DE10156809A1

DE10156809A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Blutzuckermessung

Info

Publication number: DE10156809A1
Application number: DE10156809A
Authority: DE
Inventors: Martin Eisenmann; Norbert Poellmann; Ernst Markart
Original assignee: LRE Technologies Partner GmbH
Current assignee: LRE Technologies Partner GmbH
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: DE10156809B4; US6825918B2; US20040252292A1; US7154593B2; US20030107723A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Messung der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, wird die zu messende Flüssigkeit auf das aus einem hydrophilen Material bestehende Meßfeld eines Teststreifens aufgetragen und die dadurch bewirkte Änderung des optischen Reflexions- oder Transmissionsvermögens im Bereich des Meßfeldes erfaßt. Der nach einer vorgegebenen Zeit ermittelte Meßwert wird mit einem Referenzwert verglichen und es wird eine Anzeige betätigt, wenn das Verhältnis von Meßwert zu Referenzwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, wobei die zu messende Flüssigkeit auf das aus einem hydrophilen Material bestehende Meßfeld eines Teststreifens aufgetragen und die dadurch bewirkte Änderung des optischen Reflexions- oder Transmissionsvermögens im Bereich des Meßfeldes erfaßt wird.
Bei der von dem Patienten selbst durchzuführenden Blutzuckermessung gibt der Patient einen Tropfen Blut auf das Meßfeld des Teststreifens, das dann optisch vermessen wird, wobei ein Detektor beispielsweise die Farbänderung des Meßfeldes erfaßt, die durch das Auftropfen des Blutes auf das Meßfeld hervorgerufen wird. Das von dem Detektor abgegebene Signal entspricht einem Mittelwert der Farbänderung in dem Meßfeld. Ein korrekter Wert wird nur dann erhalten, wenn die Blutmenge ausreicht, um das gesamte Meßfeld gleichförmig zu benetzen. Wird dagegen das Meßfeld nur teilweise benetzt, wird die Messung verfälscht, da in die Mitteilung des Meßwertes auch Bereiche eingehen, in denen praktisch keine chemische Reaktion erfolgte und damit auch keine Farbänderung stattfand. Bis dieser Fehler bei der herkömmlichen Messung erkannt wird, ist eine Nachdosierung in der Regel nicht mehr möglich, weil in dem benetzten Teil des Meßfeldes die chemische Reaktion bereits zu weit fortgeschritten ist und somit auch beim weiteren Auftropfen von Blut eine gleichmäßige Verfärbung des Meßfeldes nicht mehr erreichbar ist. Zudem hat sich bei dem Patienten in der Regel auch die kleine Stichwunde, aus der er den Blutstropfen gepreßt hat, wieder soweit geschlossen, daß kein weiteres Blut austritt. Der Patient muß daher die Messung wiederholen, was für ihn sehr unangenehm ist, wenn man bedenkt, daß ein Patient unter Umständen mehrmals am Tag eine derartige Messung durchführen und sich hierzu jedes Mal in den Finger stechen muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der vorstehend genannte Fehler rechtzeitig erkannt und im gleichen Meßvorgang noch behoben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der nach einer vorgegebenen Zeit ermittelte Meßwert mit einem Referenzwert verglichen wird und daß eine Anzeige betätigt wird, wenn das Verhältnis von Meßwert und Referenzwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Bei normaler Flüssigkeitsmenge, d. h. einer für die korrekte Durchführung der Messung ausreichenden Flüssigkeitsmenge und niedrigem Gehalt der zu messenden Substanz wird nach einer bestimmten Reaktionszeit eine von der Art des Teststreifens abhängige Mindestverfärbung (entsprechend einer Obergrenze der Remission) erreicht. Liegt die Remission oberhalb dieses Grenzwertes, ist vermutlich das Meßfeld nicht ausreichend mit der zu untersuchenden Flüssigkeit benetzt worden, d. h. es liegt eine Unterdosierung vor. Es muß entweder Flüssigkeit nachdosiert oder die Messung wiederholt werden.
