测试仪180的相位和增益修改量。接下来执行步骤335。
[0073] 在步骤335中,在接收步骤310后(或在各个方面中,在检测步骤342后,如下文讨论),使用电子器件模块时,DC信号和AC信号通过第一电引脚和第二电引脚同时施加至解调器182。同时记录通过电引脚111、112测量的解调信号的第三相应值。接下来执行步骤340。
[0074] 在步骤340中,使用处理器186,在测试条100已插入时,使用第三相应值、分析测试仪180的测定假校正333和测定的解调器182的偏置318,自动测定分析测试仪180的相位和增益修改量343。在各种实施例中,步骤340包括自动操作开关单元191,将DC信号和AC信号引导到第一电引脚111,并将第二电引脚112连接至解调器182的输入。在使用实分量和虚分量的方面中,步骤340可包括在测定修改量343之前,加性地合并偏置318的实偏置值、虚偏置值和第三值。步骤340还可包括在测定修改量343之前,根据测定的假校正333调整第三值。接下来执行步骤345,或在各种实施例中,执行步骤341或步骤342。在示例中,按照该顺序执行步骤315、320、325、330、335、340、345和350。在另一个示例中,按照该顺序执行步骤315、320、325、330、342、335、340、345和350。
[0075] 在步骤342中,自动检测测试条100的插入。为响应于此检测,在步骤345中施加选择的电信号。在各个方面,步骤315、320、325和330在测试条100接收(步骤310)和检测到测试条100插入(步骤342)之前执行。在这些方面,偏置318和假校正333可以在测试条100插入之前测定,偏置318和假校正333的存储值可用于测定修改量343和执行相对于多个测试条100的其他计算,(例如,如在步骤350中)。在其他方面,在检测测试条100插入后,对于每个测试条100,将执行重新测定偏置318和假校正333的步骤315、320、325和330。步骤342还可以在步骤335之前执行。在示例中,偏置318和假校正333应在检测之后测定,并且在步骤342之后执行步骤315。在另一个示例中,偏置318和假校正333在检测之前测定,并且在步骤342之后执行步骤345。
[0076] 在步骤345中,使用处理器186,在接收(步骤310)或检测(步骤342)测试条100后,所选电信号在第一电触点焊盘111和第二电触点焊盘112上自动施加。处理器186可以引导电子器件模块生成信号,或直接生成信号。此信号与在图4A步骤340中施加的AC和DC组合信号基本上相同;选择的电信号可包含在步骤335中施加的DC和AC信号,通过第一电引脚111和第二电引脚112测量。同时,测量解调信号的第四相应值。步骤345还可以在检测流体样品后以电方式或通过用户输入控制等执行。接下来执行步骤350。
[0077] 在步骤350中,使用处理器186,自动测定对应于第四相应值的一个或多个校正值353。处理器186使用带测试条100的分析测试仪180的测定相位和增益修改量343、测定的假校正333和所测定的解调器182的偏置318来测定校正值。接下来执行步骤355,或在各个方面,执行步骤354。
[0078] 在各个方面,在步骤354中,校正值353自动处理,例如使用处理器186,以检测施加到测试条100的流体样品是否填充在样品接收室130中。该检测可通过施加如上文所述的电流和测量电压或通过监控解调信号的阻抗降低值等完成。解调信号可以是互阻抗放大器输出信号或表示电流的其他信号,对应于这些信号的校正值随着时间的增加可能表明样品接收室130已填充,因此具有导电性。接下来执行步骤355。
[0079] 在步骤355中,处理器186自动处理校正值353,以测定已施加流体样品中的分析物。这可如上所述。
[0080] 在示例中,施加步骤341。执行步骤315、320、325、330、342、335和340,存储所得值。例如,这些步骤可以在生产分析测试仪时在工厂中执行。在该示例中,在步骤340之后执行步骤341。当使用者将测试条插入到分析测试仪中时,如上文参照图3讨论的,可以在现场执行步骤341、345、350、354和355。
[0081] 在步骤341中,处理器检测第二测试条是否插入在测试条接收模块中。这可如上参照图3步骤309所述。在步骤341之后执行步骤345。
[0082] 在步骤345中,检测到第二测试条后,在第一电连接器引脚和第二电连接器引脚上施加选择的电信号。同时记录解调信号的第四相应值。这可如上所述。
[0083] 在后续步骤350中,测定对应于第四相应值的一个或多个校正值。使用带测试条的便携式分析测试仪的所存储的测定的相位和增益修改量343、所存储的测定的假幅度校正、所存储的测定的假相位校正(均源自于假校正333)和解调器的已存储测定偏置318进行该测定。这可如上所述进行。可以在步骤350之后执行步骤354或步骤355。
[0084] 在步骤354中,处理校正值,以检测第二测试条上是否存在流体样品。如果流体样品存在,或如果步骤354未使用,则在步骤355中测定分析物。
[0085] 在示例中,分析测试仪180包括类似于图2解调器182中所述的互阻抗放大器214和同步解调器(例如,解调块216)。步骤325、335和345的AC信号是通过四阶巴特沃斯滤波器滤波的方波。解调器182通过0°和90°相位信号驱动,以产生实分量信号和虚分量信号。解调器182的测定偏置318包括如上文所述的实偏置值BR和虚偏置值BI。上述的每个数值均可以存储。在步骤330、340和350中,实偏置和虚偏置值BR、BI从解调信号的相应值中减去。
