缩放用于构造生物传感器算法的数据的方法以及合并所述方法的设备、装置和系统制造方法及图纸

公开了用于在提供分析物浓度之前缩放体液分析数据以校正和/或补偿诸如血细胞比容（Hct）、温度、电极电导率中的变化或其组合之类的混杂变量的方法。该缩放方法在创建描述符或算法之前利用从在DC块之前应用的AC块获得的电流响应数据来最小化这样的混杂变量对所观察到的DC电流响应的影响。该缩放方法因此通过使用来自在相同样本上作出的AC块的数据补偿所测量的DC电流。还公开了合并各种缩放方法的设备、装置和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】缩放用于构造生物传感器算法的数据的方法以及合并所述方法的设备、装置和系统对相关申请的交叉引用本专利申请要求享有2013年3月15日提交的美国临时专利申请No.61/794,280的优先权，其通过引用并入本文，如同以其全部内容阐述。
本公开总体涉及数学和医学，并且更具体地，其涉及在提供分析物浓度之前缩放体液分析测量数据以校正和/或补偿诸如血细胞比容（Hct）、温度、诸如电极电导率之类的原材料变化或其组合之类的混杂变量的方法。
技术介绍
诸如自监视血液葡萄糖（SMBG）系统、临床血液葡萄糖监视系统和实验室血液葡萄糖监视系统之类的许多分析物测量系统基于与诸如葡萄糖之类的分析物的反应所产生的电活性物种的安培计量、库仑计量、电位计量、电压计量或其它电学测量或者分析物基质的直接性质的测量。这些方法的组合还可以用于计算分析物浓度。在SMBG系统中，电化学测量典型地通过将生物传感器插入到手持仪表中并且将诸如血液之类的液体样本的液滴引入到具有所定义的样本空间、经干燥的化学试剂和电极系统的生物传感器上而执行。当检测到样本时，仪表然后执行电学测量，并且数学算法将响应数据转换成可靠的葡萄糖浓度。例如，在单电位、基于DC的安培计量测量中，将电位应用于包含电活性分析物的液体样本，并且随着分析物被还原或氧化而监视电流。结果得到的DC电流展现出时间衰减，如科特尔（Cottrell）方程所描述的那样。随着衰减的斜率减小且逼近关于时间的恒定改变率，电流的幅度可以被用于量化分析物。然而，电流衰减的幅度、速率和形状可能受许多变量影响，这些变量包括但不限于试剂厚度、试剂的润湿、样本扩散的速率、Hct和温度以及某些干扰物的存在。这些干扰物或混杂变量可能导致与诸如葡萄糖之类的分析物成比例的DC电流的所观察到的幅度的增加或减小，从而导致从“真实”葡萄糖浓度的偏离。当前方法和系统提供了关于便利性的一些优点；然而，仍旧存在对于可校正或以其它方式补偿混杂变量的测量方法的需要。
技术实现思路
鉴于以上指出的缺点，本公开描述了补偿或校正在测量液体样本中的分析物浓度时某些混杂变量可具有的效应从而提供“真实”分析物浓度的方法。该方法基于包括以下各项的专利技术概念：在使用提供分析物浓度的算法之前，使用从交流电（AC）响应导出的信息以便以减小混杂变量的影响的方式缩放来自较高振幅响应（诸如DC测量）的数据。当相比于测量液体样本中的分析物浓度的已知方法时，本专利技术概念因此提供某些优点、效果、特征和目的。在一方面中，提供了一种缩放方法以补偿或校正电极电导率的变化。该方法包括以下步骤：测量生物传感器上的电极系统的至少两个回路电阻，通过将每一个除以单独的常量来归一化所述至少两个回路电阻中的每一个，以及通过将经归一化的回路电阻中的较低者（即最小者）合并到用于确定分析物浓度的算法中或合并到故障安全（failsafe）中来缩放电流响应。该方法还包括以下步骤：将具有AC块和至少一个DC块的测试序列应用于体液样本并且测量AC和DC电流响应。所述至少两个回路电阻中的一个可以从与工作电极的导电迹线相关联的接触垫测量。所述至少两个回路电阻中的另一个可以从与反电极的导电迹线相关联的接触垫测量。用于归一化回路电阻的每一个常量可以是通过测量生物传感器的一个或多个批次/批中的相应回路电阻获得的预定中位电阻值。关于AC块，其可以是顺序地或并行地同时应用的低振幅信号的块。在一些实例中，AC块包括至少两个不同低振幅信号。例如，AC块可以包括诸如例如大约10kHz或大约20kHz后跟有大约1kHz或大约2kHz之类的两个（2）频率处的两个（2）段。在其它实例中，AC块包括多个低振幅信号。例如，AC块可以具有诸如例如大约10kHz、大约20kHz、大约10kHz、大约2kHz和大约1kHz之类的四个（4）频率处的五个（5）段。可替换地，AC块可以具有诸如例如大约20kHz、大约10kHz、大约2kHz和大约1kHz之类的四个（4）频率处的四个（4）段。