葡萄糖传感器信号稳定性分析的制作方法_5

文档序号:9586051阅读:来源:国知局
7] 对于某些示例实施方式,样本序列1004可W提供至潜在趋势度量测定器1402。样 本序列1004可W从至少一个传感器信号(例如,图9和图10中所示的传感器信号)中获 得,所述至少一个传感器信号可W从一个或一个W上皮下葡萄糖传感器(例如,如图9所 示)获取。
[014引潜在趋势度量测定器1402可W至少部分基于样本序列1004测定(例如,计算、估 计、确定、W上的组合等)评价潜在趋势的至少一个度量(例如,潜在趋势度量1408)来标 识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的变化。潜在趋势度量1408 可W提供至传感器信号稳定性分析器1404(例如,从潜在趋势度量测定器1402提供)。
[0149] 在一种示例实施方式中,潜在趋势度量1408可W反映传感器信号是否被不稳定 的传感器影响和/或传感器信号被不稳定的传感器影响到何种程度,所述不稳定的传感器 例如响应患者的血糖水平的响应能力随时间变化的传感器。例如,葡萄糖传感器可能随时 间偏离检测精确的葡萄糖水平(例如,由于漂移而向上偏离或向下偏离)。作为示例而非 限制,潜在趋势度量1408可W与传感器数据和/或从所述传感器数据抽样的数值的基本趋 势、长期趋势、整体趋势等相关。例如,评价潜在趋势的度量可包括源自抽样数据的单调曲 线、迭代增长趋势值、W上的组合等等,仅举几例。作为另一示例,评价潜在趋势的度量可包 括应用至抽样数据的线性回归的斜率、应用至单调曲线的线性回归的斜率、W上的一些组 合等等,仅举几例。然而,运些仅仅是评价潜在趋势的度量的示例,所请求保护的主题并不 限于运些方面。
[0150] 传感器信号稳定性分析器1404可W至少部分基于评价潜在趋势的度量(例如,潜 在趋势度量1408)对至少一个传感器信号进行至少一次稳定性评价。运样的稳定性评价可 包括将潜在趋势度量1408与一个或一个W上稳定性阔值1410 (例如,至少一个预定阔值) 进行至少一次比较。仅作为示例,稳定性评价可包括将评价潜在趋势的至少一个度量与至 少第一预定阔值和第二预定阔值进行比较。
[0151] 在包括第一预定阔值和第二预定阔值的示例实施方式中,稳定性评价的执行可包 括将至少一个传感器信号的可靠性评价为处于第一状态(例如,稳定状态)、第二状态(例 如,不稳定且漂移的状态)、或第=状态(例如,不稳定且衰减的状态)。例如,响应评价潜 在趋势的至少一个度量与第一预定阔值的比较,至少一个传感器信号的可靠性可W被评价 为处于第一状态。响应评价潜在趋势的至少一个度量与第一预定阔值和第二预定阔值的比 较,至少一个传感器信号的可靠性可W被评价为处于第二状态。响应评价潜在趋势的至少 一个度量与第二预定阔值的比较,至少一个传感器信号的可靠性可W被评价为处于第=状 态。
[0152] 如果传感器信号的响应能力评价为正在变化,那么传感器信号稳定性分析器1404 可使报警发生器1406发出报警信号1006。在选择性的实施方式中,非生理性异常检测器 1008和响应能力检测器1010可共享报警发生器(例如,(图11中的)报警发生器1106和 报警发生器1406可由一个报警发生器构成)。
[0153] 图15是根据一种实施方式的用于处理葡萄糖传感器信号响应患者体内血糖水平 的响应能力明显变化的示例方法的流程图1500。如图示,流程图1500可包括五个操作框 1502-1510。尽管操作1502-1510W特定的顺序显示和描述,应当理解,在不脱离所请求保 护的主题的情形下,所述方法可W通过备选的顺序和/或方式(包括使用另外数目的操作) 执行。可执行流程图1500的至少一些操作W使其与其他操作全部或部分重叠。此外,尽管 下面的说明可参考某些其他附图的特定方面和特征,本方法可W使用其他方面和/或特征 进行。