[0086] 在该示例中,步骤325包括测量解调信号的实值和虚值,表示为MR和MI。步骤330包括形成偏置校正值
[0087] CR=MR–BR;CI=MI–BI。      (1)
[0088] 步骤330还包括接收假负载190的已知幅度DM和相位DP。在装运图1分析测试仪180前,DM和DP可存储在存储器块149中,例如存储在图1的存储装置140,且可以编程到存储器块149中,例如存储在存储装置140中。对于所有分析测试仪180,DM和DP可以相同,或可以根据仪表或根据大量仪表测定。步骤330包括计算在数学领域中熟知的偏置校正值的幅度CM和相位CP:
[0089] 放大
[0090] CM=Mag(CR,CI);CP=Ph(CR,CI)      (3)
[0091] 其中,atan2()是四象限反正切。步骤330还包括计算假相位校正(AP)和假幅度(增益)校正(AG)。连同在一起,这些值是假校正333。例如,在图3步骤304中可以存储AP值和AG值。计算是:
[0092] AP=CP–DP      (4)
[0093] AG=CM·DM      (5)
[0094] 继续该示例,步骤340包括测量MR和MI值,根据(1)形成CR和CI值以及根据(3)计算CM和CP值。然后,使用假校正333校正CM和CP值,以形成校正值OM和OP:
[0095] OM=AG/CM      (6)
[0096] OP=CP–AP      (7)
[0097] 实分量OR和虚分量OI可以测定为
[0098] OR=OM cos(OP);OI=OM sin(OP)。      (8)
[0099] OM值和OP值是带有测试条的分析测试仪的相位和增益修改量343,且可以存储。在各种配置中,OM和OP代表平行于要测量的流体样品的复阻抗。
[0100] 在该示例中,步骤350包括测定第四相应值的校正值。接收存储的BR、BI、AG、AP、OM和OP值。对于第四相应值中的实值FMR和虚值FMI,如上文中所述进行计算:
[0101] FCR=FMR–BR      (9)
[0102] FCI=FMI–BI      (10)
[0103] FCM=Mag(FCR,FCI);FCP=Ph(FCR,FCI)      (11)
[0104] FOM=AG/FCM      (12)
[0105] FOP=FCP–AP      (13)
[0106] FOR=FOM cos(FOP);FOI=FOM sin(FOP)。      (14)
[0107] 然后测定乘积项PM、PP和差值项SM、SP:
[0108] PM=OM·FOM      (15)
[0109] PP=OP+FOP      (16)
[0110] SM=Mag(OR–FOR,OI–FOI)      (17)
[0111] SP=Ph(OR–FOR,OI–FOI)。      (18)
[0112] 使用这些项计算校正值ZM、ZP:
[0113] ZM=PM / SM      (19)
[0114] ZP = PP – SP      (20)
[0115] 然后,可处理这些校正值(步骤355),以测定分析物。在各种配置中,这些计算从平行于流体样品(FOM和FOP)的寄生测量中删除了先前测量的寄生(OM和OP),以单独测定流体样品(ZM和ZP)的特性。
[0116] 图5是示例性测试条100的平面图。测试条100具有平面设计(例如,使用2D打印导电轨541、542、543、544、545),而非共面(相对面)。样品接收室130(虚线轮廓)由隔板(未示出)限定并且覆盖有顶带(未示出)。测试条100包括彼此之间电气不连续的多个导电轨541、542、543、544、545。每个导电轨541、542、543、544、545将相应触点焊盘501、502、503、504、
505连接至相应电极571、572、573、574、575。导电轨542、544及其相应触点焊盘502、504和电极572、574仅以阴影线示出,以允许在视觉上区分各种导电轨。电极571、572、573、574、575、触点焊盘501、502、503、504、505和导电轨541、542、543、544、545可以在单次打印操作中使用碳等导电材料打印,或以其他方式(例如,丝印)制造。
[0117] 每个电极571、572、573、574、575至少部分地布置在测试条100的第一侧面581上,并且部分地临近样品接收室130。即,每个电极571、572、573、574、575被布置成使得该电极或其相应导电轨的电特性可能受到样品接收室130中样品的影响,或使得可以将通过相应导电轨541、542、543、544、545的电信号施加至样品接收室130中的样品。每个导电轨541、542、543、544、545可以在任何侧或多侧临近样品接收室130。测试条100也可包含未必会临近样品接收室130的其他导电轨(未示出)。在示例中,酶布置在与电极571、572、573叠置而不与电极574、575叠置的酶区域中。
[0118] 图6是同步解调示例的数据流程图。乘法器660、665将信号A=sin(ωt+φ)作为输入。例如,可以是来自图2中缓冲器252的信号。ωt项可以表示由图2中激励源181提供的激励信号的频率。φ项可以表示图1中样品接收室130或其中样品引入的相移。φ项也可以表示图1中激励源181和解调器182之间的总相移。
