本PCT申请要求2016年4月11日提交的美国专利申请序列号15/096,142以及2015年8月21日提交的美国临时专利申请序列号62/208,454的权益，并要求其优先权。
技术领域
本文所述的主题的实施方案整体涉及医疗设备，并且更具体地，本主题的实施方案涉及在流体输注设备操作期间为特定于患者的控制比率提供动态和适应性的调整。
背景技术：
输注泵设备和系统在医学领域中是相当熟知的，以用于向患者输送或分配试剂诸如胰岛素或另一种处方药。典型的输注泵包括泵驱动系统，该泵驱动系统通常包括小型马达和将旋转的马达运动转换成储液器中柱塞(或塞子)的平移位移的驱动系部件，该柱塞经由储液器和用户身体之间产生的流体路径将药物从储液器输送到用户体内。输注泵疗法的使用正在增加，特别是对于糖尿病患者的胰岛素输注。
尽管控制方案可允许胰岛素输注泵以基本上连续和自主的方式监测和调整用户的血糖水平，但是通常在进食之前或进食的同时手动发起胰岛素输送(例如，餐时推注或校正推注)，以防止可能由于即将消耗碳水化合物和控制方案的响应时间所导致的用户血糖水平的峰值或波动。然而，调整血糖水平因所使用的胰岛素类型的响应时间变化以及用户个体胰岛素响应和日常活动(例如运动、碳水化合物消耗、剂量施用等)的变化而变得复杂。另外，用于确定推注量的特定于患者的比率、因素或其他控制参数可能有所不同，具体取决于进行该确定的个体所使用的具体技术或偏好。因此，手动推注的功效可因用户而不同，但也可基于单个用户在某天之中用户的日常活动的变化而不同。因此，需要改善手动推注的功效并使餐后葡萄糖偏移最小。
技术实现要素：
本发明的目的通过独立权利要求的主题来实现，其中其他实施方案并入了从属权利要求中。
提供了输注系统、输注设备以及相关的操作方法。提供了操作输注设备以将流体输送到用户身体的方法的实施方案。该方法涉及基于用户身体中的生理状况的测量值来识别用户身体中的生理状况的残留值，其中该残留值由输注设备输送的推注量的流体产生，并且其中推注量受到与用户相关联并存储在输注设备上的数据存储元件中的初始比率的影响。该方法通过以下方式继续：调整初始比率以补偿残留值来确定更新的比率，并且将更新的比率存储在数据存储元件中，其中后续推注量受更新的比率影响。
还提供了一种输注设备的实施方案。输注设备包括可操作地将流体输送到用户身体的致动装置、数据存储元件、用于接收指示受流体影响的用户身体中的生理状况的测量值的通信接口，以及联接到该致动装置、数据存储元件和通信接口的控制模块。控制模块操作致动装置以输送受数据存储元件所存储的比率的初始值影响的推注量的流体，至少部分地基于输送推注量后的一个或多个测量结果识别生理状况的残留值，通过调整初始值以补偿残留值来确定比率的更新值，并且将该比率的更新值存储在数据存储元件中。
在另一个实施方案中，提供了一种操作输注设备以将胰岛素输送给用户的方法。该方法包括：输注设备的控制模块基于输入碳水化合物量和存储在输注设备上的碳水化合物比率的值来确定胰岛素的推注量，基于输送推注量的胰岛素后的葡萄糖测量值来识别残留葡萄糖值，基于该残留葡萄糖值确定碳水化合物比率的调整因子，以及按调整因子来缩放该值以获得碳水化合物比率的更新值。该方法通过以下方式继续：控制模块将碳水化合物比率的更新值存储在输注设备上，然后基于第二输入碳水化合物量和存储在输注设备上的碳水化合物比率的更新值来确定第二推注量的胰岛素。
提供本概述是为了以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在用于确定权利要求的主题的主要特征或基本特征，也不旨在用于局限权利要求主题的范围。
附图说明
通过结合以下附图参考详细说明和权利要求，可更完整地理解本主题，其中相同的附图标记在整个附图中指示相似的元件，为了简单和清楚起见，附图不一定按比例绘制。
图1示出了输注系统的示例性实施方案；
图2示出了适用于图1的输注系统的流体输注设备的示例性实施方案的平面图；
图3是图2的流体输注设备的分解透视图；
图4是沿图3中的线4-4观察到的图2至图3的流体输注设备的截面图，其中该流体输注设备组装有插入在输注设备中的储液器；
图5是适用于流体输注设备诸如图1或图2的流体输注设备的示例性控制系统的框图；
图6是适用于图5的控制系统中的示例性泵控制系统的框图；
图7是在一个或多个示例性实施方案中适用于图5的控制系统的示例性适应性比率调整过程的流程图；
图8是描绘个体的餐后葡萄糖水平和时间之间的示例性关系的曲线图；
图9是在一个或多个示例性实施方案中适用于图7的适应性比率调整过程的敏感系数调整过程的流程图；并且
图10是在一个或多个示例性实施方案中适用于图7的适应性比率调整过程的转换系数调整过程的流程图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅是说明性的，并不意图限制主题的实施方案或这些实施方案的应用和使用。如本文所用，词语“示例性”意指“用作示例、实例或说明”。本文作为示例性描述的任何具体实施不一定理解为比其他具体实施更优选或有利。此外，不希望受在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中呈现的任何明示或暗示的理论约束。
虽然本文所述的主题可以任何包括马达的电子设备来实施，但下文描述的示例性实施方案以医疗设备(诸如便携式电子医疗设备)的形式来实施。虽然许多不同的应用是可能的，但是以下描述专注于作为输注系统部署的一部分的流体输注设备(或输注泵)。为了简洁起见，本文可能没有详细描述与输注系统操作、胰岛素泵和/或输液器操作有关的常规技术以及系统(和系统的单独操作部件)的其他功能方面。输注泵的示例可以是但不限于以下美国专利号中所描述的类型：4,562,751、4,685,903、5,080,653、5,505,709、5,097,122、6,485,465、6,554,798、6,558,320、6,558,351、6,641,533、6,659,980、6,752,787、6,817,990、6,932,584、和7,621,893，所述专利中的每一个以引用方式并入本文。
本文所述的主题的实施方案整体涉及流体输注设备，该流体输注设备具有马达或其他致动装置，该马达或其他致动装置能够操作以使设置在该流体输注设备内的储液器的柱塞(或塞子)线性移位以将一定剂量的流体(诸如胰岛素)输送到用户体内。可根据与特定操作模式相关联的输送控制方案以自动化方式生成控制马达的操作的剂量命令，并且生成该剂量命令的方式可受到用户身体内生理状况的当前(或最近)测量结果的影响。例如，在闭环操作模式中，可基于用户体内间质液葡萄糖水平的当前(或最近)测量结果与目标(或参考)葡萄糖值之间的差值来生成剂量命令。就这一点而言，输注速率可随当前测量值与目标测量值之间差值的波动而变化。出于说明目的，本文在输注流体为用于调节用户(或患者)的葡萄糖水平的胰岛素的背景中描述本主题；然而，应当理解，可通过输注施用许多其他流体，并且本文所述的主题不一定限于与胰岛素一起使用。
通常，用户(或患者)手动操作输注设备以在进餐时输送推注的胰岛素(通常称为“餐时推注”或“校正推注”)，其旨在补偿或以其他方式减轻用户的葡萄糖水平的潜在峰值，该潜在峰值可归因于进餐期间消耗的碳水化合物的量。用户手动输入所消耗的碳水化合物的量，接着使用碳水化合物转化比率将其转化成相应量的胰岛素单位，该转化比率可由输注设备进行保存。碳水化合物转化比率可以是特定于个体的，并且可以由用户或者用户护理提供者使用多种潜在技术或者方法中的任何一种来确定，然后被存储在输注设备上以用于后续施用餐时推注。
