專利名稱：實時檢測分析物傳感器靈敏度下降的方法、系統(tǒng)及計算機程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請要求于2006年10月26日提交的標(biāo)題為“用于實時檢測連續(xù)葡萄糖傳感器(CGS)靈敏度下降的方法、系統(tǒng)及計算機程序產(chǎn)品”的第60/854,566號美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引證結(jié)合于此用于所有用途。本申請涉及Marc D.Breton等人于2007年10月26日提交的第11/925,689號美國申請，其公開內(nèi)容通過引證結(jié)合于此用于所有用途。

背景技術(shù)：
被分析物(例如，葡萄糖)監(jiān)測系統(tǒng)(包括連續(xù)及離散監(jiān)測系統(tǒng))通常包括小的、重量輕的電池供電且由微處理器控制的系統(tǒng)，其被配置為使用靜電計檢測與相應(yīng)的被測葡萄糖水平成比例的信號，以及用于發(fā)送收集到的數(shù)據(jù)的RF信號。一些被分析物監(jiān)測系統(tǒng)的一個方面包括經(jīng)皮的或皮下的被分析物傳感器配置，其(例如)被部分地設(shè)置在將被監(jiān)測葡萄糖水平的監(jiān)測對象的皮膚上。傳感器單元可以使用由通過接觸系統(tǒng)連接的控制電位(穩(wěn)壓器)模擬電路驅(qū)動的二或三電極(工作、基準(zhǔn)和計數(shù)器電極)配置。
被分析物傳感器可以被配置為其一部分被放置到患者皮膚下，以檢測該患者的被分析物水平，以及該被分析物傳感器組成部分的另一部分與發(fā)射器單元進行通信。發(fā)射器單元被配置為通過諸如RF(射頻)通信鏈路的無線通信鏈路將由傳感器檢測到的被分析物水平發(fā)射至接收器/監(jiān)視器單元。該接收器/監(jiān)視器單元對接收到的被分析物水平進行數(shù)據(jù)分析，以產(chǎn)生與被監(jiān)測的被分析物水平有關(guān)的信息。
根據(jù)前述，期望對葡萄糖水平波動具有精確的評估，并且特別是，落到傳感器靈敏度之外的稱作早期信號衰減(ESA)的被分析物傳感器信號的檢測。


發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，公開了一種方法、一種系統(tǒng)以及一種計算機程序產(chǎn)品，它們用于接收多個被分析物傳感器相關(guān)信號、確定與接收到的多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的信號衰減的概率、在確定的概率超過預(yù)定的閾值水平時驗證信號衰減的存在、以及產(chǎn)生與信號衰減存在的驗證相關(guān)聯(lián)的第一輸出信號。
本公開的這些以及其他目的、特征以及優(yōu)點將從下面實施例的詳細描述、所附權(quán)利要求以及附圖而變得充分明顯。



圖1示出了用于實施本公開的一個或多個實施例的數(shù)據(jù)監(jiān)測及管理系統(tǒng)的框圖； 圖2是根據(jù)本公開一個實施例的圖1所示的數(shù)據(jù)監(jiān)測及管理系統(tǒng)的發(fā)射器單元的框圖； 圖3是根據(jù)本公開一個實施例的圖1所示的數(shù)據(jù)監(jiān)測及管理系統(tǒng)的接收器/監(jiān)測器單元的框圖； 圖4A-圖4B分別示出了根據(jù)本公開一個實施例的被分析物傳感器的透視圖和截面圖； 圖5是示出本公開中的一個實施例的實時早期信號衰減(ESA)的框圖； 圖6是示出根據(jù)本公開一個實施例的全部ESA檢測程序的流程圖； 圖7是示出根據(jù)本公開一個實施例的結(jié)合圖5所示的模塊1描述的傳感器電流異常的實時監(jiān)測的流程圖； 圖8是示出根據(jù)本公開一個實施例的圖5中的模塊2的驗證程序以確認(rèn)或拒絕模塊1的輸出的流程圖； 圖9示出了根據(jù)本公開一個實施例的基于圖5中的模塊1的滑動窗口處理的實時電流信號特性評估方法； 圖10示出了根據(jù)本公開一個實施例的用于圖5的模塊1的系數(shù)的引導(dǎo)估計(bootstrap estimation)； 圖11示出了根據(jù)本公開一個實施例的圖5的模塊2的標(biāo)準(zhǔn)化靈敏度密度的高斯內(nèi)核估計(Gaussian kernel estimation)；以及 圖12示出了根據(jù)本公開一個實施例的基于圖7的預(yù)定測試數(shù)據(jù)集和檢測閾值的與圖5的組合的第一和第二模塊的輸出曲線相比較的第一模塊的輸出曲線。

具體實施例方式 如下面詳細描述的，根據(jù)本公開的各個實施例，提供了用于在數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)(例如，包括被分析物監(jiān)測系統(tǒng))中的被分析物傳感器靈敏度下降的實時監(jiān)測的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。具體地，在本公開的范圍內(nèi)，提供了用于檢測會引起臨床顯著傳感器相關(guān)誤差(包括，例如，由傳感器靈敏度(定義為被分析物傳感器電流電平與血糖水平之間的比率)下降表示的早期傳感器衰減(ESA)，該下降可以存在于傳感器壽命的最初12-24小時期間，或使用被分析物傳感器的夜間(“夜間下降”)期間)的低傳感器靈敏度事件(episode)的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。
圖1示出了根據(jù)本公開一個實施例的數(shù)據(jù)監(jiān)測和管理系統(tǒng)(諸如，被分析物(例如，葡萄糖)檢測系統(tǒng)100)。為了方便，主要從與葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)的方面進一步描述了本主題公開，且這種描述絕不用于限制本公開的范圍。還應(yīng)該理解，被分析物檢測系統(tǒng)可以被配置為監(jiān)測各種被分析物，例如，乳酸鹽等。
可以被監(jiān)測的被分析物包括例如，乙酰膽堿、淀粉酶、膽紅素、膽固醇、絨毛膜促性腺素、肌酸激酶(例如，CK-MB)、肌氨酸、DNA、果糖胺、葡萄糖、谷氨酸鹽、生長激素、荷爾蒙、酮、乳酸鹽、過氧化物、前列腺特效抗原(prostate-specific antigen)、凝血素、RNA、促甲狀腺激素、以及肌鈣蛋白。還可以監(jiān)測藥物(例如，抗生素(例如，慶大霉素、萬古霉素等)、洋地黃毒苷、地高辛、濫用的藥物、茶堿、以及殺鼠靈)的濃度。
被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100包括傳感器101、連接至傳感器101的發(fā)射器單元102、和被配置為經(jīng)由通信鏈路103與發(fā)射器單元102進行通信的主接收器單元104。主接收器單元104還可以被配置為將數(shù)據(jù)發(fā)射至數(shù)據(jù)處理終端105以對由主接收器單元104接收到的數(shù)據(jù)進行評估。此外，一個實施例中的數(shù)據(jù)處理終端可以被配置為經(jīng)由通信鏈路直接從發(fā)射器單元102接收數(shù)據(jù)，其中，通信鏈路可以可選地被配置用于進行雙向通信。
圖1還示出了次接收器單元106，其可操作地連接至通信鏈路103，并被配置為接收由發(fā)射器單元102發(fā)射的數(shù)據(jù)。此外，如圖所示，次接收器單元106被配置為與主接收器單元104以及與數(shù)據(jù)處理終端105進行通信。實際上，次接收器單元106可以被配置用于與主接收器單元104和數(shù)據(jù)處理終端105中的每一個都進行無線雙向通信。如下進一步詳細描述的，在本公開的一個實施例中，相比于主接收器單元104，次接收器單元106可以被配置為包括有限數(shù)量的功能和特征。如此，次接收器106可以基本被配置在更小的緊湊殼體中，或插入在諸如腕表的裝置中。可替換地，次接收器單元106可以被配置為具有與主接收器單元104相同或基本相似的功能性，并且可以被配置為與連接支架(docking cradle)單元(用于臨床更換、用于在夜間進行監(jiān)測)和/或雙向通信裝置一起使用。
