TWI511705B - 使用一電流源之葡萄糖量測 - Google Patents

Description

使用一電流源之葡萄糖量測

本發明係關於血葡萄糖量測設備，亦即，用於量測一血液樣本中之葡萄糖之一葡萄糖計，且更特定而言，係關於使用一控制電流源、時間量測裝置及電壓比較器或類比轉數位轉換器(ADC)來判定血液樣本中之葡萄糖之量。

本申請案主張於2011年1月5日提出申請之由James E. Bartling、Aaron Joel Mach及Darren Edward Noel Wenn撰寫之標題為「Glucose Measurement Using a Current Source」之序號為61/430,031之共同所有之美國臨時專利申請案之優先權，出於所有目的特此將該美國臨時專利申請案以引用方式併入本文中。

糖尿病患者需要監測血液葡萄糖位準。血葡萄糖位準係藉助血液葡萄糖量測設備(亦即，一葡萄糖計)量測。該葡萄糖計使用一化學反應來在血液葡萄糖與酶起反應時產生自由電子之一電荷。所產生之自由電荷之量係與血液葡萄糖位準成比例。量測血液樣本試條上之電荷之量且然後使用該所量測之電荷值來判定該血液樣本中之葡萄糖位準。目前，該葡萄糖計需要具有多個精確運算放大器及電壓之一複雜類比前端。此使葡萄糖計較昂貴、複雜且比所期望更常常需要校準或更換。隨著現今社會中由於肥胖及其他因素所致之糖尿病患者的增加，葡萄糖計之使用已大大增加，且葡萄糖計之代替者及升級模型每年銷售數百萬。

因此，在一葡萄糖計中，將期望消除對精確類比電路(諸如運算放大器、精確電壓參考、高解析度ADC及複雜數位計算)之需求來判定一血液樣本中之葡萄糖位準。

根據一實施例，一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之方法可包括以下步驟：a)將具有一恆定電流值之一恆定電流源連接至一血液樣本測試條；b)將一血液樣本引入至該血液樣本測試條上；c)該血液樣本與該血液樣本測試條中之酶起反應以在該血液樣本測試條上產生一電荷Q；d)量測該血液樣本測試條上之一電壓來判定其一電壓值；e)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是否已自一第一電壓值顯著減小，其中e1)若該電壓值尚未自該第一電壓值顯著減小則返回至步驟d)，且e2)若該電壓值已自該第一電壓值顯著減小則繼續步驟f)；f)使該恆定電流源自該血液樣本測試條斷開連接；g)等待一停留時間(soak time)；h)在該停留時間結束之後開始一計時器以判定一電荷移除時間；i)將該恆定電流源重新連接至該血液樣本測試條；j)量測該血液樣本測試條上之該電壓來判定其該電壓值；k)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是否已自一第二電壓值顯著增加，其中k1)若該電壓值尚未自該第二電壓值顯著增加則返回至步驟j)，且k2)若該電壓值已自該第二電壓值顯著增加則停止該計時器且繼續步驟l)；1)藉由將該電荷移除時間與該恆定電流值相乘來判定該血液樣本測試條上之該電荷之一電荷值；及m)依據該電荷值判定一血液葡萄糖位準(BGL)。根據該方法之一進一步實施例，將該BGL顯示於一可視顯示器上。根據該方法之一進一步實施例，依據該電荷值判定該BGL之該步驟包括在一查找表中查找該電荷值且自其讀取一對應BGL值之步驟。根據該方法之一進一步實施例，該停留時間係大約一(1)秒。根據該方法之一進一步實施例，該停留時間係少於一(1)秒。根據該方法之一進一步實施例，該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。

根據另一實施例，一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之方法可包括以下步驟：a)將具有一恆定電流第一值之一恆定電流源連接至一血液樣本測試條；b)將一血液樣本引入至該血液樣本測試條上；c)該血液樣本與該血液樣本測試條中之酶起反應以在該血液樣本測試條上產生一電荷Q；d)量測該血液樣本測試條上之一電壓來判定其一電壓值；e)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是否已自一第一電壓值顯著減小，其中e1)若該電壓值尚未自該第一電壓值顯著減小則返回至步驟d)，且e2)若該電壓值已自該第一電壓值顯著減小則繼續步驟f)；f)等待一停留時間；g)在該停留時間結束之後開始一計時器以判定一電荷移除時間；h)將該恆定電流第一值增加至一恆定電流第二值；i)量測該血液樣本測試條上之該電壓來判定其該電壓值；j)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是否已自一第二電壓值顯著增加，其中j1)若該電壓值尚未自該第二電壓值顯著增加則返回至步驟i)，且j2)若該電壓值已自該第二電壓值顯著增加則停止該計時器且繼續步驟k)；k)藉由將該電荷移除時間與該恆定電流值相乘來判定該血液樣本測試條上之該電荷之一電荷值；及l)依據該電荷值判定一血液葡萄糖位準(BGL)。

根據該方法之一進一步實施例，將該BGL顯示於一可視顯示器上。根據該方法之一進一步實施例，依據該電荷值判定該BGL之該步驟包括在一查找表中查找該電荷值且自其讀取一對應BGL值之步驟。根據該方法之一進一步實施例，該停留時間係大約一(1)秒。根據該方法之一進一步實施例，該停留時間係少於一(1)秒。根據該方法之一進一步實施例，該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。

根據又一實施例，一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之設備可包括：一血液樣本測試條，其具有與一血液樣本中之葡萄糖起反應以產生一電荷之酶；一類比轉數位轉換器(ADC)，其耦合至該血液樣本測試條；一數位處理器及記憶體，其耦合至該ADC；一計時器，其用於量測一電荷移除時間，該計時器係耦合至該數位處理器；一恆定電流源，其具有一恆定電流值；及一開關，其耦合於該恆定電流源與該血液樣本測試條之間，且由該數位處理器控制，其中該開關通常係閉合的；其中當將一血液樣本置至該血液樣本測試條上時，跨越該血液樣本測試條之一電壓自一高位準改變至一低位準，該開關斷開，藉此使該恆定電流源自該血液樣本測試條斷開連接，該開關保持斷開達一停留時間，且在該停留時間已流逝之後，該計時器開始量測該電荷移除時間且該開關閉合藉此將該恆定電流源重新連接至該血液樣本測試條；其中該ADC對跨越該血液樣本測試條之該電壓進行取樣直至該電壓實質上增加為止，然後該計時器停止量測該電荷移除時間；且該數位處理器藉由將該恆定電流值與該電荷移除時間相乘來計算該血液樣本測試條上之該電荷。

根據一進一步實施例，該數位處理器將該所計算電荷轉換成一血液葡萄糖位準(BGL)。根據一進一步實施例，一顯示器耦合至該數位處理器且顯示該BGL。根據一進一步實施例，一電荷轉BGL查找表儲存於該記憶體中且由該數位處理器使用以將該所計算電荷轉換成該BGL。根據一進一步實施例，一恆定電流源具有由該數位處理器控制之複數個可程式化恆定電流值。根據一進一步實施例，該ADC、數位處理器及記憶體、計時器、恆定電流源及開關係製作於一積體電路上。根據一進一步實施例，該積體電路包括一混合信號類比及數位微控制器積體電路。根據一進一步實施例，該數位處理器係一微控制器。根據一進一步實施例，該停留時間係大約一(1)秒。根據一進一步實施例，該停留時間係少於一(1)秒。根據一進一步實施例，該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。

根據又一實施例，一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之設備可包括：一血液樣本測試條，其具有與一血液樣本中之葡萄糖起反應以產生一電荷之酶；一類比轉數位轉換器(ADC)，其耦合至該血液樣本測試條；一數位處理器及記憶體，其耦合至該ADC；一計時器，其用於量測一電荷移除時間，該計時器係耦合至該數位處理器；及一恆定電流源，其耦合至該血液樣本測試條及該數位處理器，其中該恆定電流源包括由該數位處理器控制之複數個可程式化恆定電流值；其中該恆定電流源係處於一低恆定電流值，將一血液樣本置至該血液樣本測試條上，該恆定電流源保持處於該低恆定電流值直至跨越該血液樣本測試條之一電壓自一高位準改變至一低位準為止，然後該恆定電流源改變至一較高恆定電流值且該計時器開始量測該電荷移除時間，且該ADC對跨越該血液樣本測試條之該電壓進行取樣直至該電壓實質上增加為止，然後該計時器停止量測該電荷移除時間；且該數位處理器藉由將該較高恆定電流值與該電荷移除時間相乘來計算該血液樣本測試條上之該電荷。

根據一進一步實施例，該數位處理器將該所計算電荷轉換成一血液葡萄糖位準(BGL)。根據一進一步實施例，一顯示器耦合至該數位處理器且顯示該BGL。根據一進一步實施例，一電荷轉BGL查找表儲存於該記憶體中且由該數位處理器使用以將該所計算電荷轉換成該BGL。根據一進一步實施例，該ADC、數位處理器及記憶體、計時器及恆定電流源係製作於一積體電路上。根據一進一步實施例，該積體電路包括一混合信號類比及數位微控制器積體電路。根據一進一步實施例，該數位處理器係一微控制器。根據一進一步實施例，該恆定電流源在跨越該血液樣本測試條之該電壓自該高位準改變至該低位準之後保持處於一低恆定電流值達一停留時間。根據一進一步實施例，該停留時間係大約一(1)秒。根據一進一步實施例，該停留時間係少於一(1)秒。根據一進一步實施例，該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。

藉由參考結合附圖所進行之以下說明可獲得對本發明之一更完全理解。

雖然本發明易於作出各種修改及替代形式，但在圖式中已顯示並在本文中詳細闡述其特定實例性實施例。然而，應理解，本文中對特定實例性實施例之闡述並非意欲將本發明限制於本文中所揭示之特定形式，而係相反，本發明欲涵蓋如由隨附申請專利範圍所界定之所有修改及等效內容。

一種血液葡萄糖計包括一血液樣本測試條、一恆定電流源、一精確計時器、一數位處理器及記憶體及一類比量測電路，該血液葡萄糖計消除當前技術之葡萄糖計之複雜類比前端及其他相關電路，例如，電壓比較器、類比轉數位轉換器(ADC)等等。當將一血液樣本施加至該血液樣本測試條時，一電荷Q自該測試條中之酶與該血液樣本之間的反應而產生。在當已將超量電荷Q自該血液樣本測試條移除時所判定之一精確量測時間期間，該恆定電流源將一恆定電流值I注入至該測試條上之電荷Q中。該精確量測之時間係藉由該精確計時器量測。藉由Q=I×T來判定電荷Q之量，然後將電荷Q轉換成一血液葡萄糖位準用於顯示。

ADC對跨越血液樣本測試條之電壓進行取樣並將該等所取樣電壓轉換成其數位表示。將電壓樣本之數位表示發送至數位處理器以進一步進行處理。在藉助血液樣本測試條取得一血液樣本之前，該測試條處於實質上一無限(非常高)電阻，此乃因尚不存在由酶與血液樣本中之葡萄糖起反應所形成之一電子電荷。血液樣本測試條可稱為與一非常高電阻並聯之一電壓源。

在取一血液樣本之前首先將恆定電流源耦合至血液樣本測試條。由於一未使用之血液樣本測試條係一非常高之電阻，因此跨越該測試條之電壓將接近一電源電壓(例如，V_DD )。將血液樣本測試條進一步耦合至葡萄糖計ADC。當將一血液樣本置於測試條上時，該測試條中之酶與該血液中之葡萄糖起反應以產生電荷，且該血液樣本測試條之端子之間的電阻顯著下降，此將該恆定電流源之一端及ADC或比較器之輸入下拉為與V_DD 相比更接近於V_SS 。此電壓降表示該葡萄糖計中之一葡萄糖判定循環之開始。

數位處理器依據來自ADC或比較器之電壓樣本之數位表示而判定跨越測試條之一顯著電壓降已發生。依據血液樣本與測試條中之酶的化學反應要求，數位處理器可使恆定電流源與測試條斷開連接達某一「停留」時間，例如，少於(1)秒、大約一(1)秒、一(1)至五(5)秒等等。一旦該停留時間已期滿，數位處理器即將恆定電流源重新連接至測試條以開始移除測試條中之超量電荷。在超量電荷移除時間期間所取樣電壓保持與V_DD 相比更接近於V_SS 。然而，一旦測試條上之電荷之大部分已藉由恆定電流源移除，測試條上之電壓即將返回接近V_DD ，但非完全達到V_DD 。

跨越測試條之電壓之接近V_DD 之此跳躍表示葡萄糖判定循環之完成。使用方程式Q=I×T，其中Q係指電荷，I係指恆定電流值且T係指自血液樣本測試條移除電荷所需之時間之量，數位處理器然後將該恆定電流值與時間值相乘以得到位於血液樣本測試條上之電荷之量。一旦已判定此電荷，即可使用一查找表來呈現測試對象之血液之一準確血液葡萄糖位準(BGL)。

當偵測到跨越測試條之一顯著電壓降時或當恆定電流源重新連接至測試條時(例如，在停留時間已流逝之後)，可開始精確計時器。針對某些血液樣本測試條化學品，恆定電流源不必自測試條解耦合，僅經設定至一最小電流值。然後在停留時間已流逝之後，可增加來自恆定電流源之電流值。數位處理器亦可將此血液葡萄糖位準(BGL)顯示於一顯示器上以供正接受血糖(葡萄糖)測試之人及/或醫療專業人士讀取。

對精確類比組件之需求之一顯著減小使一較支付得起且長期可靠之葡萄糖計成為可能。藉由使用此恆定電流-時間量測來判定血液葡萄糖位準，製造商可減小成本且改良一較不複雜葡萄糖計之長期準確度。

一準確恆定電流源、時間量測及電壓位準偵測可係(舉例而言但不限於)藉由一微控制器積體電路中之一充電時間量測單元(CTMU)、計時器、ADC及數位處理器來提供。CTMU更充分闡述於Microchip應用筆記AN1250及AN1375(可在www.microchip.com處獲得)、及皆由James E. Bartling撰寫之標題為「Measuring a long time period」之共同所有美國專利第US 7,460,441 B2號及標題為「Current-time digital-to-analog converter」之US 7,764,213 B2中；其中出於所有目的特此將所有資訊以引用方式併入本文中。

測試條可係可自多個賣主購買之任一適合葡萄糖測試條。該測試條提供與一血液樣本中之葡萄糖之化學反應以產生一電荷(電子過剩)。所產生之電荷之量係依據於血液樣本中之葡萄糖之量。為判定血液葡萄糖位準，必須量測此電荷。CTMU提供一固定恆定電流源。ADC量測跨越測試條之電壓。藉由以如由恆定電流源所判定之一固定速率移除電荷及量測移除電荷所花費之時間來進行實際電荷之量測。可使用一數位處理器(例如，亦可包括CTMU及ADC及/或電壓比較器之微控制器)之一簡單數位計時器來量測時間。

以下係為本發明進一步所涵蓋且歸屬於本發明之範疇內：可使用跨越測試條之電壓降之量來判定自一可程式化恆定電流源之一恆定電流值之選擇。舉例而言，一較大電壓改變(下降)指示來自血液-酶反應之一較大電子電荷，此乃因血液中之一高葡萄糖位準。在此情形中，一可程式化恆定電流源可由數位處理器控制以增加其恆定電流值以使得葡萄糖判定循環之完成在時間上可更短。然而，葡萄糖判定循環之完成時間越短，結果將越不準確。但在一高BGL濃度之情況下，高準確度具有較小意義。在較低BGL值之情況下，一較長時間之葡萄糖判定循環將導致對BGL值之一更準確判定。

具有不同化學品(酶)之血液樣本測試條將需要關於應用來自恆定電流源之恆定電流值之不同操作特性及查找表以將所計算電荷Q轉換成一各別BGL數目用於顯示。葡萄糖計可具有經調適用於不同類型之血液樣本測試條之不同插座，且/或至少一個血液樣本測試條插座可具有額外輸入，該等額外輸入可用於解碼插入其中之測試條之類型以使得數位處理器可自動地選擇正確計算演算法來根據所使用之BGL查找表控制耦合至該測試條之恆定電流源、任何停留時間要求及特定電荷Q。

現在參考圖式，示意性圖解說明特定實例性實施例之細節。在圖式中，相同的元件將由相同的編號表示，且相似的元件將由帶有一不同小寫字母後綴之相同編號表示。

參考圖1，其繪示根據本發明一特定實例性實施例之一血液葡萄糖量測裝置之一示意性方塊圖。一血液葡萄糖量測裝置，通常由編號100表示，包括一血液樣本測試條104、一恆定電流源106、一開關108、一數位處理器及記憶體110、一類比轉數位轉換器(ADC)112(亦可係一比較器)、計時器114、端子116及一顯示器118。數位處理器110可係(舉例而言但不限於)一微控制器、一微處理器、一數位信號處理器(DSP)、一可程式化邏輯陣列(PLA)、一特殊應用積體電路(ASIC)等等。數位處理器110之記憶體可係揮發性及/或非揮發性記憶體。一軟體及/或韌體操作程式及血液葡萄糖位準查找表可儲存於耦合至數位處理器110之記憶體中。顯示器118可係(舉例而言但不限於)一液晶顯示器、一發光二極體(LED)顯示器等等。

將來自一測試對象之一血液樣本置於血液樣本測試條104上，其中該血液樣本測試條中之酶與該血液樣本起反應以形成跨越端子116a及116b之一電子電荷。血液樣本測試條104係一種一次性物項且可在已判定血液中之血液葡萄糖位準之後經由端子116自血液葡萄糖量測系統100之剩餘部分移除且將取一新血液樣本。當使用一電壓比較器112替代一ADC來進行電壓判定時，可使用一可程式化電壓參考120，且該可程式化電壓參考120可由數位處理器110控制。ADC(或比較器)112可具有一單端輸入或差動輸入。

ADC 112對跨越血液樣本測試條104之電壓進行取樣並將所取樣電壓轉換成其數位表示。將電壓樣本之數位表示發送至數位處理器110以進一步進行處理。在藉助血液樣本測試條104取得一血液樣本之前，該測試條104處於實質上一無限(非常高)電阻，此乃因尚不存在由酶與血液樣本中之葡萄糖起反應所形成之一電子電荷。血液樣本測試條104可稱為一雙電端子裝置。

在取得一血液樣本之前首先將恆定電流源106耦合至血液樣本測試條104。由於一未使用之血液樣本測試條104係一非常高之電阻，因此跨越該測試條104之電壓將接近一電源電壓(例如，V_DD )。將血液樣本測試條104進一步耦合至ADC 112。當將一血液樣本置於測試條104上時，測試條104中之酶與該血液中之葡萄糖起反應，且端子116之間的電阻顯著下降且將該恆定電流源106之一端及ADC 112(或比較器)之輸入下拉為與V_DD 相比更接近於V_SS 。此電壓降表示葡萄糖計100中之一葡萄糖判定循環之開始。

數位處理器110依據來自ADC 112(或比較器)之電壓樣本之數位表示而判定跨越測試條104之一顯著電壓降已發生。依據血液樣本與測試條中之酶的化學反應要求，數位處理器110可藉助開關108使恆定電流源106與測試條104斷開連接達某一「停留」時間，例如，少於(1)秒、大約一(1)秒、一(1)至五(5)秒等等。一旦該停留時間已期滿，數位處理器110即藉助開關108將恆定電流源106重新連接至測試條104以開始移除測試條104中之超量電荷。在超量電荷移除時間期間所取樣電壓保持與V_DD 相比更接近於V_SS 。然而，一旦測試條104上之電荷之大部分已藉由恆定電流源106移除，測試條104上之電壓即將返回接近V_DD ，但非完全達到V_DD 。

