用于手持医疗设备的功率管理的制作方法

用于手持医疗设备的功率管理的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于管理手持医疗设备（104）的功耗的系统，所述系统包括：温度传感器（605），其感测所述手持医疗设备（104）的内部温度；热建模模块（602），其使用热模型来估计所述手持医疗设备（104）外部的周围环境温度；以及功率管理模块（600），其适于在周围环境温度超过阈值温度时，对所述手持医疗设备（104）的一个或多个组件进行去激活。
【专利说明】用于手持医疗设备的功率管理
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及医疗设备，并且更具体地，涉及用于手持医疗设备的功率管理。
【背景技术】
[0002]在对患者的医疗症状进行诊断和治疗时，通常将医疗设备用作诊断设备和/或治疗设备。例如，将血糖计用作诊断设备，以测量患有糖尿病的患者的血糖水平。将胰岛素输液泵用作治疗设备，以将胰岛素给予患有糖尿病的患者。
[0003]糖尿病症(通常被称作糖尿病)是一种慢性症状，在其中，人具有由身体的产生和/或使用胰岛素的能力的缺陷引起的升高的血糖水平。存在三种主要类型的糖尿病。类型I糖尿病可以是自身免疫性的、遗传性的和/或环境方面的，并通常侵袭儿童和年轻成人。类型2糖尿病占糖尿病情况的90-95%，并与肥胖和身体不活动相联系。妊娠糖尿病是在怀孕期间诊断出的葡萄糖耐受不良的形式，并通常在分娩之后自然痊愈。
[0004]在2009年，根据世界卫生组织，全世界至少2亿2千万人患有糖尿病。在2005年，估计有110万人死于糖尿病。糖尿病的发病率快速上升，并且据估计，在2005年到2030年之间，死于糖尿病的人数将翻倍。在美国，接近2千4百万美国人患有糖尿病，并且年龄在60岁以及更老的老年人中估计有25%受到侵袭。疾病控制和预防中心预报:2000年后出生的3个美国人中有I个将在其寿命期间患上糖尿病。国家糖尿病信息交换中心估计:糖尿病仅仅在美国每年就耗费1320亿美元。在不治疗的情况下，糖尿病可能导致严重的并发症，例如，心脏病、中风、失明、肾衰竭、截肢以及与肺炎和流感相关的死亡。
[0005]主要通过控制血流中的葡萄糖水`平来管理糖尿病。该水平较复杂，这是由于进入血流的血糖的水平是动态且复杂的，并且该水平受包括所消耗的食物的量和类型以及血液中的胰岛素(其调和葡萄糖在细胞膜上的传输)的量的多种因素影响。对葡萄糖在血流外的传输进行控制的血流中的胰岛素的变化也使糖尿病管理变得复杂。血糖水平还对饮食和锻炼敏感，而且还可以受睡眠、压力、吸烟、旅行、疾病、月经以及对个体患者来说唯一的其他心理和生活方式因素影响。血糖和胰岛素的动态性质以及影响血糖的所有其他因素通常需要患有糖尿病的人预报血糖水平。因此，可以确定胰岛素、口服药物或者这两者的形式的治疗的时间，以将血糖水平维持在适当范围内。
[0006]由于需要一直获得可靠诊断信息、遵照处方治疗并每天管理生活方式，因此对糖尿病的管理是耗时的。典型地，利用穿刺设备从毛细管血样获得诊断信息(例如，血糖)，并且然后，利用手持血糖计来测量诊断信息。可以从在身体上佩戴的连续葡萄糖传感器获得间质性葡萄糖水平。处方治疗可以包括胰岛素、口服药物或者这两者。可以利用注射器、非固定的输液泵或者这两者的组合来输送胰岛素。在胰岛素治疗的情况下，确定要注射的胰岛素的量可能需要预报脂肪、碳水化合物和蛋白质的膳食成分以及锻炼或其他生理状态的效果。对生活方式因素(例如，体重、饮食和锻炼)的管理可以显著影响治疗的类型和有效性。
[0007]对糖尿病的管理涉及以以下多种方式获取的大量诊断数据和处方数据:来自医疗设备；来自个人保健设备；来自患者记录日志；来自实验室试验；以及来自保健专业人士推荐。医疗设备包括自监测血糖(bG)计(BGM)、连续葡萄糖监测器(CGM)、非固定的胰岛素输液泵、糖尿病分析软件以及糖尿病设备配置软件，其中的每一个都生成和/或管理大量诊断和处方数据。个人保健设备包括称重计、血压表套袖、锻炼机器、温度计和重量管理软件。患者记录日志包括与膳食、锻炼和生活方式相关的信息。实验室试验结果包括HbAlC、胆固醇、甘油三酯和葡萄糖耐量。保健专业人士推荐包括处方、饮食、试验计划以及与患者的治疗相关的其他信息。
[0008]需要一种用于以高效方式聚集、操控、管理、呈现和传送来自医疗设备、个人保健设备、患者记录信息、生物标记信息和记录信息的诊断数据和处方数据的手持设备。该手持设备可以改进患有糖尿病的人的护理和健康，使得这个患有糖尿病的人可以过上充实的生活并降低来自糖尿病的并发症的风险。
[0009]此外，由于手持设备是电池供电的，因此需要有效地管理手持设备的功耗，以优化电池再充电之间的操作时间。具体地，需要通过基于手持设备的使用和内部温度选择性地禁用手持设备的一个或多个组件来控制功耗。此外，手持设备通过执行对放置到被插入到手持设备的端口中的条上的样本的化学分析来测量血糖水平。由于化学分析中使用的化学过程对温度敏感，因此需要监测手持设备的内部温度，基于内部温度来估计与条上的反应区域邻近的周围环境温度，并基于周围环境温度来选择性地禁用手持设备的一个或多个组件。
[0010]本文提供的【背景技术】描述是为了总体呈现本公开的上下文的目的。目前署名的发明人在该【背景技术】部分中所描述的程度上的工作以及在提交时可能未以其它方式取得现有技术资格的描述的方面既未明确地也未隐含地被承认为针对本公开的现有技术。

【发明内容】

