JP2016529507A - 液体試料のヘマトクリット非感受性グルコース値を測定する方法及びシステム - Google Patents

液体試料のヘマトクリット非感受性グルコース値を測定する方法及びシステム Download PDF

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Abstract

種々の時間間隔で測定された少なくとも１つの組み合わせの電極の出力信号を合計して、合わせたグルコース推定値を提供することを含む、バイオセンサの各電極から異なる時間間隔で出力信号をサンプリングしてグルコース推定値を得る技術の、様々な実施形態。【選択図】図４Ｂ

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、先に出願された、２０１３年８月２９日に出願された、米国特許出願第１４／０１３，６３８号（代理人Ｄｏｃｋｅｔ ＮＯ．ＤＤＩ５２７５ＵＳＮＰ）に対して、パリ条約及び米国特許法１１９条及び１２０条に基づく利益を主張し、該先行出願は参照により記載されているかのごとく、本明細書に組み込まれる。
ＬｉｆｅＳｃａｎ，Ｉｎｃ．から入手可能なＯｎｅＴｏｕｃｈ（登録商標）Ｕｌｔｒａ（登録商標）全血試験キットに使用されるものなどの、電気化学的グルコース試験ストリップは、糖尿病の患者からの血液試料中のグルコースの濃度を測定するように設計される。グルコースの測定は、グルコースオキシダーゼ酵素（ＧＯ）によるグルコースの選択酸化に基づいて行うことができる。グルコース試験ストリップに起こる可能性のある反応は、以下の式１及び式２にまとめられる。
式１ グルコース＋ＧＯ（ｏｘ）→グルコン酸＋ＧＯ（ｒｅｄ）
式２ ＧＯ（ｒｅｄ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６ ３−→ＧＯ（ｏｘ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６ ４−
式１に示すように、グルコースがグルコースオキシダーゼ（ＧＯ（ｏｘ））の酸化体によって酸化されてグルコン酸となる。ＧＯ（ｏｘ）は「酸化型酵素」とも呼ばれることに留意すべきである。式１の反応において、酸化型酵素ＧＯ（ｏｘ）は、ＧＯ（ｒｅｄ）で表されるその還元状態（すなわち、「還元型酵素」）に変換される。次に、還元型酵素ＧＯ（ｒｅｄ）は、式２に示すようにＦｅ（ＣＮ）６ ３−（酸化型伝達体又はフェリシアン化物と呼ばれる）との反応によって再びＧＯ（ｏｘ）へ再酸化される。ＧＯ（ｒｅｄ）が酸化状態ＧＯ（ｏｘ）に戻る間、Ｆｅ（ＣＮ）６ ３−は還元されてＦｅ（ＣＮ）６ ４−（還元型伝達体又はフェロシアニドと呼ばれる）となる。
前述の反応が、２つの電極間に試験電圧が印加された状態で行われるとき、電極表面での還元型伝達体の電気化学的再酸化によって試験出力信号を生成することができる。したがって、理想的な環境では、上記の化学反応において生成されるフェロシアニドの量は、電極間に配置された試料中のグルコースの量と正比例するため、生成された試験出力信号は、試料のグルコース含有量と比例することになる。フェリシアニドなどの伝達体は、グルコースオキシダーゼなどの酵素からの電子を受け入れ、次に電子を電極に提供する化合物である。試料中のグルコースの濃度が高くなると、形成される還元型伝達体の量も増えるため、還元型伝達体の再酸化によって生じる試験出力信号とグルコース濃度との間には直接的な関係がある。特に、電気的界面を横切る電子の移動は、試験出力信号の流れを引き起こす（酸化されるグルコース１モルにつき２モルの電子）。そのため、グルコースの導入の結果生じる試験出力信号は、グルコース出力信号と呼ばれることがある。
血液中、特に糖尿病のヒトにおけるグルコースの濃度を知ることは非常に重要であり得るため、一般の人々が、所与のいずれかの時点での彼らのグルコース濃度を決定するために、試料を採取し、彼らの血液を試験することができるように、上述した原理を用いた試験メータが開発されている。生成したグルコース出力信号は、試験メータによって検出され、単純な数式を介して試験出力信号をグルコース濃度に関連付けるアルゴリズムを使用して、グルコース濃度読み取りに変換される。一般に、試験メータは、酵素（例えば、グルコースオキシダーゼ）及び伝達体（例えば、フェリシアニド）に加え、試料受け取りチャンバ、及び試料受け取りチャンバ内に配置される少なくとも２つの電極を含み得る使い捨て試験ストリップと共に動作する。使用中、利用者は、出血を誘発するために彼らの指又は他の簡便な部位を穿刺し、血液試料を試料受け取りチャンバに導入することによって、上記に示した化学反応を開始させる。
一態様において、出願人は、バイオセンサ及びメータを含む、グルコース測定システムを考案した。バイオセンサは、複数の電極及び該電極に配置された試薬を有する。メータは、電源、メモリ、及びバイオセンサの複数の電極に連結されたマイクロコントローラを備える。マイクロコントローラは、少なくとも２つの電極に近接する液体試料の適用後、該少なくとも２つの電極に信号を印加して、液体試料のグルコースと酵素との電気化学反応に関する試験測定シーケンスを開始するように構成されている；試験測定シーケンスの開始から複数の選択された時間間隔で、複数の電極のそれぞれに対応する出力信号から、液体試料のグルコースを表す推定値を得るように構成されている；試験測定シーケンスの開始から複数の特定の時間間隔で、複数の電極からの出力信号の組み合わせから、液体試料のグルコースを表する別の推定値を得るように構成されている；及び、液体試料のグルコースの全ての推定値の中央値から、液体試料の最終的なグルコース値を決定するように構成されている。
第２の態様では、バイオセンサ及びグルコースメータで、液体試料からグルコース値を決定する方法が提供される。バイオセンサは、少なくとも２つの電極及び該電極に配置された試薬を有する。グルコースメータは、バイオセンサと、メモリ及び電源に接続するように構成されたマイクロコントローラを有する。前記方法は、少なくとも２つの電極に近接する液体試料を堆積に際して、試験測定シーケンスの開始を始めることと；入力信号を液体試料を有する複数の電極に印加して、グルコースの酵素的副生成物への形質転換をもたらすことと；複数の電極及び液体試料から出る、複数出力信号トランジェントから複数のグルコース濃度推定値を決定することと；全ての複数のグルコース濃度推定値の中央値から最終的なグルコース濃度を得ることと；によって達成され得る。
そして、これらの態様において、以下の特徴が、これらの既に記載した態様との様々な組み合わせで利用され得る。マイクロコントローラが、試験測定シーケンスの開始から約１．５秒、約１秒、約１．７秒、約１．２秒、及び約０．７秒で、複数の電極から出る、１つの電極の出力信号からグルコース推定値を得る；マイクロコントローラが、試験測定シーケンスの開始から約４．４秒、約１．２秒、約２．５秒、約３．７秒、及び約３．４秒で、複数の電極から出る、別の電極の出力信号からグルコース推定値を得る；マイクロコントローラが、試験測定シーケンスの開始から約２．５秒、約０．７秒、約１．５秒、約１．２秒及び約０．５秒で、複数の電極のうちの２つの電極の対応する出力信号の合計からグルコース推定値を得る；１つの電極のグルコース推定値は、以下の形の式によって得られ、
Figure 2016529507
 式中、Ｇ１は、第１のグルコース推定値を含むことができ、
Ｉｔ１は、試験シーケンスの開始から約１．５秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ２は、試験シーケンスの開始から約１秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ３は、試験シーケンスの開始から約１．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ４は、試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ５は、試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
ｘ１は、約１．６の係数を含んでもよく、
ｘ２は、約１．９Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ３は、約−３．６Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ４は、約１．２Ｅ＋０１の係数を含んでもよく、
