ES2201083T3 - Sistema de analisis para la supervision de la concentracion de un analito en la sangre de un paciente. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN SISTEMA DE ANALISIS PARA SUPERVISION DE LA CONCENTRACION DE UNA MUESTRA ANALITICA EN SANGRE DE UN PACIENTE CON ELEMENTOS (12) DE ANALISIS QUE CONTIENEN REACTIVOS Y UN APARATO DE VALORACION, QUE CONTIENE UN EQUIPO PARA LA MEDICION DE UNA MODIFICACION QUE RESULTA A PARTIR DE LA REACCION DE LA MUESTRA DE ANALISIS CON LOS REACTIVOS, CON LO CUAL SE OBTIENEN A PARTIR DE LOS VALORES DE REACCION LOS DATOS DE ANALISIS DEL ELEMENTO. PARA UNA SUPERVISION CONTINUA A LA CONCENTRACION DE LA MUESTRA DE ANALISIS CON BUENA EXACTITUD Y PERMITIR UN NUMERO REDUCIDO DE OPERACIONES INVASIVAS PARA LA OBTENCION DE MUESTRAS. SE PROPONE QUE EL SISTEMA DISPONGA DE UNA UNIDAD (2) DE SENSOR APLICABLE EN EL CUERPO DEL PACIENTE, CON UN SENSOR (7) PARA LA MEDICION INMEDIATA LIBRE DE REACTIVOS DE UN PARAMETRO RELACIONADO CON LA CONCENTRACION DE LA MUESTRA DE ANALISIS EN EL CUERPO DEL PACIENTE Y UN EMISOR PARA LA TRANSMISION DE SEÑALES DE DATOS INALAMBRICA, ASI COMO UN MEDIO DE ANALISIS DE SENSOR PARA LA DETERMINACION DE LOS DATOS Cs DE ANALISIS DE SENSOR A PARTIR DE LOS VALORES DE MEDICION DE LOS PARAMETROS Y EL APARATO DE VALORACION COMO UNIDAD (3) DE CENTRAL DE UN SISTEMA (1) DE SUPERVISION DE SENSOR DE ELEMENTO DE ANALISIS INTEGRADO DE UN RECEPTOR PARA LA RECEPCION SIN ALAMBRE DE LAS SEÑALES DE DATOS DE LA UNIDAD (2) DE SENSOR, CON MEDIOS DE CALIBRACION PARA EL CALIBRADO DE LOS DATOS Cs DE SENSOR EN BASE A LOS DATOS Ca DE ANALISIS DE ELEMENTO Y UNA MEMORIA DE DATOS PARA LA ACUMULACION DE LARGO TIEMPO DE LOS DATOS DE ANALISIS.

Description

Sistema de análisis para la supervisión de la concentración de un Analito en la sangre de un paciente.

La invención se refiere a un sistema de análisis para la supervisión de la concentración de un analito en la sangre de un paciente.

Muchas veces es necesario supervisar de forma regular la concentración de un analito en la sangre. Esto se aplica especialmente en enfermedades, en las que es necesario un tratamiento regular con medicamentos en función de la concentración respectiva de analito. El ejemplo más importante es la Diabetes-Mellitus (enfermedad del azúcar). Los pacientes, que sufren de esta enfermedad, deberían supervisar continuamente su nivel de azúcar en la sangre, para poder adaptar sus inyecciones de insulina en cada caso a la necesidad actual y de esta manera mantener sus valores de azúcar en la sangre (es decir, la concentración de glucosa en la sangre) dentro de determinados límites. Debe evitarse con la mayor seguridad posible tanto un exceso de estos límites (hiperglicemia) como también no alcanzar estos límites (hipoglicemia), con el fin de evitar tanto estados agudos críticos, como también daños agravantes a largo plazo (como, por ejemplo, pérdida de la vista).

La presente invención se dirige especialmente a la supervisión de la concentración de glucosa en la sangre, pero se puede aplicar también para otros analitos. Aunque a continuación se hace referencia a modo de ejemplo a la determinación de la glucosa, esto no debe entenderse como limitación de la aplicabilidad general de la invención.

Para la supervisión de la concentración de glucosa en la sangre son habituales sistemas de análisis que están constituidos por elementos de análisis (elementos de análisis de estado sólido), que se designan como portadores de ensayo (test carrier), y por un aparato de evaluación. Los elementos de análisis y el aparato de evaluación están adaptados, en general, especialmente entre sí y se ofrecen por el mismo fabricante como sistema.

