BR9815205B1

BR9815205B1 - refletÈmetro e cabeçote de leitura para um refletÈmetro.

Info

Publication number: BR9815205B1
Application number: BRPI9815205-0A
Authority: BR
Inventors: Irwin Weitman; John Weiss
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2012-10-30
Also published as: CA2308063A1; BR9815205A; KR20010031658A; CN1285913A; TW533307B; US6952263B2; NO20002135D0; KR100729585B1; NO20002135L; AU1449699A; US6574425B1; WO1999023479A1; US20030214655A1; MXPA00004120A; JP2001522043A; EP1034425A1; CN1131425C

Description

REFLETÔMETRO E CABEÇOTE DE LEITURA PARA UM REFLETÔMETRO

REFERÊNCIA CRUZADA À APLICAÇÃO RELACIONADA

Este pedido de patente reivindica a prioridade do Pedido Provisório dos Estados Unidos para a Patente Número de Série 60/063.935, depositado em 31 de outubro de 1997, e intitulado "RefIectance-Type Glucose Meter - Medidor de Glicose do Tipo de Reflectância".

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Campo Técnico da Invenção

A presente invenção relaciona-se à tecnologia de refletômetro e, em particular, a um método e aparelho para detectar e mensurar tons de cor com um grau relativamente alto de precisão. Quando os tons de cor são indicativos de determinada quantidade ou qualidade mensurável, a presente invenção ainda se relaciona a um método e aparelho para converter o tom de cor detectado em uma medida correspondente de quantidade ou qualidade.

Descrição da Técnica Relacionada

Atualmente, o único método aprovado para a monitoração doméstica da química do sangue exige a retirada de sangue utilizando uma lanceta, normalmente pela perfuração de um dedo, e a colocação de uma gota de sangue em uma tira química. A reação química resultante produz uma mudança na cor da tira, com essa mudança sendo lida por um medidor de ref lectância de mesa para fornecer uma indicação do nível de açúcar no sangue. Outro método também exige a retirada de sangue, a colocação de uma gota de sangue em uma placa de circuito impresso (PC) descartável, e medição da resposta elétrica do sangue para detectar o nível de açúcar no sangue. Algumas tentativas de utilizar técnicas de infravermelho para observar através da pele para fazer determinações do açúcar no sangue provaram ser menos confiáveis e excessivamente caras para aplicação comercial. Os diabéticos que precisam controlar seu nivel de insulina através da dieta ou de injeção de insulina podem testar-se cinco ou seis vezes por dia, a freqüência recomendada pela American Diabetes Association. Alguns podem optar por testar com freqüência menor do que a recomendada para evitar desconforto relacionado com a retirada de sangue. Assim, há um considerável interesse no desenvolvimento de procedimentos para fazer determinações de nivel de açúcar no sangue que evitem qualquer necessidade de provocar ferimentos no paciente.

Uma tecnologia que demonstrou resultados precisos e repetiveis emprega um emplasto transdérmico para detectar e mensurar os niveis de açúcar no sangue. Esta tecnologia de emplasto transdérmico utiliza um mecanismo de transporte para extrair da pele analisados relacionados com a glicose (como aqueles encontrados no fluido intersticial) para transportar para uma membrana sensível. Nesta membrana, ocorre uma reação química ou biológica com o analisado extraído para desenvolver nele um indicador de cor cuja cor e tom podem ser relacionados a níveis de glicose. Um desses aparelhos de emplasto é revelado por Aronowitz, e outros, no Pedido de Patente US comumente cedido e co-pendente Número de Série 08/929.262, depositado em 11 de setembro de .1997, cuja revelação é aqui incorporada por referência. Outra tecnologia de medição de glicose do tipo emplasto é ensinada por Peck na Patente US número 4.821.733, cuja revelação é aqui incorporada por referência. Com relação a pelo menos aquele mecanismo de detecção transdérmico revelado por Aronowitz, e outros, os analisados extraídos que são indicativos de níveis de açúcar no sangue amplamente variáveis infelizmente produzem apenas mudanças muito leves no tom da cor desenvolvida. Em muitos casos, a diferença entre o tom de cor desenvolvido para um nível de açúcar no sangue aceitável e inaceitável não pode ser detectado com precisão e capacidade de repetição a olho nu. Para obter os benefícios não-invasivos da tecnologia de medição da glicose transdérmica enquanto assegura a precisão da medição naquilo que pode compreender um procedimento de teste crítico para a vida, é, portanto, imperativo que a atividade humana falível de avaliação e comparação de tom de cor seja eliminada do processo de teste e de medição.

Assim, há necessidade de um medidor ultra-sensível capaz de resolver com precisão a gama completa de mudanças sutis no tom da cor produzidas como resultado da extração do emplastro transdérmico e do processamento de determinados analisados de interesse. De preferência, o medidor deve ser pequeno, leve e portátil (seguro na mão) . Além dos requisitos óbvios de sensibilidade melhor para as sutis diferenças em tom de cor, este medidor deve dar conta dos efeitos da portabilidade que são adversos à precisão da leitura, como mudanças na luz de fundo, mudanças na temperatura e operação manual trêmula (por exemplo, devida à variação na pressão do dispositivo, rotação e movimento) que não são normalmente relacionadas aos medidores de mesa que são amplamente utilizados para mensurar os níveis de açúcar no sangue em tiras de teste. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção compreende um refletômetro para detectar e mensurar mudanças sutis na cor e no tom da cor. Em geral, uma fonte de luz piscante ilumina uma superfície- alvo que possui determinada cor e tom de cor. Um circuito de detecção óptico detecta sincronicamente a luz que é refletida da superfície-alvo e gera um sinal de saída cuja voltagem é indicativa da cor e do tom da superf ície-alvo. Esta voltagem é então processada para fazer uma avaliação e identificação de qualquer quantidade ou qualidade mensurável que é representada pela cor ou tom de cor detectada.

Mais especificamente, a fonte de luz modulada emite luz para iluminar a superfície-alvo colorida, onde a cor específica ou o tom de cor é indicativo de determinada quantidade ou qualidade mensurável (tal como a concentração de analisados) . A luz modulada que é refletida da superfície-alvo é detectada por um detector óptico. O sinal de saída do detector óptico é amplificado de modo diferencial para produzir um sinal de saída CA indicativo da cor e tom da superf ície-alvo. 0 sinal de saída do detector óptico é ainda processado e retro-alimentado para o detector óptico para compensar qualquer desvio no nível CC do sinal de saída CA causado pela detecção da luz ambiente ou pela influência de outros fatores externos. O sinal de saída do amplificador diferencial é então demodulado por um detector síncrono para produzir uma voltagem CC substancialmente constante que é indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo. Esta voltagem CC é convertida para um valor digital correspondente, e esse valor digital é convertido utilizando uma tabela de pesquisa ou outra fórmula matemática em uma correspondente medição quantitativa ou qualitativa.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS

Uma compreensão mais completa do método e aparelho da presente invenção poderá ser adquirida por consulta à Descrição Detalhada seguinte quando tomada em conjunto com os desenhos que a acompanham, em que:

AS FIGURAS IA e IB são vistas em perspectiva de um emplastro transdérmico e uma tira de teste, respectivamente, cada um deles desenvolvendo um tom de cor indicativo da presença detectada dentro do paciente de um analisado de interesse;

AS FIGURAS 2A e 2B são vistas superior e lateral, respectivamente, de um refletômetro manual adequado para ler o tom de cor desenvolvido no emplastro transdérmico da FIGURA IA;

A FIGURA 3 é uma vista transversal do cabeçote sensor do refletômetro manual mostrado nas FIGURAS 2A e 2B;

A FIGURA 4 é uma vista em perspectiva de um refletômetro manual adequado para ler o tom de cor desenvolvida na tira de teste da FIGURA IB;

A FIGURA 5 é uma vista transversal do local de leitura do refletômetro de mesa mostrado na FIGURA 4;

AS FIGURAS 6A e 6B são diagramas de blocos de um circuito eletrônico para duas versões de um refletômetro de acordo com a presente invenção;

AS FIGURAS 7A e 7B são diagramas de circuito para uma parcela analógica do refletômetro da presente invenção conforme mostrado nas FIGURAS 6A e 6B, respectivamente; AS FIGURAS 8A e 8B são diagramas de forma de onda que ilustram a operação de um detector síncrono da presente invenção.

AS FIGURAS 9A e 9B são diagramas de circuito que ilustram implementações alternativas para prover dados indicativos de temperatura a um refletômetro;

A FIGURA 10 é um diagrama que ilustra uma operação ilustrativa do algoritmo de detecção de retenção de pico utilizado no processamento de um sinal representativo da luz detectada;

A FIGURA 11 ilustra uma tabela de pesquisa que se correlaciona uma determinada voltagem indicativa da cor e tom detectados na superfície-alvo a uma determinada concentração de um analisado de interesse;

A FIGURA 12A é uma vista transversal que ilustra o engate inapropriado do cabeçote do sensor do refletômetro e do emplastro transdérmico devido a excesso de pressão;

A FIGURA 12B é uma vista transversal que ilustra a utilização de uma janela na parcela do nariz do cabeçote do sensor do refletômetro para assegurar a precisão de posicionamento do refletômetro com relação à superfície- alvo;

A FIGURA 12C é uma vista transversal que ilustra o uso de uma parte de nariz afunilado para o cabeçote do sensor do refletômetro;

A FIGURA 13 é um diagrama de fluxo que ilustra o algoritmo de detecção da retenção de pico utilizado no processamento de um sinal representativo da luz detectada;

A FIGURA 14 é um diagrama de fluxo que ilustra um processo para realizar uma calibragem de primeira ordem do refletômetro;

A FIGURA 15 é um diagrama de fluxo que ilustra um processo para realizar uma calibragem de segunda e de terceira ordem do refletômetro;

A FIGURA 16 é um gráfico que ilustra uma curva ilustrativa de concentração de analisado-voltagem compensada e o efeito sobre ela dos processos de calibragem de primeira, segunda e terceira ordem das FIGURAS 14 e 15, respectivamente; e

A FIGURA 17 é um diagrama de fluxo que ilustra um processo para converter uma voltagem de entrada indicativa do tom de cor lido em uma saída do valor de concentração. DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

É feita agora referência à FIGURA IA, em que é mostrado uma vista em perspectiva de um emplastro transdérmico 10 que desenvolve um tom de cor indicativo da presença detectada dentro do corpo de um analisado de interesse (e talvez também sua concentração). O emplastro .10 tem um formato retangular arredondado (conforme é mostrado), mas também pode ter outros formatos conforme seja desejado (como redondo ou oval). Uma superfície superior 12 do emplastro 10 inclui uma abertura geralmente circular 14 que expõe uma membrana 16 à vista. Em geral, uma superfície inferior (não mostrada) do emplastro 10 inclui uma camada adesiva e pode ser afixada à pele do paciente. Um determinado analisado de interesse é então extraído da pele e transportado através de um meio de transporte semelhante a um gel até a membrana 16. Na membrana 16, ocorre uma reação biológica e química com relação ao analisado de interesse extraído para desenvolver um indicador de cor nele que é indicativo da presença do analisado dentro do corpo. 0 tom da indicação de cor desenvolvida também pode ser indicativo do nível de concentração do analisado dentro do corpo. Como exemplo, o analisado de interesse pode relacionar-se ao açúcar no sangue, e assim o tom de cor desenvolvido na membrana seria indicativo do nível de glicose. Outros analisados de interesse poderiam ser extraídos pelo emplastro 10 e utilizados para desenvolver indicações de cor na membrana .16 relacionados ao colesterol, triglicerídeos, bilirrubina, creatinina, uréia, alfa-amilase, L-ácido láctico, alanina aminotransferase (ALT/GPT), aspartato aminotransferase (AST/GOT), albumina, ácido úrico, amino frutose, potássio, sódio, cloreto, piruvato dehidrogenase, fenilalaninahidroxilase, enzimas do nucleotídeo purina e hidroxilase de fenilalanina ou seus substratos como fenil- alanina, fenil-piruvato ou fenil-lactato, para citar alguns. Uma explicação mais detalhada da construção e operação do emplastro transdérmico pode ser obtida por referência ao Pedido de Patente dos Estados Unidos, comumente cedido e co-pendente, número de série 08/929.262, depositado em 11 de setembro de 1997, cuja revelação é aqui incorporada por referência.

Faz-se referência agora à FIGURA IB, em que é mostrada uma vista em perspectiva de uma tira de teste 20 que desenvolve um tom de cor indicativo da presença de um analisado de interesse dentro do corpo (e talvez também sua concentração) . A tira 20 tem um formato geralmente retangular. Uma superfície superior 22 da tira (20) inclui uma região de teste 24. Em geral, uma gota de fluido corporal (como sangue, urina, saliva, perspiração e assemelhados) é depositada na região de teste 24. Ocorre uma reação biológica e química com relação a um analisado de interesse dentro do fluido depositado para desenvolver um indicador de cor na tira 20 indicativo da presença do analisado dentro do corpo. 0 tom da indicação da cor desenvolvida também pode ser indicativo do nível de concentração do analisado dentro do corpo. Como exemplo, o analisado de interesse pode relacionar-se ao açúcar no sangue, e assim o tom de cor desenvolvido na tira 20 seria indicativo do nível de glicose. Outros analisados de interesse (como aqueles discutidos anteriormente com relação ao emplastro transdérmico 10) poderiam ser processados na região de teste 24 e utilizados para desenvolver indicações de cores relacionadas a concentrações do analisado.

