專利名稱：餐前胰島素用量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及胰島素輸注量控制方法，尤其涉及餐前胰島素用量的控制方法。
技術(shù)背景糖尿病是一種危害社會人群健康的慢性疾病，其危害程度在所有疾病中目 前已位列第三位，而且在繼續(xù)提高。實(shí)踐證明胰島素是控制血糖及防治各種嚴(yán) 重并發(fā)癥最為有效的藥物。由于人體對胰島素的需求表現(xiàn)為持續(xù)的基礎(chǔ)量和餐 后的相對大劑量(追加量)兩種形式，胰島素注射療法也就針對該特性來設(shè)計。 傳統(tǒng)的注射方式為人工注射，即臨床醫(yī)師或患者人工進(jìn)行注射，每天一次長效 或超長效胰島素注射，用于滿足人體對胰島素的基礎(chǔ)性需求，此外每次餐前進(jìn) 行短效或速效胰島素注射，則是為了滿足餐后血糖控制的需要。之后，計算機(jī) 程序控制型胰島素泵的出現(xiàn)，取代了傳統(tǒng)的定時定點(diǎn)人工注射的方式，其給藥 量與時間的關(guān)系可以通過計算機(jī)程序控制，可以連續(xù)注射，給藥更合理、效果 更好。無論選用人工注射方式還是程控注射方式，在計算胰島素用量，特別是餐 前胰島素用量時存在較大的困難，劑量不夠則血糖控制不到位，劑量過大則容 易出現(xiàn)低血糖。餐前胰島素用量的計算主要考慮兩個因素 一是預(yù)計進(jìn)食的質(zhì) 和量，二是過去已注射的截止目前在體內(nèi)殘留的活性胰島素含量。第一個因素 的估算相對比較容易，而第二個因素則誤差較大，可以說一直缺乏科學(xué)的算法。體內(nèi)殘余活性胰島素是指給藥一段時間后在體內(nèi)仍然殘留的降糖作用，用 相對值表示就是指殘留的降糖作用(活性)相對于給藥時胰島素總活性的百分 比；用絕對值表示時是指給藥后某個特定時間點(diǎn)所殘留的胰島素活性相當(dāng)于多 少單位的胰島素。外源性胰島素與內(nèi)源性的作用方式有較大的不同，外源性胰島素總的來說 起效比較慢，作用時間比較長。不同的外源性胰島素制劑的作用特性又有較大 差異。由于中效和長效胰島素在糖尿病治療中主要發(fā)揮基礎(chǔ)量作用，所以討論殘余活性意義不大。患者餐前需要補(bǔ)充的主要是常規(guī)或速效(超短效)胰島素， 在計算用量時如果不考慮前面所用胰島素可能殘留的活性，由于本次用量與殘 留活性的疊加，很有可能造成降糖過度，導(dǎo)致低血糖。所以計算體內(nèi)殘余活性 胰島素是精確控制血糖的必然要求，也成為精確控制血糖波動的一個主要技術(shù) 難點(diǎn)。然而，殘余活性胰島素的計算是一項(xiàng)十分專業(yè)和復(fù)雜的工作，別說對患者， 就是專職醫(yī)務(wù)人員常常都難以完成。由于太困難，臨床上，醫(yī)生要么將其忽略要么按照一個經(jīng)驗(yàn)(如按每小時15-30%的比例線性衰減)值粗略估算，患者自 己注射更是難以把握，結(jié)果血糖水平波動較大，控制難以達(dá)到理想水平。所以 開發(fā)設(shè)計一種簡單快速的而又科學(xué)準(zhǔn)確的計算方法十分必要，計算機(jī)的使用為 解決上述難題提供了可能。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)對胰島素用量控制上的缺陷，提供一種可以 精確控制餐前胰島素用量的方法。一種餐前胰島素用量控制方法，包括如下步驟(1) 輸入各參數(shù)值，參數(shù)至少包括將要進(jìn)食的碳水化合物數(shù)量，碳水化 合物系數(shù)，當(dāng)前血糖值，目標(biāo)血糖值，胰島素敏感系數(shù)，前次注射的胰島素劑 量，前次注射胰島素距現(xiàn)在的時間間隔，注射胰島素的類型(l為常規(guī)型，2為 速效型)；(2) 根據(jù)公式挑德.倫食物所含游碳水化合物i ^^^ ^碳水化傷數(shù)計算就餐估算值；(3) 如果患者在過去一定時間段內(nèi)沒有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式校疋估.算傻=-當(dāng)前血.糖值-目標(biāo)血糖傯,敏感系數(shù)"~ 計算校正估算值，如果患者在過去一定時間段內(nèi)有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式修訂的校正估算值=校正估算值-殘留的活性胰島素計算修訂的校正估算值；(4) 如果患者在過去一定時間段內(nèi)沒有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式餐前胰島素用量=就餐估算值+校正估算值 計算餐前胰島素用量，如果患者在過去一定時間段內(nèi)有注射常規(guī)或速效胰島素， 則利用公式餐前胰島素用量=就餐估算值+修訂的校正估算值 計算餐前胰島素用量；(5) 根據(jù)計算得知的餐前胰島素用量進(jìn)行給藥。上述餐前胰島素用量控制方法，其中殘留的活性胰島素的算法包括a. 獲取速效/短效胰島素的藥效學(xué)曲線圖；b. 對速效/短效胰島素的藥效學(xué)曲線
區(qū)間內(nèi)按IO分鐘時間間隔進(jìn)行 插值；c. 對插值后的速效/短效胰島素的藥效學(xué)曲線計算各時相點(diǎn)后曲線下的面 積，再由此求出速效/短效殘留活性胰島素與時間的關(guān)系曲線。本發(fā)明通過在一定時間段內(nèi)判斷是否有注射常規(guī)或速效胰島素，從而確定 是否考慮殘留活性胰島素的作用。在考慮殘留活性胰島素作用的情形時，利用 胰島素藥效學(xué)數(shù)據(jù)，采用插值和數(shù)值積分的方法準(zhǔn)確地計算出體內(nèi)活性胰島素 的剩余量，由此可以更加精確地計算出餐前所需補(bǔ)充的胰島素用量。本發(fā)明能 夠有效地減少由于胰島素劑量不當(dāng)發(fā)生的高/低血糖，從而使得治療更加精確和 安全。此外，本發(fā)明的胰島素用量計算思想和方法也適用于非餐前情形下胰島 素用量的計算，值得推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明提供的餐前胰島素用量的控制方法的框圖；圖2為本發(fā)明提供的速效/短效胰島素藥效學(xué)曲線圖；圖3為本發(fā)明提供的速效短效殘余活性胰島素與時間的關(guān)系曲線圖；圖4為本發(fā)明提供的餐前胰島素用量計算界面的示意圖；圖5為本發(fā)明提供的為餐前胰島素用量計算界面的計算示例1的界面圖； 圖6為本發(fā)明提供的為餐前胰島素用量計算界面的計算示例2的界面圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖l，本發(fā)明提供的餐前胰島素用量控制方法，其特征在于包括如下 步驟首先輸入必要的參數(shù)值，參數(shù)至少包括將要進(jìn)食的碳水化合物數(shù)量，碳水 化合物系數(shù)，當(dāng)前血糖值，目標(biāo)血糖值，胰島素敏感系數(shù)，前次注射的胰島素 劑量，前次注射胰島素距現(xiàn)在的時間間隔，注射胰島素的類型；然后，根據(jù)公式簡估算僮=食物所含的碳水化合物S碳水化合物系數(shù)"~ 計算就餐估算值，即由于進(jìn)食需 要的大劑量。之后，如果患者在過去一定時間段內(nèi)(通常為8個小時內(nèi))沒有注射常規(guī)或 速效胰島素，則利用公式—當(dāng)前血糖値-目標(biāo)血糖値胰島素敏感系數(shù)^ 計算校正估算值，即不考慮殘留活性胰島素情形下 計算的補(bǔ)充大劑量；但是，如果患者在過去一定時間段內(nèi)(通常為8個小時內(nèi)) 有注射常規(guī)或速效胰島素，那么由于體內(nèi)殘余活性胰島素累積的影響，利用上 式計算的餐前胰島素用量就可能偏大，容易造成患者出現(xiàn)低血糖。因此此時應(yīng) 當(dāng)采用修訂的校正估算值，其計算公式如下式修訂的校正估算值=校正估算值-殘留的活性胰島素。然后計算餐前胰島素的用量，如果患者在過去一定時間段內(nèi)(通常為8個小 時內(nèi))沒有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式餐前胰島素用量=就餐估算值+校正估算值 計算餐前胰島素用量，如果患者在過去一定時間段內(nèi)(通常為8個小時內(nèi))有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式-餐前胰島素用量=就餐估算值+修訂的校正估算值計算餐前胰島素用量。最后，根據(jù)計算得知的餐前胰島素用量進(jìn)行給藥。上述方法中，使用體內(nèi)殘余活性胰島素的概念是為了建立保守的餐前胰島 素用量估計值，防止過量輸注胰島素造成低血糖。因此，為了防止矯枉過正， 只在高血糖時考慮體內(nèi)殘余活性胰島素，并且，如果殘余的活性胰島素量超過校正估算值，則將修訂的校正估算值部分變?yōu)閛。下面，詳細(xì)闡述上述方法中提到的體內(nèi)殘余活性胰島素的算法。 由于需要知道的是體內(nèi)殘余的活性胰島素還有多少降糖的效能，或者說還 能發(fā)揮多少降糖作用，而血清中胰島素濃度的時間變化曲線不能反映細(xì)胞水平 仍在繼續(xù)發(fā)生的降糖作用，所以殘余活性胰島素的計算所依據(jù)的應(yīng)該是胰島素的藥效動力學(xué)(PD)，而不是藥代動力學(xué)(PK)。胰島素的藥效動力學(xué)曲線是在20名健康志愿者身上通過高胰島素正葡萄糖 鉗夾試驗(yàn)(Euglycemic Clamp Study)測得的給予單一劑量的外源胰島素后機(jī)體 組織消耗葡萄糖的時量關(guān)系圖。鉗夾試驗(yàn)的時間為IO個小時，在這個過程中， 葡萄糖的注入率等于葡萄糖在體內(nèi)被各組織吸收的代謝率，從而準(zhǔn)確地反映了 外源胰島素的降糖活性。外源性胰島素的總降糖活性用PD曲線下總面積(AUC) 來定量描述，給藥后某一時點(diǎn)的殘余降糖活性可用該時點(diǎn)以后曲線下剩余面積 來定量描述，剩余面積與總面積的比值為殘余活性的相對值，將該值乘以胰島 素的初始劑量所得值為該次注入胰島素后殘余的活性絕對值。如圖2所示，為根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的速效/短效(短效即常規(guī))胰島素藥效 學(xué)曲線，對該曲線在[O， 10]區(qū)間內(nèi)按1/6小時(IO分鐘)時間間隔進(jìn)行插值， 然后，對插值后的速效/短效胰島素的藥效學(xué)曲線計算各時相點(diǎn)后曲線下的面積， 再由此求出速效/短效殘留活性胰島素與時間的關(guān)系曲線(各時點(diǎn)上殘留量的百 分比曲線)，如圖3所示。根據(jù)圖3的曲線便可以得知某個時點(diǎn)對應(yīng)的殘余活性胰島素量，同時由圖3可以看出，在相同時間內(nèi)常規(guī)(短效)胰島素的殘余活 性胰島素比速效(超短效)胰島素的殘余活性要大。本發(fā)明提供的方法適用于各種注射方式，尤其是在開環(huán)式智能胰島素泵上 應(yīng)用。圖4為一開環(huán)式智能胰島素泵的餐前胰島素用量計算界面，下面結(jié)合圖4 作臨床舉例。示例1:現(xiàn)有一個糖尿病患者的碳水化合物系數(shù)為8克/單位、胰島素敏感 系數(shù)為20 mg/dL/單位、目標(biāo)血糖值為140mg/dL、輸注12單位速效型胰島素4 小時后測血糖為220mg/dL，此時，他想吃40克碳水化合物左右零食。問他應(yīng)該 再打多少單位的胰島素？如圖5所示，在餐前胰島素用量計算界面的左邊把各對應(yīng)參數(shù)輸入，并單 擊"計算"按鈕，即可在右邊輸出結(jié)果中得到此時該患者的餐前胰島素用量為 5.635單位。示例2:如果上述患者是在3小時后想吃40克碳水化合物左右零食，并假 設(shè)此時測得血糖仍為220mg/dL。問他又應(yīng)該打入多少單位胰島素？如圖6所示，將餐前胰島素用量計算界面的左邊的"注射時間間隔"的參 數(shù)修改為3，其余保持不變。此時，單擊"計算"按鈕后，在右邊輸出結(jié)果中得 到此時該患者的餐前胰島素用量為5單位。
權(quán)利要求
1.一種餐前胰島素用量控制方法，其特征在于包括如下步驟(1)輸入各參數(shù)值，參數(shù)至少包括將要進(jìn)食的碳水化合物數(shù)量，碳水化合物系數(shù)，當(dāng)前血糖值，目標(biāo)血糖值，胰島素敏感系數(shù)，前次注射的胰島素劑量，前次注射胰島素距現(xiàn)在的時間間隔，注射胰島素的類型；(2)根據(jù)公式計算就餐估算值；(3)如果患者在過去一定時間段內(nèi)沒有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式計算校正估算值，如果患者在過去一定時間段內(nèi)有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式修訂的校正估算值＝校正估算值-殘留的活性胰島素計算修訂的校正估算值；(4)如果患者在過去一定時間段內(nèi)沒有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式餐前胰島素用量＝就餐估算值+校正估算值計算餐前胰島素用量，如果患者在過去一定時間段內(nèi)有注射常規(guī)或速效胰島素，則利用公式餐前胰島素用量＝就餐估算值+修訂的校正估算值計算餐前胰島素用量；(5)根據(jù)計算得知的餐前胰島素用量進(jìn)行給藥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐前胰島素用量控制方法，其特征在于，所述過去一 定時間段是指過去8個小時內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐前胰島素用量控制方法，其特征在于，只在高血糖 時考慮體內(nèi)殘余的活性胰島素。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的餐前胰島素用量控制方法，其特征在于，如果殘余的 活性胰島素量超過校正估算值，則將修訂的校正估算值部分變?yōu)?。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的餐前胰島素用量控制方法，其特征在于，其中殘留的 活性胰島素的算法包括a. 獲取速效/短效胰島素的藥效學(xué)曲線圖；b. 對速效/短效胰島素的藥效學(xué)曲線
區(qū)間內(nèi)按IO分鐘時間間隔進(jìn)行 插值；c. 對插值后的速效/短效胰島素的藥效學(xué)曲線計算各時相點(diǎn)后曲線下的面 積，再由此求出速效/短效殘留活性胰島素與時間的關(guān)系曲線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的餐前胰島素用量控制方法，其特征在于，所述速效/短 效胰島素的藥效動力學(xué)曲線是在20名健康志愿者身上通過高胰島素正葡萄糖鉗 夾試驗(yàn)測得的給予單一劑量的外源胰島素后機(jī)體組織消耗葡萄糖的時量關(guān)系 圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及餐前胰島素用量控制方法。本發(fā)明通過在一定時間段內(nèi)判斷是否有注射常規(guī)或速效胰島素，從而確定是否考慮殘留活性胰島素的作用。在考慮殘留活性胰島素作用的情形時，利用胰島素藥效學(xué)數(shù)據(jù)，采用插值和數(shù)值積分的方法準(zhǔn)確地計算出體內(nèi)活性胰島素的剩余量，由此可以更加精確地計算出餐前所需補(bǔ)充的胰島素用量。本發(fā)明能夠有效地減少由于胰島素劑量不當(dāng)發(fā)生的高/低血糖，從而使得治療更加精確和安全。此外，本發(fā)明的胰島素用量計算思想和方法也適用于非餐前情形下胰島素用量的計算，值得推廣應(yīng)用。
文檔編號A61K38/28GK101214373SQ20071003289
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者瞿雪芬 申請人:珠海福尼亞醫(yī)療設(shè)備有限公司