[0011]一种用于管理手持糖尿病管理设备的功耗并限制温度对由所述手持糖尿病管理设备执行的操作的影响的系统，包括血糖测量模块、温度感测模块和功率管理模块。所述血糖测量模块选择性地测量血样中的`血糖，并生成指示所述血糖测量模块的操作状态的状态信号。所述温度感测模块感测所述手持糖尿病管理设备的内部温度，并估计所述手持糖尿病管理设备外部的周围环境温度。当所述手持糖尿病管理设备的内部温度超过阈值温度时，所述功率管理模炔基于所述血糖测量模块的操作的状态来对所述手持糖尿病管理设备的一个或多个组件进行去激活。当所述周围环境温度大于第一预定阈值和/或小于第二预定阈值时，所述功率管理模块对所述血糖测量模块进行去激活。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述系统还包括:电池，其向所述一个或多个组件供给功率；以及电量计(fuel gauge)模块，其估计所述电池的剩余容量，其中，所述温度感测模块感测所述手持糖尿病管理设备的内部温度，并基于向所述一个或多个组件供给的功率来估计所述周围环境温度，以及其中，所述功率管理模炔基于所述电池的剩余容量和所述手持糖尿病管理设备的内部温度来对所述一个或多个组件进行去激活。
[0013]根据本发明的另一实施例，所述系统还包括--端口，其与所述血糖测量模块进行通信，并从外部接收具有用于接收所述血样的反应区域的可移除测量条；以及热建模模块，其使用热模型，基于内部温度来估计与所述反应区域邻近的周围环境温度，其中，所述血糖测量模炔基于由所述热建模模块估计出的周围环境温度来调整对血糖的测量。
[0014]根据本发明的另一实施例，其中，所述温度感测模炔基于向所述一个或多个组件供给的功率来感测所述手持糖尿病管理设备中的多个位置处的温度，所述热建模模炔基于所述温度来估计所述周围环境温度以及所述内部温度的变化率，以及，所述功率管理模块基于所述周围环境温度以及所述内部温度的变化率来对所述一个或多个组件进行去激活。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述系统还包括向所述一个或多个组件供给功率的电池，其中，在所述电池正在充电的同时，所述葡萄糖测量模块测量血糖。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述一个或多个组件在被去激活时不接收功率或接收比满功率更少的功率。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述血糖测量模块具有在所述反应区域的预定温度范围上表征的准确度。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述血糖测量模块适于基于由所述热建模模块估计出的周围环境温度来调整对血糖的测量。
[0019]在另一方面，本发明涉及一种用于管理手持糖尿病管理设备的功耗并限制温度对由所述手持糖尿病管理设备执行的操作的影响的系统，所述系统包括:
温度传感器，其感测所述手持糖尿病管理设备的内部温度；
端口，其从外部接收具有 用于接收血样的反应区域的可移除测量条；
热建模模块，其使用热模型，基于内部温度来估计与所述反应区域邻近的周围环境温度；以及
功率管理模块，其在与所述反应区域邻近的周围环境温度超过阈值温度时，对所述手持糖尿病管理设备的一个或多个组件进行去激活。
[0020]例如，估计所述反应区域处的周围环境温度。
[0021]在另一方面，本发明涉及一种用于管理手持医疗设备的功耗并限制温度对由所述手持医疗设备执行的操作的影响的系统，所述系统包括:
温度传感器，其感测所述医疗设备的内部温度；
端口，其从外部接收具有用于接收用于对患者的健康参数进行测量的物质的样本的反应区域的可移除测量条；
热建模模块，其使用热模型，基于内部温度来估计与所述反应区域邻近(例如，所述反应区域处)的周围环境温度；以及
功率管理模块，其在与所述反应区域邻近的周围环境温度大于第一阈值温度和/或小于第二阈值温度时，对所述医疗设备的一个或多个组件进行去激活。
[0022]本公开的适用性的其他领域将从以下提供的详细描述中变得显而易见。应当理解，该详细描述和具体示例仅意在示意的目的，而不意在限制本公开的范围。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]本公开将从该详细描述和附图中变得更充分理解，在附图中:
图1示出了患者和治疗的临床医生；
图2示出了带有连续葡萄糖监测器(CGM)、非固定的耐用胰岛素输液泵、非固定的非耐用胰岛素输液泵和糖尿病管理器的患者；图3示出了被患者和临床医生用于管理糖尿病的糖尿病管理系统；
图4是糖尿病管理器的功能框图；
图5是图4的糖尿病管理器所使用的通信模块的功能框图；
图6是图4的糖尿病管理器的详细功能框图；以及
图7A和7B描绘了用于管理糖尿病管理器的功耗并限制温度对由图4的糖尿病管理器执行的操作的影响的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]以下描述实质上仅是示意性的，而决不意在限制本公开、其应用或使用。出于清楚的目的，将在附图中使用相同参考标记来标识类似的元素。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应当理解为使用非排它性的逻辑或来表示逻辑(A或B或C)。应当理解，在不更改本公开的原理的前提下，可以按不同顺序执行方法内的步骤。
[0025]如本文所使用，术语模块可以指代以下各项、是以下各项的一部分或者包括以下各项:特定用途集成电路(ASIC);电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器(共享、专用或者组)；提供所描述的功能的其他适当组件；或者以上一些或全部的组合，例如在片上系统中。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或者组)。
