CN108601562A - 用于血液和/或组织液分析物的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测量血液和/或组织液中的分析物的装置，包括：至少一个传感器(2)，配置为与血液和/或组织液接触；换能器(15)，与所述传感器(2)接合以测量血液和/或组织液中所述分析物的浓度；电子处理装置(16)，与换能器(15)相关联，以产生代表在血液和/或组织液中的所述分析物的浓度值的信号(S)；以及传输装置(17)，与所述电子处理装置(16)相关联以将所述信号发送到相对于所述电子处理装置(16)远程布置的接收器构件(17a)；所述传感器(2)包括有效电极(3)和参考电极(5)，所述有效电极(3)具有可插入皮肤中以与血液和/或组织间液接触的至少一个针(4)，并且所述参考电极(5)具有与使用者的皮肤相接触的接触元件(6)；所述电极(3、5)限定相应的电流通路电路。

Description

用于血液和/或组织液分析物的测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量血液中和/或组织液中的分析物的装置。

具体地，本发明涉及用于检测和测量血液和/或组织液中的分析物(例如葡萄糖)水平的装置。所述装置应用于使用者，来持续监测包含在体液中的分析物(葡萄糖)的浓度，并且因此提供代表使用者健康状态的参数。

背景技术

已知用于检测和监测人体中的分析物的装置通常由生物传感器构成，这些生物传感器应用于身体，以与体液接触。生物传感器与通常与为电化学类型的换能器可操作地相关联，所述生物传感器能够与预定分析物，例如葡萄糖，发生反应。

例如，在由患有糖尿病的人使用的、适于检测血液中的葡萄糖水平的装置的特定情况下，血液接触装置能够在短时间内提供葡萄糖水平。这样的数据被发送到电子显示器支持件，以通知使用者关于他/她的健康状态。

为此目的，已知的有这样的装置：其提供针的使用，针被手动地插入使用者的皮肤(通常是手指被刺破)以与血液接触。虽然这样的装置可以给使用者以精确的指示，但它有一些实际的缺陷，主要涉及皮肤撕裂行为，而这是将生物传感器与血液接触所必需的。

为了克服该缺点，具有设置有从支撑件本身的粘合表面突出的针的粘合支撑件(贴片)的装置已经被开发出来。

所述支撑件还具有换能器和相关的处理逻辑和数据传输单元。

这种装置依靠粘合表面来保持与皮肤的接触，也允许针在身体内的持续保持。

因此，电子处理单元通过永久地插入到皮肤内的针分析血液葡萄糖水平，来自动地执行葡萄糖水平分析。以预定间隔进行监测，来发送与葡萄糖水平相关的一组信号。这样的信号由使用者通过配备有监视器的适当电子设备显示，以可能提供胰岛素给药。

在粘合支撑件的预定使用时段过去之后，将其从皮肤上移除并更换，以确保适当的皮肤粘附特性、以及通常地适当的装置完整性，由于长期使用而不可避免地趋于损坏所述装置完整性。

然而，尽管能够避免持续的使用者的皮肤撕裂来确定血液与生物传感器之间的接触的行为，但这样的设备具有重要的缺点。

首先，应当注意的是，由于需要正确布置针以使其可以与血液接触，上面简要描述的装置应用是特别复杂的。因此，整个装置的错误应用决定了葡萄糖水平的不正确或不可能的读数。

此外，由于有效地构成生物传感器的所需的针的尺寸，其皮肤渗透特别痛苦，并且因此不适用于对疼痛特别敏感的对象，例如儿童。

还应当注意的是，由于来源于非自愿的冲击的意外篡改，粘合支撑件可能移动或分离，从而危害正确的操作。此外，电子传感器部分，相对于粘合表面布置在外部，因此更多地暴露于潜在的冲击、碰撞或似乎是可损坏的意外冲击，随之更换整个系统。

最后，应当注意的是，上述装置是结构上复杂的，因此具有高成本，尤其对于电子部件的存在。在这方面，定期更换装置是确保正确操作或允许使用者在不损坏电子部件的情况下浸入水中或进行运动所必需的，这决定了这种装置的使用成本的巨大增加。

发明内容

在此背景下，以本发明为基础的技术任务是提出一种装置，用于测量血液和/或组织液中的分析物，所述装置克服了上述现有技术的缺点。

特别是，本发明的目的是提供一种装置，用于测量血液和/或组织液中的分析物，特别是用于葡萄糖测量，该装置结构简单且成本低。

更详细地，本发明的目的是提供一种装置，用于测量血液和/或组织液中的分析物，该装置可靠且可以由使用者以简单和安全的方式应用，始终确保分析物浓度的正确测量。此外，本发明的目的是提出一种装置，用于测量血液和/或组织液中分析物，该装置可由任何人应用，因为它在其应用期间不会引起疼痛。

