專利名稱：能夠?qū)τ煽捎绊懕O(jiān)控系統(tǒng)的外部系統(tǒng)產(chǎn)生的信號噪聲進(jìn)行檢測和提供防護(hù)的分析物監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
背景
相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2007年11月2日提交的美國臨時專利申請?zhí)?0/985,068的優(yōu)先權(quán)，其也通過引用特此并入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明總體涉及分析物監(jiān)控系統(tǒng)和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及對由可影響分析物監(jiān)控系統(tǒng)的外部系統(tǒng)產(chǎn)生的信號噪聲進(jìn)行檢測和提供防護(hù)的系統(tǒng)和方法，該分析物監(jiān)控系統(tǒng)使用電化學(xué)生物傳感器，例如電流生物傳感器、電位生物傳感器或類似類型的生物傳感器。
相關(guān)技術(shù)描述
控制血糖水平對于糖尿病患者和其它患者可能是重病監(jiān)護(hù)中重要的組成部分，特別是在重病監(jiān)護(hù)病房(ICU)、手術(shù)室(OR)或急診室(ER)環(huán)境中，在這些環(huán)境中時間和準(zhǔn)確性是非常重要的。目前，獲得患者高度準(zhǔn)確的血糖測量的最可靠方法是通過直接時間點(diǎn)方法(direct time-point method)，該方法是包括抽取血液樣品并且運(yùn)出它用于實(shí)驗(yàn)室分析的侵入性方法。這是一種常常不能夠以及時的方式產(chǎn)生需要的結(jié)果的耗時方法。其它最小侵入性的方法例如皮下的方法包括使用刺血針或大頭針刺入皮膚以獲得血液的小樣品，其隨后涂在測試條上并通過葡萄糖計分析。雖然這些最低侵入性的方法在確定血糖濃度的趨勢中可以是有效的，但是它們沒有足夠準(zhǔn)確地跟蹤葡萄糖以用于強(qiáng)化胰島素治療，例如，在低血糖癥狀況下不準(zhǔn)確可能對患者構(gòu)成非常高的風(fēng)險。

電化學(xué)生物傳感器已經(jīng)開發(fā)用于測量物質(zhì)中各種不同的分析物，例如葡萄糖。分析物是一種在分析方法例如滴定中測定的物質(zhì)或化學(xué)成分。例如，在免疫測定中，分析物可以是配體或結(jié)合劑(binder)，其中在血糖測試中，分析物是葡萄糖。電化學(xué)生物傳感器包括含有用于測量分析物的電極的電解池。電化學(xué)生物傳感器的兩種類型是電位生物傳感器和電流生物傳感器。

例如，電流生物傳感器在分析血液化學(xué)的醫(yī)療行業(yè)中是熟知的。這些類型的傳感器含有酶電極，其一般包括氧化酶，例如葡萄糖氧化酶，氧化酶固定在電極表面上的膜的后面。在血液存在的情況下，膜選擇性地傳遞感興趣的分析物例如葡萄糖到氧化酶，在氧化酶中分析物經(jīng)歷氧化或還原，例如氧還原成過氧化氫。在反應(yīng)物存在的情況下，當(dāng)足以維持反應(yīng)的電勢被施加到兩個電極之間時，電流生物傳感器通過產(chǎn)生電流工作。例如，在葡萄糖和葡萄糖氧化酶的反應(yīng)中，過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)物隨后可以通過轉(zhuǎn)移電子到電極被氧化。在電極中產(chǎn)生的電流流量代表感興趣分析物的濃度。



圖1為示例性電化學(xué)生物傳感器且具體地為基本的電流生物傳感器10的示意圖。該生物傳感器包括兩個工作電極第一工作電極12和第二工作電極14。第一工作電極12一般為含有或固定有酶層的酶電極。第二工作電極14一般與第一工作電極12的所有方面相同，除了它可以不含有酶層。該生物傳感器也包括參比電極16和對電極18。參比電極16建立固定電勢，由該固定電勢，建立對電極18以及工作電極12和14的電勢。為了參比電極16正常地工作，必須沒有電流流過它。使用對電極18傳導(dǎo)電流進(jìn)入或流出生物傳感器，以平衡通過工作電極產(chǎn)生的電流。四個電極在一起一般稱為電池。在操作期間，監(jiān)測來自工作電極的輸出電流以測定血液中感興趣分析物的量。電位生物傳感器以類似方式工作來檢測物質(zhì)中分析物的量。

如在2007年4月4日提交和名稱為ISOLATEDINTRAVENOUS ANALYTE MONITORING SYSTEM的美國專利申請?zhí)?1/696,675中所描述，已經(jīng)設(shè)計用于連續(xù)監(jiān)測分析物例如血糖的電化學(xué)傳感器。具體地，該系統(tǒng)包括在導(dǎo)管中放置電化學(xué)傳感器，其被插入患者的血流中。用導(dǎo)線傳遞傳感器的電信號從導(dǎo)管到外部系統(tǒng)，用于分析。使用靜脈內(nèi)生物傳感器意味著，在需要進(jìn)行測量的任何時候，患者不會遭受任何來自定期抽血的不舒適，或經(jīng)歷任何的出血。

雖然含有電解池的電化學(xué)生物傳感器，例如電流和電位生物傳感器，比更常規(guī)的分析物測試裝置和方法有顯著的改進(jìn)，但是對于它們的使用有一些潛在的缺點(diǎn)。例如，在最初加偏壓之后和在校準(zhǔn)和使用之前，電化學(xué)生物傳感器一般要求化學(xué)電池對準(zhǔn)的時間。從當(dāng)偏壓信號被施加的時間開始、直到電池全對準(zhǔn)(即，穩(wěn)態(tài))的過程可以是幾分鐘到多于1小時(例如，15分鐘到1.5小時)的任何時間?；瘜W(xué)電池對準(zhǔn)的時間一般稱為試運(yùn)轉(zhuǎn)時間(run-in time)。

試運(yùn)轉(zhuǎn)時間的顯著延遲可能是成問題的，特別在生物傳感器在使用中并且有能量意外損失到電池的情況下。例如，如果在患者運(yùn)送期間或改裝連接到患者的各種電線、交互式視盤系統(tǒng)(IVs)、管等期間，到生物傳感器的電子器件被拔出，則生物計量傳感器將經(jīng)歷穩(wěn)態(tài)的中斷，其可能要求生物傳感器再次用于操作的可觀時間。在患者開始手術(shù)的情況這可能是個特別的問題，其中血液含量監(jiān)測是至關(guān)重要的。

另一個問題涉及對信號噪聲的靈敏度。具體地，在病房或手術(shù)室中有可以影響電化學(xué)生物傳感器工作的各種儀器和設(shè)備。例如，在許多手術(shù)操作中電手術(shù)操作是普通的。電手術(shù)是施加高頻電流到人(或其它動物)組織，作為去除損害、止血(staunch bleeding)或切除組織的方法。它的好處包括具有有限出血的精確切割能力。在電手術(shù)操作中，通過交流電燒傷組織，其直接加熱了該組織，而探針頭仍然相對冷。使用稱為高頻電刀(electrosurgical generator)(ESG)或電手術(shù)燒灼(electrosurgical cautery)(ESU)——有時稱為RF刀或Bovie刀——的設(shè)備進(jìn)行電手術(shù)。

作為最初的問題，來自ESU的電噪聲可以妨礙、中斷、過負(fù)載或其它方式影響由生物傳感器傳送的信號。進(jìn)一步地，噪聲可以傷害生物傳感器的電解池。如以下參考圖5更全面地描述，電壓轉(zhuǎn)換器與兩個工作電極12和14都聯(lián)系在一起。定位電壓轉(zhuǎn)換器到地面。在ESU在生物傳感器附近進(jìn)行操作的情況，由ESU產(chǎn)生的電流可以穿過兩個上作電極12和14到地面。穿過工作電極的電流可以產(chǎn)生可觀的熱，這些熱可以使在第一工作電極12中存在的酶蛋白脫水，因而損傷和破壞兩個工作電極中的一個。

根據(jù)以上，需要系統(tǒng)和方法以監(jiān)測與生物傳感器相關(guān)的電噪聲，以確定生物傳感器是否正經(jīng)歷來自它相關(guān)聯(lián)的環(huán)境中其它工具或設(shè)備的干擾。也需要系統(tǒng)和方法以從這種干擾中隔離電化學(xué)生物傳感器，以維持生物傳感器的性能和操作。
發(fā)明簡述
本發(fā)明提供系統(tǒng)和方法，其解決常規(guī)的分析物監(jiān)控系統(tǒng)的大多數(shù)——如果不是全部的話——以上提到的問題。具體地，本發(fā)明提供系統(tǒng)和方法，其監(jiān)測在鄰近分析物監(jiān)控系統(tǒng)的其他工具或設(shè)備是否正在輸出可以影響監(jiān)控系統(tǒng)的性能的電信號噪聲并且選擇性地隔離監(jiān)控系統(tǒng)的生物傳感器。

例如，在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供在生物傳感器和與生物傳感器相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)之間電連接的選擇器。該選擇器選擇性地連接生物傳感器或使生物傳感器與監(jiān)控系統(tǒng)隔離。例如，在一些實(shí)施方式中，選擇器可以是一種手控開關(guān)，其由使用者設(shè)定以選擇性地隔離生物傳感器或連接它到監(jiān)控系統(tǒng)。在使用者知道工具或其它設(shè)備將被投入可能妨礙或損害生物傳感器的使用的情況下，這是適用的。通過設(shè)定選擇器以隔離生物傳感器，這些問題得以避免。

在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括檢測與生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的電信號噪聲的噪聲檢測器。處理器或其它類型的比較器可以連接到噪聲檢測器和選擇器。處理器可以比較從信號檢測器接收的噪聲信號與閾值，并且如果來自噪聲檢測器的噪聲信號與閾值至少一樣大，則控制選擇器以隔離生物傳感器。

