KR101497999B1 - Device and method for calculating glucose infusion rate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 포도당 주입률 계산 방법은 경구 포도당 부하 시험(Oral Glucose Tolerance Test, 이하 OGTT라 함) 데이터를 수신하는 단계, OGTT 데이터에 기초하여, 미리 결정된 혈당 동역학 알고리즘의 미정 파라미터들을 결정하는 단계, 미정 파라미터들이 결정된 혈당 동역학 알고리즘에 예비적인 정맥 포도당 주입률을 입력하여, 소정의 시간 후의 혈당값을 미리 나타내는 예측 혈당값을 산출하는 단계, 산출된 예측 혈당값을 OGTT 데이터의 적어도 일부와 비교하는 단계 및 비교 결과에 따라, 예비적인 정맥 포도당 주입률을 최적의 정맥 포도당 주입률로서 선택적으로 출력하는 단계를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and a method for calculating a glucose infusion rate for calculating an infusion rate of glucose to be injected directly into a vein. The method of calculating glucose infusion rate of the present invention includes receiving an Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) data, determining undetermined parameters of a predetermined blood glucose kinetics algorithm based on OGTT data, Calculating a predicted blood glucose value that indicates in advance a blood glucose value after a predetermined time by inputting a preliminary vein glucose injection rate into a blood glucose kinetics algorithm for which parameters are determined; comparing the calculated predicted blood glucose value with at least a part of the OGTT data; And selectively outputting the preliminary intravenous glucose infusion rate as an optimal intravenous glucose infusion rate according to the comparison result.

Description

포도당 주입률 계산 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CALCULATING GLUCOSE INFUSION RATE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a glucose infusion rate calculating apparatus and a glucose infusion rate calculating apparatus,

본 발명은 포도당 주입률 계산 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인크레틴 효과를 측정하기 위해 정맥에 직접 주입되는 포도당 주입률을 계산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for calculating a glucose injection rate, and more particularly, to an apparatus and a method for calculating a glucose injection rate directly injected into a vein to measure an incretin effect.

인크레틴 효과란 동일 혈당 상태에 대응하는 양의 포도당을 경구로 주입하였을 때와 정맥으로 주입하였을 때, 발생하는 혈액 내 인슐린 농도의 차이를 의미한다. 이 같은 현상은 인슐린 분비를 촉진하는 인크레틴 호르몬에 의해 유도되는 것으로 추정된다. 인크레틴 호르몬은 포도당을 섭취하였을 때 위장관에서 분비되고, DPP-4에 의해서 분해되며 최근 제 2 형 당뇨병의 치료제로서 인크레틴 유사체와 DPP-4 억제제의 중요성이 부각됨에 따라, 제 2 형 당뇨병에서 인크레틴의 병태 생리학적 이해가 강조되고 있다.The incretin effect means the difference in insulin concentration in the blood when oral glucose is injected orally and when the amount of glucose corresponding to the same blood glucose level is injected orally. It is presumed that this phenomenon is induced by the incretin hormone which promotes insulin secretion. The incretin hormone is secreted from the gastrointestinal tract when it is taken up by glucose and is degraded by DPP-4. Recently, the importance of incretin analogs and DPP-4 inhibitors as a treatment for type 2 diabetes has been emphasized, The pathophysiological understanding of retin is emphasized.

이러한 인크레틴 호르몬을 이용한 치료법은 인슐린 분비량을 조절하는 췌장 베타세포를 보호하는 효과가 있다. 또한, 체내의 혈당 수준에 따라 혈당을 조절하여 저혈당의 위험이 적고 체중 조절에도 기여할 수 있다는 장점이 있어, 종래의 인슐린 치료법의 단점을 보완하는 새로운 치료법으로서 그 중요성이 커지고 있다.Such treatment with incretin hormone has an effect of protecting pancreatic beta cells that regulate insulin secretion. In addition, there is an advantage in that the risk of hypoglycemia can be controlled by regulating blood sugar according to the level of blood sugar in the body, and it is possible to contribute to weight control. Therefore, it is becoming important as a new therapeutic method to overcome the shortcomings of conventional insulin therapy.

한편, 인크레틴 치료법에 필요한 인크레틴 효과를 정확하게 측정하기 위해, 포도당을 경구로 주입하는 경구 포도당 부하 검사(Oral Glucose Tolerance Test, 이하 OGTT라 함) 및 OGTT의 혈당 그래프와 동일한 혈당 그래프를 얻는 것에 목적이 있는 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사(Isoglycemic Intravenous Glucose Infusion Test, 이하 IIGI라 함)가 수행되어야 한다. 그러나, 종래의 IIGI 방법에 있어서, 정맥에 주입할 포도당 주입률은 정해진 규칙 없이 수행자의 경험에 의존하여 수행되었다. 따라서, 종래의 검사 방법에서는, 수행자의 시행 착오가 빈번하게 발생하였으며, 정확한 포도당 주입률을 결정하기 위해서는 해당 분야의 숙련된 임상시험자가 필요하다는 문제점이 있었다.On the other hand, in order to accurately measure the incretin effect required for the incretine treatment, it is necessary to obtain a blood glucose graph similar to that of the OGTT and the Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) (IIGI) should be performed in the same manner as in the case of the intravenous glucose infusion test. However, in the conventional IIGI method, the glucose infusion rate to be injected into the vein was performed depending on the experience of the performer without a prescribed rule. Therefore, in the conventional testing method, trial and error of the practitioner is frequently occurred, and there is a problem that a skilled clinical examiner of the field is needed to determine a correct glucose infusion rate.

본 발명의 목적은 인크레틴 효과 측정을 위한 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사에 있어서, 정확한 포도당 주입률을 산출하는 포도당 주입률계산 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for calculating a glucose infusion rate for calculating an accurate glucose infusion rate in the same blood glucose intravenous glucose infusion test for measuring the effect of incretin.

본 발명의 다른 목적은 인크레틴 효과 측정을 위한 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사에 있어서, 정해진 알고리즘에 따라 자동으로 최적의 포도당 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for calculating the glucose injection rate, which automatically calculates an optimum glucose injection rate according to a predetermined algorithm in the same glucose intravascular glucose injection test for measuring the effect of incretin.

본 발명에 따른 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 산출 방법은 OGTT 데이터를 수신하는 단계; 상기 OGTT 데이터에 기초하여, 미리 결정된 혈당 동역학 알고리즘의 미정 파라미터들을 결정하는 단계; 상기 미정 파라미터들이 결정된 상기 혈당 동역학 알고리즘에 예비적인 정맥 포도당 주입률을 입력하여, 소정의 시간 후의 혈당값을 미리 나타내는 예측 혈당값을 산출하는 단계; 상기 산출된 예측 혈당값을 상기 OGTT 데이터의 적어도 일부와 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라, 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률을 정맥 포도당 주입률로서 선택적으로 출력하는 단계를 포함한다.The method of calculating glucose injection rate for calculating an injection rate of glucose to be injected directly into a vein according to the present invention comprises the steps of: receiving OGTT data; Determining undetermined parameters of a predetermined blood glucose kinetic algorithm based on the OGTT data; Inputting a preliminary intravenous glucose injection rate to the blood glucose dynamic algorithm in which the undefined parameters are determined to calculate a predicted blood glucose value indicating a blood glucose value after a predetermined time in advance; Comparing the calculated predicted blood glucose value with at least a portion of the OGTT data; And selectively outputting the preliminary intravenous glucose injection rate as the intravenous glucose injection rate according to the comparison result.

실시 예로서, 상기 혈당 동역학 알고리즘은,In an embodiment, the blood glucose kinetics algorithm comprises:

수학식

Figure 112013067468032-pat00001
으로 표현되는 연산을 수행하고, 상기 RaGutG는 장간막의 포도당 흡수율이고, HepbalG은 간의 포도당 평형 요소이고, Inc는 인크레틴 호르몬의 농도이고, I는 인슐린의 농도이고, G는 혈액 내 포도당의 농도이고, t는 시간이고, V는 혈액의 부피이고, 상기 GIV는 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률이고, k1, k2, k10은 상기 미정 파라미터들 중 하나이다.Equation
Figure 112013067468032-pat00001
Wherein Ra GutG is the glucose uptake rate of the mesentery, Hepbal G is the liver glucose equilibrium factor, Inc is the incretin hormone concentration, I is the insulin concentration, G is the concentration of glucose in the blood , T is the time, V is the volume of the blood, G IV is the preliminary venous glucose infusion rate, and k 1 , k 2 , k 10 are one of the pending parameters.

실시 예로서, 상기 I는 수학식

Figure 112013067468032-pat00002
에 의해 결정되고, 상기 Inc는 인크레틴(Incretin)의 농도이고, 상기 β는 포도당 농도 및 인크레틴 농도를 제외한 기타 영향 요소들을 나타내기 위해 보정되는 값을 의미하고, k7, k8, k9는 상기 미정 파라미터들 중 하나이다.As an example,
Figure 112013067468032-pat00002
, Inc is a concentration of Incretin, β is a value corrected for indicating other influencing factors except for glucose concentration and incretin concentration, k 7 , k 8 , k 9 Is one of the pending parameters.

