ES2544874T3 - Dispositivo de administración de insulina - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de administración de insulina que comprende un sistema de sensor para la medición de la glucosa, un controlador y un sistema de administración de insulina, en que el sistema de sensor de glucosa genera una señal de sensor representativa de los niveles de glucosa en sangre y proporciona las señales del sensor al controlador, en que el controlador recibe la señal del sensor y genera comandos que se comunican al sistema de administración de insulina, en que el sistema de administración de insulina recibe los comandos e infunde la insulina en el cuerpo en respuesta a los comandos, caracterizado porque el controlador comprende un algoritmo de control predictivo de modelo multi-zona (MPC) basado en cuatro distribuciones regionales de glucemia, que comprende zonas de hipoglucemia, normoglucemia, glucemia elevada e hiperglucemia, en que en la zona de hiperglucemia, es decir, una concentración de glucosa en sangre de G > 180 mg / dL, las acciones de control se limitan a evitar la sobredosis, en que en la zona de glucemia elevada, es decir 140 < G < 180 mg / dL se implementan la mayor parte de las acciones de control, en que en la zona de normoglucemia, es decir 80 < G < 140 mg / dL, el controlador es quiescente a la desviación en las mediciones de glucosa, y en que en la zona de hipoglucemia, es decir G < 80 mg / dL, al controlador se le permite una respuesta rápida a una hipoglucemia potencial.

Description

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07-08-2015

donde PH es el horizonte de predicción de ocho horas y veinte minutos. La optimización se lleva a cabo bajo las siguientes limitaciones:

1.

Para la estabilidad y el anti-aliasing, las raíces del polinomio característico,

se encuentran todas dentro del lado derecho (RHS) de la unidad de círculo, donde de insulina y de glucosa tal como se describe en (1).

2. Requisito de ganancia negativa de insulina, imagen8, dónde imagen9son los regresores de glucosa e insulina, respectivamente, tal como se describe en (1).

3.

Requisito de ganancia positiva de comida,

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dónde imagen12son los regresores de glucosa y de la comida, respectivamente, tal como se describe en (1).

4. Ninguna respuesta inversa en la insulina y la comida. Esto se consigue limitando todos los βi ≥ 0 y 15 todos los χi ≤0.

El resultado de la optimización se representa en la Fig. 1 (b) y describe un modelo que capta el comportamiento general de la población de 10 sujetos.

20 El MPC optimiza cada muestra de control con una función de coste que incluye P instantes de proceso futuro, conocida como horizonte de predicción, y CM futuro de M, el horizonte de control. En cada muestra, la optimización se repite utilizando los datos de proceso actualizados. Sin embargo, sólo el primer CM de cada secuencia optimizada se implementa en el proceso. Las limitaciones del proceso de entrada se incluyen para que la solución óptima impida la futura violación de la limitación.

25 Guiada por la práctica médica, la concentración de glucosa en sangre se puede dividir en cuatro zonas: Zona 1, hiperglucemia, BG> 180 mg / dL; zona 2, glucemia cerca de la normalidad, 140 <BG <180 mg / dl; zona 3, normoglucemia, 80 <BG <140 mg / dL, y zona 4, peligro inminente de hipoglucemia, BG <80 mg / dL. Estas zonas se incluyen en la función de costes utilizada en el MPC Multi-Zona que se describe

30 mediante la siguiente ecuación:

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donde Ḡ’k es una función binaria que produce los valores del límite superior de la zona de la normoglucemia (140 mg / dL) cuando Ḡ’k > 140 mg / dL, y proporciona de los valores del límite inferior de

35 la zona de normoglucemia (80 mg / dL) cuando Ḡ’k <80 mg / dL. Qk y Rk son pesos de optimización dependientes de la concentración de glucosa en sangre predichos, tal como se enumeran en la Tabla 1. P y M son el horizonte de predicción y el horizonte de control de salida, respectivamente.

El MPC Multi-Zona predice P fases en cada muestra de control. Qk y Rk cambian los valores según las

40 predicciones. Si 80 ≤ Ḡ’k <140, entonces Qk se pone a cero. Si Ḡ’k > 180 mg / dL durante al menos una sola predicción, entonces Qk y Rk se cambian a Qk = 1 y Rk =5000. De lo contrario, Rk = 0.5 para todas las predicciones y Qk cambia de acuerdo con cada valor de Ḡ’k.

Tabla 1. Pesos de MPC Multi-Zona como función de la concentración de glucosa en sangre

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Claims (1)

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