如下面更详细地描述的，主要在图7至图10的背景中，在本文描述的示例性实施方案中，在输送推注的胰岛素之后，监测和分析用户葡萄糖水平的测量结果，并且基于用户的葡萄糖测量结果，识别表示推注与餐食被代谢之后偏离用户推注前与餐前葡萄糖水平的残留值。就这一点而言，残留葡萄糖值表示根据用户的葡萄糖水平，对于用户在进餐期间消耗的碳水化合物的量，推注过补偿或欠补偿的量，即用户的餐后葡萄糖稳定值和用户的餐前葡萄糖值之间的差值。使用残留葡萄糖值，调整用户的碳水化合物比率以补偿残留值。例如，当残留葡萄糖值为正并且由此指示推注量不足时，将用户的碳水化合物比率更新为较低值，该值被配置用于增加后续餐时推注量(基于每个碳水化合物单位)。相反，当残留葡萄糖值为负并且由此指示推注量过多时，将用户的碳水化合物比率更新为较高值，该值被配置用于降低后续餐时推注量(基于每个碳水化合物单位)。
通过适应性地调整碳水化合物比率以补偿残留葡萄糖水平，后续餐时推注可以更有效地补偿消耗的碳水化合物并缓解由餐食消耗所导致的葡萄糖偏移，随着时间推移，由于碳水化合物比率趋于稳定值，使得餐后葡萄糖水平基本上等于餐前葡萄糖水平。一些实施方案可以采用不同的背景敏感的特定于患者的碳水化合物比率，这些背景敏感的特定于患者的碳水化合物比率与一天的不同时间、一周的不同日子或其他不同推注背景相关联，其还基于具有相同背景的推注而适应性和动态地调整，这继而可以进一步改善与相同推注背景(例如，一天中的某个时间、一周中的某一天等)相关联的餐时推注的有效性。
如在图9的背景中所描述的，在一个或多个实施方案中，用户的碳水化合物比率按某个调整因子进行缩放，该调整因子对应于输送的餐时推注量与输送的餐时推注量和对应于残留葡萄糖值的胰岛素残留量之和的比率。在此类实施方案中，使用用户的胰岛素敏感系数将残留葡萄糖值转化为相应的残留量的胰岛素单位，然后使用残留胰岛素量来相反地增加或减少碳水化合物比率至残留胰岛素的量值(例如，负残留胰岛素量增加碳水化合物比率，正残留胰岛素量减少碳水化合物比率)。
在图10的背景中描述的其他实施方案中，用户的碳水化合物比率按某个调整因子进行缩放，该调整因子对应于输入餐食碳水化合物量与相对该输入餐食碳水化合物量的残留碳水化合物量之间差异的比率。在此类实施方案中，残留葡萄糖值被转换成相应的残留量的碳水化合物，对于该残留碳水化合物量，输送的推注使用用户的胰岛素敏感系数对其进行了胰岛素的过补偿(在负值的情况下)或欠补偿(在正值的情况下)。然后使用残留碳水化合物量来相反地增加或减少碳水化合物比率至残留胰岛素碳水化合物的量值(例如，负残留碳水化合物量增加碳水化合物比率，而正残留胰岛素量减少碳水化合物比率)。
现在转向图1，输注系统100的一个示例性实施方案包括但不限于流体输注设备(或输注泵)102、感测装置104、命令控制设备(CCD)106和计算机108。输注系统100的部件可使用不同的平台、设计和配置来实现，并且图1所示的实施方案并不是穷举性或限制性的。在实践中，输注设备102和感测装置104被固定在用户(或患者)身体上的期望位置处，如图1所示。就这一点而言，图1中输注设备102和感测装置104被固定到用户身体上的位置仅作为代表性的非限制性示例提供。输注系统100的元件可类似于美国专利8,674,288中所描述的那些，该专利的主题全文以引用方式并入本文。
在图1例示的实施方案中，输注设备102被设计成适于将流体、液体、凝胶或其他试剂输注到用户体内的便携式医疗设备。在示例性实施方案中，输注的流体是胰岛素，但可通过输注施用许多其他流体，诸如但不限于HIV药物、治疗肺高血压的药物、铁螯合药物、止痛药、抗癌治疗药物、维生素、激素等。在一些实施方案中，流体可包括营养补充剂、染料、追踪介质、盐水介质、水合介质等。
感测装置104通常表示输注系统100的被配置为感测、检测、测量或以其他方式量化用户状况且可包括传感器、监视器等的部件，用于提供指示被感测装置感测、检测、测量或以其他方式监测的该状况的数据。就这一点而言，感测装置104可包括与用户的生物或生理状况(诸如血糖水平等)反应的电子器件和酶，并且向输注设备102、CCD 106和/或计算机108提供指示血糖水平的数据。例如，输注设备102、CCD 106和/或计算机108可包括用于基于从感测装置104接收到的传感器数据向用户呈现信息或数据(例如用户的当前葡萄糖水平、用户葡萄糖水平相对于时间的图形或图表、设备状态指示符、警报消息等)的显示器。在其他实施方案中，输注设备102、CCD 106和/或计算机108可包括被配置为分析传感器数据并操作输注设备102以基于传感器数据和/或预编程的输送计划将流体输送到用户体内的电子器件和软件。因此，在示例性实施方案中，输注设备102、感测装置104、CCD 106和/或计算机108中的一者或多者包括发射器、接收器和/或允许与输注系统100的其他部件通信的其他收发电子器件，使得感测装置104可将传感器数据或监测器数据传输到输注设备102、CCD 106和/或计算机108中的一者或多者。
仍然参考图1，在各种实施方案中，感测装置104可在远离输注设备102被固定到用户身体上的位置的位置处被固定到用户身体上或被嵌入在用户体内。在各种其他实施方案中，感测装置104可被并入输注设备102内。在其他实施方案中，感测装置104可与输注设备102分离且分开，并且可以是例如CCD 106的一部分。在此类实施方案中，感测装置104可被配置为接收生物样本、分析物等以测量用户的状况。
在各种实施方案中，CCD 106和/或计算机108可包括被配置为以受感测装置104所测量和/或从其接收的传感器数据的影响的方式执行处理、输送日常剂量以及控制输注设备102的电子器件和其他部件。通过将控制功能包括在CCD 106和/或计算机108中，输注设备102可由更简化的电子器件制成。然而，在其他实施方案中，输注设备102可包括全部控制功能，并且可在没有CCD 106和/或计算机108的情况下操作。在各种实施方案中，CCD 106可以是便携式电子设备。另外，在各种实施方案中，输注设备102和/或感测装置104可被配置为将数据传输到CCD 106和/或计算机108，以通过CCD 106和/或计算机108显示或处理数据。
在一些实施方案中，CCD 106和/或计算机108可向用户提供便于用户随后使用输注设备102的信息。例如，CCD 106可向用户提供信息以允许用户确定待施用到用户体内的药物的速率或剂量。在其他实施方案中，CCD 106可向输注设备102提供信息以自主地控制施用到用户体内的药物的速率或剂量。在一些实施方案中，感测装置104可被集成到CCD 106中。此类实施方案可允许用户通过例如将他或她的血液样本提供给感测装置104来评估他或她的状况从而监测状况。在一些实施方案中，可在不使用或不需要输注装置102与感测装置104和/或CCD 106有线或电缆连接的情况下，使用感测装置104和CCD 106确定用户的血液和/或体液中的葡萄糖水平。
在一个或多个示例性实施方案中，感测装置104和/或输注设备102被协作地配置为利用闭环系统将流体输送给用户。利用闭环系统的感测装置和/或输注泵的示例可见于(但不限于)以下美国专利号：6,088,608、6,119,028、6,589,229、6,740,072、6,827,702、7,323,142和7,402,153，所有这些专利全文以引用方式并入本文。在此类实施方案中，感测装置104被配置为感测或测量用户的状况诸如血糖水平等。输注设备102被配置为响应于由感测装置104感测到的状况来输送流体。继而，感测装置104继续感测或以其他方式量化用户的当前状况，从而允许输注设备102无限期地响应于感测装置104当前(或最近)感测到的状况而连续输送流体。在一些实施方案中，感测装置104和/或输注设备102可被配置为仅在一天中的一部分时间使用闭环系统，例如仅当用户睡着或醒来时。
图2至图4示出了适用于输注系统的流体输注设备200(或另选地，输注泵)的一个示例性实施方案，例如如图1的输注系统100中的输注设备102。流体输注设备200是被设计成由患者(或用户)携带或穿戴的便携式医疗设备，并且流体输注设备200可利用现有流体输注设备的任何数量的传统特征、部件、元件和特性，例如在美国专利号6,485,465和7,621,893中描述的一些特征、部件、元件和/或特性。应当理解，图2至图4以简化的方式示出了输注设备200的一些方面；在实践中，输注设备200可包括在本文中未详细示出或描述的另外的元件、特征或部件。
如图2至图3最佳示出的，流体输注设备200的例示实施方案包括适于接收容纳流体的储液器205的壳体202。壳体202中的开口220容纳用于储液器205的配件223(或盖)，其中配件223被配置成与输注套件225的管道221配合或以其他方式连接，以提供通向/来自用户身体的流体路径。这样，经由管道221建立从储液器205的内部到用户的流体连通。例示的流体输注设备200包括人机界面(HMI)230(或用户界面)，该界面包括可由用户操纵以施用流体(例如胰岛素)的推注、改变治疗设置、改变用户偏好、选择显示特征等的元素232,234。输注设备还包括显示元件226诸如液晶显示器(LCD)或另一合适的显示元件，其可用于向用户呈现各种类型的信息或数据，诸如但不限于：患者当前葡萄糖水平、时间、患者葡萄糖水平相对于时间的图形或图表、设备状态指示符等。
壳体202由基本上刚性的材料形成，其具有适于允许除储液器205之外的电子组件204、滑动构件(或滑动件)206、驱动系统208、传感器组件210和驱动系统封盖构件212设置在其中的中空内部空间214，其中壳体202的内容物被壳体封盖构件216包封。开口220、滑动件206和驱动系统208在轴向方向(由箭头218指示)上同轴对齐，由此驱动系统208便于使滑动件206在轴向方向218上线性位移，以从储存器205(在储存器205已插入到开口220中之后)分配流体，其中传感器组件210被配置为响应于驱动系统208操作使滑块206位移而测量施加在传感器组件210上的轴向力(例如，与轴向方向218对齐的力)。在各种实施方案中，传感器组件210可被用于检测以下中的一者或多者：减缓、防止或以其他方式降低从储液器205到用户体内的流体输送的流体路径中的阻塞；当储液器205清空时；当滑动件206与储液器205正确安置时；当已输送一定流体剂量时；当输注泵200受到冲击或振动时；当输注泵200需要维护时。
取决于实施方案，容纳流体的储液器205可被实现为注射器、小瓶、药筒、袋等。在某些实施方案中，输注的流体是胰岛素，但可通过输注施用许多其他流体，诸如但不限于HIV药物、治疗肺高血压的药物、铁螯合药物、止痛药、抗癌治疗药物、维生素、激素等。如图3至图4最佳示出的，储液器205通常包括储液器筒219，该储液器筒容纳流体并且当储液器205被插入到输注泵200中时与滑动件206同心和/或同轴地(例如在轴向方向218上)对齐。接近开口220的储液器205的端部可包括配件223或以其他方式与配件223配合，该配件将储液器205固定在壳体202中并在储液器205被插入到壳体202中后防止储液器205相对于壳体202在轴向方向218上移位。如上所述，配件223从(或穿过)壳体202的开口220延伸并且与管道221配合以建立经由管道221和输液器225从储液器205的内部(例如，储液器筒219)到用户的流体连通。接近滑动件206的储液器205的相对端部包括柱塞217(或塞子)，其被定位成沿流体路径穿过管道221将流体从储液器205的桶219内部推送至用户。滑动件206被配置为机械地联接或以其他方式接合柱塞217，从而变成与柱塞217和/或储液器205安置一起。当操作驱动系统208以使滑动件206在轴向方向218上朝向壳体202中的开口220位移时，迫使流体经由管道221流出储液器205。
在图3至图4例示的实施方案中，驱动系统208包括马达组件207和驱动螺杆209。马达组件207包括联接到驱动系统208的驱动系部件的马达，该驱动系部件被配置为将旋转的马达运动转换成滑动件206在轴向方向218的平移位移，从而在轴向方向218上接合和移位储液器205的柱塞217。在一些实施方案中，马达组件207也可被供电以使滑动件206在相反的方向(例如，与方向218相反的方向)上平移以从储液器205回缩和/或拆下以允许更换储液器205。在示例性实施方案中，马达组件207包括具有安装、附连或以其他方式设置在其转子上的一个或多个永磁体的无刷直流(BLDC)马达。然而，本文所述的主题不一定限于与BLDC马达一起使用，并且在另选的实施方案中，该马达可被实现为螺线管马达、交流马达、步进马达、压电履带驱动、形状记忆致动器驱动、电化学气体电池、热驱动气体电池、双金属致动器等。驱动系部件可包括一个或多个导螺杆、凸轮、棘爪、千斤顶、滑轮、制转杆、夹具、齿轮、螺母、滑动件、轴承、杠杆、梁、挡块、柱塞、滑块、托架、导轨、轴承、支承件、波纹管、盖、隔膜、袋、加热器等。就这一点而言，虽然输注泵的例示实施方案使用同轴对齐的驱动系，但马达可相对于储液器205的纵向轴线偏移或以其他非同轴方式布置。
如图4最佳示出的，驱动螺杆209与滑动件206内部的螺纹402配合。当马达组件207被供电且进行操作时，驱动螺杆209旋转，并且迫使滑动件206在轴向方向218上平移。在示例性实施方案中，输注泵200包括套筒211以防止当驱动系统208的驱动螺杆209旋转时滑动件206旋转。因此，驱动螺杆209的旋转使得滑动件206相对于驱动马达组件207延伸或回缩。当流体输注设备被组装且操作时，滑动件206接触柱塞217以接合储液器205并且控制来自输注泵200的流体的输送。在一个示例性实施方案中，滑动件206的肩部部分215接触或以其他方式接合柱塞217，以使柱塞217在轴向方向218上移位。在另选的实施方案中，滑动件206可包括能够与储液器205的柱塞217上的内螺纹404可拆卸地接合的螺纹尖端213，如在美国专利号6,248,093和6,485,465中所详述的，所述专利以引用方式并入本文。
如图3所示，电子组件204包括联接到显示元件226的控制电子器件224，其中壳体202包括与显示元件226对齐的透明窗口部分228，以当电子组件204被设置在壳体202的内部214内时允许用户查看显示元件226。控制电子器件224通常表示被配置为控制马达组件207和/或驱动系统208的操作的硬件、固件、处理逻辑和/或软件(或其组合)，如下文在图5的背景中更详细描述的。此类功能性是否被实现为硬件、固件、状态机或软件取决于施加在该实施方案上的特定应用和设计约束。与本文所述概念类似的那些概念可以适合于每个特定应用的方式实现此类功能性，但是此类实施决定不应被解释为是受限的或限制性的。在示例性实施方案中，控制电子器件224包括一个或多个可编程控制器，其可被编程以控制输注泵200的操作。
马达组件207包括适于电联接到电子组件204以建立控制电子器件224和马达组件207之间的通信的一个或多个电引线236。响应于操作马达驱动器(例如，功率转换器)的来自控制电子器件224的命令信号，调节从电源供应给马达的功率量，马达致动驱动系统208的驱动系部件以使滑动件206在轴向方向218上移位，迫使流体沿流体路径(包括管道221和输液器)流出储液器205，从而将容纳在储液器205中的一定剂量的流体施用到用户体内。优选地，电源被实现为容纳在壳体202内的一个或多个电池。另选地，电源可以是太阳能电池板、电容器、通过电源线供应的交流电或直流电等。在一些实施方案中，控制电子器件224可通常在间歇的基础上以逐步的方式操作马达组件207和/或驱动系统208的马达；根据已编程的输送曲线向用户输送分开的精确剂量的流体。
参考图2至图4，如上所述，用户界面230包括形成在覆盖小键盘组件233的图形小键盘覆盖件231上的HMI元件诸如按钮232和方向键234，小键盘组件233包括对应于按钮232、方向键234或其他由图形小键盘覆盖件231指示的用户界面条目的特征。当组装时，小键盘组件233联接到控制电子器件224，由此允许用户操纵HMI元件232,234与控制电子器件224交互并控制输注泵200的操作，例如施用胰岛素的推注、改变治疗设置、改变用户偏好、选择显示特征、设置或禁用警报和提醒等。就这一点而言，控制电子器件224保存和/或向显示器226提供关于可使用HMI元件232,234进行调整的程序参数、输送曲线、泵操作、警报、警告、状态等信息。在各种实施方案中，HMI元件232,234可被实现为物理对象(例如，按钮、旋钮、操纵杆等)或虚拟对象(例如，使用触摸感测和/或接近感测技术)。例如，在一些实施方案中，显示器226可被实现为触摸屏或触敏显示器，并且在此类实施方案中，HMI元件232,234的特征和/或功能性可被集成到显示器226中，并且可能不存在HMI 230。在一些实施方案中，电子组件204还可包括警报生成元件，其联接到控制电子器件224并且被适当地配置为生成一种或多种类型的反馈，诸如但不限于：听觉反馈、视觉反馈、触觉(物理)反馈等。
参考图3至图4，根据一个或多个实施方案，传感器组件210包括背板结构250和加载元件260。加载元件260设置在封盖构件212与梁结构270之间，该梁结构包括具有设置在其上的感测元件的一个或多个梁，这些感测元件受施加到传感器组件210上的偏转一个或多个梁的压缩力的影响，如在美国专利号8,474,332中更详细描述的，该专利以引用方式并入本文。在示例性实施方案中，背板结构250被固定、粘附、安装或以其他方式机械地联接到驱动系统208的底表面238，使得背板结构250位于驱动系统208的底表面238和外壳盖216之间。驱动系统封盖构件212的轮廓被形成为适应并匹配传感器组件210和驱动系统208的底部。驱动系统封盖构件212可被附连到壳体202的内部，以防止传感器组件210在与驱动系统208所提供的力的方向相反的方向(例如，与方向218相反的方向)上移位。因此，传感器组件210被定位在马达组件207和封盖构件212之间并由该封盖构件固定，这防止了传感器组件210在与箭头218的方向相反的向下方向上移位，使得当操作驱动系统208和/或马达组件207以使滑动件206在与储液器205中的流体压力相反的轴向方向218上移位时，传感器组件210受到反作用压缩力。在正常操作条件下，施加到传感器组件210的压缩力与储液器205中的流体压力相关。如图所示，电引线240适于将传感器组件210的传感元件电联接到电子组件204以建立与控制电子器件224的通信，其中控制电子器件224被配置为测量、接收或以其他方式获得来自传感器组件210的传感元件的电信号，该电信号指示由驱动系统208施加在轴向方向218上的力。
图5示出了适用于输注设备502(诸如图1中的输注设备102或图2中的输注设备200)的控制系统500的示例性实施方案。控制系统500能够以自动或自主的方式将用户身体501中的生理状况控制或以其他方式调节到期望(或目标)值，或以其他方式将该状况保持在可接受值的范围内。在一个或多个示例性实施方案中，受调节的状况由通信地联接到输注设备502的感测装置504(例如，感测装置104)感测、检测、测量或以其他方式量化。然而，应当指出的是，在另选的实施方案中，由控制系统500调节的条件可与感测装置504所获得的测量值相关。也就是说，出于清楚和说明目的，本文可在感测装置504被实现为感测、检测、测量或以其他方式量化用户葡萄糖水平的葡萄糖感测装置的背景中描述本主题，该葡萄糖水平由控制系统500在用户身体501中进行调节。
在示例性实施方案中，感测装置504包括生成或以其他方式输出电信号的一个或多个间质葡萄糖感测元件，该电信号具有与用户身体501中的相对间质液体葡萄糖水平相关、受其影响或以其他方式对其进行指示的信号特征。对输出的电信号进行过滤或以其他方式进行处理以获得指示用户间质液葡萄糖水平的测量值。在示例性实施方案中，利用血糖仪530诸如扎手指设备直接感测、检测、测量或以其他方式量化用户身体501中的血糖。就这一点而言，血糖仪530输出或以其他方式提供所测得的血糖值，该血糖值可被用作参考测量结果，用于校准感测装置504并将指示用户的间质液葡萄糖水平的测量值转换成对应的校准血糖值。出于说明目的，在本文中基于由感测装置504的感测元件输出的电信号计算的校准血糖值可另选地被称为传感器葡萄糖值、感测葡萄糖值或其变型。
在例示的实施方案中，泵控制系统520通常表示输注设备502的根据期望的输注输送程序以受指示用户体内501的当前葡萄糖水平的感测葡萄糖值的影响的方式控制流体输注设备502的操作的电子器件和其他部件。例如，为了支持闭环操作模式，泵控制系统520保存、接收或以其他方式获得目标或命令的葡萄糖值，并自动生成或以其他方式确定用于操作致动装置(诸如马达507)的剂量命令，以基于感测葡萄糖值和目标葡萄糖值之间的差值来使柱塞517移位并将胰岛素输送到用户身体501。在其他操作模式中，泵控制系统520可生成或以其他方式确定剂量命令，该剂量命令被配置为将感测到的葡萄糖值保存在低于葡萄糖上限、高于葡萄糖下限或葡萄糖值期望范围内的其他值。在实践中，输注设备502可在泵控制系统520可访问的数据存储元件中存储或以其他方式保存目标值、葡萄糖上限和/或葡萄糖下限以及/或者其他葡萄糖阈值。
可从外部部件(例如，CCD 106和/或计算设备108)接收或者可由用户经由与输注设备502相关联的用户界面元素540输入目标葡萄糖值和其他阈值葡萄糖值。在实践中，与输注设备502相关联的一个或多个用户界面元件540通常包括至少一个输入用户界面元件，例如按钮、小键盘、键盘、旋钮、操纵杆、鼠标、触摸面板、触摸屏、麦克风或其他音频输入设备等。另外，该一个或多个用户界面元素540包括用于向用户提供通知或其他信息的至少一个输出用户界面元素，例如显示元件(例如，发光二极管等)、显示设备(例如，液晶显示器等)、扬声器或其他音频输出设备、触觉反馈设备等。应当指出的是，尽管图5将用户界面元素540示出为与输注设备502分开，但在实践中，一个或多个用户界面元素540可与输注设备502集成。此外，在一些实施方案中，除了和/或替代用户界面元素540与输注设备502集成，该一个或多个用户界面元素540还与感测装置504集成。用户可根据需要操纵用户界面元素540以操作输注设备502来输送校正推注、调整目标值和/或阈值、修改输送控制方案或操作模式等。
仍然参考图5，在例示的实施方案中，输注设备502包括联接到马达507(例如，马达组件207)的马达控制模块512，该马达控制模块能够操作以使柱塞517(例如柱塞217)在储液器(例如，储液器205)中移位并向用户身体501提供所需量的流体。就这一点而言，柱塞517的移位使得能够影响用户身体501的状况的流体经由流体输送路径(例如，经由输液器225的管道221)输送到用户身体501。马达驱动器模块514联接在能量源503和马达507之间。马达控制模块512联接到马达驱动器模块514，并且马达控制模块512生成或以其他方式提供操作马达驱动器模块514的命令信号，以响应于从泵控制系统520接收到指示待输送流体的所需量的剂量指令而从能量源503向马达507提供电流(或功率)来使柱塞517移位。
在示例性实施方案中，能量源503被实现为容纳在输注设备502内(例如，在壳体202内)提供直流(DC)电的电池。就这一点而言，马达驱动器模块514通常表示被配置为将由能量源503提供的直流电转换成或以其他方式变换成施加到马达507的定子绕组的各相的交流电信号的电路、硬件和/或其他电部件，这导致电流流过定子绕组，从而产生定子磁场并使得马达507的转子旋转。马达控制模块512被配置为从泵控制系统520接收或以其他方式获得命令剂量、将该命令剂量转换成柱塞517的命令平移位移以及命令、发信号或以其他方式操作马达驱动器模块514以使马达507的转子旋转一定量，该旋转量产生柱塞517的命令平移位移。例如，马达控制模块512可确定产生柱塞517的平移位移所需的转子的旋转量，该平移位移实现从泵控制系统520接收的命令剂量。基于由转子感测装置516的输出指示的转子相对于定子的当前旋转位置(或取向)，马达控制模块512确定待施加到定子绕组的各相的交流电信号的适当顺序，其应使得转子相对于其当前位置(或取向)旋转所确定的旋转量。在马达507被实现为BLDC马达的实施方案中，该交流电信号使定子绕组的各相在转子磁极相对于定子的适当取向处并且以适当的顺序换向，以提供使转子在所需方向上旋转的旋转定子磁场。然后，马达控制模块512操作马达驱动器模块514以将所确定的交流电信号(例如，命令信号)施加到马达507的定子绕组以向用户提供所需的流体输送。
当马达控制模块512正在操作马达驱动器模块514时，电流从能量源503流过马达507的定子绕组，以产生与转子磁场相互作用的定子磁场。在一些实施方案中，在马达控制模块512操作马达驱动器模块514和/或马达507实现命令剂量之后，马达控制模块512停止操作马达驱动器模块514和/或马达507，直到接收到随后的剂量命令。就这一点而言，马达驱动器模块514和马达507进入空闲状态，在该空闲状态期间马达驱动器模块514有效地使马达507的定子绕组与能量源503断开连接或分离。换句话讲，当马达507空闲时，电流不会从能量源503流过马达507的定子绕组，因此马达507在空闲状态下不消耗来自能量源503的电力，由此改善效率。
取决于实施方案，马达控制模块512可用被设计为执行本文所述的功能的通用处理器、微处理器、控制器、微控制器、状态机、内容可寻址存储器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何合适的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其任何组合来实施或实现。在示例性实施方案中，马达控制模块512包括或以其他方式访问数据存储元件或存储器，其包括任何种类的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、磁性或光学大容量存储器或任何其他短期或长期存储介质或其他能够存储由马达控制模块512执行的编程指令的非暂态计算机可读介质。计算机可执行编程指令当由马达控制模块512读取并执行时使得马达控制模块512执行或以其他方式支持本文所述的任务、操作、功能和过程。
应当理解，出于说明目的且并非意图以任何方式限制本文所述的主题，图5是输注设备502的简化表示。就这一点而言，取决于实施方案，感测装置504的一些特征和/或功能可由泵控制系统520实施或以其他方式集成到泵控制系统520中，反之亦然。类似地，在实践中，马达控制模块512的特征和/或功能可由泵控制系统520来实现或者以其他方式集成到泵控制系统中，反之亦然。此外，泵控制系统520的特征和/或功能可通过位于流体输注设备200,400中的控制电子器件224来实现，而在另选的实施方案中，泵控制系统520可由与输注设备502(例如，CCD 106或计算设备108)在物理上不同和/或分开的远程计算设备来实现。
图6示出了根据一个或多个实施方案适合用作图5中的泵控制系统520的泵控制系统600的示例性实施方案。例示的泵控制系统600包括但不限于泵控制模块602、通信接口604和数据存储元件(或存储器)606。泵控制模块602联接到通信接口604和存储器606，并且泵控制模块602被适当地配置为支持本文所述的操作、任务和/或过程。在示例性实施方案中，泵控制模块602还联接到用于接收用户输入并向用户提供通知、警报或其他治疗信息的一个或多个用户界面元素608(例如，用户界面230,540)。虽然图6将用户界面元素608示出为与泵控制系统600分开，但是在各种另选实施方案中，用户界面元素608可以与泵控制系统600(例如，作为输注设备200,502的一部分)、感测装置504或输注系统100的另一元件(例如，计算机108或CCD 106)集成。
参考图6并结合图5，通信接口604通常表示泵控制系统600的联接到泵控制模块602并被配置为支持泵控制系统600与感测装置504之间的通信的硬件、电路、逻辑、固件和/或其他部件。就这一点而言，通信接口604可包括或以其他方式联接到能够支持泵控制系统520,600与感测装置504或输注系统100中的另一电子设备106,108之间的无线通信的一个或多个收发器模块。在其他实施方案中，通信接口604可被配置为支持去往/来自感测装置504的有线通信。
泵控制模块602通常表示泵控制系统600的联接到通信接口604并且被配置为基于从感测装置504接收到的数据来确定用于操作马达506以将流体输送到身体501的剂量命令并执行本文所述的各种另外的任务、操作、功能和/或操作的硬件、电路、逻辑、固件和/或其他部件。例如，在示例性实施方案中，泵控制模块602实现或以其他方式执行命令生成应用程序610，该命令生成应用程序支持一个或多个自主操作模式并且至少部分地基于用户身体501的状况的当前测量值以自主操作模式计算或以其他方式确定用于操作输注设备502的马达506的剂量命令。例如，在闭环操作模式下，该命令生成应用程序610可至少部分地基于最近从感测装置504接收到的当前葡萄糖测量值来确定用于操作马达506以将胰岛素输送到用户身体501的剂量命令，以将用户的血糖水平调节到目标参考葡萄糖值。
另外，该命令生成应用程序610可生成用于由用户通过用户界面元素608手动启动或以其他方式指导的推注的剂量命令。例如，独立于正在实施的操作模式，命令生成应用程序610可以确定用于操作电动机506以将胰岛素推注输送到用户身体501的剂量命令，该推注对应于用户通过用户界面元素230,540,608选择或以其他方式指示的校正推注量或餐时推注量。在本文中描述的一个或多个示例性实施方案中，为了发起餐时推注，用户操纵用户界面元素230,540,608以输入或以其他方式提供与即将开始的进餐相关的预期将要消耗的碳水化合物的克数。命令生成应用程序610接收输入碳水化合物量(CHO)，并从数据存储元件606(或存储器)检索或以其他方式获得与用户相关联的碳水化合物转化比率，该转化比率继而用于通过公式将输入碳水化合物量转换为相应的推注量的胰岛素单元，其中CR是特定于患者的碳水化合物比率，对应于每个胰岛素单位的碳水化合物克数。在一个或多个实施方案中，存储器606存储多个不同的特定于患者的碳水化合物比率，其中每个碳水化合物比率与特定推注背景相关联，诸如特定时间(例如，上午6点至上午10点的时间窗口，上午10点至下午2点的时间窗口等)。另外，碳水化合物比率可以与一周中的某一天相关联，或者可以与可由用户输入或以其他方式自动检测的其他变量或参数相关联，例如用户在前段时间内是否参与了特定类型的活动或者持续一段时间的活动。在使用适当的碳水化合物比率确定输入碳水化合物量的推注剂量之后，命令生成应用程序610可以将命令的推注剂量提供给马达控制模块512，该马达控制模块继而将命令的剂量转换成对应的活塞517的移位，并且相应地操作马达507按照命令剂量输送餐时推注。
如以下在图7至图10的背景中更详细地描述的，在一个或多个实施方案中，命令生成应用程序610存储或以其他方式保存在输送餐时推注时最新接收的传感器葡萄糖测量(例如，推注时的当前餐前葡萄糖测量值)，然后监测或以其他方式分析后续接收到的传感器葡萄糖测量值，以在用户的葡萄糖水平从餐后峰值恢复之后检测或以其他方式识别餐后稳定值。就这一点而言，命令生成应用程序610可识别在餐时推注输送之后的峰值之后发生的传感器葡萄糖测量值中的最低点或拐点。基于餐后稳定值与存储的餐前值之间的差异，命令生成应用程序610确定残留传感器葡萄糖值(ΔSGR)，并且以补偿残留传感器葡萄糖值的方式调整该比率，从而更新用于输送的餐时推注的识别的碳水化合物比率。就这一点而言，命令生成应用程序610基于残留传感器葡萄糖值确定调整缩放因子，然后利用该调整缩放因子适当地向上或向下缩放碳水化合物比率，以补偿残留葡萄糖值。然后将更新的碳水化合物比率值存储在存储器606中，以代替与当前推注背景相关联的识别的碳水化合物比率的先前值。因此，对于具有相同推注背景的后续餐时推注，利用更新的碳水化合物比率来确定该后续餐时推注，并且可以基于可归因于该后续推注的残留葡萄糖值等进一步更新或调整碳水化合物比率。以这种方式，碳水化合物比率被适应性且动态地向某个值调整，该值使餐后残留葡萄糖值最小。
仍然参考图6，取决于实施方案，泵控制模块602可用被设计为执行本文所述的功能的通用处理器、微处理器、控制器、微控制器、状态机、内容可寻址存储器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何合适的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其任何组合来实施或实现。就这一点而言，结合本文所公开的实施方案描述的方法或算法的步骤可直接体现在硬件中、固件中、由泵控制模块602执行的软件模块中或其任何实际组合中。在示例性实施方案中，泵控制模块602包括或以其他方式访问数据存储元件或存储器606，该数据存储元件或存储器可使用能够存储由泵控制模块602执行的编程指令的任何种类的非暂态计算机可读介质来实现。计算机可执行编程指令当由泵控制模块602读取和执行时使得泵控制模块602实施或以其他方式生成命令生成应用程序610并且执行下文更详细描述的任务、操作、功能和过程。
应当理解，出于说明目的且并非意图以任何方式限制本文所述的主题，图6是泵控制系统600的简化表示。例如，在一些实施方案中，马达控制模块512的特征和/或功能可由泵控制系统600和/或泵控制模块602来实施或以其他方式集成到该泵控制系统和/或泵控制模块中，例如通过命令生成应用程序610将剂量命令转换成对应的马达命令，在这种情况下，在输注设备502的实施方案中可不存在单独的马达控制模块512。
图7描绘了适于由与流体输注设备相关联的控制系统实现(诸如输注设备502中的控制系统500,520,600)的示例性比率调整过程700，以自动调整转化比率，其中在确定后续推注量时，该转化比率用于以考虑先前推注效果的方式确定该推注量。结合比率调整过程700执行的各种任务可由硬件、固件、由处理电路执行的软件或它们的任何组合来执行。为了进行示意性的说明，以下描述涉及上文结合图1至图6所述的元件。实际上，比率调整过程700的各部分可由控制系统500的不同元件执行，例如输注设备502、感测装置504、泵控制系统520,600、泵控制模块602和/或命令生成应用程序610。应当理解，比率调整过程700可包括任何数量的附加或另选任务，这些任务不必以所示顺序执行，并且/或者这些任务可同时执行，并且/或者比率调整过程700可被结合到具有本文中未详细描述的附加功能的更全面的程序或过程中。此外，只要预期的整体功能保持不变，在图7的背景中示出和描述的一个或多个任务可从比率调整过程700的实际实施方案中省略。
参考图7并继续参考图1至图6，在示例性实施方案中，每次操作输注设备以输送手动发起的推注(诸如餐时推注或校正推注)时，执行比率调整过程700。比率调整过程700开始于接收、识别或以其他方式获得待输送推注的输入碳水化合物估计(任务702)。就这一点而言，泵控制系统520,600通过用户界面540,608接收或以其他方式获得用户预期他或她将消耗的碳水化合物的克数的估计。比率调整过程700还识别或以其他方式获得用于将输入碳水化合物量转换成用于推注的胰岛素单位量的适当碳水化合物比率(任务704)。就这一点而言，比率调整过程700可以识别或以其他方式确定当前推注背景(例如，一天中的当前时间，一周中的当前日子等)，然后选择或以其他方式识别与当前推注背景相关联的碳水化合物比率。例如，与用户相关联的多个不同碳水化合物比率可以与一天中的不同时间段或窗口相关联地存储，其中泵控制模块602识别或以其他方式确定哪个时间段包括当前输注时间，并且从存储器606检索相应的碳水化合物比率。
比率调整过程700还识别或确定输送的用于当前输注(任务706)的推注。例如，泵控制系统520,600可使用公式确定推注量，其中CR是特定于患者的碳水化合物比率，对应于一天中当前时间的每个胰岛素单位的碳水化合物克数(或与当前推注背景相关联的其他标准或参数)，并且CHO是推注将校正的碳水化合物量的输入克数。
比率调整过程700监测或以其他方式分析用户的传感器葡萄糖测量值，并且基于此来识别或以其他方式确定可归因于所输送的推注的残留葡萄糖值(任务708,710)。就这一点而言，在输送推注时，泵送控制系统520,600可以在输送推注之前将最新从感测装置504接收的当前葡萄糖测量值存储或以其他方式保存作为餐前参考葡萄糖值(SG0)。此后，泵控制系统520,600监测或以其他方式分析在输送推注之后从感测装置504接收的葡萄糖测量值，以识别峰值餐后葡萄糖值。在识别出峰值餐后葡萄糖值之后，泵控制系统520,600监测或以其他方式分析从感测装置504接收到的葡萄糖测量值，从而在消耗的餐食、餐时推注以及由泵控制系统520,600当前实施的任何其他自主控制模式所输注的任何其他胰岛素被代谢之后，识别代表用户葡萄糖水平的葡萄糖测量值中的稳定值或最低点。所识别的值用作用于确定残留葡萄糖值(ΔSGR)的餐后参考葡萄糖值(SGpp)，该残留葡萄糖值等于餐后参考葡萄糖值和餐前参考葡萄糖值之间的差值(例如，ΔSGR＝SGpp-SG0)。
在一个或多个实施方案中，泵控制系统520,600监测或以其他方式分析连续葡萄糖测量值之间的变化率，以基于餐后峰值之后的拐点识别餐后参考葡萄糖值，其中在餐后峰值之后，变化率从负变化率转变为大于或等于0的变化率，从而指示用户葡萄糖水平的最低点或稳定点。就这一点而言，在餐后峰值之后，用户的葡萄糖水平最初停止下降的所识别的传感器葡萄糖值用作餐后参考葡萄糖值。在其他实施方案中，在输送推注后，泵控制系统520,600监测某个固定时间段期间的葡萄糖测量值，并将在该固定时间段内发生在餐后峰值之后的最小传感器葡萄糖值识别为餐后参考葡萄糖值。
图8是描绘在进餐时或大约在进餐时施用推注之后，用户的传感器葡萄糖值相对于时间的示例性关系的曲线图800。在初始时间(T0)，输注设备502输入胰岛素的餐时推注量，该餐时推注量基于输入碳水化合物量和针对当前推注背景所识别的碳水化合物比率(例如，与包含T0的时间窗口相关联的碳水化合物比率)确定。泵控制系统520,600存储或保存在推注时间(SG0)从感测装置504最新接收的当前传感器葡萄糖值作为餐前传感器葡萄糖参考值，并监测或以其他方式分析来自感测装置504的后续传感器葡萄糖值，以检测或以其他方式识别时间TPK时的峰值传感器葡萄糖值(SGPK)。此后，在一个或多个实施方案中，泵控制系统520,600监测或以其他方式分析连续传感器葡萄糖值之间的变化率，直到在时间TPK识别到拐点。泵控制系统520,600将在时间TPK处的当前传感器葡萄糖值识别作为餐后传感器葡萄糖参考值(SGpp)，并如上所述，将残留传感器葡萄糖值确定为餐后和餐前传感器葡萄糖参考值之间的差值。在其他实施方案中，在推注时间T0之后，泵控制系统520,600在某个固定时间段期间监测或以其他方式分析传感器葡萄糖测量值，并将该餐后传感器葡萄糖参考值确定为在该固定时间段内的最小传感器葡萄糖值，其在时间TPK处的峰值传感器葡萄糖值(SGPK)之后发生。
