WO2010062211A2 - Methods and means for automatic treatment control - Google Patents
Methods and means for automatic treatment control Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010062211A2 WO2010062211A2 PCT/RU2009/000436 RU2009000436W WO2010062211A2 WO 2010062211 A2 WO2010062211 A2 WO 2010062211A2 RU 2009000436 W RU2009000436 W RU 2009000436W WO 2010062211 A2 WO2010062211 A2 WO 2010062211A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- methods
- infusion
- glucose
- catheter
- basal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/172—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic
- A61M5/1723—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic using feedback of body parameters, e.g. blood-sugar, pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4836—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
- A61B5/4839—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods combined with drug delivery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
- A61M2005/14208—Pressure infusion, e.g. using pumps with a programmable infusion control system, characterised by the infusion program
Definitions
- the invention relates to medicine, namely, methods of control and intensive care used in critical situations or in emergency situations, for example, diabetes (hundreds of millions of patients). These include the international application PCT / RU2008 / 00057 "Method for monitoring the insulin therapy of diabetes" from 08/25/2008, and a similar application RU 2007132513 from 08/28/2007. Priority has been requested for both applications with respect to the figure and paragraphs 1-
- the intensity of therapy is determined by the frequency of medication, sometimes for life. This requires continuous monitoring of the effectiveness of medication, as well as ongoing monitoring of drug administration.
- the traditional diabetes intensive care method is based on manually injecting the patient under the skin
- Medtronic launched the world's first integrated Paradigm 722 system - an insulin pump with real-time electrochemical glucose monitoring.
- the system is protected by patents, for example AT363228T, WO0049941 and international application WO 2006/122048 Al. These documents relate to the prototypes of the proposed invention and are cited by reference.
- the disadvantages of the system include the high cost of consumables (interchangeable sensor + interchangeable catheter, $ 100 for three days) and the need for a 4-fold daily blood sampling to calibrate the monitor. This equipment retains the main drawback of all known methods - the need for frequent blood sampling to assess the effectiveness of therapy.
- the aim of this invention is the development of tools and methods that eliminate the above limitations in practice for various diseases and contribute to the creation of an automatic therapy system with negative feedback between the monitor and the pump. 5
- control methods and intensive care tools for diabetes and / or other diseases including a programmable pump for infusion of a drug solution into a patient’s body through a connection device (see WO 2006/122048 Al double insert device) with an optical and / or electrochemical sensor body fluid or whole blood characteristics are characterized as follows. 10
- the means are designed so that:
- the catheter line is located under the skin
- the sensor is located inside the tube.
- a catheter passes infusions, such as insulin, through passageways in the base and at the outlet end of the catheter.
- the side wall of the pipe contains a well-wettable porous material and / or holes for passing through, such as glucose.
- the catheter is designed so that the base contains a sensor washed by a fluid flowing from the flow cavity through the passage opening into a removable ampoule.
- the double insert is fixed to the lid of the intradermal port implanted under the patient’s skin.
- the hypodermic part of the port contains a stable base and an elastic mesh for circular protection of the double insert from spasms and other loads.
- the double insert device is designed as an artificial shunt of a blood vessel, with the infusion site located at the beginning of the blood flow, and the measurement site, for example, optical, is located further. 25
- the solution for infusion and / or perfusion contains glucose or another controlled biomarker with a target concentration, for example, equal to the average value for the prescribed range of therapy, or in particular equal to zero.
- the double insert device is designed so that infusions flow through the measurement site.
- ADC analog-to-digital converter
- the ADC output is connected to a microcontroller (MCU).
- MCU contains conversion frequency divider for synchronization of the basal program
- the divider divides each therapy session into intervals T k n , p is the number of the current medication interval, k is the session number.
- the basal program distributes equal volumes of each infusion evenly, for example, during the day with an hourly interval T k n .
- the MCU contains a program for calculating in real time the average signal current ⁇ sign n ( ⁇ ) to estimate the duration ⁇ and the effect of each infusion on the calculation result.
- the microcontroller is connected to a data input device from an external measurement source, for example, from a blood glucose meter.
- a controlled biomarker such as a blood glucose level
- a target level of MCU therapy lowers the biomarker level, for example, using a bolus infusion of short (ultra) insulin.
- a basal interval of medication such as diabetes, for at least 30 minutes.
- the minimum medication interval is at least 15 minutes.
- a managed biomarker such as blood glucose
- the biomarker level is increased. For example, inform the patient: "Eat 15 grams of rapidly soluble carbohydrates (glucose tablets)." twenty
- Fig. 2 The subcutaneous portion of the double insert device.
- Fig. 3 Intradermal port with double insert device.
- this invention relates to an intensive care control system, for example, diabetes, including a pump, sensor, and glucose monitor.
- an intensive care control system for example, diabetes, including a pump, sensor, and glucose monitor.
- the sensor and monitor are a sensor and a monitor for determining the level of glucose in the blood and / or body fluid of the user.
- pump therapy has been widely used in recent years.
- the concentration of glucose in the blood changes with diseases of the pancreas, thyroid gland, pituitary gland, adrenal glands, kidneys, liver, intestines, with traumatic, toxic irritation of the central nervous system and in a number of other pathological conditions.
- FIG. 1 The principal design of the claimed method in the case of subcutaneous and / or intramuscular infusion is shown in Figure 1.
- 1 Patient's body; 2 - A patch for fixing 3 on the patient's body; 3 - Device for connecting a cannula of a catheter with a glucose sensor at the measurement site; 4 - catheter; 5 - Pump with a software and computing unit and a glucose monitor; 6 - Signal cable for glucose sensor.
- FIG. 1 is presented in PCT Priority Application, which is incorporated herein by reference.
- the catheter cannula connecting device to the sensor is called a double insert device, as described in WO 2006/122048 Al and is cited as a reference.
- the figure 2 shows the subcutaneous part of the double insert.
- the figure 3 shows a diagram of its input into the patient’s body through the intradermal port.
- a double insert such as a coaxial catheter, is designed so that:
- the base 16 of the catheter has passage holes for infusion and / or perfusion and is fixed to the patient’s skin.
- a catheter line 12 is placed under the skin.
- the sensor 11 is placed inside the pipeline.
- the side wall 9 of the pipeline contains a well-wettable porous material '8 and / or holes through which passive diffusion of substances (for example, glucose) occurs along their concentration gradient.
- Enzymes are immobilized, including in the film membrane 7, for example, from albumin. It is attached, for example, to the surface of the electrodes 10, 20.
- the body fluid 18 diffuses through the holes in the wall 9 into the layer 7 containing the enzyme, forming an electrically active substance detected by the sensor 11.
- the permeability of membranes for most substances is determined by the size of the pores and / or holes (die cut-offsize).
- the flow cavity between the sensor 11 and the side wall 9 passes an infusion, for example, of insulin solution 14, through the passageways 13 at the outlet end of the catheter 12 and the passageways through base 16.
- the catheter is designed so that the base 16 contains a sensor 20, washed by a fluid flowing through a passageway into a removable ampoule 21.
- the catheter is, for example, a polyurethane tube with an outer diameter of 1.5 mm and a length of 10 mm.
- a catheter is inserted into the patient's body using a penetrating needle.
- An isotonic solution for infusion enters through the orifice in the flow cavity.
- the liquid solution is passed through the infusion system 15 with a pump 5 at a speed of, for example, 0.5 microliters / min.
- a specialized solution CMS perfusion fluid, CMA Microdialysis, Solpa, Swedep
- the catheter type CMA70 used for similar purposes in clinical practice, has pores of 20 kilodaltons in size.
- the portion of the solution containing the recovered substances flows along the side wall into the lid of the catheter. There it accumulates in a removable vial 21.
- the reaction time of the sensors 10 and 20 to diffusion, for example glucose, is approximately the same due to the well-wetted side wall.
- a catheter located in the extracellular fluid mimics the function of a blood vessel (capillary). Continuous renewal of the solution in the membrane area supports the transmembrane concentration gradient.
- the ampoule is replaced by the following.
- Express analysis of the main clinical markers (glucose, lactate, pyruvate, glutamate, glycerol and urea), including the prescribed medicine, is carried out, for example, by enzymatic methods.
- This analysis reflects the biochemical profile of the tissue fluid during dialysate collection and is therefore always retrospective. For this, it is necessary to take into account the accumulation time of dialysate in an ampoule with a volume of, for example, 30 microliters, which can be up to 100 minutes at a perfusion rate of 0.3 microliters / min.
- the double insert device is fixed in the cover 22 of the intradermal port implanted under the patient’s skin.
- the mount provides for mounting / dismounting of the double insert.
- the subcutaneous part of the port contains a stable base 17 and an elastic mesh 19 for circular protection of the double insert from spasms and other loads.
- An analogue of the proposed invention is intended for measuring glucose levels by optical methods and is cited as reference. G. G. Vosquet, Gerald L. Saute, Ashkod Gowda, Regg Ms Nisseskohls, Sokhi Rastegar METAL DETAILS DETAILS DETAILS DETAILS USED Date of Rathept: Aug. 20, 2002.
- the double-insert device is designed as an artificial shunt of a blood vessel, and the place of infusion of the drug is located at the beginning of the blood flow, and the place of measurement, for example, optical, is located a little further.
- analogue of such an implantable therapy management system device is described in US6, 122, 536 and US 6,438,397 Bl and cited as reference.
- the analogue two different veins are used, one for the optical sensor, the other for the infusion of the drug.
- an artificial vessel due to blood flow, provides a difference in the measurement results of the sensor covering it, which occurs after each infusion.
- This design uses the method described in cl. 1 of priority application PCT / RU2008 / 00057, and expands the possibilities of applying the claimed invention.
- Figure 4 illustrates the various possibilities of applying the main method of therapy management.
- the infusion solution contains glucose or another control biomarker with a concentration, for example, corresponding to the middle of the prescribed target range of therapy, or equal to zero.
- the double insert device is configured so that all infusions flow through the measurement site.
- the previous volume is displaced from the measurement zone and replaced with the next volume of isotonic solution. Due to the concentration gradient that arises in this case, glucose molecules diffuse into the measurement zone until an equilibrium state is reached.
- the duration of the process is units and tens of seconds.
- ADC digital measurement transducer
- the ADC output is connected to a microcontroller (MCU).
- MCU contains a conversion frequency divider to synchronize the basal program.
- the MCU output is connected to a basal and bolus infusion administration program.
- the divider divides each therapy session into intervals T k n , p is the number of the current medication interval, k is the session number.
- the basal program distributes equal volumes of each infusion of the drug evenly, for example, during the day with an hourly interval T k n.
- the uniform distribution of the basal dose and the equal volume of each bolus and basal infusion unify the measurement conditions.
- the measurement procedure is partially combined with the medication procedure. These circumstances are used for the working verification of current measurements at time intervals between the current infusion entries as described below.
- the MCU contains a program for calculating the current average signal values ⁇ sign n (t) and estimating the duration ⁇ of the effect of each infusion on the measurement results homage ⁇ whyce ⁇ k sign ( ⁇ ). It uses it to determine the duration of the intervals T k n , mj where t is the number of the current measurement interval on each interval T k n .
- the second input of the MCU is connected to a data input device from an external measurement source, for example, a home glucose meter.
- an external measurement source for example, a home glucose meter.
- the MCU contains a differential calibration program using traditional pair measurement methods and linear calculation of calibration coefficients. Calculates the current levels of the managed biomarker at each interval T k n , m within each interval T n .
- the above calculation of current differences is essentially a method of working verification of the current level of systematic average deviation in the results of electronic measurements.
- the means of verification is the infusion of the drug into the measurement area.
- the physicotechnical properties of such preparations are, as a rule, guaranteed by the manufacturer.
- Calibration is carried out with each infusion, which automatically eliminates the influence of all random factors on the value of the systematic average deviation in the results of determining the differential current of the sensor and, accordingly, the glucose level.
- calibration coefficients are used, preferably determined by the point-to-point method. The duration of such a session depends on the need, for example, to replace the infusion system or reservoir with the solution, or other reasons that clearly change the measurement conditions and therefore require a new calibration.
- PARADIGM REAL TIME the session lasts up to three days. At the same time, calibration reduces the number of blood samples for analysis, almost an order of magnitude.
- Negative feedback algorithms significantly reduce the effect of possible changes in the scale of measurements on the control error relative to a given equilibrium point (for example, the middle of the target range of therapy). With the target width commonly practiced in diabetes, the accuracy requirements are a few mmol / L units.
- the solution used in some applications contains glucose with a concentration equal to the middle of the target range.
- Such a solution improves the accuracy of glucose determinations in the middle of the target range and, accordingly, reduces the errors of the regulatory system.
- the discussed invention provides negative feedback algorithms described below.
- a controlled biomarker for example, a blood glucose level
- a target therapy level for example, using short (ultra) insulin.
- the basal interval of medication for example, in diabetes, is at least 30 minutes.
- a managed biomarker such as blood glucose
- the MCU informs the patient: "Eat 15 grams of rapidly soluble carbohydrates (glucose tablets).” See figure 4, and, for example, Nuroglusemia update di-tebes: Buttre-lo-sugar (2008) Mauo Slip-retriev on Japan, 2009 form http: //www.mavocl ⁇ ic.com/health/hypoglycemia/DA00063
- the bolus rule provides additional verification of measurement results, essentially considering the patient’s current lifestyle.
- the correction of the basal program by the proposed method automatically tracks slow pathological changes in the patient's body.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Diabetes (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
Description
Методы и средства для автоматического управления терапией Methods and tools for automatic therapy management
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ и РОДСТВЕННЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение касается медицины, а именно, методов контроля и средств интенсивной терапии, используемых в критических ситуациях или при чрезвычайных обстоятельствах, например, диабет (сотни миллионов больных). К ним относится международная заявка PCT/RU2008/00057 "Метод мониторинга инсулиновой терапии диабета" от 25-08.2008, и аналогичная заявка RU 2007132513 от 28.08.2007. На обе заявки запрошен приоритет в отношении рисунка и пунктов 1-FIELD OF APPLICATION AND RELATED INVENTIONS The invention relates to medicine, namely, methods of control and intensive care used in critical situations or in emergency situations, for example, diabetes (hundreds of millions of patients). These include the international application PCT / RU2008 / 00057 "Method for monitoring the insulin therapy of diabetes" from 08/25/2008, and a similar application RU 2007132513 from 08/28/2007. Priority has been requested for both applications with respect to the figure and paragraphs 1-
3 формулы изобретения, инкорпорированных ссылкой.3 claims incorporated by reference.
ПОЧВА ИЗОБРЕТЕНИЯSOIL OF THE INVENTION
Интенсивность терапии определяют по частоте приема лекарств, иногда пожизненно. Для этого необходим непрерывный мониторинг эффективности медикации, а также текущий контроль администрации лекарств. Традиционный метод интенсивной терапии диабета основан на ручном вводе под кожу пациента доThe intensity of therapy is determined by the frequency of medication, sometimes for life. This requires continuous monitoring of the effectiveness of medication, as well as ongoing monitoring of drug administration. The traditional diabetes intensive care method is based on manually injecting the patient under the skin
4 раз в день инсулинов разных марок в соответствии с рекомендациями врача и результатами мониторинга.4 times a day of insulin of different brands in accordance with the doctor's recommendations and monitoring results.
Больные сахарным диабетом осуществляют контроль вручную, делая заборы крови до 8 раз в день на анализ содержания глюкозы. Это существенно усложняет жизнь пациента, но не позволяет уловить опасные колебания гликемии из-за низкой периодичности измерений. Эта опасность, опасность инфекций и травматизма при заборе крови являются основными недостатками описанного выше распространённого метода мониторинга терапии диабета, который является аналогом предлагаемого изобретения.Patients with diabetes mellitus monitor manually, taking blood samples up to 8 times a day for glucose analysis. This greatly complicates the life of the patient, but does not allow you to catch the dangerous fluctuations in glycemia due to the low frequency of measurements. This danger, the risk of infections and injuries during blood sampling are the main disadvantages of the above-described common method for monitoring diabetes therapy, which is an analogue of the present invention.
Для уменьшения этих недостатков разрабатывают электрохимические и оптические сенсоры глюкозы. Современное состояние разработки новых методов и средств непрерывного мониторинга гликемии подробно изложено в публикации [1] Vепkаtа Rаdhаkrtshпа Копdераti & H. Мiсhаеl Неisе, Rесепt рrоgrеss iп апаlуtiсаl iпstrumепtаtkm fоr glусеmiс сопtгоl iп diаbеtiс апd сritiсаllу ill раtiепts. Апаl. Вiоапаl. Сhеm. (2007) 388, 545-563.To reduce these deficiencies, electrochemical and optical glucose sensors are being developed. The current state of the development of new methods and means for continuous monitoring of glycemia is described in detail in the publication [1] Vepakta Radhakrtshpa Kopderati & H. Misheel Neisе, Resprogramgess, Apulutisipstrumptompolituspolitompolitompolitompolitompolitompolitompolitompolit. Apal. Bioapal. Chem. (2007) 388, 545-563.
Все методы показывают хорошие результаты в течение нескольких часов. Но постепенно наслаивающиеся воздействия большого количества случайных факторов приводят к дрейфу определений глюкозы. В процессе мониторинга гликемии необходимо производить по-прежнему частые (до 5 раз в день) заборы крови.All methods show good results in a few hours. But the gradually layering effects of a large number of random factors lead to a drift in glucose determinations. In the process of monitoring glycemia, it is necessary to produce still frequent (up to 5 times a day) blood samples.
Компания «Medtronic» выпустила в продажу первую в мире интегрированную систему Парадигма 722 - инсулиновую помпу с электрохимическим мониторингом глюкозы в режиме реального времени. Система защищена патентами, например AT363228T, WO0049941 и международной заявкой WO 2006/122048 Al. Эти документы относятся к прототипам предложенного изобретения и цитированы ссылкой.Medtronic launched the world's first integrated Paradigm 722 system - an insulin pump with real-time electrochemical glucose monitoring. The system is protected by patents, for example AT363228T, WO0049941 and international application WO 2006/122048 Al. These documents relate to the prototypes of the proposed invention and are cited by reference.
К недостаткам системы относятся - высокая стоимость расходных средств (сменный сенсор + сменный катетер, 100 $ за три дня) и необходимость 4-кратного ежедневного забора крови для калибровки монитора. Эта аппаратура сохраняет главный недостаток всех известных методов - необходимость частых заборов крови для оценки эффективности терапии.The disadvantages of the system include the high cost of consumables (interchangeable sensor + interchangeable catheter, $ 100 for three days) and the need for a 4-fold daily blood sampling to calibrate the monitor. This equipment retains the main drawback of all known methods - the need for frequent blood sampling to assess the effectiveness of therapy.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) ОБЗОР ЗАЯВЛЯЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯSUBSTITUTE SHEET (RULE 26) SUMMARY OF THE DISCLOSURE OF THE INVENTION
Целью данного изобретения является разработка средств и методов, которые исключают на практике вышеуказанные ограничения для различных болезней и способствуют созданию автоматической системы терапии с отрицательной обратной связью между монитором и помпой. 5The aim of this invention is the development of tools and methods that eliminate the above limitations in practice for various diseases and contribute to the creation of an automatic therapy system with negative feedback between the monitor and the pump. 5
Результат достигается тем, что методы контроля и средства интенсивной терапии диабета и/или других болезней, включая программно регулируемую помпу для инфузии лекарственного раствора в тело пациента через устройство соединения (смотри устройство двойной вставки WO 2006/122048 Al) с оптическим и/или электрохимическим сенсором характеристик телесной жидкости или цельной крови, характеризуются следующим образом. 10The result is achieved by the fact that control methods and intensive care tools for diabetes and / or other diseases, including a programmable pump for infusion of a drug solution into a patient’s body through a connection device (see WO 2006/122048 Al double insert device) with an optical and / or electrochemical sensor body fluid or whole blood characteristics are characterized as follows. 10
В случае применения минимально инвазивной, подкожной, и/или внутримышечной, инфузии через устройство двойной вставки, например, коаксиальный катетер, средства, сконструированы так, что:In the case of the use of minimally invasive, subcutaneous, and / or intramuscular infusion through a double insert device, for example, a coaxial catheter, the means are designed so that:
• база катетера имеет проходные отверстия и зафиксирована на коже пациента,• the base of the catheter has openings and is fixed on the patient’s skin,
• трубопровод катетера расположен под кожей, сенсор расположен внутри трубы.• the catheter line is located under the skin, the sensor is located inside the tube.
• Катетер пропускает инфузии, например, инсулина, через проходные отверстия в базе и на выходном конце катетера.• A catheter passes infusions, such as insulin, through passageways in the base and at the outlet end of the catheter.
• Бортовая стенка трубы содержит хорошо смачиваемый пористый материал и/или отверстия для пропускания, например глюкозы.• The side wall of the pipe contains a well-wettable porous material and / or holes for passing through, such as glucose.
15fifteen
Катетер сконструирован так, что база содержит сенсор, омываемый жидкостью, вытекающей из проточной полости через проходное отверстие в съёмную ампулу.The catheter is designed so that the base contains a sensor washed by a fluid flowing from the flow cavity through the passage opening into a removable ampoule.
• Через место установки ампулы в базу производят инфузии дополнительных лекарств, ферментов или других клинических растворов, например, с помощью ручного шприца.• Through the place of installation of the ampoule into the base, infusion of additional drugs, enzymes or other clinical solutions is carried out, for example, using a hand syringe.
20twenty
Двойная вставка закреплена на крышке интрадермального порта, имплантированного под кожу пациента.The double insert is fixed to the lid of the intradermal port implanted under the patient’s skin.
• Крепление обеспечивает монтаж и демонтаж двойной вставки.• Mounting allows mounting and dismounting of the double insert.
• Подкожная часть порта содержит стабильную базу и упругую сетку для круговой защиты двойной вставки от спазмов и других нагрузок.• The hypodermic part of the port contains a stable base and an elastic mesh for circular protection of the double insert from spasms and other loads.
В случае применения внутривенной инфузии устройство двойной вставки выполнено как искусственный шунт кровеносного сосуда, причем место инфузии расположено в начале кровотока, а место измерений, например, оптических, расположено далее. 25In the case of intravenous infusion, the double insert device is designed as an artificial shunt of a blood vessel, with the infusion site located at the beginning of the blood flow, and the measurement site, for example, optical, is located further. 25
Раствор для инфузии и/или перфузии содержит глюкозу или другой контролируемый биомаркер с целевой концентрацией, например, равной средней величине для назначенного диапазона терапии, или в частности, равной нулю.The solution for infusion and / or perfusion contains glucose or another controlled biomarker with a target concentration, for example, equal to the average value for the prescribed range of therapy, or in particular equal to zero.
• Устройство двойной вставки выполнено так, что инфузии текут через место измерений.• The double insert device is designed so that infusions flow through the measurement site.
Сигнал сенсора Isign(t) соединен с аналогово-цифровым преобразователем (ADC) при частоте преобразований Isigп, например, f=lгц.The signal of the Isign sensor (t) is connected to an analog-to-digital converter (ADC) at an Isig transformation frequency, for example, f = lHz.
• Выход ADC соединен с микроконтроллером (MCU). MCU содержит делитель частоты конверсии для синхронизации базальной программы• The ADC output is connected to a microcontroller (MCU). MCU contains conversion frequency divider for synchronization of the basal program
30 • Делитель разбивает каждый сеанс терапии на интервалы Tk n, п - номер текущего интервала медикации, k — номер сеанса.thirty • The divider divides each therapy session into intervals T k n , p is the number of the current medication interval, k is the session number.
• Базальная программа распределяет равные объёмы каждой инфузии равномерно, например, в течение суток с почасовым интервалом Tk n.• The basal program distributes equal volumes of each infusion evenly, for example, during the day with an hourly interval T k n .
55
MCU содержит программу расчета в реальном времени средних значений тока сигнала ϊsignn(τ) для оценки длительности τ и эффекта воздействия каждой инфузии на результат вычислений.The MCU contains a program for calculating in real time the average signal current ϊsign n (τ) to estimate the duration τ and the effect of each infusion on the calculation result.
Микроконтроллер (MCU) соединен с устройством ввода данных от внешнего источника измерений, например, от измерителя глюкозы крови.The microcontroller (MCU) is connected to a data input device from an external measurement source, for example, from a blood glucose meter.
• Содержит программу калибровки перепада традиционными методами парных измерений и линейных вычислений калибровочных коэффициентов.• Contains a differential calibration program using traditional methods of pairwise measurements and linear calculation of calibration coefficients.
• Вычисляет текущие уровни управляемого биомаркера на каждом промежутке Tk n,m внутри каждого интервала Tk в.• Calculates the current levels of the managed biomarker at each interval T k n , m within each interval T k in .
15fifteen
Если управляемый биомаркер, например, уровень глюкозы крови, выше целевого уровня терапии MCU понижает уровень биомаркера, например, с помощью болюс инфузии короткого (ультра) инсулина.If a controlled biomarker, such as a blood glucose level, above the target level of MCU therapy lowers the biomarker level, for example, using a bolus infusion of short (ultra) insulin.
• вливают лекарства внутри базального интервала.• infuse drugs within the basal interval.
• Базальный интервал медикации, например, при диабете, не менее 30 минут.• A basal interval of medication, such as diabetes, for at least 30 minutes.
• Минимальный интервал медикации не менее 15 минут.• The minimum medication interval is at least 15 minutes.
• Все медикации равны между собой: Vn k=1basaI=Vn k basal=V bоlus.• All medications are equal: V n k = 1 basaI = V n k basal = V bolus.
Если управляемый биомаркер, например, глюкоза крови, ниже целевого диапазона терапии, уровень биомаркера повышают. Например, информируют пациента: "Съешьте 15 грамм быстро растворимых углеводов (таблетки глюкозы)". 20If a managed biomarker, such as blood glucose, is below the target range of therapy, the biomarker level is increased. For example, inform the patient: "Eat 15 grams of rapidly soluble carbohydrates (glucose tablets)." twenty
Среднесуточный коэффициент ADGR глюкозы MCU рассчитывает как отношение среднесуточного уровня глюкозы к середине целевого диапазона. • Изменяет базальную частоту инфузии, используя уравнение ADGR = Tk n/Tk"V 15The average daily glucose coefficient ADGR of MCU is calculated as the ratio of the average daily glucose level to the middle of the target range. • Changes the basal infusion rate using the equation ADGR = T k n / T k " V 15
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Детальное описание вариантов изобретения даётся со ссылкой на сопровождающие рисунки, в которых одинаковые компоненты обозначены одинаковыми цифрами.A detailed description of the variants of the invention is given with reference to the accompanying drawings, in which the same components are denoted by the same numbers.
Рис.l Минимально инвазивная система контроля интенсивной терапии для предлагаемого варианта изобретения.Fig.l Minimally invasive system of intensive care control for the proposed variant of the invention.
Рис. 2 Подкожная часть устройства двойной вставки.Fig. 2 The subcutaneous portion of the double insert device.
Рис. 3 Интрадермальный порт с устройством двойной вставки.Fig. 3 Intradermal port with double insert device.
Рис. 4 Система контроля интенсивной терапии с отрицательной обратной связью. 20Fig. 4 Intensive care monitoring system with negative feedback. twenty
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ВАРИАНТОВDETAILED DESCRIPTION OF SUGGESTED OPTIONS
Как показано на рисунках, призванных для иллюстрации, это изобретение касается системы контроля интенсивной терапии, например, диабета, включая помпу, датчик и монитор глюкозы.As illustrated in the figures, this invention relates to an intensive care control system, for example, diabetes, including a pump, sensor, and glucose monitor.
25 Оно обеспечивает непрерывную запись данных от сенсора в течение некоторого промежутка времени. Эти данные используют для автоматического формирования в реальном времени отрицательной обратной связи между процедурами медикации пациента и определения уровня контрольного биомаркера. В обсуждаемых вариантах изобретения датчик и монитор являются датчиком и монитором для определения уровня глюкозы в крови и/или в телесной жидкости пользователя. При диабете в последние годы широко применяют помповую терапию. LENHARD MJ. Тhе RoIe оf Iпsuliп Рumрs. Меdsсаре Diаbеtеs & Епdосriпоlоgу, 5(1), 2003. и мониторинг уровня глюкозы, в том числе, в технике тканевого диализа. Сhristорh Карitzа еt аl. Сопtiпuоus Gluсоsе Мопitоriпg: Rеliаblе Меаsurеmепts fоr uр tо 4 Dауs with thе SCGMl Sуstеm. Diаbеtеs Тесhпоlоgу & Тhеrареutiсs. 5(4), 609-614, Аugust 1 2003. Например, концентрация глюкозы в крови изменяется при заболевании поджелудочной железы, щитовидной железы, гипофиза, надпочечников, почек, печени, кишечника, при травматическом, токсическом раздражении центральной нервной системы и в целом ряде других патологических состояний.25 It provides continuous recording of data from the sensor over a period of time. These data are used to automatically generate real-time negative feedback between patient medication procedures and determine the level of a control biomarker. In the discussed embodiments of the invention, the sensor and monitor are a sensor and a monitor for determining the level of glucose in the blood and / or body fluid of the user. With diabetes, pump therapy has been widely used in recent years. LENHARD MJ. The RoIe of IPsulip Rumrs. Medsare Diabetes & Healthcare, 5 (1), 2003. and monitoring glucose levels, including in the tissue dialysis technique. Christorh Caritz et al. Optical Glucop Moporipg: Reliable Mezuremepts for u 4 to with SCGMl Sustem. Diabetes Technology & Therapy. 5 (4), 609-614, August 1 2003. For example, the concentration of glucose in the blood changes with diseases of the pancreas, thyroid gland, pituitary gland, adrenal glands, kidneys, liver, intestines, with traumatic, toxic irritation of the central nervous system and in a number of other pathological conditions.
55
Дальнейшие варианты изобретения могут быть использованы для определения других характеристик тела, включая аналиты или агенты, соединения или состав, такие как гормоны, холестерин, концентрации лекарств и других подобных целей интенсивной терапии. Электрохимический датчик исходно предназначен для подкожной установки. Однако в дальнейших вариантах один или несколько однотипных или различных датчиков могут помещаться в тканях другого типа таких, как мышцы, лимфатические железы, вены, артерии и подобных им.Further embodiments of the invention may be used to determine other characteristics of the body, including analytes or agents, compounds or composition such as hormones, cholesterol, drug concentrations, and other similar intensive care purposes. The electrochemical sensor was originally designed for subcutaneous installation. However, in further embodiments, one or more of the same or different sensors can be placed in tissues of another type such as muscles, lymph glands, veins, arteries and the like.
Различные виды интенсивной терапии также используют в случаях аварийных ситуаций включая условия поля и сражения. Иногда это обусловлено наличием у пациента, например, черепно-мозговых травм. В таких случаях необходим нейрометаболический мониторинг и терапия, как правило, в клинических условиях. Смотри, например, Нillеrеd L, Persson L, Ponten U, Ungerstedt U. Nеurоmеtаbоliс mопitоriпg оf thе isсhаеmiс humап brаiп usiпg miсrоdiаlуsis. Асtа Nеurосhir (Wiеп). - 1990 - 102(3-4). - р. 91-7. Смотри также: Тимофеев И.C.. Тканевой микродиализ: принципы и клиническое применение метода в интенсивной терапии. Интенсивная терапия, N°l - 2007.Various types of intensive care are also used in emergency situations including field conditions and battles. Sometimes this is due to the presence of, for example, traumatic brain injuries in a patient. In such cases, neurometabolic monitoring and therapy are required, usually in a clinical setting. See, for example, Niléred L, Persson L, Ponten U, Ungerstedt U. Neurémetabolis mopitoripf of the ishumis humap uspg miсrodialusis. Asta Neuroshir (Wiep). - 1990 - 102 (3-4). - R. 91-7. See also: Timofeev I.C. Tissue microdialysis: principles and clinical application of the method in intensive care. Intensive Care, N ° l - 2007.
1010
Принципиальная конструкция заявленного метода в случае применения подкожной, и/или внутримышечной, инфузии изображена на фигуре 1. Здесь: 1 — Тело пациента; 2 - Пластырь для фиксации 3 на теле пациента; 3 - Устройство соединения канюли катетера с сенсором глюкозы в месте измерений; 4 - Катетер; 5 - Помпа с программно-вычислительным блоком и монитором глюкозы; 6 - Сигнальный кабель сенсора глюкозы.The principal design of the claimed method in the case of subcutaneous and / or intramuscular infusion is shown in Figure 1. Here: 1 - Patient's body; 2 - A patch for fixing 3 on the patient's body; 3 - Device for connecting a cannula of a catheter with a glucose sensor at the measurement site; 4 - catheter; 5 - Pump with a software and computing unit and a glucose monitor; 6 - Signal cable for glucose sensor.
Фигура 1 представлена в приоритетной заявке PCT, которая выше инкорпорирована ссылкой. Устройство соединения канюли катетера с сенсором называют устройством двойной вставки, как указано в WO 2006/122048 Al и цитировано как ссылка.Figure 1 is presented in PCT Priority Application, which is incorporated herein by reference. The catheter cannula connecting device to the sensor is called a double insert device, as described in WO 2006/122048 Al and is cited as a reference.
15fifteen
На фигуре 2 изображена подкожная часть двойной вставки. На фигуре 3 изображена схема её ввода в тело пациента через интрадермальный порт.The figure 2 shows the subcutaneous part of the double insert. The figure 3 shows a diagram of its input into the patient’s body through the intradermal port.
Двойная вставка, например коаксиальный катетер, сконструирован так, что: База 16 катетера имеет проходные отверстия для инфузии и/ или перфузии и фиксирована на коже пациента. Трубопровод 12 катетера размещен под кожей.A double insert, such as a coaxial catheter, is designed so that: The base 16 of the catheter has passage holes for infusion and / or perfusion and is fixed to the patient’s skin. A catheter line 12 is placed under the skin.
2.0 Сенсор 11 размещен внутри трубопровода. Бортовая стенка 9 трубопровода содержит хорошо смачиваемый пористый материал' 8 и/или отверстия, через которые происходит пассивная диффузия веществ (например, глюкозы) по градиенту их концентрации.2.0 The sensor 11 is placed inside the pipeline. The side wall 9 of the pipeline contains a well-wettable porous material '8 and / or holes through which passive diffusion of substances (for example, glucose) occurs along their concentration gradient.
Анализ с использованием ферментных электродов 10, 20 сочетает высокую селективность биокатализа и совершенную технику электрохимических методов. Ферменты иммобилизуют, включая их в пленочную мембрану 7,нaпpимep, из альбумина. Она присоединена, например, к поверхности электродов 10, 20. Телесная жидкость 18 диффундирует через отверстия в стенке 9 в слой 7, содержащий фермент, образуя электрически активное вещество, детектируемое датчиком 11.An analysis using enzyme electrodes 10, 20 combines the high selectivity of biocatalysis and the perfect technique of electrochemical methods. Enzymes are immobilized, including in the film membrane 7, for example, from albumin. It is attached, for example, to the surface of the electrodes 10, 20. The body fluid 18 diffuses through the holes in the wall 9 into the layer 7 containing the enzyme, forming an electrically active substance detected by the sensor 11.
Проницаемость мембран для большинства веществ определяется размером пор и/или отверстий (mеmbrапе cut-offsize).Пpoтoчнaя полость между сенсором 11 и бортовой стенкой 9 пропускает инфузии, например, инсулинового раствора 14, через проходные отверстия 13 на выходном конце катетера 12 и проходные отверстия в базе 16.The permeability of membranes for most substances is determined by the size of the pores and / or holes (die cut-offsize). The flow cavity between the sensor 11 and the side wall 9 passes an infusion, for example, of insulin solution 14, through the passageways 13 at the outlet end of the catheter 12 and the passageways through base 16.
Катетер сконструирован так, что база 16 содержит сенсор 20, омываемый жидкостью, перетекающей через проходное отверстие в съёмную ампулу 21. Катетер представляет собой, например, полиуретановую трубочку с наружным диаметром 1,5мм, и длиной 10мм. Катетер вставляют в тело пациента с помощью проникающей иглы. Изотонический раствор для инфузии поступает через проходное отверстие в проточную полость. Жидкий раствор передают через инфузионную систему 15 помпой 5 со скоростью, например, 0.5 микролитра/мин. Для этой цели предпочтительно использовать специализированный раствор (CNS реrfusiоп fluid, CMA Мiсrоdiаlуsis, Sоlпа, Swеdеп), который по своему ионному составу соответствует тканевой жидкости, с добавлением в него необходимых лекарств.The catheter is designed so that the base 16 contains a sensor 20, washed by a fluid flowing through a passageway into a removable ampoule 21. The catheter is, for example, a polyurethane tube with an outer diameter of 1.5 mm and a length of 10 mm. A catheter is inserted into the patient's body using a penetrating needle. An isotonic solution for infusion enters through the orifice in the flow cavity. The liquid solution is passed through the infusion system 15 with a pump 5 at a speed of, for example, 0.5 microliters / min. For this purpose, it is preferable to use a specialized solution (CNS perfusion fluid, CMA Microdialysis, Solpa, Swedep), which in its ionic composition corresponds to tissue fluid, with the addition of the necessary drugs.
При достижении жидкостью мембранного участка катетера происходит пассивный транспорт веществ по градиенту концентрации из межклеточной жидкости 18 в проточную полость и измерительный канал 11. Катетер типа CMA70, применяемый для аналогичных целей в клинической практике, имеет поры размером 20 килодальтон. Часть раствора, содержащая извлеченные вещества, перетекает вдоль бортовой стенки внутрь крышки катетера. Там она накапливается в съёмной ампуле 21. Время реакции сенсоров 10 и 20 на диффузию, например глюкозы, благодаря хорошо смачиваемой бортовой стенке приблизительно совпадает. Таким образом, катетер, находящийся во внеклеточной жидкости, имитирует функцию кровеносного сосуда (капилляра). Непрерывное обновление раствора в области мембраны поддерживает трансмембранный градиент концентрации.When the liquid reaches the membrane portion of the catheter, passive transport of substances occurs according to the concentration gradient from the intercellular fluid 18 to the flow cavity and the measuring channel 11. The catheter type CMA70, used for similar purposes in clinical practice, has pores of 20 kilodaltons in size. The portion of the solution containing the recovered substances flows along the side wall into the lid of the catheter. There it accumulates in a removable vial 21. The reaction time of the sensors 10 and 20 to diffusion, for example glucose, is approximately the same due to the well-wetted side wall. Thus, a catheter located in the extracellular fluid mimics the function of a blood vessel (capillary). Continuous renewal of the solution in the membrane area supports the transmembrane concentration gradient.
По мере накопления достаточного для дополнительных анализов количества диализата ампула заменяется следующей. Экспресс анализ основных клинических маркеров (глюкоза, лактат, пируват, глутамат, глицерол и мочевина), включая и назначенное лекарство, производят, например, энзиматическими методами. Этот анализ отражает биохимический профиль тканевой жидкости во время сбора диализата и поэтому всегда ретроспективен. Для этого необходимо учитывать время накопления диализата в ампуле объёмом, например, 30 микролитров, которое при скорости перфузии 0.3 микролитра/мин может составлять до 100 минут.With the accumulation of sufficient dialysate for additional analyzes, the ampoule is replaced by the following. Express analysis of the main clinical markers (glucose, lactate, pyruvate, glutamate, glycerol and urea), including the prescribed medicine, is carried out, for example, by enzymatic methods. This analysis reflects the biochemical profile of the tissue fluid during dialysate collection and is therefore always retrospective. For this, it is necessary to take into account the accumulation time of dialysate in an ampoule with a volume of, for example, 30 microliters, which can be up to 100 minutes at a perfusion rate of 0.3 microliters / min.
Через место установки ампулы 21 в базу производят инфузии дополнительных лекарств, ферментов или других клинических растворов, например, с помощью ручного шприца. Этот метод используют, например, для дополнительной терапии или для ферментативного воздействия на характеристики телесной 25 жидкости в зоне измерений. Следующее усовершенствование техники терапии касается применения интрадермального порта, как это указано в приоритетной заявке п.3 и детализировано в предложенном изобретении.Through the installation site of the ampoule 21, additional drugs, enzymes or other clinical solutions are infused into the base, for example, using a hand syringe. This method is used, for example, for adjunctive therapy or for enzymatic effects on bodily characteristics 25 liquids in a measurement zone. The next improvement in the therapy technique relates to the use of the intradermal port, as indicated in the priority application of claim 3 and is detailed in the proposed invention.
Устройство двойной вставки закреплено в крышке 22 имплантированного под кожу пациента интрадермального порта. Крепление обеспечивает монтаж/демонтаж двойной вставки. Подкожная часть порта содержит стабильную базу 17 и упругую сетку 19 для круговой защиты двойной вставки от спазмов и других нагрузок. Аналог предложенного изобретения предназначен для измерения уровня глюкозы оптическими методами и цитирован как ccылкa.Gerald G. Воsquеt, Gеrаld L. Соtе, Аshоk Gоwdа, Rоgег МсNiсескоhоls, Sоhi Rаstеgаr METHOD AND APPARATUS FOR ANALYTE DETECTION USING INТRАDЕRМАLLY IMPLANTED SKIN PORT РаtепtNо.: US 6,438,397 Bl Dаtе оf Раtепt: Аug. 20, 2002.The double insert device is fixed in the cover 22 of the intradermal port implanted under the patient’s skin. The mount provides for mounting / dismounting of the double insert. The subcutaneous part of the port contains a stable base 17 and an elastic mesh 19 for circular protection of the double insert from spasms and other loads. An analogue of the proposed invention is intended for measuring glucose levels by optical methods and is cited as reference. G. G. Vosquet, Gerald L. Saute, Ashkod Gowda, Regg Ms Nisseskohls, Sokhi Rastegar METAL DETAILS DETAILS DETAILS DETAILS USED Date of Rathept: Aug. 20, 2002.
В случае применения внутривенной инфузии устройство двойной вставки ьъшолнено как искусственный шунт кровеносного сосуда, причем место инфузии препарата расположено в начале кровотока, а место измерений, например, оптических, расположено чуть далее.In the case of intravenous infusion, the double-insert device is designed as an artificial shunt of a blood vessel, and the place of infusion of the drug is located at the beginning of the blood flow, and the place of measurement, for example, optical, is located a little further.
Аналог такого устройства имплантируемой системы управления терапией описан в US6, 122, 536 и US 6,438,397 Bl и цитирован как ссылка. В аналоге применяют две разные вены, одну для оптического сенсора, другую для инфузии препарата. В предлагаемом изобретении искусственный сосуд обеспечивает за счёт кровотока перепад в результатах измерений охватывающего его датчика, который происходит после каждой инфузии. Эта конструкция использует метод, изложенный в п.l приоритетной заявки PCT/RU2008/00057, и расширяет возможности применения заявленного изобретения.An analogue of such an implantable therapy management system device is described in US6, 122, 536 and US 6,438,397 Bl and cited as reference. In the analogue, two different veins are used, one for the optical sensor, the other for the infusion of the drug. In the present invention, an artificial vessel, due to blood flow, provides a difference in the measurement results of the sensor covering it, which occurs after each infusion. This design uses the method described in cl. 1 of priority application PCT / RU2008 / 00057, and expands the possibilities of applying the claimed invention.
Дополнительная детализация приоритетного метода содержится в следующих пунктах заявляемого изобретения. Фигура 4 иллюстрирует различные возможности применения основного метода управления терапией.Additional detail of the priority method is contained in the following paragraphs of the claimed invention. Figure 4 illustrates the various possibilities of applying the main method of therapy management.
Раствор для инфузии содержит глюкозу или другой контрольный биомаркер с концентрацией, например, соответствующей середине назначенного целевого диапазона терапии, или равной нулю.The infusion solution contains glucose or another control biomarker with a concentration, for example, corresponding to the middle of the prescribed target range of therapy, or equal to zero.
Поскольку обычно применяемый в терапии диабета раствор инсулина не содержит глюкозу, приоритетный метод в части пункта 1 предшествующей заявки повторяет данное правило, которое подкреплено следующим правилом.Since the insulin solution commonly used in the treatment of diabetes does not contain glucose, the priority method in paragraph 1 of the previous application repeats this rule, which is supported by the following rule.
Устройство двойной вставки выполнено так, что все инфузии протекают через место измерений.The double insert device is configured so that all infusions flow through the measurement site.
Выполнение этих двух правил означает, что используют метод проточных измерений с периодическим вводом заданной контрольной среды. Метод периодически устраняет застойные явления. Эти и другие явления эпизодически возникают в зоне измерений и нарушают калибровку.The fulfillment of these two rules means that they use the method of flow measurements with periodic input of a given control environment. The method periodically eliminates stagnation. These and other phenomena occasionally occur in the measurement zone and disrupt the calibration.
При каждой инфузии в теле пациента происходит вытеснение из зоны измерений предыдущего объёма и замещения его следующим объемом изотонического раствора. Вследствие возникающего при этом градиента концентраций происходит диффузия молекул глюкозы в зону измерений до достижения равновесного состояния. В зависимости от выбора метода инфузии, контрольного биомаркера и используемой конструкции длительность процесса составляет единицы и десятки секунд. - -With each infusion in the patient’s body, the previous volume is displaced from the measurement zone and replaced with the next volume of isotonic solution. Due to the concentration gradient that arises in this case, glucose molecules diffuse into the measurement zone until an equilibrium state is reached. Depending on the choice of the infusion method, the control biomarker and the design used, the duration of the process is units and tens of seconds. - -
При той или иной концентрации биомаркера в растворе он является носителем физической информации об этой величине в месте измерений во время производства каждой инфузии. Для использования этого фактора в дальнейшей процедуре контроля терапии, в том числе при калибровке измерений, предложены следующие шаги (Рис.4).At a particular concentration of a biomarker in solution, it is the carrier of physical information about this value at the measurement site during the production of each infusion. To use this factor in the further therapy control procedure, including during calibration of measurements, the following steps are proposed (Fig. 4).
Сигнал сенсора Isign(t) соединен с цифровым преобразователем измерений (ADC) при тактовой частоте конверсии Isigп, например, #=lrц. Выход ADC соединен с микроконтроллером (MCU).The sensor signal Isign (t) is connected to a digital measurement transducer (ADC) at a conversion frequency of Isigп, for example, # = lrц. The ADC output is connected to a microcontroller (MCU).
(MCU) содержит делитель частоты конверсии для синхронизации базальной программы.(MCU) contains a conversion frequency divider to synchronize the basal program.
Выход MCU соединен с базальной и болюсной программой администрации инфузии. Делитель разбивает каждый сеанс терапии на интервалы Tk n, п - номер текущего интервала медикации, k- номер сеанса.The MCU output is connected to a basal and bolus infusion administration program. The divider divides each therapy session into intervals T k n , p is the number of the current medication interval, k is the session number.
Базальная программа распределяет равные объёмы каждой инфузии препарата равномерно, например, в течение суток с почасовым интервалом Tkn.The basal program distributes equal volumes of each infusion of the drug evenly, for example, during the day with an hourly interval T k n.
Равномерное распределение базальной дозы и равенство объёмов каждой болюсной и базальной инфузии унифицирует условия измерений. Процедура измерений частично совмещена с процедурой медикации. Эти обстоятельства используют для рабочей поверки текущих измерений на промежутках времени между текущими вводами инфузии так, как это описано ниже.The uniform distribution of the basal dose and the equal volume of each bolus and basal infusion unify the measurement conditions. The measurement procedure is partially combined with the medication procedure. These circumstances are used for the working verification of current measurements at time intervals between the current infusion entries as described below.
MCU содержит программу расчета текущих средних значений сигнала ϊsignn(t) и оценки длительности τ воздействия каждой инфузии на результаты измерений ϊksign(τ). Использует её для определения длительности промежутков Tk n,mj где т - номер текущего промежутка измерений на каждом интервале Tk n.The MCU contains a program for calculating the current average signal values ϊsign n (t) and estimating the duration τ of the effect of each infusion on the measurement results результаты k sign (τ). It uses it to determine the duration of the intervals T k n , mj where t is the number of the current measurement interval on each interval T k n .
Вычисляет текущие средние значения сигнала ϊksignПjШ и текущую разность Δk(τ)n,m (перепад в результатах измерений) Δk(τ)n,m=ϊksignn,m— ϊksign(τ)n>ш=i,Calculates the current average values of the signal ϊ k sign ПjШ and the current difference Δ k ( τ ) n, m (difference in measurement results) Δ k (τ) n, m = ϊ k sign n , m - ϊ k sign (τ) n> w = i,
Второй вход MCU подключен к устройству ввода данных от внешнего источника измерений, например, домашнего измерителя глюкозы. Внутри MCU содержит программу калибровки перепада традиционными методами парных измерений и линейных вычислений калибровочных коэффициентов. Вычисляет текущие уровни управляемого биомаркера на каждом промежутке Tk n,m внутри каждого интервала T n.The second input of the MCU is connected to a data input device from an external measurement source, for example, a home glucose meter. Inside, the MCU contains a differential calibration program using traditional pair measurement methods and linear calculation of calibration coefficients. Calculates the current levels of the managed biomarker at each interval T k n , m within each interval T n .
Применение различных методов калибровки lksign для электрохимического монитора глюкозы подробно изложено в AT363228T и в WO0049941. В предлагаемом изобретении применяют подобные методы для калибровки величины перепада Δk n,m. Полученные при этом значения систематического среднего отклонения и масштабного коэффициента, используют для расчета текущих уровней биомаркера, по расчетным величинам каждого текущего перепада.The application of various l k sign calibration methods for an electrochemical glucose monitor is described in detail in AT363228T and WO0049941. In the present invention, similar methods are used to calibrate the difference Δ k n , m . The obtained values of the systematic mean deviation and scale factor are used to calculate the current levels of the biomarker, based on the calculated values of each current differential.
Выше описанный расчет текущих перепадов по существу является методом рабочей поверки текущего уровня систематического среднего отклонения в результатах электронных измерений. Средством поверки являются инфузии лекарственного препарата в зону измерений. Физико-технические свойства таких препаратов, как правило, гарантируются изготовителем. Поверки производят при каждой инфузии, что автоматически устраняет влияние всех случайных факторов на величину систематического среднего отклонения в результатах определений перепада тока сенсора и соответственно уровня глюкозы. B течение всего сеанса терапии используют коэффициенты калибровки, установленные желательно двухточечным методом. Длительность такого сеанса зависит от необходимости, например, замены инфузионной системы или резервуара с раствором, или других причин, явно изменяющих условия измерений и требующих, поэтому, новой калибровки. Для систем типа PARADIGM REAL TIME длительность сеанса составляет до трех дней. При этом поверка сокращает число проб крови на анализ, практически на порядок.The above calculation of current differences is essentially a method of working verification of the current level of systematic average deviation in the results of electronic measurements. The means of verification is the infusion of the drug into the measurement area. The physicotechnical properties of such preparations are, as a rule, guaranteed by the manufacturer. Calibration is carried out with each infusion, which automatically eliminates the influence of all random factors on the value of the systematic average deviation in the results of determining the differential current of the sensor and, accordingly, the glucose level. During the entire treatment session, calibration coefficients are used, preferably determined by the point-to-point method. The duration of such a session depends on the need, for example, to replace the infusion system or reservoir with the solution, or other reasons that clearly change the measurement conditions and therefore require a new calibration. For systems like PARADIGM REAL TIME, the session lasts up to three days. At the same time, calibration reduces the number of blood samples for analysis, almost an order of magnitude.
Алгоритмы отрицательной обратной связи существенно уменьшают влияние возможных изменений масштаба измерений на ошибку регулирования относительно заданной равновесной точки (например, середина целевого диапазона терапии). При обычно практикуемой при диабете ширине цели требования к точности регулирования составляют несколько единиц mmоl/L.Negative feedback algorithms significantly reduce the effect of possible changes in the scale of measurements on the control error relative to a given equilibrium point (for example, the middle of the target range of therapy). With the target width commonly practiced in diabetes, the accuracy requirements are a few mmol / L units.
Как указано выше, используемый раствор в отдельных применениях содержит глюкозу с концентрацией, равной середине целевого диапазона. Такой раствор повышает точность определений глюкозы в середине целевого диапазона и соответственно уменьшает ошибки системы регулирования. В обсуждаемом изобретении предложены алгоритмы отрицательной обратной связи, описанные ниже.As indicated above, the solution used in some applications contains glucose with a concentration equal to the middle of the target range. Such a solution improves the accuracy of glucose determinations in the middle of the target range and, accordingly, reduces the errors of the regulatory system. The discussed invention provides negative feedback algorithms described below.
Если управляемый биомаркер, например, уровень глюкозы крови, выше целевого уровня терапии автоматически понижают этот уровень, например, с помощью короткого (ультра) инсулина. снова делают медикации внутри базального интервала. Базальный интервал медикации, например, при диабете, не менее 30 минут. Минимальный интервал медикации не менее 5 минут. Все медикации равны между собой. :Vn k=1 basal=Vn k basal=V bоlus.If a controlled biomarker, for example, a blood glucose level, is automatically lowered above the target therapy level, for example, using short (ultra) insulin. again do the medication inside the basal interval. The basal interval of medication, for example, in diabetes, is at least 30 minutes. The minimum medication interval is at least 5 minutes. All medications are equal to each other. : V n k = 1 basal = V n k basal = V bolus.
Если управляемый биомаркер, например, глюкоза крови, ниже целевого диапазона, его уровень повышают. Например, при диабете MCU информирует пациента: "Съешьте 15 грамм быстро растворимых углеводов (таблетки глюкозы)". См. фигуру 4, и, например, Нуроglусеmiа апd diаbеtеs: Ноw tо trеаt lоw sugаr (2008) Мауо Сliпiс Rеtriеvеd on Jапuаrу, 2009 frоm http://www.mavoclшic.com/health/hypoglycemia/DA00063If a managed biomarker, such as blood glucose, is below the target range, its level is increased. For example, in diabetes, the MCU informs the patient: "Eat 15 grams of rapidly soluble carbohydrates (glucose tablets)." See figure 4, and, for example, Nuroglusemia update di-tebes: Buttre-lo-sugar (2008) Mauo Slip-retriev on Japan, 2009 form http: //www.mavoclшic.com/health/hypoglycemia/DA00063
Правило болюса обеспечивает дополнительные поверки результатов измерений, по существу учитывая текущий образ жизни пациента.The bolus rule provides additional verification of measurement results, essentially considering the patient’s current lifestyle.
Кроме того, MCU рассчитывает среднесуточный коэффициент глюкозы ADGR как отношение среднесуточного уровня глюкозы к середине целевого диапазона. Изменяют базальную частоту инфузии, используя уравнение ADGR = τk п/τk\In addition, the MCU calculates the daily average glucose coefficient ADGR as the ratio of the average daily glucose level to the middle of the target range. Change the basal infusion rate using the equation ADGR = τ k p / τ k \
Коррекция базальной программы предложенным методом автоматически отслеживает медленные патологические изменения в организме пациента. The correction of the basal program by the proposed method automatically tracks slow pathological changes in the patient's body.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2008/000577 WO2009031943A1 (en) | 2007-08-28 | 2008-08-25 | Method for monitoring diabetes insulin therapy |
| RUPCT/RU2008/000577 | 2008-08-25 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2010062211A2 true WO2010062211A2 (en) | 2010-06-03 |
| WO2010062211A3 WO2010062211A3 (en) | 2010-12-02 |
| WO2010062211A4 WO2010062211A4 (en) | 2011-01-20 |
| WO2010062211A9 WO2010062211A9 (en) | 2012-11-15 |
Family
ID=42224135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000436 Ceased WO2010062211A2 (en) | 2008-08-25 | 2009-08-21 | Methods and means for automatic treatment control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2010062211A2 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7806886B2 (en) * | 1999-06-03 | 2010-10-05 | Medtronic Minimed, Inc. | Apparatus and method for controlling insulin infusion with state variable feedback |
| CN101410146A (en) * | 2003-04-18 | 2009-04-15 | 因苏雷特公司 | User interface of infusion pump remote controller and use method thereof |
| US8298172B2 (en) * | 2005-04-13 | 2012-10-30 | Novo Nordisk A/S | Medical skin mountable device and system |
| US20060253085A1 (en) * | 2005-05-06 | 2006-11-09 | Medtronic Minimed, Inc. | Dual insertion set |
| US8603075B2 (en) * | 2006-09-29 | 2013-12-10 | Medingo, Ltd. | Fluid delivery system with electrochemical sensing of analyte concentration levels |
| WO2009056981A2 (en) * | 2007-05-07 | 2009-05-07 | Medingo Ltd. | Reciprocating delivery of fluids to the body with analyte concentration monitoring |
-
2009
- 2009-08-21 WO PCT/RU2009/000436 patent/WO2010062211A2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010062211A9 (en) | 2012-11-15 |
| WO2010062211A3 (en) | 2010-12-02 |
| WO2010062211A4 (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240033429A1 (en) | Integrated analyte sensor and infusion device and methods therefo | |
| RU2758210C2 (en) | System for controlling the course of diabetes with automatic control of basal administration of insulin and manual control of bolus administration of insulin | |
| JP5624322B2 (en) | Liquid supply with in-vivo electrochemical analyte sensing | |
| US20200254240A1 (en) | Devices and Methods For The Incorporation Of A Microneedle Array Analyte-Selective Sensor Into An Infusion Set, Patch Pump, Or Automated Therapeutic Delivery System | |
| US8603075B2 (en) | Fluid delivery system with electrochemical sensing of analyte concentration levels | |
| US8303533B2 (en) | Device and method for delivery of a physiologically active substance depending on a measured physiological parameter | |
| US20120123230A1 (en) | Analyte monitoring systems and methods of use | |
| ES2703796T3 (en) | Method and system to control an adjustment factor due to the replacement of a sensor for a closed circuit controller in an artificial pancreas | |
| Diem et al. | Clinical performance of a continuous viscometric affinity sensor for glucose | |
| CN101495179B (en) | Devices combining drug delivery and analyte sensors | |
| US9861747B2 (en) | Method and system for management of diabetes with a glucose monitor and infusion pump to provide feedback on bolus dosing | |
| US20070191702A1 (en) | Systems and methods for sensing analyte and dispensing therapeutic fluid | |
| JP2011507556A5 (en) | ||
| CN105999479A (en) | Safeguarding measures for a closed-loop insulin infusion system | |
| WO2009056981A2 (en) | Reciprocating delivery of fluids to the body with analyte concentration monitoring | |
| Dudde et al. | Computer-aided continuous drug infusion: setup and test of a mobile closed-loop system for the continuous automated infusion of insulin | |
| RU2368312C2 (en) | Method of monitoring insulin therapy of diabetes | |
| Shalitin et al. | Closing the loop: combining insulin pumps and glucose sensors in children with type 1 diabetes mellitus | |
| WO2010062211A2 (en) | Methods and means for automatic treatment control | |
| US9950111B2 (en) | Device for the transcutaneous, in vivo measurement of the concentration of at least one analyte in a living organism | |
| WO2019177938A1 (en) | Intraosseous implantable biological sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09752909 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2011111365 Country of ref document: RU |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09752909 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |