通过施加电压优化传感器功能的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种初始化诸如葡萄糖传感器之类的分析物传感器的方法。在传感器已断开并再次连接的情况下，确定断开时间并且基于所述断开时间选择传感器初始化规则。所述传感器初始化规则可包括向所述传感器施加第一系列电压脉冲。本发明专利技术还提供一种检测传感器的水合的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过施加电压优化传感器功能的方法和系统相关申请的交叉引用本申请根据第120章的规定要求2012年11月13日提交的美国申请第13/675,813号的优先权，该美国申请的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术属于分析物传感器(例如，用于监控糖尿病的葡萄糖传感器)领域以及制造和使用这些传感器的方法和材料的领域。更加具体而言，本专利技术属于初始化分析物传感器的方法和装置。
技术介绍
诸如生物传感器之类的分析物传感器包括使用生物元件将基质中的化学分析物转换成可检测信号的设备。本领域已有用于各种不同的分析物的多种类型的生物传感器。已研究的大多数生物传感器的类型是电流型葡萄糖传感器，其对于成功控制糖尿病的葡萄糖水平而言至关重要。典型的葡萄糖传感器根据下列化学反应工作：H2O2→O2+2H++2e-方程式2葡萄糖氧化酶用于催化葡萄糖和氧之间的反应，生成葡萄糖酸和过氧化氢(方程式1)。H2O2如方程式2所示的进行电化学反应并且可由恒电位器测量电流。在本领域已知的多种氧化还原酶中发生的反应用于多种电流型传感器设计。随着分析物传感器技术的成熟和新的传感器技术应用的发展，本领域需要有利于在新的技术应用中使用传感器的方法和材料。例如，医院越来越多地使用连续葡萄糖传感器监控患者的生理机能，例如，在ICU环境中。在这样的医院环境中，出现了传感器必须从传感器电子元件中断开并与传感器电子元件再次连接的情况，例如，当患者需要进行核磁共振成像(MRI)过程时。因为处理器与MRI不相容，传感器电子元件需要与传感器断开直至MRI完成。在常规的传感器启动过程中，如果传感器与传感器电子元件断开并与传感器电子元件再次连接，那么在传感器变得足以稳定至开始再次检测之前会产生明显延迟。所述延迟可从几分钟持续至几个小时，从而使临床环境中的护理变得复杂。此外，个人在非医院环境中使用分析物传感器(例如，糖尿病患者使用葡萄糖传感器管理他们的疾病)时，传感器植入之后相对长的传感器初始化和/或启动时间段可能会由于对使用者而言的不便利性和延迟接收关于使用者的健康的信息而产生问题。因为很多糖尿病患者没有经过医疗训练，他们可能会由于与这些管理(例如，两个小时的启动期，这从患者的每天日常活动而言可能是不方便的)相关的复杂性而放弃对血糖水平的最佳监控和调节。鉴于上述原因，设计成降低传感器初始化和/或启动时间的方法和传感器系统是理想的。
技术实现思路
本文公开的本专利技术提供用于优化已与分析物传感器的分析物监控系统的电子元件(例如，暂时地)断开的分析物传感器的初始化和/或性能的方法和系统。本专利技术的很多方面在例如住院过程(例如核磁共振成像(MRI)过程)中可植入的电化学葡萄糖传感器暂时与分析物监控系统的电子元件断开的情况下是有用的。本文公开的本专利技术具有多个方面。本专利技术包括初始化分析物传感器的方法，通常是电化学分析物传感器，所述方法包括确定断开时间，其中，所述断开时间是传感器已与传感器电子元件断开的时间量，以及随后基于断开时间选择初始化规则。通常，所述初始化规则选自包括下述(a)和(b)的组或由(a)和(b)构成的组：(a)第一初始化方案，包括向传感器第一系列电压脉冲，和(b)第二初始化方案，包括向传感器施加第二系列电压脉冲，其中，如果所述断开时间落入第一时间范围，那么选择所述第一初始化方案，如果所述断开时间落入第二时间范围，那么选择第二初始化方案。简单来说，本领域技术人员可随后将所选择的初始化规则应用于传感器。本专利技术还包括用于初始化分析物传感器的装置，所述装置包括：配置为确定所述分析物传感器已与传感器电子元件断开的时间量的断开计时器，配置为基于所述断开时间选择初始化规则的初始化规则选择器，所述初始化规则选择器配置为选择：(a)第一初始化方案，包括第一系列电压脉冲，和(b)第二系列初始化方案，包括第二系列电压脉冲，其中，如果所述断开时间落入第一时间范围，那么选择所述第一初始化方案，如果所述断开时间落入第二时间范围，那么选择第二初始化方案，所述装置被配置为将所选择的初始化规则应用于分析物传感器。初始化规则的组可进一步包括(c)第三初始化方案，包括不向传感器施加电压，其中，如果断开时间小于所述第一时间范围和所述第二时间范围，那么选择所述第三初始化方案。例如，可以基于传感器与传感器电子元件断开的特定情况，使用不同的断开时间范围。例如，所述第一时间范围可大于120分钟(例如，120分钟到至少24小时，等)。类似地，例如，所述第二时间范围可以是10分钟至120分钟。优选地，所述方法还包括在施加了所选择的初始化电压之后，将稳定电压施加于传感器持续第一稳定时间。所述方法还可包括在施加第一稳定电压之后确定传感器是否稳定，并且如果传感器不稳定的话，那么向传感器施加第二稳定电压持续第二稳定时间。稳定时间段的实例包括小于40分钟的时间，例如，10分钟，16分钟，20分钟和26分钟，或30分钟。所述第二稳定时间可与所述第一稳定时间相同或不同。本专利技术可包括在稳定传感器之后，如果传感器稳定的话，校正传感器。校正可包括使用血糖仪测量血糖和校正所发现的传感器测量值的值。