실시 예로서, 상기 선택적으로 출력하는 단계는, 상기 비교 결과, 상기 산출된 예측 혈당값과 상기 OGTT 데이터의 측정 혈당값의 차이가 허용 가능한 범위 내이면, 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률을 정맥 포도당 주입률로서 선택적으로 출력하는 단계를 포함한다.If the difference between the calculated predicted blood glucose level and the measured blood glucose level of the OGTT data is within a permissible range as a result of the comparison, the selectively outputting step may include a step of injecting the preliminary intravenous glucose injection rate into the intravenous glucose injection And selectively outputting the ratio as a ratio.

실시 예로서, 상기 선택적으로 출력하는 단계는, 상기 비교 결과, 상기 산출된 예측 혈당값과 상기 OGTT 데이터의 측정 혈당값의 차이가 허용 가능한 범위 내에 있지 않으면, 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률을 대체하는 새로운 예비적인 정맥 포도당 주입률을 상기 미정 파라미터들이 결정된 상기 혈당 동역학 알고리즘에 입력하여 소정의 시간 후의 혈당값을 미리 나타내는 예측 혈당값을 새롭게 산출하는 단계를 더 포함한다.As an embodiment, the selectively outputting step may include a step of, if the difference between the calculated predicted blood glucose value and the measured blood glucose value of the OGTT data is not within an allowable range, replacing the preliminary intravenous glucose injection rate Inputting a new preliminary intravenous glucose injection rate into the blood glucose dynamic algorithm in which the undefined parameters are determined, and newly calculating a predicted blood glucose value indicating a blood glucose value after a predetermined time in advance.

실시 예로서, 상기 선택적으로 출력되는 결과에 따라, 상기 산출된 예측 혈당값을 선택적으로 출력하는 단계를 더 포함한다.The method may further include selectively outputting the calculated predicted blood glucose value according to the selectively output result.

실시 예로서, 상기 OGTT 데이터는 상기 OGTT에서 측정된 혈당값, 상기 측정된 혈당값이 측정된 측정 시간, 상기 측정 시간에 따른 상기 측정된 혈당값의 변화량 또는 체내 인슐린 농도의 변화량 또는 사용자의 몸무게와 같은 인자 파라미터들을 포함한다.As an embodiment, the OGTT data may include a blood glucose value measured in the OGTT, a measurement time at which the measured blood glucose value is measured, a change amount of the measured blood glucose value or an amount of change in the body insulin concentration according to the measurement time, It contains the same parameter parameters.

실시 예로서, 상기 출력된 정맥 포도당 주입률은 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사(Isoglycemic Intravenous Glucose Infusion Test, 이하 IIGI라 함)를 위한 포도당 주입 장치 또는 주입률 표시 장치에 제공되는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출한다.As an example, the output of the intravenous glucose infusion rate may be provided to a glucose injection device or an injection rate display device for an isoglycemic intravascular glucose infusion test (IIGI) Is calculated.

실시 예로서, 상기 IIGI는 인크레틴 효과를 측정하기 위해 수행되는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출한다.As an example, the IIGI calculates the infusion rate of glucose to be injected directly into the vein, which is performed to measure the incretin effect.

본 발명에 따른 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 장치는 경구 포도당 부하 시험(Oral Glucose Tolerance Test, 이하 OGTT라 함) 데이터를 수신하여 저장하는 데이터베이스; 상기 저장된 OGTT 데이터에 기초하여, 미리 결정된 혈당 동역학 알고리즘의 미정 파라미터들을 결정하는 파라미터 추정기; 상기 결정된 미정 파라미터들에 따라, 상기 혈당 동역학 알고리즘을 수정하는 모델링 부; 및 상기 수정된 혈당 동역학 알고리즘에 예비적인 정맥 포도당 주입률을 입력하여 소정의 시간 후의 혈당값을 미리 나타내는 예측 혈당값을 산출하고, 상기 산출된 예측 혈당값을 상기 OGTT 데이터의 적어도 일부와 비교하고, 상기 비교 결과에 따라, 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률을 정맥 포도당 주입률로서 선택적으로 출력하는 계산기를 포함한다. The glucose infusion rate calculating device for calculating the infusion rate of glucose to be directly injected into a vein according to the present invention comprises a database for receiving and storing Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) data; A parameter estimator for determining, based on the stored OGTT data, predetermined parameters of a predetermined blood glucose kinetic algorithm; A modeling unit for modifying the blood glucose dynamic algorithm according to the determined undefined parameters; And calculating a predicted blood glucose value indicating a blood glucose value after a predetermined time by inputting a preliminary vein glucose injection rate into the corrected blood glucose kinetic algorithm, comparing the calculated predicted blood glucose value with at least a part of the OGTT data, And a calculator for selectively outputting the preliminary intravenous glucose injection rate as a intravenous glucose injection rate according to the comparison result.

본 발명에 따르면, 인크레틴 효과 측정을 위한 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사에 있어서, 숙련된 임상수행자 없이도 포도당 주입률을 더욱 정확하게 산출할 수 있다.According to the present invention, in the same blood glucose intravenous glucose injection test for measuring the effect of incretin, the glucose injection rate can be calculated more accurately without a skilled clinical practitioner.

또한, 인크레틴 효과 측정을 위한 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사에 있어서, 정해진 알고리즘에 따라 자동으로 포도당 주입률을 산출하므로 사용자 편의성을 높일 수 있다.Also, in the same blood glucose intravenous glucose injection test for measuring the effect of incretin, user's convenience can be improved by automatically calculating the glucose injection rate according to a predetermined algorithm.

도 1은 한국인의 정상인과 제 2 형 당뇨병 환자의 인크레틴 효과를 보여주는 도면이다.
도 2는 인체의 포도당-인슐린 반응을 도식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 주입률 계산 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 주입률 계산 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 주입률 계산 장치의 사용자 인터페이스를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 효과를 비교 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a chart showing the incretin effect of normal Korean and type 2 diabetic patients.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the glucose-insulin response of the human body. FIG.
3 is a block diagram illustrating an apparatus for calculating a glucose infusion rate according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of calculating the glucose injection rate according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a user interface of the glucose injection rate calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 6 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

본 발명에서는 인크레틴 효과를 고려한 혈당 동역학 알고리즘의 수학적 모델을 이용하여 경구로 또는 직접 정맥으로 주입된 포도당에 의한 혈당 및 호르몬 변화를 예측한다. 그리고, 경구 포도당 부하 검사(Oral Glucose Tolerance Test, OGTT)의 경우와 동일한 혈당을 만들어야 하는 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사(Isoglycemic Intravenous Glucose Infusion Test, IIGI)에 있어서, OGTT의 시험 데이터(이하, OGTT 데이터)를 참조하여 가장 적합한 포도당 정맥 주입률(이하, 주입률이라 한다)을 산출한다. The present invention predicts blood glucose and hormone changes by glucose injected orally or directly into a vein using a mathematical model of the blood glucose kinetics algorithm considering the incretin effect. Test data (hereinafter referred to as OGTT data) of OGTT in the same glucose intravascular glucose infusion test (IIGI), which should produce the same blood glucose as in the case of oral glucose tolerance test (OGTT) (Hereinafter referred to as " infusion rate ").

여기서 OGTT 데이터란 OGTT의 결과를 나타내는 데이터를 의미하며, 검사에서 측정된 혈당값, 그때의 측정 시간, 시간에 따른 혈당 또는 인슐린 변화량, GIP 호르몬 농도 및 사용자의 몸무게와 같은 인자들을 포함할 수 있다.Here, OGTT data refers to data indicating the result of OGTT, and may include factors such as blood sugar value measured at the time of test, measurement time at that time, blood sugar or insulin change amount according to time, GIP hormone concentration and user's weight.

한편, OGTT와 IIGI의 구체적인 내용 및 일반적인 수행 방법은 당해 기술 분야에 널리 알려져 있으므로, 그에 대한 설명은 생략한다.Meanwhile, detailed contents and general methods of performing OGTT and IIGI are well known in the related art, and a description thereof will be omitted.

실시 예로서, 본 발명에 따른 포도당 주입률 계산 장치는 포도당을 정맥에 주입한 후 소정의 시간이 지났을 때의 혈당값(또는, 혈당 변화량)을 예측하는 혈당 예측값을 더 산출할 수 있다.As an embodiment, the apparatus for calculating glucose injection rate according to the present invention may further calculate a blood glucose predicted value for predicting a blood glucose level (or a blood glucose level change) at a predetermined time after injecting glucose into a vein.

본 발명은 혈당-동역학에 기초한 수학적 모델을 이용하여 최적의 포도당 주입률을 산출한다. 이와 같은 수학적 모델을 이용하면, 실제 사람에게 적용하기 전에 가상 환경을 조성하여 가상 테스트를 통해 그 결과를 미리 예측할 수 있다. 따라서, 사람에게 실제 테스트를 적용할 때 생길 수 있는 위험성이 최소화될 수 있고, 시험 비용이 절감된다는 장점이 있다.The present invention utilizes a mathematical model based on blood glucose-kinetics to calculate the optimal glucose infusion rate. Using this mathematical model, a virtual environment can be created before applying it to real people, and the results can be predicted in advance through a virtual test. Thus, there is an advantage that the risk that may occur when applying a practical test to a person can be minimized, and the test cost is reduced.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 한국인의 정상인과 제 2 형 당뇨병 환자의 인크레틴 효과를 보여주는 도면이다. FIG. 1 is a chart showing the incretin effect of normal Korean and type 2 diabetic patients.

