JP6789246B2 - 改善されたバイオセンサシステム検体測定 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年５月１５日に出願されたU.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/162,298の利益及び優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

著作権
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発明の背景
バイオセンサシステムは、血液、血清、血漿、尿、唾液、間質液、又は細胞内液などの、生物学的流体試料の分析を提供する。通常は、システムは、試験センサ（試験片又はセンサ片とも呼ばれる）中に存在する試料を分析する測定装置（計器とも呼ばれる）を含む。試料は、通常、生物学的流体であるが、抽出物、希釈物、濾液、又は再構成沈殿物などの派生物であってもよい（これ以降使用される際、用語「生物学的流体」は、その派生物を含む）。バイオセンサシステムによって実行される分析は、生物学的流体中の、アルコール、糖、尿酸、乳酸、コレステロール、ビリルビン、遊離脂肪酸、トリグリセリド、タンパク質、ケトン体、フェニルアラニン、又は酵素などの、１つ以上の検体の存在及び／又は濃度を決定することができ、ある状態の診断及び／又は処置において有用であり得る。

例えば、糖尿病を有する人は、食事及び／又は薬物の調整のために、バイオセンサシステムを使用して血液中のＡ１ｃ（糖化ヘモグロビン）又は糖値を決定することができる。ヘモグロビン（Ｈｂ）を含む血液試料において、総ヘモグロビン（ＴＨｂ）及びＡｌｃの存在及び／又は濃度が決定され得る。Ａ１ｃレベル（％−Ａ１ｃ）は、患者の糖制御の状態を反映するものであり、試験前の２〜３ヵ月にわたる平均糖制御への見解を提供する。糖尿病の個人にとって、％−Ａ１ｃの精度のよい測定は、測定がなされる時点の血糖制御を指示するだけである血糖値の即時測定よりも長期間にわたって、個人がどれだけ良好に食事及び／又は薬物で血糖値を制御しているかという良好な指示を提供する。

バイオセンサシステムは、１つ以上の検体を分析するように設計され、いろいろな容量の生物学的流体を使用することができる。いくつかのシステムは、例えば０．２５〜１５マイクロリットル（μL）の範囲の容量の、一滴の血液を分析することができる。バイオセンサシステムは、ベンチトップ、ポータブル、及び他の種類の測定装置を使用して実施され得る。ポータブル測定装置は、携帯型であってもよく、試料中の１つ以上の検体の同定及び／又は定量化を可能にし得る。ポータブル測定システムの例としては、Bayer HealthCare（Whippany, New Jersey）のContour（登録商標）metersが挙げられ、ベンチトップ測定システムの例としては、Austin, TexasのCH Instrumentsから入手可能なElectrochemical Workstation、及び現在YSI Incとして知られる（本明細書において「ＹＳＩ」基準値と呼ばれる）Yellow Springs Instrument Companyのベンチトップモデル「YSI 2300 STAT Plus（商標） Glucose & Lactate Analyzer」及び関連モデルが挙げられる。

多くのバイオセンサシステムにおいて、試験センサは、生体の外側、内側、又は部分的に内側での使用に適合され得る。生体の外側で使用されるとき、生物学的流体の試料が、試験センサの試料貯留部内に導入され、試験センサが、分析のための試料の導入の前、後、又は間に測定装置に置かれ得る。生体の内側又は部分的に内側であるとき、例えば連続的なモニタリングのために、試験センサが試料中に継続的に浸漬されるか若しくは試料が試験センサを通って連続的に流され、又は例えば断続的なモニタリングのために、試料が試験センサに断続的に導入されるか若しくは試験センサを通って流され得る。試験センサは、ある容量の試料を部分的に隔離する貯留部を含むか又は試料に対して開放され得る。開放されるとき、試験センサは、生物学的流体と接触して置かれる繊維又は他の構造の形態を取ることができる。

バイオセンサシステムは、通常は、１つ以上の一次入力シグナル（集合的に一次入力シグナルと呼ばれる）を生物学的流体の試料に提供して、検体濃度を決定するために試料から生成された１つ以上の一次出力シグナル（集合的に一次出力シグナルと呼ばれる）を測定する。一次出力シグナルは、一次入力シグナルと検体との間の又は一次入力シグナルと検体を指示する種との間の相互作用の結果として生成され、通常は、検体濃度と相関する。バイオセンサシステムは、生物学的流体を分析するために、光学的及び／又は電気化学的方法を使用することができる。

光学的システムでは、一次入力シグナルは、通常は、光源から生成された光ビームであり、光ビームに対する試料の透過率又は反射率の測定を誘導する。いくつかの光学的システムでは、検体又は検体を指示する種は、入射光ビーム（一次入力シグナル）の波長を吸収又はシフトすることができ、その結果、もたらされる一次（光）出力シグナルは、強度が低減するか又は一次入力シグナルに対して波長シフトされる。他の光学的システムでは、一次（光）入力シグナルによって照射されるとき、化学インジケータは、検体に応答して蛍光を放つか又は光を発することができる。いずれの光学的システムでも、測定された一次（光）出力シグナルは、電流又は電位などの、電気出力シグナルに変換され、システムは、一次（光）出力シグナルを測定して、一次出力シグナルを試料の検体濃度に相関させる。

電気化学的システムでは、一次（電気）入力シグナルが試料に適用されるとき、試料の検体濃度が、検体又は検体濃度に応答する測定可能な種のレドックス反応によって生成された電気シグナルから決定される。一次入力シグナルは、電位又は電流であってもよく、一定、可変、又は、ＡＣシグナルがＤＣシグナルオフセット共に適用されるときなどの、これらの組み合わせであってもよい。一次入力シグナルは、単一のパルスとして、又は複数のパルス、シーケンス、若しくは循環で適用され得る。酵素又は類似の種が、レドックス反応の間の検体からの電子移動を増進するために、試料に加えられ得る。酵素又は類似の種は、単一の検体と反応し、したがって、生成された出力シグナルの一部分へ特異性を提供する。レドックスメディエータが、酵素の酸化状態を維持して及び／又は検体から電極への電子移動を支援するために、測定可能な種として使用され得る。したがって、レドックス反応の間、酵素又は類似の種は、検体とレドックスメディエータとの間で電子を移動させることができ、レドックスメディエータは、レドックスメディエータ自体と試験センサの電極との間で電子を移動させる。

電気化学的バイオセンサシステムの測定装置は、電気接点を介して試験センサの導電体に一次入力シグナルを適用する。導電体は、電極を介して試料貯留部内に存在する試料に一次入力シグナルを伝える。検体のレドックス反応は、一次入力シグナルに応答して一次（電気）出力シグナルを生成する。試験センサからの一次（電気）出力シグナルは、（アンペロメトリー又はボルタンメトリーによって生成されるような）電流、（ポテンシオメトリー／ガルバノメトリーによって生成されるような）電位、又は（クーロメトリーによって生成されるような）蓄積電荷であり得る。測定装置は、一次出力シグナルを測定して試料中の１つ以上の検体の存在及び／又は濃度と相関させる処理能力を有することができる。

光学的、電気化学的バイオセンサシステムのどちらでも、標的検体（単数又は複数）の存在及び／又は濃度を指示するための一次出力シグナルの変換は、通常は、変換関数を使用して達成される。変換関数は、一次出力シグナルを標的検体（単数又は複数）の濃度に変換する計算方法である。例えば、変換関数は、一次、多次、多項式の関係を有する一次出力シグナルと検体濃度との間の基準相関の使用を伴うことができる。変換関数は、試験及び試料の状態に関する一連の仮定の下で相関を反映し、これらの仮定からの偏差が、計算された検体濃度におけるエラーを導く場合がある。

一次出力シグナルの生成及び測定は、バイオセンサ測定の標的又は目的である検体（単数又は複数）濃度に一次的に応答するように設計されるが、測定された一次出力シグナルは、相関の基礎となる仮定からの偏差などの、外部刺激からの寄与を含まざるを得ない。このような外部刺激としては、妨害物質（例えば、ヘマトクリット（Ｈｃｔ）、アセトアミノフェン、脂質、タンパク質、アスコルビン酸、尿酸など）、周囲温度、湿度などの、試料の物理的又は環境的特徴、測定を行うシステムに対して試料の大きさが不十分である過少充填状態、試料と試験センサの１つ以上の電極との間の断続的な電気接触、試薬の劣化などの、システムの動作状態、並びに試薬の量及び／又は活性の変化、電極領域及び／又は間隔の変化などといった、試験センサのロット間の製造変動などから生じる刺激が挙げられる。

外部刺激は、標的検体（単数又は複数）の測定及び分析の精度及び正確度に影響を及ぼす。このようなエラーのある測定は、バイオセンサシステムのエンドユーザの不満を引き起こす場合があり、測定を繰り返すために試験センサを廃棄し追加的な試料を提供することが必要となり、精度の悪い情報のため不確実な処置の選択に直面する可能性がある。したがって、標的検体濃度から外部刺激の影響を除去又は最小化するために外部刺激の影響を定量化して相殺することが継続的に必要とされている。

外部刺激が試料の物理的又は環境的特徴から生じるとき、その影響は、一次出力シグナルから抽出されるか又は専用手段若しくは専用検出チャネルによって測定される二次出力シグナルから定量化され得る。例えば、電気化学的システムでは、（Ｈｃｔなどの）妨害物質による二次出力シグナルは、試料の標的検体濃度を決定するために使用される一次出力シグナルから抽出されるか（例えば、PCT Publication No. WO 2009/108239標題「Slope-Based Compensation」に開示されるＲ４／３、Ｒ５／４、及びＲ６／５の電流比、並びにPCT Publication No.WO 2011/156152 A1標題「Slope-Based Compensation Including Secondary Output Signals」に開示されるＨｃｔパルスを有するゲートアンペロメトリーの電位シーケンスなど）、又は試料の標的検体濃度を決定するために使用される電極と同じ試薬組成物、異なる試薬組成物（例えば、干渉物質と反応する試薬組成物）を含むか若しくは試薬組成物を含まない専用電極を使用して測定され得る。光学的システムでは、例えば、（ＴＨｂなどの）妨害物質による二次出力シグナルは、妨害物質を指示する波長又は角度に焦点を当てた専用光チャネルを使用して測定され得る（例えば、PCT Publication No. WO 2013/043839 A1標題「Analysis Compensation Including Segmented Signals」及びPCT Publication No. WO 2014/159077 A1標題「Normalized Calibration of Analyte Concentration Determination」に開示される反射率測定など）。いくつかの事例では、二次出力シグナルは、外部刺激の値と相関することができ、例えば、バイオセンサシステムに組み込まれた温度センサが、温度による二次出力シグナルを測定して、温度値と二次出力シグナルを関連させることができ、したがって、試料の周囲温度の別個の測定値を提供することができる。

本明細書において使用される際、用語「二次出力シグナル」は、行われている特定の測定又は計算のコンテキストに応じて、一次出力シグナルから抽出されるか若しくは専用センサ、電極、検出チャネルなどにより測定された生シグナルを説明するか、又は生シグナルと相関した外部刺激値を説明する。

一次出力シグナルを検体濃度に変換するために使用される変換関数は、外部刺激の影響を補償するために二次出力シグナルを利用することができる。例えば、測定された温度値が、例えばU.S. Patent No. 7,781,222（「Temperature-Adjusted Analyte Determination for Biosensor System」）に述べられるように、一次出力シグナルに対して補償をして検体濃度を精度よく決定するために使用され得る。別の例では、変換関数が、例えば、U.S. Patent No. 8,744,776（「Method of Determining Analyte Concentration Based on Complex Index Functions」）及びPCT Publication No. WO 2011/119533 A1「Residual Compensation for a Biosensor」）に述べられるように、二次出力シグナルによる多変数回帰を伴うことができる。正規化がまた、例えば、PCT Publication No. WO 2014/159077 A1（「Normalized Calibration of Analyte Concentration Determinations）に述べられるように、一次出力シグナルから外部刺激の影響を除去又は最小化するために使用され得る。

このような補償方法を変換関数に組み込むことは、バイオセンサシステム測定性能を改善することができるが、欠点が残される。このような補償方法は、通常は、制御された環境でエラー状態が再現され得る研究室で、開発及び実施される。ポータブル測定装置、特に大部分の消費者によって使用される携帯型装置、に対して、このような制御された研究室環境は、測定がなされる状態を精度よく反映することができないので、制御された研究室状態下で開発された補償方法は、実際の測定状態下の一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を精度よく補償することができない。例えば、バイオセンサシステムに組み込まれた温度センサによって測定される温度は、生物学的流体試料の温度を反映すると仮定されるが、携帯型測定装置が冬の気候（例えば０度〜１０度）又は夏の気候（例えば４０度〜４５度）の間車内に置かれ、次いで室内温度（例えば２２度〜２５度）の室内に置かれた試験センサですぐに使用されるときなどの、ある動作状態下では、この仮定は役に立たないことになる。別の例では、例えば専用電極の不良により、Ｈｃｔシグナル測定自体に、エラーのある場合がある。

二次出力シグナルが補償方法によって仮定される基準値に一致しないか及び／又は一次出力シグナルから予想される二次出力シグナルに一致しないこのような状況は、「オフ状態」と呼ばれる。検体の決定がオフ状態下でなされるとき、一次出力シグナルに対して補償をするための生成された二次出力シグナルの使用は、検体の決定に追加的なエラーを導く場合がある。現在入手可能なバイオセンサシステム及び方法は、このようなオフ状態が発生するときを決定することができないので、二次出力シグナルによるこのようなエラーを補償するために変換関数に追加的な調整が必要であるときを決定することができない。

本明細書において開示される方法及びシステムは、従来技術におけるこれらの不都合の少なくともいくつかを回避又は改良する。

概要
一態様では、本開示は、生物学的流体試料中の検体濃度を決定する方法を提供する。検体濃度に一次的に応答する一次出力シグナルが測定され、一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答する二次出力シグナルが生成される。二次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに基づいて逆算され、生成された二次出力シグナルが、逆算された二次出力シグナルを使用して調整される。測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために使用される調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して検体濃度に変換される。

別の態様では、本開示は、生物学的流体試料中の検体濃度に一次的に応答する一次出力シグナルを測定し、かつ一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答する二次出力シグナルを生成することによって、オフ状態の検体測定値に対して補償をする方法を提供する。測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために、生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して予備的な検体濃度に変換される。第１の逆算された二次出力シグナルが、測定された一次出力シグナル及び予備的な検体濃度に基づいて決定される。オフ状態であると決定される場合には、第１の調整された二次出力シグナルが、生成された二次出力シグナルを調整するために第１の逆算された二次出力シグナルを使用して決定される。測定された一次出力シグナルが、一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために第１の調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して第１の検体濃度値に変換される。いくつかの実施態様では、第２の逆算された二次出力シグナルが、測定された一次出力シグナル及び第１の検体濃度値に基づいて決定され、第１及び第２の逆算された二次出力シグナルに基づいてオフ状態であると決定される場合には、第２の調整された二次出力シグナルが、第１の調整された二次出力シグナルを調整するために第２の逆算された二次出力シグナルを使用して決定され、測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために変換関数及び第２の調整された二次出力シグナルを使用して第２の検体濃度値に変換される。

別の態様では、本開示は、一次出力シグナルを測定し、かつ温度センサを使用して温度測定値を生成することによって、オフ温度状態の検体測定値に対して補償をする方法を提供する。測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する温度の影響を補償するために温度測定値と共に変換関数を使用して予備的な検体濃度に変換される。第１の逆算された温度が、測定された一次出力シグナル及び予備的な検体濃度から決定される。オフ温度状態であると決定される場合には、温度測定値が第１の逆算された温度を使用して調整され、測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する温度の影響を調整するために第１の調整された温度と共に変換関数を使用して第１の検体濃度に変換される。

別の態様では、本開示は、本明細書において開示される方法のうちの１つ以上を実施するバイオセンサシステムを提供する。

検体の決定において外部刺激の影響を補償する従来の（従来技術）アプローチを例示する。 検体の決定において外部刺激の影響を補償する循環アプローチを例示する。 検体濃度を決定する方法の一実施形態を表す。 検体濃度を決定する方法の別の実施形態を表す。 検体濃度を決定する方法の別の実施形態を表す。 検体濃度を決定する方法の別の実施形態を表す。 ３つのＹＳＩ基準糖試料に対する一次出力シグナル対計器温度のグラフである。 ２２度に外挿された一次出力シグナル対ＹＳＩ基準糖値のグラフである。 ２つの正規化方法によって決定された正規化一次出力シグナル対温度のグラフである。 図３Ｃに示された正規化関数を使用して逆算された温度の推定精度を要約した表である。 ３つの異なる基準糖濃度でＨｃｔ専用電極のＨｃｔシグナルの関数として一次出力シグナルを表す。 ｉＨｃｔ＝２０００mVで外挿されたＨｃｔシグナル対ＹＳＩ基準糖値の正規化関数を表す。 正規化出力シグナルによって決定されたＨｃｔシグナルを逆算するための正規化基準相関を表す。 ４つの異なる基準％−Ａ１ｃ濃度で専用検出チャネルからのＴＨｂシグナルの関数として一次Ａ１ｃシグナル（反射率）を表す。 ＲＴＨｂ＝０．７で外挿されたＴＨｂシグナル対基準％−Ａ１ｃレベルの正規化関数を表す。 ＴＨｂシグナルが正規化Ａ１ｃシグナルに対してプロットされるＴＨｂシグナルを逆算するための正規化基準相関を表す。 二次出力シグナルを逆算するために使用され得る正規化較正情報を生成する方法の一実施形態を例示する。 検体濃度の決定の際にオフ状態を決定する方法の一実施形態を表す。 検体濃度の決定の際にオフ状態を決定する方法の別の実施形態を表す。 ７つの異なる温度のセンサ／試料及び計器で取った３つの異なる全血（ＷＢ）糖濃度に対する測定された一次出力シグナルのプロットを示す。 ２２度のセンサ／試料及び６つの異なる温度の計器で取った４つの異なるＷＢ糖濃度に対する測定された一次出力シグナルのプロットを示す。 オフ温度状態における温度補償に関する従来の一方向変換関数を使用した検体の決定の際のバイアス／％−バイアス、及び一次出力シグナルが測定された計器温度のプロットを示す。 測定された一次出力シグナルに基づく逆算された温度及び一次出力シグナルが測定された計器温度のプロットを示す。 温度補償に関する変換関数の従来の（一方向）適用（＊）、温度補償に関する変換関数の完全な一循環適用（◆）、及びオフ温度状態においてだけ適用される温度補償に関する変換関数の選択的な一循環適用（□）を使用した検体の決定の際のバイアス／％−バイアス、並びに一次出力シグナルが測定された計器温度のプロットを示す。 オフ温度状態の検体測定値に対して補償をする方法の一実施形態を表す。 ２つの異なる重み係数と共に温度補償に関する変換関数の循環適用を使用した検体の決定の際のバイアス／％−バイアスのプロットを示す。 本開示によるバイオセンサシステムの一実施形態を表す。

発明の詳細な説明
本開示は、測定された一次出力シグナルに基づいて二次出力シグナルを逆算して、検体の決定において一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償する助けとなるように逆算された二次出力シグナルを使用する概念を導入する。測定された一次出力シグナルに基づく逆算された二次出力シグナルは、一次出力シグナルが測定された実際の状態下の外部刺激の影響を良好に反映するため、オフ状態が発生するときを決定しかつオフ状態によって導かれるエラーを補償する助けとなるように使用され、それにより、検体濃度の決定の精度を向上させることができる。

図１Ａは、検体の決定において外部刺激の影響を補償する従来のアプローチを例示する。バイオセンサシステムは、一次出力シグナルの測定を行う。測定された一次出力シグナルは、生物学的流体試料中の検体濃度に一次的に応答するが、検体の決定の精度及び正確度に影響を及ぼす外部刺激（例えば温度、Ｈｃｔ、ＴＨｂなど）からの応答を含むことになる。外部刺激からの影響を補償するために、バイオセンサシステムは、例えば、測定された一次出力シグナルから二次出力シグナルを抽出することによって、又は二次出力シグナルの別個の測定を行うことによって、外部刺激に応答する二次出力シグナルを生成することができる。従来の補償アプローチでは、測定された一次出力シグナル及び生成された二次出力シグナルは、測定された一次出力シグナルを検体濃度に変換する際に測定された一次出力シグナルに対して外部刺激の影響を補償するために生成された二次出力シグナルを使用する変換関数に入力される。

測定された一次出力シグナル及び生成された二次出力シグナルを検体濃度を決定するために変換関数に入力するこの一方向プロセスは、検体の決定における外部刺激の影響の低減に効果的であり得るが、生成された二次出力シグナルと関連したエラーを検出することができない。このようなエラーは、例えば、生成された二次出力シグナル自体に、ＴＨｂシグナルを検出する際に生じ得るような不完全な検出チャネルによるエラーがあるか、若しくはＨｃｔシグナルを検出する際に生じ得るような専用電極の不良によるエラーがあるときに、又は測定装置の温度センサがセンサ／試料の温度を表さないときに生じ得るような一次出力シグナルが測定される際に生成された二次出力シグナルが生物学的流体試料の実際の状態を反映しないときに、発生し得る。エラーのある二次出力シグナルが変換関数に入力される場合には、測定された一次出力シグナルに対して外部刺激の影響を補償するときに大きなエラーが生じ、その結果、検体濃度の決定の精度を悪化させる可能性がある。

図１Ｂは、検体の決定において外部刺激の影響を補償する本開示による循環アプローチを例示する。本開示に従って、循環プロセスは、予備的な検体濃度を決定するために変換関数に入力される測定された一次出力シグナル及び生成された二次出力シグナルから、上記のように開始され得る。プロセスは、次いで、外部刺激の影響を良好に補償するために変換関数に戻って循環する新しい入力を生成する。この循環プロセスは、例えば、測定された一次出力シグナル自体、予備的な検体濃度、並びに／又は測定された一次出力シグナル及び／若しくは予備的な検体濃度から導出される他の情報を使用した測定された一次出力シグナルに基づく二次出力シグナルの逆算を伴う。逆算された二次出力シグナルは、例えば、逆算された二次出力シグナルの一部分若しくは逆算された二次出力シグナルに依存するパラメータを生成された二次出力シグナルに加えるか又は生成された二次出力シグナルを逆算された二次出力シグナルに置き換えることによって、生成された二次出力シグナルを調整するために使用される。（測定された一次出力シグナルと共に）調整された二次出力シグナルは、第１の補償された検体濃度を決定するために変換関数に入力される。この循環プロセスは、一循環若しくは複数の循環、例えば所定の循環の回数で、又は一定の基準を満たすまで、実施され得る。

生成された二次出力シグナルを調整するために逆算された二次出力シグナルを使用することによって、変換関数に入力される調整された二次出力シグナルが、一次出力シグナルが測定される実際の状態を良好に反映し、更に生成された二次出力シグナルのエラーを補正する助けとなることが見出された。したがって、本開示の循環プロセスは、検体の決定の精度向上を提供することができる。

図２Ａ〜２Ｄは、本開示による循環プロセスのいろいろな実施態様に関係したいくつかのステップを例示する。

図２Ａは、本開示による検体濃度を決定する方法の一循環実施態様におけるいくつかのステップを例示したフローチャート２００である。バイオセンサシステムを使用して、一次出力シグナルが、ステップ２０１で測定される。一次出力シグナルは、検体濃度に一次的に応答するように設計される。

ステップ２０２で、二次出力シグナルが生成される。二次出力シグナルは、測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答し、例えば、測定された一次出力シグナルから二次出力シグナルを抽出することによって（例えば、PCT Publication No. WO 2009/108239標題「Slope-Based Compensation」に開示されるように、Ｈｃｔレベルに応答する二次出力シグナルとしてＲ４／３、Ｒ５／４、及びＲ６／５の電流比を抽出することによって、若しくはWO 2011/156152 A1標題「Slope-Based Compensation Including Secondary Output Signals」に開示されるように、Ｈｃｔパルスを有するゲートアンペロメトリーの電位シーケンスを使用することによって、など）、又は別個のセンサ、別個の検出チャネル若しくは電極、などを使用して二次出力シグナルの別個の測定を行うことによって（例えば、WO 2013/043839 A1標題「Analysis Compensation Including Segmented Signals」及びWO 2014/159077 A1標題「Normalized Calibration of Analyte Concentration Determination」に開示されるように、温度測定を行うために温度センサ、若しくはＴＨｂレベルに応答する反射率シグナルを測定するために専用光チャネルを使用することによって、など）生成され得る。ステップ２０１及び２０２は、任意の順序で実行され得るか、又は同時に発生し得る。

ステップ２０３で、逆算された二次出力シグナルが、測定された一次出力シグナル自体及び／又は、予備的な検体濃度などの、測定された一次出力シグナルから導出される情報を使用して、測定された一次出力シグナルに基づいて決定される。二次出力シグナルを逆算する方法のいくつかの実施形態は、図３Ａ〜３Ｊに示され、図３Ａ〜３Ｊを参照して以下に述べられる。

ステップ２０４で、逆算された二次出力シグナルが、バイオセンサシステムによって生成された二次出力シグナルを調整するために使用される。ステップ２０５で、測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために使用される（ステップ２０４の）調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して検体濃度に変換される。

図２Ｂは、本開示によるオフ状態の検体測定値に対して補償をする方法の一循環実施態様におけるいくつかのステップを例示したフローチャート２１０である。バイオセンサシステムを使用して、一次出力シグナルがステップ２１１で測定され、二次出力シグナルがステップ２１２で生成される。ステップ２１１及び２１２は、任意の順序で実行され得るか、又は同時に発生し得る。ステップ２１３で、測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために使用される生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して予備的な検体濃度に変換される。ステップ２１４で、逆算された二次出力シグナルが、図３Ａ〜３Ｊに関して以下で更に述べられるように、測定された一次出力シグナルに基づいて決定される。ステップ２１５で、オフ状態であるかどうか問い合わせる。生成された二次出力シグナルが、変換関数に組み込まれる補償方法によって仮定された基準値に一致しないか及び／又は測定された一次出力シグナルに基づいて予測された二次出力シグナルに一致しないときに、「オフ状態」が発生するが、オフ状態であるかどうかを決定する方法のいくつかの実施形態は、図４Ａ及び図４Ｂに示され、図４Ａ及び図４Ｂを参照して以下に述べられる。

オフ状態ではないと決定される場合（すなわち、２１５の問い合わせに対する回答が「いいえ」である場合）には、外部刺激の影響の追加的又は更なる補償は必要又は要求されないことになるので、ステップ２１６で、予備的な検体濃度が、検体測定値としてバイオセンサシステムによって報告され得る。

オフ状態であると決定される場合（すなわち、２１５の問い合わせに対する回答が「はい」である場合）には、外部刺激の影響の追加的な補償が必要又は要求されることになるので、ステップ２１７で、生成された二次出力シグナルが、逆算された二次出力シグナルを使用して調整される。いくつかの実施態様では、生成された二次出力シグナルは、逆算された二次出力シグナルと置き換えられ、換言すれば、調整された二次出力シグナルが、逆算された二次出力シグナルと等しくなり得る。他の実施態様では、逆算された二次出力シグナルの一部分が、生成された二次出力シグナルを調整するために使用され得る。更に他の実施態様では、逆算された二次出力シグナルと生成された二次出力シグナルとの間の差異の一部分が、生成された二次出力シグナルを調整するために生成された二次出力シグナルに加えられ得る。ステップ２１８で、測定された一次出力シグナルが、外部刺激の影響を補償するために調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して検体測定値に変換され、検体測定値が、ステップ２１９において報告される。

図２Ｃは、本開示によるオフ状態の検体測定値に対して補償をする方法の多循環実施態様におけるいくつかのステップを例示したフローチャート２２０である。フローチャート２２０に示される実施態様では、オフ状態がなくなるまで、循環補償が繰り返される。

バイオセンサシステムを使用して、一次出力シグナルがステップ２２１で測定され、二次出力シグナルがステップ２２２で生成される。ステップ２２１及び２２２は、任意の順序で実行され得るか、又は同時に発生し得る。ステップ２２３で、測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために使用される生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して予備的な検体濃度に変換される。

カウンタｎは、使用された循環の回数を追跡するために使用され、ステップ２２４で、ｎは１にセットされる。循環はステップ２２５から開始され、逆算された二次出力シグナルが、図３Ａ〜３Ｊに関して以下で更に述べられるように、測定された一次出力シグナル及び（ｎ−１）番目の検体濃度に基づいて決定されるが、ｎ＝１では、（ｎ―１）番目の検体濃度は、ステップ２２３で決定された予備的な検体濃度である。ステップ２２６で、オフ状態であるかどうか問い合わせるが、オフ状態であるかどうかを決定する方法のいくつかの実施形態は、図４Ａ及び図４Ｂに示され、図４Ａ及び図４Ｂを参照して以下に述べられる。

２２６の問い合わせが「いいえ」と答える場合には、ステップ２３０に示されるように、（ｎ−１）番目の検体濃度が検体測定値として報告される。

２２６の問い合わせが「はい」と答える場合には、ステップ２２７で、ｎ番目の調整された二次出力シグナルが、例えば（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルを調整するためにｎ番目の逆算された二次出力シグナルを使用することによって、決定されるが、ｎ＝１では、（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルは、ステップ２２２で生成された二次出力シグナルである。いくつかの実施態様では、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルは、（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルと置き換えるために使用され、換言すれば、ｎ番目の調整された二次出力シグナルが、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルと等しくなり得る。他の実施態様では、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルの一部分が、（ｎ−１）番目の生成された第二次出力シグナルを調整するために使用され得る。更に他の実施態様では、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルと（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルとの間の差異の一部分が、ｎ番目の調整された二次出力シグナルを決定するために（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルに加えられ得る。

ステップ２２８で、測定された一次出力シグナルが、外部刺激の影響を補償するためにｎ番目の調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用してｎ番目の検体濃度に変換される。

ステップ２２９で、カウンタｎが１増やされ、すなわちｎ＝ｎ＋１となり、別の循環がステップ２２５から開始される。オフ状態がなくなる（すなわち２２６の問い合わせが「いいえ」と答える）まで、循環（ステップ２２５〜２２９）が繰り返され、オフ状態がなくなった時点で、（ｎ−１）番目の検体濃度が、検体測定値として報告される（ステップ２３０）。

図２Ｄは、本開示によるオフ状態の検体測定値に対して補償をする方法の別の多循環実施態様におけるいくつかのステップを例示したフローチャート２４０である。フローチャート２４０に示される実施態様では、循環補償が、所定（一定）の循環の回数だけ繰り返される。

バイオセンサシステムを使用して、一次出力シグナルがステップ２４１で測定され、二次出力シグナルがステップ２４２で生成される。ステップ２４１及び２４２は、任意の順序で実行され得るか、又は同時に発生し得る。ステップ２４３で、測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために使用される生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して予備的な検体濃度に変換される。

ステップ２４４で、オフ状態であるかどうか問い合わせるが、オフ状態であるかどうかを決定する方法のいくつかの実施形態は、図４Ａ及び図４Ｂに示され、図４Ａ及び図４Ｂを参照して以下に述べられる。

２４４の問い合わせが「いいえ」と答える場合には、ステップ２５１に示されるように、予備的な検体濃度が検体測定値として報告される。

２４４の問い合わせが「はい」と答える場合には、循環補償が実行される。カウンタｎは、使用された循環の回数を追跡するために使用され、ステップ２４５で、ｎは１にセットされる。循環はステップ２４６から開始され、逆算された二次出力シグナルが、図３Ａ〜３Ｊに関して以下で更に述べられるように、測定された一次出力シグナル及び（ｎ−１）番目の検体濃度に基づいて決定される。ｎ＝１では、（ｎ―１）番目の検体濃度は、ステップ２４３で決定された予備的な検体濃度である。

ステップ２４７で、ｎ番目の調整された二次出力シグナルが、例えば（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルを調整するためにｎ番目の逆算された二次出力シグナルを使用することによって、決定されるが、ｎ＝１では、（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルは、ステップ２４２で生成された二次出力シグナルである。いくつかの実施態様では、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルは、（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルと置き換えるために使用され、換言すれば、ｎ番目の調整された二次出力シグナルが、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルと等しくなり得る。他の実施態様では、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルの一部分が、（ｎ−１）番目の生成された第二次出力シグナルを調整するために使用され得る。更に他の実施態様では、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルと（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルとの間の差異の一部分が、ｎ番目の調整された二次出力シグナルを決定するために（ｎ−１）番目の調整された二次出力シグナルに加えられ得る。

ステップ２４８で、測定された一次出力シグナルが、外部刺激の影響を補償するためにｎ番目の調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用してｎ番目の検体濃度に変換される。

ステップ２４９で、ｎが所定の循環の回数Ｎに等しいかどうか問い合わせる。ステップ２４９の問い合わせが「はい」と答える場合には、ステップ２５２に示されるように、ｎ番目の検体濃度が検体測定値として報告される。ステップ２４９の問い合わせが「いいえ」と答える場合には、カウンタｎが、ステップ２５０で、１増やされ、すなわちｎ＝ｎ＋１となり、別の循環がステップ２４６から開始される。ｎ＝Ｎ（すなわち２４９の問い合わせが「はい」と答える）まで、循環（ステップ２４６〜２５０）が繰り返され、ｎ＝Ｎの時点で、ｎ番目の検体濃度が、検体測定値として報告される（ステップ２５２）。

二次出力シグナルは、測定された一次出力シグナルから導出されるパラメータ又は他の情報に対する二次出力シグナルの相関を使用するなどの、異なる方法で、測定された一次出力シグナルから逆算され得る。例えば、温度は、例えばその全体が参照により本明細書に組み込まれるU.S. Patent No. 8,425,757に述べられるように、温度とゲートアンペロメトリー測定による減衰定数パラメータとの間の相関を使用して逆算され得る、

二次出力シグナルを逆算する別の方法は、二次出力シグナルと正規化一次出力シグナルとの間の相関を使用する。上で述べたように、測定された一次出力シグナルは、多数の変数に、一次的に検体濃度にであるが、例えば％−Ｈｃｔ、ＴＨｂ値、温度などの、外部刺激にも依存する。正規化は、これらの多くの変数から少ない変数へ、好ましくはただ１つの変数へ、一次出力シグナルの依存性を低減させる。PCT Publication No. WO 2014/159077A1標題「Normalized Calibration of Analyte Concentration Determinations」は、一般に正規化に関する詳細な議論を提供し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。一次出力シグナルが外部刺激だけに依存するように検体濃度への一次出力シグナルの依存性を解消する一次出力シグナルの正規化は、種々の方法によって達成され得る。例えば、一次出力シグナルは、一次出力シグナルを検体濃度の統一関数値で除算することによって、正規化され得るが、代替的に、正規化関数が生成されて、正規化関数値に対する一次出力シグナルの割合が正規化一次出力シグナルとして使用される。

図３Ａ〜３Ｊは、正規化関数を生成する方法、及び検体濃度への依存性が解消した、二次出力シグナルだけに依存する正規化一次出力シグナルを生成するいくつかの方法を例示する。二次出力シグナルの逆算は、二次出力シグナルと正規化一次出力シグナルとの間の相関を使用して達成され得る。図３Ｋは、二次出力シグナルを逆算するために使用され得る正規化関数及び正規化較正情報を生成する図３Ａ〜３Ｉに例示されたいくつかのステップを要約するフローチャートである。

図３Ａ〜３Ｄは、温度だけに依存するように糖濃度に一次的に応答する一次出力シグナルを正規化するために適用される正規化のいくつかの態様を例示する。

図３Ａは、３つの糖濃度での温度（この例では二次出力シグナル）の関数としての糖シグナル（この例では一次出力シグナル）のプロットを示す。ＹＳＩ糖基準試料（７８．４mg/dL（◆）、３２９．５mg/dL（□）、及び５５９．８mg/dL（△）の糖値）から測定された糖シグナル（ゲートアンペロメトリー電位シーケンスにおける５．２秒での終了電流として報告される、「５．２秒での電流（mV）」）が、計器の温度センサによって測定される温度（「温度、Ｃ」）に対してプロットされる。図３Ａに示されるデータを生成する際に、センサ／試料温度及び計器温度は、同一にされた。線が、各々のＹＳＩ糖基準試料毎にプロットされたデータを通って適合されて、各々の線毎の対応する回帰式もまた、図３Ａに示される。

図３Ｂは、指定された温度（２２度、図３Ａの垂直な破線参照）に外挿され、基準糖濃度に対してプロットされた糖シグナルを示す。外挿された糖シグナル値は、各々のＹＳＩ糖基準試料毎の回帰式に指定された温度（２２度）を入力することによって得られ、以下の３つの外挿値がもたらされた：６５．７７、３１６．８６、及び５５３．１２（電流カウント、mV）。線が、図３Ｂにプロットされた外挿値を通って適合され、回帰分析が以下に示される正規化関数を作り出すために実行された。

式中、ｙは、正規化関数値として使用され得る一次出力シグナル値に対応し、ｘは、糖（検体）濃度に対応する。この実施形態では、回帰式は、検体濃度の一次関数であるが、他の実施形態では、回帰式は、多項式又は他のタイプの関数であり得る。

図３Ｃは、温度（「温度、Ｃ」）に対して正規化糖シグナル（「正規化電流」）をプロットし、正規化一次出力シグナルと温度との間の相関を定める。図３Ｃは、２つの異なる正規化方法によって決定された正規化糖シグナルを含む。周知のＹＳＩ基準糖濃度値の統一関数値（すなわち、周知の検体濃度の数値で取られた正規化電流値）に対する測定された糖シグナル（ｉ５．２）の割合として決定された正規化糖シグナルが、ダイヤモンド（◆）を使用してプロットされる。中空の正方形（□）を使用してプロットされた正規化糖シグナルは、数式（１）によって決定された周知のＹＳＩ基準糖濃度値（ｘ）に対する正規化関数値で、測定された糖シグナル（ｉ５．２）を除算することによって、決定された。図３Ｃの温度に対してプロットされた２つの正規化糖シグナルの回帰分析は、以下の各々の一次回帰関数を生成する。

式中、ｙ（◆）は、周知のＹＳＩ基準濃度の統一関数に対する割合を取ることによって正規化された糖シグナルに対応し、ｙ（□）は、正規化関数値（数式（１））に対する割合を取ることによって正規化された糖シグナルに対応し、ｘ（◆）及びｘ（□）は、温度に対応する。図３Ｃに示される２つのプロット並びに数式（２）及び数式（３）は、正規化糖シグナルと温度との関係を示す。数式（２）及び数式（３）は、以下のように正規化糖シグナルの関数として温度を表現するために書き換えられ得る。

例えば数式（４）又は数式（５）によって表現されるような、正規化糖シグナルと温度との関係は、逆算された温度（二次出力シグナル）に至る正規化較正情報として、測定された糖（一次出力）シグナルを対応する糖（検体）濃度から導出される正規化値に正規化して正規化糖（一次出力）シグナルに正規化較正情報を適用することによって、使用され得る。

図３Ｄは、数式（４）及び数式（５）を使用して逆算された温度の推定精度を示す。数式（４）又は数式（５）を使用して逆算された温度（Ｔ_ｃａｌｃ）は、測定された温度（Ｔ_ｍｅａｓ）に対して平均バイアスがないこと、すなわち平均ΔＴ＝Ｔ_ｃａｌｃ−Ｔ_ｍｅａｓが０．０度であることを示す。両方の数式は、温度を逆算する方法として同等の精度を示す。

図３Ｅ〜３Ｇは、Ｈｃｔシグナル（二次出力シグナル）だけに依存するように糖濃度に一次的に応答する一次出力シグナルを正規化するために適用される正規化のいくつかの態様を例示する。

図３Ｅは、３つの糖濃度でのＨｃｔシグナル（ｉ_Ｈｃｔ、この例では二次出力シグナル）の関数としての糖シグナル（ｉ_Ｇ、この例では一次出力シグナル）のプロットを示す。ＹＳＩ糖基準試料（７４．９mg/dL（◆）、３４８．７mg/dL（■）、及び５２８．３mg/dL（▲）の糖値）の各々の糖シグナル（ゲートアンペロメトリー電位シーケンスにおける５．２秒での終了電流として報告される、「５．２秒での糖電流、i」）が、専用Ｈｃｔ電極によって測定されるＨｃｔシグナル（「Ｈｃｔ電極電流（mV）」）に対してプロットされる。各々のＹＳＩ基準試料毎にプロットされたデータに対応する回帰式もまた、示される。図３Ｅに示されるデータを生成するために使用されたバイオセンサシステムにおいて、予測される平均Ｈｃｔ電流カウントは、２０％Ｈｃｔに対して２５００mV、４２％Ｈｃｔに対して２０００mV、６０％Ｈｃｔに対して１６８０mV、及び７０％Ｈｃｔに対して１１５０mVであり、ｉＧ及びｉＨｃｔの両方が、％Ｈｃｔの増加と共に減少する。

図３Ｆは、Ｈｃｔ電極電流の指定された値（２０００mV；図３Ｅの垂直な破線参照）に外挿され、ＹＳＩ基準糖濃度（mg/dL）に対してプロットされた糖シグナルを示す。外挿された糖シグナル値は、各々のＹＳＩ糖基準試料毎の回帰式に指定されたＨｃｔシグナル値（２０００mV）を入力することによって得られ、以下の３つの外挿値がもたらされた：７０．０１、３５２．８、及び５８５．７。線が、図３Ｆにプロットされた外挿値を通って適合され、回帰分析が以下に示される正規化関数を作り出すために実行された。

式中、ｙは、正規化関数値として使用され得る糖シグナル値に対応し、ｘは、糖（検体）濃度に対応する。

図３Ｇは、Ｈｃｔシグナル（mV）に対して正規化糖シグナル（「正規化電流」）をプロットし、正規化糖シグナルとＨｃｔシグナルとの間の相関を定める。図３Ｇは、２つの異なる正規化方法によって決定された正規化糖シグナルを含む。周知のＹＳＩ基準糖濃度の統一関数値（すなわち、周知の検体濃度の数値で取られた正規化電流値）に対する測定された糖シグナル（ｉ５．２）の割合として決定された正規化糖シグナルが、ダイヤモンド（◆）を使用してプロットされる。中空の正方形（□）を使用してプロットされた正規化糖シグナルは、数式（６）によって決定された周知の検体濃度値（ｘ）に対する正規化関数値で、測定された糖シグナル（ｉ５．２）を除算することによって、決定された。図３ＧのＨｃｔシグナルに対してプロットされた２つの正規化糖シグナルの回帰分析は、以下の各々の一次回帰関数を生成する。

式中、ｙ（◆）は、周知のＹＳＩ基準濃度の統一関数に対する糖シグナルの割合を取ることによって得られた正規化糖シグナルに対応し、ｙ（□）は、正規化関数値（数式（６））に対する糖シグナルの割合を取ることによって得られた正規化糖シグナルに対応し、ｘ（◆）及びｘ（□）は、Ｈｃｔシグナルに対応する。図３Ｇに示される２つのプロット並びに数式（７）及び数式（８）は、正規化糖シグナルとＨｃｔシグナルとの関係を示す。数式（７）及び数式（８）は、正規化糖シグナルの関数としてＨｃｔシグナルを表現するために書き換えられ、逆算されたＨｃｔ（二次出力）シグナルに至る正規化較正情報として、糖（検体）濃度に対応する測定された正規化糖（一次出力）シグナルを入力することによって、使用され得る。

図３Ｈ〜３Ｊは、ＴＨｂシグナル（二次出力シグナル）だけに依存するように％−Ａ１ｃレベルに一次的に応答する一次出力シグナルを正規化するために適用される正規化のいくつかの態様を例示する。

図３Ｈは、４つの％−Ａ１ｃレベルでのＴＨｂシグナル（Ｒ_ＴＨｂ、この例では二次出力シグナル）の関数としてのＡ１ｃシグナル（Ｒ_Ａ１ｃ、この例では一次出力シグナル）のプロットを示す。基準試料（４．８（◆）、６．５（□）、９（△）、及び１２．３（●）の％Ａ１ｃレベル）の各々のＡ１ｃシグナル（層流Ａ１ｃバイオセンサシステムを使用して第１の検出ゾーンから測定された第１の波長の反射率として報告される）が、ＴＨｂシグナル（第２の検出ゾーンから第２の波長の反射率として測定される）に対してプロットされる。曲線が各々の基準試料毎のデータを通って適合されて、各々の曲線に対応する回帰式もまた示される。

図３Ｉは、平均ＴＨｂ濃度（〜１５０mg/dL）に対応する０．７のＴＨｂ反射率シグナル（Ｒ_ＴＨｂ）値（図３Ｈの垂直な破線参照）に外挿され、基準％−Ａ１ｃレベルに対してプロットされたＡ１ｃシグナルを示す。外挿されたＡ１ｃシグナル値は、各々の％−Ａ１ｃ基準試料毎の回帰式に指定されたＲ_ＴＨｂ値（０．７）を入力することによって得られ、以下の４つの外挿値がもたらされた：０．３１６０２、０．３５７０４、０．４０４８３、及び０．４３７３２。図３Ｉにプロットされた外挿されたＡ１ｃシグナルデータの回帰分析は、正規化関数（数式（９））を生成する。

式中、ｙは、正規化関数値として使用され得るＡ１ｃシグナル値に対応し、ｘは、％−Ａ１ｃレベル（検体濃度）に対応する。この例では、回帰式（数式（９））は、検体濃度の二次多項式関数である。

図３Ｊは、正規化Ａ１ｃシグナルに対してＴＨｂシグナル値をプロットし、ＴＨｂシグナルと正規化Ａ１ｃシグナルとの間の相関を定める。図３Ｊにプロットされた正規化Ａ１ｃシグナルは、数式（９）によって決定された周知の検体濃度値（ｘ）の正規化関数値に対する測定されたＡ１ｃシグナルの割合として決定された。図３Ｊの正規化Ａ１ｃシグナルに対してプロットされたＴＨｂシグナルの回帰分析は、以下の二次多項式回帰関数を生成する。

式中、ｙは、ＴＨｂシグナルに対応し、ｘは、正規化Ａ１ｃシグナルに対応する。数式（１０）は、ＴＨｂ（二次出力）シグナルを逆算するための正規化較正情報として、％−Ａ１ｃ（検体濃度）に対応する測定された正規化Ａ１ｃ（一次出力）シグナルを入力することによって、使用され得る。

図３Ｋは、本開示に従って二次出力シグナルを逆算するために使用され得る正規化関数及び正規化較正情報を生成する一実施形態のためのいくつかのステップを要約する。フローチャート３００に示されるステップを実施する際に、ステップ３０１で、バイオセンサシステムが、複数の基準試料から基準一次出力シグナルを測定するために使用される。基準一次出力シグナルは、一次刺激に一次的に応答し、各々の基準試料は、一次刺激の周知の値と関連する。ステップ３０２で、バイオセンサシステムは、各々の測定された基準一次出力シグナルに対する二次出力シグナルを生成する。生成された二次出力シグナルは、測定された基準一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答する。ステップ３０１及び３０２は、任意の順序で実行され得るか、又は同時に発生し得る。

ステップ３０３で、各々の基準試料毎の（ステップ３０１の）測定された基準一次出力シグナルを（ステップ３０２の）生成された二次出力シグナルに相関させる。いくつかの実施態様では、測定された基準一次出力シグナルを生成された二次出力シグナルと関連づける回帰式を生成するために、回帰分析が、ステップ３０３の相関データに実行され得る。

ステップ３０４で、各々の基準試料毎に、基準一次出力シグナル値が、二次出力シグナルの指定された値に外挿される。二次出力シグナルの指定された値は、通常は、（ステップ３０２の）生成された二次出力シグナルの範囲の中間点前後の値であるが、生成された二次出力シグナルの範囲内の任意の値が、基準一次出力シグナル値が外挿される指定された値として使用され得る。測定された基準一次出力シグナルを生成された二次出力シグナルと関連づける第１の回帰式を生成する実施態様では、第１の回帰式は、二次出力シグナルの指定された値を入力することによって基準一次出力シグナル値を外挿するために使用され得る。

ステップ３０５で、（ステップ３０４の）外挿された基準一次出力シグナル値を、例えば相関データの回帰分析によって正規化関数を生成するために、周知の一次刺激値に相関させる。

ステップ３０６で、正規化関数が、次いで、対応する周知の一次刺激値で各々の測定された基準一次出力シグナルを正規化するために使用される。正規化は、通常は、測定された一次出力シグナルを正規化関数値で除算することによって行われる。この実施形態では、正規化関数値は、ステップ３０５で生成された正規化関数に周知の一次刺激値を入力することによって決定される。

ステップ３０７で、（ステップ３０６の）正規化基準一次出力シグナルを、正規化較正情報を生成するために、（ステップ３０２の）生成された二次出力シグナルに相関させる。この正規化較正情報は、測定された一次出力シグナルに基づく二次出力シグナルを逆算するために、本開示のいくつかの実施形態において使用され得る。いくつかの実施態様では、正規化較正情報は、ステップ３０７の相関データの回帰分析からもたらされる、正規化一次出力シグナルを二次出力シグナルに関連づける回帰式として表され得る。

図４Ａ〜４Ｂは、オフ状態であるかどうかを決定するいろいろな実施形態を例示する。図４Ａのフローチャート４００は、生成された二次出力シグナルとバイオセンサシステムの較正の間に定められた外部刺激に対する基準値との間の差異に基づいてオフ状態であるかどうかを決定する際のいくつかのステップを例示する。例えば、検体濃度に対する一次出力シグナルの標準基準相関は、通常は、基準温度（例えば２５度）及び基準ヘマトクリットレベル（例えば４２％）で定められる。基準値と異なる温度又はヘマトクリットレベルでのバイオセンサ測定値は、検体濃度が基準温度及びヘマトクリットレベル値で報告されるように、一次出力シグナル上に対する温度又はヘマトクリットの影響が、通常は、変換関数によって補償される。しかしながら、生成された二次出力シグナルと基準値との間の差異があまりにも大きい場合には、オフ状態であり、通常の補償方法は、検体の決定に追加的なエラーを導く可能性がある。

フローチャート４００に示されるステップを実施する際に、バイオセンサシステムは、ステップ４０１で二次出力シグナルを生成し、ステップ４０２で生成された二次出力シグナルと基準値との間の差異を決定する。ステップ４０３で、ステップ４０２で決定された差異の絶対値が閾値以上かどうか問い合わせる。繰り返し循環を行う実施態様では、ｎ番目の調整された二次出力シグナル又はｎ番目の逆算された二次出力シグナルと基準値との間の差異が決定され、この差異の絶対値が閾値以上であるときはオフ状態となる。閾値は、通常は、オフ状態を検出するために所望される感度に応じてセットされて、循環毎に変化させる（例えば、漸減させる）ことができる。ステップ４０３の問い合わせが「いいえ」と答える場合には、（４０４に示されるように）オフ状態ではない。ステップ４０３の問い合わせが「はい」と答える場合には、（４０５に示されるように）オフ状態であり、いくつかの実施態様では、オフ状態の通知がステップ４０６で提供され得る。通知は、例えば、バイオセンサシステムを組み込んだディスプレイ上への警告メッセージ、エラーが存在する可能性があることを指示するバイオセンサシステム上の赤色光インジケータなどの、任意の形態を取ることができる。通知はまた、オフ状態を補正するための命令又は測定を繰り返す命令を含むことができる。

図４Ｂのフローチャート４１０は、生成された二次出力シグナルと測定された一次出力シグナルに基づいた予想される外部刺激値との間の差異に基づいてオフ状態であるかどうかを決定する際のいくつかのステップを例示する。ステップ４１１及び４１２で、バイオセンサシステムは、一次出力シグナルを測定して、二次出力シグナルを生成する。ステップ４１１及び４１２は、任意の順序で実行され得るか、又は同時に発生し得る。ステップ４１３で、逆算された二次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに基づいて決定され、逆算された二次出力シグナルは、測定された出力シグナルに基づいた予想される外部刺激値を反映する。ステップ４１４で、ステップ４１２の生成された二次出力シグナルとステップ４１３の逆算された二次出力シグナルとの間の差異が決定される。ステップ４１５で、ステップ４１４で決定された差異の絶対値が設定値以上かどうか問い合わせる。繰り返し循環を行う実施態様では、ｎ番目の逆算された二次出力シグナルと（ｎ−１）番目の逆算された、又は（ｎ−１）番目の調整された、二次出力シグナルとの間の差異が決定され、この差異の絶対値が設定値以上であるときはオフ状態となる。設定値は、通常は、オフ状態を検出するために所望される感度に応じてセットされて、循環毎に変化させる（例えば、漸減させる）ことができる。ステップ４１５の問い合わせが「いいえ」と答える場合には、（４１６に示されるように）オフ状態ではない。ステップ４１５の問い合わせが「はい」と答える場合には、（４１８に示されるように）オフ状態であり、いくつかの実施態様では、（図４Ａにおけるステップ４０６に関して前述したような）オフ状態の通知が、ステップ４１９で提供され得る。

本開示によるいくつかの実施態様では、オフ状態は、図４Ａ及び図４Ｂに関して述べられた基準の組み合わせに基づいて決定され得る。すなわち、生成された二次出力シグナルと基準値との間の差異の絶対値が閾値以上であり、生成された二次出力シグナルと逆算された二次出力シグナルとの間の差異の絶対値が設定値以上であるときに、オフ状態であると決定され得る。

オフ状態により検体測定値に導かれるエラーは、「オフ温度状態」の影響を例示する図５Ａ〜５Ｃによって、例示され得る。例えば、携帯型計器が冬の気候（例えば０度〜１０度）又は夏の気候（例えば４０度〜４５度）の間車内に置かれ、次いで室内温度（例えば２２度〜２５度）に保たれた試験センサで使用されるときに、オフ温度状態が発生する場合がある。インタフェース接触による試験センサと計器との間の伝熱が短時間内で最小であると予想されるのならば、計器温度にかかわらず、試験センサ／試料温度は比較的不変のままであると予想される。

温度センサ又は他の温度測定装置がバイオセンサシステムに組み込まれるときに、このような装置によって測定される温度は試験センサ及び試料の温度を精度よく反映すると想定されるが、このような装置は、通常は、センサでなく、計器に組み込まれる。検体濃度を決定するための温度補償を含む方法は、通常は、一次出力シグナルに対して補償をするためにこのような装置によって測定された温度を使用する。しかしながら、オフ温度状態下では、測定された温度はセンサ／試料温度を精度よく反映することができないので、測定された温度を使用した温度補償測定値は、計算された検体濃度にエラーを導くことになる。

図５Ａは、計器及びセンサ／試料が同じ温度である、７つの温度、５度（◆）、１０度（□）、１５度（▲）、２５度（×）、３５度（※）、４０度（●）、及び４５度（＋）で、バイオセンサシステムによって測定される、３つの異なる糖濃度（７０、３５０、及び５５０mg/dL）を有する試料の一次出力シグナル（５．２秒での電流（mV））のプロットを示す。異なる糖濃度の測定された一次出力シグナルは、温度に応じて変化し、濃度が増加するにつれて分散が増加している。一次出力シグナルを検体濃度に変換するときに一次出力シグナルのこのような温度関連の分散を補償するために、例えばU.S. Patent No. 7,781,222（「Temperature-Adjusted Analyte Determination for Biosensor System」）に述べられるような、温度補償を含む変換関数が、開発されている。

図５Ｂは、〜２２度のセンサ／試料を有するバイオセンサシステム及び以下の平均温度測定値をもたらす６つの異なる温度（２２度、５度、１０度、１５度、３５度、４５度）で保管された計器によって測定される、４つの異なる糖濃度（８６、１７０、３３５、及び５６４mg/dL）を有する試料の一次出力シグナル（５．２秒での電流（mV））のプロットを示す：２１．９度（◆）、６度（□）、１０．３度（▲）、１５．７度（×）、３４．１度（※）、及び４３．７度（〇）。測定された計器温度が大きく変化する場合であっても、センサ／試料温度は、各々の糖濃度毎に比較的不変のままの測定された一次出力シグナルに反映されるように、比較的安定したままである。温度補償に関する変換関数が温度の影響を補償するために測定された計器温度を使用してこれらのデータに適用される場合には、測定された計器温度は、検体の決定に潜在的に大きなエラーを導く。

図５Ｃは、測定された計器温度がセンサ／試料温度を精度よく表さないときの、オフ温度状態のための温度補償に関する従来の変換関数を使用して決定された図５Ｂのデータに対する（バイアス／％−バイアスとしてプロットされた）糖濃度におけるエラーを示す。バイアス／％−バイアスデータ（◆）は、２２度、５．５度、１０．５度、１５．５度、２２．５度、３４度、３９．５度、及び４３．５度の平均計器温度（△）（センサ／試料は〜２２度であった）と共にシーケンシャルにプロットされる。図５Ｃから分かるように、センサ／試料と測定された計器温度との間の差異が大きくなると、検体濃度におけるエラーも大きくなる。

補償の際の、測定された温度ではなく、逆算された温度の使用は、オフ温度状態によるこのようなエラーを軽減する助けとなり得る。このような逆算された温度は、実際の測定状態下の試料の温度を良好に反映する。図６Ａは、オフ温度状態下で測定された一次出力シグナルに基づく逆算された温度を示す（〜２２度のセンサ／試料温度；２２度、５．５度、１０．５度、１５．５度、２２．５度、３４度、３９．５度、及び４３．５度の平均計器温度）。図６Ａに示される逆算された温度（◆）は、上の数式（４）（図３Ｃ及び付随するテキスト参照）によって具現化された正規化較正情報を使用して、図５Ｃに示されるバイアス／％−バイアスデータと同じデータから生成された。これらの逆算された温度は、測定された計器温度（△）よりも〜２２度のセンサ／試料温度に近いことが示される。更に、図５Ｃに示されるデータを生成するために使用された温度補償に関する同じ標準変換関数への逆算された温度の入力は、図６Ｂに示されるように、エラーが低減した（小さいバイアス／％−バイアスを有した）精度のよい検体濃度の決定をもたらす。

図６Ｂは、測定された計器温度の平均（△）と共にプロットされた、図１Ａに示されるような温度補償に関する従来の変換関数の一方向適用（×）（これは図５Ｃに示されるものと同じデータである）、（図２Ａにおいて概説されるような）補償のための逆算された温度による同じ従来の変換関数の完全な一循環適用（◆）、及び（図２Ｂにおいて概説されるような）オフ温度状態が検出されるときにだけ適用される補償のための逆算された温度による同じ従来の変換関数の選択的な一循環適用（□）を使用して決定された（バイアス／％−バイアスとしてプロットされる）糖濃度におけるエラーを示す。逆算された温度は、上の数式（４）（図３Ｃ及び付随するテキスト参照）によって具現化された正規化較正情報を使用して決定された。オフ温度状態の間、完全な及び選択的な一循環適用は共に、従来の一方向適用の結果と比較して、平均〜２０％から〜１０％までバイアス／％−バイアスにおけるエラーを低減させ、〜５度の測定された計器温度の平均などの、極端なオフ温度状態では、エラーは、〜２０％から〜５％まで低減した。オフ温度状態ではない（例えば、〜２２度の測定された計器温度）間に適用されるときは、一循環適用は、従来の一方向アプローチと同等の〜１０％のエラーを有するが、選択的な一循環適用において行われるような、オフ温度状態の間だけの補償の適用は、不必要なバイアスをもたらす可能性を最小にした。

図７Ａ〜７Ｂは、本開示による循環補償アプローチを使用した、オフ温度状態において検体測定値に対して補償をする方法のいくつかの実施形態のいくつかのステップ及び結果を例示する。

図７Ａに示される循環補償プロセスの実施形態は、先に決定された検体濃度に基づいて温度を逆算するステップと、逆算された温度と先に決定された検体濃度における補償のために使用された温度との間の温度差を決定するステップと、決定された温度差を使用してオフ温度状態を検出するステップと、オフ温度状態が検出される場合には、温度を調整して、測定された一次出力シグナルに対する温度の影響を補償するために調整された温度を使用して検体濃度を再計算するステップと、を含み、オフ温度状態ではないと検出されるまで、プロセスは繰り返され、オフ温度状態ではないと検出された時点で、決定された検体濃度が、検体測定値として報告される。

より詳細には、図７Ａに示されるフローチャート７００において、プロセスは、バイオセンサシステムが一次出力シグナルを測定する、ステップ７０１から開始される。ステップ７０２で、温度測定値（Ｔ^０）が、バイオセンサシステムを使用して生成される（「Ｔ」に添えられ得る任意の下付添字にかかわらず、本明細書において「Ｔ」と共に使用される上付添字「０」は、バイオセンサシステムを使用して得られた温度測定値を指示する）。ステップ７０１及び７０２は、任意の順序で実行され得るか、又は同時に発生し得る。ステップ７０３で、測定された一次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルに対する温度の影響を補償するために温度測定値（Ｔ^０）と共に変換関数を使用して予備的な検体濃度（Ｇ^０）に変換される。

図７Ａに示される実施形態では、オフ温度状態であり得るかどうかの初期決定が、ステップ７０４で行われる。この実施形態における初期決定は、温度測定値（Ｔ^０）と基準温度（Ｔ_ｒｅｆ）との間の差異の絶対値が閾値以上かどうかに基づく。例えば、閾値が７度とセットされる場合には、｜Ｔ^０−Ｔ_ｒｅｆ｜≧７度のときに、オフ温度状態であることになる。この初期問い合わせでオフ温度状態の恐れがあると決定される（すなわち、ステップ７０４の問い合わせが「はい」と答える）場合には、（以下で更に述べられるように）循環補償プロセスが進行し得る。しかしながら、ステップ７０４の初期問い合わせが「いいえ」と答える場合には、オフ温度状態ではなく、プロセスは、予備的な検体濃度（Ｇ^０）が検体測定値として報告され得る、ステップ７０９に直接進行し得る。閾値は、オフ温度状態を検出するために所望される感度に応じて任意の値（例えば、１０、７、５、３、２、又は１度）にセットされ得る。

図７Ａに示される循環補償プロセスは複数循環することができるので、カウンタ（ｎ）は、各々の循環を追跡するために使用され、ステップ７０５でｎ＝１にセットされる。

ステップ７０６で、ｎ番目の逆算された温度（Ｔ^ｎ）が、（ｎ−１）番目の検体濃度（Ｇ^ｎ−１）に基づいて決定される。換言すれば、ｎ番目の逆算された温度（Ｔ^ｎ）は、（ｎ−１）番目の検体濃度の関数として決定される、すなわちＴ^ｎ＝ｆ（Ｇ^ｎ−１）。

ステップ７０７で、ｎ番目の温度差（ΔＴ^ｎ）が、以下のように決定される。

式中、Ｔ^ｎは、（ステップ７０６の）ｎ番目の逆算された温度であり、ｎ＝１では、Ｔ^ｎ−１ _ａｄｊは、ステップ７０２でバイオセンサシステムによって生成された温度測定値（Ｔ^０）である。

オフ温度状態は、ｎ番目の温度差の絶対値が設定値以上かどうかステップ７０８で問い合わせることによって検出される、すなわち｜ΔＴ^ｎ｜≧設定値。例えば、設定値が５度とセットされる場合には、｜ΔＴ^ｎ｜≧５度のときに、すなわちｎ番目の逆算された温度（Ｔ^ｎ）が先に調整された温度（Ｔ^ｎ−１ _ａｄｊ）と５度以上異なるときに、オフ温度状態が検出される。設定値は、オフ温度状態を検出するために所望される感度に応じて任意の値（例えば、１０、７、５、３、２、又は１度）にセットされ、例えば、各々の循環などと共に漸減するようにセットされてもよい。

オフ温度状態ではないとｎ番目の温度差（ΔＴ^ｎ）に基づいて検出される場合（すなわち、７０８の問い合わせが「いいえ」と答える場合）には、（ｎ−１）番目の検体濃度（Ｇ^ｎ−１）が、ステップ７０９でバイオセンサシステムによって検体測定値として報告される。

オフ温度状態がｎ番目の温度差（ΔＴ^ｎ）に基づいて検出される場合（７０８の問い合わせが「はい」と答える場合）には、ｎ番目の調整された温度（Ｔ^ｎ _ａｄｊ）がステップ７１０で以下のように決定される。

式中、ｎ＝１では、Ｔ^ｎ−１ _ａｄｊは、ステップ７０２でバイオセンサシステムによって生成された温度測定値（Ｔ^０）であり、ΔＴ^ｎは、（ステップ７０７の）ｎ番目の温度差であり、ＷＣは、ゼロ（０）から一（１）までの任意の値であり得る重み係数である。重み係数（ＷＣ）は、先に調整された温度（Ｔ^ｎ−１ _ａｄｊ）を調整するために使用するｎ番目の逆算された温度（Ｔ^ｎ）がどの程度かを決定するために使用される。ＷＣ＝１のとき、ｎ番目の逆算された温度（Ｔ^ｎ）は、先に調整された温度を完全に置き換え、その結果Ｔ^ｎ _ａｄｊ＝Ｔ^ｎとなる。

ステップ７１１で、ｎ番目の検体濃度（Ｇ^ｎ）が、測定された一次出力シグナルに対する温度の影響を補償するために（ステップ７１０の）ｎ番目の調整された温度（Ｔ^ｎ _ａｄｊ）と共に変換関数を使用して（ステップ７０１の）測定された一次出力シグナルを変換することによって決定される。カウンタｎが、ステップ７１２で、１増やされ（すなわちｎ＝ｎ＋１となり）、別の循環がステップ７０６から開始される。７０８の問い合わせが「いいえ」と答え、オフ温度状態がｎ番目の温度差（ΔＴ^ｎ）に基づいて検出されなくなるまで、ステップ７０６〜７１２の循環は繰り返され、検出されなくなった時点で、（ｎ−１）番目の検体濃度（Ｇ^ｎ−１）が、ステップ７０９でバイオセンサシステムによって検体測定値として報告される。

図７Ｂは、図７Ａに示される実施態様によるステップ７０６〜７１１の一循環を適用した循環温度補償プロセスに対するＷＣの影響を例示する。図７Ｂは、測定された計器温度の平均（△）と共に、温度の影響を完全に補償するために逆算された温度を使用する温度補償に関する変換関数の一循環適用（すなわちＷＣ＝１）（□）、及び温度の影響を部分的に補償するために逆算された温度の一部分を使用する温度補償を関する変換関数の一循環適用（すなわちＷＣ＝０．６５）（◆）のバイアス／％−バイアスにおけるエラーをプロットする。温度補償に関する標準変換関数の従来の一方向適用（（（×）を使用してプロットされた一方向データ、図６Ｂ参照）のエラーと比較して、システムエラーは、極端なオフ温度状態（例えば、５度の測定された計器温度）で、ＷＣ＝１を使用して〜２０％から〜５％に、ＷＣ＝０．６５を使用して〜１５％に低減する。温度の影響を完全に補償するための逆算された温度の使用（ＷＣ＝１）は、いくつかの事例では、例えば、あまり極端ではないオフ温度状態（例えば、〜３５度の測定された計器温度）で、温度の影響を過剰に補償することになり、したがって、いくつかの事例では、漸進的に外部刺激の影響を補償するようにＷＣ＜１を使用することが望ましい場合がある。

以下の表１は、オフ温度状態における検体の決定の際に温度影響を補償をするために図７Ａのフローチャート７００に示された方法と類似した循環補償方法の実施形態を使用して生成されたデータを示す。表１のデータは、バイオセンサシステム、３つのＹＳＩ基準糖試料（８５．９、１６９．８、及び８４．０mg/dLの糖濃度レベル）、並びに〜２２度で保管されたセンサ並びに５度、２２度、及び４４度で保管された計器を使用して生成された。逆算された温度（Ｔ^ｎ）は、上の数式（４）（図３Ｃ及び付随するテキスト参照）によって具現化された正規化較正情報を使用して決定された。Ｔ^ｎ _ａｄｊ＝Ｔ^ｎとなるように、重み係数（ＷＣ）は、１にセットされた（すなわち、ＷＣ＝１）。

図７Ａに示されるように、プロセスは、バイオセンサシステムが一次出力シグナルを測定し温度測定値（Ｔ^０）を生成することから開始される。予備的な糖濃度（Ｇ^０）が、測定された一次出力シグナルに対する温度の影響を補償するために温度測定値（Ｔ^０）を使用して決定される。表１から分かるように、１６９．８及び８４．０mg/dLの糖濃度レベルを有するＹＳＩ試料に対する５．７度及び３９．１度の測定された計器温度（Ｔ^０）での予備的な検体濃度は、それぞれ、±１０％より大きいバイアス／％−バイアスを有する。｜Ｔ^０−Ｔ_ｒｅｆ｜≧７度（閾値）の初期基準を適用すると、１６９．８及び８４．０mg/dLの糖濃度レベルを有するＹＳＩ試料ではオフ温度状態であるが、測定された計器温度が２１．９度の８５．９mg/dLの糖濃度を有するＹＳＩ試料ではオフ温度状態ではないので、循環補償はこの試料測定値に対しては必要ではないことになる。図７Ａに示される実施形態のような、いくつかの実施形態では、初期オフ温度基準が満たさない場合には、循環補償は適用されず、温度の逆算が必要ではない。逆算された温度に基づく第２のオフ温度基準を例示する目的で、表１に示されるデータは、オフ温度状態が初期基準に基づいて検出されなかった８５．９mg/dLの糖濃度を有するＹＳＩ試料のために計算された、第１の逆算された温度及び｜ΔＴ^ｎ｜を含む。

第１の逆算された温度（ｎ＝１なので、Ｔ^１）が、予備的な検体濃度（Ｇ^０）に基づいて決定される。｜ΔＴ^１＝Ｔ^１−Ｔ^０｜≧５度（設定値）の基準を適用すると、測定された計器温度が２１．９度の８５．９mg/dLの糖濃度を有するＹＳＩ試料ではオフ温度状態ではないと検出され、したがって、循環補償がこの試料測定値に実行されない。オフ温度状態は、１６９．８及び８４．０mg/dLの糖濃度レベルを有するＹＳＩ試料では検出されるので、これらの２つのＹＳＩ試料のために、第１の調整された温度（Ｔ^１ _ａｄｊ）が計算されて（ＷＣ＝１を使用、その結果Ｔ^１ _ａｄｊ＝Ｔ^１）、第１の検体濃度（Ｇ^１）を決定するために入力として循環する。これらの２つのＹＳＩ試料の予備的な検体濃度と比較して、第１の検体濃度（Ｇ^１）におけるエラーは、±５％内に低減した。

ｎ＝２では、第２の逆算された温度（Ｔ^２）が、第１の検体濃度（Ｇ^１）に基づいて決定される。設定値が同じままで、｜ΔＴ^ｎ｜≧５度の同じ基準が適用される場合には、オフ温度状態ではないとこれらのＹＳＩ試料（１６９．８及び８４．０mg糖/dL）では検出され、更なる循環補償が実行されない。しかしながら、設定値が低減し｜ΔＴ^ｎ｜≧３度の基準が適用される場合には、オフ温度状態がこれらのＹＳＩ試料の両方で検出され、第２の調整された温度（Ｔ^２ _ａｄｊ）が計算されて（ＷＣ＝１を使用、その結果Ｔ^２ _ａｄｊ＝Ｔ^２）、第２の検体濃度（Ｇ^２）を決定するために入力として循環する。これらの２つのＹＳＩ試料に対する第２の検体濃度（Ｇ^２）におけるエラーは、±１０％より少なく、現在許容可能な性能限界内に維持される。追加的に、第２の逆算された温度値（Ｔ^２）は、第１の逆算された温度（Ｔ^１）よりも計器温度の予想値（〜２２度）に近い。

ｎ＝３では、第３の逆算された温度（Ｔ^３）が、これらの２つのＹＳＩ試料（１６９．８及び８４．０mg糖/dL）に対する第２の検体濃度（Ｇ^２）に基づいて決定される。｜ΔＴ^１｜≧３度の基準を適用すると、どちらの試料でもオフ温度状態ではないと検出され、更なる循環補償が実行されない。所望に応じて、例えば、試料／センサ温度に近い逆算された温度を算出するために、設定値が更に低減し、例えば、｜ΔＴ^ｎ｜≧２度の基準が適用される。設定値を２度にセットすると、オフ温度状態が８４．０mg糖/dLを有するＹＳＩ試料で検出され、別の循環の補償がこの試料測定値に適用され、第３の調整された温度（Ｔ^３ _ａｄｊ）が計算されて（ＷＣ＝１を使用、その結果Ｔ^３ _ａｄｊ＝Ｔ^３）、第３の検体濃度（Ｇ^３）を決定するために入力として循環する。

ｎ＝４では、第４の逆算された温度（Ｔ^４）が、８４．０mg糖/dLを有するＹＳＩ試料に対する第３の検体濃度（Ｇ^３）に基づいて決定される。｜ΔＴ^１｜≧２度の基準を適用すると、オフ温度状態ではないと検出され、更なる循環補償が実行されない。表１から分かるように、第４の逆算された温度（Ｔ^４）は、先に逆算されたどの温度よりも予想される計器温度に近い。

表１のデータを検討すると、特に設定値の漸減及びオフ温度基準の絞り込みと併せて使用される、繰り返し循環補償は、予想されるセンサ／試料温度まで逆算された温度を漸進的に近づけるために使用され得ることが分かる。しかしながら、他のエラーソースが多く表出され得るので、設定値の漸減が、必ずしも検体濃度におけるエラーの同時的な漸減をもたらすというわけではない。しかしながら、検体濃度におけるエラーは、現在許容可能な性能限界（例えば、±１０％）内に維持される。

以下の表２は、検体の決定の際にヘマトクリット影響を補償するために図２Ｄのフローチャート２４０に示された方法と類似した循環補償方法の実施形態を使用して生成されたデータを示す。この実施形態では、｜ｉ_{Ｈｃｔ＿Ｒｅｆ}−ｉ^０ _Ｈｃｔ｜≧３００（閾値）及び｜Δｉ^１ _Ｈｃｔ＝ｉ^０ _Ｈｃｔ−ｉ^１ _Ｈｃｔ｜≧３００（設定値）に基づいたオフ状態であるという初期決定の後、循環補償プロセスが、所定の循環の回数、この場合Ｎ＝９、行われた。表２のデータは、専用Ｈｃｔ電極を有したバイオセンサシステムを使用して、２４５mg/dLの糖濃度レベル及び３８％のＨｃｔを有するＹＳＩ基準試料から生成された。データの第１の行は、バイオセンサ測定値（ｉ^０ _Ｈｃｔ、Ｇ^０）から直接生成されたデータを含む。逆算されたヘマトクリットシグナル（ｉ^ｎ _Ｈｃｔ）は、上の数式（８）（図３Ｇ及び付随するテキスト参照）によって具現化された正規化較正情報を使用して決定され、ｎ番目の検体濃度を計算する際に使用された（すなわちＧ^ｎ＝ｆ（ｉ^ｎ _Ｈｃｔ））。循環補償の進捗をモニタするために、オフ状態基準及びバイアス／％−バイアスが、各々の循環毎に計算された。

生成されたＨｃｔシグナル（ｉ^０ _Ｈｃｔ＝７９１．５mV）は、基準値（ｉ_{Ｈｃｔ＿Ｒｅｆ}＝２０００mV、その結果｜ｉ_{Ｈｃｔ＿Ｒｅｆ}−ｉ^０ _Ｈｃｔ｜＝１２０８．５mV）と比較して低く、第１の逆算されたＨｃｔシグナル（ｉ^１ _Ｈｃｔ＝１２７１．８mV、その結果｜Δｉ^１ _Ｈｃｔ＝ｉ^０ _Ｈｃｔ−ｉ^１ _Ｈｃｔ｜＝４８０．３mV）と比較しても低く、オフ状態であることを指示する。予備的な糖濃度（Ｇ^０）は、３８．３％の％−バイアスを有する。表２のデータは、逆算されたＨｃｔシグナルを使用した９回の循環の補償の後、糖濃度の％−バイアスが１０％未満に低減することを示す。

本開示の方法は、電気化学的バイオセンサシステム、光学的システム、これらの組み合わせなどにおいて実施され得る。図８は、本開示の方法が実施され得るバイオセンサシステム８００の一実施形態の概略図である。バイオセンサシステム８００は、測定装置８０２及び試験センサ８０４を含む。測定装置８０２は、ベンチトップ装置、ポータブル又は携帯型装置などを含む分析機器において実施され得る。

バイオセンサシステム８００は、通常は、測定装置８０２に記憶された較正情報を使用して試料の検体濃度を決定する。バイオセンサシステム８００は、糖、Ａ１ｃ、尿酸、乳酸、コレステロール、ビリルビンなどの濃度を含む検体濃度を決定するために利用され得る。特定の構成が示されるが、バイオセンサシステム８００は、他の構成を有しかつ追加的なコンポーネントを含むことができる。

試験センサ８０４は、通常は、貯留部８０８、及び開口部８１２を有したチャネル８１０を形成する基部８０６を有する。貯留部８０８及びチャネル８１０は、ベントを有する蓋によって覆われ得る。貯留部８０８は、部分的に包囲された容積を画定し、水膨潤性ポリマー又は多孔性ポリマーマトリックスなどの、液体試料の保持を支援する組成物を収容することができる。試薬は、貯留部８０８及び／又はチャネル８１０内に置かれ得る。試薬は、１つ以上の酵素、バインダ、メディエータ、及び類似種、並びに／又は化学インジケータを含むことができる。試験センサ８０４は、貯留部８０８に隣接した試料インタフェース８１４を有する。試験センサ８０４は、他の構成を有することができる。

電気化学的システムでは、試料インタフェース８１４は、出力シグナルが測定され得る作用電極（図示せず）及び対向電極（図示せず）に電気的に接続された導体又は接点を有する。試料インタフェース８１４はまた、二次出力シグナルが測定され得る１つ以上の追加的な電極（図示せず）に電気的に接続された導体又は接点を含むことができる。電極は、実質的に同じ平面にあっても又は複数の平面にあってもよい。電極は、貯留部８０８を形成する基部８０６の表面上に配置され得る。電極は、貯留部８０８内に延在又は突出することができる。誘電層は、導体及び／又は電極を部分的に覆うことができる。試料インタフェース８１４は、他の電極、並びに導体及び接点を有することができる。

光学的センサシステムでは、試料インタフェース８１４は、通常は、光で試料をプロービングするための１つ以上の光学的入口又は開口を有する。

測定装置８０２は、センサインタフェース８１８及び省略可能なディスプレイ８２０に接続された電気回路８１６を含む。電気回路８１６は、シグナル生成器８２４、温度センサ８２６、及び記憶媒体８２８に接続されたプロセッサ８２２を含む。

シグナル生成器８２４は、プロセッサ８２２に応答して電気入力シグナルをセンサインタフェース８１８に提供することが可能である。光学的システムでは、電気入力シグナルは、センサインタフェース８１８の検出器及び光源を操作又は制御するために使用され得る。電気化学的システムでは、電気入力シグナルは、電気入力シグナルを生物学的流体の試料に適用するために、センサインタフェース８１８を介して試料インタフェース８１４に伝送され得る。電気入力シグナルは、電位又は電流であってもよく、一定、可変、又は、ＡＣシグナルがＤＣシグナルオフセット共に適用されるときなどの、これらの組み合わせであってもよい。電気入力シグナルは、連続的に又は複数の励起、シーケンス、若しくは循環として適用され得る。シグナル生成器８２４はまた、生成器−レコーダとしてセンサインタフェースからの出力シグナルを記録することが可能であり得る。

温度センサ８２６は、測定装置８０２の周囲温度を測定することが可能であり、サーミスタ、温度計、又は他の温度感知装置であり得る。

記憶媒体８２８は、磁気、光学、又は半導体メモリ、別の記憶装置などであり得る。記憶媒体８２８は、固定メモリ装置、メモリカードなどの、リムーバブルメモリ装置、遠隔アクセスなどであり得る。記憶媒体８２８は、（オフ状態を検出するために使用される閾値及び設定値などの）検体測定、分析、及び／又は本開示の方法で使用されるコンピュータプログラムされた命令並びに較正及び他の情報を記憶することができる。

記憶媒体８２８はまた、本開示の方法による、測定された一次出力シグナルから二次出力シグナルを逆算するために使用され得る正規化関数及び／又は正規化較正情報を記憶することができる。このような正規化関数及び／又は正規化較正情報は、例えば図３Ｂ〜３Ｃ、図３Ｆ〜３Ｇ、及び図３Ｉ〜３Ｊに示されるように、グラフで、若しくは例えば数式（１）〜（５）、数式（６）〜（８）、及び数式（９）〜（１０）に示されるように、数式で、又はこれらの組み合わせなどとして表され得る。正規化関数及び正規化較正情報は、好ましくは、プログラム番号（ＰＮＡ）テーブル、別のルックアップテーブルなどによって表され得る数式として表される。

プロセッサ８２２は、本開示の方法を含む検体測定及び分析を実施するためにコンピュータプログラムされた命令を実行するように構成される。プロセッサ８２２はまた、シグナル生成器８２４と相互作用するように、例えば電気入力シグナルをセンサインタフェース８１８に提供するように、温度センサ８２６と相互作用するように、例えば温度測定値（Ｔ^０）を生成して受けるように、センサインタフェース８１８と相互作用するように、例えば試験センサ８０４からの一次及び／又は他の二次出力シグナル（単数又は複数）を受けるように構成され得る。

電気化学的システムでは、一次出力シグナルは、試料の検体の反応に応答して作用及び対向電極を使用して測定される。二次出力シグナルもまた、追加的な電極から測定され得る。光学的システムでは、センサインタフェース８１８の検出器（単数又は複数）が、一次及びいくつかの二次出力シグナルを受けることができる。

プロセッサ８２２は、センサインタフェース８１８における試験センサ８０４の存在、試験センサ８０４に対する試料の適用、ユーザ入力などに応答して（本開示の方法を含む）検体測定及び分析を開始するためにコンピュータプログラムされた命令を実行するように更に構成される。検体分析の結果は、ディスプレイ８２０、遠隔受信機（図示せず）に出力されても、及び／又は記憶媒体８２８に記憶されてもよい。

オフ状態を決定すること、測定された一次出力シグナルに基づいて二次出力シグナルを逆算すること、及び／又は循環補償方法を含むことができる、検体測定を実施する命令は、記憶媒体８２８に記憶されたコンピュータ読み取り可能ソフトウェアコードによって提供され得る。コードは、オブジェクトコード、又は説明された機能性を記述若しくは制御する任意の他のコードであり得る。検体分析からのデータは、プロセッサ８２２において、減衰率、Ｋ定数、比、関数などの決定を含む、１つ以上のデータ処理に付すことができる。

前述の説明は、本開示のある態様を例示する目的で提示され、開示を限定することを意図しない。当業者は、多くの追加、修正、変形、及び改善が、上述の教示の観点から実施され、依然として本開示の範囲内にあり得ることを理解するであろう。

Claims (14)

1. 生物学的流体試料中の検体濃度を決定する方法であって、
   測定された一次出力シグナルを生物学的流体試料から測定することであって、測定された一次出力シグナルが生物学的流体試料の検体濃度に一次的に応答することと、
   生成された二次出力シグナルを生成することであって、生成された二次出力シグナルが測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答することと、
   測定された一次出力シグナルに基づく逆算を実行することによって、逆算された二次出力シグナルを逆算することと、
   調整された二次出力シグナルを導出するために、逆算された二次出力シグナルの一部分を生成された二次出力シグナルに加えることによって、生成された二次出力シグナルを調整することと、
   測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを検体濃度値に変換することと、
   を含む方法。
2. 生成された二次出力シグナルが、測定された一次出力シグナルから抽出されるか、又は測定された一次出力シグナルとは別個に測定される、請求項１に記載の方法。
3. 外部刺激が、温度、ヘマトクリット（Ｈｃｔ）及び総ヘモグロビン（ＴＨｂ）から選択される１つである、請求項１に記載の方法。
4. 生物学的流体試料中の検体濃度を決定する方法であって、
   測定された一次出力シグナルを生物学的流体試料から測定することであって、測定された一次出力シグナルが生物学的流体試料の検体濃度に一次的に応答することと、
   生成された二次出力シグナルを生成することであって、生成された二次出力シグナルが測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答することと、
   測定された一次出力シグナルに基づく逆算を実行することによって、逆算された二次出力シグナルを逆算することと、
   測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを予備的な検体濃度に変換することと、
   測定された正規化一次出力シグナルを導出するために予備的な検体濃度に対して測定された一次出力シグナルを正規化することと、
   測定された正規化一次出力シグナルに正規化較正情報を適用することであって、正規化較正情報が正規化一次出力シグナルを二次出力シグナルに関連づけることと、
   調整された二次出力シグナルを導出するために、逆算された二次出力シグナルを使用して生成された二次出力シグナルを調整することと、
   測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを検体濃度値に変換することと、
   を含む、方法。
5. 生成された二次出力シグナルを調整することが、逆算された二次出力シグナルを生成された二次出力シグナルと置換すること、
   を含む、請求項１〜４のうちのいずれかに記載の方法。
6. 生成された二次出力シグナルを調整することが、
   逆算された二次出力シグナルから生成された二次出力シグナルを減算することによって差異を決定することと、
   重み係数と差異を乗算することによって調整量を決定することであって、重み係数が１以下の正数であることと、
   生成された二次出力シグナルに調整量を加えることと、
   を含む、請求項１〜４のうちのいずれかに記載の方法。
7. オフ状態において検体測定値に対して補償をする方法であって、
   測定された一次出力シグナルを生物学的流体試料から測定することであって、測定された一次出力シグナルが生物学的流体試料の検体濃度に一次的に応答することと、
   生成された二次出力シグナルを生成することであって、生成された二次出力シグナルが測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答することと、
   測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを予備的な検体濃度に変換することと、
   測定された一次出力シグナル及び予備的な検体濃度から逆算を実行することによって、第１の逆算された二次出力シグナルを決定することと、
   オフ状態であるかどうかを決定することと、を含み、
   オフ状態である場合には、
   生成された二次出力シグナルを調整するために、第１の逆算された二次出力シグナルの一部分を生成された二次出力シグナルに加えることによって、第１の調整された二次出力シグナルを決定することと、
   測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために第１の調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを第１の検体濃度に変換することと、
   を含む方法。
8. オフ状態において検体測定値に対して補償をする方法であって、
   測定された一次出力シグナルを生物学的流体試料から測定することであって、測定された一次出力シグナルが生物学的流体試料の検体濃度に一次的に応答することと、
   生成された二次出力シグナルを生成することであって、生成された二次出力シグナルが 測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答することと、
   測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを予備的な検体濃度に変換することと、
   測定された一次出力シグナル及び予備的な検体濃度から逆算を実行することによって、第１の逆算された二次出力シグナルを決定することと、
   測定された正規化一次出力シグナルを導出するために予備的な検体濃度に対して測定された一次出力シグナルを正規化することと、
   測定された正規化一次出力シグナルに正規化較正情報を適用することであって、正規化較正情報が正規化一次出力シグナルを二次出力シグナルに関連づけることと、
   オフ状態であるかどうかを決定することと、を含み、
   オフ状態である場合には、
   生成された二次出力シグナルを調整するために、第１の逆算された二次出力シグナルを使用して第１の調整された二次出力シグナルを決定することと、
   測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために第１の調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを第１の検体濃度に変換することと、
   を含む、方法。
9. オフ状態であるかどうかを決定することが、
   生成された二次出力シグナルと第１の逆算された二次出力シグナルとの間の第１の差異を決定することであって、前記第１の差異の絶対値が第１の設定値以上であるときはオフ状態であること、
   を含む、請求項７又は８に記載の方法。
10. オフ状態において検体測定値に対して補償をする方法であって、
    測定された一次出力シグナルを生物学的流体試料から測定することであって、測定された一次出力シグナルが生物学的流体試料の検体濃度に一次的に応答することと、
    生成された二次出力シグナルを生成することであって、生成された二次出力シグナルが測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答することと、
    測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために生成された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを予備的な検体濃度に変換することと、
    測定された一次出力シグナル及び予備的な検体濃度から逆算を実行することによって、第１の逆算された二次出力シグナルを決定することと、
    生成された二次出力シグナルと基準値との間の第２の差異を決定することであって、前記第２の差異の絶対値が第１の閾値以上であるときはオフ状態であることによって、オフ状態であるかどうかを決定することと、
    オフ状態である場合には、
    生成された二次出力シグナルを調整するために、第１の逆算された二次出力シグナルを使用して第１の調整された二次出力シグナルを決定することと、
    測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために第１の調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを第１の検体濃度に変換することと、
    を含む、方法。
11. 測定された一次出力シグナル及び第１の検体濃度から第２の逆算された二次出力シグナルを決定することと、
    第１の逆算された二次出力シグナルに基づいて第２のオフ状態であるかどうかを決定することと、を更に含み、
    第２のオフ状態である場合には、
    第１の調整された二次出力シグナルを調整するために第２の逆算された二次出力シグナルを使用して第２の調整された二次出力シグナルを決定することと、
    測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために第２の調整された二次出力シグナルと共に変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを第２の検体濃度に変換することと、
    を含む、請求項７〜１０のうちのいずれかに記載の方法。
12. 測定された一次出力シグナル及び第１の検体濃度から第２の逆算された二次出力シグナルを決定することが、
    測定された正規化一次出力シグナルを導出するために第１の検体濃度に対して測定された一次出力シグナルを正規化することと、
    測定された正規化一次出力シグナルに正規化較正情報を適用することであって、正規化較正情報が正規化一次出力シグナルを二次出力シグナルに関連づけることと、
    を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 生物学的流体試料中の検体濃度を決定するバイオセンサシステムであって、
    基部及び試料インタフェースを有する試験センサであって、基部が生物学的流体試料を受ける貯留部を内部に形成し、試料インタフェースが貯留部に隣接して配置される、試験センサと、
    試験センサとインタフェースするように構成され、センサインタフェース、記憶媒体、及びプロセッサを有する測定装置であって、
    プロセッサが、
    センサインタフェース及び記憶媒体と接続され、
    センサインタフェースを介して貯留部中の生物学的流体試料から測定された、測定された一次出力シグナルを受けることであって、測定された一次出力シグナルが検体濃度に一次的に応答する、ことと、
    生成された二次出力シグナルを受けることであって、生成された二次出力シグナルが測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答する、ことと、
    測定された一次出力シグナルに基づく逆算を実行することによって、逆算された二次出力シグナルを逆算することと、
    調整された生成された二次出力シグナルを導出するために、逆算された二次出力シグナルの一部分を生成された二次出力シグナルに加えることによって、生成された二次出力シグナルを調整することと、
    記憶媒体に記憶される変換関数を使用して測定された一次出力シグナルを検体濃度に変換することであって、変換関数が測定された一次出力シグナルに対する外部刺激の影響を補償するために調整された生成された二次出力シグナルを使用する、ことと
    のために、コンピュータプログラムされた命令を実行するように構成される、測定装置と、
    を含むバイオセンサシステム。
14. オフ状態において生物学的流体試料中の検体濃度を決定するバイオセンサシステムであって、
    基部及び試料インタフェースを有する試験センサであって、基部が生物学的流体試料を受ける貯留部を内部に形成し、試料インタフェースが貯留部に隣接して配置される、試験センサと、
    試験センサとインタフェースするように構成され、センサインタフェース、記憶媒体、及びプロセッサを有する測定装置であって、
    プロセッサが、
    センサインタフェース及び記憶媒体と接続され、
    センサインタフェースを介して貯留部中の生物学的流体試料から測定された、測定された一次出力シグナルを受けることであって、測定された一次出力シグナルが検体濃度に一次的に応答する、ことと、
    生成された二次出力シグナルを受けることであって、生成された二次出力シグナルが測定された一次出力シグナルに影響を及ぼす外部刺激に応答する、ことと、
    測定された一次出力シグナルに基づく逆算を実行することによって、逆算された二次出力シグナルを逆算することと、
    オフ状態であるかどうかを決定することであって、
    オフ状態である場合には、調整された生成された二次出力シグナルを導出するために、逆算された二次出力シグナルの一部分を生成された二次出力シグナルに加えることによって、生成された二次出力シグナルを調整して、外部刺激の影響を補償するために変換関数及び調整された生成された二次出力シグナルを使用して測定された一次出力シグナルを検体濃度に変換する、ことと
    のために、コンピュータプログラムされた命令を実行するように構成される、測定装置と、
    を含むバイオセンサシステム。

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