跨越測試條104之電壓之接近V_DD 之此跳躍表示葡萄糖判定循環之完成。使用方程式Q=I×T，其中Q係指電荷，I係指恆定電流值，且T係指自血液樣本測試條移除電荷所需之時間之量，數位處理器110然後將恆定電流源106之恆定電流值與來自計時器114之時間值相乘以得到位於血液樣本測試條104上之電荷之量。一旦已判定此電荷，即可使用數位處理器110之記憶體中之一查找表來在顯示器118上呈現測試對象之血液之一準確血液葡萄糖位準(BGL)。

當偵測到跨越測試條104之一顯著電壓降時或當恆定電流源106重新連接至測試條104時(例如，在停留時間已流逝之後)，可開始計時器114。針對某些血液樣本測試條化學品，恆定電流源不必自測試條解耦合，僅經設定至一最小電流值。然後在停留時間已流逝之後，可增加來自恆定電流源之電流值。數位處理器110亦可將此血液葡萄糖位準(BGL)顯示於顯示器118上以供正接受血糖(葡萄糖)測試之人及/或醫療專業人士讀取。

以下係為本發明進一步所涵蓋且歸屬於本發明之範疇內：可使用測試條端子116處之電壓降之量(電壓降取決於由酶與血液樣本之反應所產生之電荷Q之量)來判定自一可程式化恆定電流源106之一恆定電流值之選擇。舉例而言，一較大電壓改變(下降)指示來自血液-酶反應之一較大電子電荷，此乃因血液中之一高葡萄糖位準。在此情形中，一可程式化恆定電流源106可由數位處理器110控制以增加其恆定電流值以使得葡萄糖判定循環之完成在時間上可更短。然而，葡萄糖判定循環之完成之時間越短，結果將越不準確。但在一高BGL濃度之情況下，較小準確度具有較低意義。在較低BGL值之情況下，一較長時間之葡萄糖判定循環將導致對BGL值之一更準確判定。

以下係為本發明進一步所涵蓋且歸屬於本發明之範疇內：可使用一可程式化比較器(例如，具有一可程式化電壓參考120)來替代ADC 112，且數位處理器110可在取血液樣本之後的各種事件(如上文更充分闡述)期間基於測試條104之電壓特性而動態程式化不同電壓參考值。

具有不同化學品(酶)之血液樣本測試條104將需要關於應用來自恆定電流源之恆定電流值之不同操作特性及查找表以將所計算電荷Q轉換成一各別BGL數目用於顯示。葡萄糖計100可具有經調適用於不同類型之血液樣本測試條之不同插座(未展示)，且/或至少一個血液樣本測試條插座(未展示)可具有可用於解碼插入其中之測試條之類型以使得數位處理器110可自動選擇正確計算演算法來根據所使用之BGL查找表控制耦合至測試條104之恆定電流源106、任何停留時間要求、及特定電荷Q之額外輸入。

參考圖2至圖5，其根據本發明之教示內容繪示近似由血液葡萄糖量測系統所測試之各種血液葡萄糖位準(BGL)之測試溶液之各種電荷-時間曲線圖。圖2圖解說明近似50 mg/dL之一BGL之一測試溶液之一電荷-時間曲線圖。在跨越測試條104之電壓之一顯著下降之後，開始一(1)秒之停留時間。在該停留時間之後，藉由將恆定電流源106連接至測試條104來移除超量電荷直至跨越測試條104之電壓存在接近V_DD 之一跳躍為止。由於此曲線圖表示血液中之一非常低葡萄糖位準，因此不存在由血液及酶反應所產生之如此多之電荷，且不需要將如此多來自恆定電流源之電流注入至測試條104中以結束葡萄糖判定循環。此外，相對於停留時間，葡萄糖判定循環並非如此長。

圖3圖解說明近似95 mg/dL之一BGL之一測試溶液之一電荷-時間曲線圖。在跨越測試條104之電壓之一顯著下降之後，開始一(1)秒之停留時間。在該停留時間之後，藉由將恆定電流源106連接至測試條104來移除超量電荷直至跨越測試條104之電壓存在接近V_DD 之一跳躍為止。與圖2中所示之曲線相比，圖3之曲線表示血液中之一稍微較高之葡萄糖位準，且因此需要將恆定電流源106連接至測試條104達一較長時間週期。

參考圖4，其繪示近似190 mg/dL之一BGL之一測試溶液之一電荷-時間曲線圖。在跨越測試條104之電壓之一顯著下降之後，開始一(1)秒之停留時間。在該停留時間之後，藉由將恆定電流源106連接至測試條104來移除超量電荷直至跨越測試條104之電壓存在接近V_DD 之一跳躍為止。與圖2及圖3中所示之彼等曲線相比，圖4之曲線表示血液中之較高葡萄糖位準，且因此需要將恆定電流源106連接至測試條104達一較長時間週期。