优选地，传感器校正可仅在断开时间落入第一时间范围或第二时间范围时进行。有利地是，如果传感器在预定最大稳定时间之后不稳定的话，那么结束初始化规则，这样可将新的传感器连接至传感器电子元件。所述预定的最大稳定时间段可以是30分钟或更长时间。其他的预定的最大稳定时间段也是可以的，例如，35分钟或40分钟。简单来说，确定断开时间包括测量传感器的电流输出并且比较所测量的输出与断开阈值。一种可能的阈值是0.6nA。潜在的阈值的示例性范围是1nA至10nA。优选地，计时器记录断开时间。优选地，计时器内置于程序中。当电流输出高于再次连接阈值，例如4nA时，检测到再次连接事件。优选地，第一初始化方案包括施加至少两个电压持续第一预定初始化时间。所述至少两个电压可以是脉冲电压，步进电压或转换电压。它们可以重复顺序施加或每次可仅施加一种电压。类似地，第二初始化方案优选地包括施加至少两个电压持续第二预定初始化时间。所述至少两个电压可以是脉冲电压，步进电压或转换电压。它们可以重复顺序施加或每次可仅施加一种电压。所述预定第二初始化时间可以小于30分钟。本专利技术可包括用于检测传感器水合的方法或装置。优选地，在应用所选择的初始化规则之前检测水合，并且，优选地，所述水合包括向传感器施加一系列水合脉冲持续第一水合时间，在施加一系列水合脉冲的过程中记录传感器的电流响应，以及将电流响应和预定的水合阈值进行比较。如果电流响应达到或超过预定的水合阈值，那么终止施加一系列水合脉冲。如果在第一预定水合时间过程中电流响应没有达到预定的水合阈值的话，检测水合还可包括向传感器施加第二系列的水合脉冲持续第二水合时间。例如，预定的水合阈值可以是100nA或50nA。水合脉冲的实例可以是一系列0V和2V的脉冲，例如，每个20秒或2分钟。优选地，分析物检测系统还包括与电子元件设备通讯的监测设备，其中，所述监测设备包括监测所接收的来自分析物传感器的信号并根据所述信号计算分析物的浓度的电路。所述监测设备可直接连接至传感器和/或传感器电子元件或者可无线接收数据。传感器电子元件可以是监测器的一部分或与监测器是断开的。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种初始化分析物传感器的方法，所述方法包括：确定断开时间，其中，所述断开时间是传感器已与传感器电子元件断开的时间量，基于所述断开时间选择初始化规则，所述初始化规则选自：(a)包括第一系列电压脉冲的第一初始化方案，和(b)包括第二系列电压脉冲的第二初始化方案，其中，如果所述断开时间落入第一时间范围，那么选择所述第一初始化方案，如果所述断开时间落入第二时间范围，那么选择所述第二初始化方案；以及将所选择的初始化规则应用于所述传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.13 US 13/675,8131.一种初始化分析物传感器的方法，所述方法包括：确定断开时间，其中，所述断开时间是传感器已与传感器电子元件断开的时间量，基于所述断开时间选择初始化规则，所述初始化规则选自：(a)包括第一系列电压脉冲的第一初始化方案，和(b)包括第二系列电压脉冲的第二初始化方案，其中，如果所述断开时间落入第一时间范围，那么选择所述第一初始化方案，如果所述断开时间落入第二时间范围，那么选择所述第二初始化方案；以及将所选择的初始化规则应用于所述传感器。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述初始化规则还包括：(c)包括不向所述传感器施加电压的第三初始化方案，其中，如果所述断开时间小于所述第一时间范围和所述第二时间范围，那么选择所述第三初始化方案。3.如权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：在将所选择的初始化规则应用于所述传感器之后，向所述传感器施加第一稳定电压持续第一稳定时间。4.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括：在施加第一稳定电压之后确定所述传感器是否稳定；以及如果所述传感器不稳定，那么向所述传感器施加第二稳定电压持续第二稳定时间。5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括：如果所述传感器稳定，那么校正所述传感器。6.如权利要求5所述的方法，其中，校正所述传感器包括使用血糖仪测量血糖。7.如权利要求5或6所述的方法，其中，所述传感器的校正仅在所述断开时间落入所述第一时间范围或所述第二时间范围时执行。8.如权利要求4所述的方法，其中，如果在预定的最大稳定时间之后所述传感器不稳定，那么结束所述初始化规则，从而可将新传感器连接至所述传感器电子元件。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述预定的最大稳定时间是30分钟或更长时间。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定断开时间包括测量传感器的电流输出并比较所测量的电流输出与断开阈值。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述确定断开时间还...

【专利技术属性】
技术研发人员：丽贝卡·K·戈特利布，赵嘉宏，阿斯温·K·拉奥，
申请(专利权)人：美敦力迷你迈德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US