Los elementos de análisis contienen reactivos. Cuando se contacta con la muestra, la reacción del analito contenido en la muestra con los reactivos conduce a una modificación que se puede medir físicamente del elemento de análisis, que está correlacionado con la concentración del analito. El aparato de evaluación contiene una instalación de medición para la medición de la modificación y un circuito electrónico para la determinación de la concentración del analito a partir del valor de medición medido durante la medición de la modificación. Para la electrónica de evaluación se utilizan, en los aparatos modernos, microprocesadores que posibilitan un procesamiento digital controlado por software de los valores de medición en señales eléctricas que corresponden a la concentración del analito. Estos datos de análisis son representados, en general, sobre una pantalla alfanumérica en unidades de concentración. No obstante, como datos de análisis en el sentido de la invención se entienden también aquellas señales eléctricas, que representan el resultado del análisis de otra manera, por ejemplo señales para la activación de representaciones escalonadas de informaciones sobre la concentración del analito, como "intervalo ideal", "región normalizada superior", "región peligrosa superior", etc.

Se conocen diferentes tipos de elementos de análisis, que utilizan diferentes principios químico-físicos con respecto a los principios de reacción y a la modificación medible que está relacionada con la concentración. Sobre todo son habituales sistemas de análisis fotométricos y electroquímicos.

En el caso de sistemas de análisis fotométricos, los elementos de análisis contienen un sistema de reactivos, cuya reacción con el analito conduce a una modificación verificable fotométricamente (un cambio de color). Los reactivos se encuentran en este caso habitualmente en una matriz de plástico poroso o papel, que forma un campo de ensayo del elemento de análisis y cuyo color se modifica en función de la concentración. Esta modificación del color se puede determinar cuantitativamente con la ayuda de la fotometría de reflexión.

Los elementos de análisis electroquímicos contienen un sistema electroquímico de reactivos, cuya reacción con el analito influye sobre la tensión eléctrica que se encuentra entre dos polos del elemento de análisis y/o sobre la intensidad de la corriente que fluye entre dos polos del elemento de análisis con tensión definida. Por lo tanto, en este caso, la tensión o la intensidad de la corriente es la variable de medición que se puede medir físicamente, que se determina con una instalación correspondiente de medición de la tensión o de la corriente integrada en el aparato de evaluación y cuya modificación que está correlacionada con la concentración del analito -de nuevo con preferencia con una electrónica de evaluación con microprocesador- es transformada en datos de análisis (concentración del analito).

Los sistemas de análisis, que trabajan con elementos de análisis ("sistemas de análisis de elementos") han alcanzado un alto grado de exactitud y se pueden manipular tan fácilmente que pueden ser utilizados por el propio paciente para la supervisión continua de su concentración de glucosa en sangre ("home monitoring" = supervisión doméstica). Sin embargo, tienen el inconveniente esencial de que debe obtenerse una gota de sangre para cada análisis individual, que entra en contacto con el elemento de análisis. Esto se realiza, en general, a través de un pinchazo en el dedo, es decir, que para cada análisis es necesaria una lesión dolorosa de la piel y unida con un cierto riesgo de infección. Por lo tanto, se habla también de procedimientos de análisis invasivos.

Para posibilitar una supervisión continua de la concentración de un analito en l sangre de un paciente con buena exactitud y con un número reducido de intervenciones invasivas para la obtención de las muestras, se propone un sistema de análisis según la reivindicación 1.

La invención combina de una manera novedosa un sistema de análisis de elementos habitual para los análisis de sangre del tipo explicado anteriormente con un sistema de análisis que trabaja de forma no invasiva, que presenta una unidad sensora portátil en el cuerpo del paciente para la medición directa libre de reactivos de un parámetro, que está correlacionado con la concentración del analito, en el cuerpo del paciente y una electrónica de evaluación de sensor para la determinación de datos de análisis del sensor a partir de los datos de medición del sensor del parámetro medido. Los dos subsistemas sistemas forman un sistema general integrado, que posibilita la determinación de valores de análisis, especialmente de valores de glucosa, de una manera fiable y prácticamente continua. En cualquier momento se pueden realizar calibraciones por medio de un análisis de elementos, de manera que no se perjudica lo más mínimo la vida diaria del paciente. Puesto que la calibración se desarrolla de forma totalmente automática después de la realización de un análisis de elementos, se evitan los errores debidos a manipulaciones erróneas.

Ya se han descrito sistemas de análisis de sensores para la determinación directa libre de reactivos de analitos en la sangre en diferentes formas de realización. Han alcanzado también importancia práctica para algunos analitos (especialmente los valores de oxigenación de la sangre así como las concentraciones de gas en la sangre). Sin embargo, hasta ahora no han probado ser suficientes en la práctica para una pluralidad de otros analitos, especialmente para glucosa.

En el Artículo de J. D. Kruse-Jarres "Physicochemical Determinations of Glucose in vivo", J. Clin. Chen. Clin. Biochem. 26 (1988), 201-208 se da una visión de conjunto sobre métodos no invasivos para la determinación de glucosa.

