用于执行光学测定的设备、系统和方法技术方案

公开了用于执行光学和电化学测定的设备、系统和方法，更具体地，具有被配置为执行光学和电化学测定的通用信道电路系统(245、1000)的设备和系统，以及使用通用信道电路系统执行光学和电化学测定的方法。通用信道电路系统是具有电子开关能力的电路系统，使得任何接触引脚(1063、1065、1070)以及因此测试设备(1062)中的任何传感器接触焊盘都能连接到能够采用一种或多种测量模式或配置(例如，安培测量模式或电流驱动模式)的一个或多个信道(1005)。

Equipment, systems and methods for performing optical determinations

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于执行光学测定的设备、系统和方法优先权要求本申请要求于2017年8月17日提交的美国临时申请No.62/546,713的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术一般而言涉及用于执行光学和电化学测定的设备、系统和方法，更具体而言，涉及具有被配置为执行光学和电化学测定的通用信道电路系统的设备和系统，以及使用该通用信道电路系统执行光学和电化学测定的方法。
技术介绍
护理点(POC)样本分析系统通常基于一个或多个可重用的手持式分析器(即，仪器或读取装置)，这些分析器使用单次使用的一次性测试设备(例如，含有分析元素的盒或条带，例如用于感测分析物(诸如pH、氧气和葡萄糖)的电极或光学元件)执行样本测试。一次性测试设备可以包括流体元件(例如，用于接纳样本并将样本输送到感测电极或光学器件的导管)、校准元件(例如，用于用已知浓度的分析物对电极进行标准化的水性流体)以及用于对光学器件进行标准化的具有已知消光系数的染料。仪器或读取装置可以包含用于操作电极或光学器件、进行测量并执行计算的电路系统和其它部件。仪器或读取装置还可以具有显示结果以及例如经由计算机工作站或其它数据管理系统将那些结果传送给实验室和医院信息系统(分别为LIS和HIS)的能力。仪器或读取装置与工作站之间以及工作站与LIS或HIS之间的通信可以经由例如红外链路、有线连接、无线通信或能够传输和接收电子信息的任何其它形式的数据通信，或其任意组合。在美国专利No.5,096,669中公开了一种著名的护理点系统(i-系统，雅培护理点公司，普林斯顿，NJ)，该专利通过引用整体并入本文。系统包括一个或多个与手持式分析器结合操作的一次性测试设备，用于对生物样品(specimen)(诸如血液)执行各种测量。护理点样本测试系统的一个优点是消除了将样本发送到中央实验室以进行测试所耗费的时间。护理点样本测试系统允许护士或医生(用户或操作者)在患者床边获得可靠的定量分析结果，该结果在质量上与在实验室中获得的结果相当。在操作中，护士选择具有所需测试面板的测试设备、从患者身上提取生物样本、将生物样本分配到测试设备中、可选地密封测试设备以及将测试设备插入仪器或读取装置中。虽然步骤发生的特定次序在不同的护理点系统和提供者之间可以变化，但在患者位置附近提供快速样本测试结果的意图保持相同。然后，仪器或读取装置执行测试周期，即，执行测试所需的所有其它分析步骤。这种简单性使医生可以更快地了解患者的生理状况，并且，通过减少诊断或监视的周转时间，使医生能够更快地做出适当治疗的决定，从而提高患者成功结果的可能性。如本文所讨论的，护理点样本测试系统通常包括仪器或读取装置，该仪器或读取装置被配置为使用单性使用的一次性测试设备来执行样本测试，以确定生物样本中的分析物。所执行的样本测试的类型可以变化，并且可以使用一个或多个测试设备来实现，这些测试设备包括例如定性或半定量测试设备(例如，侧向流动或微阵列测定)、定量测试设备(例如，电化学测定)或者定性或半定量测试设备与定量测试设备的组合(例如，既具有侧向流动或微阵列测定又具有电化学测定的测试设备)。为了执行一个或多个测试，仪器或读取装置可以包括被配置为处理来自定性或半定量测试设备的信号的光学传感器和/或被配置为处理来自定量测试设备的信号的电连接器(参见例如美国专利No.9,194,859，其通过引用整体并入本文)。特别地，仪器或读取装置可以包括第一电路系统集合，该第一电路系统集合将仪器或读取装置的电连接器上的具体引脚集合硬连线到具体的操作和放大部件，以处理来自定性或半定量测试设备的信号，和/或第二电路系统集合，该第二电路系统集合将仪器或读取装置的电连接器上的不同引脚集合硬连线到不同的操作和放大部件，以处理来自定量测试设备的信号。但是，对于每种类型的测试设备，在仪器或读取装置中通常使用独立的硬连线电路系统限制了在测试设备内定位不同传感器的灵活性，并且限制了仪器或读取装置执行多种类型的测定而无需硬件改变的能力。硬件改变通常实现起来是昂贵的，并且可能难以代代相传地管理仪器或读取装置。因而，需要能够执行多种类型的测试或测量(例如，光学和电化学测定)而不必使用独立的硬连线电路系统来执行每种类型的测试或测量的设备、系统和方法。
技术实现思路