在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括檢測與生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中溫度的溫度傳感器。處理器或其它類型的比較器可以連接到溫度傳感器和選擇器。處理器可以比較從溫度傳感器接收的溫度讀數(shù)與閾值，并且如果溫度與閾值至少一樣大，則控制選擇器以隔離生物傳感器。

在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以同時包括分別檢測與生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的電信號噪聲和該環(huán)境的溫度的噪聲檢測器和溫度傳感器。處理器或其它類型的比較器可以同時連接溫度傳感器和噪聲檢測器以及選擇器。處理器可以分別比較從噪聲監(jiān)測器和溫度傳感器接收的噪聲和溫度與各自的閾值，并且如果噪聲或溫度之一或兩者與各自的閾值至少一樣大，則控制選擇器以隔離生物傳感器。

在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括第一和第二電源，每一個選擇性地可連接到生物傳感器，其中第一和第二電源能夠提供一種或多種偏壓信號到生物傳感器。在這種實(shí)施方式中，當(dāng)選擇器隔離生物傳感器時，它使生物傳感器從第一電源斷開并連接它到第二電源，由此在隔離期間維持到生物傳感器的偏壓信號。

在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)包括選擇性連接生物傳感器到斷路或到監(jiān)控系統(tǒng)的第一選擇器。這個實(shí)施方式中的系統(tǒng)還包括連接在第一選擇器和監(jiān)控系統(tǒng)之間的第二選擇器。第二選擇器能夠選擇第一或第二電源。在這種實(shí)施方式中，在生物傳感器的隔離期間，系統(tǒng)可以選擇第一選擇器以連接生物傳感器到斷路或者選擇第二選擇器以連接生物傳感器到第二電源。
附圖簡述
自此以后，參考附圖和它相關(guān)的內(nèi)容，由此本發(fā)明通過給出的實(shí)施例和提供的用于更好理解本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述，其中
圖1為依照本發(fā)明的實(shí)施方式的四電極生物傳感器的示意圖；
圖2為依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的監(jiān)測電化學(xué)傳感器的輸出的監(jiān)控系統(tǒng)的方框圖；
圖3為依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的監(jiān)測電化學(xué)傳感器的輸出的監(jiān)控系統(tǒng)的方框圖，其中使用在線濾波器以過濾電噪聲；
圖4為描述依照本發(fā)明、用于使生物傳感器從電信號噪聲隔離的不同監(jiān)控系統(tǒng)的各種實(shí)施方式的方框圖；
圖5為圖4的監(jiān)控系統(tǒng)的局部示意視圖，描述了依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的監(jiān)控系統(tǒng)的各組成部分；
圖6為操作方框圖，圖解依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于生物傳感器中的電噪聲和/或生物傳感器相關(guān)的環(huán)境溫度以及選擇性地使生物傳感器隔離的方法步驟；
圖7為本發(fā)明實(shí)施方式的方框圖，其既監(jiān)測進(jìn)入到電化學(xué)生物傳感器的信號噪聲并且也監(jiān)測發(fā)送到生物傳感器的偏壓信號，以維持生物傳感器在偏壓狀態(tài)并且也使生物傳感器隔離于信號噪聲；
圖8為圖1的四電極生物傳感器的可選實(shí)施方式的圖解，其具有用于從電化學(xué)傳感器消散或去除電信號噪聲的增加的電極。

圖9A-9D為依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的分析物監(jiān)控系統(tǒng)的電路圖。
發(fā)明詳述
現(xiàn)在在下文將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中顯示一些、但不是所有的本發(fā)明實(shí)施方式。實(shí)際上，這些發(fā)明可以以不同形式來表現(xiàn)并且不應(yīng)該被解釋為限于本文說明的實(shí)施方式；相反地，提供這些實(shí)施方式，使得本公開將滿足可適用的法律要求。在通篇中相同的數(shù)字指相同的元件。

本發(fā)明提供使醫(yī)生或其它健康護(hù)理工作者使用生物傳感器——例如包括電解池的電化學(xué)生物傳感器——監(jiān)測患者的系統(tǒng)和方法。電化學(xué)生物傳感器可以含有能夠與流體中物質(zhì)例如血糖反應(yīng)的酶，以產(chǎn)生電信號。這些信號被發(fā)送到處理器，處理器計算流體中物質(zhì)的量，例如，血液中血糖濃度。隨后可以便利地對主治醫(yī)師顯示結(jié)果。也可以特定地設(shè)計裝置以使生物傳感器信號隔離于干擾噪聲和靜電，使得可以進(jìn)行并顯示更準(zhǔn)確的測量。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)生物傳感器被安置在血管中時，它可以連續(xù)地工作，無論什么時候需要結(jié)果都可以實(shí)時看見結(jié)果。這具有消除昂貴的延遲的好處，該延遲是在使用抽取血液樣品和將它們送去實(shí)驗(yàn)室分析的老方法中發(fā)生的。在一些情況下，使生物傳感器裝上導(dǎo)管，使得它可以被放置入患者的血流中。在這種情況下，靜脈內(nèi)生物傳感器的應(yīng)用意味著患者不會遭受定期抽血的任何不舒適、或在需要測量的任何時候經(jīng)歷任何出血。

必須理解的是，可以與對電噪聲或電壓或電流尖峰(currentspike)敏感的任意生物傳感器一起使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，該電噪聲或電壓或電流尖峰可以擾亂和/或影響生物傳感器。例如，可以與具有電解池的電化學(xué)生物傳感器一起使用該系統(tǒng)和方法，例如，含有一個或多個用于測量物質(zhì)中分析物例如血液中葡萄糖的電極的電流和電位生物傳感器，其中電解池的電極對電噪聲和電流或電壓尖峰敏感。

例如，圖1是可以聯(lián)合本發(fā)明使用的電流、四電極生物傳感器10的示意圖。在該圖解的實(shí)施方式中，該生物傳感器10包括兩個工作電極第一工作電極12和第二工作電極14。第一工作電極12可以是鉑基的酶電極，即含有或固定有酶層的電極。在一種實(shí)施方式中，第一工作電極12可以固定氧化酶，例如在美國專利5,352,348中公開的傳感器，其內(nèi)容通過引用并入本文。在一些實(shí)施方式中，生物傳感器是葡萄糖傳感器，在這種情形中第一工作電極12可以固定葡萄糖氧化酶?？梢允褂勉K或鉑和石墨材料的組合物形成第一工作電極12。第二工作電極14可以與第一工作電極12在所有方面相同，除了它可以不含有酶層。生物傳感器10還包括參比電極16和對電極18。參比電極16建立固定電勢，由該固定電勢可以建立對電極18和工作電極12和14的電勢。對電極18提供將氧化化學(xué)產(chǎn)生的大部分電子傳導(dǎo)回到血溶液的工作區(qū)。在正常工作期間，對電極阻止可以減少它們的使用壽命的過量電流穿過參比和工作電極。然而，對電極一般可能不具有減少由可以影響電極的尖峰引起的電流沖擊(current surges)的能力。

電流生物傳感器10依照電流測量原理工作，其中工作電極12相對于參比電極16保持在正電勢。在葡萄糖監(jiān)控系統(tǒng)的一種實(shí)施方式中，正電勢足以維持過氧化氫的氧化反應(yīng)，其是葡萄糖與葡萄糖氧化酶反應(yīng)的結(jié)果。因此，工作電極12可以作為陽極，收集氧化反應(yīng)產(chǎn)生的、在它表面生成的電子。收集的電子流入工作電極12，作為電流。在具有包覆葡萄糖氧化酶的工作電極12的一種實(shí)施方式中，對于每個葡萄糖分子，當(dāng)工作電極12保持在大約+450mV和大約+650mV之間的電勢時，葡萄糖的氧化生成過氧化氫分子。生成的過氧化氫在工作電極12的表面依照下式氧化 H2O2→2H++O2+2e-
該式表示每個氧化的過氧化氫分子產(chǎn)生兩個電子。因此，在某些條件下電流的量可以與過氧化氫濃度成比例。因?yàn)閷τ诿總€氧化的葡萄糖分子，在工作電極12生成一個過氧化氫分子，因此在血糖濃度和生成的電流之間存在線性關(guān)系。以上描述的實(shí)施方式說明了通過促進(jìn)在它表面的過氧化氫的陽極氧化，工作電極12是如何可以工作的。但是，其它實(shí)施方式是可能的，其中工作電極12可以保持在負(fù)電勢。在這種情況下，在工作電極12生成的電流可以產(chǎn)生于氧的還原。以下文章提供關(guān)于電流葡萄糖生物傳感器的電子檢測原理(electronicsensing theory)的另外信息J.Wang，″Glucose Glucose Biosensors40Years of Advances and Challenges，″Electroanaylsis，Vol.13，No.12，pp.983-988(2001)。

圖2圖解操作電化學(xué)生物傳感器例如電流或電位傳感器如葡萄糖傳感器的系統(tǒng)20的示意方框圖。具體地，圖2公開包括電流生物傳感器的系統(tǒng)。如在2007年4月4日提交的、名稱為ISOLATEDINTRAVENOUS ANALYTE MONITORING SYSTEM的美國專利申請11/696,675中更全面公開的，操作電流傳感器的典型系統(tǒng)包括與傳感器10通信的恒電位儀22。在正常的操作中，恒電位儀既加偏壓到傳感器的電極又提供關(guān)于傳感器操作的輸出。如在圖2中圖解，恒電位儀22接收分別來自第一工作電極12、第二工作電極14和參比電極16的信號WE1、WE2和REF。恒電位儀還提供偏電壓CE輸入到對電極18。恒電位儀22又從工作電極12和14輸出信號WE1、WE2和表示對電極18和參比電極16之間的電壓電勢VBIAS的信號。

恒電位儀是控制器和測量設(shè)備，其在電解池中保持工作電極12的電勢相對于參比電極16處于恒定水平。它由通過檢測其電阻變化并相應(yīng)地改變提供給系統(tǒng)的電流來控制穿越電解池的電勢的電路組成較高的電阻將產(chǎn)生減少的電流，而較低電阻將產(chǎn)生增加的電流，以保持電壓恒定。