La invención se refiere especialmente a sistemas, en los que se utiliza la interacción de luz irradiada en el tejido de un hombre vivo (con preferencia, el tejido cutáneo) con el tejido para la determinación analítica del analito presente en ella. En este caso, se parte de que la concentración del analito en el tejido (regado por la sangre) está correlacionada en una medida suficiente para fines prácticos con la concentración correspondiente en la sangre. En estos sistemas, la unidad sensora presenta un emisor de luz, desde el que se irradia luz en el tejido. Además, está presente un receptor de luz, a través del cual se detecta la luz que sale desde la parte del cuerpo después de la interacción con el tejido, para determinar una propiedad física de la luz medible, variable a través de la interacción con el tejido. Esta propiedad física medible forma en tales procedimientos un parámetro, que está correlacionado con la concentración del analito.

La mayoría de los procedimientos de este tipo conocidos hasta ahora se basan en los principios del análisis espectral. En este caso, se determina la absorción característica del analito (que se basa en estados de oscilación y de rotación de la molécula de analito o de partes de la misma), investigando la dependencia de la absorción óptica de la longitud de onda de la luz. En la práctica, se irradia la mayoría de las veces luz de diferentes longitudes de ondas desde una fuente luminosa que emite en banda estrecha y se mide la luz recibida en este caso por el receptor de luz. Como una alternativa, se puede irradiar también con una fuente de luz de banda ancha y se lleva a cabo sobre el lado de detección una medición selectiva de longitudes de ondas. Las bandas de absorción de las moléculas en cuestión (especialmente de la glucosa) se encuentran ampliamente en la región infrarroja de la luz. Sin embargo, puesto que allí el agua contenida en el tejido absorbe muy fuertemente se proponen por la mayoría de los autores longitudes de ondas de medición en la región de la luz infrarroja próxima, con las que se pueden detectar armónicos de los estados de oscilación y de rotación de las moléculas. Tales sistemas se describen, por ejemplo, en el documento EP-A-0 160 768, en el documento WO 93/00856 y en la patente US 5.028.787.

Un sistema de análisis de sensor, en el que se evalúan datos espectrales NIR, se describe, por ejemplo, también en el documento WO 92/00513. Puesto que los sistemas de análisis de sensor no posibilitan, en general, una medición absoluta, es necesaria una calibración, que se lleva a cabo en el sistema descrito en este documento por medio de un sistema de análisis convencional que trabaja con franjas de ensayo. Se describe un procedimiento de calibración especial, en el que se realizan un número mayor de mediciones invasivas a intervalos reguladores, como por ejemplo cada 15 minutos. Los datos de análisis invasivos obtenidos de esta manera son comparados por medio de un análisis de regresión con datos de análisis de sensores, que han sido obtenidos en el mismo periodo de tiempo, donde el número de las mediciones del sensor es mucho mayor que el número de las mediciones invasivas. Además, al comienzo del periodo de tiempo de la calibración se administra al paciente una pócima de glucosa, paras conseguir de una manera selectiva una elevación de su valor de glucosa en la sangre dentro del periodo de tiempo de calibración. A través de este procedimiento costoso debe conseguirse que solamente sea necesaria una única calibración del sistema de análisis no invasivo de sensor.

De manera especialmente preferida, en la invención se utiliza un sistema sensor, en el que se determina un parámetro de la luz, que está influenciado por el índice de refracción en el tejido. Un principio importante de este tipo de procedimiento es el reconocimiento de que la modificación del índice de refracción del líquido en el tejido, que va unida con modificaciones de la concentración de glucosa, se puede utilizar como parámetro que está correlacionado con la concentración de glucosa.

Para la realización de la medición técnica se propone especialmente determinar una señal influenciada por la dispersión múltiple de la luz a través de centros de dispersión en el tejido. Este tipo de procedimiento se describe en la solicitud de patente internacional WO-A-9410901 (PCT/DE 93/01058). La dispersión múltiple conduce, en las condiciones técnicas de medición descritas en este lugar de la literatura, a una amplificación del efecto unido con la modificación del índice de reflexión, que se puede determinar como modificación relativamente fuerte y, por lo tanto, bien medible de la señal. En el lugar de la literatura se explican detalles más concretos, a los que se hace referencia aquí en todo el contenido.

En la solicitud de patente alemana 43 37 570 se describe el análisis de glucosa sobre la base de la determinación de un parámetro de la luz que corresponde al tiempo de propagación de la luz en el tejido. Este "parámetro del tiempo de propagación" puede ser directamente el tiempo de propagación de un impulso de luz extremadamente corto. No obstante, es considerablemente menos costoso desde el punto de vista de la técnica de medición determinar el desplazamiento de las fases de la luz dentro del tejido como parámetro del tiempo de propagación, que está correlacionado con la concentración de glucosa en el tejido. También sobre este tipo de procedimiento se describen más detalles en la solicitud de patente mencionada, a la que se hace referencia aquí en todo el contenido.

