用于对患者的胰岛素施用进行控制的方法及控制设备技术

在一种用于对患者(P)的胰岛素施用进行控制的方法中，设置目标葡萄糖水平(T)，并且控制器(10)基于目标葡萄糖水平(T)和患者(P)的测量的葡萄糖水平(G)来计算推荐输注速率(R)以用于对患者(P)施用胰岛素。控制器(10)包括用于计算推荐输注速率(R)的控制器增益(K)。在本文中，借助于将测量的葡萄糖水平(G)以及对患者(P)施用的胰岛素的实际输注速率(IR)考虑在内的数学模型来确定患者(P)的胰岛素敏感性(IS)，并且基于胰岛素敏感性(IS)来确定控制器(10)的控制器增益(K)。以此方式，提供了用于对患者的胰岛素施用进行控制的方法，该方法以可靠的、计算上高效的方式来使得能够将患者的血液葡萄糖水平保持在期望的目标葡萄糖水平处或周围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于对患者的胰岛素施用进行控制的方法及控制设备 本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于对患者的胰岛素施用进行控制的 方法，并且涉及用于对患者的胰岛素施用进行控制的控制设备。 通过此类方法来设置患者体内所应达到的目标葡萄糖水平。然后控制器基于目标 葡萄糖水平以及另外地基于患者的测量的葡萄糖水平来计算推荐输注速率以对患者施用 胰岛素。本文中的控制器包括控制器增益，该控制器增益用于计算推荐输注速率，以使得可 以基于作为输入变量的目标葡萄糖水平和测量的葡萄糖水平并且使用作为控制参数的控 制器增益来确定用于对患者施用胰岛素的推荐输注速率。 此类方法以及用于执行这样的方法的对应的控制设备可以具体地用于控制危重 患者的血液葡萄糖水平。对于这样的危重患者例如在医院的重症监护室（ICU)中接受治疗 的危重患者，在压力情况下可能出现血液葡萄糖水平升高，导致高血糖症。这个现象通常被 称为"应激性糖尿病"，其已经证实潜在地引发患者治疗期间的并发症，导致例如患者的住 院时间延长或甚至死亡。 为了抵御这样的应激性糖尿病的不利影响，当今常用的做法是持续地向危重患者 输注胰岛素以将血液葡萄糖水平降低到具体的预定水平（即所谓的正常血糖，对应于大约 4. 4mmol/L至6.lmmol/L的血液葡萄糖水平）。然而，血液葡萄糖水平的期望目标范围仍然 是讨论的主题，并且几乎没有确保可靠地将血液葡萄糖水平控制在可接受范围内的经临床 测试的功能性协议。 从W0 2008/030347A2已知一种用于对于胰岛素栗参数做出智能治疗推荐的方 法。栗参数包括基本速率、碳水化合物-胰岛素比和胰岛素敏感性因素。基于将更新推荐 改变与阈值进行比较来确定是否应做出治疗推荐。基于栗参数的先前推荐改变与当前血液 葡萄糖值与目标血液葡萄糖水平之间的差来做出对栗参数的更新推荐改变。 在W0 2011/089600A1所公开的方法中，通过接收血液葡萄糖数据，确定与血液葡 萄糖数据相关联的一个或更多个胰岛素敏感值并且基于一个或更多个胰岛素敏感值来确 定胰岛素剂量，来推荐胰岛素剂量。在本文中，可以例如通过以下来确定胰岛素敏感值：从 表中选择一个或更多个胰岛素敏感值，计算一个或更多个胰岛素敏感值，或者关于经验数 据来对一个或更多个胰岛素敏感值进行建模或将一个或更多个胰岛素敏感值与经验数据 相关联。在ChristopherE.Hann等人的出版文献"Integral-basedparameter identificationforlong-termdynamicverificationofaglucose-insulinsystem model'ComputerMethodsandProgramsinBiomedicine(2005) 77, 259-270 中，描述了 使用患者体内的对于葡萄糖效应和胰岛素敏感性的时变患者特定参数的模型。 期望以下用于对患者的胰岛素施用进行控制的安全方法，所述安全方法使得能够 以快速可靠的方式来将患者的血液葡萄糖水平保持在期望目标值处或周围，尤其是降低危 重患者的高血糖症风险。 本专利技术的目的在于提供以下用于对患者的胰岛素施用进行控制的方法及控制设 备，所述方法及控制设备以可靠并且计算上高效的方式使得能够将患者的血液葡萄糖水平 保持在期望目标葡萄糖水平处或周围。 通过包括权利要求1的特征的方法来实现此目的。因此： 借助于将测量的葡萄糖水平以及对患者施用的胰岛素的实际输注速率考虑在内 的数学模型，来确定患者的胰岛素敏感性，以及 基于胰岛素敏感性来确定控制器的控制器增益。 