DE102005011755A1

DE102005011755A1 - Investigation of glucose metabolism of humans on illness relevant/caused characteristics, comprises measuring glucose concentration of blood, determining data points in two dimensional phase space coordinate system and preparing the points

Info

Publication number: DE102005011755A1
Application number: DE200510011755
Authority: DE
Inventors: Arnulf Dr. Staib; Johannes Dr. Dr. Pill; Reinhard Dr. Kotulla; Rainer Dr. Hegger
Original assignee: Roche Diagnostics GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-09-28

Abstract

The data points are determined from the measured values and prepared to emphasis the illness-caused characteristics of the glucose metabolism of the examined humans. The glucose concentration is measured for six hours with time intervals of less than 5 minutes. The data points are prepared by applying the points in a graphic phase space representation as a diagnostics. The phase space coordinates are used as function of the glucose concentration and/or its temporal derivatives, and the rate of change of the glucose concentration and the coordinates with delay time of 15 to 30 minutes. The increased density of the data points in the representation are colored. The investigation further comprises determining an interference parameter by a statistic evaluation of the data points and correlated with the weight of an interference of the glucose metabolism and lies in a given environment of a control point. The interference parameter correlates with the probability of a diabetes disease. An independent claim is included for a system to carry out the above glucose metabolism investigation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung des Glucosestoffwechsels eines Menschen auf krankheitsrelevante und/oder krankheitsbedingte Besonderheiten, bei dem die Blutglucosekonzentration g(t₁) bis g(t_n) zu Zeitpunkten t₁ bis t_n, die über einen Zeitraum von mindestens vier Stunden, vorzugsweise mindestens sechs Stunden verteilt sind, gemessen wird. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Untersuchung des Glucosestoffwechsels eines Menschen mit einer Meßeinheit zur Messung der Blutglucosekonzentration.The invention relates to a method for examining the glucose metabolism of a person for disease-relevant and / or disease-related peculiarities, in which the blood glucose concentration g (t ₁ ) to g (t _n ) at times t ₁ to t _n , over a period of at least four hours , preferably at least six hours, is measured. The invention further relates to a system for analyzing the glucose metabolism of a human with a measuring unit for measuring the blood glucose concentration.

Eine laufende Überwachung der Blutglucosekonzentration, bei der beispielsweise im Abstand von wenigen Minuten Meßwerte gewonnen werden, ist im Stand der Technik unter dem Schlagwort "continuous monitoring", beispielsweise aus der US 5,507,288 , US 6,272,480 oder der EP 1102194 A2 bekannt. Bei diesen Anwendungen geht es darum, die zur Behandlung von Diabetes erforderlichen Insulingaben zu optimalen Zeitpunkten in optimalen Mengen zu verabreichen, um den Blutzuckerspiegel eines Diabetikers ähnlich wie bei einer gesunden Person ständig innerhalb enger Grenzen zu halten.An ongoing monitoring of the blood glucose concentration, in which measured values are obtained, for example, at a distance of a few minutes, is known in the art under the keyword "continuous monitoring", for example from US Pat US 5,507,288 . US 6,272,480 or the EP 1102194 A2 known. These applications involve administering the insulin shots required to treat diabetes at optimal times in optimal amounts to keep the blood sugar level of a diabetic constantly within narrow limits, similar to a healthy person.

Die Blutglucosekonzentration eines Patienten ist von größter medizinischer Bedeutung. Studien haben zu dem Ergebnis geführt, daß äußerst schwerwiegende langfristige Folgen des Diabetes Mellitus (beispielsweise Erblinden aufgrund einer Retinopathie) vermieden werden können, wenn der Blutzuckerspiegel sorgfältig überwacht und innerhalb enger Grenzen gehalten wird.The Blood glucose concentration of a patient is of utmost medical Importance. Studies have concluded that extremely serious long-term Consequences of diabetes mellitus (for example, blindness due to Retinopathy) can be avoided if the blood sugar level carefully monitored and kept within narrow limits.

Verfahren, bei denen durch kontinuierliche Überwachung Meßwerte der Blutglucosekonzentration gewonnen werden, bieten in diesem Zusammenhang den Vorteil, daß einem Anstieg der Blutglucosekonzentration über einen kritischen wert hinaus durch eine Insulingabe zeitnah entgegengewirkt werden kann. Insbesondere kann auf der Grundlage der Meßwerte auch eine künftige Blutglucosekonzentration über einen Zeitraum von bis zu einer halben Stunde vorhergesagt werden, so daß durch eine rechtzeitige Insulingabe ein gefährlicher Anstieg der Blutglucosekonzentration verhindert werden kann (z.B. US 6,272,480 ).Methods in which measured values of the blood glucose concentration are obtained by continuous monitoring offer in this context the advantage that an increase in the blood glucose concentration beyond a critical value can be promptly counteracted by an insulin administration. In particular, on the basis of the measured values, a future blood glucose concentration can be predicted over a period of up to half an hour, so that a timely insulin administration can prevent a dangerous increase in the blood glucose concentration (eg US 6,272,480 ).

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls eine große Menge von zeitlich relativ dicht aufeinanderfolgenden Meßwerten der Blutglucosekonzentration gewonnen. Im Gegensatz zu den im vorhergehenden erwähnten Verfahren befaßt sich die vorliegende Erfindung aber nicht damit, künftige Werte der Blutglucosekonzentration vorherzusagen oder Insulingaben optimal zu steuern, sondern mit der Diagnose von Störungen, insbesondere krankheitsbedingten Störungen, des Glucosestoffwechsels.in the The scope of the present invention also becomes a large amount from temporally relatively close successive measured values the blood glucose concentration recovered. Unlike the previous one mentioned Procedure However, the present invention does not relate to future values predict the blood glucose concentration or insulin optimal but with the diagnosis of disorders, especially illness-related disorders, the glucose metabolism.

Obwohl Diabeteserkrankungen weitverbreitet sind und schwere Schäden verursachen, bereitet eine frühzeitige und zuverlässige Diagnose noch immer erhebliche Schwierigkeiten. Zwar ist bekannt, daß Übergewicht einen Risikofaktor für eine Diabeteserkrankung darstellt, doch ist eine zuverlässige Identifikation von Prä-Typ2-Diabetikern in der Regel nicht möglich.Even though Diabetes are widespread and cause serious damage, prepares an early and reliable Diagnosis still significant difficulties. Although it is known that being overweight a risk factor for Diabetes is a reliable identification of pre-type2 diabetics in the Usually not possible.

Die Untersuchung von Personen, bei denen ein erhöhtes Risiko einer Typ2-Diabeteserkrankung vermutet wird, mit Hilfe der sogenannten Glucose-Clamp-Technik ist ein aufwendiges Verfahren zur Bestimmung einer Insulinresistenz (A. Mehnert et al., Herausgeber, Diabetologie in Klinik und Praxis, Thieme Verlag, Stuttgart 1994, S. 57 ff.) und ist daher Spezialeinrichtungen vorbehalten. Bei einem Glucose-Clamp wird die Blutglucosekonzentration eines Patienten durch eine Glucoseinfusion auf einen erhöhten Wert eingestellt (z.B. 125 mg/dl) und durch fortwährende Glucoseinfusionen möglichst konstant auf diesem Wert gehalten. Die dafür erforderliche Glucoseinfusionsrate ist ein Maß dafür, wie schnell erhöhte Blutglucosewerte durch eine erhöhte Insulinausschüttung des Körpers abgebaut werden können. Wird bei einem Glucose-Clamp nur eine geringe Glucoseinfusionsrate festgestellt, so ist dies ein Hinweis für eine Insulinresistenz, d.h. daß Insulin in seiner Wirkung deutlich eingeschränkt ist. Eine Insulinresistenz geht einer manifesten Typ2-Diabeteserkrankung oft um Jahre voraus. Wird sie rechtzeitig erkannt, kann sie durch entsprechende Änderung der Lebensgewohnheiten, wie z.B. Nahrungsmenge und -zusammensetzung, und/oder mit Insulin-Sensitizern behandelt und der Ausbruch einer Diabeteserkrankung verhindert werden.The Investigation of individuals who are at increased risk of developing type 2 diabetes With the help of the so-called glucose-clamp technique is an elaborate Method for determining insulin resistance (A. Mehnert et al., Ed. Diabetology in Clinic and Practice, Thieme Verlag, Stuttgart 1994, P. 57 ff.) And is therefore reserved for special facilities. At a Glucose clamp becomes the blood glucose concentration of a patient adjusted to an elevated level by glucose infusion (e.g. 125 mg / dl) and by continuous Glucose infusions as possible kept constant at this value. The required glucose infusion rate is a measure of how fast increased blood glucose levels through an increased insulin secretion of the body can be reduced. Only a low glucose infusion rate occurs with a glucose clamp found, this is an indication of insulin resistance, i. that insulin is significantly limited in its effect. An insulin resistance is often years ahead of a manifest type 2 diabetes. If it is recognized in good time, it can be changed accordingly habits, such as Food quantity and composition, and / or treated with insulin sensitizers and the onset of a Diabetes can be prevented.

Ein schwerwiegender Nachteil einer auf einen Glucose-Clamp gestützten Diagnose ist jedoch, daß beispielsweise adipöse Probanden zwar eine erhöhte Insulinresistenz aufweisen, diese aber bei den meisten nicht weiter ansteigt, also kein Prä-Typ2-Diabetes-Status vorliegt. In letzterem Fall wäre eine Behandlung zur Prävention eines Typ-2-Daibetes nicht indiziert, sowohl pharmakoökonomisch als auch wegen der einer jeden Pharmakotherapie immanenten Risiken.One However, a serious drawback of diagnosis based on a glucose clamp is that, for example obese Subjects though an increased Insulin resistance, but this is not further in most increases, so no pre-type 2 diabetes status is present. In the latter case would be a treatment for prevention a type 2 dibete not indexed, both pharmacoeconomically as well as the inherent risks of any pharmacotherapy.

Eine verläßliche Selektion der Hochrisikopatienten für Diabetes ist mit einem Glucose-Clamp nicht möglich. Geeignete Therapien zur Behandlung von Prä-Typ2-Diabetikern sind an sich vorhanden (Insulin-Sensitizer mit Verbesserung des Lipidprofils), jedoch fehlt es an einer geeigneten Diagnostik, um diese rechtzeitig und gezielt einsetzen zu können.A reliable selection the high-risk patient for Diabetes is not possible with a glucose-clamp. Suitable therapies for the treatment of pre-type2 diabetics are in themselves present (insulin sensitizer with improvement of the Lipid profiles), but there is a lack of appropriate diagnostics to use them in a timely and targeted manner.

Den Bedarf einer frühzeitigen und zuverlässigen Diagnose von Prä-Typ2-Diabetes haben auch die Autoren der WO 00/65366 erkannt. Das dort vorgeschlagene Verfahren beruht auf einer einmaligen Abnahme von Blut, der anschließenden Messung des Blutglucosegehalts und einem NMR-Spektrum zur Bestimmung des Lipidprofils sowie einer abschließenden Risikoklassifizierung hinsichtlich Typ2-Diabetes durch Kombination der gemessenen Parameter. Allerdings ist das Lipidprofil durch zahlreiche transiente Faktoren bestimmt und eine mögliche Korrelation zwischen Lipidprofil und Diabetes bestenfalls evidenzgestützt, also populationsbasiert und nicht ohne weiteres auf einen individuellen Fall übertragbar. Auch mit diesem Verfahren ist deshalb eine frühzeitige Diagnose von Prä-Typ2-Diabetes nicht mit der gewünschten Zuverlässigkeit möglich.The Need of early and reliable Diagnosis of pre-type 2 diabetes have also recognized the authors of WO 00/65366. The suggested there Method is based on a one - time decrease of blood, the subsequent measurement of the Blood glucose content and an NMR spectrum to determine the lipid profile as well as a final one Risk classification for type 2 diabetes by combining the measured parameters. However, the lipid profile is due to numerous transient factors determined and a possible correlation at best evidence-based between lipid profile and diabetes, so based on population and not readily on an individual basis Case transferable. Therefore, even with this method is an early diagnosis of pre-type 2 diabetes not with the desired reliability possible.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Weg aufzuzeigen, wie Störungen des Glucosestoffwechsels frühzeitig erkannt werden können.task The invention is therefore to show a way, such as disorders of the Glucose metabolism early can be recognized.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Untersuchung des Glucosestoffwechsels eines Menschen auf krankheitsrelevante und/oder krankheitsbedingte Besonderheiten, umfassend die folgenden Schritte: Messen der Blutglucosekonzentration g(t₁) bis g(t_n) zu Zeitpunkten t₁ bis t_n, die über einen Zeitraum von mindestens vier Stunden, vorzugsweise mindestens sechs Stunden verteilt sind, Ermitteln von Datenpunkten in Phasenraumkoordinaten aus den Meßwerten g(t₁) bis g(t_n) der Blutglucosekonzentration, Aufbereiten der Datenpunkte zur Hervorhebung krankheitsbedingter Besonderheiten des Glucosestoffwechsels des untersuchten Menschen.This object is achieved by a method for investigating the glucose metabolism of a person for disease-relevant and / or disease-related features, comprising the following steps: measuring the blood glucose concentration g (t ₁ ) to g (t _n ) at times t ₁ to t _n , the over a period of at least four hours, preferably at least six hours are distributed, determining data points in phase space coordinates from the measured values g (t ₁ ) to g (t _n ) of the blood glucose concentration, preparing the data points to highlight disease-specific features of the glucose metabolism of the examined human.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System zur Untersuchung des Glucosestoffwechsels eines Menschen auf krankheitsbedingte Besonderheiten umfassend eine Meßeinheit, mit der die Blutglucosekonzentration g(t₁) bis g(t_n) zu Zeitpunkten t₁bis t_n, die über einen Zeitraum von mindestens 4 Stunden, vorzugsweise mindestens 6 Stunden, verteilt sind, gemessen wird, und eine Auswerteeinheit, mit der aus den Meßwerten g(t₁) bis g(t_n) der Blutglucosekonzentration Datenpunkte in Phasenraumkoordinaten ermittelt werden, und die Datenpunkte zur Hervorhebung krankheitsbedingter Besonderheiten des Glucosestoffwechsels des untersuchten Menschen aufbereitet werden.The object is further achieved by a system for examining the glucose metabolism of a person for illness-specific features comprising a measuring unit with which the blood glucose concentration g (t ₁ ) to g (t _n ) at times t ₁ to t _n , over a period of at least 4 hours, preferably at least 6 hours, is measured, and an evaluation unit with which from the measured values g (t ₁ ) to g (t _n ) of the blood glucose concentration data points in phase space coordinates are determined, and the data points to highlight disease-specific features of Glucose metabolism of the examined human be treated.

Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, daß beginnende Anomalien des Glucosestoffwechsels sich durch eine zunehmende Störung des körpereigenen Mechanismus zur Regelung der Blutglucosekonzentration auszeichnen. Die Erfinder haben daraus geschlossen, daß die für eine Diagnose relevanten Besonderheiten der Regelungsmechanismen nicht durch eine einmalige Messung oder eine Messung über einen kurzen Zeitraum von wenigen Minuten untersucht werden können, da auf diese Weise nur eine Momentaufnahme einer komplexen Dynamik erfaßt wird.in the Under the invention it has been recognized that incipient anomalies of the Glucose metabolism is characterized by an increasing disturbance of the endogenous Characterize mechanism for regulating blood glucose concentration. The inventors have concluded that the relevant for a diagnosis Special features of the control mechanisms not by a one-off Measurement or a measurement over a short period of a few minutes can be investigated since in this way only a snapshot of a complex dynamic detected becomes.

Die Blutglucosekonzentration eines Menschen schwankt im Tagesverlauf und ist sehr stark von Nahrungsaufnahme und körperlicher Aktivität abhängig. Einem einzelnen Meßwert der Blutglucosekonzentration läßt sich deshalb häufig nicht ansehen, ob er an einem kranken oder einem gesunden Menschen gemessen wurde. Erst anhand der Dynamik des Regelungssystems lassen sich krankheitsbedingte Besonderheiten zuverlässig erkennen.The Blood glucose concentration of a person fluctuates during the day and is very much dependent on food intake and physical activity. a single measured value the blood glucose concentration can be that's why often Do not look at it, whether it's a sick or a healthy person was measured. First let the dynamics of the control system recognize illness-related features reliably.

Erfindungsgemäß wird die Blutglucosekonzentration über einen Zeitraum von mindestens vier Stunden, vorzugsweise mindestens sechs Stunden gemessen, so daß typische Änderungen der Blutglucosekonzentration, wie sie im Tagesverlauf beispielsweise nach Mahlzeiten auftreten, und damit verbundene Reaktionen des körpereigenen Regelungsmechanismus erfaßt werden können.According to the invention Blood glucose concentration over a period of at least four hours, preferably at least measured six hours, so that typical changes the blood glucose concentration, such as during the day, for example occur after meals, and related reactions of the body's own Regulated control mechanism can be.

In einem weiteren Erkenntnisschritt haben die Erfinder festgestellt, daß sich Besonderheiten des körpereigenen Regelungsmechanismus in einer herkömmlichen Darstellung, bei der die Blutglucosekonzentration über der Zeit aufgetragen wird, nur schwer erkennen lassen, jedoch in einer Phasenraumdarstellung sowohl für das menschliche Auge als auch für mathematische Auswertealgorithmen deutlich hervortreten. Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, daß aus den Meßwerten der Blutglucosekonzentration g(t₁) bis g(t_n) Datenpunkte in Phasenraumkoordinaten ermittelt werden.In a further recognition step, the inventors have found that features of the body's control mechanism in a conventional representation, in which the blood glucose concentration is plotted over time, difficult to detect, but in a phase space representation both for the human eye as well as for mathematical evaluation algorithms clearly emerge. An essential feature of the present invention therefore consists in that data points in phase space coordinates are determined from the measured values of the blood glucose concentration g (t ₁ ) to g (t _n ).

In einem Phasenraum, der in der Regelungstechnik bisweilen auch als "Zustandsraum" bezeichnet wird, läßt sich jeder mögliche Zustand eines dynamischen Systems durch einen Punkt repräsentieren. Beispielsweise können die Phasenraumkoordinaten eines bewegten Teilchens dessen Ort und Impuls oder dessen Impuls und Beschleunigung umfassen. Ein wesentliches Kennzeichen eines Phasenraums ist, daß die Zeit keine Koordinate darstellt. Die zeitlich aufeinanderfolgenden Zustände des Systems bilden eine Linie in dem Phasenraum, die als Trajektorie bezeichnet wird und deren Verlauf die Dynamik des Systems charakterisiert.In a phase space, which is sometimes referred to as "state space" in control engineering, let yourself every possible one Represent state of a dynamic system by a point. For example, you can the phase space coordinates of a moving particle whose location and Pulse or its pulse and acceleration include. An essential Characteristic of a phase space is that the time is not a coordinate represents. The successive states of the Systems form a line in the phase space, called a trajectory and their course characterizes the dynamics of the system.

Eine Trajektorie kann in der Praxis selbstverständlich nur näherungsweise ermittelt werden, einerseits da Meßwerte stets mit unvermeidlichen Meßfehlern behaftet sind und andererseits nicht beliebig dicht ermittelt werden können. Im Sinne der Anmeldung wird unter Trajektorie deshalb eine aus den Datenpunkten ermittelte Linie im Phasenraum verstanden, welche die theoretisch exakte Trajektorie näherungsweise beschreibt.Of course, a trajectory can only be approximately determined in practice, on the one hand, since measured values are always subject to unavoidable measurement errors and, on the other hand, can not be arbitrarily densely determined. For the purposes of the application is under trajectory therefore one from the Data points determined line in phase space, which approximately describes the theoretically exact trajectory.

Ein weiteres wichtiges Beispiel für Phasenraumkoordinaten sind sogenannte delay-Koordinaten. In delay-Koordinaten wird der Zustand eines dynamischen Systems nicht durch mehrere gleichzeitig gemessene Zustandsgrößen (beispielsweise Ort und Impuls eines Teilchens) charakterisiert, sondern durch mehrere Werte einer einzigen Zustandsgröße, die zu Zeitpunkten gemessen wurden, die sich voneinander um eine delay-Verzögerungszeit τ unterscheiden.One another important example for Phase space coordinates are so-called delay coordinates. In delay coordinates The state of a dynamic system is not measured by several simultaneously State variables (for example Place and momentum of a particle), but by several Values of a single state variable, the were measured at times which differ from each other by a delay delay time τ.

Für die vorliegende Erfindung geeignete Phasenraumkoordinaten sind beispielsweise die Blutglucosekonzentration g(t) und deren Änderungsgeschwindigkeit g'(t) oder delay-Koordinaten g(t) und g(t – τ). Falls delay-Koordinaten verwendet werden, wird für die delay-Verzögerungszeit τ am besten ein Wert zwischen 10 Minuten und 90 Minuten, bevorzugt zwischen 15 Minuten und 30 Minuten, gewählt.For the present Invention suitable phase space coordinates are, for example, the blood glucose concentration g (t) and its rate of change g '(t) or delay coordinates g (t) and g (t - τ). If Delay coordinates are used for the delay delay time τ best a value between 10 minutes and 90 minutes, preferably between 15 minutes and 30 minutes, chosen.

Typ2-Diabetes ist eine chronische Stoffwechselkrankheit, die verschiedene Stadien durchläuft. Jedes Stadium stellt einen bestimmten pathologischen Zustand des Glucosestoffwechsels dar und macht speziell an den jeweiligen Zustand angepaßte therapeutische Maßnahmen erforderlich. Eine Typ2-Diabetes-Erkrankung beginnt mit einer Beeinträchtigung der körpereigenen Regulationen des Glucosespiegels. Diese Beeinträchtigung manifestiert sich in einer trägeren Gegenregulation bei Nahrungsaufnahme verbunden mit verringerter initialer Insulinsekretion der Bauchspeicheldrüse. In dem nächsten Stadium ist die gesamte endogene Insulinsekretion bei Nahrungsaufnahme reduziert, so daß ausgedehnte Hyperglykämien auftreten. In dem darauffolgenden Stadium kommt die endogene Insulinsekretion praktisch zum Erliegen, so daß die körpereigene Regulation des Glucosespiegels nur noch Hypoglykämien entgegenwirkt. In dem letzten Stadium der Erkrankung geht auch dieser endogene Regulationsmechanismus verloren.Type 2 diabetes is a chronic metabolic disease involving various stages passes. Each stage represents a specific pathological condition of the Glucose metabolism is and makes specific to the particular condition adapted therapeutic activities required. Type 2 diabetes begins with an impairment the body's own Regulation of the glucose level. This impairment manifests itself in a slacker Counterregulation of food intake associated with decreased initial insulin secretion of the pancreas. In the next stage is the total endogenous insulin secretion reduced when ingested, so that extended hyperglycaemia occur. In the subsequent stage comes the endogenous insulin secretion practically to a halt, so that the body's own regulation the glucose level only counteracts hypoglycemia. By doing The last stage of the disease is also this endogenous regulatory mechanism lost.

Für die Behandlung dieser Stadien des Typ2-Diabetes stehen verschiedene therapeutische Maßnahmen, beispielsweise Diät, orale Medikation zur Steigerung der Insulinsensitivität und Insulin, zur Verfügung. Der gezielte Einsatz dieser therapeutischen Maßnahmen setzt ein sogenanntes Staging, d.h. eine zuverlässige Diagnose des jeweils vorliegenden Krankheitsstadiums voraus. Mit der vorliegenden Erfindung läßt sich eine zuverlässige Diagnose regelmäßig erheben, so daß im Rahmen eines Staging eine individuelle Therapieoptimierung möglich ist.For the treatment these stages of type 2 diabetes are various therapeutic measures for example diet, oral medication to increase insulin sensitivity and insulin, to disposal. The targeted use of these therapeutic measures sets a so-called Staging, i. a reliable one Diagnosis of the present disease stage advance. With The present invention can be a reliable one Make a diagnosis regularly, so that in As part of a staging an individual therapy optimization is possible.

Obwohl auch existierende Diagnoseverfahren, beispielsweise die Messung der Insulinsekretion und Insulinsensitivität, zum Staging herangezogen werden können, ist der damit verbundene Aufwand prohibitiv, nicht zuletzt vor dem Hintergrund, daß die individuelle Therapieoptimierung eine möglichst regelmäßige Anpassung der Maßnahmen impliziert.Even though also existing diagnostic methods, for example the measurement Insulin secretion and insulin sensitivity, are used for staging can, the associated expense is prohibitive, not least before the Background that the individual Therapy optimization one possible regular adjustment the measures implied.

Die bei Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnenen Datenpunkte können auf unterschiedliche Art und Weise aufbereitet werden, um einem Arzt die Diagnose zu erleichtern. Verschiedene Möglichkeiten zur Aufbereitung der Datenpunkte und weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Die darin dargestellten Besonderheiten können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:The data points obtained using a method according to the invention can on different way be prepared to a doctor to facilitate the diagnosis. Various options for processing the data points and other details and advantages of the invention are based on embodiments below Reference to the attached Drawings explained. The features shown therein can be used individually or in combination used to preferred embodiments of the invention create. Show it:

1 einen typischen Verlauf der Blutglucosekonzentration eines gesunden Probanden; 1 a typical course of the blood glucose concentration of a healthy subject;

2 einen typischen Verlauf der Blutglucosekonzentration eines Typ1-Diabetikers; 2 a typical course of the blood glucose concentration of a type 1 diabetic;

3 einen typischen Verlauf der Blutglucosekonzentration eines Typ2-Diabetikers; 3 a typical course of the blood glucose concentration of a type 2 diabetic;

4 einen typischen Verlauf der Blutglucosekonzentration eines vermeintlich gesunden Prä-Typ2-Diabetikers; 4 a typical course of the blood glucose concentration of a supposedly healthy pre-type 2 diabetic;

5 den Verlauf der Änderungsgeschwindigkeit der in 1 gezeigten Blutglucosekonzentration des gesunden Probanden; 5 the course of the rate of change of in 1 shown blood glucose concentration of the healthy subjects;

6 den Verlauf der Änderungsgeschwindigkeit der in 2 gezeigten Blutglucosekonzentration des Typ1-Diabetikers; 6 the course of the rate of change of in 2 shown blood glucose concentration of the type 1 diabetic;

7 den Verlauf der Änderungsgeschwindigkeit der in 3 gezeigten Blutglucosekonzentration des Typ2-Diabetikers; 7 the course of the rate of change of in 3 shown blood glucose concentration of the type 2 diabetic;

8 den Verlauf der Änderungsgeschwindigkeit der in 4 gezeigten Blutglucosekonzentration des Prä-Typ2-Diabetikers; 8th the course of the rate of change of in 4 shown blood glucose concentration of the pre-type 2 diabetic;

9 eine Phasenraumdarstellung von Datenpunkten, die aus den in 1 gezeigten Werten der Blutglucosekonzentration des gesunden Probanden gewonnen wurden; 9 a phase space representation of data points derived from the in 1 obtained values of the blood glucose concentration of the healthy subjects;

10 eine Phasenraumdarstellung von Datenpunkten, die aus den in 2 gezeigten Werten der Blutglucosekonzentration des Typ1-Diabetikers gewonnen wurden; 10 a phase space representation of data points derived from the in 2 values of the blood glucose concentration of the type 1 diabetic shown were obtained;

11 eine Phasenraumdarstellung von Datenpunkten, die aus den in 3 gezeigten Werten der Blutglucosekonzentration des Typ2-Diabetikers gewonnen wurden; 11 a phase space representation of Da points from the in 3 values of the blood glucose concentration of the type 2 diabetic shown were obtained;

12 eine Phasenraumdarstellung von Datenpunkten, die aus den in 4 gezeigten Werten der Blutglucosekonzentration des Prä-Typ2-Diabetikers gewonnen wurden; 12 a phase space representation of data points derived from the in 4 values of the blood glucose concentration of the pre-type 2 diabetic shown were obtained;

13 eine weitere Phasenraumdarstellung, die auf den in 1 gezeigten Meßwerten des gesunden Probanden beruht; 13 another phase space representation, based on the in 1 based on measured values of the healthy subjects;

14 eine weitere Phasenraumdarstellung, die auf den in 2 gezeigten Meßwerten des Typ1-Diabetikers beruht; 14 another phase space representation, based on the in 2 based on measured values of the type 1 diabetic;

15 eine weitere Phasenraumdarstellung, die auf den in 3 gezeigten Meßwerten des Typ2-Diabetikers beruht; 15 another phase space representation, based on the in 3 based on measured values of the type 2 diabetic;

16 eine weitere Phasenraumdarstellung, die auf den in 4 gezeigten Meßwerten des Prä-Typ2-Diabetikers beruht; 16 another phase space representation, based on the in 4 is based on measured values of the pre-type 2 diabetic;

17 Ergebnisse einer Kreuzvorhersage für verschiedene Datensätze; 17 Results of a cross-prediction for different data sets;

18 Werte eines Störungsparameters für verschiedene Datensätze; 18 Values of a disturbance parameter for different data sets;

19 ein Histogramm der Verteilung von Krümmungsradien von Trajektorien in einem Teilbereich des Phasenraums am Beispiel eines Typ2-Diabetikers; 19 a histogram of the distribution of radii of curvature of trajectories in a subregion of the phase space on the example of a type 2 diabetic;

20 ein Histogramm der Verteilung von Krümmungsradien von Trajektorien außerhalb des Teilbereichs von 19 und 20 a histogram of the distribution of radii of curvature of trajectories outside the subarea of 19 and

21 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Systems zur Untersuchung des Glucosestoffwechsels. 21 a block diagram of a system according to the invention for the study of glucose metabolism.

1 zeigt einen typischen Verlauf der Blutglucosekonzentration eines gesunden Probanden über einen Zeitraum von etwa 50 Stunden. Im Tagesverlauf treten infolge von Mahlzeiten oder körperlicher Anstrengung erhebliche Schwankungen der Blutglucosekonzentration g(t) auf. Erkennbar ist, daß die Blutglucosekonzentration von dem körpereigenen Regelungssystem auf einen Ziel-Wert von etwa 80 bis 90 mg/dl Glucose geregelt wird. Zum Vergleich zeigt 2 einen typischen Verlauf der Blutglucosekonzentration eines Typ1-Diabetikers über einen Zeitraum von 50 Stunden. Auffällig ist das Auftreten von Konzentrationsspitzen von über 300 mg/dl Glucose und das Absinken auf Werte von weniger als 50 mg/dl. Aus diesen extrem großen Konzentrationsschwankungen läßt sich ohne weiteres auf das Vorliegen einer krankheitsbedingten Störung des Glucosestoffwechsels schließen. In 3 ist ein typisches Beispiel des Blutglucosekonzentration-Verlaufs eines Typ2-Diabetikers in fortgeschrittenem Stadium der Erkrankung über der Zeit dargestellt. Ähnlich wie bei einem Typ1-Diabetiker läßt sich aus dem Auftreten von Konzentrationsspitzen von über 300 mg/dl Glucose unmittelbar auf eine krankheitsbedingte Störung des Glucosestoffwechsels schließen. 1 shows a typical course of the blood glucose concentration of a healthy volunteer over a period of about 50 hours. Significant fluctuations in blood glucose concentration g (t) occur during the course of the day as a result of meals or physical exertion. It can be seen that the blood glucose concentration is regulated by the body's control system to a target value of about 80 to 90 mg / dl glucose. For comparison shows 2 a typical course of the blood glucose concentration of a type 1 diabetic over a period of 50 hours. Conspicuous is the occurrence of concentration peaks of over 300 mg / dl glucose and the drop to values of less than 50 mg / dl. From these extremely large fluctuations in concentration can be easily concluded that there is a disease-related disorder of glucose metabolism. In 3 is a typical example of the blood glucose concentration progression of a type 2 diabetic advanced disease stage over time. Similar to a type 1 diabetic can be concluded from the occurrence of concentration peaks of about 300 mg / dl glucose directly on a disease-related disorder of glucose metabolism.

4 zeigt den Verlauf der Blutglucosekonzentration g(t) eines scheinbar gesunden Probanden, bei dem es sich in Wahrheit um einen behandlungsbedürftigen Prä-Typ2 Diabetiker handelt. Wie bei einem gesunden Probanden (siehe 1) wird die Blutglucosekonzentration von dem körpereigenen Regelungsmechanismus in einem relativ engen Band zwischen etwa 80 mg/dl und 150 mg/dl gehalten. Für Diabetes typische Konzentrationsspitzen mit Werten von 300 mg/dl Blutglucosegehalt, wie sie beispielsweise in den 2 und 3 zu sehen sind, fehlen. Es ist deshalb sehr schwer, anhand der in 4 gezeigten Daten das Vorliegen von Prä-Typ2-Diabetes zu diagnostizieren. 4 shows the course of the blood glucose concentration g (t) of a seemingly healthy subject, which is in fact a pre-Type2 diabetic in need of treatment. As with a healthy subject (see 1 ), the blood glucose concentration is maintained by the body's regulatory mechanism in a relatively narrow band between about 80 mg / dl and 150 mg / dl. Concentration peaks typical for diabetes with values of 300 mg / dl blood glucose content, as described, for example, in US Pat 2 and 3 are missing. It is therefore very difficult to use the in 4 data to diagnose the presence of pre-type 2 diabetes.

Eine weitgehend übliche Form der Datenaufbereitung besteht darin, zusätzlich zu der Meßgröße, hier also der Blutglucosekonzentration, auch deren zeitliche Ableitung über der Zeit aufzutragen. Die 5, 6, 7 und 8 zeigen jeweils die Änderungsgeschwindigkeit der Blutglucosekonzentration in mg/dl/min für die in den 1 bis 4 dargestellten Blutglucoseprofile. Dabei ist in 5 die zeitliche Ableitung der in 1 dargestellten Blutglucosekonzentration eines gesunden Probanden, in 6 des Typ1-Diabetikers, in 7 des Typ2-Diabetikers und in 8 des Prä-Typ2-Diabetikers aufgetragen.A widely used form of data processing is to apply, in addition to the measured variable, in this case the blood glucose concentration, also their time derivative over time. The 5 . 6 . 7 and 8th each show the rate of change of the blood glucose concentration in mg / dl / min for in the 1 to 4 shown blood glucose profiles. It is in 5 the time derivative of in 1 shown blood glucose concentration of a healthy volunteer, in 6 of the type 1 diabetic, in 7 of type 2 diabetics and in 8th of the pre-type 2 diabetic.

Wie man in diesen Abbildungen erkennt, schwankt die Änderungsgeschwindigkeit der Blutglucosekonzentration im Tagesverlauf derart stark, daß sich aus deren Verlauf kaum eine eindeutige Information über den Gesundheitszustand eines Probanden entnehmen läßt. Bei sämtlichen gezeigten Darstellungen, also bei gesunden Probanden ebenso wie bei Diabeteskranken, schwankt die Änderungsgeschwindigkeit der Blutglucosekonzentration im Tagesverlauf zwischen –2 und +2 mg/dl/min.As one recognizes in these figures, the speed of change of the Blood glucose concentration in the course of the day so strong that out their course hardly a clear information about the state of health of a test subject. at all shown representations, so in healthy subjects as well as in Diabetes sufferers, the rate of change varies the blood glucose concentration during the day between -2 and +2 mg / dl / min.

Durch eine erfindungsgemäße Datenaufbereitung lassen sich charakteristische Besonderheiten der in den im vorhergehenden beschriebenen Figuren gezeigten Daten deutlich hervorheben, so daß sich krankheitsbedingte Störungen des Glucosestoffwechsels ohne Schwierigkeit erkennen lassen. Dazu werden aus den gemessenen Blutglucosekonzentrationen zunächst Datenpunkte in Phasenraumkoordinaten ermittelt.Characteristic features of the data shown in the figures described above can be clearly emphasized by data preparation according to the invention, so that disease-related disorders of the glucose metabolism can be recognized without difficulty. For this purpose, data points in phase space coordinate are first determined from the measured blood glucose concentrations determined.

Bei den im folgenden näher erläuterten 9, 10 und 12 wurden als Phasenraumkoordinaten die Blutglucosekonzentration und deren Änderungsgeschwindigkeit zu dem jeweiligen Zeitpunkt verwendet. Für 11 wurden als Phasenraumkoordinaten die Blutglucosekonzentratrion g(t) und das Produkt aus deren erster und zweiten Ableitung nach der Zeit verwendet. Die so ermittelten Datenpunkte wurden für die in den 1 bis 4 gezeigten Meßreihen jeweils in einer Phasenraumdarstellung aufgetragen, bei der die Änderungsgeschwindigkeit der Blutglucosekonzentration über der Blutglucosekonzentration (9, 10 und 12) bzw. das Produkt aus der Änderungsgeschwindigkeit und der zweiten zeitlichen Ableitung der Blutglucosekonzentration über der Blutglucosekonzentration (11) aufgetragen ist.In the explained in more detail below 9 . 10 and 12 the blood glucose concentration and its rate of change at the respective time point were used as phase space coordinates. For 11 the phase glucose coordinates used were the blood glucose concentration g (t) and the product of their first and second derivative with time. The data points thus obtained were used for the data in the 1 to 4 shown in a phase space representation, in which the rate of change of blood glucose concentration above the blood glucose concentration ( 9 . 10 and 12 ) or the product of the rate of change and the second time derivative of the blood glucose concentration over the blood glucose concentration ( 11 ) is applied.

Die in der 9 gezeigte Phasenraumdarstellung der Datenpunkte eines gesunden Probanden läßt eine Trajektorie mit einer größeren Anzahl von Schleifen erkennen, die durch einen Regelpunkt bei etwa (90 mg/dl; 0 mg/dl/min) verlaufen. In einem sehr kleinen Volumenelement um diesen Punkt bei etwa 90 mg/dl ± 3 mg/dl schneiden sich die ver schiedenen Schleifen der Trajektorie, so daß dort eine erhöhte Dichte der Datenpunkte vorhanden ist.The in the 9 The phase space representation of the data points of a healthy subject shown reveals a trajectory with a larger number of loops, which run through a control point at approximately (90 mg / dl; 0 mg / dl / min). In a very small volume element around this point at about 90 mg / dl ± 3 mg / dl intersect the ver different loops of the trajectory, so that there is an increased density of the data points.

In 10 ist eine entsprechende Darstellung für einen Typ1-Diabetiker gezeigt, die auf den Daten der 2 und 6 beruht. Als wesentlicher Unterschied zu der in 9 gezeigten Darstellung fällt auf, daß die Trajektorie in großen Abschnitten nur eine relativ geringe Krümmung zeigt und mehr oder weniger gleichmäßig über den dargestellten Phasenraumausschnitt verteilt ist. Insbesondere ist kein Regelungspunkt erkennbar, in dem sich mehrere Schleifen der Trajektorie schneiden.In 10 a corresponding representation for a type 1 diabetic is shown on the data of the 2 and 6 based. As an essential difference to the in 9 It is noticeable that the trajectory only shows a relatively small curvature in large sections and is distributed more or less uniformly over the phase space section shown. In particular, no control point is recognizable in which intersect several loops of the trajectory.

Die in 11 gezeigte Phasenraumdarstellung der Daten eines Typ2-Diabetikers ist zur in 10 gezeigten Phasenraumdarstellung der Daten eines Typ1-Diabetikers dahingehend ähnlich, daß die für einen funktionierenden Regelungsmechanismus typische Schleifenform von Trajektorien, die immer wieder durch denselben Regelungspunkt hindurch laufen, fehlt. Die in 11 gezeigte Trajektorie zeigt in weiten Bereichen einen eher wellenförmigen Verlauf, bildet jedoch keine Schleifen. Insbesondere ist auch kein Teilbereich des dargestellten Phasenraumausschnitts durch eine signifikant erhöhte Dichte der Datenpunkte ausgezeichnet. 11 ist zugleich ein Beispiel dafür, daß als Koordinaten auch von Zustandsgrößen (z.B. Konzentration, Änderungsgeschwindigkeit) abgeleitete Größen verwendet werden.In the 11 shown phase space representation of the data of a type 2 diabetic is to in 10 phase space representation of the data of a type 1 diabetic shown similar in that the typical for a functioning control mechanism loop shape of trajectories that run repeatedly through the same control point missing. In the 11 shown trajectory shows in a wide range a rather wavy course, but does not form loops. In particular, no subregion of the phase space segment shown is distinguished by a significantly increased density of the data points. 11 is at the same time an example of the fact that variables derived from state variables (eg concentration, rate of change) are also used as coordinates.

Vergleicht man die Phasenraumdarstellungen von 9 bzw. 10, die für einen gesunden Probanden bzw. für Typ1-Diabetiker typisch sind, mit der in 12 gezeigten Darstellung der Datenpunkte des scheinbar gesunden Prä-Typ2- Diabetikers, sind deutliche Unterschiede erkennbar.Comparing the phase space representations of 9 respectively. 10 which are typical of a healthy subject or type 1 diabetics, with the in 12 shown representation of the data points of the seemingly healthy pre-type2 diabetic, distinct differences are recognizable.

Bei der in 12 dargestellten Trajektorie eines Prä-Typ2-Diabetikers ist, insofern ähnlich wie bei dem gesunden Probanden (9), eine Schleifenbildung erkennbar. Allerdings schneiden sich diese Schleifen nicht in einem definierten Regelungspunkt, der in 9 ungefähr bei (90 mg/dl; 0 mg/dl/min) liegt, sondern sind mehr oder weniger gleichmäßig über einen Bereich zwischen (80 mg/dl; 0 mg/dl/min) und (150 mg/dl; 0 mg/dl/min) verteilt. Der für einen funktionierenden Regelungsmechanismus charakteristische Regelungspunkt ist also zu einem ausgedehnten Regelungsbereich verschmiert.At the in 12 trajectory of a pre-type 2 diabetic is similar in that to the healthy subject ( 9 ), a looping recognizable. However, these loops do not intersect at a defined control point in 9 is approximately (90 mg / dl; 0 mg / dl / min), but is more or less even over a range between (80 mg / dl; 0 mg / dl / min) and (150 mg / dl; dl / min). The characteristic of a functioning control mechanism control point is so smeared to an extended range of regulation.

Die maximale Dichte der Datenpunkte in einem gegebenen Volumenelement ΔV = ΔxΔy der in 12 gezeigten Phasenraumdarstellung mit beispielsweise Δx = 10 mg/dl und Δy = 1 mg/dl/min ist zwar wesentlich höher als bei den Phasenraumdarstellungen für Diabeteskranke ( 10), aber wesentlich geringer als bei einem gesunden Probanden (9).The maximum density of data points in a given volume element ΔV = ΔxΔy of in 12 shown phase space representation with, for example, Δx = 10 mg / dl and Δy = 1 mg / dl / min is indeed much higher than in the phase space representations for diabetic patients ( 10 ), but much lower than in a healthy subject ( 9 ).

Die Darstellungen machen deutlich, daß ein Arzt schon mit minimalem Training anhand einer Phasenraumdarstellung von Datenpunkten des Glucoseverlaufs einen Prä-Typ2-Diabetiker, der noch keine herkömmlichen Symptome einer Diabeteserkrankung zeigt, von einem gesunden Probanden unterscheiden kann.The Representations make it clear that a doctor with minimal Training based on a phase space representation of data points of the Glucose progression a pre-type2 diabetic, not yet conventional Symptoms of diabetes shows from a healthy subject can differentiate.

Als weiteres Beispiel einer für die vorliegende Erfindung geeigneten Phasenraumdarstellung sind in den 13 bis 16 die erste und die zweite zeitliche Ableitung der Blutglucosekonzentration (also Änderungsgeschwindigkeit und Beschleunigung) als Phasenraumkoordinaten verwendet. Im Fall von 14 wurde für eine dreidimensionale Phasenraumdarstellung zusätzlich zu den beiden zeitlichen Ableitungen auch die Blutglucosekonzentration selbst als Phasenraumkoordinate verwendet.As another example of a phase space representation suitable for the present invention are shown in FIGS 13 to 16 the first and second time derivatives of blood glucose concentration (ie, rate of change and acceleration) are used as phase space coordinates. In case of 14 For a three-dimensional phase space representation, in addition to the two temporal derivatives, the blood glucose concentration itself was also used as the phase space coordinate.

Die in 13 gezeigte Phasenraumdarstellung beruht auf den in 1 gezeigten Meßwerten der Blutglucosekonzentration eines gesunden Probanden. Ebenso wie bei der in 9 gezeigten Phasenraumdarstellung des gesunden Probanden zeigen sich auch in 13 für einen funktionierenden Regelungsmechanismus charakteristische Schleifen. Diese Schleifen schneiden sich in einem Regelungspunkt bei etwa (0 mg/dl/min; 0 mg/dl/min²), so daß sich in einem Volumenelement ΔV = Δx mal Δy um den Regelungspunkt mit Δx = 0,2 mg/dl/min und Δy = 0,03 mg/dl/min² eine deutlich erhöhte Dichte der Datenpunkte ergibt.In the 13 phase space representation shown is based on the in 1 shown measurements of the blood glucose concentration of a healthy subjects. As with the in 9 shown phase space representation of healthy subjects also show up in 13 for a functioning control mechanism characteristic loops. These loops intersect at a control point at about (0 mg / dl / min, 0 mg / dl / min ² ), so that in a volume element ΔV = Δx times Δy around the control point with Δx = 0.2 mg / dl / min and Δy = 0.03 mg / dl / min ² results in a significantly increased density of the data points.

Bei den Phasenraumdarstellungen für Diabeteskranke ( 14 und 15) ist keine Schleifenbildung der Trajektorie erkennbar. Ein Regelungspunkt ist in 14 gar nicht und in 15 allenfalls ansatzweise erkennbar. In 15 ist durch ein großes X zusätzlich der Schwerpunkt der Datenpunkte markiert. Bei der entsprechenden Phasenraumdarstellung des scheinbar gesunden Prä-Typ2-Diabetikers (16) ist zwar eine Schleifenbildung der Trajektorie erkennbar, jedoch ist der in 14 erkennbare Volumenbereich um den Regelungspunkt mit erhöhter Datenpunktdichte zu einem Ball mit einem etwa 10mal größeren Volumen aufgebläht.In the phase space representations for diabetic patients ( 14 and 15 ) no looping of the trajectory can be seen. A regulatory point is in 14 not at all and in 15 possibly recognizable to some extent. In 15 is marked by a large X additionally the center of gravity of the data points. In the corresponding phase space presentation of the seemingly healthy pre-type 2 diabetic ( 16 ), although a looping of the trajectory can be seen, but the in 14 recognizable volume area inflated around the control point with increased data point density to a ball with an approximately 10 times larger volume.

Die beschriebenen Figuren machen deutlich, daß eine Aufbereitung der Datenpunkte durch Auftragen in einer Phasenraumdarstellung erfolgen kann, die einem Arzt als Diagnosehilfe zur Verfügung gestellt werden kann. Mit bloßem Auge lassen sich in einer Phasenraumdarstellung charakteristische Besonderheiten erkennen und auf eine krankhafte Störung des Glucosestoffwechsels schließen.The described figures make it clear that a preparation of the data points can be done by applying in a phase space representation, the a doctor can be provided as a diagnostic aid. With mere Eye can be characteristic in a phase space representation Recognize special features and a pathological disorder of the Close glucose metabolism.

Wie weiter oben erläutert wurden, werden als Koordinaten des Phasenraums Zustandsgrößen verwendet, die sich zur Beschreibung des Glucosestoffwechselssystems eignen. Für Anwendungszwecke der Erfindung bevorzugte Koordinaten sind die Glucosekonzentration und deren zeitliche Ableitungen, insbesondere als delay-Koordinaten. Unter den zeitlichen Ableitungen ist die erste zeitliche Ableitung (Änderungsgeschwindigkeit) besonders gut geeignet. Ebenfalls geeignet sind selbstverständlich Funktionen, deren Variablen von einer oder mehreren dieser primären Zustandsgrößen gebildet werden.As explained above if state variables are used as coordinates of the phase space, which are suitable for the description of the glucose metabolism system. For applications of the Invention preferred coordinates are the glucose concentration and their temporal derivatives, in particular as delay coordinates. Among the time derivatives is the first time derivative (rate of change) especially suitable. Of course, functions are also suitable, whose variables are formed by one or more of these primary state variables become.

Ein Vergleich der 9 bis 12 mit den 13 bis 16 zeigt, daß für Gesundheits- bzw. Krankheitszustände charakteristische Besonderheiten von der Wahl der Phasenraumkoordinaten weitgehend unabhängig sind. Eine Schleifenbildung der Trajektorie und eine erhöhte Datenpunktdichte um einen Regelungspunkt sind stets Anzeichen für einen funktionierenden Regelungsmechanismus und damit für einen gesunden Glucosestoffwechsel. Mit fortschreitender Erkrankung zeigen die Trajektorien eine zunehmend geringere Schleifenbildung und die maximale Dichte der Datenpunkte um einen Regelungspunkt verringert sich, bis schließlich gar kein Regelungspunkt mehr erkennbar ist.A comparison of 9 to 12 with the 13 to 16 shows that peculiarities specific to health or disease states are largely independent of the choice of phase space coordinates. A looping of the trajectory and an increased data point density around a control point are always indications of a functioning regulatory mechanism and thus of a healthy glucose metabolism. As the disease progresses, the trajectories show less and less looping, and the maximum density of data points around a control point decreases until finally no control point is recognizable.

Wird eine Phasenraumdarstellung als Diagnosehilfe verwendet, so wird bevorzugt eine erhöhte Dichte der Datenpunkte, die für einen Regelungspunkt und damit für einen funktionierenden Regelungsmechanismus charakteristisch ist, farblich hervorgehoben.Becomes a phase space representation is used as a diagnostic aid is so preferably an increased density of the data points used for a regulation point and thus for a functioning control mechanism is characteristic, Highlighted in color.

Günstig ist es, wenn dabei die Datenpunkte in einer Farbe dargestellt werden, die von der Anzahl der Datenpunkte in einer vorgegebenen Umgebung U des jeweiligen Datenpunktes abhängt.Cheap is it, if the data points are displayed in one color, that of the number of data points in a given environment U depends on the respective data point.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Aufbereitung der Datenpunkte dadurch, daß aus ihnen ein Störungsparameter ermittelt wird, der mit der Schwere einer Störung des Glucosestoffwechsels korreliert. Dieser Störungsparameter kann ergänzend zu einem Auftragen der Datenpunkte in einer Phasenraumdarstellung erfolgen oder diese ersetzen.According to one Another aspect of the present invention is the processing the data points in that out give them a fault parameter which is associated with the severity of a glucose metabolism disorder correlated. This fault parameter can be complementary to apply the data points in a phase space representation or replace it.

Der Störungsparameter kann beispielsweise durch eine statistische Auswertung der Datenpunkte ermittelt werden. Wie im Zusammenhang mit den gezeigten Phasenraumdarstellungen bereits erläutert wurde, ist bei einem gesunden Probanden ein relativ scharf definierter Regelungspunkt vorhanden, in dessen Umgebung eine deutlich erhöhte Dichte der Datenpunkte vorliegt. Mit Beginn einer Störung des Glucosestoffwechsels mit Krankheitswert wird dieser Regelungspunkt zunehmend unscharf, so daß die maximale Dichte der Datenpunkte entsprechend abnimmt und schließlich bei Ausbruch einer Diabeteserkrankung ganz verschwindet. Ein wichtiges Kriterium für eine statistische Auswertung ist deshalb die maximale Datenpunktdichte in dem Phasenraum. Im Rahmen einer statistischen Auswertung kann der Störungsparameter beispielsweise aus dem Anteil der Datenpunkte bestimmt werden, der in einer vorgegebenen Umgebung U eines Regelpunktes liegt, oder dem maximalen Anteil der Datenpunkte, der in einem Volumenelement gegebener Größe liegt.Of the fault parameters can for example be determined by a statistical evaluation of the data points become. As in connection with the phase space representations shown has already been explained is a relatively well defined in a healthy subject Control point exists, in whose environment a significantly increased density the data points is present. With the onset of a disorder of glucose metabolism with disease value, this regulatory point becomes increasingly blurred, So that the maximum density of the data points decreases accordingly and eventually Onset of diabetes completely disappears. An important Criterion for a Statistical evaluation is therefore the maximum data point density in the phase space. As part of a statistical evaluation can the fault parameter For example, be determined from the proportion of data points, the is in a given environment U of a control point, or the maximum proportion of data points, given in a volume element Size is.

Eine weitere Möglichkeit einer statistischen Auswertung besteht darin, die Hauptachsen eines Varianzellipsoids zu bestimmen und den Störungsparameter aus dem Verhältnis der Hauptachsen des Varianzellipsoids zu berechnen.A another possibility A statistical evaluation consists of the main axes of a Varianzellipsoid to determine and the fault parameter out of proportion to calculate the principal axes of the variance ellipsoid.

Ein Varianzellipsoid läßt sich aus der Streuung der Datenpunkte in dem Phasenraum berechnen, wobei dessen Hauptachsen die Varianz der Datenpunkte in der jeweiligen Richtung des Phasenraums angeben. Als Störungsparameter kann beispielsweise das Verhältnis der Hauptachsen einer zweidimensionalen Phasenraumdarstellung, wie sie in den 9 bis 13 gezeigt ist, verwendet werden. Sind beispielsweise L_G und L_V die Längen der skalierten (also dimensionslosen) Hauptachsen für die Varianz der Blutglucosekonzentration bzw, der Änderungsgeschwindigkeit der Blutglucosekonzentration, gilt für das Varianzellipsoid eines Prä-Typ2-Diabetikers L_G/L_V > 1, wogegen bei einem Gesunden dieser Bruch kleiner als oder gleich 1 ist.A variance ellipsoid can be calculated from the scatter of the data points in the phase space, the principal axes of which indicate the variance of the data points in the respective phase space direction. As a disturbance parameter, for example, the ratio of the main axes of a two-dimensional phase space representation, as shown in the 9 to 13 is shown used. For example, if L _G and L _{V are} the lengths of the scaled (ie, dimensionless) major axes for the blood glucose concentration variance, and the rate of change of the blood glucose concentration, then the variance ellipsoid of a pre-type 2 diabetic L _G / L _V > 1, whereas in a healthy subject this fraction is less than or equal to 1.

Eine statistische Auswertung hat den Vorteil, daß eine Trajektorie nicht unbedingt erkennbar sein muß, also die Blutglucosekonzentration nicht unbedingt in so kurzen Zeitabständen gemessen werden muß, daß sich in der Phasenraumdarstellung erkennen läßt, welche Datenpunkte jeweils zeitlich aufeinander folgen. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß bei einer statistischen Auswertung ausgenutzt wird, daß bei einem gesunden Patienten die Datenpunkte wesentlich dichter um einen Regelpunkt liegen als bei einem Diabeteskranken. Bei zunehmender Erkrankung wird der Regelungsmechanismus zur Einstellung der Blutglucosekonzentration immer schlechter, so daß sich immer häufiger Datenpunkte finden, die weit von dem Regelpunkt entfernt sind.A statistical evaluation has the advantage that a trajectory does not necessarily have to be recognizable, ie the blood glucose concentration is not necessarily measured in such short time intervals must be able to recognize in the phase space representation, which data points in each case follow each other in time. In summary, it can be said that a statistical evaluation makes use of the fact that in a healthy patient the data points are much closer to a control point than in the case of a diabetic patient. As the disease progresses, the control mechanism for adjusting the blood glucose concentration deteriorates, so that more and more data points are found which are far from the control point.

Eine weitere Möglichkeit zur Berechnung eines Störungsparameters ist die Auswertung einer Kreuzvorhersage eines Trajektorienverlaufs. Bei dieser Vorgehensweise wird durch Optimieren von Modellparametern eine Vorhersagefunktion erzeugt, mit welcher der Verlauf einer auszuwertenden Trajektorie in einem Bereich des Phasenraums approximiert werden kann. Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Vorhersagefunktion um eine einfache Extrapolation eines gegebenen Trajektorienabschnitts.A another possibility for calculating a disturbance parameter is the evaluation of a cross prediction of a trajectory course. This approach is done by optimizing model parameters generates a prediction function, with which the course of a to be evaluated Trajectory be approximated in a range of phase space can. In the simplest case, it is the predictive function a simple extrapolation of a given trajectory section.

Bei einer Kreuzvorhersage wird die durch Anpassen der Optimierungsparameter für eine auszuwertende Trajektorie gewonnene Vorhersagefunktion zur Vorhersage einer Referenz-Trajektorie in dem entsprechenden Bereich des Phasenraums verwendet. Beispielsweise wird auf diese Weise eine Vorhersagefunktion an eine Trajektorie der Daten eines zu untersuchenden Patienten angepaßt und die so gewonnene Funktion zur Vorhersage der Trajektorie eines gesunden Probanden und eines diabeteskranken Patienten verwendet. Das Fehlermaß der mit der so gewonnenen Vorhersagefunktion berechneten Trajektorie zu der Trajektorie des gesunden Probanden bzw. des Diabetikers gibt an, wie weit sich der Gesundheitszustand des zu untersuchenden Patienten von dem gesunden Idealzustand entfernt und an den Zustand eines Diabetikers angenähert hat.at a cross-prediction is made by adjusting the optimization parameters for one to be evaluated trajectory prediction function for prediction a reference trajectory in the corresponding region of the phase space used. For example, this way becomes a predictor to a trajectory of the data of a patient to be examined customized and the function thus obtained for the prediction of the trajectory of a healthy volunteers and a diabetic patient. The error measure with the thus obtained prediction function calculated trajectory the trajectory of the healthy subjects or diabetics are on how far the health of the patient to be examined removed from the healthy ideal state and to the state of a Diabetic approximated Has.

Als Beispiel für diese Vorgehensweise ist in 17 der mit einer Kreuzvorhersage gewonnene Vorhersagefehler Δf für einen Testdatensatz A aufgetragen. Dabei wurden Datensätze A bis H als Referenzdatensätze verwendet. Erwartungsgemäß erhält man nur einen sehr kleinen Vorhersagefehler, wenn man den Testdatensatz A bei der Kreuzvorhersage auch als Referenzdatensatz verwendet. Werden für den Testdatensatz die Referenzdatensätze B bis H verwendet, ergeben sich in den Fällen der Datensätze E bis H etwas größere Vorhersagefehler Δf und in den Fällen der Referenzdatensätze B bis D wesentliche größere Vorhersagefehler Δf. Bei dem gezeigten Beispiel wurden die Datensätze B bis D an gesunden Probanden und die Datensätze E bis H an Typ2-Diabetikern ermittelt. Anhand der in 17 gezeigten Vorhersagefehler Δf läßt sich somit für den Testdatensatz A auf das Vorliegen von Typ2-Diabetes schließen.As an example of this procedure is in 17 the prediction error Δf obtained with a cross-prediction is plotted for a test data set A. Data records A to H were used as reference data records. As expected, only a very small prediction error is obtained if the test data set A is also used as a reference data set in cross-prediction. If the reference data records B to H are used for the test data record, somewhat larger prediction errors Δf result in the cases of the data sets E to H and substantially larger prediction errors Δf in the cases of the reference data records B to D. In the example shown, data sets B to D were determined on healthy subjects and data sets E to H on type 2 diabetics. On the basis of in 17 Thus, for the test data set A, the prediction error Δf shown can be deduced to indicate the presence of type 2 diabetes.

Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung eines Störungsparameters ist eine geometrische bzw. differentialgeometrische Auswertung der von den Datenpunkten in dem Phasenraum gebildeten Trajektorien. Bei einer solchen Auswertung macht man sich zunutze, daß die Blutglucosekonzentration nach Mahlzeiten oder körperlicher Anstrengung um so rascher zu ihrem Regelungspunkt zurückkehrt, je besser die Regelung der Blutglucosekonzentration funktioniert. Dies bedeutet, daß bei einem gesunden Menschen die Trajektorien wesentlich stärker gekrümmt sind als bei einem Diabetiker. Insbesondere bilden die Trajektorien bei einem gesunden Menschen näherungsweise kreisförmige Schleifen, während sie bei fortschreitender Störung der Regulation des Glucosestoffwechsels die Form von zunehmend exzentrischen Ellipsoiden annehmen. Für eine geometrische Auswertung können deshalb die einzelnen Schleifen der Trajektorie näherungsweise als Ellipsoide betrachtet werden und deren Exzentrizität als Maß für die Schwere einer Erkrankung bestimmt werden.A another possibility for determining a disturbance parameter is a geometric or differential geometric evaluation of trajectories formed by the data points in the phase space. at Such an evaluation makes use of the fact that the blood glucose concentration after meals or physical The sooner the effort returns to its regulatory point, the better the regulation of blood glucose concentration works. This means that at a healthy person the trajectories are much more curved as with a diabetic. In particular, the trajectories form a healthy person approximately circular Grinding while they as the fault progresses The regulation of glucose metabolism takes the form of increasingly eccentric ellipsoids accept. For a geometric evaluation can therefore the individual loops of the trajectory approximate considered as ellipsoids and their eccentricity as a measure of severity of a disease.

Ein Beispiel für einen durch geometrische Auswertung gewonnenen Störungsparameter ist in 18 für Datensätze A bis I dargestellt. Als Störungsparameter wurde dabei das Verhältnis der Längen der ersten und zweiten Hauptachsen verwendet, die aus einer Hauptkomponentenzerlegung des Phasenraums gewonnen wurden. Der Datensatz A wurde an einem Prädiabetiker ermittelt, die Datensätze B bis D an gesunden Probanden, die Datensätze E bis I an Typ2-Diabetikern mit unterschiedlicher Glucosestoffwechsellage. Bei den Patienten der Datensätze E bis G ist noch eine hinreichende endogene Insulinsekretion vorhanden, bei den Patienten der Datensätze H und I nicht mehr.An example of a fault parameter obtained by geometric evaluation is in 18 for records A to I shown. The disturbance parameter used was the ratio of the lengths of the first and second principal axes, which were obtained from a principal component decomposition of the phase space. The data set A was determined on a prediabetic, the data sets B to D on healthy subjects, the data sets E to I on type 2 diabetics with different glucose metabolism. Sufficient endogenous insulin secretion is still present in the patients of the data sets E to G, but not in the patients of the data sets H and I.

18 zeigt, daß sich aus Datenpunkten in Phasenraumkoordinaten ein Störungsparameter ermitteln läßt, der nicht nur deutliche Unterschiede zwischen gesunden Probanden und Diabetikern erkennen läßt, sondern auch dazu geeignet ist, verschiedene Stadien einer Diabeteserkrankung zu identifizieren. Der Störungsparameter kann deshalb auch im Rahmen eines Stagings als Stagingparameter verwendet werden. Bei dem gezeigten Beispiel liegt der Störungsparameter für Typ2-Diabetiker im frühen Stadium der Erkrankung bei etwa 4 bis 5. In diesem frühen Stadium der Erkrankung ist noch eine hinreichende Insulinsekretion vorhanden. Mit fortschreitender Diabeteserkrankung kommt die Insulinsekretion zum Erliegen und der Störungsparameter nimmt Werte von 6 und mehr an. Ein aus dem Verhältnis der ersten und zweiten Hauptkomponente (PCA₁/PCA₂) gewonnener Störungsparameter mit einem Wert von mehr als 7 ist dabei mit dem Erlöschen der Gegenregulation bei Hypoglykämie verbunden. 18 shows that from data points in phase space coordinates a disturbance parameter can be determined, which not only reveals significant differences between healthy subjects and diabetics, but is also suitable for identifying different stages of diabetes. The disturbance parameter can therefore also be used as a staging parameter in the context of staging. In the example shown, the disorder parameter for Type 2 diabetics in the early stage of the disease is about 4 to 5. At this early stage of the disease, there is still sufficient insulin secretion. As diabetes progresses, insulin secretion ceases and the disorder parameter assumes values of 6 or more. A perturbation parameter of greater than 7, derived from the ratio of the first and second major components (PCA ₁ / PCA ₂ ), is associated with the cessation of counter-regulation in hypoglycaemia.

Ein weiteres Beispiel für eine differentialgeometrische Auswertung einer Phasenraumdarstellung ist in den 19 und 20 gezeigt. Diese Figuren zeigen Histogramme der Verteilung von Krümmungsradien der Trajektorien eines Typ2-Diabetikers, die in Delay-Koordinaten mit einer Delay-Zeit von fünfzehn Minuten gewonnen wurden. Über dem Krümmungsradius in mg/dl ist jeweils die Anzahl der Schleifen mit dem entsprechenden Krümmungsradius aufgetragen. Das in 20 gezeigte Histogramm bezieht sich auf einen Teilbereich des Phasenraums, den die Trajektorien bei raschen Änderungen der Blutglucosekonzentration nach einer Mahlzeit einnehmen. In 19 ist für denselben Patienten in entsprechender Weise ein Histogramm der Häufigkeitsverteilung von Krümmungsradien von Trajektorien in einem zweiten Teil des Phasenraums gezeigt, den die Trajektorien bei langsamen Änderungen der Blutglucosekonzentration, z.B. einige Stunden nach einer Mahlzeit, einnehmen.Another example of a differential geometric evaluation of a phase space representation is in the 19 and 20 shown. These figures show histograms of the distribution of radii of curvature of the trajectories of a type 2 diabetic who were obtained in delay coordinates with a delay time of fifteen minutes. The number of loops with the corresponding radius of curvature is plotted over the radius of curvature in mg / dl. This in 20 The histogram shown relates to a portion of the phase space that the trajectories in rapid changes in blood glucose concentration take after a meal. In 19 For the same patient, a histogram of the frequency distribution of radii of curvature of trajectories in a second part of the phase space, which the trajectories take during slow changes in the blood glucose concentration, eg a few hours after a meal, is shown in a corresponding manner.

Bei einer Phasenraumdarstellung in Delay-Koordinaten treten Datenpunkte, die mit einer raschen Änderung der Blutglucosekonzentration einhergehen, in einem größeren Abstand zu der Hauptdiagonalen auf. Bei dem in den 19 und 20 gezeigten Beispiel wurden Trajektorien, deren Datenpunkte mehr als 5 mg/dl von der Hauptdiagonalen entfernt waren, einer ersten, schnellen Phase der Insulinsekretion zugeordnet, auf die sich 19 bezieht. In entsprechender Weise sind in in 20 Ergebnisse für Trajektorien gezeigt, deren Datenpunkte weniger als 5 mg/dl von der Hauptdiagonalen entfernt sind. Auf diese Weise können verschiedene Mechanismen des körpereigenen Regelungssystems untersucht werden. In einer ersten Phase der Insulinsekretion wird als Reaktion auf eine Nahrungsaufnahme sehr rasch Insulin ausgeschüttet. An die erste Phase der Insulinsekretion schließt eine zweite, langsamere Phase der Insulinsekretion an. Anhand von 20 kann man also erkennen, wie gut das körpereigene Regelungssystem auf einen schnellen Anstieg von Blutglucosewerten reagiert und die erste Phase der Insulinsekretion funktioniert. In entsprechender Weise zeigt 19 wie gut der langsame Regelungsmechanismus, also die zweite Phase der Insulinsekretion, funktioniert.In a phase space representation in delay coordinates, data points associated with a rapid change in blood glucose concentration occur at a greater distance from the main diagonal. In the in the 19 and 20 For example, trajectories whose data points were more than 5 mg / dl from the major diagonal were assigned to a first, rapid phase of insulin secretion 19 refers. Similarly, in in 20 Results are shown for trajectories whose data points are less than 5 mg / dl from the main diagonal. In this way, various mechanisms of the body's regulatory system can be investigated. In a first phase of insulin secretion, insulin is rapidly released in response to food ingestion. The first phase of insulin secretion is followed by a second, slower phase of insulin secretion. Based on 20 So you can see how well the body's regulatory system responds to a rapid increase in blood glucose levels and how the first phase of insulin secretion works. In a similar way shows 19 how well the slow regulatory mechanism, the second phase of insulin secretion, works.

Je enger der Krümmungsradius der Trajektorien ist, desto schneller wird die Blutglucosekonzentration von dem körpereigenen Regelungsmechanismus wieder zu ihrem Sollwert zurückgeführt. Mit zunehmendem Fortschreiten einer Diabeteserkrankung treten in einem Histogramm, wie es in 19 und 20 dargestellt ist, größere Krümmungsradien der Trajektorien mit immer größeren Häufigkeiten auf, so daß aus einem Histogramm auch ein Störungsparameter für ein Staging abgeleitet werden kann.The narrower the radius of curvature of the trajectories, the faster the blood glucose concentration is returned by the body's control mechanism back to its desired value. With increasing progression of diabetes, occur in a histogram, as in 19 and 20 is shown, larger radii of curvature of the trajectories with ever greater frequencies, so that from a histogram and a disturbance parameter for a staging can be derived.

