(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスを備える治療システム用の個々の患者に固有のグラフィカルインターフェイスを作成する方法であって、
前記個々の患者に固有のグラフィカルインターフェイスが、
前記電子デバイスのディスプレイユニット上に表示され、
１つの軸に沿って個々の患者が摂取する食事の特性を定義し、別の軸に沿って個々の患者が摂取する食事の別の特性を定義する２次元空間の形で形成され、
個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報を入力するために使用され、所望の血糖目標値に対して前記個々の患者の血糖値を調節するためのインスリンボーラス投与情報を表示するように構成され、
前記方法が、
食事の摂取および／またはインスリンボーラス投与に対する前記個々の患者における血糖値変化をシミュレートするように構成されるグルコース調節モデルを前記電子デバイスによって提供し、
前記食事の摂取および／またはインスリンボーラス投与の実際の発生に関する時間にわたる個々の患者に固有の情報を前記電子デバイスによって収集し、
前記電子デバイスにより、前記グルコース調節モデルおよび収集された個々の患者に固有の情報に基づいて定義される解空間に応じて、前記２次元空間を、それぞれが共通する一定のインスリンボーラス投与情報が許容可能な範囲に特定された複数の部分空間に分割し、
前記電子デバイスにより、前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報の入力を、前記所望の血糖目標値に対して前記個々の患者の血糖値を調節するために、前記複数の部分空間のそれぞれに対応するインスリンボーラス投与情報にマッピングする
ことを含み、
前記電子デバイスにより、
制約付き最小化問題として設定されるコスト関数であって、前記食事の摂取および／またはインスリンボーラス投与に対応して前記グルコース調節モデルにより求められる血糖値と、前記個々の患者の目標血糖値とを使用するコスト関数を解くことで、前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報に対応して、前記個々の患者の血糖値の所定の下限値を超えるための最大インスリンボーラス投与情報の範囲と、前記個々の患者の血糖値の所定の上限値を超えるための最小インスリンボーラス投与情報の範囲とを決定し、
前記最大インスリンボーラス投与情報の範囲の中の最小値と、前記最小インスリンボーラス投与情報の範囲の中の最大値とにより画定される、共通する一定のインスリンボーラス投与情報の範囲を決定し、
前記共通する一定のインスリンボーラス投与情報の範囲に対応する、前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報の範囲として、前記解空間を定義する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記入力が、前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける２つの入力パラメータである請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記収集された個々の患者に固有の情報が、手順毎に収集される請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける２つの入力パラメータを、対応するインスリンボーラス投与情報にマッピングするマップを提供することをさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報の個々の患者からの入力を、対応するインスリンボーラス投与情報にマッピングするために、グラフィカルインターフェイスを用いることをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
インスリンボーラスの推奨された時間および用量の形で、前記インスリンボーラス投与情報を表示することをさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記インスリンボーラス投与情報に基づき、インスリンボーラスの少なくとも１つの量を前記個々の患者に投与するように薬剤投与デバイスを制御することをさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記インスリンボーラス投与情報に基づき、インスリンボーラスの少なくとも１つの量を前記個々の患者に投与する薬剤投与デバイスを監視することをさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項９】
治療システム用の個々の患者に固有のグラフィカルインターフェイスを作成するシステムであって、
前記個々の患者に固有のグラフィカルインターフェイスが、
１つの軸に沿って個々の患者が摂取する食事の特性を定義し、別の軸に沿って個々の患者が摂取する食事の別の特性を定義する２次元空間の形で形成され、
個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報を入力するために使用され、所望の目標血糖値に対して前記個々の患者の血糖値を調節するためのインスリンボーラス投与情報を表示するように構成され、
前記システムが、
前記個々の患者に固有のグラフィカルインターフェイスを表示するディスプレイユニットと、
前記個々の患者の食事の摂取および／またはインスリンボーラス投与に対する前記個々の患者における血糖値変化をシミュレートするように構成されるグルコース調節モデルをその中に格納したデータベースと、
前記食事の摂取および／またはインスリンボーラス投与の実際の発生に関する時間にわたる個々の患者に固有の情報をその中に格納するように構成される第１のメモリと、
前記グルコース調節モデルおよび収集された個々の患者に固有の情報に基づいて定義される解空間に応じて、前記２次元空間を、それぞれが共通する一定のインスリンボーラス投与情報が許容可能な範囲に特定された複数の部分空間に分割し、
前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報の入力を、前記所望の血糖目標値に対して前記個々の患者の血糖値を調節するために、前記複数の部分空間のそれぞれに対応するインスリンボーラス投与情報にマッピングするための、
プロセッサによって実行可能な命令をその中に格納するように構成される第２のメモリと
を備え、
前記プロセッサによって、
制約付き最小化問題として設定されるコスト関数であって、前記食事の摂取および／またはインスリンボーラス投与に対応して前記グルコース調節モデルにより求められる血糖値と、前記個々の患者の目標血糖値とを使用するコスト関数を解くことで、前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報に対応して、前記個々の患者の血糖値の所定の下限値を超えるための最大インスリンボーラス投与情報の範囲と、前記個々の患者の血糖値の所定の上限値を超えるための最小インスリンボーラス投与情報の範囲とが決定され、
前記最大インスリンボーラス投与情報の範囲の中の最小値と、前記最小インスリンボーラス投与情報の範囲の中の最大値とにより画定される、共通する一定のインスリンボーラス投与情報の範囲が決定され、
前記共通する一定のインスリンボーラス投与情報の範囲に対応する、前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける情報の範囲として、前記解空間が定義される
ことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
前記第２のメモリがさらに、前記対応するインスリンボーラス投与情報を表示するように前記ディスプレイユニットを制御するために、前記プロセッサによって実行可能な命令が格納されてなる請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
手動で作動可能な薬剤投与デバイスをさらに備え、前記対応するインスリンボーラス投与情報が、少なくとも１つのインスリンボーラスについての量を含み、前記第２のメモリがさらに、前記手動で作動可能な薬剤投与デバイスを用いて前記個々の患者によって投与され得る少なくとも１つのインスリンボーラスについての量を表示するように前記ディスプレイユニットを制御するために、前記プロセッサによって実行可能な命令をその中に格納した請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記個々の患者の血糖値を測定し、対応する血糖値を生成するように構成される血糖センサをさらに備え、前記第２のメモリが、前記血糖値に基づき、前記少なくとも１つのインスリンボーラスについての量を決定するために、前記プロセッサによって実行可能な命令をその中に格納した請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記個々の患者に少なくとも１つのインスリンボーラスを投与するように構成される電子的に制御可能なインスリンボーラス投与デバイスをさらに備え、前記対応するインスリンボーラス投与情報が少なくとも１つのインスリンボーラスについての量を含み、前記第２のメモリがさらに、前記個々の患者に少なくとも１つのインスリンボーラスについての量を投与するように前記電子的に制御可能なインスリンボーラス投与デバイスを制御するために、前記プロセッサによって実行可能な命令をその中に格納した請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記個々の患者の血糖値を測定し、対応する血糖値を生成するように構成される血糖センサをさらに備え、前記第２のメモリはさらに、指定された時間における血糖値に基づき、前記少なくとも１つのインスリンボーラスについての量を決定するために、前記プロセッサによって実行可能な命令が格納されてなる請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記グラフィカルインターフェイスが、前記個々の患者が摂取する食事を特徴付ける少なくとも２つのパラメータの個々の患者の入力を、前記対応するインスリンボーラス投与情報にマッピングするように構成される請求項９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、薬剤情報および／または他の治療情報などの治療情報を決定するための技術に関し、さらに詳細には、少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報の患者からの入力に基づき、そのような治療情報を決定するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
患者によって提供される情報のある程度の量に基づき、薬剤治療の推奨または自動的な投与を行うように構成される複数の薬剤制御の方式が存在する。少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報を供給するために患者が定期的に用いてもよい各患者に固有のインターフェイスおよび供給された情報を用いて対応する薬剤および／または他の治療を決定する各患者に固有のインターフェイスを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、添付請求項に記載された特徴のうちの１つまたは複数および／または、以下の特徴のうちの１つまたは複数およびそれらの組み合わせを備えてもよい。患者が少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報を入力するために用いてもよく、そこから治療情報を決定することができる治療システム用の患者インターフェイスを作成するための方法が提供される。その方法は、少なくとも１つの患者イベントまたは状態に対する患者の生理学的反応をシミュレートするように構成される患者モデルを作成することと、少なくとも１つの患者イベントまたは状態の実際の発生に関する各患者に固有の（時間にわたっての）情報を収集することと、患者モデルおよび収集された各患者に固有の情報に基づき、対応する治療情報に少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報の患者からの入力をマッピングするグラフィカルインターフェイスを定義することとを含んでもよい。
【０００４】
治療情報は、あるときに患者に投与されることになっている１つまたは複数の薬剤に対応する薬剤治療情報を含んでもよい。投与時間は、たとえば、現在の時間、未来の時間、分析によって決定される時間、エンドユーザによって決定される時間、時間ウィンドウなどであってもよい。さらに、治療情報は、炭水化物を摂取するための推奨に対応する提案された炭水化物摂取情報を含んでもよい。さらに、治療情報は、運動を行うための推奨に対応する提案された運動情報を含んでもよい。さらに、治療情報は、医師の診療を受けるための推奨を含んでもよい。
【０００５】
グラフィカルインターフェイスを定義することは、前記少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける２つの入力パラメータを有するグラフィカルインターフェイスを選択することを含んでもよい。グラフィカルインターフェイスを定義することはさらに、患者モデルおよび収集された各患者に固有の情報に基づき、選択されたグラフィカルインターフェイスの解空間を定義することを含んでもよい。グラフィカルインターフェイスを定義することはさらに、少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける２つの入力パラメータを対応する治療情報にマッピングするマップを定義することを含んでもよい。
【０００６】
その方法はさらに、少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報の患者入力を対応する治療情報にマッピングするために、グラフィカルインターフェイスを用いることを含んでもよい。対応する治療情報は、薬剤投与情報を含んでもよい。その方法はさらに、薬剤の推奨用量の形で薬剤投与情報を表示することを含んでもよい。その方法はさらに、薬剤投与情報に基づき、薬剤の少なくとも１つの量を患者に投与するために、薬剤投与デバイスを制御することを含んでもよい。
【０００７】
別の実施形態において、患者が少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報を入力するために用いてもよく、そこから治療情報を決定することができる治療システム用の患者インターフェイスを作成する方法が開示される。その方法は、該少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける入力パラメータを有する各患者に固有の情報を受信し、入力パラメータのいずれが、所定の治療情報において提供される対応する所定の値との不一致を有するかを特定し、特定された入力パラメータに対して条件を設定して最小化するという課題を提示し、該条件が設定された最小化の課題を解決することにより解空間を生成することを含み、解空間が、入力パラメータと関連許容限度との間の関係を定義して所望の目標反応に患者の生理学的反応を調節することと、患者インターフェイスとして解空間を実装することとを含む。
【０００８】
患者が少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報を入力するために用いてもよく、そこから治療情報を決定することができる治療システム用の患者インターフェイスを作成するためのシステムは、少なくとも１つの患者イベントまたは状態に対する患者の生理学的反応をシミュレートするように構成される患者モデルをその中に格納しているデータベースと、少なくとも１つの患者イベントまたは状態の実際の発生に関する各患者に固有の（時間にわたっての）情報をその中に格納するように構成される第１のメモリと、患者モデルおよび収集された各患者に固有の情報に基づき、少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける情報の患者からの入力を対応する治療情報にマッピングするように構成されるグラフィカルインターフェイスとを含んでもよい。
【０００９】
そのシステムはさらに、少なくとも１つの患者を特徴付ける情報の患者からのグラフィカルインターフェイスへの入力を処理し、対応する治療情報を生成するために、プロセッサによって実行可能な命令をその中に格納した第２のメモリへのアクセスを有するプロセッサを含んでもよい。そのシステムはさらに、ディスプレイユニットを含んでもよい。第２のメモリはさらに、対応する治療情報を表示するようにディスプレイユニットを制御するために、プロセッサによって実行可能な命令をその中に格納してもよい。そのシステムはさらに、手動で作動可能な薬剤投与デバイスを含んでもよい。対応する治療情報は、少なくとも１つの薬剤についての量を含んでもよい。第２のメモリはさらに、手動で作動可能な薬剤投与デバイスを用いて、患者によって投与されてもよい少なくとも１つの薬剤についての量を表示するようにディスプレイユニットを制御するために、プロセッサによって実行可能な命令をその中にさらに格納してもよい。そのシステムは、さらに、患者の血糖値を測定し、対応する血糖値を生成するように構成される血糖センサを備えてもよい。第２のメモリはさらに、さらに血糖値に基づき、少なくとも１つの薬剤についての量を決定するために、プロセッサによって実行可能な命令をその中にさらに格納してもよい。
【００１０】
そのシステムはさらに、患者に少なくとも１つの薬剤を投与するように構成される電子的に制御可能な薬剤投与デバイスを備えてもよい。対応する治療情報は、一実施形態において、少なくとも１つの薬剤についての量を含んでもよく、別の実施形態において、時間および量によって決定される薬剤の分散シーケンスを含んでもよい。第２のメモリはさらに、患者に少なくとも１つの薬剤についての量を投与するように電子的に制御可能な薬剤投与デバイスを制御するために、プロセッサによって実行可能な命令をその中に格納してもよい。そのシステムはさらに、患者の血糖値を測定し、対応する血糖値を生成するように構成される血糖センサを備えてもよい。第２のメモリは、さらに血糖値に基づき、少なくとも１つの薬剤についての量を決定するために、プロセッサによって実行可能な命令をその中にさらに格納してもよい。
【００１１】
グラフィカルインターフェイスは、少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける少なくとも２つのパラメータの患者入力を対応する治療情報にマッピングするように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】治療情報を決定するためのシステムの１つの例示の実施形態のブロック図である。
【図２】患者が患者関連情報を入力し、そこから治療情報を決定することができるようにするために、図１のシステムと共に用いてもよい患者インターフェイスを作成するための１つの例示のプロセスのフローチャートである。
【図３】少なくとも１つの患者関連イベントまたは状態を特徴付ける各患者に固有の情報の入力を可能にするように構成されてもよい１つの具体的な各患者に固有のグルコース調節モデルの可能な構成要素を示す図である。
【図４】種々の臓器および体内領域におけるグルコース濃度およびインスリンの分散をシミュレートするようにグルコース調節モデルを作成するために用いられる動脈流入および静脈流出のコンパートメントモデルのブロック図の例示である。
【図５】種々の臓器および体内領域におけるグルコース濃度をシミュレートするために、図４のコンパートメントモデルのうちの複数のモデルを用いて構成される図３のグルコース調節モデルの概略図である。
【図６】種々の臓器および体内領域におけるインスリン動態をシミュレートするために、図４のコンパートメントモデルのうちの複数のモデルを用いて構成される図３のグルコース調節モデルの概略図である。
【図７】食事関連情報を図１のシステムに入れるために用いられてもよいグラフィカル患者インターフェイスの一実施形態を示す。
【図８】食事関連情報を図１のシステムに入れるために用いられてもよいグラフィカル患者インターフェイスの別の実施形態を示す。
【図９】食事関連情報を図１のシステムに入れるために用いられてもよいグラフィカル患者インターフェイスの他の実施形態を示す。
【図１０】食事関連情報を図１のシステムに入れるために用いられてもよいグラフィカル患者インターフェイスのさらに別の実施形態を示す。
【図１１】食事関連情報を図１のシステムに入れるために用いられてもよいグラフィカル患者インターフェイスのさらに別の実施形態を示す。
【図１２】食事関連情報を図１のシステムに入れるために用いられてもよいグラフィカル患者インターフェイスのさらに別の実施形態を示す。
【図１３】実施例のグラフィカルインターフェイスの外部周辺の形成を示す食事空間入力パラメータのプロットである。
【図１４】図１３の実施例のグラフィカルインターフェイスの外部周辺の形成から生じる解空間を示すインスリンボーラス量対総食事空間ηA/sを示すプロットである。
【図１５】食事空間パラメータ対複数の個別のユーザ入力の１つのプロットである。
【図１６】炭水化物成分の形で提供される食事情報の患者入力、たとえば、食事サイズおよび予想されるグルコース吸収形状および持続時間、たとえば、対応する薬剤治療情報に対する食事持続時間を相関するマップの一実施形態を示す表である。
【図１７】半閉ループ薬剤投与システムにおいて実装される図１のシステムを示すブロック図である。
【図１８】図７〜図１２のグラフィカル患者インターフェイスの１つを用いて食事情報のユーザ入力に基づき、薬剤治療情報を決定するために、図１のシステムによって実行可能なソフトウェアアルゴリズムの一実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の原理の理解を促進するために、ここで、添付図面に示された複数の例示の実施形態を参照し、特有の言語が同様の実施形態を記載するために用いられる。
【００１４】
ここで図１を参照すると、治療情報を決定するためのシステム１０の１つの例示の実施形態のブロック図が示される。示された実施形態において、システム１０は、メモリユニット１６、入力デバイス１８、ディスプレイ２０および通信入力／出力ユニット２４とのデータ通信を行なうプロセッサ１４を有する電子デバイス１２を含む。電子デバイス１２は、汎用コンピュータ、中央サーバ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ラップトップコンピュータまたはノートブックコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）または他のハンドヘルド型デバイス、外部注入ポンプ、血糖測定計、被分析物感知システムなどの形で提供されてもよい。電子デバイス１２は、windows、linuxおよびMac OS、組み込みＯＳ、たとえば、QNX、eCOS、WinCEおよびpalm OSなどが挙げられるがこれらに限定されるわけではない１つまたは複数の従来のオペレーティングシステムに基づいて動作するように構成されてもよく、たとえば、NetBios、TCP／IPおよびAppleTalkが挙げられるがこれらに限定されるわけではない１つまたは複数の従来のインターネットプロトコルに基づいて、データを処理するように構成されてもよい。プロセッサ１４は、示された実施形態において、マイクロプロセッサに基づく。その代わりに、プロセッサ１４は１つまたは複数の汎用回路および／または特定用途向け回路から形成されてもよく、以下に述べるように動作可能であってもよい。メモリユニット１６は、示された実施形態において、データ、プロセッサ１４によって実行可能な１つまたは複数のソフトウェアアルゴリズムおよび他のデータを格納するために十分な能力を有する。メモリユニット１６は、１つまたは複数の従来のメモリまたは他のデータ格納デバイスを含んでもよい。さらに、システム１０は、データおよびプロセッサ１４によって実行可能な１つまたは複数のソフトウェアアルゴリズムを格納するために十分な能力を有するＵ３スマートＵＳＢデバイスを含んでもよい。
【００１５】
入力デバイス１８は、データの入力および／または修正を行うために、従来の態様において用いられてもよい。示された実施形態において、デバイス１２および／またはシステム１０の動作に関する情報を見るためのディスプレイ２０もまた含まれる。そのようなディスプレイは、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイが挙げられるがこれらに限定されるわけではない従来のディスプレイデバイスであってもよい。さらに、ディスプレイ２０は、ユーザ、別の人または１つまたは複数の符号化パターン、振動、合成音声応答などを介して音声認識能力を有する別の電子システムに情報を通信するように構成される可聴ディスプレイであってもよく、またはそのような可聴ディスプレイを含んでもよい。さらに、ディスプレイ２０は、ユーザまたは別の人によって識別されてもよいタッチ可能情報を表示するように構成される１つまたは複数のタッチ可能インジケータであってもよく、またはそのようなタッチ可能インジケータを含んでもよい。食事の写真および／または他の写真を捕捉して格納するためのカメラもまた含んでもよい。
【００１６】
一実施形態において、入力デバイス１８は、英数字データをプロセッサ１４に入れるための従来のキーボードまたはキーパッドであってもよく、またはそのようなキーボードまたはキーパッドを含んでもよい。そのようなキーボードまたはキーパッドは、視力の弱いユーザが、キーのうち適切な１つまたは複数のキーを見つけて選択することを可能にするため、および／またはユーザが貧弱な照明状態においてキーのうち適切な１つまたは複数のキーを見つけて選択することを可能にするために、１つまたは複数のタッチ可能インジケータを有するように構成される１つまたは複数のキーまたはボタンを含んでもよい。さらに、入力デバイス１８は、ディスプレイ２０上に提示される情報を選択するための従来のマウスまたは他の従来のポイントアンドクリックデバイスであってもよく、またはそのようなマウスまたはポイントアンドクリックデバイスを含んでもよい。さらに、入力デバイス１８は、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）として構成されるディスプレイ２０を含んでもよい。この実施形態において、ディスプレイ２０は、ユーザが、適切な器具を用いてディスプレイ２０の適切な部分に触れることにより選択してもよい１つまたは複数の選択可能な入力を含んでもよい。さらに、入力デバイス１８は、デバイス１２および／またはシステム１０の対応する動作的特徴を選択するために、ユーザによって作動されてもよい複数のスイッチまたはボタンを含んでもよい。さらに、入力デバイス１８は、対応する入力データをプロセッサ１４に提供するために、音声コマンドに応答する音声作動式回路であってもよく、またはそのような音声作動式回路を含んでもよい。いずれの場合でも、入力デバイス１８および／またはディスプレイ２０は、破線２２Ａおよび２２Ｂによって示されるように、電子デバイス１２と共に含まれてもよく、または電子デバイス１２から分離されてもよい。
【００１７】
１つまたは複数の実施形態において、システム１０は、多数、Ｎ個の医療デバイス２６1〜２６Nを含んでもよく、Ｎは、任意の正の整数であってもよい。そのような実施形態において、１つまたは２つ以上の医療デバイス２６1〜２６Nのいずれもが、患者の体内に埋め込まれてもよく、患者の身体に対して外部に連結されてもよく（たとえば、注入ポンプなど）または患者の身体から分離して遠隔位置にあってもよい。さらに、医療デバイス２６1〜２６Nのうちの１つまたは複数の医療デバイスは、電子デバイス１２に取り付けられてもよく、および／または電子デバイス１２の一部をなしてもよい。示された実施形態において、多数の医療デバイス２６1〜２６Nはそれぞれ、対応する数のワイヤレス通信リンク２８1〜２８Nの１つを介して、電子デバイス１２の通信入力／出力ユニット２４とワイヤレスで通信するように構成される。ワイヤレス通信は、１方向または２方向のいずれであってもよい。用いられるワイヤレス通信の形態としては、無線周波数（ＲＦ）通信、赤外線（ＩＲ）通信、ＷｉＦｉ、ＲＦＩＤ（誘電結合）通信、音波通信、（導電体を通じた）容量性シグナリング、（導電体を通じた）ガルバニックシグナリングなどが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。任意のそのような事例において、電子デバイス１２および多数の医療デバイス２６1〜２６Nのそれぞれは、そのようなワイヤレス通信回路を実現するための従来の回路を含む。さらに、医療デバイス２６1〜２６Nのうちの１つまたは複数の医療デバイスは、それらの間の有線接続を構成する１つまたは複数の従来のシリアル接続またはパラレル接続を介して、および／または１つまたは複数の他の従来の通信ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを介して、電子デバイス１２と通信するように構成されてもよい。
【００１８】
１つまたは複数の医療デバイス２６1〜２６Nのそれぞれは、従来の処理装置、従来の入力／出力回路および／またはデバイスおよび１つまたは複数の適切なデータおよび／またはプログラム格納デバイスのうちの任意の１つまたは複数を含んでもよい。１つまたは複数の医療デバイス２６1〜２６Nの実施例としては、１つまたは複数の血糖センサ、１つまたは複数の体温センサ、１つまたは複数の薬剤注入デバイスが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数の医療デバイス２６1〜２６Nに加えて、または１つまたは複数の医療デバイス２６1〜２６Nの代わりに、電子デバイス１２は、従来のストリップまたは担体２９を受け入れるように構成される従来のストリップリーダ２７の形で、オンボード被分析物センサを含んでもよい。この実施形態において、ストリップまたは担体２９は、血液または他の体液の試料を受け入れて、ストリップリーダ２７の中に挿入されるように構成される。ストリップリーダ２７は、プロセッサ１４に電気的に接続され、プロセッサ１４は、メモリ１６に格納された１つまたは複数のソフトウェアアルゴリズムの制御下で、ストリップリーダ２７によって生成された電気信号を処理して、ストリップまたは担体２９上に受け入れられた流体に含まれる被分析物の少なくとも１つの特性を決定するように動作可能である。例示的に、流体は、血液であってもよく、被分析物は、血糖であってもよく、被分析物の少なくとも１つの特性は、血液中のグルコースの濃度を含んでもよい。この実施形態において、被分析物センサは、従来の血糖ストリップリーダ２７の形で提供される血糖センサである。血糖センサは、この実施形態において、電気化学センサまたは光度測定センサであってもよい。しかし、被分析物センサは或いは、他の流体、被分析物および／または被分析物特性を分析するように構成されてもよいことは理解されよう。１つまたは複数の医療デバイス２６1〜２６Nのいずれは、セキュリティ情報および／または関連医療記録を保持するスマートカードまたは生体認証を含んでもよい。
【００１９】
一部の実施形態において、システム１０はさらに、図１において想像線に示されているように、遠隔デバイス３０を含んでもよい。遠隔デバイス３０は、プロセッサ１４と同一または類似であってもよい従来のプロセッサ３２と、従来のメモリまたは他のデータ格納ユニット３４、入力デバイス１８に関して上述した入力デバイスの任意の１つまたは複数の入力デバイスであってもよく、またはそのような入力デバイスを含んでもよい従来の入力デバイス３６と、ディスプレイユニット２０に関して上述したディスプレイユニットの任意の１つまたは複数のディスプレイユニットであってもよく、またはそのようなディスプレイユニットを含んでもよい従来のディスプレイユニット３８と、従来の通信入力／出力回路４０とを含んでもよい。遠隔デバイス３０は、上述した通信インターフェイスまたは通信リンクのいずれかであってもよく、そのような通信インターフェイスまたは通信リンクのいずれかを含んでもよい任意の従来の有線通信インターフェイスまたはワイヤレス通信インターフェイス４２を介して、電子デバイス１２と通信するように構成されてもよい。
【００２０】
本明細書を通じて、種々の構造、プロセスおよび技術の実施例が、本明細書に開示された思想を明示するために提供される。一貫性のために、これらの実施例はすべて一般に、グルコース降下薬剤の１つまたは複数の推奨または自動的に投与されるボーラスが、糖尿病制御のために明示された機序である糖尿病制御構成に関し、さらに詳細には、そこから１つまたは複数の推奨または自動的に投与されるインスリンボーラスが決定される明示された患者入力情報としての、食事関連情報に関する。そのような実施例は、例示の目的のためのみに提供され、なんら限定するものと考えるべきではないことは理解されよう。もっと正確に言えば、本開示は、１つまたは複数の薬剤の投与が、治療の唯一の形態を表し、治療の他の形態がさらに、本開示に基づいて決定および推奨されてもよい任意の治療システムに関することを理解すべきである。治療の他のそのような形態の実施例としては、運動の推奨、食事、たとえば、炭水化物の摂取の推奨、医師の診療および／または診断を受けることの推奨などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。さらに、糖尿病制御システムとの関連において、本開示は、血糖降下薬の推奨または自動投与が、食事関連情報以外または食事関連情報に加えて、１つまたは複数の患者関連イベントおよび／または状態の患者入力に基づいてもよいことをさらに理解すべきである。他の実施例としては、患者の運動情報、患者の疾患情報、患者関連ストレス情報の発生を特徴付けるか、または他の方法で認識する患者入力が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００２１】
１つまたは複数の具体的な実施形態において、図１の治療システム１０は、従来の完全な閉ループ、半閉ループまたは開ループの糖尿病制御構成であってもよく、またはそのような糖尿病制御構成の一部をなしてもよい。この実施形態において、システム１０は、そこからシステム１０が、少なくとも部分的にインスリンボーラス投与情報および／または他の治療情報の形で、治療情報を少なくとも部分的に決定するフィードフォーワード情報のある程度の量の患者入力を提供する。そのようなインスリンボーラス投与情報は、たとえば、１つまたは複数のインスリンボーラス量、ボーラスタイプ（たとえば、標準または即効性、たとえば、Regular、Lispro、など）、インスリンボーラス供給時間、時間または間隔（たとえば、１回供給、複数の個別の供給、連続供給など）などであってもよく、たとえば、１つまたは複数のインスリンボーラス量、ボーラスタイプ（たとえば、標準または即効性、たとえば、Regular、Lispro、など）、インスリンボーラス供給時間、時間または間隔（たとえば、１回供給、複数の個別の供給、連続供給など）を含んでもよい。患者が供給するフィードフォーワード情報の実施例は、患者の血糖濃度、食事、間食の形でのまたは摂取されているか、摂取中であるか、または近い将来におけるある時点で摂取されることになっている他の形態の炭水化物に関する情報、患者の運動情報、患者のストレス情報、患者の疾患情報、患者の月経周期に関する情報などのうちの１つまたは複数の情報であってもよく、またはそのような情報を含んでもよいが、これらに限定されるわけではない。いずれの場合でも、システム１０は、１つまたは複数の時間インスタンスで、たとえば、インスリン、グルカゴン、インクレチンなどの薬剤の１つまたは複数の量を投与するための従来の薬剤供給機構を含んでもよい。さらに、システム１０はディスプレイ２０を介してユーザにたとえば、炭水化物の摂取、運動、医師の診療を受ける、別の薬または異なる薬（時間および／または量）の調整および／または内服などのすぐに実施可能な代替的治療推奨を提案するように構成されてもよい。従来の完全な閉ループ、半閉ループまたは開ループの糖尿病制御構成であるか、またはその一部をなすシステム１０の実施形態は、種々の従来の構造のいずれかにおいて提供されてもよく、一部のそのような構造の実施例についてここで記載する。しかし、以下の実施例は、例示の目的のために提供されているに過ぎず、なんら限定するものと見なすべきではないことは理解されよう。当業者は、完全な閉ループ、半閉ループまたは開ループの糖尿病制御構成の他の可能な実装を認識してもよく、任意のそのような他の実装は、本明細書の開示によって認識される。
【００２２】
糖尿病制御システムの形であるシステム１０の第１の特定の実施例の実装において、電子デバイス１２は、ユーザの身体に対して外部に着用されるように構成され、患者の身体にインスリンを制御可能に送り込むように構成される従来のインスリンポンプの形で提供される。この実施例において、多数の医療デバイス２６1〜２６Nは、患者の生理学的状態に関する情報を提供するように構成される１つまたは複数の埋め込みセンサを含んでもよい。そのような埋め込みセンサの実施例としては、グルコースセンサ、体温センサ、血圧センサ、心拍数センサ、たとえば、ＨＢＡ１Ｃなどの身体の１つまたは複数の生理学的状態を捕捉するように構成される１つまたは複数のバイオマーカなどが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。埋め込み型グルコースセンサを含む実装において、システム１０は、血糖を自動的に監視し、適宜インスリンを供給し、所望のレベルで血糖を維持するように従来の態様において動作可能な完全な閉ループシステムであってもよい。多数の医療デバイス２６1〜２６Nはさらに、１つまたは複数のセンサおよびユーザの身体の外部にある感知システムおよび／またはユーザの生理学的状態に関する情報を提供するためのセンサ技術を含んでもよい。さらに、電子デバイス１２は、図１における想像線に示されているように、たとえば、従来の血糖ストリップリーダ２７の形でオンボード血糖測定計を含んでもよい。いずれの場合でも、そのようなセンサまたは感知システムの実施例としては、グルコースストリップセンサ／測定計、体温センサ、血圧センサ、心拍数センサ、たとえば、ＨＢＡ１Ｃなどの身体の１つまたは複数の生理学的状態を捕捉するように構成される１つまたは複数のバイオマーカなどが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。外部グルコースセンサを含む実装において、システム１０は、患者によってそれに提供されるグルコース情報に基づき、適宜、インスリンを繰り出すように従来の態様において動作可能な閉ループ、半閉ループまたは開ループのシステムであってもよい。任意のそのようなセンサおよび／またはセンサ技術によって提供される情報は、任意の１つまたは複数の従来の有線通信技術またはワイヤレス通信技術を用いて、システム１０と通信されてもよい。この実施例の実装において、遠隔デバイス３０はまた、電子デバイス１２におよび／または電子デバイス１２から情報を通信するように構成されるハンドヘルド型電子デバイスまたは他の携帯可能な電子デバイスの形を含んでもよい。追加の実施形態および／または他の実施形態において、投薬、タイミングおよび具体的な使用事例に関する他の情報を提供する情報が用いられてもよい。一実施形態において、そのような使用事例情報が、たとえば、「MEDICAL DIAGNOSIS, THERAPY, AND PROGNOSIS SYSTEM FOR INVOKED EVENTS AND METHOD THEREOF」という名称で、代理人整理番号ROP0013PA/37554.19/WP23354である同一出願人によって開示された同時係属中のＰＣＴ出願番号＿＿＿＿などの別のシステムによって、捕捉され、決定されて提供される。なお、この開示内容は、本願明細書に完全に参照によって援用されるものとする。
【００２３】
糖尿病制御システムの形であるシステム１０の第２の特定の実施例の実装において、電子デバイス１２は、ＰＤＡなどのハンドヘルド型遠隔デバイスまたは他のハンドヘルド型デバイスの形で提供される。この実施例において、多数の医療デバイス２６1〜２６Nは、少なくとも１つの従来の埋め込み可能な薬剤ポンプまたは外部に着用される薬剤ポンプを含む。この実施例の一実施形態において、インスリンポンプは、ユーザの身体にインスリンを制御可能に供給するように構成される。この実施形態において、インスリンポンプは、インスリン放出に関する情報をハンドヘルド型デバイス１２にワイヤレスに伝送するように構成される。ハンドヘルド型デバイス１２は、ポンプによって、インスリン放出を監視するように構成され、さらに、インスリンボーラス量、炭水化物摂取、運動などを決定し推奨するように構成されてもよい。システム１０は、この実施形態において、ハンドヘルド型デバイス１２からインスリンポンプへのワイヤレス情報の伝送を提供するように構成されてもよく、または構成されなくてもよい。電子デバイス１２は、この実施形態において、図１における想像線に示されているように、たとえば、従来の血糖ストリップリーダ２７の形でオンボード血糖測定計を含んでもよく、または含まなくてもよい。
【００２４】
この実施例の代替実施形態において、ハンドヘルド型デバイス１２は、インスリン供給コマンドを決定し、そのようなコマンドをインスリンポンプに伝送することによって、ユーザに対してインスリン放出を制御するように構成される。インスリンポンプは一方、ハンドヘルド型デバイス１２からのインスリン放出コマンドを受信し、コマンドに基づいて、ユーザに対してインスリンを供給するように構成される。インスリンポンプは、この実施形態において、ハンドヘルド型ユニット１２によって提供されるインスリンポンプコマンドをさらに処理してもよく、さらに処理しなくてもよい。いずれの場合でも、システム１０は通常、この実施形態において、インスリンポンプからハンドヘルド型デバイス１２に戻るワイヤレス情報の伝送を提供し、それにより、ポンプ動作の監視を可能にするように構成される。この実施例のいずれの実施形態においても、システム１０はさらに、前の実施例において記載されたタイプの１つまたは複数の埋め込みセンサおよび／または外部センサを含んでもよい。この実施例の実装において、遠隔デバイス３０はまた、電子デバイス１２におよび／または電子デバイス１２から通信するように構成されるたとえば、ＰＣ、ＰＤＡ、ラップトップコンピュータまたはノートブックコンピュータの形で含まれてもよい。
【００２５】
当業者は、図１に示されるシステム１０の構成要素の少なくとも一部を用いて、完全な閉ループ、半閉ループまたは開ループの糖尿病制御構成の他の可能な実装を認識するであろう。たとえば、上記の実施例のうちの１つまたは複数の実施例における電子デバイス１２は、ユーザに対するインスリンの供給の監視および／または制御を行うために、少なくとも１つはインスリン放出システムである医療デバイス２６1〜２６Nのうちの１つまたは複数と通信するように構成されるＰＤＡ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータまたはパーソナルコンピュータの形で提供されてもよい。別の実施例として、遠隔デバイス３０は、患者に対するインスリン放出の制御および／または監視を行うために、および／または１つまたは複数のソフトウェアプログラムおよび／またはデータを電子デバイス１２に伝送するために、電子デバイス１２および／または医療デバイス２６1〜２６Nのうちの１つまたは複数と通信するように構成されてもよい。遠隔デバイス３０は、介護士のオフィスまたは他の遠隔位置に存在してもよく、遠隔デバイスとシステム１０の任意の構成要素との間の通信が、イントラネット、インターネット（たとえば、ワールド・ワイド・ウェブ）、携帯電話、電話モデム、ＲＦまたは他の通信リンクを介して実現されてもよい。任意の１つまたは複数の従来のインターネットプロトコルが、そのような通信において用いられてもよい。さらに、任意の従来の移動体コンテンツ供給システム、たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ショートメッセージシステム（ＳＭＳ）または他の従来のメッセージスキームが、システム１０を備えるデバイス間の通信を提供するために用いられてもよい。いずれの場合でも、任意のそのような他の実装は、本明細書の開示によって認識される。さらに、薬剤供給機構は、従来の埋め込み可能な薬剤注入機構または外部に着用される薬剤注入機構、薬剤注入ペンまたは皮下注射針などの従来の薬剤注入機構、１つまたは複数の薬剤の１つまたは複数の吸入可能な形態を投与するための従来の吸入機構のうちの１つまたは複数の形態をとってもよい。
【００２６】
図１の治療システム１０は一般に、１つまたは複数の薬剤の適切な量および時間の形で治療の決定および推奨および／または投与を行うように、および／または代替治療または行為の決定および推奨を行うように動作可能である。任意のそのような治療を決定する際に、システム１０は、患者が被ることになっている１つまたは複数の外的影響および／または１つまたは複数の患者に関連する生理学的機構に関する少なくともいくつかの情報を必要とする。１つまたは複数の外的影響は、通常、患者によって自発的に取られる行為として特徴付けられてもよく、本願明細書では１つまたは複数の「患者イベント」と呼ばれてもよい。糖尿病制御システムとの関連で、そのような患者イベントの実施例としては、炭水化物の摂取、肉体的運動の実行などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。対照的に、１つまたは複数の生理学的機構は、通常、患者の生理学および／または環境に関連する無意識の身体の状態または反応として特徴付けられてもよく、本願明細書では１つまたは複数の「患者状態」または代謝状態と呼ばれてもよい。糖尿病制御システムとの関連で、そのような患者状態の実施例としては、疾患、ストレス、月経などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。いずれの場合でも、患者が１つまたは複数の患者イベントおよび／または状態を正に経験しようとしている場合、経験中である場合または最近経験した場合には、システム１０は一般に、適切な治療を決定するために、患者イベントまたは状態の少なくとも１つに関するいくつかの情報を必要とする。グルコース制御システムとの関連で、実施例の治療としては、たとえば、インスリンなどのグルコース降下薬剤のある量、タイプおよび／または頻度の推奨または投与、摂取する炭水化物の推奨、１つまたは複数の運動の推奨、医師の診療および／または診察を受けることの推奨などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００２７】
システム１０は例示的に、１つまたは複数の薬剤または他の治療の推奨および／または投与を結果として生じうる少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける形態における患者（本願明細書では「ユーザ」と呼ばれる場合もある）入力を提供するように構成されるグラフィカルインターフェイスを含む。グラフィカルインターフェイスは例示的に、電子デバイス１２のディスプレイユニット２０上に表示されるが、さらに、遠隔デバイス３０のディスプレイユニット３８に表示されてもよい。プロセッサ１４は、従来の態様において電子デバイス１２上にグラフィカルインターフェイスを表示するように、ディスプレイユニット２０を制御するように構成される。さらに、プロセッサ３２は、従来の態様において遠隔デバイス３０上にグラフィカルインターフェイスを表示するように、ディスプレイユニット３８を制御するように構成されてもよい。グラフィカルインターフェイスに対するユーザ入力は、任意の１つまたは複数の従来の形態で提供されてもよい。実施例としては、対応するデバイス１２および／または３０の入力デバイス１８および／または３６、ディスプレイユニット２０および／または３８のタッチ感応スクリーン、１つまたは複数の従来のポイントアンドクリック機構などの上に提供される１つまたは複数のボタンまたはキーが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。
【００２８】
図２を参照すると、患者がそこから治療情報を決定することができる患者関連情報を入力することを可能にするために、図１のシステム１０と共に用いられてもよい患者インターフェイスを作成するための１つの例示のプロセス５０のフローチャートが示されている。プロセス５０は通常、医師または他の医療の専門家によって行われることが予想されるが、本明細書の開示ではプロセス５０は、他の関係者（その一実施例としては、病気または疾患の介護または治療を専門とする企業または他の団体であってもよいが、これらに限定されるわけではない）によって行われてもよいとしている。また、プロセス５０の少なくとも一部は、少なくとも１つのコンピュータの支援によって実行されると予想され、プロセス５０は、複数の異なるコンピュータの支援によって実行されてもよく、多数のコンピュータの少なくとも一部は、１つまたは複数のデータベースへのアクセスを有すると予想される。そのような１つまたは複数のコンピュータの実施例としては、電子デバイス１２、電子デバイス３０、インターネット、イントラネットまたは類似の接続を介して１つまたは複数の遠隔データベースへのアクセスを有してもよく、そのようなアクセスを有していなくてもよい従来のネットワーク型または非ネットワーク型のパーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータまたはノートブックコンピュータ、従来のメインフレームコンピュータが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。さらに、プロセス５０は、結果として生じるグラフィカルインターフェイスが、各患者に固有であるように、患者ごとに実行されると予想される。
【００２９】
プロセス５０は、グラフィカルインターフェイスが基づく少なくとも１つの患者イベントまたは状態に対する患者の生理学的反応をモデル化するために適切な患者モデルが特定される工程５２から始まる。一実施形態において、患者モデルは、「SYSTEM FOR DEVELOPING PATIENT-SPECIFIC THERAPIES BASED ON DYNAMIC MODELING OF PATIENT PHYSIOLOGY AND METHOD THEREOF」という名称で代理人整理番号ROP0012PB/WP23849USを有する同一出願人によって開示された同時係属中のＰＣＴ出願番号＿＿＿＿に記載されるシステムを用いて、決定されてもよい。尚、この開示内容全体は、これにより参照によって援用されるものとする。示された実施形態において、工程５２は、各患者に固有のデータの所与の集合から患者の生理学の構造およびパラメータを決定することに焦点を置き、たとえば、薬剤投与および／または他の治療解などの特有の治療解に拘束されるモデル化概念を組み込むことによって実行される。この手法は、モデルに作用する可能性がある動的患者イベントまたは状態の限定された集合のみを考慮することによって簡略化されてもよい。
【００３０】
図３を参照すると、患者モデル化フレームワークは、患者モデルが従来のグルコース調節モデル７０として特定される実施例の糖尿病制御構成との関連で示される。グルコース調節モデル７０は一般に、血糖が作用するイベントまたは状態に対する人間の反応をシミュレートするモデルであり、一般化されたグルコース調節モデル７０は、図３においてモデル７０の周囲の中の破線ブロックによって示されているように、モデル７０を各患者に固有の生理学に対応する情報によって調整することによって、各患者に固有になる。グルコース調節モデル７０は、モデル７０の状態に作用しうる動的患者イベントまたは状態の制限された数のみを考慮することによって、簡略化され、そのような動的患者イベントまたは状態の実施例が、図３に示されている。これらは、間食（たとえば、炭水化物摂取）などの食事７２の摂取、運動７４、患者のストレス７６、１つまたは複数のグルコース降下薬剤の投与７５、患者の疾患７８および１つまたは複数の他の患者イベントまたは状態８０が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。最も簡単な事例において、グルコース調節モデル７０は、たとえば、食事７２などの動的患者イベントまたは状態の１つのみを入力情報として考慮し、さらなる動的患者イベントまたは状態が考慮されるときに、複雑さの増大をモデル化するように構成される。
【００３１】
一般に、工程５２は、モデルの構造、すなわち、モデル動作の動力学または原理を捕捉し、個別の各患者に固有であるモデルパラメータおよび／または少なくとも１つの具体的な患者イベントまたは状態を定義するモデルパラメータを特定する。各患者に固有のデータは、工程５２の一部として（手順により）収集され、そこから患者モデルのそのような構造およびパラメータが決定されて定義される。このような態様で、患者モデルは、個別の患者の生理学に対して調整される。工程５２における患者モデルの特定のためおよび／または特定の補足のためのさらなるリソースが存在する。そのようなさらなるリソースの実施例としては、既刊文献、治験の公表結果、他の患者に関する患者モデルの決定から得られた経験などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。患者モデル構造を含む１つまたは複数のコンピュータによるアクセス可能なデータベースおよび既刊文献への関連リンクをさらに含んでもよい１つまたは複数のコンピュータによるアクセス可能なデータベースが、利用可能であってもよい。そこから患者モデル構造を決定してもよい実施例の治験としては、トレーサ研究などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。一つの具体的な実施形態において、患者モデルの構造およびパラメータは、従来のソフトウェア、MATLAB（登録商標）、SAAM II（登録商標）、NonMem（登録商標）などの第三者ソフトウェアまたはパラメータ特定のための何か他の市販のソフトウェアを用いて、決定されてもよく、その上、患者モデルの根本的な構造を提供してもよく、モデルパラメータおよびそれらの初期値を提供してもよく、ベイズの（Bayesian）定理が採用されるのであれば、いわゆる「事前（a priors）」を提供してもよく、コスト関数を設定してもよく、適切なソルバ（solver）を選択してもよく、パラメータ推定値を求めてもよい。
【００３２】
工程５２から、プロセス５０は、少なくとも１つの患者イベントまたは状態に対する患者の生理学的反応をシミュレートするために、工程５２で特定された患者モデルの性能が検証される工程５４に進む。例示的に、この工程は、特殊なテストシナリオとも呼ばれる１つまたは複数のコンピュータに基づくシミュレーションを介して実行される。例示的に、工程５４は、以下のもの、すなわち、１）１つまたは複数の特定の動作範囲にわたってモデルを検証することと、２）モデルの動作空間および限界を認識することと、３）モデルの仮定の根底にあるエラーの推定値を提供することと、４）モデルに対して変更を行うため、および／または予想グルコース調節状態空間にわたる患者の動的挙動を正確に記述するために、たとえば、ゲインスケジューリングなどの多数のモデルおよびスケジューリングを利用することのうちの１つまたは複数を達成してもよい。いずれの場合でも、一旦、患者モデルが特定され、モデルパラメータが決定／調整されると、工程５４は通常、問題をシミュレートし、異なる動作シナリオを分析し、その動的特性を調べるために、患者モデルを用いることを含んでもよい。
【００３３】
ここで図４〜図６を参照すると、種々の臓器および人間の身体の領域を通じた薬剤の分布をシミュレートする複数のコンパートメントモデルブロック８５を用いて、実施例の患者モデル９０が構築される。以下の参考文献に基づき、そのようなモデルを構築することができる。Leon Shargel and Andrew B.C. Yu著、「Applied Biopharmaceutics & Pharmacokinetics」、Mehdi Boroujerdi著、「Pharmacokinetics, Principles and Applications」、John Thomas Sorensen, PhD著、「A physiologic model of glucose metabolism in man and its use to design and assess improved insulin therapies for diabetes」、MIT 1985、Per-Olof Astrand, Kaare Rodahl, Hans A. Dahl and Sigmund B. Stromme著、「Textbook of Work Physiology, Physiological bases of Exercise」、Motoaki Shichih著、「Artificial Endocrine Pancreas」、Richard Bergman and Jennifer C. Lovejoy著、「The minimal model approach and determinants of glucose tolerance」、Penington Center Nutrition Series、Vol. 7およびMarco Paolo Derighetti, PhD Swiss Federal Institute of Technology, Zurich著、「Feedback control in Anaesthesia」。患者モデル９０は、本明細書を通じて共通である実施例を踏まえて、血糖値における食事、たとえば、炭水化物の影響をシミュレートするように構成される。一実施形態において、モデル９０は、インスリンまたは他のグルコース降下薬剤の１つまたは複数の食事ボーラスにマッピングされる患者が消費する可能性が高い食事の各患者に固有の食事入力情報の形で、患者イベントを特徴付ける情報を入力するために患者が用いてもよい患者インターフェイスを定義するために用いられる。「消費する可能性が高い」なる語は、１つの例示の実施形態において、解集合が、種々の食事タイプ、速度およびサイズの組み合わせの約７０％〜９０％に及ぶことを意味している。食事タイプ、速度およびサイズの確率の残りの割合は、例外として扱われてもよい。そのような例外は通常、適切なレベルの注意を払う患者によって対処され、正常血糖の制御の達成において、性能の許容可能なマーカを有するさらなる監視によって管理される。１つのそのような現在許容されるマーカは、たとえば、ＨｂＡ１Ｃであり、６％以下の代表的な目標値を有するが、この数値の実施例は、なんら限定するものと考えるべきではない。
【００３４】
この実施例において、患者モデルに関する一般的な数学的記述は、式（１）および式（２）に基づき、以下のようになる。
【数１】
0006017758.tif 000002
および
【数２】
0006017758.tif 000003
式中、大文字は、ベクトル量を示し、小文字は、スカラー量を示す。関数ｆzおよびｆyは、システム構造を表し、それにより、糖尿病患者の特性挙動をエミュレートする。モデル９０において、状態ベクトルＺ（ｔ）は、たとえば、図５および図６に示されているように、心臓および肺９４、脳９６、腸９８、肝臓１００、腎臓１０２および末梢１０４などの身体の種々の区画における状態を表し、一般に、生理学に基づいているか、または非生理学に基づいている。問題の要件に応じて、状態は、皮下、静脈および／または腸などの異なるモードを介して注入されるグルコース、インスリン、グルカゴン、ＦＦＡ、乳酸塩、ＧＬＵＴ、代謝物を表す。含まれる状態または除外される状態は一般に、解決されることになっている問題、問題に対する関連性、問題における状態の影響などに左右される。一般に、状態は、膵臓による内因性インスリン産生、肝臓による内因性グルコース産生、静脈インスリン注射および皮下インスリン注射などを介して注入される外因性グルコースを表す外因および内因を表す入力Ｕ（ｔ）の関数として変化する。状態が安定状態にない場合には、状態はまた、変化する。パラメータθ（ｔ）は一般に、時変パラメータである。出力ベクトルＹ（ｔ）は普通、物理的に測定可能な量を表す。しかし、出力式は一般に、関心量を表す。モデル表現は、きわめて複雑になる可能性があり、最終的なモデルの選択は、複雑さ、パラメータの特定可能性、詳細についての関連レベルおよび問題要件を熟考する。
【００３５】
患者モデルの構造は、数々の異なる方法で得られてもよく、その一部については上述したが、図４のコンパートメントブロック８５は、種々の臓器および体内領域における代謝産物の分布をシミュレートするために用いられる。図４のコンパートメントブロック８５を参照すると、代謝産物の濃度は、以下の式に基づいて動脈流入および静脈流出として見られてもよい。
【数３】
0006017758.tif 000004
および
【数４】
0006017758.tif 000005
式中、ＶB＝毛細管血液量、ＶI＝間質液量、ＱB＝容積測定血流速度、ＰＡ＝透過性領域生成物、ＣBi＝動脈血溶質濃度、ＣBO＝毛細管血（および静脈）溶質濃度、ＣI＝間質液溶質濃度、ｒSink1、ｒSink2＝代謝産物の赤血球取り込み速度および、ｒSource1、ｒSource2＝細胞膜を通じた代謝産物の組織細胞生成物の速度である。項ＶB＊ｄＣBO／ｄｔおよび項ＶI＊ｄＣI／ｄｔは、累積を表し、項ＱB（ＣBi−ＣBO）および項ＰＡ（ＣBO−ＣI）は、対流を表し、項ＰＡ（ＣI−ＣBO）は、拡散を表し、項ｒSink1、ｒSink2、ｒSource1およびｒSource2は、代謝源および代謝の減少を表す。
【００３６】
図５および図６に示されているように、身体の種々の区画におけるグルコースおよびインスリンの濃度を表すように、図４に示される基本的なコンパートメントブロック構造を用いて、モデル９０が構築される。種々のブロックの状態は、種々の入力に対する任意の所与の時間ｔにおけるモデルの動的挙動を表す。図５は、種々の臓器および他の体内領域におけるグルコース濃度を定義するグルコース調節モデル９０に関する概略図を表す。図６は、種々の臓器および他の体内領域におけるインスリン動態を定義するグルコース調節モデル９０に関する概略図を表す。いずれの場合にも、総和ノード９２は、腸９８、肝臓１００、腎臓１０２、末梢１０４および脳９６のコンパートメントブロックの影響を加算し、この総和ベクトル値を心臓および肺のコンパートメントブロック９４に供給する。心臓および肺のコンパートメントブロック９４の出力ベクトルによって保持される種々のスカラー量は、図示されているように、腸９８、肝臓１００、腎臓１０２、末梢１０４および脳９６のブロックのうちの対応するブロックへの入力として分散される。図６のインスリン動態概略図において、皮下のインスリン放出は、心臓および肺ブロック９６へのベクトル入力を表す。
【００３７】
上記の式（２）の出力ベクトルＹ（ｔ）は通常、血漿グルコース濃度および血奬インスリン濃度などの生理学的量を含み、皮下のグルコース測定デバイスを用いてグルコース濃度などの物理的に測定可能な量をモデル化する。出力ベクトルＹ（ｔ）は通常、状態ベクトルＺの関数である。入力ベクトルは、投与されるインスリン、摂取される食事、運動、疾患などの外的影響および内的影響を表す。全体的なモデル９０は、糖尿病を有する具体的な患者を表す。
【００３８】
図２を再び参照すると、プロセス５０の工程５２および工程５４は、少なくとも１つの患者イベントまたは状態に対する患者の生理学的反応をシミュレートするように構成される患者モデルの作成を表す。工程５４に続いて、プロセス５０は、各患者に固有の情報が少なくとも１つの患者イベントまたは状態の実際の発生に関する期間にわたって収集される工程５６に進む。一般に、工程５６は、手書日誌、質問表、電子情報記録デバイスなどを用いて、たとえば、１週間から数ヶ月の長期間にわたって患者によって実行される。本明細書を通じて共通である実施例を用いて、糖尿病制御システムにおいて、患者は、たとえば、炭水化物などの食事の患者の摂取を特徴付ける情報が、グラフィカルインターフェイスによって１つまたは複数の対応するインスリンボーラスにマッピングされる工程５６を実行してもよい。患者は通常、この実施形態において、患者の医師または他の医療関連機関によって、または図１のデバイス１２などの電子デバイスへの予めプログラムされた命令を介して、指定された期間にわたって特有の食事およびインスリン関連情報のログをとるように指示され、収集のための手順が、指定される。一般に、患者は、食事時間、食事タイプ、食事量（炭水化物量）、食事の前後に投与されるインスリン、食事消費の前後に行われる血糖測定などの記録またはログをとる。任意の情報および／または別の情報を含むそのような情報のさらに詳細なリストは、「SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING DRUG ADMINISTRATION INFORMATION」という名称の同一出願人によって開示された同時係属中の米国特許出願第１１／２９７，７３３号に記載される。この開示内容は、参照によって本願明細書に援用されるものとする。
【００３９】
工程５６に続いて、プロセス５０は、工程５４で検証される少なくとも１つの患者イベントまたは状態を特徴付ける患者入力を治療情報にマッピングする適切なグラフィックインターフェイスが、（ユーザ、ＨＣＰによって、またはアルゴリズムを介して）選択される工程５８に進む。一実施形態において、治療情報は、患者に投与される１つまたは複数の薬剤に対応する薬剤治療情報である。他の実施形態において、治療情報は、炭水化物を摂取する推奨、運動を行う推奨、医師の診療を受ける推奨および他の類似の治療などに対応する炭水化物摂取情報を提案されてもよい。一般に、グラフィカルインターフェイスは、１つの軸に沿って１つの患者イベントまたは状態の特性および別の軸に沿って患者イベントまたは状態の別の特性を定義する２次元の空間の形をとる。また、本明細書を通じて共通である実施例を用いて、医師または他の医療関連機関は、糖尿病制御システムにおいて、たとえば、炭水化物などの食事の患者の摂取を特徴付ける情報が、グラフィカルインターフェイスによって１つまたは複数の対応するインスリンボーラスにマッピングされる工程５８を実行してもよい。一般に、人におけるグルコースの濃度は、食事および運動などの１つまたは複数の外的影響の結果として変化し、また、ストレス、疾患、月経周期など種々の生理学的機構から生じて変化する。糖尿病を有する人において、そのような変化は、所望の範囲内に人の血糖を維持するために必要に応じて、人の血糖値の監視およびインスリンまたは他の血糖変化薬剤、たとえば、グルコース降下薬剤またはグルコース上昇薬剤の投与を必要とする可能性がある。したがって、システム１０は、この実施例において、ある程度の量の各患者に固有の情報に基づき、低血糖または高血糖を生じることなく、標準血糖値を維持するために、投与するインスリンまたは他の血糖変化薬剤の適切な量、タイプおよび／またはタイミングを決定するように構成されてもよい。
【００４０】
人が食事または間食の形で食事を摂取するとき、人の身体は、時間に関して、食事または間食からグルコースを吸収することによって反応する。食物の任意の摂取は、以下では「食事」と呼ばれてもよく、したがって、「食事」なる語は、たとえば、朝食、昼食および夕食のほか、中間の間食、飲料などの伝統的な食事を網羅する。任意の人の場合の腸グルコース吸収プロファイルの一般形状は、食事の摂取後に上昇し、食後のある程度の測定可能な時間でピークになり、続いて、その後、下降する。速度、すなわち、人の場合には、任意の１つの腸グルコース吸収プロファイルの始めから終わりまでの速度は通常、食事構成（たとえば、脂質、蛋白質、繊維、炭水化物タイプなど）によって、食事タイプ（たとえば、朝食、昼食、夕食または間食）または時間によって、および／または１つまたは複数の他の要因に基づいて、変化し、また、他の点では同一の食事環境下で、日ごとに変化してもよい。一般に、患者によってシステム１０に供給されるそのような食事摂取情報に関するフィードフォーワード情報は、明示的にまたは黙示的に、患者が摂取しようとしているか、摂取中であるか、または最近摂取した炭水化物の量に対応する食事または間食の炭水化物成分の推定値のほか、患者による食事からの全体的なグルコース吸収の速度の推定値を含む必要がある。
【００４１】
患者が正に経験しようとしているか、経験中であるかまたは最近経験したイベントまたは状態のサイズまたは量の推定値は、種々の形態の任意の形態において患者によって提供されてもよい。たとえば、これに限定されるわけではないが、患者が摂取しようとしているか、摂取中であるか、または最近摂取した炭水化物の量の推定値は、患者によって（ｇ単位または他の好都合な重量尺度における）炭水化物重量の直接的な推定値、（たとえば、無次元の）参照量に対する炭水化物の量、（たとえば、無次元の）食事または間食のサイズの推定値および（たとえば、無次元の）参照食事または間食のサイズに対する食事または間食のサイズの推定値として提供されてもよい。食事または間食の炭水化物成分の患者入力を提供する他の形態が、当業者には思い浮かぶであろう。任意のそのような他の形態は、本明細書の開示によって認識される。
【００４２】
患者が正に経験しようとしているか、経験中であるかまたは最近経験したイベントまたは状態の速度の推定値も同様に、種々の形態の任意の形態において患者によって提供されてもよい。たとえば、これに限定されるわけではないが、食事の全体的なグルコース吸収の予想速度の指定値に関して、グルコース吸収プロファイルは、患者による食事の速度を捕捉する。別の実施例として、患者による食事からの全体的なグルコース吸収の速度もまた、人による食事の摂取と人による食事のピークグルコース吸収との間の持続時間を含み、患者による食事の持続時間を捕捉する。したがって、全体的なグルコース吸収の速度は、食事速度または持続時間の形で表現されてもよい。全体的なグルコース吸収パラメータの予想速度の実施例としては、この場合には、食事速度または持続時間の推定値に対応する複合パラメータ（たとえば、時間の単位）、参照食事速度または持続時間に対する食事速度または持続時間に対応する複合パラメータ（たとえば、無次元）などが挙げられうるがこれらに限定されるわけではない。
【００４３】
全体的なグルコース吸収パラメータの予想速度の推定値を提供する別の実施例として、グルコース吸収プロファイルの形状は、食事の構成にマッピングされてもよい。全体的なグルコース吸収パラメータの予想速度の実施例としては、この場合には、食事サイズまたは相対食事サイズの形の炭水化物成分推定値と併用した脂質量、蛋白質量および炭水化物量の推定値（たとえば、ｇ単位）、食事サイズまたは相対食事サイズの形の炭水化物成分推定値と併用した参照脂質量、参照蛋白質量および参照炭水化物量に対する脂質量、蛋白質量および炭水化物量の推定値、食事または間食の総血糖指数の推定値（たとえば、無次元）が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。「総血糖指数」なる語は、本明細書の目的のために、食事または間食が人の血糖を上昇させる速度によって、食事および間食をランク付けするパラメータとして定義されている。したがって、たとえば、低い血糖指数を有する食事または間食は、血糖における緩やかな上昇を生じるのに対して、高い血糖指数を有する食事または間食は、血糖における急激な上昇を生じる。総血糖指数の１つの具体的な尺度は、食事から吸収される炭水化物と、たとえば、２時間との指定された期間にわたって、たとえば、純粋な糖類または精白パンから導出された参照値との比が挙げられるがこれに限定されるわけではない。患者による食事からのグルコース吸収の予想される全体的な速度のユーザ入力を提供する他の形態および／またはグルコース吸収プロファイルの予想される形状および持続時間のユーザ入力を提供する他の形態が、当業者には思い浮かぶであろう。任意のそのような他の形態は、本明細書の開示によって認識される。
【００４４】
グラフィカルインターフェイスは、この実施例において、例示的に、第１のパラメータ成分および第２のパラメータ成分を有する。食事関連情報の患者入力で指示される一実施形態において、食事関連情報の患者入力の第１のパラメータ成分は例示的に、患者が正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事の炭水化物量または成分に対応し、第２のパラメータ成分は例示的に、患者による食事からの全体的なグルコース吸収の予想速度に対応する。図７を参照すると、食事摂取情報の患者入力を提供するために選択可能なそのようなグラフィカルインターフェイス１１０の１つの具体的な実施形態が、示されている。示された実施形態において、グラフィカルインターフェイス１１０は、食事サイズの形で炭水化物成分によって定義される１つの格子軸および食事持続時間の形で患者による食事から全体的なグルコース吸収の予想速度によって定義される別の格子軸を有する格子型ユーザインターフェイスである。食事サイズの格子軸は、「小」「中」および「大」のインジケータの形で３つの異なる食事サイズまたは量の値を定義し、食事持続時間の格子軸は同様に、「遅」、「中」および「速」のインジケータの形で３つの異なる食事持続時間の値を定義する。格子型グラフィカルユーザインターフェイス１１０は、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事に関する炭水化物成分および全体的なグルコース吸収情報の予想速度の１つのユーザ選択を提供する。本願明細書で用いられるとき、「１つのユーザ選択」なる言い回しは、ユーザによって行われる１つの選択として定義される。本願明細書に記載されるシステムおよび方法が、１人のユーザに限定されるわけではないことと、正確に言えば、本明細書に記載されるシステムおよび方法が、１つまたは複数のユーザプラットホームで実装されてもよいことを理解されよう。いずれの場合でも、ユーザは、示された実施例において、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事が、中程度の食事持続期間にわたって摂取されるか、または摂取された大量の食事であることを示す食事関連入力を選択した。一般に、これに関連する「大」、「中」および「小」なる語は、たとえば、任意の指定された単位の重量、容量などを用いた食事量または分量が挙げられるがこれらに限定されるわけではない食事サイズの任意の従来の尺度を網羅することを意図している。
【００４５】
図８を参照すると、食事摂取情報のユーザ入力を提供するために選択可能なそのようなグラフィカルインターフェイス１１２の別の具体的な実施形態が、示されている。示された実施形態において、グラフィカルインターフェイス１１２は、参照食事サイズに対する食事サイズの形で炭水化物成分によって定義される１つの格子軸および参照食事持続時間に対する食事持続時間の形で患者による食事から全体的なグルコース吸収の予想速度によって定義される別の格子軸を有する格子型ユーザインターフェイスである。食事サイズの格子軸は、「標準より少ない」「標準」および「標準より多い」のインジケータの形で３つの異なる食事サイズの値を定義し、食事持続時間の格子軸は同様に、「標準より短い」、「標準」および「標準より長い」のインジケータの形で３つの異なる食事持続時間の値を定義する。格子型グラフィカルユーザインターフェイス１１２は、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事に関する炭水化物成分および全体的なグルコース吸収情報の予想速度の１つのユーザ選択を提供する。示された実施例において、ユーザは、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事が、標準より少ない食事であることと、食事持続時間が、標準食事持続時と略同じであることを示す食事関連入力を選択した。一般に、これに関連する「より多い」および「より少ない」なる語は、たとえば、任意の指定された単位の重量、容量などを用いた食事量または分量が挙げられるがこれらに限定されるわけではない指定された「標準」食事サイズに対する食事サイズの任意の従来の尺度を網羅することを意図している。
【００４６】
図９を参照すると、食事摂取情報の患者入力を提供するために選択可能なそのようなグラフィカルインターフェイス１１４のさらに別の具体的な実施形態が、示されている。示された実施形態において、グラフィカルインターフェイス１１４は、食事サイズの形で炭水化物成分によって定義される１つの格子軸および食事の脂質量、蛋白質量および炭水化物量の形で全体的なグルコース吸収の予想速度によって定義される別の格子軸を有する格子型ユーザインターフェイスである。したがって、グラフィカルインターフェイス１１４は、図７および図８に関して明示された実施形態に関連する１つの入力と比較して、患者による入力である３つの異なる選択を必要とする。上記で簡単に記載したように、脂質量、蛋白質量および炭水化物量は、患者による食事から全体的なグルコース吸収の予想速度にマッピングされる。食事サイズの格子軸は、「小」「中」および「大」のインジケータの形で３つの異なる食事サイズまたは量の値を定義する。格子型グラフィカルインターフェイス１１４は、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事に関する炭水化物成分および全体的なグルコース吸収情報の予想速度のユーザ選択を提供する。示された実施例において、患者は、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事が、大量の脂質、中程度の量の蛋白質および大量の炭水化物を有することを示す食事関連入力を選択した。一般に、これに関連する「大」、「中」および「小」なる語は、たとえば、任意の指定された単位の重量、容量などを用いた食事量または分量が挙げられるがこれらに限定されるわけではない食事サイズの任意の従来の尺度を網羅することを意図している。
【００４７】
一般に、任意の所望の関数関係は、３つの食事構成量を対応する食事速度または食事持続時間の値にマッピングするために用いられてもよい。１つの具体的な関数関係は、３つの食事構成成分に等しい重みを割り当てることと、３つのユーザに固有の食事構成値の割合を計算することと、３つの食事サイズの値の間の２つの境界に等しく離隔された閾値、たとえば、３３％および６６％を割り当てることと、次に、食事速度を決定するために、３つの食事構成値の割合を閾値割合の値と比較することであってもよいが、これらに限定されるわけではない。図９に示される実施例を用いて、小、中および大の成分には、それぞれ１、２および３の値が割り当てられる。したがって、脂質の割合は、３／８すなわち３７．５％であり、蛋白質の割合は、２／８すなわち２５％であり、炭水化物の割合は、３／８すなわち３７．５％である。したがって、脂質および炭水化物の割合は両方とも中程度であり、蛋白質の割合は少なく、中から中−遅の複合食事速度を結果として生じる。
【００４８】
図１０を参照すると、食事摂取情報のユーザ入力を提供するために選択可能なそのようなグラフィカルインターフェイス１１６のさらに別の具体的な実施形態が示されている。示された実施形態において、グラフィカルインターフェイス１１６は、参照食事サイズに対する食事サイズの形で炭水化物成分によって定義される１つの格子軸および食事の脂質量、蛋白質量および炭水化物量の形で患者による食事から全体的なグルコース吸収の予想速度によって定義される別の格子軸を有する格子型ユーザインターフェイスである。したがって、グラフィカルインターフェイス１１４と同様に、グラフィカルインターフェイス１１６は、図７および図８に関して明示された実施形態に関連する１つの入力と比較して、患者による入力である３つの異なる選択を必要とする。ユーザに固有の脂質量、蛋白質量および炭水化物量が、ちょうど記載したような任意の所望の関数関係を用いて、対応する食事速度または食事持続時間の値にマッピングされる。食事サイズの格子軸は、「標準より少ない」「標準」および「標準より多い」のインジケータの形で３つの異なる食事サイズの値を定義する。格子型グラフィカルインターフェイス１１６は、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事に関する炭水化物成分およびグルコース吸収情報の予想速度のユーザ選択を提供する。示された実施例において、ユーザは、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事が、標準の脂質量、標準の蛋白質量および標準より少ない炭水化物量を有することを示す食事関連入力を選択した。一般に、これに関連する「より多い」および「より少ない」なる語は、たとえば、任意の指定された単位の重量、容量などを用いた食事量または分量が挙げられるがこれらに限定されるわけではない指定された「標準」食事サイズに対する食事サイズの任意の従来の尺度を網羅することを意図している。
【００４９】
図１１を参照すると、食事摂取情報のユーザ入力を提供するために選択可能なそのようなグラフィカルインターフェイス１１８のさらに具体的な実施形態が示されている。示された実施形態において、グラフィカルインターフェイス１１８は、重量による（ｇ単位または他の好都合な重量単位で）炭水化物成分の形で提供される炭水化物成分、および、総血糖指数（無次元）の形で提供される患者による食事からの全体的なグルコース吸収の予想速度の連続関数を定義する。または、グラフィカルインターフェイス１１８は、炭水化物成分の形で提供される炭水化物成分および総血糖指数の形で提供されるグルコース吸収の予想速度の離散関数である数値表示を定義することも可能である。いずれの場合も、炭水化物成分パラメータおよび／または総血糖指数パラメータはまたは、上述したような「大」「中」および「小」の形で、または上述した「標準より多い」、「標準」および「標準より少ない」の形でグラフィカルユーザインターフェイス６０において表現されてもよい。任意の数の点線、破線、実線または他のタイプの格子線は、さらに、インターフェイス１１８上の炭水化物成分値と総血糖指数値との間の区別を容易にするために、グラフィカルユーザインターフェイス５８の上に重ねられてもよい。いずれの場合でも、グラフィカルインターフェイス１１８は、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事に関する炭水化物成分およびグルコース吸収情報の予想速度の１つのユーザ選択を提供する。示された実施例において、ユーザは、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事が、約５０ｇの炭水化物重量および約６２の総血糖指数値を有することを示す食事関連入力を選択した。
【００５０】
図１２を参照すると、食事摂取情報のユーザ入力を提供するために選択可能なそのようなグラフィカルインターフェイス１２０のさらに具体的な実施形態が、示されている。示された実施形態において、グラフィカルインターフェイス１２０は、食事サイズの形で提供される炭水化物成分および食事持続時間の形で提供される患者による食事からの全体的なグルコース吸収の予想速度の連続関数を定義する。食事サイズの軸は、「小」「中」および「大」のインジケータの形で３つの異なる食事サイズの値を定義し、食事持続時間の軸は同様に、「遅」、「中」および「速」のインジケータの形で３つの異なる食事持続時間の値を定義する。連続型グラフィカルインターフェイス１２０は、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事に関する炭水化物成分および全体的なグルコース吸収情報の予想速度の１つのユーザ選択を提供する。任意の数の点線、破線、実線または他のタイプの格子線は、さらに、インターフェイス１２０上の食事サイズの値と食事持続時間の値との間の区別を容易にするために、グラフィカルユーザインターフェイス１２０の上に重ねられてもよい。示された実施例において、ユーザは、患者が、正に摂取しようとしているか、摂取中であるかまたは最近摂取した食事が、中程度のサイズと大量のサイズとの間であり、遅いと中程度との間の食事持続時間で摂取されることを示す食事関連入力を選択した。
【００５１】
グラフィカルインターフェイスのさらなる詳細および実施例は、同一出願人による同時係属中の米国特許出願第１１／２９７，７３３号に図示および／または記載される。この開示内容は、参照によって本願明細書に援用されるものとする。
【００５２】
図２を再び参照すると、プロセス５０は、工程５８から工程５８で選択されたグラフィカルインターフェイスの解空間が、工程５２および工程５４から結果として生じる患者モデルに基づき、また、工程５６に従って収集された各患者に固有の情報に基づき定義される工程６０に進む。解空間は、所望の目標反応に対する患者の生理学的反応を調整するために、入力と関連する許容可能な限度との間の関係を定義する。また、本明細書を通じて共通である実施例を用いて、医師または他の医療関連機関は、糖尿病制御システムにおいて、たとえば、炭水化物などの食事の患者の摂取を特徴付ける情報がグラフィカルインターフェイスによって１つまたは複数の対応するインスリンボーラスにマッピングされる工程６０を実行してもよい。この特定の実施例において、グラフィカルインターフェイスは、２つの入力パラメータ、すなわち、食事量および食事速度によって定義される格子型インターフェイスであり、たとえば、図７のグラフィカルインターフェイス１１０である。しかし、本願明細書に図示され記載されるグラフィカルインターフェイスの実施形態のいずれかまたは他の類似のグラフィカルインターフェイスをまたは用いることが可能であることは理解されよう。１つの例示の実施形態において、グラフィカルインターフェイス１１０の解空間は一般に、「格子」位置、すなわち、異なる食事サイズ入力および食事速度（持続時間）入力との間の区域を定義するだけでなく、グラフィカルインターフェイス１１０の外部境界も定義する態様において決定される。いずれの場合でも、所与の食事外乱の場合に目標グルコースレベルに対する患者のグルコースの調整を提供するようなグラフィカルインターフェイス１１０の解空間を定義することが望ましい。
【００５３】
図７に示されているように、食事空間は、隣接する矩形の部分空間に分割される。これらの部分空間は、それぞれ、共通のインスリン治療によって反復的に適合させることができる食事の特徴付けの範囲を表す。グラフィカルインターフェイスの解空間を定義することによって、食事情報の部分空間は、一定の食事補償が許容可能である範囲内で特定される。さらに例示の目的のために、生理学的変数グルコース濃度ｇ（ｔ）が調節される血糖制御問題を考えると、ベクトルＹ（ｔ）における出力要素の１つは、ｇ（ｔ）である。例示的に、次に、グラフィカルインターフェイスの解空間が、制約付き最小化問題として求められるコスト関数を解くことによって決定されてもよい。そのようなコスト関数は、制約付き最小化問題を解くために、たとえば、以下の情報、すなわち、１）食事励起による血糖調節モデル応答、２）食事サイズ（量）ηAおよび食事速度（持続時間）ηSの食事励起入力パラメータ、３）目標グルコース値ｇtarget、４）出力ベクトルＹ（ｔ）、状態ベクトルＺ（ｔ）および入力ベクトルＵ（ｔ）（上記の式（１）および式（２）による）、５）重み付けパラメータおよび６）グルコース値（たとえば、最大グルコース値および最小グルコース値）およびインスリン投与量の制約条件を用いてもよい。
【００５４】
一実施例のコスト関数は、以下のように、式（５）によって示される。
【数５】
0006017758.tif 000006
式中、ｈは、スカラー関数であり、ｈ0およびｈfは、初期コストパラメータおよび最終コストパラメータである。コスト関数は、Ｊを最小化することによって解かれ、以下の制約条件、すなわち、
0006017758.tif 000007
および
0006017758.tif 000008
を満たすことをさらに必要とする。式中、「ｇ」は、グルコース濃度であり、ｇminは、正常血糖値に関するグルコース下限であり、ｇmaxは、正常血糖値に関するグルコース上限であり、
0006017758.tif 000009
は、グルコース濃度の増大の最大速度であり、
0006017758.tif 000010
は、グルコース濃度の減少の最小速度である。さらに、上述の制約条件は、時間および状態ベクトルの関数であってもよい。食事空間は、制約条件１）ηA≧η1A、２）ηA≦η2A、３）ηS≧η1Sおよび４）ηS≦η2Sを条件とするηAおよびηSによって定義される。式中、ηAε［η1A，η2A］およびηSε［η1S，η2S］は、食事サイズ（量）および食事速度（持続時間）がそれぞれ変化すると予想されるパラメータ範囲である。例示の目的のために、腸グルコース吸収特性は、ηAおよびηSによって記述されると仮定されることを留意すべきである。
【００５５】
図７におけるグラフィカルインターフェイス１１０の格子サイズは、次の計算反復まで、最適または「最良の」制御行為を決定するために、未来の値または状態に対する患者モデルの予測を例示的に用いる予測アルゴリズムを用いて決定される。非線形モデル予測制御装置は、上記のコスト関数の制約条件を解くための１つの可能な候補である。非線形モデル制御装置手法は、未来の挙動を予測するためにモデルの明確な使用を必要とする。方法は、過去の入力情報を利用して、コスト（目的関数）に基づき、制御行為を決定する。選択による方法は、全体的な最良の解を提供するためにも、未来の制御行為を考慮することができる。この方法は、柔軟性があり、特殊な処理を行うことなく、さらなる入力または外乱の考慮などの未来の拡張に対して一般化する。この話題を取り扱う複数の参考文献は、Kwon, Bruckstein and Kailath著、「Stabilizing state feedback design via the moving horizon method」、Intl. Journal of Control, 37, 1983, pp. 631 -643、Garcia, Prett and Morari著、「Model predictive control: theory and practice」、Automatica, 25, 1989, pp. 335-348およびRoman Hovorka, Valentina Canonico, Ludovic J Chassin, Ulrich Haueter, Massimo Massi-Benedetti, Marco Orsini Fedehci, Thomas R Pieber, Helga C Schaller, Lukas Schaupp, Thomas Vering and Malgorzata E Wilinska著、「Nonlinear model predictive control of glucose concentration in subjects with type 1 diabetes」、2004 Physiol. Meas. 25 905-920である。Romon Hovorka、et. al.によって記載されたように、ベイジアンパラメータを有する予測アルゴリズムは、パラメータ特定も行うことによって、オンラインモデル適応能力を有するモデル予測手法を補完することになるであろう。一般性を失うことなく、非線形予測アルゴリズムは、本願明細書において提案されたように、開ループ実装としても実装されてもよく、食事補償ボーラス値は、初期状態、パラメータ値および重みの所与の集合に関して、所与の食事タイプ（ηA、ηS）に関して決定される。したがって、予測制御装置が設定されて解かれるときには、１点の解が得られる。さらに、解は、モデル予測手法を用いることに対して特有ではないが、解の意図を示す。意図は、多くの許容可能な解の可能性から１つの最適の治療を決定することである。
【００５６】
総食事空間は、この実施例において、食事サイズまたは量に対応するパラメータηAと、食事速度または持続時間に対応するパラメータηSと、によって定義される。パラメータηAおよびηSに関する範囲は、プロセス５０の工程５６に従って、患者が収集する実際の食事関連情報によって定義される。グラフィカルインターフェイスに関して、食事空間にわたって、治療解を定義することは、ηAおよびηSの範囲が、グラフィカルインターフェイスの外側周囲または境界を特定するために用いられる。これは、図１３における実施例によってグラフによって示され、ηAおよびηSの範囲に基づき、グラフィカルインターフェイス１１０の外側周囲１３０の形成を示す。示された実施例において、パラメータηAおよびηSの範囲はそれぞれ、小さい工程サイズΔηAおよびΔηSに分割される。工程サイズの分割は、工程サイズに対する解感受性に左右される。たとえば、インスリン感受性である患者の場合には、小さい工程サイズを必要とする可能性がある。１０〜１５個の等しく離隔された区域の全体範囲の標準的な分割で通常は十分である。しかし、問題の必要性に応じて、より多いか、またはより少ないことが必要である可能性もある。予測アルゴリズムは次に、図１３に示されているような小さな個別の工程ΔηAおよびΔηSを用いて、周囲１３０を「ウォーキング」することによって、食事空間に及ぶように解かれる。食事空間をマッピングする別の可能性は、動作範囲をメッシュに分割し、次に、交差格子点のそれぞれで以下に述べるような問題を解くことである。さらに別の可能性としては、たとえば、治療解を網羅する１つまたは複数の簡略化された分析関数を定義し、次に、種々の格子（たとえば、図７〜図１２参照）に関する治療解を決定するための解空間としてこの等価関数を用いることが挙げられてもよい。さらに具体的に言えば、上記の式（５）によって表される制約付き最小化問題は、各工程２つ分の時間で解かれる。食事補償ボーラス量について解くために、予測アルゴリズムは、以下の情報、すなわち、ηAおよびηS、２）コスト関数（式（５））、３）患者モデルのすべての状態が安定状態に設定され、インスリン投与が適切な基本速度に設定されることおよび４）食事または間食が時間ｔM0で消費されると仮定すると、食事関連ボーラスは、ＩM-k1，ＩMk0，ＩMk1，ＩMk2のように定義され、式中、ＩMkiは、食事時間（ｋ０＝０分）に対する種々の時間（ｋｉ分）における食事ボーラスを表す。−ｋ１、−ｋ２などを有する項は、時間０における食事の摂取に対するたとえば、分単位の時間を表す。通常、解は、一連の有限の食事インスリンボーラスを定義してもよい。さらに、ボーラスは、１つの食事インスリンボーラスの一部として定義されてもよく、たとえば、４ボーラスを考えると、ＩM-15＝Ｉの１０％、ＩM0＝Ｉの７０％、ＩM15＝Ｉの１０％、ＩM60＝Ｉの１０％などである。しかし、例示の目的のために、最も簡素な事例が、本願明細書において考えられ、たとえば、１つの食事ボーラスは、食事が消費される時間で投与される。すなわち、ＩM0のみである。
【００５７】
図１３に示されているように、グラフィカルインターフェイス周辺１３０は、種々の食事特性を取り上げることによって広がる。各選択された食事特性に関して、予測アルゴリズムは、食事関連インスリン補償を決定するために解かれる。予測アルゴリズムは、制約付き最小化問題として求められ、重み付け関数、制御関連制約条件、所与の過去、現在および未来の入力励起（たとえば、食事摂取、グルコース測定、注入されるインスリン）に関するシステム方程式、出力における制約条件（たとえば、インスリン注入が非負であり、グルコース濃度が、目標グルコースを達成しなければならないか、または上限および下限の範囲内にとどまらなければならないなど）および入力における制約条件（たとえば、最大インスリンボーラス）の所与の集合に関して、式（５）は、以下のように書かれてもよい。
【数６】
0006017758.tif 000011
入力における制約条件に関して、食事関連ボーラスは、１つの食事ボーラスＩM0に制限され、その結果、食事インスリンに対応する入力ベクトルＵが、Ｕ＝［０ＩM0００・・・０］として与えられる。種々のモデル予測制御（ＭＰＣ）の実施形態の詳細は、前掲の参考文献において提供される。
【００５８】
図１３に示される食事を特徴付ける各点で、許容解空間が、２つの個別の最小化問題、すなわち、１）グルコース下限を超えるための最大インスリン投与の最小値および２）グルコース上限を超えるための最小インスリン投与の最大値を解くことによって捕捉される。第１の最小化問題に関して、コスト関数は、制御関数に関して小さな重みを有するように設定され、制御行為に関する小さなペナルティを結果として生じる。これは、グルコース下限（ＩM0）maximumを超えない態様でインスリンの十分な使用を伴う制御行為を決定する解集合を強要する。すべての許容可能な解集合から、コスト関数は、下のグルコース制約条件を侵すことなく、最大インスリン投与を決定する。第２の最小化問題に関して、コスト関数は、制御関数に関して大きな重みを有するように設定され、制御行為に関する大きなペナルティを結果として生じる。これは、グルコース上限（ＩM0）minimumを超えない態様で最小のインスリンの使用を伴う制御行為を決定する解集合を強要する。解の集合はこのとき、制約条件を満たし、パラメータおよび状態の所与の集合に関して、血糖制御を食事摂取ηAおよびηSに提供する（ＩM0）minimumと（ＩM0）maximumとの間のすべての解である。
【００５９】
予測アルゴリズムが、図１３に示されているように、グラフィカルインターフェイス１１０の周囲１３０に沿って点から点に進むとき、各点における解が記録される。そのような解を記録するための１つの技術の実施例が、図１４に示されており、食事ボーラス量対総食事空間ηA/Sのプロット１３４であり、解空間の極値を示す。図１４において、ηA/Sが重なる２軸を表し、結果として生じる関心共通空間を示すことが明白であり、ηAがηSとは個別に点として示される３次元図として図１４はまた表されることも可能であることを認識すべきである。または、計算態様から、解は、格子のさらなる分析および決定のためのメモリに維持される。グラフィカルインターフェイス１１０の周囲１３０に沿った各点では、時間において１つのパラメータを体系的に変化させることによって、解が求められる。ηAおよびηSに関する工程サイズΔは通常、問題に特有である。解が見つけられる場合には、解空間が保存され、反復プロセスは、次の点に進む。解が見つからない場合には、周囲の点は排除され、反復プロセスは、前の点に戻り、反復プロセスは、図１３に示されているように、前の進行方向に対して垂直である方向に進む。このような態様で、総食事空間ηA/Sは、体系的に広がり、食事空間ηA/Sに関する解空間が、決定される。たとえば、３次元図を用いて上記の手法を表現する場合には、解空間は上面および下面によって境界が形成され、面は、直線によって解の点を接続することによって形成される。
【００６０】
たとえば、図１１に示されているように、格子状の部分空間への食事空間の分割は、解空間のさらなる分析を介して決定されてもよい。目的は、単純に接続された解空間の連続領域を見つけることである。図１４を再び参照すると、たとえば、楕円領域１３６は、食事空間における特有の点に関する解範囲に対応し、実線の帯１３８は、食事空間の範囲に及ぶ共通解部分空間に対応する。一実施形態において、通常、許容可能な治療の解空間は、３次元の空間であり、ηAおよびηSはｘ軸およびｙ軸であり、ＩM0は垂直なｚ軸である。格子状の部分空間は、たとえば、スキーマによって生成されてもよく、帯１３８は連続的に食事空間の範囲にわたっているだけではなく、さらなる制約条件が、所望の治療または必要な治療に照らして、必要に応じて、または所望に応じて、追加されてもよい。当業者は、空間１３０の内部の点を考慮する１つまたは複数の戦略など、さらに複雑な戦略または展開された戦略を用いて、格子状の部分空間をさらに定義してもよいことは認識されよう。
【００６１】
さらなる要件が、図１４に示される解空間極値に課せられてもよい。たとえば、最小マージンが、パラメータ変動に対する個別の患者の感受性を管理するために、グルコース上限とグルコース下限から提供されてもよい。さらに、帯１３８は、選択された食事部分空間全体にわたって実行可能な解であってもよい。さらに別に、まっすぐな平面が、部分空間全体にわたって横断され、インスリン治療がηAおよびηSの部分空間に関して満たされるようになっていてもよい。不連続性は、食事部分空間に関する自然の分割線であってもよい。または、部分空間は、３次元の空間を広げるために反復ループを構成する解空間に関して３次元の格子を構成し、各メッシュの交差で状態を確認し、解が役に立たない場合には、次の実行可能な解に進む反復アルゴリズムによって、全面を体系的に取り上げることによって、決定されてもよい。別の実施例の要件として、一般に、最小インスリン量が推奨または投与されるように、帯１３８から１つの解を必要とすることが望ましい場合がある。この手法は、低血糖状態の可能性を最小限に抑えるか、または少なくとも低減する。一般に、この実施例は、１つの入力、すなわち、食事関連情報のみを考慮している。当業者は、グラフィカルインターフェイス決定プロセスが、ちょうど記載した同一の概念を用いて、たとえば、疾患、運動、ストレスなどの別の入力またはさらなる入力に拡張されてもよいことを認識するであろう。しかし、上記の方法によって、各格子セルが、格子セル全体に関して治療を効果的に取り上げる１つの点によって表されることは認識されよう。
【００６２】
前述の方法は、１つの具体的な状態における患者パラメータ、たとえば、患者ストレス状態（別の状態とも呼ぶ）とは対照的に、「正常な」状態にある場合に、患者が執り行う解に関して記載されている。この手法は同様に、種々のパラメータおよび生理学的状態に適用され得る。さらに、患者モデルは、日、週、月、季節の影響などの時間に基づく影響を考慮するために、時間の関数として考慮されてもよい。実施例として、女性の場合には月経状態、食事構成における季節的な影響、労働日および非労働日の関数として消費される食事の量などが挙げられる。
【００６３】
一旦、この実施例の格子状のグラフィカルインターフェイス１１０が、正常血糖の目的を満たす食事補償ボーラス戦略を提供するように十分に定義されると、患者入力は、解にマッピングされなければならない。図１５を参照すると、たとえば、食事空間パラメータの１つ、すなわち、個別のユーザ入力に対するηAまたはηSのいずれかのプロット１４０が、示されている。η軸が、ηAまたはηSのいずれかの連続範囲を表す場合には、このパラメータは、任意の数の個別のユーザ入力にマッピングされ得る。したがって、パラメータは、η1≦η2≦η3≦η4と、公称値ηε［η1，η2］を有するLevel1ε［η1，η2］である。一般に、このマッピングは、食事空間パラメータのそれぞれに対して行われる。図７に示される実施例のグラフィカルインターフェイス１１０において、食事サイズパラメータ、すなわち、ηSは、３つの個別のユーザ入力である短、中および長にマッピングされ、食事速度（持続時間）パラメータ、すなわち、ηAもまた、３つの個別のユーザ入力である遅、中、速にマッピングされる。一般に、実際的な観点から異なるパラメータ範囲を区別するほど十分に大きいが、患者によって管理可能であるほど十分に小さい多数の個別のユーザ入力を目標とすることが望ましい。
【００６４】
解はまた、患者モデルを用いて患者状態を監視するために用いられてもよいことが予想される。ある程度の期間にわたって測定された各患者に固有のデータに関して、これは、患者モデルがモデル化エラーを補正することを可能にする。さらに具体的に言えば、患者モデルは、現在の情報および履歴情報から未来におけるグルコース可動域を予測するために用いられてもよく、全体的なシステムの監視、モデル化エラーの補正、患者モデルが患者に関して適切であるかどうか、または患者モデルが患者に関して適切であり続けるかどうかまたは他の作成／さらなる作成を必要とするかどうかの決定、または低血糖イベントおよび／または高血糖イベントなどの警告状態の設定および／または予測および次の食事ボーラスはいつ投与するかの予測を提供することができる。
【００６５】
図２を再び参照すると、プロセス５０は、工程６０から、薬剤治療情報に対応するために患者入力からグラフィカルインターフェイスにマッピングするマップが定義される工程６２に進む。また、本明細書を通じて共通である実施例を用いて、メモリまたはデータ格納ユニット１６および／または３４は例示的に、その中に、患者が入れた食事情報をインスリン放出量と相関させるマップを格納した。マップは、任意の従来の形態で提供されてもよく、その実施例としては、１つまたは複数のグラフ、チャート、表、式などが挙げられるがこれらに限定されるわけではない。そのようなマップ１４８の１つの具体的な実施形態は、図１６に示されており、食事速度の形の炭水化物成分と、食事持続時間の形の患者による食事からの全体的なグルコース吸収の予想速度と、を食事補償ボーラス情報にマッピングする表の形で提供される。図１６に示された実施形態において、食事補償ボーラス情報は、ユーザに投与される総数Ｘのインスリンボーラス、投与される多数のそれぞれの分量または量Ｙ（たとえば、国際単位で）、投与されるインスリンボーラスのそれぞれの間の時間ΔＴ、および、多数のインスリンボーラスの第１のインスリンボーラスが投与される時間Ｉのうちの任意の１つまたは複数の情報であってもよく、またはそのような情報を含んでもよい。当業者は、本明細書の開示によって、他のインスリン投薬スキーマが、患者が入れた食事情報をインスリン放出量と相関させるマップを定義するために用いられてもよいこと、および他のインスリン投薬スキーマによって実現してもよいことを認識するであろう。
【００６６】
ここで図１７を参照すると、半閉ループ薬剤投与システム１５０において実装される図１の電子デバイス１２の１つの例示の実施形態のブロック図が示される。システム１５０においてブロック１５２によって表される患者は、図２のプロセス５０の工程５２および工程５４で作成された患者モデルによってシミュレートされる。インスリン放出デバイス１５４は、インスリン、または１つまたは複数の他の患者のグルコース上昇薬剤またはグルコース降下薬剤を患者１５２に放出するように構成される。インスリン放出デバイス１５４は、従来の埋め込み型注入ポンプまたは外部装着型注入ポンプであってもよく、この実施形態において、電子デバイス１２をデバイス１５４に接続する破線は、有線またはワイヤレスの通信経路を表してもよい。または、インスリン放出デバイス１５４は、従来の注射器、インスリンペンなどの従来の手動作動式デバイスであってもよく、この場合には、電子デバイス１２をデバイス１５４に接続する破線は、電子デバイス１２によって推奨されるインスリン投与が、デバイス１５４によって手動で投与されることのみを表す。
【００６７】
電子デバイス１２は、図１７に示される実施形態において、グラフィカルインターフェイス２０を介して患者からの入力を受信するボーラス評価／調整アルゴリズム２００を含む。アルゴリズム２００への患者入力は、本願明細書に述べるように、グラフィカルインターフェイス２０への１つまたは複数の入力の形であり、アルゴリズム２００は一般に、患者入力から適切な患者治療を決定するために動作可能であり、その一実施例は、本願明細書に述べるように、１つまたは複数の食事ボーラスであってもよい。アルゴリズム２００によって行われる評価は、指定された治療および／または治療に加えて行われた補正行為から無効を調べることによって認識されるべきである。したがって、投与量とコマンドによる量との間の不一致は、治療の有効性を評価するために、たとえば、ｂＧ測定から所望の血糖を達成するために、アルゴリズムによって用いられる。一実施形態において、半閉ループまたは閉ループの評価／調整を提供するために、デバイス１５４および／または１５８（または１６０）は、アルゴリズム２００に投与情報および／または測定情報を通信する。
【００６８】
示された実施形態において、アルゴリズム２００は、患者の再検討のためにその治療出力をグラフィカルインターフェイス２０および／またはその中にアルゴリズム２００の結果を内蔵しうる従来のボーラス決定アルゴリズム１５６に供給してもよい。または、ボーラス評価／調整アルゴリズム２００は、ボーラス決定アルゴリズム１５６に内蔵してもよく、その場合には、ブロック１００は、図１７から省略されてもよい。いずれの場合でも、ボーラス決定アルゴリズム１５６は、表示のためにグラフィカルインターフェイス２０に情報を供給してもよく、ボーラス決定アルゴリズム１５６とグラフィカルインターフェイス２０とインスリン放出デバイス１５４との間でそれぞれ伸びている破線矢印によって示されるように、インスリン放出デバイスの制御のために、ボーラス投与情報を提供してもよい。一部の実施形態において、インスリン放出デバイス１５４とボーラス決定アルゴリズム１５６との間で伸びている破線矢印によって示されるように、インスリン放出デバイス１５４は、ボーラス決定アルゴリズム１５６に実際のインスリン放出情報を戻すように提供してもよい。
【００６９】
グラフィカルユーザインターフェイス２０の患者入力に加えて、ボーラス決定アルゴリズム１５６は、血糖（ｂＧ）センサを介して患者１５２から血糖情報を受信する。システム１５０の一実施形態において、ｂＧセンサ１５８は、図１７の破線表示によって示されているように、電子デバイス１２に対して外部であってもよい。この実施形態において、ｂＧセンサ１５８は、従来の埋め込み型ｂＧセンサまたは外部ｂＧセンサまたはオンデマンドでｂＧを提供するｂＧセンサであってもよい。外部ｂＧセンサの場合には、ｂＧセンサ１５８は、有線接続またはワイヤレス接続を介して、血糖情報をデバイス１２に供給するセンサまたは血液の試料を分析して、キーパッドまたは他の入力デバイスを介してなどデバイス１２に手動で入れなければならない血糖の読み出し値を作成するセンサ（たとえば、従来の血糖測定計）をはじめとする任意の従来のｂＧセンサであってもよい。さらに、従来のｂＧセンサ１６０は、オンボード電子デバイスを含んでもよい。この実施形態において、ｂＧセンサ１６０としては、血液の試料を分析し、対応する血糖値を決定し、血糖値をボーラス決定アルゴリズムに提供する血液分析機器（たとえば、従来の電子化学グルコースストリップリーダまたは光度測定グルコースストリップリーダなどの血糖測定計）が挙げられる。いずれの場合でも、従来のボーラス決定アルゴリズム１５６は、投与されるボーラス量の決定において、血糖情報を含むように動作可能である。
【００７０】
図１７に示されているように、患者１５２は一般に、種々の患者関連イベントおよび状態を被り、その一部としては、任意の数の食事７２（炭水化物の任意の消費を含む）、運動７４などの患者行動、患者疾患７８、患者関連ストレス７６または他のイベントまたは状態８０が挙げられうるがこれらに限定されるわけではない。上述したように、グラフィカルユーザインターフェイス２０は、任意の１つまたは複数のそのような患者関連イベントまたは状態に適合するように作成されてもよく、１つまたは複数の患者および／または複数のグラフィカルユーザインターフェイスは、種々の患者関連イベントまたは状態の特定の１つにそれぞれ適合するように作成されてもよい。または、デバイスは、機械的スイッチまたは機械的つまみまたは機械的ダイアル、または適切な治療パラメータを選択することができるように、別の状態をアルゴリズムに認識させる選択可能なソフトウェア設定を有してもよい。また、適切な治療パラメータを選択するために別の状態情報を用いるために、手動方式または自動方式のいずれかで次に用いられてもよい１つまたは複数のセンサによって、別の状態を特定可能であってもよいことは検討される。いずれの場合でも、図１７に示されるシステム１５０において、電子デバイス１２は、１つまたは複数の適切な治療の決定時に、患者血糖情報に加えて、任意の１つまたは複数のそのような患者関連イベントまたは状態を考慮するように動作可能である。デバイス１２は次に、薬剤治療の自動放出の制御および／または患者に対する任意の適切な治療の推奨を行ってもよく、適切な治療としては、薬剤治療、運動治療、医療の専門家の診療および／または診断を受けることの推奨などが挙げられうるがこれらに限定されるわけではない。
【００７１】
ここで図１８を参照すると、グラフィカルインターフェイス２０へのたとえば、食事摂取情報などの患者入力に基づき、薬剤投与情報を決定するためのボーラス評価／調整アルゴリズム２００の１つの例示の実施形態のフローチャートが示される。ソフトウェアアルゴリズム２００は、電子デバイス１２のプロセッサ１４によって実行されるように（図１参照）記載される。アルゴリズム２００は、工程２０２から始まり、工程２０４で、プロセッサ１４は、食事摂取情報の患者入力に関して、グラフィカルインターフェイス（ＧＩ）２０を監視するように動作可能である。グラフィカルインターフェイス２０は、図７〜図１２に関して本願明細書に明示される実施例のグラフィカルインターフェイスの任意の１つまたは任意の組み合わせの形態をとってもよく、または食事関連炭水化物成分および患者による食事からの全体的なグルコース吸収の予想速度の患者入力を提供する何か他の形態をとってもよい。
【００７２】
工程２０４に続いて、アルゴリズム２００は、グラフィカルインターフェイス２０への完全なユーザ入力が検出されたかどうかをプロセッサ１４が決定するように動作可能である工程２０６に進む。１入力グラフィカルインターフェイスを有する実施形態において、たとえば、プロセッサ１４は、患者がグラフィカルインターフェイス２０への１つの入力を選択した場合にグラフィカルインターフェイス２０への完全なユーザ入力が生じたときを決定するために、工程２０６で動作可能であってもよい。他方、多入力グラフィカルインターフェイス２０を有する実施形態において、プロセッサ１４は、患者がグラフィカルインターフェイス２０へのすべてのユーザ選択可能な入力を選択した場合にグラフィカルインターフェイス２０への完全なユーザ入力が生じたときを決定するために、工程２０６で動作可能であってもよい。いずれの場合でも、工程２０６で、プロセッサは、グラフィカルインターフェイス２０への完全な患者入力を検出しなかった場合には、アルゴリズム２００の実行は、工程２０４を実行するように戻る。他方、プロセッサ１４が、工程２０６でグラフィカルインターフェイス２０への完全な患者入力が生じたことを検出する場合には、アルゴリズムの実行は、プロセッサ１４が、グラフィカルインターフェイス２０の入力の時間および日をスタンプし、グラフィカルインターフェイス２０の入力がスタンプされた日および時間をメモリまたはデータ格納ユニット１６および／または３４内に収容されるデータベースに入れるように動作可能である工程２０８に進む。工程２０４および工程２０６は例示的に、ユーザが指定された期間内で、グラフィカルインターフェイス２０への完全なユーザ入力を提供しない場合には、アルゴリズム２００を指定された工程または状態に向けるように構成される時間切れ機構をさらに含んでもよい。
【００７３】
示された実施形態において、アルゴリズム２００は、日および時間のスタンプが一般に、食事が実際に消費される日および時間を表すように、患者が食事を摂取する直前に食事関連情報を入れるという見込みで配設される。工程２０８は例示的に、この情報をデータベースに入れる前に、日および時間のスタンプされたグラフィカルインターフェイス２０のエントリに関連する時間および／または日を修正する機能を患者にさらに提供するように修正されてもよい。この任意の特徴は、食事の摂取後に食事摂取情報をグラフィカルインターフェイス２０に入れて、次に、現在の時間および／または日からの日付スタンプの時間および／または日を食事が摂取された実際または推定された前の時間および／または日を反映するように変更する機能をユーザに提供する。このような態様で、食事が摂取された後、たとえば、食事補償ボーラスが、決定されて投与または推奨されてもよい。この任意の特徴はまた、食事の摂取前に、たとえば、工程２０８の日および／または時間のスタンプが一般に、対応する食事が消費される実際の時間および／または日を表さないほど食事の十分に前に、食事摂取情報をグラフィカルインターフェイス２０に入れ、次に、現在の時間および／または日からの時間および／または日のスタンプを食事が摂取される可能性が高い推定された未来の時間および／または日を反映するように変更する機能を患者に提供する。しかし、いずれの場合も、アルゴリズム２００は、プロセッサ１４が、食事補償ボーラスを決定する際に用いるために、患者による食事からの全体的なグルコース吸収の速度が、食事の摂取とグラフィカルインターフェイス２０への食事関連ユーザ入力を続いて入れることとの間に経過した時間、または、グラフィカルインターフェイス２０への食事関連ユーザ入力を入れることと、続いて食事を摂取することとの間の時間遅延を考慮するように、グラフィカルインターフェイス２０へのユーザが入れる入力を適切に修正することを可能にする１つまたは複数の工程をさらに含むべきであることを理解すべきである。そのような１つまたは複数の工程を含むことは、熟練したプログラマにとって造作ないであろう。
【００７４】
図１８に示されていないが、アルゴリズム２００または別の独立に実行するアルゴリズムはさらに、ユーザが前に入れた食事関連情報および／または関連する時間および／または日のスタンプ情報を修正するか、または新たな情報および／またはおそらくさらに正確な情報を前に入れた食事関連情報および／または関連する時間および／または日のスタンプ情報に付加することを可能にする１つまたは複数の工程を含んでもよい。この任意の特徴は、食事関連情報が食事の摂取前または食事の摂取中に入れられた場合には、そのようなデータを修正し、続いて、情報が入れられた時間で予想または推定された実際の食事摂取における任意の偏差を反映する機能を患者に提供する。たとえば、スケジュール化された食事は、飛ばされたり、または遅れたりする可能性があり、前に推定されたものと比較したとき、実際に消費された食事が多いまたは少ない可能性もあり、および／または食事の構成は前に推定されたものとは変化した可能性がある。
【００７５】
工程２０８に続いて、プロセッサ１４は、工程２１０でグラフィカルインターフェイス２０への食事摂取情報のユーザ（患者）入力を対応するインスリン放出情報にマッピングするように動作可能である。メモリまたはデータ格納ユニット１６および／または３４は例示的に、その中に、患者が入れた食事情報をインスリン放出量および時間と相関させるマップを格納し、その一実施形態は、図１６に関して本願明細書に明示されている。しかし、プロセッサ１４はさらに、炭水化物成分および患者による食事からの全体的なグルコース吸収の予想速度と一致する異なる表の軸の値を用いてもよく、および／またはユーザに特有の食事摂取情報を対応するインスリンボーラス放出情報にマッピングするための１つまたは複数の他の従来のマッピング技術を用いてもよいことは理解されよう。インスリンボーラス放出情報は、ユーザに投与される総数Ｘのインスリンボーラス、投与される多数のそれぞれの分量または量Ｙ（たとえば、国際単位で）、投与されるインスリンボーラスのそれぞれの間の時間ΔＴ、および、多数のインスリンボーラスの第１のインスリンボーラスが投与される時間Ｉのうちの任意の１つまたは複数の情報をはじめとする食事補償ボーラスを含むように、図１６に関して記載したが、インスリンボーラス放出情報はさらに、１つまたは複数の補正ボーラス量、すなわち、食事に関連しないインスリンボーラス量を含んでもよく、いずれの場合でも図１６に図示された情報より多い情報または少ない情報を含んでもよいことはさらに理解されよう。
【００７６】
アルゴリズム２００の実行は、工程２１０から、プロセッサ１４が、示された実施形態において、インスリンボーラス推奨の形で表示するようにディスプレイユニット２０および／またはディスプレイユニット３８を制御するように動作可能である工程２１２に進む。インスリン放出情報の少なくとも一部は、工程２１０で決定された。その後で、工程２１４で、プロセッサ１４は、ユーザが工程２１２で表示されたインスリンボーラス推奨を承認するか、または却下するかを決定するように動作可能である。一つの具体的な実施形態において、プロセッサ１４は、インスリンボーラス推奨に加えて、ユーザによって選択可能なグラフィカルな「承認」および「却下」のインジケータを最初に表示し、次に、そのようなインジクタを監視して、２つのうちどちらをユーザが選択したかを決定することにより、工程２１４を実行するように動作可能である。別の実施形態において、「承認」および「却下」のボタンまたはキーは、入力デバイス１８および／または３６の一部をなしてもよく、プロセッサ１４は、この実施形態において、そのようなボタンまたはキーを監視して、２つのうちどちらをユーザが選択したかを決定することにより、工程２１４を実行するように動作可能である。当業者は、工程２１４を達成するための他の従来の技術を認識し、任意のそのような他の従来の技術は、本開示によって検討される。工程２１４は例示的に、ユーザが工程２１２で表示された推奨の承認または却下をしない場合には、アルゴリズム２００を指定された工程または状態に向けるように構成される時間切れ機構をさらに含んでもよい。いずれの場合でも、プロセッサ１４が、工程２１４で、ユーザが工程２１２で表示されたインスリンボーラス推奨を承認すると決定する場合には、プロセッサ１４はその後で、工程２１６で、推奨されたインスリンボーラス情報を１つまたは複数のインスリン放出アルゴリズム、たとえば、図１７のボーラス決定アルゴリズム１５６に提供するように動作可能である。例示の実施形態において、ボーラス決定アルゴリズム１５６は、インスリン推奨の受信後、次に、ポンプの能力およびユーザの設定に基づき、適切な治療時間でコマンドによるインスリンを投与する。たとえば、一部のポンプは、高速パルスでインスリンを投与し、一部のポンプは、１回の注入としてインスリンを投与する。これらの能力を用いて、インスリンは、一実施形態において、プロファイルに基づいて放射され得る。その後で、工程２１８で、プロセッサ１４は、推奨されたインスリンボーラス情報に日および時間をスタンプし、日および時間がスタンプされ推奨されたインスリンボーラス情報をメモリまたはデータ格納ユニット１６および／または３４内に収容されるデータベースに入れるように動作可能である。
【００７７】
工程２１４で、プロセッサ１４は、患者が工程２１２で表示されたインスリンボーラス推奨を却下することを決定する場合には、プロセッサ１４はその後で、工程２２０で、ユーザに推奨されたインスリンボーラス情報を修正するように促すように動作可能である。一つの具体的な実施形態において、プロセッサ１４は、患者がグラフィカルインターフェイス２０、入力デバイス１８および／または３６または何か他の従来のデータ入力デバイスを介して推奨されたインスリンボーラス情報のいずれかを修正し、推奨されたインスリンボーラス情報に対する修正が終了したときには、ユーザによって選択可能なグラフィカルな「承認変更」インジケータも表示することを可能にする態様で、インスリンボーラス推奨を表示することによって、工程２２０を実行するように動作可能である。プロセッサ１４は次に、工程２２２で、「承認変更」インジケータを監視するように動作可能である。ユーザが、工程２２２で「承認変更」インジケータを選択するまで、アルゴリズム２００は、工程２２０を実行するように戻る。アルゴリズムはさらに、例示的に、ユーザが指定された期間内に「承認変更」インジケータを選択しない場合には、アルゴリズム２００が工程２２２を通りすぎて続行することを可能にする１つまたは複数の従来の工程（図示せず）を含んでもよい。いずれの場合でも、プロセッサ１４が、工程２２２で、ユーザが「承認変更」インジケータを選択したと決定する場合には、プロセッサ１４は、その後で、工程２２４で修正したインスリンボーラス情報を１つまたは複数のインスリン放出アルゴリズム、たとえば、図１７のボーラス決定アルゴリズム１５６に提供するように動作可能である。その後で、工程２２６で、プロセッサ１４は、修正したインスリンボーラス情報に日および時間をスタンプし、日および時間がスタンプされた修正したインスリンボーラス情報をメモリまたはデータ格納ユニット１６および／または３４内に収容されるデータベースに入れるように動作可能である。別の実施形態において、アルゴリズム２００の工程２１６〜２２４は、従来の態様で、ユーザが１つまたは複数のインスリンボーラスを手動で投与することによって、推奨されたインスリンボーラス情報を手動で無効化することを可能にするように修正されてもよい。この実施形態において、しかし、患者が、工程２１８および工程２２６で、データベースに、１つまたは複数のインスリンボーラスの手動投与に関する日および時間がスタンプされた情報、たとえば、１つまたは複数のインスリンボーラスの数、タイプ、量および／またはタイミングを入れることを可能にすることが望ましい。いずれの場合でも、アルゴリズム２００の実行は、工程２１８および工程２２６のいずれかから工程２０４に戻る。
【００７８】
アルゴリズム２００の別の実施形態において、工程２１２〜２１６および工程２２０〜２２４は、従来の態様で、プロセッサ１４に１つまたは複数のインスリン放出アルゴリズムの指示の下で、工程２１０で決定されたインスリン放出情報に基づいて、ユーザへの１つまたは複数のインスリンボーラスの自動投与を制御させるように修正されてもよい。したがって、この実施形態において、工程２１０で決定されたインスリン放出情報は、インスリンボーラス推奨としてユーザに表示または他の方法で提示されるのではなく、代わりに、従来の電子的に制御されたインスリン放出デバイス、たとえば、埋め込み型、皮下型、経皮的および／または経皮性のインスリン注入ポンプを介して、ユーザに自動的に投与または他の方法で投与される。収集された情報はさらに、すべての患者記録が維持される集中型データベースによって同期されてもよい。情報は、ＨＬ７、ＣＤＩＳＣなどの標準化されたデータ交換プロトコルを用いて交換されてもよい。システムはまた、データ交換用の専用のプロトコルを用いることを構想する。
【００７９】
グラフィカルインターフェイスを介した患者関連入力情報に基づき、薬剤投与情報を決定するために、本願明細書において図示されたグラフィカルユーザインターフェイスの実施例は、そこからインスリン放出情報が決定される食事摂取情報をグラフィカルインターフェイスに供給することとの関連で提示されている。類似のグラフィカルインターフェイスはさらに、患者に関連する１つまたは複数の外的影響および／または種々の生理学的機構などの１つまたは複数の他の患者関連イベントまたは状態に全体的にまたは部分的に基づき、作成されてもよいことは理解されよう。実施例としては、運動、ストレス、疾患、月経周期などの明示的または黙示的な１次元または２次元のインジケータなどの考慮事項が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。さらなる実施例は、同一出願人によって開示された同時係属中の米国特許出願第１１／２９７，７３３号において提供される。この開示内容は、参照によって本願明細書に援用されるものとする。当業者は、ユーザに関連する１つまたは複数の他の外的影響および／または種々の生理学的機構に基づき、作成されてもよい他のグラフィカルインターフェイスの実施例を認識し、任意のそのような他の実施例は、本明細書の開示において認識される。いずれの場合でも、プロセッサ１４は例示的に、イベント発生の日および時間をスタンプするように動作可能であり、その上、時間および日のスタンプを、過去に生じたか、または未来に生じると予想されるユーザに関連する１つまたは複数の他の外的影響および／または種々の生理学的機構を特定するように変更することが可能であってもよい。この特徴はまた、例示的に、システムの精度を向上させ、増大したレベルのイベント適合性をユーザに提供するために、近づきつつある（たとえば、スケジュール化された）イベントの開始時間／停止時間の残りを提供する能力を可能にする。
【００８０】
本願明細書に図示されて記載されるグラフィカルインターフェイスのうちの任意の１つまたは複数のグラフィカルインターフェイスが、患者によって用いられるのに適切であるかどうかは、少なくとも部分的に患者の個人的習慣に左右される。たとえば、本願明細書に述べるように、食事摂取情報を食事関連インスリン放出情報に相関させるグラフィカルインターフェイスが、患者によって用いられるのに適切であるかどうかは、少なくとも部分的にその患者の食習慣に左右される。したがって、そのような習慣に基づき、任意のそのようなグラフィカルインターフェイスの使用に関する患者の適応性を考慮して、任意の患者に関して１つまたは複数の適切なグラフィカルインターフェイスを、その患者の習慣に基づき作成することが望ましい。グルコース制御の全体的なレベルを損なうことなく、システム１０にユーザによって提供される入力の量を削減するために、患者の習慣における規則性が、活用される。したがって、たとえば、本願明細書に図示され記載されるタイプの食事関連グラフィカルインターフェイスが、個人によって用いられるのに適切であるかどうかは一般に、個人の食習慣における予測可能性を活用することによって、血糖の結果に関して、食事または間食の変動性を簡素化する機能に左右される。
【００８１】
本発明は、前述の図面および説明において図示して詳細に記載してきたが、これは、例示と見なして、文字通り限定するものと見なすべきではなく、その例示の実施形態が、示されて記載されているに過ぎず、本発明の範囲内にあるすべての変更および修正が保護されることが所望であることは理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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