RU2674420C2 - Аналитический измерительный прибор - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области медицинских устройств, и более конкретно - к области аналитических измерительных приборов и связанным с ними методам измерения аналита в образце пациента, такого как глюкоза в крови или гематокрит. Переносной аналитический измерительный прибор предназначен для использования с совместно работающей аналитической тест-полоской. Модуль приема тест-полоски принимает аналитическую тест-полоску и электрически соединяется с блоком цепи калибровки с имитацией нагрузки. Этот блок выполнен с возможностью обеспечения коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы, а блок памяти выполнен с возможностью хранить коррекцию имитированной амплитуды и коррекцию имитированной фазы. Способ калибровки переносного аналитического измерительного прибора для использования с аналитической тест-полоской включает определение коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы переносного аналитического измерительного прибора с помощью блока цепи калибровки с имитацией нагрузки переносного аналитического измерительного прибора. Коррекция имитации амплитуды и коррекция имитированной фазы сохраняются в блоке памяти переносного аналитического измерительного прибора. Используя сохраненную коррекцию имитированной амплитуды и сохраненную коррекцию имитированной фазы, определяется аналит. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения аналита в образце пациента. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область технического применения

Настоящая заявка в целом относится к области медицинских устройств, и более конкретно - к области аналитических измерительных приборов и связанным с ними методам измерения аналита в образце пациента, такого как глюкоза в крови или гематокрит.

Предпосылки создания изобретения

Определение (например, обнаружение или измерение концентрации) аналита в пробе текучей среды представляет особый интерес в медицинской области. Например, может быть необходимо определить концентрацию глюкозы, кетоновых тел, холестерина, липопротеинов, триглицеридов, ацетаминофена или гликозилированного гемоглобина (HbA1c) в образце жидкости организма, такой как моча, кровь, плазма крови или межклеточная жидкость. Такие определения можно выполнить, применяя комбинацию из аналитической тест-полоски и измерительного прибора. Например, больной диабетом обычно проверяет содержание глюкозы в своей крови с помощью аналитического измерительного прибора и одноразовой тест-полоски. Пользователь вставляет одноразовую тест-полоску в аналитический измерительный прибор и затем наносит каплю своей крови на камеру для приема образца на тест-полоске. Аналитический измерительный прибор прикладывает тестовые электрические сигналы к крови в камере для приема образца через электроды и проводники на тест-полоске и выполняет мониторинг результирующих электрических сигналов. Затем процессор в аналитическом измерительном приборе может определить содержание глюкозы в крови (например, мг глюкозы на дл крови или ммоль глюкозы на л крови) с помощью результирующих электрических сигналов.

Однако различные факторы могут мешать выполнению такого измерения и искажать его результаты. Например, патент США № 7 390 667 Burke et al. описывает, что реагенты в камере для приема образца используются для обеспечения носителей электрического заряда, которые в противном случае в крови не присутствуют. Следовательно, электрохимический отклик крови при наличии заданного сигнала в первую очередь должен зависеть от концентрации глюкозы в крови. Однако во вторую очередь электрохимический отклик крови на заданный сигнал зависит от других факторов, включая температуру и гематокрит, объемную концентрацию в процентах эритроцитов в крови.

Патент США № 8 343 331 Choi описывает способ корректировки результатов неправильных измерений в биодатчике. Первое напряжение прикладывается к образцу крови на тест-полоске, и значение гематокрита в образце крови подсчитывается с помощью измеренного значения электрического тока. Затем прикладывается второе напряжение, и подсчитывается уровень глюкозы с помощью второго измеренного значения электрического тока. Уровень глюкозы корректируется с помощью подсчитанного значения гематокрита. Однако чтобы получить необходимую точность измерения уровня глюкозы, требуется точное измерение гематокрита.

Краткое описание чертежей

Вышеперечисленные и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными, если рассматривать их в сочетании с представленным ниже описанием и чертежами, на которых, где это возможно, применяются идентичные числовые обозначения для обозначения идентичных элементов, используемых на фигурах, и при этом:

ФИГ. 1 является схематическим представлением компонентов типовой аналитической тест-системы, включающей аналитический измерительный прибор и тест-полоску;

На ФИГ. 2 схематически показаны источник возбуждения и демодулятор для использования в типовой аналитической тест-системе на Фиг. 1;

На ФИГ. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая типовые способы калибровки аналитического измерительного прибора для использования с аналитической тест-полоской.

На ФИГ. 4A и 4B представлена блок-схема, на которой показаны типовые способы определения аналита в образце текучей среды;

На ФИГ. 5 представлен вид в разрезе типовой тест-полоски;

На ФИГ. 6 показана блок-схема потоков данных примера синхронной демодуляции; и

На ФИГ. 7 показана высокоуровневая диаграмма, на которой представлены компоненты системы обработки данных.

Приложенные чертежи приведены в иллюстративных целях и не обязательно выполнены в масштабе.

Подробное описание изобретения

Даже в аналитических измерительных приборах, которые измеряют гематокрит для более точного определения содержания глюкозы в крови, на измерение уровня гематокрита могут отрицательно влиять паразитные электрические характеристики, например, паразитные емкости, в печатных платах аналитического измерительного прибора или в тест-полоске. В данном документе описаны различные способы определения и корректировки некоторых паразитных характеристик в разных измерительных приборах для разных аналитов в разных текучих средах.

На Фиг. 1 схематически представлены компоненты аналитической тест-системы согласно различным аспектам настоящего изобретения. «Тестовый набор» или «тестовая пара» является системой, которая включает тест-полоску 100 и аналитический измерительный прибор 180, например, переносной аналитический измерительный прибор. Аналитический измерительный прибор 180 может быть, например, ручным измерительным прибором и может включать корпус. Аналитический измерительный прибор 180 может также крепиться клипсой или каким-либо другим способом к ремню или ленте для размещения вокруг пояса или через плечо пользователя.

Данная аналитическая тест-система выполнена с возможностью определения аналита в образце текучей среды, например, в образце телесной жидкости. Данный аналитический измерительный прибор 180 включает модуль приема тест-полоски 115, который в этом документе также называется «соединитель порта полоски» или СПП. Указанный модуль приема тест-полоски 115 может включать электрические или механические структуры, выполненные с возможностью приема или удержания тест-полоски 100. В соответствии с типовым вариантом осуществления данного изобретения, указанный модуль приема тест-полоски 115 имеет по меньшей мере первый и второй штыревые разъемы 111, 112. В контексте данного документа термин «штыревой» не ограничивается фактором формы, то есть, штыри 111, 112 могут быть жесткими штырями, пружинными контактами, пружинными штыревыми контактами, прижимными контактами, столбиковыми выводами из припоя и другими электропроводящими контактными устройствами.

Процессор 186 управляет работой аналитической тест-системы. Как описано в данном документе, процессор 186 может включать микроконтроллер, микропроцессор, программируемую пользователем логическую матрицу (FPGA), программируемую логическую матрицу или устройство (ПЛМ или ПЛУ), устройство с программируемой матричной логикой (ПМЛ), цифровой сигнальный процессор (ЦСП) или другую логическую схему или процессорный компонент, выполненные с возможностью выполнять функции, описанные в настоящем документе, или несколько из этих компонентов в любой комбинации.

Типовая тест-полоска 100 имеет первый и второй электроды 110, 120, которые функционально скомпонованы относительно камеры для приема образца 130, которая в данном документе также называется камерой аналита. Первая электрическая контактная площадка 101 электрически соединена с первым электродом 110. Первая электрическая контактная площадка 101 выполнена с возможностью передавать электрическую реакцию первого электрода 110 аналитическому измерительному прибору 180 в электрической связи первой контактной площадки 101, например, путем образования контакта, когда тест-полоска 100 надлежащим образом вставлена внутри модуля приема тест-полоски 115. Тест-полоска 100 может включать разнообразные альтернативные конфигурации электрических контактов для электрического соединения с аналитическим измерительным прибором 180. Например, в патенте США №6379513, который полностью включен в настоящий документ путем ссылки, раскрыты средства соединения электрохимических элементов.

Вторая электрическая контактная площадка 102 электрически соединена со вторым электродом 120 и выполнена с возможностью передавать электрическую реакцию второго электрода 120 аналитическому измерительному прибору 180, когда аналитический измерительный прибор 180 находится в электрической связи со второй электрической контактной площадкой 102. Модуль приема тест-полоски 115 скомпонован таким образом, что первый и второй электрические штыревые разъемы 111, 112 образуют электрическое соединение, соответственно, с первой и второй электрическими контактными площадками 101, 102, когда тест-полоска 100 вставляется в модуль приема тест-полоски 115. Процессор 186 или связанные с ним компоненты электрически соединены с проводниками 116, 117, которые электрически соединены, соответственно, с штыревыми разъемами 111, 112.

Процессор 186 может обнаруживать наличие вставленной тест-полоски 100 посредством чувствительных электрических характеристик между первым и вторым электрическими штыревыми разъемами 111, 112. Например, процессор 186 может обнаруживать изменение электрической емкости между штыревыми разъемами 111, 112, когда вставляется тест-полоска 100. Тест-полоска 100 может включать третью электрическую контактную площадку (не показана), электрически соединенную с первой электрической контактной площадкой 101 или со второй электрической контактной площадкой 102. Модуль приема тест-полоски 115 может включать третий электрический штыревой контакт, и процессор 186 может обнаруживать целостность электрической цепи между двумя штыревыми контактами модуля приема тет-полоски 115 как индикацию ввода тест-полоски 100. Аналитический измерительный прибор 180 может также включать механический, оптический или электромеханический элемент, например, герконовый переключатель или оптический прерыватель, для определения надлежащего ввода тест-полоски 100. Процессор 186 может ожидать тест-полоску, запрашивать тест-полоску и выполнять другие действия, пока тест-полоска 100 не будет определена, например, выполнять этапы калибровки. Процессор 186 может также входить в энергосберегающий режим, например, в спящий режим, пока не будет предварительно определено наличие тест-полоски 100. В одном примере пользователь нажимает кнопку после ввода тест-полоски. Процессор 186 определяет наличие тест-полоски после нажатия кнопки. Этот и другие примеры в данном параграфе можно использовать для любого определения наличия тест-полоски, описанного в данном документе.

После определения наличия тест-полоски 100 процессор 186 прикладывает выбранный электрический сигнал между первым и вторым электрическими штыревыми контактами 111, 112 с помощью источника возбуждения 181. Источник возбуждения 181 может быть источником напряжения, источником тока, источником колебаний произвольной формы или другим устройством, выполненным с возможностью генерировать электрические сигналы. Затем процессор 186 измеряет выходной электрический сигнал на штыревых контактах 111, 112 с помощью демодулятора 182. Демодулятор 182 может включать аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок выборки и хранения, блок смесителя или другое устройство, которое надлежащим образом скомпоновано для измерения электрических сигналов. В одном примере к штыревым контактам 111 и 112 приложено напряжение, а измеряется выходной ток на этих контактах.

Источник возбуждения 181 и демодулятор 182 могут быть соединены с проводниками 116, 117 через соответствующие соединительные устройства 183, 184, которые могут включать проходные транзисторы, радиочастотные соединительные устройства или вентили и другие устройства, выполненные с возможностью разрешать источнику возбуждения 181 прикладывать сигналы к электрическим проводникам 116, 117 и разрешать демодулятору 182, одновременно или не одновременно, выполнять измерение электрических характеристик проводников 116, 117 или сигналов, которые через них проходят. В соответствии с этим типовым вариантом реализации изобретения, соединительные устройства 183, 184 могут включать короткозамыкающие перемычки, позволяющие соединять выход источника возбуждения 181 непосредственно с входом демодулятора 182, а процессор 186 или демодулятор 182 могут включать схему компенсации или подавления эхо-сигналов, логическую схему или код (не показан) для удаления выхода источника возбуждения 181 из полученного сигнала. На Фиг. 1 соединительные устройства 183, 184 графически представлены в виде квадратов. Для наглядности соединения демодулятора 182 показаны штриховыми линиями.

Процессор 186 обрабатывает выходной электрический сигнал для определения образца текучей среды и, в случае наличия образца текучей среды, для определения аналита, например, для определения концентрации или идентификации аналита. Такое определение рассматривается ниже. В различных вариантах осуществления процессор 186 передает информацию об индикации определяемого аналита или другую информацию о состоянии (например, «тест-полоска отсутствует» или «образец отсутствует») с помощью блока вывода 169. Блок вывода 169 может представлять собой различные визуальные или звуковые индикаторы, соответствующие индикации определяемого аналита. Например, блок вывода 169 может включать световой индикатор, который горит или мигает, звонок, бипер или зуммер, которые издают звуковые сигналы, гудок, который гудит, аудио- или визуальная воспроизводящая система, которая активируется (например, экран компьютера, на котором отображается всплывающее диалоговое окно сообщения об ошибке) или сетевой интерфейс, который передает информацию об индикации на человеко-машинный интерфейс (ЧМИ), сервер, терминал, смартфон, пейджер или на другое вычислительное устройство или устройство связи. Все из указанных устройств могут выполнять индикацию (например, для светового индикатора может задаваться уровень освещения, пропорциональный определяемой концентрации аналита).

Продолжая обращаться к Фиг. 1, можно видеть, что электрохимический (амперометрический) способ измерения концентрации аналита в образце текучей среды, например, в образце телесной жидкости или в водном образце, включает размещение образца в зоне реакции электрохимического элемента (например, в камере для приема образца 130), которая имеет два электрода (например, электроды 110, 120), обладающие импедансом, соответствующим амперометрическим измерениям. Аналиту позволяют взаимодействовать непосредственно с электродом (например, с одним из электродов 110, 120) или с окислительно-восстановительным реагентом для образования окисляемого (или восстанавливаемого) вещества в количестве, соответствующем концентрации аналита. Затем количество окисляемого (или восстанавливаемого) вещества определяют электрохимически. Различные аспекты точно определяют временную точку обнаружения образца в зоне реакции. Это определение позволяет подать электрохимический волновой сигнал (например, напряжение) сразу же после нанесения образца и точно определить инкубационный период или время реакции. В свою очередь, возрастает точность количественного анализа.

Как будет рассмотрено ниже, в камере для приема образца 130 может присутствовать или не присутствовать фермент. В случае наличия фермент может способствовать преобразованию аналита в образце текучей среды в ток, напряжение или другую характеристику, которую можно измерить электрическим способом. Частота и амплитуда сигналов с блока возбуждения 181 могут быть выбраны в зависимости от различных факторов, например, от природы образца текучей жидкости, природы аналита или от того, скомпонованы ли функционально используемые электроды в соответствии с ферментом.

В типовом варианте осуществления больше двух пар электродов функционально скомпонованы в соответствии с камерой для приема образца 130. В показанном примере электроды 150 и 155 скомпонованы для вступления в реакцию с образцом текучей среды в камере для приема образца 130. Электроды 150, 155 соединены через соответствующие проводники и штыревые контакты, соответственно, с проводниками 151, 156 в модуле приема тестовой полоски 115. Как представлено стрелочками, выступающими из проводников 151, 156 и входящими в блок цепи калибровки с имитацией нагрузки 189, электроды 150, 155 могут быть электрически соединены с источником возбуждения 181, демодулятором 182, блоком переключения 191 и процессором 186. В различных аспектах электроды 150, 155 не имеют покрытия энзимами или каким-либо другим способом функционально скомпонованы по отношению к ним. В одном примере электроды 150, 155 используются для измерения гематокрита и соединены с источником возбуждения 181 и демодулятором 182 через блок переключения 191.

В различных вариантах сначала небольшой постоянный ток прикладывается к электродам 110, 120 электрохимической диагностической полоски, и контролируется разность потенциалов между электродами 110, 120. Перед внесением образца в камеру для приема образца 130 тест-полоски 100 существует сухой зазор между электродами 110, 120. Поэтому между электродами 110, 120 протекает пренебрежимо малый ток и возрастает разность потенциалов. Когда образец нанесен на тест-полоску 100 и заполняет зазор (камеры для приема образца 130), измеряемое напряжение быстро снижается, что приводит к началу отсчета времени выполнения теста. Процессор 186 распознает уменьшение напряжения как индикативный признак образца и автоматически останавливает прикладывание электрического сигнала постоянного тока к выбранным штыревым контактам (например, к контактам 111 и 112). Затем процессор 186 прикладывает к выбранным штыревым контактам электрический сигнал постоянного напряжения. Пока подается постоянное напряжение, ток или заряд могут измеряться как функция времени, что позволит подсчитать концентрацию аналита.

В других вариантах осуществления после ввода тест-полоски и определения этого ввода к электродам 110, 120 прикладывается напряжение смещения (например, 400 мВ). Измеряется ток между электродами 110, 120. Когда ток превышает выбранное пороговое значение (например, 150нА), устанавливается наличие образца текучей среды (например, образца крови). Время, за которое определяется наличие образца, используется в качестве начального момента времени (T=0) для калибровки и измерений, связанных с вводом тест-полоски.

Ток, измеренный через предварительно заданное время после подачи постоянного напряжения, представляет собой меру концентрации аналита после того, как систему откалибровали с помощью образцов, имеющих известные концентрации аналита. Длительность предварительно заданного времени не имеет значения. Например, длительность предварительно заданного времени может составлять по меньшей мере приблизительно 3 секунды, если текучая среда представляет собой кровь, а определяемый аналит - глюкозу. Такая длительность по существу обеспечивает достаточное время для растворения реагентов и снижения количества медиатора, которое легко измерить. Если ничего не изменится и образец будет содержат высокий уровень гематокрита, потребуется большее время. Поэтому длительность может составлять до 10 секунд. Такое же предварительно заданное время можно применять для множества последовательных измерений соответствующих образцов. Дополнительные примеры содержатся обеспечены в патенте США №6193873, который включен в настоящий документ путем ссылки.

В различных аспектах тест-полоска 100 может включать противоположно направленные первую и вторую стороны (не показаны). Вторая сторона может включать диэлектрический слой, расположенный на втором электроде 120. Как второй диэлектрический слой, так и второй электрод 120 могут включать соответствующие первую и вторую вырезанные части, которые обнажают соответствующие участки первого электрода 110 для задания двух электрически соединенных электрических контактных площадок: площадки 102 и площадки, используемой для определения тест-полоски 100 путем определения соединяемости. В различных вариантах осуществления первая и вторая вырезанные части расположены на противоположных боковых сторонах тест-полоски 100. Другие варианты тест-полоски 100 описаны ниже при обсуждении Фиг. 5.

Электроды 110, 120 могут быть установлены один над другим над и под камерой для приема образца 130. В различных аспектах второй электрод 120 электрически изолирован от первого электрода 110 в виде сандвич-структуры. В одном варианте первый электрод 110 включает золото (Au) и электрод 120 включает палладий (Pd). Электроды, например, электроды 110, 120, могут представлять собой тонкие пленки. В различных версиях электроды содержат проводящий материал, образованный из таких материалов, как золото, палладий, углерод, серебро, платина, оксид олова, иридий, индий и их комбинации (например, оксид олова с примесью индия, или ITO). Электроды могут быть образованы путем размещения проводящего материала на диэлектрических слоях путем напыления, химического осаждения или процесса трафаретной печати. В одном примере полученный напылением золотой электрод 110 располагается на одной стороне тест-полоски 100, а полученный напылением палладиевый электрод 120 располагается на другой стороне. Подходящие материалы, которые могут использоваться в качестве диэлектрических слоев для разделения электродов 110, 120, включают, например, пластмассы (например, полиэтилен, полиэтилен терефталат сополимер, полиимид, поликарбонат, полистирол), кремний, керамику, стекло и их комбинации, например, полиэфир толщиной 0,2 мм (толщиной 7 мил). Детали различных типовых тест-полосок и способов измерения приведены в заявке на патент США № 2007/0074977, включенной в настоящий документ путем ссылки.

В различных аспектах камера для приема образца 130 выполнена с возможностью анализа образцов малого объема. Например, камера 130 для приема образца может иметь объем в диапазоне от приблизительно 0,1 микролитра до приблизительно 5 микролитров, или от приблизительно 0,2 микролитра до приблизительно 3 микролитров, или от приблизительно 0,3 микролитра до приблизительно 1 микролитра. Для размещения образца малого объема электроды 110 и 120 могут быть расположены рядом друг с другом. Например, когда разделитель (не показан) определяет расстояние между вторым электродом 120 и первым электродом 110, высота разделителя может находиться в пределах от приблизительно 1 микрона до приблизительно 500 микрон, или от приблизительно 10 микрон до приблизительно 400 микрон, или от приблизительно 40 микрон до приблизительно 200 микрон. Более подробные примеры тест-полосок даны в патенте США №8163162, который включен в настоящий документ путем ссылки.

Слой реагента (не показан) может быть размещен в камере для приема образцов 130 с использованием таких процессов, как нанесение через щелевую головку, покрытие путем дозирования жидкости с конца трубки, струйная печать и трафаретная печать. Указанные процессы описаны, например, в патентах США №6749887, 6689411, 6676995 и 6830934, каждый из которых полностью включен в настоящий документ путем ссылки. В различны вариантах осуществления слой реагента осажден на электрод (например, на электрод 120) и включает по меньшей мере медиатор и фермент. Медиатор может находиться в одном из двух окислительно-восстановительных состояний, которые можно назвать окисляемым или восстанавливаемым веществом. Примеры подходящих медиаторов включают феррицианид, ферроцен, производные ферроцена, осмий-бипиридильные комплексы и производные хинонов. Примеры подходящих ферментов включают глюкозооксидазу, глюкозодегидрогеназу (GDH) на основе пирролохинолинхинонового кофактора и GDH на основе никотинамидадениндинуклеотидного кофактора. Один типовый пример состава реагента для слоя реагента описан в заявке на патент США № 10/242 951, озаглавленной «Способ производства стерилизованного и калиброванного медицинского устройства на основе биосенсора», опубликованной в качестве заявки на патент США № 2004/0120848, которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки.

