DE202014011590U1

DE202014011590U1 - Systeme und Vorrichtungen zur energieeffizienten Aktivierung elektrischer Vorrichtungen

Info

Publication number: DE202014011590U1
Application number: DE202014011590.7U
Authority: DE
Original assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Current assignee: Abbott Diabetes Care Inc
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: AU2023216905A1; US20150018643A1; CN105188533A; CN105188533B; CN109222991A; JP6568517B2; US20230026648A1; WO2014179343A1; AU2019200231A1; JP7566706B2; JP2022001267A; AU2021203193B2; AU2014260023A1; AU2014260023B2; US20190142315A1; JP2020011070A; US11571149B1; US20220142523A1; EP2991552A4; CA2909552A1

Abstract

Vorrichtung zur In-vivo-Glucoseüberwachung eines Benutzers mit einem In-vivo-Glucosesensor, welche Vorrichtung umfasst:
(1) eine Sensorsteuervorrichtung, die konfiguriert ist, auf der Haut des Benutzers getragen zu werden, wobei die Sensorsteuervorrichtung aufweist:
ein Sensorsteuervorrichtungsgehäuse, das eine Umhüllung definiert; und
Sensorelektronik, die in der Umhüllung angeordnet ist, wobei die Sensorelektronik eine In-vivo-Glucoseüberwachungsschaltung, eine Stromquelle und einen magnetischen Aktivierungssensor umfasst;
wobei die In-vivo-Glucoseüberwachungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie elektrisch mit einem In-vivo-Glucosesensor gekoppelt ist, der ein distales Ende mit einem auf Glucose reagierenden Enzym umfasst, und
wobei der magnetische Aktivierungssensor konfiguriert ist, die Sensorsteuervorrichtung beim Entfernen eines Magnetfeldes von einem ersten Energiezustand in einen zweiten Energiezustand zu überführen;
(2) einen Applikator, aufweisend:
ein Applikatorgehäuse;
eine abnehmbare Endkappe, die konfiguriert ist, mit dem Applikatorgehäuse durch eine Mehrzahl von komplementären Gewinden gekoppelt zu sein, wobei das Applikatorgehäuse und die abnehmbare Endkappe einen Innenraum des Applikators definieren;
eine Spitze; und
einen Magneten, der konfiguriert ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, wobei die Sensorsteuervorrichtung vor der Anwendung auf der Haut des Benutzers im Inneren des Applikators angeordnet ist, wobei der Applikator konfiguriert ist, die Spitze zu veranlassen, das distale Ende des In-vivo-Glucosesensors unter die Haut des Benutzers einzuführen, und konfiguriert ist, die Sensorsteuervorrichtung auf der Haut des Benutzers aufzubringen;
wobei die Spitze konfiguriert ist, sich automatisch zurückzuziehen, nachdem das distale Ende des In-vivo-Glucosesensors unter die Haut des Benutzers eingeführt wurde, und
wobei das Entfernen des Magnetfeldes und der Übergang der Sensorsteuervorrichtung vom ersten Energiezustand in den zweiten Energiezustand nach dem automatischen Zurückziehen der Spitze und dem Anbringen der Sensorsteuervorrichtung auf der Haut des Benutzers erfolgt.

Description

GEBIET
Der hier beschriebene Gegenstand bezieht sich allgemein auf das Ändern des Zustands des Stromverbrauchs einer elektrischen Vorrichtung auf effiziente Weise, beispielsweise innerhalb einer Analytüberwachungsumgebung.
HINTERGRUND
Die Detektion und/oder das Überwachen von Analytspiegeln wie z. B. Glucose, Ketone, Lactat, Sauerstoff, Hämoglobin A1C oder dergleichen kann für die Gesundheit einer Person mit Diabetes von entscheidender Bedeutung sein. Diabetiker überwachen im Allgemeinen ihren Glucosespiegel, um sicherzustellen, dass er in einem klinisch sicheren Bereich gehalten wird, und können diese Informationen auch verwenden, um zu bestimmen, ob und/oder wann Insulin benötigt wird, um den Glucosespiegel im Körper zu senken, oder wann zusätzliche Glucose benötigt wird, um den Glucosespiegel im Körper zu erhöhen.
Zunehmende klinische Daten zeigen eine starke Korrelation zwischen der Häufigkeit der Blutzuckerüberwachung und der glykämischen Kontrolle. Trotz einer solchen Korrelation überwachen viele Diabetiker ihren Glucosespiegel aufgrund einer Kombination von Faktoren, die Bequemlichkeit, Diskretion bei der Durchführung von Tests, mit der Glucosemessung verbundenen Schmerzen und Kosten nicht so häufig, wie sie sollten. Aus diesen und anderen Gründen besteht ein Bedarf an verbesserten Systemen, Vorrichtungen und Verfahren zur Analytüberwachung.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wurden zahlreiche Systeme zur automatischen Überwachung von Analyten wie z. B. Glucose in einer Körperflüssigkeit eines Anwenders, z. B. im Blut, in der interstitiellen Flüssigkeit („ISF“), in der Hautflüssigkeit oder in einer anderen biologischen Flüssigkeit entwickelt. Einige dieser Systeme enthalten einen Sensor, der wenigstens teilweise „in vivo“ in dem Anwender positioniert werden kann, z. B. transkutan, subkutan oder dermal, um mit der Körperflüssigkeit des Anwenders in Kontakt zu kommen und die darin enthaltenen Analytspiegel zu erfassen. Diese Systeme werden daher als In-vivo-Analytüberwachungssysteme bezeichnet.
Der Sensor ist im Allgemeinen Teil eines Sensorsteuervorrichtung, die sich am (oder im) Körper des Anwenders befindet, und enthält die Elektronik und die Stromquelle, die das Erfassen des Analyten ermöglichen und steuern. Die Sensorsteuervorrichtung und Abwandlungen davon können als eine „Sensorsteuereinheit“, eine „Körperelektronik“-Vorrichtung oder -Einheit, „Körper-“ Vorrichtung oder -Einheit oder eine „Sensordatenkommunikations“-Vorrichtung oder -Einheit bezeichnet sein, um nur einige zu nennen.
Die mit der Sensorsteuervorrichtung erfassten Analytdaten können an eine separate Vorrichtung kommuniziert werden, die diese erfassten Analytdaten in einer beliebigen Anzahl von Formen verarbeiten und/oder dem Anwender anzeigen kann. Diese Vorrichtung und Abwandlungen davon können als eine „Lesevorrichtung“ (oder einfach ein „Lesegerät“), „Handgerät-Elektronik“ (oder Handgerät), eine „tragbare Datenverarbeitungs“-Vorrichtung oder -Einheit, ein „Datenempfänger“, eine „Empfänger“-Vorrichtung (oder einfach ein „Empfänger“) oder eine „entfernte“ Vorrichtung oder Einheit bezeichnet sein, um nur einige zu nennen. Die Lesevorrichtung kann eine Vorrichtung zur dedizierten Verwendung, ein Smartphone, ein Tablet, eine am Körper tragbare elektronische Vorrichtung wie z. B. eine intelligente Brillenvorrichtung oder anderes sein.
In-vivo-Analytüberwachungssysteme können basierend auf der Art der Datenkommunikation zwischen der Lesevorrichtung und der Sensorsteuervorrichtung grob klassifiziert werden. Ein Typ eines In-vivo-Systems ist ein System zur „kontinuierlichen Analyseüberwachung“ (oder ein System zur „kontinuierlichen Glucoseüberwachung“), bei dem die Daten von der Sensorsteuervorrichtung kontinuierlich und ohne Aufforderung an die Lesevorrichtung rundgesendet werden können, z. B. automatisch nach einem Rundsendeplan. Ein weiterer Typ von In-vivo-Systemen ist ein „Flash-Analytüberwachungs“-System (oder „Flash-Glucoseüberwachungs“-System oder einfach „Flash“-System), bei dem Daten von der Sensorsteuervorrichtung als Reaktion auf einen Scan oder eine Datenanforderung durch die Lesevorrichtung übertragen werden können, wie z. B. mit einem Nahfeldkommunikations-(NFC)- oder Hochfrequenzidentifizierung- (RFID) Protokoll.
Es wird hier eine Reihe von Beispielausführungsformen für Systeme, Vorrichtungen und Verfahren bereitgestellt, die es ermöglichen, den Zustand (oder die Betriebsart) des Stromverbrauchs für eine Vorrichtung, wie z. B. eine Sensorsteuervorrichtung, auf energieeffiziente Weise zu ändern. Das Ändern des Zustands des Stromverbrauchs kann beispielsweise den Wechsel von einem Niedrigleistungszustand (z. B. ausgeschaltet) zu einem Zustand mit höherer Leistung (z. B. eingeschaltet) enthalten. In einigen Fällen wird diese Änderung des Zustands als „Aktivierung“ bezeichnet und wird beispielsweise eingesetzt, wenn eine Sensorsteuervorrichtung zum ersten Mal durch einen Träger in Gebrauch genommen wird. Zur Vereinfachung der Darstellung beziehen sich viele der hier beschriebenen Ausführungsformen auf die Änderung des Leistungszustands einer Sensorsteuervorrichtung, obwohl diese Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind.
In speziellen Ausführungsformen ist ein Aktivierungssensor mit der Sensorsteuerungsvorrichtung ausgestattet, und die Betätigung des Aktivierungssensors bewirkt die Aktivierung der internen Elektronik. Der Aktivierungssensor kann ein optischer Aktivierungssensor sein, der eine Reaktion produziert, wenn er optischem Umgebungslicht oder einer anderen Lichtquelle ausgesetzt ist. Die Lichteinwirkung (oder ein anderer Auslöser wie z. B. ein Magnetfeld) und die anschließende Aktivierung kann erfolgen, bevor die Vorrichtung am Körper eines Anwenders appliziert wird, z. B. während des Auspackens der Applikatoranordnung. Der optische Aktivierungssensor kann Teil einer Aktivierungsschaltung für die Sensorsteuervorrichtung sein. Bei Lichteinwirkung kann der optische Aktivierungssensor, der in Form eines optisch aktivierbaren Schalters sein kann, die Aktivierungsschaltung veranlassen, einen bordeigenen Prozessor zu starten. Der Prozessor wiederum kann die interne Elektronik während der Dauer der Verwendung der Sensorsteuervorrichtung oder während der Lebensdauer der Stromversorgung der Vorrichtung in dem aktiven Zustand halten. Die Verifizierung des Starts der Elektronik kann durch den Anwender oder automatisch durch das System ausgeführt werden, wie z. B. durch Erzeugung einer Nachricht oder einer anderen Angabe für den Anwender an der Lesevorrichtung. Außerdem sind Verfahren zum Herstellen der Sensorsteuervorrichtung mit einem Sensorsteuerungsaktivierungssensor, wie z. B. einem optischen Sensor, bereitgestellt.
In anderen Ausführungsformen ist die Sensorsteuervorrichtung in der Lage, Übertragungen über ein Drahtloskommunikationsprotokoll zu nutzen, um einen Leistungszustand zu ändern oder zu erkennen, wann eine solche Änderung vorgenommen werden sollte.
Beispielsweise kann die Sensorsteuervorrichtung in der Lage sein, Kommunikationen gemäß einem Bluetooth-Low-Energy- (BTLE-) Protokoll zu senden und zu empfangen. In speziellen Ausführungsformen kann die Sensorsteuervorrichtung, während sie in einem ersten Leistungszustand arbeitet (z. B. einem Niedrigleistungszustand wie z. B. einem ausgeschalteten oder inaktivierten Zustand, einem Lagerzustand oder einem Ruhezustand), eine solche Drahtloskommunikation von der Lesevorrichtung empfangen und erkennen, dass sie eine BTLE-Ankündigungssequenz oder ein Teil davon ist (oder eine einzelne Ankündigungsnachricht ist). Die Erkennung kann entweder durch Hardware oder Software vorgenommen werden. Nach dieser Erkennung kann die Sensorsteuervorrichtung in einen zweiten Zustand mit höherer Leistung wechseln (z. B. einen Zustand mit höherem Stromverbrauch als der erste Zustand, wie z. B. einen eingeschalteten oder aktivierten Zustand oder einen Wachzustand). In speziellen Ausführungsformen kann die Sensorsteuervorrichtung die Ankündigungssequenz erkennen, ohne die Kommunikation vorher zu demodulieren.
In einigen Ausführungsformen empfängt die Sensorsteuervorrichtung eine zweite oder nachfolgende Ankündigungssequenz von der Lesevorrichtung, wenn sie sich in dem zweiten Leistungszustand befindet. Die Sensorsteuervorrichtung kann die zweite Ankündigungssequenz demodulieren und bestimmen, ob sie eine Aktivierungsanforderungsnachricht enthält, und, falls ja, dann eine Bestätigungsantwort an die Lesevorrichtung senden. Falls die demodulierte Kommunikation die Aktivierungsanforderung nicht enthält, kann dann der Zustand der Sensorsteuervorrichtung zurück in den ersten Leistungszustand geändert werden. In einigen Ausführungsformen ist die erste Leistungsbetriebsart ein Ruhebetriebsart (oder Lagerbetriebsart) und die zweite Leistungsbetriebsart ist eine Normalbetriebsart.
Es werden auch zahlreiche Abwandlungen der vorstehend genannten Ausführungsformen bereitgestellt. Beispielweise kann die Ankündigungssequenz eine Reihe von Ankündigungspaketen enthalten, die in einem vorbestimmten Zeitabstand gesendet werden. Die Ankündigungssequenz kann einen verbindungsfähigen gerichteten Ankündigungspakettyp, einen verbindungsfähigen ungerichteten Ankündigungspakettyp, einen nicht verbindungsfähigen ungerichteten Ankündigungspakettyp oder einen abtastbaren ungerichteten Ankündigungspakettyp enthalten, von denen jeder die Aktivierungsanforderungsnachricht sein kann.
In nochmals anderen Ausführungsformen können aufeinanderfolgende Hochfrequenz-Kommunikationen (HF-Kommunikationen) verwendet werden, um beispielsweise die Sensorsteuervorrichtung mit Strom zu versorgen. Die Sensorsteuervorrichtung kann in einem Niedrigleistungszustand sein (z. B. in einer ausgeschalteten oder deaktivierten Betriebsart, einer Lagerbetriebsart oder einer Ruhebetriebsart), in dem nicht die volle Betriebsleistung zugeführt wird. Die Sensorsteuervorrichtung kann die Leistung der empfangenen Drahtloskommunikationen nutzen, um eine lokale Stromquelle zu veranlassen, mit der Zuführung der Betriebsleistung zu beginnen, wodurch sie die Sensorsteuervorrichtung in einen Zustand mit höherer Leistung überführt (z. B. einen normalen, wachen oder aktivierten Betriebszustand). In vielen dieser Ausführungsformen werden die Drahtloskommunikationen in Übereinstimmung mit einem Nahfeldkommunikations- (NFC-) Protokoll gesendet und empfangen, obwohl auch andere Protokolle verwendet werden können.
Es werden auch adaptive Ausführungsformen beschrieben, bei denen die Leistungsbetriebsart der Sensorsteuervorrichtung direkt oder indirekt durch die Lesevorrichtung überwacht wird und eines oder mehrerer aus der Anzahl, der Art, dem Abstand oder der Leistung der aufeinanderfolgenden Drahtloskommunikationen durch die Lesevorrichtung angepasst werden, bis eine ausreichende Leistung zugeführt wird, um ermöglichen, dass die Sensorsteuervorrichtung zu einer Betriebsart mit höherer Leistung übergeht. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind insbesondere geeignet, wenn die Lesevorrichtung in Form eines Smartphones ist.
Andere Systeme, Vorrichtungen, Verfahren, Merkmale und Vorteile des hier beschriebenen Gegenstands sind oder werden für einen Fachmann bei Betrachtung der folgenden Figuren und der ausführlichen Beschreibung offensichtlich. Es ist beabsichtigt, dass alle diese zusätzlichen Systeme, Vorrichtungen, Verfahren, Merkmale und Vorteile, die in dieser Beschreibung enthalten sind, in den Schutzbereich des hier beschriebenen Gegenstands fallen und durch die beigefügten Ansprüche geschützt sind. Die Merkmale der Beispielausführungsformen sind keinesfalls als Einschränkung der beigefügten Ansprüche zu verstehen, es sei denn, diese Merkmale sind in den Ansprüchen ausdrücklich aufgeführt.
Figurenliste
Die Einzelheiten des hier dargelegten Gegenstands, sowohl hinsichtlich seiner Struktur als auch seiner Funktionsweise, sind aus den beigefügten Figuren, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen, ersichtlich. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, die Betonung liegt vielmehr auf der Darstellung der Prinzipien des Gegenstands. Außerdem sollen alle Darstellungen Konzepte übermitteln, wobei relative Größen, Formen und andere genaue Attribute eher schematisch als wörtlich oder präzise dargestellt sein können.

