專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)試條的紅外溫度測(cè)量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)諸如血糖儀的醫(yī)療診斷系統(tǒng)對(duì)分析物水平進(jìn)行檢測(cè)。
背景技術(shù)：
生物感測(cè)儀器用于檢測(cè)血樣中的各種分析物(例如，葡萄糖和膽固醇)。例如，血糖儀是用于測(cè)量患者血液中的葡萄糖水平的醫(yī)療診斷儀器并且可采用一次性采樣測(cè)試條，所述一次性采樣測(cè)試條具有用于接納血樣的凹槽或反應(yīng)區(qū)。一些血糖儀包括通過(guò)測(cè)量可穿過(guò)血樣的電量來(lái)確定葡萄糖水平的傳感器組件，而其他血糖儀包括測(cè)量從樣品反射的光量的傳感器組件。然后，血糖儀的微處理器利用傳感器組件測(cè)得的電量或光量來(lái)計(jì)算葡萄糖水平，并將該葡萄糖水平顯示為數(shù)字。測(cè)量血液中化學(xué)物質(zhì)濃度的電化學(xué)方法的一個(gè)重大局限性是混雜變量對(duì)分析物和試劑的各種活性成分的擴(kuò)散的影響。例如，分析物讀數(shù)受樣品槽或反應(yīng)區(qū)周?chē)沫h(huán)境溫度影響。與任何電化學(xué)感測(cè)方法一樣，測(cè)量周期過(guò)程中或測(cè)量周期之間的溫度瞬變可改變背景信號(hào)、反應(yīng)常數(shù)和/或擴(kuò)散系數(shù)。因此，可用溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)溫度隨時(shí)間推移的變化。溫度隨時(shí)間推移的最大變化閾值可用于數(shù)據(jù)篩選以使某個(gè)測(cè)量值無(wú)效。還可采用絕對(duì)溫度閾值標(biāo)準(zhǔn)，其中高和/或低溫度極值的檢測(cè)可用于數(shù)據(jù)篩選以使某個(gè)測(cè)量值無(wú)效。葡萄糖傳感器的微處理器可確定測(cè)試環(huán)境的溫度是否在預(yù)定閾值的范圍內(nèi)，并可在精度受到不良影響時(shí)阻止用戶(hù)進(jìn)行測(cè)試。因此重要的是，使血糖儀的任何溫度感測(cè)元件不受該血糖儀內(nèi)(例如，由背光液晶顯示器)所產(chǎn)生的熱的影響。血糖儀的溫度感測(cè)元件應(yīng)該可以測(cè)到血糖儀周?chē)沫h(huán)境溫度。鑒于由生物感測(cè)裝置判讀的生物化學(xué)反應(yīng)的溫度敏感性，在對(duì)樣品中的分析物水平進(jìn)行評(píng)估期間直接使用通過(guò)溫度傳感器獲得的環(huán)境溫度值。因此，即便是感測(cè)到的環(huán)境溫度中相對(duì)較小的變化也可引起生物化學(xué)讀數(shù)的波動(dòng)并導(dǎo)致錯(cuò)誤輸出。由于生物感測(cè)裝置所提供的輸出值用來(lái)影響患者對(duì)(特別是)用藥劑量的判定，因此避免錯(cuò)誤讀數(shù)至關(guān)重要。因此，生物感測(cè)儀器應(yīng)該包括用于避免由不準(zhǔn)確的或誤導(dǎo)性的環(huán)境溫度讀數(shù)導(dǎo)致的錯(cuò)誤輸出值的裝置。各種現(xiàn)有技術(shù)儀器采用內(nèi)部或外部熱傳感器來(lái)獲取有關(guān)環(huán)境溫度的信息(參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)利No. 5，405，511、美國(guó)專(zhuān)利公布No. 2006/0229502)，而其他儀器試圖控制反應(yīng)區(qū)的溫度，并且其他裝置試圖利用復(fù)雜算法來(lái)實(shí)現(xiàn)血樣溫度的間接測(cè)量，所述復(fù)雜算法依賴(lài)于環(huán)境溫度傳感器與交流導(dǎo)納測(cè)量的結(jié)合使用(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利No. 7，407，811)。雖然對(duì)環(huán)境溫度敏感的傳感器能夠?qū)囟茸兓龀隹焖俜磻?yīng)并從而及時(shí)地提供信息，但是在某些情況下此屬性可帶來(lái)不期望的后果。例如，通常由用戶(hù)握持的生物感測(cè)儀器被置于桌面上時(shí)，可能發(fā)生快速的溫度變化，這可使隨后的生物化學(xué)讀數(shù)發(fā)生偏差，直到環(huán)境溫度讀數(shù)穩(wěn)定為止。對(duì)于試圖控制反應(yīng)區(qū)溫度的儀器而言，如果該生物感測(cè)儀器為電池驅(qū)動(dòng)的，則控制反應(yīng)區(qū)溫度會(huì)變得并不實(shí)際可行，因?yàn)檫@要耗用儀器電池的過(guò)大的功率。 此外，諸如美國(guó)專(zhuān)利No. 7，407，811中描述的某些方法未對(duì)估計(jì)環(huán)境溫度的問(wèn)題提供通用的解決方案；該專(zhuān)利中描述的方法被設(shè)計(jì)為與特定的血糖試條一起使用，如果測(cè)試條化學(xué)性質(zhì)或測(cè)試條幾何形狀發(fā)生變化，則所公開(kāi)的算法必須修正。仍需要這樣的溫度感測(cè)系統(tǒng)， 其可克服這些問(wèn)題，另外還改善生物感測(cè)儀器的分析物測(cè)量的精度。