实施方式】
[0050] 在一种示例的葡萄糖监测传感器和/或膜岛素递送系统环境中，反映血糖水平的 测量值可W在闭环输注系统中使用W调节向身体输注流体的速率。在特定示例实施方式 中，传感器和/或系统可W适于至少部分地基于从身体获得（例如，来自血糖传感器，包括 电流传感器）的葡萄糖浓度测量值调节向患者身体输注膜岛素和/或膜高血糖素的速率。 在某些示例实施方式中，运样的系统可W设计为模拟膜腺0细胞（0细胞）。此处，运样的 系统可W控制输注设备W与可由机能完全的人体P细胞在响应体内血糖浓度变化所产生 的浓度曲线至少大致类似的浓度曲线向患者身体释放膜岛素。因而，运样的闭环输注系统 可模拟人体对血糖水平的自然的膜岛素响应。而且，它不仅可W有效利用膜岛素，而且还可 W负责其他身体机能，因为膜岛素可具有代谢和促有丝分裂两种作用。
[0051] 根据某些实施方式，如本文所述的闭环系统的例子可W在医院环境中实施来监测 和/或控制患者体内的葡萄糖和/或膜岛素水平。其中，作为医院或其他医疗设施治疗程 序的一部分，可为看管者或护理者分配与闭环系统交互的任务，例如：将血糖参考测量值样 本输入控制设备W校准从血糖传感器获取的血糖测量值，对设备进行手动调节，和/或对 疗法进行改变，仅举几例。作为选择，根据某些实施方式，如本文所述的闭环系统的例子可 W在非医院环境中实施来监测和/或控制患者体内的葡萄糖和/或膜岛素水平。其中，患 者或其他非医疗专业人员可W负责与闭环系统交互。
[0052] 然而，当闭环葡萄糖控制系统激活时，通常会减少医疗专业人员、患者、非医疗专 业人员等的疏忽。运样的闭环葡萄糖控制系统可W至少部分地负责糖尿病患者的健康、也 许是糖尿病患者的生存。为了更精确地控制患者的血糖水平，闭环系统可W提供当前血糖 水平的消息。提供运种消息的一种方法是实施血糖传感器，例如在闭环系统中包括一个或 一个W上运样的葡萄糖传感器。
[0053] 闭环系统可W从一个或一个W上葡萄糖传感器接收至少一个葡萄糖传感器信号， 其中所述葡萄糖传感器信号意图精确地表示当前的（或至少相对当前的）血糖水平。如果 葡萄糖传感器信号指示血糖水平当前太高，那么闭环系统可W采取措施来降低血糖水平。 另一方面，如果葡萄糖传感器信号指示血糖水平当前太低，那么闭环系统可W采取措施来 提高血糖水平。因而由闭环系统采取的控制患者的血糖水平和保护患者健康的措施可W至 少部分地基于从葡萄糖传感器接收到的葡萄糖传感器信号。
[0054] 不幸的是，在表示患者的当前血糖水平时，接收到的葡萄糖传感器信号可能不完 全可靠。例如，接收到的信号可包括使当前体内实际存在的血糖水平模糊的杂质。作为示例 而非限制，在下述情形下杂质可被引入：传感器测量不正确的血糖水平（例如，由于传感器 部位处的局部压力、由于不适当的传感器水合作用、由于炎症反应等等）的情形，在测量之 后噪声或其他因素影响血糖水平信号的情形，W上情形的组合等。作为选择和/或附加地， 葡萄糖传感器在其响应能力方面可逐渐地变得越来越不稳定，例如变得越来越不能精确地 测量当前血糖水平。在运样的情况下（和/或其他情况下），在闭环系统的控制器处接收到 的葡萄糖传感器信号可能不足够可靠来证明将患者的生命和健康托付给控制器的控制决 策是正确的。
[00巧]在本文描述的某些实施方式中，闭环系统可W至少部分地基于至少一个度量来评 价至少一个传感器信号关于其精确反映患者的血糖水平的能力的可靠性。在一种示例实施 方式中，度量可W表征由至少一个传感器信号表示的患者的血糖水平的一个或一个W上非 生理性的异常。在另外的示例实施方式中，度量可W评价至少一个传感器信号响应患者的 血糖水平的响应能力随时间变化的潜在趋势。本文下面将进一步描述运些和其他的示例实 施方式。
[0056]图1是根据一种实施方式的示例闭环葡萄糖控制系统5的框图。特定实施方式可 包括葡萄糖传感器系统10、控制器12、膜岛素递送系统14、W及膜高血糖素递送系统15,如 图1所示。在某些示例实施方式中，葡萄糖传感器系统10可产生表示身体20的血糖水平 18的传感器信号16,并且葡萄糖传感器系统10可W将传感器信号16提供至控制器12。控 制器12可W接收传感器信号16并且产生至少传送至膜岛素递送系统14和/或膜高血糖 素递送系统15的命令22。膜岛素递送系统14可接收命令22并且响应命令22而向身体 20输注膜岛素24。同样地，膜高血糖素递送系统15可W接收来自控制器12的命令22并 且响应命令22而向身体20输注膜高血糖素25。
[0057] 葡萄糖传感器系统10可包括，作为示例而非限制：葡萄糖传感器、向传感器提供 电能和产生传感器信号16的传感器电气元件、将传感器信号16输送至控制器12的传感器 通信系统、用于支撑、覆盖、和/或容纳电气元件和传感器通信系统的传感器系统外壳；W 上的任意组合等。
[0058] 控制器12可包括，作为示例而非限制，至少部分基于传感器信号16产生用于膜岛 素递送系统14和/或膜高血糖素递送系统15的命令22的电气元件、其他硬件、固件和/ 或软件等。控制器12还可包括接收传感器信号16和/或向膜岛素递送系统14和/或膜 高血糖素递送系统15提供命令22的控制器通信系统。在特定示例实施方式中，控制器12 可包括包含数据输入设备和/或数据输出设备的用户界面和/或操作者界面（例如，如图 9中所示的人机界面）。运样的数据输出设备，例如，可W产生启动报警的信号和/或可W 包括用于显示控制器12的状态和/或患者主要指标、监测的历史数据、W上的组合等的显 示器或打印机。运样的数据输入设备可包括用W接收用户和/或操作者的输入的标度盘、 按钮、指示设备、手控开关、字母按键、触摸显示器、W上的组合，等。然而，应当理解，运些仅 仅是可作为操作者界面和/或用户界面的一部分的输入和输出设备的例子，并且所请求保 护的主题并不限于运些方面。
[0059] 膜岛素递送系统14可包括向身体20输注膜岛素24的输注设备和/或输注管。类 似地，膜高血糖素递送系统15可包括向身体20输注膜岛血糖素25的输注设备和/或输注 管。在选择性实施方式中，可W使用共享的输注管向身体20输注膜岛素24和膜高血糖素 25。在其他选择性实施方式中，膜岛素24和/或膜高血糖素25可W使用用于向患者提供 流体的静脉注射系统进行输注（例如，在医院或其他医疗环境中）。当采用静脉注射系统 时，代替将膜高血糖素输注至间质组织，或者除了将膜高血糖素输注至间质组织之外，还可 W将葡萄糖直接输注至身体的血流。还应当理解，用于闭环葡萄糖控制系统5的某些示例 实施方式可包括膜岛素递送系统14,而不具有膜高血糖素系统15 (反之亦然）。
[0060] 在特定的示例实施方式中，输注设备（图1中未明确标识出）可包括：根据命令22 激活输注马达的输注电气元件，接收来自控制器12的命令22的输注通信系统，支承、覆盖 和/或容纳输注设备的输注设备外壳（未示出），W上的组合等。
[0061] 在特定的示例实施方式中，控制器12可W容纳在输注设备外壳中，输注通信系统 可W包括将命令22从控制器12输送至输注设备的电气线路或电线。在选择性实施方式中， 控制器12可W容纳在传感器系统外壳内，传感器通信系统可W包括将传感器信号16从传 感器电气元件输送至控制器电气元件的电气线路或电线。在其他选择性实施方式中，控制 器12可W具有其自己的外壳或者可W包括在附加设备内。在又一些其他选择性实施方式 中，控制器12可W与输注设备和传感器系统共同位于一个共享的外壳内。在进一步的选择 性实施方式中，传感器、控制器、和/或输注通信系统可W使用电缆、电线、光纤线、RF发送 器和接收器、IR发送器和接收器、或超声发送器和接收器、W上的组合、和/或替代电气线 路的那些，仅举几例。
[0062] 示例系统的概述
[0063] 图2至图6图示了根据某些实施方式的示例葡萄糖控制系统。图2是根据某些实 施方式的位于身体上的示例闭环硬件的正视图。图3(a)至图3(d)和图4示出了根据某些 实施方式使用的示例葡萄糖传感器系统的不同视图和部分。图5是根据某些实施方式的在 开口位置具有储液器通道的示例输注设备的俯视图。图6是根据某些实施方式的将插入针 抽出的示例输注座的侧视图。
[0064] 特定示例实施方式可包括传感器26、传感器座28、遥测特征监测器30、传感器电 缆32、输注设备34、输注管36、W及输注座38,运些部件中的任何一个或全部可W佩戴在用 户或患者的身体20上，如图2所示。如图3(a)和图3(b)所示，遥测特征监测器30可包括 支承印刷电路板33、电池或多个电池35、天线（未示出）、传感器电缆连接器（未示出）等 的监测器外壳31。传感器26的检测端40可具有可W穿过皮肤46插入用户身体20的皮下 组织44的暴露的电极42,如图3 (d)和图4所示。电极42可W与通常遍及皮下组织44存 在的组织间液（IS巧接触。
[0065] 传感器26可W由传感器座28固定在适当位置，所述传感器座28可W粘附固定至 用户皮肤46,如图3 (C)和图3(d)所示。传感器座28可W提供传感器26的与传感器电缆 32的第一端29连接的连接器端27。传感器电缆32的第二端37可W与监测器外壳31连 接。可W包括在监测器外壳31中的电池35为传感器26和印刷电路板33上的电气元件39 提供电能。电气元件39可W采样传感器信号16 (例如，图1中的传感器信号）并且将数字 传感器数值值Sig)存储到存储器中。数字传感器数值化ig可W从存储器定时地发送至控 制器12,其中控制器12可W包括在输注设备中。
[0066] 参考图2和图5 (W及图1)，控制器12可W处理数字传感器数值化ig并且产生用 于输注设备34的命令22 (例如，图1中的命令）。输注设备34可W响应命令22并且启动 柱塞48,所述柱塞48将（例如，图1中的）膜岛素24推出储液器50,其中储液器50位于 输注设备34内。响应命令22使用类似和/或相似的设备（未示出）将葡萄糖从储液器输 出。在选择性的实施方式中，患者可W口服葡萄糖。
[0067] 在特定示例实施方式中，储液器50的连接器末端54可W延伸穿过输注设备外壳 52,输注管36的第一端51可W连接至连接器末端54。输注管36的第二端53可W连接至 输注座38 (例如，图2和图6中的输注座）。参考图6 (W及图1)，可W通过输注管36将膜 岛素24(例如，图1中的膜岛素）驱入输注座28并且进入身体16(例如，图1中的身体）。 输注座38可W粘附连接至用户的皮肤46。作为输注座38的一部分，套管56可W延伸穿过 皮肤46并且在皮下组织44终止W完成储液器50 (例如，图5中的储液器）和用户的身体 16的皮下组织44之间的流体连通。
[0068] 在示例选择性实施方式中，如上文所指出，在特定实施方式中的闭环系统可W是 基于医院的葡萄糖管理系统的一部分。鉴于重症监护期间的膜岛素疗法已显示出显著改善 伤口愈合和减少血流感染、肾衰竭、和多神经病死亡率，因此无论患者在先是否患有糖尿病 (参见，例如VandenBer曲eG.等的肥JM345:1359-67,2001)，特定示例实施方式可W用 在医院环境来控制处于重症监护的患者的血糖水平。在运样的选择性实施方式中，因为在 患者处于重症监护环境（例如，ICU)时静脉（IV)注射装置可植入患者的手臂，可W建立附 带现有IV连接的闭环葡萄糖控制。从而，在基于医院或其他医疗设施的系统中，直接与患 者的血管系统连接用来快速递送IV流体的IV导管也可W用来帮助血液抽样和直接输注物 质（例如，膜岛素、葡萄糖、抗凝剂等）进入血管内的空间。
[0069] 而且，可W通过IV线插入葡萄糖传感器W提供，例如血流的实时葡萄糖水平。因 而，根据基于医院或其他医疗设施的系统的类型，所述选择性实施方式可W不必须使用所 述系统元件的全部。可W省略的元件的例子包括，但不限于，传感器26、传感器座28、遥测 特征监测器30、传感器电缆32、输注管36、输注座38等。取而代之的是，标准血糖测定仪和 /或血管葡萄糖传感器，例如2008年5月15日提交的、公开号为2008/0221509的共同未决 美国专利申请（美国专利申请号为12/121,647 ;Gottlieb，Rebecca等；题为"MULTILUMEN CAT肥TCR")中描述的那些，可W用来向输注累控制装置提供血糖数值，并且现有的IV连接 可W用于向患者施用膜岛素。其他选择性实施方式还可W包括比本文所描述的和/或附图 所图示的那些元件少的元件、比本文所描述的和/或附图所图示的那些元件多的元件、和/ 或与本文所描述的和/或附图所图示的那些元件不同的元件。
[0070] 示例系统和/或环境延迟
[0071] 在此描述示例系统和/或环境延迟。理想地，传感器及相关元件能够提供控制系 统意图控制的参数的实时、无噪声测量值（例如血糖测量值）。然而，在实际实施方式中，通 常存在使传感器测量值滞后实际当前数值的生理的、化学的、电气的、算法的、和/或其他 时间延迟的源。同时，如本文所指出，运样的延迟可由，例如，对传感器信号应用的噪声滤波 的特定水平引起。
[0072] 图7是根据一种实施方式与身体连接的示例传感器座和示例输注座的横截面图。 在特定示例实施方式中，如图7所示，生理延迟可由葡萄糖在血浆420和组织间液（IS巧之 间流动时耗散的时间引起。此示例延迟可W由圈出的双箭头422表示。如上面参考图2至 图6的描述，传感器可W插入身体20的皮下组织44W便靠近传感器26的末端或检测端40 的电极42 (例如，图3和图4中的电极）与ISF接触。然而，待测量的参数可包括血液中的 葡萄糖浓度。
[0073] 葡萄糖可W在血浆420中输送至整个身体。通过扩散过程，葡萄糖可W从血浆420 迁移至皮下组织44的ISF中，反之亦然。当血糖水平18(例如，图1中的血糖水平）变化 时，ISF的葡萄糖水平也变化。然而，ISF的葡萄糖水平可滞后于血糖水平18,运是由于身 体达到血浆420和ISF之间的葡萄糖浓度均衡需要一定时间。一些研究显示在血浆和ISF 之间的葡萄糖滞后时间可W在例如0分钟到30分钟之间变化。可影响血浆和ISF之间的 所述葡萄糖滞后时间的一些参数为个体的代谢、当前血糖水平、葡萄糖水平上升或下降、W 上运些的组合，等等，仅举几例。
[0074] 可W由传感器响应时间引入化学反应延迟424,在图7中由围绕传感器26的末端 的圆圈424表示。传感器电极42 (例如，图3和图4中的传感器电极）可W涂覆有保持电 极42被ISF浸溃、削减葡萄糖浓度、并且减少电极表面上葡萄糖浓度变动的保护膜。当葡 萄糖水平变化时，所述保护膜可W减慢ISF和电极表面之间的葡萄糖交换速率。此外，可存 在起因于葡萄糖与葡萄糖氧化酶GOX反应生成过氧化氨的反应时间和副反应的反应时间 的化学反应延迟，所述副反应例如过氧化氨向水、氧