[0119] 乘法器660将A乘以已知信号B=sin(ωt)。这可以是来自图2中处理器186的控制信号。信号B可以是方波中的基频。当使用方波时,乘法器660也会将信号B的所有奇数谐波乘以信号A。乘法器660可包含切换信号A的开关,由信号B控制,例如图2中的开关260。各种混合单元,包括一些使用开关,在2008年10月模拟装置教程MT-080“Mixers  and Modulators”中有所描述,该教程以引用方式并入本文中。
[0120] 乘法器660的输出是中间信号
[0121] 0.5cos(φ)-0.5cos(2ωt+φ)。
[0122] 该信号通过低通滤波器668过滤,以基本上仅保留DC分量。即,从中间信号去掉cos(2ωt+φ)项,仅留下DC信号,其值为
[0123] 0.5cos(φ)。
[0124] 这是DC(基本上非时变)值,由于其不取决于t值。低通滤波器668可包括图2中的电容器261。如果信号B是方波,引入的奇数谐波可以被低通滤波器668过滤掉。所得DC分量是同相(或“实”)分量I。
[0125] 同样,乘法器665将信号A乘以信号C=sin(ωt+90°),即,与信号B 90°异相。乘法器665可包含切换信号A的开关,由信号C控制,例如图2中的开关265。乘法器665产生由低通滤波器669过滤的中间信号。低通滤波器668可包含图2中的电容器266。所得DC分量是正交(或“虚”)分量Q。
[0126] 然后,同相和正交分量被提供至处理函数686。处理函数686可以是数学函数,且可以作为图1中处理器186的一部分、作为在处理器186上运行的程序或使用与处理器186可通信地连接的专用硬件实施。例如,处理函数686可以是根据上文等式(2)计算的幅度或相位。等式(2)中的参数r和i代表“实”和“虚”;来自低通滤波器668的同相分量可用于r,来自低通滤波器669的正交分量可用于i。在各个方面,相位被计算且用于测定Hct。在各个方面,幅度被计算且用于测定Hct。其他示例在美国申请序列号13/857,280中给出,该申请以引用的方式并入本文中。图690示出了信号Z的示例,其中相位φ绘制在同相轴I和正交轴Q上,[0127] 根据上文,各个方面或实施例处理测量数据,以矫正测试仪或测试条的寄生电特性引入的错误。各个方面的技术影响是提供改善的血细胞比容测量,并因此改进血糖测量,使能够改进糖尿病患者的胰岛素给药
[0128] 在该说明书的全篇中,一些方面在将通常被实现为软件程序的方面进行描述。本领域的技术人员将容易地认识到,这种软件的等同物也可以构造在硬件(硬连线的或可编程的)、固件或微代码中。因此,本发明的各个方面可以表现为整个硬件实施例、整个软件实施例(包括固件、常驻软件或微码)或合并硬件和软件方面的实施例的形式。在本文中,软件、硬件和组合通常可被称为“服务”、“电路”、“电路系统”、“模块”或“系统”。各个方面可实施为系统、方法或计算机程序产品。由于数据操作算法和系统均为人们所熟知,本说明特别介绍了构成本文所述系统和方法的一部分或更为直接地与本文所述系统和方法写作的算法和系统。在本文中未特别示出或说明的该类算法和系统的其他方面、产生和以其他方式处理信号或涉及数据的硬件或软件均从本领域中熟知的该类系统、算法、部件和元件中选取。鉴于如本文所述的系统和方法,可用于实现任一方面的本文中未明确地示出、提议或描述的软件是常规的,并且在此类领域的普通技术人员的知识范畴内。
[0129] 图7是高级图表,示出了用于分析数据和执行本文中所述的其他分析的示例性数据处理系统的部件。系统包括数据处理系统710、外围系统720、用户界面系统730和数据存储系统740。外围系统720、用户界面系统730和数据存储系统740可通信地连接至数据处理系统710。数据处理系统710可通信地连接至网络750,例如,如下文所述的互联网或X.25网络。图1中的处理器186可以包含或与一个或多个系统710、720、730、740通信,并且每个均可连接至一个或多个网络750。
[0130] 数据处理系统710包括对本文所述的各个方面实施处理的一个或多个数据处理器。“数据处理器”是自动操作数据的装置,并且可包括中央处理单元(CPU)、桌面计算机、手提计算机、主机计算机、个人数字助理、数字摄像机、移动电话、智能手机或处理数据、管理数据或操作数据的任何其他装置,不论以电气、磁性、光学、生物组分或以其他方式实施。
[0131] 短语“可通信地连接”包括装置、数据处理器或在其中可传达数据的程序之间的任何有线或无线连接类型。子系统诸如外围系统720用户界面系统730和数据存储系统740与数据处理系统710分开示出,但是可以完全或部分存储在数据处理系统710中。
[0132] 数据存储系统740包括或可通信地连接一个或多个有形非临时性计算机可读存储介质,该介质被构造成存储信息,包括根据各个方面进行处理所需的信息。在本文中使用的“有形非临时性计算机可读存储介质”是指任何非临时性装置或参与存储可提供至处理器186以供执行的指令的制品。该类非临时性介质可以是非易失或易失的。非易失介质的示例包括软式磁碟片、软盘或其他便捷式计算机磁盘、硬盘、磁带或其他磁性介质、光盘和光盘只读存储器(CD-ROM)、DVD、BLU-RAY光盘、HD-DVD光盘、其他光学存储介质、闪速存储器、只读存储器(ROM)和可擦可编程只读存储器(EPROM或EEPROM)。易失介质的示例包括动态存储器,例如寄存器和随机存取存储器(RAM)。存储介质可以以电子、磁性、光学、化学、机械或其他方式存储数据,且可以包含电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体部件。
[0133] 本发明的各个方面可以表现为计算机程序产品的形式,实施为具有计算机可读程序代码的一个或多个有形非临时性计算机可读介质。该类介质可以按照该类产品的常规方式制造,例如通过按压CD-ROM。在介质中实施的程序包括可以指导数据处理系统710的计算机程序指令,以便在加载时提供特定系列的操作步骤,因此实施文中指定的功能或行为。
[0134] 在示例中,数据存储系统740包括代码存储器741,例如随机存取存储器,和磁盘743,例如硬盘驱动器等有形计算机可读旋转存储装置。计算机程序指令从磁盘743或无线、有线、光缆或其他连接读入代码存储器741中。然后,数据处理系统710执行加载到代码存储器741中的一个或多个计算机程序指令序列,并因此执行本文所述的过程步骤。用这种方法,数据存储系统710执行计算机实施过程。例如,本文中的流程图或框图块,和其组合,可以由计算机程序指令执行。代码存储器741也可以存储或不存储数据:数据处理系统710可包含哈佛架构部件、改善的哈佛架构部件或冯·诺伊曼架构部件。
[0135] 计算机程序代码可以以一个或多个编程语言的任意组合写入,例如JAVA、Smalltalk、C++、C或适当的汇编语言。执行本文所述方法的程序代码可以在单一数据处理系统710上或在多个可通信地连接的数据处理系统710上执行。例如,代码可以在用户计算机上全部或部分执行和在远程计算机或服务器上全部或部分执行。服务器可通过网络750连接至用户计算机。
[0136] 外围系统720可包含配置为向数据处理系统710提供数字内容记录的一个或多个装置。例如,外围系统720可包含数位相机、数字视频摄像机、移动电话或其他数据处理器。在收到外围系统720中的装置的数字内容记录后,数据处理系统710可以将该类数字内容记录存储在数据存储系统740中。
[0137] 用户界面系统730可包含鼠标键盘、其他计算机(例如通过网络或无调制解调器电缆连接)或任何装置或装置的组合,数据从该系统输入至数据处理系统710。就这一点而言,尽管外围系统720与用户界面系统730分开示出,外围系统720可被包含作为用户界面系统730的一部分。
[0138] 用户界面系统730还可包括显示装置、处理器可访问存储器或数据处理系统710向其输出数据的任何装置或装置的组合。就这一点而言,如果用户界面系统730包括处理器可访问存储器,该类存储器可以作为数据存储系统740的一部分,即使用户界面系统730和数据存储系统740在图7中分开示出。
[0139] 在各个方面,数据处理系统710包括通过网络链路716耦合至网络750的通信接口715。例如,通信接口715可以是综合服务数字网络(ISDN)卡或调制解调器,以提供与相应电话线路类型的数据通信连接。作为另一个示例,通信接口715可以是向诸如以太局域网或广域网(WAN)等兼容局域网(LAN)提供数据通信连接的网卡。也可以使用无线链路,例如WiFi或GSM。通信接口715发送和接收电、电磁或光学信号,该类信号将代表网络链路716上各类信息的数字数据流传输至网络750。网络链路716可通过开关、网关、集线器、路由器或其他网络装置连接至网络750。
[0140] 网络链路716可通过一个或多个网络向其他数据装置提供数据通信。例如,网络链路716可通过局部网络提供与互联网服务提供商(ISP)所操作的主机或数据设备的连接。
[0141] 数据处理系统710可通过网络750、网络链路716和通信接口715发送消息和接收数据,包括程序代码。例如,服务器可以把应用程序(例如,JAVA小程序)的请求代码存储在与其连接的有形非易失计算机可读存储介质上。服务器可以从介质检索代码并通过互联网传输,并从本地ISP、局域网络和通信接口715传输。当检索或存储在数据存储系统740中以供将来执行时,检索的代码可以由数据处理系统710执行。
[0142] 图1-7的零件列表
[0143] 100                      测试条
[0144] 101、102                  触点焊盘
[0145] 110                      电极
[0146] 111、112                  连接器引脚
[0147] 115                      测试条接收模块
[0148] 116、117                  导体
[0149] 120                      电极
[0150] 130                      样品接收室
[0151] 140                      存储装置
[0152] 149                      存储器块
[0153] 150                      电极
[0154] 151                      导体
[0155] 155                      电极
[0156] 156                      导体
[0157] 169                      输出单元
