TW201719160A - 具有液體進入偵測電路的手持式測試計 - Google Patents
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Abstract
一種用於與一分析測試條一起使用在判定一體液樣本中之一分析物的手持式測試計(「HHTM」)，該手持式測試計包括一殼體、至少部分地設置於該殼體內的一條埠連接器(strip port connector)、設置於該殼體中的一微控制器、設置於該殼體中的一電壓供應器、設置於該殼體中的一液體進入偵測電路區塊(「FRIDCB」)，且包括一成對的信號跡線與接地跡線、及一接地參考。該信號跡線與接地跡線的一部分係隔開一預定距離。該信號跡線係電連接至該電壓供應器且電連接至該微控制器，且該接地跡線係電連接至該接地參考。沒有進入液體時，該信號跡線則與該接地跡線電性隔離。FRIDCB產生取決於至該計殼體內之液體進入的一輸出信號至該微控制器，因而提供液體進入之偵測。
Description
本發明大致上關於醫療裝置，且特別關於手持測試計及相關方法。
體液樣本中之分析物或體液樣本之特性的判定(例如偵測及/或濃度量測)在醫療領域中特別受到關注。舉例而言，可期望判定一體液(如尿、血液、血漿或組織間液)樣本中的葡萄糖、酮體、膽固醇、脂蛋白、三酸甘油酯、乙醯胺苯酚、血容比及/或HbA1c濃度。該種判定可以使用手持測試計結合分析測試條(如，電化學式分析測試條)來實現。
一種用於與一分析測試條一起使用在判定一體液樣本中之一分析物的手持式測試計(「HHTM」)，該手持式測試計包括一殼體、至少部分地設置於該殼體內的一條埠連接器(strip port connector)、設置於該殼體中的一微控制器、設置於該殼體中的一電壓供應器、設置於該殼體中的一液體進入偵測電路區塊(「FRIDCB」)，且包括一成對的信號跡線與接地跡線、及一接地參考。該信號跡線與接地跡線的一部分係隔開一預定距離。該信號跡線係電連接至該電壓供應器且電連接至該微控制器，且該接地跡線係電連接至該接地參考。沒有進入液體時，該信號跡線則與該接地跡線電性隔離。FRIDCB產生取決於至該計殼體內之液體進入的一輸出信號至該微控制器，因而提供液體進入之偵測。
100‧‧‧手持測試計
102‧‧‧顯示器
104‧‧‧使用者介面按鈕
106‧‧‧條埠連接器
108‧‧‧USB介面
110‧‧‧殼體
112‧‧‧微控制器區塊
114‧‧‧電壓供應器
116‧‧‧液體進入偵測電路區塊
118‧‧‧接地參考
122‧‧‧信號跡線
124‧‧‧接地跡線
126‧‧‧電阻器
600‧‧‧方法
610‧‧‧步驟
620‧‧‧步驟
630‧‧‧步驟
640‧‧‧步驟
本發明之新穎特徵與其特殊性在隨附申請專利範圍中闡明。參考下列提出之說明性實施例的詳細敘述及所附圖式將更加理解本發
明之特徵與優點，例示性實施例中利用本發明的原理，且該些圖式中的相似數字指示相似元件，其中：圖1係根據本發明實施例之手持測試計之簡示圖，該手持測試計具有一已插入之測試條(TS)；圖2係圖1中之手持測試計以及一已插入之測試條(TS)的不同區塊之簡化方塊圖；圖3係圖1之手持測試計之一部分的另一簡示圖，其繪示設置在手持測試計之條埠連接器(strip port connector,SPC)附近的液體進入偵測電路區塊；圖4係可使用於本發明之實施例中之液體進入偵測電路區塊的簡化電性示意圖；圖5A與圖5B係可使用在本發明之實施例中之在缺乏液體(圖5A)與在存在液體進入(圖5B)之情況下之液體進入偵測電路區塊的一部分的簡化電性示意圖與相關電路區塊電流方程式；及圖6係一流程圖，其描繪根據本發明實施例中操作手持測試計之方法的多個階段。
必須參考圖式來閱讀以下的實施方式，其中不同圖式中的類似元件以相同標號標示。圖式不一定按比例，其描繪例示性實施例且非意圖限制本發明的範圍。此實施方式是以實例方式而非以限制方式來說明本發明的原理。本說明將明確地使所屬技術領域中具有通常知識者得以製造並使用本發明，且敘述本發明之若干實施例、適應例、變化例、替代例與使用，包括當前咸信為實行本發明之最佳模式者。
如本文中所使用，針對任何數值或範圍之「約(about)」或「大約(approximately)」用語指示適當的尺寸公差，其允許零件或組件集合針對如本文所述之意欲目的而作用。
大致上而言，根據本發明實施例的手持測試計，其用於與一分析測試條(如，電化學式分析測試條)一起使用在判定一體液樣本(諸如，舉例來說，全血樣本)中之一分析物(諸如，葡萄糖)，該等手持測試計包括：一殼體、至少部分地設置於該殼體內的一條埠連接器、設置在該
殼體中的一微控制器、設置在該殼體中的一電壓供應器(如，3V電壓供應器)、以及設置在該殼體中的一液體進入偵測電路區塊，該液體進入偵測電路區塊則包括至少一成對的信號跡線與接地跡線、以及一接地參考。
在根據本發明實施例的手持測試計中，成對的信號跡線與接地跡線的一部分係隔開一預定距離(舉例來說，1mm或更少的距離)。此外，該信號跡線係電連接至電壓供應器且至微控制器，而接地跡線係電連接至接地參考。更者，在缺乏液體進入的情況下，信號跡線與接地跡線電性隔離。在此一組態中，液體進入偵測電路區塊產生一取決於至該計殼體內的液體進入之輸出信號至微控制器，因而提供液體進入之偵測。
一旦獲悉本揭露，所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，和成對的信號跡線與接地跡線相關而使用的用語「成對(paired)」，其意指一齊操作以發出偵測到液體進入之信號的信號跡線與接地跡線(當此液體形成一導電橋接器於信號跡線與接地跡線之間時)。
至手持測試計之殼體內之液體(諸如水與清潔液)的進入可損壞其中的電組件、產生將使在手持測試計內之電池洩流的漏電路徑、且久而久之潛在地引起不準確分析物判定的產生。根據本發明實施例之手持測試計的好處在於液體進入偵測電路區塊經組態以產生一輸出信號，該輸出信號隨著液體進入的存在或缺乏而變化。此一輸出信號可由例如微控制器以及當已經偵測到液體進入時顯示給使用者的警告訊息所監控。
此外，使用於根據本發明之發明實施例中的液體進入偵測電路區塊具有成本效益，其中彼等可只包括相對便宜的組件(舉例來說，信號跡線、接地跡線以及低成本電阻器)。
圖1係根據本發明實施例的用於判定體液樣本中之分析物及/或特性之一手持測試計100的簡示圖。圖2係手持測試計100以及測試條(TS)的不同種區塊之簡化方塊圖。圖3係圖1之手持測試計之一部分的簡示圖，其繪示設置在手持測試計100之條埠連接器(SPC)附近的液體進入偵測電路區塊。圖4係可使用於本發明之實施例中的液體進入偵測電路區塊的簡化電性示意圖，其包括手持測試計100。圖5A與圖5B係可使用於包括手持測試計100之本發明實施例中之在缺乏液體(圖5A)與在存在液體
進入(圖5B)的情況下之液體進入偵測電路區塊的一部分的簡化電性示意圖與相關電路區塊電流方程式。
參照圖1至圖5B，手持測試計100包括一顯示器102、複數個使用者介面按鈕104、一條埠連接器106、一USB介面108、以及一殼體110(參見圖1)。特別參考圖2，手持測試計100亦包括一微控制器區塊112、一電壓供應器114、液體進入偵測電路區塊116、一接地參考118、以及其他電子組件(未顯示於該等圖中)，其等用於將一電偏壓(如，一交流電(AC)及/或直流電(DC)偏壓)施加至一電化學式分析測試條(在圖1中標示為TS)，且亦用於測量一電化學反應(如，複數個測試電流值、相位、及/或量值)以及基於該電化學反應判定一分析物或特性。為了簡化目前的說明，該等圖並未繪示所有此類電子電路系統。
顯示器102可為例如經組態以顯示一螢幕影像之一液晶顯示器或一雙穩態顯示器。在體液樣本之分析物判定期間之一螢幕影像實例可包括葡萄糖濃度、日期與時間、錯誤訊息、及用以指導使用者如何施行測試之使用者介面。在使用操作範圍測試條模擬電路區塊期間的螢幕影像之實例可以係報告通過手持測試計操作範圍測試之一影像，或報告手持測試計操作範圍測試已產生一錯誤之一影像。
條埠連接器106係經組態以與一電化學式分析測試條TS操作地介接，諸如經組態以用於判定一全血樣本中之血容比及/或葡萄糖的一電化學式分析測試條。因此，電化學式分析測試條係經組態以用於操作性插入於條埠連接器106中並經由，例如，合適的電氣接點、線材、電氣互連或所屬技術領域中具通常知識者習知之其他架構，以與微控制器區塊112操作地介接。
USB介面108可以係所屬技術領域中具有通常知識者習知的任何合適介面。USB介面108係一電組件，其係經組態以提供電源及一資料線(data line)至手持測試計100。
微控制器112亦包括一記憶體子區塊，其儲存一合適的演算法，該演算法用於根據分析測試條之電化學反應判定分析物，且亦用於判定前述的體液樣本之特性(如，血容比)。微控制器區塊112係經設置於殼體110中，並可包括所屬技術領域中具有通常知識者習知之任何合適的微
控制器及/或微處理器。合適的微控制器包括，但不限於，可以MSP430系列料號商購自Texas Instrument(Dallas,Texas,USA)；可以STM32F以及STM32L系列料號商購自ST MicroElectronics(Geneva,Switzerland)；以及可以SAM4L系列料號商購自Atmel Corporation(San Jose,California,USA)。微控制器區塊112經由例如微控制器區塊112的數位輸入埠而與液體進入偵測電路116通訊，該數位輸入埠經組態以接收來自液體進入偵測電路區塊116的輸出信號。此一信號係由圖2中的箭頭、以及由圖3與圖4中的「信號(Signal)」標示、以及由圖5A與圖5B中的「信號(SIGNAL)」標示所表示。不過，一旦獲悉本揭露，所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，從液體進入偵測電路區塊116至微控制器區塊112的輸入亦可以是類比輸入。
手持測試計100的接地參考118可以是所屬技術領域中具有通常知識者已知的任何合適的測試計之接地參考。舉例來說，一測試計之接地參考可為用於手持測試計之電源供應器之接地參考，例如，電池的負極。
特別參考圖3、圖4、圖5A以及圖5B，液體進入偵測電路區塊116包括至少一成對的信號跡線122與接地跡線124。信號跡線122電連接至電壓供應器114(如，如在圖3、圖4、圖5A及圖5B中註明的3V電壓供應器)。接地跡線124電連接至接地參考118。應該提及的是，接地跡線124與信號跡線122的至少一部分係隔開一預定距離(如，小於1mm的距離)，使得至殼體110中的液體進入將接地跡線與信號跡線之間的距離橋接，以產生其等之間的短路(比較圖5A與圖5B)。
在圖3、圖4、圖5A及圖5B的實施例中，液體進入偵測電路區塊116包括電阻器126。電阻器126可以是任何合適的電阻器，諸如可以料號CRCW04021M00FKED商購自Vishay的1M-歐姆電阻器。
在缺乏橋接信號跡線122與接地跡線124之液體進入的情況下，來自液體進入偵測電路區塊116的輸出信號，例如，係第一預定值，諸如3V(參見圖5A，其中施加至信號跡線122的3V信號造成3V信號(SIGNAL))。
在存在液體進入的情況下，來自液體進入偵測電路區塊116的輸出信號係第二預定值，諸如基本上為0V(參見圖5B)。圖5A與圖5B
的組態特別有益，因為，在缺乏液體進入的情況下，不會有電流在電路上流動(參見圖5A)且因此無電池電力的不良洩流。
成對的信號跡線122與接地跡線124可使用任何合適的技術來形成，包括例如形成在設置於殼體110內的印刷電路板(PCB)上。信號跡線122與接地跡線124，舉例來說，可以鍍金的無電鎳形成。更者，使用於本發明實施例中之成對的信號與接地跡線可以任何合適的組態設置於手持測試計殼體內，且不限定於圖3與圖4中所繪示的組態。
一旦獲悉本揭露內容，所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，使用於本發明實施例中的液體進入偵測電路區塊可採用多種形式，且不限定於圖3、圖4、圖5A以及圖5B中所繪示的實施例。舉例來說，合適的液體進入偵測電路區塊可包括(i)與經適當組態的(一或多個)運算放大器可操作地通訊之一成對的信號跡線與接地跡線，該運算放大器提供該信號跡線與該接地跡線之間之電短路的偵測，或(ii)與任何合適電路結合之一成對的信號跡線與接地跡線，該電路可偵測該信號跡線與該接地跡線之間的電短路。
圖6係一流程圖，其描繪根據本發明實施例之用於利用一手持測試計(如，圖1之手持測試計100)之方法600中的階段，該手持測試計與一分析測試條一起使用來判定一體液樣本(例如，全血樣本)中之一分析物以及/或一特性。此分析物之一非限制性實例係一全血樣本中之葡萄糖。此特性之一非限制性實例係一全血樣本中之血容比。此分析測試條之一非限制性實例係一電化學式分析測試條。
在步驟610，方法600包括啟動設置於手持測試計之殼體內的液體進入偵測電路區塊。此啟動可涉及例如將手持測試計開機及/或啟動軟體中控制手持測試計的預定步驟。已啟動的液體進入偵測電路區塊可例如是與手持測試計100相關之在本文中所述的液體電路偵測區塊，或與本手持測試計發明之任一其他實施例相關之在本文中所述的液體電路偵測區塊。
在步驟610，利用手持測試計的液體進入偵測電路區塊，以偵測至手持測試計之殼體內之液體進入的存在。此偵測步驟可例如包括施加一預定電壓至液體進入偵測電路區塊之一成對信號與接地跡線的信號跡
線。此應用的實例係繪示於圖5A與圖5B中，並且相對於圖5A與圖5B來敘述。
步驟620導致液體進入偵測電路區塊產生輸出信號(參見步驟630)。在步驟630中，在缺乏液體進入的情況下，輸出信號是第一預定輸出信號(例如，參見圖5A中所繪示的3V輸出信號)，且在存在液體進入的情況下，輸出信號則是第二預定輸出信號(例如，參見圖5B中所繪示的0V輸出信號)。在步驟630中，第二預定輸出信號代表偵測到進入液體。
若有需要，可利用經由步驟610、620及630之液體進入的偵測，以將警告訊息經由手持測試計的顯示器顯示給使用者(參見圖的步驟640)。
一旦獲悉本揭露內容，所屬技術領域中具通常知識者將理解到，根據本發明之實施例的方法(包含方法600)可被輕易修改以併入根據本發明之實施例之手持測試計與在本文中所述之任何技術、優點與特性。
一旦獲悉本揭露內容，所屬技術領域具通常知識者將理解到根據本發明實施例的測試計及方法(包含方法600)可用於任何合適的電化學式技術，包含基於柯特雷爾電流量測(Cottrell current measurement)、電量分析法(coulomnetry)、電流分析法(amperometry)、計時電流分析法(chronoamperometry)、電位分析法(potentiometry)、以及計時電位分析法(chronopotentiometry)的彼等方法。
雖然已在本文顯示及敘述本發明的較佳實施例，但是所屬技術領域中具有通常知識者將明白這類實施例僅為舉例說明。在不偏離本發明的情況下，所屬技術領域中具有通常知識者現將意識到為數眾多的變異、改變與置換。須瞭解本文所述之本發明的實施例之不同替代例也可用於實行本發明。吾人意欲以下列的申請專利範圍界定本發明的範疇，並藉此涵蓋屬於這些申請專利範圍內的裝置、方法及其均等物。
106‧‧‧條埠連接器
110‧‧‧殼體
116‧‧‧液體進入偵測電路區塊
118‧‧‧接地參考
122‧‧‧信號跡線
124‧‧‧接地跡線
126‧‧‧電阻器
Claims (20)
- 一種用於與一分析測試條一起使用在判定一體液樣本中之一分析物的手持式測試計，該手持測試計包含：一殼體；一條埠連接器(strip port connector)，其至少部分地設置於該殼體內；一微控制器，其設置於該殼體中；一電壓供應器，其設置於該殼體中；一液體進入偵測電路區塊，其設置於該殼體中且包括：至少一成對的信號跡線與接地跡線；及一接地參考，其中該至少一信號跡線的至少一部分與該至少一接地跡線的至少一部分係隔開一預定距離；其中該至少一信號跡線係電連接至該電壓供應器且電連接至該微控制器；其中該接地跡線係電連接至該接地參考；且其中，在缺乏液體進入之情況下，該至少一成對信號跡線的該信號跡線與該接地跡線電性隔離。
- 如申請專利範圍第1項所述之手持測試計，其中該液體進入偵測電路區塊進一步包括至少一電阻器，且其中該至少一信號跡線係經由至少一電阻器而電連接至該電壓供應器。
- 如申請專利範圍第2項所述之手持測試計，其中該電壓供應器係一3伏特(3V)電壓供應器，且該至少一電阻器係一1M-歐姆電阻器。
- 如申請專利範圍第1項所述之手持測試計，其中該至少一信號跡線與接地跡線對係一單一的信號跡線與接地跡線對。
- 如申請專利範圍第4項所述之手持測試計，其中該單一信號跡線與接地跡線對係設置於該殼體內且繞著該條埠連接器之一周長設置。
- 如申請專利範圍第1項所述之手持測試計，其中該至少一信號跡線與接地跡線對係複數對的單一信號跡線與接地跡線對。
- 如申請專利範圍第1項所述之手持測試計，其中該電壓供應器、該液體進入偵測電路區塊以及該接地參考經組態使得在缺乏液體進入的情況下，由該進入偵測電路區塊產生一非零的電壓信號輸出。
- 如申請專利範圍第7項所述之手持測試計，其中該電壓供應器、該液體進入偵測電路區塊以及該接地參考經組態使得一旦至該殼體內的液體進入產生跨該成對信號與接地跡線之一電短路時，則由該進入偵測電路區塊產生一基本上為零的電壓信號輸出。
- 如申請專利範圍第1項所述之手持測試計，其中該液體進入偵測電路區塊產生取決於至該計殼體內之液體進入的一輸出信號至該微控制器。
- 如申請專利範圍第9項所述之手持測試計，其進一步包括：一顯示器，以及其中該手持測試計經組態以基於來自該液體進入偵測電路區塊而在該微控制器上接收到的該輸出信號而將一警告訊息顯示在該顯示器上。
- 如申請專利範圍第1項所述之手持測試計，其中該分析測試條係一電化學式分析測試條，該電化學式分析測試條經組態以用於判定一全血體液樣本中的葡萄糖，且該條埠連接器經組態以操作地接收該電化學式分析測試條。
- 一種用於利用一手持測試計之方法，該手持測試計用於與一分析測試條一起使用在判定一體液樣本中之一分析物，該方法包含：啟動設置於該手持測試計之一殼體內的一液體進入偵測電路區塊；利用該手持測試計的該液體進入偵測電路區塊，以偵測至該手持測試計之該殼體內之液體進入的存在；及以該液體進入偵測電路區塊來產生一輸出信號，而該輸出信號在缺乏液體進入的情況下是一第一預定輸出信號且在存在進入液體的情況下則是一第二預定輸出信號，因此產生該第二預定輸出信號代表偵測到進入液體。
- 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該手持測試計進一步包含：一條埠連接器，其至少部分地設置於該殼體內；一微控制器，其設置於該殼體中； 一電壓供應器，其設置於該殼體中；及一接地參考，且其中該液體進入偵測電路區塊設置於該殼體中且包括：至少一成對的信號跡線與接地跡線，其中該至少一信號跡線的至少一部分與該至少一接地跡線的至少一部分係隔開一預定距離；其中該至少一信號跡線係電連接至該電壓供應器且電連接至該微控制器；其中該接地跡線係電連接至該接地參考；及其中，在缺乏液體進入之情況下，該至少一成對信號跡線的該信號跡線與該接地跡線電性隔離。
- 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該液體進入偵測電路區塊進一步包括至少一電阻器，且其中該至少一信號跡線係經由該至少一電阻器而電連接至該電壓供應器。
- 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該電壓供應器係一3伏特(3V)電壓供應器，且該至少一電阻器係一1M-歐姆電阻器。
- 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該至少一信號跡線與接地跡線對係一單一的信號跡線與接地跡線對。
- 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該單一信號跡線與接地跡線對係設置於該殼體內且繞著該條埠連接器之一周長設置。
- 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該至少一信號跡線與接地跡線對係複數對的單一信號跡線與接地跡線對。
- 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該電壓供應器、該液體進入偵測電路區塊、以及該接地參考經組態使得在缺乏液體進入的情況下，由該進入偵測電路區塊產生一非零的電壓信號輸出。
- 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該電壓供應器、該液體進入偵測電路區塊、以及該接地參考經組態使得一旦至該殼體內的液體進入產生跨該成對信號與接地跡線之一電短路時，則由該進入偵測電路區塊產生一基本上為零的電壓信號輸出。
Applications Claiming Priority (1)
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