參考圖5，其繪示近似260 mg/dL之一BGL之一低測試溶液之一電荷-時間曲線圖。在跨越測試條104之電壓之一顯著下降之後，開始一(1)秒之停留時間。在該停留時間之後，藉由將恆定電流源106連接至測試條104來移除超量電荷直至跨越測試條104之電壓存在接近V_DD 之一跳躍為止。與圖2及圖3中所示之彼等曲線相比，圖5之曲線表示血液中之一高得多之葡萄糖位準，且因此需要將恆定電流源106連接至測試條104達一長得多之時間週期。然而，針對血液中之一葡萄糖位準之此高位準，可使用來自一可程式化恆定源106之一較高恆定電流值來縮短完成葡萄糖判定循環所需之時間。BGL之準確度將不如在使用較低恆定電流值但具有一較長葡萄糖判定循環時間時好。

參考圖6，其根據本發明之另一特定實例性實施例繪示用於量測血液葡萄糖之一方法之一示意性流程圖。在步驟601中，將一恆定電流源106連接至一血液樣本測試條104。在步驟602中，藉由ADC 112取得測試條104之一電壓樣本，該ADC 112將此電壓樣本轉換成其一數位表示，數位處理器110讀取該數位表示並將其儲存至記憶體110中。在步驟604中，比較測試條104之剛取得之電壓樣本與其一先前所取樣之電壓(儲存於記憶體110中之其數位表示)。若該電壓樣本之值不存在一顯著減小，則藉由ADC 112取得另一電壓樣本。然而，若該電壓樣本之值存在一顯著減小，則在步驟605中，使恆定電流源106自測試條104斷開連接，其中恆定電流源106保持自測試條104斷開連接達步驟606中所判定之一停留時間。一旦該停留時間結束，步驟608開啟一計時器114，且在步驟610中，將恆定電流源106重新連接至測試條104。

在步驟612中，藉由ADC 112取得測試條104之另一電壓樣本，該ADC 112將此電壓樣本轉換成其一數位表示，數位處理器110讀取此數位表示並將其儲存至記憶體110中。在步驟614中，比較測試條104之剛取得之電壓樣本與其一先前所取樣之電壓(儲存於記憶體110中之其數位表示)。若該電壓樣本之值不存在一顯著增加，則藉由ADC 112取得另一電壓樣本。然而，若該電壓樣本之值存在一顯著增加，則在步驟616中停止計時器114且量測其中所流逝之時間。在步驟618中，依據來自恆定電流源106之恆定電流值I乘以來自計時器114之時間T判定測試條上之電荷Q之量(Q=I×T)。此後，可藉助儲存於記憶體110中一BGL/Q查找表將電荷Q轉換成一BGL數目。在步驟620中，可將該BGL數目顯示於顯示器118上。

參考圖7，其根據本發明之又一特定實例性實施例繪示用以量測血液葡萄糖之一方法之一示意性流程圖。在步驟701中，將經設定為一低電流值之一恆定電流源106連接至一血液樣本測試條104。在步驟702中，藉由ADC 112取得測試條104之一電壓樣本，該ADC 112將此電壓樣本轉換成其一數位表示，數位處理器110讀取該數位表示並將其儲存至記憶體110中。在步驟704中，比較測試條104之剛取得之電壓樣本與其一先前所取樣之電壓(儲存於記憶體110中之其數位表示)。若該電壓樣本之值不存在一顯著減小，則藉由ADC 112取得另一電壓樣本。恆定電流源106保持經設定為低電流值達步驟706中所判定之一停留時間。一旦步驟706之停留時間結束，即在步驟708中開啟一計時器114，且在步驟710中，恆定電流源106經設定為一較高電流值。

在步驟712中，藉由ADC 112取得測試條104之另一電壓樣本，該ADC 112將此電壓樣本轉換成其一數位表示，數位處理器110讀取此數位表示並將其儲存至記憶體110中。在步驟714中，比較測試條104之剛取得之電壓樣本與其一先前所取樣之電壓(儲存於記憶體110中之其數位表示)。若該電壓樣本之值不存在一顯著增加，則藉由ADC 112取得另一電壓樣本。然而，若該電壓樣本之值存在一顯著增加，則在步驟716中停止計時器114且量測其中所流逝之時間。在步驟718中，依據來自恆定電流源106之恆定電流值I乘以來自計時器114之時間T判定測試條上之電荷Q之量(Q=I×T)。此後，可藉助儲存於記憶體110中一BGL/Q查找表將電荷Q轉換成一BGL數目。在步驟720中，可將該BGL數目顯示於顯示器118上。

雖然已參考本發明之實例性實施例來繪示、闡述及界定本發明之實施例，但此參考並不暗示對本發明之限制，且不應推斷出存在此限制。所揭示之標的物能夠在形式及功能上具有大量修改、替代和等效形式，如熟習相關技術並受益於本發明者將想到。所繪示及所闡述之本發明之實施例僅作為實例，而並非是對本發明之範疇的窮盡性說明。

100．．．血液葡萄糖量測裝置

104．．．血液樣本測試條

106．．．恆定電流源

108．．．開關

110．．．數位處理器及記憶體

112．．．類比轉數位轉換器(ADC)/比較器

114．．．計時器

116a．．．端子

116b．．．端子

118．．．顯示器

120．．．可程式化電壓參考

圖1根據本發明之一特定實例性實施例圖解說明一血液葡萄糖量測裝置之一示意性方塊圖；

圖2根據本發明之教示內容圖解說明近似50 mg/dL之一BGL之一低測試溶液之一電荷-時間曲線圖；

圖3根據本發明之教示內容圖解說明近似95 mg/dL之一BGL之一低測試溶液之一電荷-時間曲線圖；

圖4根據本發明之教示內容圖解說明近似190 mg/dL之一BGL之一低測試溶液之一電荷-時間曲線圖；

圖5根據本發明之教示內容圖解說明近似260 mg/dL之一BGL之一低測試溶液之一電荷-時間曲線圖；

圖6根據本發明之另一特定實例性實施例圖解說明用於量測血液葡萄糖之一方法之一示意性流程圖；且

圖7根據本發明之又一特定實例性實施例圖解說明用以量測血液葡萄糖之一方法之一示意性流程圖。

100．．．血液葡萄糖量測裝置

104．．．血液樣本測試條

106．．．恆定電流源

108．．．開關

110．．．數位處理器及記憶體

112．．．類比轉數位轉換器(ADC)/比較器

114．．．計時器

116a．．．端子

116b．．．端子

118．．．顯示器

120．．．可程式化電壓參考

Claims (34)

1. 一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之方法，該方法包括以下步驟：a)將具有一恆定電流值之一恆定電流源連接至一血液樣本測試條；b)將一血液樣本引入至該血液樣本測試條上；c)該血液樣本與該血液樣本測試條中之酶起反應以在該血液樣本測試條上產生一電荷Q；d)量測該血液樣本測試條上之一電壓來判定其一電壓值；e)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是否已自一第一電壓值顯著減小，其中e1)若該電壓值尚未自該第一電壓值顯著減小則返回至步驟d)，且e2)若該電壓值已自該第一電壓值顯著減小則繼續步驟f)；f)使該恆定電流源自該血液樣本測試條斷開連接；g)等待一停留時間；h)在該停留時間結束之後開始一計時器以判定一電荷移除時間；i)將該恆定電流源重新連接至該血液樣本測試條；j)量測該血液樣本測試條上之該電壓來判定其該電壓值；k)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是 否已自一第二電壓值顯著增加，其中k1)若該電壓值尚未自該第二電壓值顯著增加則返回至步驟j)，且k2)若該電壓值已自該第二電壓值顯著增加則停止該計時器且繼續步驟l)；l)藉由將該電荷移除時間與該恆定電流值相乘來判定該血液樣本測試條上之該電荷之一電荷值；及m)依據該電荷值判定一血液葡萄糖位準。
2. 如請求項1之方法，其進一步包括將該血液葡萄糖位準顯示於一可視顯示器上之步驟。
3. 如請求項1之方法，其中依據該電荷值判定該血液葡萄糖位準之該步驟包括：在一查找表中查找該電荷值且自其讀取一對應血液葡萄糖位準值之步驟。
4. 如請求項1之方法，其中該停留時間係大約一(1)秒。
5. 如請求項1之方法，其中該停留時間係少於一(1)秒。
6. 如請求項1之方法，其中該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。
7. 一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之方法，該方法包括以下步驟：a)將具有一恆定電流第一值之一恆定電流源連接至一血液樣本測試條；b)將一血液樣本引入至該血液樣本測試條上；c)該血液樣本與該血液樣本測試條中之酶起反應以在該血液樣本測試條上產生一電荷Q； d)量測該血液樣本測試條上之一電壓來判定其一電壓值；e)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是否已自一第一電壓值顯著減小，其中e1)若該電壓值尚未自該第一電壓值顯著減小則返回至步驟d)，且e2)若該電壓值已自該第一電壓值顯著減小則繼續步驟f)；f)等待一停留時間；g)在該停留時間結束之後開始一計時器以判定一電荷移除時間；h)將該恆定電流第一值增加至一恆定電流第二值；i)量測該血液樣本測試條上之該電壓來判定其該電壓值；j)判定該血液樣本測試條上之該電壓之該電壓值是否已自一第二電壓值顯著增加，其中j1)若該電壓值尚未自該第二電壓值顯著增加則返回至步驟i)，且j2)若該電壓值已自該第二電壓值顯著增加則停止該計時器且繼續步驟k)；k)藉由將該電荷移除時間與該恆定電流值相乘來判定該血液樣本測試條上之該電荷之一電荷值；及l)依據該電荷值判定一血液葡萄糖位準。
8. 如請求項7之方法，其進一步包括將該血液葡萄糖位準 顯示於一可視顯示器上之步驟。
9. 如請求項7之方法，其中依據該電荷值判定該血液葡萄糖位準之該步驟包括：在一查找表中查找該電荷值且自其讀取一對應血液葡萄糖位準值之步驟。
10. 如請求項7之方法，其中該停留時間係大約一(1)秒。
11. 如請求項7之方法，其中該停留時間係少於一(1)秒。
12. 如請求項7之方法，其中該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。
13. 一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之設備，其包括：一血液樣本測試條，其具有與一血液樣本中之葡萄糖起反應以產生一電荷之酶；一類比轉數位轉換器，其耦合至該血液樣本測試條；一數位處理器及記憶體，其耦合至該類比轉數位轉換器；一計時器，其用於量測一電荷移除時間，該計時器係耦合至該數位處理器；一恆定電流源，其具有一恆定電流值；及一開關，其耦合於該恆定電流源與該血液樣本測試條之間，且由該數位處理器控制，其中該開關通常係閉合的；其中當將一血液樣本置至該血液樣本測試條上時跨越該血液樣本測試條之一電壓自一高位準改變至一低位準，該開關斷開，藉此使該恆定電流源自該血液樣本測 試條斷開連接，該開關保持斷開達一停留時間，且在該停留時間已流逝之後，該計時器開始量測該電荷移除時間且該開關閉合藉此將該恆定電流源重新連接至該血液樣本測試條；其中該對跨越該血液樣本測試條之該電壓進行取樣直至該電壓實質上增加為止，然後該計時器停止量測該電荷移除時間；且該數位處理器藉由將該恆定電流值與該電荷移除時間相乘來計算該血液樣本測試條上之該電荷並將該所計算電荷轉換成一血液葡萄糖位準。
14. 如請求項13之設備，其進一步包括將該所計算電荷轉換成該血液葡萄糖位準之該數位處理器。
15. 如請求項14之設備，其進一步包括耦合至該數位處理器且顯示該血液葡萄糖位準之一顯示器。
16. 如請求項14之設備，其進一步包括儲存於該記憶體中且由該數位處理器使用以將該所計算電荷轉換成該血液葡萄糖位準之一電荷轉血液葡萄糖位準查找表。
17. 如請求項13之設備，其進一步包括具有由該數位處理器控制之複數個可程式化恆定電流值之一恆定電流源。
18. 如請求項13之設備，其中該類比轉數位轉換器、數位處理器及記憶體、計時器、恆定電流源及開關係製作於一積體電路上。
19. 如請求項18之設備，其中該積體電路包括一混合信號類 比及數位微控制器積體電路。
20. 如請求項13之設備，其中該數位處理器係一微控制器。
21. 如請求項13之設備，其中該停留時間係大約一(1)秒。
22. 如請求項13之設備，其中該停留時間係少於一(1)秒。
23. 如請求項13之設備，其中該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。
24. 一種用於量測一血液樣本中之葡萄糖之設備，其包括：一血液樣本測試條，其具有與一血液樣本中之葡萄糖起反應以產生一電荷之酶；一類比轉數位轉換器，其耦合至該血液樣本測試條；一數位處理器及記憶體，其耦合至該類比轉數位轉換器；一計時器，其用於量測一電荷移除時間，該計時器係耦合至該數位處理器；及一恆定電流源，其耦合至該血液樣本測試條及該數位處理器，其中該恆定電流源包括由該數位處理器控制之複數個可程式化恆定電流值；其中該恆定電流源係處於一低恆定電流值，將一血液樣本置至該血液樣本測試條上，該恆定電流源保持處於該低恆定電流值直至跨越該血液樣本測試條之一電壓自一高位準改變至一低位準為止，然後該恆定電流源改變至一較高恆定電流值且該計 時器開始量測該電荷移除時間，且該類比轉數位轉換器對跨越該血液樣本測試條之該電壓進行取樣直至該電壓實質上增加為止，然後該計時器停止量測該電荷移除時間；且該數位處理器藉由將該較高恆定電流值與該電荷移除時間相乘來計算該血液樣本測試條上之該電荷並將該所計算電荷轉換成一血液葡萄糖位準。
25. 如請求項24之設備，其進一步包括耦合至該數位處理器且顯示該血液葡萄糖位準之一顯示器。
26. 如請求項24之設備，其進一步包括儲存於該記憶體中且由該數位處理器使用以將該所計算電荷轉換成該血液葡萄糖位準之一電荷轉血液葡萄糖位準查找表。
27. 如請求項24之設備，其中該類比轉數位轉換器、數位處理器及記憶體、計時器及恆定電流源係製作於一積體電路上。
28. 如請求項27之設備，其中該積體電路包括一混合信號類比及數位微控制器積體電路。
29. 如請求項24之設備，其中該數位處理器係一微控制器。
30. 如請求項24之設備，其進一步包括具有由該數位處理器控制之複數個可程式化恆定電流值之一恆定電流源。
31. 如請求項24之設備，其進一步包括該恆定電流源，該恆定電流源在跨越該血液樣本測試條之該電壓自該高位準改變至該低位準之後保持處於一低恆定電流值達一停留時間。
32. 如請求項31之設備，其中該停留時間係大約一(1)秒。
33. 如請求項31之設備，其中該停留時間係少於一(1)秒。
34. 如請求項31之設備，其中該停留時間係自大約一(1)秒至大約五(5)秒。