WO2013170974A1

WO2013170974A1 - Vorrichtung zur polarimetrischen in vivo-bestimmung der blutzuckerkonzentration

Info

Publication number: WO2013170974A1
Application number: PCT/EP2013/054827
Authority: WO
Inventors: Carolin WAHLBRING; Dirk KUNST; Heinz-Peter Utz
Original assignee: Vivantum Gmbh
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2013-11-21
Also published as: EP2849647A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur polarimetrischen in vivo-Bestimmung der Blutzuckerkonzentration mittels einer Sensoranordnung, umfassend mindestens eine strahlungsemittierende sowie mindestens eine Gruppe von strahlungssensitiven Halbleiterdioden zur Analyse der durch den Glucosegehalt im Blut bedingten Polarisationsänderungen und mit einer Anzeigeeinheit. Erfindungsgemäß weist die Sensoranordnung eine Signalvorverarbeitungseinheit sowie eine Baugruppe zur drahtlosen Kommunikation mit der Anzeigeeinheit auf, wobei die Kommunikation erst nach Prüfung und Bestätigung einer individuellen Identifikationszeichenfolge ausgelöst oder aufgebaut wird. Die Anzeigeeinheit besitzt eine zur drahtlosen Kommunikation mit der Sensoranordnung geeignete Luftschnittstelle und weist neben einer Blutzucker-Warnfunktion eine Tendenzanzeige auf. Weiterhin ist eine Konfigurationseinrichtung vorgesehen, welche eine Luftschnittstelle zur drahtlosen Kommunikation sowohl zur Sensoranordnung als auch zur Anzeigeeinheit umfasst, wobei mittels der Konfigurationseinrichtung eine Kalibrierung auf der Basis von Vergleichsmessungen des Blutzuckers vorgenommen werden kann.

Description

Vorrichtung zur polarimetrischen in vivo-Bestimmung der

Blut zucker konzent rat ion

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur polarimetrischen in vivo- Bestimmung der Blutzuckerkonzentration mittels einer Sensoranordnung, umfassend mindestens eine Strahlungsemittierende sowie mindestens eine Gruppe von strahlungssensitiven Halbleiterdioden zur Analyse der durch den Glucosegehalt im Blut bedingten Polarisationsänderungen und mit einer Anzeigeeinheit gemäß Anspruch 1 sowie eine spezielle Messkopf einheit hierfür gemäß Anspruch 11.

Aus der DE 195 19 051 B4 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur polarimetrischen Bestimmung der Blutzuckerkonzentration vorbekannt. Bei dem dortigen Verfahren wird aus einem mit linear polarisiertem Licht bestrahlten durchbluteten Bereich des Körpers austretendes Streulicht analysiert. Aus der Korrelation zwischen dem ermittelten Drehwinkel der Polarisation und der Blutzuckerkonzentration wird der aktuelle Blutzuckerwert bestimmt, wobei das aus der Haut mit einem Austrittswinkel von bis zu 10° zur Senkrechten austretende Streulicht aus einem zum Einstrahllichtfleck konzentrischen Ringbereich untersucht wird. Die dortige Lehre beruht auf der Erkenntnis, dass das senkrecht aus der Hautoberfläche austretende Streulicht die gewünschte Information mit dem geringsten Anteil an Untergrundsignalen beinhaltet, so dass die selektive Untersuchung dieses Streulichtanteils sich besser zur Bestimmung des Drehwinkels eignet als eine Streulichtanalyse, die hinsichtlich der Richtung des gestreuten und aus der Hautoberfläche

austretenden Lichts nicht differenziert. Als Lichtquelle des dortigen Detektors kommt vorzugweise eine Laserdiode mit definierter Lichtwellenlänge im

Bereich von 800 nm bis 850 nm zum Einsatz. Die Lichtquelle ist mit ihrem Ausgangslichtstrahl senkrecht auf die Hautoberfläche eines Probanden gerichtet. Der Lichtstrahl tritt durch eine Öffnung in der Spitze eines Kegels aus und trifft auf der Haut auf. In dem unter der Haut liegenden Körperbereich wird das Licht in alle Richtungen gestreut, wobei aufgrund der großen Dichte der Streuzentren es zu vielen Streuprozessen mit Richtungsänderungen kommt, so dass Licht aus dem unter der Haut liegenden Körperbereich zurück auf die Haut/Luft-Grenzfläche gestreut wird, wo es wieder nach außen tritt und untersucht werden kann. Wenn mehrere Vektoren mit gleichem

Winkelabstand um die Lichtquelle angeordnet werden, erhält man Intensitätsinformationen in entsprechenden Winkelschritten. Bei einer

Ausführungsform nach DE 195 19 051 B4 kann linear polarisiertes Licht der Strahlungsquelle über einen ersten Lichtwellenleiter bis auf die

Hautoberfläche geführt werden. Mindestens ein zweiter Lichtwellenleiter, dessen Eintrittsende mit einem bestimmten Abstand von der Hautoberfläche angeordnet ist, nimmt das im Wesentlichen senkrecht aus der Hautoberfläche austretende Streulicht auf und leitet es zu einer Detektoranordnung.

Eine Weiterentwicklung der Lehre nach DE 195 19 051 B4 ist in der DE

10 2010 014 775 A1 beschreiben. Bei diesem Stand der Technik wird eine Vorrichtung zur Bestimmung biologischer, chemischer und/oder physikalischer Parameter in lebendem biologischem Gewebe mit einer Energieversorgungseinheit, einer Laser-Betriebseinheit und mit mindestens einer auf das biologische Gewebe gerichteten Laserquelle vorgestellt. Darüber hinaus sind eine Sensoreinheit zum Detektieren des von dem biologischen Gewebe rückgestreuten und/oder absorbierten Lichtes sowie eine Steuereinheit, eine Speicher- und Verarbeitungseinheit sowie eine Schnittstelle für eine externe Daten Verarbeitungseinheit vorhanden.

Bei dem Verfahren nach DE 10 2010 014 775 A1 wird zunächst eine

Kalibrierungsphase zur Ermittlung einer Referenzmenge aus Referenzvektoren, bestehend jeweils aus einer unabhängigen Ermittlung eines

Blutzuckerparameters, einem Einstrahlen unpolarisierten Laserlichts auf das biologische Gewebe und einem Registrieren eines Messwertvektors aus einer Reihe von optischen Messgrößen nebst Ausführen einer Interpolationsphase vorgenommen. Die Interpolationsphase dient dem Ermitteln einer Interpolationsmenge aus Interpolationsvektoren, bestehend jeweils aus einem Einstrahlen unpolarisierten Laserlichts auf das biologische Gewebe und einem Registrieren eines Messwertvektors aus einer rückgestreuten Lichtintensität mit einer nachfolgenden Bestimmung eines interpolierten Parameters aus der Referenzmenge.

Aus der DE 10 2008023 725 B4 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur nichtinvasiven Blutzuckermessung vorbekannt. Dort wird ein Messvolumen des Blutes zwischen einer Lichtquelle und einem Detektor angeordnet, wobei der entsprechende Bereich mittels polarisierter Infrarot-Lichtstrahlung durchleuchtet wird. Die Infrarot-Strahlung wird durch Laserdioden erzeugt und in unterschiedlichen Polarisationsebenen ausgesendet sowie mit einer definierten Frequenz moduliert. Weiterhin ist ein Detektor vorhanden, der eine Polarisationsvorzugsrichtung aufweist. Emitter bzw. Lichtquelle sowie Detektor bzw. Lichtempfänger oder Lichtsensor sind so angeordnet, dass diese sich beiderseits eines mit Blut gefüllten Hautbereichs befinden.

Vorteilhaft wird darauf aufmerksam gemacht, die betreffende Vorrichtung am menschlichen Ohr anzubringen und insbesondere in Form eines Ohrclips auszugestalten. Ein zusätzliches Steuergerät ist mit einer Leitung mit der eigentlichen Sensoranordnung verbunden. Die Leitung dient zur Energieübertragung zum Sensor sowie zur Datenübertragung. Steuergeräteseitig kann auch eine Anzeige der Messergebnisse erfolgen.

Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Vorrichtung zur polarimetrischen in vivo-Bestimmung der Blutzuckerkonzentration mittels einer Sensoranordnung, einer Messkopfeinheit hierfür sowie einer Anzeigeeinheit anzugeben, welche zum einen unauffällig und das tägliche Leben eines Probanden nicht einschränkend getragen werden kann und die zum anderen einen störungsfreien autarken Betrieb ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Vorrichtung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1 und einer Messkopf einheit nach Patentanspruch 11, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.

Es wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung von einer Vorrichtung zur polarimetrischen in vivo-Bestimmung der Blutzuckerkonzentration mittels einer Sensoranordnung ausgegangen. Die Sensoranordnung umfasst

mindestens eine Strahlungsemittierende sowie mindestens eine Gruppe von strahlungssensitiven Halbleiterdioden, insbesondere Laserdioden, zur Analyse der durch den Glucosegehalt im Blut bedingen Polarisationsänderungen.

Darüber hinaus ist eine Anzeigeeinheit vorhanden.

Die Sensoranordnung weist eine Signalvorverarbeitungseinheit sowie eine Baugruppe zur drahtlosen Kommunikation mit der, z.B. uhrenähnlich

ausgebildeten Anzeigeeinheit auf. Die Kommunikation wird erfindungsgemäß erst nach Prüfung und Bestätigung einer individuellen Identifikationszeichenfolge, die patientenspezifisch ist, ausgelöst oder aufgebaut. Die Anzeigeeinheit besitzt eine zur drahtlosen Kommunikation mit der

Sensoranordnung geeignete Luftschnittstelle und kann neben einer

Blutzucker-Warnfunktion oder einer Blutzucker-Klarwertanzeige eine

Tendenzanzeige aufweisen.

Weiterhin ist eine Konfigurationseinrichtung vorgesehen, welche eine

Luftschnittstelle zur drahtlosen Kommunikation sowohl zur Sensoranordnung als auch zur Anzeigeeinheit umfasst. Mittels der Konfigurationseinrichtung erfolgt eine Kalibrierung auf der Basis von Vergleichsmessungen des

Blutzuckers. Hier können insbesondere Vergleichsmessungen auf bekannter Blutentnahmebasis herangezogen werden. Nachdem der Konf igurations- und Kalibrierungsschritt durchgeführt wurde, ist ein eigenständiger Betrieb der Sensoranordnung sowie der Anzeigeeinheit möglich. Dies bedeutet, dass dann für den täglichen Betrieb die Konfigurationseinrichtung nicht mehr

erforderlich ist.

Die Sensoranordnung einerseits, aber auch die Anzeigeeinheit andererseits verfügen über eine autarke Stromversorgung, insbesondere durch integrierte Primär- oder Sekundärelemente. Weiterhin weist sowohl die Sensoranordnung als auch die Anzeigeeinheit Mittel zur Befestigung an unterschiedlichen Körperteilen eines Probanden auf oder wirkt mit derartigen Mitteln, z.B.

einem Gürtel mit taschenartiger Öffnung zur Aufnahme der Sensoranordnung, zusammen.

So ist die z.B. Sensoranordnung bei einer Ausführungsform mittels eines Pflasters, eines Gurtes oder eines Bandes an einem Körperteil eines

Probanden, z.B. am Bauch des Probanden, und die Anzeigeeinheit uhrähnlich am Handgelenk fixierbar.

Die Anzeigeeinheit oder aber auch die Sensoranordnung verfügt über einen Speicher zur Erfassung des Blutzuckerverlaufs über mehrere Tage bis hin zu mehreren Monaten. Diese gespeicherten Werte können auch zu Vergleichszwecken bezüglich aktueller Messwerte und zur vorerwähnten Warnfunktion herangezogen werden. Insofern weist die Vorrichtung selbstlernende Eigenschaften auf. Weiterhin ist eine Zeitgeberbaugruppe vorhanden, um erfasste Messwerte einem zeitlichen Verlauf, insbesondere den Tages-, Wochen- oder Monatsgang dann zuzuordnen.

Der Zeitgeber kann hier über einen geeigneten DCF-Empfänger verfügen, so dass Fehler bei der Zuordnung der Messwerte zum Tagesverlauf, z.B. durch Fehlbedienungen, ausgeschlossen werden bzw. manuelle Eingaben durch den Probanden auf ein Mindestmaß beschränkt werden können.

Die Anzeigeeinheit weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Symboldarstellung und/oder Sprachausgabe auf, um Maßnahmen zur Reduzierung der Auswirkungen von Unter- oder Überzuckerung vorzuschlagen. Wenn z.B. die erfindungsgemäße Vorrichtung von Kindern getragen und genutzt wird, kann die Symboldarstellung z.B. ein stilisiertes Bonbon umfassen, um eine orale Zuckerzufuhr anzuregen.

Um den Bedingungen des täglichen Lebens und eines ständigen Tragens zu genügen, ist mindestens die Anzeigeeinheit feuchtegeschützt oder

wasserdicht gekapselt.

Mittels der Signalvorverarbeitungseinheit in der Sensoranordnung erfolgt erfindungsgemäß eine Plausibi litätsprüf ung vorliegender Messwerte. Es werden dann lediglich positiv bewertete Ergebnisse zur Anzeigeeinheit übertragen, wobei mittels dieser eine Tendenzberechnung der Blutzuckerwerte vorgenommen bzw. dargestellt wird.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Anzeigeeinheit einen

selbsttätig wirkende Ausschaltfunktion aufweisen, die die gesamte

Vorrichtung, mindestens jedoch die Anzeigeeinheit in einen Sleep-Modus versetzt, wenn die Anzeigeeinheit nicht nur vom Probanden getragen wird, z.B. dann, wenn der Fall eintritt, dass die uhrähnliche ausgeführte

Anzeigeeinheit vom Handgelenk entfernt wird.

Die Anzeigeeinheit ist auch so konfigurierbar, dass z.B. für klinische Anwendungen die Daten mehrerer Patienten, d.h. mehrerer Sensoranordnungen abgerufen werden können und darstellbar sind. Eine Weiterbildung besteht darin, eine USB- oder ähnliche Schnittstelle auszuführen, um gemessene Werte z.B. über eine Softwareapplikation (App) auf einem Smartphon darzustellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und die in ihr befindlichen Sekundärelemente können über eine Ladeschaltung nachgeladen werden, wobei die Ladeschaltung auch induktiv, d.h. kabellos ausführbar ist.

Bei einer schaltungstechnischen Realisierung der Erfindung wird unter

Beachtung der Energieaufnahme der Laserdiode bei Pulsbetrieb,

beispielsweise einer Pulslänge von 2 x 20 ms, ein Speicherkondensator in den Stromversorgungspfad geschaltet, um einen Spannungseinbruch bei

Laseraktivierung zu verhindern. Das eigentliche Primär- oder

Sekundärelement wird hierdurch entlastet und es ist eine grundsätzlich längere Betriebsdauer möglich.

Zur Analog/Digital-Wandlung der von den strahlungssensitiven Halbleiterdioden erhaltenen Signale werden schnelle A/D-Wandler eingesetzt und gegebenenfalls mehrere Wandler parallel betrieben, um eine sehr schnelle Signalauswertung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß erfolgt nicht nur die Auswertung der Signale der strahlungssensitiven Halbleiterdioden, sondern es wird die Temperatur erfasst, wobei die Messwerterfassung erst ab einer bestimmten Temperaturgrenze aktiviert wird, um signifikante Messdaten zu erhalten.

Beispielsweise werden 15 Messwerte im Minutentakt ermittelt, wobei die jeweils höchsten und niedrigsten Werte verworfen werden. Die übrigen Werte führen zur Verhältnisbildung aus Signal und Pegel mit anschließender

Mittelung. Im Anschluss wird eine Ober- und Untergrenze zum Mittelwert der Verhältnisse definiert und es werden Wertepaare verworfen, deren Verhältnis nicht in die bestimmten Grenzen passen. Alle noch verbleibenden Werte für Signal und Pegel werden dann summiert und es erfolgt eine Mittelwertbildung jeweils für Signal und Pegel. Diese Werte gelangen dann zur weiteren

Verarbeitung in einen Prozessor. Hinsichtlich des Grundprinzips der Blutzuckererfassung und der Signalverarbeitung wird auf die eingangs erwähnte Lehre der DE 195 19 051 B4 in Verbindung mit der DE 10 2010 041 775 A1 verwiesen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird der dortige Offenbarungsgehalt zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung erklärt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur nichtinvasiven Blutzuckerbestimmung besteht also aus zwei Einheiten, die über eine Luftschnittstelle miteinander kommunikationsfähig sind. Als erste Einheit ist die Sensoranordnung zu verstehen, die als patientenspezifische Messkopfeinheit ausgebildet ist. Die zweite Einheit ist die Anzeigeeinheit.

Mittels der patientenspezifischen Messkopfeinheit werden die notwendigen Messergebnisse ermittelt und über ein integriertes Prozessorsystem einer Signalvorverarbeitung unterworfen. In der Messkopf einheit ist mindestens eine Laserdiode sowie eine Gruppe zugehöriger Empfängerdioden, selektiv im Bereich um 850 nm vorgesehen. Mit Hilfe des integrierten Prozessorsystems erfolgt eine Signalvorverarbeitung sowie eine Integration einer definierten Anzahl von Messwerten sowie eine Plausibilitätsprüf ung unter

Berücksichtigung von Daten aus einer vorangegangenen Kalibrierungsphase.

Die entsprechend vorverarbeiteten Daten werden dann über eine Luftschnittstelle bevorzugt im Frequenzbereich von 868 MHz an die Auswerteinheit übertragen. Um eine fehlerfreie Zuordnung zwischen der Messkopf einheit und der Auswerteeinheit zu gewährleisten, ist eine spezifische

Patientenidentifikationsnummer vorhanden. Eine Kommunikation findet nur dann statt, wenn eine positive Prüfung und Bestätigung der jeweils

relevanten Identifikationsnummer stattgefunden hat.

Der konkrete Aufbau des Sensors ist auf den gewünschten Tragekomfort an einer vorab definierten Körperstelle, z.B. am Bauch, orientiert.