[0154] 对于某些示例实施方式,在操作1502,可W获取响应患者的血糖水平的至少一个 传感器信号的样本序列。在操作1504,可W至少部分基于所述至少一个传感器信号的样本 序列来确定评价潜在趋势的至少一个度量,W识别所述至少一个传感器信号响应患者的血 糖水平的响应能力是否随时间变化。
[0155] 在操作1506,所述至少一个传感器信号响应患者的血糖水平的可靠性可W部分基 于评价潜在趋势的至少一个度量进行评价。例如,可W将评价潜在趋势的至少一个度量与 至少一个预定阔值进行比较。在操作1508,响应评价潜在趋势的至少一个度量与至少一个 预定阔值的比较,可W产生报警信号。
[0156] 在操作1510,患者的膜岛素输注治疗可W至少部分响应评价出的所述至少一个传 感器信号的可靠性进行改变。例如,患者的膜岛素输注治疗可W通过下述进行改变:改变 (例如,增加或降低)输注的膜岛素的数量、停止膜岛素的输注、延迟输注直到提取更多的 样本、切换到另外的传感器、切换到手动模式、改变应用至给定传感器和/或从给定传感器 获得的样本的相对权重、W上的任意组合等等,仅举几例。
[0157] 在某些示例实施方式中,皮下葡萄糖传感器可W测量体液中的葡萄糖水平。电化 学葡萄糖传感器可W产生纳安水平的电流。运样的电流的幅度基于体液中的葡萄糖水平可 W变化捆此,可W进行葡萄糖测量。葡萄糖传感器可W设计为保留在体内例如数天。不幸 的是,一些传感器提供的信号可能逐渐向下(或向上)漂移(例如,电流水平可能逐渐向高 或向低漂移),并且运样的信号可能由于传感器缺陷、环境因素、或其他问题而最终逐渐消 失。因此,传感器故障检测可包括确定来自传感器的信号是否由于信号的漂移而变得不可 靠,W至于该信号越来越偏离患者的血糖水平的实际生理活动。
[0158] 图16A描绘了根据一种实施方式的图示随同生理活动向下漂移的传感器信号的 示例的曲线图1600。因为来自传感器的全部传感器信号向下漂移而血糖水平并未向下漂 移,所W传感器对生理活动的响应可被认为不稳定和/或衰减。传感器信号出现随时间的 流逝与实际的血糖水平偏离的程度越来越大。
[0159] 对于某些示例实施方式,传感器信号的所述偏离(例如,漂移)的检测可包括两个 阶段。第一阶段可包括趋势估计,在趋势估计中确定传感器信号的潜在信号趋势(例如,基 本趋势、整体趋势、长期趋势等)。第二阶段可包括进行评价(例如,稳定性分析)W确定估 计出的潜在趋势是否表示传感器信号漂移。
[0160] 可W执行多种不同方法中的任意一种或一种W上方法来估计潜在信号趋势。下面 描述用于趋势估计的S种示例实施方式:经验模式分解、小波分解和迭代趋势估计。在经验 模式分解的示例实施方式中,评价潜在趋势的至少一个度量可W通过下述确定:使用样条 函数对由样本序列表示的至少一个传感器信号进行分解从而从所述至少一个传感器信号 中移除相对较高的频率分量。在小波分解的示例实施方式中,评价潜在趋势的至少一个度 量可W通过下述确定:使用至少一个离散小波变换对由样本序列表示的至少一个传感器信 号进行分解并且根据由所述至少一个离散小波变换产生的一个或一个W上近似系数来重 建平滑信号。在迭代趋势估计的示例实施方式中,评价潜在趋势的至少一个度量可W通过 下述确定:至少部分基于前次样本的趋势估计和增长项对至少一个传感器信号的样本序列 的多个样本的趋势估计进行迭代更新。
[0161] 第一,描述经验模式分解(EMD)的示例。EMD可W基于希尔伯特黄化ibert-Huang) 变换(HHT)的初始部分。HHT设计为对非线性、非平稳信号进行"瞬时"频率估计。在HHT 中EMD可W用于信号分解。在EMD中,样条函数可W用于将细节从原始信号中逐渐移除。可 W重复运样的过程直至单调曲线或仅保留一个极值的曲线。运样的单调曲线(例如,平滑 的)曲线可W视为信号的潜在趋势和/或潜在趋势度量的估计的一种示例。可W在单调曲 线上进行线性回归。运样的线性回归的斜率可W表示传感器信号的信号趋势的定量测量值 (Tr)并且可W视为估计出的潜在趋势度量的一种示例。
[0162] 第二,描述小波分解的示例。在小波分解中,离散小波变换值WT)可W用于将信号 分解为不同水平的细节。具有最平滑信号的细节水平可W视为近似信号,所述近似信号可 W根据DWT中计算出的近似系数进行重建。根据近似系数重建的平滑信号可W视为信号的 潜在趋势和/或潜在趋势度量的估计的一种示例。可W在近似信号上进行线性回归。运样 的线性回归的斜率可W表示传感器信号的信号趋势的定量测量值(Tr)并且可W视为估计 出的潜在趋势度量的一种示例。
[0163] 图1她和图16C分别描绘了根据一种实施方式的曲线图1630和1660,曲线图1630 和1660图示了多个示例葡萄糖信号和分别由第一示例信号趋势分析方法和第二示例信号 趋势分析方法产生的相应的单调基本信号趋势。曲线图1630对应示例的EMD方法,而曲线 图1660对应示例的小波分解方法。
[0164] 曲线图1632a、1634a、和1636aW及曲线图1662a、1664a、和1666a描绘了来自葡 萄糖传感器的示例信号。曲线图1632b、1634b、和163化描绘了由示例的EMD方法产生的各 个示例的相应单调基本信号趋势。曲线图1662b、1664b、和166化描绘了由示例的小波分解 方法通过根据近似系数重建的平滑信号产生的各个示例的相应单调基本信号趋势。
[0165] 在示例实施方式中,评价潜在趋势的至少一个度量可W通过下述确定:使用至少 部分源自所述至少一个传感器信号的样本序列的线性回归的斜率产生评价潜在趋势的所 述至少一个度量。在进一步的示例实施方式中,至少一个传感器信号的样本序列可W进行 变换W得到单调曲线,评价潜在趋势的至少一个度量的产生可W包括计算线性回归的斜 率,其中所述线性回归至少部分源自所述单调曲线。
[0166] 第=,描述迭代趋势估计的示例。在迭代趋势估计中,各信号样本n的趋势可W基 于前次信号样本n-1的趋势进行迭代计算。初始趋势可W通过线性回归估计。线性回归的 斜率可W视为初始趋势Tr(O)D线性回归的截距可W视为初始增长Gr(O)D各时间点的趋 势可W使用如下的等式(9)进行估计:
[0167] Tr(n) =Tr(n-1)+WgXGr(n-1). (9)
[016引在等式(9)中,Gr(n)可W视为增长项,Wg可W视为增长参数,其可W依经验确定。 增长项Gr(n)也可W迭代更新,如等式(10)所示:
[0169] Gr(D) =WgXGr(n-1)+WtX[Sig(D)-Tr(n)], (10)
[0170] 其中化可W视为趋势参数,其可W依经验确定。
[0171] 估计潜在信号趋势的第一阶段的示例方法在上面参考EMD、小波分解、和迭代趋势 估计进行描述。确定估计出的潜在趋势是否表明传感器信号漂移的第二阶段的示例方法将 在下面进行描述。
[0172] 对于示例的第二阶段,可W进行至少一次评价来决定信号样本n的确定出的趋势 Tr(n)是否表明传感器信号响应患者的葡萄糖水平的响应能力的变化(例如,所述传感器 信号的漂移)。可W使用上述=种描述的示例实施方式和/或备选的方法中的任意一种或 一种W上方法来确定运样的趋势值。
