專利名稱：使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法及裝置，特別是有關(guān)于一種使用多通道電路來判斷采集血液的滴血量是否足夠以及將不同通道電路的量測值進(jìn)行平均處理的方法及裝置。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)代醫(yī)藥科技的進(jìn)步，使得人類的平均壽命不斷的延長。然而，卻也因為生活條件的改善，使得慢性病已取代各種急性傳染病，成為文明社會中主要的死因之一。這些慢性病中，尤以糖尿病(diabetes)及其并發(fā)癥(complication)為最。
糖尿病是因為人體內(nèi)的胰臟所分泌的胰島素(Insulin)不足或作用不良，使得糖份無法被人體所利用(即將糖份轉(zhuǎn)化成熱能)，而導(dǎo)致血液中的糖份(即血糖)濃度升高所形成的一種新陳代謝(metabolism)疾病，當(dāng)人體的血糖(blood glucose)濃度超過正常值60～115mg/dl并達(dá)到180mg/dl時，糖份便會經(jīng)由膀胱隨著尿液排出人體，因此稱之為糖尿病。
糖尿病的病因是多元性的，可能是由自體免疫統(tǒng)(auto-immunization)受濾過性病毒(filtrable virus)的感染，使得胰臟β-細(xì)胞被破壞，導(dǎo)致胰島素的分泌量驟減而發(fā)病。另外，也可能是由于肌肉或脂肪細(xì)胞對胰島素的阻抗力(insulin resistance)增加，導(dǎo)致胰島素功能不良，使得β-細(xì)胞枯死而致?。换蚴怯捎谌梭w內(nèi)的他種具有抗胰島素的荷爾蒙增加，而導(dǎo)致血糖升高；甚或是胰臟壞死而造成無法分泌胰島素而致病等。而糖尿病的并發(fā)癥則包括低血糖癥(hypoglycemia disease)、酮酸中毒(Diabetic ketoacidosis；DKA)、高血壓高滲透壓非酮酸性昏迷(Nonketotic hyperosmolar syndrome；NKHS)及乳酸血癥(lacticemia)等等。
雖然由糖尿病或其并發(fā)癥所引起的疾病很多也很難避免，但卻可經(jīng)由血糖的控制，來減少或延緩并發(fā)癥的發(fā)生。因此，當(dāng)前述的一些癥狀出現(xiàn)時，即須立刻進(jìn)行血糖測試并進(jìn)行治療，否則，若不及時處理，則可能因為血糖過低，而導(dǎo)致昏迷(coma)甚至于死亡。近幾年來，利用特定酵素催化反應(yīng)(enzyme catalytic reaction)的各種生物感測器(biosensor)已經(jīng)被發(fā)展出來，并已使用于醫(yī)療用途上，例如血糖計。此種生物感測器的用途可專用于糖尿病的治療上，以幫助糖尿病患者控制本身的血糖含量在正常的范圍內(nèi)。對于住院糖尿病患者而言，其可在醫(yī)生的監(jiān)督下控制本身的血糖含量在正常范圍內(nèi)。但對于非住院糖尿病患者而言，在缺乏醫(yī)生直接監(jiān)督的情況下，病患本身能自我控制血糖含量則變得非常重要。因此，一個快速、簡易及準(zhǔn)確的血糖量測裝置，對于糖尿病患者來說，就顯得相當(dāng)?shù)闹匾?br> 現(xiàn)行市面上可供患者自行檢測血糖含量的血糖計，一般包括有測試單元及一測量血糖含量的生物芯片，其中生物芯片使用一對電極并在電極部上方覆蓋一反應(yīng)層，而反應(yīng)層上含有鐵氰化鉀(potassiumferricyanide)及氧化酵素(oxidase)，例如葡萄糖氧化酵素(glucoseoxidase)。使用血糖計量測時，先將生物芯片插入測試單元，然后，患者可以針扎刺自己的皮膚以滲出血滴，再將滲出的血滴(也可稱為檢體)直接滴在已插進(jìn)測試單元的生物芯片。當(dāng)血滴被吸入位于電極部上方的反應(yīng)層后，會將反應(yīng)層溶解。經(jīng)過一段預(yù)定時間后，亦即使該檢體對特定成份(例如檢體中的葡萄糖的酵素)催化反應(yīng)完成后，加上一參考電壓到生物芯片上，以電化學(xué)反應(yīng)(electrochemistryreaction)來氧化亞鐵氰化鉀(potassium ferrocyanide)，以釋出電子，而產(chǎn)生一相應(yīng)的反應(yīng)電流并通過電極。此反應(yīng)電流正比于酵素催化反應(yīng)產(chǎn)生的亞鐵氰化鉀濃度或正比于血液樣品中的葡萄糖濃度。由于在生物芯片上產(chǎn)生的反應(yīng)電流，會隨時間變化而逐漸衰減，故利用此特性，將每一時間點的反應(yīng)電流經(jīng)由電流/電壓轉(zhuǎn)換器(Current/VoltageConverter)放大及轉(zhuǎn)換成一輸出電壓，然后可由生物芯片量測到一相應(yīng)此檢體中的葡萄糖濃度的一條電壓-時間放電曲線。接著，再將每一時間點所對應(yīng)的輸出電壓經(jīng)過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog/DigitalConverter；ADC)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并送到一微處理器(microprocessor)中進(jìn)行處理，求得血液樣品中的一血糖濃度值，最后將血糖濃度值經(jīng)由一液晶顯示器顯示出來，供患者參考。
