全闭环人工胰腺药物输注控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全闭环人工胰腺药物输注控制系统，该系统中包括：程序模块，至少一检测模块，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块。程序模块中预设有算法，检测模块检测血糖值，降糖药物输注模块根据算法计算得出的输注指示进行降血糖药物输注，升糖药物输注模块根据算法计算得出的输注指示进行升血糖药物输注，实现人工胰腺系统药物输注的全闭环控制。实现人工胰腺系统药物输注的全闭环控制。实现人工胰腺系统药物输注的全闭环控制。

【技术实现步骤摘要】
全闭环人工胰腺药物输注控制系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求以下专利申请的权益并要求其优先权：2021年10月25日提交的PCT专利申请，申请号为PCT/CN2021/126024。


[0003]本专利技术主要涉及医疗器械领域，特别涉及一种全闭环人工胰腺药物输注控制系统。

技术介绍

[0004]正常人的胰腺可根据人体血液中的葡萄糖水平，自动分泌所需的胰岛素/胰高血糖素，从而维持合理的血糖波动范围。而糖尿病患者的胰腺功能出现异常，无法正常分泌人体所需的胰岛素。糖尿病是代谢类疾病，为终身疾病。目前的医疗技术尚无法根治糖尿病，只能通过稳定血糖来控制糖尿病及其并发症的发生和发展。
[0005]糖尿病患者在向体内注射胰岛素之前需要检测血糖。目前的检测手段可以对血糖连续检测，并将血糖数据实时发送至显示设备，便于用户查看，这种检测方法称为持续葡萄糖检测(Continuous Glucose Monitoring，CGM)。该方法需要检测装置贴在皮肤表面，将其携带的探头刺入皮下的组织液完成检测。根据CGM检测到的血糖值，输注设备将当前所需的胰岛素输入皮下，进而构成闭环或者半闭环人工胰腺。
[0006]目前的闭环人工胰腺系统仅在患者血糖较高，需要胰岛素输注时可以实现闭环控制，对于低血糖患者的升血糖药物输注还未能实现闭环控制，同样的，对于同一患者，在不同的时段可能出现低血糖或高血糖，目前的人工胰腺还未能实现多药物输注的全闭环控制。
[0007]因此，现有技术亟需一种能实现多药物输注闭环控制的全闭环人工胰腺药物输注控制系统。

技术实现思路

[0008]本专利技术实施例公开了一种全闭环人工胰腺药物输注控制系统，该系统中包括程序模块，至少一检测模块，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块，程序模块中预设有算法，检测模块检测血糖值，降糖药物输注模块根据算法计算得出的输注指示进行降血糖药物输注，升糖药物输注模块根据算法计算得出的输注指示进行升血糖药物输注，实现多药物的全闭环控制。
[0009]本专利技术公开了一种全闭环人工胰腺药物输注控制系统，包括：包括程序模块，程序模块中预设有算法；至少一检测模块，用于连续检测当前血糖值；降糖药物输注模块，根据算法计算得出的降糖药物输注指示进行降糖药物输注；和升糖药物输注模块，根据算法计算得出的升糖药物输注指示进行升糖药物输注。
[0010]根据本专利技术的一个方面，检测模块、降糖药物输注模块和升糖药物输注模块中的
两个模块互相连接或集成成为一个整体。
[0011]根据本专利技术的一个方面，检测模块、降糖药物输注模块和升糖药物输注模块分别为单独的不同的结构。
[0012]根据本专利技术的一个方面，检测模块、降糖药物输注模块和升糖药物输注模块三者互相连接或集成成为组成一个整体。
[0013]根据本专利技术的一个方面，检测模块的数量为两个，一个检测模块与降糖药物输注模块连接或集成成为一个整体，另一个检测模块和升糖药物输注模块连接或集成成为另一个整体。
[0014]根据本专利技术的一个方面，算法为经典MPC算法、经典PID算法、rMPC算法、rPID算法或复合人工胰腺算法中的一种或多种。
[0015]根据本专利技术的一个方面，rMPC算法和rPID算法的血糖风险空间转换方法包括分段加权法、相对值转换、血糖风险指数转换和改进的控制易变性网格分析转换的一种或多种。
[0016]根据本专利技术的一个方面，复合人工胰腺算法包括第一算法和第二算法，第一算法用于计算第一胰岛素输注量I1，第二算法用于计算第二胰岛素输注量I2，复合人工胰腺算法通过对第一胰岛素输注量I1和第二胰岛素输注量I2进行优化计算以得到最终胰岛素输注量I3。
[0017]根据本专利技术的一个方面，还包括外部电子设备，程序模块设置于外部电子设备中。
[0018]根据本专利技术的一个方面，程序模块设置于检测模块，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块中的任一模块中。
[0019]根据本专利技术的一个方面，程序模块为一个单独的结构。
[0020]根据本专利技术的一个方面，程序模块与检测模块、降糖药物输注模块和升糖药物输注模块中的一个或多个连接成为一个整体。
[0021]根据本专利技术的一个方面，当其中一个检测模块失效或处于热启动状态中时，另一个检测模块进行检测。
[0022]根据本专利技术的一个方面，程序模块收到两个检测模块检测的血糖值之后对血糖值进行处理。
[0023]根据本专利技术的一个方面，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块集成设置于同一结构中，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块共用同一药物输注管路。
[0024]根据本专利技术的一个方面，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块集成设置于同一结构中，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块采用不同的药物输注管路进行药物输注。
[0025]根据本专利技术的一个方面，降糖药物输注模块输注的降血糖药物为胰岛素，升糖药物输注模块输注的升血糖药物为胰高血糖素。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具备以下优点：
[0027]本专利技术公开了一种闭环人工胰腺多药物输注控制系统，该系统中包括程序模块、检测模块、降糖药物输注模块和升糖药物输注模块，程序模块中预设有算法，检测模块检测血糖值，降糖药物输注模块根据算法计算得出的输注指示进行降血糖药物输注，升糖药物输注模块根据算法计算得出的输注指示进行升血糖药物输注，实现人工胰腺多药物输注系统的闭环控制。
[0028]进一步的，检测模块，降糖药物输注模块和升糖药物输注模块之间的设置方式多
样，可以三个模块同时设置在一个结构中，或任意两个设置在同一个结构中，或三个模块分别设置在不同的结构中，可根据实际需求进行设置，提高用户体验。
[0029]进一步的，系统中设置有两个检测模块，一个检测模块与降糖药物输注模块连接或集成成为一个整体，另一个检测模块和升糖药物输注模块连接或集成成为另一个整体，一方面，程序模块收到两个检测模块检测的血糖值之后对血糖值进行处理，提高药物输注的准确性，另一方面，当其中一个检测模块失效或处于热启动状态中时，另一个检测模块进行检测，确保血糖检测的连续性。
[0030]进一步的，程序模块可以设置在外部电子设备如手机，手持机或电子手表中，还可以与其他模块进行连接或集成成为一个整体。
[0031]进一步的，程序模块中预设有将在原始物理空间不对称的血糖转换到近似对称的血糖风险空间的rMPC算法、rPID算法和复合人工胰腺算法中的一种或多种，充分利用rPID算法和rMPC算法的优势来面对复杂的情景，使人工胰腺在各种情况下都能提供可靠的控制血糖的药物种类和药物输注量，从而使血糖到达理想水平，实现闭环人工胰腺多药物输注系统的精准控制。
[0032]进一步的，复合人工胰腺算法的最终输出是对经过两个不同算法计算的结果进行优化后的结果，该结果更加可行和可靠。
附图说明
[0033]图1为根据本专利技术一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，包括：程序模块，所述程序模块中预设有算法；至少一检测模块，用于连续检测当前血糖值；降糖药物输注模块，根据所述算法计算得出的降糖药物输注指示进行降糖药物输注；和升糖药物输注模块，根据所述算法计算得出的升糖药物输注指示进行升糖药物输注。2.根据权利要求1所述的全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，所述检测模块、所述降糖药物输注模块和所述升糖药物输注模块中的两个模块互相连接或集成成为一个整体。3.根据权利要求1所述的全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，所述检测模块、所述降糖药物输注模块和所述升糖药物输注模块分别为单独的不同的结构。4.根据权利要求1所述的全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，所述检测模块、所述降糖药物输注模块和所述升糖药物输注模块三者互相连接或集成成为组成一个整体。5.根据权利要求1所述的全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，所述检测模块的数量为两个，一个所述检测模块与所述降糖药物输注模块连接或集成成为一个整体，另一个所述检测模块与所述升糖药物输注模块连接或集成成为另一个整体。6.根据权利要求1
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5任一项所述的全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，所述算法为经典MPC算法、经典PID算法、rMPC算法、rPID算法或复合人工胰腺算法中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，所述rMPC算法和所述rPID算法的血糖风险空间转换方法包括分段加权法、相对值转换、血糖风险指数转换和改进的控制易变性网格分析转换的一种多种。8.根据权利要求6所述的全闭环人工胰腺药物输注控制系统，其特征在于，所述复合人工胰腺算法包括第一算法和第二算法，所述第一算法用于计算第一胰岛素输注量I1，所述第二算法用于计算第二胰岛素输注量I2，所述复合人工胰腺算法通过对所述第一胰岛素输注量I1和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨翠军，
申请(专利权)人：上海移宇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：