CN101214373B - 开环式智能胰岛素泵的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开环式智能胰岛素泵，其特征在于，采用如下方法控制餐前胰岛素用量：通过在一定时间段内判断是否有注射常规或速效胰岛素，从而确定是否考虑残留活性胰岛素的作用。在考虑残留活性胰岛素作用的情形时，利用胰岛素药效学数据，采用插值和数值积分的方法准确地计算出体内活性胰岛素的剩余量，由此可以更加精确地计算出餐前所需补充的胰岛素用量。本发明能够有效地减少由于胰岛素剂量不当发生的高/低血糖，从而使得治疗更加精确和安全。此外，本发明的胰岛素用量计算思想和方法也适用于非餐前情形下胰岛素用量的计算，值得推广应用。

Description

开环式智能胰岛素泵的控制方法
技术领域
本发明涉及一种开环式智能胰岛素泵的控制方法。
背景技术
糖尿病是一种危害社会人群健康的慢性疾病，其危害程度在所有疾病中目前已位列第三位，而且在继续提高。实践证明胰岛素是控制血糖及防治各种严重并发症最为有效的药物。由于人体对胰岛素的需求表现为持续的基础量和餐后的相对大剂量(追加量)两种形式，胰岛素注射疗法也就针对该特性来设计。传统的注射方式为人工注射，即临床医师或患者人工进行注射，每天一次长效或超长效胰岛素注射，用于满足人体对胰岛素的基础性需求，此外每次餐前进行短效或速效胰岛素注射，则是为了满足餐后血糖控制的需要。之后，计算机程序控制型胰岛素泵的出现，取代了传统的定时定点人工注射的方式，其给药量与时间的关系可以通过计算机程序控制，可以连续注射，给药更合理、效果更好。
无论选用人工注射方式还是程控注射方式，在计算胰岛素用量，特别是餐前胰岛素用量时存在较大的困难，剂量不够则血糖控制不到位，剂量过大则容易出现低血糖。餐前胰岛素用量的计算主要考虑两个因素：一是预计进食的质和量，二是过去已注射的截止目前在体内残留的活性胰岛素含量。第一个因素的估算相对比较容易，而第二个因素则误差较大，可以说一直缺乏科学的算法。
体内残余活性胰岛素是指给药一段时间后在体内仍然残留的降糖作用，用相对值表示就是指残留的降糖作用(活性)相对于给药时胰岛素总活性的百分比；用绝对值表示时是指给药后某个特定时间点所残留的胰岛素活性相当于多少单位的胰岛素。
外源性胰岛素与内源性的作用方式有较大的不同，外源性胰岛素总的来说起效比较慢，作用时间比较长。不同的外源性胰岛素制剂的作用特性又有较大差异。由于中效和长效胰岛素在糖尿病治疗中主要发挥基础量作用，所以讨论残余活性意义不大。患者餐前需要补充的主要是常规或速效(超短效)胰岛素，在计算用量时如果不考虑前面所用胰岛素可能残留的活性，由于本次用量与残留活性的叠加，很有可能造成降糖过度，导致低血糖。所以计算体内残余活性胰岛素是精确控制血糖的必然要求，也成为精确控制血糖波动的一个主要技术难点。
然而，残余活性胰岛素的计算是一项十分专业和复杂的工作，别说对患者，就是专职医务人员常常都难以完成。由于太困难，临床上，医生要么将其忽略要么按照一个经验(如按每小时15-30％的比例线性衰减)值粗略估算，患者自己注射更是难以把握，结果血糖水平波动较大，控制难以达到理想水平。所以开发设计一种简单快速的而又科学准确的计算方法十分必要，计算机的使用为解决上述难题提供了可能。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术对胰岛素用量控制上的缺陷，提供一种开环式智能胰岛素泵的控制方法。
一种开环式智能胰岛素泵的控制方法，其特征在于，包括：
(1)输入各参数值，参数至少包括：将要进食的碳水化合物数量，碳水化合物系数，当前血糖值，目标血糖值，胰岛素敏感系数，前次注射的胰岛素剂量，前次注射胰岛素距现在的时间间隔，注射胰岛素的类型(1为常规型，2为速效型)；
(2)根据公式：
Figure GSB00000835404100021
计算就餐估算值；
(3)如果患者在过去一定时间段内没有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
计算校正估算值，如果患者在过去一定时间段内有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
修订的校正估算值＝校正估算值-残留的活性胰岛素
计算修订的校正估算值；
(4)如果患者在过去一定时间段内没有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
餐前胰岛素用量＝就餐估算值+校正估算值
计算餐前胰岛素用量，如果患者在过去一定时间段内有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
餐前胰岛素用量＝就餐估算值+修订的校正估算值
计算餐前胰岛素用量；
(5)根据计算得知的餐前胰岛素用量进行给药。
其中，残留的活性胰岛素的算法包括：
a.获取速效/短效胰岛素的药效学曲线图；
b.对速效/短效胰岛素的药效学曲线[0，10]区间内按10分钟时间间隔进行插值；
c.对插值后的速效/短效胰岛素的药效学曲线计算各时相点后曲线下的面积，再由此求出速效/短效残留活性胰岛素与时间的关系曲线。