Faz-se referência agora às FIGURAS 2A e 2B, em que são mostradas vistas superior e lateral, respectivamente, de um refletômetro manual 3 0 adequado para ler cor e tom desenvolvidos no emplastro transdérmico 10 da FIGURA IA. O refletômetro 30 inclui um cabeçote sensor 32 em uma extremidade de uma caixa semicilíndrica 34 que pode ser confortavelmente mantida em uma mão. Um botão "READ" 36 ativa o refletômetro 3 0 para fazer uma medição de cor e de tom no cabeçote sensor 32. Uma tela de cristal líquido (LCD) 38 fornece saída numérica para o usuário do refletômetro 3 0 que é indicativa do tom da cor (como, por exemplo, um nível de voltagem) ou de alguma quantidade ou qualidade mensurável relacionada com aquele tom de cor lido (como, por exemplo, um nível de concentração) . A tela 38 também pode fornecer outras informações importantes para o usuário, como a data e hora do dia. Se a tela 3 8 for capaz de produzir caracteres alfabéticos e/ou gráficos além dos caracteres numéricos, a tela também pode ser utilizada para fornecer mensagens para o usuário (talvez relacionadas a instruções para uso, indicações de erro, ícones, lembretes e assemelhados). Dois interruptores-chaves, um botão "SCROLL" 40 e um botão "SELECT" 42 estão localizados na face do refletômetro 30. Utilizando esses botões 40 e 42, o usuário poderá fixar informações de data e hora do dia. Esses botões 4 0 e 4 2 podem ainda ser utilizados para programar alarmes que alertem o usuário sobre quando é necessário fazer uma leitura. O usuário pode ainda utilizar mais os botões 40 e 42 para inserir dados no refletômetro .30 que sejam necessários para assegurar a medição precisa e a saída da informação. Como exemplo, o usuário poderá selecionar um código de lote de fabricação para o emplastro transdérmico 10, ou inserir dados de cor/tom para calibrar o refletômetro 30, ou selecionar o tipo de teste a ser realizado (por exemplo, glicose versus colesterol). Um compartimento de bateria 44 está localizado na extremidade superior do medidor. Uma conexão de porta externa (não mostrada) também pode ser provida para permitir que o usuário conecte o refletômetro 30 a um computador pessoal, a uma linha telefônica ou a um enlace de comunicações infravermelho para comunicar as leituras. 0 refletômetro 30 ainda inclui uma abertura 46 para um alto-falante (não mostrado) que pode produzir sons como sons de alarme e sons de confirmação de entrada de dados.

A operação do refletômetro pode ser melhor compreendida pela apresentação do exemplo seguinte de seu uso com um emplastro transdérmico 10 como aquele ilustrado na FIGURA IA. Uma vez aplicado na pele, o emplastro transdérmico 10 requer aproximadamente um período de incubação de três a cinco minutos (dependendo do número de fatores, incluindo a temperatura). Como exemplo, o emplastro transdérmico 10 é preferivelmente afixado à pele no interior do antebraço do paciente. Uma vez aplicado o emplastro transdérmico 10 na pele, o usuário pode apertar o botão SELECT 42 para iniciar um período de contagem selecionado pelo usuário, calculado pelo refletômetro ou pré-programado, que mede o tempo necessário para a incubação e desenvolvimento do tom de cor indicativo do analisado extraído. Após expirar o tempo, um alarme audível alerta o usuário que agora já é hora para fazer uma leitura. Uma parcela do nariz protuberante e de formato cilíndrico 48 do cabeçote do sensor 32 (geralmente igualando no tamanho e no formato o formato circular da abertura 14) é então inserida na abertura 14 do emplastro transdérmico 10 e posicionada adjacente à membrana 16. O usuário então comprime o botão "READ" 36 para acionar o dispositivo e iniciar a operação do refletômetro 3 0 para detectar e medir qualquer cor e tom desenvolvidos presentes na membrana 16. Dados como o nível de voltagem do sinal relacionado ao tom de cor detectado ou uma concentração de analisado relacionada ao tom de cor detectado são então produzidos para consideração do usuário na tela 38. De modo alternativo ou adicional, esses dados podem ser produzidos através da conexão de porta externa para processamento remoto e análise para informar ao usuário a concentração do analisado.

Faz-se referência agora à FIGURA 3, onde está mostrada uma vista transversal do cabeçote do sensor 32 do refletômetro manual 3 0 mostrado nas FIGURAS 2A e 2B. O cabeçote do sensor 32 contém uma fonte de luz dual para aumentar a força do sinal reflectivo e para iluminar mais uniformemente a superfície-alvo da membrana 16 onde são desenvolvidos a cor e o tom indicativos da presença do analisado e do nível de concentração. Dois diodos emissores de luz (LEDs) 50 estão montados em uma armação 52 a determinado ângulo Θ ao normal 54 com relação à membrana .16. Os LEDs 50 podem ser de qualquer cor adequada relacionada com os tons de cor a serem detectados. Como exemplo, verificou-se que LEDs vermelhos 50 com um comprimento de onda de aproximadamente 63 7 nm produzem resultados excelentes na detecção de tons de cor que se desenvolvem na membrana 16 a partir da utilização de um indicador de cromóforo ou fluoróforo apropriado (como 0- Tolidina, tetra-metil benzina e assemelhados) durante o teste de analisado de glicose. LEDs de outras cores (como o verde) ou talvez infravermelho podem ser utilizados (talvez em conjunto com os LEDs vermelhos), dependendo do indicador de cromóforo ou fluoróforo selecionado. A armação 52 é construída com um plástico de baixa expansão como Ryton, preferivelmente com uma superfície não-reflectiva, e deve ser opaco quanto ao comprimento de onda da fonte de luz para eliminar substancialmente qualquer sinal de fundo da reflexão dispersa de luz emitida dos LEDs 50. 0 ângulo Θ pode ser qualquer ângulo que minimiza a detecção da reflexão especular e é de preferência aproximadamente de quarenta a quarenta e cinco graus. Os LEDs 50 têm, cada um, um ângulo de projeção relativamente estreito (por exemplo, quinze graus) com relação à saída da luz emitida. A saída de luz dos LEDs 50 é direcionada ao longo de um cano de luz (ou colimador) 56 através de uma abertura 58 na parcela do nariz protuberante 48 do cabeçote do sensor 32 para iluminar a superfície-alvo. A posição dos LEDs 50 ao longo do comprimento do cano de luz 56 pode ser ajustada durante a fabricação do refletômetro para alterar a intensidade da iluminação da superfície-alvo e os efeitos e casos de reflexões laterais dentro do cano de luz. Um fototransistor .60 está montado dentro da armação 52 e orientado ao longo do normal 54 com relação â superfície-alvo da membrana 16 para o emplastro transdérmico 10. 0 fototransistor 60 de modo similar possui um ângulo de visualização relativamente estreito (por exemplo, quinze graus). A luz refletida emitida da superfície-alvo da membrana 16 passa através da abertura 58 na parcela do nariz protuberante 48 do cabeçote do sensor 32, e é direcionada ao longo de um cano de luz (ou colimador) 62 até o fototransistor 60. A posição do fototransistor 60 ao longo do comprimento do cano de luz 62 pode ser ajustada durante a fabricação do refletômetro para alterar a sensibilidade e tolerância do refletômetro em ler a iluminação e o tom de cor da superf ície-alvo. A disposição dos LEDs 50 e do fototransistor 60 na inclinação de ângulo ilustrado Θ e a orientação simétrica servem para minimizar a detecção de reflexão especular da superfície- alvo da membrana 16 e reduzir o efeito do erro rotacional em redor da normal 54 que pode resultar de uma iluminação ligeiramente desequilibrada da superfície-alvo. Faz-se agora referência à FIGURA 4, onde é mostrada uma vista em perspectiva de um refletômetro de mesa 30' adequado para ler o tom de cor revelado na tira de teste 2 0 da FIGURA IB. O refletômetro 30' inclui um local de leitura .32. O botão "READ" 36 ativa o refletômetro 30' para fazer uma medição do tom de cor no local de leitura 32. Uma tela de cristal líquido (LCD) 3 8 fornece saída numérica para o usuário do refletômetro 30' que é indicativa do tom de cor detectado ou de alguma quantidade ou qualidade mensurável relacionada com aquele tom de cor lido. A tela 3 8 também pode fornecer outras informações importantes para o usuário, como data e hora do dia. Se a tela 3 8 for capaz de produzir caracteres alfabéticos e/ou gráficos além dos caracteres numéricos, a tela também pode ser utilizada para fornecer mensagens ao usuário (talvez relacionadas com instruções para o uso, indicações de erros, ícones, lembretes e assemelhados). Dois interruptores de chave, um botão "SCROLL" 40 e um botão "SELECT" 42 estão localizados na face do refletômetro 30' . Utilizando esses botões 4 0 e .42, o usuário pode fixar informações de data e hora do dia. Esses botões 40 e 42 também podem ser ainda utilizados para programar alarmes que alertam o usuário sobre quando é necessário fazer uma leitura. 0 usuário poderá ainda mais utilizar os botões 40 e 42 para inserir dados no refletômetro 30' que são necessários para assegurar a medição precisa e a saída das informações. Como exemplo, o usuário poderá selecionar um código de lote do fabricante para a tira de teste 20, inserir dados de cor/tom para calibrar o refletômetro 30' ou selecionar o tipo de teste a ser realizado (por exemplo, glicose versus colesterol). Uma conexão de porta externa (não mostrada) pode ser fornecida para permitir ao usuário conectar o refletômetro 30' em um computador pessoal, uma linha telefônica ou um enlace de comunicação infravermelho para comunicar as leituras. O refletômetro 30' ainda inclui uma abertura 4 6 para um alto- falante (não mostrado) que pode produzir sons como sons de alarme e sons de confirmação de entrada de dados.

A operação do refletômetro 30' pode ser melhor compreendida pela apresentação do exemplo seguinte de sua utilização com uma tira de teste 20 como a ilustrada na FIGURA IB. O refletômetro 30' é ativado e reconhece pelo nível de voltagem detectado se uma tira de teste está no lugar dentro de uma fenda 70. Se não estiver, o refletômetro 30' orienta o paciente a inserir uma tira. Sensível à inserção de uma tira de teste dentro da fenda .70, o refletômetro 30' orienta o paciente para depositar uma quantidade suficiente de fluido corporal (como o sangue, a urina, a saliva, a perspiração e assemelhados) que é então depositada na região de teste 24 da tira 20.

Ocorre uma reação biológica e química com relação a um analisado de interesse dentro do fluido depositado para desenvolver um indicador de cor na tira 20, cujo tom pode ser relacionado aos níveis de concentração do analisado. Um relógio é então iniciado para mensurar se ocorre progresso

suficiente na reação química (com base no nível de voltagem detectado) dentro de um primeiro período de tempo predeterminado (que pode ser escolhido pelo usuário, calculado pelo refletômetro ou pré-programado). Se não, o paciente é orientado a iniciar o processo de teste com uma nova tira. Se ocorrer progresso suficiente dentro do primeiro período de tempo, o relógio então começa a mensurar um segundo período de tempo (que pode ser escolhido pelo usuário, calculado pelo refletômetro ou pré- programado) para detectar o término do processo de teste.

Em um procedimento de teste suportado, a expiração do segundo período de teste inicia a operação do refletômetro .30' para detectar e mensurar o tom de cor na tira 20. Dados como o nível de voltagem do sinal relacionado com o tom de cor desenvolvido ou uma concentração de analisado relacionada com o tom de cor desenvolvido é então produzido para consideração do usuário na tela 38. Em outro procedimento de teste suportado, o refletômetro 30' opera para medir um nível de voltagem indicativo do tom de cor detectado na tira 20. Se o nível de voltagem medido estabiliza antes da expiração do segundo período de tempo, dados como o nível de voltagem do sinal relacionado com o tom de cor desenvolvido ou uma concentração de analisado relacionada com o tom de cor desenvolvido é então produzido para consideração do usuário na tela 38. De modo alternativo ou adicional, os dados podem ser produzidos através da conexão de porta externa para processamento remoto e análise para informar ao usuário os dados de concentração de analisado. Caso 1) o nível de voltagem medido não se estabilize, ou 2) o nível de voltagem medido caia abaixo de um limite aceitável, é exibida uma mensagem de erro para orientar o paciente a iniciar o processo de teste novamente com uma nova tira.

Faz-se agora referência à FIGURA 5, em que é mostrada uma vista transversal do local de leitura 32 do refletômetro de mesa 30' mostrado na FIGURA 4. O local de leitura 32 contém uma fonte de luz dual para aumentar a força do sinal reflectivo e para iluminar mais uniformemente a superfície-alvo da tira 20. Dois diodos emissores de luz (LEDs) 50 estão montados em uma armação 52 a um determinado ângulo Θ do normal 54 com relação à tira .20. Os LEDs 5 0 podem ser de qualquer cor adequada relacionada com os tons de cor a serem detectados. Como exemplo, verificou-se que LEDs 50 vermelhos com um comprimento de onda de aproximadamente 637 nm produzem resultados excelentes na detecção dos tons de cores que desenvolvem na tira 20 do uso de um indicador de cromóforo ou fluoróforo apropriado durante o teste de analisado para colesterol. LEDs de outras cores (como o verde) ou talvez infravermelho podem ser utilizados (talvez em conjunto com os LEDs vermelhos), dependendo do indicador de cromóforo ou fluoróforo selecionado. A armação 52 é construída com um plástico de baixa expansão como Ryton, preferivelmente com uma superfície não-reflexiva, e deve ser opaco quanto ao comprimento de onda da fonte de luz para substancialmente eliminar qualquer sinal de fundo da reflexão dispersa da luz emitida dos LEDs 50. 0 ângulo Θ pode ser qualquer ângulo que minimize a detecção de reflexo especular e é de preferência aproximadamente de quarenta a quarenta e cinco graus. Os LEDs 50, cada um, têm um ângulo de projeção relativamente estreito (por exemplo, quinze graus) com relação à saída da luz emitida. A saída da luz dos LEDs 5 0 é dirigida ao longo de um cano de luz (ou colimador) 56 através de uma abertura 58 no topo 72 da caixa do refletômetro ao longo da fenda 70. A posição dos LEDs 50 ao longo do comprimento do cano de luz 56 pode ser ajustada durante a fabricação do refletômetro para alterar a intensidade da iluminação da superfície-alvo e os efeitos e casos de reflexos laterais dentro do cano de luz. O fototransistor 60 está montado dentro da armação 52 e orientado ao longo do normal 54 com relação à superfície- alvo da tira 20. O fototransistor 60, de modo semelhante, possui um ângulo de visualização relativamente estreito (por exemplo, quinze graus). A luz emitida da superfície- alvo da tira 20 passa através da abertura 58 e é direcionada ao longo de um cano de luz (ou colimador) 62 até o fototransistor 60. A posição do fototransistor 60 ao longo do comprimento do cano de luz 62 pode ser ajustada durante a fabricação do refletômetro para alterar a sensibilidade e tolerância do refletômetro em ler iluminação e tons de cor da superf ície-alvo. A disposição dos LEDs 50 e do fototransistor 60 na inclinação do ângulo Θ ilustrado e a orientação simétrica servem para minimizar a reflexão especular da superfície-alvo da tira 2 0 e reduzir quaisquer efeitos adversos causados por uma iluminação ligeiramente desigual da superfície-alvo.

Faz-se referência agora às FIGURAS 6A e 6B, em que são mostrados diagramas de blocos para duas versões de um circuito eletrônico para o refletômetro 30/30' de acordo com a presente invenção. Uma fonte de luz 100 é acionada por uma corrente de onda quadrática para emitir pulsos de luz 104 que iluminam uma superfície-alvo 106. Em uma versão (mostrada na FIGURA 6A) , a onda quadrática é gerada por um oscilador 102. Em outra versão (mostrada na FIGURA 6B), a onda quadrática é gerada por um microprocessador 14 2. Conforme é mostrado nas FIGURAS 3 e 5, a fonte de luz pode compreender um par de LEDs 50 da mesma cor ou de cores diferentes. Em situações em que cores diferentes são usadas, os LEDs podem ser pulsados quer simultânea ou alternadamente. Os pulsos de luz 104 são produzidos pela fonte de luz 100 com uma freqüência de 75 Hertz e um ciclo de trabalho de cinqüenta por cento. Qualquer freqüência pode ser escolhida, desde que ela não compreenda uma harmônica ou sub-harmônica da voltagem de linha CA (isto é, cinqüenta ou sessenta Hertz), e seja suficientemente alta

para ler a superficie-alvo e permitir que sejam tomadas um número estatisticamente significativo de amostras de refletividade dentro de um período de medição aceitavelmente curto. A superfície-alvo 106 que é iluminada pela fonte de luz 100 pode compreender, por exemplo, a

membrana 16 de um emplastro transdérmico 10 como aquele apresentado na FIGURA IA ou a superfície de uma tira 2 0 como aquela mostrada na FIGURA IB. De modo alternativo, qualquer outro substrato pode ser iluminado pela fonte de luz 100.

A superfície-alvo iluminada 106 reflete a luz recebida .104 e assim radia luz 108 correspondente à cor e ao tom desenvolvidos na superfície-alvo 106 que é detectada por um detector óptico 110. Conforme está mostrado nas FIGURAS 3 e .5, o detector óptico 110 pode incluir o fototransistor 60.

O detector óptico 110 gera em uma configuração de amplificador diferencial um par de saídas diferenciais 112 e 116 (cento e oitenta graus fora de fase um com o outro) cujas voltagens pico-a-pico são representativas da cor e tom detectados da superf ície-alvo 106. 0 par de saídas diferenciais 112 e 116 são aplicados a um amplificador diferencial 114 (para conversão não-equilibrada) para gerar um sinal de saída único 122 cuja voltagem pico-a-pico é representativa da cor e tom detectados da superfície-alvo .106. A segunda saída 116 do detector óptico 110 é aplicada a uma memória provisória 118 antes de ser aplicada ao amplificador diferencial 114. A saída da memória provisória .118 também é aplicada a um integrador 12 0 que compara o sinal a uma voltagem de referência e integra o resultado da comparação para gerar um sinal CC 162 para propender o detector óptico 100 de volta a seu ponto operacional quiescente designado e assim compensar qualquer luz de fundo (CC) ambiente detectada. A saída 122 do amplificador diferencial 114 fornece assim um sinal cujo nível de voltagem pico-a-pico é indicativo da cor e tom da superfície-alvo (quando a fonte de luz estiver iluminada) em oposição a qualquer cor ou tom que se relacionam aos efeitos da luz CC ambiente na superfície-alvo (quando a fonte de luz está desligada).

A saída 122 do amplificador diferencial 114 é então aplicada a um detector sincrônico 124. O detector sincrônico 124 também recebe o sinal de acionamento da fonte de luz 100 que é produzido do oscilador 102 e obtém informações sobre quando a fonte de luz 100 está iluminando (e não iluminando) a superfície-alvo. Enquanto esta iluminação está sendo detectada pelo detector óptico 110 e como a saída de sinal 122 do amplificador diferencial 114 é afetada pela iluminação detectada, o detector síncrono 124 poderá então processar a saída 122 para retificar em onda integral a saída de sinal 122 do amplificador diferencial .114 e produzir uma voltagem CC substancialmente estável que é indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo. A saída 126 do detector síncrono 124 é então filtrada por passagem baixa para remover quaisquer componentes de alta freqüência incluídos resultantes do processo de detecção síncrona antes da ocorrência de qualquer processamento subseqüente.

Posicionado adjacente à fonte de luz 100 (talvez com alguma junção termo-mecânica incluída) há um sensor de temperatura 128. O sensor de temperatura 128 gera uma saída .13 0 que é indicativa da temperatura na fonte de luz ou próximo dela. A informação é importante para ser considerada nas situações em que o brilho e a intensidade da luz 104 emitida da fonte de luz 100 varia com as mudanças na temperatura. Quaisquer mudanças experimentadas no brilho ou na intensidade da luz emitida 104 causa mudanças correspondentes no sinal de saída 12 6. Com o conhecimento da informação indicativa da temperatura, medidas apropriadas podem ser tomadas durante o processamento posterior do sinal 12 6 produzido pelo detector síncrono 124 para dar conta das variações acionadas pela temperatura na luz emitida e das variações correspondentes no sinal de saída 126.

Faz-se agora referência específica à FIGURA 6A. De acordo com uma primeira versão da presente invenção, os componentes anteriormente descritos do refletômetro 30/30' estão contidos dentro de uma caixa (como a das unidades manual ou de mesa descritas anteriormente). O refletômetro .30/30' produz o sinal 126 e o sinal 130 através de uma conexão de porta externa 132 e por um enlace de comunicações 134 até um computador pessoal 13 6 (separado e diferente da caixa do refletômetro 30/30'), onde os sinais são processados. 0 enlace de comunicação 134 pode compreender, por exemplo, um cabo multi-fio se o refletômetro 3 0/3 0' estiver localizado próximo ao computador pessoal 13 6, ou então uma linha telefônica ou um transceptor infravermelho se o refletômetro estiver localizado remotamente em relação ao computador pessoal .136. Uma placa PC/MCIA (não mostrada) pode ser utilizada para servir de interface do refletômetro 30/30' para o computador pessoal 136. Será entendido, naturalmente, que um equipamento adequado (não mostrado mas bem conhecido daqueles habilitados na técnica) precisa também ser incluído para servir de interface ao refletômetro 3 0 com uma linha telefônica. No computador pessoal 136, os sinais recebidos 126 e 13 0 são convertidos por um conversor "analógico-para-digital" interno 138 para valores digitais. Esses valores digitais são então processados por uma unidade de processamento interna 14 0 para gerar informações relacionadas com o nível de concentração do analisado. As informações de concentração detectadas são então exibidas pelo computador pessoal 13 6 em sua tela e armazenadas na memória do computador para recuperação, consideração, análise e transferência posteriores. Nesta versão, os sinais são produzidos pelo botão "READ" 36, pelo botão "SCROLL" 40 e pelo botão "SELECT" 42 (ver a FIGURA 2A) do refletômetro 30/30' também são transmitidos através da conexão de porta externa 132 e pelo enlace de comunicação .134 ao computador pessoal 136.

Faz-se agora referência específica à FIGURA 6B. De acordo com uma segunda versão da presente invenção, toda a leitura e os componentes de processamento exigidos do refletômetro 30/30' estão contidos, com vantagem, dentro de uma caixa (como a das unidades manual ou de mesa descritas anteriormente). Isso supre um dispositivo portátil e auto- contido. 0 sinal 126 e o sinal 130 são apresentados a um microprocessador 142 localizado dentro da caixa do refletômetro 30/30'. O microprocessador 142 inclui uma funcionalidade 144 para conversão "analógico-para-digital" para converter os sinais analógicos 126 e 13 0 em valores digitais. Esses valores digitais são então processados pelo microprocessador 142 para gerar informações relativas ao nível de concentração do analisado detectado. As informações sobre concentração detectadas são então exibidas pelo refletômetro 30/30' na tela de cristal líquido 3 8 e armazenadas na memória 14 6 do microprocessador .142 para recuperação, consideração e transferência posteriores. Uma conexão de porta externa 148 é fornecida através do microprocessador 140 para permitir a comunicação das informações sobre concentração detectadas por um enlace de comunicação 134 até um computador pessoal 13 6. O enlace de comunicação 134 pode compreender, por exemplo, ura cabo multi-fios se o refletômetro 30/30' estiver localizado próximo ao computador pessoal 13 6, ou uma linha telefônica se o refletômetro estiver localizado remotamente ao computador pessoal 13 6. Preferivelmente, o microprocessador .142 inclui os circuitos apropriados para fazer interface do refletômetro 3 0/3 0' com uma linha telefônica. Como alternativa, o microprocessador 142 pode utilizar a fonte de luz 100 para permitir a comunicação das informações de concentração detectada por um enlace de comunicação óptica (como uma conexão infravermelha). Nesta versão, o processador modula apropriadamente a fonte de luz com as informações de concentração detectadas para efetuar uma comunicação de dados.

0 botão wREAD" 36, o botão "SCROLL" 40 e o botão "SELECT" 42 (ver FIGURA 2A) estão conectados como entradas para o microprocessador 142. Utilizando o botão wREAD" 36, o usuário ativa o refletômetro 30/30' para fazer uma medida de tom de cor. A tela de cristal líquido 3 8 então fornece uma saída numérica para o usuário que é indicativa do tom de cor ou de alguma quantidade ou qualidade mensurável relacionada com o tom de cor lido. Utilizando o botão "SCROLL" 40 e o botão "SELECT" 42, o usuário pode fixar informações sobre data e hora do dia, solicitar a atual data e hora do dia, programar alertas que alertam o usuário sobre quando é necessário fazer uma leitura, inserir dados do refletômetro (como o código de lote do fabricante para o emplastro transdérmico 10, ou inserir dados de cor/tom para calibrar o refletômetro), e selecionar o tipo de teste a ser realizado (por exemplo, glicose versus colesterol). Um alto-falante 150 está conectado ao microprocessador 142 para fornecer sinais audíveis para o usuário (como um alarme).

Faz-se referência agora às FIGURAS 7A e 7B, em que estão mostrados diagramas de circuito para uma parcela analógica do refletômetro da presente invenção (conforme ilustrado nas FIGURAS 6A e 6B, respectivamente). 0 oscilador de onda quadrática 102 na versão da FIGURA 6A compreende um circuito integrado de relógio convencional LM555 151 configurado com resistores e capacitores apropriadamente conectados para gerar uma saída de onda quadrática na linha 152 a uma freqüência selecionada (por exemplo, setenta e cinco Hertz) e com um ciclo de trabalho selecionado (por exemplo, cinqüenta por cento). De modo alternativo, a onda quadrática é gerada pelo microprocessador 142 na versão da FIGURA 6B e fornecido por uma memória provisória 102' para saída na linha 152. A saída de onda quadrática na linha 152 é aplicada a um par de LEDs 50 conectados em série (que emitem pulsos de luz) e a um circuito de ajuste de nível de luz 154 que compreende um potenciômetro 156 dentro da fonte de luz 100.

0 ajuste fornecido através do uso do potenciômetro compreende um ajuste realizado em fábrica para fixar o nível ou a intensidade da saída de luz pulsante dos LEDs 50 para o refletômetro 30/30'. Mais especificamente, o ajuste compreende uma calibragem de primeira ordem do refletômetro .30/30'. E fornecida a seguir uma explicação mais completa de como este processo de calibragem é executado.

A luz modulada é refletida de uma superfície-alvo e detectada (com componentes de reflexões espectrais mínimas) pelo detector óptico 110. Este detector óptico 110 inclui um fototransistor 60 conectado diferencialmente a outro transistor 158, em que o fototransistor conectado diferencialmente e o outro transistor partilham características operacionais substancialmente semelhantes. Por conexão diferencial quer-se dizer que os emissores do fototransistor 60 e do transistor 158 estão conectados um ao outro. A base do transistor 158 é acionada por uma saída de sinal de um circuito divisor de voltagem 160 para fixar o ponto de operação quiescente do detector 110. A base do fototransistor 60 é acionada por um sinal de retroalimentação (a ser descrito em mais detalhes a seguir) na linha 162 para propender o fototransistor de volta ao ponto de operação quiescente ótimo (e assim dar conta da detecção de luz CC ambiente). Um circuito de espelho corrente 164 fornece uma corrente constante fixa aos emissores conectados do fototransistor 60 e do transistor .158 na conexão diferencial.

O fototransistor 60 gera um primeiro sinal de saída diferencial 112 em seu coletor. O transistor 158 gera um segundo sinal de saída diferencial 116 em seu coletor. O primeiro e o segundo sinais de saída diferenciais 112 e 116 estão 18 0 graus fora de fase um com o outro e cada um tem uma voltagem pico-a-pico que é representativa da luz detectada (incluindo sua cor e tom) que é refletida da superfície-alvo. 0 segundo sinal de saída diferencial 116 é aplicado a uma memória provisória 118 que compreende um amplificador operacional 14 6 conectado ao seguidor de voltagem. 0 sinal 116 produzido pela memória provisória 118 é aplicado ao integrador 120 que compreende um amplificador operacional 168 conectado ao integrador. 0 integrador 120 faz uma comparação do sinal da memória provisória 116 com uma voltagem de referência CC, e integra o resultado dessa comparação para gerar o sinal de retroalimentação na linha .162 cuja voltagem é proporcional ao erro detectado entre o ponto operacional quiescente desejado do detector óptico .110 e um deslocamento de voltagem média ali causado pela luz ambiente (CC) detectada pelo fototransistor 60, por variações de temperatura no par diferencial e por outros fatores externos (como a idade dos componentes). 0 sinal de retroalimentação gerado na linha 162 é então aplicado à base do fototransistor 60 para propender o componente de volta ao ponto de operação quiescente preferido e assim dar conta daqueles fatores externos (nas voltagens pico-a-pico do primeiro e segundo sinais 112 e 116 de saída diferencial gerados) que de outra forma resultariam em erros de medição com relação à detecção da cor e do tom da luz pulsante refletida emitida pela fonte de luz 100.

O primeiro e o segundo sinais de saída diferencial 112 e 116 são aplicados ao amplificador diferencial 114 que compreende um amplificador operacional diferencialmente conectado 170. O amplificador diferencial 114 subtrai o primeiro sinal de saída diferencial do segundo sinal de saída diferencial para fornecer um único sinal de saída 122 na linha 172 que tem uma voltagem pico-a-pico representativa da luz detectada (incluindo sua cor e tom) que é refletida da superfície-alvo. Quaisquer componentes CC dentro deste sinal de saída 122 são removidos por um capacitor de bloqueio de CC 174. Os componentes CC restantes (que compreendem, de forma genérica, uma onda quadrática cuja voltagem pico-a-pico é proporcional à luz refletida pelo fototransistor 60 e representativa das características de cor e de tom daquela luz) são então aplicados ao detector síncrono 124.

0 detector síncrono 124 recebe a saída do sinal de onda quadrática do oscilador de onda quadrática 102 e o utiliza para efetuar uma retificação de onda integral síncrona do sinal de saída 122 (demodulação) para produzir uma voltagem CC substancialmente constante indicativa da cor ou do tom de cor na superf ície-alvo. Este processo de detecção síncrono ainda funciona para eliminar quaisquer deslocamentos no sinal de saída 122 causados por luz ambiente (CA) (por exemplo, luz fluorescente) detectada pelo fototransistor 60. Mais especificamente, o detector síncrono 124 funciona para produzir a voltagem CC substancialmente contínua que mede com precisão a voltagem pico-a-pico CA do sinal de saída 122 derivado do detector óptico sem ser sujeito a quaisquer efeitos de CC.

O detector síncrono 124 inclui um amplificador operacional 192 que é configurado seletivamente, com base no sinal de onda quadrática recebido, para fornecer o processamento do ganho unitário invertido ou não-invertido do sinal de saída 122. Esta funcionalidade é fornecida através das ações de diversos interruptores CMOS. Um primeiro interruptor CMOS 18 0 armazena na memória provisória e inverte a fase do sinal de onda quadrática, e aciona um segundo interruptor CMOS 182 e um terceiro interruptor CMOS 184. O segundo interruptor CMOS 182 funciona como inversor de fase, tal que o primeiro e o segundo interruptores CMOS geram sinais de saída de onda quadrática na linha 186 e 188 que estão 180 graus fora de fase um com o outro. Um desses sinais (linha 188) é aplicado ao terceiro interruptor CMPS 184 e o outro dos sinais (linha 186) é aplicado a um quarto interruptor CMOS .196. O terceiro interruptor CMOS 184, quando ativado pelo sinal de linha 188, conecta a entrada não-invertida do amplificador operacional 192 a um terra de referência fornecido pelo diodo 238. O quarto interruptor CMOS 196, quando ativado pelo sinal de linha 186, conecta a entrada não-invertida do amplificador operacional 192 para receber o sinal de saída 122 bloqueado CC. 0 sinal de saída 122 é ainda fornecido para a entrada invertida do amplificador operacional 192.

Quando o terceiro interruptor CMOS 184 é ativado, o quarto interruptor CMOS 196 não é ativado. Devido ao aterramento do terminal não-invertido, o amplificador operacional 192 é configurado para prover o processamento invertido de ganho unitário do sinal de saída 122. De modo inverso, quando o terceiro interruptor CMOS 184 é ativado, o quarto interruptor CMOS 196 não é ativado. Devido ao levantamento do terra e à conexão do sinal de saída 122 com os terminais de não inversão e de inversão, o amplificador operacional 192 é configurado para prover o processamento não-invertido de ganho unitário do sinal de saída 122. Ao fasear apropriadamente a aplicação de sinal de onda quadrática para controlar a ativação do interruptor CMOS, é fornecida uma retificação de onda integral síncrona do sinal de saída 122.

A operação do detector síncrono 124 da presente invenção para fornecer a retificação de onda integral síncrona pode ser melhor compreendida por referência às FIGURAS 8A e 8B. Na FIGURA 8A, é mostrada a forma de onda .210 para o sinal de saída 122 conforme recebido pelo detector síncrono 124. A forma de onda 210 inclui uma parcela positiva 212 e uma parcela negativa 214 com uma voltagem pico-a-pico que é indicativa da cor ou do tom de cor na superf ície-alvo. Sensível ao sinal de onda quadrática (em fase correta), o terceiro interruptor CMOS é ativado para aterrar o terminal que não inverte, e o amplificador operacional 192 fica assim configurado para fornecer processamento de ganho unitário não-invertido do sinal de saída 122 durante a parcela positiva 212. A seguir, mais uma vez sensível ao sinal de onda quadrática (com fase correta), o quarto interruptor CMOS é ativado para conectar o sinal de saída 122 ao terminal não-inversor e o amplificador operacional 192 fica assim configurado para fornecer processamento de ganho unitário invertido do sinal de saída 122 durante a parcela negativa 214. A troca entre o terceiro e o quarto interruptores CMOS continua conforme acionada pelo sinal de onda quadrática. O resultado deste processamento seletivo é gerar o sinal de saída 126 na linha 208, conforme está mostrado na FIGURA .8B, com uma voltagem CC substancialmente constante indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo. A forma de onda 220 inclui uma primeira parcela 222 correspondente à parcela não-invertida 212 (positiva) do sinal de saída 122, e uma segunda parcela 224 correspondente à parcela invertida 214 (negativa) do sinal de saída 122. Deve-se observar que a forma de onda 220 ainda inclui um pico ligeiramente negativo 216 em cada ponto em que o sinal de saída do oscilador de onda quadrática 102 troca entre baixo e alto devido aos efeitos do interruptor CMOS.

Com referência agora mais uma vez à FIGURA 7, o sinal de saída 126 na linha 208 é filtrado por um filtro de baixa passagem de primeira ordem R-C para remover os picos ligeiramente negativos 216 dentro da forma de onda 220. O sinal de saída filtrado resultante 126 é então fornecido como uma saída do primeiro sinal analógico da parcela analógica do refletômetro 3 0/3 0' para processamento digital posterior (ver FIGURAS 6A e 6B).

0 deslocamento de nível CC introduzido pelo diodo 23 8 afeta o nível de voltagem CC do sinal de saída 126 do detector síncrono (e portanto a primeira saída de sinal analógico da parcela analógica do refletômetro 30/30'). Portanto, o deslocamento de nível CC precisa ser considerado para assegurar que a primeira saída de sinal analógico seja interpretada adequadamente para detectar cor e tom na superfície-alvo. Mais especificamente, o deslocamento de nível CC precisa ser subtraído do sinal de saída 126. Assim, a voltagem do deslocamento de nível CC é produzida na linha 240 como segundo sinal analógico produzido pela parte analógica do refletômetro 30/30' para processamento digital posterior. Isto pode ser efetuado durante o processamento digital ou, de modo alternativo, cuidado na parcela analógica do refletômetro 30/30' pelo uso de um amplificador diferencial (não mostrado) para efetuar a subtração do segundo sinal analógico do primeiro sinal analógico antes de qualquer processamento digital subseqüente.

Como foi discutido anteriormente, o refletômetro .30/30' ainda inclui um sensor de temperatura 128. É reconhecido que os LEDs 50 são componentes sensíveis à temperatura com relação à sua saída de luz. Para ser capaz de acompanhar com precisão as mudanças operacionais devidas

à variação de temperatura, o sensor de temperatura 128 compreende preferivelmente um diodo 23 0 (com características operacionais que complementem as dos LEDs .50) ligado termo-mecanicamente aos LEDs 50 e conectado eletricamente entre o terra e a onda quadrática da linha .152 produzida pelo oscilador 102 através de um circuito de ajustamento de nível 232 que compreende um potenciômetro .234. Este ajustamento compreende um ajustamento efetuado em fábrica para fixar um nível para a saída de voltagem indicativa de temperatura do nó/linha 236. A voltagem indicativa de temperatura na linha 23 6 compreende assim uma terceira saída de sinal analógico da parcela analógica do refletômetro 3 0/30' para processamento digital posterior.

Faz-se referência mais uma vez às FIGURAS 6A e 6B. A primeira saída de sinal analógico (após subtrair a segunda saída de sinal analógico) e a terceira saída de sinal analógico da parcela analógica do refletômetro 3 0/30' são a seguir processadas digitalmente. Mais especificamente, a voltagem CC do primeiro sinal analógico representativa da luz refletida detectada na superfície-alvo (e indicativa da cor e do tom) é convertida analógica-para-digital para um primeiro valor digital. De modo semelhante, a voltagem CC do terceiro sinal analógico representativo da temperatura é convertida analógico-para-digital para um segundo valor digital. O primeiro e o segundo valores digitais são então processados para calcular uma voltagem compensada que se relacione diretamente com a cor e o tom da reflectância não-espectral tirada da superfície-alvo em condições normais. O processador, pelo uso de uma tabela de pesquisa armazenada que correlaciona uma determinada voltagem compensada (indicativa da cor e do tom da superfície-alvo) a uma determinada concentração de analisado, ou através do uso de uma fórmula matemática apropriada, identifica um valor de saída de nível de concentração de analisado. A seleção pelo usuário de dados do refletômetro (como o código de lote do fabricante para o emplastro termodérmico .10 ou a tira de teste 20) e o tipo de teste a ser efetuado (por exemplo, glicose versus colesterol) identifica qual entre várias tabelas de pesquisa armazenadas ou fórmulas devem ser consideradas pelo processador ao avaliar a voltagem compensada indicativa da cor e do tom da superfície-alvo para determinar o valor de saída correspondente ao nível de concentração de analisado.