В одном примере электрод 120 является рабочим электродом, образованным путем напыления палладиевого покрытия на основание из полиэфира. Используется сухой слой реагента, который включает буфер, медиатор и фермент, как описано в настоящем документе. Разделитель между электродами 110 и 120 имеет вырезанный участок, который определяет электрохимическую ячейку (камеры для приема образца 130). Толщина разделителя может составлять менее чем приблизительно 200 мкм. Электрод 110 является электродом сравнения, образованным путем напыления покрытия из золота на основание из полиэфира. В этом примере систему глюкозооксидазы/феррицианида применяют для определения концентраций глюкозы посредством представленных ниже реакций:

Реакция 1: глюкоза + глюкозооксидаза → глюконовая кислота + восстановленная глюкозооксидаза

Реакция 2: восстановленная глюкозооксидаза + 2-феррицианид→ глюкозооксидаза + 2-феррицианид.

Феррицианид ([Fe(CN)₆]^3-) представляет собой медиатор, возвращающий восстановленную глюкозооксидазу в ее каталитическое состояние. Глюкозооксидаза, катализатор ферментов, продолжит окислять глюкозу при наличии избытка медиатора. Ферроцианид ([Fe(CN)₆]^4-) представляет собой продукт всей реакции. В идеале требуется исходное отсутствие ферроцианида, но на практике он всегда присутствует в небольшом количестве. По завершении реакции концентрация ферроцианида (измеренная электрохимически) указывает на исходную концентрацию глюкозы. Полная реакция представляет собой сумму реакций 1 и 2:

Реакция 3: глюкоза + 2-феррицианид → глюконовая кислота + 2-ферроцианид

Термин «глюкоза» относится, в частности, к β-D-глюкозе. Подробная информация об этой системе представлена в заявке PCT № WO 97/18465 и в патенте США № 6 444 115, каждый из которых включен в настоящий документ путем ссылки.

В одном примере аналитический измерительный прибор 180 измеряет уровень глюкозы и другие характеристики капли крови на тест-полоске 100. Одной из таких характеристик может быть гематокрит. Измерения гематокрита и глюкозы пересекаются, и поэтому измерение гематокрита позволяет обнаруживать содержание глюкозы более точно. Тест-полоска 100 включает камеру для приема образца 130, которая содержит каплю крови, контактные площадки 101, 102 для соединения с штыревыми разъемами 111, 112 в аналитическом измерительном приборе 180 и электроды 110, 120, проводящие сигналы между площадками 101, 102 и камерой для приема образца 130. В некоторых аспектах тест-полоска 100 включает по меньшей мере один электрод, который используется для измерения гематокрита, но не глюкозы, и по меньшей мере один электрод, который используется для измерения глюкозы, но не гематокрита (или аналогично для других пар аналитов). В других аспектах электроды 110, 120 используются для измерения как гематокрита, так и глюкозы, с помощью последовательных электрических сигналов для соответствующих аналитов или с помощью электрического сигнала, который позволяет обнаруживать как глюкозу, так и гематокрит из измеренных данных, соответствующих этому электрическому сигналу.

Когда омическая составляющая импеданса крови находится в пределах десятков кОм, паразитные емкости порядка десятых долей пФ на печатных платах в аналитическом измерительном приборе 180, в модуле приема тест-полоски 115, в тест-полоске 100 и в любых других компонентах пути измерения между источником возбуждения 181 и демодулятором 182 могут отрицательно влиять на точность и повторяемость измерения аналита (глюкозы в крови). Степень отрицательного воздействия паразитных емкостей может увеличиваться при увеличении частоты следования измерительных сигналов от источника возбуждения 181.

Например, чтобы компенсировать такое воздействие, аналитический измерительный прибор 180 включает блок цепи калибровки с имитацией нагрузки 189. В типовом варианте осуществления блок цепи калибровки с имитацией нагрузки 189 электрически соединен с модулем приема тест-полоски 115 и включает имитацию нагрузки 190, например, резистор или прецизионный резистор (например, 22 кОм, 0,1%). Имитация нагрузки 190 выбрала электрические характеристики, например, импеданс. Показанный типовый блок цепи калибровки с имитацией нагрузки 189 также включает блок переключения 191, соединительные устройства 183, 184, источник возбуждения 181, демодулятор 182 и процессор 186. Как отмечалось выше, источник возбуждения 181 выполнен с возможностью избирательно обеспечивать по меньшей мере один электрический сигнал. Демодулятор 182 выполнен с возможностью генерировать один или несколько демодулированных сигналов, а процессор 186 соединен для приема одного или нескольких демодулированных сигналов от демодулятора 182. Демодулированный сигнал(ы) соответствует электрическому сигналу(ам) от источника возбуждения 181 и электрическим характеристикам устройств(а), включенных в цепь между источником возбуждения 181 и демодулятором 182. Таким образом, блок цепи калибровки с имитацией нагрузки 189 выполнен с возможностью обеспечения коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы, а блок памяти 149 выполнен с возможностью хранить коррекцию имитированной амплитуды и коррекцию имитированной фазы, например, для дальнейшего использования процессором 186.

Блок переключения 191 выполнен с возможностью избирательно электрически соединять источник возбуждения 181 с демодулятором 182 через имитацию нагрузки 190 или через первый и второй электрические штыревые контакты 111, 112 модуля приема тест-полоски 115. В показанном примере блок переключения 191 включает два электрически управляемые однополюсные переключатели на два направления. Один из этих переключателей избирательно соединяет источник возбуждения 181 или с (a) первым контактом имитации нагрузки 190, или с (b) электрическим штыревым разъемом 112 (или разъемом 111) модуля приема тест-полоски 115. Второй из этих переключателей избирательно соединяет вход демодулятора 182 или с (a) вторым контактом имитации нагрузки 190, или с (b) электрическим штыревым разъемом 111 (или разъемом 112) модуля приема тест-полоски 115. Могут использоваться другие компоновки переключателей, например, один двухполюсный переключатель на два направления, оптоэлектронный переключатель или геркон. Процессор 186 может управлять блоком переключения 191 электрически, оптически, магнитно или другим способом.

Как будет рассмотрено ниже, устройство хранения 140 в блоке памяти 149 хранит данные, предоставленные процессором 186. Устройство хранения 140 может включать, например, регистр, память, линию задержки, буфер, триггер, защелку, диск, устройство флеш-памяти и другие устройства, описанные ниже в контексте подсистемы хранения данных 540, фиг. 7.

Процессор 186 выполнен с возможностью одновременно предписывать блоку переключения 191 выполнить соединение через имитацию нагрузки 190, предписывать источнику возбуждения 181 обеспечивать сигнал постоянного тока (например, относительно земли или другой опорный сигнал 0 В, или выбранное напряжение смещения) и записывать первое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов) от демодулятора 182. Далее процессор 186 определяет напряжение смещения демодулятора 182, используя первое соответствующее значение(я), и сохраняет определенное значение напряжения смещения в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140. Например, демодулятор 182 может включать трансимпедансный усилитель и синхронный демодулятор. При прикладывании сигнала постоянного тока через имитацию нагрузки 190 устраняются изменяющиеся по времени компоненты на входе, и поэтому любой оставшийся сигнал представляет собой напряжение смещения демодулятора 182. Сохранение указанных значений позволяет выполнять корректировку для каждого замеченного напряжения смещения. Этот вопрос будет дополнительно рассмотрен ниже в контексте этапа 320, фиг. 4A.

Процессор 186 дополнительно выполнен с возможностью одновременно предписывать блоку переключения 191 выполнить соединение через имитацию нагрузки 190, предписывать источнику возбуждения 181 одновременно обеспечивать сигнал постоянного тока и сигнал переменного тока и записывать второе соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов) от демодулятора 182. Из соответствующего второго значения(ий) и определенного напряжения смещения демодулятора процессор 186 определяет коррекцию имитированной амплитуды и коррекцию имитированной фазы (например, с помощью амплитудно-фазовых преобразователей аналитического измерительного прибора 180). Далее процессор 186 сохраняет определенную коррекцию имитированной амплитуды определенную коррекцию имитированной фазы в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140. Например, полная проводимость переменного тока образца крови пропорциональна содержанию гематокрита в этом образце, и поэтому прикладывание переменного тока на входе моделирует сигнал переменного тока в условиях теста. Действительный и мнимый сигналы, полученные от демодулятора 182, корректируются путем вычитания значений напряжения сдвига, определенных выше, и сохраняются в блок памяти 149, например, в устройство хранения 140. Используя скорректированные сигналы и известные характеристики амплитуды и фазы имитации нагрузки 190, подсчитываются и сохраняются коэффициент усиления и фазовый сдвиг.

Процессор 186 дополнительно выполнен с возможностью определения ввода тест-полоски 100 в модуль приема тест-полоски 115, как обсуждалось выше. Процессор 186 может определить ввод в любое время, например, перед приложением сигнала постоянного тока к имитации нагрузки. Процессор 186 выполнен с возможностью определения ввода и последующего одновременного указания блоку переключения 191 выполнить соединение с первым и вторым электрическими штыревыми контактами 111, 112, указания источнику возбуждения 181 одновременно обеспечить сигнал переменного тока и сигнал постоянного тока (такой же, как ранее приложенный сигнал, или отличающийся сигнал) и записи третьего соответствующего значения(ий) демодулированного сигнала(ов). Далее процессор 186 определяет амплитудно-фазовые преобразователи аналитического измерительного прибора 180 с вставленной тест-полоской 100, используя третье соответствующее значение(я), определенную коррекцию имитированной амплитуды, определенную коррекцию имитированной фазы (хранятся в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140) и определенное напряжение смещения демодулятора 182 (также хранится в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140). Далее процессор 186 сохраняет определенные амплитудно-фазовые преобразователи аналитического измерительного прибора 180 с вставленной тест-полоской 100 в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140.

В результате, значения калибровки, используемые для компенсации электрического воздействия компонентов в аналитическом измерительном приборе 180 и тест-полоске 100, хранятся в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140, и при необходимости могут быть извлечены. В различных вариантах осуществления процессор 186 дополнительно выполнен с возможностью приложения выбранного электрического сигнала к первому и второму электрическим штыревым разъемам 111, 112 (установив соединение блока переключения 191 с штыревыми разъемами 111, 112) после определения тест-полоски 100. Процессор 186 одновременно записывает четыре соответствующих значения демодулированных сигналов. Далее процессор 186 определяет одно или несколько скорректированных значений, соответствующих четвертому соответствующему значению(ям), с помощью определенных амплитудно-фазовых преобразователей аналитического измерительного прибора 180 с тест-полоской 100, определенной коррекции имитированной амплитуды, определенной коррекции имитированной фазы и определенного напряжения смещения демодулятора 182. Процессор 186 извлекает эти значения из блока памяти 149, например, из устройства хранения 140. Процессор 186 дополнительно выполнен с возможностью обрабатывать определенное скорректированное значение(я) для определения наличия образца текучей среды и, в случае наличия образца, определения аналита.

На Фиг. 2 схематически показаны компоненты блока цепи калибровки с имитацией нагрузки 189, включая источник возбуждения 181 и демодулятор 182, в соответствии с различными аспектами данного изобретения. Для наглядности в этом примере источник возбуждения 181 и демодулятор 182 показаны соединенными только с одним своим переключателем в блоке переключения 191, поэтому соединительные устройства 183, 184, фиг. 1, не требуются. Также для наглядности электрические соединения, по которым проходят сигналы управления и сигналы данных, показаны штриховыми линиями; электрические соединения, по которым проходят сигналы напряжения и тока, показаны сплошными линиями. На протяжении всего обсуждения любой буфер может также быть инвертирующим или не инвертирующим усилителем с требуемым коэффициентом усиления. Также вместе с буферами или вместо буферов фильтры для обработки сигналов (например, низкочастотные фильтры Баттерворта). Контрольные стрелочки, указывающие на один из двух находящихся на одной линии переключателей, показывают управление процессором 186 обоими переключателями (например, переключателями 220, 222 и переключателями 260, 265) с помощью одиночного сигнала управления или с помощью соответствующих сигналов управления.

Источник возбуждения 181 выполнен с возможностью обеспечивать сигналы напряжения (например, переменного тока или постоянного тока). В этом примере источник возбуждения 181 включает источник питания постоянного тока 210 и источник питания переменного тока 212. Источники питания постоянного и переменного тока 210, 212 подключены через соответствующие переключатели 220, 222 к сумматору 230, например, к сумматору напряжения операционного усилителя. Выход сумматора 230 соединен с буфером 240, который буферизирует полученное напряжение и передает буферизированное напряжение на соединительное устройство 183 и затем на переключатель в блоке переключения 191. Могут использоваться и другие способы обеспечения сигналов напряжения, включая произвольные функции с табличным или функциональным описанием или генераторы сигналов произвольной формы (аналоговых или цифровых); умножители вместо переключателей 220, 222 для умножения напряжений источников питания, соответственно, постоянного и переменного тока 210, 212, с помощью подобранных весовых коэффициентов ≥0; выборочное включение или амплитудную модуляцию источников питания постоянного и переменного тока 210, 212.

Согласно этому варианту осуществления, демодулятор 182 включает трансимпедансный усилитель 214 для измерения тока(ов) и обеспечения соответствующего напряжения(ий). В этом примере трансимпедансный усилитель 214 включает операционный усилитель 250 и резистор 251, соединенный с трансимпедансным усилителем по схеме, хорошо известной специалистам в области электроники. Для простоты второй вход операционного усилителя не показан; он может быть, например, подключен к опорному напряжению или иметь другие соединения, известные специалистам в области электроники, для построения трансимпедансных усилителей. Напряжение(я) от трансимпедансного усилителя подается на блок демодуляции 216, дополнительно через буфер 252.

Блок демодуляции 216, например, блок синхронной демодуляции или другой блок демодуляции соответствующего типа в демодуляторе 182 обеспечивает демодулированный сигнал(ы), используя напряжение(я). В различных аспектах блок демодуляции 216 включает два блока смесителя 217, 218, которые работают от соответствующих сигналов управления с процессора 186. Каждый из блоков смесителя 217, 218 может включать соответствующий переключатель 260, 265; соответствующий фильтрующий конденсатор 261, 266, который может быть частью низкочастотного или другого фильтра; и соответствующий буфер 270, 275 для обеспечения выхода соответствующего блока смесителя 217, 218. Блоки смесителя 217, 218 могут смешивать периодические сигналы и работать в частотном диапазоне. Дополнительные детали синхронной демодуляции согласно различным аспектам обсуждаются ниже в контексте Фиг. 6.

В различных аспектах переключатели 260, 265 являются аналоговыми переключателями, которые умножают свои сигналы управления на входной сигнал с буфера 252. В типовом варианте осуществления все сигналы управления имеют прямоугольную форму. В различных аспектах переключатели 260, 265 имеют обратную связь со своих выходов на один из своих входов, который не соединен с буфером 252. Благодаря этому снижается шум на выходах 260, 265.

Могут использоваться также другие блоки смесителя или демодуляторы, известные специалистам в области электроники. Аналого-цифровые преобразователи 280, 285 (АЦП) могут использоваться для преобразования аналоговых напряжений от буферов 270, 275 в N-битные цифровые сигналы для процессора 186 (например, 8-, 10-, 12-, 16- и 32-битные), или процессор 186 может получать аналоговые входы и преобразовывать их в аналоговое или цифровое представление с помощью внутреннего АЦП (не показан).

В различных аспектах процессор 186 обеспечивает соответствующие сигналы управления для переключателей 260 и 265. Соответствующие сигналы управления сдвинуты по фазе друг от друга на 90°. В таком случае сигнал управления, у которого фаза обозначена как 0°, может обеспечивать действительный компонент напряжения смещения, а второй сигнал управления может обеспечивать мнимый компонент напряжения смещения, который обсуждался выше. Точнее говоря, в этих аспектах демодулированный сигнал(ы) включает сигнал с действительным компонентом и сигнал с мнимым компонентом. В одном примере переключатель 260 управляется сигналом управления с фазой 0° для обеспечения сигнала с действительным компонентом. Переключатель 265 управляется сигналом управления с фазой 90° для обеспечения сигнала с мнимым компонентом.

В результате определенное напряжение смещения демодулятора 182 включает действительный компонент напряжения смещения и мнимый компонент напряжения смещения. Указанные компоненты соответствуют сигналу с действительным компонентом и сигналу с мнимым компонентом, когда источник возбуждения 181 предоставляет сигнал постоянного тока, как будет дополнительно описано ниже в контексте напряжения смещения 318, фиг. 4A. Процессор 186 выполнен с возможностью аддитивно комбинировать (путем сложения и вычитания) действительный компонент напряжения смещения и мнимый компонент напряжения смещения с, соответственно, действительным компонентом(ами) и мнимым компонентом(ами) второго, третьего и четвертого соответствующего значения(ий) демодулированного сигнала(ов) от демодулятора 182. В результате напряжение смещения демодулятора по существу удаляется из соответствующего значения(ий), благодаря чему успешно достигается повышение точности измерений.

В различных указанных аспектах источник возбуждения 181 обеспечивает первый сигнал переменного тока от источника питания переменного тока 212. Аналитический измерительный прибор 180, Рис. 1, дополнительно включает блок задержки фазы 290. Блок задержки фазы 290 может быть включен в процессор 186 или в другое устройство. Блок задержки фазы 290 обеспечивает сигнал с задержкой фазы 90° относительно первого сигнала переменного тока. (Блок задержки фазы 290 также может обеспечивать сигнал с опережением по фазе 90° относительно первого сигнала переменного тока). Два блока смесителя 217, 218 в демодуляторе 182 управляются, соответственно, первым сигналом переменного тока (или сигналом, находящимся с ним в фазе) и сигналом с задержкой фазы. Блоки смесителя 217, 218 работают, таким образом, для обеспечения, соответственно, сигнала с действительным компонентом и сигнала с мнимым компонентом.

На Фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая типовой способ калибровки аналитического измерительного прибора для использования с аналитической тест-полоской. На этапе 302 коррекция имитированной амплитуды и коррекция имитированной фазы аналитического измерительного прибора определяются с помощью блока цепи калибровки с имитацией нагрузки аналитического измерительного прибора. На этапе 304 определенные коррекция имитированной амплитуды и коррекция имитированной фазы сохраняются в блоке памяти аналитического измерительного прибора (например, в блоке памяти 140, фиг. 1). На этапе 306 с помощью сохраненной коррекции имитированной амплитуды и сохраненной имитированной фазы определяется аналит.

В различных аспектах этот способ дополнительно включает выполнение этапов 307, 308 и 309 перед этапом 306 определения аналита. Этапы 307, 308, 309 могут быть выполнены, например, после этапа 304, или после этапа 302, или перед этапами 302 или 304, и выполнение этапов 302-304 и 307-309 может чередоваться

На этапе 307 определяется ввод первой аналитической тест-полоски в модуль приема тест-полоски переносного аналитического измерительного прибора. Эта операция может быть такой же, как описана выше, например, определением электрических характеристик с помощью датчика или приемом данных, вводимых пользователем.

На следующем этапе 308 определяются амплитудно-фазовые преобразователи переносного аналитического измерительного прибора с введенной первой аналитической тест-полоской. Указанные преобразователи затем сохраняются, например, в блоке памяти 149, фиг. 1. Различные аспекты этого этапа обсуждаются ниже в контексте преобразователей 343.

На следующем этапе 309 определяется ввод второй аналитической тест-полоски в модуль приема тест-полоски. Этап 309 может включать определение того, удалена или не удалена первая аналитическая тест-полоска.

В различных аспектах, использующих этапы 307, 308, 309, этап определения аналита 306 дополнительно включает определение аналита с помощью сохраненных амплитудно-фазовых преобразователей переносного аналитического измерительного прибора с вставленной аналитической тест-полоской.

В одном примере этапы 302, 304, 307 и 308 выполнены на заводе во время изготовления аналитического тестового прибора. Типовая или стандартная тест-полоска вводится и определяется на этапе 307. Результирующие значения (коррекции имитированной амплитуды, коррекции имитированной фазы и амплитудно-фазовых преобразователей) сохраняются, например, в блоке памяти 149. Этапы 309 и 306 выполняются на месте, то есть, когда пользователь имеет измерительный прибор и хочет определить аналит. Пользователь вставляет тест-полоску в аналитический измерительный прибор, и эта тест-полоска определяется на этапе 309. Далее с помощью значений, сохраненных на заводе, на этапе 306 определяется аналит в образце текучей среды. Это предпочтительно обеспечивает более точное определение аналита без необходимости затраты времени на выполнение аналитическим измерительным прибором этапов 302 и 308 для каждой тест-полоски.

В различных аспектах этапы 302, 304 выполнены на заводе; или этапы 302, 304, 307, 308 выполнены на заводе; или этапы 302, 304 выполнены на месте; или этапы 302, 304, 307, 308 выполнены на месте. Этапы 302, 304, 307, 308 могут быть выполнены на заводе и затем повторное контрольное измерение (например, этапов 302, 304, или этапа 308, или любого из этапов 320, 330 и 340, фиг. 4A) может быть выполнено на месте каждый раз, когда вставляется тест-полоска для определения возможного смещения результатов измерения от заводских параметров калибровки.

На Фигурах 4A и 4B представлена блок-схема, на которой показан типовый способ определения аналита в образце текучей среды. Также показаны данные, полученные во время некоторых из этапов, и соответствующий поток данных (штриховые стрелочки). Указанные этапы могут выполняться в любом порядке, если не указано иное, и кроме случая, когда данные из предыдущего этапа используются в следующем этапе. С целью иллюстрации этого типового способа обработка начинается с этапа 310. Для наглядности пояснения здесь сделана ссылка на различные компоненты, показанные на Фигурах 1 и 2, которые могут выполнять этапы или принимать участие в этапах этого типового способа. Однако, необходимо отметить, что могут использоваться и другие компоненты; иными словами, выполнение данного типового способа не ограничивается установленными компонентами. Как представлено графически горизонтальной пунктирной линией и пунктирными стрелками с надписями, в типовом варианте осуществления этапы 310, 315, 320, 335 и 330 являются частью этапа 302, фиг. 3; а этапы 335, 340, 342, 345, 350, 354, 355 являются частью этапа 306.

На этапе 310 принимается аналитическая тест-полоска. Тест-полоска 100 принимается после ее ввода в модуль приема тест-полоски 115 аналитического измерительного прибора 180, так что первая и вторая электрические контактные площадки 101, 102, открытые на тест-полоске 100, образуют электрический контакт, соответственно, с первым и вторым электрическими штыревыми разъемами 111, 112 модуля приема тест-полоски 115. Тест-полоска 100 включает камеру для приема образца 130, выполненную с возможностью приема образца текучей среды. Камера для приема образца 130 образует электрическое соединение между первой и второй электрическими контактными площадками 101, 102. В одном примере этап 315 является следующим. В другом примере этот этап не выполняется; вместо этого перед этапом 335 выполняется этап 342 (обсуждается ниже). Еще в одном примере обработка начинается с этапа 315, а этап 310 выполняется перед этапом 335.

На этапе 315 с помощью электронного модуля (например, источника возбуждения 181) аналитического измерительного прибора 180 сигнал постоянного тока прикладывается через имитацию нагрузки к демодулятору 182, который генерирует демодулированный сигнал(ы). Демодулированный сигнал(ы) может включать сигнал с действительным компонентом и сигнал с мнимым компонентом. Здесь и везде в этом описании сигналы постоянного тока могут иметь пульсации и шумы; не требуется, чтобы все сигналы постоянного тока были идеально и точно одного уровня напряжения и не изменялись со временем. Одновременно с прикладыванием сигнала постоянного тока записывается первое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов). Запись может выполняться электронным модулем, процессором 186 аналитического измерительного прибора 180 или другими устройствами аналитического измерительного прибора 180. Этап 320 является следующим.

На этапе 320 с помощью процессора аналитического измерительного прибора 180 автоматически определяется напряжение смещения 318 демодулятора с использованием первого соответствующего значения(й). Такая обработка может быть выполнена одним или несколькими ресурсами обработки; ресурсы обработки могут включать аппаратные устройства, программно-аппаратными средствами или программными средствами, выполняемыми процессорами В одном примере измерительный прибор включает цифровой сигнальный процессор или другой микропроцессор (например, процессор 186). В различных вариантах этап 320 дополнительно включает хранение записанного первого значения (то есть, одного из записанных первых соответствующих значений), соответствующего действительному компоненту сигнала как действительное значение напряжения смещения и записанного первого значения, соответствующего мнимому компоненту сигнала как мнимое значение напряжения смещения. Определенное напряжение смещения 318 демодулятора 182 включает, таким образом, первое значение напряжения смещения и второе значение напряжения смещения. Этап 325 является следующим.

В типовом аспекте демодулятор 182 включает по меньшей мере один операционный усилитель, связанный по переменному току с сигналом, проходящим через блок переключения 191. В результате компонент постоянного тока по существу не измеряется. Операционный усилитель может быть смещен опорным напряжением и, вследствие этого, работать со сдвигом по постоянному току или иным образом. Поскольку компонент постоянного тока по существу не измеряется, а сигнал постоянного тока по существу не имеет компонента переменного тока, первое соответствующее значение(я) по существу соответствует сдвигам измерительной схемы в демодуляторе, а не характеристикам сигнала постоянного тока. Таким образом, измерение напряжения смещения 318 успешно позволяет выполнять коррекцию сдвигов в демодуляторе 182, которые в противном случае могли бы проходить далее как ошибки измерений аналита.

На этапе 325 с помощью электронного модуля сигнал постоянного тока и сигнал переменного тока одновременно прикладываются через имитацию нагрузки 190 к демодулятору 182. Здесь и везде по всему описанию сигналы переменного тока могут иметь или не иметь синусоидальную форму. Например, сигналы переменного тока могут иметь прямоугольную форму или приближениями синусоиды, образованными низкочастотной фильтрацией прямоугольной формы. Одновременно с прикладыванием указанных сигналов записывается второе соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов). Этап 330 является следующим.

На этапе 330 с помощью процессора 186 автоматически определяются коррекции имитации 333 с использованием соответствующего второго значения(й) и определенного смещения напряжения 318 демодулятора 182. Коррекции имитации 333 включают коррекцию имитированной фазы и коррекцию имитированной амплитуды. Например, второе значение(я) может быть откорректировано согласно определенному смещению напряжения 318 демодулятора 182, а коррекции имитации 333 аналитического измерительного прибора могут обнаруживаться с помощью откорректированного второго значения(й). В аспектах, использующих действительный и мнимый компоненты, этап 330 может включать аддитивную комбинацию действительного и мнимого значений смещения напряжения от смещения напряжения 318 с вторым значением(ями) перед определением коррекции имитации 333. Коррекции имитации 333 могут включать амплитудно-фазовые преобразователи аналитического измерительного прибора 180. Этап 335 является следующим.

На этапе 335, после этапа 310 приема (или, в некоторых аспектах, после этапа определения 342, который обсуждается ниже), с помощью электронного модуля сигнал постоянного тока и сигнал переменного тока одновременно прикладываются через первый и второй электрические штыревые контакты к демодулятору 182. Одновременно записывается третье соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов), измеренное на электрических штыревых контактах 111, 112. Этап 340 является следующим.

На этапе 340 с помощью процессора 186 автоматически определяются амплитудно-фазовые преобразователи 343 аналитического измерительного прибора 180 с вставленной тест-полоской 100 с использованием третьего соответствующего значения(й), определенных коррекций имитации 333 аналитического измерительного прибора 180 и определенного смещения напряжения 318 демодулятора 182. В различных вариантах осуществления этап 340 включает автоматическое срабатывание блока переключения 191 для направления сигнала постоянного тока и сигнала переменного тока на первый электрический штыревой контакт 111 и соединения второго электрического штыревого контакта 112 с входом демодулятора 182. В аспектах, использующих действительный и мнимый компоненты, этап 340 может включать аддитивную комбинацию действительного и мнимого значений смещения напряжения от смещения напряжения 318 с третьим значением(ями) перед определением преобразователей 343. Этап 340 также может включать корректировку третьего значения(й) согласно определенным коррекциям имитации 333 перед определением преобразователей 343. Следующим является этап 345 или, в других вариантах осуществления, этап 341 или этап 342. В одном примере этапы 315, 320, 325, 330, 335, 340, 345, 350 выполнялись в указанном порядке. В другом примере в указанном порядке выполнялись этапы 315, 320, 325, 330, 342, 335, 340, 345, 350.

На этапе 342 автоматически определялся ввод тест-полоски 100. В результате определения тест-полоски на этапе 345 прикладывался выбранный электрический сигнал. В различных аспектах выполнялись этапы 315, 320, 325 и 330 перед приемом тест-полоски 100 (этап 310) и обнаружением ввода тест-полоски 100 (это этап 342). В этих аспектах могут быть определены смещение напряжения 318 и коррекции имитации 333 перед вводом тест-полоски 100, а сохраненные значения смещения напряжения 318 и коррекции имитации 333 могут использоваться для определения преобразователей 343 и выполнения других вычислений (например, как на этапе 350) для нескольких тест-полосок 100. В других аспектах этапы 315, 320, 325 и 330 для переопределения смещения напряжения 318 и коррекций имитации 333 выполняются для каждой тест-полоски 100, например, после определения ввода тест-полоски 100. Также перед этапом 335 может быть выполнен этап 342. В одном примере смещение напряжения 318 и коррекции имитации 333 будет обнаруживаться после обнаружения, а после этапа 342 будет выполняться этап 315. В другом примере смещение напряжения 318 и коррекции имитации 333 были определены перед обнаружением, а после этапа 342 выполнялся этап 345.

На этапе 345 с помощью процессора 186 выбранный электрический сигнал автоматически прикладывался к первому и второму электрическим штыревым разъемам 111, 112 после того, как тест-полоска 100 была принята (шаг 310) или обнаружена (этап 342). Процессор 186 может отдать команду электронному модулю сгенерировать указанный сигнал или может сгенерировать его сам. Этот сигнал может быть по существу таким же, как и комбинированный сигнал переменного и постоянного тока, приложенный на этапе 340, фиг, фиг. 4A; выбранный электрический сигнал может включать сигнал постоянного тока и сигнал переменного тока, приложенные на этапе 335 измерения на первом и втором электрических штыревых контактах 111, 112. Одновременно измеряется четвертое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов). Этап 345 также может выполнен после определения образца текучей среды, например, электрически или с помощью ввода данных пользователем. Этап 350 является следующим.

На этапе 350 с помощью процессора 186 автоматически определяются одно или несколько скорректированных значений 353, соответствующих четвертому соответствующему значению(ям). Процессор 186 определяет скорректированное значение(я) с помощью определенных амплитудно-фазовых преобразователей 343 аналитического измерительного прибора 180 с тест-полоской 100, определенных коррекций имитации 333 и определенного смещения напряжения 318 демодулятора 182. Следующим является этап 355 или, в других аспектах, этап 354.

В различных аспектах на этапе 354 автоматически обрабатывается скорректированное значение(я) 353, например, процессор 186 используется для определения того, заполнил ли образец текучей среды, нанесенный на тест-полоску 100, камеру для приема образца 130. Такое определение может быть выполнено, например, посредством прикладывания тока и измерения напряжения, как было описано выше, или с помощью мониторинга значения(й) демодулированного сигнала(ов) для уменьшения импеданса. Демодулированные сигналы могут быть выходными сигналами трансимпедансного усилителя или другими сигналами, отображающими ток, а увеличение скорректированного значения(й), соответствующего этим сигналам в течение некоторого времени, может предписывать на то, что камера для приема образца 130 заполнена и поэтому является электропроводящей. Этап 355 является следующим.

На этапе 355 процессор 186 автоматически обрабатывает скорректированное значение(я) 353 для определения аналита в нанесенном образце текучей среды. Это может быть выполнено способом, который обсуждался выше.

В одном примере используется этап 341. Выполняются этапы 315, 320, 325, 330, 342, 335 и 340, а полученные значения сохраняются. Эти этапы могут быть выполнены, например, на заводе в процессе изготовления аналитического измерительного прибора. В этом примере после 340 выполняется этап 341. Этапы 341, 345, 350, 354 и 355 могут быть выполнены на месте, когда пользователь вставляет тест-полоску в аналитический измерительный прибор, как указывалось выше при обсуждении Фиг. 3.

На этапе 341 процессор определяет ввод второй тест-полоски в модуль приема тест-полоски. Это может быть выполнено способом, который обсуждался выше в контексте этапа 309, фиг. 3. После этапа 341 следует этап 345.

На этапе 345 выбранный электрический сигнал прикладывается к первому и второму электрическим штыревым разъемам после обнаружения второй тест-полоски. Одновременно записывается четвертое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов). Это может быть выполнено способом, который обсуждался выше.

На следующем этапе 350 определяются одно или несколько скорректированных значений, соответствующих четвертому соответствующему значению(ям). Это определение выполняется с помощью сохраненных определенных амплитудно-фазовых преобразователей 343 переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской, сохраненной определенной коррекции имитированной амплитуды, сохраненной определенной коррекции имитации фазы (обе из коррекций имитации 333) и сохраненного определенного смещения напряжения 318 демодулятора. Это может быть выполнено способом, который обсуждался выше. После этапа 350 может следовать этап 354 или этап 355.

На этапе 354 указанное скорректированное значение(я) обрабатывается для определения наличия образца текучей среды на второй тест-полоске. Если образец текучей среды присутствует, или если этап 354 не используется, на этапе 355 определяется аналит.

В одном примере аналитический измерительный прибор 180 включает трансимпедансный усилитель 214 и синхронный демодулятор (например, блок демодуляции 216), аналогичные тем, что показаны в демодуляторе 182, фиг. 2. Сигнал переменного тока этапов 325, 335 и 345 имеет прямоугольную форму, прошедшую через фильтр Баттерворта четвертого порядка. Демодулятор 182 управляется сигналами с фазой 0° и 90° для генерирования сигналов с действительным компонентом и сигналов с мнимым компонентом. Определенное смещение напряжения 318 демодулятора 182 включает действительное и мнимое значения смещения напряжения BR, BI, как отмечалось выше. Каждое из вышеуказанных значений может быть сохранено. На этапах 330, 340 и 350 действительное и мнимое значения смещения напряжения BR, BI вычитаются из соответствующих значений демодулированного сигнала(ов).

В этом примере этап 325 включает измерение действительного и мнимого значений демодулированного сигнала(ов), обозначенных MR и MI. Этап 330 включает построение скорректированных значений смещения напряжения

CR=MR-BR; CI=MI-BI. (1)

Этап 330 также включает получение известной амплитуды DM и фазы DP имитации нагрузки 190. DM и DP могут храниться в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140, фиг. 1, и могут быть запрограммированы в блоке памяти 149, например, в устройстве хранения 140, перед отгрузкой аналитического измерительного прибора 180, фиг. 1. DM и DP могут быть одними и теми же для всех аналитических измерительных приборов 180, или же могут задаваться для отдельного прибора или для партии приборов. Этап 330 включает вычисление амплитуды и фазы CM, CP скорректированных значений смещения напряжения, которое хорошо известно в математике:

где atan2() является четырехквадрантным арктангенсом. Этап 330 дополнительно включает вычисление коррекции имитации фазы (AP) и коррекции имитации амплитуды (усиления) (AG). Вместе эти значения составляют коррекции имитации 333. Значения AP и AG могут быть сохранены, например, на этапе 304, фиг. 3. Вычисление состоит в следующем:

AP=CP-DP (4)

AG=CM⋅DM (5)

В продолжении этого примера, этап 340 включает измерение значений MR и MI, построение величин CR и CI согласно (1) и вычисление значений CM и CP согласно (3). Далее значения CM и CP корректируются с помощью коррекций имитации 333 для получения скорректированных значений OM, OP:

OM=AG/CM (6)

OP=CP-AP (7)

Действительная и мнимая компоненты OR, OI могут быть определены как

OR=OM cos(OP); OI=OM sin(OP). (8)

Значения OM и OP являются амплитудно-фазовыми преобразователями 343 аналитического измерительного прибора с тест-полоской и могут сохраняться. В различных конфигурациях OM и OP представляют собой комплексный импеданс, расположенный параллельно измеряемому образцу текучей среды.

В этом примере этап 350 включает определение скорректированного значения(й) для четвертого соответствующего значения(й). Принимаются сохраненные значения BR, BI, AG, AP, OM и OP. Для действительного и мнимого значений FMR, FMI в четвертом соответствующем значении(ях) вычисления выполняются так же, как было указано выше:

FCR=FMR-BR (9)

FCI=FMI-BI (10)

FCM=Mag(FCR, FCI); FCP=Ph(FCR, FCI) (11)

FOM=AG/FCM (12)

FOP=FCP-AP (13)

FOR=FOM cos(FOP); FOI=FOM sin(FOP). (14)

Далее определяются члены произведения PM, PP и разностные члены SM, SP:

PM=OM ∙ FOM (15)

PP=OP+FOP (16)

SM=Mag(OR-FOR, OI-FOI) (17)

SP=Ph(OR-FOR, OI-FOI) (18)

С помощью этих членов подсчитываются скорректированные значения ZM, ZP:

ZM=PM/SM (19)

ZP=PP-SP (20)

Затем скорректированные значения могут быть обработаны (этап 355) для определения аналита. В различных конфигурациях в таких вычислениях ранее измеренные паразитные характеристики (OM и OP) удаляются из измерения паразитного сопротивления, расположенного параллельно образцу текучей среды (FOM и FOP), чтобы можно было обнаруживать характеристики только образца текучей среды (ZM и ZP).

На Фиг. 5 представлен вид в разрезе типовой тест-полоски 100. Указанная тест-полоска 100 имеет планарную структуру (например, с использованием токопроводящих дорожек 541, 542, 543, 544 и 545, выполненных с помощью двумерной печати), а не с параллельными (противоположно направленными) гранями. Камера для приема образца 130 (выделена пунктирной линией) определена разделителем (не показан) и покрыта качественной лентой (не показана). Тест-полоска 100 включает множество токопроводящих дорожек 541, 542, 543, 544, 545, электрически изолированных друг от друга. Каждая из токопроводящих дорожек 541, 542, 543, 544, 545 соединяет соответствую контактную площадку 501, 502, 503, 504, 505 с соответствующим электродом 571, 572, 573, 574, 575. Токопроводящие дорожки 542, 544 и соответствующие им контактные площадки 502, 504 и электроды 572, 574 показаны штрихованными только для того, чтобы можно было визуально различить отдельные токопроводящие дорожки. Электроды 571, 572, 573, 574, 575, контактные площадки 501, 502, 503, 504, 505 и токопроводящие дорожки 541, 542, 543, 544, 545 могут быть напечатаны из электропроводного материала, например, из углерода, с помощью одной операции печатания, или могут быть изготовлены другим способом (например, с помощью шелкографии).

Каждый электрод 571, 572, 573, 574, 575 размещен по меньшей мере частично на первой стороне 581 тест-полоски 100 и по меньшей мере частично расположен рядом с камерой 130 для приема образца. То есть, каждый электрод 571, 572, 573, 574, 575 размещен так, что на электрические характеристики этого электрода или соответствующей токопроводящей дорожки может повлиять образец в камере 130 для приема образца, или так, что электрические сигналы, проходящие через соответствующую токопроводящую дорожку 541, 542, 543, 544, 545, можно подать на образец в камере 130 для приема образца. Каждая токопроводящая дорожка 541, 542, 543, 544, 545 может быть расположена рядом с камерой 130 для приема образца с любой ее стороны или с нескольких ее сторон. Тест-полоска 100 может также включать другие токопроводящие дорожки (не показаны), которые необязательно расположены рядом с камерой 130 для приема образца. В одном примере фермент расположен на участке фермента, который перекрывает электроды 571, 572, 573, но не перекрывает электроды 574, 575.

На Фиг. 6 показана блок-схема примера синхронной демодуляции. Умножители 660, 665 получают на входе сигнал A=sin(ωt+φ). Это, например, может быть сигнал от буфера 252, фиг. 2. Член ωt может представлять собой частоту сигнала возбуждения, передаваемого источником возбуждения 181, фиг. 2. Член φ может представлять собой фазовый сдвиг, внесенный камерой для приема образца 130, фиг. 1, или образцом текучей среды в ней. Член φ также может представлять собой суммарный фазовый сдвиг между источником возбуждения 181 и демодулятором 182, фиг. 1.

Умножитель 660 умножает A на известный сигнал B=sin(ωt). Это может быть сигнал управления от процессора 186, фиг. 2. Сигнал B может быть основной частотой импульса прямоугольной формы. Если используется импульс прямоугольной формы, все нечетные гармоники сигнала B также умножаются на сигнал A умножителем 660. Умножитель 660 может включать переключатель, который переключает сигнал A и управляется сигналом B, например, переключатель 260, фиг. 2. Различные смешивающие устройства, включая некоторые используемые переключатели, обсуждаются в учебном руководстве АНАЛОГОВЫЕ УСТРОЙСТВА MT-080 «Mixers and Modulators», октябрь 2008 года, входящем в данный документ посредством ссылки.

Выход умножителя 660 является промежуточным сигналом 0,5cos(φ) - 0,5cos(2ωt+φ). Данный сигнал фильтруется при помощи фильтра низких частот 668 для сохранения по существу только составляющей постоянного тока. Таким образом, член cos(2ωt+φ) удаляется из промежуточного сигнала, оставляя только сигнал постоянного тока (Vвых.) со значением 0,5cos(φ). Это значение постоянного тока (по существу не изменяющееся по времени), поскольку оно не зависит от значения t. Фильтр низких частот 668 может включать конденсатор 261, фиг. 2. Нечетные гармоники, которые появляются в том случае, когда сигнал B имеет прямоугольную форму, могут быть отфильтрованы фильтром низких частот 668. Результирующий компонент постоянного тока является синфазным (или «действительным») компонентом I.

Аналогично, умножитель 665 умножает сигнал A на сигнал C=sin(ωt+90°), то есть, он сдвинут по фазе на 90° с сигналом B. Умножитель 665 может включать переключатель, который переключает сигнал A и управляется сигналом C, например, переключатель 265, фиг. 2. Умножитель 665 генерирует промежуточный сигнал, который фильтруется фильтром низких частот 669. Фильтр низких частот 668 может включать конденсатор 266, фиг. 2. Результирующий компонент постоянного тока является квадратурным (или «мнимым») компонентом Q.

Далее синфазный и квадратурный компоненты поступают в функцию обработки 686. Функция обработки 686 может быть математической функцией и может быть реализована как часть процессора 186, фиг. 1, как программа, выполняемая процессором 186, или может использовать специальные аппаратные средства, соединенные с возможностью связи с процессором 186. Функция обработки 686 может, например, подсчитывать амплитуды и фазы из уравнения (2) выше. Параметры r и i в уравнении (2) означают «действительный» и «мнимый»; синфазный компонент от фильтра низких частот 668 может использоваться для r, а квадратурный компонент от фильтра низких частот 669 может использоваться для i. В различных аспектах для определения гематокрита подсчитывается и используется фаза. В различных аспектах для определения гематокрита подсчитывается и используется амплитуда. Дополнительные примеры представлены в заявке на патент США пор. № 13/857 280, которая включена в настоящий документ путем ссылки. График 690 представляет собой пример сигнала Z с фазой φ, отложенного в прямоугольной системе координат с синфазной осью I и квадратурной осью Q,

На основании вышеизложенного, в различных аспектах или вариантах осуществления обрабатываются измеренные данные для исправления ошибок, которые могут быть внесены паразитными электрическими характеристиками измерительного прибора или тест-полоски. Технический эффект различных аспектов состоит в обеспечении улучшенного измерения гематокрита и, следовательно, содержания глюкозы в крови, что позволит более точно обнаруживать дозировку инсулина для больных диабетом.

В данном раскрытии сути изобретения некоторые аспекты описываются с использованием терминов, в соответствии с которыми они обычно осуществляются как программы, реализованные программными средствами. Специалистам в данной области техники будет понятно, что эквиваленты такого программного обеспечения также могут быть созданы в аппаратном обеспечении (аппаратного или программного подключения), микропрограммном обеспечении или наборе микрокоманд. Соответственно, аспекты настоящего изобретения могут принимать форму варианта осуществления только аппаратного обеспечения, только программного обеспечения (включая микропрограммное обеспечение, резидентное программное обеспечение или микрокод) или варианта осуществления комбинации аспектов программного и аппаратного обеспечения. Программное обеспечение, аппаратные средства и их комбинации в настоящем документе могут быть по существу названы «служба», «схема», «цепь», «модуль» или «система». Различные аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы как системы, способы или компьютерные программные продукты. Поскольку алгоритмы и системы манипуляции с данными хорошо известны, настоящее описание относится, в частности, к алгоритмам и системам, образующим часть описанных в настоящем документе систем и способов, или взаимодействующим с ними напрямую. Другие аспекты таких алгоритмов и систем, а также аппаратное или программное обеспечение для формирования и другой обработки используемых в них сигналов, конкретно не показанное или не описанное в настоящем документе, выбирают из таких систем, алгоритмов, компонентов и элементов, известных в данной области. Необходимо учитывать, что системы и способы, описанные в настоящем документе, и программное обеспечение, конкретно не показанное, предложенное или описанное в настоящем документе, но подходящее для реализации любого аспекта, является стандартным или известным среднему специалисту в данных областях.

На Фиг. 7 представлена высокоуровневая диаграмма, на которой показаны компоненты типовой системы обработки данных для анализа данных и выполнения других видов анализа, описанных в настоящем документе. Система включает систему обработки данных 710, периферийную систему 720, систему интерфейса пользователя 730, и систему хранения данных 740. Периферийная система 720, система интерфейса пользователя 730 и система хранения данных 740 коммуникативно соединены с системой обработки данных 710. Система обработки данных 710 может быть коммуникативно соединена с сетью 750, например, с сетью Интернет или X.25, что будет рассмотрено ниже. Процессор 186, фиг. 1, может включать или осуществлять связь с одной или несколькими системами 710, 720, 730, 740, и может каждую из них соединять с одной или несколькими сетями 750.

Система обработки данных 710 включает один или несколько процессоров обработки данных, реализующих процессы различных аспектов, описанных в настоящем документе. «Процессор обработки данных» является устройством автоматической обработки данных, таким как центральный процессор (ЦП), настольный компьютер, ноутбук, центральная ЭВМ, карманный персональный компьютер, цифровая камера, сотовый телефон, смартфон или любое другое устройство обработки данных, управления данными или преобразования данных, реализованное с электрическими, магнитными, оптическими, биологическими компонентами или другим способом.

Фраза «коммуникативно соединенный» включает соединения любого типа, проводные и беспроводные, между устройствами, процессорами данных или программами, в которых возможен обмен данными. Подсистемы, такие как периферийная система 720, система интерфейса пользователя 730 и система хранения данных 740 показаны отдельно от системы обработки данных 710, но могут храниться полностью или частично внутри системы обработки данных 710.

Система обработки данных 740 включает или является коммуникативно соединенной с одной или несколькими физическими энергонезависимыми машинно-читаемыми носителями данных, выполненных с возможностью хранить информацию, включая информацию, необходимую для выполнения процессов согласно различным аспектам. «Физический энергонезависимый машинно-читаемый носитель данных» в данном контексте относится к любому энергонезависимому устройству или изделию, которое указывается в инструкциях по хранению, которые могут приложены к процессору 186 для выполнения. Такой энергонезависимый носитель может быть длительного или краткосрочного хранения. Примеры носителей длительного хранения включают дискеты, гибкие диски и другие портативные компьютерные дискеты, жесткие диски, магнитную ленту и другие магнитные носители, компакт-диски и компакт-диски только для считывания (CD-ROM), DVD-диски, диски BLU-RAY, диски HD-DVD, другие средства оптического хранения информации, флеш-память, постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и стираемые программируемые ПЗУ (EPROM или EEPROM). Примеры носителей кратковременного хранения включают динамические ЗУ, такие как регистры и оперативные запоминающие устройства (ОЗУ). Средства хранения данных могут хранить данные электронным, магнитным, оптическим, химическим, механическим или каким-либо другим способом, и могут включать электронные, магнитные, оптические, электромагнитные, инфракрасные и полупроводниковые компоненты.

Аспекты настоящего изобретения могут принимать форму компьютерного программного продукта, реализованного в одном или нескольких физических энергонезависимых машинно-читаемых носителях, имеющих установленный в них машинно-читаемый код программы. Такой носитель(и) может быть изготовлен как обычный носитель для таких изделий, например, прессовкой CD-ROM. Программа, реализованная в таком носителе(ях) включает в себя команды компьютерной программы, которые могут приказывать системе обработки данных 710 выполнять отдельные последовательности операционных шагов, если они загружены, осуществляя таким образом функции или действия, указанные в данном документе.

В одном примере, система хранения данных 740 включает память кодов 741, например, оперативное запоминающее устройство и диск 743, например физическое машинно-считываемое вращательное запоминающее устройство, такое как жесткий диск. Команды компьютерной программы считываются в память кодов 741 из диска 743 или с помощью, беспроводного, проводного, волоконно-оптического или другого соединения. Затем система обработки данных 710 выполняет одну или несколько последовательностей команд компьютерной программы, загруженных в память кодов 741, в результате чего выполняются этапы обработки, описанные в данном документе. Таким образом, система обработки данных 710 выполняет реализованный компьютером процесс. Например, блоки блок-схем или блок-диаграмм, представленных в данном документе, и их комбинации могут быть реализованы с помощью команд компьютерной программы. Память кодов 741 может также хранить или не хранить данные: система обработки данных 710 может включать компоненты гарвардской архитектуры, компоненты модифицированной гарвардской архитектуры или компоненты архитектуры фон Неймана.

Код компьютерной программы может быть записан в любой комбинации одного или нескольких языков программирования, таких как JAVA, Smalltalk, C++, C или соответствующего языка ассемблера. Код программы для выполнения способов, описанных в данном документе, может выполняться полностью в одной системе обработки данных 710 или в нескольких коммуникативно соединенных системах обработки данных 710. Например, код может выполняться полностью или частично на компьютере пользователя и полностью или частично на удаленном компьютере или сервере. Сервер может быть соединен с компьютером пользователя через сеть 750.

Периферийная система 720 может включать одно или более устройств, выполненных с возможностью обеспечения записей с цифровым контентом для системы обработки данных 710. Например, периферийная система 720 может включать цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры, сотовые телефоны или другие процессоры обработки данных. Система обработки данных 710, получив записи с цифровым контентом от устройства в периферийной системе 720, может сохранять такие записи с цифровым контентом в системе хранения данных 740.

Система интерфейса пользователя 730 может включать мышь, клавиатуру, другой компьютер ( соединенный, например, через сеть или 0-модемный кабель) или любое устройство или комбинацию устройств, из которых данные поступают в систему обработки данных 710. В этом отношении, хотя периферийная система 720 показана отдельно от системы интерфейса пользователя 730, периферийная система 720 может быть включена в виде части системы интерфейса пользователя 730.

Система интерфейса пользователя 730 также может включать устройство отображения, память с процессорным доступом или любое устройство или комбинацию устройств, на которые выводит данные система обработки данных 710. В этом отношении, если система интерфейса пользователя 730 включает память с процессорным доступом, такая память может быть частью системы хранения данных 740 несмотря на то, что система интерфейса пользователя 730 и система хранения данных 740 на Фиг. 7 показаны отдельно.

В различных аспектах система обработки данных 710 включает интерфейс связи 715, который соединен через сетевое подключение 716 к сети 750. Например, интерфейс связи 715 может быть ISDN-платой или модемом, которые обеспечивают соединение передачи данных для телефонной линии соответствующего типа. В другом примере интерфейс связи 715 может быть сетевой картой, которая обеспечивает соединение передачи данных для совместимой локальной вычислительной сети, например, локальной вычислительной сети Ethernet или распределенной сети (WAN). Также могут использоваться беспроводные линии связи, такие как WiFi или GSM. Интерфейс связи 715 отправляет и принимает электрические, электромагнитные и оптические сигналы, которые переносят потоки цифровых данных, отображающие различные типы информации, через сетевое подключение 716 к сети 750. Сетевое подключение 716 к сети 750 может быть выполнено с помощью переключателя, шлюза, концентратора, маршрутизатора или другого сетевого устройства.

Сетевое подключение 716 может обеспечивать передачу данных другим устройствам данных через одну или несколько сетей. Например, сетевое подключение 716 может обеспечивать соединение через локальную сеть с главным компьютером или с оборудованием передачи данных, которое управляется провайдером Интернет-услуг.

Система обработки данных 710 может отправлять сообщения и принимать данные, включая код программы, через сеть 750, сетевое подключение 716 и интерфейс связи 715. Например, сервер может хранить запрашиваемый код для прикладной программы (например, JAVA-апплет) на физическом энергонезависимом машинно-читаемом носителе данных, с которым он соединен. Сервер может извлекать код из носителя и передавать его через сеть Интернет провайдеру Интернет-услуг, в локальную вычислительную сеть, на интерфейс связи 715. Полученный код может быть выполнен системой обработки данных 710 после получения, или сохранен в системе хранения данных 740 для выполнения позже.

СПИСОК СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ФИГУР 1-7

100 тест-полоска

101, 102 контактные площадки

110 электрод

111, 112 штыревые разъемы

115 модуль приема тест-полоски

116, 117 проводники

120 электрод

130 камера для приема образца

140 устройство хранения

149 блок памяти

150 электрод

151 проводник

155 электрод

156 проводник

169 блок вывода

180 аналитический измерительный прибор

181 источник возбуждения

182 демодулятор

183, 184 соединительные устройства

186 процессор

189 блок цепи калибровки с имитацией нагрузки

190 имитация нагрузки

191 блок переключения

210 источник питания постоянного тока

212 источник питания переменного тока

214 трансимпедансный усилитель

216 блок демодуляции

217, 218 блоки смесителя

220, 222 переключатели

230 сумматор

240 буфер

250 операционный усилитель

251 резистор

252 буфер

260 переключатель

261 конденсатор

265 переключатель

266 конденсатор

270, 275 буфер

280, 285 аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

290 блок задержки фазы

302, 304, 306 этапы

307, 308, 309 этапы

310, 315 этапы

318 напряжение смещения демодулятора

320, 325, 330 этапы

333 коррекции имитации

335, 340, 341, 342 этапы

343 амплитудно-фазовые преобразователи

345, 350 этапы

350 этап

353 скорректированное значение(я)

354, 355 этапы

501, 502, 503, 504, 505 контактные площадки

541, 542, 543, 544, 545 токопроводящие дорожки

571, 572, 573, 574, 575 электроды

581 сторона

660, 665 умножители

668, 669 фильтры низких частот

686 функция обработки

690 график

710 система обработки данных

715 интерфейс связи

716 сетевое подключение

720 периферийная система

730 система интерфейса пользователя

740 система хранения данных

741 память программ

743 диск

750 сеть

Настоящее изобретение включает комбинации описанных в настоящем документе аспектов. Ссылки на «конкретный аспект» (или на «вариант осуществления», или на «версию») и т. д. относятся к элементам, имеющимся по меньшей мере в одном аспекте настоящего изобретения. Отдельные ссылки на «аспект» или «конкретные аспекты» или т. п. не обязательно относятся к одному и тому же аспекту или аспектам; однако такие аспекты не являются взаимно исключающими, если не указано иное или если специалистам в данной области это очевидно. Использование единственного или множественного числа при ссылке на «способ», «способы» и т. п. не имеет ограничительного характера. Слово «или» в настоящем раскрытии применяется в неисключающем смысле, если явно не указано иное.

Настоящее изобретение подробно описано с конкретной ссылкой на некоторые его предпочтительные аспекты, но следует понимать, что вариации, комбинации и модификации, осуществляемые средним специалистом в данной области, входят в сущность и объем настоящего изобретения.

Claims (63)

1. Переносной аналитический измерительный прибор для использования с действующей совместно тест-полоской, при этом переносной аналитический измерительный прибор содержит:

a) модуль приема тест-полоски, выполненный с возможностью приема аналитической тест-полоски;

b) блок цепи калибровки с имитацией нагрузки, электрически соединенный с модулем приема тест-полоски; и

c) блок памяти;

d) при этом блок цепи калибровки с имитацией нагрузки выполнен с возможностью обеспечения коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы; и

d) при этом блок памяти выполнен с возможностью хранения коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы,

при этом аналитическая тест-полоска включает в себя камеру аналита, и при этом:

a1) модуль приема тест-полоски включает первый и второй электрические штыревые разъемы;

b1) блок цепи калибровки с имитацией нагрузки содержит:

i) имитацию нагрузки, имеющую выбранные электрические характеристики;

ii) источник возбуждения, выполненный с возможностью избирательно обеспечивать по меньшей мере один электрический сигнал;

iii) демодулятор, выполненный с возможностью генерировать один или несколько демодулированных сигналов;

iv) процессор, соединенный для получения одного или нескольких демодулированных сигналов от демодулятора; и

v) блок переключения, выполненный с возможностью избирательно электрически соединять источник возбуждения с демодулятором или через имитацию нагрузки, или через первый и второй электрические штыревые контакты модуля приема тест-полоски; и

c1) процессор запрограммирован с возможностью:

одновременно предписывать блоку переключения выполнять соединение через имитацию нагрузки, предписывать источнику возбуждения обеспечивать сигнал постоянного тока и записывать первое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов);

определять смещение напряжения демодулятора с помощью первого соответствующего значения(й) и хранить определенное смещение напряжения в блоке памяти;

одновременно предписывать блоку переключения выполнять соединение через имитацию нагрузки, предписывать источнику возбуждения одновременно обеспечивать и сигнал переменного тока, и сигнал постоянного тока и записывать второе соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов);

определять коррекцию имитированной амплитуды и коррекцию имитированной фазы с помощью соответствующего второго значения(й) и определенного смещения напряжения демодулятора и хранить определенную коррекцию имитированной амплитуды и коррекцию имитированной фазы в блоке памяти;

обнаруживать ввод тест-полоски в модуль приема тест-полоски;

одновременно предписывать блоку переключения выполнять соединение через первый и второй электрические штыревые контакты, предписывать источнику возбуждения одновременно обеспечивать сигнал переменного тока и сигнал постоянного тока и после ввода записать третье соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов); и

определять фазовые и амплитудные преобразователи переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской с помощью третьего соответствующего значения(й), определенной коррекции имитированной амплитуды и определенной коррекции имитированной фазы и определенного смещения напряжения демодулятора, и сохранять определенные фазовые и амплитудные преобразователи переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской в блоке памяти.

2. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 1, отличающийся тем, что процессор дополнительно запрограммирован с возможностью:

прикладывать выбранный электрический сигнал к первому и второму электрическим штыревым разъемам после обнаружения тест-полоски и одновременно записать четвертое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов);

определять одно или несколько скорректированных значений, соответствующих четвертому соответствующему значению(ям), с помощью определенных фазовых и амплитудных преобразователей переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской, определенной коррекции имитированной амплитуды, определенной коррекции имитированной фазы и определенного смещения напряжения демодулятора; и

обрабатывать скорректированное значение(я) для обнаружения наличия образца текучей среды и, в случае наличия образца, определения аналита.

3. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 1, отличающийся тем, что процессор дополнительно запрограммирован с возможностью:

обнаруживать ввод второй тест-полоски в модуль приема тест-полоски;

прикладывать выбранный электрический сигнал к первому и второму электрическим штыревым разъемам после обнаружения второй тест-полоски и одновременно записывать четвертое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов);

определять одно или несколько скорректированных значений, соответствующих четвертому соответствующему значению(ям), с помощью сохраненных определенных фазовых и амплитудных преобразователей переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской, сохраненной определенной коррекции имитированной амплитуды, сохраненной определенной коррекции имитированной фазы и сохраненного определенного смещения напряжения демодулятора; и

обрабатывать скорректированное значение(я) для определения наличия образца текучей среды на второй тест-полоске и, в случае наличия образца, определения аналита.

4. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 1, отличающийся тем, что:

a) демодулированный сигнал(ы) включает сигнал с действительным компонентом и сигнал с мнимым компонентом;

b) определенное смещение включает действительный компонент смещения напряжения и мнимый компонент смещения напряжения, соответствующие действительному компоненту сигнала и мнимому компоненту сигнала соответственно; и

c) процессор запрограммирован с возможностью аддитивно комбинировать действительный компонент смещения напряжения и мнимый компонент смещения напряжения с, соответственно, действительным компонентом(ами) и мнимым компонентом(ами) второго, третьего и четвертого соответствующего значения(ий).

5. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 4, отличающийся тем, что блок возбуждения обеспечивает первый сигнал переменного тока, при этом переносной аналитический измерительный прибор дополнительно включает блок задержки фазы, который обеспечивает сигнал с задержкой фазы 90° относительно первого сигнала переменного тока, и при этом демодулятор дополнительно включает два блока смесителя, управляемых первым сигналом переменного тока или сигналом, находящимся с ним в фазе, и сигналом с задержкой, соответственно, при этом блоки смесителя работают для обеспечения, соответственно, действительной компоненты сигнала и мнимой компоненты сигнала.

6. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 1, отличающийся тем, что блок переключения включает два двухходовых переключателя, при этом один указанный переключатель соединяет источник возбуждения с первым выводом имитации нагрузки или первым электрическим штыревым разъемом модуля приема тест-полоски, и другой указанный переключатель соединяет вход демодулятора со вторым выводом имитации нагрузки или вторым электрическим штыревым разъемом модуля приема тест-полоски.

7. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 1, отличающийся тем, что источник возбуждения выполнен с возможностью обеспечения сигналов напряжения, а демодулятор дополнительно включает трансимпедансный усилитель для измерения тока(ов) и обеспечения соответствующего напряжения(й), и демодулятор выполнен с возможностью предоставлять демодулированный сигнал(ы) с помощью этого напряжения(й).

8. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 1, отличающийся тем, что блок цепи калибровки с имитацией нагрузки включает резистор.

9. Переносной аналитический измерительный прибор по п. 8, отличающийся тем, что резистор является прецизионным резистором на 22KΩ.

10. Способ калибровки ручного аналитического измерительного прибора для использования с аналитической тест-полоской, при этом указанный способ содержит:

определение коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы переносного аналитического измерительного прибора с помощью блока цепи калибровки с имитацией нагрузки переносного аналитического измерительного прибора;

сохранение коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы в блоке памяти переносного аналитического измерительного прибора; и

определение аналита с помощью сохраненной коррекции имитированной амплитуды и сохраненной коррекции имитированной фазы,

причем этап определения коррекций включает:

прием аналитической тест-полоски, вставленной в модуль приема тест-полоски измерительного прибора, так что первая и вторая электрические контактные площадки, открытые на аналитической тест-полоске, образуют электрический контакт с первым и вторым электрическими штыревыми разъемами модуля приема тест-полоски соответственно, при этом аналитическая тест-полоска содержит камеру для приема образца, выполненную с возможностью приема образца текучей среды и электрически соединенную между первой и второй электрическими контактными площадками;

с использованием электронного модуля измерительного прибора, прикладывание сигнала постоянного тока через имитацию нагрузки к демодулятору, который генерирует демодулированный сигнал(ы) и одновременно записывает первое соответствующее значение(я) демодулированного сигнала(ов);

с использованием процессора измерительного прибора, автоматическое определение смещения напряжения демодулятора с помощью первого соответствующего значения(й);

с использованием электронного модуля, одновременное прикладывание сигнала постоянного тока и сигнала переменного тока через имитацию нагрузки к демодулятору, и одновременное записывание второго соответствующего значения(й) демодулированного сигнала(ов);

с использованием процессора, автоматическое определение коррекции имитированной амплитуды и коррекции имитированной фазы с помощью соответствующего второго значение(я) и определенного смещения напряжения демодулятора; и

этап определения аналита включает:

после указанного этапа приема и с использованием электронного модуля одновременное прикладывание сигнала постоянного тока и сигнала переменного тока через первый и второй электрические штыревые контакты к демодулятору и одновременную запись третьего соответствующего значения(й) демодулированного сигнала(ов), измеренного на электрических штыревых контактах;

с использованием процессора, автоматическое определение фазовых и амплитудных преобразователей переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской с помощью третьего соответствующего значения(й), определенной коррекции имитированной фазы и определенной коррекции имитированной амплитуды и определенного смещения напряжения демодулятора;

с использованием процессора, прикладывание выбранного электрического сигнала к первому и второму электрическим штыревым разъемам после приема тест-полоски и одновременное измерение четвертого соответствующего значение(я) демодулированного сигнала(ов);

с использованием процессора, автоматическое определение одного или нескольких скорректированных значений, соответствующих четвертому соответствующему значению(ям), с помощью определенных фазовых и амплитудных преобразователей переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской, определенной коррекции имитированной амплитуды, определенной коррекции имитированной фазы и определенного смещения напряжения демодулятора; и

процессор автоматически обрабатывает скорректированное значение(я) для определения аналита в примененном образце текучей среды.

11. Способ по п. 10, дополнительно включающий автоматическое обнаружение ввода аналитической тест-полоски и, как реакция на это обнаружение, прикладывание выбранного электрического сигнала.

12. Способ по п. 11, дополнительно включающий автоматическую обработку скорректированного значения(й) для обнаружения того, заполнил ли образец текучей среды, примененный на тест-полоску, камеру для приема образца.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что демодулированный сигнал(ы) включает сигнал с действительным компонентом и сигнал с мнимым компонентом.

14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап определения смещения напряжения включает хранение записанного первого значения, соответствующего действительному компоненту сигнала как первому значению смещения напряжения, и записанного первого значения, соответствующего мнимому компоненту сигнала как второму значению смещения напряжения, так что определенное смещение напряжения демодулятора включает первое значение смещения напряжения и второе значение смещения напряжения.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что каждый этап определения фазовых и амплитудных преобразователей переносного аналитического измерительного прибора с тест-полоской и этап определения коррекции имитированной фазы и коррекции имитированной амплитуды включает аддитивную комбинацию первого значения смещения напряжения и второго значения смещения напряжения с записанным соответствующим значением(ями).

16. Способ по п. 10, отличающийся тем, что этап измерения на первом и втором электрических штыревых контактах включает автоматическое срабатывание блока переключения для направления сигнала постоянного тока сигнала переменного тока на первый электрический штыревой контакт и для соединения второго электрического штыревого контакта с входом демодулятора.

17. Способ по п. 10, отличающийся тем, что выбранный электрический сигнал включает сигнал постоянного тока и сигнал переменного тока, приложенные на этом этапе измерения к первому и второму электрическим штыревым контактам.

Images