最后，本发明的目的是提出一种装置，用于测量血液和/或组织液中的分析物，该装置也可用于水中或运动期间，而不会损坏装置本身的内部部件。

所提到的技术任务和特定目的通过用于测量血液和/或组织液中的分析物的装置基本上达到，所述装置包括一个或多个所附权利要求中所述的技术特征。

特别地，本发明提供了一种装置，用于测量血液和/或组织液中的分析物，包括：至少一个传感器，所述至少一个传感器配置为与血液和/或组织液接触；换能器，所述换能器与所述传感器接合以测量血液和/或组织液中所述分析物的浓度；电子处理装置，所述电子处理装置与所述换能器相关联，以产生代表血液和/或组织液中所述分析物的浓度值的信号；以及传输装置，所述传输装置与所述电子处理装置相关联，以将信号发送到相对于所述电子处理装置远程布置的接收器构件。所述传感器包括有效电极和参考电极，所述有效电极具有可插入到皮肤中以与血液和/或组织间液接触的至少一个针，所述参考电极具有与使用者的皮肤接触的接触元件；所述电极限定相应的电流通路电路。

附图说明

根据指示性描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，并且因此不限于用于测量血液和/或组织液中的分析物的装置的优选但非排他性的实施例，如附图所示，其中：

图1是根据本发明的用于测量血液和/或组织液中的分析物的装置的立体图；

图2是图1的装置的截面侧视图；

图3是图1的装置的分解立体图；

图4示出了图1装置的彼此分离的两个部件的立体图；

图5a和5b示出了根据另一实施例和相应操作条件的装置的截面侧视图；和

图6示出了根据应用于相应的使用者的本发明的装置的立体图。

具体实施方式

参照附图，数字1通篇表示根据本发明的用于测量血液和/或组织液中的分析物的装置。

特别地，本发明可应用于体液中的葡萄糖测量。然而，应当指出，本发明可以用于测量体液中的心脏生物标志物、肿瘤生物标志物或任何其他分析物。

更详细地，装置1包括至少一个传感器2，所述至少一个传感器2配置为与血液和/或组织液接触。

有利地，传感器2具有有效电极3，该有效电极3具有可插入使用者“U”的皮肤中以与血液和/或组织接触的至少一个针4。

传感器2还具有参考电极5，所述参考电极5具有与使用者“U”的皮肤接触的接触元件6。

在下面的讨论中将更好地阐明，电极3和5限定相应的电流通路电路。

有效电极3优选包括多个针4，所述多个针4彼此并排布置，且沿着大致环形的路径布置。每个针具有0.1mm和0.19mm之间的直径，以及500μm和3mm之间的长度。

优选地，提供可以包括在1和40之间的多个针4。有利的是，针4的数量在6和8之间的范围内。此外，每个针4有利地具有等于0.14mm的直径和等于3mm的长度。

每个针4包括能够与相应分析物反应的生物受体。根据待测分析物的类型，这种生物受体可以由酶、抗体、DNA/RNA限定。

根据图1至图4所示的第一实施例，有效电极3还包括针4的载体主体7，所述载体主体7具有环形构造并且限定与使用者“U”的皮肤接触的第一接触表面7a和与所述第一表面7a相对的第二表面7b(图3)。在这种情况下，应当注意的是，针4彼此相邻地布置并且从载体主体7的第一表面7a突出。针4具有与载体主体接合的接合端4a和待插入使用者“U”的皮肤的自由端4b。

针4的接合端4a与相应的连接器8相互电接触(未在附图中示出)，所述连接器8实质上具有钉配置，且从载体主体7的第二表面7b突出。

此外，装置1包括参考电极5的支撑元件9，所述支撑元件9具有可与使用者“U”的皮肤接合的粘合表面9a和与粘合表面9a相对的外表面9b。

载体主体7与支撑元件9接合，其中相应的第二表面7b与粘合表面9a的环形区域稳定地相关联。详细地，具体参照图1，应当注意的是，支撑体7与在围绕参考电极5的位置中的所述粘合表面9a对应地关联。

根据图5a和图5b中所示的第二实施例，有效电极3具有实质上带有盘配置的载体主体7。

在该实施例解决方案中，载体主体7在非操作状态与操作状态之间在相应的壳体座10中是可移动的；在非操作状态中，相应的接触表面7a移动远离皮肤且针4的自由端4b未插入到使用者“U”的皮肤，在操作状态中，接触表面7a抵靠使用者“U”的皮肤且针4的自由端4b插入所述皮肤中在。载体主体7的移动由合适的致动器11确定，可通过对使用者皮肤的按压动作手动控制。