Como foi sucintamente discutido anteriormente, a intensidade da saída de luz dos LEDs 50 é afetada pela temperatura ambiente. À medida que a temperatura aumenta, a intensidade da saída de luz diminui. Inversamente, com a diminuição da temperatura, a intensidade da saída de luz aumenta. Dar conta de quaisquer mudanças de temperatura na fonte de luz é, assim, imperativo para assegurar que a voltagem CC contínua detectada seja uma representação precisa da cor e do tom.

Vários mecanismos diferentes de detecção de temperatura podem ser utilizados. De acordo com um primeiro desses mecanismos, é reconhecido que os LEDs 50 são diodos, e que o diodo 23 0 pode ser utilizado com vantagem como sensor de temperatura que imita a operação sensível à temperatura dos LEDs. A queda de voltagem através do diodo é afetada pela temperatura da mesma forma que a saída da intensidade de luz dos LEDs 50 é afetada pela temperatura. Com uma medição desta queda de voltagem em comparação com uma queda de voltagem padrão a uma temperatura conhecida, é possível determinar a temperatura atual.

Como exemplo, a dependência de temperatura da queda de voltagem (Vdc) de um pequeno diodo de sinal (como o 1N414 8) é medida como sendo de aproximadamente 0,0021 volts/graus °C. Na calibragem em fábrica do refletômetro 3 0/3 0', a queda de voltagem à frente através do diodo 23 0 é fixada por ajuste no potenciômetro 234 para, por exemplo, 0,609 volts a 25 °C. Uma vez estabelecida esta queda de voltagem de linha-base, qualquer diferença medida entre a queda de voltagem efetiva e a queda de voltagem de linha-base pode ser facilmente convertida em uma variação de temperatura, e aquela variação de temperatura determinada levada em conta na avaliação tanto da operação dos LEDs 50 como do primeiro sinal de saída analógico.

Neste ponto, observa-se que o efeito de temperatura na saída da intensidade de luz dos LEDs 50 varia com a detecção do sinal quase linearmente pela faixa limitada de temperatura de interesse com relação ao refletômetro .30/30'. Um gráfico do erro de temperatura em volts versus a refletância (isto é, o primeiro sinal analógico representativo da luz refletida detectada na superfície- alvo e indicativa de cor e de tom) revela assim uma linha substancialmente reta que intersecta a origem e tem uma inclinação positiva de substancialmente 0,0035 volts/°C (doravante kl) . O ajuste de voltagem (Δν) que precisa ser feito para dar conta de mudanças na temperatura com base em um padrão pode ser calculado conforme se segue:

AV = kl χ SV χ Δ0

em que: SV é o sinal representativo da luz refletida detectada na superfície-alvo e indicativo de cor e de tom; e àC é a mudança de temperatura sentida (isto é, desvio detectado) de um padrão de referência de 25 0C e é igual a: <formula>formula see original document page 36</formula>

em que: Vdt é a queda de voltagem medida atualmente através do diodo; e Vdr é a queda de voltagem através do diodo a um padrão de referência de 25 0C.

A voltagem compensada CV (que dá conta dos efeitos da temperatura) pode ser calculada através da utilização de manipulações matemáticas padrões, a voltagem compensada pode ser calculada conforme segue:

<formula>formula see original document page 36</formula>

Em que: k2 é uma constante igual a kl/Vdc.

No caso do exemplo específico do sinal de diodo mencionado anteriormente, k2 é igual a 0,0035/0,0021 = .1,667.

Faz-se referência agora à FIGURA 9A, em que é mostrado um diagrama de circuito que ilustra um segundo mecanismo de detecção da temperatura útil para compensar a temperatura. Nesta implementação, é fornecida a compensação direta de primeira ordem para as variações de intensidade de luz devido à temperatura. Um ou dois diodos 230' estão conectados em série um com o outro e os LEDs 50 entre a saída de onda quadrática na linha 152 e o circuito de ajuste de nível de luz 154 que compreende o potenciômetro .156. Os diodos 230', como o diodo 230, estão ligados termo- mecanicamente aos LEDs 50. A queda de voltagem através dos diodos 230' conectados em série com o aumento da temperatura resulta na aplicação de maior corrente nos LEDs .50. Esta maior aplicação de corrente fornece uma compensação de primeira ordem para qualquer diminuição da saída da intensidade de luz dos LEDs 50 devido ao aumento na temperatura. Para este esquema de compensação de diodos .23 0' em série, é preferível utilizar um diodo de germânio ou de Schottky, pois a queda de voltagem baixa à frente desses tipos é uma vantagem para controlar a sensibilidade do potenciômetro 156 ajustador da luz. Este esquema de compensação de diodos em série 230' também pode ser utilizado em combinação com a configuração de sensor por diodo 230 ilustrada na FIGURA 7 para fornecer melhor detecção e compensação de temperatura.

Faz-se referência agora à FIGURA 9B, em que é mostrado um diagrama de circuito que ilustra um terceiro mecanismo de detecção da temperatura que é útil na compensação da temperatura. Nesta implementação, uma medida da queda de voltagem é tirada através de um dos LEDs 50, através de cada um dos LEDs, ou através de todos os LEDs. Utilizando esta queda de voltagem de LED com medida instantânea, a compensação dinâmica da temperatura pode ser implementada para dar conta não apenas das variações de temperatura experimentadas atualmente, como também da degradação a longo prazo dos LEDs 50. Em conexão com o refletômetro .3 0/3 0' ilustrado na FIGURA 6A, um detector de queda de voltagem 252 é fornecido para mensurar a queda de voltagem através de um, de cada um ou de todos os LEDs 50. A queda de voltagem medida pode então ser produzida através da conexão de porta externa para processamento pelo computador pessoal de acordo com a equação CV discutida anteriormente. Em conexão com o refletômetro 3 0/3 0' ilustrado na FIGURA .6B, por outro lado, um par de derivações analógicas 254 são tiradas do condutor anodo/catodo de um, de cada um ou de todos os LEDs 50 e inserido no microprocessador. O conversor analógico-para-digital do microprocessador então converte as voltagens mensuradas em sinais digitais, subtrai os valores um do outro e determina uma queda de voltagem resultante para processamento posterior de acordo com a equação CV discutida anteriormente.

Com referência agora mais uma vez às FIGURAS 7A e 7B, um quarto mecanismo de detecção da temperatura que é útil para compensar a temperatura utiliza com vantagem o diodo .238 de deslocamento de nível CC de detector síncrono para medir a temperatura sentindo a queda de voltagem através do diodo. Em uma configuração, o diodo 23 8 pode ser ligado termo-mecanicamente aos LEDs 50 para fornecer informações de temperatura relacionadas à fonte de luz para processamento posterior de acordo com a equação CV discutida anteriormente. Em outra configuração, o diodo 238 pode estar localizado remotamente de quaisquer fontes de calor dentro do refletômetro 3 0/3 0' para fornecer informações de temperatura ambiente para processamento posterior em conexão com as avaliações que dependem de se conhecer a temperatura ambiente (em oposição à da fonte de luz). Como exemplo, as reações biológicas e químicas no emplastro transdérmico e/ou tira são dependentes da temperatura ambiente. Para calcular tempos de incubação precisos, os dados de temperatura ambiente do diodo 23 8 podem ser processados para identificar quando é a hora apropriada para fazer uma leitura.

Faz-se referência mais uma vez agora às FIGURAS 2A, 2B e 3. Conforme foi discutido anteriormente, o refletômetro .3 0/3 0' é minimamente afetado pela influência externa da luz, do ruído induzido e da temperatura. Assim, a parte do nariz proeminente de formato cilíndrico 4 8 do cabeçote do sensor 32 não precisa necessariamente fornecer um encaixe à prova de luz com a abertura 14 no emplastro transdérmico 10 porque o vazamento da luz ambiente, como a cor da pele, é compensado pelo recurso de detecção síncrono. Internamente, a natureza alternativa da fonte de luz e do circuito detector não está sujeita a deslocamento CC. Ademais, as preocupações com compensação de temperatura também já foram enfrentadas através do uso de circuitos de detecção de temperatura, de compensação e de processamento, conforme discutido anteriormente.

No entanto, há outros fatores que podem afetar a precisão da leitura da cor e do tom. Por exemplo, a operação trêmula do refletômetro 3 0 devido, por exemplo, a um movimento oscilante ou a outro movimento, pode alterar a geometria da iluminação na interface entre o cabeçote do sensor 32 e o emplastro transdérmico 10. Outra preocupação é a aplicação de variados graus de pressão de contato entre o refletômetro 30 e o emplastro transdérmico 10. Com relação especificamente a um dispositivo manual, é vitalmente importante que a rotina para medir um pico repetível do sinal de saída indicativo da cor e do tom detectados precisa ser tolerante às vibrações e à operação oscilante. Para atingir esta meta, os dados são amostrados a uma taxa suficientemente elevada tal que tantos pontos de dados quando seja prático sejam inseridos em uma rotina de tirada de média. A técnica para tirar a média de tais amostras deve ser capaz de determinar a leitura correta dentro de alguns segundos e não ser afetada de qualquer modo pelo tempo de tomada da leitura. A estabilidade da voltagem de detecção de pico é utilizada como o teste para assegurar um resultado repetível. Se, por exemplo, a faixa de voltagem de detecção for entre 0,5 e 0,8 volts, então uma estabilidade de voltagem de detecção de pico de 0,002 forneceria uma resolução melhor do que um por cento. Um ganho de sinal de cinco resultaria em uma faixa de dois e meio a quatro volts, faixa essa que é mais compatível com um microprocessador que tem um conversor analógico-para- digital com uma fonte de alimentação de cinco volts.

Faz-se referência agora às FIGURAS 10 e 13, em que é mostrada uma operação ilustrativa do algoritmo de detecção de pico utilizado no processamento da voltagem CC do primeiro sinal analógico representativo da luz refletida detectada na superf ície-alvo (e indicativa de cor e de tom) .

Dados brutos relacionados à voltagem não-compensada são coletados a uma determinada taxa de amostragem (etapa .500). Uma média de bloco móvel (Av(i)) é então calculada para as últimas η amostras (etapa 502) . A média de bloco móvel Av (i) é então comparada na etapa 504 com a mais recente média de bloco móvel (Av(i-l)) anterior. Se o desvio entre a atual média de bloco móvel Av(i) for inferior a determinado limite de desvio de voltagem da mais recente média de bloco móvel anterior Av(i-l), então uma condição de estado estável foi satisfeita, e a atual média de bloco móvel Av(i) é tida como o valor de pico na etapa .506 para processamento posterior como a voltagem CC estável indicativa da cor e do tom da superfície-alvo. Se o desvio medido na etapa 504 superar o limite determinado para o desvio de voltagem, o processo retorna à etapa 502 para calcular uma nova média de bloco móvel atual. O processo continua a amostrar (etapa 500), calculando médias de bloco móvel (etapa 502) e comparando (etapa 504) até que o determinado desvio entre a média de bloco móvel atual Av(i) e a mais recente média de bloco móvel Av(i-l) anterior seja inferior a um determinado limite de desvio de voltagem.

O valor de pico mantido para a voltagem CC constante é então processado primeiro para ajustar o recuo de CC, depois para corrigir a temperatura, e depois para ajustar a calibragem de cor e/ou de lote (se for desejado ou necessário). A voltagem compensada resultante relaciona-se diretamente à cor e ao tom da reflectância da superfície- alvo em condições padrões. O processador, pelo uso de uma tabela de pesquisa armazenada ou de uma fórmula matemática (com base talvez nos dados relacionados com a tabela de pesquisa) que correlaciona uma determinada voltagem compensada (indicativa da cor e do tom da superfície-alvo) a uma determinada concentração do analisado, identifica um valor de saída do nível de concentração do analisado. Se o valor da voltagem compensada cair entre duas linhas da tabela de pesquisa, os pontos de dados terminais para o nível de concentração do analisado são interpolados para produzir uma saída. A seleção pelo usuário de dados do refletômetro (como o código de lote do fabricante para o emplastro transdérmico 10 ou a tira de teste 20) e o tipo de teste a ser realizado (por exemplo, glicose versus colesterol) identifica qual entre várias tabelas de pesquisa armazenadas deve ser considerada pelo processador na avaliação da voltagem compensada indicativa da cor e do tom da superfície-alvo para determinar o correspondente valor de saída do nível de concentração do analisado. Outros fatores que podem afetar a calibração para um indivíduo também podem ser afetados pela escolha da tabela de pesquisa. A FIGURA 11 ilustra um exemplo de tabela de pesquisa adequada para uso no refletômetro da presente invenção.

No contexto da tabela de pesquisa da FIGURA 11 (ou de sua fórmula matemática eqüivalente), é apresentado agora um exemplo do uso do refletômetro 30/30' para monitorar o nível de glicose. Às 10:00 horas, um alarme audível pré- fixado alerta o paciente diabético para tirar uma leitura de glicose. Um emplastro transdérmico 10 é afixado ao interior do antebraço do paciente e o botão SELECT é pressionado, sinalizando o início do período de contagem regressiva da incubação. Após o período expirar, outro alarme audível com uma seqüência tonai distinta alerta o paciente de que é hora de fazer uma leitura do emplastro

10. A parte do nariz protuberante 4 8 de formato cilíndrico do cabeçote do sensor 32 é inserida na abertura 14 no emplastro transdérmico 10, e o botão READ é acionado. Após cerca de um segundo de tempo de leitura, o primeiro sinal de saída analógica ainda não atingiu ainda uma condição de estado constante (relativo a determinado limite de desvio de voltagem) . Após cerca de dois segundos, é atingido o estado constante e um recuo de CC é ajustado, mas é obtida uma voltagem não-compensada quanto à temperatura com um valor de 0,664 volts. Esta voltagem CC constante é então apresentada para o processador como o primeiro sinal de saída analógica para análise. Além disso, o diodo 23 0 sensor de temperatura fornece o terceiro sinal de saída analógica com um valor de 0,611 volts. De acordo com o algoritmo de correção de temperatura descrito anteriormente, um valor CV de voltagem compensada indicativo da cor e do tom da superf ície-alvo é então calculado a 0,662 volts. Se necessário, ajustes de calibragem de cor e/ou de lote apropriados também podem ser feitos. Na tabela de pesquisa da FIGURA 11 (ou de sua fórmula matemática eqüivalente), esta voltagem compensada correlaciona-se a um nível de glicose entre 140 e 180 mg/dL. A interpolação desses dois pontos terminais produz um resultado final de 170,4 mg/dL. Este nível de glicose é então arredondado para o número inteiro mais próximo, e um resultado final de 17 0 mg/dL é exibido para o paciente. O resultado também é armazenado na memória juntamente com a data e hora para referência futura ou para ser descarregado para um computador como o histórico do paciente.

Faz-se referência agora à FIGURA 12A, em que é mostrada uma vista transversal que ilustra o engajamento inadequado do refletômetro e do emplastro transdérmico. Como foi citado anteriormente, um dos fatores que podem afetar a precisão da leitura de cor e de tom é a aplicação de variados graus de pressão de contato entre o refletômetro 30 e o emplastro transdérmico 10. Neste sentido, observa-se que a mensuração precisa depende da superfície-alvo estar na posição adequada. Pressão descontínua ou excessiva, contudo, pode distorcer (isto é, arquear ou ondear) a membrana 16 e deslocar a superfície- alvo da posição apropriada. Este efeito é mostrado de modo exagerado na FIGURA 12A. Foi observado que o resultado de uma maior pressão aplicada no emplastro pelo medidor do refletômetro causa um sinal de reflectância maior devido à superfície-alvo desviar no sentido do fototransistor. Ainda, em certos casos, a membrana é inerentemente distorcida ou é distorcida como resultado da reação biológica e química.

Faz-se referência agora à FIGURA 12B, em que é mostrada uma vista transversal que ilustra a utilização de cilíndrico do cabeçote de sensor 32 do refletômetro. A janela 290 serve para achatar quaisquer distorções existentes (arqueamentos, ondas e assemelhados) na membrana .16 e ainda tornar o processo de medição relativamente insensível a variações na pressão aplicada. A superfície- alvo é, assim, posicionada com precisão para a leitura de cor e de tom. A janela 2 90 é transparente e é preferivelmente feita de um plástico ou vidro que exige alta transmissibilidade no comprimento de onda da fonte de luz utilizada, neste caso, aquele comprimento de onda emitido pelos LEDs 50. Outros requisitos incluem durabilidade e resistência a soluções de limpeza e arranhões. Como benefício adicional, a janela transparente .290 impede a entrada de poeira, pó e sujeira e seu acúmulo dentro do cabeçote do sensor (que podem reduzir a sensibilidade do refletômetro e também podem afetar a calibragem).

Faz-se referência agora à FIGURA 12C, em que é apresentada uma vista transversal que ilustra o uso de uma parte de nariz cilíndrico afilado 48' do cabeçote do sensor .32 do refletômetro. Conforme foi discutido anteriormente, o refletômetro 30/30' é substancialmente imune à influência externa da luz. Assim, a parte do nariz 48/48' do cabeçote do sensor 32 não precisa necessariamente fornecer um encaixe à prova de luz dentro da abertura 14 no emplastro transdérmico 10. O vazamento da luz ambiente, da mesma forma que a cor da pele, é compensado pelo sinal de retroalimentação incluído e pelos recursos de detecção síncronos. No entanto, é importante, conforme está ilustrado na FIGURA 12A, que a superfície-alvo seja colocada em posição adequada com relação ao cabeçote .48/48'. O cabeçote do sensor 48 de formato cilíndrico (como aquele mostrado nas FIGURAS 3, 12A e 12B) com um diâmetro quase idêntico ao diâmetro da abertura circular no emplastro transdérmico 10 poderá não se enquadrar apropriadamente, nos casos em que o usuário não tiver cuidado, dentro da abertura rente contra a membrana. Como preocupação adicional, a superfície superior do emplastro transdérmico pode ter uma camada adesiva que poderia segurar o nariz, fazendo com que seja mais difícil assentar adequadamente o nariz dentro da abertura do emplastro. Para auxiliar o usuário a obter o posicionamento rente apropriado do refletômetro 30, o formato afilado da parte do nariz 48' de formato cilíndrico do cabeçote do sensor 32 do refletômetro funciona para encontrar a abertura no emplastro 10 durante a inserção e para facilitar a colocação apropriada do refletômetro contra a membrana. A janela 290 é preferivelmente reentrada dentro do nariz por sua espessura para selar a abertura no cabeçote do sensor e impedir que a borda da janela seja apanhada e possivelmente danificada ou removida durante o manuseio. Faz-se referência mais uma vez às FIGURAS 6A e 6B. Como foi mencionado anteriormente, o processo de leitura é iniciado quando o usuário aciona o botão SELECT. Este botão sinaliza o início de um período de contagem regressiva de incubação. É reconhecido que o tempo exigido para o término dos processos biológicos e químicos que ocorrem no emplastro 10 ou na tira 2 0 podem ser dependentes da temperatura. Assim, o processador do refletômetro 3 0/3 0' utiliza o diodo 238 para obter informações indicativas da temperatura ambiente. Quando o botão SELECT é ativado, o processador utiliza as informações atuais de temperatura ambiente fornecida pelo diodo 23 8 para determinar um período de contagem regressiva de incubação suficiente para assegurar o término dos processos biológicos e químicos no emplastro 10 ou na tira 20 antes de sinalizar para o usuário com um alarme audível, indicando que é hora de fazer uma leitura.

Faz-se referência agora à FIGURA 7 e à FIGURA 14, em que é mostrado um diagrama de fluxo que ilustra um processo para realizar uma calibragem de primeira ordem do refletômetro 30/30'. Observa-se que esta calibragem de primeira ordem precisa ser efetuada a uma temperatura controlada (como 25 0C) . Um ponto na curva de voltagem compensada-concentração de analisado (como aquela representada pela tabela de pesquisa da FIGURA 11) é escolhido na etapa 350, onde é preferível que o refletômetro seja capaz de ler com a maior precisão. Na maioria dos casos, este ponto estará no meio da curva ou próximo disso. O refletômetro 30/30' é então exposto na etapa 352 a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Uma voltagem compensada resultante ou valores da concentração de analisado é então produzida na etapa 354. 0 potenciômetro .156 interno do circuito de ajuste do nível de luz 154 é então ajustado na etapa 356, com a voltagem compensada ajustada sendo produzida na etapa 358. É feito então um teste na etapa 360 para determinar se o ajuste da etapa 356 produziu uma voltagem compensada ajustada na etapa 358 que é igual ao ponto selecionado na etapa 350 na curva de voltagem compensada-concentração de analisado. Caso não seja, o processo retorna para efetuar as etapas 356, 358 e .360 mais uma vez. Isso é repetido até o ponto em que o ajuste do potenciômetro 156 produza uma voltagem compensada ajustada que é igual à voltagem compensada no ponto selecionado da curva de voltagem compensada-concentração de analisado. Se este processo de calibragem de primeira ordem for efetuado com relação a cada refletômetro 30/30', então cada refletômetro lerá exatamente da mesma maneira em seu ponto médio, fornecendo assim consistência na operação do refletômetro de um dispositivo para outro.

Faz-se referência agora às FIGURAS 6A e 6B e à FIGURA .15, em que é mostrado um diagrama de fluxo que ilustra um processo para efetuar uma calibragem de segunda ordem no refletômetro 3 0/3 0'. Observa-se que esta calibragem de segunda ordem precisa ser efetuada a uma temperatura controlada (como 25 °C) . Um ponto em uma extremidade da curva de voltagem compensada-concentração de analisado (como aquela representada pela tabela de pesquisa da FIGURA 11) é escolhido na etapa 370. O refletômetro 30/30' é então exposto na etapa 372 a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Um valor de voltagem compensada resultante é então produzido na etapa .3 74. Um primeiro recuo do ponto terminal entre o valor de voltagem compensada produzido e a voltagem compensada no ponto terminal selecionado na curva de voltagem compensada- concentração de analisado é então determinado na etapa 376 e armazenado (em memória não-volátil) pelo processador na etapa 378. Neste ponto, também é feita uma medição da queda de voltagem através do diodo 23 0 sensor de temperatura 128 e armazenada (em memória não volátil) pelo processador na etapa 3 62. Um ponto na outra extremidade da curva de voltagem compensada-concentração de analisado é então escolhido na etapa 380. O refletômetro 30/30' é então exposto na etapa 382 a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Um valor de voltagem compensada resultante é então produzido na etapa .3 84. Um segundo recuo do ponto terminal entre o valor de voltagem compensada produzido e a voltagem compensada no ponto terminal selecionado na curva de voltagem compensada- concentração de analisado é então determinado na etapa 3 86 e armazenado (em memória não-volátil) pelo processador na etapa 38 8. Um ponto no meio da curva de voltagem compensada-concentração de analisado é então escolhido na etapa 390. O refletômetro 30/30' é então exposto na etapa .392 a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Um valor de voltagem compensada resultante é então produzido na etapa 394. Um recuo do ponto médio entre o valor de voltagem compensada produzido e a voltagem compensada no ponto terminal selecionado na curva de voltagem compensada-concentração de analisado é então determinado na etapa 396 e armazenado (em memória não-volátil) pelo processador na etapa 398. Os recuos do primeiro e do segundo ponto terminal armazenados e o recuo do ponto médio podem então ser considerados pelo processador ao utilizar a tabela de pesquisa armazenada (ou algoritmo matemático), que correlaciona uma determinada voltagem compensada (indicativa da cor e do tom da superfície-alvo lida) a uma determinada concentração de analisado, para identificar um valor de saída do nível de concentração do analisado. Embora não esteja especificamente ilustrado, mais de dois ou três pontos na curva podem ser selecionados para a calibragem de segunda ordem para fornecer maior precisão na operação.

Observa-se que o processo de calibragem de segunda ordem da FIGURA 15 pode ser efetuado várias vezes em um único medidor em situações em que o medidor terá probabilidade de ser utilizado para fazer leituras para diferentes tipos de testes (por exemplo, glicose e colesterol). Em tal caso, o refletômetro 30/30' é programado com mais de uma tabela de pesquisa armazenada (ou algoritmos matemáticos) que correlacionam, cada um, uma determinada voltagem compensada (indicativa da cor e do tom da superfície-alvo lida) a uma determinada concentração de analisado. 0 refletômetro precisa ser calibrado aos dados aplicáveis em cada um desses testes para assegurar o desempenho apropriado.

É reconhecido que as indicações de cor desenvolvidas nos emplastros transdérmicos ou nas tiras podem variar entre lotes de fabricação. Um modo de lidar com esta preocupação é codificar cada lote de acordo com suas indicações de cor. Cada medidor é então pré-programado com as designações de código de lote e recuos apropriados no primeiro e no segundo ponto terminal e no ponto do meio. Nas situações em que a pré-programação dessa maneira não é possível, o processo ilustrado na FIGURA 15 pode ser realizado pelo paciente (em oposição a fazê-lo na fábrica) com relação a cada lote de emplastros transdérmicos ou tiras utilizados. Para suportar este processo de calibragem (terceira ordem) de código de lote pelo paciente, cada lote de emplastros transdérmicos ou de tiras incluiria três tons de cores padrões, com cada tom correspondendo a determinada concentração de analisado conforme mensurada por aquele lote. Após o término do processo, os recuos de primeiro e de segundo pontos terminais armazenados e de ponto do meio relacionados à variação de lote podem então ser levados em consideração pelo processador ao utilizar a tabela de pesquisa armazenada (ou o algoritmo matemático), que correlaciona uma determinada voltagem compensada (indicativa de cor e de tom lido da superfície-alvo) a uma determinada concentração do analisado, para identificar um valor de saída do nível de concentração do analisado.