可替换地，AC块可以具有同时应用在大约10kHz、大约20kHz、大约10kHz、大约2kHz和大约1kHz处的四个（4）频率。仍旧可替换地，AC块可以具有同时应用所期望的低振幅AC信号的多频激励波形。在一些实例中，AC块被应用达大约500msec至大约1.5sec。在其它实例中，AC块被应用达大约100msec至大约300msec。关于DC块，其可以包括在大约0mV至大约+450mV之间交替的电位处的至少一个（1）脉冲至大约十个（10）脉冲。在一些实例中，DC块可以是从大约0mV至大约+450mV的单个电位阶跃，其中电位被维持以使得可以检测到衰减电流响应。也就是说，DC块包括至少一个激励脉冲和至少一个恢复脉冲，其中脉冲在大约0mV至大约+450mV之间交替。无论脉冲数目如何，每一个DC脉冲可以被应用达大约50msec至大约500msec。例如，+450mV处的每一个DC脉冲可以被应用达大约250msec，并且0mV处的每一个DC脉冲可以被应用达大约500msec。在一些实例中，AC块被应用在DC块之前、在DC块之后或被散布在DC块内。电极可以包括铝、碳、铜、金、氧化铟锡、钯、铂、钛或其混合物的导电层。这些经归一化的回路电阻因此可以用作可校正分析物浓度的计算期间的变化的算法的一部分，和/或可以用于在电极电导率的变化超过预定阈值的情况下触发防止分析物浓度的显示/报告的设备故障安全。在另一方面中，提供了一种缩放方法以补偿或校正用于感兴趣的分析物的体液分析期间的低或高Hct。该方法可以包括以下步骤：将AC块连同至少一个DC块应用于体液样本，测量AC和DC电流响应，从AC块信号和电流响应计算溶液电阻（Rsolution），并且将DC电流响应与Rsolution相乘以获得最小化Hct对所估计的分析物浓度的影响的经补偿的电压降。关于AC块，其可以是顺序地或并行地同时应用的多个低振幅信号。在一些实例中，AC块包括至少两个不同低振幅信号。例如，AC块可以包括诸如例如大约10kHz或大约20kHz后跟有大约1kHz或大约2kHz之类的两个（2）频率处的两个（2）段。可替换地，AC块可以具有诸如例如大约10kHz、大约20kHz、大约10kHz、大约2kHz和大约1kHz之类的四个（4）频率处的五个（5）段。可替换地，AC块可以具有诸如例如大约20kHz、大约10kHz、大约2kHz和大约1kHz之类的四个（4）频率处的四个（4）段。可替换地，AC块可以具有同时应用在大约10kHz、大约20kHz、大约10kHz、大约2kHz和大约1kHz处的四个（4）频率。仍旧可替换地，AC块可以具有同时应用所期望的低振幅AC信号的多频激励波形。在一些实例中，AC块被应用达大约500msec至大约1.5sec。在其它实例中，AC块被应用达大约100msec至大约300msec。关于DC块，其可以包括在大约0mV至大约+450mV之间交替的电位处的至少一个（1）脉冲至大约十个（10）脉冲。在一些实例中，DC块是从大约0mV至大约+450mV的单个电位阶跃，其中电位被维持以使得可以检测到衰减电流响应。也就是说，DC块包括至少一个激励脉冲和至少一个恢复脉冲，其中脉冲在大约0mV至大约+450mV之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缩放在感兴趣的分析物的电化学分析期间获得的安培计量数据以补偿电极电导率的变化的方法，所述方法包括以下步骤：将电测试序列应用于电化学生物传感器中的体液样本，该生物传感器包括：电极系统，与电极系统电连通的试剂，以及容器，被配置成接触被提供给生物传感器的液体样本，其中测试序列包括低振幅信号的至少一个AC块、以及至少一个DC块，并且其中体液样本包括感兴趣的分析物；测量对指示感兴趣的分析物的电活性物种的AC和DC电流响应；测量生物传感器的电极系统的至少两个回路电阻，其中在与工作电极的迹线相关联的两个接触垫之间测量第一回路电阻，并且其中在与反电极的迹线相关联的两个接触垫之间测量第二回路电阻；通过将第一回路电阻除以第一常量并且通过将第二回路电阻除以第二常量来归一化所述至少两个回路电阻（Rconductor）以获得经归一化的回路电阻；通过将最小的经归一化的回路电阻合并到用于确定分析物浓度的算法或者故障安全计算中来缩放安培计量数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 61/7942801.一种缩放在感兴趣的分析物的电化学分析期间获得的安培计量数据以补偿电极电导率的变化的方法，所述方法包括以下步骤：将电测试序列应用于电化学生物传感器中的体液样本，该生物传感器包括：电极系统，与电极系统电连通的试剂，以及容器，被配置成接触被提供给生物传感器的液体样本，其中测试序列包括低振幅信号的至少一个AC块、以及至少一个DC块，并且其中体液样本包括感兴趣的分析物；测量对指示感兴趣的分析物的电活性物种的AC和DC电流响应；测量生物传感器的电极系统的至少两个回路电阻，其中在与工作电极的迹线相关联的两个接触垫之间测量第一回路电阻，并且其中在与反电极的迹线相关联的两个接触垫之间测量第二回路电阻；通过将第一回路电阻除以第一常量并且通过将第二回路电阻除以第二常量来归一化所述至少两个回路电阻Rconductor以获得经归一化的回路电阻；通过将最小的经归一化的回路电阻合并到用于确定分析物浓度的算法或者故障安全计算中来缩放安培计量数据。2.权利要求1的方法，其中AC块包括至少两个不同频率的多频激励波形。3.权利要求2的方法，其中多频激励波形包括五个段，其中段的频率为10kHz、20kHz、10kHz、2kHz和1kHz，并且其中每一个被应用达0.5sec至1.5sec。4.权利要求1至3中任一项的方法，其中至少一个DC块包括在0mV至+450mV之间交替的电位处的至少一个脉冲至十个脉冲，并且其中每一个脉冲被应用达50msec至500msec。5.权利要求4的方法，其中+450mV处的每一个DC脉冲被应用达250msec，并且0mV处的每一个DC脉冲被应用达500msec。6.权利要求1至3中任一项的方法，其中第一常量和第二常量是预定中位电阻值。7.权利要求1至3中任一项的方法，还包括基于经缩放的安培计量数据估计分析物浓度的步骤。8.权利要求1至3中任一项的方法，还包括提供将Rconductor作为参数合并到故障安全算法中的故障安全的步骤，其中如果电极电导率的变化在预定阈值以上，则故障安全防止报告或显示分析物浓度。9.权利要求1至3中任一项的方法，其中分析物浓度是葡萄糖浓度。10.权利要求1至3中任一项的方法，其中电极电导率的变化是从由电极系统内的导电层厚度的变化、电极系统内的刮擦、电极系统内的缺陷和生物传感器接触垫与仪表接触件之间的接触电阻变化构成的组中选择的。11.一种被配置成执行权利要求1至10中任一项的方法的分析物浓度测量设备。12.权利要求11的设备，其中所述设备是血液葡萄糖仪。13.一种被配置成执行权利要求1至10中任一项的方法的分析物浓度确定系统。14.权利要求13的系统，其中所述系统是自监视血液葡萄糖SMBG系统。15.一种缩放在感兴趣的分析物的电化学分析期间获得的安培计量数据以补偿血细胞比容的方法，所述方法包括以下步骤：将至少包括与至少一个DC块结合的低振幅信号的AC块的测试序列应用于体液样本，其中体液样本包括感兴趣的分析物；测量对指示感兴趣的分析物的电活性物种的AC和DC电流响应；从AC电流响应信息确定溶液电阻Rsolution；以及通过将DC电流响应与Rsolution相乘以获得最小化血细胞比容对分析物浓度的影响的经补偿的电压降来缩放安培计量数据。16.权利要求15的方法，其中AC块包括至少两个不同频率的多频激励波形。17.权利要求16的方法，其中多频激励波形包括五个段，其中段的频率为10kHz、20kHz、10kHz、2kHz和1kHz，并且其中每一个被应用达0.5sec至1.5sec。18.权利要求15至17中任一项的方法，其中至少一个DC块包括在0mV至+450mV之间交替的电位处的至少一个脉冲至十个脉冲，并且其中每一个脉冲被应用达50msec至500msec。19.权利要求18的方法，其中+450mV处的每一个DC脉冲被应用达250msec，并且0mV处的每一个DC脉冲被应用达500msec。20.权利要求15至17中任一项的方法，其中Rsolution是从通过在奈奎斯特图线中绘制对低振幅AC信号块的电流响应的阻抗而获得的x截距的线性拟合估计的。21.权利要求15至17中任一项的方法，还包括基于经缩放的安培计量数据估计分析物浓度的步骤。22.权利要求15至17中任一项的方法，其中分析物浓度是葡萄糖浓度。23.权利要求15至17中任一项的方法，其中缩放基于兰德尔斯电路模型。24.权利要求15至17中任一项的方法，其中缩放使用针对多个AC频率的经拟合的阻抗值的斜率和关于原点的角度。25.权利要求15至17中任一项的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：H布克，SE卡彭特，潘铮铮，R瓦尔弗德文图拉，
申请(专利权)人：豪夫迈·罗氏有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH