[发明专利]正交冗余传感器系统和方法

说明书

相关申请数据

本申请要求2011年9月6日提交的美国临时申请序列号61/531449和2011年9月6日提交的美国临时申请序列号61/531451和2011年9月6日提交的美国临时申请序列号61/531456和2011年11月1日提交的美国临时申请序列号61/554057和2011年11月17日提交的美国临时申请序列号61/561146和2012年1月18日提交的美国临时申请序列号61/587819和2012年4月5日提交的美国临时申请序列号61/620563的优先权，并与和本申请同时提交的代理档案号为040088-0405702的标题为“Optical Sensor Systems and Methods”的美国专利申请有关，所有这些申请都通过引用被全部并入本文。

技术领域

本发明的实施例通常涉及传感器技术，包括用于感测各种生理参数例如葡萄糖浓度的传感器。更具体地，本发明的实施例涉及冗余传感器和传感器系统以及制造和使用这样的传感器和传感器系统的方法。仍更具体地，本发明的实施例涉及正交冗余葡萄糖传感器和传感器系统、制造和使用这样的传感器和传感器系统的方法、采用正交冗余葡萄糖传感器和传感器系统的闭环胰岛素输注系统以及制造和使用这样的闭环系统的方法。

背景技术

正常健康人的胰腺响应于升高的血浆葡萄糖水平产生并释放胰岛素到血流中。存在于胰腺中的贝塔细胞(β-细胞)产生胰岛素并将胰岛素分泌到血流中，因为它被需要。如果β-细胞变得丧失能力或死亡(I型糖尿病)，或在一些情况下如果β-细胞产生数量不足的胰岛素(II型糖尿病)，则必须从另一源将胰岛素提供到身体。

传统上，因为胰岛素不能被口服地摄取，使用注射器注入胰岛素。更近一些，输液泵疗法的使用不断增加，特别是用于为糖尿病患者输送胰岛素。例如，外部输液泵被戴在皮带上、在口袋中等，并经由具有经皮针头的输液管或放置在皮下组织中的插管将胰岛素输送到身体中。医师认识到，连续的输注提供对糖尿病患者的状况的较大控制，并越来越多地将它开给患者。

输液泵设备和系统在医学领域中是相对熟知的，用在将所开的药物(例如胰岛素)输送或施与患者。在一种形式中，这样的设备包括相对紧凑的泵壳体，泵壳体适合于容纳承载用于通过输液管和相关的导管或输液器具给患者服用的所开药物的注射器或储液器。可编程控制装置可连续地或以周期性间隔操作输液泵以得到在一段延长的时间内药物的紧密控制和准确的输送。这样的输液泵用于施予胰岛素和其它药物，示例性泵结构在通过引用被并入本文的美国专利号4562751、4678408、4685903、5080653和5097122中被显示和描述。

对每个身体来说存在基准胰岛素需要，其在糖尿病个体中可通常通过在不间断或连续的基础上使用输液泵施予患者基础量的胰岛素来维持。然而，当额外的葡萄糖(即，超过基础水平)出现在糖尿病个体的身体中时，例如当个体消耗膳食时，待施予的胰岛素的数量和定时必须被确定，以便足够地考虑额外的葡萄糖，而同时避免过多胰岛素的输注。一般，丸剂量的胰岛素被施予以补偿膳食(即，膳食丸剂)。糖尿病患者通常基于膳食的碳水化合物含量来确定他们可能需要用于覆盖预期膳食的胰岛素的量。

这些年来，开发了在获得糖尿病患者中的血糖水平的指示时使用的各种电化学葡萄糖传感器。这样的读数在监测和/或调节一般包括有规律地施予患者胰岛素的治疗方案时是有用的。通常，小的和柔性的电化学传感器可用于在一段延长的时间内获得周期性读数。在一个形式中，根据薄膜掩蔽技术来构造柔性皮下传感器。在通过引用并入本文的共同转让的美国专利号5390671、5391250、5482473和5586553中描述了典型的薄膜传感器。也参见美国专利号5299571。

这些电化学传感器已被应用在遥测特性监测系统中。如所描述的，例如在共同转让的美国专利号6809653(其全部内容通过引用被并入本文)中，遥测系统包括远程定位的数据接收设备、用于产生指示用户的特性的信号的传感器和用于处理从传感器接收的信号并用于将所处理的信号无线地发送到远程定位的数据接收设备的发射机设备。数据接收设备可以是特性监测器、向另一设备提供数据的数据接收机、RF编程器、药物输送设备(例如输液泵)等。