FR3128109A1 - Accelerated commissioning of a microneedle sensor - Google Patents
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Abstract
TITRE : Mise en service accélérée d’un capteur à microaiguilles L’invention concerne un procédé de surveillance de la concentration en analyte corporel chez un individu, le procédé étant mis en œuvre par une unité de traitement d’un dispositif de surveillance corporelle comprenant un capteur biochimique à microaiguilles, les microaiguilles étant en contact avec un liquide interstitiel dans lequel se trouve l’analyte, au moins une microaiguille constituant une électrode de travail, l’électrode de travail étant recouverte d’un matériau réactif apte à réagir avec l’analyte, le procédé comprenant : - une phase de mise en service correspondant à une première période suite à une alimentation du capteur consécutive à une période pendant laquelle le capteur n’est pas alimenté ; - une étape d’accélération de la phase de mise en service du capteur au cours de laquelle le capteur est alimenté au moyen de profil de tension de mise en service comprenant au moins un lobe constitué d’un cycle croissant et d’un cycle décroissant ; - une phase fonctionnelle de mesure de l’analyte consécutive à la phase de mise en service ; le procédé comprenant une étape de commutation de la phase de mise en service à la phase fonctionnelle dès qu’un courant mesuré par le capteur présente une variation inférieure ou égale à un seuil de convergence, le capteur étant fonctionnel plus rapidement qu’en l’absence de la phase d’accélération de la mise en service du capteur.TITLE: Accelerated Commissioning of a Microneedle Sensor A method of monitoring body analyte concentration in an individual, the method being implemented by a processing unit of a body monitoring device comprising a microneedle biochemical sensor, the microneedles being in contact with an interstitial liquid in which the analyte is located, at least one microneedle constituting a working electrode, the working electrode being covered with a reactive material capable of reacting with the analyte, the method comprising: - a commissioning phase corresponding to a first period following a power supply to the sensor consecutive to a period during which the sensor is not powered; - a step of accelerating the commissioning phase of the sensor during which the sensor is powered by means of a commissioning voltage profile comprising at least one lobe consisting of an increasing cycle and a decreasing cycle ; - a functional phase of analyte measurement following the commissioning phase; the method comprising a step of switching from the commissioning phase to the functional phase as soon as a current measured by the sensor exhibits a variation less than or equal to a convergence threshold, the sensor being functional more quickly than in absence of the acceleration phase of the commissioning of the sensor.
Description
L’invention concerne les dispositifs prêt-à-porter ou « wearables » utilisés dans des systèmes de surveillance corporelle, par exemple pour le relevé et le suivi de paramètres biochimiques du corps humain.The invention relates to ready-to-wear or “wearable” devices used in body monitoring systems, for example for reading and monitoring biochemical parameters of the human body.
L’invention concerne notamment la mise en service d’un capteur comprenant des microaiguilles, le capteur étant configuré pour fournir une mesure de concentration d’analyte corporel.The invention relates in particular to the commissioning of a sensor comprising microneedles, the sensor being configured to provide a concentration measurement of body analyte.
ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
La surveillance de nombreuses maladies chroniques connues chez l’humain nécessite un relevé quotidien de paramètres biochimiques. Un niveau de concentration d’un analyte corporel dans un fluide corporel de l’organisme, par exemple dans le plasma sanguin ou dans le liquide interstitiel des cellules de l’organisme, peut être relevé.The monitoring of many known chronic diseases in humans requires daily reading of biochemical parameters. A concentration level of a body analyte in a bodily fluid of the body, for example in blood plasma or in the interstitial fluid of body cells, may be recorded.
A titre d’exemple répandu, le suivi du diabète chez un patient nécessite un relevé précis quotidien de la glycémie du patient.As a common example, monitoring diabetes in a patient requires an accurate daily reading of the patient's blood sugar.
Une solution pour réaliser le suivi du diabète consiste à réaliser une ponction, par exemple au bout du doigt, pour faire perler une goutte de sang, puis à réaliser une mesure quotidienne de glycémie dans la goutte de sang ainsi obtenue.One solution for monitoring diabetes consists in carrying out a puncture, for example at the end of the finger, to cause a drop of blood to bead up, then in carrying out a daily measurement of glycaemia in the drop of blood thus obtained.