1 ist ein Übersichtsdiagramm, das eine Beispielausführungsform für ein Analytüberwachungssystem zur Echtzeitmessung von Analyten (z. B. Glucose), Datenerfassung und/oder Verarbeitung abbildet.
2A ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielausführungsform einer als ein Smartphone konfigurierten Lesevorrichtung abbildet.
2B-C sind Blockdiagramme, die Beispielausführungsformen einer Sensorsteuervorrichtung abbilden.
3 ist eine schematische Blockansicht, die eine Beispielausführungsform einer Sensorelektronik mit einer optisch-basierten Aktivierungsschaltung abbildet.
4 ist ein Ablaufplan, der eine Beispielausführungsform eines Verfahrens zum Verwenden des Analytüberwachungssystems mit einem optischen Sensor abbildet.
5A-I sind Darstellungen der Schritte zum Ausführen einer Beispielausführungsform eines Verfahrens zum Verwenden des Analytüberwachungssystems mit einem optischen Sensor.
6A ist eine Explosionsansicht einer Beispielausführungsform einer Applikators.
6B ist eine Explosionsansicht einer Beispielausführungsform eines Behälters für eine Sensoranordnung.
7 ist eine schematische Blockansicht, die eine Beispielausführungsform einer Sensorelektronik mit eine magnetisch-basierten Aktivierungsschaltung abbildet.
8 ist ein Ablaufplan, der eine Beispielausführungsform eines Verfahrens zum Verwenden des Analytüberwachungssystems mit einem Magnetsensor abbildet.
9A-D sind Konstruktionsansichten einer Sensorsteuervorrichtungs-Unterbaugruppe.
9E ist eine perspektivische Ansicht einer vollständigen Sensorelektronik-Unterbaugruppe.
10A-D stellen den Prozess für Co-Spritzguss/Umspritzen der Ausführungsform von 9E dar.
11A-C sind Anordnungs- und Schnittansichten einer alternativen Schnappverbindungs-Ausführungsform für die Anordnung von 9E.
12A-C sind Anordnungsansichten, die das Aufbringen einer rückseitigen Klebeschicht bei der Herstellung einer endgültigen, gebrauchsfertigen Sensorsteuervorrichtung darstellen.
13-14 sind Blockdiagramme, die Beispielausführungsformen von Verfahren zum Aufbauen der Kommunikation zwischen einer Sensorsteuervorrichtung und einer Lesevorrichtung abbilden.
15 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Beispielausführungsform einer Sensorsteuervorrichtung abbildet.
16 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielausführungsform einer Leistungsmanagementschaltungsanordnung abbildet.
17A-B sind Flussdiagramme, die eine Beispielausführungsform eines Verfahrens zur Stromversorgung für eine Sensorsteuervorrichtung mit aufeinanderfolgenden HF-Kommunikationen, die durch eine Lesevorrichtung gesendet werden, abbilden.
18 ist ein konzeptionelles Zeitdiagramm, das die Leistungsstufen einer Lesevorrichtung und einer Sensorsteuervorrichtung sowie verschiedene Kommunikationen und Kommunikationsversuche zwischen diesen Vorrichtungen abbildet.
19 ist ein Ablaufplan, der eine Beispielausführungsform eines Verfahrens zum adaptiven Zuführen von Leistung zu einer Sensorsteuervorrichtung abbildet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Der vorliegende Gegenstand ist nicht auf die beschriebenen speziellen Ausführungsformen beschränkt, da diese nur Beispiele sind und natürlich variieren können. Ebenso dient die hier verwendete Terminologie nur der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und ist nicht als einschränkend vorgesehen, da der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nur durch die beigefügten Ansprüche eingeschränkt ist.
In herkömmlichen Analytüberwachungssystemen besitzt die Sensorsteuervorrichtung eine kleine physikalische Form, die es ermöglicht, dass sie durch den Anwender unauffällig am Körper getragen werden kann. Das beschränkt die Größe der internen Elektronik und der Stromquelle der Vorrichtung. Falls die Sensorsteuervorrichtung eine begrenzte Lebensdauer besitzt, die durch die langfristigen Zuverlässigkeit des Sensors vorgegeben ist (z. B. vierzehn Tage), dann dient sie zum einmaligen Gebrauch und ist durch eine weitere Vorrichtung zu ersetzen. Das Bestreben, die Kosten für jede Vorrichtung zu minimieren, erhöht ferner den Druck, die Größe der Stromquelle und den Umfang, in dem sie verwendet wird, zu minimieren. Die Leistungsanforderung der Elektronik der Sensorsteuervorrichtung und der Umfang, in dem die Software diese Elektronik betreibt, werden daher in dem Konstruktionsprozess minimiert.
Zu diesem Zweck wird die Sensorsteuervorrichtung häufig in einer Niedrigleistungsbetriebsart ausgeliefert und gelagert, in der die Stromquelle die gesamte oder einen Großteil der Sensorelektronik nicht mit Betriebsstrom versorgt. In einigen Ausführungsformen ist nur die Drahtloskommunikationsschaltungsanordnung aktiv und arbeitet in einer Betriebsart, die einen minimalen Ruhestrom zieht, um auf ein aktivierendes RF-Signal zu warten.
In dieser Niedrigleistungsbetriebsart kann die Stromquelle mechanisch von der internen Elektronik getrennt sein (z. B. durch Anbringen eines ablösbaren Isolators zwischen den Kontakten der Vorrichtung und der Stromquelle), elektronisch (wie z. B. mit einer steuerbaren Isolationsschaltung) auf eine Weise, die den Leckstrom aus der Quelle minimiert wird, oder auf andere Weise. Die Stromquelle kann verbunden werden, sobald der Träger bereit ist, mit der Anwendung des Sensors zu beginnen.
Viele der hier beschriebenen Ausführungsformen stellen Techniken zum Ändern des Leistungszustands einer Sensorsteuervorrichtung mit im Vergleich zu herkömmlichen Techniken verbesserter Effizienz, Kosten und reduzierter Hardware und Software (unter anderem) bereit.
Eine Beispielausführungsform eines In-vivo-Analytüberwachungssystems 100, mit dem die hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können, ist in der erläuternden Ansicht von 1 abgebildet. Hier enthält das System 100 eine Sensorsteuervorrichtung 102 und eine Lesevorrichtung 120, die über einen lokalen Drahtloskommunikationspfad (oder eine Verbindung) 140, der unidirektional oder bidirektional sein kann, miteinander kommunizieren können. Die über die Verbindung 140 gesendeten Kommunikationen enthalten digitale Nachrichten in einem Rahmenformat (das Pakete enthält) und können auf einem Nahfeldkommunikations- (NFC-) Protokoll (das ein RFID-Protokoll enthält), einem Bluetooth- oder Bluetooth-Low-Energy- (BTLE-) Protokoll, einem Wi-Fi-Protokoll, einem proprietären Protokoll oder anderen basieren. Die Lesevorrichtung 120 ist auch zu drahtgebundener, drahtloser oder kombinierter Kommunikation über die Kommunikationspfade (oder Verbindungen) 141 und 142 mit anderen Systemen oder Vorrichtungen, wie z. B. einem Computersystem 170 (z. B. einem Server für eine Website, einem Personalcomputer, einem Tablet und dergleichen) oder einem Cloud-basierten Speicher 190 in der Lage.
Für die Kommunikations-Verbindungen 140, 141 und 142 kann irgendeine Version von Bluetooth verwendet werden. Eine dieser Versionen ist Bluetooth Low Energy (BTLE, BLE), die auch als Bluetooth SMART oder Bluetooth SMART Ready bezeichnet wird. Eine Version von BTLE ist in der Bluetooth-Spezifikation, Version 4.0, veröffentlicht am 30. Juni 2010, beschrieben, die hier ausdrücklich für alle Zwecke durch Bezugnahme aufgenommen ist. Es wird darauf hingewiesen, dass ein normaler Fachmann leicht erkennen wird, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen mit nachfolgenden Iterationen der Bluetooth-Protokolle oder mit neuen Protokollen, die in ähnlicher Weise wie die hier beschriebenen Bluetooth-Protokolle arbeiten, verwendet werden können, unabhängig davon, ob diese Protokolle zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung bereits existieren.
Die Verwendung von BTLE-Kommunikation (oder anderen Niederenergie-Drahtlosstandards) ermöglicht einen reduzierten Energieverbrauch, was besonders wichtig bei der Ausführung von Datenübertragungen zwischen der Sensorsteuervorrichtung 102 und der Lesevorrichtung 120 über die Verbindung 140 sein kann. Dies wiederum ermöglicht entweder eine Reduktion der Batteriegröße in der Sensorsteuervorrichtung 102 oder eine Verlängerung der Batterielebensdauer (oder Kombinationen davon).
Die Verwendung Niederenergie-Drahtloskommunikationsprotokolls kann ermöglichen, dass die jeweiligen Kommunikationsschnittstellen beispielsweise einen kleineren Betriebszyklus (d. h. weniger häufigen aktiven Betrieb, der weniger Batterieleistung verbraucht), kürzere Nutzungszeitspannen oder eine beliebige Kombination daraus besitzen. Zusätzlich zu BTLE können auch andere Drahtlosprotokolle wie z. B. Wi-Fi, Mobilfunk, Zigbee und kundenspezifische Protokolle anstelle von oder zusätzlich zu BTLE für die Verbindungen 140, 141 und 142 verwendet werden. Diese anderen Protokolle benötigen jedoch typischerweise entweder mehr Energie als BTLE, sind nicht weithin in Smartphones oder Tablets integriert oder sind nicht für den weltweiten Einsatz zugelassen. Heute und in absehbarer Zukunft werden Smartphones, Tablets und andere tragbare Berechnungsvorrichtungen mit Bluetooth-Fähigkeit ausgestattet, da diese Protokollfamilie weithin als die komfortabelste betrachtet wird, um eine Kommunikation in unmittelbarer Nähe z. B. zwischen einem Tablet und den Peripheriegeräten des Tablets (z. B. drahtloses Headset, Maus, Tastatur usw.) zu erreichen.
Andere Ausführungsformen der Sensorsteuervorrichtung 102 und der Lesevorrichtung sowie andere Komponenten eines in-vivo-basierten Analytüberwachungssystems, die zur Verwendung mit den hier dargelegten System-, Vorrichtungs- und Verfahrensausführungsformen geeignet sind, werden in der US-Patentanmeldung Publ.-Nr. 2011/0213225 (der Publikation '225) beschrieben, die hier vollständig für alle Zwecke durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann ein Gehäuse 103 enthalten, das eine In-vivo-Analytüberwachungsschaltungsanordnung und eine Stromquelle enthält (in 2B-C gezeigt). Die In-vivo-Analytüberwachungsschaltungsanordnung ist elektrisch mit einem Analytsensor 104 gekoppelt, der sich durch ein Pflaster 105 erstreckt und aus dem Gehäuse 103 hervorsteht. Eine Klebemittelschicht (nicht gezeigt) kann an der Basis des Pflasters 105 angebracht sein, um es an der Hautoberfläche des Körpers des Anwenders zu befestigen. Zusätzlich oder anstelle eines Klebemittels können auch andere Formen der Befestigung verwendet werden. Der Sensor 104 ist so ausgelegt, dass er wenigstens teilweise in den Körper des Anwenders eingeführt werden kann, wo er mit der Körperflüssigkeit des Anwenders in Kontakt kommen kann und, sobald er aktiviert ist, zusammen mit der In-vivo-Analytüberwachungsschaltungsanordnung verwendet werden kann, um analytbezogene Daten des Anwenders zu messen und zu sammeln. Im Allgemeinen können die Sensorsteuervorrichtung 102 und ihre Komponenten mit einem mechanischen Applikator 150 in einem oder mehreren Schritten auf den Körper appliziert werden, wie in der aufgenommenen Publikation '225 beschrieben oder auf jede andere gewünschte Weise.
Nach der Aktivierung kann die Sensorsteuervorrichtung 102 die gesammelten Analytdaten (wie z. B. Daten, die dem überwachten Analytspiegel und/oder den überwachten Temperaturdaten entsprechen, und/oder gespeicherte auf den Analyten bezogenen Verlaufsdaten) drahtlos an die Lesevorrichtung 120 kommunizieren, wo sie in speziellen Ausführungsformen algorithmisch zu Daten, die für den Analytspiegel des Anwenders repräsentativ sind, verarbeitet werden und dann dem Anwender angezeigt und/oder anderweitig in ein Diabetesüberwachungsregime integriert werden können.
Wie in 1 gezeigt, enthält die Lesevorrichtung 120 eine Anzeigevorrichtung 122 zum Ausgeben von Informationen an den Anwender und/oder zum Annehmen von Eingaben des Anwenders (z. B. falls sie als ein berührungssensitiver Bildschirm konfiguriert ist) und eine optionale Anwenderschnittstellenkomponente 121 (oder mehrere), wie z. B. eine Taste, einen Aktor, einen berührungssensitiven Schalter, einen kapazitiven Schalter, einen druckempfindlichen Schalter, ein Jogwheel oder dergleichen. Die Lesevorrichtung 120 kann auch einen oder mehrere Datenkommunikationsanschlüsse 123 zur drahtgebundenen Datenkommunikation mit externen Vorrichtungen wie z. B. dem Computersystem 170 (nachstehend beschrieben) enthalten. Die Lesevorrichtung 120 kann auch ein In-vitro-Analytmessgerät enthalten, das einen In-vitro-Teststreifeneingang (nicht gezeigt) zur Aufnahme eines In-vitro-Analytteststreifens zum Ausführen von In-vitro-Analytmessungen enthält.
Das Computersystem 170 kann durch den Anwender oder eine medizinische Fachkraft verwendet werden, um die gesammelten Analytdaten mit einem Informatik-Softwareprogramm anzuzeigen und/oder zu analysieren. Das Computersystem 170 kann ein Personalcomputer, ein Server-Endgerät, ein Laptop-Computer, ein Tablet oder eine andere geeignete Datenverarbeitungsvorrichtung sein und kann Software für Datenmanagement und -analyse und die Kommunikation mit den Komponenten in dem Analytüberwachungssystem 100 sein (oder enthalten).
Die Verarbeitung von Daten und die Ausführung von Software in dem System 100 kann durch einen oder mehrere Prozessoren der Lesevorrichtung 120, des Computersystems 170 und/oder der Sensorsteuervorrichtung 102 ausgeführt werden. Beispielsweise können die durch den Sensor 104 gemessenen Rohdaten algorithmisch in einen Wert verarbeitet werden, der den Analytspiegel repräsentiert und zur Anzeige für den Anwender geeignet ist und dies kann in der Sensorsteuervorrichtung 102 stattfinden oder kann in der Lesevorrichtung 120 oder dem Computersystem 170 nach dem Empfang der Rohdaten von der Sensorsteuervorrichtung 102 stattfinden. Diese und irgendwelche anderen aus den Rohdaten abgeleiteten Informationen können auf jede der vorstehend (in Bezug auf die Anzeigevorrichtung 122) beschriebenen Arten auf einer beliebigen Anzeigevorrichtung, die sich in irgendeinem aus der Sensorsteuervorrichtung 102, der Lesevorrichtung 120 oder dem Computersystem 170 befindet, angezeigt werden. Die Informationen können durch den Anwender benutzt werden, um irgendwelche notwendigen Korrekturmaßnahmen zu bestimmen, um sicherzustellen, dass der Analytspiegel in einem zulässigen und/oder klinisch sicheren Bereich bleibt.
Wie vorstehend diskutiert, kann die Lesevorrichtung 120 eine Mobilkommunikationsvorrichtung sein, wie z. B. ein Wi-Fi- oder internetfähiges Smartphone, ein Tablet oder ein persönlicher digitaler Assistent (PDA). Beispiele für Smartphones können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Telefone, die auf einem WINDOWS-Betriebssystem, ANDROID-Betriebssystem, IPHONE-Betriebssystem, PALM WEBOS, BLACKBERRY-Betriebssystem oder SYMBIAN-Betriebssystem basieren, mit Datennetzkonnektivitätsfunktionalität zur Datenkommunikation über eine Internet-Verbindung und/oder ein lokales Netzwerk (LAN) enthalten.
Die Lesevorrichtung 120 kann auch als mobile, intelligente, am Körper tragbare Elektronikanordnung konfiguriert sein, wie z. B. eine optische Anordnung, die über oder neben dem Auge des Anwenders getragen wird (z. B. ein intelligentes Glas oder eine intelligente Brille, wie GOOGLE GLASSES). Diese optische Anordnung kann eine lichtdurchlässige Anzeigevorrichtung aufweisen, die dem Anwender Informationen über den Analytspiegel des Anwenders (wie hier beschrieben) anzeigt, während der Anwender gleichzeitig durch die Anzeigevorrichtung hindurchsehen kann, so dass die Gesamtsicht des Anwenders nur minimal behindert wird. Die optische Anordnung kann ähnlich dem Smartphone zur Drahtloskommunikation fähig sein. Andere Beispiele für an Körper tragbare Elektronik sind Vorrichtungen, die um das Handgelenk (z. B. eine Uhr usw.), den Hals (z. B. eine Halskette usw.), den Kopf (z. B. ein Stirnband, ein Hut usw.), die Brust oder ähnliches getragen werden.
2A ist ein Blockdiagramm einer Beispielausführungsform einer Lesevorrichtung 120 in Form eines Smartphones. Hier enthält die Lesevorrichtung 120 eine Eingabekomponente 121, eine Anzeigevorrichtung 122 und eine Verarbeitungshardware 206, die einen oder mehrere Prozessoren, Mikroprozessoren, Steuereinheiten und/oder Mikrosteuereinheiten enthalten kann, die jeweils ein diskreter Chip sein können oder auf eine Anzahl verschiedener Chips (und einen Abschnitt davon) verteilt sein kann. Die Verarbeitungshardware 206 enthält einen Kommunikationsprozessor 202 mit integriertem Speicher 203 und einen Anwendungsprozessor 204 mit integriertem Speicher 205. Die Lesevorrichtung 120 enthält ferner einen HF-Sender/Empfänger 208, der mit einer HF-Antenne 209 gekoppelt ist, einen Speicher 210, eine NFC-Kommunikationsschaltungsanordnung 207, die mit einer Antenne 217 gekoppelt ist, eine Bluetooth-Kommunikationsschaltungsanordnung 219, die mit einer Antenne 220 gekoppelt ist, eine Multifunktionsschaltungsanordnung 212 mit einer oder mehreren zugeordneten Antennen 214, eine Stromversorgung 216 und eine Leistungsmanagementschaltungsanordnung 218. 2A ist eine verkürzte Repräsentation der internen Komponenten eines Smartphones, wobei natürlich auch andere Hardware und Funktionen (z. B. Codecs, Treiber, Glue-Logik usw.) enthalten sein können.
Der Kommunikationsprozessor 202 kann eine Schnittstelle zu dem HF-Sender/Empfänger 208 bilden und Analog/Digital-Umsetzungen, Codieren und Decodieren, digitale Signalverarbeitung und andere Funktionen ausführen, die die Umsetzung von Sprach-, Video- und Datensignalen in ein Format (z. B. In-Phase und Quadratur) erleichtern, das für zum Bereitstellen für den HF-Sender/Empfänger geeignet ist, der die Signale dann drahtlos übertragen kann. Der Kommunikationsprozessor 202 kann auch eine Schnittstelle zu dem HF-Sender/Empfänger 208 bilden, um die umgekehrten Funktionen, die zum Empfangen einer Drahtlosübertragung und deren Umsetzung in digitale Daten, Sprache und Video erforderlich sind, auszuführen.
Der Anwendungsprozessor 204 kann dazu ausgelegt sein, das Betriebssystem und alle Softwareanwendungen, die sich auf der Lesevorrichtung 120 befinden, auszuführen, Videos und Grafiken zu verarbeiten und diejenigen anderen Funktionen auszuführen, die nicht mit der Verarbeitung der über die HF-Antenne 209 gesendeten und empfangenen Kommunikationen zusammenhängen, wie z. B. die Handhabung und Formatierung von NFD- oder Bluetooth-Kommunikationen. Auf der Lesevorrichtung 120 kann eine beliebige Anzahl von Anwendungen gleichzeitig ausgeführt werden, die typischerweise eine oder mehrere Anwendungen, die mit einem Diabetes-Überwachungsregime zusammenhängen, zusätzlich zu den anderen gewöhnlich verwendeten Anwendungen, z. B. E-Mail, Kalender, usw., enthalten.
Der Speicher 210 kann von einer oder mehreren der in der Lesevorrichtung 120 vorhandenen verschiedenen Funktionseinheiten gemeinsam verwendet werden oder auf zwei oder mehr von ihnen verteilt sein (z. B. als separate Speicher, die in verschiedenen Chips vorhanden sind). Der Speicher 210 kann auch ein separater, eigener Chip sein. Der Speicher 210 ist nicht-transitorisch und kann ein flüchtiger (z. B. RAM usw.) und/oder nichtflüchtiger Speicher (z. B. ROM, Flash-Speicher, F-RAM usw.) sein.
Die NFC-Kommunikationsschaltungsanordnung 207 kann als ein oder mehrere Chips und/oder Komponenten implementiert sein, die Funktionen einer Steuereinheit (z. B. Pegel- und Datenmodusdetektion, Framing usw.), Analog/Digital-Umsetzungen (ADC und DAC) und analoge Schnittstellen mit der Antenne 217 (z. B. die Modulation und Demodulation von NFC-Kommunikationen) ausführen. Die Schaltungsanordnung 207 kann einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), eine Phasenregelkreis-Schaltungsanordnung (PLL-Schaltungsanordnung), einen Leistungsverstärker zum Senden von Kommunikationen und zugeordnete Filter zur Wellenformung enthalten. Die Antenne 217 kann als ein Schleifeninduktor implementiert sein, wie es für NFC-Plattformen typisch ist.
Ähnlich kann die Bluetooth-Kommunikationsschaltungsanordnung 219 als ein oder mehrere Chips und/oder Komponenten implementiert sein, die Funktionen einer Steuereinheit (z. B. Pegel- und Datenmodusdetektion, Framing usw.), Analog/Digital-Umsetzungen (ADC und DAC) und analoge Schnittstellen mit der Antenne 220 (z. B. Modulation und Demodulation) ausführen. Die Bluetooth-Kommunikationsschaltungsanordnung 219 kann konfiguriert sein, gemäß irgendeinem der hier beschriebenen Bluetooth-Standards zu arbeiten. Die Schaltungsanordnung 219 kann einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), eine Phasenregelkreis-Schaltungsanordnung (PLL-Schaltungsanordnung), einen Leistungsverstärker zum Senden von Kommunikationen und zugeordnete Filter zur Wellenformung enthalten.
Die Multifunktionsschaltungsanordnung 212 kann ebenfalls als ein oder mehrere Chips und/oder Komponenten, die eine Kommunikationsschaltungsanordnung enthalten, implementiert sein, die Funktionen wie z. B. die Handhabung von lokaler Drahtloskommunikation (z. B. Wi-Fi) und das Bestimmen der geografischen Position der Lesevorrichtung 120 (z. B. die Hardware des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS)) ausführen. Eine oder mehrere andere Antennen 214 sind je nach Bedarf der Multifunktionsschaltungsanordnung 212 zugeordnet. Die Lesevorrichtung 120 kann die gesamte NFC-Kommunikationsschaltungsanordnung 207, Bluetooth-Kommunikationsschaltungsanordnung 219 und die Multifunktionsschaltungsanordnung 212 enthalten oder einen oder mehrere dieser Blöcke (und die zugeordneten Antennen) weglassen, wie es für die individuelle Anwendung gewünscht ist, solange eine Art der Kommunikation mit der Sensorsteuervorrichtung 102 beibehalten wird.
Die Stromquelle 216 kann eine oder mehrere Batterien, die wiederaufladbar oder Einwegbatterien sein können, enthalten. Die Leistungsmanagementschaltungsanordnung 218 kann das Laden der Batterie regulieren und die Stromquellenüberwachung ausführen, die Leistung erhöhen, Gleichstromumsetzungen ausführen und dergleichen.
Strukturelle und funktionale Komponenten, die den mit Bezug auf 2A beschriebenen ähnlich sind, können in der Lesevorrichtung 120 auch in ihren anderen Formen vorhanden sein (z. B. als Vorrichtung zum dedizierten Gebrauch, Tablet, am Körper tragbare Vorrichtung und andere). Zusätzliche Beispiele für die Lesevorrichtung 120, die als eine Vorrichtung zum dedizierten Gebrauch konfiguriert ist, sind in der aufgenommenen vorläufigen Anmeldung mit der laufenden Nr. 61/817,839 und der Publikation '225 beschrieben.
2B ist ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform der Sensorsteuervorrichtung 102, die den Analytsensor 104 und eine Sensorelektronik 250 (die eine Analytüberwachungsschaltungsanordnung enthält) aufweist, zeigt. Obwohl eine beliebige Anzahl von Chips verwendet sein kann, ist hier der Großteil der Sensorelektronik auf einem einzigen Halbleiterchip 251 integriert, der eine kundenspezifische anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) sein kann. In der ASIC 251 sind spezielle hochrangige Funktionseinheiten gezeigt, die ein analoges Frontend (AFE) 252, eine Leistungsmanagement-- (oder Steuer-) Schaltungsanordnung 254, einen Prozessor 256 und eine Kommunikationsschaltungsanordnung 258 zur Kommunikation zwischen der Vorrichtung 102 und der Lesevorrichtung 120 enthalten. In dieser Ausführungsform sind sowohl das AFE 252 als auch der Prozessor 256 als Analytüberwachungsschaltungsanordnung verwendet, in anderen Ausführungsformen kann jedoch eine der Schaltungen (oder ein Abschnitt davon) die Analytüberwachungsfunktion ausführen. Der Prozessor 256 kann einen oder mehrere Prozessoren, Mikroprozessoren, Steuereinheiten und/oder Mikrosteuereinheiten enthalten.
Ein nicht-transitorischer Speicher 253 ist ebenfalls in der ASIC 251 enthalten und kann von den verschiedenen in der ASIC 251 enthaltenen Funktionseinheiten gemeinsam verwendet werden oder kann auf zwei oder mehrere von ihnen verteilt sein. Der Speicher 253 kann ein flüchtiger und/oder nichtflüchtiger Speicher sein. In dieser Ausführungsform ist die ASIC 251 mit der Stromquelle 260, z. B. einer Knopfzelle, gekoppelt. Das AFE 252 bildet eine Schnittstelle mit dem In-vivo-Analytsensor 104 und empfängt Messdaten von diesem, konditioniert das Datensignal und gibt das Datensignal in analoger Form an den Prozessor 256 aus, der wiederum einen Analog/Digital-Umsetzer (ADC) verwendet, um die Daten in digitale Form umzusetzen (nicht gezeigt), und dann die Daten verarbeitet, um das Endergebnis diskreter Analytwerte, Trendwerte usw. zu erreichen.
Diese Daten können dann für die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 zur Verfügung gestellt werden, um sie mit Hilfe der Antenne 261 an die Lesevorrichtung 120 (nicht gezeigt) zu senden, wo weiteres Verarbeiten ausgeführt werden kann. Die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 kann gemäß einem der hier beschriebenen NFC-, Bluetooth- und Wi-Fi-Kommunikationsprotokolle oder irgendeinem anderen gewünschten Kommunikationsprotokoll arbeiten, abhängig von der ausgewählten Art der Kommunikation mit der Lesevorrichtung 120. Beispielsweise kann die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 funktionale und diskrete Komponenten enthalten, die denen der NFC-Kommunikationsschaltungsanordnung 207 oder der Bluetooth-Kommunikationsschaltungsanordnung 219, wie sie in Bezug auf 2A beschrieben sind, ähnlich sind.
2C ist ähnlich 2B, enthält jedoch stattdessen zwei diskrete Halbleiterchips 262 und 263, die zusammen oder separat gepackt sein können. Hier befindet sich das AFE 252 auf der ASIC 262. Der Prozessor 256 ist mit der Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 und der Kommunikationsschaltungsanordnung 258 auf dem Chip 263 integriert. In einer Beispielausführungsform ist das AFE 252 mit der Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 und dem Prozessor 256 auf einem Chip kombiniert, während die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 auf einem separaten Chip ist. In einer weiteren Beispielausführungsform sind sowohl das AFE 252 als auch die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 auf einem Chip, und der Prozessor 256 und die Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 sind auf einem weiteren Chip. Andere Chip-Kombinationen, die drei oder mehr Chips enthalten, die jeweils für die beschriebenen getrennten Funktionen verantwortlich sind, oder die eine oder mehrere Funktionen gemeinsam verwenden, um eine ausfallsichere Redundanz zu gewährleisten, sind möglich.
Durch die Integration des Großteils der oder der gesamten Datenverarbeitung in der Sensorsteuervorrichtung 102 kann die Lesevorrichtung 120 größtenteils oder vollständig als eine Anzeige- und Schnittstellenvorrichtung für den Anwender agieren. Dies kann beim Managen der behördlichen Zulassung des Systems 100 von Vorteil sein, da die empfindlichen Glucoseberechnungen und die zugehörige Verarbeitung auf der Sensorsteuervorrichtung 102 und nicht auf einer ungesteuerten Datenverarbeitungsvorrichtung wie einem handelsüblichen Smartphone ausgeführt werden können. Die Umwandlung eines Smartphones oder einer ähnlichen handelsüblichen Vorrichtung in eine Lesevorrichtung 120, die zum Bilden einer Schnittstelle mit der Sensorsteuervorrichtung 102 geeignet ist, kann durch Installieren einer Softwareanwendung (oder „App“) auf dem Smartphone auf herkömmliche Weise ohne zusätzliche Hardware oder Modifikationen erreicht werden. Die Softwareanwendung benötigt lediglich eine Schnittstelle zu der entsprechenden Kommunikationsschaltungsanordnung (z. B. 207, 219, 212) auf diesem Smartphone, um die Endergebnisdaten von der Sensorsteuervorrichtung 102 (Glucosedaten, Trenddaten usw.) zu empfangen und anzuzeigen.
Die Integration der algorithmischen Datenverarbeitung in die Sensorsteuervorrichtung 102 zusammen mit der Verwendung eines Protokolls zur kontinuierlichen Drahtlosübertragung kann auch den Vorteil bieten, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 einfach eine Schnittstelle mit Produkten von Drittanbietern oder anderen Herstellern bilden kann, z. B. mit anderen Typen von Medizintechniksystemen, die nicht die bordeigenen Glucosedatenverarbeitungsfähigkeiten und/oder Algorithmen besitzen. Beispiele für Systeme von Drittanbietern enthalten Systeme zur kontinuierlichen Glucoseüberwachung, Systeme zur Überwachung des Gesundheitszustands zu Hause, Vitalzeichenüberwachungsgeräte für Krankenhäuser und Systeme mit geschlossenem Kreislauf (wie z. B. ein künstliches Pankreas) oder Insulinpumpen und dergleichen.
Die hier beschriebenen Datenverarbeitungsfunktionen können jedoch innerhalb der Sensorsteuervorrichtung 102 (wie gerade beschrieben), der Lesevorrichtung 120, des Computersystems 170 oder einer beliebigen Kombination davon stattfinden. Das kann die Bestimmung des Analyt- oder Glucosewertes des Anwenders, die Bestimmung der Variation oder Fluktuation des überwachten Analytspiegels als eine Funktion der Zeit, die Bestimmung des Glucosetrends über die Zeit, die Bestimmung der Glucoseänderungsrate, das Auftreten einer Alarmbedingung wie Hypoglykämie oder Hyperglykämie oder eine drohende Hypoglykämie oder Hyperglykämie und alle anderen hier (oder in Bezug auf das Datenverarbeitungsmodul 160 in der Publikation '225) beschriebenen Datenverarbeitungsfunktionen enthalten.
Beispielausführungsformen für das Ändern des Leistungszustands durch äußere Stimuli wie z. B. optische oder magnetische Energie
Wie bereits beschrieben, kann es nach der Fertigstellung des Herstellungsprozesses eine längere Zeitspanne geben, während der das System 100 nicht verwendet wird, z. B. während des Wartens auf die Auslieferung, während es „im Regal“ steht oder während aus anderen Gründen auf die erste Verwendung durch den Kunden oder die Person gewartet wird. Während dieser Zeit kann die Sensorsteuervorrichtung 102 minimale Leistung verwenden, um die Lebensdauer der bordeigenen Stromquelle 260 zu erhalten. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann sich in einem Niedrigleistungszustand befinden oder ganz deaktiviert sein, falls die Stromquelle 260 vom Rest der Sensorelektronik 250 elektrisch isoliert ist. Ausführungsformen, in denen die Initialisierung oder Aktivierung nach der Herstellung unter Verwendung von Drahtlossignalen ausgeführt wird, sind in der aufgenommenen vorläufigen Anmeldung mit der laufenden Nr. 61/817,839 beschrieben. Die folgenden Ausführungsformen können diese auf drahtloser Kommunikation basierenden Ausführungsformen beliebig ersetzen.
3 ist eine schematische Blockansicht, die eine Beispielausführungsform einer Sensorelektronik 250, die eine Aktivierungsschaltung 301 aufweist, abbildet. Hier ist die Aktivierungsschaltung 301 zwischen der Stromquelle 260 und mehreren Funktionskomponenten der Sensorelektronik 250 eingeschoben gezeigt. Insbesondere sind diese Funktionskomponenten als Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 und Prozessor 256 gezeigt, die beide in den 2B-C als Komponenten entweder einer Ein-Chip-Ausführungsform (die sich in einer ASIC 251 befindet) bzw. einer Zwei-Chip-Ausführungsform (innerhalb des Chips 263) beschrieben sind. Daher ist die in Bezug auf 3 (und später 7) beschriebene Ausführungsform auf Vorrichtungen mit einem Chip, zwei Chips oder mehr Chips anwendbar.
In dieser Ausführungsform enthält die Aktivierungsschaltung 301 einen P-Typ-MOSFET (PMOS) 302, einen N-Typ-MOSFET (NMOS) 304, einen Widerstand 306 und einen optischen Aktivierungssensor 308 (hier auch als „optischer Sensor 308“ bezeichnet), der in diesem Beispiel ein optisch aktivierbarer Schalter 308 ist. Der positive Anschluss der Stromquelle 260 ist mit einem ersten Anschluss des Widerstands 306 und einem Source-Knoten des PMOS 302 gekoppelt. Der Gate-Knoten des PMOS 302 ist mit dem entgegengesetzten Anschluss des Widerstands 306, einem Drain-Knoten des NMOS 304 und einem ersten Anschluss des optisch aktivierbaren Schalters 308 gekoppelt. Der Drain-Knoten des PMOS 302 ist mit der Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 gekoppelt, und der Gate-Knoten des NMOS 304 ist mit dem Prozessor 256 gekoppelt. Der negative Anschluss der Stromquelle 260, der entgegengesetzte Anschluss des optisch aktivierbaren Schalters 308 und der Source-Knoten des NMOS 304 sind jeweils mit Masse, oder dem Referenzknoten, 312 gekoppelt.
Der optisch aktivierbare Schalter 308 ist nur ein Typ eines optischen Sensors. Der optisch aktivierbare Schalter 308 kann irgendeine Vorrichtung sein, die bei Auftreffen von Strahlung in dem optischen Band (optischem Licht) von einer offenen Schaltung (oder stromsperrenden Zustand) zu einer geschlossenen Schaltung (oder stromdurchlässigen Zustand) übergeht. Das größere Gebiet der optischen Sensoren kann irgendeine Vorrichtung enthalten, die eine physikalische, thermische oder elektrische Reaktion auf das Vorhandensein von optischem Licht erzeugt. Fachleute werden leicht erkennen, dass die Reaktion eine ausreichende Größe besitzen sollte, um sie von Rauschen oder anderen vernachlässigbaren Reaktionen zu unterscheiden. Zur Aktivierung des Schalters können auch andere Funkfrequenzbänder, die Ultraviolett, Infrarot und so weiter enthalten, verwendet werden. Der optisch aktivierbare Schalter 308 kann beispielsweise eine Fotodiode oder ein Fototransistor sein. Hier ist der optisch aktivierbare Schalter 308 als Fotodiode gezeigt, die beim Empfangen ausreichender optischer Strahlung 310 von einem offenen Zustand (z. B. einem Niederenergielagerzustand, in dem kein Strom fließen kann) in einen geschlossenen Zustand (d. h. einen aktiven Zustand, in dem Strom fließen kann) übergeht. In vielen Ausführungsformen ist die Menge der optischen Strahlung 310, die zur Aktivierung des Schalters 308 erforderlich ist, relativ gering, um eine leichte Aktivierung durch den Anwender zum geeigneten Zeitpunkt sicherzustellen.