在圖1所示的被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100實施例中僅示出了一個傳感器101、發(fā)射器單元102、通信鏈路103、和數(shù)據(jù)處理終端105。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100可以包括一個或多個傳感器101、發(fā)射器單元102、通信鏈路103、和數(shù)據(jù)處理終端105。此外，在本公開的范圍內(nèi)，被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100可以是連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、或半連續(xù)、或離散監(jiān)測系統(tǒng)。在多構(gòu)件環(huán)境中，每個裝置都被配置為由系統(tǒng)中每個其他裝置唯一標(biāo)識，從而輕易解決了被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100中各構(gòu)件之間的通信沖突。
在本公開的一個實施例中，傳感器101物理上位于其被分析物水平正在被監(jiān)測的用戶身體中或身體上。傳感器101可以被配置為對用戶的被分析物水平進行連續(xù)采樣，并將采樣的被分析物水平轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號，以由發(fā)射器單元102進行發(fā)射。在一個實施例中，發(fā)射器單元102連接至傳感器101，從而這兩個裝置都位于用戶身體上，其中，被分析物傳感器101的至少一部分經(jīng)皮地位于用戶皮層下。發(fā)射器單元102執(zhí)行數(shù)據(jù)處理(諸如對數(shù)據(jù)信號進行濾波和編碼，這些數(shù)據(jù)信號中的每一個均對應(yīng)于用戶的采樣被分析物水平)，以經(jīng)由通信鏈路103發(fā)射至主接收器單元104。
在一個實施例中，被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100被配置為從發(fā)射器單元102到主接收器單元104的單向RF通信路徑。在這樣的實施例中，在沒有來自已經(jīng)接收到了這些發(fā)射的采樣數(shù)據(jù)信號的主接收器單元104的確認(rèn)的情況下，發(fā)射器單元102對從傳感器101接收到的采樣數(shù)據(jù)信號進行發(fā)射。例如，發(fā)射器單元102可以被配置為在完成最初的接通電源程序后以固定速率(例如，以一分鐘的間隔)對編碼后的采樣數(shù)據(jù)信號進行發(fā)射。同樣，主接收器單元104可以被配置為以預(yù)定時間間隔檢測這些發(fā)射的編碼采樣數(shù)據(jù)信號。可替換地，被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100可以被配置為具有發(fā)射器單元102和主接收器單元104之間的雙向RF(或相反)通信。
此外，在一個方面中，主接收器單元104可以包括兩個部件。第一部件是模擬接口部件，其被配置為經(jīng)由通信鏈路103與發(fā)射器單元102進行通信。在一個實施例中，該模擬接口部件可以包括用于接收來自發(fā)射器單元102的數(shù)據(jù)信號并對其進行放大的天線和RF接收器，隨后，利用局部振蕩器對這些信號進行解調(diào)并且通過帶通濾波器對其進行濾波。主接收器單元104的第二部件是數(shù)據(jù)處理部件，其被配置為通過諸如執(zhí)行數(shù)據(jù)解碼、誤差檢測及校正、數(shù)據(jù)時鐘產(chǎn)生、以及數(shù)據(jù)位恢復(fù)來對從發(fā)射器單元102接收到的數(shù)據(jù)信號進行處理。
在操作過程中，一旦完成了接通電源程序，主接收器單元104就被配置為基于(例如)檢測到的從發(fā)射器單元102接收到的數(shù)據(jù)信號的強度或預(yù)定的發(fā)射器標(biāo)識信息來在其范圍內(nèi)檢測發(fā)射器單元102的存在。一旦成功與相應(yīng)的發(fā)射器單元102進行了同步，主接收器單元104就被配置為開始從發(fā)射器單元102接收對應(yīng)于用戶的檢測到的被分析物水平的數(shù)據(jù)信號。更具體地，一個實施例中的主接收器單元104被配置為經(jīng)由通信鏈路103執(zhí)行與相應(yīng)的同步發(fā)射器單元102的同步跳時(time hopping)，以得到用戶的檢測到的被分析物水平。
再次參照圖1，數(shù)據(jù)處理終端105可以包括個人計算機、諸如膝上電腦或手持設(shè)備(例如個人數(shù)據(jù)助理(PDA))等的便攜式計算機等，其中的每一個都可以被配置用于經(jīng)由有線或無線連接與接收器進行數(shù)據(jù)通信。此外，數(shù)據(jù)處理終端105還可以連接至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(未示出)以存儲、提取和更新對應(yīng)于檢測到的用戶的被分析物水平的數(shù)據(jù)。
在本公開的范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)處理終端105可以包括注射設(shè)備(諸如胰島素注射泵)等，其可以被配置向患者提供胰島素，以及可以被配置為與接收器單元104進行通信以接收其中測量到的被分析物水平?？商鎿Q地，接收器單元104可以被配置為將注射設(shè)備集成于其中，從而接收器單元104被配置為向患者提供胰島素治療，例如，用于管理和修改基本檔案，以及用于其中基于從發(fā)射器單元102接收到的檢測到的被分析物水平來確定適當(dāng)?shù)耐谱⒁赃M行給藥。
此外，發(fā)射器單元102、主接收器單元104和數(shù)據(jù)處理終端105每個都可以被配置為進行雙向無線通信，從而發(fā)射器單元102、主接收器單元104和數(shù)據(jù)處理終端105中的每一個都可以被配置為彼此經(jīng)由無線通信鏈路103進行通信(即，彼此之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù))。更具體地，在一個實施例中，數(shù)據(jù)處理終端105可以被配置為經(jīng)由通信鏈路106直接從發(fā)射器單元102接收數(shù)據(jù)，其中，通信鏈路106可以如上所述被配置為進行雙向通信。
在該實施例中，可以包括胰島素泵的數(shù)據(jù)處理終端105可以被配置為接收來自發(fā)射器單元102的被分析物信號，從而，結(jié)合接收器103的功能，這些功能包括用于對患者的胰島素治療和被分析物監(jiān)測進行管理的數(shù)據(jù)處理。在一個實施例中，通信鏈路103可以包括RF通信協(xié)議、紅外通信協(xié)議、藍牙使能通信協(xié)議、802.11x無線通信協(xié)議、或在避免潛在的數(shù)據(jù)沖突和干擾的同時將允許多個單元進行安全、無線通信(例如，按照HIPPA要求)的等效無線通信協(xié)議中的一個或多個。
圖2是根據(jù)本公開一個實施例的圖1所示的數(shù)據(jù)監(jiān)測和檢測系統(tǒng)的發(fā)射器的框圖。參照該圖，一個實施例的發(fā)射器單元102包括被配置為與傳感器101(圖1)進行通信的模擬接口201、用戶輸入端202、以及溫度測量部203，其中的每一個都可以可操作地連接至諸如中央處理單元(CPU)的發(fā)射器處理器204。
圖2還示出了發(fā)射器串行通信部205和RF發(fā)射器206，其中的每一個也都可操作地連接至發(fā)射器處理器204。此外，還在發(fā)射器單元102中設(shè)置有諸如電池的電源207，用于為發(fā)射器單元102提供所需的功率。此外，如從圖中可以看到的，其中的時鐘208被配置用于向發(fā)射器處理器204提供實時信息。
如從圖2可以看到的，傳感器單元101(圖1)配置有四個觸點，其中的三個是電極-工作電極(W)210、保護觸點(G)211、基準(zhǔn)電極(R)212，以及計數(shù)器電極(C)213，其中的每一個都可操作地連接至發(fā)射器單元102的模擬接口201。在一個實施例中，工作電極(W)210、保護觸點(G)211、基準(zhǔn)電極(R)212、以及計數(shù)器電極(C)213中的每一個都可以使用利用激光或光刻法印刷或蝕刻的、或可替代的設(shè)置在襯底材料上的導(dǎo)電材料(例如，可以被印刷的碳、或可以被蝕刻的金屬箔(例如，金))制成。
