样品分析物浓度的逐次逼近法_5

文档序号:9553121阅读:来源:国知局
316。电路316 包括与信号发生器324、可选温度传感器326和存储媒介328连接的处理器322。
[0169] 信号发生器324能够响应于处理器322向传感器接口 318提供电输入信号。在光 学系统中,电输入信号可以用来操作或控制传感器接口 318中的检测器和光源。在电化学 系统中,电输入信号可以由传感器接口 318发送至样品接口 314以将该电输入信号施加至 生物流体的样品。电输入信号可以是电位或电流且可以是恒定的、变化的或它们的组合,例 如当AC信号与DC信号偏置一起被施加时。电输入信号可以连续地施加或以多次激励、序 列或周期的形式来施加。信号发生器324也可以作为发生器-记录器而能够记录来自传感 器接口的输出信号。
[0170] 可选温度传感器326能够确定测量装置302的环境温度。样品的温度可以从测量 装置302的环境温度而估计得出,从输出信号而计算得出或假定为与测量装置302的环境 温度相同或相近。可以使用热敏电阻、温度计或其它温度传感器件来测量温度。可以利用 其它方法来确定样品温度。
[0171] 存储媒介328可以是磁性的、光学的或半导体存储器或另外的存储器件等。存储 媒介328可以是固定存储器件、可拆除存储器件(例如,存储卡等)或是远程访问的等。
[0172] 处理器322能够利用存储于存储媒介328中的计算机可读软件代码和由伪参考浓 度的逐次逼近确定的校准信息和锚定参数补偿信息来执行分析物分析方法。处理器322可 以响应于测试传感器304在传感器接口 318处的存在、样品施加于测试传感器304或响应 于用户输入等开始分析物分析。处理器322能够指引信号发生器324将电输入信号提供至 传感器接口 318。处理器322能够接收来自温度传感器326的样品温度。处理器322能够 接收来自传感器接口 318的输出信号。
[0173] 在电化学系统中,分析物响应主要输出信号响应于样品中的分析物的反应而从工 作电极332和对电极334产生。次要输出信号也可以从额外电极336产生。在光学系统中, 传感器接口 318的一个或多个检测器接收主要和任何次要输出信号。可以利用光学系统或 电化学系统等来产生输出信号。处理器322能够利用存储于存储媒介328中的由伪参考浓 度的逐次逼近确定的校准信息和锚定参数补偿信息来从输出信号中确定分析物浓度。分析 物分析的结果可以被输出至显示器320、远程接收器(未示出),且/或可以存储于存储媒 介328中。
[0174] 可以在以图形的方式、数学的方式或它们的组合等来表示由伪参考浓度的逐次逼 近确定的锚定参数补偿信息和与参考样品分析物浓度和来自测量装置302的输出信号有 关的校准信息。优选将校准信息和由伪参考浓度的逐次逼近确定的锚定参数补偿信息表示 为相关性方程,该相关性方程可以由存储于存储媒介328中的程序编号(PM)表格或另外 的查找表等来表示。
[0175] 也可以由存储于存储媒介328中的计算机可读软件代码提供关于实施如下的分 析物分析的指令:该分析物分析含有由伪参考浓度的逐次逼近确定的校准和锚定参数补偿 信息。代码可以是目标代码或者描述或控制期望功能的任何其它代码。来自分析物分析的 数据在处理器322中可以经过包括确定衰减率、K常数、比值和函数等在内的一种或多种数 据处理。
[0176] 在电化学系统中,传感器接口 318具有与测试传感器304的样品接口 314中的导 体连接或电通信的触点。传感器接口 318能够通过触点将来自信号发生器324的电输入信 号传输至样品接口 314中的连接体。传感器接口 318还能够通过触点将来自样品的输出信 号传输至处理器322和/或信号发生器324。
[0177] 在光吸收和光产生光学系统中,传感器接口 318包括用于收集且测量光的检测 器。该检测器通过样品接口 314中的光学口来接收来自测试传感器304的光。在光吸收光 学系统中,传感器接口 318还包括诸如激光或发光二极管等光源。入射光束可以具有选择 用来被反应产物吸收的波长。传感器接口 318指引来自光源的入射光束通过样品接口 314 的光学口。检测器可以相对于光学口以诸如45°等角度放置以接收从样品反射回来的光。 检测器可以相邻于光学口放置在样本的相对于光源的另一侧以接收透过样品传输的光。检 测器可以放置在另外的位置以接收反射的和/或透射的光。