ｘ５は、約１．６の係数を含んでもよく、
ｘ６は、約１．７Ｅ−０２の係数を含んでもよく、
ｘ７は、約２．１Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ８は、約−４．０Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ９は、約２．４の係数を含んでもよく、
ｘ１０は、約２．１の係数を含んでもよく、
ｘ１１は、約４．６Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数を含んでもよい。
他の電極のグルコース推定値は、以下の形の式によって得られ、
Figure 2016529507
 式中、Ｇ２は、第２のグルコース推定値を含むことができ、
Ｉｔ１は、試験シーケンスの開始から約４．４秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ２は、試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ３は、試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ４は、試験シーケンスの開始から約３．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ５は、試験シーケンスの開始から約３．４秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
ｘ１は、約８．５Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ２は、約７．４Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ３は、約−４．２の係数を含んでもよく、
ｘ４は、約５．７の係数を含んでもよく、
ｘ５は、約１．４の係数を含んでもよく、
ｘ６は、約５Ｅ−０２の係数を含んでもよく、
ｘ７は、約１．３Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ８は、約−１．５の係数を含んでもよく、
ｘ９は、約２．４の係数を含んでもよく、
ｘ１０は、約６Ｅ−０１の係数を含んでもよく、
ｘ１１は、約−８．６の係数を含んでもよく、
ｘ１２は、約１．９Ｅ−０１の係数を含んでもよい。
２つの電極のグルコース推定値は、以下の形の式によって得られ、
Figure 2016529507
 式中、Ｇｃは、合わせたグルコース推定値を含むことができ、
Ｉｔ１は、試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極の出力信号の合計を含むことができ、
Ｉｔ２は、試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極の出力信号の合計を含むことができ、
Ｉｔ３は、試験シーケンスの開始から約１．５秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極の出力信号の合計を含むことができ、
Ｉｔ４は、試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極の出力信号の合計を含むことができ、
Ｉｔ５は、試験シーケンスの開始から約０．５秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極の出力信号の合計を含むことができ、
ｘ１は、約１の係数を含んでもよく、
ｘ２は、約３．１の係数を含んでもよく、
ｘ３は、約−１．９Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ４は、約２．７Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ５は、約９．８の係数を含んでもよく、
ｘ６は、約２．６の係数を含んでもよく、
ｘ７は、約−６．５の係数を含んでもよく、
ｘ８は、約−１．９Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ９は、約６．７Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ１０は、約１．９Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ１１は、約−２．３Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数を含んでもよい。
これら及び他の実施形態、特徴並びに利点は、以下に述べる本発明の例示的な実施形態のより詳細な説明を、はじめに下記に簡単に述べる付属の図面とあわせて参照することによって当業者にとって明らかになるであろう。
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付図面は、本発明の現時点における好ましい実施形態を示したものであって、上記に述べた一般的説明及び以下に述べる詳細な説明と共に、本発明の特徴を説明する役割を果たすものである（同様の数字は、同様の要素を表す）。
グルコース測定システムを示す。 メータ２００の構成要素の簡略化された概略形態を示す。 図１のシステムの試験ストリップ１００を示す。 図１のシステムの代替的な試験ストリップ１００’の斜視図を示す。 図５のシステムと共に使用する、インピーダンス測定電極を備えた、バイオセンサストリップ１００”を示す。 図３Ｃのストリップの平面図を示す。 図１又は図３Ｃの試験ストリップに印加された電位の時間に対するグラフを示す。 図１又は図３Ｃの試験ストリップからの出力電流の時間に対するグラフを示す。 代表的な技術で利用される論理プロセスを示す。 推定されるグルコース値Ｇ１（作用電極ＷＥ１で測定した）、Ｇ２（作用電極ＷＥ２で測定した）、Ｇｃ（ＷＥ１とＷＥ２の合計で測定した）及び最終的なグルコース値Ｇｆの各々の比較を提供する。 推定されるグルコース値Ｇ１（作用電極ＷＥ１で測定した）、Ｇ２（作用電極ＷＥ２で測定した）、Ｇｃ（ＷＥ１とＷＥ２の合計で測定した）及び最終的なグルコース値Ｇｆの各々の比較を提供する。 推定されるグルコース値Ｇ１（作用電極ＷＥ１で測定した）、Ｇ２（作用電極ＷＥ２で測定した）、Ｇｃ（ＷＥ１とＷＥ２の合計で測定した）及び最終的なグルコース値Ｇｆの各々の、変動係数（ＣＶ）及び標準偏差（ＳＤ）の比較を提供する。 推定されるグルコース値Ｇ１（作用電極ＷＥ１で測定した）、Ｇ２（作用電極ＷＥ２で測定した）、Ｇｃ（ＷＥ１とＷＥ２の合計で測定した）及び最終的なグルコース値Ｇｆの各々の、変動係数（ＣＶ）及び標準偏差（ＳＤ）の比較を提供する。 ８３ｍｇ／ｄＬ未満の基準グルコースの測定において、周知の技術、推定されるグルコース値Ｇ１（作用電極ＷＥ１で測定した）、Ｇ２（作用電極ＷＥ２で測定した）、Ｇｃ（ＷＥ１とＷＥ２からの測定した信号の合計で測定した）及び最終的なグルコース値Ｇｆの間の精度の比較を提供する。 ８３ｍｇ／ｄＬ以上の基準グルコースの測定において、周知の技術、推定されるグルコース値Ｇ１（作用電極ＷＥ１で測定した）、Ｇ２（作用電極ＷＥ２で測定した）、Ｇｃ（ＷＥ１とＷＥ２両方からの信号の合計で測定した）及び最終的なグルコース値Ｇｆの間の精度の比較を提供する。 ８３ｍｇ／ｄＬ未満の基準グルコースの測定において、基準グルコース値と本技術を使用して測定されたグルコース値の間の、「バイアス」又は誤差を（±１０ｍｇ／ｄＬを基準にして）示す。 ８３ｍｇ／ｄＬ以上の基準グルコースの測定において、基準グルコース値と本技術を使用して測定されたグルコース値の間の、「バイアス」又は誤差を（±１２ｍｇ／ｄＬを基準にして）示す。 本技術に関する、代替の論理を示す。
以下の詳細な説明は、図面を参照しつつ読まれるべきもので、異なる図面における同様の要素は同様に符号が付けられている。図面は、必ずしも一定の縮尺を有さず、選択された実施形態を示したものであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。詳細な説明は、本発明の原理を、限定するのではなく、一例として表すものである。この説明は、当業者による本発明の作製及び使用を明確に可能とし、本発明を実施する最良の形態であると現時点において考えられるものを含む、本発明のいくつかの実施形態、適用例、変形例、代替例及び使用を説明する。