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及方法，其包括利用紅外傳感器來(lái)評(píng)估與插入分析物測(cè)量系統(tǒng)中的測(cè)試條相關(guān)的溫度，其中所述系統(tǒng)包括殼體；分析物測(cè)量部件，其設(shè)置在殼體內(nèi)或靠近殼體設(shè)置，并具有用于接納測(cè)試條的縫隙，其中所述分析物測(cè)量部件測(cè)量測(cè)試條上的分析物，從而提供分析物測(cè)量數(shù)據(jù)；紅外傳感器，其至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)；以及處理器，其設(shè)置在殼體內(nèi)，利用來(lái)自紅外傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明提供系統(tǒng)，其包括殼體；分析物測(cè)量部件，其設(shè)置在殼體內(nèi)或靠近殼體設(shè)置，并具有用于接納測(cè)試條的縫隙，其中所述分析物測(cè)量部件測(cè)量測(cè)試條上的分析物，從而提供分析物測(cè)量數(shù)據(jù)；紅外傳感器，其至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)；以及處理器，其設(shè)置在殼體內(nèi)，利用來(lái)自紅外傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。


圖1示出了被用來(lái)評(píng)估分析物測(cè)試條的紅外透射率的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。圖2提供了被用來(lái)評(píng)估分析物測(cè)試條的紅外反射率的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。圖3A示出了以設(shè)置在分析物測(cè)量系統(tǒng)的殼體內(nèi)的紅外傳感器為特征的示例性實(shí)施例，其可測(cè)量插入分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條的一部分。圖;3B示出了對(duì)插入分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條的一部分的紅外溫度測(cè)量結(jié)果。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的示例性分析物測(cè)量系統(tǒng)的局部透明的側(cè)視圖。圖5示出了 (A)包括紅外傳感器和光導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；(B)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)裝置外部的標(biāo)準(zhǔn)血糖試條的溫度測(cè)量結(jié)果；以及(C)根據(jù)溫度測(cè)量觀(guān)察到的誤差。
具體實(shí)施例方式結(jié)合對(duì)構(gòu)成本公開(kāi)一部分的附圖和實(shí)例的下列詳細(xì)說(shuō)明，可以更易于理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于本文所述和/或所示的具體產(chǎn)品、方法、條件或參數(shù)，并且本文所用術(shù)語(yǔ)僅用于以舉例的方式描述具體實(shí)施例的目的，并非旨在限制受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的本發(fā)明。利用傳感器(例如，熱敏電阻器、溫度計(jì)或熱電偶裝置)對(duì)生物感測(cè)儀器周?chē)沫h(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量可提供可用于改善生物樣品中一種或多種分析物的測(cè)量精度的信息，這樣的溫度測(cè)量表示對(duì)相關(guān)電化學(xué)反應(yīng)部位(常常為測(cè)試條的凹槽或反應(yīng)區(qū))處的實(shí)際溫度的估計(jì)。另外，生物感測(cè)儀器通常為緊湊型裝置，并且常常包含帶有背光的液晶顯示器、用于數(shù)據(jù)處理的大處理器、用于無(wú)線(xiàn)通信的射頻元件以及許多其他電子元件或子組件；此類(lèi)部件耗電并導(dǎo)致熱耗散。具有內(nèi)部功率耗散的緊湊型裝置的內(nèi)部溫度可升至顯著高于環(huán)境溫度的溫度，這意味著利用內(nèi)部熱敏電阻器測(cè)量的溫度可能并不代表實(shí)際環(huán)境溫度。這轉(zhuǎn)而又會(huì)影響到源自測(cè)試條的樣品槽或反應(yīng)區(qū)的分析物讀數(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)反應(yīng)部位處的溫度進(jìn)行直接測(cè)量可通過(guò)讓儀器補(bǔ)償影響樣品與測(cè)試條傳感器組件的反應(yīng)的實(shí)際溫度條件來(lái)極大改善儀器對(duì)測(cè)試樣品中的分析物進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的能力。通過(guò)添加紅外傳感器作為生物感測(cè)儀器的部件，本發(fā)明能夠直接評(píng)估與電化學(xué)測(cè)試條(包括測(cè)試條的反應(yīng)部位處)相關(guān)的溫度。利用紅外輻射直接測(cè)量溫度可極大地改善生物感測(cè)儀器提供分析物水平的準(zhǔn)確讀數(shù)的能力，這對(duì)于用戶(hù)獲得醫(yī)療信息的能力具有積極效果，所述醫(yī)療信息對(duì)于用藥、醫(yī)生或護(hù)士的咨詢(xún)意見(jiàn)或其他治療方案做出適當(dāng)和及時(shí)的決定而言是必要的。此外，本發(fā)明使得溫度測(cè)定與裝置取向、功率波動(dòng)以及其他因素?zé)o關(guān)，而在使用單個(gè)非紅外傳感器來(lái)估計(jì)環(huán)境溫度的裝置中這些因素可使溫度讀數(shù)發(fā)生偏差。在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及方法，其包括利用紅外傳感器來(lái)評(píng)估與插入分析物測(cè)量系統(tǒng)中的測(cè)試條相關(guān)的溫度，其中所述系統(tǒng)包括殼體；分析物測(cè)量部件，其設(shè)置在殼體內(nèi)或靠近殼體設(shè)置，并具有用于接納測(cè)試條的縫隙，其中所述分析物測(cè)量部件測(cè)量測(cè)試條上的分析物，從而提供分析物測(cè)量數(shù)據(jù)；紅外傳感器，其至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)；以及處理器，其設(shè)置在殼體內(nèi)，利用來(lái)自紅外傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。在另一方面，本發(fā)明提供系統(tǒng)，其包括殼體；分析物測(cè)量部件，其設(shè)置在殼體內(nèi)或靠近殼體設(shè)置，并具有用于接納測(cè)試條的縫隙，其中所述分析物測(cè)量部件測(cè)量測(cè)試條上的分析物，從而提供分析物測(cè)量數(shù)據(jù)；紅外傳感器，其至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)；以及處理器，其設(shè)置在殼體內(nèi)，利用來(lái)自紅外傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。除非另外指明，對(duì)特定實(shí)施例、結(jié)構(gòu)、部件或功能的描述對(duì)于本發(fā)明的方法和本發(fā)明的系統(tǒng)均適用。例如，“系統(tǒng)”既可以指本發(fā)明方法的“分析物評(píng)估系統(tǒng)”又可以指單獨(dú)提出權(quán)利要求的“系統(tǒng)”。分析物測(cè)量系統(tǒng)可為葡萄糖或膽固醇監(jiān)測(cè)裝置。此類(lèi)裝置可包括用于接納測(cè)試條的入口或其他部件，所述測(cè)試條在生物樣品已被置于測(cè)試條的適當(dāng)部位之前或之后由用戶(hù)插入。測(cè)試條優(yōu)選地為電化學(xué)測(cè)試條，即被構(gòu)造成用來(lái)生成反映生物樣品(例如血液)中一種或多種分析物的濃度的電信號(hào)的測(cè)試條。“與測(cè)試條相關(guān)的”溫度優(yōu)選地為緊鄰測(cè)試條 (例如，距測(cè)試條表面約5mm或更小、約3mm或更小、或約Imm或更小距離范圍內(nèi))的空氣的溫度、測(cè)試條本身的一個(gè)或多個(gè)部分的溫度、測(cè)試條上樣品的溫度、或它們的任何組合，即與前述溫度的任何組合對(duì)應(yīng)的多個(gè)讀數(shù)。例如，在測(cè)試條的長(zhǎng)度為1的情況下，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可用于評(píng)估在所述測(cè)試條的一部分上的溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入分析物測(cè)量系統(tǒng)的分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離不超過(guò)約1/31處。在其他實(shí)施例中，在測(cè)試條的長(zhǎng)度為1的情況下，可評(píng)估在測(cè)試條的一部分上的溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離大于約1/31處。當(dāng)測(cè)試條的長(zhǎng)度為1時(shí)，也可以或作為替代地評(píng)估在測(cè)試條的一部分上的溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離大于約2/31處。與測(cè)試條相關(guān)的溫度可評(píng)估多于一次。例如，該溫度可針對(duì)緊鄰測(cè)試條(即距測(cè)試條表面約5mm或更小、約3mm或更小、或約Imm或更小距離范圍內(nèi))的空氣的溫度、測(cè)試條本身的一個(gè)或多個(gè)部分的溫度、測(cè)試條上的樣品的溫度、或者它們的任何組合被評(píng)估兩次或更多次。可對(duì)測(cè)試條上或附近的同一位置評(píng)估多于一次，或者可對(duì)兩個(gè)或更多個(gè)位置各評(píng)估一次或多次。來(lái)源于與測(cè)試條相關(guān)的溫度的評(píng)估的數(shù)據(jù)中的一些或全部(即所評(píng)估的一個(gè)或多個(gè)與測(cè)試條相關(guān)的溫度中的一些或全部)可用于調(diào)整由系統(tǒng)的分析物測(cè)量部件測(cè)量的分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。當(dāng)評(píng)估與測(cè)試條相關(guān)的多個(gè)溫度時(shí)，各個(gè)評(píng)估可隨時(shí)間推移按照任何所需的間隔進(jìn)行；這樣的間隔可為幾分之一秒、幾秒或幾分鐘，并且所述間隔可具有相同的持續(xù)時(shí)間或者一個(gè)或多個(gè)不同的持續(xù)時(shí)間。本發(fā)明的系統(tǒng)包括基本上限定內(nèi)部空間的殼體。該殼體可由任何合適的材料制成，并且可采用能夠容納必須位于殼體內(nèi)部的那些系統(tǒng)部件的任何適當(dāng)?shù)臉?gòu)造形式。許多生物感測(cè)儀器具有包括由一個(gè)或多個(gè)模制件組裝而成的塑性殼的殼體。例如，該殼體可為包括第一半殼和第二半殼的外殼，其中一個(gè)半殼在水平靜止位置上(例如在桌面上)形成裝置的“上”部，而另一半殼形成裝置的“下”部，這兩個(gè)半殼被構(gòu)造成使其能夠彼此牢固連接， 從而形成整體外殼并容納內(nèi)部部件、可部分地位于殼體外部的部件(諸如開(kāi)關(guān)、界面按鈕、 顯示部件等)、組裝殼體所需的結(jié)構(gòu)(諸如互鎖件、或螺釘或鉚釘孔)、電池(即，殼體可包括電池端口和/或電池蓋)、通氣孔等等。該殼體還可具有增強(qiáng)用戶(hù)抓握生物感測(cè)儀器的能力的一個(gè)或多個(gè)帶涂層的部分，例如在殼體外側(cè)面上的橡膠抓握部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解適用于形成分析物測(cè)量系統(tǒng)的殼體的尺寸、形狀和材料參數(shù)。分析物測(cè)量部件設(shè)置在殼體內(nèi)或靠近殼體設(shè)置。換句話(huà)講，分析物測(cè)量部件可部分或完全地設(shè)置在殼體內(nèi)，可安裝或以其他方式固定在殼體上，可至少部分地由殼體限定， 或可為它們的任何組合。分析物測(cè)量部件包括用于接納測(cè)試條的縫隙，并且可測(cè)量測(cè)試條上的分析物，即可測(cè)量存在于測(cè)試條上的生物樣品內(nèi)的分析物，從而提供分析物測(cè)量數(shù)據(jù)， 這些數(shù)據(jù)可被傳遞到系統(tǒng)的另一部件。分析物測(cè)量部件存在于傳統(tǒng)生物感測(cè)儀器中，例如， 其中縫隙設(shè)置在殼體的一端(實(shí)際上可模制殼體來(lái)限定該縫隙)并包括接觸測(cè)試條的插入端且接收電信號(hào)的電器元件，所述電信號(hào)從保持生物樣品的測(cè)試條末端傳輸至測(cè)試條的插入端。該縫隙通常包括寬度與測(cè)試條相同的槽口或狹縫，用戶(hù)將測(cè)試條插入該槽口或狹縫中。電器元件與殼體內(nèi)的處理設(shè)備(例如微處理器)接口，電器元件將與接收自測(cè)試條的信號(hào)對(duì)應(yīng)的分析物測(cè)量數(shù)據(jù)提供給該處理設(shè)備。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難理解分析物測(cè)量部件的各種構(gòu)造形式，他們應(yīng)當(dāng)明白本發(fā)明的分析物測(cè)量部件可以與傳統(tǒng)生物感測(cè)儀器的分析物測(cè)量部件類(lèi)似的方式構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明，紅外傳感器可評(píng)估與測(cè)試條相關(guān)的溫度；已確定在本發(fā)明的范圍內(nèi) 用于構(gòu)造電化學(xué)測(cè)試條的材料適用于紅外測(cè)量。紅外傳感器至少部分地設(shè)置在殼體內(nèi)。在一些實(shí)施例中，紅外傳感器可附裝在殼體的外部。優(yōu)選地，紅外傳感器基本上設(shè)置在殼體內(nèi)；換句話(huà)講，紅外傳感器的大部分或全部?jī)?yōu)選地設(shè)置在殼體內(nèi)，盡管與紅外傳感器相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)部件(例如，下文詳細(xì)指明的那些部件之一)可至少部分地設(shè)置在殼體外部和/ 或穿過(guò)殼體從內(nèi)部空間延伸到殼體外部的周?chē)h(huán)境中。紅外溫度傳感器有多種不同的構(gòu)造形式，但一般來(lái)講，每一種均利用透鏡來(lái)將目標(biāo)發(fā)射出的紅外能量聚焦到內(nèi)部檢測(cè)器上，該檢測(cè)器將所述能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，繼而可基于傳感器的校準(zhǔn)公式和目標(biāo)的發(fā)射率將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，紅外傳感器的尺寸應(yīng)確定為基本上在殼體內(nèi)。
合適構(gòu)造的紅外傳感器可購(gòu)自例如=Melexis Microelectronic Systems (Concord, NH)，其銷(xiāo)售據(jù)稱(chēng)在寬溫度范圍上的溫度精度為士0. 5 °C的適當(dāng)尺寸的傳感器(目錄編號(hào) MLX90614)；或 Heimann Sensor GmbH (Dresden, Germany)，其提供“超小”熱電堆傳感器(目錄編號(hào)HMSZ11)。其他例子包括General Electric Sensing & Inspection Technologies (Billerica, MA)的ZTP 135系列紅外傳感器以及PerkinElmer Optoelectronics (Fremont, CA)的TPS系列傳感器。紅外傳感器的其他參數(shù)將在下文討論。優(yōu)選地，紅外傳感器具有士2°C或更高的精度，士 1°C或更高的精度，或者士0.5°C或更高的精度。此精度應(yīng)該維持在可預(yù)期用戶(hù)將試圖在其下操作生物感測(cè)儀器的環(huán)境溫度的范圍內(nèi)，例如0°C至60°C的范圍內(nèi)，而傳感器溫度本身可在0°C至50°C之間變化。紅外傳感器可設(shè)置在基本上位于殼體內(nèi)的位置，該位置距熱源(例如，液晶顯示器、微處理器或生物感測(cè)裝置內(nèi)的任何其他熱源)充分遠(yuǎn)而不必對(duì)紅外傳感器進(jìn)行物理隔熱，所述紅外傳感器是熱敏感的并可根據(jù)傳感器周?chē)沫h(huán)境溫度自校準(zhǔn)。然而，如果分析物測(cè)量系統(tǒng)被配置成紅外傳感器靠近熱源，則可能需要將紅外傳感器隔熱。由于紅外傳感器可包括嵌入式熱敏電阻器，所以無(wú)論紅外傳感器本身的溫度如何，紅外傳感器均可準(zhǔn)確地測(cè)量測(cè)試條或環(huán)境溫度，并且因此不需要將紅外傳感器完全隔離于熱源。通常，僅0. 7至14微米譜帶(包括端點(diǎn)值)用于紅外溫度測(cè)量，根據(jù)本發(fā)明的紅外傳感器可使用此范圍內(nèi)的任何紅外波長(zhǎng)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，紅外傳感器使用波長(zhǎng)為約8 微米至約14微米的輻射來(lái)評(píng)估與測(cè)試條相關(guān)的溫度。在紅外溫度傳感器進(jìn)行多于一個(gè)與測(cè)試條相關(guān)的溫度評(píng)估的場(chǎng)合，各個(gè)讀數(shù)可使用同一波長(zhǎng)的紅外輻射，或者可使用規(guī)定范圍內(nèi)的不同波長(zhǎng)。通過(guò)測(cè)試確認(rèn)了紅外溫度測(cè)量的基本可行性，以確定目標(biāo)對(duì)象(優(yōu)選地為測(cè)試條) 對(duì)紅外光不透明的條件(如果目標(biāo)物對(duì)紅外光透明，則目標(biāo)后的物體會(huì)給溫度估計(jì)帶來(lái)誤差)。對(duì)于厚度分別為0. 03mm和0. 25mm的兩個(gè)不同的測(cè)試條(各包括聚酯基材)評(píng)估了紅外透射率。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用波長(zhǎng)在約8微米至約14微米范圍內(nèi)的紅外輻射時(shí)，兩個(gè)測(cè)試條的基材均在顯著程度上不透射紅外光(圖1)。通常的血糖試條的厚度大于0. 5mm，因此其紅外透射率會(huì)比觀(guān)察到的實(shí)驗(yàn)測(cè)試條的紅外透射率更小。還對(duì)測(cè)試條材料的紅外反射率進(jìn)行了測(cè)試。用于紅外溫度測(cè)量的目標(biāo)表面應(yīng)該具有低紅外反射率；具有高紅外反射率的材料可反射源自附近物體的紅外輻射，這會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的溫度讀數(shù)。如圖2所示，已確定聚酯測(cè)試條材料的紅外(IMffl至25Mm)反射率在優(yōu)選波長(zhǎng)(例如，約8Mm至約14Mm)處較低。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，紅外傳感器全部設(shè)置在分析物測(cè)量系統(tǒng)的殼體內(nèi)，并在插入分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條的一部分上評(píng)估與測(cè)試條相關(guān)的溫度。優(yōu)選地， 與插入縫隙中的測(cè)試條的一部分相關(guān)的溫度的評(píng)估在距測(cè)試條的插入時(shí)間約5秒或更短、 約4秒或更短、約3秒或更短、約2秒或更短、約1秒或更短、或者約0. 5秒或更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。由于測(cè)試條的熱質(zhì)量較低，所以測(cè)試條將在短時(shí)期內(nèi)趨于平衡至殼體內(nèi)部的溫度；然而，本發(fā)明的紅外傳感器能夠快速測(cè)量測(cè)試條的插入部分的溫度(目標(biāo)溫度可在數(shù)毫秒內(nèi)讀取)，在插入分析物測(cè)量部件的縫隙中之后不久的測(cè)試條溫度能夠很好的指示環(huán)境溫度， 并因此指示生物樣品與測(cè)試條的反應(yīng)區(qū)相互作用時(shí)的溫度。根據(jù)此類(lèi)實(shí)施例，紅外傳感器優(yōu)選設(shè)置在殼體內(nèi)，使得紅外傳感器與插入分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條部分之間的距離較小，例如小于約3mm、小于約2mm、小于1mm、小于約0. 5mm、或小于約0. 1mm。圖3A示出了以設(shè)置在分析物測(cè)量系統(tǒng)的殼體內(nèi)的紅外傳感器為特征的示例性實(shí)施例，其可測(cè)量插入分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條的一部分￠(斜線(xiàn)陰影區(qū))。圖3B示出了對(duì)插入分析物測(cè)量部件中的測(cè)試條的一部分的紅外溫度測(cè)量結(jié)果。圖3B示出了盡管紅外傳感器相對(duì)于周?chē)h(huán)境的溫度(TS_ambient)升高，傳感器仍能夠提供對(duì)測(cè)試條的插入部分的準(zhǔn)確溫度測(cè)量。由紅外傳感器進(jìn)行的溫度測(cè)量表明，在測(cè)試條插入分析物測(cè)量部件的縫隙中之后，測(cè)試條的插入部分的溫度(TQ最初與殼體外部的周?chē)h(huán)境的溫度相適配(參見(jiàn)例如，時(shí)間 5. 8秒時(shí))，但隨時(shí)間推移平衡至殼體內(nèi)部以及紅外傳感器的溫度。在某些情況下，即使測(cè)試條的插入部分的溫度測(cè)量在插入之后馬上進(jìn)行，這樣的測(cè)量可能并不總是提供對(duì)生物感測(cè)儀器外部環(huán)境溫度的準(zhǔn)確表示。例如，在插入過(guò)程中用戶(hù)長(zhǎng)期抓握測(cè)試條可能使測(cè)試條的溫度升高至超過(guò)周?chē)h(huán)境的溫度。由于這種可能有的局限性，理想的方式是獲取與未插入分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條的一部分相關(guān)的溫度測(cè)量。測(cè)試條的低熱質(zhì)量將使得處于生物感測(cè)儀器外部的測(cè)試條部分在插入之后馬上平衡至環(huán)境溫度。因此，一些實(shí)施例可包括對(duì)未插入分析物測(cè)量部件中的測(cè)試條的某一部分進(jìn)行測(cè)量。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還可包括用于將紅外輻射從與測(cè)試條相關(guān)的位置引導(dǎo)至紅外傳感器的光導(dǎo)。該光導(dǎo)還使紅外傳感器能聚焦到與測(cè)試條相關(guān)的位置上。該光導(dǎo)可以是用作從測(cè)試條、測(cè)試條上的樣品或與測(cè)試條相關(guān)的另一位置透射的紅外輻射的光波導(dǎo)以使該紅外輻射引導(dǎo)至紅外傳感器的任何部件。示例性的光導(dǎo)有平面波導(dǎo)、管狀波導(dǎo)、 條狀波導(dǎo)、塊狀波導(dǎo)、圓錐波導(dǎo)、矩形波導(dǎo)、棱錐波導(dǎo)和光纖波導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解其特征。如本文所用，光導(dǎo)還可指將源自與測(cè)試條相關(guān)的位置的紅外輻射反射至紅外傳感器并且/或者聚焦從與測(cè)試條相關(guān)的位置發(fā)射的紅外輻射的反射器。反射器可為平面的、 基本上平面的、或拋物面的。紅外反射器是本領(lǐng)域技術(shù)人員所廣泛認(rèn)知的，并可得自多種商業(yè)來(lái)源。無(wú)論所使用的光導(dǎo)的類(lèi)型如何，光導(dǎo)和紅外傳感器應(yīng)該為基本上等溫的。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光導(dǎo)為光管(light pipe)。紅外光管是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，且優(yōu)選地具有低紅外發(fā)射率和高紅外反射率。另外，紅外傳感器與光管之間應(yīng)該具有足夠的導(dǎo)熱率，使得當(dāng)在使用過(guò)程中傳感器開(kāi)始變熱時(shí)，光管基本上適應(yīng)傳感器的溫度。為此，就任何材料被用來(lái)形成光導(dǎo)與紅外傳感器之間的連接而言，此類(lèi)材料應(yīng)該導(dǎo)熱。示例性紅外光管包括內(nèi)面鍍金的管，這可提供超過(guò)約98%的紅外反射率。具有紅外反射涂層的光管可以是直的、彎曲的、或接合的，優(yōu)選地具有拋光孔。光管的任何指定部分的直徑可小于1mm、介于約0. 5mm至約IOmm之間、介于約0. 5mm至約5mm之間或者任何其他合適的直徑。紅外光管可購(gòu)自多個(gè)來(lái)源，例如 Epner Technology, Inc. (Greenpoint, NY)。在一個(gè)實(shí)施例中，紅外傳感器全部設(shè)置在分析物測(cè)量系統(tǒng)的殼體內(nèi)，并且光導(dǎo)從傳感器透鏡延伸到殼體中靠近分析物測(cè)量部件設(shè)置的開(kāi)口，并且通過(guò)延伸部分靠近插入分析物測(cè)量系統(tǒng)的縫隙中的測(cè)試條。該開(kāi)口使得來(lái)自與測(cè)試條相關(guān)的位置的紅外輻射能夠進(jìn)入光導(dǎo)，光導(dǎo)將該輻射引導(dǎo)至紅外傳感器透鏡。該開(kāi)口可用蓋或罩保護(hù)，所述蓋或罩對(duì)紅外光透明，但是阻擋其他不需要的光并保護(hù)光導(dǎo)、紅外傳感器以及殼體內(nèi)部的其他部件免受來(lái)自周?chē)h(huán)境的粉塵和其他污染物的影響。所述蓋或罩可為常規(guī)的塑料紅外端口蓋，例如膝上型計(jì)算機(jī)、PDA和移動(dòng)電話(huà)上常常使用的那些。當(dāng)就位時(shí)，所述蓋或罩的外表面可與殼體的外表面觸接或齊平。紅外傳感器以及用于將紅外輻射引導(dǎo)至傳感器的任何部件優(yōu)選地被選擇為使傳感器視場(chǎng)基本上被目標(biāo)(例如，從其實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的測(cè)試條的一部分)占滿(mǎn)并使傳感器能夠從距所述目標(biāo)的一定距離處獲得溫度讀數(shù)。如果目標(biāo)沒(méi)有占據(jù)基本上全部的傳感器視場(chǎng)， 則傳感器可測(cè)到非目標(biāo)來(lái)源的紅外輻射，這會(huì)影響紅外傳感器準(zhǔn)確測(cè)定與測(cè)試條相關(guān)的溫度的能力。因此，殼體中靠近分析物測(cè)量部件設(shè)置的開(kāi)口(紅外輻射進(jìn)入所述開(kāi)口中)的尺寸可被確定為使得傳感器視場(chǎng)基本上被目標(biāo)充滿(mǎn)。傳感器的紅外透鏡可被選擇為聚焦在測(cè)試條的外接部分上?？砂ㄒ粋€(gè)或多個(gè)紅外反射器以便引導(dǎo)目標(biāo)所發(fā)射的紅外輻射并且/ 或者聚焦目標(biāo)所發(fā)射的紅外輻射。當(dāng)存在時(shí)，紅外反射器優(yōu)選地被安裝成基本上在殼體內(nèi)并用于反射由目標(biāo)發(fā)射并通過(guò)殼體中的開(kāi)口接收的紅外輻射；紅外輻射的反射將紅外輻射引導(dǎo)、聚焦、或者引導(dǎo)并聚焦到紅外傳感器上。如前所述，可包括任何其他類(lèi)型的光導(dǎo)以便將紅外輻射從與測(cè)試條相關(guān)的位置引導(dǎo)至所述紅外傳感器。優(yōu)選地，任何此類(lèi)部件以使其能夠基本上與紅外傳感器等溫的方式設(shè)置。紅外傳感器與設(shè)在殼體內(nèi)的處理器接口，所述處理器利用該傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整分析物測(cè)量部件所獲取的分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。接收分析物測(cè)量數(shù)據(jù)的處理器可以是從紅外傳感器接收溫度數(shù)據(jù)的同一處理器。作為另外一種選擇，利用溫度數(shù)據(jù)調(diào)整分析物測(cè)量數(shù)據(jù)的處理器可以是從其他處理器部件分別接收溫度數(shù)據(jù)和分析物測(cè)量數(shù)據(jù)的中央處理單元。例如，紅外傳感器電子接口可直接從紅外傳感器接收溫度數(shù)據(jù)并將此類(lèi)數(shù)據(jù)遞送至中央處理單元。紅外傳感器本身對(duì)溫度變化敏感。具體地講，紅外“熱電堆”(執(zhí)行實(shí)際紅外測(cè)量的元件)的反應(yīng)對(duì)溫度敏感。因此，系統(tǒng)必須考慮紅外傳感器的溫度以精確地測(cè)量目標(biāo)溫度。 市售的傳感器通常具有嵌入式熱敏電阻器；對(duì)于此類(lèi)傳感器，測(cè)量傳感器周?chē)h(huán)境的溫度， 然后基于傳感器的溫度校正紅外傳感器反應(yīng)。傳感器熱電堆提供電壓(V &_)，該電壓與目標(biāo)溫度U Target)的/7次方與傳感器環(huán)境溫度(J Ambjent)的/7次方之差成比例
權(quán)利要求
1.一種方法，該方法包括利用紅外傳感器來(lái)評(píng)估與插入分析物測(cè)量系統(tǒng)中的測(cè)試條相關(guān)的溫度，其中所述系統(tǒng)包括殼體；分析物測(cè)量部件，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)或靠近所述殼體設(shè)置，并具有用于接納所述測(cè)試條的縫隙，其中所述分析物測(cè)量部件測(cè)量所述測(cè)試條上的分析物，從而提供分析物測(cè)量數(shù)據(jù)；所述紅外傳感器，其至少部分地設(shè)置在所述殼體內(nèi)；以及處理器，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)，利用來(lái)自所述紅外傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整所述分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述紅外傳感器基本上設(shè)置在所述殼體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)試條為電化學(xué)測(cè)試條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述系統(tǒng)還包括光導(dǎo)，其用于將紅外輻射從與測(cè)試條相關(guān)的位置引導(dǎo)至所述紅外傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述光導(dǎo)和所述紅外傳感器是基本上等溫的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述光導(dǎo)包括光管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述紅外傳感器利用波長(zhǎng)為約SMffl至約14Mffl的紅外輻射來(lái)評(píng)估與所述測(cè)試條相關(guān)的所述溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)試條具有長(zhǎng)度1，并且其中評(píng)估在所述測(cè)試條的一部分上的所述溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離不超過(guò)約1/31處。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述紅外傳感器評(píng)估在插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的所述條的一部分上的所述溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述測(cè)試條插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中之后的約5秒或更短時(shí)間內(nèi)評(píng)估所述溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)試條具有長(zhǎng)度1，并且其中評(píng)估在所述測(cè)試條的一部分上的所述溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離大于約1/31處。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)試條具有長(zhǎng)度1，并且其中評(píng)估在所述測(cè)試條的一部分上的所述溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離大于約2/31處。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在對(duì)所述測(cè)試條上的分析物進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中補(bǔ)償所評(píng)估的與所述測(cè)試條相關(guān)的所述溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括調(diào)整在對(duì)所述測(cè)試條上的分析物進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中獲取的數(shù)據(jù)以補(bǔ)償所評(píng)估的與所述測(cè)試條相關(guān)的所述溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述分析物測(cè)量系統(tǒng)為血糖儀。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中評(píng)估在所述測(cè)試條上的多于一個(gè)位置上的所述溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中與所述測(cè)試條相關(guān)的所述溫度被評(píng)估多于一次。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中評(píng)估在所述測(cè)試條上的多于一個(gè)位置上的所述溫度。
19.一種系統(tǒng)，其包括殼體；分析物測(cè)量部件，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)或靠近所述殼體設(shè)置，并具有用于接納測(cè)試條的縫隙，其中所述分析物測(cè)量部件測(cè)量所述測(cè)試條上的分析物，從而提供分析物測(cè)量數(shù)據(jù)；紅外傳感器，其至少部分地設(shè)置在所述殼體內(nèi)；以及處理器，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)，利用來(lái)自所述紅外傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整所述分析物測(cè)量數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述紅外傳感器基本上設(shè)置在所述殼體內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述分析物測(cè)量部件和所述紅外傳感器二者均與所述處理器電子通信。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括光導(dǎo)，其用于將紅外輻射從與測(cè)試條相關(guān)的位置引導(dǎo)至所述紅外傳感器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述光導(dǎo)和所述紅外傳感器是基本上等溫的。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述光導(dǎo)包括光管。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述紅外傳感器利用波長(zhǎng)為約SMffl至約14Mffl 的紅外輻射來(lái)評(píng)估與所述測(cè)試條相關(guān)的所述溫度。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述測(cè)試條具有長(zhǎng)度1，并且其中所述紅外傳感器評(píng)估在所述測(cè)試條的一部分上的溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離不超過(guò)約1/31處。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述紅外傳感器評(píng)估在插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的所述條的一部分上的所述溫度。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述測(cè)試條具有長(zhǎng)度1，并且其中所述紅外傳感器評(píng)估在所述測(cè)試條的一部分上的溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離大于約1/31處。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述測(cè)試條具有長(zhǎng)度1，并且其中所述紅外傳感器評(píng)估在所述測(cè)試條的一部分上的溫度，所述測(cè)試條的一部分位于距插入所述分析物測(cè)量部件的縫隙中的測(cè)試條末端的距離大于約2/31處。
30.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述分析物測(cè)量部件測(cè)量血糖。
31.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，還包括用于顯示調(diào)整后的所述分析物測(cè)量數(shù)據(jù)的顯不器。
全文摘要
本發(fā)明提供通過(guò)在生物感測(cè)儀器內(nèi)添加紅外傳感器來(lái)允許直接評(píng)估電化學(xué)測(cè)試條上(包括測(cè)試條的反應(yīng)部位處)的溫度的系統(tǒng)和方法。提供分析物測(cè)量系統(tǒng)，其中紅外傳感器用于評(píng)估與測(cè)試條相關(guān)的溫度，獲取的溫度數(shù)據(jù)用于調(diào)整關(guān)于生物樣品中的分析物的數(shù)據(jù)，從而提供更精確的分析物測(cè)量值。
文檔編號(hào)G01K1/16GK102203574SQ200980141838
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者M·Z·克爾馬尼, S·努雅姆, T·耶特 申請(qǐng)人:生命掃描有限公司