JP4728616B2 - Blood sugar level data analysis system, blood sugar level data analysis program - Google Patents

Blood sugar level data analysis system, blood sugar level data analysis program Download PDF

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Description

本発明は、血糖値データを加工することにより、糖尿病の予防や診断に有用な情報を求める血糖値データ分析システム、血糖値データ分析プログラムに関する。 The present invention, by processing the blood glucose level data relates blood glucose data analysis system for obtaining information useful for the prevention and diagnosis of diabetes, the blood glucose level data analysis program.

わが国の国内における糖尿病患者は、全体の5%以下を占める「一型糖尿病(インスリン依存型糖尿病)」と、全体の90%以上を占める「二型糖尿病(インスリン非依存型糖尿病)」とに大別される。一型糖尿病は、膵島にあるインスリン分泌細胞が破壊されインスリンが異常に不足するタイプであり、主に15歳未満の子供がかかるものである。一方、二型糖尿病は、40歳以上の成人がかかるタイプであり、環境や加齢に関係するものである。   The number of diabetic patients in Japan is large: “type 1 diabetes (insulin-dependent diabetes)”, which accounts for less than 5% of the total, and “type 2 diabetes (non-insulin-dependent diabetes)”, which accounts for more than 90% of the total. Separated. Type 1 diabetes is a type in which insulin-secreting cells in pancreatic islets are destroyed and insulin is abnormally deficient, and mainly affects children under 15 years of age. On the other hand, type 2 diabetes is a type that requires adults over 40 years of age and is related to the environment and aging.

このような糖尿病の診断と治療方針を決定するための代表的な検査として「糖負荷試験(75g O−GTT)」が挙げられる。糖負荷試験は、75gの糖を飲んで血糖や尿糖、血中インスリン値を測定し、時間変動をみる検査である。さらに、日本糖尿病学会からは「糖尿病の診断手順(新ガイドライン)」が提唱されている(例えば非特許文献1参照)。この「糖尿病の診断手順」によれば、空腹時における血糖値、糖負荷試験における血糖値データの2時間値、随時血糖値が基準値を超えるか否かおよびその他の糖尿病に関連する症状の有無により、患者が糖尿病であるか否かを診断する方法が示されている。   As a typical test for determining the diagnosis and treatment policy of such diabetes, “sugar tolerance test (75 g O-GTT)” can be mentioned. The glucose tolerance test is a test in which 75 g of sugar is taken, blood glucose, urine sugar, and blood insulin levels are measured and the time variation is observed. Furthermore, the Diabetes Society of Japan has proposed “Diabetes Diagnosis Procedure (New Guidelines)” (see, for example, Non-Patent Document 1). According to this “diagnosis procedure for diabetes”, blood glucose level in the fasting state, 2-hour value of blood glucose level data in the glucose tolerance test, whether or not the blood glucose level at any time exceeds the reference value, and the presence of other diabetes-related symptoms Shows a method for diagnosing whether or not a patient has diabetes.

図10は、従来の糖負荷試験における糖尿病診断の基準を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing the criteria for diabetes diagnosis in a conventional glucose tolerance test.

図10において、縦軸は空腹時における血糖値を示し、横軸は糖負荷試験における血糖値データの2時間値を示す。図10に示すように、空腹時における血糖値および糖負荷試験における血糖値データの2時間値のいずれもが基準値以下であれば、正常と診断される。また、空腹時における血糖値および糖負荷試験における血糖値データの2時間値のうち一方あるいは双方が別の基準となる範囲内であれば境界型と診断される。さらに空腹時における血糖値および糖負荷試験における血糖値データの2時間値のうち一方あるいは双方が一定の値を超えると糖尿病と診断される。   In FIG. 10, the vertical axis indicates the blood glucose level during fasting, and the horizontal axis indicates the 2-hour value of blood glucose level data in the glucose tolerance test. As shown in FIG. 10, if both the fasting blood glucose level and the 2-hour value of the blood glucose level data in the glucose tolerance test are equal to or less than the reference value, it is diagnosed as normal. Further, if one or both of the fasting blood glucose level and the 2-hour value of the blood glucose level data in the glucose tolerance test are within different reference ranges, the border type is diagnosed. Further, diabetes is diagnosed when one or both of the fasting blood glucose level and the two-hour blood glucose level data in the glucose tolerance test exceed a certain value.

一方、非侵襲または低侵襲的な血糖値の代表的な測定装置として、ある特定の波長の光を指先に透過させて光の減衰率から血糖値を計測する血糖計がある(例えば特許文献1参照)。この血糖計では、計測された患者の血糖値のデータから時間変化パターンが算出される。そして、算出された血糖値の時間変化パターンと予め保存された既知の血糖値の時間変化パターンが比較され、病気の型や薬の投与量が判定される。   On the other hand, as a typical non-invasive or minimally invasive blood glucose level measuring device, there is a blood glucose meter that transmits a specific wavelength of light through a fingertip and measures the blood glucose level from the light attenuation rate (for example, Patent Document 1). reference). In this blood glucose meter, a time change pattern is calculated from the measured blood glucose level data of the patient. Then, the calculated time change pattern of the blood glucose level is compared with a known time change pattern of the blood glucose level stored in advance to determine the disease type and the dose of the medicine.

また、血糖値の測定データの管理ソフトウェアとして、一定期間内における血糖値の平均値、最大最小値、時系列表示、頻度表示、時間別表示、指定範囲内外の割合表示等の処理を行なう糖尿病データ管理システムがある(例えば非特許文献2参照)。   In addition, as blood glucose level measurement data management software, diabetes data that performs processing such as average, maximum and minimum values, time series display, frequency display, hourly display, and ratio display within and outside the specified range within a certain period There is a management system (see, for example, Non-Patent Document 2).

さらに、慢性疾患患者の食事内容、服薬内容、体調などの生活状態情報を患者自身が自己管理することを支援する慢性疾患患者自己管理支援システムが提案される(例えば特許文献2参照)。このシステムは、ICカードに患者の生活状態情報を記録し、患者側の端末および医療機関の端末の双方において編集ないし表示させることができるようにしたものである。
特開2001−212114号公報 特開平08−140944号公報 笠間睦 “痴呆症・医療情報公開のホームページ”、[online],糖尿病の診断手順(新ガイドライン)、[平成16年6月1日検索]、インターネット<URL:http://www.inetmie.or.jp/~kasamie/index.html> 株式会社創新社 “糖尿病ネットワーク”、[online],SKK、メックネット ディーエム マネージャ(MEQNET DM Manager)、[平成15年10月6日検索]、インターネット<URL:http://www.dm-net.co.jp/skk/mane.htm>
Further, a chronic disease patient self-management support system is proposed that supports the patient himself / herself to manage life status information such as meal content, medication content, physical condition and the like of the chronic disease patient (see, for example, Patent Document 2). This system records patient life state information on an IC card, and can be edited or displayed on both the patient terminal and the medical institution terminal.
JP 2001-212114 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-140944 Satoshi Kasama “Dementia and medical information disclosure website”, [online] Diabetes diagnosis procedure (new guidelines), [Search June 1, 2004], Internet <URL: http: //www.inetmie.or .jp / ~ kasamie / index.html> Soshinsha "Diabetes Network", [online], SKK, MEQNET DM Manager, [October 6, 2003 search], Internet <URL: http: //www.dm-net. co.jp/skk/mane.htm>

糖尿病の診断においては、患者の血糖値データから診断に有用な情報を得ること、例えば糖代謝機能を示す指標を求め、患者の糖代謝機能を具体的に把握することや、糖代謝機能の指標値に応じて必要な食事量や運動量を具体的に数値として得ることが重要である。   In the diagnosis of diabetes, information useful for diagnosis is obtained from the blood glucose level data of the patient, for example, an index indicating the glucose metabolism function is obtained, the glucose metabolism function of the patient is specifically grasped, and the glucose metabolism function index It is important to obtain the necessary amount of meal and exercise as a specific value according to the value.

しかし、従来提唱される糖尿病の診断手順(新ガイドライン)によれば、血糖値データに基づいて患者が糖尿病であるか否かを判定できるものの、糖尿病の診断に有用な患者の糖代謝機能を数値として具体的に示したり、血糖値を具体的にコントロールするために必要な運動量や食事量といった情報を得ることができない。   However, according to the conventionally proposed diagnostic procedure for diabetes (new guidelines), it is possible to determine whether or not a patient is diabetic based on blood glucose level data. In particular, it is impossible to obtain information such as the amount of exercise and the amount of meal necessary for specifically indicating or controlling the blood glucose level.

また、従来の血糖計は、単純に時間に対する血糖値の変化率を求め既知のデータと比較判定するものであるため、患者の食事量や運動量を別途入力する必要があり、入力される食事量や運動量に誤差が存在すると判定結果に狂いが生じるといった欠点がある。また、血糖値データの判定におけるデータ利用に際し、ユーザの任意性の影響を受ける可能性があり、ユーザごとに判定結果にばらつきが生じる恐れがある。   In addition, since the conventional blood glucose meter simply determines the rate of change in blood glucose level over time and compares it with known data, it is necessary to input the patient's meal amount and exercise amount separately. If there is an error in the momentum or the momentum, there is a drawback that the determination result is distorted. Further, when data is used in determination of blood glucose level data, there is a possibility that the user's arbitraryness may be affected, and there is a possibility that the determination result varies for each user.

一方、従来の糖尿病データ管理システムは、一定期間内における血糖値の平均値等の統計データを算出するものであり、糖尿病の診断の支援とはなるものの患者の糖代謝機能を直接反映するパラメータを算出するものではないため、必要な運動量や食事量等の情報を得たり患者の糖代謝機能を具体的に把握することが困難である。   On the other hand, a conventional diabetes data management system calculates statistical data such as an average value of blood glucose level within a certain period, and supports parameters for directly reflecting a patient's glucose metabolism function although it assists in the diagnosis of diabetes. Since it is not calculated, it is difficult to obtain information such as the necessary amount of exercise and the amount of meal and to grasp the patient's glucose metabolism function specifically.

また、慢性疾患患者自己管理支援システムでは、食事情報リストや検査情報リストといった患者に関する各種リストや食事情報グラフ等の生活情報に関する履歴情報を記録ないし表示項目としているのみであり、患者の糖代謝機能を直接反映するパラメータ等の情報を求めるものではない。このため、十分に糖尿病の診断に血糖値データが利用できない恐れがある。   In addition, the chronic disease patient self-management support system only records or displays history information about various information related to patients such as a meal information list and a test information list and life information such as a meal information graph. It does not require information such as parameters that directly reflect. For this reason, there is a possibility that blood glucose level data cannot be sufficiently used for diagnosis of diabetes.

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、患者の血糖値データから糖代謝機能を患者固有の情報として抽出するとともに指標となるように数値化し、数値化された糖代謝機能に基づいて糖尿病の予防や診断に有用な情報を得ることが可能な血糖値データ分析システム、血糖値データ分析プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to cope with such a conventional situation. The sugar metabolism function is extracted from the patient's blood glucose level data as patient-specific information and digitized to serve as an index. function and an object diabetes prevention and diagnosis can obtain useful information to the blood glucose level data analysis system, to provide a blood glucose level data analysis program based on.

本発明に係る血糖値データ分析システムは、対象者の各時刻における血糖値の測定データを保存する血糖値測定データデータベースと、前記対象者の食事量および運動量の少なくとも一方をインパルス入力としそのインパルス入力に対するインパルス応答y(t)が血糖値の時間変化を表す二次遅れ要素で表された線形システムで前記対象者の糖代謝機能をモデル化した数式に基づいて前記対象者の糖代謝機能の指標を求める手段であって、前記血糖値測定データデータベースから読み込んだ前記測定データに基づいて求めた前記数式の時定数に係るパラメータを、前記糖代謝機能を表す指標の数値として出力する糖尿病指標値計算手段と、を有することを特徴とするものである。 Blood glucose level data analysis system according to the present invention, a blood glucose level measurement data database for storing measurement data of the blood glucose level at each time of a subject, at least one of meal size and momentum of the subject to an impulse input, its impulse An impulse response y (t) to an input is expressed by a linear system in which the subject's glucose metabolism function is modeled by a linear system represented by a second-order lag element representing a temporal change in blood glucose level. Diabetes index value which is a means for obtaining an index, and outputs a parameter relating to a time constant of the mathematical formula obtained based on the measurement data read from the blood glucose level measurement data database as a numerical value of an index representing the glucose metabolism function And calculating means .

本発明に係る血糖値データ分析システム、血糖値データ分析プログラムにおいては、患者の糖代謝機能を数値化し、数値化された糖代謝機能に基づいて糖尿病の予防や診断に有用な情報を得ることができる。 Blood glucose level data analysis system according to the present invention, Oite the blood glucose level data analysis program is to quantify the patient's glucose metabolism function, information useful for the prevention and diagnosis of diabetes based on the digitized sugar metabolism Obtainable.

本発明に係る血糖値データ分析システム、血糖値データ分析プログラムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。 Blood glucose level data analysis system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the blood glucose level data analysis program.

図1は本発明に係る血糖値データ分析システムの第1の実施形態を示す機能ブロック図である。   FIG. 1 is a functional block diagram showing a first embodiment of a blood sugar level data analysis system according to the present invention.

血糖値データ分析システム1は、モニタ2や入力装置3を備えたコンピュータ4に血糖値データ分析プログラムを読み込ませることにより、血糖値測定データデータベース5、糖尿病指標値計算手段6、糖尿病指標値判定手段7として機能させたものである。   The blood glucose level data analysis system 1 reads a blood glucose level data analysis program into a computer 4 equipped with a monitor 2 and an input device 3, thereby allowing a blood glucose level measurement data database 5, a diabetes index value calculation means 6, a diabetes index value determination means. 7 is made to function.

血糖値測定データデータベース5には、予め患者や受診者等の対象者の各時刻における血糖値の測定データが任意の方法で測定されて保存される。   In the blood glucose level measurement data database 5, blood glucose level measurement data at each time of a subject such as a patient or a patient is measured and stored in advance by any method.

糖尿病指標値計算手段6は、血糖値測定データデータベース5から血糖値の測定データを読み込んで、対象者の糖代謝機能を線形システムとみなしてモデル化することにより得られた数式を用いて、糖代謝機能の指標を数値として求める機能を有する。すなわち、対象者の糖代謝機能は線形システムにより近似することができる。   The diabetes index value calculation means 6 reads blood sugar level measurement data from the blood sugar level measurement data database 5 and uses the mathematical formula obtained by modeling the subject's sugar metabolism function as a linear system, It has a function to obtain an index of metabolic function as a numerical value. That is, the subject's glucose metabolism function can be approximated by a linear system.

ここで、糖尿病は一型糖尿病(インスリン依存型糖尿病)と、二型糖尿病(インスリン非依存型糖尿病)とに大別される。一型糖尿病の主な原因は血糖値を下げるためのインスリンが十分に分泌されないインスリン分泌不全である。一方、二型糖尿病の主な原因は、インスリン値が比較的高く、糖の負荷とともにインスリンの分泌が増加するにも関わらずインスリンが十分に働かずに血糖値が下がらない、いわゆるインスリン抵抗性を有することである。   Here, diabetes is roughly classified into type 1 diabetes (insulin-dependent diabetes) and type 2 diabetes (non-insulin-dependent diabetes). The main cause of type 1 diabetes is insulin secretion failure, which does not produce enough insulin to lower blood sugar levels. On the other hand, the main cause of type 2 diabetes is so-called insulin resistance, in which insulin levels are relatively high, and insulin secretion does not work well despite the increase in glucose secretion and glucose levels do not decrease. Is to have.

このような糖尿病患者は、糖負荷試験における血糖値とインスリン値の時間変化を調べることにより一型糖尿病患者であるのか二型糖尿病患者であるのか、または健常者であるのか否かを判定することができる。糖負荷試験は、75g(300カロリー)の糖を飲んで、血糖、尿糖、血中インスリン値を30分後、1時間後、2時間後に測定し、時間に対する血糖値の変化パターンを観察するものである。   To determine whether such diabetics are type 1 diabetics, type 2 diabetics, or healthy individuals by examining the temporal changes in blood glucose level and insulin level in the glucose tolerance test. Can do. The glucose tolerance test takes 75 g (300 calories) of sugar, measures blood glucose, urine sugar, and blood insulin levels after 30 minutes, 1 hour, and 2 hours, and observes the blood glucose level change pattern over time. Is.

図2は、健常者、一型糖尿病患者および二型糖尿病患者の糖負荷試験における血糖値とインスリン値の時間変化を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing temporal changes in blood glucose level and insulin level in a glucose tolerance test of healthy subjects, type 1 diabetes patients, and type 2 diabetes patients.

図2(a),(b),(c)において、右側の縦軸は血糖値を、左側の縦軸はインスリン値を、横軸は時間をそれぞれ示す。また、図2(a),(b),(c)中の実線および四角印または丸印は血糖値の時間変化を示す血糖値の測定データD1であり、点線および三角印は分泌されるインスリン値の時間変化を示すインスリン値データD2である。   2A, 2B, and 2C, the right vertical axis represents the blood glucose level, the left vertical axis represents the insulin value, and the horizontal axis represents time. 2 (a), 2 (b), and 2 (c), the solid line and the square mark or circle mark are blood glucose level measurement data D1 indicating the time change of the blood glucose level, and the dotted line and triangle mark are secreted insulin. It is insulin value data D2 which shows the time change of a value.

図2(a)は、健常者の血糖値の測定データD1およびインスリン値データD2を示す図である。図2(a)に示すように、健常者の場合には、糖の負荷により血糖値の測定データD1が増加すると、血糖値の測定データD1の増加に伴ってインスリン値データD2も増加し、インスリンの働きにより血糖値の測定データD1が減少するのが分かる。さらに、血糖値の測定データD1が減少するとインスリン値データD2も血糖値の測定データD1に追従して減少し、血糖値の測定データD1の最大値が2時間以内に現れることが分かる。   FIG. 2A is a diagram showing blood glucose level measurement data D1 and insulin level data D2 of a healthy person. As shown in FIG. 2 (a), in the case of a healthy person, when the blood glucose level measurement data D1 increases due to the sugar load, the insulin level data D2 also increases as the blood glucose level measurement data D1 increases. It can be seen that the blood glucose level measurement data D1 decreases due to the action of insulin. Further, when the blood glucose level measurement data D1 decreases, the insulin level data D2 also decreases following the blood glucose level measurement data D1, and the maximum value of the blood glucose level measurement data D1 appears within 2 hours.

図2(b)は、一型糖尿病患者の血糖値の測定データD1およびインスリン値データD2を示す図である。図2(b)に示すように、一型糖尿病患者の場合には、糖の負荷前におけるインスリン値データD2が低い。また、糖の負荷により血糖値の測定データD1が増加しても、インスリンの分泌がないためインスリン値データD2が増加せず、インスリンの働きがないために血糖値の測定データD1が下がらずに高値を示している。   FIG. 2B is a diagram showing blood glucose level measurement data D1 and insulin level data D2 of a type 1 diabetes patient. As shown in FIG. 2 (b), in the case of a type 1 diabetic patient, the insulin value data D2 before sugar loading is low. Further, even if the blood glucose level measurement data D1 increases due to the sugar load, the insulin level data D2 does not increase because there is no insulin secretion, and the blood glucose level measurement data D1 does not decrease because there is no action of insulin. It shows a high price.

図2(c)は、二型糖尿病患者の血糖値の測定データD1およびインスリン値データD2を示す図である。図2(c)に示すように、二型糖尿病患者の場合には、糖の負荷前におけるインスリン値データD2が比較的高い。また、糖の負荷により血糖値の測定データD1が増加すると、インスリンの分泌も増加してインスリン値データD2が増加するにも関わらず、インスリンが十分に働かないため血糖値の測定データD1が下がらずに高値を示している。   FIG.2 (c) is a figure which shows the measurement data D1 and insulin level data D2 of the blood glucose level of a type 2 diabetes patient. As shown in FIG. 2C, in the case of a type 2 diabetic patient, the insulin value data D2 before sugar loading is relatively high. In addition, when the blood glucose level measurement data D1 increases due to the sugar load, insulin secretion increases and the insulin level data D2 increases, but insulin does not work sufficiently, so the blood glucose level measurement data D1 decreases. It shows a high price.

つまり図2(a),図2(b)、図2(c)に示されるように健常者と糖尿病患者とでは糖負荷試験に対する血糖値の測定データD1やインスリン値データD2の時間変化パターンがそれぞれ異なることが分かる。例えば、図2(a)において血糖値の測定データD1の時間変化だけに着目すると、健常者では一度血糖値の測定データD1が極大値まで上昇し、それ以降は血糖値の測定データD1が下降している。ところが、図2(b)、図2(c)に示すように、インスリン分泌不全である一型糖尿病患者とインスリン抵抗性を示す二型糖尿病患者では血糖値の測定データD1が上昇するだけの時間変化パターンを示している。   That is, as shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), and 2 (c), the time-varying pattern of blood glucose level measurement data D1 and insulin level data D2 for a glucose tolerance test is different between a healthy person and a diabetic patient. You can see that they are different. For example, in FIG. 2 (a), focusing only on the time change of the blood glucose level measurement data D1, the blood glucose level measurement data D1 once rises to the maximum value in a healthy person, and thereafter the blood glucose level measurement data D1 decreases. is doing. However, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), in the type 1 diabetic patient with insulin secretion deficiency and the type 2 diabetic patient with insulin resistance, the time required for the blood glucose level measurement data D1 to rise is increased. The change pattern is shown.

また、図2(b)、図2(c)に示すように、一型糖尿病患者と二型糖尿病患者との違いは、インスリン値データD2の時間変化パターンにより識別することができる。   Further, as shown in FIGS. 2B and 2C, the difference between the type 1 diabetic patient and the type 2 diabetic patient can be identified by the time change pattern of the insulin value data D2.

ここで、図2(b)および図2(c)において一型糖尿病患者と二型糖尿病患者の血糖値の測定データD1が仮に上昇し続けると仮定すると、一型糖尿病患者と二型糖尿病患者とは死んでしまうことになるため、一型糖尿病患者および二型糖尿病患者に対して2時間以上に亘る血糖値の測定データD1の時間変化パターンに対する経過観察が許されるならば、必ず血糖値の測定データD1は極大値をむかえた後、低下していく時間変化パターンとなるはずである。   Here, in FIG. 2B and FIG. 2C, if it is assumed that the blood glucose level measurement data D1 of type 1 diabetic patients and type 2 diabetic patients continues to rise, the type 1 diabetic patients and type 2 diabetic patients Therefore, if the follow-up observation of the time change pattern of the blood glucose level measurement data D1 over 2 hours or more is allowed for type 1 diabetic patients and type 2 diabetic patients, measurement of the blood glucose level is surely required. The data D1 should have a time change pattern that decreases after reaching the maximum value.

つまり、一型糖尿病患者および二型糖尿病患者に共通する特徴としては、糖尿病患者の糖代謝機能が低下し糖代謝速度が遅くなっている点が挙げられる。そこで、糖代謝機能という観点だけに着目し、一型糖尿病患者および二型糖尿病患者の糖代謝機能を二次遅れ要素で表される線形システムとみなしてモデル化することができる。   That is, as a characteristic common to type 1 diabetic patients and type 2 diabetic patients, the sugar metabolic function of diabetic patients is lowered and the rate of sugar metabolism is slow. Therefore, focusing on only the viewpoint of the sugar metabolism function, the sugar metabolism function of patients with type 1 diabetes and type 2 diabetes can be regarded as a linear system represented by a second-order lag element and modeled.

そうすると、糖尿病患者の糖代謝機能によって糖分解される食事量を正の入力、運動量を負の入力とし、これら正負の入力が入力部で加算されてこの線形システムに入力される一方、離散的に連続サンプリングされた血糖値の測定データD1の絶対値を線形システムが出力するものと考えることができる。   Then, the amount of meal that is decomposed by the glucose metabolism function of a diabetic patient is set as a positive input, the amount of exercise is set as a negative input, and these positive and negative inputs are added at the input unit and input to this linear system, while discretely It can be considered that the linear system outputs the absolute value of the continuously sampled blood glucose level measurement data D1.

従って、線形システムの出力である一型糖尿病患者および二型糖尿病患者の血糖値の測定データD1における上昇の時定数が、健常者の血糖値の測定データD1における上昇の時定数に比べて非常に長いと解釈することができる。ただし、血糖値の測定データD1が上昇するときの時定数と、血糖値の測定データD1が下降するときの時定数は同じであるとは限らないので、時定数の自由度は考慮されている必要がある。   Therefore, the rise time constant in the measurement data D1 of the blood glucose level of the type 1 diabetic patient and the type 2 diabetes patient, which is the output of the linear system, is much higher than the rise time constant in the blood glucose measurement data D1 of the healthy person. It can be interpreted as long. However, since the time constant when the blood glucose level measurement data D1 rises and the time constant when the blood glucose level measurement data D1 falls are not necessarily the same, the degree of freedom of the time constant is considered. There is a need.

尚、糖尿病患者の糖代謝機能を二次遅れ要素として近似するのは、75gの糖を一時に摂取しているにもかかわらず糖尿病患者の血糖値の測定データD1は上昇を続けてしまうといった応答の遅れが発生するからである。つまり、仮に糖尿病患者の糖代謝機能を一次遅れ要素のインパルス応答として近似すると、線形システムの出力は瞬時に最高値に達した後、減衰する時間変化パターンとなるため、適切に血糖値の測定データD1を近似することができない。   The reason for approximating the glucose metabolism function of a diabetic patient as a second-order lag element is that the measurement data D1 of the blood glucose level of the diabetic patient continues to rise despite taking 75 g of sugar at a time. This is because a delay occurs. In other words, if the glucose metabolism function of a diabetic patient is approximated as an impulse response with a first-order lag element, the output of the linear system instantaneously reaches the maximum value and then decays over time. D1 cannot be approximated.

さらに、糖尿病患者の糖代謝機能を二次遅れ要素として近似すれば、ゲイン定数Kと2種類の時定数T1とT2だけで簡単に記述できるメリットを得ることができる。そして、二次遅れ要素により近似された線形システムにおいて時定数T1とT2を求めれば、得られた時定数T1とT2とが糖尿病患者の糖代謝機能を直接反映するパラメータ、または少なくとも糖尿病患者の糖代謝機能に密接に関連するパラメータであると考えて時定数T1とT2とを診断用に供することができる。   Furthermore, if the glucose metabolism function of a diabetic patient is approximated as a second-order lag element, it is possible to obtain a merit that can be simply described with only the gain constant K and the two types of time constants T1 and T2. Then, if the time constants T1 and T2 are obtained in a linear system approximated by a second-order lag element, the obtained time constants T1 and T2 directly reflect the sugar metabolism function of the diabetic patient, or at least the sugar of the diabetic patient. The time constants T1 and T2 can be used for diagnosis on the assumption that the parameters are closely related to the metabolic function.

このような線形システムにおいて、入力である食事量について検討すると、75gの糖を摂取するために要する時間や通常の1回の食事時間は30分程度であるため、血糖値の測定データD1が上昇するとき、あるいは下降のときの時定数T1、T2と比べて十分短いとみなされる。さらに、一日に費やす平均食事時間は1時間35分であることが知られている。同様に、線形システムの入力である運動量について検討すると、一日の運動量は1時間以下であることが大半である。   In such a linear system, when the amount of meal as an input is examined, the time required for taking 75 g of sugar or the normal meal time is about 30 minutes, so that the blood glucose level measurement data D1 increases. Is considered to be sufficiently shorter than the time constants T1 and T2 at the time of descending or descending. Furthermore, it is known that the average meal time spent per day is 1 hour and 35 minutes. Similarly, when examining the momentum that is the input of the linear system, the amount of exercise per day is usually less than one hour.

これらの事実から、時刻tにおける食事量を線形システムの入力x1(t)、運動量を線形システムの入力x2(t)とすると、入力x1(t)、x2(t)は制御理論でいうインパルスとみなしうる。即ち糖尿病患者における血糖値の測定データD1の時間変化パターンは近似的にインパルス応答とみなすことができる。尚、健常者の血糖値の測定データD1の時間変化パターンについても同様に、二次遅れ要素で表される線形システムのインパルス応答とみなすことができる。   From these facts, if the amount of meal at time t is the input x1 (t) of the linear system and the amount of exercise is the input x2 (t) of the linear system, the inputs x1 (t) and x2 (t) are impulses in the control theory. It can be considered. That is, the time change pattern of the blood glucose level measurement data D1 in a diabetic patient can be approximately regarded as an impulse response. Similarly, the temporal change pattern of the blood glucose level measurement data D1 of a healthy person can be regarded as an impulse response of a linear system represented by a second-order lag element.

図3は、図1に示す血糖値データ分析システム1により、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムのブロック線図である。   FIG. 3 is a block diagram of a linear system used when the blood sugar level data analysis system 1 shown in FIG.

糖尿病患者あるいは健常者の糖代謝機能を二次遅れ要素で表される線形システムとみなすと、糖代謝機能は図3に示すようなブロック線図で表される。すなわち、糖に分解される食事量である正の入力x1(t)のラプラス変換をX、糖消費につながる運動量である負のx2(t)のラプラス変換をXとすると、線形システムの入力はXとXの加算値となる。ただしtは、実時間領域での時刻を示し、x1(t)は糖の分量に換算した食事量、x2(t)は糖の分量に換算した運動負荷量とする。 If the glucose metabolism function of a diabetic patient or a healthy person is regarded as a linear system represented by a second-order lag element, the glucose metabolism function is represented by a block diagram as shown in FIG. That, X 1 Laplace transform of the input positive a meal size that is decomposed into sugars x1 (t), the Laplace transform of the negative x2 (t) is a momentum that leads to sugar consumption and X 2, the linear system input is the sum of X 1 and X 2. However, t indicates the time in the real time region, x1 (t) is the amount of meal converted into the amount of sugar, and x2 (t) is the amount of exercise load converted into the amount of sugar.

そして、線形システムの出力は、血糖値の測定データD1の絶対値をy(t)とするとy(t)のラプラス変換Yとなる。正確には、y(t)は、式(1)に示すように時刻tにおいて測定された血糖値の測定データD1の絶対値から測定データD1の最小絶対値を減じた値である。
[数1]
y(t)=(時刻tにおける血糖値の測定データの絶対値)−(血糖値の測定データの最小絶対値) ・・・(1)
また、図3に示すように線形システムは、二次遅れ要素で表されることから、定数α、β、Kを用いて周波数をsとする2次式を分母に有する式で示される。尚、線形システムの時定数をT1,T2とすると、定数α、βは式(2)で定義される。
[数2]
α=1/T1
β=1/T2
・・・(2)
図3のブロック線図で示される線形システムを数式化すると式(3)の関係が成立する。

Figure 0004728616
The output of the linear system is a Laplace transform Y of y (t), where y (t) is the absolute value of the blood glucose level measurement data D1. Precisely, y (t) is a value obtained by subtracting the minimum absolute value of the measurement data D1 from the absolute value of the measurement data D1 of the blood glucose level measured at time t as shown in the equation (1).
[Equation 1]
y (t) = (absolute value of blood glucose level measurement data at time t) − (minimum absolute value of blood glucose level measurement data) (1)
Further, as shown in FIG. 3, the linear system is represented by a second-order lag element, and thus is represented by an expression having a quadratic expression having a frequency s using constants α, β, and K as a denominator. If the time constants of the linear system are T1 and T2, the constants α and β are defined by equation (2).
[Equation 2]
α = 1 / T1
β = 1 / T2
... (2)
When the linear system shown in the block diagram of FIG. 3 is mathematically expressed, the relationship of Expression (3) is established.
Figure 0004728616

つまり、式(3)は、図3に示すブロック線図入出力関係を周波数s領域で表した式である。   That is, Expression (3) is an expression that represents the block diagram input / output relationship shown in FIG. 3 in the frequency s region.

一方、図3に示すブロック線図で示される線形システムの実時間領域におけるインパルス応答は、式(4)で示されることが知られている。

Figure 0004728616
On the other hand, it is known that the impulse response in the real time domain of the linear system shown by the block diagram shown in FIG.
Figure 0004728616

但し、デルタ関数δ(t)はインパルス入力を示し、インパルスδ(t)を−∞<t<∞で積分した値は1に等しくなるものとする。   However, the delta function δ (t) indicates an impulse input, and the value obtained by integrating the impulse δ (t) with −∞ <t <∞ is equal to 1.

つまり、式(4)は、時刻をt、ゲイン定数をK、α、β、入力をインパルスδ(t)とした場合に二次遅れ要素に対する実時間領域でのインパルス応答を表す式である。   That is, the equation (4) is an equation representing an impulse response in the real-time region for the second-order lag element, where time is t, gain constants are K, α, β, and input is impulse δ (t).

さらに、食事量としての入力x1(t)、運動量としての入力x2(t)は前述のように、インパルスとみなせることから、デルタ関数δ(t)を用いて表すことができる。ただし、食事量や運動量には大小の違いがあるはずなので、c1、c2を或る定数として、入力x1(t)、x2(t)は式(5)で表される。
[数5]
x1(t)=c1・δ(t)
x2(t)=c2・δ(t)
・・・(5)
従って、図3で示される線形システムに入力される食事量x1(t)と運動量x2(t)との加算値x(t)は式(6)のようになる。
[数6]
x(t)=x1(t)+x2(t)=c1・δ(t)+c2・δ(t) ・・・(6)
このため、式(4)の関係式から図3で示される線形システムに食事量x1(t)と運動量x2(t)との加算値x(t)がインパルスとして入力された場合の時間領域でのインパルス応答は、式(7)で示される。

Figure 0004728616
Furthermore, since the input x1 (t) as the amount of meal and the input x2 (t) as the amount of exercise can be regarded as impulses as described above, they can be expressed using the delta function δ (t). However, since there should be a difference in the amount of meal and the amount of exercise, the inputs x1 (t) and x2 (t) are expressed by Expression (5), where c1 and c2 are certain constants.
[Equation 5]
x1 (t) = c1 · δ (t)
x2 (t) = c2 · δ (t)
... (5)
Therefore, the added value x (t) of the amount of meal x1 (t) and the amount of exercise x2 (t) input to the linear system shown in FIG.
[Equation 6]
x (t) = x1 (t) + x2 (t) = c1 · δ (t) + c2 · δ (t) (6)
Therefore, in the time domain when the addition value x (t) of the amount of meal x1 (t) and the amount of exercise x2 (t) is input as an impulse to the linear system shown in FIG. The impulse response of is expressed by equation (7).
Figure 0004728616

図4は、図1に示す血糖値データ分析システム1により、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムのインパルス応答をグラフ化した図である。   FIG. 4 is a graph of the impulse response of the linear system used when the blood glucose level data analysis system 1 shown in FIG.

図4において、横軸は時間tを示し、縦軸は線形システムへの入力x(t)および出力y(t)の関数の値を示す。   In FIG. 4, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the function value of the input x (t) and output y (t) to the linear system.

式(7)において、各定数K、α、β、c1、c2を一定として、線形システムの出力である血糖値の測定データの絶対値y(t)を時間領域でグラフ化すると図4のような実線で示すような曲線となる。また、線形システムの入力x(t)を点線で示す。   In Expression (7), when the constants K, α, β, c1, and c2 are constant, the absolute value y (t) of the blood glucose level measurement data that is the output of the linear system is graphed in the time domain as shown in FIG. It becomes a curve as shown by a solid line. Also, the input x (t) of the linear system is indicated by a dotted line.

図4によれば、線形システムの出力である血糖値の測定データの絶対値y(t)は、極大値を堺に上昇および下降していることが分かる。そこで、線形システムの出力y(t)が極大値をとるときの時刻をtとすると、時刻tは出力y(t)の1階微分y’(t)=0を解くことにより、式(8)にように求めることができる。

Figure 0004728616
According to FIG. 4, it can be seen that the absolute value y (t) of the blood glucose level measurement data, which is the output of the linear system, rises and falls with the maximum value as much as possible. Therefore, if the time when the output y (t) of the linear system takes the maximum value is t 0 , the time t 0 is obtained by solving the first derivative y ′ (t) = 0 of the output y (t). (8) can be obtained as follows.
Figure 0004728616

つまり、式(8)は、二次遅れ要素に対する実時間領域でのインパルス応答y(t)が極大値をとるときの時刻tを求める式である。式(8)によれば、αとβの差が小さく(α−β)の値が0により近い程、式(8)の分母が小さくなるため時刻tが大きくなることが分かる。すなわち、(α−β)の値が0により近い程、血糖値の測定データの絶対値y(t)が極大値に達するまでの時間tが長くなり、糖尿病患者に共通してみられる血糖値の測定データの時間変化パターンに類似してくることが分かる。 That is, Expression (8) is an expression for obtaining the time t 0 when the impulse response y (t) in the real time region with respect to the second-order lag element takes a maximum value. According to the equation (8), it can be seen that the smaller the difference between α and β is, the closer the value of (α−β) is closer to 0, the smaller the denominator of the equation (8) becomes, so the time t 0 becomes larger. That is, as the value of (α−β) is closer to 0, the time t 0 until the absolute value y (t) of the blood glucose level measurement data reaches the maximum value becomes longer, and blood glucose commonly seen in diabetic patients It turns out that it resembles the time change pattern of the measured value data.

このため、α、βの大小と(α−β)が0に近いかどうか否かを糖尿病診断における重要な判断基準とできることが分かる。従って、糖尿病診断を適切に支援するためには、α、β、(α−β)の値を求めることが重要であることが分かる。   For this reason, it can be seen that whether α and β and (α−β) are close to 0 can be used as important judgment criteria in diabetes diagnosis. Therefore, it can be seen that it is important to determine the values of α, β, and (α−β) in order to appropriately support diabetes diagnosis.

ところで、図3のブロック線図および式(3)、式(7)で示される線形システムにおいて、入力x(t)(=x1(t)+x2(t))は断続的に発生するインパルスとみなせることが分かっているのみで、食事量としての入力x1(t)および運動量としての入力x2(t)の大小を表す情報である定数c1、c2の値は、糖尿病患者あるいは健常者が血糖値検出器以外の別の手段で計測するしかないため未知数である。また、各定数K、α、βも未知数である。   Incidentally, in the block diagram of FIG. 3 and the linear system represented by the equations (3) and (7), the input x (t) (= x1 (t) + x2 (t)) can be regarded as an intermittently generated impulse. It is only known that the values of constants c1 and c2, which are information indicating the magnitude of the input x1 (t) as the amount of meal and the input x2 (t) as the amount of exercise, are detected by a diabetic patient or a healthy person. It is an unknown because it can only be measured by another means other than the instrument. Each constant K, α, β is also an unknown number.

このように、各定数K、α、β並びに食事量や運動量の大小を表す定数c1、c2が未知数である一方、線形システムの出力である血糖値の測定データの絶対値y(t)の時間変化データのみが既知であることを前提として、糖尿病患者あるいは健常者の糖代謝機能の指標を数値として推定することができれば、推定された指標は食事量や運動量に左右されない普遍性がある生体情報として糖尿病の診断支援に非常に有効となることが期待される。   As described above, the constants K, α, β and the constants c1 and c2 representing the amount of meal and exercise amount are unknown numbers, while the absolute value y (t) of the blood glucose level measurement data that is the output of the linear system. Assuming that only the change data is known, if the glucose metabolism function index of a diabetic or healthy person can be estimated as a numerical value, the estimated index is universal biological information that does not depend on the amount of meal or exercise. It is expected to be very effective for diagnosis support of diabetes.

そこで、測定データy(t)から各定数α、βの値を推定する方法について説明する。まず、各定数α、βの値を推定は、血糖値の測定データy(t)が極小値から極大値へと変化した後、極小値となるまでの一連のデータ毎に区切って行なうものとする。即ち血糖値の測定データy(t)において、開始時刻t=0は、区切られた測定データy(t)が最初に極小値となった時刻とする。   Therefore, a method for estimating the values of the constants α and β from the measurement data y (t) will be described. First, the values of the constants α and β are estimated by dividing each blood glucose level measurement data y (t) from a minimum value to a maximum value and then to a series of data until it reaches a minimum value. To do. That is, in the blood glucose level measurement data y (t), the start time t = 0 is the time when the segmented measurement data y (t) first becomes the minimum value.

さらに、血糖値の測定データは2階微分まで可能な滑らかな関数で近似されるものとする。2階微分まで可能な関数としては、例えばスプライン関数を用いることができる。そうすると、実時間領域では血糖値の測定データy(t)そのものしか測定できないが、血糖値の測定データy(t)を微分することで付加情報を抽出することができる。即ち、血糖値の測定データy(t)から、測定データy(t)を時間tで1階微分した関数y’(t)(=dy(t)/dt)並びに測定データy(t)を時間tで2階微分した関数関数y’’(t)(=dy(t)/dt)を得ることができる。 Further, blood glucose level measurement data is approximated by a smooth function capable of up to second order differentiation. For example, a spline function can be used as a function capable of up to second order differentiation. Then, only the blood glucose level measurement data y (t) itself can be measured in the real time region, but the additional information can be extracted by differentiating the blood glucose level measurement data y (t). That is, from the blood glucose level measurement data y (t), a function y ′ (t) (= dy (t) / dt) obtained by first-order differentiation of the measurement data y (t) with respect to time t and the measurement data y (t) are obtained. A function function y ″ (t) (= d 2 y (t) / dt 2 ) obtained by second-order differentiation at time t can be obtained.

そして、得られた各関数y’(t)、y’’(t)と測定データy(t)との比をそれぞれとることにより、式(9)および式(10)が得られる。

Figure 0004728616
Figure 0004728616
Then, equations (9) and (10) are obtained by taking respective ratios of the obtained functions y ′ (t), y ″ (t) and measurement data y (t).
Figure 0004728616
Figure 0004728616

式(9)は、血糖値の測定データy(t)と1階微分した関数y’(t)とから得られるデータ(y’(t)/y(t))を表す式であり、式(10)は血糖値の測定データy(t)と2階微分した関数y’’(t)とから得られるデータ(y’’(t)/y(t))を表す式である。   Equation (9) is an equation representing data (y ′ (t) / y (t)) obtained from blood glucose measurement data y (t) and first-order differentiated function y ′ (t). (10) is an expression representing data (y ″ (t) / y (t)) obtained from the blood glucose level measurement data y (t) and the second-order differentiated function y ″ (t).

このため、式(7)に示すように定数Kについては(c1+c2)との積になっているので分離推定することができないものの、式(9)と式(10)とからなる非線形連立方程式を数値的に解くことで、時刻tにおける定数α、βをパラメータとして推定することができる。つまり糖代謝機能の指標としてパラメータα、βおよび(α−β)を時間tの関数として求めることができる。   Therefore, as shown in the equation (7), the constant K is a product of (c1 + c2) and cannot be estimated by separation, but the nonlinear simultaneous equations consisting of the equations (9) and (10) are By solving numerically, the constants α and β at time t can be estimated as parameters. That is, the parameters α, β, and (α−β) can be obtained as a function of time t as an index of the sugar metabolism function.

そして、血糖値データ分析システム1の糖尿病指標値計算手段6には、血糖値測定データデータベース5に予め測定されて保存された血糖値の測定データy(t)を読み込んで、糖代謝機能の指標としてパラメータα、βおよび(α−β)の少なくとも1つを、望ましくは全てを時間tの関数として求める機能が備えられる。   The diabetes index value calculation means 6 of the blood sugar level data analysis system 1 reads the blood sugar level measurement data y (t) measured and stored in the blood sugar level measurement data database 5 in advance, and displays the glucose metabolism function index. As at least one of the parameters α, β and (α-β), preferably all as a function of time t.

図5は、図1に示す血糖値データ分析システム1により、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムから導かれた式(9)および式(10)と血糖値の測定データy(t)とから糖代謝機能の指標として求められたパラメータα、βおよび(α−β)を時間tの関数としてグラフ化した図である。   FIG. 5 shows blood glucose level measurement data derived from the linear system used when the blood sugar level data analysis system 1 shown in FIG. FIG. 4 is a graph of parameters α, β and (α−β) obtained as an index of a sugar metabolism function from y (t) as a function of time t.

図5(a)は、糖代謝機能の指標であるパラメータα、βおよび(α−β)を求めるために用いられた健常者の血糖値の測定データy(t)を示し、横軸は時間tを、縦軸はy(t)の値をそれぞれ示す。血糖値の測定データy(t)は、図5(a)の点線枠のように極小値から極大値へと変化した後、極小値となるまでの一連のデータ毎に区切られ、区切られた各領域における測定データy(t)が最初にそれぞれ極小値となった時刻が各測定データy(t)のそれぞれの開始時刻t=0とされる。   FIG. 5 (a) shows blood glucose level measurement data y (t) of a healthy person used to determine parameters α, β and (α-β), which are indicators of glucose metabolism function, and the horizontal axis represents time. t represents the value of y (t) on the vertical axis. The blood glucose level measurement data y (t) is divided into a series of data from the minimum value to the maximum value until it reaches the minimum value, as indicated by the dotted frame in FIG. 5A. The start time t = 0 of each measurement data y (t) is the time at which the measurement data y (t) in each region first has a minimum value.

図5(b)は、図5(a)に示す測定データy(t)から得られたパラメータαを示し、横軸は時間tを、縦軸はパラメータαの値をそれぞれ示す。図5(b)によれば、健常者のパラメータαは時間tとともに増減を繰返し、極大値および極小値を各領域において有する傾向を示すことが分かる。そして、少なくとも各領域において、パラメータαがある一定の値を超えるときが存在することが分かる。   FIG. 5B shows the parameter α obtained from the measurement data y (t) shown in FIG. 5A, the horizontal axis shows the time t, and the vertical axis shows the value of the parameter α. According to FIG. 5B, it can be seen that the parameter α of the healthy person repeatedly increases and decreases with time t, and shows a tendency to have a maximum value and a minimum value in each region. It can be seen that there is a time when the parameter α exceeds a certain value in at least each region.

図5(c)は、図5(a)に示す測定データy(t)から得られたパラメータβを示し、横軸は時間tを、縦軸はパラメータβの値をそれぞれ示す。図5(c)によれば、健常者のパラメータβはパラメータαに比べて時間的な変動が小さく、常時ある一定の値以下あるいは未満となる傾向を示すことが分かる。   FIG. 5C shows the parameter β obtained from the measurement data y (t) shown in FIG. 5A, the horizontal axis shows time t, and the vertical axis shows the value of parameter β. According to FIG. 5C, it can be seen that the parameter β of the healthy person has a small temporal variation compared to the parameter α, and tends to always be less than or less than a certain value.

図5(d)は、図5(a)に示す測定データy(t)から得られたパラメータ(α−β)を示し、横軸は時間tを、縦軸はパラメータ(α−β)の値をそれぞれ示す。図5(d)によれば、健常者のパラメータ(α−β)は時間tとともに増減を繰返し、極大値および極小値を各領域において有する傾向を示すことが分かる。また、健常者のパラメータ(α−β)は、常時ある一定の値以上となる傾向を示すことが分かる。   FIG. 5 (d) shows the parameter (α−β) obtained from the measurement data y (t) shown in FIG. 5 (a), the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the parameter (α-β). Each value is shown. According to FIG. 5 (d), it can be seen that the parameter (α−β) of a healthy person repeatedly increases and decreases with time t, and shows a tendency to have a maximum value and a minimum value in each region. Moreover, it turns out that the parameter ((alpha)-(beta)) of a healthy person shows the tendency which becomes always more than a fixed value.

そして、このようにして糖尿病指標値計算手段6により求められたパラメータα、βおよび(α−β)は、糖代謝機能の指標として糖尿病指標値判定手段7に与えられる。   The parameters α, β and (α−β) thus obtained by the diabetes index value calculation means 6 are given to the diabetes index value determination means 7 as an index of the glucose metabolism function.

糖尿病指標値判定手段7は、糖尿病指標値計算手段6から糖代謝機能の指標として受けたパラメータα、βおよび(α−β)の値を予め設定された閾値と比較することにより、パラメータα、βおよび(α−β)を求めるために用いられた血糖値の測定データy(t)が健常者のものであるか、あるいは糖尿病患者や境界型患者のものであるのかを判定する機能と、判定結果をモニタ2に与えて表示させる機能を有する。   The diabetes index value determination means 7 compares the values of the parameters α, β and (α−β) received as an index of the glucose metabolism function from the diabetes index value calculation means 6 with a preset threshold value, so that the parameters α, a function of determining whether blood glucose measurement data y (t) used for obtaining β and (α-β) is that of a healthy person, or of a diabetic patient or a borderline patient, The determination result is given to the monitor 2 and displayed.

ところで、通常以上に長い時間をかけて連続的に食事をすると、線形システムへの入力x(t)が続くことになるため、見かけ上の糖代謝機能が低下したように振舞う。即ち、時定数T(=1/α)やT(=1/β)が大きめに計算される傾向にある。また、運動を全くしない場合にも、入力x(t)が増加して見かけ上の時定数TやTが大きめ計算される傾向にある。健常者であるか否かを判定する場合には、この時定数TやTが小さいか否かが重要な判断基準となる。 By the way, when eating continuously over a longer time than usual, the input x (t) to the linear system continues, so that the apparent sugar metabolism function behaves as if it has been reduced. That is, the time constants T 1 (= 1 / α) and T 2 (= 1 / β) tend to be calculated larger. Even when no movement is performed, the input x (t) increases and the apparent time constants T 1 and T 2 tend to be calculated larger. When determining whether a healthy person, whether the time constant T 1 and T 2 is small is an important criterion.

そこで、パラメータαについては図5(b)の点線で囲った部分に示されるように、各領域においてパラメータαがある予め設定された閾値εαを超える場合あるいは閾値εα以上となる場合が存在するか否かを測定データy(t)が健常者のものであるかの判定基準とすることができる。また、パラメータβについては図5(c)に示すように、パラメータβが常時ある閾値εβ以下あるいは未満であるか否かを測定データy(t)が健常者のものであるか否かの判定基準とすることができる。さらに、パラメータ(α−β)については図5(d)に示すように、パラメータ(α−β)が常時ある閾値εα−β以上であるか否かを測定データy(t)が健常者のものであるか否かの判定基準とすることができる。 Therefore, there is a case for the parameter alpha is that, as shown in a portion surrounded by a dotted line in FIG. 5 (b), a case or a threshold epsilon alpha or exceeds the parameter alpha preset threshold is epsilon alpha in each area It can be used as a criterion for determining whether the measurement data y (t) belongs to a healthy person. As for parameter β, as shown in FIG. 5C, whether parameter β is always less than or less than a certain threshold value ε β, whether measurement data y (t) is that of a healthy person or not. It can be a criterion. Further, as shown in FIG. 5 (d), the parameter (α-β) indicates whether the parameter (α-β) is always greater than or equal to a certain threshold value ε α-β. It can be used as a criterion for determining whether or not it is.

そして、糖尿病指標値判定手段7は、パラメータα、β、(α−β)の一部あるいは全部について、各閾値との比較により血糖値の測定データy(t)が健常者のものであるか、あるいは糖尿病患者や境界型患者のものであるのかを判定し、必要に応じてパラメータα、β、(α−β)の値とともに判定結果をモニタ2に与えて表示させることができるように構成される。   Then, the diabetes index value determination means 7 determines whether the blood glucose level measurement data y (t) is that of a healthy person by comparing each of the parameters α, β, (α−β) with each threshold value. Alternatively, it can be determined whether the patient is a diabetic patient or a borderline patient, and the determination result is given to the monitor 2 together with the values of the parameters α, β, and (α−β) as necessary. Is done.

一方、より簡単に線形システムにおける時定数Tに関係するパラメータα(=1/T)を推定することができる場合として、時定数Tと時定数Tとが極端に異なる場合が挙げられる。例えば、時定数Tが時定数Tよりも十分に大きく、T>>Tの関係がある場合には、式(4)の線形システムの実時間領域におけるデルタ関数δ(t)に対するインパルス応答y(t)を示す式においてパラメータβを含む指数項を無視することができる。このため、式(4)は、パラメータαを用いて式(11)のように近似することができる。

Figure 0004728616
On the other hand, a case where the parameter α (= 1 / T 1 ) related to the time constant T 1 in the linear system can be estimated more easily is a case where the time constant T 1 and the time constant T 2 are extremely different. It is done. For example, when the time constant T 1 is sufficiently larger than the time constant T 2 and there is a relationship of T 1 >> T 2 , for the delta function δ (t) in the real time domain of the linear system of Equation (4) The exponential term including the parameter β can be ignored in the equation indicating the impulse response y (t). Therefore, Equation (4) can be approximated as Equation (11) using the parameter α.
Figure 0004728616

つまり、式(11)は、T>>Tの関係がある場合に式(4)において、パラメータβを含む指数項を無視して近似した式である。 That is, Expression (11) is an expression approximated by ignoring the exponent term including the parameter β in Expression (4) when there is a relationship of T 1 >> T 2 .

さらに、近似式(11)と血糖値の測定データy(t)からパラメータαを求めるための計算式は式(12)に示す式となる。

Figure 0004728616
Furthermore, the calculation formula for obtaining the parameter α from the approximate expression (11) and the blood glucose level measurement data y (t) is the expression shown in the expression (12).
Figure 0004728616

このように、パラメータαあるいはパラメータβの一方を含む指数項を無視することにより、式(11)と同等な近似式が成立するとみなせるような場合には、糖尿病指標値計算手段6は式(12)のような近似式により、血糖値の測定データy(t)からより簡易な計算でパラメータαあるいはパラメータβを求めることができる。   As described above, when the exponential term including one of the parameter α or the parameter β is ignored and the approximate expression equivalent to the expression (11) can be regarded as being established, the diabetes index value calculation means 6 can calculate the expression (12 ) Can be obtained from the blood glucose level measurement data y (t) by simpler calculation.

図6は、図1に示す血糖値データ分析システム1により、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムから時定数の差が十分に大きいとして導かれた式(12)と血糖値の測定データy(t)とから糖代謝機能の指標として求められたパラメータαおよび推定入力x(t)を時間tの関数としてグラフ化した図である。   FIG. 6 shows the expression (12) derived from the linear system used when the glucose metabolism function analysis system 1 shown in FIG. It is the figure which graphed the parameter (alpha) calculated | required as a parameter | index of glucose metabolism function from the measurement data y (t) of value, and the estimated input x (t) as a function of time t.

図6(a)は、糖代謝機能の指標であるパラメータαを求めるために用いられた健常者の血糖値の測定データy(t)を示し、横軸は時間tを、縦軸はy(t)の値をそれぞれ示す。血糖値の測定データy(t)は、図6(a)の点線枠のように極小値から極大値へと変化した後、極小値となるまでの一連のデータ毎に区切られ、区切られた各領域における測定データy(t)が最初にそれぞれ極小値となった時刻が各測定データy(t)のそれぞれの開始時刻t=0とされる。   FIG. 6A shows measurement data y (t) of a healthy person's blood glucose level used to obtain the parameter α which is an index of the glucose metabolism function, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents y ( The values of t) are shown respectively. The blood glucose level measurement data y (t) is divided into a series of data until it reaches the minimum value after changing from the minimum value to the maximum value as indicated by the dotted frame in FIG. 6A. The start time t = 0 of each measurement data y (t) is the time at which the measurement data y (t) in each region first has a minimum value.

図6(b)は、図6(a)に示す測定データy(t)の対数関数ln{y(t)}を示し、横軸は時間tを、縦軸は対数関数ln{y(t)}の値をそれぞれ示す。図6(b)によれば、対数関数ln{y(t)}は、測定データy(t)とおおよそ同期するように極大値を有することが分かる。   FIG. 6B shows the logarithmic function ln {y (t)} of the measurement data y (t) shown in FIG. 6A, where the horizontal axis represents time t and the vertical axis represents the logarithmic function ln {y (t (t)). )} Values are shown respectively. According to FIG. 6B, it can be seen that the logarithmic function ln {y (t)} has a maximum value so as to be approximately synchronized with the measurement data y (t).

図6(c)は、図6(b)に示す対数関数ln{y(t)}を微分することにより求められたパラメータαを示し、横軸は時間tを、縦軸はパラメータαの値をそれぞれ示す。図6(c)によれば、健常者のパラメータαは時間tとともに増減を繰返し、極大値および極小値を各領域において有する傾向を示すことが分かる。そして、少なくとも各領域において、パラメータαがある一定の値を超える場合並びにパラメータαがある一定の値を以下ないし未満となる場合が存在することが分かる。   FIG. 6C shows the parameter α obtained by differentiating the logarithmic function ln {y (t)} shown in FIG. 6B, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the value of the parameter α. Respectively. According to FIG. 6C, it can be seen that the parameter α of the healthy person repeatedly increases and decreases with time t, and shows a tendency to have a maximum value and a minimum value in each region. It can be seen that at least in each region, there are cases where the parameter α exceeds a certain value and cases where the parameter α falls below or below a certain value.

図6(d)は、図6(a)に示す測定データy(t)および近似により得られた線形システムのインパルス応答式から推定された入力x(t)(=x1(t)+x2(t))を示し、横軸は時間tを、縦軸は入力x(t)の値をそれぞれ示す。図6(d)に示すように、式(4)においてパラメータαあるいはパラメータβの一方を含む指数項を無視することができる場合には、入力x(t)の値を推定することができる。このため、糖尿病指標値計算手段6に食事量と運動量との加算値である入力x(t)を推定する機能を備え、得られた入力x(t)を糖尿病診断における食事量や運動量のアドバイス等の診断支援のために参照できるようにすることもできる。   FIG. 6D shows an input x (t) (= x1 (t) + x2 (t) estimated from the measurement data y (t) shown in FIG. 6A and the impulse response equation of the linear system obtained by approximation. )), The horizontal axis represents the time t, and the vertical axis represents the value of the input x (t). As shown in FIG. 6D, when the exponential term including one of the parameter α or the parameter β can be ignored in the equation (4), the value of the input x (t) can be estimated. For this reason, the diabetes index value calculation means 6 has a function of estimating an input x (t) that is an added value of the amount of meal and the amount of exercise, and the obtained input x (t) is used for advice on the amount of meal and the amount of exercise in the diagnosis of diabetes. It is also possible to make it possible to refer to such information for diagnosis support.

そして、このようにして糖尿病指標値計算手段6により求められたパラメータαおよび入力x(t)は、糖代謝機能の指標や診断支援のための有用な情報として糖尿病指標値判定手段7に与えられる。   Then, the parameter α and the input x (t) obtained by the diabetes index value calculation means 6 in this way are given to the diabetes index value determination means 7 as an index of the glucose metabolism function and useful information for diagnosis support. .

さらに、式(4)においてパラメータβを含む指数項を無視してパラメータαが求められた場合には、図6(c)の点線で囲った部分に示すように、糖尿病指標値計算手段6から受けたパラメータαが各領域において、ある予め設定された閾値εα1を超える場合あるいは閾値εα1以上となる場合が存在し、かつある予め設定された閾値εα2を未満あるいは閾値εα2以下となる場合が存在するか否かを、糖尿病指標値判定手段7が測定データy(t)が健常者のものであるかを判定する際の判定基準とすることができる。 Further, when the parameter α is obtained by ignoring the exponent term including the parameter β in the equation (4), as shown in the part surrounded by the dotted line in FIG. in the received parameter α is the region, and there preset there may be the case, or the threshold epsilon [alpha] 1 or more than the threshold epsilon [alpha] 1, and less than a certain preset threshold epsilon [alpha] 2 or the threshold epsilon [alpha] 2 or less Whether or not a case exists can be used as a criterion for determining whether the diabetes index value determination unit 7 determines that the measurement data y (t) belongs to a healthy person.

次に血糖値データ分析システム1の作用について説明する。   Next, the operation of the blood sugar level data analysis system 1 will be described.

図7は、図1に示す血糖値データ分析システム1により血糖値の測定データy(t)から糖代謝機能の指標を求めるとともに測定データy(t)が健常者のものであるかを判定する手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。   7 obtains an index of the glucose metabolism function from the blood glucose level measurement data y (t) by the blood glucose level data analysis system 1 shown in FIG. 1 and determines whether the measurement data y (t) belongs to a healthy person. It is a flowchart which shows a procedure, The code | symbol which attached | subjected the number to S in the figure shows each step of a flowchart.

まずステップS1において、予め対象となる糖尿病患者や糖尿病の疑いのある者等の対象者の血糖値の各時刻tにおける測定データy(t)が計測されて、入力装置3から血糖値測定データデータベース5に保存される。血糖値の計測方法は任意であり、例えば血糖値計測装置と血糖値データ分析システム1とを一体に構成して、血糖値計測装置の出力が随時血糖値測定データデータベース5に書き込まれて記録されるようにしてもよい。   First, in step S1, measurement data y (t) at each time t of the blood glucose level of a subject such as a diabetic subject or a person suspected of having diabetes is measured in advance, and the blood glucose level measurement data database is input from the input device 3. 5 is stored. The method of measuring the blood glucose level is arbitrary. For example, the blood glucose level measurement device and the blood glucose level data analysis system 1 are integrated, and the output of the blood glucose level measurement device is written and recorded in the blood glucose level measurement data database 5 as needed. You may make it do.

次に、ステップS2において、血糖値測定データデータベース5に保存された対象者の血糖値の各時刻tにおける測定データy(t)が糖尿病指標値計算手段6により読み込まれる。   Next, in step S 2, the measurement data y (t) at each time t of the blood glucose level of the subject stored in the blood glucose level measurement data database 5 is read by the diabetes index value calculation means 6.

次に、ステップS3において、糖尿病指標値計算手段6は、血糖値測定データデータベース5から読み込んだ血糖値の測定データy(t)に基づいて、二次遅れ要素で表された線形システムから導かれる各種計算式、例えば式(9)と式(10)とからなる非線形連立方程式を数値的に解くことで、時刻tにおけるパラメータα、βおよび(α−β)を糖代謝機能の指標として求める。そして、糖尿病指標値計算手段6は、求めたパラメータα、βおよび(α−β)を糖尿病指標値判定手段7に与える。   Next, in step S3, the diabetes index value calculation means 6 is derived from the linear system represented by the second-order lag element based on the blood glucose level measurement data y (t) read from the blood glucose level measurement data database 5. By numerically solving the nonlinear simultaneous equations composed of various calculation formulas, for example, formula (9) and formula (10), the parameters α, β and (α−β) at time t are obtained as indices of the sugar metabolism function. Then, the diabetes index value calculation means 6 gives the obtained parameters α, β and (α−β) to the diabetes index value determination means 7.

次に、ステップS4において、糖尿病指標値判定手段7は、糖尿病指標値計算手段6から受けた各パラメータα、βおよび(α−β)の値を、予めそれぞれについて設定された閾値εα、εβおよびεα−βと比較する。そして、糖尿病指標値判定手段7は、パラメータαについては、閾値εαを超える場合あるいは閾値εα以上となる場合が存在するか否かを判定する。また、パラメータβについては、常時ある閾値εβ以下あるいは未満であるか否かを判定する。さらに、パラメータ(α−β)については、常時ある閾値εα−β以上であるか否かを判定する。 Next, in step S4, the diabetes index value determination means 7 uses the values of the parameters α, β and (α−β) received from the diabetes index value calculation means 6 as threshold values ε α and ε that are set in advance. Compare with β and ε α-β . Then, diabetes index value determination means 7, the parameters alpha determines whether may be the case, or the threshold epsilon alpha or exceeds the threshold epsilon alpha exists. Also, the parameters beta determines whether the threshold epsilon beta or less or less than that at all times. Further, it is determined whether or not the parameter (α−β) is equal to or larger than a certain threshold value εα −β .

ステップS4において、糖尿病指標値判定手段7は、各パラメータα、βおよび(α−β)の閾値εα、εβおよびεα−βとの比較による判定結果を、各パラメータα、βおよび(α−β)の値とともにモニタ2に与えて表示させる。 In step S4, the diabetes index value judging means 7 obtains the judgment results by comparing the parameters α, β and (α−β) with the thresholds ε α , ε β and ε α-β, and sets the parameters α, β and ( The value is given to the monitor 2 together with the value of α−β) for display.

この結果、診断者は、各パラメータα、βおよび(α−β)の閾値εα、εβおよびεα−βとの比較による判定結果を参照することにより、対象者が糖尿病あるいは境界型であるか否かを知ることができる。例えば、各パラメータα、βおよび(α−β)が全て閾値εα、εβおよびεα−βで示される条件を満たしている場合には、対象者が健常者であると診断することができる。また、各パラメータα、βおよび(α−β)の全部あるいは一部が、閾値εα、εβおよびεα−βで示される条件を満たしていない場合には、対象者が糖尿病患者あるいは境界型であると診断することができる。尚、糖尿病患者であるか境界型であるかの基準は、例えば経験的に予め別途定めておくことができる。 As a result, the diagnostician refers to the determination result by comparing each parameter α, β and (α−β) with the threshold values ε α , ε β and ε α-β , so that the subject is diabetic or borderline. You can know if there is. For example, if each parameter α, β and (α−β) all satisfy the conditions indicated by the threshold values ε α , ε β and ε α-β , the subject may be diagnosed as a healthy person. it can. In addition, when all or a part of each parameter α, β and (α−β) does not satisfy the conditions indicated by the threshold values ε α , ε β and ε α-β , the subject is a diabetic patient or a boundary. It can be diagnosed as a type. In addition, the reference | standard whether it is a diabetic patient or a boundary type can be separately determined beforehand, for example empirically.

さらに、診断者は、各パラメータα、βおよび(α−β)の値を確認することにより、対象者の糖代謝機能を数値的かつ具体的にパラメータとして把握することもできる。   Furthermore, the diagnostician can grasp the subject's glucose metabolism function numerically and specifically as parameters by confirming the values of the parameters α, β and (α−β).

以上のような血糖値データ分析システム1によれば、糖尿病患者等の対象者が有する糖代謝機能を線形システムと仮定するモデル化を行なうことにより、糖代謝機能を直接反映するパラメータを具体的な数値で表される指標として推定することができる。このため、医学的に根拠のあるパラメータを表示することが可能となり、糖尿病診断支援の有効性を向上させることが出来る。   According to the blood glucose level data analysis system 1 as described above, a parameter that directly reflects the glucose metabolism function is specified by performing modeling assuming that the glucose metabolism function of a subject such as a diabetic patient is a linear system. It can be estimated as a numerical index. For this reason, it is possible to display medically-founded parameters, and the effectiveness of diabetes diagnosis support can be improved.

また、従来は食事直後の血糖値の時間変化率を計算するなどして、糖尿病の重度を判定する手法が提案されていたが、この手法では、食事量や運動量などの影響が大きくなるという問題があった。すなわち、多量に食事を取った場合や、運動を活発に行った場合には、血糖値の時間変化率が大きめとなるというエラーが生じる恐れがあり、このようなエラーが生じた場合には、食事量や運動量を別の手段で測定して補正する等のデータ処理が必要になるといった欠点があった。加えて、従来の糖尿病診断支援手法では、糖尿病患者の生体情報を合理的に反映したパラメータを診断支援のために求めて表示させることも難しかった。   In addition, a method for determining the severity of diabetes by calculating the rate of time change in blood glucose level immediately after a meal has been proposed. However, this method has a problem that the influence of the amount of meal and exercise amount increases. was there. In other words, if you eat a lot of food or if you exercise actively, there is a risk of an error that the time change rate of the blood glucose level becomes large, and if such an error occurs, There is a drawback that data processing such as measuring and correcting the amount of meal and the amount of exercise by another means is necessary. In addition, in the conventional diabetes diagnosis support method, it is difficult to obtain and display a parameter that reasonably reflects the biological information of the diabetic patient for diagnosis support.

一方、血糖値データ分析システム1によれば、食事量や運動量が糖尿病診断支援のための指標であるパラメータを求める際に必要とならないため、食事量や運動量の影響を大きく受けることがない。このため、より正確な指標を対象者の糖代謝機能を反映させたパラメータとして求めることができる。   On the other hand, according to the blood sugar level data analysis system 1, since the amount of meal and the amount of exercise are not required when obtaining a parameter that is an index for diabetes diagnosis support, the amount of exercise and the amount of exercise are not greatly affected. For this reason, a more accurate index can be obtained as a parameter reflecting the subject's glucose metabolism function.

尚、血糖値データ分析システム1において、糖代謝機能を反映させたパラメータを求めるのみとして、対象者が糖尿病患者であるか否かの判定はユーザによるものとしてもよい。従って、糖尿病指標値判定手段7を省略して血糖値データ分析システム1を構成してもよい。   Note that, in the blood glucose level data analysis system 1, the determination as to whether or not the subject is a diabetic patient may be made by the user only by obtaining a parameter that reflects the glucose metabolism function. Therefore, the blood glucose level data analysis system 1 may be configured by omitting the diabetes index value determination means 7.

図8は本発明に係る血糖値データ分析システムの第2の実施形態を示す機能ブロック図である。   FIG. 8 is a functional block diagram showing a second embodiment of the blood sugar level data analysis system according to the present invention.

図8に示された、血糖値データ分析システム1Aでは、糖負荷試験データデータベース10およびシステム入力推定手段11を設けた点並びに各構成要素の詳細機能が図1に示す血糖値データ分析システム1と相違する。処理に用いられる二次遅れで表される線形システムを始めとして他の構成および作用については図1に示す血糖値データ分析システム1と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して同様な機能については説明を省略する。   In the blood sugar level data analyzing system 1A shown in FIG. 8, the sugar load test data database 10 and the system input estimating means 11 are provided, and the detailed functions of each component are the same as the blood sugar level data analyzing system 1 shown in FIG. Is different. Since other configurations and operations including a linear system represented by a second-order lag used for processing are not substantially different from the blood glucose level data analysis system 1 shown in FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals. Description of similar functions is omitted.

血糖値データ分析システム1Aは、モニタ2や入力装置3を備えたコンピュータ4に血糖値データ分析プログラムを読み込ませることにより、糖負荷試験データデータベース10、血糖値測定データデータベース5、糖尿病指標値計算手段6、糖尿病指標値判定手段7およびシステム入力推定手段11として機能させたものである。   The blood sugar level data analysis system 1A allows the computer 4 equipped with the monitor 2 and the input device 3 to read the blood sugar level data analysis program, so that the glucose tolerance test data database 10, the blood sugar level measurement data database 5, the diabetes index value calculation means 6. Functions as diabetes index value judging means 7 and system input estimating means 11.

糖負荷試験データデータベース10には、予め糖負荷試験を行うことにより得られた患者や受診者等の対象者の各時刻における血糖値データが糖負荷試験データとして保存される。   In the glucose tolerance test data database 10, blood glucose level data at each time of a subject such as a patient or a examinee obtained by conducting a glucose tolerance test in advance is stored as glucose tolerance test data.

血糖値測定データデータベース5には、予め糖負荷試験が行なわれない場合の患者や受診者等の対象者の各時刻における血糖値の測定データが任意の方法で測定されて保存される。   In the blood glucose level measurement data database 5, blood glucose level measurement data at each time of a subject such as a patient or a examinee when a glucose tolerance test is not performed in advance is measured and stored by an arbitrary method.

糖尿病指標値計算手段6は、糖負荷試験データデータベース10から糖負荷試験の結果として得られた血糖値データである糖負荷試験データを読み込んで、対象者の糖代謝機能を二次遅れ要素で表された線形システムとみなしてモデル化することにより得られた数式に糖負荷試験データをフィッティングすることにより、糖代謝機能の指標を数値として求める機能を有する。すなわち、糖負荷試験において対象者に投与される糖の量は一定量(75g)と規定されており、線形システムの入力とされる食事量x1(t)は数値として既知である。   The diabetes index value calculation means 6 reads glucose tolerance test data, which is blood glucose level data obtained as a result of the glucose tolerance test, from the glucose tolerance test data database 10, and expresses the subject's glucose metabolism function as a second-order lag element. By fitting the sugar tolerance test data to a mathematical formula obtained by modeling as a linear system, a function of obtaining an index of the glucose metabolism function as a numerical value is provided. That is, the amount of sugar administered to the subject in the glucose tolerance test is defined as a constant amount (75 g), and the dietary amount x1 (t) that is input to the linear system is known as a numerical value.

従って、線形システムのインパルス応答y(t)の式(7)、すなわち図4に示されるインパルス応答y(t)のカーブに糖負荷試験データをカーブフィッティングさせれば、定数K、α、βを糖代謝機能の指標として推定することができる。   Accordingly, if the glucose tolerance test data is curve-fitted to the equation (7) of the impulse response y (t) of the linear system, that is, the curve of the impulse response y (t) shown in FIG. 4, the constants K, α, and β It can be estimated as an index of glucose metabolism function.

糖尿病指標値判定手段7は、糖尿病指標値計算手段6により推定された糖代謝機能の指標、例えば定数α、β、(α−β)等の指標を図1に示す血糖値データ分析システム1の糖尿病指標値判定手段7と同様な閾値を用いた比較手法により、糖負荷試験データが糖尿病患者、境界型あるいは健常者のものであるかを判定する機能と、判定結果をモニタ2に与えて表示させる機能を有する。この際、必要に応じて糖代謝機能の指標そのものを数値としてモニタ2に与えて表示させることもできる。   The diabetes index value determining means 7 is an index of the glucose metabolism function estimated by the diabetes index value calculating means 6, for example, indices such as constants α, β, (α−β), etc. A function for determining whether the glucose tolerance test data is for a diabetic patient, a boundary type or a healthy person, and a determination result are given to the monitor 2 and displayed by a comparison method using the same threshold as the diabetes index value determination means 7 It has a function to make it. At this time, if necessary, the indicator of the sugar metabolism function itself can be given as a numerical value to the monitor 2 for display.

システム入力推定手段11は、糖尿病指標値計算手段6により推定された定数K、α、βを用いて、周波数領域における線形システムの伝達関数を求める機能と、血糖値測定データデータベース5に保存された実時間領域における血糖値の測定データである線形システムの出力および上記伝達関数の情報から線形システムの入力x(t)を推定する機能を有する。   The system input estimation means 11 is stored in the blood glucose level measurement data database 5 with a function for obtaining the transfer function of the linear system in the frequency domain using the constants K, α, and β estimated by the diabetes index value calculation means 6. It has a function of estimating the input x (t) of the linear system from the output of the linear system, which is blood glucose level measurement data in the real-time region, and the transfer function information.

すなわち、線形システムの伝達関数をG,線形システムの入力x(t)および出力y(t)のそれぞれをラプラス変換した結果をX、Yとすると、線形システムのインパルス応答は式(13)で示される。
[数13]
Y=GX ・・・(13)
従って、式(13)より線形システムの入力x(t)は、式(14)で表される。
[数14]
x(t)=L−1(X)=L−1(Y/G) ・・・(14)
但し、L−1は、逆ラプラス変換を示す。
That is, if the transfer function of the linear system is G, and the result of Laplace transform of each of the input x (t) and the output y (t) of the linear system is X and Y, the impulse response of the linear system is expressed by Equation (13). It is.
[Equation 13]
Y = GX (13)
Therefore, the input x (t) of the linear system is expressed by equation (14) from equation (13).
[Formula 14]
x (t) = L −1 (X) = L −1 (Y / G) (14)
However, L −1 indicates inverse Laplace transform.

従って、伝達関数Gの逆数1/Gと血糖値の測定データy(t)のラプラス変換Yとの積Y/Gを求め、Y/Gを逆ラプラス変換すれば、実時間における入力x(t)を過去に遡って推定することができる。   Therefore, if the product Y / G of the inverse 1 / G of the transfer function G and the Laplace transform Y of the blood glucose level measurement data y (t) is obtained, and Y / G is subjected to the inverse Laplace transform, the real time input x (t ) Can be estimated retroactively.

さらに、入力x(t)は、食事量x1(t)と運動量x2(t)の加算値である。このため、糖に換算された食事量x1(t)と食事のカロリー量との換算係数や、糖の分量に換算した運動負荷量x2(t)と運動量のカロリー量との換算係数が既知である場合には、食事量x1(t)および運動量x2(t)を食事のカロリー量や運動のカロリー量といった身近な量として表現することもできる。   Furthermore, the input x (t) is an added value of the amount of meal x1 (t) and the amount of exercise x2 (t). For this reason, the conversion coefficient between the amount of meal x1 (t) converted into sugar and the amount of calories in the meal, and the conversion coefficient between the amount of exercise load x2 (t) converted into the amount of sugar and the amount of calories of exercise are known. In some cases, the meal amount x1 (t) and the exercise amount x2 (t) can be expressed as familiar amounts such as the calorie amount of the meal and the calorie amount of the exercise.

そして、食事量x1(t)、運動量x2(t)、食事のカロリー量および運動のカロリー量の全部あるいは一部を推定する機能が必要に応じてシステム入力推定手段11に備えられる。また、システム入力推定手段11により推定された線形システムの入力x(t)、食事量x1(t)、運動量x2(t)、食事のカロリー量および運動のカロリー量等の情報は、モニタ2に与えられて表示できるように構成される。   The system input estimation unit 11 is provided with a function for estimating all or part of the meal amount x1 (t), the exercise amount x2 (t), the calorie amount of the meal, and the calorie amount of the exercise as necessary. Information such as the input x (t) of the linear system, the amount of meal x1 (t), the amount of exercise x2 (t), the amount of calorie of the meal, and the amount of calorie of the exercise estimated by the system input estimating means 11 is displayed on the monitor 2. Configured to be given and displayable.

次に血糖値データ分析システム1Aの作用について説明する。   Next, the operation of the blood sugar level data analysis system 1A will be described.

図9は、図8に示す血糖値データ分析システム1Aにより、糖負荷試験データから糖代謝機能の指標を求めるとともに血糖値の測定データy(t)から入力x(t)を推定する手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。   FIG. 9 shows a procedure for obtaining an index of the glucose metabolism function from the glucose tolerance test data and estimating the input x (t) from the measurement data y (t) of the blood glucose level by the blood glucose level data analysis system 1A shown in FIG. It is a flowchart, The code | symbol which attached | subjected the number to S in the figure shows each step of a flowchart.

まず、ステップS10において、予め対象者の糖負荷試験が行なわれ、糖負荷試験の結果得られた血糖値データが入力装置3を介して血糖値データ分析システム1Aに入力される。そして、糖負荷試験データとして糖負荷試験データデータベース10に保存される。   First, in step S10, a subject's glucose tolerance test is performed in advance, and blood glucose level data obtained as a result of the glucose tolerance test is input to the blood glucose level data analysis system 1A via the input device 3. And it is preserve | saved in the glucose tolerance test data database 10 as glucose tolerance test data.

次に、ステップS11において、糖尿病指標値計算手段6は、糖負荷試験データデータベース10から糖負荷試験データを読み込む。   Next, in step S <b> 11, the diabetes index value calculation means 6 reads glucose tolerance test data from the glucose tolerance test data database 10.

次に、ステップS12において、糖尿病指標値計算手段6は、図4および式(7)で示される線形システムのインパルス応答y(t)のカーブに糖負荷試験データをカーブフィッティングさせることにより、定数K、α、βを糖代謝機能の指標として推定する。そして、糖尿病指標値計算手段6は、推定した定数K、α、βを糖尿病指標値判定手段7およびシステム入力推定手段11に与える。   Next, in step S12, the diabetes index value calculation means 6 performs the curve fitting of the glucose tolerance test data to the curve of the impulse response y (t) of the linear system shown in FIG. , Α, and β are estimated as indicators of glucose metabolism function. Then, the diabetes index value calculation means 6 gives the estimated constants K, α, and β to the diabetes index value determination means 7 and the system input estimation means 11.

次に、ステップS13において、糖尿病指標値判定手段7は、糖尿病指標値計算手段6から受けた定数α、βから各パラメータα、βおよび(α−β)と閾値との比較判定を行う。   Next, in step S13, the diabetes index value determination means 7 performs a comparison determination between the parameters α, β and (α−β) and the threshold values from the constants α, β received from the diabetes index value calculation means 6.

次に、ステップS14において、糖尿病指標値判定手段7は、各パラメータα、βおよび(α−β)の閾値との比較判定結果をモニタ2に与えることにより表示される。この結果、診断者は、各パラメータα、βおよび(α−β)の閾値との比較による判定結果を参照することにより、対象者が糖尿病あるいは境界型であるか否かを知ることができる。   Next, in step S14, the diabetes index value determining means 7 is displayed by giving the monitor 2 the result of comparison determination with the threshold values of the parameters α, β and (α−β). As a result, the diagnostician can know whether or not the subject is diabetic or borderline by referring to the determination result by comparison with the threshold values of the parameters α, β and (α−β).

また、ステップS15では、任意のタイミングで対象者の各時刻tにおける血糖値の測定データy(t)が計測されて、入力装置3から血糖値測定データデータベース5に保存される。   In step S15, blood glucose level measurement data y (t) at each time t of the subject is measured at an arbitrary timing and stored in the blood glucose level measurement data database 5 from the input device 3.

次に、ステップS16において、システム入力推定手段11は、血糖値測定データデータベース5から血糖値の測定データy(t)を読み込む。   Next, in step S <b> 16, the system input estimation unit 11 reads blood glucose level measurement data y (t) from the blood glucose level measurement data database 5.

次に、ステップS17において、システム入力推定手段11は、糖尿病指標値計算手段6から受けた定数K、α、βを用いて線形システムにおける伝達関数Gの逆数1/Gを求める。さらに、システム入力推定手段11は、伝達関数Gの逆数1/Gと血糖値測定データデータベース5から読み込んだ血糖値の測定データy(t)のラプラス変換Yとの積Y/Gを求める。そして、システム入力推定手段11は、式(14)に示すようにY/Gを逆ラプラス変換すれことにより実時間における入力x(t)を過去に遡って推定する。   Next, in step S17, the system input estimation unit 11 obtains the inverse 1 / G of the transfer function G in the linear system using the constants K, α, and β received from the diabetes index value calculation unit 6. Further, the system input estimation means 11 obtains the product Y / G of the inverse 1 / G of the transfer function G and the Laplace transform Y of the blood glucose level measurement data y (t) read from the blood glucose level measurement data database 5. Then, the system input estimation means 11 estimates the input x (t) in real time retroactively by performing inverse Laplace transform on Y / G as shown in the equation (14).

また、必要に応じて入力x(t)から任意の手法で食事量x1(t)、運動量x2(t)、食事のカロリー量および運動のカロリー量の全部あるいは一部を推定する。   Further, if necessary, the whole or a part of the amount of meal x1 (t), the amount of exercise x2 (t), the amount of calorie of the meal, and the amount of calorie of the exercise is estimated from the input x (t).

次に、ステップS18において、システム入力推定手段11は、推定した入力x(t)、食事量x1(t)、運動量x2(t)、食事のカロリー量および運動のカロリー量の全部あるいは一部をモニタ2に与えることにより表示させる。   Next, in step S18, the system input estimation means 11 obtains all or part of the estimated input x (t), meal amount x1 (t), exercise amount x2 (t), meal calorie amount, and exercise calorie amount. It is displayed by giving to the monitor 2.

この結果、診断者は、モニタ2に表示された情報から最新の食事量の入力x(t)と次の食事量の入力x(t)の間の時刻tにおいて、食事量をどの程度まで制限すれば良いか、あるいは運動量をどの程度増やせばよいかといった具体的な数値目標を食事治療やインスリン投与などの管理の立場から合理的に導くことができる。   As a result, the diagnostician limits the amount of meals from the information displayed on the monitor 2 to the extent of the meal quantity at time t between the latest meal quantity input x (t) and the next meal quantity input x (t). It is possible to rationally derive a specific numerical target such as how to increase the amount of exercise or how much exercise should be performed from the standpoint of management such as diet therapy or insulin administration.

以上のような血糖値データ分析システム1Aによれば、図1に示す血糖値データ分析システム1と同様な効果に加え、糖負荷試験データから線形システムにおけるゲイン定数Kや時定数T1(=1/α)、T2(=1/β)を推定することができるため、線形システムの入出力を支配する伝達関数(または常微分方程式)を求めることができる。この結果、血糖値の測定データy(t)から過去に時間を遡って過去の入力x(t)、すなわち過去の食事量x1(t)と過去の運動量x2(t)の加算値を推定することができる。そして、次回の食事時刻までに、食事量x1(t)や運動量x2(t)に要求される目安を数値として示すことができる。   According to the blood glucose level data analysis system 1A as described above, in addition to the same effect as the blood glucose level data analysis system 1 shown in FIG. 1, the gain constant K and the time constant T1 (= 1/1 /) in the linear system are obtained from the glucose tolerance test data. Since α) and T2 (= 1 / β) can be estimated, a transfer function (or ordinary differential equation) governing the input / output of the linear system can be obtained. As a result, the past input x (t), that is, the past meal amount x1 (t) and the past exercise amount x2 (t) is estimated from the blood glucose level measurement data y (t) in the past. be able to. Then, by the next meal time, a standard required for the meal amount x1 (t) and the exercise amount x2 (t) can be shown as a numerical value.

本発明に係る血糖値データ分析システムの第1の実施形態を示す機能ブロック図。1 is a functional block diagram showing a first embodiment of a blood sugar level data analysis system according to the present invention. 健常者、一型糖尿病患者および二型糖尿病患者の糖負荷試験における血糖値とインスリン値の時間変化を示す図。The figure which shows the time change of the blood glucose level and insulin level in the glucose tolerance test of a healthy person, a type 1 diabetes patient, and a type 2 diabetes patient. 図1に示す血糖値データ分析システムにより、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムのブロック線図。The block diagram of the linear system used when calculating | requiring the parameter | index of a glucose metabolism function as a numerical value with the blood glucose level data analysis system shown in FIG. 図1に示す血糖値データ分析システムにより、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムのインパルス応答をグラフ化した図。The figure which plotted the impulse response of the linear system used when calculating | requiring the parameter | index of a glucose metabolism function as a numerical value with the blood glucose level data analysis system shown in FIG. 図1に示す血糖値データ分析システムにより、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムから導かれた式(9)および式(10)と血糖値の測定データy(t)とから糖代謝機能の指標として求められたパラメータα、βおよび(α−β)を時間tの関数としてグラフ化した図。Expressions (9) and (10) derived from a linear system used when calculating an index of glucose metabolism function as a numerical value by the blood sugar level data analysis system shown in FIG. 1 and blood sugar level measurement data y (t) FIG. 3 is a graph in which parameters α, β and (α−β) obtained as indices of sugar metabolism function are plotted as a function of time t. 図1に示す血糖値データ分析システムにより、糖代謝機能の指標を数値として求める際に用いられる線形システムから時定数の差が十分に大きいとして導かれた式(12)と血糖値の測定データy(t)とから糖代謝機能の指標として求められたパラメータαおよび推定入力x(t)を時間tの関数としてグラフ化した図。The blood glucose level data analysis system shown in FIG. 1 derives from the linear system used when obtaining an index of the glucose metabolism function as a numerical value, and the blood glucose level measurement data y derived from the equation (12) derived from the fact that the time constant difference is sufficiently large. The figure which graphed the parameter (alpha) calculated | required as a parameter | index of glucose metabolism function from (t), and the estimated input x (t) as a function of time t. 図1に示す血糖値データ分析システムにより血糖値の測定データy(t)から糖代謝機能の指標を求めるとともに測定データy(t)が健常者のものであるかを判定する手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure which calculates | requires whether the measurement data y (t) is a healthy subject while calculating | requiring the parameter | index of glucose metabolism function from the measurement data y (t) of a blood glucose level by the blood glucose level data analysis system shown in FIG. 本発明に係る血糖値データ分析システムの第2の実施形態を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows 2nd Embodiment of the blood glucose level data analysis system which concerns on this invention. 図8に示す血糖値データ分析システムAにより、糖負荷試験データから糖代謝機能の指標を求めるとともに血糖値の測定データy(t)から入力x(t)を推定する手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure which calculates | requires the parameter | index of glucose metabolism function from the glucose tolerance test data, and estimates input x (t) from the measurement data y (t) of a blood glucose level by the blood glucose level data analysis system A shown in FIG. 従来の糖負荷試験における糖尿病診断の基準を示す図。The figure which shows the standard of diabetes diagnosis in the conventional glucose tolerance test.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A 血糖値データ分析システム
2 モニタ
3 入力装置
4 コンピュータ
5 血糖値測定データデータベース
6 糖尿病指標値計算手段
7 糖尿病指標値判定手段
10 糖負荷試験データデータベース
11 システム入力推定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Blood glucose level data analysis system 2 Monitor 3 Input device 4 Computer 5 Blood glucose level measurement data database 6 Diabetes index value calculation means 7 Diabetes index value determination means 10 Glucose tolerance test data database 11 System input estimation means

Claims (8)

対象者の各時刻における血糖値の測定データを保存する血糖値測定データデータベースと、
前記対象者の食事量および運動量の少なくとも一方をインパルス入力としそのインパルス入力に対するインパルス応答y(t)が血糖値の時間変化を表す二次遅れ要素で表された線形システムで前記対象者の糖代謝機能をモデル化した数式に基づいて前記対象者の糖代謝機能の指標を求める手段であって、前記血糖値測定データデータベースから読み込んだ前記測定データに基づいて求めた前記数式の時定数に係るパラメータを、前記糖代謝機能を表す指標の数値として出力する糖尿病指標値計算手段と、
を有することを特徴とする血糖値データ分析システム。
A blood glucose level measurement data database for storing blood glucose level measurement data at each time of the subject;
The subject 's sugar is a linear system in which at least one of the subject's dietary amount and exercise amount is an impulse input, and an impulse response y (t) to the impulse input is represented by a second-order lag element representing a temporal change in blood glucose level. A means for obtaining an index of the subject's glucose metabolism function based on a mathematical expression modeling the metabolic function, the time constant of the mathematical expression obtained based on the measurement data read from the blood glucose level measurement data database Diabetes index value calculating means for outputting a parameter as a numerical value of an index representing the glucose metabolism function;
A blood glucose level data analysis system comprising:
対象者の糖負荷試験により得られた血糖値の測定データを糖負荷試験データとして保存する糖負荷試験データデータベースと、
前記対象者の食事量および運動量の少なくとも一方をインパルス入力としそのインパルス入力に対するインパルス応答y(t)が血糖値の時間変化を表す二次遅れ要素で表されたで線形システムで前記対象者の糖代謝機能をモデル化した数式に基づいて前記対象者の糖代謝機能の指標を求める手段であって、前記糖負荷試験データデータベースから読み込んだ前記糖負荷試験データを前記インパルス応答y(t)にフィッティングすることにより求めた前記数式の時定数に係るパラメータを、前記糖代謝機能を表す指標の数値として出力する糖尿病指標値計算手段と、
を有することを特徴とする血糖値データ分析システム。
A glucose tolerance test data database for storing blood glucose measurement data obtained by the subject's glucose tolerance test as glucose tolerance test data;
At least one of the subject's meal amount and exercise amount is set as an impulse input, and the impulse response y (t) to the impulse input is expressed by a second-order lag element representing a time change of blood glucose level. A means for obtaining an index of the subject's glucose metabolism function based on a mathematical expression modeling the glucose metabolism function, wherein the glucose tolerance test data read from the glucose tolerance test data database is converted into the impulse response y (t). Diabetes index value calculating means for outputting a parameter related to the time constant of the mathematical formula obtained by fitting as a numerical value of an index representing the glucose metabolism function;
A blood glucose level data analysis system comprising:
前記数式は、前記食事量および前記運動量の少なくとも一方をインパルス入力とするときの前記血糖値の時間変化が、次式のインパルス応答y(t)、
Figure 0004728616
で表されるものとしたときのインパルス応答式であり、
糖尿病指標値計算手段は、前記血糖値測定データデータベースから読み込んだ前記測定データと前記インパルス応答式から、或いは前記糖負荷試験データデータベースから読み込んだ前記糖負荷試験データと前記インパルス応答式から、前記対象者の糖代謝機能の指標を前記インパルス応答中の数値αおよびβとして求めて出力する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の血糖値データ分析システム。
In the above formula, the time change of the blood sugar level when at least one of the meal amount and the exercise amount is an impulse input is represented by the following impulse response y (t):
Figure 0004728616
It is an impulse response equation when assumed to be expressed by
Diabetes index value calculation means , the target from the measurement data and impulse response equation read from the blood glucose level measurement data database, or from the glucose tolerance test data and impulse response equation read from the glucose tolerance test data database Calculating and outputting an index of a person's glucose metabolism function as numerical values α and β in the impulse response ,
The blood glucose level data analysis system according to claim 1 or 2, wherein
前記糖尿病指標値計算手段により求められた前記指標を予め設定された閾値との比較判定を行なう糖尿病指標値判定手段を有することを特徴とする請求項1または2記載の血糖値データ分析システム。 The blood glucose level data analysis system according to claim 1 or 2, further comprising a diabetes index value determination unit that compares and determines the index obtained by the diabetes index value calculation unit with a preset threshold value. 前記対象者の各時刻における血糖値の測定データを保存する血糖値測定データデータベースと、前記血糖値測定データデータベースから読み込んだ前記血糖値の測定データと前記指標とから前記線形システムの入力を推定するシステム入力推定手段とを有することを特徴とする請求項2記載の血糖値データ分析システム。 The input of the linear system is estimated from a blood glucose level measurement data database storing blood glucose level measurement data at each time of the subject, the blood glucose level measurement data read from the blood glucose level measurement data database, and the index. The blood sugar level data analysis system according to claim 2, further comprising system input estimation means. コンピュータを、
対象者の各時刻における血糖値の測定データを保存する血糖値測定データデータベースから前記測定データを読み込む手段と、

前記対象者の食事量および運動量の少なくとも一方をインパルス入力としそのインパルス入力に対するインパルス応答y(t)が血糖値の時間変化を表す二次遅れ要素で表された線形システムで前記対象者の糖代謝機能をモデル化した数式に基づいて前記対象者の糖代謝機能の指標を求める手段であって、前記血糖値測定データデータベースから読み込んだ前記測定データに基づいて求めた前記数式の時定数に係るパラメータを、前記糖代謝機能を表す指標の数値として出力する糖尿病指標値計算手段と、
として機能させることを特徴とする血糖値データ分析プログラム。
Computer
Means for reading the measurement data from a blood glucose level measurement data database for storing blood glucose level measurement data at each time of the subject ;

The subject's sugar is expressed by a linear system in which at least one of the subject's meal amount and exercise amount is an impulse input, and the impulse response y (t) to the impulse input is represented by a second-order lag element representing a temporal change in blood glucose level. A means for obtaining an index of the subject's glucose metabolism function based on a mathematical expression modeling the metabolic function, the time constant of the mathematical expression obtained based on the measurement data read from the blood glucose level measurement data database Diabetes index value calculating means for outputting a parameter as a numerical value of an index representing the glucose metabolism function;
A blood glucose level data analysis program characterized by being made to function as.
コンピュータを、
対象者の糖負荷試験により得られた血糖値の測定データを糖負荷試験データとして保存する糖負荷試験データデータベースから前記糖負荷試験データを読み込む手段と、
前記対象者の食事量および運動量の少なくとも一方をインパルス入力としそのインパルス入力に対するインパルス応答y(t)が血糖値の時間変化を表す二次遅れ要素で表されたで線形システムで前記対象者の糖代謝機能をモデル化した数式に基づいて前記対象者の糖代謝機能の指標を求める手段であって、前記糖負荷試験データデータベースから読み込んだ前記糖負荷試験データを前記インパルス応答y(t)にフィッティングすることにより求めた前記数式の時定数に係るパラメータを、前記糖代謝機能を表す指標の数値として出力する糖尿病指標値計算手段と、
として機能させることを特徴とする血糖値データ分析プログラム。
Computer
Means for reading the glucose tolerance test data from a glucose tolerance test data database for storing blood glucose measurement data obtained by the subject's glucose tolerance test as glucose tolerance test data ;
At least one of the subject's meal amount and exercise amount is set as an impulse input, and the impulse response y (t) to the impulse input is expressed by a second-order lag element representing a time change of blood glucose level. A means for obtaining an index of the subject's glucose metabolism function based on a mathematical expression modeling the glucose metabolism function, wherein the glucose tolerance test data read from the glucose tolerance test data database is converted into the impulse response y (t). Diabetes index value calculating means for outputting a parameter related to the time constant of the mathematical formula obtained by fitting as a numerical value of an index representing the glucose metabolism function;
A blood glucose level data analysis program characterized by being made to function as.
前記数式は、前記食事量および前記運動量の少なくとも一方をインパルス入力とするときの前記血糖値の時間変化が、次式のインパルス応答y(t)、
Figure 0004728616
で表されるものとしたときのインパルス応答式であり、
糖尿病指標値計算手段は、前記血糖値測定データデータベースから読み込んだ前記測定データと前記インパルス応答式から、或いは前記糖負荷試験データデータベースから読み込んだ前記糖負荷試験データと前記インパルス応答式から、前記対象者の糖代謝機能の指標を前記インパルス応答中の数値αおよびβとして求めて出力する
ことを特徴とする請求項6または7に記載の血糖値データ分析プログラム。
In the above formula, the time change of the blood sugar level when at least one of the meal amount and the exercise amount is an impulse input is represented by the following impulse response y (t):
Figure 0004728616
It is an impulse response equation when assumed to be expressed by
Diabetes index value calculation means , the target from the measurement data and impulse response equation read from the blood glucose level measurement data database, or from the glucose tolerance test data and impulse response equation read from the glucose tolerance test data database obtains and outputs an indication of glucose metabolism in persons as a number α and β in the impulse response,
The blood sugar level data analysis program according to claim 6 or 7, wherein
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