应当注意的是，在载体主体7的操作状态下，连接器8闭合电路，而在非操作状态下，连接器8断开电路，停止电流通道。

还应当注意的是，载体主体7在形成于支撑元件9的通孔11a中可定位在相应的操作状态下。

有利地，对于两个实施例解决方案，支撑元件9由柔性织物制成并且具有环形配置。作为织物材料的使用的替代，可以提供另一材料，其具有足够的多孔性以确保在装置1应用的皮肤区域中的良好的透气性。

参考电极5优选地布置在支撑元件9的中心。

特别地，参考电极5包括与粘合表面9a相对应地布置的有效部分12和与外表面9b相对应布置的连接部分13。

有效部分12具有表面涂层14，以在即使存在水的情况下也促进与使用者的表皮接触，并且允许电极3、5之间的电连接。这种表面涂层14由凝胶材料组成。

此外，装置1包括已知类型的换能器15并且因此未详细描述和图示，其与传感器2接合以测量血液和/或组织液中的分析物浓度。换能器15可以是电化学(电位计，电流计)、光度、比色或光学类型。

此外，换能器15连接到电子处理装置16，所述电子处理装置16适于产生代表血液和/或组织液中的分析物浓度值的信号“S”。此外，传输装置17设置为与电子处理装置16相关联，以便将信号S发送到相对于所述电子处理装置16而远程设置的接收器构件17a。接收器构件17a可以，例如，由智能手机或其他类似装置构成，其具有分析物浓度值的适当显示软件。

换能器15、处理装置16和传输装置17布置在支撑基部18上，支撑基部18由与支撑元件9相同尺寸的圆形板构成。基部18具有与参考电极5电连接的电连接元件19(图4)。

特别地，连接元件19可移除地接合到参考电极5的连接部分13，以限定参考电极5本身和支撑基座19之间的机械联接。

参考电极5的连接部分13优选地包括突出部13a，该突出部13a可通过机械互锁插入形成在连接元件19中的座19a内以限定机械联接和电接触状态。为了从支撑元件9(以及从参考电极5)释放基部18，突起13a从座19a中抽出以限定机械释放状态。

如图2所示，从载体主体7的第二表面7b突出的连接器8在形成于支撑元件9的通孔20中延伸，以可插入形成于基部18的壳体座21。壳体座21设置为将连接器8与换能器15以及与所述处理装置16电连接来限定所述电路。

类似地，同样在图5b的第二实施例解决方案中，连接器8与电子传感器电接触。

因此，通过连接器8并通过参考电极5的连接部分13和基部18的连接元件19之间的机械联接，限定了所述电路，所述电路将电极2、5与由换能器15、处理装置16和传输装置17组成的电子部件连接在一起。

有利地，由连接到换能器15的传感器2执行的检测允许由处理装置16产生的如信号“S”的数值的过程。因此，这种信号“S”被发送到远程支撑件，以便通知使用者关于分析物浓度水平。本发明具有许多优点并实现了预期目的。

特别地，上述装置1允许测量血液和/或组织液中的分析物，例如葡萄糖。因此，针的尺寸不需要太大便能到达位于表皮下的血液。

有利地，使用一系列小尺寸针，其在应用期间不会引起疼痛感，但是然而确保与分析物所在的体液的正确接触。

此外，特别是由于可以从电极3、5手动释放电子部件的支撑基部18的可能性，所以装置1在结构上简单且成本低。

此外，即使在拆除和更换整个设备后，可以使用相同的电子部件来仅替换电极3、5的支撑元件9。

Claims (18)

1.一种装置，用于测量血液和/或组织液中的分析物，包括：

至少一个传感器(2)，其配置为与血液和/或组织液接触；

换能器(15)，其与所述传感器(2)接合以测量血液和/或组织液中的所述分析物的浓度；

电子处理装置(16)，其与所述换能器(15)相关联，以产生代表血液和/或组织液中的所述分析物的浓度值的信号(S)；以及

传输装置(17)，所述传输装置(17)与所述电子处理装置(16)相关联以将所述信号(S)发送到接收器构件(17a)，所述接收器构件(17a)相对于所述电子处理装置(16)远程地布置；

其特征在于，所述传感器(2)包括有效电极(3)以及参考电极(5)，所述有效电极(3)具有可插入皮肤中的至少一个针(4)以与所述血液和/或组织液接触，并且所述参考电极(5)具有与使用者的皮肤接触的接触元件(6)；所述电极(3、5)限定相应的电流通路电路。

