ES2710186T3 - Medidas de glucosa corregidas de hematocrito para la tira de prueba electroquímica utilizando el diferencial de tiempo de señales - Google Patents

Abstract

Un método para determinar una concentración de glucosa en una muestra de sangre (94), que comprende: depositar una muestra de sangre (94) en una cámara de prueba (92) de una tira reactiva (100) que tiene al menos electrodos primero y segundo (10, 12, 14) en contacto con un reactivo (22) y electrodos tercero y cuarto (19a), 20a) no en contacto con el reactivo; dirigir una señal no oscilante a al menos electrodos primero y segundo (10, 12, 14) para provocar una reacción con la glucosa en la muestra de sangre (94) y el reactivo (22); medir una salida de corriente de la reacción para establecer una concentración preliminar de glucosa; aplicar una primera señal de entrada oscilante (500) en una primera frecuencia a los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); detectar una primera señal de salida oscilante (502) de los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); medir un primer diferencial de tiempo (Δt1) entre la primera entrada y las señales oscilantes de salida (500, 502); aplicar una segunda señal de entrada oscilante en una segunda frecuencia a los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); detectar una segunda señal de salida de oscilación de los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); midiendo un segundo diferencial de tiempo (Δt2) entre la primera entrada y la salida de las señales oscilantes; estimación de un hematocrito de la muestra de sangre (94) en base a los diferenciales de primera y segunda vez (Δt1, Δt2); y derivar una concentración de glucosa final basada en la concentración de glucosa preliminar y el hematocrito de la etapa de estimación.

Description

DESCRIPCION

Medidas de glucosa corregidas de hematocrito para la tira de prueba electroqmmica utilizando el diferencial de tiempo de senales

ANTECEDENTES

[0001] Las tiras de prueba de glucosa electroqmmica, como las que se usan en el kit de prueba de sangre completa OneTouch® Ultra®, que esta disponible en LifeScan, Inc., estan disenadas para medir la concentracion de glucosa en una muestra de sangre de pacientes con diabetes. La medicion de la glucosa puede basarse en la oxidacion selectiva de la glucosa por la enzima glucosa oxidasa (GO). Las reacciones que pueden ocurrir en una tira reactiva de glucosa se resumen a continuacion en las Ecuaciones 1 y 2.

Ec. 1 Glucosa GO(OX) Acido Gluconico ^{G O ( r0jo)}

Ec. 2 GOfrop) 2 Fe(CN)e3- GOw 2 Fe(CN)e4-

[0002] Como se ilustra en la Ecuacion 1, la glucosa se oxida a acido gluconico por la forma oxidada de la glucosa oxidasa (GO(ox)). Cabe senalar que GO(ox) tambien puede denominarse "enzima oxidada". Durante la reaccion en la Ecuacion 1, la enzima oxidada GO(ox) se convierte a su estado reducido, que se denota como GO(rojo) (Es decir, "enzima reducida"). A continuacion, la enzima reducida GO(roj0) se vuelve a oxidar de nuevo a GO(ox) por reaccion con Fe(CN)63- (denominado mediador oxidado o ferricianuro) como se ilustra en la Ecuacion 2. Durante la regeneracion de GO(rojo) de vuelta a su estado oxidado GO(ox), Fe(CN)63- se reduce a Fe(CN)64- (denominado mediador reducido o ferrocianuro).

[0003] Cuando las reacciones expuestas anteriormente se llevan a cabo con una tension de prueba aplicada entre dos electrodos, se puede crear una corriente de prueba mediante la reoxidacion electroqmmica del mediador reducido en la superficie del electrodo. Por lo tanto, dado que, en un entorno ideal, la cantidad de ferrocianuro creada durante la reaccion qmmica descrita anteriormente es directamente proporcional a la cantidad de glucosa en la muestra colocada entre los electrodos, la corriente de prueba generada sena proporcional al contenido de glucosa de la muestra. Un mediador, como el ferricianuro, es un compuesto que acepta electrones de una enzima como la glucosa oxidasa y luego dona los electrones a un electrodo. A medida que aumenta la concentracion de glucosa en la muestra, tambien aumenta la cantidad de mediador reducido formado; por lo tanto, existe una relacion directa entre la corriente de prueba, como resultado de la reoxidacion del mediador reducido y la concentracion de glucosa. En particular, la transferencia de electrones a traves de la interfaz electrica da como resultado el flujo de una corriente de prueba (2 moles de electrones por cada mol de glucosa que se oxida). La corriente de prueba resultante de la introduccion de la glucosa puede, por lo tanto, referirse como una corriente de glucosa.

[0004] Los biosensores electroqmmicos pueden verse afectados negativamente por la presencia de ciertos componentes sangmneos que pueden afectar de forma no deseada a la medicion y dar lugar a imprecisiones en la senal detectada. Esta inexactitud puede dar como resultado una lectura incorrecta de la glucosa, por ejemplo, dejando al paciente inconsciente de un nivel de azucar en la sangre potencialmente peligroso. Como ejemplo, el nivel de hematocrito en la sangre (es decir, el porcentaje de la cantidad de sangre que esta ocupada por los globulos rojos) puede afectar erroneamente una medicion de la concentracion de analito resultante.

[0005] Las variaciones en un volumen de globulos rojos dentro de la sangre pueden causar variaciones en las lecturas de glucosa medidas con tiras reactivas electroqmmicas. Tfpicamente, se observa un sesgo negativo (es decir, una concentracion de analito calculada mas baja) con un hematocrito alto, mientras que un sesgo positivo (es decir, una concentracion de analito calculada mas alta) se observa con un hematocrito bajo. En el hematocrito alto, por ejemplo, los globulos rojos pueden impedir la reaccion de las enzimas y los mediadores electroqmmicos, reducir la velocidad de disolucion qmmica ya que hay menos volumen de plasma para solvatar los reactivos qmmicos, y la difusion lenta del mediador. Estos factores pueden resultar en una lectura de glucosa inferior a la esperada ya que se produce menos corriente durante el proceso electroqmmico. Por el contrario, con un hematocrito bajo, menos globulos rojos pueden afectar la reaccion electroqmmica de lo esperado, y puede dar lugar a una mayor corriente medida. Ademas, la resistencia de la muestra de sangre tambien depende del hematocrito, lo que puede afectar el voltaje y/o las mediciones de corriente.

[0006] Se han usado varias estrategias para reducir o evitar las variaciones basadas en el hematocrito en la glucosa en sangre. Por ejemplo, las tiras reactivas se han disenado para incorporar mallas para eliminar los globulos rojos de las muestras, o han incluido varios compuestos o formulaciones disenados para aumentar la viscosidad de los globulos rojos y atenuar el efecto del bajo hematocrito en las determinaciones de concentracion. Otras tiras reactivas han incluido agentes de lisis y sistemas configurados para determinar la concentracion de hemoglobina en un intento por corregir el hematocrito. Ademas, los biosensores se han configurado para medir el hematocrito midiendo las variaciones opticas despues de irradiar la muestra de sangre con luz, o midiendo el hematogeno en funcion de la funcion del tiempo de llenado de la camara de muestra. Estos sensores tienen ciertas desventajas.

[0007] El documento US 2011/0139634 describe un metodo para detectar la concentracion de analito en una muestra con correccion de hematocrito, utilizando una tira reactiva electroqmmica.

RESUMEN DE LA DESCRIPCION

[0008] Los solicitantes han descubierto varias realizaciones de una tecnica para permitir una medicion mejorada de la glucosa usando un diferencial de tiempo de las senales de entrada y salida a una camara de biosensores electroqmmicos.

[0009] En un aspecto, se proporciona un metodo para determinar una concentracion de glucosa en una muestra de sangre. El metodo se puede lograr: depositando una muestra de sangre en una camara de prueba de una tira reactiva que tenga al menos electrodos primero y segundo en contacto con un reactivo y electrodos tercero y cuarto que no esten en contacto con el reactivo; dirigir una senal no oscilante a los al menos electrodos primero y segundo para provocar una reaccion con la glucosa en la muestra de sangre y el reactivo; medir una salida de corriente de la reaccion para establecer una concentracion preliminar de glucosa; aplicar una primera senal de entrada oscilante en una primera frecuencia a los electrodos tercero y cuarto; detectar una primera senal de salida oscilante de los electrodos tercero y cuarto; medir un primer diferencial de tiempo entre la primera entrada y la salida de las senales oscilantes; aplicar una segunda senal de entrada oscilante a una segunda frecuencia a los electrodos tercero y cuarto; detectar una segunda senal de salida oscilante de los electrodos tercero y cuarto; medir un segundo diferencial de tiempo entre la primera entrada y la salida de las senales oscilantes; estimacion de un hematocrito de la muestra de sangre basada en los diferenciales de primera y segunda vez; y derivar una concentracion de glucosa final basada en la concentracion de glucosa preliminar y el hematocrito de la etapa de estimacion. En una variacion de este metodo, una primera frecuencia puede ser de aproximadamente 25.000 Hertz y la segunda frecuencia puede ser de aproximadamente 100kiloHertz a IMegaHertz, y preferiblemente de aproximadamente 250 kiloHertz y la estimacion puede incluir la aplicacion de una ecuacion de la forma:

en donde cada uno de Ci, C2 y C3 puede incluir un constante operativo para la tira de prueba, y se basan en los parametros de fabricacion en funcion del diseno de la tira.

[0010] En otra variacion, la medicion de una salida de corriente para la concentracion de glucosa preliminar se realiza antes de la estimacion del hematocrito. En una variacion adicional, una derivacion puede incluir el calculo de

la concentracion de glucosa final G^f desde: en donde Ie puede incluir una

magnitud de la corriente de extremo medida; HCT^est puede incluir el hematocrito; h0 puede incluir hematocrito nominal, y k, m3 y c3 comprenden parametros a partir de datos de regresiones.

[0011] Estas y otras realizaciones, caractensticas y ventajas seran evidentes para los expertos en la tecnica cuando se toman con referencia a la siguiente descripcion mas detallada de las realizaciones ejemplares de la invencion en conjuncion con los dibujos adjuntos que se describen brevemente a continuacion.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

[0012] Los dibujos adjuntos, que se incorporan aqu y constituyen parte de esta especificacion, ilustran realizaciones actualmente preferidas de la invencion y, junto con la descripcion general dada anteriormente y la descripcion detallada dada a continuacion, sirven para explicar las caractensticas de la invencion (en donde los numeros iguales representan elementos similares), en los cuales:

La Fig. 1 ilustra un sistema de medicion de analitos.