Des systèmes de suivi ont été proposés pour se passer de la nécessité d’une ponction manuelle, de sorte à rendre la mesure de glycémie moins laborieuse et moins invasive. On parle de systèmes CGM, pour « Continuous Glucose Monitoring » en anglais.Monitoring systems have been proposed to dispense with the need for a manual puncture, so as to make blood glucose measurement less laborious and less invasive. We are talking about CGM systems, for “Continuous Glucose Monitoring” in English.
Certains de ces systèmes CGM réalisent, à intervalles réguliers, une mesure de glycémie au niveau du liquide interstitiel entre les cellules de la peau. La glycémie du liquide interstitiel est très proche de la glycémie du plasma sanguin. Les mesures au niveau du liquide interstitiel permettent un suivi simple et peu invasif de la glycémie des patients ; ces mesures peuvent être réalisées à l’aide de capteurs à aiguille, en transcutané, ou de manière non invasive, comme par exemple en iontophorèse ou en implantable avec une mesure par chimio-fluorescence.Some of these CGM systems carry out, at regular intervals, a blood glucose measurement at the level of the interstitial liquid between the cells of the skin. Interstitial fluid glycaemia is very close to blood plasma glycaemia. Interstitial fluid level measurements allow simple and minimally invasive monitoring of patients' blood glucose levels; these measurements can be carried out using needle sensors, transcutaneously, or non-invasively, such as for example by iontophoresis or implantable with a measurement by chemo-fluorescence.
La demande internationale publiée sous le numéro WO 2019/141743 décrit un système de surveillance corporelle, utilisable notamment pour le suivi de la glycémie. Ce système de surveillance inclut une montre électronique attachable au poignet à l’aide d’un bracelet. La montre comporte un boîtier, dans lequel s’insère une capsule amovible interchangeable contenant un capteur à micro-aiguilles et un patch adhésif permettant de maintenir le capteur contre le poignet. Le boitier comprend permet d’alimenter le capteur et le capteur est commandé de manière automatique à l’électronique du boîtier, pour réaliser une mesure transcutanée. La mesure de glycémie par le capteur est une mesure électrochimique.The international application published under the number WO 2019/141743 describes a body monitoring system, which can be used in particular for monitoring blood sugar. This surveillance system includes an electronic watch that can be attached to the wrist using a bracelet. The watch has a case, in which is inserted an interchangeable removable capsule containing a micro-needle sensor and an adhesive patch to hold the sensor against the wrist. The box includes power supply to the sensor and the sensor is automatically controlled by the electronics of the box, to perform a transcutaneous measurement. The blood glucose measurement by the sensor is an electrochemical measurement.
Le système de surveillance corporelle décrit dans le document susmentionné présente l’avantage significatif de fournir une mesure autonome de calibration en mesurant une concentration de référence en un analyte corporel chez l’utilisateur.The body monitoring system described in the aforementioned document has the significant advantage of providing an autonomous measurement of calibration by measuring a reference concentration of a body analyte in the user.
Le nombre de manipulations que l’utilisateur doit réaliser pour obtenir ses mesures quotidiennes est très fortement réduit. En particulier, l’utilisateur a besoin de réaliser peu de ponctions manuelles (par exemple une simple ponction hebdomadaire), voire plus aucune ponction manuelle. Un autre avantage de ce système est son risque hygiénique faible, car les aiguilles du capteur ne sont pas en contact avec l’environnement extérieur, une fois ces aiguilles insérées dans la peau.The number of manipulations that the user must perform to obtain his daily measurements is greatly reduced. In particular, the user needs to perform few manual punctures (for example a simple weekly puncture), or even no more manual punctures. Another advantage of this system is its low hygienic risk, because the sensor needles are not in contact with the external environment, once these needles are inserted into the skin.
De plus, la maintenance du système susmentionné est simple, car pour remplacer un capteur défaillant, il suffit de retirer la capsule amovible et d’insérer une capsule neuve. En outre, lorsque l’utilisateur a besoin de retirer le boitier (pour prendre une douche, recharger le dispositif ou pour tout autre raison), il peut le faire sans retirer la capsule qui reste attachée au poignet.In addition, the maintenance of the aforementioned system is simple, since to replace a faulty sensor, it is enough to remove the removable capsule and insert a new capsule. In addition, when the user needs to remove the case (to take a shower, recharge the device or for any other reason), he can do so without removing the capsule which remains attached to the wrist.
Un problème est qu’à l’insertion du boitier sur la capsule dans le cas par exemple de l’utilisation d’une capsule neuve ou après une période pendant laquelle la capsule n’a pas été alimentée, le capteur n’est pas en mesure de fournir une mesure fiable du glucose. Pour ce faire à l’insertion de la capsule, suite à son alimentation, aucune mesure du glucose n’est fournie jusqu’à ce qu’une certaine durée se soit écoulée. En particulier, il est nécessaire d’attendre entre 1h et 10h. Ces durées peuvent différer d’un fabricant à un autre et d’un pays à un autre en fonction de leurs contraintes propres.A problem is that when inserting the box on the capsule in the case for example of using a new capsule or after a period during which the capsule has not been powered, the sensor is not in measurement to provide reliable glucose measurement. To do this, upon insertion of the capsule, following its feeding, no glucose measurement is provided until a certain period of time has elapsed. In particular, it is necessary to wait between 1h and 10h. These times may differ from one manufacturer to another and from one country to another depending on their own constraints.
Ce problème se rencontre d’autant plus avec un boitier amovible à volonté (par exemple pour prendre une douche, charge, la nuit etc.). En effet, lorsque l’utilisateur retire le boitier avec sa batterie en laissant attaché la capsule à son membre, les aiguilles sont insérées dans la peau, le capteur n’est alors pas alimenté.This problem is encountered all the more with a case that can be removed at will (for example to take a shower, charge, at night, etc.). Indeed, when the user removes the case with its battery, leaving the capsule attached to his limb, the needles are inserted into the skin, the sensor is then not powered.
Un but de l’invention est d’accélérer la disponibilité du capteur à aiguilles afin qu’il fournisse une mesure fiable.An object of the invention is to accelerate the availability of the needle sensor so that it provides a reliable measurement.
A cet effet, l’invention propose un procédé de surveillance de la concentration en analyte corporel chez un individu, le procédé étant mis en œuvre par une unité de traitement d’un dispositif de surveillance corporelle comprenant un capteur biochimique à microaiguilles, les microaiguilles étant en contact avec un liquide interstitiel dans lequel se trouve l’analyte, au moins une microaiguille constituant une électrode de travail, l’électrode de travail étant recouverte d’un matériau réactif apte à réagir avec l’analyte, le procédé comprenant :To this end, the invention proposes a method for monitoring the concentration of bodily analyte in an individual, the method being implemented by a processing unit of a body monitoring device comprising a biochemical sensor with microneedles, the microneedles being in contact with an interstitial liquid in which the analyte is located, at least one microneedle constituting a working electrode, the working electrode being covered with a reactive material capable of reacting with the analyte, the method comprising:
- une phase de mise en service correspondant à une première période suite à une alimentation du capteur consécutive à une période pendant laquelle le capteur n’est pas alimenté ;- a commissioning phase corresponding to a first period following a power supply to the sensor following a period during which the sensor is not powered;
- une étape d’accélération de la phase de mise en service du capteur au cours de laquelle le capteur est alimenté au moyen de profil de tension de mise en service comprenant au moins un lobe constitué d’un cycle croissant et d’un cycle décroissant ;- a step of accelerating the commissioning phase of the sensor during which the sensor is powered by means of a commissioning voltage profile comprising at least one lobe consisting of an increasing cycle and a decreasing cycle ;
- une phase fonctionnelle de mesure de l’analyte consécutive à la phase de mise en service ;- a functional phase for measuring the analyte following the commissioning phase;
- le procédé comprenant une étape de commutation de la phase de mise en service à la phase fonctionnelle dès qu’un courant mesuré par le capteur présente une variation inférieure ou égale à un seuil de convergence, le capteur étant fonctionnel plus rapidement qu’en l’absence de la phase d’accélération de la mise en service du capteur.- the method comprising a step of switching from the commissioning phase to the functional phase as soon as a current measured by the sensor presents a variation less than or equal to a convergence threshold, the sensor being functional more quickly than in l absence of the acceleration phase of the commissioning of the sensor.
L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible :The invention is advantageously completed by the following characteristics, taken alone or in any of their technically possible combination:
- le profil de la tension de mise en service est une succession de lobes ;- the profile of the commissioning voltage is a succession of lobes;
- le profil de la tension de mise en service comprend au moins une quelconque alternance d’au moins un lobe à tension positive et d’au moins un lobe à tension négative ;- the commissioning voltage profile comprises at least any alternation of at least one positive voltage lobe and at least one negative voltage lobe;
- les cycles croissant et décroissant d’un lobe de la tension de mise en service évoluent par palier ;- the increasing and decreasing cycles of a lobe of the commissioning voltage evolve in stages;
- chaque palier du profil de la tension de mise en service est une tension qui croit ou décroît entre 10mV et 1500 mV ;- each level of the commissioning voltage profile is a voltage which rises or falls between 10 mV and 1500 mV;
- chaque lobe du profil de la tension de mise en service est triangulaire ou rectangulaire ou sinusoïdale ;- each lobe of the in-service voltage profile is triangular or rectangular or sinusoidal;
- un lobe du profil de la tension de mise en service présente une amplitude maximale comprise entre -1500 mV et +1500 mV et une fréquence comprise entre 1mHz et 1kHz ;- a lobe of the commissioning voltage profile has a maximum amplitude between -1500 mV and +1500 mV and a frequency between 1 mHz and 1 kHz;
- le seuil de convergence correspond à une dérivée du courant au cours de temps voisine de zéro ou correspond à un seuil inférieur ou égal à 10nA/s.- the convergence threshold corresponds to a derivative of the current over time close to zero or corresponds to a threshold less than or equal to 10nA/s.
L’invention concerne également un dispositif de surveillance corporelle comprenant un capteur biochimique à microaiguilles, le capteur comprenant une unité de traitement configurée pour mettre en œuvre un procédé selon l’invention.The invention also relates to a body monitoring device comprising a microneedle biochemical sensor, the sensor comprising a processing unit configured to implement a method according to the invention.
PRESENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and not limiting, and which must be read in conjunction with the appended drawings in which:
- la
- la
- la
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- les figures 5a, 5b, 5c illustrent différentes successions de lobes d’une tension de mise en service mise en œuvre au cours du procédé de l’invention ;- Figures 5a, 5b, 5c illustrate different successions of lobes of a commissioning voltage implemented during the method of the invention;
- la
- la
Sur l’ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques.In all the figures, similar elements bear identical references.
Claims (9)
- une phase (P1) de mise en service correspondant à une première période suite à une alimentation du capteur (E1) consécutive à une période pendant laquelle le capteur n’est pas alimenté ;
- une étape (E2) d’accélération de la phase de mise en service du capteur au cours de laquelle le capteur est alimenté au moyen de profil de tension de mise en service (VMES) comprenant au moins un lobe constitué d’un cycle croissant et d’un cycle décroissant ;
- une phase (P2) fonctionnelle de mesure de l’analyte consécutive à la phase de mise en service ;
le procédé comprenant une étape de commutation (E4) de la phase (P1) de mise en service à la phase (P2) fonctionnelle dès qu’un courant (I) mesuré par le capteur (3) présente une variation inférieure ou égale à un seuil (S) de convergence, le capteur (3) étant fonctionnel plus rapidement qu’en l’absence de la phase d’accélération de la mise en service du capteur.A method for monitoring the body analyte concentration in an individual, the method being implemented by a processing unit (9) of a body monitoring device (1) comprising a microneedle biochemical sensor (3), the microneedles being in contact with an interstitial liquid in which the analyte is located, at least one microneedle constituting a working electrode, the working electrode being covered with a reactive material capable of reacting with the analyte, the method comprising:
- a commissioning phase (P1) corresponding to a first period following a supply to the sensor (E1) following a period during which the sensor is not supplied;
- a step (E2) of accelerating the commissioning phase of the sensor during which the sensor is powered by means of commissioning voltage profile (V MES ) comprising at least one lobe consisting of a cycle ascending and a descending cycle;
- a functional phase (P2) of measurement of the analyte following the commissioning phase;
the method comprising a step of switching (E4) from the commissioning phase (P1) to the functional phase (P2) as soon as a current (I) measured by the sensor (3) exhibits a variation less than or equal to a threshold (S) of convergence, the sensor (3) being functional more quickly than in the absence of the acceleration phase of the commissioning of the sensor.
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