CN102326069B - 用于化验体液的测试方法和测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于化验体液的测试方法，其中测试带（14）被插入在测试设备（10）中，以便接连地提供储存在测试带（14）上的分析测试场（32），其中分别提供的测试场（32）通过用户被加载有体液（52）并且借助设备侧的测量单元（18）在检测测量信号的情况下以光度测量方式而被扫描。为了提高测量可靠性而建议，控制值由测量信号的时间相关的和/或波长相关的变化来确定，并且测量信号按照控制值作为有效的被处理或者作为有错误的而被丢弃。

Description

用于化验体液的测试方法和测试设备

技术领域

本发明涉及一种用于化验（Untersuchung）体液、尤其是用于进行血糖测定的测试方法，其中测试带优选地以盒式磁带的形式被插入在测试装置中，以便通过带传送机构接连地提供多个储存在测试带上的分析测试场，其中分别提供的测试场通过用户被加载有体液并且借助装置侧的测量单元在检测测量信号的情况下以光度测量方式（photometrisch）而被扫描。此外，本发明还涉及一种相对应的测试设备。

背景技术

根据前序部分所述的测试带设备例如从本申请人的第08166955.8号EP申请中公知。在那里描述了一种带有测试带的盒式磁带，在该测试带上除了分析测试场之外也存在定位标记，以便针对每个相关的带区段保证了在不同的功能位置的可靠定位。

从DE 199 32 846 A1中公知一种用于识别以光学方式可分析的测试条的误定位的方法，该方法基于两个测量值的比较，这两个测量值来自在测试装置中在测试条的插入方向上彼此间隔的测试点。然而，就测试条单个地被插入到装置导向装置中而言，测试条系统中的情况已几乎不可与带系统比较，而在消耗品侧进行带传送和带导向。

发明内容

基于此，本发明所基于的任务是进一步改进在现有技术中所建议的测试方法和测试设备并且保证了对误操作和误测量的提高的可靠性。

为了解决该任务，建议了在独立权利要求中所说明的特征组合。本发明的有利的扩展方案和改进方案由从属权利要求得到。

本发明的第一方面基于如下思想：由与测试结果相关的测量信号的期望信号变化导出错误分析。与此相应，根据本发明建议，由测量信号的时间相关的和/或波长相关的变化确定控制值，以及根据控制值的预先给定的阈值将测量信号或者作为有效的来处理或者作为有错误的来丢弃。以这种方式可能的是，尽可能地排除对测量结果的进行歪曲的外部影响。应理解的是，在此也可以并行地检验多个潜在的错误情况。

基于试样施加（Probenapplikation）的情况的错误辨别规定，在两个不同波长的情况下检测测量信号，并且由波长不同的测量信号的信号差确定控制值，其中在信号差消失时在装置侧识别出错误情况并且必要时触发错误信号。由此特别地也可以识别出如下这种操纵：在所述操纵中，用户例如用手指按压测试场，然而没有施加试样。

有利地，波长不同的测量信号的信号差基于用体液润湿所提供的测试场，使得即使在低分析物浓度的情况下也可能进行可靠的错误识别。关于这一点，有利的是，获得在可见波长范围中和在红外范围中的波长不同的测量信号。

另一有利的扩展方案在于，由在测量间隔的开始和结束时所检测到的测量信号的信号差确定控制值，其中在信号差消失时识别出错误情况。这类错误识别基于在颜色变化的测试场上的分析物的特定反应动力学，所述反应动力学因此可以区别于机械的带操纵。

根据另一有利的扩展方案，测量信号在测量间隔的持续时间上被检测，其中由在测量间隔的初始时间区段中的测量信号变化来确定控制值，并且其中在测量信号变化在预先给定的最小值之下的情况下识别出错误情况。以这种方式也可以排除环境影响，这些环境影响与定期的测量相比仅仅导致初始信号变化明显减小。

在液体施加的准备阶段中，有利的是，在所提供的测试场上循环地检测空白值，并且控制值由相对于初始空白值的空白值变化来确定，其中在空白值变化在阈值之上时识别出液体施加，并且在空白值变化在该阈值之下时识别出错误情况。

有利地，在空白值变化直至预先给定的边界值时考虑瞬时（momentan）空白值，以确定针对体液中的分析物的相对测量值。由此可以获得被参考的测量值，而参考量的小的变化导致被歪曲的结果。

也针对用于实施根据本发明的方法的对应的设备得到上述优点。

另一发明方面在于，批号控制值（Chargenkontrollwert）被存储在与测试带相关的存储装置上，使得由尚未利用的第一测试场的空白测量确定测试场控制值，并且使得通过比较该批号控制值与测试场控制值来确定第一测试场的可用性（Verwertbarkeit）。通过这种质量检查可以识别出对作为消耗品例如在较长的贮存时间之后才被采用的测试材料的有害影响。作为检查的结果，当整个测试带上的第一测试场的测试场控制值偏离批号控制值大于预先给定的公差时，也可以将该整个测试带列为不可用的。 

有利地，该批号控制值在成批制造测试带的过程中通过测量测试带材料上的测试场和校准场来确定。这由于均匀的处理过程而可以在以带形式产生测试时可靠地来执行。

为了考虑随后的测量的可容忍的变化，有利的是，测试带的所提供的并且被列为可用的测试场的测试场控制值作为新的带控制值在装置侧被存储，并且为了对接下来的测试场进行可用性检查而将该接下来的测试场的相对应确定的测试场控制值与所存储的带控制值进行比较。

有利的测量值参考可以通过如下方式实现：通过借助测量单元对与相应的测试场相关的、优选为白的校准场（weisses Kalibrierfeld）进行检测来执行校准测量，并且测试场控制值作为相对值由空白测量和校准测量来确定。

为了尽可能自动地处理也有利的是，该批号控制值被存储在施加在盒式磁带上的存储装置中，优选地被存储在RFID芯片中，使得可以在装置侧进行比较而没有其他用户交互。

本发明的特别方面也在于，测量单元的信号偏置在测试带的与所提供的测试场相关的参考区域中被检测，并且在信号偏置超过预先给定的边界值时，触发错误消息。以这种方式可以可靠地识别出在光学光路中的污染或者其他变化。

另一改进方案规定，在作为测试带的参考区域的着暗色的黑场上检测信号偏置，其中黑场被布置在与相应的测试场相邻的带区段上并且通过带传送机构被定位在测量单元的检测区域中。

附图说明

在下文借助在附图中所示的实施例更为详细地阐述了本发明。其中：

图1以剖切的透视图示出了包括手持装置和测试盒式磁带的用于进行血糖测定的分析测试带系统；

图2示出了图1的在测量尖端的区域中的截面放大图；

图3以俯视图示出了测试带区段；

图4示出了测量流程的不同阶段中的测量值曲线图；

图5示出了针对两个不同的波长的与分析物浓度有关的测量值曲线图。

具体实施方式

图1中所示的测试带系统使得能够在手持装置10中将具有可向前卷绕的（vorspulbar）测试带14的盒式磁带12用作用于执行葡萄糖测试的消耗品，其中在测量流程的不同阶段中进行功能检查。在第02026242.4号EP申请中描述了一般的装置原理，此处参考该EP申请。

手持装置10具有带驱动装置（具有驱动轴16的电动机15）、测量单元18、微处理器支持的控制装置20和能量供给装置22。未示出的显示器使得能够为用户输出测量结果和装置消息。

可插入到装置10的容纳格（Aufnahmefach）23中的盒式磁带12包括用于未使用的测试带14的供给卷轴（Vorratsspule）24和可与驱动装置16耦合的用于使用过的测试带的卷带盘（Aufwickelspule）26，以及包括具有偏转尖端（Umlenkspitze）34的带导向装置25。供给卷轴24被布置在相对周围密封的储存室28中。