本发明通过在一定时间段内判断是否有注射常规或速效胰岛素，从而确定是否考虑残留活性胰岛素的作用。在考虑残留活性胰岛素作用的情形时，利用胰岛素药效学数据，采用插值和数值积分的方法准确地计算出体内活性胰岛素的剩余量，由此可以更加精确地计算出餐前所需补充的胰岛素用量。本发明能够有效地减少由于胰岛素剂量不当发生的高/低血糖，从而使得治疗更加精确和安全。此外，本发明的胰岛素用量计算思想和方法也适用于非餐前情形下胰岛素用量的计算，值得推广应用。
附图说明
图1为本发明提供的控制方法的框图；
图2为本发明提供的速效/短效胰岛素药效学曲线图；
图3为本发明提供的速效短效残余活性胰岛素与时间的关系曲线图；
图4为本发明提供的餐前胰岛素用量计算界面的示意图；
图5为本发明提供的为餐前胰岛素用量计算界面的计算示例1的界面图；
图6为本发明提供的为餐前胰岛素用量计算界面的计算示例2的界面图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明提供的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
首先输入必要的参数值，参数至少包括：将要进食的碳水化合物数量，碳水化合物系数，当前血糖值，目标血糖值，胰岛素敏感系数，前次注射的胰岛素剂量，前次注射胰岛素距现在的时间间隔，注射胰岛素的类型；
然后，根据公式：
Figure GSB00000835404100041
计算就餐估算值，即由于进食需要的大剂量。
之后，如果患者在过去一定时间段内(通常为8个小时内)没有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
Figure GSB00000835404100042
计算校正估算值，即不考虑残留活性胰岛素情形下计算的补充大剂量；但是，如果患者在过去一定时间段内(通常为8个小时内)有注射常规或速效胰岛素，那么由于体内残余活性胰岛素累积的影响，利用上式计算的餐前胰岛素用量就可能偏大，容易造成患者出现低血糖。因此此时应当采用修订的校正估算值，其计算公式如下式：
修订的校正估算值＝校正估算值-残留的活性胰岛素。
然后计算餐前胰岛素的用量，如果患者在过去一定时间段内(通常为8个小时内)没有注射常规或速效胰岛素，则利用公式：
餐前胰岛素用量＝就餐估算值+校正估算值
计算餐前胰岛素用量，如果患者在过去一定时间段内(通常为8个小时内)有注射常规或速效胰岛素，则利用公式：
餐前胰岛素用量＝就餐估算值+修订的校正估算值
计算餐前胰岛素用量。
最后，根据计算得知的餐前胰岛素用量进行给药。
上述方法中，使用体内残余活性胰岛素的概念是为了建立保守的餐前胰岛素用量估计值，防止过量输注胰岛素造成低血糖。因此，为了防止矫枉过正，只在高血糖时考虑体内残余活性胰岛素，并且，如果残余的活性胰岛素量超过校正估算值，则将修订的校正估算值部分变为0。
下面，详细阐述上述方法中提到的体内残余活性胰岛素的算法。
由于需要知道的是体内残余的活性胰岛素还有多少降糖的效能，或者说还能发挥多少降糖作用，而血清中胰岛素浓度的时间变化曲线不能反映细胞水平仍在继续发生的降糖作用，所以残余活性胰岛素的计算所依据的应该是胰岛素的药效动力学(PD)，而不是药代动力学(PK)。
胰岛素的药效动力学曲线是在20名健康志愿者身上通过高胰岛素正葡萄糖钳夹试验(Euglycemic Clamp Study)测得的给予单一剂量的外源胰岛素后机体组织消耗葡萄糖的时量关系图。钳夹试验的时间为10个小时，在这个过程中，葡萄糖的注入率等于葡萄糖在体内被各组织吸收的代谢率，从而准确地反映了外源胰岛素的降糖活性。外源性胰岛素的总降糖活性用PD曲线下总面积(AUC)来定量描述，给药后某一时点的残余降糖活性可用该时点以后曲线下剩余面积来定量描述，剩余面积与总面积的比值为残余活性的相对值，将该值乘以胰岛素的初始剂量所得值为该次注入胰岛素后残余的活性绝对值。
如图2所示，为根据试验数据获取的速效/短效(短效即常规)胰岛素药效学曲线，对该曲线在[0，10]区间内按1/6小时(10分钟)时间间隔进行插值，然后，对插值后的速效/短效胰岛素的药效学曲线计算各时相点后曲线下的面积，再由此求出速效/短效残留活性胰岛素与时间的关系曲线(各时点上残留量的百分比曲线)，如图3所示。根据图3的曲线便可以得知某个时点对应的残余活性胰岛素量，同时由图3可以看出，在相同时间内常规(短效)胰岛素的残余活性胰岛素比速效(超短效)胰岛素的残余活性要大。
本发明提供的方法适用于各种注射方式，尤其是在开环式智能胰岛素泵上应用。图4为一开环式智能胰岛素泵的餐前胰岛素用量计算界面，下面结合图4作临床举例。
示例1：现有一个糖尿病患者的碳水化合物系数为8克/单位、胰岛素敏感系数为20mg/dL/单位、目标血糖值为140mg/dL、输注12单位速效型胰岛素4小时后测血糖为220mg/dL，此时，他想吃40克碳水化合物左右零食。问他应该再打多少单位的胰岛素？
如图5所示，在餐前胰岛素用量计算界面的左边把各对应参数输入，并单击“计算”按钮，即可在右边输出结果中得到此时该患者的餐前胰岛素用量为5.635单位。
示例2：如果上述患者是在3小时后想吃40克碳水化合物左右零食，并假设此时测得血糖仍为220mg/dL。问他又应该打入多少单位胰岛素？
如图6所示，将餐前胰岛素用量计算界面的左边的“注射时间间隔”的参数修改为3，其余保持不变。此时，单击“计算”按钮后，在右边输出结果中得到此时该患者的餐前胰岛素用量为5单位。