[0026]如以上所使用，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并可以指代程序、例程、功能、类和/或对象。如以上所使用，术语共享意味着:可以使用单个(共享)处理器来执行来自多个模块的一些或所有代码。此外，来自多个模块的一些或所有代码可以由单个(共享)存储器存储。如以上所使用，术语组意味着:可以使用处理器组来执行来自单个模块的一些或所有代码。此外，可以使 用存储器组来存储来自单个模块的一些或所有代码。
[0027]本文描述的设备和方法可以由一个或多个处理器所执行的一个或多个计算机程序实现。计算机程序包括非瞬时性有形计算机可读介质上存储的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括所存储的数据。非瞬时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储器和光学存储器。
[0028]现在参照图1，在临床环境中示出了患有糖尿病的人100以及保健专业人士 102。患有糖尿病的人包括患有代谢综合征、前驱糖尿病、类型I糖尿病、类型2糖尿病和妊娠糖尿病的人，并通称为患者。糖尿病的保健提供者是多样的，并包括护士、从业护士、内科医生和内分泌医生，并通称为临床医生。
[0029]在保健咨询期间，典型地，患者100与临床医生102共享多种患者数据，包括血糖测量、连续葡萄糖监测数据、所输注的胰岛素的量、所消耗的食物和饮料的量、锻炼安排和其他生活方式信息。临床医生102可以获得附加患者数据，其包括对患者100的HbAlCJi固醇水平、甘油三酯、血压和体重的测量。可以在手持糖尿病管理设备104、在个人计算机(PO106上执行的糖尿病分析软件和/或基于web的糖尿病分析站点(未示出)上手动或电子记录患者数据。临床医生102可以使用糖尿病分析软件和/或基于web的糖尿病分析站点来手动或电子分析患者数据。在分析患者数据并检查患者100对先前开处方的治疗的遵守性之后，临床医生102可以决定是否修改对患者100的治疗。
[0030]现在参照图2，患者100可以使用连续葡萄糖监测器(CGM)200、非固定的非耐用胰岛素输液泵202或非固定的耐用胰岛素输液泵204 (以下称为胰岛素泵202或204)以及手持糖尿病管理设备104 (以下称为糖尿病管理器104)。CGM 200使用皮下传感器来感测和监测患者100的间质流体中的葡萄糖的量，并将对应数据传送至糖尿病管理器104。
[0031]糖尿病管理器104执行各种任务，包括测量和记录血糖水平、确定要经由胰岛素泵202或204对患者100给予的胰岛素的量、经由用户接口来接收患者数据、对患者数据进行存档等。糖尿病管理器104周期性地从CGM 200接收数据，根据该数据，计算患者100的葡萄糖水平。糖尿病管理器104将指令传输至胰岛素泵202或204，胰岛素泵202或204将胰岛素输送至患者100。可以以所调度的方式以基础剂量的形式输送胰岛素，这维持了对患者100的预定胰岛素剂量。此外，可以以单次剂量的形式输送胰岛素，这将向患者100输送的胰岛素的量提高预定量。
[0032]现在参照图3，患者100和临床医生102所使用的糖尿病管理系统300包括以下设备中的一个或多个:糖尿病管理器104、连续葡萄糖监测器(CGM)200、胰岛素泵202或204、移动设备302、具有糖尿病分析软件的PC 106以及其他保健设备304。糖尿病管理器104被配置为系统中心，并与糖尿病管理系统300的设备进行通信。可替换地，移动设备302可以充当系统中心。可以使用无线接口(例如，蓝牙)和/或有线接口(例如，USB)来执行糖尿病管理系统300中的设备之间的通信。这些设备所使用的通信协议可以包括符合如使用由 Continua? Health Alliance Design Guidelines 提供的指南而扩展的 IEEE 11073标准的协议。此外，患者100和临床医生102可以使用保健记录系统(例如，Microsoft?HealthVault ?^P Google ? Health)来交换信息。
[0033]糖尿病管理器104可以从一个或多个源(例如，从CGM 200)接收葡萄糖读数。CGM200连续监测患者100的葡萄糖水平。CGM 200周期性地将数据传送至糖尿病管理器104，根据该数据，糖尿病管理器104计算患者的葡萄糖水平。糖尿病管理器104和CGM 200使用专有无线协议进行无线通信。贯穿本公开，将由Nordic Semiconductor, Inc.开发的Gazell无线协议仅用作示例。可以取而代之使用任何其他适当无线协议。在nRF24LEl超低功率片上无线系统解决方案、产品规范vl.4中描述Gazell无线协议，该产品规范vl.4的全部内容通过引用并入本文。`
[0034]此外，糖尿病管理器104包括血糖计(BGM)和与BGM进行通信的端口(未示出)。该端口可以接收血糖测量条306。患者100将血样放置到血糖测量条306上。BGM分析样本并测量样本中的血糖水平。从样本测量出的血糖和/或由CGM 200读取的血糖水平可以用于确定要对患者100给予的胰岛素的量。
[0035]糖尿病管理器104与胰岛素泵202或204进行通信。胰岛素泵202或204可以被配置为从糖尿病管理器104接收将预定量的胰岛素输送至患者100的指令。此外，胰岛素泵202或204可以接收其他信息，包括患者100的膳食和/或锻炼安排。胰岛素泵202或204可以基于附加信息来确定要给予的胰岛素的量。
[0036]胰岛素泵202或204还可以将数据传送至糖尿病管理器104。该数据可以包括向患者100输送的胰岛素的量、对应的输送时间、以及泵状态。糖尿病管理器104和胰岛素泵202或204可以使用无线通信协议(例如，蓝牙)进行通信。还可以使用其他无线或有线通
协议。
[0037]此外，糖尿病管理器104可以与其他保健设备304进行通信。例如，其他保健设备304可以包括血压计、称重计、步程计、指尖脉搏血氧仪、温度计等。其他保健设备304获得患者100的个人健康信息，并通过无线、USB或其他接口将患者100的个人健康信息传送至糖尿病管理器104。其他保健设备304可以使用符合使用来自Continual? HealthAlliance的指南而扩展的ISO/IEEE 11073的通信协议。糖尿病管理器104可以使用包括蓝牙、USB等的接口来与其他保健设备304进行通信。此外，糖尿病管理系统300的设备可以经由糖尿病管理器104来彼此通信。
[0038]糖尿病管理器104可以使用蓝牙、USB或其他接口来与PC 106进行通信。在PC106上运行的糖尿病管理软件包括分析器-配置器，该分析器-配置器存储糖尿病管理系统300的设备的配置信息。配置器具有用于存储糖尿病管理器104和其他设备的配置信息的数据库。配置器可以通过标准web或者非web应用中的计算机屏幕来与用户进行通信。配置器将用户批准的配置传输至糖尿病管理系统300的设备。分析器从糖尿病管理器104检索数据，将该数据存储在数据库中，并通过标准web页面或者基于非web的应用中的计算机屏幕来输出分析结果。
[0039]糖尿病管理器104可以使用蓝牙来与移动设备302进行通信。移动设备302可以包括蜂窝电话、寻呼机或个人数字助理(PDA)。糖尿病管理器104可以通过移动设备302将消息发送至外部网络。移动设备302可以在从糖尿病管理器104接收到请求时将消息传输至外部网络。
[0040]现在参照图4，糖尿病管理器104包括血糖测量(BGM)模块400、通信模块402、用户接口模块404、用户接口 406、处理模块408、存储器410和功率模块412。用户接口模块404和处理模块408可以由应用处理模块409实现。BGM模块400包括血糖测量引擎，血糖测量引擎对由患者100在血糖测量条306上提供的样本进行分析，并测量样本中的血糖的量。通信模块402包括多个无线电装置，这些无线电装置与糖尿病管理系统300的不同设备进行通信。用户接口模块404 将糖尿病管理器104接合至患者100可使用以与糖尿病管理器104进行交互的各个用户接口 406。例如，用户接口 406可以包括按键、开关、显示器、扬声器、麦克风、安全数字(SD )卡端口、USB端口等(未示出)。
[0041]处理模块408处理从BGM模块400、通信模块402和用户接口模块404接收到的数据。处理模块408使用用于处理和存储数据的存储器410。存储器410可以包括易失性和非易失性存储器。处理模块408经由用户接口模块404将数据输出至用户接口 406以及从用户接口 406接收数据。处理模块408经由通信模块402将数据输出至糖尿病管理系统300的设备以及从糖尿病管理系统300的设备接收数据。功率模块412向糖尿病管理器104的组件供给功率。功率模块412包括可再充电电池。可以使用插入到壁装电源插座中的转接器来对该电池进行再充电。还可以经由糖尿病管理器104的USB端口来对该电池进行充电。
[0042]现在参照图5，通信模块402包括蓝牙模块500、第一通信模块502、第二通信模块504、通信控制模块506、仲裁模块508和天线切换模块510。蓝牙模块500和第一通信模块502集成至集成电路(10512中。蓝牙模块500和第一通信模块502在2.4GHz频带(工业、科学和医疗或ISM频带)中通信。蓝牙模块500和第一通信模块502共享第一天线514。第二通信模块504可以在ISM频带中或在不同频带中操作，并使用第二天线516。
[0043]具体地，蓝牙模块500使用蓝牙协议、经由第一天线514在ISM频带中与胰岛素泵204或PC 106进行通信。第一通信模块502使用Gazell协议、经由第一天线514在ISM频带中与CGM 200进行通信。第二通信模块504使用与蓝牙和Gazell协议不同的无线通信协议来与其他设备518进行通信。贯穿本公开，将胰岛素泵204、PC 106,CGM 200和相关优先级仅用作示例。附加地或可替换地，蓝牙模块500以及第一和第二通信模块502和504可以与其他设备进行通信，并且其他设备可以具有不同优先级。
[0044]通信控制模块506控制糖尿病管理器104经由蓝牙模块500以及第一和第二通信模块502和504与糖尿病管理系统300中的其他设备的通信。当同时试图经由蓝牙模块500和第一通信模块502进行通信时，仲裁模块508对蓝牙模块500与第一通信模块502之间的优先级进行仲裁。天线切换模块510根据对蓝牙模块500还是对第一通信模块502授予优先级，在蓝牙模块500与第一通信模块502之间切换第一天线514的连接。
[0045]现在参照图6，示出了糖尿病管理器104的详细功能框图。不再次描述以上描述的糖尿病管理器104的元件。除这些元件外，糖尿病管理器104还包括功率管理模块660、热建模模块602、温度感测模块604、多个温度传感器605以及使用监测模块606。此外，功率模块412包括可再充电电池610、功率分配模块612、充电模块614和电量计模块616。功率分配模块612选择性地将来自电池610的功率转换并分配至糖尿病管理器104的组件。电量计模块616确定电池610的剩余容量。充电模块614对电池610进行充电。
[0046]功率管理模块600基于从热建模模块602、温度感测模块604、温度传感器605、使用监测模块606和功率模块412接收到的输入来控制糖尿病管理器104的功耗。基于这些输入，功率管理模块600将功率控制信号输出至功率分配模块612。功率分配模块612基于功率控制信号将功率供给至糖尿病管理器104的组件。
[0047]更具体地，功率分配模块612从电池610接收功率，并生成适于糖尿病管理器104的不同组件的不同电压和电流。功率分配模块612根据从功率管理模块600接收到的功率控制信号，将电压和电流(通称为功率)输出至组件。根据功率控制信号，功率分配模块612可以向一个或多个组件供给满功率、不供给功率或者供给备用功率。当供给满功率时，对这些组件进行激活，以及，当不供给`功率或供给备用功率时，对这些组件进行去激活。对于多个备用模式，可以激活组件的多个交集，以满足多种设备使用情况。
[0048]此外，根据功率控制信号，功率分配模块612可以控制向组件供给的时钟信号的频率，以节约功率。例如，在向组件供给备用功率时向组件供给的时钟信号的频率小于在向组件供给满功率时的频率。使用具有低于正常频率的时钟信号需要比使用具有正常时钟频率的时钟信号更少的功率，并且该关系线性扩缩。
[0049]温度传感器605位于糖尿病管理器104中的不同位置处。温度传感器605感测不同位置处的温度并将不同位置处的温度输出至温度感测模块604。温度感测模块604将温度输出至热建模模块602。热建模模块602使用热模型来处理温度。基于该处理，热建模模块602估计糖尿病管理器104的内部温度、内部温度的变化率以及与血糖测量条306邻近的周围环境温度。在于2009年6月5日提交的美国专利申请N0.12/479,212中描述了该热模型，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。以下也描述了该热模型。
[0050]温度感测模块604还可以基于由功率分配模块612向糖尿病管理器104的一个或多个组件供给的功率的量来估计内部温度和内部温度的变化率。具体地，糖尿病管理器104的内部温度和内部温度的变化率直接与由糖尿病管理器104的组件消耗的功率的量成比例。功率分配模块612可以给温度感测模块604提供指示何时以及在多长时间内对组件进行激活和去激活的数据。相应地，温度感测模块604可以估计由组件生成的热量的量。基于对由组件生成的热量的估计，温度感测模块604可以估计糖尿病管理器104的内部温度和内部温度的变化率。
[0051]使用监测模块606监测糖尿病管理器104的使用。例如，该使用可以包括但不限于糖尿病管理器104的以下这些操作中的一个或多个:血糖测量、与患者100的交互(例如，接收输入、显示数据、生成警告/警报等)、与糖尿病管理器104外部的一个或多个设备的通信(例如，从CGM 200接收诊断数据或从PC 106接收更新、将指令传输至胰岛素泵204等)等等。使用监测模块606将使用数据输出至功率管理模块600。该使用数据还可以包括与对糖尿病管理器104的一个或多个组件的所计划或调度的使用(例如，血糖测量)有关的数据。
[0052]功率管理模块600使用该使用数据以及由电量计模块616生成的电池610的剩余容量来确定是激活还是去激活糖尿病管理器104的一个或多个组件。例如，当电池的剩余容量小于预定阈值时，功率管理模块600生成功率控制信号以对消耗大量功率的组件(例如，通信模块402)进行去激活。此外，基于该使用数据，功率管理模块600可以对空闲的组件(例如，显示器)和/或未被调度以在预定时间段内使用的组件(例如，BGM模块400 )进行去激活。
[0053]由BGM模块400执行的血糖测量涉及对由患者100在血糖测量条306的反应区域上提供的样本的化学分析。化学过程对温度敏感。由于接收血糖测量条306的端口与糖尿病管理器104的组件邻近，因此反应区域处的化学过程可能受糖尿病管理器104的内部温度影响。相应地，由BGM模块400测量出的血糖水平可能受糖尿病管理器104的内部温度扭曲(skew)。
[0054]在一些血糖测量条中，反应区域处的化学过程可以对糖尿病管理器104的内部温度相对不敏感。然而，在指定温 度范围内(例如，6°C至44°C )表征由BGM模块400测量出的血糖水平的准确度。由于血糖测量条306的低热导性，反应区域处的周围环境温度可以与糖尿病管理器104的内部温度不同。相应地，如果糖尿病管理器104的内部温度处于44°C附近并大于血糖测量条306处的周围环境温度，则可以防止BGM模块400测量血糖水平(假肯定(false positive))。相反,如果血糖测量条306处的周围环境温度处于6°C附近并小于糖尿病管理器104的内部温度，则可以允许BGM模块400测量血糖水平(假否定(falsenegative))。这些问题可以被如下缓解。
[0055]热建模模块602基于糖尿病管理器104的内部温度来估计与反应区域邻近的周围环境温度。当周围环境温度、内部温度和/或内部温度的变化率大于预定阈值时，功率管理模块600对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。BGM模块400生成指示是否在预定时间内调度测量或是否测量处于进行中的状态信号。例如，状态信号可以指示是否在一天中的特定时刻处调度测量。状态信号还可以指示BGM模块400的目前状态(例如，BGM模块400是正在执行测量还是空闲)。基于状态信号所传达的信息，功率管理模块600可以在BGM模块400测量血糖水平之前或同时对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。例如，功率管理模块600可以在BGM模块400测量血糖水平之前或同时对通信模块500、502和504中的至少一个或全部进行去激活。[0056]此外，糖尿病管理器104可以被配置为部分地根据电池610的充电状态来在电池610的充电期间操作。例如，当充电状态大于第一预定阈值时，可以使用通信模块500、502和504中的一个或多个来与对应外部设备(例如，胰岛素泵204、PC 106和/或CGM 200)进行通信。当充电状态大于第二预定阈值时，可以操作用户接口中的一个或多个。例如，显示器可以在满亮度下操作；扬声器可以在满音量下操作；等等。当充电状态大于第三预定阈值时，可以操作BGM模块400，等等。这些仅是可在充电期间操作糖尿病管理器104的组件的序列的示例。可以使用其他序列。
[0057]糖尿病管理器104的内部温度可以在电池610的充电期间上升，并可以在充电完成后的一时间段内保持较高。这通常可能扭曲，并由此防止对BGM模块400的血糖测量。然而，功率管理模块600基于在电池610的充电期间从热建模模块602、温度感测模块604、温度传感器605和使用监测模块606接收到的输入，对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。
[0058]相应地，糖尿病管理器104的内部温度不会上升至可以扭曲对BGM模块400的血糖测量的值。此外，热建模模块602基于内部温度来估计与反应区域邻近的周围环境温度，并且BGM模块400基于所估计出的周围环境温度来调整血糖测量。可替换地，基于所估计出的周围环境温度，功率管理模块600可以确定是否允许BGM模块400测量血糖。因此，BGM模块400可以在电池610的充电期间可靠地测量血糖水平，尽管糖尿病管理器104的内部温度上升。
[0059]功率管理模块600还可以基于从电量计模块616接收到的电池610的剩余容量和从使用监测模块606接收到的使用数据来预报糖尿病管理器104的剩余操作时间。功率管理模块600可以使用该预报来选择要去激活的糖尿病管理器104的组件。此外，功率管理模块600可以确定何时以及在多长时间内对所选组件进行去激活。在一些实施方式中，功率管理模块600还可以确定对所选组件进行去激活和重新激活的顺序。因此，功率管理模块600可以使用该预报来对可向糖 尿病管理器104的一个或多个组件供给的功率进行优先级排序和调度。
[0060]例如，基于该预报，功率管理模块600可以将控制信号输出至仲裁模块508,仲裁模块508可以基于控制信号来对蓝牙模块500与第一通信模块502之间的优先级进行仲裁。当控制信号指示电池610的剩余容量小于预定阈值时，仲裁模块508可以否决对通信模块500、502和504中消耗较多功率的一个或多个的允许，并对通信模块500、502和504中消耗较少功率的一个授予优先级。
[0061]例如，CGM 200监测血糖比胰岛素泵204输送胰岛素更频繁。此外，第一通信模块502与CGM 200进行通信比蓝牙模块500与胰岛素泵204进行通信的频率更频繁。此外，蓝牙模块500可以不频繁地与其他设备(例如，PC 106)进行通信。因此，第一通信模块502消耗比蓝牙模块500更多的功率。相应地，功率管理模块600可以在对蓝牙模块500进行去激活之前对第一通信模块502进行去激活。
[0062]此外，当控制信号指示电池610的剩余容量小于预定阈值并且调度要被执行的操作(例如，血糖测量)时，功率管理模块600可以降低用户接口 406中的一个或多个的输出水平，以节约功率，直到对电池610再充电为止。例如，显示器的亮度和/或扬声器的音量可以被限制至小于预定阈值，直到对电池610再充电为止。[0063]现在参照图7A和7B，在示例性实施方式中，功率管理模块600执行方法700。在图7A中，控制开始于702处。在704处，控制确定电池610是否正在充电。如果电池610未正在充电，则控制去往750 (参见图7B)。如果电池610正在充电，则在706处，控制确定电池610的充电状态是否大于预定阈值，大于预定阈值指示电池610具有足够的电荷以将功率供给至糖尿病管理器104的一个或多个组件。控制等待，直到电池610的充电状态大于预定阈值为止。当电池610的充电状态大于预定阈值时，在708处，控制对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行激活。
[0064]在710处，控制确定是否要执行血糖测量(BGM)。如果不要执行BGM，则在712处，控制执行所激活的组件的操作。在714处，控制确定电池610是否被充电。如果电池610被充电，则控制去往750 (参见图7B)。如果电池610未被充电，则控制返回至708。
[0065]在716处，如果要执行BGM，则控制感测糖尿病管理器104的内部温度，并使用热模型来估计外部温度。在718处，控制确定所估计出的外部温度是否大于第一预定阈值或小于第二预定阈值。如果任一种情况为真，则在720处，控制对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。此后，或者如果所估计出的外部温度不超过预定阈值，则在726处，控制对一个或多个被去激活的组件重新激活，并且控制返回至712。在一些实施方式中，不是等待温度返回至可接受温度范围，而是该处理模块408可以向患者100输出温度处于可接受温度范围外的消息，并且不允许试验。
[0066]在图7B中，在750处，控制预报剩余电池容量，如上所述。在752处，控制确定剩余电池容量是否足以执行所调度的操作。如果剩余电池容量足以执行所调度的操作，则在754处，控制确定是否要执行血糖测量(BGM)。如果不要执行BGM，则在756处，控制执行糖尿病管理器104的其他所调度的操作，并且控制返回至750。
[0067]在758处，如果要执行BGM，则控制感测糖尿病管理器104的内部温度，并使用热模型来估计外部温度。在760处，控制确定所估计出的外部温度是否大于第一预定阈值或小于第二预定阈值。如果任一种情况为真，则在762处，控制对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。此后，或者如果`所估计出的外部温度不超过预定阈值，则在768处，控制对一个或多个被去激活的组件重新激活，并且控制返回至756。在一些实施方式中，不是等待温度返回至可接受温度范围，而是处理模块408可以向患者100输出温度处于可接受温度范围外的消息，并且不允许试验。
[0068]在770处，如果剩余电池容量不足(例如，小于预定阈值)以执行所调度的操作，则控制对糖尿病管理器104的所调度的操作进行优先级排序，并根据优先级来对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。控制还限制糖尿病管理器104的一个或多个用户接口 406 (例如，显示器、扬声器等)的能力。在772处，控制暂时对一个或多个被去激活的组件重新激活以根据优先级来执行所调度的操作，并在完成所调度的操作之后对组件进行去激活。在774处，控制警告患者100对电池610进行充电，并且控制结束于776处。
[0069]总的来说，用于管理糖尿病管理器104的功耗并限制温度对由糖尿病管理器104执行的操作的影响的系统包括BGM模块400、温度感测模块604和功率管理模块600。BGM模块400选择性地测量血样中的血糖并生成指示BGM模块400的操作状态的状态信号。温度感测模块604感测糖尿病管理器104的内部温度。当糖尿病管理器104的内部温度超过阈值温度时，功率管理模块60基于BGM模块400的操作状态来对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。
[0070]在可替换实施例中，该系统包括:温度传感器(例如，605)，其感测糖尿病管理器104的内部温度；以及端口，其从外部接收具有用于接收血样的反应区域的可移除测量条(例如，306)。该系统还包括热建模模块602和功率管理模块600。热建模模块602使用热模型，以基于内部温度来估计与反应区域邻近的周围环境温度。当与反应区域邻近的周围环境温度大于第一阈值温度或小于第二阈值温度时，功率管理模块600对糖尿病管理器104的一个或多个组件进行去激活。
[0071]总体来讲，用于管理手持医疗设备(例如，104)的功耗并限制温度对由手持医疗设备执行的操作的影响的系统包括温度传感器(例如，605)、端口、热建模模块(例如，602)和功率管理模块(例如，600)。温度传感器感测医疗设备的内部温度。端口从外部接收具有用于接收用于对患者的健康参数进行测量的物质的样本的反应区域的可移除测量条。热建模模块使用热模型，基于内部温度来估计与反应区域邻近的周围环境温度。当与反应区域邻近的周围环境温度大于第一阈值温度或小于第二阈值温度时，功率管理模块对医疗设备的一个或多个组件进行去激活。
[0072]现在描述热建模模块602所利用的热模型。该热模型提供了用于在试验条(例如，葡萄糖测量条306)处于与血糖(bG)测量电子电路(例如，BGM模块400或糖尿病管理器104)不同的温度时估计血糖(bG)试验条反应区域处的温度的方法。温度估计算法使用来自bG测量电路中的温度传感器(例如，温度传感器405)的读数来估计bG试验条反应区域处的温度。重要的是:知道反应区域处的温度以避免无保证的超温闭锁状况或者忽略有效的不足温度闭锁状况，这将阻碍对bG计的适当使用。由于除bG试验条的基部外都暴露于周围环境空气，因此反应区域温度紧密遵循周围环境空气温度。研究已确认试验条具有较低热导性，因此，BGM模块的内部温度可以与试验条上的反应区域的温度不同。
[0073]以其最简单的形式，该算法将来自温度传感器的读数用作对反应区域温度的估计。如果该读数以超过指定阈值的速率改变，则温度估计算法可以通过放大温度传感器读数的这些改变并基于bG测量设备的静态热模型制定新预测，来获得对周围环境空气温度的改进估计，并由此获得反应区域温度。
[0074]然而，来自传感器的读数的改变不是由于周围环境空气的改变，而是由于包含bG电路的设备(例如，糖尿病管理器104)内的电子组件的内部加热。例如，考虑蜂窝电话中安装的bG测量电路的情况。由于蜂窝电话内的电路的高操作温度，来自温度传感器的温度读数可能不适当地提升。此外，内部热量生成可以根据如何使用蜂窝电话而变化。甚至当设备的热特性随具体使用而改变时，准确温度估计也必须继续。
[0075]该热模型提供了用于估计由于任意强度和任意持续时间的任何数目的热源而引起的温度提升的方法。一旦已经确定总期望温度提升，就可以从温度传感器读数中减去该量，以供应准确周围环境温度预测可基于的校正后温度读数。该方案的优势在于:可以根据设备的具体使用来动态调整热模型。随着将更多功能添加至设备，在bG试验前基于已经如何使用设备来估计反应区域温度变得越来越重要。
[0076]热模式的数学方法依赖于对所应用的一个或多个热源的温度响应的线性叠加。时变热源可以被表征为变化幅度的一系列热“脉冲(impulse)”。为了本公开的目的，“脉冲”是持续与总加热持续时间相比较短的时间的加热时段。由于线性叠加，扩展持续时间的热源的温度响应可以是通过将表示该热源的一连串脉冲的温度响应相加来找到的。
[0077]在设备内，可以存在多个热源，一般由具体电子组件的内部热量生成导致。同样通过线性叠加，所有这些组件的总温度响应可以是通过将其个体贡献相加来找到的。这些热源可以在血糖测量之前或期间变为活动的。必须说明其对温度测量的影响。
[0078]多个因素影响对给定热源的温度响应。在设备外壳内，热源可以位于与温度传感器相同的电路板上或者位于另一电路板上，并且，热源可以处于传感器附近或远离传感器。特定电子组件的热量生成可以在其各种操作模式期间极大地变化。可以以数学方式表征该加热。还可以以合理的准确度测量温度传感器处的对应温度响应。根据热量产生电子组件相对于温度传感器的位置以及它们之间的热通路的性质，温度传感器处的温度响应可以大量变化。温度传感器附近的热源往往在应用热量之后产生快速温度上升，之后在移除热量时产生快速温度下降。对于更远的热源，温度的上升和下降更加逐步，并且在达到峰值温度之前经过更多时间。
[0079]线性叠加方法可以用于表征电子设备(例如，并入有bG测量电路的手持设备(例如，糖尿病管理器104))中的多个时变热源的组合效果。考虑在持续时间(Na/2).At内应用强度Qa的热源“A”的情况，其中，Na甚至是正整数，以及At是时间增量。温度传感器安装在封装中与热源不同的位置处。令在激活热源后时刻t = i.At处在温度传感器的位置处的温度提升由Eai = (Ta1- Tref)给出，其中，Tai是在时刻\处温度传感器的位置处的温度，以及TMf是适当参考温度。
[0080]令参考温度为电子封装的周围环境温度:TMf = Tambo各时刻L至tNa的温度提升Eai可以由以下矩阵方程表达:
【权利要求】
1.一种用于管理手持医疗设备(104)的功耗的系统，所述系统包括: 温度传感器(605)，其感测所述手持医疗设备(104)的内部温度； 热建模模块(602)，其使用热模型来估计所述手持医疗设备(104)外部的周围环境温度；以及 功率管理模块(600)，其适于在周围环境温度超过阈值温度时，对所述手持医疗设备(104)的一个或多个组件进行去激活。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括端口，所述端口从外部接收具有用于接收用于对患者的健康参数进行测量的物质的样本的反应区域的可移除测量条，其中，所述热建模模块适于使用所述热模型，基于所述内部温度来估计与所述反应区域邻近的周围环境温度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述医疗设备(104)是糖尿病管理设备。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述样本是血样。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个组件包括: 第一通信模块(502)，其使用第一通信协议来与所述手持医疗设备(104)外部的第一设备进行通信，其中，所述第一设备执行与患者相关联的第一功能，以及其中，所述第一功能具有第一优先级；以及 第二通信模块(504)，其使用第二通信协议、经由无线通信链路来与所述手持医疗设备 (104)外部的第二设备进行通信，其中，所述第二设备执行与患者相关联的第二功能，以及其中，所述第二功能具有比所述第一优先级更低的第二优先级， 其中，所述功率管理模块(600)适于在对所述第一通信模块(502)进行去激活之前对所述第二通信模块(504)进行去激活。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第一设备包括将胰岛素输送至患者的胰岛素输液泵(204)，以及其中，所述第二设备包括监测患者的葡萄糖水平的连续葡萄糖监测器(200)。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述热建模模块(602)适于基于所述内部温度来估计所述周围环境温度。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括向所述一个或多个组件供给功率的电源，其中，所述热建模模块适于基于向所述一个或多个组件供给的功率来估计所述周围环境温度。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电源是电池(610)。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括: 电量计模块(616)，其估计所述电池(610)的剩余容量， 其中，所述功率管理模块(600)适于基于所述电池(610)的剩余容量和所述手持医疗设备(104)的内部温度来对所述一个或多个组件进行去激活。
11.根据权利要求4所述的系统，其中，所述手持医疗设备(104)的一个或多个组件包括血糖测量模块(400)，所述血糖测量模块(400)测量所述血样中的血糖，并生成指示所述血糖测量模块(400)的操作状态的状态信号。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述功率管理模块(600)还适于在所述手持医疗设备(104)的内部温度超过阈值温度时，基于所述血糖测量模块(400)的操作状态来对所述一个或多个组件进行去激活，以及其中，对所述手持医疗设备(104)的一个或多个组件进行去激活包括对所述血糖测量模块(400 )进行去激活。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述温度传感器(605)与温度感测模块(604)相关联，所述温度感测模块(604)感测所述手持医疗设备(104)中的多个位置处的温度， 其中，所述热建模模块(602 )适于基于这些所感测的温度来估计所述周围环境温度以及所述内部温度的变化率，以及 其中，所述功率管理模块(600)适于基于所述周围环境温度以及所述内部温度的变化率来对所述一个或多个组件进行去激活。
14.根据权利要求1所述的系统，还包括监测所述一个或多个组件的使用的使用监测模块(606)，其中，所述功率管理模块(600)基于所述手持医疗设备(104)的一个或多个组件的使用来对所述一个或多个组件进行去激活。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括: 电量计模块(616)，其测定向所述一个或多个组件供给功率的电池(610)的剩余容量， 其中，所述功率管理模块(600)适于:(i)基于所述使用以及所述电池(610)的剩余容量来预报所述手持医疗设备(104)的剩余操作时间；以及(ii)基于所述预报来对所述一个或多个组件进行去激活。`
【文档编号】G01N33/487GK103501697SQ201180043939
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年10月13日 优先权日:2010年10月15日
【发明者】M.C.麦克基, M.G.尼科拉斯, B.E.雷米 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司