一种血糖计包括血液样本测试条、恒定电流源、精确计时器、数字处理器与存储器及例如电压比较器、模/数转换器ADC等模拟测量电路，所述血糖计消除目前技术葡萄糖计的复杂模拟前端及其它相关电路。当将血液样本施加到所述血液样本测试条时，从所述测试条中的酶与所述血液样本之间的反应产生电荷Q。在当已从所述血液样本测试条移除过量电荷Q时所确定的精确测量时间内，所述恒定电流源将恒定电流值I注入到所述测试条上的所述电荷Q中。通过Q＝I*T来确定电荷Q的量，接着将所述电荷Q转换成血糖水平以用于显示。
1.一种用于测量血液样本中的葡萄糖的方法，所述方法包括以下步骤：a)将具有恒定电流值的恒定电流源连接到血液样本测试条；
c)使所述血液样本与所述血液样本测试条中的酶起反应以在所述血液样本测试条上产生电荷Q；
d)测量所述血液样本测试条上的电压来确定其电压值；
e)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第一电压值显著减小，其中e1)如果所述电压值尚未从所述第一电压值显著减小，那么返回到步骤d)，且e2)如果所述电压值已从所述第一电压值显著减小，那么继续进行到步骤f)；
f)将所述恒定电流源与所述血液样本测试条切断连接；
h)在所述停留时间结束之后启动计时器以确定电荷移除时间；
i)将所述恒定电流源重新连接到所述血液样本测试条；
j)测量所述血液样本测试条上的所述电压来确定其所述电压值；
k)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第二电压值显著增加，其中k1)如果所述电压值尚未从所述第二电压值显著增加，那么返回到步骤j)，且k2)如果所述电压值已从所述第二电压值显著增加，那么停止所述计时器且继续进行到步骤1)；
1)通过将所述电荷移除时间与所述恒定电流值相乘来确定所述血液样本测试条上的所述电荷的电荷值；及m)依据所述电荷值确定血糖水平BGL。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述BGL显示于视觉显示器上的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述依据所述电荷值确定所述BGL的步骤包括在查找表中查找所述电荷值且从其读取对应BGL值的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述停留时间为一秒。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述停留时间少于一秒。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述停留时间为从一秒到五秒。
7.一种用于测量血液样本中的葡萄糖的方法，所述方法包括以下步骤：a)将具有恒定电流第一值的恒定电流源连接到血液样本测试条；
c)使所述血液样本与所述血液样本测试条中的酶起反应以在所述血液样本测试条上产生电荷Q；
d)测量所述血液样本测试条上的电压来确定其电压值；
e)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第一电压值显著减小，其中e1)如果所述电压值尚未从所述第一电压值显著减小，那么返回到步骤d)，且e2)如果所述电压值已从所述第一电压值显著减小，那么继续进行到步骤f)；
g)在所述停留时间结束之后启动计时器以确定电荷移除时间；
i)测量所述血液样本测试条上的所述电压来确定其所述电压值；
j)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第二电压值显著增加，其中j1)如果所述电压值尚未从所述第二电压值显著增加，那么返回到步骤i)，且j2)如果所述电压值已从所述第二电压值显著增加，那么停止所述计时器且继续进行到步骤k)；
k)通过将所述电荷移除时间与所述恒定电流值相乘来确定所述血液样本测试条上的所述电荷的电荷值；及
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括将所述BGL显示于视觉显示器上的步骤。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述依据所述电荷值确定所述BGL的步骤包括在查找表中查找所述电荷值且从其读取对应BGL值的步骤。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述停留时间为一秒。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述停留时间少于一秒。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述停留时间为从一秒到五秒。
13.一种用于测量血液样本中的葡萄糖的设备，其包括：血液样本测试条，其具有与血液样本中的葡萄糖起反应以产生电荷的酶；
计时器，其用于测量电荷移除时间，所述计时器耦合到所述数字处理器；
开关，其耦合于所述恒定电流源与所述血液样本测试条之间，且由所述数字处理器控制，其中所述开关为常闭的；
其中当将血液样本取到所述血液样本测试条上时跨越所述血液样本测试条的电压从高电平改变为低电平，所述开关断开，借此将所述恒定电流源与所述血液样本测试条切断连接，所述开关保持断开达一停留时间，且在所述停留时间已过去之后，所述计时器开始测量所述电荷移除时间且所述开关闭合，借此将所述恒定电流源重新连接到所述血液样本测试条；
其中所述ADC对跨越所述血液样本测试条的所述电压进行取样直到所述电压实质上增加为止，接着所述计时器停止测量所述电荷移除时间；且所述数字处理器通过将所述恒定电流值与所述电荷移除时间相乘来计算所述血液样本测试条上的所述电荷。
14.根据权利要求13所述的设备，其进一步包括将所计算电荷转换为血糖水平BGL的所述数字处理器。
15.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括耦合到所述数字处理器且显示所述BGL的显示器。
16.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括存储于所述存储器中且由所述数字处理器用来将所计算电荷转换为所述BGL的电荷/BGL查找表。
17.根据权利要求13所述的设备，其进一步包括具有由所述数字处理器控制的多个可编程恒定电流值的恒定电流源。
18.根据权利要求13所述的设备，其中所述ADC、数字处理器与存储器、计时器、恒定电流源及开关制作于集成电路上。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述集成电路包括混合信号模拟与数字微控制器集成电路。
20.根据权利要求13所述的设备，其中所述数字处理器为微控制器。
21.根据权利要求13所述的设备，其中所述停留时间为一秒。
22.根据权利要求13所述的设备，其中所述停留时间少于一秒。
23.根据权利要求13所述的设备，其中所述停留时间为从一秒到五秒。
24.一种用于测量血液样本中的葡萄糖的设备，其包括：血液样本测试条，其具有与血液样本中的葡萄糖起反应以产生电荷的酶；
计时器，其用于测量电荷移除时间，所述计时器耦合到所述数字处理器；及恒定电流源，其耦合到所述血液样本测试条及所述数字处理器，其中所述恒定电流源包括由所述数字处理器控制的多个可编程恒定电流值；
所述恒定电流源保持处于所述第一恒定电流值直到跨越所述血液样本测试条的电压从高电平改变为低电平为止，接着所述恒定电流源改变为高于所述第一恒定电流值的第二恒定电流值，且所述计时器开始测量所述电荷移除时间，且所述ADC对跨越所述血液样本测试条的所述电压进行取样直到所述电压实质上增加为止，接着所述计时器停止测量所述电荷移除时间；且所述数字处理器通过将所述第二恒定电流值与所述电荷移除时间相乘来计算所述血液样本测试条上的所述电荷。
25.根据权利要求24所述的设备，其进一步包括将所计算电荷转换为血糖水平BGL的所述数字处理器。
26.根据权利要求25所述的设备，其进一步包括耦合到所述数字处理器且展示所述BGL的显示器。
27.根据权利要求25所述的设备，其进一步包括存储于所述存储器中且由所述数字处理器用来将所计算电荷转换为所述BGL的电荷/BGL查找表。
28.根据权利要求24所述的设备，其中所述ADC、数字处理器与存储器、计时器及恒定电流源制作于集成电路上。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述集成电路包括混合信号模拟与数字微控制器集成电路。
30.根据权利要求24所述的设备，其中所述数字处理器为微控制器。
31.根据权利要求24所述的设备，其进一步包括所述恒定电流源在跨越所述血液样本测试条的所述电压从所述高电平改变为所述低电平之后保持处于所述第一恒定电流值达一停留时间。
32.根据权利要求31所述的设备，其中所述停留时间为一秒。
33.根据权利要求31所述的设备，其中所述停留时间少于一秒。
34.根据权利要求31所述的设备，其中所述停留时间为从一秒到五秒。
使用电流源的葡萄糖测量
[0001] 相关专利申请案
[0002] 本申请案主张詹姆斯E.巴特林(James E.Bartling)、亚伦·乔尔·马赫(Aaron Joel Mach)及达伦·爱德华·诺埃尔就(Darren Edward Noel Wenn)于2011年1月5日提出申请的标题为“Glucose Measurement Using a Current Source”的共同拥有的第61/430,031号美国临时专利申请案的优先权，所述美国临时专利申请案出于所有目的特此以引的用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及血糖测量设备，即，用于测量血液样本中的葡萄糖的葡萄糖计，且更特定来说，涉及使用受控制电流源、时间测量装置及电压比较器或模/数转换器(ADC)来确定血液样本中的葡萄糖的量。
背景技术
[0004] 对于糖尿病患者，需要监测血糖水平。血糖水平是借助血糖测量设备(即，葡萄糖计)测量的。所述葡萄糖计使用化学反应来在血糖与酶起反应时产生自由电子的电荷。所产生的自由电荷的量与血糖水平成比例。测量血液样本条上的电荷量且接着使用所测量的电荷值来确定所述血液样本中的葡萄糖水平。目前，所述葡萄糖计需要具有多个精确运算放大器及电压的复杂模拟前端。此使葡萄糖计较昂贵、复杂且比所要的葡萄糖计更常常需要校准或更换。随着当今社会中由于肥胖及其它因素所致的糖尿病患者的增加，葡萄糖计的使用已大大增加，且葡萄糖计的代替者及升级型号每年销售数百万。
发明内容
[0005] 因此，在葡萄糖计中，将期望消除对精确模拟电路(例如运算放大器、精确电压参考、高分辨率ADC及复杂数字计算)的需要来确定血液样本中的葡萄糖水平。
[0006] 根据一实施例，一种用于测量血液样本中的葡萄糖的方法可包括以下步骤：a)将具有恒定电流值的恒定电流源连接到血液样本测试条；b)将血液样本引入到所述血液样本测试条上；c)使所述血液样本与所述血液样本测试条中的酶起反应以在所述血液样本测试条上产生电荷Q；d)测量所述血液样本测试条上的电压来确定其电压值；e)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第一电压值显著减小，其中e1)如果所述电压值尚未从所述第一电压值显著减小，那么返回到步骤d)，且e2)如果所述电压值已从所述第一电压值显著减小，那么继续进行到步骤f)；f)将所述恒定电流源与所述血液样本测试条切断连接；g)等待一停留时间；h)在所述停留时间结束之后启动计时器以确定电荷移除时间；i)将所述恒定电流源重新连接到所述血液样本测试条；j)测量所述血液样本测试条上的所述电压来确定其所述电压值；k)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第二电压值显著增加，其中k1)如果所述电压值尚未从所述第二电压值显著增加，那么返回到步骤j)，且k2)如果所述电压值已从所述第二电压值显著增加，那么停止所述计时器且继续进行到步骤l)；l)通过将所述电荷移除时间与所述恒定电流值相乘来确定所述血液样本测试条上的所述电荷的电荷值；及m)依据所述电荷值确定血糖水平(BGL)。根据所述方法的进一步实施例，将所述BGL显示于视觉显示器上。根据所述方法的进一步实施例，依据所述电荷值确定所述BGL的步骤包括在查找表中查找所述电荷值且从其读取对应BGL值的步骤。根据所述方法的进一步实施例，所述停留时间为大约一(1)秒。根据所述方法的进一步实施例，所述停留时间少于一(1)秒。根据所述方法的进一步实施例，所述停留时间为从大约一(1)秒到大约五(5)秒。
[0007] 根据另一实施例，一种用于测量血液样本中的葡萄糖的方法可包括以下步骤：a)将具有恒定电流第一值的恒定电流源连接到血液样本测试条；b)将血液样本引入到所述血液样本测试条上；c)使所述血液样本与所述血液样本测试条中的酶起反应以在所述血液样本测试条上产生电荷Q；d)测量所述血液样本测试条上的电压来确定其电压值；e)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第一电压值显著减小，其中e1)如果所述电压值尚未从所述第一电压值显著减小，那么返回到步骤d)，且e2)如果所述电压值已从所述第一电压值显著减小，那么继续进行到步骤f)；f)等待一停留时间；g)在所述停留时间结束之后启动计时器以确定电荷移除时间；h)将所述恒定电流第一值增加到恒定电流第二值；i)测量所述血液样本测试条上的所述电压来确定其所述电压值；j)确定所述血液样本测试条上的所述电压的所述电压值是否已从第二电压值显著增加，其中j1)如果所述电压值尚未从所述第二电压值显著增加，那么返回到步骤i)，且j2)如果所述电压值已从所述第二电压值显著增加，那么停止所述计时器且继续进行到步骤k)；k)通过将所述电荷移除时间与所述恒定电流值相乘来确定所述血液样本测试条上的所述电荷的电荷值；及l)依据所述电荷值确定血糖水平(BGL)。
[0008] 根据所述方法的进一步实施例，将所述BGL显示于视觉显示器上。根据所述方法的进一步实施例，依据所述电荷值确定所述BGL的步骤包括在查找表中查找所述电荷值且从其读取对应BGL值的步骤。根据所述方法的进一步实施例，所述停留时间为大约一(1)秒。根据所述方法的进一步实施例，所述停留时间少于一(1)秒。根据所述方法的进一步实施例，所述停留时间为从大约一(1)秒到大约五(5)秒。
[0009] 根据又一实施例，一种用于测量血液样本中的葡萄糖的设备可包括：血液样本测试条，其具有与血液样本中的葡萄糖起反应以产生电荷的酶；模/数转换器(ADC)，其耦合到所述血液样本测试条；数字处理器与存储器，其耦合到所述ADC；计时器，其用于测量电荷移除时间，所述计时器耦合到所述数字处理器；恒定电流源，其具有恒定电流值；及开关，其耦合于所述恒定电流源与所述血液样本测试条之间，且由所述数字处理器控制，其中所述开关为常闭的；其中当将血液样本取到所述血液样本测试条上时，跨越所述血液样本测试条的电压从高电平改变为低电平，所述开关断开，借此将所述恒定电流源与所述血液样本测试条切断连接，所述开关保持断开达一停留时间，且在所述停留时间已过去之后，所述计时器开始测量所述电荷移除时间且所述开关闭合，借此将所述恒定电流源重新连接到所述血液样本测试条；其中所述ADC对跨越所述血液样本测试条的所述电压进行取样直到所述电压实质上增加为止，接着所述计时器停止测量所述电荷移除时间；且所述数字处理器通过将所述恒定电流值与所述电荷移除时间相乘来计算所述血液样本测试条上的所述电荷。
[0010] 根据进一步实施例，所述数字处理器将所述所计算电荷转换为血糖水平(BGL)。根据进一步实施例，显示器耦合到所述数字处理器且显示所述BGL。根据进一步实施例，电荷/BGL查找表存储于所述存储器中且由所述数字处理器用来将所述所计算电荷转换为所述BGL。根据进一步实施例，具有多个可编程恒定电流值的恒定电流源由所述数字处理器控制。根据进一步实施例，所述ADC、数字处理器与存储器、计时器、恒定电流源及开关制作于集成电路上。根据进一步实施例，所述集成电路包括混合信号模拟与数字微控制器集成电路。根据进一步实施例，所述数字处理器为微控制器。根据进一步实施例，所述停留时间为大约一(1)秒。根据进一步实施例，所述停留时间少于一(1)秒。根据进一步实施例，所述停留时间为从大约一(1)秒到大约五(5)秒。
[0011] 根据又一实施例，一种用于测量血液样本中的葡萄糖的设备可包括：血液样本测试条，其具有与血液样本中的葡萄糖起反应以产生电荷的酶；模/数转换器(ADC)，其耦合到所述血液样本测试条；数字处理器与存储器，其耦合到所述ADC；计时器，其用于测量电荷移除时间，所述计时器耦合到所述数字处理器；及恒定电流源，其耦合到所述血液样本测试条及所述数字处理器，其中所述恒定电流源包括由所述数字处理器控制的多个可编程恒定电流值；其中所述恒定电流源处于低恒定电流值，将血液样本取到所述血液样本测试条上，所述恒定电流源保持处于所述低恒定电流值直到跨越所述血液样本测试条的电压从高电平改变为低电平为止，接着所述恒定电流源改变为较高恒定电流值且所述计时器开始测量所述电荷移除时间，且所述ADC对跨越所述血液样本测试条的所述电压进行取样直到所述电压实质上增加为止，接着所述计时器停止测量所述电荷移除时间；且所述数字处理器通过将所述较高恒定电流值与所述电荷移除时间相乘来计算所述血液样本测试条上的所述电荷。
[0012] 根据进一步实施例，所述数字处理器将所述所计算电荷转换为血糖水平(BGL)。根据进一步实施例，显示器耦合到所述数字处理器且显示所述BGL。根据进一步实施例，电荷/BGL查找表存储于所述存储器中且由所述数字处理器用来将所述所计算电荷转换为所述BGL。根据进一步实施例，所述ADC、数字处理器与存储器、计时器及恒定电流源制作于集成电路上。根据进一步实施例，所述集成电路包括混合信号模拟与数字微控制器集成电路。根据进一步实施例，所述数字处理器为微控制器。根据进一步实施例，所述恒定电流源在跨越所述血液样本测试条的所述电压从所述高电平改变为所述低电平之后保持处于低恒定电流值达一停留时间。根据进一步实施例，所述停留时间为大约一(1)秒。根据进一步实施例，所述停留时间少于一(1)秒。根据进一步实施例，所述停留时间为从大约一(1)秒到大约五(5)秒。
附图说明
[0013] 通过参考结合附图所进行的以下说明可获得对本发明的更完全理解，在附图中：
[0014] 图1图解说明根据本发明的特定实例性实施例的血糖测量装置的示意性框图；
[0015] 图2图解说明根据本发明的教示近似50mg/dL的BGL的低测试溶液的电荷-时间曲线图；
[0016] 图3图解说明根据本发明的教示近似95mg/dL的BGL的低测试溶液的电荷-时间曲线图；
[0017] 图4图解说明根据本发明的教示近似190mg/dL的BGL的低测试溶液的电荷-时间曲线图；
[0018] 图5图解说明根据本发明的教示近似260mg/dL的BGL的低测试溶液的电荷-时间曲线图；
[0019] 图6图解说明根据本发明的另一特定实例性实施例用于测量血糖的方法的示意性流程图；且
[0020] 图7图解说明根据本发明的又一特定实例性实施例用于测量血糖的方法的示意性流程图。
[0021] 虽然本发明易于做出各种修改及替代形式，但在图式中已展示并在本文中详细描述了本发明的特定实例性实施例。然而，应理解，本文中对特定实例性实施例的描述并非打算将本发明限制于本文中所揭示的特定形式，而是相反，本发明将涵盖如所附权利要求书所界定的所有修改及等效内容。
具体实施方式
[0022] 一种血糖计包括血液样本测试条、恒定电流源、精确计时器、数字处理器与存储器及例如电压比较器、模/数转换器(ADC)等模拟测量电路，所述血糖计消除目前技术葡萄糖计的复杂模拟前端及其它相关电路。当将血液样本施加到所述血液样本测试条时，从所述测试条中的酶与所述血液样本之间的反应产生电荷Q。在当已从所述血液样本测试条移除过量电荷Q时所确定的精确测量时间内，所述恒定电流源将恒定电流值I注入到所述测试条上的所述电荷Q中。所述精确测量的时间是通过精确计时器测量的。通过Q＝I*T来确定电荷Q的量，接着将所述电荷Q转换成血糖水平以用于显示。
[0023] ADC对跨越血液样本测试条的电压进行取样并将所述所取样电压转换为其数字表示。将电压样本的数字表示发送到数字处理器以用于进一步处理。在借助血液样本测试条取得血液样本之前，所述测试条处于实质上无穷大(非常高)的电阻，因为尚不存在由酶与血液样本中的葡萄糖起反应形成的电子电荷。血液样本测试条可表征为与非常高电阻并联的电压源。
[0024] 在取得血液样本之前，最初将恒定电流源耦合到血液样本测试条。由于未使用的血液样本测试条为非常高的电阻，因此跨越测试条的电压将接近电源电压(例如，VDD)。将血液样本测试条进一步耦合到葡萄糖计ADC。当在测试条上取得血液样本时，所述测试条中的酶与血液中的葡萄糖起反应以产生电荷，且所述血液样本测试条的端子之间的电阻显著下降，此将恒定电流源的一端及ADC或比较器的输入下拉为与VDD相比更接近于VSS。此电压降表示葡萄糖计中的葡萄糖确定循环的开始。
[0025] 数字处理器依据来自ADC或比较器的电压样本的数字表示确定已发生跨越测试条的显著电压降。数字处理器可将恒定电流源与测试条切断连接达某一“停留”时间，例如，少于(1)秒、大约一(1)秒、一(1)秒到五(5)秒等，此取决于血液样本与测试条中的酶的化学反应要求。一旦所述停留时间已期满，数字处理器即将恒定电流源重新连接到测试条以开始移除测试条中的过量电荷。在过量电荷移除时间期间的所取样电压保持与VDD相比更接近于VSS。然而，一旦已通过恒定电流源移除测试条上的大部分电荷，测试条上的电压即将返回接近VDD，但不完全达到VDD。
[0026] 跨越测试条的电压的接近VDD的此跳跃表示葡萄糖确定循环的完成。使用方程式Q＝I*T，其中Q是电荷，I是恒定电流值且T是从血液样本测试条移除电荷所需的时间量，数字处理器接着将所述恒定电流值与时间值相乘以得出血液样本测试条上的电荷量。一旦已确定此电荷，即可使用查找表来呈现测试对象的血液的准确血糖水平(BGL)。
[0027] 当检测到跨越测试条的显著电压降时或当恒定电流源重新连接到测试条时(例如，在停留时间已过去之后)，可启动精确计时器。针对某些血液样本测试条化学品，恒定电流源无需与测试条解耦，仅经设定到最小电流值。接着在停留时间已过去之后，可增加来自恒定电流源的电流值。数字处理器还可将此血糖水平(BGL)显示于显示器上以供正接受血糖(葡萄糖)测试的人及/或健康护理专业人员读取。
[0028] 对精确模拟组件的需要的显著减小使更支付得起且长期可靠的葡萄糖计成为可能。通过使用此恒定电流-时间测量来确定血糖水平，制造商可减小成本且改进较不复杂葡萄糖计的长期准确度。
[0029] 准确恒定电流源、时间测量及电压电平检测可通过(举例来说但不限于)微控制器集成电路中的充电时间测量单元(CTMU)、计时器、ADC及数字处理器来提供。CTMU更充分地描述于微芯片应用注释AN1250及AN1375(可在www.microchip.com处获得)以及两者均为詹姆斯E.巴特林的标题为“测量长时间周期(Measuring a long time period)”的共同拥有的第US7,460,441B2号美国专利及标题为“电流-时间数/模转换器(Current-time digital-to-analog converter)”的US7,764,213B2中；其中所有文献出于所有目的特此以引用的方式并入本文中。
[0030] 测试条可为可从多个供应商购得的任一适合葡萄糖测试条。所述测试条提供与血液样本中的葡萄糖的化学反应以产生电荷(电子过剩)。所产生的电荷的量取决于血液样本中的葡萄糖的量。为确定血糖水平，必须测量此电荷。CTMU提供固定恒定电流源。ADC测量跨越测试条的电压。通过以如恒定电流源所确定的固定速率移除电荷及测量移除电荷所花费的时间来进行实际电荷的测量。可使用数字处理器(例如，还可包括CTMU及ADC及/或电压比较器的微控制器)的简单数字计时器来测量时间。
[0031] 以下为本发明进一步所涵盖且归属于本发明的范围内：可使用跨越测试条的电压降的量来确定来自可编程恒定电流源的恒定电流值的选择。举例来说，较大电压改变(下降)指示由于血液中的高葡萄糖水平而来自血液-酶反应的较大电子电荷。在此情况中，可编程恒定电流源可由数字处理器控制以增加其恒定电流值使得葡萄糖确定循环的完成在时间上可较短。然而，葡萄糖确定循环的完成时间越短，结果将越不准确。但在高BGL浓度的情况下，高准确度具有较小意义。在较低BGL值的情况下，较长时间的葡萄糖确定循环将导致对BGL值的更准确确定。
[0032] 具有不同化学品(酶)的血液样本测试条将需要针对应用来自恒定电流源的恒定电流值的不同操作特性及查找表来将所计算电荷Q转换为相应BGL数值以用于显示。葡萄糖计可具有适于不同类型的血液样本测试条的不同插口，且/或至少一个血液样本测试条插口可具有额外输入，所述额外输入可用于解码插入于所述插口中的测试条的类型使得数字处理器可自动地选择正确的计算算法来控制恒定电流源到所述测试条的耦合、任何停留时间要求及所使用的特定电荷Q/BGL查找表。
[0033] 现在参考图式，示意性图解说明特定实例性实施例的细节。在图式中，相同的元件将由相同的编号表示，且相似的元件将由带有不同小写字母后缀的相同编号表示。
[0034] 参考图1，其描绘根据本发明的特定实例性实施例的血糖测量装置的示意性框图。通常由编号100表示的血糖测量装置包括血液样本测试条104、恒定电流源106、开关108、数字处理器与存储器110、模/数转换器(ADC)112(也可为比较器)、计时器114、端子116及显示器118。数字处理器110可为(举例来说但不限于)微控制器、微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑阵列(PLA)、专用集成电路(ASIC)等。数字处理器110的存储器可为易失性及/或非易失性存储器。软件及/或固件操作程序及血糖水平查找表可存储于耦合到数字处理器110的存储器中。显示器118可为(举例来说但不限于)液晶显示器、发光二极管(LED)显示器等。
[0035] 将来自测试对象的血液样本放置到血液样本测试条104上，其中所述血液样本测试条中的酶与所述血液样本起反应以跨越端子116a及116b形成电子电荷。血液样本测试条104是一次性物项且可在已确定血液中的血糖水平之后经由端子116从血糖测量系统100的剩余部分移除且将得取新的血液样本。当使用电压比较器112代替ADC来进行电压确定时，可使用可编程电压参考120，且可编程电压参考120可由数字处理器110控制。ADC(或比较器)112可具有单端输入或差分输入。
[0036] ADC112对跨越血液样本测试条104的电压进行取样并将所取样电压转换为其数字表示。将电压样本的数字表示发送到数字处理器110以用于进一步处理。在借助血液样本测试条104取得血液样本之前，测试条104处于实质上无穷大(非常高)的电阻，因为尚不存在由酶与血液样本中的葡萄糖起反应所形成的电子电荷。血液样本测试条104可表征为双电端子装置。
[0037] 在取得血液样本之前，最初将恒定电流源106耦合到血液样本测试条104。由于未使用的血液样本测试条104为非常高的电阻，因此跨越测试条104的电压将接近电源电压(例如，VDD)。将血液样本测试条104进一步耦合到ADC112。当在测试条104上取得血液样本时，测试条104中的酶与血液中的葡萄糖起反应，且端子116之间的电阻显著下降且将恒定电流源106的一端及ADC112(或比较器)的输入下拉为与VDD相比更接近于VSS。此电压降表示葡萄糖计100中的葡萄糖确定循环的开始。
[0038] 数字处理器110依据来自ADC112(或比较器)的电压样本的数字表示确定跨越测试条104的显著电压降已发生。数字处理器110可借助开关108将恒定电流源106与测试条104切断连接达某一“停留”时间，例如，少于(1)秒、大约一(1)秒、一(1)秒到五(5)秒等，此取决于血液样本与测试条中的酶的化学反应要求。一旦所述停留时间已期满，数字处理器110即借助开关108将恒定电流源106重新连接到测试条104以开始移除测试条104中的过量电荷。在过量电荷移除时间期间的所取样电压保持与VDD相比更接近于VSS。然而，一旦测试条104上的大部分电荷已通过恒定电流源106移除，测试条104上的电压即将返回接近VDD，但不完全达到VDD。
[0039] 跨越测试条104的电压的接近VDD的此跳跃表示葡萄糖确定循环的完成。使用方程式Q＝I*T，其中Q是电荷，I是恒定电流值，且T是从血液样本测试条移除电荷所需的时间量，数字处理器110接着将恒定电流源106的恒定电流值与来自计时器114的时间值相乘以得出血液样本测试条104上的电荷量。一旦已确定此电荷，即可使用数字处理器110的存储器中的查找表来在显示器118上呈现测试对象的血液的准确血糖水平(BGL)。
[0040] 当检测到跨越测试条104的显著电压降时或当恒定电流源106重新连接到测试条104时(例如，在停留时间已过去之后)，可启动计时器114。针对某些血液样本测试条化学品，恒定电流源无需与测试条解耦，仅经设定到最小电流值。接着在停留时间已过去之后，可增加来自恒定电流源的电流值。数字处理器110还可将此血糖水平(BGL)显示于显示器
118上以供正接受血糖(葡萄糖)测试的人及/或健康护理专业人员读取。
[0041] 以下为本发明进一步所涵盖且归属于本发明的范围内：可使用测试条端子116处的电压降的量(电压降取决于由酶与血液样本的反应产生的电荷Q的量)来确定来自可编程恒定电流源106的恒定电流值的选择。举例来说，较大电压改变(下降)指示由于血液中的高葡萄糖水平而来自血液-酶反应的较大电子电荷。在此情况中，可编程恒定电流源106可由数字处理器110控制以增加其恒定电流值使得葡萄糖确定循环的完成在时间上可较短。然而，葡萄糖确定循环的完成的时间越短，结果将越不准确。但在高BGL浓度的情况下，较小准确度具有较低意义。在较低BGL值的情况下，较长时间的葡萄糖确定循环将导致对BGL值的较准确确定。
[0042] 以下为本发明进一步所涵盖且归属于本发明的范围内：可使用可编程比较器(例如，具有可编程电压参考120)来代替ADC112，且数字处理器110可基于测试条104在取得血液样本之后的各种事件内的电压特性(如上文更充分描述)而动态地编程不同电压参考值。
[0043] 具有不同化学品(酶)的血液样本测试条104将需要针对应用来自恒定电流源的恒定电流值的不同操作特性及查找表来将所计算电荷Q转换为相应BGL数值以用于显示。葡萄糖计100可具有适于不同类型的血液样本测试条的不同插口(未展示)，且/或至少一个血液样本测试条插口(未展示)可具有额外输入，所述额外输入可用于解码插入于所述插口中的测试条的类型使得数字处理器110可自动选择正确的计算算法来控制恒定电流源106到测试条104的耦合、任何停留时间要求及所使用的特定电荷Q/BGL查找表。
[0044] 参考图2到5，其描绘根据本发明的教示近似由血糖测量系统测试的各种血糖水平(BGL)的测试溶液的各种电荷-时间曲线图。图2图解说明近似50mg/dL的BGL的测试溶液的电荷-时间曲线图。在跨越测试条104的电压的显著下降之后，开始一(1)秒的停留时间。在所述停留时间之后，通过将恒定电流源106连接到测试条104直到跨越测试条104的电压存在接近VDD的跳跃为止来移除过量电荷。由于此曲线图表示血液中的非常低葡萄糖水平，因此不存在由血液与酶反应产生的如此多的电荷，且不需要将如此多来自恒定电流源的电流注入到测试条104中来结束葡萄糖确定循环。此外，相对于停留时间，葡萄糖确定循环并非如此长。
[0045] 图3图解说明近似95mg/dL的BGL的测试溶液的电荷-时间曲线图。在跨越测试条104的电压的显著下降之后，开始一(1)秒的停留时间。在所述停留时间之后，通过将恒定电流源106连接到测试条104直到跨越测试条104的电压存在接近VDD的跳跃为止来移除过量电荷。与图2中所示的曲线图相比，图3的曲线图表示血液中的稍高的葡萄糖水平，且因此需要将恒定电流源106连接到测试条104达较长时间周期。
[0046] 参考图4，其描绘近似190mg/dL的BGL的测试溶液的电荷-时间曲线图。在跨越测试条104的电压的显著下降之后，开始一(1)秒的停留时间。在所述停留时间之后，通过将恒定电流源106连接到测试条104直到跨越测试条104的电压存在接近VDD的跳跃为止来移除过量电荷。与图2及3中所示的那些曲线图相比，图4的曲线图表示血液中的较高葡萄糖水平，且因此需要将恒定电流源106连接到测试条104达较长时间周期。
[0047] 参考图5，其描绘近似260mg/dL的BGL的低测试溶液的电荷-时间曲线图。在跨越测试条104的电压的显著下降之后，开始一(1)秒的停留时间。在所述停留时间之后，通过将恒定电流源106连接到测试条104直到跨越测试条104的电压存在接近VDD的跳跃为止来移除过量电荷。与图2及3中所示的那些曲线图相比，图5的曲线图表示血液中的高得多的葡萄糖水平，且因此需要将恒定电流源106连接到测试条104达长得多的时间周期。然而，针对血液中的如此高的葡萄糖水平，可使用来自可编程恒定源106的较高恒定电流值来缩短完成葡萄糖确定循环所需的时间。BGL的准确度将不如在使用较低恒定电流值但具有较长葡萄糖确定循环时间时好。
[0048] 参考图6，其描绘根据本发明的另一特定实例性实施例用于测量血糖的方法的示意性流程图。在步骤601中，将恒定电流源106连接到血液样本测试条104。在步骤602中，通过ADC112取得测试条104的电压样本，ADC112将此电压样本转换为其数字表示，数字处理器110读取所述数字表示并将其存储到存储器110中。在步骤604中，做出对测试条104的刚取得的电压样本与其先前所取样的电压(存储于存储器110中的其数字表示)的比较。如果所述电压样本的值不存在显著减小，那么通过ADC112取得另一电压样本。然而，如果所述电压样本的值存在显著减小，那么在步骤605中，将恒定电流源106与测试条104切断连接，其中恒定电流源106保持与测试条104切断连接达步骤606中所确定的停留时间。一旦所述停留时间结束，步骤608即启动计时器114，且在步骤610中，将恒定电流源
106重新连接到测试条104。
[0049] 在步骤612中，通过ADC112取得测试条104的另一电压样本，ADC112将此电压样本转换为其数字表示，数字处理器110读取此数字表示并将其存储到存储器110中。在步骤614中，做出对测试条104的刚取得的电压样本与其先前所取样的电压(存储于存储器110中的其数字表示)的比较。如果所述电压样本的值不存在显著增加，那么通过ADC112取得另一电压样本。然而，如果所述电压样本的值存在显著增加，那么在步骤616中停止计时器114且测量其中所过去的时间。在步骤618中，依据来自恒定电流源106的恒定电流值I乘以来自计时器114的时间T确定测试条上的电荷Q的量(Q＝I*T)。此后，可借助存储于存储器110中的BGL/Q查找表将电荷Q转换成BGL数值。在步骤620中，可将所述BGL数值显示于显示器118上。
[0050] 参考图7，其描绘根据本发明的又一特定实例性实施例用于测量血糖的方法的示意性流程图。在步骤701中，将设定为低电流值的恒定电流源106连接到血液样本测试条104。在步骤702中，通过ADC112取得测试条104的电压样本，ADC112将此电压样本转换为其数字表示，数字处理器110读取所述数字表示并将其存储到存储器110中。在步骤704中，做出对测试条104的刚取得的电压样本与其先前所取样的电压(存储于存储器110中的其数字表示)的比较。如果所述电压样本的值不存在显著减小，那么通过ADC112取得另一电压样本。恒定电流源106保持设定为低电流值达步骤706中所确定的停留时间。一旦步骤706的停留时间结束，即在步骤708中启动计时器114，且在步骤710中，将恒定电流源
106设定为较高电流值。
[0051] 在步骤712中，通过ADC112取得测试条104的另一电压样本，ADC112将此电压样本转换为其数字表示，数字处理器110读取此数字表示并将其存储到存储器110中。在步骤714中，做出对测试条104的刚取得的电压样本与其先前所取样的电压(存储于存储器110中的其数字表示)的比较。如果所述电压样本的值不存在显著增加，那么通过ADC112取得另一电压样本。然而，如果所述电压样本的值存在显著增加，那么在步骤716中停止计时器114且测量其中所过去的时间。在步骤718中，依据来自恒定电流源106的恒定电流值I乘以来自计时器114的时间T确定测试条上的电荷Q的量(Q＝I*T)。此后，可借助存储于存储器110中的BGL/Q查找表将电荷Q转换成BGL数值。在步骤720中，可将所述BGL数值显示于显示器118上。
[0052] 虽然已参考本发明的实例性实施例来描绘、描述及界定本发明的实施例，但此参考并不暗示对本发明的限制，且不应推断出存在此限制。所揭示的标的物能够在形式及功能上具有大量修改、更改及等效形式，如相关领域并受益于本发明的技术人员将会联想到。所描绘及所描述的本发明的实施例仅作为实例，而并非是对本发明的范围的穷尽性说明。
