KR20150064112A - 헤마토크릿 비감응성 포도당 농도를 결정하는 시스템 및 방법 - Google Patents
헤마토크릿 비감응성 포도당 농도를 결정하는 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
포도당 농도의 정밀도 및 정확도에 영향을 미칠 수 있을 체액 샘플 내의 다른 물질들에 대체로 비감응성인 포도당 농도가 결정될 수 있도록, 복수의 검사 전압들을 검사 스트립에 인가하고 검사 스트립의 검사 챔버에서의 전기화학 반응으로부터 생기는 적어도 과도 전류 출력을 측정하는 방법들 및 시스템들이 기술되어 있다.
Description
발명자: Michael MALECHA
우선권
본 특허 출원은 2012년 9월 28일자로 출원되어진 선행 출원된 미국 특허 출원 제13/630,334호(대리인 관리번호 CIL5031USNP)의 일부 계속으로서 35 USC§120 하의 우선권의 이익을 주장하는데, 이 선행 출원된 출원은 마치 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼 본 출원에 참고로 포함된다.
생리학적 유체, 예를 들어 혈액 또는 혈액 유래 생성물에서의 분석물(analyte) 검출은 오늘날의 사회에서 그 중요성이 끊임없이 커지고 있다. 분석물 검출 분석은 임상 실험실 시험, 가정 시험 등을 비롯한 다양한 응용에 그 용도가 있으며, 여기서 그러한 시험의 결과는 다양한 질환 상태의 진단 및 관리에 있어 중요한 역할을 한다. 관심대상의 분석물에는 당뇨병 관리를 위한 포도당, 콜레스테롤 등이 포함된다. 분석물 검출의 이러한 증가하는 중요성에 부응하여, 임상 및 가정 용도의 다양한 분석물 검출 프로토콜 및 장치가 개발되었다.
분석물 검출에 채용되는 하나의 유형의 방법은 전기화학적 방법이다. 그러한 방법에서, 수성 액체 샘플이 2개의 전극들, 예컨대 상대 전극 및 작동 전극을 포함하는 전기화학 전지 내의 샘플-수용 챔버에 놓여진다. 분석물은 분석물 농도에 대응하는 양으로 산화능(또는 환원가능) 물질을 형성하기 위해 산화환원제와 반응할 수 있다. 존재하는 산화가능(또는 환원가능) 물질의 양이 이어서 전기화학적으로 추정되고, 초기 샘플에 존재하는 분석물의 양에 관련된다.
그러한 시스템은 다양한 모드의 비효율 및/또는 오차가 있을 수 있다. 예를 들어, 헤마토크릿(hematocrit)들 또는 다른 물질들이 이 방법의 결과들에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명자는 바이오센서 시스템 또는 그의 구성요소들 중 적어도 일부로 하여금, 예를 들어, 포도당 농도들의 결정에서의 전기화학 반응들에 영향을 미치는 헤마토크릿들 또는 임의의 다른 인자들과 같은 물질들에 대체로 비감응성(insensitive) 인 유체 샘플들로부터 정밀하고 정확한 포도당 농도들을 구하게 하는 다양한 기술들을 안출하였다.
일 태양에서, 포도당 측정 시스템으로 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법이 제공된다. 본 시스템은 바이오센서 분석기와 함께 바이오센서를 포함한다. 검사 측정기(test meter)는 검사 스트립(test strip)에 복수의 검사 전압들을 인가하고 검사 스트립의 검사 챔버 내의 전기화학 반응으로부터 유발되는 적어도 과도 전류 출력을 측정하도록 구성된 마이크로컨트롤러를 갖는다. 방법은 검사 스트립을 검사 측정기의 스트립 포트 커넥터(strip port connector) 내로 삽입하여, 검사 스트립의 검사 챔버에 결합된 적어도 2개의 전극들을 스트립 측정 회로에 연결하는 단계; 샘플의 침착 이후에 검사 시퀀스를 개시하는 단계로서, 제1 지속기간 동안에 대략 접지 전위의 제1 전압을 검사 챔버에 인가하는 단계, 제1 지속기간 이후의 제2 지속기간 동안에 제2 전압을 검사 챔버에 인가하는 단계, 제2 지속기간 이후의 제3 지속기간 동안에 제2 전압을 제2 전압과는 상이한 제3 전압으로 변화시키는 단계, 제3 지속기간 이후의 제4 지속기간 동안에 제3 전압을 제3 전압과는 상이한 제4 전압으로 스위칭하는 단계, 제4 지속기간 이후의 제5 지속기간 동안에 제4 전압을 제4 전압과는 상이한 제5 전압으로 변경하는 단계, 제5 지속기간 이후의 제6 지속기간 동안에 제5 전압을 제5 전압과는 상이한 제6 전압으로 수정하는 단계, 제6 지속기간 이후의 제7 지속기간 동안에 제6 전압을 제6 전압과는 상이한 제7 전압으로 변화시키는 단계를 포함하는, 상기 검사 시퀀스를 개시하는 단계; 제2 및 제3 지속기간들에 근접한 제1 구간 동안의 검사 챔버로부터의 제1 과도 전류 출력, 제5 지속기간에 근접한 제2 구간 동안의 제2 과도 전류 출력, 제6 지속기간에 근접한 제3 구간 동안의 제3 과도 전류 출력, 제6 및 제7 지속기간들에 근접한 제4 구간 동안의 제4 과도 전류 출력, 제7 지속기간에 근접한 제5 구간 동안의 제5 과도 전류 출력, 및 제7 지속기간에 근접한 제6 구간 동안의 제6 과도 전류 출력 중 적어도 하나를 측정하는 단계; 및 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 과도 전류 출력들 중 적어도 하나로부터 샘플의 포도당 농도를 계산하는 단계에 의해 달성될 수 있다.
다른 태양에서, 포도당 측정 시스템으로 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법이 제공된다. 본 시스템은 검사 스트립 및 검사 측정기를 포함한다. 분석기는 검사 스트립에 복수의 검사 전압들을 인가하고 검사 스트립의 검사 챔버 내의 전기화학 반응으로부터 유발되는 적어도 과도 전류 출력을 측정하도록 구성된 마이크로컨트롤러를 갖는다. 본 방법은 바이오센서의 검사 챔버에 결합된 적어도 2개의 전극들을 측정 회로에 연결하는 단계; 샘플의 침착 이후에 검사 시퀀스를 개시하는 단계로서, 제1 지속기간 동안에 검사 챔버에 대략 0 전압 전위를 인가하는 단계, 하나의 지속기간을 위한 대략 1 밀리볼트의 전압이 하나의 지속기간 후의 다른 지속기간에서의 다른 전압과 극성이 반대인 제1 지속기간 후의 복수의 지속기간들에 걸쳐 복수의 전압들을 검사 챔버에 구동하여, 극성의 변화가 검사 챔버의 출력 과도 전류에서 복수의 변곡들을 생성하게 하는 단계를 포함하는, 상기 검사 시퀀스를 개시하는 단계; 출력 과도 전류의 크기들을 측정하는 단계로서, 전류의 크기들 중 적어도 2개는 복수의 전압들에서의 극성의 변화에 의해 야기되는 과도 전류의 각자의 변곡들에 근접하는, 상기 출력 과도 전류의 크기들을 측정하는 단계; 및 측정하는 단계로부터의 과도 전류의 크기들로부터 샘플의 포도당 농도를 계산하는 단계에 의해 달성될 수 있다.
또 다른 태양에서, 적어도 하나의 분석물 검사 스트립 및 분석물 검사 측정기를 포함하는 혈중 포도당 측정 시스템이 제공된다. 적어도 하나의 분석물 검사 스트립은 시약이 상부에 배치된 기재(substrate), 및 검사 챔버 내에서 시약에 근접해 있는 적어도 2개의 전극들을 포함한다. 분석물 측정기는 2개의 전극들에 연결되도록 배치된 스트립 포트 커넥터, 전원, 및 마이크로컨트롤러를 포함한다. 마이크로컨트롤러는 스트립 포트 커넥터 및 전원에 전기적으로 결합되어, 검사 스트립이 스트립 포트 커넥터 내에 삽입되고 혈액 샘플이 혈액 샘플 내의 포도당의 화학적 변환들을 위해 검사 챔버 내에 침착될 때, 인가된 전압들로 인한 검사 챔버로부터의 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 또는 제6 과도 전류 출력들 중 적어도 하나로부터 혈액 샘플의 포도당 농도가 마이크로컨트롤러에 의해 결정되게 한다.
