СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ОЦЕНИВАНИЯ РИСКА, СВЯЗАННОГО С ГЛИКЕМИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ
SYSTEM AND METHOD FOR ASSESSING RISK ASSOCIATED WITH GLYCEMIC STATE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к непрерывному мониторированию гликемии (НМГ) и, в частности, к системам и способам для оценивания риска, связанного с гликемическим состоянием.
Уровень техники
Биологическое мониторирование обеспечивает специалистов в области здравоохранения и пациентов биологическими данными, которые могут использоваться для лечения связанного с биологическими данными медицинского состояния и/или управления им. Например, приборы для непрерывного мониторирования гликемии (НМГ), которое также известно как непрерывное исследование гликемии, позволяют получать данные, относящиеся к регистрируемому уровню или концентрации глюкозы, содержащейся в крови страдающих диабетом людей (уровень гликемии). Для того чтобы на основе измеренного уровня гликемии оценивать риск для страдающего диабетом человека, из данных гликемии можно выводить метрики риска. Однако существующие метрики риска часто не учитывают скорости изменения данных гликемии и неопределенность, связанную с точностью данных гликемии. По этой причине существующие метрики риска часто непригодны для использования в качестве метрик для оптимизации лечения или для оценки общей величины риска для всего окна результатов измерений при НМГ.
1,0804
2
Например, известная метрика риска содержит функцию риска, иллюстрируемую на фиг. 1 графиком 10 и предложенную в следующей работе: Kovatchev, В.P. et al, Symmetrization of the Blood Glucose Measurement Scale and its Applications, Diabetes Care, 1997, 20, 1655-1658 (Ковачев Б.П. и соавт."Симметризация шкалы измерения гликемии и ее приложения"). Предложенная Ковачевым функция риска, представленная на фиг. 1, определяется уравнением h(g)=[1,509(log(g)-5,381)], где g - концентрация глюкозы в крови (выраженная в миллиграммах на децилитр, или мг/дл), отложенная по оси абсцисс, a h(g) - соответствующее значение штрафа, отложенное по оси ординат. Значение штрафа (т.е. риска), получаемое с помощью функции Ковачева, является статическим в том смысле, что штраф зависит только от уровня гликемии. Минимальный (нулевой) риск имеет место при значении 112,5 мг/дл, соответствующем участку 12 кривой, показанной на фиг. 1. При приближении уровня гликемии к гипогликемии (участок 14) риск нарастает значительно быстрее, чем при приближении уровня гликемии к гипергликемии (участок 16).
Предложенная Ковачевым функция риска не учитывает скорости изменения уровня гликемии, а также неопределенности, связанной с измеренным уровнем глюкозы. Например, риск для пациента, связанный с уровнем глюкозы 100 мг/дл и его быстрым падением, будет явно выше, чем риск, связанный с уровнем глюкозы 100 мг/дл при постоянной скорости его изменения. Далее, результаты измерения гликемии, полученные от датчика содержания глюкозы, могут содержать шум датчика, например шум, обусловленный физическим перемещением датчика содержания глюкозы относительно тела человека, или электрический шум, присущий датчику содержания глюкозы. Кроме того, датчик содержания глюкозы может быть неисправным или может работать со сбоями, например из-за отказа электроники или аккумуляторной батареи либо из-за отделения или выпадения датчика. По этой причине измеренный уровень гликемии может быть неточным. Значения штрафа, получаемые с помощью функции Ковачева, такой неопределенности в измеренном уровне гликемии не учитывают.
Соответственно, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают получение метрик риска, связанных с результатами измерений при НМГ и учитывающих уровень гликемии, скорость изменения уровня гликемии и/или неопределенность, связанную с уровнем гликемии и скоростью его изменения. Далее, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают вычисление целевого пути возврата от данного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, осуществляемое на основе одной или нескольких метрик риска, связанных с промежуточными гликемическими состояниями целевого пути возврата.
Раскрытие изобретения
В качестве одного объекта настоящего изобретения предлагается способ анализа гликемического состояния. При осуществлении предлагаемого в изобретении способа посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства определяют целевое гликемическое состояние (целевое состояние гликемии), включающее в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии. Кроме того, при осуществлении предлагаемого в изобретении способа посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства определяют исходное гликемическое состояние (исходное состояние гликемии), включающее в себя исходный уровень гликемии и исходную скорость изменения исходного уровня гликемии, причем под гликемией понимается содержание глюкозы в крови или другой физиологической жидкости. Исходное гликемическое состояние отличается от целевого гликемического состояния. Кроме того, при осуществлении предлагаемого в изобретении способа посредством логики анализа рисков, имеющейся в по меньшей мере одном вычислительном устройстве, вычисляю! целевой путь возврата для перехода от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Целевой путь возврата рассчитывается логикой анализа рисков на основании риска, связанного с по меньшей мере одним промежуточным гликемическим состоянием на целевом пути возврата.
В качестве другого объекта настоящего изобретения предлагается способ анализа гликемического состояния страдающего диабетом человека. При осуществлении этого способа посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства регистрируют гликемическое состояние человека на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика содержания глюкозы. Зарегистрированное гликемическое состояние включает в себя уровень гликемии человека и скорость изменения уровня гликемии. Далее, посредством логики анализа рисков, имеющейся в по меньшей мере одном вычислительном устройстве, определяют целевой путь возврата для перехода от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Целевое гликемическое состояние включает в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии. Целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Также посредством логики анализа рисков, имеющейся в по меньшей мере одном вычислительном устройстве, вычисляют по меньшей мере одну метрику риска, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния на целевом пути возврата.
В качестве еще одного объекта настоящего изобретения предлагается энергонезависимый машиночитаемый носитель данных. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных содержит выполняемые команды, при выполнении которых по меньшей мере одним процессором указанный процессор определяет целевое гликемическое состояние, включающее в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии. Далее, при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор определяет исходное гликемическое состояние, включающее в себя исходный уровень гликемии и исходную скорость изменения исходного уровня гликемии. Исходное гликемическое состояние отличается от целевого гликемического состояния. При выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также вычисляет целевой путь возврата для перехода от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Целевой путь возврата вычисляется по меньшей мере одним процессором на основании риска, связанного с по меньшей мере одним промежуточным гликемическим состоянием на целевом пути возврата.
В качестве еще одного объекта настоящего изобретения предлагается энергонезависимый машиночитаемый носитель данных. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных содержит выполняемые команды, при выполнении которых по меньшей мере одним процессором указанный процессор регистрирует гликемическое состояние человека на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика содержания глюкозы. Зарегистрированное гликемическое состояние включает в себя уровень гликемии человека и скорость изменения уровня гликемии. Далее, при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор определяет целевой путь возврата для перехода от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Целевое гликемическое состояние включает в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии. Целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. При выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также вычисляет по меньшей мере одну метрику риска, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния на целевом пути возврата.
Краткое описание чертежей
Особенности и преимущества настоящего изобретения наглядно представлены для специалистов в нижеследующем подробном описании, поясняемом прилагаемыми чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - известная функция риска для оценивания риска, связанного с уровнем гликемии;
на фиг. 1А - еще одна приведенная в качестве примера функция риска для оценивания риска, связанного с уровнем гликемии;
на фиг. 2 - схема системы непрерывного мониторирования гликемии (НМГ), используемой в одном или нескольких вариантах осуществления изобретения, рассматриваемых в настоящем описании;
на фиг. 3 - схема приведенного в качестве примера вычислительного устройства, входящего в состав показанной на фиг. 2 системы НМГ и содержащего логику анализа рисков;
на фиг. 4 и 5 - блок-схема приведенного в качестве примера способа управления работой показанного на фиг. 3 вычислительного устройства для вычисления пути возврата к целевому гликемическому состоянию из множества гликемических состояний на основании по меньшей мере одной метрики риска;
на фиг. 6 - приведенная в качестве примера матрица штрафов, которая заполняется при осуществлении показанного на фиг. 4 и 5 способа и которая может функционировать в качестве справочной таблицы для данного гликемического состояния;
на фиг. 7 - поверхностный график, иллюстрирующий в качестве примера накопленные значения штрафа для набора гликемических состояний, вычисленные способом, показанным на фиг. 4 и 5;
на фиг. 8 - поверхностный график, иллюстрирующий в качестве примера общие времена возврата к целевому гликемическому состоянию из набора гликемических состояний, вычисленные способом, показанным на фиг. 4 и 5;
на фиг. 9 - поверхностный график, иллюстрирующий в качестве примера максимальные значения штрафа для набора гликемических состояний, вычисленные способом, показанным на фиг. 4 и 5;
на фиг. 10 - поверхностный график, иллюстрирующий в качестве примера средние коэффициенты штрафа для набора гликемических состояний, вычисленные способом, показанным па фиг. 4 и 5;
на фиг. 11 - поверхностный график, иллюстрирующий в качестве примера снабженные знаком максимальные значения штрафа для набора гликемических состояний, вычисленные способом, показанным на фиг. 4 и 5;
на фиг. 12 - поверхностный график, иллюстрирующий в качестве примера накопленные значения штрафа для набора гликемических состояний и распределение вероятностей, связанное с гликемическим состоянием;
на фиг. 13 - приведенный в качестве примера график истории результатов НМГ, характеризующийся низкими накопленными значениями штрафа для гликемических состояний, входящих в историю результатов НМГ;
на фиг. 14 - еще один приведенный в качестве примера график истории результатов НМГ, характеризующийся умеренными накопленными значениями штрафа для гликемических состояний, входящих в историю результатов НМГ;
на фиг. 15 - еще один приведенный в качестве примера график истории результатов НМГ, характеризующийся высокими накопленными значениями штрафа для гликемических состояний, входящих в историю результатов НМГ;
на фиг. 16 - блок-схема еще одного приведенного в качестве примера способа управления работой показанного на фиг. 3 вычислительного устройства для вычисления целевого пути возврата от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию;
на фиг. 17 - блок-схема еще одного приведенного в качестве примера способа управления работой показанного на фиг. 3 вычислительного устройства для определения метрики риска, связанной с зарегистрированным гликемическим состоянием; и
на фиг. 18 - три приведенных в качестве примера поверхностных графика, на которых представлены приведенные в качестве примера накопленные значения штрафа для набора гликемических состояний, вычисленные показанным на фиг. 4 и 5 способом на основании функции риска, показанной на фиг. 1А.
Осуществление изобретения
Для облегчения понимания сущности настоящего изобретения ниже рассматриваются варианты его осуществления, поясняемые чертежами и описываемые с использованием специальной терминологии. При этом следует иметь в виду, что рассматриваемые варианты не ограничивают возможностей осуществления изобретения.
Термин "логика" или "управляющая логика" в контексте данного описания может включать в себя изменяемое и/или встроенное (зашитое) программное обеспечение, выполняющееся в одном или нескольких программируемых процессорах, в специализированных (заказных) интегральных схемах (ASIC), в программируемых пользователем вентильных матрицах (ППВМ), в цифровых сигнальных процессорах (ЦСП), в жесткой логике (логических схемах с жесткими, или постоянными, соединениями) или в комбинациях вышеперечисленного. Таким образом, в соответствии с вариантами осуществления изобретения различная логика может быть реализована любым подходящим образом и при этом будет оставаться в соответствии с раскрытыми в настоящем описании вариантами осуществления изобретения.
В контексте данного описания под "измеренными значениями гликемии" или "результатами измерения гликемии" понимаются уровни гликемии человека, измеряемые датчиком содержания глюкозы, под "фактическим уровнем гликемии" понимается действительный уровень гликемии человека, а под "оцененным уровнем гликемии" понимается оценка уровня гликемии человека, которая может быть основана на измеренных значениях гликемии.
На фиг. 1А показана еще одна приведенная в качестве примера функция 30 риска, используемая для вычисления статических значений штрафа для данного уровня гликемии. Функция 30 риска определена следующим уравнением:
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
где g - уровень гликемии (мг/дл), отложенный по оси абсцисс, h(g) - соответствующее статическое значение штрафа, отложенное по оси ординат, a g и g - уровни гликемии, определяющие границы диапазона целевых значений гликемии (g≤g≤g) или одно целевое значение гликемии (g=g). В рассматриваемом варианте осуществления изобретения переменные α, β, и с определены следующим образом: α=1,509, β=5,381, и с=1,084. В иллюстративных целях диапазон целевых значений гликемии (g≤g≤g) имеет соответствующее значение штрафа, равное нулю, как это показано в уравнении (1). При целевом уровне гликемии g=g=112,5 мг/дл функция 30 риска дает кривую 32 риска, показанную на фиг. 1А и соответствующую функции Ковачева. При g=75 мг/дл и g=125 мг/дл функция 30 риска дает кривую 34 риска, показанную на фиг. 1А. При этом кривая 34 риска позволяет получить значения штрафа для данного гликемического состояния, когда целевой диапазон значений гликемии определен как составляющий от 75 до 125 мг/дл. Могут быть предусмотрены и другие подходящие целевые уровни/диапазоны гликемии и значения штрафа, соответствующие этим целевым уровням/диапазонам гликемии.
На фиг. 2 в качестве примера осуществления изобретения приведена схема системы 50 непрерывного мониторирования гликемии (НМГ), предназначенная для мониторирования, или отслеживания, уровня гликемии человека, страдающего диабетом. В частности, система 50 НМГ выполнена с возможностью сбора значений гликемии, измеряемых с заданным регулируемым интервалом, например каждую минуту, каждые пять минут или с другими подходящими интервалами. Система 50 НМГ в качестве иллюстрации содержит датчик 56 содержания глюкозы, имеющий иглу или зонд 58, введенный под кожу 52 человека. Кончик иглы 58 при этом находится в интерстициальной жидкости 54, такой как кровь или другая физиологическая жидкость, в результате чего результаты измерений, выполняемых датчиком 56 содержания глюкозы, основаны на уровне глюкозы в интерстициальной жидкости 54. Датчик 56 содержания глюкозы установлен в области живота человека или в другом подходящем месте. В одном варианте осуществления изобретения датчик 56 содержания глюкозы периодически калибруют для повышения его точности. Эта периодическая калибровка может способствовать коррекции дрейфа показаний датчика, обусловленного ухудшением характеристик датчика и изменениями в физическом состоянии места введения датчика. Датчик 56 содержания глюкозы также может содержать другие компоненты, в том числе (без ограничения) беспроводной передатчик 60 и антенну 62. Хотя в качестве иллюстрации в датчике 56 содержания глюкозы используется игла 58, обеспечивающая доступ к крови или другой жидкости человека, датчик 56 содержания глюкозы может использовать и другие подходящие приборы для проведения измерений, такие как неинвазивный прибор (например, датчик инфракрасного света).
При выполнении измерения датчик 56 содержания глюкозы передает измеренное значение гликемии, т.е. результат соответствующего измерения, по линии 64 связи в вычислительное устройство 66, которым является, в качестве иллюстрации, монитор 66 содержания глюкозы. Линия 64 связи является, в качестве иллюстрации, беспроводной, например радиочастотной или использующей другие частоты, подходящие для беспроводной передачи, и результаты измерения гликемии передаются по такой линии связи посредством электромагнитных волн. Примером системы беспроводной радиосвязи является система типа Bluetooth, использующая частоту, приблизительно составляющую 2,4 гигагерца (ГГц). В качества еще одного примера схемы беспроводной связи можно назвать системы беспроводной связи с использованием инфракрасного света, например системы, поддерживаемые Ассоциацией инфракрасной передачи данных (InfraRed Data Association, сокр. IrDA). Могут быть предусмотрены и другие подходящие типы беспроводной связи. Линия 64 связи может быть однонаправленной или односторонней (т.е. данные передаются только от датчика 56 содержания глюкозы в вычислительное устройство 66) либо двунаправленной или двусторонней (т.е. данные передаются между датчиком 56 содержания глюкозы и вычислительным устройством 66 в обоих направлениях). Кроме того, линия 64 связи может обеспечивать передачу данных между двумя или более устройствами, например между датчиком 56 содержания глюкозы, вычислительным устройством 66, терапевтическим устройством (например инсулиновой помпой) и другими подходящими устройствами или системами. Хотя на фиг. 2 показана беспроводная линия 64 связи, в качестве альтернативы ей может быть предусмотрена проводная линия связи, например канал проводной связи по технологии Ethernet. Могут использоваться и другие подходящие общественные или частные проводные или беспроводные линии связи.
На фиг. 3 показано приведенное в качестве примера вычислительное устройство 66, входящее в состав показанной на фиг. 2 системы 50 НМГ. Вычислительное устройство 66 содержит по меньшей мере один процессор 72, выполняющее программный код изменяемого и/или встроенного программного обеспечения, хранящегося в запоминающем устройстве 76 вычислительного устройства 66. Программный код изменяемого/встроенного программного обеспечения содержит команды, при выполнении которых процессором 72 вычислительного устройства 66 обеспечивается выполнение вычислительным устройством 66 функций, рассматриваемых в настоящем описании. В качестве альтернативы, вычислительное устройство 66 может содержать один/одну или несколько специализированных (заказных) интегральных схем (ASIC), программируемых пользователем вентильных матриц (ППВМ), цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), жесткую логику или комбинации вышеперечисленного. Хотя в качестве иллюстрации вычислительное устройство 66 представляет собой монитор 66 гликемии, могут быть предусмотрены и другие подходящие вычислительные устройства 66, такие, например, как настольные компьютеры, переносные компьютеры (ноутбуки), компьютерные серверы, персональные цифровые ассистенты (PDA), смартфоны, сотовые устройства, планшетные компьютеры, инфузионные помпы (насосы), интегрированное устройство, включающее в себя процессор для измерений гликемии и персональный цифровой ассистент или сотовый телефон и т.д. Хотя вычислительное устройство 66 представлено для наглядности как одно вычислительное устройство 66, может быть предусмотрено несколько вычислительных устройств, используемых совместно для выполнения рассматриваемых в настоящем описании функций вычислительного устройства 66.
Запоминающее устройство 76 представляет собой любой подходящий машиночитаемый носитель данных, доступный для процессора 72. Запоминающее устройство 76 может представлять собой один накопитель или несколько накопителей, может быть расположен внутри или вне вычислительного устройства 66 и может включать в себя как энергозависимые, так и энергонезависимые носители данных. Кроме того, запоминающее устройство 76 может включать в себя съемные и/или несъемные носители данных. Приведенное в качестве примера запоминающее устройство 76 включает в себя запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ), флэш-память, компакт-диск, доступный только для чтения (CD-ROM), универсальный цифровой диск (DVD) или другой накопитель на оптических дисках, магнитный накопитель или любой другой подходящий носитель, который выполнен с возможностью хранения данных и доступен для вычислительного устройства 66.
Вычислительное устройство 66 также содержит устройство 74 ввода, электрически связанное с процессором 72. Устройство 74 ввода включает в себя любой подходящий модуль беспроводной и/или проводной связи, выполненный с возможностью передачи данных между процессором 72 и датчиком 56 содержания глюкозы по линии 64 связи. В одном варианте осуществления изобретения устройство 74 ввода содержит антенну 70 (фиг. 2) для беспроводного приема и/или беспроводной передачи данных по линии 64 связи. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения устройство 74 ввода выполнено с возможностью приема данных, таких как результаты измерения гликемии, от показанного на фиг. 2 датчика 56 содержания глюкозы и предоставления принятых данных процессору 72. Вычислительное устройство 66 сохраняет в запоминающем устройстве 76 результаты измерения гликемии, принятые от датчика 56 содержания глюкозы посредством устройства 74 ввода.
Вычислительное устройство 66 также содержит дисплей 68, электрически связанный с процессором 72. Дисплей 68 может быть построен на базе любой подходящий технологии отображения информации (например, на базе технологии жидких кристаллов и т.д.) с возможностью отображения для пользователя информации, выдаваемой процессором 72. Процессор 72 выполнен с возможностью передачи дисплею 68 информации, относящейся к зарегистрированному или оцененному гликемическому состоянию человека. Отображаемая информация может включать в себя оцененное гликемическое состояние человека и/или гликемическое состояние человека, прогнозируемое в некоторый момент времени в будущем. Гликемическое состояние может включать в себя оцененный уровень гликемии и/или оцененную скорость изменения уровня гликемии. Отображаемая информация может также включать в себя оценку качества или неопределенность оцененного уровня гликемии. Кроме того, отображаемая информация может включать в себя предупреждения, тревожные сообщения и т.д., касающиеся того, является ли оцененный или прогнозный уровень гликемии человека гипогликемическим или гипергликемическим. Например, предупреждение может выдаваться, если уровень гликемии человека упал (или по прогнозу упадет) ниже заданного гипогликемического порога, такого как 50 миллиграммов глюкозы на децилитр крови (мг/дл). Вычислительное устройство 66 также может быть выполнено с возможностью передачи человеку информации или предупреждения тактильным путем, например с помощью вибрации.
В одном из вариантов осуществления изобретения вычислительное устройство 66 связано с удаленным вычислительным устройством, например с удаленным вычислительным устройством, находящимся в распоряжении лица, осуществляющего уход, или в месте, доступном для лица, осуществляющего уход, и между этими устройствами передаются данные (например, данные гликемии или другие физиологические данные). В этом варианте осуществления изобретения вычислительное устройство 66 и удаленное устройство выполнены с возможностью передачи физиологических данных посредством информационного соединения, например через Интернет или средства сотовой связи, либо путем физического перемещения запоминающего устройства, такого как дискета, USB-носитель (носитель данных с интерфейсом универсальной последовательной шины), компакт-диск или другое портативное запоминающее устройство.
Как это подробнее обсуждается в настоящем описании, процессор 72 вычислительного устройства 66 содержит логику 80 анализа рисков, выполненную с возможностью вычисления целевого пути возврата от каждого из множества данных гликемических состояний к целевому гликемическому состоянию. Накопленные, или суммарные, значения штрафа, связанные с целевыми путями возврата, хранятся в матрице, которая может использоваться в качестве справочной таблицы, как это обсуждается в настоящем описании. В качестве иллюстрации, целевое гликемическое состояние является оптимальным, или идеальным, гликемическим состоянием, с которым не связано никакого риска, хотя в принципе может быть задано любое подходящее целевое гликемическое состояние. Каждый целевой путь возврата состоит из множества гликемических состояний, являющимися промежуточными, т.е. находящимися между данным (текущим) гликемическим состоянием и оптимальным гликемическим состоянием. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения каждый путь возврата вычисляется из условия минимизации общего расчетного, или оценочного, риска, связанного с промежуточными гликемическими состояниями, находящимися на пути возврата. На основании вычисленного пути возврата вычислительным устройством 66 могут применяться различные стратегии управления, например коррекция лечения человека. Кроме того, управляющая логика 80 анализа рисков вычисляет множество метрик риска, связанных с каждым данным гликемическим состоянием, на основании вычисленного пути возврата из данного гликемического состояния. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения управляющая логика 80 анализа рисков также выполнена с возможностью анализа результатов измерения гликемии, получаемых с помощью датчика 56 содержания глюкозы, для определения вероятности точности показаний датчика 56 содержания глюкозы. Кроме того, вычислительное устройство 66 содержит рекурсивный фильтр 82, выполненный с возможностью оценивания гликемического состояния человека путем взвешивания результатов измерения гликемии по вероятности точности показаний датчика содержания глюкозы, т.е. с использованием такой вероятности. Далее, логика 80 анализа рисков выполнена с возможностью вычисления риска, связанного с зарегистрированным, т.е. измеренным, гликемическим состоянием, на основании значения штрафа, связанного с этим зарегистрированным гликемическим состоянием, и на основании неопределенности зарегистрированного гликемического состояния, как это обсуждается в настоящем описании.
На фиг. 4 и 5 представлена блок-схема 100 приведенного в качестве примера итерационного способа, выполняемого посредством имеющейся в процессоре 72 логики 80 анализа рисков с целью вычисления пути возврата к целевому гликемическому состоянию для каждого из множества гликемических состояний на основании по меньшей мере одной метрики риска. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения логика 80 вычисляет целевой путь возврата для каждого гликемического состояния путем заполнения матрицы штрафов, в каждой ячейке или блоке которой представлено свое гликемическое состояние. Как обсуждается в настоящем описании, каждое гликемическое состояние, представленное ячейкой матрицы, включает в себя уровень гликемии и скорость изменения уровня гликемии. Целевой путь возврата состоит из множества промежуточных гликемических состояний, каждый из которых представлен ячейкой матрицы. Матрица штрафов содержит накопленное значение штрафа, определяемое для каждого гликемического состояния на основании общего риска, с которым придется столкнуться на целевом пути возврата из соответствующего гликемического состояния, как это обсуждается в настоящем описании.
На шаге 102, показанном на фиг. 4, логика 80 сначала задает набор гликемических состояний для матрицы штрафов. В частности, размер, границы и размер шага матрицы штрафов задаются таким образом, чтобы определять набор гликемических состояний, оцениваемый при осуществлении способа. См., например, матрицу R штрафов, приведенную в качестве примера на фиг. 6. В матрице R, показанной на фиг. 6, каждый столбец представляет уровень BG гликемии, колеблющийся в пределах от 1 до 400 мг/дл, при размере шага, равном 0,5 мг/дл. Каждая строка матрицы R представляет скорость ABG изменения уровня гликемии, колеблющуюся в пределах от -5 до 5 мг/дл/мин (миллиграммов глюкозы на децилитр крови в минуту) при размере шага, равном 0,025 мг/дл/мин. При этом полученная матрица R имеет размер 799 на 401 (в общей сложности 320399 ячеек), причем каждая ячейка представляет свое (отличное от других) гликемическое состояние, т.е. каждая ячейка представляет свою комбинацию уровня BG гликемии и скорости ABG изменения гликемии. Для того, чтобы задать меньшее число гликемических состояний или дополнительные гликемические состояния, можно предусмотреть другие подходящие границы и размеры шага матрицы R. В иллюстративных целях строки и столбцы матрицы R показаны на фиг. 6 сокращенными. Как обсуждается ниже, при осуществлении способа, показанного на фиг. 4 и 5, каждая ячейка матрицы R штрафов заполняется накопленным значением штрафа.
В одном из вариантов осуществления способа, показанного на фиг. 4 и 5, логика 80 также заполняет дополнительные матрицы, представляющие дополнительные метрики риска или опасности для набора гликемических состояний, заданного для матрицы R. К этим дополнительным матрицам относятся матрица Т расчетных времен возврата, матрица М максимальных штрафов и матрица Р средних коэффициентов штрафа, причем каждая из этих матриц имеет те же размер, границы и размер шага, что и матрица R штрафов, заданная на шаге 102. Кроме того, логика 80 заполняет матрицу В обратных указателей, соответствующую по размеру и границам матрице R. Каждая ячейка матрицы В обратных указателей заполняется обратным указателем, указывающим на другую ячейку. При этом целевой путь возврата от данного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию определяется на основании обратного указателя, связанного с каждым гликемическим состоянием (т.е. каждой ячейкой) на целевом пути возврата. Каждая ячейка матрицы Т времен возврата заполняется общим расчетным временем, требуемым для того, чтобы перевести показатели гликемии человека из гликемического состояния соответствующей ячейки в целевое гликемическое состояние по вычисленному целевому пути возврата. Каждая ячейка матрицы М максимальных штрафов заполняется максимальным накопленным значением штрафа всех гликемических состояний на целевом пути возврата, начиная, включительно, от гликемического состояния соответствующей ячейки, и до целевого гликемического состояния. Каждая ячейка матрицы Р средних коэффициентов штрафа заполняется средним расчетным коэффициентом штрафа, связанным с целевым путем возврата, вычисленным для соответствующего гликемического состояния. В одном варианте осуществления изобретения каждая матрица R, Т, М, Р и В содержит данные, хранящиеся в запоминающем устройстве 76 вычислительного устройства 66. Как обсуждается в настоящем описании, значения, содержащиеся в матрицах R, Т, М и Р, служат метриками риска для регистрируемых (измеряемых) и/или определяемых гликемических состояний.
T
T
T
112,5, 0
T
На шаге 104 логика 80 инициализирует матрицу R штрафов целевым гликемическим состоянием GS. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения целевое гликемическое состояние GS представляет собой оптимальное гликемическое состояние при концентрации глюкозы 112,5 мг/дл и скорости ее изменения 0 мг/дл/мин, как это определяется описанной выше функцией Ковачева. Целевое гликемическое состояние GS может включать в себя и другое подходящее целевое гликемическое состояние либо диапазон гликемических состояний. Логика 80 инициализирует матрицу R, устанавливая значение штрафа, связанное с ячейкой (R) целевого гликемического состояния GS, на ноль. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 также инициализирует матрицы Т, М и Р, устанавливая для целевого гликемического состояния соответствующие значение времени, максимальное значение штрафа и средний коэффициент штрафа на ноль. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 также инициализирует все остальные гликемические состояния (ячейки) матрицы R большим значением, таким как 100.000 или другое подходящее большое число.
T
T
TEMP
N
На шаге 106 логика 80 инициализирует очередь Q, определяющую подлежащие оценке ячейки. На первой итерации способа логика 80 для инициализации очереди Q добавляет в очередь Q целевое гликемическое состояние GS. При этом после шага 106 очередь Q первоначально определяет единственную подлежащую оценке ячейку, т.е. ячейку, соответствующую целевому гликемическому состоянию GS. На шаге 108 логика 80 инкрементирует счетчик времени t, т.е. увеличивает его значение, на заданный временной шаг. В одном варианте осуществления изобретения содержимое счетчика времени t первоначально равно нулю, и на шаге 108 логика 80 инкрементирует счетчик времени на одну минуту. В одном варианте осуществления изобретения временной шаг установлен на малое значение (например, на одну минуту), вследствие чего дискретные шаги анализа, выполняемые при осуществлении способа, приближаются к непрерывной системе. Могут быть реализованы и другие подходящие приращения времени. На шаге 110 логика 80 очищает временную очередь Q, используемую для хранения следующих гликемических состояний GS, впоследствии добавляемых в очередь Q с целью проведения оценки предлагаемым в изобретении способом, как это рассматривается в настоящем описании.
Q
Q
T
Q
Q
На шаге 112 логика 80 выбирает из очереди Q для оценки гликемическое состояние GS. На первоначальной итерации при выполнении шага 112 выбранным гликемическим состоянием GS является целевое гликемическое состояние GS. На последующих итерациях очередь Q содержит дополнительные гликемические состояния, доступные для выбора на шаге 112 с целью проведения оценки, рассматриваемой в настоящем описании. При определении интересующего гликемического состояния GS логика 80 задает набор возмущений гликемии, которые могут произойти в течение временного шага, что выполняется на шаге 114 способа. Возмущения определяются на основании принятых физиологических ограничений, связанных с гликемическим состоянием. Набор возмущений используется для определения других потенциальных гликемических состояний, в которых человек может оказаться в течение временного шага (например в течение одной минуты) при переходе из интересующего гликемического состояния GS. Иначе говоря, величина изменения гликемического состояния крови человека в течение одной минуты (или другого подходящего временного шага) естественно ограничивается физиологическими ограничениями. При этом логика 80 задает набор возмущений на основании по меньшей мере одной принятой максимальной величины возмущения, которое может произойти в течение временного шага. На основании этой принятой максимальной величины возмущения логика 80 на шаге 114 определяет набор значений возмущения, находящихся в пределах диапазона, определяемого максимальной величиной возмущения.
Q
2
2
2
2
В рассматриваемом в качестве примера варианте осуществления изобретения возмущениями, заданными на шаге 114, являются значения ускорения, связанного с уровнем гликемии. В данном примере логика 80 на основании физиологических ограничений принимает порог максимального ускорения и, исходя из принятого максимального ускорения и интересующего гликемического состояния GS, вычисляет несколько других потенциальных гликемических состояний, которые могут наступить в течение временного шага. Примером порога максимального ускорения является значение ±0,025 мг/дл/мин. При этом на шаге 114 логика 80 задает набор значений ускорения таким образом, чтобы они находились в диапазоне от -0,025 мг/дл/мин до +0,025 мг/дл/мин. Из заданного диапазона логика 80 выбирает множество дискретных ускорений для их использования в качестве вышеупомянутого набора значений ускорения. Примером набора значений ускорения является следующий набор: [-0,025, -0,020, -0,015, -0,010, -0,005, 0,000, +0,005, +0,010, +0,015, +0,020, +0,025] (мг/дл/мин).
2
2
Максимальное ускорение может корректироваться с учетом различных состояний метаболизма человека, страдающего диабетом. В одном варианте осуществления изобретения максимальное ускорение задается таким образом, чтобы по существу соответствовать физиологии пациента. Например, у ребенка уровни гликемии могут колебаться с большей скоростью, чем у взрослого. В этой связи большее максимальное ускорение может быть подходящим для людей с более быстрым метаболизмом (например, для детей), а меньшее максимальное ускорение - для людей с более медленным метаболизмом (например, для взрослых). Примером верхнего порога максимального ускорения является значение ±0,025 мг/дл/мин, а примером нижнего порога максимального ускорения - значение ±0,020 мг/дл/мин, хотя могут использоваться и другие подходящие максимальные ускорения.
Q
N
N
Q
N
N
N
На шаге 116 логика 80 определяет или выбирает для оценки из заданного набора значений возмущения определенное значение возмущения (например, значение ускорения). На основании интересующего гликемического состояния GS и значения возмущения, определенного на шаге 116, логика 80 на шаге 118 определяет следующее гликемическое состояние GS, подлежащее оценке предлагаемым способом. Например, если указанным возмущением является, в качестве примера, ускорение, логика 80 определяет следующее гликемическое состояние GS, включающее в себя уровень гликемии и соответствующую скорость его изменения, на основании известного уровня гликемии и известной скорости изменения выбранного гликемического состояния GS, а также на основании значения ускорения, выбранного на шаге 116. Например, логика 80 вычисляет уровень гликемии G и скорость dG изменения гликемии, входящие в следующее гликемическое состояние GS, с помощью следующих уравнений:
Q
Q
Q
Q
N
N
N
N
N
N
где G - уровень гликемии, входящий в гликемическое состояние GS, dG - скорость изменения гликемического состояния GS, dt - временной шаг, установленный на шаге 108 способа (например, одна минута), и а - значение ускорения, установленное на шаге 116. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 округляет вычисленные значения G и dG до ближайшего размера шага, определяемого ячейками матрицы R. Например, значения гликемии в ячейках матрицы R, показанной в качестве иллюстрации на фиг. 6, имеют размер шага 0,5 мг/дл, а скорость изменения гликемии имеет размер шага 0,025 мг/дл/мин. На шаге 120 логика 80 определяет, укладывается ли следующее гликемическое состояние GS, определяемое округленными значениями G и dG, в границы матрицы R, т.е. соответствует ли ячейка матрицы R следующему гликемическому состоянию GS.
N
N
N
N
Q
N
Q
Q
Q
Q
T
Q
N
N
N
N
N
N
N
N
Если на шаге 120 установлено, что следующее гликемическое состояние GS не находится в матрице R, логика 80 пропускает шаг 122 и переходит к шагу 124. Если же на шаге 120 установлено, что следующее гликемическое состояние GS находится в матрице R, логика 80 переходит к шагу 122 для оценивания риска, связанного с этим следующим гликемическим состоянием GS. На шаге 122 логика 80 определяет, превышает ли накопленное значение штрафа, связанное со следующим гликемическим состоянием GS, сумму накопленного значения штрафа интересующего гликемического состояния GS и статического значения штрафа следующего гликемического состояния GS. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения статическое значение штрафа гликемического состояния получают с использованием функции Ковачева, рассмотренной в настоящем описании. В еще одном варианте осуществления изобретения статическое значение штрафа гликемического состояния получают с использованием функции 30 риска, описанной со ссылкой на фиг. 1А. Могут использоваться и другие подходящие функции риска. Накопленным значением штрафа данного гликемического состояния является сумма статического значения штрафа этого данного гликемического состояния и статических значений штрафа каждого промежуточного гликемического состояния, определенного при осуществлении способа на целевом пути возврата, связанном с этим гликемическим состоянием. При этом накопленным значением штрафа интересующего гликемического состояния GS является сумма статического значения штрафа GS и статических значений штрафа всех промежуточных гликемических состояний, связанных с вычисленным целевым путем возврата (при осуществлении предыдущих итераций способа) для этого гликемического состояния GS. Для первой итерации способа GS - это оптимальное гликемическое состояние GS, и потому его накопленное значение штрафа равно нулю. Для последующих итераций GS может быть любым другим гликемическим состоянием матрицы R, имеющим связанное с ним накопленное значение штрафа, которое было вычислено на предыдущих итерациях способа, показанного на фиг. 4 и 5. Аналогично, накопленное значение штрафа следующего гликемического состояния GS основано на ранее вычисленном целевом пути возврата, связанном с этим состоянием GS. Таким образом, если следующее гликемическое состояние GS уже было оценено на какой-либо предыдущей итерации способа, GS будет иметь связанный с ним, т.е. соответствующий ему, целевой путь возврата, а значит, и связанное с ним накопленное значение штрафа. Если же на текущей итерации способа следующее гликемическое состояние GS было оценено предлагаемым способом впервые, то следующее гликемическое состояние GS уже не будет иметь связанного с ним целевого пути возврата. Для первой итерации способа накопленным значением штрафа состояния GS является статическое значение штрафа состояния GS.
N
N
Q
N
N
N
Q
N
Q
N
Q
N
Q
N
N
Q
N
N
T
N
N
N
N
N
T
Q
N
При этом на шаге 122 логика 80 определяет, превышает ли накопленный штраф целевого пути возврата, ранее вычисленного для следующего гликемического состояния GS, накопленный штраф целевого пути возврата, оцениваемого в данный момент для GS, т.е. накопленный штраф целевого пути возврата для GS плюс статическое значение риска для GS. Если да, то логика 80 определяет, что для GS найден более благоприятный целевой путь возврата (т.е. путь с меньшим накопленным значением штрафа). При этом логика 80 назначает этот новый целевой путь возврата для GS в качестве оцениваемого в данный момент целевого пути возврата для GS плюс этап перехода от GS к GS. В частности, при получении на шаге 122 результата "верно" способ переходит к показанному на фиг. 5 шагу 140, на котором логика 80 устанавливает обратный указатель от GS на GS, чтобы тем самым привязать GS к целевому пути возврата, заданному для GS. Логика 80 устанавливает обратный указатель, находящийся в ячейке матрицы В, соответствующей следующему гликемическому состоянию GS. На шаге 142 логика 80 устанавливает накопленное значение штрафа состояния GS в матрице R равным сумме накопленного значения штрафа состояния GS и статического значения штрафа состояния GS. На шаге 144 логика 80 устанавливает в матрице Т общее расчетное время возврата для GS равным значению счетчика времени t. При этом общее расчетное время возврата, установленное на шаге 144, является расчетным, т.е. оценочным, временем, необходимым для возврата к целевому гликемическому состоянию GS от следующего гликемического состояние GS по новому целевому пути возврата, установленному для GS на шаге 140. Во время осуществления способа счетчик времени t инкрементируется для каждого оцениваемого гликемического состояния на целевом пути возврата для GS. Например, если целевой путь возврата для GS, установленный на шаге 140, содержит между состояниями GS и GS четыре промежуточных гликемических состояния, то счетчик времени t будет равен пяти инкрементам, или приращениям (включая инкремент от состояния GS к состоянию GS). Так, в данном примере общее время возврата, рассчитанное на шаге 144, будет равно пяти минутам (с учетом равенства временного шага одной минуте).
N
N
N
N
N
N
N
N
N
Q
N
N
На шаге 146 логика 80 вычисляет средний коэффициент штрафа, связанный с целевым путем возврата для GS. Средний коэффициент штрафа для GS вычисляется путем деления накопленного значения штрафа, установленного на шаге 142, на общее время, установленное на шаге 144. Логика 80 устанавливает вычисленный средний коэффициент штрафа в ячейке матрицы Р соответствующим следующему гликемическому состоянию GS. На шаге 148 логика 80 определяет, превышает ли статическое значение штрафа гликемического состояния GS текущее максимальное статическое значение штрафа, связанное с целевым путем возврата для GS. В частности, если статическое значение штрафа состояния GS больше статического значения штрафа каждого промежуточного гликемического состояния на целевом пути возврата для GS, то логика 80 на шаге 150 устанавливает максимальное статическое значение штрафа, связанное с целевым путем возврата для GS, равным статическому значению штрафа состояния GS. Если на шаге 122 получен результат "ложно", то логика 80 устанавливает текущее максимальное значение штрафа, связанное с целевым путем возврата из состояния GS, для GS, т.е. в ячейке матрицы М, соответствующей состоянию GS, логика 80 устанавливает максимальное статическое значение штрафа.
N
TEMP
N
TEMP
N
TEMP
N
TEMP
Q
N
Q
TEMP
TEMP
N
N
На шаге 152 логика 80 определяет, хранится ли следующее гликемическое состояние GS во временной очереди Q. Если нет, логика 80 сохраняет состояние GS в Q и переходит к показанному на фиг. 4 шагу 124 способа. Если GS уже хранится в Q (т.е. если GS уже было оценено после очистки Q на шаге 110), способ переходит к шагу 124. На шаге 124, показанном на фиг. 4, логика 80 определяет, было ли значение возмущения (например, значение ускорения), определенное на шаге 116, последним значением из набора значений возмущения, заданных на шаге 114. Если еще не оценивались дополнительные значения возмущения в наборе значений возмущения, способ возвращается к шагу 116 для выбора из указанного набора другого значения возмущения для оценки в отношении гликемического состояния GS. Затем при осуществлении способа на шаге 118 на основании этого нового значения возмущения вычисляется другое следующее гликемическое состояние GS, и шаги 120-124 повторяются. После того как на шаге 124 были оценены все значения возмущения из набора, логика 80 переходит к шагу 126 для определения того, оценены ли все гликемические состояния, определенные очередью Q. Если дополнительные гликемические состояния в очереди Q не были оценены, способ возвращается к шагу 112 для выбора из очереди Q другого интересующего гликемического состояния GS для оценки. Затем логика 80 повторяет шаги 114-124 для каждого гликемического состояния из очереди Q. После того как на шаге 126 были оценены все находящиеся в очереди Q гликемические состояния, логика 80 очищает очередь Q и на шаге 128 устанавливает очередь Q равной Q, т.е. в очередь Q помещаются все гликемические состояния, добавленные в Q (на шаге 154 способа, показанном на фиг. 5). При этом, если на шаге 130 выясняется, что очередь Q не пуста, логика 80 возвращается к шагу 108 и оценивает все гликемические состояния, помещенные в очередь Q на шаге 128. После того как на шаге 130 выяснится, что очередь Q пуста, что указывает на то, что на шаге 120 ни одно из следующих гликемических состояний GS, оцененных на последней итерации способа, не оказалось в границах матрицы R, или на то, что для любого из следующих гликемических состояний GS не было найдено новых оптимальных путей возврата, выполнение способа завершается.
В одном из возможных вариантов осуществления изобретения выполнение способа завершается после окончательного заполнения всех матриц R, Т, М, Р и В. Если после завершения выполнения способа одна или несколько ячеек матрицы R остались незаполненными, накопленное значение штрафа для этих соответствующих гликемических состояний может быть установлено равным наибольшему значению штрафа, содержащемуся в матрице R, с тем же знаком "+" или "-" (т.е. знаком, соответствующим риску гипо- или гипергликемии). В еще одном варианте осуществления изобретения незаполненные гликемические состояния (ячейки) матрицы R могут устанавливаться на значение, превышающее наибольшее значение штрафа. В еще одном варианте осуществления изобретения незаполненные гликемические состояния (ячейки) матрицы R могут определяться как отказоустойчивые состояния, ведущие к выдаче предупреждения.
В одном из возможных вариантов осуществления изобретения вычисленные матрицы R, Т, М и Р используют для построения поверхностных или контурных графиков (поверхностных графиков с контурными линиями), отражающих значения метрики риска или опасности, находящиеся в соответствующих матрицах R, Т, М и Р. См., например, поверхностные графики с контурными линиями, приведенные в качестве примера на фиг. 7-11, причем поверхность иллюстрирует соответствующее значение метрики риска или опасности. Поверхностные графики с контурными линиями, показанные на фиг. 7-11, построены при осуществлении способа, показанного на фиг. 4 и 5, на основании статических значений штрафа, предоставляемых функцией Ковачева (см. шаг 122 способа, показанный на фиг. 4 и описанный выше). Хотя в иллюстративных целях поверхностными графиками, показанными на фиг. 7-11, являются контурные графики, также можно строить цветные поверхностные графики, на которых цвет/тон поверхности указывает на соответствующее значение метрики. На фиг. 7 поверхностью 200 накопленных штрафов представлены накопленные значения штрафа, вычисленные логикой 80 для гликемических состояний матрицы R. По оси ординат отложен уровень гликемии, значения которого находятся в диапазоне от 0 до 600 мг/дл, а по оси абсцисс отложена скорость изменения гликемии, значения которой находятся в диапазоне от -5 до 5 мг/дл/мин. Хотя матрица R описана выше как содержащая значения уровня гликемии в диапазоне от 0 до 400 мг/дл, поверхностные графики, показанные на фиг. 7-12, в иллюстративных целях охватывают значения уровня гликемии в диапазоне от 0 до 600 мг/дл. В точке А в качестве примера обозначено гликемическое состояние, характеризующееся уровнем гликемии, равным 225 мг/дл, и скоростью изменения гликемии, равной -1,0 мг/дл/мин (см. также фиг. 8-10). Целевой путь 202 возврата показан ведущим от гликемического состояния в точке А к оптимальному гликемическому состоянию в точке О. Целевой путь 202 возврата, вычисленный из условия минимизации накопленного значения штрафа согласно способу, показанному на фиг. 4 и 5, иллюстрирует промежуточные гликемические состояния, соответствующие рассчитанному переходу от гликемического состояния в точке А к оптимальному гликемическому состоянию в точке О. Аналогично, на фиг. 8-10 приведены поверхностные графики для других метрик риска. В частности, на фиг. 8 поверхностью 210 общего времени возврата представлены общие расчетные времена возврата, вычисляемые логикой 80 для всех гликемических состояний матрицы Т. На фиг. 9 поверхностью 220 максимальных штрафов представлены максимальные значения штрафа, вычисленные логикой 80 для всех гликемических состояний матрицы М. На фиг. 10 поверхностью 230 коэффициентов штрафа представлены средние коэффициенты штрафа, вычисленные логикой 80 для всех гликемических состояний матрицы Р.
1
2
1
2
1
2
1
2
На фиг. 18 приведены дополнительные поверхностные графики с контурными линиями, каждый из которых соответствует своей матрице R накопленных штрафов, сформированной при осуществлении способа, показанного на фиг. 4 и 5. Приведенные на фиг. 18 графики построены на основании статических значений штрафа, полученных с помощью функции 30 риска (см. шаг 122, показанный на фиг. 4 и описанный выше). При этом на приведенных на фиг. 18 графиках изображены различные поверхности 352, 354, 356 накопленных штрафов для различных рассматриваемых в качестве примеров диапазонов целевых уровней гликемии (т.е. значений g, g). По оси ординат каждой поверхности 352, 354, 356 отложен уровень гликемии, значения которого находятся в диапазоне от 0 до 600 мг/дл, а по оси абсцисс отложена скорость изменения гликемии, значения которой находятся в диапазоне от -5 до 5 мг/дл/мин. На фиг. 18 поверхностью 352 накопленных штрафов представлены накопленные значения штрафа для гликемических состояний, основанные на целевом значении гликемии g=g=112,5 мг/дл, причем в области 353 накопленный штраф минимален (например, равен нулю). Поверхностью 354 накопленных штрафов представлены накопленные значения штрафа, основанные на целевом диапазоне значений гликемии, составляющем от g=80 мг/дл до g=120 мг/дл, причем в области 355 накопленный штраф минимален (например, равен нулю). Поверхностью 356 накопленных штрафов представлены накопленные значения штрафа, основанные на целевом диапазоне значений гликемии, составляющем от g=110 мг/дл до g=140 мг/дл, причем в области 357 накопленный штраф минимален (например, равен нулю). Могут быть предусмотрены и другие подходящие целевые диапазоны значений гликемии.
На основе способа, показанного на фиг. 4 и 5, логика 80 также способна вычислять для матриц R, М, Р и В метрики риска/опасности со знаком. В одном варианте осуществления изобретения для вычисления метрик со знаком логика 80 устанавливает статические значения штрафа, связанные с гипогликемическими состояниями, т.е. гликемическими состояниями с уровнем гликемии менее 112,5 мг/дл, отрицательными с использованием следующего уравнения:
S
N
Q
N
N
N
где g - уровень гликемии, a H(g) - связанное с уровнем гликемии g статическое значение штрафа со знаком. Логика 80 вычисляет целевой путь возврата согласно способу, показанному на фиг. 4 и 5, анализируя абсолютное значение накопленных штрафов со знаком. Например, на шаге 122, показанном на фиг. 4, логика 80 определяет, превышает ли абсолютное значение накопленного значения штрафа, связанного с GS, абсолютное значение суммы накопленного значения штрафа состояния GS и статического значения штрафа состояния GS. Аналогично, на шаге 148 способа, показанном на фиг. 5, логика 80 определяет, превышает ли абсолютное значение статического значения штрафа состояния GS абсолютное значение текущего максимального статического значения штрафа, связанного с целевым путем возврата для GS. Исходя из значений штрафа со знаком, логика 80 способна строить для каждой матрицы R, М и Р поверхности, представляющие риски со знаком (положительные и отрицательные). Например, на фиг. 11 представлена поверхность 240 максимальных штрафов со знаком, позволяющая проводить различие (например, в качестве иллюстрации возможностей, с помощью цвета/тона) между отрицательными максимальными штрафами, относящимися к гипогликемической области, и положительными максимальными значениями штрафа, относящимися к гипергликемической области.
Вычислительное устройство 66, показанное на фиг. 3, также выполнено с возможностью оценивания гликемического состояния человека на основании результатов измерения гликемии, получаемых с помощью датчика 56 содержания глюкозы. В частности, датчик 56 содержания глюкозы может функционировать ненормально из-за неисправности и/или шума, связанного с датчиком 56 содержания глюкозы, что потенциально может стать причиной неточностей в измерении гликемии. При этом логика 80 анализа рисков, имеющаяся в вычислительном устройстве 66, также способна анализировать вероятность точности зарегистрированного гликемического состояния, установленного с помощью датчика 56 содержания глюкозы. Логика 80 может использовать любой подходящий инструмент вероятностного анализа для определения вероятности точности результата измерения гликемии, такой как скрытая марковская модель. На основании определенной вероятности точности логика 80 анализа рисков оценивает уровень гликемии и скорость изменения гликемии человека с помощью рекурсивного фильтра 82 (фиг. 3). В частности, рекурсивный фильтр 82, такой как фильтр Калмана, например, взвешивает зарегистрированное гликемическое состояние, включающее в себя уровень гликемии и скорость его изменения, с использованием найденной вероятности точности показаний датчика содержания глюкозы. Далее на основании вероятности точности показаний датчика содержания глюкозы рекурсивный фильтр 82 способен вычислить меру неопределенности оцененного гликемического состояния. Мера неопределенности является показателем качества оцененного гликемического состояния. Для серии зарегистрированных гликемических состояний неопределенность может изменяться от одного состояния к другому. В отношении дальнейшего описания инструмента вероятностного анализа, рекурсивного фильтра, вычисления неопределенности, а также других функциональностей вычислительного устройства 66, относящихся к анализу вероятностей и рисков, см. поданную 26 января 2010 г. заявку США №12/693701 на изобретение "Способы и системы для обработки результатов измерений гликемии у человека, имеющего диабет", все содержание которой включено в настоящее описание путем ссылки.
Изображенной на фиг. 12 поверхностью 250 накопленных штрафов представлены накопленные значения штрафа, вычисленные логикой 80 для гликемических состояний матрицы R, как это обсуждается в настоящем описании. При регистрации гликемического состояния с уровнем гликемии и скоростью изменения гликемии, соответствующими точке В на фиг. 12, логика 80 способна вычислить распределение вероятностей вокруг зарегистрированного гликемического состояния. На фиг. 12 показаны два альтернативных распределения 252 и 254. Меньшее распределение 252 указывает меньшую неопределенность, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, а большее распределение 254 - большую неопределенность. Распределениями 252 и 254, в качестве иллюстрации, являются гауссовы (нормальные) распределения, хотя могут быть предусмотрены и другие подходящие методы представления неопределенности, такие, например, как парциальный фильтр или смесь гауссианов.
На основании неопределенности, связанной с зарегистрированным гликемическим состоянием, логика 80 анализа рисков способна вычислить значение риска для этого зарегистрированного гликемического состояния. В частности, значение риска равно предоставляемому матрицей R накопленному штрафу зарегистрированного гликемического состояния, умноженному на вероятность точности результатов измерения гликемии, определяемую логикой 80. Для данного накопленного штрафа зарегистрированного гликемического состояния вычисленное логикой 80 значение риска возрастает с увеличением неопределенности зарегистрированного гликемического состояния. Например, показанное на фиг. 12 распределение 252 имеет меньшее значение риска, чем распределение 254, ввиду того, что для распределения 252 неопределенность меньше. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения вычисленное значение риска может отображаться на дисплее 68 вычислительного устройства 66. Кроме того, вычисленное значение риска может использоваться для коррекции лечения, предоставляемого страдающему диабетом человеку, например коррекции болюса и/или базальной скорости подачи инсулина. В отношении дальнейшего описания функциональности вычислительного устройства 66, касающейся вычисления рисков, а также вычисления распределения вероятностей см. поданную 18 июня 2010 г. заявку США №12/818795 на изобретение "Системы оптимизации инсулинотерапии и способы исследований с использованием критерия корректируемого выхода, учитывающего системный шум, связанный с биомаркерами", все содержание которой включено в настоящее описание путем ссылки.
На фиг. 13-15 приведено несколько графиков 260, 270, 280, на каждом из которых в качестве примера представлена история результатов непрерывного мониторирования гликемии (НМГ), причем по оси абсцисс отложено время в минутах, а по оси ординат отложен уровень гликемии в мг/дл. Каждая история результатов НМГ содержит серию зарегистрированных уровней гликемии, измеренных в течение определенного периода времени, и, таким образом, иллюстрирует динамику уровней гликемии во времени. На фиг. 13 в качестве примера приведен график 260, на котором показаны кривая 261 необработанных (неотфильтрованных) результатов измерения гликемии и кривая 262 отфильтрованных результатов измерения гликемии (т.е. уровни гликемии на кривой 262 оценены с учетом вероятности точности датчика). Каждый оцененный уровень гликемии на кривой 262 имеет соответствующую точку 264 штрафа, размер (диаметр) которой представляет накопленный штраф, связанный с уровнем гликемии. Как показано на фиг. 13, кривая 262 проходит, в основном оставаясь в районе 110 мг/дл (вблизи оптимального уровня гликемии) при минимальной скорости изменения уровня гликемии, и поэтому каждый оцененный уровень гликемии имеет низкий накопленный штраф. Также на фиг. 13 показан целевой путь 266 возврата, содержащий промежуточные уровни гликемии, проходимые при целевом возврате к оптимальному уровню гликемии 112,5 мг/дл, и вычисляемый логикой 80 согласно настоящему описанию. Целевой путь 266 возврата начинается с последнего оцененного значения гликемии на кривой 262, в качестве иллюстрации - в районе 240-ой минуты.
На фиг. 14 в качестве примера приведен график 270, на котором показаны кривая 271 необработанных результатов измерения гликемии и кривая 272 отфильтрованных (оцененных) результатов измерения гликемии, причем каждое оцененное значение гликемии на кривой 272 имеет соответствующую точку 274 штрафа, размер которой представляет накопленный штраф для соответствующего уровня гликемии. Как показано на графике, кривая 272 растет в направлении гипергликемии, но скорость изменения уровней гликемии на кривой 272 является от медленной до умеренной. При этом с ростом оцененных уровней гликемии точки 274 штрафа увеличиваются в размере, но размеры этих точек 274 штрафа остаются умеренными. Кроме того, накопленные значения штрафа представлены кривой 278, которая показывает, что накопленный штраф достигает максимума незадолго до достижения пикового уровня гликемии при возрастании уровня гликемии с положительной скоростью изменения. Также на фиг. 14 показан целевой путь 276 возврата, найденный для последнего оцененного уровня гликемии на кривой 272 и вычисляемый логикой 80 согласно настоящему описанию. Как показано на графике, целевой путь 276 возврата имеет большее расчетное время возврата, чем целевой путь 266 возврата, показанный на фиг. 13.
На фиг. 15 в качестве примера приведен график 280, на котором показана кривая 282 отфильтрованных (оцененных) результатов измерения гликемии, причем каждое оцененное значение гликемии на кривой 282 имеет соответствующую точку 284 штрафа, размер которой представляет накопленный штраф для соответствующего уровня гликемии. Как показано на графике, кривая 282 идет вниз в направлении гипогликемии, а скорость изменения уровней гликемии выше, чем скорость изменения на кривой 272, показанной на фиг. 14. При этом во время быстрого падения уровней гликемии точки 284 штрафа увеличиваются в размере и становятся относительно большими. Кроме того, накопленные значения штрафа представлены кривой 288, которая показывает, что накопленный штраф достигает максимума (пик 290) до наименьшего уровня гликемии (точка 292), когда скорость изменения уровня гликемии еще падает. При этом максимальный накопленный штраф на пике 290 отражает прогноз будущих низких уровней гликемии, а значит, и будущий риск, обусловленный быстрым падением уровня гликемии (определяемым по регистрируемой скорости изменения последнего). Также на фиг. 15 показан целевой путь 286 возврата, найденный для последнего оцененного уровня гликемии на кривой 282 и вычисляемый логикой 80 согласно настоящему описанию.
Логикой 80 также может вычисляться общее значение штрафа J для истории результатов НМГ, определяемое на основании следующего уравнения:
1
2
1
2
где f - накопленный штраф данного гликемического состояния, входящего в историю результатов НМГ, т.е. имеющегося на соответствующем графике, f - накопленный штраф последнего гликемического состояния, входящего в историю результатов НМГ, g - уровень гликемии, dg - скорость изменения гликемии и μ - параметр, используемый для настройки баланса между накопленным штрафом истории состояний и накопленным штрафом последнего состояния. При этом общий штраф J истории результатов НМГ представляет собой сумму накопленных штрафов для всех точек на графике истории результатов НМГ плюс накопленный штраф для последнего состояния. В качестве альтернативы, функции f и f могут быть другими штрафными функциями, описанными в настоящем описании, такими как средний коэффициент штрафа или максимальный накопленный штраф, либо они могут быть комбинацией штрафных функций, описанных в настоящем описании.
N
На фиг. 16 приведена блок-схема 300, на которой показано осуществление рассматриваемого в качестве примера способа, выполняемого посредством показанной на фиг. 3 логики 80 анализа рисков для вычисления целевого пути возврата от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. При рассмотрении блок-схемы на фиг. 16 приводятся ссылки на способ, представленный на фиг. 4 и 5. На шаге 302 логика 80 определяет целевое гликемическое состояние, включающее в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии. В одном варианте осуществления изобретения целевым уровнем гликемии является оптимальный уровень гликемии, который определен способом, показанным на фиг. 4 и 5 и описанным выше, и для которого значение соответствующего штрафа/риска равно нулю. На шаге 304 логика 80 определяет исходное гликемическое состояние, включающее в себя исходный уровень гликемии и исходную скорость изменения исходного уровня гликемии. Исходное гликемическое состояние отличается от целевого гликемического состояния. В одном варианте осуществления изобретения исходное гликемическое состояние представляет собой следующее гликемическое состояние GS, оцениваемое способом, показанным на фиг. 4 и 5. В другом варианте осуществления изобретения исходное гликемическое состояние представляет собой гликемическое состояние, зарегистрированное на основании результатов измерения гликемии, полученных от датчика 56 содержания глюкозы (фиг. 2).
N
Q
N
На шаге 306 логика 80 вычисляет целевой путь возврата для перехода от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Как обсуждается в настоящем описании, целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию. Целевой путь возврата вычисляется логикой 80 на основании риска, связанного с по меньшей мере одним промежуточным гликемическим состоянием на целевом пути возврата, как это обсуждается в настоящем описании. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 определяет между исходным гликемическим состоянием и целевым гликемическим состоянием множество потенциальных промежуточных гликемических состояний и выбирает из этого множества по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние из условия минимизации риска, связанного с целевым путем возврата. Например, для нахождения целевого пути возврата с минимальным накопленным штрафом логика 80, как показано на фиг. 4 и 5, несколько раз оценивает одинаковые следующие гликемические состояния GS при оценивании различных интересующих гликемических состояний GS на протяжении осуществления способа. Затем логика 80 относит каждое состояние GS к целевому пути возврата, имеющему минимальный накопленный штраф, как это обсуждается в настоящем описании.
N
В одном из возможных вариантов осуществления изобретения целевой путь возврата вычисляется на шаге 306 также с учетом физиологического предела возмущения гликемии, такого как заданное максимальное ускорение гликемии, как это обсуждается в настоящем описании. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 на шаге 306 вычисляет целевой путь возврата путем определения, на основании целевого гликемического состояния, множества потенциальных гликемических состояний (GS), физиологического предела возмущения гликемии (например, принятого максимального ускорения) и заданного периода (например, временного шага, используемого на шаге 108 способа, показанном на фиг. 4, для приращения счетчика времени), как описано в настоящем описании относительно фиг. 4 и 5. Например, на основании физиологического предела логикой 80 делается предположение, что переход к целевому гликемическому состоянию от каждого из потенциальных гликемических состояний достижим для человека в течение заданного периода времени.
В одном из возможных вариантов осуществления изобретения логика 80 вычисляет целевой путь возврата для множества исходных гликемических состояний (например, гликемических состояний, содержащихся в матрице R), причем каждый целевой путь возврата вычисляется логикой 80 из условия минимизации риска (т.е. значения штрафа), связанного с промежуточными гликемическими состояниями на целевом пути возврата, как это обсуждается в настоящем описании. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 создает одну или несколько справочных таблиц, в которых хранятся значения матриц R, Т, М, Р и В для каждого гликемического состояния. Справочная таблица может использоваться для анализа различных рисков или опасностей, связанных с конкретным интересующим гликемическим состоянием. Например, после регистрации гликемического состояния человека системой 50 НМГ (фиг. 2) к сформированным в ходе вычислений матрицам R, Т, М, Р и В, хранящимся в справочной таблице (которая хранится, например, в запоминающем устройстве 76, показанном на фиг. 3), можно обращаться для нахождения метрики риска, связанной с хранящимся гликемическим состоянием, которое в основном совпадает с зарегистрированным гликемическим состоянием. В одном из вариантов осуществления изобретения логика 80 выполнена с возможностью поиска в справочной таблице следующей информации: накопленное значение штрафа, связанное с зарегистрированным гликемическим состоянием и получаемое из матрицы R, расчетное время возврата для зарегистрированного гликемического состояния, получаемое из матрицы Т, максимальное значение штрафа, связанное с целевым путем возврата для зарегистрированного гликемического состояния и получаемое из матрицы М, и средний коэффициент штрафа, связанный с целевым путем возврата и получаемый из матрицы Р. Логика 80 также определяет оптимальный, или целевой, путь возврата для зарегистрированного гликемического состояния на основании соответствия, обеспечиваемого обратными указателями матрицы В. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 отображает определенную метрику риска на дисплее 68, показанном на фиг. 2, или передает ее в удаленную вычислительную систему.
В одном из возможных вариантов осуществления изобретения логика 80 на основании различных максимальных возмущений гликемии (заданных на шаге 114, показанном па фиг. 4) вычисляет несколько наборов матриц R, Т, М и Р и таким образом формирует несколько справочных таблиц, каждая из которых соответствует своему набору матриц R, Т, М и Р. Например, логика 80 вычисляет свою справочную таблицу для каждого из множества различных максимальных ускорений гликемии, заданных на показанном на фиг. 4 шаге 114, и, соответственно, каждая такая справочная таблица содержит уникальный набор метрик риска или опасности, соответствующих связанному с таблицей максимальному ускорению гликемии. Тогда для анализа рисков или опасностей может использоваться каждая справочная таблица. В одном варианте осуществления изобретения вычислительное устройство 66 выбирает из группы справочных таблиц определенную справочную таблицу для анализа рисков на основании по меньшей мере одного задаваемого пользователем параметра, вводимого в систему 50 НМГ (фиг. 2) или программируемого при ее настройке. Например, посредством пользовательского интерфейса вычислительного устройства 66 пользователь может ввести свой возраст или какой-либо иной подходящий параметр. Как пояснялось выше, возраст страдающего диабетом человека может иметь значение для выбора подходящего максимального ускорения гликемии. На основании введенного(-ых) параметра(-ов) логика 80 выбирает справочную таблицу, соответствующую этому параметру (например возрасту) по максимальному ускорению гликемии, связанному с выбранной справочной таблицей. Затем выбранная справочная таблица может использоваться для вычисления метрик риска для зарегистрированного гликемического состояния человека, как это обсуждается в настоящем описании.
На фиг. 17 приведена блок-схема 310, на которой показано осуществление еще одного рассматриваемого в качестве примера способа, выполняемого посредством показанной на фиг. 3 логики 80 анализа рисков для оценивания риска, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием. На шаге 312 логика 80 регистрирует гликемическое состояние человека на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика 56 содержания глюкозы, как это обсуждается в настоящем описании. На шаге 314 логика 80 определяет целевой путь возврата для перехода от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, как это обсуждается в настоящем описании. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 на шаге 314 определяет целевой путь возврата путем нахождения в справочной таблице гликемического состояния, ближайшего к зарегистрированному гликемическому состоянию. Целевой путь возврата, связанный с найденным ближайшим гликемическим состоянием справочной таблицы, затем определяется как целевой путь возврата для зарегистрированного гликемического состояния. На шаге 316 логика 80 вычисляет по меньшей мере одну метрику риска, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния на целевом пути возврата. В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере одна метрика риска вычисляется путем выборки из справочной таблицы, хранящейся в запоминающем устройстве 76 и описанной выше, метрики риска, связанной с зарегистрированным гликемическим состоянием. Например, метрика риска может включать в себя накопленное значение штрафа, общее расчетное время, требуемое для возврата от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, средний коэффициент штрафа, связанный с целевым путем возврата, и максимальное значение штрафа, связанное с целевым путем возврата. В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере одна метрика риска представляет собой накопленное значение риска, вычисляемое логикой 80, как описано ниже.
В частности, справочная таблица также используется для учета неопределенности зарегистрированного гликемического состояния при анализе риска, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием. В одном варианте осуществления изобретения логика 80 вычисляет риск, связанный с зарегистрированным гликемическим состоянием и со всеми прочими гликемическими состояниями, содержащимися в матрице R справочной таблицы. Затем логика 80 суммирует все эти отдельные значения риска, определяя (на шаге 316) накопленный риск, связанный с зарегистрированным гликемическим состоянием. Например, после регистрации гликемического состояния человека на шаге 312 логика 80 вычисляет вероятность нахождения человека в этом зарегистрированном гликемическом состоянии, как описано выше. Кроме того, логика 80 вычисляет вероятность нахождения человека в каждом из указанных других гликемических состояниях матрицы R штрафов, например на основании описанного выше распределения вероятностей зарегистрированного гликемического состояния. В одном варианте осуществления изобретения вычисление вероятности каждого гликемического состояния включает в себя вычисление вероятности или неопределенности уровня гликемии и вероятности или неопределенности скорости изменения гликемии для каждого гликемического состояния. Затем с учетом результата вычисления вероятности логика 80 вычисляет риск, связанный с каждым содержащимся в матрице R гликемическим состоянием, включая зарегистрированное гликемическое состояние. Как было описано выше, каждое значение риска вычисляется на основании произведения меры вероятности и соответствующего накопленного значения штрафа для гликемического состояния. В заключение логика 80 суммирует все вычисленные риски содержащихся в матрице R гликемических состояний для определения общего, или накопленного, риска, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием. Накопленное значение риска может быть сохранено в запоминающем устройстве 76 (фиг. 3), может быть представлено пользователю на дисплее 68 (фиг. 3) и/или может использоваться для дополнительных исследований или реализации стратегий управления.
В качестве альтернативы, логика 80 может вычислять вероятность и соответствующий риск не для всех содержащихся в матрице R гликемических состояний, а для каждого из некоторого подмножества содержащихся в матрице R гликемических состояний (например, гликемических состояний, находящихся вблизи зарегистрированного гликемического состояния или в пределах определенного диапазона распределения вероятностей). Кроме того, вычисление накопленного риска может применяться и для других метрик риска, таких как метрики риска, предусмотренные в других матрицах штрафов, рассмотренных в настоящем описании (например, в матрице М, Р или Т).
На основании определенного для зарегистрированного гликемического состояния человека целевого пути возврата вычислительным устройством 66, иной системой либо посредством вмешательства человека могут применяться различные стратегии управления. Например, вычислительное устройство 66 может быть связано с системой лечения, например с системой или устройством для инсулинотерапии. На основании целевого пути возврата и/или метрики риска, определенного(-ой) для зарегистрированного гликемического состояния, вычислительное устройство 66 способно корректировать, например, базальную скорость и/или болюс в рамках инсулинотерапии или другого подходящего лечения, предоставляемого человеку. Например, инсулинотерапию можно корректировать так, чтобы возврат человека к целевому гликемическому состоянию проходил в основном по целевому пути возврата.
Значения метрики риска, связанные с целевым путем возврата, определенным для зарегистрированного гликемического состояния, могут быть нежелательными или могут превышать заданные пределы, и поэтому лечение корректируется таким образом, чтобы возврат к целевому гликемическому состоянию проходил по другому пути. Например, может быть желательным избегать максимального значения штрафа, отождествляемого с целевым путем возврата, определенным для зарегистрированного гликемического состояния, из-за того, что с этим значением штрафа связан повышенный риск или опасность для человека. Например, максимальное значение штрафа может превышать заданный порог риска, установленный для человека. При этом лечение может быть скорректировано таким образом, чтобы во время возврата человека в целевое гликемическое состояние избежать попадания в гликемическое состояние, где имеет место максимальное значение штрафа. В данном примере лечение может быть скорректировано с ориентацией на второй путь возврата, при следовании которому исключается попадание в гликемическое состояние, имеющее максимальное значение штрафа.
Метрики риска для истории показателей гликемии могут использоваться ретроспективно для проведения анализа факторов поведения страдающего диабетом человека и составления заключений на их основе, а также для определения приоритетов, на которых необходимо сосредотачивать усилия по лечению диабета. К таким факторам поведения могут относиться привычки и режим питания, болюсы, базальные скорости, физическая активность, вмешательства, предпринимаемые для вывода из гипогликемических или гипергликемических состояний, корректирующие болюсы, показатели сна и т.д. Такие метрики риска, как накопленный штраф и средний коэффициент штрафа, могут использоваться для того, чтобы связать факторы поведения страдающего диабетом человека с увеличением накопленного штрафа или среднего коэффициента штрафа и таким образом выявить факторы поведения, приводящие к повышению уровней риска.
Хотя различные варианты устройств, систем, способов и энергонезависимого машиночитаемого носителя данных для анализа гликемического состояния были описаны выше довольно подробно, эти варианты приведены лишь в качестве примеров, не ограничивающих всех возможностей осуществления изобретения. Поэтому следует иметь в виду, что при осуществлении изобретения в пределах объема его охраны в рассмотренные примеры могут вноситься различные изменения и усовершенствования, а элементы объектов изобретения могут заменяться их эквивалентами. Настоящее описание в действительности не исчерпывает возможностей осуществления изобретения и не ограничивает объема его охраны.
Далее, изобретение в определенных вариантах его осуществления может представлено как способ и/или процесс с конкретной последовательностью шагов (этапов). Однако, если только изложенный в описании порядок выполнения шагов не является существенным для вышеупомянутого способа или процесса, возможности осуществления способа или процесса не ограничиваются описанной последовательностью шагов. Возможными могут быть и другие последовательности шагов. Таким образом, раскрытый в описании конкретный порядок выполнения шагов способа не следует толковать как ограничение объема охраны настоящего изобретения. Кроме того, раскрытие, относящееся к способу и/или процессу, не должно ограничиваться выполнением соответствующих шагов в указанном порядке. Такие последовательности шагов могут изменяться в рамках объема охраны настоящего изобретения.
В дальнейшем описываются некоторые варианты осуществления изобретения. Техническое решение, предлагаемое в изобретении, также может быть реализовано, например, в компьютерной системе обработки данных, вычислительном устройстве или, в частности, в устройстве для измерения гликемии, имеющем средства, обеспечивающие выполнение шагов способов, описываемых в следующих вариантах осуществления изобретения.
1. Способ анализа гликемического состояния, характеризующийся тем, что:
- посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства определяют целевое гликемическое состояние, включающее в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии;
- посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства определяют исходное гликемическое состояние, включающее в себя исходный уровень гликемии и исходную скорость изменения исходного уровня гликемии, причем исходное гликемическое состояние отличается от целевого гликемического состояния;
- посредством логики анализа рисков, имеющейся в по меньшей мере одном вычислительном устройстве, выполняют вычисление целевого пути возврата, предназначенного для перехода от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию и содержащего по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, причем целевой путь возврата вычисляют посредством логики анализа рисков на основании, т.е. с учетом, риска, связанного с по меньшей мере одним промежуточным гликемическим состоянием на целевом пути возврата.
2. Способ по варианту 1, в котором вышеупомянутое вычисление включает в себя:
- определение между исходным гликемическим состоянием и целевым гликемическим состоянием множества потенциальных промежуточных гликемических состояний; и
- выбор из множества потенциальных промежуточных гликемических состояний по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния для целевого пути возврата из условия минимизации риска, связанного с целевым путем возврата.
3. Способ по варианту 1 или 2, в котором по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние на целевом пути возврата включает в себя множество промежуточных гликемических состояний, каждое из которых имеет соответствующее значение штрафа, причем множество промежуточных гликемических состояний выбирают из множества потенциальных промежуточных гликемических состояний из условия минимизации суммы значений штрафа, связанных с целевым путем возврата, и каждое значение штрафа включает в себя меру риска, связанного с соответствующим промежуточным гликемическим состоянием.
4. Способ по варианту 1, 2 или 3, в котором целевой путь возврата вычисляют посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства также с учетом физиологического предела возмущения гликемии.
5. Способ по варианту 4, в котором физиологический предел включает в себя заданное максимальное ускорение уровня гликемии.
6. Способ по варианту 4 или 5, в котором вышеупомянутое вычисление включает в себя: определение множества потенциальных гликемических состояний на основании целевого гликемического состояния, физиологического предела возмущения гликемии и заданного периода для перехода от каждого из потенциальных гликемических состояний к целевому гликемическому состоянию; и выбор из множества потенциальных гликемических состояний промежуточного гликемического состояния для целевого пути возврата из условия минимизации риска, связанного с целевым путем возврата.
7. Способ по любому из вариантов 1-6, также характеризующийся тем, что: посредством логики анализа рисков вычисляют целевой путь возврата для каждого из множества исходных гликемических состояний, причем каждый целевой путь возврата содержит множество промежуточных гликемических состояний, связанных с переходом от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию и вычисляется по меньшей мере одним вычислительным устройством из условия минимизации риска, связанного с множеством промежуточных гликемических состояний на этом целевом пути возврата; посредством логики анализа рисков формируют справочную таблицу, соотносящую каждое из множества исходных гликемических состояний с соответствующим целевым путем возврата; и сохраняют справочную таблицу в запоминающем устройстве, доступном для по меньшей мере одного вычислительного устройства.
8. Способ по варианту 7, также характеризующийся тем, что: регистрируют, т.е. устанавливают, гликемическое состояние страдающего диабетом человека на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика содержания глюкозы; посредством логики анализа рисков обращаются, т.е. осуществляют доступ, к справочной таблице для нахождения среди множества исходных гликемических состояний того исходного гликемического состояния, которое в основном совпадает с зарегистрированным гликемическим состоянием человека; и по справочной таблице определяют значение штрафа, связанное с найденным исходным гликемическим состоянием и представляющее риск, связанный с найденным исходным гликемическим состоянием с учетом соответствующего этому исходному гликемическому состоянию целевого пути возврата.
9. Способ по варианту 8, в котором зарегистрированное гликемическое состояние включает в себя уровень гликемии, скорость изменения уровня гликемии и неопределенность по меньшей мере одного уровня гликемии и скорости его изменения, а способ также включает в себя вычисление риска, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании значения штрафа и указанной неопределенности.
10. Способ по варианту 8 или 9, также включающий в себя предоставление значения штрафа для отображения на дисплее.
11. Способ по любому из предыдущих вариантов, в котором целевым гликемическим состоянием является оптимальное гликемическое состояние со значением штрафа, представляющим риск, связанный с целевым гликемическим состоянием и равный нулю.
12. Способ по любому из предыдущих вариантов, в котором целевое гликемическое состояние включает в себя целевой уровень гликемии, составляющий примерно 112,5 миллиграмма на децилитр, и целевую скорость его изменения, составляющую около нуля миллиграммов на децилитр в секунду.
13. Способ анализа гликемического состояния страдающего диабетом человека, характеризующийся тем, что: посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства регистрируют, т.е. устанавливают, гликемическое состояние человека на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика содержания глюкозы, причем зарегистрированное гликемическое состояние включает в себя уровень гликемии человека и скорость изменения уровня гликемии; посредством логики анализа рисков, имеющейся в по меньшей мере одном вычислительном устройстве, определяют целевой путь возврата для перехода от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, включающему в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии, причем целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию; и посредством логики анализа рисков, имеющейся в по меньшей мере одном вычислительном устройстве, вычисляют по меньшей мере одну метрику риска, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния на целевом пути возврата.
14. Способ по варианту 13, в котором целевой путь возврата содержит множество промежуточных гликемических состояний, каждое из которых имеет соответствующее значение штрафа, зарегистрированное гликемическое состояние также имеет соответствующее значение штрафа, и каждое значение штрафа включает в себя меру риска, связанного с соответствующим гликемическим состоянием.
15. Способ по варианту 14, в котором по меньшей мере одна метрика риска, связанная с зарегистрированным гликемическим состоянием, включает в себя накопленное значение штрафа, содержащее сумму значений штрафа, связанных
с множеством промежуточных гликемических состояний, и значения штрафа, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием.
16. Способ по варианту 14, в котором по меньшей мере одна метрика риска, связанная с зарегистрированным гликемическим состоянием, включает в себя средний коэффициент штрафа для целевого пути возврата, вычисленный на основании отношения между суммой значений штрафа, связанных с целевым путем возврата, и общим расчетным временем, требуемым для совершения перехода от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию по целевому пути возврата.
17. Способ по варианту 14, в котором по меньшей мере одна метрика риска, связанная с зарегистрированным гликемическим состоянием, включает в себя максимальное значение штрафа гликемических состояний на целевом пути возврата.
18. Способ по варианту 13, в котором по меньшей мере одна метрика риска, связанная с зарегистрированным гликемическим состоянием, включает в себя общее расчетное время перехода человека от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию по целевому пути возврата.
19. Способ по варианту 18, в котором общее расчетное время вычисляют на основании заданного максимального ускорения гликемии и числа промежуточных гликемических состояний на целевом пути возврата.
20. Способ по варианту 13, также включающий выполняемую посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства коррекцию лечения человека для перевода человека из зарегистрированного гликемического состояния в целевое гликемическое состояние на основе целевого пути возврата.
21. Способ по варианту 20, в котором коррекция лечения включает в себя коррекцию базальной скорости подачи инсулина и/или болюса при назначенной человеку инсулинотерапии.
22. Способ по варианту 13, также характеризующийся тем, что: посредством логики анализа рисков сравнивают по меньшей мере одну метрику риска, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, с порогом риска; и при превышении по меньшей мере одной метрикой риска порога риска корректируют лечение человека для перевода человека из зарегистрированного гликемического состояния в целевое гликемическое состояние по второму пути возврата, отличающемуся от целевого пути возврата по меньшей мере одним промежуточным гликемическим состоянием.
23. Способ по варианту 13, также характеризующийся тем, что: регистрируют множество гликемических состояний человека для определения истории гликемических состояний человека, причем каждое гликемическое состояние включает в себя уровень гликемии человека и скорость изменения уровня гликемии; для каждого зарегистрированного гликемического состояния определяют целевой путь возврата от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, причем каждый целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию; и для каждого зарегистрированного гликемического состояния вычисляют по меньшей мере одну метрику риска, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния на целевом пути возврата.
24. Способ по варианту 13, в котором целевое гликемическое состояние включает в себя целевой уровень гликемии, составляющий примерно 112,5 миллиграмма на децилитр, и целевую скорость его изменения, составляющую около нуля миллиграммов на децилитр в секунду.
25. Способ по варианту 13, в котором зарегистрированный уровень гликемии и/или зарегистрированную скорость его изменения оценивают посредством по меньшей мере одного вычислительного устройства на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, взвешенного по вероятности точности показаний датчика содержания глюкозы.
26. Способ по варианту 25, в котором зарегистрированный уровень гликемии и/или зарегистрированную скорость его изменения оценивают с помощью рекурсивного фильтра, имеющегося в по меньшей мере одном вычислительном устройстве.
27. Способ по варианту 25, в котором по меньшей мере одну метрику риска, связанную с зарегистрированным гликемическим состоянием, вычисляют на основании значения штрафа, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием, и на основании точности датчика содержания глюкозы.
28. Способ по варианту 13, в котором при регистрации гликемического состояния человека регистрируют каждый из следующих параметров: уровень гликемии, скорость изменения уровня гликемии и ускорение уровня гликемии, на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика содержания глюкозы.
29. Способ по варианту 13, в котором также используют справочную таблицу, соотносящую каждое из множества гликемических состояний с соответствующим целевым путем возврата и с соответствующей метрикой риска, причем справочная таблица хранится в запоминающем устройстве, доступном для по меньшей мере одного вычислительного устройства, а вычисление по меньшей мере одной метрики риска, связанной с зарегистрированным гликемическим состоянием, включает в себя обращение к справочной таблице для нахождения в справочной таблице гликемического состояния, по существу совпадающего с зарегистрированным гликемическим состоянием человека, и извлечение из справочной таблицы метрики риска, соответствующей найденному гликемическому состоянию.
30. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, содержащий выполняемые команды, при выполнении которых по меньшей мере одним процессором обеспечивается выполнение указанным по меньшей мере одним процессором следующих действий: определение целевого гликемического состояния, включающего в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии; определение исходного гликемического состояния, включающего в себя исходный уровень гликемии и исходную скорость изменения исходного уровня гликемии, причем исходное гликемическое состояние отличается от целевого гликемического состояния; вычисление целевого пути возврата, предназначенного для перехода от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию и содержащего по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, причем целевой путь возврата вычисляется по меньшей мере одним процессором на основании, т.е. с учетом, риска, связанного с по меньшей мере одним промежуточным гликемическим состоянием на целевом пути возврата.
31. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 30, в котором при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также выполняет следующие действия: определение между исходным гликемическим состоянием и целевым гликемическим состоянием множества потенциальных промежуточных гликемических состояний; и выбор из множества потенциальных промежуточных гликемических состояний по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния для целевого пути возврата из условия минимизации риска, связанного с целевым путем возврата.
32. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 31, в котором по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние на целевом пути возврата включает в себя множество промежуточных гликемических состояний, каждое из которых имеет соответствующее значение штрафа, причем множество промежуточных гликемических состояний выбирают посредством по меньшей мере одного процессора из множества потенциальных промежуточных гликемических состояний из условия минимизации суммы значений штрафа, связанных с целевым путем возврата, и каждое значение штрафа включает в себя меру риска, связанного с соответствующим промежуточным гликемическим состоянием.
33. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 30, в котором целевой путь возврата вычисляют посредством по меньшей мере одного процессора также с учетом физиологического предела возмущения гликемии.
34. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 33, в котором при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также выполняет следующие действия: определение множества потенциальных гликемических состояний на основании целевого гликемического состояния, физиологического предела возмущения гликемии и заданного периода для перехода к целевому гликемическому состоянию от каждого из потенциальных гликемических состояний; и выбор из множества потенциальных гликемических состояний промежуточного гликемического состояния для целевого пути возврата из условия минимизации риска, связанного с целевым путем возврата.
35. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 30, в котором при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также выполняет следующие действия: вычисление целевого пути возврата для каждого из множества исходных гликемических состояний, причем каждый целевой путь возврата содержит множество промежуточных гликемических состояний, связанных с переходом от исходного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, и вычисляется из условия минимизации риска, связанного с множеством промежуточных гликемических состояний на целевом пути возврата; формирование справочной таблицы, соотносящей каждое из множества исходных гликемических состояний с соответствующим целевым путем возврата, и сохранение справочной таблицы в запоминающем устройстве, доступном для по меньшей мере одного вычислительного устройства.
36. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 35, в котором при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также выполняет следующие действия: регистрацию гликемического состояния страдающего диабетом человека на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика содержания глюкозы; обращение к справочной таблице для нахождения среди множества исходных гликемических состояний того исходного гликемического состояния, которое в основном совпадает с зарегистрированным гликемическим состоянием человека; и определение по справочной таблице значения штрафа, связанного с найденным исходным гликемическим состоянием и представляющего риск, связанный с найденным исходным гликемическим состоянием с учетом соответствующего этому исходному гликемическому состоянию целевого пути возврата.
37. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, содержащий выполняемые команды, при выполнении которых по меньшей мере одним процессором обеспечивается выполнение указанным по меньшей мере одним процессором следующих действий: регистрация гликемического состояния человека на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, полученного с помощью датчика содержания глюкозы, причем зарегистрированное гликемическое состояние включает в себя уровень гликемии человека и скорость изменения уровня гликемии; определение целевого пути возврата для перехода от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию, включающему в себя целевой уровень гликемии и целевую скорость изменения целевого уровня гликемии, причем целевой путь возврата содержит по меньшей мере одно промежуточное гликемическое состояние, связанное с переходом от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию; и вычисление по меньшей мере одной метрики риска, связанной с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании по меньшей мере одного промежуточного гликемического состояния на целевом пути возврата.
38. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 37, в котором целевой путь возврата содержит множество промежуточных гликемических состояний, каждое из которых имеет соответствующее значение штрафа, зарегистрированное гликемическое состояние также имеет соответствующее значение штрафа, и каждое значение штрафа включает в себя меру риска, связанного с соответствующим гликемическим состоянием.
39. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 38, в котором по меньшей мере одна метрика риска, связанная с зарегистрированным гликемическим состоянием, включает в себя по меньшей мере одно из следующего: накопленное значение штрафа для целевого пути возврата, средний коэффициент штрафа для целевого пути возврата и максимальное значение штрафа для гликемических состояний на целевом пути возврата, причем накопленный штраф содержит сумму значений штрафа, связанных с множеством промежуточных гликемических состояний, и значения штрафа, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием, а средний коэффициент штрафа основан на отношении между суммой значений штрафа и общим расчетным временем, требуемым для совершения перехода от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию по целевому пути возврата.
40. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 37, в котором по меньшей мере одна метрика риска, связанная с зарегистрированным гликемическим состоянием, включает в себя общее расчетное время перехода человека от зарегистрированного гликемического состояния к целевому гликемическому состоянию по целевому пути возврата.
41. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 37, в котором при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также корректирует лечение человека для перевода человека из зарегистрированного гликемического состояния в целевое гликемическое состояние на основе целевого пути возврата, причем коррекция лечения включает в себя коррекцию базальной скорости подачи инсулина и/или болюса при назначенной человеку инсулинотерапии.
42. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 37, в котором при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также оценивает уровень гликемии и/или скорость изменения уровня гликемии на основании по меньшей мере одного измеренного значения гликемии, взвешенного по точности датчика содержания глюкозы.
43. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 42, в котором при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор также вычисляет риск, связанный с зарегистрированным гликемическим состоянием, на основании значения штрафа, связанного с зарегистрированным гликемическим состоянием, и на основании точности датчика содержания глюкозы.
44. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных по варианту 37, в котором для вычисления по меньшей мере одной метрики риска, связанной с зарегистрированным гликемическим состоянием, при выполнении указанных команд по меньшей мере один процессор обращается к справочной таблице, соотносящей каждое из множества гликемических состояний с соответствующим целевым путем возврата и с соответствующей метрикой риска, для нахождения в справочной таблице того гликемического состояния, которое по существу совпадает с зарегистрированным гликемическим состоянием человека, и извлекает из справочной таблицы метрику риска, соответствующую найденному гликемическому состоянию.