恒電位儀的另一個功能是接收工作電極12和14輸出到控制器的電流信號。當(dāng)恒電位儀22工作以維持工作電極12和14的恒電壓時，流經(jīng)工作電極12和14的電流可以改變。電流信號表示血液中感興趣的分析物的存在。另外，恒電位儀22保持對電極18相對于參比電極16在一電壓水平，以提供電流到血流的返回通路，以便回流電流使吸引在工作電極12和14中的電流總和平衡。

雖然本文公開恒電位儀作為電解池的第一電源或主電源和數(shù)據(jù)獲得儀器，但是應(yīng)該理解的是，在系統(tǒng)中可以使用執(zhí)行相同功能的其它儀器而恒電位儀僅僅是一個例子。例如，可以使用恒電流儀，恒電流有時稱為恒流器。

如在圖2中圖解，一般提供恒電位儀22的輸出到濾波器28，濾波器28去除至少一些由傳感器的電子器件或者控制電路和/或外部環(huán)境噪聲引起的虛假的信號噪聲。濾波器28一般是低通濾波器，但可以是任意類型的濾波器，以實(shí)現(xiàn)期望的噪聲降低。

除了電信號噪聲，基于傳感器的操作溫度，該系統(tǒng)也可以校正傳感器的分析物讀數(shù)。參考圖2，溫度傳感器40可以與生物傳感器10連用。由于化學(xué)反應(yīng)速度(包括葡萄糖氧化的速度)一般受溫度的影響，所以溫度傳感器40可以用于監(jiān)測在生物傳感器的工作電極12和14所在的相同環(huán)境中的溫度。在圖解的實(shí)施方式中，溫度傳感器可以是熱敏電阻、電阻式溫度檢測器(RTD)或基于溫度改變電阻的類似器件?？梢蕴峁㏑/V轉(zhuǎn)換器38以轉(zhuǎn)換電阻的變化為可以通過處理器34讀取的電壓信號Vt。電壓信號Vt表示生物傳感器10的近似溫度。電壓信號Vt隨后可以輸出到濾波器28并用于溫度補(bǔ)償。

如在圖2中圖解，可以使用多路調(diào)制器以傳遞恒電位儀22的信號，即，1)工作電極12和14的信號WE1、WE2；2)表示對電極18和參比電極16之間的電壓電勢的偏電壓信號VBIAS；和3)從溫度傳感器40到處理器34的溫度信號Vt。也提供信號為到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)32的模擬信號，以在輸入處理器之前將信號數(shù)字化。

處理器使用計算機(jī)程序編碼形式或晶體管電路網(wǎng)形式的算法以測定物質(zhì)中分析物的量，例如血液中葡萄糖的量，在計算機(jī)程序編碼形式中處理器是微處理器，在晶體管電路網(wǎng)形式中處理器是ASIC或其它特定的處理裝置。通過處理器測定的結(jié)果可以提供給監(jiān)視器或其它顯示裝置36。如在圖2中圖解和在2007年4月4日提交的和名稱為ISOLATED INTRAVENOUS ANALYTE MONITORING SYSTEM的美國專利申請11/696,675中更全面描述，該系統(tǒng)可以使用各種裝置以使生物傳感器10和相關(guān)的電子器件隔離于環(huán)境噪聲。例如，該系統(tǒng)可以包括隔離裝置42，例如用于將信號從處理器傳送到監(jiān)視器的光學(xué)發(fā)送器，以避免從監(jiān)視器到生物傳感器和它相關(guān)電路的電噪聲反饋。此外，提供電源到電路的隔離的主電源44，例如隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器。

雖然圖2公開了生物傳感器的方框圖和電路結(jié)構(gòu)，但稍后以下討論的圖9A-9D提供關(guān)于電路結(jié)構(gòu)的另外詳細(xì)信息。

雖然圖2表示電化學(xué)生物傳感器10的總的監(jiān)控系統(tǒng)20，但是圖2的系統(tǒng)20可以對來自鄰近生物傳感器10或監(jiān)控系統(tǒng)20的其它工具和設(shè)備的信號噪聲敏感，該信號噪聲可以影響生物傳感器或監(jiān)控系統(tǒng)20的性能或在一些情況下可以損害生物傳感器或監(jiān)控系統(tǒng)。據(jù)此，本發(fā)明提供檢測這些工具和設(shè)備的可能操作，并且隔離這些外部系統(tǒng)對生物傳感器10和/或分析物監(jiān)控系統(tǒng)20的影響的各種系統(tǒng)和方法。

例如，圖3表示使電化學(xué)生物傳感器隔離于產(chǎn)生信號噪聲的外部裝置如其它工具和設(shè)備的本發(fā)明系統(tǒng)和方法的一種實(shí)施方式。例如，如圖解，本發(fā)明的系統(tǒng)可以使用在線濾波器80以減少信號噪聲。該在線濾波器設(shè)計來在輸入到恒電位儀之前減小瞬態(tài)噪聲振幅。該在線濾波器可以是通用設(shè)計或它可以被具體地調(diào)整以消除特定的信號噪聲。例如，ESU主要產(chǎn)生AC信號。在這點(diǎn)上，該在線濾波器80可以包括感應(yīng)元件80a-80d(參見圖5)以濾除由ESU產(chǎn)生的AC信號噪聲。該在線濾波器將減少損害生物傳感器的電解池電極的有害信號噪聲。在一些實(shí)施方式中，該在線濾波器80將有效地過濾信號噪聲并允許來自生物傳感器的測量繼續(xù)被讀取，即使在這種噪聲處于環(huán)境中時的時間。

圖4公開本發(fā)明的可以用于與有或沒有在線濾波器80連起來的系統(tǒng)和方法的另一種實(shí)施方式。換句話說，盡管予以描繪，但在線濾波器80在該實(shí)施方式中可以是任選的。在這種實(shí)施方式中，如圖解，該系統(tǒng)20包括噪聲檢測器82。噪聲檢測器一般位于生物傳感器10附近并檢測信號噪聲。例如，在一種實(shí)施方式中，噪聲檢測器82連接到溫度傳感器的輸出。在這種實(shí)施方式中，噪聲檢測器82主要監(jiān)測溫度傳感器的信號，以檢測鄰近生物傳感器的信號噪聲。如圖解，噪聲檢測器82連接到處理器34并提供關(guān)于信號噪聲水平的指示到處理器。在一些實(shí)施方式中，噪聲檢測器82可以具有相關(guān)的噪聲閾值輸入，該相關(guān)的噪聲閾值輸入支配引起輸出到處理器34的噪聲閾值水平。雖然在其它實(shí)施方式中，處理器34可以包括一種或多種存儲的噪聲閾值，用于確定什么時候應(yīng)當(dāng)采取行動以使生物傳感器10的電解池隔離于這種噪聲。

雖然圖解的噪聲檢測器82連接到溫度傳感器40，但是必須理解的是檢測器可以被電學(xué)上定位于系統(tǒng)中數(shù)個不同的點(diǎn)。例如，噪聲檢測器可以電學(xué)上連接到生物傳感器10自身的電極或其它與系統(tǒng)20相關(guān)的電子器件。在一些實(shí)施方式中，噪聲檢測器82可以是與分析物監(jiān)控系統(tǒng)分開的系統(tǒng)，用于檢測鄰近生物傳感器10的信號噪聲。重要地是，不管噪聲檢測器的形式和/或放置如何，這種檢測器提供信號噪聲輸入，該信號噪聲輸入可以被監(jiān)測，以確定鄰近生物傳感器10的其它工具或設(shè)備例如ESU何時運(yùn)轉(zhuǎn)，以及何時可能影響生物傳感器10和/或監(jiān)控系統(tǒng)20的操作。

參考圖4，除了以在線濾波器的形式提供對信號噪聲的隔離和/或檢測可以影響分析物監(jiān)控系統(tǒng)20或生物傳感器10的電信號噪聲之外，本發(fā)明還可以附加地或可選地包括檢測溫度上升或尖峰的溫度傳感器，其會指示可以影響系統(tǒng)20和/或生物傳感器10的另外工具或設(shè)備例如ESU的操作。如前討論，ESU或類似的裝置在操作期間一般產(chǎn)生熱。通過檢測溫度變化，系統(tǒng)可以確定ESU是運(yùn)轉(zhuǎn)的。進(jìn)一步地，如所討論的，如果不檢查，則來自ESU的AC信號噪聲可以流經(jīng)工作電極12和14到地。這種電流可以引起傳感器的加熱，其也會是ESU或類似裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)的指示。

如以上討論的，一般地，已經(jīng)使用溫度傳感器40的輸出監(jiān)測生物傳感器10的電解池的溫度。在一些實(shí)施方式中，處理器34也可以監(jiān)測溫度傳感器40輸出的超過閾值或溫度尖峰(即，在短的時間期間快速的溫度增加)的溫度，其可以指示ESU或類似類型裝置是在運(yùn)轉(zhuǎn)中。

在圖解的實(shí)施方式中，噪聲檢測器82和溫度傳感器40的一種或兩種指示ESU或類似工具或設(shè)備的可能的操作。系統(tǒng)應(yīng)該還包括按照這種指示而行動的機(jī)構(gòu)。例如，在一些實(shí)施方式中，當(dāng)確定可能影響生物傳感器的輸出和/或生物傳感器的信號的檢測的其它工具或設(shè)備是在運(yùn)轉(zhuǎn)時，處理器34可以簡單地忽略來自生物傳感器10的輸入。例如，如果處理器34從噪聲檢測器82或溫度傳感器40的一種或兩種確定工具或其它設(shè)備例如ESU是在運(yùn)轉(zhuǎn)中，那么處理器可以簡單地忽視使用來自生物傳感器的輸入，直到這種工具或設(shè)備的操作已經(jīng)結(jié)束。

雖然這種實(shí)施方式確保生物傳感器的易錯讀數(shù)不被用于估計分析物的存在，但是這種系統(tǒng)沒有保護(hù)生物傳感器或監(jiān)控系統(tǒng)20不受信號噪聲的影響。就這點(diǎn)而論，在一些實(shí)施方式中，監(jiān)控系統(tǒng)22還可以包括隔離生物傳感器的機(jī)構(gòu)，以保護(hù)生物傳感器不受信號噪聲的有害影響。

