NL1032756C2

NL1032756C2 - Inrichting voor het automatisch reguleren van de concentratie van glucose in het bloed van een diabetes-patient.

Info

Publication number: NL1032756C2
Application number: NL1032756A
Authority: NL
Inventors: Robin Koops
Original assignee: Variak
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2007-08-08
Also published as: PL1957135T3; SI1957135T1; CY1116613T1; WO2007049961A3; ES2543417T3; NL1032756A1; DK1957135T3; EP1957135A2; US20090099507A1; WO2007049961A2; HUE025094T2; US7811246B2; NO20082377L; NL1030272C1; PT1957135E; NO340258B1; EP1957135B1

Description

INRICHTING VOOR HET AUTOMATISCH REGULEREN VAN DE CONCENTRATIE VAN GLUCOSE IN HET BLOED VAN EEN DIABETESPATIËNT

ssss^ssses=^asss^^sa^a

De concentratie van glucose in het bloed van een diabetes-patiënt is aan sterke schommelingen onderhevig. Bij een gezonde persoon vindt regulering daarvan op basis van het aanmaken van insuline in de 5 pancreas plaats. Bij patiënten met suikerziekte is deze gezonde functionaliteit verstoord. In het geval van een te hoge glucoseconcentratie, bijvoorbeeld doordat de patiënt in relatief korte tijd een grote hoeveelheid koolhydraten eet of drinkt, moet deze concentratie worden 10 verlaagd door het door middel van een injectie of op andere wijze toedienen van een aangepaste hoeveelheid insuline. In het geval waarin de glucoseconcentratie te laag wordt, bijvoorbeeld doordat de patiënt enige tijd geen of weinig koolhydraten heeft gegeten of gedronken, 15 moet deze concentratie worden verhoogd. Dit kan plaatsvinden door het innemen van voedsel met koolhydraten, zoals een boterham of een suikerklontje.

Gebruikelijk is, dat diabetes-patiënten de genoemde ingrediënten bij zich dragen. Bijvoorbeeld kan 20 een suikerpatiënt een injectienaald met insuline en een aantal suikerklontjes bij zich hebben.

Het is een doel van de uitvinding, de kwaliteit van leven van een suikerpatiënt substantieel te verbeteren door een inrichting te bieden, die de gewenste 25 regulering volledig automatisch uitvoert.

Deze doelstelling wordt volgens de uitvinding gerealiseerd met een inrichting van het vermelde type, die is gekenmerkt door meetmiddelen voor het meten van de concentratie van glucose in het bloed van de diabetes- 1032756 2 patiënt; pompmiddelen voor het selectief ofwel in het lichaam van de patiënt inbrengen van glucagon of naar keuze in de bloedbaan van de patiënt inbrengen van 5 glucose, ofwel in het lichaam van de patiënt inbrengen van insuline, bijvoorbeeld door middel ten minste één in het lichaam van de patiënt in te brengen injectienaald; en besturingsmiddelen, die van de meetmiddelen 10 signalen ontvangen die representatief zijn voor de genoemde concentratie, en op basis van ten minste één vooraf in de besturingsmiddelen ingevoerde referentiewaarde voor de genoemde concentratie en een programma de pompmiddelen zodanig besturen, dat de 15 genoemde concentratie gereguleerd wordt; waarbij de inrichting zodanig is uitgevoerd, dat de meetmiddelen en de pompmiddelen in hoofdzaak permanent in contact kunnen verkeren met het lichaamsvocht of het bloed van een patiënt.

20 De inrichting kan zodanig worden uitgevoerd, dat hij kan worden toegepast voor zowel diabetes-1 als diabetes-2 patiënten.

Ter toelichting volgt nu een korte beschrijving van diabetes en de verschillende vormen daarvan.

25 Diabetes is een syndroom, dat is gekenmerkt door een chronisch verhoogde concentratie van de glucose in het bloed en is geassocieerd met veranderingen in de intermediaire stofwisseling.

Er bestaan verschillende oorzaken voor 30 diabetes. De bekendste en meest voorkomende vormen zijn diabetes type 1 en diabetes type 2.

Type 1 diabetes manifesteert zich vaak op de kinderleeftijd en werd daarom ook wel juveniele diabetes genoemd. Deze vorm van diabetes wordt veroorzaakt door 35 een auto-immuunproces, dat specifiek de beta-cellen en de eilandjes van Langerhans in de pancreas verwoest. Deze eilandjes van Langerhans zijn die gebieden, waarin de insuline wordt aangemaakt. Door deze vernietiging 3 ontstaat een ernstige insulinedeficiëntie die een subcutane insulinetherapie noodzakelijk maakt. Hierbij wordt door middel van een injectiespuit insuline onderhuids geïnjecteerd.

5 De pathogenese, het ontstaan van de ziekte, van type 2 diabetes, de meest voorkomende vorm van diabetes, is complex en slechts ten dele opgehelderd. Bij type 2 diabetes is de capaciteit van de pancreas om insuline te produceren verminderd. Daarnaast is er vrijwel altijd 10 sprake van een verminderde gevoeligheid voor het effect van insuline op de doelwitorganen. Dit wordt wel aangeduid als insuline-resistentie. Deze insuline-resistentie is sterk gerelateerd aan overgewicht. Wanneer er eenmaal een chronische hyperglykemie of diabetes is 15 ontstaan, treden er vele secundaire veranderingen op, die op zichzelf weliswaar niet de oorzaak van de ziekte vormen, maar wel een verdere toeneming veroorzaken van zowel insuline-resistentie als betacel-dysfunctie. Deze secundaire afwijkingen worden aangeduid als "glucose-20 toxiciteit". De inrichting kan bij voorkeur zodanig zijn uitgevoerd, dat de sonde met de meetmiddelen als één geheel is uitgevoerd met de injectienaald.

De patiënt moet eens in de 2 è 4 dagen de eenheid in kwestie respectievelijk de naald en de 25 meetmiddelen, in het bijzonder een glucosesensor, vervangen en al naar gelang het verbruik de vloeistofpatronen bijvullen of vervangen.

De uitvinding maakt gebruik van een glucosemeter of sensor die ofwel door de huid heen, ofwel 30 onderhuids of direct in het bloed van het patiënt meet. Verder wordt er gebruik gemaakt van een op zichzelf bekende, maar voor toepassing voor de inrichting volgens de uitvinding gemodificeerde insulinepomp die is ingericht om onderhuids te injecteren, ofwel een pomp die 35 via de huid insuline verdampt, zodanig dat die in de bloedbaan terecht komt.

Aangezien de bovenhuidse technieken weliswaar beschikbaar zijn maar op dit moment nog niet betrouwbaar 4 genoeg voor toepassing worden geacht, wordt in het kader van de uitvinding op het moment van indiening van deze octrooiaanvrage experimenteel en vertrouwelijk gebruik gemaakt van onderhuidse technieken.

5 De besturingseenheid en de daaraan toegevoegde software kan worden toegepast voor alle op de markt beschikbare en voor dit soort doeleinden geschikte produkten (zoals pompen, meters, enzovoorts) die voor het systeem relevant zijn.

10 Het belangrijkste uitgangspunt is, dat de inrichting volgens de uitvinding gebruik maakt van de actuele bloedglucosewaarden van de patiënt. In de inrichting kunnen bloedglucosewaarden worden geprogrammeerd die enerzijds de ondergrens aangeven, 15 bijvoorbeeld 4,5 mmol/1 (zie figuur 2) en anderzijds de bovengrens, bijvoorbeeld 8,0 mmol/1 (zie figuur 3). Deze geprogrammeerde waarden worden continu vergeleken met de actuele, dat wil zeggen gemeten waarden die de glucosemeter per te programmeren tijdinterval doorgeeft, 20 zoals kan worden gezien in figuur 4.

De pompmiddelen omvatten twee pompen. Deze worden door de besturingsmiddelen aangestuurd. De ene pomp bevat een voorraad insuline en de andere pomp bevat een voorraad glucagon, een en ander zoals kan worden 25 gezien in het openingsscherm van de software (zie figuur 1) ·

De inrichting volgens de uitvinding bezit drie werkgebieden, namelijk: (1) Bij glucosewaarden onder de geprogrammeerde 30 ondergrens wordt in eerste instantie een geluidssignaal afgegeven. De patiënt wordt hierdoor gewaarschuwd, dat de ondergrens wordt genaderd of is overschreden. Hij/zij kan hier nog tijdig zelf op anticiperen door te gaan eten.

Bij verdere daling wordt vervolgens glucagon geïnjecteerd 35 volgens de ingestelde waarden (zie de figuren 2 en 5) en een te programmeren curve, ml(E)/ daling mmol/1 / tijdseenheid (zie figuur 6). Bij terugkeer binnen de normale zone wordt dit eveneens kenbaar gemaakt, en wel 5 door een "veilig"-signaal.

(2) Bij glucosewaarden tussen de ondergrens en de bovengrens verkeert het systeem in "rust". Wel wordt er continu bewaakt en gemonitord op bloedglucosewaarden 5 en worden tendenzen permanent geregistreerd (zie figuur 4). Bij een sterke daling of stijging van de bloedglucosewaarden (daling of stijging mmol/1 / tijdseenheid) wordt daarop geanticipeerd in overeenstemming met de ingevoerde en de berekende 10 gegevens.

(3) Bij bloedglucosewaarden boven de geprogrammeerde bovengrens wordt insuline ingébracht, in het bijzonder geïnjecteerd, volgens de ingestelde waarden (zie de figuren 3 en 5) en een te programmeren curve, 15 ml (E)/stijging mmol/1 / tijdseenheid (zie figuur 6) en wordt er een (ander) geluidssignaal afgegeven, waardoor de patiënt wordt gewaarschuwd, dat de bovengrens wordt genaderd of is overschreden. Als de daling van de bloedglucosewaarden begint met een bepaalde snelheid (bij 20 voorkeur instelbaar) wordt het toevoeren van insuline stopgezet. Bij terugkeer binnen de normale zone wordt dit eveneens kenbaar gemaakt door het "veilig"-signaal.

In dit verband kan de inrichting volgens de uitvinding met voordeel de bijzonderheid vertonen dat de 25 besturingsmiddelen een programma bevatten, waarin onder meer een instelbare curve is opgenomen, die correspondeert met de hoeveelheid in het lichaam van de patiënt ingebrachte insuline respectievelijk glucagon, en de nominale concentratie van de glucose in het bloed van 30 de patiënt als reactie daarop.

Een bijzonder voordeel is het, als de inrichting het kenmerk vertoont dat de besturingsmiddelen informatie met betrekking tot de hoeveelheid ingebrachte insuline respectievelijk glucagon in een geheugen opslaan 35 en telkens successievelijk vergelijken met de concentratie van de glucose in het bloed van de patiënt als reactie daarop, die informatie eveneens in een geheugen opslaan, en deze laatste informatie gebruiken 6 voor het doseren van de insuline respectievelijk glucagon, zodanig dat de besturingsmiddelen van het lerende type zijn.

Binnen de applicatie wordt gebruik gemaakt van 5 de volgende parameters:

Actuele bloedglucosewaarden (meting)

Tijdseenheid (interval) (programmeerbaar)

Aantal metingen / tijdseenheid (programmeerbaar) 10 Ondergrens (programmeerbaar)

Bovengrens (programmeerbaar)

Voorinjectie glucagon (programmeerbaar)

Glucagon injectiecurve* volgens formule 1 (programmeerbaar, wel persoonsafhankelijk) 15 Voorinjectie insuline (programmeerbaar)

Insuline injectiecurve* volgens formule 2 (programmeerbaar, wel persoonsafhankelijk)

Daalsnelheid* volgens formule 3 (programmeerbaar, wel persoonsafhankelij k) 20 (* Hiermee is de insuline- en glucagon-gevoeligheid van iedere patiënt nauwkeurig instelbaar, onafhankelijk van inspanning of rust; de actuele bloedglucosewaarden zijn vervolgens maatgevend voor de actie van het systeem).

25

Formules: 1) ml(E)/ daling mmol/1 / tijdseenheid (derdegraads polynoom, te programmeren door middel 30 van drie ijkpunten + het nulpunt - streefwaarde) 2) ml (E) / stijging mmol/1 / tijdseenheid (derdegraads polynoom, te programmeren d.m.v. drie 35 ijkpunten + het nulpunt = streefwaarde)

Toelichting op de curve en formules 40 In de gebieden 1 en 3 wordt direct volgens de 7 geprogrammeerde polynoom (formule 1 en 2) geïnjecteerd. Bij stabilisering of als de meetwaarde met een bepaalde snelheid (instelbaar) richting de streefwaarde gaat stopt de injectie.

5

In gebied 1 en 3 wordt bij overschrijding van de geprogrammeerde onder- en bovengrenswaarde (mm/1) reeds voorgeïnjecteerd. De geïnjecteerde hoeveelheden insuline of glucagon worden ontleend aan de betreffende 10 geprogrammeerde polynomen (formule 1 (glucagon) of formule 2 (insuline), of aan de ingestelde voorinjectie waarden (figuren 2 en 3).

Beveiliging 15

In figuur 7 is het invoerscherm voor bewaking en beveiliging weergegeven. Het beveiligingssysteem werkt onafhankelijk van het hoofdbesturingssysteem en neutraliseert het injectiegedeelte van de inrichting 20 volgens de uitvinding bij overschrijding van de geprogrammeerde grenswaarden. Deze grenswaarden zijn persoonsafhankelijk in te stellen.

De meting en trending van bloedglucosewaarden en bijbehorende alarmfuncties blijven altijd actief.

25 De software- en hardware-besturingen zijn dubbel uitgevoerd om te allen tijde de meting, trending en alarmfuncties te waarborgen.

Aanvullende ontwikkeling 30

Om het driedaagse wisselen van de naalden en sensor voor de patiënt eenvoudiger te maken zijn deze componenten bij voorkeur samen te voegen in één sonde. De technische haalbaarheid van deze aanvullende ontwikkeling 35 dient nog te worden getest, een voorlopig schetsontwerp is in figuur 8 weergegeven.

8

Toepassingsgebieden van de inrichting volgens de uitvinding

Diabetes-1 en diabetes-2 patiënten 5 Intensive care patiënten met ontregelde bloedglucosewaarden

Zwangere vrouwen met zwangerschapsdiabetes

Diabetes patiënten in de breedste zin van het woord

Elke andere medische toepassing waarbij medicijnen 10 of andere stoffen geïnjecteerd dienen te worden in combinatie met, of afhankelijk van metingen in bloed of ander lichaamsvocht, met als doel een bepaalde bloedwaarde binnen vastgelegde grenzen te houden en te bewaken.

15

Onderdelenlijst figuur 8 1 Geïntegreerde eenheid 2 Aansluiting insulinepomp 20 3 Spuitmond insulinepomp 4 Aansluiting glucosesensor 5 Glucosesensor 6 Aansluiting glucagonpomp 7 Spuitmondstuk glucagonpomp 25 8 Geïntegreerde injectienaald

Volgens een bepaald aspect van de uitvinding kan de inrichting de bijzonderheid vertonen dat de pompmiddelen twee pompen omvatten, één voor glucagon of 30 glucose en één voor insuline, en aan elke pomp een individuele injectienaald is toegevoegd.

Een groot bedieningsgemak wordt verkregen met een inrichting die de bijzonderheid vertoont dat de pompmiddelen twee pompen omvatten, één voor glucagon of 35 glucose en één voor insuline, en dat een aan beide pompen één gemeenschappelijke injectienaald met twee doorgangen is toegevoegd, waarbij de ene voor transport van glucagon 9 of glucose dient en één voor transport van insuline dient.

Met betrekking tot de toe te passen injectienaalden wordt voor de volledigheid gewezen op het 5 gebruikelijke technische concept, waarbij gebruik gemaakt wordt van een dunne kunststof slang die door middel van een daarin aanwezige scherpe naald in het lichaam van de patiënt wordt gebracht, waarna de naald wordt teruggetrokken en de slang achterblijft om vervolgens te 10 worden verbonden met de inrichting. In het kader van de voorliggende specificatie wordt de genoemde dunne slang tevens opgevat als "injectienaald".

De inrichting volgens de uitvinding vertoont bij voorkeur de bijzonderheid dat de glucosesensor door 15 de of een injectienaald wordt gedragen. In het bijzonder in de uitvoering, waarin slechts van één injectienaald gebruik wordt gemaakt, kunnen de toevoeren voor glucagon (of glucose) en voor insuline en tevens de glucosesensor daarmee in één handeling in het lichaam van de patiënt 20 worden ingebracht.

***** 1032756

Claims

1. Inrichting voor het reguleren van de concentratie van glucose in het bloed van een diabetespatiënt, gekenmerkt door 5 meetmiddelen voor het meten van de concentratie van glucose in het bloed van de diabetes-patiënt; pompmiddelen voor het selectief ofwel in het lichaam van de patiënt inbrengen van glucagon of naar keuze in de bloedbaan van de patiënt inbrengen van 10 glucose,ofwel in het lichaam van de patiënt inbrengen van insuline, bijvoorbeeld door middel ten minste één in het lichaam van de patiënt in te brengen injectienaald; en besturingsmiddelen, die van de meetmiddelen signalen ontvangen die representatief zijn voor de 15 genoemde concentratie, en op basis van ten minste één vooraf in de besturingsmiddelen ingevoerde referentiewaarde voor de genoemde concentratie en een programma de pompmiddelen zodanig besturen, dat de genoemde concentratie gereguleerd wordt; 20 waarbij de inrichting zodanig is uitgevoerd, dat de meetmiddelen en de pompmiddelen in hoofdzaak permanent in contact kunnen verkeren met het lichaamsvocht of het bloed van een patiënt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de besturingsmiddelen een programma bevatten, waarin onder meer een instelbare curve is opgenomen, die correspondeert met de hoeveelheid in het lichaam van de patiënt ingebrachte insuline respectievelijk glucagon, en 30 de nominale concentratie van de glucose in het bloed van de patiënt als reactie daarop. 1032756 »

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarin de besturingsmiddelen informatie met betrekking tot de hoeveelheid ingebrachte insuline respectievelijk glucagon 5 in een geheugen opslaan en telkens successievelijk vergelijken met de concentratie van de glucose in het bloed van de patiënt als reactie daarop, die informatie eveneens in een geheugen opslaan, en deze laatste informatie gebruiken voor het doseren van de insuline 10 respectievelijk glucagon, zodanig dat de besturingsmiddelen van het lerende type zijn.

4. Inrichting volgens een der conclusies 1-3, waarin de pompmiddelen twee pompen omvatten, één voor 15 glucagon of glucose en één voor insuline, en aan elke pomp een individuele injectienaald is toegevoegd.

5. Inrichting volgens een der conclusies 1-3, waarin de pompmiddelen twee pompen omvatten, één voor 20 glucagon of glucose en één voor insuline, en dat een aan beide pompen één gemeenschappelijke injectienaald met twee doorgangen is toegevoegd, waarbij de ene voor transport van glucagon of glucose dient en één voor transport van insuline dient. 25

6. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de meetmiddelen een in het lichaam van de patiënt te brengen glucosesensor omvatten.

7. Inrichting volgens conclusie 6 in combinatie met conclusie 4 of 5, waarin de glucosesensor door de of een injectienaald wordt gedragen. -k Vr ★ tIt ★ 35 1032756