再次参考图7，在识别残留葡萄糖值之后，比率调整过程700计算或以其他方式确定先前识别的碳水化合物比率的调整，其中该碳水化合物比率用于基于残留葡萄糖值输送的推注，然后更新存储的或以其他方式保存在输注设备上的碳水化合物比率以反映调整(任务712,714)。在示例性实施方案中，泵控制系统520,600使用残留葡萄糖值来计算调整因子，该调整因子被配置成补偿残留葡萄糖值，然后按照该调整因子缩放先前识别的碳水化合物比率，以获得所识别的碳水化合物比率的更新值，该值继而被存储在存储器606中以代替所识别的碳水化合物比率的先前值。
此后，响应于通过用户界面540,608接收到与具有相同推注背景的后续进餐相关联的碳水化合物的克数估计，泵控制系统520,600使用该碳水化合物比率的更新值，借助公式将后续进餐的输入碳水化合物量转换成相应的推注量，其中CR是确定的碳水化合物比率的更新值，CHO是输入碳水化合物量。就这一点而言，当后续进餐的输入碳水化合物量与具有相同推注背景的先前进餐相同时，所产生的餐时推注量将不同于先前推注量，以考虑碳水化合物比率值的变化，该变化旨在补偿先前推注之后的残留葡萄糖。此外，比率调整过程700可以结合后续推注进行重复，从而进一步以考虑后续推注所产生的残留葡萄糖的方式更新或调整碳水化合物比率值。这样，碳水化合物比率被适应性且动态地调整以考虑先前推注的有效性，其继而可以减少与后续推注相关联的残留葡萄糖，由此使餐后葡萄糖偏移最小并改善葡萄糖调节。
图9示出了适于结合图7的比率调整过程700(例如，任务712)使用的示例性敏感系数调整过程900，以基于残留葡萄糖值来更新碳水化合物比率值。结合敏感系数调整过程900执行的各种任务可由硬件、固件、由处理电路执行的软件或它们的任何组合来执行。为了进行示意性的说明，以下描述涉及上文结合图1至图6所述的元件。实际上，敏感系数调整过程900的各部分可由控制系统500的不同元件执行，例如输注设备502、感测装置504、泵控制系统520,600、泵控制模块602和/或命令生成应用程序610。应当理解，敏感系数调整过程900可包括任何数量的附加或另选任务，这些任务不必以所示顺序执行，并且/或者这些任务可同时执行，并且/或者敏感系数调整过程900可被结合到具有本文中未详细描述的附加功能的更全面的程序或过程中。此外，只要预期的整体功能保持不变，在图9的背景中示出和描述的一个或多个任务可从敏感系数调整过程900的实际实施方案中省略。
敏感系数调整过程900识别或以其他方式获得特定于患者的胰岛素敏感系数，并且基于胰岛素敏感系数将残留传感器葡萄糖值转换成对应量的胰岛素单位(任务902,904)。就这一点而言，泵控制系统520,600使用公式来确定与残留传感器葡萄糖值对应的残留胰岛素量，其中ISF代表在输注设备502上(例如，在存储器606中)存储或以其他方式保存的用户的胰岛素敏感系数值(当残留传感器葡萄糖值以毫克每分升计时，则以毫克每分升每单位计)。以与上述相似的方式，在一些实施方案中，输注设备502可保存与不同输送背景相关联的多个不同胰岛素敏感系数，其中泵控制系统520,600从多个不同的胰岛素敏感系数中识别出对应于当前推注背景的胰岛素敏感系数。因此，取决于一天中的时刻、一周中的日子等，残留胰岛素量和残留传感器葡萄糖值之间的关系可以与正被输送的推注同时反映用户的胰岛素敏感度的方式变化。
之后，敏感系数调整过程900基于残留胰岛素量来调整、修改或以其他方式更新用于确定先前推注量的碳水化合物比率(任务906)。在示例性实施方案中，泵控制系统520,600基于先前餐时推注量与先前餐时推注量和残留胰岛素量之和的关系(或比率)来计算调整因子。调整因子可使用公式来确定，其中Umeal代表所输送的餐时推注量并且UR代表残留胰岛素量。更新的碳水化合物比率值通过使用公式按调整因子缩放当前碳水化合物值来计算，其中CRNew代表更新的碳水化合物比率值并且CROld代表用于确定所输送的餐时推注量的碳水化合物比率值。就这一点而言，正残留胰岛素量降低了碳水化合物比率值，这继而将增加随后针对相同输入量的碳水化合物确定的餐时推注量，从而降低后续残留葡萄糖值。相反地，负残留胰岛素量增加了碳水化合物比率值，这继而将减少随后针对相同输入量的碳水化合物确定的餐时推注量，从而降低后续残留葡萄糖值的量值。
图10示出了适于结合图7的比率调整过程700(例如，任务712)使用的示例性转换系数调整过程1000，以基于残留葡萄糖值来更新碳水化合物比率值。结合转换系数调整过程1000执行的各种任务可由硬件、固件、由处理电路执行的软件或它们的任何组合来执行。为了进行示意性的说明，以下描述涉及上文结合图1至图6所述的元件。实际上，转换系数调整过程1000的各部分可由控制系统500的不同元件执行，例如输注设备502、感测装置504、泵控制系统520,600、泵控制模块602和/或命令生成应用程序610。应当理解，转换系数调整过程1000可包括任何数量的附加或另选任务，这些任务不必以所示顺序执行，并且/或者这些任务可同时执行，并且/或者转换系数调整过程1000可被结合到具有本文中未详细描述的附加功能的更全面的程序或过程中。此外，只要预期的整体功能保持不变，在图10的背景中示出和描述的一个或多个任务可从转换系数调整过程1000的实际实施方案中省略。
转换系数调整过程1000识别或以其他方式获得用户的碳水化合物转换系数，并且基于碳水化合物转换系数将残留传感器葡萄糖值转换成对应量的碳水化合物(任务1002,1004)。就这一点而言，碳水化合物转换系数代表用户葡萄糖水平增加与每克所消耗碳水化合物之间的关系。在识别碳水化合物转换系数之后，泵控制系统520,600使用公式确定与残留传感器葡萄糖值对应的碳水化合物的残留克数，其中CF代表碳水化合物转换系数值(当残留葡萄糖值以毫克每分升计时，则以毫克每分升每克计)。
在一个实施方案中，查找表在泵控制系统520,600所利用的输注设备502上(例如，在存储器606中)存储或以其他方式保存，以识别对应于用户的碳水化合物转换系数。例如，查找表可包括与多个不同体重(或其范围)相关联的多个不同的碳水化合物转换系数值，其中泵控制系统520,600识别对应于用户当前体重的碳水化合物转换系数，其可由用户输入以及/或者作为用户的个人配置文件或设置的一部分存储在输注设备502上。以如上文在碳水化合物比率和胰岛素敏感系数的背景中所述相似的方式，查找表中的碳水化合物转换系数值可进一步与不同的输送背景相关，其中泵控制系统520,600从多个不同碳水化合物转换系数中识别出与当前推注背景和用户的当前体重(或其他生理状况)对应的碳水化合物转换系数值。在其他实施方案中，代替查找表，固定的碳水化合物转换系数可由用户或护理提供者经由用户界面540,608手动配置并存储在输注设备502上。在另外的实施方案中，泵控制系统520,600可基于与餐食消耗相关联的用户的传感器葡萄糖值与针对这些进餐的估计的碳水化合物量之间的关系，以考虑到所输送的餐时推注量的方式动态地计算或以其他方式确定用户的碳水化合物转换系数值。