例如，如在圖4中圖解，該系統(tǒng)20還可以包括電學(xué)上位于生物傳感器10和恒電位儀22或其它類型主電源之間的第一選擇器84。第一選擇器84被配置來當(dāng)確定可以影響生物傳感器10的另一種工具或設(shè)備是在運(yùn)轉(zhuǎn)中時，使生物傳感器隔離于系統(tǒng)的其余部分。例如，如果信號噪聲水平大于選擇的閾值和/或溫度傳感器40指示溫度已經(jīng)增加到閾值以上或等于閾值，或者有突然的溫度增加或尖峰。第一選擇器84實(shí)質(zhì)上在生物傳感器10和電路的其余部分之間產(chǎn)生斷路。這將參考圖5在以下更全面地討論。

第一選擇器84可以基于實(shí)施方式采用多種形式。例如，在一些實(shí)施方式中，選擇器可以是繼電器，例如單擲雙極繼電器(singlethrow double pole relay)。通過激活或不激活繼電器，恒電位儀22連接到生物傳感器10或者生物傳感器斷路。其它實(shí)施方式可以使用運(yùn)作如同繼電器的晶體管網(wǎng)絡(luò)?？梢赃\(yùn)用處理器、多路調(diào)制器或其它類型的裝置，可選地連接恒電位儀到生物傳感器或使生物傳感器斷路。簡而言之，考慮能夠連接恒電位儀(或其它主電源)或提供斷路到生物傳感器的任意裝置。

在一些實(shí)施方式中，第一選擇器84可以包括手控開關(guān)。在這種實(shí)施方式中，在操作ESU或可以影響生物傳感器的其它裝置之前，患者的看護(hù)者可以切換選擇器到使生物傳感器10斷路的位置。以這種方式，看護(hù)者可以確保生物傳感器的電解池不受到與ESU或類似裝置相關(guān)的過大信號噪聲的影響。

圖4是圖解依照本發(fā)明實(shí)施方式的在線濾波器80、噪聲檢測器82、溫度傳感器40和第一選擇器84的方框圖。圖5示意圖解依照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的這些裝置的示例性配置。例如，圖5圖解在線濾波器80和第一選擇器84與生物傳感器10和恒電位儀22連接的實(shí)施方式。圖5是典型恒電位儀22的圖解，因?yàn)樗鼤贿B接到生物傳感器10。如圖解，恒電位儀包括三個操作放大器52、54和56。操作放大器54和56分別連接到被定位到地的生物傳感器10的工作電極12和14。另一個操作放大器52同時連接到參比電極16和對電極18。在這種配置中，操作放大器52提供偏電壓到對電極18。

圖5也圖解四個感應(yīng)器80a-80d形式的在線濾波器80，四個感應(yīng)器放置在生物傳感器的每個輸出和/或輸入的電路中。這個實(shí)施方式涉及減輕來自ESU或類似裝置的信號噪聲。具體地，ESU輸出AC信號噪聲。感應(yīng)器80a～8Gb過濾AC信號噪聲，使得這種信號噪聲不影響生物傳感器的信號輸出。這些濾波器也可以使生物傳感器隔離于AC信號噪聲。在一種實(shí)施方式中，這些感應(yīng)器是10μH并且在10Mhz具有2400K的阻抗。作為感應(yīng)器的替代，可以使用EMI濾波器。

如在圖5中進(jìn)一步地圖解，在這種實(shí)施方式中，選擇器84電學(xué)上位于生物傳感器10的電極和恒電位儀22或其它形式的主電源之間。選擇器84被配置成連接恒電位儀22到電極，或如果檢測到過大的信號噪聲則使電極斷路?；谠搶?shí)施方式，選擇器84可以直接電連接到噪聲檢測器82的輸出、連接到處理器34或者如前討論地可以是手控開關(guān)。

圖5也示意圖解表示噪聲檢測器82的實(shí)施方式的電路。這個實(shí)施方式的噪聲檢測器連接到溫度傳感器40。噪聲檢測器包括用于適當(dāng)放大和過濾從溫度傳感器40接收的噪聲信號的操作放大器和R-C網(wǎng)絡(luò)。該雙重操作放大器可以是TLC2262。它用作為緩沖器和電壓比較器，用于提醒Bovie刀或相似的噪聲發(fā)生器存在，并且切換傳感器從恒電位儀到備用電池以阻止過大的Bovie刀電流尖峰損害傳感器。

圖5也提供處理來自溫度傳感器40的信號的溫度傳感電路的代表性電路。

以上實(shí)施方式描述在生物傳感器的環(huán)境中，通過監(jiān)測生物傳感器的電或溫度環(huán)境試圖檢測另外一種工具或裝置如ESU的操作的系統(tǒng)和方法。也公開了選擇器84為手工起動開關(guān)的實(shí)施方式，在可以影響生物傳感器10的工具或設(shè)備之前，可以由使用者操作選擇器84。在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以使用到其它工具或設(shè)備的直接或間接連接，用于估計它們的操作。例如，工具或設(shè)備和分析物監(jiān)控系統(tǒng)可以建立通信線，其中該通信線表示設(shè)備或工具到分析物監(jiān)控系統(tǒng)20的操作，使得分析物監(jiān)控系統(tǒng)可以使生物傳感器10的隔離與工具或設(shè)備的操作相配合。例如，當(dāng)使用者起動工具或設(shè)備例如ESU的操作時，通知分析物監(jiān)測器20并且可以隔離生物傳感器10。

在以上描述的實(shí)施方式中，選擇器84被配置以在生物傳感器要被隔離于由其它工具或設(shè)備例如ESU的操作引起的信號噪聲的情況下，呈現(xiàn)到生物傳感器的電極的斷路。雖然這對于隔離生物傳感器提供簡單的解決方案，但是這種方案可能具有一些缺點(diǎn)。如前討論的，對于電-化學(xué)生物傳感器的適當(dāng)操作，它電解池的電極應(yīng)該仍然被加偏壓，以維持穩(wěn)態(tài)或化學(xué)電池對準(zhǔn)。中斷到電極的偏壓將引起電池穩(wěn)態(tài)的喪失。重新對準(zhǔn)電池可能需要不能接受的試運(yùn)轉(zhuǎn)時間，一般為15分鐘到超過一(1)小時的范圍。

對于這個問題，已經(jīng)開發(fā)了系統(tǒng)和方法，以提供偏壓信號到電化學(xué)生物傳感器的電解池，以避免由于主電源斷電(outage)引起的電池中偏壓損失。這些系統(tǒng)和方法在名稱為“ANALYTEMONITORING SYSTEM HAVING BACK-UP POWER SOURCE FORUSE IN EITHER TRANSPORT OF THE SYSTEM OR PRIMARYPOWER LOSS”并與本申請一同提交的美國專利申請?zhí)枴癟BD”中被更全面地描述。這個專利申請的內(nèi)容通過引用并入本文。

具體地，以上引用的專利申請中描述的系統(tǒng)和方法能夠檢測至生物傳感器電解池的能量損失并應(yīng)用輔助電源以維持到生物傳感器電解池的偏壓，以阻止生物傳感器的操作中斷或至少最小化重新對準(zhǔn)的試運(yùn)轉(zhuǎn)時間。

再次參考圖4和5，輔助電源26可以與選擇器84連在一起。在這種實(shí)施方式中，如果確定另外一種工具或裝置正在運(yùn)轉(zhuǎn)并且這種運(yùn)轉(zhuǎn)可以影響生物傳感器和/或監(jiān)控系統(tǒng)，則選擇器80可以將主電源如恒電位儀22與生物傳感器10的電極斷開，并且替代地連接輔助電源系統(tǒng)到生物傳感器10的電極。照這樣，生物傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)與由工具或設(shè)備產(chǎn)生的信號噪聲隔離，而與此同時在電解池中維持偏壓，以消除或減少在信號事件之后重新開始使用生物傳感器10所需的試運(yùn)轉(zhuǎn)時間。

雖然在一些實(shí)施方式中，輔助電源26可以直接連接到選擇器80，但在一些實(shí)施方式中，可以使用獨(dú)立的選擇器24，以連接輔助電源26到生物傳感器10。兩個選擇器80和24的使用可以允許靈活性，使得在一些情況下系統(tǒng)可以保留使用第一選擇器80使生物傳感器斷路的選擇。

例如，如在圖4和5中圖解，系統(tǒng)20還可以包括第二電源或輔助電源26。把輔助電源26改成連接到生物傳感器10的電解池。在這種實(shí)施方式中，系統(tǒng)包括位于生物傳感器10和恒電位儀22或其它類型的主電源之間的第二選擇器24。配置選擇器24，以連接恒電位儀22或輔助電源26到生物傳感器10的電解池。

基于實(shí)施方式，選擇器24可以采取多種形式。例如，在一些實(shí)施方式中，選擇器可以是繼電器，例如單擲雙極繼電器。通過激活或不激活繼電器，恒電位儀22或輔助電源26可以連接到生物傳感器10。其它實(shí)施方式可以使用運(yùn)轉(zhuǎn)如同繼電器的晶體管網(wǎng)絡(luò)?？梢赃\(yùn)用處理器、多路調(diào)制器或其它類型的裝置，用于可選地連接恒電位儀或輔助電源到生物傳感器。簡而言之，考慮能夠連接恒電位儀(或其它主電源)或輔助電源到生物傳感器的任意裝置。在一些實(shí)施方式中，選擇器可以包括手控開關(guān)。在這種實(shí)施方式中，患者的看護(hù)者可以切換選擇器，以使輔助電源與生物傳感器連接。以這種方式，看護(hù)者可以確保生物傳感器的電解池維持在穩(wěn)態(tài)模式。

