用于调整个人的血糖水平的系统和方法与流程

本发明涉及一种用于调整个人的血糖水平的系统。本发明更具体地涉及一种系统，其包括被配置为将胰岛素释放到人体内的胰岛素递送装置，以及具有包括eeg电极的eeg感测部分的eeg监测器。eeg监测器适于布置在个人的耳区域中，其中eeg感测部分被皮下布置在头皮处或布置在耳道中。eeg监测器包括eeg信号处理器，该eeg信号处理器被布置在耳朵处并且适于识别低血糖症的发作。该系统还包括在eeg监测器与胰岛素递送装置之间的无线通信链路。

背景技术：

用于连续胰岛素输注的胰岛素递送装置(诸如胰岛素泵)可以被布置成在一天内以变化的速率并且根据个人的需要来递送胰岛素，或者该泵可以响应于个人做出的特定请求而进行递送。

希望将胰岛素泵与血糖监测器或连续葡萄糖监测器(cgm)组合，以便获得对糖尿病患者的血糖的连续自动控制。

一个临床上的重要问题是：如果个人接近低血糖症的状况，则缺少直接控制的可能性。通过分析个人eeg可以检测低血糖症的即将发作。

us8,348,842b1公开了一种系统，其包括胰岛素泵以及被配置为产生与血糖状态相关的输出的传感器。一种类型的传感器可用于测量eeg。

us6,572,542b1公开了一种系统，其中应用心电图信号和eeg信号的组合处理来检测低血糖事件。事件可能导致将胰岛素或胰高血糖素递送给患者。

这些已知系统的问题是：eeg监测与胰岛素递送装置之间没有直接链路，并且因此没有防止低血糖症发作的机会。

技术实现要素：

通过一种系统来解决以上问题，其中eeg监测器被配置为如果eeg信号处理器识别低血糖症的即将发作，则向胰岛素递送装置提交警告信号。警告消息将致使胰岛素递送装置在预定时间段内限制胰岛素递送，并且向所述个人或护理者提供警告。

胰岛素递送的限制可能意味着在预定时间段内完全暂停胰岛素递送，或者其可能意味着在预定时间段内将胰岛素递送限于某种程度。预定时间段的长度以及胰岛素递送受限的程度可以取决于警告消息历史，例如，在相对较短的时间内是否已经提交较多的警告消息。另外，如果限制期过长，则可能考虑高血糖症的风险。

解决方案的优点是提供了胰岛素递送的自动限制，由此改善系统的安全性。

该系统的优点是：它将允许对胰岛素递送的更精确调整，目的在于将血糖水平保持在最佳区间内。这种更好的调整可以通过使用更快速起作用的胰岛素来实现。由于eeg监测所提供的额外安全性，因此可以安全地应用这种调整。应用该系统的个人将得益于改善的长期健康。

在一个实施例中，该系统还包括葡萄糖监测器。例如，这种葡萄糖监测器可能是自动血糖水平检测器或者自动监测组织液葡萄糖的连续葡萄糖监测器(cgm)。这使得有可能参考实际葡萄糖水平来评估从eeg信号发现的结果。可以定期地将这种葡萄糖监测器校准到标准血糖测量值。

在一个实施例中，胰岛素递送装置被配置为向所述eeg监测器通知胰岛素递送装置上所需的服务。例如，这种服务可能是需要给电池充电或更换电池、重新填充充胰岛素储存器、或者修复某种故障。然后，eeg监测器可以通知该系统的用户。

在一个实施例中，该系统还包括由所述eeg监测器可控制的胰高血糖素或葡萄糖递送装置。这有助于系统能够防止或补救低血糖症状。

在一个实施例中，胰岛素递送装置被配置为仅在已经控制eeg监测器正在运行并且正在捕获佩戴系统的个人的eeg信号之后递送胰岛素。这防止了eeg监测器的故障可能导致：即使低血糖症将要发作也要将胰岛素持续递送给个人。在这种情况下，还应该向个人给出eeg监测器失灵的通知。实际上，eeg监测器出现故障可能会导致以下情况：该个人正在从胰岛素泵得到指导以便执行对血糖水平的更加频繁的控制，以及引入对胰岛素递送的微小限制。即应当避免以下风险：为了努力避免低血糖症而导致高血糖症。