本明細書で使用する場合、任意の数値又は数値の範囲についての「約」又は「およそ」という用語は、構成要素の部分又は構成要素の集合が、本明細書で述べる意図された目的に沿って機能することを可能とするような好適な寸法の許容範囲を示すものである。より具体的には、「約」又は「およそ」は、挙げられた値の±１０％の値の範囲を指してよく、例えば、「約９０％」は、８１％〜９９％の値の範囲を指してよい。更に、本明細書で使用する「患者」、「ホスト」、「ユーザ」、及び「被験者」という用語は、任意の被験者又は被験動物を指し、システム又は方法をヒトにおける使用に限定することを目的としたものではないが、ヒト患者における本発明の使用は、好ましい実施形態を代表するものである。本明細書で使用する場合、「振動信号」とは、それぞれ、電流の極性を変更するか、又は方向を交互に変化させるか、又は多方向的である電圧信号（複数可）又は電流信号（複数可）を含む。また本明細書で使用する場合、「電気信号」又は「信号」は、直流信号、交流信号、又は電磁スペクトル内の任意の信号を含むことが意図される。「プロセッサ」、「マイクロプロセッサ」、又は「マイクロコントローラ」という用語は、同じ意味を有し、かつ互換的に使用されることが意図される。
図１は、本明細書で示され及び記載されている方法並びに技術で、個人の血液のグルコースレベルを試験するために、試験ストリップ１００並びに試験メータ２００を有するグルコース測定システムを示す。試験メータ２００はユーザーインターフェース入力装置（２０６、２１０、２１４）を含んでもよく、該入力装置は、データをエントリーするため、メニューをナビゲートするため、及びコマンドを実行するための、ボタンの形態であってもよい。データには、分析物濃度及び／又は個人の日常の生活習慣に関連した情報を表す値を挙げることができる。日常の生活習慣に関連した情報としては、個人の食餌摂取、医薬使用、健康診断の受診、全身の健康状態、及び運動レベルを挙げることができる。試験メータ２００は、測定されたグルコース濃度を報告し、生活習慣に関連した情報の入力を容易にするために使用可能なディスプレイ２０４を更に有してもよい。
試験メータ２００は、第１のユーザーインターフェース入力装置２０６、第２のユーザーインターフェース入力装置２１０、及び第３のユーザーインターフェース入力装置２１４を含んでもよい。ユーザーインターフェース入力装置２０６、２１０、及び２１４は、試験デバイス内に保存されたデータの入力及び分析を促進し、利用者がディスプレイ２０４上に表示されたユーザーインターフェースを介してナビゲートすることが可能になる。ユーザーインターフェース入力装置２０６、２１０、及び２１４は、第１のマーキング２０８、第２のマーキング２１２、及び第３のマーキング２１６を含み、それらは、ユーザーインターフェース入力装置をディスプレイ２０４上の文字と相互に関連付けるのに役立つ。
試験メータ２００は、試験ストリップ１００をストリップポートコネクタ２２０内に挿入することにより、又は第１のユーザーインターフェース入力装置２０６を押圧し短時間保持することにより、又はデータポート２１８を横切るデータトラフィックの検出によりスイッチが入れられ得る。試験メータ２００は、試験ストリップ１００を除去することにより、又は第１のユーザーインターフェース入力装置２０６を押圧し短時間保持することにより、又はメインメニュースクリーンから測定オフの選択肢にナビゲートしそれを選択することにより、又は所定の時間いずれのボタンも押圧しないことにより、スイッチが切られる。ディスプレイ２０４は、任意にバックライトを有してよい。
一実施形態において、試験メータ２００は、第１の試験ストリップバッチから第２の試験ストリップバッチに切り替える際、任意の外部ソースからの、例えば校正入力を受信しないように構成されてもよい。したがって、代表的な一実施形態では、メータは、（入力装置２０６、２１０、２１４などの）ユーザーインターフェース、挿入される試験ストリップ、別個のコードキー若しくはコードストリップ、又はデータポート２１８への無線若しくは有線コードなどの外部ソースからの校正入力を受信しないように構成される。そのような校正入力は、試験ストリップバッチの全部が実質的に均一の校正特性を有する場合、必要ない。校正入力は、特定の試験ストリップバッチに帰する一組の値であってもよい。例えば、校正入力は、特定の試験ストリップバッチに関するバッチ勾配及びバッチ切片値を含んでもよい。バッチ傾き及び切片値などの校正入力は、下記に記載するように、メータ内で予備設定され得る。
図２を参照すると、試験メータ２００の例示的な内部レイアウトが示されている。試験メータ２００は、プロセッサ３００を含んでよく、それは、本明細書に記載及び説明するいくつかの実施形態では、３２ビットＲＩＳＣマイクロコントローラである。本明細書に記載及び説明する好ましい実施形態では、プロセッサ３００は、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｄａｌｌａｓ、Ｔｅｘａｓ）製の超低消費電力マイクロコントローラのＭＳＰ ４３０ファミリーから選択されることが好ましい。プロセッサは、Ｉ／Ｏポート３１４を介して、メモリ３０２に双方向に接続されてもよく、メモリ３０２は、本明細書に記載及び説明するいくつかの実施形態では、ＥＥＰＲＯＭである。データポート２１８、ユーザーインターフェース入力装置２０６、２１０、及び２１４、並びにディスプレイドライバ３２０もＩ／Ｏポート２１４を介してプロセッサ３００に接続される。データポート２１８がプロセッサ３００に接続されてもよく、それによりメモリ３０２とパーソナルコンピュータ等の外部装置との間でデータを移動させることができる。ユーザーインターフェース入力装置２０８、２１０、及び２１４は、プロセッサ３００に直接接続されている。プロセッサ３００は、ディスプレイドライバ３２０を介してディスプレイ２０４を制御する。メモリ３０２は、試験メータ２００の製造中、バッチ勾配及びバッチ切片値などの校正情報と共にプレロードされてもよい。このプレロードされた校正情報は、ストリップポートコネクタ２２０を介してストリップから好適な（電流などの）信号を受信した後、プロセッサ３００によりアクセス及び使用されて、任意の外部ソースから校正入力を受信することなく、信号及び校正情報を使用して、対応する（血中グルコース濃度などの）分析物レベルを計算することができる。
本明細書に記載及び説明する実施形態では、試験メータ２００は、ストリップポートコネクタ２２０に挿入された試験ストリップ１００に塗布されている血中のグルコース値の測定に使用される電子回路を提供する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）３０４を含み得る。アナログ電圧は、アナログインターフェース３０６を経由してＡＳＩＣ ３０４へ及びＡＳＩＣ ３０４から通過し得る。アナログインターフェース３０６からのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３１６によってデジタル信号に変換することができる。プロセッサ３００は更に、コア３０８、ＲＯＭ ３１０（コンピュータコードを含む）、ＲＡＭ ３１２、及びクロック３１８を含む。一実施形態では、プロセッサ３００は、例えば分析物測定後のある期間中など、ディスプレイユニットによる分析物の値の表示の際に、単一の入力を除く全てのユーザーインターフェース入力を無効にするように構成（又はプログラム）される。代替的な実施形態では、プロセッサ３００は、ディスプレイユニットによる分析物の値の表示の際に、単一の入力を除く全てのユーザーインターフェース入力装置からの任意の入力を無視するよう構成（又はプログラム）されている。
図３Ａは、基材５上に配置された７つの層を含み得る試験ストリップ１００の例示的な分解斜視図である。基材５上に配置された７つの層は、（電極層５０とも呼ばれ得る）導電層５０、絶縁層１６、２つの重なる試薬層２２ａ及び２２ｂ、接着部分２４、２６、及び２８を含む接着層６０、親水層７０、並びに最上層８０であり得る。例えば、スクリーン印刷プロセスを用いて、導電層５０、絶縁層１６、試薬層２２、及び接着層６０を基材５の上に順次堆積させる一連の工程で、試験ストリップ１００を製造することができる。親水層７０と最上層８０とは、ロールストックから配置され、一体化された積層体として、又は別々の層として基材５上に積層することができる。試薬が、酵素、並びに結合剤及び他の材料などの他の材料の両方を含み、バイオセンサでの使用目的のために試薬が機能するのを可能にすることに注意する。試験ストリップ１００は、図３Ａに示すように遠位部３及び近位部４を有する。
