测试传感器系统和使用测试传感器系统的方法与流程

测试传感器系统和使用测试传感器系统的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年11月24日提交的第17/102,820号美国临时专利申请的优先权，所述美国临时专利申请特此以引用的方式全文并入本文中。
技术领域
3.本发明大体上涉及一种使用电化学测试传感器来确定分析物浓度的系统和方法。更具体来说，本发明大体上涉及一种使用电化学测试传感器的系统和用于在不存在分析物计量器的情况下确定分析物浓度的方法。


背景技术：

4.体液中的分析物的定量测定在某些身体状态的诊断和维持中具有重要意义。例如，应监测某些个体的乳酸、胆固醇和胆红素。尤其重要的是，糖尿病患者经常检查体液中的葡萄糖水平以调节饮食中的葡萄糖摄入量。这类测试的结果可以用于确定需要使用多少(如果有的话)胰岛素和/或其它药物。在一种类型的血糖测试系统中，测试传感器用于测试血液的流体样本。
5.在典型的情况下，为了确定分析物浓度，用户将携带多个测试传感器(例如，电化学测试传感器)和分析物计量器(例如，血糖仪)。分析物计量器通常包含开口，用于接收测试传感器、存储器、处理器、用于示出测试结果的显示器，以及多个按钮或用于导航显示器的其它机构。分析物计量器可能需要一些用户设置和与其相关联的学习曲线。
6.需要简化这种方法以提供最大的用户便利，同时仍然提供典型分析物确定系统的期望特征。


技术实现要素：

7.根据一个实施例，用于确定流体样本的分析物信息的系统包含电化学测试传感器、启用nfc的软件狗和启用nfc的读取器。电化学测试传感器适于接收分析物的流体样本。电化学测试传感器包含底座。底座包含适于与分析物反应的酶。电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点。启用nfc的软件狗包含近场通信(nfc)标签芯片、模拟前端(afe)和微控制器。启用nfc的软件狗包含外壳。外壳形成用于接收电化学测试传感器的开口。启用nfc的读取器被配置成从启用nfc的软件狗无线地接收数据以帮助确定流体样本的分析物信息。
8.根据另一实施例，用于确定流体样本的分析物信息的系统包含电化学测试传感器、启用蓝牙的软件狗和启用蓝牙的读取器。电化学测试传感器适于接收分析物的流体样本。电化学测试传感器包含底座。底座包含适于与分析物反应的酶。电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点。启用蓝牙的软件狗包含蓝牙芯片、模拟前端(afe)、微控制器和电池。启用蓝牙的软件狗包含外壳。外壳形成用于接收电化学测试传感器的开口。启用蓝牙的读取器被配置成从启用蓝牙的软件狗无线地接收数据以帮助确定流
体样本的分析物信息。
9.根据一种方法，使用电化学测试传感器、启用nfc的软件狗和启用nfc的读取器确定流体样本的分析物信息。提供适于接收分析物的流体样本的电化学测试传感器。电化学测试传感器包含底座。底座包含适于与分析物反应的酶。电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点。提供启用nfc的软件狗并且所述启用nfc的软件狗包含场通信(nfc)标签芯片、模拟前端(afe)、微控制器。启用nfc的软件狗包含外壳。外壳形成用于接收电化学测试传感器的开口。经由启用nfc的软件狗的开口将电化学测试传感器放置成与启用nfc的软件狗电通信。流体样本与电化学测试传感器接触。为近场通信(nfc)标签芯片和模拟前端(afe)供电。模拟前端帮助开始与流体样本的分析物的电化学反应。使启用nfc的软件狗和电化学测试传感器非常接近启用nfc的读取器。经由nfc标签芯片将数据从启用nfc的软件狗无线地传输到启用nfc的读取器。使用从启用nfc的软件狗接收的数据经由启用nfc的读取器确定流体样本的分析物信息。
10.根据另一方法，使用电化学测试传感器、启用蓝牙的软件狗和启用蓝牙的读取器确定流体样本的分析物信息。提供适于接收分析物的流体样本的电化学测试传感器。电化学测试传感器包含底座。底座包含适于与分析物反应的酶。电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点。提供启用蓝牙的软件狗并且所述启用蓝牙的软件狗包含蓝牙芯片、模拟前端(afe)、微控制器。启用蓝牙的软件狗包含外壳。外壳形成用于接收电化学测试传感器的开口。经由启用蓝牙的软件狗的开口将电化学测试传感器放置成与启用蓝牙的软件狗电通信。流体样本与电化学测试传感器接触。为蓝牙芯片和模拟前端(afe)供电。模拟前端帮助开始与流体样本的分析物的电化学反应。使启用蓝牙的软件狗非常接近启用蓝牙的读取器。经由蓝牙芯片将数据从启用蓝牙的软件狗无线地传输到启用蓝牙的读取器。使用从启用蓝牙的软件狗接收的数据经由启用蓝牙的读取器确定流体样本的分析物信息。
11.以上概述并不旨在表示本发明的每个实施例或每个方面。本发明的额外特征和益处从下文阐述的具体实施方式和图式中显而易见。
附图说明
12.在阅读以下详细描述并参考附图之后，本发明的其它优点将变得显而易见，在附图中：
13.图1a是根据一个实施例的将用于系统中的电化学测试传感器的俯视图。
14.图1b是图1a的电化学测试传感器的正视图。
15.图1c是在已经移除封盖和间隔物之后图1a的电化学测试传感器的俯视图。
16.图1d是图1c中所示的大致矩形区域1d的放大图。
17.图2a是根据一个实施例的包含图1a和1c的电化学测试传感器、启用近场通信(nfc)的软件狗和启用近场通信(nfc)的读取器的系统。
18.图2b是图2a中所示的启用nfc的软件狗的正视图。
19.图3a是用于图2a的系统中的近场通信(nfc)标签芯片的示意图。
20.图3b是根据另一个实施例的nfc标签芯片的示意图。
21.图4a是根据另一实施例的包含图1a和1c的电化学测试传感器、启用nfc的软件狗
和启用nfc的读取器的系统。
22.图4b是图4a中所示的启用nfc的软件狗的正视图。
23.图5是根据一种方法用于确定分析物信息的步骤的流程图。
24.图6a是根据一个实施例的包含图1a和1c的电化学测试传感器、启用蓝牙的软件狗和启用蓝牙的主机/读取器的系统。
25.图6b是图6a中所示的启用蓝牙的软件狗的正视图。
26.图7是用于图6a的系统的蓝牙芯片的示意图。
27.图8是根据另一方法用于确定分析物信息的步骤的流程图。
28.虽然本发明容许各种修改和替代形式，但其具体实施例已经以实例的方式在附图中示出且将在本文中详细地描述。然而，应理解，不旨在将本发明限于所公开的特定形式，但相反地，意图涵盖落入如所附权利要求书中定义的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。
具体实施方式
29.电化学测试传感器适于接收流体样本。测试传感器帮助确定与分析物相关的信息，例如分析物浓度。在本技术中使用的术语“浓度”是指用于测量所需分析物的分析物浓度、活性(例如酶和电解质)、滴度(例如抗体)或任何其它测量浓度。可以测量的分析物包含葡萄糖、脂质分布(例如，胆固醇、甘油三酯、ldl和hdl)、微量白蛋白、血红蛋白a1c、尿素、肌酸酐、果糖、乳酸或胆红素。预期可以确定其它分析物浓度。分析物可以在例如全血样本、血清样本、血浆样本、其它体液(例如，isf(间质液)和尿液)和非体液中。
30.在一个实施例中，电化学测试传感器适于接收包含分析物的流体样本。如下文所论述的电化学测试传感器将结合启用nfc的软件狗或启用蓝牙的软件狗使用。
31.电化学测试传感器包括底座。底座包含适于与分析物反应的酶。电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点。
32.本发明的优点在于电化学测试传感器在没有分析物计量器(例如血糖仪)的情况下起作用。因此，分析物计量器不与本发明的电化学测试传感器一起使用。此处，用户方便地避免需要携带分析物计量器来确定分析物浓度。然而，用户将需要携带启用近场通信(nfc)的软件狗或启用蓝牙的软件狗。此外，与使用传统的分析物计量器不同，本发明的方法几乎不涉及设置和学习曲线。
33.本发明的优点还在于能够更容易地修改用于计算分析物浓度的算法。在本发明中，算法可以是应用程序中的启用nfc的读取器(例如，智能手机)的一部分或可以存在于例如云中的服务器集群中。在另一实施例中，算法可以是应用程序中的启用ble的读取器(例如，智能手机)的一部分或可以存在于例如云中的服务器集群中。对于用户来说，更新本发明的算法方便且非常容易，因此在必要时更新可以更频繁。这与修改存储在分析物计量器中的固件中的需要支持例如空中更新的算法或更换整个分析物计量器形成对比。这不仅很难更新而且成本也很高，尤其是在需要更换分析物计量器的情况下。
34.本文所描述的测试传感器是电化学测试传感器。在图1a到1d中示出电化学测试传感器的一个非限制性实例。图1a到1d描绘电化学测试传感器10，所述电化学测试传感器包含底座12、封盖14、流体接收区域或通道16和多个电极18、20、22和24。在一个实施例中，流
体接收区域16是毛细管通道。多个电极包含反电极18、工作(测量)电极20、检测填充电极22和血细胞比容电极24。流体接收区域16提供用于将流体样本引入电化学测试传感器10中的流动路径。电极18、20、22和24耦合到与多个测试传感器触点34a、34b、34c和34d通信的多个导电引线26a、26b、26c和26d中的相应一个。多个电极可以由各种导电材料，包含但不限于金、铂、铑、钯、钌、碳或其组合制成。
35.预期在其它实施例中可以使用少于四个电极。例如，在一个实施例中，电化学测试传感器可以包含两个电极(工作电极和反电极)。在另一实施例中，电化学测试传感器可以包含三个电极(工作电极、反电极和检测填充电极)。预期可以在电化学测试传感器中使用其它电极。
36.试剂区域28包含至少一种试剂，用于将流体样本(例如血液)中的感兴趣的分析物(例如葡萄糖)转化为化学物质，所述化学物质可通过电极图案的组件在其产生的电流方面电化学测量。试剂通常包含分析物特异性酶，所述分析物特异性酶与分析物和电子受体反应以产生可以由电极检测的电化学可测量物质。如果分析物是葡萄糖，则试剂将包含例如葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶的酶。
37.试剂通常包含帮助在分析物与电极之间转移电子的介质。介质的非限制性实例包含吩恶嗪、吩噻嗪、铁氰化物或四氮唑盐以及本领域技术人员熟悉的其它物质。试剂可以包含将酶和介质保持在一起的粘合剂、缓冲剂、纤维素聚合物、表面活性剂、其它惰性成分或其组合。
38.在一个实施例中，经由流体接收区域16将流体样本(例如，血液)施加到试剂区域28。流体样本与至少一种试剂反应。在与试剂反应并且与多个电极结合之后，流体样本产生电信号，所述电信号将帮助确定分析物浓度。导电引线26a-26d将电信号载送回相应的测试传感器触点34a-34d。
39.参考图ib，示出图1a的电化学测试传感器10的正视图。如图1b中所示，电化学测试传感器10包含封盖14、间隔物30和底座12。封盖14、间隔物30和底座12的组合形成流体接收区域16。底座12、封盖14和间隔物30可以由例如聚合材料的各种材料制成。可以用于形成底座12、封盖14和间隔物30的聚合材料的非限制性实例包含聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸伸乙酯(pen)、聚酰亚胺，以及其组合。预期底座、间隔物和封盖可以独立地由其它材料制成。预期其它材料可以用于形成底座12、封盖14和/或间隔物30。
40.为了形成图1a到1d的电化学测试传感器10，底座12、间隔物30和封盖14通过例如粘合剂或热封附接。当附接底座12、封盖14和间隔物30时，形成流体接收区域16。如图1a中所示，流体接收区域16形成于电化学测试传感器10的第一端或测试端32处。
41.还可以预期电化学测试传感器可以在不存在间隔物的情况下形成。例如，电化学测试传感器可以包含底座和封盖，使得当底座和封盖彼此附接时形成流体接收区域(例如，毛细管通道)。预期电化学测试传感器可以仅使用底座形成。
42.参考图1a、2a和2b，系统200包含电化学测试传感器10、启用近场通信(nfc)的软件狗40和启用近场通信(nfc)的读取器290。在一个实施例中，启用nfc的软件狗小巧轻便。如果需要，软件狗可以做得更重一些，以帮助改进人体工程学考虑。
43.启用nfc的软件狗40包含近场通信(nfc)标签芯片50、模拟前端(afe)和微控制器。具体来说参考图2b，启用nfc的软件狗40包含外壳42。外壳42通常由聚合物材料制成。预期
软件狗可以由其它材料制成。外壳42形成用于接收电化学测试传感器10的开口44。软件狗的外壳42帮助保护包含在其中的组件。
44.nfc标签芯片50可以通过例如合适的粘合剂和/或例如叉臂的机械联接机制固定到启用nfc的软件狗40。预期可以在将nfc标签芯片固定到启用nfc的软件狗中使用其它方法。在一个实施例中，nfc标签芯片50位于启用nfc的软件狗40的内部。
45.近场通信(nfc)包含小型天线和经由nfc标准进行通信的硬件。近场通信(nfc)是提供极为接近的无线数据连接的已知全球标准。nfc当前用于约20cm或更小，并且更可能小于约10cm或更小的通信距离。在其它实施例中，nfc通常用于小于约8cm或小于6cm的通信距离。在另一实施例中，nfc更常见地用于小于约5或约小于约4cm的通信距离。当极为接近时，nfc标签芯片与启用nfc的读取器无线地通信。
46.近场通信(nfc)允许简化交易、数据交换和触摸连接。近场通信论坛(nfc forum)成立于2004年，旨在促进启用nfc的读取器或装置之间的共享、配对和交易，并且开发和认证符合nfc标准的装置。nfc在iso/iec 18000-3空中接口上以13.56mhz工作且速率范围从106kbit/s到848kbit/s。nfc的短距离有助于保护加密信息的私密性。因此，启用nfc的读取器，例如智能手机、平板计算机、计算机或自助服务终端可以从启用nfc的软件狗接收信息，以帮助确定分析物浓度。
47.具体来说参考图3a，近场通信(nfc)标签芯片50包含模拟前端(afe)52、电源管理模块54、存储器56、串行外围接口(spi从动装置)58、微控制器60、芯片上温度传感器62、模拟/数字(a/d)转换器64、实时时钟66和天线68。在一个实施例中，微控制器60还包含控制或处理逻辑模块70、存储器接口72、加密模块74、认证模块76和防冲突模块78。应注意，所有nfc标签芯片并不包含所有这些模块或特征。例如，一些nfc标签芯片不包含温度传感器。
48.在此实施例中，启用nfc的软件狗40不包含电池。在此实施例中，近场通信(nfc)标签芯片50能够从启用nfc的读取器接收电力。因此，启用nfc的软件狗40是完全无源的。在此实施例中，nfc涉及启动器(启用nfc的读取器)和目标(启用nfc的软件狗40)。启动器主动地生成rf场，所述rf场为无源目标(启用nfc的软件狗40)供电。这使得nfc目标能够采用非常简单的形状因数，例如不需要电池的标签或贴纸。
49.在另一实施例中，启用nfc的软件狗可以包含电池，用于为近场通信(nfc)和/或afe模块供电以用于信号采样。参考图3b，nfc标签芯片150包含电池84。nfc标签芯片150包含如在nfc标签芯片50中描述的所有模块，除了在包含电池84时不需要的电源管理模块54。在一个实施例中，电池84是用于为nfc标签芯片150供电的1.5或3v电池。在两个装置都通电的情况下，nfc对等通信当然是可能的。例如，具有nfc标签芯片的启用nfc的软件狗可以被配置成实施与启用nfc的读取器的对等通信。参考图4a和4b，系统300包含具有nfc标签芯片150的启用nfc的软件狗140以及启用nfc的读取器290。
50.可以用于本发明的包含微控制器和模拟前端(afe)的近场通信(nfc)标签芯片的非限制性商业实例是由ams制造/销售的sl13a-aqfm。
51.可以用于本发明的近场通信(nfc)标签芯片的非限制性商业实例是由荷兰恩智浦半导体公司制造/销售的nt ag 210μ系列标签。可以用于本发明的包含微控制器的近场通信(nfc)标签芯片的另一非限制性商业实例是由瑞士st微电子公司制造/销售的st25t系列标签。可以用于本发明的包含模拟前端(afe)的近场通信(nfc)标签芯片的另一非限制性商
业实例是由瑞士st微电子公司制造/销售的st25r3916/7。
52.模拟前端(afe)52用于驱动电化学并对结果进行采样。在一个实施例中，模拟前端52向试剂区域28施加电压，所述电压开始试剂与流体样本中的分析物之间的电化学反应。在此实施例中由电化学反应产生的所得电流由模拟前端52采样。将电流的此测量值无线地传输到启用nfc的读取器以进行进一步处理。
53.在一个实施例中，模拟前端(afe)经由例如在图3a中的nfc标签芯片50中所示的启用nfc的读取器供电。在另一实施例中，afe由位于nfc标签芯片150上的电池84供电，如图3b中所示。可以用于本发明的模拟前端(afe)的非限制性商业实例是由美国德州仪器公司制造/销售的afe4400。
54.nfc标签芯片50的存储器56通常采用eeprom的形式。可以使用的存储器的一个非限制性实例8kbit eeprom。预期可以使用其它形式的eeprom或其它类型的存储器。例如，快闪存储器可以用于nfc标签芯片中。
55.启用nfc的软件狗40中的微控制器60执行与通过天线68接收信号和将信号发送到启用nfc的读取器有关的操作。微控制器60帮助控制模拟前端(afe)52并将电信号转换为可读数据。微控制器60引导模拟前端(afe)52开始采样。启用nfc的软件狗理想地包含低端微处理器。低端微处理器不运行一个或多个算法来确定流体样本的分析物信息。可以用于本发明的微控制器的非限制性商业实例是由荷兰恩智浦半导体公司制造/销售的lpc800系列。
56.预期模拟前端(afe)、微控制器和近场通信器(nfc)可以是单独芯片或组件。在这些实施例中的nfc标签芯片将被视为下端标签芯片。预期这些组件中的两个或更多个可以集成在一起。在一个非限制性实例中，模拟前端(afe)和近场通信器(nfc)集成在一起。在另一实例中，微控制器和近场通信器(nfc)集成在一起。在另外的实例中，模拟前端(afe)和微控制器集成在一起。预期模拟前端(afe)、微控制器和近场通信器(nfc)可以全部集成在一起，例如与图2a中的nfc芯片标签50一起示出。
57.在一个实施例中，用于确定分析物信息(例如，分析物浓度)的系统包含电化学测试传感器、启用nfc的软件狗和启用nfc的读取器。启用nfc的读取器被配置成从启用nfc的软件狗无线地接收数据以帮助确定流体样本的分析物浓度。电化学测试传感器适于接收包含分析物的流体样本。电化学测试传感器包括底座。底座包含适于与分析物反应的酶。电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点。启用nfc的软件狗包含近场通信(nfc)标签芯片、模拟前端(afe)和微控制器。可以使用的电化学测试传感器的一个非限制性实例是电化学测试传感器10。可以使用的一个非限制性实例是启用nfc的软件狗40。
58.返回参考图2a，系统200包含电化学测试传感器10、启用nfc的软件狗40和启用nfc的读取器290。启用nfc的读取器可以读取启用nfc的软件狗上的nfc芯片标签以从其获取信息。启用nfc的读取器通常是智能手机、平板计算机或计算机。还预期可以使用其它启用nfc的读取器。例如，启用nfc的读取器可以是自助服务终端。自助服务终端可以是专门设计用于确定流体样本的分析物浓度的自助服务终端。自助服务终端可以用于例如医院的医疗保健环境中。
59.启用nfc的读取器290包含显示器292和一个或多个按钮294或用于导航显示器292的其它机构。显示器292通常用于示出流体样本的分析物信息或其它信息。显示器292可以
是模拟的或数字的。显示器292可以是lcd、led、oled、真空荧光显示器或适于显示例如分析物信息的数字读数的其它显示器。预期分析物信息(例如，分析物浓度)可以在音频通信中从启用nfc的读取器传送。
60.为了帮助确定分析物信息(例如，分析物浓度)，在一个实施例中，将一个或多个算法下载到启用nfc的读取器290。此处，将启用nfc的读取器示为智能手机。如上文所论述，启用nfc的读取器可以是平板计算机、计算机或自助服务终端。使用一个或多个算法的启用nfc的读取器将从无线传输的启用nfc的软件狗获取原始数据并计算分析物信息。可以将一个或多个算法下载和存储在启用nfc的读取器中。
61.在另一实施例中，启用nfc的软件狗中的近场通信(nfc)标签芯片可以包含并传输只读数据。此只读数据向启用nfc的读取器标识电化学测试传感器。读取器识别只读数据并运行适当的一个或多个算法来确定分析物信息(例如，分析物浓度)。
62.在另一实施例中，启用nfc的读取器可以在使用算法来帮助收集和分类数据之前包含用户的登录信息。数据可以本地存储在启用nfc的读取器中，或者可以从外部发送到另一个存储位置，例如基于云的存储位置。预期可以将数据发送到其它位置。
63.一种方法在图5的流程图中示出并且包含用于确定分析物信息并将分析物信息传送到用户的步骤。参考图5，步骤500提供电化学测试传感器。在步骤502中，流体样本接触电化学测试传感器。步骤504将电化学测试传感器物理地插入到启用nfc的软件狗中。步骤506为模拟前端(afe)供电并且开始与分析物的电化学反应。在步骤508中，将数据从电化学反应传输到启用nfc的读取器。在步骤510中，从流体样本确定分析物信息(例如，分析物浓度)。在步骤512中，使用启用nfc的读取器将分析物信息传送到用户。
64.在一种方法中，确定流体样本的分析物信息。提供电化学测试传感器。例如，可以使用的电化学测试传感器是电化学测试传感器10。流体样本经由流体接收区域16接触试剂区域28。在一种方法中，通过刺破手指获得流体样本。在这种情况下，流体样本是血液。流体样本可以通过其它方法获得。预期可使用其它流体。将电化学测试传感器物理地插入到启用nfc的软件狗中。
65.在一种方法中，使具有插入的电化学测试传感器的启用nfc的软件狗非常接近或放置成非常接近启用nfc的读取器。预期可以使启用nfc的软件狗非常接近或放置成非常接近启用nfc的读取器，然后将电化学测试传感器物理地插入到启用nfc的软件狗中。
66.在一种方法中，在使启用nfc的软件狗非常接近启用nfc的读取器之后，为包含模拟前端(afe)52的近场通信(nfc)标签芯片50供电。在一个非限制性实例中，启用nfc的装置与启用nfc的软件狗的轻触可以用于即时共享电化学测试传感器的分析物信息。将启用nfc的读取器或装置与启用nfc的软件狗轻触可以用于建立两个装置之间的无线连接。
67.在另一实例中，启用nfc的软件狗可以极为接近，如上文所论述。nfc当前用于约20cm或更小，并且更可能约10cm或更小的通信距离。在其它实施例中，nfc通常用于小于约8cm或小于6cm的通信距离。在另一实施例中，nfc更常见地用于小于约5或约小于约4cm的通信距离。当极为接近时，启用nfc的软件狗的nfc标签芯片与启用nfc的读取器无线地通信。
68.模拟前端52在从微处理器60接收到指令之后帮助开始与分析物的电化学反应。在反应开始之后，将经由启用nfc的软件狗的nfc标签芯片来自电化学反应的数据无线地传输到启用nfc的读取器。使用从启用nfc的软件狗接收的数据和至少一个算法在启用nfc的读
取器上确定流体样本的分析物信息。算法可以存储在启用nfc的读取器上或云中的服务器集群中。
69.在一种方法中，模拟前端(afe)通过向流体样本提供至少一个电压来帮助开始与分析物的电化学反应，从而产生由电化学反应形成的电流。模拟前端可以提供激励信号以开始电化学反应。在电化学分析期间，将激励信号应用于生物流体的样本。激励信号可以是电势或电流，并且可以是恒定的、可变的或其组合。激励信号可以作为单个脉冲或以多个脉冲、序列或循环施加。可以使用各种电化学过程，例如电流法、库仑法、伏安法、门控电流法、门控伏安法等。
70.在一种方法中，近场通信(nfc)标签芯片50由启用nfc的读取器供电。启用nfc的读取器可以是上文所论述的启用nfc的读取器，包含启用nfc的读取器290。在另一方法中，如关于图3b所论述，电池84为nfc标签芯片150和/或afe模块52供电以用于信号采样。
71.参考图1a、6a和6b，系统400包含电化学测试传感器10、启用蓝牙的软件狗440和启用蓝牙的主机/读取器490。在一个实施例中，软件狗小巧轻便。如果需要，蓝牙软件狗可以做得更重一些，以帮助改进人体工程学考虑。启用蓝牙的软件狗440的非限制性实例是低功耗蓝牙(ble)软件狗。预期启用蓝牙的软件狗可以使用经典蓝牙(较旧标准)而不是较新标准的蓝牙低功耗(ble)。
72.启用蓝牙的软件狗440包含蓝牙芯片450、模拟前端(afe)和微控制器。参考图6b，启用蓝牙的软件狗440包含外壳442。外壳442通常由聚合物材料制成。预期软件狗可以由其它材料制成。外壳442形成用于接收电化学测试传感器10的开口444。软件狗的外壳442有助于保护包含在其中的组件。
73.蓝牙芯片450可以通过例如合适的粘合剂和/或例如叉臂的机械联接机制固定到启用蓝牙的软件狗440。预期可以在将蓝牙芯片固定到启用蓝牙的软件狗中使用其它方法。在一个实施例中，蓝牙芯片450位于启用蓝牙的软件狗440的内部。
74.当两个蓝牙装置同意相互通信并建立连接时，就会发生蓝牙配对。为了配对两个蓝牙无线装置，需要在两个装置之间交换密码(密钥)。密钥使由两个蓝牙装置共享的代码，这证明两个用户已同意相互配对。在交换密钥代码之后，可以在配对装置之间建立加密通信。在wi-fi配对中，每个配对都可以使用wpa2加密或另一类型的加密方案建立，以保持传输的私密性。wi-fi direct是可以用于在两个wi-fi装置之间建立点对点通信的协议的实例。协议允许wi-fi装置直接与另一装置配对，而无需首先加入本地网络。所述方法可以从启用蓝牙的主机/读取器(例如手机)共享数据并且直接通信，即使不存在路由器也是如此。
75.例如，蓝牙包含小型天线和经由蓝牙标准进行通信的硬件。蓝牙是在相当接近的距离内提供无线数据连接的已知全球标准。蓝牙当前用于小于约100米，并且更可能小于约50米的通信距离。在其它实施例中，蓝牙通常用于小于约30米或小于20米的通信距离。在另一实施例中，蓝牙更常见地用于小于约15米或约小于约10米的通信距离。蓝牙芯片在相当接近的距离内与启用蓝牙的主机/读取器无线地通信。
76.蓝牙允许在一定接近度内的简化交易、数据交换和连接。蓝牙经典成立于1989年，而ble成立于2009年。蓝牙经典在2.400ghz到2.4835ghz下操作，其中空中数据速率是1-3mbit/s并且应用程序吞吐量是0.7到2.1mbit/s。ble在2.400ghz到2.4835ghz下操作，其中空中数据速率是125kbit/s到2mbit/s并且应用程序吞吐量是0.27到1.37mbit/s。ble使用
与蓝牙经典不同的一组信道。ble比蓝牙经典的功耗更低。蓝牙的短距离有助于保护加密信息的私密性。因此，启用蓝牙的读取器，例如智能手机、平板计算机、计算机或自助服务终端可以从启用蓝牙的软件狗接收信息，以帮助确定分析物浓度。
77.具体来说参考图7，蓝牙芯片450包含模拟前端(afe)452、电池454、微控制器单元456、实时时钟458、天线460、存储器462、滤波器464、rf收发器466和多个晶体468、470。微控制器单元456包含图7中未示出的许多额外模块。
78.可以用于本发明的使用蓝牙经典的包含微控制器和模拟前端(afe)的蓝牙芯片的非限制性商业实例是由德州仪器公司制造/销售的cc2564系列。可以用于本发明的使用ble的包含微控制器和模拟前端(afe)的蓝牙芯片的非限制性商业实例是由赛普拉斯半导体公司制造/销售的cyw20732a0。
79.模拟前端(afe)452用于驱动电化学并对结果进行采样。在一个实施例中，模拟前端452向试剂区域28施加电压，所述电压开始试剂与流体样本中的分析物之间的电化学反应。在此实施例中由电化学反应产生的所得电流由模拟前端452采样。将电流的此测量值无线地传输到启用蓝牙的读取器以进行进一步处理。
80.afe 452由位于蓝牙芯片450上的电池454供电，如图7中所示。可以用于本发明的模拟前端(afe)的非限制性商业实例是由美国德州仪器公司制造/销售的afe4400。
81.蓝牙芯片450的存储器462可以呈eeprom形式。可以使用的存储器的一个非限制性实例eeprom。预期可以使用其它类型的存储器。例如，快闪存储器可以用于蓝牙芯片中。
82.启用蓝牙的软件狗440中的微控制器单元456执行与通过天线460接收信号和将信号发送到启用蓝牙的读取器有关的操作。微控制器单元456帮助控制模拟前端(afe)452并将电信号转换为可读数据。微控制器单元456引导模拟前端(afe)452开始采样。启用蓝牙的软件狗理想地包含低端微处理器。低端微处理器不运行一个或多个算法来确定流体样本的分析物信息。可以用于本发明的微控制器的非限制性商业实例是由荷兰恩智浦半导体公司制造/销售的lpc800系列。
83.预期模拟前端(afe)、微控制器和蓝牙芯片可以是单独芯片或组件。在这些实施例中的蓝牙芯片将被视为下端标签芯片。预期这些组件中的两个或更多个可以集成在一起。在一个非限制性实例中，模拟前端(afe)和蓝牙芯片集成在一起。在另一实例中，微控制器和蓝牙芯片集成在一起。在另外的实例中，模拟前端(afe)和微控制器集成在一起。预期模拟前端(afe)、微控制器和蓝牙芯片都可以集成在一起，例如与图7中的蓝牙芯片450一起示出。
84.在一个实施例中，用于确定分析物信息(例如，分析物浓度)的系统包含电化学测试传感器、启用蓝牙的软件狗和启用蓝牙的读取器。启用蓝牙的读取器被配置成从启用蓝牙的软件狗无线地接收数据以帮助确定流体样本的分析物浓度。电化学测试传感器适于接收包含分析物的流体样本。电化学测试传感器包括底座。底座包含适于与分析物反应的酶。电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点。启用蓝牙的软件狗包含蓝牙芯片、模拟前端(afe)和微控制器。可以使用的电化学测试传感器的一个非限制性实例是电化学测试传感器10。可以使用的一个非限制性实例是启用蓝牙的软件狗440。
85.返回参考图6a，系统400包含电化学测试传感器10、启用蓝牙的软件狗440和启用蓝牙的读取器490。启用蓝牙的读取器可以读取启用蓝牙的软件狗上的蓝牙芯片信息以从
其获取信息。启用蓝牙的读取器通常是智能手机、平板计算机或计算机。还预期可以使用其它启用蓝牙的读取器。例如，启用蓝牙的读取器可以是自助服务终端。自助服务终端可以是专门设计用于确定流体样本的分析物浓度的自助服务终端。自助服务终端可以用于例如医院的医疗保健环境中。
86.启用蓝牙的读取器490包含显示器492和一个或多个按钮394或用于导航显示器492的其它机构。显示器492通常用于示出流体样本的分析物信息或其它信息。显示器492可以是模拟的或数字的。显示器492可以是lcd、led、oled、真空荧光显示器或适于显示例如分析物信息的数字读数的其它显示器。预期分析物信息(例如，分析物浓度)可以在音频通信中从启用蓝牙的读取器传送。
87.为了帮助确定分析物信息(例如，分析物浓度)，在一个实施例中，将一个或多个算法下载到启用蓝牙的读取器490。此处，将启用蓝牙的读取器示为智能手机。如上文所论述，启用蓝牙的读取器可以是平板计算机、计算机或自助服务终端。使用一个或多个算法的启用蓝牙的读取器将从无线传输的启用蓝牙的软件狗获取原始数据并计算分析物信息。可以将一个或多个算法下载和存储在启用蓝牙的读取器中。
88.在另一实施例中，启用蓝牙的软件狗中的蓝牙芯片可以包含并传输只读数据。此只读数据向启用蓝牙的读取器标识电化学测试传感器。读取器识别只读数据并运行适当的一个或多个算法来确定分析物信息(例如，分析物浓度)。
89.在另一实施例中，启用蓝牙的读取器可以在使用算法来帮助收集和分类数据之前包含用户的登录信息。数据可以本地存储在启用蓝牙的读取器中，或者可以从外部发送到另一个存储位置，例如基于云的存储位置。预期可以将数据发送到其它位置。
90.一种方法在图8的流程图中示出并且包含用于确定分析物信息并将分析物信息传送到用户的步骤。参考图8，步骤600提供电化学测试传感器。在步骤602中，流体样本接触电化学测试传感器。步骤604将电化学测试传感器物理地插入到启用蓝牙的软件狗中。步骤606为模拟前端(afe)供电并且开始与分析物的电化学反应。在步骤608中，将数据从电化学反应传输到启用蓝牙的读取器。在步骤610中，从流体样本确定分析物信息(例如，分析物浓度)。在步骤612中，使用启用蓝牙的读取器将分析物信息传送到用户。
91.在确定分析物信息之前，应注意，在启用蓝牙的软件狗与启用蓝牙的读取器之间进行一次配对，以在两个装置之间建立无线连接。启用蓝牙的软件狗和启用蓝牙的读取器需要非常接近才能建立此配对。
92.在此方法中，提供电化学测试传感器以帮助确定分析物信息。例如，可以使用的电化学测试传感器是电化学测试传感器10。流体样本经由流体接收区域16接触试剂区域28。在一种方法中，通过刺破手指获得流体样本。在这种情况下，流体样本是血液。流体样本可以通过其它方法获得。预期可使用其它流体。
93.将电化学测试传感器物理地插入到启用蓝牙的软件狗中。在此方法中，为包含模拟前端(afe)452的蓝牙芯片450供电。这通过使用电池454实现。
94.在一种方法中，使具有插入的电化学测试传感器的启用蓝牙的软件狗非常接近或放置成非常接近启用蓝牙的读取器以帮助传输数据。预期可以使启用蓝牙的软件狗非常接近或放置成非常接近启用蓝牙的读取器，然后将电化学测试传感器物理地插入到启用蓝牙的软件狗中。当启用蓝牙的读取器和启用蓝牙的软件狗非常接近时，通常由启用蓝牙的读
取器进行初始化。预期启用蓝牙的软件狗可以利用启用蓝牙的读取器进行初始化。
95.蓝牙当前用于约100米或更小，并且更可能小于约50米的通信距离。在其它实施例中，蓝牙通常用于小于约30米或小于20米的通信距离。在另一实施例中，蓝牙更常见地用于小于约15米或约小于约10米的通信距离。当极为接近时，启用蓝牙的软件狗的蓝牙芯片与启用蓝牙的读取器无线地通信。
96.模拟前端452在从微处理器单元456接收到指令之后帮助开始与分析物的电化学反应。在反应开始之后，将经由启用蓝牙的软件狗的蓝牙芯片来自电化学反应的数据无线地传输到启用蓝牙的读取器。使用从启用蓝牙的软件狗接收的数据和至少一个算法在启用蓝牙的读取器上确定流体样本的分析物信息。算法可以存储在启用蓝牙的读取器上或云中的服务器集群中。
97.在一种方法中，模拟前端(afe)通过向流体样本提供至少一个电压来帮助开始与分析物的电化学反应，从而产生由电化学反应形成的电流。模拟前端可以提供激励信号以开始电化学反应。在电化学分析期间，将激励信号应用于生物流体的样本。激励信号可以是电势或电流，并且可以是恒定的、可变的或其组合。激励信号可以作为单个脉冲或以多个脉冲、序列或循环施加。可以使用各种电化学过程，例如电流法、库仑法、伏安法、门控电流法、门控伏安法等。
98.虽然本发明容许各种修改和替代形式，但其具体实施例和方法已经以实例的方式在附图中示出且在本文中详细地描述。然而，应理解，不旨在将本发明限于所公开的特定形式或方法，但相反地，意图涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。

技术特征：
1.一种用于确定流体样本的分析物信息的系统，所述系统包括：电化学测试传感器，其适于接收分析物的所述流体样本，所述电化学测试传感器包含底座，所述底座包含适于与所述分析物反应的酶，所述电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点；启用nfc的软件狗，其包含近场通信(nfc)标签芯片、模拟前端(afe)和微控制器，所述启用nfc的软件狗包含外壳，所述外壳形成用于接收所述电化学测试传感器的开口；以及启用nfc的读取器，其被配置成从所述启用nfc的软件狗无线地接收数据以帮助确定所述流体样本的所述分析物信息。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述启用nfc的读取器是智能手机、平板计算机或计算机。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述启用nfc的读取器是自助服务终端。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述启用nfc的读取器显示所述流体样本的所述分析物信息。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述nfc标签芯片适于包含并传输只读数据，所述只读数据向所述启用nfc的读取器标识所述电化学测试传感器以帮助确定所述流体样本的分析物信息。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述启用nfc的读取器包含登录信息。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述模拟前端(afe)和所述微控制器集成到所述近场通信器(nfc)标签芯片中。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述电化学测试传感器进一步包含介质。9.根据权利要求1所述的系统，其中在没有显示器和一个或多个按钮的情况下形成所述启用nfc的软件狗。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述启用nfc的软件狗进一步包含电池。11.一种用于确定流体样本的分析物信息的系统，所述系统包括：电化学测试传感器，其适于接收分析物的所述流体样本，所述电化学测试传感器包含底座，所述底座包含适于与所述分析物反应的酶，所述电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点；启用蓝牙的软件狗，其包含蓝牙芯片、模拟前端(afe)、微控制器和电池，所述启用蓝牙的软件狗包含外壳，所述外壳形成用于接收所述电化学测试传感器的开口；以及启用蓝牙的读取器，其被配置成从所述启用蓝牙的软件狗无线地接收数据以帮助确定所述流体样本的所述分析物信息。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述启用蓝牙的读取器是智能手机、平板计算机或计算机。13.根据权利要求11所述的系统，其中所述启用蓝牙的读取器是自助服务终端。14.根据权利要求11所述的系统，其中所述启用蓝牙的读取器显示所述流体样本的所述分析物信息。15.根据权利要求11所述的系统，其中所述蓝牙芯片适于包含并传输只读数据，所述只读数据向所述启用nfc的读取器标识所述电化学测试传感器以帮助确定所述流体样本的分析物信息。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述模拟前端(afe)和所述微控制器集成到所述蓝牙芯片中。17.根据权利要求11所述的系统，其中所述电化学测试传感器进一步包含介质。18.根据权利要求11所述的系统，其中在没有显示器和一个或多个按钮的情况下形成所述启用蓝牙的软件狗。19.根据权利要求11所述的系统，其中所述启用蓝牙的软件狗是启用ble的软件狗，并且其中所述蓝牙芯片是ble芯片。20.一种用于确定流体样本的分析物信息的方法，所述方法包括：提供电化学测试传感器，所述电化学测试传感器适于接收分析物的所述流体样本，所述电化学测试传感器包含底座，所述底座包含适于与所述分析物反应的酶，所述电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点；提供启用nfc的软件狗，所述启用nfc的软件狗包含场通信(nfc)标签芯片、模拟前端(afe)、微控制器，所述启用nfc的软件狗包含外壳，所述外壳形成用于接收所述电化学测试传感器的开口；经由所述启用nfc的软件狗的所述开口将所述测试传感器放置成与所述启用nfc的软件狗电通信；使所述流体样本与所述电化学测试传感器接触；为所述近场通信(nfc)标签芯片和所述模拟前端(afe)供电，所述模拟前端帮助开始与所述流体样本的所述分析物的电化学反应；使所述启用nfc的软件狗和所述电化学测试传感器非常接近启用nfc的读取器；经由所述nfc标签芯片将数据从所述启用nfc的软件狗无线地传输到所述启用nfc的读取器；以及使用从所述启用nfc的软件狗接收的所述数据经由所述启用nfc的读取器确定所述流体样本的分析物信息。21.据权利要求20所述的方法，其中所述流体是血液。22.根据权利要求20所述的方法，其中所述启用nfc的读取器是智能手机、平板计算机或计算机。23.根据权利要求20所述的方法，其中所述电化学测试传感器与所述启用nfc的读取器之间的距离小于约10cm。24.根据权利要求20所述的方法，其中所述流体样本的所述分析物信息是分析物浓度。25.根据权利要求20所述的方法，其中所述模拟前端通过向所述流体样本提供至少一个电压来帮助开始与所述分析物的所述电化学反应，从而产生由与所述分析物的所述电化学反应形成的电流。26.根据权利要求20所述的方法，其中所述流体样本的所述分析物信息通过显示器传送到所述用户或在音频通信中传送到所述用户。27.一种用于确定流体样本的分析物信息的方法，所述方法包括：提供电化学测试传感器，所述电化学测试传感器适于接收分析物的所述流体样本，所述电化学测试传感器包含底座，所述底座包含适于与所述分析物反应的酶，所述电化学测试传感器进一步包含多个电极和多个测试传感器触点；
提供启用蓝牙的软件狗，所述启用蓝牙的软件狗包含蓝牙芯片、模拟前端(afe)、微控制器，所述启用蓝牙的软件狗包含外壳，所述外壳形成用于接收所述电化学测试传感器的开口；经由所述启用蓝牙的软件狗的所述开口将所述测试传感器放置成与所述启用蓝牙的软件狗电通信；使所述流体样本与所述电化学测试传感器接触；为所述蓝牙芯片和所述模拟前端(afe)供电，所述模拟前端帮助开始与所述流体样本的所述分析物的电化学反应；使所述启用蓝牙的软件狗非常接近启用蓝牙的读取器；经由所述蓝牙芯片将数据从所述启用蓝牙的软件狗无线地传输到所述启用蓝牙的读取器；以及使用从所述启用蓝牙的软件狗接收的所述数据经由所述启用蓝牙的读取器确定所述流体样本的分析物信息。

技术总结
用于确定流体样本的分析物信息的系统包含电化学测试传感器、启用NFC的软件狗和启用NFC的读取器。所述测试传感器包含底座、适于与所述分析物反应的酶、电极和测试传感器触点。所述启用NFC的软件狗包含近场通信(NFC)标签芯片、模拟前端(AFE)和微控制器。所述软件狗包含外壳，所述外壳形成用于接收所述测试传感器的开口。所述启用NFC的读取器从所述软件狗无线地接收数据以帮助确定所述流体样本的所述分析物信息。用于确定流体样本的分析物信息的另一系统包含电化学测试传感器、启用蓝牙的软件狗和启用蓝牙的读取器。件狗和启用蓝牙的读取器。件狗和启用蓝牙的读取器。


技术研发人员：安东尼
受保护的技术使用者：安晟信医疗科技控股公司
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2023/8/9