JP2007527248A - グルコースレベルを測定するための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図2
Description
図1は、患者のグルコースレベルを測定するための装置100の断面図を示している。図1の装置は、電極板2によって一方を封止された筐体を具備する。ディスプレイ3が、電極板2と反対側に配置される。電子回路が、電極板2とディスプレイ3との間に配置される。
電極5、6を具備する電極配列またはセンサ配列と、
電気信号に対するセンサ電極または電極配列の応答を測定し、これからグルコースレベルを導き出すための要素31乃至33、37、38を含む処理回路と、
を具備する。
本装置の動作の基本原理は、WO 02/069791に記載されている。
g=F(s1,s2,・・・sN,a0,a1,・・・aM) (1)
を用いてN個の測定された入力値s1,s2,・・・sN(N>0)からグルコースレベルg(またはこれを示すパラメータ)を求める。関数Fは、M+1個のパラメータa0,a1,・・・aM(M≧0)を有する。これらの幾つかは較正実験から求められなければならない。
g=a0+a1・s1+a2・s2+・・・aN・sN (2a)
を得る。ここで、M=Nである。
皮膚の最表面層の電気特性、したがって信号A0、f0は、グルコースレベルだけでなく、皮膚およびこれより下方の組織の温度Tsおよび環境の温度Teにも依存する。これは、これらの特性が、皮膚およびこれより下方の組織内の血液の量に依存し、ひいては皮膚の温度に影響するという事実に少なくとも一部起因する。よって、第1の近似が温度センサT1からの信号から導き出すことができる皮膚温度を測定することが有利である。
以下では、本装置の較正のための有利な方法が記載される。
本装置の基本的な較正が新たな患者ごとに必要である。
fi=F(s1(t1)・・・sN(ti),a0・・・aM) (3)
を評価し且つfiをg(ti)と比較することによってフィッティングされる。時刻tiにおけるsj(ti)が(t’kのいずれもがtiにぴったりと一致していないために)既知でない場合、tiに近い少なくとも1つのt’kについての測定された入力値sj(t’k)からの値sj(ti)の推定値が用いられることができる。そして、パラメータa1・・・aMが変化させられて、値fi乃至g(ti)間の総偏差が最小である一連のパラメータを、例えば全てのfiの2乗の和を最小とすることによって、見つける。この基本的なフィッティングプロセスは、後述のステップ3におけるパラメータaiについての一連の出発値を提供する。
F(t’i)=F(s1(t’i)・・・sN(t’i),a0・・・aM) (4)
が、パラメータaiを変化させることにより最小化される。これは、例えば、各時刻t’iについて予測されるグルコース値の分布S(t’i)を決定し、予測された分布S(t’i)を値F(t’i)と比較することにより偏差diを計算することによって、達成されることができる。図4のモデルにおいて、適切な偏差diは、例えば、
上記の基本的な較正の間、患者の移動または他の出来事によって、装置100の患者の体に対する位置が変化し得る。このタイプの移動は、多くの場合、信号の変化につながり、この変化は補償されるべきである。
fi=F(s1(ti)・・・sN(ti),0,a1・・・)+
a00・b0(ti)+・・・+a0P・bP(ti) (3’)
および
F(t’i)=F(s1(t’i)・・・sN(t’i),0,a1・・・aM)+
a00・b0(t’i)+・・・+a0P・bP(t’i) (4’)
によって置換される。ここで、関数bi(t)は、時刻tが範囲τ1・・・τi+1内にない限り0であり、ある場合1である。
本装置の較正後、パラメータa0・・・aMの全てまたは少なくとも大半が知得される。WO 02/069791に記載されているような非常に簡単な装置においては、全てのパラメータが較正中に完全に決定されることができ、次いで等式(1)が、通常動作中に測定された入力値si(t)からグルコースレベルを決定するために用いられることができる。
上記の較正ステップの後、シフト補正が全く必要でないと仮定、すなわち本装置が患者の体上の固定位置に保持されていると仮定すると、全てのパラメータaiが知得される。
g(t0)=F(s1(t0)・・・sN(t0),a0,a1,・・・aM) (9)
の解法または最適な符合を、パラメータの1つ、多くの場合加法的または乗法的なパラメータa0を変化させることによって、見出す。
上記の「較正中のシフト補正」の項で述べたように、装置100の体に対する移動または「シフト」は、測定された信号を変化させ得る。上記のように較正または再較正測定から全てのパラメータが知得されたとしても、このようなシフトは、これ以降の測定を無効にし得る。
