JP5670576B2 - 携帯型医療機器用の電力管理 - Google Patents

Description

本開示は、概して医療機器に関し、より詳細には、携帯型医療機器用の電力管理に関する。

医療機器は、患者の病状を診断および／または治療するにあたって、診断用機器および／または治療用機器として、しばしば使用される。たとえば、血中グルコース測定器は、糖尿病に苦しむ患者の血中グルコースレベルを測定するための診断用機器として使用される。インスリン注入ポンプは、糖尿病に苦しむ患者にインスリンを投与するための治療用機器として使用される。

真性糖尿病は、よく糖尿病と呼ばれるが、インスリンを生成および／または使用する身体の能力の欠陥から生じる、人の血中グルコースレベルが上昇する慢性症状である。糖尿病には主に３つのタイプがある。１型糖尿病は、自己免疫、遺伝および／または環境によることがあり、通常、子どもや若者が罹る。２型糖尿病は、糖尿病の９０〜９５％を占め、肥満や運動不足に関連している。妊娠性糖尿病は、妊娠中に診断される耐糖能異常の形態であり、通常、出産後には自然に治る。

世界保健機関によると、２００９年には、世界で少なくとも２億２０００万人が糖尿病を患っている。２００５年には、推定１１０万人が糖尿病で死亡した。糖尿病の発生率は急速に増加しており、２００５〜２０３０年には糖尿病による死者数は倍になると推定されている。米国においては、２４００万人近くのアメリカ人が糖尿病に罹っており、６０歳以上の高齢者の推定２５％が罹患している。疾病対策予防センターは、２０００年以降に産まれたアメリカ人の３人に一人が、その生涯において糖尿病を発症することになると予測している。国立糖尿病情報センターは、米国だけで糖尿病によるコストが毎年１３２０億ドルになると推定している。糖尿病は、治療しなければ、心臓病、脳卒中、失明、腎不全、手足の切断、肺炎やインフルエンザに関連した死亡といった深刻な合併症につながる恐れがある。

糖尿病は、主に血流中のグルコースレベルを制御することによって管理される。血流に入り込む血中グルコースの値が変動的で複雑なものであるし、摂取した食物の量および種類を含む複数の要因や、血液中の（細胞膜を横断するグルコースの輸送を媒介する）インスリンの量に影響されるため、この値は複雑である。血流の外へのグルコースの輸送を制御する、血流内のインスリンの変化も糖尿病管理を複雑にしている。血中グルコースレベルはまた食習慣や運動に敏感でもあるが、睡眠、ストレス、喫煙、旅行、病気、月経、ならびに個々の患者に固有の他の心理的および生活習慣的な要因にも影響され得る。血中グルコースおよびインスリンの変動性や、血中グルコースに影響するその他すべての要因により、しばしば、糖尿病患者が血中グルコースレベルを予測することが必要となる。したがって、適切な範囲に血中グルコースレベルを維持するように、インスリン、経口薬治療、またはそれら両方の形態での治療が調整されることがある。

糖尿病管理は、確実な診断情報を一貫して得て、処方された治療に従い、毎日の生活習慣を管理する必要があるため手間がかかる。血中グルコースといった診断情報は、典型的には毛細血管血液試料から切開装置を使って得られ、その後、携帯型血中グルコース測定器で測定される。間質のグルコースレベルは、身体に着用された持続性のグルコースセンサから得られることがある。処方された治療は、インスリン、経口薬または両方を含むことがある。インスリンは、注射器、歩行型の注入ポンプ、またはこれらを組み合わせて投与できる。インスリン治療については、注入するインスリンの量の決定は、運動またはその他の生理学的状態の影響と併せて、脂肪、炭水化物および蛋白質の食事構成を予測することを必要とし得る。体重、食習慣、運動といった生活習慣の要因を管理することは、治療のタイプや有効性に著しく影響し得る。

糖尿病管理には、医療機器、個人用健康管理機器、患者が付けた記録、臨床検査、および医療関係者による提言から様々な方法で得られる大量の診断データおよび処方データが必要となる。医療機器には、セルフモニタリング血中グルコース（ｂＧ）測定器（ＢＧＭｓ）、持続グルコースモニター（ＣＧＭｓ）、歩行型のインスリン注入ポンプ、糖尿病分析ソフトウェアおよび糖尿病機器設定ソフトウェアが含まれ、これらそれぞれが大量の診断および処方データを生成および／または管理する。個人用健康管理機器には、体重計、血圧計カフ、運動器具、体温計および体重管理ソフトウェアが含まれる。患者が付けた記録には、食事、運動および生活習慣に関連する情報が含まれる。臨床検査結果には、ヘモグロビン・エーワンシー、コレステロール、トリグリセリド類および耐糖能が含まれる。医療関係者による提言には、処方箋、食習慣、検査計画、およびその他の患者の治療に関連する情報が含まれる。

携帯型機器は、医療機器、個人用健康管理機器、患者が記録した情報、バイオマーカーの情報および記録された情報からの診断データおよび処方データを、効率的な方法で集計、操作、管理、表示および伝達する必要がある。糖尿病患者が充実した生活を送り、糖尿病による合併症のリスクを減らすことができるように、携帯型機器は、糖尿病患者のケアおよび健康状態を改善することができる。

さらに、携帯型機器は電池式であるため、電池の充電と充電との間の動作時間を最大に活用するために、携帯型機器の消費電力を効果的に管理する必要がある。具体的には、携帯型機器の使用法と内部温度とに基づいて、携帯型機器の１つまたは２つ以上の構成要素を選択的に非活性化することによって電力消費を制御する必要がある。さらに、携帯型機器は、携帯型機器のポートに挿入されるストリップに置かれた試料の化学分析を行うことによって血中グルコースレベルを測定する。化学分析において使用される化学処理は温度に影響されるため、携帯型機器の内部温度を監視し、その内部温度に基づいてストリップ上の反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測し、その周囲温度に基づいて携帯型機器の１つまたは２つ以上の構成要素を選択的に非活性化する必要がある。

ここに提供された背景技術の説明は、概して本開示の背景を提示することを目的とする。この背景技術の章に説明される範囲にとどまる、本明細書に記名される発明者の研究、ならびに、出願時にその他の点で先行技術としてみなされ得ない記載の態様は、本開示に対する先行技術として明示的にも暗示的にも認められるものではない。

携帯型糖尿病管理装置の電力消費を管理し、携帯型糖尿病管理装置によって実行される作業への温度による影響を制限するシステムは、血中グルコース測定モジュール、温度感知モジュールおよび電力管理モジュールを含む。血中グルコース測定モジュールは、血液試料中の血中グルコースを選択的に測定し、血中グルコース測定モジュールの作業の状態を示すステータス信号を生成する。温度感知モジュールは、携帯型糖尿病管理装置の内部温度を感知し、携帯型糖尿病管理装置の外部の周囲温度を予測する。電力管理モジュールは、携帯型糖尿病管理装置の内部温度が閾値温度を超えるときに、血中グルコース測定モジュールの作業の状態に基づいて携帯型糖尿病管理装置の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。電力管理モジュールは、周囲温度が第１の所定の閾値を上回るか、および／または第２の所定の閾値を下回るとき、血中グルコース測定モジュールを非活性化する。

発明の実施形態に従って、システムは、１つまたは２つ以上の構成要素に電力を供給する電池と、電池の残存容量を予測するヒューエルゲージモジュール（fuel gauge module）とをさらに含み、温度感知モジュールは、携帯型糖尿病管理装置の内部温度を感知し、１つまたは２つ以上の構成要素に供給される電力に基づいて周囲温度を予測し、電力管理モジュールは電池の残存容量および携帯型糖尿病管理装置の内部温度に基づいて１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。

本発明のさらなる実施形態に従って、システムは、血中グルコース測定モジュールと通信し、かつ血液試料を受け取るための反応位置を有する取り外し可能な測定ストリップを外部で受け取るポートと、内部温度に基づいて反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測するための熱的モデルを使用する熱的モデリングモジュールとをさらに含み、血中グルコース測定モジュールは熱的モデリングモジュールによって予測される周囲温度に基づいて血中グルコースの測定値を調整する。

