本文描述的示例实施方案涉及闭环人工胰腺系统。人工胰腺系统旨在通过模拟健康胰腺的内分泌功能来自动和连续地控制用户的血糖水平。人工胰腺系统使用具有成本函数的闭环控制系统。惩罚函数有助于限制胰岛素的输注速率以试图避免低血糖和高血糖。然而，与在成本函数中针对用户胰岛素需求使用通用或基准参数的传统系统不同，示例实施方案可以在成本函数中使用反映用户个性化胰岛素需求的自定义参数。使用自定义参数会使成本函数在一段时间内产生更适合用户个性化胰岛素需求的胰岛素剂量。这有助于更好地避免低血糖和高血糖。这有助于更好地避免低血糖和高血糖。这有助于更好地避免低血糖和高血糖。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在闭环系统中个性化减少低血糖和/或高血糖
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年2月12日提交的美国非临时申请序列号No.16/789,051的申请日的权益，该申请的全部内容通过全文引用包含在本文中。
技术介绍
[0003]患有1型糖尿病的患者可以以不同的方式使用胰岛素输送来治疗。一种方法是根据需要手动给患者输送校正大剂量(bolus)的胰岛素。例如，如果患者的血糖水平为170mg/dL且目标血糖水平为120mg/dL，则可以手动给患者输送1U的大剂量(假设校正系数为1:50)。手动给患者输送这种大剂量有一些潜在的问题。患者可能会在大剂量中输送不当的胰岛素量。例如，用户需要的胰岛素量可能比1U的大剂量要少得多。已经输送的胰岛素无法从患者的血流中取回。因此，输送大剂量可能会使患者面临低血糖的风险。
[0004]另一种方法是由胰岛素泵系统自动输送胰岛素。一些胰岛素泵系统可以使用闭环控制系统来调节以固定的时间间隔(例如每5分钟)输送的胰岛素的量。控制系统使用的闭环算法可以对大的胰岛素输送施加惩罚，该惩罚在成本函数中与对葡萄糖水平偏移的惩罚相平衡。成本函数的使用通常会导致比手动输送大剂量更频繁的更少的胰岛素的输送。闭环系统可能比手动方法更频繁地重新评估患者的需求。
技术实现思路
[0005]根据示例实施方案，装置控制从人工胰腺向用户输送胰岛素。所述装置包括用于与葡萄糖监测仪对接的监测仪接口以从葡萄糖监测仪获得用户的葡萄糖读数。所述装置可以包括用于与人工胰腺通信的人工胰腺接口以控制向用户输送胰岛素。所述装置还可以包括被配置为实现控制回路以控制人工胰腺的胰岛素输送的处理器。处理器可以在输送剂量选项中选择具有最佳成本函数值的下一次输送的胰岛素输送剂量。成本函数可以具有反映剂量选项预测为用户产生的葡萄糖水平与用户的目标葡萄糖水平之间差异的葡萄糖成本分量。成本函数可以具有反映剂量选项与当前基准胰岛素剂量有何差异的胰岛素成本分量。进一步地，成本函数可以具有对葡萄糖成本分量进行加权的葡萄糖成本权重系数和对胰岛素成本分量进行加权的胰岛素成本权重系数。葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数中的至少一个可以具有为用户自定义的值。
[0006]根据示例实施方案，方法由处理器执行。通过所述方法，从葡萄糖监测仪接收用户的葡萄糖读数。确定下一次从人工胰腺向用户输送胰岛素的剂量。所述确定包括将成本函数应用于给用户的多个可能的胰岛素剂量并选择可能的胰岛素剂量中在成本函数下具有最佳成本的一个剂量。成本函数具有反映剂量选项预测为用户产生的葡萄糖水平与用户的目标葡萄糖水平之间的差异的葡萄糖成本分量，以及反映剂量选项与当前基准胰岛素剂量有何差异的胰岛素成本分量。成本函数具有用于对葡萄糖成本分量进行加权的葡萄糖成本权重系数和用于对胰岛素成本分量进行加权的胰岛素成本权重系数。葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数具有为用户自定义的值。人工胰腺被指导为用户输送选定的剂量。
[0007]非临时性计算机可读存储介质可以存储使处理器执行上述方法的计算机可读指令。