試験ストリップ１００は、そこから血液試料を吸い込める試料受け取りチャンバ９２を含んでもよい。図３Ａに示すように、試料受け取りチャンバ９２は、試験ストリップ１００の近位端に入口を、側縁に出口を含んでもよい。グルコースを測定できるように、血液試料９４をこの入口から入れて、試料受け取りチャンバ９２に充填してもよい。図３Ａに示すように、第１の接着パッド２４及び第２の接着パッド２６の側縁は、試薬層２２に隣接して位置し、それぞれ試料受け取りチャンバ９２の壁を画定している。図３Ａに示すように、試料受け取りチャンバ９２の底部、すなわち「床」は、基材５、導電層５０、及び絶縁層１６の一部を含んでもよい。図３Ａに示すように、試料受け取りチャンバ９２の頂部、すなわち「屋根」は、遠位親水性部分３２を含んでもよい。
図３Ａに示すように、試験ストリップ１００において、基材５は、後に適用される層の支持を助ける基盤として用いてもよい。基材５は、ポリエチレンテトラフタレート（ＰＥＴ）材料（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉにより供給されるＨｏｓｔａｐｈａｎ ＰＥＴ）などのポリエステルシートの形態であってもよい。基材５は、公称３５０マイクロメートル厚×３７０ミリメートル幅、長さおよそ６０メートルのロール形態であってもよい。
導電層は、グルコースの電気化学的測定に用いることができる電極の形成に必要である。導電層５０は、基材５上にスクリーン印刷されるカーボンインクから作ることができる。スクリーン印刷プロセスでは、カーボンインクはスクリーン上に乗せられ、続いてスキージを用いてスクリーンを通して転写される。印刷されたカーボンインクは、約１４０℃の熱気で乾燥させることができる。カーボンインクは、ＶＡＧＨ樹脂、カーボンブラック、グラファイト（ＫＳ１５）、並びに樹脂、カーボン、及びグラファイト混合物用のうちの１つ以上の溶媒を含み得る。より詳細には、カーボンインクは、カーボンインク中に約２．９０：１の比のカーボンブラック：ＶＡＧＨ樹脂、及び、約２．６２：１の比のグラファイト：カーボンブラックを含むことができる。
図３Ａに示されるような試験ストリップ１００では、導電層５０は、参照電極１０、第１の作用電極１２、第２の作用電極１４、第１の接触パッド１３、第２の接触パッド１５、参照接触パッド１１、第１の作用電極トラック８、第２の作用電極トラック９、参照電極トラック７、及びストリップ検出用バー１７を含んでもよい。この導電層は、カーボンインクから形成されてもよい。第１の接触パッド１３、第２の接触パッド１５、及び参照接触パッド１１は、試験メータと電気的に接続されるように構成されてもよい。第１の作用電極トラック８は、第１の作用電極１２から第１の接触パッド１３までの電気的に連続した経路を提供する。同様に、第２の作用電極トラック９は、第２の作用電極１４から第２の接触パッド１５に至る電気的に連続した経路を提供する。同様に、参照電極トラック７は、参照電極１０から参照接触パッド１１に至る電気的に連続した経路を提供する。ストリップ検出用バー１７は、参照接触パッド１１と電気的に接続されている。図３Ａに示すように、試験計測器は、参照接触パッド１１とストリップ検出用バー１７との間の連続性を測定することによって、試験ストリップ１００が適切に挿入されたことを検出することができる。
試験ストリップ１００の代替的な形態を、図３Ｂにストリップ１００’として示す。この形態では、最上層３８’、親水性フィルム層３４’及びスペーサ２９が互いに組み合わされて一体化アセンブリを形成し、該アセンブリは基材５に搭載され、試薬層２２’は絶縁層１６’に隣接して配置されている。
図３Ｃは、基材５上に配置された７つの層を含み得る試験ストリップ１００”の例示的な分解斜視図である。基材５上に配置された７つの層とは、（電極層５０とも呼ばれ得る）第１の導電層５０、絶縁層１６、２つの重なる試薬層２２ａ及び２２ｂ、接着部分２４、２６、及び２８を含む接着層６０、親水層７０、並びに試験ストリップ１００”のカバー９４を形成する最上層８０であってよい。例えば、スクリーン印刷プロセスを用いて、導電層５０、絶縁層１６、試薬層２２、及び接着層６０を基材５の上に順次堆積させる一連の工程で、試験ストリップ１００”を製造することができる。電極１０、１２、１４は、試薬層２２ａ及び２２ｂと接触するように配置されているのに対して、物理的特性検知電極１９ａ及び２０ａは試薬層２２とは離間しており、接触していない点に留意されたい。親水層７０と最上層８０とは、ロールストックから配置され、一体化された積層体として、又は別々の層として基材５上に積層することができる。試験ストリップ１００”は、図３Ｃに示すように遠位部３及び近位部４を有する。
試験ストリップ１００”は、そこから生理学的液体試料９５を吸い込み、又は付着できる試料受け取りチャンバ９２を備えてよい（図３Ｄ）。本明細書で記載する生理学的液体試料は血液であってよい。図３Ｃに示すように、試料受け取りチャンバ９２は、試験ストリップ１００”の近位端に入口を、側縁に出口を含んでもよい。グルコースが測定できるように、液体試料９５を軸Ｌ−Ｌに沿って入口に適用し（図３Ｄ）、試料受け取りチャンバ９２を満たすことができる。図３Ｃに示すように、第１の接着パッド２４及び第２の接着パッド２６の側縁は、試薬層２２に隣接して位置し、それぞれ試料受け取りチャンバ９２の壁を画定している。図３Ｃに示すように、試料受け取りチャンバ９２の底部、すなわち「床」は、基材５、導電層５０、及び絶縁層１６の一部を含んでもよい。図３Ｃに示すように、試料受け取りチャンバ９２の頂部、すなわち「屋根」は、遠位親水性部分３２を含んでもよい。図３Ｃに示すように、試験ストリップ１００”において、基材５は、後に適用される層の支持を助ける基盤として用いてもよい。基材５は、ポリエチレンテトラフタレート（ＰＥＴ）材料（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉにより供給されるＨｏｓｔａｐｈａｎ ＰＥＴ）などのポリエステルシートの形態であってもよい。基材５は、公称３５０マイクロメートル厚×３７０ミリメートル幅、長さおよそ６０メートルのロール形態であってもよい。
導電層は、グルコースの電気化学的測定に用いることができる電極の形成に必要である。第１の導電層５０は、基材５上にスクリーン印刷されるカーボンインクから作ることができる。スクリーン印刷プロセスでは、カーボンインクはスクリーン上に乗せられ、続いてスキージを用いてスクリーンを通して転写される。印刷されたカーボンインクは、約１４０℃の熱気で乾燥させることができる。カーボンインクは、ＶＡＧＨ樹脂、カーボンブラック、グラファイト（ＫＳ１５）、並びに樹脂、カーボン、及びグラファイト混合物用のうちの１つ以上の溶媒を含み得る。より詳細には、カーボンインクは、カーボンインク中に約２．９０：１の比のカーボンブラック：ＶＡＧＨ樹脂、及び、約２．６２：１の比のグラファイト：カーボンブラックを含むことができる。
図３Ｃに示されるような試験ストリップ１００”では、第１の導電層５０は、参照電極１０、第１の作用電極１２、第２の作用電極１４、第３及び第４の物理的特性検知電極１９ａ及び１９ｂ、第１の接触パッド１３、第２の接触パッド１５、参照接触パッド１１、第１の作用電極トラック８、第２の作用電極トラック９、参照電極トラック７、並びにストリップ検出用バー１７を含んでもよい。物理的特性検知電極１９ａ及び２０ａは、対応する電極トラック１９ｂ及び２０ｂと共に提供される。この導電層は、カーボンインクから形成されてもよい。第１の接触パッド１３、第２の接触パッド１５、及び参照接触パッド１１は、試験メータと電気的に接続されるように構成されてもよい。第１の作用電極トラック８は、第１の作用電極１２から第１の接触パッド１３までの電気的に連続した経路を提供する。同様に、第２の作用電極トラック９は、第２の作用電極１４から第２の接触パッド１５に至る電気的に連続した経路を提供する。同様に、参照電極トラック７は、参照電極１０から参照接触パッド１１に至る電気的に連続した経路を提供する。ストリップ検出用バー１７は、参照接触パッド１１と電気的に接続されている。第３及び第４の電極トラック１９ｂ及び２０ｂは、対応する電極１９ａ及び２０ａと接続する。図３Ｃに示すように、試験メータは、参照接触パッド１１とストリップ検出用バー１７との間の連続性を測定することによって、試験ストリップ１００”が適切に挿入されたことを検出することができる。