另外，更有些血糖計為了能快速且準(zhǔn)確的獲得血糖濃度的量測值，將相應(yīng)產(chǎn)生的輸出電壓與一內(nèi)建于微處理器中的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓-時間放電曲線對映表來對映。再根據(jù)所對映到的標(biāo)準(zhǔn)放電曲線，來決定其相應(yīng)的放電終點時間。最后，再由微處器根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)放電曲線及其放電終點時間來決定檢體中的血糖含量。
由于糖尿病是一種慢性病，故對一血糖計而言，其主要的目的在提供長期的血糖濃度監(jiān)控(surveillance)。因此，血糖計的量測精確度就相對地重要。在先前的血液量測裝置中，其電極部均由兩個電極(即一反應(yīng)電極及一參考電極)所組成。當(dāng)使用者將采集到的血液檢體滴落在電極的反應(yīng)層上時，若采集到血液量不足時，則會產(chǎn)生血液滴落量太少或滴落量不均勻等情形，會使得所量測到的血糖濃度產(chǎn)生誤差。此量測誤差的產(chǎn)生會造成醫(yī)護(hù)人員的誤判，進(jìn)而影響病患的健康及搶救的時間。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于先前的血液量測裝置可能因為采集的血液量不足而不自知，使得血糖濃度的量測值產(chǎn)生誤差，而可能造成誤判的情形。本發(fā)明提出一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法及裝置，其主要目的之一在于利用復(fù)數(shù)個電極所連接形成的多通道電路來判斷滴血量是否足夠。
本發(fā)明的另一主要目的，在于利用復(fù)數(shù)個電極所連接形成的多通道電路，將不同通道電路的量測值經(jīng)過處理，以獲得較準(zhǔn)確的血液量測值。
本發(fā)明的再一主要目的，在于利用復(fù)數(shù)個電極所連接形成的多通道電路，在判斷滴血量足夠的情形下，再將不同通道電路的量測值經(jīng)過處理，以獲得準(zhǔn)確的血液量測值。
根據(jù)以上的目的，本發(fā)明提供一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，包括采集血液樣本，并以一滴血量滴落于一生物感測器的電極部上，并于一預(yù)定時間后，由生物感測器提供一電壓來進(jìn)行血液量測。接著，取得不同通道的量測值及進(jìn)行數(shù)字化處理，以取得不同通道的數(shù)字量測值，并輸出該數(shù)字量測值至一微控單元。由微控單元將不同通道的數(shù)字量測值的差值與一默認(rèn)值進(jìn)行比較，以便判斷該滴血量是否足夠。最后，再由微控單元處理該不同通道的數(shù)字量測值，以獲得一平均量測值，并依該平均量測值進(jìn)行該血液量測結(jié)果的處理。
在本發(fā)明接著提供一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，包括一電極部，由復(fù)數(shù)個電極所組成，同時該電極部的一端與生物芯片電性地連接，而另一端則與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接。復(fù)數(shù)個通道電路，其由復(fù)數(shù)個電路元件所組成，其一端與電極部電性地連接，而另一端則與加法電路及微處理控制單元電性地連接。加法電路，其一端與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接，而另一端則與微處理控制單元電性地連接。微處理控制單元，其一端與復(fù)數(shù)個通道電路及加法電路電性地連接，而另一端則連接至一輸出單元。其中上述的多通道電路更包括一放大電路，其一端與電極部電性地連接，而另一端則與比較電路電性地連接；一比較電路，其一端與放大電路電性地連接，而另一端則與一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電性地連接；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，其一端與比較電路電性地連接，而另一端則與加法電路及微處理控制單元電性地連接。


圖1本發(fā)明的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的流程圖；圖2本發(fā)明的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的功能方塊示意圖；圖3對應(yīng)圖2的電路布局示意圖；圖4本發(fā)明的使用多通道電路來量測滴血量的流程圖；圖5為具體實施圖4的功能方塊示意圖；圖6本發(fā)明的圖使用多通道電路來提升血液量測準(zhǔn)確度的流程圖；圖7為具體實施圖6的功能方塊示意圖；圖8為本發(fā)明使用多通道電路來提升血液量測準(zhǔn)確度的另一方法的流程圖；圖9為具體實施圖8的功能方塊示意圖。