La Fig. 2 ilustra en forma esquematica simplificada los componentes del medidor 200.

La Fig. 3A ilustra la tira de prueba 100 del sistema de la Fig. 1 en la que hay dos electrodos de correccion corriente arriba de los electrodos de medicion.

La Fig. 3B ilustra una variacion de la tira reactiva de la Fig. 3A en la que un electrodo de medicion esta dispuesto cerca de la entrada y el otro electrodo de medicion esta en el extremo terminal de la celula de prueba con los electrodos de medicion dispuestos entre el par de electrodos de correccion.

Las Figs. 3C y 3D ilustran las variaciones de la Fig. 3A en las cuales los electrodos de correccion estan dispuestos uno al lado del otro en el extremo terminal de la camara de prueba con los electrodos de medicion aguas arriba de los electrodos de correccion.

Las Figs. 3E y 3F ilustran una disposicion de electrodos de correccion similar a la de la Fig. 3A en la que el par de electrodos de correccion estan proximos a la entrada de la camara de prueba.

La Fig. 4A ilustra un grafico del tiempo sobre el potencial aplicado a la tira de prueba de la Fig. 1.

La Fig. 4B ilustra un grafico del tiempo sobre la corriente de salida de la tira de prueba de la Fig. 1.

La Fig. 5 ilustra una forma de onda aplicada a la camara de prueba y una forma de onda medida desde la camara de prueba para mostrar un retardo de tiempo entre las formas de onda.

La Fig. 6A ilustra las mediciones de glucosa que no se corrigen para demostrar el sesgo (eje vertical) contra el nivel de hematocrito (eje horizontal) de esas mediciones.

La Fig. 6B ilustra las mediciones de glucosa que se han corregido para demostrar la mejora en el sesgo (eje vertical) con respecto al nivel de hematocrito (eje horizontal).

MODOS DE LLEVAR A CABO LA INVENCION.

[0013] La siguiente descripcion detallada debe leerse con referencia a los dibujos, en los cuales los elementos similares en los diferentes dibujos estan numerados de manera identica. Los dibujos, que no estan necesariamente a escala, representan realizaciones seleccionadas y no pretenden limitar el alcance de la invencion. La descripcion detallada ilustra a modo de ejemplo, no a modo de limitacion, los principios de la invencion. Esta descripcion permitira claramente que un experto en la tecnica realice y use la invencion, y describe varias realizaciones, adaptaciones, variaciones, alternativas y usos de la invencion, incluyendo lo que se cree actualmente que es el mejor modo de llevar a cabo la invencion.

[0014] Como se usa en este documento, los terminos "aproximadamente” o “alrededor de" para cualquier valor o rango numerico indican una tolerancia dimensional adecuada que permite que la parte o coleccion de componentes funcione para su proposito previsto como se describe en el presente documento. Ademas, como se usa en el presente documento, los terminos "paciente", "anfitrion", "usuario" y "sujeto" se refieren a cualquier sujeto humano o animal y no estan destinados a limitar los sistemas o metodos para uso humano, aunque el uso de sujeto de la invencion en un paciente humano representa una realizacion preferida. Como se usa en este documento, "senal oscilante" incluye senales de voltaje o senales de corriente que, respectivamente, cambian la polaridad o la direccion alternativa de la corriente o son multidireccionales.

[0015] La Fig. 1 ilustra un medidor de prueba 200, para ensayar los niveles de glucosa en la sangre de un individuo con una tira de prueba producida por los metodos y tecnicas ilustrados y descritos en este documento. El medidor de prueba 200 puede incluir entradas de interfaz de usuario (206, 210, 214), que pueden ser en forma de botones, para el ingreso de datos, navegacion de menus y ejecucion de comandos. Los datos pueden incluir valores representativos de la concentracion de analito y/o informacion relacionada con el estilo de vida cotidiano de un individuo. La informacion, que esta relacionada con el estilo de vida cotidiano, puede incluir la ingesta de alimentos, el uso de medicamentos, la realizacion de chequeos de salud, la condicion de salud general y los niveles de ejercicio de un individuo. El medidor de prueba 200 tambien puede incluir una pantalla 204 que puede usarse para informar los niveles de glucosa medidos y para facilitar el ingreso de informacion relacionada con el estilo de vida.

[0016] El medidor de prueba 200 puede incluir una primera entrada de interfaz de usuario 206, una segunda entrada de interfaz de usuario 210 y una tercera entrada de interfaz de usuario 214. Las entradas de interfaz de usuario 206, 210 y 214 facilitan la entrada y el analisis de los datos almacenados en el dispositivo de prueba, permitiendo a un usuario navegar a traves de la interfaz de usuario que se muestra en la pantalla 204. Las entradas de interfaz de usuario 206, 210 y 214 incluyen una primera marca 208, una segunda marca 212 y una tercera marca 216, que ayudan a correlacionar las entradas de la interfaz de usuario con los caracteres en la pantalla 204.

[0017] El medidor de prueba 200 se puede encender insertando una tira de prueba 100 en un conector de puerto de tira 220, presionando y sosteniendo brevemente la primera entrada de interfaz de usuario 206, o mediante la deteccion de trafico de datos a traves de un puerto de datos 218. El medidor de prueba 200 se puede apagar quitando la tira reactiva 100, presionando y sosteniendo brevemente la primera entrada de la interfaz de usuario 206, navegando y seleccionando una opcion de apagado del medidor desde la pantalla del menu principal, o no presionando ningun boton durante un tiempo predeterminado. La pantalla 104 puede incluir opcionalmente una luz de fondo.

[0018] En una realizacion, el medidor de prueba 200 puede configurarse para no recibir una entrada de calibracion, por ejemplo, desde cualquier fuente externa, cuando se cambia de un primer lote de tiras reactivas a un segundo lote de tiras reactivas. Por lo tanto, en una realizacion ejemplar, el medidor esta configurado para no recibir una entrada de calibracion de fuentes externas, como una interfaz de usuario (como las entradas 206, 210, 214), una tira de prueba insertada, una clave de codigo separada o una tira de codigos, puerto de datos 218. Esta entrada de calibracion no es necesaria cuando todos los lotes de tiras reactivas tienen una caractenstica de calibracion sustancialmente uniforme. La entrada de calibracion puede ser un conjunto de valores asignados a un lote de tiras reactivas en particular. Por ejemplo, la entrada de calibracion puede incluir una pendiente de lote y un valor de intercepcion de lote para un lote de tiras reactivas en particular. La entrada de calibraciones, como la pendiente del lote y los valores de intercepcion, se pueden preestablecer dentro del medidor como se describe a continuacion.

[0019] Con referencia a la Fig. 2, se muestra una disposicion interna ejemplar del medidor de prueba 200. El medidor de prueba 200 puede incluir un procesador 300, que en algunas realizaciones descritas e ilustradas aqm es un microcontrolador RISC de 32 bits. En las realizaciones preferidas descritas e ilustradas aqm, el procesador 300 se selecciona preferiblemente de la familia MSP 430 de microcontroladores de potencia ultra baja fabricados por Texas Instruments de Dallas, Texas. El procesador puede conectarse bidireccionalmente a traves de los puertos de E/S 314 a una memoria 302, que en algunas realizaciones descritas e ilustradas aqm es una EEPROM. Tambien conectados al procesador 300 a traves de los puertos de E/S 214 estan el puerto de datos 218, las entradas de interfaz de usuario 206, 210 y 214, y un controlador de pantalla 320. El puerto de datos 218 se puede conectar al procesador 300, lo que permite la transferencia de datos entre memoria 302 y un dispositivo externo, como una computadora personal. Las entradas de interfaz de usuario 206, 210 y 214 estan conectadas directamente al procesador 300. El procesador 300 controla la pantalla 204 a traves del controlador de pantalla 320. La memoria 302 puede precargarse con informacion de calibracion, como la pendiente del lote y los valores de intercepcion del lote, durante la produccion del medidor de prueba 200. El procesador 300 puede acceder y utilizar esta informacion de calibracion precargada al recibir una senal adecuada (como la corriente) desde la tira a traves del conector 220 del puerto de la tira para calcular el nivel de analito correspondiente (como la concentracion de glucosa en la sangre) usando la senal y la informacion de calibracion sin recibir la entrada de calibracion de ninguna fuente externa.

[0020] En las realizaciones descritas e ilustradas en el presente documento, el medidor de prueba 200 puede incluir un Circuito Integrado Espedfico de la Aplicacion (ASlC) 304, para proporcionar un circuito electronico utilizado en las mediciones del nivel de glucosa en sangre que se ha aplicado a una tira de prueba 100 insertada en conector 220 del puerto de la tira. Las tensiones analogicas pueden pasar hacia y desde el ASIC 304 a traves de una interfaz analogica 306. Las senales analogicas de la interfaz analogica 306 pueden convertirse en senales digitales mediante un convertidor A/D 316. El procesador 300 incluye ademas un nucleo 308, una ROM 310 (que contiene el codigo de la computadora), una RAM 312 y un reloj 318. En una realizacion, el procesador 300 esta configurado (o programado) para deshabilitar todas las entradas de la interfaz de usuario, excepto una entrada en la pantalla de un analito valor por la unidad de visualizacion como, por ejemplo, durante un penodo de tiempo despues de una medicion de analito. En una realizacion alternativa, el procesador 300 esta configurado (o programado) para ignorar cualquier entrada de todas las entradas de la interfaz de usuario, excepto por una entrada unica en una pantalla de un valor de analito por la unidad de pantalla. Las descripciones detalladas y las ilustraciones del medidor 200 se muestran y describen en la Publicacion de Solicitud de Patente Internacional N° W02006070200, que se incorpora aqm como referencia en esta solicitud como si estuviera completamente expuesta en el presente documento, con una copia adjunta al apendice.

[0021] La Fig. 3A es una vista en perspectiva despiezada a modo de ejemplo de una tira de prueba 100, que puede incluir siete capas dispuestas sobre un sustrato 5. Las siete capas dispuestas sobre el sustrato 5 pueden ser una primera capa conductora 50 (que tambien puede denominarse capa de electrodo 50), una capa de aislamiento 16, dos capas de reactivo superpuestas 22a y 22b, una capa adhesiva 60 que incluye porciones adhesivas 24, 26 y 28, una capa hidrofila 70 y una capa superior 80. La tira de prueba 100 puede fabricarse en una serie de pasos donde la capa conductora 50, la capa aislante 16, las capas reactivas 22 y la capa adhesiva 60 se depositan secuencialmente sobre el sustrato 5 utilizando, por ejemplo, un proceso de serigraffa. Tenga en cuenta que los electrodos 10, 12 y 14 estan dispuestos para entrar en contacto con la capa de reactivo 22a y 22b, mientras que los electrodos de correccion 19a y 20a estan separados y no en contacto con la capa de reactivo 22. La capa hidrofila 70 y la capa superior 80 pueden eliminarse de un rollo de material y laminarse sobre el sustrato 5 como un laminado integrado o como capas separadas. La tira de prueba 100 tiene una porcion distal 3 y una porcion proximal 4 como se muestra en la Fig. 3A.

[0022] La tira de prueba 100 puede incluir una camara de recepcion de muestra 92 a traves de la cual se puede extraer una muestra de sangre. La camara de recepcion de muestra 92 puede incluir una entrada en un extremo proximal y una salida en los bordes laterales de la tira de prueba 100, como se ilustra en la Fig. 3A. Se puede aplicar una muestra de sangre 94 a la entrada para llenar una camara de recepcion de muestras 92 de manera que se pueda medir la glucosa. Los bordes laterales de una primera almohadilla adhesiva 24 y una segunda almohadilla adhesiva 26 situadas adyacentes a la capa de reactivo 22 definen cada una una pared de la camara de recepcion de muestra 92, como se ilustra en la Fig. 3^a . Una parte inferior o "piso" de la camara de recepcion de muestras 92 puede incluir una parte del sustrato 5, la capa conductora 50 y la capa de aislamiento 16, como se ilustra en la Fig. 3A. Una porcion superior o "techo" de la camara de recepcion de muestras 92 puede incluir una porcion hidrofflica distal 32, como se ilustra en la Fig. 3A. Para la tira de prueba 100, como se ilustra en la Fig. 3A, el sustrato 5 se puede usar como base para ayudar a soportar las capas aplicadas posteriormente. El sustrato 5 puede estar en forma de una lamina de poliester tal como un material de tetraftalato de polietileno (PET) (Hostaphan PET suministrado por Mitsubishi). El sustrato 5 puede estar en formato de rollo, nominalmente 350 micras de espesor por 370 milfmetros de ancho y aproximadamente 60 metros de longitud.

[0023] Se requiere una capa conductora para formar electrodos que se pueden usar para la medicion electroqmmica de glucosa. La primera capa conductora 50 se puede hacer a partir de una tinta de carbon que se imprime en el sustrato 5. En un proceso de impresion de pantalla, la tinta de carbon se carga en una pantalla y luego se transfiere a traves de la pantalla con una escobilla de goma. La tinta de carbon impresa se puede secar con aire caliente a aproximadamente 140°C. La tinta de carbon puede incluir resina VAGH, negro de carbon, grafito (KS15) y uno o mas solventes para la mezcla de resina, carbono y grafito. Mas particularmente, la tinta de carbon puede incorporar una proporcion de negro de carbon: resina VAGH de aproximadamente 2.90:1 y una proporcion de grafito: negro de carbono de aproximadamente 2.62:1 en la tinta de carbono.

[0024] Para la tira de prueba 100, como se ilustra en la Fig. 3A, la primera capa conductora 50 puede incluir un electrodo de referencia 10, un primer electrodo de trabajo 12, un segundo electrodo de trabajo 14, electrodos de correccion tercero y cuarto 19a y 19b, una primera almohadilla de contacto 13, una segunda almohadilla de contacto 15, una almohadilla de contacto de referencia 11, una primera banda de electrodo de trabajo 8, una segunda banda de electrodo de trabajo 9, una banda de electrodo de referencia 7 y una barra de deteccion de tira 17. Los electrodos de correccion 19a y 20a estan provistos de bandas de electrodos respectivas 19b y 20b. La capa conductora se puede formar a partir de tinta de carbono. La primera almohadilla de contacto 13, la segunda almohadilla de contacto 15 y la almohadilla de contacto de referencia 11 pueden adaptarse para conectarse electricamente a un medidor de prueba. La primera banda de electrodo de trabajo 8 proporciona una via electricamente continua desde el primer electrodo de trabajo 12 hasta la primera almohadilla de contacto 13. De manera similar, la segunda banda de electrodo de trabajo 9 proporciona una via electricamente continua desde el segundo electrodo de trabajo 14 hasta la segunda almohadilla de contacto 15. De manera similar, la banda de electrodo de referencia 7 proporciona una ruta electricamente continua desde el electrodo de referencia 10 hasta la almohadilla de contacto de referencia 11. La barra de deteccion de tira 17 esta conectada electricamente a la almohadilla de contacto de referencia 11. Las bandas de electrodo tercera y cuarta 19b y 20b se conectan a los electrodos respectivos 19a y 20a. Un medidor de prueba puede detectar que la tira de prueba 100 se ha insertado correctamente midiendo una continuidad entre la almohadilla de contacto de referencia 11 y la barra de deteccion de tira 17 como se ilustra en la Fig. 3A.

