传感器融合的方法、系统和设备技术方案

可基于葡萄糖传感器的多个冗余的工作电极(WE)的各自的传感器葡萄糖值计算单个、最优、融合传感器葡萄糖值。对WE中的每一个，可执行各自的电化学阻抗谱(EIS)程序，以获得每个WE的膜电阻(Rmem)值。可为每个WE计算噪声值和校准因子(CF)值，并且可计算每个WE的Rmem、噪声和CF的各自的融合权重。之后，可基于WE的Rmem融合权重、噪声融合权重和CF融合权重计算整体融合权重，这样，可基于多个冗余工作电极中的每一个的相应的整体融合权重和传感器葡萄糖值，计算出单个、最优、融合传感器葡萄糖值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
传感器融合的方法、系统和设备
[0001]本申请是申请号为201680082782.5、申请日为2016年7月22日、专利技术名称为“传感器融合的方法、系统和设备”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术的实施方式总体上涉及皮下和可植入传感器设备，在具体实施方式中，涉及向用户提供单个、最优、融合的传感器值的方法、系统和设备。

技术介绍

[0003]近些年来，已开发出了多种用于检测和/或定量患者血液中的特定药剂或组合物的传感器，这些传感器能够使患者和医务人员监测患者体内的生理情况。举例而言，受治者可能希望连续监测其体内的血糖水平。因此，已经研发出了用于获取糖尿病患者体内的血糖指标的葡萄糖传感器。这些读数对于监测和/或调节通常包括向患者规律给予胰岛素的治疗方案而言非常有用。
[0004]目前，患者可使用BG测量设备(即，血糖仪)测量他/她的血糖(BG)，所述BG测量设备例如，试纸条、连续葡萄糖测量系统(或连续葡萄糖检测仪)或医院Hemacue。BG测量设备使用各种不同的方法测量患者的BG水平，例如，患者的血液样本、与体液接触的传感器、光学传感器、酶传感器或荧光传感器。当BG测量设备已产生BG测量值时，将所述测量值显示在BG测量设备上。
[0005]目前的连续葡萄糖测量系统包括皮下(或短期)传感器和可植入(或长期)传感器。传感器已被应用于遥测特征监测器系统。例如，在共同受让人的美国专利第6,809,653号中所描述的(其全部内容通过引用并入本文)，使用电化学传感器的遥测系统包括远程数据接收设备，用于产生指示用户特征的信号的传感器和用于处理从所述传感器接收到的信号并将处理过的信号无线传送至远程数据接收设备的发送设备。数据接收设备可以是特征监测器，将数据提供给另一设备的数据接收器、RF程序装置、药物递送设备(例如，胰岛素泵)等等。
[0006]不论数据接收设备(例如葡萄糖监测器)、发送设备以及传感器(例如，葡萄糖传感器)是无线通信或通过电线连接通信，上述类型的特征监测系统仅仅在其已基于个体用户的独特特征进行了校准之后才实际应用。根据本领域目前的状态，用户需要对传感器进行外部校准。更加具体而言，以糖尿病患者为例，后者需要在使用特征监测器系统的时间段内使用手指穿刺血糖仪平均每天读取两次至四次。每次需要从用户指尖采血并由血糖仪分析以提供用户的实时血糖水平。随后用户将该数据输入葡萄糖监测器，以作为用于校准葡萄糖监测系统的用户当前血糖水平。
[0007]然而，这种外部校准由于各种不同的原因而具有不利之处。例如，血糖仪不是完全准确并且包括固有误差幅度。而且，即便血糖仪完全准确，血糖仪易受不当使用的影响，例如，如果用户在进行手指穿刺之前刚刚拿过糖果或其他含糖物质，用户的手指上粘有一些糖，那么血糖分析将产生不精确的血糖水平指标。而且，血糖仪会产生一些费用，更别提每
次实施手指穿刺带来的疼痛和不适。
[0008]连续葡萄糖监测(CGM)领域目前的状态是很大程度上的辅助，也就是说不可在没有参比值的条件下使用CGM设备(包括例如可植入或皮下传感器)提供的读数以进行临床决定。进而，所述参比值必须使用例如BG仪通过手指穿刺获取。需要所述参比值是因为从传感器/检测元件可获得的信息量非常有限。具体而言，通过检测元件当前提供的用于加工的仅仅几条信息是原始传感器值(即，传感器电流或Isig)和对电压。因此，在分析过程中，如果原始传感器信号看起来异常(例如，如果信号降低)，那么唯一可区分传感器故障和用户/患者体内生理改变(即，体内葡萄糖水平改变)的方式是通过指尖穿刺获取参考葡萄糖值。如已知的，参考指尖穿刺也用于校准传感器。
[0009]本领域已探索多条途径消除或至少最小化校准和评价传感器状态所必需的指尖穿刺次数。然而，考虑到多数传感器故障模式的次数和复杂性水平，尚未发现令人满意的解决方案。最多已研发了基于Isig的直接评价或比较多个Isig(例如，来自冗余和/或正交冗余，传感器和/或电极)的诊断方法。在任一种情况下，由于Isig跟随体内葡萄糖的水平，根据定义，它不独立于分析物。这样，就Isig自身而言，其不是用于传感器诊断的信息的可靠来源，也不是用于连续传感器性能的可靠预测指标。
[0010]迄今，现有技术中已存在的另一限制是，在管理传感器的电源的同时，缺乏不仅可运行传感器而且还可执行实时传感器和电极诊断的传感器电子元件，并且其对冗余电极也执行实时传感器和电极诊断。诚然，电极冗余的概念已经出现了一段时间。然而，直至今日，在使用电极冗余不仅一次获取多于一个读数而且还评价冗余电极的相对情况、传感器的整体可靠性以及需要(如果需要的话)校准参考值的频率、以及向用户传递单个、最优、融合的传感器值等方面几乎没有取得成功。

技术实现思路

[0011]根据本专利技术的实施方式，基于葡萄糖传感器的多个冗余的工作电极的各自的传感器葡萄糖值来计算单个、融合传感器葡萄糖值的方法包括：对所述多个冗余的工作电极中的每一个工作电极执行各自的电化学阻抗谱(EIS)程序以获得每个所述工作电极的膜电阻(Rmem)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的Rmem值计算每个所述工作电极相应的Rmem融合权重；测量所述多个工作电极中的每一个工作电极的噪声值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的噪声值计算每个所述工作电极相应的噪声融合权重；测量所述多个工作电极中的每一个工作电极的校准因子(CF)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的CF值计算每个所述工作电极工作电极相应的CF融合权重；针对所述多个工作电极中的每一个工作电极，基于该电极的Rmem融合权重、噪声融合权重和CF融合权重计算整体融合权重；基于所述多个冗余的工作电极中的每一个工作电极相应的整体融合权重和各自的传感器葡萄糖值计算单个、融合传感器葡萄糖值。
[0012]根据本专利技术的另一实施方式，程序代码存储设备包括：计算机可读介质和存储于所述计算机可读介质上的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码具有指令，所述指令被执行时，使物理微控制器通过以下方式执行基于葡萄糖传感器的多个冗余的工作电极的各自的传感器葡萄糖值来计算单个、融合传感器葡萄糖值的方法：对所述多个冗余的工作电极中的每一个工作电极执行各自的电化学阻抗谱(EIS)程序以获得每个所述工作电
极的膜电阻(Rmem)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的Rmem值计算每个所述工作电极相应的Rmem融合权重；获得所述多个工作电极中的每一个工作电极的噪声值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的噪声值计算每个所述工作电极相应的噪声融合权重；获得所述多个工作电极中的每一个工作电极的校准因子(CF)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的CF值计算每个所述工作电极相应的CF融合权重；针对所述多个工作电极中的每一个工作电极，基于该电极的Rmem融合权重、噪声融合权重和CF融合权重计算整体融合权重；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的整体融合权重和各自的传感器葡萄糖值计算单个、融本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于葡萄糖传感器的多个冗余的工作电极的各自的传感器葡萄糖值来计算单个、融合传感器葡萄糖值的方法，所述方法包括：对所述多个冗余的工作电极中的每一个工作电极执行各自的电化学阻抗谱(EIS)程序以获得每个所述工作电极的膜电阻(Rmem)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的Rmem值计算每个所述工作电极相应的Rmem融合权重；测量所述多个工作电极中的每一个工作电极的噪声值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的噪声值计算每个所述工作电极相应的噪声融合权重；测量所述多个工作电极中的每一个工作电极的校准因子(CF)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的CF值计算每个所述工作电极相应的CF融合权重；针对所述多个工作电极中的每一个工作电极，基于该电极的Rmem融合权重、噪声融合权重和CF融合权重计算整体融合权重；基于所述多个冗余的工作电极中的每一个工作电极相应的整体融合权重和各自的传感器葡萄糖值计算单个、融合传感器葡萄糖值，其中，在传感器启动和计算的时间段到期之间，通过第一变量修改Rmem融合权重的值以生成修改后的Rmem融合权重，所述变量为所述多个工作电极的各自的Rmem融合权重值的方差的函数。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：对所述各自的传感器葡萄糖值执行有效性检查。3.如权利要求2所述的方法，其中，如果所有的传感器葡萄糖值无效，则所述融合传感器葡萄糖值确定为无效。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述葡萄糖传感器包括两个冗余的工作电极，并且其中，如果所述两个工作电极中的一个的传感器葡萄糖值有效并且所述两个工作电极中的另一个的传感器葡萄糖值无效，则融合传感器葡萄糖值等于有效的传感器葡萄糖值。5.如权利要求1所述的方法，其中，基于各自的1kHz实阻抗值得到所述Rmem值。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：对于每个工作电极，将各自的噪声融合权重和CF融合权重组合以计算组合的噪声和CF融合权重。7.如权利要求6所述的方法，其中，通过根据预定义的参数对各自的噪声融合权重和CF融合权重进行加权和平均计算所述组合的噪声和CF融合权重。8.如权利要求1所述的方法，其中，在自传感器启动起预定时间段之后，所述Rmem融合权重的值等于0。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述预定时间段为约25小时。10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：通过第二变量修改所述组合的噪声和CF融合权重以计算修改后的组合的噪声和CF融合权重。11.如权利要求10所述的方法，其中，基于所述修改后的Rmem融合权重和所述修改后的组合的噪声和CF融合权重计算所述整体融合权重。12.如权利要求10所述的方法，其中，所述第一变量和所述第二变量的值的总和等于1。
13.如权利要求1所述的方法，其中在一定范围的频率执行每一个所述相应的EIS程序。14.一种程序代码存储设备，包括：计算机可读介质；以及存储在所述计算机可读介质上的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码具有指令，所述指令被执行时，使物理微控制器通过以下方式执行基于葡萄糖传感器的多个冗余的工作电极的各自的传感器葡萄糖值来计算单个、融合传感器葡萄糖值的方法：对所述多个冗余的工作电极中的每一个工作电极执行各自的电化学阻抗谱(EIS)程序以获得每个所述工作电极的膜电阻(Rmem)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的Rmem值计算每个所述工作电极相应的Rmem融合权重；获得所述多个工作电极中的每一个工作电极的噪声值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的噪声值计算每个所述工作电极相应的噪声融合权重；获得所述多个工作电极中的每一个工作电极的校准因子(CF)值；基于所述多个工作电极中的每一个工作电极相应的CF值计算每个所述工作电极相应的CF融合权重；针对所述多个工作电极中的每一个工作电极，基于该电极的Rmem融合权重、噪声融合权重和CF融合权重计算整体融合权重；基于所述多个冗余的工作电极中的每一个工作电极相应的整体融合权重和各自的传感器葡萄糖值计算单个、融合传感器葡萄糖值，其中，所述计算机可读程序代码具有以下指令，该指令被执行时，还使所述微控制器通过第一变量修改每个工作电极的Rmem融合权重的值以生成修改后的Rmem融合权重，所述变量为所述多个工作电极的各自的Rmem融合权重值的方差的函数。15.如权利要求14所述的设备，其中，所述计算机可读程序代码具有以下指令，该指令被执行时，还使所述微控制器对所述各自的传感器葡萄糖值执行有效性检查。16.如权利要求14所述的设备，其中，所述计算机可读程序代码具有以下指令，该指令被执行时，还使所述微控制器将所述每个工作电极的各自的噪声融合权重和CF融合权重组合以计算组合的噪声和CF融合权重，通过根据预定义的参数对各自的噪声融合权重和CF融合权重而被加权和平均计算所述组合的噪声和CF融合权重。17.如权利要求16所述的设备，其中，所述计算机可读程序代码具有以下指令，该指令被执行时，还使所述微控制器通过第二变量修改所述组合的噪声和CF融合权重以计算修改后的组合的噪声和CF融合权重。18.如权利要求17所述的设备，其中，其中，所述计算机可读程序代码具有以下指令，该指令被执行时，还使所述微控制器基于所述修改后的Rmem融合权重和所述修改后的组合的噪声和CF融合权重计算所述整体融合权重。19.一种基于葡萄糖传感器的多个冗余的工作电极(WE1,WE...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚，
申请(专利权)人：美敦力泌力美公司，
类型：发明
国别省市：