本発明のさらなる実施形態に従って、温度感知モジュールは１つまたは２つ以上の構成要素に供給される電力に基づいて携帯型糖尿病管理装置内の複数の位置の温度を感知し、熱的モデリングモジュールはその温度に基づいて周囲温度および内部温度の変化率を予測し、電力管理モジュールは周囲温度および内部温度の変化率に基づいて１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。

発明の実施形態に従って、システムは、１つまたは２つ以上の構成要素に電力を供給する電池をさらに含み、グルコース測定モジュールは電池の充電中に血中グルコースを測定する。

発明の実施形態に従って、１つまたは２つ以上の構成要素は、非活性化されているときには電力を受け取らないか、または、フルパワー未満の電力を受け取る。

発明の実施形態に従って、血中グルコース測定モジュールは反応位置の所定の温度範囲に亘って特徴付けられる正確性を有する。

発明の実施形態に従って、血中グルコース測定モジュールは熱的モデリングモジュールによって予測される周囲温度に基づいて血中グルコースの測定値を調整するように適合されている。

他の態様において、本発明は、携帯型糖尿病管理装置の電力消費を管理し、携帯型糖尿病管理装置によって実行される作業への温度による影響を制限するためのシステムに関し、そのシステムは、
携帯型糖尿病管理装置の内部温度を感知する温度センサと、
血液試料を受け取るための反応位置を有する取り外し可能な測定ストリップを外部で受け取るポートと、
内部温度に基づいて反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測するために熱的モデルを使用する熱的モデリングモジュールと、
その反応位置の直ぐ近くの周囲温度が閾値温度を超えるときに、携帯型糖尿病管理装置の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する電力管理モジュール
とを含んでいる。

例えば、反応位置における周囲温度が予測される。

他の態様においては、本発明は、携帯型医療機器の電力消費を管理し、携帯型医療機器によって実行される作業への温度による影響を制限するシステムに関し、そのシステムは、
医療機器の内部温度を感知する温度センサと、
患者のヘルスパラメータ（health parameter）を測定するための物質の試料を受け取るための反応位置を有する取り外し可能な測定ストリップを外部で受け取るポートと、
内部温度に基づいて、例えば、反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測するために熱的モデルを使用する熱的モデリングモジュールと、
反応位置の直ぐ近くの周囲温度が第１の閾値温度を上回るか、および／または第２の閾値温度を下回るときに、医療機器の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する電力管理モジュール
とを含んでいる。

本開示を応用できるさらなる分野は、以下に提供される詳細な説明から明らかとなるであろう。詳細な説明および特定の実施例は例示目的のみであり、開示の範囲を制限することは意図されていないと理解されるべきである。

本開示は、詳細な説明および添付の図面から、より十分に理解されるであろう。

患者および治療中の臨床医を示している。 持続血中グルコースモニター（ＣＧＭ）、歩行型の耐久性インスリン注入ポンプ、歩行型の非耐久性インスリン注入ポンプおよび糖尿病マネージャを付けた患者を示している。 糖尿病を管理するために、患者および臨床医によって使用される糖尿病管理システムを示している。 糖尿病マネージャの機能ブロック図である。 図４の糖尿病マネージャによって使用される通信モジュールの機能ブロック図である。 図４の糖尿病マネージャの詳細な機能ブロック図である。 糖尿病マネージャの電力消費を管理し、図４の糖尿病マネージャによって実行される作業への温度による影響を制限する方法のフローチャートを示している。 糖尿病マネージャの電力消費を管理し、図４の糖尿病マネージャによって実行される作業への温度による影響を制限する方法のフローチャートを示している。

以下の記載は、性質上、単に例示的であり、決して、本開示、その応用または使用を制限することを意図するものではない。明確さのために、同様の要素を識別するのに同じ参照符号が図面において使われることになる。ここで使用される、Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも１つというフレーズは、非排他的論理和を使った論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきである。方法における工程は、本開示の原理を変えることなく、異なった順番で実行してよいと理解されるべきである。

ここで使用されるモジュールという用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、組合せ論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行するプロセッサ（共用、専用またはグループ）、記載されている機能性を提供するその他の好適な構成部品、またはシステムオンチップの内部のように上記の幾つかまたは全てを組み合わせたものを意味するか、それらの一部であるか、または含んでよい。モジュールという用語は、プロセッサによって実行されるコードを記憶するメモリ（共用、専用またはグループ）を含んでよい。

上記で使用されたコードという用語は、ソフトウェア、ファームウェアおよび／またはマイクロコードを含んでよく、プログラム、ルーチン、関数、クラスおよび／またはオブジェクトを意味するものであってよい。上記で使用された共用という用語は、複数のモジュールからの幾つかのまたは全てのコードが単一の（共用）プロセッサを使って実行されてよいことを意味する。さらに、複数のモジュールからの幾つかのまたは全てのコードは単一の（共用）メモリによって記憶されてよい。上記で使用されたグループという用語は、単一のモジュールからの幾つかのまたは全てのコードがプロセッサのグループを使って実行されてよいことを意味する。さらに、単一のモジュールからの幾つかのまたは全てのコードはメモリのグループを使って記憶されてよい。

ここで記載される装置および方法は、１つまたは２つ以上のプロセッサによって実行される、１つまたは２つ以上のコンピュータプログラムで実行されてよい。コンピュータプログラムは、非一時的な有形のコンピュータ可読媒体に記憶される、プロセッサで実行可能な命令を含む。コンピュータプログラムはまた、格納されたデータを含んでよい。非一時的な有形のコンピュータ可読媒体の非制限的な例は、不揮発性メモリ、磁気的記憶装置および光学式記憶装置である。

そして図１を参照すると、臨床状況にある糖尿病患者１００と医療専門家１０２とが示されている。糖尿病患者は、メタボリック・シンドローム、前糖尿病、１型糖尿病、２型糖尿病および妊娠性糖尿病に罹った者を含み、患者と総称される。糖尿病の医療提供者は多様であり、看護師、ナース・プラクティショナー、内科医および内分泌科医を含み、臨床医と総称される。

医療診察において、患者１００は、典型的には、臨床医１０２と、血中グルコース測定値、持続グルコースモニターデータ、注入されたインスリンの量、摂取した食物および飲み物の量、運動スケジュール、およびその他の生活習慣情報を含む、様々な患者データを共有する。臨床医１０２は、患者１００のヘモグロビン・エーワンシー、コレステロール値、トリグリセリド類、血圧および体重の測定値を含む追加の患者データを取得することがある。患者データは、携帯型糖尿病管理装置１０４、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０６上で実行される糖尿病分析ソフトウェア、および／またはウェブベースの糖尿病分析サイト（図示せず）に、手動または電子的に記録できる。臨床医１０２は、糖尿病分析ソフトウェアおよび／またはウェブベースの糖尿病分析サイトを使って、患者データを手動または電子的に分析できる。臨床医１０２は、患者データを分析し、以前に処方した療法への患者１００の支持をよく調べた後、患者１００の療法を変更するかどうかを決定することができる。

次に図２を参照すると、患者１００は、持続グルコースモニター（ＣＧＭ）２００と、歩行型非耐久性インスリン注入ポンプ２０２または歩行型耐久性インスリン注入ポンプ２０４（以下、インスリンポンプ２０２または２０４とする）と、携帯型糖尿病管理装置１０４（以下、糖尿病マネージャ１０４とする）とを使用できる。ＣＧＭ２００は、患者１００の間質液内のグルコースの量を感知および監視するために皮下センサを使用し、対応するデータを糖尿病マネージャ１０４へ伝達する。

糖尿病マネージャ１０４は、血中グルコースレベルの測定および記録、インスリンポンプ２０２または２０４を介して患者１００に投与するインスリンの量の決定、ユーザーインターフェースを介した患者データの受け取り、患者データの保存などを含む様々なタスクを実行する。糖尿病マネージャ１０４は、患者１００のグルコースレベルがそこから計算されるデータをＣＧＭ２００から定期的に受け取る。糖尿病マネージャ１０４は患者１００にインスリンを投与するインスリンポンプ２０２または２０４に命令を送信する。インスリンは、患者１００への所定のインスリン投与量を維持するベーサル投与量として計画的に投与できる。さらに、インスリンは、患者１００に投与されるインスリンの量を所定量だけ増やすボーラス投与として与えられる。

