血糖水平控制系统技术方案

设备和方法计算且递送胰岛素和任选地胰高血糖素的剂量至受试者中。在线操作自动地控制响应于来自传感器的有规律的葡萄糖测量的胰岛素的校正剂量的递送，且离线操作基于独立的葡萄糖测量和在在前的在线操作期间自主收集的信息计算和递送校正剂量。在另一方面，离线操作包括基于在在前的在线操作时期期间自主收集的信息自动地计算和投药用餐剂量。两种方法都包括产生适合个体且在在线操作时期期间持续收敛且可能被调制的相关控制参数。在离线操作时期期间实时利用控制参数以调节葡萄糖水平，而无需用户提供的控制参数如校正因子和胰岛素/碳水化合物比率。

【技术实现步骤摘要】
血糖水平控制系统本申请是申请日为2015年1月26日、专利技术名称为“基于在前时期的离线葡萄糖控制”、国际申请号为PCT/US2015/012861并且中国国家申请号为201580017176.0的申请的分案申请。美国政府权益声明本专利技术是在国家健康协会授予的合同号DK085633下利用政府资助作出的。政府在本专利技术中享有某些权益。背景用于调节糖尿病血糖的标准护理胰岛素疗法典型地涉及多次日常皮下注射或者用胰岛素泵皮下输注。典型地，投药(administer，管理)基础和大剂量(bolus)胰岛素的组合以满足受试者的基础新陈代谢胰岛素要求；投药校正大剂量剂量(correctionbolusdose)以调节高血糖症(hyperglycemia)；且增加额外的用餐大剂量剂量(mealbolusdose)以提供用于食品消耗的胰岛素。在当前的通常的关注中，胰岛素的校正大剂量(典型地将其投药以治疗高血糖状态)基于个体的一个或多个所谓“校正因子”的估算，其涉及多少胰岛素被用户估算为充分补偿高血糖症的不同水平。校正因子是在个体的基础上以试探法估算的且随时被修正(基本上通过试凑法)。这与如何在个体基础上以试探法估算胰岛素的基础比率(insulinbasalrate)以提供基础新陈代谢胰岛素要求是类似的。类似地，食品消耗所需的用餐大剂量胰岛素剂量也典型地以试探法在个体基础上基于与个体的一个或多个所谓“胰岛素/碳水化合物比率”的试探法估算相结合的食物的量和内含物(碳水化合物等)以及如一天的时间，身体活动，健康状态，情感状态等其他因素来被估算。正确的校正大剂量剂量、胰岛素基础比率和用餐大剂量剂量等全部基本上通过试凑法经验确定，且可以在个体之间显著地变化以及对个体来说随时间显著地变化；然而，它们全部是个体能够多么好地控制其血糖的关键决定因素。剂量要求也受到诸如一天的时间，身体活动，健康状态，情感状态等因素的影响，且可以在数小时，数天或数周的时期内由于短暂变化(例如，由于生理节奏的激素波动，目前的疾病，身体活动或情感状态)而改变和/或在数月或数年的时期内由于发展变化(例如，由于在青春期或更年期期间发生的激素变化)而改变。概述本文公开了一种用于计算和分配经由包括皮下、肌内、腹膜内或静脉内在内的数个路线中的任何一个输注到受试者的胰岛素或胰岛素类试剂和/或反调节试剂(如胰高血糖素或胰高血糖素类试剂)的剂量的自动化方法。该方法适合个体用户且不需要输入如″校正因子″和″胰岛素/碳水化合物″因子。第一种公开的方法包括在线操作时期，此时操作控制器响应于以有规律的间隔(例如间隔约1-15分钟)(也称为“取样间隔”)由传感器提供的有规律葡萄糖水平自动地控制胰岛素的校正大剂量的递送。控制器的在线操作是指当有由传感器提供的葡萄糖测量时的取样间隔，而离线操作是指当没有由传感器提供的葡萄糖测量时的取样间隔。该方法还包括离线操作，此时控制器使用在在前的在线操作时期期间由控制系统自动收集的信息自动响应独立的葡萄糖测量(例如，由受试者提供给控制器)。第二种公开的方法包括基于在在前的在线操作时期期间由控制系统自动收集的信息在离线操作时期期间响应于用餐通告自动计算和投药用餐大剂量剂量。这两种方法均包括自动产生相关控制参数，所述控制参数适合个体且在在线操作时期期间持续收敛(converge)且可能被调制。然后在离线操作时期期间实时利用控制参数以调节葡萄糖水平，而无需用户提供相应的控制参数(例如胰岛素/碳水化合物比率，或胰岛素校正因子)。所述方法可以独立或一起使用且它们也可以由用于在离线操作期间递送反调节试剂的类似的控制方法补充，如下更详细描述的。附图简述如在附图中说明的，从本专利技术的具体实施方案的下列描述，前述的和其他的目的、特征和益处将是明显的，在所述附图中，在不同的附图中相似的附图标记是指相同的部分。图1为葡萄糖控制系统的框图；图2为控制器的框图；图3为系统的操作的第一方法的流程图；图4为显示作为基线用于与其他模拟比较的操作模拟结果的图；图5-8为显示根据图3的方法的操作的模拟结果的图；图9为系统的操作的第二方法的流程图；图10为显示根据图9的方法的操作的模拟结果的图；图11为显示根据图3和9的两种方法的操作的模拟结果的图；并且图12为显示结合反调节试剂的使用的操作的模拟结果的图。详述下面公开的专利文件的公开内容通过引用结合在此：US专利公布2008/0208113A1PCT申请公布WO2012/058694A2US专利申请公布20130245547A1图1说明了用于调节可以是人的动物受试者(受试者)12的葡萄糖水平的自动化控制系统10。从一个或多个递送装置14，例如由一个或多个导液管连接至受试者12的皮下区域的一个或多个输注泵，受试者12接收胰岛素的剂量。如下所述，在某些情况下递送装置14也可以递送反调节试剂如用于控制葡萄糖水平的胰高血糖素。为了递送胰岛素和胰高血糖素两者，递送装置14优选为机械驱动的具有分别用于胰岛素和胰高血糖素的双盒的注射机构。在本说明书中，具体提及胰高血糖素，但是应理解这仅仅是为了方便起见且可以使用其他的反调节试剂。类似的，本文中的术语″胰岛素″应理解为包括所有形式的胰岛素类物质，包括人或动物胰岛素以及各种形式中的任何一种的合成胰岛素(通常称为“胰岛素类似物”)。对于在线或自主操作，葡萄糖传感器16操作地连接至受试者12以持续对受试者12的葡萄糖水平取样。传感可以以各种方式完成，通常包括在受试者12与葡萄糖传感器16之间的某些形式的物理连接21。控制器18以来自葡萄糖传感器16和受试者的葡萄糖水平信号19与可以由用户如受试者12提供的程序化的输入参数(PARAMS)20的函数形式控制一个或多个递送装置14的操作。用于自动化操作的一个输入参数为受试者12的重量。所公开的技术的一个特征是其在不接收关于受试者12已经消化的用餐或任何其他″前馈″信息的明确信息的情况下提供有效的自动化控制的能力，这部分地是通过对控制器18的操作的自适应方面得到的。控制器18为具有控制电路的电气装置，所述控制电路提供如本文中所述的操作功能。在一个实施方案中，控制器18可以被实现为计算机化的装置，其具有执行一个或多个各自包括各组计算机指令的计算机程序的计算机指令处理电路。在此情况下，处理电路通常包括一个或多个处理器以及连接至一个或多个处理器的存储器和输入/输出电路，其中存储器存储计算机程序指令和数据且输入/输出电路提供一个或多个到外部装置如葡萄糖传感器16和一个或多个递送装置14的界面。控制系统10也能够以离线方式运行，其中使用它提供胰岛素(以及可能的胰高血糖素)的递送，但不是基于传感器16所报告的葡萄糖水平。因此，总的操作可以分为：在线时期，每个包括一连串取样间隔，此时可获得葡萄糖信号(水平)19，和离线时期，每个包括一连串取样间隔，此时完全或仅仅间歇地不可获得葡萄糖信号(水平)19。下面的描述使用术语″在线″和″离线″用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种血糖水平控制系统，所述血糖水平控制系统包括：/n葡萄糖传感器界面，所述葡萄糖传感器界面配置为接收由受试者的葡萄糖水平的周期性取样产生的葡萄糖水平信号；/n胰岛素递送装置界面，所述胰岛素递送装置界面配置为操作地连接到递送装置，所述递送装置配置为将胰岛素输注至所述受试者中；/n存储装置，所述存储装置配置为储存用于产生胰岛素剂量控制信号的指令，所述胰岛素剂量控制信号用于发送到所述递送装置以控制所述受试者中的所述葡萄糖水平；和/n与所述存储装置连通的控制器，其中，所述指令当由所述控制器执行时配置为造成所述血糖水平控制系统：/n作为对确定所述葡萄糖水平信号在第一一连串葡萄糖水平采样间隔期间是可得的之响应，通过以下方式在在线模式中操作控制算法：基于所述控制算法的控制参数和所述葡萄糖水平信号，产生用于命令通过所述递送装置的胰岛素的自动校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号；以及/n作为对确定所述葡萄糖水平信号在至少一个葡萄糖水平采样间隔期间是不可得的之响应，通过以下方式在离线模式中操作所述控制算法：/n跟踪在所述至少一个葡萄糖水平采样间隔期间的一个时间段，在所述时间段期间所述葡萄糖水平信号是不可得的，并且在所述时间段期间所述控制器不产生用于命令胰岛素的自动校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号；以及/n作为对提供至所述控制器的独立的葡萄糖测量之响应，基于所述独立的葡萄糖测量和所述时间段，产生用于命令通过所述递送装置的胰岛素的独立校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号。/n...

