[go: up one dir, main page]

TWI849271B - 用於醫療裝置中的電池鈍化補償之設備及方法 - Google Patents

用於醫療裝置中的電池鈍化補償之設備及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI849271B
TWI849271B TW109144877A TW109144877A TWI849271B TW I849271 B TWI849271 B TW I849271B TW 109144877 A TW109144877 A TW 109144877A TW 109144877 A TW109144877 A TW 109144877A TW I849271 B TWI849271 B TW I849271B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
battery
processor
medical device
voltage threshold
predetermined
Prior art date
Application number
TW109144877A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202142179A (zh
Inventor
麥可 喬瑟夫 布雷克伯恩
寇特 傑拉德 克雷姆
內森 尤金 曼洛夫
史蒂芬 肯特 摩爾
馬歇爾 帕克
都恩 派翠克 富里德力
賴瑞 路易斯 洛克瑞奇
Original Assignee
瑞士商赫孚孟拉羅股份公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 瑞士商赫孚孟拉羅股份公司 filed Critical 瑞士商赫孚孟拉羅股份公司
Publication of TW202142179A publication Critical patent/TW202142179A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI849271B publication Critical patent/TWI849271B/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means
    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means using visual displays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48785—Electrical and electronic details of measuring devices for physical analysis of liquid biological material not specific to a particular test method, e.g. user interface or power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H02J7/80—
    • H02J7/855—
    • H02J7/96—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0209—Operational features of power management adapted for power saving
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/028—Microscale sensors, e.g. electromechanical sensors [MEMS]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H02J7/445—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

一種用於操作醫療裝置的方法，該方法包括在低功率操作模式下啟動該醫療裝置中的處理器，測量該電池的第一電壓位準，回應於該電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第一電壓位準來施加至少一個放電脈衝至該電池，於該至少一個放電脈衝之後測量該電池的第二電壓位準，及僅回應於大於或等於預定的操作電壓閾值的該第二電壓位準，在增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的該處理器以繼續操作該醫療裝置，該預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值。

Description

用於醫療裝置中的電池鈍化補償之設備及方法
本揭示一般關於電池供電的醫療裝置領域，更具體而言，關於對電池鈍化敏感之電池供電的醫療裝置，包括血糖測量儀。
本領域已知的分析物測量儀能夠使用電子裝置及一種或多種電化學反應分析用戶所提供的體液樣品，以識別用戶體內的一種或多種分析物的水平。這些分析物測量儀對於個人用戶準確測量流體樣品(即，生物或環境的)中的分析物提供了顯著優點。分析物測量儀施加電子信號至試劑與液體樣品的組合，並記錄對所施加的電子信號的反應，且分析物測量儀中的電子硬體與軟體的組合執行偵測引擎，該偵測引擎基於所記錄的對電子信號的反應來檢測用戶體內分析物的水平。例如，罹患糖尿病者可藉由提供血液或另一體液的液體樣品至形成於電連接至血糖儀(BGM)之電化學測試條上的試劑來測量葡萄糖而獲益。BGM提供用戶血糖水平的測量，且許多BGM裝置使用單次使用的電化學測試條，其在每次血糖測量後丟棄。藉由提供膽固醇和三酸甘油脂以及其他分析物的測量值，分析物測量儀亦可為處於心臟病風險中的用戶帶來好處。 此等只是測量生物樣品中分析物的好處的幾個例子。隨著醫學科學的進步，鑑定出越來越多可在流體樣品中進行電化學分析的分析物。
許多現存的分析物測量儀使用電池作為啟動分析物測量儀之電子組件的能量來源，並提供小型且可攜的測量儀，罹患糖尿病的人(person with diabetes，PwD)或其他醫療用戶可隨身攜帶。在典型的使用上，測量儀被啟動以供在相對短暫的期間使用，獲得血糖測量值通常需要一分鐘或更短，在此期間一個或多個電池提供電流以操作測量儀中的組件。此測量儀經歷「關機」模式或「休眠」模式的時間相對較長，於該模式下此測量儀為停用且測量儀中的電池提供微小電流或未提供電流至測量儀。例如，即使PwD在一日內要對他或她的血糖進行十次測試的繁重使用情況下，血糖儀一日中大部分時間仍處於關機模式，且許多血糖儀的使用頻率更低，產生甚至更長的停用期間。例如，某些PwD僅每日測量血糖三次，一些使用連續血糖監測儀(continuous glucose monitor，CGM)的PwD僅偶爾使用可攜式血糖儀(例如，每數日一次或甚至數週/數月一次)以自CGM驗證及補充數據。
長期關掉時，鈍化為影響現存電池的一個問題，在此期間電池產生極小或不產生電流驅動負載。作為非限制性實例，當氯化鋰的鈍化層在電池陽極的鋰表面上形成時，在無法再充電的鋰電池中發生鈍化。鈍化層降低電池的標稱電壓位準，其擬態出電池實際放電至降低的電壓位準的效果，儘管鈍化過程實際上並未使電池放電，並且事實上此鈍化過程能抑制電池的「自放電」。鈍化發生在當電池未放電顯著量之電流的一段時間內，且電池周圍環境中溫度的較大變化會促進鈍化過程。由於用戶通常於各種天氣條件下隨身攜帶血糖監測儀及其它電池供電的醫療裝置，且可能會將此等裝置留在歷經高熱及 寒冷溫度變動的車輛中或其它地點，因此此等裝置所使用的電池中有鈍化可能性。
如上述，鈍化降低電池的標稱電壓位準。在某些情況中，醫療裝置錯誤地識別出電池已放電至無法使用電池操作此醫療裝置的程度，因為鈍化引起的電壓下降類似於電池放電時發生的電壓下降。此問題是複雜的，因為在許多裝置中，能被鈍化或放電的相同電池亦為操作電壓測量裝置及其它電子組件能量的唯一來源，而該電壓測量裝置及其它電子組件確定電池是否具有足夠的電量以使醫療裝置能夠正常操作。因此，電池鈍化的檢測及補償對血糖儀及其它電池供電的醫療裝置的改良是有利的。
在一個實施例中，已經開發出一種用於操作醫療裝置以補償電池鈍化的方法。此方法包括以低功率操作模式啟動於醫療裝置中的處理器，處理器接收來自電連接至醫療裝置的一次電池的電力，以處理器測量電池的第一電壓位準，回應於該電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第一電壓位準，以處理器對電池施加至少一個放電脈衝，於至少一個放電脈衝之後以處理器測量電池的第二電壓位準，及僅回應於大於或等於預定的操作電壓閾值的該第二電壓位準，在增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的該處理器以繼續操作該醫療裝置，該預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值。
在另一實施例中，已經開發了一種用於操作醫療裝置以補償電池鈍化的方法。此方法包括以低功率操作模式啟動於醫療裝置中的處理器，處理器接收來自電連接至醫療裝置的一次電池的電力，以處理器測量一次電池的 第一電壓位準，以處理器接收電連接至醫療裝置的二次電池之第二電壓位準，該二次電池提供電力至該醫療裝置中的至少一個周邊裝置，回應於該一次電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第一電壓位準，增加處理器的時鐘速率以施加至少一個放電脈衝至一次電池，回應於該二次電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第二電壓位準，以處理器啟動該醫療裝置中的至少一個周邊裝置以施加至少一個放電脈衝至二次電池，於至少一個放電脈衝被施加至一次電池後，以處理器測量一次電池的第三電壓位準，於至少一個放電脈衝被施加至二次電池後，以處理器測量二次電池的第四電壓位準，僅回應於大於或等於第一預定的操作電壓閾值的該第三電壓位準以及大於或等於第二預定的操作電壓閾值的該第四電壓位準，在該增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的該處理器並啟動該至少一個周邊裝置以繼續操作該醫療裝置，該第一預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值，該第二預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值。
在另一實施例中，已經開發出配置用於補償電池鈍化的醫療裝置。該醫療裝置包括配置用以連接電池的處理器以接收來自電池的電力。處理器配置為在低功率操作模式下啟動，測量電池的第一電壓位準，回應於該電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第一電壓位準，施加至少一個放電脈衝至電池，於至少一個放電脈衝之後測量電池的第二電壓位準，及僅回應於大於或等於預定的操作電壓閾值的該第二電壓位準，在增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的該處理器以繼續操作該醫療裝置，該預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值。
在另一實施例中，已經開發出配置用於補償電池鈍化的醫療裝置。此醫療裝置包括配置用以接收來自電連接至醫療裝置之一次電池的電力的處理器，於此醫療裝置中至少一個周邊裝置操作性連接至該處理器，並配置用以接收來自電連接至醫療裝置之二次電池的電力。該處理器配置為在低功率操作模式下啟動，測量一次電池的第一電壓位準，接收二次電池的第二電壓位準，回應於該二次電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第二電壓位準，以增加處理器的時鐘速率來施加至少一個放電脈衝至一次電池，對二次電池的第二電壓位準大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大閾值的反應，以啟動醫療裝置中的至少一個周邊裝置來施加至少一個放電脈衝至二次電池，在至少一個放電脈衝被施加至一次電池後，測量一次電池的第三電壓位準，於至少一個放電脈衝被施加至二次電池後，測量二次電池的第四電壓位準，及僅回應於大於或等於第一預定的操作電壓閾值的該第三電壓位準以及大於或等於第二預定的操作電壓閾值的該第四電壓位準，在該增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的該處理器並啟動該至少一個周邊裝置以繼續操作該醫療裝置，該第一預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值，該第二預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值。
50:殼體
100:醫療裝置
104:處理器
106:時脈產生器
108:電壓感測器
116:記憶體
118:電池電壓閾值
120:錯誤碼資料
122:儲存的程式指令
128:電池
132:可切換電池測試電阻器
136:測試條連接埠
140:使用者I/O周邊裝置
144:無線收發器
200:醫療裝置
218:電池電壓閾值
228:一次電池
250:電源管理積體電路
254:二次電池
300:方法
304:在低功率模式下以處理器啟動醫療裝置
308:測量一次電池的電壓
312:電壓<鈍化最小閾值？
316:結束操作
320:電壓
Figure 109144877-A0305-02-0028-15
鈍化最大閾值？
324:繼續進行裝置喚醒或重設程序用以操作
328:最大放電脈衝數量？
332:以連接至一次電池的負載執行放電脈衝達預定的時間，之後減少電流汲取
344:問題錯誤碼
336:電壓
Figure 109144877-A0305-02-0028-18
高電量電池或操作電壓閾值？
340:電壓
Figure 109144877-A0305-02-0028-19
最小電壓閾值？
400:方法
408:測量二次電池的電壓
412:電壓
Figure 109144877-A0305-02-0028-20
鈍化最小閾值？
416:產生與二次電池相關的錯誤
418:結束操作
420:電壓
Figure 109144877-A0305-02-0028-21
鈍化最大閾值？
424:繼續操作由二次電池供電的周邊裝置
428:最大放電脈衝數量？
432:啟動周邊裝置以施加放電脈衝至二次電池達預定的時間，之後減少電流汲取
436:電壓
Figure 109144877-A0305-02-0029-23
高電量電池或操作電壓閾值？
440:電壓
Figure 109144877-A0305-02-0029-24
最小電壓閾值？
當考慮下列詳細說明時，除上述以外的優點、效果、特徵及目的將變得更加顯而易見。此類詳細說明參考以下圖式，其中： 圖1為電池供電的醫療裝置示意圖，其進一步被描繪為使用單個電池操作的血糖監測儀。
圖2為電池供電的醫療裝置示意圖，其進一步描繪為使用兩個電池操作的血糖監測儀。
圖3為用於檢測及補償電池供電的醫療裝置中電池鈍化的方法的方塊圖，該醫療裝置包括圖1之血糖儀的電池及圖2之血糖儀的一次電池。
圖4為用於檢測及補償電池供電的醫療裝置中二次電池鈍化的方法的方塊圖，該醫療裝置包括圖2之血糖儀的二次電池。
優先權主張
本申請案主張美國專利申請號16/720,273的優先權，其標題為「用於醫療裝置中的電池鈍化補償之設備及方法」且申請於2019年12月19日，其完整內容藉由引用併入本文。
由下列說明，將更好地理解此等及其它優點、效果、特徵及目的。於說明書中，參考圖式，此等圖式構成本發明的一部分，其以說明而非限制的方式顯示本發明概念的實施例。對應的參考編號表明遍及圖式之數個視圖的對應部分。
儘管本發明概念容許各種修改及替代形式，但其例示的實施例在圖式中以實例的方式顯示並於本文中詳細說明。然而，應理解，以下例示性實施例的描述並非意在限制於本發明概念於所揭示的特定形式，而是相反地，是意在涵蓋落於如本文所述實施例及下述申請專利範圍中所定義的發明之精神及範疇內的所有優點、效果及特徵。因此，為了解釋本發明概念的範圍，應參 考本文所述的實施例及下述的申請專利範圍。如此，應注意的是，本文所述的實施例可具有在解決其他問題中有用的優點、效果及特徵。
現將於下文中參考附屬圖式而更完整地描述裝置、系統及方法，其中顯示本發明概念的某些但並非所有的實施例。實際上，可以許多不同形式來具體化裝置、系統及方法，且不應被解釋為限於本文所提出的實施例；反而是，提供這些實施例以便使本揭示滿足適用的法律要件。
同樣地，得益於前述說明書及相關圖式呈遞之教示，本發明所屬領域之技術人員將想到本文所述的裝置、系統及方法的許多修改和其他實施例。因此，應理解的是，裝置、系統及方法並不限於所揭露的具體實施例，且修改及其他實施例意在包括於申請專利範圍的範疇內。儘管本文中係採用特定術語，但它們是僅作一般性及描述性意義之用而非用於限制之目的。
除非另有定義，否則本文所使用之全部的技術及科學術語具有與具有本揭露所屬技術領域具有通常知識者一般理解之相同意義。儘管與本文所述那些方法或材料相似或等同的任何方法及材料都可用於該方法的實施或測試，但較佳的方法及材料敘述於本文中。
再者，不定冠詞「一」或「一種」所指的元件並不排除存在一個以上的元件的可能性，除非上下文明確要求只有一個元件。因此，不定冠詞「一」或「一種」通常意指「至少一個」。同樣地，術語「具有」、「包含」或「包括」或其任何任意文法變化係以非排他性方式使用。因此，此等術語既可指涉其中除了藉由此等術語所引入之特徵之外，在本文中描述的實體中並無進一步特徵存在之情形，亦可指涉其中存在一個或多個進一步特徵之情形。舉例而言，表述「A具有B」、「A包含B」及「A包括B」既可指其中除了B之外無其他元件存在於A中之情形(即，其中A僅由及排他性地由B組成之情 形)或可指其中除了B之外一個或多個進一步元件(諸如元件C、元件C及D或甚至進一步元件)存在於A中之情形。
圖1描述配置為補償電池鈍化的電池供電醫療裝置100的示意圖。醫療裝置100中的殼體50包括用於可更換電池128的插座，該電池電連接至醫療裝置100並容納醫療裝置100的其他組件。醫療裝置100使用自電池128輸送來的電力操作，以操作處理器104記憶體116、用戶輸入/輸出(I/O)周邊裝置140及無線收發器144周邊裝置。在圖1的說明性實施例中，電池128為單個鋰電池，其可如市售的CR2032鈕扣電池，在充滿電的電池中具有標稱3V電壓位準。然而，在替代的實施例中，電池128為可歷經鈍化的不同類型電池。此外，在替代的實施例中，所稱單個電池128進一步包括以串聯、並聯或串聯-並聯配置電連接的多個電池單元，用作醫療裝置中的組件的電源。在圖1的說明性實施例中，醫療裝置100為包括測試條連接埠136的血糖儀。測試條連接埠136接收電化學測試條的一部分，並提供測試條中的電極與處理器104之間的電連接，使處理器104能夠以電測試序列施加信號並接收來自測試條的反應信號，以便能夠測量施加於測試條136之血液樣品中的葡萄糖水平。不執行血糖測量或其他形式的電化學分析物測量的其他醫療裝置實施例則不包括測試條連接埠136。
在醫療裝置100中，處理器104包括一個或多個數位邏輯裝置，例如微控制器、微處理器、特定應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)或實施數位邏輯功能以執行用於電池鈍化補償的操作及用於醫療裝置100的操作的任何其他電子裝置或裝置。儘管本文沒有進一步詳細描述，但處理器104亦結合或可操作地連接至數位類比轉換器、驅動信號生成器、信號測量電路及類比數位轉換器及用於處理器104產生電測試序列所需的任何其他電子組件，該電測試序列通過測試條連接埠136被施加至電化學 測試條中的電極上，及用於處理器104對於電測試序列的反應而檢測來自電化學測試條的電反應信號所需的任何其他電子組件。儘管沒有更詳細地描述，但處理器104亦包括將處理器104可操作地連接至輸入/輸出(I/O)周邊裝置140、無線收發器144及記憶體116的I/O硬體。
在醫療裝置100中，處理器104併入或可操作地連接至時脈產生器106。時脈產生器106包括振盪器及本技術領域通常已知的其他電子組件，以產生同步化處理器104操作執行的時鐘信號。時脈產生器106產生具有至少兩個不同頻率的時鐘信號，該時鐘信號調整處理器104中的指令執行速度，此繼而影響處理器104電力消耗水平，較之於以較高頻率時鐘速率操作，以較低頻率時鐘速率操作時，處理器104電力消耗水平更低。在一種配置中，處理器104在具有產生1MHz時鐘信號之時脈產生器106的低功率操作模式下操作，且處理器104在具有產生16MHz之時鐘信號的時脈產生器106的增加功率的操作模式下操作。當然，替代的處理器配置使用產生不同特定時鐘頻率的時脈產生器，且時脈產生器可配置成亦產生三個或更多不同頻率的時鐘信號。
在醫療裝置100中，處理器104併入或可操作地連接至包括模擬電壓測量裝置及類比數位轉換器的電壓感測器108，該類比數位轉換器將對應於電池128之電壓的數位數據提供至處理器104。電壓感測器108可操作地連接至電池128及連接至可切換電池測試電阻器132。當電池128被最低程度裝載時及當電池128連接至可切換電池測試電阻器132時，電壓感測器108皆會檢測電池128的端子兩端的電壓。可切換電池測試電阻器132包括具有預定電阻值(例如，820Ω)的電阻器，該電阻器在電池128的端子之間施加高阻抗負載。高阻抗負載從電池128汲取最小電流，但使電壓感測器108能夠測量電池128的斷路及負載電壓位準。處理器104操作開關，例如固態開關電晶體或 繼電器，以將電阻器連接至電池128，使電壓感測器108能夠在預定負載下測量電池128的電壓，並在測量電壓後從電池128斷開電池測試電阻器132。
在醫療裝置100中，記憶體116為數位數據存儲裝置，其包括至少一個非揮發性數據儲存裝置，例如EEPROM、NAND或NOR快閃記憶體、相變化記憶體或其他在沒有電池128供電的情況下仍可保留儲存的數位數據的適當數據儲存裝置。記憶體116進一步包括一個或多個揮發性記憶體裝置，包括被整合至處理器104中或被體現為分離之儲存裝置的靜態或動態隨機存取記憶體(random-access memory，RAM)。記憶體116保存一組電池電壓閾值118、記錄的錯誤碼資料120及儲存的程式指令122，處理器104執行該程式指令以進行本文所述的電池鈍化補償操作及醫療裝置的其他功能。
電池電壓閾值118包括指示足以使醫療裝置100能夠操作而不考慮潛在電池鈍化的電池電壓位準之預定數據(高電池電壓閾值)，包括使醫療裝置能夠進行操作的最小操作電壓位準，其中醫療裝置100可能需要補償電池鈍化以達到操作電壓(操作電壓閾值)，以及包括醫療裝置100將不繼續運行的最小電壓位準，即便電池128受鈍化影響(最小電壓閾值)。表1描述使用具有3V標稱電壓位準的鋰電池128操作之血糖儀中的電壓閾值的說明性實例，儘管準確的電壓閾值可能基於不同醫療裝置中電池配置及電子組件的電壓要求而變化：
Figure 109144877-A0305-02-0013-1
Figure 109144877-A0305-02-0014-2
表1中，鈍化最大電壓閾值對應於在醫療裝置100試圖執行鈍化補償程序以減少或消除電池中之鈍化的最大電壓，且若電池電壓超過此閾值，則鈍化補償對於醫療裝置100的標準操作不是必需的。在醫療裝置100補償潛在鈍化所需的電池中，鈍化最小電壓閾值對應於最小電壓位準。若電池的電壓位準小於鈍化最小電壓閾值，則醫療裝置100關機而不試圖補償電池鈍化。
高電池電壓閾值、操作電壓閾值及最小電壓閾值係指在完成鈍化補償操作後影響醫療裝置100操作的電池電壓位準。高電池電壓閾值表明醫療裝置100可在不對電池128進行任何進一步測試而執行標準操作的電壓或更高的電壓。高電池電壓閾值通常設定為低於充滿電之電池的標稱電壓位準(在醫療裝置100的實例中為3V)。操作電壓閾值代表醫療裝置100可繼續操作的最小電壓位準，儘管醫療裝置100可選擇地產生輸出來通知用戶電池的電量接近需要更換電池的程度。舉例而言，在一個實施例中，若電壓位準大於或等於預定的操作電壓閾值但低於預定的高電池電壓閾值，處理器104藉由例如顯示裝置或指示燈產生應盡快更換電池128的輸出。然而，如果電池電壓大於或等於預定操作電壓閾值，則醫療裝置100繼續操作。高於最小電壓閾值且低於操作電壓閾值的電壓範圍表明在此電壓位準醫療裝置100由於低電池電壓而不能完成標準操作且無不可接受的故障風險，但在此電壓範圍內，處理器104仍可操作以產成錯誤訊息輸出，警告用戶需要更換電池128。最小電壓閾值表明醫療裝置雖然發出電池錯誤訊息且無不可接受的故障風險，但是不能繼續運行的電壓位準，且在此閾值以下，處理器104執行裝置關閉操作而不會嘗試補償潛在的電池補償。本領域技術人員將注意到，最小電壓閾值並非表明完全放電的 電池，因為電池128仍保留足以至少能夠最小操作處理器104進行測試電池電壓的一些電量。如本技術領域中通常已知的，嚴重放電或缺少電池將首先阻止處理器104的啟動。
本文所述的實施例能使醫療裝置100在鈍化最大電壓閾值與鈍化最小電壓閾值間的電壓範圍內補償電池鈍化導致的電池128電壓降低。在電池128經歷鈍化的情況下，在至少某些情況中，本文所述的補償方法可將電池128的電壓增加至高於操作電壓閾值或高電池閾值。鈍化補償減少或消除指示需要更換電池128或使用電池128操作醫療裝置100的過早衰竭的假錯誤訊息。儘管以上描述的實例包括大於高電池電壓閾值的鈍化高壓閾值及小於最小電壓閾值的鈍化最小電壓閾值，但在另一配置中，至少一個鈍化高電壓閾值等於高電池電壓閾值及鈍化最小電壓閾值等於最小電壓閾值。此外，在某些實施例中，操作電壓閾值具有與高電池電壓閾值、鈍化最大電壓閾值或此二個閾值相同的電壓位準，而不是小於如表1所示之高電池電壓閾值及鈍化最大電壓閾值。
再次參考圖1，用戶I/O周邊裝置140包括能使用戶與醫療裝置100互動的輸入裝置及輸出裝置。輸入裝置的實例包括觸控板及觸控螢幕輸入、按鈕、開關、撥號盤等。至少某些類型的輸入裝置直接或藉由處理器104中的驅動電路自電池128接收電力。輸出裝置包括顯示裝置，例如LCD或OLED顯示螢幕、指示燈、音頻輸出揚聲器、用於觸覺回饋裝置的機電致動器等，且這些輸出裝置亦直接或藉由處理器104中的驅動電路自電池128中汲取電力。
無線收發器144，例如藍牙(Bluetooth)、低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy，BLE)、IEEE 802.11「Wi-Fi」、近距離無線通訊(Near Field Communication，NFC)，格狀系統或其他無線收發器，其等能使醫療裝置100 執行外部計算裝置的無線通訊，包括但不限於，智慧型手機、個人電腦(PC)及藉由數據網路的網路服務。在一個非限制性實施例中，無線收發器144被實現為包含於殼體50內之具有天線的BLE收發器。無線收發器144直接或經由處理器104中的驅動電路自電池128接收電力。在某些醫療裝置實施例中，無線收發器144在操作期間，特別是在無線電傳輸操作期間，從電池128汲取大量電力。無線收發器144是一種可選的組件，其不需包括於醫療裝置的每個實施例中，因為某些醫療裝置並未配置用於與外部計算裝置無線通訊。
圖2描述另一電池供電的醫療裝置200的示意圖。醫療裝置200包括醫療裝置100的一些公共元件，包括殼體50、處理器104、記憶體116、用戶I/O周邊裝置140及無線收發器144。醫療裝置200亦被描述為包括測試條連接埠136的血糖儀。與醫療裝置100不同的是，醫療裝置200包括用於兩個不同可更換電池的插座，其等被描述為一次電池228及二次電池254，兩者均電連接至醫療裝置200。在圖2的配置中，一次電池228提供電力至處理器104、包括對測試條連接埠136生成電測試信號的組件及記憶體116。二次電池254提供電力以驅動無線收發器144及用戶I/O周邊裝置140。在醫療裝置200中，處理器104使用電壓感測器108及可切換電池測試電阻器132，以類似於上述圖1中的方式測量一次電池228的電壓位準，而分離的電源管理積體電路(power management integrated circuit，PMIC)250將二次電池254的電壓測量值提供至處理器104。在圖2的說明性實例中，一次電池228與二次電池254皆為鋰電池，其等可為市售的CR2032鈕扣電池，在完全充電的電池中具有標稱3V電壓位準。
在圖2的實施例中，一次電池228及二次電池254中的任一者或兩者可能經歷鈍化，且兩個電池可能在醫療裝置200的操作過程中產生不同的電壓位準。記憶體116儲存電池電壓閾值218，其類似於醫療裝置100中的 電池閾值118，但可選擇地包括用於一次電池228及二次電池254的單獨電壓閾值設定，儘管在一些實施例中，一次電池228與二次電池254使用相同的電壓閾值。表2描述使用具有3V標稱電壓位準的二個鋰電池操作之血糖儀中的電壓閾值的說明性實例，儘管準確的電壓閾值可能基於不同醫療裝置中電池配置及電子組件的電壓要求而變化：
Figure 109144877-A0305-02-0017-5
在圖2的實施例中，醫療裝置200中的處理器104對於一次電池128/228及二次電池254使用相同的鈍化最大電壓閾值及鈍化最小電壓閾值，然而替代的配置對於一次及二次電池可採用不同的鈍化最大及最小電壓閾值。處理器104對於醫療裝置100中的對應電壓閾值，以實質上與上述相同的方式使用一次高電池電壓閾值、一次操作電壓閾值及一次最小電壓閾值。二次高電池電壓閾值、二次操作電壓閾值及二最小電壓閾值具有與上述對應閾值相似的功能，因為處理器104補償了二次電池254中的潛在鈍化，使無線收發器144能夠使用來自二次電池254的電力。參照圖3及圖4的方法，以下提供醫療裝置100及200操作的附加細節。
圖3描述用於啟動電池供電的醫療裝置以補償醫療裝置電池中之鈍化的方法300的方塊圖。特別是，方法300適於使用單個電池128的醫療裝置100及適於醫療裝置200中的一次電池228。除非在本文中另有指出，否則這些電池在方法300的內容中可互換指稱。在以下描述中，涉及執行功能或動作的方法300是指操作處理器執行儲存的程式指令以進行與醫療裝置其他組件相關的功能或動作。
方法300開始於以低功率操作模式啟動處理器104(方塊304)。在圖1及圖2的實施例中，處理器104對於電化學測試條插入測試條連接埠136的反應或通過電源按鈕、開關或I/O裝置140中的其他輸入裝置來啟動。如上所述，在低功率操作模式下，時脈產生器106產生降低頻率的時鐘信號(例如，1MHz)，以便醫療裝置啟動期間以較低性能水平但具有相對降低的功率消耗程度來操作處理器104，以能夠進一步測量電池電壓並補償電池128/228之鈍化。
當處理器104測量電池128/228的電壓時，方法300繼續進行(方塊308)。在儀表100及200中，處理器104最初在啟動時使用電壓比較器識別電池128/228中的約略電壓位準。如果電池128/228的約略電壓位準等於或高於鈍化最小電壓閾值，則在斷路配置中及將可切換電池測試電阻器132連接至電池128/228以提供預定負載的情況下，處理器104使用電壓感測器108測量電池128/228端子兩端的電壓。然後，處理器104確定所測量的電池電壓是否小於或等於存儲於記憶體116中的鈍化最小電壓閾值(方塊312)，然後處理器104將關掉其本身及任何其他啟動的組件以停止操作醫療裝置100/200(方塊316)。如上所述，小於或等於電池128/228的鈍化最小電壓閾值的電池電壓並不能使醫療裝置100/200穩定操作，且處理器104執行關機操作以防止重置循環或其他不穩定的操作。如上所述，若測量的電壓小於預定的鈍化最小電壓閾 值，則即使發生電池鈍化，由鈍化補償產生的電壓潛在升高也不太可能使電池恢復到最小操作電壓閾值，且鈍化補償過程可能會使醫療裝置的操作不穩定。
在方法300期間，若測量的電壓位準大於預定的鈍化最小電壓閾值(方塊312)且同時大於或等於存儲於記憶體116中之預定的鈍化最大電壓閾值(方塊320)，則處理器104繼續由休眠或裝置重置操作中標準喚醒，以開始醫療裝置100/200的標準操作(方塊324)。對於大於或等於鈍化最大電壓閾值的電壓位準，電池128/228沒有經歷鈍化或鈍化的影響可以忽略，因為電池的電壓位準足以正常操作醫療裝置。在圖1及圖2的實施例中，在醫療裝置100/200已完成成功的先前操作，進入低功率休眠狀態，然後使用在先前操作期間相同的電池128/228自休眠返回操作之後，發生休眠喚醒過程。重置程序發生在醫療裝置100/200更換電池128/228後的首次啟動期間，這需要處理器104執行額外的處理步驟以恢復醫療裝置100/200的操作。在兩種情況下，時脈產生器106增加時鐘頻率使處理器104以增加功率的操作模式進行操作，且使用接收來自於電池128/228的電力，處理器104根據需要操作記憶體116、用戶I/O周邊裝置140及無線收發器144來操作醫療裝置100/200。在圖1及圖2的特定配置中，血糖儀醫療裝置100/200中的處理器104以增加功率的操作模式操作以繼續操作醫療裝置，藉由產生一系列電測試信號，該電測試信號通過測試條連接埠136被施加至電化學測試條來生成血糖測量值，且處理器104測量並產生對應於測試條上血液樣品中的葡萄糖水平的輸出。
如上所述，在方法300期間，在測量的電池電壓小於或等於預定的鈍化最小電壓閾值或大於或等於預定的鈍化最大電壓閾值的情況下，處理器104並不直接補償電池鈍化。然而，如果所測量的電池電壓大於預定的鈍化最小電池電壓閾值(方塊312)而且小於預定的鈍化最大電壓閾值(方塊320)， 則處理器104控制施加至少一個放電脈衝至電池128/228以補償電池中的潛在鈍化。
放電脈衝是指負載至電池128/228的連接，其自電池汲取電流一段預定時間以便在電池內的鈍化層中產生分解。用於放電脈衝的負載通常會從電池128/228汲取大量電流，這會在電池化學內部產生變化，從而減少或消除鈍化層，並造成電池128/228的電壓位準升高。在預定時間之後，處理器104藉由等待另一個預定的閒置時間段來完成放電脈衝，以使電池128/228能夠返回靜態，並且處理器104隨後執行另一次電壓測量以確認電池128/228在施加放電脈衝後的電壓位準。若電池128/228已歷經鈍化，則放電脈衝後的電池128/228電壓大於放電脈衝前的電池128/228電壓。在醫療裝置100/200的特定配置中，處理器104施加多個放電脈衝以便能夠補償更大或更小的電池鈍化程度。若電池128/228已歷經鈍化，則放電脈衝將補償鈍化並使電池128/228回復更高的電壓位準，從而使醫療裝置100/200能夠操作。以下進一步詳細描述醫療裝置100/200中的放電脈衝的具體實例。
在一種配置中，當時脈產生器106增加頻率時，處理器104將放電脈衝直接施加至電池128/228，且處理器104以高時鐘頻率(例如，16MHz)的增加功率的操作模式操作。在放電脈衝期間，處理器104可選擇地執行忙迴路或其他操作，這些操作增加處理器104的電流汲取，但在其他方面並不需要執行醫療裝置100/200的標準操作。在本文所述的非限制性實施例中，處理器104以高頻時鐘速率在增加功率的操作模式下運行300毫秒，此時時脈產生器106降低時鐘頻率以使處理器104回復至低功率操作模式達2毫秒的閒置時間，之後電壓感測器108生成電池128/228的另一電壓測量值。當然，替代的實施例可在放電脈衝期間使用不同的有效及閒置時間段。
在圖1的醫療裝置100的實施例中，處理器104可選擇地藉由啟動周邊裝置間接地將放電脈衝施加至電池128，該周邊裝置在一段預定的時間自電池128汲取電流。例如，在一種配置中，處理器104啟動無線收發器144以從電池128汲取電流。無線收發器144在一段預定的時間段(例如，300毫秒或另一預定時間段)自電池128汲取電流，之後處理器104關掉無線收發器，並在測量電池128的電壓位準之前等待一段預定的閒置時間段。在放電脈衝期間，無線收發器144可選擇地發送自電池128汲取電流的信標信號或類似信號，但這並非是醫療裝置100在正常操作期間發送醫療數據的一部分。在另一配置中，處理器104啟動顯示裝置或其他用戶I/O周邊裝置140，以自電池128汲取足夠的電流以執行放電脈衝操作。此外，處理器104可選擇地啟動多個周邊裝置，例如無線收發器144及顯示裝置或其他用戶I/O周邊裝置140，以使多個周邊裝置能夠自電池128汲取電流。如以下圖4中進一步詳細描述，在包括一次電池228及二次電池254的醫療裝置200中，由於處理器104並未自二次電池254汲取大量的電力，因此周邊裝置用於施加放電脈衝於二次電池254。當然，本領域技術人員將進一步認識到，可使用處理器104、I/O裝置140及無線收發器144的組合來施加放電脈衝，包括藉由在高頻時鐘速率下操作處理器104，同時啟動無線收發器144、一個或多個I/O裝置140或同時操作所有這些組件來施加放電脈衝。
再次參考圖3，如上所述，處理器104確認最大放電脈衝數是否已經施加至電池128/228(方塊328)，且如果尚未達到最大數目，則處理器104如上所述施加放電脈衝(方塊332)。然後，處理器104執行另一電壓測量(方塊308)，且方法300如上所述參照方塊308-332的處理在循環中繼續進行，直到測量的電壓下降到小於或等於預定的鈍化最小電壓閾值(方塊312及316)或測量的電壓上升到預定的鈍化最大電壓閾值以上(方塊320及324)，或 者在執行最大數量的放電脈衝之後測量的電壓保持在這些閾值之間(方塊328)。在醫療裝置100/200的一個實施例中，處理器104施加最多兩個放電脈衝，然而替代的配置使用一個放電脈衝或兩個以上的放電脈衝。
在達到最大數量的放電脈衝後，處理器104確認最近測量的電壓位準是否大於或等於預定的高電池電壓位準或預定的操作電壓閾值(方塊336)。若電池128/228的電壓位準大於或等於預定的高電池電壓閾值或預定的操作電壓閾值，則醫療裝置100/200繼續進行裝置喚醒或重置程序用於操作(方塊324)。在某些配置中，在電池128/228的電壓位準足以用於操作(
Figure 109144877-A0305-02-0022-7
預定的操作電壓閾值)但小於預定的高電池電壓閾值時發生的附加操作期間，處理器104使用一個或多個輸出周邊裝置140產生電池電量不足指示訊息作為繼續進行裝置喚醒或重置程序的一部分。電池電量不足指示訊息為例如圖形化圖像、指示燈或聲音警報，其需提醒用戶電池的低電量及雖然醫療裝置100/200在當前電池電壓位準下繼續操作，在不久的將來需要更換電池128/228。如上所述，在醫療裝置100及200的實施例中，處理器104使用來自時脈產生器106的增加的時鐘頻率，在增加功率的操作模式下操作，與醫療裝置的其他組件繼續操作來產生血糖測量值。
在方法300期間，若在達到最大數量的放電脈衝之後最近測量的電壓位準小於預定的操作電壓閾值(方塊336)，則處理器104進一步確定電池128/228的測量的電壓位準否小於預定的最小電壓閾值(方塊340)。若測得的電壓位準大於或等於預定的最小電壓閾值，則處理器104發出與電池128/228有關的錯誤碼(方塊344)，且醫療裝置100/200結束標準操作(方塊316)。在圖1及圖2的配置中，處理器104將錯誤碼與錯誤碼資料120存儲於記憶體116的非揮發性部分。在此操作模式中，處理器104可選擇地進入休眠狀態，其中顯示裝置或其他輸出周邊裝置140產生輸出，指示電池128/228無 法提供足夠功率來啟用醫療裝置100/200的標準操作並在繼續操作前需要更換電池。當電池128/228的電壓位準保持在預定的最小電壓閾值之上時，此操作模式為醫療裝置100提供機會，向用戶警告需要更換電池。在隨後的更換電池的啟動過程期間，處理器104使用儲存的錯誤碼資料120來識別需要進入重置操作模式來使用具有足夠電壓能標準操作醫療裝置100/200的新電池來重新開始操作的需要。然而，若所測量的電壓位準仍在預定的最小電壓閾值以下(方塊340)，則處理器104立即結束醫療裝置100/200的操作(方塊316)，因為電池128/228缺乏足夠的電荷能使處理器104以可靠的方式繼續操作。
如上所述，方法300能使醫療裝置100/200施加放電脈衝以補償電池128/228中潛在的電池鈍化，同時在裝置啟動操作期間使用相同的電池操作醫療裝置100/200。鈍化補償方法能使醫療裝置100/200減少或消除假警報的情況，在該情況中，醫療裝置100/200會不正確地向用戶發出低電量狀態(當鈍化補償使電池電壓返回到
Figure 109144877-A0305-02-0023-8
預定的高電池電壓閾值時)，以防止妨礙醫療裝置100/200正常操作的不正確電池更換錯誤(當鈍化補償使電池電壓回到
Figure 109144877-A0305-02-0023-10
預定的操作電壓閾值時)，或至少能使醫療裝置100/200產生錯誤碼並顯示錯誤訊息，以警告用戶需要更換電池(當鈍化補償使電池電壓恢復到
Figure 109144877-A0305-02-0023-11
預定的最小電壓閾值時)。
圖4描述用於補償醫療裝置中二次電池之鈍化的方法400的方塊圖。特別是，醫療裝置200中的處理器104執行方法400以補償二次電池254中之鈍化並連同執行方法300以補償一次電池228中之鈍化。在以下描述中，涉及執行功能或動作的方法400是指操作處理器執行儲存的程式指令以進行與醫療裝置其他組件相關的功能或動作。
當處理器104接收到二次電池254的電壓測量值時，方法400開始(方塊408)。在圖2的實施例中，PMIC 250測量二次電池254的電壓位準 並向處理器104提供該電壓位準的數位表示法，然而在替代的實施例中，處理器104使用電壓感測器直接測量二次電池254的電壓。如圖4所示，方法400的說明性實施例在方法300已開始且處理器104在方塊312中已確認一次電池228的電壓至少大於預定的鈍化最小電壓閾值之後開始，這能使方法300及400可被同時執行。特別是，方法300及400能使至少某些放電脈衝同時發生在執行方法300及400的某些醫療裝置中。在另一配置中，處理器104在方法300已經到達方塊324的繼續操作狀態後執行方法400，其中方法400是醫療裝置200中從休眠或重置程序中繼續喚醒的一部分。
當處理器104確認若所測量的二次電池254的電壓位準小於或等於預定的鈍化最小電壓閾值時，方法400繼續(方塊412)，且若電壓位準小於預定的鈍化最小電壓閾值時，則處理器104結束醫療裝置200的操作(方塊418)。如以上在表2中所指出的，儲存在與二次電池254相關聯之記憶體116中的預定的鈍化最小電壓閾值可不同於一次電池228的對應鈍化最小電壓閾值，且當然兩個電池228及254可在醫療裝置200的操作期間呈現不同的電壓位準。
在方法400期間，若所測量的二次電池254的電壓大於預定的鈍化最小電壓閾值且大於或等於預定的鈍化最大電壓閾值(方塊420)，則處理器104以標準啟動並使用自二次電池254接收功率的一個或多個周邊裝置來繼續醫療裝置200的操作(方塊424)。例如，在醫療裝置200中，因為二次電池254的電壓位準大於二次電池254的預定的鈍化最大電壓閾值，所以處理器104在操作期間啟動周邊裝置140並正常操作無線收發器144以與外部計算裝置傳輸和接收數據。類似於一次電池228，若所測量的二次電池254的電壓位準小於或等於預定的最小電壓閾值或大於或等於預定的高電池電壓閾值，則處理器104並不補償二次電池254中的潛在鈍化。在醫療裝置200中，應二次電 池254具有足夠電荷而發生的周邊裝置的啟動及其他操作亦取決於方法300的完成，以如上述參照方塊324繼續進行喚醒或重置程序。
在方法400中，若所測量的二次電池254的電壓位準大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的最大鈍化電壓閾值，則處理器104啟動一個或多個周邊裝置以施加至少一個放電脈衝至二次電池254直至預定最大數目的放電脈衝(方塊428及432)。處理器104啟動一個或多個周邊裝置(例如無線收發器144)一段預定時間，以從二次電池254汲取電流來減少或消除二次電池內的鈍化層，隨後是閒置期間，使二次電池254能夠返回靜態。在另一配置中，處理器104啟動LCD、OLED或其他顯示裝置(用戶I/O周邊裝置140)中的背光或其他耗電組件以替代操作無線收發器144或在無線收發器144之外施加放電脈衝。然後，方法400返回方塊408的處理，使處理器104能夠接收二次電池254的另一電壓測量值。由於連接到每個電池的負載上差異，用於二次電池254的每個放電脈衝之繼續時間及最大放電脈衝數可與一次電池228不同。例如，在醫療裝置200中，處理器104在方法300中配置為向一次電池228施加最多兩個放電脈衝，而處理器104在方法400中配置為向二次電池254施加最多三個放電脈衝，然而，對於其他實施例，放電脈衝的精確最大數量可以變化。放電脈衝以類似於上述圖3中用於補償一次電池228中之鈍化的方式來補償二次電池254中的潛在鈍化。
在方法400期間，處理器104執行上述方塊408-432中所述之操作的循環，直至所測量之二次電池254的電壓位準下降至小於或等於預定的鈍化最小電壓閾值(方塊412及418)、增加至大於或等於預定的鈍化最大電壓閾值(方塊420-424)、或在不滿足上述兩個情況中的任一者而處理器104達到最大放電脈衝數量(方塊428)。在完成最大數量的放電脈衝後，若所測量之二次電池254的電壓位準大於或等於預定的高電池電壓閾值或預定的操作電壓閾 值(方塊436)，則處理器104繼續操作周邊裝置或是從二次電池254接收功率的裝置(方塊424)。若二次電池254的電壓大於或等於預定的操作電壓閾值但仍低於預定的高電池電壓閾值，則處理器104可選擇地以輸出裝置140生成警報訊息，以指示二次電池254的低電量狀態。
在最大數量的放電脈衝完成後，若二次電池254的電壓位準仍低於預定的操作電壓閾值(方塊436)，則處理器104確認二次電池254的測量電壓是否大於或等於用於二次電池254的預定的最小電壓閾值(方塊440)。若二次電池電壓大於預定的最小電壓閾值，則處理器104生成錯誤碼，指示應更換二次電池254(方塊416)，並結束醫療裝置200的操作(方塊418)。處理器104還將用於二次電池254的錯誤碼儲存於記憶體116的錯誤碼資料120中。雖然醫療裝置200不繼續操作，但在某些配置中，處理器104使用一個或多個I/O裝置140生成輸出，以警告用戶需要更換二次電池254，若二次電池254的電壓位準大於或等於最小電壓閾值，能使醫療裝置200恢復操作。若二次電池254的電壓位準小於預定的最小電壓閾值，則處理器104立即結束醫療裝置200的操作(方塊418)。
如上所述，方法400能使醫療裝置200在裝置啟動操作期間施加放電脈衝以補償二次電池254中潛在的電池鈍化。鈍化補償方法能使醫療裝置200減少或消除假警報狀況，在此假警報狀況下，醫療裝置200不正確地警告用戶二次電池254的低電量狀態(當鈍化補償將電池電壓恢復到
Figure 109144877-A0305-02-0026-12
預定的高電池電壓閾值時)，或防止不正確的電池更換錯誤，其會阻止醫療裝置200中周邊裝置的標準操作(當鈍化補償將電池電壓恢復到
Figure 109144877-A0305-02-0026-14
預定的操作電壓閾值時)。
僅管上述例示性電池供電醫療裝置是血糖儀，但本領域技術人員將認識到，本文所述的裝置及方法同樣適用於經歷電池鈍化的各種電池供電醫療裝置。特別是，即使是在啟動後連續操作或以高工作週期操作的醫療裝 置，亦可能在啟動之前於運輸及存儲過程中經歷電池鈍化。此類裝置的實例包括，但不限於，隨時間遞送控制劑量的胰島素或其他藥物至用戶的泵及連續血糖監測儀。
本揭示內容結合被認為是最實際及較佳的實施例來描述。然而，這些實施例是藉由圖解說明的方式呈現，而該揭示內容並不意在受限於所揭示的實施例。因此，本領域的技術人員將認識到，本揭示內容包含在本揭示的精神與範圍及後附申請專利範圍內的所有修改及替代配置。
50:殼體
104:處理器
106:時脈產生器
108:電壓感測器
116:記憶體
120:錯誤碼資料
122:儲存的程式指令
132:可切換電池測試電阻器
136:測試條連接埠
140:使用者I/O周邊裝置
144:無線收發器
200:醫療裝置
218:電池電壓閾值
228:一次電池
250:電源管理積體電路
254:二次電池

Claims (19)

  1. 一種用於操作醫療裝置的方法，其包含：在低功率操作模式下啟動醫療裝置中的處理器，該處理器接收來自電連接至該醫療裝置的一次電池的電力；以該處理器測量該電池的第一電壓位準；回應於該電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第一電壓位準，以該處理器施加至少一個放電脈衝至該電池；於該至少一個放電脈衝之後，以該處理器測量該電池的第二電壓位準；及僅回應於大於或等於預定的操作電壓閾值的該第二電壓位準，在增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的該處理器以繼續操作該醫療裝置，該預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值；其中該至少一個放電脈衝的施加包含：提高該處理器的時鐘速率，以使該處理器在該增加功率的操作模式下操作預定的時間段，從而從該電池汲取電流；及經過該預定的時間段之後降低該處理器的時鐘速率，以使該處理器在該低功率操作模式下操作。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：回應於該電池的小於該預定的操作電壓閾值且大於預定的最小電 壓閾值的第二電壓位準，在低功率模式下繼續操作該處理器來產生儲存於記憶體中的錯誤碼，該預定的最小電壓閾值大於或等於該鈍化最小電壓閾值；及以該處理器關掉該醫療裝置。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含：回應於該電池的小於該預定的最小電壓閾值的第二電壓位準，以該處理器關掉該醫療裝置。
  4. 如請求項2之方法，其進一步包含：回應於該電池的小於該預定的鈍化最小電壓閾值的第一電壓位準，以該處理器關掉該醫療裝置。
  5. 如請求項1之方法，該至少一個放電脈衝的施加進一步包含：以該處理器啟動該醫療裝置中的至少一個周邊裝置達預定時間段，以從該電池汲取電流；及於該預定時間段之後，以該處理器關掉該至少一個周邊裝置。
  6. 如請求項5之方法，其中，該至少一個周邊裝置為無線資料收發器、顯示螢幕及機電致動器中的一者或多者。
  7. 如請求項1之方法，其中，該處理器於兩個放電脈衝之後測量該電池的第二電壓位準。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含：在該增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的處理器來繼續操作該醫療裝置從而進行血糖測量。
  9. 一種用於操作醫療裝置的方法，其包含：在低功率操作模式下啟動該醫療裝置中的處理器，該處理器接收來自電連接至該醫療裝置的一次電池的電力；以該處理器測量該一次電池的第一電壓位準；以該處理器接收電連接至該醫療裝置的二次電池的第二電壓位準，該二次電池提供電力至該醫療裝置中的至少一個周邊裝置；回應於該一次電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第一電壓位準，提高該處理器的時鐘速率來施加至少一個放電脈衝至該一次電池；回應於該二次電池的大於預定的鈍化最小電壓閾值且小於預定的鈍化最大電壓閾值的第二電壓位準，以該處理器啟動該醫療裝置中的至少一個周邊裝置來施加至少一個放電脈衝至該二次電池；將該至少一個放電脈衝施加至該一次電池之後，以該處理器測量該一次電池的第三電壓位準；將該至少一個放電脈衝施加至該二次電池之後，以該處理器測量該二次電池的第四電壓位準；及僅回應於大於或等於第一預定的操作電壓閾值的該第三電壓位準以及大於或等於第二預定的操作電壓閾值的該第四電壓位準，在增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的該處理器並啟動該至少一個周邊裝置以繼續操作該醫療裝置，該第一預定的操作電壓閾值大於該 預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值，該第二預定的操作電壓閾值大於該預定的鈍化最小電壓閾值且小於或等於該預定的鈍化最大電壓閾值。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包含：回應於該一次電池的小於該第一預定的操作電壓閾值且大於第一預定的最小電壓閾值的第三電壓位準以及該二次電池的小於該第二預定的操作電壓閾值且大於第二預定的最小電壓閾值的第四電壓位準，在該低功率模式下繼續操作該處理器，來產生儲存於記憶體中的錯誤碼；及以該處理器關掉該醫療裝置。
  11. 如請求項9之方法，其中，該至少一個放電脈衝施加至該一次電池發生於該至少一個放電脈衝施加至該二次電池之前。
  12. 如請求項9之方法，其中，該至少一個放電脈衝施加至該一次電池與該至少一個放電脈衝施加至該二次電池同時發生。
  13. 如請求項10之方法，其中，該第一預定的最小電壓閾值等於該第二預定的最小電壓閾值，且該第一預定的操作電壓閾值等於該第二預定的操作電壓閾值。
  14. 如請求項9之方法，其中，電源管理積體電路(PMIC)測量該二次電池的第二電壓位準並提供該第二電壓位準至該處理器。
  15. 如請求項9之方法，其中，該至少一個周邊裝置為無線資料收發器。
  16. 如請求項9之方法，其中，該至少一個周邊裝置為顯示裝置。
  17. 如請求項9之方法，其中，該處理器於施加兩個放電脈衝至該一次電池之後測量該一次電池的第三電壓位準。
  18. 如請求項9之方法，其中，該處理器於施加三個放電脈衝至該二次電池之後測量該二次電池的第四電壓位準。
  19. 如請求項9之方法，其進一步包含：在該增加功率的操作模式下操作該醫療裝置中的處理器，並啟動該醫療裝置中的至少一個周邊裝置以繼續操作該醫療裝置來進行血糖測量。
TW109144877A 2019-12-19 2020-12-18 用於醫療裝置中的電池鈍化補償之設備及方法 TWI849271B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/720,273 US11532826B2 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Apparatus and method for battery passivation compensation in a medical device
US16/720,273 2019-12-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202142179A TW202142179A (zh) 2021-11-16
TWI849271B true TWI849271B (zh) 2024-07-21

Family

ID=74141921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109144877A TWI849271B (zh) 2019-12-19 2020-12-18 用於醫療裝置中的電池鈍化補償之設備及方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11532826B2 (zh)
EP (1) EP4078176A1 (zh)
JP (1) JP7614205B2 (zh)
KR (1) KR20220118416A (zh)
CN (1) CN115004029A (zh)
BR (1) BR112022012019A2 (zh)
CA (1) CA3160177A1 (zh)
IL (1) IL293954A (zh)
TW (1) TWI849271B (zh)
WO (1) WO2021126678A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110315564A1 (en) * 2010-06-28 2011-12-29 Cilag Gmbh International Hand-held test meter with deep power conservation mode
US20140338181A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Vega Grieshaber Kg Process and device for ensuring operational readiness of batteries
US20160179126A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Zoll Medical Corporation Adjustable electrical equipment

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4839248A (en) 1988-01-15 1989-06-13 Rainin Instrument Co., Inc. System and method for depassivating a passivated lithium battery in a battery powered microprocessor controlled device
US6118251A (en) 1999-01-27 2000-09-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Battery depassivation and conditioning method and apparatus
US7248920B2 (en) 2004-02-06 2007-07-24 Medtronic, Inc. Apparatus and method for exercising a battery for an implantable medical device
US20090248100A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Defibtech, Llc System and Method for Conditioning a Lithium Battery in an Automatic External Defibrillator
JP2010160967A (ja) 2009-01-08 2010-07-22 Panasonic Corp 不活性検知回路、充電器、及び不活性検知方法
US8847785B2 (en) 2011-05-05 2014-09-30 Sensus Usa Inc. Method and apparatus for reducing battery passivation in a meter-reading module
US20130149560A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Medtronic, Inc. Auxiliary electrode for lithium-ion battery
FR3018922B1 (fr) * 2014-03-24 2017-09-01 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de surveillance muni d'un gestionnaire de decharge de batterie et procede de gestion de decharge
JP6725353B2 (ja) 2016-07-22 2020-07-15 クラリオン株式会社 電気機器、電池リフレッシュ方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110315564A1 (en) * 2010-06-28 2011-12-29 Cilag Gmbh International Hand-held test meter with deep power conservation mode
US20140338181A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Vega Grieshaber Kg Process and device for ensuring operational readiness of batteries
US20160179126A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Zoll Medical Corporation Adjustable electrical equipment

Also Published As

Publication number Publication date
US20210186384A1 (en) 2021-06-24
EP4078176A1 (en) 2022-10-26
BR112022012019A2 (pt) 2022-08-30
JP7614205B2 (ja) 2025-01-15
US11532826B2 (en) 2022-12-20
KR20220118416A (ko) 2022-08-25
WO2021126678A1 (en) 2021-06-24
WO2021126678A8 (en) 2022-08-04
IL293954A (en) 2022-08-01
TW202142179A (zh) 2021-11-16
CN115004029A (zh) 2022-09-02
CA3160177A1 (en) 2021-06-24
JP2023510128A (ja) 2023-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2707315C (en) Rapid charging and power management of a battery-powered fluid analyte meter
US8970388B2 (en) Battery life indication techniques for an electronic device
US9755452B2 (en) Power control techniques for an electronic device
US8990038B2 (en) Method and apparatus for monitoring battery life
US20110315564A1 (en) Hand-held test meter with deep power conservation mode
US20230190148A1 (en) Method and apparatus for temperature compensation of low battery voltage thresholds and voltage droop detection in a medical device
WO2012102889A1 (en) Hand-held test meter with deep power conservation mode via direct or generated signal application and method for employing such a meter
TWI849271B (zh) 用於醫療裝置中的電池鈍化補償之設備及方法
RU2831109C1 (ru) Способ управления медицинским устройством с питанием от аккумуляторной батареи для компенсации ее пассивации (варианты)
HK40080079A (zh) 用於医疗装置中的电池钝化补偿的设备和方法
KR20140015338A (ko) 직접 또는 발생된 신호 인가를 통한 최대 절전 모드를 갖는 전자기기 장치 및 그러한 전자기기 장치의 이용 방법
HK40090869A (zh) 用於医疗装置中的电压下降检测和低电池电压阈值的温度补偿的方法和设备
CN112292605A (zh) 用于确定手持医疗设备的系统电阻的方法
HK1183343B (zh) 具有深度节能模式的手持式测试仪