测试带14分段地配备有测试场32，这些测试场32因此在带传送方向上看来以给定的顺序布置。在这种情况下要考虑的是，清除在卷带盘26上的血液污染过的测试场32并且因此带的回绕是不能实行的。

在所有情况下被提供的或现用的（aktiv）测试场31在从外部到达的偏转尖端34的区域中可以在前侧被加载有试样液体、尤其是血液或组织液。分析物（葡萄糖）的检测通过借助测量单元18从背侧以反射光度测量方式检测测试场32的颜色变化来实现。为此目的，测试场32作为干试剂层被施加在透明的支承体膜上。通过相对应的带向前运动可以接连地将测试场32投入使用。以这种方式可以针对患者自己控制执行多次测试，而不必经常更换消耗品。

如在图2中所示，啮合到盒12中的装置固定的测试单元18具有三个发光二极管36、38、40作为辐射源，以及具有光电二极管41作为用于以反射光度测量方式进行信号检测的检测器。光学装置43使得能够在将限定大小和强度的光点成像在带背侧上的情况下实现了成束的光路。中部的发光二极管38在可见（红色）波长范围中在大约650nm处辐射，而外部的发光二极管36、40在红外中在875nm处工作。在测试条48上向回散射的光利用光电二极管41以给定的时间节拍来检测。

如在图3中所阐明的那样，彼此间隔的测试场32单个地分别处于相关的带区段42上，所述相关的带区段42附加地配备有黑场44和白场46形式的其他检查场或控制场。测试场32具有通过测试化学层形成的中央测试条48，所述中央测试条48由两个疏水的边缘条50在侧向形成边界。在测试场32上在前侧施加的试样液体以试样斑52的形式润湿测试条48，所述试样斑52通过发光二极管36、38、40的光点36’、38’、40’在偏转尖端34上的测量位置中从透明的带背侧起被扫描。然而，由于仅仅在一个方向（箭头54）上可能的带传送，首先检查场44、46在实际测量之前被检测，如在下文中进一步阐述的那样。

在待机位置，尚未使用的带区段42的白场46处于在测量单元18之前的偏转尖端34上。以白色压印到支承体带34上的白场46被计量（bemessen）来得使由测量单元18检测到的测量窗完全被覆盖。以同样的方式也可以对设置在上游的黑场44在占据待机位置之前进行定位，以进行测量。

如从图4中可看到的那样，每个带区段42的测量循环被划分成不同的阶段。在阶段Ia中，黑场44被扫描，用于进行污染物识别并且必要时用于进行装置侧的自校正，如在下文中还要详细阐述的那样。在阶段Ib中，对白场46进行测量，以进行带质量检验并且必要时进行自校正。阶段Ic规定获得尚未使用的测试场32上的所谓的干空白值TLW。然后，向用户发出采血（Blutauftrag）的请求（Id）。准备阶段由此结束。

在阶段II中，借助IR发光二极管36、40对测试场32进行润湿识别。在润湿测试条48时，出现信号强度的降低。

紧接着，分析物特定的测量信号的动力学按照测试条48的颜色变化在阶段III和IV以例如0.2s的测量节拍来跟踪（verfolgen）。在达到根据化学反应速度而减弱的信号变化的中断阈值时得到动力学跟踪的结束阶段IIIb。随后，在阶段IV中借助LED 38进行双重测量，以便确定平均的终值EW。接着通过以下方式以相对缓解（relative Remission）来确定葡萄糖浓度：由终值EW和干空白值TLW求商（通常由当前的测量值与干空白值的比来计算出相对缓解）。阶段V还规定对试样斑52进行均匀性测量，用于剂量不足识别，所述剂量不足识别基于这两个IR-LED 36、40的定量信号比较。在装置10的显示器中最后为用户显示葡萄糖浓度。

