JP2021072935A - 動作するマルチモーダル薬剤デリバリ・システム - Google Patents

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Abstract

【課題】マルチモーダル薬剤デリバリ・システム及び糖尿病などの慢性疾患を管理するための方法を提供する。【解決手段】マルチモーダル薬剤デリバリ・システム１０を、閉ループ・デリバリ・モード及び開ループ・デリバリ・モードなどの複数のデリバリ・モードの何れかに従って薬剤の投与を制御するように構成することができ、並びに二次フィードバック・ループに従って、用量デリバリに関連したユーザ固有の設定を決定するように構成することができる。【選択図】図４

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、2016 年 1 月 5 日に出願された米国仮特許出願第 62/275,213 号の利益を
主張する。先行出願のこの開示は、本出願の開示の一部とみなされる（参照により組み込
まれる）。
本明細書は、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム（multi-modal medicine deliver
y systems）及び糖尿病などの慢性疾患を管理するための方法に関する。
糖尿病は、ヒトの膵臓が十分な量のホルモン（インスリン）を産生することができなく
なり、ヒトの代謝において糖及びデンプンを適切に吸収できなくなることによって引き起
こされる慢性の代謝障害である。この不全によって高血糖（即ち、血漿中に過剰量の（グ
ルコースなどの）アナライト（analyte）が存在すること）となる。高血糖が続くことは
、様々な重篤な症状、並びに脱水症、ケトアシドーシス、糖尿病性昏睡、心血管疾患、慢
性腎不全、網膜損傷及び四肢の切断のリスク（risk）を伴う神経損傷などの生命を脅かす
長期の合併症と関連している。治癒はまだ可能ではないため、血中のアナライト・レベル
を正常範囲内に常に維持するためには、定期的に血糖コントロールを行う永続的な治療が
必要である。このような血糖コントロールは、医薬品（例えば、薬物、ホルモン）（イン
スリンなど）を患者の体に定期的に供給することによってなされ、それによって血中のア
ナライトのレベルの上昇を低減する。
歴史的に、外部からの生物学的に有効な薬剤（例えば、インスリン又はその類似体）は
、即効型及び持効型の医薬品を、皮下注射器で毎日注射することを繰り返すことによって
、一般的に投与される。この処置は、血中のアナライトを頻繁に評価する必要はないが、
この方法で達成可能な血糖コントロールの程度は最適なものではない。なぜならば、前記
デリバリ（delivery）が生理的ホルモン産生とは異なり、このことにより、ホルモンがよ
り少ない量、及びより長い時間期間をかけて血流に入るからである。
改善された血糖コントロールは、いわゆる集中的な薬剤治療によって達成される。この
集中的な薬物治療は、基礎レベルの医薬品を提供するために、長時間作用薬を１日１回、
又は２回注射するなど、毎日注射することを繰り返すこと、及び食事量に応じた量で毎食
前に即効型の医薬品を追加注射すること、に基づいている。従来の注射器は、少なくとも
部分的には薬用ペンで置き換えられているが、それでも頻回注射することは患者にとって
、特に、確実に自己投与注射ができない人にとっては非常に不便である。
糖尿病治療における実質的な改善は、注射器又は薬用ペン、並びに頻回の投与及び毎日
の注射を必要とする患者の負担を軽減する、インスリン・ポンプのような、他の薬物デリ
バリ・デバイスの開発によってなされてきた。インスリン・ポンプは、天然の生理学的プ
ロセスとより大きな類似性を有する様式でインスリン（及び／又は他の薬物）のデリバリ
を可能にした。そして、インスリン・ポンプを、より良好な血糖コントロールを患者に与
えるために、標準又は個別に修正したプロトコールに従うように制御することができる。
ある状況では、インスリン・ポンプ・デバイスは、特定のユーザのために医師によってカ
スタマイズされたいくつかの設定（例えば、用量パラメータ又は他の設定）を（臨床医又
はユーザからの入力を介して）保存することができる。一例では、注入ポンプ・デバイス
を、ユーザのインスリン感受性（例えば、mg/dL/インスリン単位の単位で）を保存するよ
うにプログラムすることができる。そしてこれを、特定のユーザに対する補正ボーラス量
（correction bolus dosage）を計算する際に注入ポンプ・システムは使用できる。別の
例では、注入ポンプ・デバイスを、ユーザの糖質比（例えば、g/インスリン単位の単位で
）を保存するようにプログラムすることができる。そしてこれを、特定のユーザに対する
食事ボーラス量（meal bolus dosage）を計算する際に注入ポンプ・システムは使用でき
る。多くの場合、これらのユーザ固有の設定は、注入ポンプ・デバイスのユーザ・インタ
フェース・ボタンを介してマニュアルで注入ポンプ・デバイスに入力される。もし、これ
らの設定の何れかが誤って注入ポンプ・システムに入力された場合（例えば、マニュアル
でデータを入力する際に転写エラー又は他のエラーのために）、その結果として、不必要
に高すぎる又は低すぎる血糖レベルとなる、不適切なボーラス量計算が行われることにな
る。
更に、腹腔内空間に直接的に、又は静脈内へのデリバリを、薬物デリバリ・デバイスに
よって行うことができる。薬物デリバリ・デバイスを、腹腔内配置のための移植可能なデ
バイスとして構成することができる。あるいは、薬物デリバリ・デバイスを、カテーテル
、カニューレ又はパッチなどの経皮薬剤輸送を経皮挿入することによって、患者へ皮下注
入するのための注入セットを備えた外部デバイスとして構成することができる。外部薬物
デリバリ・デバイスは、衣服に取り付けられて、衣服の下又は内部に隠されて、又は身体
に取り付けられて、及び一般に、デバイスに内蔵されたユーザ・インタフェース又は別個
の遠隔デバイスを介してコントロールされる。
薬物デリバリ・デバイスは、食事又は高アナライト値、レベル、又は濃度を相殺する、
追加の薬剤又は「ボーラス（bolus）」を伴う基礎量で、糖尿病患者に薬剤又は適切な生
物学的に有効な物質を注入することによって、糖尿病の管理を支援するために利用されて
きている。前記薬物デリバリ・デバイスは、典型的には、可撓性チューブによって注入器
（注入セットとしてよりよく知られている）に接続される。注入器は、典型的には、皮下
カニューレと、カニューレが取り付けられた接着剤付きマウントとを有する。カニューレ
は、可撓性チューブが注入器から切り離されている間でも、前記カニューレ及びマウント
が前記ユーザの皮膚表面上の定位置にとどまることを可能にするために、迅速に切り離さ
れる機能を含むことができる。薬物デリバリ・デバイスの種類にかかわらず、許容可能な
血糖コントロールを達成するためには、血中のアナライトのモニタリングが典型的に必要
とされる。例えば、薬物デリバリ・デバイスによる適切な量の薬剤のデリバリは、患者が
頻繁に血中のアナライト・レベルを決定し、この値を外部薬物デリバリ・デバイスのユー
ザ・インタフェースにマニュアルで入力することを必要とする。それから、それは、デフ
ォルト又は現在使用中の薬剤デリバリ・プロトコル（すなわち、用量及びタイミング）を
適切に修正することを計算することがあり、続いて薬物デリバリ・デバイスと通信して、
それに応じてその動作（operation）を調整する。血中のアナライト濃度の決定は、典型
的には、手持ち型電子メーターのような症状過程を測定するデバイス（episodic measuri
ng device）によって行うが、そのデバイスは、酵素ベースの検査ストリップ（test stri
ps）を介して血液試料を受け取り、酵素反応に基づいて血中のアナライト値を計算する。
近年、糖尿病患者に注入される薬剤をより強力に制御可能にするために、薬物デリバリ・
デバイスと共に連続的なアナライト・モニタリングが利用されてきている。
糖尿病を抱える人（People with diabetes）とその保健医療提供者（HCP）は、集中的
な薬剤治療の管理において、非常に大きな認知的負担を負っている。正確な時間に正確な
量の薬をデリバリすることは、極めて困難な努力である。そのようなデリバリでは、患者
は１日に複数回、１回投薬を決定する必要があり、更に、患者と HCP の両方は、個人と
個人で異なる、並びに年齢及び／又は行動（例えば、運動における変化、食事における変
化）に基づいて個人内で異なる、症状過程の時間枠（episodic time frame）における治
療の治療パラメータを再校正することが必要になる。
適切な血糖コントロールを維持するための現在のシステム及び方法に関連する多くの欠
点及び問題に照らしてみて、より良い解決策を見いだすことに莫大なリソースが投入され
ている。いくつかの新技術は、現在、集中的なインスリン療法が必要とする認知的負荷の
一部を緩和することを期待させてくれている。しかし、簡単で、安全で、信頼性が高く、
及び規制当局の承認を得ることができる、その問題に対する実行可能な解決策を開発する
ことは、難しいと証明されてきている。研究者らは、糖尿病を抱える人の生活を支援する
ための「人工膵臓」を提供するために、連続的なグルコース・モニタリング・システムと
インスリン・デリバリ・デバイスを組み合わせることを長年にわたって考えてきた。それ
らの努力はまだ商品とはなっていない。改善された薬剤デリバリ、並びに現実世界の状況
において、簡単で、安全で及び信頼性の高い血糖コントロール、のための薬物デリバリ・
デバイスを、自動的に制御するレベルでのシステム及び方法が必要とされてきている。
本明細書で提供されるマルチモーダル薬剤デリバリ・システム及び方法は、１つ以上の
血液アナライト・モニタリング・デバイス（analyte monitoring devices）又は方法を使
用して、血中のアナライトの存在をモニタする、薬剤の投与をコントロール又はモニタす
る、並びに複数の動作モードについての薬剤デリバリをコントロール又は推奨するコント
ロール・パラメータを決定、及び／又は更新することができる。例えば、血中のアナライ
トがグルコースである場合、典型的な薬剤デリバリ・モードは、連続的なグルコース・モ
ニタリング・データ（CGM）を使用して基礎量及びボーラスを計算するためのパラメータ
を定期的に更新する閉ループ・モード、より長い時間期間にわたる基礎量とボーラス・コ
ントロール・パラメータを更新するために血糖モニタ（BGM）を使用することができる部
分閉ループ・モード、患者がインスリン・ポンプを使用する治療プログラムをマニュアル
で制御することを必要とするマニュアル・モード、及びインスリン・ペン又は注射器を使
用して、患者が注射する用量を薦めてくれるアドバイザリ・モードを含む。複数のデリバ
リ・モードにまたがって機能する最適化されたコントロール・パラメータを決定すること
によって、本明細書で提供されるマルチモーダル薬剤デリバリ・システム及び方法は、ユ
ーザが異なるデリバリ・モードに切り替える場合でも優れたアナライト・コントロールを
提供することができる。例えば、本明細書で提供されるマルチモーダル薬剤デリバリ・シ
ステムを、もし連続アナライト・モニタが誤作動した場合、又はシステムが連続データへ
のアクセスを失った場合には、完全閉ループの薬剤デリバリ・モードから強制的に切り換
え離すことができる。ある場合には、システムがアドバイザリ又はマニュアル・モードに
あるとき、データを収集して、ユーザが閉ループ・システムに切り替えるための準備とし
てコントロール・パラメータを最適化することができる（例えば、ユーザが連続グルコー
ス・モニタ（CGM）及び／又はインスリン・ポンプの使用を開始する準備として）。
本明細書で提供されるマルチモーダル薬剤デリバリ・システムは、複数のデリバリ・モ
ードにまたがって並列に動く二次フィードバック・ループによって、少なくとも部分的に
構成されている。複数のデリバリ・モードは、例えば、閉ループ・デリバリ・モード及び
開ループ・デリバリ・モードを含むことができる。閉ループ・デリバリ・モードのときに
は、マルチモーダル薬物デリバリ・システムは、センサ・フィードバック（例えば、血糖
センサ）又は他のフィードバックに応答して、薬剤投与量を調整する自動コントロール・
アルゴリズムに従って薬剤を投与することができる。一方、開ループ・デリバリ・モード
では、前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムは、所定の投与スケジュール、又はマ
ニュアルで選択したボーラス量のユーザ入力に少なくとも部分的に基づいて薬剤を投与す
ることができる。他のデリバリ・モードも本明細書に記載されている。特定の実施形態で
は、前記マルチモーダル薬物デリバリ・システムは、注入ポンプ・システムが動作するた
めに使用されるデリバリ・モードと並行して二次フィードバック・ループを実行すること
ができる。そのような二次フィードバック・ループは、マルチモーダル薬物デリバリ・シ
ステムが動作するために使用されるデリバリ・モードから、及びマルチモーダル薬物デリ
バリ・システムが動作するために以前に使用された他のデリバリ・モードからのデータ（
例えば、血糖測定値、用量情報、ユーザ入力）を反復的に得ることができる。また、二次
フィードバック・ループは、そのデータを使用して、薬剤を投与するために複数のデリバ
リ・モードによって使用される情報（例えば、用量デリバリのためのパラメータ及び／又
はモデル）を決定することができる。
例えば、マルチモーダル薬物デリバリ・システムが閉ループ・デリバリ・モードで作動
している間、二次フィードバックループは、前記閉ループ・デリバリ・モードと並行して
、且つそれと分離して、閉ループ・デリバリ・モード（及び他のデリバリ・モード）にあ
るときに得られたデータを収集することができる。そして、二次フィードバックループは
、その収集したデータに少なくとも部分的に基づいて、閉ループ・デリバリ・モード（及
び他のデリバリ・モード）に使用する、用量デリバリのためのユーザ固有のパラメータ及
び／又はモデルを更新することができる。そのような二次フィードバックループは、閉ル
ープ・デリバリ・モードを終了又はその反対で割り込むこともなく、閉ループ・デリバリ
・モード（及び後続のデリバリ・モード）中に使用するためのそのような更新されたパラ
メータ、及び／又はモデルを更に提供することができる。
ある場合では、マルチモーダル薬物デリバリ・システムを、複数のデリバリ・モード間
を自動的に、及び／又はマニュアルで移行するように構成することができる。例えば、セ
ンサ（例えば、グルコース・モニタリング・デバイス）を利用できなくする信号、及び／
又は閉デリバリ・モードでの作動を終了させる時間、のように、いつ閉デリバリ・モード
と開デリバリ・モードとの間を移行すべきであるか、といったことを、自動的に決定する
ために、いくつかのトリガー状態（trigger conditions）を使用することができる。別の
例では、マルチモーダル薬物デリバリ・システムを、１つ以上のユーザ・インタフェース
（例えば、グラフィカル・ユーザ・インタフェース、オーディオ・ユーザ・インタフェー
ス、動きに基づくユーザ・インタフェース）を提供するように構成することができる。ユ
ーザは、このユーザ・インタフェースを通じて、開デリバリ・モードから閉デリバリ・モ
ードへの移行及び／又はその逆のような、デリバリ・モード間を移行する要求を示す入力
を提供することができる。
ある実施形態では、方法は、
血中のアナライト・レベルを変えるように適合した１つ以上の薬剤を投与するための
マルチモーダル薬剤デリバリ・システムを、動作させるために使用する複数のデリバリ・
モードの中から第１デリバリ・モードを選択すること；
前記第１デリバリ・モードに従って、ユーザに１つ以上の薬剤をデリバリすること（
前記第１デリバリ・モードは、ユーザ固有の用量パラメータ及び前記第１デリバリ・モー
ドに対応する一次フィードバック・ループに基づいて、薬剤デリバリのスケジュールを提
供する）；
注入ポンプ・システムが、第１デリバリ・モードに従って、及び第１デリバリ・モー
ドを終了させることなく、動作している間に：
（i）アナライト・センサ・データ；及び
（ii）薬剤デリバリ・データ又は食物摂取データ（前記アナライト・センサ・デー
タは、アナライト・センサによって生成され、１つ以上の時期における前記ユーザの血中
のアナライト・レベルを示す。前記薬剤デリバリ・データは、１つ以上の薬剤がユーザに
デリバリされた量と時期を定める。前記食物摂取データは、前記ユーザが１つ以上の食物
を摂取した量と時期を定める）；
を取得すること；
二次フィードバック・ループを使用して：
（i）アナライト・センサ・データ；及び
（ii）薬剤デリバリ・データ又は食物摂取データ；
に基づいて、ユーザ固有の用量パラメータの１つ以上の更新を決定すること；
前記更新したユーザ固有の用量パラメータに基づいて、前記第１デリバリ・モードに
従って前記１つ以上の薬剤を前記ユーザにデリバリすること；
第２デリバリ・モードに切り替わり、第２デリバリ・モード及び更新したユーザ固有
の用量パラメータに従って、１つ以上の薬剤を前記ユーザにデリバリすること；
を含む。
ある場合では、そのような方法は、１つ以上の以下の機能を任意に含むことができる。
アナライト・センサ・データは、血糖測定値を記述データを含むことができる。薬剤デリ
バリ・データは、ユーザにデリバリされるインスリン投与量を定める。切替えることは：
第１デリバリ・モードに従ってマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作するこ
とから移行するかどうかを決定すること；
第１デリバリ・モードに従って動作することから移行することを決定することに応答
して、複数のデリバリ・モードの中からマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作す
るために使用する第２デリバリ・モードを選択すること；及び
第２デリバリ・モード及び更新したユーザ固有の用量パラメータに従って、１つ以上
の薬剤を投与するために、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作すること；
を含むことができる。
前記方法は、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが、第２デリバリ・モードに従って
、及び第２デリバリ・モードを終了させることなく、動作しているとき、以下のことを実
行することを更に含むことができる：
第２デリバリ・モード及び更新したユーザ固有の用量パラメータに従うマルチモーダ
ル薬剤デリバリ・システムの動作から、追加のアナライト・センサ・データ及び追加の薬
剤デリバリを得ること；
前記二次フィードバック・ループを使用して：
（i）追加のアナライト・センサ・データ；及び
（ii）追加の薬剤デリバリ・データ
に基づいて、前記ユーザ固有の用量パラメータに対する１つ以上の追加の更新を決定する
こと；及び
前記ユーザ固有の用量パラメータに対する前記追加の更新に基づいて、前記第２デリ
バリ・モードに従って、１つ以上の薬剤を前記ユーザにデリバリすること。
二次フィードバック・ループは：
（i）第１デリバリ・モードの間に生成されたアナライト・センサ・データ及び薬剤
デリバリ・データ；並びに
（ii）第２デリバリ・モードの間に生成された追加のアナライト・センサ・データ及
び追加の薬剤デリバリ・データ；
の両方に基づいて、ユーザ固有の用量パラメータの追加の更新を決定することができる。
第１デリバリ・モードに従って動作することからの移行の決定を、移行トリガ・イベント
（trigger event）の検出に基づいてすることができる。移行トリガ・イベントは自動的
に検出され、ユーザ入力に基づかない。移行トリガ・イベントは、アナライト・センサへ
の信号が失われる、又は取得されることを含むことができる。前記移行トリガ・イベント
は、第１デリバリ・モードに従ってマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作する時
間期間の終了を含むことができる。移行トリガ・イベントは、閾値時間期間後に前記マル
チモーダル薬剤デリバリ・システムのコンポーネントの１つ以上の校正が終了していない
ことを含むことができる。移行トリガ・イベントは、マルチモーダル薬剤デリバリ・シス
テムを使用する患者についての時間ベースのスケジュールを含むことができ、スケジュー
ルされた移行が現在の時刻に発生することを示す。移行トリガ・イベントは、マルチモー
ダル薬剤デリバリ・システムの１つ以上のコンポーネントが１つ以上の安全チェックに失
敗することを含むことができる。移行トリガ・イベントを、前記マルチモーダル薬剤デリ
バリ・システムに与えられたユーザ入力に基づいて検出することができる。複数のデリバ
リ・モードは、少なくとも、閉ループ・デリバリ・モード及び開ループ・デリバリ・モー
ドを含むことができ、第１デリバリ・モードは閉ループ・デリバリ・モードを含むことが
できる。
別の実施形態では、方法は、
複数のデリバリ・モードの中からの第１デリバリ・モードに従って、マルチモーダル
薬剤デリバリ・システムの動作と並行して走る二次フィードバック・ループの一部として
：
（i）アナライト・センサ・データ；及び
（ii）薬剤デリバリ・データ又は食物摂取データ（前記アナライト・センサ・デー
タは、アナライト・センサによって生成され、１つ以上の時期における前記ユーザの血中
のアナライト・レベルを示す。前記薬剤デリバリ・データは、１つ以上の薬剤がユーザに
デリバリされた量と時期を定める。前記食物摂取データは、前記ユーザが１つ以上の食物
を摂取した量と時期を定める）；
を受け取ること；
前記二次フィードバック・ループ、並びに少なくとも部分的には：
（i）アナライト・センサ・データ；及び
（ii）薬剤デリバリ・データ又は食物摂取データ；
に基づいて、選択したデリバリ・モードに従って注入ポンプが動作するのに使われる１つ
以上のユーザ固有の用量パラメータを更新するか否かを決定すること；
前記二次フィードバック・ループによって、及び前記ユーザ固有の用量パラメータの
更新を決定することに応じて、１つ以上のユーザ固有の用量パラメータの更新を生成する
こと；並びに
第１デリバリ・モードに従って、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作する
ことを、使用についての１つ以上の更新に提供すること（１つ以上の更新が第１デリバリ
・モードに割り込むことなく、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムの動作に組み込ま
れる）；
を含む。
ある場合には、そのような方法は、任意選択的に、１つ以上の以下の機能を含むことが
できる。１つ以上の更新を：
（i）前記第１デリバリ・モードの間に生成された前記アナライト・センサ・データ
及び前記薬剤デリバリ・データ；並びに
（ii）第２デリバリ・モードの間に生成された追加のアナライト・センサ・データ及
び追加の薬剤デリバリ・データ；
の両方に基づいて、決定することができる。
前記二次フィードバック・ループは、複数のデリバリ・モードにまたがって、受け取り、
決定、生成及び供給工程を繰り返し実行することができる。
二次フィードバック・ループを、
（i）マルチモーダル薬剤デリバリ・システムによる患者への１つ以上の薬剤デリバ
リを制御し；及び
（ii）第１デリバリ・モードに従って、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムを動
作させる；
コントローラ・デバイスと無線通信するモバイル・コンピューティング・デバイス上で実
行することができる。
複数のデリバリ・モードは、少なくとも、閉ループ・デリバリ・モード及び開ループ・デ
リバリ・モードとを含むことができ、第１デリバリ・モードは閉ループ・デリバリ・モー
ドを含むことができる。
別の実施形態では、医療用マルチモーダル薬剤デリバリ・システムは、
ユーザに投与する１つ以上の薬剤を受け取る薬剤デリバリ・システム（この薬剤デリ
バリ・システムは、少なくとも部分的に、ユーザに１つ以上の薬剤を投与するメカニズム
を含む）；
ポータブル・ポンプ・ハウジングから薬剤を投与することを制御するように構成され
たコントローラ（及び、このコントローラは：
（i）複数のデリバリ・モード；並びに
（ii）複数のデリバリ・モードから独立した二次フィードバック・ループによって
決定される、１つ以上のユーザ固有の設定；
に従って、１つ以上の薬剤を投与することを制御するように構成されている）、（前記複
数のデリバリ・モードは、少なくとも、閉ループ・デリバリ・モード及び開ループ・デリ
バリ・モードを含み、両方とも、少なくとも部分的には、二次フィードバック・ループに
よって決定される１つ以上のユーザ固有の設定に基づいて動作する）；
を含む。
１つ以上の本発明の実施の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載されている。本発
明の他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面並びに特許請求の範囲から明らかになるで
あろう。
図１Ａと１Ｂは、糖尿病管理のためのマルチモーダル薬剤デリバリ・システムの例の概略図である。 図２は糖尿病管理のためのフィードバック・コントロール・システムの例の概略図である。 図３は自動化された糖尿病管理技術の例の流れ図である。 図４はマルチモーダル薬剤デリバリ・システムの例の概観図である。 図５はマルチモーダル薬剤デリバリ・システムの例を分解した概観図である。 図６はマルチモーダル薬剤デリバリ・システムのコントローラ・デバイスの例を分解した概観図である。 図７Ａは複数の用量デリバリ・モードに従ってマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作するプロセスの例の流れ図である。 図７Ｂは複数の用量デリバリ・モードに従ってマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作する二次フィードバック・ループを実行するプロセスの例の流れ図である。 図７Ｃは複数の用量デリバリ・モードに従ってマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作するための複数の用量デリバリ・モード間の移行トリガを検出するプロセスの例の流れ図である。 図８Ａは閉ループ・デリバリ・モードでマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作するプロセスの例の流れ図である。 図８Ｂは閉ループ・デリバリ・モードでマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作するプロセスの別の例の流れ図である。 図９は閉ループ・デリバリ・モードと開ループ・デリバリ・モード間を移行するマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作するプロセスの例の流れ図である。 図１０は開ループ・デリバリ・モードでマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作するプロセスの例の流れ図である。 図１１はマルチモーダル薬剤デリバリ・システムの別の例の概観図である。 図１２はマルチモーダル薬剤デリバリ・システムの別の例の概観図である。
様々な図面における同種の参照符号は同種の要素を示すことができる。
本明細書で提供されるマルチモーダル薬物デリバリ・システム及び方法は、使用者（例
えば、１型又は２型糖尿病患者又は糖尿病患者の介護者）によって、それぞれ使用及び実
施され得る。ある場合には、前記システム及び方法は、更に別の慢性疾患又は症状（例え
ば、（抗生物質）無反応性感染、がん、がん関連疼痛、慢性疼痛、胃腸疾患又は障害、う
っ血性心不全、血友病、免疫不全症、多発性硬化症及び関節リウマチ）に使用するように
適合させることができる。
図１Ａ及び１Ｂで示すように、疾患管理のための例示的な２相マルチモーダル・システ
ム2 は、アナライト・センサ 3 及びコンピューティング・デバイス 5 を含む。ある場合
では、前記例示的なシステムは、医療用注入ポンプのような薬物デリバリ・システム 4（
DDS）を更に含むことができる。前記システム 2 は、患者を、糖尿病などの疾患について
完全なマニュアル管理から、１つ以上のレベルの自動化された疾患管理へ、と導く。更に
、システム 2 は、ユーザの症状を経時的に治療することを個別化するように機能する。
例えば、システム2 は、時間の経過とともに、糖尿病患者について臨床医が定義した目標
基礎プロファイル及び／又は基礎プロファイルの範囲を修正及び個別化するように構成さ
れる。前記システム 2 を、糖尿病の管理のために使用することができるが、追加的に又
は代替的に、臨床的又はその他のいかなる適切な用途にも使用することができる。前記シ
ステム 2 を、いかなる適切な疾患管理又は治療計画との使用で機能するように構成及び
／又は適合させることができる。
前記システム 2 は、例示的なアナライト・センサ 3 を含むことができる。アナライト
・センサ 3 は、ユーザの体液（例えば血液、間質液又は涙など）中の１つ以上のアナラ
イト（例えばグルコース）を測定するように機能する。ある場合では、アナライト・セン
サ 3 は、１つ以上の体液を連続的又はほぼ連続的に測定する、液滴採取（drop-sampled
）型の血糖モニタ（BGM）又は連続的グルコース・モニタ（CGM）であって、これによって
血糖レベルが推測される。BGM は、典型的には、小さくてポータブルな測定機であって、
ユーザが皮膚（例えば、指の上）を穿刺することによって、及びBGM による分析のために
化学的に活性で使い捨て検査ストリップ（試験片、test strip）の上に血液をのせること
によって、ユーザがグルコース・レベルを測定することを可能にする。CGM は、典型的に
は、皮膚の直下（即ち、皮下）に配置する使い捨てのグルコース・センサ又はプローブ（
probe）であって、上述した検査ストリップと同様の酵素反応により間質のグルコースの
レベルを測定するものである。ある場合では、前記 CGM を患者に完全に埋め込むことが
できる。ある場合では、前記 CGM は、BGMを使用して、例えば１日に１回以上、校正する
ことを必要とする。
図１Ａ及び１Ｂに示すように、前記システム 2 は、コンピューティング・デバイス 5
を含む。ある場合では、図１Ａに示すように、コンピューティング・デバイス 5 は、DDS
4 及び／又はアナライト・センサ 3 から直接的又は間接的に１つ以上の入力（例えば、
アナライト・レベル、１回投薬量、１回投薬タイミングなど）を受け取る。例えば、アナ
ライト・センサ 3 を、図１Ａに示すように、コンピューティング・デバイス 5 と結合し
た DDS4 に結合することができる。あるいは、ある場合では、図１Ｂに示すように、前記
コンピューティング・デバイス 5 は、アナライト・センサ 3 及び DDS4 に結合し、アナ
ライト・センサ 3 及び DDS4 と双方向に通信するように構成される。例えば、コンピュ
ーティング・デバイス 5 は、アナライト・センサ 3 からアナライト・レベルの１つ以上
の測定値を受け取り、アナライト・センサ 3 によって実行されるアナライト測定の頻度
を変えたり、又は調整するようにプログラムすることができる。ある場合では、コンピュ
ーティング・デバイス 5 は、DDS4 と通信して１つ以上の入力（例えば、１回投与量、１
回投薬タイミング、設定など）を受け取り、アナライト・レベルを調整するために必要な
ホルモン又は他の薬剤の１つ以上の１回用量を決定、推奨、及び／又はデリバリするよう
にプログラムすることができる。そのようなシステム 2 の一例には、アナライト・セン
サ 3 からグルコースの測定値を受け取り、インスリン、グルカゴン又は他の薬剤の１つ
以上の１回用量を決定、推奨、及び／又はデリバリする DDS4 と通信する、コンピューテ
ィング・デバイス 5 を含む。
コンピューティング・デバイス 5 は、アナライト・センサ 3 及び／又は DDS4 と無線
（例えば、ブルートゥース（Bluetooth、登録商標）、低エネルギー・ブルートゥース、
近距離通信（near-field communication）、赤外線、WLAN、又は他の RF 技術を介して）
、又は有線接続（例えば、IEEE 1394、サンダーボルト（Thunderbolt、登録商標）、ライ
トニング（Lightning、登録商標）、DVI、HDMI（登録商標）、シリアル、ユニバーサル・
シリアル・バス、パラレル、イーサネット（登録商標）、同軸、VGA、PS/2）で通信する
ことができる。ある場合では、コンピューティング・デバイス 5 、アナライト・センサ
3 、及び／又はDDS4の１つ以上の機能が、１つ又は２つのデバイスの中で統合される。例
えば、コンピューティング・デバイス 5 の機能性は、アナライト・センサ 3 及び／又は
DDS4 によって実行することができ、アナライト・センサ 3 と DDS4 とが互いに直接通
信するようにすることができる。ある場合では、前記 DDS4 は、アナライト・レベルを試
験し、アナライト・レベルに基づいて薬剤の推奨１回用量を決定し、その推奨１回用量を
デリバリするのに必要なすべての機能を含む完全に統合されたデバイスである。
コンピューティング・デバイス 5 は、いかなる適切なコンピューティング・デバイス
であってよく、例えば、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマ
ートホン、ウェアラブル・コンピュータ、ポータブル・メディカル・コントローラ、他の
モバイル又は手持ち式のコンピューティング・デバイス、又は DDS4 及び／若しくはアナ
ライト・センサ 3 に内蔵されたマイクロプロセッサであってよい。ある場合では、コン
ピューティング・デバイス 5 は、専門化した、アプリケーション固有のコンピューティ
ング・デバイスである。ある場合では、前記コンピューティング・デバイス 5 は、コン
ピューティング・デバイス 5 の機能を調整するために、１つ以上のユーザ入力要素（例
えば、１つ以上のボタン、キー、ダイヤル、スイッチ、タッチスクリーンなど）を含む。
ある場合では、前記コンピューティング・デバイス 5 は１つ以上の出力要素（例えば、
１つ以上の可聴アラーム、触覚フィードバック、ライトなどの視覚インジケータ、表示ス
クリーンなど）を含む。ある場合では、前記コンピューティング・デバイスは、ユーザ・
インタフェースを含む別個のデバイスと無線で通信することができる。
前記コンピューティング・デバイス 5 は、プロセッサ及びメモリを含む。前記メモリ
は、ディスク／ハード・ドライブ又はフラッシュ・メモリのような大容量記憶装置の形態
の不揮発性メモリ（すなわち、長期持続ストレージ）を含むことができる。前記コンピュ
ーティング・デバイス 5 は、揮発性メモリ（例えば、RAM）も含むことができる。
ある場合では、システム命令は不揮発性メモリに保存され、１つ以上の一次フィードバッ
ク・ループを実行する第１セットの命令と、二次フィードバック・ループを実行するため
の第２セットの命令とを含む。ある場合では、前記コンピューティング・デバイス 5 は
：
インスリンの１つ以上の基礎又はボーラス量を計算する；
１つ以上の動作モードを選択する；
１つ以上の入力又は命令を送る、若しくは（例えば、システム・コンポーネント、臨
床家若しくはリモート・サーバから）受け取る；
一次の複数のフィードバック・ループから記録データを受け取る、若しくは保存する
；及び／又は
１つ以上のシステム・コンポーネント若しくは動作パラメータを修正する；
ための命令を含む。
図１Ａ及び１Ｂで示すように、前記システム 2 は DDS4 を含むことができる。前記 DD
S4 は、１つ以上の薬剤（例えばインスリン及び／又はグルカゴン）の１つ以上の１回用
量を患者に（例えば、グルコース・レベルを調整、又は実際の基礎プロファイルを目標基
礎プロファイルにもっと一致するように相対的に揃えるために）デリバリするように構成
及びプログラムされる。ある場合では、DDS4 は、注射器、注射ペン、及び／又は注入ポ
ンプのことがある。ある場合では、本明細書で提供されるシステム 2 は、複数のDDS4及
び／又は複数のアナライト・センサ 3 を含むことができる。患者のグルコース・レベル
は、その患者の活動レベル、ホルモン、食事組成及び／又はタイミング、ストレス、ベー
スライン代謝機能、及び／又は多種多様な他のパラメータに依存して、時間変動すること
がある（例えば、時間と時間、日と日、週と週、月と月）。グルコース・レベルを調節す
るために、前記 DDS4 を、インスリンの利用可能性を代謝的に求めるユーザの背景を相殺
する基礎１回用量のインスリン（即ち、少量のインスリンをほぼ連続的にデリバリする）
、及び／又はイベント（例えば患者が摂取する食事）の影響を相殺するための１つ以上の
ボーラス１回用量のインスリン（例えば、即効型又は短期型インスリン）をデリバリする
ように構成し、及び／又はマニュアルで使用することができる。
図１Ｂに示すように、前記システム 2 は更にリモート・コンピュータ・システム 7 を
含むことができて、このリモート・コンピュータ・システム 7 には、前記コンピューテ
ィング・デバイス 5 が、１つ以上のネットワーク６（例えば、インターネット、イント
ラネット、ローカル・エリア・ネットワーク（LAN）、ワイド・エリア・ネットワーク（W
AN）、仮想プライベート・ネットワーク（VPN）、無線ネットワーク、モバイル・データ
・ネットワーク、又はそれらの任意の組み合わせ）を介してアクセスする。前記リモート
・コンピュータ・システム 7 は、１つ以上のコンピュータ・サーバなどの１つ以上のコ
ンピューティング・デバイスを含むことができる。１つ以上の入力（例えば、食事のタイ
ミング、食事の量、食事中の糖質の量、インスリンの１回用量、血糖レベル、活動のタイ
ミング、活動の強度、低血糖に対する所望の嫌悪度、１つ以上のインスリン吸収プロフィ
ール、１つ以上の糖質吸収プロフィール、概日リズム１つ以上のインスリン／糖質比、１
つ以上のインスリン効果値、１つ以上の血糖レベル、１つ以上の時間的要因、１つ以上の
診断マーカー、１つ以上のホルモン・レベル、及び／又は１つ以上の基礎インスリン・プ
ロファイル）が、リモート・コンピュータ・システム 7 に送られ、保存され、及び／又
は受け取られ、コンピューティング・デバイス 5と共有され得る。ある場合では、前記コ
ンピューティング・デバイス 5 は、例えば、医療提供者によって評価される、又は前記
パラメータ及びモデルを更新するために、アナライト・センサ 3 及び／又は DDS4 から
前記リモート・コンピュータ・システム 7 に、データを転送、アップロード、又は送信
することができる。例えば、コンピューティング・デバイス 5 は、リモート・コンピュ
ータ・システム 7 が利用できないとき（例えば、ネットワーク接続が不十分であるか又
は存在しないために）、アナライト・センサ 3 及び／又は DDS4 からの１つ以上の入力
をローカルに保存することができる。
ある場合には、リモート・コンピュータ・システム 7 へのアクセスを、コンピューテ
ィング・デバイス 5 の初期プロビジョニング（provisioning）（例えば、パラメータ及
びモデルをアップロードすること）のために、更に使用することができる。例えば、医療
専門家は、患者を識別する患者識別情報（例えば、患者の名前、誕生日、社会保障番号、
健康保険番号、電話番号、電子メールアドレス、一意のユーザ識別コードなど）を、その
患者について医療専門家が選択した一組の投与パラメータにリンクすることができる。医
療専門家によって使用される医療専門家コンピューティング・デバイスは、ネットワーク
に直接的又は間接的に接続され、医療専門家から入力（患者を識別する患者識別情報、及
びその患者について医療専門家が選択した一組の投与パラメータ）として受け取るように
構成されたグラフィカル・ユーザ・インタフェースを表示するスクリーンを含む。
ある場合には、１セットの投与パラメータを、患者識別情報とともにリモート・コンピ
ュータ・システム 7 上にアップロード、及び／又は保存することができる。ある場合に
は、前記リモート・コンピュータ・システム 7 は、ユーザ入力（例えば、パスワード、
患者識別情報、患者固有のハイパーリンク、捕捉されたQRコード、スキャンされたバーコ
ード、RFIDタグ、英数字キーなど）を患者コンピューティング・デバイス 5 から受け取
ることができ、前記ユーザ入力が前記患者（例えば、患者識別情報によって識別される）
と関連付けられた認証されたデバイスとして、患者コンピューティング・デバイス 5 を
識別又は認証する。ある場合では、前記リモート・コンピュータ・システム 7 は、更に
、患者識別情報にリンクされた投与パラメータのセットを識別し、投与パラメータのセッ
トを患者コンピューティング・デバイス 5 に自動的に送信する。前記投与パラメータに
は、図１Ｂに示すように、前記患者コンピューティング・デバイス 5 と接続状態にある
前記 DDS4 及び／又はアナライト・センサ 3 がアクセスすることが可能であり、前記投
与パラメータは前記患者コンピューティング・デバイス 5 と接続状態にある前記 DDS4
及び／又はアナライト・センサ 3 の動作に影響を与える。例えば、前記投与パラメータ
は、
デリバリする薬剤の目標量；
デリバリ頻度；及び／又は
アナライト・センサ 3 からの入力に基づいて、又はユーザ・ノーティフィケーショ
ン（user notification）（例えば、運動又は食事を示す入力）に基づいて、薬剤の目標
量から薬剤投与を逸脱させるための条件、制約、又はアルゴリズム；
を指定することによって、前記 DDS4 及び／又はアナライト・センサ 3 の動作に影響を
与えることができる。
ある場合では、前記投与パラメータは、１つ以上の：
１日総インスリン量；
目標基礎インスリン量；
目標基礎インスリン・プロファイル；
インスリン効果値；
インスリン／糖質比；
インスリン吸収プロフィール；及び／又は
糖質吸収プロフィール；
についての単一値又は値の範囲である。更に、ある場合では、投与パラメータは、前記患
者コンピューティング・デバイス 5 に記憶され、及び実行される複数の動作モードへの
入力である。
ある場合では、図２に示すように、糖尿病管理のための例示的なシステム 2 は、１つ
以上の一次フィードバック・ループ 8a-n、及び二次フィードバック・ループ 9 を含むこ
とができる。前記フィードバック・ループ 8-9 は、ユーザ活動及びグルコース・レベル
に応答したリアル・タイム・インスリン・ニーズ（real time insulin needs）、ユーザ
にとってのデータ収集、及びユーザにとっての治療プログラムを、様々な独立したリアル
・タイム・フィードバック・ループにまたがって個別化又はあつらえること、
を管理する。
糖尿病を抱える人は、典型的には、目標治療レベルの血糖を維持しようとして、フィー
ドフォワード・コントロールとフィードバック・コントロールとの組み合わせを使用する
。典型的には、ケアの標準は、いわゆる開ループ療法であり、そこでは糖尿病の個人や介
護者がフィードフォワードとフィードバック・コントロール・メカニズムの両方について
の決定をする必要がある。例えば、糖尿病を抱える人が、これから取る食事に対応するた
めに、ボーラスのインスリンをデリバリするとき、食事量の推定値と組み合わせたいくつ
かの所定の治療パラメータ（例えば、糖質比）をフィードフォワード制御動作において使
用している（すなわち、そのデリバリは、将来のグルコース逸脱を予期したものである）
。フィードバック・コントロールの一例は、糖尿病を抱える人が、予期していなかった高
い血糖測定値からのフィードバックを所定の治療パラメータ（例えば、インスリン効果値
）と組み合わせて、すでに起こっている血糖値の逸脱を相殺するための補正ボーラスを計
算して、デリバリするときに、起こることがある。
インスリン・デリバリー・システムがより自動化されるにつれて、これらのフィードフ
ォワード及びフィードバック制御動作に関連する一部又は全部の決定が、糖尿病を抱える
人からコンピューティング・デバイス（例えば、コンピューティング・デバイス 5 など
）に移動する。異なる自動化レベルは、異なる入力と異なるレベルのコンポーネントの利
用可能性（例えば、CGM）を使用することができるので、どのコンポーネント入力がその
システムにとって現在利用可能であるか、及びそのシステムを監督している個人の希望に
依存して、様々な異なる自動化レベルで、インスリン・デリバリ・システム（例えば、シ
ステム2）が動作することができることは有利である。本明細書に記載のシステム及び方
法は、様々な自動モードにまたがって一貫性を維持するための継ぎ目の無いメカニズムを
提供する。この説明のために、一次フィードバック・ループ 8a-n は、フィードフォワー
ド制御動作とフィードバック制御動作の両方を含むことができる。
複数の一次フィードバック・ループ 8a-n の各々は、独自の動作モード及び自動化を表
す。ある場合では、一次フィードバック・ループ 8a-n のうちの１つがマニュアル・モー
ドである。そのマニュアル・モードが、コンピューティング・デバイス 5 がアナライト
・センサ 3 又は DDS4 に接続されていない場合、システム 2 のデフォルト・モードであ
ってもよい。マニュアル・モードには、患者がマニュアルで制御する治療プログラム（例
えば、適切なインスリン１回用量を計算し、デリバリするなどを含む）を含むことができ
る。マニュアル・モードのある例では、患者はアナライト・センサ 3 を使ってグルコー
ス・レベルをモニタし、ペン又は注射器を使って、手でインスリン１回用量を投与する。
ある場合では、インスリン・ペンは、インスリン用量をシステム 2 に直接伝達すること
ができるスマート・インスリン・ペンであってもよい。ある場合では、ユーザは、インス
リン注射の量及び時間をコンピューティング・デバイス 5 のユーザ・インタフェースに
入力することができる。ある場合では、別の一次フィードバック・ループ 8a-n は、コン
ピューティング・デバイス 5 を使った完全自動コントロールの治療プログラム（インス
リン１回用量を計算し、インスリン１回用量をデリバリするように DDS4 に指示すること
などを含む）を含む。一次フィードバック・ループ 8a-n の他の例を以下に更に記載する
。
ある場合では、複数の一次フィードバック・ループ 8a-n は、１つ以上の基本パラメー
タ及びモデルを共有する。共有されるパラメータ及びモデルは１つ以上の：１つ以上のイ
ンスリン吸収プロフィール、１つ以上の糖質吸収プロフィール、概日リズム、１つ以上の
食事時間、１つ以上のインスリンと糖質の比、１つ以上のインスリン効果値、１つ以上の
血糖レベル、１つ以上の時間的要因、１つ以上の診断マーカー、１つ以上のホルモン・レ
ベル、及び１つ以上の基礎インスリン・プロファイルを含むことができる。ある場合では
、１日、１週間、１ヶ月又は１年の中で複数の異なる期間に適用可能な、一次フィードバ
ック・ループ 8a-n への１つ以上のセットの共有パラメータ及びモデルが存在することが
ある。これらの複数のパラメータ及びモデルのセットは、それらの時間期間中に通常の使
用者の活動又は生理的必要性から生じる異なるインスリン又は薬剤への要求から生じる。
前記システム2の様々なモードでは、一次フィードバック・ループ 8a-n は、アナライ
ト・センサ測定値を収集又は受け取り、そのアナライト・センサ測定値及び１つ以上のパ
ラメータ及びモデルに基づいて適切な薬剤１回投薬を決定し、適切な薬剤１回投薬を投与
し、データ（アナライト・センサ測定値とデリバリされた薬剤１回投薬などを含む）を記
録する、ようにプログラムされている。種々のモード（すなわち、様々な一次フィードバ
ック・ループ 8a-n）の間で、センサ測定値を収集する、薬剤１回投薬を決定する、薬剤
を投与する、データを記録する、ことの方法は異なるが、基本工程は同じままである。例
えば、あるモードでは、ユーザがアナライト・センサ・データ及び薬剤１回投薬データを
コンピューティング・デバイス 5 に入力すると、コンピューティング・デバイス 5 はメ
モリにデータを記録し、及び／又は記録／保存のためにリモート・コンピュータ・システ
ム 7 へデータを送信する、ということを除いて、実質、全ての工程はマニュアルで実行
される。別のモードでは、１つ以上の他の工程が自動化されている一方で、センサ測定値
の収集をマニュアルで行うことができる。別のモードでは、１つ以上の他の工程が自動化
されている一方で、薬剤１回投薬をマニュアルで行うことができる。別のモードでは、１
つ以上の他の工程が自動化されている一方で、マニュアルで薬剤１回投薬の決定を実行す
ることができる。更に別の態様では、各工程を自動化することができる。
種々のモード/一次フィードバック・ループ 8a-n の実行中、二次フィードバック・ル
ープ 9（以下により詳細に説明する）が実行されるまで、基本パラメータ及びモデルは一
定のままであり、適切な薬剤用量を決定するのにユーザは使うことができる。例えば、二
次フィードバック・ループ9 を間歇的（30 分ごと、1 時間に 1 回、6 時間に 1 回、12
時間に 1 回、24 時間に 1 回、1 週間に 1 回等）に実行することができる。別の例では
、二次フィードバック・ループ9 は、一次フィードバック・ループ 8a-n を実行するデバ
イスとは異なる別のデバイス（例えば、リモート・コンピュータ・システム 9、コンピュ
ーティング・デバイス 5）によって実行されてもよい。その場合、一次フィードバック・
ループ 8a-n を実行している前記デバイスは、二次フィードバック・ループ 9 を実行す
る他のデバイスと通信していないことがある。二次フィードバック・ループ 9 を実行す
る間隔での時間期間中では、一次フィードバック・ループ 8a-n に使用される基本パラメ
ータ及び／又はモデルが一定のままのことがある（二次フィードバック・ループ 9 によ
って更新されるまで変更されない）。
ある場合では、複数の一次フィードバック・ループ 8a-n は、第１頻度又は量で動作す
る。第１頻度又は量は、コンピューティング・デバイス 5 の設定、選択されたモード、
ユーザ設定、又は１つ以上の基本パラメータ及びモデルに基づいて、規則的な間隔、不規
則な間隔、又は非同期の間隔で発生することがある。ある場合には、二次フィードバック
・ループ 9 は、第2頻度又は量で動作する。第２頻度又は量は、第１頻度とは異なる間隔
で生じてもよい。第２頻度又は量は、コンピューティング・デバイス 5 の設定、又はユ
ーザ設定に基づいて、規則的な間隔、不規則な又は非同期の間隔で発生することがある。
ある場合では、１つ以上の一次フィードバック・ループ 8a-n の複数の反復が、二次フィ
ードバック・ループ9が動作中に、順次動作している。第1及び／又は第2頻度は、１つ以
上のイベント（例えば、食事頻度、運動、ストレス、睡眠など）、１つ以上の時間入力、
１つ以上のユーザ入力、１つ以上のコンピューティング・デバイスの工場又はデフォルト
設定、又は任意の他の入力に依存してもよい。
フィードバック・コントロールの課題の１つは、自動化されたコントロールが管理しよ
うとしているシステム 2 のゲインとダイナミクスの決定である。糖尿病を抱える人にと
って、これらのゲイン及びシステムのダイナミクスは、インスリン効果値、糖質比、イン
スリン作用の持続時間、及び他のパラメータを含む。例えば、ある実施形態は、より高く
自動化された動作モードの前に、より低く自動化された動作モードを使用するようにユー
ザを仕向けることによって、ユーザは、より高く自動化された動作モードを使い始める前
に、これらのパラメータについて安全に理解できるようになる。
ユーザがより低い自動モード（例えば、マニュアル・モード又はアドバイザリ・モード
）を使用することで、複数の一次フィードバック・ループ 8a-n によって、共有パラメー
タ及びモデルは、ユーザに通知され、ユーザにとって個別化されたものになることが可能
となる。例えば、マルチモード・システムの開始時に、ユーザに、マニュアルの一次フィ
ードバック・モードで、ある時間期間にわたって、前記システムをユーザに操作させるこ
とが有利な場合がある。この例では、そのようにすれば、より高く自動化されたモード（
例えば、パーソナライズド・モード（個別モード（personal mode））又はアダプティブ
・モード（適応モード（adaptive mode））を開始する前に、二次フィードバック・ルー
プ 9 が共有パラメータ及びモデルをユーザの生理に個別化されたものとすることが可能
になるであろう。よりマニュアルの一次フィードバック・モード 8a-n を最初に使用する
ことによって、共有パラメータ及びモデルを個別化し、及びより高く自動化されたデリバ
リ・モードを調整する能力は、本明細書に記載のシステム及び方法の少なくともいくつか
の実施形態の利点のうちの１つである。
ある場合では、ユーザが複数の一次フィードバック・ループ 8a-n のうちの１つを使用
するために選択するか、又は前記システム2が複数の一次フィードバック・ループ 8a-n
のうちの１つを使用するために選択する（例えば、どのシステム2のコンポーネントがコ
ンピューティング・デバイス5（例えば、アナライト・センサ及び／又は DDS の類）に接
続されているかに基づいて）。
ある場合では、一次フィードバック・ループ 8a-n からの選択された一次フィードバッ
ク・ループは、実質的にマニュアルであり、ユーザがアナライト・センサ 3 からの測定
値を分析し、動作コースを決定し、その動作コースを実行する。例えば、ユーザは、BGM
又は CGM からグルコース値を取得し、予想される糖質摂取量と組み合わせたその値を使
用して、注射するインスリン量を推定し、次にインスリン・ペンを使用してユーザが投与
する。
ある場合では、一次フィードバック・ループ 8a-n からの選択された一次フィードバッ
ク・ループを部分的に自動化することができ、前記コンピューティング・デバイスはアナ
ライトの測定値を受け取り及び分析し、基本パラメータ及びモデルに基づいて計算を実行
し、ユーザが動作コースを決定して実行するために使用するお薦めを伝える。例えば、あ
る時点でどれくらいのインスリンをデリバリするべきかについてを決定するためにユーザ
が使用するインスリン・ボーラス計算機に、BGM からの血糖値を予め入力しておくことが
できるであろう。
ある場合では、一次フィードバック・ループ 8a-n からの選択された一次フィードバッ
ク・ループは完全に自動化され、コンピューティング・デバイス 5 はアナライトの測定
値を受け取り及び分析し、基本パラメータ及びモデルに基づいて計算を実行し、前記シス
テム 2 に自動的にトリガをかけてお薦め（例えば、運動、睡眠、食べる、ストレスを減
らすなど）又はインスリン又はグルカゴンの１回用量を伝える。このタイプのフィードバ
ック・ループの一例は、5 分毎に連続グルコース・モニタからグルコース値を受け取り、
次の 5 分間にどれだけのインスリンを注入すべきかを決定し、続いてその時間期間をか
けて前記インスリン量をデリバリするインスリン・ポンプである。
複数の一次フィードバック・ループ 8a-n は、マニュアル・モード、パーソナライズド
・モード（個別モード（personalized mode））、及びアダプティブ・モード（適応モー
ド（adaptive mode））などの様々なモードを含むことができる。更に、ある場合では、
複数の一次フィードバック・ループ 8a-n は、アドバイザリ・モードを含むことができる
。複数の一次フィードバック・ループ8a-n の各々は、独自のレベルの自動化を表すこと
ができる。例えば、マニュアル・モードは、複数の一次フィードバック・ループ 8a-n の
自動化の最低レベルであり、アダプティブ・モードは複数の一次フィードバック・ループ
8a-n の自動化の最高レベルである。
ある場合では、前記コンピューティング・デバイス 5 は、より高い自動モードからよ
り低い自動モードに自動的に移行する。前記コンピューティング・デバイス 5 は、コン
ピューティング・デバイス 5 がその動作モードを移行して、今はより低い自動モードで
動作していることを示すユーザへの通知又はアラートのトリガをかけることができる。例
えば、工場、デフォルト設定、又はユーザによってあらかじめ選択された設定から、前記
通知又はアラートは、可聴アラーム、触覚アラーム、点滅する光又はプッシュ通知などの
可視アラーム、テキスト・メッセージ、電子メール、自動音声メッセージ、又は任意の他
のタイプの通知フォーマットを含むことができる。コンピューティング・デバイス 5 は
：
１つ以上のシステム・コンポーネント（たとえば、アナライト・センサ 3 及び／又
は DDS4）がもはやコンピューティング・デバイス 5 と通信状態にない；
１つ以上のシステム・コンポーネントが期限切れになったか、又はその有効寿命の終
わりに達した（例えば、交換又は更新を必要とする）；
１つ以上のシステム・コンポーネントの電源がもはやなくなった（例えば、バッテリ
交換又は充電を必要とする）；
ユーザが、モード動作のスケジュール（例えば、時間、日、週、月、活動毎の異なる
モード、など）を予め設定した；
ユーザが、必要な保守作業（例えば、注射部位を変える、又は CGM を校正する）を
やらなかった；又は
より高次の自動モードで動作することが安全でなくなる何らかの他の状態；
などを含む様々な理由により、より低い自動モードに移行することができる。
あるいは、ある場合では、コンピューティング・デバイス 5 は、例えばユーザからの
指示に基づいて、より低い自動モードからより高い自動モードに移行する。より高いモー
ドに必要な全てのコンポーネントが利用可能である場合（例えば、CGM3 及び／又は DDS4
がコンピューティング・デバイス 5 と通信状態で対になっている）、及び／又はユーザ
で必要とされるメンテナンス・アクションで未処理なものがない場合、ユーザはより高い
自動モードを可能にすることができる。ユーザは、一時的な入力、所望のレベルでのコン
トロール（例えば、マニュアル対自動）又はシステムの治療効果（例えば、目標血糖値又
は範囲）に基づいて、動作モードを指定することができる。あるいは、コンピューティン
グ・デバイス 5 は、例えばアナライト・センサ 3 及び／又は DDS4 などの特定のデバ
イスが検出され、コンピューティング・デバイス 5 と通信状態で対になっている場合、
より低い自動モードからより高い自動化モードに自動的に移行することができる。ある場
合では、より低い自動モードからより高い自動モードへの自動移行は、より低い自動モー
ドからより高い自動モードに切り替えるようにシステムが正しくユーザに促す場合にのみ
可能になる。
更に、動作モード間のスイッチングの際、全ての一次フィードバック・ループにまたが
って共有パラメータ及びモデルを使用することにより、コンピューティング・デバイス 5
を使用したバンプレス・コントロール移行が可能になり、様々なモードで使用される基
本パラメータとモデルが一貫していることから、移行中にコントロール信号は急激に変化
しない（例えば、コントロール信号の中に不連続性が少ない、あるいは実質的に存在しな
い）。マニュアル又は半自動動作モードのユーザが、より高い自動動作モードで使用する
ことから個別化の恩恵を受けることができることは、本明細書に記載されたシステム及び
方法の少なくともいくつかの重要な利点のうちの別の１つである。
ある場合では、前記マニュアル・モードは、DDS4（例えば注射器）による連続的にデリ
バリするインスリン基礎量及び１つ以上のインスリンのボーラス１回用量のマニュアル設
定を含む。ある場合では、アナライト・センサ 3 が BGM を含むとき、又はユーザがコン
ピューティング・デバイス 5 上の１つ以上のユーザ入力要素を使用して、ユーザがマニ
ュアル動作モードを指定するとき、コンピューティング・デバイス 5 はマニュアル・モ
ードで動作する。マニュアル・モードのコンピューティング・デバイス 5 は、アナライ
ト・レベル及び１つ以上のインスリン基礎１回用量及び１つ以上のインスリン・ボーラス
１回用量に関するデータを収集する。例えば、ユーザは、上述したように、BGM及び検査
ストリップを使用して、１つ以上のアナライト・センサ 3 の測定値をマニュアルで収集
する。更に、前記ユーザは、１つ以上のインスリン基礎１回用量及び／又はインスリンの
ボーラス１回用量を計算し、それらを DDS4 を介してデリバリする。ある場合では、前記
ユーザは、血糖値及び／又はインスリン１回投薬値を１つ以上のユーザ・インテーフェイ
ス要素を通じて、コンピューティング・デバイス 5 に入力する。ある場合では、前記 BG
M は血糖値をコンピューティング・デバイス 5 に自動的に送信し、ある場合では、DDS4
がインスリン１回投薬値及び／又はインスリン・デリバリのタイミングをコンピューティ
ング・デバイス 5 に自動的に送信する。前記データは、後に二次フィードバック・ルー
プ 9 で使用されるために、コンピューティング・デバイス 5 によって収集、記録、保存
されることがある。
ある場合では、もし、ユーザが注射器の代わりに注射ペンを使用していれば、注射ペン
にダイヤル入力された基本量又はボーラス量は、自動的に、追跡及びコンピューティング
・デバイス 5 に送信されて、コンピューティング・デバイス 5 によって記録及び保存さ
れる。そのような機能及びシステム・コンポーネントを有するモードは、アドバイザリ・
モードと呼ばれることがある。更に、アドバイザリ・モードでは、ユーザは、例えばコン
ピューティング・デバイス 5 に保存されているアプリケーションを使用して、１つ以上
の推奨されるインスリン基礎量又はインスリン・ボーラス量を計算することができる、又
は計算し続けることができる。アドバイザリ・モードでは、前記ユーザが、推奨される基
礎量又はボーラス量を投与することを担当することができる。
ある場合では、前記アナライト・センサ 3 が CGM で、前記コンピューティング・デバ
イス 5 が自動化 DDS4（例えば、インスリン・デリバリ・システム（IDS））に接続され
ている場合、又は前記ユーザが１つ以上のユーザ・インタフェース要素を使用して、コン
ピューティング・デバイス 5 上でパーソナライズド・動作モードを指定する場合、前記
コンピューティング・デバイス 5 は、パーソナライズド・モード（個別モード（persona
lized mode））で動作する。ある場合では、前記 CGM が利用できないときに、CGM を校
正するため、又は CGM の代わりに、BGM もまたパーソナライズド・モード（個別モード
（personalized mode））に含まれる。前記 DDS4 は、１つ以上の入力に基づいて、予め
設定された、又は予め決定された基礎プロファイルに適合するように、インスリンを自動
的に投与することができる。前記基礎プロファイルを、例えば、医療専門家によって予め
設定され、パラメータ又はモデルとして保存することができる。あるいは、前記コンピュ
ーティング・デバイス 5 は、他の予め設定された基本パラメータ及びモデルに基づいて
基本プロファイルを決定することができる。前記１つ以上の入力は：
食事のタイミング、
食事量、
食事中の糖質量、
インスリン１回用量、
血糖レベル、
活動のタイミング、
活動の強度、
低血糖に対する所望の嫌悪度、
１つ以上のインスリン吸収プロファイル、
１つ以上の糖質吸収プロファイル、
概日リズム、
１つ以上のインスリン／糖質比、
１つ以上のインスリン効果値、
１つ以上の血糖レベル、
１つ以上の時間的要因、
１つ以上の診断マーカー、
１つ以上のホルモン・レベル、及び
１つ以上の基礎インスリン・プロファイル
の内の１つ以上を含むことができる。
更に、前記パーソナライズド・モード（個別モード（personalized mode））のコンピ
ューティング・デバイス 5 を、共有パラメータ及びモデル、１つ以上のアナライト・セ
ンサ 3 の測定値、DDS4 からの注射データ、及び／又は１つ以上の入力に基づいて、イン
スリンの補正及び／又は食事（すなわち、食事時）ボーラス量を決定するようにプログラ
ムすることができる。前記 DDS4 を、前記補正及び／又は食事のボーラス量を投与するよ
うに設定することができる。
ある場合では、前記アナライト・センサ 3 が CGM であり、前記コンピューティング・
デバイス 5 が自動化 DDS4（例えば、注入ポンプ）に接続されているとき、前記コンピュ
ーティング・デバイス 5 はアダプティブ・モード（適応モード（adaptive mode））で動
作する。アダプティブ・モードは完全自動化モードであってもよい。例えば、アダプティ
ブ・モードのコンピューティング・デバイス 5 は、ユーザ入力又はパラメータ化された
基礎プロファイルを、目標プロファイルとして処理することができ、その目標プロファイ
ルから、ユーザの実際のデリバリ・プロファイルは、逸脱又は変動することがある。アダ
プティブ・モードの前記コンピューティング・デバイス 5 は：
１つ以上のアナライト・センサ 3 の測定値；
DDS4からの注射データ；又は
ユーザを目標血糖値の範囲内に収めるための、及び／若しくは目標血糖値の範囲内に
到達するようにユーザの血糖レベルを調整するための、１つ以上の入力（例えば、食事の
タイミング、食事量、食事中の糖質量、インスリン１回用量、血糖レベル、活動のタイミ
ング、活動の強度、低血糖に対する所望の嫌悪度、１つ以上のインスリン吸収プロファイ
ル、１つ以上の糖質吸収プロファイル、概日リズム、１つ以上のインスリン／糖質比、１
つ以上のインスリン効果値、１つ以上の血糖レベル、１つ以上の時間的要因、１つ以上の
診断マーカー、１つ以上のホルモン・レベル、及び１つ以上の基礎インスリン・プロファ
イル）、
のうちの少なくとも１つに基づいて、１つ以上のインスリン基礎量及びインスリン・ボー
ラス量のデリバリに適応するようにプログラムされる。ある場合では、前記ユーザの血糖
レベルが所定の時間期間安定することがあり、その結果、前記コンピューティング・デバ
イス 5 は、ユーザを目標範囲内に維持し続けるために、前記アナライト・センサ 3 から
の１つ以上のアナライトの測定値を必要としない。
ある場合では、アダプティブ・モード（適応モード（adaptive mode））で使用される
前記フィードバック・コントロールの方法は、以下のコントロール方法：
比例；
比例−積分；
比例−積分−微分；
比例−微分；
個体における活性インスリン（投与されたがまだ血糖に作用していないインスリン）
を補う比例コントロールの強化；
モデル予測コントロール（MPC）；
生理学的モデルに基づくMPC；
ヒューリスティック（heuristic）なフィードバック方法；又は
フィードバック・コントロールに関する当業者に知られている任意の他のフィードバ
ック・コントロール・メカニズム；
のうちの１つとすることができる。
ある場合では、動作モードは、アナライト・センサ 3 、DDS4、及び／又はユーザ入力
の任意の組み合わせに基づくことができる。例えば、追加の又は代替の動作モードは、注
射ペンと CGM、注射器と CGM、BGM 及び CGM 並びに DDS4 の両方（例えば、注射器、ペ
ン、ポンプ）、又は２つ以上のタイプの DDS 4 及び１つ以上のタイプのアナライト・セ
ンサ 3 を含むことができる。
再び図２に戻る。糖尿病管理のためのシステムはまた二次フィードバック・ループ 9
を含む。前記二次フィードバック・ループ 9 は、１つ以上の一次フィードバック・ルー
プ 8a-n からデータを収集し、複数の一次フィードバック・ループ 8a-nによって使用さ
れる基本共有パラメータ及びモデルをユーザに個別化するようにプログラムされている。
基本共有パラメータ及びモデルは、最初は工場出荷時のプリセットであってもよいし、患
者の医師、他の医療専門家、又は患者によって（開始アルゴリズムによって直接又は間接
的に）選択されてもよい。個別化は、ユーザの基礎生理により近くマッチさせるために、
前記システム・パラメータとモデルを調製するが、これによって、前記システム 2 及び
複数の一次フィードバック・ループ 8a-n が時間とともにより効果的に動作することが可
能になる。一次フィードバック・ループ 8a-n から収集されたデータは、以下：
食事のタイミング；
食事量；
食事中の糖質量；
インスリン、グルカゴン又は他の薬剤の１回用量の時間と量；
血糖レベル；
活動のタイミング；
活動の強度；
低血糖に対する所望の嫌悪度；
目標基礎プロファイル；
時間についての入力；
ホルモン・レベル；及び／又は
他の任意のタイプの情報；
の１つ以上を含むことができる。ある場合では、以下で更に詳細に説明するように、二次
フィードバック・ループ 9 は、所定の時間フレーム中に動作する複数の一次フィードバ
ック・ループ 8a-n からのログ・データにアクセスし、共有パラメータ及びモデルが事前
に定められた時間枠からのログ・データに基づいて更新が必要かどうかを決定し、もし、
共有パラメータ及びモデルが更新を必要とする場合、複数の一次フィードバック・ループ
8a-n のその後の反復で使用するために共有パラメータ及びモデルを更新する。
図３は、糖尿病管理を自動化するための例示的な技術を示す流れ図である。この例示的
な技術は、コンピューティング・デバイス 5 、DDS4、アナライト・センサ 3 、リモート
・コンピュータ・システム 7 、及び／又は他のコンポーネントなど、例示的なシステム
2 のコンポーネントによって実行することができる。前記例示的な技術は、コンピューテ
ィング・デバイス（例えば、コンピューティング・デバイス5）をアナライト・センサ（
例えば、アナライト・センサ 3 ）につなげること（S100）、複数の一次フィードバック
・ループのうちの１つを実行するための複数の第１セットの命令のうちの１つを実行する
こと（S110）、二次フィードバック・ループを実行するための第２セットの命令を実行す
ること（S120）、を含む。前記技術は、ユーザをマニュアルから半自動又は自動（ある場
合には、マニュアルに戻って）の糖尿病管理に誘導し、時間の経過とともに糖尿病管理を
ユーザの生理に個別化するように、プログラムすることができる。前記例示的な技術を、
慢性疾患管理の分野で使用することができるが、付加的に又は代替的に、臨床的又はその
他のいかなる適切な用途に使用することができる。例示的な技術を、いかなる適切な疾患
管理又は治療計画のために使用するように構成及び／又は適合することができる。
図３に示すように、糖尿病管理の自動化のための例示的技法の１つの実施形態は、ブロ
ックS100 を含み、ブロック S100 はコンピューティング・デバイスをアナライト・セン
サに接続することを記載する。更に、コンピューティング・デバイスを、DDS に通信状態
で結合してもよい。例えば、工程S100は、コンピューティング・デバイス 5 をアナライ
ト・センサ 3 及び／又は DDS4 に通信可能に接続すること、を含むことができる。前記
コンピューティング・デバイス 5 をアナライト・センサ 3 に接続することは、コンピュ
ーティング・デバイス 5 をアナライト・センサ 3 に差し込むこと、コンピューティング
・デバイス 5 をアナライト・センサ 3 に無線的にペアリングすること、及び／又は、例
えば、コンピューティング・デバイス 5 とアナライト・センサ 3 が単一のデバイスに含
まれている場合、コンピューティング・デバイス 5 部分とアナライト・センサ 3 部分と
の間で電気信号を共有すること、を含むことができる。ある場合では、コンピューティン
グ・デバイス 5 はアナライト・センサ 3 に、通信可能状態で無線的に（例えば、ブルー
トゥース、低エネルギー・ブルートゥース、赤外線、WLAN、又は他のRF技術を介して）、
又は有線接続（例えば、IEEE1394、サンダーボルト（Thunderbolt）、ライトニング（Lig
htning）、DVI、HDMI、シリアル、ユニバーサル・シリアル・バス、パラレル、イーサネ
ット、同軸、VGA、PS/2）で繋がる。あるいは、ある場合では、コンピューティング・デ
バイス 5 及びアナライト・センサ 3 及び／又は DDS4 の機能が、１つの統合デバイス内
に含まれる。
図３に示すように、糖尿病管理の自動化のための例示的技法の１つの実施形態は、ブロ
ックS110 を含み、ブロック S110 は複数の一次フィードバック・ループのうちの１つを
実行するための複数の第１セットの命令のうちの１つを実行することを記載する。S110
の実行は、糖尿病管理システムの基本的な動作の実行をもたらすことができる。例えば、
基本動作の実行によって、前記システム 2 は、患者の追跡されたアナライト・レベル及
び投与された薬剤１回用量に関するデータを収集、及び記録することができる。前記シス
テム 2 はまた、投与する推奨薬物１回用量を計算し、ある場合には、前記推奨薬物用量
を投与することもできる。一次フィードバック・ループ 8a-n の実行、及びシステム 2
の基本的な動作を通して、追加のデータを収集し、記録することができ、これには：
食事のタイミング；
食事量；
食事中の糖質の量；
活動のタイミング；
活動の強さ：
低血糖に対する所望の嫌悪度；
目標基礎プロファイル；
時間に関する入力；
ホルモン・レベル；
及び任意の他のタイプの情報、
のうちの１つ以上を含む。
ある場合では、図３に示すように、第１セットの命令は：
アナライト・センサからのアナライト測定値を受け取る命令S110a；
任意選択的に１つ以上の決定、計算、又はアルゴリズム を実行することの命令 S110
b；及び
アナライト測定値及び１つ以上のデリバリされた治療用量を含むデータを記録する命
令S110c、
を含む。
ある場合では、アナライト・センサ S110a からアナライト測定値を受け取ることは、
皮膚を穿刺すること、BGMによる分析のために検査ストリップ上に血液をのせること、BGM
によって検出された血糖値をコンピューティング・デバイス 5 に入力することを、マニ
ュアルで行うユーザのことをいう。あるいは、ある場合では、アナライト・センサ S110a
からアナライト測定値を受け取ることは、CGM からのアナライト測定値をコンピューテ
ィング・デバイス 5 へ入力するユーザのことをいう。他のケースでは、アナライト・セ
ンサ３からアナライト測定値を受け取ることは、 例えば CGM からアナライト測定値を自
動的に受け取るコンピューティング・デバイス 5 のことをいう。
ある場合では、（一次フィードバック・ループ 8a-n からの）一意的な一次フィードバ
ック・ループに関連する各セットの命令は、上記記載のように、コンピューティング・デ
バイス 5 が独自の自動モード、例えばマニュアル、アドバイザリ、パーソナライズド、
アダプティブ・モード（適応モード（adaptive mode））、又は他の任意のタイプのモー
ドで動作することの命令を含む。ある場合では、1つ以上の決定、計算、又はアルゴリズ
ムを実行すること S110b は、自動モードによって変動するが、１つ以上の自動モード（
及び一次フィードバック・ループ）は、決定、計算、及び／又はアルゴリズムの一意的な
セットを実行するようにプログラムされる。ある場合では、1つ以上の決定、計算、又は
アルゴリズムを実行すること S110b は、アナライトの測定値を、以下：
目標値若しくは好ましい値又は値の範囲；
以前の時間又は日付からのアナライト測定値；
以前のインスリン又はグルカゴン投与の時間及び量；
前回又は将来の食事時間；又は
任意の他の入力；
の1つ以上と比較することを含むことができる。
ある場合では、１つ以上の決定、計算、又はアルゴリズムを実行するには、基本パラメー
タ及びモデルのセットに依存することと使用することを必要とする。
ある場合には、1つ以上の決定、計算、又はアルゴリズムを実行すること S110b は、比
例（P）コントローラ・アルゴリズム、比例−積分（PI）コントローラ・アルゴリズム、
比例−微分（PD）コントローラ・アルゴリズム、又は比例−積分−微分（PID）コントロ
ーラ・アルゴリズムを含む。コントローラ・アルゴリズムは、現在の変化率に基づいて、
現在の誤差（P）、過去又は前の誤差の累積（I）、及び／又は将来の誤差の予測（D）を
決定するように機能する。ある場合には、そのようなコントローラ・アルゴリズムは、イ
ンスリン・オン・ボード（（insulin-on-board）すなわち、投与されたがまだユーザの血
糖値に作用していないインスリン）を説明するコントロール方程式に追加の入力及び条件
を有することがある。
ある場合では、1つ以上の決定、計算、又はアルゴリズムを実行すること S110b は、モ
デル予測コントロール（MPC）アルゴリズムに依存する。前記 MPC アルゴリズムは、１つ
以上の以下の生理学的なモデル：
インスリン輸送；
グルコース輸送；
グルカゴン輸送；及び
他の薬剤又はホルモン生理；
に基づくことができる。MPC アルゴリズムは、いくつかの所定の関数に従って、グルコー
ス値の所定の最適なセットに対して、将来のグルコース値の変動を最小にするように制御
動作を最適化する。このような最適化からの第１制御動作は、次にコントローラによって
実施され、そのプロセスは次のコントロール・インターバルで最初から再び開始される。
一次フィードバック・ループに適用可能な MPC コントロールの多くの実施形態が存在す
る。即ち、本明細書で提供されるシステム及び方法は、どの MPC 又は他のリアルタイム
・コントロール・アルゴリズムが選択されているかどうかにかかわらず、広く適用可能で
ある。
ある場合では、第１セットの命令は、アナライトの測定値及び１つ以上のデリバリされ
た治療１回用量を含むデータを記録すること S110c 含む。前記記録されたデータは、複
数の一次フィードバック・ループ（例えば、一次フィードバック・ループ 8a-n）によっ
て使用される基本共有パラメータ及びモデルを個別化するために、二次フィードバック・
ループ（例えば、二次フィードバック・ループ 9 ）によって使用されることがある。前
記記録されたデータはまた、以下：
食事のタイミング；
食事量；
食事中の糖質の量；
インスリン又は他の薬剤の投与の時間及び量；
血糖レベル；
活動のタイミング；
活動の強さ；
低血糖に対する所望の嫌悪度；
１つ以上のインスリン吸収プロフィール；
１つ以上の糖質吸収プロファイル；
概日リズム；
１つ以上のインスリン／糖質比；
１つ以上のインスリン効果値；
１つ以上の血糖レベル；
１つ以上の時間的因子；
１つ以上の診断マーカー；
１つ以上のホルモン・レベル；及び／又は
１つ以上の基礎インスリン・プロファイル；
の１つ以上を含むことができる。
図３に示すように、糖尿病管理の自動化のための図示された例示的技法のある実施形態
はブロック S120 をふくむ。ブロック S120は、二次フィードバック・ループを実行する
ための第２セットの命令を実行することを記載している。工程 S120 は、複数の一次フィ
ードバック・ループからの記録されたデータを分析すること、及び複数の一次フィードバ
ック・ループの基本共有パラメータ及びモデルを更新すべきかどうかを決定することを含
む。次いで、そのまま維持又は更新された共有パラメータ及びモデルは、複数の一次フィ
ードバック・ループのその後の反復において使用される。
ある場合では、図３に示すように、第２セットの命令は以下：
所定の時間枠 S120a の間に動作した複数の一次フィードバック・ループからの記録
データにアクセスすること；
所定の時間枠 S120b からの記録データに基づいて、共有パラメータ及びモデルが更
新を必要とするかどうかを決定すること；及び
もし、共有パラメータ及びモデルが更新を必要とする場合、複数の一次フィードバッ
ク・ループ S120c のその後の反復で使用するために、共有パラメータ及びモデルを更新
すること；
を含む。
ある場合では、複数の一次フィードバック・ループからの記録データにアクセスするこ
とは、コンピューティング・デバイス 5 上のメモリ（例えば、揮発性又は不揮発性メモ
リ）からデータを取り出すことを含む。記録されたデータは、所定の時間枠（例えば、指
定された前の時間、日、週、月又は任意の他の時間枠）からのものである。例えば、複数
の一次フィードバック・ループ 8a-n は、第１頻度又は量で動作することができる。第１
頻度又は量は、コンピューティング・デバイスの構成又はモード、ユーザ設定、又は１つ
以上の基本パラメータ及びモデルに基づいて、規則的な間隔又は非同期の間隔で発生する
ことがある。ある場合では、二次フィードバック・ループ 9 は、第２頻度又は量で動作
することができる。第２頻度又は量は、第１頻度とは異なる間隔で生じてもよい。第２頻
度又は量は、コンピューティング・デバイスの構成又はユーザ設定に基づいて、規則的な
間隔又は非同期の間隔で発生することができる。第１頻度で動作する一次フィードバック
・ループは、第２頻度（すなわち、より低い頻度で）で動作する二次フィードバック・ル
ープよりも高い頻度で（すなわち、より頻繁に）発生することがある。ある場合では、１
つ以上の複数の一次フィードバック・ループが、二次フィードバック・ループの１回の反
復の間に順次動作している。ある場合では、複数の一次フィードバック・ループ 8a-n は
、二次フィードバック・ループ 9 の１回目の反復の前に順次動作することができる。あ
る場合では、二次フィードバック・ループ 9 は、１つ以上の一次フィードバック・ルー
プ 8a-n を含む、過去最近に動作していた全ての一次フィードバック・ループ 8a-n の履
歴を使用することができる。例えば、一次フィードバック・ループ 8a が午前12:00から
午前6:00まで動作し、別の反復の一次フィードバック・ループ 8b が午前6:00から午前9:
00まで動作し、二次フィードバック・ループ 9 が午前9:00に動作する場合、二次フィー
ドバック・ループ9は、午前12時から午前6時、及び午前6時から午前9時に動作する一次フ
ィードバック・ループ 8a-b からの履歴を使用することができる。
ある場合では、第２セットの命令は、共有パラメータ及びモデルが所定の時間枠からの
記録データに基づいて更新を必要とするかどうかを決定すること S120b を含むことがで
きる。共有パラメータ及びモデルを調整するために使用される技法は、以下：
比例、積分、微分、又は3つの組み合わせのフィードバック・コントロール；
基本モデルが前記パラメータが時間とともにどのように動くかを予測する、モデル予
測コントロール；及び／又は
フィードバック・コントロールの何らかの形式が、現在の又は過去の値を所望の値と
比較することに使用され、２つの値間の将来の偏差を減少させようとしてパラメータの変
更を生じさせる、他のヒューリスティック・コントロール・アルゴリズム（heuristic co
ntrol algorithms）；
の１つ以上を含むことができる。ある場合では、二次フィードバック・ループからのフィ
ードバック・コントロールが影響することのある値は、以下：
１つ以上のインスリン吸収プロファイル；
１つ以上の糖質吸収プロファイル；
概日リズム；
１つ以上のインスリン／糖質比；
１つ以上のインスリン効果値；
１つ以上の目標血糖レベル；
１つ以上の時間的因子；
１つ以上の診断マーカー；
１つ以上のホルモン・レベル；及び
１つ以上の基礎インスリン・プロファイル；
及び／又は有用であるか、若しくは一次フィードバックループによって使用される他
のパラメータ；
の１つ以上を含むことができる。
ある場合では、二次フィードバック・ループ 9 は、一次フィードバック・ループが糖尿
病ケアの現在の標準とは異なる変数でパラメータ化されている場合には、上に列挙したも
のとは実質的に異なるセットのパラメータに対して作用することができる。他の実施形態
及び組み合わせも可能である。
図３の S120b について述べると、システム 2 においてどのように具体化できるかの非
限定的な例として、いくつかのシナリオが提供されている。例えば、ユーザのアナライト
測定値が一貫してユーザの目標の上又は下であれば、基礎プロファイル、インスリン／糖
質比、及び／又はインスリン効果値を更新し、その結果、目的又は好ましい血中グルコー
ス・レベルをより正確に達成するために、ユーザが、それぞれ、より多く、又はより少な
いインスリンを受けるようにすることができる。別の例として、ユーザが午後 12 時に食
事を一貫して食べる場合、基本パラメータ及びモデルを更新して、ユーザが午後 12 時頃
にインスリン１回投薬の増加、及び／又は午後 12 時直後に食事をしていない通知のリマ
インダを確実に受け取れるようにすることができる。ある場合では、記録されたデータを
、例えば、機械学習アルゴリズムを介して、パターンについて分析することができ、観察
されたパターンを説明するように、基本パラメータ及びモデルを更新することができる。
別の例として、ある場合では、前記パラメータ及びモデルは、ある範囲の許容可能な基礎
インスリン・プロファイル及びある範囲の許容されるインスリン１回用量及び投与頻度を
含むことができる。もし一次フィードバック・ループ８ａが、目標血糖値範囲を達成する
ために許容可能なものの上境界又は下境界で、１回用量の投与及び投与頻度を、繰り返し
、投与又は命令しなければならない場合、前記システム2は、基本パラメータ及びモデル
が更新を必要とし、境界をそれぞれ上げる、又は下げること、を定め、その結果、境界が
一次フィードバック・ループ 8a内でもはやデリバリを制約しないようにすることができ
る。
ある場合では、共有パラメータ及びモデルを更新する必要がある場合、第2セットの命
令は、複数の一次フィードバック・ループをその後反復する際に使用するために、共有パ
ラメータ及びモデルを更新すること S120c を含むことができる。ある場合では、共用パ
ラメータ及びモデルを更新して、共用パラメータ及びモデルをユーザの基礎生理及び／又
は通常の活動にますます個別化させる。時間の経過とともに、ユーザは、実質的に糖尿病
を自動的にコントロール又は管理することを経験することができ、ユーザは、インスリン
と糖質の比、又はインスリン１回用量を計算する必要がなく、又は時間期間中にマニュア
ルでインスリン１回用量を計算又はデリバリする必要がなくなる。
ある場合では、１つ以上の共有パラメータ及びモデルを更新することを所定の値の範囲
によって制限することができる。そのような実施形態において、共有パラメータとモデル
を所定の値の範囲内で自動的に更新することができる。そのような場合、もし、パラメー
タ及びモデルを所定の値の範囲を超えて、又は外側で更新する必要がある場合、アラート
又は通知を送信することができ、二次フィードバック・ループによって有効化される前に
、人がそのような変更を知り、承認することを求めることができる。前記人は、システム
2 のユーザ、ユーザの臨床医、又はユーザの保健医療チームの他のメンバであってもよ
い。そのような場合には、前記パラメータ及びモデルは、前記人が新しいパラメータ又は
モデルを再定義又は変更し、所望の変更を承認するまで、更新されないことがある。
ある場合では、患者の臨床医又は他の医療提供者は、所定の値の範囲を超えて変更を承
認する必要がある場合がある。そのような場合、共有パラメータ及びモデルを更新するこ
とは：
パラメータ及びモデルが更新を必要とする旨のアラートを生成する；
更新されたパラメータ及びモデルを待つ；及び
更新されたパラメータ及びモデルを受け取る；
を含む。ある場合では、コンピューティング・デバイス 5 は自動的にアラートを生成し
、それを医療提供者に転送するために患者に表示する。他の場合では、コンピューティン
グ・デバイス 5 は、アラートを自動的に生成し、それをネットワークに接続された医療
専門家のコンピュータに送信する。そのような場合、医療専門家は、医療専門家のコンピ
ュータを介して、サーバに保存された、患者の収集データにアクセスすることができる。
次いで、医療専門家は、自分のコンピュータにユーザ入力を入力して、データのレビュー
に基づいてパラメータ及びモデルを修正することができる。そのような修正をリモート・
コンピュータ・システム 7 に送信することができる。ある場合には、前記更新したパラ
メータ及びモデルは、患者のコンピューティング・デバイス 5 によって引き出されるか
、又は患者のコンピューティング・デバイス 5に自動的に押し込まれるが、そこでは、前
記患者は、一次フィードバック・ループのその後の反復において使用される更新を認識す
る必要があるかもしれない、又は認識する必要がないかもしれない。ある場合では、すべ
ての更新されたパラメータ及びモデルは、患者のコンピューティング・デバイス上のメモ
リ内に存在する。他の場合には、前記パラメータ及びモデルのいくつかは、リモート・コ
ンピュータ・システム 7 に存在し、必要ある時には、コンピューティング・デバイス 5
がアクセスすることができる。他の場合には、すべての更新したパラメータ及びモデルは
患者のコンピューティング・デバイス 5 に送信され、そのようなパラメータ及びモデル
のいくつかが続いてアナライト・センサ 3 及び／又はDDS4にロードされる。
ある場合では、糖尿病管理の自動化のための方法は、１つ以上の保守要件をユーザに通
知することを含む。例えば、前記システム 2 は、システム 2 の１つ以上のコンポーネン
ト（例えば、アナライト・センサ 3 ）が交換を必要とすること、１つ以上のシステム・
コンポーネント（例えば、コンピューティング・デバイス 5 及び／又はリモート・コン
ピュータ・システム 7 ）がソフトウェア更新又はアップグレードを必要とすること、前
記 DDS4 のリザーバを再充填する必要があること、アナライト・センサ 3 が校正又は他
のメンテナンス要件を必要とすること、をユーザに通知することができる。
ある場合では、本明細書で提供されるマルチモーダル薬剤デリバリ・システムは、イン
スリン・ポンプ、インスリン・ペン及び／又は注射器、CGM、BGM、コンピューティング・
デバイス及び／又はリモート・ユーザ・インタフェース全てを１つのシステム内に含むマ
ルチモーダル・インスリン・デリバリ・システムのことがある。図４−１２は、DDS がイ
ンスリン・ポンプであり、インスリンがデリバリされる薬剤である例を提供する。これら
の図４−１２に関連して説明した機能は、他の DDS（インスリン・ポンプを除く）を使用
し、他の薬剤（インスリンを除く）をデリバリする、マルチモーダル薬剤デリバリ・シス
テムに追加的／代替的に拡張することができる。図４−１２に関して記載された注入ポン
プは、パッチ・ポンプ（patch pump）及び／又は他の市販のポンプを含む、様々な適切な
ポンプ・デバイスの何れかとすることができる。例えば、図４に示すマルチモーダル薬剤
デリバリ・システム 10 は、ポンプ・デバイス 100 とコントローラ・デバイス 200 を特
徴とするポンプ・アセンブリ 15（例えば 、DDS4）を含むことができるが、これはコンピ
ューティング・デバイスを含むことができる。任意選択的に、コントローラ・デバイス 2
00 をポンプ・デバイス 100 に分離可能な状態で取り付けて構成することができる。コン
トローラ・デバイス 200 は、ポンプ・デバイス 100 と電気的に通信することができ、ポ
ンプ・デバイス 100 に収容された駆動システムを制御して、ユーザに薬剤を投与するこ
とができる（例えば、この例では、注入セット 146 のチューブ 147 を介して）。コント
ローラ・デバイス 200 とポンプ・デバイス 100 とが一緒に組み立てられると、ユーザは
（ある場合には）、ポンプ・デバイス 100 から投与される薬剤を受けている間、衣類の
下のユーザの皮膚の上、ウエストにクリッピングされたポーチ内、又はユーザのポケット
内と便利にマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 を装着することができる。図４は
、ポンプ・アセンブリ 15 の一部であるコントローラ・デバイス 200 と共に示されてい
るが、他の実施形態では、ポンプ・アセンブリとは別個のコントローラ・デバイス又はコ
ンピューティング・デバイスを使用する。ある場合では、コントローラ・デバイスは、リ
モート・コントローラ・デバイス（例えば、パーソナル・コンピュータ、スマートフォン
、又は図１−３に関連して上述した他のコンピューティング・デバイスの何れか）であっ
てもよい。ある場合では、本明細書で提供されるマルチモーダル薬剤デリバリ・システム
は、ポンピング・デバイスがなく、ユーザがペン又は注射器を使ってインスリンを投与す
ることがある。
簡単に言うと、使用時、この例のポンプ・デバイス 100 は、安全な取り付け、全体的
にコンパクト・サイズ、及び信頼性の高い電気的接続、を提供するように、コントローラ
・デバイス 200 に取り外し可能で取り付けるように構成される。例えば、図５に関連し
て以下でより詳細に説明するように、コントローラ・デバイス 200 は、ポンプ・ハウジ
ング 110 の補完的な機能と対になるいくつかの機能を有するハウジング 210 を含むこと
ができる。このような状況では、コントローラ・デバイス 200 は、ポンプ・デバイス 10
0 と一般的な横に並んだ構成で、取り外し可能で取り付けられる。コンパクトなサイズで
あることによって、ポンプ・アセンブリ 15 は別々にすることができ、及び携帯可能とな
る。コントローラ・デバイス 200 は、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 を動
作させるためにユーザ入力を受け取ることができる。ある場合では、図７−１０に関連し
て以下に記載するように、情報（例えば、ユーザ固有の用量パラメータ、ユーザ固有の用
量モデル、他の設定（例えば、ユーザのインスリン感受性、ユーザの糖質比、又は他の設
定））のアップデートを決定するために、二次フィードバック・ループを並行して使用し
ながら、ポンプ・システム 10 を、複数のデリバリ・モードの何れかで動作するように構
成することができる（例えば、適切に設計し、プログラムする）。例えば、コントローラ
・デバイス 200 を、閉ループ・デリバリ・モード、開ループ・デリバリ・モード及び／
又は他のデリバリ・モードに従ってマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 が動作す
るように、構成することができ、同時に、マルチモード薬剤デリバリ・システム10 が動
作するために使用されるデリバリ・モードについて得られたデータを分析し、デリバリ・
モードによって使用される情報を更新する二次フィードバック・ループを使用する。例え
ば、閉ループ・デリバリ・モードの下での動作中、コントローラ・デバイス 200 は、閉
ループ・デリバリ・モードでの動作中に得られたデータ（例えば、血糖測定値、デリバリ
された用量）を二次フィードバック・ループに提供するように構成することができる。そ
して、二次フィードバック・ループは、現在及び将来の閉ループの動作中（及び／又は開
ループ・デリバリ・モードなどの他のデリバリ・モードでの動作中）に、後で使用するこ
とができる、１つ以上のユーザ固有の設定（ユーザ個人用量パラメータなど）を決定、保
存及び提供することができる。
更に図４について述べると、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 は、任意選択
的に、グルコース・モニタリング・デバイス 50 、モバイル・コンピューティング・デバ
イス 60 （例えば、ポンプ・アセンブリ 15 に関連するモバイル・アプリケーションを実
行するように設定されたスマートフォン）、グルコース・メータ・デバイス 70、及びユ
ーザの血糖レベル、ユーザの用量情報、又は他の情報を示すデータをコントローラ・デバ
イス 200 に提供することを目的に、ポンプ・アセンブリ 15 と通信状態にあるスマート
・シリンジ・デバイス 80 の何れか、又は組み合わせを含むことができる。上述のように
、ある場合には注入ポンプ15 を使うことができない。しかし、１つ以上の他のデバイス
（例えば、CGM、BGM、接続されたシリンジ・デバイス 80）は、コンピューティング・デ
バイス 60 、及び／又は他のユーザ・インタフェース・デバイス（例えば、他のタイプの
コンピューティング・デバイス）に直接通信することができる。例えば、閉ループ・シス
テムをしばらく使用し、それから、休日の間に「ポンプ休暇」を取ることができる。休暇
中、その人は、他のモード（例えば、ポンプの開及び閉ループ・モード）の間、二次フィ
ードバック・ループによって決定されたパラメータを使用して動作する BGM 及び接続さ
れたペン 60 を使用することができる。別の例では、ポンプは全く存在しない可能性があ
る：ペン６０及び BGM 及び／又は CGM の使用によって、システム 10 と共に使用され得
る二次フィードバック・ループのためのデータが生成し得る。
ある場合では、図７Ａに関して以下に更に記載するように、コントローラ・デバイス20
0 （及び／又はシステム 10 の一部である他のデバイス）を、複数の異なるデリバリ・モ
ードの何れかで動作させることができる。そして、そのデリバリ・モードは、ユーザ固有
である用量デリバリのための更新されたパラメータ、設定、及び／又はモデルを、二次フ
ィードバック・ループから受け取ることができ、並行して動作していている二次フィード
バック・ループにデータを生成して提供することができる。例えば、図７Ｂに関して以下
で更に記載するように、コントローラ・デバイス 200 （及び／又はシステム 10 の一部
である他のデバイス）は、複数の異なるデリバリ・モードと並行して、及びまたがって、
二次フィードバック・ループを走らせることができる。そして、そのデリバリ・モードは
、ユーザ固有のパラメータ、設定、及び／又は複数の異なるデリバリ・モードでの動作か
らのデータに基づいて、用量デリバリのモデルを決定し、更新するようにプログラムされ
ている。図７Ｃに関連して以下で更に記載するように、任意選択的に、コントローラ・デ
バイス 200 （及び／又はシステム 10 の一部である他のデバイス）は、自動的に及び／
又はマニュアルで、デリバリ・モード間を移行する時期を決定することができる。ある場
合では、図８Ａ及び８Ｂに関連して以下で更に記載するように、コントローラ・デバイス
200 は、データ（例えば、血糖測定値、デリバリされた用量、食物摂取情報、ユーザ活
動情報など）を二次フィードバック・ループに供給し、二次フィードバック・ループから
更新したユーザ固有の用量パラメータ（及び用量決定に影響を及ぼす他の情報）を受け取
り、及び更新された情報を使用して用量を決定及びデリバリすること、によって、閉ルー
プ・デリバリ・モードで動作することができる。図９に関連して以下で更に記載するよう
に、追加的又は代替的に、コントローラ・デバイス 200 はまた、開ループ・デリバリ・
モードで動作することもできる（例えば、所定の基礎量の投与スケジュール及びマニュア
ルで選択されたボーラス量についてのユーザ選択に基づく）。開ループ・デリバリ・モー
ドでは、コントローラ・デバイス 200 はまた、二次フィードバック・ループから更新し
たユーザ固有の用量パラメータ（及び用量決定に影響する他の情報）を受け取り、更新さ
れた情報を用いてボーラス用量を決定しながら、データ（例えば、血糖値の測定値、デリ
バリされた用量、ユーザ入力）を二次フィードバック・ループに提供する。
グルコース・モニタリング・デバイス 50 は、ハウジング 52 と、無線通信デバイス 5
4 と、センサ・シャフト 56 とを含むことができる。無線通信デバイス 54 は、ハウジン
グ 52 内に収容することができ、センサ・シャフト 56 は、ハウジング 52 から外向きに
広げることができる。使用時、センサ・シャフト 56 は、ユーザの皮膚 20 を穿刺して、
ユーザの血液の特徴を示すもの（例えば、使用者の血糖レベル等）を測定することができ
る。ある場合では、センサ・シャフト 56 は、間質液又は他の流体中のグルコース又は他
のアナライトを測定し、血糖レベルと相関させることができる。センサ・シャフト 56 に
よる測定に応答して、グルコース・モニタリング・デバイス 50 は、無線通信デバイス 5
4 を用いて、ポンプ・システム 15 に収容された対応する無線通信デバイス 247 にデー
タを送信することができる。ある場合では、モニタリング・デバイス 50 は、センサ信号
（sensor signals）（例えば、センサ・シャフト 56 からのデータ）が通信デバイス 54
に通信されることを可能にする回路を含むことができる。通信デバイス 54 は、収集した
データをコントローラ・デバイス 200 に転送することができる（例えば、通信デバイス
247 との無線通信によって）。あるいは、モニタリング・デバイス 50 は、ユーザの血液
特性を示す情報を取得し、その情報をコントローラ・デバイス 200 に転送する他の方法
を用いることができる。例えば、別の代わりのモニタリング・デバイスは、微小孔システ
ムを使用し、その微小孔システムでは、レーザ穿孔機によってユーザの皮膚の最上層に小
さな穴をあけ、その穴を通じて、パッチを使用して間質グルコースを測定する。あるいは
、モニタリング・デバイスは、イオン導入法（iontophoretic methods）を使用して、測
定のために間質グルコースを非侵襲的に抽出することができる。他の例では、モニタリン
グ・デバイスは、近IR、超音波又は分光法、及びグルコース検出コンタクトレンズの特定
の実施形態を使用する非侵襲的検出システムを含むことができる。グルコースを測定する
光学的手段を含む侵襲的方法も加えることができる。更に別の例では、モニタリング・デ
バイスは、ユーザの血糖レベルを測定するために皮膚を通して挿入される光学的検出器具
を含むことができる。更に、いくつかの代替の実施形態では、モニタリング・デバイス 5
0 は、有線接続を介してコントローラ・デバイス 200 又は別のコンピューティング・デ
バイスと通信することができることを理解されたい。
ある場合では、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 は、コントローラ・デバイ
ス 200 との無線及び／又は有線接続を介して（例えば、この特定の実施形態ではブルー
トゥース無線通信接続を介して）コントローラ・デバイス 200 と通信することができる
モバイル・コンピューティング・デバイス 60 を更に含むことができる。ある場合では、
モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、システム 10 の他の要素と無線で通信
する。モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、スマートフォン、タブレット・
コンピューティング・デバイス、ウェアラブル・コンピューティング・デバイス、スマー
トウォッチ、フィットネス・トラッカー、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・
コンピュータ及び／又は他の適切なコンピューティング・デバイスなどの様々な適切なコ
ンピューティング・デバイスの何れであってもよい。ポンプの一部であるコンピューティ
ング・デバイス 200 が存在しない場合、モバイル・コンピューティング・デバイス 60
は、システム 10 の他の要素からデータを受け取り、記録することができる。ある場合で
は、ユーザは、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 に関連データを入力するこ
とができる。ポンプ・アセンブリ 15 がコントローラ・デバイス 200 を含むある場合、
モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、コントローラ・デバイス 200 によっ
て収集されたデータ（血糖測定値、用量デリバリ情報など）を受け取り、記録することが
でき、またユーザ入力（例えば、コントローラ・デバイス 200 上に保存されるユーザ選
択パラメータ、ボーラス用量のユーザ確認（後述）、及び他）を受け取ることができる。
ある場合では、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 を使用して、コントローラ
・デバイス 200 からクラウドにデータを転送することができる。ある場合では、モバイ
ル・コンピューティング・デバイス 60 は、ユーザがコントローラ・デバイス 200 及び
マルチモーダル薬剤デリバリ・システムの動作を制御するための情報を提供することがで
きるユーザインタフェース（例えば、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（GUI）、
スピーチベースのユーザ・インタフェース、モーションコントロールされたユーザ・イン
タフェース）を提供する。例えば、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、マ
ルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 のステータス（status）情報を提供し、ユーザ
がマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 の動作を制御する（例えば、デリバリ・モ
ード間のトグル（toggle）、設定の調整、食物摂取の記録、確認／修正／ボーラス投与を
中止する、など）ことを可能とする、短距離無線接続（例えば、ブルートゥース（Blueto
oth）接続、Wi-Fiダイレクト接続）などを介して、コントローラ・デバイス 200 と通信
するモバイル・アプリケーションを走らせるモバイル・コンピューティング・デバイスで
あることがある。
図４に示す特定のシステムについては、どのデバイス（例えば、コントローラ・デバイ
ス200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 、モバイル・コンピュー
ティング・デバイス 60 と通信する他のリモート・コンピューティング・デバイス／シス
テム）が、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 の複数のデリバリ・モード及び二
次フィードバック・ループを実行するかについての様々な設定が可能である。例えば、モ
バイル・コンピューティング・デバイス 60 にデータを送信し、モバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 からのコントロール信号に基づいて薬剤をデリバリするように、コ
ントローラ・デバイス 200 をプログラムすることができる。そして、コントローラ・デ
バイス 200 から受け取ったデータを使用することによって、及びコントローラ・デバイ
スに適切なコントロール信号を送ることによって、マルチモーダル薬剤デリバリ・システ
ム 10 の複数のデリバリ・モード及び二次フィードバック・ループを実行するように、モ
バイル・コンピューティング・デバイス 60 をプログラムすることができる。別の例では
、複数のデリバリ・モードを実行し、及びモバイル・コンピューティング・デバイス 60
にデータを送信する動作を実行するように、コントローラ・デバイス 200 をプログラム
することができる。そして、前記データに基づいて二次フィードバック・ループを実行す
るように、及び複数のデリバリ・モードを実行するために使用するコントローラ・デバイ
ス 200 に更新されたデリバリ情報（例えば、ユーザ固有の用量パラメータ、用量モデル
）を提供するように、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 をプログラムするこ
とができる。更なる例では、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム10 の複数のデリバ
リ・モード及び二次フィードバック・ループの両方を実行するように、コントローラ・デ
バイス 200 をプログラムすることができる。そして、システム 10 の他の動作（データ
を保存する、及び／又は拡張されたユーザインタフェースの提供など）を実行するように
、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 をプログラムすることができる。別の例
では、ポンプ・アセンブリ 15 は、コントローラ・デバイス 200 を欠くことができ、モ
バイル・コンピューティング・デバイス 60 は、ポンプ・アセンブリ 15 を制御すること
ができる。別の例では、ポンプ・アセンブリ 15 をあるシステムから完全に欠くことが可
能であり、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、推奨をする、及び／又はシ
ステムに後で追加されたポンプを制御するコンピューティング・デバイスとして役割を果
たすことができる。モバイル・コンピューティング・デバイス 60 及び／又はコントロー
ラ・デバイス 200 と通信している１つ以上のリモート・コンピュータ・システムによっ
て実行されるこれらの機能のうちの１つ以上を処理する（例えば、複数のデリバリ・モー
ドを実施する動作、二次フィードバック・ループ）など、他の構成もまた可能である。
更に図４について述べると、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 は任意選択的
に、グルコース・モニタリング・デバイス 50 に加えて（又は代替として）、グルコース
・メータ・デバイス 70 と通信することができる。例えば、１つ以上の検査ストリップ（
試験片、test strips）（例えば、血液検査ストリップ）をグルコース・メータ・デバイ
ス 70 のストリップ・リーダ部に挿入し、それから、血液の特性を検査するために血液を
受け取ることができる。ある場合では、グルコース・メータ・デバイスは、ユーザの血液
の特徴を分析し、情報をコントローラ・デバイス 200 に（例えば、ブルートゥース無線
通信接続を介して）通信するように構成される。ある場合では、ユーザは、マニュアルで
グルコース・メータの測定値を入力することができる。血糖メータ 70 は、ユーザによっ
てマニュアルで操作することができるものであり、血糖測定値をユーザに教えてくれる出
力サブシステム（例えば、ディスプレイ、スピーカー）を含むことができる。そして、シ
ステムに未接続である BGM からデータを収集するために、出力サブシステムからの血糖
測定値を、引き続きコントローラ又はユーザ・インタフェースに入力することができる。
血糖メータ 70 を、取得されたデータ（例えば、血糖測定値）をコントローラ・デバイス
200 及び／又は他のデバイス（モバイル・コンピューティング・デバイス 60 など）に
通信するように、設定することができる。そのような通信は有線及び／又は無線接続を通
じて行うことができ、データは、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コ
ンピューティング・デバイス 60 によって、マルチモーダル・薬剤デリバリ・システム 1
0 の複数のデリバリ・モード及び／又は二次フィードバック・ループを実行するために使
用され得る。
任意選択的に、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 は、ユーザがボーラス用量
をマニュアルで投与することができるボーラス投与デバイス 80（例えば、注射器、イン
スリン・ペン、デバイス通信能力を有するスマート・シリンジなど）を含むことができる
。ボーラス投与デバイス 80 を用いて投与されるボーラスの用量は、マルチモーダル薬剤
デリバリ・システム 10 を制御するために使用される複数のデリバリ・モード及び二次フ
ィードバック・ループの一部として決定することができる。そして、そのような用量は、
コントローラ・デバイス 200 のユーザ・インタフェース及び／又はモバイル・コンピュ
ーティング・デバイス 60 のユーザ・インタフェースを介して、ユーザに出力される。あ
る場合では、ボーラス投与デバイス 80 は、有線及び／又は無線接続を介して、コントロ
ーラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 と通信す
ることができる。前記デバイス 80 を、決定されたボーラス用量を出力し、用量デリバリ
を調整し、ユーザにデリバリされる実際のボーラス用量を決定又は推奨し、そのような情
報をコントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 80 に送り
返すように構成することができる。
ある場合では、ポンプ・アセンブリ 15 はポケットサイズにすることができ、ポンプ・
デバイス 100 及びコントローラ・デバイス 200 をユーザのポケット又はユーザの衣服の
別の部分に装着することができる。ある場合では、ユーザは、ポンプ・アセンブリ 15 を
、より分離して着用することを望むかもしれない。したがって、ユーザは、ポケットから
、使用者の衣服の下に、及び貼付パッチを配置することができる注射部位へ、チューブ 1
47 を通すことができる。そうすることで、ポンプ・アセンブリ 15 を、ポータブルで、
隠した状態で、及び分離した状態で、ユーザの組織又は血管系に薬剤をデリバリするため
に使用することができる。
ある場合では、ポンプ・アセンブリ 15 を、薬剤注入のために穿刺されている皮膚の位
置で、直接ユーザの皮膚に貼付するように構成することができる。例えば、ポンプ・デバ
イス 100 の背面には皮膚貼付パッチを含むことができ、その結果、ポンプ・デバイス 10
0 を、特定の場所のユーザの皮膚に物理的に貼付することができる。これらの場合、キャ
ップ・デバイス 130 を、薬剤がキャップ・デバイス 130 からユーザの皮膚に穿刺してい
る注射セット146へと直接的に通っていくように構成することができる。ある例では、ユ
ーザは、ユーザ・インタフェース 220 を見て、やり取りするために、（ポンプ・デバイ
ス 100 は皮膚に貼付されたままでありながら）コントローラ・デバイス 200 を一時的に
取り外すことができる。
次に図５について述べると、この例のポンプ・デバイス 100 は、液体カートリッジ 12
0 を収容することができるキャビティ 116 を定めるハウジング構造 110 を含む。ポンプ
・デバイス 100 はまた、ハウジング構造 110 のキャビティ 116 内に液体カートリッジ
120 を保持するキャップ・デバイス 130 を含むことができる。ポンプ・デバイス 100 は
、流体カートリッジ 120 内のプランジャ 125 を前進させてそこから流体を排出する駆動
システム（例えば、バッテリ駆動アクチュエータ、ギア・システム、ドライブ・ロッド、
図５に示されていない他のもの）を含むことができる。この例では、コントローラ・デバ
イス 200 はポンプ・デバイス 100 と通信して、駆動システムの動作を制御する。任意選
択的に、コントローラ・デバイス 200 を、ポンプ・デバイス 100 の動作を制御するため
の電子装置及びユーザ・インタフェースを提供する再使用可能な構成要素として構成する
ことができる。このような状況では、ポンプ・デバイス 100 を、１回使用された後には
廃棄される使い捨て（ディスポーザブル（disposable））のコンポーネントとして構成す
ることができる。例えば、ポンプ・デバイス 100 は、その中の流体カートリッジ 120 が
使い尽くされた後に廃棄される「１回使用（ワン・タイム・ユーズ（one time use））」
コンポーネントであってもよい。その後、ユーザは、新しい液体カートリッジからの液体
を排出するために、新しいポンプ・デバイス（新しい液体カートリッジを有する）を再使
用可能なコントローラ・デバイス 200 に取り外し可能状態で取り付けることができる。
そうすることで、ユーザは、各使用後に比較的低コストのポンプ・デバイス 100 を廃棄
する一方、（複雑な又は高価な電子機器、ならびに充電式バッテリを含むことがある）コ
ントローラ・デバイス 200 を再使用することができる。このようなポンプ・アセンブリ
15 は、新しいポンプ・デバイス（及びその中の駆動システム）がそれぞれの新しい液体
カートリッジと共に使用されるときに、ユーザの安全性を高めることができる。磁気駆動
タービン（MDT）モノリシック構造のポンプ及び／又はオムニポッド（omnipod）などを含
むコントローラ・デバイス 200 の追加的な及び／又は代替的な実施形態も可能である。
ポンプ・アセンブリ 15 は、カートリッジ 120 から薬剤を制御して排出するように構
成された医療用注入ポンプ・アセンブリであってもよい。このように、流体カートリッジ
120 は、ヒト患者又は動物畜患のように、対象となる個人・個体の組織又は血管系に注
射される薬剤 126 を含むことができる。例えば、ポンプ・デバイス 100 を、インスリン
又は糖尿病治療に使用される別の薬剤（例えば、エクセナチド（Exenatide（BYETTA（登
録商標）、BYDUREON（登録商標）））及びリラグルチド（liraglutide（VICTOZA、登録商
標））、シムリン（SYMLIN、登録商標） 又は他）を予め充填したカープルの形態の液体
カートリッジ 120 を受け入れるように適合させることができる。このような液体カート
リッジ 120 は、例えば、インディアナ州インディアナポリスのイーライ・リリー社（Eli
Lilly and Co.、登録商標）によって供給されることがある。液体カートリッジ 120 に
収容することができる薬剤の他の例としては、以下を含む：鎮痛剤、ホルモン療法剤、血
圧治療剤、制吐剤、骨粗鬆症治療剤、又は他の注射剤。流体カートリッジ 120 は、他の
構成を有してもよい。例えば、流体カートリッジ 120 は、ポンプ・ハウジング構造 110
と一体のリザーバを含んでいてもよい（例えば、液体カートリッジ 120 は、薬が注入さ
れるか、又は受け入れられるリザーバを定める、プランジャを囲むポンプ・ハウジング構
造 110 の１つ以上の壁によって画定される。）。
ある場合では、ポンプ・デバイス 100 は、液体カートリッジ 120 がキャビティ 116
に挿入された後に流体カートリッジ 120 の取り外しを妨害する１つ以上の構造を含むこ
とができる。例えば、ポンプ・ハウジング構造110 は、１つ以上のリテーナ・ウィング（
retainer wing）（図示せず）を含むことができる。リテーナ・ウィングは、少なくとも
部分的に、液体カートリッジ 120 が装入されるときに液体カートリッジ 120 の一部に係
合するキャビティ 116 まで延びて入り込む。このような構成は、ポンプ・デバイス 100
の「ワン・タイム・ユーズ」の機能を高めることができる。ある場合では、リテーナ・ウ
ィングは、ポンプ・デバイス 100 から液体カートリッジ 120 を取り外そうとすることを
妨害することがあり、そうすることで、液体カートリッジ 120 が空になったり、期限切
れしたり、あるいは消耗した後に、液体カートリッジ 120 と共にポンプ・デバイス 100
が廃棄されることを確実にする。別の例では、キャップ・デバイス 130 は、キャビティ
116 の開口部を覆うようにポンプ・ボディ１１０に不可逆的に取り付けられるように構成
することができる。例えば、キャップ・デバイス 130 の頭部構造は、回転するように構
成され、キャップ・デバイス 130 を、キャビティ 116 の内壁に沿ってある嵌合構造とね
じ式で係合させるが、前記頭部構造はキャップ・デバイスが逆方向に回転して、ねじが外
れることが防止することができる。そうすることによって、ポンプ・デバイス 100 を、
所定の寿命（例えば、液体カートリッジ 120 が空になったり、期限切れになったり、あ
るいは消耗した後に、ポンプ・デバイス.が廃棄されるという、「ワン・タイム・ユーズ
」の機能）を持つように設計することができるので、ポンプ・デバイス 100 は不正に改
造されることなく、安全な方法で動作させることができる。
更に図５について述べると、コントローラ・デバイス 200 は、ポンプ・デバイス 100
に取り外し可能状態で取り付けられ、２つのコンポーネントが機械的に互いに固定された
関係で取り付けられるようにすることができる。ある場合では、このような機械的な取り
付けは、取り外し可能なコントローラ・デバイス 200 とポンプ・デバイス 100 との間に
電気的な接続を形成することもできる（例えば、ポンプ・デバイス 100 の電気コネクタ
118 ）。例えば、コントローラ・デバイス 200 は、ポンプ・デバイス 100 の駆動システ
ムの一部と電気的に通信することができる。ある場合では、ポンプ・デバイス 100 は、
カートリッジ 120 から薬剤又は他の液体を制御して排出する駆動システムを含むことが
できる。ある場合では、駆動システムは、ピストンロッド（図示せず）をカートリッジ 1
20 内を長手方向に漸進的に進めて、液体を出力端 122 から押し出す。キャップ・デバイ
ス 130 がポンプ・ハウジング構造 110 に接続している場合、液体を排出するために、液
体カートリッジ 120 の出力端 122 にある隔膜 121 に孔をあけることができる。例えば
、キャップ・デバイス 130 は、ハウジング構造 110 にキャップ・デバイス 130 が取り
付けられているときに隔膜 121 に孔を開ける貫通針を含むことができる。したがって、
ポンプ・デバイス 100 とコントローラ・デバイス 200 とが機械的に取り付けられ、それ
によって電気的に接続されると、コントローラ・デバイス200 は、ハードワイヤ接続（例
えば、コネクタ 118 に沿った電気的な接触など）を介して、電気コントロール信号をや
りとりし、システム又はポンプ・デバイス 100 の他のコンポーネントを駆動させる。コ
ントローラ・デバイス 200 からの電気コントロール信号に応答して、ポンプ・デバイス
100 の駆動システムは、液体カートリッジ 120 から薬剤を徐々に排出するようになる。
パワー信号（コントローラ・デバイス 200 のバッテリ（図示せず）及びポンプ・デバイ
ス 100 の電源（図示せず）からの信号など）もまた、コントローラ・デバイス 200 とポ
ンプ・デバイス 100 との間で受け渡しされることがある。
更に図５について述べると、コントローラ・デバイス 200 は、ユーザがポンプ・デバ
イス 100 の動作をモニタし、（任意選択的に）制御することを可能にするユーザ・イン
タフェース220 を含むことができる。この図示された例では、コントローラ・デバイス 2
00 のユーザ・インタフェース 220 は、物理的なボタンを含んでいないかもしれないが、
少なくとも１つのディスプレイ・デバイス 222 と、ポンプ・アセンブリ 15 の現在の動
作状態に関する情報を伝達するために装飾されるアイコンの集合を含む。例えば、アイコ
ンは、アセンブリ１５がオンであるか、現在の動作モード（例えば、閉ループ・モード、
開ループ・モード）、ユーザが確認するための保留中の通知又は他の情報の有無、ユーザ
入力の必要性の有無、コントローラ・デバイス 200 がモバイル・コンピューティング・
デバイス 60 （又は他のコンピューティング・デバイス）と無線接続されているかどうか
、及び／又は他の通知を含むことができる。任意選択的に、ユーザ・インタフェース 220
の表示画面は、タッチ感知層がLCDスクリーン・コンポーネントの上に配置されるタッチ
スクリーンの形態であってもよい。追加として又は代替として、モバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 は、ユーザ入力（ワイヤレス通信接続を介してコントローラ・デバ
イス 200 に伝達される）を受け取ること、及びより詳細な情報表示を提供する目的で、
よりフル機能のユーザ・インタフェースを提供することができる。例えば、以下でより詳
細に説明するように、ユーザは、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 のユーザ
・インタフェース（例えば、ポンプ・アセンブリ 15 と連携するように構成されたモバイ
ル・アプリケーションのインタフェース）を見て、触れて、特定の動作モード（例えば、
閉ループ・デリバリ・モード及び開ループ・デリバリ・モード）、設定（例えば、ユーザ
固有の用量パラメータ）及びデータ（例えば、薬剤の投与量、所与の時間内に投与された
薬剤の総量、特定の時間又は日付に投与が予定された薬剤の量、カートリッジ 120 に残
っている薬物のおおよその量などを示すレビュー・データ）を示す、いくつかのメニュー
又はプログラム・スクリーンをパラパラと見ていくことができる。この代替の例では、ユ
ーザは、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 のユーザ・インタフェース上の１
つ以上の仮想ボタン（又は物理的ボタン）に触れることによって、モード及び／又は設定
を調整するか、又はコントローラ・デバイス 200 をプログラムすることができる。ユー
ザは、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 のユーザ・インタフェース上の１つ
以上の仮想ボタン（又は物理的ボタン）を押し、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム
10 の動作を閉ループ・デリバリ・モードから開ループ・デリバリ・モードへ変更するこ
とができる。ある実施形態では、コントローラのディスプレイ・デバイス 222、モバイル
・コンピューティング・デバイス 60 のディスプレイ、又はその両方を使用して、バッテ
リ残量に関する情報を通信することもできる。任意選択的に、コントローラ・デバイス 2
00 は、以下：
モーション・センサ（図示せず）；
二次証明器具 230；
振動出力デバイス（図示せず）；
音声入力を得るためのマイクロフォンなど；
の１つ以上のような追加的なコンポーネントを備えることができる。
ある代替的な実施形態では、ユーザ・インタフェース 220 は、１つ以上のユーザ選択
可能なボタンを備えることができる。そして、その結果、ユーザは１つ以上のボタンを押
して、特定の動作モード（例えば、閉ループ・デリバリ・モード及び開ループ・デリバリ
・モード）、設定（例えば、ユーザ固有の用量パラメータ）及びデータ（例えば、薬剤の
投与量、所与の時間内に投与された薬剤の総量、特定の時間又は日付に投与が予定された
薬剤の量、カートリッジ 120 に残っている薬物のおおよその量などを示すレビュー・デ
ータ）を示す、いくつかのメニュー又はプログラム・スクリーンをパラパラと見ていくこ
とができる。
再び図４−５について述べると、ポンプ・アセンブリ 15 は携帯可能に構成することが
でき、装着可能かつ隠すことが可能とすることができる。例えば、ユーザは、ユーザの衣
服の下のユーザの皮膚上にポンプ・アセンブリ 15 を便宜的に着用することができ（例え
ば、皮膚貼付剤）、又はポンプ・デバイス 100 から排出された薬剤を受けながらユーザ
のポケット（又は他の携帯場所）中のポンプ・デバイス 100 を便宜的に持ち運ぶことが
できる。いくつかの実施形態に即してポンプ・アセンブリ 15 のサイズを示すために、ユ
ーザの手 5 に保持されるものとして図４にポンプ・アセンブリ 15 を示す。ポンプ・ア
センブリ 15 のこの例はコンパクトであるため、別個のモジュールを持ち運んだり、及び
動作させる必要なしに、ユーザはポータブル・ポンプ・アセンブリ 15 を装着することが
可能である（例えば、ユーザのポケット内に、ベルトクリップに接続して、ユーザの皮膚
に貼付してなど）。このような例では、ポンプ・デバイス 100 のキャップ・デバイス 13
0 は、注入セット 146 と対になるように構成することができる。一般に、注入セット 14
6 は、ポンプ・アセンブリ 15 をユーザの組織又は血管系に接続するチューブ・システム
である（例えば、薬剤をユーザの皮膚の下の組織又は血管系内にデリバリする）。注入セ
ット 146 は、ポンプ・デバイス 100 から皮下カニューレ 149 に延びる可撓性チューブ
147 を含むことができ、この皮下カニューレ 149 を、皮下カニューレ 149 を注入部位に
固定する皮膚貼付パッチ（図示せず）によって保持することができる。皮膚貼付パッチは
、ユーザの組織又は血管系と液体のやりとりができる注入カニューレ 149 を保持するこ
とができ、チューブ 147 を通して投与された薬剤がカニューレ 149 を通過してユーザの
体内に入る。キャップ・デバイス 130 は、液体カートリッジ 120 の出力端 122（図５）
と注入セット 146 のチューブ 147 との間で液体のやりとりができるようにすることがで
きる。
ある場合では、ポンプ・アセンブリ 15 は、（例えば、開ループ・モードの間に）基礎
用量の所定のスケジュール、マニュアルで選択されたボーラス用量、又はそれらの組み合
わせによってユーザにインスリンをデリバリするように動作することができる。ユーザが
摂食していない場合、通常の活動時にユーザの血糖レベルを目標範囲内に維持するのを助
けるように、事前にスケジュールされたデリバリ・プロファイルに従って、基礎量のイン
スリンを漸増的に（例えば、１時間当たり1.0 U の量に対し、15 分ごとに0.25 U を排出
する）デリバリすることができる。ユーザは、例えば、食物摂取によって引き起こされる
血糖効果を相殺し、望ましくないほど高い血糖レベルを補正し、急速に増加する血糖レベ
ルを補正するなど、の為に、１つ以上のボーラス・デリバリを選択することができる。あ
る状況において、基礎量のデリバリ・パターンは、長時間にわたって実質的に一定の量の
ままにすることができる（例えば、朝の時間帯については第１基礎投与量、並びに午後及
び夕方の時間帯については第２基礎投与量）。対照的に、ボーラス用量を、コントローラ
・デバイス 200 又は（コントローラ・デバイス 200 と通信する）モバイル・コンピュー
ティング・デバイス 60 による計算に基づいて、より頻繁に投与することができる。例え
ば、コントローラ・デバイス200 は、ユーザの血糖値が急速に上昇していると判断し（例
えば、グルコース・モニタリング・デバイス 50 から受信したデータを解釈することによ
って）、ユーザに警告を発し（ユーザ・インタフェース 220 を介して、又はモバイル・
コンピューティング・デバイス 60 を介して）、その結果、ユーザは、選択されたボーラ
ス用量のインスリンの投与をマニュアルで開始して、血糖レベルの急激な増加を補正する
ことができる。一例では、ユーザが食べようとしている提案された食事に、少なくとも部
分的には基づいて、提案されたボーラス用量（例えば、ユーザ及びコントローラ・デバイ
ス 200 から受信した情報に基づいてモバイル・コンピューティング・デバイス 60 で計
算される、又は代替的にコントローラ・デバイス 200 で計算され、ユーザに対して表示
するためにモバイル・コンピューティング・デバイス 60 に通信して戻される）の計算を
、ユーザは（モバイル・コンピューティング・デバイス 60 のユーザ・インタフェースを
介して）要求することができる。
ユーザの体内に投与された基礎及びボーラス・インスリンは、ある期間にわたって作用
することができ、ユーザの血糖レベルを制御する。そのようなものとして、ユーザは、基
礎又はボーラス用量の提案量を決定する際に、異なる状況及び情報を考慮に入れることが
できるマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 を実施することから利益を得ることが
できる。例えば、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 （又は、ある場合には、
コントローラ・デバイス 200 ）に、ユーザの食物摂取に応じて提案されるボーラス用量
を計算するようにトリガをかけることができる。しかしながら、ボーラス用量を計算する
際、もし、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 （又は、ある場合には、コント
ローラ・デバイス 200 ）が、インスリンに対するユーザの生理的応答を反映する１つ以
上のユーザ固有の用量パラメータを使用すれば、ユーザは利益を得ることができる。ある
場合では、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 （又は、ある場合には、コント
ローラ・デバイス 200 ）は、正確な用量計算を行うために、ユーザの血糖レベルを示す
データ、ユーザによって以前に入力された過去の食物摂取データ、ユーザのインスリン負
荷などと組み合わせてユーザ固有の用量パラメータを使用することができる。ある場合で
は、ボーラス用量を決定する際にモバイル・コンピューティング・デバイス 60 （又は、
ある場合には、コントローラ・デバイス 200 ）によって使用され得るユーザの血糖情報
から導き出され得る例示的な情報は、ユーザの現在の血糖レベル、ユーザの血糖レベルに
おける変化率、ユーザの血糖データの二次的派生物（the 2nd derivative of the user’
s blood glucose data）、ユーザの血糖曲線の形状及び／又は外観などを含むことができ
る。ある場合では、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 （又は、ある場合には
、コントローラ・デバイス 200 ）は、提案されるボーラス用量を計算する際に、以前に
入力された食事及び以前にデリバリされたインスリン用量からの情報を使用することがで
きる。これらの例では、12 時間からの、又はより多くの時間点からの（例えば、24 時間
、12 時間、8 時間、6 時間、0.5 時間など）以前に入力された食事、及び以前にデリバ
リされたインスリン用量に関する情報をボーラス用量計算に使用することができる。
次に図６について述べると、コントローラ・デバイス 200 （分解図に示す）は、一連
の歴代のポンプ・デバイス 100 と供に再使用可能ないくつかのコンポーネントを収容し
ている。特に、コントローラ・デバイス 200 は、コントロール回路 240 及び充電式バッ
テリ・パック 245 を含むことができ、それぞれはコントローラ・ハウジング 210 の中に
配置される。充電式バッテリ・パック 245 は、コントロール回路 240 の構成要素、コン
トローラ・デバイスの他のコンポーネント（例えば、ディスプレイ・デバイス 222 及び
他のユーザ・インタフェース・コンポーネント、センサなど）、又はポンプ・デバイス10
0 のコンポーネントに電気エネルギーを供給することができる。コントロール回路 240
を、コントロール信号又は電力信号をポンプ・デバイス 100 の駆動システムに伝達する
ように、又は電力又はフィードバック信号をポンプ・デバイス 100 から受け取るように
構成することができる。
コントローラ・デバイス 200 のコントロール回路 240 は、本明細書で説明する制御動
作の何れかを達成するように、１つ以上のメモリ・デバイス242 に保存されたコンピュー
タ可読命令を実行するように構成された１つ以上のマイクロプロセッサ 241 を含むこと
ができる。コントロール回路の少なくとも１つのメモリ・デバイス 242 を、いくつかの
ユーザ固有の用量パラメータを保存するように構成することができる。ユーザは、１つ以
上のユーザ固有の用量パラメータを、ユーザ・インタフェース 220 を介して入力するこ
とができる。更に図７Ｂと関連して以下に記載するように、様々なユーザ固有の用量パラ
メータを自動的に決定し、及び／又はコントローラ・デバイス 200 のコントロール回路
240 によって実行される制御動作によって自動的に更新することができる。例えば、コン
トロール回路 240 は、二次フィードバック・ループを実行し、閉ループ・デリバリ・モ
ードで動作しているマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 と並行して、１つ以上の
ユーザ固有の用量パラメータを決定及び／又は更新することができる。自動的に決定され
るか、又はモバイル・コンピューティング・デバイス60 を介して（又はコントローラ・
デバイス200のユーザインタフェース220を介して）受け取られるかに関わらず、コントロ
ール回路 240 は、メモリ・デバイス 242 に、閉ループ及び開ループ・デリバリ・モード
などの複数のデリバリ・モードによる動作中に、将来使用するために、ユーザ固有の用量
パラメータを保存させることができる。更に、コントロール回路 240 は、モバイル・コ
ンピューティング・デバイス 60 による動作中に将来使用するために、又はクラウドベー
スのコンピュータ・ネットワークへのその後の通信のために、コントローラ・デバイス 2
00 に、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 へ、ユーザ固有の用量パラメータ
を定期的に伝達させることができる。
そのようなユーザ固有の用量パラメータは、以下：
１日総インスリン基礎量の限度（例えば、最大単位数／日）；
様々な他の時間周期での基礎量の限度（例えば、最大基礎量／時、最大基礎量／６時
間）；
インスリン感受性（例えば、mg/dL/インスリン単位の単位による）；
糖質比（例えば、g/インスリン単位の単位による）；
インスリン開始時間（例えば、分及び／又は秒の単位による）；
インスリン・オン・ボード継続時間（例えば、分及び／又は秒の単位による）；及び
基礎量プロファイル（例えば、インスリン単位／時間の単位で表わされる、平均基礎
量又は１つ以上のセグメントでの基礎量プロファイル）；
の１つ以上を含むことができるが、これらに限定されない。
また、コントロール回路 240 は、ポンプ使用の履歴情報から導かれる以下の何れのパラ
メータをメモリ・デバイス 242 に保存させる（及びコントローラ・デバイス 200 にモバ
イル・コンピューティング・デバイス 60 へ定期的に出力通信させることができる）：
用量のログ；
１日総用量の平均；
１日総基礎量の平均；
１日総ボーラス量の平均；
１日食事ボーラス量に対する１日補正ボーラス量の比率；
１日補正ボーラス量；
１日総用量の平均に対する１日補正ボーラス量の比率；
総ボーラス量の平均に対する総基礎量の平均の比率；
１日最大ボーラス量の平均；及び
１日あたりのカニューレ及びチューブ・プライム（tube prime）の頻度。これらの前
述の用量パラメータ又は履歴パラメータがメモリ・デバイス 241 に保存されない範囲で
、コントロール回路 240 を、メモリ・デバイス 241 に保存された他のデータから、又は
モバイル・コンピューティング・デバイス 60 との通信を介した入力から、これらの前述
の用量パラメータ又は履歴パラメータの何れをも計算するように構成することができる。
前述したように、コントローラ・デバイス 200 のユーザ・インタフェース 220 は、任
意選択的に、コントロール回路 240 に電気的に接続された入力コンポーネント及び／又
は出力コンポーネントを含むことができる。例えば、ユーザ・インタフェース 220 は、
ユーザに対して情報を出力するアクティブ・エリアを有するディスプレイ・デバイス222
を含むことができ、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、（無線通信接続を
介してコントローラ・デバイス 200 に通信される）ユーザ入力を受け取る目的、及びよ
り詳細な情報を表示する目的のために、よりフル機能のユーザ・インタフェースを提供す
ることができる。例えば、以下でより詳細に説明するように、ユーザは、モバイル・コン
ピューティング・デバイス 60 のユーザ・インタフェース（例えば、ポンプ・アセンブリ
15 と連携するように構成されたモバイル・アプリケーションのインタフェース）を見て
、触ることができ、特定の動作モード（例えば、閉ループ・デリバリ・モード及び開ルー
プ・デリバリ・モード）、設定（例えば、ユーザ固有の用量パラメータ）、及びデータ（
例えば、薬剤の投与量、所与の時間期間内に投与された薬剤の総量、特定の時間又は日付
に投与することが予定された薬剤の量、カートリッジ 120 に残っている薬剤のおおよそ
の量などを示すレビュー・データ）を示す、いくつかのメニュー又はプログラム・スクリ
ーンをパラパラと見ていくことができる。ここで、コントローラ 200 のディスプレイ・
デバイス 222、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 のディスプレイ・デバイス
、又はその両方を、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 についてのいくつかの設
定（例えば、ユーザ固有の用量パラメータ）又はメニュー・オプション（例えば、閉ルー
プ・デリバリ・モードと開ループ・デリバリ・モード間の切り替えについてのオプション
）を通信するために、使用することができる。ある場合では、コントロール回路 240 は
、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 から、入力データ又は他の情報を受け取
ることができる（例えば、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 でのユーザ入力
を介して）。そして、それによって、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 の画
面上に表示するために、コントローラ・デバイス 200 に、モバイル・コンピューティン
グ・デバイス 60 へ、情報（例えば、薬剤投与量、所与の時間期間に投与された薬剤の総
量、特定の時間又は日付に投与される予定の薬剤量、カートリッジ 120 に残っている薬
剤のおおよその量、電池寿命の残り量などを示すレビュー・データ）を出力させることが
できる。追加的又は代替的に、コントロール回路 240 は、モバイル・コンピューティン
グ・デバイス 60 から、入力データ又は他の情報を受け取ることができる（例えば、モバ
イル・コンピューティング・デバイス 60 でのユーザ入力を介して）。そして、それによ
って、ディスプレイ・デバイス 222 に特定の設定及びデータ（例えば、薬剤投与量、所
与の時間期間に投与された薬剤の総量、特定の時間又は日付に投与される予定の薬剤量、
カートリッジ 120 に残っている薬剤のおおよその量、電池寿命の残り量などを示すレビ
ュー・データ）を出力させることができる。コントロール回路 240 を、コントロール回
路 240 に、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 のいくつかの設定又は動作モー
ドのうちの１つの何れも変更させるように、プログラム可能とすることができる。ある場
合では、コントロール回路 240 は、コントローラ・ハウジング 210 の外側部分に、アク
セス可能なケーブル・コネクタ（例えば、USB接続ポート又は別のデータ・ケーブル・ポ
ート）を含むことができる。そのようなものとして、コントロール回路にデータ又はプロ
グラム設定をアップロード又はダウンロードするために、ケーブルをコントロール回路 2
40 に接続することができる。
また、図７Ａ−Ｃは、複数のデリバリ・モード及び二次フィードバック・ループに従っ
て動作するマルチモーダル薬剤デリバリ・システムの例示的なプロセス 400、450 及び 4
70 の流れ図である。例示的なプロセス 400、450 及び 470 は、図２に関して上述した例
示的な技法 S100−120 の例とすることができる。図７Ａに示す例示的なプロセス 400 は
、複数のデリバリ・モード間から選択し、二次フィードバック・ループから情報（例えば
、更新したユーザ固有の用量パラメータ、更新したユーザ固有の用量モデル、ユーザ固有
の設定）を取得し、選択されたデリバリ・モード及び二次フィードバック・ループからの
情報に従ってマルチモーダル薬剤デリバリ・システムを動作させ、並びに二次フィードバ
ック・ループにデータを提供する。図７Ｂに示す例示的なプロセス 450 は、二次フィー
ドバック・ループを実行する。二次フィードバック・ループは、プロセス400 からデータ
を得ること、そのデータに基づいて、プロセス 400 で使用される情報（例えば、更新し
たユーザ固有の用量パラメータ、更新したユーザ固有の用量モデル、ユーザ固有の設定）
を決定／更新すること、及びプロセス 400 で使用するための情報を提供すること、を含
む。図７Ｃに示す例示的なプロセス 470 は、プロセス 400 をデリバリ・モード間で移行
させるために、１つ以上のトリガ条件の集合が存在しているかどうかを評価する。
プロセス 400、450 及び／又は 470 は、前記コントローラ・デバイス 200、前記モバ
イル・コンピューティング・デバイス 60、前記コンピューティング・デバイス 5、前記
DDS4、前記リモート・コンピュータ・システム 7、前記コントローラ・デバイス 200、及
び／又はこれらの組み合わせによって実行することができる。前記プロセス 400、450 及
び／又は 470 は、他の適切なコンピューティング・デバイス（例えば、コントローラ・
デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 と通信するリモ
ート・コンピュータ・システム）によって実行することができる。このようなプロセス 4
00、450 及び／又は 470 は、例えば、注入ポンプ・アセンブリ 15（図４−６）のコント
ローラ・デバイス 200 に収容されたコントロール回路 240 によって実施することができ
る。プロセス 400、450 及び／又は 470（又はプロセス 400、450 及び／又は 470 内の
個々の動作）の実行を、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムの別々のデバイスにわた
って分割することができる。例えば、ある実施形態では、コントローラ・デバイス 200
はプロセス 400 及び 470 を実行することができ、モバイル・コンピューティング・デバ
イス 60 はプロセス 450 を実行することができる。他の実施形態も可能である。ここで
の説明は、プロセス 400、450 及び／又は 470 に関するいかなる特定のマルチモーダル
薬剤デリバリ・システムに必ずしも限定されない。そして、プロセス 400、450 及び／又
は 470 を、例えば、再使用可能なポンプ・ユニット内に、コントロール回路及び駆動シ
ステムのコンポーネントが一緒に収容されているマルチモーダル薬剤デリバリ・システム
を使用して実施することができる。
次に図７Ａ及びプロセス 400 について述べると、動作 402 において、特定のインスリ
ン・デリバリ・モードを複数のインスリン・デリバリ・モードから選択することができる
。例えば、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デ
バイス 60 は、閉ループ・デリバリ・モード、開ループ・デリバリ・モード、学習・デリ
バリ・モード（学習・デリバリ・モードでは、ユーザ固有の設定及びパラメータは、シス
テムによって学習される）、及び／又は他の選択可能なデリバリ・モードなどの、複数の
デリバリ・モードから選択することができる。そのようなデリバリ・モードの選択は、使
用されていた以前のデリバリ・モード、及びデリバリ・モード間で移行することを検出す
る移行トリガ（例えば、図７Ｃ参照）などの様々な要因に基づくことができる。以下で説
明するように、移行トリガは、自動及び／又はマニュアルのことがある。例えば、動作 4
02 を、用量デリバリ・モードに関連した時間期間が終了する、コントローラ・デバイス
200 によって使用される周辺機器（例えば、センサ、モバイル・コンピューティング・デ
バイス 60 ）との通信接続が無くなった／検出された、及び／又は１つ以上のコンポーネ
ントの構成が閾値時間期間内に実行されない、などのような、ユーザ入力に基づかない自
動的に検出された移行トリガに基づいて実行することができる。別の例では、動作 402
を、用量デリバリ・モードのグループから特定の用量デリバリ・モードを選択する（例え
ば、オプションのメニューから特定の用量デリバリ・モードを選択する）ユーザ入力に基
づいて実行することができる。動作 402 での選択を、自動的に（例えば、ユーザ入力無
しの、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイ
ス 60 によって）、及び／又はマニュアルで（例えば、コントローラ・デバイス 200 の
ユーザ・インタフェースを介して、及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス
60 のユーザ・インタフェースを介して受け取られたユーザ入力に基づいて）実行するこ
とができる。
複数のデリバリ・モードは、用量デリバリに対する１つ以上のユーザ固有パラメータ及
び／又はモデルを共有することができるが、それは以下を含むことができる：
１つ以上のインスリン吸収プロファイル；
１つ以上の糖質吸収プロファイル；
概日リズム；
１つ以上の食事時間；
１つ以上のインスリン／糖質比；
１つ以上のインスリン効果値；
１つ以上の血糖レベル；
１つ以上の時間的因子；
１つ以上の診断マーカー；
１つ以上のホルモン・レベル、及び／又は
１つ以上の基礎インスリン・プロファイル。ある場合では、日、週、月、又は年の複
数の異なる期間に適用可能な複数のデリバリ・モードに対する１セット以上の共有パラメ
ータ及びモデルが存在することがある。これらの複数のパラメータ及びモデルのセットは
、それらの期間中の通常のユーザの活動及び／又は生理的必要性に基づいて、異なるイン
スリン及び／又は薬剤の必要性から生じることがある。
選択されたデリバリ・モードは、特定のユーザのための共有パラメータ及び／又はモデ
ルを開発することに向けたシステムの進歩に基づくことがある。例えば、最初に、システ
ムは、共有パラメータ及び／又はモデルを開発するために二次フィードバック・ループに
よって使用されるデータ・ポイントを得るためにマニュアル・デリバリ・モード（例えば
開ループ・デリバリ・モード）で動作してもよい。より多くのデータポイントが得られ、
共用パラメータ及び／又はモデルにわたる変動が減少するにつれて、システムは、より高
く自動化されたデリバリ・モード（例えば、閉ループ・デリバリ・モード）の下で動作を
開始することができる。例えば、共有パラメータ及び／又はモデルは、最初は工場出荷時
のプリセットなどのデフォルト値を含むことができ、及び／又はそれらを、例えば、患者
の医師、他の医療専門家、又は患者は、マニュアルで選択することができる。プロセス 4
00 及び 450 を使用することによって、ユーザの基礎生理により近く一致するようにパラ
メータ及びモデルを生成することができ、このことによって、システム及び複数のデリバ
リ・モードが時間の経過とともにより効果的に機能する、ことが可能になる。
プロセス 400 を各回反復するの間に任意選択的に実行され得る動作 404 において、用
量デリバリについての患者固有のパラメータ及び／又はモデルを更新することが実行され
ることがある。このような更新は、プロセス 400 と並行して走る二次フィードバック・
ループである、プロセス 450 から提供される更新されたパラメータ及び／又はモデル 40
6 に応答して実行されることがある。例えば、コントローラ・デバイス 200 がプロセス
400 及びモバイル・コンピューティング・デバイス 60 がプロセス 450 を実行している
例では、動作 404 を、パラメータ及び／又はモデルの更新情報 406 をコントローラ・デ
バイス 200 に送信したモバイル・コンピューティング・デバイス 60 に応答して実行す
ることができる。並行して走る２つの別々のプロセス 400 と 450 を使用することによっ
て、プロセス 400 は、パラメータ及び／又はモデルの更新を決定するために、割り込み
を受けたり、又はその現在のデリバリ・モードを中断する必要がない。このことは、堅牢
で信頼できる閉ループ・デリバリ・モードを実施するのに有益であり得る。更に、プロセ
ス 450 は、プロセス 400 によって実施され得る複数のデリバリ・モードのそれぞれから
のデータを見つけ、及び取り込むことができる。このことは、より正確で完全な用量パラ
メータ及び／又はモデルを実施することを可能とする。
動作 408 において、コントロール回路は、更新したパラメータ及び／又はモデル及び
ユーザについての測定値（例えば、血糖測定値）を使用して、選択されたデリバリ・モー
ドでマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作する。例えば、これは、閉ループ・デ
リバリ・モード（例えば、図８Ａ及び８Ｂ参照）、開ループ・デリバリ・モード（例えば
、図１０参照）及び／又は他の適切なデリバリ・モードでの動作を含むことができる。動
作 408 は、薬剤の自動デリバリ（例えば、ポンプ・デバイスによる薬剤デリバリ）及び
／又は薬剤のマニュアル・デリバリ（例えば、ユーザによる薬剤の注射）を含むことがで
きる。閉ループ・デリバリ・モードでは、コントロール回路は、メディカル・デバイスを
動作させることができ、感知された生理的状態に基づいて、ユーザに薬剤を投与すること
を自律的に（例えば、ユーザとの対話処理無しに）変更する。例えば、もし、マルチモー
ダル薬剤デリバリ・システムがインスリンを投与しているならば、コントロール回路によ
って促進される閉ループ動作は、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムに膵臓ベータ細
胞を模倣させることができ（図８Ａ参照）、その結果、ユーザの血糖レベルの増減に応じ
てインスリン投与が調整される。このタイプの閉ループ・コントロール・デリバリ・モー
ドを、任意の適切なコントロール・アルゴリズム（例えば、比例−積分−微分（PID）、
ファジー論理、又はモデル予測コントロール・アルゴリズム）を介して、コントロール回
路は実行することができる。更に、ある例では、コントロール回路は、試験レジメン（te
st regimen）と一致する閉ループ動作を促進することができる（図８Ｂ参照）。このよう
な閉ループ動作の間、コントロール回路は、薬剤の投与に対するユーザの応答を示す１つ
以上のセンサ信号（sensor signals）をモニタすることができる。そのセンサ・フィード
バック信号（sensory feedback signals）をフィードバック・コントロール・ループを実
施する（図８Ａ参照）のに使用することができ、フィードバック・コントロール・ループ
を、二次フィードバック・ループ（図７Ｂを参照）によって決定されるような１つ以上の
ユーザ固有の用量パラメータ及び／又は用量モデルを使用して、実行することができる。
インスリン投与マルチモーダル薬剤デリバリ・システムを特徴づける１つ以上の実施形
態では、適切なフィードバック信号は：
生理的シグナル（血糖データ、活動データ（例えば、心拍数、EKG による心臓活動、
EMG による筋活動、呼吸活動など）、血圧など）；
グルカゴン・デリバリ・データ；及び
食物摂取データ；
を含むが、限定するものではない。上記のように、そのような例では、ユーザ固有のパラ
メータは：
インスリン感受性（例えば、mg / dL /インスリン単位の単位による）；
糖質比（例えば、g / インスリン単位の単位による）；
インスリン開始時間（例えば、分及び／又は秒の単位による）；
インスリン・オン・ボード継続時間（例えば、分及び／又は秒の単位による）；及び
基礎量プロファイル（例えば、インスリン単位／時間の単位で表わされる、平均基礎
量又は１つ以上のセグメントでの基礎量プロファイル）；
を含むが、限定するものではない。
開ループ・デリバリ・モード（例えば、図１０参照）において、コントロール回路は、
二次フィードバック・ループ手順 450 から、少なくとも部分的には、決定され得るユー
ザ固有の用量パラメータに基づいてメディカル・デバイスが動作する。開ループ・デリバ
リ・モードでは、コントロール回路は、選択された基本量デリバリ・パターンに従って、
及びユーザが開始したボーラス・デリバリに従って、マルチモーダル薬剤デリバリ・シス
テムを動作させ、薬剤を投与することができる。例えば、ユーザは、食物摂取データ又は
血糖データをマニュアルで入力することができ、応答して、コントロール回路は、提案す
るインスリンのボーラス用量を計算することができる。別の例として、コントロール回路
は、ユーザに付けた連続グルコース・センサをモニタし、血糖レベルから補正ボーラス量
が必要であることが示唆されたときに、ユーザに警告を発することができる。ある場合で
は、提案されるボーラス用量は、二次フィードバック・ループ手順 450 の一部として決
定された（及びメモリに保存された）ユーザ固有の用量パラメータに基づいて計算される
。
様々な適切な技法の何れを使用しても、選択されたデリバリ・モードについて用量を決
定し、デリバリすることができる。例えば、適切な用量を１つ以上の：
比例コントローラ・アルゴリズム；
比例−積分コントローラ・アルゴリズム；
比例−微分コントローラ・アルゴリズム；及び
比例−積分−微分コントローラ・アルゴリズム；
を使用して決定することができる。コントローラ・アルゴリズムは、例えば、現在の変化
量（現在の誤差など）、過去又は以前の誤差の累積、及び／又は将来の誤差の予測に基づ
いて、様々な因子を決定することができる。そのようなコントロール・アルゴリズムは、
ある場合では、インスリン−オン−ボード（例えば、投薬されたがまだ使用者の血糖レベ
ルに作用していないインスリン）を説明するために、追加の入力及び／又は因子を使用す
ることができる。
別の例では、選択されたデリバリ・モードについて用量を決定してデリバリすることは
、１つ以上のモデル予測コントロール （MPC） アルゴリズムを使用することができる。M
PC アルゴリズムは、インスリン輸送、グルコース輸送、グルカゴン輸送、及び他の薬剤
又はホルモン生理などの、様々な適切な因子の何れかの生理的モデルに基づくことができ
る。MPC アルゴリズムは、制御動作を最適化し、最適なグルコース値の１つ以上の所定の
セットにに対して、将来のグルコース値の変動を最小化することができる。MPCアルゴリ
ズムを、選択されたデリバリ・モードの反復ごとに制御動作を繰り返し最適化、及び調整
することによって、特定のユーザに対して細かく調整することができる。
動作 410 では、血糖測定値及び／又は用量デリバリ・データが記録される。例えば、
コントローラ・デバイス 200 は、グルコース・モニタリング・デバイス 50 及び／又は
血糖メータ 70 から得られた血糖測定値を記録することができ、注入セット 146 を使用
するポンプ・アセンブリ 15 によって自動的にデリバリされる、及び／又はボーラス投与
デバイス 80 を使用してマニュアルでデリバリされる用量（例えば、タイミング、量、タ
イプ（例えば、グルカゴン、インスリン、他薬剤））を記録することができる。追加のデ
ータ（使用者の食事に関する詳細（例えば、タイミング、量、糖質の量）、活動情報（例
えば、タイミング、強度）、低血糖に対する所望の嫌悪度、目標基礎プロファイル、ユー
ザからの時間入力、ユーザの１つ以上のホルモン・レベル、インスリン吸収プロファイル
、糖質吸収プロファイル、ユーザの概日リズム、インスリン／糖質比、インスリン効果値
、診断マーカー、及び／又は任意の他のタイプの適切な情報など）もまた、動作 410 の
一部として記録することができる。
動作 412 では、記録された血糖値測定値及び用量デリバリ・データ 414 へのアクセス
をプロセス 450 に与える。例えば、もし、プロセス 400 及び 450 が別個のデバイスに
よって実行されているならば（例えば、プロセス 400 はコントローラ・デバイス 200 に
よってされ、プロセス 450 はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 によって実
行されている）、データ 414 をプロセス 450 を実行しているデバイスに送ることによっ
て、アクセスが与えられうる。もし、プロセス 400 と 450 が同じコンピューティング・
デバイス上で実行されているならば（例えば、プロセス 400 及び 450 の両方がコントロ
ーラ・デバイス 200 によって実行されている、プロセス 400 及び 450 の両方がモバイ
ル・コンピューティング・デバイス 60 によって実行されている）、例えば、両方のプロ
セスがデータにアクセスすることを適切に許可する設定によって、及びデータの利用可能
性に関してプロセス 450 にアクセスが与えられるためのイベントを引き起こすことによ
って、アクセスが与えられうる。
動作 416 では、デリバリ・モード間の移行を合図する移行トリガが検出されたかどう
かの判定を行うことができる（例えば、図７Ｃ及び図９参照）。移行トリガは、自動（例
えば、時間ベースの移行）及び／又はマニュアル（例えば、異なるモードで動作させるた
めのユーザ入力）とすることができる。例えば、ユーザは、マルチモーダル薬剤デリバリ
・システムによって表示されたメニュー・オプションにアクセスし、閉ループ・デリバリ
・モードから開ループ・デリバリ・モードへのユーザが要求する変更をトリガするユーザ
・インタフェース・ボタンを押すことができる。別の例では、閉ループ・デリバリ・モー
ドで動作するための所定の時間期間が経過すると、移行トリガが発生することがある。
もし、動作 416 で移行トリガが検出されなければ、動作 404−412 が動作 400 の部分
として繰り返される。例えば、選択されたデリバリ・モードが閉ループ・デリバリ・モー
ドである場合、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムは、移行トリガを検出するまで、
工程 404−416 を実行することによって（プロセス 450 の二次フィードバック・ループ
からのパラメータ及び／又は用量モデルを更新することを含む）、閉ループ・デリバリ・
モードで動作し続ける。
動作 416 で移行トリガが検出された場合、動作 402 は繰り返され、複数のインスリン
・デリバリ・モードからの別のデリバリ・モードが選択され、別の移行トリガが検出され
るまで動作 404−416 が繰り返される。
プロセス 400 及び 450 は、異なる頻度及び間隔で動作することができる。例えば、プ
ロセス 400 の反復は、プロセス 450 の反復よりも頻繁に起こり、逆もまた同様である。
例示的な一例では、複数のデリバリ・モードは、マニュアル・モード、パーソナライズ
ド・モード、アダプティブ・モード（適応モード（adaptive mode））、及びアドバイザ
リ・モードを含み、それぞれが異なるレベルの自動化を有することができる。例えば、ア
ダプティブ・モードが最高レベルの自動化（例えば閉ループ・デリバリ・モード）であり
得る一方で、マニュアル・モードは最低レベルの自動化（例えば開ループ・デリバリ・モ
ード）であり得る。上述したように、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル
・コンピューティング・デバイス 60 は、デリバリ・モード間で自動的に移行することが
でき、そのような移行が起きている／起こったときに、可聴アラーム、触覚アラーム、可
視アラーム（光が点滅する、又は通知を配信するなど）、テキスト・メッセージ、電子メ
ール、自動音声メッセージ、及び／又は他のタイプの適切な通知を介する等、通知を送信
することができる。
コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60
は、様々な状況下でデリバリ・モード間でマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10
を移行させることができる。例えば、より低い自動モードからより高い自動モードへの移
行は、ユーザ、より高いデリバリ・モードが利用可能で使われる全てのコンポーネント（
例えば、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバ
イス 60 と通信可能状態で対になっているデバイス 50 及び 70）、及び／又はユーザか
ら要求される未実施のメンテナンス動作が存在しないで使われる全てのコンポーネントか
らの命令に基づいて行われる。
更に、動作モードを切り替えるとき、すべてのデリバリ・モードにまたがる共有パラメ
ータ及びモデルの使用により、モード間のシームレスなコントロール転送が可能になり、
さまざまなデリバリ・モードで使用される基本パラメータとモデルに一貫性があるゆえに
、デリバリ・モードを切り替えたときに突然に変化することがない、コントロール信号を
含むことができる。
例示的なマニュアル・デリバリ・モードは、デバイス 80 による連続的なインスリン基
礎量のデリバリ及び１つ以上のインスリンのボーラス用量をマニュアルで設定することを
含む。ある場合では、システム 10 によって使用されるアナライト・センサが血糖メータ
70 であるとき、及び／又はユーザがユーザ・インタフェース（例えば、ユーザ・インタ
フェース 220）を介してマニュアル・モードの動作を指定したとき、システム 10 は、マ
ニュアル・モードで動作することができる。デリバリのマニュアル・モードでは、コント
ローラ・デバイス 220 は、血糖レベル、１つ以上の基礎１回用量、及び１つ以上のイン
スリンのボーラス１回用量についてのデータを収集するが、これは、メータ 70 及び／又
はデバイス 80 からの無線で送信されたデータに基づくこと、及び／又はコントローラ・
デバイス 220 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 に提供されるユ
ーザ入力に基づくことがある。
例示的なデリバリのアドバイザリ・モードは、（注射器の代わりに）注射ペンの使用を
含むことができ、注射ペンを介して、基礎１回用量又はボーラス１回用量は自動的に追跡
され、コントローラ・デバイス 220 及び／又はコンピューティング・デバイス 80 に送
信される。更に、アドバイザリ・モードでは、ユーザは、推奨される基礎又はボーラス１
回用量を計算及び／又はデリバリすることに責任を負うことがある。
連続的なグルコース・モニタ（例えば、デバイス 50）及び／又は自動化インスリン・
デリバリ・システム（例えば、ポンプ・アセンブリ 15 及び注入セット 146）が利用でき
る場合、例示的なパーソナライズド・モード（例えば、閉ループ・デリバリ・モード）を
使用することができる。ユーザがパーソナライズド・デリバリ・モードで動作するための
命令を提供する場合にも、パーソナライズド・モードを使用することができる。
ある場合では、動作モードを、システム 10 に対して利用可能な血糖センサのタイプ（
例えば、血糖メータ（BGM）70、連続グルコース・モニタ（CGM）50）と、 システム 10
に対して利用可能な治療のタイプ（例えば、インスリン・デリバリ・システム、ペン／注
射器）との任意の組み合わせに基づいて選択することができる。例示的なシナリオ及び対
応するデリバリ・モードを以下の表１に示す。他のシナリオも可能であり、
注入ペン及びCGMが利用可能である；
注射器及びCGMが利用可能である；
BGM及びCGMの両方、及び１つ以上の薬剤デリバリ・システム（例えば、注射器、ペン
、ポンプ）が利用可能である；並びに
２つ以上の薬物デリバリ・システム及び１つ以上のアナライト・センサ（例えば、BG
M、CGM）が利用可能である；
利用可能なものに基づいて、動作のデリバリ・モードは選択される。
Figure 2021072935
次にプロセス 450 を例示的な二次フィードバック・ループとして描く図７Ｂについて
述べると、動作 452 において、血糖測定値及び用量デリバリ・データ 414 が受け取られ
る。データ 414 の受け取りに応答して、動作 454 において、用量デリバリの現在のユー
ザ固有のパラメータ及び／又はモデルにアクセスすることができる。例えば、プロセス 4
50 を実行しているデバイス（例えば、コントローラ・デバイス 200 、コンピューティン
グ・デバイス 60 ）は、パラメータ及び／又はパラメータを決定するために使用される基
本データ及び設定と同様に、用量デリバリに関してユーザ固有のパラメータ及び／又はモ
デルを保持することができる。動作 456 において、受信データ 414 並びに現在のパラメ
ータ及び／又はモデルに少なくとも部分的に基づいて、プロセス 400 の一部として現在
使用されているパラメータ及び／又はモデルを更新するかどうかについて、決定すること
ができる。測定値及び用量データが、１つ以上の所定の閾値／目標値の範囲外になる場合
、更新を妥当であるとして決定することができる。
例えば、ユーザの血糖測定値が一貫してユーザの目標を上回る、又は下回っている場合
、基礎プロファイル、インスリン／糖質比、及び／又はインスリン効果値が更新されるこ
とがあり、その結果、ユーザがそれぞれより多い、又はより少ないインスリンを受け、よ
り正確に目標又は好ましい血糖レベルを達成することができる。別の例として、ユーザが
いつも午後１２時に食事をする場合、基本パラメータ及びモデルを更新して、ユーザが午
後１２時頃に増加したインスリン１回投薬を確実に受ける、及び／又は午後１２時ちょっ
とすぎに食事を抜いたことを知らせるリマインダを確実に受けるようにすることができる
。ある場合では、記録されたデータを、例えば、機械学習アルゴリズムを介してパターン
について分析することができ、観察されたパターンを説明するように基礎となるパラメー
タ及びモデルを更新することができる。別の例として、ある場合では、パラメータ及びモ
デルは、許容可能な基礎インスリン・プロファイル及び許容可能なインスリン１回用量及
び１回用量頻度の範囲を含むことができる。そのような実施形態では、もし、プロセス 4
00 が、目標血糖値範囲を達成するために、許容範囲の上限又は下限での１回用量及び１
回用量頻度で繰り返しデリバリしている、及び／又はデリバリを指示しているならば、シ
ステムは、デリバリの上限／下限がプロセス 400 の一部としてデリバリを制約しないよ
うに、基本パラメータ及びモデルを更新する必要があることを識別することができる。
もし、動作 456 において、更新は妥当でないと判定された場合、プロセス 450 は、動
作 452−456 を繰り返す。対照的に、更新が妥当であると判定された場合、データ 414
及び現在のパラメータ及び／又はモデルに、少なくとも部分的に、基づいて、パラメータ
及び／又はモデルの更新を動作 458 で決定することができる。ある場合では、ユーザ固
有の用量パラメータ（例えば、インスリン感受性、糖質比、インスリン開始時間、インス
リン・オン・ボード継続時間、及び基礎量プロファイル）を、時間の関数として、及び／
又はモニタしたセンサ・フィードバック信号（sensory feedback signal）の関数として
定めることができる。例えば、閉ループ・デリバリ動作の間に生成された過去のセンサ・
フィードバック・データ（例えば、過去の血糖データ）及び過去のポンプ使用データに基
づいて、ユーザ固有の用量パラメータを決定及び／又は更新することができる。１つの非
限定的な例として、一連の複数のインスリン感受性を、時刻に基づいて、及び／又は使用
者の血糖レベルに基づいて決定することができる。ユーザ固有の用量パラメータを、任意
の適切な数学的手法を用いて決定することができる。例えば、ある場合では、コントロー
ル回路は、所定のデータ・モデル（例えば、代数式で表現された経験的又は統計的モデル
）及び／又は回帰分析（例えば、一次又は多変量回帰分析）を使用して、パラメータを決
定することができる。一例として、補正量（動作 516 を参照、後述する）と血糖レベル
との間の関係を近似する回帰分析を使用して、ユーザに固有のインスリン感受性パラメー
タを決定することができる（なぜならば、様々なユーザは、補正インスリン量に対して異
なった反応をするから）。本明細書の範囲は、本明細書に記載される、様々なユーザ固有
の用量パラメータ及び／又はモデルを決定するための何れの特定のプロセス、アルゴリズ
ム、又は技術に限定されない。
ある場合では、１つ以上の共有パラメータ及びモデルを更新することが、許容値の所定
の範囲によって制限されることがある。そのような場合、ユーザ固有のパラメータ及び／
又はモデルを、予め定められた値の範囲内で自動的に更新することのみできる。そのよう
な場合、もし、パラメータ及び／又はモデルが所定の値域を越えて又は外側で更新するこ
とを妥当とする場合、そのような逸脱を承認する権限のある１つ以上のエンティティ（en
tities）／人（医師又は他の権限のある医療専門家など）に警告又は通知が送られること
がある。このような権限付与は、患者の状態に関する背景情報（システム 10 によって取
得された患者データ、現在のユーザ固有のパラメータ及び／又はモデル、及び所定の範囲
外の推奨される修正など）を適切なエンティティ（entity）に提供することを含むことが
できる。
動作 460 において、更新したパラメータ及び／又はモデル 406 は、プロセス 400 に
提供され／利用可能とすることができる。このことは、更新された情報 406 を送信する
こと、及び／又は、送信しない場合、情報 406 をプロセス 400 にアクセス可能とするこ
とを含むことができる（例えば、適切なファイル許可を設定すること、イベント通知をト
リガすること）。更新を提供した後、プロセス 450 は動作 452 を反復することができる
。このことにより、プロセス450 は、プロセス 400 において実施される複数のデリバリ
・モードにまたがって使用されるユーザ固有の用量パラメータ及び／又はモデルを継続的
に精緻化することができる。
次に図７Ｃについて述べると、プロセス 470 は、プロセス 400 の動作 416 の一部と
して実行され、異なるデリバリ・モードへの移行が適切かどうかを決定する。動作 472
において、センサ（又は他のシステム・コンポーネント）への信号が失われたか、又は取
得されたかどうかの判定が行われる。例えば、システムが閉ループ・デリバリ・モードで
動作しており、グルコース・モニタリング・デバイス 50 への無線信号が失われた場合、
システムは、オペーレーション 486 において、移行トリガ（開ループ・デリバリ・モー
ドに移行する）が検出されたことを自動的に判定することができる。逆に、もしシステム
が動作しており、引き続いて開ループ・デリバリ・モードで動作をつづけていて、グルコ
ース・モニタリング・デバイス 50 への信号が再取得された場合、システムは、動作 486
において、移行トリガ（閉ループ・デリバリ・モードに戻る）が検出されたことを自動
的に判定することができる。システム 10 内の何れのコンポーネント（モバイル・コンピ
ューティング・デバイス 60 、血糖モニタ 70、グルコース・モニタリング・デバイス 50
、ポンプ 100、デバイス 80、及び／又は他の適切なデバイスなど）への信号を失うこと
及び／又は取得することは、動作 472 におけるトリガ条件を充足させることがある。
動作 474 において、特定のデリバリ・モードの時間期間が終了したかどうかの判定が
行われる。例えば、閉ループ・デリバリ・モードは、２時間、６時間、１２時間、２４時
間、又は他の適切な時間枠の終了時間期間を有することができ、その終了時間期間の後、
システム 10 は閉ループ・デリバリ・モードから自動的に移行する。もし、プロセス 400
からの選択されたデリバリ・モードに対応する時間期間が終了した場合、動作 486 で移
行トリガが検出される。デリバリ・モードの時間期間は、ユーザ固有のものであってもよ
く、 プロセス 450 の一部として決定されるパラメータのうちの１つのこともある。
動作 476 において、１つ以上の校正がある時間期間の後に首尾よく完了したかどうか
の判定が行われる。例えば、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 は、システムの
適正な動作を確保するために、定期的な間隔でシステム及び／又はコンポーネントの校正
を実行する（例えば、毎月、6ヶ月ごと、毎年、すべてのシステム・コンポーネントを校
正する）患者又は技術者を必要とすることがある。特定の時間枠内で１つ以上の識別され
た／推奨された校正を完了できないことは、動作 486 で別のデリバリ・モードに移行す
るトリガ条件となりことがある。
動作 478 で、デリバリ・モード間の１つ以上のユーザ固有のスケジュールされた移行
が発生したかどうかの判定が行われる。例えば、ユーザは、マルチモーダル薬剤デリバリ
・システム 10 が夕方及び夜間に閉ループ・モードで動作し、次いで午前８時に開ループ
・デリバリ・モードに移行すべきことを指定することができる。スケジュールは、１日の
時間、曜日、特定のスケジュールされた活動／イベント、及び／又は他の適切な要因など
、様々な適切な時間ベースの単位の何れにも基づくことができる。スケジュールされた移
行ポイントが動作モードの間に達すると、動作 486 で移行トリガを検出することができ
る。
動作 480 において、デバイスが、少なくとも１つの信頼性の閾値レベルで動作し続け
るための１つ以上の安全性チェックに失敗したかどうかの判定を行うことができる。この
ような安全性チェックには、何れかのシステム・コンポーネントの交換が必要かどうかを
評価することが含まれる（たとえば、コンポーネントの有効寿命が終わった、アップデー
トしたモデルが利用可能である）。そのような安全チェックは、様々なシステム・コンポ
ーネントの電源が少なくとも閾値時間期間について十分であるかどうかを評価することを
含むこともできる（例えば、１時間超、２時間超、４時間超、６時間超動作するのに十分
な充電）。追加の安全性チェックには、１つ以上のシステム・コンポーネント（例えば、
モバイル・コンピューティング・デバイス 60 及び／又はコントローラ・デバイス 200
）がソフトウェア／ファームウェアのアップデート又はアップグレードを必要とするかど
うかを評価すること、及び／又はカートリッジ 120 の残りの薬剤が閾値量未満であり、
補充する必要があるかどうかを評価すること、を含むことができる。もし、デバイスが１
つ以上の安全チェックに失敗したと判定された場合、動作 486 で移行トリガを検出する
ことがある。
動作 482 において、動作モードを変更するためのユーザ入力が受け取られたかどうか
に関する判定を行うことができる。そのようなユーザ入力は、コントローラ・デバイス 2
00 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 などのマルチモーダル薬剤
デリバリ・システム 10 の様々なコンポーネントによって提供される１つ以上のユーザ・
インタフェースを介して受け取ることができる。デリバリ・モードが変化することをユー
ザが要求したと、判定されると、動作 486 で移行トリガを検出することができる。移行
トリガが検出されなかった場合、移行トリガ無しの動作 484が実行される。
図８Ａは、１つ以上のユーザ固有の用量パラメータを決定するために、閉ループ・デリ
バリ・モードでマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 を動作させるコントローラ・
デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 によって実行可
能な第１の例示的なプロセス 500a を示す。動作 502 において、モバイル・コンピュー
ティング・デバイス 60 又はコントローラ・デバイス 200 は、閉ループ・デリバリ・モ
ードで動作するためのメニュー・オプションに、それぞれのデバイスのユーザ・インタフ
ェースを介してユーザへ表示させる（図４−５参照）。ユーザは、適切なユーザインタフ
ェース・ボタン（例えば、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 のディスプレイ
上の仮想ボタン又はコントローラ・デバイス 200 上のボタン）を選択することによって
、オプションを受け入れ、又は拒否することができる。動作 504 において、モバイル・
コンピューティング・デバイス 60 又はコントローラ・デバイス 200 は、閉ループ・デ
リバリ・モードの選択を示すユーザ入力を受け取ることができる。付加的及び／又は代替
的に、デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、１つ
以上のトリガ条件 472−480 が満たされることに基づいてプロセス500a に自動的に移行
することができる。
動作 506 において、コントローラ・デバイス 200 は、血糖データを受け取ることによ
って薬剤（例えば、インスリン）の閉ループ・デリバリを促進する反復的な一連の動作を
開始する。上述したように、血糖データを、ポンプ・アセンブリ 15と無線通信するグル
コース・モニタリング・デバイス 50 から受け取ることができる（又は血糖検査ストリッ
プ・リーダから受け取られる）。動作 508 において、コントローラ・デバイス 200 は、
目標血糖レベルを定める。例えば、１つ以上の目標血糖レベルは、コントローラ回路 240
のメモリ・デバイス 242 に保存されていることがある。目標血糖レベルは、１つ以上の
モニタされたセンサ・フィードバック信号（sensory feedback signals）に対応すること
がある。例えば、目標血糖レベルは、ユーザの食物摂取量及び／又は生理的状態に応じて
変化することがある。一例として、メンバ・デバイス 242 は、少なくとも空腹時目標血
糖レベル及び食後目標血糖レベルを示すデータを保存する。場合によっては、目標血糖レ
ベルを範囲として表すことができる。場合によっては、目標血糖レベルを、ユーザ・イン
タフェース 220 を介してコントローラ・デバイス 200 へ、モバイル・コンピューティン
グ・デバイス 60 へ、及び／又は他の適切なデバイスへ、マニュアルで提示することがで
きる。ある場合では、目標血糖レベルを、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバ
イル・コンピューティング・デバイス 60 によって（例えば、二次フィードバック・ルー
プを実施するプロセス 450 によって）、閉ループ・デリバリ・スキームの以前の繰り返
しに基づくユーザ固有の用量パラメータとして、統計的に又は実験的に決定することがで
きる。動作 510 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピュ
ーティング・デバイス 60 は、（受け取られた血糖データによって示されるような）ユー
ザの実際の血糖レベルを、識別して定めた目標血糖レベルと比較して、血糖誤差を確認す
る。動作 512 において、コントローラ・デバイスは、血糖誤差が所定の閾値を上回って
いるかどうかを判定する。動作 514 において、もし、コントローラ・デバイス 200 及び
／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 が、実際の血糖誤差が所定の閾値を
上回っていると結論づけた場合（512）、血糖誤差を補正するための補正量が決定される
。そうでなければ（512）、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピュ
ーティング・デバイス 60 は動作 506 に戻り、さらなる血糖データの受け取りを待つ。
ある場合では、補正量は、適切な PID コントロール計算、ファジー論理コントロール計
算、及び／又はモデル予測コントロール計算によって決定される。動作 516 において、
コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60
は、補正量のデリバリを開始する。例えば、上述したように、コントローラ・デバイス20
0 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、ポンプ・デバイス 100
の駆動システムに１つ以上の電子コントロール信号を発して、補正ボーラスの投与を引き
起こすことができる。
動作 518 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 は、検出された血糖レベル及び用量デリバリに関連する情報（例え
ば、決定された補正用量及び用量がデリバリされる時間）を記録することができる。コン
トローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は記
録されたデータへのアクセスを与えることができるが、これは、二次フィードバック・ル
ープ（例えば、プロセス 450 ）を実行している別のデバイスにデータを送信すること、
及び／又は二次フィードバック・ループを実行しているプロセス 450 にデータを利用可
能にすること（例えば、データ許可を設定し、イベント通知をプロセス450 に送信する）
、を含むことができる。動作 520 では、プロセス 500a のある反復において、ユーザに
固有の更新された用量パラメータ及び／又はモデルが受け取られ、閉ループ・デリバリ・
モード・プロセス 500a のために使用される。例えば、プロセス 450 は、二次フィード
バック・ループの一部として、ユーザに固有の更新された用量パラメータ及び／又はモデ
ルを生成し提供することができるが、これらを動作 520 で受け取ることができる。
動作 522 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 は、閉ループ・デリバリ・モードを終了するためのトリガを検出す
ることができる（例えば、図７Ｃを参照）。もし、コントローラ・デバイス 200 及び／
又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 が閉ループ・デリバリ・モードを終了
するためのトリガを検出すると（522）、移行シーケンス（transition sequence）を開始
する（図９参照）。そうでなければ（522）、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモ
バイル・コンピューティング・デバイス 60 は、動作 506 に戻り、さらなる血糖データ
（及び閉ループ・デリバリ・モードでの動作）の受け取りを待つ。
図８Ｂは、１つ以上のユーザ固有の用量パラメータを決定するために、閉ループ・デリ
バリ・モードでマルチモーダル薬剤デリバリ・システム 10 を動作させるコントローラ・
デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 によって実行可
能な第２の例示的なプロセス 500b を示す。図８Ａの例示的なプロセス 500a と同様に、
動作 502 において、閉ループ・デリバリ・モードで動作するためのメニュー・オプショ
ンが、ディスプレイ・デバイス 222 を介してユーザに表示される（図４−５参照）。ユ
ーザは、適切なユーザ・インタフェース・ボタン 224 を選択することによって、そのオ
プションを受け入れ、又は拒否することができる。動作504 で、コントローラ・デバイス
200 は、閉ループ・デリバリ・モードの選択を示すユーザ入力を受け取る（例えば、ユ
ーザは、ディスプレイ・デバイス 222 上の「はい（YES）」オプションに対応するユーザ
・インタフェース・ボタン 224 を選択することができる）。付加的及び／又は代替的に
、デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、１つ以上
のトリガ条件 472−480 が満たされることに基づいてプロセス 500a に自動的に移行する
ことができる。
動作 524 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 は、試験レジメンに従って、少なくとも１つの薬剤用量（例えば、
所定のインスリンの試験ボーラス）のデリバリを開始する。ある場合では、試験レジメン
は、プロセス 450 の一部など、１つ以上のユーザ固有の用量パラメータを更新又は決定
するために使用することができるデータを生成するように設計される。したがって、適切
な試験レジメンは、所定の時間期間にわたってデリバリされる複数の薬剤用量を含むこと
ができる。ある場合では、試験レジメンは、所定の時間にデリバリされる２つ以上の用量
についてのスケジュールを含むことができる。例えば、適切な試験レジメンは、指定され
た時間期間にわたって（例えば、ユーザが眠っている、又は絶食しているはずの１日のう
ちの時間の間に）２時間間隔で X 個の用量（Xは任意の非負の整数である）をデリバリす
ることができる。ある場合では、試験レジメンは、２つ以上の用量の動的スケジュールを
含むことができる。そのような場合、用量及びデリバリ時間は、薬剤に対してユーザの測
定された身体的応答に応じて変化し得る。例えば、適切な試験レジメンは、ユーザの血糖
レベルが所定の閾値以上であると判定された場合に、指定された時間期間にわたってX個
の薬剤用量をデリバリすることができる。もちろん、本明細書は、これらの特定の例示的
な技法に限定されない。薬剤を計画的にデリバリすることを含む任意の適切な試験レジメ
ンは、本発明の範囲内である。
動作 526 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 は、血糖データを受け取る。上述したように、血糖データは、ポン
プ・アセンブリ 15 と無線通信するグルコース・モニタリング・デバイス 50 から受け取
ることができる（又は血糖検査ストリップ・リーダから受け取ることができる）。他のセ
ンサ・フィードバック信号（sensory feedback signals）と同様に動作 526 で受け取ら
れた血糖データ、及びポンプ使用データを、コントローラ 200 のコントロール回路 240
に含まれるメモリ・デバイス 242 に保存することができる。動作 528 では、コントロー
ラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、動作 51
8 と同様に、血糖及び用量データを記録し、二次フィードバック・ループにデータへのア
クセスを提供する。
二次フィードバック・ループ（例えば、プロセス 450 ）は、１つ以上のユーザ固有の
用量パラメータ（例えば、インスリン感受性、糖質比、インスリン開始時間、インスリン
・オン・ボード継続時間、及び基礎量プロファイル）を決定又は更新することができる。
例えば、コントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60 は
、閉ループ・デリバリ・スキームの１回以上の反復後にプロセス 450 の一部として用量
パラメータを最初に計算し、その後の反復中に用量パラメータを更新し続けることができ
る。あるいは、１つ以上のデフォルト用量パラメータを、ユーザ・インタフェース 220
を介してマニュアルで入力し、続いて閉ループ・デリバリ・モード（プロセス 500a 及び
500b）と並行して動作するプロセス 450 を通して更新することができる。ある場合では
、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60
は、動作 524 のなかで開始した試験レジメンの間に生成された履歴データ（例えば、過
去のポンプ・データ及び／又は過去のセンサ・フィードバック・データ）に基づいて、プ
ロセス450の一部として、ユーザ固有の用量パラメータを決定、及び／又は更新すること
ができる。上述したように、任意の適切な数学的手法（例えば、所定のデータ・モデル及
び／又は回帰分析）を使用して、ユーザ固有の用量パラメータを決定、及び／又は更新す
ることができる。
動作 528 において、プロセス 500b のある反復において、コントローラ・デバイス 20
0 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、二次フィードバック・ル
ープ（例えば、プロセス 450 ）によって決定された、更新された用量パラメータ及び／
又はモデルを受け取り、使用することができる。
動作 530 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 は、閉ループ・デリバリ・モードを終了するためのトリガを検出す
ることができる（例えば、図７Ｃを参照）。例えば、試験レジメンの全ての用量（動作 5
24 を参照）がデリバリされ、その試験レジメンに応答する血糖データを受け取ることを
確認するコントロール回路にトリガを発生させることができる。もし、コントローラ・デ
バイス及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 が、閉ループ・デリバリ
・モードを終了するためのトリガを検出すると（530）、移行シーケンスを開始する（図
９参照）。そうでなければ（530）、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・
コンピューティング・デバイス 60 は、動作 524 に戻り、試験レジメンを継続する。
図９は、閉ループ・デリバリ・モードと開ループ・デリバリ・モードとの間で移行する
ために、マルチモーダル薬剤デリバリ・システムを動作させるコントローラ・デバイス 2
00 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 によって実行可能な例示的
なプロセス 600 を示す。動作 602 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又は
モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、閉ループ・デリバリ・モードが終了し
たかどうか（例えば、上述のような移行トリガの検出時）、又は、そうでない場合は、動
作不能であるかどうかを判定することができる。一例として、コントローラ・デバイス 2
00 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、試験レジメンのすべて
の用量（図８Ｂの動作 524 参照）がデリバリされたこと、及びその試験レジメンに応答
する血糖データを受け取ること、を確認することによって、閉ループ・デリバリ・モード
が完了したこと、と判定することができる。別の例として、コントローラ・デバイス 200
及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、ユーザ・インタフェース
220 を使用するユーザによって引き起こされるトリガ信号を受け取ることによって、閉ル
ープ配信モードが完了したこと、と判定することができる。例えば、ユーザは、閉ループ
・デリバリ・モードを終了するオプションを選択するためのユーザ・インタフェース・ボ
タン 224 を操作することができる。更に別の例として、コントローラ・デバイス 200 及
び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、１つ以上のフィードバック・
センサ（例えば、血糖モニタリング・デバイス 50）の接続切断又は誤動作を検出するこ
とによって、閉ループ・デリバリ・モードが動作不能であると判定することができる。も
し、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス
60 が、閉ループ・デリバリ・モードが完了した、又は、他の場合として、動作不能であ
ると判定した場合（602）、又はそうでなければ、動作 604 での開ループ・デリバリ・モ
ードに移行するためのメニュー・オプションを表示する（例えば、図４−５に示すディス
プレイ・デバイス 222 を介して）か、さもなければ、出力する。ある場合では、コント
ローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、閉
ループ・デリバリ・モードから開ループ・デリバリ・モードへと、自動的に移行する（動
作 472−480 を参照）。
何れにせよ、ユーザは、適切なユーザ・インタフェース・ボタン 224 を選択すること
によって、前記オプションを受け入れるか、又は拒否することができる。動作 606 にお
いて、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイ
ス 60 は、開ループ・デリバリ・モードの選択を示すユーザ入力を受け取る。例えば、ユ
ーザは、メニュー・オプションを提示する表示画面上の「はい（YES）」に対応するユー
ザ・インタフェース・ボタン 224 を選択することができる。ユーザがメニュー・オプシ
ョンを受け入れたことに応答して、動作 608 において、コントローラ・デバイス 200 及
び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、二次フィードバック・ループ
（手順 450 ）によって決定されたユーザ固有の用量パラメータをインポートし（例えば
、開ループ・デリバリ・モードの間にアクセスするために保存する）、動作 610 で、開
ループ・デリバリ・モードを初期化する。
図１０は、開ループ・デリバリ・モードでマルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動
作するためのプロセス 700 を示しており、ここでは、ユーザによる要求に応答して計算
される、並びに／又はコントローラ・デバイスによって示唆され、及びユーザによって確
認される、薬剤用量（例えば、インスリンのボーラス用量）が計算される。ある場合では
、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60
は、食事を相殺するコンポーネント、血糖補正コンポーネント、及びインスリン負荷補
正コンポーネントを含むインスリン・ボーラス用量を決定する、及び示唆するために、プ
ロセス 700 の１つ以上の動作を実行することができる。食事を相殺するコンポーネント
は、前のボーラス用量によって、前には相殺されていない食物摂取データを、相殺するた
めのインスリン・ボーラス量を表すことができる。血糖補正コンポーネントは、ユーザの
血糖レベルを所定の範囲内の目標値に維持又は戻すためのインスリン・ボーラス量を表す
ことができる。このコンポーネントは、１つ以上のユーザ固有の用量パラメータ（例えば
、インスリン感受性及び糖質比）、ユーザの血糖レベルを示すデータ（例えば、ユーザの
現在の血糖レベル）、及びユーザの血糖レベルにおける最近の変化率、から得ることがで
きる。インスリン負荷補正コンポーネントはまた、前に投与を受けたがユーザに作用して
いないインスリン、及び前に摂取したがユーザに作用していない食事、を示す履歴データ
と同様、１つ以上のユーザ固有の用量パラメータ（例えば、インスリン開始時間及びイン
スリン・オン・ボード継続時間）を考慮に入れることができる。例えば、インスリンのボ
ーラス用量の皮下デリバリと、このボーラスから得られる血漿インスリン・レベルのピー
クとの間の遅延は、１時間以上のことがある。更に、ボーラス用量は全て同時に皮下組織
に入ることはないかもしれない。このように、ボーラスの効果は、約１から２時間でピー
クに達することがあり、次いで８時間又はそれ以上の時間にわたって予測可能な方法で減
衰することがある。インスリン活性が時間につれて減衰していくという効果のために、ユ
ーザは、前にデリバリされたボーラス量のインスリンの一部がまだユーザに作用していな
いけれども、次のボーラス量を要求する可能性がある（「ボーラス・スタッキング（bolu
s stckin）」と時々呼ばれる）。望ましくないボーラス・スタッキングの可能性を低減す
るために、コントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60
によって定期的に、インスリン負荷の情報を決定することができ、その結果、ユーザは、
ユーザの体内にあってまだ作用していない、前に投与されたインスリンを認識することが
できる。同様に、前に摂取された食品は、すぐにはユーザに作用せず、及びその効果が急
速に低下する。摂取された食物の種類によっては、食べ物の効果が遅くなり、時間の経過
と共にゆっくりと減衰することがある。特定の実施形態では、インスリン負荷補正コンポ
ーネントは、前にデリバリされたインスリン及び前に消費された食品の両方の遅延した効
果を補正することができる。
図１０について、更に詳細に述べると、動作 701 において、コントローラ・デバイス
200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60 は、ポンプ・システムに、基礎量デリ
バリ・プロファイルに従って、基礎量を投与させることができる。基礎量デリバリ・プロ
ファイルを、コントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60
のメモリに保存することができ、二次フィードバック・ループ（例えば、プロセス 450
）の一部として決定される用量パラメータに基づいて任意選択的に更新することができる
。この例では、基礎量は、漸増的に投与され（例えば、午前８時から午後９時の間は、１
時間当たり 1.0 U の量の代わりに１５分ごとに 0.25 U を投与し、午後９時から午前８
時の間の時間帯は、１時間当たり 0.6 U の量の代わりに１５分ごとに 0.15 U を投与す
る）、通常の活動中に目標範囲内でユーザの血糖レベルを維持するのを助け、１日の選択
した時間の間作用することを助ける。
動作 702 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デ
バイス 60 は、ボーラス用量の計算を開始するためのトリガを受け取ることができる。コ
ントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60 にボーラス用
量の計算を開始させる例示的なトリガは、（例えば、ユーザ・インタフェース 220 を介
した）食物摂取データのユーザ入力、ボーラス用量のユーザ要求、所定の閾値を超えるユ
ーザの血糖レベル、所定の閾値割合よりも早い割合で増加するユーザの血糖レベルなどが
含まれる。ある場合では、示唆されたボーラス用量値を、前に記載した３つのコンポーネ
ント：
食事を相殺するコンポーネント；
血糖補正コンポーネント；及び
インスリン負荷補正コンポーネント；
のうち少なくとも２つに基づいて計算することができる。本明細書の記載から、前記コン
ポーネントは、同時に計算されて、提案されるボーラス用量値を提供することができる、
あるいは別個の工程で計算され、次いで、組み合わされて、提案されるボーラス用量値を
提供することができる、と理解されるべきである。
動作 704 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・
デバイス 60 は、ユーザの現在の血糖レベルを受け取る。上述のように、ユーザの現在の
血糖レベルを、グルコース・モニタリング・デバイス 50 から無線通信を介して（又は血
糖検査ストリップ・リーダから受け取るか、又はユーザ・インタフェース 220 を介して
ユーザがマニュアルで入力して）受け取ることができる。動作 706 において、コントロ
ーラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60 は、用量履歴及び血
糖レベルに基づいて変化の量（例えば、増加又は減少）を決定することができる。あるい
は、ユーザは、自分の血糖レベルの変化量の情報をマニュアルで入力することができる（
この情報がコントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60
によって決定されるのではなく）。例えば、血糖検査ストリップ・リーダを使用する場合
、検査ストリップ・リーダは、ユーザによって行われた血糖測定値を保存することができ
るが、この保存した測定値をユーザの血糖レベルの変化量を決定するために使用すること
ができる。コントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60
によって促されると、ユーザは、最新の変化量データを入力することができる。動作 708
において、ユーザは、任意選択的に、食物摂取を示すデータ（例えば、今まさに摂取し
ようとしている食事、最近摂取された食事など）を入力することができる。例えば、ユー
ザが食事を摂取する前に血糖レベルを検査している場合には、血糖レベルを入力する際に
、ユーザはこのような食物摂取情報を入力することができる。
動作 709 において、ユーザ固有の用量パラメータ及び／又はモデルの更新を受け取り
、プロセス 700 の一部として使用することができる。例えば、コントローラ・デバイス
200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60 は、 プロセス 700 と並行して走る二
次フィードバック・ループを実行することができ、複数のデリバリ・モード（例えば、開
ループ・デリバリ・モード、閉ループ・デリバリ・モード）からのデータに基づいて、用
量パラメータ及び／又はモデルの更新を決定することができる。
動作 710 において、ユーザの血糖情報が得られた後（例えば、動作 704−708 を介し
て）、コントローラ・デバイス 200 及び／又はコンピューティング・デバイス 60 は、
得られたデータ及び二次フィードバック・ループの一部として決定されたユーザ固有の用
量パラメータに基づいて、提案されるボーラス量を決定することができる。上述したよう
に、ある場合では、提案されたボーラス用量値は、以下の３つのコンポーネント：
食事を相殺するコンポーネント（これは、例えば、閉ループ・デリバリ・モードの間
において計算されるユーザの糖質比の値を使用する）；
血糖補正コンポーネント（これは、例えば、閉ループ・デリバリ・モードの間におい
て計算されるユーザのインスリン効果値を使用する）；及び
インスリン負荷補正コンポーネント；
の少なくとも１つ、好ましくは２つ以上に基づいてコントローラ・デバイス 200 及び／
又はコンピューティング・デバイス 60 によって計算することができる。そのような実施
形態では、食事を相殺するコンポーネントは、前のボーラス用量によって前には相殺され
ていない食物摂取データを相殺するためのインスリン・ボーラス量を表すことができる。
血糖補正コンポーネントは、ユーザの血糖レベルを所定の範囲内の目標値に維持又は戻す
ためのインスリン・ボーラス量を表すことができる。インスリン負荷補正コンポーネント
は、前に投与を受けたインスリン、及び前に摂取された食物であるが、ユーザに作用して
いないインスリン及び食物を考慮に入れることができる。１つの非限定的な例を以下に記
載する：
提案されるボーラス量＝（食事を相殺するコンポーネント）＋（血糖補正コンポーネ
ント）−（インスリン負荷補正コンポーネント）；
ここで：
食事を相殺するコンポーネント=（糖質摂取量）×（インスリン／糖質比）。ここ
で、糖質摂取量は摂取される（又は消費される予定の）糖質のグラム数を表す。そして、
インスリン／糖質比は、糖質１グラム（例えば、14.8 U/g 等）の消費を相殺するために
必要とされるインスリン量の、ユーザ固有の量（好ましくは、この例の中の閉ループ・モ
ード中に決定され保存される）を表わす；
血糖補正コンポーネント＝（現在の血糖レベル−目標糖レベル）×インスリン感受
性。ここで、現在の血糖レベルは最新の血糖レベルを表し、目標グルコース・レベルはユ
ーザの所望の血糖レベルを表し、インスリン感受性はユーザの血糖レベルを1 mg/dL変化
させるために必要とされるインスリンの単位数を関連付けるユーザ固有の値（好ましくは
、この例の中の閉ループ・モード中に決定され保存される）を表わす；
インスリン負荷補正コンポーネント=インスリン負荷−（糖質負荷）×インスリン
／糖質比。ここで、インスリン負荷は、まだユーザに作用していない前に投与されたイン
スリンの単位を表す。糖質負荷は、摂取されたがユーザの血糖レベルに影響を与えていな
い糖質のグラム数を表す。そして、インスリン／糖質比は、糖質１グラムの摂取を相殺す
るために必要とされるインスリン量の、ユーザ固有の量（好ましくは、この例の中の閉ル
ープ・モード中に決定され保存される）を表わす。
動作 712 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューテ
ィング・デバイス 60 は、ユーザが提案されたボーラス量を受け入れるかどうかを決定す
ることができる。例えば、ユーザは、ディスプレイ・デバイス 222 上に提示された「は
い」又は「いいえ」選択肢に対応するユーザ・インタフェース・ボタン224 を選択して、
提案されたボーラス量を受け入れるか又は拒絶することができる。動作 714 において、
もし、ユーザが提案されたボーラス用量を受け入れる場合（712）、コントローラ・デバ
イス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、ポンプ・デバイ
ス 100 により、提案されたボーラス量のデリバリを開始することができる。もし、ユー
ザが提案されたボーラス用量を拒絶する場合（712）、コントローラ・デバイス 200 及び
／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、修正された用量についてユーザ
に促すことができる。動作 716 において、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバ
イル・コンピューティング・デバイス 60 は、ユーザが、修正されたボーラス量を受け取
りたいかどうかを決定することができる。動作 718において、もし、ユーザが修正したボ
ーラス量を受け取りたい場合（716）、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモバイル
・コンピューティング・デバイス 60 は、その修正したボーラス量を得ることができる。
例えば、ユーザは、ユーザ・インタフェース２２０を介して、修正されたボーラス量を入
力することができ、又は修正された用量を計算するために使用することができる追加のデ
ータを提供することができる。動作720において、コントローラ・デバイス 200 及び／又
はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、修正されたボーラス量が１つ以上の
許容可能な範囲内であるかどうかをチェックすることができる。もし、修正されたボーラ
ス量が１つ以上の許容可能な範囲外である場合、投薬が開始される前に、権限ある人（例
えば、医師、医療専門家）の許可が必要とされる場合がある。動作 720 では、コントロ
ーラ・デバイス 200 及び／又はモバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、ポン
プ・デバイス 100 による、修正されたボーラス量のデリバリを開始することができる。
提案されたボーラス量のデリバリ（714）若しくは修正されたボーラス量のデリバリ（722
）が開始された後、又はユーザが提案された及び修正されたボーラス量を拒絶した後、プ
ロセス 700 は動作 702 に戻る。そこでは、コントローラ・デバイス 200 及び／又はモ
バイル・コンピューティング・デバイス 60 は、ボーラス量計算を開始するその後のトリ
ガを待つことができる。
次に図１０について述べると、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 800 のいくつ
かの実施形態は、コントローラ・デバイス 200 とポンプ・デバイス 100 を特徴とし、注
入セット 146 及びグルコース・モニタリング・デバイス 50 を対にする（図４−５につ
いて上述した前の実施形態と類似している）ポンプ・アセンブリ 15 を含むことができる
。マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 800 は、ポンプ・アセンブリ 15 のコントロ
ーラ・デバイス 200 と無線通信する、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 又
は別のコンピューティング・デバイスも含む。一般に、用語「コンピューティング・デバ
イス」は、オペレーティング・システム及びアプリケーション・プログラムを走らせるこ
とができる、任意の適切なタイプのデータ処理デバイスのことをいう。コンピューティン
グ・デバイスの例には、汎用パーソナル・コンピュータ（PC）、マッキントッシュ、ワー
クステーション、UNIX ベースのワークステーション、ブレード・サーバ、ハンドヘルド
・コンピュータ、タブレット・コンピューティング・デバイス、パーソナル・デジタル・
アシスタント（PDA）、スマートフォン、これらのデータ処理デバイス又は他のデータ処
理デバイスのうちの任意の２つ以上の適切な組み合わせを含むことができる。モバイル・
コンピューティング・デバイス 60 又は他のコンピューティング・デバイスは、複雑な数
学的計算及びアルゴリズムを実行するために、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 8
00 に追加の処理能力を提供することができる。したがって、モバイル・コンピューティ
ング・デバイス 60 又は他のコンピューティング・デバイスを、１つ以上のユーザ固有の
用量パラメータを決定及び／又は更新するための適切なプログラム・アプリケーションを
実行するように構成することができる（例えば、適切に設計及びプログラムされる）。一
例として、モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、グルコース・モニタリング
・デバイス 50 及び／若しくは血糖メータ 70 から受信した血糖データに基づいて、並び
に／又はコントローラ・デバイス 200 から受け取ったポンプ使用データに基づいて、二
次フィードバック・ループ（プロセス 450 ）の一部として、１つ以上のユーザ固有の用
量パラメータを決定及び／又は更新することができる。モバイル・コンピューティング・
デバイス 60 は、将来の開ループ及び／又は閉ループで使用するために、ユーザ固有のパ
ラメータをコントローラ・デバイス 200 に送り返すことができる。
モバイル・コンピューティング・デバイス 60 は、追加的に、ローカル・コンピューテ
ィング・デバイス 92、リモート・コンピュータ・システム 90、又はその両方と、１つ以
上のネットワーク 95 を介して通信して、本明細書を通して説明する特徴及び機能を提供
することができる。例えば、リモート・コンピュータ・システム 90 は、上述した１つ以
上の（例えば二次フィードバック・ループ・プロセス 450 のような）プロセス（又はそ
の一部）を実行するようにプログラムされたサーバ・システム（例えば、専用コンピュー
タ・サーバ、クラウドベース・コンピュータ・システム、モバイル・アプリケーション・
サーバ・システム）とすることができる。前記ネットワーク 95 は、インターネット、無
線ネットワーク（例えば、モバイル・データ・ネットワーク、Wi-Fi ネットワーク）、ロ
ーカル・エリア・ネットワーク（LANs）、ワイド・エリア・ネットワーク（WANs）、バー
チャル・プライベート・ネットワーク（VPNs）、又はそれらの任意の組み合わせなどの様
々な適切な通信ネットワークの何れであっても良い。
次に図１２について述べると、マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 900 は、ベッ
ドサイド注入ポンプ・サブシステム 900a 及びポータブル注入ポンプ・サブシステム 900
b を含むことができる。ベッドサイド注入ポンプ・サブシステム 900a は、注入セット 1
46 と対になったベッドサイド注入ポンプ・アセンブリ 90、グルコース・モニタリング・
デバイス 50 、血糖メータ 70、コンピューティング・デバイス 60 とを含む。図１１に
ついて上述した前の実施形態と類似して、モバイル・コンピューティング・デバイス 60
は、１つ以上のユーザ固有のパラメータを決定する目的で、ベッドサイド注入ポンプ・ア
センブリ 90 及びグルコース・モニタリング・デバイス 50 からデータを受け取ることが
できる。ポータブル注入ポンプ・サブシステム 900b は、ポンプ・デバイス 100 及びコ
ントローラ・デバイス 200 をユーザのポケット 16 又はユーザの衣類の他の部分に装着
できる、ポケットサイズのポータブル・ポンプ・アセンブリ 15（図４−５を参照）を特
徴とする。例えば、ポンプ・デバイス 100 及びコントローラ・デバイス 200 は、一緒に
取り付けられ、ユーザのポケット６の中にピッタリと入るポンプ・アセンブリ15 を形成
することができる。ユーザは、ポータブル注入ポンプ・アセンブリ 15 を持ち運び、及び
注入セット 146 のチューブを使い、所望の注入部位に、薬剤を投与することができる。
更に、ポンプ・アセンブリ 15 を使用者が持ち運びながら（例えば、ポケット内に入れて
）、モニタリング・デバイス 50 を使用者の皮膚に装着することができる。ある場合では
、ベッドサイド・マルチモーダル薬剤デリバリ・システム 900a は、閉ループ・デリバリ
・モード（図８Ａ−Ｂを参照）に従って動作を実行し、一つ以上のユーザ固有の用量パラ
メータを決定するために二次フィードバック・ループを使用して、動作することが可能な
場合がある。それから、用量パラメータを、将来の開ループ及び／又は閉ループ動作で使
用するためにコントローラ・デバイス 200 に入力することができる。
いくつかの実施形態を説明してきた。そうではあるが、本発明の精神及び範囲から逸脱
することなく、様々な修正がなされ得ることが理解されるであろう。従って、他の実施形
態も以下の請求項の範囲内にある。

Claims (20)

  1. 血中のアナライト・レベルを変えるように適合した１つ以上の薬剤を投与するためのマ
    ルチモーダル薬剤デリバリ・システムを、動作させるために使用する複数のデリバリ・モ
    ードの中から第１デリバリ・モードを選択することと、
    前記第１デリバリ・モードに従って、ユーザに前記１つ以上の薬剤をデリバリすること
    であり、前記第１デリバリ・モードは、ユーザ固有の用量パラメータ及び前記第１デリバ
    リ・モードに対応する一次フィードバック・ループに基づいて、薬剤デリバリのスケジュ
    ールを提供する、ユーザに前記１つ以上の薬剤をデリバリすることと、
    マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが、前記第１デリバリ・モードに従って、及び
    前記第１デリバリ・モードを終了させることなく、動作している間に（i）アナライト・
    センサ・データ及び（ii）薬剤デリバリ・データ又は食物摂取データを取得することであ
    り、前記アナライト・センサ・データは、アナライト・センサによって生成され、１つ以
    上の特定の時期における前記ユーザの血中のアナライト・レベルを示し、前記薬剤デリバ
    リ・データは、前記１つ以上の薬剤がユーザにデリバリされた量と時期を定め、前記食物
    摂取データは、前記ユーザが１つ以上の食物を摂取した量と時期を定める、データを取得
    することと、
    二次フィードバック・ループを使用して、（i）前記アナライト・センサ・データ；及
    び（ii）前記薬剤デリバリ・データ又は前記食物摂取データに基づいて、ユーザ固有の用
    量パラメータの１つ以上の更新を決定することと、
    前記更新されるユーザ固有の用量パラメータに基づいて、前記第１デリバリ・モードに
    従って前記１つ以上の薬剤を前記ユーザにデリバリすることと、
    第２デリバリ・モードに切り替わり、前記第２デリバリ・モード及び前記更新されるユ
    ーザ固有の用量パラメータに従って、前記１つ以上の薬剤を前記ユーザにデリバリするこ
    とと、
    を含む、方法。
  2. 前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムがポータブル・インスリン注入ポンプ・シ
    ステムを含み、前記アナライト・センサ・データが血糖測定値を記述するデータを含み、
    前記薬剤デリバリ・データが前記ポータブル・インスリン注入ポンプ・システムから前記
    ユーザにデリバリされるインスリン用量を定める、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第２デリバリ・モードに切り替わることが、
    前記第１デリバリ・モードに従って前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動
    作することから移行するかどうかを決定することと、
    第１デリバリ・モードに従って動作することから移行することを決定することに応答
    して、前記複数のデリバリ・モードの中から前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システム
    が動作するために使用する前記第２デリバリ・モードを選択することと、
    前記第２デリバリ・モード及び更新されるユーザ固有の用量パラメータに従って、１
    つ以上の薬剤を投与するために、前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動作する
    ことと、
    を含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが、前記第２デリバリ・モードに従って、及び
    前記第２デリバリ・モードを終了することなく、動作している間に、
    前記第２デリバリ・モード及び前記更新されるユーザ固有の用量パラメータに従う前
    記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムの動作から、追加のアナライト・センサ・デー
    タ及び追加の薬剤デリバリ・データを取得することと、
    前記二次フィードバック・ループを使用して、（i）追加のアナライト・センサ・デ
    ータ及び（ii）追加の薬剤デリバリ・データに基づいて、前記ユーザ固有の用量パラメー
    タに対する１つ以上の追加の更新を決定することと、
    前記ユーザ固有の用量パラメータに対する前記追加の更新に基づいて、前記第２デリ
    バリ・モードに従って、１つ以上の薬剤を前記ユーザにデリバリすることと、を実行する
    ことを更に含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記二次フィードバック・ループが：
    （i）前記第１デリバリ・モードの間に生成される前記アナライト・センサ・データ
    及び前記薬剤デリバリ・データ；並びに
    （ii）前記第２デリバリ・モードの間に生成される追加のアナライト・センサ・デー
    タ及び追加の薬剤デリバリ・データ；
    の両方に基づいて、前記ユーザ固有の用量パラメータの追加更新を決定する、請求項４に
    記載の方法。
  6. 前記第１デリバリ・モードに従って動作することからの移行の決定が、移行トリガ・イ
    ベントの検出に基づく、請求項３−５の何れか一項に記載の方法。
  7. 前記移行トリガ・イベントが自動的に検出され、ユーザ入力が無い、請求項６に記載の
    方法。
  8. 前記移行トリガ・イベントが、アナライト・センサへの信号が失われること、又はアナ
    ライト・センサへの信号が取得されることを含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記移行トリガ・イベントが、前記第１デリバリ・モードに従って前記マルチモーダル
    薬剤デリバリ・システムが動作する時間期間の終了を含む、請求項７又は８に記載の方法
    。
  10. 前記移行トリガ・イベントが、閾値時間期間後に前記マルチモーダル薬剤デリバリ・シ
    ステムのコンポーネントの１つ以上の校正が終了していないことを含む、請求項７−９の
    何れか一項に記載の方法。
  11. 前記移行トリガ・イベントが、スケジュールされた移行が現在の時刻に発生することを
    示す、前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムを使用する患者についての時間ベース
    のスケジュールを含む、請求項７−１０の何れか一項に記載の方法。
  12. 前記移行トリガ・イベントが、前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムの１つ以上
    のコンポーネントが１つ以上の安全チェックに失敗することを含む、請求項７−１１の何
    れか一項に記載の方法。
  13. 前記移行トリガ・イベントが、前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムに与えられ
    たユーザ入力に基づいて検出される、請求項６−１２の何れか一項に記載の方法。
  14. 前記複数のデリバリ・モードが、少なくとも、閉ループ・デリバリ・モードと開ループ
    ・デリバリ・モードとを含み、並びに
    前記第１デリバリ・モードが、閉ループ・デリバリ・モードを含む、
    請求項１−１３の何れか一項に記載の方法。
  15. 複数のデリバリ・モードの中からの第１デリバリ・モードに従って、マルチモーダル薬
    剤デリバリ・システムの動作と並行して走る二次フィードバック・ループの一部として（
    i）アナライト・センサ・データ及び（ii）薬剤デリバリ・データ又は食物摂取データを
    受け取る受取ステップであり、前記アナライト・センサ・データは、アナライト・センサ
    によって生成され、１つ以上の特定の時期におけるユーザの血中のアナライト・レベルを
    示し、前記薬剤デリバリ・データは、１つ以上の薬剤が前記ユーザにデリバリされた量と
    時期を定め、前記食物摂取データは、前記ユーザが１つ以上の食物を摂取した量と時期を
    定める、データを受け取る受取ステップと、
    前記二次フィードバック・ループ、並びに少なくとも部分的には（i）前記アナライト
    ・センサ・データ及び（ii）前記薬剤デリバリ・データ又は前記食物摂取データに基づい
    て、選択されるデリバリ・モードに従って前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが
    動作するのに使われる１つ以上のユーザ固有の用量パラメータを更新するか否かを決定す
    る決定ステップと、
    前記二次フィードバック・ループによって、及び前記ユーザ固有の用量パラメータの更
    新を決定することに応じて、前記ユーザ固有の用量パラメータの１つ以上の更新を生成す
    る生成ステップと、並びに
    前記第１デリバリ・モードに従って、前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが動
    作することを、使用についての前記１つ以上の更新に提供する提供ステップであり、前記
    １つ以上の更新が前記第１デリバリ・モードに割り込むことなく、前記マルチモーダル薬
    剤デリバリ・システムの動作に組み込まれる、前記１つ以上の更新に提供する提供ステッ
    プと、
    を含む、方法。
  16. 前記１つ以上の更新を、
    （i）前記第１デリバリ・モードの間に生成される前記アナライト・センサ・データ及
    び前記薬剤デリバリ・データ；並びに
    （ii）第２デリバリ・モードの間に生成される追加のアナライト・センサ・データ及び
    追加の薬剤デリバリ・データ；
    の両方に基づいて、決定する、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記二次フィードバック・ループが、前記複数のデリバリ・モードにまたがって、前記
    受取ステップ、前記決定ステップ、前記生成ステップ及び前記提供ステップを繰り返し実
    行する、請求項１５又は１６に記載の方法。
  18. 前記マルチモーダル薬剤デリバリ・システムが、ポータブル・インスリン注入ポンプ・
    システムを備え、並びに
    前記二次フィードバック・ループを、（i）ポータブル・インスリン注入ポンプ・シス
    テムによる患者への１つ以上の薬剤デリバリを制御し、及び（ii）前記第１デリバリ・モ
    ードに従って、前記ポータブル・インスリン注入ポンプ・システムを動作させる、前記ポ
    ータブル・インスリン注入ポンプ・システムのコントローラ・デバイスと無線通信をする
    モバイル・コンピューティング・デバイス上で実行する、請求項１５−１７の何れか一項
    に記載の方法。
  19. 複数のデリバリ・モードが、少なくとも、閉ループ・デリバリ・モードと開ループ・デ
    リバリ・モードとを含み、
    第１デリバリ・モードが、前記閉ループ・デリバリ・モードを含む、請求項１５−１８
    の何れか一項に記載の方法。
  20. ユーザに投与する１つ以上の薬剤を受け取る薬剤デリバリ・システムであり、前記薬剤
    デリバリ・システムは、少なくとも部分的に、前記ユーザに前記１つ以上の薬剤を投与す
    るメカニズムを含む、薬剤デリバリ・システムと、
    前記１つ以上の薬剤を投与する前記メカニズムから前記薬剤を投与することを制御する
    ように構成されるコントローラとを含み、
    前記コントローラは（i）複数のデリバリ・モード及び（ii）前記複数のデリバリ・モ
    ードから独立した二次フィードバック・ループによって決定される１つ以上のユーザ固有
    の設定に従って、前記１つ以上の薬剤を投与することを制御するように構成され、
    前記複数のデリバリ・モードは、少なくとも、閉ループ・デリバリ・モード及び開ルー
    プ・デリバリ・モードを含み、前記閉ループ・デリバリ・モード及び前記開ループ・デリ
    バリ・モードは両方とも、少なくとも部分的には、前記二次フィードバック・ループによ
    って決定される前記１つ以上のユーザ固有の設定に基づいて動作する、ポータブル医療マ
    ルチモーダル薬剤デリバリ・システム。
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