Bei Empfang einer ausreichenden Menge an Strahlung 310 ermöglicht die Fotodiode 308, dass Strom durch den Widerstand 306 fließt, was wiederum dazu führt, dass die Gate-Vorspannung des PMOS-Durchgangstransistors 302 abfällt, so dass Strom von der Stromquelle 260 zu der Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 fließen kann. Die Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 ist in Kommunikation mit dem Prozessor 256 und führt dem Prozessor 256 einen oder mehrere Befehle oder Signale zu, um diesen zu initiieren oder hochzufahren, wobei der Prozessor 256 an diesem Punkt eine Aktivierungsroutine für die Sensorsteuervorrichtung 102, die die restliche Sensorelektronik 250 in einen Zustand höherer Leistung versetzt, ausführen kann.
Diese Technik, wie sie in den hier beschriebenen optischen, magnetischen und anderen Ausführungsformen implementiert ist, stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Herangehensweisen zur Aktivierung bereit. Eine solche Herangehensweise ist die im US-Patent-Publikation 2012/0078071 (Bohm u. a.) beschriebene, bei der ein Prozessor aktiv bleiben muss, indem er entweder in einer Niedrigleistungsbetriebsart wach bleibt oder wiederholt (z. B. jede Minute) geweckt wird, um auf ein Unterbrechungssignal (oder einen anderen Indikator) zu warten, das anzeigt, dass die Sensorvorrichtung bereit ist, aus einer Lager- oder anderen inaktiven Betriebsart genommen zu werden. In diesen Fällen, in denen der Prozessor in einer aktiven Betriebsart ist, selbst wenn die Betriebsart eine Niedrigleistungsbetriebsart ist oder nur für kurze Zeiträume auftritt, arbeitet der Prozessor und zieht mehr Strom aus der Stromquelle, wodurch die gespeicherte Ladung der Stromquelle aufgebraucht wird und die Lagerfähigkeit der Sensorvorrichtung verkürzt wird. Diese und andere Nachteile sind mit den hier beschriebenen Ausführungsformen überwunden.
In speziellen Ausführungsformen ist der Mikroprozessor 256 in der Lage, eine Gate-Vorspannung an das Gate des NMOS-Durchgangstransistors 304 anzulegen (und zu halten), um zu ermöglichen, dass Strom über den Transistor 304 fließt und dadurch den PMOS 302 im Zustand „EIN“ zu halten. Anders ausgedrückt ist der Prozessor 256 in der Lage, den optischen Sensor nach dem Ändern des Leistungszustands der Vorrichtung 102 zu umgehen. Somit wird die Sensorelektronik 250 aktiv bleiben, falls das auf den optischen Sensor (z. B. die Fotodiode 308) einfallende Licht unterbrochen werden sollte.
In vielen Ausführungsformen arbeitet der optisch aktivierbare Schalter 308 mit einem relativ geringen Dunkelstrom, zum Beispiel in der Größenordnung von 10 Nanoampere (nA) oder weniger, so dass der Schalter 308 die Lebensdauer der Stromquelle 260 während der Lagerung nicht wesentlich beeinträchtigt.
Obwohl diese Ausführungsform in Bezug auf MOSFET-Vorrichtungen beschrieben worden ist, werden normale Fachleute leicht erkennen, dass eine beliebige Anzahl anderer Transistortypen anstelle der hier beschriebenen eingesetzt werden kann, wobei das gleiche praktische Ergebnis erzielt wird. Außerdem werden im Hinblick auf die hier enthaltenen Offenbarung und das in 3 dargestellte Schema normale Fachleute leicht eine Anzahl anderer Schaltungsentwürfe erkennen, die die Vorteile eines optischen Sensors 308 nutzen können, um das gleiche oder ein ähnliches Ergebnis zu erreichen. Das Vorhandensein der Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 als eine separate funktionale Komponente ist optional, da diese Funktion in den Prozessor 256 eingebettet sein kann.
Darüber hinaus können die Komponenten der Aktivierungsschaltung 301 „auf dem Chip“ oder „außerhalb des Chips“ oder in einer beliebigen Kombination davon implementiert sein. (Auf dem Chip bezieht sich auf die Integration der jeweiligen Komponente mit allen anderen Komponenten auf einem Halbleiterbaustein.) Hier befindet sich jede Komponente der Aktivierungsschaltung 301 auf dem Chip, mit Ausnahme des optisch aktivierbaren Schalters 308, der sich außerhalb des Chips befindet. Die Platzierung des optisch aktivierbaren Schalters 308 außerhalb des Chips ermöglicht eine Flexibilität der Konstruktion der gesamten Baugruppe für die Sensorelektronik 250, beispielsweise dadurch, dass sie ermöglicht, dass der optisch aktivierbare Schalter 308 an einem Ort platziert werden kann, der zum gewünschten Aktivierungszeitpunkt für den Empfang von ausreichend Licht zugänglich ist.
Der optische Sensor 308 kann sich innerhalb eines Gehäuses der Sensorsteuervorrichtung 102, auf der Außenfläche der Sensorsteuervorrichtung 102 oder in einer mit dem Applikator gekoppelten Position (wo er sich später beim Einsatz der Sensorsteuervorrichtung 102 lösen würde) befinden, solange der optische Sensor 308 kommunikationstechnisch mit der Sensorelektronik 250 gekoppelt bleibt, um die Aktivierung dieser Elektronik zu ermöglichen.
4 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel für ein Verfahren 400 zum Verwenden einer optisch aktivierbaren Ausführungsform des Systems 100 abbildet. 4 wird in Verbindung mit den aufeinanderfolgenden Diagrammen der 5A-G beschrieben. In 5A ist ein Anwender 500 mit beispielhaften Applikationsstellen 502 und 504 abgebildet. In einigen Ausführungsformen können auch andere Applikationsstellen verwendet werden, und es kann optional ein Vorbereitungsvorgang für die Stelle ausgeführt werden. Bei 402 (4) beginnt der Anwender 200 mit dem Auspacken eines Sensorbehälters 506, wie z. B. in 5B abgebildet ist. Der Behälter 506 kann eine Hülle 510 enthalten, die in dieser Ausführungsform den Sensor selbst und eine Einführspitze (oder in einigen Ausführungsformen die elektronische Baugruppe zum Steuern des Sensors selbst) aufnimmt. Das Auspacken des Behälters 506 kann das Entfernen einer Behälterabdeckung 508, die eine sterile Abdichtung des Inhalts für den Behälter bereitstellt, enthalten.
Bei 404 (4) packt der Anwender 200 einen Applikator 512 aus, was das Entfernen einer Applikatorabdeckung 514 (z. B. einer Endkappe), die eine sterile Abdichtung für den inneren Abschnitt einer Applikatoranordnung 516 bereitstellt, enthalten kann, wie in 5C-D gezeigt ist. In dieser Ausführungsform befindet sich der Rest der Sensorsteuervorrichtung 102, wie z. B. die Sensorelektronik 250 und die Stromquelle 216, sowie ein Gesamtgehäuse für die Sensorsteuervorrichtung 102 innerhalb der Applikationsanordnung 516 (hier verdeckt). In Ausführungsformen, bei denen der Behälter 506 die Sensorelektronik 250 in einer Anordnung aufnimmt, kann die Applikatoranordnung 516 den Sensor selbst und die Einführspitze als weitere Anordnung aufnehmen. Ein Grund für die Trennung der beiden Anordnungen ist es, zu ermöglichen, dass sie jeweils separaten Sterilisationsprozessen unterzogen werden.
In einigen Ausführungsformen können der Behälter 506 und der Applikator 512 anfangs zusammen verpackt werden, um Verpackung und Versand zu vereinfachen. Somit werden in diesen Ausführungsformen vor dem Entfernen der Abdeckung 508 von der Hülle 510 und dem Trennen der abnehmbaren Endkappe 514 von der Applikatoranordnung 516 in einem initialen Auspackschritt der Behälter 506 und der Applikator 512 voneinander getrennt.
Bei 405 (4) setzt der Anwender 500 die Sensorsteuervorrichtung 102 dem Umgebungslicht oder einer Glühbirne, LED oder einer anderen Lichtquelle aus, um den optischen Sensor 308 (z. B. einen optisch aktivierbaren Schalter), der in der Sensorsteuerungsvorrichtung 102 enthalten ist, zu initiieren. An diesem Punkt wird die Sensorelektronik 250 aktiviert, und die Sensorsteuervorrichtung 102 kann die Kommunikation mit der Lesevorrichtung 120 beginnen. Schritt 405 kann ein positiver Schritt sein, wie z. B. wenn der Anwender den lichtempfindlichen optischen Sensor 308 physikalisch auf die Lichtquelle richtet. Schritt 405 kann auch ein unmittelbares Ergebnis des Entfernens der Applikatorabdeckung in Schritt 404 sein, wobei sich in diesem Fall das Umgebungslicht sofort in die Applikatoranordnung 516 ausbreiten, wie durch die gestrichelten Pfeile in 5D abgebildet, und auf den optischen Sensor 308 auftreffen kann, in einer Konfiguration, wie sie in Bezug auf 12C beschrieben ist. In einer weiteren Ausführungsform kann der optische Sensor 308 durch eine Tür, ein Pflaster, einen Aufkleber oder eine andere undurchsichtige Struktur abgedeckt werden, und die Belichtung mit der erforderlichen Lichtmenge findet durch Entfernen dieser Tür, dieses Pflasters, dieses Aufklebers oder dieser anderen undurchsichtigen Struktur statt.
Bei 406 (4) wird die Initialisierung oder Aktivierung der Sensorelektronik 250 verifiziert. Dies kann durch die Sensorsteuervorrichtung 102 oder die Lesevorrichtung 120 automatisch ausgeführt werden. In einer Ausführungsform ermöglicht beispielsweise eine erfolgreiche Initialisierung der Sensorelektronik 250, dass Kommunikationen von der Sensorsteuervorrichtung 102 an die Lesevorrichtung 120 übertragen werden, woraufhin die Lesevorrichtung 120 eine Angabe oder Nachricht für den Anwender, dass die Sensorelektronik 250 erfolgreich aktiviert wurde, erzeugen kann. In einer weiteren Ausführungsform wird durch die Sensorsteuervorrichtung 102 eine visuelle, akustische, vibrierende oder taktile Ausgabe erzeugt, die die erfolgreiche Aktivierung für den Anwender angibt.
Als Nächstes wird in einem Montagevorgang 407 (4) der Applikator 512 in den Behälter 506 eingeführt, um die Sensoranordnung und die Sensorelektronikanordnung zusammenzufügen oder zu verbinden, um die Sensorsteuervorrichtung 102 und eine Einführnadel oder -spitze zu bilden. Wie in 5E gezeigt, wird, sobald die entsprechenden Ausrichtungskennzeichen 518 und 520 ausgerichtet sind, ein erster Teil des Anwendermontagevorgangs 407 ausgeführt, indem die Applikatoranordnung 516 fest in den Behälter 506 gedrückt wird, um einen Sensor und eine Spitze aus dem Behälter 506 heraus zu holen und eine Führungshülse der Applikatoranordnung 516 zu entriegeln. Die Applikatoranordnung 516 wird dann zusammen mit dem Sensor und der Spitze aus dem Behälter 506 heraus genommen, wie in 5F gezeigt.
Als Nächstes wird, sobald der Anwender eine Applikationsstelle gewählt hat, ein Applikationsvorgang 408 (4) für die Steuervorrichtung ausgeführt. Der Anwender 500 platziert die Applikatoranordnung 516 auf der Haut der Einführungsstelle 504 und wendet dann eine ungesteuerte Kraft an, um die Sensorsteuervorrichtung 102 zu installieren, wie in 5G gezeigt ist. Der Applikator 516 wird manuell gedrückt, um das distale Ende des Sensors selbst durch die Haut des Anwenders einzuführen und die Sensorsteuervorrichtung 102 an der Hautoberfläche zu befestigen. Die Spitze kann zur Entsorgung automatisch in die Applikatoranordnung 516 zurückgezogen werden, wobei zu diesem Zeitpunkt die Applikatoranordnung 516 manuell von der Stelle 504 entfernt werden kann, wie in 5H gezeigt ist.
In einigen Ausführungsformen führt der Anwender 500 den Applikationsvorgang 408 aus, indem er eine ungesteuerte Kraft auf die Applikatoranordnung 516 ausübt, wobei die ungesteuerte Kraft in einer einzigen, kontinuierlichen Schiebebewegung entlang der Längsachse der Applikatoranordnung 516 ausgeübt wird, die, sobald sie gestartet wurde, die Applikatoranordnung 516 veranlasst, den Applikationsvorgang 408 auszuführen, so dass die Applikatoranordnung 516 den Vorgang bis zur Fertigstellung nicht anhält. Die Applikatoranordnung 516 kann so konfiguriert sein, dass sie dem Anwender Aktionen/akustische Hinweise übermittelt, dass alle drei vorstehend aufgeführten Aktionen in Reaktion auf das Anwenden der Kraft auf den Applikator, die ihn zum Auslösen veranlasst, automatisch stattfinden.
Vorteilhafterweise berührt ein Klebemittel der Sensorsteuervorrichtung 102 den Anwender nicht, bevor die Abwärtsbewegung der Applikatoranordnung 516 abgeschlossen ist. So kann die Applikatoranordnung 516 auch nach dem Platzieren auf der Haut auf Wunsch beliebig oft an einen anderen Ort bewegt werden, bis der Applikationsvorgang 408 tatsächlich ausgeführt wird, ohne dass das Gerät oder andere Systemkomponenten beschädigt werden. In der Stufe nach der Applikation (410) findet der Gebrauch der Sensorsteuervorrichtung 102 zur Überwachung des Analytspiegels des Anwenders während des Tragens statt, gefolgt von einer geeigneten Entsorgung. Ein Beispiel für eine solche Stufe ist in 5 I abgebildet, in der die durch den Sensor der Sensorsteuervorrichtung 102 detektierten Analytspiegel über eine Drahtloskommunikationsverbindungs 140 über eine Lesevorrichtung 120 abgerufen werden können. Relevante Informationen (z. B. Trenddaten zum Analytspiegel, Grafiken usw.) werden auf der Anzeigevorrichtung 122 der Lesevorrichtung präsentiert.
Die Schritte 405 (Lichteinwirkung) und 406 (Initialisierung) wurden vorstehend als vor Schritt 407 durchgeführt beschrieben, jedoch werden in einigen Ausführungsformen die Schritte 405 und 406 nach Schritt 407 ausgeführt, und in anderen Ausführungsformen werden die Schritte 405 und 406 nach Schritt 408 ausgeführt. Außerdem kann Schritt 406 unmittelbar nach Schritt 405 oder mit einem oder mehreren dazwischen liegenden Schritten ausgeführt werden.
Zusätzliche Einzelheiten zu den in Bezug auf die 4 und 5 A-I beschriebenen Verfahrensschritten sind in der aufgenommenen vorläufigen Anmeldung mit der laufenden Nr. 61/817,839 zu finden.
Der Applikator 512, der Behälter 506 und die zugeordneten Komponenten, die in den 5A-I gezeigt sind, sind in den 6A und 6B genauer dargestellt. Zusätzlich sind zahlreiche andere Abwandlungen nachstehend genau beschrieben. Diese alternativen Ausführungsformen können sich in ihrer internen Funktionsweise unterscheiden, aber keinen Unterschied hinsichtlich der Anwenderaktivität aufweisen.
Weiter zu 6A enthält der Applikator 512 eine abnehmbare Kappe 514 (einen Typ einer Abdeckung) und eine Applikatoranordnung 516. Die abnehmbare Kappe 514 kann über komplementäre Gewinde 606 und 606' an der Applikatoranordnung 516 befestigt sein. Die Endkappe 514 passt auf die Applikatoranordnung 516, um eine sterile Verpackung für das Innere des Applikators zu erzeugen. Daher ist keine zusätzliche Verpackung erforderlich, um die Sterilität des Inneren der Applikatoranordnung 516 aufrechtzuerhalten.
In einigen Ausführungsformen kann das (nicht sichtbare) Ende der abnehmbaren Endkappe 514 eine oder mehrere Öffnungen enthalten, die mit einem sterilen Barrierematerial wie DuPontTM Tyvek® oder einem anderen geeigneten Material abgedichtet werden können, um die Dichtung 608 zu bilden. Eine solche Maßnahme ermöglicht die Sterilisation des Applikators 512 mit Ethylenoxid (ETO) durch die Dichtung 608 im geschlossenen Zustand. In einigen Ausführungsformen können die Öffnungen in der abnehmbaren Kappe 514 nicht vorhanden sein, und die abnehmbare Kappe 514 kann aus einem für einen sterilen Prozess durchlässigen Material bestehen, so dass das Innere der Applikatoranordnung 516 sterilisiert werden kann, wenn die Kappe 514 auf sie aufgesetzt ist, die Sterilität des Kappeninneren aber erhalten bleibt, nachdem sie dem Sterilitätsprozess unterzogen wurde. In einigen Ausführungsformen ist die ETO-Sterilisation mit der Elektronik innerhalb der Sensorelektronik 250 und mit dem zugehörigen Klebepflaster 105 kompatibel, die beide in Applikatoranordnung 516 lösbar gehalten werden können, bis sie auf den Anwender appliziert werden. Wie gezeigt umfasst die Applikatoranordnung 516 ein Gehäuse 614 mit integral gebildeten Griffelementen 616 und einer verschiebbaren Schutzhülle oder Führungshülse 618.
Mit Bezug auf 6B enthält der Behälter 506 eine Abdeckung 508 (z. B. hergestellt aus einem abnehmbaren Material wie z. B. einer Folie) und eine Hülle 510. In die Hülle 510 aufgenommen ist ein Trockenmittelkörper 612 und ein Träger oder eine Plattform 608. Eine Sensoranordnung 610 wird an der Sensoranordnungshalterung 613 eingerastet oder anderweitig durch sie gehalten. Die Sensoranordnung 610 kann auch an der Plattform 608 eingerastet oder auf andere Weise durch sie gehalten werden (z. B. unter Verwendung der Finger). Mit der abgedichteten Abdeckung 508 kann der Behälter 510 einer Sterilisation mit Gammastrahlen oder Bestrahlung (z. B. Elektronenstrahl) unterzogen werden, eine Herangehensweise, die mit der Chemie des in der Sensoreinheit 610 enthaltenen Sensors kompatibel ist. Wie der Applikator 512 ist der Behälter 506 seine eigene sterile Verpackung, so dass außer der Hülle 510 und der Abdeckung 508 keine zusätzliche Verpackung zur Aufrechterhaltung der Sterilität des Inneren der Hülle erforderlich ist.
Zusätzlich zu den optischen Arten der Aktivierung können auch andere Typen der Aktivierung mit der Sensorsteuervorrichtung 102 verwendet werden. Ein solches Beispiel ist die magnetische Aktivierung. 7 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Sensorelektronik 250, die so konfiguriert ist, dass sie magnetisch aktivierbar ist, abbildet. Hier ist die Aktivierungsschaltung 701 im Wesentlichen gleich der in 3 abgebildeten (und weist dieselben Vorteile auf wie die in Bezug auf 3 beschriebenen), außer dass der optisch aktivierbare Schalter 308 durch einen magnetischen Aktivierungssensor 702 (hier auch als „Magnetsensor 702“ bezeichnet), der in dieser Ausführungsform ein magnetisch aktivierbarer Schalter ist, ersetzt ist. Der Magnetsensor 702 kann irgendeine Vorrichtung sein, die als Reaktion auf das Vorhandensein eines Magnetfeldes 704 eine messbare Ausgabe erzeugt. Der magnetisch aktivierbare Schalter 702 kann irgendein Schalter sein, der bei Anlegen eines ausreichenden Magnetfeldes 704 von einem geschlossenen zu einem offenen Zustand übergeht, oder irgendeine Vorrichtung sein, die bei Anlegen eines ausreichenden Magnetfeldes 704 einen Stromfluss zur Erzeugung einer Vorspannung an einem Durchgangstransistor in der Aktivierungsschaltung 701 erzeugt. 7 zeigt den magnetisch aktivierbaren Schalter 702 als einen Reedschalter, es können jedoch andere statische Vorrichtungen wie z. B. ein Hall-Effekt-Sensor und dergleichen oder andere dynamische Vorrichtungen verwendet werden.
Die Funktionsweise der Ausführungsform in 7 ist im Wesentlichen dieselbe wie in Bezug auf 3 beschrieben, außer dass anstelle des Anwendens von ausreichend Licht das Anlegen eines ausreichenden Magnetfeldes 704 den magnetisch aktivierbaren Schalter 702 dazu veranlasst, von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand, der den Stromfluss durch den Widerstand 306 ermöglicht, überzugehen. Das Magnetfeld 704 kann angelegt werden, indem ein permanenter oder zeitlich veränderlicher Magnet in die Nähe des magnetisch aktivierbaren Schalters 702 gebracht wird. Beispielsweise kann das System 100 dem Anwender mit einem Permanentmagneten geliefert werden, der in der Verpackung der Aktivatoranordnung 516 in einem ausreichenden Abstand aufbewahrt wird, um eine Aktivierung zu verhindern, bis der Anwender den Magneten physisch in die Nähe des Schalters 702 bringt. Alternativ dazu kann der Magnet in einer separaten Verpackung bereitgestellt werden, und so weiter.
Der Magnetsensor 702 kann sich in einem Gehäuse der Sensorsteuervorrichtung 102, auf der Außenfläche der Sensorsteuervorrichtung 102 oder in einer mit dem Applikator 512 gekoppelten Position befinden, solange der Magnetsensor 702 mit der Sensorelektronik 250 kommunikationstechnisch gekoppelt bleibt, um die Aktivierung dieser Elektronik 250 zu ermöglichen.
8 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel für ein Verfahren 800 zum Verwenden einer magnetisch aktivierbaren Ausführungsform des Systems 100 abbildet. Viele der hier beschriebenen Schritte sind gleich den in Bezug auf 4 beschriebenen, und somit werden einige gemeinsame Einzelheiten nicht wiederholt. Ein Anwender beginnt mit dem Auspacken des Behälters 506 bei 802 und dem Auspacken des Applikators 512 bei 804. Das Auspacken des Behälters 506 bei 802 kann das Entfernen einer Abdeckung 510, die eine sterile Abdichtung des Behälterinhalts bereitstellt, enthalten. Das Auspacken des Applikators 512 bei 804 kann das Entfernen einer Endkappe 514, die den inneren Abschnitt der Applikatoranordnung 516 steril abdichtet, enthalten.
Bei 805 setzt der Anwender die Sensorsteuervorrichtung 102 einem Magnetfeld aus, beispielsweise indem er die Sensorsteuervorrichtung 102 und/oder einen Magneten in unmittelbare Nähe zueinander bringt, um den in der Sensorsteuervorrichtung 102 enthaltenen Magnetsensor 702 zu initiieren. An diesem Punkt wird die Sensorelektronik 110 aktiviert, und die Sensorsteuervorrichtung 102 kann die Kommunikation mit der Lesevorrichtung 120 beginnen. Es wird darauf hingewiesen, dass Schritt 805 ein positiver Schritt sein kann, wie z. B. dass der Anwender den magnetisch empfindlichen Bereich des Applikators 512 physisch an die Quelle des Magnetfelds heran bringt (oder umgekehrt), oder dass Schritt 805 ein unmittelbares Ergebnis des Entfernens der Applikatorabdeckung 514 sein kann, wie z. B. durch das Entfernen eines Magnetfelds, das durch einen Magneten in oder auf der Abdeckung 514 geliefert wird, was wiederum die Aktivierung der Elektronik 250 bewirkt.
Bei 806 wird die Initialisierung oder Aktivierung der Sensorelektronik 250 verifiziert. Dies kann durch die Kommunikation zwischen der Sensorsteuervorrichtung 102 und der Lesevorrichtung 120 automatisch ausgeführt werden. In einer Ausführungsform ermöglicht beispielsweise eine erfolgreiche Initialisierung der Sensorelektronik 250, dass eine Kommunikation von der Sensorsteuervorrichtung 102 an die Lesevorrichtung 120 übertragen wird, woraufhin die Lesevorrichtung 120 eine Angabe oder Nachricht für den Anwender, dass die Sensorelektronik 250 erfolgreich aktiviert wurde, erzeugen kann. In einer weiteren Ausführungsform wird durch die Sensorsteuervorrichtung 102 eine visuelle, akustische, vibrierende oder taktile Ausgabe erzeugt, die die erfolgreiche Aktivierung für den Anwender angibt.
Das Verfahren kann mit den Schritten 807, 808 und 810 in der gleichen Weise wie in Bezug auf 4 beschrieben fortfahren. Die Schritte 805 (dem Magnetfeld aussetzen) und 806 (Initialisierung) wurden vorstehend als vor Schritt 807 ausgeführt beschrieben, jedoch werden in einigen Ausführungsformen die Schritte 805 und 806 nach Schritt 807 ausgeführt, und in anderen Ausführungsformen werden die Schritte 805 und 806 nach Schritt 808 ausgeführt. Außerdem kann Schritt 806 unmittelbar nach Schritt 805 oder mit einem oder mehreren dazwischen liegenden Schritten ausgeführt werden.
Andere Beispiele für die Art und Weise der Initialisierung sind die Verwendung von Nahfeldkommunikation (NFC), Mobilfunk-Energie, Bluetooth-Energie, Wi-Fi-Energie und dergleichen. Diese Arten von HF-Energie können durch dedizierte Vorrichtungen, die mit dem System 100 verkauft werden, oder durch handelsübliche Vorrichtungen, die durch den Anwender in das System 100 integriert werden können, beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet, angewandt werden.
In einer Ausführungsform wird die Platzierung der Sensorsteuervorrichtung 102 in der Nähe der Haut oder des Körpers des Anwenders durch eine temperaturempfindliche Vorrichtung, die zum Aktivieren der Sensorelektronik 250 verwendet werden kann, erfasst. Die temperaturempfindliche Vorrichtung eine Differenzialvorrichtung sein, die die Körpertemperatur des Anwenders von einer möglicherweise relativ hohen Umgebungstemperatur unterscheiden kann. Bei der Detektion eines ausreichenden Gradienten zwischen der Umgebungstemperatur und der Körpertemperatur des Anwenders (von der zu erwarten ist, dass sie eine typische menschliche Körpertemperatur ist) wird die temperaturempfindliche Vorrichtung aktiviert und aktiviert den Betrieb der Elektronik 250, wie z. B. durch Schließen eines Stromkreises zu der Stromquelle.
Alternativ kann ein mechanischer Schalter auf der Vorrichtung 102 vorhanden sein, dessen Betätigung die Elektronik 250 darin initiiert. In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform kann eine Kurzschlussbrücke oder ein Kurzschlusspfad verwendet werden. Beispielsweise kann die Sensoranordnung 610 (6B) einen leitfähigen Pfad aufweisen, der entweder vollständig freiliegt ist oder wenigstens zwei freiliegende Oberflächen aufweist. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann freiliegende Leitungen aufweisen, wobei die Lücke zwischen den Leitungen ein offener Stromkreis ist, der die Zuführung von Leistung von der Stromquelle oder der Batterie zum Rest der Elektronik 250 verhindert. Wenn die Sensoranordnung 610 mit dem restlichen Abschnitt der Sensorsteuervorrichtung 102 in Kontakt gebracht wird, kommen die freiliegenden Leitungen der Vorrichtung 102 mit freiliegenden Abschnitten des leitfähigen Pfades auf oder in der Sensoranordnung 610 in Kontakt. Die freiliegenden Leitungen der Vorrichtung 102 werden dann durch den leitfähigen Pfad der Sensoranordnung 610 miteinander kurzgeschlossen, wodurch die Elektronik 250 aktiviert wird.
Die Konstruktion einer Beispielausführungsform der Sensorsteuervorrichtung 102, die in Bezug auf die folgenden 9A-12C beschrieben ist, ist ähnlich derjenigen, die in der US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 13/710,460, eingereicht am 11. Dezember 2012, und in der vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 61/569,287 , eingereicht am 11. Dezember 2011, beschrieben ist, die beide durch Bezugnahme für alle Zwecke mit aufgenommen sind. In der vorliegenden Beschreibung ist die Sensorsteuervorrichtung 102 mit Merkmalen, die die optische Aktivierung unterstützen, beschrieben.
Die 9A-D stellen die obere (9A) und untere (9B-D) Konstruktionsansicht einer beispielhaften Sensorsteuervorrichtungs-Teilanordnung bereit. Ein Sockel 902 oder eine Halterung wird zusammen mit anderen zugeordneten Komponenten, die einen Prozessor 904 (z. B. eine ASIC mit einer Kommunikationseinrichtung), ein/en Thermistor/ Thermoelement 906, ein Batteriehalterung 908, einem optischen Sensor 308 usw. enthalten, über Durchkontaktierungen in einer Leiterplatte 900 angebracht. Sobald die Leiterplatte 900 mit diesen Komponenten bestückt worden ist, wird der Sockel 902 auf die Leiterplatte 900 geklebt (z. B. mit Hilfe von Heißverprägung), wie in den 9C-D gezeigt. Sobald die Batterie 260 eingesetzt worden ist, ist die in 9E gezeigte Leiterplatte 900 für die Integration in die Sensorsteuervorrichtung 102 vorbereitet.
Die Leiterplatte 900 ist bereit für einen Umspritzprozess oder ein anderes Abdichtungsverfahren. Wie in den 10A-D dargestellt, wird die Leiterplatte 900 zunächst in eine zweiteilige Form 1002, 1004 eingelegt. Ein Formschieber 1006 wird eingeführt, und die Form 1002, 1004 wird geschlossen, wie in 10B gezeigt. Wie in 10C abgebildet, wird ein thermoplastisches Material in die Form 1002, 1004, die die Leiterplatte 900 umschließt, gespritzt. Die Form 1002, 1004 wird geöffnet und das nahezu fertiggestellte Teil wird ausgeworfen, wie in 10D gezeigt.
Alternativ kann das Gehäuse der Elektronikanordnung der Sensorsteuervorrichtung 102 Elemente enthalten, die durch Einrasten (oder Schweißen/Verkleben) miteinander verbunden sind, wie in der Anordnungsansicht von 11A, der Ansicht im montierten Zustand von 11B und in der perspektivischen Querschnittsansicht von 11C dargestellt. Ein Gehäuse, das eine obere Schale 1102 und einen Montagesockel 1104 enthält, kann verwendet werden, um die Leiterplatte 900 abdichtend zu umschließen und zu schützen. Die obere Schale 1102 (oder der Abschnitt des Gehäuses, der dem optischen Sensor 308 gegenüberliegt) ist vorzugsweise lichtdurchlässig oder halb lichtdurchlässig, um Licht hindurchzulassen, so dass das Licht auf den optischen Sensor 308 (nicht dargestellt) fallen und diesen aktivieren kann.
Bei Einrasten können verschiedene Eingriffs- oder Einrastelemente (z. B. ringförmige Ränder 1106) um die gesamte Umfangsfläche des Gehäuses oder als diskrete Einrastverbindungselemente (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Insbesondere kann eine solche Herangehensweise von zusätzlichen O-Ring-Dichtelementen profitieren, um das Eindringen von Fluiden zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich kann an der/den Einrastverbindung(en) ein Klebemittel verwendet werden, um eine gute Abdichtung sicherzustellen, insbesondere in Verbindung mit durchgehenden ringförmigen Einrastmerkmalen 1106. Wie in 11C zu sehen ist, können eine Rinne 1108 oder andere Merkmale vorgesehen werden, um sicherzustellen, dass das Klebemittel 1110, das während der Montage herausgedrückt werden kann, nicht in Bereiche gedrängt wird, die den Betrieb oder die Montage der Sensorsteuervorrichtung 102 stören könnten. In einigen Ausführungsformen stellt die Rinne 1108, wenn die obere Schale 1102 und die Befestigungsbasis 1104 wie gezeigt mit einer Klebemittelperle 1110 zusammengefügt werden, nicht nur Platz bereit, um das herausgedrückte Klebemittel 1110 aufzufangen, sondern stellt auch einen zusätzlichen Oberflächenbereich für eine dickere Klebemittelschicht 1110 bereit, um die Verbindung abzudichten. Während die gesamte obere Schale 1102 so angepasst werden kann, dass sie das Hindurchtreten von Licht ermöglicht, ist in einer alternativen Ausführungsform nur der Abschnitt 1116 unmittelbar neben dem optischen Sensor 308 (nicht gezeigt) lichtdurchlässig oder halb lichtdurchlässig (z. B. durchscheinend).
Wie auch immer sie konstruiert ist beinhaltet die endgültige Anordnung der Elektronikanordnung der Sensorsteuervorrichtung 102 das Anbringen eines Klebepflasters. Eine beispielhafte Herangehensweise ist in den 12A-C dargestellt. Zunächst wird bei einem doppelseitig klebenden Pflaster 1204 die innere Decklage 1202 entfernt. Dieses freigelegte Klebemittel wird über einen Körper 1206 der Sensorsteuervorrichtung gelegt (wobei der Temperatursensor 906 der so gefaltet ist, dass er innerhalb einer komplementären Tasche sitzt) und mit einem ersten Fenster 1208, das zur Temperaturerfassung ausgerichtet ist, einem zweiten Fenster 1210 zur Aufnahme der Sensoranordnung und einem dritten Fenster 1218, das an dem Abschnitt 1116 der Schale 1102 unmittelbar neben dem optischen Sensor 308 (nicht gezeigt) ausgerichtet ist, verklebt. Die dem Anwender zugewandte Oberfläche der Sensorsteuervorrichtung 102 ist mit Ausnahme der vorstehend genannten Fenster im Wesentlichen mit dem Klebemittel bedeckt. Somit ist sie bereit zur Platzierung in einer Applikatoranordnung nach dem Entfernen der äußeren Decklage oder alternativ bereit zur Platzierung in einem Behälter mit oder ohne die äußere Decklage, abhängig von Vorhandensein oder Fehlen eines darin vorgesehenen Abziehmerkmals für die Decklage.
Die Oberfläche der Sensorsteuervorrichtung 102, auf der sich das Fenster 1218 befindet (wie in 12C gezeigt), ist der Endkappe zugewandt, wenn sich der Applikator in seinem sterilen und verpackten Zustand befindet. Somit wird durch das Entfernen der Endkappe das Fenster 1218 unmittelbar dem Umgebungslicht ausgesetzt, was die Initialisierung oder Aktivierung der Sensorsteuervorrichtung 102 mit wenig oder keinem zusätzlichen Aufwand oder Schritten durch den Anwender bewirkt.
Beispielausführungsformen zum Ändern des Leistungszustands unter Verwendung von Drahtlosübertragungen
Zusätzliche Ausführungsformen, die verwendet werden können, um die Sensorsteuervorrichtung 102 zu aktivieren, die Kommunikation mit der Sensorsteuervorrichtung 102 aufzubauen und/oder die Kommunikation mit der Sensorsteuervorrichtung 102 wiederherzustellen (z. B. nachdem eine vorherige Kommunikationssitzung geendet hat), sind hier dargelegt. Diese Ausführungsformen beinhalten das Senden einer oder mehrerer HF-Übertragungen von der Lesevorrichtung 120 an die Sensorsteuervorrichtung 102. In einigen Ausführungsformen werden die HF-Übertragungen gemäß einem Bluetooth-Protokoll in dem HF-Band im Bereich von etwa 2400 bis 2480 Megahertz (MHz) (oder 2,4 bis 2,48 Gigahertz (Ghz)) gesendet, während in anderen Ausführungsformen die Kommunikation gemäß NFC-Protokollen erfolgt und auch andere Protokolle und Frequenzbänder genutzt werden können.
Wie bereits erwähnt, wird die Sensorsteuervorrichtung 102 dem Anwender in einem ausgeschalteten (oder Ausschalt- oder deaktivierten) Zustand zur Verfügung gestellt, in dem die Schaltungsanordnung der Sensorsteuerungsvorrichtung 102, wenn überhaupt, nur wenig Strom aus der Stromquelle 210 verbraucht. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann so aktiviert werden, dass sie von diesem ausgeschalteten (oder Lager-) Zustand in einen zweiten Zustand wechselt, der relativ viel Leistung verbraucht.
Falls sie in dem Lagerzustand ist, kann der zweite Zustand ein normaler Betriebszustand sein. In einem vollständig deaktivierten, ausgeschalteten Zustand kann der zweite Zustand als ein Niedrigleistungszustand charakterisiert werden, der dazu verwendet wird, drahtlose Signale oder Übertragungen, die der Lesevorrichtung 120 kommen, mit geringer Leistung zu überwachen. Diese Übertragungen können die Verfügbarkeit der Lesevorrichtung 120 zum Aufbauen einer Kommunikationssitzung mit der Sensorsteuervorrichtung 102 ankündigen. Die Übertragung(en) kann/können verwendet werden, um die Sensorsteuervorrichtung 102 zu aktivieren. Dieser Niedrigleistungszustand kann der Sensorsteuervorrichtung 102 ermöglichen, über eine relativ lange Zeitspanne zu arbeiten, während die Vorrichtung 102 auf den Empfang einer Drahtlosübertragung von der Lesevorrichtung 120 wartet.
Sobald die Sensorsteuervorrichtung 102 eine oder mehrere Drahtlosübertragungen, die angeben, dass der Anwender bereit ist, mit der normalen Verwendung der Sensorsteuervorrichtung 102 (z. B. der Erfassung und Übertragung erfasster Analytdaten) zu beginnen, von der Lesevorrichtung 120 empfängt, kann die Sensorsteuervorrichtung 102 optional in einen dritten Zustand übergehen, der noch mehr Leistung verbraucht als der erste (z. B. vollständig deaktivierte) und der zweite Zustand. In diesem dritten Zustand kann die Sensorsteuervorrichtung 102 die Kommunikationsverbindung mit der Lesevorrichtung 120 vollständig aufbauen, die Analytspiegel in der Körperflüssigkeit des Anwenders erfassen, die erfassten Daten in gewissem Umfang verarbeiten und/oder diese erfassten Daten an die Lesevorrichtung 120 übertragen. Der Dauerbetrieb in diesem dritten Zustand dauert in den meisten Ausführungsformen eine vorbestimmte Zeitspanne, z. B. 14 Tage.
Natürlich ist es in jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen möglich, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 vorübergehend in einen niedrigeren Leistungszustand eintritt, um selbst nach Beginn des Normalbetriebs Energie zu sparen.
Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann unter Verwendung drahtloser HF-Übertragungen aktiviert werden, z. B. kann sie jederzeit vor dem Kommunizieren mit der Lesevorrichtung 120 von einem ausgeschalteten Zustand oder einem Lagerzustand in einen Zustand mit höherer Leistung übergehen. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann beispielsweise drahtlos aktiviert werden, bevor sie aus der Verpackung entnommen wird, bei der Entnahme aus der Verpackung, nach der Entnahme aus der Verpackung, jedoch vor der Applikation an den Körper des Anwenders, bei Applikation an den Körper des Anwenders oder nach der Applikation an den Körper des Anwenders.
13 ist ein Blockdiagramm, das verwendet wird, um Beispielausführungsformen eines Verfahrens 1300 zum Aufbauen der Kommunikation zwischen der Sensorsteuervorrichtung 102 und der Lesevorrichtung 120 unter Verwendung eines Bluetooth-Protokolls zu beschreiben. Diese Ausführungsformen können auch verwendet werden, um die Sensorsteuervorrichtung 102 zu aktivieren oder die Sensorsteuervorrichtung 102 anderweitig in einen höheren Zustand mit höherer Leistung zu versetzen. Diese Ausführungsformen können ferner verwendet werden, um die Kommunikation zwischen der Sensorsteuervorrichtung 102 und derselben oder einer anderen Lesevorrichtung 120, mit der die Sensorsteuervorrichtung 102 zuvor kommuniziert hatte, wiederherzustellen.
Bei 1302 wird die Sensorsteuervorrichtung 102 am Körper eines Anwenders appliziert, so dass das Klebepflaster zufriedenstellend auf der Haut des Anwenders haftet, wobei sich der Sensor 104 in das Gewebe erstreckt und mit der Körperflüssigkeit (z. B. ISF, Hautflüssigkeit und dergleichen) in Kontakt kommt. An diesem Punkt ist es wünschenswert, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 eine oder mehrere Drahtlosübertragungen von der Lesevorrichtung 120 überwacht. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann sich entweder in einem ausgeschalteten Zustand oder in Niedrigleistungszustand, wie z. B. einem Ruhezustand, der weniger Leistung verbraucht als der normale Betriebszustand, befinden.
Falls die Sensorsteuervorrichtung 102 in einem ausgeschalteten Zustand ist, dann sollte dieser Zustand in der Lage sein, wenigstens eine minimale Strommenge an die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 (die gemäß dem entsprechenden Bluetooth-Protokoll arbeitet) zu liefern, um die Überwachung einer Drahtlosübertragung von der Lesevorrichtung 120 zu ermöglichen. Dementsprechend kann die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 eine eine/n Niedrigleistungsfunktion oder -zustand aufweisen, die/der weniger Leistung verbraucht als der normale Betriebszustand, und dieser Niedrigleistungszustand kann zum Überwachen einer ersten Drahtlosübertragung von der Lesevorrichtung 120verwendet werden.
Falls der ausgeschaltete Zustand nicht in der Lage ist, ausreichend Leistung zur Überwachung einer Drahtlosübertragung zu liefern, weil z. B. die Stromquelle elektrisch getrennt ist, dann wird die Sensorsteuervorrichtung 102 von dem ausgeschalteten Zustand in einen Niedrigleistungszustand überführt, in dem eine Überwachung möglich ist. In einigen Ausführungsformen erlaubt der ausgeschaltete oder Niedrigleistungszustand der Sensorsteuervorrichtung 102 keine Übertragung von Nachrichten, um Energie zu sparen.
Bei 1304 wird die Lesevorrichtung 120 aktiviert (falls noch nicht geschehen), und der Anwender initiiert die Verbindung mit der Sensorsteuervorrichtung 102, indem er beispielsweise eine entsprechende Option auf der Benutzeroberfläche der Lesevorrichtung 120 auswählt. Bei 1306 bringt der Anwender die Lesevorrichtung 120 in unmittelbare Nähe (z. B. weniger als 6 Fuß, weniger als 3 Fuß, weniger als 2 Fuß, weniger als 1 Fuß oder weniger als 6 Zoll usw.) zu der Sensorsteuervorrichtung 102, wenn sich die Lesevorrichtung 120 nicht bereits an einer solchen Position befindet.
In diesen Ausführungsformen veranlasst die Initiierung einer Verbindung in Schritt 1304 die Lesevorrichtung 120, mit dem Senden von Drahtlosübertragungen gemäß einem Bluetooth-Protokoll zu beginnen. In einigen dieser Ausführungsformen werden die Drahtlosübertragungen in Übereinstimmung mit einem Ankündigungsschema des BTLE-Protokolls gesendet und mit dem höchsten durch die Lesevorrichtung 120 erlaubten Leistungspegel übertragen. Das Ankündigungsschema ist ein Sicherungsschichtmodus von BTLE und wird typischerweise ausgeführt, während sich die Lesevorrichtung 120 in einem Ankündigungszustand befindet, indem ein Ankündigungsereignis ausgeführt wird, das das Senden eines oder mehrerer Ankündigungsanforderungspakete auf einem oder mehreren Ankündigungskanälen (z. B. einem, zwei oder drei) der Sicherungsschicht der BTLE-Paketstruktur (z. B. Protokolldateneinheit- (PDU-) Header, PDU-Nutzdaten, CRC) enthalten kann. Jedes Paket kann auf jedem Ankündigungskanal in einem spezifizierten Zeitabstand gesendet werden.
Jedes Ankündigungspaket kann eine Ankündigungsanforderung, die eine vorbestimmte Bitfolge oder ein Bitcode ist, die/der durch die Sensorsteuervorrichtung 102 als Aufforderung zum Initiieren der Kommunikationssitzung interpretiert werden kann, enthalten. Ein Beispiel für eine Ankündigungsanforderung ist ein Paketdateneinheit-Typ (PDU-Typ), der einem verbindungsfähigen gerichteten Ankündigungsereignis entspricht (ADV_DIRECT_IND). ADV_DIRECT_IND ist in der aufgenommenen Bluetooth-Spezifikation, Version 4.0, als ein Code 0001 beschrieben, der in den vier niedrigstwertigen Bits (dem PDU-Typ) des PDU-Headers erscheint. In speziellen Ausführungsformen ist der Zeitabstand für das verbindungsfähige gerichtete Ankündigungspaket zwischen dem Senden aufeinanderfolgender Anforderungen auf demselben Kanal 3,75 Millisekunden (ms) oder weniger, und diese wiederholten Übertragungen können für eine vorbestimmte Zeitdauer, z. B. bis zu etwa 1,28 Sekunden (s), fortdauern. Wenn sie auf zwei durch BTLE bereitgestellten Ankündigungskanälen gesendet werden, ist der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Anforderungen auf jedem Kanal etwa 1,375 ms oder weniger, und wenn sie auf drei Kanälen gesendet werden, ist der Abstand etwa 1,25 ms oder weniger.
Es können auch andere PDUs verwendet werden, wie zum Beispiel: ADV_IND, das ein Code 0000 sein kann, der einem verbindungsfähigen ungerichteten Ereignis entspricht; ADV_NONCONN_IND, das ein Code 0010 sein kann, der einem nicht verbindungsfähigen ungerichteten Ereignis entspricht; und ADV_SCAN_IND, der ein Code 0110 sein kann, der einem abtastbaren ungerichteten Ereignis entspricht.
Bei 1307 detektiert die Sensorsteuervorrichtung 102 die Ankündigungsnachricht oder -folge und demoduliert bei 1308 die Übertragung, um zu bestimmen, ob eine Aktivierungsanforderung vorhanden ist. Die Bestimmung, ob eine Aktivierungsanforderung vorhanden ist, kann durch den Prozessor 256 oder die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 (z. B. einen BTLE-Sender/Empfänger) ausgeführt werden. Falls die Aktivierungsanforderung vorhanden ist, kann die Sensorsteuervorrichtung 102 bei 1310 eine Aktivierungsbestätigungsnachricht übertragen. Die Aktivierungsbestätigungsnachricht kann ein vorbestimmter Bitcode sein, der durch die Lesevorrichtung 120 als Bestätigung dafür erkannt wird, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 bereit ist, eine Verbindung aufzubauen. Die Aktivierungsbestätigungsnachricht kann beispielsweise eine CONNECT_REQ- (0101) oder eine SCAN_REQ- (0011) PDU sein. In einigen Ausführungsformen wechselt die Sensorsteuervorrichtung 102 vor dem Übertragen der Aktivierungsbestätigungsnachricht in eine Betriebsart mit höherer Leistung, z. B. einen normalen Betriebszustand, der die Verwendung von Leistung zum Übertragen von Nachrichten ermöglicht. Bei Empfangen der Aktivierungsbestätigungsnachricht kann die Lesevorrichtung 120 gemäß dem BTLE-Protokoll aus dem Ankündigungszustand in den Verbindungszustand übergehen.
Falls keine Aktivierungsanforderung vorhanden ist, kann die Sensorsteuervorrichtung 102 bei 1311 weiterhin auf eine andere Übertragung überwachen, die gemäß einem Ankündigungsmerkmal des BTLE-Protokolls gesendet wird. In einigen Ausführungsformen kann die Sensorsteuervorrichtung 102 eine vorgegebene Zeitspanne, z. B. 2 bis 3 Sekunden, warten, bevor sie auf eine weitere Übertragung überwacht.
Der Anwender hält die Lesevorrichtung 120 weiterhin in unmittelbarer Nähe der Sensorsteuervorrichtung 102, bis die Lesevorrichtung 120 bei 1312 angibt, dass eine Verbindung aufgebaut wird oder aufgebaut worden ist. Diese Angabe kann eine visuelle Angabe auf einer Anzeigevorrichtung der Lesevorrichtung 120, eine akustische Angabe (z. B. ein Piepton, ein Ton, ein Klingeln usw.), eine taktile Angabe (z. B. eine Vibration oder eine Reihe von Vibrationen) oder irgendeine Kombination davon sein. Die Lesevorrichtung 120 kann eine solche Angabe bei Empfangen der Aktivierungsbestätigungsnachricht von der Sensorsteuervorrichtung 102 bereitstellen. Die Lesevorrichtung 120 und die Sensorsteuervorrichtung 102 können dann mit dem formellen Aufbau einer Kommunikationsverbindung oder einer Kopplung fortfahren und können mit dem Austausch von Analytdaten, die aus dem Körper des Anwenders erfasst werden, beginnen.
14 ist ein Blockdiagramm, das verwendet wird, um zusätzliche Beispielausführungsformen eines Verfahrens 1400 zum Aufbauen einer Kommunikationsverbindung zwischen der Sensorsteuervorrichtung 102 und der Lesevorrichtung 120 zu beschreiben. Diese Ausführungsformen sind den in Bezug auf 13 beschriebenen Ausführungsformen ähnlich, und deshalb werden viele der gemeinsamen Aspekte nicht wiederholt, wobei sich die Aufmerksamkeit stattdessen auf diejenigen Aspekte fokussiert, die sich unterscheiden.
Bei 1402 wird die Sensorsteuervorrichtung 102 in eine/n Niedrigleistungsempfangsbetriebsart oder -zustand versetzt oder geht in diese/n über. Wie hier bereits festgestellt, kann die Sensorsteuervorrichtung 102 in diesem Zustand ausgeliefert werden, oder sie kann in einem vollständig ausgeschalteten Zustand ausgeliefert werden und durch den Anwender in diesen Zustand überführt werden, z. B. manuell mit einem Schalter oder einem anderen Aktor oder automatisch mit einem Fotosensor oder Magnetsensor usw.
Bei 1403 überwacht die Sensorsteuervorrichtung 102 eine Bluetooth-Übertragung und bestimmt, falls eine solche empfangen wird, bei 1404, ob sich diese Übertragung als eine Ankündigungsnachricht oder -folge eignet. Diese Bestimmung kann ohne Demodulieren der Drahtlosübertragung erreicht werden und kann durch den Prozessor 256 oder die Kommunikationsschaltungsanordnung 258 ausgeführt werden. Falls beispielsweise eine Folge von zwei oder mehr Übertragungen in einem geeigneten Zeitabstand (z. B. kleiner oder gleich 3,75 ms) und mit der geeigneten Frequenz (z. B. etwa 2,4 GHz) empfangen wird, dann kann der Prozessor 256 annehmen, dass die Übertragungen Teil eines direkten Ankündigungsschemas gemäß dem BTLE-Protokoll sind. Falls die eine oder die mehreren Übertragungen nicht geeignet sind, kehrt die Sensorsteuervorrichtung 102 zum Überwachen auf eine weitere Drahtlosübertragung zurück, indem sie optional zunächst die vorbestimmte Zeitspanne bei 1405 wartet.
Falls die Übertragung oder Übertragungen geeignet sind, überführt der Prozessor 256 (über seine Programmierung) dann bei 1406 die Sensorsteuervorrichtung 102 in einen Zustand mit höherer Leistung, der die Demodulation einer oder mehrerer Drahtlosübertragungen und das Senden einer Antwort ermöglicht. Dies kann beispielsweise ein normaler Betriebszustand der Sensorsteuervorrichtung 102 sein. Bei 1408 wird die nächste oder eine nachfolgende Drahtlosübertragung durch die Sensorsteuervorrichtung 102 (z. B. durch den BTLE-Sender/Empfänger 258) demoduliert. Bei 1410 bestimmt die Sensorsteuervorrichtung 102, ob die demodulierte Übertragung eine Aktivierungsanforderung enthält. Ist dies nicht der Fall, kann die Sensorsteuervorrichtung 102 dann bei 1402 (entweder vor oder nach dem Abwarten einer optionalen vorbestimmten Zeit bei 1405) in den Niedrigleistungszustand zurückkehren, wo sie dann mit dem Überwachen für neue Drahtlosübertragungen fortfahren kann.
Falls die demodulierte Übertragung die Aktivierungsanforderung enthält, überträgt die Sensorsteuervorrichtung 102 bei 1412 die Aktivierungsbestätigungsnachricht. Die Sensorsteuervorrichtung 102 und die Lesevorrichtung 120 können dann bei 1414 mit dem Abschließen der Kopplung fortfahren und/oder anderweitig mit dem normalen Betrieb fortfahren.
In einer weiteren Beispielausführungsform sendet die Lesevorrichtung 120 Ankündigungsanforderungen als Teil eines verbindungsfähigen, gerichteten Ankündigungsereignisses mit einem maximalen Leistungspegel, der durch die Lesevorrichtung 120, die ein Smartphone sein kann, zulässig ist. Die Sensorsteuervorrichtung 102 empfängt eine oder mehrere dieser Anforderungen und wechselt von einem Niedrigleistungszustand (z. B. Lagerzustand) in einen Zustand mit höherer Leistung (z. B. Normalbetrieb). Die Sensorsteuervorrichtung 102 beginnt dann mit der Ankündigung für eine Verbindung mit der Lesevorrichtung 120 gemäß einem beliebigen Ankündigungsschema in dem BTLE-Protokoll (z. B. einem Ankündigungsschema, das kein verbindungsfähiges gerichtetes Ankündigungsereignis ist), und die Lesevorrichtung 120 kann die Ankündigungsanforderungen empfangen und entsprechend antworten. Somit agieren in dieser Ausführungsform sowohl die Sensorsteuervorrichtung 102 als auch die Lesevorrichtung 120 an einem bestimmten Punkt als Ankündigungseinheit. Die Lesevorrichtung 120 agiert als Ankündigungseinheit, um die Vorrichtung 102 aufzuwecken, und die Vorrichtung 102 agiert dann als Ankündigungseinheit, um eine Verbindung mit der Lesevorrichtung 120 aufzubauen.
Weiter zu anderen Ausführungsformen kann in einigen Fällen, um eine Verbindung einer Stromquelle auf elektrische Weise zu erreichen, eine weitere Stromquelle erforderlich sein, um die zuständige Schaltungsanordnung zu betreiben. Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme, Vorrichtungen und Verfahren stellen unter anderem die Nutzung der Leistung (oder des Stroms) bereit, die aus mehreren drahtlosen RF Kommunikationen, z. B. NFC Kommunikationen, gewonnen wird, die von der Lesevorrichtung 120 an die Sensorsteuervorrichtung 102 gesendet werden, um die zuständige Verbindungsschaltung zu betreiben. Diese mehreren RF Kommunikationen stellen die notwendige Leistung bereit, um die Stromquelle zu verbinden oder die Quelle anderweitig zu veranlassen, die Betriebsleistung an die Sensorelektronik 250 zu liefern. In speziellen Ausführungsformen kann dies bedeuten, dass genügend Leistung gewonnen wird, um zu ermöglichen, dass der Prozessor 256 der Sensorsteuervorrichtung 102 einen drahtlos empfangenen Übergangsbefehl demoduliert und interpretiert, der die Sensorsteuervorrichtung 102 anweist, von einer Niedrigleistungsbetriebsart in eine Betriebsart mit höherer Leistung, z. B. von einer inaktiven Betriebsart zu einer Aktivierungsbetriebsart, überzugehen. Typischerweise ist die Anzahl der HF-Kommunikationen, die für einen erfolgreichen Übergang erforderlich sind, umso geringer, je effizienter die Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 der Sensorsteuervorrichtung ist.
Die Verwendung mehrerer drahtloser HF-Kommunikationen stellt mehr Leistung bereit als eine einzige HF-Kommunikation desselben Typs, die möglicherweise nicht ausreicht. Die Leistungsmenge, die in diesem HF-„Gewinnungsprozess“ verfügbar ist, hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z. B. der Antenneneffizienz (z. B. Abstimmung), der Ausrichtung der HF-Felder (Abstand, Position und Ebenenwinkel) und der Leistung der sendenden Kommunikationsschaltungsanordnung (z. B. des Senders oder Sender/Empfängers) in der Lesevorrichtung.
Wie bereits erwähnt, kann die Lesevorrichtung 120 eine Vorrichtung vom Typ zum dedizierten Gebrauch sein, die zu dem primären (oder einzigen) Zweck, eine Schnittstelle mit der Sensorsteuervorrichtung 102 zu bilden, konstruiert ist. Lesevorrichtungen 120 vom Typ zum dedizierten Gebrauch sind typischerweise, jedoch nicht immer, von demselben Unternehmen hergestellt, das auch die Sensorsteuervorrichtung 102 herstellt. Da die Hersteller die Kontrolle über die Konstruktion von Lesevorrichtungen 120 zum dedizierten Gebrauch haben, können diese so konfiguriert sein, dass sie HF-Kommunikationen mit einer ausreichend hohen Leistungspegel übertragen, der ermöglicht, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 in eine Betriebsart mit höherer Leistung übergeht, nachdem sie eine minimale Anzahl von Kommunikationen empfangen hat.
In anderen Ausführungsformen weisen die Lesevorrichtungen 120 (einschließlich einiger Vorrichtungen zum dedizierten Gebrauch) jedoch weiter eingeschränkte Fähigkeiten auf und übertragen mit niedrigeren Leistungspegeln. Ein Beispiel ist ein Multifunktions-Smartphone, bei dem die Funktion der Schnittstelle zu der Sensorsteuervorrichtung 102 eine Zusatzfunktion ist, die nur von denjenigen Anwendern vollständig implementiert wird, die sie benötigen. Smartphones sind konstruiert, die Batterielebensdauer zu maximieren und den Leistungsverbrauch durch sekundäre Schaltungen wie z. B. die NFC Kommunikationsschaltungsanordnung, die zur Kommunikation mit der Sensorsteuervorrichtung 102 verwendet werden können, zu begrenzen. Aufgrund von Größenbeschränkungen kann das Smartphone auch eine kleinere NFC-Antenne aufweisen als eine Vorrichtung zum dedizierten Gebrauch. Als ein Ergebnis ist die Leistungsmenge, die aus jeder HF-Kommunikation gewonnen werden kann, begrenzt, oft stark begrenzt. Die hier beschriebenen Systeme, Vorrichtungen und Verfahren sind, obwohl sie nicht auf solche begrenzt sind, besonders für Smartphones und andere Lesevorrichtungen, die HF-Kommunikationen mit relativ geringer Leistung senden, geeignet.
15 bildet eine Beispielausführungsform für die Sensorsteuervorrichtung 102 ab, die so angepasst ist, dass sie Leistung aus empfangenen NFC-Kommunikationen gewinnt. Die Ausführungsform hier ist der in Bezug auf 2B beschriebenen ähnlich, außer dass der Sensorelektronik 250 auch ein internes kapazitives Reservoir 255 und ein externes kapazitives Reservoir 249 zum Speichern der aus den empfangenen Drahtloskommunikationen gezogenen Ladung zugeordnet ist. Die Merkmale dieser Ausführungsform können auch auf eine Konfiguration angewandt werden, wie sie in Bezug auf 2C beschrieben ist. Das interne Reservoir 255 kann allein verwendet werden, ebenso wie das externe Reservoir 249, oder eine Kombination der beiden Reservoirs 249 und 255 kann wie gezeigt verwendet werden. Die kapazitiven Reservoirs 249 und 255 können einen oder mehrere Kondensatoren enthalten, die elektrisch mit dem Prozessor 256, der Kommunikationsschaltungsanordnung 258 (ausgelegt zum Senden und Empfangen von NFC-Kommunikationen) und der Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 gekoppelt sind. Mehrere Kondensatoren, die in den Reservoirs 249 und 255 vorhanden sind, können parallel angeordnet sein, um die Ladungsspeicherfähigkeit zu maximieren.
Die Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 kann eine Überwachung des Spannungspegels der Stromquelle 260 ausführen, kann das Niveau der in den kapazitiven Reservoirs 249 und 255 gespeicherten Ladung überwachen und kann auch eine Steuerschaltungsanordnung enthalten, um zu steuern, ob die Stromquelle 260 den Rest der Sensorelektronik 250 mit Betriebsleistung versorgt. 16 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielausführungsform einer Steuerschaltung 1600 mit geringem Leckstrom abbildet, die wenigstens einen Transistor enthält, der ausgelegt ist, als Schalter zu funktionieren, der bestimmt, ob die Stromquelle 260 elektrisch mit der restlichen Elektronik 250 verbunden ist (so dass die Betriebsleistung zugeführt werden kann) oder elektrisch von der restlichen Elektronik 250 getrennt ist (wie z. B. wenn die Sensorsteuervorrichtung 102 in einer Niedrigleistungsbetriebsart ist). Beispiele für solche Steuerschaltungen 1600 sind beschrieben in der gleichzeitig anhängigen vorläufigen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nr. 61/899,983, eingereicht am 5. November 2013, die hierdurch Bezugnahme für alle Zwecke vollständig mit aufgenommen ist.
Die Steuerschaltung 1600 kann auf ein erstes Steuersignal an einem Eingang 1602 (z. B. einen Verbindungsbefehl), das die Steuerschaltung 1600 veranlasst, die Stromquelle 260 mit der restlichen Sensorelektronik 250 zu verbinden, reagieren. Die Steuerschaltung 1600 kann auch auf ein zweites Steuersignal an einem Eingang 1604 (z. B. einen Abschaltbefehl), das die Steuerschaltung 1600 veranlasst, die Stromquelle 260 von der restlichen Sensorelektronik 250 zu trennen, reagieren. Diese Steuersignale können durch die Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 oder den Prozessor 256 unter Verwendung der in den kapazitiven Reservoirs 249 und/oder 255 gespeicherten Leistung erzeugt werden.
Jetzt weiter zu einer ausführlichen Beschreibung der der HF-Leistungsübertragungstechniken sind die 17A-B Ablaufdiagramme, die eine Beispielausführungsform eines Verfahrens 400 zum Zuführen von Leistung zu der Sensorsteuervorrichtung 102 mit Drahtloskommunikationen, die durch die Lesevorrichtung 120 gemäß einem NFC-Protokoll gesendet werden, abbilden.
NFC ist eine Technik zum Aufbauen einer Funkkommunikation zwischen Vorrichtungen dadurch, dass sie berührt werden oder in unmittelbare Nähe zueinander gebracht werden (als nicht einschränkendes Beispiel irgendeine Abstandsbeziehung bis zu etwa 1,5 Meter (m)). NFC-Vorrichtungen senden typischerweise Kommunikationen durch Erzeugen eines Magnetfelds mit einer induktiven Antenne an einer Frequenz von etwa 13,56 MHz. Dieses Magnetfeld induziert Strom in einer ähnlichen induktiven Antenne in der empfangenden NFC-Vorrichtung, der dann decodiert werden kann, um den Inhalt der Kommunikation zu interpretieren. NFC-Vorrichtungen können „aktive“ oder „passive“ Vorrichtungen sein. Aktive Vorrichtungen enthalten typischerweise eine eigene Stromquelle zum Erzeugen von Spannung oder Strom, der/die verwendet wird, um NFC-Anforderungen und Antworten zu senden. Passive Vorrichtungen enthalten typischerweise keine eigene Stromquelle und antworten auf eine empfangene Kommunikation unter Verwendung der aus dieser Kommunikation gewonnenen Energie.
Der Begriff „NFC“ bezieht sich auf eine Reihe von Protokollen (oder Standards), die Betriebsparameter, Modulationsschemas, Codierung, Übertragungsgeschwindigkeiten, Rahmenformat und Befehlsdefinitionen für NFC-Vorrichtungen festlegen. Das Folgende ist eine nicht erschöpfende Liste von Beispielen für diese Protokolle, von denen jedes (zusammen mit allen seinen Unterabschnitten) durch Bezugnahme für alle Zwecke vollständig mit aufgenommen ist: ECMA-340, ECMA-352, ISO/IEC 14443, ISO/IEC 15693, ISO/IEC 18000-3, ISO/IEC 18092 und ISO/IEC 21481.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen können irgendeines der vorstehend genannten NFC-Merkmale nutzen und können irgendein NFC-Protokoll zur Leistungsversorgung über die Verbindung 140 nutzen, unabhängig davon, ob dieses Protokoll in der vorstehend genannten Liste enthalten ist oder anderweitig zum Zeitpunkt dieser Einreichung existiert. Zur Leistungsversorgung über die Verbindung 140 können auch andere Kommunikationsprotokolle als NFC verwendet werden. Mit einer zusätzlichen Leistungsgewinnungsschaltungsanordnung könnten beispielsweise Wi-Fi-Übertragungen verwendet werden, um die Leistung der Verbindung 140 an die Sensorsteuervorrichtung 102 zu übertragen.
Jetzt auf 17A Bezug nehmend bringt bei 1702 ein Anwender die Lesevorrichtung 120 in die Nähe der Sensorsteuervorrichtung 102, die in einer ersten Niedrigleistungsbetriebsart ist. Bei 1704 initiiert der Anwender das Senden von NFC-Kommunikationen der Lesevorrichtung 120 an die Sensorsteuervorrichtung 102. Dieser Abschnitt des Verfahrens kann in einer Vielzahl von Einstellungen stattfinden. In einem Beispiel kann der Anwender die Sensorsteuervorrichtung 102 zum ersten Mal aktivieren, bevor oder nachdem er die Vorrichtung 102 am Körper des Anwenders appliziert, wobei in diesem Fall die Sensorsteuervorrichtung 102 in einer Ausschaltbetriebsart oder einer Lagerbetriebsart sein kann. Der Anwender kann eine Option auf der Lesevorrichtung 120 auswählen, um die Sensorsteuervorrichtung 102 zu aktivieren und die Initialisierung dieser Vorrichtung zum Zweck der Überwachung der Analytspiegel des Anwenders zu starten. Diese Anweisung wiederum initiiert das Senden der NFC-Kommunikationen von der Lesevorrichtung 120.
In einem weiteren Beispiel kann die Sensorsteuervorrichtung 102 bereits aktiviert und an den Körper des Benutzers appliziert worden sein und ist stattdessen in eine Energiespar- oder Ruhebetriebsart eingetreten, die die Stromquelle 260 von einem Abschnitt der Sensorelektronik 250, der nicht direkt für die Analytüberwachung zuständig ist, trennt. In einem solchen Beispiel kann der Anwender eine Option auswählen, um einen Scan der Sensorsteuervorrichtung 102 auszuführen und die aktuellsten Analysedaten des Anwenders abzurufen, was wiederum das Senden der NFC-Kommunikationen initiiert, um die Sensorsteuervorrichtung 102 „aufzuwecken“.
In 17A sind die durch die Lesevorrichtung 120 ergriffenen Maßnahmen im Rahmen 1701 gezeigt. Die entsprechenden Maßnahmen, die von der Sensorsteuervorrichtung 102 ergriffen werden, sind in dem Rahmen 1703 von 17B gezeigt. In beiden Fällen können alle Aktionen teilweise unter Verwendung der Prozessoren der jeweiligen Vorrichtung ausgeführt werden. Bei 1706 von 17A sendet die Lesevorrichtung 120 eine Versorgungskommunikation gemäß einem NFC-Protokoll an die Sensorsteuervorrichtung 102. Die Versorgungskommunikation, die nachstehend genauer diskutiert ist, wird so ausgewählt, dass eine Energiemenge an die Sensorsteuervorrichtung 102 geliefert wird, die größer ist als die Energiemenge, die durch die Sensorsteuervorrichtung 102 verbraucht wird, um die Versorgungskommunikation zu interpretieren und die als Reaktion auf den Versorgungsbefehl programmierten Maßnahmen zu ergreifen.
Die Sensorsteuervorrichtung 102 empfängt die Versorgungskommunikation bei 1730 (17B) und demoduliert und liest die darin enthaltene Nachricht bei 1731. Bei 1732 bestimmt die Sensorsteuervorrichtung 102, ob die Kommunikation einen Übergangsbefehl enthält, was an diesem Punkt nicht der Fall ist. Wenn die Sensorsteuervorrichtung 102 erkennt, dass die Nachricht einen Versorgungsbefehl enthält, ergreift sie die entsprechenden Maßnahmen (falls vorhanden), die durch den Versorgungsbefehl angefordert sind, und sendet eine NFC-Antwort auf den Befehl bei 1733. Die Sensorsteuervorrichtung 102 speichert die überschüssige Ladung (oder Leistung) aus der empfangenen Kommunikation in den kapazitiven Reservoirs 249 und/oder 255 bei 1734. Der Schritt 1734 kann gleichzeitig mit Schritt 1733 oder später stattfinden (wie gezeigt). Das Speichern von Ladung in den Reservoirs 249 und 255 kann falls gewünscht nur nach dem Empfangs eines gültigen Versorgungsbefehls stattfinden (falls z. B. Ladung aus einem speziellen Zufallsrauschen gewonnen werden kann, dann würde diese Ladung nicht automatisch in den Reservoirs 249 und 255 gespeichert werden).
Die Lesevorrichtung 120 empfängt die NFC-Antwort bei 1708 (17A) und bestimmt bei 1710, ob sie in einer vorbestimmten oder zugewiesenen Frist (oder Zeitfenster) empfangen wurde. Falls die NFC-Antwort nicht innerhalb der vorbestimmten Frist empfangen wurde, dann kehrt die Lesevorrichtung 120 zu Schritt 1706 zurück und sendet einen weiteren Versorgungsbefehl an die Sensorsteuervorrichtung 102. Dieser Prozess kann wiederholt werden, bis innerhalb der vorbestimmten Frist eine gültige NFC-Antwort empfangen wird oder bis die Lesevorrichtung 120 eine maximale Anzahl von Versorgungsbefehlen gesendet oder anderweitig ein maximales Zeitlimit für den Prozess erreicht hat.
Falls eine gültige NFC-Antwort innerhalb der vorbestimmten Frist empfangen wird, sendet die Lesevorrichtung 120 dann einen Übergangsbefehl bei 1712. Der Übergangsbefehl weist die Sensorsteuervorrichtung 102 an, die Stromquelle 260 zu veranlassen, die Betriebsleistung für die Sensorelektronik 250 zuzuführen. Dies kann bedeuten, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 angewiesen wird, von der Niedrigleistungsbetriebsart in eine Betriebsart mit höherer Leistung überzugehen. Der Übergangsbefehl kann ein „Aktivierungsbefehl“ sein, der die Sensorsteuervorrichtung 102 anweist, sich zu aktivieren und einen Initialisierungsprozess zu beginnen, um sich für die Verwendung zum Erfassen von Analytdaten vorzubereiten.
Zurück zu 17B empfängt die Sensorsteuervorrichtung 102 die Kommunikation, die den Übergangsbefehl enthält, bei 1730 und demoduliert und liest sie bei 1731. Bei 1732 bestimmt die Sensorsteuervorrichtung 102, ob die Kommunikation einen Übergangsbefehl enthält, was an diesem Punkt der Fall ist. Wenn die Sensorsteuervorrichtung 102 erkennt, dass es sich um einen Übergangsbefehl handelt, kann sie auf verschiedene Arten fortfahren. In dem hier abgebildeten Beispiel bestimmt die Sensorsteuervorrichtung 102 bei 1735, ob ausreichend Ladung aus dem einen oder den mehreren Versorgungsbefehlen gesammelt wurde. Die Leistungsmanagementschaltungsanordnung 254 kann ein Flag erzeugen, das angibt, ob ausreichend Ladung gesammelt wurde oder nicht, und es an den Prozessor 256 kommunizieren, der das Flag erfassen kann, um zu der Bestimmung von Schritt 1735 zu gelangen. Falls ausreichend Ladung vorhanden ist, kann die Sensorsteuervorrichtung 102 bei 1736 diese Ladung verwenden, um die Stromversorgung 260 zu veranlassen, die Betriebsleistung zu liefern, z. B. durch Ausgeben eines Verbindungsbefehls von dem Prozessor 256 an die Steuerschaltung 1600, der die Verbindung der Stromversorgung 260 mit dem Rest der Sensorelektronik 250 veranlasst. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann auch eine Bestätigung, dass sie den Übergangsbefehl erfolgreich ausgeführt hat, an die Lesevorrichtung 120 senden. Falls keine ausreichende Ladung vorhanden ist, kann die Sensorsteuervorrichtung 102 bei 1738 eine NFC-Antwort, dass sie den Übergangsbefehl nicht ausführen kann, an die Lesevorrichtung 120 senden. Alternativ kann die Sensorsteuervorrichtung 102 keine Maßnahmen ergreifen, um Energie zu sparen.
In einem weiteren Beispiel kann die Sensorsteuervorrichtung 102, nachdem sie erkannt hat, dass ein Übergangsbefehl empfangen worden ist, auf das Bestimmen verzichten, ob ausreichend Ladung vorhanden ist (Schritt 1735), und versuchen, den Befehl direkt auszuführen. Abhängig davon, ob ausreichend Ladung gesammelt worden ist, ist die Sensorsteuervorrichtung 102 erfolgreich oder nicht. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann dann optional die entsprechende Aktion, die in Bezug auf die Schritte 1736 und 1738 beschrieben ist, ausführen.
Die Lesevorrichtung 120 überwacht den Empfang der Bestätigung, dass der Übergangsbefehl ausgeführt wurde, bei 1714 (17A). Falls eine gültige Bestätigung empfangen wurde, kann die Lesevorrichtung 120 die Routine bei 1716 beenden, da sie erfolgreich die erforderliche Leistung an die Sensorsteuervorrichtung 102 geliefert hat. Falls keine Bestätigung empfangen wurde oder eine negative Angabe empfangen wurde, kehrt die Lesevorrichtung 120 bei 1706 zum Senden von Versorgungsbefehlen zurück, und der Prozess kann so oft wiederholt werden, wie es die Software erlaubt.

Wie bereits erwähnt, wird die Kommunikation, die den Versorgungsbefehl enthält, so ausgewählt, dass sie zu einem Netto-Leistungsgewinn für die Sensorsteuervorrichtung 102 führt, d. h., die zum Lesen und Reagieren auf die Kommunikation erforderliche Leistung ist geringer als die Leistung, die der Sensorsteuervorrichtung 102 durch ihren Empfang zugeführt wird. Die Maßnahmen, die zu ergreifen der Befehl die Sensorsteuervorrichtung 102 anweist, ist möglicherweise zu dem Zeitpunkt, zu dem er durch die Lesevorrichtung 120 gesendet wird, nicht erforderlich. Mit anderen Worten kann die Ausführung des Befehls als vernachlässigbares Artefakt dieser Leistungsversorgungstechnik betrachtet werden. Ein Beispiel für einen Versorgungsbefehl ist der in ISO 15693-3 dargelegte Inventarisierungsbefehl, der die Sensorsteuervorrichtung 102 anweist, die Antikollisionssequenz dieses Protokolls auszuführen. In ISO 15693 enthält jede NFC-Anforderung Flags, einen Befehlscode, obligatorische und optionale Parameterfelder abhängig von dem Befehl, Anwendungsdatenfelder und eine zyklische Redundanzprüfung (CRC), während eine NFC-Antwort ähnliche Felder enthält, jedoch den Befehlscode weglässt. Die Sensorsteuervorrichtung 102 kann so konstruiert sein, dass sie aus den anderen in der ISO 15693-3 beschriebenen Befehlen, die in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben sind, Netto-Leistungsgewinne erzielt. TABELLE 1