[0158] 180                      分析测试仪
[0159] 181                      激励源
[0160] 182                      解调器
[0161] 183、184                  耦合器
[0162] 186                      处理器
[0163] 189                      假负载校准电路块
[0164] 190                      假负载
[0165] 191                      开关单元
[0166] 210                      DC电源
[0167] 212                      AC电源
[0168] 214                      跨阻放大器
[0169] 216                      解调块
[0170] 217、218                  混合单元
[0171] 220、222                  开关
[0172] 230                      加法器
[0173] 240                      缓冲器
[0174] 250                      运算放大器
[0175] 251                      电阻器
[0176] 252                      缓冲器
[0177] 260                      开关
[0178] 261                      电容器
[0179] 265                      开关
[0180] 266                      电容器
[0181] 270、275                  缓冲器
[0182] 280、285                  模拟数字(ADC)转换器
[0183] 290                      相位延迟单元
[0184] 302,304,306              步骤
[0185] 307,308,309              步骤
[0186] 310、315                  步骤
[0187] 318                      解调器偏置
[0188] 320,325,330              步骤
[0189] 333                      假校正
[0190] 335、340、341、342        步骤
[0191] 343                      相位和增益修改量
[0192] 345、350                  步骤
[0193] 350                      步骤
[0194] 353                      校正值
[0195] 354、355                  步骤
[0196] 501、502、503、504、505   触点焊盘
[0197] 541、542、543、544、545   导电轨
[0198] 571、572、573、574、575   电极
[0199] 581                      侧面
[0200] 660、665                  乘法器
[0201] 668、669                  低通滤波器
[0202] 686                      处理函数
[0203] 690                      图
[0204] 710                      数据处理系统
[0205] 715                      通信接口
[0206] 716                      网络链路
[0207] 720                      外围系统
[0208] 730                      用户界面系统
[0209] 740                      数据存储系统
[0210] 741                      代码存储器
[0211] 743                      磁盘
[0212] 750                      网络
[0213] 本发明包括文中所述的各个方面的组合。参考“具体方面”(或“实施例”或“变型”)等是指存在于本发明的至少一个方面中的特征。单独参考“方面”或“具体方面”等不一定是指相同的一个或多个方面;然而,此类方面不会互相排斥,除非这样指明或对于本领域技术人员而言显而易见。在提及“方法”或“多种方法”等时使用单数或复数并不具有限制性。词“或”以非排他性意义用于本发明,除非另外明确指明。
[0214] 本发明已作详细说明,具体参考了其中的一些优选方面,但应当理解的是,变型、组合和修改可能在本发明的实质和范围内受到本领域内普通技术人员的影响。
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