[0173] 在第二阶段的示例实施方式中,可W使用两个正值的稳定性阔值Tl和T2(例如, 第一预定阔值和第二预定阔值)来检测漂移,其中TKT2,W建立=个示例检测分类:正常 操作、漂移、和衰减。然而,在不脱离所请求保护的主题的情形下,可W选择性地实施确定肯 定的或否定的漂移决定的一个稳定性阔值。如果趋势Tr(O)的绝对值小于Tl,传感器的趋 势可W认为是在正常波动内。因而,在运样的情况下可W公告没有漂移,和/或传感器可W 视为稳定。在运样的情况下,仅作为示例,漂移因子F可W设置为零(0)。
[0174] 如果趋势Tr(n)的绝对值在Tl和T2之间,传感器趋势可W视为在正常波动之外, 和/或传感器可W视为不稳定和漂移。因此,可W公告漂移。运样的漂移的严重程度可W 通过(仅作为示例)等式(11)中所示的漂移因子F进行测量:
(11)
[0176] 漂移因子F可W设置为具有0到1之间的数值。漂移因子F数值越大,可W认为 漂移的越严重。然而,在不脱离所请求保护的主题的情形下,可WW备选的方式计算漂移因 子。在一种示例实施方式中,表示至少一个传感器信号偏离患者的血糖水平随时间偏离的 严重程度的至少一个数值可W至少部分地基于评价潜在趋势的至少一个度量、第一预定阔 值W及第二预定阔值进行确定。而且,如果趋势Tr(n)的绝对值大于T2,传感器可W视为不 稳定,可W公告为由于严重漂移而衰减。在运样的情况下,仅作为示例,漂移因子可W设置 为一(1)。
[0177] 图17是根据一种实施方式的基于输入数据1710产生输出信息1712的示例控制 器12的示意图1700。如图示,控制器12可W包括一个或一个W上处理器1702和至少一个 存储器1704。在某些示例实施方式中,存储器1704可W存储或W其他方式包含指令1706 和/或传感器样本数据1708。传感器样本数据1708可包括,作为示例而非限制,血糖传感 器测量值,例如样本序列1004(例如,图10、图11和图14中的样本序列)。
[017引在特定示例实施方式中,图17中的控制器12可对应于图1、图9和/或图10中的 控制器12。输入数据1710可包括,例如,传感器测量值(例如,来自ISF电流传感器的传感 器测量值)。输出信息1712可包括,例如,一个或一个W上命令,并且所述命令可包括报告 信息。输入数据1710的电流传感器测量值可对应传感器信号16 (例如,图1、图9和图10 中的传感器信号)和/或由传感器信号16产生的采样值。输出信息1712的命令可对应命 令22 (例如,图1、图9和图10中的命令),命令22可源自一个或一个报警信号1006(例如, 图10、图11和图14的报警信号)和/或由报警信号1006产生的指令或其他信息。
[0179] 在某些示例实施方式中,输入数据1710可提供至控制器12。基于输入数据1710, 控制器12可W产生输出信息1712。作为输入数据1710接收的电流传感器测量值可W作 为传感器样本数据1708进行存储。控制器12可W使用指令1706进行编程W实现:执行算 法、函数、方法等;实施属性、特征等;W及本文描述的那些,等等。例如,控制器12可W配置 为执行本文参照(例如,图10、图11和/或图14中的)非生理性异常检测器1008和/或 响应能力检测器1010描述的功能。因此,控制器12可W连接至至少一个血糖传感器W接 收基于血糖传感器测量值的一个或一个W上信号。
[0180] 包括一个或一个W上处理器1702的控制器可W执行指令1706从而使控制器单 元成为实现下述功能的特定用途计算装置:执行算法、功能、方法等;实施属性、特征等;W 及本文所述的等等。处理器1702可W由微处理器、数字信号处理器值SP)、专用集成电路 (A
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