Dabei ist es von Vorteil, wenn der Sensor sehr klein und bevorzugt rund mit geringer Aufbauhöhe realisierbar ist. Die Stromversorgung erfolgt z.B. über eine im Sensor integrierte Primärzelle. Der Sensor kann dann mit Hilfe eines speziellen Pflasters, eines Gurtes oder dergleichen am ausgewählten definierten Körperteil befestigt werden.

Die Anzeigeeinheit umfasst einen Mikroprozessor zur Datenspeicherung und Datenanzeige. Die Anzeigeeinheit kann Auslöser für zyklische Messwerterfassungen in bzw. mittels der Messkopf einheit sein.

Mit Hilfe der Konfigurationseinrichtung kann eine Kalibrierung des Sensors bzw. der Messkopf einheit durchgeführt werden. Auch besteht die Möglichkeit, über die Konfigurationseinrichtung Grundeinstellungen der Anzeigeeinheit durchzuführen. Weiterhin besteht die Möglichkeit des Auslesens der

Identifikationsnummer, um die Zuordnung Messkopf einheit sowie Anzeigeeinheit zu prüfen.

Ausgestaltend besteht die Möglichkeit, über einen Funk-USB-Stick eine

Verbindung zwischen einem Personal Computer und der Vorrichtung

aufzubauen. Hierüber können gespeicherte Blutzuckerwerte ausgelesen und über den Zeitverlauf dargestellt werden, wobei diesbezüglich auf eine

Benutzersoftware zurückgegriffen wird, die eine entsprechende Bedieneroberfläche bietet. Der Patient, aber auch der behandelnde Arzt kann sich hierdurch einen Überblick über die Entwicklung der Blutzuckerwerte

verschaffen.

Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, einer Sensoranordnung bzw.

Messkopf einheit mehrere Anzeigeeinheiten zuzuordnen, wodurch z.B. die Mutter eines Diabetikerkindes überwachen kann, welche Blutzuckerwerte beim Kind momentan vorliegen. Es besteht in diesem Fall die Möglichkeit, die Reichweite der aufzubauenden Funkverbindung über einen Repeater zu vergrößern.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wurde eine spezielle Messkopfeinheit geschaffen, die den gewünschten Tragekomfort sichert, die erforderlichen elektrischen Komponenten aufnimmt und nur über einen geringen Bauraum verfügt.

Diesbezüglich wird von einem Gehäuseunterteil und einem als Gehäusedeckel ausgebildeten Kappenteil bzw. einer verformbaren Kappe ausgegangen, wobei im Gehäuseunterteil in ein dort vorhandenes strahlungsdurchlässiges Fenster eine Polarisationsfolie einsetzbar ist.

Das Gehäuseteil kann alternativ selbst komplett strahlungsdurchlässig sein, aber auch über den vorerwähnten strahlungsdurchlässigen Fensterabschnitt verfügen.

Im Gehäuseteil sind Mittel zum Fixieren einer Leiterplatte als Verdrahtungsträger ausgebildet, welche die Leiterplatte derart lageorientiert halten, dass auf der Leiterplatte befindliche elektronische Bauelemente zur Messdatenerfassung in geeigneter Weise Strahlung durch das Fenster senden und reflektierte Strahlung empfangen können.

Die diesbezüglich relevanten elektronischen Bauelemente sind mindestens eine Laserdiode und eine vorgegebene Anzahl von auf der Leiterplatte gruppierten Empfangsdioden.

Die Kappe besteht erfindungsgemäß aus einem elastischen oder

teilelastischen Material. Durch diese elastischen oder teilelastischen

Eigenschaften der Kappe kann selbige über einen umlaufenden Rastrand des Gehäuseunterteils gestülpt und mit dem Gehäuseunterteil verbunden werden.

Aufgrund der Eigenschaften der Kappe und dem umlaufenden Rastrand, der mit einem zweiten Rastrand innerhalb der Kappe komplementär ausbildbar ist, ergibt sich eine mechanisch feste und weitgehend abdichtende Verbindung zwischen Kappe und Gehäuseunterteil.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Leiterplatte eine schlitzförmige Anlagekante für die unter einem vorgegebenen Winkel auszurichtende

Laserdiode auf. Durch diese schlitzförmige Anlagekante wird bei der Montage der Laserdiode ein definierter Abstrahlwinkel, z.B. 45° zur Oberfläche der Leiterplatte sichergestellt.

Die auf der Leiterplatte vorhandene Gruppe von strahlungssensitiven

Empfängerdioden ist ebenfalls erfindungsgemäß seitlich von einem

wallförmigen Streulichtabsorber umgeben. Dieser Streulichtabsorber kann aus einem möglichst dunklen, d.h. nicht reflektierenden Schaumstoff material bestehen.