Anhand von 19 kann man erkennen, daß bei dem untersuchten Typ2-Diabetiker die zweite Phase der Insulinsekretion, also der langsame Regelungsmechanismus, bereits stark beeinträchtigt ist, was sich in einer überhöhten Häufigkeit von Trajektorien mit einem großen Krümmungsradius zeigt. Die erste Phase der Insulinsekretion, also der schnelle Regelungsmechanismus, zeigt eine wesentlich geringere Beeinträchtigung, was sich daran erkennen läßt, daß in 20 Trajektorien mit geringem Krümmungsradius insgesamt häufiger auftreten, als Trajektorien mit sehr großem Krümmungsradius. Daraus kann abgeleitet werden, daß bei dem untersuchten Typ2-Diabetiker das körpereigene Regelungssystem (noch) teilweise erhalten ist, was im Rahmen eines Staging eine angepaßte Therapie ermöglicht.Based on 19 It can be seen that in the type 2 diabetic examined, the second phase of insulin secretion, ie the slow regulation mechanism, is already severely impaired, which is reflected in an excessive frequency of trajectories with a large radius of curvature. The first phase of insulin secretion, ie the rapid regulation mechanism, shows a much lower impairment, which can be seen from the fact that in 20 Trajectories with a small radius of curvature generally occur more frequently than trajectories with a very large radius of curvature. From this it can be deduced that in the type 2 diabetic examined, the body's own control system is (still) partially preserved, which allows adapted therapy in the context of staging.

21 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Systems zur Untersuchung des Glucosestoffwechsels. Das System umfaßt eine Meßeinheit 1, mit der die Blutglucosekonzentration g (t₁) bis g (t_n) zu Zeitpunkten t₁ bis t_n, die über einen Zeitraum von mindestens vier Stunden, vorzugsweise mindestens sechs Stunden, verteilt sind, gemessen wird. Bei der Meßeinheit 1 handelt es sich vorzugsweise um einen implantierten Sensor, mit dem die Blutglucosekonzentration beispielsweise spektroskopisch gemessen werden kann. Die Meßwerte werden, bevorzugt drahtlos, über eine Empfangseinheit 2 an eine Auswerteeinheit 3 übermittelt. Kernstück der Auswerteeinheit sind ein Mikroprozessor (CPU) und ein elektronischer Speicher (RAM). 21 shows a block diagram of a system according to the invention for the analysis of glucose metabolism. The system comprises a measuring unit 1 with which the blood glucose concentration g (t ₁ ) to g (t _n ) at times t ₁ to t _n , which are distributed over a period of at least four hours, preferably at least six hours, is measured. At the measuring unit 1 it is preferably an implanted sensor, with which the blood glucose concentration can be measured, for example spectroscopically. The measured values are transmitted, preferably wirelessly, via a receiving unit 2 to an evaluation unit 3 transmitted. The core of the evaluation unit is a microprocessor (CPU) and an electronic memory (RAM).

Mit der Auswerteeinheit 3 werden aus den gemessenen Blutglucosekonzentrationen g(t₁) bis g(t_n) Datenpunkte in Phasenraumkoordinaten ermittelt. Diese werden in der im vorhergehenden beschriebenen Weise aufbereitet, einerseits indem sie mittels einer Anzeigeeinheit 5 in einer Phasenraumdarstellung dargestellt werden, und andererseits indem aus den Datenpunkten ein Störungsparameter ermittelt wird, der mit der Schwere einer Störung des Glucosestoffwechsels korreliert. Dieser Störungsparameter wird ebenfalls von der Anzeigeeinheit 5 angezeigt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Störungsparameter einen Wert zwischen 0 und 1. Durch den Störungsparameter wird angegeben, welches Stadium einer Glucosestoffwechselerkrankung wahrscheinlich vorliegt. Anhand des Störungsparameters kann also nicht nur eine Entscheidung darüber getroffen werden, ob eine Diabeteserkrankung vorliegt, sondern auch, in welchem Erkrankungsstadium sich der Patient befindet. Auf diese Weise wird durch das System eine optimale Therapie ermöglicht, die auf die individuellen Bedürfnisse des jeweiligen Patienten abgestimmt ist. Bevorzugt umfaßt ein erfindungsgemäßes System ferner eine Datenbank, mit der für einen gegebenen Störungsparameter eine Therapieempfehlung ermittelt und dem Arzt angezeigt wird. Das System umfaßt zusätzlich eine Eingabeeinheit 4, die beispielsweise zur Eingabe von Steuerungsbefehlen im Rahmen einer Wartung genutzt werden kann.With the evaluation unit 3 From the measured blood glucose concentrations g (t ₁ ) to g (t _n ), data points are determined in phase space coordinates. These are processed in the manner described above, on the one hand by means of a display unit 5 in a phase space representation, and on the other hand by determining from the data points a perturbation parameter that correlates with the severity of a glucose metabolism disorder. This fault parameter is also from the display unit 5 displayed. In the illustrated embodiment, the perturbation parameter has a value between 0 and 1. The perturbation parameter indicates which stage of a glucose metabolic disease is likely to be present. On the basis of the disturbance parameter, not only a decision can be made as to whether a diabetes illness is present, but also in which disease stage the patient is. In this way, the system enables optimal therapy that is tailored to the individual needs of each patient. A system according to the invention preferably further comprises a database with which a therapy recommendation is determined for a given disorder parameter and displayed to the physician. The system additionally includes an input unit 4 , which can be used, for example, to enter control commands during maintenance.

Bevorzugt enthält das System ferner ein Implantat (nicht gezeigt) mit einem Vorratsbehälter für Insulin und einer Vorrichtung, z.B. eine Mikropumpe zur kontrollierten Abgabe von Insulin in den Blutkreislauf eines Patienten, also eine künstliche Bauchspeicheldrüse. Mit dem erfindungsgemäßen System kann die Funktionsweise dieses Implantats überwacht und optimiert werden, indem ein Warnsignal ausgelöst wird, sobald der ermittelte Störungsparameter um mehr als eine vorgegebenen Toleranz von einem vorgegebenen Sollwert, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Störungsparameter mit dem Wert 0 ist, abweicht.Prefers contains the system further includes an implant (not shown) having a reservoir for insulin and a device, e.g. a micropump for controlled delivery of insulin in the bloodstream of a patient, ie an artificial one Pancreas. With the system according to the invention can the functioning of this implant is monitored and optimized, by triggering a warning signal as soon as the detected disturbance parameter by more than a predetermined tolerance of a predetermined setpoint, in the embodiment shown a fault parameter with the value 0, deviates.

Claims

A method for examining the glucose metabolism of a human for disease-related and / or disease-specific features, comprising the following steps: measuring the blood glucose concentration g (t ₁ ) to g (t _n ) at times t ₁ to t _n over a period of at least four hours , preferably at least six hours, determining data points in phase space coordinates from the measured values g (t ₁ ) to g (t _n ) of the blood glucose concentration, preparing the data points to highlight disease-specific features of the glucose metabolism of the examined human.

Method according to Claim 1, characterized in that the times t ₁ to t _n follow one another at intervals of less than 20 minutes, preferably less than 10 minutes, particularly preferably less than 5 minutes.

Method according to claim 1 or 2, characterized the existence two-dimensional phase space coordinate system is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Preparation of the data points by application in a graphic Phase space imaging done to a physician as a diagnostic aid to disposal is provided.

Method according to claim 4, characterized in that that in the graphical phase space representation an increased density of the data points is highlighted in color.

Method according to claim 5, characterized in that that the Data points are each represented in a color that is derived from the Number of data points in a given environment U of the respective Data point depends.

Method according to one of claims 4 to 6, characterized that for the presentation the data points in areas of increased data density others Symbols than in areas of lower density.

Method according to one of claims 4 to 7, characterized that one represented by the data points described trajectory.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as Phase space coordinates are a function of blood glucose concentration and / or at least one of their time derivatives become.

Method according to claim 9, characterized in that that one the phase space coordinate is the blood glucose concentration.

Method according to claim 9 or 10, characterized that one the phase space coordinates the rate of change the blood glucose concentration.

Method according to one of claims 10 to 11, characterized that as Phase space coordinates delay coordinates be used.

Method according to claim 12, characterized in that that for the delay coordinates a delay time between 10 minutes and 90 minutes, preferably between 15 minutes and 30 minutes, chosen becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Processing the data points includes a step from the data points a fault parameter which is associated with the severity of a glucose metabolism disorder correlated.

Method according to claim 14, characterized in that that the fault parameters is determined by a statistical evaluation of the data points.

Method according to claim 15, characterized in that that the fault parameters is determined from the proportion of data points in a given Environment U of a control point is located.

Method according to claim 15, characterized in that that the fault parameters out of proportion the major axes of a Varianzellipsoid the data points determined becomes.

Method according to Claim 14, characterized in that, for determining the disturbance parameter, a value determined by a sequence of data points trajectory is evaluated in phase space.

Method according to claim 18, characterized that the fault parameters from a curvature a loop of the trajectory, preferably from the curvatures several loops, is determined.

Method according to claim 19, characterized that one Loop of the trajectory is approximated by an ellipse and the fault parameter out of proportion the major axes of the ellipse is determined.

Method according to claim 14, characterized in that that the fault parameters is determined by a cross prediction.

Method according to one of claims 14 to 21, characterized that the fault parameters correlated with the probability of diabetes.

Method according to one of claims 14 to 22, characterized that by the fault parameter indicating what stage of a glucose metabolism disease probably present.

System for examining the glucose metabolism of a person for disease-relevant and / or disease-related features, comprising: a measuring unit ( 1 ), with which the blood glucose concentration g (t ₁ ) to g (t _n ) at times t ₁ to t _n , which are over a period of at least 4 hours, preferably before at least 6 hours, is measured, and an evaluation unit ( 3 ), with which data points in phase space coordinates are determined from the measured values g (t ₁ ) to g (t _n ) of the blood glucose concentration, and the data points are processed to highlight disease-related and / or disease-relevant features of the glucose metabolism of the human being examined.

System according to claim 24, characterized in that it comprises a display device ( 5 ) for displaying the determined data points in a phase space representation.

System according to claim 24 or 25, characterized in that by means of the evaluation unit ( 3 ) a disturbance parameter is determined from the data points that correlates with the severity of a glucose metabolism disruption.

System according to claim 26, characterized in that that with the fault parameter using therapy data stored in a database a therapy recommendation is created and issued.

System according to one of claims 24 to 27, characterized in that it comprises an implant with a storage container for insulin and a micropump for the controlled delivery of the insulin into the bloodstream of a patient, wherein the evaluation unit ( 3 ) a warning signal is triggered as soon as the fault parameter deviates from a predetermined setpoint by more than a predetermined tolerance.