図４Ａは、本明細書に記載される、例示的試験ストリップに印加される試験電圧の例示的なグラフである。液体試料を例示的試験ストリップに塗布する前に、試験メータ２００を、第２の作用電極１４と参照電極１０との間に好適な大きさの第１の試験電圧（例えば、約４００ミリボルト）を印加する液体検出モードにする。約４００ミリボルトの第２の試験電圧を、好ましくは同時に、第１の作用電極１２と参照電極１０との間に印加する。
あるいは、第１の試験電圧の印加の時間間隔が、第２の試験電圧の印加の時間間隔と重複するように、第２の試験電圧を同時期に印加してもよい。試験メータは、０の開始時間設定における生理液検出の前に、液体検出時間間隔ｔＦＤの間、液体検出モードであってもよい（しかし、液体試料の堆積後ではない）。液体検出モードでは、液体が第２の作用電極１４及び参照電極１０を濡らすように、流体が例示的試験ストリップに塗布された時点を、試験メータ２００が決定する。例えば、第２の作用電極１４で測定された試験出力信号の十分な上昇によって、生理液が塗布されたことを試験メータ２００が認識すると、試験メータ２００は、０秒マーカ（０時間「０」として）を割り当て、試験時間間隔ＴＳを開始させる。試験時間間隔ＴＳが完了すると、試験電圧を除去する。簡潔化のため図４Ａは、例示的試験ストリップに印加される第１の試験電圧のみを示している。
以降、種々のグルコース推定値を説明は、図４Ａの試験電圧が本明細書に記載及び説明するバイオセンサ１００、１００’、１００”に印加されたときに測定される、出力信号トランジェント（すなわち、時間の関数としてのナノアンペアでの測定された電気出力信号反応）から決定される。
液体試料（血液又は制御／標準試料であり得る）のグルコース濃度の測定に関して、本技術を示す図４Ａ、図４Ｂ及び図５をここで参照する。図５の工程８０２において、メータが作動される（例えばスイッチ、又は試験ストリップの挿入を介して）。工程８０４で、通常、約＋１００ミリボルト〜約＋６００ミリボルトの試験ストリップの電極に、メータが試験信号を印加する。電極がカーボンインクを含み、伝達体がフィリシアニドである一実施形態では、試験測定信号は約＋４００ミリボルトである。その他の伝達体及び電極材料の組み合わせでは、異なる試験電圧又は信号が必要となる。図４Ａに示すように、試験電圧の持続時間は、一般に反応時間後５秒間、通常反応時間後約３秒、及び１０秒未満である。通常、時間ＴＳは、時間ｔ０に対して測定される。液体堆積がないときに、図４Ａにおいて電圧４００は維持される。液体検出時間中、工程８０８及び８１０から、グルコースと試薬の間の酵素反応による、電極からの出力信号の十分な増大（図４Ｂ）について、システムは電極１２又は１４の少なくとも１つからの出力信号を監視する。前記反応による信号の十分な出力があると（図４Ｂ）、試験測定タイマは０に設定されて、工程８１２がＴＳの期間に始まり、並びに、各電極１０、１２、及び１４からの出力信号が測定される。すなわち、工程８１２で、グルコースと試薬の間の反応が、０時間の第１の作用電極の出力信号トランジェント４０２、及び同様に第２の作用電極の出力信号トランジェント４０４を発生させていると考えられることができ、それは図４Ｂで示される。出力信号４０２及び４０４（それぞれの作用電極から）が、時間間隔「ｉ」で測定されて又はサンプリングされて、好ましい実施形態では約２００〜４００のサンプリング間隔になる。出力信号トランジェントは、時間間隔又はピーク時間で大きさが頂点まで高まり、その時点後、０時間及びＴｅｎｄで定常状態になった後の約５秒間まで、出力信号はゆっくりと下がる。
工程８１４で、システムは、前記試験測定シーケンスの開始から複数の選択された時間間隔で、複数の電極のそれぞれに対応する出力信号から、液体試料のグルコースを表す推定値を得る。特に、システムは、試験シーケンス中、作用電極１２及び１４の各々について特定の時間間隔で、出力信号を測定する又はサンプリングする。図４Ｂに示すように、システムは、電極の各々について、Ｔｓｔａｒｔから、約０．７秒、１秒、１．２秒、１．５秒、１．７秒、２．５秒、３．４秒、３．７秒及び４．４秒の時間間隔で、出力の大きさを測定できる（マイクロアンペアで）。あるいはシステムは、試験シーケンスＴｓの全体について出力信号を測定でき、時間間隔「ｉ」について信号の大きさをメモリに保存でき（ここでｉ＝１、２、３．．．４００）、各電極についてメモリから、近似の０．７、１、１．２、１．５、１．７、２．５、３．４、３．７及び４．４秒の時間間隔からの信号の大きさを得ることができる。特定の時間間隔で各電極について出力信号の大きさが得られると、システムは以下の式３から、推定グルコース濃度を算出する。
Figure 2016529507
 式中、
Ｇｅは電極ｅのグルコース濃度を表し、ｅ＝１、２、３．．．ｎであり、
Ｉｔ１は、試験シーケンスの開始から第１の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ２は、試験シーケンスの開始から第２の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ３は、試験シーケンスの開始から第３の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ４は、試験シーケンスの開始から第４の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
Ｉｔ５は、試験シーケンスの開始から第５の時間間隔でサンプリングした出力信号を含むことができ、
ｘ１．．．ｘ１２は、各電極の対応する係数を含むことができる。
例えば一例として、第１の作用電極からの推定グルコース濃度は、以下の式３．１の形で上記の式３から得ることが可能であると結論づけた。
Figure 2016529507
 式中、
Ｇ１は、第１の作用電極の第１のグルコース推定値であり、
Ｉｔ１は、試験シーケンスの開始から約１．５秒の時間間隔でサンプリングした、第１の電極の出力信号であり、
Ｉｔ２は、試験シーケンスの開始から約１秒の時間間隔でサンプリングした、第１の電極の出力信号であり、
Ｉｔ３は、試験シーケンスの開始から約１．７秒の時間間隔でサンプリングした、第１の電極の出力信号であり、
Ｉｔ４は、試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした、第１の電極の出力信号であり、
Ｉｔ５は、試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした、第１の電極の出力信号であり、
ｘ１は、約１．６の係数であり、
ｘ２は、約１．９Ｅ−０１の係数であり、
ｘ３は、約−３．６Ｅ−０１の係数であり、
ｘ４は、約１．２Ｅ＋０１の係数であり、
ｘ５は、約１．６の係数であり、
ｘ６は、約１．７Ｅ−０２の係数であり、
ｘ７は、約２．１Ｅ−０１の係数であり、
ｘ８は、約−４．０Ｅ−０１の係数であり、
ｘ９は、約１Ｅ０１の係数であり、
ｘ１０は、約２．１の係数であり、
ｘ１１は、約４．６Ｅ−０１の係数であり、
ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数である。
同様に、グルコース濃度の推定値は、以下の式３．２の形で第２の作用電極から得ることが可能である。
Figure 2016529507
 式中、
Ｇ２は、第２の作用電極から得られる第２のグルコース推定値であり、
Ｉｔ１は、試験シーケンスの開始から約４．４秒の時間間隔でサンプリングした、第２の電極の出力信号であり、
Ｉｔ２は、試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした、第２の電極の出力信号であり、
Ｉｔ３は、試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした、第２の電極の出力信号であり、
Ｉｔ４は、試験シーケンスの開始から約３．７秒の時間間隔でサンプリングした、第２の電極の出力信号であり、
Ｉｔ５は、試験シーケンスの開始から約３．４秒の時間間隔でサンプリングした、第２の電極の出力信号であり、
ｘ１は、約８．５Ｅ−０１の係数であり、
ｘ２は、約７．４Ｅ−０１の係数であり、
ｘ３は、約−４．２の係数であり、
ｘ４は、約５．７の係数であり、
ｘ５は、約１．４の係数であり、
ｘ６は、約５Ｅ−０２の係数であり、
ｘ７は、約１．３Ｅ−０１の係数であり、
ｘ８は、約−１．５の係数であり、
ｘ９は、約２．４の係数であり、
ｘ１０は、約６Ｅ−０１の係数であり、
ｘ１１は、約−８．６の係数であり、
ｘ１２は、約１．９Ｅ−０１の係数である。
システムは、各電極からの出力信号の組み合わせから、液体試料のグルコースを表す別の推定値を得ることもできる。すなわち、複数の特定の時間間隔のそれぞれの各電極で測定される信号は、その特定の時間間隔で合算される。例えば、図４Ｂにおいて、信号は０．７秒での大きさの組み合わせであり、システムはｔ０．７で各電極４０２及び４０４からの信号を測定して、グルコース推定値についてそれらを合計する。以下の式３．３の形の一実施形態において、複数の電極の合計から推定グルコースを、得ることが可能である。
Figure 2016529507
 式中、Ｇｃは、合わせたグルコース推定値であり、
Ｉｔ１は、試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極（電極１２及び１４）の出力信号の合計であり、
Ｉｔ２は、試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極（電極１２及び１４）の出力信号の合計であり、
Ｉｔ３は、試験シーケンスの開始から約１．５秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極（電極１２及び１４）の出力信号の合計であり、
Ｉｔ４は、試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極（電極１２及び１４）の出力信号の合計であり、
Ｉｔ５は、試験シーケンスの開始から約０．５秒の時間間隔でサンプリングした、複数の電極（電極１２及び１４）の出力信号の合計であり、
ｘ１は、約１の係数を含んでもよく、
ｘ２は、約３．１の係数を含んでもよく、
ｘ３は、約−１．９Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ４は、約２．７Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ５は、約９．８の係数を含んでもよく、
ｘ６は、約２．６の係数を含んでもよく、
ｘ７は、約−６．５の係数を含んでもよく、
ｘ８は、約−１．９Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ９は、約６．７Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ１０は、約１．９Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ１１は、約−２．３Ｅ０１の係数を含んでもよく、
ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数を含んでもよい。
対応する３．１、３．２及び３．３の試験シーケンスの開始後、時間間隔を基準とするパラメータ並びに信号測定の代表的な概要として、表Ａが提供される。
Figure 2016529507
複数の推定グルコース濃度（複数はバイオセンサの電極数に依存する）が決定されれば、グルコース推定値の一群から中央値を選ぶことによって、システムは、液体試料の実際のグルコースを表す最終的なグルコース値を得ることができる。例えば、Ｇ１＝１１０ｍｇ／ｄＬ、Ｇ２＝１１５ｍｇ／ｄＬ及びＧ３＝１１２ｍｇ／ｄＬである場合、Ｇ１とＧ２との間のＧ３、又は１１２ｍｇ／ｄＬを中央値に等しいとして、システムは最終的なグルコース値を設定する。
上記の技術により、最適な精度及び精密性を有する技術において、本測定システムは、様々な推定値から選択することを可能にすると考えられている。すなわち、グルコース及びヘマトクリットの両方に感応性がある信号と、より精密性がある別の信号との間で選択をすると仮定して、両方の信号が著しく異なっている場合、本システムは、これらの間の信号、すなわち、これらの互いに異なる信号の中央値を選択する。このことは、暗黙のうちに図６Ａ及び図６Ｂに示すことができ、第１の作用電極１２又はＷＥ１からの信号は、グルコース及びヘマトクリットに対する大きな相関を示し、一方、図６Ｃ及び図６Ｄで、第２の電極１４又はＷＥ２からの信号は、より低い変動係数（ＣＶ％）及び標準偏差（マイクロアンペアでのＳＤ）を示す。本技術が、より小さな誤差又はバイアスで、より高い再現性を提供し得ることを、図７Ａ及び図７Ｂは確認する。具体的には、図７Ａに関して、第１のグルコース推定値、第２のグルコース推定値、又は合わせたグルコース推定値（Ｇ１、Ｇ２、又はＧｃ）のどれか１つが利用されるかに関係なく、任意の１つの推定値（又は最終結果）は、±１０ｍｇ／ｄＬのバイアスの範囲内に十分収まる８０％以上の値の再現性を有する（８３ｍｇ／ｄＬ未満の基準グルコース測定において）。これに対して、既知の測定技術を使用した場合、再現性は、常に約７０％を下回る。同様に、図７Ｂに示すように、３つの推定値（Ｇ１、Ｇ２、Ｇｃ）及び最終結果Ｇｆは、既知の技術より、実質的に非常に高い再現性がある。したがって、本技術が、少なくとも１つの技術的な効果、又はこれまで利用できなかった分野に対する技術的な貢献を提供すると考えられている。
グルコース測定のバイアス又は誤差（基準値と比較して）が、８３ｍｇ／ｄＬ未満の測定において、実質的に±１０ｍｇ／ｄＬに範囲内の所望のバイアス又は誤差内にあることを、図８Ａは示す。同様に、基準値と比較してグルコース測定（８３ｍｇ／ｄＬ以上で）のバイアスが、実質的に±１２％の所望の範囲内にあることを、図８Ｂは示す。図８Ａ及び図８Ｂの精度に関する技術の成果を、下記の表１にまとめることができる。
Figure 2016529507
表１でわかるように、最終的なグルコース推定値Ｇｆ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇｃの中央値である）は、全体で９４．７％の最良の成果を有する。８３ｍｇ／ｄＬ未満の測定において、合わせたグルコース推定値Ｇｃは、測定の９８．４％が±１０ｍｇ／ｄＬ以内であり、Ｇｆより成果がよく、一方で、グルコース測定の対象が８３ｍｇ／ｄＬ以上のとき、最終的なグルコース推定値Ｇｆは、測定の９３．８％が±１２％の容認可能なバイアス内にあって、よい成果が出ている。
表１から、合わせたグルコース推定値Ｇｃが、所定の閾値ＴＨ、この場合８３ｍｇ／ｄＬ未満の測定において、より正確であると思われる。更に表１から、最終的なグルコースＧｆが所定の閾値ＴＨ以上のグルコース測定において、より正確であると思われる。したがって本発明はバリエーションを提供し、そこでシステムはプログラムされていて、推定グルコース値の任意の１つが所定の閾値ＴＨ未満（例えば、８３ｍｇ／ｄＬ未満）の場合、３つ全てのグルコース推定値の中央値より合わせたグルコース推定値Ｇｃに等しくなるように、システムが最終的なグルコースＧｆを設定する。他方で、グルコース推定値の任意の１つが所定の閾値ＴＨ（例えば、８３ｍｇ／ｄＬ）以上の場合、複数のグルコース推定値（例えば、Ｇ１、Ｇ２、Ｇｃ）の中央値の１つ、又は第１のグルコース推定値Ｇ１に等しくなるように、システムが最終的なグルコースＧｆを設定する。この代替の実施形態が、プロセス９００として図９に記載されている。
図９において、工程８０２〜８２０は、図５に関して以前に記載したものと同じであり、したがってここでは繰り返さない。したがって、説明は工程８１８から開始する。合わせたグルコース推定値の決定の後、推定値の任意の１つが、例えば８０ｍｇ／ｄＬ又は１００ｍｇ／ｄＬなどの所定の閾値未満か、クエリが工程９０２でなされる。クエリに偽と返信された場合、システムは、工程８２０で、システムは、前に得られた複数のグルコース推定値の中央値として、最終的なグルコース値Ｇｆを得る。クエリ９０２に真と返信された場合、システムは、工程９０４で、合わせたグルコース推定値に等しいとして、最終的なグルコース値Ｇｆを設定する。工程８２０により、本システムは、所定の閾値以上のグルコース推定値で、特定の試験ストリップの反応を利用することが可能になり、表１でＧｆに関して前述したように、推定値の中央値がより正確である。同様に、工程９０４により、表１で合わせたグルコース推定値Ｇｃに関して前述したように、本システムはより、グルコース推定値が閾値ＴＨ未満であるとき、より正確になる。工程９０６で、システムはそのメインルーチンに戻る。
プロセス９００は、より高い精度を達成する際、表１から収集される知見に基づくが、かなりの数の測定が行われるとき、本明細書に記載される技術の成果が技術の精密性からみて考慮されなければならないと考えられる。具体的には、４つの異なる技術を使用するグルコース測定の精密性について、約１９０１４つのストリップ（約２１つのバッチから）が試験された。この試験の結果を下の表２にまとめて示す。
Figure 2016529507
表２から、第２のグルコース推定値Ｇ２が最も低い標準偏差を有する一方で、最も高い変動係数５．３９％を有することがわかる。ＳＤとＣＶとの間の最良のトレードオフは、最終的なグルコース値Ｇｆであるように見える。図５に関して前述したように、精度及び精密性が最良の場合が合わされて、最も高い成果を出す結果（「Ｇｆ」）を得るので、これが選択された方法の改善された精密性を示す。
本発明が特定の変形例及び説明図に関して説明されているが、当業者であれば、本発明が説明された変形例又は図に限定されないことを認識するであろう。更に、上記に述べた方法及び工程が、所定の順序で起こる所定の事象を示している場合、所定の工程は述べられた順序で行われる必要はなく、各工程が、各実施形態がそれらの意図される目的で機能することを可能とするものであるかぎり、任意の順序で行われることを意図している。したがって、開示の趣旨又は請求項に見出される本発明の同等物の範囲内にある本発明の変形が存在する範囲では、本特許請求がこうした変形例をも包含することが意図されるところである。

Claims (13)

  1. 複数の電極及び前記電極に配置された試薬を有するバイオセンサ、
    並びに
    メータを備える、
    グルコース測定システムであって、
    前記メータが
    電源、メモリ、及び前記バイオセンサの前記複数の電極に連結されたマイクロコントローラを備え、
    前記マイクロコントローラが、
    少なくとも２つの前記電極に近接する液体試料の適用後、少なくとも２つの前記電極に信号を印加して、前記液体試料のグルコースと酵素との電気化学反応に関する試験測定シーケンスを開始するように構成され、
    前記試験測定シーケンスの開始から複数の選択された時間間隔で、前記複数の電極のそれぞれに対応する出力信号から、前記液体試料のグルコースを表す推定値を得るように構成され、
    前記試験測定シーケンスの開始から複数の特定の時間間隔で、前記複数の電極からの対応する出力信号の組み合わせから、前記液体試料のグルコースを表す別の推定値を得るように構成され、及び
    前記液体試料のグルコースの全ての推定値の中央値から、前記液体試料の最終的なグルコース値を決定するように構成されている、
    グルコース測定システム。
  2. 前記マイクロコントローラが、前記試験測定シーケンスの開始から約１．５秒、約１秒、約１．７秒、約１．２秒、及び約０．７秒で、前記複数の電極から出る、１つの電極の出力信号からグルコース推定値を得る、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記１つの電極の前記グルコース推定値が、次の形の式によって得られる、請求項２に記載のシステム：
    Figure 2016529507
     （式中、Ｇ１は、第１のグルコース推定値を含み、
    Ｉｔ１は、前記試験シーケンスの開始から約１．５秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ２は、前記試験シーケンスの開始から約１秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ３は、前記試験シーケンスの開始から約１．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ４は、前記試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ５は、前記試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    ｘ１は、約１．６の係数を含み、
    ｘ２は、約１．９Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ３は、約−３．６Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ４は、約１．２Ｅ＋０１の係数を含み、
    ｘ５は、約１．６の係数を含み、
    ｘ６は、約１．７Ｅ−０２の係数を含み、
    ｘ７は、約２．１Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ８は、約−４．０Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ９は、約１Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１０は、約２．１の係数を含み、
    ｘ１１は、約４．６Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数を含む）。
  4. 前記マイクロコントローラが、前記試験測定シーケンスの開始から約４．４秒、約１．２秒、約２．５秒、約３．７秒、及び約３．４秒で、前記複数の電極から出る、別の電極の出力信号からグルコース推定値を得る、請求項１に記載のシステム。
  5. 他の電極の前記グルコース推定値が、次の形の式によって得られる、請求項４に記載のシステム：
    Figure 2016529507
     （式中、Ｇ２は、第２のグルコース推定値を含み、
    Ｉｔ１は、前記試験シーケンスの開始から約４．４秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ２は、前記試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ３は、前記試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ４は、前記試験シーケンスの開始から約３．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ５は、前記試験シーケンスの開始から約３．４秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    ｘ１は、約８．５Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ２は、約７．４Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ３は、約−４．２の係数を含み、
    ｘ４は、約５．７の係数を含み、
    ｘ５は、約１．４の係数を含み、
    ｘ６は、約５Ｅ−０２の係数を含み、
    ｘ７は、約１．３Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ８は、約−１．５の係数を含み、
    ｘ９は、約２．４の係数を含み、
    ｘ１０は、約６Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ１１は、約−８．６の係数を含み、
    ｘ１２は、約１．９Ｅ−０１の係数を含む）。
  6. 前記マイクロコントローラが、前記試験測定シーケンスの開始から約２．５秒、約０．７秒、約１．５秒、約１．２秒、及び約０．５秒で、前記複数の電極のうちの２つの電極の対応する出力信号の合計からグルコース推定値を得る、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記２つの電極のグルコース推定値が、次の形の式によって得られる、請求項６に記載のシステム：
    Figure 2016529507
     （式中、Ｇｃは、合わせたグルコース推定値を含み、
    Ｉｔ１は、前記試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ２は、前記試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ３は、前記試験シーケンスの開始から約１．５秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ４は、前記試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ５は、前記試験シーケンスの開始から約０．５秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    ｘ１は、約１の係数を含み、
    ｘ２は、約３．１の係数を含み、
    ｘ３は、約−１．９Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ４は、約２．７Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ５は、約９．８の係数を含み、
    ｘ６は、約２．６の係数を含み、
    ｘ７は、約−６．５の係数を含み、
    ｘ８は、約−１．９Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ９は、約６．７Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１０は、約１．９Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１１は、約−２．３Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数を含む）。
  8. 少なくとも２つの電極と、前記少なくとも２つの電極の上に配置された試薬とを有するバイオセンサと、
    前記バイオセンサ並びにメモリ及び電源に接続するように構成されたマイクロコントローラを有するグルコースメータと
    を用いて、液体試料からグルコース値を決定する方法であって、前記方法が、
    前記バイオセンサの前記少なくとも２つの電極に近接する液体試料の堆積に際して、試験測定シーケンスの開始を始める工程と、
    入力信号を前記液体試料を有する複数の電極に印加して、グルコースの酵素的副生成物への形質転換をもたらす工程と、
    前記複数の電極及び前記液体試料から出る、複数出力信号トランジェントから複数のグルコース濃度推定値を決定する工程と、
    全ての複数のグルコース濃度推定値の中央値から最終的なグルコース濃度を得る工程と、を含む、方法。
  9. 前記複数のグルコース濃度推定値を決定する工程が、前記試験測定シーケンス中の第１の複数の時間間隔で前記複数の電極のうちの第１の電極からの出力信号と、前記試験測定シーケンス中の第２の複数の時間間隔で前記複数の電極のうちの第２の電極からの出力信号と、を測定することを含む、請求項８に記載の方法。
  10. 前記決定する工程が、次の形の式を用いて前記第１の電極の出力信号から第１のグルコース推定値を算出することを含む、請求項９に記載の方法：
    Figure 2016529507
     （式中、Ｇ１は、第１のグルコース推定値を含み、
    Ｉｔ１は、前記試験シーケンスの開始から約１．５秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ２は、前記試験シーケンスの開始から約１秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ３は、前記試験シーケンスの開始から約１．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ４は、前記試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ５は、前記試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    ｘ１は、約１．６の係数を含み、
    ｘ２は、約１．９Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ３は、約−３．６Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ４は、約１．２Ｅ＋０１の係数を含み、
    ｘ５は、約１．６の係数を含み、
    ｘ６は、約１．７Ｅ−０２の係数を含み、
    ｘ７は、約２．１Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ８は、約−４．０Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ９は、約１Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１０は、約２．１の係数を含み、
    ｘ１１は、約４．６Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数を含む）。
  11. 前記決定する工程が、次の形の式を用いて前記第２の電極の出力信号から第２のグルコース推定値を算出することを含む、請求項１０に記載の方法：
    Figure 2016529507
     （式中、Ｇ２は、第２のグルコース推定値を含み、
    Ｉｔ１は、前記試験シーケンスの開始から約４．４秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ２は、前記試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ３は、前記試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ４は、前記試験シーケンスの開始から約３．７秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    Ｉｔ５は、前記試験シーケンスの開始から約３．４秒の時間間隔でサンプリングした出力信号を含み、
    ｘ１は、約８．５Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ２は、約７．４Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ３は、約−４．２の係数を含み、
    ｘ４は、約５．７の係数を含み、
    ｘ５は、約１．４の係数を含み、
    ｘ６は、約５Ｅ−０２の係数を含み、
    ｘ７は、約１．３Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ８は、約−１．５の係数を含み、
    ｘ９は、約２．４の係数を含み、
    ｘ１０は、約６Ｅ−０１の係数を含み、
    ｘ１１は、約−８．６の係数を含み、
    ｘ１２は、約１．９Ｅ−０１の係数を含む）。
  12. 前記複数のグルコース濃度を決定する工程が、前記試験測定シーケンス中の第３の複数の時間間隔で両方の電極からの出力信号の合計を得ることを含む、請求項９に記載の方法。
  13. 前記決定する工程が、次の形の式を用いて前記両方の電極の出力信号の合計から合わせたグルコース推定値を算出することを含む、請求項１２に記載の方法：
    Figure 2016529507
     （式中、Ｇｃは、合わせたグルコース推定値を含み、
    Ｉｔ１は、前記試験シーケンスの開始から約４．４秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ２は、前記試験シーケンスの開始から約２．５秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ３は、前記試験シーケンスの開始から約０．７秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ４は、前記試験シーケンスの開始から約１．２秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    Ｉｔ５は、前記試験シーケンスの開始から約０．５秒の時間間隔でサンプリングした、前記複数の電極の出力信号の合計を含み、
    ｘ１は、約１の係数を含み、
    ｘ２は、約３．１の係数を含み、
    ｘ３は、約−１．９Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ４は、約２．７Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ５は、約９．８の係数を含み、
    ｘ６は、約２．６の係数を含み、
    ｘ７は、約−６．５の係数を含み、
    ｘ８は、約−１．９Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ９は、約６．７Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１０は、約１．９Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１１は、約−２．３Ｅ０１の係数を含み、
    ｘ１２は、約３．９Ｅ−０１の係数を含む）。
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