JP6116692B2 - 試料塗布を判定する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にグルコース測定用の光反射率測定装置において、分析試験エレメント上の試料塗布を判定する方法に関し、この方法は、体液試料の塗布用の使い捨て可能な試験エレメントを提供するステップ、試験エレメントから、ブランク測定値から開始する反射率測定値のシーケンスを取得するステップ、および、試料が塗布されているかどうかを判定するために、試料塗布条件に対する反射率測定値の変化を監視するステップを含んでいる。本発明はさらに、分析試験エレメント上への試料塗布を判定するように構成される光測定装置に関する。

特許文献１は、テストテープに保管される分析試験フィールドを用いて、体液を分析する試験方法および試験装置を開示する。操作エラーおよび測定エラーに対する高い安全性を確保するために、測定信号の時間依存的および／または波長依存的変化から、対照値が決定され、測定信号は、対照値のあらかじめ設定された閾値に応じて、有効なものとして処理されるか、または誤りとして廃棄される。この文献はさらに、高い空気湿度だけでなく紫外線照射も、試料塗布と同様の信号の変化をもたらすおそれがあるので、測定の開始をもたらすおそれがあるということに言及している。これに関連して、必要に応じて特定の待機時間の後、信号の変化が所定の閾値を上回る（例えば、約５％）場合に液体の塗布を検出し、信号の変化がこの値を下回る場合に欠陥を検出することが提案されている。後者の場合、試験フィールドは廃棄され、測定は繰り返されなければならない。

欧州特許公開第２２２１６０８号明細書

これに基づき、本発明の目的は、信頼性のある結果を得て、好ましくない環境の下においても試験エレメントの損失を回避するために、公知の方法および装置をさらに改良することである。

この目的を達成するために、独立請求項に示す特徴の組み合わせが提案される。本発明の有利な実施形態およびさらなる発展は、従属請求項から得られる。

本発明は、試料の認識を中断することなく、低速な信号のドリフトに対する補正を提供するという考えに基づいている。したがって、本発明によれば、試料塗布前に、反射率測定値のドリフトから算出されるドリフト補正にしたがって、試料塗布条件を調整することが提案される。試料塗布条件は、反射率の減少または反射率の閾値に関する限界によって定められる。反射率測定値の変化は、試料認識サイクルにおいて監視され、ドリフト補正値は、試料認識サイクルを中断することなく試料塗布条件を調整するために提供される。それにより、エラー検出の結果として試験エレメントを損失することを回避できる。試験エレメントは使用可能なままとなり、測定工程は付加的な遅延を伴うことなく完了され得る。

有利な実施形態によれば、反射率測定値のシーケンスにおける、ブランク測定値と実際の反射率測定値との間の差が、所定の反射率の減少よりも大きい場合、試料塗布条件は自動的に満たされたとみなされる。この場合、試料が塗布されていることが自動的に判定される。このような所定の反射率の減少は、ドリフト補正値を所定の信号の減少に加算することによって有利に得ることができる。

代替的な有利な実施形態によれば、反射率測定値のシーケンスにおける実際の反射率測定値が、所定の反射率の閾値よりも小さい場合、試料塗布条件は自動的に満たされたとみなされる。そして、試料が塗布されていることが自動的に判定される。このような所定の反射率の閾値は、所定の信号閾値からドリフト補正値を減算することによって有利に決定できる。

別の改良は、ドリフト補正値が、ブランク測定値と、試料塗布条件が満たされる前に取得された１つまたは２つ以上の最後または最新の反射率測定値とから算出されることを提供する。

小さな短時間偏差を平均化するために、実際の反射率の平均は、所定数の最後の反射率測定値の平均値として算出でき、これをブランク測定値から減算してドリフト補正値を得ることができる。

測定の確実性をさらに改良するために、試料塗布が、試料塗布条件が満たされた後のさらなる反射率測定値によって確認されることが有利である。

さらなる自動処理のためには、試料中の分析物濃度が、試料塗布条件が満たされた後の少なくとも１つの反射率測定値を用いて決定されることも有利である。

極端な条件を回避するために、ドリフト補正に関する限界を定め、その限界を超えると測定を終了することが有利である。

提案されるドリフト補正は、反射率測定値のドリフトが、周囲測定条件、特に湿度、温度または紫外線によって引き起こされる場合に、特に効果的である。

信頼できる識別のために、試料塗布時の試験エレメントの反射率の落ち込みは、反射率測定値のドリフトよりも著しく速く起きることが好ましい。

特にグルコース測定の測定システム用の分析試験エレメント上への試料塗布を判定するように構成される光測定装置に関して、上記の目的を達成するために、演算ユニットが、試料塗布前の反射率測定値からドリフト補正を算出し、このドリフト補正にしたがって試料塗布条件を調整するように構成されることが提案される。

別の改良は、試験エレメントが、試料中の分析物と反応し、試験エレメントの試験フィールドの反射率を変更する試薬を備えることを提供する。

また、操作を単純化することに関して、試験エレメントが使い捨て可能な試験ストリップであり、受容ユニットが、検出器に対して試験ストリップを正確に配置するためにストリップ把持部として形成されることが特に有利である。

本発明は、図面に概略的に示される実施形態の例に基づき、以下でさらに説明される。

血液試料の塗布のために挿入される試験ストリップを備えるグルコース測定器の部分的な概略斜視部である。 血液試料塗布前後の、試験ストリップから取得される反射率測定値のシーケンスの時間ダイアグラムである。 空気湿度による信号のドリフトを示す反射率測定値の時間ダイアグラムである。 血中グルコース測定器を動作させる方法を示す概略図である。 図１の測定器において試験ストリップ上への試料塗布を判定する方法の１つの例を示すフローチャートである。 図１の測定器において試験ストリップ上への試料塗布を判定する方法の他の例を示すフローチャートである。

図１は、使い捨て可能な試験ストリップ１２を挿入するための携帯型の血中グルコース測定器１０として構成される光反射率測定装置を概略的に示す。複数の時点でストリップ１２の分析検査パッド１８の反射率を読み取る検出器である反射光度計１６の光路に試験ストリップ１２を配置するために、測定器１０は、ホルダまたはストリップ把持部１４を備える。試験パッド１８の上面には少量の試料を塗布することができ、試薬は、分析物、特にグルコースと反応して、反射率に変化をもたらす。これは、光源と、光の拡散反射または光の再放射のために反射路に配置される光センサ（図示せず）とを備える光度計１６を有する試験パッド１８の底部から検出され得る。そして、反応生成物の形成の結果としての、所定の期間にわたる反射率（再放射）の変化は、試料中の分析物の量に関連付けられる。このような測定は、例えば独国特許出願公開第１９９３２８４６号明細書から当業者に公知であり、さらに詳細に説明する必要はない。

測定信号または反射率測定値を処理する目的で、電子機器２０は、測定結果をユーザに対して直接ディスプレイ２６上で示すために、演算ユニット２４と組み合わされる信号プロセッサ２２を備える。信号プロセッサ２２は、反射率測定値の増幅およびＡ／Ｄ変換を可能にし、演算ユニット２４は、以下に説明するように、特にドリフト補正に関するさらなるデータ操作を可能にする。

図２は、図１の測定器を用いた反射率測定値の特徴的な経時変化を示し、試料が塗布される期間は、楕円によって強調されている。このダイアグラムは、その時間にわたって一定の間隔で得られ、１００％に規格化される再放射値を示す。第１段階の、試料が塗布される前では、まだ使用されていない試験パッド１４の反射率は、通常の条件下で実質的に一定なままである。試料塗布時には、試験パッド１８の乾燥状態から湿潤状態への遷移によって、再放射挙動に突然の減少が生じる。この著しい減少は、試料塗布を自動的に認識し、試薬の分析物との反応動力学に関するゼロ時点を設定するために用いられ得る。その後、再放射は、次第に低下し始め、動力学の監視が終了されるまで低下する。その後、例えば、終了再放射値および開始再放射値から商を算出することによって、動力学からグルコース濃度を決定することができる。