Die Polarisationsfolie kann in einen Flächenrücksprung des Gehäuseunterteils, der sich zur Innenseite erstreckt, eingesetzt werden, um gleichzeitig eine Fixierung und eine definierte Lage der Polarisationsfolie zu erhalten.

Die Polarisationsfolie kann darüber hinaus Flächenabschnitte

unterschiedlicher Polarisationsrichtung aufweisen.

An der Leiterplatte sind bei einer Ausführungsform der Erfindung

mechanische Kontaktierungselemente für den elektrischen Anschluss an der Primär- oder Sekundärzelle bzw. eines entsprechenden Elements befestigt.

Der wallförmige Strahlungsabsorber, welcher aus einem annähernd

ringförmigen elastischen Gebilde bestehen kann, welches auf der Leiterplatte befestigt ist, fixiert mit dem Einsetzen der Leiterplatte gleichzeitig die im Flächenrücksprung eingesetzte Polarisationsfolie.

Im Gehäuseunterteil kann noch ein Abschnitt zur lagegesicherten Aufnahme des Primär- oder Sekundärelements vorgesehen sein. Das Gehäuseunterteil besteht bevorzugt aus einem Kunststoffspritzmaterial und kann mit den erforderlichen Anschlägen, Rücksprüngen, Ausnehmungen und sonstigen Teilen kostengünstig gefertigt werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels der

Messkopf einheit und unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Messkopf einheit mit Blick auf die

Oberseite bzw. Kappe;

Fig. 2 eine Ansicht der Unterseite der Messkopfeinheit; Fig. 3a und 3b eine Querschnittdarstellung der Messkopf einheit nach Fig. 1 mit Detaildarstellung des überstülpenden Verbindens zwischen Kappe und Gehäuseunterteil (Fig. 3b);

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Innenseite des Gehäuseunterteils mit

erkennbarem Flächenrücksprung im Bereich des strahlungsdurchlässigen Fensters;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Polarisationsfolie;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Gehäuseunterteils im Bereich des im

Gehäuseunterteil vorhandenen strahlungsdurchlässigen Fensters mit bereits eingesetzter Polarisationsfolie;

Fig. 7 eine Draufsicht des Gehäuseunterteils mit im Bereich des

strahlungsdurchlässigen Fensters eingesetzter Polarisationsfolie;

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Gehäuseunterteil mit eingesetzter Leiterplatte sowie den Kontaktierungselementen für eine Primär- oder Sekundärzelle;

Fig. 9 die Oberseite der Leiterplatte;

Fig. 10 die Unterseite der Leiterplatte mit Lasersendediode und/oder einer

Gruppe von strahlungssensitiven Empfangsdioden und

Fig. 11 eine Explosivdarstellung der wesentlichsten Komponenten der

Messkopfeinheit.

Gemäß der Darstellung nach Fig. 1 besteht die Messkopf einheit 1 aus einem Gehäuseunterteil 2 und einer als Gehäuseoberteil ausgebildeten Kappe 3.

Die Kappe 3 besteht bevorzugt aus einem elektrischen bzw. elastomeren Material. Die Kappe 3 kann, wie in der Fig. 3b ersichtlich, mit ihrem unterseitigen Rand 31 über einen umlaufenden Rastrand 22 des Gehäuseunterteils 2 gestülpt werden, so dass sich eine diesbezüglich feste und dichte Verbindung ergibt.

Die Gehäuseunterseite ist mit der Fig. 2 symbolisch dargestellt. Die

Unterseite kann mindestens in einem Bereich einer einzusetzenden

Polarisationsfolie 4 (siehe Fig. 5) strahlungsdurchlässig ausgebildet sein oder ein strahlungsdurchlässiges Fenster besitzen.

Das Gehäuseunterteil 2 besteht bevorzugt aus einem Kunststoffspritzmaterial und kann Abschnitte 5 zur lagesichernden Aufnahme eines in den Figuren nicht gezeigten Primär- oder Sekundärelements aufweisen.

Innenseitig weist das Gehäuseunterteil 2, wie z.B. in den Fig. 4 und 7 ersichtlich, Anschläge 6 für eine Leiterplatte 7 (siehe Fig. 8 bis 10) auf.

Über die Art und Ausbildung der Anschläge ist der Abstand der Leiterplatte mit dort befindlichen elektronischen Bauelementen zum

strahlungsdurchlässigen Fenster 8 vorgegeben.

Die Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung der Polarisationsfolie 4, die einen Abschnitt mit erster Polarisationsrichtung oder -ebene 41 und einen weiteren, inneren Abschnitt mit diesbezüglich unterschiedlicher

Polarisationsebene oder -richtung 42 aufweist.