圖中符號說明10電極部20通道電路21放大電路22比較電路23模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路30微處理控制單元31加法單元40加法器電路具體實施方式
由于本發(fā)明中所利用到的一些生物感測器(Bio-sensor)的組成元件與其利用特定酵素反應(yīng)的原理及量測結(jié)果的處理，已于先前技術(shù)中詳細(xì)說明，故在下述的說明中，并不包括生物感測器的完整量測過程，而僅作重點式的引用，其目的在協(xié)助本發(fā)明特征的闡述。而且附圖中的功能方塊圖，亦并未依據(jù)實際的相關(guān)位置及完整的連接圖來繪制，其作用僅在表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的示意圖。另外，本發(fā)明的一些實施例會詳細(xì)描述如下，然而，除了詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實施例中，且本發(fā)明的范圍不受限定，以其之后的專利范圍為準(zhǔn)。
本發(fā)明首先提供一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，包括采集血液樣本，并以一滴血量滴落于一生物感測器的電極部上，并于一預(yù)定時間后，由生物感測器提供一電壓來進(jìn)行血液量測。接著，取得不同通道的量測值及進(jìn)行數(shù)字化處理，以取得不同通道的數(shù)字量測值，并輸出該數(shù)字量測值至一微控單元。由微控單元將不同通道的數(shù)字量測值的差值與一默認(rèn)值進(jìn)行比較，以便判斷該滴血量是否足夠。最后，再由微控單元處理該不同通道的數(shù)字量測值，以獲得一平均量測值，并依該平均量測值進(jìn)行該血液量測結(jié)果的處理。
在本發(fā)明接著提供一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，包括一電極部，由復(fù)數(shù)個電極所組成，同時該電極部的一端與生物芯片電性地連接，而另一端則與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接。復(fù)數(shù)個通道電路，其由復(fù)數(shù)個電路元件所組成，其一端與電極部電性地連接，而另一端則與加法電路及微處理控制單元電性地連接。加法電路，其一端與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接，而另一端則與微處理控制單元電性地連接。微處理控制單元，其一端與復(fù)數(shù)個通道電路及加法電路電性地連接，而另一端則連接至一輸出單元。其中上述的多通道電路更包括一放大電路，其一端與電極部電性地連接，而另一端則與比較電路電性地連接；一比較電路，其一端與放大電路電性地連接，而另一端則與一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電性地連接；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，其一端與比較電路電性地連接，而另一端則與加法電路及微處理控制單元電性地連接。
本發(fā)明還提供一種使用多通道電路量測滴血量的裝置，包括一電極部，由復(fù)數(shù)個電極所組成，其電極部的一端與一生物芯片電性地連接，而另一端則與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接。復(fù)數(shù)個通道電路，其由復(fù)數(shù)個電子電路元件所組成，且其一端與電極部電性地連接，而另一端則與一微處理控制單元電性地連接。微處理控制單元，其一端與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接，而另一端則連接至一輸出單元。其中每一通道的電子電路元件更包括一放大電路，其一端與電極部電性地連接，而另一端則與一比較電路電性地連接；一比較電路，其一端與放大電路電性地連接，而另一端則與一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電性地連接；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，其一端與比較電路電性地連接，而另一端則與加法電路及該微處理控制單元電性地連接。
本發(fā)明再提供一種使用多通道電路來提升血液量測精確度的裝置，包括一電極部，由復(fù)數(shù)個電極所組成，其極部的一端與一生物芯片電性地連接，而另一端則與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接。復(fù)數(shù)個通道電路，其一端與電極部電性地連接，而另一端則與一加法電路電性地連接。加法電路，其一端與復(fù)數(shù)個通道電路電性地連接，而另一端則與一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電性地連接。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，其一端與加法電路電性地連接，而另一端則與一微處理控制單元電性地連接。微處理控制單元，其一端與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電性地連接，而另一端則連接至一輸出單元。
接下來，將通過圖1至圖9來詳細(xì)說明本發(fā)明具體實施的方法及其裝置。
圖1用來說明本發(fā)明的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的流程圖。首先，從步驟110開始，其可由患者以針扎刺自己的皮膚，以便采集滲出血滴作為一檢體的血液樣本。接著，再將滲出的血滴(也可稱為檢體)直接滴在已插進(jìn)測試單元的生物芯片，當(dāng)血滴被吸入位于電極部上方的反應(yīng)層后，會將反應(yīng)層溶解。經(jīng)過一段預(yù)定時間后，由生物感測器施加一參考電壓到生物芯片上，以便執(zhí)行血液量測，如步驟120所示。當(dāng)參考電壓加上到生物芯片上后，即會引起電化學(xué)反應(yīng)來氧化亞鐵氰化鉀，然后釋出電子，以產(chǎn)生一相應(yīng)的反應(yīng)電流并通過電極，然后由不同的通道電路將反應(yīng)電流放大并轉(zhuǎn)換成一電壓的放電曲線圖，然后讀取一設(shè)定點的電壓值，例如，讀取電壓放電曲線圖的最大值。再將此電壓與固定偏壓(bias)比較，以取得不同通道電路的量測值，如步驟130所示。接著，由步驟140來將量測到的電壓值數(shù)字化，并將不同通道電路中已數(shù)字化的量測電壓值送到微處理控制單元，以比較不同通道電路間的量測電壓值的差值。然后，再將此差值與一默認(rèn)值(default)再次于微處理控制單元中進(jìn)行比較。當(dāng)量測電壓值的差值大于默認(rèn)值時，則表示血液量采集不足，使得分布在電極部的滴血量不平均，而造成不同通道電路的量測電壓值差異過大。由于不同通道電路間的量測電壓值差異過大，故其所取得的平均電壓值會產(chǎn)生偏差，而導(dǎo)致錯誤的量測結(jié)果。此時，即須回到步驟110，重新進(jìn)行血液得采集，并執(zhí)行前述的程序。當(dāng)量測電壓值的差值小于默認(rèn)值時，則表示血液的滴血量足夠，使得血液平均分布在電極部。因此，在不同通道電路的量測電壓值的差異會非常小。由于不同通道電路間的量測電壓值接近，故其經(jīng)由步驟150所取得的平均電壓值會相對的真實，而可獲得較精確的量測結(jié)果。然后，再將所獲得的平均電壓值經(jīng)由步驟160送到微處理控制單元中進(jìn)行處理，求得血液樣品中的血糖濃度值的量測結(jié)果，最后將血糖濃度值經(jīng)由一液晶顯示器顯示出來，供醫(yī)護(hù)人員或患者參考。
圖2為本發(fā)明使用多通道電路來提升血液量測可靠度的功能方塊示意圖，其詳細(xì)的操作過程說明如下。
當(dāng)血滴被吸入位于電極部10后，血液會分布在P1、P2及P3電極上的反應(yīng)層。當(dāng)生物感測器將一參考電壓加到生物芯片上后，即會引起電化學(xué)反應(yīng)來氧化亞鐵氰化鉀，然后釋出電子，以產(chǎn)生一相應(yīng)的反應(yīng)電流(reaction current)并通過P1、P2及P3電極。然后，由不同的通道電路20中的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路(Current to VoltageConverter)21將反應(yīng)電流放大，并將反應(yīng)電流轉(zhuǎn)換成一電壓值后輸出至通道電路20中的比較電路22。當(dāng)比較電路22接收到由前級放大電路21所輸出的電壓值及一由生物感測器所提供的固定偏壓(bias)Vb后，隨即將此兩電壓進(jìn)行比較，并輸出一經(jīng)過比較后的電壓差值至通道電路20中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(Analog to Digital Converter；ADC)23，以取得一數(shù)字化的電壓值，并將此數(shù)字化的電壓值作為不同通道電路20的量測值。接著，將不同通道電路20上所獲得的經(jīng)過數(shù)字化的量測電壓值送到一微控單元(Micro-processing Control Unit；MCU)30中，經(jīng)由微控單元30處理后，取得不同通道電路20間的電壓差值，再將此一電壓差值與一默認(rèn)值(default)再次進(jìn)行比較。當(dāng)不同通道電路20間的電壓差值大于默認(rèn)值時，則表示血液量采集不足，須重新進(jìn)行血液得采集及量測的程序。當(dāng)不同通道電路20間的電壓差值小于默認(rèn)值時，則表示血液的滴血量足夠，此時，由微控單元30中的加法電單元31將不同通道電路的電壓值進(jìn)行相加及平均處理后，以取得一平均電壓值，隨即再由微控單元30進(jìn)行處理，以求得血液樣品中的血糖濃度值的量測結(jié)果。例如，依平均電壓值與一內(nèi)建于微處理器中的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓-時間放電曲線對映表來對映。再根據(jù)所對映到的標(biāo)準(zhǔn)放電曲線，來決定其相應(yīng)的放電終點時間。最后，再由微處器根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)放電曲線及其放電終點時間來決定檢體中的血糖含量。