Por último, en la solicitud de patente alemana presentada al mismo tiempo "Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Glusoce in einer biologischen Probe" (número de referencia: 44 15 728) la determinación de modificaciones del índice de refracción en el tejido con la ayuda de la interferometría de coherencia inferior. Esto se puede realizar o bien directamente a través de la determinación de la longitud del recorrido óptico de la luz en el tejido o indirectamente de tal forma que se determina el coeficiente de dispersión de la luz en el tejido. El coeficiente de dispersión, por su parte, está influenciado de una manera decisiva por la relación entre el índice de refracción del líquido y el índice de refracción de los centros de dispersión contenidos en el tejido (por ejemplo, células). También aquí se hace referencia a esta solicitud en todo el contenido.

Según la invención, se combina un elemento de análisis de sensor no invasivo de este tipo con un sistema de análisis de elemento de análisis invasivo que trabaja con reactivos. En este caso, el sistema de análisis del sensor está constituido por una unidad sensora móvil, accionada con batería, portátil en el cuerpo del paciente, y por un aparato de evaluación que está estacionario, en el sentido de que no es portátil en el cuerpo del paciente, sino que se coloca en un lugar adecuado, por ejemplo en la vivienda del paciente. No obstante, la unidad central es con preferencia tan pequeña y tan ligera que la puede llevar fácilmente el paciente, cuando abandona su vivienda durante tiempo prolongado (por ejemplo, durante varios días). El aparato de evaluación y la unidad central están en una conexión de transmisión de datos sin hilos entre sí. Ésta se puede realizar de diferentes maneras, por ejemplo con luz, IR, ondas de radio de alta frecuencia o también por ultrasonido.

La unidad sensora portátil en el cuerpo del paciente y la unidad central estacionaria cumplen en común las funciones del sistema de análisis de sensor, pudiendo estar realizada la distribución de las funciones del sistema sobre las dos unidades de diferentes maneras. En principio, una unidad sensora puede estar realizada si inteligencia propia, determinando únicamente los valores de medición del sensor y transmitiéndolos sin hilos a la unidad central. No obstante, con preferencia, la unidad sensora está equipada con inteligencia propia, es decir, que posee un sistema de procesamiento de datos con microprocesador como medio de evaluación, para determinar, a partir de los valores de medición de al menos un sensor de la unidad sensora, datos de análisis (que corresponden a la concentración de analito). De esta manera, existe la posibilidad de proveer la unidad sensora con una representación propia de datos de la concentración de analito, que emite, por ejemplo, como representación de aviso sencilla, un aviso acústico u óptico, cuando no se alcanzan o se exceden determinados valores límite de la concentración de glucosa. En este caso, es ventajoso, además, que sea interactiva la comunicación entre la unidad sensora y la unidad central, es decir, que no sólo se transmitan datos de análisis de elementos de análisis desde la unidad sensora a la unidad central, sino también a la inversa se pongan datos por la unidad central a la disposición de la unidad sensora. Esto se puede referir especialmente a datos de calibración, que son requeridos por la unidad sensora para la determinación de la concentración de analito.

Además, para la presente invención es importante que la unidad central del sistema de análisis de sensor sea al mismo tiempo el aparato de evaluación del sistema de análisis de elemento invasivo y asuma el cometido de la calibración del subsistema sistema de análisis de sensor sobre la base de datos de medición del subsistema de análisis de elementos.

El sistema de análisis según la invención se caracteriza, frente a los sistemas de análisis habituales en la práctica hasta ahora, sobre todo porque están disponibles datos de análisis constantemente actualizados y están presentes informaciones fiables sobre la velocidad de modificación de la concentración de glucosa en cada instante. Esto es especialmente importante para grupos de riesgo entre los diabéticos, por ejemplo diabéticos que tienen durante el reposo nocturno a hipoglicemia o a hiperglicemia. También bajo esfuerzo corporal elevado (por ejemplo, durante el deporte) interesa de una manera especial el control permanente de los valores de glucosa. La posibilidad de poder determinar de una manera cualitativa y cuantitativa la tendencia momentánea del valor de la glucosa ("ascendente" o "descendente") tiene una importancia especial para los diabéticos, que son tratados con insulina, para la determinación de la cantidad de insulina necesaria.

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de ejemplos de realización representados de forma esquemática en las figuras. En este caso:

La figura 1 muestra una representación en perspectiva de los componentes de un sistema de análisis según la invención.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques para la explicación de las funciones.

La figura 3 muestra una representación gráfica del desarrollo temporal de datos de análisis para la explicación de un procedimiento de calibración.

La figura 4 muestra una vista en proyección sobre una unidad central con una primara variante de una pantalla gráfica.

La figura 5 muestra una vista en proyección sobre una unidad central con una segunda variante de una pantalla gráfica.

El sistema de análisis de sensor de elementos de análisis integrado representado en la figura 1 (integrated analysis-element-sensor system, IASS) 1 está compuesto por un subsistema de elementos de análisis y por un subsistema sensor. Una unidad sensora 2, portátil en el cuerpo del paciente, está conectada con una unidad central 3 a través de una transmisión de datos sin hilos simbolizada a través de la flecha 4. La unidad sensora 2 está constituida en la forma de realización preferida representada por una unidad de base 6 y por dos sensores 7, 8, que están conectados a través de cables 9 con la unidad de base 6. La unidad de base 6 se puede llevar con una cinta de cuello 10 alrededor del cuello del paciente. Es evidente que también se puede fijar de otra manera, por ejemplo con la ayuda de un cinturón de hombros o de un sujetador elástico en el cinturón en el cuerpo del paciente.

