JP2022075971A - グルコース目標の自動適合を備えたグルコース制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アメリカ国立衛生研究所(National Institutes of Health)により授与された契約DK097657及びDK101084のもとで政府支援により為された。政府は、本発明に所定の権利を有する。
インスリンのみの送達、又はインスリンと逆調節剤(例えばグルカゴン又はブドウ糖)との送達を用いる自律的グルコース制御システムにおいて使用されるグルコース目標(設定値)を自動的に調節する技術を記載する。グルコース目標は、(a)逆調節剤の使用量、あるいは(b)逆調節剤が利用可能であった場合の意図される使用量(例えばインスリンのみのシステムにおいて、又は逆調節剤若しくはその送達チャネルが一時的に利用不可能である場合)、(c)グルコースレベルの傾向(低グルコースレベル若しくは傾向の程度及び/若しくは持続時間の強調、並びに/又は平均グルコースを含む)、又は(d)これらの測定値の任意の組み合わせ、に基づいて自動的に適合される。本方法は、その間で動的グルコース目標が変動する範囲に関する上限値及び/又は下限値(静的又は動的)を設定してもよく、また、使用者が一時的に静的目標を設定する(分離した、繰り返しの、又は予定されたものを含む)ための選択肢と共存してもよい。本方法は、自律的グルコース制御システム内で実施されてもよく、又は半自律的グルコース制御システムにおける自律的制御期間中に実施されてもよい。
図1は、ヒトであってもよい動物対象(対象)12の血糖レベルを調節するための自動制御システム10を示す。対象12は、カテーテル(一つ又は複数)により結合された一つ以上の送達デバイス14、例えば注入ポンプから、インスリンを対象12の皮下空間へと受容する。下記に記載するように、送達デバイス14は、所定の環境下で血糖レベルを制御するための、例えばグルカゴン等の逆調節剤も送達することができる。インスリン及びグルカゴンの両方を送達するために、送達デバイス14は、インスリン及びグルカゴンのそれぞれ用の二重カートリッジを有する機械的駆動による注入機構であることができる。本記載では、特にグルカゴンに言及しているが、これは単に利便性のためであり、他の逆調節剤を使用してもよいことを理解するべきである。同様に、本明細書で用語「インスリン」は、天然のヒト又は動物インスリン、及び多様な形態のいずれかの合成インスリン(通常「インスリン類似体」と称される)を含む、インスリン様物質の全形態を包含するものと理解するべきである。
rtを入力、即ち「生の」目標グルコースレベル信号19を表すのに使用し、rt’を補正コントローラ26及び逆調節コントローラ22により使用される動的目標グルコースレベル信号を表すのに使用して、目標適合方法の一つの実施は:
Claims (17)
- (a)対象の測定グルコースレベルを示す測定グルコースレベル信号と、(b)目標グルコースレベル信号とに応答して、制御スキームに従ってインスリン用量制御信号を生成するように作動するコントローラであって、
前記コントローラは:
コンピュータ実行可能命令を格納するように構成されたメモリ;および、
メモリと通信し、コンピュータ実行可能命令を実行し少なくとも以下をするように構成されたプロセッサ、を含み:
前記目標グルコースレベル信号と、秒から分のオーダーで生じる前記測定グルコースレベル信号の変動とに基づいて補正インスリン用量を計算し;
第一の治療期間中に前記目標グルコースレベル信号の第一の値を使用して第一の補正インスリン用量を計算し;
より長期間にわたる前記測定グルコースレベル信号の値により表される経時変化の前記より長期間の傾向に基づいて、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択し;
前記修正値で前記目標グルコースレベル信号を設定し;
前記修正値で設定した目標グルコースレベル信号を第二の治療期間中に使用して第二の補正インスリン用量を計算し、それにより、投与される総インスリンを減らしながら、前記第一の治療期間と比較して前記第二の治療期間にわたって本質的に同じグルコース制御効果を達成し、
前記プロセッサは、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択するように構成されており、前記第一の治療期間の少なくとも一部にわたる前記より長期間の測定グルコースレベルの関数に基づくものであり、
前記関数が、測定されたグルコースレベルにより前記目標グルコースレベル信号の修正値に対して生じたずれを決定するため測定グルコースレベルが乗算されるスケーリング因子を用いる加重和であり、
および、前記スケーリング因子が、前記各測定グルコースレベルに応じて変動する、コントローラ。 - 前記プロセッサは更に、前記コントローラに対する入力パラメータとして提供された静的目標グルコースレベル信号から少なくとも前記目標グルコースレベル信号の修正値を計算することによって、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択するように構成される、請求項1に記載のコントローラ。
- 前記プロセッサは更に、少なくとも長期間にわたる逆調節剤の算出された用量の値によって表される第二の計算された長期間の傾向に基づき、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択するように構成され、
前記コントローラは更に、前記対象に注入するために前記逆調節剤の用量を送達するように構成された逆調節剤送達デバイスに逆調節剤用量制御信号を送信するように構成され、
前記コントローラは更に、前記制御スキームに従って、(a)前記測定グルコースレベル信号及び(b)目標グルコースレベル信号に応答して前記逆調節剤用量制御信号を生成して、前記対象の正常血糖を維持するよう作動する、請求項1に記載のコントローラ。 - 前記スケーリング因子が、前記各測定グルコースレベルの時間的位置に応じて変動する、請求項1にコントローラ。
- 前記プロセッサは、過去及び/又は後退期間にわたる前記逆調節剤の前記算出された用量の関数に基づいて、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択するよう構成される、請求項3に記載のコントローラ。
- 前記算出された用量の関数が、前記逆調節剤の前記算出された用量により前記目標グルコースレベル信号に対して生じたずれの大きさを規定する更なるスケーリング因子を用いる加重和である、請求項5に記載のコントローラ。
- 前記更なるスケーリング因子が、前記逆調節剤の前記各算出された用量の時間的位置に応じて変動する、請求項6に記載のコントローラ。
- 前記更なるスケーリング因子が、前記逆調節剤の前記各算出された用量の大きさに応じて変動する、請求項6に記載のコントローラ。
- 前記プロセッサは更に、前記対象に注入するために前記逆調節剤の前記算出された用量を送達するように構成された逆調節剤送達デバイスに逆調節剤用量制御信号を送信するように構成される、請求項6に記載のコントローラ。
- 前記逆調節剤が実際には前記対象に注入されず、前記逆調節剤の前記算出された用量が、前記逆調節剤が前記対象に注入された場合に前記対象に注入されるであろう用量を表す、請求項6にコントローラ。
- 前記プロセッサは、過去及び/又は後退時間幅における前記より長期間の測定グルコースレベルの関数に基づいて、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択するように構成される、請求項1に記載のコントローラ。
- 前記プロセッサは、前記過去及び/又は後退時間幅において、閾値が適用された前記測定グルコースレベルの関数に基づいて、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択するよう構成される請求項11に記載のコントローラ。
- 前記目標グルコースレベル信号に静的グルコース目標を一時的に設定することによって前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択することを抑制又は無効にし、使用者入力を受容するように構成され及び作動する、請求項1に記載のコントローラ。
- 完全自律的及び半自律的の両方で作動する、請求項1に記載のコントローラ。
- 前記プロセッサは、前記測定グルコースレベル信号の値を得るために使用される時間スケールと同一の時間スケール若しくはそれと同一かつ同時の時間スケール、又は前記測定グルコースレベル信号の値を得るために使用される時間スケールより短い若しくはより長い時間スケールに、前記目標グルコースレベル信号の修正値を自律的に選択するよう構成される、請求項1に記載のコントローラ。
- 対象への注入のためのインスリン用量を送達するように構成されたインスリン送達デバイス;および、
請求項1のコントローラを含み、
前記コントローラは、インスリン用量制御信号を前記インスリン送達デバイスに送信するように構成されている、センサ駆動型グルコース制御システム。 - 測定グルコースレベル信号を生成するように構成されたグルコースセンサをさらに備える、請求項16に記載のセンサ駆動型グルコース制御システム。
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