Grundsätzlich kann auch die Differenz zwischen Meßwert und Referenzwert ausgewertet werden. Das Verhältnis ist aber günstiger, da sich eventuelle Störfaktoren aufheben. Auch kann selbstverständlich das Verhältnis von Referenzwert zu Meßwert ausgewertet werden, wobei dann eine Anzeige erfolgt, wenn der Schwellwert unterschritten wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Meßfeld in mindestens zwei Meßbereiche unterteilt, die getrennt vermessen werden, wobei jeder Meßwert mit einem dem jeweiligen Meßbereich entsprechenden Referenzwert verglichen wird. Dadurch kann eine ungleichförmige Benetzung des Meßfeldes erfaßt werden.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann auch so ausgeführt werden, daß zunächst ein erster Meßbereich vermessen wird und daß ein zweiter Meßbereich erst dann vermessen wird, wenn das Verhältnis von Meßwert und Referenzwert für den ersten Meßbereich einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder unterschreitet.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann bei einem Verfahren der eingangs genannten Art auch dadurch gelöst werden, daß innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes eine Vielzahl von Messungen durchgeführt werden, daß jeder Meßwert mit dem Meßwert einer um eine bestimmte Anzahl von Meßschritten vorausgegangenen Messung verglichen wird und daß eine Anzeige betätigt wird, wenn der aktuelle Meßwert den Vergleichsmeßwert überschreitet.
Innerhalb der Reaktionszeit ist bei normalem Reaktionsverlauf, d. h. bei einer ausreichenden Dosierung die Remissionskurve stetig fallend. Normalerweise ist also jeder Meßwert kleiner als der vorausgegangene Meßwert. Liegt innerhalb der Reaktionszeit ein Wiederanstieg der Meßwerte vor, deutet dies auf ein Ausbleichen des Meßfeldes aufgrund einer zu geringen Menge der zu untersuchenden Flüssigkeit hin. Auch in diesem Fall kann das Meßfeld in mehrere Meßbereiche unterteilt werden, die getrennt vermessen werden, um auch eine räumlich gleichförmige Benetzung des Meßfeldes überprüfen zu können.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.
Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Meßvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform für die Unterteilung des Meßfeldes in unterschiedliche Meßbereiche,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Teststreifens und das Meßfeld mit unterschiedlichen Meßbereichen,
Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Änderung der Remission gegenüber der Zeit zur Erläuterung der Meßvorgänge und
Fig. 6 eine Variante der in Fig. 3 dargestellte Anordnung.
Ein für die Durchführung der oben erläuterten Messungen geeignetes Meßgerät umfaßt nach Fig. 1 eine Streifenauflage 10 für einen Teststreifen 12 mit einem Meßfeld 14, eine Meßoptik 16, eine Auswerte- und Steuerschaltung 18 sowie eine Anzeigeeinheit 20.
Die Meßoptik enthält eine Lichtquelle 22, die beispielsweise von einer Leuchtdiode gebildet ist. Die Lichtquelle ist auf das Meßfeld 14 des Teststreifens gerichtet. Die Lichtquelle wird von der Auswerte- und Steuerschaltung 18 her angesteuert. Die Meßoptik 16 enthält ferner einen Detektor 30, der Licht von dem gesamten Meßfeld 14 her empfangen kann. Der Detektor 30 ist mit der Auswerteschaltung 18 verbunden.
Bei einer Messung, beispielsweise einer Blutzuckermessung tropft der Patient einen Tropfen Blut auf das Meßfeld 14 des Teststreifens 12 und legt diesen in einer vorgegebenen Position auf die Streifenauflage 10. Das Meßfeld 14 wird beleuchtet und der Detektor empfängt das reflektierte Licht. Aufgrund des aufgetropften Blutes und einer chemischen Reaktion mit einer Testsubstanz innerhalb des Meßfeldes 14 verändert sich das Reflexionsvermögen des Meßfeldes in definierter Weise. Im allgemeinen wird das Feld dunkler, d. h. die Remission sinkt. Aus der Änderung des Reflexionsvermögens lässt sich anhand einer in der Auswerteschaltung gespeicherten Eichkurve der Blutzuckergehalt ermitteln, der dann auf der Anzeigeeinrichtung 20 angezeigt werden kann.
Korrekte Meßwerte werden jedoch nur dann erhalten, wenn das Meßfeld 14 ausreichend mit der zu untersuchenden Flüssigkeit benetzt wurde und damit die Reaktion des zu untersuchenden Stoffes mit der Testsubstanz innerhalb des Meßfeldes vollständig ablaufen kann. Um dies zu überprüfen, wird der Meßwert nach einer vorgegebenen Reaktionszeit innerhalb der Auswerteschaltung 18 mit einem Referenzwert verglichen, der im allgemeinen der Meßwert eines unbenetzten Meßfeldes ist. Zeigt dieser Vergleich, daß die Differenz zwischen dem Meßwert und dem Referenzwert kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist oder daß das Verhältnis zwischen dem Meßwert und dem Referenzwert oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes bleibt, muß davon ausgegangen werden, daß das Meßfeld nicht ausreichend benetzt wurde, so daß die Testreaktion in dem Meßfeld nicht in dem Maße abgelaufen ist, wie dies einer zu erwartenden Mindestkonzentration der zu untersuchenden Substanz entspräche. In diesem Fall wird eine Anzeige an der Anzeigevorrichtung 20 ausgelöst, so daß der Patient die Möglichkeit hat, gegebenenfalls noch nachzudosieren, oder aber jedenfalls gewarnt ist, diesen Meßwert zu verwerten, und aufgefordert wird, die Messung zu wiederholen.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Meßvorrichtung, die zwei Meßbereiche innerhalb des Meßfeldes getrennt vermessen kann. Hierzu ist bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 eine weitere Lichtquelle 24 vorgesehen. Die Lichtquellen 22 und 24 sind auf getrennte Meßbereiche 26 bzw. 28 innerhalb des Meßfeldes 14 gerichtet, während der Detektor 30 wie bisher das gesamte Meßfeld 14 erfaßt. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die vorstehend beschriebene Messung für jeden Meßbereich 26 und 28 durchgeführt und die jeweilige Messung wird mit dem für den jeweiligen Meßbereich geltenden Referenzwert verglichen. Wurde insgesamt zu wenig Flüssigkeit auf das Meßfeld 14 aufgetragen, so wird für beide Meßbereiche 26 und 28 jeweils das Verhältnis zwischen Meßwert und Referenzwert den vorgegebenen Schwellwert überschreiten, so daß die Anzeigeeinrichtung 20 anspricht. Eine Anzeige wird aber auch dann ausgelöst, wenn nur für einen der Meßbereiche das Verhältnis zwischen Meßwert und Referenzwert zu groß ist, wodurch eine ungleichförmige Benetzung des Meßfeldes angezeigt wird.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von jener der Fig. 2 nur dadurch, daß anstelle eines beiden Lichtquellen 22 und 24 zugeordneten Detektors jeder Lichtquelle 22 und 24 ein eigener Detektor 36 bzw. 38 zugeordnet ist. Für die Ausführungsform gemäß Fig. 2 müssen die Lichtquellen 22 und 24 abwechselnd oder nacheinander betätigt werden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 können die beiden Meßbereiche unabhängig voneinander, d. h. auch gleichzeitig vermessen werden.
Fig. 5 zeigt die Änderung des Reflexionsvermögens innerhalb der Meßbereiche (Ordinate) über der Zeit (Abszisse). Die ausgezogene Kurve 32 gibt den Normalverlauf der Remission über der Zeit wieder. Dieser Normalverlauf entspricht einer ausreichenden Benetzung des Meßfeldes. Der Ausgangswert ist der Wert R1, welcher dem Leerwert des Meßfeldes vor dem Blutauftrag entspricht, der also den Referenzwert bildet. Die gestrichelt eingezeichnete Kurve 34 deutet einen Verlauf an, wie er sich bei ungenügender Benetzung des Meßfeldes innerhalb des Meßbereiches ergeben kann. Die Reaktion setzt später ein, ist gegebenenfalls unvollständig oder die Remission steigt wieder an, weil die Reaktion nicht weitergeht und das Meßfeld ausbleicht. Erreicht also beispielsweise die Differenz zwischen dem Remissionswert R1 und einem Remissionswert R2 zu einer Zeit T nicht einen vorgegebenen Schwellwert, deutet dies auf eine ungenügende Benetzung des Meßfeldes hin. Das gleiche gilt, wenn die gemessene Remission zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten wieder ansteigt, wie dies durch das nach oben weisende Ende der Kurve 34 angedeutet ist.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Varianten sind dem Testfeld 14 ein zentraler Meßbereich 36 und vier dieses umgebende randseitige Testfelder 38 zugeordnet. Das Meßergebnis des zentralen Meßbereiches 36 wird nur dann ausgewertet und verwertet, wenn die randseitigen Testfelder 38 eine Mindestverfärbung zeigen. Ist dies der Fall, kann davon ausgegangen werden, daß der zentrale Meßbereich ausreichend benetzt wurde.

Claims

1. Verfahren zur Messung der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, wobei die zu messende Flüssigkeit auf das aus einem hydrophilen Material bestehende Meßfeld (14) eines Teststreifens (12) aufgetragen und die dadurch bewirkte Änderung des optischen Reflexions- oder Transmissionsvermögens im Bereich des Meßfeldes (14) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der nach einer vorgegebenen Zeit ermittelte Meßwert mit einem Referenzwert (R1) verglichen wird und daß eine Anzeige (20) betätigt wird, wenn das Verhältnis von Meßwert zu Referenzwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert (R1) dem unbenetzten Meßfeld (14) entspricht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzwert (R1) dem Meßwert der niedrigsten zu messenden Konzentration der gesuchten Substanz entspricht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten des Schwellwertes auf einem Anzeigeschirm "LOW" oder "F-1" angezeigt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßfeld (14) in mindestens zwei Meßbereiche (26, 28) unterteilt wird, die getrennt vermessen werden, wobei jeder Meßwert mit einem dem jeweiligen Meßbereich (22, 28) entsprechenden Referenzwert verglichen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein erster Meßbereich vermessen wird und daß ein zweiter Meßbereich erst dann vermessen wird, wenn das Verhältnis zwischen dem Meßwert und dem Referenzwert für den ersten Meßbereich einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder unterschritten hat.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert des Meßbereiches, in dem zuerst der vorgegebene Schwellwert erreicht oder unterschritten wird, angezeigt wird.

8. Verfahren zur Vermessung der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, wobei die zu messende Flüssigkeit auf das aus einem hydrophilen Material bestehende Meßfeld (14) eines Teststreifens (12) aufgetragen und die dadurch bewirkte Änderung des optischen Reflexions- oder Transmissionsvermögens im Bereich des Meßfeldes (14) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes eine Vielzahl von Messungen durchgeführt wird, daß jeder Meßwert mit einem Meßwert einer um eine bestimmte Anzahl von Meßschritten vorausgegangenen Messung verglichen wird und daß eine Anzeige betätigt wird, wenn der aktuelle Meßwert den Vergleichsmeßwert überschreitet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige ausgelöst wird, wenn die Differenzwerte zwischen den miteinander verglichenen Meßwerten innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keinen stetigen Verlauf nehmen.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige ausgelöst wird, wenn innerhalb der Differenzwerte zwischen den miteinander verglichenen Meßwerten ein Vorzeichenwechsel auftritt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Testfeld einen zentralen Meßbereich hat, der von einer Mehrzahl von randseitigen Meßbereichen umgeben ist, wobei ein Meßergebnis aus dem zentralen Meßbereich nur dann ausgewertet wird, wenn in den randseitigen Meßbereichen eine Mindestverfärbung erfaßt wird.