Evidentemente, en principio también se puede trabajar con un solo sensor. No obstante, la utilización de dos o más sensores puede ser ventajosa, para poder medir al mismo tiempo en varios lugares de medición del cuerpo un parámetro que está correlacionado con la concentración de glucosa, pudiendo realizarse, para la elevación de la exactitud, un promedio de los valores de medición o una selección del mejor valor de medición con la ayuda de criterios predeterminados de fiabilidad.

La unidad central 3 presenta las características típicas de un aparato de evaluación de un sistema de análisis de elementos. En el caso representado, sirve para la evaluación de un elemento de análisis 12, que está configurado como franjas de ensayo de glucosa 13 con una capa base 14 y un campo de ensayo 15. Para la evaluación se introduce el elemento de análisis 12 en una caja de medición 17, que se encuentra debajo de una trampilla 18 del aparato 3. Para el manejo de la unidad central 3 está previsto un campo de teclas 20. Para la salida de información, especialmente para la representación de datos de análisis sirve una pantalla 21.

El aparato de evaluación de elementos de análisis integrado en la unidad central 3 está constituido de forma convencional y, por lo tanto, no es necesario describirlo en detalle. Se pueden obtener informaciones más detalladas a partir de numerosas publicaciones. Para la estructura general del aparato se remite, por ejemplo, a la solicitud de patente europea 0 492 326 y para una electrónica de medición posible se remite a la solicitud de patente europea 0 075 767.

En la figura 2 se representan los componentes funcionales esenciales de la unidad central 3 y de la unidad sensora 2 como diagrama de bloques.

La unidad central 3 contiene una instalación de medición 23 para la medición de una modificación del elemento de análisis 12, que está correlacionada con la concentración del analito, por ejemplo un fotómetro de reflexión, con el que se puede medir una modificación del color del campo de ensayo 15. La instalación de medición 23 genera señales eléctricas, que corresponden al valor medido de las modificaciones que están correlacionadas con la concentración y se designan como valor de medición R.

Los valores de medición R medidos son transmitidos a una electrónica de evaluación 24, que es parte de un microordenador 25, al que pertenece también una memoria de datos 26. La electrónica de evaluación 24 calcula con la ayuda de una curva de evaluación, memorizada en la memoria 26, que describe la relación funcional de la concentración C buscada con respecto al valor de medición R (C_{A} = f(R)), la concentración C buscada del analito y transmite estos valores de análisis a la memoria 26, donde son memorizados como datos de análisis de elementos C_{A}. La representación de los datos de análisis C_{A} se realiza -de forma automática o sobre una instrucción especial- a través de la pantalla 21.

La curva de evaluación (C_{A} = f (R)) puede estar memorizada fijamente en la unidad central 3. Son obstante, con preferencia, se utiliza para cada nueva carga de fabricación de elementos de análisis 12 una curva de evaluación especial específica de la carga, que se comunica a la unidad central en forma legible por máquina sobre un soporte de datos adecuado. Con este fin, la unidad central presenta un lector de datos 28, que puede ser, por ejemplo, un lector de códigos de barras, para leer un código de barras aplicado sobre los elementos de análisis propiamente dichos o sobre un soporte de códigos adicional. El código de barras es añadido a cada envase de elementos de análisis y contiene la curva de evaluación específica de la carga. Más detalles a este respecto se describen, por ejemplo, en la solicitud de patente europea 0 492 326.

Adicionalmente a los módulos funcionales descritos hasta ahora, que son habituales en aparatos de evaluación de elementos de análisis, la unidad central 3 presenta una parte de emisión y de recepción 29 para la transmisión de datos sin hilos y medios de calibración 30, que están realizados en la práctica con preferencia en forma de software y, por lo tanto, se representan en la figura 3 como componentes de un microordenador 25. Estos componentes combinan el subsistema de elementos de análisis con el subsistema sensor como se explica en detalle todavía a continuación.

