(57)【要約】  分析試験ストリップを使用する、体液試料中の分析物の測定のための手持ち式試験計測器は、マイクロプロセッサブロック（ＭＢ）、ストリップポートコネクタ（ＳＰＣ）、ＭＢ及びＳＰＣに動作可能に連結された電圧ドライバブロック（ＶＤＢ）、ＳＰＣ及びＭＢに動作可能に接続された電流測定ブロック（ＣＭＢ）、並びにＭＢに動作可能に連結され、統合試験ストリップ検出及び定電流ドライバ命令を記憶するメモリブロックを含む。更に、メモリブロック、ＭＢ、ＶＤＢ及びＣＭＢは、統合試験ストリップ検出及び定電流ドライバ命令が、ＭＢによって実行される際に、ＳＰＣに挿入される試験ストリップへの試料の適用をアルゴリズム的に検出し、かつＳＰＣに印加される電圧を、ＶＤＢによって、ＣＭＢからの信号に基づいて変えることにより、挿入されたストリップを通る定電流をアルゴリズム的に駆動するように構成されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析試験ストリップを使用する、体液試料中の分析物の測定のための手持ち式試験計測器であって、
マイクロプロセッサブロックと、
ストリップポートコネクタ（ＳＰＣ）と、
前記マイクロプロセッサブロック及び前記ＳＰＣに動作可能に接続された電圧ドライバブロックと、
前記ＳＰＣ及び前記マイクロプロセッサブロックに動作可能に接続された電流測定ブロックと、
前記マイクロプロセッサブロックに動作可能に連結され、統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令を記憶するメモリブロックと、を含み、
前記メモリブロック、マイクロプロセッサブロック、電圧ドライバブロック及び電流測定ブロックは、前記統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令が、前記マイクロプロセッサブロックによって実行される際に、前記ＳＰＣに挿入される試験ストリップへの試料の適用をアルゴリズム的に検出し、かつ前記ＳＰＣに印加される電圧を、前記電圧ドライバブロックによって、前記電流測定ブロックからの信号に基づいて変えることにより、前記挿入されたストリップを通る定電流をアルゴリズム的に駆動するように構成されている、手持ち式試験計測器。
【請求項２】
前記定電流ドライバ命令が、ループバック制御に基づく命令である、請求項１に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項３】
前記定電流ドライバ命令が、ＰＩＤループバック制御に基づく命令である、請求項２に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項４】
前記定電流ドライバ命令が、下記の形態のＰＩＤループバック制御に基づく命令：
Ｖｏｕｔ＝（Ｉｅｒｒ＊Ｇｐ）＋（Ｉｉｎｔ＊Ｇｉ）＋（Ｉｄｉｆｆ＊Ｇｄ）
（式中、
Ｉｅｒｒ＝測定される電流と所定の目標電流との間の差異であり、
Ｇｐ＝比例ゲイン定数であり、
Ｉｉｎｔ＝前のＩｅｒｒ値の合計であるが、前記測定される電流が所定の上限電流よりも大きい場合、Ｉｉｎｔ＝０であり、
Ｇｉ＝積分ゲイン定数であり、
Ｉｄｉｆｆ＝Ｉｅｒｒと直前のＩｅｒｒの値との間の差異であり、
Ｇｄ＝微分ゲイン定数であり、
Ｖｏｕｔ＝所定の定常電流を維持するために用いられる出力電圧である）である、請求項３に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項５】
試験ストリップ試料検出が、分析物の測定をトリガする、請求項１に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項６】
前記試験ストリップ試料検出命令が、平均化アルゴリズムを含む、請求項１に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項７】
前記平均化アルゴリズムが、下記の形態：
Ｕａｖｇ’＝（（Ｎ−１）Ｕａｖｇ＋Ｕｔ）／Ｎ
（式中、
Ｎ＝所定の整数であり、
Ｕｔ＝時間ｔで試験ストリップの両端間で測定される電圧であり、
Ｕａｖｇ＝前のＮ回の電圧読み取りの平均電圧値であり、
Ｕａｖｇ’＝Ｕｔを組み込んだ新しく計算される平均電圧である）である、請求項６に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項８】
前記分析物がグルコースであり、前記体液試料が全血試料である、請求項１に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項９】
前記メモリブロック、マイクロプロセッサブロック、電圧ドライバブロック及び電流測定ブロックは、前記統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令が、前記ＳＰＣに印加される電圧を、前記電圧ドライバブロックによって、前記電流測定ブロックからの信号に基づいて出力することにより、前記挿入されたストリップを通る定電流をアルゴリズム的に駆動するように構成されており、
前記メモリブロック、マイクロプロセッサブロック、電圧ドライバブロック及び電流測定ブロックは、前記統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令が、前記マイクロプロセッサブロックによって実行される際に、前記ＳＰＣに挿入される試験ストリップへの試料の適用を、前記ＳＰＣに印加される出力電圧に基づいてアルゴリズム的に検出する、請求項１に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項１０】
前記定電流ドライバ命令が、ループバック制御に基づく命令であり、
前記試験ストリップ試料検出命令が、平均化アルゴリズムを含む、請求項９に記載の手持ち式試験計測器。
【請求項１１】
分析試験ストリップを使用する、体液試料中の分析物の測定のための手持ち式試験計測器を操作するための方法であって、
前記手持ち式試験計測器のメモリブロック及びマイクロプロセッサブロックを使用して、前記メモリブロックに記憶された統合試験ストリップ検出及び定電流ドライバ命令を取り出すことと、
前記手持ち式試験計測器のストリップポートコネクタ（ＳＰＣ）上の印加電圧を、前記統合試験ストリップ検出及び定電流ドライバ命令を実行することによって設定することにより、前記手持ち式試験ストリップの前記ストリップポートコネクタ（ＳＰＣ）に挿入された分析試験ストリップを通る定電流をアルゴリズム的に駆動することと、
アルゴリズムの方法において、前記印加電圧に基づいて、前記ＳＰＣに挿入された試験ストリップへの試料の適用を検出することと、を含む、方法。
【請求項１２】
前記試料の適用を検出することが、
前記統合試験ストリップ検出及び定電流ドライバ命令のアルゴリズム命令によって、試料検出電圧を計算することと、
前記計算された試料検出電圧を所定の閾値と比較することと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記定電流ドライバ命令が、ループバック制御に基づく命令である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記定電流ドライバ命令が、ＰＩＤループバック制御に基づく命令である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記定電流ドライバ命令が、下記の形態のＰＩＤループバック制御に基づく命令：
Ｖｏｕｔ＝（Ｉｅｒｒ＊Ｇｐ）＋（Ｉｉｎｔ＊Ｇｉ）＋（Ｉｄｉｆｆ＊Ｇｄ）
（式中、
Ｉｅｒｒ＝測定される電流と所定の目標電流との間の差異であり、
Ｇｐ＝比例ゲイン定数であり、
Ｉｉｎｔ＝前のＩｅｒｒ値の合計であるが、前記測定される電流が所定の上限電流よりも大きい場合、Ｉｉｎｔ＝０であり、
Ｇｉ＝積分ゲイン定数であり、
Ｉｄｉｆｆ＝Ｉｅｒｒと直前のＩｅｒｒの値との間の差異であり、
Ｇｄ＝微分ゲイン定数であり、
Ｖｏｕｔ＝定常電流を維持するために用いられる出力電圧である）である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
試験ストリップ試料検出が、分析物の測定をトリガする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
試験ストリップ試料検出命令が、平均化アルゴリズムを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記平均化アルゴリズムが、下記の形態：
Ｕａｖｇ’＝（（Ｎ−１）Ｕａｖｇ＋Ｕｔ）／Ｎ
（式中、
Ｎ＝所定の整数であり、
Ｕｔ＝時間ｔで試験ストリップの両端間で測定される電圧であり、
Ｕａｖｇ＝前のＮ回の電圧読み取りの平均電圧値であり、
Ｕａｖｇ’＝Ｕｔを組み込んだ新しく計算される平均電圧である）である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記分析物がグルコースであり、前記体液試料が全血試料である、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
前記定電流ドライバ命令が、ループバック制御に基づく命令であり、
試験ストリップ試料検出命令が、平均化アルゴリズムを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は統合試験ストリップ試料検出を含む手持ち式試験計測器定電流ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
生理液、例えば血液又は血液由来の製品中の分析物を検出することは、今日の社会にとっての重要性が高まる一方である。分析物検出アッセイは、臨床検査、家庭検査などを含む多様な用途に利用法が見出されるものであり、そのような検査の結果は、多様な病状の診断及び処置において主要な役割を果たしている。目的の分析物には、糖尿病管理のためのグルコース、コレステロールなどが挙げられる。こうした分析物検出の重要性の高まりに応じて、臨床での使用と家庭での使用の両方に対応する多様な分析物検出の手順及びデバイスが開発されてきた。
【０００３】
分析物検出に用いられる方法の１つの種類は電気化学的方法である。かかる方法では、水性液体試料が、２つの電極、例えば対電極及び作用電極を含む電気化学セルの中の試料受け取りチャンバに入れられる。分析物をレドックス剤と反応させて、分析物濃度に対応する量の酸化可能（又は還元可能）物質を形成する。次いで、存在する酸化可能（又は還元可能）物質の量を電気化学的に推定して、初期試料中に存在する分析物の量と関連付ける。
【０００４】
こうしたシステムは、様々なモードの無効化又は誤差を受けやすい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付の図面は、現時点における本発明の好ましい実施形態を例解し、上で述べた一般的説明及び下で述べる詳細な説明とともに、本発明の特性を説明する役割を果たす（同様の数字は同様の要素を表す）。
【図１Ａ】例示的なグルコース測定システムを示す。
【図１Ｂ】図１Ａの計測器内に配置された様々な構成要素を示す。
【図１Ｃ】本明細書に開示されるシステム及び方法での使用に好適な組み立てられた試験ストリップの斜視図を示す。
【図１Ｄ】本明細書に開示されるシステム及び方法での使用に好適な組み立てられていない試験ストリップの分解斜視図を示す。
【図１Ｅ】本明細書に開示されるシステム及び方法での使用に好適な試験ストリップの近位部分の拡大斜視図を示す。
【図２】本明細書に開示される試験ストリップの一実施形態の底面図である。
【図３】図２の試験ストリップの側平面図である。
【図４Ａ】図３の試験ストリップの頂面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの試験ストリップの近位部分の部分側面図である。
【図５】本明細書に開示される試験ストリップの一部と電気的にインターフェイス接続する試験計測器を示す簡略図である。
【図６Ａ】所定の時間間隔で図５の試験計測器によって作用電極及び対電極に印加された３つのパルス電位波形の例を示す。
【図６Ｂ】生理的試料により生成される電流トランジェントＣＴを示す。
【図７】本発明の実施形態による手持ち式試験計測器の簡略化ブロック図である。
【図８】本発明の実施形態で用いることのできる統合試験ストリップ試料検出を含む定電流ドライバ用の工程の簡略化フローチャート（注釈付き）である。
【図９】本発明の実施形態で用いることのできるアルゴリズムによってＳＰＣに印加される電圧（ドライブＶ  Ｓ／Ｗでラベル）を、従来のハードウェアのみで駆動される技術を使用してＳＰＣに印加される電圧（ドライブＶ  Ｈ／Ｗでマーク）と比較して示すチャートである。
【図１０】例えば図８のフローチャートを利用できる、本発明の実施形態による、手持ち式試験計測器を操作するため方法における段階を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の詳細な説明は、図面を参照しつつ読まれるべきもので、異なる図面における同様の要素は同様に符号が付けられている。図面は、必ずしも一定の縮尺を有さず、選択された実施形態を示したものであって、本発明の範囲を限定しようとするものではない。詳細な説明は、本発明の原理を限定するものではなく、一例として表すものである。この説明により、当業者による本発明の製造及び使用を明確に可能にし、本発明を実施する最良の形態であると現時点において考えられるものを含む、本発明のいくつかの実施形態、適用例、変形例、代替例、及び使用を説明する。
【０００７】
本明細書で使用する、任意の数値又は数値の範囲についての「約」又は「おおよそ」という用語は、構成要素の一部又は構成要素の集合が本明細書に記載の意図された目的に沿って機能することを可能とするような、好適な寸法の許容誤差を示すものである。更に、本明細書で使用する「患者」、「ホスト」、「ユーザ」、及び「被験者」という用語は、任意の被験者又は被験動物を指し、システム又は方法をヒトにおける使用に限定することを目的としたものではないが、ヒト患者における本発明の使用は、好ましい実施形態を代表するものである。また本明細書で使用する語句「電気信号」又は「信号」は、直流信号、交流信号、又は電磁スペクトル内の任意の信号を含むことが意図される。用語「プロセッサ」「マイクロプロセッサ」又は「マイクロコントローラ」は、同じ意味を有することが意図され、互換的に使用され得る。本明細書で用いる「通知された」という用語及びこの語幹の変形は、文字、音声、視覚又は全ての通信の態様若しくは媒体の組み合わせを介してユーザに通知されることを表す。
【０００８】
図１Ａは、計測器１０、及びグルコース試験ストリップ６２形態のバイオセンサーを含む糖尿病管理システムを示す。計測器（又は計測器ユニット）は、分析物測定及び管理ユニット、グルコース計測器、計測器、及び分析物測定デバイスと呼ばれる場合があることに留意されたい。一実施形態において、計測器ユニットは、インスリン送達デバイス、追加の分析物試験デバイス、及び薬物送達デバイスと組み合わされてもよい。計測器ユニットは、ケーブル、又は例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）などといった好適な無線技術を介して、遠隔コンピュータ又は遠隔サーバに接続されてもよい。
【０００９】
再び図１Ａを参照すると、グルコース計測器又は計測器ユニット１０は、ハウジング１１、ユーザインターフェースボタン（１６、１８、及び２０）、ディスプレイ１４、及びバイオセンサー又はストリップ６２を受け入れるためのストリップポート開口部２２を含むことができる。ユーザインターフェースボタン（１６、１８、及び２０）は、データの入力、メニューのナビゲーション、及びコマンドの実行を可能とするように構成することができる。ユーザインターフェースボタン１８は、２方向トグルスイッチの形態であってもよい。あるいは、ボタンを、ディスプレイ１４用のタッチスクリーンインターフェースと置き換えてもよい。データには、分析物濃度又は個人の日常の生活習慣に関連した情報を表す値が含まれてもよい。こうした情報としては、個人の食物摂取、薬の使用、健康診断の実施、並びに一般的健康状態及び運動レベルを挙げることができる。
【００１０】
図１Ｂは、回路基板３４の上面上に配置された電子構成要素を（簡略的な形で）示し、この回路基板３４は、ハウジング１１（図１Ａ）内に配置されている。上面上の電子構成要素には、ストリップポートコネクタ２２、オペアンプ回路３５、マイクロコントローラ３８、ディスプレイコネクタ１４ａ、不揮発性メモリ４０、クロック４２、及び第１の無線モジュール４６が含まれる。下面上の電子構成要素としては、電池コネクタ（図示せず）及びデータポート１３が含まれ得る。マイクロコントローラ３８は、ストリップポートコネクタ２２、オペアンプ回路３５、第１の無線モジュール４６、ディスプレイ１４、不揮発性メモリ４０、クロック４２、電池、データポート１３、及びユーザインターフェースボタン（１６、１８、及び２０）に接続され得る。
【００１１】
オペアンプ回路３５は、ポテンシオスタット機能及び電流測定機能の一部を提供するように構成された２つ以上のオペアンプを含んでもよい。ポテンシオスタット機能とは、試験ストリップの少なくとも２つの電極間に試験電圧を印加することを指し得る。電流機能とは、加えられた試験電圧によって生じる試験電流を測定することを指し得る。電流測定は、電流電圧変換器で行うことができる。マイクロコントローラ３８は、例えば、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ＭＳＰ４３０などの混合信号マイクロプロセッサ（ＭＳＰ：mixed signal microprocessor）の形態であってよい。ＴＩ  ＭＳＰ４３０は、また、ポテンシオスタット機能及び電流測定機能の一部も実行するように構成されてよい。更に、ＭＳＰ４３０は、揮発性及び不揮発性メモリも含み得る。別の実施形態では、電子部品の多くは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）の形態のマイクロコントローラと一体化されてもよい。
【００１２】
ストリップポートコネクタ２２は、試験ストリップとの電気的接続を形成するように構成することができる。ディスプレイコネクタ１４ａは、ディスプレイ１４への取り付けのために構成することができる。ディスプレイ１４は、測定されたグルコース値を報告し、生活習慣に関連した情報の入力を容易にする液晶ディスプレイの形態であってよい。ディスプレイ１４はバックライトを含んでもよい。データポート１３は、接続リード線に取り付けられた好適なコネクタを受容することにより、血糖メータ１０をパーソナルコンピュータなどの外部デバイスに接続することができるようになっている。データポート１３は、例えばシリアル、ＵＳＢ、又はパラレルポートなどの、データ伝送を可能にする任意のポートでよい。あるいは、無線モジュール４６をデータポート及びコネクタの代わりに使用して、データを別のデバイスに移してもよい。クロック４２は、ユーザが位置する地理的地域に関連した現在時刻を保持し、更に時間を測定するように構成され得る。計測器ユニットは、例えば、電池などの電源に電気的に接続されるように構成され得る。
【００１３】
図１Ｃ〜図１Ｅ、図２、図３、及び図４Ｂは、本明細書に記載される方法及びシステムで使用するのに適した例示的な試験ストリップ６２の様々な図を示す。一例示的実施形態では、図１Ｃに示すように、遠位端部８０から近位端部８２に延在して、かつ側方縁部５６、５８を有する細長いボディ部を含む試験ストリップ６２が提供される。図１Ｄに示すように、試験ストリップ６２は第１の電極層６６、第２の電極層６４、及び２つの電極層６４と６６との間に挟まれたスペーサ６０を更に含む。第１の電極層６６は、第１の電極６６と、第１の接続トラック７６と、第１の接触パッド６７とを含むことができ、図１Ｄ及び図４Ｂに示されるように、第１の接続トラック７６は、第１の電極層６６を第１の接触パッド６７に電気的に接続する。図１Ｄ及び図４Ｂに示されるように、第１の電極６６は、試薬層７２の直下にある第１の電極層６６の一部であることに留意されたい。同様に、第２の電極層６４は、第２の電極６４と、第２の接続トラック７８と、第２の接触パッド６３とを含むことができ、図１Ｄ、図２、及び図４Ｂに示されるように、第２の接続トラック７８は、第２の電極６４を第２の接触パッド６３に電気的に接続する。図４Ｂに示されるように、第２の電極６４は、試薬層７２の上にある第２の電極層６４の一部であることに留意されたい。
【００１４】
図１Ｄ及び図４Ｂに示されるように、試料受け取りチャンバ６１は、第１の電極６６、第２の電極６４、及び試験ストリップ６２の遠位端部８０近くのスペーサ６０によって画定される。図４Ｂに示すように、第１の電極６６及び第２の電極６４は、試料受け取りチャンバ６１の底部及び頂部をそれぞれ画定することができる。図４Ｂ  Ａに示すように、スペーサ６０の切欠き領域６８は、試料受け取りチャンバ６１の側壁部を画定することができる。一態様では、図１Ｃ〜図１Ｅに示すように、試料受け取りチャンバ６１は、試料入口又は通気口を提供するポート７０を含むことができる。例えば、ポートの一方は流体試料が入るのを可能にし、他方のポートは空気が出るのを可能にし得る。