參考圖4和5，進(jìn)一步地圖解與在線濾波器80、第二選擇器82、溫度傳感器電路38和噪聲檢測器82結(jié)合地包括輔助電源26和第二選擇器24。如圖解，恒電位儀22包括三個操作放大器52、54和56。操作放大器54和56分別連接到被定位到地的生物傳感器10的工作電極12和14。另一個操作放大器52同時連接到參比電極16和對電極18。就提供偏壓信號到傳感器的電極而言，配置輔助電源以代替恒電位儀。
I0070]在這點(diǎn)上，圖4和5圖解與選擇器24結(jié)合的輔助電源26的實(shí)施方式。這個實(shí)施方式的輔助電源包括電源58，例如電池或不間斷電源。輔助電源26還包括各自連接到參比電極16以及第一和第二工作電極12和14的三個分開的電路通道60-64。電路通道提供偏電壓或電流到電極。它們每一個使用電阻器/電容器網(wǎng)絡(luò)以調(diào)整施加到電極的電壓或電流。例如，在一種實(shí)施方式中，提供偏電壓水平到電極，以維持每個工作電極12和14的電壓水平相對于參比電極16在大約+450mV和+650mV之間。在一些實(shí)施方式中，輔助電源提供相同的電壓到一個或多個電極，而在其它實(shí)施方式中提供不同的電壓到一些電極。使用堿性3.0VDC電池作為0.700VDC傳感器電壓電勢的備用。該電池電壓被兩個成比例的(ratiometric)電阻器2.49Meg和750K分配，以提供大約695mv的電壓電勢。使用電容器1uf作為由內(nèi)電壓切換到電池偏壓的能量儲蓄器電壓電勢開關(guān)。另外三個20Meg的電阻器作為患者安全限值的傳感器電流限制。

在圖4和5的實(shí)施方式中，選擇器24是繼電器開關(guān)。在不啟用的模式(disabled mode)中，選擇器連接沒有顯示的恒電位儀22到生物傳感器10電極。當(dāng)啟用時，選擇器使恒電位儀22從生物傳感器10斷開并連接輔助電源26的輸出到那里。通過切換繼電器，恒電位儀或輔助電源可以被連接到生物傳感器10。

基于檢測或其它方法確定工具或其它設(shè)備是在運(yùn)轉(zhuǎn)中并且 產(chǎn)生可以影響生物傳感器操作的電噪聲的前提，圖4和5中圖解了不同實(shí)施方式的操作。該系統(tǒng)和方法隨后使生物傳感器隔離于這種電噪聲。根據(jù)實(shí)施方式，生物傳感器可以是斷路的或連接到輔助電源，以維持傳感器的穩(wěn)態(tài)模式。圖6圖解詳述本發(fā)明系統(tǒng)的至少一種實(shí)施方式的操作流程圖，其中與輔助電源26一起，使用噪聲檢測裝置82和溫度傳感器40二者。

具體地，參考圖6，監(jiān)控系統(tǒng)20先檢測噪聲檢測器82和/或溫度傳感器40是否正在提供讀數(shù)，該讀數(shù)表示鄰近生物傳感器10的另一種工具或設(shè)備例如ESU正在運(yùn)行，并且或者是或可能是將中斷生物傳感器或監(jiān)控系統(tǒng)的一般電信號噪聲。參見方框100。在這種實(shí)施方式中，提供噪聲檢測器82和溫度傳感器40的輸出到處理器34。處理器34可以包括存儲的噪聲和溫度閾值，其可以與各自的接收噪聲和溫度信號比較。參見方框110a和110b。如果噪聲和溫度信號之一大于閾值(或者在一些實(shí)施方式中，等于閾值)，則處理器34將首先在存儲器中存儲生物傳感器電極的偏流水平，這沒有示出。參見方框120。處理器34隨后將激活第二選擇器24以連接輔助電源26到生物傳感器的電極，因而對于電解池維持基本穩(wěn)態(tài)的偏壓(參見方框130)。

處理器34將繼續(xù)監(jiān)測噪聲檢測器82和溫度傳感器40的輸出。一旦確定噪聲信號和溫度信號都在各自的閾值以下(參見方框140)，處理器34將運(yùn)轉(zhuǎn)第二選擇器24以連接生物傳感器10的電極到恒電位儀22。參見方框150。處理器34可以檢測電極的輸出以確保電解池是穩(wěn)態(tài)。參見方框160。處理器34隨后將重新開始監(jiān)測和使用生物傳感器的信號輸出，以測量物質(zhì)中分析物的量。參見方框170。

名稱為ANALYTE MONITORING SYSTEM HAVINGBACK-UP POWER SOURCE FOR USE IN EITHER TRANSPORT OFTHE SYSTEM OR PRIMARY POWER LOSS的美國專利申請第“TBD”號描述確定偏壓信號是否正在由主電源例如恒電位儀22提供的系統(tǒng)。如果存在電源運(yùn)轉(zhuǎn)中斷，系統(tǒng)連接輔助電源到生物傳感器，以維持生物傳感器的穩(wěn)態(tài)操作。雖然以上的實(shí)施方式涉及使生物傳感器隔離于破壞性的信號噪聲和在隔離期間使用輔助電源26維持生物傳感器的穩(wěn)態(tài)偏壓模式，但可想到集成系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)在不想要的信號噪聲可能影響傳感器操作的情況下，能夠使生物傳感器隔離，同時也檢測可能的主電源運(yùn)轉(zhuǎn)中斷。在圖6中提供這種系統(tǒng)的圖解實(shí)施方式。

具體地，如圖解，該系統(tǒng)22還可以包括測定恒電位儀22或主電源44的運(yùn)轉(zhuǎn)的傳感器50。該傳感器可以是任何類型傳感器。例如，它可以是電壓、電流、感應(yīng)、電容、霍爾效應(yīng)或類似類型的傳感器，其連接到恒電位儀22或主電源44的輸出。該傳感器直接連接到選擇器24，或可選地連接到處理器34，在圖6中圖解的實(shí)施方式中，傳感器連接到恒電位儀的偏壓輸出，其提供給生物傳感器10的電解池。傳感器50也連接到處理器34。如果傳感器50未能夠檢測到恒電位儀的偏壓信號，則處理器34控制選擇器24以連接輔助電源26到生物傳感器。當(dāng)傳感器50指示恒電位儀有偏壓輸出時，處理器控制選擇器以使輔助電源26從生物傳感器10斷開并且連接恒電位儀22到生物傳感器。

如前討論，傳感器的類型和放置可以變化，并且圖6僅是本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式。傳感器可以連接到恒電位儀或主電源的輸出，或者它可以是通過看管者手工操作的簡單按鈕，或者在一些情況下，通過允許看管者手工撥動開關(guān)，選擇器可以作為傳感器。

圖3-6公開使用選擇器開關(guān)和或在線過濾以使生物傳感器隔離于電噪聲的本發(fā)明系統(tǒng)和方法。本發(fā)明考慮保護(hù)電化學(xué)傳感器的電解池不受電噪聲影響的其它系統(tǒng)和方法。例如，如圖8中圖解，增加的電極90可以加到生物傳感器10的電解池。電極90隨后可以經(jīng)過低電阻路徑接地。增加的電極90因此將用于從通過Bovie刀或輸入到偏壓傳感器10的除顫過程(defribulating procedure)積累的高源極(highsource)放出任何過量的電能。

以上討論描述加入輔助電源、選擇器和電源運(yùn)轉(zhuǎn)中斷傳感器到分析物監(jiān)控系統(tǒng)。它也提供這些加入到系統(tǒng)的元件的示例性電路圖。接下來是包括增加的信號隔離的基本分析物監(jiān)控系統(tǒng)的示例性電路圖的討論。

參考圖9A，生物傳感器10在左上顯示，該生物傳感器10經(jīng)過通過EM16的輸入EM11連接到恒電位儀22。如顯示，到輸入EM11、EM12、EM13和EM14的信號線分別連接到對電極18、參比電極16、工作電極12和工作電極14。到輸入EM15的信號線連接到來自熱敏電阻40的第一輸出，和到輸入EM16的信號線連接到來自熱敏電阻40的第二輸出。為了方便，顯示來自傳感器方框10的熱敏電阻40輸出，在這個圖中熱敏電阻40輸出代表本地連接點(diǎn)(localconnection point)。例如，熱敏電阻40可以與靜脈內(nèi)導(dǎo)管中的生物傳感器10整合或在其鄰近設(shè)置，在該情況下使熱敏電阻40和傳感器導(dǎo)線在相同的連接器上終止可以是方便的。在另一種實(shí)施方式中，熱敏電阻40和傳感器導(dǎo)線可以在分開的位置被終止。

恒電位儀22可以包括通過輸入EM12檢測參比電極16電壓的控制放大器U2，例如Texas Instruments，Inc.的OPA129?？刂品糯笃鱑2可以具有低噪聲(在10kHz大約15nV/sqrt(Hz))、偏移(大約最大5μV)和偏移漂移(offset drift)(大約最大0.04μV)和低輸入偏流(大約最大20fA)?？刂品糯笃鱑2可以提供電流到對電極18，以平衡工作電極12和14吸收的電流。控制放大器U2的反相輸入可以連接到參比電極16，并且優(yōu)選地可以不從參比電極16吸收任何明顯的電流。在一種實(shí)施方式中，對電極18可以相對于參比電極16保持在大約-600mV和大約-800mV之間的電勢?？刂品糯笃鱑2應(yīng)該優(yōu)選地輸出足夠的電壓擺動，以促使對電極18到期望的電勢，并且傳遞生物傳感器10所需的電流。恒電位儀22可以依靠R2、R3和C4，用于電路穩(wěn)定和噪聲減少，雖然對于某些操作放大器，可以不需要電容器C4?？梢栽趯﹄姌O18和控制放大器U2的輸出之間連接電阻器RMOD1，以分流經(jīng)對電極18返回的電流。