La unidad de base 6 de la unidad sensora 2 contiene una unidad de funcionamiento 32 del sensor, en la que está conectado al menos un sensor 7. La unidad de funcionamiento 32 del sensor contiene los elementos que son necesarios para accionar el sensor 7 y para medir en este caso un parámetro en el cuerpo del paciente, que está correlacionado con la concentración de la glucosa. En el ejemplo preferido mencionado, a ellos pertenecen medios para la irradiación de luz, donde éstos pueden ser diodos luminosos dispuestos en el sensor 7 propiamente dicho, que son alimentados con corriente a través del cable 9. Como una alternativa, uno o varios emisores de luz pueden estar dispuestos en la unidad de base 6, donde el cable 9 contiene conductores de luz, a través de los cuales se transporta luz al sensor 7. De una manera correspondiente, en el sensor 7 y/o en la unidad de base 6 están previstos medios de detección de la luz (por ejemplo, receptores de luz de semiconductores), que detectan la luz después de la interacción con el tejido del paciente. Además, la unidad de funcionamiento 32 del sensor contiene componentes electrónicos, como por ejemplo amplificadores, para acondicionar la señal recibida, de tal forma que se obtiene un valor de medición S del sensor, que está correlacionado con la concentración de analito. El valor de medición S del sensor es transmitido a medios de evaluación 33 del sensor, que son con preferencia componentes de un sistema de microordenador 34 integrado en la unidad de base 6, al que pertenece, además, una unidad de memoria 35. Los medios de evaluación 33 del sensor calculan -de la misma manera que los medios de evaluación 24 de elementos de análisis en la práctica con software- a partir de los valores de medición S, datos de análisis (concentraciones) C con la ayuda de una curva de evaluación C_{S} = g (S), que está memorizada en la unidad de memoria 35. La curva de calibración C_{S} = g (S) es transmitida sin hilos a la unidad de base 6 desde la unidad central 3. Con este fin, la unidad de base 6 presenta una parte de emisión y de recepción 36, que posibilita la transmisión de datos sin hilos entre las dos unidades 3, 6 en colaboración con la parte de emisión y de recepción 29 de la unidad central.

Los datos de concentración calculados (datos de análisis C_{S} del sensor) son memorizados en la unidad de memoria 35. Se pueden emitir por medio de una unidad de salida 38 independientemente de la unidad central 3, estando configurada la unidad de salida 38 prevista en la unidad de base 6 de tal forma que es lo más pequeña posible y consume poca batería. Su cometido es en primer lugar una función de aviso para el caso de que la concentración de glucosa no alcance o exceda valores límite críticos. De manera más conveniente, la unidad de salida 38 puede estar realizada en forma de una representación de diodos luminosos con tres diodos luminosos (para "región normal", "peligro de exceso de azúcar", "peligro de escasez de azúcar"). Alternativa o adicionalmente puede estar prevista una salida de señal acústica.

En la figura 2 se representa la batería de alimentación de corriente 40 como componente de la unidad de base 6. Esto es importante porque el consumo de energía de los sensores de análisis es relativamente alto. Por lo tanto, de manera más conveniente, la batería 40 es recargable y en la unidad de base 6 está integrada una supervisión de la tensión de la batería no representada, que se manifiesta oportunamente cuando se requiere un cambio de la batería.

En el caso de utilización del sistema de análisis según la invención, el paciente se puede alejar sin problemas con la unidad sensora 2 durante tiempo prolongado fuera de la unidad central 3 estacionaria. En este tiempo los datos de análisis C_{S} del sensor son memorizados en la memoria 35. Cuando el paciente regresa a casa y está suficientemente cerca de la unidad central 3 de tal manera que se posibilita un intercambio de datos sin hilos entre las unidades 3 y 6, entonces los datos de análisis C_{S} del sensor obtenidos en el tiempo intermedio son transferidos desde la memoria 35 a la memoria 26 de la unidad central 3. El paciente puede realizar entonces en cualquier momento una calibración con la ayuda de un elemento de análisis 12. De manera más conveniente, la unidad central 3 contiene una instalación de medición del tiempo, que recuerda al paciente con frecuencia suficiente la realización de un análisis de los elementos de análisis para la calibración. Cada vez que se realiza un análisis de este tipo, se determina una nueva curva de evaluación C_{S} = g (S) en la unidad central 3 y se transmite a la unidad sensora. A continuación se explica la colaboración de las unidades 3 y 6 durante la calibración de todo el sistema.

Los datos de análisis C_{A} de los elementos son calibrados, como se ha descrito, a través de la curva de evaluación C_{A} = f(R), que se inscribe en la memoria 26 con preferencia en forma de un código legible por máquina a través del lector de datos 28-Por lo tanto, los datos de análisis C_{A} de los elementos son correctos con buena exactitud.

El valor C_{A} está presente, respectivamente, cuando el paciente ha tomado una gota de sangre 41 a través de un pinchazo en el dedo y lo ha analizado con la ayuda del elemento de análisis 12, de la instalación de medición 23 y de la electrónica de evaluación 24. Esto se puede realizar a intervalos de tiempo mayores, por ejemplo una o dos veces al día. En la figura 3 están representados como puntos 39 los datos de análisis de los elementos de análisis determinados en los instantes t_{1} a t_{5}.

