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1. WO2002024065 - METHOD AND APPARATUS FOR REAL-TIME ESTIMATION AND CONTROL OF PYSIOLOGICAL PARAMETERS

Publication Number WO/2002/024065
Publication Date 28.03.2002
International Application No. PCT/US2001/029649
International Filing Date 21.09.2001
IPC
A61B 5/00 2006.01
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
5Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
G06F 19/00 2011.01
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
19Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific applications
A61M 5/142 2006.01
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
5Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm rests
14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
142Pressure infusion, e.g. using pumps
CPC
A61B 2560/0242
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
2560Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
02Operational features
0242adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution
A61B 5/0002
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
5Measuring for diagnostic purposes
0002Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
A61B 5/14532
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
5Measuring for diagnostic purposes
145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
14532for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
A61B 5/725
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
5Measuring for diagnostic purposes
72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
7235Details of waveform analysis
725using specific filters therefor, e.g. Kalman or adaptive filters
A61M 2230/201
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY
2230Measuring parameters of the user
20Blood composition characteristics
201Glucose concentration
A61M 5/142
AHUMAN NECESSITIES
61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY
5Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
142Pressure infusion, e.g. using pumps
Applicants
  • KNOBBE, LIM & BUCKINGHAM [US]/[US]
Inventors
  • KNOBBE, Edward, J.
  • LIM, Wah, L.
  • BUCKINGHAM, Bruce, A.
Agents
  • NATAUPSKY, Steven, J.
Priority Data
60/234,63222.09.2000US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) METHOD AND APPARATUS FOR REAL-TIME ESTIMATION AND CONTROL OF PYSIOLOGICAL PARAMETERS
(FR) METHODE ET APPAREIL D'ESTIMATION ET DE CONTROLE EN TEMPS REEL DE PARAMETRES PHYSIOLOGIQUES
Abstract
(EN)
A real-time glucose estimator uses a linearized Kalman filter to determine a best estimate of glucose level in real time. The real-time glucose estimator receives at least one measurement corresponding to glucose level. The measurement can be obtained with one or more sensors and is provided to the linearized Kalman filter in real time. The linearized Kalman filter has dynamic models and executes a recursive routine to determine the best estimate of glucose level based upon the measurement. Additional information can be provided to the linearized Kalman filter for initialization, configuration, and the like. Outputs of the linearized Kalman filter can be provided to a patient health monitor for display or for statistical testing to determine status of the real-time glucose estimator. The real-time glucose estimator can be implemented using a software algorithm. A real-time controller operating as an artificial pancreas uses a Kalman control algorithm to control glucose level of a patient in real time. The real-time controller receives an estimate of the patient glucose level and a reference glucose level. The estimate of the patient glucose level can be provided by an optimal estimator implemented using a linearized Kalman filter. The estimated glucose level and the reference glucose level are processed by the Kalman control algorithm to determine a control command in real time. The Kalman control algorithm has a dynamic process forced by the control command a cost function determining a relative level of control. The control command is provided to a dispenser which secretes insulin or glucagon in response to the control command to correct a relatively high glucose level or a relatively low glucose level.
(FR)
L'invention concerne un estimateur de glucose en temps réel utilisant un filtre de Kalman linéarisé afin de déterminer en temps réel une meilleure estimation du taux de glucose. Cet estimateur de glucose en temps réel reçoit au moins une mesure correspondant à un taux de glucose. Cette mesure, qui peut être obtenue au moyen d'un ou de plusieurs capteurs, est transmise en temps réel au filtre de Kalman linéarisé. Le filtre de Kalman linéarisé présente des modèles dynamiques et exécute une routine récursive afin de déterminer la meilleure estimation du taux de glucose sur la base de la mesure. Des informations supplémentaires peuvent être transmises au filtre de Kalman linéarisé à des fins d'initialisation, de configuration et analogues. Les sorties du filtre de Kalman linéarisé peuvent être transmises à un moniteur sanitaire pour patients à des fins d'affichage ou de test aléatoire afin de déterminer en temps réel le statut de l'estimateur de glucose. Ce dernier peut être mis en oeuvre au moyen d'un algorithme logiciel. Un contrôleur en temps réel fonctionnant comme un pancréas artificiel utilise un algorithme de contrôle de Kalman afin de contrôler en temps réel le taux de glucose d'un patient. Le contrôleur en temps réel reçoit une estimation du taux de glucose du patient et un taux de glucose de référence. L'estimation du taux de glucose du patient peut être fournie par un estimateur optimal mis en oeuvre au moyen d'un filtre de Kalman linéarisé. Le taux de glucose estimé et le taux de glucose de référence sont traités par l'algorithme de contrôle de Kalman afin de déterminer en temps réel une commande de contrôle. L'algorithme de contrôle de Kalman présente un processus dynamique forcé par la commande de contrôle et une fonction de coût déterminant un taux de contrôle relatif. La commande de contrôle est fournie par un distributeur qui sécrète de l'insuline ou du glucagon en réponse à la commande de contrôle afin de corriger un taux de glucose relativement élevé ou un taux de glucose relativement bas.
Also published as
Latest bibliographic data on file with the International Bureau