恒電位儀22還可以包括兩種電流電壓比(I/V)測量電路，用于傳送和控制工作電極12和工作電極14各自通過輸入EM12和EM13的輸出信號。每個I/V測量電路類似地運(yùn)轉(zhuǎn)，并且可以包括單級操作放大器U3C或U6C，例如TLC2264型。在轉(zhuǎn)換阻抗配置中可以使用操作放大器U3C或U6C。在U3C測量電路中，返回由工作電極12檢測的電流穿過反饋電阻器R11、R52和R53。在U6C測量電路中，返回工作電極14檢測的電流穿過反饋電阻器R20、R54和R55。操作放大器U3C或U6C可以產(chǎn)生相對于虛擬接地的輸出電壓。操作放大器U3C或U6C的輸入偏移電壓加入到傳感器偏壓，使得可以保持操作放大器U3C或U6C的輸入偏移為最小值。

工作電極12和工作電極14的I/V測量電路也可以使用與操作放大器U3C和U6C的反相輸入分別串聯(lián)的負(fù)荷電阻器R10和R19?？梢赃x擇負(fù)荷電阻器R10和R19的電阻，以取得應(yīng)答時間和噪聲抑制之間的折中。因?yàn)镮/V測量電路同時影響RMS噪聲和應(yīng)答時間，因此應(yīng)答時間隨著負(fù)荷電阻器R10和R19的增加值而線性增加，而噪聲隨著增加的電阻快速地減少。在一個實(shí)施方式中，負(fù)荷電阻器R10和R19中的每一個可以有大約100歐姆的電阻。除了負(fù)荷電阻器R10和R19之外，I/V放大器也可以包括電容器C10和C19以減少高頻噪聲。

此外，恒電位儀22的I/V放大器每個可以包括雙列直插式封裝(DIP)開關(guān)S1或S2。每個DIP開關(guān)S1和S2可以具有硬件可編程的增益選擇?？梢允褂瞄_關(guān)S1和S2分別量度來自工作電極12和工作電極14的輸入電流。對于操作放大器U3C，增益是RMOD2和一個或多個電阻器R11、R52和R53的選擇并聯(lián)組合的函數(shù)。對于操作放大器U6C，增益是RMOD3和一個或多個電阻器R20、R54和R55的選擇并聯(lián)組合的函數(shù)。以下表1說明使用開關(guān)S1和S2的不同配置可獲得的示例性電壓增益。

表1示例性電壓增益
如由表1顯示，除了全范圍設(shè)定(full scale settings)外，可以獲得三個增益范圍設(shè)定(gain scale settings)。可以選擇這些設(shè)定以對應(yīng)于在ADC32的輸入額定值。

恒電位儀22或連接到恒電位儀22的電路還可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)66，其使得程序員能夠通過數(shù)字輸入選擇參比電極16和對電極18之間的偏壓V偏壓。來自DAC66的模擬輸出可以被級聯(lián)穿過緩沖放大器U5B并且可以被提供到放大器U5A的非反相輸入。在一種實(shí)施方式中，放大器U5A可以是TLC2264型操作放大器。放大器U5A的輸出可以是雙極的、在±5VDC之間，以建立生物傳感器10的可編程的偏壓V偏壓。偏壓V偏壓是對電極18和參比電極16之間的電壓?？梢赃x擇電阻器R13和R14以建立放大器U5A的期望增益，并且可以選擇電容器C13、C17和C20用于噪聲過濾。

恒電位儀22或連接到恒電位儀22的電路也可以建立參比電壓68(VREF)，用于在連續(xù)的葡萄糖監(jiān)控系統(tǒng)20的控制電路中其它地方使用。在一種實(shí)施方式中，使用電壓參比裝置U15可以建立VREF68，其可以是集成電路例如模擬裝置類型AD580M。在另一種實(shí)施方式中，參比電壓68可以建立在大約+2.5VDC。參比電壓68可以通過與電阻器和電容器R32、C29、C30和C31結(jié)合的放大器U5D來緩沖和過濾。在一種實(shí)施方式中，放大器U5D可以是TLC2264型器件。

現(xiàn)在參考圖9B，現(xiàn)在描述低通濾波器28。低通濾波器28對從恒電位儀22接收的每個信號CE-REF、WE1和WE2可以提供兩級放大器電路。在一個實(shí)施方式中，對于每個信號可以提供1Hz Bessel多極低通濾波器。例如，放大器U2的輸出信號CE_REF可以與第一級放大器U1A和第二放大器U1B級聯(lián)。與電阻器R6和電容器C5結(jié)合的放大器U1A可以提供一個或多個極。使用與R1、R4、R5、C1和C6結(jié)合的放大器U1B可以形成一個或多個另外的極。如果必要，可以加入電容器例如C3和C9，用于從+/-5VDC電源濾除噪聲。對于信號WE1和WE2，可以提供類似的低通濾波器。例如，放大器U3B可以與放大器U3A級聯(lián)以過濾WE1。與元件例如R8、R9、R15、R16、C14和C15結(jié)合的放大器U3B可以提供一個或多個極，而與元件例如R17、R18、C11、C12、C16和C18結(jié)合的放大器U3A可以提供一個或多個另外的極。類似地，放大器U6B可以與放大器U6A級聯(lián)以濾除WE2。與元件例如R22、R23、R30、R31、C24和C25結(jié)合的放大器U6B可以提供第一極，而與元件例如R24、R25、C21、C22和C23結(jié)合的放大器U6A可以提供一個或多個另外的極?？梢约尤肓硗忸愃频臑V波器(沒有顯示出)，用于濾除從R/V轉(zhuǎn)換器38接收的信號。在低通濾波器28濾除高頻噪聲后，它可以傳遞信號CE_REF、WE1和WE2到多路調(diào)制器30。

參考圖9C，現(xiàn)在描述包括溫度傳感器40和R/V轉(zhuǎn)換器38的溫度傳感電路。R/V轉(zhuǎn)換器38在端THER_N1和THER_N2接收來自溫度傳感器40的輸入。這兩個端分別對應(yīng)于圖9A的輸入EM15和EM16，輸入EM15和EM16通過溫度傳感器40相連。在一種實(shí)施方式中，溫度傳感器40可以是熱電偶。在另一種實(shí)施方式中，溫度傳感器40可以是器件例如熱敏電阻或電阻式溫度檢測器(RTD)，其具有溫度依賴性電阻。在下文中，僅為了說明的目的，使用熱敏電阻作為溫度傳感器40的監(jiān)控系統(tǒng)20將被描述。

由于化學(xué)反應(yīng)速度(包括葡萄糖氧化的速度)一般受溫度影響，可以使用溫度傳感器40監(jiān)測與工作電極12和14所處環(huán)境相同的環(huán)境中的溫度。在一種實(shí)施方式中，監(jiān)控系統(tǒng)20可以在大約15℃和大約45℃之間的溫度范圍中工作。對于靜脈內(nèi)應(yīng)用中進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，預(yù)期工作溫度范圍是在正常體溫的幾度之內(nèi)。因此應(yīng)該選擇可以在這種期望范圍內(nèi)工作并且其大小可以制成與生物傳感器10靠得很近設(shè)置的熱敏電阻40。在一種實(shí)施方式中，可以在帶有生物傳感器10的相同探針或?qū)Ч苤性O(shè)置熱敏電阻40。

可以隔離熱敏電阻40，以防止可以影響它溫度讀數(shù)的其它傳感器或器件的干擾。如在圖9C中顯示，通過在R/V轉(zhuǎn)換器38中在輸入THER_N2包括低通濾波器70，可以實(shí)現(xiàn)熱敏電阻40的隔離。在一種實(shí)施方式中，低通濾波器78可以包括連接輸入THER_N2到信號地線的簡單R-C電路。例如，通過與電容例如電容器C67和C68并聯(lián)的電阻器R51，可以形成濾波器78。

關(guān)于設(shè)置在靜脈內(nèi)位置的熱敏電阻40，它的電阻隨著患者體溫的變化而變化?？梢蕴峁㏑/V轉(zhuǎn)換器38，以轉(zhuǎn)化這種電阻變化成為電壓信號Vt。因此，電壓信號Vt代表了生物傳感器10的溫度。電壓信號Vt隨后可以被輸出到低通濾波器28并且用于在監(jiān)控系統(tǒng)20中其它地方進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

在一種實(shí)施方式中，可以選擇具有以下規(guī)格的熱敏電阻40 (1) 其中， Rth是熱敏電阻在溫度T的電阻； R0是熱敏電阻在溫度T0的電阻； β＝3500°K+/-5％； T0＝310.15°K；和 T是單位為K的血液溫度。

選擇參比電阻Rs以得到 (2)
為了確定患者的血液溫度，等式(1)可以改寫為
(3)
為了依照溫度補(bǔ)償生物傳感器10的輸出，熱敏電阻40的電阻R0可以轉(zhuǎn)化為電壓信號Vt。為了實(shí)現(xiàn)這個，R/V轉(zhuǎn)換器38可以提供使固定的電流通過熱敏電阻40的電流源72。在圖9C的頂部顯示電流源72的電路的一種實(shí)施方式，其包括器件Q1和Q1右邊的所有元件。

在一種實(shí)施方式中，電流源72可以提供期望的電流穿過Q1。在一種實(shí)施方式中，穿過Q1的源電流可以在大約5μA和大約15μA之間。Q1可以是JFET例如類型SST201。為了控制JFET，可以提供操作放大器U7A的輸出以驅(qū)動Q1的門。如必要，可以分割電壓VREF以在放大器U7A的非反相輸入配置大約+2VDC的電壓。例如，通過在VREF和放大器U7A之間的電阻器R37和R38可以形成分壓器。通過在輸出和非反相輸入之間的反饋路徑中包括電容器C45和在從Q1的漏極(drain)到反相輸入的反饋路徑中包括電阻器R34，可以配置放大器U7A為如顯示的積分器(integrator)，以維持Q1的漏極電壓在大約+2V。如果期望的話，可以包括用于過濾和穩(wěn)定的元件例如R36、C34、C42、C43和C44。