Befehlscode	Typ	Funktion
01	Obligatorisch	Inventarisierung
02	Obligatorisch	im Ruhezustand bleiben
20	Optional	Einzelnen Block lesen
21	Optional	Einzelnen Block schreiben
22	Optional	Block sperren
23	Optional	Mehrere Blöcke lesen
24	Optional	Mehrere Blöcke schreiben
25	Optional	Auswählen
26	Optional	Zurücksetzen auf Bereitschaft
27	Optional	AFI schreiben
28	Optional	AFI sperren
29	Optional	DSFID schreiben
2A	Optional	DSFID sperren
2B	Optional	System informationen abrufen
2C	Optional	Sicherheitsstatus mehrerer Blöcke abrufen

In der in Bezug auf die 17A-B beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens 1700 darf die Lesevorrichtung 120 vor dem Senden des Übergangsbefehls eine große Anzahl aufeinanderfolgender Versorgungsbefehle senden. Es ist nicht erforderlich, dass diese Versorgungsbefehle gleich sind, da jede beliebige Kombination von Befehlen verwendet werden kann, die auch Befehle enthalten, die nicht zu einem Netto-Leistungsgewinn für die Sensorsteuervorrichtung 102 führen (obwohl die Verwendung solcher Befehle minimiert werden sollte, um den maximalen Leistungsversorgungseffekt zu erhalten). In einer Ausführungsform sind die Versorgungsbefehle der Großteil der gesendeten Befehle. Die Versorgungsbefehle können zu Beginn gesendet werden, gefolgt von einem oder mehreren Nicht-Versorgungsbefehlen, oder eine Anzahl von Nicht-Versorgungsbefehlen kann zunächst vor den Versorgungsbefehlen gesendet werden, oder die Befehle können in jeder gewünschten Kombination verschachtelt sein. Ähnlich können auf den Übergangsbefehl weitere Befehle folgen, die zusätzliche Versorgungsbefehle enthalten.
Darüber hinaus muss die Lesevorrichtung 120 nicht eine NFC-Antwort auf jeden Versorgungsbefehl überwachen und kann stattdessen so programmiert sein, dass sie eine spezifische Anzahl von Versorgungsbefehlen in schneller Folge sendet. Die Lesevorrichtung 120 kann mit einem Übergangsbefehl folgen und auf eine erfolgreiche Antwort überwachen. Das Senden der Versorgungsbefehle in schneller Folge erhöht die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 mit ausreichend Leistung versorgt wird, während gleichzeitig die Dauer des Prozesses minimiert wird, da wünschenswert ist, für den Anwender spürbare erhebliche Verzögerungen zu vermeiden. In einem nicht einschränkenden Beispiel, das experimentell ausgeführt wurde, werden vier Versorgungsbefehle in Abständen von 130 Millisekunden (ms) gesendet, wobei alle 600 ms ein Übergangsbefehl gesendet wird, bis eine Erfolgsbestätigung empfangen wird. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel, das ebenfalls experimentell ausgeführt wurde, wurden zehn Versorgungsbefehle nacheinander gesendet, gefolgt von einem Übergangsbefehl. Es wurde experimentell bestimmt, dass zehn Versorgungsbefehle ausreichend Spielraum bieten, um eine breite Palette von handelsüblichen Smartphones unter den häufigsten Bedingungen der Ausrichtung und Trennung der NFC-Verbindung mit Leistung zu versorgen. Andere Beispiele enthalten das Senden von X Versorgungsbefehlen vor dem Senden eines Übergangsbefehls, wobei X gleich 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12 und so weiter ist, wobei jeder Zyklus des Sendens von Versorgungsbefehlen, gefolgt von einem Übergangsbefehl, X-mal oder so oft wie gewünscht wiederholt werden kann, bis der gewünschte Übergang ausgeführt wird.
18 ist ein konzeptionelles Diagramm, das eine Beispielsituation, in der das Verfahren 1700 implementiert ist, abbildet. Mehrere unterschiedliche Parameter sind hier in zeitlicher Beziehung zueinander abgebildet. Der obere Abschnitt 1802 bildet die Aktivierung der HF-Übertragsleistung für die Lesevorrichtung 120 ab. Die HF-Übertragsleistung ist hier eine allgemeine Repräsentation der Energie, die durch die Lesevorrichtung 120 bei der Übertragung der Trägerwellenlängen über die Verbindung 140 verbreitet wird. In Übereinstimmung mit dem NFC-Protokoll kann die Versorgung mit HF-Übertragsleistung über die Verbindung 140 fortgesetzt werden, solange die Übertragung von NFC-Befehlen (z. B. NFC-Anforderungen) stattfindet. Die Versorgung mit der HF-Übertragsleistung wird zum Zeitpunkt T₀ initiiert und zum Zeitpunkt T_X beendet. Der mittlere Abschnitt 1803 bildet das Senden der NFC-Kommunikationen sowohl durch die Lesevorrichtung 120 als auch durch die Sensorsteuervorrichtung 102 ab. Der untere Abschnitt 1804 zeigt die Spannung V_CC, die der Sensorsteuervorrichtung 102 zur Verfügung steht, wenn sie jeden durch die Lesevorrichtung 120 gesendeten Befehl empfängt und darauf reagiert.
Bei der Initiierung der HF-Übertragsleistung an T₀ beginnt die Lesevorrichtung 120 mit dem Senden von Befehlen, und V_CC beginnt von einem Wert Null (oder nahe Null) auf eine geregelte Maximalspannung anzusteigen. Eine Kommunikation, die den Versorgungsbefehl 1806-1 enthält, wird durch die Sensorsteuervorrichtung 102 bei T₁ empfangen. Die Sensorsteuervorrichtung 102 demoduliert die Kommunikation, interpretiert den Befehl 1806-1 und versucht, innerhalb einer vorbestimmten Frist 1811-1 eine Antwort zu erzeugen und zu senden. Doch, wie durch den rapiden Abfall von V_CC, der nach dem Empfang des Versorgungsbefehls 1806-1 auftritt, angegeben ist, besitzt die Sensorsteuervorrichtung 102 nicht ausreichend Leistung, um eine Antwort zu senden, was durch den Antwortfehler 1807 bei T_R1 angegeben ist.
Bei T₂ sendet die Lesevorrichtung 120 einen zweiten Versorgungsbefehl 1806-2. Hier erfährt die Sensorsteuervorrichtung 102 erneut einen Abfall von V_CC, obwohl dieser Abfall aufgrund der teilweisen Aufladung der Reservoirs 249 und 255 von geringerer Größe und Dauer ist, und die Sensorsteuervorrichtung 102 kann eine verzögerte Antwort 1808-2 bei T_R2 senden. Da diese verzögerte Antwort 1808-2 durch die Lesevorrichtung 120 nicht innerhalb der vorbestimmten Frist 1811-2 empfangen wird, fährt die Lesevorrichtung 120 fort, zusätzliche Versorgungsbefehle zu senden.
Bei T_N wird ein N-ter Versorgungsbefehl 1806-N durch die Sensorsteuervorrichtung 102 empfangen. Der V_CC-Abfall ist hier noch geringer und von kürzerer Dauer als die bei T₁ und T₂ stattfindenden, und bei T_RN sendet die Sensorsteuervorrichtung 102 eine gültige Antwort 1808-N innerhalb der vorbestimmten Frist 1811 - N.
Nach Bestätigung dieser gültigen Antwort 1808-N sendet die Lesevorrichtung 120 einen Übergangsbefehl 1810, der durch die Sensorsteuervorrichtung 102 bei T_N+1 empfangen wird. Es ist ausreichend Ladung vorhanden, um zu ermöglichen, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 einen erfolgreichen Betriebsartübergang ausführen kann, und die Sensorsteuervorrichtung 102 sendet eine Antwort 1812 mit der Bestätigung des Übergangs bei T_RN+1. Aufgrund des höheren Leistungsbedarfs zum Antworten auf den Übergangsbefehl 1810, ist der V_CC-Abfall größer und länger als bei der Antwort auf den vorhergehenden Versorgungsbefehl 1806-N.
Es sind hier auch adaptive Techniken bereitgestellt, die die Größe der Leistungsversorgung für die Sensorsteuervorrichtung 102 basierend auf einem oder mehreren Fehlern beim Übergang der Vorrichtung 102 aus einer Niedrigleistungsbetriebsart anpassen können. 19 ist ein Ablaufplan, der eine Beispielausführungsform eines Verfahrens zum adaptiven Zuführen von Leistung zu der Sensorsteuervorrichtung abbildet.
Bei 1902 sendet die Lesevorrichtung 120 eine erste Vielzahl aufeinanderfolgender NFC Kommunikationen, die Versorgungsbefehle enthalten, an die Sensorsteuervorrichtung 102. Diese erste Vielzahl von Kommunikationen wird so gewählt, dass sie in der Lage ist, eine erste Nettoleistung an die Sensorsteuervorrichtung 102 zu transportieren. Jede aus der ersten Vielzahl von Kommunikationen kann einen Versorgungsbefehl enthalten, oder eine der Kommunikationen, wie z. B. die letzte Kommunikation, kann einen Übergangsbefehl enthalten. In dieser und allen anderen hier beschriebenen Ausführungsformen können alle Versorgungsbefehle Übergangsbefehle sein, falls die Sensorsteuervorrichtung 102 einen Übergangsbefehl interpretieren und darauf reagieren kann, während sie einen Nettoleistungsgewinn aufrechterhält. Bei 1904 überwacht die Lesevorrichtung 120, um zu bestimmen, ob eine gültige Antwort von der Sensorsteuervorrichtung 102 auf irgendeine aus der ersten Vielzahl von Kommunikationen oder alternativ auf irgendeinen gesendeten Übergangsbefehl empfangen wurde.
Falls eine gültige Antwort auf einen der Versorgungsbefehle empfangen wurde und kein Übergangsbefehl gesendet wurde, sendet die Lesevorrichtung 120 dann bei 1906 einen Übergangsbefehl und bestimmt bei 1908, ob eine gültige Antwort auf den Übergangsbefehl empfangen wurde. Falls eine gültige Antwort empfangen wurde, kann die Lesevorrichtung 120 dann bei 1910 die Softwareroutine beenden und optional den Anwender benachrichtigen, dass die Sensorsteuervorrichtung 102 erfolgreich in eine Betriebsart mit höherer Leistung übergegangen ist (z. B. aktiviert wurde). Falls keine gültige Antwort auf einen der Versorgungsbefehle (siehe 1904) empfangen wurde oder falls keine gültige Antwort auf den Übergangsbefehl (siehe 1908) empfangen wurde, fährt die Lesevorrichtung 120 dann zu 1912 fort, wo eine weitere Vielzahl aufeinanderfolgender NFC-Kommunikationen gesendet wird, die in der Lage sind, eine Nettoleistung zu befördern, die gleich der oder größer ist als die Nettoleistung der Vielzahl von Kommunikationen, die unmittelbar zuvor gesendet wurden, was in diesem Beispiel die erste Vielzahl war.
Die zu der Sensorsteuervorrichtung 102 beförderte Nettoleistung kann auf eine Reihe von Arten erhöht werden. Beispielsweise kann eine größere Anzahl von Kommunikationen über die gleiche Zeitspanne oder im Wesentlichen die gleiche Zeitspanne gesendet werden, wie dies bei der vorangegangenen Vielzahl von Kommunikationen der Fall war. Alternativ kann die gleiche Anzahl von Kommunikationen über eine kürzere Zeitspanne gesendet werden, als dies bei der vorangegangenen Vielzahl von Kommunikationen der Fall war. Diese Herangehensweise könnte verwendet werden, falls die Sensorsteuervorrichtung 102 anfällig für Lecks aus der empfangenen Leistung ist. Außerdem kann die gleiche Anzahl von Kommunikationen über die gleiche Zeitspanne wie bei der ersten Vielzahl gesendet werden, außer dass jede mit einer höheren Leistung gesendet werden kann. In noch einem weiteren Beispiel kann ein Typ eines Versorgungsbefehls verwendet werden, die sich von dem Versorgungsbefehl in der vorangegangenen Vielzahl unterscheidet, in dem Bestreben, adaptiv den Typ eines Versorgungsbefehls zu finden, der Leistung am effizientesten an die Sensorsteuervorrichtung 102 überträgt. Es kann auch eine Kombination aus zwei oder mehr der vorstehend genannten Herangehensweisen verwendet werden.
Bei 1914 bestimmt die Lesevorrichtung 120, ob eine gültige Antwort auf irgendeine aus der zuletzt gesendeten Vielzahl von Kommunikationen empfangen wurde, ähnlich wie bei Schritt 1904. Falls dies der Fall ist, fährt die Lesevorrichtung 120 zu 1906 fort und führt es in ähnlicher Weise wie bereits beschrieben aus. Falls keine gültige Antwort bei 1914 empfangen wurde, fährt dann die Lesevorrichtung 120 zu 1916 fort und bestimmt, ob der iterative Prozess fortgesetzt werden kann. Faktoren, die in dieser Bewertung verwendet werden können, können enthalten, ob die Lesevorrichtung 120 bereits Kommunikationen mit maximaler Sendeleistung sendet, ob eine maximale Anzahl von Versuchen erreicht worden ist oder ob eine maximale Zeitdauer für den gesamten Vorgang erreicht worden ist. Falls der Prozess fortgesetzt werden kann, fährt dann die Lesevorrichtung 120 zu 1912 fort und sendet eine weitere (in diesem Beispiel eine dritte) Vielzahl von Kommunikationen, die in der Lage sind, eine noch höhere Nettoleistung zu befördern. Falls ein Maximum erreicht worden ist, wie bei 1916 bestimmt, kann dann die Lesevorrichtung 120 bei 1918 die Routine beenden und optional den Anwender benachrichtigen.
Die Lesevorrichtung 120 kann, wenn sie in Form eines Smartphones ist, die hier beschriebenen Verfahren unter der Steuerung einer herunterladbaren Softwareanwendung ausführen, die durch den Anwendungsprozessor 204 ausgeführt wird. Die Smartphone-Anwendung kann für unterschiedliche Smartphone-Modelle generisch sein und einen adaptiven Prozess wie den des Verfahrens 1900 ausführen, um die optimale Kombination von Versorgungsbefehlszeitpunkt, Versorgungsbefehlstyp oder Anzahl der Versorgungsbefehlskommunikationen zu bestimmen, um jedes unterschiedliche Smartphone-Modell mit Leistung zu versorgen.
Ein solcher adaptiver Prozess könnte bei der Installation der Softwareanwendung, periodisch in Zuordnung zu einem Scan der Sensorsteuervorrichtung 102 oder während eines Scans als Teil eines Wiederanlaufprozesses ausgeführt werden. Falls die Sensorsteuervorrichtung 102 bereits aktiviert ist, kann die Lesevorrichtung 120 dann eine Benachrichtigung an die Sensorsteuervorrichtung 102 senden, dass sie den Optimierungsprozess durchführt, wobei an diesem Punkt die Sensorsteuervorrichtung 102 Leistung aus den nachfolgenden Versorgungsbefehlen gewinnen und eine Benachrichtigung über die erfolgreich gezogene Leistungsmenge zurück an die Lesevorrichtung 120 senden kann. Die Lesevorrichtung 120 kann dann verschiedene Kombinationen der vorstehend genannten Variablen testen, wobei sie jedes Mal von der Sensorsteuervorrichtung 102 eine Angabe über die Menge der gewonnenen Leistung empfängt. Die optimale Kombination kann dann für die Durchführung künftiger Betriebsartübergänge mit dieser oder einer nachfolgenden Sensorsteuervorrichtung 102 verwendet werden und durch die Lesevorrichtung 120 zurück an den Hersteller zur künftigen Bezugnahme kommuniziert werden, beispielsweise über eine Internet-Datenverbindung.
Obwohl viele der hier beschriebenen Ausführungsformen im Kontext des Übergangs von einer Niedrigleistungsbetriebsart in eine Betriebsart mit höherer Leistung mit Hilfe eines Übergangsbefehls stehen, kann die Technik zum Gewinnen von Leistung auch in anderen Kontexten verwendet werden. Diese Ausführungsformen können beispielsweise verwendet werden, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern, indem Versorgungsbefehle auch dann noch gesendet werden, wenn die Sensorsteuervorrichtung 102 in die Betriebsart mit höherer Leistung übergegangen (aktiviert) ist. Versorgungsbefehle können automatisch bei jeder Kommunikationssitzung zwischen der Lesevorrichtung 120 und der Sensorsteuervorrichtung 102 oder immer dann, wenn die Lesevorrichtung 120 einen Befehl sendet, von dem bekannt ist, dass er einen höheren Stromverbrauch als üblich erfordert, gesendet werden. Die Lesevorrichtung 120 kann so programmiert sein, dass sie immer dann Versorgungsbefehle sendet, wenn eine vorbestimmte Teilmenge von NFC-Befehlen übertragen wird (z. B. ist ein NFC-Befehl zum Ausführen eines Scans des Analytspiegels des Anwenders, zum Verarbeiten der Ergebnisse und zum Rückübertragen an die Lesevorrichtung 120 ein solcher Befehl, der eine große Leistungsmenge verbraucht). Die Lesevorrichtung 120 kann auch Versorgungsbefehle immer dann senden, wenn diese durch die Sensorsteuervorrichtung 102 während einer Kommunikationssitzung angefordert werden.
Sofern hier nicht anders angegeben, kann jeder der in den vorstehend genannten Ausführungsformen beschriebenen Verfahrensschritte durch einen Prozessor 256 oder eine Kommunikationsschaltungsanordnung 258 (z. B. einen Sender/Empfänger oder einen separaten Empfänger oder Sender) ausgeführt werden. Die durch diese Komponenten ausgeführten Schritte können auf Anweisung der durch den Prozessor 256 ausgeführten Softwareprogrammierung durchgeführt werden.
Obwohl sich viele der hier beschriebenen Ausführungsformen auf die Aktivierung einer Vorrichtung beziehen, schließen sich diese Ausführungsformen nicht gegenseitig aus. Anders ausgedrückt kann eine gegenständliche Vorrichtung eine beliebige Kombination aus einer oder mehreren der hier beschriebenen Ausführungsformen enthalten, die mehrere unterschiedliche Mechanismen zum Aktiveren dieser Vorrichtung enthalten können.
Im Allgemeinen sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit In-vivo-Systemen, -Vorrichtungen und -Verfahren zum Detektieren wenigstens eines Analyten, wie z. B. Glucose, in Körperflüssigkeit (z. B. transkutan, subkutan im ISF oder Blut oder in der Hautflüssigkeit der Hautschicht) verwendet. In-vivo-Analytüberwachungssysteme können von „In-vitro“-Systemen unterschieden werden, die mit einer biologischen Probe außerhalb des Körpers (oder „ex vivo“) in Kontakt kommen und die typischerweise eine Messvorrichtung enthalten, die einen Eingang zum Aufnehmen eines Analytteststreifens mit der biologischen Probe des Anwenders aufweist, die analysiert werden kann, um den Blutzuckerspiegel des Anwenders zu bestimmen. Viele In-vitro-Systeme erfordern einen „Fingerstich“ zur Entnahme der biologischen Probe. In-vivo-Analysenüberwachungssysteme können jedoch ohne die Notwendigkeit einer Kalibrierung mit einem Fingerstich arbeiten.
Viele Ausführungsformen enthalten In-vivo-Analytsensoren, die so ausgelegt sind, dass wenigstens ein Abschnitt des Sensors im Körper eines Anwenders positioniert ist, um Informationen über wenigstens einen Analyten des Körpers zu erhalten. Die hier beschriebenen Ausführungsformen können jedoch mit In-vivo-Analytüberwachungssystemen verwendet werden, die auch In-vitro-Funktionen enthalten, sowie mit reinen In-vitro- oder Ex-vivo-Analytüberwachungssystemen. Darüber hinaus können die hier beschriebenen Ausführungsformen in Systemen, Vorrichtungen und Verfahren außerhalb des Gebiets der Analytüberwachung verwendet werden, entweder in anderen Gebieten der Medizintechnik oder in irgendeinem anderen Gebiet, das die Versorgung einer Vorrichtung mit Leistung von einer weiteren erfordert.
Sensorkonfigurationen
Zu den Analyten, die mit dem System 100 überwacht werden können, enthalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Acetylcholin, Amylase, Bilirubin, Cholesterin, Choriongonadotropin, glykosyliertes Hämoglobin (HbAlc), Kreatinkinase (z. B. CK-MB), Kreatin, Kreatinin, DNA, Fructosamin, Glucose, Glucosederivate, Glutamin, Wachstumshormone, Hormone, Ketone, Ketonkörper, Lactat, Sauerstoff, Peroxid, prostataspezifisches Antigen, Prothrombin, RNA, thyroid-stimulierendes Hormon und Troponin. Die Konzentration von Arzneimitteln, wie z. B. Antibiotika (z. B. Gentamicin, Vancomycin und dergleichen), Digitoxin, Digoxin, Drogenmissbrauch, Theophyllin und Warfarin, können ebenfalls überwacht werden. In Ausführungsformen, die mehr als einen Analyten überwachen, können die Analyten zur gleichen oder zu unterschiedlichen Zeiten mit einem einzigen Sensor oder mit mehreren Sensoren, die dieselbe Elektronik (z. B. gleichzeitig) oder verschiedene Elektronik der Sensorsteuerungsvorrichtung 102 verwenden können, überwacht werden.
Der Analytsensor 104 kann ein auf den Analyten reagierendes Enzym enthalten, um ein Sensorelement bereitzustellen. Einige Analyten, wie z. B. Sauerstoff, können direkt an dem Sensor 104, und insbesondere wenigstens an einer Arbeitselektrode (nicht gezeigt) eines Sensors 104, elektrooxidiert oder elektroreduziert werden. Andere Analyten, wie z. B. Glucose und Lactat, erfordern die Anwesenheit wen eines Elektronenübertragungsmittels und/oder wenigstens eines Katalysators, um die Elektrooxidation oder Elektroreduktion des Analyten zu erleichtern. Katalysatoren können auch für Analyten wie z. B. Sauerstoff, die direkt an der Arbeitselektrode elektrooxidiert oder elektroreduziert werden können, verwendet werden. Für diese Analyten enthält jede Arbeitselektrode ein Erfassungselement in der Nähe der oder auf einer Oberfläche einer Arbeitselektrode. In vielen Ausführungsformen ist ein Erfassungselement in der Nähe eines oder auf nur einem kleinen Abschnitt wenigstens einer Arbeitselektrode gebildet.
Jedes Erfassungselement enthält eine oder mehrere Komponenten, die so konstruiert sind, dass sie die elektrochemische Oxidation oder Reduktion des Analyten erleichtern. Das Erfassungselement kann beispielsweise einen Katalysator zum Katalysieren einer Reaktion des Analyten und Erzeugen einer Reaktion an der Arbeitselektrode, ein Elektronenübertragungsmittel zum Übertragen von Elektronen zwischen dem Analyten und der Arbeitselektrode (oder einer anderen Komponente) oder beides enthalten.
Elektronenübertragungsmittel, die eingesetzt werden können, sind elektroreduzierbare und elektrooxidierbare Ionen oder Moleküle, deren Redoxpotential einige hundert Millivolt oberhalb oder unterhalb des Redoxpotentials der Standard-Kalomelelektrode (SCE) ist. Das Elektronenübertragungsmittel kann organisch, metallorganische oder anorganisch sein. Beispiele für organische Redox-Spezies sind Chinone und Spezies, die in ihrem oxidierten Zustand chinoide Strukturen aufweisen, wie z. B. Nilblau und Indophenol. Beispiele für metallorganische Redox-Spezies sind Metallocene, die Ferrocen enthalten. Beispiele für anorganische Redox-Spezies sind Hexacyanoferrat (III), Rutheniumhexamin usw. Weitere Beispiele sind die in den US-Patenten Nr. 6,736,957 , 7,501,053 und 7,754,093 beschriebenen, deren Offenbarungen hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen sind.
In speziellen Ausführungsformen besitzen die Elektronenübertragungsmittel Strukturen oder Ladungen, die den Diffusionsverlust des Elektronenübertragungsmittels während der Zeitspanne, in dem die Probe analysiert wird, verhindern oder wesentlich verringern. Die Elektronenübertragungsmittel enthalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, beispielsweise Redox-Spezies, die z. B. an ein Polymer gebunden sind, das wiederum auf der oder in der Nähe der Arbeitselektrode angeordnet sein kann. Die Bindung zwischen der Redox-Spezies und dem Polymer kann kovalent, koordinativ oder ionisch sein. Obwohl eine beliebige organische, metallorganische oder anorganische Redox-Spezies an ein Polymer gebunden und als Elektronenübertragungsmittel verwendet werden kann, ist die Redox-Spezies in speziellen Ausführungsformen ein/e Übergangsmetall-Verbindung oder -Komplex, z. B. Osmium-, Ruthenium-, Eisen- und Kobalt-Verbindungen oder -Komplexe. Es ist zu verstehen, dass viele Redox-Spezies, die für die Verwendung mit einer polymeren Komponente beschrieben sind, auch ohne eine polymere Komponente verwendet werden können.
Ausführungsformen mit polymeren Elektronenübertragungsmitteln können eine Redox-Spezies enthalten, die kovalent in einem Polymergemisch gebunden ist. Ein Beispiel für diesen Typ eines Vermittlers ist Poly(vinylferrocen). Eine andere Art von Elektronenübertragungsmitteln enthält eine ionisch gebundene Redox-Spezies. Dieser Typ eines Vermittlers kann ein geladenes Polymer enthalten, das an eine entgegengesetzt geladene Redox-Spezies gekoppelt ist. Beispiele für diesen Typ eines Vermittlers enthalten negativ geladene Polymere, die an eine positiv geladene Redox-Spezies wie z. B. ein Osmium- oder Ruthenium-Polypyridylkation gekoppelt sind.
Ein weiteres Beispiel für einen ionisch gebundenen Vermittler ist ein positiv geladenes Polymer, darunter quaternisiertes Poly(4-vinylpyridin) oder Poly(1-vinylimidazol), das an eine negativ geladene Redox-Spezies wie z. B. Ferricyanid oder Ferrocyanid gekoppelt ist. In anderen Ausführungsformen enthalten die Elektronenübertragungsmittel eine Redox-Spezies, die koordinativ an ein Polymer gebunden ist. Der Vermittler kann beispielsweise durch Koordination eines Osmium- oder Kobalt-2,2'-Bipyridyl-Komplexes an Poly(1-vinylimidazol) oder Poly(4-vinylpyridin) gebildet werden.
Geeignete Elektronenübertragungsmittel sind Osmium-Übergangsmetallkomplexe mit einem oder mehreren Liganden, wobei jeder Ligand einen stickstoffhaltigen Heterocyclus wie z. B. 2,2'-Bipyridin, 1,10-Phenanthrolin, 1-Methyl, 2-Pyridylbiimidazol oder Derivate davon aufweist. Die Elektronenübertragungsmittel können auch einen oder mehrere Liganden aufweisen, die kovalent in einem Polymer gebunden sind, wobei jeder Ligand wenigstens einen stickstoffhaltigen Heterocyclus wie z. B. Pyridin, Imidazol oder Derivate davon aufweist. Ein Beispiel für ein Elektronenübertragungsmittel enthält (a) ein Polymer oder Copolymer mit funktionellen Pyridin- oder Imidazolgruppen und (b) Osmiumkationen, die mit zwei Liganden komplexiert sind, wobei jeder Ligand 2,2'-Bipyridin, 1,10-Phenanthrolin oder Derivate davon enthält, wobei die beiden Liganden nicht notwendigerweise gleich sind. Einige Derivate von 2,2'-Bipyridin für die Komplexierung mit dem Osmiumkation umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, 4,4'-Dimethyl-2,2'-Bipyridin und Mono-, Di- und Polyalkoxy-2,2'-Bipyridin, die 4,4'-Dimethoxy-2,2'-Bipyridin enthalten. Derivate von 1,10-Phenanthrolin für die Komplexierung mit dem Osmiumkation enthalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, 4,7-Dimethyl-1,10-Phenanthrolin und Mono-, Di- und Polyalkoxy-1,10-Phenanthrolin, wie z. B. 4,7-Dimethoxy-1,10-Phenanthrolin. Polymere für die Komplexierung mit dem Osmiumkation enthalten, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Polymere und Copolymere von Poly(1-Vinylimidazol) (als „PVI“ bezeichnet) und Poly(4-Vinylpyridin) (als „PVP“ bezeichnet“). Geeignete Copolymersubstituenten von Poly(1-Vinylimidazol) enthalten Acrylnitril, Acrylamid und substituiertes oder quaternisiertes N-Vinylimidazol, z. B. Elektronenübertragungsmittel mit Osmium, das an ein Polymer oder Copolymer von Poly1-Vinylimidazol) komplexiert ist.
Ausführungsformen können Elektronenübertragungsmittel einsetzen, die ein Redoxpotential im Bereich von etwa -200 mV bis etwa +200 mV gegenüber der Standard-Kalomelelektrode (SCE) aufweisen. Die Erfassungselemente können auch einen Katalysator enthalten, der in der Lage ist, eine Reaktion des Analyten zu katalysieren. In einigen Ausführungsformen kann der Katalysator auch als ein Elektronenübertragungsmittel agieren. Ein Beispiel für einen geeigneten Katalysator ist ein Enzym, das eine Reaktion des Analyten katalysiert. Beispielsweise kann ein Katalysator, der eine Glucoseoxidase, Glucosedehydrogenase (z. B. Pyrrolochinolinchinon- (PQQ-) abhängige Glucosedehydrogenase, Flavin-Adenin-Dinukleotid- (FAD-) abhängige Glucosedehydrogenase oder Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid- (NAD-) abhängige Glucosedehydrogenase) enthält, verwendet werden, wenn der interessierende Analyt Glucose ist. Eine Lactatoxidase oder Lactatdehydrogenase kann verwendet werden, wenn der interessierende Analyt Lactat ist. Laccase kann verwendet werden, wenn der interessierende Analyt Sauerstoff ist oder wenn Sauerstoff in Reaktion auf eine Reaktion des Analyten erzeugt oder verbraucht wird.
In speziellen Ausführungsformen kann ein Katalysator an ein Polymer angelagert sein, wobei der Katalysator mit einem anderen Elektronenübertragungsmittel querverbunden ist, das, wie vorstehend beschrieben, ein Polymer sein kann. In speziellen Ausführungsformen kann auch ein zweiter Katalysator verwendet werden. Dieser zweite Katalysator kann verwendet werden, um eine Reaktion einer Produktverbindung, die aus der katalysierten Reaktion des Analyten resultiert, zu katalysieren. Der zweite Katalysator kann mit einem Elektronenübertragungsmittel arbeiten, um die Produktverbindung zu elektrolysieren, um ein Signal an der Arbeitselektrode zu erzeugen. Alternativ kann ein zweiter Katalysator in einer Schicht zur Beseitigung von Störstoffen vorgesehen sein, um Reaktionen, die Störstoffe entfernen, zu katalysieren.
In speziellen Ausführungsformen arbeitet der Sensor bei einem niedrigen Oxidationspotential, z. B. bei einem Potential von etwa +40 mV gegen Ag/AgCI. Diese Erfassungselemente verwenden beispielsweise einen auf Osmium (Os) basierenden Vermittler, der für den Betrieb an niedrigem Potenzial konstruiert ist. Dementsprechend sind in speziellen Ausführungsformen die Erfassungselemente redoxaktive Komponenten, die Folgendes enthalten: (1) Vermittlermoleküle auf Osmiumbasis, die (Bidente-) Liganden enthalten, und (2) Glucoseoxidase-Enzymmoleküle. Diese beiden Bestandteile sind in den Erfassungselementen des Sensors miteinander kombiniert.
Eine Anzahl von Ausführungsformen von Sensorkonfigurationen, die in dem System 100 verwendet werden können, sind in der internationalen Publikation Nr. WO 2012/174538 mit dem Titel „Connectors for Making Connections between Analyte Sensors and Other Devices“ und außerdem in dem US-Patent Nr. 8,435,682 mit dem Titel „Biological Fuel Cell and Methods“ beschrieben, die beide durch Bezugnahme vollständig für alle Zwecke mit aufgenommen sind. Es wird insbesondere auf die Absätze121-145 der Publikation '528 verwiesen, von denen einige hier wiedergegeben sind.
Alle Merkmale, Elemente, Komponenten, Funktionen und Schritte, die in Bezug auf eine der hier beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind, sind so vorgesehen, dass sie frei kombinierbar sind und durch diejenigen aus anderen Ausführungsformen ersetzbar sind. Falls ein/e spezielle/s/r Merkmal, Element, Komponente, Funktion oder Schritt in Bezug auf nur eine Ausführungsform beschrieben wird, so ist zu verstehen, dass diese/s/r Merkmal, Element, Komponente, Funktion oder Schritt mit jeder anderen hier beschriebenen Ausführungsform verwendet werden kann, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Dieser Absatz dient deshalb als vorangehende Basis und schriftliche Unterstützung für die Einführung von Ansprüchen zu jeder Zeit, die Merkmale, Elemente, Komponenten, Funktionen und Schritte aus verschiedenen Ausführungsformen kombinieren oder die Merkmale, Elemente, Komponenten, Funktionen und Schritte einer Ausführungsform durch die einer anderen ersetzen, selbst wenn dies die folgende Beschreibung nicht ausdrücklich angibt, in einem speziellen Fall, in dem solche Kombinationen oder Ersetzungen möglich sind. Die ausdrückliche Aufzählung aller möglichen Kombinationen und Ersetzungen ist zu aufwändig, insbesondere angesichts dessen, dass die Zulässigkeit jeder einzelnen solcher Kombinationen und Ersetzungen von normalen Fachleuten beim Lesen dieser Beschreibung ohne weiteres erkannt werden kann.
In vielen Fällen sind hier Entitäten beschrieben, die mit anderen Entitäten gekoppelt sind. Es ist zu verstehen, dass die Begriffe „gekoppelt“ und „verbunden“ (oder eine ihrer Formen) hier austauschbar verwendet sind und in beiden Fällen exemplarisch für das direkte Koppeln von zwei Entitäten (ohne nicht zu vernachlässigende (z. B. parasitische) dazwischenliegende Entitäten) und das indirekte Koppeln von zwei Entitäten (mit einer oder mehreren nicht zu vernachlässigenden dazwischenliegenden Entitäten) sind. Wenn Entitäten so gezeigt sind, dass sie direkt miteinander gekoppelt sind, oder so beschrieben sind, dass sie miteinander gekoppelt sind, ohne dass eine dazwischenliegende Entität beschrieben ist, so ist zu verstehen, dass diese Entitäten auch indirekt miteinander gekoppelt sein können, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorgibt.
Wie hier und in den beigefügten Ansprüchen verwendet, schließen die Singularformen „ein“, „der/die/das“ Bezugnahmen auf den Plural ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorgibt.
Obwohl die Ausführungsformen verschiedene Modifikationen und alternative Formen annehmen können, sind spezifische Beispiele davon in den Zeichnungen gezeigt und hier im Einzelnen beschrieben worden. Es ist jedoch zu verstehen, dass diese Ausführungsformen nicht auf die spezielle offenbarte Form beschränkt sind, sondern im Gegenteil diese Ausführungsformen alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die in den Erfindungsgedanken der Offenbarung fallen, abdecken sollen. Darüber hinaus können alle Merkmale, Funktionen, Schritte oder Elemente der Ausführungsformen in den Ansprüchen aufgeführt oder den Ansprüchen hinzugefügt sein, ebenso wie negative Einschränkungen, die den erfindungsgemäßen Schutzbereich der Schutzansprüche durch Merkmale, Funktionen, Schritte oder Elemente definieren, die nicht innerhalb in dieses Schutzbereichs sind.
BEISPIELE
1. Einrichtung zur kontinuierlichen Glucoseüberwachung eines Anwenders, die umfasst:

eine Sensorsteuervorrichtung, die mit einem Analytsensor betrieben werden kann, der in den Körper des Anwenders eingeführt werden kann, wobei die Sensorsteuervorrichtung umfasst:
- eine Analytüberwachungsschaltungsanordnung, die zum Verarbeiten der von dem Analytsensor empfangenen Daten ausgelegt ist;
- einen Prozessor, der mit der Analytüberwachungsschaltungsanordnung kommunikationstechnisch gekoppelt ist; und
- eine Aktivierungsschaltung, die einen optischen Aktivierungssensor, der mit dem Prozessor gekoppelt ist, umfasst, wobei die Aktivierungsschaltung ausgelegt ist, bei der Erfassung von optischem Licht durch den optischen Aktivierungssensor eine Stromversorgung mit dem Prozessor zu verbinden, um den Prozessor mit Leistung zu versorgen und zu ermöglichen, dass der Prozessor den Betrieb initiiert.

2. Einrichtung nach Beispiel 1, wobei der optische Aktivierungssensor ein optisch aktivierbarer Schalter ist, der bei Erfassung von optischem Licht ermöglicht, dass Strom durch ihn fließt.
3. Einrichtung nach Beispiel 1, wobei der optische Aktivierungssensor eine Fotodiode oder ein Fototransistor ist.
4. Einrichtung nach Beispiel 1, wobei die Sensorsteuervorrichtung die Stromversorgung umfasst.
5. Einrichtung nach Beispiel 4, wobei der Prozessor, wenn er mit der Stromversorgung verbunden wird, eine Initiierungsroutine ausführt und die Aktivierungsschaltung veranlasst, den optischen Aktivierungssensor zu umgehen, um mit dem Empfang der Leistung von der Stromversorgung fortzufahren.
6. Einrichtung nach Beispiel 1, die ferner einen Applikator, der mit der Sensorsteuervorrichtung gekoppelt ist, zum Applizieren der Sensorsteuervorrichtung an dem Anwender umfasst, wobei der Applikator eine Abdeckung aufweist, die ausgelegt ist zu verhindern, dass der optische Aktivierungssensor optischem Licht ausgesetzt wird.
7. Einrichtung nach Beispiel 6, wobei die Abdeckung eine Endkappe ist, die abnehmbar am Applikator angebracht werden kann.
8. Einrichtung nach Beispiel 7, wobei die Sensorsteuervorrichtung in dem Applikator untergebracht ist und die Endkappe ausgelegt ist, eine Öffnung in dem Applikator, durch die die Sensorsteuervorrichtung genutzt werden kann, abzudecken.
9. Einrichtung nach Beispiel 1, wobei der optische Aktivierungssensor in der Sensorsteuervorrichtung neben einem lichtdurchlässigen oder halb-lichtdurchlässigen Fenster in einem Gehäuse der Sensorvorrichtung untergebracht ist.
10. Einrichtung nach Beispiel 9, wobei die Sensorsteuervorrichtung eine Oberfläche umfasst, die im Wesentlichen vollständig mit einem Klebemittel bedeckt ist, um die Sensorsteuervorrichtung an den Anwender zu koppeln, wobei ein Abschnitt der Oberfläche frei von dem Klebemittel ist, um den Durchgang von optischem Licht durch das Fenster zu ermöglichen.
11. Einrichtung nach Beispiel 1, die ferner einen Bluetooth-Sender umfasst.
12. Einrichtung nach Beispiel 1, wobei die Sensorsteuervorrichtung die erfassten Analytdaten interpretiert, um zu bestimmen, ob ein Alarmzustand vorliegt.
13. Einrichtung nach Beispiel 1, die ferner einen Analytsensor umfasst.
14. Verfahren zum Vorbereiten einer Sensorsteuervorrichtung zur kontinuierlichen Analytüberwachung für einen Anwender, das Folgendes umfasst:

Entfernen einer Abdeckung von einem Applikatorgehäuse der Sensorsteuervorrichtung; und
Belichten eines optischen Aktivierungssensors mit optischem Licht, so dass der optische Aktivierungssensor die Aktivierung eines Prozessors in der Sensorsteuervorrichtung initiiert.

15. Verfahren nach Beispiel 14, wobei der optische Aktivierungssensor in der Sensorsteuervorrichtung untergebracht ist.
16. Verfahren nach Beispiel 14, wobei die Abdeckung eine Endkappe ist.
17. Verfahren nach Beispiel 14, das ferner das Verifizieren der Initiierung der Elektronik unter Verwendung einer Lesevorrichtung umfasst.
18. Verfahren nach Beispiel 14, wobei bei Belichtung mit optischem Licht der optische Aktivierungssensor ermöglicht, dass eine Stromversorgung Leistung zuführt, um den Prozessor zu aktivieren.
19. Verfahren nach Beispiel 18, wobei der Prozessor, wenn er aktiviert ist, den optischen Aktivierungssensor umgeht, um die Stromversorgung der Elektronik aufrechtzuerhalten.
20. Verfahren nach Beispiel 14, wobei der Analyt Glucose ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2011/0213225 [0027]
US 2012/0078071 [0056]
US 61/569287 [0087]
US 6736957 B [0160]
US 7501053 B [0160]
US 7754093 B [0160]
WO 2012174538 A [0168]
US 8435682 B [0168]

Claims

Vorrichtung zur In-vivo-Glucoseüberwachung eines Benutzers mit einem In-vivo-Glucosesensor, welche Vorrichtung umfasst: (1) eine Sensorsteuervorrichtung, die konfiguriert ist, auf der Haut des Benutzers getragen zu werden, wobei die Sensorsteuervorrichtung aufweist: ein Sensorsteuervorrichtungsgehäuse, das eine Umhüllung definiert; und Sensorelektronik, die in der Umhüllung angeordnet ist, wobei die Sensorelektronik eine In-vivo-Glucoseüberwachungsschaltung, eine Stromquelle und einen magnetischen Aktivierungssensor umfasst; wobei die In-vivo-Glucoseüberwachungsschaltung so konfiguriert ist, dass sie elektrisch mit einem In-vivo-Glucosesensor gekoppelt ist, der ein distales Ende mit einem auf Glucose reagierenden Enzym umfasst, und wobei der magnetische Aktivierungssensor konfiguriert ist, die Sensorsteuervorrichtung beim Entfernen eines Magnetfeldes von einem ersten Energiezustand in einen zweiten Energiezustand zu überführen; (2) einen Applikator, aufweisend: ein Applikatorgehäuse; eine abnehmbare Endkappe, die konfiguriert ist, mit dem Applikatorgehäuse durch eine Mehrzahl von komplementären Gewinden gekoppelt zu sein, wobei das Applikatorgehäuse und die abnehmbare Endkappe einen Innenraum des Applikators definieren; eine Spitze; und einen Magneten, der konfiguriert ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, wobei die Sensorsteuervorrichtung vor der Anwendung auf der Haut des Benutzers im Inneren des Applikators angeordnet ist, wobei der Applikator konfiguriert ist, die Spitze zu veranlassen, das distale Ende des In-vivo-Glucosesensors unter die Haut des Benutzers einzuführen, und konfiguriert ist, die Sensorsteuervorrichtung auf der Haut des Benutzers aufzubringen; wobei die Spitze konfiguriert ist, sich automatisch zurückzuziehen, nachdem das distale Ende des In-vivo-Glucosesensors unter die Haut des Benutzers eingeführt wurde, und wobei das Entfernen des Magnetfeldes und der Übergang der Sensorsteuervorrichtung vom ersten Energiezustand in den zweiten Energiezustand nach dem automatischen Zurückziehen der Spitze und dem Anbringen der Sensorsteuervorrichtung auf der Haut des Benutzers erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensorsteuervorrichtung ferner eine erste drahtlose Kommunikationsschaltung umfasst, die in dem Gehäuse angeordnet und konfiguriert ist, Glucosedaten über ein Bluetooth-Kommunikationsprotokoll an eine Lesevorrichtung zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Lesevorrichtung ein Smartphone ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Sensorsteuervorrichtung ferner einen nichtflüchtigen Speicher und einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) enthalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Sensorsteuervorrichtung ferner eine zweite drahtlose Kommunikationsschaltung umfasst, die in dem Gehäuse angeordnet und konfiguriert ist, Daten gemäß einem Nahfeldkommunikationsprotokoll (NFC) zu übermitteln.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Energiezustand ein normaler Betriebsmodus ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Stromversorgung konfiguriert ist, die In-vivo-Glucoseüberwachungsschaltung mit Strom zu versorgen, wenn sich die Sensorsteuervorrichtung in dem zweiten Energiezustand befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, 6, oder 7, wobei die Stromversorgung konfiguriert ist, die Schaltung zur In-vivo-Glucoseüberwachung nicht mit Strom zu versorgen, wenn sich die Sensorsteuervorrichtung im ersten Energiezustand befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der erste Energiezustand ein ausgeschalteter Zustand ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der erste Energiezustand ein Zustand niedriger Energie ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der erste Energiezustand ein Schlafzustand ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der erste Energiezustand ein Speichermodus ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Sensorsteuervorrichtung ferner ein Klebepflaster umfasst, das konfiguriert ist, die Sensorsteuervorrichtung auf der Haut des Benutzers zu fixieren.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der In-vivo-Glucosesensor konfiguriert ist, sich durch das Klebepflaster und vom Gehäuse der Sensorsteuervorrichtung weg zu erstrecken, und wobei das Klebepflaster konfiguriert ist, die Haut des Benutzers zu berühren, wenn die Spitze das distale Ende des In-vivo-Glucosesensors unter die Haut des Benutzers einführt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Applikator ferner Griffflächen und eine verschiebbare Hülle umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die abnehmbare Endkappe eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die konfiguriert sind, den Durchgang von Ethylenoxid zur Sterilisierung des Innenraums des Applikators zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die abnehmbare Endkappe ferner eine gasdurchlässige Dichtung aufweist, die über der einen oder den mehreren Öffnungen angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der magnetische Aktivierungssensor ein Reed-Schalter ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der der magnetische Aktivierungssensor ein Hall-Effekt-Sensor ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das distale Ende des In-vivo-Glucosesensors eine Arbeitselektrode umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei das auf Glucose reagierende Enzym auf der Oberfläche der Arbeitselektrode angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei das auf Glucose ansprechende Enzym Glucoseoxidase ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei das Gehäuse der Sensorsteuervorrichtung eine obere Schale und ein Basisteil umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die obere Schale und das Basisteil so miteinander verschweißt sind, dass die Sensorelektronik innerhalb des Gehäuses der Sensorsteuervorrichtung abgedichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der die obere Schale und das Basisteil über eine Schnappverbindung so gekoppelt sind, dass die Sensorelektronik innerhalb des Gehäuses der Sensorsteuervorrichtung abgedichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die obere Schale und das Basisteil eine einzelne gespritzte Einheit bilden, die ein thermoplastisches Material umfasst, und wobei die einzelne gespritzte Einheit die Sensorelektronik innerhalb des Gehäuses der Sensorsteuervorrichtung abdichtet.