СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ГЛЮКОЗЫ В ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ ПАЦИЕНТА И КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING GLUCOSE LEVEL IN PATIENT'S PHYSIOLOGICAL LIQUID AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента и к соответствующему компьютерному программному продукту.
Уровень техники
Медицинские устройства часто используют в качестве диагностических и/или терапевтических устройств при диагностике и/или лечении медицинских состояний пациентов. Например, для измерения уровней глюкозы в крови пациентов, страдающих диабетом, в качестве диагностического устройства используют глюкометр. Для введения инсулина пациентам, страдающим диабетом, в качестве терапевтического устройства используют инсулиновую помпу (инфузионный насос-дозатор для вливания инсулина).
Сахарный диабет (diabetes mellitus), часто называемый просто диабетом, представляет собой хроническое состояние, характеризующееся повышенным уровнем глюкозы в крови человека, что является следствием нарушений способности организма вырабатывать и/или использовать инсулин. Существует три основных типа диабета. Диабетом 1-го типа обычно заболевают дети и взрослые в молодом возрасте, и этот тип диабета может быть обусловлен аутоиммунными, генетическими и/или экологическими причинами. Диабет 2-го типа, на который приходится от 90 до 95% случаев заболевания диабетом, связан с ожирением и недостаточной физической активностью. Гестационный диабет представляет собой одну из форм нарушения толерантности к глюкозе, диагностируемую в период беременности, и, как правило, самопроизвольно проходящую после родов.
Управление диабетом, т.е. контроль и нормализация состояния организма при диабете, осуществляется главным образом путем регулирования уровня глюкозы в крови. Этот уровень является динамично изменяющимся, комплексным и находится под влиянием множества факторов, к которым относятся, в том числе, количество и тип употребляемой пищи и количество инсулина (способствующего транспорту глюкозы через клеточные мембраны) в крови. На уровни глюкозы также влияют физическая активность, сон, стресс, курение, поездки, болезни, менструации и другие психологические и физиологические факторы, индивидуальные для каждого пациента и определяющие его образ жизни. Динамичность показателей глюкозы в крови и инсулина и все прочие факторы, влияющие на уровень глюкозы, часто требуют от больного диабетом прогнозировать уровни глюкозы в крови. Следовательно, терапию, предусматривающую введение инсулина или пероральный прием лекарственных препаратов, либо и то и другое, можно планировать по времени для поддержания уровня глюкозы в крови в приемлемом интервале значений.
Управление диабетом сопряжено для пациентов со значительными затратами времени, поскольку им нужно каждый день систематически получать надежную диагностическую информацию, следовать назначенному лечению и контролировать образ жизни. Диагностическую информацию, такую как глюкозу крови, обычно получают, беря пробу капиллярной крови с помощью прокалывающего устройства и затем измеряя уровень глюкозы с помощью портативного глюкометра. Уровни интерстициальной глюкозы можно получать посредством непрерывных измерений с помощью сенсора глюкозы, носимого на теле.
Портативное устройство может получать относящуюся к пациенту информацию из ряда различных источников, таких как инсулиновая помпа, устройство непрерывного мониторирования уровня глюкозы (на практике также называемого непрерывным мониторированием гликемии, сокр. НМГ), компьютерная программа, устройство ввода данных пользователем и т.д. Для точного использования этой информации портативное устройство может нуждаться в калибровке информации, получаемой от этих источников. Например, портативное устройство для управления диабетом может получать от устройства непрерывного мониторирования уровня глюкозы, необработанные ("сырые") данные, относящиеся к уровню глюкозы пациента. Для использования этих необработанных данных портативное устройство для управления диабетом может нуждаться в калибровке, позволяющей соотносить получаемые необработанные данные с измеренным уровнем глюкозы в крови пациента. Точность этой калибровки может оказывать влияние на наблюдение за пациентом и его лечение. Соответственно существует потребность в способе калибровки портативного устройства управления диабетом для определения точного оценочного уровня глюкозы пациента по данным, получаемым от устройства непрерывного мониторирования уровня глюкозы.
Для определения конкретных аналитов (анализируемых веществ) или их композиций в крови пациента было предложено множество имплантируемых электрохимических сенсоров. Например, существуют сенсоры глюкозы, используемые для получения данных, указывающих на уровни глюкозы в крови пациента. Показания таких сенсоров полезны при контроле режима лечения, обычно включающего регулярное введение в организм инсулина. Сигналы от такого сенсорного устройства обрабатываются для определения фактического уровня глюкозы. Для соотнесения сигналов сенсора, представляющих измеренные данные, с фактическим уровнем глюкозы в крови в публикации ЕР 1154718 В1 было предложено использовать регрессию.
В публикации US 6326160 В1 раскрываются способы, системы и устройства для измерения концентрации целевого аналита, присутствующего в биологической системе, с использованием результатов последовательности измерений, получаемых от системы мониторирования, и так называемого алгоритма МОЕ ("смесь экспертов" - англ. "Mixture of Experts"). Также раскрыт способ измерения глюкозы в крови субъекта.
