Resumen: este tutorial presenta diferentes tipos de medidores de glucosa en sangre. Analiza los diferentes tipos de calibración utilizados en las tiras reactivas y otras variables que los diseñadores deben tener en cuenta al elegir un producto.
Resumen: este tutorial presenta diferentes tipos de medidores de glucosa en sangre. Analiza los diferentes tipos de calibración utilizados en las tiras reactivas y otras variables que los diseñadores deben tener en cuenta al elegir un producto.
descripción general
Los medidores de glucosa en sangre actuales y otros dispositivos médicos domésticos son pequeños, portátiles y fáciles de usar. Una buena marca de medidor es aquella que el paciente usa regularmente y devuelve resultados exactos y exactos. La tendencia en los medidores de glucosa en sangre en los últimos años ha sido maximizar la comodidad y conveniencia del paciente al reducir la cantidad de muestra de sangre requerida. El tamaño de la muestra de sangre se ha vuelto lo suficientemente pequeño como para permitir la prueba en otro lugar. Esto elimina la necesidad de extraer sangre de un dedo, lo que reduce en gran medida el dolor asociado con los exámenes diarios. El uso de mejores tiras reactivas, electrónica y algoritmos de medición avanzados ha mejorado la exactitud y exactitud de los resultados. Otras características útiles incluyen resultados rápidos, tiras de relleno de bordes y puertos de tiras de prueba iluminados.
Tipo de medidor
Hay instrumentos continuos y discretos (prueba única) en el mercado hoy en día, y se están desarrollando instrumentos implantables y no invasivos. Se prescribe un medidor continuo y utiliza un sensor electroquímico subcutáneo para medir a intervalos programados. Los medidores de prueba individuales usan reflectometría electroquímica u óptica para medir los niveles de glucosa en unidades de mg/dL o mmol/L.
La mayoría de los medidores de glucosa en sangre son electroquímicos. Una tira reactiva electroquímica tiene electrodos a los que se aplica un voltaje de polarización preciso mediante un convertidor de digital a analógico (DAC), y se mide una corriente proporcional a la glucosa en la sangre como resultado de la reacción electroquímica en la tira reactiva. ser Puede haber uno o más canales, y la corriente generalmente se convierte en voltaje mediante un amplificador de transimpedancia (TIA) y se mide con un convertidor de analógico a digital (ADC). La medición de corriente a escala completa de la tira reactiva varía de 10 µA a 50 µA con una resolución de menos de 10 nA. Las tiras reactivas dependen de la temperatura, por lo que se debe medir la temperatura ambiente.
Las tiras de prueba de reflectometría óptica usan color para medir la concentración de glucosa en la sangre. Una corriente calibrada generalmente pasa a través de dos diodos emisores de luz (LED) que parpadean alternativamente en una tira de prueba de color. Un fotodiodo detecta la intensidad de la luz reflejada. La concentración depende del color de la tira reactiva y de la cantidad de glucosa en la sangre. La corriente del fotodiodo generalmente se convierte en voltaje por el TIA y se mide por el ADC. La corriente a escala completa del fotodiodo varía de 1 µA a 5 µA con una resolución de menos de 5 nA. Se requiere temperatura ambiente para este método.
Calibración de tiras reactivas
Por lo general, las tiras reactivas deben calibrarse en el medidor para tener en cuenta las variaciones de fabricación en las tiras reactivas. La calibración se realiza ingresando manualmente un código o insertando un dispositivo de memoria de un paquete de tiras reactivas. Se puede transferir información adicional utilizando un dispositivo de memoria EPROM o EEPROM. Esta es una gran ventaja sobre la introducción manual del código. Los dispositivos de memoria 1-Wire® tienen una ventaja adicional porque cada dispositivo 1-Wire tiene un número de identificación de serie único, lo que garantiza que se utilice la tira reactiva correcta.
Algunos medidores usan tiras reactivas que no requieren la codificación del usuario. Esta “autocalibración” se puede lograr de tres maneras. Controles de fabricación estrictos, calibración integrada para cada tira reactiva o calibración integrada para paquetes de tiras reactivas cargados en el medidor. Un paquete de tiras reactivas dentro del medidor también facilita la prueba. Esto se debe a que en muchos casos estas pequeñas tiras no necesitan ser manipuladas o insertadas por el usuario.
Solución de medidor de glucosa en sangre
exactitud y precisión
Tanto la reflectometría óptica como los medidores electroquímicos requieren que las corrientes se resuelvan en el rango de nanoamperios de un solo dígito. Para cumplir con el presupuesto de error del medidor, los componentes deben tener fugas muy bajas y derivar sobre el voltaje de suministro, la temperatura y el tiempo después de calibrar el medidor durante la fabricación. Las especificaciones clave del amplificador operacional son la corriente de polarización de entrada ultrabaja (< 1 nA), la alta linealidad y la estabilidad cuando se conecta a tiras reactivas electroquímicas capacitivas. Los amplificadores operacionales generalmente se configuran como TIA para ambos tipos de medidores. Las especificaciones clave de la referencia de voltaje incluyen un coeficiente de temperatura de menos de 50 ppm/°C, baja deriva a largo plazo y buena regulación de línea y carga. Se utiliza un DAC de 10 o 12 bits para configurar el voltaje de polarización para las tiras de prueba electroquímicas y para configurar la corriente del LED para las tiras de prueba fotorreflectométricas. A veces se utilizan comparadores en tiras reactivas electroquímicas para detectar cuándo se ha aplicado sangre a la tira reactiva. Esto ahorra energía mientras espera que se aplique sangre a la tira reactiva y asegura que el sitio de reacción esté completamente saturado con sangre. Los requisitos de ADC varían según el tipo de medidor, pero la mayoría requiere una resolución de 14 bits o superior y bajo nivel de ruido para obtener resultados repetibles. La resolución de 12 bits a veces se usa cuando hay una etapa de ganancia programable frente al ADC para extender su rango dinámico.
Medición de temperatura
Idealmente, se debe medir la temperatura de la sangre en la tira reactiva, pero generalmente se mide la temperatura ambiente cerca de la tira reactiva. La precisión de la medición de la temperatura depende del tipo y la química de la tira reactiva, pero normalmente se encuentra en el rango de ±1 °C a ±2 °C. Esta medición se puede realizar con un sensor de temperatura IC independiente o con un termistor remoto o unión PN y ADC. El uso de un termistor en una configuración de medio puente impulsado por la misma referencia que el ADC produce resultados más precisos ya que este diseño elimina los errores de referencia de voltaje. Las uniones PN remotas o internas se pueden medir con un front-end analógico integrado (AFE) de precisión.