仍然参见图10，在确定残留碳水化合物量之后，转换系数调整过程1000基于残留碳水化合物量来调整、修改或以其他方式更新用于确定先前推注量的碳水化合物比率(任务1006)。在示例性实施方案中，泵控制系统520,600基于与先前餐时推注量对应的输入碳水化合物量与残留碳水化合物量之间的差值相对于输入碳水化合物量的关系(或比率)来计算调整因子。例如，调整因子可使用公式来确定，其中CHOAnn代表用于确定所输送的餐时推注量的输入碳水化合物估计值并且CHOR代表残留碳水化合物量。然后，更新的碳水化合物比率值通过使用公式按调整因子缩放当前碳水化合物值来计算，其中CRNew代表更新的碳水化合物比率值并且CROld代表用于确定所输送的餐时推注量的碳水化合物比率值。就这一点而言，正残留碳水化合物量降低了碳水化合物比率值，这继而将增加随后针对相同输入量的碳水化合物确定的餐时推注量，从而降低后续残留葡萄糖值。相反地，负残留碳水化合物量增加了碳水化合物比率值，这继而将减少随后针对相同输入量的碳水化合物确定的餐时推注量，从而降低后续残留葡萄糖值的量值。
简而言之，上述主题允许考虑到所观察到的患者对先前推注的反应而动态地调整特定于患者的碳水化合物比率，并减少在随后进餐和推注后表现出的餐后葡萄糖偏移。就这一点而言，碳水化合物比率不仅适于反映个体对推注和伴随进餐的生理反应，而且还可以考虑到个体习惯性地高估或低估与进餐相关联的碳水化合物的量。另外，碳水化合物比率可与不同的输送背景相关，其中调整特定于特定的输送背景，从而有利于得到反映个体在当前背景(例如，一天中的时间、一周中的日子等)的可能生理反应的推注量。
在一些实施方案中，可基于关于输送背景或其他可用信息的调整因子的历史趋势，在施用推注之前先行调整碳水化合物比率。例如，当在一周中的特定日子的特定时间(例如，周末晚餐)输送的推注在一周中的其他日子的调整因子已经收敛到稳定值之后表现出异常的调整因子(例如大约为1的调整因子值)，则可预先调整碳水化合物比率以避免餐后葡萄糖偏移。就这一点而言，输注设备可存储或以其他方式保存一组最近的调整因子及其相关联的背景信息，所述调整因子及其相关联的背景信息可被分析以检测或以其他方式识别预先调整可能适合的推注背景，这是基于针对该推注背景的调整因子与针对相同或相似推注背景(例如，一天中的相同时间，但是一周中的不同日子)的其他调整因子偏离的差值大于阈值量(例如，针对一天中该时间的平均调整因子值的阈值百分比)来确定的。预先调整因子也可基于异常调整因子与参考调整因子(例如，针对一天中该时间的平均调整因子值)之间的关系来确定。预先调整之后的任何残留葡萄糖量可用于修改或以其他方式调整用于后续输送的预先调整因子，或以考虑到预先调整的其他方式调整碳水化合物比率。类似地，当与特定事件(例如，运动)相关联的推注表现出异常调整因子时，可以响应于该事件的指示来预先调整碳水化合物比率以避免餐后葡萄糖偏移。例如，用户可以输入或以其他方式提供已参与运动的指示(或另选地，可以使用加速度感测装置、心率监测或输注设备支持的其他手段来检测运动)，并且作为响应，可以考虑到输送推注之前的运动来调整碳水化合物比率。同样，预先调整之后的任何残留葡萄糖量均可用于修改或以其他方式调整用于后续输送的预先调整的量，或以考虑到预先调整的其他方式调整碳水化合物比率。
例如，输注设备可以存储或以其他方式保存一组历史数据，该组历史数据包括将被推注的输入碳水化合物量及其相关背景信息(其可包括餐食或碳水化合物类型标识符)和调整因子(或残留葡萄糖量)。输注设备然后可分析历史数据集以识别与特定推注背景相关联的模式或趋势。例如，输注设备可以识别在一周中的特定日子的特定时间，存在当利用特定的碳水化合物比率值(或其范围)时特定输入碳水化合物量和/或特定餐食(或碳水化合物)类型的正残留葡萄糖量的模式。基于指示在该特定的日子和时间该特定类型的餐食和/或输入碳水化合物量的输注不足模式的趋势(例如，由于用户习惯性地低估他们的碳水化合物消耗)，在当前碳水化合物比率值等于导致输注不足的值或在所述值范围内时，输注设备基于历史数据集先行调整碳水化合物比率值。例如，对碳水化合物比率值的先行调整的量可基于与针对输入碳水化合物量和推注背景的该组合的先前推注相关联的平均残留葡萄糖量。因此，当输注设备识别到与检测到的输注不足模式匹配的输入碳水化合物量和推注背景的组合时，输注设备可在推注之前自动地先行调整碳水化合物比率，以试图预防餐后高血糖。另外，任何残留葡萄糖量可以与输入碳水化合物量、推注背景以及先行调整的碳水化合物比率(或另选地，先行调整的量)相关地被存储或以其他方式保存，这继而可通过输注设备用于基于先前的先行调整的有效性来调谐、调整或以其他方式适应未来的先行调整。
又如，输注设备可以识别在一周中的特定日子的特定时间，存在独立于输入碳水化合物量、餐食类型或碳水化合物比率值的正残留葡萄糖量的模式，例如，由于用户在该时间经历高压力水平的模式，这可通过输注设备接收或以其他方式测量用户的心率、心率变异性、皮肤电反应等来证实。因此，响应于在与检测到的模式匹配的一天中的时间和一周中的日子的该组合处或其附近开始的推注，输注设备可在推注之前自动地先行调整碳水化合物比率，以试图预防餐后高血糖。就这一点而言，在一些实施方案中，为了验证当前推注背景与检测到的模式的推注背景是否匹配，输注设备可分析用户的当前心率、用户的当前心率变异性度量、用户的当前皮肤电反应测量结果等等，以验证当前推注是否符合在先行调整碳水化合物比率之前的模式。
又如，在一些实施方案中，输注设备可利用心率测量结果、加速度测量结果(例如，来自集成加速度计)或指示身体活动的其他测量结果来检测或以其他方式识别残留葡萄糖量的模式，所述模式与和其他推注背景信息相关联的身体活动的类型和/或强度关联，并且作为响应，针对在这种活动期间、附近或之后开始的推注，先行调整碳水化合物比率以考虑到身体活动。因此，输注设备可以多种不同方式检测用户的残留葡萄糖量与其相关联的推注信息和背景之间的模式或关系，并且基于此，可以根据需要先行调整碳水化合物比率以缓解任何潜在的餐后高血糖症或低血糖。
为了简洁起见，与葡萄糖感测和/或监测、推注、餐时推注或校正推注、胰岛素敏感系数、碳水化合物比率以及本主题的其他功能方面有关的常规技术在此可不再详细描述。此外，本文中也可使用某些术语但仅供参考，因此并非旨在进行限制。例如，除非上下文明确指出，否则诸如“第一”、“第二”以及涉及结构的其他此类数字术语的术语并不意味着次序或顺序。以上描述还可指代被“连接”或“联接”在一起的元件或节点或结构。如本文所用，除非另有明确说明，“联接”是指一个元件/节点/结构直接或间接地与另一个元件/节点/结构结合(或直接或间接地连通)，并且不一定是机械地连接。
在另一个示例中，提供了向用户输送胰岛素的输注设备。该设备包括致动装置，该致动装置可操作以将流体输送到用户身体、控制模块和在输注设备上提供的数据存储装置。该致动装置被配置为将胰岛素输送到用户身体。该控制模块被配置为基于输入碳水化合物量和存储在输注设备上的碳水化合物比率的值来确定胰岛素的推注量，基于输送推注量的胰岛素后的葡萄糖测量值来识别残留葡萄糖值，基于该残留葡萄糖值确定碳水化合物比率的调整因子，按调整因子缩放值来得到碳水化合物比率的更新值，将碳水化合物比率的更新值存储在数据存储装置中，以及此后基于第二输入碳水化合物量和存储在输注设备上的碳水化合物比率的更新值来确定胰岛素的第二推注量。
虽然在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施方案，但是应当理解，还存在大量变型形式。还应当理解，本文所述的一个或多个示例性实施方案并非旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或配置。例如，本文所述的主题不一定限于本文所述的输注设备和相关的系统。此外，前面的详细描述将为本领域的技术人员提供用于实现所描述的一个或多个实施方案的便捷的路线图。应当理解，在不脱离由权利要求限定的范围的情况下，可以对元件的功能和布置做出各种改变，包括在提交本专利申请时已知的等同形式和可预见的等同形式。因此，在没有明确的相反意图的情况下，上述示例性实施方案或其他限制的细节不应被解读为权利要求。