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用于确定输送流体中的当前葡萄糖值的方法技术

技术编号:40147181 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-24 00:31
本发明专利技术涉及一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体、特别是血液中的当前葡萄糖值的方法,所述方法包括以下步骤:a)借助传感器装置确定测量序列,所述测量序列包括输送流体周围组织中的组织葡萄糖值的至少两个在时间上间隔的测量值;b)借助所确定的测量序列基于线性或非线性函数形式的测量模型来确定组织葡萄糖值,其中,借助测量模型,在考虑到至少一个测量噪声值的情况下,将传感器装置的测量值与组织葡萄糖值相对应;c)提供至少一个状态转换模型,其中,在考虑到至少一个过程噪声值的情况下,借助至少一个状态转换模型,将输送流体中的至少一个葡萄糖值与所确定的组织葡萄糖值相对应,以及d)通过在呈线性函数形式的测量模型的情况下使用至少一个卡尔曼滤波器或者在呈非线性函数形式的测量模型的情况下使用至少一个扩展卡尔曼滤波器,基于对至少一个所提供的状态转换模型的近似和所确定的组织葡萄糖值来估计输送流体中的当前葡萄糖值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体、特别是血液中的当前葡萄糖值的方法。本专利技术还涉及一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体、特别是血液中的当前葡萄糖值的设备。本专利技术还涉及一种评估装置,用于特别是连续地确定有机体的输送流体、特别是血液中的当前葡萄糖值。本专利技术还涉及一种用于存储指令的非易失性计算机可读介质,当所述指令在计算机上执行时,实现一种方法,该方法用于特别是连续地确定有机体的输送流体、特别是血液中的当前葡萄糖值。


技术介绍

1、虽然本专利技术通常适用于确定输送流体中的当前葡萄糖值的任意方法,但是本专利技术与有机体中的血糖浓度相关地进行阐释。

2、为了确定有机体中、尤其是人体中的血糖浓度bg,已知的是用于连续葡萄糖监测的系统,也称为cgm(连续葡萄糖监测(continuous glucose monitoring))。在cgm-系统中,通常自动地、例如每一到五分钟一次地测量间质组织葡萄糖浓度ig。糖尿病患者尤其受益于cgm-系统,因为与自监测程序(也称为smbg(self-monitoring-verfahren),其中,患者每天手动确定血糖水平四到十次)相比,能够以明显更高的频率进行测量。这使得能够自动评估并向患者发出警告信号,尤其是在患者睡眠时,这有助于避免患者出现严重的健康状况。

3、已知的cgm-系统一方面基于电化学过程。例如,在wo2006/017358a1中介绍了这样的cgm-系统。另外,光学cgm-系统已经变得已知,例如从de102015101847b4已知,其中,充分利用了与葡萄糖值相关的荧光并且通过引用并入本文。两种类型的cgm-系统都测量间质组织葡萄糖浓度。

4、还已知的是,组织葡萄糖浓度或间质葡萄糖浓度ig不同于血糖浓度(下文缩写为bg)。特别是在对血糖值产生强烈影响之后,例如通过食物或营养物摄入或当施用胰岛素时,存在较大的偏差,如basu、ananda等人的非专利文献“人体葡萄糖从血管内到间质的时间滞后(time lag of glucose from intravascular to interstitial compartment inhumans)”(糖尿病(2013):db-131132)中所述那样。这种偏差是由血液周围的组织中的扩散过程引起的,使得ig值在时间上延迟且衰减地跟随bg值,这例如在rebrin、kerstin等人的非专利文献“皮下葡萄糖独立于胰岛素预测血浆葡萄糖:连续监测的影响(subcutaneousglucose predicts plasma glucose independent of insulin:implications forcontinuous monitoring)”(美国生理学内分泌学和代谢期刊277.3(1999):e561至e571(american journal of physiology-endocrinology and metabolism 277.3(1999):e561-e571))中有所介绍。

5、由于两个葡萄糖浓度(一方面在血液中的bg,另一方面在周围组织中的ig)之间的所介绍的衰减和时间延迟,例如借助血糖浓度的手动确定(例如从手指上抽取一滴血并使用外部测量装置来确定血滴中的葡萄糖浓度)来校准cgm-系统会导致相当大的不准确性。

6、然而,为了实现cgm-系统的精确校准,必须考虑或至少估计组织葡萄糖浓度和血糖浓度之间先前介绍的差异。为此,多种方法已为人所知。从keenan,d.barry等人的非专利文献“微创连续葡萄糖监测设备的延迟:对当前技术的回顾(delays in minimallyinvasive continuous glucose monitoring devices:a review of currenttechnology)”(糖尿病科学与技术杂志3.5(2009):1207-1214(journal of diabetesscience and technology 3.5(2009):1207-1214))中,已知将延时葡萄糖信号用于校准。此外,从knobbe,edward j.和bruce buckingham的非专利文献“用于连续葡萄糖监测的扩展卡尔曼滤波器(the extended kalman filter for continuous glukosemonitoring)。”(糖尿病技术和治疗7.1(2005):15-27(diabetes technology&therapeutics 7.1(2005):15-27))中,已知:借助卡尔曼滤波器补偿血液和组织之间葡萄糖扩散过程的衰减和时间延迟的方案。

7、然而,在此问题在于,在用于连续确定当前血糖值的移动设备中,所述移动设备的计算资源和能源资源有限。对于当前血糖值的确定,只能使用相对较低的计算功率和有限的能量,使得先前已知的方法在移动设备上无法执行或者只能执行很短的时间,这极大地限制了设备的用处。


技术实现思路

1、因此,本专利技术的目的是:提供一种方法、一种设备和一种评估装置,其能够以低资源消耗和更简单的实施方式更精确地确定葡萄糖值、特别是血液中的葡萄糖值。

2、本专利技术的另一目的是:提供一种替代的方法、一种替代的设备以及一种替代的评估装置。

3、本专利技术的另一目的是提供一种方法、一种设备和一种评估装置,其基于间质组织葡萄糖值的测量来改进对有机体中血糖浓度的确定。

4、在一个实施方式中,本专利技术通过一种特别是连续地确定有机体的输送流体、特别是血液中的当前葡萄糖值的方法来实现上述目的,所述方法包括以下步骤:

5、a)借助传感器装置确定测量序列,所述测量序列包括输送流体周围组织中的组织葡萄糖值的至少两个在时间上间隔的测量值,

6、b)借助所确定的测量序列基于线性或非线性函数形式的测量模型来确定组织葡萄糖值,借助测量模型,在考虑到至少一个测量噪声值的情况下,将来自传感器装置的测量值与组织葡萄糖值相对应,

7、c)提供至少一个状态转变模型,其中,借助至少一个状态转变模型,在考虑到至少一个过程噪声值的情况下,将输送流体中的至少一种葡萄糖值与所确定的组织葡萄糖值相对应,以及

8、d)通过在呈线性函数形式的测量模型的情况下使用至少一个卡尔曼滤波器或者在呈非线性函数形式的测量模型的情况下使用至少一个扩展卡尔曼滤波器,基于对至少一个所提供的状态转换模型的近似和所确定的组织葡萄糖值来估计输送流体中的当前葡萄糖值。

9、在另一实施方式中,本专利技术通过一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体、特别是血液中的当前葡萄糖值的设备来实现上述目的,所述设备优选地适合于执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法,所述设备包括:

10、传感器装置,特别是用于借助探针、特别是聚合物光纤探针来测量传输流体周围组织中的荧光,所述传感器装置设计用于确定测量序列,包括对于传输流体周围的组织中的组织葡萄本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体中、特别是血液中的当前葡萄糖值的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提供多个状态转换模型,所述多个状态转换模型根据所估计的当前葡萄糖值的时间曲线、特别是当前葡萄糖值在时间上的变化速率而变换。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,提供至少两个状态转换模型,其中,一个状态转换模型基于恒定的葡萄糖浓度,一个状态转换模型基于葡萄糖浓度的恒定的变化速率和/或一个状态转换模型基于先前葡萄糖浓度的加权和。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个滤波函数对所确定的测量值进行滤波,其中,借助所述至少一个滤波函数来抑制所述传感器装置的误差、特别是测量误差。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,将所述至少一个测量噪声值特别是按照一定规律进行适配。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,为了适配所述至少一个测量噪声值,借助测量值的样本来确定、特别是估计测量噪声的方差。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,借助统计测试、特别是借助柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫测试来检查:零假设是否在样本遵循具有所确定的测量噪声的方差的无均值高斯分布的情况下,不被否定。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在零假设被否定的情况下,针对测量值的至少一个另外的样本确定测量噪声的方差。

9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,特别是在使用NIS-测试的情况下,借助所述至少一个滤波函数在异常值方面对测量值进行检查,并且舍弃被确定为异常值的测量值。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,借助所述至少一个滤波函数来检查测量值是否超过和/或低于预先给定的极限值,之后才舍弃这样的测量值。

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在之前至少预先给定的数量的、特别是两个在时间上彼此跟随的早前的测量值作为测量误差被舍弃的情况下,将未被确定为异常值的当前测量值仍然作为测量误差进行舍弃。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述状态转换模型包括用于葡萄糖从所述输送流体进入周围组织的扩散过程的与时间相关的建模的扩散模型。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法,其特征在于,特别是借助卡尔曼固定间隔平滑器对多个先前的测量值进行滤波。

14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在使用卡尔曼固定间隔平滑器时,所述卡尔曼固定间隔平滑器前向通行和后向通行,在前向通行过程中执行卡尔曼滤波,在后向通行过程中使用RTS-滤波器和/或MBF-滤波器。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法,其特征在于,借助多个类别、特别是借助至少七个类别来执行对血糖浓度趋势的分类。

16.一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体中、特别是血液中的当前葡萄糖值的设备,所述设备特别是用于执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法,所述设备包括:

17.一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体中、特别是血液中的当前葡萄糖值的评估装置,所述评估装置包括:

18.一种用于存储指令的非易失性的计算机可读介质,在计算机上执行所述指令,使得用于特别是连续地确定有机体的输送流体中、特别是血液中的当前葡萄糖值的方法得以执行,所述指令优选适用于执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法,

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于特别是连续地确定有机体的输送流体中、特别是血液中的当前葡萄糖值的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提供多个状态转换模型,所述多个状态转换模型根据所估计的当前葡萄糖值的时间曲线、特别是当前葡萄糖值在时间上的变化速率而变换。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,提供至少两个状态转换模型,其中,一个状态转换模型基于恒定的葡萄糖浓度,一个状态转换模型基于葡萄糖浓度的恒定的变化速率和/或一个状态转换模型基于先前葡萄糖浓度的加权和。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,借助至少一个滤波函数对所确定的测量值进行滤波,其中,借助所述至少一个滤波函数来抑制所述传感器装置的误差、特别是测量误差。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,将所述至少一个测量噪声值特别是按照一定规律进行适配。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,为了适配所述至少一个测量噪声值,借助测量值的样本来确定、特别是估计测量噪声的方差。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,借助统计测试、特别是借助柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫测试来检查:零假设是否在样本遵循具有所确定的测量噪声的方差的无均值高斯分布的情况下,不被否定。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在零假设被否定的情况下,针对测量值的至少一个另外的样本确定测量噪声的方差。

9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,特别是在使用nis-测试的情况下,借助所述至少一个滤波函数在异常值方面对测量值进行检查,并且舍弃被确定为异常值的测量值。

10.根据权利要求9所述的方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:特蕾莎·克鲁斯克努特·格雷琴罗兰·克里瓦内克阿希姆·穆勒
申请(专利权)人:艾森思有限公司
类型:发明
国别省市:

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