Claims (5)

1.一种开环式智能胰岛素泵的控制方法，其特征在于，包括：
(1)输入各参数值，参数至少包括：将要进食的碳水化合物数量，碳水化合物系数，当前血糖值，目标血糖值，胰岛素敏感系数，前次注射的胰岛素剂量，前次注射胰岛素距现在的时间间隔，注射胰岛素的类型；
(2)根据公式：
Figure FSB00000835404000011
计算就餐估算值；
(3)如果患者在过去一定时间段内没有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
Figure FSB00000835404000012
计算校正估算值，如果患者在过去一定时间段内有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
修订的校正估算值＝校正估算值-残留的活性胰岛素
计算修订的校正估算值；其中残留的活性胰岛素的算法包括：a.获取速效/短效胰岛素的药效学曲线图；b.对速效/短效胰岛素的药效学曲线[0，10]区间内按10分钟时间间隔进行插值；c.对插值后的速效/短效胰岛素的药效学曲线计算各时相点后曲线下的面积，再由此求出速效/短效残留活性胰岛素与时间的关系曲线；
(4)如果患者在过去一定时间段内没有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
餐前胰岛素用量＝就餐估算值+校正估算值
计算餐前胰岛素用量，如果患者在过去一定时间段内有注射常规或速效胰岛素，则利用公式
餐前胰岛素用量＝就餐估算值+修订的校正估算值
计算餐前胰岛素用量；
(5)根据计算得知的餐前胰岛素用量进行给药。
2.根据权利要求1所述的开环式智能胰岛素泵的控制方法，其特征在于，所述过去一定时间段是指过去8个小时内。
3.根据权利要求1所述的开环式智能胰岛素泵的控制方法，其特征在于，只在高血糖时考虑体内残余的活性胰岛素。
4.根据权利要求3所述的开环式智能胰岛素泵的控制方法，其特征在于，如果残余的活性胰岛素量超过校正估算值，则将修订的校正估算值部分变为0。
5.根据权利要求1所述的开环式智能胰岛素泵的控制方法，其特征在于，所述速效/短效胰岛素的药效动力学曲线是在20名健康志愿者身上通过高胰岛素正葡萄糖钳夹试验测得的给予单一剂量的外源胰岛素后机体组织消耗葡萄糖的时量关系图。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN117694879A (zh) * 2023-08-30 2024-03-15 武汉联影智融医疗科技有限公司 基于人工胰腺系统的血糖控制装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2396824Y (zh) * 1999-12-03 2000-09-20 郝力 胰岛素泵
CN2678659Y (zh) * 2004-03-08 2005-02-16 鹤壁迈世通生物医药科技园有限公司 一种用于胰岛素泵的显示控制装置
CN1640502A (zh) * 2004-01-17 2005-07-20 珠海福尼亚医疗设备有限公司 一种胰岛素泵及其操作系统和流程

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2396824Y (zh) * 1999-12-03 2000-09-20 郝力 胰岛素泵
CN1640502A (zh) * 2004-01-17 2005-07-20 珠海福尼亚医疗设备有限公司 一种胰岛素泵及其操作系统和流程
CN2678659Y (zh) * 2004-03-08 2005-02-16 鹤壁迈世通生物医药科技园有限公司 一种用于胰岛素泵的显示控制装置

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