次に図３にうつると、未使用の試験ストリップ１２の反射または再放射の経時変化が、異なる周囲条件に関して示されている。ひし形は、顕著な変化のない比較的低い空気湿度での測定値を示す一方で、丸形は、上述した迅速な乾燥状態から湿潤状態への遷移と比べて低速な信号のドリフトをもたらす、高湿度での測定値を示す。それでもなお、このような低速なドリフトの偏差が、測定器によって試料塗布と誤って解釈される場合、全く誤った結果をもたらす測定サイクルが開始するおそれがある。試料塗布前の信号のドリフトは、特に強い紫外線照射などの、他の好ましくない境界条件によっても引き起こされ得る。

図４は、本発明の概念を理解するのに有用な、単純化された機能スキームを示す。試験ストリップ１２を提供した後で、試料が塗布される前に、乾燥した試験パッド１８の第１の反射率測定値は、ブランク測定値として記録される。その後、試料認識サイクルが開始され、断続的に記録される反射率測定値の変化が、試料塗布条件に対して監視され、試料塗布条件は、所定の反射率の減少または反射率の閾値によって定めることができる。この認識サイクルには、低速な信号のドリフトによる最終的な偏差を補うために、ドリフト補正ルーチンが含まれる。試料塗布条件が満たされると、実際の試料塗布が再び確認され、その後、有効な測定結果を得るために反応動力学が記録される。

図５は、試料塗布を判定する１つ目の例の、より詳細なフローチャートを示す。最初に、乾燥した試験ストリップ１２の最初の反射率測定値として、ブランク測定値Ｂが測定される。この開始時には、ドリフト補正値Ｄ、およびそのために用いられる測定回数ｎは、０に設定されている。

次のステップとして、試料認識サイクルが開始される。試料塗布測定値Ｍ_xとして示される、ｎ≧１という充分な数のさらなる反射率測定値が、ブランク測定後に利用可能である場合、新たなドリフト値Ｄが算出される。例えば、３つの最新測定値（ｎ＝３）を取得して、平均反射率値を決定することができ、平均反射率値は、さらなる反射率読み取り値のシーケンスにおいて継続して再算出される。ドリフト値Ｄは、その後、以下の方程式（１）によって決定することができる。

すなわち、ドリフト値Ｄは、最初のブランク測定値と、一定数の最新の反射率測定値の平均反射率値との間の差である。

図５のフローチャートにさらにすすむと、実際の試料塗布測定値Ｍ_xは、最終的なドリフトを考慮するように順に調整される試料塗布条件に対して監視される。この例においては、試料塗布条件は、ブランク測定値Ｂと実際の測定値Ｍ_xとの間の差が、所定の反射率の減少よりも大きい場合、すなわち、所定の信号減少ＳＤおよびドリフトＤの合計よりも大きい場合、満たされたとみなされる。所定の信号減少は、図２において印を付けられた、乾燥状態から湿潤状態への遷移に関して観察された信号の低下、例えば５％にしたがって設定されてもよい。

試料塗布条件が満たされたとわかると、確認ステップが実行され、所定の待機時間の後試料塗布測定は繰り返され、試料塗布条件は再び制御される。試料塗布の確認がポジティブである場合、反応動力学の記録を開始することができる。

図６の代替的な例は、試料塗布条件の定義のみが異なっている。この例では、信号減少を監視するかわりに、所定の反射率の閾値が制御される。所定の反射率の閾値は、初期の信号閾値ＳＴ（例えば、９５％の再放射率）とドリフトＤとの間の差として決定される。試料塗布条件は、実際の反射率測定値Ｍ_xがこの差、すなわちＳＴ−Ｄ、よりも小さい場合に、満たされたとみなされる。

Claims (17)