在一個實施例中，建立從傳感器101(圖1)和/或制造和測試設(shè)備到發(fā)射器單元102的模擬接口201的單向輸入路徑，同時建立從用于進行能夠發(fā)射的發(fā)射器單元102的RF發(fā)射器206到接收器單元104的單向輸出。這樣，圖2示出了前述單向輸入和輸出之間經(jīng)由專用鏈路209，而從模擬接口201到達串行通信部205、然后到達處理器204、再到RF發(fā)射器206的數(shù)據(jù)鏈路。這樣，在一個實施例中，經(jīng)由上述數(shù)據(jù)路徑，發(fā)射器單元102被配置為將從傳感器101(圖1)接收到的經(jīng)過處理和編碼的數(shù)據(jù)信號經(jīng)由通信鏈路103(圖1)發(fā)射至主接收器單元104(圖1)。此外，上述模擬接口201和RF發(fā)射器206之間的單向通信數(shù)據(jù)路徑考慮了發(fā)射器單元102用于對完成制造工藝的操作以及用于為診斷和測試目的的直接通信的配置。
如上所述，發(fā)射器處理器204被配置為在發(fā)射器單元102的操作期間向發(fā)射器單元102的各個部件發(fā)射控制信號。在一個實施例中，發(fā)射器處理器204還包括存儲器(未示出)，用于存儲諸如用于發(fā)射器單元102的標(biāo)識信息以及從傳感器101接收到的數(shù)據(jù)信號。在發(fā)射器處理器204的控制下，所存儲的信息可以被提取和處理，以發(fā)射至主接收器單元104。此外，電源207可以包括市場上可得到的電池。
發(fā)射器單元102被配置為使電源部件207能夠在以低功率(非操作)模式存儲約十八個月后還能為發(fā)射器提供至少約三個月連續(xù)操作的電能。在一個實施例中，這可以通過發(fā)射器處理器204在非操作狀態(tài)中以低功率模式操作來實現(xiàn)，例如，抽取不超過約1μA的電流。事實上，在一個實施例中，發(fā)射器單元102的制造工藝過程中的最后步驟可以將發(fā)射器單元102置于低功率、非操作狀態(tài)(即，制造后睡眠模式)。在該方式中，發(fā)射器單元102的保存(shelf)壽命可以顯著提高。此外，如圖2所示，盡管電源單元207被示為連接至處理器204，并且因此，處理器204被配置為為電源單元207提供控制，但是應(yīng)該注意到，在本公開的范圍內(nèi)，電源單元207被配置為為圖2所示的發(fā)射器單元102的每個構(gòu)件都提供所需功率。
回來參照圖2，在一個實施例中，發(fā)射器單元102的電源部件207可以包括可再充電電池單元，其可以由獨立的電源再充電單元(例如，設(shè)置在接收器單元104中)進行再充電，從而可以在更長的使用時間段中向發(fā)射器單元102供電。此外，在一個實施例中，發(fā)射器單元102可以被配置為在電源部件207中沒有電池，在這種情況中，發(fā)射器單元102可以被配置為從外部電源(例如，電池)接收電能，這將在下面進一步詳細進行描述。
仍然再次參照圖2，發(fā)射器單元102的溫度檢測部件203被配置用于監(jiān)測傳感器插入位置附近的皮膚溫度。溫度讀數(shù)用于調(diào)整從模擬接口201得到的被分析物讀數(shù)。發(fā)射器單元102的RF發(fā)射器206可以被配置為在315MHz到322MHz的頻帶內(nèi)(例如，在美國)進行操作。此外，在一個實施例中，RF發(fā)射器206被配置為通過進行頻移鍵控和曼徹斯特編碼來對載波頻率進行調(diào)制。在一個實施例中，數(shù)據(jù)傳輸率為19,200符號每秒，同時具有用于與主接收器單元104進行通信的最小傳輸范圍。
仍然再次參照圖2，其還示出了連接至數(shù)據(jù)監(jiān)測和管理系統(tǒng)100的發(fā)射器單元102中的保護電極(G)211和處理器204的泄漏檢測電路214。根據(jù)本公開的一個實施例的泄漏檢測電路214可以被配置用于檢測傳感器101中的漏電流(leakage current)，以確定測量到的傳感器數(shù)據(jù)是否是壞的，以及來自傳感器101的測量數(shù)據(jù)是否正確。
圖3是根據(jù)本公開一個實施例的圖1所示的數(shù)據(jù)監(jiān)測和管理系統(tǒng)的接收器/監(jiān)測器單元的框圖。參照圖3，主接收器單元104包括血糖測試帶接口301、RF接收器302、輸入端303、溫度檢測部件304、以及時鐘305，其中的每一個都可操作地連接至接收器處理器307。如從該圖還可以看到的，主接收器單元104還包括可操作地連接至功率轉(zhuǎn)換和監(jiān)測部件308的電源306。此外，功率轉(zhuǎn)換和監(jiān)測部件308還連接至接收器處理器307。此外，還示出了接收器串行通信部件309、以及輸出端310，其中的每一個都可操作地連接至接收器處理器307。
在一個實施例中，測試帶接口310包括用于接收葡萄糖測試帶的人工插入的葡萄糖水平測試部，從而可以在主接收器單元104的輸出端310上確定和顯示測試帶的葡萄糖水平。該葡萄糖的人工測試可以用于標(biāo)定(calibrate)傳感器101。RF接收器302被配置為經(jīng)由通信鏈路103(圖1)與發(fā)射器單元102的RF發(fā)射器206進行通信，以接收來自發(fā)射器單元102的編碼數(shù)據(jù)信號，用于信號混頻、解調(diào)以及其他的數(shù)據(jù)處理。主接收器單元104的輸入端303被配置為允許用戶根據(jù)需要將信息輸入到主接收器單元104。在一個方面中，輸入端303可以包括小鍵盤中的一個或多個鍵、觸摸感應(yīng)屏、或聲控輸入命令單元。溫度檢測部件304被配置為向接收器處理器307提供主接收器單元104的溫度信息，同時，時鐘305向接收器處理器307提供實時信息。
圖3所示的主接收器單元104的各構(gòu)件中的每一個都由電源306供電，在一個實施例中，該電源包括電池。此外，功率轉(zhuǎn)換和監(jiān)測部件308被配置為監(jiān)測由主接收器單元104中各構(gòu)件所使用的功率，以進行有效的功率管理，以及在使主接收器單元104處于次最佳操作條件的功率使用的情況中對用戶進行警告。這種次最佳操作條件的實例可以包括，例如，操作波動輸出模式(如下所述)一段時間，從而在接通處理器307(從而，接通主接收器單元104)時使電源306基本耗盡。此外，功率轉(zhuǎn)換和檢測部件308還可以被配置為包括諸如被配置為電池啟動開關(guān)的場效應(yīng)晶體管(FET)的反極性保護電路。
主接收器單元104中的串行通信部件309被配置為提供從測試和/或制造設(shè)備開始的雙向通信路徑，用于主接收器單元104的初始化、測試、和配置。串行通信部件104還可以用于向計算機上載數(shù)據(jù)，諸如時間戳血糖數(shù)據(jù)。可以通過例如電纜、紅外(IR)或RF鏈路建立與外部設(shè)備(未示出)的通信鏈路。主接收器單元104的輸出端310被配置用于提供諸如顯示信息的液晶顯示器(LCD)的圖形用戶接口(GUI)。此外，輸出端310還可以包括集成揚聲器，用于輸出可聽得見的信號，以及提供手持電子裝置(諸如當(dāng)前可得到的移動電話)中共同發(fā)現(xiàn)的振動輸出。在另一個實施例中，主接收器單元104還包括電子熒光燈，其被配置為向輸出端310提供背光，以在黑暗的周圍環(huán)境中輸出看得見的顯示。
回來參照圖3，在一個實施例中，主接收器單元104還可以包括存儲部件，諸如作為處理器307的一部分的、或單獨設(shè)置在主接收器單元104中的、可操作地連接至處理器307的可編程、非易失性存儲設(shè)備。處理器307還被配置為執(zhí)行曼徹斯特編碼以及對經(jīng)由通信鏈路103從發(fā)射器單元102接收到的編碼數(shù)據(jù)信號進行誤差檢測和校正。
在另一個實施例中，發(fā)射器單元102、主接收器單元104、次接收器單元105、或數(shù)據(jù)處理終端/注射部件105中的一個或多個可以被配置為通過通信鏈路無線地接收來自例如葡萄糖計的血糖值。在又一個實施例中，操控或使用被分析物監(jiān)測系統(tǒng)100(圖1)的用戶或患者可以使用結(jié)合在發(fā)射器單元102、主接收器單元104、次接收器單元105、或數(shù)據(jù)處理終端/注射部件105中的一個或多個中的用戶接口(例如，鍵盤、小鍵盤等)手動輸入血糖值。