在各种实施例中，提供了一种用于对生物样本执行光学测定的系统。该系统包括分析器，该分析器包括：端口、多端子连接器、处理器、耦合到处理器的存储器以及通用信道电路系统。通用信道电路系统电连接到多端子连接器。该系统还包括测试盒，该测试盒包括多个分立的连接器触点、流体连接到导管的样本接纳室以及分析物测定区域，该分析物测定区域包括：导管的一部分、光发射器和光检测器。测试盒可插入到端口中，使得多端子连接器与多个分立的连接器触点电接触。存储器用指令集进行编码，指令集被配置为执行光学测定和以下测定中的至少一种：安培分析物测定、电位分析物测定和电导测定。为了执行光学测定，(i)通用信道电路系统经由多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光发射器，(ii)通用信道电路系统经由多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光检测器，(iii)通用信道电路系统被配置为驱动光发射器以生成被投射到导管的该部分中的光，(iv)光检测器被配置为将从导管的该部分接收的光转换成输出信号，以及(v)通用信道电路系统被配置为将光检测器的输出信号转换成与从导管的该部分接收的光成比例的分析物信号。为了执行安培分析物测定、电位分析物测定和电导测定中的至少一项，通用信道电路系统能电连接到安培电极、电位电极和电导电极中的至少一个。在一些实施例中，光发射器是发光二极管(LED)并且光检测器是光电二极管(PD)，并且测试盒包括多个LED和多个PD。在其它实施例中，光发射器是发光二极管(LED)并且光检测器是光电二极管(PD)，并且测试盒包括多个成对的LED和PD。可选地，多个成对的LED和PD位于相对于导管的分立位置处。每对LED和PD可以与其它对LED和PD基本上光学隔离。在一些实施例中，处理器被配置为基于分析物信号确定与生物样本中的目标分析物的量成比例的定性、半定量或定量值。可选地，目标分析物选自以下项组成的组：人绒毛膜促性腺激素、葡萄糖、乳酸、肌酐、尿素、凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血酶原时间(APTT)、活化凝血时间(ACT)、D-二聚体、前列腺特异性抗原(PSA)、肌酸激酶-MB(CKMB)、脑钠肽(BNP)、肌钙蛋白I(TnI)、心肌肌钙蛋白(cTnI)、人绒毛膜促性腺激素、肌钙蛋白T、肌钙蛋白C、肌红蛋白、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)、半乳糖凝集素3、前列腺特异性抗原(PSA)、甲状旁腺激素(PTH)、半乳糖凝集素-3、天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)、白蛋白、总蛋白、胆红素和碱性磷酸酶(ALP)。在一些实施例中，测试盒还包括镜面反射器，该镜面反射器将来自光发射器的光反射通过导管到光检测器。镜面反射器可以是导管的表面的至少一部分。在一些实施例中，测试盒还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对生物样本执行光学测定的系统，包括：/n分析器，包括：端口、多端子连接器、处理器、耦合到处理器的存储器以及通用信道电路系统，其中通用信道电路系统电连接到多端子连接器；以及/n测试盒，包括：/n多个分立的连接器触点，/n流体连接到导管的样本接纳室，以及/n分析物测定区域，包括：导管的一部分、光发射器和光检测器，/n其中测试盒可插入到端口中，使得多端子连接器与所述多个分立的连接器触点电接触；/n其中存储器用指令集进行编码，该指令集被配置为执行光学测定和以下测定中的至少一种：安培分析物测定、电位分析物测定和电导测定；/n其中，为了执行光学测定，(i)通用信道电路系统经由所述多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光发射器，(ii)通用信道电路系统经由所述多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光检测器，(iii)通用信道电路系统被配置为驱动光发射器以生成被投射到导管的所述部分中的光，(iv)光检测器被配置为将从导管的所述部分接收的光转换成输出信号，以及(v)通用信道电路系统被配置为将光检测器的输出信号转换成与从导管的所述部分接收的光成比例的分析物信号；以及/n其中，为了执行安培分析物测定、电位分析物测定和电导测定中的至少一项，通用信道电路系统能电连接到安培电极、电位电极和电导电极中的至少一个。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170817 US 62/546,7131.一种用于对生物样本执行光学测定的系统，包括：
分析器，包括：端口、多端子连接器、处理器、耦合到处理器的存储器以及通用信道电路系统，其中通用信道电路系统电连接到多端子连接器；以及
测试盒，包括：
多个分立的连接器触点，
流体连接到导管的样本接纳室，以及
分析物测定区域，包括：导管的一部分、光发射器和光检测器，
其中测试盒可插入到端口中，使得多端子连接器与所述多个分立的连接器触点电接触；
其中存储器用指令集进行编码，该指令集被配置为执行光学测定和以下测定中的至少一种：安培分析物测定、电位分析物测定和电导测定；
其中，为了执行光学测定，(i)通用信道电路系统经由所述多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光发射器，(ii)通用信道电路系统经由所述多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光检测器，(iii)通用信道电路系统被配置为驱动光发射器以生成被投射到导管的所述部分中的光，(iv)光检测器被配置为将从导管的所述部分接收的光转换成输出信号，以及(v)通用信道电路系统被配置为将光检测器的输出信号转换成与从导管的所述部分接收的光成比例的分析物信号；以及
其中，为了执行安培分析物测定、电位分析物测定和电导测定中的至少一项，通用信道电路系统能电连接到安培电极、电位电极和电导电极中的至少一个。


