KR101906459B1 - 전류원을 이용한 글루코스 측정 - Google Patents

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Abstract

혈당 측정기(blood glucose meter)는 현재 기술의 혈당 측정기의 복잡한 아날로그 전단 및 다른 관련 회로들을 제거하는 혈액 샘플 시험지, 정전류 원, 정밀 타이머, 디지털 프로세서 및 메모리, 그리고 아날로그 측정 회로 예를 들어, 전압 비교기, 아날로그-디지털 변환기(ADC) 등을 포함한다. 혈액 샘플이 혈액 샘플 시험지에 도입되면, 상기 시험지에 있는 효소와 상기 혈액 샘플 사이에서의 반응에 의해 전하 Q가 나타난다. 정전류 원은 초과 전하 Q가 시험지로부터 제거되었을 때 판정된 정밀하게 측정된 시간 상에서 혈액 샘플 시험지위의 전하 Q에 정전류값을 주입한다. 상기 정밀하게 측정된 시간은 정밀 타이머에 의해 측정된다. 전하 Q의 량은 Q = I * T로 판정된 다음, 전하 Q는 디스플레이를 위해 혈당치로 변환된다.

Description

전류원을 이용한 글루코스 측정{GLUCOSE MEASUREMENT USING A CURRENT SOURCE}
본 출원은 James E. Bartling, Aaron Joel Mach와 Darren Edward Noel Wenn의 발명의 명칭이 "전류원을 이용한 글루코스 측정(Glucose Measurement Using a Current Source)"인 2011년 1월 5일 출원된 공동소유 미국 가 특허 출원 제61/430,031호의 우선권의 이익을 주장하고, 그 전체를 여기에서 참조하기로 한다.
본 개시는 혈당 측정 장비(blood glucose measurment equipment) 즉, 혈액 샘플 속의 글루코스(glucose in a blood sample;혈당)를 측정하는 혈당 측정기에 관한 것으로, 특히 혈액 샘플 속의 글루코스의 양을 측정함에 있어서 제어 전류원, 시간 측정 장치 및 전압 비교기 또는 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 이용에 관한 것이다.
당뇨병의 경우에, 혈당치(blood glucose level;BGL)를 감지할 필요가 있다. 혈당치는 혈당 측정 장비 즉, 혈당 측정기를 이용하여 측정된다. 혈당 측정기는 혈당이 효소와 반응할 때에 자유 전자 전하를 생성하는 화학 반응을 이용한다. 생성된 자유 전하의 량은 혈당치에 비례한다. 혈액 샘플 시험지 상의 전하의 량을 측정한 다음, 측정된 전하 값이 혈액 샘플 내의 글루코스의 수치를 판정하는데 사용된다. 현재 혈당 측정기는 복잡한 아날로그 전단부(front end)를 필요로 하고 다수의 정밀 연산 증폭기 및 전압 기준 회로들을 구비한다. 따라서 혈당 측정기는 고가이고 복잡하며 바라는 것보다 더 종종 교정 또는 대체(calibration and replacement)가 필요하다. 현대 사회에서 비만 및 기타 요인으로 인해 당뇨병의 증가와 더불어 혈당 측정기 사용이 크게 늘고 있으며, 혈당 측정기의 대체 및 업그레이드된 모델들이 해년마다 수백만개씩 팔리고 있다.
따라서 혈액 샘플 내의 글루코스 레벨을 판정하는데 있어서 연산 증폭기, 정밀 전압 기준회로, 고 해상도 ADC 및 복잡한 디지털 연산기와 같은 정밀 아날로그 회로들이 필요없는 혈당 측정기가 요구된다.
일 실시예에 따르면, 혈액 샘플 속의 글루코스(glucose;혈당)를 측정하는 방법은, a) 정전류 값을 갖는 정전류원을 혈액 샘플 시험지(blood sample test strip)에 접속하는 단계; b) 상기 혈액 샘플 시험지 위에 혈액 샘플을 도입하는 단계; c) 상기 혈액 샘플 시험지에 전하 Q를 생성하도록 상기 혈액 샘플 시험지 속의 효소와 상기 혈액 샘플을 반응시키는 단계; d) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 판정함에 있어서 상기 혈액 샘플 시험지상의 전압을 측정하는 단계; e) 상기 혈액 샘플 시험지 상의 전압의 전압 값이 제1 전압 값으로부터 상당히 감소하였는지를 검사하는 단계; e1) 상기 전압 값이 제1 전압 값으로부터 상당히 감소하지 않았다면 단계 d)로 복귀하는 단계; e2) 상기 전압 값이 제1 전압 값으로부터 상당히 감소하였다면, 다음 단계 f)를 지속하는 단계; f) 상기 혈액 샘플 시험지에서 상기 정전류원을 분리하는 단계; g) 잠김 시간(soak time) 동안 대기하는 단계; h) 상기 잠김 시간이 경과한 후, 전하 제거 시간을 판정하기 위해 타이머를 시동하는 단계; i) 상기 혈액 샘플 시험지에 상기 정전류 원을 재접속하는 단계; j) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 판정함에 있어서 상기 혈액 샘플 시험지의 전압을 측정하는 단계; k) 상기 혈액 샘플 시험지 상의 전압의 전압 값이 제2 전압 값으로부터 상당히 증가하였는지를 검사하는 단계; k1) 상기 전압 값이 제2 전압 값으로부터 상당히 증가하지 않았다면 단계 j)로 복귀하는 단계; k2) 상기 전압 값이 2 전압 값으로부터 상당히 증가하였다면, 상기 타이머를 정지시키고 다음 단계 l)를 지속하는 단계; l) 상기 전하 제거 시간과 상기 정전류 값을 승산하여 상기 혈액 샘플 시험지의 전하의 전하 값을 판정하는 단계; 및 m) 상기 전하 값으로부터 혈당치(BGL; blood glucose level)를 판정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 BGL은 시각 디스플레이 상에서 디스플레이된다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 전하 값으로부터 BGL을 측정하는 단계는 룩업 테이블(look-up table)에서 전하값을 검색하고 상기 룩업 테이블로부터 대응 BGL을 판독하는 단계를 포함한다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초이다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초 미만이다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초에서 약 오(5)초이다.
또 하나의 실시예에 따르면, 혈액 샘플에 있는 글루코스(glucose; 혈당)를 측정하는 방법은, a) 제1 정전류 값을 갖는 정전류 원을 혈액 샘플 시험지(blood sample test strip)에 접속하는 단계; b) 상기 혈액 샘플 시험지 위에 혈액 샘플을 도입하는 단계; c) 상기 혈액 샘플 시험지에 전하 Q를 생성하도록 상기 혈액 샘플 시험지 속의 효소와 상기 혈액 샘플을 반응시키는 단계; d) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 판정함에 있어서 상기 혈액 샘플 시험지의 전압을 측정하는 단계; e) 상기 혈액 샘플 시험지 상의 전압의 전압 값이 제1 전압 값으로부터 상당히 감소하였는지를 검사하는 단계; e1) 상기 전압 값이 제1 전압 값으로부터 상당히 감소하지 않았다면 단계 d)로 복귀하는 단계; 그리고 e2) 상기 전압 값이 제1 전압 값으로부터 상당히 감소하였다면, 다음 단계 f)를 지속하는 단계; f) 잠김 시간(soak time) 동안 대기하는 단계; g) 상기 잠김 시간이 경과한 후, 전하 제거 시간을 판정하기 위해 타이머를 시동하는 단계; h) 상기 제1 정전류 값을 제2 정전류 값으로 증가시키는 단계; i) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 판정함에 있어서 상기 혈액 샘플 시험지상의 전압을 측정하는 단계; j) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압의 전압 값이 제2 전압 값으로부터 상당히 증가하였는지를 검사하는 단계; j1) 상기 전압 값이 제2 전압 값으로부터 상당히 증가하지 않았다면 단계 i)로 복귀하는 단계; 그리고 j2) 상기 전압 값이 2 전압 값으로부터 상당히 증가하였다면, 상기 타이머를 정지시키고 다음 단계 k)를 지속하는 단계; k) 상기 전하 제거 시간과 상기 정전류 값을 승산하여 상기 혈액 샘플 시험지의 전하의 전하 값을 판정하는 단계; 및 l) 상기 전하 값으로부터 혈당치(BGL; blood glucose level)를 판정하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 BGL은 시각 디스플레이 상에서 디스플레이된다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 전하 값으로부터 BGL을 측정하는 단계는 룩업 테이블(look-up table)에서 전하값을 검색하고 상기 룩업 테이블로부터 대응 BGL을 판독하는 단계를 포함한다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초이다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초 미만이다. 상기 방법의 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초에서 약 오(5)초이다.
또 하나의 실시예에 따르면, 혈액 샘플 속의 글루코스(glucose;혈당)를 측정하는 장치는, 전하를 생성하기 위해 혈액 샘플 속의 글루코스와 반응하는 효소를 갖는 혈액 샘플 시험지; 상기 혈액 샘플 시험지와 결합된 아날로그-디지털 변환기(ADC);상기 ADC와 결합된 디지털 프로세서 및 메모리; 전하 제거 시간을 측정하기 위해 상기 디지털 프로세서에 결합된 타이머; 정전류 값을 갖는 정전류 원; 및상기 정전류 원과 상기 혈액 샘플 시험지 사이에 결합되고, 상기 디지털 프로세서에 의해 제어되는 스위치를 포함하고 여기서, 상기 스위치는 통상은 폐쇄되고, 상기 혈액 샘플 시험지위에 혈액 샘플이 채취되었을 때, 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압은 하이 레벨로부터 로우 레벨로 변화하고, 상기 스위치가 개방됨으로써 상기 정전류 원을 상기 혈액 샘플 시험지에서 분리하고, 상기 스위치는 잠김 시간(soak time) 동안 개방을 유지하고, 그리고 상기 잠김 시간이 경과한 후, 상기 타이머는 상기 전하 제거 시간의 측정을 시작하고 상기 스위치는 폐쇄되어 상기 정전류 원을 상기 혈액 샘플 시험지에 재결합하며; 여기서 상기 ADC가 상기 전압이 실질적으로 증가할 때까지 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압을 샘플화한 다음 상기 타이머는 상기 전하 제거 시간을 측정하는 것을 멈추며, 상기 디지털 프로세서는 상기 정전류 값과 상기 전하 제거 시간을 승산함으로써 상기 혈액 샘플 시험지에 있는 전하를 계산한다.
추가의 실시예에 따르면, 상기 디지털 프로세서는 상기 계산된 전하값을 혈당치(BGL)로 변환한다. 추가의 실시예에 따르면, 디스플레이는 상기 디지털 프로세서에 결합되고 상기 BGL을 디스플레이한다. 추가의 실시예에 따르면, 전하-BGL 룩업 테이블은 상기 메모리에 저장되고, 상기 계산된 전하를 BGL로 변환하기 위해 상기 디지털 프로세서에 의해 사용된다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 정전류 원은 상기 디지털 프로세서에 의해 제어되는 복수의 프로그램가능 정전류 값들을 갖는다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 ADC, 디지털 프로세서 및 메모리, 타이머, 정전류 원 및 스위치는 집적 회로에서 제조된다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 집적 회로는 혼합 신호 아날로그 및 디지털 마이크로컨트롤러 집적 회로를 포함한다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 디지털 프로세서는 마이크로컨트롤러이다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초이다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초 미만이다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초에서 약 오(5)초이다.
또 하나의 실시예에 따르면, 혈액 샘플 속의 글루코스(glucose;혈당)를 측정하는 장치는, 전하를 생성하도록 혈액 샘플 속의 글루코스와 반응하는 효소를 갖는 혈액 샘플 시험지; 상기 혈액 샘플 시험지와 결합된 아날로그-디지털 변환기(ADC);상기 ADC와 결합된 디지털 프로세서 및 메모리; 전하 제거 시간을 측정하기 위해 상기 디지털 프로세서에 결합된 타이머; 및 상기 혈액 샘플 시험지와 상기 디지털 프로세서에 결합되고, 상기 디지털 프로세서에 의해 제어되는 복수의 프로그램가능 정전류 값들을 포함하는 정전류 원을 포함하고, 여기서 상기 정전류 원은 로우 정전류 값이고, 상기 혈액 샘플 시험지 위에서 혈액 샘플이 놓여지고, 정전류 원은 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압이 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화할 때까지 로우 정전류 값을 유지하고, 그 후에 상기 정전류 원은 더 높은 정전류 값으로 변화하고, 상기 타이머가 상기 전하 제거 시간의 측정을 시작하고, 상기 ADC가 상기 전압이 실질적으로 증가할 때까지 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압을 샘플화한 다음 상기 타이머가 상기 전하 제거 시간을 측정을 정지하며; 그리고 상기 디지털 프로세서는 상기 더 높은 정전류 값과 상기 전하 제거 시간을 승산함으로써 상기 혈액 샘플 시험지에 있는 전하를 계산한다.
추가의 실시예에 따르면, 상기 디지털 프로세서는 상기 계산된 전하값을 혈당치(BGL)로 변환한다. 추가의 실시예에 따르면, 디스플레이는 상기 디지털 프로세서에 결합되고 상기 BGL을 보여준다. 추가의 실시예에 따르면, 전하-BGL 룩업 테이블은 상기 메모리에 저장되고, 상기 계산된 전하를 BGL로 변환하기 위해 상기 디지털 프로세서에 의해 사용된다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 ADC, 디지털 프로세서 및 메모리, 타이머, 정전류 원은 집적 회로에서 제조된다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 집적 회로는 혼합 신호 아날로그 및 디지털 마이크로컨트롤러 집적 회로를 포함한다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 디지털 프로세서는 마이크로컨트롤러이다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 정전류 원은 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압이 하이 레벨로부터 로우 레벨로 변화한 후, 잠김 시간 동안 로우 전류 값을 유지한다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초이다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초 미만이다. 추가의 실시예에 따르면, 상기 잠김 시간은 약 일(1)초에서 약 오(5)초이다.
본 발명에 의하면, 혈액 샘플 내의 글루코스 레벨을 판정하는데 있어서 연산 증폭기, 정밀 전압 기준회로, 고 해상도 ADC 및 복잡한 디지털 연산과 같은 정밀 아날로그 회로가 필요없는 혈당 측정기를 구현할 수 있다.
도 1은 본 개시의 특정 예시의 실시예에 따른 혈당 측정 장치의 개략 블록도이다.
도 2는 본 개시의 교시에 따른 50mg/의 BGL에 근사하는 로우 테스트 용액(low test solution)의 전하-시간 그래프를 도시한다.
도 3은 본 개시의 교시에 따른 95mg/dL의 BGL에 근사하는 로우 테스트 용액의 전하-시간 그래프를 도시한다.
도 4는 본 개시의 교시에 따른 190mg/dL의 BGL에 근사하는 로우 테스트 용액의 전하-시간 그래프를 도시한다.
도 5는 본 개시의 교시에 따른 260mg/dL의 BGL에 근사하는 로우 테스트 용액의 전하-시간 그래프를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다른 특정 예시의 실시예에 따른 혈당을 측정하는 방법의 개략 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 또 다른 특정 예시의 실시예에 따른 혈당을 측정하는 방법의 개략 흐름도를 도시한다.
첨부한 도면과 관련된 다음의 설명을 참조하면 본 발명을 보다 완전히 이해할 수 있을 것이다. 본 개시는 다양한 개량 및 대체 형태가 가능하지만, 본 개시의 특정 실시예들이 도면에 도시되고 여기에 상세히 설명되었다. 하지만, 특정 실시예들의 설명은 본 발명을 여기에 개시된 특정 형태로 한정하려는 것이 아니고, 반대로, 본 개시는 첨부한 청구범위에 의해 정의된 모든 개량 및 등가물을 포함하려 한다.
혈당 측정기(blood glucose meter)는 현재 기술의 혈당 측정기의 복잡한 아날로그 전단부 및 기타 관련 회로들을 제거하는 혈액 샘플 시험지, 정전류 원, 정밀 타이머, 디지털 프로세서 및 메모리, 그리고 아날로그 측정 회로 예를 들어, 전압 비교기, 아날로그-디지털 변환기(ADC) 등을 포함한다. 혈액 샘플이 혈액 샘플 시험지에 가해지면, 상기 시험지에 있는 효소와 상기 혈액 샘플 사이에서의 반응에 의해 전하 Q가 발생한다. 정전류 원은 초과 전하 Q가 혈액 샘플 시험지로부터 제거되었을 때 판정된 정밀 측정 시간 상에서 혈액 샘플 시험지에 있는 전하 Q에 정전류값 I를 부가한다. 상기 정밀하게 측정된 시간은 정밀 타이머에 의해 측정된다. 전하 Q의 량은 Q = I * T로 판정된 다음, 전하 Q는 디스플레이를 위해 혈당치로 변환된다.
ADC는 상기 혈당 시험지에 걸치는 전압을 샘플화하고, 이 샘플화된 전압을 그의 디지털 표현으로 변환한다. 전압 샘플의 상기 디지털 표현은 다음의 처리를 위해 디지털 프로세서에 전송된다. 혈액 샘플이 혈액 샘플 시험지에 점적되기 전에, 상기 시험지는 실질적으로 무한(매우 높은) 저항을 가지는데, 이는 혈액 샘플에서 글루코스와 반응하는 효소로부터 생성된 전자 전하가 없기 때문이다. 혈액 샘플 시험지는 아주 높은 저항과 병렬로 된 전압원으로서의 특징을 가질 수 있다.
정전류 원은 혈액 샘플이 점적되기 전에 처음에 혈액 샘플 시험지에 결합된다. 미사용 혈액 샘플 시험지는 매우 높은 저항을 가지므로, 상기 시험지에 걸리는 전압은 전원 전압 예를 들어 VDD에 근접한다. 혈액 샘플 시험지는 또한 혈당 측정기 ADC에 결합된다. 혈액의 샘플이 상기 시험지 상에 점적되면, 시험지 내의 효소가 혈액 내의 글루코스와 반응하여 전하를 생성하고, 혈액 샘플 시험지의 단말들 사이의 저항은 크게 강하하여 정전류 원의 일단 및 ADC 또는 비교기의 입력의 전압을 VSS에 이어서 VDD에 가깝게 떨어뜨린다. 이러한 전압 강하는 혈당 측정기의 글루코스 판정 사이클의 개시시에 나타난다.
디지털 프로세서는 ADC 또는 비교기로부터의 전압 샘플들의 디지털 표현으로부터 상기 시험지에서 상당한 전압 강하가 발생했는지 여부를 판정한다. 디지털 프로세서는 또한 혈액 샘플의 화학적 반응 요건 및 시험지의 효소에 따라 임의의 "잠김" 시간 예를 들어 (1) 초미만, 약 일(1)초, 일(1) 내지 오(5)초 등의 시간 동안 시험지로부터 정전류 원을 분리할 수 있다. 일단 상기 잠김 시간이 만료되면, 상기 디지털 프로세서는 상기 시험지에 상기 정전류 원을 재접속해서 상기 시험지 내의 초과 전하를 제거하기 시작한다. 초과 전하 제거 시간동안 샘플화된 전압은 VSS에 이어 VDD에 가까이 유지된다. 그러나 일단 상기 시험지 상의 대부분의 전하가 상기 정전류 원에 의해 제거되면, 상기 시험지 상의 전압은 다시 VDD로 되지만, 항상 VDD에 있는 것은 아니다.
이러한 VDD로의 시험지에서의 전압의 상승은 상기 글루코스 판정 사이클의 완료시 나타난다. 이어서 디지털 프로세서는 식 Q = I * T를 이용하여 (여기서 Q는 전하, I는 정전류 값 및 T는 상기 혈액 샘플 시험지로부터 전하를 제거하는데 필요한 시간량이며) 상기 정전류 값과 상기 시간 값을 승산하여 혈액 샘플 시험지 상에 있는 전하의 량을 구한다. 이 전하가 판정되면, 상기 시험 대상 혈액의 정확한 혈당치(BGL)를 제공하는데 룩업 테이블이 사용될 수 있다.
정밀 타이머는 상기 시험지에서 상당한 전압 강하가 검출되었을 때 또는 정전류 원이 상기 시험지에 다시 재접속되었을 때 예를 들어 잠김 시간이 만료된 후, 가동될 수 있다. 임의의 혈액 샘플 시험지 화학성분의 경우에, 최소 전류 값으로 설정만 하면, 정전류 원은 상기 시험지로부터 분리될 필요가 없다. 그러면 잠김 시간이 만료된 후라면, 상기 정전류 원으로부터의 전류 값이 증가될 수 있다. 디지털 프로세서는 또한 혈당(글루코스)치가 테스트되는 사람 및/또는 건강 돌봄 전문가에 의해 판독되는 디스플레이 상의 이 혈당치(BGL)를 디스플레이할 수 있다.
정밀 아날로그 부품들에 대한 필요의 실질적인 감소는 보다 적당하며 장기간의 판독가능한 혈당 측정기를 구현할 수 있다. 혈당치를 판정하는데 이러한 정전류-시간 측정을 이용함으로써 제조자는 비용을 줄일 수 있고 장기간의 정확성을 개선하는 훨씬 덜 복잡한 혈당 측정기를 구현할 수 있다.
예를 들어 마이크로컨트롤러 집적 회로 내의 전하 시간 측정 장치(CTMU), 타이머, ADC 및 디지털 프로세서로 한정되는 것은 아니지만 이들에 의해 정확한 정전류 원, 시간 측정 및 전압 레벨 검출이 제공될 수 있다. CTMU는 www.microchip.com으로부터 입수가능한 마이크로칩 출원 노트 AN1250 및 AN1375와 James E. Bartling의 발명의 명칭이 "장기간 측정(Measuring a long time period)" 및 "전류-시간 디지털-아날로그 변환기(Current-time digital-to-analog converter)"라는 명칭의 공동 소유의 미국 특허 US 7,460,441 B2 및 US 7,764,213 B2에 상세하게 기술되어 있으며, 이들 모두를 모든 목적을 위해 여기에서 참조하기로 한다.
시험지는 다수의 공급자들로부터 입수가능한 임의의 적합한 혈당 시험지일 수 있다. 상기 시험지는 전하(과잉 전자(surplus of electrons))를 생성하기 위해 혈액 샘플 내의 글루코스와 화학 반응을 제공한다. 생성된 전하의 량은 혈액 샘플 내의 글루코스의 량에 따른다. 혈당치를 판정하는데 사용되는 것이 이 전하이다. CTMU는 고정 정전류 원을 제공한다. ADC는 시험지에 걸리는 전압을 측정한다. 실제 전하의 측정은 상기 정전류 원으로 판정된 고정 비율(fixed rate)에서 전하를 제거하고, 상기 전하를 제거한 시간을 측정함으로써 수행된다. 시간은 디지털 프로세서 예를 들어, CTMU 및 ADC 및/또는 전압 비교기를 포함할 수 있는 마이크로컨트롤러의 간단한 디지털 타이머를 이용하여 측정될 수 있다.
또한, 본 개시의 범위 내에서 상기 시험지에 걸리는 전압 강하량은 프로그램가능 정전류 원으로부터 정전류 값의 선택을 판정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전압 변화(강하)가 커지면, 혈액 내의 고 레벨의 글루코스로 인해 혈액-효소 반응으로부터 더 큰 전자 전하가 나타난다. 이 경우 프로그램가능 정전류 원은 그 정전류 값을 증가시켜서 글루코스 판정 사이클의 완료가 시간적으로 더 단축되도록 디지털 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 그러나 글루코스 판정 사이클의 완료 시간이 단축되면 될 수록 결과적으로 정확성은 떨어진다. 그러나 높은 BGL 농도에 있어서 고 정밀도는 그리 중요하지 않다. 낮은 BGL 값에 있어서는 글루코스 판정 사이클의 시간이 길어지면 길어질 수록 BGL 값을 더 정확히 판정할 수 있다.
다른 화학성분(효소)를 갖는 혈액 샘플 시험지는 정전류 원으로부터의 정전류 값들의 응용을 위한 다른 동작 특성들과 계산된 전하 Q를 디스플레이를 위해 각각의 BGL 수치로 변환하기 위한 룩업 테이블(look-up tables)을 필요로 한다. 혈당 측정기는 다른 형태의 혈액 샘플 시험지에 적용된 다른 소켓들을 가질 수 있으며, 및/또는 적어도 하나의 혈액 샘플 시험지 소켓은 시험지에 결합하는 정전류 원, 임의의 잠김 시간 요건 및 사용된 BGL 룩업 테이블에 대한 특정 전하 Q를 제어함에 있어서 정확한 계산 알고리즘이 자동적으로 디지털 프로세서에 의해 선택될 수 있도록 삽입되는 시험지의 형태를 해독하는데 사용될 수 있는 추가의 입력들을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 나타내고, 유사한 구성요소는 아래첨자를 달리하여 동일한 부호로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 특정 예시의 실시예에 따른 혈당 측정 장치의 개략 블록도가 도시된다. 일반적으로 도면부호 100으로 나타낸 혈당 측정 장치는 혈액 샘플 시험지(104), 정전류 원(106), 스위치(108), 디지털 프로세서 및 메모리(110), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(112)(비교기로도 될 수 있음), 타이머(114), 단자(116) 및 디스플레이(118)를 포함한다. 상기 디지털 프로세서(110)는 예를 들어 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 프로그램가능 논리 어레이(PLA), ASIC(application specific integrated cirduit) 등으로 될 수 있지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 상기 디지털 프로세서(110)의 메모리는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 소프트웨어 및/또는 펌웨어 동작 프로그램 및 혈당치 룩업 테이블(들)이 상기 디지털 프로세서(110)에 결합된 메모리에 저장될 수 있다. 디스플레이(118)는 예를 들어 액정 디스플레이, 발광 다이오드(LED) 디스플레이 등으로 될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
테스트 대상으로부터의 혈액 샘플은 상기 혈액 샘플 시험지(104) 상에 점적되고, 여기에서 상기 시험지(104) 내의 효소와 혈액 샘플이 반응하여 단자(116a와 116b)에서 전자 전하를 생성한다. 상기 혈액 샘플 시험지(104)는 일회용 품목이고 혈액 속의 혈당치가 판정된 후 단자(116)를 통해 혈당 측정 시스템(100)의 나머지로부터 제거될 수 있으며, 새로운 혈액 샘플이 취해질 것이다. 프로그램가능 전압 기준 회로(120)는 전압 판정을 위해 ADC 대신 사용될 수 있으며 디지털 프로세서(110)에 의해 제어될 수 있다. ADC(또는 비교기)(112)는 단일단 입력 또는 차동 입력들을 가질 수 있다.
ADC(112)는 혈액 샘플 시험지(104)에 걸리는 전압을 샘플화하고, 그 샘플화된 전압을 디지털 표현으로 변환한다. 상기 전압 샘플의 디지털 표현은 이후의 처리를 위해 디지털 프로세서(110)으로 전송된다. 혈액 샘플이 상기 혈액 샘플 시험지(104)에 놓여지기 이전에 상기 시험지(104)는 실질적으로 무한 저항(매우 높은) 저항을 갖는데 이는 상기 혈액 샘플 내의 글루코스와 반응하는 효소로부터 형성된 전자 전하가 아직 없기 때문이다. 상기 혈액 샘플 시험지(104)는 두 개의 전기 단자 장치로서 특징을 가질 것이다.
정전류 원(106)은 혈액 샘플이 채취되기 이전에 처음에 상기 혈액 샘플 시험지(104)에 결합된다. 미사용 혈액 샘플 시험지(104)는 매우 높은 저항을 가지므로, 상기 시험지(104)에 걸리는 전압은 전원 전압 예를 들어 VDD에 근접한다. 혈액 샘플 시험지(104)는 추가로 ADC(112)에 결합된다. 혈액의 샘플이 시험지(104)에 놓여지면, 상기 시험지(104)에 있는 효소가 혈액 내의 글루코스와 반응하여 단자들(116) 사이의 저항이 상당히 강하하여 정전류 원(104)의 일단과 ADC(112)(또는 비교기)의 입력 전압을 VSS에 더 가깝게 이어서 VDD에 더 가깝게 떨어뜨린다. 이 전압은 상기 글루코스 측정기(100)의 글루코스 판정 사이클의 개시시를 나타낸다.
디지털 프로세서(110)은 ADC(112)(또는 비교기)로부터의 전압 샘플들의 디지털 표현으로부터 시험지(104)에서 상당한 전압 강하가 발생했다고 판정한다. 디지털 프로세서(110)는 혈액 샘플의 화학적 반응 요건 및 시험지에 있는 효소에 따라 시험지(104)로부터 임의의 "잠김" 시간 예를 들어 일(1)초 이하, 약, 일(1)초, 일(1) 내지 오(5)초 등의 시간동안 스위치(108)를 통해 상기 시험지(104)로부터 정전류 원(106)을 분리한다. 일단 상기 잠김 시간이 만료되면, 상기 디지털 프로세서(110)는 스위치(108)를 통해 상기 시험지에 상기 정전류 원(106)을 재접속해서 상기 시험지 내의 초과 전하를 제거하기 시작한다. 초과 전하 제거 시간동안 샘플화된 전압은 VSS에 이어 VDD에 가까이 유지된다. 그러나 일단 상기 시험지(104) 상의 대부분의 전하가 상기 정전류 원(106)에 의해 제거되면, 상기 시험지 상의 전압은 다시 VDD로 되지만, 항상 VDD에 있는 것은 아니다.
이러한 VDD로의 시험지에서의 전압의 상승은 상기 글루코스 판정 사이클의 완료시 나타난다. 이어서 디지털 프로세서(110)는 식 Q = I * T를 이용하여 (여기서 Q는 전하, I는 정전류 값 및 T는 상기 혈액 샘플 시험지로부터 전하를 제거하는데 필요한 시간량이며) 상기 정전류 원(106)의 정전류 값과 상기 타이머(104)로부터의 상기 시간 값을 승산하여 혈액 샘플 시험지(104)에 있는 전하의 량을 구한다. 이 전하가 판정되면, 상기 디지털 프로세서(110)의 메모리에 있는 룩업 테이블이 디스플레이(118)상의 상기 시험 대상 혈액의 정확한 혈당치(BGL)를 제공하는데 사용될 수 있다.
타이머(114)는 상기 시험지(114)에서 상당한 전압 강하가 검출된 경우 또는 정전류 원(106)이 상기 시험지(104)에 재접속된 경우 예를 들어 잠김 시산이 경과한 후 기동할 수 있다. 임의의 혈액 샘플 시험지 화학성분의 경우에, 정전류 원은 최소 전류 값으로 설정된 경우만은 상기 시험지로부터 분리될 필요가 없다. 잠김 시간이 경과한 후, 정전류 원으로부터의 전류 값은 증가될 수 있다. 상기 디지털 프로세서(110)는 또한 혈당(글루코스)치가 테스트되는 사람 또는 및/또는 건강 돌봄 전문가에 의해 판독되도록 디스플레이(118) 상에서 혈당치를 디스플레이할 수 있다.
본 개시의 영역 내에서 상기 시험지 단자(116)의 전압 강하량(전압 강하는 혈액 샘플 내의 효소와 반응하여 생성된 전하 Q의 량에 따른다) 프로그램가능 정전류 원(106)으로부터의 정전류 값의 선택을 결정하는데 사용될 수 있음이 예상된다. 예를 들어, 전압 변화(강하)가 커지면 상기 혈액 내의 고 레벨의 글루코스로 인해 혈액-효소 반응으로부터 더 큰 전자 전하가 나타난다. 이 경우, 프로그램가능 정전류 원(106)이 상기 디지털 프로세서(110)에 의해 제어되어 그 정전류 값을 증가시켜서 글루코스 판정 사이클의 완료가 시간적으로 더 단축될 수 있다. 그러나 그러나 글루코스 판정 사이클의 완료 시간이 단축되면 될 수록 결과적으로 정확성은 떨어진다. 그러나 높은 BGL 농도에 있어서는 낮은 정확성은 그리 문제가 생기지 않는다. 낮은 BGL 값으로 인해 글루코스 판정 사이클의 시간이 길어지면 길어질 수록 BGL 값을 더 정확히 판정할 수 있다.
또한, 본 개시의 영역 내에서 프로그램가능 비교기(예를 들어 프로그램가능 전압 기준회로(120)을 가짐)가 ADC(112) 대신에 사용될 수 있으며, 디지털 르로세서(110)는 위에서 상세히 설명한 바와 같이 혈액 샘플을 채취한 후 여러 사건들에서 시험지(1040의 전압 특징에 따라 다른 전압 기준 값들을 동적으로 프로그램할 수 있음이 예상된다.
다른 화학성분(효소)를 갖는 혈액 샘플 시험지(104)는 정전류 원으로부터의 정전류 값들의 응용을 위한 다른 동작 특성들과 계산된 전하 Q를 디스플레이를 위해 각각의 BGL 수치로 변환하기 위한 룩업 테이블(look-up tables)을 필요로 한다. 혈당 측정기(100)는 다른 형태의 혈액 샘플 시험지에 적용된 다른 소켓들(도시 않음)을 가질 수 있으며, 및/또는 적어도 하나의 혈액 샘플 시험지 소켓(도시 않음)은 시험지(104)에 결합하는 정전류 원(106), 임의의 잠김 시간 요건 및 사용된 BGL 룩업 테이블에 대한 특정 전하 Q를 제어함에 있어서 정확한 계산 알고리즘이 자동적으로 디지털 프로세서(110)에 의해 선택될 수 있도록 삽입되는 시험지의 형태를 해독하는데 사용될 수 있는 추가의 입력들을 가질 수 있다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 혈당 측정 시스템에 의해 테스트된 여러 혈당치들(BGL)에 근사하는 테스트 용액의 여러 전하-시간 그래프가 도시된다. 도 2는 50mg/dL의 BGL에 근사하는 테스트 용액의 전하-시간 그래프이다. 일(1) 초 잠김 시간은 상기 시험지(104)에 걸리는 전압의 상당한 강하 이후에 시작한다. 잠김 시간 이후, 상기 시험지(104)에 걸리는 전압에서 VDD로의 상승이 있을 때까지 정전류 원(106)을 상기 시험지(104)에 접속함으로써 초과 전하가 제거된다. 이 그래프는 혈액 내의 아주 낮은 글루코스 레벨을 나타내므로, 혈액과 효소 반응에 의해 생성된 만큼의 전하는 없고, 글루코스 판정 사이클을 종료하기 위해 정전류 원으로부터 그렇게 많은 전류가 상기 시험지에 주입될 필요가 없다. 또한, 상기 글루코스 판정 사이클은 잠김 시간에 비해 길지는 않다.
도 3은 95mg/dL의 BGL에 근사하는 테스트 용액의 전하-시간 그래프를 도시한다. 일(1) 초 잠김 시간은 상기 시험지(104)에 걸리는 전압의 상당한 강하 이후에 시작한다. 잠김 시간 이후, 상기 시험지(104)에 걸리는 전압에서 VDD로의 상승이 있을 때까지 정전류 원(106)을 상기 시험지(104)에 접속함으로써 초과 전하가 제거된다. 도 3의 그래프는 혈액 내의 글루코스 레벨이 도 2에 도시한 것 보다 다소 높은 것을 나타내므로, 따라서 정전류 원(106)은 보다 긴 시간의 기간 동안 상기 시험지(104)에 접속될 필요가 있다.
도 4는 190mg/dL의 BGL에 근사하는 테스트 용액의 전하-시간 그래프를 도시한다. 일(1) 초 잠김 시간은 상기 시험지(104)에 걸리는 전압의 상당한 강하 이후에 시작한다. 잠김 시간 이후, 상기 시험지(104)에 걸리는 전압에서 VDD로의 상승이 있을 때까지 정전류 원(106)을 상기 시험지(104)에 접속함으로써 초과 전하가 제거된다. 도 4의 그래프는 혈액 내의 글루코스 레벨이 도 2 및 3에 도시한 것 보다 더 높은 것을 나타내므로, 따라서 정전류 원(106)은 보다 긴 시간의 기간 동안 상기 시험지(104)에 접속될 필요가 있다.
도 5는 260mg/dL의 BGL에 근사하는 테스트 용액의 전하-시간 그래프를 도시한다. 일(1) 초 잠김 시간은 상기 시험지(104)에 걸리는 전압의 상당한 강하 이후에 시작한다. 잠김 시간 이후, 상기 시험지(104)에 걸리는 전압에서 VDD로의 상승이 있을 때까지 정전류 원(106)을 상기 시험지(104)에 접속함으로써 초과 전하가 제거된다. 도 5의 그래프는 혈액 내의 글루코스 레벨이 도 2 및 3에 도시한 것 보다 훨씬 높은 것을 나타내므로, 따라서 정전류 원(106)은 보다 훨씬 긴 시간의 기간 동안 상기 시험지(104)에 접속될 필요가 있다. 그러나 혈액에서 이 높은 글루코스 레벨 때문에 프로그램가능 정전류 원(106)으로부터의 높은 정전류 값이 글루코스 판정 사이클이 완료하는데 필요한 시간을 단축하는데 사용될 수 있다. 낮은 정전류 값을 사용할 경우만큼 BGL의 정확성은 좋지는 않지만, 글루코스 판정 사이클의 시간이 길어진다.
도 6은 본 개시의 다른 특정 예시의 실시예에 따른 혈당 측정 방법의 개략 블록도를 도시한다. 단계 601에서 정전류 원(106)이 혈액 샘플 시험지(104)에 접속된다. 단계 602에서 시험지(104)의 전압 샘플이 상기 디지털 샘플을 그 디지털 표현으로 변환하는 ADC(112)에 의해 채취되고, 상기 디지털 프로세서(110)는 디지털 표현을 판독하고 그것을 메모리(110) 내에 저장한다. 단계 604에서, 시험지(104)의 이전의 샘플화된 전압(메모리(110)에 저장된 디지털 표현)과 방금 채취한 전압 샘플에 대한 비교가 행해진다. 전압 샘플 값에서 상당한 감소가 없는 경우, 다른 전압 샘플이 ADC(112)에서 채취된다. 그러나 전압 샘플 값에서 상당한 감소가 있는 경우는, 단계 605에서 상기 정전류 원(106)이 시험지(104)로부터 분리되고, 상기 정전류 원(106)은 단계 606에서 결정된 잠김 시간동안 상기 시험지(104)와의 분리를 유지한다. 일단 잠김 시간이 경과하면, 단계 608에서 타이머(114)가 시동되고, 단계 610에서 정전류 원(106)이 상기 시험지(104)에 재접속된다.
단계 612에서는 시험지(104)의 또 하나의 전압 샘플이 상기 ADC(112)에 의해 채취되며, 상기 ADC는 이 전압 샘플을 그 디지털 표현으로 변환하고, 상기 디지털 프로세서(110)는 이 디지털 표현을 판독하고 그것을 메모리(110)에 저장한다. 단계 614에서, 시험지(104)의 이전의 샘플화된 전압(메모리(110)에 저장된 디지털 표현)과 방금 채취한 전압 샘플에 대한 비교가 행해진다. 전압 샘플 값에서 상당한 증가가 없는 경우, 다른 전압 샘플이 ADC(112)에서 채취된다. 그러나 전압 샘플 값에서 상당한 증가가 있는 경우는, 단계 616에서 타이머(114)가 정지되고, 상기 타이머에서 경과된 시간이 측정된다. 단계 618에서 타이머(114)로부터의 시간 T와 상기 정전류 원(106)으로부터의 정전류 값 I가 승산되어 상기 시험지 상의 전하량 Q가 판정된다(Q = I *T). 이후 전하 Q는 상기 메모리(110) 내에 저장된 BGL/Q 룩업 테이블을 이용하여 BGL 수치로 변환될 수 있다. 단계 620에서는 상기 BGL 수치가 디스플레이(118)에서 디스플레이될 수 있다.
도 7은 본 개시의 또 다른 특정 예시의 실시예에 따른 혈당 측정 방법의 개략 블록도를 도시한다. 단계 701에서 저 전류 값으로 설정된 정전류 원(106)이 혈액 샘플 시험지(104)에 접속된다. 단계 702에서 시험지(104)의 전압 샘플이 상기 디지털 샘플을 그 디지털 표현으로 변환하는 ADC(112)에 의해 채취되고, 상기 디지털 프로세서(110)는 디지털 표현을 판독하고 그것을 메모리(110) 내에 저장한다. 단계 704에서, 시험지(104)의 이전의 샘플화된 전압(메모리(110)에 저장된 디지털 표현)과 방금 채취한 전압 샘플에 대한 비교가 행해진다. 전압 샘플 값에서 상당한 감소가 없는 경우, 다른 전압 샘플이 ADC(112)에서 채취된다. 상기 정전류 원(106)은 단계 706에서 잠김 시간 동안 저전류 값으로의 설정을 유지한다. 일단 단계 706의 잠김 시간이 경과하면, 타이머(114)가 단계 708에서 가동하고, 단계 710에서 정전류 원(106)은 높은 전류 값으로 설정된다.
단계 712에서는 시험지(104)의 또 하나의 전압 샘플이 상기 ADC(112)에 의해 채취되며, 상기 ADC는 이 전압 샘플을 그 디지털 표현으로 변환하고, 상기 디지털 프로세서(110)는 이 디지털 표현을 판독하고 그것을 메모리(110)에 저장한다. 단계 714에서, 시험지(104)의 이전의 샘플화된 전압(메모리(110)에 저장된 디지털 표현)과 방금 채취한 전압 샘플에 대한 비교가 행해진다. 전압 샘플 값에서 상당한 증가가 없는 경우, 또 하나의 전압 샘플이 ADC(112)에서 채취된다. 그러나 전압 샘플 값에서 상당한 증가가 있는 경우는, 단계 716에서 타이머(114)가 정지되고, 상기 타이머에서 경과된 시간이 측정된다. 단계 718에서 타이머(114)로부터의 시간 T와 상기 정전류 원(106)으로부터의 정전류 값 I가 승산되어 상기 시험지 상의 전하량 Q가 판정된다(Q = I *T). 이후 전하 Q는 상기 메모리(110) 내에 저장된 BGL/Q 룩업 테이블을 이용하여 BGL 수치로 변환될 수 있다. 단계 720에서는 상기 BGL 수치가 디스플레이(118)에서 디스플레이될 수 있다.
본 발명이 특정 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 설명되었지만, 이러한 참조는 본 발명의 한정을 내포하지 않고 이러한 한정을 의미하지도 않는다. 개시된 본 발명은 이 기술분야의 당업자에 의해 형태와 기능에 있어서 수정물, 대체물, 및 등가물이 고려될 수 있다. 본 발명의 도시되고 설명된 실시예들은 단지 예로서, 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.

Claims (34)

  1. 혈액 샘플 속의 글루코스를 측정하는 방법으로서,
    a) 정전류 값을 갖는 정전류원을 혈액 샘플 시험지(blood sample test strip)에 연결하는 단계;
    b) 상기 혈액 샘플 시험지 위에 혈액 샘플을 도입하는 단계;
    c) 상기 혈액 샘플 시험지에 전하 Q를 생성하도록 상기 혈액 샘플 시험지 속의 효소와 상기 혈액 샘플을 반응시키는 단계;
    d) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 결정할 때 상기 혈액 샘플 시험지의 전압을 측정하는 단계;
    e) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압의 상기 전압 값이 하이 레벨로부터 로우 레벨로 감소하였는지를 결정하는 단계;
    e1) 상기 전압 값이 상기 하이 레벨로부터 상기 로우 레벨로 감소하지 않았다면 단계 d)로 복귀하는 단계;
    e2) 상기 전압 값이 상기 하이 레벨로부터 상기 로우 레벨로 감소하였다면 단계 f)로 진행하는 단계;
    f) 상기 혈액 샘플 시험지에서 상기 정전류원을 분리하는 단계;
    g) 잠김 시간(soak time) 동안 대기하는 단계;
    h) 상기 잠김 시간이 경과한 후, 전하 제거 시간을 결정하기 위해 타이머를 시동하는 단계;
    i) 상기 혈액 샘플 시험지에 상기 정전류원을 재연결하는 단계;
    j) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 결정할 때 상기 혈액 샘플 시험지의 전압을 측정하는 단계;
    k) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압의 상기 전압 값이 상기 로우 레벨로부터 전하 제거와 관련된 소정의 전압 값으로 증가하였는지를 결정하는 단계;
    k1) 상기 전압 값이 상기 로우 레벨로부터 상기 소정의 전압 값으로 증가하지 않았다면 단계 j)로 복귀하는 단계;
    k2) 상기 전압 값이 상기 로우 레벨로부터 상기 소정의 전압 값으로 증가하였다면, 상기 타이머를 정지시키고 단계 l)로 진행하는 단계;
    l) 상기 전하 제거 시간과 상기 정전류 값을 승산(multiplying)하여 상기 혈액 샘플 시험지의 전하의 전하 값을 결정하는 단계; 및
    m) 상기 전하 값으로부터 혈당치(BGL; blood glucose level)를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    시각 디스플레이 상에 상기 BGL을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전하 값으로부터 상기 BGL을 결정하는 단계는 룩업 테이블(look-up table)에서 상기 전하 값을 검색하고 상기 룩업 테이블로부터 대응 BGL 값을 판독하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초인, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 미만인, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 내지 오(5)초인, 방법.
  7. 혈액 샘플 내의 글루코스를 측정하는 방법으로서,
    a) 제1 정전류 값을 갖는 정전류원을 혈액 샘플 시험지에 연결하는 단계;
    b) 상기 혈액 샘플 시험지 위에 혈액 샘플을 도입하는 단계;
    c) 상기 혈액 샘플 시험지에 전하 Q를 생성하도록 상기 혈액 샘플 시험지 속의 효소와 상기 혈액 샘플을 반응시키는 단계;
    d) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 결정할 때 상기 혈액 샘플 시험지의 전압을 측정하는 단계;
    e) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압의 상기 전압 값이 하이 레벨로부터 로우 레벨로 감소하였는지를 결정하는 단계;
    e1) 상기 전압 값이 상기 하이 레벨로부터 상기 로우 레벨로 감소하지 않았다면 단계 d)로 복귀하는 단계;
    e2) 상기 전압 값이 상기 하이 레벨로부터 상기 로우 레벨로 감소하였다면 단계 f)로 진행하는 단계;
    f) 잠김 시간 동안 대기하는 단계;
    g) 상기 잠김 시간이 경과한 후, 전하 제거 시간을 결정하기 위해 타이머를 시동하는 단계;
    h) 상기 제1 정전류 값을 제2 정전류 값으로 증가시키는 단계;
    i) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압 값을 결정할 때 상기 혈액 샘플 시험지의 전압을 측정하는 단계;
    j) 상기 혈액 샘플 시험지의 전압의 상기 전압 값이 상기 로우 레벨로부터 전하 제거와 관련된 소정의 전압 값으로 증가하였는지를 결정하는 단계;
    j1) 상기 전압 값이 상기 로우 레벨로부터 상기 소정의 전압 값으로 증가하지 않았다면 단계 i)로 복귀하는 단계;
    j2) 상기 전압 값이 상기 로우 레벨로부터 상기 소정의 전압 값으로 증가하였다면, 상기 타이머를 정지시키고 단계 k)로 진행하는 단계;
    k) 상기 전하 제거 시간과 상기 정전류 값을 승산하여 상기 혈액 샘플 시험지의 전하의 전하 값을 결정하는 단계; 및
    l) 상기 전하 값으로부터 혈당치(BGL)를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    시각 디스플레이 상에 상기 BGL을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전하 값으로부터 상기 BGL을 결정하는 단계는 룩업 테이블에서 상기 전하 값을 검색하고 상기 룩업 테이블로부터 대응 BGL 값을 판독하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초인, 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 미만인, 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 내지 오(5)초인, 방법.
  13. 혈액 샘플 속의 글루코스를 측정하는 장치로서,
    전하를 생성하기 위해 혈액 샘플 속의 글루코스와 반응하는 효소를 갖는 혈액 샘플 시험지;
    상기 혈액 샘플 시험지와 결합된 아날로그-디지털 변환기(ADC);
    상기 ADC와 결합된 디지털 프로세서 및 메모리;
    전하 제거 시간을 측정하기 위해 상기 디지털 프로세서에 결합된 타이머;
    정전류 값을 갖는 정전류원; 및
    상기 정전류원과 상기 혈액 샘플 시험지 사이에 결합되고 상기 디지털 프로세서에 의해 제어되는 스위치 - 상기 스위치는 정상적으로 폐쇄되어 있음 - 을 포함하고,
    혈액 샘플이 상기 혈액 샘플 시험지에 취해질 때,
    상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압은 하이 레벨로부터 로우 레벨로 변화하고,
    상기 스위치가 개방됨으로써 상기 정전류원을 상기 혈액 샘플 시험지에서 분리하고,
    상기 스위치는 잠김 시간 동안 개방을 유지하고,
    상기 잠김 시간이 경과한 후, 상기 타이머는 상기 전하 제거 시간의 측정을 시작하고 상기 스위치는 폐쇄되어 상기 정전류원을 상기 혈액 샘플 시험지에 재연결하고;
    상기 ADC는 상기 전압이 증가할 때까지 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압을 샘플화한 다음 상기 타이머가 상기 전하 제거 시간을 측정하는 것을 정지하고; 그리고
    상기 디지털 프로세서는 상기 정전류 값과 상기 전하 제거 시간을 승산함으로써 상기 혈액 샘플 시험지에 있었던 전하를 계산하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는 추가로 상기 계산된 전하를 혈당치(BGL)로 변환하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서에 결합되고 상기 BGL을 디스플레이하는 디스플레이를 더 포함하는 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되고 그리고 상기 계산된 전하를 상기 BGL로 변환하기 위해 상기 디지털 프로세서에 의해 사용되는 전하-대(to)-BGL 룩업 테이블을 더 포함하는 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서에 의해 제어되는 복수의 프로그램 가능 정전류 값들을 갖는 정전류원을 더 포함하는 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 ADC, 디지털 프로세서 및 메모리, 타이머, 정전류원 및 스위치는 집적 회로 상에 제조되는, 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 집적 회로는 혼합 신호 아날로그 및 디지털 마이크로컨트롤러 집적 회로를 포함하는, 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는 마이크로컨트롤러인, 장치.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초인, 장치.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 미만인, 장치.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 내지 오(5)초인, 장치.
  24. 혈액 샘플 속의 글루코스를 측정하는 장치로서,
    전하를 생성하기 위해 혈액 샘플 속의 글루코스와 반응하는 효소를 갖는 혈액 샘플 시험지;
    상기 혈액 샘플 시험지에 결합된 아날로그-디지털 변환기(ADC);
    상기 ADC에 결합된 디지털 프로세서 및 메모리;
    전하 제거 시간을 측정하기 위해 상기 디지털 프로세서에 결합된 타이머; 및
    상기 혈액 샘플 시험지와 상기 디지털 프로세서에 결합되는 정전류원 - 상기 정전류원은 상기 디지털 프로세서에 의해 제어되는 복수의 프로그램 가능 정전류 값들을 포함함 - 을 포함하고,
    상기 정전류원은 상기 복수의 프로그램 가능 정전류 값들 중 로우 정전류 값이고,
    혈액 샘플이 상기 혈액 샘플 시험지에 취해지고,
    상기 정전류원은 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압이 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화할 때까지 상기 로우 정전류 값을 유지하고,
    이후에 상기 정전류원은 상기 로우 정전류 값보다 더 높은 하이 정전류 값으로 변화하고, 상기 타이머가 상기 전하 제거 시간의 측정을 시작하고,
    상기 ADC가 상기 전압이 증가할 때까지 상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압을 샘플화한 다음 상기 타이머는 상기 전하 제거 시간의 측정을 정지하고; 그리고
    상기 디지털 프로세서는 상기 하이 정전류 값과 상기 전하 제거 시간을 승산함으로써 상기 혈액 샘플 시험지에 있었던 전하를 계산하는, 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는 추가로 상기 계산된 전하를 혈당치(BGL)로 변환하는, 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서에 결합되고 상기 BGL을 보여주는 디스플레이를 더 포함하는 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 메모리에 저장되고 그리고 상기 계산된 전하를 상기 BGL로 변환하기 위해 상기 디지털 프로세서에 의해 사용되는 전하-대-BGL 룩업 테이블을 더 포함하는 장치.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 ADC, 디지털 프로세서 및 메모리, 타이머, 정전류원은 집적 회로 상에 제조되는, 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 집적 회로는 혼합 신호 아날로그 및 디지털 마이크로컨트롤러 집적 회로를 포함하는, 장치.
  30. 제24항에 있어서,
    상기 디지털 프로세서는 마이크로컨트롤러인, 장치.
  31. 제24항에 있어서,
    상기 혈액 샘플 시험지에 걸리는 전압이 상기 하이 레벨로부터 상기 로우 레벨로 변화한 후, 상기 정전류원은 추가로 잠김 시간 동안 로우 정전류 값을 유지하는, 장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초인, 장치.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 미만인, 장치.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 잠김 시간은 일(1)초 내지 오(5)초인, 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140265900A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Laurence P. Sadwick Fluorescent Lamp LED Replacement
CN105403691B (zh) * 2016-01-01 2017-08-18 赛奥生物科技（青岛）有限公司 一种血液试剂分析系统
KR20180080396A (ko) 2017-01-02 2018-07-12 한국전자통신연구원 바이오 센서
EP3704500A4 (en) * 2018-01-23 2020-11-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. DIRECT CURRENT ATTACK CIRCUITRY DEVICES

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH546406A (de) 1972-01-03 1974-02-28 Siemens Ag Geraet zum messen der zuckerkonzentration.
FR2707012B1 (ko) 1993-06-22 1995-09-29 Asulab Sa
US5832410A (en) * 1994-12-06 1998-11-03 Lin; Shengfu Method of using a computer to collect chemical signals directly
CA2265119C (en) * 1998-03-13 2002-12-03 Cygnus, Inc. Biosensor, iontophoretic sampling system, and methods of use thereof
US6193873B1 (en) * 1999-06-15 2001-02-27 Lifescan, Inc. Sample detection to initiate timing of an electrochemical assay
US6541266B2 (en) * 2001-02-28 2003-04-01 Home Diagnostics, Inc. Method for determining concentration of an analyte in a test strip
US6964871B2 (en) * 2002-04-25 2005-11-15 Home Diagnostics, Inc. Systems and methods for blood glucose sensing
US7468125B2 (en) 2005-10-17 2008-12-23 Lifescan, Inc. System and method of processing a current sample for calculating a glucose concentration
US8529751B2 (en) * 2006-03-31 2013-09-10 Lifescan, Inc. Systems and methods for discriminating control solution from a physiological sample
US7460441B2 (en) 2007-01-12 2008-12-02 Microchip Technology Incorporated Measuring a long time period
US7764213B2 (en) 2008-07-01 2010-07-27 Microchip Technology Incorporated Current-time digital-to-analog converter

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