2.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述有效电极(3)包括多个针(4)，所述多个针(4)彼此并排布置并且沿着大致为环形的路径布置，每个针(4)具有在0.1mm与0.19mm之间的直径以及在500μm与3mm之间的长度。

3.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述有效电极(3)包括1至40个针(4)，优选在6至8个针(4)之间，并且每个针(4)具有等于0.14mm的直径和等于3mm的长度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，每个针(4)还包括能够与所述分析物反应的生物受体。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述有效电极(3)还包括所述针(4)的载体主体(7)，所述载体主体(7)具有环形构造并限定与使用者的皮肤接触的第一接触表面(7a)和与第一接触表面(7a)相对的第二表面(7b)；所述针(4)相互并排布置并从所述第一表面(7a)突出。

6.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，每个针(4)具有接合到所述载体主体(7)的接合端(4a)和插入使用者的皮肤的自由端(4b)；所述针(4)的所述接合端(4b)与从所述载体主体(7)的所述第二表面(7b)突出的相应连接器(8)相互电接触。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括所述参考电极(5)的支撑元件(9)，所述支撑元件(9)具有可与使用者的皮肤接合的粘合表面(9a)和与所述粘合表面(9a)相对的外表面(9b)；所述载体主体(7)接合到所述支撑元件，其中相应的第二表面(7b)牢固地接合到围绕所述参考电极(5)的所述粘合表面(9a)的环形区域。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述有效电极(3)还包括所述针(4)的支撑体(7)，所述支撑体(7)限定与所述使用者的皮肤接触的第一接触表面(7a)和与第一接触表面(7a)相对的第二表面(7b)；所述针(4)相互并排布置且从所述第一接触表面(7a)突出。

9.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，每个针(4)具有接合到所述载体主体(7)的接合端(4a)和待插入使用者的皮肤的自由端(4b)；所述针(4)的所述接合端(4a)与从所述载体主体(7)的所述第二表面(7b)突出的相应的连接器(8)相互电接触。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述针(4)的所述载体主体(7)在非操作状态与操作状态之间在相应的壳体座(21)中可移动，在所述非操作状态中所述相应的接触表面(7a)移动远离皮肤且所述针(4)的所述自由端(4b)未插入到所述使用者的皮肤，在所述操作状态所述接触表面(7a)抵靠使用者的皮肤且所述针(4)的所述自由端(4b)插入所述皮肤中，。

11.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，在所述载体主体(7)的所述操作状态下，所述连接器(8)闭合所述电路，并且在所述载体主体(7)的所述非操作状态下，所述连接器(8)断开所述电路。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的装置，其特征在于，还包括所述参考电极(5)的支撑元件(9)，所述支撑元件(9)具有可与使用者的皮肤接合的粘合表面(9a)和与所述粘合表面相对的外表面(9b)；所述载体主体(7)在形成于所述支撑元件(9)中的通孔(11a)中可定位于所述相应操作状态。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述支撑元件(9)由柔性织物制成并具有环形构造；所述参考电极(5)设置在所述支撑元件(9)的中心。

14.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述参考电极(5)包括对应于所述粘合表面(9a)设置的有效部分(12)和对应于所述外表面(9b)设置的连接部分(13)；所述有效部分(12)具有表面涂层(14)以促进与使用者的表皮接触并且以允许所述电极(3、5)之间的电连接。

15.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，其还包括所述电子处理装置(16)和所述换能器(15)二者的支撑基部(18)，所述支撑基部(18)具有电连接到所述参考电极(5)的电连接元件(19)。

16.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述连接元件(19)可移除地接合到所述参考电极(5)的所述连接部分(13)，以限定联接到所述支撑元件(9)的所述参考电极(5)与所述支撑基部(18)之间的机械联接。

17.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述参考电极(5)的所述连接部分(13)包括突起(13a)，所述突起(13a)通过机械互锁可插入在形成于所述连接元件(19)中的座(19a)内，以限定机械联接和电接触状态；所述突起(13a)可从形成于所述连接元件(19)中的所述座(19a)中抽出，以限定与所述基部(18)的机械释放状态，以及与所述换能器(15)和处理装置(16)的电断开。

18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，从所述载体主体(7)的所述第二表面(7b)突出的所述连接器(8)在形成于所述支撑元件(9)中的通孔(20)中延伸，以可插入形成于所述基部(18)中的壳体座(21)中；所述壳体座(21)使所述连接器(8)与所述换能器(15)和与所述处理装置(16)电接触以限定所述电路。