(57)【要約】  本発明は、一般に、被検体内の検体を測定するためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本発明は、被検体内のグルコースの経皮的測定のためのシステムおよび方法に関する。好ましい一実施形態では、アプリケータ12、取り付けユニット14、および電子機器ユニット16を備える経皮的検体センサシステム10が形成される。取り付けユニット14は、被検体の皮膚上に取り付けるように適合された基部24およびセンサと電子機器ユニット16との間に確実な電気的接触をもたらすように構成された1つまたは複数の接点28を備える。アプリケータ12は、アプリケータコンポーネントを導くアプリケータ本体18を備え、またセンサを被検体の体内に挿入する間に取り付けユニット14と対合するように構成されたアプリケータ本体基部60を含む。1つまたは複数の解放ラッチ30を使用することで、アプリケータ本体基部60を解放することができる。
2010538745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムであって、
被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、
前記センサを収容するように構成されたハウジングであって、前記被検体の皮膚に近接して留置されるように構成されたハウジングと、
前記ハウジングに解放可能なように取り付けられた電子機器ユニットであって、前記センサに動作可能なように接続され、前記被検体内の前記検体濃度に関連する信号を送出するように構成された、データパケットを送信用に組み立てるようにさらに構成されたプロセッサモジュールを備える、電子機器ユニットと、
無線周波伝送を放射または受信するように構成され、前記電子機器ユニットから離れた場所に配置されたアンテナとを備えるセンサシステム。
【請求項２】
前記ハウジング上に配設され、前記ハウジングを前記被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層をさらに備え、前記接着剤層内または前記接着剤層上に前記アンテナが配置される請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記接着剤層は、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、前記電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用するように構成されている請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
前記アンテナは、前記ハウジング内または前記ハウジング上に配置される請求項1に記載のシステム。
【請求項５】
前記ハウジングは、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、前記電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用するように構成されている請求項4に記載のシステム。
【請求項６】
前記アンテナは、前記ハウジングの周辺に実質的に延在する請求項4に記載のシステム。
【請求項７】
前記センサおよび前記電子機器ユニットのうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成され、配列された電源をさらに備える請求項1に記載のシステム。
【請求項８】
前記ハウジング上に配設され、前記ハウジングを前記被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層をさらに備え、前記接着剤層内または前記接着剤層上に前記電源が配置される請求項7に記載のシステム。
【請求項９】
前記接着剤層は、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、前記電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用するように構成されている請求項8に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電源は、薄い可撓性電池を含む請求項8に記載のシステム。
【請求項１１】
前記電源は、前記ハウジング内または前記ハウジング上に配置される請求項7に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ハウジングは、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、前記電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用するように構成されている請求項11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電子機器ユニットの高さは、その最小寸法において約0.250インチ以下である請求項1に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電子機器ユニットの全高は、その最小寸法において約0.250インチ以下である請求項1に記載のシステム。
【請求項１５】
前記センサは、前記被検体の組織内に挿入するように構成されている請求項1に記載のシステム。
【請求項１６】
被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムであって、
被検体の組織内に挿入するように構成され、被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、
前記センサを収容するように構成されたハウジングであって、前記被検体の皮膚に近接して留置されるように構成されたハウジングと、
前記ハウジングに解放可能なように取り付けられた電子機器ユニットであって、前記センサに動作可能なように接続され、前記被検体内の前記検体濃度に関連する信号を送出するように構成されたプロセッサモジュールを備える、電子機器ユニットとを備えるセンサシステム。
【請求項１７】
前記ハウジングは、可撓性材料を含み、前記電子機器ユニットおよびハウジングは、前記ハウジングを曲げることによって前記電子機器ユニットが前記ハウジングから解放されるように構成され、配列される請求項16に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ハウジングは、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、前記電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用できるように構成され、前記ハウジングおよび電子機器ユニットは、前記電子機器ユニットが解放された後に前記ハウジングが物理的に壊れるように構成されている請求項16に記載のシステム。
【請求項１９】
前記電子機器ユニットを前記ハウジングから外す使用者による作業を補助するように構成され、配列された工具をさらに備える請求項16に記載のシステム。
【請求項２０】
無線周波伝送を放射または受信するように構成され、前記電子機器ユニットから離れた場所に配置されたアンテナをさらに備える請求項16に記載のシステム。
【請求項２１】
被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムであって、
被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、
前記センサを収容するように構成されたハウジングであって、前記被検体の皮膚に近接して留置されるように構成されたハウジングと、
前記ハウジングに付随する電子機器モジュールであって、前記被検体内の前記検体濃度に関連する信号を送出するように構成された電子機器モジュールと、
前記センサおよび前記電子機器モジュールのうちの少なくとも一方に電力を供給するように構成された電源とを備えるセンサシステム。
【請求項２２】
前記ハウジング上に配設され、前記ハウジングを前記被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層をさらに備え、前記接着剤層内または前記接着剤層上に前記電源が配置される請求項21に記載のシステム。
【請求項２３】
前記電源は、前記ハウジング内または前記ハウジング上に配置される請求項21に記載のシステム。
【請求項２４】
前記電源は、薄い電池を含む請求項21に記載のシステム。
【請求項２５】
前記電池は、その最小寸法において約0.125インチ以下の高さを有する請求項24に記載のシステム。
【請求項２６】
前記電極は、可撓性である請求項24に記載のシステム。
【請求項２７】
前記電子機器モジュールは、電子機器ユニット内に収納され、前記電子機器ユニットは、前記ハウジングに取り付けることが可能であり、また前記ハウジングから取り外すことができ、前記電源は、前記電子機器ユニットが前記ハウジングに取り付けられたときにオンになるように構成されている請求項21に記載のシステム。
【請求項２８】
双安定磁気リードスイッチ、近接スイッチ、およびモーション起動スイッチからなる群から選択されたスイッチをさらに備え、前記スイッチは、前記電子機器ユニットが前記ハウジングに取り付けられたときに前記電源をオンにするように構成されている請求項27に記載のシステム。
【請求項２９】
前記電源は、前記電子機器ユニットが前記ハウジングから取り外されたときにオフになるように構成されている請求項27に記載のシステム。
【請求項３０】
前記電源は、モーション駆動電源である請求項21に記載のシステム。
【請求項３１】
前記電源は、グルコース消費駆動電源である請求項21に記載のシステム。
【請求項３２】
前記電子機器ユニットの全高は、その最小寸法において約0.350インチ以下である請求項21に記載のシステム。
【請求項３３】
前記センサは、前記被検体の組織内に挿入するように構成されている請求項21に記載のシステム。
【請求項３４】
被検体内の検体濃度を測定するためのセンサであって、
第1のワイヤ電極および第2のワイヤ電極と、
前記第1のワイヤ電極の電気活性部分に配設された膜システムであって、前記第2のワイヤ電極が前記第1のワイヤ電極の周りにコイル状に巻かれ、前記第1のワイヤ電極の電気活性部分の少なくともエッジにまで達する、膜システムとを備えるセンサ。
【請求項３５】
前記第2のワイヤ電極は、前記第1のワイヤ電極の周りにコイル状に巻かれ、前記第1のワイヤ電極の電気活性部分の少なくとも一部の上に被さる請求項34に記載のセンサ。
【請求項３６】
前記第1のワイヤ電極は、作用電極であり、前記第2のワイヤ電極は、参照電極と対電極のうちの少なくとも一方である請求項34に記載のセンサ。
【請求項３７】
被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムであって、
被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、
前記センサを収容するように構成された積層ハウジングであって、前記被検体の皮膚に近接して留置されるように構成された積層ハウジングとを備え、前記積層ハウジングは、
前記センサに動作可能なように接続され、前記被検体内の前記検体濃度に関連する信号を送出するように構成されたプロセッサモジュールを備える電子機器と、
前記センサと前記電子機器のうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成された電源と、
無線周波伝送を放射または受信するように構成されたアンテナと、
前記ハウジングを前記被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層とを備えるセンサシステム。
【請求項３８】
前記システムは、使い捨て用に構成されている請求項37に記載のシステム。
【請求項３９】
前記積層ハウジングの全高は、その最小寸法において約0.250インチ以下である請求項37に記載のシステム。
【請求項４０】
前記積層ハウジングのアスペクト比は、少なくとも約10:1である請求項37に記載のシステム。
【請求項４１】
前記センサは、第1の電極および第2の電極を備え、前記第1の電極は、作用電極を含み、前記第2の電極は、参照電極と対電極のうちの少なくとも一方を含み、前記第2の電極は、前記接着剤層上に配置される請求項37に記載のシステム。
【請求項４２】
前記電極は、可撓性回路基板を備える請求項37に記載のシステム。
【請求項４３】
前記可撓性回路基板は、前記接着剤層内に配設された回路基板、前記接着剤層上に配設された回路基板、および前記接着剤層に積層された回路基板のうちの少なくとも1つである請求項42に記載のシステム。
【請求項４４】
前記可撓性回路基板は、その最小寸法において約0.200インチ以下である請求項42に記載のシステム。
【請求項４５】
前記電源は、可撓性電池を含む請求項37に記載のシステム。
【請求項４６】
前記可撓性電池は、前記接着剤層内に配設された電池および前記接着剤層に積層された電池のうちの少なくとも1つである請求項45に記載のシステム。
【請求項４７】
前記可撓性電池は、その最小寸法において約0.200インチ以下である請求項45に記載のシステム。
【請求項４８】
前記アンテナは、前記接着剤層内に配設されたアンテナ、前記接着剤層上に配設されたアンテナ、および前記接着剤層に積層されたアンテナのうちの少なくとも1つである請求項37に記載のシステム。
【請求項４９】
前記積層ハウジングは、耐水性である請求項37に記載のシステム。
【請求項５０】
前記積層ハウジングは、防水性である請求項37に記載のシステム。
【請求項５１】
前記積層ハウジングは、密封性である請求項37に記載のシステム。
【請求項５２】
前記電子機器は、z軸においてのみ導通する導電体材料をさらに備える請求項37に記載のシステム。
【請求項５３】
前記センサを収容するように構成されたカニューレ層をさらに備え、前記カニューレ層は、センサ挿入後に前記システムから解放されるように構成されている請求項37に記載のシステム。
【請求項５４】
前記センサは、前記被検体の組織内に挿入するように構成されている請求項37に記載のシステム。
【請求項５５】
被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムであって、
前記被検体の組織内に挿入するように構成され、被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、
複数の層から形成され、前記センサを収容するように構成された薄い可撓性ハウジングであって、前記被検体の皮膚に近接して留置されるように構成された薄い可撓性ハウジングとを備え、前記薄い可撓性ハウジングは、
前記センサに動作可能なように接続され、前記被検体内の前記検体濃度に関連する信号を送出するように構成されたプロセッサモジュールを備え、薄い可撓性基材上に配置されている電子機器と、
前記センサと前記電子機器のうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成され、前記薄い可撓性基材上に配置された電源と、
無線周波伝送を放射または受信するように構成され、前記薄い可撓性基材上に配置されたアンテナと、
前記ハウジングを前記被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層とを備えるセンサシステム。
【請求項５６】
前記システムは、使い捨て用に構成されている請求項54に記載のシステム。
【請求項５７】
前記積層ハウジングの全高は、その最小寸法において約0.250インチ以下である請求項54に記載のシステム。
【請求項５８】
前記積層ハウジングのアスペクト比は、少なくとも約10:1である請求項54に記載のシステム。
【請求項５９】
前記積層ハウジングは、耐水性である請求項54に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、被検体内の検体を測定するためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本発明は、被検体内のグルコースの経皮的測定のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
糖尿病は、膵臓が十分なインスリンを産生できない(1型またはインスリン依存型)、および/またはインスリンが作用しない(2型または非インスリン依存型)疾患である。糖尿病状態では、患者は、例えば腎不全、皮膚潰瘍、または眼球硝子体の出血など、小血管の劣化に伴う一連の身体障害を起こすことがある高血糖を患う。低血糖反応(血糖値が低い)は、インスリンをうっかり過剰摂取することで、またはインスリンまたは血糖降下剤の通常摂取後に異常に激しい運動をしたり食糧摂取量が不十分であったりした場合に誘発されうる。
【０００３】
従来、糖尿病の患者は、一般に不快感を伴う指穿刺法を必要とする、血糖自己測定(SMBG)モニタを装着している。快適性や簡便性に欠けることから、糖尿病患者は、通常、自分の血糖値を1日に2〜4回測定するだけである。残念ながら、そのような時間間隔が広くあきすぎて、糖尿病患者の高血糖または低血糖状態を発見するのが手遅れになってしまう可能性があり、ときには危険な副作用を招くこともある。従来の方法によると、糖尿病患者が適時にSMBG値を測定する見込みが低いだけでなく、患者は自分の血糖が上昇(増加)しているのか低下(減少)しているのかが分からない場合もある。このため、経験に基づいてインスリン療法の判断を下すことができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公報第US-2005-0027463-A1号
【特許文献２】米国特許第6,695,860号
【特許文献３】米国特許第6,565,509号
【特許文献４】米国特許第6,248,067号
【特許文献５】米国特許第6,514,718号
【特許文献６】米国特許第7,081,195号
【特許文献７】米国特許公報第US-2005-0143635-A1号
【特許文献８】米国特許公報第US-2006-0015024-A1号
【特許文献９】米国特許公報第US-2005-0245799-A1号
【特許文献１０】米国特許第6,001,067号
【特許文献１１】米国特許第7,074,307号
【特許文献１２】米国特許第7,379,765号
【特許文献１３】米国特許公報第US-2005-0090607-A1号
【特許文献１４】米国特許第3,964,974号
【特許文献１５】米国特許公報第US-2005-0031689-A1号
【特許文献１６】米国特許第7,192,450号
【特許文献１７】米国特許第4,259,540号
【特許文献１８】米国特許第5,285,513号
【特許文献１９】米国特許公報第US-2006-0015020-A1号
【特許文献２０】米国特許公報第US-2005-0043598-A1号
【特許文献２１】米国特許第5,567,543号
【特許文献２２】米国特許第5,572,401号
【特許文献２３】米国特許第3,023,259号
【特許文献２４】米国特許公報第US-2005-0203360-A1号
【特許文献２５】米国特許公報第US-2005-0154271-A1号
【特許文献２６】米国特許第5,805,426号
【特許文献２７】米国特許第4,994,167号
【特許文献２８】米国特許第4,757,022号
【特許文献２９】米国特許第6,741,877号
【特許文献３０】米国特許第6,702,857号
【特許文献３１】米国特許第6,558,321号
【特許文献３２】米国特許第6,931,327号
【特許文献３３】米国特許第6,862,465号
【特許文献３４】米国特許第7,108,778号
【特許文献３５】米国特許第7,110,803号
【特許文献３６】米国特許第7,226,978号
【特許文献３７】米国特許第7,310,544号
【特許文献３８】米国特許第7,364,592号
【特許文献３９】米国特許第7,366,556号
【特許文献４０】米国特許公報第US-2005-0181012-A1号
【特許文献４１】米国特許公報第US-2005-0177036-A1号
【特許文献４２】米国特許公報第US-2005-0124873-A1号
【特許文献４３】米国特許公報第US-2005-0115832-A1号
【特許文献４４】米国特許公報第US-2005-0245795-A1号
【特許文献４５】米国特許公報第US-2005-0242479-A1号
【特許文献４６】米国特許公報第US-2005-0182451-A1号
【特許文献４７】米国特許公報第US-2005-0056552-A1号
【特許文献４８】米国特許公報第US-2005-0192557-A1号
【特許文献４９】米国特許公報第US-2004-0199059-A1号
【特許文献５０】米国特許公報第US-2005-0054909-A1号
【特許文献５１】米国特許公報第US-2005-0051427-A1号
【特許文献５２】米国特許公報第US-2003-0032874-A1号
【特許文献５３】米国特許公報第US-2005-0103625-A1号
【特許文献５４】米国特許公報第US-2005-0187720-A1号
【特許文献５５】米国特許公報第US-2005-0161346-A1号
【特許文献５６】米国特許公報第US-2005-0033132-A1号
【特許文献５７】米国特許公報第US-2004-0186362-A1号
【特許文献５８】米国特許公報第US-2005-0027181-A1号
【特許文献５９】米国特許公報第US-2005-0027180-A1号
【特許文献６０】米国特許公報第US-2006-0020187-A1号
【特許文献６１】米国特許公報第US-2006-0036142-A1号
【特許文献６２】米国特許公報第US-2006-0020192-A1号
【特許文献６３】米国特許公報第US-2006-0036143-A1号
【特許文献６４】米国特許公報第US-2006-0036140-A1号
【特許文献６５】米国特許公報第US-2006-0019327-A1号
【特許文献６６】米国特許公報第US-2006-0020186-A1号
【特許文献６７】米国特許公報第US-2006-0036139-A1号
【特許文献６８】米国特許公報第US-2006-0020191-A1号
【特許文献６９】米国特許公報第US-2006-0020188-A1号
【特許文献７０】米国特許公報第US-2006-0036141-A1号
【特許文献７１】米国特許公報第US-2006-0020190-A1号
【特許文献７２】米国特許公報第US-2006-0036145-A1号
【特許文献７３】米国特許公報第US-2006-0036144-A1号
【特許文献７４】米国特許公報第US-2006-0016700-A1号
【特許文献７５】米国特許公報第US-2006-0142651-A1号
【特許文献７６】米国特許公報第US-2006-0086624-A1号
【特許文献７７】米国特許公報第US-2006-0068208-A1号
【特許文献７８】米国特許公報第US-2006-0040402-A1号
【特許文献７９】米国特許公報第US-2006-0036142-A1号
【特許文献８０】米国特許公報第US-2006-0036141-A1号
【特許文献８１】米国特許公報第US-2006-0036143-A1号
【特許文献８２】米国特許公報第US-2006-0036140-A1号
【特許文献８３】米国特許公報第US-2006-0036139-A1号
【特許文献８４】米国特許公報第US-2006-0142651-A1号
【特許文献８５】米国特許公報第US-2006-0036145-A1号
【特許文献８６】米国特許公報第US-2006-0036144-A1号
【特許文献８７】米国特許公報第US-2006-0200022-A1号
【特許文献８８】米国特許公報第US-2006-0198864-A1号
【特許文献８９】米国特許公報第US-2006-0200019-A1号
【特許文献９０】米国特許公報第US-2006-0189856-A1号
【特許文献９１】米国特許公報第US-2006-0200020-A1号
【特許文献９２】米国特許公報第US-2006-0200970-A1号
【特許文献９３】米国特許公報第US-2006-0183984-A1号
【特許文献９４】米国特許公報第US-2006-0183985-A1号
【特許文献９５】米国特許公報第US-2006-0195029-A1号
【特許文献９６】米国特許公報第US-2006-0229512-A1号
【特許文献９７】米国特許公報第US-2006-0222566-A1号
【特許文献９８】米国特許公報第US-2007-0032706-A1号
【特許文献９９】米国特許公報第US-2007-0016381-A1号
【特許文献１００】米国特許公報第US-2007-0027370-A1号
【特許文献１０１】米国特許公報第US-2007-0027384-A1号
【特許文献１０２】米国特許公報第US-2007-0032718-A1号
【特許文献１０３】米国特許公報第US-2007-0059196-A1号
【特許文献１０４】米国特許公報第US-2007-0066873-A1号
【特許文献１０５】米国特許公報第US-2007-0093704-A1号
【特許文献１０６】米国特許公報第US-2007-0197890-A1号
【特許文献１０７】米国特許公報第US-2007-0173710-A1号
【特許文献１０８】米国特許公報第US-2007-0163880-A1号
【特許文献１０９】米国特許公報第US-2007-0203966-A1号
【特許文献１１０】米国特許公報第US-2007-0213611-A1号
【特許文献１１１】米国特許公報第US-2007-0232879-A1号
【特許文献１１２】米国特許公報第US-2007-0235331-A1号
【特許文献１１３】米国特許公報第US-2008-0021666-A1号
【特許文献１１４】米国特許公報第US-2008-0033254-A1号
【特許文献１１５】米国特許公報第US-2008-0045824-A1号
【特許文献１１６】米国特許公報第US-2008-0071156-A1号
【特許文献１１７】米国特許公報第US-2008-0086042-A1号
【特許文献１１８】米国特許公報第US-2008-0086044-A1号
【特許文献１１９】米国特許公報第US-2008-0086273-A1号
【特許文献１２０】米国特許公報第US-2008-0083617-A1号
【特許文献１２１】米国特許公報第US-2008-0119703-A1号
【特許文献１２２】米国特許公報第US-2008-0119704-A1号
【特許文献１２３】米国特許公報第US-2008-0119706-A1号
【特許文献１２４】米国特許出願第09/447,227号
【特許文献１２５】米国特許出願第11/654,135号
【特許文献１２６】米国特許出願第11/654,140号
【特許文献１２７】米国特許出願第11/691,426号
【特許文献１２８】米国特許出願第12/037,830号
【特許文献１２９】米国特許出願第12/037,812号
【特許文献１３０】米国特許出願第12/102,654号
【特許文献１３１】米国特許出願第12/102,729号
【特許文献１３２】米国特許出願第12/102,745号
【特許文献１３３】米国特許出願第12/098,359号
【特許文献１３４】米国特許出願第12/098,353号
【特許文献１３５】米国特許出願第12/098,627号
【特許文献１３６】米国特許出願第12/103,594号
【特許文献１３７】米国特許出願第12/111,062号
【特許文献１３８】米国特許出願第12/105,227号
【特許文献１３９】米国特許出願第12/101,810号
【特許文献１４０】米国特許出願第12/101,790号
【特許文献１４１】米国特許出願第12/101,806号
【特許文献１４２】米国特許出願第12/113,724号
【特許文献１４３】米国特許出願第12/113,508号
【特許文献１４４】米国特許出願第12/055,098号
【特許文献１４５】米国特許出願第12/054,953号
【特許文献１４６】米国特許出願第12/055,114号
【特許文献１４７】米国特許出願第12/055,078号
【特許文献１４８】米国特許出願第12/055,149号
【特許文献１４９】米国特許出願第12/055,203号
【特許文献１５０】米国特許出願第12/055,227号
【特許文献１５１】米国特許出願第12/133,820号
【特許文献１５２】米国特許出願第12/133,789号
【特許文献１５３】米国特許出願第12/133,761号
【特許文献１５４】米国特許出願第12/133,738号
【特許文献１５５】米国特許出願第12/139,305号
【特許文献１５６】米国特許出願第12/137,396号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Clarkeら、「Evaluating Clinical Accuracy of Systems for Self-Monitoring of Blood Glucose」、Diabetes Care、Volume 10、Number 5、September-October 1987
【非特許文献２】Updikeら、Diabetes Care 5:207-21(1982)
【非特許文献３】Rhodesら、Anal. Chem.、66:1520-1529 (1994)
【非特許文献４】Okudaら、Anal Biachem.1971 Sep;43(1):312-5
【非特許文献５】「Biosensors and the Body」、D.M. Fraser、ed.、1997、1〜56頁、John Wiley and Sons、New York所載のFraser、D.M.「An Introduction to In Vivo Biosensing: Progress and Problems」
【非特許文献６】Yunsheng XuおよびD.D.L. Chung、Journal of Electronic Materials、Volume 28、Number 11、1307〜1313頁(1999)
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第1の態様において、被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムが実現され、システムは、被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、センサを収容するように構成されたハウジングであって、被検体の皮膚に近接して留置されるように構成されたハウジングと、ハウジングに解放可能なように取り付けられた電子機器ユニットであって、センサに動作可能なように接続され、被検体内の検体濃度に関連する信号を送出するように構成された、データパケットを送信用に組み立てるようにさらに構成されたプロセッサモジュールを備える、電子機器ユニットと、無線周波伝送を放射または受信するように構成され、電子機器ユニットから離れた場所に配置されたアンテナとを備える。
【０００７】
第1の態様の一実施形態では、システムは、ハウジング上に配設され、ハウジングを被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層を備え、その接着剤層内または接着剤層上にアンテナが配置される。
【０００８】
第1の態様の一実施形態では、接着剤層は、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用できるように構成される。
【０００９】
第1の態様の一実施形態では、アンテナは、ハウジング内またはハウジング上に配置される。
【００１０】
第1の態様の一実施形態では、ハウジングは、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用できるように構成される。
【００１１】
第1の態様の一実施形態では、アンテナは、ハウジングの周辺に実質的に延在する。
【００１２】
第1の態様の一実施形態では、システムは、センサおよび電子機器ユニットのうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成され、配列された電源をさらに備える。
【００１３】
第1の態様の一実施形態では、システムは、ハウジング上に配設され、ハウジングを被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層を備え、その接着剤層内または接着剤層上に電源が配置される。
【００１４】
第1の態様の一実施形態では、接着剤層は、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用できるように構成される。
【００１５】
第1の態様の一実施形態では、電源は、薄い可撓性電池を備える。
【００１６】
第1の態様の一実施形態では、電源は、ハウジング内またはハウジング上に配置される。
【００１７】
第1の態様の一実施形態では、ハウジングは、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用できるように構成される。
【００１８】
第1の態様の一実施形態では、電子機器ユニットの高さは、その最小寸法において約0.250インチ以下である。
【００１９】
第1の態様の一実施形態では、システムの全高は、その最小寸法において約0.250インチ以下である。
【００２０】
第1の態様の一実施形態では、センサは、被検体の組織内に挿入するように構成される。
【００２１】
第2の態様において、被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムが実現され、システムは、被検体の組織内に挿入するように構成され、被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、センサを収容するように構成されたハウジングであって、被検体の皮膚に近接して配置されるように構成されたハウジングと、ハウジングに解放可能なように取り付けられた電子機器ユニットであって、センサに動作可能なように接続され、被検体内の検体濃度に関連する信号を送出するように構成されたプロセッサモジュールを備える、電子機器ユニットとを備える。
【００２２】
第2の態様の一実施形態では、ハウジングは、可撓性材料を含み、電子機器ユニットおよびハウジングは、ハウジングを曲げることによって電子機器ユニットがハウジングから解放されるように構成され、配列される。
【００２３】
第2の態様の一実施形態では、ハウジングは、ただ1つのセンサとともに使用するように構成され、電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用できるように構成され、ハウジングおよび電子機器ユニットは、電子機器ユニットが解放された後ハウジングが物理的に壊れるように構成される。
【００２４】
第2の態様の一実施形態では、システムは、電子機器ユニットをハウジングから外す使用者による作業を補助するように構成され、配列された工具をさらに備える。
【００２５】
第2の態様の一実施形態では、システムは、無線周波伝送を放射または受信するように構成され、電子機器ユニットから離れた場所に配置されたアンテナをさらに備える。
【００２６】
第3の態様において、被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムが実現され、システムは、被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、センサを収容するように構成されたハウジングであって、被検体の皮膚に近接して配置されるように構成されたハウジングと、ハウジングに付随する電子機器モジュールであって、被検体内の検体濃度に関連する信号を送出するように構成された電子機器モジュールと、センサと電子機器モジュールのうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成された電源とを備える。
【００２７】
第3の態様の一実施形態では、システムは、ハウジング上に配設され、ハウジングを被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層を備え、その接着剤層内または接着剤層上に電源が配置される。
【００２８】
第3の態様の一実施形態では、電源は、ハウジング内またはハウジング上に配置される。
【００２９】
第3の態様の一実施形態では、電源は、薄い電池を備える。
【００３０】
第3の態様の一実施形態では、電池は、その最小寸法において約0.125インチ以下の高さを有する。
【００３１】
第3の態様の一実施形態では、電池は、可撓性電池である。
【００３２】
第3の態様の一実施形態では、電子機器モジュールは、電子機器ユニット内に収納され、電子機器ユニットは、ハウジングに取り付けることが可能であり、またハウジングから取り外すことができ、電源は、電子機器ユニットがハウジングに取り付けられたときにオンになるように構成される。
【００３３】
第3の態様の一実施形態では、システムは、双安定磁気リードスイッチ、近接スイッチ、およびモーション起動スイッチからなる群から選択されたスイッチをさらに備え、スイッチは、電子機器ユニットがハウジングに取り付けられたときに電源をオンにするように構成される。
【００３４】
第3の一実施形態では、電源は、電子機器ユニットがハウジングから取り外されたときにオフになるように構成される。
【００３５】
第3の態様の一実施形態では、電源は、モーション駆動電源である。
【００３６】
第3の態様の一実施形態では、電源は、グルコース消費駆動電源である。
【００３７】
第3の態様の一実施形態では、システムの全高は、その最小寸法において約0.350インチ以下である。
【００３８】
第3の態様の一実施形態では、センサは、被検体の組織内に挿入するように構成される。
【００３９】
第4の態様において、被検体内の検体濃度を測定するためのセンサが実現され、センサは第1のワイヤ電極および第2のワイヤ電極と、第1のワイヤ電極の電気活性部分に配設された膜システムであって、第2のワイヤ電極が第1のワイヤ電極の周りにコイル状に巻かれ、第1のワイヤ電極の電気活性部分の少なくともエッジにまで達する、膜システムとを備える。
【００４０】
第4の態様の一実施形態では、第2のワイヤ電極は、第1のワイヤ電極の周りにコイル状に巻かれ、第1のワイヤ電極の電気活性部分の少なくとも一部の上に被さる。
【００４１】
第4の態様の一実施形態では、第1のワイヤ電極は、作用電極であり、第2のワイヤ電極は、参照電極と対電極のうちの少なくとも一方である。
【００４２】
第5の態様において、被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムが実現され、システムは、被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、センサを収容するように構成され、被検体の皮膚に近接して配置されるように構成された積層ハウジングであって、センサに動作可能なように接続され、被検体内の検体濃度に関連する信号を送出するように構成されたプロセッサモジュールを備える電子機器を備える積層ハウジングと、センサと電子機器のうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成された電源と、無線周波伝送を放射または受信するように構成されたアンテナと、ハウジングを被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層とを備える。
【００４３】
第5の態様の一実施形態では、システムは、使い捨てできるように構成される。
【００４４】
第5の態様の一実施形態では、積層ハウジングの全高は、その最小寸法において約0.250インチ以下である。
【００４５】
第5の態様の一実施形態では、積層ハウジングのアスペクト比は、少なくとも約10:1である。
【００４６】
第5の態様の一実施形態では、センサは第1の電極および第2の電極を備え、第1の電極は作業電極を備え、第2の電極は参照電極と対電極のうちの少なくとも一方を備え、第2の電極は接着剤層上に配置される。
【００４７】
第5の態様の一実施形態では、電子機器は、可撓性回路基板を備える。
【００４８】
第5の態様の一実施形態では、可撓性回路基板は、接着剤層内に配設された回路基板、接着剤層上に配設された回路基板、および接着剤層に積層された回路基板のうちの少なくとも1つである。
【００４９】
第5の態様の一実施形態では、可撓性回路基板は、その最小寸法において約0.200インチ以下である。
【００５０】
第5の態様の一実施形態では、電源は、可撓性電池を備える。
【００５１】
第5の態様の一実施形態では、可撓性電池は、接着剤層内に配設された電池および接着剤層に積層された電池のうちの少なくとも1つである。
【００５２】
第5の態様の一実施形態では、可撓性電池は、その最小寸法において約0.200インチ以下である。
【００５３】
第5の態様の一実施形態では、アンテナは、接着剤層内に配設されたアンテナ、接着剤層上に配設されたアンテナ、および接着剤層に積層されたアンテナのうちの少なくとも1つである。
【００５４】
第5の態様の一実施形態では、積層ハウジングは、耐水性である。
【００５５】
第5の態様の一実施形態では、積層ハウジングは、防水加工されている。
【００５６】
第5の態様の一実施形態では、積層ハウジングは、密封されている。
【００５７】
第5の態様の一実施形態では、電子機器は、z軸においてのみ導通する導電体材料をさらに備える。
【００５８】
第5の態様の一実施形態では、システムは、センサを収容するように構成されたカニューレ層であって、センサの挿入後にシステムから解放されるように構成されたカニューレ層をさらに備える。
【００５９】
第5の態様の一実施形態では、センサは、被検体の組織内に挿入するように構成される。
【００６０】
第6の態様において、被検体内の検体濃度を測定するためのセンサシステムが実現され、システムは、被検体の組織内に挿入するように構成され、被検体内の検体濃度を連続的に測定するように構成されたセンサと、複数の層から形成され、センサを収容するように構成され、被検体の皮膚に近接して配置されるように適合された薄い可撓性ハウジングであって、センサに動作可能なように接続され、被検体内の検体濃度に関連する信号を送出するように構成されたプロセッサモジュールを備え、薄い可撓性基材上に配置された電子機器を備える、薄い可撓性ハウジングと、センサと電子機器のうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成され、薄い可撓性基材上に配置された電源と、無線周波伝送を放射または受信するように構成され、薄い可撓性基材上に配置されたアンテナと、ハウジングを被検体の皮膚に接着するように構成された接着剤層とを備える。
【００６１】
第6の態様の一実施形態では、システムは、使い捨てできるように構成される。
【００６２】
第6の態様の一実施形態では、積層ハウジングの全高は、その最小寸法において約0.250インチ以下である。
【００６３】
第6の態様の一実施形態では、積層ハウジングのアスペクト比は、少なくとも約10:1である。
【００６４】
第6の態様の一実施形態では、積層ハウジングは、耐水性である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】アプリケータ、取り付けユニット、および電子機器ユニットを含む、経皮的検体センサシステムの斜視図である。
【図２】機能位置にある電子機器ユニットを含む、取り付けユニットの斜視図である。
【図３】個々のコンポーネントを示す、取り付けユニットの分解斜視図である。
【図４Ａ】個々のコンポーネントを示す、接点サブアセンブリの分解斜視図である。
【図４Ｂ】代替接点構成の斜視図である。
【図４Ｃ】別の代替接点構成の斜視図である。
【図５Ａ】センサの近位部分の分解破断図である。
【図５Ｂ】センサの遠位部分の分解破断図である。
【図５Ｃ】図5Bのセンサを線C-Cで見た断面図であり、膜システムによって囲まれた作用電極の露出された電気活性表面を示す図である。
【図６】センサの挿入およびその後の針の引き戻しを容易にするコンポーネントを示す、アプリケータの分解側面図である。
【図７Ａ】アプリケータコンポーネントおよびその協働関係を示す、概略的な側面断面図である。
【図７Ｂ】アプリケータコンポーネントおよびその協働関係を示す、概略的な側面断面図である。
【図７Ｃ】アプリケータコンポーネントおよびその協働関係を示す、概略的な側面断面図である。
【図７Ｄ】アプリケータコンポーネントおよびその協働関係を示す、概略的な側面断面図である。
【図８Ａ】安全ラッチ機構を含む一実施形態における、アプリケータおよび取り付けユニットの斜視図である。
【図８Ｂ】センサ挿入前の、一実施形態における取り付けユニットに対合的に係合するアプリケータの側面図である。
【図８Ｃ】プランジャサブアセンブリを押し込んだ後の、針およびセンサを取り付けユニットから延ばした状態の、図8Bの実施形態で示される取り付けユニットおよびアプリケータの側面図である。
【図８Ｄ】導管サブアセンブリが引き戻された後の、針をアプリケータ内に引き戻している状態の、図8Bの実施形態に示す取り付けユニットおよびアプリケータの側面図である。
【図８Ｅ】センサ挿入後に取り付けユニットに対合的に係合する、代替実施形態のアプリケータの斜視図である。
【図８Ｆ】電子機器ユニットが取り付けユニット内に摺動的に挿入される間、対合的に係合する、図8Eの代替実施形態に示されるような取り付けユニットとアプリケータの斜視図である。
【図８Ｇ】アプリケータが解放された後に、取り付けユニットに対合的に係合する、図8Eの代替実施形態に示されるような電子機器ユニットの斜視図である。
【図８Ｈ】図8Bから8Dに示す実施形態と比較して、図8Eから8Gの代替実施形態に示すセンサシステムの比較上面図である。
【図８Ｉ】図8Bから8Dに示す実施形態と比較して、図8Eから8Gの代替実施形態に示すセンサシステムの比較上面図である。
【図８Ｊ】一実施形態におけるハウジングおよび安全ラッチ機構に解放可能なように取り付けられている電子機器ユニットを示すセンサシステムの斜視図である。
【図８Ｋ】ハウジングおよび電子機器ユニット/ハウジングサブアセンブリに係合する安全ラッチ機構に解放可能なように取り付けられている電子機器ユニットを示す図8Jのセンサシステムの斜視図である。
【図９Ａ】センサ挿入の段階を示す、アプリケータおよび取り付けユニットの側面図である。
【図９Ｂ】センサ挿入の段階を示す、アプリケータおよび取り付けユニットの側面図である。
【図９Ｃ】センサ挿入の段階を示す、アプリケータおよび取り付けユニットの側面図である。
【図１０Ａ】アプリケータを取り付けユニットに挿入し解放した直後の取り付けユニットを示すセンサシステムの斜視図である。
【図１０Ｂ】アプリケータを取り付けユニットに挿入し解放した直後の取り付けユニットを示すセンサシステムの側面断面図である。
【図１１Ａ】接点サブアセンブリを機能位置に枢動した後の取り付けユニットを示す、センサシステムの斜視図である。
【図１１Ｂ】接点サブアセンブリを機能位置に枢動した後の取り付けユニットを示す、センサシステムの側面断面図である。
【図１２Ａ】機能位置にあるセンサ、取り付けユニット、および電子機器ユニットを示す、センサシステムの斜視図である。
【図１２Ｂ】機能位置にあるセンサ、取り付けユニット、および電子機器ユニットを示す、センサシステムの斜視図である。
【図１２Ｃ】機能位置にあるセンサ、取り付けユニット、および電子機器ユニットを示す、センサシステムの側面図である。
【図１３】センサシステムに付随する電子機器を示すブロック図である。
【図１４】受信機と無線通信するセンサシステムの斜視図である。
【図１５Ａ】連続的検体センサ、受信機、および外部デバイスを含む、医療用デバイスの構成を示すブロック図である。
【図１５Ｂ】画面ディスプレイの実施形態を示す、受信機の液晶ディスプレイの図である。
【図１５Ｃ】画面ディスプレイの実施形態を示す、受信機の液晶ディスプレイの図である。
【図１５Ｄ】画面ディスプレイの実施形態を示す、受信機の液晶ディスプレイの図である。
【図１６Ａ】センサデータの初期較正およびデータ出力を示すフローチャートである。
【図１６Ｂ】傾きおよびベースラインの事前情報を使用する1つの例を示すグラフである。
【図１７】統計的許容性、臨床的許容性、および/または生理学的許容性に関する基準および/またはセンサデータの評価を示すフローチャートである。
【図１８】異常値に対する較正されたセンサデータの評価を示すフローチャートである。
【図１９】センサデータの自己診断を示すフローチャートである。
【図２０Ａ】約3日間にわたって取得されたヒトにおけるグルコースセンサデータのグラフ表示である。
【図２０Ｂ】約3日間にわたって取得されたヒトにおけるグルコースセンサデータのグラフ表示である。
【図２１】約7日間にわたって取得されたヒトにおけるグルコースセンサデータのグラフ表示である。
【図２２Ａ】一実施形態における使い捨て型薄積層センサハウジングを備えるセンサシステムの斜視図である。
【図２２Ｂ】一実施形態における薄積層可撓性センサシステムの切り欠き側断面図である。
【図２２Ｃ】一実施形態における薄積層可撓性センサシステムの切り欠き側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
以下の説明および例は、開示されている本発明のいくつかの例示的な実施形態を詳細に示す。当業者であれば、本発明の範囲によって包含される数多くの変更形態および修正形態があることを理解するであろう。したがって、特定の例示的な実施形態の説明が本発明の範囲を限定するとみなされるべきではない。
【００６７】
定義
好ましい実施形態を理解しやすくするために、多くの用語を以下の通り定義する。
【００６８】
本明細書で使用されているような「検体」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、分析可能な体液(例えば、血液、間質液、脳脊髄液、リンパ液、または尿)などの中にある物質または化学成分を指す。検体は、天然物質、人工物質、代謝産物、および/または反応生成物を含むことができる。いくつかの実施形態では、感知領域、デバイス、および方法による測定のための検体は、グルコースである。ただし、限定はしないが、非カルボキシプロトロンビン、アシルカルニチン、アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ、アデノシンデアミナーゼ、アルブミン、アルファフェトプロテイン、アミノ酸プロファイル(アルギニン(クレブス回路)、ヒスチジン/ウロカニン酸、ホモシステイン、フェニルアラニン/チロシン、トリプトファン)、アンドロステンジオン、アンチピリン、アラビニトール鏡像異性体、アルギナーゼ、ベンゾイルエクゴニン(コカイン)、ビオチニダーゼ、ビオプテリン、C反応性タンパク質、カルニチン、カルノシナーゼ、CD4、セルロプラスミン、ケノデオキシコール酸、クロロキン、コレステロール、コリンエステラーゼ、共役1-βヒドロキシコール酸、コルチゾール、クレアチンキナーゼ、クレアチンキナーゼMMアイソザイム、シクロスポリンA、d-ペニシルアミン、デエチルクロロキン、デヒドロエピアンドロステロン硫酸塩、DNA(アセチル化多型、アルコールデヒドロゲナーゼ、アルファ1-アンチトリプシン、嚢胞線維症、デュシェンヌ/ベッカー型筋ジストロフィ、グルコース-6-リン酸脱水素酵素、ヘモグロビンA、ヘモグロビンS、ヘモグロビンC、ヘモグロビンD、ヘモグロビンE、ヘモグロビンF、Dパンジャブ型、β-サラセミア、B型肝炎ウイルス(hepatitis B virus)、HCMV、HIV-1、HTLV-1、レーバー遺伝性視神経萎縮症、MCAD、RNA、PKU、三日熱マラリア原虫(Plasmodium vivax)、性分化、21-デオキシコルチゾール)、デスブチルハロファントリン、ジヒドロプテリジン還元酵素、ジフテリア/破傷風抗毒素、赤血球アルギナーゼ、赤血球プロトポルフィリン、エステラーゼD型、脂肪酸/アシルグリシン、遊離B-ヒト絨毛
性ゴナドトロピン、遊離赤血球ポルフィリン、遊離サイロキシン(FT4)、遊離トリヨードサイロニン(FT3)、フマリルアセトアセターゼ、ガラクトース/gal-1-リン酸、ガラクトース-1-リン酸ウリジルトランスフェラーゼ、ゲンタミシン、グルコース-6-リン酸脱水素酵素、グルタチオン、グルタチオンペリオキシダーゼ、グリココール酸、グリコシル化ヘモグロビン、ハロファントリン、ヘモグロビン変異体、ヘキソサミニダーゼA、ヒト赤血球炭酸脱水酵素I、17-αヒドロキシプロゲステロン、ヒポキサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼ、免疫反応性トリプシン、乳酸塩、鉛、リポタンパク質((a)、B/A-1、β)、リゾチーム、メフロキン、ネチルマイシン、フェノバルビトン、フェニトイン、フィタン酸/プリスタン、プロゲステロン、プロラクチン、プロリダーゼ、プリンヌクレオシドフォスフォリラーゼ、キニーネ、リバーストリヨードサイロニン(rT3)、セレニウム、血清膵リパーゼ、シソミシン、ソマトメジンC、特異性抗体(アデノウイルス(adenovirus)、抗核抗体、抗ζ抗体、アルボウイルス(arbovirus)、オーエスキー病ウイルス(Aujeszky's disease virus)、デングウイルス(dengue virus)、メジナ虫(Dracunculus medinensis)、単包条虫(Echinococcus granulosus)、赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)、エンテロウイルス(enterovirus)、ランブル鞭毛虫(Giardia duodenalisa)、幽門ヘリコバクター(Helicobacter pylori)、B型肝炎ウイルス、ヘルペスウイルス(herpes virus)、HIV-1、IgE(アトピー性疾患)、インフルエンザウイルス(influenza virus)、ドノバンリーシュマニア(Leishmania donovani)、レプトスピラ(Leptospira)、はしか/おたふくかぜ/風疹、ハンセン菌(Mycobacterium leprae)、肺炎マイコプラズマ(Mycoplasma pneumoniae)、ミオグロビン、回旋糸状虫(Onchocerca volvulus)、パラインフルエンザウイルス(parainfluenza virus)、熱帯熱マラリア原虫(Plasmodium falciparum)、ポリオウイルス(poliovirus)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、呼吸器合胞体ウイルス(respiratory syncytial virus)、リケッチア(rickettsia)(ツツガムシ病(scrub typhus))、マンソン住血吸虫(Schistosoma mansoni)、トキソプラスマゴンディアイ(Toxoplasma gondii)、梅毒トレポネーマ(Trepenoma pallidium)、クルーズトリパノソーマ/ランゲリトリパノソーマ(Trypanosoma cruzi/rangeli)、水疱性口内炎ウイルス(vesicular stomatis virus)、バンクロフト糸状虫(Wuchereria bancrofti)、黄熱病ウイルス(yellow fever virus))、特異性抗原(B型肝炎ウイルス、HIV-1)、スクシニルアセトン、スルファドキシン、テオフィリン、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、サイロキシン(T4)、サイロキシン結合グロブリン、微量元素、トランスフェリン、UDP-ガラクトース-4-エピメラーゼ、尿素、ウロポルフィリノーゲンI生成酵素、ビタミンA、白血球、および亜鉛プロトポルフィリンを含む他の検体も考えられる。血液または間質液中に天然に存在する塩、糖類、タンパク質、脂肪、ビタミン、およびホルモンは、いくつかの実施形態における検体をなすものとしてよい。検体は、体液に自然に存在するものとしてよく、例えば、代謝産物、ホルモン、抗原、抗体などである。あるいは、例えば画像診断のための造影剤、放射性同位体、化学薬剤、フッ化炭素ベースの人工血液、または薬物もしくは医薬品組成物などの検体を体内に導入することができ、これらは、限定はしないが、インスリン、エタノール、大麻(マリワナ、テトラヒドロカナビノール、ハシシ)、吸入剤(亜酸化窒素、亜硝酸アミル、亜硝酸ブチル、クロロ炭化水素、炭化水素)、コカイン(クラックコカイン)、刺激剤(アンフェタミン、メタンフェタミン、リタリン、サイラート、プレルジン、ディドレックス、プレステート、ヴォラニル、サンドレックス、プレギン)、鎮静剤(バルビツール酸塩、メタカロン、ヴァリウム、リブリウム、ミルタウン、セラックス、イクオニル、トランシンなどのトランキライザー)、幻覚剤(フェンシクリジン、リゼルギン酸、メスカリン、ペヨーテ、サイロシビン)、麻薬(ヘロイン、コデイン、モルヒネ、アヘン、メペリジン、パーコセット、パーコダン、ツシオネックス、フェンタニル、ダーヴォン、タルウィン、ロモティル)、デザイナードラッグ(例えばエクスタシーなど、フェンタニル、メペリジン、アンフェタミン、メタンフェタミン、およびフェンシクリジンの類似体)、タンパク同化ステロイド、およびニコチンを含むものとしてよい。薬物および医薬組成物の代謝産物も、検体として考えられる。例えば、アスコルビン酸、尿酸、ドパミン、ノルアドレナリン、3-メトキシチラミン(3MT)、3,4-ジヒドロキシフェニル酢酸(DOPAC)、ホモバニリン酸(HVA)、5-ヒドロキシトリプタミン(5HT)、および5-ヒドロキシインドール酢酸(FHIAA)など、体内で生成される神経化学系化合物および他の化学物質などの検体を分析することもできる。
【００６９】
本明細書で使用されているような「被検体」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、哺乳類、特にヒトを指す。
【００７０】
本明細書で使用されているような「出口部位」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、医療機器(例えば、センサおよび/または針)が被検体の身体から出る領域を指す。
【００７１】
本明細書で使用されているような「連続(または継続)検体感知」という語句は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、検体濃度のモニタリングが連続的、継続的、および/または間歇的(規則的または不規則的)、例えば約5分から10分毎に行われる期間を指す。
【００７２】
本明細書で使用されているような「電気化学的反応表面」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、電気化学的反応が起きる電極の表面を指す。例えば、作用電極は、検出された検体の酵素触媒反応によって生成された過酸化水素を測定し、電流を生成するように反応する。グルコース検体は、グルコースオキシダーゼを使用して検出することができ、副産物としてH2O2を生成する。H2O2は、作用電極の表面と反応して2つの陽子(2H+)、2つの電子(2e-)、および1つの酸素分子(O2)を生成し、検出される電子の流れを生成する。
【００７３】
本明細書で使用されているような「電子的接続部」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、機械的接続部(例えば、ピンとソケット)またはハンダ付けした電子的接続部など、感知領域の電極とデバイスの電子回路とのインターフェースに使用されうる、当業者に知られている電子的接続部を指す。
【００７４】
本明細書で使用されているような「インターフェラント」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、センサ内で注目する検体の測定に干渉して、検体測定を正確に表さない信号を発生する化学種を指す。電気化学センサの一実施例では、インターフェラントは、測定される検体と重なる酸化電位を持つ化合物である。
【００７５】
本明細書で使用されているような「感知領域」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、特定の検体の検出に関与する監視デバイスの領域を指す。感知領域は、一般に、非導電体、作用電極(陽極)、参照電極(オプション)、および/または非導電体内を通りそこに固定され、非導電体上の電気化学的反応表面および非導電体上の別の場所の電子的接続手段を形成する対電極(陰極)、および非導電体に付着し電気化学的反応表面を覆うマルチドメイン膜を含む。
【００７６】
本明細書で使用されているような「高酸素溶解性ドメイン」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、水性媒体より高い酸素溶解度を有し、膜システムを取り囲む生体液からの酸素を濃縮する材料から構成されるドメインを指す。ドメインは、最小酸素必要時間の間、酸素リザーバとして働くことができ、必要なときにより高い酸素勾配をもたらし、膜を通る酸素の輸送を容易にする、容量を有する。したがって、必要なときに高酸素溶解性ドメインがクリティカルドメインにより高い酸素フラックスを供給することが可能であることによって、全体的なセンサ機能を向上させることができる。
【００７７】
本明細書で使用されているような「ドメイン」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、層、均一または不均一の勾配(例えば、膜の異方性領域)、または膜の一部とすることができる、膜システムの一領域を指す。
【００７８】
本明細書で使用されているような「遠位(にある)」という語句は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、特定の基準点と比較したさまざまな要素間の空間的関係を指す。一般に、この用語は、ある要素が別の要素よりも基準点から比較的遠くに位置することを示す。
【００７９】
本明細書で使用されているような「近位(にある)」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、特定の基準点と比較したさまざまな要素間の空間的関係を指す。一般に、この用語は、ある要素が別の要素よりも基準点から比較的近くに位置することを示す。
【００８０】
本明細書で使用されているような「インビボ部分」および「遠位部分」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、被検体の生体内に挿入され、および/または留置されるように適合されたデバイス(例えば、センサ)の部分を指す。
【００８１】
本明細書で使用されているような「エキソビボ部分」および「近位部分」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、被検体の生体外に残留し、および/または留置されるように構成されたデバイス(例えば、センサ)の部分を指す。
【００８２】
本明細書で使用されているような「生データストリーム」、「信号」および「データストリーム」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、測定された検体に直接関係する検体センサからのアナログまたはデジタル信号を指す。例えば、生データストリームは、検体濃度を表すアナログ信号(例えば、電圧または電流)からA/Dコンバータによって変換される「カウント」のデジタルデータである。本用語は、実質的に連続的な検体センサからの複数の時間間隔データ点を広く包含し、それぞれが数分の一秒から例えば1、2、もしくは5分またはそれ以上の時間間隔で測定される個々の測定値を含む。
【００８３】
本明細書で使用されているような「カウント」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、デジタル信号の測定単位を指す。例えば、カウントで測定された生データストリームは、作用電極からの電流に直接関係する(例えばA/Dコンバータによって変換された)電圧に直接関係する。
【００８４】
本明細書で使用されているような「生理学的に可能な」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、ヒトおよび/または動物のグルコースデータの連続的試験から得られる1つまたは複数の生理学的パラメータを指す。例えば、ヒトのグルコースの最大持続変化率として、約4から6mg/dL/分、およびこの変化率の最大時間変化率として、約0.1から0.2mg/dL/分/分が、生理学的に可能な限度であるとみなされる。これらの限度外の値は、非生理学的であると考えられ、例えば信号エラーなどの結果である可能性が高い。
【００８５】
本明細書で使用されているような「虚血」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、一部分(例えばセンサ)への循環の閉塞による血液供給の局所的および一時的な欠乏を指す。虚血は、例えば、血液供給の機械的閉塞(例えば、動脈の狭窄または破裂)によって生じる場合がある。
【００８６】
本明細書で使用されているような「対応データ対」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、実質的に時間対応するセンサデータ(例えば、1つまたは複数のセンサデータ点)に対応する基準データ(例えば、1つまたは複数の基準検体データ点)を指す。
【００８７】
本明細書で使用されているような「クラークエラーグリッド」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、例えば、1)基準グルコース測定値、2)センサグルコース測定値、3)2つの値の相対的差異、および4)その差異の臨床的有意性を考慮して、基準グルコース値とセンサ生成グルコース値との間の差異の臨床的有意性を評価するために使用されるエラーグリッド分析などのエラーグリッド分析を指す。内容全体が参照により本明細書に組み込まれ、それにより本明細書の一部をなす、Clarkeら、「Evaluating Clinical Accuracy of Systems for Self-Monitoring of Blood Glucose」、Diabetes Care、Volume 10、Number 5、September-October 1987を参照のこと。
【００８８】
本明細書で使用されているような「コンセンサスエラーグリッド」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、例えば、グルコース測定値など、2つの時間対応する測定値間の起こりうるエラーに臨床的リスクの特定のレベルを割り当てるエラーグリッド分析を指す。コンセンサスエラーグリッドは、偏差によってもたらされるリスクの程度を示すゾーンに分割される。内容全体が参照により本明細書に組み込まれ、それにより本明細書の一部をなす、Parkesらの「A New Consensus Error Grid to Evaluate the Clinical Significance of Inaccuracies in the Measurement of Blood Glucose」、Diabetes Care、Volume 23、Number 8、August 2000を参照のこと。
【００８９】
本明細書で使用されているような「臨床的許容性」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、患者に対する不正確度のリスクの判定を指す。臨床的許容性では、時間対応する検体測定値(例えば、グルコースセンサからのデータと基準グルコースモニタからのデータ)の間の偏差およびセンサおよび/または基準データによって示される検体値に基づくその偏差に関連するリスク(例えば、糖尿病患者の意思決定に対する)を考慮する。臨床的許容性の一例は、センサ測定値を標準的な基準測定値と比較するときに、標準的なクラークエラーグリッドの「A」および「B」領域内にある、いくつかの所与の測定検体値の85%とすることができる。
【００９０】
本明細書で使用されているような「センサ」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、検体を定量化することのできるデバイスのコンポーネントまたは領域を指す。
【００９１】
本明細書で使用されているような「針」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、材料を体内に導入したり、または材料を体内から除去したりするための細長い中空の器具を指す。
【００９２】
本明細書で使用されているような「動作可能なように接続(される)」または「動作可能なようにリンク(される)」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、1つまたは複数の他のコンポーネントとリンクされた1つまたは複数のコンポーネントを指す。本用語は、機械的接続、電気的接続、またはコンポーネント間で信号の伝達を可能にする接続を指すものとしてよい。例えば、1つまたは複数の電極を使用して試料中の検体の量を検出し、その情報を信号に変換することができ、次いでその信号を回路に伝達することができる。そのような実施例では、電極は、電子回路に「動作可能なようにリンク」されている。
【００９３】
本明細書で使用されているような「ベースライン」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、検体濃度に関係しない検体センサ信号の成分を指す。グルコースセンサの一実施例では、ベースラインは実質的にグルコース以外の因子(例えば、阻害種、無反応に関係する過酸化水素、または酸化電位が過酸化水素と重なる他の電気活性種)による信号が一因となって構成される。y=mx+bの式を解くことによって較正が定義されるいくつかの実施形態では、bの値は信号のベースラインを表す。
【００９４】
本明細書で使用されているような「感度」および「傾き」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、測定された検体の一定の量(単位)によって生成される電流の量を指す。例えば、好ましい一実施形態では、センサは、1mg/dLのグルコース検体毎に、約3.5から7.5ピコアンペアの電流の感度(すなわち傾き)を有する。
【００９５】
本明細書で使用されているような「膜システム」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、2つ以上のドメインから構成することができ、数ミクロン以上の厚さの材料から典型的には作製され、酸素透過性であり、例えば、グルコースまたは別の検体を任意で透過可能である、透過性または半透過性膜を指を指す。一実施例では、膜システムは、固定化されたグルコースオキシダーゼ酵素を含み、グルコースと酸素との間で反応が起きることを可能にし、それによりグルコース濃度を測定することができる。
【００９６】
本明細書で使用されているような「プロセッサモジュール」および「マイクロプロセッサ」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、コンピュータを駆動する基本命令に応答し、処理する論理回路を使用して算術演算または論理演算を実行するように設計されたコンピュータシステム、状態機械、プロセッサ、または同様のものを指す。
【００９７】
本明細書で使用されているような「平滑化」および「フィルタリング」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、一組のデータの平滑化および連続化を行うため、または例えば、生データストリームの移動平均をとることによって、外れ値を排除するか、もしくは低減するための一組のデータの修正を指す。
【００９８】
本明細書で使用されているような「アルゴリズム」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、例えば、コンピュータ処理を使用することによって、情報を一方の状態から他方の状態に変換する際に伴う計算プロセス(例えば、プログラム)を指す。
【００９９】
本明細書で使用されているような「回帰」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、一組のデータがある線からの最小測定値(例えば、偏差)を有する線を見つけることを指す。回帰は、線形、非線形、1次、2次、または同様のものとすることができる。回帰の一例は、最小二乗回帰である。
【０１００】
本明細書で使用されているような「較正」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、センサデータと対応する基準データとの間の関係を調べ、それを使用してセンサデータを基準データと実質的に等しい意味のある値へと変換することができるプロセスを指す。いくつかの実施形態、つまり、連続的な検体のセンサでは、例えば、感度、ベースライン、輸送、代謝、または同様のものの変化により、時間の経過とともにセンサデータと基準データとの関係に変化が生じるにつれて、較正を更新または再較正することができる。
【０１０１】
本明細書で使用されているような「インターフェラント」および「阻害種」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、センサ内で注目する検体の測定に干渉して、検体濃度を正確に表さない信号を生成する作用および/または種を指す。電気化学的センサの一例では、阻害種は、測定される検体と重なる酸化電位を有し、それにより擬陽性信号を生成する化合物である。
【０１０２】
本明細書で使用されているような「塩素化」および「塩素化処理」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、塩素で処理または前処理することを指す。本明細書で使用されている「塩化物」という用語は、広義語であり、限定はしないが、塩素イオン、塩素イオン源、および塩化水素酸の塩を含む通常の意味で使用される。塩素化および塩素化処理方法は、限定はしないが、化学的および電気化学的方法を含む。
【０１０３】
本明細書で使用されているような「高さ」、「深さ」、および「厚さ」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、対象物の3つの次元(x、y、およびz)のうちの最小のものを指す。
【０１０４】
本明細書で使用されているような「実質的に薄い」、「薄い」、「実質的に平坦」、「平坦」、「実質的に平面的」、および「平面的」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、最小の次元(厚さ)において、対象物、例えば、深くも厚くもない何かの大きい2つの次元の一方または両方と比較したときに、最小のサイズを有することを指す。これらの用語は、例えば、その高さと比較したときの対象物の長さおよび/または幅のアスペクト比が少なくとも約10:1、15:1、20:1、30:1、40:1、または50:1である場合に、アスペクト比として表すことができる。いくつかの実施形態では、これらの用語は、例えば、その高さと比較したときの対象物の長さと幅の両方のアスペクト比が少なくとも約10:1、15:1、20:1、30:1、40:1、または50:1である場合に、アスペクト比として表すことができる。
【０１０５】
本明細書で使用されているような「アスペクト比」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、対象物の長さまたは幅(その最小の次元ではない)と高さ(その最小の次元)との比を指す。
【０１０６】
本明細書で使用されているような「使い捨て」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、一度だけ使用するように構成され、配列されており、使用後に処分されることが意図されている物を指す。
【０１０７】
本明細書で使用されているような「再利用」、「再利用可能」、および「耐久性(のある)」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、複数回使用するように構成され、配列されており、1回だけ使用した後も処分されることが意図されていない物を指す。
【０１０８】
本明細書で使用されているような「積層」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、複数の層から形成された構造および/またはその構造を形成するプロセスを指す。好ましくは、積層構造の層は、実質的に薄く、平坦で、および/または平面的である。
【０１０９】
本明細書で使用されているような「積層ハウジング」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、類似のまたは異なる寸法、構成、および/または配列を有する複数の層を含む構造を指し、また任意の形状またはサイズの一方の相対的に薄い構造(例えば、層)を任意の形状またはサイズの他方の相対的に薄い構造(例えば、層)の上に重ねる任意の重ね合わせを含むほど十分に広義である、つまり、「層」は、形状、サイズ、構成、および/または機能の点で類似していなくてもよいということである。
【０１１０】
本明細書で使用されているような「耐水性」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、水の浸透に強いという特性を指す。本用語は、腕時計の耐水性に関するISO 2281標準のうちのどれかによって定義されうる。
【０１１１】
本明細書で使用されているような「防水性」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、水を通さない、または水の影響を受けないという特性を指す。本用語は、防水性に関するIEC 60529:2001またはIPX標準のうちのどれかによって定義されうる。
【０１１２】
本明細書で使用されているような「密封」および「密封(される)」という用語は、広義語であり、当業者にとって通常の、また慣例的な意味を持つものであり(特別な意味、または特別な条件に合わせた意味に限定されない)、限定はしないが、気密を指す。
センサシステム
【０１１３】
経皮的検体センサを被検体の皮膚の下に挿入するためのアプリケータを含む、経皮的検体センサシステムが実現される。このセンサシステムは、検体を感知するためのセンサを備え、このセンサは、被検体の皮膚上に取り付けるように適合された取り付けユニットに関連付けられる。取り付けユニットは、センサに関連付けられ、被検体の皮膚に固定するように適合された電子機器ユニットを収納する。いくつかの実施形態では、システムは、センサデータを受け取り、および/または処理するための受信機をさらに備える。
【０１１４】
図1は、経皮的検体センサシステム10の斜視図である。図1に示すようなシステムの好ましい実施形態において、システムは、アプリケータ12、取り付けユニット14、および電子機器ユニット16を備える。システムは、図14を参照しつつより詳細に説明されているような受信機158をさらに備えることができる。
【０１１５】
取り付けユニット(ハウジングとも称する)14は、被検体の皮膚上に取り付けるように適合された基部(ハウジングとも称する)24、被検体の皮膚を通して経皮的に挿入するように適合されたセンサ(図4A参照)、およびセンサと電子機器ユニット16との間に確実な電気的接触をもたらすように構成された1つまたは複数の接点28を備える。取り付けユニット14は、被検体内のセンサの完全性を維持し、取り付けユニット、被検体、および/またはセンサの間の運動の平行移動を低減または消去するように設計されている。
【０１１６】
一実施形態では、針の補助とともに適切な挿入角度で被検体の皮膚を通してセンサ32を挿入するため(図6から8を参照)、および連続的な押し引き動作を使用してその後針を除去するために、アプリケータ12が備えられる。好ましくは、アプリケータはアプリケータコンポーネントを導くアプリケータ本体18を備え(図6から8を参照)、またセンサを被検体の体内に挿入する間に取り付けユニット14と対合するように構成されたアプリケータ本体基部60を含む。アプリケータ本体基部60と取り付けユニット14の間の対合は、使用中に分離しないように、例えば、スナップ嵌め、圧入嵌め、締まり嵌め、または同様の嵌めの既知の対合構成を使用することができる。例えば、アプリケータ本体基部60が取り付けユニット14にスナップ嵌めされているときに、1つまたは複数の解放ラッチ30によってアプリケータ本体基部60の解放が可能である。
【０１１７】
電子機器ユニット16は、センサを介して検体の値の測定を可能にするハードウェア、ファームウェア、および/またはソフトウェアを備える。例えば、電子機器ユニット16は、ポテンショスタット、センサに電力を供給するための電源、信号処理に使用される他のコンポーネント、および好ましくはデータを電子機器ユニット16から受信機に伝送するためのRF(無線周波)モジュールを備えることができる(図13から15を参照)。電子機器は、プリント基板(PCB)、または同様のものに固定することができ、さまざまな形態をとることができる。例えば、電子機器は、特定用途向け集積回路(ASIC)、マイクロコントローラ、またはプロセッサなどの、集積回路(IC)の形態をとることができる。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、電子機器ユニットは、可撓性回路基板をその全体または一部として備え、例えば、センサ電子機器の少なくとも一部を可撓性回路基板上に配置することができる。いくつかの実施形態では、可撓性回路基板は、単一の、二重の、多層の、および剛性を持つ屈曲機能を備えることができる。いくつかの実施形態では、可撓性回路基板は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14  またはそれ以上の層を備えることができる。いくつかの実施形態では、可撓性回路基板は、約0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030、0.040、0.050インチ以下から約0.075、0.080、0.090、0.100、0.125インチ以上まで厚さを持つように設計され、可撓性回路基板の長さおよび幅は、センサシステムまたはそのコンポーネントもしくはサブアセンブリの全長および全幅以下として指示することができる。いくつかの実施形態では、可撓性回路基板は、接着剤層内に配設された回路基板、接着剤層上に配設された回路基板、および接着剤層に積層された回路基板のうちの少なくとも1つである。
【０１１９】
好ましくは、電子機器ユニット16は、センサ検体データを処理するためのシステムおよび方法を含む、センサ電子機器を収納する。センサ検体データを処理するためのシステムおよび方法の実施例は、以下において、また米国特許公報第US-2005-0027463-A1号において、より詳細に説明されている。
【０１２０】
アプリケータ12を使用してセンサを挿入し、その後アプリケータ12を取り付けユニット14から解放した後(図8Bから8Dを参照)、電子機器ユニット16は、アプリケータ本体基部60について上で説明されているのと同様の方法で、取り付けユニット14に解放可能な形で対合するように構成される。電子機器ユニット16は、図2から4を参照しつつより詳細に説明されているように、接点28と電気的に接続するように構成された裏面の接点(図示せず)を備える。一実施形態では、電子機器ユニット16は、取り付けユニット14に最初に挿入される毎に、および/または毎回、センサ32と最初に通信する毎に、例えば、初期化、較正リセット、故障試験、または同様の処理をプログラムするように構成されている。
【０１２１】
取り付けユニット
図2は、取り付けユニットおよびその中に対合的に係合された電子機器ユニットを備える、機能位置において示されている、好ましい実施形態のセンサシステムの斜視図である。図8から10は、被検体の検体濃度を測定するためにセンサがその機能位置にあることを示している。
【０１２２】
好ましい実施形態では、ハウジングまたは使い捨てハウジングとも称する取り付けユニット14は、被検体の皮膚に固定するように適合された基部24を備える。基部は、さまざまな硬質または軟質の材料から形成することができ、また使用時にデバイスが被検体から突き出ることを最小限に抑えるように好ましくはロープロファイルである。いくつかの実施形態では、基部24は、少なくとも一部が可撓性材料から形成され、これは被検体がデバイスを使用しているときに被検体の動きに付随する運動に関係するアーチファクトを不運にも生じることのある従来の経皮的センサに勝る数多くの利点をもたらすと考えられる。例えば、経皮的検体センサを被検体の体内に挿入するときに、センサのさまざまな移動(例えば、インビボ部分とエキソビボ部分との間の相対的な移動、皮膚の移動、および/または被検体内(真皮または皮下)での移動)によって、デバイスにストレスがかかり、センサ信号に雑音を生じうる。皮膚のわずかな移動であっても、不快感および/または運動に関係するアーチファクトを伝達することがあると考えられており、これは可撓性のまたは関節を備える基部によって低減または回避されうる。したがって、被検体の皮膚に当たるデバイスに可撓性を持たせ、および/または関節動作をさせることによって、被検体の通常の使用および移動に対してセンサシステム10のより良い順応性を得ることができる。可撓性または関節動作は、取り付けユニット14の皮膚への(接着剤層を利用する)接着を高めると考えられており、それにより、他の場合であれば被検体の移動を伝達し、センサの性能を低下させる可能性のある、運動に関係するアーチファクトを低減する。
【０１２３】
図3は、取り付けユニット、付随する接点サブアセンブリ、および電子機器ユニットを示す、好ましい一実施形態のセンサシステムの分解斜視図である。いくつかの実施形態では、接点28は、これ以降接点サブアセンブリ26と称するサブアセンブリの上または中に取り付けられており(図4A参照)、これは取り付けユニット14の基部24内に嵌合するように構成された接点ホルダ34、ならびに接点サブアセンブリ26を第1の位置(挿入時)と第2の位置(使用時)との間で取り付けユニット14に対して枢動させるヒンジ38を備え、これは図10および11を参照しつつより詳細に説明されている。本明細書で使用されている「ヒンジ」という用語は、広義語であり、限定はしないが、さまざまな枢動、関節動作、および/または接着ヒンジ、摺動継手、および同様の手段などのヒンジ機構のいずれかを指すことを含めて、通常の意味で使用され、ヒンジという用語は、関節動作が行われる中心となる支点または固定点を必ずしも暗示しない。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、取り付けユニット14は、接着パッドとも称される、接着材料または接着剤層8を備え、好ましくは取り付けユニットの裏面に配設され、好ましくは解放可能な裏当て層9を備える。したがって、裏当て層9を取り外し、取り付けユニットの基部24を被検体の皮膚上に押し付けると、取り付けユニット14が被検体の皮膚に接着する。それに加えて、またはその代わりに、接着が確実に行われるように、また適宜、傷の出口部位(またはセンサ挿入部位)(図示せず)の周りの気密または水密維持が確実に行われるように、センサの挿入が完了した後、接着剤層をセンサシステムの一部または全部の上に留置することができる。領域(例えば、患者の皮膚)を引き伸ばし、細長くし、その形状に合わせ、および/または曝気するように、適切な接着剤層を選択し、設計することができる。
【０１２５】
好ましい実施形態では、接着剤層8は、スパンレース、開放または独立気泡発泡体、および/または不織繊維から形成されており、その上に配設された接着剤を含んでいるが、医療用接着剤層の当業者には容易に理解できるように、被検体の皮膚への接着に適しているさまざまな接着剤層を使用することができる。いくつかの実施形態では、両面接着剤層を使用して取り付けユニットを被検体の皮膚に接着する。他の実施形態では、接着剤層は、気泡層、例えば、接着剤層の側面縁部の間に気泡が配設され衝撃吸収体として作用する層を含む。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、接着剤層8の表面積は、取り付けユニットの裏面の表面積よりも大きい。あるいは、接着剤層は、基部裏面の表面積と実質的に同じ表面積のサイズとすることができる。好ましくは、接着剤層の、被検体の皮膚に取り付ける側の表面積は、取り付けユニット基部24の裏面25の表面積の約1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、または2.5倍大きい。そのように表面積を大きくすることで、取り付けユニットと被検体の皮膚との間の接着を高め、取り付けユニットと患者の皮膚との間の移動を最小限に抑え、および/または創傷出口部位(センサ挿入部位)を環境および/または生物学的汚染から保護することができる。しかし、いくつかの実施形態では、十分な接着が得られれば、接着剤層の表面積を裏面より小さくすることもできる。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、接着剤層8は、基部24の裏面25と実質的に同じ形状であるが、例えば、バタフライ形、円形、正方形、または長方形など、他の形状も有利に使用することができる。接着剤層の裏当ては、2段階剥離に対応するように、例えば、最初に接着剤層の一部分のみを露出しデバイスを調整可能に配置する1次剥離と適切に配置した後で、次に接着剤層の残りの部分を露出しデバイスを被検体の皮膚にしっかりと確実に接着する2次剥離に対応するように設計することができる。接着剤層は、好ましくは防水性である。好ましくは、図9Aから9Cを参照してより詳細に説明されているように、センサの耐用寿命の終了時に被検体の皮膚から簡単に剥離することができるように、基部の裏面上に伸長剥離接着剤層を設ける。
【０１２８】
いくつかの状況では、例えば、湿度によって接着剤層が取り付けユニットから剥離する可能性があるため、接着剤層と取り付けユニットとの間の従来の接着が不十分な場合があることが判明している。したがって、いくつかの実施形態では、紫外線、音響、無線周波数、または湿度硬化によって活性化または促進される接着剤を使用して、接着剤層を接着することができる。いくつかの実施形態では、第1および第2の複合材料の共晶結合によって強力な接着を形成することができる。いくつかの実施形態では、表面の接着性を強化するために、オゾン、プラズマ、化学物質、または同様のものを使用して取り付けユニットの表面を前処理することができる。
【０１２９】
センサ挿入前または挿入中に、挿入部位(出口部位)に好ましくは生物活性剤を局所的に塗布する。好適な生物活性剤としては、細菌の増加および感染を回避または阻害することが知られているもの、例えば、抗炎症剤、抗菌剤、抗生物質、または同様のものが挙げられる。生物活性剤の拡散または存在は、出口部位付近の細菌の除去または排除を助けることができると考えられている。それに加えて、またはその代わりに、生物活性剤を接着剤層と一体化するか、または接着剤層上にコーティングすることができるか、あるいは生物活性剤を全く使用しない。
【０１３０】
図4Aは、その個々のコンポーネントを示す、一実施形態における接点サブアセンブリ26の分解斜視図である。好ましくは、封止材料とも称される水密(防水または耐水)封止部材36が、接点ホルダ34内に嵌合し、水分、湿気、汚れ、および他の外部環境要因による損傷から電極(および電子機器ユニット16の接点とのそれぞれ動作可能な接続部)を保護するために取り付けユニット内の電極端子の電気的接続部を取り囲むように構成された水密の封止を形成する。一実施形態では、封止部材36は、シリコーンなどのエラストマー材料から形成されるが、さまざまな他のエラストマーまたは封止材料を使用することもできる。代替実施形態では、封止は、電子機器ユニットとの締まり嵌めを形成するように設計されており、さまざまな材料、例えば、可撓性プラスチックまたは貴金属から形成することができる。当業者であれば、本明細書で説明されている電気接点を取り囲む封止を形成するためにさまざまな設計を使用することができることを容易に理解するであろう。例えば、接点ホルダ34は、取り付けユニットと別個の部品ではなく、それの一部として一体型に設計することができる。それに加えて、またはその代わりに、図11Aおよび11Bを参照しつつより詳細に説明されているように、センサ内に、またはその周り(例えば、接点サブアセンブリもしくは封止部材の内部または上)に封止材を設けることができる。
【０１３１】
図示された実施形態では、封止部材36は、隆起部37が接点28を取り囲むように形成される。隆起部37は、電子機器ユニット16が取り付けユニット14と対合するときに、接点28を取り囲む締まり嵌めを強化する。つまり、隆起部は、各接点を取り囲み、電子機器ユニットの周りに密封を形成するように電子機器ユニット16を押圧する。
【０１３２】
接点28は、封止部36内に嵌合し、センサ32と電子機器ユニット16の間に電気的接続を形成する。一般に、接点は、センサ32を形成する電極(図5Aから5Cを参照)と、その上で相互係合する接点28の安定的な機械的および電気的接続が確実になされるように設計されている。当業者であれば容易に理解できるように、さまざまな知られている方法、例えば、ドーム形金属接点、カンチレバー形フィンガー、ポゴピン、または同様のものを使用して、安定した接続を形成することができる。
【０１３３】
好ましい実施形態では、接点28は、カーボンブラックエラストマーなどの、導電性のエラストマー材料から形成され、その中にセンサ32が通される(図10Bおよび11Bを参照)。導電性エラストマーは、その弾性特性によって相互係合する接点を自然に圧迫し、それらの間に確実な圧入を形成するので、有利に使用される。いくつかの実施形態では、導電性エラストマーは、隣接する接点をエラストマーが押圧することによって接点表面に拭取り動作を行い、それにより初期接続時に清浄動作が行われるように、成形することができる。それに加えて、好ましい実施形態では、センサ32は、接点28を貫通し、エラストマーがセンサの周りで弛緩することによって、センサが電気的および機械的に固定される(図7Aから7Dを参照)。
【０１３４】
代替実施形態では、圧力が加えられると従うように形成された、導電性の硬質プラスチックが接点を形成する(例えば、板ばね形状)。そのような構成の接点を、例えば、金属ばねの代わりに使用して、適合材料によってクリンプまたはハンダ付けする必要性を有利に回避することができ、それに加えて、接続中に表面の汚染を除去するように拭取り動作を設計に組み込むことができる。非金属接点は、そのシームレスな製造性、熱圧縮に対する堅固さ、非腐食性表面、および金属より高い抵抗による静電放電(ESD)障害に対する固有の耐性のおかげで、有利となりうる。
【０１３５】
図4Bおよび4Cは、代替接点構成の斜視図である。図4Bは、幅狭の接点構成の図である。図4Cは、幅広の接点構成の図である。当業者であれば、好ましい実施形態の接点には、使用するのがエラストマーであろうと、硬質プラスチックであろうと、他の材料であろうと、さまざまな構成が適していることを容易に理解するであろう。いくつかの状況では、センサを互いに差別化できるように(図4Aから4Cに示されているものなど)複数の接点構成を形成することが有利となりうる。言い換えると、接点の構造は、それぞれが特定の電子機器ユニットと嵌合するように設計(キーを作成)された1つまたは複数の構成を含むことができる。センサシステムを差別化(キーを作成)するためのシステムおよび方法を説明する、後述の「センサシステムの差別化」という題名のセクションを参照されたい。
【０１３６】
センサ
好ましくは、センサ32は、被検体の皮膚の下に挿入するため取り付けユニットから外へ延びるように適合された、インビボ部分とも称される遠位部分42、およびセンサの挿入後に被検体の皮膚上に残り、接点28を介して電子機器16に動作可能な形で接続するように適合された、エキソビボ部分とも称される近位部分40を含む。好ましくは、センサ32は、2つ以上の電極、つまり、作用電極44、ならびにこれ以降、参照電極46と称される、対電極および/または参照電極として機能しうる少なくとも1つの追加電極を備える。膜システムは、以下の図5Aから5Cを参照しつつより詳細に説明されるように、好ましくは電極の上に被着される。
【０１３７】
図5Aは、作用電極および参照電極を示す、一実施形態におけるセンサの近位部分40の拡大破断図である。図示された実施形態では、作用電極44および参照電極46は、接点28を貫通し、それらと電気的接続を形成する(図10Bおよび11Bを参照)。つまり、作用電極44は、接点28の一方と電気的に接触しており、参照電極46は、接点28の他方と電気的に接触し、これは取り付けユニット14と対合するときに電子機器ユニット16との電気的接続を形成する。相互係合する電気端子によって、取り付けユニット14に接続するときに、センサ32を電子機器ユニット16に動作可能なように接続することができるが、電子機器ユニット16をセンサ32に電気的に接続する他の方法も可能である。例えば、いくつかの代替実施形態では、参照電極を、センサから延びて、取り付けユニットの別の場所で接点に(例えば、非同軸に)接続するように構成することができる。取り付けユニット14と電子機器ユニット16との間の脱着可能な接続によって、製造性が向上する、つまり、センサシステムを耐用寿命後に取り替えるときに比較的安価な取り付けユニット14を廃棄することができ、比較的より高価な電子機器ユニット16を複数のセンサシステムで再利用することができる。
【０１３８】
代替実施形態では、接点28は、さまざまな代替形状および/またはサイズに形成される。例えば、接点28は、円板、球、立方体、および同様の形態とすることができる。さらに、接点28は、電子機器ユニットの対合するキャビティまたは溝内部で締まり嵌めができ、それらと安定した機械的および電気的接続を形成するように、取り付けユニットから延在する設計とすることができる。
【０１３９】
図5Bは、作用電極および参照電極を示す、一実施形態におけるセンサの遠位部分の拡大破断図である。好ましい実施形態では、センサは、作用電極44および作用電極44の周りに螺旋状に巻き付けられた参照電極46から形成される。絶縁体45が、作用電極と参照電極との間に配設され、それらの間に必要な電気的絶縁をもたらす。電気化学的反応を可能にするために電極のいくつかの部分がそれらの上に露出しており、例えば、窓43を絶縁体に形成して電気化学的反応のための作用電極44の一部を露出することができる。
【０１４０】
好ましい実施形態では、それぞれの電極は、例えば、直径が約0.001インチ以下から約0.010インチ以上までである細いワイヤから形成され、例えば、メッキ絶縁体、メッキワイヤ、もしくはバルク導電材料から形成される。図示された電極構成および関連する文章では、経皮的センサ形成の好ましい一方法を説明しているが、Wardらの米国特許第6,695,860号、Sayらの米国特許第6,565,509号、Causey IIIらの米国特許第6,248,067号、およびHellerらの米国特許第6,514,718号に記載されているように、好ましい実施形態の経皮的検体センサシステムにはさまざまな知られている経皮的センサ構成を使用することができる。
【０１４１】
好ましい実施形態では、作用電極は、白金、白金イリジウム、パラジウム、グラファイト、金、カーボン、導電性ポリマー、合金、または同様の物質の導電材料から形成されたワイヤを含む。電極は、さまざまな製造方法(バルク金属処理、基板上への金属の堆積、または同様の方法)で形成することができるが、メッキワイヤ(例えば、鋼鉄ワイヤを白金メッキする)、またはバルク金属(例えば、白金ワイヤ)から電極を形成することが有利となりうる。バルク金属から形成された電極は、(例えば、堆積電極と比べて)優れた性能を有し、アッセイの安定性の高さ、製造のしやすさ、(例えば、堆積過程で起こりうる)汚染への耐性、および(例えば、材料の純度により)剥離や離層を生じない表面反応の向上を含む。
【０１４２】
作用電極44は、検体の濃度を測定するように構成される。グルコースを検出するための酵素による電気化学的センサでは、例えば、作用電極は、検出しようとする検体の酵素触媒反応によって生成された過酸化水素を測定し、測定可能な電子の流れを形成する。例えば、グルコースオキシダーゼが副産物として過酸化水素を生成するグルコースの検出では、過酸化水素が、作用電極の表面と反応して2つの陽子(2H+)、2つの電子(2e-)、および1つの酸素分子(O2)を生成し、検出される電子の流れを生成する。
【０１４３】
好ましい実施形態では、作用電極44は、絶縁材料45、例えば、非導電ポリマーで覆われている。浸漬被覆、スプレー被覆、蒸着、または他の被覆もしくは堆積方法を使用して、絶縁材料を作用電極上に堆積させることができる。一実施形態では、絶縁材料は、その強度、潤滑度、および電気的絶縁特性から有利なポリマー被覆となりうるパリレンを含む。一般に、パリレンは蒸着およびパラキシレン(またはその置換誘導体)の重合によって生成される。理論によって拘束されるものではないが、好ましい実施形態のセンサ上の潤滑性被覆(例えば、パリレン)は、創傷を最小限に抑え、センサ寿命を延ばすことに寄与すると考えられている。図21は、経皮的グルコースセンサデータおよび対応する約7日間にわたるヒトの血糖値を示し、経皮的グルコースセンサデータは、少なくとも一部がパリレン被覆されたデバイスを使用して形成された。パリレン被覆は、一般に好ましいが、例えば、フッ素処理したポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリイミド、他の非導電ポリマー、または同様の物質の任意の好適な絶縁材料を使用することもできる。ガラスまたはセラミック材料を使用することもできる。使用に適している他の材料としては、ペンシルバニア州ベラフォンテ所在のAdvanced Materials Components Express社によってAMC18、AMC148、AMC141およびAMC321の商標名で販売されているものなどの表面エネルギー調節被覆システムが挙げられる。しかし、いくつかの代替実施形態では、作用電極は、絶縁体の被覆を必要としない場合もある。
【０１４４】
参照電極単独として、または参照電極と対電極の二重電極として機能することのできる参照電極46は、銀、銀/塩化銀、または同様の物質から形成される。好ましくは、参照電極46は、作用電極44と、またはその周りに、並置および/または撚り合わされているが、他の構成(例えば、皮膚内または皮膚上の基準電極など)もまた、可能である。いくつかの実施形態では、参照電極および/または対電極は、接着剤層内に、または接着剤層上に配置される。
【０１４５】
図示された実施形態では、参照電極46は作用電極44の周りに螺旋状に巻き付けられている。次いで、絶縁体取付物を設けるために、上記と同様の方法でワイヤのアセンブリを適宜絶縁材料で被覆または絶縁材料とともに接着される。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、上述のように銀ワイヤをセンサ上に形成し、その後、銀/塩化銀の参照電極を形成するように塩素処理する。有利には、上述のように銀ワイヤを塩素処理することによって、最適なインビボ性能を備えるように参照電極を製造することができる。つまり、銀/塩化銀を形成するため銀の塩素処理量および大きさを制御することによって、好ましい実施形態でブレークイン時間の改善、参照電極の安定性、および寿命の延長が見られる(図20および21参照)。それに加えて、上述のように塩化銀を使用することによって、参照電極を比較的安価で簡単に製造することが可能になる。
【０１４７】
外側絶縁体が配設された実施形態では、被覆されたアセンブリ構造の一部を、例えば、手作業、エキシマーレーザー放射、化学エッチング、レーザー焼灼、グリットブラスト(例えば、炭酸水素ナトリウムまたは他の好適なグリット)、または同様の手段によって、電気活性表面を露出するように剥ぎ取るか、または他の方法で除去することができる。その代わりに、露出された電気活性表面積を維持するために、絶縁体を堆積する前に電極の一部を覆うことができる。例示的な一実施形態では、好ましくは、下層の金属電極(例えば白金電極)の損傷を最小限に抑え、または回避するのに十分に軟らかい間、ポリマー材料を焼灼するのに十分に硬いグリット材料を使用して、電気活性表面を露出するようにグリットブラストを実施する。さまざまな「グリット」材料(例えば砂、タルク、クルミ殻、粉砕プラスチック、海塩、および同様の物質)を使用することができるが、いくつかの好ましい実施形態では、例えば、下にある白金導電体を損傷せずに、例えば、パリレン被覆を焼灼するのに十分硬いことから、炭酸水素ナトリウムが有利なグリット材料である。炭酸水素ナトリウムによる焼灼の1つの別の利点として、ポリマー層の剥ぎ取りによる金属への研磨作用があり、これにより、他の場合であれば必要になる清浄ステップが排除される。
【０１４８】
図5Bに図示されている実施形態では、作用電極の周方向電気活性表面を露出するように、絶縁材料45を通して径方向窓43が形成されている。それに加えて、参照電極の電気活性表面の部分41が露出される。例えば、電気活性表面の部分41は、外側絶縁層の堆積中に覆うことができ、または外側絶縁層の堆積後にエッチングすることができる。
【０１４９】
いくつかの用途において、特に埋め込み1日目以降に、センサへの細胞攻撃または細胞の移動によってデバイスの感度および/または機能が低下することがある。しかし、露出された電気活性表面が、センサ周りで(例えば、径方向窓として)周方向に分散されている場合、センサ信号に関するセンサの局所的な細胞侵襲の影響を最小限に抑えるように、反応に利用可能な表面積を十分に分散させることができる。その代わりに、例えば、被覆されたアセンブリ構造の片側のみを剥ぎ取ることによって、接線方向に露出された電気活性窓を形成することができる。他の代替実施形態では、センサの先端に電気活性表面が露出されるように、被覆されたアセンブリ構造の先端に窓を設けることができる。電気活性表面を露出するための他の方法および構成を使用することもできる。
【０１５０】
いくつかの実施形態では、作用電極は、約0.001インチ以下から約0.010インチ以上まで、好ましくは約0.002インチから約0.008インチまで、より好ましくは約0.004インチから約0.005インチまでの直径を有する。窓の長さは、約0.1mm(約0.004インチ)以下から約2mm(約0.078インチ)以上まで、好ましくは約0.5mm(約0.02インチ)から約0.75mm(0.03インチ)までとすることができる。そのような実施形態では、作用電極の露出された表面積は、好ましくは約0.000013平方インチ(約0.0000839cm2)以下から約0.0025平方インチ(約0.016129cm2)以上である(直径が約0.001インチから約0.010インチであり、長さが約0.004インチから約0.078インチであると仮定する)。作用電極の好ましい露出表面積は、本明細書の別のところでより詳細に説明されているように、検体信号をピコアンペアレベルの電流で生成するように選択される。しかし、ピコアンペアレベルの電流は、さまざまな要因、例えば、電子回路設計(例えば、サンプルレート、電流引き込み、A/Dコンバータビット分解能など)、膜システム(例えば、検体が膜システムを通る透過性)、および作用電極の露出表面積に依存することがありうる。したがって、露出された電気活性作用電極の表面積は、膜システムおよび/または電子回路を変えることを考慮すると、上述の範囲以上または以下の値を有するように選択することもできる。グルコースセンサの好ましい実施形態では、グルコース高濃度域および低濃度域の両方でセンサ性能を維持しながら信号対雑音比を最適化するために、作用電極の表面積を最小限に抑え、グルコースの拡散率を最大化することが有利になりうる。
【０１５１】
いくつかの代替実施形態では、電極自体の断面を変えることによって、作用(および/または他の)電極の露出表面積を増加させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、作用電極の断面は十字形、星形、クローバーの葉の形、波形、くぼみ、畝形、不規則形、または他の非円形の形状によって画成することができ、したがって電極のどのような所定の長さであっても、(円形断面積によって得られる面積と比較して)より大きい特定の表面積を得ることができる。作用電極の表面積を増加すると、検体濃度に反応する信号を大きくする際に有利であり、それにより、例えば、信号対雑音比を向上させる際に有用となりうる。
【０１５２】
いくつかの代替実施形態では、追加の電極、例えば、3電極システム(作用電極、参照電極、および対電極)および/または追加の作用電極(例えば、酸素を発生させるために使用することができるか、またはベースラインを差し引く電極として構成されるか、または追加の検体を測定するように構成される電極)をアセンブリ内に備えることができる。米国特許第7,081,195号および米国特許公報第US-2005-0143635-A1号において、追加の作用電極、対電極、および/または参照電極を実装し、使用するためのいくつかのシステムおよび方法が説明されている。センサが2つの作用電極を備える一実装では、(例えば、互いに平行に延びる)2つの作用電極を並置し、(例えば、螺旋状に巻き付けた)参照電極をその周りに配設する。2つ以上の作用電極が設けられているいくつかの実施形態では、作用電極を、センサの長さにそって(例えば、参照電極、絶縁ロッド、または他の支持構造物を取り囲んで)、2重、3重、4重等の螺旋構成に形成することができる。その結果得られる電極システムは、適切な膜システムを備えるように構成することができ、第1の作用電極は、グルコースおよびベースラインを含む第1の信号を測定し、追加の作用電極は、ベースラインのみからなるベースライン信号を測定するように構成されている(例えば、酵素を配設せずに第1の作用電極と実質的に同様に構成されている)。このような方法で、ベースラインの変動および/または信号への阻害種の影響を実質的に受けない、グルコースのみの信号を生成するように、第1の信号からベースライン信号を差し引くことができる。
【０１５３】
好ましい実施形態では、1つのバルク金属ワイヤが別のバルク金属ワイヤの周りに螺旋状に巻き付けられた1つの電極構成が図示されているが、他の電極構成もまた企図されている。代替実施形態では、作用電極は、絶縁体を間に含んで参照電極が配設されるか、または内部にコイル状に巻かれている管を備える。その代わりに、参照電極は、絶縁体を間に含んで作用電極が配設されるか、または内部にコイル状に巻かれている管を備える。他の代替実施形態では、ポリマー(例えば、絶縁)ロッドが設けられており、電極がその上に蒸着(例えば、電気メッキ)されている。さらに他の代替実施形態では、金属(例えば、鋼鉄)ロッドが設けられ、絶縁材料で被覆され、その上に作用電極および参照電極が蒸着されている。さらに他の代替実施形態では、1つまたは複数の作用電極が、参照電極の周りに螺旋状に巻き付けられている。
【０１５４】
他の代替実施形態では、参照電極は、例示されている実施形態として作用電極の周りにコイル状に巻かれているが、参照電極は、例示的な実施形態に比べてセンサの遠位端部(例えば、インビボ端部)に向かって離れる形で延在する。好ましくは、参照電極は、(例えば、螺旋状に)少なくとも露出作用電極窓へ延在し、好ましくはセンサ先端に向かうようにして露出作用電極窓に差し渡されて、および/または露出作用電極窓を超えて延在する。理論によって拘束されるものではないが、この設計を用いることでセンサの長さを縮小することができる、参照電極の表面積が増大する、および/または機械的移動によって引き起こされる損傷から膜システムが保護される、といったことが実現すると考えられる。
【０１５５】
好ましくは、好ましい実施形態の電極および膜システムは、同軸に形成される、つまり、電極および/または膜システムは、すべて同じ中心軸を共有する。理論によって拘束されるものではないが、センサの同軸設計によって、好ましい曲げ半径なしに対称的な設計が可能になると考えられる。つまり、センサ平面の周りで一定の湾曲を受けうる実質的に平面的な構成をとる従来技術のセンサとは対照的に、好ましい実施形態の同軸設計は、好ましい曲げ半径を有さず、したがって(疲れ破壊および同様の破壊を起こす可能性のある)特定の平面の周りで規則正しい湾曲を受けない。しかし、好ましい実施形態のセンサシステムに非同軸センサを実装することもできる。
【０１５６】
上述の利点に加えて、好ましい実施形態の同軸センサ設計では、スロットまたは他の複雑な複数のコンポーネントを用いる設計を伴わずに、針によってセンサを被検体内に挿入し、その後センサを摺動させて元に戻し、針からセンサを解放することが可能であるように、センサの接続端(近位部分)の直径を感知端(遠位部分)の直径と実質的に同じにすることができる。
【０１５７】
そのような一代替実施形態では、センサの2つのワイヤが離されて保持されており、近位側であるが別の位置で被検体に挿入するように構成されている。このような実施形態において作用電極と参照電極とを離すことによって、簡単な製造および電気的接続で、さらなる電気化学的安定性をもたらすことができる。当業者であれば、好ましい実施形態でさまざまな電極構成を実装することができることを容易に理解するであろう。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、センサは、被検体にセンサを埋め込むときに出口部位を貫通するように構成される抗菌部分を備える。つまり、センサは、本明細書の別のところで説明されているように、インビボおよびエキソビボ部分を備えるように設計され、さらにセンサは、インビボ部分42とエキソビボ部分40との間に位置する、抗菌部分とも称される移行部分を備える。抗菌部分は、被検体に埋め込むときに出口部位および付近の組織に抗菌作用をもたらすように設計されている。
【０１５９】
いくつかの実施形態では、抗菌部分は、銀を含み、例えば、埋め込み時に出口部位を貫通するように構成されている参照電極の銀部分を含む。出口部位感染は、従来の経皮的医療用デバイスに付随する一般的な副作用であるが、好ましい実施形態のデバイスは、患者への埋め込み時に出口部位を貫通する銀の参照電極を使用して、少なくとも一部が感染を最小限に抑え、炎症を最小限に抑え、および/またはセンサの埋め込み期間を延長するように設計されている。理論によって拘束されるものではないが、銀は(組織内部および出口部位の)局所的な組織感染を抑えることができると考えられている、つまり、安定的な銀分子量の放出は、生体組織において、受動的抗菌作用とも称される抗菌作用がある(例えば、刺激および感染を低減または回避する)と考えられている。本明細書では受動的抗菌作用の一例を説明しているが、当業者であれば、好ましい実施形態で実装されうるさまざまな受動的抗菌システムおよび方法を、容易に理解することができる。さらに、抗菌作用は、経皮的検体センサの寿命の延長に寄与することができ、機能的寿命が例えば7日間以上など、数日間を超えることができる。図21は、経皮的グルコースセンサデータおよび対応する約7日間にわたるヒトの血糖値を示し、経皮的グルコースセンサデータは、センサ埋め込み後に出口部位を貫通する銀移行部分を使用して形成された。
【０１６０】
いくつかの実施形態では、出口部位での抗菌作用をさらに高めるために、センサシステムに能動的抗菌システムおよび方法が用いられる。そのような一実施形態では、補助的な銀ワイヤが、センサの上または周りに配設されており、補助的な銀ワイヤが、電子機器に接続され、当業者であれば明らかなように抗菌特性(能動的抗菌効果)を高めるのに十分な電流を通すように構成される。電流は、十分な抗菌特性がもたらされるように、連続的に、または間歇的に流せる。本明細書では能動的抗菌作用の一例を説明しているが、当業者であれば、好ましい実施形態で実装されうるさまざまな能動抗菌システムおよび方法を、容易に理解することができる。
【０１６１】
固定機構
センサは、周囲の組織に対するセンサの移動または運動を最小限に抑えるように、被検体の組織内部で実質的に固定したままにすることが好ましい。移動または運動によって、センサ埋め込み部位で刺激による炎症が起き、例えば、運動に関係するアーチファクトによってセンサ信号に雑音を発生させることもあると考えられている。したがって、上述の問題を避けるためにセンサのインビボ部分に支持体を設ける固定機構を備えることが有利となりうる。有利なセンサ形状を有利な固定部と結び付けることによって追加部品を最小限にとどめ、センサのプロファイル設計を最適に小さくまたは低くすることができる。一実施形態では、センサは、作用電極を囲む参照電極によって形成される螺旋形の表面形状などの表面凹凸形状を備える。代替実施形態では、表面凹凸形状は、粗面、多孔面(例えば、多孔パリレン)、畝面、または同様の形状の表面によって形成することも可能である。それに加えて(またはその代わりに)、固定部を、突起物、とげ、釣り針、翼、フック、球状部分(例えば遠位端)、センサにそったS曲部、粗表面凹凸形状、徐変直径、その組合せ、または同様の形状のものによって形成することができ、単独で、または皮下組織内部のセンサを安定させる螺旋状の表面凹凸形状との組合せによって使用することができる。
【０１６２】
可変剛性
上述のように、従来の経皮的デバイスは、被検体がデバイスを使用しているときの被検体の運動に付随する運動アーチファクトを受けると考えられている。例えば、経皮的検体センサを被検体の体内に挿入する場合、センサ上のさまざまな運動(例えば、皮下空間、真皮、皮膚とセンサの外側部分の中、およびこれらの間の相対的運動)によってデバイスにストレスがかかり、これがセンサ信号にアーチファクトを発生させることが知られている。したがって、センサのさまざまな部分についてさまざまな設計上の考慮事項(例えば、ストレスの考慮事項)がある。例えば、センサの遠位部42は、患者体内の組織の移動およびセンサのインビボ部分とエキソビボ部分の相対的運動によって生じるより大きな機械的ストレスを受けるので、より高い可撓性から一般に恩恵を受けうる。その一方で、センサの近位部分40は、構造的一体性および/または確実な電気的接続を確保するために、より高い剛性、より強固な設計から一般に恩恵を受けうる。それに加えて、デバイスの近位端40上で針を後退させるいくつかの実施形態では(図6から8を参照)、より剛性の高い設計を用いることで、センサの折れ曲がりを最小限に抑え、および/またはセンサから針を容易に後退させることができる。したがって、インビボ(遠位)部分42をより可撓性の高い設計にすることによって、可撓性は患者の移動およびそれに付随する雑音を補償すると考えられる。エキソビボ(近位)部分40をより剛性の高い設計にすることによって、(センサ上で針を後退させるための)円柱強度、電気的接続、および一体性を強化することができると考えられる。いくつかの代替実施形態では、より剛性の高い遠位端および/またはより可撓性の高い近位端は、米国特許公報第US-2006-0015024-A1号に記載されているように有利となりうる。
【０１６３】
好ましい実施形態は、センサの近位端40より可撓性が高くなるように設計された、センサ32の遠位端42を備える。米国特許公報第US-2006-0015024-A1号により詳細に記載されているように、デバイスの1つまたは複数の螺旋状に巻き付けられたワイヤの可変ピッチ、デバイスの1つまたは複数のワイヤの可変断面、および/またはデバイスの1つまたは複数のワイヤの可変硬化および/または軟化によって、好ましい実施形態の可変剛性を実現することができる。
【０１６４】
膜システム
図5Cは、図5Bの線C-Cから見たセンサの断面図であり、一実施形態における膜システムによって囲まれた作用電極の露出された電気活性表面を示す。好ましくは、膜システムはセンサ32(作用電極および適宜参照電極)の電気活性表面の少なくとも一部に堆積され、露出された電気活性表面の生物学的環境からの保護、必要であれば検体の拡散抵抗(制限)、酵素反応を可能にするための触媒、阻害物質の制限または阻止、および/またはセンサインターフェースの電気化学的反応表面の親水性をもたらす。適切な膜システムのいくつかの例は、米国特許公報第US-2005-0245799-A1号で説明されている。
【０１６５】
一般に、膜システムは、複数のドメイン、例えば、電極ドメイン47、阻害ドメイン48、酵素ドメイン49(例えば、グルコースオキシダーゼを含む)、および抵抗ドメイン50を含み、米国特許公報第US-2005-0245799-A1号により詳細に説明され、以下でより詳細に説明されているように、高酸素溶解性ドメインおよび/または生体保護ドメイン(図示せず)を含むことができる。膜システムは知られている薄膜技術(例えば、スプレー、電気堆積、浸漬、または同様の方法)を使用して、露出された電気活性表面上に堆積することができる。一実施形態では、センサを溶液中に浸漬し、適切なドメイン厚さを形成する速度でセンサを引き抜くことによって、1つまたは複数のドメインを堆積する。ただし、膜システムは、当業者であれば容易に理解できるように、知られている方法を使用して電気活性表面上に配設(または堆積)することができる。
【０１６６】
電極ドメイン
いくつかの実施形態では、膜システムは、任意選択の電極ドメイン47を含む。電極ドメイン47は、作用電極と参照電極の電気活性表面の間で電気化学的反応が起こることを確保するように設けられており、したがって、電極ドメイン47は、好ましくは、電気活性表面から酵素ドメインより近位側に位置する。好ましくは、電極ドメイン47は、センサの電気化学的反応表面に水の層を維持する半透過性の被覆を含み、例えば、電極ドメインとして結合剤材料中の保湿剤を使用することができ、これにより、水性環境内でイオンの十分な輸送を行うことができる。電極ドメインは、不十分な電解質によって生じる電極の立ち上がりおよびドリフトの問題を解消することによって、センサの動作の安定化を補助することもできる。電極ドメインを形成する材料は、電極の電気化学的活性による大きなpH勾配の形成から生じることのあるpH媒介性損傷から保護することもできる。
【０１６７】
一実施形態では、電極ドメイン47は、約0.05ミクロン以下から約20ミクロン以上まで、より好ましくは約0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3、または3.5から約4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または19.5ミクロンまで、より好ましくは約2、2.5、または3ミクロンから約3.5、4、4.5または5ミクロンまでの「乾燥膜」厚さを有する可撓性、水膨潤性のヒドロゲル膜を備える。「乾燥膜」厚さとは、標準的な被覆方法による被覆形成によって鋳造された硬化膜の厚さをいう。
【０１６８】
いくつかの実施形態では、電極ドメイン47は、ウレタンポリマーと親水性ポリマーの硬化性混合物から形成される。特に好ましい被覆は、カルボキシ官能基および非イオン性の親水性ポリエーテル部分を有するポリウレタンポリマーから形成することができ、ポリウレタンポリマーは、ポリビニルピロリドンの存在下で水溶性カルボジイミド(例えば、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC))と架橋し、約50℃の中温で硬化される。
【０１６９】
好ましくは、電極ドメイン47は、センサ32の電気活性表面をスプレーまたは浸漬被覆することによって堆積される。より好ましくは、電極ドメインは、電気活性表面を電極溶液に浸漬被覆し、ドメインを約15から約30分間、約40から約55℃の温度で硬化させることによって形成される(かつ真空下で(例えば20から30mmHg)達成することができる)。電極ドメインを堆積するために浸漬被覆が使用される実施形態では、毎分約1から約3インチの好ましい挿入速度で、約0.5から約2分の滞留時間、および毎分約0.25から約2インチの好ましい離脱速度によって機能的被覆がもたらされる。ただし、上述の値を外れる値も許容可能であり、またはいくつかの実施形態ではむしろ望ましく、当業者であれば容易に理解するように、例えば、粘性または表面張力に依存する。一実施形態では、電極システムの電気活性表面を1回(1層を)浸漬被覆し、真空下にて、20分間50℃で硬化させる。
【０１７０】
本明細書では独立の電極ドメインについて説明しているが、いくつかの実施形態では、水性環境でのイオンの完全な輸送をもたらすように(例えば、個別の電極ドメインなしに)、阻害ドメインおよび/または酵素ドメイン(電気活性表面に隣接するドメイン)に、十分な親水性をもたらすことができる。
【０１７１】
阻害ドメイン
いくつかの実施形態では、一般に1つまたは複数のインターフェラントの流れを制限するポリマードメインを含む、任意の阻害ドメイン48が形成される。いくつかの実施形態では、阻害ドメイン48は、電極によって測定される検体および他の物質を通し、アスコルビン酸塩および尿素などのインターフェラントを含む他の物質を通さない、分子のふるいとして機能する(Shultsらの米国特許第6,001,067号を参照)。グルコースオキシダーゼベースの電気化学的センサのいくつかの知られているインターフェラントとして、アセトアミノフェン、アスコルビン酸、ビリルビン、コレステロール、クレアチニン、ドパミン、エフェドリン、イブプロフェン、L-ドパ、メチルドパ、サリチル酸塩、テトラサイクリン、トラザミド、トルブタミド、トリグリセリド、および尿酸が挙げられる。
【０１７２】
阻害ドメイン48のベース材料として使用できるいくつかのポリマータイプとして、例えば、ポリウレタン、ペンダントイオン基を有するポリマー、管理された孔のサイズを有するポリマーが挙げられる。一実施形態では、阻害ドメインは、非膨潤性であり低分子重量種の拡散を制限する薄い疎水性膜を含む。阻害ドメイン48は、過酸化水素などの比較的低分子量の物質に対して透過性を有するが、グルコースおよびアスコルビン酸を含む、より高い分子量の物質の通過を制限する。好ましい実施形態の膜システムに適用することできる阻害種を低減または除去するための他のシステムおよび方法は、米国特許第7,074,307号、米国特許公報第US-2005-0176136-A1号、米国特許第7,081,195号、および米国特許公報第US-2005-0143635-A1号で説明されている。いくつかの代替実施形態では、個別の阻害ドメインが含まれない。
【０１７３】
一実施形態では、阻害ドメイン48は、約0.05ミクロン以下から約20ミクロン以上まで、より好ましくは約0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3、または3.5から約4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または19.5ミクロンまで、より好ましくは約2、2.5、または3ミクロンから約3.5、4、4.5または5ミクロンまでのドメイン厚さについて電極ドメイン上に(または個別電極ドメインが含まれない場合には電気活性表面上に直接)堆積される。より厚い膜も有用であるが、酵素膜から電極への過酸化水素の拡散速度に及ぼす影響がより低いことから、より薄い膜のほうが一般に好ましい。残念なことに、従来使用されている阻害ドメインの厚さを薄くすることによって、膜システム処理に変動性を生じることがある。例えば、膜システムに組み込む阻害ドメインが多すぎるか、または少なすぎる場合、膜の性能に有害な作用を及ぼすことがある。
【０１７４】
酵素ドメイン
好ましい実施形態では、膜システムは、阻害ドメイン48(または別個の阻害部が含まれていないときは電極ドメイン47)より電気活性表面から遠位側に置かれて配設された酵素ドメイン49をさらに備える。いくつかの実施形態では、酵素ドメインは、(電極ドメインも阻害ドメインも含まれないとき)電気活性表面上に直接堆積される。好ましい実施形態では、酵素ドメイン49は、以下でさら詳細に説明されるように、検体およびその共反応物質の反応を触媒する酵素を提供する。好ましくは、酵素ドメインは、グルコースオキシダーゼを含むが、他のオキシダーゼ、例えば、ガラクトースオキシダーゼまたはウリカーゼオキシダーゼも使用することできる。
【０１７５】
酵素ベースの電気化学的グルコースセンサが良好に機能するためには、センサの反応は、好ましくは、酵素活性によっても共反応物質濃度によっても制限されない。グルコースオキシダーゼを含む、酵素は、周囲条件であっても時間に応じて非活性化の影響を受けるので、この挙動は、酵素ドメインを形成する際に補正される。好ましくは、酵素ドメイン49は、酵素を含むコロイド状ポリウレタンポリマーの水分散液から構成される。ただし、代替実施形態では、酵素ドメインは、一過性虚血の際に過剰酸素を供給するために、酸素富化材料、例えば、シリコーンまたはフッ化炭素から構成される。好ましくは、酵素はドメイン内部で固定される。米国特許第7,379,765号を参照。
【０１７６】
一実施形態では、酵素ドメイン49は、約0.05ミクロン以下から約20ミクロン以上まで、より好ましくは約0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3、または3.5から約4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または19.5ミクロンまで、より好ましくは約2、2.5、または3ミクロンから約3.5、4、4.5または5ミクロンまでのドメイン厚さで阻害ドメイン上に堆積される。ただし、いくつかの実施形態では、酵素ドメインは、電極ドメイン上に堆積されるか、または電気活性表面上に直接堆積される。好ましくは、酵素ドメイン49は、スプレーまたは浸漬被覆によって堆積される。より好ましくは、酵素ドメインは、電極ドメインを酵素ドメイン溶液に浸漬被覆し、ドメインを約15から約30分間、約40から約55℃の温度で硬化させることによって形成される(かつ真空下で(例えば20から30mmHg)達成することができる)。室温で酵素ドメインを堆積するために浸漬被覆が使用される実施形態では、毎分約1インチから毎分約3インチの好ましい挿入速度で、約0.5分から約2分の好ましい対流時間、および毎分約0.25インチから毎分約2インチの好ましい離脱速度によって機能的被覆がもたらされる。ただし、上述の値を外れる値も許容可能であり、またはいくつかの実施形態ではむしろ望ましく、当業者であれば容易に理解するように、例えば、粘性または表面張力に依存する。一実施形態では、酵素ドメイン49を、被覆溶液に2回浸漬被覆し(すなわち2層を形成し)、真空下にて、20分間50℃で硬化させることによって形成する。ただし、いくつかの実施形態では、酵素ドメインを、1つまたは複数の層を所定の被覆溶液濃度、挿入速度、滞留時間、離脱速度、および/または所望の厚さで浸漬被覆および/またはスプレー被覆によって形成されうる。
【０１７７】
抵抗ドメイン
好ましい実施形態では、膜システムは、電気活性表面から酵素ドメイン49より遠位側に配設された抵抗ドメイン50を備える。以下の説明はグルコースセンサの抵抗ドメインを対象とするが、抵抗ドメインは、他の検体および共反応物質用にも修正することができる。
【０１７８】
血中酸素量に対するグルコースのモル過剰が存在する。すなわち、細胞外液の全遊離酸素分子には、一般に100を超えるグルコース分子が存在する(Updikeら、Diabetes Care 5:207-21(1982)を参照)。しかし、共反応物質として酸素を使用する固定化酵素ベースのグルコースセンサは、センサが酸素濃度の変化に反応せず、グルコース濃度の変化に直線的に反応するように、好ましくは非律速過剰量で酸素を供給する。特に、グルコースモニタリング反応が酸素制限であるとき、グルコースの最小濃度を超えると線形性は得られない。グルコースおよび酸素のフラックスを制御するために半透膜を酵素ドメイン上に置かずに、約40mg/dLまでのグルコース濃度でのみ、グルコース値に対する線形反応が得られる。ただし、臨床現場では、グルコース値に対する線形反応は、少なくとも約400mg/dLまで望ましい。
【０１７９】
抵抗ドメイン50は、下層の酵素ドメイン49への酸素およびグルコースのフラックスを制御する半透膜を含み、好ましくは酸素を非律速過剰量にする。その結果、グルコース測定の線形性の上限は、抵抗ドメインなしで得られるものより、さらに高い値へと延長される。一実施形態では、抵抗ドメイン50は、約50:1以下から約400:1以上まで、好ましくは約200:1の酸素対グルコース透過率を示す。その結果、1次元の反応物質の拡散は、皮下マトリクス中に見られるすべての妥当なグルコースおよび酸素濃度での過剰量の酸素を供給するのに十分なものとなる(Rhodesら、Anal. Chem.、66:1520-1529 (1994)を参照)。
【０１８０】
代替実施形態では、酵素ドメイン49への酸素の供給/輸送を強化するために、高酸素溶解性ドメイン(例えば、シリコーンまたはフッ化炭素ベースの材料またはドメイン)を使用することによって、過剰量の酸素を供給するのにより低い酸素対グルコース比率で十分な場合がある。酵素により多くの酸素が供給されると、酸素律速過剰量を生じることなく酵素により多くのグルコースを供給することもできる。代替実施形態では、抵抗ドメインは、米国特許公報第US-2005-0090607-A1号で説明されているように、シリコーン化合物から形成される。
【０１８１】
好ましい一実施形態では、抵抗ドメイン50は、グルコースおよび酸素の検体センサへの拡散を制御するために、親水性および疎水性の両方の領域を備えたポリウレタン膜を含み、この膜は市販の材料から簡単に、また再生産可能なように製造される。好適な疎水性ポリマー成分は、ポリウレタンまたはポリエーテルウレタンウレアである。ポリウレタンは、ジイソシアネートと二官能性水酸基含有材料の凝縮反応によって生成されるポリマーである。ポリウレタンウレアは、ジイソシアネートと二官能性アミン含有材料の凝縮反応によって生成されるポリマーである。好ましいジイソシアネートとして、約4から約8メチレン単位を含む脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。脂環式部分を含むジイソシアネートもまた、好ましい実施形態の膜のポリマーおよびコポリマー成分の調製に有用である。抵抗ドメインの疎水性マトリクスの基部を形成する材料は、センサデバイスの膜としての使用に適切であるものとして、また関連化合物を通過させることのできる、例えば、酸素分子を検査対象の試料から膜を通過させて活性酵素または電気化学的電極に到達させることができる、十分な透過性を有するものとして当技術分野で知られている任意の材料とすることができる。非ポリウレタンタイプの膜を形成するために使用できる材料の例としては、ビニルポリマー、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサンおよびポリカーボシロキサンなどの無機ポリマー、セルロースおよびタンパク質ベースの材料などの天然ポリマー、ならびにそれらの混合物もしくは組合せが挙げられる。
【０１８２】
好ましい一実施形態では、親水性ポリマー成分は、ポリエチレンオキシドである。例えば、1つの有用な疎水性‐親水性コポリマー成分は、約20%の親水性ポリエチレンオキシドを含むポリウレタンポリマーである。コポリマーのポリエチレンオキシド部分は、コポリマーの疎水性部分と疎水性ポリマー成分とから分離するように熱力学的に駆動される。最終混合を形成するために使用されるコポリマーの20%ポリエチレンオキシドベースの軟質部分は、膜の吸水性およびその後のグルコース透過性に影響を及ぼす。
【０１８３】
一実施形態では、抵抗ドメイン50は、約0.05ミクロン以下から約20ミクロン以上まで、より好ましくは約0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、1、1.5、2、2.5、3、または3.5から約4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または19.5ミクロンまで、より好ましくは約2、2.5、または3ミクロンから約3.5、4、4.5、または5ミクロンまでのドメイン厚さを形成するように酵素ドメイン上に堆積される。好ましくは、抵抗ドメインは、スプレー被覆または浸漬被覆によって酵素ドメイン上に堆積される。いくつかの実施形態では、スプレー被覆は、好ましい堆積技術である。スプレー噴霧プロセスでは、溶液を霧化し、飛沫化し、したがって下層のドメイン上に被覆材料が沈降する前に溶媒のほとんど、またはすべてが蒸発し、それにより溶媒と酵素との接触を最小限に抑える。好ましい実施形態で説明されているように、抵抗ドメインをスプレー被覆することのもう1つの利点として、アスコルビン酸塩を実質的に阻止するか、またはそれに抵抗する膜システム(過酸化酸素測定グルコースセンサの知られている電気化学的インターフェラント)の形成が挙げられる。理論によって拘束されるものではないが、好ましい実施形態で述べたように抵抗ドメインを堆積するプロセスにおいて、構造形態が形成され、これはアスコルビン酸塩が実質的にその中を透過しないことを特徴とする。
【０１８４】
好ましい実施形態では、抵抗ドメイン50は、約1重量%から約5重量%までのポリマーと約95重量%から約99重量%までの溶媒の溶液をスプレー被覆することによって、酵素ドメイン49上に堆積される。溶媒を含む、抵抗ドメイン材料の溶液を酵素ドメイン上にスプレーする際に、酵素ドメイン49の下層の酵素を非活性化することができる、スプレー溶液中の溶媒の酵素との接触を軽減または実質的に低減することが望ましい。テトロヒドロフラン(THF)は、スプレー後に酵素ドメインの酵素に及ぼす影響が最低限であるか、または無視できるくらいに小さい一溶媒である。当業者には容易に理解されるように、他の溶媒も使用に適しているものとしてよい。
【０１８５】
さまざまなスプレーまたは堆積方法を使用することができるが、抵抗ドメイン材料をスプレーし、センサを少なくとも1回180°回転させることによって、抵抗ドメインによる十分な適用範囲をもたらすことができる。抵抗ドメイン材料をスプレーし、センサを少なくとも2回120°回転させることによって、より大きな適用範囲(360°範囲の1層)がもたらされ、それにより、上記でより詳しく述べたように、グルコースに対する抵抗性が確実になる。
【０１８６】
好ましい実施形態では、抵抗ドメイン50をスプレー被覆し、その後約40℃から約60℃の温度で約15分から約90分間、硬化させる(かつ、真空下で(例えば20から30mmHg)達成することができる)。約90分それ以上までの硬化時間は、抵抗ドメインの乾燥を確実に完了させるために有利である。理論によって拘束されるものではないが、抵抗ドメインを完全に乾燥させることによってグルコースセンサ信号の感度の安定化が助長されると考えられる。これにより時間の経過に伴う信号感度のドリフトが低減され、完全に乾燥させることによって低酸素環境でのグルコースセンサ信号の性能を安定させると考えられる。
【０１８７】
一実施形態では、抵抗ドメイン50は、少なくとも6層をスプレー被覆し(すなわち、360°を適用範囲とする少なくとも6層のためにセンサを17回120°ずつ回転させ)、真空下にて60分間50℃で硬化させることによって形成される。ただし、抵抗ドメインを、溶液の濃度、挿入速度、滞留時間、離脱速度、および/または結果として得られる膜の所望の厚さに応じて、1つまたは複数の層を浸漬被覆またはスプレー被覆することによって形成することができる。
【０１８８】
有利には、電極ドメイン47および/または阻害ドメイン48、酵素ドメイン49、および抵抗ドメイン50を含む、好ましい実施形態の膜システムを備えたセンサは、約40から約400mg/dLまでのグルコース値の増加に対する安定した信号反応、および低酸素値であっても(例えば、約0.6mg/LのO2)持続する機能(少なくとも90%の信号強度)をもたらす。理論によって拘束されるものではないが、従来技術のセンサに比べて非常に低い酸素濃度で酸素限度が確認されるように、抵抗ドメインが十分な抵抗をもたらすか、または酵素ドメインが十分な酵素をもたらすと考えられる。
【０１８９】
好ましい実施形態では、ピコアンペア範囲の電流のセンサ信号が好ましいが、このことは本明細書の別のところでより詳細に説明されている。ただし、ピコアンペア範囲の電流の信号を発生する能力は、電子回路設計(例えば、A/Dコンバータ、ビット分解能、など)、膜システム(例えば、検体が抵抗ドメインを通る透過性、酵素濃度、および/または電極における電気化学的反応に対する電解質利用性)、および作用電極の露出表面積を含む、いろいろな要因の組合せに依存しうる。例えば、抵抗ドメインは、電子回路、膜システム、および/または作用電極の露出電気活性表面積の設計に応じて、検体に対する制限が強くなるように、または弱くなるように設計することができる。
【０１９０】
したがって、好ましい実施形態では、膜システムは、約1pA/mg/dLから約100pA/mg/dLまで、好ましくは約5pA/mg/dLから約25pA/mg/dLまで、より好ましくは約4pA/mg/dLから約7pA/mg/dLまでの感度を持つように設計される。特定の理論によって拘束されるものではないが、好ましい範囲の感度を持つように設計された膜システムによって、低検体状況および/または低酸素状況において検体信号を測定することが可能であると考えられる。つまり、従来の検体センサでは、低検体範囲ではセンサに対する検体の利用性がより低いせいで測定精度の低下が見られ、および/または高検体範囲では測定しようとする検体量と反応するのに必要な酸素が不十分なせいで信号雑音の増加が見られた。理論によって拘束されるものではないが、好ましい実施形態の膜システムは、電子回路設計および露出される電気化学的反応表面積の設計と併せて、ピコアンペア範囲の検体の測定に対応することができ、延いては、従来技術では見られない低検体範囲と高検体範囲の両方での分解能および精度のレベルを高めることができると考えられる。
【０１９１】
ムタロターゼ酵素
いくつかの実施形態では、α D-グルコースをβ D-グルコースに変換する酵素であるムタロターゼが、膜システムに組み込まれる。ムタロターゼを酵素ドメインに組み込み、および/または膜システムの他のドメインに組み込むことができる。一般に、グルコースは、溶液中、および血液もしくは間質液中で互いに平衡状態にある2つの個別の異性体αおよびβとして存在する。平衡状態では、αは約35.5%の相対濃度で存在し、βは約64.5%の相対濃度で存在する(Okudaら、Anal Biachem.1971 Sep;43(1):312-5を参照)。グルコースセンサでグルコースとの反応に使用される一般的な酵素であるグルコースオキシダーゼは、β D-グルコースと反応し、α D-グルコースとは反応しない。β D-グルコース異性体のみがグルコースオキシダーゼと反応するので、α D-グルコースとβ D-グルコースとの間の平衡状態のシフトに反応してグルコースセンサで誤った読取りが起きることがある。カルシウムなどの多くの化合物がα D-グルコースとβ D-グルコースの平衡状態のシフトに影響することがある。例えば、Banaughらの米国特許第3,964,974号で説明されているように、α D-グルコースに変旋光の加速作用を与える化合物としては、ヒスチジン、アスパラギン酸、イミダゾール、グルタミン酸、α ヒドロキシルピリジン、およびリン酸塩が挙げられる。
【０１９２】
したがって、α D-グルコースとβ D-グルコースの平衡状態のシフトによって、グルコースオキシダーゼに基づいたグルコースセンサが高くまたは低く誤ることがある。平衡状態のシフトによりセンサの読取りが誤って高くまたは低くなることに関連するリスクを克服するために、好ましい実施形態のセンサを、α D-グルコースからβ D-グルコースへ変換するムタロターゼ酵素を組み込むことによって、α D-グルコースおよびβ D-グルコースを含む被検体の全グルコースを測定するように構成することができる。
【０１９３】
本明細書に記載されているいくつかの実施形態のセンサは、1つまたは複数のインターフェラントを阻止または減少するために任意選択の阻害ドメインを含むが、これは電極ドメイン47、酵素ドメイン48、および抵抗ドメイン49を含む、好ましい実施形態の膜システムを備えるセンサは、追加の阻害ドメインなしにアスコルビン酸塩を阻止することが示されている。つまり、電極ドメイン47、酵素ドメイン48、および抵抗ドメイン49を含む、好ましい実施形態の膜システムは、生理学的に許容可能な範囲でアスコルビン酸塩に実質的に反応しないことが示されている。理論によって拘束されるものではないが、本明細書に記載されているように、スプレー被覆によって抵抗ドメインの堆積をスプレーする処理プロセスによって、アスコルビン酸塩に実質的に抵抗する構造形態が形成されると考えられる。
【０１９４】
阻害部のない膜システム
一般に、適切な溶媒および/または堆積方法を、インターフェラントが実質的にその中を透過しないように1つまたは複数の移行ドメインを形成する膜システムの1つまたは複数のドメインに対し選択することができる。したがって、個別または堆積された阻害ドメインを備えていない、阻害物質に反応しないセンサを製造することができる。理論によって拘束されるものではないが、多層膜システムを簡略化し、多層製造プロセスをより堅固にし、堆積されたミクロン単位の薄さの阻害ドメインの厚さおよび関連する酸素およびグルコース感度によって生じる変動を低減することができると考えられる。それに加えて、過酸化水素の拡散を通常阻止する任意選択のポリマーベースの阻害ドメインが排除され、それにより膜システムを通過する過酸化水素の量が増える。
【０１９５】
酸素導管
上述のように、ある種のセンサは、被検体の体液が通過し、体液中の検体(例えば、グルコース)が共反応物質(例えば、酸素)の存在下で反応して生成物を生成する膜システム内の酵素に依存する。次いで、生成物は、電気化学的方法を使用し、したがって、検体の測定として電極システム機能の出力を使用して測定される。例えば、センサがグルコースオキシダーゼベースのグルコースセンサである場合、作用電極で測定される種は、H2O2である。酵素であるグルコースオキシダーゼは、以下の反応に従って酸素およびグルコースを過酸化水素およびグルコン酸塩に変換するプロセスを触媒する。
グルコース+O2→グルコン酸塩+H2O2
【０１９６】
反応したグルコース分子毎に、生成物であるH2O2が比例変化するので、H2O2の変化を監視してグルコース濃度を判定することができる。作用電極によるH2O2の酸化は、例えば、対電極での環境酸素の還元、酵素により生成されるH2O2、および他の還元可能な種によって均衡を保つ。「Biosensors and the Body」、D.M. Fraser、ed.、1997、1〜56頁、John Wiley and Sons、New York所載のFraser、D.M.「An Introduction to In Vivo Biosensing: Progress and Problems」を参照。
【０１９７】
生体内では、グルコース濃度は、一般に、酸素濃度の約100倍以上である。したがって、酸素は電気化学的反応における限定反応物質であり、センサに供給される酸素が不十分であると、センサはグルコース濃度を正確に測定することが不可能である。したがって、センサ機能の低下または不正確さは、酵素および/または電気活性表面に対する酸素の利用性に問題がある結果であると考えられる。
【０１９８】
したがって、代替実施形態では、酵素に対する酸素利用性を増加させるように、センサのエキソビボ部分からセンサのインビボ部分へ延在する酸素導管(例えば、シリコーンまたはフッ化化合物から形成される高酸素溶解性ドメイン)が設けられる。酸素導管は、被覆(絶縁)材料の一部として形成することができるか、またはセンサを形成するワイヤのアセンブリに付随する別の導管とすることができる。
【０１９９】
多孔質バイオインターフェース材料
代替実施形態では、遠位部分42はその一部分上に配設された多孔質材料を含み、これはセンサに対する被検体の組織の反応を調節する。いくつかの実施形態では、センサを取り囲む多孔質材料は、細胞のセンサへの移動およびセンサが生体内環境に直接露出されると細胞の侵襲によって生じるであろう付随する劣化を遅延または減少させることによって、短期間にセンサの性能を有利に高め、寿命を延ばす。その代わりに、多孔質材料は、長期にわたる多孔質材料中への組織成長侵入によってセンサの安定化をもたらすことができる。好適な多孔質材料として、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン、延伸ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、生体安定性ポリテトラフルオロエチレン、ホモポリマー、コポリマー、ポリウレタンのターポリマー、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、フッ化ポリビニリデン(PVDF)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミド、ポリウレタン、セルロースポリマー、ポリスルホンおよび、例えば、ジブロック、トリブロック、交互、ランダムおよびグラフトコポリマーを含む、これらのブロックコポリマー、ならびに金属、セラミック、セルロース、ヒドロゲルポリマー、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート、pHEMA)、ヒドロキシエチルメタクリレート、(HEMA)、ポリアクリロニトリル-ポリ塩化ビニル(PAN-PVC)、高密度ポリエチレン、アクリルコポリマー、ナイロン、ポリビニルジフロリド、ポリアンヒドリド、ポリ(l-リシン)、ポリ(L-乳酸)、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシアペプタイト、アルミナ、ジルコニア、カーボンファイバー、アルミニウム、リン酸カルシウム、チタン、チタン合金、ニチノール、ステンレス鋼、およびCoCr合金、または同様の物質が挙げられ、これは、米国特許公報第US-2005-0031689-A1号および米国特許第7,192,450号で説明されている。
【０２００】
いくつかの実施形態では、センサを取り囲む多孔質材料は短期間(例えば、1から14日間)において固有の利点をもたらし、それを使用してセンサの性能を高め、寿命を延長することができる。ただし、そのような材料は、長期間(例えば、14日間より長期)においても利点をもたらしうる。特に、センサのインビボ部分(被検体の組織内部に埋め込まれるセンサの部分)は、(一部または全部が)多孔質材料内に収められる。多孔質材料は、(例えば、センサの周囲を多孔質材料で包むことによって、またはセンサを収容するサイズの多孔質材料の一部分の中にセンサを挿入することによって)センサの周囲を包むことができる。その代わりに、センサ上に(例えば、その上にポリマーを直接電気スピンさせることによって)多孔室材料を配設することもできる。さらに別の代替実施形態では、多孔質生体材料の選択された部分の中にセンサを挿入する。当業者には容易に理解されるように、多孔質材料を備えたセンサのインビボ部分を取り囲む他の方法も使用できる。
【０２０１】
センサを取り囲む多孔質材料は、細胞のセンサへの移動およびセンサがインビボ環境に直接露出されると細胞の侵襲によって生じるであろう付随する劣化を、有利に遅延または減少させる。つまり、多孔質材料は、細胞のセンサへの移動をより困難に、したがってより遅くする(短期的利点をもたらす)隔壁を実現する。これにより、短期的センサで時間の経過とともに通常観察される感度損失が減少するか、または遅延すると考えられる。
【０２０２】
多孔質材料が多孔質シリコーンなどの高酸素溶解性材料である実施形態では、高酸素溶解性の多孔室材料は、センサのインビボ部分42の一部または全体を取り囲む。高酸素溶解性材料は、一過性虚血中に局所的な酸素の不足を補うために使用できる酸素の高利用性を動的に保持する材料(例えば、シリコーンおよびフッ化カーボンなど)である。従来のセンサに通常見られるいくつかの信号雑音は、酸素不足に起因する場合があると考えられる。例示的な一実施形態では、多孔質シリコーンは、センサを取り囲み、それによりセンサの局所的な(近位側)酸素濃度を効果的に増加させる。したがって、この実施形態で達成されるセンサの近位側での酸素利用性が増大することによって、センサに対してグルコースを上回る酸素過剰がもたらされ、それにより酸素限定反応の可能性が減少する。したがって、センサのインビボ部分を取り囲む高酸素溶解性材料(例えば、多孔質シリコーン)を備えることによって、酸素利用性の増大、信号雑音の減少、延命、および最終的にセンサ性能の向上を達成することができると考えられる。
【０２０３】
生物活性剤
いくつかの代替実施形態では、米国特許公報第US-2005-0031689-A1号で説明されているように、上述の多孔質材料および/または膜システムに生物活性剤が組み込まれ、感知領域に隣接する環境内に拡散される。それに加えて、またはその代わりに、出口部位または埋め込み部位に局所的に生物活性剤を投与することができる。好適な生物活性剤は、センサへの被検体の組織反応を調節するもの、例えば、抗炎症剤、抗感染剤、麻酔剤、炎症性物質、成長因子、免疫抑制剤、抗血小板剤、抗凝固剤、抗増殖剤、ACE阻害剤、細胞毒性剤、抗関門細胞化合物、血管新生化合物、アンチセンス分子、またはそれらの混合物であり、これらは米国特許公報第US-2005-0031689-A1号でより詳細に説明されている。
【０２０４】
センサの短期(例えば、約1から14日間)寿命または性能を高めるように多孔質材料が設計されている実施形態では、多孔質材料の孔内部で組織成長侵入が実質的に起きないことを確実にするように適切な生物活性剤を選択することができる。つまり、抗炎症剤(例えばデキサメタゾン)など、組織修正生物活性剤を提供することによって、多孔質材料の孔を通過する十分なグルコース輸送を維持して、安定的な感度を維持するために、少なくとも短期間、組織成長侵入を実質的に阻止することができる。
【０２０５】
センサの長期間(例えば、約1日から1年以上の間)寿命または性能を高めるように多孔質材料が設計されている実施形態では、関門細胞を形成せずに組織成長侵入を促進するように、血管新生化合物または抗関門細胞化合物などの好適な生物活性剤を選択することができる。
【０２０６】
いくつかの代替実施形態では、センサのインビボ部分は、そこを通る多孔質を備えるように設計され、これは、例えば、センサワイヤがメッシュ、緩い螺旋構成(つまり、ワイヤ間にスペースがある)、またはそれを貫通する微小加工された孔を備える構成の設計である。センサのインビボ部分内へのおよび/またはそれを通る組織成長侵入によってセンサの安定性が高まり、および/または被検体のセンサの許容性が向上することから、センサ内の多孔は被検体のセンサへの組織反応を調節し、それによりセンサのインビボでの寿命が延びる。
【０２０７】
いくつかの代替実施形態では、センサは、連続リールツーリールプロセスを使用して一部または全部を製造し、1つまたは複数の製造ステップは自動化される。そのような実施形態では、製造プロセスは、実質的に手動による取り付けおよび固定ステップを必要とせず、人間が介入する必要がほとんどない。電極、絶縁体、および膜システムを含む、好ましい実施形態の複数のセンサが半自動または自動工程で連続的に製造されるプロセスを使用することができる。
【０２０８】
一実施形態では、複数のツイストペア線が連続形成で1つのコイルにされ、その際に、作用電極は、絶縁体材料で被覆され、その周りに複数の参照電極が巻き付けられる。これらの複数のツイストペア線は、好ましくはインデックスを付けられ、一方のステーションから次のステーションへと順次移動され、それにより好ましい実施形態に従って膜システムが連続的に堆積される。好ましくは、コイルは連続的であり、電極の巻き付け、絶縁体の取り付け、膜の被覆プロセスを含む、センサの製造工程全体を通してそのままに維持される。膜システムを乾燥させた後、それぞれの個別のセンサを連続したコイルから切断する。
【０２０９】
センサを製造するための連続リールツーリールプロセスは、ハンドリングステップを排除することによって、ハンドリングによりセンサを損傷する可能性をなくし、製品が故障したときに分離によって素早い問題解決を行えるようにすることで製造を高速化する。それに加えて、他の場合には必要とされるステップ(例えば手動製造プロセス)が排除されるので、プロセスを容易に実行することができる。最後に、制御された環境内での一貫性のあるプロセスにより、製品の一貫性の増大または向上を機械またはロボット駆動操作で達成することができる。
【０２１０】
一代替実施形態では、センサを形成するために真空下での物理的気相成長を利用する連続製造プロセスが考えられる。物理的気相成長を使用することで、電極上に1つまたは複数の絶縁層を被覆することができ、さらにその上に膜システムを堆積することができる。理論によって拘束されるものではないが、好ましい実施形態のセンサの一部または全部を形成するために物理的気相成長を実装することによって、製造の簡略化、堆積の一貫性、および全体的な再生産性の向上を達成することができる。
【０２１１】
アプリケータ
図6は、センサおよび針の挿入を可能にするコンポーネントを示す、アプリケータの分解側面図である。この実施形態では、アプリケータ12は、アプリケータコンポーネントを位置合わせし、誘導するのを助けるアプリケータ本体18を含む。好ましくは、アプリケータ本体18は、取り付けユニット14およびアプリケータ本体キャップ62と対合的に係合し、アプリケータコンポーネント間の適切な関係(例えば、係止など)を可能にする、アプリケータ本体基部60を備える。
【０２１２】
導管サブアセンブリ20は、導管キャリア64、および導管66を備える。いくつかの実施形態では、導管はカニューレである。導管キャリア64は、アプリケータ本体18にそって摺動し、挿入およびその後の引き抜きの際に、導管66の適切な相対位置を維持する。例えば、センサの挿入前および挿入中、針を簡単に挿入して通過させることを可能にする開口を維持するように、導管66は、端子サブアセンブリ26を通って延在する(図7Aから7Dを参照)。センサの引き抜き中、導管サブアセンブリ20が引き戻され、針および付随する可動コンポーネントがアプリケータ12内に引き戻されて係合する(図7Cおよび7Dを参照)。
【０２１３】
針キャリア70および針72を含む針サブアセンブリ68が備えられている。針キャリア70は、他のアプリケータコンポーネントと協働し、針72を伸展位置と引き込み位置との間で搬送する。針は、センサ32を包含する適切なサイズとすることができ、それを被検体内に挿入するのを補助する。被検体への挿入が不快にならないように、好ましいサイズは、約32ゲージ以下から約18ゲージ以上、より好ましくは約28ゲージから約25ゲージとする。針の内径について述べると、約0.006インチから約0.023インチが好ましく、0.013インチが最も好ましい。針キャリア70は、導管キャリア64と係合するように構成されており、また針72は、導管66内部に摺動的にネストされるように構成されており、接点サブアセンブリ26を通して針を簡単に誘導挿入(および引き抜き)することが可能である。
【０２１４】
プッシュロッドキャリア76およびプッシュロッド78を含むプッシュロッドサブアセンブリ74が備えられる。プッシュロッドキャリア76は、センサを適正に被検体の皮膚内に挿入することを確実にするために他のアプリケータコンポーネントと協働する、つまり、プッシュロッドキャリア76は、プッシュロッド78を伸展位置と引き込み位置との間で搬送する。この実施形態では、プッシュロッド78は、針72内部に摺動的にネストされるように構成されており、針を引き戻すと、センサ32を針72から押し出す(解放する)ことが可能であり、これは図7Aから7Dを参照しつつより詳細に説明されている。いくつかの実施形態では、センサを干渉によって針内部に維持するために、センサ内への、またはセンサでのわずかな屈曲または曲がりくねった形状が設計されている。理論によって拘束されるものではないが、針内でのセンサのわずかな摩擦嵌合によって、針を後退させる際のセンサの動きが最小限に抑えられ、針を後退させる前にセンサが針内部に維持されると考えられる。
【０２１５】
プランジャ80およびプランジャキャップ82を含むプランジャサブアセンブリ22が備えられている。プランジャサブアセンブリ22は、他のアプリケータコンポーネントと協働し、アプリケータコンポーネントの適切な挿入およびその後の引き抜きを確実にする。この実施形態では、図7Cを参照しつつより詳細に説明されているように、プランジャ80は、引き抜きの際に、センサが延在したままで(つまり、被検体の体内に)保持されることを確実にするように、プッシュロッドに係合するように構成されている。
【０２１６】
センサ挿入
図7Aから7Dは、センサ挿入のさまざまな段階におけるアプリケータコンポーネントおよびその協働関係を示す概略的な側面断面図である。図7Aは、センサ挿入前の装填された針およびセンサを示す。図7Bは、センサ挿入後の針およびセンサを示す。図7Cは、針引き抜き中のセンサおよび針を示す。図7Dは、針引き抜き後に接点サブアセンブリ内部に残されたセンサを示す。本明細書で説明される実施形態は、さまざまなコンポーネントの手動による挿入および/または引き抜きを示唆しているけれども、それらの段階のうちの1つまたは複数の段階の自動化も使用することができる。例えば、センサ、針、または他の協働的なアプリケータコンポーネントの自動挿入および/または引き抜きをトリガーすることのできる、ばね式機構を導入することができる。
【０２１７】
図7Aを参照すると、導管66内部に配設された針72内部に配設されたセンサ32が示されている。この実施形態では、導管66は、接点サブアセンブリ26および/または接点28内部の開口を維持するように設けられており、針72の挿入および引き抜き中に、針72と接点サブアセンブリ26および/または接点28との間の摩擦を最小限に抑えることが可能である。ただし、導管は、任意選択のコンポーネントであり、接点サブアセンブリ26および/または接点28がエラストマーまたは比較的高い摩擦係数を有する他の材料から形成されているいくつかの実施形態では、有利とすることができ、接点サブアセンブリ26および/または接点28が比較的低い摩擦係数を有する材料(例えば、硬質プラスチックまたは金属)から形成されている他の実施形態では省略することができる。導管、または同様のものは、例えば、エラストマー、または同様のものの弛緩特性によって、接点サブアセンブリ26および/または接点28がセンサ32を摩擦的に保持するように設計された材料から形成されている実施形態では、好ましいものとしてよい(図7Dを参照)。これらの実施形態では、導管は、接点を通して針を簡単に挿入でき、その後、針を後退させると接点をセンサ32に摩擦的に保持することができるように形成されている。接点28内または上でのセンサの安定化は、以下で図7Dを参照しつつより詳細に説明される。図7Aは、初期の装填構成として接点サブアセンブリ内に挿入された針およびセンサを示すが、代替実施形態では、センサ挿入前に導管66および/または接点28を通して針を装填するステップを企図している。
【０２１８】
図7Bを参照すると、センサ32および針72が伸展位置で示されている。この段階では、プッシュロッド78は、例えば、図6に示されているプランジャ、または同様のものを押圧することによって、前方位置に押し付けられている。プランジャ22(図6)は、センサ32および針72がともに前方位置へと延びることを確実にするために、他のアプリケータコンポーネントと協働するように設計されている(図参照)、つまり、プッシュロッド78は、センサ32が同時に針72内部での前方位置を維持することを確実にするために、他のアプリケータコンポーネントと協働するように設計されている。
【０２１９】
図7Cを参照すると、引き抜き進行中の針72が示されている。この段階では、プッシュロッド78は、針72が実質的に完全に接点28から引き抜かれるまでセンサ32を伸展(前方)位置に維持するために、伸展(前方)位置に保持されている。それと同時に、協働するアプリケータコンポーネントが、針72および導管66を、それらに対する(手動または自動の)引き動作によって、後向きに引き戻す。好ましい実施形態では、導管キャリア64(図6)は、協働するアプリケータコンポーネントに係合しており、導管キャリアに後向き(引き抜き)動作を加えることによって、プッシュロッド78を(最初に)後退させることなく、針72および導管66が引き抜かれる。一代替実施形態では、プッシュロッド78は、省くことができ、センサ32は、針をセンサの別の部分上で移動させる間、センサの一部と接触するカム、エラストマー、または同様のものによってを前方位置に保持することができる。針引き抜き中にセンサとの接触を維持するために、1つまたは複数のスロットを針に切り込むことができる。
【０２２０】
図7Dを参照すると、針72、導管66、およびプッシュロッド78は、すべて接点サブアセンブリ26から引き抜かれており、その中に配設されたセンサ32が残されている。協働するアプリケータ部品は、針72が接点28および/または接点サブアセンブリ26から実質的に取り除かれたとき、プッシュロッド78が針72および導管66にそって引き抜かれるように設計されている。次いで、アプリケータ12は、例えば、図8Dおよび9Aを参照しつつ、本明細書の別のところでより詳細に説明されているように、接点28から(手動または自動で)解放するすることができる。
【０２２１】
好ましい実施形態は、一般に、センサ32を取り付けユニット14内部に保持する保持力を確実にし、センサ32に付随する接点28の安定した電気的接続を確実にするように、エラストマー接点を備えるように設計される。図示された実施形態および関連する説明文において、センサ32が摩擦嵌合を形成するように接点28を通って延在すると述べているけれども、さまざまな代替案が考えられる。一代替実施形態では、センサが(接点の間ではなく)接点に隣接して配設されるように構成される。接点は、例えば、金属接点、カンチレバーフィンガー、ポゴピン、または同様のもの、さまざまな知られている構成で作製することができ、針引き抜き後にセンサを押圧する構成である。
【０２２２】
図示されている実施形態は、同軸の接点28を備えるように設計されている、つまり、接点28は、センサ32の遠位部分42に軸方向にそって、作用電極44および参照電極46と接触するように構成されている(図5A参照)。図5Aに示されているように、作用電極44は、参照電極46よりさらに延びており、電極44、46がセンサの遠位部分にそって離間した位置で接点28と同軸に接続することができる(図9Bおよび10Bも参照)。図示されている実施形態は、同軸設計を使用しているが、好ましい実施形態の範囲内で、他の設計も考えられる。例えば、参照電極は、センサの遠位部分で作用電極に実質的に近接して(ただし離間して)配置することができる。このように、接点28は、センサの軸にそって同軸ではなく隣り合わせに設計することもできる。
【０２２３】
図8Aは、安全ラッチ機構84を備える一実施形態における、アプリケータおよび取り付けユニットの斜視図である。安全ラッチ機構84は、安全ラッチ機構を解放する前に不注意で押さないように、静止位置にプランジャサブアセンブリ22をロックするように構成されている。この実施形態では、センサシステム10は、好ましくは、このロックされた構成で梱包(例えば、出荷)されており、安全ラッチ機構84は、センサ32が早期に挿入(例えば、不注意で解放)されないようにプランジャサブアセンブリ22をその伸展位置に保持する。安全ラッチ機構84は、矢印の方向に示されている引く力(図8A参照)がプランジャサブアセンブリ上の安全ラッチ機構のロックを解放し、それによりセンサの挿入を可能にするように構成されている。プランジャサブアセンブリをロックする1つの安全ラッチ機構が図示され説明されているけれども、当業者であれば容易に理解でき、かつ好ましい実施形態の範囲内とされるように、センサを早期に解放されないようにロックする(つまり、安全ラッチ機構の解放前にセンサをロックする)さまざまな安全ラッチ機構の構成が考えられる。
【０２２４】
図8Aは、センサシステムのある種の代替実施形態に含まれる外力固定機構86をさらに示し、外力固定機構86は、電子機器ユニット16と取り付けユニット14との間の適切な対合を確実にするように構成されている(例えば、図12Aを参照)。本明細書でさらに詳しく説明されているように、取り付けユニットと電子機器ユニットとの間に封止が形成される実施形態では、封止が十分に形成されることを確実にするために適切な力が必要になることがあり、いくつかの状況では、電子機器ユニットが取り付けユニットに適切に対合(例えば、スナップ嵌めまたは封止的対合)されたことを確実にすることが有利となることがある。したがって、アプリケータ12を(センサ挿入後に)取り付けユニット14から解放し、さらに電子機器ユニット16を取り付けユニット14内に挿入した後、ユーザは外力固定機構86によってそれらの間の適切な対合および/または封止を確実にすることができる。実行の際は、ユーザは外力固定機構を枢動させ、図8Aに示されている円形タブ上に引き上げることによって電子機器ユニット16に力がかかるようにする。電子機器ユニットと取り付けユニットとの間に固定および/または封止嵌合を形成するための1つのシステムおよび1つの方法が図示されているが、電子機器ユニットと取り付けユニット(ハウジング)との間に固定および/または封止嵌合を形成するためのさまざまなシステムおよび方法を使用するさまざまな他の外力固定機構を使用することができる。
【０２２５】
図8Bから8Dは、センサ挿入のさまざまな段階を示す一実施形態におけるアプリケータおよび取り付けユニットの側面図である。図8Bは、センサ挿入前に取り付けユニットに対合的に係合するアプリケータの側面図である。図8Cは、プランジャサブアセンブリが押し込まれた後の取り付けユニットおよびアプリケータの側面図であり、針およびセンサが取り付けユニットから(つまり、被検体の皮膚を通って)延在する。図8Dは、導管サブアセンブリが引き戻された後の取り付けユニットおよびアプリケータの側面図であり、針がアプリケータ内に引き戻されている。図面および関連する説明文は、アプリケータが手動挿入および/または引き抜き用に設計されている実施形態を説明しているけれども、例えば、ばね式部品などを使用して、センサ/針の自動挿入および/または引き抜きを、その代わりに使用することもできる。
【０２２６】
好ましい実施形態は、1回の押し引き動作でセンサを簡単に挿入し、その後針を後退させるためのシステムおよび方法を有利に実現する。アプリケータの機械的ラッチシステムがあるため、ユーザは、プランジャキャップ82および針を連続動作で挿入および引き抜きをする導管キャリア64に連続的な力を加える。ユーザがアプリケータを把持するときに、指で導管キャリア64を握り、親指(または他の指)をプランジャキャップ82上に置く。ユーザが、親指と他の指とを同時に連続的に握り締めることによって、把持または力を変化させる必要なしに、被検体の体内に埋め込まれたセンサはそのままで、アプリケータ内部にあるラッチシステム(図6から8)によって、(プランジャを前向きに摺動させるとき)針が挿入され、その後(導管キャリアを後向きに摺動させるとき)引き抜かれる。いくつかの実施形態では、アプリケータ部品が互いに回転的に係合するように構成されているときに、連続的なトルクが連続的な力の代わりになりうる。好ましい実施形態のセンサと対照的に、いくつかの従来技術のセンサでは、針をセンサシステムに挿入し、そこから後退させるために、複雑な複数のステップ、または複数コンポーネントの挿入および引き抜きステップを行うことが問題になる。
【０２２７】
図8Bは、使用可位置にある取り付けユニットおよびアプリケータを示す。センサシステムは、この構成で出荷することができるか、またはユーザに対し、センサ挿入前にアプリケータ12を取り付けユニット14に対合するよう指示することができる。挿入角度は、好ましくは、アプリケータ12の対合的係合によって固定される。図示された実施形態では、挿入角度αは、アプリケータ12内で、アプリケータ本体基部60とアプリケータ本体18のシャフトの角度によって固定される。ただし、適切な留置を確実にするさまざまなシステムおよび方法を実装することができる。適切な留置によって、挿入後にセンサ32の少なくとも一部が被検体の真皮の下に延在することが確実になる。代替実施形態では、センサシステム10は、さまざまな調整可能な挿入角度で設計されている。さまざまな挿入角度は、さまざまな挿入位置および/または個人の皮膚構成(例えば、皮膚の厚さ)に対応するうえで有利となりうる。好ましい実施形態では、挿入角度αは、約0°から約90°まで、より好ましくは約30°から約60°まで、さらにより好ましくは45°である。
【０２２８】
実施の際に、取り付けユニットは、例えば、腕、大腿部、腹部の皮膚など、被検体の皮膚上の適切な位置に留置される。したがって、裏当て層9を接着パッド8から取り外し、取り付けユニットの基部を皮膚上に押し付けることにより、取り付けユニットが被検体の皮膚に接着される。
【０２２９】
図8Cは、プッシュロッドサブアセンブリ22をアプリケータ12内に押し込むことによって、針72が取り付けユニット14から延びた(つまり、被検体の体内に挿入された)後の取り付けユニットおよびアプリケータを示す。この位置で、センサ32は、針72内(つまり、被検体の体内)に配設され、アプリケータ部品を協働することによって保持されている。代替実施形態では、取り付けユニットおよび/またはアプリケータは針/センサが最初に延ばされる構成とすることができる。このように、機械的設計を簡略化することができ、プランジャ補助による挿入ステップを排除または修正することができる。患者の皮膚に穿孔するために手の力で針を簡単に挿入することができ、被検体の皮膚から針を取り除く1つの(引き)ステップのみがアプリケータに必要である。
【０２３０】
図8Dは、針72がアプリケータ12内に引き込まれた後の取り付けユニットおよびアプリケータを示し、センサ32が被検体の組織に露出されている。針の引き込み中、プッシュロッドサブアセンブリがセンサを伸展位置(つまり、被検体の体内)に維持する。好ましい実施形態では、針を不可逆的に引き込むことによって針をアプリケータ内にロックし、不注意および/または意図的に解放、再挿入、または再使用することができないようになっている。アプリケータは、好ましくは、患者への挿入後に針が露出する可能性を低減または排除するために、使い捨てデバイスとして構成される。ただし、いくつかの代替実施形態では、再使用可能または再装填可能なアプリケータもまた考えられる。針の引込み後、例えば、解放ラッチ30を押すことによって、アプリケータ12を取り付けユニットから解放し、アプリケータを適切に廃棄することができる。代替実施形態では、取り付けユニットとアプリケータとの間に他の対合および解放構成を実装することができ、またはセンサ挿入およびその後の針引込み後にアプリケータを取り付けユニットから自動的に解放することができる。一代替実施形態では、保持力維持(例えば、ボールディテント構成)によって電子機器ユニット(またはアプリケータ)の保持および解放を行う。
【０２３１】
図8Jは、一実施形態におけるハウジング24および安全ラッチ機構84に解放可能なように取り付けられている電子機器ユニット16を示すセンサシステム10の斜視図である。図8Kは、ハウジング24および電子機器ユニット/ハウジングサブアセンブリに係合する安全ラッチ機構84に解放可能なように取り付けられている電子機器ユニット16を示す図8Jのセンサシステム10の斜視図である。
【０２３２】
いくつかの実施形態では、ユーザがハウジングから電子機器ユニットを解放する作業を補助するように構成され、配列されている工具がシステムに付属する。本明細書に示されているような例示的な一実施形態では、この工具は、安全ラッチ機構84と一体になっている。いくつかの実施形態では、ハウジング24は、ユーザがハウジング24から電子機器ユニット16を解放する作業を補助するように構成され、配列されている解放タブ30を備え、例えば、解放タブ30は、タブに外向きの圧力を加えるとハウジング24から電子機器ユニット16が解放されるように構成される(ただし、これらは内向きの圧力についても同様に構成されうる)。タブは、手で、例えば、ユーザの指で引っ張る(または押す)ことができるけれども、安全ラッチ機構は、電子機器ユニットの周りに収まるサイズの突起部324を備えるように構成され、配列され、それにより、工具(例えば、安全ラッチ機構84)に下向きの圧力を加えることでハウジング24のタブ30上に外向きの圧力が加わり、それにより、そこから電子機器ユニット16が外れる(例えば、図8Kを参照)。
【０２３３】
一代替実施形態では、アプリケータが(例えば、センサ挿入後に)取り付けユニットと解放可能なように対合するときに電子機器ユニットが取り付けユニット内に摺動するように構成された方法で、取り付けユニットがアプリケータおよび電子機器ユニットと解放可能な形で対合するように構成されており、それによりアプリケータの解放および同時に電子機器ユニットの取り付けユニットへの対合をトリガーする。例えば、摺動するボールディテント式構成など、協働する機械部品を使用して、電子機器ユニットの同時対合およびアプリケータの解放を実行することができる。
【０２３４】
図8Eから8Gは、アプリケータ312、電子機器ユニット316、および取り付けユニット314を含む、代替実施形態のセンサシステム310の斜視図であり、アプリケータの解放および/または電子機器ユニットの対合のさまざまな段階を示す。図8Eは、センサ挿入後に取り付けユニットに対合的に係合するアプリケータの斜視図である。図8Fは、電子機器ユニットが取り付けユニット内に摺動的に挿入される間、対合的に係合する取り付けユニットとアプリケータの斜視図である。図8Gは、アプリケータが解放された後、取り付けユニットに対合的に係合する電子機器ユニットの斜視図である。
【０２３５】
一般に、センサシステム310は、被検体の皮膚への経皮的挿入に適合されたセンサ、患者の皮膚に近接して配置されるように構成されたハウジング314、ハウジングに解放可能なように取り付けられた電子機器ユニット316、およびハウジング314を通して被検体の皮膚内にセンサを挿入するように構成されたアプリケータ312を備え、アプリケータ312は、ハウジング314と解放可能な形で対合するように適合されており、システム310は、電子機器ユニット316がハウジング314に取り付けられるとハウジングからアプリケータ312を解放するように構成されている。
【０２３６】
図8Eは、センサが挿入された後、およびアプリケータ312の解放前のセンサシステム310を示す。この実施形態では、電子機器ユニット316は、取り付けユニット314内に摺動するように設計されている。好ましくは、電子機器ユニット316は、取り付けユニット314内に一方向のみに摺動するように構成され配列されている。図示された実施形態では、挿入端は、電子機器ユニット316のハウジング314内への挿入を誘導するために、わずかにテーパを付けられ蟻継ぎされているが、他の自己整合構成も可能である。この方法で、電子機器ユニット316は、自己整合してハウジング内の電子機器ユニット316を整列させ、適切な嵌合およびセンサとの確実な電気的接続を確実にする。
【０２３７】
図8Fは、電子機器ユニット316が挿入された後のセンサシステム310を示す。好ましくは、電子機器ユニット316は取り付けユニット内に摺動嵌合する。いくつかの実施形態では、センサシステム310を被検体に固定する前に、電子機器ユニット316を取り付けユニット314に取り付ける(つまり、センサに動作可能なように接続する)ことができるように、センサシステム310を設計することができる。有利には、この設計によって、送信機挿入時に、センサに機械的安定性が確保される。
【０２３８】
図8Gは、アプリケータ312を取り付けユニット314および電子機器ユニット316から解放した後のセンサシステム310を示す。この実施形態では、センサシステム310は、電子機器ユニットが取り付けユニットに対合することによってアプリケータ312の取り付けユニット314からの解放をトリガーするように構成されている。
【０２３９】
したがって、スライドインシステムとも称される上記のセンサシステム310は、電子機器ユニットを自己整合させ、より大きな保持力により接点の周りの封止を増強し、電子機器ユニット挿入中のセンサに機械的安定性をもたらし、アプリケータの自動解放および取り付けユニット内への電子機器ユニットの同時ロックを行う。
【０２４０】
より詳しくは後述するが、センサシステム10の全体的な設計によって多くの従来デバイスと比べて大きさを小型化することができるが、センサシステム310は、さらに、例えば上記のセンサシステム10と比べて、容積を小さくすることができる。
【０２４１】
図8Hおよび8Iは、図8Eから8Gの代替実施形態に示されているセンサシステムの比較上面図であり、別途図示されている実施形態と比較される(例えば、図1から3および10から12を参照)。つまり、図8Eから8Gを参照して説明されている代替実施形態は、ある種の他のデバイスと比較して、サイズ(例えば、質量、容積、および同様のもの)をさらに小さくすることができる。デバイスのサイズ(容積および/または表面積を含む)は、デバイスの機能に影響を及ぼす場合があることが明らかになっている。例えば、外部の影響(皮膚への衝撃または他の動作)によって起こる取り付けユニット/電子機器ユニットの運動は、インビボでセンサに伝わり、動作アーチファクト(例えば、信号、または同様のものへの影響)が生じる。したがって、サイズを小さくできることによって、被検体の全体的な快適さが向上するとともに、より安定した信号を得ることができる。
【０２４２】
したがって、センサを挿入するため、また電子機器ユニットと取り付けユニットを接続するためのシステムおよび方法を含む、本明細書で説明されているスライドインシステム310によって、約10m3未満、より好ましくは約8m3未満、さらに好ましくは6m3、5m3、4m3以下の容積に設計された取り付けユニット316/電子機器ユニット314サブアセンブリを設計することが可能になる。一般に、取り付けユニット316/電子機器ユニット314サブアセンブリは、第1の主表面および第1の主表面と反対側の第2の主表面を含む。第1および第2の主表面はともに、好ましくは、デバイス表面積の少なくとも約50%を占めており、第1および第2の主表面はそれぞれ表面積を画定し、各主表面の表面積は約10m2以下、好ましくは約8m2以下、およびより好ましくは約6.5m2、6m2、5.5m2、5m2、4.5m2、または4m2以下である。一般に、取り付けユニット316/電子機器ユニット314サブアセンブリの長さ320は、約40mm未満、幅322は約20mm未満、厚さは約10mm未満であり、より好ましくは、長さ320は約35mm以下、幅322は約18mm以下、厚さは約9mm以下である。
【０２４３】
いくつかの実施形態では、センサ32は、基部の縁から距離を置いた位置で取り付けユニット14の基部から出る。いくつかの実施形態では、センサ32は、基部の縁より実質的に中央により近い位置で取り付けユニット14の基部から出る。理論によって拘束されるものではないが、縁から離れた位置にセンサ32のための出口ポートを設けることによって、人体と取り付けユニットの間でのセンサ32の運動、外部の原因によるセンサへの障害、および/または取り付けユニットの縁の下で広がる可能性がある環境による汚染(例えば、微生物)から、保護することができる。いくつかの実施形態では、センサはデバイスの外縁から離れたところで取り付けユニットから出る。図21は、経皮的グルコースセンサデータおよび7日間にわたりヒトから得られた対応する血糖値を示し、経皮的グルコースセンサデータは、出口ポートが基部の縁よりも実質的に中心に近い位置にあるようにして構成された。
【０２４４】
ただし、いくつかの代替実施形態では、センサは、デバイスの縁または縁付近で取り付けユニット14から出る。いくつかの実施形態では、取り付けユニットは、センサの出口ポート(位置)が調節可能であるように構成されており、したがって、センサ挿入の深さが調節可能である実施形態では、それにより6°の自由度が得られる。
【０２４５】
伸展性接着剤層
いくつかの実施形態では、接着剤層がセンサシステムとともに使用される。取り付けユニットのための接着剤層を選択するときに、さまざまな設計パラメータが望ましい。例えば、1)接着剤層は、あらゆる時およびあらゆる動作の間、十分な接触を維持するのに十分な強度を有するものとすることができ(わずかであっても皮膚から離れるデバイスは、汚染および感染の危険が高い)、2)接着剤層は、多量の発汗、シャワー、または場合によっては水泳の間であっても被検体がデバイスを装着することができるように、防水性または水透過性を有するものとすることができ、3)接着剤層は、被検体の移動による直線力および回転力に耐えるのに十分な可撓性を有するものとすることができ、4)接着剤層は、被検体にとって快適なものとすることができ、5)接着剤層は、被検体の痛みを抑えるために簡単に剥離可能なものとすることができ、6)および/または、接着剤層は、剥離中にセンサを保護するように簡単に剥離可能なものとすることができる。残念ながら、知られている接着剤層を使用してこれらの設計パラメータを同時に満たすことは困難であり、例えば、強力な医療用接着剤層が利用可能であるが、一般に精密ではなく(例えば、剥離中に大きな剥離力を必要とする)、また接着力が強いので剥離中に強い痛みがある。
【０２４６】
したがって、好ましい実施形態では、上述の1つまたは複数の強度および可撓性要件を満たす十分な強度を有する医療用接着剤層を含む、取り付けユニットを被検体に取り付けるための接着剤層8'を備え、被検体の皮膚からの、簡単で、正確で、無痛の剥離がさらに可能となる。図9Aは、被検体に埋め込まれたセンサを、一実施形態の接着剤層によって被検体の皮膚に接着された取り付けユニットとともに示す、センサアセンブリの側面図である。つまり、接着剤層8'は、被検体の皮膚を皮膚の平面と実質的に平行(または、そこから約35°まで)の方向で、長さ方向に伸張することによって、そこから簡単に取り外すことのできる、伸展性材料から形成される。この簡単で正確で無痛の取外しは、接着剤層の伸展性が高く、また伸張が簡単であることの作用であると考えられる。
【０２４７】
一実施形態では、伸展性接着剤層は、ポリマー発泡層を含むか、または接着剤層発泡体から形成される。発泡体の形状追随性および弾性が、皮膚への形状適合および皮膚の移動中の可撓性を助長する考えられる。他の実施形態では、ゴムベースまたはアクリルベースの堅固な接着剤層などの、伸縮自在の堅固な接着剤層を使用することができる。他の実施形態では、接着剤層は、接着剤層の負荷強度および断裂強度の強化を助長しうる、フィルムを含む。
【０２４８】
図9Bから9Cは、一実施形態で、伸展性接着剤層を伸張することによる、取り付けユニットの被検体の皮膚からの初期および継続的な解放を示す。デバイスを解放するために、裏当て接着剤層をデバイスの平面と実質的に平行(または、そこから約35°まで)の方向に引き出す。同時に、伸展性接着剤層が伸張し、比較的簡単にまた無痛な方法で皮膚から解放される。
【０２４９】
一実装では、単層の伸展性接着剤層8'によって取り付けユニットが被検体の皮膚に接着されるが、これは図9Aから9Cに図示されている。伸展性接着剤層は、軽い接着剤層を含むことができ、それにより解放前に取り付けユニット14上で保持することが可能である実質的に非伸展性の引きタブ52を備える。また、接着剤層は、実質的に非伸展性の保持タブ54をさらに備え、これは剥離伸張中に取り付けユニットに接着されたまま残り、取り付けユニットが皮膚から完全に、および/または無制御で解放されることのないようにする。
【０２５０】
一代替実装では、接着剤層8'は、伸展性接着剤層および裏当て接着剤層(図示せず)を含む、両面を備える。この実施形態では、伸展性接着剤層8'は、被検体の皮膚に接着され、裏当て接着剤層は、取り付けユニットの裏面25に接着されている。両方の接着剤層によって、十分な強度、可撓性、およびそれぞれの表面接着に適切な防水または水透過特性がもたらされる。いくつかの実施形態では、裏当ておよび伸展性接着剤層は、特に、各接着表面(つまり、取り付けユニットおよび皮膚)に最適化された接着剤を用いるように設計されている。
【０２５１】
他の代替実施形態では、接着剤層8'は、中間層または裏当て層(図示せず)を取り囲む両面伸展性接着剤層を含む。裏当て層は、快適性、適合性、および可撓性を強化するために、従来の裏当てフィルムを含むことができ、または発泡体から形成することができる。好ましくは、両面接着剤層の各面は、適切な接着表面(すなわち、取り付けユニットおよび皮膚)に合わせてそれぞれ設計される。さまざまな代替の伸張-解放構成が可能である。接着剤層の片面または両面の剥離の制御は、各接着剤層側面の相対的な長さによって、非接着剤層領域を組み込むこと、または同様の方法によって、容易にすることができる。
【０２５２】
図10Aおよび10Bはそれぞれ、取り付けユニットに対するアプリケータの挿入および解放の直後の取り付けユニットの斜視図および側面断面図である。一実施形態では、図10Aおよび10Bに図示されているように、接点サブアセンブリ26が実質的にセンサの挿入角度αで挿入位置に保持されている。挿入中、接点サブアセンブリ26を挿入角度αに維持することによって、センサ32を、接点サブアセンブリ26にまっすぐ通して簡単に挿入することが可能になる。接点サブアセンブリ26は、接点サブアセンブリ26がある角度をなす位置から平坦な位置まで移動することを可能にするヒンジ38をさらに備える。本明細書で使用されるような「ヒンジ」という用語は、広義語であり、限定はしないが、デバイスの2つ以上の部品または部分に関節動作をさせることができる機構を含む通常の意味で使用される。この用語は、例えば、ボールディテント式ヒンジ機構などの摺動ヒンジを含むには十分に広範である。
【０２５３】
図示されている実施形態では、アプリケータ内への設計された一定の挿入角度が説明されているけれども、代替実施形態では、システムの他のコンポーネント内への挿入角度を設計することができる。例えば、挿入角度は、アプリケータと取り付けユニット、または同様のものとの取り付け部位への挿入となるように設計とすることができる。いくつかの代替実施形態では、さまざまな被検体の皮膚形状に対応するように、さまざまな調節可能な挿入角度をシステム内に設計することができる。
【０２５４】
図10Bは、取り付けユニット14から予め選択された距離だけ延び、被検体の体内へのセンサの挿入深さを規定する、センサ32を示す。動物およびヒトの真皮および皮下の構造はさまざまであり、一定の挿入深さではすべての埋め込みに適切ではないこともある。したがって、一代替実施形態では、センサが取り付けユニットから延びる距離は、さまざまな被検体体型に対応するように調節可能である。例えば、アプリケータ12は、センサ挿入後に針72(したがって、センサ32)が延びる距離を制御する、さまざまな調節可能な設定で設計することができる。調節可能なセンサ挿入深さに対応するように、さまざまな手段および機構を使用することができることは当業者には明らかであり、好ましい実施形態の範囲内であるとみなされる。好ましい挿入深さは、約0.1mm以下から約2cm以上まで、好ましくは約0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、または0.45mmから、約0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、または1.9cmまでである。
【０２５５】
図11Aおよび11Bはそれぞれ、接点サブアセンブリを機能位置(挿入、埋め込み、または感知位置とも称する)に関節動作するように接続した後の取り付けユニットの斜視図および側面断面図である。ヒンジ38を使用すると、例えば、接点サブアセンブリを下向きに押すことによって、接点サブアセンブリ26が挿入位置(図10)から機能位置(図11)へ傾斜することができる。いくつかの実施形態では、2つの別個の部品(接点サブアセンブリ26および例えば機械的または接着剤層継手またはヒンジなどのヒンジによって接続された取り付けユニット14)によって、この枢動動作がもたらされる。好ましい実施形態のセンサとともに、さまざまな枢動、関節動作、および/またはヒンジ機構を使用することができる。例えば、ヒンジを接点サブアセンブリ26の一部として形成することができる。接点サブアセンブリは、可撓性部品材料(シリコーン、ウレタンラバー、または他の可撓性もしくはエラストマー材料など)から形成することができ、本材料は、接点サブアセンブリを挿入に適切な角度(図10Aおよび10B)から低機能構成(図11Aおよび11B)へと湾曲またはヒンジすることを可能にするのに十分な可撓性を有する。
【０２５６】
接点サブアセンブリの相対的枢動動作は、例えば、適切な針挿入角度を保ちながらロープロファイルデバイスの設計を可能にするうえで有利である。挿入位置では、センサシステムは、関連する接点28と安定した電気的接続を形成しながらセンサ挿入が簡単であるように設計されている。機能位置では、センサシステムは、使用中の簡便性、快適性、および慎重性のためにロープロファイルを維持する。したがって、好ましい実施形態のセンサシステムは、センサ使用中にロープロファイルデバイスを維持しながら、最適な誘導挿入角度を形成するようにヒンジ構成を備える形で有利に設計される。
【０２５７】
いくつかの実施形態では、衝撃吸収部材または衝撃吸収特徴がセンサの設計に組み込まれており、センサのインビボおよび/またはエキソビボ部分の移動を吸収するように構成されている。従来の検体センサは、被検体がデバイスを使用するとき、被検体の移動に付随する運動に関係するアーチファクトを生じることがある。例えば、経皮的検体センサを被検体の体内に挿入すると、センサのさまざまな移動(例えば、インビボ部分とエキソビボ部分との間の相対的移動、および/または被検体の体内での移動)によって、デバイスにストレスがかかりセンサ信号に雑音を発生させることがある。したがって、いくつかの実施形態では、上記の移動に付随するストレスを吸収する位置でセンサ/取り付けユニット上に衝撃吸収部材が配置されている。
【０２５８】
好ましい実施形態では、センサ32は、接点サブアセンブリを挿入位置から機能位置へ枢動させるとすぐに実質的な直線形状から実質的な湾曲形状に湾曲する。挿入中にセンサ形状を実質的な直線形状とすることによってセンサ挿入が有利に簡単になり、機能位置でセンサが実質的に湾曲することによって、センサの遠位端部に可撓性/可動性がもたらされるとともに、センサの近位端部に有利に安定性がもたらされる。さらに、取り付けユニット内での運動(例えば、取り付けユニットへの外力へ、皮膚の移動、および同様のものによって生じる)が、センサのインビボ部分に実質的に伝達されない。つまり、センサ32内部に形成される湾曲は、円柱強度を分断するように機能し、使用中にセンサ上の移動を効果的に吸収する屈曲を形成する。さらにセンサは、接点サブアセンブリ26が機能位置(図10B)へ枢動すると、センサが前方に押し出されて湾曲し、センサのインビボ部分とエキソビボ部分との間の運動を吸収することができる長さとなるように設計することができる。上記の利点は両方ともセンサ信号の運動アーチファクトを最小限に抑え、および/または移動によって引き起こされるセンサへの損傷を最小限に抑えると考えられているが、従来の経皮的センサではその両方(運動アーチファクトおよび損傷)が観察されている。
【０２５９】
いくつかの代替実施形態では、衝撃吸収部材は、ばね、アコーディオン、入れ子式、またはベローズ式デバイスなどの、膨張および収縮部材とすることができる。一般に、衝撃吸収部材は、センサ、取り付けユニット、および被検体の間の相対的移動が、センサの取り付けユニットへの接続および/または埋め込み部位内でのセンサの安定性に影響を及ぼさず(または最小限の影響で)吸収されるように配置することができ、例えば、衝撃吸収部材はセンサ32の一部として、またはセンサ32に接続されるように形成することができる。
【０２６０】
図12Aから12Cは、取り付けユニット14およびそこに取り付けられた電子機器ユニット16を含むセンサシステムの斜視図および側面図である。センサ挿入後、経皮的検体センサシステム10は、検体濃度または上述のように検体の濃度または存在を表す物質を測定する。これらの実施例は、グルコースセンサを対象としているけれども、検体センサは、体内の適切な検体、例えば、酸素、ラクターゼ、インスリン、ホルモン、コレステロール、薬物、ウイルス、または同様のもののレベルを測定することができるセンサとすることができる。電子機器ユニット16が取り付けユニット14に接続された後、センサ32は、被検体の体内の検体のレベルを測定することができる。
【０２６１】
取り付けユニット14と電子機器ユニット16との間の脱着可能な接続によって、製造性が向上する、つまり、センサシステムを耐用寿命後に取り替えるときに比較的安価な取り付けユニット14を廃棄することができ、比較的より高価な電子機器ユニット16を複数のセンサシステムで再利用可能であるものとすることができる。いくつかの実施形態では、電子機器ユニット16は、キャビティに最初に挿入され毎に、および/または毎回、センサ32と最初に通信する毎に、例えば、初期化、較正リセット、故障試験、または同様の処理をプログラムするように構成されている。ただし、当業者であれば容易に理解するように、一体型(非脱着可能)電子機器ユニットを構成することもできる。
【０２６２】
取り付けユニット14と電子機器ユニット16(および/またはアプリケータ12)との間の機械的嵌合を参照すると、例えば、スナップ嵌め、締まり嵌め、または摺動嵌合など、さまざまな機械継手が考えられる。図12Aから12Cの図示されている実施形態では、取り付けユニット14および/または電子機器ユニット16上に、それらの間の確実な接続を可能にするタブ120が設けられている。図示されている実施形態のタブ120は、取り付けユニットと電子機器ユニットを整合させ、接続中のユーザ(例えば指)による力および対抗力のための別の剛体の支持体を設けることによって、機械的接続のしやすさを向上させることができる。ただし、例えば、図10および11に示すように、誘導タブを備える、または備えない、他の構成も考えられる。
【０２６３】
いくつかの実施形態では、ハウジング(取り付けユニット)は、可撓性材料を備え、電子機器ユニットおよびハウジングは、ハウジングの屈曲部によって電子機器ユニットがハウジングから解放されるように構成され、配列されている。例えば、システムは、ユーザが取り付けユニットの反対側に圧力を加えたときに、電子機器ユニットがそこから外れるように構成される。理論によって拘束されるものではないが、そのような設計によって、システムの有用性およびしたがって患者忍容性が高まると考えられる。
【０２６４】
いくつかの実施形態では、ハウジング(取り付けユニット)および電子機器ユニットは、電子機器ユニットをそこから解放した後にハウジングが物理的に壊れるように構成される。この実施形態は、例えば、ハウジング(取り付けユニット)がただ1つのセンサとともに使用するように構成され、電子機器ユニットが複数のセンサとともに再利用されるように構成されている場合に特に有利なものとすることができる。したがって、センサハウジングが物理的に壊れることで、使い捨てデバイスに対する患者順守が確実にされる(つまり、センサを再利用できない)。例示的な一実施形態では、ハウジングは、ユーザがハウジングの反対側に圧力を加えたときに、ハウジングを形成している材料がユーザの手によって力が加えられることで物理的に機能しなくなる十分な壊れやすさを有する材料から作られる。この実施形態のハウジングに適した材料は、例えば、ポリカーボネート、PLLA、ABS、PVC、および同様の材料が挙げられる。
【０２６５】
いくつかの状況では、センサ信号のドリフトによって、センサ性能に不正確さが生じ、および/またはセンサを再較正する必要が生じることがある。したがって、封止材を設けることが有利となることがあり、それにより、センサおよびセンサと電気接点への接続部に水分(例えば、水および水蒸気)が実質的に浸透することができない。上述の封止材は、センサを外環境の水分から封止するように、単独で、または上でさらに詳しく説明されている封止部材36と併せて使用することができる。
【０２６６】
好ましくは、封止材は、取り付けユニット14と電子機器ユニット16との間、および/または取り付けユニット32内のセンサ32の周りの穴、隙間、または他の間隙を充填する。例えば、封止材は、センサ32が接点28を貫通する部分でセンサを取り囲むことができる。それに加えて、封止材を別の間隙内、例えば、封止部材36を貫通する穴122の中に配設することができる。
【０２６７】
好ましくは、封止材は、不透水性材料または化合物、例えば、油、グリース、またはゲルを含む。例示的な一実施形態では、封止材は、ワセリンを含み、センサ32を取り囲む透湿防水層を設けるために使用される。一実験において、ワセリンを加熱によって液化し、その後液化したワセリンにセンサ32を浸漬させて、その外面を被覆した。次いで、センサをハウジング内へ組み付け、被検体の体内へと挿入し、その間にセンサを、電気接点28に通して挿入し、それらの間の形状をワセリンが満たした。上述のようなワセリンを組み込んだセンサは、ワセリンのないセンサと比べると、湿潤または水中環境で検査したとき、透湿防水層は時間の経過に伴う信号のドリフトをほとんどまたは全く示さなかった。理論によって拘束されるものではないが、特にセンサと関連する電気接点の間に、センサを取り囲む透湿防水層を組み込むことによって、センサ信号への湿気の影響が抑えられ、または排除されると考えられる。グリースまたは油ベースの透湿防水層の粘性は、センサ内の小さなひびまたは隙間であっても水分を押しのけながら貫通または通過することが可能であり、それにより封止特性が増加する。米国特許第4,259,540号および米国特許第5,285,513号では、不透水性材料(封止材)の使用に適切な材料を開示している。
【０２６８】
センサ32と電子機器ユニット16の間の電気的嵌合を参照すると、(センサが貫通する)電気接点28が、電子機器ユニット16上で相互係合する接点と電気的に接続するように構成されている。さまざまな構成が企図されているが、相互係合する接点は、電子機器ユニット16と取り付けユニット14の脱着可能に接続した後動作可能なように接続し、封止部材36によって外部の水分から実質的に封止される。封止部材を備えていても、水分がセンサ32および/または接点を囲む領域に浸透し、例えば、湿った、または濡れた環境(例えば、汗、シャワー、または他の環境要因によって生じる)に露出する、いくつかの環境が存在する。センサの水分への露出は、時間の経過に伴うセンサのベースライン信号のドリフトの原因となりうることが、観察されている。例えば、グルコースセンサでは、ベースラインはグルコースセンサ信号のグルコースに関連しない成分(グルコースが存在しない場合は信号の量)であり、理想的には時間の経過にわたって一定である。しかし、いくつかの状況では、ベースラインが、ドリフトとも称するが、時間の経過に伴って変動する場合があり、これは例えば患者の代謝、センサを取り囲む細胞の移動、阻害種、環境の湿気、および同様のものによって生じることがある。
【０２６９】
いくつかの実施形態では、取り付けユニットは、出口部位とセンサとの間に通気(例えば、通気孔124)を設けるように設計されている。いくつかの実施形態では、通気孔124に、空気を通過させるが外環境からの汚れが通気孔124に入らないようにするフィルタ(図示せず)が設けられている。理論によって拘束されるものではないが、出口部位への(またはセンサ32への)通気によって、他の場合であればセンサに近接する細菌の成長および/または寿命を増加させることのある、水分または細菌の封じ込みを低減または排除することができる。
【０２７０】
いくつかの代替実施形態では、センサ挿入中および挿入後に針および/またはセンサを外環境の汚染から封止する封止部材が設けられている。例えば、従来の経皮的デバイスが抱えている問題の1つは、傷の出口部位の感染である。例えば、細菌または汚染物質が、エキソビボ、例えば、デバイスのエキソビボ部分またはエキソビボ環境から針/センサの出口部位を通って皮下組織へと移動し、汚染および感染を引き起こすことがある。細菌および/または汚染は、デバイスの取り扱い、皮膚領域の露出、および/または取り付けユニットから被検体(の体外)への漏出から発生しうる。多くの従来の経皮的デバイスでは、細菌および汚染の出口部位への移動経路が存在し、センサ挿入中またはその後のデバイスの取り扱いまたは使用中に汚染されることがある。さらに、経皮的検体センサのいくつかの実施形態では、挿入補助デバイス(例えば、針)が取り付けユニットの一体型部品となっている、つまり、デバイスは、センサ挿入後に出口部位(つまり、センサの進入位置)から隔離される、挿入デバイスを挿入後に収容する。
【０２７１】
したがって、これらの代替実施形態では、ハウジングと皮膚との間に置かれる封止部材が取り付けユニットに設けられ、針および/またはセンサは封止部材を通って、それらに封止されて延在するように適合されている。封止部材は、好ましくは、針/センサの周りを実質的に封止する可撓性材料から形成される。適切な可撓性材料としては、可鍛性材料、エラストマー、ゲル、グリース、または同様の物質を含む(例えば米国特許第4,259,540号および米国特許第5,285,513号を参照)。ただし、すべての実施形態が、封止材料を含むわけではなく、いくつかの実施形態では、隙間穴または針および/またはセンサを取り囲む他の空間が好ましい。
【０２７２】
一実施形態では、取り付けユニット14の基部24は、可撓性材料、例えば、シリコーンから形成され、図11Aおよび11Bに示されているように、このエラストマー特性によって、出口ポート126で針および/またはセンサを封止する。したがって、封止部材は、取り付けユニット14の裏面25または取り付けユニット裏面の接着剤層8の単一または一体型部位品として形成することができるが、その代わりに、デバイスに固定された別個の部品とすることもできる。いくつかの実施形態では、封止部材は、接着剤層表面の平面の上または下を、出口ポート126を通って延びることができ、または出口ポート126は、医療用貯蔵および廃棄処理産業で使用されるもの(例えば、PTFEなどの化学的不活性材料を含む層など上下の封止層に挟まれたシリカゲル)などの隔膜封止を備えることができる。本明細書で説明されている好ましい実施形態の出口ポートに、さまざまな知られている隔膜封止を実装することができる。封止材料が取り付けユニット14に取り付けられた一体型または別個の部品であるかどうかにかかわらず、出口ポート126は、傷および/または取り付けユニット内の出口部位に、または出口部位から出入りする細菌または他の汚染物質の移動を低減または排除するように、有利に封止される。
【０２７３】
使用時に、被検体または看護者は、取り付けユニットを被検体の皮膚の上または付近の適切な位置に配置し、センサ挿入の準備をする。挿入中、針がセンサの挿入を助け、その後センサを皮下組織に残したまま針を取り付けユニット内へと引き戻す。この実施形態では、出口ポート126は、取り付けユニットまたは出口部位外部の空間から移動することのある汚染から出口部位を保護する構成で、出口ポートを包囲するシリコーン膜などの封止材料の層を備える。したがって、センサ32および/または針72が、取り付けユニットと皮下空間の間を連通させるように、例えば、封止材料の開口または隙間を通って延びるときに、それらの間に封止が形成される。エラストマー封止材料は、その弾性によって針/センサと取り付けユニットの間に適合された封止をもたらし、および/またはその弾性によってデバイスと、例えば、被検者の組織のさまざまな層の間に衝撃吸収性質をもたらすので、いくつかの実施形態で有利とすることができる。
【０２７４】
いくつかの代替実施形態では、封止材料は、そこに組み込まれた生物活性剤を含む。好適な生物活性剤としては、細菌および感染を回避または阻害することが知られているもの、例えば、抗炎症剤、抗菌剤、抗生物質、または同様のものが挙げられる。生物活性剤の拡散または存在は、出口部位付近の細菌の除去または排除を助けることができると考えられている。
【０２７５】
実施する場合、センサ32を被検体の皮膚内に挿入した後、電子機器ユニット16を取り付けユニット14に対合させることによって電気的接続が形成された後、センサは、検体濃度を連続的に、または継続的に、例えば、約数秒から約10分以上の間隔で測定する。
【０２７６】
センサ電子機器
電子機器ユニットに付随するセンサ電子機器の以下の説明は、非侵襲、最小侵襲、および/または侵襲性(例えば経皮的および完全埋め込み式)のセンサなどの、さまざまな連続的検体センサに適用可能である。例えば、以下に説明するセンサ電子機器とデータ処理ならびに受信機電子機器とデータ処理を、米国特許公報第US-2005-0245799-A1号および米国特許公報第US-2006-0015020-A1号に開示されている、完全埋め込み式のグルコースセンサに組み込むことができる。
【０２７７】
図13は、一実施形態のセンサシステム10に付随する、センサ電子機器および/または電子機器モジュールとも称される、電子機器132を示すブロック図である。この実施形態では、(上述したような)電極システムに動作可能なように接続され電圧を電極に供給し、(アナログ部分とも称する)被検体の検体濃度を示す電流信号の測定を可能にするようにセンサをバイアスする、ポテンショスタット134が示されている。いくつかの実施形態では、ポテンショスタットは電流を電圧に変換する抵抗(図示せず)を備える。いくつかの代替実施形態では、測定した電流を、例えば、電荷計算デバイスを使用して、連続的に積分するように構成されている電流-周波数変コンバータが備えられている。
【０２７８】
A/D変換器136は、アナログ信号を、処理に対する「カウント」とも称されるデジタル信号にデジタル化する。したがって、カウント内で結果的に生じる生データストリームは、生センサデータとも称するが、ポテンショスタット134で測定された電流に直接関係する。
【０２７９】
プロセッサモジュール138は、センサ電子機器132の処理を制御する中央制御ユニットを備える。いくつかの実施形態では、プロセッサモジュールは、マイクロプロセッサを含むが、マイクロプロセッサ以外のコンピュータシステムを使用して上述のようにデータを処理することができ、例えば、センサの中央処理の一部または全部にASICを使用することができる。プロセッサは、典型的には、半永久的なデータ保存を行い、例えば、センサ識別子(ID)などのデータの保存、データストリームを処理するのためのプログラミングを行う(例えば、米国特許公報第US-2005-0043598-A1号に記載されているような、データ平滑化および/または信号アーチファクトの置換のためのプログラミングなど)。プロセッサは、それに加えて、例えば、最近のセンサデータを一時的に保存するためのシステムのキャッシュメモリに使用することもできる。いくつかの実施形態では、プロセッサモジュールはROM、RAM、ダイナミックRAM、スタティックRAM、ノンスタティックRAM、EEPROM、書き換え可能ROM、フラッシュメモリ、または同様のデバイスなどのメモリ記憶装置コンポーネントを備える。
【０２８０】
いくつかの実施形態では、プロセッサモジュールは、A/Dコンバータからの生データストリームを平滑化するように構成されている、デジタルフィルタ、例えば、IIRまたはFIRフィルタを備える。一般に、デジタルフィルタは、所定の時間間隔でサンプリングされたデータをフィルタリングするようにプログラムされる(サンプルレートとも称する)。いくつかの実施形態では、ポテンショスタットは、離散時間間隔で検体を測定するように構成されており、これらの時間間隔は、デジタルフィルタのサンプルレートを決定する。いくつかの代替実施形態では、ポテンショスタットが、例えば、上述の電流-周波数コンバータを使用して、検体を連続的に測定するように構成されており、プロセッサモジュールは、収集時間とも称する所定の時間間隔でA/Dコンバータからのデジタル値を要求するようにプログラムすることができる。これらの代替実施形態では、プロセッサによって取得された値は、電流測定値の連続性によって、収集時間にわたって有利に平均化される。したがって、収集時間によってデジタルフィルタのサンプルレートが決定される。好ましい実施形態では、プロセッサモジュールは、プログラム可能な収集時間、つまり、A/Dコンバータからのデジタル値を要求する所定の時間間隔がユーザによってプロセッサモジュールのデジタル回路内でプログラム可能であるように、構成されている。約2秒から約512秒の収集時間が好ましいが、どのような収集時間でもプロセッサモジュールにプログラムすることができる。プログラム可能な収集時間は、雑音フィルタリング、タイムラグ、および処理/電池電力の最適化に有利である。
【０２８１】
好ましくは、プロセッサモジュールは、以下でより詳細に説明されるように、外部機器への伝送、例えば、受信機へのRF伝送のためのデータパケットを形成するように構成されている。一般に、データパケットは、センサIDコード、生データ、フィルタリングされたデータ、および/またはエラー検出もしくは訂正を含むことのできる、複数のビットを含む。プロセッサモジュールは、生データおよび/またはフィルタリングされたデータの組合せを伝送するように構成することができる。
【０２８２】
いくつかの実施形態では、プロセッサモジュールは、受信機、または同様のデバイスへのセンサデータの伝送間隔を決定する送信機部分をさらに備える。いくつかの実施形態では、伝送間隔を決定する送信機部分はプログラム可能なように構成されている。このような一実施形態では、係数(例えば、約1から約100以上の数)を選択することができ、上述のように係数に収集時間(または、サンプリングレート)を乗じて、データパケットの伝送間隔を規定する。したがって、いくつかの実施形態では、伝送間隔は、約2秒から約850分まで、より好ましくは約30秒から約5分までの間でプログラム可能であるが、伝送間隔は、プロセッサモジュールにプログラム可能であるか、またはプロセッサモジュールにプログラムされているものとすることもできる。ただし、プログラム可能な伝送間隔を設定するために、さまざまな代替システムおよび方法を使用することもできる。プログラム可能な伝送間隔を設定することによって、データ伝送は、さまざまな設計条件(例えば、電池消費電力の減少、センサ値報告の適時性など)を満たすようにカスタマイズすることができる。
【０２８３】
従来のグルコースセンサは、ナノアンペア(nA)範囲の電流を測定する。従来のグルコースセンサとは対照的に、好ましい実施形態は、ピコアンペア範囲、いくつかの実施形態では、フェムトアンペアの電流を測定するように構成されている。つまり、測定されるグルコースの単位(mg/dL)毎に、少なくとも1ピコアンペアの電流が測定される。好ましくは、A/Dコンバータ136のアナログ部分は、作用電極に流れる電流を連続的に測定し、電流測定値を、電流を表すデジタル値に変換するように構成されている。一実施形態では、電流は、電荷測定デバイス(例えば、コンデンサ)によって測定される。このように信号が供給され、これにより高感度であることにより、測定される過酸化水素の最小量(例えば、低いグルコース範囲でも精度を犠牲にしない最小限グルコースの必要条件)だけ受信された信号が最大になり、インビボ(例えば、酸素依存性グルコースセンサ内)での酸素制限への感度が減少する。
【０２８４】
電池144などの電源が、センサ電子機器132に動作可能なように接続され、センサおよび電子機器ユニットの少なくとも一方に電力を供給する。一実施形態では、電池は、二酸化マンガンリチウム電池であるが、適切なサイズおよび電力の電池(例えば、AAA、ニッケルカドミウム、亜鉛炭素、アルカリ、リチウム、ニッケル水素吸蔵合金、リチウムイオン、亜鉛空気、亜鉛酸化水銀、銀亜鉛、および/またはハーメチックシール)を使用することもできる。いくつかの実施形態では、電池は、再充電可能であり、および/または複数の電池を使用してシステムに電力を供給することができる。センサは、例えば、誘導結合によって経皮的に電力の供給を受けることができる。いくつかの実施形態では、水晶振動子96がプロセッサ138に動作可能なように接続され、例えば、プロセッサモジュール内でのプログラム可能な収集時間について、コンピュータシステムのシステム時間を全体として維持する。
【０２８５】
いくつかの実施形態では、電源は、可撓性の、および/または薄い電池を備える。いくつかの実施形態では、可撓性の、および/または薄い電池は、接着剤層内に配設された電池および接着剤層に積層された電池のうちの少なくとも1つである(また、センサおよび/または電子機器ユニットに動作可能なように接続することができる)、そのような一実施形態では、センサ(および付随する接着剤層)は、使い捨てできるように構成され、電子機器ユニットは、複数のセンサと再利用できるように構成される。センサの使い捨て部分内に電池を組み込むように設計することにより、センサシステム全体(例えば、ハウジングおよび/または電子機器ユニット)のサイズを、特に電池のサイズ(例えば、アスペクト比)を小さくすることによって縮小できる。いくつかの実施形態では、可撓性電池は、約0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030、0.040、0.050インチ以下から約0.075、0.080、0.090、0.100、0.125インチ以上までの厚さとなるように設計され、その一方で、電池の長さと幅は、センサシステム、またはそのコンポーネントのうちの1つの全長および全幅と同程度の大きさとすることができる。
【０２８６】
例示的な一代替実施形態において、可撓性電池は、平面基板の少なくとも一部にそって複数の個別セルを次々に配置したもの(例えば、同一の、均等間隔で並ぶセル)を含み、個別セルは、直列接続され、セルのそれぞれについて各陽極と陰極とを有する。一代替実施形態では、可撓性電池は、積み重ねた関係にある陽極層と陰極層とを備える。参照により本明細書に組み込まれている、Constableの米国特許第5,567,543号では、好ましい実施形態に組み込むことができる好適な可撓性電池構造物について説明している。
【０２８７】
いくつかの実施形態では、電源は、ハウジング(取り付けユニット)内に、またはハウジング(取り付けユニット)上に配置されており、そのような一実施形態では、センサ(および付随するハウジング)は、使い捨てできるように構成され、電子機器ユニットは、複数のセンサとともに再利用できるように構成される。センサの使い捨て部分内に電池を組み込むように設計することにより、センサシステム(例えば、電子機器ユニット)のサイズを縮小し、再利用可能電池の保管寿命問題を解消し、電池の長さを縮小できる。いくつかの実施形態では、電池の厚さより少なくとも約0.030インチほど大きくなるように、ハウジングおよび電子機器ユニットを含む、センサシステム全体が設計される。いくつかの実施形態では、全厚は、約0.040インチ以下から約0.350インチ以上まで、好ましくは約0.0750インチ以下から約0.250インチ以上まで、より好ましくは約0.100インチ以下から約0.200インチ以上までであり、その一方で、電池の長さおよび幅は、センサシステム、またはそのコンポーネントのうちの1つの全長および全幅と同程度の大きさとすることができる。
【０２８８】
いくつかの例示的な代替実施形態では、システム内の必要面積を小さくし、それによりセンサシステム、特にハウジングおよび/または電子機器ユニットの全体のサイズを縮小するため、電源は、ハウジング(例えば、取り付けユニット)および/または電子機器ユニットに適合する形状を有する剛体、半剛体、または可撓性の電池を備える。参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第5,572,401号および米国特許第3,023,259号では、好ましい実施形態に組み込むことができる、さまざまなこれまでにない方法で成形するのに適した電池形状について説明している。
【０２８９】
いくつかの実施形態では、システムは、ハウジングへの電子機器ユニットの取り付けおよび/またはハウジングからの電子機器ユニットの解放が行われると、電源のオンおよび/またはオフがそれぞれ切り替えられるように構成され、配列される。いくつかの実施形態では、1つまたは複数のスイッチが、電源(例えば、電池)に動作可能なように接続され、スイッチは、電子機器ユニットがハウジングに取り付けられたときに電源をオンにするように構成され、および/またはスイッチは、電子機器ユニットがハウジングから取り外されたときに電源をオフにするように構成される。
【０２９０】
いくつかの代替実施形態では、システムは、使用するために電力が必要になるまで「オフ」または「節電」状態を維持することによってオンボードで電力を節約するように構成される。例えば、システムは、電子機器ユニットがハウジングに解放可能なように取り付けられ、および/またはセンサが挿入され、使用できる状態に置かれるまで、オンボードで最小の電力要件(電力を供給しない場合も含めて)を維持するように構成されうる。いくつかの実施形態では、電子機器ユニット内に部分的に、または完全に収納されている電子機器モジュールが備えられ、この電子機器ユニットは、ハウジングに取り付けることが可能であり、またハウジングから取り外すことができ、電源は、電子機器ユニットがハウジングに取り付けられたときにオンになり、電子機器ユニットがハウジングから取り外されたときにオフになるように構成される。いくつかの実施形態では、近接スイッチが備えられ、ハウジングおよび電子機器が互いに近接しているときに電池状態を切り替えるように構成される。いくつかの実施形態では、移動(例えば、運動によって作動する)スイッチが備えられ、移動が一定期間から検出されているか、または検出されていないときに電池状態を(例えば、「スリープ」状態から、または「スリープ」状態に)切り替えるように構成される。いくつかの実施形態では、ハウジングおよび電子機器ユニットは、ハウジングに対する電子機器ユニットの解放および/または取り付けによって電源のオンおよび/またはオフを切り替えるように構成された相互係合接点を有する。他の実施形態では、ハウジングおよび電子機器ユニットは、例えば、一体化で備えられ、および/または取り付ける形で備えられる場合、絶縁タブを備えることで、ユーザがセンサを挿入できる状態になるまで電源(例えば、電池)とセンサシステムの電気接点との接触を回避することができ、挿入できる状態になったら、「タブを引いてください」という指令を出し、それにより、絶縁タブが解放され、電池はセンサシステムと接続し、センサシステムを「スイッチオン」する。
【０２９１】
いくつかの実施形態では、双安定磁気リードスイッチなどのリードスイッチは、電池出力端子の1つと直列に接続され、電子機器ユニットがハウジングに取り付けられたときに電源をオンにし、電子機器ユニットがハウジングから取り外されたときに電源をオフにするように構成される。いくつかの実施形態では、双安定磁気リードスイッチは、リードを接点部材として使用するガラス封入型磁気動作接点であり、封止ガラス本体が接点を外部汚染から保護している。好ましくは、スイッチングデバイスは、動作に電力を必要とせず、その状態は、複数回ラッチとラッチ解除を繰り返すことができる。その双安定性により、磁気リードスイッチは、外部電力がなくてもその最後の状態を保つ。本明細書では少数の例示的な設計が説明されているけれども、当業者であれば理解するように、電池出力電圧を制御するように、さまざまなスイッチおよび/または設計を実装することができる。したがって、電子機器ユニットは、試験またはセンサ挿入が必要になるまで電池出力無効状態(または節電状態)にして製造、維持することができ、このため電子機器ユニットの保管寿命は延ばすことができる。
【０２９２】
一代替実施形態では、電源は、運動駆動式電源、例えば、動力学的に充電および/または再充電を行うように構成されている電池を備える。したがって、被検体がセンサを着用している場合、被検体の通常の運動によって、電池への給電および/または再充電がなされる。
【０２９３】
一代替実施形態では、電源は、グルコース消費デバイスとも称するグルコース消費駆動式電源を備える。この実施形態におけるセンサシステムは、別の犠牲膜上のグルコースの酸化により発生するエネルギーから、またはシステムに組み込まれている電池から、直接動作しうる動的制御負荷(例えば、グルコース消費デバイス)を一体化するように構成され、配列される。いくつかの実施形態では、グルコース消費デバイスは、センサシステムから物理的に分離されており、センサシステム(例えば、マスター)のスレーブとして(例えば、RF通信を介して)動作するか、または自律モードで動作し、これにより、デバイスは、グルコース値対応信号が所定の閾値を通過したときにオンになる。グルコース消費デバイスがスレーブとして動作するように構成されているか、グルコース消費デバイスがセンサシステムと一体になっているかにかかわらず、デバイスは、グルコース測定結果および/またはシステムのセンサ部分に基づく制御アルゴリズムを介して有効化および/または無効化されるように構成されうる。いくつかの実施形態では、グルコース消費デバイスは、多層膜を備える。いくつかの実施形態では、グルコース消費デバイスは、制御用電子機器および廃棄物管理機能を備える。犠牲膜内でのグルコースの酸化によって発生するエネルギーを利用することによって、センサシステムの電池寿命を延ばすように電力を供給することができる。
【０２９４】
いくつかの代替実施形態では、電源は、外部電源、例えば、センサシステムから物理的に分離している電源による電力の供給を受けるものとすることができる。いくつかの実施形態では、外部電源は、RFIDデバイスなどの無線デバイスによりセンサおよび電子機器モジュールのうちの少なくとも一方に動作可能なように接続する構成をとる。例示的な一実施形態では、電源(センサシステムに一体化されている)がセンサ用のバイアス電圧を供給する十分な電力を有する場合、外部電源は電子機器モジュールとの間でデータの問い合わせおよび取り込みを行うように構成され、これは、例えば、電力を供給すること、したがってRFIDデバイスを使用することを含む。この実施形態では、センサシステムは、(例えば、内部センサシステムの)電池寿命に影響をほとんど、または全く及ぼすことなく、オンデマンドで検体(例えば、グルコース)情報を送出するように構成され、したがってそのサイズは、最小にすることができる。
【０２９５】
いくつかの代替実施形態では、電源は、外部電源、例えば、センサシステムから物理的に分離している電源による電力の供給を受けるものとすることができる。いくつかの実施形態では、外部電源は、誘導結合デバイスとも称される誘導結合によりセンサおよび電子機器モジュールのうちの少なくとも一方に動作可能なように接続する構成をとる。いくつかの実施形態では、誘導結合デバイスは、電源に間歇的給電を行うために使用できる。それに加えて、またはその代わりに、誘導結合デバイスは、電子機器モジュールとの間でデータの問い合わせおよび取り込みを行うように構成される。一般に、誘導結合は、本明細書で説明されているように、連続的な給電、充電、および同様の動作のためにセンサに送電することができる。一般に、誘導結合では、センサシステムおよび外部電源上の適切な間隔をあけ、向き付けされたアンテナ(例えば、コイル)を使用して、電力(例えば、電流)および/またはデータ通信をそれらの間で効率よく送信/受信する。センサシステムおよび外部電源のそれぞれにおける1つまたは複数のコイルは、必要な電力誘導および/またはデータ伝送を行うことができる。したがって、電池サイズを縮小しつつシステムの寿命を延ばすことができる。外部電源が電池を充電するように構成された誘導結合を含む実施形態では、例えば、スリーピングベストまたはベルト内に留置できる外部携帯再充電デバイスによって外部電源を具現化することができる。それに加えて、またはその代わりに、電池のサイクル動作を回避するため、または大容量電池で対応できる以上に快適なケース設計を可能にするために、再充電可能なものとすることができる。
【０２９６】
一代替実施形態では、センサシステムは、基板上に電源を搭載する必要はなく、誘導結合、無線接続、および同様の手段を備え、センサに給電する、センサへの問い合わせを行う、およびデータを取り込むとい動作をまとめて行うように構成することができる。この代替実施形態では、センサは、不活動状態のときに無バイアスとなるように構成され、外部デバイスが、センサに電力を供給し、センサへの問い合わせを行い、センサデータを取り込む。
【０２９７】
有利には、上述のように1つまたは複数の代替電源実施形態を実装することによって、センサシステムのサイズ(例えば、アスペクト比、質量、容積、および同様の特性)を、例えば、従来の電源を備えるデバイスと比べて小さくすることができる。システムのサイズ(アスペクト比、容積、および/または表面積を含む)は、システムの機能に影響を及ぼす場合があることが明らかになっている。例えば、外部の影響(皮膚への衝撃または他の動作)によって起こる取り付けユニット/電子機器ユニットの運動は、インビボでセンサに伝わり、動作アーチファクト(例えば、信号、または同様のものへの影響)が生じる。したがって、サイズを小さくできることによって、被検体の全体的な快適さが向上するとともに、より安定した信号を得ることができる。
【０２９８】
好ましくは、センサシステムの全高は、ハウジングおよび電子機器も含めて、その最小寸法において約0.350、0.300、0.250、0.200、0.150、0.100以下、または最も好ましくは0.075インチである。
【０２９９】
任意選択の温度プローブ140が示されており、温度プローブは、電子機器アセンブリまたはグルコースセンサ自体の上に配置されている。温度プローブを使用して、グルコースセンサ付近の周囲温度を測定することができる。この温度測定を使用して、計算されたグルコース値に温度補償を加えることもできる。
【０３００】
RFモジュール148は、プロセッサ138に動作可能なように接続されており、センサデータをセンサからアンテナ152を介して無線伝送150内で受信機へ伝送する。いくつかの実施形態では、第2の水晶振動子154によって、RF送受信機からのデータ伝送に使用されるRF搬送周波数のための時間基準が設定される。ただし、いくつかの代替実施形態では、光学、赤外線(IR)、紫外線、および同様のものなどの他の機構を使用してデータを伝送および/または受信することもできる。一般に、RFモジュールは、無線通信機およびアンテナを含み、アンテナは、RF伝送を放射または受信するように構成されている。いくつかの実施形態では、無線通信機およびアンテナは、電子機器ユニット内に配置される。
【０３０１】
いくつかの代替実施形態では、無線通信機およびアンテナのうちの少なくとも一方は、電子機器ユニットから離れた場所に配置され、これにより、電子機器ユニットから離れた場所に配置されている無線通信機およびアンテナのうちの少なくとも一方は、電子機器ユニットの寸法を決定または制限しない。そのような例示的な一実施形態では、アンテナは、接着剤層内に、または接着剤層上に配置される。いくつかの実施形態では、接着剤層は、使い捨て用に構成され、電子機器ユニットは、再利用できるように構成され、このため、離れた場所に配置されているアンテナ(例えば、接着剤層内の)により、再利用可能な電子機器ユニットのサイズを縮小し、アンテナ(例えば、薄い可撓性の接着剤層内、または薄い可撓性の接着剤層上にある)の分布を高めることができる。
【０３０２】
いくつかの実施形態では、無線通信機およびアンテナのうちの少なくとも一方は、電子機器ユニットから離れた場所に配置され、これにより、電子機器ユニットから離れた場所に配置されている無線通信機およびアンテナのうちの少なくとも一方は、電子機器ユニットの寸法を決定または制限しない。そのような例示的な一実施形態では、アンテナは、ハウジング内に、またはハウジング上に配置される。いくつかの実施形態では、ハウジングは、使い捨て用に構成され、電子機器ユニットは、再利用できるように構成され、このため、離れた場所に配置されているアンテナ(例えば、ハウジング内の)により、再利用可能な電子機器ユニットのサイズを縮小し、アンテナ(例えば、ハウジング内、またはハウジング上にある)の分布を高めることができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、ハウジングの周辺に実質的に延在する。
【０３０３】
一代替実施形態では、アンテナは、所定の全表面積内で電磁信号の受信または送信を行うことができる材料の長さを最大にし、それによりコンパクトな小型設計にできるように構成され、配列されたフラクタルアンテナを含む。一般に、フラクタルアンテナとは、所定の全表面積または容積内で電磁信号の受信または送信を行うことができる材料の長さを最大にするか、またはそのような材料の周長(内側部分または外側構造物上の)を増やすために自己相似設計を使用するアンテナのことである。このようなフラクタルアンテナは、多重レベルまたは空間充填曲線とも称され、好ましくは、2つ以上のスケールサイズまたは反復でモチーフを繰り返す。フラクタルアンテナを使用することで、実装先が接着剤層であろうと、ハウジングであろうと、および/または電子機器ユニットであろうと、ハウジングおよび/または電子機器ユニットを含む、センサシステムの設計を小型化することができる。
【０３０４】
有利には、上で説明されているように、接着剤層および/またはハウジングにおいてアンテナおよび/または無線通信機を離れた場所に配置すると、そのセンサ電子機器と同じコンポーネント内にそのアンテナおよび/または無線通信機を収納する従来のセンサシステムに比べてセンサシステムを小型化する(例えば、厚さを薄くする)ことができる。例えば、アンテナおよび/または無線通信機を離れた場所に配置することで、その最小寸法において約0.250、0.200、0.150、0.100、0.075以下、または最も好ましくは0.050インチの高さを持つように電子機器ユニットおよび/またはセンサシステム全体の寸法および配列構成を決めることができる。
【０３０５】
好ましい実施形態のRFテレメトリモジュールでは、完全埋め込み式センサで、インビボ環境からエキソビボ環境へ(例えば、約1mから約10m以上の距離)の最大RF伝送で、デバイスの寿命を延ばすため(例えば、約3カ月から約24カ月以上の寿命を可能にするため)に、ハードウェアおよびソフトウェアは低電力の要件で設計されている。好ましくは、低電力の要件を維持するために、約402MHzから約433MHzの高周波数搬送信号が使用される。さらに、完全埋め込み式デバイスでは、搬送周波数は生理学的減衰レベルに適合され、これはシミュレーションされたインビボ環境にRFモジュールを合わせることによって達成され、埋め込み後のRF機能性を保証し、したがって、好ましいグルコースセンサは3カ月、6カ月、12カ月、または24カ月以上のセンサ機能を維持することができる。
【０３０６】
最初にセンサが被検体の組織内に埋め込まれるときに、センサおよび受信機が初期化される。これは、起動モードと称し、センサデータを適宜リセットし、センサ32を較正することを含む。選択された実施形態において、電子機器ユニット16を取り付けユニットに対合させることによって起動モードがトリガーされる。他の実施形態では、起動モードは受信機によってトリガーされるが、これは以下で図19を参照しつつさらに詳しく説明されている。
【０３０７】
好ましくは、電子機器ユニット16は、較正を初期化(または再初期化)することを受信機(図14および15)に指示する。電子機器ユニット16は、伝送されるデータパケット内の一連のビットを伝送し、デバイスの定期的伝送にはセンサコードを含めることができる。センサ状態を受信デバイスに伝達するために、ステータスコードが使用される。ステータスコードは、他のセンサ情報を伴って、または伴わずに、伝送されるデータパケット内のどのような位置に挿入することもできる。一実施形態では、ステータスコードは、個々のセンサに特有の、またはほぼ独自の設計となっており、これはセンサが送信機から除去され、および/または送信機に取り付けられたことを送信機が検出した後、増加、減少、または何らかの変化を示す値を使用して達成することができる。代替実施形態では、ステータスコードは、グレイコードのBCD解釈など特定の数列に従うように構成することができる。
【０３０８】
いくつかの実施形態では、センサ電子機器132は、センサ32を被検体から(または電子機器ユニット16を取り付けユニット14から)取り外すことに関連して、作用電極44での電流がゼロに降下することを検出するように構成されており、これはステータスコードを増加させるように構成することができる。増加した値が最大に達する場合、ゼロに繰り越すように設計することができる。いくつかの実施形態では、センサ電子機器は、センサの取外しおよび/または再挿入に関連して、対電極(例えば3電極センサの)で感知することができる電圧変化周期を検出するように構成されており、これはステータスコードの増分をトリガーするように構成することができる。
【０３０９】
いくつかの実施形態では、センサ電子機器132は、センサ(または電子機器ユニット)の除去を検出したときに、電子機器ユニットが取り付けられていないことを示す特別の値(例えば、0)を送るように構成することができる。この特別の値を使用して、さまざまなイベントをトリガーすることができ、例えば、検体値の表示を停止することができる。ルーチンを増分または減分することを用いて、この特別の値をスキップすることもできる。
【０３１０】
いくつかの実施形態では、電子機器ユニット16は、電子機器ユニットが取り付けユニットに取り付けられている間、センサシステム内の特定の抵抗または受動の値を感知するように設計された追加の接点を備えるように構成されている。好ましくは、これらの追加の接点は、センサに関する情報、例えば、センサが取り付けユニットに動作可能なように接続されているかどうか、センサのID、較正コード、または同様の情報を検出するように構成されている。例えば、受動の値を感知した後、値を特定のコードに割り当て、またはコードが異なることを内部検出することによって、およびセンサIDコードを予測可能な方法に調整することによって、センサ電子機器はセンサIDコードを変えるように構成することができる。他の例では、受動の値は、センサに特有のパラメータに関する情報(例えば、本明細書で説明されている、インビトロ感度の情報)を含むことができる。
【０３１１】
いくつかの実施形態では、電子機器ユニット16は、取り付けユニット14に配設されたチップと通信するように構成された追加の接点を備える。この実施形態では、チップは、電子機器ユニット16によって検出され、差異があると認められ、および/またはセンサIDコードとして受信機158に伝送されうる固有の、またはほぼ固有のシグネチャーを備えるように設計される。
【０３１２】
いくつかの実施形態では、電子機器ユニット16は、取り付けユニット14内のRFIDまたは類似のチップに誘導結合される。この実施形態では、RFIDタグがセンサ32を一意に識別し、送信機がそれに従ってセンサIDコードを調節し、および/または固有の識別子を受信機158に伝送することが可能である。
【０３１３】
いくつかの状況では、センサをインビボで平衡状態にさせるように、センサ挿入後、一定時間待つことが望ましいことがあり、これは「ブレークイン」とも称される。したがって、センサ電子機器は、平衡プロセスを加速するために、さまざまな電圧設定(例えば、高電圧設定で開始し、次いで電圧設定を下げるなど)を適用することによって、センサのブレークイン時間の減少を助けるように構成することができる。
【０３１４】
いくつかの状況では、センサは、適切に展開、接続がされず、またはそれ以外に意図した通りに動作しない場合がある。したがって、センサ電子機器は、作用電極から得られる電流、またはそれに続く電流のデジタルカウントへの変換が許容可能な閾値の範囲外であるとき、センサがエラーフラグ、または同様のものを付けるように構成することができる。エラーフラグを受信機に伝送して、ユーザに新しいセンサを再挿入し、または他の何らかのエラー修正を実行するよう、指示することができる。
【０３１５】
上述の検出および伝送方法は、人間のセンサへの介入を最小限に抑え、または排除するために有利に使用することができ、それにより人的エラーおよび/または不都合が最小限に抑えられる。さらに、好ましい実施形態のセンサでは、センサ挿入中に受信機が送信機の近くにある必要はない。センサおよび/または電子機器ユニットの挿入を検出し伝送するための上述の方法の1つまたは複数は、当業者であれば容易に理解するように、組み合わせるか、または修正することができる。
【０３１６】
受信機
図14は、センサと受信機の間での無線通信を含む、センサシステムの斜視図である。好ましくは、電子機器ユニット16は、一方向または双方向のRF伝送等を介して受信機158に無線で接続されている。ただし、有線接続も考えられる。受信機158は、センサデータの処理および表示の多くを行い、被検体の都合で選択的に装着および/または取り外しをすることができる。したがって、センサシステム10を慎重に装着することができ、センサデータの処理および表示の多くを行う受信機158を被検体の都合で選択的に装着および/または取外しをすることができる。米国特許公報第US-2005-0027463-A1号を参照しつつより詳細に説明されているように、特に受信機158は、遡及的に、および/または予測的に較正を開始し、センサデータを変換し、較正を更新し、受け取った基準およびセンサデータを評価し、検体センサのための較正を評価するためのプログラミングを含む。
【０３１７】
受信機電子機器
図15Aは、連続的検体センサ、受信機、および外部デバイスを含む、一実施形態における医療用デバイスの構成を示すブロック図である。一般に、検体センサシステムは、検体濃度を示す出力信号を供給するどのようなセンサ構成(例えば、上述のように侵襲、最小侵襲、および/または非侵襲センサなど)をとる。出力信号は、受信機158に送られ、入力モジュール174で受信されるが、これは以下でさらに詳しく説明されている。出力信号は、一般に、測定された検体濃度の有用な値を、例えば、被検体または医師に提供するために使用される生データストリームである。米国特許第6,931,327号で説明されているように、いくつかの実施形態において、例えば、信号雑音または他の信号アーチファクトにより検体濃度を正確に表さない外れ値を減らすために、生データストリームを連続的または定期的にアルゴリズムにより平滑化するか、もしくは他の方法で修正することができる。
【０３１８】
図15Aを再び参照すると、センサシステム10に動作可能にリンクされている受信機158が、センサシステム10から入力モジュール174を介してデータストリームを受け取る。一実施形態では、入力モジュールは、センサシステム10からのデータストリームを受け取り同期化するようにともに機能する、RF送受信機(図示せず)と動作可能なように接続された水晶振動子を備える。ただし、入力モジュール174は、センサからのデータを受け取ることができる任意の形態に構成することもできる。以下でより詳細に説明されているように、入力モジュール174は、データストリームを受け取ると、データストリームを処理するプロセッサ176に送る。
【０３１９】
プロセッサ176は、データを保存し、データストリームを分析し、検体センサデータを較正し、検体値を予測し、予測された検体値を時間対応する測定された検体値と比較し、予測された検体値の変動を分析し、データをダウンロードし、検体値、プロンプト、メッセージ、注意、アラーム、または同様のものを出力することによってユーザインターフェースを制御するなどの処理を実行する、中央制御ユニットである。プロセッサは、本明細書で説明されている処理を実行するハードウェアおよびソフトウェアを備え、例えば、フラッシュメモリは、データを永久的または半永久的に保存し、センサID、受信機ID、およびデータストリームを処理するためのプログラミング(例えば、予測および本明細書で説明されている他のアルゴリズムを実行するためのプログラミング)などのデータを保存し、ランダムアクセスメモリ(RAM)は、システムのキャッシュメモリ内容を格納し、データ処理に有用である。
【０３２０】
好ましくは、入力モジュール174またはプロセッサモジュール176は、データの完全性を検証するために、エラーがある場合にデータ回復方法を使用して、または使用せずに、巡回冗長検査(CRC)を実行する。いくつかの実施形態では、データストリーム中のエラーを訂正するために、ハミングコードまたはリードソロモン符号化/復号化法を使用する技術などのエラー訂正技術が使用される。一代替実施形態では、反復復号化法を使用しており、復号化は最も可能性の高い復号化信号を決定するために反復的に(例えば、閉ループで)処理される。このタイプの復号化では、ノイズフロアより0.5dB高い程度の低い信号の復元が可能であり、同じ信号を復元するのに約3dBまたは信号の2倍以上の電力を必要とする(例えば、ターボ符号)、従来の非反復復号化法(例えば、リードソロモン)とは対照的である。
【０３２１】
プロセッサ176と一体であり、および/または動作可能なように接続されている出力モジュール178は、センサシステム10から受け取ったデータストリームに基づいて出力を生成するためのプログラミングおよびプロセッサ176内で生じるその処理を含む。いくつかの実施形態では、出力は、ユーザインターフェース160を介して生成される。
【０３２２】
ユーザインターフェース160は、キーボード162、スピーカ164、バイブレータ166、バックライト168、液晶ディスプレイ(LCD)画面170、および1つまたは複数のボタン172を備える。ユーザインターフェース160を含むコンポーネントは、ユーザと受信機との対話を可能にするコントロールを備える。キーボード162を使用することで、自分自身に関するユーザ情報、例えば、食事時間、運動、インスリン投与、カスタマイズされた治療勧告、および基準検体値を入力することが可能になる。スピーカ164は、例えば、糖尿病患者に高血糖または低血糖状態が存在および/または予測されるなどの状態に関して、可聴信号または警告を発生することができる。バイブレータ166は、例えば、上記でスピーカを参照して説明したような理由に関して、触覚信号または警告を発生することができる。バックライト168は、例えば、明るさが低い状態でユーザがLCD 170を読み取りやすいように備えることができる。米国特許公報第US-2005-0203360-A1号で説明されているように、LCD 170は、例えば、ユーザに視覚的データ出力を提供するように備えることができる。図15Bから15Dは、画面170上に表示することのできる、いくつかの別の視覚的ディスプレイを示す。いくつかの実施形態では、LCDはタッチ起動画面であり、例えば、画面上のメニューからユーザがそれぞれを選択することが可能である。例えば、トグル、メニュー選択、オプション選択、モード選択、およびリセットのために、ボタン172を備えることができる。いくつかの代替実施形態では、マイクを備え、音声作動制御を行うことができる。
【０３２３】
いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース上にプロンプトまたはメッセージを表示して、基準外れ値、基準検体値の要求、治療勧告、推定検体値からの測定検体値の偏差、または同様のものなどの情報をユーザに伝達することができる。それに加えて、プロンプトを表示して、較正または較正のトラブルシューティングを行おうとするユーザをガイドすることができる。
【０３２４】
それに加えて、出力モジュール178からのデータ出力は、受信機158と外部デバイス180との間で有線または無線、一方向または双方向の通信を可能にする。外部デバイス180は、受信機158とインターフェースまたは通信するどのようなデバイスとすることもできる。いくつかの実施形態では、外部デバイス180は、コンピュータであり、受信機158は、例えば、患者または医師によって遡及的分析のために、履歴データをダウンロードすることが可能である。いくつかの実施形態では、外部デバイス180は、モデムまたは他の電気通信局であり、受信機158は、電気通信回線を通して医師や家族など別の当事者に、警告、注意、緊急メッセージ、または同様のものを送ることができる。いくつかの実施形態では、外部デバイス180は、インスリンペンであり、受信機158は、インスリンペンへのインスリン量および時間などの治療勧告を通信することができる。いくつかの実施形態では、外部デバイス180は、インスリンポンプであり、受信機158は、インスリンポンプへのインスリン量および時間などの治療勧告を通信することができる。外部デバイス180は、他の技術または医療用デバイス、例えば、ペースメーカ、埋め込み式検体センサパッチ、他の注入デバイス、テレメトリデバイス、または同様のものを備えることができる。
【０３２５】
キーボード162、ボタン172、マイク(図示せず)、および外部デバイス180を含むユーザインターフェース160は、データの入力が可能であるように構成することができる。データ入力は、例えば、患者に関する情報(例えば、食事時間、運動、または同様のもの)を取得し、医師からの指示(例えば、カスタマイズされた治療勧告、標的、または同様のもの)を受け、ソフトウェア更新をダウンロードする際に有用である。キーボード、ボタン、タッチパネル、およびマイクはすべて、ユーザがデータを受信機に直接入力できる機構の例である。サーバー、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、インスリンポンプ、およびインスリンペンは、有用な情報を受信機に提供することができる外部デバイスの例である。患者の身体の他の特徴を測定する、センサ内部または外部の他のデバイス(例えば、温度センサ、加速度計、心拍モニタ、酸素モニタ、または同様のもの)を使用して、データ処理の際に有用な入力を提供することができる。一実施形態では、ユーザインターフェースは、患者に現在の活動に最も関連の高い活動を選択するように要求することができ、個人の生理学的パターンと関連付ける、または他のデータ処理の際に有用となりうる。他の実施形態では、温度センサおよび/または心拍モニタによって、個人の活動、代謝、およびグルコース変動を関連付ける際に有用な情報を提供することができる。データ入力の数例をここに示したが、さまざまな情報を入力することができ、データ処理の際に役立ちうる。
【０３２６】
図15Bは、連続または単点のグルコース情報をトレンドグラフ184および単一数値186の形で示す、LCD画面170の図である。トレンドグラフは、目標範囲を表す上方および下方境界182を示し、患者はこれらの間に自身のグルコース値を維持するべきである。好ましくは、被検体または看護者などのユーザがこれらの境界182を構成またはカスタマイズできるように、受信機は構成されている。時間の経過による連続的検体値と併せて視覚的境界182を示すことによって(例えば、トレンドグラフ184)、単点(単一数値186)だけと比較して、ユーザは自身の検体濃度を管理する方法をより良く学ぶことができる(例えば、糖尿病患者は自身のグルコース濃度を管理する方法をより良く学ぶことができる)。図15Bは、1時間のトレンドグラフを示すが(例えば、1時間という時間範囲188によって示される)、画面170上に、さまざまな時間範囲、例えば、3時間、9時間、1日、および同様の時間範囲を示すことができる。
【０３２７】
図15Cは、被検体の検体濃度が下方境界(境界182参照)を下回ることに反応して表示することのできる、低値の警告画面を表すLCD画面170の図である。この例示的な画面では、被検体のグルコース濃度が、例えば、図15Bで設定された下方境界を下回る、55mg/dLに低下している。矢印190は、例えば、グルコース濃度が継続して降下していることを示す、検体の傾向を表す。注釈192(「低」)は、被検体に自身のグルコース濃度が、例えば、臨床的に安全な値であると考えられる事前設定した限界を下回っていることを、迅速かつ明確に警告する際に有用である。図15Dは、被検体の検体濃度が上方境界(境界182を参照)を超えて上昇していることに反応して表示することができる、高値の警告画面を示すLCD画面170の図である。この例示的な画面では、被検体のグルコース濃度が、被検体によって設定された境界を上回る200mg/dLに上昇しており、それにより高値の警告画面がトリガーされる。矢印190は、例えば、グルコース濃度が継続して上昇していることを示す、検体の傾向を表す。注釈192(「高」)は、被検者に自身のグルコース濃度が、例えば、臨床的に安全な値であると考えられる事前設定した限界を上回っていることを、迅速かつ明確に警告する際に有用である。
【０３２８】
いくつかの例示的な画面が示されているが、好ましい実施形態で説明されている情報のいずれか、ならびに追加の情報を示すために、さまざまな画面を備えることができる。ユーザは(例えば、ボタン172を使用して)これらの画面の間を切り替えることができ、および/または受信機158内のプログラミングに反応して画面を自動的に表示することができ、同時に他のタイプ(例えば、可聴または触覚)の警告を伴うことができる。
アルゴリズム
【０３２９】
図16Aは一実施形態におけるセンサデータの初期較正およびデータ出力を示すフローチャート200であり、較正は基準検体データに反応する。起動モードとも称される初期較正は、例えば、電子機器ユニットを特定のセンサではじめて使用するときなど、センサの初期化時に生じる。いくつかの実施形態では、初期化時の較正は、システムが通常モードまたは停止モードではないと判断したときにトリガーされるが、これは、図19を参照しつつさらに詳細に説明される。
【０３３０】
検体センサの較正は、センサデータ信号をユーザにとって意味のある予測検体測定値に変換する、データ処理を含む。したがって、基準検体値を使用して検体センサからのデータ信号を較正することができる。
【０３３１】
ブロック202では、センサデータモジュールとも称される、センサデータを受け取るモジュールが、1つまたは複数の時間間隔のセンサデータ点を含むセンサデータ(例えば、データストリーム)を、センサ32から、センサ32と有線または無線通信できる受信機158を介して受け取る。(複数の)センサデータ点は、いくつかの実施形態では、フィルタ、例えば、有限インパルス応答(FIR)または無限インパルス応答(IIR)フィルタを使用して平滑化(フィルタリング)することができる。センサの初期化の際、初期較正前に、受信機は、センサデータを受け取り保存するが、初期較正まで、および適宜、センサの安定が確定するまで、データをユーザに表示しないように構成することができる。いくつかの実施形態では、データストリームを評価してセンサのブレークイン(試験管内または生体内のセンサの平衡)を判断することができる。
【０３３２】
ブロック204で、基準入力モジュールとも称される、基準データを受け取るモジュールが、1つまたは複数の基準データ点を含む基準検体モニタからの基準データを受け取る。一実施形態では、基準検体点は、血液検体自己測定検査(例えば、指穿刺検査)の結果を含むことができる。例えば、ユーザは、検体値(例えば、点)を得るために、知られている検体センサを使用して血液検体自己測定検査を行うことができ、次いで検体値の数値をコンピュータシステム内へ入力することができる。その代わりに、血液検体自己測定検査は、受信機(例えば、コンピュータシステム)との有線または無線接続を通して、ユーザが2つのデバイス間の接続を単純に開始できるようにコンピュータシステムへ転送され、基準検体データは血液検体自己測定検査と受信機の間で受け渡され、またはダウンロードされる。さらに他の実施形態では、検体自己測定検査(例えば、SMBG)は、ユーザが血液試料を受信機に単純に供給できるように受信機と一体型であり、受信機は検体検査を実行して基準検体値を決定する。米国特許公報第US-2005-0154271-A1号には、基準検体モニタを連続的検体センサの受信機に統合するためのいくつかのシステムおよび方法が説明されている。
【０３３３】
いくつかの代替実施形態では、基準データは、他の実質的に連続的な検体センサ、例えば、本明細書で説明されている経皮的検体センサまたは他のタイプの適切な連続的な検体センサからのセンサデータに基づく。2つ以上の一連の経皮的(または他の連続的)センサを使用する実施形態では、センサを、個別または重なり合う期間のセンサデータをもたらすように使用することができる。このような実施形態では、1つの連続的なセンサからのセンサデータを使用して他の連続的なセンサを較正することができ、または続いて使用する連続的なセンサの妥当性を確認することができる。
【０３３４】
いくつかの実施形態では、基準データは、受け取った基準検体データの正確性を時間対応するセンサデータと比較して評価する「外れ値検出」を受けることができる。一実施形態では、修正クラークエラーグリッド(例えば、異なる領域との境界がわずかに修正されたクラークエラーグリッドと同様の検査)で基準データをセンサデータと比較して、データが所定の閾値内に該当するかどうか判断する。データが所定の閾値範囲内にない場合、追加の基準検体データを要求するように受信機を構成することができる。追加の基準検体データで第1の基準検体データを確認する(例えば、密接に相関する)と、次いで第1および第2の基準値が正確であると仮定され、センサの較正が調整または再初期化される。その代わりに、第2の基準検体値が所定の閾値の範囲内にある場合、次いで第1の基準検体値は、外れ値であると推定され、代わりに第2の基準検体値が(複数の)アルゴリズムによって使用される。外れ値検出の一代替実施形態では、予想検体値を推測するために予測が使用され、実際の値および実質的対応のために評価される差分と比較される。ただし、外れ値検出の他の方法も可能である。
【０３３５】
ユーザから受け取った基準値に対し、いくつかの許容性パラメータを設定することができる。例えば、一実施形態では、受信機は、約40mg/dLから約400mg/dLの基準検体値のみを受け入れるように構成されうる。
【０３３６】
ブロック206では、プロセッサモジュールとも称される、データ対応モジュールが1つ以上の対応データ対を作成するように、基準データ(例えば、1つまたは複数の基準検体データ点)と実質的に時間対応するセンサデータ(例えば、1つまたは複数のセンサデータ点)を対応させる。1つの基準データ点を1つの時間対応するセンサデータ点と対応させて、対応データ対を形成することができる。その代わりに、複数の基準データ点を平均化し(例えば、均等または不均等な加重平均、平均値、中央値等)、1つの時間対応するセンサデータ点と対応させて、対応データ対を形成することができ、1つの基準データ点を平均化された複数の時間対応するセンサデータ点と対応させて、対応データ対を形成することができ、または複数の基準データ点を平均化し、平均化された複数の時間対応するセンサデータ点と対応させて、対応データ対を形成することができる。
【０３３７】
一実施形態では、時間対応するセンサデータは、基準検体データのタイムスタンプ(例えば、基準検体データが取得された時間)後、約0分から約20分の間に生じる1つまたは複数のセンサデータ点を含む。一実施形態では、システムのタイムラグ(例えば、検体が検体センサの(複数の)膜を通って拡散するのに必要な時間)を補正するために、5分の遅延が選択される。代替実施形態では、時間対応するセンサ値は、上記の実施形態のものより大きいか、または小さくてもよく、例えば、±60分である。センサデータと基準データの時間対応の変動性は、例えば、データ平滑化フィルタによって導入された時間遅延が長いか、または短いこと、または検体センサの構成によって生じる生理学的タイムラグがより大きいか、またはより小さいことに起因すると考えることができる。
【０３３８】
センサのいくつかの実装では、基準検体データは、データが受信機に入力される時間とは異なる時間に取得される。したがって、基準検体の「タイムスタンプ」(例えば、基準検体値が取得された時間)は、受信機が基準検体データを取得した時間と同じではない。したがって、いくつかの実施形態は、受信機がそれぞれの基準検体値に対する正確なタイムスタンプ、つまり、基準値がユーザから実際に取得された時間を保存することを保証する、タイムスタンプ要件を含む。
【０３３９】
いくつかの実施形態では、所定の期間(例えば、約30分)にわたって個々のセンサ値に対する基準データ点を使用して最良の対応対を評価するために検査が使用される。そのような一実施形態では、基準データ点は、5分間隔でセンサデータ点と対応付けられ、それぞれの対応対が評価される。最良の相関を有する対応対を、データ処理のための対応対として選択することができる。いくつかの代替実施形態では、基準データ点と所定期間にわたる複数のセンサデータ点の平均の対応を使用して、対応対を形成することができる。
【０３４０】
ブロック208では、プロセッサモジュールとも称される較正設定モジュールによって、基準検体データとセンサ検体データの関係を判断するために使用される、1つまたは複数の対応データ対の組から初期較正設定が形成される。初期較正設定を構成する対応データ対は、所定の基準に従って選択することができる。初期較正設定の基準は、更新較正設定の基準と同じまたは異なるものとすることができる。いくつかの実施形態では、初期較正設定のために選択される(複数の)データ対の数(n)は1である。他の実施形態では、初期較正設定にn個のデータ対が選択され、n個は受け取った基準データ点の周波数の関数となっている。さまざまな実施形態において、2つのデータ対が初期較正設定を構成するか、または6個のデータ対が初期較正設定を形成する。実質的に連続的な検体センサによって基準データが与えられる一実施形態では、数多くのデータ点を使用して基準データを6データ対より多く(例えば、数ダースまたは数百ものデータ対)を提供する。例示的な一実施形態では、例えば、実質的に連続的な検体センサは、1日あたり288個(24時間にわたって5分おき)の基準データ点を提供し、それにより1日あたり288回の対応データ対に対する機会がもたらされる。好ましい実施形態では対応データ対の特定の数が参照されるが、所与の期間にわたって適切な数の対応データ対を使用することができる。
【０３４１】
いくつかの実施形態では、データ対はある検体値の閾値の範囲内のみで選択され、例えば、基準検体値は約40mg/dLから約400mg/dLである。いくつかの実施形態では、初期較正設定を形成するデータ対はタイムスタンプに従って、例えば、埋め込み後に所定の「ブレークイン」期間を待機することによって選択され、センサデータの安定性が高まりうる。いくつかの実施形態では、初期較正設定を形成するデータ対は、所定の期間、例えば、2時間以上にわたって分散される。いくつかの実施形態では、初期較正設定を形成するデータ対は、所定のグルコース範囲にわたって分散され、例えば、少なくとも90mg/dL以上の範囲にわたって分散される。
【０３４２】
ブロック210では、プロセッサモジュールとも称する、変換関数モジュールが較正設定を使用して変換関数を生成する。変換関数は、実質的に基準検体データと検体センサデータの関係を実質的に規定する。
【０３４３】
好ましい実施形態で、さまざまな知られている方法を使用して、較正設定から変換関数を生成することができる。複数の対応データ点が較正設定を形成する一実施形態では、最小二乗直線回帰を使用して変換関数を計算するが、例えば、この回帰は、y=mx+bの式を使用して、傾きおよびオフセットを計算する。さまざまな回帰または他の変換方式を実施することができる。
【０３４４】
いくつかの代替実施形態では、センサは、センサの較正を簡略化するために二重電極システムを使用して単点で較正される。1つのそのような二重電極システムでは、第1の電極は、本明細書で説明されているように動作する、グルコースオキシダーゼが上に配設された膜システムを含む、過酸化水素センサとして機能する。第2の電極は、第1の電極と同様であるが修正された膜システムを備えるように構成された(例えば、酵素ドメインを排除した)過酸化水素センサである。この第2の電極は、ほとんどがベースライン信号bから構成されている信号を提供する。
【０３４５】
いくつかの二重電極システムでは、実質的にベースラインを含まないグルコース信号を得るために、グルコース信号からベースライン信号を(電子的またはデジタル的に)差し引く。したがって、単一対の測定値で、y=mxの式を解くことによって結果として得られる差の信号を較正することができる。この代替実施形態で行うことのできる埋め込まれたセンサの較正は、対の測定値の値/範囲への依存がより低く、手動での血糖値測定のエラーの影響をより受けにくく、またユーザの主要なグルコース情報源として、ユーザがセンサを使用しやすくすることができる。米国特許公報第US-2005-0143635-A1号では、センサ信号からベースラインを差し引くためのシステムおよび方法が説明されている。
【０３４６】
二重電極システムのいくつかの代替実施形態では、検体センサは、各電極から得られた信号を(例えば、ベースライン信号を差し引くことなく)、別個に送信するように構成されている。このように、受信機は、これらの信号を処理して、センサおよび/または検体濃度に関する追加の情報を決定することができる。例えば、第1および第2の電極からの信号を比較することによって、ベースラインおよび/または感度の変化を(例えば、基準検体値を使用せずに)検出および/または測定し、較正を更新するために使用することができる。1つのこのような例では、時間の経過とともに対応する第1および第2の信号をモニタリングすることによって、ベースラインによって影響される信号の量を測定することができる。他のこのような例では、時間の経過とともに相関する信号の変動を比較することによって、感度の変化を検出および/または測定することができる。
【０３４７】
いくつかの代替実施形態では、回帰式y=mx+bを使用して、変換関数を計算することができるが、mおよび/またはbについて事前情報を与え、それによって、より少ない対の測定値で較正を行うことが可能である。一較正技術では、(例えば、インビボまたはインビトロ試験から得られた)事前情報によって、(例えば、センサ挿入前に)センサによって得られた測定値からセンサデータを分析することによって、センサの感度および/またはセンサのベースライン信号を決定する。例えば、インビトロセンサパラメータとインビボパラメータとの間に予測関係がある場合、この情報を較正手順によって使用することができる。例えば、インビトロ感度とインビボ感度との間に予測関係がある場合、m≒f(min vitro)であり、単一の対応対とともに予測されるmを使用してbについて解くことができる(b=y-mx)。さらに、例えば、上述のような信号からベースラインを差し引くことを可能にする二重電極構成で、b=0と仮定することができる場合、mおよびbは両方とも、アプリオリに知られ、対応対は較正に必要なく、センサは、例えば、基準検体値(例えば、インビボ埋め込み後に得られた値)を使用する必要なくても較正を完了することができる。
【０３４８】
他の代替実施形態では、事前情報を用意して、回帰解析から決定されるベースライン(b)および/または感度(m)を誘導または妥当性確認することができる。この実施形態では、変換関数を規定する回帰線のための境界を設定することができ、作用センサを正確かつ簡単に(2点で)較正し、非作用センサの較正を排除するようになっている。境界が狭すぎると、作用センサは、較正に入ることができないことがある。同様に、境界が緩すぎると、式は、不正確な較正を招くことがあり、または非作用センサを較正に入れてしまうことがある。例えば、回帰を実行した後、最終的な傾きおよび/またはベースラインを試験し、所定の許容閾値(境界)内にあるかどうかを判断する。これらの所定の許容可能な境界は、インビボまたはインビトロ試験から、(例えば、一組のセンサ/患者の組から、この組が将来のデータを表すと仮定して、収集されたセンサ感度および/またはベースラインの遡及的分析によって)得ることができる。
【０３４９】
傾きおよび/またはベースラインが所定の許容可能な境界内にあるとき、回帰は許容可能であると考えられ、処理は次のステップに続く(例えば、ブロック212)。その代わりに、傾きおよび/またはベースラインが所定の許容可能な境界を外れているとき、回帰の訂正、またはシステムが誤ったデータを処理または表示しないようにするフェールセーフのいずれかのステップが取られる。これは、回帰が結果として誤った傾きまたはベースライン値をもたらす状況において有用となりうる。例えば、回帰に使用される点(対応対)の値が近すぎるとき、値がさらに離れている場合に比べて、結果的に得られる回帰は統計的な正確性がより低い。他の例として、適切に展開されていないセンサまたは展開中に損傷を受けたセンサでは、歪んだまたは誤ったベースライン信号が得られる場合がある。
【０３５０】
いくつかの代替実施形態では、センサシステムは、被検体による初期および/または更新較正を必要としなせず、「ゼロ点較正」実施形態とも称される、これらの代替実施形態では、初期および/または更新較正のための基準検体測定をする必要とせずにセンサシステムを使用することが可能である。一般に、好ましい実施形態のシステムおよび方法は、特に厳密に管理された製造プロセスが使用されるときに、安定的で反復可能なセンサ製造を可能にする。つまり、好ましい実施形態のセンサのバッチは、インビトロで試験したとき実質的に同じベースライン(b)および/または感度(m)(±10%)で設計することができる。それに加えて、好ましい実施形態のセンサは、インビボで反復可能なmおよびbについて設計することができる。したがって、埋め込み前に得られた情報のみを使用して(すなわち、初期較正は基準検体値を必要としない)、生センサデータを較正されたセンサデータへと変換することを可能にする初期較正ファクター(変換関数)を、センサ(センサ電子機器および/または受信機電子機器)にプログラム可能である。それに加えて、センサの耐用年数の間に再較正(更新較正)する必要をなくすために、センサは、インビボで時間の経過とともに感度および/またはベースラインのドリフトを最小限に抑えるように設計される。したがって、好ましい実施形態は、ゼロ点較正に合わせて製造することができる。
【０３５１】
図16Bは、傾きおよびベースラインの事前情報を使用する1つの例を示すグラフである。x軸は、基準グルコース源からの基準グルコースデータ(血糖)をmg/dL単位で表し、y軸は、好ましい実施形態の経皮的グルコースセンサからのセンサデータをカウント単位で表す。上方境界線215は、この例における「許容性」の上方境界を表す回帰線であり、下方境界線216は、この例における「許容性」の下方境界を表す回帰線である。境界線215、216は、好ましい実施形態で説明されているように、グルコースセンサのインビボ感度およびベースラインの遡及的分析から得られた。
【０３５２】
複数の対応データ対217は、好ましい実施形態で説明されているようにグルコースセンサから得られた較正設定のデータ対を表す。対応データ対は、センサデータおよび時間対応する基準グルコースデータに従ってプロットされている。回帰線218は、最小二乗回帰を使用して対応データ対217を回帰した結果を表す。この例では、回帰線は、センサ較正が許容可能であることを示す、上方および下方界線215、216の範囲内にある。
【０３５３】
ただし、傾きおよび/またはベースラインが、このグラフでは上方および/または下方境界線215、216と交差する線で示す、所定の許容範囲外であった場合に、システムは、ベースライン値を仮定し、仮定したベースラインで回帰(または回帰の修正版)を再び実行するが、その際に、仮定されたベースライン値は、インビボまたはインビトロ試験から導かれるように構成される。その後、新しく導出された傾きおよびベースラインを再び試験して、所定の許容境界内に入っているかどうか判断する。同様に、境界試験の結果に応じて処理が続けられる。一般に、一組の対応対(例えば、較正設定)について、回帰線の傾き(感度)が大きければ大きいほどベースラインは低くなり、回帰線の傾き(感度)が小さければ小さいほどベースラインは高くなる。したがって、ベースラインを仮定し、境界に対して検査するステップは、ベースライン、感度、インビトロ試験、および/またはインビボ試験に基づいて、さまざまな異なる仮定されたベースラインを使用して繰り返すことができる。例えば、感度が高いために境界試験が失敗した場合、より高いベースラインを仮定し、回帰を再度実行し、境界を検査する。ベースラインおよび/感度の仮定を約2回反復し、修正された回帰を実行した後、(結果的に得られる回帰線が境界外にある場合に)システムは、エラーが起きたと仮定し、フェールセーフを実行する。「フェールセーフ」という用語はシステム処理の修正を含み、および/または検出されたエラーに応じたデータの表示が不正確なまたは臨床的に関連のない検体値の報告を回避する。
【０３５４】
追加の電極を使用するこれらの多様な実施形態において、事前情報(例えば、インビトロまたはインビボ試験)、信号処理、または較正プロセスの助けとなる他の情報を単独または組合せで使用して、被検体によって取得される基準検体値への較正の依存性を低減または排除することができる。
【０３５５】
ブロック212では、センサデータ変換モジュールは、変換関数を使用して、センサデータを実質的にリアルタイムの検体値推定に変換し、これを較正データ、またはセンサデータを連続的(または間歇的)にセンサから受け取るので変換センサデータとも称する。例えば、受信機に「カウント」単位で送ることのできるセンサデータは、推定検体値にmg/dLで伝達される。言い換えると、与えられた時点におけるオフセット値を生の値(例えば、カウント)から差し引き、それを傾きで割って、推定検体値を求めることができる。
【０３５６】
【数１】
2010538745.tif 000003
【０３５７】
いくつかの代替実施形態では、センサおよび/または基準検体値は、遡及的分析のためにデータベースに保存される。
【０３５８】
ブロック214では、出力モジュールがユーザインターフェースを介してユーザに対し出力を送る。出力は、センサデータを有意義な検体値に変換することによって決定された推定検体値を表す。ユーザ出力は、例えば、推定検体数値、検体濃度の方向傾向の指標、および/または一定期間にわたる推定検体データのグラフ表示の形態をとることができる。推定検体値の他の表現、例えば、聴覚的および触覚的な表現も可能である。
【０３５９】
いくつかの実施形態では、グラフに注釈が付けられ、例えば、被検体が経験した事象を表す、ビットマップイメージが表示される。例えば、食事、インスリン、運動、センサ挿入、睡眠、および同様のものに関する情報を受信機によって(ユーザの入力または別のデバイスからの伝送の受け取りによって)取得し、時間の経過とともに被検体のグルコースのグラフ表現で表示することができる。時間の経過とともに被検体のグルコース濃度と対応する被検体の生命事象を図示することは、被検体にさまざまな事象に反応するその被検体の代謝反応を教示する際に役立ちうると考えられる。
【０３６０】
さらに他の代替実施形態では、センサは追加の検体を測定するように1つまたは複数の追加の電極を使用する。このような測定の結果、センサを較正する際に使用するためのベースラインまたは感度測定値を得ることができる。さらに、ベースラインおよび/または感度測定値を使用して、データのデジタルフィルタリングやデータの表示中断などのイベントをトリガーすることができ、これらはすべて、米国特許公報第US-2005-0143635-A1号でより詳細に説明されている。
【０３６１】
図17は、一実施形態で統計的、臨床的、および/または生理学的な許容可能性のために基準および/またはセンサデータを評価することを示す、フローチャート220を示す。いくつかの許容試験が本明細書で開示されているけれども、知られているいずれかの統計的、臨床的、生理学的標準および方法を適用して、基準およびセンサ検体データの許容性を評価することができる。
【０３６２】
基準データとセンサデータの食い違いの理由の1つは、例えば、センサを被検体の体内に挿入し、検体のセンサへの輸送を阻止するようにセンサの細胞侵襲が始まるときに、時間の経過とともに発生しうる感度のドリフトである。したがって、感度のドリフトが発生したか、および較正を更新するべきかどうかを判断するために、基準検体データと突き合わせて変換済みセンサデータの許容性を検証することが有利となりうる。
【０３６３】
一実施形態では、対応対の許容性を判断するために、基準検体データが、実質的に時間対応する変換センサデータに関して評価される。例えば、臨床的許容性は、時間対応する検体測定値(例えば、グルコースセンサからのデータと基準グルコースモニタからのデータ)との間の偏差およびセンサおよび/または基準データによって表示されるグルコース値に基づいた偏差に関連する、(例えば、糖尿病患者の意思決定に対する)リスクを考慮する。基準検体データおよびセンサ検体データの臨床的許容性を評価し、それに依存するユーザインターフェースを管理することによって、臨床的リスクを最小限にすることができる。好ましくは、受信機は、基準データが得られる毎に、臨床的許容性を評価する。
【０３６４】
図16を参照しつつより詳細に説明されているような初期較正の後に、センサデータ受け取りモジュール222が実質的に連続的なセンサデータ(例えば、データストリーム)を、受信機を介して受け取り、そのデータを推定検体値に変換する。本明細書で使用されているように、「実質的に連続的」という用語は、広義語であり、限定はしないが、数秒から、例えば、1、2、または5分以上の間隔を置いて(例えば、時間的に離して)測定された個々の測定値のデータストリームを含む通常の意味で使用される。センサデータが連続的に変換されると、ときおり、例えば、センサ感度の変化(ドリフト)に応じて再較正されうる。センサの初期較正および再較正には、基準検体値が必要である。したがって、受信機は、適切な処理のためにいつでも基準検体データを受け取ることができる。
【０３６５】
ブロック222では、基準入力モジュールとも称する基準データ受け取りモジュールは、基準検体モニタから基準検体データを受け取る。一実施形態では、基準データは、基準モニタから取得した1つの検体値を含む。ただし、いくつかの代替実施形態では、基準データは、ユーザによってユーザインターフェースに入力され、本明細書の別のところで説明されているような知られている方法で平均化された一組の検体値を含む。いくつかの代替実施形態では、基準データは、他の連続的検体センサから取得された複数の検体値を含む。
【０３６６】
基準データは、例えば、時刻、酸素濃度、体位の影響、および患者が入力した環境データなどの、環境的および生理学的項目に従って事前選別することができる。センサが埋め込み可能なグルコースセンサを含む例示的な一実施形態では、グルコースセンサ内の酸素センサを使用して、正確なグルコース感知のために必要な酵素および電気化学的反応が首尾良く完了するように十分な酸素が供給されているかどうかを判断する。他の例示的な実施形態では、食事時間および/または運動量などのデータをユーザインターフェースに入力するように患者を促し、これを使用して基準データの許容の可能性を判断することができる。さらに他の例示的な実施形態では、基準データを時間対応するセンサデータと対応させ、次いでそれを修正された臨床エラーグリッドで評価して、臨床的な許容性を判断する。
【０３６７】
上記で説明したようないくつかの評価データを使用して、基準検体測定値のための最適な時間を評価することができる。それに対応して、ユーザインターフェースは、ユーザに所与の期間内に較正するための基準データ点を入力するよう促すことができる。その結果、受信機は、最適な較正時間中にユーザに積極的に促すので、環境的および生理学的制限によるエラーの起こりやすさを減少させ、較正の整合性および許容性を増加させることができる。
【０３６８】
ブロック224では、許容性モジュールとも称される評価モジュールが、新しく受け取った基準データを評価する。一実施形態では、評価モジュールは、新しく受け取った基準データおよび時間対応的に変換されたセンサデータ(新しい対応データ対)の臨床的許容性を評価する。一実施形態では、臨床的許容性評価モジュール224は、基準データを実質的に時間対応する変換センサ値と対応させ、クラークエラーグリッド座標を決定する。この実施形態では、クラークエラーグリッドのAおよびB領域内に入る対応対は、臨床的に許容であるとみなされ、クラークエラーグリッドのC、D、およびE領域内に入る対応対は、臨床的に許容であるとみなされない。
【０３６９】
臨床的な許容性を評価する他のさまざまな知られている方法を使用することができる。一代替実施形態では、コンセンサスグリッドを使用して、基準データおよびセンサデータの臨床的許容性を評価する。他の代替実施形態では、平均絶対誤差計算を使用して基準データの臨床的許容性を評価することができる。他の代替実施形態では、知られているグリッド(例えば、クラークエラーまたはコンセンサス)など関連する臨床許容性試験、および時間および/または検体濃度の増減傾向など別のパラメータを使用して、臨床的許容性を評価することができる。他の代替実施形態では、変化率計算を使用して臨床的許容性を評価することができる。受け取った基準データが実質的にリアルタイムであるさらに他の代替実施形態では、変換関数を使用して、基準検体値のタイムスタンプに対応する時間の推定グルコース値を予測することも可能である(これは本明細書で説明したように、センサデータにタイムラグがあるために必要となることがある)。したがって、予測された推定グルコース値およびもしあれば基準検体値の差異に対し、閾値を設定することができる。いくつかの代替実施形態では、本明細書でより詳細に説明されているように、生理学的および/または統計的許容性について基準データが評価される。
【０３７０】
決定ブロック226で、評価の結果が判断される。許容性が決定された場合、処理がブロック228へ続き、較正設定で新しい対応データ対を使用して変換関数を再計算する。
【０３７１】
ブロック228で、変換関数モジュールは、新しく受け取った基準データに関連する新しい対応データ対を使用して変換関数を再計算する。一実施形態では、変換関数モジュールは、新しく受け取った基準データ(例えば、対応センサデータを含む)を較正設定に追加し、それに従って変換関数を再計算する。代替実施形態において、変換関数モジュールは、最も古い、および/または最も一致度が低い対応データ対を較正設定から排除し、それに従って変換関数を再計算する。
【０３７２】
ブロック230では、センサデータ変換モジュールが、(ブロック228から)新しい変換関数を使用して、上でより詳細に説明されているように、連続的に(または間歇的に)センサデータを、較正データまたは変換センサデータとも称される推定検体値へと変換する。
【０３７３】
ブロック232では、出力モジュールがユーザインターフェースを介してユーザに対し出力を送る。出力は、センサデータを有意義な検体値に変換することによって決定された推定検体値を表す。ユーザ出力は、例えば、推定検体数値、検体濃度の方向傾向の指標、および/または一定期間にわたる推定検体データのグラフ表示の形態をとることができる。推定検体値の他の表現、例えば、聴覚的および触覚的な表現も可能である。
【０３７４】
ただし、許容性が判断ブロック226で否(許容不可)と判断された場合、処理は、較正設定を調整するためにブロック234に進む。較正設定調整の一実施形態において、変換関数モジュールは、1つまたは複数の最も古い対応データ対を排除し、それに従って変換関数を再計算する。一代替実施形態において、変換関数モジュールは、最も一致度が低い対応データ対を較正設定から排除し、それに従って変換関数を再計算する。
【０３７５】
ブロック236では、変換関数モジュールが、調整された較正設定を使用して変換関数を再生成する。理論によって拘束されるものではないが、最も一致度が低いおよび/または最も古い対応データ対を較正設定から排除することによって、時間の経過に伴うセンサ感度のドリフトの影響を排除または消去し、これにより変換関数がセンサの電流感度を適切に表すように調節することができる。
【０３７６】
ブロック224では、評価モジュールが、新しく受け取った基準データを、新しい変換関数(ブロック236)を使用して変換された時間対応する変換センサデータとともに再評価する。上の決定ブロック226を参照しつつ説明されているように、評価の結果を判断するために、フローは決定ブロック238に続く。許容性が決定されると、処理は、ブロック230に進み、新しい変換関数を使用してセンサデータを変換し、較正されたセンサデータをユーザインターフェースに連続的に表示する。
【０３７７】
ただし、許容性が判断ブロック226で否と判断された場合、処理は、較正設定をもう一度調整するためにブロック234にループして戻る。例えば、較正設定が変換関数を生成する対応データ対を1つしか備えない、または1つも備えないときに、較正設定が較正に対しもはや十分でなくなるまで、このプロセスを続けることができる。この状況では、システムは、例えば、図16および19を参照しつつより詳細に説明されている、初期較正または起動モードに戻ることができる。その代わりに、このプロセスは、不適切な対応データ対が十分に排除され、許容可能性が肯定的に判断されるまで続けることができる。
【０３７８】
代替実施形態では、許容性は、品質評価によって決定され、例えば、較正品質は、推定検体値の較正および生センサデータから推定検体値への変換に使用される変換関数と関連する信頼性を決定する、較正設定を形成するデータの統計的関連性を決定することによって、評価することができる。例えば、米国特許公報第US-2005-0027463-A1号を参照のこと。
【０３７９】
その代わりに、それぞれの対応データ対は、上で説明されているような臨床的または統計的許容性に基づいて評価することができるが、対応データ対が評価基準を通過しないときには、システムは、ユーザからの別の対応データ対を要求するように構成することができる。このように、二次チェックを使用して、エラーが基準グルコース値またはセンサ値のどちらによる可能性が高いかを判断することができる。第2の基準グルコース値が第1の基準グルコース値と実質的に相関する場合、基準グルコース値は、より正確でありセンサ値が誤りであると推測することができる。センサ値のエラーに関するいくつかの理由として、例えば、低酸素による信号のベースラインの変動または信号の雑音がある。このような場合、システムは、二次的な基準グルコース値を使用して較正を再起動するように構成することができる。ただし、基準グルコース値が実質的に相関しない場合、センサグルコース値がより正確であり、基準グルコース値がアルゴリズムから消去されると推測することができる。
【０３８０】
図18は、一実施形態における、異常値に対する較正センサデータの評価を示すフローチャート250を示す。センサデータは、一般的に正確であり信頼できるものであるけれども、検体データをユーザインターフェースに表示する前に、有利には較正センサデータの自己診断検査を実施することができる。
【０３８１】
較正センサデータの異常に関する理由の1つは、埋め込み部位の局所的な虚血などの一過性事象があり、検体と反応する酸素が不十分であることによって、一時的に誤った読取りが生じることがある。したがって、フローチャート190は、ユーザに表示する前に誤ったデータを把握するために使用することのできる、1つの自己診断検査を示す。
【０３８２】
ブロック252では、センサデータモジュールとも称されるセンサデータ受け取りモジュールが、新しいセンサデータをセンサから受け取る。
【０３８３】
ブロック24では、センサデータ変換モジュールが、新しいセンサデータを、較正データとも称される推定検体値に連続的に(または間歇的に)変換する。
【０３８４】
ブロック256では、自己診断モジュールは、新しい較正センサデータを前の較正センサデータ、例えば、直近の較正センサデータ値と比較する。新しい較正センサデータと前の較正センサデータとを比較する際に、さまざまなパラメータが評価できる。一実施形態では、さまざまな検体の変化および/または変化の加速(または減速)率は、体内での生理学的限界が知られており、センサデータをそれに従って評価することができる。例えば、知られている生理学的(および/または統計的)限界の範囲内にある前のデータからの変化率によって示される、新しいセンサデータが生理学的に可能な範囲内にあるかどうかを判断するように限界を設定することができる。同様に、例えば、予測的アルゴリズムに基づいて、実際の値が統計的および/または臨床的に許容可能な範囲内にあるかどうかを判断するために、検体の将来の値を予測するアルゴリズムを使用して予測し、次いで実際の値を時間対応する予測値と比較することができる。いくつかの実施形態では、予測される検体データと測定された検体データとの間の差異の識別を使用して、予測されるデータと測定された時間対応するデータとの間の評価された差異に反応する信号ベースラインの変化を識別することができる。いくつかの代替実施形態では、信号ベースラインおよび/または感度の変化を、変換関数の変化をモニタリングすることによって、判断することができる、つまり、y=mx+bの式を使用して変換関数を再計算するときに、予め選択された「通常」閾値を超えるm(感度)またはb(ベースライン)の値の変化を使用して、フェールセーフまたはさらなる診断評価をトリガーすることができる。
【０３８５】
上述の自己診断は、較正されたセンサデータとともに一般に使用されるけれども、センサ較正前、例えば、生データストリームのセンサ較正前に、および/または生データストリームのフィルタリング後に、連続的センサ値に異常がないか検査するいくつかの代替実施形態が考えられる。いくつかの実施形態では、間歇的または連続的な信号対雑音測定値を評価して、設定閾値を超える信号対雑音比に反応するセンサデータの異常を判断することができる。いくつかの実施形態では、信号残差(例えば、生データとフィルタリングされたデータとの比較による)を、設定閾値を超える雑音を間歇的または連続的に分析することができる。いくつかの実施形態では、パターン認識を使用して、低酸素(米国特許公報第US-2005-0043598-A1号を参照)または他の知られている信号異常などの生理学的状態に付随する雑音を認識することができる。したがって、これらの実施形態では、上記で引用した同時係属の米国特許公報第US-2005-0043598-A1号においてより詳細に説明されているように、データストリームの異常に応じて、信号推定のトリガー、異常に応じたデータストリームの適応フィルタリング、または同様の操作を行うにシステムを構成することができる。
【０３８６】
他の実施形態では、基準検体値は、信頼性レベルを決定するように処理され、基準検体値は、時間対応する較正されたセンサ値と比較され、臨床的または統計的精度に関して評価される。さらに他の代替実施形態では、新規の基準検体データと前の基準検体データが、センサデータの代わりに、またはセンサデータに加えて、比較される。一般に、生または較正されたセンサおよび/または基準検体データ内の特定の異常を診断するために使用されうる検体値の知られているパターンおよび限界が存在する。
【０３８７】
ブロック193では、好ましい実施形態の自己診断モジュールによって使用されうる追加のシステムおよび方法を説明する。
【０３８８】
決定ブロック258では、システムは、比較して異常値が返されたかどうかを判断する。一実施形態では、新規のセンサデータと前のセンサデータとの間の傾き(変化率)を評価し、変化が±10、15、20、25、または30%以上の値、および/または±2、3、4、5、または6mg/dL/分以上、より好ましくは±4mg/dL/分の変化率は異常であるとみなされる。いくつかの実施形態では、他の知られている生理的パラメータを使用して異常値を判断することができる。ただし、さまざまな比較および限界を設定することができる。
【０３８９】
ブロック260では、値が異常であるとみなされない場合、センサデータ変換モジュールは、受け取った新しいセンサデータを、較正データとも称される推定検体値に連続的に(または間歇的に)変換する。
【０３９０】
ブロック262では、値が異常であるとみなされる場合、システムは、いくつかの実施形態においてフェールセーフモードとも称される中断モードに入るが、これについては、以下で図19を参照しつつさらに詳細に説明される。一般に、中断モードは、較正されたセンサデータの表示および/または対応データ対の較正設定への挿入が中断される。好ましくは、システムは、受け取ったセンサデータが異常であるとみなされなくなるまで、中断モードのままである。いくつかの実施形態では、中断の時間限界または閾値が設定され、その後、例えば、追加の基準検体データ、電子機器ユニットの交換、および/またはリセットなど、システムおよび/またはユーザの介入が必要になる場合がある。
【０３９１】
いくつかの代替実施形態では、(複数の)異常値の肯定的判断に応じて、システムは異常値が存在する期間内にわたって1つまたは複数のグルコース値を推定するように構成することができる。信号推定とは、一般に、フィルタリング、データ平滑化、増強、予測、および/または、例えば、履歴データに基づいてグルコース値を推定する他の方法を指す。信号推定の一実装では、直近のグルコースデータに基づいて生理学的に可能な値が計算され、異常値は最も近い生理学的に可能なグルコース値に置き換えられる。米国特許公報第US-2005-0027463-A1号、米国特許公報第US-2005-0043598-A1号、および米国特許公報第US-2005-0203360-A1号も参照のこと。
【０３９２】
図19は、一実施形態におけるセンサデータの自己診断を示す、フローチャート280である。センサデータの検査および較正には基準検体値が有用であるけれども、センサの自己診断能力は、信頼性のあるセンサデータを表示するためのフェールセーフを設け、ユーザの介入を最小限にすることが可能である(例えば、必要に応じて基準検体値のみを要求する)。
【０３９３】
ブロック282では、センサデータモジュールとも称されるセンサデータ受け取りモジュールが、新しいセンサデータをセンサから受け取る。
【０３９４】
ブロック284では、センサデータ変換モジュールが、受け取った新しいセンサデータを、較正データとも称される推定検体値に連続的に(または間歇的に)変換する。
【０３９５】
ブロック286では、フェールセーフモジュールとも称する自己診断モジュールが、センサデータの精度、信頼性、および/または臨床的許容性を判断するために、1つまたは複数の計算を実行する。自己診断モジュールのいくつかの実施例が、ブロック256を参照しつつ上で説明されている。自己診断モジュールは、例えば、生データ、フィルタリングされたデータ、較正されたデータ、予測されたデータ、および同様のデータに対し、定期的に(例えば、間歇的に、またはトリガーに応じて)実行するようにさらに構成することができる。
【０３９６】
いくつかの実施形態では、自己診断モジュールは、センサを被検体内に挿入してからの時間の長さを評価するが、その際にセンサの使用可能寿命に対し閾値が設定され、その期間より後は、センサは信頼できないとみなされる。いくつかの実施形態では、自己診断モジュールは、故障またはリセットの回数(例えば、システムが強制的に中断または起動モードになった回数)を数える必要があり、所定の期間に対する回数閾値が設定され、それを超えるとシステムは信頼できないとみなされる。いくつかの実施形態では、自己診断モジュールは、図5を参照しつつ上でより詳細に説明されているように、新しく受け取った較正されたセンサデータを、異常値に関してすでに較正されているセンサデータと比較する。いくつかの実施形態では、自己診断モジュールは、図18を参照しつつさらに詳細に上で説明されているように、臨床的許容性を評価する。いくつかの実施形態では、米国特許第7,081,195号および米国特許公報第US-2005-0143635-A1号で説明されているような診断を、例えば、センサ信号上の阻害種を認識し、センサ信号のベースラインおよび感度のドリフトを認識するシステム診断のために好ましい実施形態のシステムに組み込むことができる。
【０３９７】
ブロック288では、センサ評価モジュール224の一部とすることのできる、モード決定モジュールが、センサを設定する(または、設定したままにする)べきモードを決定する。いくつかの実施形態では、システムは、1)起動モード、2)通常モード、および3)中断モードの3つのモードでプログラムされる。本明細書で3つのモードについて説明されているけれども、好ましい実施形態は、システムをプログラムすることのできるモードの数およびタイプに限られる。いくつかの実施形態において、システムは、通常モードでは「in-cal」(較正内)と規定され、そうでなければ、システムは、起動モードおよび中断モードでは「out-of-cal」(較正外)と規定される。本明細書で使用されている用語は、機能性を説明することが目的であり、その定義を限定するものではない。
【０３９８】
好ましくは、起動モードが備えられ、この起動モードは、システムが中断または通常モードにとどまることができないと判断するとき(例えば、上でより詳細に説明されているように、自己診断モジュールによって検出された問題によって)、設定され、および/または、システムは、新しいセンサが挿入されたことを通知される。起動モードが初期化すると、システムは、古い対応データ対および/または較正情報が確実に排除されるようにする。起動モードでは、システムは、図13を参照しつつ上でさらより詳細に説明されているように、較正設定を起動する。較正設定が初期化された後、センサデータの変換の準備ができ、システムは、通常モードに設定される。
【０３９９】
好ましくは、通常モードが備えられ、この通常モードは、システムがセンサデータを正確に、また確実に変換するときに設定され、例えば、臨床的許容性は肯定的に判断され、異常値は否定的に判断され、および/または自己診断モジュールは、データの信頼性を確認する。通常モードでは、システムは、連続的(または間歇的)にセンサデータを変換(較正)する。それに加えて、システムが受け取った基準検体値をセンサデータ点と対応させ、較正設定に追加する。
【０４００】
いくつかの実施形態では、較正設定は、所定の数の対応データ対に制限され、その後、システムは、新しい対応データ対が較正設定に追加されるときに古いまたは望ましさの低い対応データ対を排除する。望ましさの低い対応データ対は、実質的に最適な較正設定を形成する一組の対応データ対を規定する、1つまたは複数の基準を含む組み入れ基準によって決定されうる。
【０４０１】
1つの組み入れ基準は、対応データ対の(較正設定を構成する)タイムスタンプが少なくとも予め選択された期間(例えば、3時間)にわたることを保障することを含む。他の組み入れ基準は、対応データ対のタイムスタンプが予め選択された期間(例えば、1週間)を超えないことを確実にすることを含む。他の組み入れ基準は、較正設定の対応対が、実質的に均一に分布する量の高域および低域の生センサデータ点、推定センサ検体値、および/または基準検体値を有することを確実にする。他の基準は、すべての生センサデータ、推定センサ検体値、および/または基準検体値が所定の範囲(例えば、グルコース値40mg/dLから400mg/dL)内に確実に入るようにすることを含む。他の基準は、(複数の)対応対のタイムスタンプの時間範囲において(例えば、センサデータからの)検体濃度の変化率を評価することを含む。例えば、検体濃度の変化率が低いときに取得したセンサおよび基準データは、タイムラグならびに他の生理学的および非生理学的影響によって生じる不正確性の影響を受けにくい。他の基準は、各対応データ対のそれぞれのセンサおよび基準データの適合性を評価することを含み、最も一致度の高い対応対が選択できる。他の基準は、センサ値にエラーが含まれる可能性を確認するために、生理学的変化(例えば、センサへの圧力、または経皮的に埋め込み可能な検体センサの機能への影響、または図6を参照しつつ説明されているような他の影響を生じることのある、ユーザの体位、位置、または動作による低酸素など)を評価することを含む。較正設定基準の評価は、上述の組み入れ基準の1つ、一部、または全部を評価することを含む。追加の実施形態は、本明細書で明示的に説明されていない追加の組み入れ基準を含むことができると考えられる。
【０４０２】
残念ながら、通常モードのシステムが起動モードまたは中断モードに変更される状況も存在しうる。一般に、システムは、上でより詳細に説明されているように、臨床的許容性の欠落、異常値の検査および/または他の自己診断評価が判断されるとききに、中断モードに変わるようにプログラムされており、システムは、システム再起動(例えば、起動モード)が必要かどうかを判断するためにさらなる処理を必要とする。一般に、システムは、中断モードでシステムを解決できないとき、および/または新しいセンサが挿入されたことを(例えば、システムトリガーまたはユーザ入力を介して)システムが検出したときに、起動モードに変わる。
【０４０３】
好ましくは、中断モードが備えられ、臨床的許容性の欠落、異常値の検査および/または他の自己診断評価によってセンサデータの非信頼性が判断されたときに中断モードが設定される。いくつかの実施形態では、システムは、基準検体値を受け取らずに所定の期間が経過したときに中断モードに入る。中断モードでは、較正設定は、新しい対応データ対に更新されることはなく、センサデータは、適宜変換することができるが、ユーザインターフェースには表示されない。システムは、問題が解決されるとすぐに(例えば、自己診断モジュールからセンサ信頼性の肯定的評価)、通常モードに変わることができる。システムは、中断モードでシステムを解決できないとき、および/または新しいセンサが挿入されたことを(システムトリガーまたはユーザ入力によって)システムが検出したときに、起動モードに変わることができる。
【０４０４】
センサを挿入し、センサデータの測定、処理、および表示を行うための、経皮的検体センサ、取り付けユニット、電子機器ユニット、アプリケータ、および受信機を備える、好ましい実施形態のシステムは、最小限の侵襲的創傷で被検体の組織内での安定性が設計されているために、慎重かつ信頼的なデータ処理および表示を行いながら、簡便性および正確度を向上させることができ、それにより全体的な被検体の快適性、信頼性、安全性、および簡便性が増加する。つまり、例えば、糖尿病患者に利用可能な従来の連続的グルコースセンサとは対照的に、好ましい実施形態のセンサの形状的構成、サイズ、および材料によって、検体の連続的測定のための非侵襲的デバイスの製造および使用が可能になる。それに加えて、好ましい実施形態のセンサシステムは、手術をせずにセンサを挿入し7日間以上検体値を測定するための、快適で信頼性の高いシステムを実現する。好ましい実施形態のセンサシステムは、被検体の快適さを確保し、測定の正確度をもたらす化学的および機械的安定性を備えるように設計されている。さらに、取り付けユニットは、使用時にロープロファイルを維持する再利用可能な小型電子機器ユニットを備えるよう設計されている。センサの使用可能寿命は、例えば、センサに対する皮下の異物反応を遅らせるために、抗炎症剤を局所的に放出するセンサに生物活性剤を組み込むことによって、延命することができる。
【０４０５】
センサの(例えば、所定の有効期限、感染の可能性、または炎症のレベルによる)使用可能寿命が過ぎた後、被検体は、センサおよび取り付けユニットを皮膚から取り外し、(好ましくは、電子機器ユニットは再利用のために保存しながら)センサおよび取り付けを廃棄することができる。再利用可能な電子機器ユニットに別のセンサシステムを挿入することができ、したがって、連続的センサの出力が長期間にわたって供給される。
【０４０６】
(実施例)
図20Aは、経皮的グルコースセンサデータおよび対応するヒトの経時的な血糖値を示すグラフ表示である。x軸は時間を表し、第1のy軸は電流をピコアンペアで表し、第2のy軸は血糖をmg/dLで表す。凡例に示されているように、小さい菱形の点は好ましい実施形態の経皮的グルコースセンサの作用電極からの測定電流を表し、大きい点は指穿刺から採取しインビトロ血糖自己測定器(SMBG)を使用して分析した血液の血糖値を表す。
【０４０７】
経皮的グルコースセンサを好ましい実施形態に従って製造し、ヒト被検体に埋め込み、ある期間にわたってそこに留置した。つまり、センサを組み立てるために、白金ワイヤを使用し、白金にパリレンを蒸着させて絶縁被覆を形成し、(「ツイストペア線」を形成するように)絶縁された白金ワイヤの周りに銀ワイヤを螺旋状に巻き付け、銀ワイヤの電気活性面の部分をマスクし、ツイストペア線にパリレンを蒸着し、銀電極を塩素化処理して塩化銀基準電極を形成し、絶縁された白金ワイヤ上の径方向窓を除去してその上に周上電気活性作用電極表面積を露出させたが、このアセンブリは「パリレン被覆ツイストペアアセンブリ」とも称する。
【０４０８】
阻害ドメインは、パリレン被覆ツイストペアアセンブリ上に、阻害ドメイン溶液(2:1のアセトン/エタノール溶媒溶液中、7重量パーセントの50000分子量酢酸セルロース(ミズーリ州セントルイス所在のSigma-Aldrich))に浸漬被覆し、その後室温で3分間乾燥させることによって形成した。この阻害ドメイン溶液の浸漬被覆ステップを2回以上繰り返して、アセンブリ上に3層の酢酸セルロースから構成される阻害ドメインを形成した。浸漬の長さ(挿入深さ)は、酢酸セルロースが作用電極の先端から被覆し、露出された電気活性作用電極窓にわたって、露出された電気活性基準電極の遠位端を覆うように調節した。
【０４０９】
酵素ドメインは、その後アセンブリを酵素ドメイン溶液に浸漬被覆し、真空下にて、20分間50℃で乾燥させて、阻害ドメイン上に形成した。この浸漬被覆プロセスをもう一度繰り返して、2層の酵素ドメインを形成した。抵抗ドメインは、その後アセンブリを抵抗ドメイン溶液でスプレー被覆し、アセンブリを真空下にて、60分間50℃で乾燥させて、阻害ドメイン上に形成した。それに加えて、センサを25kGyの線量の電子ビーム放射に露出させたが、他のセンサ(対照センサ)は、電子ビーム放射に露出させなかった。
【０４１０】
グラフには、ヒトの患者に埋め込まれたセンサに動作可能に接続された電子機器ユニットによって取得された、約3日間のデータが示されている。指穿刺血液試料を定期的に採取し、グルコース濃度を血糖測定器(SMBG)で測定した。グラフには、グルコース濃度の経時的な上昇および下降を追跡しながら、経皮的グルコースセンサが取得した皮下センサデータが示されている。時間対応する血糖値は、グルコース濃度の経時的な適切な追跡を示す、センサデータの血糖データとの相関を示す。
【０４１１】
センサ電極から取得された生データ信号は、ピコアンペア範囲の電流測定値を有する。つまり、グルコースの単位(mg/dL)毎に、約3.5から7.5pAの電流が測定される。一般に、デバイスによって示される約3.5から7.5pA/mg/dLの感度は、グルコースへの膜システムの抵抗、膜システム内の酵素量、作用電極の表面積、および電子回路設計を含む、さまざまな設計要因に起因しうる。したがって、ピコアンペア範囲の電流を使用すると、1)酵素を少ししか必要と(または使用)しない(例えば、膜システムの抵抗が高く、酵素ドメインを通過して反応するグルコースが少ないため)、2)酸素を少ししか必要としない(例えば、酵素ドメインでグルコースの反応が少ないほど、共反応物質として必要な酸素が少ないため)、したがって皮下組織の一過性虚血中により良く動作する、3)低血糖範囲でもグルコースを正確に測定する(例えば、電子回路が非常に少量のグルコース(作用電極での過酸化水素)を測定できるため)検体センサを実現できる。有利には、好ましい実施形態の検体センサは、少なくとも一部はピコアンペア範囲の電流によって、従来はmg/dL値が低いと低い正確度しか得られなかったが、より少ない酵素、より少ない酸素、優れた分解能、低使用電力、およびそれにより低血糖範囲でより優れた性能が可能になったので、従来の検体センサより向上した性能を示す。
【０４１２】
図20Bは、経皮的グルコースセンサデータおよび対応するヒトの経時的な血糖値を示すグラフ表示である。x軸は時間を表し、y軸はグルコース濃度をmg/dLで表す。凡例に示されているように、小さい菱形の点は好ましい実施形態の経皮的グルコースセンサから測定された較正グルコースデータを表し、大きい点は指穿刺から採取し試験管内血糖自己測定器(SMBG)を使用して分析した血液の血糖値を表す。較正されたグルコースデータは、好ましい実施形態のアルゴリズムを使用して較正されたことを除いて、電流で示されている図20Aのデータに対応する。したがって、グルコース濃度の正確な皮下測定を行い、好ましい実施形態のシステムおよび方法を使用して測定し処理した。
【０４１３】
図21は、経皮的グルコースセンサデータおよび対応するヒトの約7日間にわたって取得した血糖値を示すグラフ表示である。x軸は時間を表し、y軸はグルコース濃度をmg/dLで表す。凡例に示されているように、小さい菱形の点は好ましい実施形態の経皮的グルコースセンサから測定された較正グルコースデータを表し、大きい点は指穿刺から採取し試験管内血糖自己測定器(SMBG)を使用して分析した血液の血糖値を表す。較正されたグルコースデータは、約7日間ヒトに埋め込まれたセンサに対応し、例えば、3日間に比べて、機能寿命が延びたことを示している。
【０４１４】
センサシステムの差別化
いくつかの実施形態では、センサシステムは1、3、5、7、または10日間以上の埋め込みに適している。その代わりに、より短期間、またはより長期間用のセンサに、意図されたセンサ寿命に合わせてカスタマイズされた1つまたは複数の特定の設計特徴(例えば、膜システム、(複数の)生体活性剤、構造、電子機器設計、電源、ソフトウェア、または同様のもの)を持たせることができる。同様に、いくつかの実施形態では、小児、成人、老人、1型糖尿病患者、2型糖尿病患者、集中治療(ICU)、病院使用、自宅使用、堅固な装着、日常用の装着、運動、および同様の用途などのさまざまな用途に適したセンサシステムを実現し、センサシステムは、初期の使用にカスタマイズされた特定の設計特徴(例えば、膜システム、(複数の)生物活性剤、構造、電子機器設計、電源、ソフトウェア、または同様のもの)を含む。したがって、有利には、実質的に同様のセンサシステムを、例えばセンサシステムの電子機器ユニットをさまざまな取り付けユニットと解除可能に対合させることができるセンサ、またはさまざまな機能性のために設計されたさまざまな電子機器ユニットを特定の取り付けユニットと対合させることができるセンサなど、差別化することができる。
【０４１５】
いくつかの実施形態では、機械的、電気的および/またはソフトウェア設計によって、これらのさまざまなセンサシステムの差別化(例えば、非互換性など)が可能である。言い換えると、センサシステムは、本明細書で説明されているように、電子機器ユニットと取り付けユニット(センサを含むハウジング)との間での適切な対応を確実にするように「キーを作成する」ことができる。本明細書で使用される「キー」および「キーを作成した」という用語は、広義語であり、限定はしないが、センサ、その関連電子機器、受信機、および/またはその関連電子機器の間の動作可能な接続または動作可能な通信を制御するシステムおよび方法を指すことを含む通常の意味で使用される。これらの用語は、機械的、電気的、およびソフトウェア「キー」を含むのに十分広範である。例えば、機械的に設計されたキーは、2つの部品間の動作可能な接続、例えば、電子機器ユニットと取り付けユニットの間の対合を可能にする機械的設計を含むことができ、接点が補完的部品の接点と互いに係合するようにキーが作成されている。他の例として、電子的に設計されたキーは、無線ICタグ(RFIDチップ)を取り付けユニット上に備えることができ、電子機器ユニットは、センサおよび/またはセンサ電子機器の間の動作可能な接続または通信の前に、RFIDチップからの所定の識別数字(キー)を識別するようにプログラムされている。さらに他の実施例として、ソフトウェアキーは、センサおよび/または電子機器ユニットを識別するコードまたはシリアル番号を含むことができる。
【０４１６】
したがって、被検体の組織内に経皮的に挿入するように構成されたセンサ、被検体の組織の外側に留置しセンサを支持するように構成されたハウジング、前記ハウジングに解放可能なように取り付け可能な電子機器ユニットを含む、被検体の体内の検体を測定するためのシステムおよび方法が提供され、これらハウジングおよび電子機器ユニットの少なくとも1つに、センサと電子機器ユニットの間に対応をもたらすようにキーが作成される。
【０４１７】
いくつかの実施形態では、ハウジング(センサを含む)およびその対応する電子機器ユニットに、1つまたは複数の接点の構成によってキーが作成される。図4Aから4Cは、3つの固有の接点構成を示し、構成はハウジング内に配置された第1と第2の接点の間の距離によって差別化される。この実施形態では、適切にキーを作成された電子機器ユニットが、対合するハウジング上の接点と対合する接点を備えるように構成され(図4Aから4C)、例えば、ハウジング上の幅狭の接点構成は、電子機器ユニット上の幅狭の接点構成とのみ対合する。したがって、実際には、同様に「キーを作成された」ハウジングに相互係合するように設計された接点構成を含む電子機器ユニットのみが、それに動作可能なように接続することができる。
【０４１８】
いくつかの実施形態では、電子機器ユニットは、これ以降「送信機ID」と称する、IDを備えるようにプログラムされており、これでセンサシステムを一意に識別する。例示的な一実施形態では、第1のセンサシステムは、3日間使用するように設計されており、第2のセンサシステムは、7日間使用するように設計されており、送信機IDは、センサシステムを差別化するために「3」または「7」で開始するようにプログラムすることができる。実際に、3日間センサシステムは、3日間使用にプログラムされ(以下でさらに詳細に説明される「センサ有効期限満了の実施」を参照)、したがって、3日間センサシステムを動作可能なように接続すると、受信機は、送信機IDに従って適切な期間だけ機能することができる。
【０４１９】
いくつかの実施形態では、それぞれのセンサシステムは、固有のまたはほぼ固有のシリアル番号に関連付けられ、1つまたは一組のセンサシステムと関連付けられる。このシリアル番号は、センサの挿入後、およびセンサ電子機器の動作可能な接続後に、シリアル番号を受信機に(例えば、パッケージから)手動で入力することができるか、またはセンサ電子機器ユニットから自動的に伝送することができるように、意図された持続時間、較正情報、および同様のものなどの情報を含むことができる。このようにして、シリアル番号は、センサシステムが意図された持続時間に機能することを可能にするのに必要な情報を提供することができる。
【０４２０】
それに加えて、またはその代わりに、電子機器ユニットおよび/または取り付けユニットに、固有のセンサシステムを差別化するために、例えば、英数字、絵図、または色を用いたラベルまたはコードを付けることができる。この方法で、ユーザが異なるセンサシステムを混同する可能性が減じられる。
【０４２１】
センサ有効期限満了(センサ寿命期間)の実施
一般に、経皮的センサシステムは、所定の寿命の長さ(例えば、数時間から数日間以上)に合わせて設計することができる。いくつかの実施形態では、1日、3日、5日、7日、または10日間以上に適したセンサシステムを実現する。実際に起こりうる問題の1つは、意図された寿命を超えるセンサの連続使用であり、例えば、被検体はセンサをその意図された寿命後も取り外さず、および/または被検体は電子機器ユニットを取り付けユニット内から取り出し、再び取り付ける場合がある(これはいくつかの状況では、意図された寿命を超える、センサシステムの更新および/または使用を起こすことがある)。したがって、センサシステムが適切な持続時間にわたって使用されるようにし、不注意または意図しない行いによってセンサシステムが不適切に延長または再使用されないようにする、システムおよび方法が必要である。
【０４２２】
好ましい実施形態では、被検体内の検体を測定するためのシステムおよび方法が提供され、このシステムは、被検体の皮膚を通して経皮的な挿入に適合されたセンサと、被検体の皮膚に近接して留置されるように、また皮膚を通して挿入するとセンサを支持するように構成されたハウジングと、ハウジングに動作可能なように接続された電子機器ユニットを備え、センサシステムは、センサが(例えば、センサを動作不能にする)所定の期間を超える使い方がなされないように構成されている。
【０４２３】
いくつかの実施形態では、センサシステムは、電子機器ユニットを取り外したとき、および/または所定の期間が経過した後に、センサを破壊するように構成されている。例示的な一実施形態では、材料のループがセンサの一部を取り囲み、電子機器ユニットがハウジングから取り外されたとき、(被検体から)センサを後退させるように構成されている。他の実施形態では、センサシステムは、電子機器ユニットがハウジングから取り外されると、センサを切断、折り曲げ、または他の方法で破壊するように構成されている。
【０４２４】
いくつかの実施形態では、センサシステムは、新しいセンサの初期化を行わせるかどうかを判断するようにプログラムされている。例えば、受信機は、追加のセンサシステムのために受信機を起動する前に、センサの接続を切断することを要求するようにプログラムすることができる。そのような一実施形態では、新しいセンサを起動させる前に、センサの接続が切断されたことを示すよう、電子機器ユニットからゼロを探すように受信機をプログラムすることができる。これよって、新しいセンサの初期化前に、ユーザが電子機器ユニット(および/またはセンサ)を実際に確実に取り外すことを補助することができる。そのような他の実施形態では、センサ挿入情報を受信機に伝送して新しいセンサの初期化を行わせるように、センサ挿入情報をセンサ電子機器にプログラムすることができる。
【０４２５】
いくつかの実施形態では、受信機のソフトウェアは、電子機器ユニットから情報(例えば、意図された持続時間、送信機ID、有効期限日、シリアルコード、製造日、または同様のもの)を受け取り、例えば所定の期間(意図された持続時間)またはセンサ有効期限後に自動的に停止するようにプログラムされる。
【０４２６】
いくつかの実施形態では、受信機は、新しいセンサの挿入を、信号特性の変化(例えば、ブレークイン期間を示すスパイク波、最初の1時間のセンサカウント値の無変化、または同様のもの)を探知することによって、アルゴリズム的に識別するようにプログラムされている。ユーザが新しいセンサを挿入しなかった場合、有効期限の切れたセンサの連続使用を検出することができ、またセンサおよび/または受信機の停止をトリガーするために使用することができる。
【０４２７】
いくつかの実施形態では、それぞれのセンサシステムは、上でより詳細に説明されているように固有のまたはほぼ固有のシリアル番号に関連付けられ、1つまたは一組のセンサシステムと関連付けられる。一般に、シリアル番号は、較正情報、意図された持続時間、製造日、有効期限日、および同様のものの情報を含むことができる。例えば、シリアル番号は、意図されたセンサ寿命後にセンサおよび/または受信機を停止するために使用できる、センサ寿命(意図された持続時間)情報をもたらすことができる。
【０４２８】
積層センサシステム設計
図22Aは、一実施形態における使い捨て型薄積層センサハウジングを備えるセンサシステムの斜視図である。積層センサハウジング400は、接着剤層408および複数の層(図22Bおよび22Cを参照)をハウジングカバー454の下に備える。センサハウジング400は、接着剤層408によって皮膚に接着され、これは本明細書の別のところでさらに詳しく説明されている。好ましくは、積層ハウジングは、一緒に固定されている複数の薄い層から形成され、これによって薄いハウジング全体が形成される。
【０４２９】
いくつかの実施形態では、積層ハウジングの全高は、好ましくはその最小寸法において約0.5インチ以下、より好ましくはその最小寸法において約0.25インチ以下、最も好ましくはその最小寸法において約0.125インチ以下である。いくつかの実施形態では、積層ハウジングの全高は、約0.075インチ以下、0.080インチ以下、0.090インチ以下、0.100インチ以下、または0.125インチ以下から約0.150インチ以上、0.200インチ以上、0.225インチ以上、または0.250インチ以上までであり、積層ハウジングの長さおよび/または幅は、実質的にそれより大きいものとしてよく、例えば、少なくとも約0.25インチ以上、0.5インチ以上、1インチ以上、または1.5インチ以上とすることができる。いくつかの実施形態では、積層ハウジングのアスペクト比は、10:1、15:1、20:1、30:1、40:1、または50:1である。
【０４３０】
図22Bおよび22Cは、一実施形態における薄積層可撓性センサシステムの切り欠き側断面図である。図22Bは、一実施形態におけるセンサ挿入時の積層ハウジングを示しており、それらの層のうちの少なくともいくつかは、センサを挿入できるように開かれ、むき出しにされ、および/または挿入位置に枢動し、その後、それらの層は、本明細書の別のところでさらに詳しく説明されている他の実施形態において説明されているような方法でそれらの層の他方に対し折り畳まれ、固定され、および/または押し付けられる。しかし、いくつかの代替実施形態では、それらの層のいくつかを枢動したり、および/または開いたりせずにセンサを層に通して挿入することができ、その後、例えば、カバーを留置することができる。図22Cは、一実施形態におけるセンサ挿入後の積層ハウジングを示しており、それらの層は、折り曲げられ、および/または一緒に固定され、センサおよびセンサ電子機器は、電気的に接続される。図22Bおよび22Cには層の特定の順序が示されているけれども、当業者であれば、層は、互いに相対的に再配置され、互いと一体化され、および/またはセンサ機能と性能を有効に保ったまま他の何らかの方法で修正されうる。
【０４３１】
いくつかの実施形態では、センサシステムは、被検体内の検体を測定するように構成されており、また一般に、被検体内の検体濃度を連続測定するように構成されたセンサ432およびセンサを収容するように構成されたセンサハウジング400を備える。好ましくは、センサ432は、本明細書の別のところでさらに詳しく説明されているようなアプリケータを使用して、積層ハウジングの1つまたは複数の層に通され、被検体の皮下組織内に挿入される。好適なセンサ構成も、本明細書の別のところでさらに詳しく説明されている。
【０４３２】
好ましくは、センサハウジング400は、被検体の皮膚に近接して留置されるように適合され、センサ432に動作可能なように接続され、機能コンポーネントである、被検体内の検体濃度に関連する信号を発するように構成されたプロセッサモジュールを備える電子機器、センサおよび電子機器のうちの少なくとも1つに電力を供給するように構成されている電源、RF伝送を放射または受信するように構成されているアンテナ、および被検体の皮膚にハウジングを接着するように構成されている接着剤層のうちの1つまたは複数を含む複数の層(例えば、積層ハウジング)を備える。いくつかの実施形態では、センサハウジング400は、実質的に平面的な可撓性積層ハウジングである。
【０４３３】
好ましくは、センサ432は、被検体の組織内に挿入するように構成される。好ましくは、システム(例えば、センサおよびセンサハウジング)は、使い捨て方式として構成される。いくつかの実施形態では、センサは、第1の電極および第2の電極を備え、第1の電極は、作用電極を備え、第2の電極は、参照電極および対電極のうちの少なくとも一方を備え、第2の電極は、接着剤層上に(例えば、被検体の皮膚に)配置される。図22Bに示されている実施形態では、センサは、カニューレまたはカニューレ層460とも称される、張り付き防止材を通して摺動するように構成され、張り付き防止材は、センサがそこを通って摺動しうるように、および/または積層ハウジングがそこから剥離されうるように選択され、カニューレ層とともに使用するのに適している1つの例示的な材料は、テトラフルオロエチレンであるが、ただし、当業者であれば、さまざまな他の張り付き防止材料のあることを理解する。センサ挿入/配備の際に、センサは、カニューレ層460に収容され、カニューレ層を通して摺動するように構成され、その後、カニューレ層は取り除かれ、電気接点の周りに封止が形成される。いくつかの実施形態では、センサの一部または全体が、カニューレ層に通して事前挿入される。その代わりに、カニューレ層と協働してセンサをそこに通して挿入できるようにアプリケータを備えることができる。代替実施態様では、カニューレ層は不要である。
【０４３４】
いくつかの実施形態では、センサハウジングは、実質的に平面的な可撓性基材に付随する(例えば、その中に、またはその上に配置された)電源を備える。いくつかの実施形態では、積層センサハウジング400は、可撓性電池444を備え、この電池は、本明細書の別のところでさらに詳しく説明されているように、センサおよび/または電子機器用の電力供給源となる。電池444は、図示されている例示的な実施形態では接着剤層に隣接する層として示されているけれども、可撓性電池は、接着剤層内に配設され、および/または接着剤層に積層されるようにでき、これは、他の層が可撓性電池と接着剤層との間に配置される構成を含む。いくつかの実施形態では、可撓性電池は、その最小寸法において約0.200、0.100、0.050、0.030、0.020、または0.010インチ以下である。いくつかの実施形態では、可撓性電池は、薄い可撓性電池であり、少なくとも約10:1のアスペクト比を有する。いくつかの代替実施形態では、可撓性電池は、ハウジングカバーの少なくとも一部に適合する形状を有する。いくつかの実施形態では、電池は、螺旋状形状に形成される。いくつかの実施形態では、電池は、積層ハウジングの他の機能層内に組み入れられ、例えば、これは、本質的に、異なる層であってはならない。
【０４３５】
いくつかの実施形態では、積層センサハウジング400は、導電性接点層428を備え、この導電性接点層は、センサ432とセンサ電子機器との間の電気的接続を形成する(例えば、可撓性回路基板450上の電気接点)。いくつかの実施形態では、導電性接点層428は、電子機器または電子機器コンポーネントの少なくとも一部をなす。いくつかの実施形態では、導電性接点層は、センサの1つまたは複数の電極をセンサ電子機器に電気的に接続するように構成された1つまたは複数の個別の電気接点を備える(例えば、その上に堆積されるか、本明細書の別のところで説明されているように個別に備えられるか、または同様の方法を用いる)。カニューレ層が備えられる例示的な一実施形態では、システムは、電気接点がカニューレ層によって引き離されるように構成され、これにより、カニューレ層を取り除くと、センサと電気接点との電気的接続が有効になる。
【０４３６】
図示されている実施形態は、電池と可撓性回路基板との間に配置されている導電性接点層を示しているけれども、導電性接点層は、可撓性回路基板の一体部分を含む、電気コネクタとして層を機能させることができる任意の場所に配置することができる(例えば、導電性接点層が本質的に個別の層でない場合)。
【０４３７】
いくつかの実施形態では、導電性接点層428は、z軸方向のみの導電性を有する導電性材料を含む。例示的な一実施形態では、導電性材料は、センサをセンサ電子機器に電気的に接続するために使用されるz軸導電性フィルムであり、他の方向の導電性をほとんどまたは全く有しない、異方性導電体材料、例えば、異方性導電性を有するフィルム、つまり、z軸導電性を有するフィルムを備える。この例示的な実施形態では、個別の電気接点は、不要であり、代わりに、複数の孤立信号を(例えば、電極毎に)伝えるためにこの異方性導電体材料片が備えられる。
【０４３８】
いくつかの実施形態に従って使用される好適なZ軸導電性フィルムの一例は、ナノメートルサイズの細孔がフィルムを一方の膜表面から他方の膜表面へと貫通し、その細孔の少なくともいくつかが金または他の金属などの導電性材料または組成物を充填されているか、あるいは1つまたは複数の非金属性導電性材料を充填されている、合成樹脂膜である。好ましくは、Z軸導電性フィルムは、約0.0002以下、0.0003インチ、0.0004インチ、または0.0005インチから約0.0010インチ、0.0025インチ、0.0050インチ、または0.010インチ以上までの厚さを有する。フィルムおよび金属繊維の寸法は、50GHz以上の周波数でよい性能を示すものである。参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第5,805,426号では、好ましい実施形態で使用するのに好適ないくつかのz軸導電性フィルムについて説明している。
【０４３９】
接着剤として、および/または単独形態で形成されうる、またニッケル粒子(例えば、導電経路毎に1つ)およびポリマーマトリクス(例えば、単独フィルムにポリフッ化ビニリデン樹脂、接着剤フィルムにはエポキシ)から形成されうる好適なz軸導電体フィルムの他の例として、(例えば、参照により本明細書に組み込まれている、Yunsheng XuおよびD.D.L. Chung、Journal of Electronic Materials、Volume 28、Number 11、1307〜1313頁(1999))で説明されているようなものがある。
【０４４０】
いくつかの実施形態では、センサ電子機器は、実質的に平面的な可撓性基材上に配置される。いくつかの実施形態では、積層センサハウジングは、本明細書の別のところでさらに詳しく説明されているような可撓性回路基板を備え、その上に、センサ電子機器の少なくとも一部が配置される。好ましくは、可撓性回路基板は、接着剤層内に配設された回路基板、接着剤層上に配設された回路基板、および接着剤層に積層された回路基板のうちの少なくとも1つであるが、ただし、他の構成も可能である。いくつかの実施形態では、可撓性回路基板は、好ましくは、その最小寸法において約0.200、0.100、0.050、0.040、0.030、0.020、または0.010インチ以下である。いくつかの実施形態では、可撓性回路基板は、積層ハウジングの他の機能層内に組み入れられ、例えば、これは、本質的に、異なる層であってはならない。
【０４４１】
いくつかの実施形態では、積層センサハウジングは、耐水性、防水性、および/または密封性のうちの少なくとも1つを補助し、および/またはそのような特性をセンサハウジングにもたらすように構成され、配列されたハウジングカバー454を備えるが、ただし、積層ハウジングの他の部分(例えば、層)も、それに加えて、耐水性、防水性、および/または密封性をもたらす構成および配列を備えることができる。それに加えて、またはその代わりに、ハウジングカバーは、積層ハウジングの層に対し機械力および/または接着力を与えるように構成される。それに加えて、またはその代わりに、ハウジングカバーは、センサハウジングの一部または全部および/またはデバイスの接着剤を覆うように構成されたオーバーコートタイプの包帯を備える。
【０４４２】
いくつかの実施形態では、センサハウジングは、RF電送を放射または受信するように構成されたアンテナを備え、このアンテナは、実質的に平面的な可撓性基材に上に配置される。いくつかの実施形態では、アンテナは、接着剤層内に配設されたアンテナ、接着剤層上に配設されたアンテナ、および接着剤層に積層されたアンテナのうちの少なくとも1つであるが、ただし、他の構成も可能である。例えば、アンテナは、積層センサハウジングの任意の層内に配置されうる。その代わりに、センサは、限定はしないが、有線接続、IR、および同様の接続手段を含む、他の通信システムおよび方法を使用して他のデバイス(例えば、受信機)と通信するように構成することができる。理論によって拘束されるものではないが、本明細書で説明されているような使い捨ての薄い積層センサハウジングは、従来のセンサシステム(例えば、アスペクト比が低く、および/または厚みのあるセンサハウジングを有する)であればインビボでセンサに伝えられ、センサ信号に運動アーチファクトを引き起こす、外部影響によって引き起こされる運動アーチファクト(例えば、センサハウジングの追突または他の移動)を低減または排除することができると考えられる。したがって、より安定した信号を発生し、患者の快適さを全体的に改善することは、本明細書で説明されているような薄い積層センサハウジングを使用することで達成されうる。
【０４４３】
センサシステムを差別化し、センサの寿命を延命するための上述のシステムおよび方法は、単独で、または組み合わせて使用することができ、また好ましい実施形態のいずれとも、組み合わせることができる。
【０４４４】
好ましい実施形態の態様と併せて使用するのに適した方法およびデバイスは、米国特許第4,994,167号、米国特許第4,757,022号、米国特許第6,001,067号、米国特許第6,741,877号、米国特許第6,702,857号、米国特許第6,558,321号、米国特許第6,931,327号、米国特許第6,862,465号、米国特許第7,074,307号、米国特許第7,081,195号、米国特許第7,108,778号、米国特許第7,110,803号、米国特許第7,192,450号、米国特許第7,226,978号、米国特許第7,310,544号、米国特許第7,364,592号、および米国特許第7,366,556号において開示されている。
【０４４５】
好ましい実施形態の態様と併せて使用するのに適した方法およびデバイスは、米国特許公報第US-2005-0143635-A1号、米国特許公報第US-2005-0181012-A1号、米国特許公報第US-2005-0177036-A1号、米国特許公報第US-2005-0124873-A1号、米国特許公報第US-2005-0115832-A1号、米国特許公報第US-2005-0245799-A1号、米国特許公報第US-2005-0245795-A1号、米国特許公報第US-2005-0242479-A1号、米国特許公報第US-2005-0182451-A1号、米国特許公報第US-2005-0056552-A1号、米国特許公報第US-2005-0192557-A1号、米国特許公報第US-2005-0154271-A1号、米国特許公報第US-2004-0199059-A1号、米国特許公報第US-2005-0054909-A1号、米国特許公報第US-2005-0051427-A1号、米国特許公報第US-2003-0032874-A1号、米国特許公報第US-2005-0103625-A1号、米国特許公報第US-2005-0203360-A1号、米国特許公報第US-2005-0090607-A1号、米国特許公報第US-2005-0187720-A1号、米国特許公報第US-2005-0161346-A1号、米国特許公報第US-2006-0015020-A1号、米国特許公報第US-2005-0043598-A1号、米国特許公報第US-2005-0033132-A1号、米国特許公報第US-2005-0031689-A1号、米国特許公報第US-2004-0186362-A1号、米国特許公報第US-2005-0027463-A1号、米国特許公報第US-2005-0027181-A1号、米国特許公報第US-2005-0027180-A1号、米国特許公報第US-2006-0020187-A1号、米国特許公報第US-2006-0036142-A1号、米国特許公報第US-2006-0020192-A1号、米国特許公報第US-2006-0036143-A1号、米国特許公報第US-2006-0036140-A1号、米国特許公報第US-2006-0019327-A1号、米国特許公報第US-2006-0020186-A1号、米国特許公報第US-2006-0036139-A1号、米国特許公報第US-2006-0020191-A1号、米国特許公報第US-2006-0020188-A1号、米国特許公報第US-2006-0036141-A1号、米国特許公報第US-2006-0020190-A1号、米国特許公報第US-2006-0036145-A1号、米国特許公報第US-2006-0036144-A1号、米国特許公報第US-2006-0016700-A1号、米国特許公報第US-2006-0142651-A1号、米国特許公報第US-2006-0086624-A1号、米国特許公報第US-2006-0068208-A1号、米国特許公報第US-2006-0040402-A1号、米国特許公報第US-2006-0036142-A1号、米国特許公報第US-2006-0036141-A1号、米国特許公報第US-2006-0036143-A1号、米国特許公報第US-2006-0036140-A1号、米国特許公報第US-2006-0036139-A1号、米国特許公報第US-2006-0142651-A1号、米国特許公報第US-2006-0036145-A1号、米国特許公報第US-2006-0036144-A1号、米国特許公報第US-2006-0200022-A1号、米国特許公報第US-2006-0198864-A1号、米国特許公報第US-2006-0200019-A1号、米国特許公報第US-2006-0189856-A1号、米国特許公報第US-2006-0200020-A1号、米国特許公報第US-2006-0200970-A1号、米国特許公報第US-2006-0183984-A1号、米国特許公報第US-2006-0183985-A1号、米国特許公報第US-2006-0195029-A1号、米国特許公報第US-2006-0229512-A1号、米国特許公報第US-2006-0222566-A1号、米国特許公報第US-2007-0032706-A1号、米国特許公報第US-2007-0016381-A1号、米国特許公報第US-2007-0027370-A1号、米国特許公報第US-2007-0027384-A1号、米国特許公報第US-2007-0032718-A1号、米国特許公報第US-2007-0059196-A1号、米国特許公報第US-2007-0066873-A1号、米国特許公報第US-2007-0093704-A1号、米国特許公報第US-2007-0197890-A1号、米国特許公報第US-2007-0173710-A1号、米国特許公報第US-2007-0163880-A1号、米国特許公報第US-2007-0203966-A1号、米国特許公報第US-2007-0213611-A1号、米国特許公報第US-2007-0232879-A1号、米国特許公報第US-2007-0235331-A1号、米国特許公報第US-2008-0021666-A1号、米国特許公報第US-2008-0033254-A1号、米国特許公報第US-2008-0045824-A1号、米国特許公報第US-2008-0071156-A1号、米国特許公報第US-2008-0086042-A1号、米国特許公報第US-2008-0086044-A1号、米国特許公報第US-2008-0086273-A1号、米国特許公報第US-2008-0083617-A1号、米国特許公報第US-2008-0119703-A1号、米国特許公報第US-2008-0119704-A1号、および米国特許公報第US-2008-0119706-A1号において開示されている。
【０４４６】
好ましい実施形態の態様と併せて使用するのに適した方法およびデバイスは、1999年11月22日に出願した「DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING ANALYTE LEVELS」という表題の米国特許出願第09/447,227号、2007年1月17日に出願した「POROUS MEMBRANES FOR USE WITH IMPLANTABLE DEVICES」という表題の米国特許出願第11/654,135号、2007年1月17日に出願した「MEMBRANES FOR AN ANALYTE SENSOR"」という表題の米国特許出願第11/654,140号、2007年3月26日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第11/691,426号、2008年2月26日に出願した「ANALYTE MEASURING DEVICE」という表題の米国特許出願第12/037,830号、2008年2月26日米国に出願した「ANALYTE MEASURING DEVICE」という表題の米国特許出願第12/037,812号、2008年4月14日に出願した「SYSTEM AND METHODS FOR PROCESSING ANALYTE SENSOR DATA」という表題の米国特許出願第12/102,654号、2008年4月14日に出願した「SYSTEM AND METHODS FOR PROCESSING ANALYTE SENSOR DATA」という表題の米国特許出願第12/102,729号、2008年4月14日に出願した「SYSTEM AND METHODS FOR PROCESSING ANALYTE SENSOR DATA」という表題の米国特許出願第12/102,745号、2008年4月4日に出願した「SYSTEM AND METHODS FOR PROCESSING ANALYTE SENSOR DATA」という表題の米国特許出願第12/098,359号、2008年4月4日に出願した「SYSTEM AND METHODS FOR PROCESSING ANALYTE SENSOR DATA」という表題の米国特許出願第12/098,353号、2008年4月7日に出願した「SYSTEM AND METHODS FOR PROCESS
ING ANALYTE SENSOR DATA」という表題の米国特許出願第12/098,627号、2008年4月15日に出願した「BIOINTERFACE WITH MACRO- AND MICRO-ARCHITECTURE」という表題の米国特許出願第12/103,594号、2008年4月28日に出願した「DUAL ELECTRODE SYSTEM FOR A CONTINUOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/111,062号、2008年4月17日に出願した「TRANSCUTANEOUS MEDICAL DEVICE WITH VARIABLE STIFFNESS」という表題の米国特許出願第12/105,227号、2008年4月11日に出願した「TRANSCUTANEOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/101,810号、2008年4月11日に出願した「TRANSCUTANEOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/101,790号、2008年4月11日に出願した「TRANSCUTANEOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/101,806号、2008年5月1日に出願した「LOW OXYGEN IN VIVO ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/113,724号、2008年5月1日に出願した「LOW OXYGEN IN VIVO ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/113,508号、2008年3月25日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/055,098号、2008年3月25日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/054,953号、2008年3月25日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/055,114号、2008年3月25日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/055,078号、2008年3月25日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/055,149号、2008年3月25日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/055,203号、2008年3月25日に出願した「ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/055,227号、2008年6月5日に出願した「INTEGRATED MEDICAMENT DELIVERY DEVICE FOR USE WITH CONTINUOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/133,820号、2008年6月5日に出願した「INTEGRATED MEDICAMENT DELIVERY DEVICE FOR USE WITH CONTINUOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/133,789号、2008年6月5日に出願した「INTEGRATED MEDICAMENT DELIVERY DEVICE FOR USE WITH CONTINUOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/133,761号、2008年6月5日に出願した「INTEGRATED MEDICAMENT DELIVERY DEVICE FOR USE WITH CONTINUOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/133,738号、2008年6月13日に出願した「ELECTRODE SYSTEMS FOR ELECTROCHEMICAL SENSORS」という表題の米国特許出願第12/139,305号、2008年6月11日に出願した「TRANSCUTANEOUS ANALYTE SENSOR」という表題の米国特許出願第12/137,396号において開示されている。
【０４４７】
限定はしないが、公開および非公開の出願、特許、および参照文献を含む、本明細書で引用されているすべての文献は、参照により本明細書に組み込まれ、これにより本明細書の一部をなす。参照により本明細書に組み込まれている公報および特許または特許出願が本明細書に含まれる開示と矛盾する場合には、本明細書がそのような矛盾材料に取って代わり、および/または優先するものとする。
【０４４８】
本明細書で使用される「含む」または「備える」(comprising)」という用語は、「含む」または「有する」(including)、「収納する」または「含む」または「含有する」(containing)」、または「特徴付けられる」(characterized by)の同義語であり、包括的または非限定的であり、別の引用されていない要素または方法ステップを排除するものではない。
【０４４９】
本明細書で使用された、成分、反応条件等の量を表現するすべての数字は、すべての場合において「約」(about)という用語で修飾されていると理解されたい。したがって、そうでないことが記載されていない限り、記載されている数値パラメータは概算であり、取得されるべき所望の特性によって変化することがありうる。最低限、本明細書の優先権を主張するどのような出願の特許請求の範囲の同等物の原理の適用を制限しようとするものではないが、数値パラメータはそれぞれ、有効桁および通常の丸め方法の数字に照らして解釈されたい。
【０４５０】
上記の説明は、本発明のいくつかの方法および材料を開示する。本発明は、方法および材料の修正、ならびに製造方法および機器の変化を受けることがある。そのような修正は、本開示または開示された発明の実行を考慮すると当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に制限されず、本発明の真の範囲および精神を越えずに想起されるすべての修正および変更を対象とするものである。
【符号の説明】
【０４５１】
25  裏面
8  接着層
9  裏当て層
10  経皮的検体センサシステム
12  アプリケータ
14  取り付けユニット
16  電子機器ユニット
18  アプリケータ本体
20  導管サブアセンブリ
22  プランジャ
24  基部(ハウジングとも称する)
25  裏面
26  接点サブアセンブリ
28  接点
30  解放ラッチ
32  センサ
34  接点ホルダ
36  封止部材
37  隆起部
40  近位部分
41  参照電極の電気活性面の部分
42  遠位部分
43  窓
44  作用電極
45  絶縁材料
46  参照電極
47  電極ドメイン
48  阻害ドメイン
49  酵素ドメイン
50  抵抗ドメイン
52  引きタブ
54  保持タブ
60  アプリケータ本体基部
62  アプリケータ本体キャップ
64  導管キャリア
66  導管
68  針サブアセンブリ
70  針キャリア
72  針
74  プッシュロッドサブアセンブリ
76  プッシュロッドキャリア
78  プッシュロッド
80  プランジャ
82  プランジャキャップ
84  安全ラッチ機構
86  外力固定機構
96  水晶振動子
120  タブ
122  穴
124  通気孔
126  出口ポート
132  電子機器
134  ポテンショスタット
136 A/D変換器
138  プロセッサ
140  温度プローブ
158  受信機
160  ユーザインターフェース
162  キーボード
164  スピーカ
166  バイブレータ
168  バックライト
170  液晶ディスプレイ(LCD)画面
172  ボタン
174  入力モジュール
176  プロセッサ
178  出力モジュール
180  外部デバイス
182  上方および下方境界
184  トレンドグラフ
186  単一数値
188  時間範囲
190  矢印
192  注釈
215  上方境界線
216  下方境界線
217  対応データ対
218  回帰線
224  臨床的許容性評価モジュール
310  センサシステム
312  アプリケータ
314  取り付けユニット
316  電子機器ユニット
320  長さ
322  幅
400  積層センサハウジング
408  接着剤層
428  導電性接点層
432  センサ
444  可撓性電池
450  可撓性回路基板
460  カニューレ層
454  ハウジングカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図８Ｊ】
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【図８Ｋ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【国際調査報告】
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