인크레틴 효과는 동일한 혈당 수치를 유지할 때, 경구로 포도당 및 음식을 섭취하였을 때의 인슐린 농도가 정맥으로 직접 포도당을 주입했을 때의 인슐린 농도보다 월등히 높게 나타나는 현상을 의미한다. 인크레틴 효과를 담당하는 호르몬은 포도당-의존 인슐린친화성 폴리펩타이드(Glucose-dependent Insulinotropic Polypeptide, GIP)와 글루카곤-유사 펩타이드-1(Glucagon-Like Peptide-1, GLP-1)이 있다. 이들은 위장관에서 영양소가 흡수될 때 분비되고, 디펩티딜 펩티다제-4(DipePtidyl Peptidase-4, DPP-4)에 의해 분해된다.When the same blood glucose level is maintained, the incretin effect indicates that the insulin concentration in the oral glucose and food intake is significantly higher than the insulin concentration in the direct intravenous glucose injection. The hormone responsible for the incretin effect is the Glucose-dependent Insulinotropic Polypeptide (GIP) and the Glucagon-Like Peptide-1 (GLP-1). They are secreted when nutrients are absorbed in the gastrointestinal tract and are degraded by Dipeptidyl Peptidase-4 (DPP-4).

도 1을 참조하면, 정상인과 제 2 형 당뇨병 환자에 대해서, OGTT 및 IIGI시의 인슐린 농도가 도시된다. 각각의 경우에 있어서, OGTT과 IIGI의 인슐린 농도 차는 인크레틴 효과를 의미한다. 도 1에 따르면, 인크레틴 효과는 정상적인 내당능을 가진 사람에게서 통상 51％ 정도의 인슐린 증가 효과를 보이는 반면, 제 2 형 당뇨병 환자에게서는 35％ 정도로 현저히 감소된 수치를 보여준다. 즉, 제 2 형 당뇨병 환자에게는 인크레틴 효과가 적게 발휘되고, 이러한 감소된 인크레틴 효과가 제 2 형 당뇨병 환자의 인슐린 분비량에도 영향을 준다고 볼 수 있다.Referring to Figure 1, insulin concentrations at OGTT and IIGI are shown for normal and type 2 diabetic patients. In each case, the difference in insulin concentration between OGTT and IIGI implies the incretin effect. According to Fig. 1, the incretin effect is usually shown to be about 51% insulin-increasing effect in a normal glucose tolerance person, while it is remarkably reduced to about 35% in a type 2 diabetic person. That is, the incretin effect is slightly exerted in patients with type 2 diabetes, and this reduced incretin effect may also affect insulin secretion in patients with type 2 diabetes.

인크레틴 효과는 수학식 1과 같이 수식화될 수 있다The incretion effect can be formulated as shown in Equation (1)

Figure 112013067468032-pat00003
Figure 112013067468032-pat00003

여기서, 인슐린 프로파일(insulin profile)이란 소정의 혈당값에 대응되는, 시간에 따른 인슐린 농도의 변화를 나타내는 값들을 의미하며, iAUC는 인슐린 프로파일로부터 유추되는 그래프(예를 들어, 도 1과 같이 인슐린 프로파일의 값들 사이를 직선을 이용하여 순차적으로 이어서 만든 선 그래프)와 X축 사이의 면적을 의미한다.
Herein, an insulin profile refers to values indicating a change in insulin concentration with time corresponding to a predetermined blood sugar value, and iAUC is a graph inferred from an insulin profile (for example, an insulin profile And the area between the X-axis and the X-axis).

도 2는 인체의 포도당-인슐린 반응을 도식적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 인체의 포도당-인슐린 시스템(100)은 십이지장(120), 인크레틴(130), 장간막(140), 간(150), 혈당(160), 인슐린(170)을 포함한다. FIG. 2 is a diagram schematically showing the glucose-insulin response of the human body. FIG. 2, the human glucose-insulin system 100 includes the duodenum 120, the incretin 130, the mesentery 140, the liver 150, the blood sugar 160, and the insulin 170.

도 2에서 점선은 서로 관계가 있으나, 그 관계가 임상적 분석을 통한 별도의 수학적 모델링을 통해 표현되는 것을 의미한다. 반면에, 실선은 양자가 선형적으로 의존하는 관계(예를 들어, 간의 포도당 평형 요소(HepbalG)에 비례하여 혈당이 증가)에 있음을 의미한다.In FIG. 2, the dotted lines are related to each other, but the relationship is expressed through a separate mathematical modeling through clinical analysis. On the other hand, the solid line means that the two are in a linearly dependent relationship (for example, an increase in blood glucose relative to hepatic G balance).

본 실험에서 경구로 섭취하는 포도당의 양은 75g으로 가정한다.The amount of glucose consumed orally in this experiment is assumed to be 75 g.

경구로 포도당이 섭취되면(110), 섭취된 포도당은 식도를 지나, 위, 간, 담낭, 췌장, 십이지장, 소장, 공장, 회장 등을 거쳐 흡수된다. 본 발명에서는 위 과정에서의 반응들을 크게 십이지장과 장간막에서의 반응들로 간략화하였다. When glucose is orally ingested (110), the ingested glucose is absorbed through the esophagus and through the stomach, liver, gallbladder, pancreas, duodenum, small intestine, plant, and ileum. In the present invention, the reactions in the above process are simplified to reactions in the duodenum and mesentery.

한편, 본 발명에서는 예시적으로 포도당이 경구 또는 정맥 주입된 때로부터 5분 후의 혈당 변화를 예측하기 위한 목적으로 포도당-인슐린 반응을 모델링하였다. 따라서, 본 발명에 따른 실시 예들의 수학적 모델링은 포도당 투입후 5분 후부터 실질적인 의미를 갖는 수학식으로서 모델링되었음을 전제한다.In the present invention, the glucose-insulin response is modeled for the purpose of predicting blood glucose changes 5 minutes after glucose orally or intravenously. Therefore, it is assumed that the mathematical modeling of the embodiments according to the present invention has been modeled as a mathematical expression having a substantial meaning 5 minutes after the glucose injection.

십이지장(120)에서 섭취된 포도당의 출현율은 수학식 2와 같이 표현된다.The occurrence rate of glucose ingested in the duodenum 120 is expressed by Equation (2).

Figure 112013067468032-pat00004
Figure 112013067468032-pat00004

여기서, DuodG는 섭취된 포도당의 출현율 내지는 포도당이 십이지장에서 흡수되는 속도를 의미하고, t는 시간을 의미한다. 한편, a 및 b는 경구 섭취된 포도당의 량 및 피실험자에 따라 달라질 수 있는 계수로서, 경구 투입된 포도당량 75g에 대해서, 수학식 2는 수학식 3과 같이 계수 조정된다.Here, Duod G means the rate of ingestion of glucose or the rate at which glucose is absorbed in the duodenum, and t means time. On the other hand, a and b are coefficients that can be varied depending on the amount of orally ingested glucose and the subject, and the coefficient is adjusted as shown in Equation (3) with respect to 75 g orally administered glucose amount.

Figure 112013067468032-pat00005
Figure 112013067468032-pat00005

이때, 출현율(DuodG)을 0이 아닌 시간 구간에 대해서 적분하면, 계산 결과는 약 414.27mmol이 되고 이를 g으로 환산하면 74.58g이 되어, 경구로 섭취된 포도당의 양과 거의 일치한다. 십이지장에서 섭취된 포도당의 출현율(DuodG)은 인크레틴 분비에 선형적으로 영향을 준다.
At this time, when the occurrence rate (Duod G ) is integrated over a time period other than 0, the calculation result becomes about 414.27mmol, which is 74.58g in terms of g, which almost coincides with the amount of glucose ingested orally. The incidence of glucose ingested in the duodenum (Duod G ) has a linear effect on incretin secretion.

그리고, 장간막(140)에서 포도당이 흡수되는 속도는 수학식 3과 같이 포도당 흡수율(RaGutG)로서 표현된다.The rate at which glucose is absorbed in the mesentery membrane 140 is expressed as glucose absorption rate (Ra GutG ) as shown in Equation (3).

Figure 112013067468032-pat00006
Figure 112013067468032-pat00006

여기서, t는 시간이고, c, d 및 f는 경구 섭취된 포도당의 량 및 피실험자에 따라 달라질 수 있는 계수로서, 경구 투입된 포도당량 75g에 대해서, 수학식 3은 수학식 5와 같이 계수 조정된다. Here, t is the time, c, d, and f are the coefficients that can be varied depending on the amount of orally ingested glucose and the subject, and the formula (3) is adjusted according to the formula (5) for 75 g orally administered glucose amount.

Figure 112013067468032-pat00007
Figure 112013067468032-pat00007

이때, 포도당 흡수율(RaGutG)을 0이 아닌 시간 구간에 대해서 적분하면, 계산 결과는 약 414.13mmol이 되고 이를 g으로 환산하면 74.37g이 되어, 경구로 섭취된 포도당의 양과 거의 일치한다. 후술하겠지만, 포도당 흡수율(RaGutG)은 혈당에 선형적으로 영향을 준다.
At this time, when the glucose uptake rate (Ra GutG ) is integrated over a time period other than 0, the calculated result becomes about 414.13 mmol, which is 74.37 g in terms of g, which is almost equal to the amount of glucose ingested orally. As will be described later, glucose uptake (Ra GutG ) has a linear effect on blood glucose.

이어서, 간(150)에서의 혈당 조절 기제를 설명하면 다음과 같다. 간(150)은 글리코겐의 분해를 통해 포도당을 합성함으로써 혈당 농도를 증가시키거나, 혈액의 포도당을 간에 글리코겐의 형태로 저장하여 혈당 농도를 감소시킨다. 간(150)에서의 포도당 평형 요소(HepbalG)는 수학식 4와 같이 표현된다.Next, a blood glucose regulating agent in the liver 150 will be described as follows. Liver 150 increases blood glucose concentration by synthesizing glucose through degradation of glycogen, or reduces blood glucose concentration by storing blood glucose in the form of glycogen in the liver. The glucose equilibrium factor (Hepbal G ) in the liver 150 is expressed by Equation (4).

Figure 112013067468032-pat00008
Figure 112013067468032-pat00008

여기서, HepbalG 및 HepbalGB는 각각 포도당 평형 요소 및 기저 포도당 평형 요소를 의미한다. 그리고, G는 혈당 농도를 의미하고, GB는 기저 혈당 농도를 의미하며, I는 인슐린 농도를 의미하고, IB는 기저 인슐린 농도를 의미한다. 또한, M은 간에서의 길항조절(counter-regulatory) 요인을 나타내는 파라미터로서 피실험자에 따라 조정될 수 있는 값으로서, 혈당 농도가 기저 혈당 농도보다 크면, M이 포함된 항은 음수가 되어 혈당 농도를 낮추는 역할을 한다. α는 인슐린 분비 감소증을 나타내는 파라미터로서 마찬가지로 피실험자에 따라 조정될 수 있는 값이다.
Here, Hepbal G and Hepbal GB refer to glucose equilibrium factor and basal glucose equilibrium factor, respectively. G represents glucose concentration, G B represents basal glucose concentration, I represents insulin concentration, and I B represents basal insulin concentration. In addition, M is a parameter indicating a counter-regulatory factor in the liver, which can be adjusted according to the subject. If the blood glucose concentration is higher than the baseline blood glucose concentration, the term including M is negative and the blood glucose concentration is lowered It plays a role. α is a parameter indicating insulin secretion reduction, which is likewise a value that can be adjusted according to the subject.

다음으로, 인크레틴(130)에서의 작용에 대해 설명한다. 혈액 내의 인크레틴 호르몬 중 인크레틴 호르몬 중 GIP는 십이지장의 K-세포에서 포도당의 자극에 의해 분비되고, 인크레틴 호르몬 중 GLP-1은 회장의 L-세포에서 포도당의 자극에 의해 분비된다. 여기서는, GIP와 GLP-1의 인슐린 분비 효과가 동일하다고 가정하여, GIP 호르몬만을 고려하여 모델링을 하였다.Next, the operation in the increten 130 will be described. Among the incretin hormones in the blood, GIP is secreted by glucose stimulation in the K-cells of the duodenum, and GLP-1 among the incretin hormones is secreted by glucose stimulation in the L-cells of the ileum. Here, assuming that the insulin secretion effect of GIP and GLP-1 is the same, only GIP hormone is modeled.

인크레틴 호르몬은 경구로 섭취된 포도당이 십이지장을 통과할 때의 출현율(DuodG, 또는 포도당 농도 변화)에 의존하여 분비된다.Incretin hormones are secreted depending on the prevalence of glucose ingestion orally through the duodenum (Duod G , or changes in glucose concentration).

혈액 내 인크레틴 호르몬의 농도는 수학식 7과 같이 표현된다.The concentration of the incretin hormone in the blood is expressed by Equation (7).

Figure 112013067468032-pat00009
Figure 112013067468032-pat00009

Figure 112013067468032-pat00010
Figure 112013067468032-pat00010

여기서, Inc는 인크레틴 호르몬의 농도를 의미하고, RaInc는 기저 인크레틴 호르몬의 농도이다. V는 혈액의 부피이고, k5, k6는 소정의 파라미터로서 실험에 의해 결정될 수 있는 값이다.Here, Inc refers to the concentration of incretin hormone, and Ra Inc refers to the concentration of basal incretin hormone. V is the volume of blood, and k 5 , k 6 are values that can be determined experimentally as predetermined parameters.

한편, 인슐린의 농도는 혈당과 인크레틴의 농도에 따라 변화하며, 인슐린의 농도는 수학식 8과 같이 표현된다.On the other hand, the concentration of insulin varies depending on the concentration of blood sugar and the incretin, and the concentration of insulin is expressed by Equation (8).

Figure 112013067468032-pat00011
Figure 112013067468032-pat00011

여기서, β는 포도당 농도 및 인크레틴 농도를 제외한 기타 영향 요소들을` 의미하고, k7, k8, k9는 소정의 파라미터로서 실험에 의해 결정될 수 있는 값이다. 여기서 별도로 설명되지 않은 인자들은 앞서 수학식 1 내지 수학식 7에서 설명한 것과 동일한 의미를 나타낸다. Here, β means other influencing factors except for the glucose concentration and the incretin concentration, and k 7 , k 8 , and k 9 are predetermined parameters and can be determined experimentally. Here, the factors which are not described separately have the same meanings as those described in Equations (1) to (7).

실시 예로서, 혈액 내 인크레틴 및 인슐린의 초기 농도는 복수 회의 실험에 의한 평균값으로 결정될 수 있다.
As an example, the initial concentration of incretin and insulin in the blood can be determined as an average value by a plurality of experiments.

앞서 수학식 3 내지 8에서 정의된 포도당 흡수율(RaGutG), 포도당 평형 요소(HepbalG), 인크레틴 호르몬의 농도(Inc) 및 인슐린의 농도(I)에 기초하여 결정되는 혈액 내 포도당의 농도는 수학식 9와 같다.The concentration of glucose in the blood, which is determined based on the glucose uptake rate (Ra GutG ), the glucose equilibrium factor (Hepbal G ), the concentration of the incretin hormone (Inc) and the concentration of insulin (I) defined in Equations 3 to 8, (9).

Figure 112013067468032-pat00012
Figure 112013067468032-pat00012

여기서, 수학식 9에서, k1, k2는 각각 인슐린 비매개성 포도당 섭취율과 인슐린 매개성 포도당 섭취율을 표현하기 위한 파라미터이다. 그리고,

Figure 112013067468032-pat00013
는 인슐린 변화의 형상계수를 나타낸다.In Equation (9), k1 and k2 are parameters for expressing insulin-mediated glucose uptake and insulin-mediated glucose uptake, respectively. And,
Figure 112013067468032-pat00013
Represents the shape factor of the insulin change.

한편, 수학식 9에서 혈액의 포도당 농도가 10mmol/L를 초과할 때는 -[k3(G-k4)]/V 항이 추가된다. 이는 포도당의 농도가 진할 경우, 신장에서 포도당이 여과되는 것을 의미한다. On the other hand, when the blood glucose concentration exceeds 10 mmol / L in Equation (9), - [k 3 (Gk 4 )] / V term is added. This means that when the concentration of glucose is high, glucose is filtered in the kidneys.

그리고, 수학식 9의 마지막 항은 정맥에 직접 주입된 포도당에 따른 혈액의 포도당 농도 변화를 나타내는 항으로서, GIV는 직접 주입된 포도당의 양 또는 포도당의 주입률이고, k10은 주입된 포도당과 변화되는 혈액의 포도당 농도 사이의 상관관계를 표현하는 파라미터이다.And, a wherein the last term of Equation (9) is a view showing the glucose concentration of blood according to directly implanted glucose into a vein, and G IV is the amount of the direct injection of glucose or infusion rate of glucose, k 10 is the injection of glucose and Is a parameter expressing the correlation between the glucose concentration of the blood being changed.

수학식 9에는 직접 주입된 포도당의 효과를 반영하기 위한 항(마지막 항)이 포함되어 있으며, 따라서 GIV에 소정의 주입률을 대입하면, 수학식 9를 통해 5분 후의 혈액 내 포도당 농도가 산출될 수 있다.Equation (9) includes the term (last term) for reflecting the effect of the directly injected glucose, and therefore, when a predetermined injection rate is substituted for G IV , the blood glucose concentration after 5 minutes is calculated .

다시, 도 2의 화살표들의 방향에 주의하여 도 2를 참조하면, 경구로 투입된 포도당(110)은 십이지장(120), 장간막(140), 인크레틴(130), 간(150), 인슐린(170) 및 혈당(160)에 모두 작용한다. 반면에, 정맥 주입 당(180)은 혈당(160), 인슐린(170), 간(150)에만 작용하며, 십이지장(120), 장간막(140), 인크레틴(130)에는 거의 영향을 주지 않는다. 2, the glucose 110 injected orally is injected into the duodenum 120, the mesentery 140, the incretin 130, the liver 150, the insulin 170, And blood glucose 160, respectively. On the other hand, the IVF 180 acts only on the blood glucose 160, the insulin 170, and the liver 150, and has little effect on the duodenum 120, the mesentery 140, and the incretin 130.

다시 말해, 포도당이 경구로만 투입되는 경우, 정맥 주입 당을 나타내는 GIV는 0이 되고, 수학식 9의 마지막 항은 제거된다. In other words, when glucose is injected orally only, G IV, which represents the intravenous injection sugar, becomes zero, and the last term of equation (9) is eliminated.

반면에, 포도당이 정맥으로만 직접 주입되는 경우, 포도당은 십이지장(120)이나 장간막(140)에 도달하지 않으므로, 십이지장에서의 출현율(DuodG) 및 장간막에서의 흡수율(RaGutG)은 모두 0이 된다. 따라서, 수학식 9의 첫 번째 및 두 번째 항은 제거된다. 그리고, 수학식 7에서 인크레틴 호르몬의 농도(Inc)는 출현율(DuodG)이 지배적으로 영향을 미치므로, 정맥 주입 당에 의해 인크레틴 호르몬의 농도(Inc)는 거의 변화하지 않게 된다(DuodG=0이므로). 따라서, 수학식 8을 참조할 때, 인슐린의 농도(I)의 변화는 포도당의 농도에 의해서만 지배적으로 영향받게 된다.On the other hand, when glucose is injected directly into the vein, glucose does not reach the duodenum 120 or the mesentery 140, so that the duodenal gland (Duod G ) and the mesentery absorptivity (Ra GutG ) do. Thus, the first and second terms of equation (9) are eliminated. Then, the concentration (Inc) is prevalence (Duod G) which makes it a dominant influence, concentration (Inc) of incretin hormones by per intravenous infusion of incretin hormones in Equation (7) is hardly changed (Duod G = 0). Thus, referring to equation (8), the change in the concentration (I) of insulin is dominantly influenced only by the concentration of glucose.

지금까지, 수학식 1 내지 9에서 설명된 수학식들은 인크레틴 효과를 고려한 혈당 동역학 알고리즘을 수학적 모델링화한 것으로서, 경구로 또는 직접 정맥으로 주입된 포도당에 의한 혈당 및 호르몬 변화를 예측하고, 최적의 정맥 포도당 주입률(GIV)를 결정하기 위해 사용된다.
The mathematical equations described in Equations (1) to (9) have mathematically modeled the blood glucose dynamics algorithm considering the incretin effect, and predict blood glucose and hormone changes by glucose injected orally or directly into the vein, It is used to determine the intravenous glucose infusion rate (G IV ).

이상에서, 경구 투입 또는 정맥 주입되는 포도당으로부터 혈액 내 포도당 농도(혈당)의 변화를 산출하는 수학적 모델링 방법과 그 생리학적 의미에 대해서 살펴보았다. 이하에서는, 앞서 설명된 수학식들에서 사용된 미정 파라미터들을 결정하는 방법에 대해서 설명한다.In the above, the mathematical modeling method and the physiological meaning of the glucose concentration (blood glucose) in the blood are described from the glucose injected orally or intravenously. Hereinafter, a method for determining the undefined parameters used in the above-described equations will be described.

파라미터들 중 k5, k7, k8 및 M은 피실험자의 OGTT 데이터를 이용하여 결정된다. 이때, 파라미터들의 값은 매 시간마다 임상에서의 측정 혈당값과 수학적 모델링 식들(수학식 1 내지 수학식 9)에 따른 예측 혈당값의 차이가 최소화되도록 결정된다.K 5 , k 7 , k 8 and M among the parameters are determined using the subject's OGTT data. At this time, the values of the parameters are determined so as to minimize the difference between the measured blood glucose values in the clinic and the predicted blood glucose values according to the mathematical modeling equations (Equations (1) to (9)) every hour.

구체적으로, 파라미터 결정은 두 단계를 거쳐서 수행된다. 첫 번째 단계는 임상 결과에 맞는 파라미터 집합을 구성하고, 파리미터의 초기 값을 얻기 위해 피실험자들의 OGTT 데이터 중 혈당(G), 인슐린 농도(I), 인크레틴 호르몬 농도(Inc)에 대한 평균값과 수학적 모델링 식들에 따른 산출값의 차이가 최소가 되도록 파라미터 값을 결정한다. Specifically, parameter determination is performed in two steps. The first step was to construct a set of parameters for the clinical outcome and to obtain the initial values of the parameters, the mean value of blood glucose (G), insulin concentration (I), incretin hormone concentration (Inc) in the OGTT data of the subjects, The parameter value is determined such that the difference of the calculated value according to the equations is minimized.

이때, 첫 번째 단계에서는 조정가능한 파라미터(adjustable parameter)와 정상 상태로부터 유도되는(derived from steady state) 파라미터인 4개 파라미터(k5, k7, k8, M)와 포도당 흡수율을 결정하는 k1, k2를 결정할 수 있다. 실시 예로서, 결정되는 파라미터들은 다양한 임상적 수단들을 통해 적절한 값 또는 범위로 추정되는 값을 사용할 수 있다.At this time, in the first step, four parameters (k 5 , k 7 , k 8 , M) which are an adjustable parameter and a derived from steady state parameter and k 1 , k 2 can be determined. As an example, the parameters to be determined may use values that are estimated to be appropriate values or ranges through various clinical means.

두 번째 단계는 첫 번째 단계에서 결정된 값들을 초기값으로 하여 각 피실험자마다 OGTT 데이터의 시간에 따른 혈당값 분포(프로파일)와 수학적 모델링 식들에 따른 혈당값 분포의 차가 최소가 되도록 파라미터들을 조정한다.The second step adjusts the parameters such that the difference between the blood glucose level distribution (profile) of the OGTT data over time and the blood glucose level distribution according to the mathematical modeling equations is minimized for each subject, with the values determined in the first step being initial values.

이때, 두 번째 단계에서는 프로파일들의 비교를 통해 k5, k7, k8, M의 파라미터 값을 추정하여 조정하고, k1, k2 값은 첫 번째 단계의 값들을 그대로 이용한다. 실시 예로서, 조정되는 파라미터들은 다양한 임상적 수단들을 통해 적절한 값 또는 범위로 추정되는 값을 사용할 수 있다.At this time, the second phase through comparison of the profile k5, k7, k8, adjusted by estimating the parameter values and the M, k 1, k 2 values is used in the value of the first stage as it is. As an example, the parameters to be adjusted may use values that are estimated to be appropriate values or ranges through various clinical means.

한편, 본 수학식들에서 포도당 출연율(DuodG), 포도당 흡수율(RaGutG), 포도당 평형 요소(HepbalG), 인크레틴 호르몬의 농도(Inc) 및 인슐린의 농도(I), 혈액 내 포도당의 농도(G) 및 시간(t)의 초기 값들은 임상적 또는 실험적으로 결정되는 적절한 값으로 설정될 수 있다.
In these equations, the glucose uptake rate (Duod G ), the glucose absorption rate (Ra GutG ), the glucose equilibrium factor (Hepbal G ), the concentration of incretin hormone (Inc) and the concentration of insulin (I) The initial values of concentration (G) and time (t) may be set to appropriate values that are determined clinically or experimentally.

이상에서는 포도당 투입에 따른 혈당 변화를 예측하는 수학적 모델링 식 및 그때의 미정 파라미터들을 결정하는 방법에 대해 설명하였다. 이하에서는, 결정된 수학적 모델링 식을 이용하여, IIGI시의 포도당 주입률을 결정하는 구체적인 방법에 대해서 설명한다.
In the foregoing, a mathematical modeling equation for predicting blood glucose changes due to glucose input and a method for determining the undefined parameters at that time have been described. Hereinafter, a specific method for determining the glucose injection rate at the time of IIGI will be described using the determined mathematical modeling equation.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 주입률 계산 장치를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면 포도당 주입률 계산 시스템(1000)은 포도당 주입률 계산 장치(1100, 이하 주입률 계산 장치), OGTT 데이터(1200)를 포함한다. 실시 예로서, 포도당 주입률 계산 시스템은 현재 혈당값(1300), 주입률 표시 장치(1500) 또는 포도당 주입 장치(1400)를 더 포함할 수 있다.3 is a block diagram illustrating an apparatus for calculating a glucose infusion rate according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the glucose injection rate calculation system 1000 includes a glucose injection rate calculation device 1100 (hereinafter referred to as an injection rate calculation device) and OGTT data 1200. As an example, the glucose injection rate calculation system may further include a current blood sugar value 1300, an injection rate display device 1500, or a glucose injection device 1400.

OGTT 데이터(1200)는 주입률 계산을 위한 입력 데이터로서 주입률 계산 장치(1100)에 제공된다. OGTT 데이터(1200) 대한 구체적인 내용은 위에서 설명한 바와 동일하다.The OGTT data 1200 is provided to the injection rate calculation device 1100 as input data for the injection rate calculation. The details of the OGTT data 1200 are the same as those described above.

주입률 계산 장치(1100)는 입력으로서 OGTT 데이터(1200)를 수신하여 소정의 시간 후의 혈당값을 예측하거나, OGTT에 따른 혈당값 그래프(또는, 시간에 대한 혈당값들)와 IIGI에 따른 혈당값 그래프(또는, 시간에 대한 혈당값들)가 서로 일치하게 하는 정맥 포도당 주입률(GIV)을 산출한다. 실시 예로서, 주입률 계산 장치(1100)는 혈당값 예측 또는 정맥 포도당 주입률(GIV) 산출을 위해 피 실험자의 현재 혈당값(1300)을 또 다른 입력으로서 제공받을 수 있다.The injection rate calculation device 1100 receives the OGTT data 1200 as an input, predicts a blood glucose value after a predetermined time, calculates a blood glucose level graph (or blood glucose values with respect to time) according to OGTT, And calculates the intravenous glucose infusion rate (G IV ) such that the graph (or blood glucose values with respect to time) coincide with each other. As an example, the infusion rate calculation device 1100 may be provided as another input of the subject's current blood glucose value 1300 for predicting blood glucose level or calculating the intravenous glucose infusion rate (G IV ).

주입률 계산 장치(1100)는 데이터베이스(1110), 파라미터 추정기(1120), 모델링 부(1130) 및 계산기(1140)를 포함한다. The infusion rate calculation device 1100 includes a database 1110, a parameter estimator 1120, a modeling unit 1130, and a calculator 1140.

데이터베이스(1110)는 입력된 OGTT 데이터(1200)를 저장한다. 데이터베이스(1110)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 도 3에서 데이터베이스(1110)는 주입률 계산 장치(1100)에 내장된 형태로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 근거리 통신을 통해 연결된 별도의 저장 장치 또는 클라우드 시스템 기반의 분산 저장 장치일 수 있다.The database 1110 stores the input OGTT data 1200. The database 1110 may be volatile memory or non-volatile memory. In FIG. 3, the database 1110 is shown as being embedded in the injection rate calculation device 1100, but it is not limited thereto, and may be a separate storage device connected via short-range communication or a distributed storage device based on a cloud system.

파라미터 추정기(1120)는 위에서 설명한 미정 파라미터들을 결정한다. 이때, 파라미터 추정기(1120)는 피실험자마다 상이한 값들로 미정 파라미터를 결정할 수 있다. 파라미터 추정기(1120)가 미정 파라미터들을 결정하는 구체적인 방법은 위에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다.The parameter estimator 1120 determines the undefined parameters described above. At this time, the parameter estimator 1120 can determine the uncertain parameter with different values for each subject. The specific method by which parameter estimator 1120 determines the pending parameters is substantially the same as described above.

실시 예로서, 파라미터 추정기(1120)는 정맥 혈당 주입률(GIV)과 혈당 변화율과의 상관 관계를 나타내는 반응 파라미터 k10을 결정하는 개별 관리자(1121)를 포함할 수 있다. 개별 관리자(1121)는 소정의 시간 간격으로 복수 회에 걸쳐 적당한 값을 k10으로 설정하여 정맥 혈당 주입률(GIV)에 따른 혈당 변화율을 예측하고, 예측된 값과 실제 IIGI 테스트 결과를 비교하여 양자간의 오차를 줄이는 방향으로 최종적인 k10 값을 결정한다. 실시 예로서, 개별 관리자(1121)는 IIGI 테스트 결과(실제 혈당 변화)와 주입률 계산 장치(1100) 장치가 예측한 혈당 예측값의 차이를 최소화하는 k10을 초기 0분, 5분, 10분에 각각 계산하여, 그 결과를 평균한 값을 최종적인 k10으로 결정할 수 있다.As an example, the parameter estimator 1120 may include an individual manager 1121 that determines a reaction parameter k 10 that is indicative of a correlation between the intravenous glucose injection rate (G IV ) and the rate of blood glucose change. The individual manager 1121 predicts the blood glucose change rate according to the intravenous blood glucose injection rate (G IV ) by setting an appropriate value to k 10 a plurality of times at predetermined time intervals, compares the predicted value with the actual IIGI test result The final k 10 value is determined in the direction of reducing the error between the two. As an embodiment, the individual manager 1121 sets k 10 , which minimizes the difference between the IIGI test result (actual blood glucose change) and the blood glucose predicted value predicted by the infusion rate calculation device 1100, at the initial 0 minute, 5 minutes, and 10 minutes Respectively, and a value obtained by averaging the results can be determined as a final k 10 .

한편, 미정 파라미터들 중 k3, k4는 포도당의 농도가 진할 경우, 신장에서 포도당이 여과되는 것을 표현하기 위한 것으로서, 임상적으로 적절한 값으로 선택될 수 있다.On the other hand, among the undefined parameters, k 3 and k 4 are used to express glucose filtration in the kidney when the glucose concentration is high, and can be selected as clinically appropriate values.

모델링 부(1130)는 파라미터 추정기(1120)에 의해 계산된 파라미터 값들과 입력된 현재 혈당 값(1300)을 기초로 하여 피실험자의 포도당-인슐린 방응을 모델링하는 수학적 알고리즘을 결정한다. 이때, 모델링 부(1130)가 설정하는 수학적 알고리즘은 위에서 설명한 수학식 1 내지 9와 동일한 수리적 계산을 수행하도록 결정된다. 실시 예로서, 모델링 부(1130)는 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 해독하여 연산 처리를 수행하는 연산 수단 또는 프로세서일 수 있다. 모델링 부(1130) 결정된 수학적 알고리즘을 디지털 데이터로 저장하기 위한 저장 수단을 포함할 수 있다.The modeling unit 1130 determines a mathematical algorithm for modeling the glucose-insulin response of the subject based on the parameter values calculated by the parameter estimator 1120 and the input current blood sugar value 1300. At this time, the mathematical algorithm set by the modeling unit 1130 is determined to perform the same mathematical calculation as Mathematical Formulas 1 to 9 described above. As an example, the modeling unit 1130 may be a computing means or processor that decodes computer readable instructions to perform computational processing. The modeling unit 1130 may include storage means for storing the determined mathematical algorithm as digital data.

계산기(1130)는 모델링 부(1130)에서 결정된 수학적 알고리즘에 기초하여, 최적의 포도당 주입률(GIV)을 결정한다. 구체적으로, 계산기(1130)는 결정된 수학적 알고리즘(예를 들어, 위 수학식 9에 상응하는 수학적 알고리즘)에 대입할 주입률(GIV)로서 임의의 주입률을 설정한다. 그리고, 입력된 주입률에 따라 산출된 결과인 예측 혈당값(또는, 예측 혈당 변화율)을 목표 혈당값(또는, 목표 혈당 변화율)과 비교한다. 여기서, 목표 혈당값(또는, 목표 혈당 변화율)은 OGTT에서 측정된 혈당값, 또는 OGTT에서 측정된 혈당값과 일치하기 위해 요구되는 IIGI의 혈당값(또는, 혈당 변화율)을 의미한다. The calculator 1130 determines an optimal glucose injection rate (G IV ) based on the mathematical algorithm determined by the modeling unit 1130. Specifically, the calculator 1130 sets an arbitrary injection rate as an injection rate (G IV ) to be substituted into the determined mathematical algorithm (for example, a mathematical algorithm corresponding to the above equation (9)). Then, the predicted blood glucose value (or predicted blood glucose change rate), which is a result calculated according to the input injection rate, is compared with a target blood sugar value (or a target blood sugar change rate). Here, the target blood sugar value (or the target blood sugar change rate) means the blood sugar value (or the blood sugar change rate) of IIGI required to match the blood glucose value measured in OGTT or the blood glucose value measured in OGTT.

그리고, 비교 결과 예측 혈당값과 목표 혈당값의 차가 허용 가능한 오차 범위 내이면, 입력된 주입률을 결정된 정맥 혈당 주입률로서 출력한다. 반대로, 비교 결과 예측 혈당값과 목표 혈당값의 차가 허용 가능한 오차 범위 밖이면, 계산기(1130)는 예측 혈당값과 목표 혈당값의 차를 감소시키는 방향으로 다른 입력 주입률을 설정한다. 그리고 설정된 주입률을 수학적 알고리즘에 다시 대입하여 예측 혈당값을 산출하고, 산출된 예측 혈당값을 목표 혈당값과 다시 비교한다. 그 결과, 재산출된 예측 혈당값과 목표 혈당값의 차가 허용 가능한 오차 범위 내이면, 입력된 주입률을 결정된 정맥 혈당 주입률로서 출력한다. 반대로, 비교 결과 예측 혈당값과 목표 혈당값의 차가 허용 가능한 오차 범위 밖이면, 계산기(1130)는 예측 혈당값과 목표 혈당값의 차를 감소시키는 방향으로 또 다른 주입률을 설정하고, 다시 예측 혈당값을 재산출한다. 이처럼,예측 혈당값과 목표 혈당값의 차가 허용 가능한 오차 범위보다 작아질 때까지, 입력 주입률에 따른 예측 혈당값 산출을 반복함으로써 계산기(1130)는 예측 혈당값이 목표 혈당값에 매우 근접하는 정맥 혈당 주입률을 산출할 수 있다.If the difference between the predicted blood glucose level and the target blood glucose level is within the permissible error range as a result of the comparison, the input injection rate is output as the determined intravenous glucose injection rate. Conversely, if the difference between the comparison result predicted blood glucose value and the target blood glucose value is out of an allowable tolerance range, the calculator 1130 sets another input infusion rate in the direction of decreasing the difference between the predicted blood glucose value and the target blood glucose value. Then, the predicted blood glucose value is calculated by substituting the set injection rate into the mathematical algorithm again, and the calculated predicted blood glucose value is compared with the target blood sugar value again. As a result, if the difference between the re-calculated predicted blood glucose value and the target blood sugar value is within an allowable error range, the input injection rate is output as the determined intravenous glucose injection rate. Conversely, if the difference between the predicted blood glucose level and the target blood glucose level is outside the allowable tolerance range, the calculator 1130 sets another infusion rate in the direction of decreasing the difference between the predicted blood glucose level and the target blood glucose level, The value is recalculated. By repeating the calculation of the predicted blood glucose value according to the input injection rate until the difference between the predicted blood sugar value and the target blood glucose value becomes smaller than the allowable error range, the calculator 1130 calculates the predicted blood glucose value The blood glucose injection rate can be calculated.

산출된 정맥 혈당 주입률은 포도당 주입 장치(1400) 또는 주입률 표시 장치(1500)에 제공된다. The calculated intravenous glucose injection rate is provided to the glucose injection device 1400 or the injection rate display device 1500.

포도당 주입 장치(1400)는 산출된 정맥 혈당 주입률에 따라 피실험자에게 자동으로 포도당을 주입하게 하는 장치일 수 있다. The glucose injector 1400 may be a device for automatically injecting glucose into the subject according to the calculated intravenous glucose injection rate.

주입률 표시 장치(1500)는 사용자에게 산출된 정맥 혈당 주입률을 표시하기 위한 장치로서, 시각적인 디스플레이 수단, 청각적인 오디오 수단 또는 기타 촉각적인 알림 수단 등을 포함할 수 있다.The infusion rate display device 1500 is an apparatus for displaying a vein blood injection rate calculated by a user and may include visual display means, auditory audio means or other tactile notification means.

상기와 같은 본 발명의 구성에 따르면, 인크레틴 효과 측정을 위한 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사에 있어서, 숙련된 임상수행자 없이도 포도당 주입률을 더욱 정확하게 산출할 수 있다.According to the constitution of the present invention as described above, in the same blood glucose intravenous glucose injection test for measuring the effect of incretin, the glucose injection rate can be calculated more accurately without skilled clinical personnel.

또한, 인크레틴 효과 측정을 위한 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사에 있어서, 정해진 알고리즘에 따라 자동으로 포도당 주입률을 산출하므로 사용자 편의성을 높일 수 있다.
Also, in the same blood glucose intravenous glucose injection test for measuring the effect of incretin, user's convenience can be improved by automatically calculating the glucose injection rate according to a predetermined algorithm.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 주입률 계산 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4를 참조하면, 포도당 주입률 계산 방법은 S110 단계 내지 S140 단계를 포함한다.4 is a flowchart illustrating a method of calculating the glucose injection rate according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the glucose injection rate calculation method includes steps S110 to S140.

S110 단계에서, 포도당 주입률 계산 방법은 주입률 계산 장치(1100, 도 3 참조)에 OGTT 프로파일(또는, OGTT 데이터)를 입력한다. OGTT 프로파일(또는, OGTT 데이터)에 관한 구체적인 내용은 위에서 설명한 바와 동일하다.In step S110, the glucose injection rate calculation method inputs an OGTT profile (or OGTT data) to the injection rate calculation device 1100 (see FIG. 3). The details of the OGTT profile (or OGTT data) are the same as those described above.

S120 단계에서, 주입률 계산 장치(1100)는 주입률 계산을 위한 수학적 모델링의 미정 파라미터들을 결정한다. 주입률 계산 장치(1100)가 미정 파라미터들을 결정하는 구체적인 방법은 위에서 설명한 바와 동일하다.In step S120, the injection rate calculation device 1100 determines the undefined parameters of the mathematical modeling for the injection rate calculation. The specific method by which the injection rate calculation device 1100 determines the undefined parameters is the same as described above.

S130 단계에서, 주입률 계산 장치(1100)는 정맥 혈당 주입률을 결정한다. 이때, 주입률 계산 장치(1100)는 임의의 주입률을 설정하여 혈당 예측값을 계산하고, 계산된 혈당 예측값을 목표 혈당값과 비교하여 설정되 주입률의 가부를 판단하는 시행 착오법(try and error method)을 기초로 정맥 혈당 주입률을 산출할 수 있다. 주입률 계산 장치(1100)가 정맥 혈당 주입률을 산출하는 구체적인 방법은 도 3에서 설명한 바와 실질적으로 동일하다.In step S130, the infusion rate calculation device 1100 determines a vein blood glucose injection rate. At this time, the infusion rate calculation device 1100 calculates a blood glucose predicted value by setting an arbitrary infusion rate, compares the calculated blood glucose predicted value with the target blood glucose value, and determines whether the infusion rate is set or not (try and error method can be used to calculate the intravenous glucose injection rate. The specific method by which the injection rate calculation device 1100 calculates the intravenous blood glucose injection rate is substantially the same as that described in FIG.

S140 단계에서, 주입률 계산 장치(1100)는 산출된 정맥 혈당 주입률을 출력한다. 이때, 출력된 정맥 혈당 주입률은 포도당 주입 장치(1400, 도 3 참조) 또는 주입률 표시 장치(1500, 도 3 참조)에 제공될 수 있다.
In step S140, the infusion rate calculation device 1100 outputs the calculated intravenous blood glucose injection rate. At this time, the output vein blood glucose injection rate may be provided to the glucose injector 1400 (see FIG. 3) or the injection rate indicator 1500 (see FIG. 3).

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포도당 주입률 계산 장치의 사용자 인터페이스를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 사용자 인터페이스(200)는 입력영역(210), 실행 영역(230) 및 결과 표시 영역(220)을 포함한다. 5 is a diagram illustrating a user interface of the glucose injection rate calculation apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the user interface 200 includes an input area 210, an execution area 230, and a result display area 220.

입력 영역(210)은 사용자가 현재 혈당과 현재 시간을 입력하는 영역이다. The input area 210 is an area where the user inputs the current blood sugar and the current time.

실행 영역(230)은 입력 영역(210)에 입력된 현재 혈당과 현재 시간에 대해서 정맥 혈당 주입률을 산출하도록 하는 실행키를 입력하는 영역이다.The execution region 230 is an area for inputting an execution key for calculating the vein blood glucose injection rate with respect to the current blood glucose level and the current time input to the input region 210. [

결과 표시 영역(220)은 주입률 계산 장치(1100, 도 3 참조)가 입력 영역(210)에 입력된 값들을 기초로 하여 산출한, 최적의 정맥 혈당 주입률 및 그때의 5분 후 예측 혈당값이 표시되는 영역이다. The result display area 220 displays the optimum intravenous blood glucose injection rate and the predicted blood glucose value after 5 minutes calculated based on the values input to the input area 210 by the injection rate calculation device 1100 Is displayed.

여기서는, 입력 영역(210), 실행 영역(230) 및 결과 표시 영역(220)에 대해서만 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자 인터페이스(200)는 더욱 많은 정보를 표시하거나 사용자의 편의성을 향상시키기 위한 다양한 인터페이스 수단을 더 포함할 수 있다.
Although only the input area 210, the execution area 230, and the result display area 220 are described herein, the user interface 200 may include a variety of information for displaying more information or improving the convenience of the user. And may further include interface means.

도 6은 본 발명의 효과를 비교 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, (a) 그래프는 종래의 에드-혹(ad-hoc) 방법에 따른 OGTT와 IIGI의 일치도를 나타내고, (b) 그래프는 본 발명에 따른 OGTT와 IIGI의 일치도를 나타낸다. 여기서, 에드-혹 방법이란 종래의 사용자의 경험과 숙련도에 의지하여 대략적인 정맥 혈당 주입률을 결정한 방법을 의미한다.Fig. 6 is a diagram for explaining the effect of the present invention. Referring to FIG. 6, (a) shows the degree of agreement between OGTT and IIGI according to the conventional ad-hoc method, and (b) shows the degree of agreement between OGTT and IIGI according to the present invention. Here, the Ed-hoc method means a method of determining the approximate intravenous glucose injection rate based on the experience and skill of the conventional user.

도 6을 보면, 종래 기술에 의한 방법에서는 OGTT와 IIGI의 오차가 비교적 크게 나타나는데 비해, 본 발명에서는 양자간의 오차가 극히 작아짐을 발견할 수 있다. 따라서, 인크레틴 효과 측정을 위한 IIGI에 있어서 본 발명의 정맥 혈당 주입률 계산 방법을 적용하면, 실험 정확도 및 사용자 편의성이 크게 향상될 수 있음을 알 수 있다.
Referring to FIG. 6, in the method according to the prior art, although the error between OGTT and IIGI is relatively large, it can be found that the error between the OGTT and IIGI is extremely small in the present invention. Therefore, it can be seen that the accuracy of the experiment and the convenience of the user can be greatly improved by applying the IVIG calculation method of the present invention to the IIGI for measuring the incretin effect.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 각 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

또한, 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
In addition, although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims equivalent to the claims of the present invention as well as the claims of the following.

본 특허 발명에 관한 연구는 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(2010-0024462)과 서울대학교 신임교수 연구 정착금의 지원으로 수행되었다.The research on this invention was carried out by the Korea Research Foundation (2010-0024462) funded by the government (Ministry of Education, Science and Technology)

Claims (10)

포도당 주입률 계산 장치에 의해 정맥에 주입될 포도당의 주입률을 산출하기 위한 방법으로서,
경구 포도당 부하 시험(Oral Glucose Tolerance Test, 이하 OGTT라 함) 데이터를 수신하는 단계;
상기 OGTT 데이터에 기초하여, 미리 결정된 혈당 동역학 알고리즘의 미정 파라미터들을 산출하는 단계;
상기 미정 파라미터들이 산출된 상기 혈당 동역학 알고리즘에 예비적인 정맥 포도당 주입률을 입력하여, 소정의 시간 후의 혈당값을 미리 나타내는 예측 혈당값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 예측 혈당값을 상기 OGTT 데이터의 적어도 일부와 비교하여, 주입될 정맥 포도당 주입률을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 혈당 동역학 알고리즘은,
수학식
Figure 112014115967772-pat00022
으로 표현되는 연산을 수행하고,
상기 RaGutG는 장간막의 포도당 흡수율이고, HepbalG은 간의 포도당 평형 요소이고, Inc는 인크레틴 호르몬의 농도이고, I는 인슐린의 농도이고, G는 혈액 내 포도당의 농도이고, t는 시간이고, V는 혈액의 부피이고, 상기 GIV는 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률이고, k1, k2, k10은 상기 미정 파라미터들 중 하나인, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
A method for calculating an injection rate of glucose to be injected into a vein by a glucose injection rate calculation apparatus,
Receiving an Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) data;
Calculating undefined parameters of a predetermined blood glucose kinetic algorithm based on the OGTT data;
Inputting a preliminary vein glucose injection rate into the blood glucose dynamic algorithm in which the undefined parameters are calculated, and calculating a predicted blood glucose value indicating a blood glucose value after a predetermined time in advance; And
And comparing the calculated predicted blood glucose value with at least a part of the OGTT data to calculate a vein glucose infusion rate to be injected,
The blood glucose kinetics algorithm comprises:
Equation
Figure 112014115967772-pat00022
Lt; RTI ID = 0.0 >
Wherein Ra is the glucose uptake rate of the mesentery, Hepbal G is the glucose equilibrium factor of the liver, Inc is the concentration of the incretin hormone, I is the insulin concentration, G is the concentration of glucose in the blood, t is the time, V Is the volume of blood, G IV is the preliminary intravenous glucose infusion rate, and k 1 , k 2 , k 10 are glucose introjections that yield the infusion rate of glucose to be injected directly into the vein, Rate calculation method.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 I는 수학식
Figure 112014115967772-pat00023
에 의해 결정되고,
상기 Inc는 인크레틴(Incretin)의 농도이고, 상기 β는 포도당 농도 및 인크레틴 농도를 제외한 기타 영향 요소들을 나타내기 위해 보정되는 값을 의미하고, k7, k8, k9는 상기 미정 파라미터들 중 하나인, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
The method according to claim 1,
The above I is expressed by Equation
Figure 112014115967772-pat00023
Lt; / RTI >
The Inc is the concentration of the incretins (Incretin), said β means the value is corrected to indicate that the other influencing factors other than the concentration of glucose and incretin levels, and k 7, k 8, k 9 is the above crude parameters A method for calculating the glucose infusion rate, which calculates the infusion rate of glucose to be injected directly into the vein.
제 1 항에 있어서,
상기 주입될 정맥 포도당 주입률을 산출하는 단계는,
상기 비교 결과, 상기 산출된 예측 혈당값과 상기 OGTT 데이터의 측정 혈당값의 차이가 허용 가능한 범위 내이면, 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률을 주입될 정맥 포도당 주입률로서 산출하는 단계를 포함하는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
The method according to claim 1,
The step of calculating the intravenous glucose infusion rate to be injected may include:
And calculating the preliminary intravenous glucose injection rate as the intravenous glucose injection rate to be injected if the difference between the calculated predicted blood glucose value and the measured blood glucose value of the OGTT data is within an allowable range, A method of calculating the glucose infusion rate, which calculates the infusion rate of glucose to be injected directly into the subject.
제 4 항에 있어서,
상기 주입될 정맥 포도당 주입률을 산출하는 단계는,
상기 비교 결과, 상기 산출된 예측 혈당값과 상기 OGTT 데이터의 측정 혈당값의 차이가 허용 가능한 범위 내에 있지 않으면, 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률을 대체하는 새로운 예비적인 정맥 포도당 주입률을 상기 미정 파라미터들이 결정된 상기 혈당 동역학 알고리즘에 입력하여 소정의 시간 후의 혈당값을 미리 나타내는 예측 혈당값을 새롭게 산출하는 단계를 더 포함하는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
5. The method of claim 4,
The step of calculating the intravenous glucose infusion rate to be injected may include:
As a result of the comparison, if the difference between the calculated predicted blood glucose value and the measured blood glucose level of the OGTT data is not within an allowable range, a new preliminary intravenous glucose injection rate replacing the preliminary intravenous glucose injection rate And calculating a predicted blood glucose value, which is input to the determined blood glucose dynamic algorithm, and which indicates a blood glucose value after a predetermined time in advance, to calculate a glucose injection rate of the glucose to be injected directly into the vein.
제 1 항에 있어서,
상기 주입될 정맥 포도당 주입률과, 상기 산출된 예측 혈당값을 출력하는 단계를 더 포함하는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of outputting the calculated predicted blood glucose value and the calculated intravenous glucose injection rate to be injected, and calculating the injection rate of glucose to be injected directly into the vein.
제 1 항에 있어서,
상기 OGTT 데이터는 상기 OGTT에서 측정된 혈당값, 상기 측정된 혈당값이 측정된 측정 시간, 상기 측정 시간에 따른 상기 측정된 혈당값의 변화량, 체내 인슐린 농도의 변화량 및 사용자의 몸무게 중 하나 이상으로 구성된 인자 파라미터들을 포함하는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the OGTT data comprises at least one of a blood glucose value measured in the OGTT, a measured time at which the measured blood glucose value is measured, a change amount of the measured blood glucose value according to the measurement time, a change amount of the insulin concentration in the body, A method for calculating the glucose infusion rate, which calculates the infusion rate of glucose to be injected directly into the vein, including factor parameters.
제 1 항에 있어서,
상기 주입될 정맥 포도당 주입률은 동일 혈당 정맥 포도당 주입 검사(Isoglycemic Intravenous Glucose Infusion Test, 이하 IIGI라 함)를 위한 포도당 주입 장치 또는 주입률 표시 장치에 제공되는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
The method according to claim 1,
The infusion rate of the intravenous glucose to be injected is determined by the injection rate of the glucose to be injected directly into the vein, which is provided in the glucose injection device or the injection rate display device for the Isoglycemic Intravenous Glucose Infusion Test Calculating the glucose infusion rate calculation method.
제 8 항에 있어서,
상기 IIGI는 인크레틴 효과를 측정하기 위해 수행되는, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the IIGI is calculated to measure the incretin effect, wherein the injection rate of glucose to be injected directly into the vein is calculated.
경구 포도당 부하 시험(Oral Glucose Tolerance Test, 이하 OGTT라 함) 데이터를 수신하여 저장하는 데이터베이스;
상기 저장된 OGTT 데이터에 기초하여, 미리 결정된 혈당 동역학 알고리즘의 미정 파라미터들을 결정하는 파라미터 추정기;
상기 결정된 미정 파라미터들에 따라, 상기 혈당 동역학 알고리즘을 수정하는 모델링 부; 및
상기 수정된 혈당 동역학 알고리즘에 예비적인 정맥 포도당 주입률을 입력하여 소정의 시간 후의 혈당값을 미리 나타내는 예측 혈당값을 산출하고, 상기 산출된 예측 혈당값을 상기 OGTT 데이터의 적어도 일부와 비교하여, 주입될 정맥 포도당 주입률을 산출하는 계산기를 포함하고,
상기 혈당 동역학 알고리즘은,
수학식
Figure 112014115967772-pat00024

으로 표현되는 연산을 수행하고,
상기 RaGutG는 장간막의 포도당 흡수율이고, HepbalG은 간의 포도당 평형 요소이고, Inc는 인크레틴 호르몬의 농도이고, I는 인슐린의 농도이고, G는 혈액 내 포도당의 농도이고, t는 시간이고, V는 혈액의 부피이고, 상기 GIV는 상기 예비적인 정맥 포도당 주입률이고, k1, k2, k10은 상기 미정 파라미터들 중 하나인, 정맥에 직접 주입될 포도당의 주입률을 산출하는 포도당 주입률 계산 장치. A database for receiving and storing Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) data;
A parameter estimator for determining, based on the stored OGTT data, predetermined parameters of a predetermined blood glucose kinetic algorithm;
A modeling unit for modifying the blood glucose dynamic algorithm according to the determined undefined parameters; And
Calculating a predicted blood glucose value indicating a blood glucose value after a predetermined time by inputting a preliminary vein glucose injection rate into the corrected blood glucose kinetic algorithm, comparing the calculated predicted blood glucose value with at least a part of the OGTT data, And includes a calculator that calculates the intravenous glucose infusion rate,
The blood glucose kinetics algorithm comprises:
Equation
Figure 112014115967772-pat00024

Lt; RTI ID = 0.0 >
Wherein Ra is the glucose uptake rate of the mesentery, Hepbal G is the glucose equilibrium factor of the liver, Inc is the concentration of the incretin hormone, I is the insulin concentration, G is the concentration of glucose in the blood, t is the time, V Is the volume of blood, G IV is the preliminary intravenous glucose infusion rate, and k 1 , k 2 , k 10 are glucose introjections that yield the infusion rate of glucose to be injected directly into the vein, Rate calculation device.
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