在2001年1月16日發(fā)表的題為“Analyte Monitoring Device andMethod of Use”的第6,175,752號美國專利，以及在2003年12月26日提交的題為“Continuous Glucose Monitoring System and Methodof Use”的第10/745,878號申請中提供了連續(xù)被分析物監(jiān)測系統(tǒng)、其各部件的其他詳細描述(包括發(fā)射器的功能描述)，上述專利及申請都已轉(zhuǎn)讓給加利福尼亞阿拉米達的Abbott Diabetes Care公司。
圖4A至圖4B分別示出了根據(jù)本公開一個實施例的被分析物傳感器的透視圖和截面圖。參照圖4A，傳感器400的透視圖，其主要部分位于皮膚表面410上方，插入端430穿透皮膚并進入皮下空間420中，與諸如間質(zhì)液的用戶生物流體接觸。工作電極401、基準(zhǔn)電極402、以及計數(shù)器電極403的接觸部分都可以在位于皮膚表面410上方的傳感器400的部分上看到。工作電極401、基準(zhǔn)電極402、以及計數(shù)器電極403可以在插入端403的端部看到。
現(xiàn)在參照圖4B，示出了一個實施例中的傳感器400的截面圖。具體地，可以看到傳感器400的各電極，并以堆疊或分層配置或構(gòu)造提供襯底和介電層。例如，如圖4B所示，在一個方面中，傳感器400(諸如圖1的傳感器單元101)，包括襯底層404、和第一導(dǎo)電層401(諸如設(shè)置在襯底層404的至少一部分上的碳線路)，該導(dǎo)電層還可以包括工作電極。還示出了設(shè)置在第一導(dǎo)電層401的至少一部分上的感測層408。
回來參照圖4B，諸如第一介電層405的第一絕緣層被設(shè)置或被堆疊在第一導(dǎo)電層401的至少一部分上，以及進一步的，諸如另一碳線路的第二導(dǎo)電層409可以被設(shè)置或堆疊在第一絕緣層(或介電層)405的至少一部分的頂部上。如圖4B所示，第二導(dǎo)電層409可以包括基準(zhǔn)電極，并且在一個方面中，可以包括銀/氯化銀(Ag/AgCl)層。
再次參照圖4B，在一個實施例中，諸如介電層的第二絕緣層406可以被設(shè)置或堆疊在第二導(dǎo)電層409的至少一部分上。此外，可以包括碳線路以及可以包括計數(shù)器電極403的第三導(dǎo)電層403在一個實施例中可以被設(shè)置或堆疊在第二絕緣層406的至少一部分上。最后，第三絕緣層407被設(shè)置或堆疊在第三導(dǎo)電層403的至少一部分上。以此方式，傳感器400可以被配置在堆疊或分層結(jié)構(gòu)和配置中，從而每個導(dǎo)電層的至少一部分都被相應(yīng)的絕緣層(例如，介電層)分隔開。
此外，在本公開的范圍內(nèi)，電極401、402、403中的一些或全部可以以上述堆疊形式被設(shè)置在襯底404的同一側(cè)上，或可替換地，可以以共面形式設(shè)置，從而將每個電極都設(shè)置在襯底404上的同一平面上，然而，在各導(dǎo)電層/電極之間具有介電材料或絕緣材料。此外，在本公開的又一個方面中，一個或多個導(dǎo)電層(諸如電極401、402、403)可以被設(shè)置在襯底404的相反側(cè)上。
圖5是示出本公開一個實施例中的實時早期信號衰減(ESA)的框圖。參照圖5，在一個實施例中，全部靈敏度下降檢測器500包括第一模塊510，被配置用于基于被分析物傳感器測量結(jié)果窗口進行靈敏度下降概率的估計，以確定是否需要血糖水平的指棒(finger stick)測量?；谟傻谝荒K510進行的靈敏度下降的估計概率，當(dāng)確定了需要血糖水平的指棒測量時，如圖5所示，在本公開的一個方面中，第二模塊520使用測量到的血糖值來驗證或確認(rèn)或拒絕由第一模塊510進行的靈敏度下降的估計概率。在一個方面中，第二模塊520可以被配置用于基于統(tǒng)計測定來確認(rèn)或拒絕第一模塊510的結(jié)果(例如，靈敏度下降的估計概率)。
即，在一個方面中，圖5的靈敏度下降檢測器500的第一模塊510可以被配置為基于傳感器值窗口的分析(例如，來自被分析物傳感器的持續(xù)預(yù)定時間段的電流信號)來估計被分析物傳感器靈敏度下降的概率。更具體地，第一模塊510可以被配置為基于以下估計傳感器靈敏度下降的概率基于傳感器電流信號特性的滑動窗口提取器，基于確定的或提取的傳感器電流信號特性的靈明度下降概率的基于模型的估計，和/或?qū)⒐烙嫷母怕屎皖A(yù)定的閾值τ進行比較。
回來參照圖5，第一模塊510的邏輯估計器511在一個實施例中可以被配置為提取或抽取傳感器電流信號特性的滑動窗口，以及基于傳感器電流信號特性進行靈敏度下降概率的估計，以及將靈敏度下降的估計概率與預(yù)定閾值τ進行比較，來確定估計的靈敏度下降的驗證是否是所期望的，或是否可以基于估計的靈敏度下降概率確認(rèn)未檢測到ESA或夜間下降。
再次參照圖5，如所示，當(dāng)確定了估計的靈敏度下降概率的驗證是所期望的時候(基于例如，當(dāng)估計的概率超過在第一模塊510中確定的預(yù)定閾值τ時)，在一個實施例中的靈敏度下降檢測器500中的第二模塊520的假設(shè)分析模塊521接收來自血糖測量裝置(諸如包括

、Freestyle

、FreeStyle

或從美國加利福尼亞阿拉米達的Abbott Diabetes Care公司可得到的Precision XtraTM)的毛細血管血測量結(jié)果。在一個方面中，基于接收到的毛細血管血糖測量結(jié)果和被分析物傳感器電流特性或值，估計的傳感器靈明度下降概率可以被確認(rèn)或被拒絕，從而確認(rèn)存在ESA或夜間下降(在相應(yīng)的數(shù)據(jù)點與夜間傳感器電流值相關(guān)的事件)，或可替換地，確認(rèn)不存在ESA或夜間下降。
在所述方法中，在本公開的一個方面中，提供了一種基于傳感器電流信號特性的實時檢測程序，其中，檢測器500(圖5)包括第一模塊510，在一個實施例中其被配置為執(zhí)行傳感器靈敏度下降概率的檢測和估計；以及第二模塊520，在一個方面中其被配置為基于由第一模塊510確定的概率估計來驗證ESA或夜間下降的存在或不存在。因此，在本公開的一個方面中，ESA事件或夜間下降或丟失可能被準(zhǔn)確地檢測到，同時最小化誤報警或錯誤否定的可能。
再次參照圖5，在一個實施例中的傳感器靈敏度估計器500的第一模塊510中使用滑動窗口處理來在實時決定處理的期望和對于傳感器電流特性估計冗余的需要之間進行調(diào)和。圖9中示出了根據(jù)本公開一個實施例的滑動窗口處理的一個實例。
例如，在一個方面中，在由第一模塊510進行處理期間，在決定處理的每次重復(fù)中，都選擇一個時間窗口，并基于在所選時間窗口期間確定的傳感器電流信號，確定一個或多個預(yù)定的傳感器特定。利用非限定性實例，該一個或多個預(yù)定傳感器特性可以包括平均電流信號電平、電流信號方差、電流信號的平均斜率、以及平均的傳感器壽命(或自從對被分析物傳感器進行插入或經(jīng)皮定位所經(jīng)歷的時間)。
此后，所選的時間窗口滑動固定的分鐘數(shù)量以進行下一次重復(fù)。在一個方面中，時間窗口的寬度和持續(xù)時間以及遞增步長可以預(yù)定或建立為60分鐘，因此，產(chǎn)生非交疊時間窗口以最小化各決定之間的潛在相關(guān)性。在本公開的范圍內(nèi)，可以構(gòu)想出其他的方法，例如，其中，滑動時間窗口可以包括約30分鐘的持續(xù)時間以及一分鐘的遞增步長。
在一個方面中，下面的表達式可以用于確定上述傳感器特性估計，例如，傳感器信號平均值、平均斜率以及方差值
其中，X是具有1s列和數(shù)據(jù)指數(shù)的矩陣，以及Y是電流值的列向量，
其中，t是時間窗口中的第一可變數(shù)據(jù)點的指數(shù)。
回來參照圖5，在進行了上述的傳感器特性的估計和確定之后，就產(chǎn)生了對應(yīng)于傳感器電流信號的時間窗口的四維特征向量。在一個方面中，所產(chǎn)生的特征向量和羅吉斯回歸方法(logistic regressionapproach)可以用于估計傳感器在每個預(yù)定時間窗口期間經(jīng)歷和體驗的早期信號衰減(ESA)。在一個方面中，用于確定或估計ESA存在概率的Pr[ESA]的羅吉斯回歸方法可以如下表示