В публикации WO 2012/084157 А1 описан способ калибровки портативного устройства управления диабетом на основании данных, генерируемых устройством непрерывного мониторирования уровня глюкозы. Известный способ может включать измерение тока в устройстве непрерывного мониторирования уровня глюкозы, осуществляемое с интервалом выборки значений тока на протяжении определенного периода времени с получением множества выборок тока для этого периода времени. Известный способ также может включать определение среднего значения, медианного значения и стандартного отклонения для множества выборок (дискретных измеренных значений) тока. В соответствии с этим способом сначала, в первый момент времени, может быть измерен уровень глюкозы в крови пациента, и, если стандартное отклонение выборок тока меньше первого порога, а абсолютное значение разности между их средним и медианным значением меньше второго порога, может быть определено калибровочное уравнение, связывающее множество выборок тока с оцененным уровнем глюкозы пациента, основанным на измеренном уровнем глюкозы в крови и множестве выборок тока.
Из публикации US 2012/0191362 А1 известен способ управления работой измерительного прибора для определения аналита в физиологической жидкости посредством сенсора глюкозы крови, осуществляющего непрерывные измерения. Для потенциальной калибровки измерительного прибора выполняется калибровочная процедура. При осуществлении этой калибровочной процедуры определяют по меньшей мере три калибровочных точки, каждая из которых содержит измерительный сигнал, полученный от измерительного прибора, и опорное значение, полученное в результате соответствующего контрольного измерения. Строят множество наклонных прямых, проходящих между калибровочными точками. Для определения вероятной из множества возможных наклонных прямых используют по меньшей мере один надежный метод оценки, предусматривающий нахождение по меньшей мере одной медианы. Далее выполняют измерение. При проведении измерения вывод о концентрации аналита в физиологической жидкости делают на основании измерительного сигнала, полученного из измерительного прибора, и вероятной наклонной прямой.
В публикации US 2007/0038053 А1 раскрывается способ непрерывного измерения концентрации целевых химических аналитов, присутствующих в биологической системе, предусматривающий обработку специфических для конкретных аналитов сигналов с получением измеренного значения, тесно соотносящегося с концентрацией целевого химического аналита в биологической системе. На шаге преобразования исходный измерительный сигнал обрабатывают, чтобы удалить имеющуюся в сигнале фоновую информацию или внести в сигнал поправку на нее. Одним таким фоновым сигналом является базовый фоновый сигнал. Базовый фоновый сигнал мешает измерению интересующего аналита. Базовый фоновый сигнал может изменяться во времени. Кроме того, в устройстве могут присутствовать электрохимически активные мешающие вещества и/или остаточный аналит, что создает дополнительные помехи измерению интересующего аналита.
Считается, что лекарственная интерференция может потенциально замаскировать серьезное патологическое состояние, связанное с уровнем глюкозы в физиологической жидкости (Tang и др.: "Effects of Drugs on Glucose Measurements with Handheld Glucose Meters and a Portable Glucose Analyzer", Clinical Chemistry, 2000; 113, стр. 75-86).
В публикации US 2013/0338628 A1 раскрыта система, содержащая процессор и по меньшей мере одно запоминающее устройство, выполненные с возможностью функционирования в режиме определителя откликов. Определитель откликов может получать терапевтические и валеологические данные. Кроме того, на основе полученных терапевтических и валеологических данных определитель откликов может определять отклик. Этот отклик может представлять собой реакцию на вещество, включенное в принимаемый внутрь маркер событий. Сигнал определенного отклика может выдаваться, например, в терапевтический контроллер.
В публикации US 2013/0297222 A1 раскрываются способы и устройство, позволяющие оценивать концентрацию аналита по результату измерения в присутствии соединений, создающих помехи измерению.
В публикации US 2012/0191362 A1 раскрывается способ эксплуатации измерительной аппаратуры для определения аналита в физиологической жидкости посредством сенсора глюкозы крови, осуществляющего непрерывные измерения. Для предварительной калибровки измерительной аппаратуры выполняется соответствующий способ калибровки.
В публикации US 2014/0138261 A1 описаны способы и системы, обеспечивающие приложение к тест-полоске тестовых напряжений и измерение переходных токовых сигналов, возникающих в результате электрохимической реакции, протекающей в аналитической камере тест-полоски, что позволяет определять оценочный показатель мешающего вещества, который может использоваться для коррекции переходных токов в определенные моменты времени с целью более точного определения концентрации глюкозы.
В публикации US 2010/0292932 A1 описаны способ и устройство для оценки свойств целевых материалов путем использования информации об изменении кинетики во времени при измерении результата химической реакции между двумя материалами: целевым материалом и реагентом, оптическим или электрохимическим методом.
Раскрытие сущности изобретения
В основу изобретения была положена задача разработки способа и системы, которые обеспечили бы эффективное и надежное определение уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента на основании непрерывного сигнала сенсора глюкозы, входящего в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости.
Объектами изобретения являются способ и система для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента, охарактеризованные соответственно в пунктах 1 и 7 формулы изобретения. Также предложен компьютерный программный продукт по пункту 8 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах его формулы.
Предлагаемый в изобретении способ определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента на основании непрерывного сигнала сенсора глюкозы, входящего в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости, осуществляется в блоке обработки данных. В блоке обработки данных принимают измеренные данные, представляющие собой непрерывный сигнал, выдаваемый сенсором глюкозы, входящим в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. Сенсор глюкозы может быть выполнен для подкожного доступа, например, для выполнения измерения в интерстициальной ткани. Кроме того, в блоке обработки данных принимают калибровочные данные, представляющие собой зависящий от времени сигнал сенсора глюкозы при ее нулевом уровне. Уровень глюкозы в физиологической жидкости определяют в блоке обработки данных путем обработки по меньшей мере измеренных данных и калибровочных данных. На шаге обработки калибровочные данные, представляющие собой зависящий от времени сигнал при нулевом уровне глюкозы, вычитают из непрерывного сигнала сенсора. В блоке обработки данных выдают результирующие данные, которые показывают уровень глюкозы в физиологической жидкости и могут быть независящими от дополнительной контрольной (справочной) информации об уровне глюкозы в крови.
Также предложена система для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента на основании непрерывного сигнала сенсора глюкозы, входящего в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. Система содержит блок обработки данных, выполненный с возможностью приема измеренных данных, представляющих собой непрерывный сигнал, выдаваемый сенсором глюкозы, входящим в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости, приема калибровочных данных, представляющих собой зависящий от времени сигнал сенсора глюкозы при ее нулевом уровне, определения непрерывного уровня глюкозы в физиологической жидкости путем обработки по меньшей мере измеренных данных и калибровочных данных, включающей вычитание зависящего от времени сигнала при нулевом уровне глюкозы из непрерывного сигнала сенсора глюкозы, и выдачи результирующих данных, показывающих непрерывный уровень глюкозы в физиологической жидкости.
Если значение сигнала на выходе сенсора глюкозы при ее нулевом уровне отличается от нуля (нулевой выходной сигнал означает отсутствие регистрируемого сигнала), это указывает на наличие в выходном сигнале сенсора составляющей, обусловленной реакцией сенсора на содержащееся в исследуемой физиологической жидкости вещество, отличное от глюкозы.
Исследуемой физиологической жидкостью может быть, например, одна из следующих: интерстициальная жидкость, кровь и моча.
Принимаемые калибровочные данные представляют собой зависящий от времени сигнал при нулевом уровне глюкозы, содержащий мешающую (определению глюкозы) составляющую сигнала, указывающую на присутствие в физиологической жидкости, в которой определяют уровень глюкозы, по меньшей мере одного отличного от глюкозы мешающего (определению глюкозы) вещества. Сенсор глюкозы реагирует на присутствие мешающего вещества в исследуемой физиологической жидкости. Следовательно, электрический выходной сигнал сенсора глюкозы подвержен искажению, влияющему на сигнал при нулевом уровне глюкозы.
Составляющая сигнала, указывающая на присутствие мешающего вещества, зависит от времени, т.е. является переменной во времени. В альтернативном случае составляющая сигнала, указывающая на присутствие мешающего вещества, может не зависеть от времени, т.е. может быть постоянной.
Принимаемые калибровочные данные могут характеризовать кинетический ход разложения мешающего вещества в физиологической жидкости, в которой определяют уровень глюкозы. Кинетический ход разложения мешающего вещества может представлять собой (дополнительную) составляющую сигнала, характеризующую зависимость содержания мешающего вещества от времени и/или ожидаемый уровень соответствующего зависящего от времени сигнала на выходе сенсора глюкозы.
Прием калибровочных данных может включать прием входного сигнала начала события, указывающего начальный момент присутствия мешающего вещества в физиологической жидкости, в которой определяют уровень глюкозы. Вместе с кинетическим ходом разложения мешающего вещества эта информация может использоваться для калибровки сигналов, принимаемых от сенсора глюкозы.
При осуществлении способа определения уровня глюкозы для приема калибровочных данных может быть предусмотрено генерирование сигнала запроса на ввод калибровочных данных. Посредством этого сигнала от пользователя может запрашиваться ввод калибровочных данных.
В ответ на сигнал запроса можно принимать введенный пользователем сигнал выбора. Например, пользователь может выбрать источник калибровочных данных, приняв решение о вводе калибровочных данных из внешнего или внутреннего запоминающего устройства или среды хранения данных.
Блок обработки данных может быть предусмотрен в портативном устройстве управления содержанием глюкозы в физиологической жидкости или устройстве непрерывного измерения глюкозы в физиологической жидкости. В некоторых вариантах осуществления изобретения блок обработки данных может входить в состав одного из следующих приборов: портативное устройство управления содержанием глюкозы в крови, устройство непрерывного измерения глюкозы в крови, портативное устройство управления содержанием глюкозы в интерстициальной жидкости и устройство непрерывного измерения глюкозы в интерстициальной жидкости.
Предпочтительные варианты системы для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента могут соответствовать описанным выше предпочтительным вариантам осуществления способа.
В соответствии с другим аспектом, который не обязательно должен использоваться в комбинации с описанными выше способом или системой для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента, изобретение позволяет реализовать способ определения в блоке обработки данных фармакокинетической кривой для активного вещества или композиции в физиологической жидкости на основании непрерывного сигнала сенсора глюкозы, входящего в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. В блоке обработки данных принимают первые измеренные данные, представляющие собой непрерывный сигнал, выдаваемый сенсором глюкозы, входящим в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. Сенсор глюкозы может быть выполнен для подкожного доступа. Сенсор глюкозы может быть выполнен для измерений в интерстициальной жидкости или крови. В блоке обработки данных получают дополнительные данные, например вторые измеренные данные, представляющие собой сигнал сенсора, относящегося к средству дополнительного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости, отличному от устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. Дополнительное мониторирование глюкозы в физиологической жидкости также может осуществляться в непрерывном режиме. Первые измеренные данные и дополнительные данные обрабатывают для определения фармакокинетической кривой активного вещества или композиции, вносящего(-ей) искажения в первые измеренные данные за счет соответствующей зависящей от времени составляющей сигнала. Дополнительные данные не искажаются относящейся к активному веществу составляющей сигнала. Поэтому, обработав первые измеренные данные и дополнительные данные, можно определить фармакокинетическую кривую. Если первые измеренные данные и дополнительные данные представляют один и тот же уровень глюкозы у пациента, но измеряются независимо, фармакокинетическую кривую можно определить простым образом путем вычитания дополнительных данных из первых измеренных данных. Таким образом, неожиданно было установлено, что результаты измерений, выполняемых для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости, могут использоваться для определения кинетического поведения активного вещества или композиции в физиологической жидкости.
В общем случае осуществление этого способа возможно и при использовании измеренных данных от сенсора, выдающего сигналы, указывающие на другой присутствующий в исследуемой физиологической жидкости аналит, такой как лактат. Физиологической жидкостью может быть, например, одна из следующих: интерстициальная жидкость, кровь, и моча. Анализировать нужно данные, происходящие по меньшей мере из двух независимых источников (например, результаты измерения, проведенного в присутствии активного компонента, и результаты измерения, проведенного в отсутствие активного компонента). Одно или несколько действий (шагов) этого способа можно комбинировать с предлагаемыми в изобретении способом или системой для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента. Кроме того, одно или несколько действий (шагов), выполняемых при осуществлении способа определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента или в соответствующей системе, можно комбинировать со способом определения фармакокинетической кривой для активного вещества или композиции в физиологической жидкости.
Данные, используемые при осуществлении способа определения фармакокинетической кривой для активного вещества или композиции в физиологической жидкости и получаемые из непрерывного сигнала сенсора глюкозы, относящегося к средству дополнительного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости, можно по меньшей мере частично брать из процесса калибровки, выполняемого в отношении устройства. Применяться могут различные методы калибровки, например путем сравнения калибровки с постоянным смещением и калибровки с калиброванным смещением.
Краткое описание чертежей
Ниже осуществление изобретения рассматривается на примере его вариантов, поясняемых чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 схематически изображены пациент и лечащий клиницист;
на фиг. 2 схематически изображен пациент с устройством непрерывного мониторирования гликемии (НМГ), амбулаторной помпой многоразового использования для инфузии инсулина, амбулаторной помпой одноразового использования для инфузии инсулина и диабет-менеджером (устройством управления диабетом);
на фиг. 3 приведена блок-схема системы лечения диабета;
на фиг. 4 приведена функциональная схема диабет-менеджера;
на фиг. 5 приведена функциональная схема устройства НМГ;
на фиг. 6 приведена блок-схема осуществления способа определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента на основании непрерывно измеряемых сигналов сенсора глюкозы,
на фиг. 7 приведены графики изменения во времени различных величин, и
на фиг. 8 приведена блок-схема осуществления способа определения фармакокинетической кривой для активного вещества или композиции в физиологической жидкости пациента на основании непрерывно измеряемых сигналов сенсора глюкозы.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показаны больной 100 диабетом и работник 101 здравоохранения в клинической обстановке. К больным диабетом относятся люди с метаболическим синдромом, преддиабетом, диабетом 1-го типа, диабетом 2-го типа и гестационным диабетом, в отношении которых ниже используется общее понятие "пациент". Круг работников здравоохранения, занятых в сфере лечения диабета, широк и включает в себя младший и средний медицинский персонал, терапевтов и эндокринологов, в отношении которых ниже используется общее понятие "клиницист".
Во время медицинской консультации пациент 100 обычно делится с клиницистом 101 своими данными различного рода, в том числе результатами измерения гликемии, данными от устройства непрерывного мониторирования гликемии, информацией о количестве инсулина, введенного путем инфузии (вливания), количестве употребляемых еды и напитков, распорядке физических упражнений и прочей информацией, касающейся образа жизни. Клиницист 101 может получать дополнительные данные пациента, включающие в себя результаты измерения HbA1C (гликированного гемоглобина), уровни холестерина, триглицериды, кровяное давление и вес пациента 100. Данные пациента могут записываться от руки или в электронной форме с помощью портативного устройства 102 управления диабетом, аналитического программного обеспечения для управления диабетом, выполняемого в персональном компьютере (ПК) 103, и/или доступного через сеть сайта с аналитической функциональностью для управления диабетом (на чертежах не показан). Клиницист 101 может анализировать данные пациента вручную или с помощью электронных средств, использующих аналитическое программное обеспечение для управления диабетом и/или доступный через сеть сайт с аналитической функциональностью для управления диабетом. Проанализировав данные пациента и проверив соблюдение пациентом 100 ранее предписанной терапии, клиницист 101 может принять решение в отношении возможного изменения назначенной пациенту 100 терапии.
Как показано на фиг. 2, пациент 100 может использовать устройство 200 непрерывного мониторирования гликемии (НМГ) и амбулаторную помпу 201 многоразового использования для инфузии инсулина или амбулаторную помпу 202 одноразового использования для инфузии инсулина (обобщенно называемые инсулиновыми помпами 201 или 202) и портативное устройство 102 управления диабетом (ниже также называемое диабет-менеджером 102). Устройство 200 НМГ использует подкожный сенсор для восприятия и контроля содержания глюкозы в подкожной жидкости пациента 100 и передает соответствующие показания сенсора портативному устройству 102 управления диабетом.
Диабет-менеджер 102 выполняет различные задачи, включая измерение и регистрацию уровней глюкозы в крови, определение количества инсулина, вводимого пациенту 100 посредством инсулиновой помпы 201 или 202, прием данных пациента посредством пользовательского интерфейса, архивацию данных пациента и т.д. Диабет-менеджер 102 периодически принимает из устройства 200 НМГ показания сенсора, указывающие уровень глюкозы в подкожной жидкости пациента 100. Диабет-менеджер 102 передает команды в инсулиновую помпу 201 или 202, вводящую инсулин в организм пациента 100. Инсулин может вводиться в форме болюсной дозы, повышающей содержание инсулина в крови пациента 100 на заданную величину. Кроме того, инсулин может вводиться по определенному графику в форме базальной дозы, поддерживающей заданный уровень инсулина в крови пациента 100.
Как показано на фиг. 3, система 300 управления диабетом, используемая пациентом 100 и клиницистом 101, включает в себя одно или несколько из следующих устройств: диабет-менеджер 102, устройство 200 непрерывного мониторирования гликемии (НМГ), инсулиновую помпу 201 или 202, мобильное устройство 301, аналитическое программное обеспечение для управления диабетом, выполняемое на ПК 103, и прочие медицинские устройства 302. Диабет-менеджер 102 выполнен в виде центрального узла системы и обменивается информацией с устройствами, входящими в систему 300 управления диабетом. В качестве альтернативы, центральным узлом системы могут служить инсулиновая помпа 202 или мобильное устройство 301. Информационное взаимодействие между различными устройствами в системе 300 управления диабетом может осуществляться с использованием беспроводных интерфейсов (например, интерфейса Bluetooth) и/или проводных интерфейсов (например, интерфейса USB). Коммуникационные протоколы, используемые этими устройствами, могут включать в себя протоколы, соответствующие стандарту ИИЭР 11073 в редакции, расширенной за счет включения норм, предусмотренных рекомендациями по проектированию, разработанными консорциумом Continua Health Alliance. Кроме того, для обмена информацией пациентом 100 и клиницистом 101 могут использоваться системы регистрации и хранения информации о состоянии здоровья, такие как Microsoft HealthVault™ и Google™ Health.
Диабет-менеджер 102 может принимать данные об уровне глюкозы из одного или нескольких источников (например, из устройства 200 НМГ). Устройство 200 НМГ непрерывно измеряет уровень глюкозы пациента 100. Устройство 200 НМГ периодически передает данные об уровне глюкозы в диабет-менеджер 102. Диабет-менеджер 102 и устройство 200 НМГ взаимодействуют по беспроводной связи с использованием частного (специализированного) протокола беспроводной связи.
Кроме того, диабет-менеджер 102 содержит глюкометр и связанный с ним порт (на чертежах не показаны). В порт вставляется полоска 303 для измерения глюкозы крови (также называемая тест-полоской). На полоску 303 для измерения глюкозы крови пациент 100 наносит пробу крови или другой физиологической жидкости. Глюкометр анализирует пробу и измеряет уровень глюкозы в пробе. Уровень глюкозы крови, измеренный во взятой пробе, и/или уровень глюкозы крови, считанный устройством 200 НМГ, может использоваться для определения количества инсулина, подлежащего введению в организм пациента 100.
Диабет-менеджер 102 взаимодействует с инсулиновой помпой 201 или 202, обмениваясь с ней информацией. Инсулиновая помпа 201 или 202 может быть настроена для приема из диабет-менеджера 102 команд на введение в организм пациента 100 заданного количества инсулина. Кроме того, инсулиновая помпа 201 или 202 может принимать иную информацию, в том числе распорядок приема пищи и/или физических упражнений пациента 100. На основании этой дополнительной информации инсулиновая помпа 201 или 202 может определять вводимое пациенту количество инсулина.
Инсулиновая помпа 201 или 202 также может передавать данные в диабет-менеджер 102. К передаваемым данным могут относиться количества инсулина, вводившиеся пациенту 100, соответствующие моменты времени введения инсулина и состояние помпы. Диабет-менеджер 102 и инсулиновая помпа 201 или 202 могут взаимодействовать по протоколу беспроводной связи, такому как Bluetooth. Могут использоваться и другие протоколы беспроводной или проводной связи.
Диабет-менеджер 102 также может взаимодействовать с другими медицинскими устройствами 302. К таким другим медицинским устройствам 302 могут относиться, например, тонометр (прибор для измерения артериального давления), весы, шагомер, пальцевой пульсовой оксиметр, термометр и т.д. Другие медицинские устройства 302 получают и передают в диабет-менеджер 102 персональную информацию о состоянии здоровья пациента 100 посредством беспроводного интерфейса, USB-разъемов или иных интерфейсов. Другие медицинские устройства 302 используют коммуникационные протоколы, соответствующие стандарту ИСО/ИИЭР 11073 в редакции, расширенной за счет включения норм, предусмотренных рекомендациями консорциума Continua Health Alliance. Диабет-менеджер 102 может взаимодействовать с другими медицинскими устройствами 302 с использованием интерфейсов, включающих Bluetooth, USB и т.д. Кроме того, через диабет-менеджер 102 устройства, входящие в систему 300 управления диабетом, могут взаимодействовать друг с другом.
Диабет-менеджер 102 может взаимодействовать с ПК 103 с использованием интерфейсов Bluetooth, USB или других интерфейсов. Выполняемое на ПК 103 программное обеспечение для управления диабетом включает в себя анализатор-конфигуратор, хранящий информацию о конфигурации устройств, входящих в систему 300 управления диабетом. Конфигуратор имеет базу данных для хранения информации о конфигурации диабет-менеджера 102 и других устройств. Конфигуратор может взаимодействовать с пользователями посредством стандартных страниц сетевых приложений или компьютерных экранов в несетевых приложениях. Конфигуратор передает одобренные пользователем конфигурации в устройства, входящие в систему 300 управления диабетом. Анализатор выбирает данные из диабет-менеджера 102, сохраняет эти данные в базе данных и выводит результаты анализа посредством стандартных страниц сетевых приложений или компьютерных экранов в несетевых приложениях.
Диабет-менеджер 102 может взаимодействовать с мобильным устройством 301, обмениваясь данными по технологии Bluetooth. Мобильное устройство 301 может включать в себя сотовый телефон, легкий портативный компьютер (PDA) или пейджер. Через мобильное устройство 301 диабет-менеджер 102 может посылать сообщения во внешнюю сеть. На основании запросов, получаемых из диабет-менеджера 102, мобильное устройство 301 может передавать сообщения во внешнюю сеть.
В некоторых вариантах осуществления изобретения устройство 200 НМГ измеряет уровень глюкозы в интерстициальной жидкости пациента 100 путем измерения (выборки) значений тока. Уровень глюкозы в интерстициальной жидкости, а соответственно, и измеренный ток, соотносится с уровнем глюкозы пациента 100. Для точной оценки уровня глюкозы пациента 100 по уровню глюкозы в интерстициальной жидкости, измеряемому устройством 200 НМГ, диабет-менеджер 102 может периодически калиброваться.
Диабет-менеджер 102 можно калибровать, определяя калибровочное уравнение по результату по меньшей мере одной выборки силы тока и по меньшей мере одного измерения глюкозы в крови. При этом может приниматься допущение, что в пределах нормального диапазона измерений, приблизительно составляющего от 40 до 400 миллиграммов на децилитр (мг/дл), измеряемая устройством 200 НМГ сила тока и уровень глюкозы в крови пациента 100 связаны линейной зависимостью. Исходя из этого допущения линейной зависимости, калибровочное уравнение может быть линейным уравнением, связывающим результат одного или нескольких измерений силы тока с оценочным уровнем глюкозы пациента. После калибровки диабет-менеджер 102 может определять оценочный уровень гликемии пациента 100 на основании калибровочного уравнения и силы тока, периодически измеряемой устройством 200 НМГ.
Как показано на фиг. 4, рассматриваемый в качестве примера диабет-менеджер 102 включает в себя модуль 400 измерения глюкозы крови, коммуникационный модуль 401, модуль 402 пользовательских интерфейсов, пользовательские интерфейсы 403, процессорный модуль 404, запоминающее устройство 405 и модуль 406 питания. Модуль 402 пользовательских интерфейсов и процессорный модуль 404 могут быть реализованы модулем 407 обработки приложений. Модуль 400 измерения глюкозы крови включает в себя измерительный прибор для измерения глюкозы крови, который анализирует пробы, предоставляемые пациентом 100 на полоске 303 для измерения глюкозы крови, и измеряет содержание глюкозы в пробах крови. Коммуникационный модуль 401 может включать в себя несколько средств радиосвязи, взаимодействующих с различными устройствами, входящими в систему 300 управления диабетом. Модуль 402 пользовательских интерфейсов связывает диабет-менеджер 102 с различными пользовательскими интерфейсами 403, которые пациент 100 может использовать для взаимодействия с диабет-менеджером 102. Например, к пользовательским интерфейсам 403 могут относиться клавиши, выключатели, дисплей, громкоговоритель, микрофон, порт для карт Secure Digital (SD) и/или USB-порт (на чертежах не показаны).
Процессорный модуль 404 обрабатывает данные, поступающие из модуля 400 измерения глюкозы крови, коммуникационного модуля 401 и модуля 402 пользовательских интерфейсов. Для обработки и сохранения данных процессорный модуль 404 использует запоминающее устройство 405. Запоминающее устройство 405 может включать в себя энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство. Процессорный модуль 404 выдает данные на пользовательские интерфейсы 403 и принимает данные от пользовательских интерфейсов 403 через модуль 402 пользовательских интерфейсов. Вывод процессорным модулем 404 данных в устройства, входящие в систему 300 управления диабетом, и прием процессорным модулем 404 данных от этих устройств осуществляется посредством коммуникационного модуля 401. Модуль 406 питания снабжает энергией компоненты диабет-менеджера 102. Модуль 406 питания может включать в себя перезаряжаемую батарею или другой источник энергии. Батарея может перезаряжаться, например, с помощью адаптера, вставляемого в настенную розетку, и/или через USB-порт, имеющийся у диабет-менеджера 102.
На фиг. 5 показано рассматриваемое в качестве примера устройство 200 непрерывного мониторирования гликемии (НМГ), которое включает в себя сенсор 500, коммуникационный модуль 501, процессорный модуль 502, запоминающее устройство 503 и модуль 504 питания. Сенсор 500 может контролировать состояние пациента 100, связанное с уровнем глюкозы пациента 100. Например, сенсор 500, самостоятельно или совместно с процессорным модулем 502, может периодически измерять значение тока, которое соответствует уровню глюкозы в интерстициальной жидкости пациента 100. Коммуникационный модуль 501 может включать в себя одно или несколько средств радиосвязи, взаимодействующих с различными устройствами, входящими в систему 300 управления диабетом.
Процессорный модуль 502 обрабатывает данные, поступающие от сенсора 500 и коммуникационного модуля 501. Для обработки и сохранения данных процессорный модуль 502 использует запоминающее устройство 503. Запоминающее устройство 503 может включать в себя энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство. Вывод процессорным модулем 502 данных в устройства, входящие в систему 300 управления диабетом (например, диабет-менеджер 102), и прием процессорным модулем 502 данных из этих устройств осуществляется посредством коммуникационного модуля 501. Модуль 504 питания снабжает энергией компоненты устройства 200 НМГ. В некоторых вариантах осуществления изобретения модуль 504 питания включает в себя аккумуляторную батарею или другой источник питания. Источник питания может включать в себя батарею, которая может перезаряжаться, например, с помощью адаптера, вставляемого в настенную розетку.
На фиг. 6 представлен рассматриваемый в качестве примера способ 600 определения непрерывного уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента. Осуществление способа 600 начинается на шаге 601, на котором в блоке обработки данных принимают измеренные данные. Блок обработки данных может быть предусмотрен, например, в портативном устройстве 102 управления диабетом или в устройстве 200 непрерывного мониторирования уровня глюкозы. Блоком обработки данных может быть снабжен процессорный модуль 404 или 502. Принимаемые измеренные данные представляют собой непрерывный сигнал, выдаваемый сенсором глюкозы, таким как сенсор 500.
На шаге 602 в блоке обработки данных принимают калибровочные данные, представляющие собой зависящий от времени сигнал сенсора глюкозы, используемого для регистрации вышеупомянутого непрерывного сигнала, при нулевом уровне глюкозы. Сигнал сенсора глюкозы при ее нулевом уровне отличен от нулевого выходного сигнала (т.е. выходного сигнала, фактическое значение которого равно нулю, или не поддающегося обнаружению сигнала) и может иметь составляющую, обусловленную реакцией сенсора на присутствие в исследуемой физиологической жидкости (крови) одного или нескольких активных веществ, отличных от глюкозы. На шаге 603 определяют непрерывный уровень глюкозы в крови путем выполнения в блоке обработки данных обработки по меньшей мере измеренных данных и калибровочных данных, включающей вычитание сигнала при нулевом уровне глюкозы из непрерывного сигнала, выдаваемого сенсором глюкозы. Затем составляющие сигнала сенсора, обусловленные присутствие любого отличного от глюкозы вещества, удаляют. Такую обработку сигналов можно рассматривать как калибровку (часть калибровки).
Калибровочные данные могут представлять собой сигнал при нулевом уровне глюкозы, который содержит составляющую, указывающую на присутствие в физиологической жидкости, в которой определяют уровень глюкозы, по меньшей мере одного мешающего (определению глюкозы) вещества. Например, пациент может принять аспирин, длящееся во времени разложение которого может привести к тому, что в сигнале сенсора появится соответствующая зависящая от времени составляющая. Информацию о зависимости разложения аспирина от времени можно взять, например, из публикации С. Bogentoft и др.: Influence of Food on the Absorption of Acetylsalicylic Acid from Enteric-Coated Dosage Forms, Europ. J. clin. Pharmacol. 14, 351-355 (1978).
Сенсор глюкозы реагирует на присутствие мешающего (постороннего) вещества в исследуемой физиологической жидкости, например, в крови или интерстициальной жидкости. Следовательно, электрический выходной сигнал сенсора глюкозы подвержен искажению, влияющему на сигнал при нулевом уровне глюкозы.
Для дальнейшего пояснения сущности изобретения на фиг. 7а-7г показаны кривые изменения уровня сигналов по времени, полученные путем моделирования. На фиг. 7а показан изменяющийся во времени непрерывный сигнал, представляющий сигнал сенсора глюкозы, например токовый сигнал, искажение которого мешающим веществом начинается в момент времени 2800 мин. Смоделированная временная зависимость для вносящего искажения сигнала показана на фиг. 7б.
На фиг. 7в кривая А представляет непрерывный уровень глюкозы без коррекции, выведенной из кривой сигнала сенсора, показанной на фиг. 7а. Кривая В представляет скорректированный непрерывный уровень глюкозы, полученный путем вычитания вносящего искажения сигнала, обусловленного присутствием мешающего вещества. Наконец, на фиг. 7г показана разность между кривыми А и В, показанными на фиг. 7в. Такая кривая представляет фармакокинетическое поведение мешающей композиции в исследуемой физиологической жидкости. В пределах уровня шума сенсора, которым регистрируют сигналы, фиг. 7г напоминает кривую на фиг. 7б.
На фиг. 8 представлен рассматриваемый в качестве примера способ 800 выполняемого в блоке обработки данных определения фармакокинетической кривой для активного вещества или композиции в физиологической жидкости на основании непрерывного сигнала сенсора глюкозы, входящего в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. Осуществление способа 800 начинается на шаге 801, на котором в блоке обработки данных принимают первые измеренные данные, представляющие непрерывный сигнал, выдаваемый сенсором глюкозы, входящим в состав устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. Сенсор глюкозы может быть выполнен для подкожного доступа. Блок обработки данных может быть предусмотрен, например, в портативном устройстве 102 управления диабетом или устройстве 200 непрерывного мониторирования уровня глюкозы. Блоком обработки данных может быть снабжен процессорный модуль 404 или 502. Принимаемые измеренные данные представляют собой непрерывный сигнал, выдаваемый сенсором глюкозы, таким как сенсор 500.
На шаге 802 в блоке обработки данных получают вторые измеренные данные, представляющие собой сигнал сенсора, относящегося к средству дополнительного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости, отличному от устройства непрерывного мониторирования глюкозы в физиологической жидкости. Дополнительное мониторирование глюкозы в физиологической жидкости также может осуществляться в непрерывном режиме. Первые и вторые измеренные данные обрабатывают для определения фармакокинетической кривой активного вещества или композиции, вносящего(-ей) искажения в первые измеренные данные за счет соответствующей зависящей от времени составляющей сигнала. Вторые измеренные данные не искажаются относящейся к активному веществу составляющей сигнала. Поэтому, обработав первые и вторые измеренные данные (шаг 803), можно определить фармакокинетическую кривую. Если первые и вторые измеренные данные представляют один и тот же уровень глюкозы у пациента, но измеряются независимо, фармакокинетическую кривую можно определить простым образом путем вычитания вторых измеренных данных из первых измеренных данных. Таким образом, неожиданно было установлено, что результаты измерений, выполняемых для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости, могут использоваться для определения кинетического поведения активного вещества или композиции в физиологической жидкости.
В общем случае осуществление способа 800 возможно и при использовании измеренных данных от сенсора, выдающего сигналы, указывающие на другой присутствующий в исследуемой физиологической жидкости аналит, такой как лактат. Физиологической жидкостью может быть не только кровь, но, например, и моча или интерстициальная жидкость. Анализировать нужно результаты по меньшей мере двух независимых измерений (результаты измерения, проведенного в присутствии активного компонента, и результаты измерения, проведенного в отсутствие активного компонента). Одно или несколько действий (шагов) способа 800 можно комбинировать со способом 600 или системой для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента. Кроме того, одно или несколько действий (шагов), выполняемых при осуществлении способа 600 или в соответствующей системе для определения уровня глюкозы в физиологической жидкости пациента, можно комбинировать со способом 800 определения фармакокинетической кривой для активного вещества или композиции в физиологической жидкости.