(57)【要約】  開示された本実施形態は、患者の身体内の血中グルコースレベルを監視及び／又は制御することに関するものである。詳細には、患者の推定されたグルコースレベルが予め決められた範囲内にある間には、１以上の物質が患者に特定の注入速度で送達され得る。そして、患者の推定されたグルコースレベルが前記予め決められた範囲外に逸れている場合には、異なるインスリン注入速度が適用され得る。
2013529500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者のための血中グルコースのセットポイントを中心とした範囲を確立するステップと、
患者の推定されたグルコースレベルが前記範囲内にある間にインスリンを前記患者に基礎インスリン送達速度で送達するステップと、
前記推定されたグルコースレベルが前記範囲の外側にある間に、異なるインスリン送達速度を前記患者に選択的に適用するステップとを含み、前記異なるインスリン送達速度が、少なくとも部分的に前記セットポイントに基づいて計算される方法。
【請求項２】
前記範囲が、少なくとも部分的に、前記患者のために確立された予め決められた一日のインスリン必要量に基づいて決定される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記異なるインスリン注入速度が少なくとも部分的にＰＩＤアルゴリズムに基づいている請求項１に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記グルコースレベルが範囲外にあるとの予測に応答して、前記異なるインスリン注入速度を選択的に適用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記推定されたグルコースレベルが前記範囲よりも下である場合に、前記異なるインスリン注入速度が前記基礎速度よりも低い請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記異なるインスリン注入速度がゼロインスリン注入速度を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
さらに、前記推定された血中グルコースレベルが前記範囲内にあり且つ閾値を超える速度で低減している場合、送達速度を、少なくとも部分的にＰＩＤアルゴリズムに基づいて選択的に適用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに、前記患者にスライディングウィンドウにわたり送達されたインスリンが閾値量を超えた場合、前記推定されたグルコースレベルが前記範囲を上回っている間に前記基礎インスリン送達速度を選択的に適用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記血中グルコースセットポイントが、少なくとも部分的に基準軌跡に基づいて決定される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記患者からインスリン送達を決定するためのコマンドを受け入れるステップを含み、前記異なるインスリン送達速度を前記患者に選択的に適用するステップが、さらに、前記患者からの少なくとも１つのコマンドがない場合に前記異なるインスリン送達速度を選択的に適用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、前記推定されたグルコースレベルが前記範囲の外側にある間にグルコースを前記患者に選択的に送達するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、前記推定されたグルコースレベルが前記範囲の外側にある間にグルカゴンを前記患者に選択的に送達するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
患者のための血中グルコースセットポイントを中心とした範囲を確立するための手段と、
患者の推定されたグルコースレベルが前記範囲内にある間に、インスリンを前記患者に基礎インスリン送達速度で送達するための手段と、
前記推定されたグルコースレベルが前記範囲の外側にある間に前記患者に異なるインスリン送達速度を選択的に適用するための手段とを備え、前記異なるインスリン送達速度が少なくとも部分的に、前記セットポイントに基づいて計算される装置。
【請求項１４】
さらに、前記グルコースレベルが範囲外にあるとの予測に応答して、前記異なるインスリン注入速度を選択的に適用するための手段を含む請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
さらに、前記推定された血中グルコースレベルが前記範囲内にあり且つ閾値を超える速度で低減している場合、送達速度を、少なくとも部分的にＰＩＤアルゴリズムに基づいて選択的に適用するための手段を含む請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
さらに、前記患者にスライディングウィンドウにわたり送達されたインスリンが閾値量を超えた場合、前記推定されたグルコースレベルが前記範囲を上回っている間に前記基礎インスリン送達速度を選択的に適用するための手段を含む請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
記憶された機械可読命令を含む記憶媒体を備えた物品であって、前記命令が専用の計算装置により実行され、この実行により、
患者のための血中グルコースのセットポイントを中心とした範囲を決定し、
患者の推定されたグルコースレベルが前記範囲内にある間にインスリンを前記患者に基礎インスリン送達速度で送達することを開始し、
前記推定されたグルコースレベルが前記範囲の外側にある間に、異なるインスリン送達速度を前記患者に適用することを選択的に開始し、前記異なるインスリン送達速度が、少なくとも部分的に前記セットポイントに基づいて計算される物品。
【請求項１８】
前記異なるインスリン注入速度が少なくとも部分的にＰＩＤアルゴリズムに基づいている請求項１７に記載の物品。
【請求項１９】
前記命令が、前記専用の計算装置により、前記グルコースレベルが範囲外にあるとの予測に応答した前記異なるインスリン注入速度の適用を開始するためにさらに実行可能である請求項１７に記載の物品。
【請求項２０】
前記命令が、前記専用の計算装置により、前記推定された血中グルコースレベルが前記範囲内にあり且つ閾値を超える速度で低減している場合に少なくとも部分的にＰＩＤアルゴリズムに基づいた送達速度の適用を選択的に開始するためにさらに実行可能である請求項１７に記載の物品。
【請求項２１】
前記命令が、前記専用の計算装置により、前記患者にスライディングウィンドウにわたり送達されたインスリンが閾値量を超えた場合に前記推定されたグルコースレベルが前記範囲を上回っている間に前記基礎インスリン送達速度の適用を選択的に開始するためにさらに実行可能である請求項１７に記載の物品。
【請求項２２】
患者の身体内のグルコースレベルを示すセンサ信号を発生するための血中グルコースセンサと、
コントローラとを備え、前記コントローラが、
前記信号に少なくとも部分的に基づいた前記グルコースレベルの推定値が前記患者のための血中グルコースセットポイントを中心とした範囲内にある間に、前記患者への基礎インスリン送達速度でのインスリンの送達を開始し、且つ、
前記推定されたグルコースレベルが前記範囲の外側にある間に、前記患者への、前記セットポイントに少なくとも部分的に基づいて計算された異なるインスリン送達速度の適用を選択的に開始するように適合されている装置。
【請求項２３】
さらに、前記患者からのインスリン送達を決定するためのコマンドを受け入れるためのユーザインタフェースを備え、前記コントローラが、さらに、前記ユーザインタフェースにおけるコマンドの受け入れがない場合に、前記患者への、前記異なるインスリン送達速度の適用を選択的に開始するように適合されている請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年６月２２日に出願された米国特許非仮出願第１２／８２０，９４４号の優先権を主張するＰＣＴ出願であり、前記非仮出願の内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書にて開示される発明の主題は、患者の身体内の血中グルコースレベルを監視及び／又は制御することに関する。
【背景技術】
【０００３】
正常で健康な人の膵臓は、血漿グルコースレベルの上昇に応答してインスリンを産生し、血流内に放出する。膵臓中に存在するベータ細胞（β細胞）が、必要に応じてインスリンを産生し、血流中に分泌する。β細胞が能力を失い又は死滅した場合（すなわち、Ｉ型糖尿病として知られる状態（又は、β細胞が産生するインスリン量が不十分な場合はＩＩ型糖尿病として知られる状態））、生命又は健康を維持するためにインスリンが別の供給源から身体に供給され得る。
【０００４】
従来、インスリンは経口摂取できないため、注射器により注射されてきた。より最近では、多くの医療環境において、糖尿病患者用にインスリンを送達するためのポンプを含む注入ポンプ療法の使用が増大している。例えば、外部注入ポンプが、ベルト上、ポケット内などに装着されることができ、これらのポンプが、インスリンを身体内に、皮下組織内に配置された経皮針またはカニューレを有する注入チューブを介して送達することができる。
【０００５】
１９９５年の時点で、米国のＩ型糖尿病患者の５％未満が注入ポンプ療法を用いていた。現在、米国における９００，０００人よりの多くのＩ型糖尿病患者の７％超が注入ポンプ療法を用いている。注入ポンプを使用するＩ型糖尿病患者の割合は、毎年２％を超える速度で増加している。また、ＩＩ型糖尿病患者数は毎年３％以上の割合で増加しており、増加しているインスリン使用のＩＩ型糖尿病患者のうち、注入ポンプ療法を用いる人数も増大している。また、医師は、持続的な注入により糖尿病患者の状態がより良好にコントロールできることを認識しており、従って、医師らも益々患者に注入ポンプによる持続的注入を指示するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開２００８／２７５３８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
閉ループ注入ポンプシステムは、インスリンを患者に注入するために自動的及び／又は半自動的に制御される注入ポンプを含み得る。インスリンの注入は、例えば埋め込まれたグルコースセンサからリアルタイムで得られる血中グルコース測定値に基づいた時点及び量で生じるように制御され得る。また、閉ループ注入ポンプシステムは、インスリンの送達に加えて、患者（例えば、低血糖症の）の血中グルコースレベルを制御するために、グルコース及び／又はグルカゴンの送達を用いることも可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
要約すると、例示的な実施形態は、患者のための血中グルコースのセットポイントを中心とした範囲を確立し、患者の推定されたグルコースレベルが前記範囲内にある間にインスリンを前記患者に基礎インスリン送達速度で送達し、且つ、前記推定されたグルコースレベルが前記範囲の外側にある間には、異なるインスリン送達速度を前記患者に選択的に適用するための、方法、システム、装置、及び物品等に関し得る。ここで、前記異なるインスリン送達速度は、少なくとも部分的に、前記セットポイントに基づいて計算される。
【０００９】
別の特定の実施例において、前記異なるインスリン注入速度は、少なくとも部分的にＰＩＤアルゴリズムに基づいている。
【００１０】
さらに別の実施例において、患者のグルコースレベルが範囲外にあろうとの予測に応答して、前記異なるインスリン注入速度が選択的に適用され得る。
【００１１】
さらに別の実施例において、前記推定されたグルコースレベルが前記範囲よりも下にある場合、前記異なるインスリン注入速度は前記基礎速度よりも低い。例えば、前記異なるインスリン注入速度はゼロインスリン注入速度に設定され得る。
【００１２】
さらに別の実施例において、前記推定された血中グルコースレベルが前記範囲内にあり且つ閾値を超える速度で減少している場合、インスリン送達速度が、少なくとも部分的にＰＩＤアルゴリズムに基づいて選択的に適用され得る。
【００１３】
さらに別の実施例において、前記患者にスライディングウィンドウにわたり送達されたインスリンが閾値量を超えた場合、前記推定されたグルコースレベルが前記範囲を上回っている間に基礎インスリン送達速度が選択的に適用され得る。
【００１４】
さらに別の実施形態において、前記血中グルコースのセットポイントは、少なくとも部分的に、基準軌跡に基づいて決定される。
【００１５】
さらに別の実施形態において、システムが、インスリン送達速度を決定するためのコマンドを患者又は看護士から受信し得る。
【００１６】
さらに別の実施形態において、インスリン送達を決定するためのコマンドが患者から受信され得る。そして、前記患者からのコマンドがない場合には、上述の異なるインスリン送達速度が選択的に適用され得る。
【００１７】
その他の別の例示的な実施形態を、本明細書中に記載し、且つ／又は、添付図面に例示する。また、特定の例示的な実施形態が、機械可読命令を含む記憶媒体を備えた物品に向けられており、前記命令は、専用の計算装置（コンピュータ）及び／又はプロセッサにより実行される場合、専用の計算装置／プロセッサが、１以上の特定の実施例による記載された方法の少なくとも一部を実行することを可能にすることに向けられ得る。その他の特定の例示的な実施形態において、センサが、測定された身体内血中グルコース濃度に応答して１以上の信号を発生するように適合されることができ、尚且つ、専用の計算装置／プロセッサが、前記センサにより発生された１以上の信号に基づいて、１以上の特定の実施例による記載された方法の少なくとも一部を実行するように適合され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
限定的でなく且つ排他的でない特徴を、以下の図面を参照しつつ記載する。これらの図面全体を通じて、類似の参照番号は類似の部品を示す。
【００１９】
【図１】一実施形態による例示的な閉ループグルコース制御システムのブロック図である。
【図２】身体上に配置された、一実施形態による例示的な閉ループハードウェアの正面図である。
【図３Ａ】（ａ）は、一実施形態により用いられる例示的なグルコースセンサシステムの斜視図であり、（ｂ）は、図３Ａ（ａ）のグルコースセンサシステムの側方断面図である。
【図３Ｂ】（ｃ）は、図３Ａ（ａ）のグルコースセンサシステムの例示的なセンサセットの斜視図であり、（ｄ）は、図３Ｂ（ｃ）のセンサセットの側方断面図である。
【図４】一実施形態のための図３Ｂ（ｄ）のセンサセットの例示的な検出端部の断面図である。
【図５】一実施形態により用いるための例示的な注入装置の、リザーバドアが開放位置にある状態の上面図である。
【図６】一実施形態により用いるための例示的な注入セットの、挿入針が引き抜かれた状態の側面図である。
【図７】一実施形態による、身体に取り付けられた例示的なセンサセット及び例示的な注入セットの断面図である。
【図８】（ａ）は、一実施形態によるグルコース制御システムのための例示的な単一の装置及びその部品の概略図であり、（ｂ）は、一実施形態によるグルコース制御システムのための２つの例示的な装置及びそれらの部品の概略図であり、（ｃ）は、一実施形態によるグルコース制御システムのための２つの例示的な装置及びそれらの部品の別の概略図であり、（ｄ）は、一実施形態によるグルコース制御システムのための３つの例示的な装置及びそれらの部品の概略図である。
【図９】（ａ）は、一実施形態による、患者の身体内の推定される血中グルコースの変化の例を示し、（ｂ）は、一実施形態による、患者の身体内の推定される血中グルコースに応答した、患者へのインスリン送達速度の変化を示す。
【図１０】一実施形態による、グルコースレベルフィードバックに基づいた比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムを用いた、インスリン注入を通じて血中グルコースレベルを制御するための例示的な閉ループシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
例示的なグルコース制御システム環境において、血中グルコース測定値が、身体への流体注入速度を調整するための閉ループ注入システムにて用いられ得る。特定の例示的な実施形態において、制御システムが、患者の身体内に、インスリン、グルカゴン、及び／又はグルコースを、身体から（例えばグルコースセンサにより）採取されたグルコース濃度測定値に少なくとも部分的に基づいて注入する速度を調整するように適合され得る。幾つかの実施例において、このようなシステムは、膵臓のベータ細胞（β細胞）をモデル化するように設計され得る。ここで、このようなシステムは、患者が、効果的な血中グルコース管理のためにインスリンを患者の身体内に放出する注入装置を制御することを可能にし得る。しかし、特定の実施形態ではこのようなシステムは、このような患者が極限レベルの血中グルコースに応答しない場合には介入して、それにより、低血糖症及び高血糖症の危険性を低減するようにも適合され得る。ここで、このようなシステムは、患者の血中グルコースを目標範囲内に制御／維持するためにインスリンの注入を制御するように適合されることができ、これにより、患者のアクションがない場合に患者の血中グルコースレベルが危険な極限レベルに移行する危険性を低減する。
【００２１】
幾つかの実施形態によれば、本明細書中に記載される閉ループシステムの例は、医療環境にて患者の身体内のグルコースのレベルを監視及び／又は制御するために実行され得る。この場合、病院又はその他の医療施設の手順の一部として、看護士又は介護士に、閉ループシステムに相互に関わり合う任務（例えば、血中グルコースの基準測定値を制御装置に入力し、それにより、グルコースセンサから得た血中グルコース測定値を較正し、装置を手動調整し、且つ／又は治療法を変更する（これらは例の一部に過ぎない））が課せられ得る。或いは、幾つかの実施形態によれば、本明細書中に記載される閉ループシステムの例は、非医療環境にて、患者の身体内のグルコースのレベルを監視及び／又は制御するために実行され得る。この場合、患者又はその他の非医療従事者が、閉ループシステムに相互に関わり合う責任を有することになろう。
【００２２】
健常なグルコースレベルを維持するために、Ｉ型糖尿病患者は、血中グルコースレベルを監視し、食事及び運動をコントロールし、そして、適切な量のインスリンを適切な時間に自己投与することにより血糖を管理し得る。このような血糖管理からの逸脱（例えば、食事時のインスリンボーラスを省くこと、食事の炭水化物含有量を低く見積もること）が、高血糖症を長引かせる場合がある。同様に、所与の血中グルコースレベル及び／又は食事に対して過剰なインスリンを受け入れること（例えば過剰ボーラスにより）により、深刻な低血糖症が生じる場合がある。その他の外的要因（例えば、運動又はストレス）もまた、血糖の偏移の原因になり得る。
【００２３】
閉ループシステムの特定の実施形態において、このようなシステムは、患者の血中グルコースを目標範囲内に制御／維持するためにインスリンの注入を制御するように適合されることができ、これにより、患者の血中グルコースレベルが危険な極限レベルに移行する危険性を低減し得る。また、このような機構は、患者、非医療従事者又は医療従事者が、有効な血糖管理のためのシステムへの入力に完全に注意を払えない場合でも、低血糖症及び高血糖症の危険性を低減し得る。
【００２４】
一実施形態によれば、患者の特定の生理的状態に従って、目標又はセットポイントグルコースレベルが確立され得る。例えば、このような目標又はセットポイントグルコースレベルは、少なくとも部分的に、米国糖尿病学会（ＡＤＡ）及び／又は患者の医師の臨床判断により確立されたガイドラインに基づいて定められ得る。例えば、ＡＤＡは、食前血中グルコース濃度が８０ｍｇ／ｄｌ〜１３０ｍｇ／ｄｌ（正常血糖範囲内）であることを推奨している。或いは、目標又はセットポイントグルコースレベルは１２０ｍｇ／ｄｌに固定され得る。また或いは、目標又はセットポイントグルコースレベルは、特定の患者の状態に応じて時間の経過と共に変化し得る。しかし、これらが単に目標又はセットポイント血中グルコース濃度の例に過ぎず、本発明の主題の範囲がこの点に関して限定されないことが理解されよう。
【００２５】
一実施形態によれば、閉ループシステムは、患者のグルコースレベルを予め決められたセットポイント又は目標レベルを中心とした範囲に維持するために用いられ得る。ここで、インスリンは、患者に、患者のグルコースレベルが予め決められた範囲内にある間に、予め決められた基礎速度で注入され得る。グルコースレベルがこの範囲から外れると、異なるインスリン速度が、予め決められたセットポイント又は目標レベルに少なくとも部分的に基づいて用いられ得る。例えば、患者のグルコースレベルが上記の範囲を超えた場合、注入速度が増大され得る。別の例において、患者のグルコースレベルが特定のレベルよりも下にある場合、インスリン注入速度が基礎速度よりも低減され得る。もちろん、これらは、患者のグルコースレベルが特定の範囲から外れた場合にインスリン注入速度がどのように変更され得るかの例に過ぎず、本発明の主題の範囲はこの点に関して限定されない。
【００２６】
グルコースレベルが目標範囲内にある間、予め決められた基礎インスリン注入速度を維持することにより、極端な血糖変動が低減され又は完全に回避され得る。これは、患者に、このようなインスリン注入がなければ血糖が不都合に両極端になるような環境において、改善された血糖制御を提供し得る。ここで、このような患者は、インスリン注入決定の制御を維持し得るが、特定の実施形態は、特定の患者のアクションがない（例えば食事に対応したインスリンのボーラス投与を忘れる）場合も、血中グルコースが極限レベルに達することを防止するように自動的に対応し得る。
【００２７】
図１は、一実施形態による例示的な閉ループグルコース制御システムのブロック図である。特定の実施形態が、図１に示されているように、グルコースセンサシステム１０、コントローラ１２、インスリン送達システム１４、グルカゴン送達システム１３、及び、グルコース送達システム１５を含み得る。幾つかの例示的な実施形態において、グルコースセンサシステム１０は、身体２０内の血中グルコースレベル１８を示すセンサ信号１６を発生することができ、また、センサ信号１６をコントローラ１２に提供し得る。コントローラ１２はセンサ信号１６を受信し、そして、インスリン送達システム１４、グルカゴン送達システム１３、及び／又はグルコース送達システム１５に送信されるコマンド２２を発生し得る。インスリン送達システム１４はコマンド２２を受信し、コマンド２２に応答してインスリン２４を身体２０内に注入し得る。同様に、グルカゴン送達システム１３がコマンド２２を受信し、コマンド２２に応答してグルカゴン２３を身体２０内に注入し得る。同様に、グルコース送達システム１５がコマンド２２を受信し、コマンド２２に応答してグルコース２５を身体２０内に注入し得る。
【００２８】
グルコースセンサシステム１０は、グルコースセンサと、センサに電力を供給するための、及び、センサ信号１６を発生するためのセンサ電気部品と、センサ信号１６をコントローラ１２に送信するためのセンサ通信システムと、電気部品及びセンサ通信システムのためのセンサシステムハウジングとを含み得る。グルコースセンサは、血中グルコースを血流から直接測定することができ、また、間質液を介して間接的に（例えば皮下センサを用いて）測定することができ、或いは、これらの何らかの組合せなどにより測定し得る（これらは例の幾つかに過ぎない）。本明細書に用いられる用語「血中グルコース」、「測定された血中グルコース」、「血中グルコース濃度」、「測定された血中グルコース濃度」などは、任意のタイプのグルコースセンサを介して得られたグルコースレベル、血中グルコースレベル、血中グルコース濃度などを示し得る。しかし、血中グルコースセンサの使用がこれらの値を得るための１つの特定の技術に過ぎず、その他の技術、例えば、血中グルコースをその他の体液中で（例えば、皮下センサを用いて間質液中で）測定することも、本発明の主題の範囲から逸脱せずに用いられ得ることが理解されよう。
【００２９】
コントローラ１２は、インスリン送達システム１４、グルカゴン送達システム１３、及び／又はグルコース送達システム１５のためのコマンド２２をセンサ信号１６に基づいて発生するための電気部品及びソフトウェアを含み得る。コントローラ１２は、また、センサ信号１６を受信して、インスリン送達システム１４、グルカゴン送達システム１３、及び／又はグルコース送達システム１５にコマンド２２を提供するために、コントローラ通信システムも含み得る。特定の実施例において、コントローラ１２は、データ入力装置及び／又はデータ出力装置を含むユーザインタフェース及び／又はオペレータインタフェース（図示せず）を含み得る。このようなデータ出力装置は、例えば、アラームを開始するための信号を発生することができ、且つ／又は、コントローラ１２の状態を示すためのディスプレイ若しくはプリンタ、及び／又は、患者のバイタルインジケータを含み得る。このようなデータ入力装置は、ユーザ及び／又はオペレータの入力を受け入れるための、ダイヤル、ボタン、ポインティングデバイス、手動スイッチ、英数字キー、タッチセンサディスプレイ、これらの組合せなどを含み得る。このようなデータ入力装置は、例えば、食事のためのインスリンのボーラス注入のスケジューリング及び／又は開始のために用いられ得る。しかし、これらの装置が、オペレータ及び／又はユーザインタフェースの一部であり得る入出力装置の例に過ぎず、本発明の主題の範囲がこれらの点に関して限定されないことを理解されたい。
【００３０】
インスリン送達システム１４は、インスリン２４を身体２０内に注入するために注入装置及び／又は注入チューブを含み得る。同様に、グルカゴン送達システム１３は、グルカゴン２３を身体２０内に注入するために注入装置及び／又は注入チューブを含み得る。同様に、グルコース送達システム１５は、グルコース２５を身体２０内に注入するために注入装置及び／又は注入チューブを含み得る。別の実施形態において、インスリン２４、グルカゴン２３、及び／又はグルコース２５は、共有の注入チューブを用いて身体２０内に注入され得る。その他の実施形態において、インスリン２４、グルカゴン２３、及び／又はグルコース２５は、流体を患者に供給するための静脈注射システムを用いて注入され得る（例えば、病院又はその他の医療環境において）。しかし、幾つかの例示的な実施形態がインスリン送達システム１４を含み、グルカゴン送達システム１３を有さず、且つ／又は、グルコース送達システム１５を有さない場合もあり得ることが理解されよう。
【００３１】
特定の実施形態において、注入装置（図１では明確に特定されていない）は、コマンド２２に従って注入モータを作動させるための注入電気部品、コントローラ１２からコマンド２２を受信するための注入通信システム、及び、注入装置を保持するための注入装置ハウジング（図示せず）を含み得る。
【００３２】
特定の例示的な実施形態において、コントローラ１２は注入装置ハウジングに収容されることができ、注入通信システムは、コマンド２２をコントローラ１２から注入装置に送信する電気配線又は導線を含み得る。別の実施形態において、コントローラ１２はセンサシステムハウジングに収容されることができ、センサ通信システムが、センサ信号１６をセンサ電気部品からコントローラ電気部品へ送信する電気配線又は導線を含み得る。その他の実施形態において、コントローラ１２は独自のハウジングを有することができ、又は、補助装置内に含まれ得る。さらに別の実施形態において、コントローラ１２は、単一のハウジング内で注入装置及びセンサシステムと同一場所に配置され得る。さらに別の実施形態において、センサ、コントローラ、及び／又は注入通信システムは、電気配線の代わりに、ケーブル、導線、光ファイバ線、ＲＦ（無線周波）、ＩＲ（赤外線）、又は、超音波送受信機、及びこれらの組合せなど（これらは例の幾つかに過ぎない）を利用し得る。
【００３３】
例示的なシステムの概要
図２〜図６は、幾つかの実施形態による例示的なグルコース制御システムを示す。このようなグルコース制御システムは、例えば、先に論じたように、患者のグルコースレベルを目標範囲に関して制御することに用いられ得る。しかし、これらが、患者のグルコースレベルを目標範囲に関して制御するために用いられ得る特定のシステムの例に過ぎず、本発明の主題の範囲がこの点に関して限定されないことが理解されよう。図２は、幾つかの実施形態による、身体上に配置される例示的な閉ループハードウェアの正面図である。図３Ａ（ａ）〜図３Ｂ（ｄ）及び図４は、幾つかの実施形態により用いられるための例示的なグルコースセンサシステムの様々な図及び部分を示す。図５は、幾つかの実施形態による例示的な注入装置の、リザーバドアが開放位置にある状態の上面図である。図６は、幾つかの実施形態による例示的な注入セットの、挿入針が引き抜かれた状態の側面図である。
【００３４】
特定の例示的な実施形態が、センサ２６、センサセット２８、遠隔測定特性モニタ３０、センサケーブル３２、注入装置３４、注入チューブ３６、及び、注入セット３８を含み得る。これらの部品のいずれか又は全てが、図２に示されているように、ユーザ又は患者の身体２０上に装着され得る。図３Ａ（ａ）及び図３Ａ（ｂ）に示されているように、遠隔測定特性モニタ３０は、プリント回路基板３３、バッテリ３５、アンテナ（図示せず）、センサケーブルコネクタ（図示せず）などを支持するモニタハウジング３１を含み得る。図３Ｂ（ｄ）及び図４に示されているように、センサ２６の検出端部４０は、露出された電極４２を有することができ、この電極４２は、ユーザの身体２０の皮膚４６を通して皮下組織４４内に挿入され得る。電極４２は、皮下組織４４の全体に通常存在する間質液（ＩＳＦ）と接触し得る。
【００３５】
センサ２６は、図３Ｂ（ｃ）及び図３Ｂ（ｄ）に示されているように、ユーザの皮膚４６に接着により固定され得るセンサセット２８により、適切な位置に保持され得る。センサセット２８は、センサケーブル３２の第1の端部２９に接続するためのセンサ２６のコネクタ端部２７を提供し得る。センサケーブル３２の第２の端部３７はモニタハウジング３１に接続し得る。モニタハウジング３１内に含まれ得るバッテリ３５は、センサ２６、及び、プリント回路基板３３上の電子部品３９に電力を供給する。電子部品３９は、センサ信号１６（例えば、図１の）をサンプリングすることができ、デジタルセンサ値（Ｄｓｉｇ）をメモリに記憶し得る。デジタルセンサ値Ｄｓｉｇは、メモリから、注入装置内に含まれ得るコントローラ１２に周期的に送信され得る。
【００３６】
図２及び図５（及び図１）を参照すると、コントローラ１２は、デジタルセンサ値Ｄｓｉｇを処理して、注入装置３４のためのコマンド２２（例えば図１の）を発生し得る。注入装置３４は、コマンド２２に応答して、インスリン２４（例えば図１の）を注入装置３４の内部に配置されたリザーバ５０から押し出すプランジャ４８を作動させ得る。コマンド２２に応答して、グルコースも、同様の及び／又は類似の装置（図示せず）を用いてリザーバから注入され得る。別の実施例において、グルコースは、患者に経口的に投与され得る。
【００３７】
特定の例示的な実施形態において、リザーバ５０のコネクタ先端５４は注入装置ハウジング５２を通って延在することができ、注入チューブ３６の第１の端部５１がコネクタ先端５４に取り付けられ得る。注入チューブ３６の第２の端部５３は、注入セット３８（例えば図２及び図６の）に接続され得る。図６（及び図１）を参照すると、インスリン２４（例えば図１の）は、注入チューブ３６を通して注入セット３８内及び身体２０（例えば図１の）内に押し出され得る。注入セット３８はユーザの皮膚４６に接着により取り付けら得る。注入セット３８の一部として、カニューレ５６が、皮膚４６を通って皮下組織４４にて終端となり、これにより、リザーバ５０（例えば図５の）とユーザの身体１６の皮下組織４４との間の流体連通を完成させる。
【００３８】
別の例示的な実施形態において、先に述べたように、特定の実施例における閉ループシステムが、病院ベースのグルコース管理システムの一部であり得る。集中治療中のインスリン治療が、被治療者が以前に糖尿病を患ったかどうかに関係なく創傷治癒を劇的に改善し、血液感染、腎不全、及び多発性神経炎の死亡率を低減することが示されている（例えば、ヴァン・デン・ベルゲ・ジーらのNEJM 345：1359-67, 2001を参照されたい）ことを考慮すると、特定の実施例が、病院環境にて集中治療中の患者の血中グルコースレベルを制御するために用いられ得る。このような別の実施形態において、患者が集中治療環境（例えばＩＣＵ）にいる間、静脈（ＩＶ）フックアップが患者の腕に埋め込まれ得るため、既存のＩＶ接続も利用する閉ループグルコース制御が確立され得る。こうして、病院又はその他の医療施設ベースのシステムにおいて、静脈内輸液を迅速に送達するために患者の血管系に直接接続される静脈内（ＩＶ）カテーテルも用いられることができ、これにより、血液採取及び物質（例えば、インスリン、グルコース、グルカゴンなど）の静脈内空間への直接注入が容易にされ得る。
【００３９】
さらに、グルコースセンサが、例えば、リアルタイムのグルコースレベルを血流から提供するために、ＩＶ（静脈）ラインを通して挿入され得る。従って、このような別の実施形態は、病院又はその他の医療施設に基づくシステムのタイプに応じて、必ずしも上記のシステム部品の全てを用いる必要はないであろう。省かれ得る部品の例は、限定はしないが、センサ２６、センサセット２８、遠隔測定特性モニタ３０、センサケーブル３２、注入チューブ３６、注入セット３８などである。その代わりに、標準的な血中グルコース測定器及び／又は血管グルコースセンサ（例えば、２００８年５月１５日に出願された、ゴットリーブ、レベッカらの「マルチ−ルーメンカテーテル」と題された同時係属中の米国特許出願公開第２００８／０２２１５０９号明細書（米国特許出願第１２／１２１，６４７号明細書）に記載されているような測定器及びセンサ）が、血中グルコース値を注入ポンプ制御に提供するために用いられることができ、既存のＩＶ接続が、患者にインスリンを投与するために用いられ得る。その他の別の実施形態は、本明細書中に記載され且つ／又は添付図面に示された部品よりも少数の、より多数の、及び／又は、これらの部品とは異なる部品を含み得る。
【００４０】
例示的なシステム及び／又は環境による遅延
例示的なシステム及び／又は環境による遅延に関して本明細書にて説明する。理想的には、センサ及び関連部品は、パラメータのリアルタイムのノイズフリー測定値、例えば、血中グルコース測定値（制御システムが制御するものとする）を提供することができよう。しかし、実際の実施においては、一般に、センサ測定を実際の現在値よりも遅れさせる、生理的、化学的、電気的、アルゴリズムによる、及び／又はその他の、時間遅延の原因が存在する。また、本明細書にて述べるように、このような遅延は、例えば、センサ信号に加えられる特定のレベルのノイズフィルタリングによっても生じる場合がある。センサグルコース測定値を得ることにおけるこのような遅延及び／又はタイムラグは、最終的に閉ループ動作に影響を与え得る。従って、以下により詳細に論じるように、様々な方法（例えば、ＰＩＤ（比例積分微分）、目標達成範囲、モデル予測など）を用いたフィードバック制御機構が、患者の血中グルコース濃度の急激な変化に有効に対応するために用いられ得る。
【００４１】
図７は、一実施形態による、身体に取り付けられる例示的なセンサセット及び例示的な注入セットの断面図である。図７に示されているような特定の例示的な実施例において、生理学的遅延が、グルコースが血漿４２０と間質液（ＩＳＦ）との間を移動しているときに生じる時間により生じ得る。この例示的な遅延が、丸で囲まれた両矢印４２２により示され得る。図２〜図６を参照しつつ先に論じたように、センサが、身体２０の皮下組織４４内に、センサの先端４０付近の１以上の電極４２（例えば図３及び図４の）がＩＳＦに接触するように挿入され得る。しかし、測定されるべきパラメータは、血中グルコースの濃度を含み得る。
【００４２】
グルコースは、血漿４２０に含まれて身体全体に運ばれ得る。拡散プロセス中に、グルコースは、血漿４２０から皮下組織４４のＩＳＦに、及び、その逆方向（皮下組織４４のＩＳＦから血漿４２０）に移動し得る。血中グルコースレベル１８（例えば図１の）が変化すると、ＩＳＦのグルコースレベルも変化する。しかし、ＩＳＦのグルコースレベルは、血中グルコースレベル１８よりも遅れる場合があり、これは、身体が血漿４２０とＩＳＦとの間のグルコース濃度平衡を達成するために時間を必要とすることによる。幾つかの研究は、血漿とＩＳＦとの間で生じるグルコース遅延時間が０分〜３０分の間で変化し得ることを示している。血漿とＩＳＦとの間で生じるこのようなグルコース遅延時間に影響を与え得る幾つかのパラメータは、個体の代謝、現在の血中グルコースレベル、グルコースレベルが上昇しているか又は降下しているか、及び、これらの組合せなどであるが、これらは幾つかの例に過ぎない。
【００４３】
化学反応遅延４２４が、図７のセンサ２６の先端を囲む円４２４により示されているようなセンサ応答時間により引き起こされ得る。センサ電極４２は、電極４２がＩＳＦにより濡れている状態に保つ保護膜により被覆されることができ、この保護膜がグルコース濃度を低減し、且つ、電極面上でのグルコース濃度変動を低減し得る。グルコースレベルが変化すると、このような保護膜が、ＩＳＦと電極面との間でのグルコース交換の速度を低下させ得る。さらに、グルコースがグルコースオキシダーゼ（ＧＯＸ）と反応して過酸化水素を発生する反応時間、及び、二次反応、例えば、過酸化水素を、水、酸素及び自由電子に還元する反応のための反応時間による化学反応遅延が生じ得る。
【００４４】
このように、インスリン送達遅延が拡散遅延により生じる場合があり、これは、組織内に注入されたインスリンが血流中に拡散するための時間であり得る。インスリン送達遅延のその他の原因は、送達システムが、インスリンを注入せよというコマンドを受信した後にインスリンを身体に送達するための時間、インスリンが血流に入ったならば循環器系の全体に拡散するための時間、及び／又は、その他の機械的、電気的／電子的、若しくは生理的な原因（単独で、又はこれらの組合せ）を含み得るが、これらに限定されず、これらは幾つかの例に過ぎない。さらに、投与量のインスリンがインスリン送達システムから身体内に送達されている間にも、身体はインスリンをクリアランス（消失）する。インスリンは身体により血漿から連続的にクリアランスされるため、血漿に過度に低速で、又は遅れて送達された投与量のインスリンは、少なくともその一部が、そして、場合によってはかなりの部分が、全インスリン投与量が完全に血漿に達する前にクリアランスされる。従って、血漿中のインスリン濃度プロファイルが、遅延が生じなければ達成されるかも知れない所与のピークを達成することは（そして、所与のプロファイルを描くことも）決してないであろう。
【００４５】
さらに、アナログセンサ信号Ｉｓｉｇがデジタルセンサ値Ｄｓｉｇに変換されるときの処理遅延もあり得る。特定の例示的な実施例において、アナログセンサ信号Ｉｓｉｇが１分間隔で積分され、カウント数に変換され得る。従って、このような場合、アナログからデジタルへの（Ａ／Ｄ）変換時間により、３０秒の平均遅延が生じ得る。特定の例示的な実施形態において、１分値が、コントローラ１２（例えば、図１の）に提供される前に、５分値になるように平均化され得る。得られる平均遅延は２．５分であり得る。例示的な別の実施形態施形態において、より長い、又は、より短い積分時間が用いられることができ、これらが、より長い、又は、より短い遅延時間をもたらし得る。
【００４６】
その他の例示的な実施形態において、アナログセンサ信号電流Ｉｓｉｇは、アナログ電圧Ｖｓｉｇに連続的に変換されることができ、Ａ／Ｄ変換器は、電圧Ｖｓｉｇを１０秒ごとにサンプリングし得る。従って、このような場合、６つの１０秒値がプレフィルタリング及び平均化されることができ、それにより１分値が生成され得る。また、５つの１分値がフィルタリング及び平均化されることができ、それにより５分値が生成され、これは２．５分の平均遅延となる。その他の実施形態において、その他のタイプのセンサによるその他のセンサ信号が、必要に応じてデジタルセンサ値Ｄｓｉｇに変換されることができ、そして、その後、このデジタルセンサ値Ｄｓｉｇが別の装置に送信され得る。さらに、その他の実施形態は、その他の電気部品、その他のサンプリングレート、その他の変換、その他の遅延期間、及び、これらの組合せなどを用い得る。
【００４７】
システム構成の例
図８（ａ）〜図８（ｄ）は、幾つかの実施形態によるグルコース制御システムのための１以上の装置及びそれらの部品を示す。これらの図８（ａ）〜図８（ｄ）は、本明細書で先に記載した幾つかのコントローラと共に用いられ得る部品を、限定的にではなく、例として示している。部品、これらの部品のレイアウト、要素の組合せなどに関する様々な変更が、本発明の主題の範囲から逸脱せずに行われ得る。
【００４８】
センサ信号１６は、コントローラ１２（例えば、図１の）への入力として提供される前に、信号調整、例えば、プレフィルタリング、フィルタリング、較正など（これらは幾つかの例に過ぎない）が行われ得る。プレフィルタ、１以上のフィルタ、キャリブレータ、コントローラ１２などの部品は、別々に分割されていても、或いは、物理的に一緒に配置（例えば、図８（ａ）に示されているように）されてもよく、また、遠隔測定特性モニタ送信機３０、注入装置３４、補助装置などに含まれてもよい。
【００４９】
特定の例示的な実施形態において、図８（ｂ）に示されているように、プレフィルタ、１以上のフィルタ、及びキャリブレータが、遠隔測定特性モニタ送信機３０の一部として含まれ、且つ、コントローラ（例えば、コントローラ１２）が注入装置３４に含まれ得る。別の例示的な実施形態においては、図８（ｃ）に示されているように、プレフィルタが遠隔測定特性モニタ送信機３０に含まれ、フィルタ及びキャリブレータが、コントローラと共に注入装置内に含まれ得る。その他の例示的な実施形態において、図８（ｄ）に示されているように、プレフィルタが遠隔測定特性モニタ送信機３０に含まれ、フィルタ及びキャリブレータが補助装置４１に含まれ、且つ、コントローラが注入装置内に含まれ得る。
【００５０】
特定の例示的な実施形態において、センサシステムは、センサ信号に基づいた情報を含むメッセージを発生し得る。これらのセンサ信号は、例えば、デジタルセンサ値、プレフィルタリングされたデジタルセンサ値、フィルタリングされたデジタルセンサ値、較正されたデジタルセンサ値、コマンドなどである（これらは幾つかの例に過ぎない）。このようなメッセージは、その他のタイプの情報（例えば、シリアルナンバー、ＩＤコード、チェック値、その他の検出されたパラメータのための値、診断信号、その他の信号などを含むが、これらに限定されない）も含み得る。特定の例示的な実施形態において、デジタルセンサ値Ｄｓｉｇは、遠隔測定特性モニタ送信機３０にてフィルタリングされることができ、フィルタリングされたデジタルセンサ値が、注入装置３４に送信されるメッセージに含まれ得る。フィルタリングされたデジタルセンサ値は、注入装置３４にて較正されてコントローラにて用いられ得る。その他の例示的な実施形態において、デジタルセンサ値Ｄｓｉｇは、注入装置３４内のコントローラに送信される前に、フィルタリング及び較正され得る。或いは、デジタルセンサ値Ｄｓｉｇは、フィルタリング及び較正され、そして、コマンド２２を発生するためにコントローラにて用いられることができ、このコマンド２２が、遠隔測定特性モニタ送信機３０から注入装置３４に送信され得る。
【００５１】
さらなる例示的な実施形態において、さらなる部品（例えば、較正後フィルタ、ディスプレイ、レコーダ、血中グルコース測定器など）が、装置に、その他の部品のいずれかと共に、又は、これらの部品のみで含まれ得る。例えば、血中グルコース測定器が装置に組み込まれる場合、キャリブレータを収容している同一装置内の同じ場所に配置され得る。別の例示的な実施形態においては、図８に示され、且つ／又は本明細書に先に記載された部品よりも多数の、より少数の、及び／又は、これらの部品とは異なる部品が実装され得る。
【００５２】
特定の例示的な実施形態において、ＲＦテレメトリ（遠隔測定）を用いて、１以上の部品、例えば、遠隔測定特性モニタ送信機３０及び注入装置３４を含む装置間の通信を行うことが可能である。別の例示的な実施形態において、その他の通信媒体、例えば、電線、ケーブル、赤外線信号、レーザ信号、光ファイバ、超音波信号など（これらは幾つかの例に過ぎない）を装置間に用いることが可能である。
【００５３】
動作モードの例
特定の例示的な実施形態が、患者の血中グルコースレベルを特定の範囲内に制御することに用いるための比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムストラテジに関して記載しているが、本発明の主題の範囲はこれに限定されない。なぜなら、患者のグルコースレベルを特定の範囲内に制御するためのこのような方法は、その他の１以上の制御ストラテジによっても実行され得るからである。
【００５４】
図９（ａ）に示されているように、特定の実施形態によれば、患者の目標グルコース範囲は、３つのグルコース境界、すなわち、上方境界（ＵＢ）、中間境界（ＩＢ）、及び下方境界（ＬＢ）により画定され得る。ここで、これらの３つの境界はグルコース領域を４つのゾーンに分割し得る。ゾーン１は、ＵＢより上の領域を示す。ゾーン２は、ＵＢとＩＢとの間の領域を示す。ＩＢとＬＢとの間の領域はゾーン３を示す。最後に、ゾーン４は、ＬＢより下の領域を示す。特定の実施例において、目標又はセットポイント（設定値）グルコースレベルが、患者のためにゾーン２内に確立され得る。その他の実施形態において、ＩＢが、予め決められたセットポイントに設定され得る。ここで、このような、目標又はセットポイント血中グルコースレベルは、以下に記載するように、目標血中グルコースＧＢとして決定され得る。特定の実施形態において、ＩＢ、ＵＢ、及びＬＢは、目標又はセットポイント血中グルコースレベルからのセットオフとして決定され得る。従って、例えば、ＩＢ、ＵＢ、及びＬＢは、セットポイント又は目標グルコースレベルの変化と共に移動し得る。
【００５５】
別の実施形態において、目標又はセットポイント血中グルコースレベルは、時間の経過と共に上記のゾーン１〜ゾーン４のいずれかに移動する（これらのゾーンは固定されたままである）。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示した特定の例において、セットポイントがゾーン２内に位置する。ＰＩＤコントローラを用いてインスリン注入速度を制御する特定の実施例に関して以下に論じるように、このようなインスリン注入速度は、予め決められた目標又はセットポイント血中グルコースレベルに、少なくとも部分的に基づいて決定され得る。
【００５６】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した４つのゾーンにおける血中グルコースレベルに基づいて且つ／又は応答して患者にインスリンを注入するためにコントローラにより行われる、対応する作用を示す。ここで、図９（ｂ）から、患者の血中グルコースレベルが図９（ａ）に示したようなゾーン２にある間には、一定の基礎インスリン注入速度が適用されることが観察できる。患者の血中グルコースレベルがＵＢを上回っている間には、コントローラのコマンド（例えば、ＰＩＤコントローラコマンド）に従うインスリン注入速度が適用される。患者の血中グルコースレベルがゾーン３にある間には、インスリン注入は、血中グルコースがＬＢを超えてゾーン４に低下するまで、基礎速度よりも低速になるように低減／減少される。ゾーン４では、インスリン注入は、血中グルコースレベルがＬＢを超えてゾーン３に戻るまで完全に停止される。
【００５７】
特定の実施形態によれば、ＵＢＡＳＡＬが医師及び／又は介護士により決定され得る。或いは、ＵＢＡＳＡＬは患者により測定され得る。特定の一実施例において、ＵＢＡＳＡＬは、食事に関連しないインスリンを送達するために、インスリンポンプにて予めプログラミングされ得る。ここで、ＵＢＡＳＡＬは一日を通じて変化し得る。ＵＢＡＳＡＬのための特定の値が、現在の治療の基準に従って決定され得る。しかし、グルコースレベルが特定の目標範囲外に降下した場合、インスリン注入速度は、血中グルコースレベルを目標範囲内に戻すことを意図されて変更され得る。
【００５８】
インスリン注入がＰＩＤコントローラにより制御され得る特定の実施例において、ＰＩＤコントローラのコマンドＵＰＵＭＰが、インスリン注入ポンプを規則的なコマンドサイクルで制御することによってインスリン注入速度を制御するために用いられ得る。ここで、特定の実施例において、目標血中グルコース範囲のための治療は、先に述べたように、患者及び／又はオペレータによるアクション（例えば食事ボーラスの提供）がない場合に極限血中グルコースレベルになることを防止し得る。
【００５９】
ＰＩＤコントローラコマンドを決定するためのプロセスを、疑似コード手順を用いて本明細書にて説明する。しかし、疑似コードの使用が、このようなプロセスを示す方法の１つに過ぎず、このようなプロセスが、複数の技術のいずれによっても、本発明の主題の範囲から逸脱せずに実行され得ることが理解されよう。また、以下に記載する疑似コードにより示される様々な手順が、いずれの特定の順番で実行される必要は全くない。さらに、以下に記載する疑似コードにより示される様々な手順は、一緒に実行されても、又は、互いに独立に実行されてもよい。ここで、コマンドＵＰＵＭＰは、以下の疑似コード手順に従うコマンドサイクルにて決定され得る。
【００６０】
【数１】
2013529500.tif 000003
【００６１】
この特定の実施例において、式（１）にて、ＰＩＤコマンドＵＰＩＤが、以下に記載するようなＰＩＤアルゴリズムに従って決定され得る。患者の血中グルコースＧが上方境界ＵＢを上回っていると決定された場合、患者の血中グルコースはゾーン１にあると決定される。こうして、式（２）にて、ＵＰＵＭＰはＵＰＩＤに設定される。
【００６２】
現在例示されている実施形態において、式（３）にて、ＵＰＵＭＰの上限がレベルＵｍａｘに定められ得る。ここで、Ｕｍａｘは、最大注入速度（例えば、患者の安全のための特定の必要条件に従って許容される）を示し得る。特定の実施例において、Ｕｍａｘは、インスリン注入中の危険性を低減するようなレベルに設定され得る。別の実施形態において、インスリンを注入するためのコマンドＵＰＵＭＰは、特定の期間にわたり患者に注入されるインスリンの総量に少なくとも部分的に基づいて境界が定められ得る。現在例示されている実施形態において、ＵＴｏｔ２ｈは、過去２時間（例えば、スライディングウィンドウとして決定される）にわたり患者に注入されたインスリンの総量を示し得る。ここで、式（４）に示されているように、ＵＴｏｔ２ｈがＴＴＲｍａｘ（ＴＴＲｍａｘは、予め決められた閾値）を上回っている場合、ＵＰＵＭＰの上限が基礎速度ＵＢＡＳＡＬに定められ得る。
【００６３】
特定の実施形態によれば、閾値値ＴＴＲｍａｘは、少なくとも部分的に、予め決められた１日のインスリン必要量（ＤＩＲ）に基づいて決定され得る。特定の一実施例において、ＤＩＲは、以下に示すように、特定の患者の状態に基づいて概算され得る。
投与量（単位／キログラム／日）(U/kg/day)  患者の状態
０．５                                    訓練されたアスリート
０．６                                    やる気のある運動する人
０．７                                    軽症患者
１．０                                    妊娠している女性
【００６４】
別の例示的な実施形態において、上記の値はＤＩＲの初期近似値を提供することができ、実際の値は、患者により達成されるグルコース制御に基づいて変化し得る。外来環境において、個々の患者のＤＩＲは、例えば、直前の数日間に送達されたインスリンの平均値／中央値（１日につき）を用いて概算され得る。しかし、これらが、ＤＩＲがどのように決定し得るかを示す例に過ぎず、本発明の主題の範囲がこの点に関して限定されないことが理解されよう。
【００６５】
特定の一実施例において、ＤＩＲの一日のボーラス率（例えば５０％）が一日の食事ボーラスに割り当てられ得る。この量は、さらに、３回の別々の食事ボーラス（例えば、朝食、昼食及び夕食のための）に分割されることができ、以下のように決定するために用いられ得る。
【００６６】
【数２】
2013529500.tif 000004
【００６７】
ここで、この特定の式を用いて一日のボーラス率の値を低減すると、ＴＴＲｍａｘ閾値が低減され、また、アルゴリズムのアグレッシブ性が低められ得ることが観察されよう。しかし、これらが、特定の実施形態に従ってこのような閾値を決定し得る方法の特定の例に過ぎず、本発明の主題の範囲がこの点に関して限定されないことが理解されよう。
【００６８】
先に論じたように、患者の血中グルコースレベルがゾーン２にある間、得られるポンプ注入速度は、上記の基礎速度と等しくてよい。しかし、血中グルコースが特定の閾値を超える速度で減少しており、且つＰＩＤ注入速度が基礎速度よりも著しく低い場合（例えば、ＵＰＩＤ＜０．２×ＵＢＡＳＡＬ）、ポンプ注入速度は、より低いＰＩＤ速度ＵＰＩＤに切り替えられ得る。これは、以下のさらなる疑似コード手順に従って実行され得る。
【００６９】
【数３】
2013529500.tif 000005
【００７０】
ここで、患者の血中グルコースＧがゾーン２にある間、グルコースが急速に低下している場合、インスリン注入を基礎速度よりも低くなるように低減することにより、上記の疑似コード手順が、ＰＩＤコントローラが早期に反応することを可能にし、それにより、低血糖症の危険性を減少し得ることが分かる。上記の疑似コード手順において、患者の血中グルコースＧの減少速度は、微分値（ｄ／ｄｔ）Ｇを閾値値δと比較して算出することにより測定される。特定の一実施例において、δは、デフォルト値（例えば、１．０ｍｇ／ｄｌ／分）に固定され得る。別の特定の実施例において、δは臨床データに基づいて調整されることができ、この調整は、患者のグルコースレベルの急速な低下時への反応が可能なようにδが十分な感度を有するように、そして尚且つ、センサノイズへの反応においては過度に高感度でないように行われる。このように、患者の血中グルコースＧがゾーン２にある間に患者の血中グルコースがδを超える速度で低下している場合、式（６）が、ＵＰＵＭＰをＵＰＩＤ（ＵＰＩＤ＜０．２×ＵＢＡＳＡＬ）に設定し得る。
【００７１】
先に述べたように、患者の血中グルコースＧがゾーン３にある間、ポンプ注入速度はＰＩＤコマンドＵＰＩＤにより決定され得る。ここで、患者の血中グルコースＧがゾーン３にある間に血中グルコースレベルが上昇している場合、ＵＰＵＭＰはＵＰＩＤ（ＵＰＩＤ＜ＵＢＡＳＡＬ）に設定され得る。これは、以下の疑似コード手順により実行され得る。
【００７２】
【数４】
2013529500.tif 000006
【００７３】
ここで、式（７）はＵＰＵＭＰをＵＰＩＤに設定し、式（８）はＵＰＵＭＰの上限をＵＢＡＳＡＬに定める。
【００７４】
制御システムの実施例
特定の例示的な実施形態のために、コントローラが、１以上の任意の様々な制御アルゴリズム技術を用いて実現され得る。例えば、図１０に示したコントローラ１２が、例示的なＰＩＤコントローラとして示されている。このように、ＰＩＤコントローラに関する幾つかの非網羅的な例示の実施形態が本明細書に記載されるが、その他の制御アルゴリズムもコントローラに実装され得る。
【００７５】
図１０は、一実施形態による、グルコースレベルフィードバックに基づいた比例積分微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムを用いた、少なくともインスリン注入を通じて血中グルコースレベルを制御するための例示的な閉ループシステムのブロック図である。ここで、このような閉ループシステムは、患者へのインスリンの注入を制御するために部分的に用いられ得るＰＩＤコマンドＵＰＩＤを生成し得る。先に論じたように、例えば、ＵＰＩＤは、インスリン注入速度を制御するためのコマンドＵＰＵＭＰを決定するために用いられ得る。
【００７６】
特定の例示的な実施例において、閉ループ制御システムは、十分に機能していないβ細胞を補償するためにインスリンを身体に送達するために用いられ得る。個々の身体に関し、望ましい基礎又は目標血中グルコースレベルＧＢが存在し得る。望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢと現在の血中グルコースレベルＧの推定値との差が、補正され得るグルコースレベル誤差ＧＥである。特定の例示的な実施形態に関し、グルコースレベル誤差ＧＥは、図１０に示されているように、コントローラ１２への入力として提供される。従って、目標血中グルコースレベルＧＢが、図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して先に論じたような予め決められた特定の範囲内に患者の血中グルコースレベルＧを制御するときに適用されるインスリン注入速度を決定するために用いられ得る。インスリン注入の制御に加えて、コントローラ１２は、以下に論じるようにグルコース及び／又はグルカゴンの送達速度を選択的に制御し得る。
【００７７】
図１０を参照しつつ記載する幾つかの例示的な実施形態に関し、コントローラ１２は、ＰＩＤコントローラとして実現され得る。実施例において、ＰＩＤコントローラのゲインＫＰ，ＫＩ，及び／又はＫＤは、コントローラ１２からのコマンドがインスリン送達システム６４に、身体２０内にインスリン２４を特定の速度で放出することを指示するように選択され得る。このような特定の速度により、血中のインスリン濃度は、身体内の血中グルコース濃度に反応して十分に機能しているヒトのβ細胞により生じるであろう濃度プロファイルと類似の濃度プロファイルを描き得る。任意には、コントローラゲインＫＰ，ＫＩ，及び／又はＫＤは、コントローラ１２からのコマンドがグルカゴン送達システム６３に、比較的低いグルコースレベルに応答してグルカゴン２３を放出するように指示するように選択され得る。同様に、コントローラゲインＫＰ，ＫＩ，及び／又はＫＤは、コントローラ１２からのコマンドがグルコース送達システム６５に、低血糖エクスカーションに応答してグルコース２５を放出するように指示するように選択され得る。特定の例示的な実施形態において、コントローラゲインは、健康な、正常に機能しているβ細胞を有する多数の正常耐糖能（ＮＧＴ）個体のインスリン反応を観察することにより選択され得る。しかし、本発明の主題の範囲がこれに限定されず、コントローラ１２が、別の方法（例えば、その他のＰＩＤコントローラの実施例、その他のタイプのコントローラなど（これらは例の幾つかに過ぎない）により実現され得ることが理解されよう。
【００７８】
特定の実施例にて先に示したように、式（１）にて、ＵＰＩＤのための値は、少なくとも部分的にインスリンフィードバック成分ＩＦＢに基づいて決定され得る。ここで、ＵＰＩＤの決定にＩＦＢを組み込むことは、コントローラがより多くのインスリンを閉ループシステムにおいて、より早期に（例えば、食事の開始時に）送達し、尚且つインスリンの過度の送達は防止することを可能にする。閉ループ制御システムにおいて、例えば、ＩＦＢは、リードラグ（進み遅れ）補償子として作用し得る。特定の実施形態において、ＩＦＢは、ポンプにより注入された患者の身体内の外因性インスリンの量を反映し得る。一例において、このようなインスリンフィードバック成分ＩＦＢは、少なくとも部分的に、３つの生理学的コンパートメント（区画）すなわち、皮下区画、血漿区画、及び有効区画を画定するインスリン吸収モデルに基づいて決定され得る。ここで、インスリンフィードバック成分ＩＦＢは、少なくとも部分的に、これらの３つの生理学的部分に関連する値の合計に基づいて以下のように決定され得る。
【００７９】
【数５】
2013529500.tif 000007
式中、
ＩＳＣは、皮下区画におけるインスリンであり、
ＩＰは、血漿区画におけるインスリンであり、
ＩＥＦは、有効区画におけるインスリンであり、
γ１、γ２及びγ３は変換定数である。
【００８０】
ＩＳＣ、ＩＰ、及びＩＥＦに関連する値は、以下の関係に従って決定され得る。
【００８１】
【数６】
2013529500.tif 000008
式中、τ１，τ２，τ３は時定数である
【００８２】
グルコースレベル誤差ＧＥが正である場合（例えば、血中グルコースレベルＧの現在の推定値が、望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢよりも高いことを意味する）、コントローラ１２からのコマンドは、インスリン送達システム６４を駆動してインスリン２４を身体２０に提供するためのＰＩＤコマンドＵＰＩＤを発生し得る。インスリン送達システム６４はインスリン送達システム１４（例えば、図１の）の実施例であり得る。同様に、ＧＥが負である場合（例えば、血中グルコースレベルＧの現在の推定値が、望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢよりも低いことを意味する）、コントローラ１２からのコマンドが、グルカゴン送達システム６３を駆動してグルカゴン２３を身体２０に提供するためのＰＩＤコマンドＵＰＩＤを発生し得る。グルカゴン送達システム６３はグルカゴン送達システム１３（例えば、図１の）の実施例であり得る。先に述べたように、患者の血中グルコースを目標範囲内に制御するようにインスリン送達を制御するために、ポンプコマンドＵＰＵＭＰが、ＰＩＤコマンドＵＰＩＤから導出され得る。任意には、ＧＥが負である場合（例えば、血中グルコースレベルＧの現在の推定値が、望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢよりも低いことを意味する）、コントローラ１２からのコマンドが、グルコース送達システム６５を駆動してグルコース２５を身体２０に提供するためのＰＩＤコマンドＵＰＩＤを発生し得る。グルコース送達システム６５はグルコース送達システム１５（例えば、図１の）の実施例であり得る。図１０に示されているように、インスリン２４及びグルカゴン２３は皮下組織４４を介して送達され得る。しかし、或いは、インスリン２４及びグルカゴン２３は静脈内に送達され得る。患者の血中グルコースが閾値最低レベル（目標セットポイント又は望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢよりも低いであろう）よりも低い場合、患者のグルコースレベルを上昇させるためにグルコース及び／又はグルカゴンが送達され得る。
【００８３】
以上に記載した実施形態は、患者の血中グルコースレベルを目標範囲内に維持するためにインスリン注入速度を制御することに向けられている。その他の実施形態において、グルコース及び／又はグルカゴンの送達も、患者の血中グルコースレベルを目標範囲内に維持するために変更され得る。
【００８４】
制御ループに関し、説明のために、グルコースを正であるとみなすことができ、従って、インスリンは負であるとみなされ得る。センサ２６は、身体２０のＩＳＦグルコースレベルを検知してセンサ信号１６を発生し得る。特に図１０を参照して本明細書中に記載される幾つかの実施形態において、制御ループは、フィルタ及び較正ユニット４５６、及び／又は、補正アルゴリズム４５４を含み得る。しかし、これは単なる例に過ぎず、本発明の主題の範囲はこれに限定されない。センサ信号１６は、現在の血中グルコースレベル４５２の推定値を生成するために、ユニット４５６にてフィルタリング及び較正され得る。特定の例示的な実施形態において、現在の血中グルコースレベルＧの推定値は、補正アルゴリズム４５４により調整され望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢと比較されて新しいグルコースレベル誤差ＧＥを算出し、再びループを開始する。また、介護士、看護士、患者などが、血中グルコースの基準測定値を、患者の血液から、例えばグルコース試験紙を用いて得ることが可能である。これらの血液ベースの測定値を用いることにより、ＩＳＦベースのセンサ測定値を、技術（例えば、２００５年５月１７日に付与された米国特許第６，８９５，２６３号に記載されているような技術）を用いて較正することが可能である。
【００８５】
グルコースレベル誤差ＧＥが負である場合（血中グルコースレベルの現在の推定値が、望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢよりも低いことを意味する）、コントローラ１２は、グルコースレベル誤差ＧＥの積分成分応答がまだ正であるかどうかに従って、インスリン送達を低減又は停止し得る。別の実施形態において、以下に論じるように、コントローラ１２は、グルコースレベル誤差ＧＥが負である場合、グルカゴン２３及び／又はグルコース２５の注入を開始し得る。グルコースレベル誤差ＧＥがゼロである場合（例えば、血中グルコースレベルの現在の推定値が、望ましい基礎血中グルコースレベルＧＢに等しいことを意味する）、コントローラ１２は、インスリン２４、グルカゴン２３及び／又はグルコース２５を注入せよというコマンドを出すか、又は出さない場合もあり、これは、微分成分（例えば、グルコースレベルが上昇しているか又は降下しているか）、及び／又は、積分成分（例えば、基礎血中グルコースレベルＧＢよりもどれだけ高い又は低いグルコースレベルがどれだけの時間続いているか）によって決まる。
【００８６】
身体がこのような制御ループに与える影響をより明確に理解するために、インスリンがＩＳＦ中のグルコース濃度に与える生理学的作用について、より詳細に説明する。特定の例示的な実施形態において、インスリン送達システム６４は、身体２０の皮下組織４４（例えば、図３、図４及び図６にも示されている）のＩＳＦ内にインスリン２４を送達し得る。或いは、インスリン送達システム６４、又は、１以上の別個の注入装置（例えば、グルカゴン送達システム６３及び／若しくはグルコース送達システム６５）が、皮下組織４４のＩＳＦ内にグルカゴン２３を同様に送達することができ、且つ／又は、血流の静脈内空隙にグルコース２５を送達し得る。ここで、インスリン及び／又はグルカゴンは、カニューレを取り囲む局所的ＩＳＦから血漿内に拡散し、主要循環器系にて身体２０全体に分散し得る。注入されたインスリン及び／又はグルカゴンは、血漿からＩＳＦ内にほぼ全身にわたって拡散し得る。
【００８７】
そして、身体内で、インスリン２４は、身体組織の細胞上の膜受容体タンパク質と結合し、且つ、これを活性化し得る。これは、活性化された細胞内へのグルコースの浸透を容易にし得る。このようにして、身体２０の組織は、ＩＳＦからグルコースを吸収し得る。ＩＳＦグルコースレベルが減少すると、グルコースは、グルコース濃度平衡を維持しようとして血漿からＩＳＦ内に拡散し得る。ＩＳＦ内のグルコースは、センサ２６のセンサ膜を通過してセンサ信号１６に作用し得る。
【００８８】
さらに、インスリンは、肝臓グルコース産生に直接的及び間接的に作用し得る。典型的に、インスリン濃度の増大が肝臓グルコース産生を減少し得る。従って、急速で即時のインスリン応答は、身体がグルコースを効率的に吸収することを補助するだけではなく、肝臓がグルコースを血流内に増やすことを実質的に抑制し得る。別の例示的な実施形態において、先に述べたように、インスリン、グルカゴン、及び／又はグルコースの送達は、ＩＳＦ内への代わりに、血流内へ（例えば、静脈内、動脈内、腹膜腔内など（これらは幾つかの例に過ぎない））より直接的に行われ得る。従って、インスリン、グルカゴン、及び／又はグルコースをＩＳＦから血漿内に移動させることに関する時間遅延のいずれもが解消され得る。その他の例示的な実施形態において、グルコースセンサは、ＩＳＦの代わりに、血液又はその他の体液と接触してもよく、又は、グルコースセンサは、グルコースを非侵襲的手段により測定し得るように身体外にあってもよい。別のグルコースセンサを用いる実施形態では、実際の血中グルコースレベルと測定された血中グルコースレベルとの間の遅延が、より短い、又は、より長い場合がある。
【００８９】
例示的な実施形態のためのＰＩＤコントローラ実装の例
ＰＩＤアルゴリズムのために用いられ得る一般方程式が、式（９）により与えられる。
【００９０】
【数７】
2013529500.tif 000009
式中、ｕ(ｔ)は、システムを調整するために用いられる操作される変数であり得る。ｅ(ｔ)＝ＧＳ(ｔ)−ＧＢ(ｔ)は誤差信号であり得る。誤差信号は、セットポイント（ＧＢ(ｔ)（すなわち、制御される変数として望ましい目標値）と制御される変数（ＧＳ(ｔ)）との差であり得る。ＰＩＤチューニングパラメータは、コントローラゲイン（ＫＰ）、積分時定数（ＴＩ）、及び、微分時定数（ＴＤ）を含み得る。比例項が、操作された変数を、所与の時点における誤差に比例して調整する。積分項が、操作される変数を、累積誤差（例えば積分によりモデル化される）に比例して、ΤＩにより指定される時間にわたり平均化されるように調整する。従って、ΤＩが増大すると、この積分成分が制御作用の全体に対して与える影響が、より少なく又はより低くなり得る。微分項が、操作された変数を、誤差の微分に比例して調整する。現在の変化速度が持続する場合、ＴＤを掛けることにより将来の誤差を予測することができる。従って、ＴＤがより大きければ、制御動作への変化がより強く又は大きくなり得る。
【００９１】
インスリンフィードバックもＰＩＤアルゴリズムに組み込まれる場合、インスリンの薬物動態モデルが、以前のインスリン送達を利用することにより初期化され得る。このようなインスリンオンボードも用いられることができ、それにより、追加の制限をコントローラの動作に与え、それにより開ループ履歴を組み込み得る。一実施形態によれば、インスリンオンボードは、３つの別々の部分又は区画、すなわち、皮下区画ＩＯＢｓ(ｔ)、血漿区画ＩＯＢＰ(ｔ)、及び、有効部位区画ＩＯＢＥ(ｔ)を有するようにモデル化され得る。これらの部分の１以上が、インスリンの薬物動態モデルに従って独立に推算され得る。
【００９２】
インスリンの薬物動態モデルは、注入されるインスリンの量を、少なくとも部分的にインスリンオンボードの推定値に基づいて低減することにより、ＰＩＤコマンドＵＰＩＤの決定に組み込まれ得る。患者の血中グルコースＧを制御するためにインスリンを所定範囲内で送達することへの特定のチャレンジの１つは、患者の血中グルコースがゾーン１にあり且つなお上昇している間（図９ａ及び図９ｂ）に、食事前公称ボーラスの後にインスリンを過剰送達しないことである。食事ボーラスによる余分のインスリンはインスリンフィードバックにて反映され得る。しかし、インスリンフィードバックが、インスリンの過剰送達を防止するためにＵＰＩＤを抑制するのに十分でない場合がある。ここで、特定の実施例において、以下の疑似コード手順の適用は、過剰なインスリンオンボードを考慮し、ＰＩＤ手順のアグレッシブ性を低減しようとし得る。１つの特定の方法が、血漿区画におけるインスリンオンボードを、以下の疑似コード手順に従って考察する。
【００９３】
【数８】
2013529500.tif 000010
式中、
ＩＯＢＢＯＬＵＳは、手動ボーラスによる血漿区画中のインスリンオンボードであり、
τＩＯＢは、ＩＯＢＢＯＬＵＳを速度に（例えば、ＵからＵ／ｈに）変換する速度定数であり、
ＭｉｎｉｍｕｍＩＯＢＢＯＬＵＳは、手動ボーラス（例えば１．０Ｕのインスリン）による血漿区画中の最小インスリンオンボードであり、
ＥｘｔｒａＩＯＢＢＯＬＵＳは、基礎速度を超えたインスリンオンボードである。
【００９４】
ここで、ＥｘｔｒａＩＯＢＢＯＬＵＳは、手動ボーラスによる血漿区画中のインスリンオンボードに適用される速度定数τＩＯＢに基づいて算出される。この速度定数は、ＥｘｔｒａＩＯＢＢＯＬＵＳが患者により吸収される速度を反映する。
【００９５】
特定の方法により、血漿区画におけるインスリンオンボードを算出／推定する詳細な方法が考察されるが、インスリンオンボードが、本発明の主題の範囲から逸脱せずに、幾つかの様々な技術のいずれを用いても算出／推定され得ることが理解されよう。
【００９６】
目標血中グルコースの基準軌跡を特定するための例示的な実施形態
幾つかの例示的な実施形態に関し、血中グルコースの基準軌跡は、インスリンに関する既知の、生理学、薬物動態学及び薬力学に基づいた合理的な性能予測に基づき得る。測定された血中グルコース濃度が目標血中グルコース濃度を上回っている程度が大きいほど、血中グルコース基準軌跡の確立が低血糖イベントの回避に、より役立つことになろう。多くの様々な方法が、最初に上昇し又は降下する血中グルコースの基準軌跡を画成するために用いられ得る。血中グルコースレベルのための目標への基準軌跡を画成するための例示的な方法は、簡単な指数関数的減衰曲線、二次応答、開始状況を考慮した対応するボーラスからのモデルベースの予測応答、及びこれらの組合せなどを含むが、これらに限定されない。グルコースレベルがゾーン１に入った後に上昇を停止した後、患者の測定される血中グルコース濃度がアルゴリズムにより基準軌跡を描くようにするために、基準軌跡が確立され得る。こうして、特定の実施例に関し、グルコースレベルがゾーン１に入った後に上昇を停止したときにグルコースレベルにて開始する二次応答が用いられ得る。この場合、目標又はセットポイント血中グルコース基準軌跡が、以下の式（１４）により数学的に説明され得る。
【００９７】
【数９】
2013529500.tif 000011
式中、ＧＢ(ｔ)は、時間の関数としてのグルコースセットポイント及び／又は目標値であり得る。Ｇｓ(ｔ０)は、グルコースレベルが上昇を停止したとき（ｔ０）のセンサグルコース値であり得る。ＧＢは、初期期間後の固定されたセットポイント及び／又は目標値であり得る。τ１及びτ２は、望ましい応答を画定する時定数であり得る。このような時定数は、基準軌跡が臨床的観点から十分であるように設定され得る。目標血中グルコースレベル及び／又は血中グルコースセットポイントを決定するための上記の特定のプロセスが例示的なプロセスに過ぎず、その他のこのようなプロセスも、目標血中グルコースレベル及び／又は血中グルコースセットポイントを決定するために、本発明の主題の範囲から逸脱せずに用いられ得ることが理解されよう。
【００９８】
この特定の基準軌跡がこのようにして分析的に特定されるため、その変化速度も分析的に導出されることができる。この変化速度は、例えばＰＩＤアルゴリズムの微分項にて明確に用いられ得る。しかし、基準軌跡は、別の方法でも実現され得る。
【００９９】
特定の実施例において、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されているゾーン１〜ゾーン４は、可変のセットポイント及び／又は目標グルコースレベルに関連して画定され得る。特定の一例において、これらのゾーン間の境界ＩＢ、ＵＰ及びＬＢは、目標又はセットポイントグルコースレベルの変化に対応して、時間の経過により移動し得る。
【０１００】
別段の記載がない限り、上記の説明から明らかなように、本明細書の全体を通じて、用語（例えば、「処理する」、「算出する」、「計算する」、「決定する」、「推定する」、「選択する」、「識別する」、「得る」、「示す」、「受信する」、「送信する」、「記憶する」、「分析する」、「関連付ける」、「測定する」、「検出する」、「制御する」、「遅れる」、「開始する」、「設定する」、「送達する」、「待機する」、「開始する」、「提供する」など）を用いる説明が、特定の装置、例えば専用のコンピュータ、専用の計算装置、類似の専用の電子計算装置など（これらは幾つかの例に過ぎない）により、部分的に、又は完全に実行され得るアクション、プロセスなどを示し得ることが理解されよう。従って、本明細書に関し、専用のコンピュータ、又は、類似の専用の電子計算装置が信号を操作又は変換することができ、この信号が、典型的には、専用のコンピュータ、又は類似の専用の電子計算装置のメモリ、レジスタ、若しくはその他の情報記憶装置、送信装置、ディスプレイ装置など（これらは例の幾つかに過ぎない）の内部の物理的電子量及び／又は磁気量として示される。特定の例示的な実施形態において、このような専用のコンピュータ又は類似の専用のコンピュータが、１以上の特定の機能を実行するための命令によりプログラミングされた１以上のプロセッサを含み得る。従って、専用のコンピュータは、信号の形態のデータを処理又は記憶する能力を含むシステム又は装置を示し得る。また、別段の記載がない限り、フロー線図又はその他の図を参照しつつ本明細書に記載されたプロセス又は方法も、その全体又は一部が、専用のコンピュータにより実行又は制御され得る。
【０１０１】
上記のシステム、方法、装置、プロセスなどの態様を、特定の順番及び特定の配列で記載してきたが、このような特定の順番及び配列が単なる例に過ぎず、本発明の主題の範囲が、記載されたような順番及び配列に限定されないことに留意されたい。また、本明細書中に記載されたシステム、装置、方法、プロセスなどが、１以上のコンピュータプラットフォームにより実行され得ることにも留意されたい。さらに、本明細書中に記載された方法、プロセスなどを実現するように適合された命令が、１以上の機械可読命令として記憶媒体に記憶され得る。機械可読命令は、実行される場合、コンピュータプラットフォームが１以上のアクションを実行することを可能にする。本明細書にて用いられる用語「記憶媒体」は、１以上の機械（例えば、少なくとも１つのプロセッサを含む）により動作され又は実行され得る情報又は命令を記憶することができる媒体を示し得る。例えば、記憶媒体は、機械可読の命令又は情報を記憶するための１以上の記憶物品及び／又は装置を含み得る。このような記憶物品及び／又は装置は、複数の媒体タイプ（例えば、磁気的、光学的、半導体、及びこれらの組合せなどを含む）の記憶媒体のいずれをも含み得る。さらなる例として、１以上のコンピュータプラットフォームが、本発明の主題の範囲に従う１以上のプロセス、方法など（例えば、本明細書に記載された方法、プロセスなど）を実行するように適合され得る。しかし、これらが、記憶媒体及びコンピュータプラットフォームに関する単なる例に過ぎず、本発明の主題の範囲はこれらの点に関して限定されない。
【０１０２】
現時点で例示的な特徴物とみなされるものを例示及び記載してきたが、当業者は、本発明の主題の範囲から逸脱せずに、その他の様々な変更が用いられ、また、均等物に置き換えられ得ることを理解するであろう。さらに、本発明の主題の教示に、特定の状況を、本明細書中に記載された中心概念から逸脱せずに適合させるために多くの変更が行われ得る。従って、本発明の主題の範囲は、開示された特定の例示に限定されることはなく、このような本発明主題の範囲が、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にある全ての態様も含み得るものとする。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  グルコースセンサシステム、１２  コントローラ、１３  グルカゴン送達システム、１４  インスリン送達システム、１５  グルコース送達システム、１６  センサ信号、１８  血中グルコースレベル、２０  身体、２２  コマンド、２３  グルカゴン、２４  インスリン、２５  グルコース、２６  センサ、２８  センサセット、３０  遠隔測定特性モニタ、３１  モニタハウジング、３２  センサケーブル、３３  プリント回路基板、３４  注入装置、３５  バッテリ、３６  注入チューブ、３８  注入セット、４０  検出端部、４１  補助装置、４２  電極、４４  皮下組織、４６  皮膚、５０  リザーバ、５６  カニューレ、４２０  血漿。
【図１】
2013529500.tif 000012
【図２】
2013529500.tif 000013
【図３Ａ】
2013529500.tif 000014
【図３Ｂ】
2013529500.tif 000015
【図４】
2013529500.tif 000016
【図５】
2013529500.tif 000017
【図６】
2013529500.tif 000018
【図７】
2013529500.tif 000019
【図８】
2013529500.tif 000020
【図９】
2013529500.tif 000021
【図１０】
2013529500.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月25日(2013.2.25)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内の血中グルコース濃度レベルを制御するための装置であって、
前記患者の血中グルコース濃度を測定するためのセンサと、
前記患者のための血中グルコース濃度のセットポイント、及び、血中グルコース濃度の目標範囲を画定するように構成されたコントローラと、
前記コントローラからの信号に応答してインスリンを前記患者に送達するように構成されたポンプとを備え、
前記コントローラが、さらに、
前記患者の体内の前記測定された血中グルコース濃度と前記画定されたセットポイントとの差に基づいた、前記ポンプに与えられるとインスリンを送達させて前記患者の血中グルコース濃度を前記セットポイントに安定化させる第１の信号と、前記ポンプに与えられると基礎インスリン量を送達させる第２の信号とを発生するように構成されており、
前記コントローラが、前記測定された血中グルコース濃度が前記目標範囲内にあるときには前記第２の信号を前記ポンプに与え、且つ、前記測定された血中グルコース濃度が前記目標範囲の外側にあるときには前記第１の信号を前記ポンプに前記第２の信号の代わりに与えるように構成されている装置。
【請求項２】
前記範囲が、少なくとも部分的に、前記患者のために確立された予め決められた一日のインスリン必要量に基づいて決定される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コントローラが、前記第１の信号を前記測定されたグルコース濃度及び前記セットポイントから発生するためのＰＩＤアルゴリズムを実行するための命令を含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コントローラが、前記測定されたグルコースレベルが前記範囲よりも下である場合に、前記インスリン注入速度が基礎速度よりも低くなるように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記コントローラが、さらに、前記範囲よりも下に下方境界を画定し、前記測定された血中グルコース濃度が前記下方境界を超えている場合に注入を停止する請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記コントローラが、さらに、前記測定された血中グルコースレベルが前記範囲内にあり且つ閾値を超える速度で低減している場合に前記第１の信号を前記ポンプに与えるように構成されている請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラが、さらに、前記測定された血中グルコースレベルが前記範囲より上にあり、且つ、前記患者に既にスライディングウィンドウ時間にわたり送達されたインスリンの量が閾値量を超えている場合に前記第２の信号を前記ポンプに与える請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記血中グルコースセットポイントが、少なくとも部分的に基準軌跡に基づいて決定される請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラが、さらに、インスリン送達を決定するためのコマンドを前記患者から受信するように構成されており、且つ、前記コントローラが、前記患者からの少なくとも１つのコマンドがない場合に前記第１の信号を前記ポンプに与えるように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
さらに、前記測定されたグルコースレベルが前記範囲より下である場合にグルコース又はグルカゴンを前記患者に選択的に送達するための手段を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コントローラが、機械可読命令を含む計算装置及び記憶媒体として実装される先行請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
2013529500.tif 000023
2013529500.tif 000024
2013529500.tif 000025