(57)【要約】インスリンポンプパラメータに対する治療推奨値をインテリジェントに提案するアルゴリズムと方法について説明する。インスリンポンプパラメータには、基礎レート、炭水化物対インスリン比（ＣＩＲ）、およびインスリン感受性係数（ＩＳＦ）が含まれる。治療推奨値を提案するかどうかの判断は、更新された推奨変更値と閾値との比較に基づき決定される。インスリンポンプパラメータに対する推奨変更値は、インスリンポンプパラメータに対する前回の推奨変更値と、実際の血糖値と目標血糖レベルとの差とに基づき更新される。本アルゴリズムと方法は、治療推奨値が安全性パラメータの範囲内であることを確認してから治療推奨値を表示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
インスリンポンプパラメータに対する治療推奨値を自動的に提示する方法であって、
血糖値を取得するステップと、
前記インスリンポンプパラメータに対する前回の推奨変更値と、前記血糖値と目標血糖レベルとの差と、に基づいて前記インスリンポンプパラメータに対する前記推奨変更値を更新するステップと、
前記更新された推奨変更値を閾値と比較するステップと、
前記更新された推奨変更値が前記閾値を超えている場合に前記治療推奨値を導くステップと、
前記治療推奨値が安全性パラメータの範囲内であることを確認するステップと、
前記治療推奨値を表示するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記血糖値が連続血糖値モニタによって取得されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記インスリンポンプパラメータが基礎レートであることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記インスリンポンプパラメータが炭水化物対インスリン比（ＣＩＲ）であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記インスリンポンプパラメータがインスリン感受性係数（ＩＳＦ）であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記治療推奨値が安全パラメータの範囲内であることを確認するステップが、
直近の血糖値履歴をチェックするステップと、
前記血糖値が前記血糖値履歴と相対的に一貫していることを確認するよため前記直近の血糖値履歴に移動標準偏差分析を適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、前記治療推奨値がインスリンを増加させる場合にのみ前記移動標準偏差分析を適用することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記治療推奨値が安全パラメータの範囲内であることを確認するステップが、
前記治療推奨値を特定の最大値に制限するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記治療推奨値が安全パラメータの範囲内であることを確認するステップが、
前記インスリンポンプパラメータを絶対最大値または絶対最小値に制限するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項４に記載の方法であって、前記推奨変更値を更新するステップが、
前記ＣＩＲに対する前記推奨変更値を第１食後血糖値から更新するステップと、
第２食後血糖値が存在する場合は、前記第２食後血糖値を使用して前記推奨変更値を更新するステップと、
追加の食後血糖値が存在する場合はさらに当該追加の食後血糖値に対して前記更新ステップを繰り返すステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、食後期間の途中にイベントが発生した場合は、前記第１、第２、およびさらに追加の食後血糖値はスキップされることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項５に記載の方法であって、前記推奨変更値を更新するステップが、
前記ＩＳＦに対する前記推奨変更値を第１補正用追加インスリン投与後血糖値から更新するステップと、
第２補正用追加インスリン投与後血糖値が存在する場合は、前記第２補正用追加インスリン投与後血糖値を使用して前記推奨変更値を更新するステップと、
さらに追加の補正用追加インスリン投与後血糖値が存在する場合はその追加の補正用追加インスリン投与後血糖値に対して前記更新ステップを繰り返すステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記補正用追加インスリン投与後の所定の時間枠内の途中にイベントが発生した場合は、前記第１、第２、および追加の補正用追加インスリン投与後血糖値はスキップされることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、前記推奨変更値が前記閾値を超えた場合に前記推奨変更値をリセットするステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
インスリンポンプの基礎レートに対する治療推奨値を自動的に提案する方法であって、
時間区間の終わりに血糖値を取得するステップと、
同じ区間での前記基礎レートに対する前日の推奨変更値と、前記血糖値と目標血糖レベルとの差と、に基づき前記基礎レートに対する前記推奨変更値を更新するステップと、
前記更新された推奨変更値を閾値と比較するステップと、
前記更新された推奨変更値が前記閾値を超えた場合に前記治療推奨値を導出するステップと、
前記治療推奨値が安全性パラメータの範囲内であることを確認するステップと、
前記治療推奨値を表示するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記基礎レートが夜間基礎レートであることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、前記血糖値が取得される前の前記時間区間中に食事または補正用追加インスリンがあった場合は、前記血糖値はスキップされることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、前記治療推奨値が安全パラメータの範囲内であることを確認するステップが、
直近の血糖値履歴をチェックするステップと、
前記血糖値が前記血糖値履歴と相対的に一貫することを確認するように前記血糖値履歴に移動標準偏差分析を適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は糖尿病管理に関し、特に、血糖値情報を利用してインスリンポンプパラメータを調節する糖尿病管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の健康な人のすい臓は、血漿血糖レベルが上昇するとインスリンを生成し血流中に放出する。すい臓にあるβ（ベータ）細胞によって必要に応じてインスリンが生成され、血流に分泌される。１型糖尿病として知られる状態（β細胞によって生成されるインスリンが不十分な場合は２型糖尿病の場合もある）であるが、β細胞が機能停止つまり死滅した場合、インスリンを他の供給源から人体に与える必要がある。
【０００３】
従来インスリンは、注射器によって注入されてきた。近年では、特に糖尿病患者へのインスリンの投与において注入ポンプ治療の利用が増加している。例えば、外部注入ポンプをベルトやポケットなどに装着し、針またはカニューレを経皮的に皮下組織に挿入した注入管を介してインスリンを人体に投与する。１９９５年時点ではポンプ治療の利用は米国内の１型糖尿病患者の５％以下であったが、現在では１１２万人を超える米国内の１型糖尿病患者の２５％以上が注入ポンプ治療を利用している。注入ポンプによってインスリンの投与方法は改善されたが、すい臓のすべての機能を代替するには注入ポンプの能力は限られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許５８２２７１５号明細書
【特許文献２】米国特許５９５６５０１号明細書
【特許文献３】米国特許６２３３５３９号明細書
【特許文献４】米国特許６３７９３０１号明細書
【特許文献５】米国特許６５４４２１２号明細書
【特許文献６】米国特許７１６７８１８号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００５／０２７２６４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
具体的には、注入ポンプは、ユーザが入力するコマンドやパラメータに基づきインスリンを投与するのみなので、血糖値の現在値に基づいてすい臓をシミュレートするようにポンプを改良する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、現在の血糖値および入力された目標血糖レベルに基づき、インスリンポンプパラメータに対する治療推奨値を自動的に提案するアルゴリズムと方法に関する。ポンプパラメータには、基礎レート、炭水化物対インスリン比（ＣＩＲ）、およびインスリン感受性係数（ＩＳＦ）が含まれる。好適な実施形態では、ポンプパラメータに対する推奨変更値を、そのポンプパラメータに対する前回の推奨変更値と、現在の血糖値と目標血糖レベルとの差とに基づき更新する。更新された推奨変更値を閾値と比較し、推奨変更値の絶対値が閾値を超える場合は治療推奨値を導出する。さらにアルゴリズムは、治療推奨値を表示する前に治療推奨値が安全パラメータの範囲内であることを確認する。好適な実施形態では、血糖値が血糖値履歴に対して相対的に一貫している場合に治療推奨値を安全性パラメータの範囲内であると判断する。さらに好適な実施形態では、血糖値が相対的に一貫しているかどうかを移動標準偏差分析によって判断する。
【０００７】
好適な実施形態では、血糖値を連続血糖値モニタによって取得する。または実施形態によっては、試験紙式血糖測定器によって血糖値を取得してもよい。さらに他の実施形態では、様々な安全性パラメータを実装する。好適な実施形態では、状況によっては治療推奨値を特定の最大値に制限する。さらに他の実施形態では、ポンプパラメータを絶対最大値または絶対最小値に制限してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る、基礎レートについてのインテリジェント治療推奨アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図２】本発明の好適な実施形態に係る、炭水化物対インスリン比についてのインテリジェント治療推奨アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】本発明の好適な実施形態に係る、インスリン感受性係数についてのインテリジェント治療推奨アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】本発明の好適な実施形態に係る、３時間の区間で分割した基礎レートプロファイルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態を添付の図を参照しながら詳細に説明する。なお、類似した符号は複数の図における対応する部分を示す。
【００１０】
インスリンポンプは、正常なすい臓によるインスリン分泌をシミュレート（模擬）するように設計されている。そのためインスリンポンプは終日に渡ってインスリンを一定量投与するが、これを基礎レートという。インスリンポンプの基礎レートは、空腹状態において目標血糖レベルを保つために必要な量のインスリンを投与する。基礎レートによるインスリンは、人体が必要とする基本的なインスリン量に相当するよう意図され、人体が１日に必要とする総インスリン量の約５０パーセントを補う。つまりインスリンポンプはすい臓と同様に、終日２４時間に渡って持続的に基礎レートでインスリンを投与する。またインスリンポンプは、１日の異なる時間区間に、１つのレートで、又は複数の異なるレートで、インスリンを投与するように設定することもできる。このような１日における様々な時間区間での異なる基礎レートは、患者の生活スタイルおよびインスリンの必要量によって決まる。例えばインスリンポンプのユーザの多くは、就寝中の夜間は基礎レートを低くし、日中には基礎レートを高くする必要があり、またユーザによっては１日の間で規則的に運動する時間に基礎レートを低くしたいと望む場合もある。
【００１１】
追加インスリン（ｂｏｌｕｓ：ボーラス）は、食事や間食に通常伴う血糖の上昇に対応するために摂取する追加のインスリン量である。基礎レートでは長時間に渡って少量のインスリンを持続的にポンプで注入するのに対し、追加インスリンでは極めて短時間に相対的に多量のインスリンを注入する。追加インスリンは多くの場合広い意味で「食事用追加インスリン」と「補正用追加インスリン」の２つのカテゴリに分類できる。食事用追加インスリンは、食事によって上昇が予想される血糖レベルを制御するために必要なインスリンである。補正用追加インスリンは、予測以上に上昇した血糖レベルを制御するために必要なインスリンである。患者は多くの場合、血糖レベルの予想外の上昇を食事とかかわる食事用追加インスリン投与の準備中に気が付く場合が多いので、補正用追加インスリンは多くの場合、食事用追加インスリンと同時に与えられる。
【００１２】
現在のインスリンポンプでは、推奨追加インスリン量をユーザに提案可能である。追加インスリン推定部を備えたインスリンポンプの例が米国特許第６，５５４，７９８号明細書に開示されており、その内容全体を参照によって本明細書に引用したものとする。追加インスリン推定部は追加インスリン量の提案に必要な演算を実行するために、あらかじめプログラムしておく必要がある３つの値を使用する。実施形態によっては、より多いまたはより少ない値を必要とし使用してもよい。追加インスリン推定部には、以下の値を入力し保存する必要がある。
【００１３】
目標血糖値（Ｔａｒｇｅｔ）。これはユーザが目指し維持しようとする目標の血糖値（ＢＧ）である。具体的には、通常目標血糖値は，食前血糖値で７０〜１２０ｍｇ／ｄｌ、食後血糖値で１００〜１５０ｍｇ／ｄｌである。
【００１４】
インスリン感受性係数（ＩＳＦ）。これは１単位のインスリンの摂取によってユーザの血糖値がｍｇ／ｄｌ単位でどのくらい低下するかを示す値である。ＩＳＦ値は個々のユーザによって異なるが、例として１単位に対し５０ｍｇ／ｄｌの低下である。
【００１５】
炭水化物対インスリン比（ＣＩＲ）。これは１単位のインスリンによって対応できる炭水化物の量を示す値である。ＣＩＲは例として、１５ｇの炭水化物に対して１単位のインスリンである。他と同様に、ＣＩＲ値は個々のユーザによって異なる。
【００１６】
インスリンポンプのメモリに上記の値を設定すると、追加インスリン推定部は、予測される炭水化物摂取量の入力値（ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓＴｏＢｅＣｏｎｓｕｍｅｄ）と現在の血糖値（ＣｕｒｒｅｎｔＢＧ）および目標の血糖値（ＴａｒｇｅｔＢＧ）に基づいて、追加インスリン量（Ｂｏｌｕｓ）を提案する。好適な実施形態では次の式を使用する。
【数１】
2010502361.tif 000002
ユーザが、予測される炭水化物の摂取量に対してのみインスリンポンプによる追加インスリン量の提案を希望する場合は、プログラムする必要のある値は、炭水化物比に関する値のみであって、等式内の血糖値（ＢＧ）に関する部分は無視される。実施形態によっては、この等式の変形や別の等式を使用してもよい。
【００１７】
１つの欠点は、患者の目標血糖レベルを達成し維持できるように調節するには、現状ではＩＳＦ、ＣＩＲ、および基礎レートなどのポンプパラメータを糖尿病患者本人または医師によってある期間に渡って常に注意深く監視する必要があることである。例えば、朝の空腹時血糖値が医療関係者または糖尿病患者本人が設定した目標血糖レベルよりも規則的に高くなる場合は、夜間の基礎レートを調節する必要がある。さらに、ポンプパラメータを設定した後で患者の体調や行動パターンが変化し、ポンプパラメータの追加の変更が必要となることもある。これらの変更には、パラメータをどのくらい変更する必要があるかを決定するために、大量の記録と分析が必要となる。このように変更が困難であると、結果的にポンプパラメータの変更に遅れが生じてしまう。血糖値の測定が指先穿刺型測定によってのみ得られる場合、このような変更はさらに困難になる。この試行錯誤の工程において、ある期間に渡って血糖値を監視し、血糖レベルのパターンを分析することは、患者にとって多くの場合困難であり不便である。例えば、現状の基礎レートを調節する一般的な手順では、患者は指先の穿刺によって血糖レベルを１日の異なる時間に８回検査するが、この検査には夜中の３時の検査も含まれる。基礎レートを調整し、血糖値が大きく変動しなくなるまで、この手順を毎日繰り返す。
【００１８】
血糖値モニタに関しては、米国特許第６，８０９，６５３号などによって開示されており、その内容全体を参照によって本願明細書に引用したものとする。血糖値モニタは、血糖レベルの監視を様々な点で改良し、多くの指先穿刺を必要とせずに、１日に渡って血糖レベルがどのように変化するか正確によりよく示すような連続的血糖値データを提供する。しかしながら、血糖値モニタによって生成されたデータは、注入ポンプによるインスリンの投与に関し、個別に使用される。医師またはユーザ自身などの中間処理者によって、血糖データに従ってポンプパラメータへの変更の必要性を判断する必要が常にある。本発明は、血糖値測定器または連続血糖値モニタによって得られた血糖値情報を使用してインスリンポンプパラメータを監視し調節する改良された方法を提供する。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、様々なポンプ治療パラメータに対するインテリジェント治療推奨値をアルゴリズムによって求め、目標血糖レベルを達成し維持するため患者がパラメータをより簡単に調節できるように支援する。アルゴリズムは、目標血糖レベルと実際の血糖測定値との違いに基づき、インスリンポンプパラメータに対する調節値を自動的に提案する。
【００２０】
好適な実施形態では、アルゴリズムは、血糖値モニタからの信号を受信可能なインスリン注入ポンプに組み込まれる。このような構成はＭｉｎｉＭｅｄ  Ｐａｒａｄｉｇｍ（登録商標）Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｓｕｌｉｎ  Ｐｕｍｐ（商品名）およびＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｇｌｕｃｏｓｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（商品名）に見られるが、その内容全体を参照によって本願明細書に引用したものとする。好適な実施形態では、アルゴリズムは注入ポンプのファームウェアに保存される。ただし、ポンプのＲＯＭメモリにおけるソフトウェアルーチンに別途保存してもよい。さらに注入ポンプの制御部によってアルゴリズムを実行し、様々なポンプ治療パラメータに対する治療推奨値を知的提案するために必要な工程を実行してもよい。または、ＰＤＡ、スマートフォン、コンピュータなど、個別の装置によってこれらのアルゴリズムを実行してもよい。さらに他の実施形態では、これらのアルゴリズムを、連続血糖値モニタ、または、血糖値モニタまたは注入ポンプ装置と周辺制御装置との組み合わせによって実行してもよい。好適な実施形態では、インテリジェントな治療推奨値は、インスリンポンプに表示される。推奨値自体がポンプ制御部によって算出される場合でも、有線または無線手段によって他のデバイスから送信される場合も同じである。また別の実施形態では、インテリジェントな治療推奨値は、血糖値モニタのディスプレイ、携帯型のＰＤＡやスマートフォン、またはコンピュータなどの関連装置によって提供してもよい。
【００２１】
基礎レート
本発明の好適な実施形態による、基礎レートを調節する推奨値を提示するために使用するアルゴリズムを図１に示す。図１のアルゴリズムは、夜間基礎レートおよび日中基礎レートの両方に利用可能である。アルゴリズムは、ブロック１００から始まる。ブロック１１０では、現在の第Ｎ日目にアルゴリズムを適用し、基礎レート区間Ｔをゼロに設定する。１日は基礎レート区間の数Ｔ個に分割され、各区間の終わりに血糖レベルを記録する。好適な実施形態では、区間を３時間に設定し、終日に渡り３時間の各区間の終わりに血糖値をチェックする。例えば、１つの基礎レート区間Ｔが午前３時から午前６時であるとすると、この区間の基礎レートは午前６時の血糖値に基づき適応される。次の区間は午前６時から午前９時であって、午前９時の血糖値が使用される。図４に基礎レートプロファイルを３時間区間に分割した例を示す。基礎レート区間Ｔは、区間１から８で示される。図４で明らかなように、１つの基礎レートプロファイルに終日に渡って様々な基礎レートを含めることができ、基礎レートは各区間で必ずしも変える必要はない。図１におけるアルゴリズムの実行に基づき、各時間区間における基礎レートを個別に調節できる。当業者であれば理解するであろうが、これらの区間はユーザのスケジュールに合わせていつからでもスタートさせることができ、長さも３時間以上でも以下であってもよい。場合によっては、基礎レート区間はインスリンポンプでプログラム可能な最短基礎レート区間（例えば、ＭｉｎｉＭｅｄ  Ｐａｒａｄｉｇｍ（登録商標）ポンプであれば３０分ごと）としてもよいし、または、最長２４時間の単一区間としてもよい。ブロック１２０では、第Ｎ日目の間、各基礎レート区間Ｔにアルゴリズムを適用する。次にブロック１３０においてアルゴリズムは、基礎レート区間Ｔの間に食事用追加インスリンまたは補正用追加インスリンがあったかどうかを判断する。食事用追加インスリンまたは補正用追加インスリンによって、基礎レートに関係なく血糖値が変動するので、食事用追加インスリンまたは補正用追加インスリンは基礎レート算出に必要な分析の妨げとなるため、アルゴリズムは次の区間に進む。ブロック１３０を再び参照する。区間Ｔの間に食事用追加インスリンまたは補正用追加インスリンがあった場合は、アルゴリズムはブロック１２５において区間Ｔがその日の最後の区間かどうかを判断し、ちがう場合はブロック１２０において次の区間Ｔ＋１に進み、次の区間を照合する。区間Ｔがその日の最後の区間であった場合は、アルゴリズムはブロック１１０において次の日に進む。
【００２２】
食事用追加インスリンまたは補正用追加インスリンがない場合は、ブロック１４０において選択された基礎レート区間の終わりにおける血糖値に基づき基礎レートの推奨変更値を算出する。好適な実施形態では、この工程には次の誤差積分方程式を使用する。
【数２】
2010502361.tif 000003
誤差積分方程式では最初のステップとして、基礎レート区間Ｔの終わりにおける実際の血糖値（ＢＧT）から目標血糖レベル（Ｔａｒｇｅｔ）を減算する。次にこれらの値の差に積分利得係数である定数（ＫI）を乗算する。ＫIは、目標血糖レベルよりも高いまたは低い血糖濃度に対しどれだけ早くアルゴリズムが対応するかを決定する。ＫIは、患者の年齢、性別、および患者固有のその他のパラメータに加えて、患者のインスリン必要総量に関連する場合が多く、また、母集団内の様々な区分におけるインスリン投与の研究が行なわれれば、ベイズ統計を利用してＫIを調節可能である。またＫIは、高血糖か低血糖かによっても異なる（例えば、ＫIは高血糖よりも低血糖に対する調節時により高くなる）。ＫIと血糖値の差を乗算した結果が調整済み誤差（ｓｃａｌｅｄ  ｅｒｒｏｒ）として認識される。次にこの調整済み誤差を特定の基礎レート区間についての、知られている最後の（例えば前日の）推奨変更値
【数３】
2010502361.tif 000004
に加算し、その時間区間に対する基礎レートの新規推奨変更値
【数４】
2010502361.tif 000005
を求める。例えば、第７０日目の午前３時から午前６時の区間の基礎レートを分析する場合、ＢＧTは午前６時における血糖値となる。次に、第７０日目の午前３時から午前６時の基礎レート区間に対する調整済み誤差を第６９日目の午前３時から午前６時の基礎レート区間に対する推奨変更値に加算する。
【００２３】
ブロック１５０において、アルゴリズムはブロック１４０で算出された推奨変更値の絶対値を、一般的には０．０５または０．１単位／時間である所定の閾値と比較する。推奨変更値の絶対値が所定の閾値より低い場合は、アルゴリズムはブロック１２５に進み、次の区間または次の日に移る。一方、推奨変更値の絶対値が所定の閾値よりも高い場合は、ブロック１６０において推奨値の安全性を評価する。好適な実施形態では、ブロック１６０の安全性チェックによって、血糖値履歴のばらつきが大き過ぎず、治療推奨値を提示できることを確認する。治療推奨値は、血糖レベルに一貫したパターンがあり、ある程度の信頼性を持って治療推奨値を提案できる場合にのみ提示されるべきである。好適な実施形態では、アルゴリズムは移動標準偏差を利用して血糖値履歴のばらつきを判断する。この移動標準偏差は、直近のデータのクラスタ（かたまり）の標準偏差である。移動標準偏差（ｍＳＴＤ（ＢＧ））を平均血糖値（ＢＧavg）と目標血糖レベル（Ｔａｒｇｅｔ）との差と比較する。血糖履歴のばらつきが大き過ぎて治療推奨値を提示できない場合（例えば、ｍＳＴＤ（ＢＧ）＞ＢＧavg−Ｔａｒｇｅｔ）、治療推奨値はユーザに提示されず、ロジックはブロック１８０に進み、推奨変更値はリセットされる（例えば、
【数５】
2010502361.tif 000006
はゼロにリセットされる）。次にアルゴリズムはブロック１８０からブロック１２５へ進み、その日に他の基礎レート区間があるかどうかを判断し、次の基礎レート区間を分析するか、または次の日に進む。実施形態によっては、高血圧よりも低血圧による危険の方が緊急度が高いので、基礎レートを増加させる場合にのみ安全性チェックを適用してもよい。低血圧によって人は１５分か３０分で意識を失ってしまうこともあるが、高血圧の場合、深刻な症状が現れ問題を引き起こすには数時間かかる。
【００２４】
一方、ブロック１６０において血糖値履歴のばらつきが大き過ぎず治療推奨値を提示できる場合は（例えば、ｍＳＴＤ（ＢＧ）＜ＢＧavg−Ｔａｒｇｅｔ）、アルゴリズムはブロック１７０に進み、治療推奨値をユーザに提示する。治療推奨値は、閾値を超える最終推奨変更値の演算と関連しているが、これらの２つの値は同じである必要はない。例えば実施形態によっては、治療推奨値を特定の値（例えば、０．１単位／時）に事前に設定しておき、推奨変更値が閾値を超えた場合は最終的に導かれた推奨変更値にかかわらず、その治療推奨値を提示するようにしてもよい。治療推奨値は、注入ポンプのディプレイおよび／またはバイブレーション、音声などのその他の異なるアラームと組み合わせて表示してもよい。好適な実施形態では、基礎レートを増加させる治療推奨値の場合には、ブロック１７０でユーザに提示する治療推奨値を所定の最大値に制限し、追加の安全対策とする。好適な実施形態では、基礎レートに対する治療推奨値の最大増加幅は、夜間基礎レートで０．１単位／時間、そして日中基礎レートで０．２単位／時間である。実施形態によっては、治療推奨値の最大増加幅はそれ以上またはそれ以下に設定してもよい。さらに別の実施形態では、基礎レートの大幅な低下を制限したり、基礎レートに対する変更幅の大きさの制限に加えて、基礎レート全体に対する上限および下限を設けたりしてもよい。
【００２５】
さらに、好適な実施形態では、現状でＭｉｎｉＭｅｄ  Ｐａｒａｄｉｇｍ（登録商標）ポンプおよびその他のインスリンポンプにおいて変更可能な最小単位である０．１または０．０５単位／時間刻みで常に治療推奨値を丸める。実施形態によっては、将来のポンプではより小さな単位での変更が可能となるため、治療推奨値を０．０２５単位／時間で丸めてもよい。ブロック１７０においてユーザに治療推奨値を提示した後、または提示しない場合でも、アルゴリズムは推奨変更値をリセットする（例えば、
【数６】
2010502361.tif 000007
はゼロにリセットされる）。アルゴリズムはユーザが治療推奨値を受け入れたか拒否したかに左右されず、いずれにせよ推奨変更値をリセットする。次にアルゴリズムはブロック１２５に進み、その日に別の基礎レート区間があるかどうかを判断する。ブロック１２５において基礎レート区間がその日の最終区間ではない場合、アルゴリズムはブロック１２０で次の基礎レート区間に進む。その日の最終基礎レート区間である場合は、アルゴリズムはブロック１１０で次の日に進み、工程を繰り返す。
【００２６】
上記の説明は、単一の日単位基礎レートプロファイル（つまり業界で同意語として使用されている「基礎投与パターン」または「個人投与パターン」）に適用されるが、実施形態によっては、インスリンポンプが複数の基礎レートプロファイルを含む場合でもアルゴリズムを適用することができる。具体的には、基礎レートプロファイルＡの推奨変更値を提示するには、基礎レートプロファイルＡを前回の基礎レートプロファイルＡのみと比較し、基礎レートプロファイルＢの推奨変更値を提示するには、基礎レートプロファイルＢを前回の基礎レートプロファイルＢのみと比較することによって、アルゴリズムを利用できる。
【００２７】
炭水化物対インスリン比（ＣＩＲ）
本発明の好適な実施形態による、炭水化物対インスリン比（ＣＩＲ）を調節する推奨値を提示するために使用するアルゴリズムを図２に示す。アルゴリズムはブロック２００から始まり、各食事の後で食後血糖値をチェックし、ＣＩＲに対する推奨変更値を提示する場合もあるし、提示しない場合もある。ブロック２１０では、アルゴリズムを現在の食事Ｎに適用するようにカウンタ変数を設定する。好適な実施形態では、ブロック２２０においてアルゴリズムは食事Ｎの２時間後に血糖レベルをチェックする。理論上は、食後血糖値を計るには２時間後は理想的な時間であるが、それより後または前の時間を利用してもよい。食事Ｎに対する食後血糖値を取得した後、ブロック２３０においてアルゴリズムは食事Ｎの後、２時間以内に別の食事を消費していないかを判断する。好適な実施形態では、アルゴリズムは最後の食事イベントから２時間以内の食事又はエラーコードを検索するが、この時間の長さは２時間より長くても短くてもよい。食事またはエラーコードによってＣＩＲに関係なく血糖値が変動し、食事又はエラーコードはＣＩＲ演算に必要な分析の妨げとなるため、アルゴリズムは次の食事に進む。食事またはエラーコードがある場合は、食事Ｎに関する演算をスキップしブロック２１０へ進み、次の食事について分析するかまたは次の日へ進む。最後の食事から２時間以内に食事が取られていなければ、アルゴリズムはブロック２４０へ進む。
【００２８】
ブロック２４０において食後血糖値に基づいてＣＩＲに対する推奨変更値を算出する。好適な実施形態では、この工程には次の誤差積分方程式を使用する。
【数７】
2010502361.tif 000008
誤差積分方程式では最初のステップとして、食事２時間後の実際の血糖値（ＢＧ2h＿POST）から目標血糖レベル（Ｔａｒｇｅｔ）を減算する。次にこれらの値の差にＣＩＲの積分利得係数である定数
【数８】
2010502361.tif 000009
を乗算する。
【数９】
2010502361.tif 000010
は、目標血糖レベルよりも高いまたは低い血糖濃度に対しどれだけ早くアルゴリズムが応答するかを決定する。
【数１０】
2010502361.tif 000011
は、患者の年齢、性別、および患者固有のその他のパラメータに加えて、患者のインスリン必要総量に関係する場合が多く、また、母集団内の様々な区分におけるインスリン投与の研究が行なわれれば、ベイズ統計を利用して
を調節可能である。また
【数１１】
2010502361.tif 000012
は、高血糖か低血糖かによっても異なる（例えば、
【数１２】
2010502361.tif 000013
は高血糖よりも低血糖に対する調節時により高くなる）。
【数１３】
2010502361.tif 000014
と血糖値の差を乗算した結果が調整済み誤差（ｓｃａｌｅｄ  ｅｒｒｏｒ）として知られる。次にこの調整済み誤差をＣＩＲに対する最新の既知の推奨変更値（ΔＣＩＲN-1）から減算し、ＣＩＲに対する新規推奨変更値（ΔＣＩＲN）を求める。
【００２９】
ブロック２５０において、アルゴリズムはブロック２４０で算出された推奨変更値の絶対値を所定の閾値（典型的にはインスリン１単位当たり炭水化物5グラム）と比較する。推奨変更値の絶対値が所定の閾値よりも低い場合は、アルゴリズムはブロック２１０に進み、次の食事イベントに移る。一方、推奨変更値の絶対値が所定の閾値よりも高い場合は、ブロック２６０において推奨値の安全性を評価する。好適な実施形態では、ブロック２６０の安全性チェックによって、血糖履歴のばらつきが大き過ぎず、治療推奨値を提示できることを確認する。治療推奨値は、血糖レベルに一貫したパターンがあり、ある程度の信頼性を持って治療推奨値を提案できる場合にのみ提示されるべきである。好適な実施形態では、アルゴリズムは移動標準偏差を利用して血糖値履歴のばらつきを判断する。この移動標準偏差は、直近のデータのクラスタの標準偏差である。移動標準偏差（ｍＳＴＤ（ＢＧ））を、平均血糖値（ＢＧavg）と目標血糖レベル（Ｔａｒｇｅｔ）との差と比較する。血糖値履歴のばらつきが大き過ぎて治療推奨値を提示できない場合（例えば、ｍＳＴＤ（ＢＧ）＞ＢＧavg−Ｔａｒｇｅｔ）、治療推奨値はユーザに提示されず、ロジックはブロック２８０に進み、推奨変更値はリセットされる（例えばΔＣＩＲNはゼロにリセットされる）。次にアルゴリズムはブロック２８０からブロック２１０へ進み、次の食事を分析する。実施形態によっては、高血圧よりも低血圧による危険の方が緊急度が高いので、ＣＩＲを低下させる場合にのみ安全性チェックを適用してもよい。
【００３０】
一方、ブロック２６０において血糖値履歴のばらつきが大き過ぎず治療推奨値を提示できる場合は（例えば、ｍＳＴＤ（ＢＧ）＜ＢＧavg−Ｔａｒｇｅｔ）、アルゴリズムはブロック２７０に進み、治療推奨値をユーザに提示する。この場合も治療推奨値は、閾値を超える推奨変更値と必ずしも同じである必要はない。治療推奨値は、注入ポンプのディスプレイおよび／またはバイブレーション、音声などのその他の異なるアラームと組み合わせて表示してもよい。好適な実施形態では、ＣＩＲを低下させる治療推奨値の場合には、ブロック２７０でユーザに提示する治療推奨値を所定の最大値に制限し、追加の安全対策とする。例えば最大値制限は、現在のＣＩＲをインスリン１単位当たり炭水化物１０以上変更させないように設定してもよい。実施形態によっては、この治療推奨値の最大低下幅はそれより大きい値に設定してもそれより小さい値に設定してもよい。さらに別の実施形態では、ＣＩＲの大幅な増加に対する制限を実施してもよいし、ＣＩＲに対する治療推奨値の大きさの制限に加えて、ＣＩＲ全体に対する上限または下限を設けてもよい。
【００３１】
さらに、好適な実施形態では、現状でＭｉｎｉＭｅｄ  Ｐａｒａｄｉｇｍ（登録商標）ポンプおよびその他のインスリンポンプにおいて変更可能な最小単位である整数刻みで常に治療推奨値を丸める。ブロック２７０においてユーザに治療推奨値を提示した後、または提示しない場合でも、アルゴリズムは推奨変更値をリセットする（例えば、ΔＣＩＲNはゼロにリセットされる）。アルゴリズムはユーザが治療推奨値を受け入れたか拒否したかに左右されず、いずれにせよ推奨変更値をリセットする。その後アルゴリズムはブロック２１０において次の食事に進む。
【００３２】
上記の好適な実施形態において説明したアルゴリズムは、各食事の後で推奨変更値を更新するが、実施形態によっては推奨変更値を閾値と比較する前にループ構造を使用して１日のすべての食事をチェックしてもよい。この場合推奨変更値は、１日の各食事の後調節され、最新の推奨変更値が所定の閾値と比較される。実施形態によっては、ループ構造を例えば朝食のように特定の食事のみに使用する。つまり朝食のＣＩＲに対してのみ推奨変更値が調節される。さらに別の実施形態では、アルゴリズムはループ構造を１日に限定する必要はない。例えばアルゴリズムは、一週間のすべての食事をチェックしてからＣＩＲに対する推奨変更値を提示するかどうかを決定してもよい。または閾値を超えるまでアルゴリズムを連続的に実行させてもよい。
【００３３】
インスリン感受性係数（ＩＳＦ）
本発明の好適な実施形態による、インスリン感受性係数（ＩＳＦ）を調節する推奨値を提示するために使用するアルゴリズムを図３に示す。このアルゴリズムでは、補正用追加インスリンを、食事用追加インスリンとは別に高血糖値を補正するための追加インスリンと定義する。従って、食事用と高血糖に対する補正用との両方の目的で追加インスリンが摂取された場合は、その追加インスリンはこのアルゴリズムには使用されない。アルゴリズムはブロック３００から始まり、各補正用追加インスリン投与後の血糖値をチェックし、ＩＳＦに対する推奨変更値を提示する場合もあるし、提示しない場合もある。ブロック３１０では、現在の補正用追加インスリンＮに対してアルゴリズムを適用するようにカウンタ変数を設定する。好適な実施形態では、ブロック３２０においてアルゴリズムは補正用追加インスリンイベントＮを認識し、その補正用追加インスリン投与の２時間後に血糖値をチェックする。次にアルゴリズムは、ブロック３３０において補正用追加インスリンイベントＮの後に食事またはエラーコードが発生していないかどうかを判断する。この好適な実施形態では、アルゴリズムは補正用追加インスリンイベント後２時間以内における食事またはエラーコードを検索するが、この時間の長さは２時間より長くても短くてもよい。食事またはエラーコードによって、ＩＳＦに関係なく血糖値が変動するので、食事またはエラーコードはＩＳＦ算出に必要な分析の妨げとなるため、アルゴリズムは次の補正用追加インスリンに進む。
【００３４】
補正用追加インスリン投与後の２時間以内に食事またはエラーコードが発生していない場合は、ブロック３４０において補正用追加インスリン投与２時間後の血糖値に基づきＩＳＦの推奨変更値を算出する。好適な実施形態では、この工程には次の誤差積分方程式を使用する。
【数１４】
2010502361.tif 000015
誤差積分方程式では最初のステップとして、補正用追加インスリン投与２時間後の実際の血糖値（ＢＧ2h＿POST）から目標血糖レベル（Ｔａｒｇｅｔ）を減算する。次にこれらの値の差にＩＳＦの積分利得係数である定数
【数１５】
2010502361.tif 000016
を乗算する。
【数１６】
2010502361.tif 000017
は、目標血糖レベルよりも高いまたは低い血糖濃度に対しどれだけ早くアルゴリズムが対応するかを決定する。
【数１７】
2010502361.tif 000018
は、患者の年齢、性別、および患者固有のその他のパラメータに加えて、患者のインスリン必要総量に関係し、また、母集団内の様々な区分におけるインスリン投与の研究が行なわれれば、ベイズ統計を利用して
【数１８】
2010502361.tif 000019
を調節可能である。または、高血糖か低血糖かによっても異なる（例えば、
【数１９】
2010502361.tif 000020
は高血糖よりも低血糖に対する調節時により高くなる）。
【数２０】
2010502361.tif 000021
と血糖値の差を乗算した結果が調整済み誤差として認識される。次にこの調整済み誤差をＩＳＦに対する最後の推奨変更値（ΔＩＳＦN-1）から減算し、ＩＳＦに対する新規推奨変更値（ΔＩＳＦN）を求める。
【００３５】
アルゴリズムはブロック３５０において、ブロック３４０で算出された推奨変更値の絶対値を所定の閾値（一般的にはインスリン１単位当たり５ｍｇ／ｄｌ）と比較する。推奨変更値の絶対値が所定の閾値よりも低い場合は、アルゴリズムはブロック３１０に進み、次の補正用追加インスリンイベントに移る。一方、推奨変更値の絶対値が所定の閾値よりも高い場合は、ブロック３６０において推奨値の安全性を評価する。好適な実施形態では、ブロック３６０の安全性チェックによって、血糖履歴のばらつきが大き過ぎず、治療推奨値を提示できることを確認する。治療推奨値は、血糖レベルに一貫したパターンがあり、ある程度信頼性を持って治療推奨値を提案できる場合にのみ提示されるべきである。好適な実施形態では、アルゴリズムは移動標準偏差を利用して血糖値履歴のばらつきを判断する。この移動標準偏差は、直近のデータのクラスタの標準偏差である。移動標準偏差（ｍＳＴＤ（ＢＧ））を平均血糖値（ＢＧavg）と目標血糖レベル（Ｔａｒｇｅｔ）との差と比較する。血糖履歴のばらつきが大き過ぎて治療推奨値を提示できない場合（例えば、ｍＳＴＤ（ＢＧ）＞ＢＧavg−Ｔａｒｇｅｔ）、治療推奨値はユーザに提示されず、ロジックはブロック３８０に進み、推奨変更値はリセットされる（例えばΔＩＳＦNはゼロにリセットされる）。次にアルゴリズムはブロック３８０からブロック３１０へ進み、次の補正用追加インスリンイベントを分析する。実施形態によっては、高血圧よりも低血圧による危険の方が緊急度が高いので、ＩＳＦを低下させる場合にのみ安全性チェックを適用してもよい。
【００３６】
一方、ブロック３６０において血糖値履歴のばらつきが大き過ぎず治療推奨値を提示できる場合は（例えば、ｍＳＴＤ（ＢＧ）＜ＢＧavg−Ｔａｒｇｅｔ）、アルゴリズムはブロック３７０に進み、治療推奨値をユーザに提示する。この場合も治療推奨値は、閾値を超える推奨変更値と必ずしも同じである必要はない。治療推奨値は、注入ポンプのディプレイおよび／またはバイブレーション、音声などのその他の異なるアラームと組み合わせて表示してもよい。好適な実施形態では、ＩＳＦを低下させる治療推奨値の場合には、ブロック３７０でユーザに提示する治療推奨値を所定の最大値に制限し、追加の安全対策とする。例えば最大値制限は、現在のＩＳＦをインスリン１単位当たり１０ｍｇ／ｄｌ以上変化させないように設定してもよい。実施形態によっては、この治療推奨値の最大低下幅はそれより大きい値に設定しても小さい値に設定してもよい。さらに別の実施形態では、ＩＳＦの大幅な増加に対する制限を実施してもよいし、ＩＳＦに対する治療推奨値の大きさの制限に加えて、ＩＳＦ全体に対する上限または下限を設けてもよい。
【００３７】
さらに、好適な実施形態では、現状でＭｉｎｉＭｅｄ  ＰａｒａｄｉｇｍRポンプおよびその他のインスリンポンプにおいて変更可能な最小単位である整数刻みで常に治療推奨値を丸める。ブロック３７０においてユーザに治療推奨値を提示した後、アルゴリズムは推奨変更値をリセットする（例えば、ΔＩＳＦNはゼロにリセットされる）。アルゴリズムはユーザが治療推奨値を受け入れたか拒否したかに左右されず、いずれにせよ推奨変更値をリセットする。その後アルゴリズムはブロック３１０において次の補正用追加インスリンイベントに進む。
【００３８】
上記の好適な実施形態において説明したアルゴリズムは、各補正用追加インスリンイベントの後で推奨変更値を更新するが、実施形態によっては推奨変更値を閾値と比較する前にループ構造を使用して１日のすべての補正用追加インスリンをチェックしてもよい。この場合推奨変更値は、１日の各補正用追加インスリン算出後に調整され、最新の推奨変更値が所定の閾値と比較される。さらに別の実施形態では、アルゴリズムはループ構造を１日に限定する必要はない。例えば、アルゴリズムは、一週間のすべての補正用追加インスリンイベントをチェックしてからＩＳＦに対する推奨変更値を提示するかどうかを決定してもよいし、または、閾値以上となるまでアルゴリズムを連続的に実行させてもよい。
【００３９】
従って、上記のように、本発明を実施するには様々な改良や代替が可能である。さらに、上記に代わる実施形態も可能である。例えば、上記の好適な実施形態において説明した誤差積分方程式の代わりに誤差積分方程式を修正して使用してもよい。区間Ｔの終わりに、実際の血糖値（ＢＧ）ではなく、血糖値曲線下面積（ＡＵＣ）を使用することも可能である。例えば基礎レートについては、次のように修正された誤差積分方程式を使用してもよい。
【数２１】
2010502361.tif 000022
工程を追加したり、アルゴリズムの順序を変更しても、本発明の根本的な教示を実施可能である。例えば、安全に関する変数を追加したり、アルゴリズムから削除したりすることもできる。さらに、並列処理アルゴリズムによる推奨値の場合は、ベイズ統計学を適用してポンプ治療パラメータの次数の変更を決定できる。従って上記の説明では本発明の特定の実施形態に言及しているが、本発明の精神から逸脱することなく多様な変更が可能なことは明らかであろう。本発明の請求項は、本発明の真の範囲と精神の範疇であるそのような変更を網羅するものである。
【００４０】
したがって、ここで開示した実施形態はすべての面において説明のために示され制限を目的とはしていないことを理解されるべきであって、本発明の範囲は請求項によって示され、上記の説明によって示されるものではない。そして請求項と同等の内容および範囲に含まれるすべての変更は、請求項に含まれるものとする。
【図１】
2010502361.tif 000023
【図２】
2010502361.tif 000024
【図３】
2010502361.tif 000025
【図４】
2010502361.tif 000026