【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及用于管理卫生保健的系统，特别地，涉及用于对由电压生成的电信号进行过滤的系统，所述电压被施加给用于在测试仪表中对生理液进行测试的试验片。
技术介绍
糖尿病是一种慢性病，需要持续监控和控制例如血糖水平、药物、营养条件以及体重和锻炼数据的健康参数。此外，心血管疾病的患者也可能需要监控胆固醇的水平。由于这些疾病的慢性的特性，在临床调治之外患者必须自己持续定期地测量健康参数。 传统的电子仪表被用来从试验片中测量葡萄糖，此时患者把血滴加在试验片上。所述试验片可以被设计为包括两个或多个电极，所述电极连接到仪表上并用于形成一通过所述采样的电通路。所述仪表然后能够确定所述采样的电特性，并通过公知的相关性可以推断出所述采样中一特定分析物的浓度。 传统的用于测量血糖反应电流的方法使用模数(A/D)转换器。所述A/D转换器对电压进行采样，所述电压由连接到所述试验片的电路产生。在所述试验片中生成的电流非常低，只有几微安培，而所述信号的分辨率应该尽可能的高以实现高分辨率的血糖信号。由于来自环境的各种噪音，以高分辨率测量非常小的信号本身会导致技术上的困难。这些噪音源可包括来自于电灯开关、移动电话、静电放电脉冲和连接到主体部分的电源等的信号。这些干扰添加到所述信号上并扭曲了所述测量结果。 传统上，有硬件和软件解决方案来解决所述噪音问题。一个硬件解决方案的例子可以是通过使用例如R-C(电阻器-电容器)组合电路来集成所述信号。这样一个电路可用于平滑所述信号和提高信号噪音比。然而，这种电路的应用会导致延迟并降低带宽。 一个软件解决方案的例子是尽可能频繁地采样所述信...
【技术保护点】
一种处理测试电流的方法，用于使用一试验片和一测试仪表的流体中的分析物测量，所述方法包括： （ａ）以一预定的采样率对所述测试电流进行采样以获取多个Ａ／Ｄ转换； （ｂ）过滤出至少一最高数值的Ａ／Ｄ转换和一最低数值的Ａ／Ｄ转换，以留下多个可接受的Ａ／Ｄ转换； （ｃ）计算所述多个可接受的Ａ／Ｄ转换的平均值或总和；以及 （ｄ）将所述平均值或所述总和转换为分析物浓度。
【技术特征摘要】
US 2005-10-17 11/252216的范围，不论它们是否实现了一个或多个上面提到的要求。附图说明图1是根据一典型实施例的一测试仪表的透视图；图2是适合用于如图1所示的所述测试仪表中的一试验片的平面图；图3是显示了由所述测试仪表在一测试时间间隔T1内施加到所述试验片上的一测试电压的图表；图4是显示了由所述试验片在测试时间间隔T1内生成的一测试电流的图表；图5是显示了根据一典型实施例的对用于葡萄糖测试的测试电流进行采样的多个时间间隔的简化图表；图6是用于第一工作电极T2a的最终电流值时间间隔和用于第二工作电极T2b的最终电流值时间间隔的放大的简化图，其中每一个最终电流值时间间隔包括5个连续的电流读取时间间隔T3；图7是包括8个连续的电流采样时间间隔T4的电流读取时间间隔T3的放大的简化图；图8是包括16个连续的A/D转换时间间隔T5的电流采样时间间隔T4的放大图；以及图9是显示根据一典型实施例的在电流采样时间间隔T4中所需的过滤16个A/D转换的无参数的(non-parametric)方法的图表。 发明内容提供的是一种处理测试电流的方法，用于使用试验片和测试仪表进行流体中的分析物测量，其中所述方法包括以预定的采样率对所述测试电流进行采样以获取多个A/D转换。所述方法还包括滤出至少一最高数值的A/D转换和一最低数值的A/D转换，以留下多个可接受的A/D转换。进一步地，所述方法包括计算所述多个可接受的A/D转换的平均值或总和，并将所述平均值或总和转换为葡萄糖浓度。 此外提供的是一种用于确定流体中分析物浓度的系统。所述系统包括一用于接收一流体采样的流体接收设备，所述流体接收设备具有至少一对用于在其上施加电压的电极。所述系统还包括一仪表，所述仪表包含一处理器、一耦合到所述处理器的存储器、以及一耦合到所述流体接收设备的电极上的模数转换器，所述模数转换器对从所述流体接收设备中接收的模拟信号进行采样。