그리고, 이들 태양에 대해, 하기의 특징들이 또한 서로 함께 또는 이러한 이전에 개시된 태양들과의 다양한 조합들로 이용되어 본 발명의 다양한 치환들에 도달할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전압들은 크기는 같지만 극성이 반대인 2개의 전압들을 포함할 수 있거나; 측정하는 단계는 과도 전류의 감쇠에 근접한 구간 동안에 과도 전류의 감쇠의 과도 전류 출력들을 합산하는 단계를 포함할 수 있거나; 복수의 지속기간들은 제1 지속기간 이후의 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 제7 지속기간들을 포함할 수 있거나; 복수의 전압들은 제3, 제5, 및 제7 전압들과 극성이 반대이고 제4 및 제6 전압들과 동일한 극성을 갖는 전압을 포함할 수 있거나; 제2 내지 제7 전압들 각각은 약 1 밀리볼트를 포함할 수 있거나; 측정하는 단계는 (a) 제2 지속기간 동안의 출력 과도 전류의 변곡에 근접한 제1 구간, (b) 인가된 전압의 제5 지속기간 동안의 제2 구간, (c) 인가된 전압의 제6 지속기간 동안의 제3 구간, (d) 인가된 전압의 제6 지속기간 동안의 제3 구간과 중첩하는 제4 구간, (e) 제7 지속기간 동안의 제5 구간, 및 (f) 제7 지속기간 동안의 제6 구간에 대해 과도 전류를 샘플링하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 이들 태양에 대해, 하기의 특징들이 또한 서로 함께 또는 이러한 이전에 개시된 태양들과의 다양한 조합들로 이용되어 본 발명의 다양한 치환들에 도달할 수 있다. 예를 들어, 제2 전압은 제3, 제5, 및 제7 전압들과 극성이 반대이고 제4 및 제6 전압들과 동일한 극성을 갖는 전압을 포함할 수 있고; 제2 내지 제7 전압들 각각은 약 1 밀리볼트를 포함할 수 있으며; 계산하는 단계는 하기의 형태의 수학식:
(상기 수학식에서, G는 포도당 농도를 나타내고,
Ia는 제2 지속기간 동안의 출력 과도 전류의 변곡에 근접하여 제1 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함할 수 있고,
Ib는 인가된 전압의 제5 지속기간 동안에 제2 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함할 수 있고,
Ic는 인가된 전압의 제6 지속기간 동안에 제3 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함할 수 있고,
Id는 인가된 전압의 제6 지속기간 동안에 제3 구간과 중첩하는 제4 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함할 수 있고,
Ie는 제7 지속기간 동안에 제5 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함할 수 있고,
If는 제7 지속기간 동안에 제6 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함할 수 있고,
x1 
1.096e0이고,
x2 
7.943e-1이고,
x3 
6.409e-2이고,
x4 
4.406e0이고,
x5 
5.087e-3이고,
x6 
3.936e-3이고,
x7 
1이고,
x8 
3.579e1이고,
x9 
1이고,
x10 
1이고,
x11 
1이고,
x12 
1이고,
x13 
1이다)를 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 전술된 태양들에서, (가능하게는 수학식과 함께) 판단, 추정, 계산, 연산, 도출 및/또는 이용하는 단계는 전자 회로 또는 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 이들 단계는 또한 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 실행가능한 명령어들로서 구현될 수 있는데, 명령어들은 컴퓨터에 의해 실행될 때 전술된 방법들 중 임의의 방법의 단계들을 수행할 수 있다.
본 발명의 추가의 태양들에서, 컴퓨터 판독가능 매체들이 있으며, 각각의 매체는 컴퓨터에 의해 실행될 때 전술된 방법들 중 임의의 방법의 단계를 수행하는 실행가능한 명령어들을 포함한다.
본 발명의 추가의 태양들에서, 검사 측정기 또는 분석물 검사 장치와 같은 장치들이 있으며, 각각의 장치 또는 측정기는 전술된 방법들 중 임의의 방법의 단계들을 수행하도록 구성된 전자 회로 또는 프로세서를 포함한다.
먼저 간략하게 기술되어 있는 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 대한 이하의 보다 상세한 설명을 참조하여 읽어볼 때 이들 및 기타 실시예, 특징 및 이점이 당업자에게는 명백하게 될 것이다.
본 명세서에 포함되고 이 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 현재 바람직한 실시예들을 예시하고, 상기 제공된 일반적인 설명 및 아래 제공된 상세한 설명과 함께, 본 발명의 특징을 설명하는 역할을 한다(여기서, 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다).
도 1a는 바람직한 혈중 포도당 측정 시스템을 도시하는 도면.
도 1b는 도 1a의 측정기 내에 배치된 다양한 구성요소들을 도시하는 도면.
도 1c는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 조립된 검사 스트립의 사시도.
도 1d는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 조립되지 않은 검사 스트립의 분해 사시도.
도 1e는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 검사 스트립의 기부 부분(proximal portion)의 확대 사시도.
도 2는 본 명세서에 개시된 검사 스트립의 일 실시예의 저면도.
도 3은 도 2의 검사 스트립의 측면도.
도 4a는 도 3의 검사 스트립의 평면도.
도 4b는 도 4a의 검사 스트립의 기부 부분의 부분 측면도.
도 5는 본 명세서에 개시된 검사 스트립의 일부와 전기적으로 인터페이싱되는 검사 측정기를 도시하는 단순화된 개략도.
도 6a는 검사 시퀀스 동안 바이오센서에 인가되는 입력 전위 및 바이오센서로부터의 출력 전류의 그래프.
도 6b는 전류와 포도당 사이의 상관 관계(실선)뿐만 아니라 전류와 헤마토크릿 사이의 상관 관계(파선)를 시간의 함수로서 나타낸 그래프.
도 7은 본 명세서에 설명된 기술들의 예시적인 논리 플로우차트.
도 8은 보다 정확한 포도당 농도를 얻는 것에 대한 본 발명자의 초기 시도들로부터의 결과들의 예시의 도면.
도 9a는 기준 포도당 농도들과 비교하여 다양한 측정된 포도당 농도들에 대한 포도당 농도의 바이어스를 나타내는 도면.
도 9b는 기준 헤마토크릿 값들과 비교하여 75 mg/dL 미만에서의 다양한 측정된 포도당 농도들에 대한 크기 바이어스를 나타내는 도면.
도 9c는 기준 헤마토크릿 값들과 비교하여 75 mg/dL에서의 또는 그 초과에서의 다양한 측정된 포도당 농도들에 대한 퍼센트 바이어스를 나타내는 도면.
도 10은 기준 값들과 비교하여 예시적인 기술의 성능을 나타내는 도면.
도 1a는 바람직한 혈중 포도당 측정 시스템을 도시하는 도면.
도 1b는 도 1a의 측정기 내에 배치된 다양한 구성요소들을 도시하는 도면.
도 1c는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 조립된 검사 스트립의 사시도.
도 1d는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 조립되지 않은 검사 스트립의 분해 사시도.
도 1e는 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 사용하기에 적합한 검사 스트립의 기부 부분(proximal portion)의 확대 사시도.
도 2는 본 명세서에 개시된 검사 스트립의 일 실시예의 저면도.
도 3은 도 2의 검사 스트립의 측면도.
도 4a는 도 3의 검사 스트립의 평면도.
도 4b는 도 4a의 검사 스트립의 기부 부분의 부분 측면도.
도 5는 본 명세서에 개시된 검사 스트립의 일부와 전기적으로 인터페이싱되는 검사 측정기를 도시하는 단순화된 개략도.
도 6a는 검사 시퀀스 동안 바이오센서에 인가되는 입력 전위 및 바이오센서로부터의 출력 전류의 그래프.
도 6b는 전류와 포도당 사이의 상관 관계(실선)뿐만 아니라 전류와 헤마토크릿 사이의 상관 관계(파선)를 시간의 함수로서 나타낸 그래프.
도 7은 본 명세서에 설명된 기술들의 예시적인 논리 플로우차트.
도 8은 보다 정확한 포도당 농도를 얻는 것에 대한 본 발명자의 초기 시도들로부터의 결과들의 예시의 도면.
도 9a는 기준 포도당 농도들과 비교하여 다양한 측정된 포도당 농도들에 대한 포도당 농도의 바이어스를 나타내는 도면.
도 9b는 기준 헤마토크릿 값들과 비교하여 75 mg/dL 미만에서의 다양한 측정된 포도당 농도들에 대한 크기 바이어스를 나타내는 도면.
도 9c는 기준 헤마토크릿 값들과 비교하여 75 mg/dL에서의 또는 그 초과에서의 다양한 측정된 포도당 농도들에 대한 퍼센트 바이어스를 나타내는 도면.
도 10은 기준 값들과 비교하여 예시적인 기술의 성능을 나타내는 도면.
하기의 상세한 설명은 도면을 참조하여 읽어야 하며, 도면에서 여러 도면 내의 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지시된다. 반드시 축척대로인 것은 아닌 도면은 선택된 실시예를 도시하고, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 상세한 설명은 제한으로서가 아니라 예로서 본 발명의 원리를 예시한다. 이러한 설명은 명백하게 당업자가 본 발명을 제조 및 사용하도록 할 것이고, 현재 본 발명을 수행하는 최선의 모드로 여겨지는 것을 포함하는, 본 발명의 몇몇 실시예, 개조예, 변형예, 대안예, 및 사용을 기술한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 임의의 수치 값 또는 수치 범위에 대한 용어 "약" 또는 "대략"은 구성요소들의 일부 또는 집합체가 본 명세서에 기술된 바와 같은 그의 의도된 목적으로 기능하는 것을 허용하는 적합한 치수 허용오차를 나타낸다. 보다 구체적으로, "약" 또는 "대략"은 열거된 값의 ±40% 값들의 범위를 지칭할 수 있으며, 예컨대 "약 90%"는 81% 내지 99%의 값들의 범위를 지칭할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "발진 신호(oscillating signal)"는 각각 극성을 변화시키거나 전류의 방향을 교번시키거나 다중-방향성인 전압 신호(들) 또는 전류 신호(들)를 포함한다. 또한 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 어구 "전기 신호" 또는 "신호"는 직류 신호, 교류 신호 또는 전자기 스펙트럼 내의 임의의 신호를 포함하도록 의도된다. 용어 "프로세서", "마이크로프로세서", 또는 "마이크로컨트롤러"는 동일한 의미를 갖도록 의도되고 상호 교환가능하게 사용되도록 의도된다. 게다가, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "환자", "수용자(host)", "사용자" 및 "대상(subject)"은 임의의 사람 또는 동물 대상을 말하며, 본 시스템 또는 방법을 사람에 대한 용도로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 사람 환자에 대한 본 발명의 사용이 바람직한 실시예를 나타낸다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "통지된" 및 그의 어근 용어에 대한 변형은 통지가 텍스트, 오디오, 시각 자료 또는 모든 통신 모드 또는 매체들의 조합을 통해 사용자에게 제공될 수 있다는 것을 나타낸다.
도 1a는 측정기(10) 및 포도당 검사 스트립(62)의 형태인 바이오센서를 포함하는 당뇨병 관리 시스템을 설명한다. 측정기(측정기 유닛)는 분석물 측정 및 관리 유닛, 포도당 측정기, 측정기, 및 분석물 측정 장치로 지칭될 수 있다는 것에 주목한다. 일 실시예에서, 측정기 유닛은 인슐린 전달 장치, 추가의 분석물 검사 장치, 및 약물 전달 장치와 조합될 수 있다. 측정기 유닛은 케이블, 또는 예를 들어, GSM, CDMA, 블루투스(BlueTooth), 와이파이(WiFi) 등과 같은 적합한 무선 기술을 통해 원격 컴퓨터 또는 원격 서버에 연결될 수 있다.
다시 도 1a를 참조하면, 포도당 측정기 또는 측정기 유닛(10)은 하우징(11), 사용자 인터페이스 버튼(16, 18, 20), 디스플레이(14), 및 스트립 포트 개구(22)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스 버튼(16, 18, 20)들은 데이터의 입력, 메뉴의 탐색, 및 명령의 실행을 허용하도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스 버튼(18)은 2방향 토글 스위치의 형태일 수 있다. 데이터는 분석물 농도를 대표하는 값, 및/또는 개인의 일상 생활 방식에 관련되는 정보를 포함할 수 있다. 일상 생활 방식과 관련되는 정보는 개인의 음식 섭취, 의약 사용, 건강 검진 실시, 및 일반적 건강 상태 및 운동 수준을 포함할 수 있다. 측정기(10)의 전자 구성요소는 하우징(11) 내에 있는 회로 기판(34) 상에 배치될 수 있다.
도 1b는 회로 기판(34)의 상부 표면 상에 배치된 전자 구성요소들을 (간략화된 개략 형태로) 도시한다. 상부 표면 상에서, 전자 구성요소들은 스트립 포트 커넥터(22), 연산 증폭기 회로(35), 마이크로컨트롤러(38), 디스플레이 커넥터(14a), 비휘발성 메모리(40), 클록(42), 및 제1 무선 모듈(46)을 포함한다. 하부 표면 상에서, 전자 구성요소들은 배터리 커넥터(도시되지 않음) 및 데이터 포트(13)를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러(38)는 스트립 포트 커넥터(22), 연산 증폭기 회로(35), 제1 무선 모듈(46), 디스플레이(14), 비휘발성 메모리(40), 클록(42), 배터리, 데이터 포트(13) 및 사용자 인터페이스 버튼(16, 18, 20)에 전기적으로 연결될 수 있다.
연산 증폭기 회로(35)는 일정 전위기(potentiostat) 기능 및 전류 측정 기능의 일부를 제공하도록 구성된 적어도 2개의 연산 증폭기들을 포함할 수 있다. 일정 전위기 기능은 검사 스트립의 적어도 2개의 전극들 사이에서의 검사 전압의 인가를 지칭할 수 있다. 전류 기능은 인가된 검사 전압으로부터 유발되는 검사 전류의 측정을 지칭할 수 있다. 전류 측정은 전류-전압 변환기로 수행될 수 있다. 마이크로컨트롤러(38)는, 예를 들어, 텍사스 인스트루먼트(Texas Instrument) MSP 430과 같은 혼합 신호 마이크로프로세서(MSP: mixed signal microprocessor)의 형태일 수 있다. TI-MSP 430은 또한, 일정 전위기 기능 및 전류 측정 기능의 일부를 수행하도록 구성될 수 있다. 추가로, MSP 430은 또한 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 전자 구성요소가 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit)의 형태로 마이크로컨트롤러와 통합될 수 있다.
스트립 포트 커넥터(22)는 검사 스트립에의 전기적 연결을 형성하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 커넥터(14a)는 디스플레이(14)에 부착되도록 구성될 수 있다. 디스플레이(14)는 측정된 포도당 수준을 보고하고 생활 방식 관련 정보의 입력을 용이하게 하기 위한 액정 디스플레이의 형태일 수 있다. 디스플레이(14)는 임의로 백라이트(backlight)를 포함할 수 있다. 데이터 포트(13)는 연결 도선(connecting lead)에 부착된 적합한 커넥터를 수용함으로써, 포도당 측정기(10)가 개인용 컴퓨터와 같은 외부 장치에 연결되게 할 수 있다. 데이터 포트(13)는, 예를 들어, 직렬, USB, 또는 병렬 포트와 같이 데이터의 전송을 가능하게 하는 임의의 포트일 수 있다. 클록(42)은 사용자가 위치하는 지리적 영역에 관련된 현재 시간을 유지하고 또한 시간을 측정하도록 구성될 수 있다. 측정기 유닛은, 예를 들어 배터리와 같은 전원에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
도 1c 내지 도 1e, 도 2, 도 3, 및 도 4b는 본 명세서에 기술된 방법들 및 시스템들과 함께 사용하기에 적당한 예시적인 검사 스트립(62)의 다양한 도면들을 나타낸다. 예시적인 실시예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 말단부(80)로부터 기단부(82)까지 연장되고, 측방향 에지(56, 58)들을 갖는 긴 본체를 포함하는 검사 스트립(62)이 제공된다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 검사 스트립(62)은 또한 제1 전극 층(66), 제2 전극 층(64), 및 2개의 전극 층(64, 66)들 사이에 개재된 스페이서(60)를 포함한다. 제1 전극 층(66)은 제1 전극(66), 제1 연결 트랙(76), 및 제1 접촉 패드(67)를 포함할 수 있는데, 여기서 제1 연결 트랙(76)은, 도 1d 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(66)을 제1 접촉 패드(67)에 전기적으로 연결한다. 도 1d 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(66)이 시약 층(72)의 바로 아래에 있는 제1 전극 층(66)의 일부분이라는 것에 주목한다. 유사하게, 제2 전극 층(64)은 제2 전극(64), 제2 연결 트랙(78), 및 제2 접촉 패드(63)를 포함할 수 있는데, 여기서 제2 연결 트랙(78)은, 도 1d, 도 2 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 전극(64)을 제2 접촉 패드(63)와 전기적으로 연결한다. 도 4b에 나타낸 바와 같이, 제2 전극(64)이 시약 층(72) 위에 있는 제2 전극 층(64)의 일부분이라는 것에 주목한다.
도시된 바와 같이, 샘플-수용 챔버(61)는, 도 1d 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(66), 제2 전극(64), 및 검사 스트립(62)의 말단부(80) 부근의 스페이서(60)에 의해 한정된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(66) 및 제2 전극(64)은 각각 샘플-수용 챔버(61)의 하부 및 상부를 한정할 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 스페이서(60)의 절결 영역(cutout area)(68)은 상부벽(164) 및 하부벽(166)과 함께 샘플-수용 챔버(61)의 측벽들을 한정할 수 있다. 일 태양에서, 샘플-수용 챔버(61)는, 도 1c 내지 도 1e에 도시된 바와 같이, 샘플 입구 및/또는 통기구를 제공하는 포트(70)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 포트들 중 하나는 유체 샘플이 들어가게 할 수 있고, 다른 포트는 공기가 나가게 할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 샘플-수용 챔버(61)(또는 검사 셀 또는 검사 챔버)는 작은 부피를 가질 수 있다. 예를 들어, 챔버(61)의 부피는 약 0.1 마이크로리터 내지 약 5 마이크로리터, 약 0.2 마이크로리터 내지 약 3 마이크로리터, 또는, 바람직하게는, 약 0.3 마이크로리터 내지 약 1 마이크로리터의 범위일 수 있다. 작은 샘플 부피를 제공하기 위하여, 절결부(68)는 약 0.01 ㎠ 내지 약 0.2 ㎠, 약 0.02 ㎠ 내지 약 0.15 ㎠, 또는 바람직하게는 약 0.03 ㎠ 내지 약 0.08 ㎠ 범위의 면적을 가질 수 있다. 게다가, 제1 전극(66) 및 제2 전극(64)은 약 1 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 바람직하게는 약 10 마이크로미터 내지 약 400 마이크로미터, 더 바람직하게는 약 40 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터 범위로 이격될 수 있다. 전극의 상대적으로 가까운 간격은 또한 산화환원 사이클링이 일어나게 할 수 있는데, 여기서 제1 전극(66)에서 발생한 산화된 매개자(mediator)는 제2 전극(64)으로 확산되어 환원되고, 그 후에 제1 전극(66)으로 확산되어 돌아와 다시 산화될 수 있다. 당업자는 다양한 그러한 부피, 면적, 및/또는 전극의 간격이 본 발명의 사상 및 범주 내에 있음을 인식할 것이다.
일 실시예에서, 제1 전극 층(66) 및 제2 전극 층(64)은 금, 팔라듐, 탄소, 은, 백금, 산화주석, 이리듐, 인듐, 또는 이들의 조합(예를 들어, 인듐 도핑된 산화주석)과 같은 재료로부터 형성된 전도성 재료일 수 있다. 게다가, 절연 시트(도시되지 않음) 상에 스퍼터링, 무전해 도금, 또는 스크린-인쇄 공정에 의해 전도성 재료를 배치함으로써 전극을 형성시킬 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 제1 전극 층(66) 및 제2 전극 층(64)은 각각 스퍼터링된 팔라듐 및 스퍼터링된 금으로부터 제조될 수 있다. 스페이서(60)로서 채용될 수 있는 적합한 재료는, 예를 들어, 플라스틱(예를 들어, PET, PETG, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌), 규소, 세라믹, 유리, 접착제, 및 그의 조합과 같은 다양한 절연 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 스페이서(60)는 폴리에스테르 시트의 대향 면들 상에 코팅된 양면 접착제의 형태일 수 있는데, 여기서 접착제는 감압성이거나 열 활성화될 수 있다. 본 발명자들은, 제1 전극 층(66), 제2 전극 층(64), 및/또는 스페이서(60)를 위한 다른 다양한 재료가 본 발명의 사상 및 범주 내에 있음을 언급한다.
제1 전극(66) 또는 제2 전극(64)은 인가된 검사 전압의 크기 및/또는 극성에 따라 작동 전극의 기능을 수행할 수 있다. 작동 전극은 환원된 매개자 농도에 비례하는 한계 검사 전류를 측정할 수 있다. 예를 들어, 전류 한계 화학종이 환원된 매개자(예를 들어, 페로시아나이드)인 경우, 검사 전압이 제2 전극(64)에 대한 산화환원 매개자 전위보다 충분히 크기만 하면, 이는 제1 전극(66)에서 산화될 수 있다. 그러한 상황에서, 제1 전극(66)은 작동 전극의 기능을 수행하고, 제2 전극(64)은 상대/기준 전극의 기능을 수행한다. 본 발명자들은 상대/기준 전극을 간단히 기준 전극 또는 상대 전극이라고 지칭할 수 있음을 언급한다. 모든 환원된 매개 물질이 작동 전극 표면에서 고갈된 때 한계 산화가 일어나, 측정된 산화 전류가 벌크 용액으로부터 작동 전극 표면을 향해 확산하는 환원된 매개 물질의 유속(flux)에 비례하게 한다. "벌크 용액"이라는 용어는 환원된 매개 물질이 고갈 구역 내에 위치되지 않는 작동 전극으로부터 충분히 멀리 떨어져 있는 용액의 부분을 말한다. 검사 스트립(62)에 대해 달리 언급하지 않는다면, 검사 측정기(10)에 의해 인가된 모든 전위가 이후부터 제2 전극(64)에 대해 언급될 것임에 주목하여야 한다.
유사하게, 검사 전압이 산화환원 매개자 전위보다 충분히 작은 경우, 환원된 매개자는 제2 전극(64)에서 한계 전류로서 산화될 수 있다. 그러한 상황에서, 제2 전극(64)은 작동 전극의 기능을 수행하고, 제1 전극(66)은 상대/기준 전극의 기능을 수행한다.
초기에, 분석은 소정 분량의 유체 샘플을 포트(70)를 통해 샘플-수용 챔버(61) 내로 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 일 태양에서, 포트(70) 및/또는 샘플-수용 챔버(61)는 모세관 작용이 유체 샘플로 하여금 샘플-수용 챔버(61)를 충전하게 하도록 구성될 수 있다. 제1 전극(66) 및/또는 제2 전극(64)은 샘플-수용 챔버(61)의 모세관 현상을 촉진하기 위하여 친수성 시약으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 2-메르캅토에탄 설폰산과 같은 친수성 부분을 갖는 티올 유도된 시약을 제1 전극 및/또는 제2 전극 상에 코팅할 수 있다. 바이오센서 및 시스템의 추가의 상세 사항들이, 모두가 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된, 하기의 미국 특허 제6179979호, 제6193873호, 제6284125호, 제6413410호, 제6475372호, 제6716577호, 제6749887호, 제6863801호, 제6890421호, 제7045046호, 제7291256호, 제7498132호에 도시 및 기술되어 있다.
상기 스트립(62)의 분석에서, 시약 층(72)은 PQQ 보조 인자(co-factor) 및 페리시아나이드를 기반으로 하는 포도당 탈수소효소(glucose dehydrogenase, GDH)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, PQQ 보조 인자를 기반으로 하는 효소 GDH는 FAD 보조 인자를 기반으로 하는 효소 GDH로 대체될 수 있다. 하기 화학적 전환 T.1에 나타낸 바와 같이, 혈액 또는 대조 용액이 샘플 반응 챔버(61) 내로 투입될 때, 포도당은 GDH(ox)에 의해 산화되고 그 과정에서 GDH(ox)가 GDH(red)로 변환된다. GDH(ox)는 GDH의 산화된 상태를 지칭하며, GDH(red)는 GDH의 환원된 상태를 지칭한다는 것에 주목한다.
T.1
D-포도당 + GDH(ox) → 글루콘산 + GDH(red)
다음으로, GDH (red)는 하기의 화학 변환식 T.2에 나타낸 바와 같이 페리시아나이드(즉, 산화된 매개자 또는 Fe (CN)6 3-)에 의해 그의 활성 산화 상태로 다시 재생된다. GDH(ox)를 재생시키는 과정에서, 하기 T.2에 나타낸 반응으로부터 페로시아나이드(즉 환원된 매개자 또는 Fe(CN)6 4-)가 재생된다:
T.2
GDH(red) + 2 Fe(CN)6 3- → GDH(ox) + 2 Fe(CN)6 4-
도 5는 제1 접촉 패드(67a, 67b) 및 제2 접촉 패드(63)와 인터페이싱하는 검사 측정기(100)를 도시하는 단순화된 개략도를 제공한다. 도 1d 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 접촉 패드(63)를 사용하여 U자형 노치(65)를 통해 검사 측정기에의 전기적 연결을 확립할 수 있다. 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 검사 측정기(100)는 제2 전극 커넥터(101), 제1 전극 커넥터(102a, 102b)들, 검사 전압 유닛(106), 전류 측정 유닛(107), 프로세서(212), 메모리 유닛(210), 및 시각적 디스플레이(202)를 포함할 수 있다. 제1 접촉 패드(67)는 67a 및 67b로 표기되는 2개의 프롱(prong)을 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 제1 전극 커넥터(102a, 102b)들은, 각각 프롱(67a, 67b)들에 별도로 연결된다. 제2 전극 커넥터(101)는 제2 접촉 패드(63)에 연결될 수 있다. 검사 측정기(100)는 검사 스트립(62)이 검사 측정기(10)에 전기적으로 연결되어 있는지 여부를 결정하기 위해 프롱(67a, 67b)들 사이의 저항 또는 전기적 연속성을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 검사 측정기(100)는 제1 접촉 패드(67)와 제2 접촉 패드(63) 사이에 검사 전압 및/또는 전류를 인가할 수 있다. 일단 스트립(62)이 삽입되었다는 것을 검사 측정기(100)가 인식하면, 검사 측정기(100)가 켜지고 유체 검출 모드를 개시한다. 일 실시예에서, 유체 검출 모드는 검사 측정기(100)로 하여금 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이에 약 1 마이크로암페어의 일정 전류를 인가하게 한다. 검사 스트립(62)이 초기에 건조되어 있으므로, 검사 측정기(10)는 상대적으로 큰 전압을 측정한다. 투입 과정 중에 유체 샘플이 제1 전극(66)과 제2 전극(64) 사이의 간극을 메울 때, 검사 측정기(10)로 하여금 자동적으로 포도당 검사를 개시하게 하는 소정의 역치 미만인 측정 전압의 감소를 검사 측정기(100)가 측정할 것이다.
발명자는, 정밀할 뿐만 아니라 정확한 포도당 농도 값을 추출하기 위해, 바이오센서로부터 안정적인 과도 전류 출력을 생성하도록 파형 또는 구동 전압이 조정되어야 한다고 판단하였다. 이는, 포도당 농도에 상관된 과도 전류들에서의 지점들의 반복성이 가능한 한 높아야 하기 때문에 특히 중요하다. 또한, 그러한 과도 전류를 제공함으로써, 이는 발명자로 하여금 혈액 샘플 내의 헤마토크릿에 사실상 비감응성인 포도당 농도 값을 계산하는 몇가지 독립적인 기술들을 획득하게 한다.
도 6a는 이러한 특정 바이오센서에 의한 발명자의 목적에 적합한 것으로 간주되는 특정 파형("Vt"로 표시된 파선) 및 얻어진 과도 전류("It"로 표시된 실선)를 도시한다. 도 6b는 포도당뿐만 아니라 헤마토크릿에 대한 과도 전류 내에서 상관 관계들(수직축)이 어디에 있는지에 대한 통찰을 제공한다. 일반적으로 측정된 분석물(포도당)뿐만 아니라 내재된 간섭(여기서: 헤마토크릿)에 대한 상이한 감도들을 나타내는, 전류 응답(즉, 과도 전류) 내의 영역들이 존재한다는 것을 관찰할 것이다. 이는 본 발명자의 기술의 도출을 형상화한다. 특히, 본 발명자는 과도 전류의 헤마토크릿 감응성 영역들로부터의 결과들이 포도당 감응성 영역들을 사용하여 획득된 포도당 결과를 보정하는 데 사용될 수 있도록 적어도 하나의 기술을 안출하였다. 헤마토크릿에 상관되어 있지 않지만 동시에 최대 포도당 상관 관계를 제공하는, 과도 전류 내의 단일 지점이 존재하지 않는다는 것에 주목할 것이다. 따라서, 각각의 기술은 그러한 조건들을 인위적으로 생성하려고 시도한다. 가장 중요한 발상은 출력 과도 전류 내에서의 안정적인 지점들만을 사용하는 것이었다 - 즉, 가능한 한 피크들로부터 멀리 떨어진 샘플링 지점들이 선택되었다 -. 여기서, 피크로부터 피크의 우측에 있는 샘플링 지점까지의 거리가 중요한데, 그 이유는 샘플링 지점 이후에 오는 것이 샘플링 지점의 안정성 및 재현성과 관계가 없기 때문이다. 본 발명자는 여기서, 도 6a의 시간 눈금이 (0에서 동일한 시작 시각을 가지고서) 도 6b의 시간 눈금과 동일하여, 도 6b와 도 6a를 중첩 또는 중복시킴으로써 둘 모두의 도면들이 비교될 수 있음을 언급한다.
적절한 기술을 안출함에 있어서, 본 발명자는 초기에, 하기의 형태를 갖는 수학식 A와 함께 도 6a의 과도 전류 It를 획득하기 위해 파형 Vt를 이용하였다:
[수학식 A]
상기 수학식에서,
"g"는 포도당 농도를 나타내고,
I는 측정 동안의 미리 결정된 시간 구간(예컨대, 측정 시퀀스의 개시에 대해 약 4.9 내지 약 5초)에 인접하여 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력일 수 있고,
x1~0.427이고,
x2~25.62이다.
그러나, (수학식 A를 사용하여) 발명자의 첫번째 시도의 결과들을 검증하기 위해 검사들이 수행되었을 때, 도 8에 도시된 바와 같이, 낮은 헤마토크릿(20%) 및 높은 헤마토크릿(60%)이 있을 때 포도당 농도가 크게 영향을 받는다는 것이 밝혀졌다. 구체적으로, 도 8에서, 3개의 상이한 헤마토크릿(20%, 38%, 60%)들 내의 다양한 포도당 농도(75 mg/dL 이상 및 75 mg/dL 미만)들의 106개의 샘플들 S1, S2, S3이 옐로우 스프링스 인스트루먼트(Yellow Springs Instrument, YSI)와 같은 표준 실험실 분석기를 사용하여 검사되고 기준(또는 실제) 분석물 레벨(예컨대, 혈중 포도당 농도)에 대해 벤치마킹되었다. 포도당 농도 "g"에 대한 바이어스 및 보정된 포도당 농도가 하기 형태의 수학식들로 결정되었다:
[수학식 B]
바이어스절대 = G계산 - G기준
G기준이 75mg/dL 포도당 미만인 경우
바이어스 목표가 15 mg/dL 또는 20%임.
[수학식 C]
G기준이 75 mg/dL 포도당 이상인 경우
바이어스 목표가 15 mg/dL 또는 10%임.
(상기 수학식에서,
바이어스절대는 절대 바이어스이고,
바이어스%는 퍼센트 바이어스이고,
G계산은 보정되지 않은 또는 보정된 포도당 농도 "g"이고,
G기준은 기준 포도당 농도이다.
도 8을 다시 참조하면, 20% 및 60% 헤마토크릿들에서의 포도당 농도들이 헤마토크릿들의 존재에 의해 심각하게 영향을 받게 되어 (20% 헤마토크릿에서의) 샘플 S1의 그리고 (60% 헤마토크릿에서의) 샘플 S3의 측정들이 바람직한 상한(802) 및 하한(804)을 벗어나게 되는 것으로 여겨졌음을 알 수 있다. 이러한 초기의 기술에 의한 성능이 충분할 수도 있지만, 그럼에도 불구하고, 아주 낮은(예컨대, 20%) 또는 아주 높은(예컨대, 60%) 헤마토크릿들을 함유하는 샘플들이 이용되는 경우, 수학식 A의 초기 기술이 원하는 성능을 제공하지 않을 수도 있다고 여겨진다.
그러나, 본 발명자는 시스템으로 하여금 수학식 A를 사용하는 초기 기술에 의한 이러한 원하는 바에 미치지 못하는 성능을 극복하게 하였던 다양한 기술들을 안출할 수 있었다. 특히, 도 7을 참조하여, 도 1의 바이오센서로 포도당 농도를 결정하는 방법(700)이 이제 기술될 것이다. 단계(702)에서, 본 방법은 사용자가 검사 스트립을 검사 측정기의 스트립 포트 커넥터에 삽입하여 검사 스트립의 검사 챔버에 결합된 적어도 2개의 전극들을 스트립 측정 회로에 연결시키는 것으로 시작할 수 있다. 단계(704)에서, 사용자는 적절한 샘플(예컨대, 생리학적 유체, 혈액 또는 대조 용액)을 검사 챔버 상에 침착시킴으로써, 단계(706)에서 샘플의 침착 후에 검사 시퀀스를 개시한다. 단계(706)(도 6a를 참조)는, 예를 들어, 제1 지속기간 t1 동안에 검사 챔버에 0 전위 V1을 인가하는 단계; 극성의 변화가 검사 챔버의 출력 과도 전류 It에 변곡(예컨대,Ia)을 생성하도록 하나의 지속기간(예컨대, 도 6a의 t2)을 위한 대략 1 밀리볼트의 전압(예컨대, 도 6a의 V2)이 상기 하나의 지속기간(즉, 도 6a의 t2) 후의 다른 지속기간(예컨대, t3)에서의 다른 전압(예컨대, 도 6a의 V3)과 극성이 반대인 제1 지속기간 t1 후의 복수의 지속기간(도 6a의 t2, t3, t4, t5, t6, 및 t7)들에 걸쳐 복수의 전압(예컨대, V2, V3, V4, V5, V6, 및 V7)들을 검사 챔버에 구동하는 단계와 같은, 검사 시퀀스에 수반되는 다수의 하위단계들을 포함한다. 예를 들어, 복수의 전압들의 극성의 변화에 의해 야기되는 과도 전류의 각자의 변곡들에 근접하여 과도 전류 출력 It의 크기(예컨대, 도 6a의 Ia, Ib, Ic, Ic, 및 Ie)들을 측정하거나 과도 전류 It의 감쇠의 구간 Δ5에 근접하여 전류 크기 Ie를 측정하는 것과 같은 단계(708)가 단계(706)의 하위단계들과 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 전류 크기가 특정의 시점에서 샘플링되는 것이 바람직하지만, 실제로는, 전류 크기가 과도 전류 It의 변곡 동안에 아주 짧은 구간(예컨대, 도 6a의 Δ1 … Δ4)에 걸쳐 그리고 과도 전류 It의 감쇠에서의 미리 결정된 시점에서 미리 결정된 구간 Δ5 동안에 측정된다. 바람직한 실시예에서, 구간들 Δ1 … Δ4는 일반적으로 동일한 샘플링 시간 구간을 가질 수 있다. 대안적으로, 샘플링 시간 구간들 Δ1 … Δ5는 상이한 샘플링 시간 구간들을 가질 수 있다. 도 6a에서 알 수 있는 바와 같이, 제2, 제4, 또는 제6 지속기간은 약 1/2초인 반면, 제3, 제5, 또는 제7 지속기간은 약 1초이다. 다시 말하면, 각각의 지속기간 t1, t2, t3, t4, t5, t6, 및 t7에 대한 시간 구간은 상이한 지속기간들을 가질 수 있다.
단계(710)에서, 논리는 측정하는 단계의 과도 전류 It의 크기(도 6a의 Ia, Ib, Ic, Ic, 및 Ie)들로부터 샘플의 포도당 농도를 계산함으로써 진행한다. 예를 들어, 포도당 계산은 하기의 형태의 수학식 1로 수행될 수 있다:
[수학식 1]
상기 수학식에서, G는 분석되는 샘플의 포도당 농도를 나타내고,
Ia는 제2 지속기간 동안의 출력 과도 전류의 변곡에 근접하여 제1 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력일 수 있고,
Ib는 인가된 전압의 제5 지속기간 동안에 제2 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력일 수 있고,
Ic는 인가된 전압의 제6 지속기간 동안에 제3 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력일 수 있고,
Id는 인가된 전압의 제6 지속기간 동안에 제3 구간과 중첩하는 제4 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력일 수 있고,
Ie는 제7 지속기간 동안에 제5 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력일 수 있고,
If는 제7 지속기간 동안에 제6 구간에 대해 측정된 (또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력일 수 있고,
x1 
1.096e0이고,
x2 
7.943e-1이고,
x3 
6.409e-2이고,
x4 
4.406e0이고,
x5 
5.087e-3이고,
x6 
3.936e-3이고,
x7 
1이고,
x8 
3.579e1이고,
x9 
1이고,
x10 
1이고,
x11 
1이고,
x12 
1이고,
x13 
1이다.
여기서, 도 6a에서의 복수의 전압들 V1 …VN (여기서, N 
2, 3, 4 …n) (파선으로 도시됨)이 크기는 같지만(즉, 1 밀리볼트) 극성이 반대인 2개의 전압들을 포함할 수 있음에 주목한다. 또한, 각자의 전압들에 대한 복수의 지속기간들은 제1 지속기간 후의 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 및 제7 지속기간들을 포함할 수 있고, 이때 각각의 지속기간은 바이오센서 시스템의 동작 파라미터들에 따라 동일하거나 상이하다. 각자의 시점들에서의 과도 전류 출력 It(실선)의 측정 또는 샘플링에서, 각각의 시점에서 측정된 과도 전류 출력은 각각의 시점 주위에서의 전류의 합산일 수 있다. 예를 들어, 제1 과도 전류 출력(실선) Ia는 포도당 측정 시퀀스의 개시로부터 약 0.8초부터 약 1.1초까지 그리고 바람직하게는 약 0.9초부터 약 1초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있고, 제2 과도 전류 출력 Ib는 포도당 측정 시퀀스의 개시로부터 약 2.7초부터 약 2.9초까지 그리고 바람직하게는 약 2.75초부터 약 2.9초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있으며, 제3 과도 전류 출력 Ic는 포도당 측정 시퀀스의 개시로부터 약 3.5초부터 약 3.9초까지 그리고 바람직하게는 약 3.6초부터 약 3.9초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있고, 제4 전류 출력 Id는 포도당 측정 시퀀스의 개시로부터 약 3.6초부터 약 4.1초까지 그리고 바람직하게는 약 3.7초부터 약 4초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있으며, 제5 과도 전류 출력은 포도당 측정 시퀀스의 개시로부터 약 4.1초부터 약 4.5초까지 그리고 바람직하게는 약 4.3초부터 약 4.4초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있고, 제6 과도 전류 출력 If는 약 4.3초부터 약 4.7초까지 그리고 바람직하게는 약 4.4초부터 약 4.6초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있다. 생성된 결과의 정밀도를 최대화하기 위해 과도 전류 출력의 합산이 바람직하다. 더욱이, 합산은, 여기서 도 6a에 도시된, 과도 전류로 지칭되는 100개의 전류 샘플들을 5초 측정이 획득하도록 약 20 ㎐의 샘플링 주파수를 취할 것이다.
도 7에서의 단계(706)가 앞서 기술되었지만, 이 단계의 일부로서 다른 변형예들이 가능하다. 예를 들어, 단계(706)의 목적들을 수행하기 위해 주 단계(706)의 일부로서 다른 하위단계들이 이용될 수 있다. 구체적으로, 하위단계들은 전기화학 반응을 개시하게 하는 것으로 여겨지는, 시간 지연을 제공하기 위해 제1 지속기간 t1(도 6a) 동안에 대략 접지 전위의 제1 전압 V1(파선으로 도시됨)을 검사 챔버에 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 다음의 하위단계는 제1 지속기간 t1 이후의 제2 지속기간 t2(도 6a) 동안에 제2 전압 V2를 검사 챔버에 인가하는 단계; 제2 지속기간 t2 이후의 제3 지속기간 t3 동안에 제2 전압 V2를 제2 전압 V2와는 상이한 제3 전압 V3으로 변화시키는 단계; 제3 지속기간 이후의 제4 지속기간 t4 동안에 제3 전압 V3을 제3 전압과는 상이한 제4 전압 V4로 스위칭하는 단계; 제4 지속기간 t4 이후의 제5 지속기간 t5 동안에 제4 전압 V4를 제4 전압 V4와는 상이한 제5 전압 V5로 변경하는 단계; 제5 지속기간 t5 이후의 제6 지속기간 t6 동안에 제5 전압 V5를 제5 전압과는 상이한 제6 전압 V6으로 수정하는 단계; 제6 지속기간 이후의 제7 지속기간 t7 동안에 제6 전압 V6을 제6 전압 V6과는 상이한 제7 전압 V7로 변화시키는 단계를 포함할 수 있다. 단계(706)와 병렬로 수행될 수 있을 단계(708)에서, 본 시스템은 과도 전류(도 6a의 It)의 형태의 과도 전류 출력들의 측정을 수행한다.
단계(706)는, 예를 들어, (a) 제2 및 제3 지속기간들에 근접한 제1 구간 Δ1 동안의 검사 챔버로부터의 제1 과도 전류 출력(Ia), (b) 제4 및 제5 지속기간들에 근접한 제2 구간 Δ2 동안의 제2 과도 전류 출력(Ib), (c) 제6 지속기간에 근접한 제3 구간 Δ3 동안의 제3 과도 전류 출력(Ic), (d) 제4 구간이 제3 구간과 중첩하는 제6 지속기간에 근접한 제4 구간 Δ4 동안의 제4 과도 전류 출력(Id), (e) 제7 지속기간의 중간 구간에 근접한 제5 구간 동안의 제5 과도 전류 출력(Ie), 제7 지속기간의 중간 구간에 인접한 제5 구간 동안의 제6 과도 전류 출력(If) 중 적어도 하나를 측정하는 단계와 같은 하위단계들을 포함한다. 여기서, 과도 전류가 매우 빠르게 변하여 과도 전류에서의 변곡을 나타내는 아주 짧은 기간(예컨대, 10 밀리초 이하)을 구간들 Δ1… Δ4 각각이 포함할 수 있다는 것에 주목한다. 예를 들어, 제1 과도 전류 출력은 검사 시퀀스 전압 V1의 개시에 대해 약 0.8초부터 약 1.1초까지 그리고 바람직하게는 약 0.9초부터 약 1초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있고, 제2 과도 전류 출력은 검사 시퀀스 전압의 개시에 대해 약 2.3초부터 약 2.6초까지 그리고 바람직하게는 약 2.4초부터 약 2.5초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있으며, 제3 과도 전류 출력은 검사 시퀀스 전압의 개시에 대해 약 3.3초부터 약 3.6초까지 그리고 바람직하게는 약 3.4초부터 약 3.5초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있고, 제4 과도 전류 출력은 검사 시퀀스 전압의 개시에 대해 약 3.8초부터 약 4.1초까지 그리고 바람직하게는 약 3.9초부터 약 4초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있으며, 제5 과도 전류 출력은 검사 시퀀스 전압의 개시에 대해 약 4.8초부터 약 5.1초까지 그리고 바람직하게는 약 4.9초부터 약 5초까지의 과도 전류 출력들의 합산일 수 있다.