1. 光反射率測定装置（１０）において、分析試験エレメント上の試料塗布を判定する方法であって、
   ａ．体液試料の塗布のために使い捨て可能な試験エレメント（１２）を提供するステップと、
   ｂ．前記試験エレメント（１２）から、ブランク測定値から開始する反射率測定値のシーケンスを取得するステップと、
   ｃ．試料が塗布されているかどうかを判定するために、試料認識サイクルにおいて、試料塗布条件に対する前記反射率測定値の変化を監視するステップと
   を含み、
   ｄ．試料塗布前に、前記反射率測定値から算出されるドリフト補正にしたがって、前記試料塗布条件を調整することであって、前記試料塗布条件が、反射率の減少または反射率の閾値に関する限界によって定められ、ドリフト補正値が、前記試料認識サイクルを中断することなく前記試料塗布条件を調整するために提供される、前記試料塗布条件を調整すること、および
   ｅ．前記試料塗布条件が満たされた後、さらなる反射率測定値によって、前記試料の塗布を確認すること
   を特徴とする方法。
2. 前記光反射率測定装置（１０）が、グルコース測定用である請求項１記載の方法。
3. 前記反射率測定値のシーケンスにおける、前記ブランク測定値と実際の反射率測定値との差が、所定の反射率の減少よりも大きい場合に、前記試料塗布条件が満たされたとみなされる請求項１または２記載の方法。
4. 前記所定の反射率の減少を得るために、ドリフト補正値が所定の信号の減少に加算される請求項３記載の方法。
5. 前記反射率測定値のシーケンスにおける実際の反射率測定値が、所定の反射率の閾値よりも小さい場合に、前記試料塗布条件が満たされたとみなされる請求項１または２記載の方法。
6. 前記所定の反射率の閾値を得るために、ドリフト補正値が所定の信号閾値から減算される請求項５記載の方法。
7. 前記試料塗布条件が満たされる前に取得される前記ブランク測定値および１つまたは２つ以上の反射率測定値から、ドリフト補正値を算出することをさらに含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 実際の反射率の平均値が、前記シーケンスの所定数の最新の反射率測定値の平均値として算出され、ドリフト補正値を得るために前記ブランク測定値から減算される請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記試料塗布条件が満たされた後、少なくとも１つの反射率測定値を用いて、前記試料中の分析物濃度を決定することをさらに含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記ドリフト補正の限界を定めること、および前記限界を超える場合に測定を終了することをさらに含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記反射率測定値のドリフトが、周囲測定条件によって引き起こされる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記反射率測定値のドリフトが、周囲の湿度、温度または紫外線によって引き起こされる請求項１１記載の方法。
13. 試料塗布時の前記試験エレメント（１２）の反射率の落ち込みが、前記反射率測定値のドリフトよりも著しく速く起きる請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 分析試験エレメント上への試料塗布を判定するように構成される光測定装置（１０）であって、
    ａ．体液試料を塗布することができる使い捨て可能な試験エレメント（１２）を受容するように構成される受容ユニット（１４）と、
    ｂ．前記試験エレメント（１２）から、ブランク測定値から開始する反射率測定値のシーケンスを取得するように構成される検出器（１６）と、
    ｃ．試料が塗布されているかどうかを判定するために、試料認識サイクルにおいて、試料塗布条件に対する反射率測定値の変化を監視するように構成される信号プロセッサ（２２）と
    を備え、
    ｄ．試料塗布前の前記反射率測定値からドリフト補正を算出し、前記ドリフト補正にしたがって前記試料塗布条件を調整するように構成される演算ユニット（２４）を備え、前記試料塗布条件が、反射率の減少または反射率の閾値に関する限界によって定められ、ドリフト補正値が、前記試料認識サイクルを中断することなく前記試料塗布条件を調整するために提供され、前記演算ユニット（２４）が、さらに、前記試料塗布条件が満たされた後、さらなる反射率測定値によって、前記試料の塗布を確認するように構成されること
    を特徴とする光測定装置（１０）。
15. 前記分析試験エレメントが、グルコース測定用である請求項１４記載の光学測定装置（１０）。
16. 前記試験エレメント（１２）が、前記試料中の分析物と反応し、前記試験エレメント（１２）の試験フィールド（１８）の反射率を変更する試薬を備える請求項１４または１５記載の光測定装置（１０）。
17. 前記試験エレメント（１２）が、使い捨て可能な試験ストリップであり、前記受容ユニット（１４）が、前記検出器（１６）に対して前記試験ストリップを配置するためのストリップ把持部として形成される請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の光測定装置（１０）。

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