进一步地，所述系统包括一存储在所述存储器中并运行在所述处理器上的程序，所述程序存储多个模数转换，基于数值排序多个模数转换，抛弃至少一个最高值的模数转换，对剩余的模数转换进行求和，并将所述总和转换为分析物浓度测量值。 进一步地，提供的是一种用于确定生理液中分析物浓度的方法。所述方法包括通过一测试仪表接收一生理液采样。所述方法还包括引发一通过所述流体采样的电流。进一步地，所述方法包括多次采样所述电流的值来形成多个模数(A/D)转换。再进一步地，所述方法包括基于所述数值来抛弃所述多个A/D转换的一个子集。更进一步地，所述方法包括基于剩余的A/D转换来生成一分析物浓度。 再进一步地，提供的是一种特别优选的方法，该方法使用试验片和测试仪表处理用于分析物检测的测试电流。所述方法包括(a)以40000Hz的速度对所述测试电流进行采样以获取16个A/D转换；(b)过滤出至少4个最高数值的A/D转换和4个最低数值的A/D转换，以留下8个可接受的A/D转换；以及(c)计算一电流采样，所述电流采样包括所述8个可接受的A/D转换的总和。所述方法还包括(d)再重复7次步骤(a)到(c)以计算出全部8个电流采样；(e)对所述8个电流采样求和以形成一电流读数；以及(f)再重复4次步骤(a)到(e)以计算出全部5个电流读数。进一步地，所述方法包括(f)对所述5个电流读数求和以形成一最终的电流值；以及(g)基于所述最终的电流值来计算出一葡萄糖浓度。 更进一步地提供的是一种用于确定流体中分析物浓度的工具包。所述工具包包括至少一用于接收一流体采样的试验片，所述的至少一试验片具有至少一对用于在其上施加电压的电极。所述工具包还包括一仪表，所述仪表包含一处理器、一耦合到所述处理器的存储器、以及一耦合到所述流体接收设备的电极上的模数转换器，所述模数转换器对从所述流体接收设备中接收的模拟信号进行采样。进一步地，所述工具包包括一存储在所述存储器中并运行在所述处理器上的程序，所述程序存储多个模数转换，基于数值排序的多个拟数转换，抛弃至少一个最高数值的模数转换，对剩余的模数转换进行求和，并将所述总和转换为一个分析物浓度测量值。 可选择的典型实施例涉及可在所述权利要求中限定的其它的特征和特征的组合。具体实施方式主要公开了一种用于在数据采集处理中减少噪音的方法。所述方法包括在给定时间周期内对模拟信号进行多次采样。多个模拟数字(A/D)转换可以基于它们的数值进行分级排序，并且不是对所有所述多个A/D转换取平均值，而是选择和抛弃特定的采样。然后计算剩余A/D转换的平均值。在一典型实施例中，理想的是放弃至少一个最高数值的A/D转换和至少一个最低数值的A/D转换。可选地，放弃多个最高转换和多个最低转换。这个过滤处理具有使所述计算的平均值相对于极端的异常值(outliers)更强健的效果，所述异常值可以由环境噪音，例如但不局限于静电放电造成。相应地，所述作为结果的计算平均值比简单的取平均值的方法更准确。 根据本发明的一个典型实施例，测试仪表和一次性(disposable)的试验片可被用于执行用于测量生理液中葡萄糖浓度的葡萄糖测试。测试仪表和一次性的试验片的一个例子可以是可商业取得的来自于LifeScan公司(Milpitas，California，U.S.A.)的单次触摸极端系统工具包(OneTouch Ultra Systemkit)。应该被注意到的是所述系统工具包可以包括所述一次性的试验片和所述测试仪表。所述系统工具包不局限于这些部件，而是也可包括许多其它部件，例如但不局限于电源、电池和文件等。 图1是根据一典型实施例的典型测试仪表200的透视图。该测试仪表200包括外壳201、显示器202、OK按键204、向下按键206、返回按键208、向上按键210、发光二级管(LED)212和片端口连接器(SPC)214。显示屏202可以是显示文字和图像信息给用户的液晶显示屏(LCD)。用户接口(UI)可以是显示在显示器202上的软件驱动菜单，所述菜单使所述用户能操作测试仪表200。用户能够通过使用向上按键210、向下按键206、OK按键204和返回按键208通过所述UI来操纵。测试仪表200是测试仪表的一种配置结构的一个例子，其可以有许多其它的例子。外壳201可以由多种材料中的任一种来制成，所述材料包括但不局限于聚合材料、金属和金属合金等。显示屏202可以是任一种显示设备，包括但不局限于LCD显示器、LED显示器、OLED显示器和迄今为止开发的其它类型的显示器。进一步地，显示器202可以是相对不同于单个集成显示屏的一系列灯和/或简单的读出器。LED212可以是任何其它种类的指示器，包括但不局限于LED、其它类型的光设备、发声设备和振动设备等。片端口连接器214被用于接纳试验片和将试验片电连接到测试仪表200，然而也可以使用接口设备的其它配置。按键204、206、208和210可以是任一类的按键或其它用户输入设备，包括但不局限于触敏设备。进一步地，按键204、206、208和210可以被替换为显示器202上的用户接口或是内置入测试仪表200内的声音识别设备。显示器202也可包括覆盖显示屏202和允许用户通过所述触摸屏提供对测试仪表200的输入的触敏屏幕。在一典型实施例中，所述触敏屏幕可以通过用户的手指、分离的指示笔或其它触摸设备来使用。 在图2中显示了适合用于测试仪表200的试验片100。试验片100包括具有电隔离部分的传导层，所述电隔离部分照常例地印制到基片5上。所述传导层包括第一触点13、第二触点15、参考触点11和可用于电连接到片端口连接器214上的条带检测条17。所述传导层进一步包括分别电连接到第一触点13、第二触点15和参考触点11上的第一工作电极12、第二工作电极14和参考电极10。连接到所述电极的触点在所述仪表内连接以在所述仪表的控制下可选地施加在电极上的电压。试验片100进一步包括但不局限于清洁的吸水薄膜36，所述亲水膜36被粘合剂60粘合而形成一采样收集器，所述采样收集器允许血液被投入入口90中。在一典型实施例中，膜36覆盖所述试验片的整个末端，由此在如图2中60所示的粘合区域之间形成所述可见的采样容器。不透明的薄膜38也被粘合剂60粘合以显示对比，用于指引用户在入口90中滴入血液。基片5可以由各种材料构成，包括但不局限于聚合物或其它绝缘材料。在一典型实施例中，所述材料基片5可以由聚酯材料(例如但不局限于Meline ST328)形成，所述聚酯材料由DuPont Teijin Films公司生产。基片5可以以卷材的形式提供，所述材料可以是例如标称的350微米厚、370毫米宽和大约660米长。传导层，例如层10、11、12、13、14、15和17可以由任一种传导材料构成，例如包括但不局限于可以通过许多制造处理中的任一种来沉积到基片5上的金属和金属合金。不透明的薄膜38被用于方便用户来提供对比，但可以被任一种引导用户在入口90中滴入血液的方法来替换，例如印刷的文字指示。试验片100的一个例子是可从LifeScan公司(Milpitas，California，U.S.A.)得到的单次触摸极端工具包(OneTouch Ultra)。 根据本发明可选择的典型实施例，可以需要提供一种包括相对于两个工作电极的一个工作电极和一个参考电极的试验片。进一步地，只要在存在生理液采样时试验片100能够给测试仪表200提供电信号，在不脱离于本发明的范围的情况下，很多试验片配置中的任一种配置都可以适合替换试验片100。 试剂层(未显示出)可以被配置在所述采样容器或腔中的第一工作电极12、第二工作电极14和参考电极10上。试剂层可包括化学制品，例如选择性地与葡萄糖反应的氧化还原酶和催化剂(mediator)。适合用于制造试剂层22的试剂配方或墨水的例子能够在美国专利第5708247号和第6046051号，以及公开的国际申请WO01/67099和WO01/73124中找到，所述申请全部内容在此引入作为参考。进一步地，任一种其它试剂层和试剂化学制品可以不脱离本发明范围地被使用。可选地，可能生产一种不使用在所述提供的参考文件中所公开的试剂层的试验片。再进一步地，可以不需要在所有所述电极12、14和10上配置所述试剂层。相反地，所述试剂可以被配置在所述试验片的采样区域中的任一电极或其它表面上。 一旦试验片100通过片端口连接器214电连接到测试仪表200上，用户可以施加生理液到入口90。根据本发明可选的实施例，测试仪表200可具有相对于片端口连接器214的不同类型的连接器。本发明的范围可以不限于正在使用的连接器类型。生理液可以各种方式施加到试验片100。所述流体采样可从皮肤表面的一滴血或从容器中得到。所述生理液采样也可利用针或微型针直接从身体上得到。所述生理液使所述试剂层溶解，并且酶化生成成比例数量减少的催化剂，所述成比例数量减少的催化剂与葡萄糖浓度相关。测试仪表200可以例如在第一工作电极12和参考电极10之间施加大约+0.4伏的测试电压。所述测试仪表也能在第二工作电极14和参考电极10之间施加大约+0.4伏的测试电压。这将能使所述减少的催化剂成比例的测量为测试电流，所述测试电流在这种情况下是在第一工作电极12和第二工作电极14处测得的氧化电流。根据本发明的可选实施例，被施加的测试电压可以是多种测试电压中的任一种。所述测试电压不局限于上面所描述的0.4伏。进一步地，可以不必要同时在第一电极和参考电极、以及第二电极和参考电极之间施加测试电压。可以只需要具有在第一电极和参考电极之间测量电压的系统，从而简化所述系统。 图3是显示了由测试仪表200在一测试时间间隔T1内施加到试验片100上的一测试电压的图表。在施加所述生理液之前，测试仪表200将处于流体检测模式，其中所述测试电压为+0.4V。所述流体检测模式在图3中表示为流体检测时间间隔TFD，并且表示为一个在零(0)参考时间之前或小于零(0)参考时间的时间周期。在所述流体检测模式中，测试仪表200确定何时流体被施加到入口90，以致第一工作电极12和参考电极10均被流体浸湿。注意到当所述生理液连续覆盖第一工作电极12和参考电极10时，第一工作电极12和参考电极10被有效地短路。一旦测试仪表200由于在电极10和12之间测得的测试电流的充分增加而确认所述生理液已经被施加，测试仪表200分配一0值第二标记并开始所述测试时间间隔T1。根据另一典型实施例，可以使用其它的在所述试验片上确定生理液的存在的方法。例如，可以使用其它的在所述试验片上确定流体存在的方法。进一步地，能手动地给所述测试仪表指出何时开始所述测试时间间隔。相应地，尽管所描述的检测施加的流体和确定何时开始所述测试时间间隔的方法可以是有效的，但是在不脱离于本发明范围的情况下可以使用其它的已知或随后开发的方法。 在根据本发明的一个典型实施例中，测试时间间隔T1可以是大约5.4秒。在第一时间间隔期间，测量所述采样电流和收集数据以确定所述采样中的葡萄糖浓度。所述测试时间间隔T1完成时，所述测试电压被移除。尽管有效测试时间显示为5.4秒，但也可以使用任一变化的测试时间。 根据一个典型实施例，当相应于所述催化剂的氧化还原电势的所述测试电压为足够正时，试验片100传送测试电流。注意到氧化还原电势描述了当充分接近一具有指定电势的电极时催化剂的接受或发出电子的内在亲合力(intrisicaffinity)。图4是显示了在测试时间间隔T1内检测的流过试验片100上的所述采样的测试电流的示例图表。耦合到试验片100的所述仪表被配置为测量在由所述两个电极和所述采样区域中的采样构成的电路中的电流。通常，当试验片100一开始被生理液浸湿时所述测试电流快速地增加，导致形成一个峰值，紧接着是所述测试电流的逐步减少。尽管图4表示了一个典型地测试，但也可以观测到其它的反应曲线，特别是但不仅是，在用于除了葡萄糖以外的其它分析物以及存在其它噪音干扰的测试中。 应该注意到，图4中的所述测试电流是可转换为数字信号的模拟信号，用于对所述测试电流进行处理以得到葡萄糖浓度。在根据本发明的一个典型实施例中，测试仪表200可包括德克萨斯仪器公司的混合信号处理器(如TI MSP430)，所述处理器具有用于将所述模拟测试电流转换为数字测试电流的12位A/D转换器。其它的A/D转换电路可相似地使用，包括那些提供不同准确性和分辨率的或多或少位的电路，以及那些由不同生产商制造或提供的电路。在本发明的一个典型实施例中，所述测试电流必须以足够高的信噪(S/N)比进行测量，以便所获得的数字信号的变化可以小于约5％的CV(变化系数，％CV＝{一个标准偏差/平均值}×100)，优选地小于约3％的CV，更佳地小于约1％的CV，以及更优选地小于约0.1％的CV。可以使用其它的S/N比，不局限于明确提供的那些。进一步地，尽管以％CV为特征，其它的S/N比的特征描述也可以在不脱离于本发明范围的情况下使用。在一个典型实施例中，将描述一个使用A/D转换器来减少在对所述测试电流的采样中的噪音的方法。 图5显示了根据一典型实施例的对用于葡萄糖测试的测试电流进行采样的多个时间间隔的典型简化图表。测试时间间隔T1可包括更短的时间间隔的一个总和，所述更短的时间间隔是电流读取时间间隔T3、静电放电(ESD)检查时间间隔TESD、用于第一工作电极T2a的最终电流值时间间隔以及用于第二工作电极T2b的最终电流值时间间隔。可选择地，其它的时间间隔的组合也可以被使用，具有不同的相对长度。进一步地，在可选实施例中可以省略一些时间间隔。在图5中，所述A/D可以在一给定时间间隔内在开和关的状态之间相对快速地切换，典型地是以毫秒数量级，或者在可选实施例中以微秒数量级。然而，在图5中由于所述图表的时间刻度不能清楚地显示出相对高的切换率，所述更短的时间间隔被显示为连续开的状态。注意到图6到8显示了T2a、T2b和T3的放大部分来更准确地举例说明特定的时间间隔是否具有更高的切换频率，所述切换频率是所述A/D转换在开和关的状态之间进行切换的频率。应该注意到，所述采样频率不局限于描述的那些，相反地，可以使用任何可得到所需性能的频率。 图6是用于第一工作电极T2a的最终电流值时间间隔和用于第二工作电极T2b的最终电流值时间间隔的放大的简化图。在本发明的一个典型实施例中，用于第一工作电极T2a的最终电流值时间间隔在大约5秒时开始并具有大约80毫秒的持续时间。相似地，用于第二工作电极T2b的最终电流值时间间隔在大约5.3秒时开始并具有大约80毫秒的持续时间。在用于第一工作电极T2a的最终电流值时间间隔和用于第二工作电极T2b的最终电流值时间间隔之间可以有大约300毫秒的测量延迟时间间隔TMD。本发明不局限于上面提供的那些特殊时间周期，而是可以使用任何可得到所需性能的时间周期。 在一典型实施例中，用于第一工作电极T2a的最终电流值时间间隔可包括，例如5个连续的电流读取时间间隔T3。相似地，用于第二工作电极T2b的最终电流值时间间隔可包括，例如5个电流读取时间间隔T3。电流读取时间间隔T3可以是，例如如图6和7中所示的18毫秒。本发明不局限于所述公开的电流读取时间间隔的数目，也不局限于所述公开的读取时间间隔。 图7是包括8个连续的电流采样时间间隔T4的电流读取时间间隔T3的放大的简化图。存在一LOW周期读取时间间隔T3L，所述低周期读取时间间隔T3L表示在取得所述A/D转换后，例如在8个电流采样时间间隔T4之后，所述A/D为关(Off)状态的一段时间。在LOW周期读取时间间隔T3L期间，所述微处理器具有一空闲时间周期来执行数据计算，例如对在电流读取时间间隔T3期间获得的所述A/D转换的求和或取平均值。在LOW周期读取时间间隔T3L的终端，所述微处理器可以启动另一个电流读取时间间隔T3。此外，本发明不局限于所显示和公开的时间间隔，也不局限于所显示和公开的A/D转换的数目。 电流采样时间间隔T4可以是，例如如图7和8所示的大约2毫秒。电流采样时间间隔T4包括HIGH周期采样时间间隔T4H和LOW周期采样时间间隔T4L。HIGH周期采样时间间隔T4H可以是所述A/D为开(On)状态以获取A/D转换的一段时间。LOW周期采样时间间隔T4L可以是在HIGH周期采样时间间隔T4H期间获取所需要的A/D转换之后，所述A/D为关(Off)状态的一段时间。HIGH周期采样时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：U克拉夫特，J克里斯托尔，M埃布纳，
申请(专利权)人：生命扫描有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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