[0178] 可选的显示器320可以是模拟的或数字的。显示器320可以包括IXD、LED、0LED、 真空荧光显示器(VFD)或适于显示数字读数的其它显示器。可以使用其它显示技术。显示 器320与处理器322电通信。显示器320可以是与测量装置302分开的,例如当它与处理器 322无线通信时等。可替代地,显示器320可以从测量装置302去除,诸如当测量装置302 与远程计算装置和药物定量栗等电通信时。
[0179] 在使用中,通过将流体引入开口 312来将分析用流体样品转移至容器308中。流 体样品流经通道310,在排出之前含有的空气的同时填充容器308。流体样品与沉淀于通道 310和/或容器308中的试剂发生化学反应。
[0180] 测试传感器302相对于测量装置302布置,以使样品接口 314与传感器接口 318 进行电和/或光通信。电通信包括:输入和/或输出信号在传感器接口 318中的触点与样 品接口 314中的导体之间的传输。光通信包括:光在样品接口 314中的光学口与传感器接 口 318中的检测器之间的传输。光通信还包括:样品接口 314中的光学口与传感器接口 318 中的光源之间的光的传输。
[0181] 处理器322能够指引信号发生器324将输入信号提供至测试传感器304的传感器 接口 318。在光学系统中,传感器接口 318能够响应于输入信号来操作检测器和光源。在 电化学系统中,传感器接口 318能够通过样品接口 314将输入信号提供至样品。测试传感 器304能够响应于输入信号来产生一个或多个输出信号。如前所述,处理器322能够接收 响应于样品中分析物的氧化还原反应而产生的输出信号。
[0182] 处理器322能够利用存储于存储媒介328中的分析方法和校准信息来转换输出信 号以确定样品的初始分析物浓度。处理器322可以随后报告该初始分析物浓度。处理器322 能够实施包含伪参考浓度的逐次逼近的锚定参数补偿以确定样品的最终分析物浓度。处理 器322还可以实施一个以上的补偿和/或其它功能。
[0183] 为了提供对本申请的说明书和权利要求的清楚且更加一致的理解,提出下面的定 义。
[0184] "平均化"、"平均的"或"求平均值"包括:用来形成平均变量的两个或以上变量的 组合。变量可以是数值、代数式或科学表达式等。例如,可以通过将变量相加并且将相加的 和除以变量的数量来进行求平均值。例如,在方程AVG= (a+b+c)/3中,其中,AVG是平均 变量且a、b和c是变量。在另一个示例中,求平均值包括:用均化系数来修改各个变量然 后将修改过的变量相加以形成加权平均。例如在方程W avs= 0. 2*a+0. 4*b+0. 4*c中,其中, WAV(;是加权平均,0. 2、0. 4和0. 4是均化系数,且a、b和c是变量。均化系数是0与1之间 的数字;如果将均化系数相加,那么得出的和为1或大体上为1。可以使用其它的求平均值 的方法。
[0185] "加权系数"分配各项对于关系的贡献。加权系数是0与1之间的数字,但不得为 0和1 ;如果将加权系数相加,那么得出的和为1或大体上为1。加权系数不能是1,因为1 不能分配项对于关系的贡献,且加权系数不能是0,因为0导致从关系中去除了该项。因此, 加权系数使得各项具有对于关系的不同的分配。两个或以上的项加权系数可以是相同的或 类似地分配各自的项对于函数的贡献。然而,至少两个加权系数是不同的或者不同地分配 各自的项对于关系的贡献。这样,项加权系数可以被选择用来顾及一个项对另一个项的关 于整个函数的影响,从而减小或消除当使用复杂索引函数时项的相互作用带来的误差。项 加权系数不是可以通过代数配置应用于所有项的单个值或常数。可以通过数学方法来确定 项加权系数,诸如从多个分析物浓度、不同红细胞水平、不同总血红蛋白水平和不同温度等 的组合中收集的数据的统计处理等。可以通过包含不同统计处理方法的其它数学方法来确 定项加权系数。优选地,使用含有一个或多个排除测试的多变量回归方法来确定项加权系 数。
[0186] "复杂索引函数"是具有经加权系数修改过的项的索引函数。复杂索引函数优选在 数学意义上不"复杂",从而不要求或意味着虚数(负数的平方根)的使用。然而,复杂索引 函数可以含有一个或多个虚数,但是不限定或限制于具有任何虚数。
[0187] "可测量物"表述的是样品中的物类且可以是感兴趣的分析物或样品中的浓度响 应于感兴趣的分析物的浓度的介体,生物传感系统被设计用来确定样本中的该物类的存在 和/或浓度。
[0188] 虽然已经说明了本发明的各种实施例,但是对本领域普通技术人员而言,本发明 范围内的其它实施例和实施方式显然也是可能的。
【主权项】
1. 一种用于确定样品中的分析物浓度的方法,所述方法包括: 从样品中产生至少两个输出信号; 测量来自所述样品的至少两个分析物响应输出信号; 从所述至少两个分析物响应输出信号确定至少两个初始分析物浓度; 从所述至少两个分析物响应输出信号确定第一伪参考浓度,其中,所述第一伪参考浓 度是真实相对误差的第一替代; 响应于所述第一伪参考浓度确定至少一个第一锚定参数,其中,所述至少一个第一锚 定参数补偿系统误差; 将所述至少一个第一锚定参数并入至少两个第一补偿关系; 响应于所述至少两个初始分析物浓度、至少两个所述第一锚定参数和所述至少两个第 一补偿关系确定至少两个第一锚定补偿的分析物浓度; 通过求取所述至少两个第一锚定补偿的分析物浓度的平均值确定第二伪参考浓度,其 中,所述第二伪参考浓度是真实相对误差的第二替代;并且 将所述第二伪参考浓度报告为所述样品的经补偿的最终分析物浓度。2. 如权利要求1所述的方法,还包括: 响应于所述第二伪参考浓度确定至少一个第二锚定参数,其中,所述至少一个第二锚 定参数补偿系统误差; 将所述至少一个第二锚定参数并入至少两个第二补偿关系; 响应于所述至少两个初始分析物浓度、至少两个所述第二锚定参数和所述至少两个第 二补偿关系确定至少两个第二锚定补偿的分析物浓度; 通过求取所述至少两个第二锚定补偿的分析物浓度的平均值来确定第三伪参考浓度, 其中,所述第三伪参考浓度是真实相对误差的第二替代;并且 将所述第三伪参考浓度报告为所述样品的所述经补偿的最终分析物浓度。3. 如权利要求2所述的方法,还包括: 响应于所述第三伪参考浓度确定至少一个第三锚定参数,其中,所述至少一个第三锚 定参数补偿系统误差; 将所述至少一个第三锚定参数并入至少两个第三补偿关系; 响应于所述至少两个初始分析物浓度、至少两个所述第三锚定参数和所述至少两个第 三补偿关系确定至少两个第三锚定补偿的分析物浓度; 通过求取所述至少两个第三锚定补偿的分析物浓度的平均值确定第四伪参考浓度,其 中,所述第四伪参考浓度是真实相对误差的第三替代;并且 将所述第四伪参考浓度报告为所述样品的所述经补偿的最终分析物浓度。4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述第一伪参考浓度的确定包括:将 所述至少两个分析物响应输出信号平均化。5. 如权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述第一伪参考浓度的确定包括: 将所述至少两个分析物响应输出信号平均化;并且 将所述至少两个初始分析物响应输出信号的平均信号转换成所述第二伪参考浓度。6. 如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述至少一个第一锚定参数包括至少 一个基于浓度的锚定参数。7. 如权利要求6所述的方法,还包括:通过从所述至少两个初始分析物浓度中的一者 减去所述第一伪参考浓度然后除以所述第一伪参考浓度,来确定所述至少一个基于浓度的 锚定参数。8. 如权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,所述至少一个第一锚定参数包括至少 一个基于信号的锚定参数。9. 如权利要求8所述的方法,其中,确定至少一个锚定参数包括: 响应于第一标准化输出信号值和伪参考信号确定第一通道基于信号的锚定参数;并且 响应于第二标准化输出信号值和所述伪参考信号确定第二通道基于信号的锚定参数。10. 如权利要求9所述的方法, 其中,所述第一通道基于信号的锚定参数包括:第一信号锚定参数=(NR。% -NRPseud。) /NRPseud。,其中,NR_是所述第一标准化输出信号值且NRPseud。是所述伪参考信号;并 且 其中,所述第二通道基于信号的锚定参数包括:第二信号锚定参数=(ΝΙ^ν2 -NRPseud。) /NRPseud。,其中,NR_是所述第二标准化输出信号值且NRPseud。是所述伪参考信号值。11. 如权利要求9所述的方法,还包括: 响应于第一分析物响应输出信号和标准化关系确定所述第一标准化输出信号值, 响应于第二分析物响应输出信号和所述标准化关系来确定所述第二标准化输出信号 值;并且 响应于所述伪参考浓度和标准化参考相关性确定所述伪参考信号。12. 如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述至少两个第一补偿关系包括: Achl_comp=Achlinitial/(l+REChl),其中,Chi是通道 1,Achl_comp是对于通道 1 确定的锚定参数补偿的分析物浓度,Achlinitial是对于通道1确定的所述初始分析物浓 度;和 Ach3_comp=Ach3initial/(l+RECh3),其中,Ch3 是通道 3,Ach3_comp是对于通道 3 确定的锚定参数补偿的分析物浓度,Ach3initial是对于通道3确定的所述初始分析物浓 度,RECh3是对于通道3确定的所述补偿关系。13. 如前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述经补偿的最终分析物浓度包括糖 化血红蛋白和葡萄糖中的至少一者,且其中,所述样品包括血液。14. 一种分析物测量装置,其包括与传感器接口连接的电路,其中,所述电路包括与信 号发生器和存储媒介连接的处理器;其中,所述处理器能够实施权利要求1至13中的任一 方法。15. -种用于确定样品中的分析物浓度的生物传感系统,所述系统包括: 测试传感器,所述测试传感器具有与由基底形成的容器相邻的样品接口,其中,所述测 试传感器能够从样品产生至少两个输出信号;和 测量装置,所述测量装置具有与传感器接口连接的处理器,所述传感器接口与所述样 品接口电通信,且所述处理器与存储媒介电通信; 其中,所述处理器能够实施权利要求1至13中的任一方法。16. 本文中披露的每个新特征。17. -种用于确定样品中的分析物浓度的方法,所述方法包括: 从样品中产生至少两个输出信号; 测量来自所述样品的至少两个分析物响应输出信号; 从所述至少两个分析物响应输出信号确定至少两个初始分析物浓度; 从所述至少两个分析物响应输出信号确定第一伪参考浓度,其中,所述第一伪参考浓 度是真实相对误差的第一替代; 响应于所述第一伪参考浓度确定至少一个第一锚定参数,其中,所述至少一个第一锚 定参数补偿系统误差; 将所述至少一个第一锚定参数并入至少两个第一补偿关系; 响应于所述至少两个初始分析物浓度、至少两个所述第一锚定参数和所述至少两个第 一补偿关系确定至少两个第一锚定补偿的分析物浓度; 通过求取所述至少两个第一锚定补偿的分析物浓度的平均值确定第二伪参考浓度,其 中,所述第二伪参考浓度是真实相对误差的第二替代;并且 将所述第二伪参考浓度报告为所述样品的经补偿的最终分析物浓度。18. 如权利要求17所述的方法,还包括: 响应于所述第二伪参考浓度确定至少一个第二锚定参数,其中,所述至少一个第二锚 定参数补偿系统误差; 将所述至少一个第二锚定参数并入至少两个第二补偿关系; 响应于所述至少两个初始分析物浓度、至少两个所述第二锚定参数和所述至少两个第 二补偿关系确定至少两个第二锚定补偿的分析物浓度; 通过求取所述至少两个第二锚定补偿的分析物浓度的平均值来确定第三伪参考浓度, 其中,所述第三伪参考浓度是真实相对误差的第二替代;并且 将所述第三伪参考浓度报告为所述样品的所述经补偿的最终分析物浓度。19. 如权利要求18所述的方法,还包括: 响应于所述第三伪参考浓度确定至少一个第三锚定参数,其中,所述至少一个第三锚 定参数补偿系统误差; 将所述至少一个第三锚定参数并入至少两个第三补偿关系; 响应于所述至少两个初始分析物浓度、至少两个所述第三锚定参数和所述至少两个第 三补偿关系确定至少两个第三锚定补偿的分析物浓度; 通过求取所述至少两个第三锚定补偿的分析物浓度的平均值确定第四伪参考浓度,其 中,所述第四伪参考浓度是真实相对误差的第三替代;并且 将所述第四伪参考浓度报告为所述样品的所述经补偿的最终分析物浓度。20. 如权利要求17所述的方法,其中,所述至少两个分析物响应输出信号是来自所述 样品的独立的分析物响应输出信号。21. 如权利要求17所述的方法,其中,所述第一伪参考浓度的确定包括:选择样品分析 物浓度值来作为所述伪参考浓度,其中,多次分析的所述样品分析物浓度值比由所述至少 两个分析物响应输出信号独立地确定的所述样品分析物浓度值在平均值上更加接近于样 品的实际分析物浓度。22. 如权利要求21所述的方法,其中,确定所述第一伪参考浓度包括:将所述至少两个 分析物响应输出信号平均化。23. 如权利要求21所述的方法,其中,所述第一伪参考浓度的确定包括: 将所述至少两个分析物响应输出信号平均化;并且 将所述至少两个初始分析物响应输出信号的平均信号转换成所述第二伪参考浓度。24. 如权利要求17所述的方法,其中,确定所述至少一个第一锚定参数的包括:响应于 所述第一伪参考浓度和所述至少两个初始分析物浓度确定所述至少一个第一锚定参数。25. 如权利要求24所述的方法,其中,确定所述至少一个第一锚定参数包括: 响应于所述第一伪参考浓度和基于第一分析物响应输出信号的初始分析物浓度来确 定第一通道基于浓度的锚定参数;并且 响应于所述第一伪参考浓度和基于第二分析物响应输出信号的初始分析物浓度来确 定第二通道基于浓度的锚定参数。26. 如权利要求17所述的方法,其中,确定所述至少一个第一锚定参数包括:响应于所 述第一伪参考浓度和所述至少两个分析物响应输出信号来确定所述至少一个第一锚定参 数。27. 如权利要求26所述的方法,其中,确定所述至少一个锚定参数包括: 响应于第一标准化输出信号值和伪参考信号确定第一通道基于信号的锚定参数;并且 响应于第二标准化输出信号值和所述伪参考信号确定第二通道基于信号的锚定参数。28. 如权利要求27所述的方法, 其中,所述第一通道基于信号的锚定参数包括:第一信号锚定参数=(NR。% -NRPseud。) /NRPseud。,其中,NR_是所述第一标准化输出信号值且NRPseud。是所述伪参考信号;并 且 其中,所述第二通道基于信号的锚定参数包括:第二信号锚定参数=(ΝΙ^ν2 -NRPseud。) /NRPseud。,其中,NR_是所述第二标准化输出信号值且NRPseud。是所述伪参考信号值。29. 如权利要求27所述的方法,还包括: 响应于第一分析物响应输出信号和标准化关系确定所述第一标准化输出信号值, 响应于第二分析物响应输出信号和所述标准化关系确定所述第二标准化输出信号值; 并且 响应于所述伪参考浓度和标准化参考相关性确定所述伪参考信号。30. 如权利要求29所述,还包括: 确定所述至少两个分析物响应输出信号与至少两个量化的外来刺激值之间的所述标 准化关系,其中,所述分析物响应输出信号受到至少一个外来刺激的影响; 从来自所述样品的至少一个外来刺激响应输出信号确定所述至少两个量化的外来刺 激值; 从至少一个参考样品中测量所述至少一个外来刺激响应输出信号;并且 确定所述至少一个参考样品的参考样品分析物浓度与所述至少两个分析物响应输出 信号之间的参考相关性。31. 如权利要求30所述的方法,其中,确定所述标准化关系包括:将回归法应用于单一 选择的分析物浓度
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