在一個方面中，系數(shù)向量β在傳感器信號衰減估計的效率中扮演重要角色。即，在一個實施例中，預(yù)定數(shù)量的傳感器插入可以用于經(jīng)驗地確定或估計模型系數(shù)。更具體地，在一個方面中，可以進行引導(dǎo)估計程序來為模型系數(shù)增加魯棒性。例如，可以應(yīng)用廣義線性模型適合方法(generalized linear model fit approach)到預(yù)定時間段來確定系數(shù)向量β。基于預(yù)定數(shù)量的重復(fù)，可以確定每個系數(shù)的經(jīng)驗概率分布函數(shù)，例如如圖10所示，其中，每個所選系數(shù)都對應(yīng)于相關(guān)分布的模式。
在確定了一個或多個傳感器電流特性或參數(shù)，以及在確定了對應(yīng)的系數(shù)之后，在一個實施例中，ESA存在概率Pr[ESA]基于下式進行估計
應(yīng)該注意，在本公開的范圍內(nèi)，由上述所示函數(shù)描述的ESA存在概率Pr[ESA]的估計可以根據(jù)設(shè)計或相關(guān)的潛在參數(shù)來修改，這些參數(shù)諸如，每日時間信息、或傳感器電流信號的去趨勢方差(detrended variance)。
仍然再次參照圖5，在基于上述估計確定了ESA存在的概率之后，將估計的概率與預(yù)先選擇閾值水平進行比較，并基于該比較，可以提示對毛細血管血糖測量結(jié)果的請求。在一個方面中，預(yù)定的閾值水平可以包括用于與估計的ESA存在的概率進行比較的0.416?？商鎿Q地，在本公開的范圍內(nèi)，預(yù)定閾值水平可以在約0.3至0.6的范圍內(nèi)變化。
如上所述，在本公開的一個方面中，傳感器靈敏度估計器500的第一模塊510(圖5)被配置為基于與被分析物傳感器相關(guān)的特性或參數(shù)以及傳感器電流信號對ESA存在的概率進行估計。在一個實施例中，傳感器靈敏度估計器500的第二模塊520(圖5)可以被配置為基于毛細血管血糖測量結(jié)果進行附加的處理以提供本分析物傳感器的早期傳感器衰減(ESA)的基本實時估計。即，由于ESA是通過靈敏度的下降或減少(即，傳感器電流信號與血糖的比率)來限定的，因此，靈敏度在ESA發(fā)生期間的分布大體低于正常運行情況期間的分布。此外，基于傳感器電流電平和血糖測量結(jié)果之間的非線性關(guān)系，利用血糖測量結(jié)果的ESA存在概率估計可以使用倉(例如，分類)構(gòu)建方法以及額定的靈敏度比率的經(jīng)驗分布函數(shù)來確定。
更具體地，在本公開的一個方面中，可以將即時靈敏度(IS)定義為被分析物傳感器的實際電流值和實際血糖值在給定時間點處的比(例如由下式(a)定義)。然而，由于信號中的噪聲，例如，尤其是在獨立的測量結(jié)果(諸如單個血糖測量結(jié)果)的情況中，可以通過確定指棒血糖確定時間附近的平均傳感器電流信號電平來近似即時靈敏度(IS)，例如，通過下式(b)來確定

假設(shè)每個被分析物傳感器都具有不同的靈敏度，因此即時靈敏度(IS)是高度依賴傳感器的，即時靈敏度(IS)的絕對值可以不提供ESA存在的可靠指示。另一方面，在制造過程中，每個被分析物傳感器都與標(biāo)稱(nominal)靈敏度值相關(guān)。因此，即時靈敏度與傳感器標(biāo)稱靈敏度的比將造成更加依賴于傳感器的、可靠的ESA檢測機制。因此，時間t處的靈敏度比率Rs(t)可以如下在一個方面中進行定義
參照以上描述，一個實施例中的血糖倉/分類構(gòu)建方法可以包括定義血糖測量結(jié)果比例的變換，其矯正測量到的和估計的血糖值之間的差異。即，在一個方面中，所定義的變換方法對應(yīng)于或與血糖水平的典型分布有關(guān)。例如，定義不同倉/分類的變換方法可以基于下式進行確定 r＝1.509×e1.084×log(log(BG)-5.381)其中，BG單位是mg/dl (5) 其中，可以定義下列的成比例的葡萄糖倉(bin) 1.r＜-2，嚴(yán)重低血糖癥 2.-2≤r＜-1，中度低血糖癥 3.-1≤r＜0，低度血糖正常 4.0≤r＜1，高度血糖正常 5.1≤r＜2，中度高血糖癥 6.2≤r，嚴(yán)重高血糖癥 一旦確定了倉/分類以用于ESA存在概率的估計，在一個方面中，核密度估計(例如，使用高斯核，24)可以用于對每個上述的倉/分類中的靈敏度比率分布進行估計。在一個方面中，圖11示出了靈敏度比率Rs中的分布估計，其中，對于每個倉/分類(包括，例如，嚴(yán)重低血糖癥(倉1)、中度低血糖癥(倉2)、低度血糖正常(倉3)、高度血糖正常(倉4)、低度高血糖癥(倉5)、以及嚴(yán)重高血糖癥(倉6))，每條曲線都示出了檢測出ESA存在的相關(guān)分布。
再次參照以上描述，基于對每個倉/分類中的靈敏度比率Rs的估計分布的概率密度函數(shù)進行的估計，在一個方面中，可以實現(xiàn)基于貝葉斯法則(Bayes’law)的非參數(shù)假設(shè)檢驗方法。例如，在本公開的一個方面中，根據(jù)貝葉斯法則，已知靈敏度比率和血糖倉/分類的所估計的ESA存在概率可以基于下面的表達式進行分解
其中，πa是等級a中各事件的比例，

是對于等級a的倉/分類i中的Rs的之前估計的概率密度函數(shù)。
此外，為了最小化全部的誤差概率，可以應(yīng)用下面的決定規(guī)則傳感器是ESA，如果
假設(shè)πESA＝πESA＝0.5 因此，基于以上，在一個實施例中，當(dāng)毛細血管血糖測量結(jié)果處于倉/分類i中時，當(dāng)靈敏度比率Rs小于對應(yīng)的所定義的閾值水平ti時，圖5所示的第二模塊520中的假設(shè)分析模塊(521)可以被配置為基于毛細血管血糖水平測量結(jié)果讀數(shù)對給定的被分析物傳感器來驗證/確認(rèn)ESA的存在。例如，給定上述的六個血糖倉/分類(倉1至倉6)，各閾值水平ti為t1＝1.138，t2＝0.853，t3＝0.783，t4＝0.784，t5＝0.829，以及t6＝0.797。
在此方式中，在本公開的一個方面中，該方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品提供(但不限于)對連續(xù)血糖監(jiān)測系統(tǒng)中的靈敏度下降的早期檢測。靈敏度下降可以在例如傳感器壽命的第一個24小時內(nèi)發(fā)現(xiàn)，以及同時可以通過頻率標(biāo)定或傳感器遮蔽(masking)來最小化潛在的不利影響，這種靈敏度下降在傳感器數(shù)據(jù)精度方面具有臨床顯著效果，以及從而最小化使用傳感器對患者的潛在危險。因此，在一個方面中，提供了用于估計或確定ESA存在的概率的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品，它們基于傳感器電流信號特性進行估計或確定，并且之后執(zhí)行確認(rèn)或驗證程序以確定基于傳感器電流信號特性進行估計的靈敏度下降概率是否對應(yīng)于傳感器中相應(yīng)靈敏度下降的實時發(fā)生。
因此，具體地，可以改善臨界低血糖癥范圍中的傳感器精度，在傳感器壽命的早期階段可以避免多重標(biāo)定和/或傳感器遮蔽，并且進一步地，可以避免會導(dǎo)致未檢測到的低血糖癥事件的靈敏度下降發(fā)生期間的傳感器標(biāo)定。
圖6是示出根據(jù)本公開一個實施例的整個ESA檢測程序的流程圖。參照圖6，在本公開的一個實施例中，提取或收集預(yù)定數(shù)量的傳感器數(shù)據(jù)(610)，之后，確定對靈敏度下降確定的概率估計是否合適(620)。在一個方面中，下面的一個或多個參數(shù)可以用于確定靈敏度下降的概率估計的確定是否合適足夠的與被分析物傳感器相關(guān)的數(shù)據(jù)點的存在或收集、相對于何時將被分析物傳感器插入或被皮下定位的概率估計的時刻、從對靈敏度下降的概率估計的最近確定的時間段。
如果確定對靈敏度下降確定的概率估計不適當(dāng)(620)，則圖6所示的程序返回至收集附加傳感器數(shù)據(jù)點。另一方面，如果確定對靈敏度下降確定的概率估計適當(dāng)，則執(zhí)行對靈敏度下降確定的概率估計(630)。之后，基于確定的靈敏度下降的概率估計，確定是否存在ESA(640)。
即，基于例如由靈敏度下降檢測器500的第一模塊520(圖5)進行的分析，如果未檢測到ESA，則程序返回到收集和/或提取附加地傳感器電流數(shù)據(jù)(640)。另一方面，如果基于上述分析檢測到了ESA(640)，則請求毛細血管血測量結(jié)果(例如，通過提示用戶進行能夠指棒血糖測試并輸入血糖值)(650)。之后，圖6所示的程序由假設(shè)分析模塊521(圖5)執(zhí)行的ESA存在或不存在的確認(rèn)的程序。
再次參照圖6，如果基于利用毛細血管血測量結(jié)果的分析確定不存在ESA，則程序再次返回至數(shù)據(jù)收集/提取模塊(610)。另一方面，如果確定了存在ESA，則在一個方面中，會產(chǎn)生警告或通知并將其提供給用戶(680)以警告用戶。
圖7是根據(jù)本公開一個實施例的結(jié)合圖5所示的模塊1描述的傳感器電流異常的實時檢測的流程圖。參照圖7，在一個實施例中，用于定義的時間段的被分析物傳感器數(shù)據(jù)被提取或選擇。利用被分析物傳感器數(shù)據(jù)，執(zhí)行一個或多個數(shù)據(jù)處理以確定傳感器信號特性，包括例如，平均電流信號、最小二乘斜率(the least squaresslope)、標(biāo)準(zhǔn)偏差、自從被分析物傳感器插入/定位以來平均經(jīng)歷的時間(或平均傳感器壽命)、關(guān)于最小二乘斜率的方差(710)。
參照圖7，可以提取基于被分析物傳感器數(shù)據(jù)的預(yù)定系數(shù)(720)，并將其施加至被分析物傳感器信號以確定或估計ESA存在概率(730)。此外，圖7中還示出了預(yù)定閾值(740)，在一個實施例中，該閾值可以與確定的所估計的ESA存在概率進行比較(750)。在一個方面中，對于宣稱的此條件，該預(yù)定閾值可以被確定為最小的ESA存在概率，并且該閾值可以在錯誤報警(假陽性，其中該閾值可以被容易地超過)與漏檢測(假陰性，其中該閾值難以被超過)之間進行折衷。
再次參照圖7，如果確定了估計的ESA存在概率沒有超過預(yù)定閾值(750)，則確定不存在ESA-即，未檢測到傳感器電流信號衰減(760)。另一方面，如果確定了估計的ESA存在概率超過了預(yù)定閾值，則確定存在ESA-即，檢測到了傳感器電流信號衰減(770)。在確定ESA存在或不存在的任意一種情況中，該確定都被通信或提供給分析的后續(xù)階段(780)用于進一步的處理。
圖8是示出根據(jù)本公開一個實施例的圖5中的模塊2的驗證程序以確認(rèn)或拒絕模塊1的輸出的流程圖。參照圖8，利用連續(xù)的葡萄糖數(shù)據(jù)(801)和毛細血管血糖測量結(jié)果(802)，執(zhí)行與血糖測量結(jié)果大約同一時間或近乎同時的一個或多個連續(xù)血糖傳感器電流數(shù)據(jù)點的平均函數(shù)(803)。在傳感器電流數(shù)據(jù)點是單個值的情況中，平均函數(shù)將得到該值本身-因此進行平均的程序是不必要的。
可替換地，在傳感器數(shù)據(jù)包括多于一個數(shù)據(jù)點的情況中，例如，在以血糖數(shù)據(jù)點的時間為中心的周圍的11個數(shù)據(jù)點的情況中，執(zhí)行平均函數(shù)得到了與這多個數(shù)據(jù)點都相關(guān)的一個平均值。此后，如圖8所示，基于計算出來的上述傳感器數(shù)據(jù)點和毛細血管血糖測量結(jié)果的平均值確定靈敏度值(S)(805)。例如，與傳感器相關(guān)的靈敏度值(S)可以被確定為確定的平均傳感器數(shù)據(jù)點值與血糖值的比。
仍然參照圖8，提取通常在傳感器制造時確定的標(biāo)準(zhǔn)傳感器靈敏度(807)，并將其應(yīng)用于所確定的傳感器靈敏度值(S)以得到標(biāo)準(zhǔn)化的靈敏度比率Rs(808)。
回來參照圖8，基于(例如，在一個方面中，通過應(yīng)用上面的等式(5)所述的函數(shù))測量到或接收到的毛細血管血糖測量結(jié)果(802)，確定或計算出上述相應(yīng)的血糖倉(804)。此后，基于計算出來的或確定的血糖倉來確定相應(yīng)的ESA測試閾值(806)。例如，如上所述，每個血糖倉(倉1至倉6)都與相應(yīng)的閾值水平t相關(guān)，而在一個方面中，該閾值水平可以通過在先的分析或聯(lián)系確定。
仍然再次參照圖8，利用標(biāo)準(zhǔn)化的靈敏度比率(808)和計算出來的倉(806)，在標(biāo)準(zhǔn)化的靈敏度比率和確定或計算出來的倉之間進行比較(809)。例如，在該比較確定了標(biāo)準(zhǔn)化靈敏度比率(S)超過計算出來的倉t的情況中，確定不存在早期信號衰減(ESA)(811)。另一方面，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化靈敏度比率(S)被確定為小于計算出來的倉t時，則確定傳感器信號中存在ESA。
圖9示出了根據(jù)本公開一個實施例的基于圖5中的模塊1的滑動窗口處理的實時電流信號特性評估方法。
圖10示出了根據(jù)本公開一個實施例的用于圖5的模塊1的系數(shù)的引導(dǎo)估計。參照這些附圖，在一個方面中，所執(zhí)行的用于為模型系數(shù)增加魯棒性的引導(dǎo)估計程序可以包括被應(yīng)用至預(yù)定時間段以確定系數(shù)向量β的廣義線性模型適合。基于預(yù)定數(shù)量的重復(fù)，可以確定每個系數(shù)的經(jīng)驗概率分布函數(shù)，例如，如圖10所示，其中，每個所選系數(shù)都對應(yīng)于相關(guān)分布的模式。
圖11示出了根據(jù)本公開一個實施例的圖5的模塊2的標(biāo)準(zhǔn)化靈敏度密度的高斯核估計。參照圖11，如上所述與圖5相結(jié)合，在一個方面中，核密度估計(例如，使用高斯核，24)可以用于對上述每個倉/分類中的靈敏度比率Rs的分布進行估計。在一個方面中，圖11示出了靈敏度比率Rs中的分布估計，其中，對于每個倉/分類(包括，例如，嚴(yán)重低血糖癥(倉1)、中度低血糖癥(倉2)、低度血糖正常(倉3)、高度血糖正常(倉4)、低度高血糖癥(倉5)、以及高度高血糖癥(倉6))，與未檢測到ESA存在的分布相比，相應(yīng)的曲線示出了檢測到ESA存在的相關(guān)分布。
圖12示出了根據(jù)本公開一個實施例的錯誤報警(假陽性)比率和靈敏度下降檢測率的比較。即，圖12表示ESA檢測率和錯誤報警率之間的關(guān)系。在一個方面中，曲線1210示出了靈敏度下降檢測器500中的第一模塊510(圖5)基于羅吉斯回歸分類器的輸出結(jié)果，而曲線1220示出了靈敏度下降檢測器500中的第一模塊510和第二模塊520(圖5)的組合輸出，該輸出在ESA存在概率超過預(yù)定閾值水平的情況中，基于(例如)提示血糖測量結(jié)果的羅吉斯規(guī)則分類器。在一個實施例中，基于確定ESA存在概率的0.416的閾值水平，ESA檢測率為約87.5％，而錯誤報警率為約6.5％。
在上述方式中，根據(jù)本公開的各實施例，提供了ESA或被分析物傳感器靈敏度夜間下降的實時檢測。例如，具有低于普通靈敏度的靈敏度的被分析物傳感器可以報告低于實際值的血糖值，從而潛在地低估高血糖癥，從而觸發(fā)錯誤的低血糖癥報警。此外，由于使用了基準(zhǔn)血糖值(例如，標(biāo)定點)來估計傳感器電流電平和血糖水平之間的關(guān)系，因此，如果在低靈敏度期間進行這種標(biāo)定，一旦該期間結(jié)束，則所有的血糖測量結(jié)果都將正偏，從而潛在地掩蓋了低血糖癥事件。因此，可以實時監(jiān)測和檢測被分析物傳感器的電流信號輸出和相應(yīng)的血糖水平之間關(guān)系出現(xiàn)的誤差，從而可以為患者提供采取矯正行為的能力。
實際上，使用監(jiān)測裝置(諸如提供血糖水平波動的時間因次(dimension)的被分析物監(jiān)測裝置)對病人的血糖水平變化進行實時檢測提供了緊密控制多糖變化以控制糖尿病患者的狀況的能力。更具體地，根據(jù)本公開的各個實施例，被分析物監(jiān)測系統(tǒng)可以被配置為實時提供關(guān)于低葡萄糖水平的警告，尤其是在患者可能不被懷疑為低血糖癥或迫近高血糖癥的時候，從而在高血糖癥發(fā)作期間提供了幫助患者避免危及生命的狀況以及進行自救的能力。
因此，在本公開的一個方面中，低傳感器靈敏度事件的檢測包括第一模塊，其可以被配置為基于被分析物傳感器電流信號特性執(zhí)行實時監(jiān)測算法；以及第二模塊，其可以被配置為基于單個的血糖測量結(jié)果進行統(tǒng)計分析以確認(rèn)或拒絕由第一模塊進行的傳感器靈敏度下降的最初檢測。在此方式中，在本公開的一個方面中，可以以最少的錯誤報警來提供ESA事件或傳感器電流信號電平的夜間下降的精確檢測。