[0025] Las variaciones de la tira de prueba 100 (Figura 3A) se muestran en las Figs. 3B, 3C, 3D, 3E y 3F. En la realizacion de la Fig. 3B, los electrodos de medicion de analito 10, 12 y 14 estan dispuestos generalmente en la misma configuracion que en la Fig. 3A. Sin embargo, los electrodos 19a y 20a para detectar el nivel de hematocrito estan dispuestos en una configuracion espaciada en la que un electrodo 19a esta cerca de una entrada 92a a la camara de prueba 92 y otro electrodo 20a esta en el extremo opuesto de la camara de prueba 92. Electrodos 10, 12 y 14 estan dispuestos para estar en contacto con una capa de reactivo 22. En las Figs. 3C, 3D y 3E, los electrodos de deteccion de hematocrito 19a y 20a estan dispuestos uno junto al otro y se pueden colocar en el extremo opuesto 92b de la entrada 92a a la camara de prueba 92 (Fig. 3C y 3D) o adyacente a la entrada 92a (Figs. 3E y 3F). En todas estas realizaciones, los electrodos de correccion estan separados de la capa de reactivo 22, de modo que estos electrodos de correccion no se ven afectados por la reaccion electroqmmica del reactivo en presencia de una muestra de fluido (p. ej., sangre o fluido intersticial) que contiene glucosa.

[0026] En las diversas realizaciones de la tira de prueba, se realizan dos mediciones a una muestra de sangre depositada en la tira de prueba. Una medida es la de la glucosa en la muestra de sangre mientras que la otra es la del hematocrito en la misma muestra. La medicion del hematocrito se utiliza para modificar o corregir la medicion de glucosa para eliminar o reducir el efecto de los globulos rojos en las mediciones de glucosa. Ambas mediciones (glucosa y hematocrito) pueden realizarse en secuencia, simultaneamente o superpuestas en duracion. Por ejemplo, la medicion de la glucosa se puede realizar primero y luego el hematocrito; primero la medicion del hematocrito y luego la medicion de la glucosa; ambas mediciones al mismo tiempo; o la duracion de una medicion puede superponerse con la duracion de la otra medicion. Cada medicion se discute en detalle a continuacion con respecto a las Figs. 4 y 5.

[0027] La Fig. 4A es un grafico ejemplar de un voltaje de prueba aplicado a la tira de prueba 100 y sus variaciones mostradas aqu en las Figs. 3A-3f . Antes de aplicar una muestra de fluido a la tira de prueba 100, el medidor de prueba 200 se encuentra en un modo de deteccion de fluido en el que se aplica una primera tension de prueba de aproximadamente 400 milivoltios entre el segundo electrodo de trabajo 14 y el electrodo de referencia 10. Una segunda tension de prueba de aproximadamente 400 milivoltios preferiblemente se aplica simultaneamente entre el primer electrodo de trabajo 12 y el electrodo de referencia 10. Alternativamente, la segunda tension de prueba tambien se puede aplicar simultaneamente de manera que un intervalo de tiempo de la aplicacion de la primera tension de prueba se superponga con un intervalo de tiempo en la aplicacion de la segunda prueba voltaje. El medidor de prueba puede estar en un modo de deteccion de fluido durante el intervalo de tiempo de deteccion de fluido tFD antes de la deteccion de fluido fisiologico en el momento de inicio en cero. En el modo de deteccion de fluido, el medidor de prueba 200 determina cuando se aplica un fluido a la tira de prueba 100, de manera que el fluido moja el segundo electrodo de trabajo 14 y el electrodo de referencia 10. Una vez que el medidor de prueba 200 reconoce que el fluido fisiologico se ha aplicado debido a, por ejemplo, un aumento suficiente en la corriente de prueba medida en el segundo electrodo de trabajo 14, el medidor de prueba 200 asigna un marcador de cero segundos en el tiempo cero "0" e inicia el intervalo de tiempo de prueba T1. Una vez completado el intervalo de tiempo de prueba T1, se elimina la tension de prueba. Para simplificar, la Fig. 4A solo muestra el primer voltaje de prueba aplicado a la tira de prueba 100.

[0028] En lo sucesivo, una descripcion de como se determina la concentracion de glucosa a partir de los transitorios de corriente conocidos (es decir, la respuesta de la corriente electrica medida en nanoamperios en funcion del tiempo) que se miden cuando se aplican los voltajes de prueba de la Fig. 4A a la tira de prueba conocida 100.

[0029] En la Fig. 4A, los voltajes de prueba primero y segundo aplicados a la tira de prueba 100 son generalmente de aproximadamente 100 milivoltios a aproximadamente 600 milivoltios. En una realizacion en la que los electrodos incluyen tinta de carbon y el mediador es ferricianuro, el voltaje de prueba es de aproximadamente 400 milivoltios. Otras combinaciones de mediador y material de electrodo requeriran diferentes voltajes de prueba. La duracion de los voltajes de prueba es generalmente de aproximadamente 2 a aproximadamente 4 segundos despues de un penodo de reaccion y tipicamente es de aproximadamente 3 segundos despues de un penodo de reaccion. Normalmente, el tiempo Ti se mide en relacion con el tiempo to. Cuando la tension 400 se mantiene en la Fig. 4A durante la duracion de T1, la corriente transitoria 402 para el primer electrodo de trabajo se genera a partir del tiempo cero y, asimismo, la corriente transitoria 404 para el segundo electrodo de trabajo tambien se genera con respecto al tiempo cero. Los transitorios de corriente se acumulan hasta un pico de tiempo Tp proximo al pico, momento en el cual, la corriente cae lentamente hasta aproximadamente 5 segundos despues del tiempo cero. En el punto 406, se mide y se suma el valor actual para cada uno de los electrodos de trabajo. A partir del conocimiento del desplazamiento del codigo de calibracion y la pendiente para la tira de prueba particular 100, se puede calcular la concentracion de glucosa. "Interceptar" y "pendiente" son los valores obtenidos al medir los datos de calibracion de un lote de tiras de prueba. Normalmente, alrededor de 1.500 tiras se seleccionan al azar del lote o lote. El lfquido corporal de los donantes se dispara a varios niveles de analito, tipicamente seis concentraciones de glucosa diferentes. Tfpicamente, la sangre de 12 donantes diferentes se dispara a cada uno de los seis niveles. Ocho tiras reciben sangre de donantes y niveles identicos, por lo que se realizan un total de 12 x 6 x 8 = 576 pruebas para ese lote. Estos se comparan con el nivel de analito real (p. ej., la concentracion de glucosa en la sangre) midiendolos con un analizador de laboratorio estandar como el Yellow Springs Instrument (YSI). Un grafico de la concentracion de glucosa medida se grafica contra la concentracion real de glucosa (o la corriente medida frente a la corriente YSI), un grafico de la concentracion de glucosa medida se grafica contra la concentracion real de glucosa (o la corriente medida frente a la corriente YSI), y una formula y = mx+c mmimos cuadrados ajustados en el grafico para dar un valor para la pendiente del lote m y la interseccion del lote c para las tiras restantes del lote o lote.

[0030] Como ejemplo de un calculo de analito (p. ej., glucosa) para la tira 100 (Fig. 3A), en la Fig. 4B se supone que el valor de corriente muestreado en 406 para el primer electrodo de trabajo es de 1.600 nanoamperios mientras que el valor actual a 406 para el segundo electrodo de trabajo es de 1.300 nanoamperios y para el codigo de calibracion de la tira de prueba el Intercept es de 500 nanoamperios y la pendiente es de 18 nanoamperios/mg/dL. La concentracion de glucosa G0 se puede determinar a partir de la Ecuacion 3 de la siguiente manera:

Gq= [(IE)-interceptar]/pendiente Ec. 3

en donde

I^e es una concentracion preliminar de glucosa determinada a partir de la suma de las corrientes finales medidas en ambos electrodos

o Iwe1 Iwe2

Iwe1 es la corriente medida para el primer electrodo de trabajo al final de T1;

Iwe2 es la corriente medida para el segundo electrodo de trabajo al final de T1;

Pendiente es el valor obtenido de las pruebas de calibracion de un lote de tiras reactivas de las que proviene esta tira en particular;

Intercepcion es el valor obtenido de las pruebas de calibracion de un lote de tiras reactivas de las que proviene esta tira en particular.

[0031] A partir de la ec. 3 G0 = [(1600 1300)-500]/18 y, por lo tanto, G0 = 133,33 nanoamperios ~ 133 mg/dL.

[0032] Se observa que aqu la concentracion de glucosa no se corrige por ningun valor de hematocrito y que ciertas compensaciones pueden proporcionarse al valor actual Iwe1 e Iwe2 para tener en cuenta los errores o el tiempo de demora en el circuito electrico del medidor 200. Tambien se puede utilizar la compensacion de temperatura para garantizar que los resultados se calibran a una temperatura de referencia como, por ejemplo, la temperatura ambiente de unos 20 grados centigrados.

[0033] Ahora que se puede determinar una concentracion preliminar de glucosa (I^e) a partir de las corrientes finales, se proporciona una descripcion de la tecnica del solicitante para determinar el hematocrito de la muestra de sangre en relacion con la Fig. 5. En la Fig. 5, el sistema 200 (Fig. 2) aplica una primera senal de entrada oscilante 500 a una primera frecuencia (de aproximadamente 25.000 Hertz) a un par de electrodos. El sistema tambien esta configurado para medir o detectar una primera senal de salida oscilante 502 de los electrodos tercero y cuarto, lo que en particular implica medir un diferencial de tiempo At1 entre las senales oscilantes de primera entrada y salida. Al mismo tiempo o durante penodos de tiempo superpuestos, el sistema tambien puede aplicar una segunda senal de entrada oscilante (no se muestra por brevedad) a una segunda frecuencia (aproximadamente 100 kiloHertz a 1MegaHertz, y preferiblemente a aproximadamente 250 kilo Hertz) a un par de electrodos y luego medir o detectar una segunda senal de salida oscilante de los electrodos tercero y cuarto, lo que puede implicar la medicion de un segundo diferencial de tiempo At2 (no mostrado) entre las senales de oscilacion de la primera entrada y salida. A partir de estas senales, el sistema estima un hematocrito de la muestra de sangre en funcion de los diferenciales primero y segundo At1 y At2. A partir de entonces, el sistema puede derivar una concentracion final de glucosa basada en la concentracion preliminar de glucosa y la estimacion del hematocrito. La estimacion se puede hacer aplicando una ecuacion de la forma.

Donde cada uno de C1, C2 y C3 es una constante operacional para la tira de prueba.

[0034] Y la derivacion incluye el calculo de la concentracion final de glucosa Gf a partir de la Ecuacion 5 de la forma:

Donde Ie representa una concentracion de glucosa preliminar,

HCT^est representa el hematocrito,

ho representa hematocrito nominal,

y k,m3 y c4 representan parametros a partir de datos de regresiones.