Die Polarisationsfolie 4 ist in einen Flächenrücksprung des Gehäuses 2 einsetzbar, wie dies die Querschnittdarstellung nach Fig. 6 deutlich werden lässt.

Die Fig. 7 stellt nun eine Ansicht des Gehäuseunterteils 2 dar, wobei hier im Bereich des strahlungsdurchlässigen Fensters 8 bereits die Polarisationsfolie 4 eingesetzt ist.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Ausbildung des Gehäuseunterteils 2 derart erfolgen kann, dass ein überstehender Rand 23 vorhanden ist, der der Befestigung der Messkopf einheit 1, z.B. mit einem Klebering an einem ausgewählten Körperabschnitt des Probanden dient bzw. eine derartige Befestigung unterstützt.

Die Darstellung gemäß Fig. 8 zeigt die in das Gehäuseunterteil 2 eingesetzte Leiterplatte 7 mit symbolisch angedeuteten Bauelementen, wie z.B. einen Mikroprozessor 71, einer Energiespeicherkapazität 72 und weiteren Bauteilen.

Eine schlitzförmige Öffnung 73, ausgebildet als schlitzförmige Anlagekante, dient dem Fixieren der in der Fig. 10 erkennbaren Laserdiode 74 unter einem definierten Winkel. Diesbezüglich taucht eine Kante 75 der Laserdiode 74 in den Schlitz 73 ein und gibt die gewünschte Position vor.

Die zum strahlungsdurchlässigen Fenster 8 bzw. zur Polarisationsfolie 4 gerichtete Unterseite der Leiterplatte 7 nimmt eine Gruppe von strahlungssensitiven Dioden 76 auf.

Diese Gruppe von strahlungssensitiven Dioden 76 ist von einem wallförmigen Streulichtabsorber 9 seitlich umgeben.

Dieser Streulichtabsorber 9 verhindert das unerwünschte Beeinflussen der strahlungssensitiven Dioden 76 und schließt eine Verfälschung der Messergebnisse weitgehend aus.

An der Leiterplatte 7 sind noch mechanisch und elektrisch wirksame

Kontaktierungselemente 77 angebracht, welche das in den Figuren nicht gezeigte Primärelement elektrisch anschließen und somit die Versorgung mit Betriebsspannung gewährleisten.

Der gesamte Aufbau der Messkopfeinheit lässt sich mit Blick auf die

Explosionsdarstellung nach Fig. 11 nachvollziehen.

So besitzt das Gehäuseunterteil 2 das erwähnte strahlungsdurchlässige Fenster 8. Gehäuseunterteilinnenseitig sind entsprechende Anschläge 6 für die Leiterplatte 7 vorhanden. Im Bereich des strahlungsdurchlässigen

Fensters 8 ist ein Flächenrücksprung vorhanden, der der Aufnahme einer im gezeigten Beispiel kreisförmigen Polarisationsfolie 4 dient. Die Polarisationsfolie 4 weist einen eckigen Ausschnitt 41 auf, der ein ungehindertes Durchtreten von Laserstrahlung, ausgehend von der Laserdiode 74 ermöglicht.

Die Leiterplatte 7 mit Strahlungsabsorber 9 wird dann richtungskorrekt, d.h. mit den strahlungssensitiven Elementen 76 nach unten in das

Gehäuseunterteil 2 eingesetzt.

Eine isolierende Abdeckplatte 10 wird oberhalb der Leiterplatte 7 fixiert.

Nach Einsetzen des in der Fig. 11 nicht gezeigten Primär- oder Sekundärelements ist die Messkopfeinheit betriebsbereit. Mit Überstülpen der Kappe 3 aus elastischem oder elastomerem Material unter Umgreifen der Kante bzw. des umlaufenden Randes 2 ist die Messkopfeinheit gesichert und bezüglich Umwelteinflüssen beim bestimmungsgemäßen Einsatz abgedichtet.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur polarimetrischen in vivo-Bestimmung der Blutzuckerkonzentration mittels einer Sensoranordnung, umfassend mindestens eine Strahlungsemittierende sowie mindestens eine Gruppe von

strahlungssensitiven Halbleiterdioden zur Analyse der durch den

Glucosegehalt im Blut bedingten Polarisationsänderungen und mit einer Anzeigeeinheit,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Sensoranordnung eine Signalvorverarbeitungseinheit sowie eine

Baugruppe zur drahtlosen Kommunikation mit der Anzeigeeinheit aufweist, wobei die Kommunikation erst nach Prüfung und Bestätigung einer individuellen Identifikationszeichenfolge ausgelöst oder aufgebaut wird, die Anzeigeeinheit eine zur drahtlosen Kommunikation mit der Sensoranordnung geeignete Luftschnittstelle besitzt und eine Tendenzanzeige aufweist,

weiterhin eine Konfigurationseinrichtung vorgesehen ist, welche eine

Luftschnittstelle zur drahtlosen Kommunikation sowohl zur Sensoranordnung als auch zur Anzeigeeinheit umfasst, wobei mittels der Konfigurationseinrichtung eine Kalibrierung auf der Basis von Vergleichsmessungen des Blutzuckers erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Sensoranordnung und die Anzeigeeinheit über eine autarke

Stromversorgung verfügen und Mittel zur Befestigung an unterschiedlichen Körperteilen eines Probanden besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Sensoranordnung mittels eines Pflasters, eines Gurtes oder eines Bandes an einem Körperteil des Probanden, und die Anzeigeeinheit uhrähnlich am Handgelenk fixierbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit einen Speicher zur Erfassung des Blutzuckerverlaufs über mehrere Tage bis zu mehreren Monaten aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Zeitgeberbaugruppe vorhanden ist, um erfasste Messwerte einem zeitlichen Verlauf, insbesondere dem Tagesgang zuzuordnen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Zeitgeberbaugruppe einen DCF-Empfängerbaustein aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Anzeigeeinheit durch Symboldarstellung und/oder Sprachausgabe

Maßnahmen zur Reduzierung der Auswirkungen von Unter- oder

Überzuckerung vorschlägt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Anzeigeeinheit feuchtegeschützt oder wasserdicht gekapselt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels der Signalvorverarbeitungseinheit eine Plausibilitätsprüf ung

vorliegender Messwerte erfolgt und lediglich positiv bewertete Ergebnisse zur Anzeigeeinheit übertragen werden, wobei mittels dieser eine Tendenzberechnung der Blutzuckerwerte vorgenommen wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Anzeigeeinheit eine selbsttätig wirkende Ausschaltfunktion aufweist, die die gesamte Vorrichtung, mindestens jedoch die Anzeigeeinheit in einen Sleep-Modus versetzt, wenn die Anzeigeeinheit nicht mehr vom Probanden getragen wird.

11. Messkopf einheit, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Gehäuseunterteil (2) und eine als Gehäusedeckel ausgebildete Kappe (3) vorgesehen sind, wobei im Gehäuseunterteil (2) in einem strahlungsdurchlässigen Fenster (8) eine Polarisationsfolie (4) einsetzbar ist, weiterhin im Gehäuseunterteil (2) Mittel (6) zum Fixieren einer Leiterplatte (7) ausgebildet sind, welche die Leiterplatte (7) derart lageorientiert halten, dass auf der Leiterplatte (7) befindliche elektronische Bauelemente (74; 76) zur

Messdatenerfassung in geeigneter Weise Strahlung durch das Fenster (8) senden und reflektierte Strahlung empfangen können und die Kappe (3) aus einem elastischen, elastomeren oder teilelastischen Material besteht, um selbige über einen umlaufenden Rastrand (22) des Gehäuseunterteils (2) zu stülpen und mit diesem zu verbinden.

12. Messkopfeinheit nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Leiterplatte (7) eine schlitzförmige Anlagekante (73) für eine unter einem vorgegebenen Winkel auszurichtende Laserdiode (74) aufweist.

13. Messkopf einheit nach Anspruch 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

auf der Leiterplatte (7) eine Gruppe von strahlungssensitiven

Empfängerdioden (76) angeordnet ist, welche seitlich von einem wallförmigen Streulichtabsorber (9) umgeben ist.

14. Messkopf einheit nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Polarisationsfolie (4) in einem Flächenrücksprung des Gehäuseunterteils (2) eingesetzt ist.

15. Messkopf einheit nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Polarisationsfolie (4) Flächenabschnitte (41; 42) unterschiedlicher

Polarisationsrichtung aufweist.

16. Messkopf einheit nach einem der Ansprüche 11 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, dass

an der Leiterplatte (7) mechanische Kontaktierungselemente (77) für Primäroder Sekundärelemente befestigt sind.

17. Messkopfeinheit nach einem der Ansprüche 13 bis 16,

dadurch gekennzeichnet, dass

der wallförmige Strahlungsabsorber (9) aus einem annähernd ringförmigen elastischen Gebilde besteht, welches auf der Leiterplatte (7) befestigt ist und mit Einsetzen der Leiterplatte (7) gleichzeitig die Polarisationsfolie (4) fixiert.

18. Messkopf einheit nach einem der Ansprüche 11 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, dass

im Gehäuseunterteil (2) ein Abschnitt (5) zur lagegesicherten Aufnahme des Primär- oder Sekundärelements vorgesehen ist.