단계(710)는 샘플의 포도당 농도를 계산하는 단계를 포함한다. 발명자들은 그러한 계산이 상기 수학식 1에 의해 나타내어진 바와 같이 이용될 수 있다는 것을 언급한다. 단계(710)로부터의 결과가 혈중 포도당의 관리에 있어서 사용자에게 통지될 수 있다.
본 명세서에 설명된 기술들은 또한, 여기서 도 9a 내지 도 9c 및 도 10에 도시되어 있는, 계산된 포도당 결과와 기준 포도당 결과 사이의 바이어스 또는 오류를 결정함으로써 검증되었다. 도 9a 내지 도 9c 및 도 10 각각이 이하에서 개별적으로 논의될 것이다.
본 발명이 본 명세서에 기술된 하나의 기술 또는 하나의 특징으로 제한되는 것이 아니라, 치환들 각각이 샘플의 물리적 특성(들)(예컨대, 헤마토크릿)으로 인한 영향이 사실상 없으면서 포도당 결정을 허용하는 치환의 의도된 목적을 위해 기능하는 한, 기술들(또는 특징들) 중 전부 또는 일부가 임의의 적당한 치환으로 조합될 수 있다는 것에 주목한다.
도 9a를 참조하면, 본 발명자는 이 도면의 바이어스 연구가 대략 10520개의 샘플들에 대해 예시적인 수학식 1을 통해 도출되었음을 언급한다. 도 9a에서, 각각의 선택된 기준 포도당 데이터(예컨대, 0 mg/dL 내지 600 mg/dL)에 대해, 샘플들의 실질적으로 높은 백분율이 상위 포도당 바이어스 범위(902)와 하위 바이어스(904)(이들은 각각, 75 mg/dL 미만의 포도당 농도들에 대해 ±8 mg/dL 그리고 75mg/dL 이상의 포도당 농도에 대해 ±10%이다) 내에 있음을 알 수 있다. 도 9a에 대한 상관 관계 계수(R)는 포도당에 대해 약 99.4% 그리고 헤마토크릿들에 대해 6.6%임으로써, 본 발명자의 예시적인 기술들에 의해 결정되는 포도당 농도들이 혈액 내에서의 헤마토크릿의 변동들에 의해 크게 영향받지 않음을 입증한다.
도 9b를 참조하면, 75 mg/dL 미만의 포도당 농도에서, 20% 내지 60%의 기준 헤마토크릿들의 범위에 걸쳐 비교하여 (기준 YSI 결과들에 대하여) 본 발명자의 기술로부터의 포도당 결과(G)들에 대한 바이어스(mg/dL 단위)는 실질적으로 상한(902a)과 하한(904a) 내에 있다. 도 9c에서의 75 mg/dL에서의 또는 그 초과의 포도당 농도들에 대해, 헤마토크릿들의 범위(20% 내지 60%)와 비교하여 (기준 YSI 결과들에 대하여) 본 발명자의 기술로부터의 포도당 결과(G)들에 대한 바이어스의 백분율(% 단위)은 또한 실질적으로 바이어스의 임계치들의 상한(902b)과 하한(904b) 내에 있다.
도 10은 실생활 상황으로의 본 발명자의 발명의 이전성(transferability)을 입증하는, 독립적인 임상 데이터를 예시한다. 이러한 데이터는 임상 환경에서 116명의 당뇨병 환자 공여자들로부터 획득되었다. 포도당 농도(G)는, 실험실 데이터로부터 도출되는 바와 같은 계수들 x1-13을 사용하여, 다운로드된 전류 트레이스에 기초하여 계산되었다. 어떠한 에러 코딩 또는 트래핑(error coding or trapping)도 채용되지 않았다. 도 9에서, 포도당 결과들 중 대략 98.7%는 대역 "A" 내에 있고, 포도당 결과들 중 대략 1.3%는 포도당 결과들에 대한 대역 "B" 내에 있다. 도 9a 내지 도 9c 및 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명자의 기술로부터의 결과들은 온도 또는 헤마토크릿 보정에 대한 필요성 없이 훨씬 더 큰 정확도를 나타낸다. 따라서, 구현된 바와 같이, 발명자들의 기술은 혈액에 존재하는 헤마토크릿들로부터의 간섭을 최소로 하여 포도당 측정들이 얻어질 수 있다는 점에서 기술적 기여를 제공한다.
본 발명을 특정한 변화 및 예시적 도면으로 설명하였지만, 당업자는 본 발명이 설명된 변화 또는 도면에 제한되지 않음을 인지할 것이다. 게다가, 상기 설명된 방법 및 단계가 소정 순서로 일어나는 소정 사건을 나타내는 경우에, 당업자는 소정 단계의 순서가 변경될 수 있고, 그러한 변경은 본 발명의 변화에 따름을 인지할 것이다. 부가적으로, 소정 단계는 가능한 경우에 병렬 과정으로 동시에 수행될 수도 있고, 또한 상기 설명된 바와 같이 순차적으로 수행될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 사상 내에 있거나 특허청구범위에서 확인되는 본 발명과 동등한 본 발명의 변형이 존재하는 경우, 본 특허는 이러한 변형을 또한 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (18)
- 검사 스트립(test strip) 및 검사 측정기(test meter)를 포함하는 포도당 측정 시스템으로 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법으로서,
상기 검사 측정기는 상기 검사 스트립에 복수의 검사 전압들을 인가하고 상기 검사 스트립의 검사 챔버에서의 전기화학 반응으로부터 유발되는 적어도 과도 전류 출력을 측정하도록 구성된 마이크로컨트롤러를 가지며, 상기 방법은,
상기 검사 스트립을 상기 검사 측정기의 스트립 포트 커넥터(strip port connector) 내로 삽입하여, 상기 검사 스트립의 상기 검사 챔버에 결합된 적어도 2개의 전극들을 스트립 측정 회로에 연결하는 단계;
샘플의 침착 이후에 검사 시퀀스를 개시하는 단계로서,
제1 지속기간 동안에 대략 접지 전위의 제1 전압을 상기 검사 챔버에 인가하는 단계,
상기 제1 지속기간 이후의 제2 지속기간 동안에 제2 전압을 상기 검사 챔버에 인가하는 단계,
상기 제2 지속기간 이후의 제3 지속기간 동안에 상기 제2 전압을 상기 제2 전압과는 상이한 제3 전압으로 변화시키는 단계,
상기 제3 지속기간 이후의 제4 지속기간 동안에 상기 제3 전압을 상기 제3 전압과는 상이한 제4 전압으로 스위칭하는 단계,
상기 제4 지속기간 이후의 제5 지속기간 동안에 상기 제4 전압을 상기 제4 전압과는 상이한 제5 전압으로 변경하는 단계,
상기 제5 지속기간 이후의 제6 지속기간 동안에 상기 제5 전압을 상기 제5 전압과는 상이한 제6 전압으로 수정하는 단계,
상기 제6 지속기간 이후의 제7 지속기간 동안에 상기 제6 전압을 상기 제6 전압과는 상이한 제7 전압으로 변화시키는 단계를 포함하는, 상기 검사 시퀀스를 개시하는 단계;
상기 제2 및 제3 지속기간들에 근접한 제1 구간 동안의 상기 검사 챔버로부터의 제1 과도 전류 출력,
상기 제5 지속기간에 근접한 제2 구간 동안의 제2 과도 전류 출력,
상기 제6 지속기간에 근접한 제3 구간 동안의 제3 과도 전류 출력,
상기 제6 및 제7 지속기간들에 근접한 제4 구간 동안의 제4 과도 전류 출력,
상기 제7 지속기간에 근접한 제5 구간 동안의 제5 과도 전류 출력, 및
상기 제7 지속기간에 근접한 제6 구간 동안의 제6 과도 전류 출력중 적어도 하나를 측정하는 단계; 및
상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 과도 전류 출력들 중 적어도 하나로부터 상기 샘플의 포도당 농도를 계산하는 단계를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제2 전압은 상기 제3, 제5, 및 제7 전압들과 극성이 반대이고 상기 제4 및 제6 전압들과 동일한 극성을 갖는 전압을 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 내지 제7 전압들 각각은 약 1 밀리볼트를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 계산하는 단계는 하기의 형태의 수학식:
(상기 수학식에서, G는 포도당 농도를 나타내고,
Ia는 상기 제2 지속기간 동안의 상기 출력 과도 전류의 변곡에 근접하여 제1 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ib는 상기 인가된 전압의 제5 지속기간 동안에 제2 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ic는 상기 인가된 전압의 제6 지속기간 동안에 제3 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Id는 상기 인가된 전압의 상기 제6 지속기간 동안에 상기 제3 구간과 중첩하는 제4 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ie는 제7 지속기간 동안에 제5 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
If는 상기 제7 지속기간 동안에 제6 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
x11.096e0이고,
x27.943e-1이고,
x36.409e-2이고,
x44.406e0이고,
x55.087e-3이고,
x63.936e-3이고,
x71이고,
x83.579e1이고,
x91이고,
x101이고,
x111이고,
x121이고,
x131이다)을 이용하는 단계를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 바이오센서 분석기와 함께 바이오센서를 포함하는 포도당 측정 시스템으로 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법으로서,
상기 분석기는 상기 바이오센서에 복수의 검사 전압들을 인가하고 상기 바이오센서의 검사 챔버에서의 전기화학 반응으로부터 유발되는 적어도 과도 전류 출력을 측정하도록 구성된 마이크로컨트롤러를 가지며, 상기 방법은,
상기 검사 스트립의 상기 검사 챔버에 결합된 적어도 2개의 전극들을 바이오센서 측정 회로에 연결하는 단계;
샘플의 침착 이후에 검사 시퀀스를 개시하는 단계로서,
제1 지속기간 동안에 상기 검사 챔버에 대략 0 전압 전위를 인가하는 단계,
하나의 지속기간을 위한 대략 1 밀리볼트의 전압이 상기 하나의 지속기간 후의 다른 지속기간에서의 다른 전압과 극성이 반대인 상기 제1 지속기간 후의 복수의 지속기간들에 걸쳐 복수의 전압들을 상기 검사 챔버에 구동하여, 극성의 변화가 상기 검사 챔버의 출력 과도 전류에서 복수의 변곡들을 생성하게 하는 단계를 포함하는, 상기 검사 시퀀스를 개시하는 단계;
상기 출력 과도 전류의 크기들을 측정하는 단계로서, 상기 전류의 크기들 중 적어도 2개는 상기 복수의 전압들에서의 극성의 상기 변화에 의해 야기되는 상기 과도 전류의 각자의 변곡들에 근접하는, 상기 출력 과도 전류의 크기들을 측정하는 단계; 및
상기 측정하는 단계로부터의 상기 과도 전류의 크기들로부터 상기 샘플의 포도당 농도를 계산하는 단계를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법. - 제5항에 있어서, 상기 복수의 전압들은 크기는 같지만 극성이 반대인 2개의 전압들을 포함하고, 상기 측정하는 단계는 상기 과도 전류의 감쇠에 근접한 구간 동안에 상기 과도 전류의 상기 감쇠의 과도 전류 출력들을 합산하는 단계를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 복수의 지속기간들은 상기 제1 지속기간 이후의 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 제7 지속기간들을 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 계산하는 단계는 하기의 형태의 수학식:
(상기 수학식에서, G는 포도당 농도를 나타내고,
Ia는 상기 제2 지속기간 동안의 상기 출력 과도 전류의 변곡에 근접하여 제1 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ib는 상기 인가된 전압의 제5 지속기간 동안에 제2 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ic는 상기 인가된 전압의 제6 지속기간 동안에 제3 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Id는 상기 인가된 전압의 상기 제6 지속기간 동안에 상기 제3 구간과 중첩하는 제4 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ie는 제7 지속기간 동안에 제5 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
If는 상기 제7 지속기간 동안에 제6 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
x11.096e0이고,
x27.943e-1이고,
x36.409e-2이고,
x44.406e0이고,
x55.087e-3이고,
x63.936e-3이고,
x71이고,
x83.579e1이고,
x91이고,
x101이고,
x111이고,
x121이고,
x131이다)을 이용하는 단계를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 복수의 전압들은 상기 제3, 제5, 및 제7 전압들과 극성이 반대이고 상기 제4 및 제6 전압들과 동일한 극성을 갖는 전압을 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 제2 내지 제7 전압들 각각은 약 1 밀리볼트를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 측정하는 단계는,
(a) 상기 제2 지속기간 동안의 상기 출력 과도 전류의 변곡에 근접한 제1 구간,
(b) 상기 인가된 전압의 제5 지속기간 동안의 제2 구간,
(c) 상기 인가된 전압의 제6 지속기간 동안의 제3 구간,
(d) 상기 인가된 전압의 상기 제6 지속기간 동안의 상기 제3 구간과 중첩하는 제4 구간,
(e) 제7 지속기간 동안의 제5 구간, 및
(f) 상기 제7 지속기간 동안의 제6 구간에 대해 상기 과도 전류를 샘플링하는 단계를 포함하는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법. - 제6항에 있어서, 상기 계산하는 단계로부터의 상기 포도당 농도가 통지되는, 혈중 포도당 농도를 결정하는 방법.
- 혈중 포도당 측정 시스템으로서,
적어도 하나의 분석물(analyte) 검사 스트립으로서,
시약이 상부에 배치된 기재(substrate),
검사 챔버 내에서 상기 시약에 근접해 있는 적어도 2개의 전극들을 포함하는, 상기 적어도 하나의 분석물 검사 스트립;
분석물 측정기로서,
상기 2개의 전극들에 연결되도록 배치된 스트립 포트 커넥터,
전원을 포함하는, 상기 분석물 측정기; 및
상기 스트립 포트 커넥터 및 상기 전원에 전기적으로 결합된 마이크로컨트롤러로서, 상기 검사 스트립이 상기 스트립 포트 커넥터 내에 삽입되고 혈액 샘플이 상기 혈액 샘플 내의 포도당의 화학적 변환들을 위해 상기 검사 챔버 내에 침착될 때, 인가된 전압들로 인한 상기 검사 챔버로부터의 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 또는 제6 과도 전류 출력들 중 적어도 하나로부터 상기 혈액 샘플의 포도당 농도가 상기 마이크로컨트롤러에 의해 결정되게 하는, 상기 마이크로컨트롤러를 포함하는, 혈중 포도당 측정 시스템. - 제13항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러는 하기의 형태의 수학식:
(상기 수학식에서, G는 포도당 농도를 나타내고,
Ia는 상기 제2 지속기간 동안의 상기 출력 과도 전류의 변곡에 근접하여 제1 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ib는 상기 인가된 전압의 제5 지속기간 동안에 제2 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ic는 상기 인가된 전압의 제6 지속기간 동안에 제3 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Id는 상기 인가된 전압의 상기 제6 지속기간 동안에 상기 제3 구간과 중첩하는 제4 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
Ie는 제7 지속기간 동안에 제5 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
If는 상기 제7 지속기간 동안에 제6 구간에 대해 측정된(또는 샘플링되고 합산된) 과도 전류 출력을 포함하고,
x11.096e0이고,
x27.943e-1이고,
x36.409e-2이고,
x44.406e0이고,
x55.087e-3이고,
x63.936e-3이고,
x71이고,
x83.579e1이고,
x91이고,
x101이고,
x111이고,
x121이고,
x131이다)으로 포도당 농도를 계산하는, 혈중 포도당 측정 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 복수의 전압들은 크기는 같지만 극성이 반대인 2개의 전압들을 포함하고, 상기 측정은 상기 과도 전류의 감쇠에 근접한 구간 동안에 상기 과도 전류의 상기 감쇠의 과도 전류 출력들을 합산하는 것을 포함하는, 혈중 포도당 측정 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 복수의 지속기간들은 상기 제1 지속기간 이후의 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 및 제7 지속기간들을 포함하는, 혈중 포도당 측정 시스템.
- 제16항에 있어서, 상기 복수의 전압들은 상기 제3, 제5, 및 제7 전압들과 극성이 반대이고 상기 제4 및 제6 전압들과 동일한 극성을 갖는 전압을 포함하는, 혈중 포도당 측정 시스템.
- 제16항에 있어서, 상기 제2 내지 제7 전압들 각각은 약 1 밀리볼트를 포함하는, 혈중 포도당 측정 시스템.
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| US13/630,334 US9005426B2 (en) | 2012-09-28 | 2012-09-28 | System and method for determining hematocrit insensitive glucose concentration |
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