El sensor 7 genera con la ayuda de su unidad de funcionamiento 32 del sensor y de la electrónica de evaluación 33 datos de análisis C_{S} de del sensor, realizando esta medición de forma continua o a intervalos de tiempo tan estrechos que se puede memorizar una curva prácticamente continua de C_{S} en la memoria 35 y se puede transmitir a la unidad central 3, cuando las unidades 2, 3 están en contacto de transmisión de datos entre sí. La figura 3 muestra la curva de tiempo de los valores C_{S} como línea discontinua A. Para la calibración de los datos de análisis C_{S} del sensor se utilizan los datos de análisis C_{A} de los elementos. Esto se puede realizar, por ejemplo, de tal forma que en los instantes de calibración t_{1} a t_{5}, los medios de calibración 30 del sensor realizan en cada caso una comparación de los datos de análisis C_{A} y C_{S}, que están memorizados en la memoria 26. A partir de esta comparación, los medios de calibración 30 del sensor determinan una curva de evaluación C_{S} = g (S) corregida y la transmite a través de las partes de emisión y de recepción 29, 36 a la unidad de base 6, donde se memoriza la nueva curva de evaluación en la memoria 35 para cálculos futuros de datos de análisis C_{S} del sensor con la ayuda de la electrónica de evaluación 3 del sensor. Al mismo tiempo se utiliza la nueva curva de evaluación C_{S} = g(S) determinada durante la calibración para corregir posteriormente datos del sensor memorizados ya en la memoria 26 hacia atrás al menos hasta el instante del análisis precedente de los elementos. Por lo tanto, en el ejemplo de realización representado en la figura 3, en virtud del valor de concentración C_{A} (t_{2}) de los elementos de análisis obtenido en el instante t_{2}, se puede realizar una corrección hacia atrás hasta el instante t_{1}. Lo mismo se aplica de una manera correspondiente para el instante t_{3} hacia atrás hasta t_{2} y así sucesivamente. La curva corregida después de la calibración de los datos de análisis de los sensores se representa en la figura 3 como línea continua B.

El proceso de calibración se ha explicado anteriormente a modo de ejemplo. Evidentemente, la calibración se puede realizar también de otra manera, especialmente en adaptación a los procedimientos de evaluación, con los que se determinan los datos de análisis C_{S} y C_{A}, respectivamente. De esta manera, especialmente para la determinación de C_{S} son adecuados procedimientos matemáticos numéricos, que determinan en cada caso un valor de concentración a partir de una pluralidad de datos de medición (por ejemplo, valores de la intensidad en muchas longitudes de ondas diferentes). Se menciona el PLS (procedimiento partial least squares).

La capacidad de memoria de las memorias 35 y 26 en la unidad sensora 2 o bien en la unidad central 3 está adaptada a los diferentes fines de aplicación. La memoria 35 solamente sirve para la memorización a medio plazo de cantidades de datos relativamente pequeñas, a saber, de los valores de la concentración para el periodo de tiempo máximo, durante el que el paciente se aleja con su unidad sensora 2 de la unidad central 3. Con preferencia, la capacidad de memoria de la memoria 35 está diseñada para la cantidad de datos que se producen en un periodo de tiempo de al menos 2, con preferencia al menos 8 horas. La memoria 26 de la unidad central 3 es, en general, considerablemente mayor y puede recibir datos de análisis así como datos de calibración, que se producen durante periodos de tiempo más largos (al menos aproximadamente una semana). De manera más conveniente, la unidad central 3 está provista con un interfaz de datos no representado, con el que se transmiten estos datos en cada caso para el procesamiento posterior, por ejemplo a un PC utilizado para la memorización de los datos del paciente en la consulta médica.

La representación de los datos de análisis en la unidad central 3 se puede realizar de forma alfanumérica, como se representa en la figura 1. Con preferencia, la pantalla 21 de la unidad central 3 está configurada como pantalla gráfica, que posibilita una representación gráfica del desarrollo temporal de los datos de análisis del sensor. Por ejemplo, en la configuración de la pantalla representada en la figura 4, el valor momentáneo de la glucosa está simbolizado a través de l barra negra 50 en el centro de la pantalla. El campo de representación 51 gris claro corresponde a la región normal de los valores de glucosa, mientras que el campo gris oscuro 52 corresponde a la región superior de alarma (peligro de hiperglicemia) y el campo inferior negro 53 corresponde a la región inferior de alarma (peligro de hipoglicemia). Una flecha en la pantalla 54 indica la tendencia actual (aquí hacia
valores crecientes de la glucosa).

En la representación de la pantalla gráfica de la figura 5 se puede ver el desarrollo temporal de los valores de la glucosa durante un periodo de tiempo prolongado. La región normal de los valores de la glucosa se puede reconocer a través de dos límites de alarma 56, 57 en el centro de la pantalla. El desarrollo de los valores de la glucosa se representa como barra 58 relativamente ancha. En la figura se encuentra desde hace algún tiempo en la región superior de alarma y comienza precisamente a caer (por ejemplo debido a una inyección de insulina).

Las representaciones de la pantalla gráfica de las figuras 4 y 5 utilizan la capacidad especial del sistema según la invención para determinar de una manera fiable valores de glucosa de una manera prácticamente continua. La instalación de evaluación 24 de la unidad central 3 (en determinadas circunstancias también la instalación de evaluación 33 de la unidad de base 6) contiene para este fin medios de diferenciación (realizados de nuevo con preferencia por software), que posibilitan en cualquier momento determinar la derivación temporal de la curva de los valores de glucosa y, por lo tanto, la tendencia. Esta información adicional tiene un valor considerable para la terapia de la diabetes mellitus.

Claims (12)

1. Sistema de análisis para la supervisión de la concentración de un analito en la sangre de un paciente, que comprende:

un subsistema de elementos de análisis con elementos de análisis (12), que contienen reactivos, cuya reacción con el analito conduce a una modificación (R) medible del elemento de análisis (12), que está correlacionada con la concentración del analito, cuando se pone en contacto este elemento de análisis con una gota de sangre del paciente, y con un aparato de evaluación, que presenta una instalación de medición (23) para la medición de la modificación, y con medios de evaluación (24) para la determinación de datos de análisis del elemento C_{A} a partir de los datos de medición (R) obtenidos en este caso,

y un subsistema sensor con una unidad sensora (2) portátil en el cuerpo del paciente para la obtención constante de datos de análisis, que incluye un sensor (7) para la medición directa libre de reactivos de un parámetro, que está correlacionado con la concentración del analito, en el cuerpo del paciente y para la generación de datos de medición (S) del sensor, un emisor (36) para la emisión sin hilos de señales de datos, así como medios de evaluación (33) del sensor para la determinación de datos de análisis C_{S} del sensor a partir de los datos de medición (S) del sensor,

donde el aparato de evaluación del subsistema de elementos de análisis es parte de una unidad central (3) del sistema de análisis, en la que se combinan el subsistema de elementos de análisis y el subsistema sensor, de tal manera que contienen

(i)

un receptor (29) y el emisor (36) para el intercambio de datos sin hilos entre sí,

(ii)

medios de calibración (30) para la calibración del subsistema sensor en virtud de los datos de análisis de elementos C_{A} del subsistema de elementos de análisis y

(iii)

una memoria de datos (26) para la memorización de larga duración de datos de análisis, y

el sistema de análisis está configurado de tal forma que el paciente puede realizar una calibración, cuando se encuentra con el subsistema sensor llevado en su cuerpo suficientemente cera de la unidad central (3), de manera que es posible un intercambio de datos sin hilos entre la unidad central (3) y el subsistema sensor.

2. Sistema de análisis según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad sensora (2) presenta un emisor de luz, desde el que se irradia luz en el tejido de una parte del cuerpo del paciente y un receptor de luz, a través del cual se detecta la luz que sale desde la parte del cuerpo después de la interacción con el tejido, para determinar una propiedad física medible de la luz, variable a través de la interacción con el tejido, como parámetro que está correlacionado con la concentración del analito en la sangre del paciente, a partir del cual se determinan los datos de análisis del sensor C_{S}.

3. Sistema de análisis según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad sensora comprende una unidad de base (6) y un sensor (7) conectado con la unidad de base (6) a través de cables (9), donde la unidad de base (6) contiene la instalación de alimentación de corriente (40) de la unidad sensora.

4. Sistema de análisis según la reivindicación 3, caracterizado porque la unidad sensora (2) presenta al menos dos sensores (7, 8), que están conectados a través de cables (9) con una unidad de base común (6).

5. Sistema de análisis según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad sensora (2) incluye los medios de evaluación (33) del sensor para la determinación de los datos de análisis C_{S} del sensor.

6. Sistema de análisis según la reivindicación 5, caracterizado porque la unidad sensora (2) presenta medios de representación (38) para una salida de información que representa los datos de análisis C_{S} del sensor.

7. Sistema de análisis según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque tanto el emisor (36) de la unidad sensora (2) como también el receptor (29) de la unidad central (3) están configurados como emisor/receptor, para posibilitar un intercambio interactivo de datos entre la unidad sensora (2) y la unidad central (3).

8. Sistema de análisis según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad sensora (2) contiene una memoria (35) para los datos de análisis C_{S} del sensor determinados en un periodo de tiempo de al menos 2, con preferencia de al menos 8 horas.

9. Sistema de análisis según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad central presenta una pantalla gráfica (21) para la representación del desarrollo temporal de los datos de análisis C_{S} del sensor.

10. Sistema de análisis según la reivindicación 9, caracterizado porque en la pantalla gráfica se pueden representar varias representaciones (50-54; 56-58) diferentes del desarrollo del tiempo de los datos de análisis C_{S} del sensor o de su tendencia de modificación.

11. Procedimiento para el funcionamiento de un sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en cada caso en el instante, en el que se realiza un análisis de elementos de análisis, se utiliza un valor de concentración C_{A}, determinado con el análisis de elementos de análisis, como valor teórico para la calibración de los datos de análisis C_{S} del sensor.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque los datos de análisis C_{S} del sensor son corregidos posteriormente de manera automática en virtud del valor teórico al menos hasta el instante del análisis precedente de elementos de análisis.