因此，一個方面中的計算機實現(xiàn)的方法包括接收多個被分析物傳感器相關(guān)信號；確定與接收到的多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的信號衰減概率；當(dāng)確定的概率超過預(yù)定閾值水平時驗證信號衰減的存在；以及產(chǎn)生與信號衰減存在的驗證相關(guān)的第一輸出信號。
此外，確定信號衰減概率可以包括確定與接收到的多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的一個或多個特性；以及將預(yù)定的系數(shù)應(yīng)用于這多個被分析物傳感器相關(guān)信號。
另一方面，所確定的一個或多個特性可以包括與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的一個或多個平均值、與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的最小二乘斜率、與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、從將被分析物傳感器定位開始平均所經(jīng)歷的時間、或關(guān)于與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的最小二乘斜率的變化。
此外，在另一個方面中，預(yù)定閾值可以是用戶定義的或由系統(tǒng)專家定義的。
在再一個方面中，當(dāng)確定的概率沒有超過預(yù)定閾值水平時，該方法還可以包括產(chǎn)生與不存在信號衰減條件相關(guān)的第二輸出信號。
此外，在再一個方面中，驗證信號衰減的存在可以包括選擇信號衰減閾值水平；確定與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的靈敏度水平；以及至少部分地基于所確定的靈敏度水平與所選擇的信號衰減閾值水平的比較確認(rèn)信號衰減的存在，其中，信號衰減閾值水平可以與血糖測量結(jié)果相關(guān)。
此外，在另一個方面中，血糖測量結(jié)果可以包括毛細血管血糖采樣。
在再一個方面中，與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的靈敏度水平可以包括與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的額定靈敏度和與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的靈敏度值的比率，其中，靈敏度值可以被確定為與被分析物傳感器相關(guān)信號的平均值和血糖測量結(jié)果的比率。
此外，在另一個方面中，確認(rèn)信號衰減的存在可以包括確定靈敏度水平小于所選信號衰減閾值水平，而所選信號衰減閾值水平可以通過系統(tǒng)專家確定。
根據(jù)本公開另一個方面的設(shè)備包括數(shù)據(jù)存儲單元；以及處理單元，其可操作地連接至數(shù)據(jù)存儲單元，其被配置為接收多個被分析物傳感器相關(guān)信號、確定與接收到的多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的信號衰減概率、在確定的概率超過預(yù)定的閾值水平時驗證信號衰減的存在、以及產(chǎn)生與信號衰減的驗證相關(guān)的第一輸出信號。
可以被配置為確定信號衰減概率的處理單元可以被配置為確定與接收到的多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的一個或多個特性，以及將預(yù)定系數(shù)應(yīng)用于這多個被分析物傳感器相關(guān)信號。
所確定的一個或多個特性可以包括與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的一個或多個平均值、與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的最小二乘斜率、與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、從將被分析物傳感器定位開始平均所經(jīng)歷的時間、或關(guān)于與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的最小二乘斜率的變化，其中，預(yù)定閾值水平可以是用戶定義的或由系統(tǒng)專家定義的。
當(dāng)所確定的概率沒有超過預(yù)定的閾值水平時，處理單元可以被進一步配置為產(chǎn)生與不存在信號衰減條件相關(guān)的第二輸出信號。
在再一個方面中，處理單元可以被進一步配置為選擇信號衰減閾值水平、確定與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的靈敏度水平、以及至少部分地基于所確定的靈敏度水平和所選擇的信號衰減閾值水平的比較來確認(rèn)信號衰減的存在。
信號衰減閾值水平可以與血糖測量結(jié)果相關(guān)。
血糖測量結(jié)果可以包括毛細血管血糖采樣。
與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的靈敏度水平可以包括與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的額定靈敏度和與被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)的靈敏度值的比率，其中，靈敏度值可以被確定為與被分析物傳感器相關(guān)信號的平均值和血糖測量結(jié)果的比率。
處理單元還可以被配置為確定靈敏度水平小于所選信號衰減閾值水平，而所選信號衰減閾值水平可以通過系統(tǒng)專家確定。
在再一個方面中，該設(shè)備可以包括可操作地連接至處理單元以顯示第一輸出信號的用戶輸出單元。
在本公開再一個方面中，用于檢測葡萄糖傳感器中的信號衰減的系統(tǒng)包括被分析物傳感器，用于通過對象皮層進行經(jīng)皮定位；數(shù)據(jù)處理裝置，可操作地連接至被分析物傳感器以周期性地接收與被分析物傳感器相關(guān)的信號，該數(shù)據(jù)處理裝置被配置為確定早期信號衰減(ESA)的概率，以及基于一個或多個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)驗證早期信號衰減的存在。
數(shù)據(jù)處理裝置可以包括用戶接口，用于輸出與早期信號衰減相關(guān)的一個或多個信號，其中，早期信號衰減與被分析物傳感器相關(guān)。
在不背離本公開精神和范圍的條件下，本公開的結(jié)構(gòu)和操作方法中的各種其他改進和變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。盡管已經(jīng)結(jié)合具體的優(yōu)選實施例描述了本公開，但是應(yīng)該理解，所要求保護的本公開不應(yīng)被過度地限于這些具體實施例。旨在于由下列權(quán)利要求限定本公開的范圍，以及從而覆蓋這些權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)和方法。
權(quán)利要求
1.一種計算機實現(xiàn)的方法，包括
接收多個被分析物傳感器相關(guān)信號；
確定與接收到的所述多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的信號衰減的概率；
當(dāng)確定的所述概率超過預(yù)定閾值水平時驗證信號衰減的存在；以及
產(chǎn)生與所述信號衰減存在的驗證相關(guān)聯(lián)的第一輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述信號衰減的概率包括
確定與接收到的所述多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的一個或多個特性；以及
