CN101081319B - 胰岛素泵基础率的自动设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治疗糖尿病的医疗器械——胰岛素泵，特别是涉及一种胰岛素泵自动设置基础率的方法。现有的胰岛素泵设置基础率都是通过键盘输入每个时段的基础量，凭经验要想设置好基础率并非容易。本发明根据大量数据分析，建立起自动设置基础率的数学模型，生成的基础率曲线没有人为的突变和不连续，更加符合胰腺基础量分泌特性，有利于控制糖尿病人中最难控制的“黎明和黄昏”现象以及血糖的大幅波动，减少胰岛素泵使用者设置基础量的盲目性。显示方式是在极坐标系下，随着日起日落，显示一光滑的封闭曲线，既形象又直观，多数人都能看的懂，用的好。

Description

胰岛素泵基础率的自动设置方法

技术领域

本发明涉及一种治疗糖尿病的医疗器械——胰岛素泵，尤其是涉及一种胰岛素泵设置基础率的方法。

背景技术

现有一种新的治疗糖尿病人的设备——胰岛素泵，给患者带来了福音。胰岛素泵是模拟人体胰腺工作的。他需要根据病人病情设置每天输注的胰岛素量、基础率、餐前大剂量等等。基础率的设置是一项非常重要的设置，通常在24小时内按不同的时段通过键盘设置不同的量。有些带胰岛素泵的人通过学习能逐步掌握设置基础率的方法，将血糖控制的较好，还有一些带胰岛素泵的人则不然，血糖控制的不好，究其原因很多，但针对使用胰岛素泵的患者来说，要设置好一天中不同时段的基础率并非容易。另外现有胰岛素泵设置基础率时虽有用直方图显示的，但还不能够直观反映基础率与昼夜变化的关系。

经联网检索国内外还没有自动生成胰岛素泵基础率的计算方法或设备。国内外生产胰岛素泵的著名公司也没有相关的产品、专利和技术。现有的胰岛素泵基础率的设置仍是使用者凭经验在每个时段设置不同的输注量。

发明内容

为了使现有的胰岛素泵基础率设置和显示更加方便和有效，就需要按照人体胰腺在静态情况下分泌胰岛素的规律建立数学模型，根据该数学模型编写程序，自动生成胰岛素泵24小时基础率数据。[注：这里的静态指的是除进餐、大的活动量等对分泌胰岛素有较大影响的因素外，维持人体正常生理活动的状态。]

技术方案

据文献资料介绍，正常人胰岛素分泌量在一天中具有双峰特性，即在一天中有两个高峰和两个低谷，高峰高多少，低谷低多少，峰谷出现的时间等等，这些都是模糊的，并因人而异。

本发明设基础率在一天中的变化规律在极坐标系中是一椭圆曲线，见图1。该椭圆圆心O与椭圆曲线上点M的连线OM＝ρ，ρ即为该时间的基础率。公知椭圆方程为：

求解(1)、(2)式联立方程得：

由图1可知

令

为第N_i时段对应的角度(单位：弧度)，N为24小时的时段数，是一个正整数，i＝(0，1，2…N-1)，

则有

(3)式即为在N_i时段对应的基础量——也即我们所要的数学模型。

由此模型可以反映基础率在一天当中具有两个高峰和两个低谷，高峰分别对应于一天当中的6点和18点，低谷分别对应一天当中的0点和12点。

但此模型过于理想，需要根据实际情况进行改良。人类在进化过程中是受天体、日月星辰的运动而影响，白天、黑夜、黎明、黄昏分泌的胰岛素不一样，也并非是一个理想的椭圆曲线。本发明根据大量的数据分析，认为正常人体分泌胰岛素量的规律在一天中符合非对称的椭圆变化曲线，这个椭圆具有两个不同的长半轴a₁、a₂，和两个不同的短半轴b₁、b₂，见图2，并a₁、a₂、b₁、b₂在数值上与日基础总量关联。设日基础总量为Q_rjcl，每日等分为N个时段，则每时段平均基础量P_jcl＝Q_rjcl/N，并有以下关系成立

$\left.\begin{array}{c}{a}_1=P_{\mathrm{jc}1}\×(1.6~2.6)\\ a_2=P_{\mathrm{jc}1}\×(0.9~1.7)\\ b_1=P_{\mathrm{jc}1}\×(0.7~1.3)\\ b_2=P_{\mathrm{jc}1}\×(0.2~0.7)\end{array}\right\}---\left(5\right)$

对应图2，(3)式中a、b

综上：第一步给定日基础总量Q_rjc1和每日等分为N个时段这两个量；第二步计算出每时段平均基础量P_jc1＝Q_rjc1/N；第三步按(5)式计算出a₁、a₂、b₁、b₂的值；第四步按(4)式计算出所有时段对应的角度；第五步将第三、四步计算出的值按(6)式中不同的区间代入到(3)式中；第六步按(3)式计算出各时段对应的基础量ρ。将计算出各时段对应的基础量ρ赋值给一个数组ρ[N]，这个数组就是自动生成的基础量。通常在胰岛素泵中，日时段数N是个固定值，在本发明中N是正整数，故可以设置任意多时段。所以只要已知日基础总量Q_rjc1和日时段数N就可按上述方法计算出全天各时段的基础量。