2.如权利要求1所述的系统，其中光发射器是发光二极管LED并且光检测器是光电二极管PD，并且测试盒包括多个LED和多个PD。


3.如权利要求1所述的系统，其中光发射器是发光二极管LED并且光检测器是光电二极管PD，并且测试盒包括多个成对的LED和PD。


4.如权利要求3所述的系统，其中所述多个成对的LED和PD位于相对于导管的分立位置处。


5.如权利要求4所述的系统，其中每对LED和PD与其它对LED和PD基本上光学隔离。


6.如权利要求1所述的系统，其中处理器被配置为基于分析物信号确定与生物样本中的目标分析物的量成比例的定性、半定量或定量值。


7.如权利要求6所述的系统，其中目标分析物选自以下项组成的组：人绒毛膜促性腺激素、葡萄糖、乳酸、肌酐、尿素、凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血酶原时间(APTT)、活化凝血时间(ACT)、D-二聚体、前列腺特异性抗原(PSA)、肌酸激酶-MB(CKMB)、脑钠肽(BNP)、肌钙蛋白I(TnI)、心肌肌钙蛋白(cTnI)、人绒毛膜促性腺激素、肌钙蛋白T、肌钙蛋白C、肌红蛋白、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)、半乳糖凝集素3、前列腺特异性抗原(PSA)、甲状旁腺激素(PTH)、半乳糖凝集素-3、天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)、白蛋白、总蛋白、胆红素和碱性磷酸酶(ALP)。


8.如权利要求1所述的系统，其中测试盒还包括镜面反射器，所述镜面反射器将来自光发射器的光反射通过导管到光检测器。


9.如权利要求8所述的系统，其中镜面反射器是导管的表面的至少一部分。


10.如权利要求1所述的系统，其中测试盒还包括在样本接纳室和导管之间的过滤器，并且该过滤器被配置为保留来自生物样本的血细胞并允许血浆通过。


11.如权利要求1所述的系统，其中光发射器发射在405nm至850nm范围内选择的波长或波长范围处的光。


12.如权利要求1所述的系统，其中光检测器检测在400nm至1000nm范围内选择的波长或波长范围处的光。


13.如权利要求1所述的系统，其中测试盒还包括中性密度滤光器。


14.如权利要求1所述的系统，其中通用信道电路系统包括：第一信道，经由所述多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光发射器；以及第二信道，经由所述多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光检测器。


15.如权利要求14所述的系统，其中第一信道包括被配置为处于电流驱动模式的电路系统，并且第二信道包括被配置为处于电流测量模式的电路系统。


16.如权利要求15所述的系统，其中第一信道的电路系统包括连接到光发射器的触点的第一放大器，并且第二信道的电路系统包括连接到光检测器的触点的第二放大器。


17.如权利要求16所述的系统，其中通用信道电路系统还包括第三信道，该第三信道经由所述多个分立的连接器触点中的至少一个连接器触点和多端子连接器电连接到光发射器和/或光检测器，该第三信道包括被配置为处于反馈模式和/或接地模式的电路系统，并且第三信道的电路系统包括连接到光发射器的一个或多个电阻器和/或连接到光发射器和/或光检测器的地。


18.一种用于对生物样本中的目标分析物执行光学测定的系统，包括：
分析器，包括：端口、多端子连接器、处理器、耦合到处理器的存储器以及通用信道电路系统，其中通用信道电路系统包括第一信道和第二信道；以及
测试盒，包括：
样本接纳室，以及
传感器区域，包括：流体连接到样本接纳室的导管、连接到第一触点的光发射器以及连接到第二触点的光检测器，
其中存储器用指令集进行编码，该指令集被配置为执行光学测定和以下测定中的至少一种：安培分析物测定、电位分析物测定和电导测定；
其中第一触点电连接到多端子连接器的第一引脚，并且第二触点电连接到多端子连接器的第二引脚；
其中第一引脚电连接到第一信道，并且第二引脚电连接到第二信道；
其中第一信道包括电路系统，该电路系统包括被布置为使得第一信道被配置为处于电流驱动模式的开关；
其中第二信道包括电路系统，该电路系统包括被布置为使得第二信道被配置为处于电流测量模式的开关；以及
其中第一信道中的电路系统的开关能够被布置为使得第一信道被配置为处于以下模式中的至少一种：安培测量模式、电位测量模式和电导测量模式。


19.如权利要求18所述的系统，其中：
第一信道被配置为驱动光发射器以生成被投射到导管的一部分中的光，
光检测器被配置为将从导管的所述部分接收的光转...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·L·洛，B·巴斯，S·葛世坦，
申请(专利权)人：雅培医护站股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US