為具體說明本發(fā)明的多通道電路的操作過程，圖3所示的實際電路布局示意圖來說明。當(dāng)血滴被吸入位于電極部10后，血液會分布在P1、P2及P3電極上的反應(yīng)層。接著，生物感測器會提供一參考電壓(reference voltage；Vref)，例如Vref＝550毫伏特(mv)，并將參考電壓加到生物芯片上后，使得反應(yīng)層產(chǎn)生一相應(yīng)的反應(yīng)電流(reactioncurrent)并通過P1、P2及P3電極。然后，反應(yīng)電流經(jīng)過一由運算放大器電路1(Operation Amplifier；OP1)所形成的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路(Current to Voltage Converter)21，以便將反應(yīng)電流轉(zhuǎn)換成一電壓值，以獲得一電壓的放電曲線圖，其中OP1的放大率的增益值(Gain)為Gain＝(1+R15/R12)×Vb其中Vb為一固定偏壓(bias)，而R12＝R1，R15＝R5。
再接著，將OP1所得到的電壓值輸出至一由運算放大器電路2(Operation Amplifier；OP2)所形比較電路22。例如，由OP2所形成的比較電路22為一減法器電路(subtraction circuit)。當(dāng)減法器電路接收到由OP1所輸出的電壓值及一由生物感測器所提供的固定偏壓(bias)Vb后，減法器電路隨即將此兩電壓進(jìn)行比較，并輸出一電壓差值。例如，當(dāng)OP1所讀取的最大電壓值為900mv，而Vb＝300mv時，則在OP1所得到的輸出電壓值為600mv；同理，若另外一個通道電路的上的運算放大器電路OP3所形成的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，其所讀取到的最大電壓值為1V(即1000mv)時，則在該通道上的減法器電路(OP4)所輸出電壓差值為700mv。再接著，即將不同通道電路20所獲得的電壓差值分別送至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(ADC)23，以取得一數(shù)字化的電壓值。接著，將不同通道電路20上所獲得的經(jīng)過數(shù)字化的量測電壓值送到一微控單元(MCU)30中，經(jīng)由微控單元30處理后，取得不同通道電路20間的電壓差值，如前例，兩通道電路20間的電壓差值為100mv。再將此一電壓差值與一默認(rèn)值(default)再次進(jìn)行比較。例如，當(dāng)微控單元所提供的默認(rèn)值為150mv時，此時，兩通道電路20間的電壓差值(100mv)小于默認(rèn)值(150mv)，則表示血液的滴血量足夠，因此，微控單元30接收由運算放大器電路OP5所形成的加法電路40所傳送的電壓值(即1900mv)，并由微控單元30取得平均電壓值(即950mv)后，即可將此平均電壓值與一內(nèi)建于微控單元中的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓-時間放電曲線對映表來對映，最后由微控單元30求得血液樣品中的血糖濃度值的量測結(jié)果。反的，兩通道電路20間的電壓差值大于默認(rèn)值時，則表示血液量采集不足，須重新進(jìn)行血液的采集及量測的程序。因此，微控單元30不接收由OP4的加法電路(adder)40所傳送的電壓值。本電路中的加法電路40強(qiáng)調(diào)其可配置于通道電路中，亦可內(nèi)建于微處理控制單元30中。
由于現(xiàn)代的計算機(jī)輔助設(shè)計及制造(CAD/CAM)技術(shù)不斷的創(chuàng)新，使得在電路的設(shè)計(design)、仿真(simulation)與制造(manufacturing)上的功能亦大幅提升。基于此觀點，本發(fā)明前述的多通道電路所具有的功能，可將其分解成一血液量測時的滴血量測試裝置與一提高血液量測精確度的裝置兩部份，其中可將滴血量測試裝置與其它的生物感測器合并使用，而在提高血液量測精確度的裝置的使用上，其除了可與其它的生物感測器結(jié)合外，更可單獨成為一血液量測裝置。有關(guān)分解后的滴血量測試與提高血液量測精確度的操作方式，將在下述段落中說明，唯因兩者的電路構(gòu)造與前述實施例相同，故在不影響本發(fā)明特征的揭露下，僅作重點的敘述，以避免過多的重復(fù)說明。
圖4為本發(fā)明的使用多通道電路進(jìn)行滴血量測試的流程，其中步驟410～步驟440與步驟110～步驟140相同，在采集一血液樣本后，隨即接著將血液直接滴在已插進(jìn)測試單元的生物芯片上，經(jīng)過一段預(yù)定時間后，施加一參考電壓以便執(zhí)行血液量測，然后由不同的通道電路將反應(yīng)電流放大并轉(zhuǎn)換成一電壓的放電曲線圖，并讀取一設(shè)定點的電壓值，接著再將量測到的電壓值數(shù)字化。然后，將數(shù)字化的量測電壓值送到一處理單元并比較不同通道電路間的量測電壓值的差值，再將此差值與一默認(rèn)值(default)再次進(jìn)行比較。當(dāng)量測電壓值的差值大于默認(rèn)值時，則表示血液量采集不足，須回到步驟410重新進(jìn)行血液的采集及量測的程序。當(dāng)量測電壓值的差值小于默認(rèn)值時，則表示血液的滴血量足夠，則由步驟450將滴血量測試的結(jié)果記錄并經(jīng)由一液晶顯示器顯示出來，供醫(yī)護(hù)人員或患者參考。第五圖為本發(fā)明的使用多通道電路進(jìn)行滴血量測試的功能方塊示意圖，由于其電路結(jié)構(gòu)與圖2幾乎相同(除了加法器40外)，故其詳細(xì)的工作過程請參考前述圖2的說明內(nèi)容。
圖6為本發(fā)明的使用多通道電路來提升血液量測精確度的流程，其中步驟610～步驟640與第一圖中的步驟110～步驟140以及第四圖中的步驟410～步驟440相同，在采集一血液樣本后，將血液直接滴在生物芯片上，經(jīng)過一段預(yù)定時間后，施加一參考電壓以便執(zhí)行血液量測，然后由不同的通道電路獲得一電壓值，在將量測到的電壓值數(shù)字化。接著，由步驟650對數(shù)字化的量測電壓值進(jìn)行處理，以獲得一量測電壓的和。再接著，由步驟660將量測電壓的和值送到一處理單元進(jìn)行處理，并獲得一平均電壓值，并隨即將所獲得的平均電壓值與內(nèi)建于該微處理控制單元中的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓-時間放電曲線對映表來對映，進(jìn)而求得血液樣品中的血糖濃度值的量測結(jié)果。最后，由步驟670將血糖濃度值的量測結(jié)果進(jìn)行記錄及經(jīng)由一液晶顯示器顯示出來，供醫(yī)護(hù)人員或患者參考。圖7為本發(fā)明的使用多通道電路提升血液量測精確度的功能方塊示意圖，由于其電路結(jié)構(gòu)與圖2近似，故其詳細(xì)的工作過程摘要敘述如下當(dāng)血滴被吸入位于電極部10并分布在P1、P2及P3電極上的反應(yīng)層后，隨后提供一參考電壓到生物芯片上，以產(chǎn)生一相應(yīng)的反應(yīng)電流并通過P1、P2及P3電極。然后，分別經(jīng)由不同的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路21放大，以便將反應(yīng)電流轉(zhuǎn)換成一電壓值并輸出該電壓值至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路23，以取得一數(shù)字化的電壓值。接著，將經(jīng)過數(shù)字化的不同的量測電壓值送到一微控單元30中的加法單元31，以獲利一電壓值的和。再將此電壓的和值在微控單元30進(jìn)行處理，并在獲得一平均電壓值后，隨即將該平均電壓值與內(nèi)建于該微處理控制單元中的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓-時間放電曲線對映表來對映，進(jìn)而求得血液樣品中的血糖濃度值的量測結(jié)果。由于該血糖濃度值的量測結(jié)果經(jīng)過不同的電路擷取不同的反應(yīng)電流，并將轉(zhuǎn)換后的電壓值再經(jīng)過平均處理后，其所得到的實際量測值會較只使用單一電路所量測到的值來得正確、精準(zhǔn)及可靠。
對于使用多通道電路來提升血液量測精確度的裝置及方法上，亦可經(jīng)由電子元件的特性來作不同的組合。例如，圖8所示的流程圖即為本發(fā)明的另一實施例。如圖8所示，其與圖6之間的差異在經(jīng)由不同的通道電路獲得量測電壓值后，先求得不同通道電路的量測電壓值的和，然后再進(jìn)行數(shù)字化處理。除此之外，如圖8與圖6所述的過程均相同。也因此，在圖9與圖7上的電路差異，亦只在當(dāng)反應(yīng)電流分別經(jīng)由不同的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路21放大后，先經(jīng)由一加法器40將轉(zhuǎn)換的電壓值相加，然后再輸出經(jīng)過相加后的電壓和值到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路23，以取得一數(shù)字化的電壓值。此外，其余各電路元件的作用均與圖7相同。
上述有關(guān)圖7與圖9之間的差異在于加法器40，其中圖7中為一數(shù)字式加法器，而圖9中則為一模擬式加法器。由于模擬加法器相較于數(shù)字加法器有較快的反應(yīng)速度，同時使用模擬加法器電路會較使用數(shù)字加法器電路少使用一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。因此，在使用提升血液量測精確度的方法及裝置的選擇上，本發(fā)明將以圖9中的多通道電路為較佳的實施例。
對于熟知電路設(shè)計者而言，其可依據(jù)本發(fā)明所揭露的電路作不同的組合及應(yīng)用。例如，其可改變圖2中的加法器連接點至放大器21與比較器22之間，然后，再讓加法器經(jīng)過一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器并連接至微控單元。如此的組合，雖然會多使用一個模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，但其同樣可以達(dá)到本發(fā)明所述的目的。此外，更可進(jìn)一步的依據(jù)圖3所示的電路布局(layout)來具體實施。故綜合以上的所述的內(nèi)容，其僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，其所有已揭露的內(nèi)容并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，其特征在于，包括采集血液樣本，并以一滴血量滴落于一生物感測器的一電極部上；進(jìn)行血液量測，于該滴血量滴落于該電極部上一預(yù)定時間后，由該生物感測器提供一電壓來執(zhí)行；取得不同通道的量測值；數(shù)字化該不同通道的量測值，并輸出該數(shù)字量測值至一微控單元；比較該不同通道的數(shù)字量測值的差值與一默認(rèn)值，以便由該微控單元來判斷該滴血量是否足夠；以及處理該不同通道的數(shù)字量測值，以獲得一平均量測值，并由該微控單元依該平均量測值進(jìn)行該血液量測結(jié)果的處理。
2.如權(quán)利要求1所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，其中該電極部由任何幾何排列的三個電極元件所組成。
3.如權(quán)利要求1所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，其中該默認(rèn)值為一預(yù)置于該微控單元中的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，其中該默認(rèn)值可由該生物感測器來調(diào)整。
5.如權(quán)利要求1所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，其中該不同通道的數(shù)字量測值的差值與該默認(rèn)值以比較大小來判斷該滴血量是否足夠。
6.如權(quán)利要求5所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，其中該不同通道的數(shù)字量測值的差值大于該默認(rèn)值時，重新采集血液樣本。
7.如權(quán)利要求5所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，其中該不同通道的數(shù)字量測值的差值小于該默認(rèn)值時，進(jìn)行該平均量測值的處理。
8.一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其特征在于，包括一電極部，由復(fù)數(shù)個電極所組成，用以進(jìn)行血液量測，以輸出一反應(yīng)電流；復(fù)數(shù)個通道電路，由復(fù)數(shù)個電路元件所組成，用以取得不同通道的數(shù)字化量測值；一微處理控制單元，具有一判斷滴血量的默認(rèn)值，同時具有處理該不同通道的數(shù)字量測值，以獲得一平均量測值，并由該微控單元依該平均量測值進(jìn)行該血液量測結(jié)果的處理。
9.如權(quán)利要求8所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其中該電極部由任何幾何排列的三個電極元件所組成，且該三個電極元件上鍍有一反應(yīng)層。
10.如權(quán)利要求9所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其中該反應(yīng)層由具有與血液起反應(yīng)的材料所形成。
11.如權(quán)利要求8所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其中該復(fù)數(shù)個通道電路由復(fù)數(shù)個不同電子電路元件所形成的通道來組成，其中該每一通道的電子電路元件更包括一放大電路，其一端與該電極部電性地連接；一比較電路，其一端與該放大電路的另一端電性地連接；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，其一端與該比較電路的另一端電性地連接，而另一端則與該微處理控制單元電性地連接。
12.如權(quán)利要求11所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其中該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的另一端與一加法電路電性地連接。
13.如權(quán)利要求8所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其中該微處理控制單元具有將不同通道電路的數(shù)字電壓值進(jìn)行處理，以獲得一數(shù)字電壓的差值，并將該數(shù)字電壓的差值與預(yù)先設(shè)定于該微處理控制單元內(nèi)的該默認(rèn)值進(jìn)行比較處理，并輸出一相應(yīng)的控制信號。
14.如權(quán)利要求13所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其中該數(shù)字電壓的差值與該默認(rèn)值處理的結(jié)果為該數(shù)字電壓差值大于該默認(rèn)值時，則依該微控單元輸出的該相應(yīng)控制信號，重新進(jìn)行血液得采集及量測的程序。
15.如權(quán)利要求13所述的使用多通道電路來提升血液量測可靠度的裝置，其中該數(shù)字電壓的差值與該默認(rèn)值處理的結(jié)果為該數(shù)字電壓差值小于該默認(rèn)值時，則依該微控單元輸出的該相應(yīng)控制信號，則接收由該加法電路所傳送的電壓和值，并在該微處理控制單元中處理，以獲得一平均電壓值，同時該微處理控制單元并依此平均電壓值進(jìn)行量測結(jié)果的處理。
16.一種使用多通道電路量測滴血量的方法，包括采集血液樣本，并以一滴血量滴落于一生物感測器的一電極部上；進(jìn)行血液量測，于該滴血量滴落于該電極部上一預(yù)定時間后，由該生物感測器提供一電壓來執(zhí)行；取得不同通道的量測值；數(shù)字化該不同通道的量測值，并輸出該數(shù)字量測值至一微控單元；以及比較該不同通道的數(shù)字量測值差值與一默認(rèn)值，以便由該微控單元來判斷該滴血量是否足夠。
17.如權(quán)利要求16所述的使用多通道電路量測滴血量的方法，其中該電極部由任何幾何排列的三個電極元件所組成。
18.如權(quán)利要求16所述的使用多通道電路量測滴血量的方法，其中該默認(rèn)值為一預(yù)置于該微控單元中的整數(shù)。
19.如權(quán)利要求18所述的使用多通道電路量測滴血量的方法，其中該默認(rèn)值可由該生物感測器來調(diào)整。
20.如權(quán)利要求16所述的使用多通道電路量測滴血量的方法，其中該不同通道的數(shù)字量測值的差值與該默認(rèn)值以比較大小來判斷該滴血量是否足夠。
21.一種使用多通道電路來提升血液量測精確度的方法，包括采集血液樣本，并該血液樣本滴落于一生物感測器的一電極部上；進(jìn)行血液量測，于該血液樣本滴落于該電極部上一預(yù)定時間后，由該生物感測器提供一電壓來執(zhí)行；取得不同通道的量測值，該量測值經(jīng)過該不同通道電路處理后，以取得該不同通道的量測值并輸出該量測值至一加法器電路；取得不同通道的一量測和值；數(shù)字化該量測和值，并輸出該數(shù)字化量測和值至一微處理控制單元；處理該數(shù)字量測和值，以獲得一平均量測值，并由依該平均量測值進(jìn)行該血液量測結(jié)果的處理。
22.如權(quán)利要求21所述的使用多通道電路來提升血液量測精確度的方法，其中該電極部由任何幾何排列的三個電極元件所組成。
23.一種使用多通道電路來提升血液量測精確度的裝置，包括一電極部，由復(fù)數(shù)個電極所組成，用以進(jìn)行血液量測，以輸出一反應(yīng)電流；復(fù)數(shù)個通道電路，由復(fù)數(shù)個電路元件所組成，用以取得不同通道的數(shù)字化量測值；一加法電路，用以將不同通道的電壓值相加；一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，將電壓值進(jìn)行數(shù)字化處理；一微處理控制單元，具有處理該不同通道的數(shù)字量測值，以獲得一平均量測值，并由該微控單元依該平均量測值進(jìn)行該血液量測結(jié)果的處理。
24.如權(quán)利要求23所述的使用多通道電路來提升血液量測精確度的裝置，其中該電極部由任何幾何排列的三個電極元件所組成，且該三個電極元件上鍍有一反應(yīng)層。
25.如權(quán)利要求23所述的使用多通道電路來提升血液量測精確度的裝置，其中該反應(yīng)層由一能與血液起反應(yīng)的材料所形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用多通道電路來提升血液量測可靠度的方法，包括采集血液樣本，并以一滴血量滴落于一生物感測器的電極部上，并于一預(yù)定時間后，由生物感測器提供一電壓來進(jìn)行血液量測。接著，取得不同通道的量測值及進(jìn)行數(shù)字化處理，以取得不同通道的數(shù)字量測值，并輸出該數(shù)字量測值至一微控單元。由微控單元將不同通道的數(shù)字量測值的差值與一默認(rèn)值進(jìn)行比較，以便判斷該滴血量是否足夠。最后，再由微控單元處理該不同通道的數(shù)字量測值，以獲得一平均量測值，并依據(jù)該平均量測值進(jìn)行該血液量測結(jié)果的處理。
文檔編號G01N27/327GK1607387SQ20031010125
公開日2005年4月20日 申請日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月16日
發(fā)明者王國任, 陳俊仁 申請人:力捷電腦股份有限公司