【技术特征摘要】
20140131 US 61/933,9961.一种血糖水平控制系统，所述血糖水平控制系统包括：
葡萄糖传感器界面，所述葡萄糖传感器界面配置为接收由受试者的葡萄糖水平的周期性取样产生的葡萄糖水平信号；
胰岛素递送装置界面，所述胰岛素递送装置界面配置为操作地连接到递送装置，所述递送装置配置为将胰岛素输注至所述受试者中；
存储装置，所述存储装置配置为储存用于产生胰岛素剂量控制信号的指令，所述胰岛素剂量控制信号用于发送到所述递送装置以控制所述受试者中的所述葡萄糖水平；和
与所述存储装置连通的控制器，其中，所述指令当由所述控制器执行时配置为造成所述血糖水平控制系统：
作为对确定所述葡萄糖水平信号在第一一连串葡萄糖水平采样间隔期间是可得的之响应，通过以下方式在在线模式中操作控制算法：基于所述控制算法的控制参数和所述葡萄糖水平信号，产生用于命令通过所述递送装置的胰岛素的自动校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号；以及
作为对确定所述葡萄糖水平信号在至少一个葡萄糖水平采样间隔期间是不可得的之响应，通过以下方式在离线模式中操作所述控制算法：
跟踪在所述至少一个葡萄糖水平采样间隔期间的一个时间段，在所述时间段期间所述葡萄糖水平信号是不可得的，并且在所述时间段期间所述控制器不产生用于命令胰岛素的自动校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号；以及
作为对提供至所述控制器的独立的葡萄糖测量之响应，基于所述独立的葡萄糖测量和所述时间段，产生用于命令通过所述递送装置的胰岛素的独立校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号。


2.根据权利要求1所述的血糖水平控制系统，其中在所述离线模式中操作所述控制算法包括：对所述受试者中负载的胰岛素水平随时间的降低建模。


3.根据权利要求2所述的血糖水平控制系统，其中对所述受试者中负载的胰岛素水平随时间的降低建模使得所述控制算法能够估算以前对所述受试者的投药的未来效果。


4.根据权利要求1所述的血糖水平控制系统，其中在所述离线模式中操作所述控制算法包括：在所述独立的葡萄糖测量和最近来的葡萄糖样本值之间进行插值。


5.根据权利要求4所述的血糖水平控制系统，其中所述最近来的葡萄糖样本值来自在前的葡萄糖水平信号或在前的独立的葡萄糖测量。


6.根据权利要求4所述的血糖水平控制系统，其中在所述离线模式中操作所述控制算法还包括：使用在所述独立的葡萄糖测量和所述最近来的葡萄糖样本值之间的所述插值获得对近来的取样间隔估算的葡萄糖值。


7.根据权利要求1所述的血糖水平控制系统，其中在所述离线模式中操作所述控制算法还包括：产生用于命令通过所述递送装置的胰岛素的基础剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号。


8.根据权利要求7所述的血糖水平控制系统，其中所述基础剂量具有由所述控制算法产生的值。


9.根据权利要求1所述的血糖水平控制系统，所述血糖水平控制系统还包括用户界面，所述用户界面配置为接收用户选择的命令，从而即使是当可得所述葡萄糖水平信号用于使用时，也在所述离线模式中操作所述控制算法。


10.根据权利要求1所述的血糖水平控制系统，所述血糖水平控制系统还包括用户界面，所述用户界面配置为在产生用于命令通过所述递送装置的所述胰岛素的独立校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号之前要求使用者确认。


11.根据权利要求1所述的血糖水平控制系统，所述血糖水平控制系统还包括用户界面，所述用户界面配置为公开所述胰岛素的独立校正剂量的值。


12.根据权利要求11所述的血糖水平控制系统，其中所述用户界面配置为允许用户在所述控制算法产生用于命令所述胰岛素的独立校正剂量的投药的所述胰岛素剂量控制信号之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·R·达米亚诺，菲拉斯·H·哈提卜，
申请(专利权)人：波士顿大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US