可以選擇放置在Q1的漏極和+2.5V VREF之間的電阻器R33，以建立在期望值的Q1的源電流。在一種實(shí)施方式中，可以維持大約9.8μA的源電流，以符合醫(yī)療設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)例如IEC 60601-1。在一種實(shí)施方式中，在此標(biāo)準(zhǔn)下熱敏電阻40被分類為CF型器件(即，與人的心臟物理接觸的器件)，并且其具有電流泄漏極限，該極限在正常工作條件下設(shè)定在10μA和在單一故障條件下設(shè)定在50μA。電阻器R33和組成電流源72的其它元件的選擇因此可以取決于監(jiān)控系統(tǒng)20的最終期望用途應(yīng)用。

通過放置一個或多個與熱敏電阻40并聯(lián)的參比電阻器R39和R43以負(fù)荷Q1的源電流，一個或多個電壓信號Vt可以源于熱敏電阻40。使用電容器C54和C63，通過Q1的源電流流動經(jīng)過該并聯(lián)電阻產(chǎn)生的電壓信號的電磁干擾(EMI)可以被過濾。用由R40和C55以及由R46和C64形成的無源信號極(passive signal poles)，可以進(jìn)一步地過濾電壓信號。在一種實(shí)施方式中，可以建立這些極以提供大約為30Hz的交叉頻率。這些無源濾波器保護(hù)放大器U11A、U11B和U11C不受靜電放電(ESD)影響。

在一種實(shí)施方式中，放大器U11A、U11B和U11C可以是選擇低噪聲(在頻率＝1Hz為12nV/sqrtHz)、最大大約5uV的偏移、最大大約0.04μV的偏移漂移和最大大約1pA的輸入偏流的TLC2264型器件。放大器U11A可以形成低通濾波器并且在電阻器R43處傳輸熱敏電阻參比電壓Vt1。放大器U11B也可以形成低通濾波器并且在熱敏電阻40處傳輸熱敏電阻輸入電壓Vt2，其代表檢測的溫度。在一個實(shí)施方式中，放大器U11A或U11B可以用作-3dB點(diǎn)為大約5.0Hz+/-0.6Hz的兩極巴特沃斯濾波器(Butterworth filter)，以便反混淆(antialiasing)。為了這個目的，可以配置元件例如R41、R42、R44、R45、C49、C56、C57和C58?？梢栽诜糯笃鱑11B的輸入處提供放大器U11C作為緩沖放大器。

隨后可以通過低通濾波器72接收R/V轉(zhuǎn)換器38的第一和第二電壓信號Vt輸出，以進(jìn)行另外的調(diào)整。在一種實(shí)施方式中，低通濾波器70可以提供用于信號Vt的四極5Hz巴特沃斯濾波器。該巴特沃斯濾波器可以倍增，作為反混淆濾波器，以產(chǎn)生四極應(yīng)答，其中-3dB點(diǎn)在大約5.0Hz，并且該巴特沃斯濾波器具有大約20(即，26dB)的增益以提供每1.0nA從大約100mV到大約200mV的輸出。

通過低通濾波器70過濾的生物傳感器10和熱敏電阻40的信號隨后可以被輸出到多路調(diào)制器30。如在圖9D中顯示，多路調(diào)制器30可以接收信號CE REF、WE1、WE2、VREF和兩個Vt信號(Vt1和Vt2)，并且提供它們模擬量到數(shù)字轉(zhuǎn)換器32。在這種傳輸通路中可以與過濾元件例如R47和C50一起提供緩沖放大器U11。

在一種實(shí)施方式中，多路調(diào)制器30可以是8-通道模擬多路調(diào)制器，例如Maxim單片CMOS型DG508A。經(jīng)ADC32的輸出位(output bits)P0、P1和P2，處理器34可以控制通道選擇。表2說明多路調(diào)制器30的示例性通道選擇。

ADC32轉(zhuǎn)化模擬信號為離散的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。ADC32在2n-通道多路調(diào)制器30可以具有用于選擇模擬輸入信號的n個輸出位(例如P0-P2)。在一種實(shí)施方式中，ADC 32可以是Maxim型MAX1133BCAP器件，其具有16位逐次近似的雙極輸入、單相+5V DC電源和在200kSPS大約40mW的低額定功率。ADC 32可以具有內(nèi)部的4.096VREF，其可以用作緩沖器。ADC 32可以與串行外圍接口(Serial PeripheralInterface)(SPI)、隊(duì)列串行外設(shè)接口(Queued Serial PeripheralInterface)(QSPI)、Microwire或其它串行數(shù)據(jù)連接(serial data link)相容。在一種實(shí)施方式中，ADC 32可以具有以下輸入通道偏壓輸出(CE_REF)、工作電極12(WE1)、工作電極14(WE2)、DAC轉(zhuǎn)換器電壓(DAC_BIAS)、熱敏電阻參比電壓(VtI)、熱敏電阻輸入電壓(Vt2)、參比電壓(2.5VREF)和模擬接地(ISOGND)。
表2多路調(diào)制器的示例性通道選擇
來自ADC 32的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以傳送到處理器34。處理器34可以是可編程微處理器或微控制器，其能夠下載和執(zhí)行準(zhǔn)確計算通過生物傳感器10讀出的分析物水平的軟件。處理器34也可配置成接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且通過運(yùn)行包含在集成存儲器(integral memory)中的一種或多種算法，處理器34可以基于代表CE_REF、WE1、WE2、DAC_BIAS和2.5VREF的一個或多個數(shù)字信號，計算血液中分析物(例如葡萄糖)水平。處理器34也可以基于一個或多個前面提到的數(shù)字信號和/或數(shù)字信號Vt1和/或Vt2，運(yùn)行溫度校正算法?；跍囟刃Ｕ惴ǖ慕Y(jié)果，處理器34可以得到分析物水平的溫度-校正值。在一種實(shí)施方式中，處理器34可以是Microchip Technology類型PIC 18F2520 28-針(pin)增強(qiáng)的閃存微控制器，其具有10-比特A/D和納瓦技術(shù)、32k x 8閃存、1536字節(jié)的SRAM數(shù)據(jù)存儲器和256字節(jié)的EEPROM。

通過連接到時鐘輸入管腳的晶體振蕩器Y1，可以提供處理器34的輸入時鐘。在一種實(shí)施方式中，振蕩器Y1可以是定級在4MHz、0.005％或+/-50ppm的CTS公司的振蕩器。使用電容器C65和C66可以過濾Y1。處理器34還可以包括漏極開路輸出(open drainoutput)U14，例如，配置有提供系統(tǒng)通電RESET輸入到處理器34的上拉電阻器R50的Maxim類型MAX6328UR器件。在一種實(shí)施方式中，上拉電阻器R50可以具有大約10kΩ的值。為了降低噪聲，可以使電容器C69和C70的大小合適。

在一種實(shí)施方式中，如顯示，經(jīng)管腳SHDN、RST、ECONV、SDI、SDO、SCL和CS，可以使處理器34和ADC 32之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。電連接器J2例如ICP型5-針連接器可以用于連接處理器34的管腳PGD和PGC到漏極輸出U14。連接器J2可以提供下載想要的軟件進(jìn)入集成存儲器例如處理器34的閃存的路徑。

經(jīng)光頻隔離器42和串行USB端口74，處理器34可以輸出它的結(jié)果到監(jiān)視器，例如CPU 36。光頻隔離器42可以使用短的光傳輸路徑，在處理器34和串行USB端口74之間傳輸數(shù)據(jù)信號，同時保持它們電隔離。在一種實(shí)施方式中，光頻隔離器42可以是模擬器件型號ADuM1201雙通道數(shù)字隔離器。光頻隔離器42可以包括提供增強(qiáng)的性能特征的高速CMOS和單片變壓器技術(shù)。光頻隔離器42可以為在處理器34和串行USB轉(zhuǎn)換器74之間的串行通信提供多至6000VDC的隔離。可以加入濾波電容器C61和C62，用于在+5VDC輸入進(jìn)行另外的噪聲降低。在電容器C61，通過來自DC/DC轉(zhuǎn)換器44的隔離的輸出，可以提供+5VDC電源。在電容器C62，從USB接口經(jīng)CPU36可以提供+5VDC電源。除了這些特征外，可以建立在大約0.3英寸和大約1.0英寸之間的隔離空間51(例如，在含有隔離的電元件的電路板上)，提供物理分隔，以將在光頻隔離器46的“隔離”面上的電路元件與在“非隔離”面上的電路元件電隔離和磁隔離。在圖9D上，在“隔離”和“非隔離”面上分開的元件用虛線表示。在一種實(shí)施方式中，隔離空間可以是0.6英寸。

一般而言，隔離器件或隔離工具阻止來自電路隔離面外面的噪聲與在電路的隔離面內(nèi)檢測或處理的信號發(fā)生干擾。噪聲可以包括可以在電路的隔離面中被感應(yīng)或傳輸?shù)娜我忸愋偷碾?、磁、射頻或本底噪聲。在一種實(shí)施方式中，隔離器件在用于傳感和信號處理的隔離傳感電路和用于能源提供和顯示的非隔離計算機(jī)電路之間提供EMI隔離。隔離器件可以包括一個或多個光頻隔離器42、DC/DC轉(zhuǎn)換器44、隔離空間51和一個或多個用于整個監(jiān)控系統(tǒng)20的許多電子濾波器或接地方案。

串行USB轉(zhuǎn)換器74可以使通過光頻隔離器42接收的串聯(lián)輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閁SB通信接口，以幫助處理器34的輸出連接到CPU 36。在一種實(shí)施方式中，串行USB轉(zhuǎn)換器74可以是FTDI型DLP-USB232MUART接口模塊。經(jīng)USB端口，轉(zhuǎn)化的USB信號隨后可以傳輸?shù)紺PU36，以便存儲、打印或顯示。串行USB轉(zhuǎn)換器74也可以提供+5VDC電源，其可以通過恒電位儀22使用的隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器44和在電路的隔離面上的其它電子元件而被隔離。

CPU 36可以配置軟件，以在顯示單元36上以期望的圖形形式顯示分析物水平。CPU 36可以是任何商用計算機(jī)，例如在平臺例如Windows、Unix或Linux上運(yùn)行的PC或其它膝上型或桌面計算機(jī)。在一種實(shí)施方式中，CPU 36可以是耐震膝上型計算機(jī)。在另一種實(shí)施方式中，CPU 36在顯示單元36上顯示的圖形可以同時顯示代表感興趣的分析物的實(shí)時測量的數(shù)值和歷史趨勢，以最佳地通知參與的健康護(hù)理專業(yè)人員。該實(shí)時測量可以被連續(xù)地或周期性地更新。該歷史趨勢可以顯示分析物水平隨時間的變化，例如，對分析物水平例如血糖濃度在一個或多個小時或數(shù)天。

CPU36可以提供電源以隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器44，并且也可以提供電源到顯示單元36。CPU 36可以從電池組或標(biāo)準(zhǔn)壁裝電源插座(例如120VAC)接收電源，并且可以包括內(nèi)部AC/DC轉(zhuǎn)換器、蓄電池充電器和類似的電源電路。隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器44可以經(jīng)總線從CPU36接收DC電源。在一種實(shí)施方式中，該DC電源可以是例如經(jīng)RS232/USB轉(zhuǎn)換器(沒有示出)提供的+5VDC、500mA+/-5％電源?？梢允褂秒娙萜骼鏑37和C38，在隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器44的非隔離面過濾+5VDC電源。

隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器44轉(zhuǎn)化非隔離的+5VDC電源為輸出到標(biāo)記了ISOLATED PWS OUT的總線上的隔離的+5VDC電源。此外，隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器44可以提供物理隔離空間，以附加地抗電和磁噪聲。在一種實(shí)施方式中，隔離空間可以是在大約0.3英寸和大約1.0英寸之間。在另一種實(shí)施方式中，隔離空間可以是8mm。隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器44可以是Transitronix型TVF05D05K3雙+/-5V輸出、600mA，具有6000VDC隔離的調(diào)節(jié)的DC/DC轉(zhuǎn)換器。雙輸出+5V和-5V可以通過公共端分離，并且使用在+5V和公共端之間的電容器C33和C36以及在-5V和公共端之間的電容器C40和C41過濾?？梢蕴峁┝硗獾母呒墑e過濾，以產(chǎn)生多個模擬和數(shù)字5V輸出，和減少通過元件例如ADC 32和處理器34的數(shù)字交換可能在電路的隔離面上產(chǎn)生的任意噪聲。例如，通過配置電容器C32、C35和C39的感應(yīng)器L1、L2、L3和L4可以過濾+5V和-5V輸出。在顯示的配置中，這些元件提供給數(shù)字元件+5V隔離的電源(+5VD)、給模擬元件+/-5V隔離的電源(+5VISO和-5VISO)和給模擬元件隔離的信號接地。

在一種實(shí)施方式中，分析物監(jiān)控系統(tǒng)的元件可以安裝在一個或多個包含在箱或法拉第籠里的印制電路板上。在其中包含的元件可以包括一個或多個恒電位儀22、R/V轉(zhuǎn)換器38、低通濾波器28、多路調(diào)制器30、ADC32、處理器34、光頻隔離器42、DC/DC轉(zhuǎn)換器44和相關(guān)的隔離電路以及連接器。在另一種實(shí)施方式中，可以將該同一板安裝的元件安置在底盤內(nèi)，該底盤也可以含有串行USB轉(zhuǎn)換器74和CPU 36。

雖然在附圖中已經(jīng)描述和顯示了某些示例性實(shí)施方式，但應(yīng)該理解的是這些實(shí)施方式僅是說明性的并不是對本寬泛發(fā)明的限制，并且本發(fā)明不限制于顯示和描述的具體結(jié)構(gòu)和安排，因?yàn)槌嗽谝陨隙温渲幸呀?jīng)說明的那些外，各種其它變化、組合、省略、修改和替代是可能的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，在不偏離本發(fā)明的范圍和精神下，可以配置剛才描述的實(shí)施方式的各種改變和修改。因此，應(yīng)該理解的是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以實(shí)施除了如在本文具體描述以外的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種分析物監(jiān)控系統(tǒng)，其包括
生物傳感器，所述生物傳感器能夠檢測分析物濃度和輸出所述分析物濃度的信號指示；
監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)至少監(jiān)測所述生物傳感器的輸出；和
第一選擇器，所述第一選擇器與所述生物傳感器和所述監(jiān)控系統(tǒng)電連接，所述第一選擇器選擇性地連接所述生物傳感器到所述監(jiān)控系統(tǒng)或使所述生物傳感器與所述監(jiān)控系統(tǒng)隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一選擇器是能夠被操作者操縱的開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括噪聲檢測器，所述噪聲檢測器能夠檢測與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的電信號噪聲，其中所述監(jiān)控系統(tǒng)包括與所述噪聲檢測器和所述第一選擇器通信的處理器，其中所述處理器基于所述噪聲檢測器的輸出控制所述第一選擇器的配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述處理器比較所述噪聲檢測器的輸出與閾值，其中如果所述輸出至少與所述閾值一樣大，則所述處理器控制所述第一選擇器以隔離所述生物傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器能夠檢測與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境的溫度，在此所述監(jiān)控系統(tǒng)包括與所述溫度傳感器和所述第一選擇器通信的處理器，其中所述處理器基于所述溫度傳感器的輸出控制所述第一選擇器的配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述處理器比較所述溫度傳感器的輸出與閾值，其中如果所述輸出至少與所述閾值一樣大，則所述處理器控制所述第一選擇器以隔離所述生物傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括連接在所述生物傳感器和所述監(jiān)控系統(tǒng)之間的濾波器，其中所述濾波器從到所述生物傳感器的信號輸入和來自所述生物傳感器的信號噪聲輸出去除信號噪聲。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括第一電源和第二電源，每一個選擇性地可連接到所述生物傳感器，其中所述第一電源和第二電源能夠提供一個或多個偏壓信號到所述生物傳感器，其中所述第一選擇器選擇性地連接所述第一電源和第二電源中的一個到所述生物傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其還包括能夠檢測在與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的電信號噪聲的噪聲檢測器，其中所述監(jiān)控系統(tǒng)包括與所述噪聲檢測器和所述第一選擇器通信的處理器，其中所述處理器比較所述噪聲檢測器的輸出與閾值，其中如果所述輸出至少與所述閾值一樣大，則所述處理器控制所述第一選擇器以使所述生物傳感器與所述第二電源相聯(lián)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其包括能夠檢測與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境的溫度的溫度傳感器，在此所述監(jiān)控系統(tǒng)包括與所述溫度傳感器和所述第一選擇器通信的處理器，其中所述處理器比較所述溫度傳感器的輸出與閾值，其中如果所述輸出至少與所述閾值一樣大，則所述處理器控制所述第一選擇器以使所述生物傳感器與所述第二電源相聯(lián)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括
第一電源和第二電源，每個選擇性地可連接到所述生物傳感器，其中所述第一電源和第二電源能夠提供一個或多個偏壓信號到所述生物傳感器；和
第二選擇器，所述第二選擇器連接到所述第一電源和第二電源以及所述第一選擇器，
其中所述第一選擇器能夠選擇性地連接所述生物傳感器到所述第二選擇器或使所述生物傳感器與所述監(jiān)控系統(tǒng)隔離，和
所述選擇器能夠連接所述第一電源或第二電源到所述第一選擇器。
12.一種使分析物監(jiān)控系統(tǒng)與電噪聲隔離的方法，其包括
提供能夠檢測分析物濃度和輸出所述分析物濃度的信號指示的生物傳感器；
提供至少檢測所述生物傳感器的輸出的監(jiān)控系統(tǒng)；和
選擇性地連接所述生物傳感器到所述監(jiān)控系統(tǒng)或使所述生物傳感器與所述監(jiān)控系統(tǒng)隔離。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包括
檢測與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的電信號噪聲；和
比較所述電信號噪聲與閾值，
其中所述連接步驟包括如果所述電信號噪聲至少與所述閾值一樣大，則隔離所述生物傳感器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包括
電檢測與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的溫度；和
比較所述溫度與閾值，
其中所述連接步驟包括如果所述溫度至少與閾值一樣大，則隔離所述生物傳感器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包括從到所述生物傳感器的信號輸入和來自所述生物傳感器的信號噪聲輸出濾除信號噪聲。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括
提供第一電源和第二電源，每一個選擇性地可連接到所述生物傳感器，其中所述第一電源和第二電源能夠提供一個或多個偏壓信號到所述生物傳感器，其中所述選擇性地連接步驟包括選擇性地連接所述第一電源和第二電源中的一個到所述生物傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其還包括
檢測與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的電信號噪聲；
比較所述電信號噪聲與閾值，
其中如果所述輸出至少與所述閾值一樣大，則所述選擇性地連接步驟連接所述生物傳感器與所述第二電源。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其還包括
檢測與所述生物傳感器相關(guān)的環(huán)境中的溫度；
比較所述溫度與閾值，
其中如果所述輸出至少與所述閾值一樣大，則所述選擇性地連接步驟連接所述生物傳感器與所述第二電源。
全文摘要
分析物監(jiān)控系統(tǒng)包括檢測在血液中分析物濃度的生物傳感器。該監(jiān)控系統(tǒng)包括傳感器，該傳感器檢測工具或其它件的設(shè)備是否正在產(chǎn)生可以影響生物傳感器操作的電噪聲。如果檢測到這種電噪聲，則該系統(tǒng)在其它工具或設(shè)備的檢測操作期間隔離生物傳感器。在一些實(shí)施方式中，該系統(tǒng)測量在生物傳感器周圍的環(huán)境中的信號噪聲和該環(huán)境的溫度，以確定另外一種工具或其它件設(shè)備目前是否在運(yùn)行中。該系統(tǒng)也可以包括輔助電源，以在當(dāng)生物傳感器被置于隔離時的期間維持生物傳感器處于偏壓狀態(tài)。
文檔編號A61B5/00GK101686805SQ200880021880
公開日2010年3月31日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者L·N·潘, M·J·希金斯 申請人:愛德華茲生命科學(xué)公司