在一个实施例中，eeg监测器包括用于无线通信链路的天线，所述天线适于放置在个人的皮肤层外部以及耳道外部。天线的这个位置有助于与胰岛素递送装置和系统的其他单元进行可靠电磁通信的最佳条件。

在一个实施例中，自动血糖水平检测器或cgm连接到eeg监测器或胰岛素泵。这有助于关于葡萄糖水平的连续数据，其可以改善系统检测低血糖症的即将发作的能力。

在一个实施例中，eeg监测器适于在识别低血糖症的即将发作的情况下发送测量血糖水平的请求。

在一个实施例中，eeg感测部分被皮下布置在头皮处。这给予eeg电极与组织的良好且可靠的接触，并且将给出明确的eeg信号。

在一个实施例中，eeg监测器包括扬声器，其适于向所述个人提供来自所述eeg监测器和所述胰岛素递送装置的声音消息和警报。eeg监测器在耳区域处的布置使得容易听到eeg监测器中的扬声器，而在佩戴该系统的个人周围的人不会听到任何消息或警报。

在第二方面中，本发明涉及一种用于调整个人的血糖水平的方法，其中所述方法包括以下步骤：

提供被配置为将胰岛素释放到个人的体内的胰岛素递送装置；

将eeg监测器布置在个人的耳区域中，其中eeg监测器具有包括eeg电极的eeg感测部分。eeg感测部分被皮下布置在头皮处或耳道中，并且eeg监测器包括布置在耳朵处并且适于识别低血糖症的发作的eeg信号处理器；

在eeg监测器与胰岛素递送装置之间建立无线通信链路；

布置eeg信号处理器以分析由eeg感测部分采样的eeg信号，以便识别低血糖症的即将发作；以及

将eeg监测器配置为如果识别低血糖症的即将发作，则向胰岛素递送装置提交警告信号。警告消息将致使胰岛素递送装置在预定时间段内限制胰岛素递送。eeg监测器进一步向个人或护理者提供警告。

附图说明

现在将参照附图更详细地解释本发明的实施例。

图1示出了具有eeg监测器的系统，该eeg监测器具有感测部分和信号处理器，其中监测器与胰岛素泵通信，该胰岛素泵可以接收来自血糖监测器或cgm的输入。

图2示出了还包括胰高血糖素泵和外部单元的图1的系统。

图3示出了具有eeg感测部分和eeg信号处理器的eeg监测器。

图4示出了eeg感测部分的示例。

图5示出了胰岛素泵的示例。

具体实施方式

图1示出一种系统，其包括eeg监测器1、胰岛素递送装置或胰岛素泵2以及血糖监测器或cgm形式的葡萄糖监测器3。eeg监测器1和胰岛素泵2通过无线连接6连接。葡萄糖监测器3可以是手动的或自动的，并且有可能将测量的葡萄糖水平输入胰岛素泵2中。

eeg监测器1适于布置在待监测的个人的耳区域中。eeg监测器1包括两个主要部分：eeg感测部分12和eeg信号处理器11。此外，eeg监测器还包括用于提供警报或消息的组件，例如扬声器13。eeg监测器1还将包括例如电池形式的电源。

eeg感测部分12具有用于检测eeg信号的电极。eeg感测部分12包括eeg电极，这些eeg电极可以被皮下布置在头皮处，优选地在从耳后延伸的区域中。eeg电极也可以被布置为耳道中的表皮电极。eeg电极可以属于具有与组织或皮肤的直接电连接的类型，或者它们可以属于电容类型，其中电介质材料布置在电极的导电部分与组织或皮肤之间。在皮下或耳道中具有eeg电极的优点是：可以接收良好清晰的eeg信号，并且与头皮上的外部位置相比，在这些位置的电极将被更好地保护而免于从周围环境收取电磁噪声。

从美容角度来看，eeg电极的皮下位置或耳道位置也是优选的。此外从可靠性观点来看，皮下位置或耳道位置是优选的，这是因为这些位置有助于与组织或皮肤的持久和稳定的接触，即与更可能失去接触的外部电极相比，失去接触(并且从而不能够检测eeg信号)的风险是显著更小的(例如，在锻炼或其他日常活动期间)。

eeg信号处理器11适于从eeg传感器接收eeg信号并且处理该信号以便从所测量的eeg信号中提取特定特征。例如，这种特征提取可能与eeg信号中的特定频率和幅度相关。此类提取的特征可以被分类，以便确定它们是否与识别低血糖症的即将发作相关。eeg信号处理器优选连接到扬声器，以便向系统用户提供低血糖症即将发作的警报。

关于所识别的低血糖症即将发作的警告信号也将被提交给胰岛素泵2，eeg检测器与该胰岛素泵2具有无线连接6。

该无线连接6可以具有任何形式，但基于电磁的连接或无线电连接通常将是优选的选择。连接的协议可以基于蓝牙，其中将优选低功率蓝牙连接。

胰岛素泵2通过皮下输注对系统用户施用胰岛素。胰岛素泵通常递送连续的基础剂量，可能用与膳食或高血糖水平相关的推注剂量来补充。基础速率和推注胰岛素递送都将适应个体用户的需要。来自葡萄糖监测的输入被应用于对所施用的胰岛素剂量的持续调整。

可以应用不同类型的葡萄糖监测器3。一种类型(手指刺测量)基于轻刺手指获得一滴血，并将这滴血放置在小条上，在血糖仪中分析该小条。结果可以被直接(例如，无线地)转移到胰岛素泵，或者通过用户将结果输入胰岛素泵而转移到胰岛素泵。

如上所述，直接血糖监测的替代方案是测量组织液中的葡萄糖水平的cgm。这可以包括(例如，通过穿透皮肤的针)在皮下放置的传感器，其中针和穿透点以限定的间隔改变。此外，葡萄糖传感器可以被更持久地植入在皮下。这种植入式葡萄糖传感器优选无线地与外部部分连接，该外部部分可以是单独部分或者它可以是胰岛素泵的一部分。

当图1的系统在操作时，胰岛素泵2通常将施用以推注剂量补充的基础剂量，其中可以按用户的请求施用推注剂量。在选择的时间或连续地测试葡萄糖水平，并且可以相应地调整来自胰岛素泵的剂量。eeg监测器1将连续监测eeg信号，并且在检测到低血糖症即将发作的情况下，将警告信号发送到胰岛素泵，并且优选地通过使用扬声器向用户提供直接警报。如果自动葡萄糖监测器是该系统的一部分，则来自eeg监测器的低血糖症即将发作的警报应该导致对葡萄糖测量的请求。

如果eeg监测器指示低血糖症的发作可能即将发生，但自动葡萄糖监测器指示正常的葡萄糖水平，则可以要求手动手指刺型血糖测量作为对照。

胰岛素泵被设置成在接收到警告消息或信号时限制向用户递送胰岛素。优选地，了解用户的糖尿病的医师已经对胰岛素泵的精确编程(包括对任何警告信号的响应的编程)提供建议或者已经对其做出决定。在向胰岛素泵提供警告信号的同时，向用户提供警报。应该提前指导用户如何对这种警报作出反应，例如立即测量血糖水平和/或立即摄取增加血糖水平的某种特定营养物质。

胰岛素递送的准确限制还可以取决于来自连接到胰岛素泵的cgm的输入。取决于用户的糖尿病史，如果eeg监测器或cgm测量值指示低血糖症可能接近发作，则可以引入胰岛素递送的限制。也可能基于由eeg监测器检测的eeg信号中的特征以及由cgm进行的准确测量来确定限制水平。这意味着eeg监测器应该将与eeg信号处理器所提取的特征相关的信息和警告消息一起提交给胰岛素泵。

图2示出了已经向其添加胰高血糖素泵4的图1的系统。胰高血糖素泵有助于使系统能够防止或克服低血糖症的发生。这可以通过自动激活胰高血糖素泵从而导致施用胰高血糖素剂量来完成，这将增加血糖水平。如果eeg监测器检测到低血糖症状，则可能触发这种自动激活。胰高血糖素泵也可以由携带该系统的个人控制。由此，个人可以在eeg监测器提交关于低血糖症即将发作的警报的情况下(也许在控制了实际的血糖水平之后)施用胰高血糖素剂量。

除了胰高血糖素泵之外(但与其无关)，系统还可以设置有外部单元5。该外部单元可以具有若干功能，诸如用户接口、数据存储、互联网连接以及跟踪和存储携带该系统的个人的相关习惯。相关习惯可以是个人何时施用推注、吃饭、锻炼或手动测量血糖，该测量可以通过外部单元输入并且转发到胰岛素泵。外部单元可以是设置有用于该目的的软件的个人移动电话、手表或任何小型便携式计算机装置。与该系统的一个或多个部件的连接应该是无线的，例如蓝牙连接。

因此，外部单元5可以被用作用户与系统部件之间的接口。用户可以输入相关信息，诸如手动测量的血糖水平、关于膳食或用户可能食用的任何东西的信息、响应警报或取消警报或者任何用户选择的对系统设定值的调整。

外部单元5还可以用于向用户呈现来自系统的一个或多个部件的信息。这可以是关于例如通过扬声器给予个人的警报的进一步的细节。这些细节可以是关于个人将要采取的行动的指导。另外，可以通过外部单元向用户提供有关连接到外部单元5的系统中的任何单元的操作状态的信息。该信息的示例可以是电池充电水平或者胰岛素泵或胰高血糖素泵的存储器水平。

外部单元5也可以用于存储数据。这可以是与触发警报的eeg信号中的事件相关的采样的eeg信号。对与触发警报相关的eeg信号进行采样和收集可以用于改善为了从eeg信号中提取特定特征以及用于对那些特征进行分类而应用的算法。特别地，与警报相关的eeg信号的样本可以用于在应当提供警报的情况下调整水平或阈值。为此目的，在发出警报时测量的血糖将是相关的，并且可以从自动血糖监测器或cgm发送到外部单元5，或者所测量的血糖可以从手指刺测量结果被输入其中的单元发送到外部单元。

外部单元5还可以具有与互联网的连接，其可以用于将eeg信号样本直接上传给医师，该医师也可以通过这种互联网连接来调整系统设定值。例如，警报也可以通过互联网转发给近亲属或帮手，或者警报可以被直接传送到一个或多个预选的电话号码、网页或ip地址。

图3更详细地示出了系统中的eeg监测器的示例。eeg监测器1包括外部eeg信号处理器11和可植入的eeg感测部分12。适于皮下定位在人耳后的eeg感测部分12包括连接到电子模块60的皮下eeg电极17。eeg电极的数量至少为2个。通常，优选至少三个电极或更多个电极。在图4中更详细地示出的电子模块18通常包括a/d转换器24和通信控制器26以及电压调节器27。电极17连接到a/d转换器；通信控制器连接到感应链路19的第一线圈20。

eeg信号处理器11包括信号处理器10，该信号处理器10具有连接到感应链路19的第二线圈21的控制器(未示出)。信号处理器10还连接到用于供电的电池(未示出)以及用于提供声信号(例如，在识别低血糖症即将发作的情况下的警报)的扬声器13。eeg信号处理器部分11还包括例如用于记录数据的存储器16以及具有天线14的无线电15，该无线电用于与系统中的其他单元进行无线通信并且例如与外部单元进行通信。

在使用时，eeg信号处理器11可以放置在期望监测其eeg信号的个人的耳朵后面并且放置在皮下可植入的eeg感测部分12的附近，其优选植入在皮肤的正下方并稍微位于用户耳朵后面，并且以这种方式定位使得电极17可以检测可靠的电eeg信号。

如图4中更详细地示出，eeg感测部分12的电极17可以布置在一根电线23中，使得电极17被布置成沿着电线23在有限区域中与组织接触。

电极17拾取eeg信号作为变化的电压电位，并将变化的电压馈送到电子模块18中的a/d转换器24。a/d转换器24将变化的电压转换成数字信号，并且将此数字信号呈现给作为电子模块18的一部分的数据包控制器25。数据包控制器25根据预定的通信协议将数字信号布置成数据包流，并且将所得的数据包流馈送到通信控制器26。

通信控制器26被配置为通过由第一线圈20从外部eeg信号处理器11的第二线圈21接收能量而以电磁方式激励电子模块18。在第一线圈20中接收的电磁能量被转移到电压调节器27，其与陶瓷电容器28一起被用作电子模块18的电源。

此外，通信控制器26从电极17获取表示eeg信号的数据包，并且通过对第一线圈20中从第二线圈21接收的功率上的负载进行调制，使来自eeg感测部分的此数字化eeg信号转移通过感应链路。该调制的负载是从eeg信号处理器11可检测的，其中负载的调制被转换成适于由信号处理器10连续解码和分析的电信号。

为了识别低血糖症即将发作，eeg信号的分析可以基于不同的算法。有关可如何执行该分析的一个示例在wo2012/069549a1中给出。

取决于eeg信号的分析结果，信号处理器10可以采取决定，以便在识别低血糖症即将发作的情况下激活扬声器13从而发出警报。

图3所示的实施例中的eeg电极17被布置成皮下植入在用户耳朵后面，以便提供适于由eeg感测部分12的电子模块检测的信号。来自eeg电极的典型输出信号的量值在约1μv至100μv的范围内。肌肉收缩通常生成量值为10mv的电压电平，但这种信号被系统过滤掉。电极的固有噪声电平在0.1hz至100hz的带宽上被测量为约1μvrms，并且输出信号的可用带宽为0.1hz至40hz。

eeg感测部分12被封装在生物相容性材料(未示出)中，诸如陶瓷。电极也由生物相容性金属制成，诸如铂-铱合金。当eeg信号处理器11被佩戴在植入物已定位于其中的耳朵后面(作为耳后助听器)时，eeg信号处理器11的第二线圈21将与eeg感测部分12的第一线圈20相距几毫米。这有助于电力在eeg信号处理器11与eeg感测部分12之间的通信和转移。这两个线圈应优选地紧密对准，由此可以实现更有效的电力转移和更可靠的通信。

eeg监测器的eeg感测部分结合图3和图4被描述为可植入的。然而，eeg感测部分也可以布置在耳道中，其中电极检测来自耳道的皮肤表面的eeg信号。在wo2011/000383a1中给出了具有为此目的的电极的耳塞的示例(参见例如该公开文本的图2)。

图5示出了该系统的胰岛素泵2的示例。该胰岛素泵具有用于与用户通信的显示器31以及用于控制对佩戴胰岛素泵的个人的胰岛素递送的控制器32。该胰岛素泵还包括具有天线34的无线电33，其用于与系统的其他单元通信。此外，该胰岛素泵包括用于胰岛素的储存器36和用于移动活塞的电动机37，以便通过包括插管35的输液套件来递送胰岛素。

eeg监测器与胰岛素泵之间的无线连接应具有确保通信的高度可靠性的协议。该协议应该以规则的时间间隔(例如，一秒一次)确认存在连接，并且如果已经丢失连接超过例如15秒，则可以向佩戴该系统的个人或护理者提供通知。在无线连接丢失的情况下，胰岛素泵和eeg监测器都应当根据其编程设定值继续运行。在该情况下，应明确通知使用该系统的个人，并且可能也通知护理者。假如在无线连接丢失的情况下eeg监测器检测到低血糖症的即将发作，则向个人和/或护理者提供的警告应当明确强调不能够执行从胰岛素泵递送的胰岛素的自动限制(例如，暂停或限制)。

如果胰岛素泵与eeg监测器之间的连接丢失，则胰岛素泵被编程以便采取的任何行动都应取决于自动且连续的血糖测量或cgm的可用性。一个选项是仅在用户进行通知和确认后才能递送推注剂量。另外，如果该系统包括eeg监测器继续全功能连接到的胰高血糖素泵，则在eeg监测器能够控制胰高血糖素的递送(假如识别了低血糖症即将发作)的情况下，这种胰高血糖素泵将提供安全性。任何这种编程应该基于个体用户的需要，并且因此应当基于与知道该人的糖尿病症的医师的咨询。

可以通过eeg监测器向使用该系统的个人提供来自系统中的任何装置的语音消息或通知。这可以包括来自胰岛素泵的信息，即胰岛素储存器已经达到建议重新填充的水平、或者胰岛素泵中的电池需要充电或更换。为了安全起见，优选胰岛素泵具有单独的警报装置，以便在eeg监测器与胰岛素泵之间的无线连接应该丢失的情况下也提供警报。