將預(yù)定的系數(shù)應(yīng)用于所述多個被分析物傳感器相關(guān)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定的所述一個或多個特性包括與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的一個或多個平均值、與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的最小二乘斜率、與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、從設(shè)置所述被分析物傳感器開始的平均經(jīng)歷時間、或關(guān)于與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的最小二乘斜率的方差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)定閾值水平是用戶定義的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)確定的所述概率沒有超過所述預(yù)定閾值水平時，產(chǎn)生與不存在信號衰減條件相關(guān)聯(lián)的第二輸出信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述驗證信號衰減的存在包括
選擇信號衰減閾值水平；
確定與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的靈敏度水平；以及
至少部分地基于確定的所述靈敏度水平與選擇的所述信號衰減閾值水平的比較來確認(rèn)所述信號衰減的存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述信號衰減閾值水平與血糖測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述血糖測量結(jié)果包括毛細血管血糖采樣。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的靈敏度水平包括與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的標(biāo)稱靈敏度和與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的靈敏度值的比率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將所述靈敏度值確定為所述被分析物傳感器相關(guān)信號的平均值與血糖測量結(jié)果的比率。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確認(rèn)所述信號衰減的存在包括確定所述靈敏度水平小于選擇的所述信號衰減閾值水平。
12.一種設(shè)備，包括
數(shù)據(jù)存儲單元；以及
處理單元，可操作地連接至所述數(shù)據(jù)存儲單元，被配置為接收多個被分析物傳感器相關(guān)信號、確定與接收到的所述多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的信號衰減的概率、在確定的所述概率超過預(yù)定閾值水平時驗證所述信號衰減的存在、以及產(chǎn)生與信號衰減存在的所述驗證相關(guān)聯(lián)的第一輸出信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述設(shè)備，其中，被配置為確定所述信號衰減的概率的處理單元用于確定與接收到的所述多個被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的一個或多個特性，以及將預(yù)定的系數(shù)應(yīng)用于所述多個被分析物傳感器相關(guān)信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，確定的所述一個或多個特性包括與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的一個或多個平均值、與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的最小二乘斜率、與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、從設(shè)置所述被分析物傳感器開始的平均經(jīng)歷時間、或關(guān)于與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的最小二乘斜率的方差。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)定閾值水平是用戶定義的。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，當(dāng)確定的所述概率沒有超過所述預(yù)定閾值水平時，所述處理單元被進一步配置為產(chǎn)生與不存在信號衰減條件相關(guān)聯(lián)的第二輸出信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述處理單元被進一步配置為選擇信號衰減閾值水平、確定與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的靈敏度水平、以及至少部分地基于確定的所述靈敏度水平與選擇的所述信號衰減閾值水平的比較來確認(rèn)所述信號衰減的存在。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述信號衰減閾值水平與血糖測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述血糖測量結(jié)果包括毛細血管血糖采樣。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的靈敏度水平包括與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的標(biāo)稱靈敏度和與所述被分析物傳感器相關(guān)信號相關(guān)聯(lián)的靈敏度值的比率。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，將所述靈敏度值確定為所述被分析物傳感器相關(guān)信號的平均值與血糖測量結(jié)果的比率。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述處理單元被進一步配置為確定所述靈敏度水平小于選擇的所述信號衰減閾值水平。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，包括用來連接至所述處理單元以顯示所述第一輸出信號的用戶輸出單元。
24.一種用于檢測被分析物傳感器中的信號衰減的系統(tǒng)，包括
被分析物傳感器，用于通過對象的皮層進行經(jīng)皮設(shè)置；
以及
數(shù)據(jù)處理裝置，用來連接至所述被分析物傳感器以周期性地接收與所述被分析物傳感器相關(guān)聯(lián)的信號，所述數(shù)據(jù)處理裝置被配置為確定早期信號衰減(ESA)的概率，以及基于一個或多個預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)驗證所述早期信號衰減的存在。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括用戶接口，用于輸出與所述早期信號衰減的存在或不存在相關(guān)聯(lián)的一個或多個信號，其中，所述早期信號衰減與所述被分析物傳感器相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于提供被分析物傳感器靈敏度下降的實時檢測的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品，其中該系統(tǒng)是連續(xù)葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)。
文檔編號A61B5/00GK101636104SQ200780048289
公開日2010年1月27日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者馬克·D·布雷頓, 鮑里斯·P·科瓦特舍維, 埃爾溫·S·布迪姆安, 肯納斯·J·多尼格 申請人:雅培糖尿病護理公司, 弗吉尼亞大學(xué)專利基金委員會