DE19639227A1

DE19639227A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Blutzuckermessung

Info

Publication number: DE19639227A1
Application number: DE19639227A
Authority: DE
Inventors: Ernst Markart
Original assignee: LRE Technologies Partner GmbH
Current assignee: Roche Diabetes Care GmbH
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: DE19639227B4; DE29620372U1; US5889585A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Konzen tration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, wobei die zu messende Flüssigkeit auf das aus einem hydrophilen Material bestehende Meßfeld eines Test streifens aufgetragen und die dadurch bewirkte Änderung des optischen Reflexions- oder Transmissionsvermögens im Bereich des Meßfeldes erfaßt wird.

Bei der von dem Patienten selbst durchzuführenden Blutzucker messung gibt der Patient einen Tropfen Blut auf das Meßfeld des Teststreifens, das dann optisch vermessen wird, wobei ein Detektor beispielsweise die Farbänderung des Meßfeldes er faßt, 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 Mes sung verfälscht, da in die Mittelung des Meßwertes auch Be reiche 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 be reits zu weit fortgeschritten ist und somit auch beim weite ren Auftropfen von Blut eine gleichmäßige Verfärbung des Meß feldes nicht mehr erreichbar ist. Zudem hat sich bei dem Pa tienten 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 Mes sung 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 jedesmal in den Finger stechen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der vorstehend ge nannte Fehler rechtzeitig erkannt und im gleichen Meßgang noch behoben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Meßfeld in mindestens zwei Meßbereiche unterteilt wird, die getrennt abgetastet werden und daß eine Anzeige betätigt wird, wenn nach einer vorgegebenen Zeit die Differenz der für die beiden Meßbereiche erhaltenen Meßwerte einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Sind die Meßwerte in den beiden Meßbereichen deutlich ver schieden, so daß ihre Differenz den vorgegebenen Schwellwert überschreitet, bedeutet dies, daß das Meßfeld nicht gleich förmig mit der zu untersuchenden Flüssigkeit benetzt wurde und die durch das Aufbringen der Flüssigkeit in dem Meßfeld hervorgerufene chemische Reaktion, die beispielsweise eine meßbare Farbänderung bewirkt, in den beiden Meßbereichen nicht gleichmäßig weit fortgeschritten ist. Man kann nun die Zeit für eine solche Prüfung der Meßwerte so wählen, daß eine Nachdosierung noch möglich ist. Mit den herkömmlichen Meß streifen läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren beispielsweise nach fünf Sekunden feststellen, ob das Meßfeld gleichmäßig mit der zu untersuchenden Flüssigkeit benetzt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird der Patient alarmiert, so daß er noch einmal nachdosieren kann. Innerhalb dieser kurzen Zeit ist es in der Regel auch möglich, aus derselben Stichwunde noch einmal Blut auszupressen. Ferner ist die che mische Reaktion in den benetzten Bereichen noch nicht so weit fortgeschritten, daß ein Nachdosieren nicht mehr möglich wä re.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß die beiden Meßbereiche zum selben vorgegebenen Zeitpunkt gemessen und die Meßwerte miteinander verglichen werden. Es ist jedoch auch möglich, für jeden Meßbereich die Zeit zu messen, bis die Änderung des Reflexions- oder Trans missionsvermögens einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wobei bei Überschreiten einer vorgegebenen Zeitspanne eine Anzeige betätigt wird, die den Patienten auf fordert, nachzudosieren.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Messen der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbeson dere zur Blutzuckermessung, durch optisches Auswerten eines ein Meßfeld für die zu vermessende Flüssigkeit enthaltenden Teststreifens, umfassend ein Gehäuse mit einer Streifenauf nahme für den Teststreifen, einer Meßoptik, einer Auswerte schaltung und einer Anzeigeeinheit. Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe wird bei einer Meßvorrichtung der vorste hend genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Meßoptik mindestens zwei Abtasteinheiten zum Abtasten minde stens zweier unterschiedlicher Meßbereiche hat. Die Abta steinheiten können beispielsweise jeweils eine Licht-Sende- /Empfangseinheit umfassen, die auf unterschiedliche Meßberei che gerichtet und gleichzeitig betätigbar sind. Bei einer anderen Lösung haben die Abtasteinheiten jeweils einen Licht sender, wobei die Lichtsender auf unterschiedliche Meßberei che gerichtet und zu unterschiedlichen Zeitpunkten, bei spielsweise im Wechsel betätigbar sind, und wobei das Meßfeld durch einen den Abtasteinheiten gemeinsamen Detektor abtast bar ist.

Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Meßvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Teststreifens und das Meßfeld,

Fig. 3 eine grafische Darstellung des Reflexionsvermögens gegenüber der Zeit für ungleich benetzte Meßbereiche des Meßfeldes,

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zwei ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrich tung, und

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende grafische Darstellung zur Erläuterung eines abgewandelten Meßverfahrens.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Meßgerätes umfaßt dieses eine Streifenauflage 10 für einen Teststreifen 12 mit einem Meßfeld 14, eine Meßoptik 16, eine Auswerte- und Steuerschaltung 18 sowie eine Anzeige einheit 20.

Die Meßoptik 16 enthält zwei Lichtquellen 22, 24, die bei spielsweise von Leuchtdioden gebildet sind. Die Lichtquellen 22 und 24 sind auf unterschiedliche Meßbereiche 26 bzw. 28 innerhalb des Meßfeldes 14 des Teststreifens ausgerichtet. Die Lichtquellen 22 und 24 werden von der Auswerte- und Steu erschaltung 18 her angesteuert. Die Meßoptik 16 enthält fer ner einen Detektor 30, der Licht von dem gesamten Meßfeld 14 her empfangen kann. Der Detektor 30 ist mit der Auswerte schaltung 18 verbunden.

Bei einer Blutzuckermessung tropft der Patient einen Tropfen Blut auf das Meßfeld 14 des Teststreifens 12 und legt diesen in einer vorgebenen Position auf die Streifenauflage 10. Bei einem herkömmlichen Meßgerät wird nun das Meßfeld 14 beleuch tet und der Detektor empfängt das reflektierte Licht. Auf grund des aufgetropften Blutes und einer chemischen Reaktion mit einer Testsubstanz innerhalb des Meßfeldes 14 verändert sich das Reflexionsvermögen in definierter Weise. Aus der Änderung des Reflexionsvermögens läßt sich anhand einer in der Auswerteschaltung gespeicherten Eichkurve der Blutzucker gehalt ermitteln, der dann auf der Anzeigeeinrichtung 29 an gezeigt werden kann.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden die Licht quellen 22 und 24 im Wechsel ein- und ausgeschalten, so daß der Detektor 30 abwechselnd Licht von den Leuchtflecken 26 und 28 erhält. Wurde das Meßfeld 14 von dem aufgetropften Blut vollständig benetzt, so daß sich sein Reflexionsvermögen gleichförmig verändert, ergibt sich kein Unterschied zu der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Messung. Wurde dagegen nicht ausreichend Blut aufgetropft, um das gesamte Meßfeld 14 zu benetzen, ändert sich das Reflexionsvermögen in den Meßbe reichen 26 und 28 in unterschiedlicher Weise. Fig. 3 zeigt die Änderung des Reflexionsvermögens (Ordinate) über der Zeit (Abszisse). Die beiden Kurven 32 und 34 geben die unter schiedliche Änderung des Reflexionsvermögens in den unter schiedlich benetzten Meßbereichen 26 und 28 wieder. Der Wert Rl entspricht dem Leerwert des Meßfeldes vor dem Blutauftrag. Mit Hilfe der Auswerteschaltung 18 kann nun beispielsweise für beide Meßbereiche 26 und 28 jeweils die Zeit t1 bzw. t2 gemessen werden, für welche in beiden Meßbereichen 26, 28 der Meßwert R2 erreicht wurde. Während im Idealfall, in dem das gesamte Meßfeld 14 gleichförmig benetzt wurde, die beiden Kurven 32 und 34 zusammenfallen und sich auch damit kein Zeitunterschied für die beiden Meßkurven ergeben kann, wird im dargestellten Fall der Meßwert R2 für die beiden Kurven zu unterschiedlichen Zeiten t1 bzw. t2 registriert. Es wird nun ein Schwellwert für den Zeitunterschied Δt=t2-t1 vorgegeben. Wird dieser Schwellwert überschritten, erzeugt die Auswerte schaltung 18 auf der Anzeigeeinheit 20 eine Warnanzeige. Diese signalisiert dem Benutzer, das er nochmals Blut auf das Meßfeld 14 auftropfen soll, um eine korrekte Messung erzielen zu können. Es kann auch ein zweiter Schwellwert für Δt fest gelegt werden, oberhalb dessen eine Nachdosierung nicht mehr erfolgen darf, weil die Reaktion durch das zunächst aufgetra gene Blut bereits soweit fortgeschritten ist, daß das nachdo sierte Blut keine einheitliche Reaktion innerhalb des Meßfel des 14 mehr hervorrufen würde.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt die Meßoptik zwei vollständig getrennte Abtasteinheiten, bei de nen jeder Lichtquelle 22, 24 jeweils ein eigener Detektor 36 bzw. 38 zugeordnet ist, wobei je der Detektor 36, 38 in diesem Falle so ausgerichtet ist, daß er nur den jeweiligen Meßbereich 26 bzw. 28 erfaßt. Diese Lösung bietet die Möglichkeit, beide Meßbereiche 26 und 28 gleichzeitig zu beleuchten und zu vermessen. Ergibt die Messung zu einem gegebenen Zeitpunkt t ein ΔR=R1-R2 für die beiden Meßbereiche 26 und 28, so kann durch Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellwert für ΔR wiederum eine Warnanzeige erzeugt werden, die den Benutzer zu einer Nachdosierung auf fordert. Es kann auch ein weiterer Schwellwert für ΔR festgelegt werden, bei dessen Überschreiten eine Nachdosierung nicht mehr sinnvoll ist und die Messung insgesamt wiederholt werden muß.

Claims

1. Verfahren zur Messung der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, wobei die zu messende Flüssigkeit auf das aus einem hy drophilen Material bestehende Meßfeld (14) eines Test streifens (12) aufgetragen wird und die dadurch bewirkte Änderung des optischen Reflexions- oder Transmissionsver mögens im Bereich des Meßfeldes (14) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßfeld (14) in mindestens zwei Meßbereiche (26, 28) unterteilt wird, die getrennt ver messen werden, und daß eine Anzeige (20) betätigt wird, wenn nach einer vorgegebenen Zeit (t1, t2; t) die Diffe renz der für die beiden Meßbereiche (26, 28) erhaltenen Meßwerte einen vorgegebenen Wert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Meßbereiche (26, 28) zum selben vorgegebenen Zeit punkt (t) gemessen und die Meßwerte (R1, R2) miteinander verglichen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Meßbereich (26, 28) die Zeit (t1, t2) gemessen wird, die benötigt wird, bis die Änderung des Reflexions- oder Transmissionsvermögens einen vorgegebenen Wert (R2) erreicht hat, und daß bei Überschreiten einer vorgegebe nen Zeitspanne Δt eine Anzeige (20) betätigt wird.

4. Vorrichtung zum Messen der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, durch optisches Auswerten eines ein Meßfeld (14) für die zu vermessende Flüssigkeit enthaltenden Teststreifens (12), umfassend eine Streifenaufnahme (10) für den Test streifen (12), eine Meßoptik (16), eine Auswerteschaltung (18) und eine Anzeigeeinheit (20), dadurch gekennzeich net, daß die Meßoptik (16) mindestens zwei Abtasteinheiten (22, 24, 30; 22, 36, 24, 38) zum Abtasten mindestens zweier unterschiedlicher Meßbereiche (26, 28) hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheiten jeweils eine Licht-Sende- /Empfangseinheit (22, 36; 24, 38;) haben, die auf unter schiedliche Meßbereiche (26, 28) gerichtet und gleichzei tig betätigbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheiten jeweils einen Lichtsender (22, 24) haben, die auf unterschiedliche Meßbereiche (26, 28) ge richtet und zu unterschiedlichen Zeitpunkten betätigbar sind und daß das Meßfeld (14) durch einen den Abtastein heiten gemeinsamen Detektor (30) abtastbar ist.