【００１５】
一例示的実施形態では、試料受け取りチャンバ６１（「試験セル」又は「試験チャンバ」としても知られる）は、小さな容積を有し得る。例えば、チャンバ６１は、約０．１マイクロリットル〜約５マイクロリットル、約０．２〜約３マイクロリットル、又は好ましくは約０．３マイクロリットル〜約１マイクロリットルの範囲の容積を有し得る。少量の試料容積を提供するために、切欠き６８は約０．０１ｃｍ２〜約０．２ｃｍ２、約０．０２ｃｍ２〜約０．１５ｃｍ２、又は好ましくは約０．０３ｃｍ２〜約０．０８ｃｍ２の範囲の領域を有し得る。更に、第１の電極６６及び第２の電極６４は、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、好ましくは約１０マイクロメートル〜約４００マイクロメートル、より好ましくは約４０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルの範囲で離間され得る。比較的近接した電極間隔は更に、第１の電極６６で生成された酸化型伝達体が、第２の電極６４に拡散して還元され、続いて第１の電極６６に戻るように拡散して再び酸化され得る、酸化還元サイクルを生じさせることもできる。
【００１６】
一実施形態では、第１の電極層６６及び／又は第２の電極層６４は、金、パラジウム、炭素、銀、白金、酸化スズ、イリジウム、インジウム、又はこれらの組み合わせ（例えば、インジウムドープ酸化スズ）などの材料から形成される導電性材料であり得る。加えて、電極は、スパッタリング、化学メッキ、又はスクリーン印刷プロセスによって、導電性材料を絶縁シート（図示せず）上に配置することにより形成され得る。１つの例示的実施形態では、第１の電極層６６及び第２の電極層６４は、スパッタされたパラジウム及びスパッタされた金からそれぞれ作製され得る。スペーサ６０として使用され得る好適な材料としては、例えば、プラスチック（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン）、シリコン、セラミック、ガラス、接着剤、及びこれらの組み合わせなどの様々な絶縁材料が挙げられる。一実施形態では、スペーサ６０は、ポリエステルのシートの両面にコーティングされた両面接着剤の形態であってもよく、その場合、接着剤は、感圧性接着剤又は加熱活性化接着剤であってもよい。第１の電極層６６、第２の電極層６４、又はスペーサ６０用の多種多様なその他の材料が本開示の趣旨及び範囲に入る。
【００１７】
第１の電極６６又は第２の電極６４のいずれかは、印加された試験電圧の大きさ又は極性に応じて、作用電極の機能を実行することができる。作用電極は、還元された媒介物質の濃度に比例する限界試験電流を測定することができる。例えば、電流を制限する種が還元型伝達体（例えば、フェロシアニド）である場合、第２の電極６４に関して試験電圧が酸化還元伝達体の電位よりも十分に高ければ、還元型伝達体を第１の電極６６で酸化できる。このような状況では、第１の電極６６は作用電極の機能を果たし、第２の電極６４は対電極／参照電極の機能を果たす。出願人は、対電極／参照電極を単に参照電極、又は対電極として引用してもよいことを注記しておく。制限酸化は、測定された酸化電流が、バルク溶液から作用電極表面へ拡散する還元された媒介物質の流量に比例するように、全ての還元された媒介物質が作用電極面で枯渇したときに生じる。「バルク溶液」という用語は、枯渇領域内に還元型伝達体が存在しない、作用電極から十分に離れた溶液の一部を指す。試験ストリップ６２に関して特に明記しない限り、以下、試験計測器１０により印加された電位はすべて、第２の電極６４に関して記述されるものであることに留意するべきである。
【００１８】
同様に、試験電圧が酸化還元伝達体の電位よりも十分に低い場合、還元型伝達体は、制限電流として第２の電極６４で酸化され得る。このような状況では、第２の電極６４は作用電極の機能を果たし、第１の電極６６は対電極／参照電極としての機能を果たす。
【００１９】
はじめに、分析は一定量の流体試料（例えば生理的流体試料又は較正試料）をポート７０（図１Ｃ）から試料受け取りチャンバ６１に導入することを含み得る。一態様では、ポート７０又は試料受け取りチャンバ６１は、毛管現象によって流体試料が試料受け取りチャンバ６１を充填するように構成され得る。第１の電極６６又は第２の電極６４を親水性試薬でコーティングして、試料受け取りチャンバ６１の毛管現象を促進することができる。例えば、２−メルカプトエタンスルホン酸などの親水性部分を有するチオールから誘導した試薬を、第１の電極又は第２の電極上にコーティングして、こうした現象を提供してもよい。
【００２０】
上記のストリップ６２では、試薬層７２は、ＰＱＱ補酵素及びフェリシアニドをベースとするグルコースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）を含み得る。別の実施形態では、ＰＱＱ補酵素をベースとする酵素ＧＤＨを、ＦＡＤ補酵素をベースとする酵素ＧＤＨと置き換えてもよい。グルコースを含む生理的流体（例えば血液又は対照溶液）が試料反応チャンバ６１中に投与されると、下記の化学反応又は形質転換Ｔ．１に示されるように、グルコースはＧＤＨ（ｏｘ）により酸化されて、このプロセスにおいてＧＤＨ（ｏｘ）をＧＤＨ（ｒｅｄ）に転換させる。但し、ＧＤＨ（ｏｘ）はＧＤＨの酸化状態を指し、ＧＤＨ（ｒｅｄ）はＧＤＨの還元状態を指すことに留意されたい。
Ｔ．１          Ｄ−グルコース＋ＧＤＨ（ｏｘ）→グルコン酸＋ＧＤＨ（ｒｅｄ）
【００２１】
次に、以下の化学反応Ｔ．２に示すように、フェリシアニド（すなわちＦｅ（ＣＮ）６３−の酸化型伝達体）によってＧＤＨ（ｒｅｄ）をその活性酸化状態へと再生する。ＧＤＨ（ｏｘ）の再生プロセスでは、フェロシアニド（すなわちＦｅ（ＣＮ）６４−の還元型伝達体）がＴ．２に示す反応から生成される。
Ｔ．２          ＧＤＨ（ｒｅｄ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６３−→ＧＤＨ（ｏｘ）＋２Ｆｅ（ＣＮ）６４−
【００２２】
形質転換Ｔ２によって生成されるフェロシアニドにより、電流がバイオセンサー上の電極を通って流れる。流体試料中にグルコースが多いほど、より多くのグルコン酸が形質転換Ｔ１で作られ、形質転換Ｔ２でフェロシアニドによって生成される電流を増加させる。
【００２３】
図５は第１の接触パッド６７ａ、６７ｂ、及び第２の接触パッド６３とインターフェイス接続する測定モジュール１００の形態の試験計測器１０の簡略図を提供する。図２に示されるように、第２の接触パッド６３を使用して、試験計測器に対する電気的接続を、Ｕ字形の切欠き部６５を介して確立することができる。図５に示すように、一実施形態では、測定モジュール１００は、第１の電極コネクタ（１０２ａ、１０２ｂ）、及び第２の電極コネクタ１０１を、試験電圧ユニット１０６、電流測定ユニット１０７、プロセッサ２１２、メモリユニット２１０、及び視覚ディスプレイ２０２と共に含み得る。第１の接触パッド６７は、６７ａ及び６７ｂで表される２つのプロングを含むことができる。一例示的実施形態では、第１の電極コネクタ１０２ａ及び１０２ｂは、それぞれ、プロング６７ａ及び６７ｂに別々に接続される。第２の電極コネクタ１０１は、第２の接触パッド６３に接続することができる。測定モジュール１００は、試験ストリップ６２が試験計測器１０に電気的に接続されているかどうかを判定するために、プロング６７ａと６７ｂとの間の抵抗又は電気的導通を測定することができる。
【００２４】
計測器１０（図１Ａ、図１Ｂ）は、電子回路を含んでもよく、この電子回路を使用して、複数の電圧を試験ストリップ６２に印加し、かつ試験ストリップ６２の試験チャンバ内の電気化学反応から生じる電流トランジェント出力を測定することができる。計測器１０は更に、本明細書に開示されるように流体試料中の分析物濃度を測定するためのマイクロプロセッサにプログラムされた１組の命令を含んでもよい。
【００２５】
使用時には、使用者は試験ストリップを試験計測器１０のストリップポートコネクタに挿入して、試験ストリップの少なくとも２つの電極をストリップ測定回路に接続する。これにより計測器１０のスイッチが入り、計測器１０は（モジュール１００経由で）第１の接触パッド６７と第２の接触パッド６３との間に試験電圧又は電流を印加し得る（図５）。ストリップ６２が挿入されたことを測定モジュール１００が認識した時点で、測定モジュール１００は流体検出モードを開始する。流体検出モードによって、測定モジュール１００が、第１の電極６６と第２の電極６４との間に約１マイクロアンペアの定電流を印加する。試験ストリップ６２が最初に乾燥しているために、試験計測器１０は比較的大きな電圧を測定する。流体試料が試験チャンバに置かれている場合、試料は、第１の電極６６と第２の電極６４との間のギャップを橋架けして、測定モジュール１００は、測定される電圧が所定の閾値未満に低下することを測定するであろう。これは、試験計測器１０に自動的に第１の電位Ｅ１（図６Ａ）の印加によるグルコース試験を開始させる。
【００２６】
図６Ａ（図６Ｂの時間軸と並んだ時間軸を有する）では、試料中の分析物は、１つの形態（例えばグルコース）から異なる形態（例えばグルコン酸）へと、試験チャンバ内の電気化学反応によって変換される。これは、試験シーケンスタイマーによるＴ＝０での試験シーケンスの開始と共に始まり、このタイマーは、ストリップフィルの検出及び電位Ｅ１での第１の持続時間ｔ１の設定によって設定される。システムは、第１の電位Ｅ１から、第１の電位Ｅ１と異なる第２の電位Ｅ２に、第２の持続時間ｔ２だけ切り替えることにより（図６Ａ）試験シーケンスを進行し、その後、システムは更に、第２の電位Ｅ２を、第２の電位Ｅ２と異なる第３の電位Ｅ３（図６Ａ）に第３の持続時間ｔ３だけ変化させる。第３の電位Ｅ３は、起電力の大きさ、極性、又はこれら両方の組み合わせの点で第２の電位Ｅ２とは異なってもよい。好適な実施形態では、Ｅ３はＥ２と同じ大きさであるが、極性が反対であってもよい。
【００２７】
更に、図６Ａに示されるように、第２の電位Ｅ２は、直流（ＤＣ）試験電圧成分、及び重畳された交流（ＡＣ）、又は振動試験電圧成分を含むことができる。重畳交流又は振動試験電圧成分は、ｔｃａｐで示される時間間隔の間印加され得る。重畳交流電圧は、試験が行われる流体試料の十分な体積をストリップが有するか判定するために利用され得る。電気化学試験のための十分な体積を判定するためのこの技術の詳細は、米国特許第７，１９５，７０４号；同第６，８７２，２９８号，同第６，８５６，１２５号，同第６，７９７，１５０号に記載されており、これらの文献は、本明細書に完全に明記されているかのように、参照により援用される。
【００２８】
時間間隔のうちのいずれかの間に測定される複数の試験電流値は、１マイクロ秒につき約１回から１００ミリ秒につき約１回の測定に及ぶサンプリング頻度で、好ましくは１０から５０ミリ秒ごとに実行され得る。順次様式で３つの試験電位を使用する実施形態が説明されるが、グルコース試験は異なる数の開回路及び試験電圧を含み得る。例えば、代替的実施形態として、グルコース試験は、第１の時間間隔に開回路、第２の時間間隔に第２の試験電圧、及び第３の時間間隔に第３の電位を含み得る。「第１」、「第２」、及び「第３」の参照は便宜上選択されており、試験電圧が印加される順序を必ずしも反映していないことに留意されたい。例えば、一実施形態は、第３の電位が第１及び第２の試験電圧の印加前に印加され得る電位波形を有し得る。
【００２９】
この例示的なシステムでは、システムのためのプロセスは、第１の電位Ｅ１（例えば、図６Ａではおおよそ２０ｍＶ）を、第１の電極６６と第２の電極６４との間に、第１の時間間隔ｔ１の間（例えば、図６Ａでは１秒）印加してもよい。第１の時間間隔ｔ１は約０．１〜約３秒、好ましくは約０．２〜約２秒、最も好ましくは約０．３〜約１．１秒の範囲であり得る。
【００３０】
第１の時間間隔ｔ１は、試料受け取り又は試験チャンバ６１が試料で完全に充填され、なおかつ試薬層７２が少なくとも部分的に溶解又は溶媒和し得るように、十分に長くてもよい。一態様では、第１の電位Ｅ１は、比較的少量の還元又は酸化電流が測定されるように、伝達体の酸化還元電位に比較的近い値であり得る。図６Ｂは、第１の時間間隔ｔ１の間に、図６Ａの第２及び第３の時間間隔ｔ２及びｔ３と比較して比較的少量の電流が観察されることを示す。例えば、伝達体としてフェリシアニド又はフェロシアニドを用いる場合、図６Ａの第１の電位Ｅ１は約１ｍＶ〜約１００ｍＶ、好ましくは約５ｍＶ〜約５０ｍＶ、最も好ましくは約１０ｍＶ〜約３０ｍＶの範囲であり得る。好適な実施形態では、印加電圧は極性が正として示されているが、負領域の同じ電圧も用いて、本実施形態が意図する目的を達成することもできる。
【００３１】
図６Ａに戻って参照すると、第１の電位Ｅ１を印加した後、試験計測器１０は第２の時間間隔ｔ２（例えば、図６Ａの約３秒）で第２の電位Ｅ２（例えば、図６Ａの約３００ｍＶ）を第１の電極６６と第２の電極６４との間に印加する。第２の電位Ｅ２は、第１の電位Ｅ１と異なる値であってもよく、かつ限界酸化電流が第２の電極６４で測定されるような、十分に負の媒体酸化還元電位の値であってもよい。例えば、伝達体としてフェリシアニド又はフェロシアニドを用いる場合、第２の電位Ｅ２は約０ｍＶ〜約６００ｍＶ、好ましくは約１００ｍＶ〜約６００ｍＶの範囲であり得、より好ましくは約３００ｍＶである。
【００３２】
第２の時間間隔ｔ２は、還元型伝達体（例えば、フェロシアニド）の生成速度が制限酸化電流の大きさに基づいて監視され得るように、十分に長くなくてはならない。還元型伝達体は試薬層７２との酵素的反応によって生成される。第２の時間間隔ｔ２の間、制限量の還元型伝達体が第２の電極６４で酸化され、また非制限量の酸化型伝達体が第１の電極６６で還元されて、第１の電極６６と第２の電極６４との間に濃度勾配を形成する。
【００３３】
一例示的実施形態では、第２の時間間隔ｔ２は更に、十分な量のフェリシアニドが、第２の電極６４へ拡散され得るように、又は第１の電極上の試薬から拡散され得るように、十分に長くあるべきである。第３の電位Ｅ３の間に第１の電極６６においてフェロシアニドを酸化することに関して制限電流が測定され得るように、十分な量のフェリシアニドが第２の電極６４で必要とされ得る。第２の時間間隔ｔ２は約６０秒未満であり得、好ましくは約１．１秒〜約１０秒、より好ましくは約２秒〜約５秒の範囲であり得る。同様に、図６Ａでｔｃａｐとして示される時間間隔は、更に様々な時間にわたって持続し得るが、一例示的実施形態では持続時間は約２０ミリ秒間である。一例示的実施形態では、重畳交流試験電圧成分は、第２の電位Ｅ２の印加から約０．３秒〜約０．４秒の後に印加され、振幅が約＋／−５０ｍＶの約１０９Ｈｚの周波数を有する正弦波を誘発する。
【００３４】
図６Ｂは、第２の時間間隔ｔ２の開始後の比較的小さいピークｉｐｂを示し、その後、第２の時間間隔ｔ２の間の酸化電流の絶対値の緩やかな上昇が続く。小さいピークｉｐｂは、第１の電位Ｅ１から第２の電位Ｅ２への移行の後、内因性の又は外因性の還元剤（例えば尿酸）のために起こる。その後、小さいピークｉｐｂの後に、酸化電流が徐々に絶対的に減少する。このピークは、試薬層７２によるフェロシアニドの生成により引き起こされ、これはその後、第２の電極６４へと拡散する。第２の時間間隔ｔ２の間、酸化電流における電流トランジェントＣＴから電流ｉｐｐを測定できる。
【００３５】
第２の電位Ｅ２を印加した後、試験計測器１０は第３の時間間隔ｔ３（例えば、図６Ａの約１秒）で第３の電位Ｅ３（例えば、図６Ａの約−３００ｍＶ）を第１の電極６６と第２の電極６４との間に印加する。第３の電位Ｅ３は、限界酸化電流が第１の電極６６で測定されるような、十分に正の媒体酸化還元電位の値であってもよい。例えば、伝達体としてフェリシアニド又はフェロシアニドを用いる場合、第３の電位Ｅ３は約０ｍＶ〜約−６００ｍＶ、好ましくは約−１００ｍＶ〜約−６００ｍＶの範囲であり得、より好ましくは約−３００ｍＶである。
【００３６】
第３の時間間隔ｔ３は、酸化電流の大きさに基づいて、第１の電極６６付近の還元型伝達体（例えば、フェロシアニド）の拡散を監視するために十分に長くてもよい。第３の時間間隔ｔ３の間、制限量の還元型伝達体が第１の電極６６で酸化され、非制限量の酸化型伝達体が第２の電極６４で還元される。第３の時間間隔ｔ３は約０．１〜約５秒、好ましくは約０．３〜約３秒、より好ましくは約０．５〜約２秒の範囲であり得る。
【００３７】
図６Ｂは、第３の時間間隔ｔ３の開始時点の比較的大きいピークｉｐｃからそれに続く定常状態電流ｉｓｓ値への減少を示す。測定される電流出力ｉｐｂ、ｉｐｃ、ｉｐｐ、及びｉｓｓを使用して、式１から試料のグルコース濃度を決定できる。
【００３８】
【数１】
2017502282.tif 000003
［式中、Ｇは、グルコース濃度を表し、
ｉｓｓは、電流トランジェントの約４秒から約５秒までの総和として測定される信号の大きさ（アンペア数）であり、
ｉｐｐは、電流トランジェントの約１秒から約４秒までの総和として測定される信号の大きさ（アンペア数）であり、
ｉｐｂは、電流トランジェントの約１秒で測定される信号の大きさ（アンペア数）であり、
ｉｐｃは、電流トランジェントの約４秒で測定される信号の大きさ（アンペア数）であり、
ａは約０．２であり、
ｂは約０．７であり、
ｐは約０．５であり、
Ｚは約４である］。
【００３９】
バイオセンサーシステムについての追加の詳細は、２０１２年４月２４日に特許された米国特許第８，１６３，１６２号に見出だすことができ、これはその全体が参照によりこの出願に援用される。
【００４０】
一般に、分析試験ストリップ（例えば電気化学式分析試験ストリップ）を使用する、体液試料（例えば全血試料）中の分析物（例えばグルコース）の測定のための手持ち式試験計測器は、マイクロプロセッサブロック、ストリップポートコネクタ（ＳＰＣ：strip port connector）、マイクロプロセッサブロック及びＳＰＣに動作可能に接続された電圧ドライバブロック、ＳＰＣ及びマイクロプロセッサブロックに動作可能に接続された電流測定ブロック、並びにマイクロプロセッサブロックに動作可能に連結され、統合（integrated）試験ストリップ検出及び定電流ドライバ命令を記憶するメモリブロックを含む。更に、メモリブロック、マイクロプロセッサブロック、電圧ドライバブロック及び電流測定ブロックは、統合試験ストリップ検出及び定電流ドライバ命令が、マイクロプロセッサブロックによって実行される際に、ＳＰＣに挿入される試験ストリップへの試料の適用（application）をアルゴリズム的に検出し、かつＳＰＣに印加される電圧を、電圧ドライバブロックによって、電流測定ブロックからの信号に基づいて変えることにより、挿入されたストリップを通る定電流をアルゴリズム的に駆動するように構成されている。
【００４１】
本発明による手持ち式試験計測器は、例えば、アルゴリズム式ソフトウェア（すなわち、アルゴリズムを含む命令の組）を使用して、挿入される分析試験ストリップ（例えば電気化学式分析試験ストリップ）を通る定電流を駆動し、これをアルゴリズム式試験ストリップ試料検出と統合される方法で行うことから有益である。このような統合は、例えば、定電流ドライバ命令からの電圧出力（又はそれから誘導される電圧）を試験ストリップ検出命令のアルゴリズムへの入力として使用することを含み得る。手持ち式試験計測器は、有益に単純かつ比較的安価であり、これは、手持ち式試験計測器がハードウェア式定電流電子回路を用いないからである。
【００４２】
図７は、本発明の一実施形態による体液試料中の分析物を測定するための手持ち式試験計測器７００のブロック図である。図８は、本発明の実施形態で用いることのできる統合試験ストリップ試料検出を含む定電流ドライバ用の工程のシーケンスの簡略化フローチャートである。図９は、本発明の実施形態で用いることのできるアルゴリズムによってＳＰＣに印加される電圧（ドライブＶ  Ｓ／Ｗでラベル）を、従来のハードウェアのみで駆動される技術を使用してＳＰＣに印加される電圧（ドライブＶ  Ｈ／Ｗでマーク）と比較して示すチャートである。
【００４３】
図７、図８及び図９を参照すると、手持ち式試験計測器７００は、マイクロプロセッサブロック７０２と、メモリブロック７０４と、ストリップポートコネクタ７０６と、電圧ドライバブロック７０８と、電流測定ブロック７１０と、電気バイアス（例えば、交流（ＡＣ）及び／又は直流電流（ＤＣ）バイアス）を電気化学式分析析試験ストリップに印加し、また、電気化学応答（例えば、複数の試験電流値、相、及び／又は大きさ）を測定し、電気化学応答に基づいて分析物又は特性を判定する他の電子部品（図示せず）とを含む。
【００４４】
電流の説明を簡略化するために、図７は、手持ち式試験計測器７００の全ての電子回路及び機械的ブロックを示していない。しかし、いったん本開示を知らされると、当業者は、手持ち式試験計測器７００が、例えば電気化学式分析試験ストリップ（図７では図示しないが、図７で注釈「ストリップ」が位置する場所に位置する）を使用した、体液試料（例えば全血試料）中の分析物（例えばグルコース）の測定のために必要とされる又は望ましい更なるブロック及び回路も含むことを認識するであろう。更に、当業者は、図７に示される様々な別個のブロックが、任意の好適な方法で統合され得ることを認識するであろう。
【００４５】
いったん当業者が本開示を知らされれば、当業者は、本発明による手持ち式試験計測器として容易に修正することができる手持ち式試験計測器の例が、ＬｉｆｅＳｃａｎ  Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｐｉｔａｓ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販されているＯｎｅＴｏｕｃｈ（登録商標）Ｕｌｔｒａ（登録商標）２グルコース計測器であるということを認識するであろう。同様に修正することができる手持ち式試験計測器の追加例は、米国特許出願公開第２００７／００８４７３４号（２００７年４月１９日公開）及び同第２００７／００８７３９７号（２００７年４月１９日公開）、国際公開第２０１０／０４９６６９号（２０１０年５月６日公開）、並びに英国特許出願第１３０３６１６．５号（２０１３年２月２８日出願）に見られ、これらのそれぞれは、参照によって全体が本明細書に援用される。
【００４６】
マイクロプロセッサブロック７０２は、当業者に既知の任意の好適なマイクロプロセッサブロックであってもよく、これには、限定されるものではないが、マイクロコントローラが含まれる。好適なマイクロコントローラとしては、限定するものではないが、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｄａｌｌａｓ，Ｔｅｘａｓ，ＵＳＡ）からＭＳＰ４３０シリーズの部品番号で市販されているマイクロコントローラ；ＳＴ  ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（Ｇｅｎｅｖａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）からＳＴＭ３２Ｆ及びＳＴＭ３２Ｌシリーズの部品番号で市販されているマイクロコントローラ；並びにＡｔｍｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ）からＳＡＭ４Ｌシリーズの部品番号で市販されているマイクロコントローラが挙げられる。マイクロプロセッサ７０２は、統合アナログ−デジタル（ＡＤＣ：analog-to-digital）及びデジタル−アナログ（ＤＡＣ：digital-to-analog）電気回路、並びにアルゴリズム命令を含む命令を実行するように構成された回路を含むとして示される。
【００４７】
電圧ドライバブロック７０８は、任意の好適な電圧ドライバブロックであってもよく、これには、例えばオペアンプ電圧ドライバブロックが含まれる。電圧ドライバブロックに含まれ得る、又は電圧ドライバブロックとして機能し得る好適なオペアンプの非限定例は、部品番号ＯＰＡ３４８としてＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄａｌｌａｓ，Ｔｅｘａｓ，ＵＳＡから入手可能なオペアンプである。
【００４８】
電流測定ブロック７１０は、任意の好適な電流測定ブロックであってもよく、これには、オペアンプに基づく電流測定ブロックが含まれる。電流測定ブロックに含まれ得る、又は電流測定ブロックとして機能し得る好適なオペアンプの非限定例は、部品番号ＯＰＡ３３０としてＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄａｌｌａｓ，Ｔｅｘａｓ，ＵＳＡから入手可能なオペアンプである。
【００４９】
図７では、電圧ドライバブロック７０８及び電流測定ブロック７１０の両方は、三角形を使用して示されている。このような形状は、典型的には増幅器を表す。しかし、当業者は、いったん本開示を知らされると、当業者に既知の技術を使用して、こうした増幅器を、様々な受動デバイスと組み合わせて、電圧ドライバブロック又は電流測定ブロックのいずれかとして働かせてもよいことを認識するであろう。
【００５０】
メモリブロック７０４は、マイクロプロセッサブロック７０２に連結され、例えば図８並びに下記のアルゴリズム１及び２に記載される統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令を記憶する。メモリブロック７０４、マイクロプロセッサブロック７０２、電圧ドライバブロック７０８及び電流測定ブロック７１０は、統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令が、マイクロプロセッサブロックによって実行される際に、電流測定ブロックからの信号に基づいて、ＳＰＣに挿入される試験ストリップへの試料の適用をアルゴリズム的に検出し、かつＳＰＣに印加される電圧を、電圧ドライバブロックによって、変えることにより、挿入されたストリップを通る定電流をアルゴリズム的に駆動するように構成されている。
【００５１】
定電流ドライバ命令は、例えばフィードバックループ、例えばＰＩＤアルゴリズムフィードバックループに基づいてもよい。命令で用いられるこうしたＰＩＤアルゴリズムの非限定例は、下記の通りである：
Ｖｏｕｔ＝（Ｉｅｒｒ＊Ｇｐ）＋（Ｉｉｎｔ＊Ｇｉ）＋（Ｉｄｉｆｆ＊Ｇｄ）    （アルゴリズム１）
［式中、
Ｉｅｒｒ＝測定される電流と所定の目標電流（例えば３００ｎＡ）との間の差異であり、測定される電流が目標電流に等しい時、Ｉｅｒｒは０に等しく、
Ｇｐ＝比例ゲイン定数、例えば８００であり、
Ｉｉｎｔ＝前のＩｅｒｒ値の合計であるが、電流が所定の上限電流よりも大きい、例えば＞４３２ｎＡの場合、Ｉｉｎｔ＝０であり、
Ｇｉ＝積分ゲイン定数、例えば４０００であり、
Ｉｄｉｆｆ＝Ｉｅｒｒと直前のＩｅｒｒの値との間の差異であり、
Ｇｄ＝微分ゲイン定数、例えば−３００であり、
Ｖｏｕｔ＝所定の定常目標電流（例えば３００ｎＡ）を維持するために用いられる出力電圧である］。
【００５２】
アルゴリズム１及び手持ち式試験計測器７００の前述のブロックは、本質的に、ソフトウェアアルゴリズム式フィードバックループを提供し、このフィードバックループは、手持ち式試験計測器に挿入される試験ストリップのための定電流ドライバとして機能する。このソフトウェアアルゴリズム式フィードバックループは、試験ストリップ測定電流を入力として用い、（電圧ドライバブロック７０８と共に）印加される試験ストリップ電圧を出力として生成する。印加される試験ストリップ電圧は、ソフトウェアアルゴリズム式フィードバックループにより調整され、分析試験ストリップを通る定電流を維持する。このようにする際に、マイクロプロセッサブロック７０２は、メモリブロック７０４に記憶されたソフトウェア又はファームウェアによって提供される命令に従って作用する。
【００５３】
試験ストリップ試料検出命令は、任意の好適な平均化アルゴリズム、例えば下記のものを用いることができる：
Ｕａｖｇ’＝（（Ｎ−１）Ｕａｖｇ＋Ｕｔ）／Ｎ                （アルゴリズム２）
［式中、
Ｎ＝所定の平均化定数の整数（Ｎは例えば１２に等しくてもよい）であり、
Ｕａｖｇは、ｔ＝１の時、１．０２４Ｖ（又は他の好適な所定の値）であり、その後は、ＵａｖｇはＮ−１でその前に計算されたＵａｖｇ’であり、
Ｕｔ＝時間ｔで試験ストリップの両端間で測定される電圧である］。
【００５４】
アルゴリズム２の計算は、例えば、５ミリ秒ごとに、Ｕａｖｇ’をＵａｖｇにフィードバックして実施され得る。Ｕａｖｇ’が所定の閾値（例えば２４３ｍＶ）以下である時、試料検出トリガが活性化され、分析物（例えばグルコース）の測定（判定）プロセスが開始される（図８の工程８４０及び８５０を参照のこと）。アルゴリズム２は本質的に、平均化アルゴリズムである。試料検出トリガに合うために掛かる時間の最小量は、所定の閾値の値、ｔ＝１でのＵａｖｇ；Ｎ、測定される電圧（すなわちＵｔ）、及びアルゴリズム２が実施される頻度（frequency）（例えば５ミリ秒ごとは頻度２００Ｈｚに対応する）に依存する。しかし、典型的だが非限定的なユースケースでは、いったんＵｔが所定の閾値未満になり、また所定の閾値未満のままであると、試料検出トリガがおおよそ１５回の測定以内に検出される。
【００５５】
Ｕｔが物理的に、例えば３５０ｍＶに制限され、これが分析試験ストリップ反応の閾値、例えば２４３ｍＶを大幅に上回らない環境では、アルゴリズム１に最大のＶｏｕｔ（例えば１．０２４Ｖ）を提供させ、続いてこれが、例えば前述の３５０ｍＶに（ハードウェア又はソフトウェアのいずれかで）制限されることによって、補正が提供され得る。そうでなければ、本発明による手持ち式試験計測器の単純な実施では、ＵｔはＶｏｕｔに等しく、アルゴリズム２は、アルゴリズム１が新しいＶｏｕｔの値を計算する度に実行される。
【００５６】
代表であるが非限定的な、命令の実行中に起こり得る工程のシーケンスは、図８に示される。図８のシーケンスの開始（ブロック８１０）は、例えば、手持ち式試験計測器７００の活性化（すなわち電源オン）及び分析試験ストリップの手持ち式試験計測器７００への挿入によって達成される。図８の工程８２０は、例えば上記のアルゴリズム１を用いてもよいのに対し、工程８３０は上記のアルゴリズム２を用いる。図８に具現化されるフローでは、アルゴリズム１は（入力電流に基づいて）電圧を出力し、これは試験ストリップを通る電流を駆動すると共に、アルゴリズム２への電圧入力である。図８の工程のシーケンスで用いられる命令は、手持ち式試験計測器で、例えば当業者に既知の任意の好適なプログラミング言語を使用して開発されたソフトウェア（コンピュータプログラムとしても知られる）を含むソフトウェアとして、完全に又は部分的に具現化されることができ、このプログラミング言語としては、例えばオブジェクト指向言語、Ｃ言語、Ｃ＋＋言語、又はマイクロコントローラコード、例えばアセンブリ言語が挙げられる。更に、必要とされるソフトウェアは、例えば、独立メモリブロック、又はマイクロプロセッサ内に統合されたメモリブロックに記憶され得る。
【００５７】
図９は、アルゴリズム１によって生成される印加電圧（ドライブＶ  Ｓ／Ｗでマーク）と、より高価かつ複雑なハードウェア式定電流回路ブロックによって生成される印加電圧（ドライブＶ  Ｈ／Ｗでマーク）との間の許容可能な整合を、比較して示す。
【００５８】
図１０は、本発明の実施形態による、体液試料（例えば全血試料）中の分析物（例えばグルコース）の測定のために、手持ち式試験計測器を操作するための方法９００における段階を描写する、フロー図である。方法９００は、工程９１０で、手持ち式試験計測器のメモリブロック及びマイクロプロセッサブロックを使用して、メモリブロックに記憶された統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令を取り出すことを含む。
【００５９】
工程９２０では、手持ち式試験計測器のストリップポートコネクタ（ＳＰＣ）上の印加電圧を、統合試験ストリップ試料検出及び定電流ドライバ命令の実行によって設定することにより、定電流が、手持ち式試験ストリップのストリップポートコネクタ（ＳＰＣ）に挿入された分析試験ストリップを通ってアルゴリズム的に駆動される。また、方法９００は、アルゴリズムの方法において、計算される電圧に基づいて、手持ち式試験計測器のＳＰＣに挿入された分析試験ストリップへの試料の適用を検出することも含む（図１０の工程９３０を参照のこと）。
【００６０】
工程９４０では、計算される電圧が試料の検出電圧閾値と比較され、こうした閾値よりも低い場合、分析物測定試験が行われる。試料の検出電圧が閾値よりも高い場合、方法９００は、印加される電圧の電位の再調整のために、工程９２０に戻ってループし、これにより、電流が分析試験ストリップを通って駆動される。
【００６１】
いったん本開示を知らされると、当業者は、方法９００を含む、本発明の実施形態による方法が、本発明の実施形態による、かつ本明細書において説明される、手持ち式試験計測器の技術、利益、及び特徴のいずれかを組み込むように容易に修正することができることを認識するであろう。
【００６２】
特定の変形形態と説明図に関して、本発明を説明してきたが、当業者であれば、本発明は、記載されている変形形態又は図に限定されないことを認識するであろう。加えて、上述の方法及び工程が特定の順序で起こる特定の事象を示している場合、当業者であれば、特定の工程の順序が変更可能であり、かかる変更が本発明の変形によるものであることを認識するであろう。更に、それらの工程のうちのある特定の工程は、可能であれば並行したプロセスで同時に行われても、上述のように順次行われてもよい。したがって、本開示の趣旨又は請求項に見出される本発明の同等物の範囲内にある本発明の変形例が存在する範囲では、本特許がこうした変形例をも包含することが意図される。
【図１Ａ】
2017502282.tif 000004
【図１Ｂ】
2017502282.tif 000005
【図１Ｃ】
2017502282.tif 000006
【図１Ｄ】
2017502282.tif 000007
【図１Ｅ】
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【図２】
2017502282.tif 000009
【図３】
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【図４Ａ】
2017502282.tif 000011
【図４Ｂ】
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【図５】
2017502282.tif 000013
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2017502282.tif 000015
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
2017502282.tif 000020
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