准确度提高的连续葡萄糖监控方法、系统和设备技术方案

一种用于通过以下过程来提高连续葡萄糖监控传感器的准确度的方法、系统和设备：使用时间t处的CGM的值估计时间t+PH处的CGM信号；利用噪声估计算法来使用实时短时间葡萄糖预测范围估计实时的去噪后的CGM值。

Method, system and apparatus for continuous glucose monitoring with improved accuracy

A system for equipment and methods, to improve the accuracy of continuous glucose monitoring sensor through the following process: the use of time at the t CGM value estimation of CGM signal time at t+PH; the noise estimation algorithm to use real-time short time glucose prediction range estimation real-time denoising CGM.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】准确度提高的连续葡萄糖监控方法、系统和设备对相关申请的交叉引用和优先权要求本申请基于35U.S.C119(e)要求2014年8月14日递交的美国临时申请No.62/037,133的优先权，该美国临时申请整体通过引用被合并于此。
一种方法、系统和设备，用于通过短时间预测来提高连续葡萄糖监控的准确度。例如，连续监控传感器的准确度被提高。
技术介绍
连续葡萄糖监控(CGM)的出现提供了在糖尿病病人的葡萄糖水平的控制和了解方面的改进[1]。准连续数据流允许收集与低血糖和高血糖事件期间葡萄糖的变化、检测以及量化相关的信息[2]。临床上，对CGM数据的分析(不管是实时的还是回顾性的)，对于糖尿病的管理而言都是非常有用的[3，4]。就技术进展而言，与胰岛素泵耦接的CGM传感器为人工胰腺和自动化闭环控制的设计和开发带来了希望[5-7]。实时地建议动作的咨询设备也在调研中，例如针对DIAdvisor项目开发的咨询设备[8]。本申请的专利技术人意识到这些设备成功的关键因素是CGM传感器的准确度。因为CGM传感器测量间质葡萄糖(IG)，而不是直接测量血糖(BG)，所以CGM读数的准确度不是最优的[9，10]。为了说明问题，图1示出了CGM时间序列(时间线)的示例，该示例是使用FreeStyle(AbbottDiabetesCare，Alameda，CA)每分钟收集的，并且与使用YSIBG分析器(YSI，Inc.，YellowSprings，OH)每隔15分钟获得的高频测量的BG参考值进行对比。很明显CGM迹线在幅度和延迟上都偏离BG迹线。差别在上升和下降沿期间最明显，并且主要归因于BG和IG浓度之间的动力学，其用作这两者之间的低通滤波器[11，12]。
技术实现思路
基于本公开将明白本专利技术的优选实施例的各种目的和优点。根据优选实施例，本专利技术通过短时间预测提高葡萄糖监控传感器的准确度。作为本专利技术的示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，从而提高CGM读数的准确度。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，从而提高CGM读数的准确度，其中预测范围PH小于20分钟。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，以及补偿由于BG-to-IG动力学系统的低通特性而引入的延迟的一部分，从而提高CGM读数的准确度。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，预测小于图像获取单元20分钟的范围PH，以及补偿由于BG-to-IG动力学系统的低通特性而引入的延迟的一部分，从而提高CGM读数的准确度。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，以及用提前PH分钟算法所预测的葡萄糖浓度来替换传感器在时间t处的输出中所给定的当前CGM值，即CGM(t)，从而提高CGM读数的准确度。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，以及用提前PH分钟算法所预测的葡萄糖浓度来替换传感器在时间t处的输出中所给定的当前CGM值，即CGM(t)，从而提高CGM读数的准确度，其中提前PH分钟算法是作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，用提前PH分钟算法所预测的葡萄糖浓度来替换传感器在时间t处的输出中所给定的当前CGM值，即CGM(t)，以及在随机环境下开发算法，该算法是使用卡尔曼(Kalman)滤波器实现的，从而提高CGM读数的准确度。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，以及对于实时应用仅使用CGM数据，从而提高CGM读数的准确度。作为本专利技术的示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器(CGS)的准确度的方法包括或由以下步骤构成：通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差，以及使用结合贝叶斯平滑标准的卡尔曼滤波器(KF)进行去噪，其中该贝叶斯平滑标准用于估计该滤波器的未知参数，从而提高CGM读数的准确度。作为本专利技术的示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器的准确度的系统包括或由以下模块构成：数字处理器；与数字处理器通信的连续葡萄糖监控(CGM)传感器，该连续葡萄糖监控(CGM)传感器被配置为生成葡萄糖信号；以及去噪模块，该去噪模块被配置为接收来自连续葡萄糖监控(CGM)传感器的葡萄糖信号，并且通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差来生成准确度提高的CGM信号。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器的准确度的系统包括或由以下模块构成：数字处理器；与数字处理器通信的连续葡萄糖监控(CGM)传感器，该连续葡萄糖监控(CGM)传感器被配置为生成葡萄糖信号；以及去噪模块，该去噪模块被配置为接收来自连续葡萄糖监控(CGM)传感器的葡萄糖信号，并且通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差来生成准确度提高的CGM信号，其中去噪模块被配置为预测小于20分钟的范围PH。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器的准确度的系统包括或由以下模块构成：数字处理器；与数字处理器通信的连续葡萄糖监控(CGM)传感器，该连续葡萄糖监控(CGM)传感器被配置为生成葡萄糖信号；以及去噪模块，该去噪模块被配置为接收来自连续葡萄糖监控(CGM)传感器的葡萄糖信号，并且通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差来生成准确度提高的CGM信号，其中去噪模块被配置为补偿由于BG-to-IG动力学系统的低通特性而引入的延迟的一部分。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器的准确度的系统包括或由以下模块构成：数字处理器；与数字处理器通信的连续葡萄糖监控(CGM)传感器，该连续葡萄糖监控(CGM)传感器被配置为生成葡萄糖信号；以及去噪模块，该去噪模块被配置为接收来自连续葡萄糖监控(CGM)传感器的葡萄糖信号，并且通过使用实时短时间葡萄糖预测减少随机噪声和校准误差来生成准确度提高的CGM信号，其中去噪模块被配置为用提前PH分钟算法所预测的葡萄糖浓度来替换传感器在时间t处的输出中所给定的当前CGM值，即CGM(t)。作为本专利技术的另一示例实施例，一种用于提高连续葡萄糖监控传感器的准确度的系统包括或由以下模块构成：数字处理器；与数字处理器通信的连续葡萄糖监控(CGM)传感器，该连续葡萄糖监控(CGM)传感器被配置为生成葡萄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高连续葡萄糖监控系统(CGM)的准确度的方法，包括：获得时间t处的输出CGM信号；通过使用噪声状态估计来估计时间t+PH处CGM信号的值，从而从所述CGM信号中去除随机噪声，其中PH是预先选择的实时短时间预测范围；实时地用CGM信号的估计值替换所述输出CGM信号；以及将所述CGM信号的估计值用作时间t处的所述CGM信号的真值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.14 US 62/037,1331.一种用于提高连续葡萄糖监控系统(CGM)的准确度的方法，包括：获得时间t处的输出CGM信号；通过使用噪声状态估计来估计时间t+PH处CGM信号的值，从而从所述CGM信号中去除随机噪声，其中PH是预先选择的实时短时间预测范围；实时地用CGM信号的估计值替换所述输出CGM信号；以及将所述CGM信号的估计值用作时间t处的所述CGM信号的真值。2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用小于20分钟的预测范围PH。3.根据权利要求1所述的方法，还包括补偿由于BG-to-IG动力学系统的低通特性而引入的延迟的一部分。4.根据权利要求2所述的方法，还包括补偿由于BG-to-IG动力学系统的低通特性而引入的延迟的一部分。5.根据权利要求1所述的方法，还包括用提前PH分钟噪声估计算法所预测的葡萄糖浓度来替换CGM传感器在时间t处的输出中所给定的当前CGM值，即CGM(t)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述提前PH分钟算法是7.根据权利要求5所述的方法，还包括：在随机环境下开发所述算法，其中所述算法是使用卡尔曼滤波器实现的。8.根据权利要求1所述的方法，还包括对于实时应用仅使用CGM数据。9.一种用于提高连续葡萄糖监控(CGM)传感器的准确度的方法，包括：使用实时短时间预测范围来减少CGM读数中的随机噪声和校准误差，从而提高所述CGM读数的准确度；以及通过使用结合贝叶斯平滑标准的卡尔曼滤波器(KF)来对所述CGM读数进行去噪，其中所述贝叶斯平滑标准用于估计卡尔曼滤波器的未知参数。10.一种用于提高连续葡萄糖监控传感器的准确度的系统，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚·法奇内提，乔瓦尼·斯帕拉斯诺，克劳德·科贝利，鲍里斯·P·寇瓦特克威，
申请(专利权)人：弗吉尼亚大学专利基金会，
类型：发明
国别省市：美国,US