Faz-se referência agora à FIGURA 11 e ã FIGURA 16, em que é mostrado um gráfico que ilustra uma curva ilustrativa de voltagem compensada-concentração de analisado 4 00 e o efeito sobre ela dos processos de primeira ordem e de segunda ordem de calibragem das FIGURAS 14 e 15, respectivamente. A curva 400 representa o relacionamento entre uma determinada voltagem compensada mensurada (no eixo y) e uma concentração de analisado correspondente (no eixo x). Mais precisamente, a curva 4 00 apresenta o relacionamento específico da voltagem compensada- concentração de analisado ilustrado na FIGURA 11.

Passando primeiro para o processo de calibragem de primeira ordem da FIGURA 14, um ponto de meio 4 02 na curva .400 da FIGURA 16 é selecionado (neste caso, representando uma concentração de analisado de 3 00 mg/dL). O refletômetro é então exposto a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Em vez de produzir uma leitura da voltagem correspondente compensada esperada 404 (neste caso, compreendendo 550 mV) , o refletômetro reporta uma voltagem compensada diferente 406. O ajuste apropriado do potenciômetro 156 é então efetuado para trazer a voltagem compensada reportada pelo refletômetro 4 06 dentro de um relacionamento de igualdade com a voltagem compensada esperada 404. Também é feito neste ponto o armazenamento da queda de voltagem através do diodo 230 sensor de temperatura 128.

Passando a seguir para o processo de calibragem de segunda ordem da FIGURA 15, um primeiro ponto terminal 408 na curva 4 00 da FIGURA 16 é selecionado (neste caso, representando uma concentração de analisado de 625 mg/dL). O refletômetro é então exposto a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Em vez de produzir uma leitura da voltagem correspondente compensada esperada 410 (neste caso, compreendendo 4 00 mV), o refletômetro reporta uma voltagem compensada diferente .412. O recuo dl entre a voltagem compensada esperada 410 e a voltagem compensada reportada pelo refletômetro 412 é determinado e armazenado. Um segundo ponto terminal 414 na curva 400 é selecionado (neste caso, representando uma concentração de analisado de 55 mg/dL). 0 refletômetro é então exposto a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Em vez de produzir uma leitura da voltagem correspondente compensada esperada 416 (neste caso, compreendendo 850 mV) , o refletômetro reporta uma voltagem compensada diferente 418. O recuo d2 entre a voltagem compensada esperada 416 e a voltagem compensada reportada pelo refletômetro 418 é determinado e armazenado. Um ponto de meio 420 na curva 400 é selecionado (neste caso, representando uma concentração de analisado de 300 mg/dL) . O refletômetro é então exposto a um tom de cor padrão que corresponde àquela concentração de analisado escolhida. Devido à calibragem de primeira ordem fornecida anteriormente, o refletômetro deve produzir a leitura da voltagem compensada esperada 404 (neste caso, compreendendo ,550 mV) . Se não o fizer, então os processos de calibragem da primeira e da segunda ordem devem ser efetuados novamente. No evento do refletômetro estar sendo programado para ser utilizado em conexão com diferentes tipos de testes (por exemplo, glicose e colesterol) , o refletômetro provavelmente não produzirá a leitura da voltagem compensada esperada 404. Em vez disso, o refletômetro reporta uma voltagem compensada diferente 406. 0 recuo d3 entre a voltagem compensada esperada 4 04 e a voltagem compensada reportada pelo refletômetro 4 06 é determinado e armazenado. Os recuos dl e d2 do primeiro e segundo pontos terminais e o recuo d3 do ponto de meio podem então ser levados em consideração pelo processador na utilização da tabela de pesquisa armazenada (ver a FIGURA 11) ou uma fórmula matemática quando do processamento de uma voltagem compensada detectada (indicativa da cor e do tom lidos da superfície-alvo) para identificar um valor de saída do nível de concentração do analisado. 0 resultado desta calibragem de segunda ordem é, na realidade, produzir uma curva 400' de voltagem compensada-concentração de analisado (ilustrada com uma linha tracejada) para cada tipo de teste que leve em consideração as tolerâncias do refletômetro3 0/3 0' específico em questão. Ao processar a voltagem compensada detectada pelo refletômetro 30/30' em pontos na curva 400 (tabela de pesquisa da FIGURA 11) entre os pontos terminais 408 e 414, uma interpolação do recuo dl, d2 ou d3 apropriado pode ser calculada (juntamente com qualquer interpolação necessária para fazer o cálculo entre os pontos de dados da tabela de pesquisa ou da fórmula matemática) fazendo uma determinação final do valor de saída do nível de concentração de analisado. 0 processo anterior pode então ser repetido pelo paciente para calcular recuos dl, d2 e d3 adicionais e assim produzir outra curva 390' de voltagem compensada-concentração de analisado ajustada para cada lote de emplastros ou de tiras.

Faz-se referência agora à FIGURA 17, em que é mostrado um diagrama de fluxo que ilustra um processo para converter uma voltagem de entrada indicativa do tom de cor lido dentro de uma saída de valor de concentração. O processo ilustrado não apenas dá conta de quaisquer considerações de temperatura na geração da voltagem compensada, mas também dá conta de quaisquer interpolações exigidas pelos recuos de calibragem de segunda ordem (ver FIGURA 15) e pelo cálculo entre os pontos de dados na tabela de pesquisa (ver FIGURA 11) . Na etapa 600, uma voltagem de saída estável indicativa de cor e de tom foi determinada (ver FIGURA 13). Se quaisquer recuos CC que afetem a precisão da voltagem de saída estável estiverem presentes (como aquele fornecido com relação ao detector síncrono), esses recuos são subtraídos da voltagem de saída estável na etapa 602. A seguir, na etapa 604, a voltagem de saída estável com ajuste de recuo é processada utilizando a equação discutida anteriormente para compensar as variações na intensidade da fonte de luz devidas à temperatura e produzir uma voltagem compensada (CV) . A voltagem compensada é então processada na etapa 606 para fazer quaisquer ajustes necessários relacionados com a calibragem de cor de segunda ordem e a calibragem de código de lote da terceira ordem (ver FIGURAS 15 e 16) . Uma tabela de pesquisa (ou uma fórmula matemática) é então utilizada para converter a voltagem compensada e ajustada por calibragem de cor (código de lote) na etapa 608 até um nível de concentração. Quaisquer interpolações necessárias para o nível de concentração determinado são então feitas na etapa 610. Uma determinação é então feita na etapa 612 sobre se o nível de concentração determinado (interpolado) está dentro de uma faixa prevista aceitável para o teste em particular que estiver sendo feito. Caso não esteja, é exibida uma mensagem de erro na etapa 614, e o registro do erro é armazenado na etapa 616 juntamente com a data e hora do dia. Caso esteja, o nível de concentração determinado (interpolado) é exibido na etapa 618, e o registro do nível é armazenado na etapa 616 juntamente com a data e hora do dia. Embora versões preferidas do método e do aparelho da presente invenção tenham sido ilustrados nos desenhos que o acompanham e descritos na Descrição Detalhada anterior, será compreendido que a invenção não está limitada às versões reveladas, mas é capaz de numerosas rearrumações, modificações e substituições sem desviar-se do espírito da invenção conforme estabelecido e definido pelas seguintes reivindicações.

Claims

1. Refletômetro que compreende: uma fonte de luz modulada para emitir luz para iluminar uma superfície-alvo que possui determinada cor e tom de cor; um detector óptico para detectar luz que é refletida da superfície-alvo e gerar uma primeira saida indicativa da luz detectada; sendo o refletômetro, caracterizado por adicionalmente compreender meios para processar a primeira saída para gerar um sinal de retroaiimentação para aplicação no detector óptico para compensar qualquer deslocamento na primeira saída resultante da detecção de luz ambiente pelo detector óptico, e diferencialmente amplificar a primeira saída para gerar uma segunda saída; e um detector para demodular sincronicamente a segunda saída para gerar uma voltagem de saída CC substancialmente constante que é indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo.

2. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, onde a fonte de luz modulada emite luz com uma intensidade que varia com as mudanças na temperatura, o refletômetro caracterizado por compreender ainda: um sensor de temperatura ligado termo-mecanicamente à fonte de luz modulada, o sensor gerando uma terceira saída indicativa da temperatura da fonte de luz modulada; e meios para corrigir matematicamente a voltagem de saída CC substancialmente constante de acordo com a terceira saída para dar conta das mudanças detectadas na temperatura da fonte de luz modulada.

3. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz modulada compreende pelo menos um diodo emissor de luz e em que o sensor de temperatura compreende um meio de diodo com uma característica operacional substancialmente complementar à do diodo emissor de luz.

4. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, onde a fonte de luz modulada emite luz com uma intensidade que varia com as mudanças na temperatura, o refletômetro caracterizado por compreender ainda: um compensador de temperatura ligado termo- mecanicamente à fonte de luz modulada; e meios para fazer com que a operação de controle do compensador de temperatura da fonte de luz modulada contrabalance quaisquer variações na intensidade da luz devidas a mudanças na temperatura da fonte de luz modulada.

5. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a fonte de luz modulada compreender pelo menos um diodo emissor de luz, em que o compensador de temperatura compreende um diodo, e em que os meios para fazer compreendem uma conexão elétrica em série do diodo com o diodo emissor de luz.

6. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, onde a fonte de luz modulada emite luz com uma intensidade que varia com as mudanças na queda de voltagem através da fonte de luz modulada, o refletômetro caracterizado por compreender ainda: um sensor para medir a queda de voltagem através da fonte de luz modulada durante a iluminação da superfície- alvo; e meios para correção matemática da voltagem de saída CC substancialmente constante de acordo com a queda de voltagem medida para lidar com as variações na intensidade da luz.

7. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o detector óptico compreender: um fototransistor para receber e detectar a luz que é refletida da superfície-alvo e gerar um primeiro sinal diferencial; um transistor para fixar o ponto operacional quiescente e gerar um segundo sinal diferencial; e meios para conectar o fototransistor e o transistor a uma conexão emissora comum em uma configuração diferencial.

8. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ainda compreender um espelho de corrente para suprir corrente constante fixa dentro da conexão emissora comum entre o fototransistor diferencialmente conectado e o transistor.

9. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o meio de processamento processar o segundo sinal diferencial para gerar o sinal de retroalimentação para aplicação ao fototransistor para propender o fototransistor ao ponto operacional quiescente.

10. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o meio para processamento compreender um integrador para comparar o segundo sinal diferencial a uma voltagem de referência e integrar um resultado da comparação para gerar o sinal de retroalimentação, em que o sinal de retroalimentação é indicativo de um erro entre o ponto operacional quiescente e um deslocamento causado pela luz ambiente CC detectada no fototransistor.

11.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fonte de luz modulada compreender: pelo menos dois diodos emissores de luz; e meios para montar os diodos emissores de luz cada um deles a um ângulo de orientação longe do ângulo de orientação do detector óptico de modo a prover uma iluminação substancialmente uniforme da superfície-alvo com reflexão especular mínima para o detector óptico.

12.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de os dois diodos emissores de luz serem de cores diferentes.

13. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o detector para a demodulação síncrona compreender um detector síncrono de onda integral que produz uma voltagem CC proporcional à voltagem pico-a- pico do segundo sinal de saída.

14. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir uma caixa manual para conter a fonte de luz modulada, o detector óptico diferencial, o amplificador diferencial e um detector síncrono.

15. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a superfície-alvo compreender uma membrana de desenvolvimento de cor de um emplastro transdérmico, e a caixa manual incluir um cabeçote de leitura adaptado para casamento com a membrana de desenvolvimento de cor do emplastro transdérmico.

16.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o emplastro transdérmico incluir uma abertura que expõe a membrana de desenvolvimento de cor à vista, e o cabeçote da leitura incluir um nariz configurado para ser inserido na abertura do emplastro transdérmico.

17.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de o nariz do cabeçote da leitura incluir uma janela transparente para achatar a membrana de desenvolvimento de cor quando o cabeçote da leitura é inserido na abertura do emplastro transdérmico.

18.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de a abertura no emplastro transdérmico ter determinado tamanho e formato, e em que a configuração de nariz do cabeçote da leitura ter um tamanho e formato complementar.

19.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de a abertura ser circular e em que a configuração de nariz possui um formato cilíndrico adaptado para encaixar dentro da abertura circular.

20.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de o formato cilíndrico da configuração do nariz ser afilado para permitir ao cabeçote da leitura encontrar a abertura circular.

21. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir uma caixa de mesa para conter a fonte de luz modulada, o detector óptico diferencial, um amplificador diferencial e um detector síncrono.

22. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de a superfície-alvo compreender uma tira de teste de desenvolvimento de cor, e a caixa manual incluir um local de leitura adaptado para limitar a tira de teste de desenvolvimento de cor.

23. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o tom de cor da superf ície-alvo ser indicativo de determinada quantidade ou qualidade mensurável, sendo que o refletômetro ainda compreende um processador para converter a voltagem CC constante indicativa da cor ou do tom de cor na superf ície-alvo em uma correspondente medida de quantidade ou de qualidade.

24.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma tabela de pesquisa armazenada ou uma fórmula matemática que correlaciona valores de voltagem CC constante a medidas correspondentes de quantidade ou de qualidade, sendo que o processador consulta a tabela de pesquisa ou a fórmula matemática para fazer sua conversão.

25.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de a quantidade ou qualidade mensurável compreender uma concentração de analisado.

26.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a concentração de analisado compreender ou um nível de glicose ou um nível de colesterol.

27.Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, onde a fonte de luz modulada emite luz com uma intensidade que varia com as alterações na temperatura, e onde o tom de cor da superfície-alvo é indicativo de determinada quantidade ou qualidade mensurável, o refletômetro caracterizado por ainda compreender: um sensor que gera um sinal de temperatura que é indicativo da temperatura da fonte de luz; e um processador para corrigir a voltagem CC constante que é indicativa da cor ou do tom de cor na superficie-alvo de acordo com o sinal de temperatura para gerar uma voltagem CC compensada, e para converter a voltagem CC compensada em uma medida correspondente de quantidade ou de qualidade.

28. Cabeçote de leitora para um refletômetro, caracterizado por compreender: pelo menos dois diodos emissores de luz; um detector óptico; e meios para montar os diodos emissores de luz cada um a uma inclinação em relação a uma orientação do detector óptico de modo a prover uma iluminação substancialmente uniforme de uma superficie-alvo com mínima reflexão especular para o detector óptico.

29.Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação .28, caracterizado pelo fato de a orientação do detector óptico ser normal à superficie-alvo.

30.Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação .28, caracterizado pelo fato de o ângulo de inclinação ser entre quarenta e quarenta e cinco graus.

31. Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação .28, caracterizado pelo fato de a superficie-alvo compreender uma membrana de desenvolvimento de cor de um emplastro transdérmico, e o cabeçote da leitora estar adaptado para casar com a membrana de desenvolvimento de cor do emplastro transdérmico.

32. Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação31, caracterizado pelo fato de o emplastro transdérmico incluir uma abertura para expor a membrana de desenvolvimento de cor à vista, e o cabeçote de leitora incluir um nariz configurado para inserção na abertura do emplastro transdérmico.

33. Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação32, caracterizado pelo fato de o nariz do cabeçote da leitora incluir uma janela transparente para achatar a membrana de desenvolvimento de cor quando o cabeçote de leitora for inserido na abertura do emplastro transdérmico.

34. Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação32, caracterizado pelo fato de a abertura no emplastro transdérmico ter determinado tamanho e formato, e em que a configuração do nariz do cabeçote de leitora tem um tamanho e formato complementares.

35. Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação32, caracterizado pelo fato de a abertura ser circular, e em que a configuração do nariz possui um formato cilíndrico adaptado para se encaixar dentro da abertura circular.

36. Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação35, caracterizado pelo fato de o formato cilíndrico da configuração do nariz ser afilado para permitir que o cabeçote de leitora encontre a abertura circular.

37. Cabeçote de leitora, de acordo com a reivindicação28, caracterizado pelo fato de os dois diodos emissores de luz serem de cores diferentes.

38. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: fonte de luz para emitir luz com uma intensidade que varia com alterações na temperatura da fonte de luz; detector óptico para detectar luz da fonte de luz e gerar uma primeira saída indicativa da luz detectada; sensor de temperatura ligado termo-mecanicamente à fonte de luz, sendo que o sensor gera uma segunda saída indicativa da temperatura da fonte de luz; e meios para corrigir matematicamente um nível de voltagem da primeira saída de acordo com a segunda saída para dar conta das alterações detectadas na temperatura da fonte de luz.

39. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de a fonte de luz compreender pelo menos um diodo emissor de luz e em que o sensor de temperatura compreende um meio de diodo com uma característica operacional substancialmente complementar à do diodo emissor de luz.

40. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: fonte de luz para emitir luz com uma intensidade que varia com alterações na temperatura da fonte de luz; detector óptico para detectar luz da fonte de luz e gerar uma saída indicativa da luz detectada; compensador de temperatura ligado termo-mecanicamente à fonte de luz modulada; e meios reativos ao compensador de temperatura para controlar a operação da fonte de luz para contrabalançar quaisquer variações na intensidade da luz devido a alterações na temperatura da fonte de luz.

41. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de a fonte de luz compreender pelo menos um diodo emissor de luz, em que o compensador de temperatura compreende um diodo, e em que os meios para controlar compreendem uma conexão elétrica em série do diodo com o diodo emissor de luz.

42. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo: fonte de luz para emitir luz com uma intensidade que varia com mudanças na queda de voltagem através da fonte de luz ; detector óptico para detectar luz da fonte de luz e gerar uma saída indicativa da luz detectada; sendo o refletômetro, caracterizado pelo fato de compreender um sensor para medir a queda de voltagem através da fonte de luz; e meios para corrigir matematicamente um nível de voltagem da saída de acordo com a queda de voltagem medida para dar conta das variações na intensidade da luz devido a mudanças na queda de voltagem.

43. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: fonte de luz para emitir luz para iluminar uma superfície-alvo que possui determinada cor e tom de cor; circuito detector óptico para detectar luz que é refletida da superfície-alvo e gerar uma voltagem de saída CC substancialmente constante que é indicativa da cor ou do tom da cor na superfície-alvo; processador para converter a voltagem CC constante indicativa da cor ou do tom da cor na superf ície-alvo em uma quantidade ou qualidade de medida correspondente; e meios para controlar a modulação da fonte de luz em um primeiro modo para iluminar a superf ície-alvo e em um segundo modo para comunicar remotamente dados que identifiquem a correspondente medida de quantidade ou de qualidade por um enlace de comunicação óptico.

44. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que o circuito detector óptico compreende: detector óptico para detectar a luz que é refletida da superfície-alvo e gerar uma primeira saída indicativa da luz detectada; meios para processar a primeira saída e gerar um sinal de retroalimentação para aplicação ao detector óptico para compensar qualquer desvio de voltagem CC na primeira saída como resultado da detecção da luz ambiente pelo detector óptico, e amplificar diferencialmente a primeira saída para gerar uma segunda saída; e detector para demodular sincronicamente a segunda saída e gerar a voltagem de saída CC substancialmente constante que é indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo.

45. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de o detector óptico compreender: fototransistor para receber e detectar luz que é refletida da superfície-alvo e gerar um primeiro sinal diferencial; transistor para fixar o ponto operacional quiescente e gerar um segundo sinal diferencial; e meios para conectar o fototransistor e o transistor em uma conexão emissora comum em uma configuração diferencial.

46. Ref letômetro, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado por ainda compreender um espelho de corrente para fornecer corrente constante fixa dentro da conexão emissora comum entre o fototransistor conectado diferencialmente e o transistor.

47. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 46, caracterizado pelo fato de os meios para processar processarem o segundo sinal diferencial para gerar o sinal de retroalimentação para aplicação ao fototransistor para propender o fototransistor para o ponto operacional quiescente.

48. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de os meios para processar compreenderem um integrador para comparar o segundo sinal diferencial com uma voltagem de referência e integrar um resultado da comparação para gerar o sinal de retroalimentação, em que o sinal de retroalimentação é indicativo de um erro entre o ponto operacional quiescente e um deslocamento causado pela luz ambiente CC detectada no fototransistor.

49. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 44, em que a fonte de luz compreende pelo menos dois diodos emissores de luz, caracterizado pelo fato de ainda compreender: meios para montar os diodos emissores de luz cada um deles a um ângulo de orientação longe de um ângulo de orientação do detector óptico de modo a fornecer iluminação substancialmente uniforme da superfície-alvo com reflexão especular mínima ao detector óptico.

50. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelo fato de os dois diodos emissores de luz serem de cores diferentes.

51. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de ainda incluir meios para piscar alternativamente os diodos emissores de luz de cores diferentes.

52. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de o detector para demodular sincronicamente compreender um detector síncrono de onda integral que produz uma voltagem CC proporcional à voltagem pico-a-pico do segundo sinal de saída.

53. Refletômetro, compreendendo: fonte de luz para emitir luz para iluminar uma superfície-alvo que possui determinada cor e tom de cor; circuito detector óptico para detectar luz que é refletida da superfície-alvo e gerar uma voltagem de saída CC substancialmente constante que é indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo; sendo o refletômetro, caracterizado por ainda compreender: tabela de pesquisa armazenada ou uma fórmula matemática que correlaciona os valores de voltagem CC constante a medidas correspondentes de quantidade ou de qualidade para cada um entre vários testes diferentes; meios para calibrar o refletômetro para determinar um recuo para a aplicação ler voltagens de saída CC correspondentes a determinada cor ou tom de cor; e processador para o recuo determinado ajustar a voltagem CC constante indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo e consultar a tabela de pesquisa armazenada ou a fórmula matemática para determinado teste que estiver sendo efetuado, e converter a voltagem CC constante indicativa da cor ou o tom da cor da superfície-alvo em uma correspondente medida de quantidade ou de qualidade de acordo com aquele determinado teste.

54. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 53, onde a fonte de luz é uma fonte de luz modulada e onde o circuito detector óptico é caracterizado por compreender: detector óptico para detectar luz que é refletida da superficie-alvo e gerar uma primeira saída indicativa da luz detectada; meios para processar a primeira saída para gerar um sinal de retroaiimentação para aplicação ao detector óptico para compensar qualquer desvio na primeira saída resultante da detecção de luz ambiente pelo detector óptico, e amplificar diferencialmente a primeira saída para gerar uma segunda saída; e detector para demodular sincronicamente a segunda saída para gerar a voltagem de saída CC substancialmente constante que é indicativa da cor ou do tom de cor na superfície-alvo.

55. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo fato de o detector óptico compreender: fototransistor para receber e detectar luz que é refletida da superfície-alvo e gerar um primeiro sinal diferencial; transistor para fixar o ponto operacional quiescente e gerar um segundo sinal diferencial; e meios para conectar o fototransistor e o transistor em uma conexão emissora comum em uma configuração diferencial.

56. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de os meios para processar processarem o segundo sinal diferencial para gerar o sinal de retroalimentação para aplicação ao fototransistor para propender o fototransistor ao ponto operacional quiescente.

57. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de os meios para processar compreenderem um integrador para comparar o segundo sinal diferencial a uma voltagem de referência e integrar o resultado da comparação para gerar o sinal de retroalimentação, em que o sinal de retroalimentação é indicativo de um erro entre o ponto operacional quiescente e um desvio causado pela luz ambiente CC detectada no fototransistor.

58. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo fato de o detector para demodular sincronicamente compreender um detector sincrono de onda integral que produz uma voltagem CC proporcional à voltagem pico-a-pico do segundo sinal de salda.

59. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de ainda incluir meios para calibrar o refletômetro para cada tabela de pesquisa armazenada ou a fórmula matemática para cada um entre os vários testes diferentes.

60. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de os meios para calibrar compreenderem meios para fixar o refletômetro para ler determinada voltagem de saída CC a um ponto do meio que corresponde a determinada cor ou tom de cor.

61. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo fato de os meios para calibrar ainda compreenderem meios para determinar um recuo para a aplicação ler voltagens de saída CC em pontos terminais, cada uma correspondendo a determinada cor ou tom de cor.

62. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo fato de os meios para calibrar ainda compreenderem meios para determinar um recuo para aplicação a uma voltagem de saída CC lida a um ponto do meio para determinado teste e correspondente a determinada cor ou tom de cor.

63. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 60, caracterizado pelo fato de os meios para calibrar ainda compreenderem meios para determinar um recuo para a aplicação ler voltagens de saída CC em pontos terminais, cada um deles correspondendo a determinada cor ou tom de cor dentro de um dado lote.

64. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de os meios para calibrar compreenderem meios para determinar um recuo para a aplicação ler voltagens de saída CC em pontos terminais, cada um deles correspondendo a determinada cor ou tom de cor.

65. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de os meios para calibrar compreenderem meios para determinar um recuo para a aplicação ler voltagem de saída CC a um ponto do meio para determinado teste e correspondente a determinada cor ou tom de cor.

66. Refletômetro, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de o processador ainda interpolar o recuo para a aplicação ler voltagens de saída CC que não correspondem à determinada cor ou tom de cor.