有益效果

按本发明计算出的基础量在一天中是按非对称椭圆曲线规律变化的，没有人为的突变和不连续，更加符合生物自然特性，这样非常有利于控制糖尿病人中最难控制的“黎明和黄昏”现象以及血糖的大幅波动，减少胰岛素泵使用者设置各时段基础量的盲目性。

胰岛素基础量的显示方式用极坐标进行显示，随着日起日落，基础量在深夜0时对应在图的下方，即椭圆曲线短半轴b2，基础量最低；随着时间的推移，基础量逐渐增加，凌晨(太阳即将从东方升起时)达到最高峰，这时对应椭圆曲线长半轴a1；中午基础量又降到了低谷，这时对应椭圆曲线短半轴b1，在图的上方；傍晚太阳落山时基础量又逐渐升到第二个高峰，这时对应椭圆曲线长半轴a2；随后又渐降，直到深夜0时降到最低。这样周而复始，一天天重复着这样的变化规律。见图2所示，以这样的显示方式既形象又直观，多数人都能看的懂，学的会。

附图说明

图1是理想的椭圆曲线；

图2是非对称椭圆曲线；

图3是实施例一，胰岛素日基础总量为24单位，日时段数为24的分布规律；

图4是实施例二，胰岛素日基础总量为40单位，日时段数为288的分布规律

图中.曲线是在极坐标系下表示一天24小时胰岛素分泌特性，a、b为椭圆的长半轴和短半轴，ρ为对应

的基础量，a₁、a₂为非对称椭圆曲线中的长半轴1和长半轴2，b₁、b₂为非对称椭圆曲线中的短半轴1和短半轴2。图3中0.5、1.0、1.5、2.0为所对应时段内的基础量刻度，绕圆周的数0、1、2、…、23为小时。图4中0.10、0.15、0.20、0.25、0.30为所对应时段内的基础量刻度，绕外圆周的数0、1、2、…、287为时段数，绕内圆周的数0、1、2、…、23为小时。

具体实施方式

现有一种胰岛素泵，有24个时段可以分别设置基础率输注量，若要设置日基础总量为24个单位，最简单的方法是在每个时段设置1个单位，也可根据病情和经验把24个单位的胰岛素不等量的设置在24个时段中，治疗效果会相差很大。按照本发明的方法，第一步已知上述胰岛素泵时段数N＝24，日基础总量Q_rjc1＝24；第二步计算出每时段平均基础量P_jc1＝Q_rjc1/N＝24/24＝1；第三步按(5)式计算出a₁、a₂、b₁、b₂的值并取a₁＝2，a₂＝1.3，b₁＝0.89，b₂＝0.5，见表1实施例计算表a、b列；第四步按(4)式计算出所有时段(0，1，2，…，23)对应的角度见表1实施例计算表时段Ni列和角度φ列；第五步将第三、四步计算出的值按(6)式中不同的区间代入到(3)式中；第六步按(3)式计算出各时段对应的基础量ρ，见表1实施例计算表ρ列。

                表1 实施例一计算表

由本实施例计算表可绘制输注的胰岛素特性曲线，见图3。

实施例二，第一步已知日基础总量Q_rjcl＝40，时段数N＝288；第二步计算出每时段平均基础量P_jcl＝Q_rjcl/N＝40/288＝0.139；第三步按(5)式计算a₁＝P_jcl×2＝0.278，a₂＝P_jcl×1.3＝0.1806，b₁＝P_jcl×0.89＝0.124，b₂＝P_jcl×0.5＝0.0964；第四步按(4)式计算出所有时段对应的角度

第五步将第三、四步计算出的值按(6)式中不同的区间代入到(3)式中；第六步按(3)式计算出各时段对应的基础量ρ，见表2实施例二时段基础量表和图4。

需要说明的是在实际应用中各时段对应的时间要因人作相应的调整，但上述计算的基础量ρ不变。

表2实施例二时段基础量表

Claims (2)

1.一种胰岛素泵基础率的自动设置方法，其特征是胰岛素泵在给定日基础总量和时段数的情况下能自动设置一天各时段的基础量，胰岛素泵中程序按非对称椭圆曲线方程计算各时段的基础量，该椭圆的长半轴a1和a2不相等，短半轴b1和b2不相等，长半轴和短半轴与日基础总量和时段数符合以下关系：

a₁＝P_jc1×(1.6～2.6)，

a₂＝P_jc1×(0.9～1.7)，

b₁＝P_jc1×(0.7～1.3)，

b₂＝P_jc1×(0.2～0.7)，

上式中P_jc1＝日基础总量/时段数。

2.根据权利要求1所述的胰岛素泵基础率的自动设置方法，其特征是胰岛素泵显示屏上显示的基础率图形是非对称椭圆曲线。

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