KR102464709B1 - System and Method for Personalized Blood Glucose Control - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 개인화된 혈당 조절 시스템은, 환자의 혈당을 연속적으로 측정하는 연속혈당 측정기; 환자의 혈당대사 특성 정보를 기초로 상기 연속혈당 측정기로부터 수신한 혈당 측정 정보와 환자의 치료 이력 정보를 반복 학습하며, 학습된 모델을 통해 인슐린 주입량 및 주입속도를 결정하는 인슐린 주입 제어기; 및 상기 인슐린 주입 제어기에 의해 결정된 인슐린 주입량 및 주입속도에 따라 환자의 체내로 인슐린을 주입하는 인슐린 펌프를 포함할 수 있다.A personalized blood glucose control system according to an embodiment of the present invention includes: a continuous blood glucose meter for continuously measuring a patient's blood glucose; an insulin injection controller for repeatedly learning the blood glucose measurement information received from the continuous blood glucose meter and the patient's treatment history information based on the patient's blood glucose metabolism characteristic information, and determining an insulin injection amount and an injection rate through the learned model; and an insulin pump for injecting insulin into the body of the patient according to the insulin injection amount and the injection rate determined by the insulin injection controller.

Description

개인화된 혈당 조절 시스템 및 방법 {System and Method for Personalized Blood Glucose Control}System and Method for Personalized Blood Glucose Control

본 출원은 개인화된 혈당 조절 시스템 및 방법에 관한 것이다.This application relates to a personalized glycemic control system and method.

당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로, 혈중 포도당 농도가 높은 것이 특징인 질환이다. Diabetes mellitus is a type of metabolic disease in which insulin secretion is insufficient or normal function is not achieved, and is characterized by a high blood glucose concentration.

이러한 당뇨병의 치료 방법으로 식이요법, 운동요법, 약물요법, 인슐린 주사법 등이 있으며, 최근에는 인공췌장을 활용하는 방법이 개발되고 있다.There are diet, exercise, drug therapy, insulin injection, etc. as a treatment method for diabetes, and recently, a method using an artificial pancreas is being developed.

인공췌장은 인슐린에 의존해야 하는 당뇨병 환자에게 기존의 치료 방법의 한계를 극복할 수 있는 대체 수단으로서 각광받고 있다.The artificial pancreas is spotlighted as an alternative means to overcome the limitations of existing treatment methods for diabetic patients who have to rely on insulin.

인공췌장은 연속혈당측정기(CGM; Continuous Glucose Monitoring), 인슐린 펌프패치 및 제어 알고리즘을 포함하며, 제어 알고리즘에 의해 CGM에서 측정된 값을 이용하여 인슐린 펌프·패치를 제어하도록 구성된다.The artificial pancreas includes a continuous glucose monitoring (CGM), an insulin pump patch, and a control algorithm, and is configured to control the insulin pump patch using the value measured in the CGM by the control algorithm.

일반적으로 제어 알고리즘은 환자의 혈당 정보와 인슐린 주입 이력을 기초로 현재 또는 근 미래의 환자의 혈당과 목표 혈당 사이의 오차를 줄이는 방향으로 인슐린 펌프·패치를 제어하도록 구성된다.In general, the control algorithm is configured to control the insulin pump/patch in a direction to reduce the error between the current or near future patient's blood glucose and target blood glucose based on the patient's blood glucose information and insulin injection history.

그러나, 당뇨병은 개개인의 생리적 특성이 크게 상이하며 개인의 특성도 시간에 따라서 변하는 질병이므로, 이를 반영하지 않은 기존의 정적인 제어 알고리즘이나 생리적 특성을 불완전하게 모사한 기존의 적응형 제어 알고리즘은 혈당 조절 시스템을 개인화하기에는 한계가 있다.However, since diabetes is a disease in which individual physiological characteristics are greatly different and individual characteristics also change over time, existing static control algorithms that do not reflect this or existing adaptive control algorithms that incompletely simulate physiological characteristics cannot control blood sugar. There are limits to personalizing the system.

공개특허공보 제10-2012-0047841호(2012.05.14. 공개)Publication No. 10-2012-0047841 (published on May 14, 2012)

따라서, 당해 기술분야에서는 환자의 혈당 정보와 치료 이력뿐만 아니라 개인의 생리적 특성을 고려하여 혈당 조절 알고리즘을 개인화하기 위한 방안이 요구되고 있다. 더 나아가, 시간에 따라 변하는 개인의 생리적 특성을 반영 및 학습하여 개인화된 혈당 조절 알고리즘을 지속적으로 업데이트하기 위한 방안이 요구되고 있다.Therefore, in the art, there is a need for a method for personalizing a blood sugar control algorithm in consideration of a patient's blood sugar information and treatment history as well as an individual's physiological characteristics. Furthermore, there is a need for a method for continuously updating a personalized blood sugar control algorithm by reflecting and learning an individual's physiological characteristics that change over time.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 개인화된 혈당 조절 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention provides a personalized blood sugar control system.

상기 개인화된 혈당 조절 시스템은, 환자의 혈당을 연속적으로 측정하는 연속혈당 측정기; 환자의 혈당대사 특성 정보를 기초로 상기 연속혈당 측정기로부터 수신한 혈당 측정 정보와 환자의 치료 이력 정보를 반복 학습하며, 학습된 모델을 통해 인슐린 주입량 및 주입속도를 결정하는 인슐린 주입 제어기; 및 상기 인슐린 주입 제어기에 의해 결정된 인슐린 주입량 및 주입속도에 따라 환자의 체내로 인슐린을 주입하는 인슐린 펌프를 포함할 수 있다.The personalized blood glucose control system includes: a continuous blood glucose meter for continuously measuring a patient's blood glucose; an insulin injection controller for repeatedly learning the blood glucose measurement information received from the continuous blood glucose meter and the patient's treatment history information based on the patient's blood glucose metabolism characteristic information, and determining an insulin injection amount and an injection rate through the learned model; and an insulin pump for injecting insulin into the body of the patient according to the insulin injection amount and the injection rate determined by the insulin injection controller.

또한, 본 발명의 다른 실시예는 개인화된 혈당 조절 방법을 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention provides a personalized blood sugar control method.

상기 개인화된 혈당 조절 방법은, 환자의 혈당대사 특성 정보를 획득하는 단계; 상기 환자의 혈당 측정 정보를 획득하는 단계; 상기 혈당대사 특성 정보를 기초로 상기 혈당 측정 정보와 치료 이력 정보를 학습하는 단계; 및 학습된 모델에 의해 인슐린 펌프에 의한 인슐린 주입량 및 주입속도 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The personalized blood glucose control method may include: obtaining information about a patient's blood glucose metabolism characteristics; obtaining blood glucose measurement information of the patient; learning the blood glucose measurement information and treatment history information based on the blood glucose metabolism characteristic information; And it may include the step of determining the insulin injection amount and the injection rate by the insulin pump by the learned model.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.Incidentally, the means for solving the above problems do not enumerate all the features of the present invention. Various features of the present invention and its advantages and effects may be understood in more detail with reference to the following specific embodiments.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 환자의 혈당 정보와 치료 이력뿐만 아니라 개인의 생리적 특성을 고려하여 혈당 조절 알고리즘을 개인화할 수 있으며, 더 나아가 시간에 따라 변하는 개인의 생리적 특성을 반영 및 학습하여 개인화된 혈당 조절 알고리즘을 지속적으로 업데이트할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to personalize the blood sugar control algorithm in consideration of not only the patient's blood sugar information and treatment history, but also the individual's physiological characteristics, and furthermore, it is possible to personalize by reflecting and learning the physiological characteristics of the individual that change over time. The blood sugar control algorithm can be continuously updated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인화된 혈당 조절 시스템의 구성도이다.
도 2는 개인별 인슐린 활성도 프로파일을 비교한 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개인화된 혈당 조절 방법의 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 보상 및 단기 보상의 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 장기 보상 및 단기 보상을 고려하여 인슐린 주입량을 결정하는 방법을 도시하는 도면이다.1 is a block diagram of a personalized blood sugar control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of comparing individual insulin activity profiles.
3 is a flowchart of a personalized blood sugar control method according to another embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams illustrating examples of long-term compensation and short-term compensation, respectively, according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a method of determining an insulin injection amount in consideration of long-term compensation and short-term compensation according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing a preferred embodiment of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' with another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element interposed therebetween. include In addition, 'including' a certain component means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인화된 혈당 조절 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a personalized blood sugar control system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 개인화된 혈당 조절 시스템(100)은 연속혈당 측정기(110), 인슐린 주입 제어기(120) 및 인슐린 펌프(130)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the personalized blood glucose control system 100 according to an embodiment of the present invention may include a continuous blood glucose meter 110 , an insulin infusion controller 120 , and an insulin pump 130 .

연속혈당 측정기(110)는 환자의 혈당을 연속적으로 측정하고, 혈당 측정 정보를 무선 통신을 통해 인슐린 주입 제어기(120)로 전송할 수 있다.The continuous blood glucose meter 110 may continuously measure a patient's blood glucose and transmit blood glucose measurement information to the insulin infusion controller 120 through wireless communication.

일 예에 따르면, 연속혈당 측정기(110)는 혈당 측정을 위한 센서와 데이터 통신을 위한 송수신기를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 센서는 환자의 피하지방에 삽입되어 세포 간질액에서 당을 측정하고, 송수신기는 센서에 의해 측정된 혈당 측정 정보를 인슐린 주입 제어기(120)로 전송할 수 있다.According to an example, the continuous blood glucose meter 110 may include a sensor for measuring blood glucose and a transceiver for data communication. Here, the sensor may be inserted into the subcutaneous fat of the patient to measure glucose in the interstitial fluid, and the transceiver may transmit blood glucose measurement information measured by the sensor to the insulin injection controller 120 .

인슐린 주입 제어기(120)는 연속혈당 측정기(110)로부터 수신한 혈당 측정 정보와 환자의 혈당대사 특성 정보를 기초로 인슐린 펌프(130)에 의한 인슐린 주입량 및 주입속도를 결정할 수 있다.The insulin infusion controller 120 may determine the insulin injection amount and the infusion rate by the insulin pump 130 based on the blood glucose measurement information received from the continuous blood glucose meter 110 and the patient's blood glucose metabolism characteristic information.

혈당 조절 호르몬은 그 종류 및 작용 대상에 따라서 작용 프로파일이 크게 달라지게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 이와 같은 환자별로 상이한 혈당대사 특성 정보를 고려하여 인슐린 펌프(130)를 제어하도록 함으로써 혈당조절 알고리즘을 개인화할 수 있다.The action profile of the glycemic control hormone varies greatly depending on the type and target of action. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the blood sugar control algorithm can be personalized by controlling the insulin pump 130 in consideration of the different blood sugar metabolism characteristic information for each patient.

일 실시예에 따르면, 인슐린 주입 제어기(120)는 사전 검사를 통해서 획득한 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 입력받을 수 있다. 여기서, 인슐린 활성도 곡선을 획득하는 방법은 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.According to an embodiment, the insulin infusion controller 120 may receive an insulin activity curve or insulin activity peak time point information obtained through a pre-test. Here, a method of obtaining an insulin activity curve will be described with reference to FIG. 2 .

예를 들어, 제1형 당뇨병 환자의 인슐린 활성도는 다음과 같은 포도당 클램프 테스트(Glucose clamp test)를 통해 측정할 수 있다.For example, insulin activity in a patient with type 1 diabetes can be measured through the following glucose clamp test.

1. 공복 상태 환자의 혈당이 일정하게 유지될 수 있도록 기저(basal) 인슐린을 지속적으로 주입한다.1. Continuous infusion of basal insulin to keep the blood sugar level of the fasting patient constant.

2. 기 정해진 양의 인슐린(예를 들어, 단위 체중당 0.2 unit)을 환자의 피하로 1회(bolus) 주사한다.2. Inject a predetermined amount of insulin (eg, 0.2 unit per body weight) subcutaneously to the patient once (bolus).

3. 주사된 인슐린에 의해 환자의 혈당이 떨어지면, 혈당이 떨어지는 양만큼 포도당 용액을 지속적으로 정맥에 주입하여 혈당을 일정하게 유지한다.3. When the patient's blood sugar drops due to the injected insulin, the glucose solution is continuously injected intravenously as much as the amount of the blood sugar drop to keep the blood sugar constant.

상술한 3에서 정맥에 주입한 포도당 용액의 주입속도 곡선이 인슐린 활성도 곡선(Insulin Activation Curve)이 된다.The infusion rate curve of the glucose solution injected into the vein in 3 above becomes an insulin activation curve.

도 2는 개인별 인슐린 활성도 프로파일을 비교한 예를 도시하는 도면으로, 체중이 서로 유사한 두 명의 가상환자를 대상으로 포도당 클램프 테스트를 통해 측정한 인슐린 활성도 곡선을 도시한다. 2 is a diagram illustrating an example of comparing individual insulin activity profiles, and shows an insulin activity curve measured through a glucose clamp test for two hypothetical patients with similar body weights.

여기서, 두 명의 가상환자인 Adult5 및 Adult6은 체중이 각각 67.5 kg 및 67.1kg이며, 동일한 양의 인슐린(14 Unit)을 주입하였다(두 번째 그래프 참조).Here, two hypothetical patients, Adult5 and Adult6, weighed 67.5 kg and 67.1 kg, respectively, and the same amount of insulin (14 Unit) was injected (see the second graph).

세 번째 그래프가 포도당 용액의 주입속도 곡선이며, 이는 곧 인슐린 활성도 곡선이다.The third graph is the infusion rate curve of the glucose solution, which is the insulin activity curve.

도 2를 참조하면, 체중이 서로 유사한 두 명의 환자에 동일한 양의 인슐린을 주입하였음에도 불구하고, Adult5는 75분 후에 인슐린이 가장 활성화되었고, Adult6은 102분 후에 인슐린이 가장 활성화되어, 두 환자 사이에 인슐린이 가장 활성화되는 시점, 즉, 인슐린 활성 피크 시점이 약 30분 가량 차이가 남을 알 수 있다. 이는 일 예에 해당하는 것으로, 환자에 따라 인슐린 활성 피크 시점이 1시간 이상 차이가 나기도 한다.Referring to FIG. 2 , although the same amount of insulin was injected into two patients with similar body weights, Adult5 had the most insulin activation after 75 minutes, and Adult6 showed the most insulin activation after 102 minutes. It can be seen that there is a difference of about 30 minutes between the time when insulin is most activated, that is, the peak time of insulin activity. This corresponds to an example, and the peak time of insulin activity may differ by 1 hour or more depending on the patient.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 혈당 조절 알고리즘을 개인화하기 위하여 개인의 인슐린 활성도를 고려한다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, an individual's insulin activity is considered in order to personalize the blood sugar control algorithm.

다른 실시예에 따르면, 인슐린 주입 제어기(120)는 환자의 과거 치료 이력 정보 및 과거 혈당 정보를 학습하여 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 환자의 치료 이력 정보는 이전 인슐린 주입정보(주입시간 및 주입량)를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the insulin infusion controller 120 may acquire information about an insulin activity curve or peak timing of insulin activity by learning the patient's past treatment history information and past blood glucose information. Here, the patient's treatment history information may include previous insulin injection information (injection time and injection amount).

또 다른 실시예에 따르면, 인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 치료를 진행 중인 환자의 치료 이력 정보 및 혈당 정보를 학습하여 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 획득할 수 있다.According to another embodiment, the insulin infusion controller 120 may acquire information about an insulin activity curve or peak timing of insulin activity by learning treatment history information and blood glucose information of a patient undergoing insulin treatment.

한편, 인슐린 주입 제어기(120)는 상술한 바와 같이 획득한 환자의 혈당대사 특성 정보를 기초로 연속혈당 측정기(110)로부터 수신한 혈당 측정 정보와 환자의 과거 또는 현재 치료 이력 정보를 반복적으로 학습하여 혈당조절 알고리즘을 개인화하고 지속적으로 업데이트할 수 있다.Meanwhile, the insulin injection controller 120 repeatedly learns the blood glucose measurement information received from the continuous blood glucose meter 110 and the patient's past or current treatment history information based on the patient's blood glucose metabolism characteristic information obtained as described above. You can personalize your blood sugar control algorithm and keep it updated.

우선, 인슐린 주입 제어기(120)는 상술한 바와 같이 입력된 정보를 기초로 후술하는 추가 정보를 도출하여 인슐린 펌프(130)의 제어를 위해 사용할 수 있다.First, the insulin injection controller 120 may derive additional information to be described later based on the information input as described above and use it for controlling the insulin pump 130 .

구체적으로, 인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 입력받은 경우 이로부터 인슐린 활성도 곡선을 획득할 수 있다.Specifically, when the insulin infusion controller 120 receives insulin activity peak time information, it may obtain an insulin activity curve therefrom.

또한, 인슐린 주입 제어기(120)는 연속혈당 측정기(110)로부터 수신한 혈당 측정 정보, 즉 현재 혈당으로부터 시간별 혈당 변화량을 획득할 수 있다.In addition, the insulin injection controller 120 may acquire the amount of blood glucose change over time from the blood glucose measurement information received from the continuous blood glucose meter 110 , that is, the current blood glucose.

또한, 인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 활성도 곡선과 환자의 치료 이력 정보를 기초로 환자 체내에서 활성화되지 않은 잔존 인슐린 양을 산출할 수 있다.Also, the insulin infusion controller 120 may calculate the amount of insulin remaining in the patient's body that is not activated based on the insulin activity curve and the patient's treatment history information.

또한, 인슐린 주입 제어기(120)는 환자의 치료 이력 정보로부터 인슐린 주입량의 변동성을 파악할 수 있다.In addition, the insulin injection controller 120 may determine the variability of the insulin injection amount from the patient's treatment history information.

이후, 인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 활성도 곡선을 기초로, 시간별 혈당 변화량, 잔존 인슐린 양, 인슐린 주입량 변동성 정보를 학습할 수 있으며, 학습된 모델에 의해 인슐린 펌프(130)에 의한 인슐린 주입량 및 주입속도를 결정할 수 있다. 여기서, 학습을 위해 심층 강화학습(Deep Reinforcement Learing)이 적용될 수 있으나 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.Thereafter, the insulin injection controller 120 may learn information on the amount of change in blood glucose by time, the amount of remaining insulin, and the variability of the insulin injection amount by time, based on the insulin activity curve, and the insulin injection amount and injection by the insulin pump 130 by the learned model speed can be determined. Here, deep reinforcement learning (Deep Reinforcement Learning) may be applied for learning, but is not necessarily limited thereto.

또한, 인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 치료를 진행 중인 환자의 치료 이력 정보 및 혈당 정보를 이용하여 상술한 바와 마찬가지로 학습함으로써, 시간에 따라 변하는 개인의 생리적 특성을 반영하여 학습된 모델을 업데이트하여 개인화된 혈당 조절 알고리즘을 지속적으로 업데이트할 수 있다.In addition, the insulin injection controller 120 learns as described above using the treatment history information and blood glucose information of the patient undergoing insulin treatment, and updates the learned model by reflecting the individual's physiological characteristics that change over time to personalize The blood sugar control algorithm can be continuously updated.

추가적으로, 인슐린 주입 제어기(120)는 과거에 주입된 인슐린이 적절한지 여부를 평가하여 이를 추후 학습에 반영할 수도 있다.Additionally, the insulin injection controller 120 may evaluate whether insulin injected in the past is appropriate and reflect this in future learning.

일 실시예에 따르면, 인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 펌프(130)에 의한 인슐린 주입 시점으로부터 기 설정된 시간간격으로 혈당 유지 정도에 따른 보상, 즉 혈당이 얼마나 잘 유지되는지에 따라서 보상을 주고 이를 각 시간별로 저장할 수 있다. 이 경우, 인슐린 주입 제어기(120)는 환자의 인슐린 활성도 곡선에 따라 각 시간별 보상에 상이한 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들어, 인슐린 주입 직후에는 가중치로 0으로 하고, 인슐린 활성도 곡선에서 인슐린 활성 피크 시점에는 가장 큰 가중치를 부여할 수 있다. 이후, 인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 주입 시점으로부터 기 설정된 시간(예를 들어 8시간) 동안의 각 시간별 가중치를 고려한 보상(즉, 보상 * 가중치)을 합산하여 인슐린 주입이 적절한지 여부를 평가할 수 있다.According to one embodiment, the insulin injection controller 120 compensates according to the degree of blood sugar maintenance at a preset time interval from the time of insulin injection by the insulin pump 130, that is, according to how well the blood sugar is maintained, and provides each You can save by time. In this case, the insulin infusion controller 120 may give different weights to each time compensation according to the patient's insulin activity curve. For example, the weight may be set to 0 immediately after insulin injection, and the greatest weight may be assigned to the peak point of insulin activity in the insulin activity curve. Thereafter, the insulin injection controller 120 may evaluate whether insulin injection is appropriate by adding up the compensation (ie, compensation * weight) considering the weight for each time for a preset time (eg, 8 hours) from the time of insulin injection. have.

다른 실시예에 따르면, 인슐린 주입 제어기(120)는 지속적으로 작용하는 기저 인슐린과 식사 등의 경우에 빠르고 짧게 작용하는 속효성 인슐린에 대해 각각 별도의 보상, 즉, 장기 보상(Long-term reward) 및 단기 보상(Short-term reward)을 주고 인슐린 주입이 적절한지 여부를 평가할 수도 있다.According to another embodiment, the insulin infusion controller 120 provides separate rewards, ie, a long-term reward and a short-term reward, respectively, for the continuously acting basal insulin and the fast-acting short-acting insulin in the case of a meal or the like. Short-term rewards can also be given to assess whether insulin injections are appropriate.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 보상 및 단기 보상의 예를 도시하는 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating examples of long-term compensation and short-term compensation, respectively, according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따르면, 장기 보상(Rlong)은 공복 혈당을 얼마나 잘 유지하는지와 인슐린의 누적 활성도에 따라 평가 및 결정될 수 있고, 단기 보상(Rshort)은 공복 및 식후 혈당의 변화가 얼마나 안정적인지와 인슐린의 활성도에 따라 평가 및 결정될 수 있으며, 이는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다.According to an embodiment, the long-term reward (R long ) may be evaluated and determined according to how well the fasting blood glucose is maintained and the cumulative activity of insulin, and the short-term reward (R short ) is how stable the change in fasting and postprandial blood glucose is and insulin activity can be evaluated and determined, which can be expressed as shown in FIGS. 4 and 5 .

또한, 현재의 조치는 미래의 보상에 비해 현재의 보상에 더 큰 영향을 미치므로, 현재의 조치를 평가함에 있어서, 미래의 보상은 디스카운트 인자(discount factor)로 디스카운트될 수 있다.Further, since the present action has a greater effect on the present reward than the future reward, in evaluating the present action, the future reward may be discounted by a discount factor.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 장기 보상 및 단기 보상을 고려하여 인슐린 주입량을 결정하는 방법을 도시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating a method of determining an insulin injection amount in consideration of long-term compensation and short-term compensation according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 인슐린 주입 제어기(120)는 장기 보상 및 단기 보상을 각각 별도로 고려하여 산출한 리턴값(long-term return, short-term return)을 최대로 하는 인슐린 주입량을 학습할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the insulin injection controller 120 can learn the insulin injection amount that maximizes the return values (long-term return, short-term return) calculated by separately considering long-term compensation and short-term compensation. have.

인슐린 주입 제어기(120)는 인슐린 펌프(130)에 의한 각각의 인슐린 주입에 대해 상술한 바와 같이 인슐린 주입의 적절성을 평가할 수 있으며, 이를 학습 알고리즘에 반영할 수 있다.The insulin injection controller 120 may evaluate the appropriateness of the insulin injection as described above for each insulin injection by the insulin pump 130 , and may reflect this in the learning algorithm.

인슐린 펌프(130)는 인슐린 주입 제어기(120)에 의해 결정된 인슐린 주입량 및 주입속도에 따라 환자의 체내로 인슐린을 주입할 수 있다. The insulin pump 130 may inject insulin into the body of the patient according to the insulin injection amount and the injection rate determined by the insulin injection controller 120 .

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개인화된 혈당 조절 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a personalized blood sugar control method according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 우선 환자의 혈당대사 특성 정보를 획득할 수 있다(S310). 여기서, 혈당대사 특성 정보는 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , first, information about the patient's blood glucose metabolism characteristics may be obtained ( S310 ). Here, the blood glucose metabolism characteristic information may include insulin activity curve or insulin activity peak time information.

이후, 환자의 혈당 측정 정보를 획득할 수 있다(S320). 여기서, 환자의 혈당 측정 정보는 연속혈당 측정기에 의해 연속적으로 측정된 것일 수 있다.Thereafter, blood glucose measurement information of the patient may be obtained ( S320 ). Here, the patient's blood glucose measurement information may be continuously measured by a continuous blood glucose meter.

이후, 환자의 혈당대사 특성 정보를 기초로 혈당 측정 정보와 치료 이력 정보를 학습할 수 있으며(S330), 학습된 모델에 의해 인슐린 펌프에 의한 인슐린 주입량 및 주입속도 결정할 수 있다(S340).Thereafter, blood glucose measurement information and treatment history information may be learned based on the patient's blood glucose metabolism characteristic information (S330), and the insulin injection amount and injection rate by the insulin pump may be determined by the learned model (S340).

이후, 인슐린 펌프에 의한 인슐린 주입의 적절성 평가할 수 있다(S350).Thereafter, it is possible to evaluate the appropriateness of the insulin injection by the insulin pump (S350).

도 3에 도시된 개인화된 혈당 조절 방법은 학습 엔진을 구비하는 제어기에 의해 수행될 수 있다. The personalized blood glucose control method illustrated in FIG. 3 may be performed by a controller having a learning engine.

또한, 상술한 각 단계의 구체적인 내용은 도 1을 참조하여 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.In addition, since the detailed contents of each step are the same as those described above with reference to FIG. 1 , a redundant description thereof will be omitted.

본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.The present invention is not limited by the above embodiments and the accompanying drawings. For those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, it will be apparent that components according to the present invention can be substituted, modified and changed without departing from the technical spirit of the present invention.

100: 개인화된 혈당 조절 시스템
110: 연속혈당 측정기
120: 인슐린 주입 제어기
121: 데이터 입력부
122: 학습모델
123: 제어신호 출력부
130: 인슐린 펌프100: personalized blood sugar control system
110: continuous blood glucose meter
120: insulin infusion controller
121: data input unit
122: learning model
123: control signal output unit
130: insulin pump

Claims (13)

환자의 혈당을 연속적으로 측정하는 연속혈당 측정기;
환자의 혈당대사 특성 정보를 기초로 상기 연속혈당 측정기로부터 수신한 혈당 측정 정보와 환자의 치료 이력 정보를 반복 학습하며, 학습된 모델을 통해 인슐린 주입량 및 주입속도를 결정하는 인슐린 주입 제어기; 및
상기 인슐린 주입 제어기에 의해 결정된 인슐린 주입량 및 주입속도에 따라 환자의 체내로 인슐린을 주입하는 인슐린 펌프를 포함하며,
상기 환자의 혈당대사 특성 정보는 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 포함하고,
상기 인슐린 주입 제어기는,
상기 인슐린 활성 피크 시점 정보로부터 인슐린 활성도 곡선을 획득하고,
상기 혈당 측정 정보로부터 시간별 혈당 변화량을 획득하고, 상기 인슐린 활성도 곡선과 환자의 치료 이력 정보를 기초로 환자 체내에서 활성화되지 않은 잔존 인슐린 양을 산출하며, 상기 환자의 치료 이력 정보로부터 인슐린 주입량의 변동성을 파악하며,
상기 인슐린 활성도 곡선을 기초로, 시간별 혈당 변화량, 잔존 인슐린 양 및 인슐린 주입량의 변동성 정보를 학습하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
a continuous blood glucose meter that continuously measures a patient's blood glucose;
an insulin injection controller for repeatedly learning the blood glucose measurement information received from the continuous blood glucose meter and the patient's treatment history information based on the patient's blood glucose metabolism characteristic information, and determining an insulin injection amount and an injection rate through the learned model; and
and an insulin pump for injecting insulin into the body of the patient according to the insulin injection amount and the injection rate determined by the insulin injection controller,
The patient's blood glucose metabolism characteristic information includes insulin activity curve or insulin activity peak time information,
The insulin infusion controller,
Obtaining an insulin activity curve from the insulin activity peak time information,
Obtaining the amount of change in blood glucose over time from the blood glucose measurement information, calculating the amount of unactivated remaining insulin in the patient's body based on the insulin activity curve and the patient's treatment history information, and determining the variability of the insulin injection amount from the patient's treatment history information comprehend,
Based on the insulin activity curve, a personalized blood sugar control system that learns information about the change in blood sugar over time, the amount of remaining insulin, and the variability information of the insulin injection amount.
 제 1 항에 있어서,
상기 환자의 혈당대사 특성 정보는 사전 검사를 통하여 획득된 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
The method of claim 1,
The personalized blood glucose control system, characterized in that the patient's blood glucose metabolism characteristic information includes an insulin activity curve or insulin activity peak time information obtained through a pre-test.
 제 1 항에 있어서,
상기 환자의 혈당대사 특성 정보는 환자의 과거 치료 이력 정보 및 과거 혈당 정보를 학습하여 획득한 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
The method of claim 1,
The personalized blood glucose control system, characterized in that the patient's blood glucose metabolism characteristic information includes information on an insulin activity curve or peak time point of insulin activity obtained by learning the patient's past treatment history information and past blood glucose information.
 제 1 항에 있어서,
상기 환자의 혈당대사 특성 정보는 인슐린 치료를 진행 중인 환자의 치료 이력 정보 및 혈당 정보를 학습하여 획득한 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
The method of claim 1,
The blood glucose metabolism characteristic information of the patient is a personalized blood glucose control system, characterized in that it includes information on an insulin activity curve or insulin activity peak time point obtained by learning treatment history information and blood glucose information of a patient undergoing insulin treatment.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 4 항에 있어서,
상기 인슐린 주입 제어기는 상기 인슐린 치료를 진행 중인 환자의 치료 이력 정보 및 혈당 정보를 학습한 결과를 기초로 시간에 따라 변하는 상기 환자의 혈당대사 특성을 반영하여 상기 학습된 모델을 업데이트 하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
5. The method of claim 4,
The insulin injection controller updates the learned model by reflecting the blood glucose metabolism characteristics of the patient that change over time based on a result of learning the treatment history information and blood glucose information of the patient undergoing insulin treatment Personalized blood sugar control system.
 제 1 항에 있어서,
상기 인슐린 주입 제어기는 상기 인슐린 펌프에 의한 인슐린 주입의 적절성을 평가하여 상기 학습에 반영하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
The method of claim 1,
The insulin injection controller evaluates the appropriateness of insulin injection by the insulin pump and reflects it in the learning.
 제 9 항에 있어서,
상기 인슐린 주입 제어기는 상기 인슐린 펌프에 의한 인슐린 주입 시점으로부터 기 설정된 시간간격으로 혈당 유지 정도에 따른 보상을 부여하고, 환자의 인슐린 활성도 곡선에 따라 각 시간별로 가중치를 상이하게 부여하며, 상기 인슐린 주입 시점으로부터 기 설정된 시간 동안의 각 시간별 가중치를 고려한 보상을 합산하여 상기 인슐린 주입의 적절성을 평가하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
10. The method of claim 9,
The insulin injection controller provides compensation according to the degree of blood glucose maintenance at a preset time interval from the time of insulin injection by the insulin pump, and gives different weights for each time according to the insulin activity curve of the patient, and the time of the insulin injection A personalized blood glucose control system, characterized in that the appropriateness of the insulin injection is evaluated by summing the compensation in consideration of the weight for each time for a preset time.
 제 10 항에 있어서,
상기 인슐린 주입 제어기는 기저 인슐린과 속효성 인슐린에 대해 각각 장기 보상(Long-term reward) 및 단기 보상(Short-term reward)을 부여하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 시스템.
11. The method of claim 10,
The insulin infusion controller is a personalized blood glucose control system, characterized in that it gives a long-term reward (Long-term reward) and a short-term reward (Short-term reward) for the basal insulin and the short-acting insulin, respectively.
 개인화된 혈당 조절 시스템에 의해 수행되는 개인화된 혈당 조절 방법에 있어서,
환자의 혈당대사 특성 정보를 획득하는 단계;
상기 환자의 혈당 측정 정보를 획득하는 단계;
상기 혈당대사 특성 정보를 기초로 상기 혈당 측정 정보와 치료 이력 정보를 학습하는 단계; 및
학습된 모델에 의해 인슐린 펌프에 의한 인슐린 주입량 및 주입속도 결정하는 단계를 포함하며,
상기 환자의 혈당대사 특성 정보는 인슐린 활성도 곡선 또는 인슐린 활성 피크 시점 정보를 포함하고,
상기 학습하는 단계는,
상기 인슐린 활성 피크 시점 정보로부터 인슐린 활성도 곡선을 획득하고,
상기 혈당 측정 정보로부터 시간별 혈당 변화량을 획득하고, 상기 인슐린 활성도 곡선과 환자의 치료 이력 정보를 기초로 환자 체내에서 활성화되지 않은 잔존 인슐린 양을 산출하며, 상기 환자의 치료 이력 정보로부터 인슐린 주입량의 변동성을 파악하며,
상기 인슐린 활성도 곡선을 기초로, 시간별 혈당 변화량, 잔존 인슐린 양 및 인슐린 주입량의 변동성 정보를 학습하는 개인화된 혈당 조절 방법.
A personalized blood sugar control method performed by a personalized blood sugar control system, comprising:
obtaining information about the patient's blood glucose metabolism characteristics;
obtaining blood glucose measurement information of the patient;
learning the blood glucose measurement information and treatment history information based on the blood glucose metabolism characteristic information; and
Including the step of determining the insulin injection amount and injection rate by the insulin pump by the learned model,
The patient's blood glucose metabolism characteristic information includes insulin activity curve or insulin activity peak time information,
The learning step is
Obtaining an insulin activity curve from the insulin activity peak time information,
Obtaining the amount of change in blood glucose over time from the blood glucose measurement information, calculating the amount of unactivated residual insulin in the patient's body based on the insulin activity curve and the patient's treatment history information, and determining the variability of the insulin injection amount from the patient's treatment history information comprehend,
Based on the insulin activity curve, a personalized blood glucose control method for learning the time-dependent blood glucose change amount, the remaining insulin amount, and the variability information of the insulin injection amount.
 제 12 항에 있어서,
상기 인슐린 펌프에 의한 인슐린 주입의 적절성을 평가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개인화된 혈당 조절 방법.13. The method of claim 12,
Personalized blood glucose control method, characterized in that it further comprises the step of evaluating the appropriateness of the insulin injection by the insulin pump.
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