[0035] Se observa que en las realizaciones preferidas, la medida de una salida de corriente para la concentracion de glucosa preliminar se realiza antes de la estimacion del hematocrito. Alternativamente, el nivel de hematocrito puede estimarse antes de la medicion de la concentracion preliminar de glucosa. En cualquier caso, la medicion preliminar de glucosa I^e se obtiene mediante la Ecuacion 3 y la estimacion del hematocrito se obtiene mediante la Ecuacion 4 y la medicion de glucosa corregida o final G^f se obtiene mediante el uso del hematocrito estimado y la concentracion preliminar de glucosa en forma de Ecuacion 5. Detalles de la tecnica para corregir una estimacion de glucosa con correccion de hematocrito se proporciona en la Solicitud Internacional Publicada WO 2008/040998 publicada el 10 de abril de 2008, titulada " Systems and Methods for Determining a Substantially Hematocrit Independent Analyte Concentration", cuya aplicacion se incorpora como referencia y se adjunta al apendice.

[0036] Para esta tecnica, se realizaron experimentos para cuantificar la mejora en las mediciones de glucosa que se han corregido en comparacion con las mediciones de glucosa que no se han corregido. La cuantificacion de la mejora se puede mostrar mediante el "sesgo" en diferentes niveles de hematocrito. El sesgo, que es una estimacion del error relativo en la medicion de la glucosa, se calculo para cada concentracion de glucosa determinada con el metodo descrito en este ejemplo. El sesgo para cada concentracion de glucosa se determino con las ecuaciones de la forma:

Sesgoabs = Gcaicuiado - Greferencia para Greferencia menos de 80 mg/dL de glucosa y

Sesgo% = ^{Gcaicuiado - Greferencia}

Greferencia para Greferencia mayor que o igual a 80 mg/dL de glucosa

donde Sesgoabs es sesgo absoluto,

Sesgo% es sesgo porcentual

Gcaicuiado es la concentracion de glucosa determinada por el metodo de este documento y

Greferencia es la concentracion de glucosa de referencia.

[0037] En este ejemplo, (el numero de muestras de tiras 226) de las mediciones se realizaron a concentraciones de glucosa inferiores a 80 mg/dL y a concentraciones superiores a 80 mg/dL. Los niveles de hematocrito de estas muestras se analizaron en tres intervalos principales al 30%, 42% y 55% de hematocrito. Como puede verse en la Fig. 6A, las mediciones de glucosa 600 y 604 tuvieron mayor sesgo absoluto (de 8-25%) en el hematocrito bajo (~ 30%) y en el hematocrito alto (~ 55%) en comparacion con las medidas de glucosa 602 en el nivel medio (~ 42%) de hematocrito donde el sesgo esta dentro del intervalo de -5% a 12%. En contraste, como se puede ver en la Fig. 6B, el sesgo de las mediciones de glucosa 600', 602' y 604' esta ahora dentro del intervalo de 12% en los niveles de hematocrito correspondientes (30%, 42% y 55%) como en las medidas no corregidas de la Fig. 6A.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un metodo para determinar una concentracion de glucosa en una muestra de sangre (94), que comprende: depositar una muestra de sangre (94) en una camara de prueba (92) de una tira reactiva (100) que tiene al menos electrodos primero y segundo (10, 12, 14) en contacto con un reactivo (22) y electrodos tercero y cuarto (19a), 20a) no en contacto con el reactivo;

dirigir una senal no oscilante a al menos electrodos primero y segundo (10, 12, 14) para provocar una reaccion con la glucosa en la muestra de sangre (94) y el reactivo (22);

medir una salida de corriente de la reaccion para establecer una concentracion preliminar de glucosa; aplicar una primera senal de entrada oscilante (500) en una primera frecuencia a los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); detectar una primera senal de salida oscilante (502) de los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); medir un primer diferencial de tiempo (At1) entre la primera entrada y las senales oscilantes de salida (500, 502); aplicar una segunda senal de entrada oscilante en una segunda frecuencia a los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); detectar una segunda senal de salida de oscilacion de los electrodos tercero y cuarto (19a, 20a); midiendo un segundo diferencial de tiempo (At2) entre la primera entrada y la salida de las senales oscilantes; estimacion de un hematocrito de la muestra de sangre (94) en base a los diferenciales de primera y segunda vez (At1, At2); y derivar una concentracion de glucosa final basada en la concentracion de glucosa preliminar y el hematocrito de la etapa de estimacion.

2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que la primera frecuencia comprende aproximadamente 25.000 Hertz y la segunda frecuencia comprende aproximadamente 250.000 Hertz.

3. El metodo de la reivindicacion 2, en el que la estimacion comprende aplicar una ecuacion de la forma

donde cada uno de C1, C2 y C3 comprende una constante operacional para la tira reactiva.

4. El metodo de la reivindicacion 3, en el que la medicion de una salida de corriente para la concentracion de glucosa preliminar es realizada antes de la estimacion del hematocrito.

5. El metodo de la reivindicacion 3, en el que la derivacion comprende calcular la concentracion final de glucosa G^f a partir de:

donde Ie comprende una magnitud de la corriente final medida

HCTest comprende el hematocrito,

h0 comprende hematocrito nominal,

y k,m3 y c3 comprenden parametros de datos de regresion