次に図３を参照すると、患者１００および臨床医１０２によって使用される糖尿病管理システム３００は、１つまたは２つ以上の以下装置、糖尿病マネージャ１０４、持続グルコースモニター（ＣＧＭ）２００、インスリンポンプ２０２または２０４、モバイル装置３０２、糖尿病分析ソフトウェアを有するＰＣ１０６、および、他の健康管理装置３０４を含む。糖尿病マネージャ１０４は、システムハブとして構成され、糖尿病管理システム３００の複数の装置と通信する。代替的に、モバイル装置３０２がシステムハブとして機能することができる。糖尿病管理システム３００内の装置間の通信は無線インターフェイス（例えばブルートゥース）および／または有線インターフェイス（例えばＵＳＢ）を使って行うことができる。

これらの機器によって使用される通信プロトコルは、コンティニュアヘルスアライアンス（登録商標）設計ガイドライン（Continua^(R) Health Alliance Design Guideline）によって規定される指針を使って拡張されたＩＥＥＥ １１０７３スタンダード（IEEE 11073 standard）に準拠したプロトコルを含むことができる。さらに、マイクロソフト（登録商標）ヘルスヴォルト（商標）（Microsoft^(R) Health Vault^TM）やグーグル（登録商標）ヘルス（Google^TM Health）のようなヘルスケア記録システムが、情報を交換するために、患者１００および臨床医１０２によって使用される。

糖尿病マネージャ１０４は、１つまたは２つ以上のソースから（たとえば、ＣＧＭ２００から）グルコース測定値を受け取ることができる。ＣＧＭ２００は患者１００のグルコースレベルを継続的に監視する。ＣＧＭ２００はデータを糖尿病マネージャ１０４に定期的に伝達し、そこから糖尿病マネージャ１０４が患者のグルコースレベルを計算する。糖尿病マネージャ１０４およびＣＧＭ２００はプロプラエタリ（proprietary）の無線プロトコルを使って無線で通信する。本開示全体にわたって、ノルディックセミコンダクター社によって開発されたＧａｚｅｌｌ無線プロトコルは例示としてのみ使用されている。代わりに、他のいずれの好適な無線プロトコルも使用できる。Ｇａｚｅｌｌ無線プロトコルは、ｎＲＦ２４ＬＥ１ウルトラ・ローパワー・ワイヤレス・システム・オンチップ・ソリューション、製品規格ｖ１．４（nRF24LE1 Ultra-low Power Wireless System On-Chip Solution, Product Specification v1.4）に記載されており、引用によりその全体が本文に組み込まれる。

さらに、糖尿病マネージャ１０４は、血中グルコース測定器（ＢＧＭ）と、ＢＧＭ（図示なし）と通信するポートとを含む。ポートは血中グルコース測定ストリップ３０６を受け取ることができる。患者１００は血液試料を血中グルコース測定ストリップ３０６上に置く。ＢＧＭは試料を分析し、試料中の血中グルコースレベルを測定する。試料から測定された血液グルコースおよび／またはＣＧＭ２００が示す血中グルコースレベルは、患者１００に投与されるインスリンの量を決定するために使用することができる。

糖尿病マネージャ１０４はインスリンポンプ２０２または２０４と通信する。インスリンポンプ２０２または２０４は、患者１００へ所定量のインスリンを投与するために、糖尿病マネージャ１０４から命令を受け取るように構成できる。さらに、インスリンポンプ２０２または２０４は、患者１００の食事および／または運動スケジュールを含む、その他の情報を受け取ることができる。インスリンポンプ２０２または２０４は、その追加情報に基づいて投与するインスリンの量を決定することができる。

インスリンポンプ２０２または２０４は、また、糖尿病マネージャ１０４にデータを伝達することもできる。このデータは、患者１００に投与されるインスリンの量、対応する投与時間およびポンプの状態を含むことができる。糖尿病マネージャ１０４とインスリンポンプ２０２または２０４とは、ブルートゥースのような無線通信プロトコルを使って通信できる。他の無線または有線通信プロトコルもまた使用できる。

さらに、糖尿病マネージャ１０４は他の健康管理装置３０４と通信できる。例えば、他の健康管理装置３０４は、血圧計、体重計、歩数計、指先型パルスオキシメータ、体温計などを含みうる。他の健康管理装置３０４は、患者１００の個人的な健康状態の情報を取得し、糖尿病マネージャ１０４へ無線、ＵＳＢまたは他のインターフェイスを通して伝達する。他の健康管理装置３０４は、コンティニュアヘルスアライアンス（登録商標）（Continual^(R) Health Alliance）の指針を使用して拡大されたＩＳＯ／ＩＥＥＥ １１０７３に準拠する通信プロトコルを使用してよい。糖尿病マネージャ１０４は、ブルートゥース、ＵＳＢなどを含むインターフェイスを使って他の健康管理装置３０４と通信できる。さらに、糖尿病管理システム３００の装置は糖尿病マネージャ１０４を通して相互に通信できる。

糖尿病マネージャ１０４は、ブルートゥース、ＵＳＢまたは他のインターフェイスを使ってＰＣ１０６と通信できる。ＰＣ１０６で稼動する糖尿病管理ソフトウェアは、糖尿病管理システム３００の装置のコンフィギュレーション情報を記憶するアナライザ―コンフィギュレータを含む。コンフィギュレータは、糖尿病マネージャ１０４および他の装置のコンフィギュレーション情報を記憶するためのデータベースを有する。コンフィギュレータは、標準的なウェブまたは非ウェブのアプリケーションのコンピュータ画面を通してユーザと通信できる。コンフィギュレータはユーザが許可したコンフィギュレーションを糖尿病管理システム３００の装置に送信する。アナライザは、糖尿病マネージャ１０４からデータを取り出し、そのデータをデータベースに記憶し、そして、標準的なウェブページ、または非ウェブのアプリケーションのコンピュータ画面を通して分析結果を出力する。

糖尿病マネージャ１０４はブルートゥースを使ってモバイル装置３０２と通信できる。モバイル装置３０２は、携帯電話、ポケットベルまたは携帯情報端末（ＰＤＡ）を含んでよい。糖尿病マネージャ１０４はモバイル装置３０２を通して外部のネットワークにメッセージを送ることができる。モバイル装置３０２は、糖尿病マネージャ１０４からのリクエストを受け取ると、外部のネットワークへメッセージを送信することができる。

次に図４を参照すると、糖尿病マネージャ１０４は、血中グルコース測定（ＢＧＭ）モジュール４００、通信モジュール４０２、ユーザーインターフェースモジュール４０４、ユーザーインターフェース４０６、処理モジュール４０８、メモリ４１０および電力モジュール４１２を含む。ユーザーインターフェースモジュール４０４および処理モジュール４０８はアプリケーション処理モジュール４０９で実行できる。ＢＧＭモジュール４００は、患者１００によって血中グルコース測定ストリップ３０６上に提供された試料を分析し、試料中の血中グルコースの量を測定する血中グルコース測定エンジンを含む。通信モジュール４０２は糖尿病管理システム３００の様々な装置と通信する複数の無線機を含む。ユーザーインターフェースモジュール４０４は、糖尿病マネージャ１０４を、患者１００が糖尿病マネージャ１０４と情報交換するために使用できる様々なユーザーインターフェース４０６にインターフェース接続する。例えば、ユーザーインターフェース４０６は、キー、スイッチ、ディスプレイ、スピーカー、マイク、セキュアデジタル（ＳＤ）カードポート、ＵＳＢポートなど（図示せず）を含み得る。

処理モジュール４０８は、ＢＧＭモジュール４００、通信モジュール４０２およびユーザーインターフェースモジュール４０４から受け取ったデータを処理する。処理モジュール４０８はデータを処理および記憶するためのメモリ４１０を使用する。メモリ４１０は揮発性および不揮発性メモリを含み得る。処理モジュール４０８は、ユーザーインターフェースモジュール４０４を通してユーザーインターフェース４０６へデータを出力し、ユーザーインターフェース４０６からデータを受け取る。処理モジュール４０８は、通信モジュール４０２を通して糖尿病管理システム３００の装置へデータを出力し、糖尿病管理システム３００の装置からデータを受け取る。電力モジュール４１２は糖尿病マネージャ１０４の構成要素へ電力を供給する。電力モジュール４１２は再充電可能な電池を含む。電池は壁コンセントに差し込むアダプタを使って再充電できる。電池は糖尿病マネージャ１０４のＵＳＢポートを通して充電することもできる。

次に図５を参照すると、通信モジュール４０２は、ブルートゥースモジュール５００、第１の通信モジュール５０２、第２の通信モジュール５０４、通信制御モジュール５０６、アービトレーションモジュール(arbitration module)５０８、およびアンテナ切り替えモジュール５３０を含む。ブルートゥースモジュール５００および第１の通信モジュール５０２は集積回路（ＩＣ）５１２に統合される。ブルートゥースモジュール５００および第１の通信モジュール５０２は、２．４ＧＨｚの周波数帯域（産業、科学、医療つまりＩＳＭバンド）で通信する。ブルートゥースモジュール５００および第１の通信モジュール５０２は第１のアンテナ５１４を共有する。第２の通信モジュール５０４は、ＩＳＭバンドまたは異なる周波数帯域において動作してよく、第２のアンテナ５１６を使用する。

具体的には、ブルートゥースモジュール５００は、ブルートゥースプロトコルを使って第１のアンテナ５１４を通してインスリンポンプ２０４またはＰＣ１０６とＩＳＭバンドで通信する。第１の通信モジュール５０２は、Ｇａｚｅｌｌプロトコルを使って第１のアンテナ５１４を通してＣＧＭ２００とＩＳＭバンドで通信する。第２の通信モジュール５０４は、ブルートゥースやＧａｚｅｌｌプロトコルとは異なる無線通信プロトコルを使って他の装置５１８と通信する。本開示を通して、インスリンポンプ２０４、ＰＣ１０６、ＣＧＭ２００および関連した優先的なもの（related priorities）は、例として使用されているだけである。これに加えて、または代替的に、ブルートゥースモジュール５００ならびに第１および第２の通信モジュール５０２および５０４は他の装置と通信でき、他の装置は様々な優先度を有することができる。

通信制御モジュール５０６は、ブルートゥースモジュール５００ならびに第１および第２の通信モジュール５０２および５０４を介した、糖尿病マネージャ１０４と、糖尿病管理システム３００内の他の装置との通信を制御する。アービトレーションモジュール５０８は、ブルートゥースモジュール５００および第１の通信モジュール５０２を通した通信が同時に試みられたときに、ブルートゥースモジュール５００と第１の通信モジュール５０２と間の優先度を裁定する。アンテナ切り替えモジュール５１０は、ブルートゥースモジュール５００、または第１の通信モジュール５０２のいずれに優先権が認められているかによって、ブルートゥースモジュール５００と第１の通信モジュール５０２との間で第１のアンテナ５１４の接続を切り替える。

次に図６を参照すると、糖尿病マネージャ１０４の詳細な機能ブロック図が示されている。上記に記載されている糖尿病マネージャ１０４の要素については改めて記載されない。それらの要素に加えて糖尿病マネージャ１０４は、電力管理モジュール６００、熱的モデリングモジュール６０２、温度感知モジュール６０４、複数の温度センサ６０５および使用監視モジュール６０６を含む。さらに、電力モジュール４１２は、再充電可能な電池６１０、配電モジュール６１２、充電モジュール６１４およびヒューエルゲージモジュール６１６を含む。配電モジュール６１２は電池６１０からの電力を選択的に変換して糖尿病マネージャ１０４の構成要素に供給する。ヒューエルゲージモジュール６１６は電池６１０の残存容量を測定する。充電モジュール６１４は電池６１０を充電する。

電力管理モジュール６００は、熱的モデリングモジュール６０２、温度感知モジュール６０４、温度センサ６０５、使用監視モジュール６０６および電力モジュール４１２から受け取った入力に基づいて糖尿病マネージャ１０４の電力消費を制御する。これらの入力に基づいて、電力管理モジュール６００は配電モジュール６１２へ電力制御信号を出力する。配電モジュール６１２は電力制御信号に基づいて糖尿病マネージャ１０４の構成要素に電力を供給する。

より具体的には、配電モジュール６１２は、電池６１０から電力を受け取り、糖尿病マネージャ１０４の様々な構成要素に好適な様々な電圧および電流を生成する。配電モジュール６１２は、電力管理モジュール６００から受け取った電力制御信号に従って、構成要素に電圧および電流（全体的な電力）を出力する。配電モジュール６１２は、電力制御信号に従って、１つまたは２つ以上の構成要素にフルパワーを供給するか、全く電力を供給しないか、または待機電力を供給することができる。構成要素は、フルパワーが供給されるときは活性化され、まったく電力が供給されないか、または待機電力が供給されるときには、非活性化される。複数の待機モードに関して、複数の装置を使用する事例に適合するために、複数の相交える（intersecting）構成要素のセットが活性化されてよい。

さらに、配電モジュール６１２は、電力を節約するために、電力制御信号に従って、構成要素へ供給されるクロック信号の周波数を制御できる。例えば、待機電力が構成要素に供給されるときの構成要素に供給されるクロック信号の周波数は、フルパワーが構成要素に供給されるときの周波数を下回る。通常の周波数より低い周波数を有するクロック信号の使用に必要な電力は、通常のクロック周波数を有するクロック信号の使用に必要な電力より少なく、この関係はリニアに増減する。

温度センサ６０５は糖尿病マネージャ１０４内の様々な位置に置かれる。温度センサ６０５は、様々な位置における温度を感知し、温度感知モジュール６０４に出力する。温度感知モジュール６０４はその温度を熱的モデリングモジュール６０２へと出力する。熱的モデリングモジュール６０２は熱的モデルを使ってその温度を処理する。その処理に基づいて、熱的モデリングモジュール６０２は、糖尿病マネージャ１０４の内部温度、内部温度の変化率、および血中グルコース測定ストリップ３０６の直ぐ近くの周囲温度を予測する。

熱的モデルについては、２００９年６月５日に出願された米国特許出願第１２／４７９，２１２号に記載されており、引用によりその全体が本文に組み込まれる。熱的モデルは以下にも記載される。

温度感知モジュール６０４はまた、配電モジュール６１２によって糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素に供給される電力量に基づいて、内部温度および内部温度の変化率を予測することもできる。具体的には、糖尿病マネージャ１０４の内部温度および内部温度の変化率は、糖尿病マネージャ１０４の構成要素によって消費される電力量に正比例する。配電モジュール６１２は、いつ、および、どのくらいの時間、構成要素が活性化され、そして非活性化されるかを示すデータを温度感知モジュール６０４に提供することができる。したがって、温度感知モジュール６０４は、構成要素によって発せられる熱量を予測できる。構成要素によって発せられる熱の予測値に基づいて、温度感知モジュール６０４は糖尿病マネージャ１０４の内部温度および内部温度の変化率を予測できる。

使用監視モジュール６０６は糖尿病マネージャ１０４の使用法を監視する。例えば、使用法には、糖尿病マネージャ１０４の以下の作業、血中グルコース測定、患者１００との情報交換（例えば、入力の受け取り、データの表示、警告／アラームの生成など）、糖尿病マネージャ１０４の外部の１つまたは２つ以上の装置との通信（例えば、ＣＧＭ２００からの診断データまたはＰＣ１０６からの更新の受け取り、インスリンポンプ２０４への命令の送信など）などの１つまたは２つ以上を含むことができるが、これらに限定されない。使用監視モジュール６０６は使用法データを電力管理モジュール６００へ出力する。使用法データはまた、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素の、計画または予定された使用に関するデータ（例えば、血中グルコース測定）も含みうる。

電力管理モジュール６００は、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を活性化させるか、または非活性化させるかを決定するために、使用法データおよびヒューエルゲージモジュール６１６によって生成された電池６１０の残存容量を使用する。例えば、電池の残存容量が所定の閾値を下回るとき、電力管理モジュール６００は、大量の電力を消費する構成要素（例えば、通信モジュール４０２）を非活性化するための電力制御信号を生成する。さらに、電力管理モジュール６００は、使用法データに基づいて、待機中（例えば、ディスプレイ）および／または所定時間使用予定のない（例えば、ＢＧＭモジュール４００）構成要素を非活性化できる。

ＢＧＭモジュール４００によって実行される血中グルコースの測定は、患者１００によって血中グルコース測定ストリップ３０６の反応位置に提供される試料の化学分析を伴う。化学的な処理は温度に敏感である。血中グルコース測定ストリップ３０６を受け取るポートが糖尿病マネージャ１０４の構成要素の直ぐ近くにあるため、反応位置における化学的な処理が糖尿病マネージャ１０４の内部温度によって影響される恐れがある。従って、ＢＧＭモジュール４００によって測定される血中グルコースレベルが糖尿病マネージャ１０４の内部温度によってずれる恐れがある。

幾つかの血中グルコース測定ストリップにおいては、反応位置における化学的な処理が糖尿病マネージャ１０４の内部温度に比較的敏感でないことがある。しかし、ＢＧＭモジュール４００によって測定される血中グルコースレベルは、特定の温度範囲（例えば、６℃〜４４℃）で正確であることを特徴とする。反応位置における周囲温度は、血中グルコース測定ストリップ３０６の熱伝導率が低いため、糖尿病マネージャ１０４の内部温度と異なり得る。従って、糖尿病マネージャ１０４の内部温度が４４℃近くであり、かつ、血中グルコース測定ストリップ３０６における周囲温度を上回る場合、ＢＧＭモジュール４００が、血中グルコースレベルを測定することが妨げられることがある（偽陽性）。逆に、血中グルコース測定ストリップ３０６における周囲温度が６℃近くであり、かつ、糖尿病マネージャ１０４の内部温度を下回る場合、ＢＧＭモジュール４００が血中グルコースレベルを測定できることがある（偽陰性）。これらの問題は以下のように軽減できる。

熱的モデリングモジュール６０２は、糖尿病マネージャ１０４の内部温度に基づいて反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測する。電力管理モジュール６００は、周囲温度、内部温度および／または内部温度の変化率が所定の閾値を上回るときに、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。ＢＧＭモジュール４００は、測定が所定時間内に予定されているかどうか、または測定が進行中であるかどうかを示すステータス信号を生成する。例えば、ステータス信号はその日の特定の時間に測定が予定されているかどうかを示すことができる。ステータス信号はまた、ＢＧＭモジュール４００の現材の状態（例えば、ＢＧＭモジュール４００が測定を実行中であるか、または待機中であるか）を示すことができる。電力管理モジュール６００は、ステータス信号によって伝達される情報に基づいて、ＢＧＭモジュール４００による血中グルコースレベルの測定前または測定中に、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化することができる。例えば、電力管理モジュール６００は、ＢＧＭモジュール４００が血中グルコースレベルを測定する前または測定中に、通信モジュール５００、５０２および５０４の少なくとも１つまたは全てを非活性化することができる。

さらに、糖尿病マネージャ１０４は、電池６１０の充電状態に従って、電池６１０の充電中に部分的に動作するように構成できる。例えば、充電状態が第１の所定の閾値を上回るときに、対応する外部装置（例えば、インスリンポンプ２０４、ＰＣ１０６、および／またはＣＧＭ２００）と通信するために、通信モジュール５００、５０２および５０４の１つまたは２つ以上を使用することが認められる。充電状態が第２の所定の閾値を上回るとき、１つまたは２つ以上のユーザーインターフェースが稼動できる。例えば、ディスプレイが最高明度で稼動できる、スピーカーが最大音量で稼動できる、などである。充電状態が第３の所定の閾値を上回るときは、例えば、ＢＧＭモジュール４００が稼動できることが挙げられる。これらは、糖尿病マネージャ１０４の構成要素が充電中に作動できる順序の例に過ぎず、他の順序が使用できる。

糖尿病マネージャ１０４の内部温度は、電池６１０の充電中に上昇することがあり、充電完了後しばらくの間、高いままであることがありうる。これは、通常、ＢＧＭモジュール４００の血中グルコース測定を歪め、そのため測定を妨げる恐れがある。しかし、電力管理モジュール６００は、電池６１０の充電中に、熱的モデリングモジュール６０２、温度感知モジュール６０４、温度センサ６０５および使用監視モジュール６０６から受け取られた入力に基づいて糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。

したがって、糖尿病マネージャ１０４の内部温度はＢＧＭモジュール４００の血中グルコース測定を歪め得るような値まで上昇しない。さらに、熱的モデリングモジュール６０２は、内部温度に基づいて反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測し、ＢＧＭモジュール４００は予測された周囲温度に基づいて血中グルコースレベル測定を調整する。代替的に、電力管理モジュール６００は、予測された周囲温度に基づいてＢＧＭモジュール４００に血中グルコースを測定させるかどうかを決定することができる。従って、ＢＧＭモジュール４００は、糖尿病マネージャ１０４の内部温度の上昇に関わらず、電池６１０の充電中に血中グルコースレベルを正確に測定することができる。

電力管理モジュール６００はまた、ヒューエルゲージモジュール６１６から受け取られる電池６１０の残存容量および使用監視モジュール６０６から受け取られる使用法データに基づいて、糖尿病マネージャ１０４の残りの稼動時間を予測することができる。電力管理モジュール６００は、その予測を使用して非活性化する糖尿病マネージャ１０４の構成要素を選択することができる。さらに、電力管理モジュール６００は、いつ、どのくらいの時間、選択された構成要素を非活性化するかを決定することができる。幾つかの実施においては、電力管理モジュール６００はまた、選択された構成要素を非活性化および再活性化できる順序を決定することができる。従って、電力管理モジュール６００は、その予測を使用して、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素に供給できる電力に優先度をつけ、その計画を立てることができる。

例えば、電力管理モジュール６００は、予測に基づいてアービトレーションモジュール５０８に制御信号を出力でき、アービトレーションモジュール５０８は、制御信号に基づいてブルートゥースモジュール５００と第１の通信モジュール５０２との間の優先度を裁定できる。制御信号が電池６１０の残存容量が所定の閾値を下回ることを示すときは、アービトレーションモジュール５０８は、より多くの電力を消費する通信モジュール５００、５０２および５０４のうち１つまたは２つ以上の許可を拒否でき、より少ない電力を消費する通信モジュール５００、５０２および５０４のうち１つに優先権を与えることができる。

例えば、ＣＧＭ２００は、インスリンポンプ２０４がインスリンを投与するよりも頻繁に血中グルコースを監視する。さらに、第１の通信モジュール５０２は、ブルートゥースモジュール５００がインスリンポンプ２０４と通信する頻度を上回る頻度でＣＧＭ２００と通信する。さらに、ブルートゥースモジュール５００はＰＣ１０６のような他の装置とは頻繁に通信することはできない。その結果、第１の通信モジュール５０２はブルートゥースモジュール５００よりも多くの電力を消費する。したがって、電力管理モジュール６００は、ブルートゥースモジュール５００を非活性化する前に第１の通信モジュール５０２を非活性化することができる。

さらに、制御信号が電池６１０の残存容量が所定の閾値を下回っていることを示し、かつ、血中グルコース測定といった作業が実行される予定であるとき、電力管理モジュール６００は、電力を節減するために、電池６１０が再充電されるまでユーザーインターフェース４０６の１つまたは２つ以上の出力レベルを低下させることができる。例えば、ディスプレイの明度および／またはスピーカーの音量は、電池６１０が再充電されるまで、所定の閾値未満に制限できる。

次に図７Ａおよび７Ｂを参照すると、代表的な実行では、電力管理モジュール６００はメソッド７００を実行する。図７Ａにおいて、制御（control）は７０２から開始する。７０４では、制御は電池６１０が充電中であるかどうかを判定する。電池６１０が充電中でない場合、制御は７５０へ移動する（図７Ｂ参照）。電池６１０が充電中の場合、制御は、７０６で、電池６１０の充電状態が所定の閾値を上回っているかどうかを判定する。この所定の閾値は、電池６１０が糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素に電力を供給するために十分に充電されていることを示している。制御は、電池６１０の充電状態が所定の閾値を上回るまで待機する。制御は、７０８では、電池６１０の充電状態が所定の閾値を上回るとき、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を活性化する。

７１０では、制御は、血中グルコース測定（ＢＧＭ）が実行されるべきかどうかを決定する。ＢＧＭが実行されるべきでない場合、７１２では、制御は活性化された構成要素の作業を実行する。７１４では、制御は、電池６１０が充電されているかどうかを判定する。電池６１０が充電されている場合、制御は７５０へ移動する（図７Ｂ参照）。電池６１０が充電されていない場合、制御は７０８へ戻る。

７１６では、ＢＧＭが実行されるべき場合、制御は、糖尿病マネージャ１０４の内部温度を感知し、外部の温度を予測するために熱的モデルを使用する。７１８では、制御は、予測された外部の温度が第１の所定の閾値を上回っているか、または第２の所定の閾値を下回っているかを判定する。いずれかのケースが該当する場合、７２０で、制御は糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。その後、または予測された外部温度が所定の閾値を超えない場合、７２６で、制御は１つまたは２つ以上の非活性化された構成要素を再び活性化し、制御は７１２へ戻る。幾つかの実行において、処理モジュール４０８は、温度が許容可能な温度範囲に戻るのを待つのではなく、温度が許容可能な温度範囲外にあり試験が拒否される、というメッセージを患者１００に出力することができる。

図７Ｂにおいて、７５０で、上述のように制御は電池の残存容量を予測する。７５２では、制御は、電池の残存容量が予定された作業を実行するのに十分であるかどうかを判定する。電池の残存容量が予定された作業を実行するのに十分である場合、７５４で、制御は、血中グルコース測定（ＢＧＭ）が実行されるべきかどうかを決定する。ＢＧＭが実行されるべきでない場合、７５６で、制御は、糖尿病マネージャ１０４の他の予定された作業を実行し、７５０へ戻る。

７５８では、ＢＧＭが実行されるべき場合、制御は、糖尿病マネージャ１０４の内部温度を感知し、外部の温度を予測するために熱的モデルが使用される。７６０では、制御は、予測された外部の温度が第１の所定の閾値を上回るか、または第２の所定の閾値を下回るかを判定する。いずれかのケースが該当する場合、７６２で、制御は、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。その後、あるいは予測された外部温度が所定の閾値を超えない場合、７６８で、制御は、１つまたは２つ以上の非活性化された構成要素を再び活性化させて７５６へ戻る。幾つかの実行において、処理モジュール４０８は、温度が許容可能な温度範囲に戻るのを待つのではなく、温度が許容可能な温度範囲外にあり試験が拒否される、というメッセージを患者１００に出力することができる。

７７０では、電池の残存容量が予定される作業を実行するのに不十分な（例えば、所定の閾値を下回る）場合、制御は糖尿病マネージャ１０４の予定される作業に優先度を付け、優先度に従って糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。制御はまた、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上のユーザーインターフェース４０６（例えば、ディスプレイ、スピーカーなど）の機能を制限する。７７２で、制御は、優先度に従って予定された作業を実行するために、１つまたは２つ以上の非活性化された構成要素を一時的に再び活性化し、予定された作業の完了後、構成要素を非活性化する。７７４で、制御は、患者１００に電池６１０を充電するように警告し、７７６で制御は終了する。

要約すれば、糖尿病マネージャ１０４の電力消費を管理し、糖尿病マネージャ１０４によって実行される作業への温度による影響を制限するためのシステムは、ＢＧＭモジュール４００、温度感知モジュール６０４および電力管理モジュール６００を含む。ＢＧＭモジュール４００は、血液試料中の血液グルコースを選択的に測定し、ＢＧＭモジュール４００の稼動状態を示すステータス信号を生成する。温度感知モジュール６０４は糖尿病マネージャ１０４の内部温度を感知する。電力管理モジュール６００は、糖尿病マネージャ１０４の内部温度が閾値温度を超えるとき、ＢＧＭモジュール４００の稼動状態に基づいて糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。

他の実施形態において、システムは、糖尿病マネージャ１０４の内部温度を感知する温度センサ（例えば、６０５）と、血液試料を受け取るための反応位置を有する取り外し可能な測定ストリップ（例えば、３０６）を外部で受け取るポートとを含む。システムは、熱的モデリングモジュール６０２および電力管理モジュール６００をさらに含む。熱的モデリングモジュール６０２は、内部温度に基づいて反応位置近くの周囲温度を予測するために熱的モデルを使用する。電力管理モジュール６００は、反応位置の直ぐ近くの周囲温度が第１の閾値温度を上回るか、または第２の閾値温度を下回るとき、糖尿病マネージャ１０４の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。

概して言えば、携帯型医療機器（例えば、１０４）の電力消費を管理し、携帯型医療機器によって実行される作業への温度による影響を制限するためのシステムは、温度センサ（例えば、６０５）、ポート、熱的モデリングモジュール（例えば、６０２）および電力管理モジュール（例えば、６００）を含む。温度センサは医療機器の内部温度を感知する。ポートは、患者のヘルスパラメータを測定するための物質の試料を受け取るための反応位置を有する取り外し可能な測定ストリップを外部で受け取る。熱的モデリングモジュールは、内部温度に基づいて反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測するために熱的モデルを使用する。電力管理モジュールは、反応位置の直ぐ近くの周囲温度が第１の閾値温度を上回るか、または第２の閾値温度を下回るとき、医療機器の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する。

これで、熱的モデリングモジュール６０２によって利用される熱的モデルが説明された。熱的モデルは、テストストリップ（例えば、グルコース測定ストリップ３０６）の温度が血中グルコース（ｂＧ）測定電子回路（例えば、ＢＧＭモジュール４００または糖尿病マネージャ１０４）とは異なるかもしれないときの、ｂＧテストストリップの反応位置の温度を予測する方法を提供する。ｂＧテストストリップ反応位置の温度を予測するために、ｂＧ測定回路内の温度センサ（例えば、温度センサ４０５）の測定値が、温度予測アルゴリズムによって使用される。ｂＧ測定器の正しい使用を妨げることになる、不当な過熱ロックアウト状態を回避するために、または低温ロックアウト状態を有効なままにするために、反応位置の温度を知ることは重要である。ｂＧテストストリップのベース以外の全てが周囲の空気に露出しているため、反応位置の温度は周囲の空気の温度に密接に従っている。研究により、テストストリップの熱伝導率が低いため、ＢＧＭモジュールの内部温度が、テストストリップ上の反応位置の温度と異なることがあるということが確認されている。

アルゴリズムは、その最もシンプルな形態において、温度センサの測定値を、反応位置の温度の予測値として使用する。測定値が特定の閾値を超える率で変化する場合、こうした温度センサの測定値の変化を増幅すること、およびｂＧ測定装置の静的熱モデルに基づいた新たな予測を定式化することによって、温度予測アルゴリズムは、周囲の空気の温度の、ゆえに反応位置の温度の改善された予測を得るかもしれない。

しかし、センサの測定値は、周囲の空気の変化によるのではなく、むしろｂＧ回路（例えば、糖尿病マネージャ１０４）を含む装置内の電子部品の内部加熱によって変化する。例えば、携帯電話に取り付けられたｂＧ測定回路のケースを考慮されたい。携帯電話内の回路の作動温度が高いため、温度センサに表示される温度は過度に上昇することがある。さらに、どのように携帯電話が使用されているかによって内部の発熱が変化することがある。特定の使用法で装置の熱的特徴が変化しても正確な温度予測が続く必要がある。

熱的モデルは、任意の強度および任意の持続時間を有する、任意の数の熱源による温度の上昇を予測する方法を提供する。一度、予測される全温度上昇が決定されれば、この量を温度センサの測定値から差し引いて、正確な周囲温度の予測の基となり得る補正後の温度測定値が得られる。この方法の利点は、熱的モデルが装置の特定の使用法に従って動的に調整できるということである。より多くの機能が装置に追加されるので、装置がｂＧテストの前にどのように使用されていたかに基づいて反応位置の温度を予測することがますます重要になる。

熱的モデルの数学的手法は、１つまたは複数の与えられた熱源に対する温度応答の線形重畳（linear superposition）による。時間的に変化する熱源は、大きさが変化する一連の熱「インパルス」とみなされる。本開示において、「インパルス」とは、全加熱持続時間と比較して短い時間続く加熱過程である。線形重畳により、熱源を表す一連のインパルスの温度応答を合計することによって、持続時間を延長された熱源の温度応答を得ることができる。

装置内には、一般的には特定の電子部品の内部発熱によって生じる複数の熱源があってよい。その場合も線形重畳により、それらの個々の寄与分を合計することによって、これら構成部品すべての合計温度応答が得られる。これらの熱源は、血中グルコース測定の前またはその間にアクティブになることがある。温度測定に対するそれらの影響を償う必要がある。

多くの要因が、所定の熱源に対する温度応答に影響する。熱源は、装置のカバー内で温度センサと同じ回路基板または別の回路基板に位置することがあり、センサの近くまたは遠くにあることもある。作動モードが変化する間、特定の電子部品の発熱が大きく変化することがある。このような加熱は数学的に特徴付けることができる。温度センサの対応する温度応答もまた、適度な正確さで測定できる。温度センサに対する発熱電子部品の位置と、それらの間の熱経路の性質に従って、温度センサにおける温度応答が大きく変化し得る。温度センサ近くの熱源は、熱が加えられた後温度の急上昇をもたらし、その後熱が取り除かれると温度が急落する傾向にある。より離れた熱源の場合、温度の上昇および下降はより緩やかになり、温度のピークに達するまで、より多くの時間が経過する。

ｂＧ測定回路（例えば、糖尿病マネージャ１０４）が組み込まれた携帯型機器のように、電子機器内の、時間的に変化する複数の熱源が組み合わされた影響を特徴付けるために、線形重畳法が使用されることがある。強度Ｑａの熱源「Ａ」が持続時間（Ｎａ／２）×Δｔで与えられるケースを考える。ここでは、Ｎａは偶数の正の整数であり、Δｔは時間の増分である。温度センサはパッケージ内で熱源と異なる位置に付けられる。熱源をアクティブにした後の時間ｔ_i＝ｉ×Δｔでの温度センサの位置の温度上昇が、Ｔａ_iを時間ｔ_iにおける温度センサの位置の温度、そしてＴ_refを適当な参照温度として、Εａ_i＝（Ｔａ_i−Ｔ_ref）で与えられるものとする。

参照温度を電子機器のパッケージの周囲温度としてＴ_ref＝Ｔ_ambとする。時間t₁からｔ_Naまでの温度の上昇Ｅａ_iは、以下の行列式：

またはＱａ×［Ｕ］×［Ａ］＝［Ｅａ］で表すことができ、ここで、Ｑａは「Ａ」点における熱源の大きさ、［Ｕ］は単位インパルス行列、［Ａ］はインパルス応答の行列で、［Ｅａ］は温度上昇の行列である。

熱源の大きさＱａ、および、時間ｔ₁からｔ_Naまでの温度上昇が既知の場合、インパルス応答［Ａ_i］（ｉ＝１からＮａまで）が決定できる。同様に、持続時間（Ｎｂ／２）×Δｔの間与えられる、「Ｂ」地点の強度Ｑｂの熱源について、時間ｔ_iからｔ_Nbまでの温度の上昇Ｅｂｉは、次の行列式Ｑｂ×［Ｕ］×［Ｂ］＝［Ｅｂ］によって表すことができ、ここでＱｂは「Ｂ」地点における熱源の大きさ、［Ｕ］は単位インパルス行列、［Ｂ］はインパルス応答の行列、［Ｅｂ］は温度上昇の行列である。同様に、熱源の大きさＱｂおよび時間ｔ₁からｔ_Nbまでの温度の上昇が既知の場合は、インパルス応答［Ｂ_i］（ｉ＝１からＮｂまで）が得られる。

考察中のものの中で、所与のどのような熱源「Ｘ」をも特徴付けるために、時間ｔ＞Ｎｘ×Δｔならば、インパルス応答の大きさがおよそ０となる、つまり、ｉ＞Ｎｘならば、ｘｉ≒０となるように、全持続時間Ｎｘ×Δｔが十分に長くなければならない。熱的モデルにおいて、Ｎｘを、ｉ＞Ｎｘ−１ならば、Ｘ_Nx-1＞０およびＸ_i＝０、または、ｉ＞Ｎｘならば、Ｘ_NX＞０およびＸ_i＝０のいずれかとなるように選択された偶数とする。言い換えれば、ｉ＞Ｎｘならば、Ｘ_iは０に切り捨てられる。間隔Δｔは、「インパルス」の間隔に相当し、これは、単位強度（unit strength）の熱源が作用する時間の適切に短い区間である。間隔Δｔは、加えられた熱源から生じる温度の上昇が電子機器の本体に残存する全持続時間と比較して短くあるべきである。

対象となるすべての熱源について、Ｎを、Ｎａ、Ｎｂなど個々の間隔数の最大値に等しい数とする、つまり、Ｎ≧ｍａｘ{Ｎａ、Ｎｂ、・・・}とする。したがって、所与のどのような熱源についても、ｉ≦Ｎである時間ｔ_iにおけるインパルス応答が０となってよく、すべての熱源について、
１≦ｉ≦Ｎａならば、Ａ_i≧０、ｉ＞Ｎａならば、Ａ_i＝０およびＮａ≦Ｎ、
１≦ｉ≦Ｎｂならば、Ｂ_i≧０、ｉ＞Ｎｂならば、Ｂ_i＝０およびＮｂ≦Ｎ
などとなる。従って、選択される間隔数の上限Ｎが十分に大きくなるために、１つ１つの熱源に対するインパルス応答の行列が、最小の切り捨てによるロスで特徴付けられる。

電子機器内の様々な熱源のインパルス応答を特徴付けるために、上述の方法に基づいて一連の手順を実行してよい。それぞれの熱源「Ｘ」（＝「Ａ」、「Ｂ」など）について、以下の手順に従ってよい。
１）装置が、その環境との平衡温度になるようにする。周囲温度が参照温度であり、Ｔ_ref＝Ｔ_ambである。
２）（Ｎ／２）×Δｔの持続時間の間、一定の強度Ｑｘで熱源「Ｘ」がアクティブにされる。ここで、ＮおよびΔｔは上述のような方法で選択されている（つまり、Ｎ≧ｍａｘ｛Ｎａ、Ｎｂ、・・・｝で、Δｔは適切なインパルス間隔である）。熱源がアクティブになる時間における温度センサの初期温度と、その後のそれぞれの時間ｔ_i＝ｉ×Δｔ（ｉ＝１からＮ／２まで）における温度とが記録される。
３）時間ｔ＝（Ｎ／２）×Δｔで、熱源「Ｘ」が非アクティブにされ、時間ｔ_i＝ｉ×Δｔ（ｉ＝（Ｎ／２）＋１からＮまで）でセンサ温度の記録が継続される。
４）それぞれの時間ステップで温度上昇が計算される。
Ｅｘ_i＝（Ｔｘ_i−Ｔ_ref）、ここで、０≦ｉ≦Ｎ
５）行列の方法を使って、インパルス温度応答の行列［Ｘｉ］が決定される。
Ｑｘ×［Ｕ］×［Ｘ］＝［Ｅｘ］
［Ｘ］＝（ｌ／Ｑｘ）×［Ｕ］^-1×［Ｅｘ］
６）対象となるそれぞれの熱源について上記方法が繰り返される。

手順において、電子機器の周囲の環境は、装置の使用が予測される環境を表す状況に保たれる必要がある。例えば、装置が、そのほとんどの時間を室温の静止空気において費やすことになる場合、これらの状況が維持される必要がある。動作環境が、風の通るものであると予測される場合は、適切な気流を加える必要がある。すべての熱源に対するインパルス応答の行列が決定されれば、任意の強度および任意の持続時間で作動しているこれらの熱源のあらゆる組み合わせによる影響に対して予測される装置の温度応答を決定するために、重ね合わせの原理が適用できる。上記の考察は一定の大きさを有する熱源を考慮したものである。

次に、時間ｉ×Δｔ前から始まる、持続時間Δｔおよび様々な大きさ［Ｑ_k］を有する熱源ｋからの一連の熱インパルスについて検討する。
［Ｑ_k］＝［Ｑ_k,1 Ｑ_k,2 ・・・Ｑ_k,N-1 Ｑ_k,N］
ここで、熱インパルスの大きさは、
Ｑ_k,1が時間ｔ＝−Ｎ×Δｔのときの大きさ、
Ｑ_k,2が時間t＝−（Ｎ−１）×Δｔのときの大きさ、
・・・
Ｑ_k,N-1が時間t＝−２×Δｔのときの大きさ、
Ｑ_k,Nが時間t＝−１×Δｔのときの大きさ
によって与えられる。
熱源ｋからの、この一連のインパルスによる温度上昇Ｅ_kは、

または

で与えられる。ここで、［Ｘ_k］＝［Ｘ_k,1 Ｘ_k,2・・・Ｘ_k,N-1 Ｘ_k,N］は、熱源ｋについてのインパルス温度応答である。
Ｍ個の熱源による全温度上昇は、

によって求められる。

時間−Ｎ×Δｔよりも前のいずれの温度インパルスによる影響も無視できるとみなされているため、対応する熱源の項が計算に含まれていないことに留意されたい。補正された温度をもたらすために、次に装置の内部の熱源によるこの全温度上昇が、温度センサの測定値から差し引かれる。
Ｔ_corr＝Ｔ_sensor−Ｅ_total

周囲温度を予測し、それによって有効なテストストリップ反応位置の温度を得るために、次に通常の温度予測の方法が、この補正された温度に適用されてもよい。

ｂＧ測定装置内で熱的モデルを実施するためには、どの部品が、どのくらいの強度で、どのくらいの間活性化されているかを、装置の制御部が把握する必要がある。ｂＧ測定回路用の回路基板に取り付けられた温度センサの測定値と共に、この情報は発熱部品のそれぞれによって放出される熱に対する温度応答を決定するために使用される。これらの任意の数の部品は熱的モデルによって特徴づけられることがある。それぞれの部品についてのインパルス応答の行列は、温度予測アルゴリズムで記憶され、その部品が活性化されるたびに温度応答を計算するために取り出されてよい。

熱的モデルは定量化する必要がある多くの演算パラメータを含む。すべての部品からの熱の入力による温度応答が追跡される最大期間はＮ×Δｔによって与えられ、ここではＮはサンプルの総数であり、Δｔはサンプリング間隔である。アルゴリズムの観点から、Ｎはインパルス温度応答行列（Ｎ×１次）における要素の総数であり、Δｔはインパルス持続時間である。携帯型電子機器（例えば、糖尿病マネージャ１０４）については、この最大期間はおよそ１〜２時間である。そのときまでに、ほぼ全ての、あらゆる生成された熱が、装置の周囲に放散されていることになる。個々の、そして全ての温度上昇の、十分に正確な予測値が計算できるような十分な正確さで、瞬間的な熱放出による時間的に変化する温度応答を分析するために、インパルス持続時間でもあるサンプリング間隔Δｔは十分短くなければならない。

糖尿病マネージャ１０４のような携帯型電子機器については、好適なサンプリング間隔はおよそ数秒から数分でよい。的確な選択は熱源の性質および所望の正確さ次第である。１分のサンプリング間隔は、試験された装置に適切な結果を提供すると思われる。１分のサンプリング期間は１時間の最大追跡期間の間にＮ＝６０個のサンプルを、そのためインパルス温度応答の行列における６０個の要素を、様々な部品についてもたらすことになる。熱的モデルのさらなる改良例として、特定の部品によって放出されている熱が所定のサンプリング期間の間に変化する場合、報告されるその熱源の強度（電子制御によって解る）は、この間隔の代表的な平均値を与えるように調整することができる。

本開示の幅広い教示内容は、様々な形態で実施できる。

Claims (10)

1. 携帯型医療機器（１０４）の電力消費を管理するシステムであって、前記システムは、
   前記携帯型医療機器（１０４）の内部温度を感知する温度センサ（６０５）、
   患者のヘルスパラメータを測定するための物質の血液試料を受け取るための反応位置を有する取り外し可能な測定ストリップを受け取るポート、
   前記血液試料中の血中グルコースを測定する血中グルコース測定モジュール（４００）であって該血中グルコース測定モジュール（４００）の作業の状態を示すステータス信号を生成する血中グルコース測定モジュール（４００）、
   前記内部温度に基づいて前記反応位置の直ぐ近くの周囲温度を予測するために熱的モデルを使用する熱的モデリングモジュール（６０２）、および
   前記周囲温度が閾値温度を超えるときに前記携帯型医療機器（１０４）の１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化するように適合される電力管理モジュール（６００）
   を含んでおり、前記１つまたは２つ以上の構成要素が、
   第１の通信プロトコルを使って前記携帯型医療機器（１０４）の外部の第１の装置と通信する第１の通信モジュール（５０２）と、
   第２の通信プロトコルを使って無線通信リンクを介して前記携帯型医療機器（１０４）の外部の第２の装置と通信する第２の通信モジュール（５０４）
   とを含み、
   前記第１の装置が患者と関連付けられる第１の機能を実行し、該第１の機能が第１の優先度を有しており、
   前記第２の装置が前記患者と関連付けられる第２の機能を実行し、該第２の機能が前記第１の優先度よりも低い第２の優先度を有しており、
   前記電力管理モジュール（６００）が、前記第１の通信モジュール（５０２）を非活性化する前に前記第２の通信モジュール（５０４）を非活性化するように適合されるシステム。
2. 前記医療機器（１０４）が糖尿病管理装置である請求項１記載のシステム。
3. 前記第１の装置が前記患者にインスリンを投与するインスリン注入ポンプ（２０４）を含み、前記第２の装置が前記患者のグルコースレベルを監視する持続グルコースモニター（２００）を含む請求項１記載のシステム。
4. 前記１つまたは２つ以上の構成要素に電力を供給する電力源をさらに含んでおり、
   前記熱的モデリングモジュールが、前記１つまたは２つ以上の構成要素に供給される電力に基づいて前記周囲温度を予測するように適合される請求項１記載のシステム。
5. 前記電力源が電池（６１０）である請求項４記載のシステム。
6. 前記電池（６１０）の残存容量を予測するヒューエルゲージモジュール（６１６）をさらに含んでおり、
   前記電力管理モジュール（６００）が、前記電池（６１０）の残存容量および前記携帯型医療機器（１０４）の内部温度に基づいて前記１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化するように適合される請求項５記載のシステム。
7. 前記電力管理モジュール（６００）が、さらに、前記携帯型医療機器（１０４）の前記内部温度が閾値温度を超えるときに前記血中グルコース測定モジュール（４００）の前記作業の状態に基づいて前記１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化するように適合され、
   前記携帯型医療機器（１０４）の前記１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化することが、前記血中グルコース測定モジュール（４００）を非活性化することを含む請求項１記載のシステム。
8. 前記温度センサ（６０５）が、前記携帯型医療機器（１０４）内の複数の位置で温度を感知する温度感知モジュール（６０４）に関連付けられ、
   前記熱的モデリングモジュール（６０２）が、これら感知された温度に基づいて周囲温度および内部温度の変化率を予測するように適合され、
   前記電力管理モジュール（６００）が、前記周囲温度および前記内部温度の変化率に基づいて前記１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化するように適合される請求項１記載のシステム。
9. 前記１つまたは２つ以上の構成要素の使用法を監視する使用監視モジュール（６０６）をさらに含んでおり、
   前記電力管理モジュール（６００）が、前記携帯型医療機器（１０４）の前記１つまたは２つ以上の構成要素の使用法に基づいて前記１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化する請求項１記載のシステム。
10. 前記１つまたは２つ以上の構成要素に電力を供給する電池（６１０）の残存容量を測定するヒューエルゲージモジュール（６１６）をさらに含んでおり、
    前記電力管理モジュール（６００）が、（ｉ）使用法および前記電池（６１０）の残存容量に基づいて前記携帯型医療機器（１０４）の残りの稼動時間を予測するように、かつ、（ｉｉ）前記予測に基づいて前記１つまたは２つ以上の構成要素を非活性化するように適合される請求項９記載のシステム。

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