除了用于确定葡萄糖浓度的实际测量之外，上面所提及的功能或“故障安全（Fail-Safe）”如下地实现：

污染物识别利用LED 38在插入盒12之后并且接着在通过测量在黑场44上的信号偏置的每个葡萄糖测量之后进行。该偏置由整个测量环境在LED接通时生成，而没有参与测试。该偏置由此在确定测量值时作为相加量。由于光路中的例如通过外来体、灰尘和刮痕引起的污染或其他光学变化，部分地反射所发射的光并且将所述光引导到检测器41。黑场44在偏置识别时用作不反射光的黑色空腔的替代物。但原则上也可能的是，通过进入暗的装置内部空间中的透明的支承体带进行测量。

所检测的信号偏置与存储在装置10中的边界值进行比较，所述边界值在产品制造时作为批号平均值已被确定。如果超过所寄存的边界值，则触发错误消息。

为了检验作为一次性用品可能在较长的贮存时间之后被采用的盒式磁带12的质量，至少在测试带14上的第一白场46上检测参考值WF。紧接着，测试条化学性质的潜在损伤例如由于环境影响而通过第一测试场32的干空白值TLW的相对应的变化来检测。为此不考虑绝对缓解值，而是考虑涉及参考值WF的相对缓解值。

相对应的批号控制值CC在成批制造测试带14的过程中通过测量在测试带材料上的测试场32和白场46来确定。带制造以如下卷到卷过程进行：所述卷到卷过程允许与尽可能一致的涂层的这种控制值相关。批号控制值被存储在盒12上的RFID芯片56中并且通过试备电子装置20来读取和处理。RFID芯片56在外侧上被施加在盒12上并且在根据图2的剖切的图示中仅仅象征性地示出。

如果如下条件被满足，则测试场质量检查的结果是负的：

TLW₁/WF₁＜CC-ΔC   (1),

其中ΔC是公差值，而下标1涉及第一测试带区段42。在这种情况下，发出相对应的错误消息，并且必要时丢弃盒12。

在结果为正时也可能的是，针对随后的测试在更窄的边界中执行质量检查。为此，当前使用的测试场的相对缓解值Cn-1被存储在装置存储器中，并且根据上述的等式（1）代替批号控制值CC而被采用。当满足下述条件时：

TLW_n/WF_n＜C_n-1-ΔC   (2)，

接下来的测试场n的随后的质量检查因此结果是负的。

通常，通过在制造商侧对装置10进行校准保证了，相关测量值仅仅在所有光电子部件的特定测量范围中可以生成。在这种情况下，对三个LED 36、38、40的电参数和光学特征参数进行校准。

原则上，自校正方法或装置侧的校准也是可能的，以便使信号偏置和波动的绝对测量值对测量值确定的特定影响最小化。由制造造成地，光学偏置因盒而变化。此外，由于装置侧的光学装置和盒侧的带导向装置的分离而出现带有公差的距离成分。

黑场和白场44、46又用于进行参考测量，所述黑场和白场44、46处于在每个测试场32之前的测试带14上。已经在生产中测量该场并且给该场配备有批号平均值。这些值作为参考值被存放在RFID芯片56上。

在插入盒12之后在第一黑场44上所测量的黑场值被检验：该黑色场值是否以预先给定的公差而在针对光学偏置的制造商侧的批号平均值附近。如果情况如此，则保留该批号平均值。如果所测量的黑场值偏离该公差范围，则确定与该批号平均值的差并且将该差算作光学偏置。光学偏置在随后在测试场32上获得的毛测量信号（Brutto-Messsignal）中被减去。

然而，光学偏置的校正被执行仅仅直至确定的边界值。在超过该边界时，如上所描述的那样触发错误消息。在每个随后的测试之前，黑场测量仅被用于污染物识别。

在白场校准的情况下，通过如下方式确定盒的单独的灵敏度值：在白场46上检测到的测量值与寄存在RFID芯片56上的批号平均值以绝对缓解进行比较。如果所测量的白场值m_K在批号平均值m_W附近在公差范围之内，则对于偏置校正过的毛测量信号的随后的缩放考虑批号平均值m_W，否则考虑单独的盒灵敏度m_K。然而，在超过偏差的边界值时，发出错误消息。

为了尽可能排除由误操作引起的不希望的测量值生成，控制值可以由测量信号的时间相关的和/或波长相关的变化来确定，其中测量信号接着根据控制值的阈值作为有效的而进一步被处理或者作为有错误的而被丢弃。

第一这种错误情况可以在于：由于测量原理的距离相关性，通过按压偏转尖端34会生成测量开始和假的测量结果，而不施加试样。为了能够消除这一点，在两个不同波长的情况下在测量场32上检测测量信号，其中控制值由波长不同的测量信号的信号差来确定。

如从图5中看到的那样，在利用不同的波长测量试样时得到在待化验的分析物或葡萄糖浓度的整个范围上的相对缓解的不同值。信号差通过用体液使测试场32湿润而形成（因此即使在试样浓度为0时也已经发现差别），并且当测试化学系统增强地形成反应颜色时而增强。因此，如果仅仅通过按压生成测量信号，则在两个波长不同的LED 38、40中的通常的差别由于缺少湿润和缺少反应颜色而不能被观察，由此识别出错误情况。信号差的预先给定的阈值例如可以在3%的相对缓解处。

不期望的测量值生成的另一场景在于，采血的错误识别通过带移位来引起。如果通过用户操纵将测试场32的暗的边缘条50移位到测量单元18的光路中，则生成高的测量值，而不施加试样。

然而，在大约100mg/dl葡萄糖浓度以上，测试场32上的血液试样的通常的反应动力学展示了大约10%的信号幅度，如作为第一动力学测量和最后的动力学测量的差而在阶段III（图4）被确定的那样。而如果测试带在阶段II中如上面所描述的那样仅仅被移位，则进行突然的变暗并且随后实现恒定的信号（因此在阶段III中没有观察到变化的反应动力学并且没有观察到显著的信号幅度）。因此，通过如下方式可以进行错误识别：控制值由在测量间隔的开始和结束时所检测到的测量信号的信号差来确定，并且在信号差接近零时识别出错误情况。

如果测试场32在光学装置43之前处于试样施加识别的状态（图4中的阶段II），则装置10的控制装置20将确定的大小的信号变化解释为试样施加并且开始分析。不仅高的空气湿度而且阳光照射在不利的情况下没有试样施加地都已经可导致这种信号变化，并且由此导致测量开始。

为了防止这一点，空白信号变化的时间变化过程在试样等待的状态被检查。在施加血液试样已经在半秒之内生成为百分之几的缓解下降期间，在太阳光或空气湿度作用时才在大于20秒的时间间隔上达到这种降低。因此可能的是，在为试样施加所提供的测试场上可以循环地检测到空白值，并且控制值由相对于初始空白值的空白值变化来确定，其中在空白值变化超过预先给定的阈值（例如大约5%）时识别出液体施加，并且在空白值变化在该预先给定的阈值之下时必要时在给定的等待时间之后识别出错误情况。

另外的测量问题可以在于，所提供的、但尚未使用的测试场32的干空白值例如通过光影响或者湿度影响来改变，并且由此作为确定相对缓解的参考量而导致歪曲。未使用的测试场的测量值因而可以在试样等待的状态循环地被检验并且或者被更新（nachfuehren），以便因此防止测量值歪曲，或者以便从为例如大于0.5%/s的相对缓解变化的某个边界值起用错误消息来中断测量。

Claims (16)

1.一种用于化验体液的测试方法，其中测试带（14）被插入在测试装置（10）中，以便通过带传送机构接连地提供多个储存在测试带（14）上的分析测试场（32），其中分别提供的测试场（32）通过用户被加载有体液（52）并且借助装置侧的测量单元（18）在测量间隔的持续时间上检测测量信号的情况下以光度测量方式而被扫描，其特征在于，测量信号在两个不同波长的情况下被检测，控制值由波长不同的测量信号的信号差来确定，其中信号差通过用体液润湿所提供的测试场（32）来生成，并且在控制值低于预先给定的阈值时，测量信号作为有错误的而被丢弃。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法用于进行血糖测定。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述测试带（14）是以盒式磁带（12）形式的。

4.一种用于化验体液的测试方法，其中测试带（14）被插入在测试装置（10）中，以便通过带传送机构接连地提供多个储存在测试带（14）上的分析测试场（32），其中分别提供的测试场（32）通过用户被加载有体液（52）并且借助装置侧的测量单元（18）在测量间隔的持续时间上检测测量信号的情况下以光度测量方式而被扫描，其特征在于，在针对液体施加所提供的测试场（32）上循环地检测空白值，控制值由相对于初始空白值的空白值变化来确定，在控制值低于预先给定的阈值时，测量信号作为有错误的而被丢弃，以及其中在空白值变化超过阈值时识别出体液的存在。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述测试方法用于进行血糖测定。

6.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述测试带（14）是以盒式磁带（12）形式的。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，波长不同的测量信号在可见波长范围中和在红外范围中被获得。

8.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，控制值由在测量间隔的开始和结束时所检测到的测量信号的信号差来确定。

9.根据权利要求1至8之一所述的测试方法，其特征在于，在针对液体施加所提供的测试场（32）上循环地检测空白值，并且控制值由相对于初始空白值的空白值变化来确定，其中在空白值变化超过阈值时识别出体液的存在。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，在空白值变化直至预先给定的边界值时考虑瞬时空白值，以确定体液中的分析物的相对测量值。

11.一种用于化验体液的测试设备，其具有测试装置（10）和被插入其中的测试带（14），该测试带（14）分别在相关的带区段（42）中具有多个分析测试场（32），其中测试场（32）通过带传送机构能够接连地被提供，以施加体液（52），并且测试场（32）借助装置侧的测量单元（18）在测量间隔的持续时间上检测测量信号的情况下能够被扫描，其特征在于，测量单元（18）在两个不同波长的情况下检测测量信号，并且测试装置（10）具有控制装置（20），该控制装置（20）被构造来由波长不同的测量信号的通过用体液润湿所提供的测试场（32）而生成的信号差来确定控制值，并且按照控制值将测量信号作为有效的来处理或作为错误的来丢弃。

12.根据权利要求11所述的测试设备，其特征在于，所述测试设备用于进行血糖测定。

13.根据权利要求11所述的测试设备，其特征在于，所述测试带（14）是以盒式磁带（12）形式的。

14.一种用于化验体液的测试设备，其具有测试装置（10）和被插入其中的测试带（14），该测试带（14）分别在相关的带区段（42）中具有多个分析测试场（32），其中测试场（32）通过带传送机构能够接连地被提供，以施加体液（52），并且测试场（32）借助装置侧的测量单元（18）在测量间隔的持续时间上检测测量信号的情况下能够被扫描，其特征在于，测试装置（10）具有控制装置（20），该控制装置（20）被构造来在针对液体施加所提供的测试场（32）上循环地检测空白值，并且由相对于初始空白值的空白值变化来确定控制值，并且按照控制值将测量信号作为有效的来处理或作为错误的来丢弃，其中在空白值变化超过阈值时识别出体液的存在。

15.根据权利要求14所述的测试设备，其特征在于，所述测试设备用于进行血糖测定。

16.根据权利要求14所述的测试设备，其特征在于，所述测试带（14）是以盒式磁带（12）形式的。