專利名稱：適用于處理電化學(xué)信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明享有2002年1月15日提交的臨時專利申請60/350,175的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
自從上世紀六十年代生物傳感器的出現(xiàn)以來，生物傳感器的使用已經(jīng)變得越來越普及。生物傳感器是一種與生物識別元素(例如，酶或抗體)相耦合，采用變換器(例如，電極或光敏二極管)將生物化學(xué)信息變換成電信號的器件。
圖1顯示了一種葡萄糖生物傳感器的行為，該傳感器包括一個可以施加電壓電勢的酶涂覆電極1。圖1所示的生物傳感器是一例電流計檢測的實例，在該實例中，將一個電壓施加在電極1上，使得在樣本中的特殊分析物(被測量的物質(zhì))氧化或者(例如，向電極輸送電子)。該氧化形成了隨后可以檢測和分析的所產(chǎn)生的電流。使得分析物氧化的電勢可以稱之為分析物的“氧化電勢”。
一般來說，術(shù)語“氧化還原電勢”是用于表示一種分析物處于氧化或者還原狀態(tài)的電勢。在圖1所示的生物傳感器中，葡萄糖(“GLU”)與酶反應(yīng)并且將電子轉(zhuǎn)移到酶中，使得它從氧化狀態(tài)變換成還原狀態(tài)。某些其他電子往返(以氧化方式)與酶反應(yīng)，又使得它返回到它的氧化狀態(tài)。電子往返隨后又在處理過程中變成為還原(從還原的酶中獲得電子)。該還原的電子往返就是在電極上的氧化電子往返。這類電子往返的實例是氧，還原至過氧化氫。也存在著一種稱之為催化劑的電子往返，該催化劑常用于許多商用葡萄糖測試條中，起著取代氧的功能。
使用電流計技術(shù)，通過向分析物施加氧化還原電勢，可以獲得在樣本中的幾種分析物中所選擇的一種分析物。于是，在圖1中，可以施加足夠高的電勢來氧化所還原的電子往返，并且可以由電極根據(jù)還原電子往返的濃度，這又取決于樣本中的葡萄糖的濃度，來檢測最終的電流。(應(yīng)該注意的是，實際上，與葡萄糖有關(guān)的催化劑是可以與還原的酶進行再氧化和再反應(yīng)的。還原催化劑的濃度可以直接表示出在樣本中的葡萄糖的濃度。簡單的說，葡萄糖也可以稱之為正在氧化的分析物，應(yīng)該理解的是，事實上，還原的催化劑就是在電極上檢測到的實際的分析物。)電化學(xué)生物傳感器由于其低成本和易制造而備受青睞，但是，其他血液化學(xué)，例如，抗壞血酸維生素C(維生素C)、對乙酰氨基酚(圖1所示的“TYL”)和尿酸，都會對生物傳感器的行為產(chǎn)生干擾，從而引起錯誤的讀數(shù)。圖1顯示了干擾抗壞血酸維生素C(“C”)的效果，在該圖中，抗壞血酸維生素C5的分子已經(jīng)通過酶層擴散，正由電極1直接氧化，并且產(chǎn)生電流7。
于是，當一個樣本包含著幾種分析物時，所有的分析物都具有相互重疊的氧化還原電勢(即，處于幾種分析物的氧化還原電勢都在相同的范圍內(nèi)，并且都在施加相同的電極電勢時產(chǎn)生氧化還原電流的上升)，這就是還原電極的選擇性。在電極上所產(chǎn)生的電流都是由于所有在樣本中的分析物都可以在給定的電極電勢上進行電氧化或者電還原所引起的，所產(chǎn)生的檢測電流包括了各種分析物的未知成分，從而引起了電極選擇性的降低以及不準確的濃度讀數(shù)。不考慮具有重疊氧化還原電勢的分析物，則分析物測試將會產(chǎn)生不準確的讀數(shù)。
圖2-4以圖形方式說明了上述問題，這些問題與過氧化氫(目標分析物)和抗壞血酸維生素C(干擾物)有關(guān)。正如圖2和圖3所示，當施加600mV相同的DC電流計電壓時，抗壞血酸維生素C和過氧化氫各自增加量(x軸)產(chǎn)生檢測電流中的增量(y軸)?？梢苑謩e根據(jù)電流讀數(shù)13和15來確定校正曲線9和11。
當測試過氧化氫時，因為氧化還原電勢重疊在600mV，所產(chǎn)生的錯誤讀數(shù)如圖4所示。該測試儀應(yīng)該能夠讀取1mM的濃度，正如虛線17所示。當抗壞血酸維生素C的增加量添加到包含著恒定數(shù)量的過氧化氫的測量樣本中時，替代錯誤的測試儀就產(chǎn)生顯示過氧化氫增量的讀數(shù)19。
其它經(jīng)常損壞生物傳感器的干擾物包括與其它樣本成份的交叉反應(yīng)，傳感器的物理退化或污染，或者背景噪聲?？朔飩鞲衅鞯纳鲜鋈毕莸呐σ恢笔莻鹘y(tǒng)地使用對器件的物理或化學(xué)改良，例如，使用化學(xué)催化劑或者永久選擇性隔膜。然而，催化劑會引起所增加的背景噪聲，而隔膜會增加不必要的產(chǎn)品成本，同時還降低了傳感器的整體靈敏度。
發(fā)明概要本文提供了一種適用于提供數(shù)字信號處理技術(shù)來改善傳感器的靈敏度和產(chǎn)量的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個所述實施例，在一種適用于監(jiān)測在具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的電化學(xué)方法中，所提供的改善方法包括向樣本施加一個大的幅值電勢激勵波形來產(chǎn)生一個非線性的電流信號；以及采用矢量投影的方法在所產(chǎn)生的信號中求解出所選擇分析物所貢獻的信號，在矢量投影方法中，對于所選擇的分析物來說，一個分析物矢量可以在參考電流信號的一個或多個頻率上包含著一個或多個傅立葉系數(shù)的多個實部和虛部。
根據(jù)另一所述實施例，提供了一種確定在具有一種干擾分析物的混合樣本中所選擇的一種分析物的濃度的電化學(xué)方法，該方法包括向樣本施加一個大的幅值電勢激勵波形來產(chǎn)生一個非線性的電流信號；測量所產(chǎn)生的信號；計算所產(chǎn)生信號中的所有部分或者某些部分中的至少一個參數(shù)；以及根據(jù)各種選擇分析物和干擾分析物的分析物矢量和至少一個參數(shù)求解評估方程式來確定在混合樣本中所選擇的分析物的濃度。
根據(jù)另一所述實施例，提供了一種裝置，它包括一個向電極系統(tǒng)施加電壓波形并且檢測電極系統(tǒng)所產(chǎn)生電流的穩(wěn)壓器電路；至少一個具有程序指令的存儲器和一個構(gòu)成執(zhí)行程序指令以進行操作的處理器；向樣本施加一個大的幅值電勢激勵波形來產(chǎn)生一個非線性的電流信號；測量所產(chǎn)生的信號；計算所產(chǎn)生信號中的所有部分或者某些部分中的所需頻率分量的至少一個傅立葉系數(shù)；以及根據(jù)各種選擇分析物和干擾分析物的分析物矢量通過使用至少一個傅立葉系數(shù)求解評估方程式來確定在混合樣本中所選擇的分析物的濃度。
根據(jù)另一所述實施例，提供了一種構(gòu)成適用于監(jiān)測在具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的評估方程式的方法，該方法包括選擇一個大的幅值電勢激勵波形，當施加到樣本時，產(chǎn)生一個非線性電流信號；將波形施加到包含著各自多種不同濃度的選擇分析物和干擾分析物的樣本上，并且測量所產(chǎn)生的參考電流信號；計算各個參考電流信號的傅立葉變換的實部和虛部的數(shù)值；畫出在多個頻率上的各個頻率的傅立葉變換的傅立葉系數(shù)的實部和虛部數(shù)值；選擇多個頻率中的一個頻率，在該頻率上，在相位角上實部和虛部呈現(xiàn)出相對較大的差異；計算在選擇一個頻率上的所選擇分析物和干擾分析物的各自分析物矢量；以及根據(jù)分析物矢量來構(gòu)成評估方程式和校正信息，該校正信息使得在樣本中的各個分析物的濃度與在復(fù)平面上的各個分析物矢量的長度有關(guān)。
根據(jù)另一所述實施例，提供了一種構(gòu)成適用于監(jiān)測在具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的評估方程式的方法，該方法包括選擇一個大的幅值電勢激勵波形，當施加到樣本時，產(chǎn)生一個非線性電流信號；選擇該電流信號的信號特性作為使用的參數(shù)；將波形施加到包含著不同濃度的選擇分析物和干擾分析物的樣本上，并且測量所產(chǎn)生的參考電流信號；計算各個參考電流信號的各個參數(shù)數(shù)值；構(gòu)成評估方程式作為線性評估值，該評估值可以具有從所計算的數(shù)值中選出的參數(shù)數(shù)量并且對評估在樣本中的選擇分析物的濃度具有足夠的精度。
根據(jù)另一所述實施例，提供了一種確定在具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的濃度的電化學(xué)方法，該方法包括向樣本施加一個激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性信號；測量所產(chǎn)生的信號；計算所產(chǎn)生信號中的所有部分或某些部分中至少一個參數(shù)；以及根據(jù)選擇分析物和干擾分析物的各自分析物矢量以及至少一個參數(shù)求解評估方程式來確定在混合樣本中的選擇分析物的濃度。
根據(jù)另一所述實施例，提供了一種確定在具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的濃度的方法，該方法包括向樣本施加一個激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性信號；測量所產(chǎn)生的信號；計算所產(chǎn)生信號中的所有部分或某些部分中至少一個參數(shù)；以及根據(jù)選擇分析物和干擾分析物的各自分析物矢量以及至少一個參數(shù)求解評估方程式來確定在混合樣本中的分析物的濃度。
應(yīng)該理解的是，上述的發(fā)明內(nèi)容以及下列詳細描述都僅僅只是示例性和解釋性的說明，并不能象權(quán)利要求權(quán)項一樣的限制本發(fā)明。
附圖簡述附圖與本說明相結(jié)合，構(gòu)成了本說明的一部分，


了本發(fā)明的幾個實施例，并且和下列描述一起用于說明本發(fā)明的原理。
圖1是檢測樣本中的葡萄糖的生物傳感器；圖2顯示了由于過氧化氫增加量而電流增加的校正曲線；
圖3顯示了由于抗壞血酸維生素C增加量而電流增加的校正曲線；圖4圖示說明由于抗壞血酸維生素C增加量所引起的錯誤生物傳感器讀數(shù)；圖5是一種根據(jù)所述實施例適用于檢測樣本中的葡萄糖的生物傳感器，它采用了數(shù)字信號處理來過濾抗壞血酸維生素C的干擾影響；圖6是說明根據(jù)另一所述實施例適用于處理生物傳感器信號的方法的流程圖；圖7是一種根據(jù)另一所述實施例適用于處理生物傳感器信號的系統(tǒng)；圖8顯示了根據(jù)另一所述實施例施加于一樣本的波形形狀；圖9顯示了根據(jù)所述實施例使用圖6所示方法施加于一樣本的波形；圖10圖示顯示了在說明示例樣本的特殊頻率上的復(fù)數(shù)傅立葉系數(shù)，該樣本值包含了一個過氧化氫或者一個抗壞血酸維生素C；圖11(a)和11(b)分別顯示了過氧化氫和抗壞血酸維生素C的校正曲線；圖12圖示顯示了在說明示例的混合樣本的特殊頻率上的復(fù)數(shù)傅立葉系數(shù)，該樣本值包含了過氧化氫和抗壞血酸維生素C；圖13圖示顯示了示例性實例的結(jié)果；圖14是根據(jù)另一所述實施例適用于處理生物傳感器信號的方法的流程圖；圖15表格顯示了一例典型的參考讀數(shù)，它可以作為圖14所示方法的測試數(shù)據(jù)；圖16顯示根據(jù)使用圖14所示方法執(zhí)行的第二示例性實例施加在樣本上的波形；圖17顯示了一組數(shù)據(jù)點，這些數(shù)據(jù)點可以用于訓(xùn)練第二所述實例中的評估值的測試數(shù)據(jù)；圖18是說明根據(jù)圖14所述實施例多參數(shù)評估值的平均RMS如何變化的示意圖；圖19圖示顯示了第二實例性實例的結(jié)果；圖20是一個根據(jù)另一所述實施例的葡萄糖儀表；和，圖21和22分別顯示了另一激勵波形和響應(yīng)的實例。
詳細描述現(xiàn)在將詳細討論本發(fā)明的幾個說明實施例，以及在附圖中所顯示的實例。只要有可能，在所有的附圖中將使用相同的標記來表示相同或類似的部分。
本文所提供的系統(tǒng)和方法適用于利用數(shù)字信號處理技術(shù)來改善傳感器的選擇性和產(chǎn)量。特別是，根據(jù)某些所述實施例，本文所提供的方法適用于在諸如分析物的電化學(xué)信號源(ESS)之間區(qū)分，以便于求解和較佳地量化出所選擇ESS對整個測量信號的信號貢獻。這樣，就能夠基本上減小諸如抗壞血酸維生素C之類重疊分析物的干擾貢獻，以便于更加精確地測量出諸如葡萄糖之類的目標分析物的數(shù)量。
圖5-7顯示了一種適用于確定在一種或多種分析物響應(yīng)所施加的電壓波形產(chǎn)生一個電化學(xué)信號中各個分析物的信號貢獻的方法和系統(tǒng)。隨后，將相關(guān)的信號貢獻與總的測量信號相比較，以確定一個或多個分析物的濃度。圖6以流程圖的方式說明了該方法。
正如圖5所示，該方法可以通過向圖1所示的生物傳感器增加數(shù)字信號處理硬件、固件或軟件來實現(xiàn)。在該實施例中，DSP 17對測量信號進行數(shù)值操作，以數(shù)值濾波由干擾分析物抗壞血酸維生素C所產(chǎn)生的電流信號的部分或基本全部，并且允許所需分析物信號3所產(chǎn)生的貢獻進行量化；于是允許信號輸出19能夠用于計算在樣本中葡萄糖的濃度。圖7更加詳細地顯示了一例執(zhí)行圖6所示方法的系統(tǒng)，但是應(yīng)該理解的是，圖6所示的方法可以采用許多不同的系統(tǒng)和裝置來實現(xiàn)。圖7所示的系統(tǒng)也可以作為一個手持測試儀來實現(xiàn)，例如，適用于測試在血液中的葡萄糖濃度。
參考圖6，選擇波形的形狀(步驟100)，施加到包含各種分析物自身已知濃度的樣本上(步驟105)。在該實例中，該波形用于將來自包含過氧化氫不同濃度的樣本數(shù)據(jù)采集到緩沖器中，而該樣本數(shù)據(jù)不包含抗壞血酸維生素C，隨后該波形用于將來自包含抗壞血酸維生素C不同濃度的樣本數(shù)據(jù)采集到緩沖器中，而該樣本數(shù)據(jù)不包含過氧化氫。這相同的波形施加到包含兩種分析物的未知濃度的化合物的樣本上。在該實例中，過氧化氫可識別為所需(或目標)的分析物，而抗壞血酸維生素C可識別為干擾分析物。
較佳的是，激勵波形可以是一個大的幅值波形。術(shù)語“大的幅值波形”，正如本文所使用的，它表示能夠從樣本產(chǎn)生一個非線性信號響應(yīng)的波形(典型的是變化大約50mV)?？梢酝ㄟ^檢測處理中所涉及到的經(jīng)驗性實驗和理論性思考的組合來選擇波形。通過經(jīng)驗性實驗和理論性思考的組合來實現(xiàn)波形的選擇，以便于獲得由特殊分析物所產(chǎn)生的某些獨特的信號特征。通常認為影響分析物信號的因素是反應(yīng)速率和反應(yīng)機制，一般稱之為反應(yīng)的動力學(xué)，和分析物的傳輸性能。
反應(yīng)動力學(xué)或傳輸性能的速率會影響激勵波形的形狀的選擇。例如，具有較快動力學(xué)或傳輸性能的反應(yīng)一般會響應(yīng)電壓的擾動快速地重建平衡。于是，如果希望以快速處理的方式來檢測分析物的話，就可以選擇變化迅速的電壓。另外，某些分析物具有慢的動力學(xué)或傳輸性能并且需要較長的時間來重建平衡。于是，就應(yīng)該選擇變化較慢的電壓波形來檢測這些分析物。
在選擇波形時應(yīng)該記住的因素包括，但并不限制于，相對于參考電極的工作電極使用更為正的電勢一般會增加氧化的速率；同樣，如果相對于參考電極的工作電極使用更為負的電勢一般會增加還原的速率；以及當動力學(xué)速率比分析物傳輸?shù)乃俾士斓枚鄷r(通常是由擴散所形成的)時，通過以適當方向增加電勢來增加動力學(xué)速率(氧化為正，還原為負)一般不會顯著增加電流。
圖8顯示了典型的波形形狀。變化38和42的速率與變化40的速率是相同的且相等和相反的。V1-V2的絕對值一般大于100mV，當然這并不所有的應(yīng)用都需要的。在一下詳細討論的實例中，圖9顯示適用于葡萄糖監(jiān)測的合適波形。
在選擇波形之后，就從包含了不同濃度的目標和干擾分析物的樣本中采集各自的數(shù)據(jù)(步驟105)。例如，在區(qū)分和確認過氧化氫和抗壞血酸維生素C的濃度，通常需要使用所選擇波形對過氧化氫的下列濃度進行5次重復(fù)測量0mM，0.1mM，0.2mM，0.3mM，0.5mM，1.0mM，2.5mM，3.0mM，3.5mM，4.0mM，4.5mM，5.0mM；也需要對相同濃度的抗壞血酸維生素C進行5次重復(fù)測量。
隨后，從各次測量中計算所產(chǎn)生電流的一組參數(shù)(一個或多個參數(shù))(步驟110)。所選擇的參數(shù)組展示出各個分析物相對獨特和可測量的特性。參數(shù)可以是信號的任何性能，或者是信號的任何部分(或所有)的任何功能。參數(shù)的實例包括頻域項，例如，在各種頻率上的傅立葉變換系數(shù)。參數(shù)的另一實例包括時域性能，例如，但并不限制于，在信號特殊點上的信號斜率，信號某些部分的上升或延遲速率，信號的某些部分的平均值，在某些時間點上的信號幅值，需要產(chǎn)生信號中的峰值或谷底的電壓，等等。在該所述實施例中，采用FFT(快速傅立葉變換)計算的傅立葉系數(shù)的數(shù)值是指定為感興趣的參數(shù)。于是，計算所測量的各個信號的FFT，并且將FFT系數(shù)存儲于計算機存儲器。
在步驟120和125中，選擇頻率，使得該頻率能夠得到在分析物之間FFT系數(shù)的最好求解。這可以通過畫出在各個頻率下的FFT系數(shù)的實部與虛部來完成(步驟120)。于是，就創(chuàng)建了一系列圖形，這些圖形在一個軸上是FFT的實部，而在另一軸上是FFT的虛部。因此，如果是考慮128個頻率，則就可以構(gòu)成了128幅不同的圖形，每一幅圖形對應(yīng)于一個頻率。
各個圖形圖示顯示了所有數(shù)據(jù)點(對應(yīng)于各個分析物的不同濃度)在一個頻率上的FFT數(shù)值(實部與虛部)?？梢云聊伙@示該圖形，以確定對應(yīng)于在兩個分析物矢量之間相對較大分離的頻率(步驟125)。這可以稱之為在分析物矢量之間的“角度分離”(角度或者相位角分離)。術(shù)語“分析物矢量”，正如本文中所使用的，表示一個具有方向的任何長度(通常長度為1)的矢量，其方向并行于所增加分析物濃度的方向，當采用多維空間來考慮時，空間中的每一維都對應(yīng)于被測的特殊參數(shù)。在分析物矢量之間的角度可以使用眾所周知的矢量點積的線性代數(shù)技術(shù)來計算，或者可以通過簡單地觀察圖形的方法來進行。
另外，在選擇頻率時，也可以考慮分離角度之外的因素。例如，應(yīng)該考慮在數(shù)據(jù)點的離散性。如果離散所引起的噪聲非常大，則即使分離很好的矢量組也不能滿足需要。還需要考慮信號對分析物濃度的靈敏度。例如，矢量可以很好的分離，但是該分離的信號卻很弱。于是，就可以采用10mM的分析物在一個特殊頻率上產(chǎn)生1單位的信號，反之，如果選擇了其它頻率，則矢量的分離就會減小，而信號可以顯著增強(即，10mM的分析物可以提供100單位的信號)。因此，也可以選擇較低分離的矢量參數(shù)，只要它能夠提供諸如以上特性的其它特征。
其次，在步驟130，可以在所選擇的可以提供選擇角度分離的頻率上計算一下數(shù)值量化與各個分析物矢量相同方向的各個單位矢量的數(shù)值(即，確定長度為1的矢量，它具有與圖10中的分析物矢量103和106相同的方向)；分析物的濃度與復(fù)平面中的矢量長度相關(guān)的校正曲線數(shù)值；以及“空”緩存器信號矢量的數(shù)值。空緩存器信號矢量表示不存在兩個分析物時所測量到的信號。于是，空緩存器信號可以認為是在沒有分析物存在時的基線或背景信號(雖然，應(yīng)該注意到，在以下所討論的評估方程式中，也可以使用其它恒定值作為基線)。在步驟135，將步驟130所計算的數(shù)值用于構(gòu)成確定目標分析物濃度的方程式。
現(xiàn)在，就可以測量包含目標和干擾分析物的未知濃度的樣本。在步驟140，插入電極使之與被測樣本電解接觸。在步驟100中所選擇的相同波形施加到工作電極上(步驟145)。在一定的環(huán)境下，也可以要求在插入與樣本電解接觸的電極之前施加波形。例如，這有助于檢測樣本第一次與電極接觸的時間，例如，需要檢測非常快的反應(yīng)以及需要了解反應(yīng)的精確起始點。
在步驟155，快速傅立葉變換可以在測量信號的所有部分或者一個部分進行，以及在步驟125所選擇的相同頻率上計算傅立葉系數(shù)。這數(shù)值是一個復(fù)數(shù)，可以在步驟135所確定的方程式中使用，以計算所需要的分析物濃度。隨后，特殊分析物的濃度可以任何有效的方式輸出，例如，在LCD上顯示(步驟165)；另外，也可以簡單地存儲和/或用于后續(xù)的處理。
圖7顯示了一種實現(xiàn)圖6所示方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可能是，例如，作為一個手持測試儀來實現(xiàn)，例如，常用于檢測在血液中的葡萄糖濃度的測試儀。該系統(tǒng)包括變換器6，可用于檢測在樣本2中的單獨分析物所產(chǎn)生的電化學(xué)信號源(ESS)4。變換器6可以是，例如，圖1所示的酶覆蓋的電極，將它放置于和樣本電解接觸。另一例變換器包括，但并不限制于，具有隔膜的電極，化學(xué)改良的電極，或者能夠作為電化學(xué)變換器使用的其它元件。
控制信號34可以通過濾波器處理10從變換器控制裝置12施加到變換器(見步驟145)。在變換器6上產(chǎn)生時域信號36，采用濾波器處理8進行濾波，并且存儲于變換器控制裝置12(見步驟150)。變換器控制裝置12以時間函數(shù)來測量所施加的電勢34和被測電流36。
該信號可以采用濾波處理14再進行濾波，該濾波處理可以是，例如，去假頻濾波器、高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器和/或帶阻濾波器。隨后，使用模擬數(shù)字變換器16將信號從模擬變換成數(shù)字形式，以便于計算裝置18對信號進行數(shù)字處理。數(shù)字計算裝置可以是，例如，一個數(shù)字信號處理器芯片，并且也可以包括模擬電路、數(shù)字電路、微處理器、和/或光計算裝置。此外，盡管較佳的是對信號36進行數(shù)字信號處理，但是上述處理也可以采用等效的模擬電路來執(zhí)行。
計算裝置包括一個濾波信號的濾波器處理20，以便于對信號進行整形和/或?qū)⑿盘栕兊镁哂懈训牟ㄐ危奖阌跀?shù)字處理。濾波器處理20可以用于增強和/或抑制信號中的不同頻譜分量。例如，濾波器處理可以用于平滑信號以減小高、中和/或低頻率變化以及改變信號的頻譜特性，包括變化相位角頻譜和幅值頻譜。隨后，對信號的所有部分或者某些部分進行頻譜分析處理22，這通常是使用諸如快速傅立葉變換的數(shù)值技術(shù)來進行的，它可以產(chǎn)生信號各個頻率分量的幅值和相位角(見步驟155)。
接著，對22所處理信號的頻譜內(nèi)容進行分離和量化處理24(見步驟160)。處理24使用了一組方程式，該方程式是基于來自數(shù)據(jù)源26的各個ESS的已知頻譜特性構(gòu)成的(見步驟135)。數(shù)據(jù)源26可以包括，例如，討論在樣本中各個ESS如何與其它ESS相互作用的方程式，有關(guān)各個ESS電化學(xué)化驗所采集到的各個ESS已知頻譜特性的數(shù)據(jù)，和/或討論各個ESS產(chǎn)生變換器可測量到的信號的方程式。于是，使用數(shù)據(jù)源26，分離和量化處理24可以求解一組方程式，以發(fā)現(xiàn)量化在總的測量信號中的各個ESS信號貢獻的解決方案(見步驟160)。
例如，一旦計算裝置18已經(jīng)采集到了電勢和電流兩個信號，則就產(chǎn)生了時間上的參考點。通常，所產(chǎn)生的該參考點是與電勢信號34有關(guān)，它是一個獨立的變量，而電流信號36則是一個相關(guān)變量。例如，當采用周期伏安表時，就可以在所施加電勢數(shù)值到達V1數(shù)值的時間作為參數(shù)點，正如圖8所示。電流和電勢數(shù)值都可以作為相對于時間參考點的函數(shù)來記錄(步驟150)。隨后，采用頻譜分析處 22對電流信號計算頻率頻譜。這可以采用多種方法來完成，但是最常用的方法是通過快速傅立葉變換、離散傅立葉變換或者其它類似方法來計算傅立葉變換(步驟155)。
計算電流信號的頻譜至少可以得到以下兩項結(jié)果相位角頻譜和幅值頻譜。相位角頻譜與ESS所貢獻的信號強度無關(guān)，而幅值頻譜則是ESS所貢獻的信號強度的函數(shù)。例如，通?？梢杂^察到，幅值頻譜取決于在樣本中所存在的電活化化學(xué)種類的濃度，而相位角頻譜并不隨著濃度變化。
由分離和量化處理24使用頻譜分析22的頻譜性能，就能求解和分離出由不同的ESS4所產(chǎn)生的測量電流信號分量，并且量化各個ESS4對總的測量信號36的貢獻。任何使用這些性能的一個典型實例是各個ESS的相位角頻譜可以作為它的信號“指紋”，這是特殊ESS所唯有的信號，這就便于從其它ESS的其它信號分量中識別和求解出特殊ESS的信號，并且幅值頻譜可以用于量化信號所存在的量。有關(guān)一個ESS的相位角頻譜的信息可以來自數(shù)據(jù)源26，并且可以包括，但并不限制于，僅僅包含一個ESS樣本的分析所得到的頻譜分析數(shù)據(jù)(見步驟105-135)。
ESS信號強度的量化可以用于所導(dǎo)出的量化計算處理28，通過使用其它與數(shù)據(jù)源有關(guān)的數(shù)據(jù)來計算所導(dǎo)出的量化。一例典型的導(dǎo)出數(shù)據(jù)的實例包括，但并不限制于，通過與校正數(shù)據(jù)，例如，目標分析物的校正曲線的比較來計算在樣本中的目標分析物的濃度(見步驟130)。接著，以有效的方式提供輸出，該輸出方式可以包括LCD讀數(shù)(見步驟165)。
實例1現(xiàn)在，就分析包含過氧化氫和抗壞血酸維生素C的樣本的濃度問題，討論一例圖6所示的方法和由諸如圖7所示的系統(tǒng)作為實現(xiàn)的系統(tǒng)的實例。采用圖9所示的700mV電勢激勵波形(步驟100)。在向上掃描和向下掃描的兩個方向上，激勵波形的掃描速率是每秒100mV。以40Hz的采樣頻率實時采樣所產(chǎn)生的電流。采用快速傅立葉變換來計算電流信號的頻譜內(nèi)容(步驟110)。
圖10顯示了0.4506Hz的復(fù)數(shù)傅立葉系數(shù)，它在分析物之間具有最好的分離?？盏姆綁K表示對包含過氧化氫但不包含抗壞血酸維生素C的樣本的測量結(jié)果。黑色三角表示對包含抗壞血酸維生素C但不包含過氧化氫的樣本的測量結(jié)果(見步驟105-120)。矢量101表示基線背景信號(Yblack)；分析物矢量103的方向與表示過氧化氫增加濃度的方向的單位矢量相同(iHP)；分析物矢量106的方向與表示抗壞血酸維生素C增加數(shù)量的方向的單位矢量(iAA)。于是，很顯然，過氧化氫信號只是在復(fù)平面的一個方向上很明顯，而抗壞血酸維生素C信號只是在復(fù)平面的另一方向上很明顯。在這種情況下，就可以獲得下列方程式Y(jié)black＝-41.2-j27.7iHP＝0.995-j0.101iAA＝0.591-j0.807其中iHP和iAA都是一個單位長度的矢量。
隨后，構(gòu)成校正曲線(步驟130)。圖11a和11b分別顯示了過氧化氫和抗壞血酸維生素C的校正曲線，其各自的方向是與實驗原點有關(guān)的特性單位矢量的方向。實驗原點是由Yblack所提供的。也就是說，通過從各個復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)點(107和109)減去Yblack來計算信號的幅值，并隨后計算距離(0，0)所給出的原點的歐幾里得距離。幅值可以正比于電流信號的任意單位(au)來表示，然而，由于計算FFT系數(shù)的性質(zhì)，實際幅值可以是電流的標量倍數(shù)，這是由FFT中使用的樣本數(shù)量所確定的。因此，為了簡便，F(xiàn)FT的幅值可以任意單位給出。
計算方程式可以得到IH202＝87.89*[H202]或者[H202]＝IH202/87.89以及，IAA＝14.949*[AA]或者[AA]＝IAA/14.949式中，I是以au給出的信號幅值，以及濃度是以mM給出的。在進行了兩個信號的分離之后，校正曲線系數(shù)可以與矢量信息相組合。因此，設(shè)YHP＝iHP＝(0.995-j0.101)YAA＝iAA＝(0.591-j0.807)從矢量關(guān)系出發(fā)，可獲得以下方程式式中Ytotal是從某些給定的樣本中所獲得的FFT數(shù)值。在這種情況下，就存在著兩個未知(a和b)和兩個方程式(步驟135)。一旦a和b求解了之后，最終的答案很顯然分別是過氧化氫和抗壞血酸維生素C的測量信號幅值。最后，該信號幅值可以與校正曲線方程式相比較，以確定所需要的濃度(步驟160)a=-[(YAAr)(Yblacki-Ytotali)-(Yblackr-Ytotalr)(YAAi)](YHPi)(YAAr)-(YHPr)(YAAi)]]>[H202]=a87.89]]>a=-[(YHPi)(Yblackr-Ytotalr)-(Yblacki-Ytotali)(YHPr)](YHPi)(YAAr)-(YHPr)(YAAi)]]>[AA]=b14.95]]>因此，使用這些方程式，就能夠確定在樣本中的過氧化氫和抗壞血酸維生素C的濃度。使用這些方程式，就能夠測量幾個包含著過氧化氫和抗壞血酸維生素C的混合量的樣本。圖12顯示了要采集的數(shù)據(jù)點。虛線116顯示了對包含1.8mM抗壞血酸維生素C的樣本增加過氧化氫數(shù)量的測量?？瞻椎膱A圈表示該頻率的FFT的復(fù)數(shù)數(shù)值，可表示為Ytotal。很顯然，當過氧化氫的濃度變化時，數(shù)據(jù)點可沿著由iHP103給出的相同方向移動，該方向并行于虛線116。
虛線113顯示了對包含1.0mM過氧化氫的樣本增加抗壞血酸維生素C數(shù)量的測量。黑色的圓圈表示該頻率的FFT的復(fù)數(shù)數(shù)值，可表示為Ytotal。很顯然，當抗壞血酸維生素C的濃度變化時，數(shù)據(jù)點可沿著由iAA106給出的相同方向移動，該方向并行于虛線113。
于是，正如以上所闡明的，與各個分析物有關(guān)的相位角相互之間是不同的，并且在不同的樣本之間保持著恒定。矢量101表示Yblack。使用以上方程式，在混合樣本中測量到的各個數(shù)據(jù)點都可以用于確定顯示[H202]，在該實例中這是最終感興趣的分析物。
圖13顯示了該結(jié)果，在圖13中，說明了兩個熟悉的樣本。一個熟悉的樣本是不含過氧化氫，但可以變化抗壞血酸維生素C。對于這一組來說，顯示[H202]應(yīng)該是接近于0mM，正如采用虛線117所校正說明的。對于第二個熟悉的樣本來說，測量到的過氧化氫濃度為1.0mM，并且變化增加到樣本中的抗壞血酸維生素C的數(shù)量。在這種情況下，顯示[H202]應(yīng)該是接近于1mM，正如上部的虛線119所再次校正說明的。
這樣，采用上述方法，演示了在抗壞血酸維生素C信號的過氧化氫信號之間優(yōu)異的解決方案，從而允許有選擇性的監(jiān)測在抗壞血酸維生素C中的過氧化氫，或者反之亦然。
在圖6所示的上述實施例中，只考慮了快速傅立葉變換的一個頻率。此外，只有兩個參數(shù)，一起考慮一個頻率的實部和虛部，以確定各個分析物矢量的角度分離(步驟125)。然而，根據(jù)其它實施例，在某些環(huán)境中，可以獲得在分析物之間更大的分離以及更好的解決方案，只要考慮這一頻率的多個實部和虛部，更具體的說，只要使用多于兩個參數(shù)即可。
例如，，可以考慮1Hz的實部與4Hz的虛部，或者，3Hz的實部與12Hz的虛部。此外，設(shè)置單位矢量的空間可以延伸至更高的維度因為這樣能夠增加在分析物之間的分離。因此，2Hz的實部可以與8Hz的虛部和9Hz的實部相比較?？梢圆捎煤驮趦删S空間中相同的方法來迅速計算出在數(shù)據(jù)矢量之間的角度。因此，可以看到，在更高維度參數(shù)中的益處是可以提供更多的自由度來選擇可產(chǎn)生分析物矢量的更大分離的參數(shù)。
使用更多參數(shù)的另一原因是能夠提取和選擇某些可高度校正特殊分析物濃度的信號性能。例如，可以發(fā)現(xiàn)測量電流信號的某些部分的斜率可以校正目標分析物的濃度。相類似的是，任何一個FFT系數(shù)不可能完全采集到該信號的性能，所以就需要計算在時域中的信號斜率，例如，分離參數(shù)。
圖14說明了一種適用于使用多種參數(shù)來確定分析物濃度的方法，例如，可以采用多個頻率和/或時域參數(shù)。步驟200類似于以上所討論的步驟100，在該步驟中，將波形施加在所選擇的樣本上。隨后，確定可能的信號性能，以作為以下所討論的評估算法中所使用的參數(shù)(步驟205)。例如，可以作為參數(shù)使用的可能的性能包括，但并不限制于，在一個特殊頻率上或者多個頻率上作為FFT所計算的傅立葉系數(shù)(實部或虛部)；信號某些部分中的實部或虛部(例如，信號的尾部)；在時間某些點上的信號曲線的斜率；信號某些部分的指數(shù)上升或延遲的速率；信號曲線的指定峰值或谷底的數(shù)值；信號的指定峰值或谷底的數(shù)值；等等。
不同于上述實施例的是，在上述實施例中，步驟105包括采集各個分析物自身的數(shù)據(jù)，在步驟210中，可以從包含著兩種分析物的不同濃度的混合物中采集數(shù)據(jù)。例如，正如圖15所示的矩陣所顯示的那樣，取自各種已知濃度的抗壞血酸維生素C和葡萄糖的樣本可以產(chǎn)生總共130個不同的樣本，各個樣本可以用于重復(fù)采集5次數(shù)據(jù)，從而可以產(chǎn)生一組總共有650個記錄信號的數(shù)據(jù)。
在步驟215中，對數(shù)據(jù)組中的各個信號可以計算所感興趣的各個參數(shù)的數(shù)值，并且存儲于存儲器中。步驟220至240包括構(gòu)成一個線性評估值。正如步驟220中所顯示的，該方法采用一個參數(shù)線性評估值開始。隨后，對于N＝1的情況來說，可以使用一半數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練子集而另一半數(shù)據(jù)作為測試子集來進行隨機交叉確認方法。
隨機交叉確認技術(shù)是一種數(shù)值計算技術(shù)，在Gene H.Golub，Michael Heath和Grace Wabba等人發(fā)表的題為“作為選擇好的起伏參數(shù)方法的廣義交叉確認”(Technometrics 21，pp.215-223(1979))。使用這一方法，就能夠發(fā)現(xiàn)一個平均RMS(均方根)最低的最佳數(shù)字參數(shù)。隨著人們采用越來越多的參數(shù)構(gòu)成線性評估值，評估值的RMS誤差就會減小到一定的最小值。進一步增加參數(shù)的數(shù)量就會使得評估值的性能變差，從而給出增加的RMS數(shù)值。應(yīng)該注意的是，也可以使用不是RMS的精度的某些測量，例如，調(diào)節(jié)RMS，變化、標準偏差，等等。
從一個參數(shù)開始增加，就構(gòu)成了評估值(步驟230)，并且可以通過使用數(shù)據(jù)的測試子集和計算RMS來評估分析物濃度以確定它的性能。當使用隨機交叉確認方法時，就可以從任何參數(shù)開始，或者當構(gòu)建使用越來越多參數(shù)的評估值時，可以指定參數(shù)的特殊排序。
常用的線性評估值方程式的一般形式為[Analyte(n)]=Σk=1NhkYk(n)]]>式中[Analyte(n)]是樣本n所評估的分析物濃度；Yk是參數(shù)，例如，在一個特殊頻率下的FFT系數(shù)的實部或虛部；以及，hk是對參數(shù)的相關(guān)加權(quán)因子，并且可以認為是參數(shù)所保持的信息內(nèi)容的測量。
步驟225至240確定參數(shù)的最大數(shù)字，該數(shù)字可以基于不再僅僅是維度優(yōu)勢的信息內(nèi)容來提高評估值的性能。當討論一組采集的數(shù)據(jù)存在著更多的參數(shù)時，就會出現(xiàn)維度優(yōu)勢。一個實例包括存在著5個數(shù)據(jù)點的情形。一個由5個參數(shù)所組成的模型可以產(chǎn)生5個數(shù)據(jù)點的相互交叉。當對構(gòu)成評估值的相同數(shù)據(jù)組再次進行測試時，這就會產(chǎn)生RMS＝0的評估值，所得到的評估值方程式會錯誤顯示較好的性能，但是實際上，并不能獲得健壯性評估值方程式。于是，較佳的是，確定一個參數(shù)的最大可允許數(shù)字，以便于在保持所需健壯性水平的同時獲得最佳的性能。在圖14所示的方法中，使用隨機交叉確認分析的處理方法就能夠獲得這一效果。
各個評估值都可以用于評估在測試數(shù)據(jù)子集中的目標分析物濃度(步驟235)。由于在各個樣本的測試子集中，目標分析物的校正濃度是已知的，為了測試評估值，可以根據(jù)評估值所提供的公式來處理所已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)信號。
該評估值會產(chǎn)生一個對應(yīng)于正在處理測試信號所產(chǎn)生的分析物濃度的數(shù)字。換句話說，評估值將評估用于記錄測試數(shù)據(jù)信號的目標分析物的濃度。為了測試評估值的性能，可以計算在線性評估值之間的誤差以及已知目標分析物的濃度(步驟235)。一種計算這類誤差的方法是計算RMS誤差。該線性評估值常用于評估在測試數(shù)據(jù)子集中的所有信號的分析物濃度，并隨后計算與各個數(shù)據(jù)點相關(guān)的RMS誤差。與各個N-參數(shù)線性評估值有關(guān)的RMS誤差存儲于存儲器。
可通過選擇新的數(shù)據(jù)子集作為訓(xùn)練子集和測試子集來重復(fù)隨機交叉確認方法(步驟240)。通過對一個新的數(shù)據(jù)子集的訓(xùn)練可以重復(fù)一個參數(shù)的線性評估值的結(jié)構(gòu)。其次，可以存儲RMS誤差，以作為線性評估值的各個訓(xùn)練子集。該處理過程可以重復(fù)多次，例如，1000次。計算整個序列的RMS平均值。這就得到了在步驟230中所構(gòu)成的線性評估值的一般性能的表示。正如大多情況，可以根據(jù)訓(xùn)練或測試的數(shù)據(jù)子集的選擇來獲得較佳或者較差的性能。使用隨機交叉確認方法，通過測試評估值與數(shù)據(jù)的不同隨機選擇就能夠是在評估值中所確定的性能誤差最小化。
一旦通過計算平均RMS確定一個參數(shù)線性評估值的平均性能之后，就能構(gòu)成和評估兩個參數(shù)的線性評估值。第二個參數(shù)可以采用以上所討論的方法來選擇。隨機交叉確認測試方法可以再次用于確定兩個參數(shù)線性評估值的平均RMS性能(步驟225-240)。
一旦通過計算平均RMS已經(jīng)確定了兩個參數(shù)線性評估值的性能之后，就能夠確定三個參數(shù)的線性評估值的性能，以及其它等等，增加至N-參數(shù)線性評估器。當步驟205使用了所有有效的參數(shù)時，該環(huán)路就結(jié)束(步驟245)。接著，選擇參數(shù)N的數(shù)字，它對應(yīng)于產(chǎn)生最低RMS的評估值(步驟250)。
N參數(shù)評估值可以多次構(gòu)成和重新構(gòu)成，例如，1000次，每次都可以采用訓(xùn)練和測試數(shù)據(jù)的不同隨機選擇進行測試(步驟255-270)。隨后，選擇提供平均性能的評估值。通常，但并不是始終，可以選擇提供平均性能的評估值，因為它是對給定數(shù)據(jù)集的評估值性能的表述。該評估值可以準備用于測試未知樣本。另外，可以選擇具有最佳性能的N參數(shù)評估值(相對于平均RMS性能)。
于是，不同于圖6所示的實施例，圖14所示的實施例考慮了更多的參數(shù)，不僅僅是在單一頻率上的傅立葉變換的實部和虛部分量，從而構(gòu)成了在多維空間中的一個相似矢量系統(tǒng)。圖6所示的實施例是一個兩維空間，在該空間中，每一維都對應(yīng)于一個參數(shù)。在該實施例中，一個參數(shù)可以是傅立葉變換的實部，而第二個參數(shù)可以是在一個頻率上的傅立葉變換的虛部。
圖14所示的實施例是一個多維的參數(shù)空間，在該多維參數(shù)空間中，每一維歐對應(yīng)于一個選擇參數(shù)，其中，選擇參數(shù)的最佳數(shù)字就可以獲得好的性能，同時構(gòu)成了一個不屈從于維度平均的健壯性評估值；并且可以向這些信息豐富的參數(shù)提供更大的加權(quán)，從而使得校正更加接近于目標分析物信號。參數(shù)空間中的各維的相對重要性都是加權(quán)的，使得具有更大信息內(nèi)容的維度(或參數(shù))能夠?qū)δ繕朔治鑫餄舛鹊淖詈笤u估作出更大的貢獻。
因為圖6所示的實施例僅僅只使用了兩個參數(shù)，在一個頻率上的傅立葉變換的實部和虛部，因此可以根據(jù)討論各個分析物信號(例如，過氧化氫信號YHP和抗壞血酸維生素CYAA)的單位矢量直接計算各個參數(shù)的加權(quán)。也就是說，在進行Ytotal＝Y(jié)totalr+jYtotali的測量時，在所選擇頻率上的測量信號的傅立葉變換的各個實部和虛部都可以進行適當?shù)丶訖?quán)，可以采用以上所闡明的標量加權(quán)來分別乘以Ytotalr和Ytotali。
多維線性評估值的使用允許對整組參數(shù)的自動計算進行加權(quán)，而不必明確確定各個分析物的方向矢量。
一般來說，兩個說明實施例(圖6和圖14)都采用的本文稱之為“矢量投影的方法”。該方法包括選擇一個或多個參數(shù)，各個參數(shù)都具有樣本信號的性能或者記錄波形的性能；確定各個分析物的分析物矢量，可以是明確的也可以是隱含的；以及根據(jù)分析物矢量和參數(shù)的相對幅值和方向構(gòu)成一個評估方程式，該方程式可以用于評估在樣本中的一種分析物的濃度。
實例2該實例是采用圖14所示的方法執(zhí)行的。葡萄糖是目標分析物，而抗壞血酸維生素C作為干擾無使用，并且血液作為樣本混合物使用。圖16所示的波形可以作為激勵施加于樣本。
該波形將周期性伏安表和DC安培表組合起來。該電勢是以250mV/s的上升方向、以-250mV/s的下降方向(信號的CV部分)的斜波，并且電勢在信號開始的57.6秒之后保持0.4V的常數(shù)且在64秒結(jié)束(信號的DC安培計部分)。
信號的“頭部”稱之為集合或者包含了在0秒和20.8秒之間波形的信號。在這種情況下，可以40Hz采樣，從而可提供833個樣本。信號的“尾部”稱之為集合或者包含了在61.475秒和63.975秒之間波形的信號，因此可提供101個樣本。
在該實施例中，可以觀察到以下原理。
●將測量電流信號波形考慮成兩個分離的部分第一，通過計算FFT從信號的頭部采集抗壞血酸維生素C支配信號的信息，并且考慮在不同頻率下的傅立葉變換數(shù)值的各種實部和虛部的適當組合；第二，通過計算在0Hz的傅立葉變換從信號的尾部采集抗壞血酸維生素C和葡萄糖組合信息，有效地檢測信號尾部的DC分量；以及，●使用于最終產(chǎn)生的電流信號的各種性能有關(guān)的多種參數(shù)來構(gòu)成一個線性評估值。在設(shè)計一個線性評估值的結(jié)果是在各個參數(shù)中所包含的信息都是加權(quán)的，采用這種方法，可以減小在由評估值方程式所計算的葡萄糖濃度和在血液樣本中所實際存在的葡萄糖濃度之間的RMS誤差。
因此，一個線性評估值可以采用以下方法構(gòu)成●評估值的第一個參數(shù)選擇由YTail給定信號尾部的第一FFT系數(shù)的實部(即對應(yīng)于0Hz)；●第二個參數(shù)選擇由Yheadr(0)給定信號頭部的第一FFT系數(shù)的實部(即對應(yīng)于0Hz)；在所有采用實部信號的情況下，0Hz的傅立葉分量的虛部始終為0；因此，就沒有使用這一參數(shù)；●第三個參數(shù)選擇由Yheadr(0.048)給定信號頭部的第二FFT系數(shù)的實部(即對應(yīng)于0.048Hz)；以及，●第四個參數(shù)選擇由Yheadi(0.048)給定信號頭部的第二FFT系數(shù)的虛部(即對應(yīng)于0.048Hz)；以及，●后續(xù)其它參數(shù)可以通過在FFT數(shù)值的實部和虛部之間的變更來選擇，該FFT數(shù)值可以適用于在信號頭部中的連續(xù)較高頻率分量直至根據(jù)步驟205所能夠達到的最大數(shù)字。這里，可以通過使用隨機交叉確認方法來發(fā)現(xiàn)提供最低RMS的參數(shù)數(shù)字，以此識別在構(gòu)成線性評估值中所要使用參數(shù)的最佳數(shù)字，正如以上所討論的(見圖18)。
于是，在該實例中，采集了一組53個數(shù)據(jù)點，它可對應(yīng)于葡萄糖和抗壞血酸維生素C濃度的集中不同組合。在圖17所示的笛卡爾坐標系統(tǒng)中畫出了濃度組合的數(shù)據(jù)點123。隨后將該平面分成為由虛線柵格121所示的4部分?？偟臄?shù)據(jù)集可大致分成為兩個子集，其中，一個子集用于訓(xùn)練評估值(即，一個子集用于確定與在線性評估值中的各個參數(shù)有關(guān)加權(quán))以及另一子集用于測試新近構(gòu)成的評估值的性能。
在該平面4個部分的各個部分中，可以隨機選擇一半的點作為訓(xùn)練點，二另一半的點可以作為測試點。使用該柵格，可以確保個隨機部分在總的數(shù)據(jù)集中能夠更佳均勻地分布，從而減小某些隨機選擇的訓(xùn)練子集的突出，從而導(dǎo)致較差的訓(xùn)練評估值。
使用兩個參數(shù)的線性評估值，即，一種使用YTail和Yheadr(0)的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)線性評估值理論使用訓(xùn)練集中的數(shù)據(jù)來計算參數(shù)的相關(guān)加權(quán)(步驟230)。新近構(gòu)成的評估方程式可隨后用于評估其余測試子集中的葡萄糖濃度(步驟235)。在計算所評估的RMS誤差與實際濃度之后，就可以從同樣的總的數(shù)據(jù)集中選擇訓(xùn)練和測試數(shù)據(jù)的不同隨機子集。這些步驟可以重復(fù)1000次，其中，每次都可以選擇一個不同的子集作為訓(xùn)練集和測試集。至此，可以計算1000次的平均RMS。對每一個參數(shù)都重復(fù)這一處理過程，將一個參數(shù)疊加在每次迭代的線性評估值上。
圖18顯示了隨機分析方法的典型結(jié)果的示意圖，該圖沿著X軸畫出在評估值中所使用的參數(shù)數(shù)量，而在Y軸上是每次的平均RMS?？梢钥吹?，一般來說，隨著參數(shù)數(shù)量的增加，RMS一般是減小的。然而，超過了參數(shù)的一定數(shù)量之后，RMS就會增加，這表明在評估值中使用了太多的參數(shù)，從而構(gòu)成了較差的健壯性，因此也構(gòu)成更具有誤差傾向的評估方程式。于是，通過選擇對應(yīng)于最小RMS數(shù)值的參數(shù)數(shù)量，就能夠確保在構(gòu)成評估值方程式中使用最佳數(shù)量的參數(shù)。
正如圖18所示意的那樣，可以看到在該實例中，4個參數(shù)的評估值是最佳的結(jié)構(gòu)[葡萄糖]＝0.6Yheadr(0)-7.9Yheadr(0.048)+2.4headi(0.048)+38.1YTail式中Yheadr(f)和Yheadi(f)分別是測試信號頭部在頻率f上的傅立葉變換的實部和虛部；以及Ytail是信號尾部的0Hz傅立葉變換分量的實部。
使用該方程式，就可以測試與葡萄糖和抗壞血酸維生素C濃度相混合的各種血液樣本。血液樣本可以采用已知數(shù)量的葡萄糖和抗壞血酸維生素C來制備。圖19顯示了通過使用以上[葡萄糖]方程式計算的評估葡萄糖濃度，與樣本的實際葡萄糖濃度，在該樣本中也包含了作為干擾的各種不同濃度的抗壞血酸維生素C。
線149表示了實際葡萄糖濃度?？瞻讏A圈是在具有1mM的背景抗壞血酸維生素C濃度的樣本中測量到的。黑色圓圈是是在具有3mM的背景抗壞血酸維生素C濃度的樣本中測量到的。空白方塊是在具有4mM的背景抗壞血酸維生素C濃度的樣本中測量到的。
于是，對于包含葡萄糖和高濃度抗壞血酸維生素C的血液樣本來說，評估方程式能夠成功地抑制抗壞血酸維生素C的信號以及可選擇性測量信號中的葡萄糖部分。
圖20顯示了用于實現(xiàn)以上所討論的各種方法的一種葡萄糖測量儀的說明實施例。該測量儀包括一個測試帶連接器300，以將測試帶連接著測量儀。該測試帶可以包括例如，三個電極(工作、參考和計數(shù))。
信號條件電路302與測試帶連接器300相耦合，并且對施加在測試帶中電極的波形進行濾波。信號條件電路304對測試帶所產(chǎn)生的電流信號進行濾波，并記錄該電流信號。電路302和304一起構(gòu)成了眾所周知的恒電勢電路。DAC306將控制器310的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。ADC308將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式以備控制器310使用。控制器310處理儀表中的信號，例如，采用在以上圖6和圖14所示的說明實施例中所討論的方法來處理測試帶連接器所檢測到的電流信號。
按鈕312提供了一個用戶界面，適用于用戶操作儀表。電源電路314向儀表提供電源，通常是采用電池方式，以及LCD316向用戶顯示葡萄糖的濃度。
應(yīng)該注意的是，在圖20所示的儀表格式，以及本文圖5-19中所討論的信號處理系統(tǒng)和方法，等都可以用于檢測非葡萄糖的分析物。這類應(yīng)用可以包括電化學(xué)免疫測定測試，工業(yè)氣體監(jiān)測(例如，在抑制氫氣干擾的同時氰化物的監(jiān)測)，水質(zhì)量的監(jiān)測(微生物或者有毒物質(zhì))，化學(xué)和生物戰(zhàn)爭所使用的試劑的監(jiān)測。
本文所討論的信號處理技術(shù)也同樣適用于現(xiàn)有的監(jiān)測器件，例如，現(xiàn)有的葡萄糖測試儀。這一改進可以采用升級現(xiàn)有控制器的固件方式來實現(xiàn)。目前所使用的控制器實例包括日立H8/3887，德州儀器3185265-F，SierraSC84036CV，Amtel S5640 ASIC，NEC FTA-R2 ACIC，日立H8/3847，松下MN101C097KB1，ASIC(圍繞著Intel 8051構(gòu)成的)，等等。
固件升級的功能可實現(xiàn)以下所討論的信號處理技術(shù)1)向樣本施加一個定制的波形。編碼波形形狀的數(shù)據(jù)可駐留在存儲器中，微處理器可以讀取該數(shù)據(jù)，并且可以產(chǎn)生所需的波形以及施加到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，例如，圖20所示的DAC 306。
2)讀取所產(chǎn)生的電流信號。固件將指令微處理器，從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中讀取數(shù)字化數(shù)據(jù)(從測試帶電極中監(jiān)測)，例如，圖20所示的ADC 308，并且將數(shù)字化數(shù)據(jù)存儲于存儲器。該固件將執(zhí)行需要讀取所需數(shù)據(jù)的存儲器管理。
3)執(zhí)行數(shù)學(xué)運算以實現(xiàn)信號處理。這一步驟包括根據(jù)固件指令來計算參數(shù)(例如，計算一指定頻率分量的傅立葉系數(shù))，以及使用在評估方程式中的這些參數(shù)的數(shù)值(例如，由圖6或者圖14所示方法產(chǎn)生的)，來確定葡萄糖的濃度。
由固件所執(zhí)行的其它處理可以保留在現(xiàn)有的固件中，并不需要隨這一不服那進行升級。例如，固件也可以控制向用戶顯示器結(jié)果(例如，通過LCD316顯示器)，以及諸如電源管理之類的儀表其它“監(jiān)測之前”的操作，諸如滾動數(shù)據(jù)、平均數(shù)據(jù)、向PC傳遞數(shù)據(jù)等等之類響應(yīng)用戶的請求。
很顯然，對于本領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人士來說，本發(fā)明的各種改進和變更都不背離本發(fā)明的精神和范圍。例如，盡管在說明的實施例中使用了一個大的幅值的激勵波形，但是也可以使用一個具有小的信號特性的激勵波形來產(chǎn)生一個非線性的響應(yīng)。
圖21顯示了一個這類激勵波形的實例，在該實例中，施加了一個從0至600mV的臺階電勢。該激勵可以引起所產(chǎn)生的電流信號從0V的平衡數(shù)值經(jīng)過例如幾秒的過程變換到600mV的新的平衡數(shù)值。在這一電流的變換過程中，可以看到，在波形的部分401中，一個小的幅度電勢波形(在該實例中，一個小的幅值正弦波)疊加在信號上。這就在較慢變換的電流波形的上部產(chǎn)生一個小的幅值電流響應(yīng)。
當與所施加的正弦波電勢相比較，圖22所示的總的所產(chǎn)生的電流(即，相對較慢變換的電流疊加相對較快變換的正弦波電流)是非線性的。于是，一個大的幅值臺階電勢會引起系統(tǒng)進入到變換狀態(tài)，但是在變換狀態(tài)的同時，可以施加一個小的幅值電勢。
參考圖22所示的電流響應(yīng)，很顯然，一旦在20秒施加了臺階電勢，則電流信號就需要一些時間來重新平衡。在這一瞬間的重新平衡的周期中，可以施加小的幅值正弦波電勢(在65秒開始)。很顯然，在65秒向前，僅僅只施加了一個小的幅值信號，但是所產(chǎn)生的電流是非線性的，因為所產(chǎn)生的電流包含了多個頻率分量，該實例說明了在非線性信號響應(yīng)中所產(chǎn)生的小的幅值波形。于是，該激勵波形在本文所披露的說明實施例中是十分有用的。
本發(fā)明也并不限制于使用任何特殊的激勵波形、波形形狀或參數(shù)。例如，在恒電勢方法中，電流是所施加的激勵波形，而測量電勢是所使用的產(chǎn)生信號。也可以使用一個或多個以下非線性實例 測量和/或激勵信號在時間的某些部分上的數(shù)值； 測量和/或激勵信號的所有或部分的計算函數(shù)，例如
■信號在某些點上的斜率或者信號某些部分的斜率；■信號某些部分的衰減率；■信號某些部分的上升率；■信號某些部分的平均數(shù)值；■信號所有部分或者某些部分的頻率變換(例如，傅立葉變換，或者小波變換)；■信號某些部分的對數(shù)；■信號某些部分的某些根(例如，平方根或者立方根)；■信號某些抬起一定電壓的部分；■在信號的兩個指定點之間的時間消逝(例如，在信號的峰值和谷底之間的時間)； 這些參數(shù)的組合，例如，■該信號在某些時間間隔中的衰減率除以在該時間間隔中的信號平均值；■在兩個指定點之間的信號數(shù)值中的差值；■在信號的兩個不同部分之間的信號斜率中的差值； 周期性激勵來產(chǎn)生一個周期性測量信號。
另外，周期伏安法并不是提取有關(guān)反應(yīng)動力學(xué)/機制和傳輸性能的信息的唯一方法?？梢允褂迷S多不同的電子分析技術(shù)，例如，線性掃描伏安法、方波伏安法、AC偏振器、AC阻抗光譜學(xué)、電勢[位]測定法，等等。
此外，盡管上述說明的實施例主要關(guān)心的是確定一種感興趣的分析物的濃度，例如，葡萄糖的濃度，但是，很顯然，本文討論的實施例也可以用于監(jiān)測多種分析物。事實上，當構(gòu)成和求解預(yù)測方程式時，就能夠量化所有的分析物，即使是只向用戶顯示一種濃度。另外，可以采用以上所討論的方法構(gòu)成對樣本中的各種分析物的預(yù)測方程式。
相對于感應(yīng)電流信號來說，也可以測量非感應(yīng)電流信號。例如，通過識別在樣本中的離子響應(yīng)所變化的電極電勢所產(chǎn)生的感抗性電流可以作為所有或部分測量信號。
激勵波形信號可以是除了隨時間而變化的電壓和電流之外的各種量，從而產(chǎn)生一個隨時間變化的測量信號。這類信號包括 樣本的溫度
電極的旋轉(zhuǎn)速率(在樣本中以不同的速度變化)。
該電極的旋轉(zhuǎn)可以引起樣本以旋渦類型的圖形運動，使得更多的分析物可以與電極相接觸。改變電極旋轉(zhuǎn)的時間函數(shù)是一種監(jiān)測分析物的傳輸性能的常用方法； 光。變化光的密度可以用于變化反應(yīng)的速率，以及引入不同的分析物來產(chǎn)生不同的信號。
同樣，可以采用多個電極來同時替代一個電極，例如，采用一個電極矩陣。
從考慮本文所披露的發(fā)明細節(jié)和實現(xiàn)來說，對本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人士來說，其它實施例也都是顯而易見的。很顯然，所討論的細節(jié)和實例僅僅只是舉例說明而已，本發(fā)明的實際范圍主要是由以下所附的權(quán)利要求所表示。
權(quán)利要求
1.一種適用于監(jiān)測具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的電化學(xué)方法，其改進包括向所述樣本施加一個大的幅值電勢激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性電流信號；以及，采用矢量投影法求解出在產(chǎn)生信號中由選擇分析物所貢獻的信號，在矢量投影法中，一個分析物矢量包括所選擇的分析物在參考電流信號的一個或多個頻率上的一個或多個傅立葉系數(shù)的多個實部和虛部。
2.一種適用于確定具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物濃度的電化學(xué)方法，該方法包括向所述樣本施加一個大的幅值電勢激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性電流信號；測量所產(chǎn)生的信號；計算所產(chǎn)生信號的所有部分或某些部分中的至少一個參數(shù)；以及，通過根據(jù)所選擇分析物和干擾分析物的各自分析矢量以及至少一個參數(shù)來求解一個預(yù)測方程式，以確定在混合樣本中的選擇分析物的濃度。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述預(yù)測方程式是基于一個頻率上的分析物矢量。
4.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述預(yù)測方程式是基于多個頻率上的分析物矢量。
5.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述一個或多個分析物矢量和至少一個參數(shù)都是加權(quán)的。
6.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述分析物矢量包括至少一個參數(shù)且與激勵波形和/或產(chǎn)生信號的不同部分有關(guān)。
7.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述分析物矢量包括至少一個參數(shù)且與激勵波形和/或產(chǎn)生信號的至少一個非周期部分和一個DC部分有關(guān)。
8.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述預(yù)測方程式是基于多個從以下組合的組中選擇出的至少一個參數(shù)，該組包括在一個或多個頻率上的一個傅立葉系數(shù)的一個或多個實部或虛部；在一個或多個頻率上的一個傅立葉系數(shù)的一個或多個加權(quán)的實部或虛部；激勵波形和/或產(chǎn)生信號的一個或多個部分；激勵波形和/或產(chǎn)生信號的一個或多個周期部分；激勵波形和/或產(chǎn)生信號的一個或多個非周期部分；以及，激勵波形和/或產(chǎn)生信號的一個或多個DC部分。
9.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述預(yù)測方程式基于至少一個可平衡性能和健壯性的參數(shù)的選擇數(shù)量。
10.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述選擇性分析物是葡萄糖。
11.如權(quán)利要求10所述方法，其特征在于，所述干擾分析物是抗壞血酸維生素C。
12.一種裝置，包括一個電勢電路，適用于向一個電極系統(tǒng)施加一個電壓波形以及檢測該電極系統(tǒng)所產(chǎn)生的電流；至少一個具有程序指令的存儲器和一個構(gòu)成可執(zhí)行程序指令的處理器，該處理器可執(zhí)行的操作向所述樣本施加一個大的幅值電勢激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性電流信號；測量所產(chǎn)生的信號；計算所產(chǎn)生信號的所有或某些部分的至少一個所需頻率分量的傅立葉系數(shù)；以及，基于所選擇分析物和干擾分析物各自的分析物矢量，通過使用至少一個傅立葉系數(shù)來求解一個預(yù)測方程式，確定在混合樣本中所選擇分析物的濃度。
13.一種適用于構(gòu)成監(jiān)測具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的預(yù)測方程式的方法，該方法包括選擇一個大的幅值電勢激勵波形，以在施加樣本時可產(chǎn)生一個非線性電流信號；向包含選擇和干擾分析物各自單獨多種不同濃度的樣本施加波形，并測量所產(chǎn)生的參考電流信號；計算各個參考電流信號各自的傅立葉變換的實部和虛部的數(shù)值；畫出在多個頻率下的各個頻率的傅立葉變換系數(shù)的實部和虛部數(shù)值；選擇多個頻率中的一個頻率，在該頻率下，實部和虛部可以在相位角呈現(xiàn)出相對較大的差異；計算在所選擇的一個頻率下的所選擇和干擾分析物各自的分析物矢量；以及，根據(jù)分析物矢量和校正曲線構(gòu)成預(yù)測方程式，其中，校正曲線表示可在樣本中的各個分析物的濃度與在復(fù)平面上的各個分析物矢量的長度有關(guān)。
14.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，所述波形是基于理論和/或?qū)嶒炓蛩剡x擇的。
15.如權(quán)利要求14所述方法，其特征在于，所述實驗因素反應(yīng)了所選擇和/或干擾分析物的一種或多種反應(yīng)動力學(xué)、反應(yīng)機制和傳輸性能。
16.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，所述波形是基于確定所選擇和/或干擾分析物將氧化或還原的電勢的周期伏安法來選擇的。
17.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，所述波形具有大于50mV的變化。
18.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，所述波形或者所述波形的某些部分具有基于所選擇和/或干擾分析物的一種或多種反應(yīng)動力學(xué)、反應(yīng)機制和傳輸性能的變化選擇速率。
19.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，所述波形可選擇產(chǎn)生隨所選擇和/或干擾分析物的電化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)的感應(yīng)電流。
20.一種適用于構(gòu)成監(jiān)測具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物的預(yù)測方程式的方法，該方法包括選擇一個大的幅值電勢激勵波形，以在施加樣本時可產(chǎn)生一個非線性電流信號；選擇所述電流信號的信號性能，以便于作為參數(shù)使用；向包含選擇和干擾兩種分析物的不同濃度的樣本施加波形，并測量所產(chǎn)生的參考電流信號；計算各個參考電流信號各個參數(shù)的數(shù)值；構(gòu)成作為一個線性評估值的預(yù)測方程式，它可以具有由計算數(shù)值所選擇數(shù)量的參數(shù)，并具有足夠的精度來評估樣本中選擇分析物的濃度。
21.如權(quán)利要求20所述，其特征在于，所述參數(shù)包括一個或多個適用于電流信號的所有或者一個部分或者多個部分，在一個或多個頻率下的傅立葉系數(shù)的一個或多個實部或虛部；所述電流信號的斜率；所述電流信號的某些部分的上升或衰減速率；在所述電流信號中產(chǎn)生峰值的電勢；以及，在所述電流信號中的峰值數(shù)值。
22.如權(quán)利要求20所述方法，其特征在于，構(gòu)成一個線性評估值包括確定所述參數(shù)的選擇數(shù)量，以及隨后選擇所述具有選擇數(shù)量的參數(shù)的線性評估值，它可以呈現(xiàn)出一個指定程度的性能。
23.如權(quán)利要求20所述方法，其特征在于，構(gòu)成所述線性評估值包括隨機交叉確認處理過程的使用。
24.如權(quán)利要求20所述方法，其特征在于，構(gòu)成所述線性評估值包括確定具有一個根均方處理的足夠精度。
25.如權(quán)利要求20所述方法，其特征在于，構(gòu)成所述線性評估值包括選擇呈現(xiàn)出所需性能的評估值。
26.如權(quán)利要求20所述方法，其特征在于，構(gòu)成所述線性評估值包括基于一個最低評估誤差來選擇最佳數(shù)量的參數(shù)。
27.一種適用于確定具有一種干擾分析物的混合樣本中的一種選擇分析物濃度的電化學(xué)方法，該方法包括向所述樣本施加一個激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性信號；測量所述產(chǎn)生的信號；計算所述產(chǎn)生信號的所有或者某些部分的至少一個參數(shù)；以及，通過基于所選擇和干擾分析物的分析物矢量和至少一個參數(shù)來求解預(yù)測方程式，以確定在所述混合樣本中所選擇分析物的濃度。
28.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述至少一個參數(shù)是一個頻域參數(shù)和/或一個時域參數(shù)。
29.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述至少一個參數(shù)和/或分析物矢量是加權(quán)的。
30.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述激勵波形是一個電勢或一個電流的波形。
31.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述分析物矢量和所述至少一個參數(shù)與所述產(chǎn)生信號和/或激勵波形的不同部分有關(guān)。
32.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述至少一個參數(shù)包括一個或多個所述產(chǎn)生信號和/或激勵波形(下文簡稱之“信號”)在時間某些點上的數(shù)值；計算所述信號的所有或者某些部分的函數(shù)，包括一個或多個所述信號一點上的斜率或所述信號某些部分的斜率；所述信號的某些部分的衰減率；所述信號的某些部分的上升率；所述信號的某些部分的平均數(shù)值；所述信號的所有或某些部分的頻率變換；所述信號的某些部分的運算；所述信號的某些部分的一些根；所述信號的某些部分提升一些電源；在所述信號的兩個指定點之間的時間流逝；所述參數(shù)的組合，包括一個或多個所述信號在時間的某些時間間隔的衰減速率除以所述信號在該時間間隔的平均數(shù)值；在兩個指定點之間的信號數(shù)值上的差異；以及，在所述信號的兩個不同部分之間的信號斜率上的差異。
33.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述分析物是一種或多種葡萄糖、酶、過氧化氫、催化劑、鐵氰化物、二茂(絡(luò))鐵、亞鐵氰化物、抗壞血酸維生素C、尿酸、對乙酰氨基酚和多巴胺。
34.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述方法包括監(jiān)測多種分析物。
35.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述施加波形和產(chǎn)生信號是采用一個趨電性電路或恒電勢電路來實現(xiàn)的。
36.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述至少一個參數(shù)的選擇是基于一個或多個所述分析物矢量的分離；在所述產(chǎn)生信號中的噪聲；以及，所述產(chǎn)生信號對所述分析物濃度的靈敏度。
37.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述預(yù)測方程式還基于校正曲線。
38.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述至少一個參數(shù)的選擇是基于一個或多個周期性伏安法；線性掃描伏安法；平方伏安法；AC極譜法；以及，AC阻抗光譜學(xué)。
39.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述激勵波形是一個電流，以及所述產(chǎn)生信號是一個電勢。
40.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述預(yù)測方程式是一個線性評估值。
41.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述預(yù)測方程式的選擇是基于采用一個或多個均方根(RMS)、調(diào)節(jié)的RMS、變化和標準偏差所確定的一個預(yù)測誤差。
42.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述干擾分析物向所述產(chǎn)生信號貢獻一個容抗性電流。
43.如權(quán)利要求27所述方法，其特征在于，所述激勵波形施加一個或多個電極。
44.一種適用于確定在具有一種干擾分析物的混合樣本中的分析物濃度的方法，該方法包括向所述樣本施加一個激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性信號；測量所述產(chǎn)生的信號；計算所述產(chǎn)生信號的所有或某些部分的至少一個參數(shù)；以及，通過基于所述分析物的各個分析物矢量和至少一個參數(shù)來求解一個預(yù)測方程式，以確定在所述混合樣本中的所述分析物的濃度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于通過數(shù)字信號處理技術(shù)來提高傳感器的選擇性和產(chǎn)量的系統(tǒng)和方法。根據(jù)所說明的實施例，在適用于監(jiān)測在具有一種干擾分析物的混合樣本中的一個選擇分析物的電化學(xué)方法中，提供了一種改善方法，該改善方法包括向樣本施加一個大的幅值電勢激勵波形，以產(chǎn)生一個非線性電流信號；采用矢量投影方法求解出在所產(chǎn)生信號中由選擇分析物所貢獻的信號，在矢量投影方法中，一個分析物矢量可以包括所選擇分析物在參考電流信號的一個或多個頻率下的一個或多個傅立葉系數(shù)的多個實部和虛部。
文檔編號G01N27/49GK1615434SQ03802181
公開日2005年5月11日 申請日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月15日
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