有利的是，当控制器基于目标葡萄糖水平和测量的葡萄糖水平来计算推荐输注速 率时，还另外地将患者的葡萄糖摄入值考虑在内。当计算推荐输注速率时，可以直接将本文 中的患者的葡萄糖摄入作为参数考虑在内。或者当确定胰岛素敏感性时，可以通过数学模 型来将葡萄糖摄入间接地考虑在内。因此使用将测量的葡萄糖水平、实际输注速率和患者 的葡萄糖摄入考虑在内的数学模型来确定胰岛素敏感性。 本专利技术基于以下思想：使用数学模型来确定患者的特定的、依情况而定的胰岛素 敏感性的值。所述模型将患者体内实际测量的葡萄糖水平以及对患者施用的胰岛素的实际 输注速率考虑在内。此外，例如葡萄糖摄入（例如由于供应给患者的营养物）被考虑在内。 所述模型将实际输注速率和血糖水平设置到与彼此的关系中，其中所述关系除了由胰岛素 敏感性限定以外，而且还另外地例如由葡萄糖清除速率来限定。通过修改胰岛素敏感性和 /或葡萄糖清除速率，可以使实际输注速率与测量的葡萄糖水平匹配，从而使得当以具体的 输注速率向患者施用胰岛素时所述模型能够预测出准确的葡萄糖水平。以此方式确定的胰 岛素敏感性然后用于设置控制器的控制器增益，使得可以借助于控制器增益并且通过将实 际测量的葡萄糖水平考虑在内来确定更新的输注速率。 具体地，模型可以用于针对每个测量的葡萄糖水平来重新确定患者的胰岛素敏感 性。因此，针对每次血液葡萄糖水平测量，确定新的胰岛素敏感性值，其因此反映了患者的 改变的状态，并且因此是依情况而定的。然后基于新确定的胰岛素敏感性值来修改控制器 增益，并且控制器使用修改后的控制器增益基于当前测量的葡萄糖水平和目标葡萄糖水平 来计算更新的推荐输注速率。 在一种实施方式中，控制器还计算用于测量患者的葡萄糖水平的下一次测量的建 议时间。因此护士不仅获得作为所述方法的输出的用于向患者施用胰岛素的推荐输注速 率，而且还获得下一次测量的推荐时间。下次时间推荐模块使用例如当前最近的血液葡萄 糖水平测量连同葡萄糖摄入来确定推荐时间，但是，在一种实施方式中，不直接地根据胰岛 素敏感性类。 模型优选地是所谓的药物代谢动力学-药效学（PkPd)模型，所述PkPd模型将患 者特定的参数如患者的身高、体重、年龄、性别、身体质量指数（BMI)、理想BMI、相对理想 BMI和/或糖尿病状态考虑在内以对患者的葡萄糖-胰岛素系统的药效学和药物代谢动力 学进行建模。例如从ChristopherE. Hann等人的公开文献"Integral-basedparameter identificationforlong-termdynamicverificationofaglucose-insulinsystem model"，ComputerMethodsandProgramsinBiomedicine(2005)77, 259-270 可以获知这 样的模型。 基于使用模型确定了的胰岛素敏感性值来设置控制器增益。通过将模型所提供的 胰岛素敏感性值关联到预定的胰岛素敏感性类来设置本文中的控制器增益。本文中的每个 胰岛素敏感性类包括预定的控制器增益使得通过将胰岛素敏感性关联到具体的胰岛素敏 感性类来将控制器增益设置为等于与具体的胰岛素敏感性类相关联的控制器增益。 这基于以下思想：在实际对患者施用胰岛素之前的先行步骤中，确定多个不同的、 离散的胰岛素敏感性类。具体的控制器增益与本文中的每个胰岛素敏感性类相关联。此时， 在实际的施用过程中，通过评估当前确定的患者的胰岛素敏感性落入到什么胰岛素敏感性 类中，能够以容易并且可靠的方式来确定什么控制器增益与该胰岛素敏感性相关联，即患 者的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对患者(P)的胰岛素施用进行控制的方法，其中：设置目标葡萄糖水平(T)；以及控制器(10)基于所述目标葡萄糖水平(T)和患者(P)的测量的葡萄糖水平(G)来计算推荐输注速率(R)以用于对所述患者(P)施用胰岛素，其中所述控制器(10)包括用于计算所述推荐输注速率(R)的控制器增益(K)，其特征在于：借助于将所述测量的葡萄糖水平(G)以及对所述患者(P)施用的胰岛素的实际输注速率(IR)考虑在内的数学模型，来确定所述患者(P)的胰岛素敏感性(IS)；以及基于所述胰岛素敏感性(IS)来确定所述控制器(10)的所述控制器增益(K)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·圭里尼，
申请(专利权)人：费森尤斯维尔公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR