JPH0268070A - 人工膵臓装置 - Google Patents

人工膵臓装置

Info

Publication number
JPH0268070A
JPH0268070A JP63220403A JP22040388A JPH0268070A JP H0268070 A JPH0268070 A JP H0268070A JP 63220403 A JP63220403 A JP 63220403A JP 22040388 A JP22040388 A JP 22040388A JP H0268070 A JPH0268070 A JP H0268070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glucose
blood sugar
time
sugar level
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63220403A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0817814B2 (ja
Inventor
Yoshiaki Aoki
青木 吉昭
Yasushi Ogi
御木 靖
Yoshihiko Senchi
良彦 泉地
Tatsuo Suzuki
鈴木 辰生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikkiso Co Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikkiso Co Ltd filed Critical Nikkiso Co Ltd
Priority to JP63220403A priority Critical patent/JPH0817814B2/ja
Publication of JPH0268070A publication Critical patent/JPH0268070A/ja
Publication of JPH0817814B2 publication Critical patent/JPH0817814B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、一定のインスリ、ン注入プログラムに基づ
くインスリン注入装置並びに一定のグルコース注入プロ
グラムに基づくグルコース注入装置を備えた人工膵臓の
改良に係り、特に所定のグルコース注入プログラムを作
成する演算式の補正項を、経時的な血糖値の変化に即応
して自動的に変換し、血W値を所定値に維持制御する人
工膵臓装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、糖尿病患者等のインスリン分泌機能障害を有する
患者に対し、人工的にインスリンあるいはグルコースを
一定プログラムに基づいて注入する装置として、本出願
人は、「人工膵臓におけるインスリン注入量の制御装置
」 (特公昭58−44382号公報)、「改良人工膵
臓装置」 (特公昭63−1059号公報)および「人
工膵臓装置」(特公昭63−1060号公報)をそれぞ
れ開発し、特許出願を行った。
しかるに、グルコース注入量を算出する演算回路は、前
記「改良人工膵臓装置」において示されたように、1分
間当りのグルコース注入量を次式 %式%)) 式中、各記号は次の意味を有する。
GJR(t) :時刻tにおける1分間kg体重当りの
グルコース注入量(ng/Iin /kq)Cp:l数
(1001/I+lin 7kg)Cd:係数(100
IIl 7kg) BGp :コントロール目標血¥P値(rng/ 10
0n l )BG(t−τ):時刻tよりτ分前におけ
る血糖値(Illl]/100m1 ) ΔBG(t−υ):時刻tよりτ分前の血糖値の変化率
(no/100n+l /n+in )τ:待時間れ(
nin ) に基づいて演算を行うよう構成されている。
前記グルコース注入量の演算式においては、血糖値とコ
ントロール目標値との差に対応する注入!(血糖値の比
例動作)と、血糖の変化率に対応する注入量(血糖値の
微分動作)との加算料から1分間当りのグルコース全注
入量を求めている。
近年、デフロンジ(DeFronzo)等が「グルコー
スクランプ法:インスリン分泌と抵抗性の測定方法J 
(Glucose clanp technique:
aIllethod  for  quantifyi
ng  1nsul+n  5ecret1onand
 resistance、Am J Physiol 
237:E214〜223、1979年)として提唱し
たグルコースクランプ法がしばしば用いられている。こ
のグルコースクランプ法には、次の2通りの方法が示さ
れている。まず、第1は、高血糖クランプ法(Hype
rglycernic clamp)と呼ばれる方法で
、グルコースに対する膵ランゲルハンス島β細胞感受性
の測定を目的としている。この方法は、最初に被験者に
対して14分間所定量のグルコースズライミンクを行い
、血糖値を基礎レベルから+125111g/ 100
1111まで上昇させ、その後約2時間の間グルコース
注入量を制御することにより、血糖値を一定値に維持さ
せる。通常、維持させる血糖値は約200〜2201g
/ 100nlである。従って、この方法は、一定の血
糖値の下で、内的グルコース産生が完全に抑制されてい
るなめ、り゛ルコース注入量がグルコース代謝量と一致
するという原理であり、そのグルコース代謝量は糖料用
を定量的に反映する指標となり、さらに血漿インスリン
濃度を測定することにより、グルコース負荷に対する膵