間隔ts・・・t内の信号値のメジアンまたは平均と、
補外vext(t)と、
の間の差または比が計算され、シフト補正Δvとして用いられることができる。差が用いられる場合、シフト補正は、vに加算されるべき加法的な補正であるし、そうでない場合、値vに乗じられるべき乗法的補正である。
信号値v(t)が、f0(t)またはA0(t)のような入力値si(t)と等しい場合、その後の測定された入力値は、si(t)+Δv(加法的補正)によって、またはsi(t)・Δv(乗法的補正)によって、これらを評価するために関数Fに挿入する前に補正される必要がある。
・患者の体に沿った装置100の移動を、例えば上記のステップ0乃至2または信号値の急なシフトを決定できる他のあらゆる方法に基づいて、検出すること、
・測定されたグルコースレベルに対するシフトへの影響を、例えば上記のステップ4に基づいて割り出すこと、
・シフト後に測定されたグルコースレベルを、割り出された影響を補償するために補正すること、
を実行できる必要がある。
上記のように、装置100の重要な目的は、患者のグルコースレベルがある安全性限界を超えるであろう時点を予測することである。
当業者にとって明白であるように、上記した方法は、図1、図2に示した装置と異なる装置、例えば(上記の温度補償を行うことが第2の温度センサを付加することを要することを考慮に入れて)WO 02/069791に示されているあらゆる装置と共に用いられることができる。
Claims (41)
- 生体中のグルコースレベルを測定するための装置であって、
前記体の表面に付されるセンサ配列(5、6)と、
前記センサ配列の応答を測定し、それから前記グルコースレベルを導き出すための処理回路(31乃至33、37、38)と、
少なくとも第1、第2の温度センサ(15、22)と、
を具備し、前記第1の温度センサの信号は、前記体の皮膚温度および環境温度に、前記第2のセンサの信号と異なる形態で依存する、装置。 - 前記第1の温度センサ(15)は、前記第2の温度センサ(22)よりも前記センサ配列(5、6)に近い、請求項1の装置。
- 第1の側面と第2の側面とを有する筐体(1)をさらに具備し、前記センサ配列(5、6)が前記第1の側面上に配置され、前記第1の温度センサ(15)が前記第1の側面に配置され、前記第2の温度センサが前記第2の側面に配置される、先行するいずれかの請求項の装置。
- 前記第1の温度センサ(15)が前記センサ配列に直接に熱的接触している、先行する請求項のいずれかの装置。
- 電子回路の組み立て品(19)をさらに具備し、前記第2の温度センサ(22)が前記組み立て品と熱的接触している、先行する請求項のいずれかの装置。
- 特に先行する請求項のいずれかにおいて、生体内のグルコースレベルを測定するための装置であって、
前記体の表面に付されるセンサ配列(5、6)と、
前記センサ配列の応答を測定し、それから前記グルコースレベルを導き出すための、Fを測定されたN≧1個の入力値に依存する関数とし、前記関数FがM+1(M≧0)個の較正パラメータa0・・・aMを有するものとして、グルコースレベルgを、
g=F(s1,s2,・・・sN,a0,a1,・・・aM)
から計算するよう適合された、処理回路(31乃至33、37、38)と、
所定の較正段階中の時刻t’iにおいて記録された一連の入力値sj(t’i)および前記較正段階中の時刻tiにおいて測定された一連の参照値g(ti)を格納し、且つこれらから、関数Fによって前記入力値から得られた値を前記参照値または前記参照値から導かれた値と比較することによって前記パラメータaiのうちの少なくとも一部を導き出す、較正手段(38、102)と、
を具備する装置。 - 前記較正手段(102)が、時刻t’iにおけるグルコースレベルの予測値Sからの前記値の偏差
F(t’i)=F(s1(t’i)・・・sN(t’i),a0・・・aM)
を最小化することによって、前記パラメータaiのうちの少なくとも一部を計算するよう適合され、前記予測値が前記参照値g(ti)から導かれる、請求項6の装置。 - 前記較正手段(102)が、前記値diの絶対値の和を最小化するよう較正されている、請求項8の装置。
- 再較正ステップを実行するための再較正手段(38)をさらに具備し、
前記再較正ステップにおいて、前記関数Fから計算された前記グルコースレベルと参照測定からのグルコースレベルとの間の最適な一致を発見するために前記パラメータの1つが変化させられる、
請求項6乃至10のいずれかの装置。 - 特に先行する請求項のいずれかにおいて、生体内のグルコースレベルを測定するための装置であって、
前記体の表面に付されるセンサ配列(5、6)と、
前記センサ配列の応答を測定し、それから前記グルコースレベルを導き出すための、gをグルコースレベルとし、Fを測定されたN≧1個の入力値s1・・・sNに依存する関数とし、前記関数FがM+1(M≧0)個の較正パラメータa0・・・aMを有するものとして
g=F(s1,s2,・・・sN,a0,a1,・・・aM)
からグルコースレベルを計算するよう適合された、処理回路(31乃至33、37、38)と、
前記体に対する前記装置の移動を検出し、前記シフトの前記測定されたグルコースレベルに対する影響を決定し、前記シフト後の前記測定されたグルコースレベルを前記決定された影響を補償するよう補正するためのシフト補正(38)と、
を具備する装置。 - 前記シフト補正(38)が、前記入力値siのうちの少なくとも1つから導かれた信号値v中のシフトを監視することによって前記移動を検出するよう適合されている、請求項12の装置。
- 前記シフト補正が(38)が、前記移動の前に測定された信号値の補外(vext(t))を前記移動後に測定された少なくとも1つの信号値と比較することによって、前記シフトの前記測定されたグルコースレベルへの影響を決定するよう適合されている、請求項12または13のいずれかの装置。
- 前記シフト補正(38)が、前記補外(vext(t))と前記移動後に測定された信号値の少なくとも1つとの差または比を計算することによって、前記シフトの前記測定されたグルコースレベルに対する影響を決定するよう適合されている、請求項14の装置。
- 前記予測器が、グルコースレベルが上限または下限に達するまでの最悪ケースの時刻を計算し、前記最悪ケースの時刻が所定の閾時刻より小さい場合に警告を発するよう設計されている、請求項16の装置。
- 前記処理回路(31乃至33、37、38)が、gをグルコースレベルとし、Fを測定されたN≧1個の入力値s1,s2・・・sNに依存する関数とし、前記関数FがM+1(M≧0)個の較正パラメータa0,a1・・・aMを有するものとして
g=F(s1,s2,・・・sN,a0,a1,・・・aM)
から前記グルコースレベルgを計算するよう適合されている、先行する請求項のいずれかの装置。 - パラメータa0が、関数F内の加法的または乗法的パラメータである、請求項18の装置。
- 前記処理回路(31乃至33、37、38)が、g=a0+a1・s1+a2・s2+・・・aN・sNから前記グルコースレベルgを計算するよう適合されている、請求項18または19のいずれかの装置。
- 前記測定された入力値のうちの少なくとも1つが、前記センサ配列(5、6)の応答を示すものである、請求項18または19のいずれかの装置。
- 前記センサ配列(5、6)と接続された信号経路(34)に周波数掃引を印加するための信号源(31)と、
前記信号経路(34)中の信号が最小となる時点および前記信号経路中の位相シフトがゼロを通過する時点の一方または両方における特性周波数(f0)および振幅(A0)の一方または両方を測定するための検出器(37)と、
を具備し、
前記測定された入力値s1,s2,・・・sNが、前記特性周波数(f0)および振幅(A0)の一方または両方を示す値を具備する、請求項18乃至21のいずれかの装置。 - 少なくとも第1、第2の温度センサ(15、22)をさらに具備し、前記第1の温度センサ(15)の信号は、前記体の皮膚温度(Ts)および環境温度(Te)に、前記第2のセンサ(22)の信号と異なる形態で依存し、前記測定された入力値s1,s2,・・・sNが前記第1、第2の温度センサからの信号(T1、T2)を具備する、請求項18乃至22のいずれか1項の装置。
- 前記装置を前記体に取り付けるためのホルダ(52)を具備する先行する請求項のいずれかの装置。
- 前記センサ配列(5、6)が、少なくとも1つ、特に少なくとも2つの電極(5、6)を伴った電極配列を具備し、前記処理回路が、前記電極配列に信号を印加するための少なくとも1つの信号源(31)と、前記信号に対する前記電極配列からの応答を検出するための信号検出器(37)と、を具備する、先行する請求項のいずれかの装置。
- 生体中のグルコースレベルを測定するための方法であって、
センサ配列(5、6)を前記体の表面に付す工程と、
前記センサ配列の応答を測定し且つそれらから少なくとも1つの第1の値(A0、f0)を導き出す工程と、
第1、第2の温度センサを用いて少なくとも第2、第3の値(T1、T2)を測定する工程と、
前記第1、第2、第3の値から、較正パラメータ(a0・・・aM)を用いて前記グルコースレベルを計算する工程と、
を具備し、前記第2の値(T1)は前記体の皮膚温度および環境温度に前記第3の値(T2)と異なる形態で依存する、方法。 - 生体中のグルコースレベルを測定するための装置を操作するための方法であって、
前記装置は、前記体に付されるセンサ配列(5、6)と、前記センサ配列の応答を測定し且つそれらから前記グルコースレベルを導き出すための処理回路(31乃至33、37、38)とを具備し、
前記処理回路(31乃至33、37、38)はグルコースレベルgを、FをN≧1個の測定された入力値に依存する関数とし、前記関数FがM+1(M≧0)個の較正パラメータa0・・・aMを有するものとして
g=F(s1,s2,・・・sN,a0,a1,・・・aM)
から計算するよう適合されており、
前記方法は、
前記装置の前記体に対する移動を検出する工程と、
前記シフトの前記測定されたグルコースレベルに対する影響を決定する工程と、
前記シフト後の前記測定されたグルコースレベルを前記決定された影響を補償するために補正する工程と、
を具備する、方法。 - 前記移動が、前記入力値siのうちの少なくとも1つから導き出された信号値(v)中のシフトを監視することによって検出される、請求項27の方法。
- 前記シフトの前記測定されたグルコースレベルに対する影響が、前記移動の前に測定された信号値(v(t))の補外(vext(t))を前記移動の後に測定された少なくとも1つの信号値(v(t))と比較することによって決定される、請求項27または28のいずれかの方法。
- 前記シフトの前記測定されたグルコースレベルに対する影響が、前記補外(vext(t))と前記移動の後に測定された少なくとも1つの信号値との間の差または比を計算することによって決定される、請求項29の方法。
- 生体中のグルコースレベルを測定するための装置を較正するための方法であって、
前記装置は、前記体の表面に付されるセンサ配列(5、6)と、前記センサ配列の応答を測定し且つそれから前記グルコースレベルを導き出すための、Fを測定されたN≧1個の入力値s1・・・sNに依存し、前記関数FがM+1(M≧0)個の較正パラメータa0・・・aMを有するものとして
g=F(s1,s2,・・・sN,a0,a1,・・・aM)
から前記グルコースレベルgを計算するよう適合された、処理回路(31乃至33、37、38)と、を具備し、
前記方法は、所定の較正段階中の時刻t’iにおいて記録された一連の入力値sj(t’i)および前記較正段階中の時刻tiにおいて測定された一連の参照値g(ti)とから、関数Fによって得られた値を前記参照値または前記参照値から導かれた値と比較することによって前記パラメータaiのうちの少なくとも一部を導き出す工程を具備する方法。 - 前記パラメータaiのうちの少なくとも一部が、時刻t’iでのグルコースレベルの予測値Sからの前記値の偏差
F(t’i)=F(s1(t’i)・・・sN(t’i),a0・・・aM)
を最小化することによって計算され、前記予測値が前記参照値g(ti)から導かれる、請求項31の方法。 - 前記較正段階中に、環境温度が少なくとも5℃、特に少なくとも10℃ごとに変化させられ、前記入力値の少なくも1つ、特に2つが入力温度(T1、T2)であって、前記入力温度の値が、前記環境温度に依存し、特に2つの入力温度T1、T2が測定され、前記温度T1が、前記体の皮膚温度および環境温度に前記温度T2と異なる形態で依存する、請求項31乃至33のいずれかの方法。
- 前記較正段階中に、前記グルコースレベルが少なくとも100mg/dlごとに変化させられる、請求項31乃至34のいずれかの方法。
- 前記パラメータのうちの1つが、前記関数Fから計算された前記グルコースレベルと参照測定からのグルコースレベルとの間の最適な一致を見出すために変化させられる再較正する工程をさらに具備する、請求項31乃至35のいずれかの方法。
- Fを測定されたN≧1個の入力値s1,s2,・・・sNに依存する関数とし、前記関数FがM+1個の較正パラメータa0,a1,・・・aMを有するものとして
g=F(s1,s2,・・・sN,a0,a1,・・・aM)
から前記グルコースレベルgが決定される請求項26乃至37のいずれかの方法。 - パラメータa0が、関数F内の加法的または乗法的なパラメータである、請求項38の方法。
- 前記グルコースレベルgが、g=a0+a1・s1+a2・s2+・・・aN・sNから計算される、請求項39の方法。
- 前記センサ配列(5、6)が、少なくとも1つ、特に少なくとも2つの電極(5、6)を伴った電極配列を具備し、信号が前記電極配列に印加され、前記信号に対する前記電極配列からの応答が測定される、請求項27乃至40の方法。
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