[0008]处理器可以通过人工胰腺接口指导人工胰腺输送选定的胰岛素输送剂量。在某些情况下，葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数中只有一个具有为用户自定义的值。在其他情况下，葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数两者都有为用户自定义的值。
[0009]葡萄糖成本权重系数的值可以是基准葡萄糖成本权重系数乘以指示代表用户的胰岛素需求的自定义值与代表胰岛素需求的基准值的比率的值。指示该比率的值可以是该比率的指数值。葡萄糖成本权重系数的值可以是基准葡萄糖成本权重系数乘以指示代表胰岛素需求的基准值与代表用户胰岛素需求的自定义值的比率的值。
[0010]胰岛素权重系数的值可以是基准胰岛素成本权重系数乘以指示代表用户的胰岛素需求的自定义值与代表胰岛素需求的基准值的比率的值。胰岛素成本权重系数的值可以是基准胰岛素成本权重系数乘以指示代表胰岛素需求的基准值与代表用户的胰岛素需求的自定义值的比率的值。
[0011]人工胰腺接口可以是无线通信接口。所述装置可以是移动计算装置、智能手机或胰岛素泵组件之一。处理器可以对用于确定为用户自定义的葡萄糖成本权重系数或胰岛素成本权重系数中至少一个的参数施加界限。处理器可以被配置为基于用户的胰岛素敏感性校正因子、用户的胰岛素与碳水化合物比率或用户的基础胰岛素水平中的至少一个来确定葡萄糖成本权重系数或胰岛素成本权重系数中的至少一个。葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数中至少有一个可以具有为每日总胰岛素(TDI)用户自定义的值。
附图说明
[0012]图1A描述了说明性人工胰腺系统的简化框图。
[0013]图1B描述了可由人工胰腺系统的控制回路执行的步骤的流程图。
[0014]图2更详细地描述了说明性人工胰腺系统。
[0015]图3描述了管理装置可能的类型的示意图。
[0016]图4描述了用于使用成本函数计算成本的说明性步骤的流程图。
[0017]图5描述了为确定葡萄糖成本权重系数可执行的说明性步骤的流程图。
[0018]图6描述了为确定胰岛素成本权重系数可执行的说明性步骤的流程图。
[0019]图7描述了以具有非常高的每日胰岛素总量的用户为例的血糖水平曲线和胰岛素输送曲线的说明图。
[0020]图8描述了以具有低每日胰岛素总量的用户为例的血糖水平曲线和胰岛素输送曲线的说明图。
[0021]图9描述了在对惩罚函数中使用的参数使用界限时可执行的说明性步骤的流程图。
具体实施方式
[0022]用于输送胰岛素的传统闭环方法的一个困难是，该方法可能评估所有用户(例如，患者)的惩罚，而不考虑患者的每日胰岛素需求的差异。这种传统方法的结果对于每日胰岛素需求与正常值不同的用户(例如具有高胰岛素需求或低胰岛素需求的用户)可能是有问
题的。示例实施方案试图通过使用捕捉用户的每日胰岛素需求的临床参数来针对这些每日胰岛素需求自定义成本函数来解决该问题。特别地，可以修改应用一个或多个惩罚的比率。对于高的每日胰岛素需求，所述比率可以偏向于对葡萄糖偏离进行更多的惩罚，而对胰岛素偏离进行更少的惩罚。对于低的每日胰岛素需求，所述比率可以偏向于对胰岛素偏移进行更多的惩罚，而对葡萄糖偏移进行更少的惩罚。
[0023]本文描述的示例实施方案涉及闭环人工胰腺(AP)系统。所述闭环AP系统寻求通过模拟健康胰腺的内分泌功能来自动和持续地控制用户的血糖(BG)水平。所述AP系统使用具有成本函数的闭环控制系统。惩罚函数有助于限制胰岛素的输注速度以试图避免低血糖和高血糖。然而，与在成本函数中针对用户胰岛素需求使用通用或基准参数的传统系统不同，示例实施方案可以在成本函数中使用反映用户的个性化胰岛素需求的自定义参数。使用自定义参数会使成本函数随时间产生更适合用户的个性化胰岛素需求的胰岛素剂量。这有助于平滑用户对胰岛素输注的响应以及有助于更好地避免低血糖和高血糖。
[0024]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制从人工胰腺向用户输送胰岛素的装置，包括：与葡萄糖监测仪的监测仪接口，用于从葡萄糖监测仪获得用户的葡萄糖读数；人工胰腺接口，用于与人工胰腺通信以控制向用户输送胰岛素；处理器，被配置为实现控制回路以控制人工胰腺输送胰岛素，其中处理器在输送剂量选项中选择具有最佳成本函数值的用于下一次输送的胰岛素输送剂量，并且其中所述成本函数：具有反映剂量选项预测为用户产生的葡萄糖水平与用户的目标葡萄糖水平之间的差异的葡萄糖成本分量，具有反映剂量选项与当前基准胰岛素剂量有何差异的胰岛素成本分量，具有用于对葡萄糖成本分量进行加权的葡萄糖成本权重系数，具有用于对胰岛素成本分量进行加权的胰岛素成本权重系数，以及其中葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数中至少一个具有为用户自定义的值。2.按照权利要求1所述的装置，其中处理器通过人工胰腺接口指导人工胰腺输送选择的胰岛素输送剂量。3.按照权利要求1所述的装置，其中葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数中只有一个具有为用户自定义的值。4.按照权利要求1所述的装置，其中葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数两者都具有为用户自定义的值。5.按照权利要求1所述的装置，其中葡萄糖成本权重系数的值是基准葡萄糖成本权重系数乘以指示代表用户的胰岛素需求的自定义值与代表胰岛素需求的基准值的比率的值。6.按照权利要求5所述的装置，其中指示所述比率的值是该比率的指数值。7.按照权利要求1所述的装置，其中胰岛素成本权重系数的值是基准胰岛素成本权重系数乘以指示代表胰岛素需求的基准值与代表用户的胰岛素需求的自定义值的比率的值。8.按照权利要求7所述的装置，其中指示所述比率的值是该比率的指数值。9.按照权利要求1所述的装置，其中葡萄糖成本权重系数的值是基准葡萄糖成本权重系数乘以指示代表胰岛素需求的基准值与代表用户的胰岛素需求的自定义值的比率的值。10.按照权利要求1所述的装置，其中胰岛素成本权重系数的值是基准胰岛素成本权重系数乘以指示代表用户的胰岛素需求的自定义值与代表胰岛素需求的基准值的比率的值。11.按照权利要求1所述的装置，其中人工胰腺接口为无线通信接口。12.按照权利要求1所述的装置，其中所述装置是移动计算装置、智能手机或胰岛素泵组件中的一个。13.按照权利要求1所述的装置，其中处理器对用于确定为用户自定义的葡萄糖成本权重系数或胰岛素成本权重系数中至少一个的参数施加界限。14.按照权利要求13所述的装置，其中所述参数是指示用户的胰岛素需求的值。15.按照权利要求1所述的装置，其中处理器被配置为基于用户的胰岛素敏感性校正因子、用户的胰岛素与碳水化合物比率或用户的基础胰岛素水平中的至少一个来确定葡萄糖成本权重系数或胰岛素成本权重系数中的至少一个。16.按照权利要求1所述的装置，其中葡萄糖成本权重系数和胰岛素成本权重系数中的至少一个具有为每日总胰岛素(TDI)用户自定义的值。
17.一种由处理器执行的方法，包括：从葡萄糖监测仪接收用户的葡萄糖读数；确定下一次从人工胰腺向用户输送胰岛素的剂量，其中所述确定包括：将成本函数应用于给用户的多个可能的胰岛素剂量，和从可能的胰岛素剂量中选择在成本函数下具有最佳成本的一个剂量；其中成本函数：具有反映剂量选项预测为用户产生的葡萄糖水平与用户的目标葡萄糖水平之间的差异的葡萄糖成本...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：英赛罗公司，
类型：发明
国别省市：
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