ランゲルハンス島β細胞感受性を評価できる。
第2は、正常血糖クランプ法(ELI(l l yce
m 1cnsul+n clamp)と呼ばれる方法で
、外来性インスリンに対する組織感受性の測定を目的と
している。この方法は、最初に被験者に対してインスリ
ンプライミンクを行い、約10分後から所定のインスリ
ン注入量を維持する。
約2時間の間、血糖値を基礎レベルに保つため、インス
ワンプライミング後からグルコース注入を開始し、その
グルコース注入量を制御する0通常、維持される血糖値
は約80〜9011(1/ 100111である。従っ
て、この方法は、一定の血糖値の下では、グルコース注
入量がグルコース代謝量と一致するという原理であり、
そのグルコース代謝量から外来性インスリンに対する組
織感受性を評価できる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、前述したグルコースクランプ法においては、
その原理上、血糖値の変動を極力小さくして所定の値に
保つため、グルコース注入量を制御することが非常に重
要な問題となる。
デフロンジ等によるグルコースクランプの手技手法は、
5分毎に被験者の血液を注射器を使用して採血し、その
血液を用いて血糖値の測定を行い、得られた測定血糖値
に基づきグルコース注入ポンプの注入設定ダイヤルを調
節して、グルコース注入量を加減している。
従って、原理上一定に保つべき血糖値の変動が大きく、
さらにこれら一連の作業は、1人の操作者では側底なし
得ることはできないなめ非常に煩雑となる難点がある。
そこで、前述したグルコース注入式を有する演算回路を
備えた人工膵臓装置を、所定の血糖値に維持するために
グルコース注入量を制御すべく前記グルコースクランプ
法に適応させた場合、グルコース注入式は血糖値の比例
動作と微分動作の加算和から成り立っているため、血糖
値が僅かに変動した場合にはグルコース注入量を補正制
御する作用を生じないという欠点があった。
従って、本発の目的は、従来のグルコース注入量を算出
する演算式を有する演算回路を備えた人工膵臓装置にお
いて、グルコースクランプ法を良好な状態で行うようグ
ルコース注入量の演算式を改善した人工膵臓装置を提供
するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る人工膵臓装置は、血糖値を連続測定するグ
ルコースセンサと、測定血糖値に応じてインスリン注入
量およびグルコース注入量を算出する演算回路と、イン
スリン注入装置およびグルコース注入、装置と、前記演
算回路で算出された演算値に基づいてインスリン注入装
置およびグルコース注入装置を制御するコントローラと
からなる人工膵臓装置において、 グルコース注入量を算出する演算回路は1分間当りのグ
ルコース注入量を次式、 GIR(t)=GA(GO−BG(t))−08・ A
BG(t)+GC但し、 式中、各記号は次の意味を有する。
GIR(t) :時刻tにおける1分間、1kg体重当
りのグルコース注入量 (Ilc+/min 7kg) 8G(t)  :時刻tにおける血糖値(l′1g/1
00m1 ) ABG(t)  :時刻tにおける血糖値の変化率(I
HI/100m1 /min ) GA:比例動作係数(100ml /min /kQ)
GB:微分動作係数(100n+l /k(1)GC:
補正項(lnQ/min 7kg)GC,:時刻tより
1分前の補正項値 (n+g/l1in /k(1) GO=グルコース制御目標血糖値 (1g/ 100+nl ) a、b :補正の程度を定める係数(無次元)に基づい
て演算を行うよう構成したことを特徴とする。
〔作用〕
本発明に係る人工膵臓装置によれば、演算回路は、測定
血糖値とグルコース制御目標血糖値との差に対応するグ
ルコース注入量と、血糖値の変化率に対応するグルコー
ス量と、1分前の補正項値と現時刻での測定血糖値の変
化率に基づいて求めた値との差からなる補正項における
グルコース注入量とからなる、3項の加算和から1分間
当りのグルコース全注入量を求めることができる。従っ
て、僅かな血糖値の変動に対しても、補正項が即応して
グルコース注入量を自動的に変換し、血糖値を一定に維
持制御することができる。なお、グルコース注入式中の
各パラメータの変更により種々の補正演算が可能となり
、グルコースクランプ法における血糖値を一定に維持制
御することに対して、十分な機能を発揮することができ
る。
〔実施例〕
次に、本発明に係る人工膵臓装置の実施例につき、添付
図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図は、本発明の人工膵臓装置の基本構成を示す系統
図である。すなわち、第1図において、被験者10に対
し、グルコースセンサ12で測定された血糖値信号は、
コントローラ14に転送されるよう構成されている。
次いで、コントローラ14の出力は、インスリン注入量
、グルコース注入量を血糖値に基づいて算出するグロダ
ラムが組込まれた演算回Fi@ 16を作動して、被験
者10内に注入すべきグルコース注入量を算出して、そ
の算出結果を再びコントローラ14に転送するよう構成
される。そこで、コントローラ14は、被験者10にグ
ルコースを注入するためのグルコース注入ポンプ18を
駆動制御することにより、グルコース貯槽20から適正
量のグルコースを被験者10へ注入するよう構成される
しかるに、本発明においては、グルコースセンサ12で
測定された血糖値に基づいて、グルコース注入量は、演
算回路16において次式により算出される。
GIR(t)=GA{GD−BG(t))−GB ・ 
ΔBGft)十〇C・・・ (1)1旦 し、 式中、各記号は次の意味を有する。
GIR(t) :時刻tにおける。11分間、1101
体重当りのグルコース注入量 (rnQ/ min / kg ) 8Gft)  :時刻tにおける血糖値(mg/IQO
ml ) ΔBG(t)  :時刻tにおける血糖値の変化率(t
ng/1001/n+in ) G^:比例動作係数(100m1 / nin / k
g)GB:微分動作係数(100El 7kg)GC:
補正項(mc+/min 7kg)GC,:時刻tより
1分前の軸正項値 (rag/min /k(+) GDニゲルコース制御目標血糖値 (n+g/10011 ) a、b :補正の程度を定める係数(無次元)なお、第
1図に示す実施例においては、本出願人が先に提案した
「人工膵臓におけるインスリン注入量の制御装置」 (
特公昭58−44382号公報)および「人工膵臓装置
」く特公昭63−1060号公報〉におけるインスリン
注入量を算出する演算式を演算回路16に適用し、コン
トローラ14を介してインスリン注入ポンプ22を制御
し、インスリン貯槽24から適正量のインスリンを被験
者10へ注入するよう構成することかできる。
また、本出願人が先に提案した「改良人工膵臓装置」 
(特公昭63−1059号公報)におけるグルコース注
入量を算出する演算式を適用して、グルコース注入量の
制御も行うことができる。
前述した演算式(1)に基づき、例えば測定血糖値BG
が80111!;l/1001111から1分間にln
q/100m1の割合で低下した場合における、グルコ
ース注入量GIRの1分毎の演算結果につき、各パラメ
ータの設定例に応じてグラフ上に示せば第2図の通りで
ある。第2図から明らかなように、極めて僅かな血糖値
の変動に対して、グルコース注入量が即応して変化して
いることが諒解されよう。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述した実施例に限定されることなく、本発明の精
神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得
ることは勿論である。
〔発明の効果〕
前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
特に糖尿病患者に対してグルコースクランプ法を実施す
る場合に有効であり、測定血糖値を所定の値に自動的に
維持することを容易に達成し、この種人工膵臓装置を運
転制御するための作業労力の軽減効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る人工膵臓装置の一実施例を示す系
統図、第2図は本発明装置においてグルコース注入量の
演算式に基づく測定血糖値の変動に対するグルコース注
入量の応答特性線図である。 10・・・被験者 12・・・グルコースセンサ 14・・・コントローラ 16・・・演算回路 18・・・グルコース注入ポンプ 20・・・グルコース貯槽 22・・・インスリン注入ポンプ 24・・・インスリン貯槽 FIG。 FIG、  2 GA−0,1,0,3,0,5゜ (7B 霞0 GO=l!t。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)血糖値を連続測定するグルコースセンサと、測定
    血糖値に応じてインスリン注入量およびグルコース注入
    量を算出する演算回路と、インスリン注入装置およびグ
    ルコース注入装置と、前記演算回路で算出された演算値
    に基づいてインスリン注入装置およびグルコース注入装
    置を制御するコントローラとからなる人工膵臓装置にお
    いて、 グルコース注入量を算出する演算回路は1 分間当りのグルコース注入量を次式、 GIR(t)=GA{GD−BG(t)}−GB・ΔB
    G(t)+GC但し、 GC=GC_1−{BG(t)+a・ΔBG(t)−G
    D}/{b}式中、各記号は次の意味を有する。 GIR(t):時刻tにおける1分間、1kg体重当り
    のグルコース注入量 (mg/min/k9) BG(t):時刻tにおける血糖値 (mg/100ml) ΔBG(t):時刻tにおける血糖値の変化率(mg/
    100ml/min) GA:比例動作係数(100ml/min/kg)GB
    :微分動作係数(100l/mg) GC:補正項(mg/min/kg) GC_1:時刻tより1分前の補正項値 (mg/min/kg) GD:グルコース制御目標血糖値 (mg/100ml) a、b:補正の程度を定める係数(無次元)に基づいて
    演算を行うよう構成したことを特徴とする人工膵臓装置
JP63220403A 1988-09-05 1988-09-05 人工膵臓装置 Expired - Lifetime JPH0817814B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63220403A JPH0817814B2 (ja) 1988-09-05 1988-09-05 人工膵臓装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63220403A JPH0817814B2 (ja) 1988-09-05 1988-09-05 人工膵臓装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0268070A true JPH0268070A (ja) 1990-03-07
JPH0817814B2 JPH0817814B2 (ja) 1996-02-28

Family

ID=16750569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63220403A Expired - Lifetime JPH0817814B2 (ja) 1988-09-05 1988-09-05 人工膵臓装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0817814B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008272503A (ja) * 2002-03-29 2008-11-13 Thomas Takemi Aoki インスリンを注入する装置
JP2010524528A (ja) * 2007-04-20 2010-07-22 フレセニウス・メディカル・ケア・ドイチュラント・ゲーエムベーハー 医療処置ユニットと周辺デバイスとを含む装置と、このような装置において使用するための周辺デバイスと処置ユニット

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52135599A (en) * 1976-05-07 1977-11-12 Miles Lab Blood glucose controller
JPS5521905A (en) * 1978-08-02 1980-02-16 Nikkiso Co Ltd Improvement of artificial pancreas
JPS5628765A (en) * 1979-08-17 1981-03-20 Nikkiso Co Ltd Artificial pancreas
JPS58175566A (ja) * 1982-04-08 1983-10-14 日機装株式会社 プログラム可能な液体注入装置のプログラム作成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52135599A (en) * 1976-05-07 1977-11-12 Miles Lab Blood glucose controller
JPS5521905A (en) * 1978-08-02 1980-02-16 Nikkiso Co Ltd Improvement of artificial pancreas
JPS5628765A (en) * 1979-08-17 1981-03-20 Nikkiso Co Ltd Artificial pancreas
JPS58175566A (ja) * 1982-04-08 1983-10-14 日機装株式会社 プログラム可能な液体注入装置のプログラム作成装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008272503A (ja) * 2002-03-29 2008-11-13 Thomas Takemi Aoki インスリンを注入する装置
JP2010524528A (ja) * 2007-04-20 2010-07-22 フレセニウス・メディカル・ケア・ドイチュラント・ゲーエムベーハー 医療処置ユニットと周辺デバイスとを含む装置と、このような装置において使用するための周辺デバイスと処置ユニット
US9878081B2 (en) 2007-04-20 2018-01-30 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Arrangement comprising medical treatment units and peripheral devices as well as a peripheral device and treatment unit for use in such an arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0817814B2 (ja) 1996-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12380981B2 (en) Closed loop control of physiological glucose
JP2024079701A5 (ja)
JP5037496B2 (ja) 1型糖尿病用の完全自動制御システム
EP3970611B1 (en) Closed loop control of physiological glucose
US4055175A (en) Blood glucose control apparatus
CN108261591B (zh) 一种人工胰腺的闭环控制算法
US20080027301A1 (en) Analyte sensing and response system
KR102398748B1 (ko) 환자의 혈당 조절용 자동 시스템
KR20190047063A (ko) 환자의 혈당 조절용 자동 시스템
CA3094412A1 (fr) Systeme de prediction de la glycemie d'un patient
Verdonk et al. Glucose clamping using the Biostator GCIIS
GB1574267A (en) Apparatus for controlling a quantity of insulin infusion
JPH0268070A (ja) 人工膵臓装置
Freckmann et al. Recent advances in continuous glucose monitoring
CA3104411A1 (fr) Systeme automatise de controle de la glycemie d'un patient
JPS631059B2 (ja)
CA3100244C (fr) Systeme automatise de controle de la glycemie d'un patient
CA1103314A (en) Artificial beta cell for controlling a quantity of insulin infusion
JP7696885B2 (ja) 血糖レベルを制御するための自動化システム
Kraegen et al. Comparison of plateau insulin levels achieved by intravenous or subcutaneous insulin infusion: evidence for low rates of subcutaneous degradation
KR101497999B1 (ko) 포도당 주입률 계산 장치 및 방법
WO2024082651A1 (zh) 基于线性模型的自适应闭环控制方法
CA1142231A (en) Artificial beta cell for controlling a quantity of insulin infusion
FR3162133A1 (fr) Systèmes et procédés de régulation de la glycémie en boucle fermée
Campostano et al. A new glucose clamp algorithm: clinical validation

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080228

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228

Year of fee payment: 13