用于评估和/或控制血糖状态的预测时间

摘要

本发明提供了基于达到目标葡萄糖水平的预测时间控制患者的葡萄糖水平的技术。一种方法基于血糖水平的在先观测值预测血糖水平的轨迹，基于所述轨迹确定成本表达式，并且影响向输注泵待发出的将来命令从而影响根据所述成本表达式的成本值。另一方法确定患者的目标血糖浓度水平，基于从血糖传感器接收的信号观测患者的当前血糖浓度，以及基于所述观测的当前血糖浓度预测患者的血糖浓度达到目标血糖浓度水平的时间段。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月11日提交的14/103,513号美国专利申请(名称为“Predicted Time To Assess And/Or Control a Glycemic State”)的权益。本申请还要求2013年12月11日提交的14/103,522号美国专利申请(名称为“Closed-Loop ControlOf Glucose According To A Predicted Blood Glucose Trajectory”)的权益。

技术领域

本文公开的主题涉及监测和/或控制患者的血糖水平。

背景技术

正常健康人的胰腺响应血浆葡萄糖水平的升高而产生和释放胰岛素到血流中。当需要时，位于胰腺中的贝它细胞(β细胞)产生和分泌胰岛素到血流中。如果β细胞丧失功能或死亡，称为1型糖尿病的病症(或在一些情形下，如果β细胞产生的胰岛素的数量不足，称为2型糖尿病的病症)，那么可以由另外的源向身体提供胰岛素以维持生命或健康。

传统上，由于胰岛素不能口服，所以使用注射器注射胰岛素。最近，在多种医学情况下，输注泵治疗的使用已越来越多，包括向糖尿病患者递送胰岛素。例如，外部输注泵可以穿戴在腰带上、口袋内或类似的位置，并且它们可以通过具有放置在皮下组织的经皮针或插管的输注管向身体递送胰岛素。

1995年，在美国，少于5％的1型糖尿病患者使用输注泵治疗。目前，在美国，900,000以上的1型糖尿病患者中超过7％的患者使用输注泵治疗。使用输注泵的1型糖尿病患者的百分比正以每年超过2％的速率增长。而且，2型糖尿病患者的数量正以每年3％或更高的速率增长，并且越来越多的使用胰岛素的2型糖尿病患者也采用输注泵。此外，内科医生已经认识到持续输注可更好地控制糖尿病患者的病症，所以他们也越来越多地建议患者采用持续输注。

闭环输注泵系统可包括被自动地和/或半自动地控制从而将胰岛素输注到患者的输注泵。胰岛素的输注可以控制为例如基于从植入的葡萄糖传感器实时获得的血糖测量值适时和适量进行。闭环输注泵系统除了用于递送胰岛素之外，还可用于递送葡萄糖和/或胰高血糖素，以用于控制患者的血糖水平(例如，在低血糖场景下)。

发明内容

本发明提供了一种方法的示例性实施方式。所述方法确定患者的目标血糖浓度水平，并且至少部分地基于从血糖传感器接收的信号观测所述患者的当前血糖浓度。所述方法继续进行：至少部分地基于所述观测的当前血糖浓度预测患者的血糖浓度达到目标血糖浓度水平的时间段(a duration of time)。

本发明还提供了一种装置的示例性实施方式，所述装置具有：向患者递送胰岛素的胰岛素输注泵、获得患者的血糖浓度的观测值的葡萄糖传感器、以及控制器。所述控制器用于至少部分地基于血糖浓度的当前观测值预测血糖浓度达到目标水平的一段时间。所述控制器至少部分地基于所述预测的时间段产生一个或多个胰岛素泵命令从而控制胰岛素输注泵的操作。

本发明还提供了一种物品的示例性实施方式。所述物品包括非暂时性(non-transitory)存储介质，所述存储介质包含存储于其上的机器可读指令，所述指令可由专用计算设备执行以：确定患者的至少一个目标血糖浓度水平，将至少一个门限时间段与所述至少一个目标血糖浓度水平中的每一者关联，产生多个达到目标时间检查点(time-to-target checkpoints)；至少部分地基于从葡萄糖控制系统的血糖传感器接收的信号观测所述患者的当前血糖浓度；至少部分地基于所述观测的当前血糖浓度预测患者的血糖达到所述至少一个目标血糖浓度水平中的一者或多者的时间段；对照所述达到目标时间的检查点中的至少一个对每个预测的时间段进行检查；以及基于所述检查控制所述葡萄糖控制系统的操作。

本发明还提供了一种操作葡萄糖控制系统的方法的示例性实施方式。所述方法预测患者的血糖浓度达到预定目标水平的时间段，将所述预测的时间段与分配给所述预定目标水平的门限时间段(threshold time period)进行比较，以及当所述比较确定出所述预测的时间段小于所述门限时间段时控制所述葡萄糖控制系统的第一操作。所述方法在所述比较确定出所述预测的时间段等于或大于所述门限时间段时控制所述葡萄糖控制系统的第二操作。

本发明还提供了一种方法的另一示例性实施方式。所述方法至少部分地基于血糖水平的在先观测值预测患者的血糖水平的轨迹。所述方法继续进行：至少部分地基于所述预测的轨迹确定成本表达式，并且影响至少一个待发送给至少一个输注泵的将来的命令以影响根据所述成本表达式的成本值。

本发明还提供了一种装置的另一示例性实施方式。所述装置包括响应命令向身体输注物质的一个或多个输注泵。所述装置还具有控制器，运行所述控制器以：至少部分地基于血糖水平的在先观测值预测身体的血糖水平的轨迹；至少部分地基于所述预测的轨迹确定成本表达式；以及影响将向一个或多个输注泵发送的至少一个将来的命令以影响根据所述成本表达式的成本值。

本发明还提供了一种物品的另一示例性实施方式。所述物品包括非暂时性存储介质，所述存储介质包含可由专用计算装置执行以进行下述操作的机器可读指令：至少部分地基于血糖水平的在先观测值预测身体的血糖水平的轨迹；至少部分地基于所述预测的轨迹确定成本表达式；以及影响将发送至所述一个或多个输注泵的至少一个将来的命令从而影响根据所述成本表达式的成本值。

本发明还提供了根据又一示例性实施方式的装置。所述装置包括用于至少部分地基于血糖水平的在先观测值预测患者的血糖水平的轨迹的设备。所述装置还包括：用于至少部分地基于所述预测的轨迹确定成本表达式的设备、以及用于影响向至少一个输注泵发送的至少一个将来命令从而影响根据所述成本表达式的成本值的设备。

本文描述了和/或附图图示了其他可选实施方式。此外，特定实施方式可以涉及包括存储介质的物品，其中所述存储介质含有存储于其上的机器可读指令，如果由专用计算设备和/或处理器执行，则特定实施方式可以涉及，使所述专用计算设备/处理器能够执行根据一种或多种特定实施方式所描述的方法的至少一部分。在其他特定实施方式中，传感器可以适于响应体内测得的血糖浓度而产生一个或多个信号，而专用计算设备/处理器可以适于基于由所述传感器产生的一个或多个信号执行根据一种或多种特定实施方式所描述的方法的至少一部分。

提供发明内容是为了以简化的形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的思想的选段。本发明内容不意图标识所请求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图用作帮助确定所请求保护的主题的范围。

附图说明

当与下面的附图一起考虑时通过参考具体实施方式和权利要求可以获得对本发明主题更为完整的理解，其中在所有附图中相似的附图标记指代类似的元件。

图1是根据一种实施方式的闭环葡萄糖控制系统的框图。

图2是根据一种实施方式的位于身体上的闭环硬件的正视图。

图3A是根据一种实施方式使用的葡萄糖传感器系统的透视图。

图3B是用于一种实施方式的图3A所示的葡萄糖传感器系统的侧横截面图。

图3C是用于一种实施方式的图3A所示的葡萄糖传感器系统的传感器组件的透视图。

图3D是用于一种实施方式的图3C所示的传感器组件的侧横截面图。

图4是用于一种实施方式的图3D所示的传感器组件的检测端的横截面图。

图5是根据一种实施方式所使用的在开口位置具有储液器通道的输注设备的俯视图。

图6是根据一种实施方式使用的插入针被抽出的输注组件的侧视图。

图7是根据一种实施方式的包括观测部分和预测部分的血糖浓度的轨迹的曲线。

图8是根据一种实施方式的到达到特定血糖状态为止的示例性预测的时间段的曲线。

图9是图示可以执行以在葡萄糖控制系统中配置一些达到目标时间检查点的方法的示例性实施方式的流程图。

图10是示出目标血糖浓度水平、与所述目标血糖浓度水平关联的门限时间段、以及与所述门限时间段关联的一些操作的图表。

图11是示出目标血糖浓度水平、与每个目标血糖浓度水平关联的多个门限时间段、与所述门限时间段关联的一些操作的另一图表。

图12是图示可执行以影响葡萄糖控制系统的操作的系统控制方法的示例性实施方式的流程图。

图13是对于示例性患者监测场景预测的葡萄糖浓度水平随时间的曲线。

具体实施方式

接下来具体的描述实质上仅是示例性的并且不意图限制本发明主题或本申请的实施方式和所述实施方式的使用。如本文使用的，词语“示例性”意味着“作为例子、实例或示例”。本文描述作为示例的任何实施方式不是必须理解为相对于其他实施方式是优选的或有益的。而且，无意用前述的技术领域、背景技术、发明内容或接下来的具体实施方式中出现的任何表达出的或隐含的理论进行限制。

在示例性的葡萄糖控制系统环境中，可以在闭环输注系统中使用血糖测量值来调节向身体输注流体的速率。在具体的实施方式中，控制系统可以适于至少部分地基于从身体获得的葡萄糖浓度测量值(例如，来自葡萄糖传感器和/或仪器计量的血糖测量值)调节向患者身体输注胰岛素、胰高血糖素和/或葡萄糖的速率。在一些实施方式中，所述系统可以设计为模拟胰腺的β细胞(β-细胞)。在此，所述系统可以使患者能够控制输注装置释放胰岛素、胰高血糖素或葡萄糖进入患者的身体从而有效地管理血糖。在此，所述系统可以适于控制胰岛素和/或胰高血糖素的输注从而控制/保持患者的血糖处于目标范围内，从而减小在缺少患者操作的情形下患者的血糖水平变化到危险极端水平的风险。

根据一些实施方式，本文描述的闭环系统的例子可在医院环境中实施，从而监测和/或控制患者的葡萄糖水平。作为选择，根据一些实施方式，本文描述的闭环系统的例子可以在非医院环境中实施以监测和/或控制患者的葡萄糖水平。在此，患者或其他非医疗专业人员可以负责与闭环系统交互。

为了保持健康的葡萄糖水平，患有1型糖尿病的人们可以通过监测血糖水平、控制饮食、锻炼、以及在合适的时间自行给予合适数量的胰岛素来管理他们的血糖。所述血糖管理的偏差，例如在就餐时间省去丸剂量胰岛素或者低估了餐食中碳水化合物含量，可导致高血糖时间延长。类似地，对于给定的血糖水平和/或餐食接收了过多的胰岛素(例如，丸剂量过量)可导致严重的低血糖。其他的外部因素，例如锻炼或者压力，也可导致血糖偏差。

在闭环系统的具体实施方式中，所述系统可以适于控制胰岛素和/或胰高血糖素的输注以控制/保持患者的血糖处于目标范围内，从而减少患者的血糖水平变化到危险极端水平的风险。而且，如果患者、非医疗专业人员或医疗专业人员没有将精力完全集中于向所述系统提供输入以有效管理血糖，所述机制还可以减少高血糖和低血糖风险。

根据一种实施方式，根据患者的特定生理机能，可以设定目标或设定点葡萄糖水平。例如，所述目标或设定点葡萄糖水平可以至少部分地基于由美国糖尿病协会(ADA)和/或患者医生的临床诊断建立的指导方针进行确定。此处，例如，ADA建议餐前血糖浓度为80mg/dl-130mg/dl，其处于正常的血糖范围。作为选择，目标或设定点葡萄糖水平可以确定在120mg/dl。在另外的选择中，目标或设定点葡萄糖浓度可以根据特定患者的情况随时间变化。然而，应当理解，这些仅仅是目标或设定点血糖浓度的例子，并且所请求保护的主题不限于此。

根据一种实施方式，闭环系统还可以用于保持患者的葡萄糖水平处于预定的设定点或目标水平附近的范围，如2010年6月22日提交的12/820,944号美国专利申请中所述，该美国专利申请已经转让给本发明所请求保护的主题的受让人。在此，当患者的葡萄糖水平处于预定的范围内时可以以预定的基本速率向患者输注胰岛素。如果葡萄糖水平越出该范围，可以至少部分地基于预定的设定点或目标水平应用不同的输注速率。例如，如果患者的葡萄糖水平超出该范围，可以增加胰岛素输注速率。在另外的例子中，如果患者的葡萄糖水平降到特定的水平之下，胰岛素输注速率可以从预定的基本速率减少。当然，这些仅仅是在患者的葡萄糖水平越出特定范围的情形下可以如何改变胰岛素输注速率的例子，并且所请求保护的主题不限于此。

在葡萄糖水平处于目标范围内时通过保持预定的基本胰岛素输注速率，可以减少或完全避免极端的血糖变化。这可在患者另外遭受不期望的血糖极端情况下为患者提供改善的血糖控制。在此，在患者可对胰岛素输注决策保持控制时，特定的实施方式可在缺少特定患者操作的情形下(例如，忘记了抵补餐食的丸剂量胰岛素)自动响应以防止血糖达到极端水平。

控制器可以采用多种控制技术中的任意一种来计算泵的决定命令以试图保持患者的观测到的血糖浓度处于目标范围内。例如，控制器可采用比例-积分-微分(PID)控制算法结合如2010年6月22日提交的12/820,944号美国专利申请中描述的将患者的血糖水平控制在特定范围内，该美国专利申请已经转让给本发明所请求保护的主题的受让人。此处，所述PID算法可以至少部分地预测在将来某个设定时间点患者的血糖水平，并且基于所述预测计算提供给输注泵的命令。虽然PID算法可提供用于保持患者的血糖位于目标范围内的有效技术，但是PID算法可能没有完全考虑血糖水平时不时地位于目标范围之外的健康风险。

简言之，根据一种实施方式，患者的预测血糖水平至少部分地基于在先血糖测量值和待应用到至少一个输注泵的控制信号。至少部分地基于预测的血糖水平确定成本表达式。然后，可影响待应用到至少一个输注泵的控制信号，从而实现根据所述成本表达式的成本值。在一种特定的实施方式中，所述成本表达式至少部分地基于预测的持续时间确定，在该预测的持续时间血糖在将来的某一时间间隔期间位于目标范围之外。因此，应用到至少一个输注泵的控制信号可以响应与患者的血糖水平位于目标范围之外有关的风险。

如上指出的，胰岛素输注治疗可以至少部分地通过预测将来某一点或时刻的患者血糖水平或血糖状态的技术(例如，使用如上讨论的PID算法)进行控制。在此场景下，“血糖状态”可以基于一个或多个因素(例如，血糖浓度)进行确定。算法可接收患者的血糖浓度的测量值或观测值，例如，从对来自插入皮下组织的血糖传感器的信号进行处理的持续性血糖监测装置接收。然而，仅仅预测将来某时的血糖水平可能在向患者应用的治疗中的作用有限。例如，预测将来某一时间的血糖浓度的系统可能仅仅提供用于将来单个情况的单次血糖水平预测，并且，对于应用合适的治疗的目的而言，可能没有完全表征患者的血糖状态或者从初始的血糖状态到可能的将来血糖状态的转变。

在另外的实施方式中，通过预测患者的当前血糖状态或血糖水平达到目标血糖浓度或血糖状态的一段时间，可影响或控制胰岛素输注治疗。在其他因素中，该预测的时间可以至少部分地基于根据从血糖传感器接收信号的患者当前血糖水平的观测值。该预测的时间随后可以用于确定患者的治疗可以如何改变，例如，可以通过改变胰岛素输注速率进行改变。

预测患者从初始状态达到特定血糖水平的时间段可以使表征患者的血糖状态的技术成为可能，该表征患者的血糖状态的技术在单次预测患者未来血糖水平的情形下是不可行的。此外，患者达到特定血糖状态为止的预测时间可增强闭环胰岛素输注系统的能力。

图1是根据一种实施方式的示例闭环葡萄糖控制系统的框图。如图1所示，特定实施方式可包括葡萄糖传感器系统10、控制器12、胰岛素递送系统14、胰高血糖素递送系统13、以及葡萄糖递送系统15。在一些示例性实施方式中，葡萄糖传感器系统10可产生表示身体20内血糖水平18的传感器信号16，并且它可将传感器信号16提供给控制器12。控制器12可接收传感器信号16并且产生命令22，所述命令被传送给胰岛素递送系统14、胰高血糖素递送系统13和/或葡萄糖递送系统15。胰岛素递送系统14可接收命令22并且响应所述命令22将胰岛素24输注到身体20。类似地，胰高血糖素递送系统13可接收命令22并且响应所述命令22将胰高血糖素23输注到身体20。类似地，葡萄糖递送系统15可接收命令22并且响应命令22将葡萄糖25提供给身体20。

葡萄糖传感器系统10可包括葡萄糖传感器、向传感器提供电源以及产生传感器信号16的传感器电气元件、将传感器信号16传送到控制器12的传感器通信系统、以及电气元件和传感器通信系统的传感器系统外壳。葡萄糖传感器可直接从血流中测量血糖、通过组织间液间接测量血糖(例如，使用皮下传感器)、它们的一些组合等，仅列出一些例子。如本文所使用，“血糖”、“测量的血糖”、“血糖浓度”、“测量的血糖浓度”以及类似的描述可指通过任何类型的葡萄糖传感器获得的葡萄糖水平、血糖水平、血糖浓度等。然而，应当理解，使用血糖传感器仅仅是用于获取这样的观测值或测量值的一种特定的技术，在不脱离所请求保护的主题的情形下，可以使用其他技术，例如，测量其他体液的血糖指示观测值(例如，使用皮下传感器测量组织间液中存在的葡萄糖的观测值)。

控制器12可包括基于传感器信号16产生用于胰岛素递送系统14、胰高血糖素递送系统13和/或葡萄糖递送系统15的命令22的电气元件和软件。控制器12还可包括接收传感器信号16并且将命令22提供到胰岛素递送系统14、胰高血糖素递送系统13和/或葡萄糖递送系统15的控制器通信系统。在特定的示例实施方式中，控制器12可包括用户接口和/或操作者接口(未示出)，其包括数据输入设备和/或数据输出设备。所述数据输出设备可以，例如，产生信号来启动警报(alarm)，和/或包括用于显示控制器12的状态和/或患者的主要指标的显示器或打印机。所述数据输入设备可包括用于接收用户和/或操作者输入的转盘、按钮、指示器(pointing devices)、手控开关、字母数字键、触控式显示器、它们的组合和/或类似设备。例如，所述数据输入设备可以用于规划和/或启动餐时丸剂量胰岛素注射。然而，应当理解，这些仅仅是可作为操作者和/或用户的接口的一部分的输入和输出设备的例子，并且所请求保护的主题不限于这些。

胰岛素递送系统14可包括向身体20输注胰岛素24的输注设备和/或输注管。类似地，胰高血糖素递送系统13可包括向身体20输注胰高血糖素23的输注设备和/或输注管。类似地，葡萄糖递送系统15可包括向身体20输注葡萄糖25的输注设备和/或输注管。在作为选择的实施方式中，胰岛素24、胰高血糖素23和/或葡萄糖25可以使用共用的输注管输注到身体20。在另外的作为选择的实施方式中，胰岛素24、胰高血糖素23和/或葡萄糖25可以使用用于将流体提供给患者的静脉注射系统(例如，在医院或其他医疗环境中)进行输注。然而，应当理解，一些示例实施方式可以包括胰岛素递送系统14，而不包括胰高血糖素递送系统13和/或不包括葡萄糖递送系统15。

在特定的实施方式中，输注设备(在图1中未明确标识出)可包括根据命令22激活输注马达的输注电气元件、从控制器12接收命令22的输注通信系统、以及容纳输注设备的输注设备外壳(未示出)。

在特定的实施方式中，控制器12可以位于输注设备外壳内，输注通信系统可包括将来自控制器12的命令22传送到输注设备的电气迹线或电线。在作为选择的实施方式中，控制器12可以位于传感器系统外壳中，传感器通信系统可包括将来自传感器电气元件的传感器信号16传送到控制器电气元件的电气迹线或电线。在其他的作为选择的实施方式中，控制器12可具有其自己的外壳或者可以包括在附加设备内。在其他的作为选择的实施方式中，控制器12可以与输注设备和传感器系统一起位于单个外壳内。在其他作为选择的实施方式中，传感器、控制器和/或输注通信系统可使用电缆、电线、光纤线路、RF、IR或超声波发送器和接收器、它们的组合或类似的设备来替代电气迹线，仅列出一些例子。

图2至图6图示了根据一些实施方式的葡萄糖控制系统。所述葡萄糖控制系统可以用于，例如，如上所述地将患者的葡萄糖水平控制在目标范围附近。然而，应当理解，这些仅仅是可用于将患者的葡萄糖水平控制在目标范围附近的特定系统的例子，所请求保护的主题不限于此。图2是根据一些实施方式的位于身体上的闭环硬件的主视图。图3A至图3D、图4示出了根据一些实施方式使用的示例性葡萄糖传感器系统的不同视图和部分。图5是根据一些实施方式的在开口位置具有储液器通道的输注设备的俯视图。图6是根据一些实施方式的插入针被拉出的输注组件的侧视图。

特定实施方式可包括传感器26、传感器组件(sensor set)28、遥测特征监测器30、传感器电缆32、输注设备34、输注管36、以及输注组件(infusion set)38，上述的任何一个或全部可以穿戴在用户或患者的身体20上，如图2所示。如图3A和图3B所示，遥测特征监测器30可包括支承印刷电路板33、电池或电池组35、天线(未示出)、传感器电缆连接器(未示出)等的监测器外壳31。传感器26的检测端40可具有可插入皮肤46进入用户身体20的皮下组织44的露出的电极42，如图3D和图4所示。电极42可以与通常存在于整个皮下组织44的组织间液(ISF)接触。

传感器26可以由传感器组件28保持在适当位置，传感器组件28可以粘附固定至用户皮肤46，如图3C和图3D所示。传感器组件28可以提供与传感器电缆32的第一端29连接的传感器26的连接器端27。传感器电缆32的第二端37可以与监测器外壳31连接。可以被包括在监测器外壳31中的电池35为传感器26和印刷电路板33上的电气元件39提供电能。电气元件39可以对传感器信号16(例如，图1中的传感器信号)进行采样和将数字传感器值(Dsig)存储到存储器中。数字传感器值Dsig可以从存储器定期发送至控制器12，控制器12可以位于输注设备中。

参考图1、图2和图5，控制器12可以处理数字传感器值Dsig并且产生用于输注装置34的命令22(例如，图1中的命令)。输注装置34可以响应命令22并且启动柱塞48，柱塞48将胰岛素24(例如，图1中的胰岛素)从置于输注装置34内的储液器50中推出。胰高血糖素可以使用类似的和/或相似的设备(未示出)响应命令22从储液器进行输注。在作为选择的实施方式中，葡萄糖可以口服的方式给予患者。

在特定的示例实施方式中，储液器50的连接器端54可以延伸穿过输注设备外壳52，并且输注管36的第一端51可以与连接器端54连接。输注管36的第二端53可以与输注组件38(例如，图2和图6中的输注组件)连接。参考图6(以及图1)，可以推动胰岛素24(例如，图1中的胰岛素)穿过输注管36进入输注组件38并进入患者身体20(例如，图1中的身体)。输注组件38可以粘附固定至用户皮肤46。作为输注组件38的一部分，套管56可以延伸穿过皮肤46并终止于皮下组织44以完成储液器50(例如，图5中的储液器)和用户身体20的皮下组织44之间的流体连通。

在示例的可选实施方式中，如上文所指出，特定实施方式中的闭环系统可以作为基于医院的葡萄糖管理系统的一部分。鉴于重症监护期间的胰岛素治疗已显示出显著改善伤口愈合和减少血流感染、肾衰竭、和多神经病死亡率，因此无论患者在先是否患有糖尿病(参见，例如Van den Berghe G.等的NEJM 345:1359-67,2001)，特定示例实施方式可以在医院环境用来控制处于重症监护的患者的血糖水平。在这样的可选实施方式中，因为在患者处于重症监护环境(例如，ICU)时静脉(IV)注射连接装置可植入患者的手臂，所以可以建立附带现有IV连接的闭环葡萄糖控制。从而，在基于医院或其他医疗设施的系统中，直接与患者的血管系统连接用来快速递送IV流体的IV导管也可以用来帮助血液抽样和将物质(例如，胰岛素、葡萄糖、胰高血糖素等)输注到血管内的空间。

而且，可以通过IV线插入葡萄糖传感器，从而，例如，提供血流的实时葡萄糖水平。因而，根据基于医院或其他医疗设施的系统的类型，所述可选实施方式可以不是必须使用所述系统元件的全部。可以省略的元件例子包括，但不限于：传感器26、传感器组件28、遥测特征监测器30、传感器电缆32、输注管36、输注组件38等。替代地，标准血糖仪和/或血管葡萄糖传感器，例如专利号为7,833,157、名称为“MULTILUMEN CATHETER”的共同未决美国专利中描述的那些，可以用来向输注泵控制装置提供血糖数值，并且现有的IV连接可以用于向患者给予胰岛素。其他可选实施方式还可以包括比本文所描述的和/或附图所图示的那些元件少的元件、比本文所描述的和/或附图所图示的那些元件多的元件、和/或与本文所描述的和/或附图所图示的那些元件不同的元件。

在此描述系统和/或环境延迟的一些例子。理想地，传感器和关联的元件能够提供控制系统欲控制的参数的实时、无噪声的测量值，例如，血糖测量值。然而，在实际的实施方式中，通常存在生理的、化学的、电气的、算法的和/或其他的时间延迟源，这些时间延迟源可导致传感器测量值比实际的当前值滞后。而且，如本文所指出的，这样的延迟可由例如应用到传感器信号的特定水平的噪声过滤引起。在获取传感器葡萄糖测量值的过程中这样的延迟和/或时滞可最终影响闭环操作。因此，如下面更为具体的讨论，使用各种不同方法的反馈控制机制通过应用血糖水平位于目标范围之外的预测持续时间来更好地处理患者的血糖健康。

图7是患者的血糖水平的轨迹的曲线SG，其包括：由实曲线部分表示的、从血糖传感器获得的测量值中观测到的到时刻T_k的部分，以及由虚曲线部分表示的、从时刻T_k直到T_k+p的预测部分。曲线SG的观测部分可以通过向血糖传感器测量值应用本领域普通技术人员已知的以及2011年9月21日提交的13/239,265号美国专利申请所示的筛选技术进行确定，所述美国专利申请已经转让给本发明所请求保护的主题的受让人。曲线SG的预测部分可以使用数种技术中的任意一种进行确定，例如，下述文献中描述的技术：PhysiologicalEvaluation>

如上面参考图1所说明的，控制器12可以定期的命令周期向输注泵提供命令22以启动胰高血糖素和胰岛素的输注。除了用于确定曲线SG的观测部分的传感器测量值之外，用于计算曲线SG的预测部分的技术还可考虑由控制器产生的过去命令22和待提供至一个或多个输注泵的预定的命令。

图7还标识出由下限LB和上限UB限定的患者的血糖浓度的目标范围。在一种特定的实施方式中，上限UB之上的区域可以是高血糖区域，在该区域患者可经历不期望的高血糖情况。类似地，下限之下的区域可以是低血糖区域，在该区域患者可经历不期望的低血糖情况。如图7所示，从时刻T_k+1到时刻T_k+m(在持续时间T_hypo内)，曲线SG的预测部分是位于下限UB之下，表明在此持续时间内有低血糖的风险。类似地，从时刻T_k+n到时刻T_k+o(在持续时间T_hyper内)，曲线SG的预测部分位于上限UB之上，表明在此持续时间内有高血糖的风险。

如上所指出的，控制器可以定期的命令周期向一个或多个输注泵提供命令，例如，5分钟的命令间隔。根据一种实施方式，可以选择或确定向一个或多个输注泵(例如，按照命令周期)发送的命令从而影响或最小化成本表达式，例如，如下的成本表达式：

$>{\min }_{{\mathrm{\Delta U}}_k}\left|\right|{\gamma }_{hypo}\times T_{hypo}|{|}_2^2+||{\gamma }_{hyper}\times T_{hyper}|{|}_2^2+\left|\right|{\gamma }_U\times {\mathrm{\Delta U}}_k|{|}_2^2---\left(1\right)$>

其中，

ΔU_k表示自向一个或多个输注泵应用待发送的命令集(command>

γ_hypo是用于血糖水平预测为处于低血糖区域的持续时间的权重；

γ_hyper是用于血糖水平预测为处于高血糖区域的持续时间的权重；以及

γ_U是用于命令设置(command>

在特定的实施方式中，相比较高的γ_U值可通常使控制器的响应较少，而相对较低的γ_U值可往往使控制器对变化的响应较多。

如以上所指出，根据在关心的时间间隔内患者血糖的预测轨迹确定持续时间T_hypo和T_hyper的值。可以至少部分地基于向一个或多个输注泵发送的影响ΔU的命令计算所述预测轨迹。在此，可计算和/或选择出向一个或多个输注泵待发送的这些命令以最小化表达式(1)中的成本表达式。

尽管表达式(1)中的成本表达式受血糖浓度轨迹预测为处于目标范围之外的持续时间的影响，但是表达式(1)中的成本表达式不受所述轨迹预测为延伸超出目标范围的程度(degree)、幅度(magnitude)或大小(extent)的影响或不响应所述轨迹预测为延伸超过目标范围的程度、幅度或大小。在作为选择的实施方式中，下述表达式(2)提供了一种成本表达式，其受预测的轨迹延伸超出患者的血糖目标范围的程度或幅度的影响或者响应预测的轨迹延伸超出患者的血糖目标范围的程度或幅度：

$>{\min }_{{\mathrm{\Delta U}}_k}\left|\right|{\gamma }_{hypo}\times {\mathrm{AUC}}_{hypo}|{|}_2^2+||{\gamma }_{hyper}\times {\mathrm{AUC}}_{hyper}|{|}_2^2+\left|\right|{\gamma }_U\times {\mathrm{\Delta U}}_k|{|}_2^2---\left(2\right)$>

其中:

$>{\mathrm{AUC}}_{hypo}={\int }_{T_{k+l}}^{T_{k+m}}|PSG\left(t\right)-LB|dt$>

$>{\mathrm{AUC}}_{hyper}={\int }_{T_{k+n}}^{T_{k+0}}|PSG\left(t\right)-UB|dt$>

以及PSG(t)是患者的血糖浓度的预测轨迹(例如，图7所示的曲线SG的预测部分)。

在表达式(2)中，权重γ_hyper应用到由预测的血糖轨迹的在患者的血糖目标范围之上延伸的那部分限定的计算出的“区域”，而权重γ_hypo应用到由预测的血糖轨迹的在患者的血糖目标范围之下延伸的那部分限定的区域。因此，表达式(2)中的成本表达受预测的血糖轨迹超出目标范围之外的程度或幅度的影响或者响应预测的血糖轨迹超出目标范围之外的程度或幅度。尽管表达式(1)和(2)提供了用于说明血糖轨迹超出患者的血糖水平的预测的持续时间的示例性成本表达式，在不脱离所请求保护的主题的情形下，可以使用其他成本表达式。

根据一种实施方式，对于例如图7所示的时刻T_k到T_k+p所指示的设定时间范围(例如，2小时或3小时)，可对诸如成本表达式(1)或者(2)的成本表达式进行计算。而且，所述成本表达式可以在如上所讨论的确定向一个或多个输注泵发送的定期命令的过程中按照命令周期被评估。因此，在一种特定实施方式中，按照命令周期，控制器可以评估待应用到一个或多个输注泵的可能命令集并且选择出对可适用的成本表达式提供最小值的可能的命令集。

在另外的实施方式中，如上所指出，患者的胰岛素治疗可以至少部分地基于对患者的血糖水平变化到特定的目标血糖水平或血糖状态为止的时间段的预测进行改变。如上所指出的，预测患者的血糖水平达到特定目标血糖水平为止的时间段可以改善患者的血糖状态和不同血糖状态之间的转变的表征，并且能够更有效地应用胰岛素输注或葡萄糖治疗。

本领域普通技术人员应当理解，处于当前血糖水平的患者到达特定目标血糖水平的时间段可受到多种因素的影响。下面的表达式(3)对患者的血糖水平变化的速率进行了模拟。

$>\frac{d\bar{G}\left(t\right)}{dt}=-\frac{1}{{\tau }_G}\bar{G}\left(t\right)-ISFR·\overline{UI}\left(t\right)---\left(3\right)$>

其中:

τ_G表示葡萄糖消失的时间常数；

ISFR表示胰岛素敏感系数速率(mg/dL/min per(每)U/h)；

表示t时刻的葡萄糖浓度(mg/dL)；以及

表示t时刻的胰岛素输注速率的偏差变量。

在特定的实施方式中，和的值可以按照如下计算：

$>\bar{G}\left(t\right)=G\left(t\right)-G_{SS}$>

$>\overline{UI}\left(t\right)=UI\left(t\right)-{\mathrm{UI}}_{SS}$>

其中:

G(t)表示当前血糖水平；

G_SS表示稳态血糖水平；

UI(t)表示当前胰岛素输注速率；以及

UI_SS是稳态输注速率。

患者特定的参数，τ_G和ISFR,可以根据历史数据容易地估计出(例如，使用从持续性葡萄糖监测设备收集的患者的血糖浓度的观测值和提供给胰岛素泵的历史命令)。对表达式(3)进行拉普拉斯(Laplace)变换得到下面的表达式(4)：

$>\bar{G}\left(s\right)=\frac{-ISFR·\overline{UI}\left(s\right)}{(s+1/{\tau }_G)}---\left(4\right)$>

在胰岛素治疗的特定实施方式中，可以以闭环系统的形式控制胰岛素输注泵，所述闭环系统包括如上所讨论的持续性葡萄糖监测设备(例如，控制器12)。胰岛素泵可至少部分地基于患者的血糖水平的实时观测值以离散的间隔接收命令信号。在此，可表示对提供给胰岛素输注泵的命令的响应，作为阶跃响应(step response)，这样，表达式(4)可以简化为如下的表达式(5):

$>\bar{G}\left(s\right)=\frac{-{\tau }_G·ISFR·\bar{U}}{s({\tau }_G·s+1)}---\left(5\right)$>

此处，表示以U/h为单位的输注速率的变化幅度(当前输注速率减去稳态输注速率)。对表达式(5)进行Laplace逆变换得到下述表达式：

$>\bar{G}\left(t\right)={\tau }_G·ISFR·\bar{U}(1-e^{-t/{\tau }_G})$>

针对t，重新排列得到如下的表达式(6)：

$>t=-{\tau }_G·\ln (1+\frac{\bar{G}}{{\tau }_G·ISFR·\bar{U}})---\left(6\right)$>

此处，可以将表达式(6)用作至少部分地基于当前葡萄糖水平G(t)的预测患者血糖水平接近特定葡萄糖水平或血糖状态为止的时间段(例如，t值)的预测器。除了当前葡萄糖水平G(t)和目标葡萄糖水平G_SS(t)，表达式(6)还考虑了ISFR和τ_G。

下面的表达式(7)提供了到患者可能到达特定血糖状态为止的预测时间段的表达式：

$>t_p(G_0,G_f)=-{\tau }_G·ln(1+\frac{G_0-G_f}{{\tau }_G·ISFR·\Delta U})---\left(7\right)$>

其中:

t_p(G₀，G_f)是对象的血糖状态从血糖浓度的当前血糖状态G₀转变至血糖浓度的可能的将来血糖状态G_f的预测时间；以及

ΔU表示以U/h为单位的输注速率的变化幅度(当前输注速率减去稳态输注速率)。

然而，应当理解，表达式(7)仅仅举例说明了用于预测患者血糖浓度达到特定血糖状态为止的时间段的一种技术，并且所请求保护的主题不限于此。实际上，在不脱离所请求保护的主题的情形下，可以使用其他表达式或技术来预测患者的血糖水平到达特定目标血糖状态为止的时间，评价相同或不同因素。此外，表达式(7)提供了在稳态胰岛素输注速率的情况下达到可能的血糖状态的预测时间。应当理解，在不脱离所请求保护的主题的情形下，可以使用预测在非稳定状态胰岛素输注速率的情况下达到某血糖状态的时间段的其他技术。而且，尽管表达式(7)考虑了胰岛素输注速率的变化，用于预测可达到可能的血糖状态为止的时间段的其他技术还可考虑胰高血糖素的输注(如果可用的话)。

为了举例说明根据表达式(7)预测血糖状态的具体例子，假定对象可具有τ_G＝260min和ISFR＝0.3mg/dL/min>f的时间可以根据如下关系式(7)进行预测:

$>t_p(300,70)=-260·ln(1+\frac{70-300}{260·0.3·3.5})\approx 481min---\left(8\right)$>

根据表达式(7)，如果胰岛素输注速率从其当前状态提高3.5U/h(对于该特定患者)，在当前葡萄糖浓度为300mg/dL的情形下达到少于70mg/dL的葡萄糖水平所需的持续时间是481分钟。如可观测到的，表达式(7)可以用于至少部分地基于达到特定血糖状态G_f的合适的或期望的时间段影响或选择待提供给胰岛素输注泵的命令。如果患者的当前血糖状态G₀处于高血糖范围，例如，提供给胰岛素输注泵的命令可以增加ΔU以缩短患者达到更期望的血糖状态G_f的时间段。类似地，向输注泵提供的命令可以减小ΔU以延长患者达到更期望的血糖状态G_f的时间段。然而，应当理解，这些仅仅是可以将表达式(7)如何应用在确定或调整胰岛素输注泵命令以影响患者达到可能的将来血糖状态的预测的时间段的例子，所请求保护的主题并不限于此。

图8示出了在稳态胰岛素输注速率的情形下从300mg/dL的当前血糖浓度的初始血糖状态(从t＝0时开始)达到某一血糖状态的时间段的曲线。此处，图8的曲线可表征转变到给定值为τ_G＝260min和ISFR＝0.3mg/dL/min>

类似地，表达式(7)可以修改为提供达到G₀到G_f之间的多个不同血糖状态的多个时间段t_p(G₀,G₁,G₂,...,G_f)，从而产生达到血糖状态G₁，G₂……,G_f的时间段的预测。此处，可能的将来血糖状态G₁，G₂……,G_f的矢量可以设置为向t_p(G₀,G₁,G₂,...,G_f)输入值从而提供预测时间段的相应输出值t_p1,t_p2,...,t_pf。在G₀>G_f的情形下，其他血糖状态可设置为G₀>G₁>G₂>...>G_f。在此，如果G₀处于高血糖范围，例如，G₁和G_f的值可以限定关于理想目标血糖状态G₂的目标血糖控制范围的上限和下限。如上所观测到的，在表达式(7)中对于给定ΔU,τ_G,ISFR,和G₀的值的情况下，不是G_f的所有值都可以切实地达到。如果患者的当前血糖状态G₀处于低血糖区域，例如，在不向患者的血浆补充葡萄糖的情形下(例如，输注胰高血糖素或就餐)，根据ΔU应用胰岛素，可能不会使患者的血糖升高到更高的目标值。实际上，通过核查，表达式(7)在下述条件下对于t_p(G₀，G_f)具有不可行或无定义的值：

$>\frac{G_f-G_0}{{\tau }_G·ISFR·\Delta U}>1.0$>

在上面讨论的控制器12的特定实施方式中，患者的血糖状态达到特定血糖状态为止的预测时间段可以至少部分地基于从监测葡萄糖传感器系统10获取的患者的血糖水平的观测值和提供给胰岛素递送系统14的命令进行计算。

如上参考图8所示的曲线所提到的，根据本文描述的实施方式的葡萄糖控制系统可以设计为基于当前观测到的传感器葡萄糖读数、历史传感器数据、历史胰岛素泵数据等预测患者将来的血糖浓度水平。而且葡萄糖控制系统可以适当地配置为预测患者达到特定和预定目标血糖浓度水平所花费的(相对于当前时间的)一段时间(a period of time)。特定目标水平具有与之关联的至少一个门限时间段，并且所述预测的时间段(time period)根据需要与所述门限时间段进行比较。葡萄糖控制系统可以采取任何合适类型的考虑到所述比较结果的操作。

葡萄糖控制系统可以配置成为患者确定和考虑任何数量的不同目标血糖浓度水平(此处为了简要起见，还简称为“目标水平”)，若需要，仅包括一个目标水平。而且，葡萄糖控制系统可以配置成为每个目标水平规定和分配一个或多个不同的门限时间段。此外，葡萄糖控制系统可以配置成为目标水平和门限时间段的各种不同组合规定和关联任何数量的不同操作、动作、特征或功能。如此处所用，“达到目标时间检查点(time-to-target checkpoint)”指的是目标血糖水平和关联的门限时间段。就此而言，达到目标时间检查点表示可能导致葡萄糖控制系统的当前操作状态变化的决策点(decision point)。因此，达到目标时间检查点可具有与之关联的一个或多个系统操作。

图9是图示配置方法200的示例性实施方式的流程图，可以执行配置方法200来配置葡萄糖控制系统中的某些达到目标时间检查点。与此处描述的方法一起执行的各种不同任务可以通过软件、硬件、固件或它们的任意组合执行。在此可以参考上面提到的与图1至图8关联的元件描述图示的方法。应当理解的是，所描述的方法可包括任意数量的附加的或可选的任务，给出的附图中示出的任务不必以图示的顺序执行，并且所描述的方法可以并入具有在此未具体描述的附加功能的更为复杂的程序或方法中。而且，只要意图实现的整体功能保持完整，图中示出的任务中的一个或多个可以从图示的方法的实施方式中省略。

方法200可以作为预备程序(preliminary routine)在任何时间执行来准备主葡萄糖控制系统以执行下面更为具体描述的技术和方法。在实际中，方法200可以由患者、护理者或者有权使用葡萄糖控制系统的配置设置(configuration settings)的任何人执行。为此，方法200可对葡萄糖控制系统自身的一个或多个用户接口元件(例如，触摸屏)接收的用户输入进行响应。作为选择或者另外，方法200可以响应在葡萄糖控制系统接收、处理和执行的远程输入的命令或控制信号。

方法200为患者确定第一目标血糖浓度水平(任务202)。所述确定的目标水平最终用于至少一个达到目标时间的检查点，如下面更为具体的说明。根据本实施方式，系统可提供预先确定的可选择的目标水平列表，或它能够使用户输入任何支持的目标水平(通常以mg/dl的单位表示)。就此而言，系统可设置实际的上限和下限，这样仅有效目标水平可以被指定。例如，方法200可以设计成确定的目标水平必须位于30mg/dl到300mg/dl的范围内。在作为选择的实施方式中，可以使用另外的范围，例如，50mg/dl到200mg/dl，60mg/dl到180mg/dl，70mg/dl到150mg/dl，80mg/dl到120mg/dl等等。提出这些不同的范围仅作为一些可能的例子。所公开的实施方式可以使用任意期望的目标范围，并且此处提出的例子并不意欲对所述可能性的限定或穷尽。

在一些实施方式中，目标血糖浓度水平限定在该患者的目标血糖浓度范围的上限和下限内。例如，患者可努力将她的血糖保持在70mg/dl到200mg/dl的范围内，而另一患者可努力将她的血糖保持在50mg/dl到180mg/dl的范围内。因此，任务202确定的目标水平可落入给定患者的期望范围。根据一些实施方式，可以选择或输入确定的目标水平以便它表示：患者的高血糖区域的下限，患者的低血糖区域的上限，患者的理想的、标定的或“正常的”血糖浓度等等。因此，尽管不是总是必需，目标水平可对应通常可能需要警报、警告、给予胰岛素等的患者状态。

方法200可继续：向确定的目标水平分配或以其他方式关联至少一个门限时间段(任务204)。目标水平和门限时间段的每个组合表示一个达到目标时间检查点。因此，如果唯一一个门限时间段与确定的目标水平关联，那么任务204的本次重复(iteration)将仅产生一个达到目标时间检查点。然而，如果三个不同的门限时间段与确定的目标水平关联，那么任务204的本次重复将产生三个不同的达到目标时间检查点。下面将参考图10和图11对这些原理进行更为具体的说明。

方法200还规定并分配葡萄糖控制系统的一些操作以与每个门限时间段关联(任务206)。如此处所用，系统“操作”包括，但不限于，可以由葡萄糖控制系统完成、执行或启动的任何动作、功能、命令、操作状态、条件、过程或程序。任务206指定在达到所述规定目标水平的预测的时间段与该目标水平关联的门限时间段相比时被触发或保持(若需要)的特定操作。

如果额外的目标水平要配置(询问任务208的“否(No)”分支)，那么方法200返回到任务202以确定新的目标水平。然后，一个或多个门限时间段被分配给所述新的目标水平(任务204)并且各种不同的系统操作被分配给所述新的目标水平的每个门限时间段(任务206)。此分配程序可以根据需要重复以适应任何数量的不同的目标水平，以适于特定实施方式。如果没有额外的目标水平需要配置(询问任务208的“是(Yes)”分支)，那么方法200保存达到目标时间检查点和用于全部所述确定的目标血糖水平的相关配置数据(任务210)。就此而言，葡萄糖控制系统可以通过不间断的方式(ongoingmanner)使用检查点并且在当前传感器葡萄糖读数可用时处理当前传感器葡萄糖读数。

现在参考图10，图表300示出了目标血糖浓度水平，与目标血糖浓度水平关联的门限时间段，以及与门限时间段关联的一些操作。图10包括与三个不同达到目标时间检查点对应的三个条目。第一达到目标时间检查点302对应目标血糖浓度水平50mg/dl(其可表示患者的低血糖区域的上限)。第二达到目标时间检查点304对应目标血糖浓度水平120mg/dl(其可表示该患者的理想的或期望的血糖浓度)。第三达到目标时间检查点306对应目标血糖浓度水平200mg/dl(其可表示患者的高血糖区域的下限)。应当认识到，这些具体的值实质上仅是示例性的，若需要，它们可以根据不同的患者变化。此处提供这些数值仅是为了举例说明，而非意欲以任何方式限定或以其他方式限制所描述和此处所请求保护的主题的范围或应用。

图10所示的例子是相对简单的，每个目标水平具有唯一一个关联门限时间段。20分钟的门限时间段分配给目标水平50mg/dl，20分钟的门限时间段还分配给目标水平120mg/dl，以及25分钟的门限时间段分配给目标水平200mg/dl。应注意，第一达到目标时间检查点302和第二达到目标时间检查点304具有相同的关联门限时间段，即，20分钟。然而，在各种不同的实施方式中，不同的门限时间段不必相同，对应任何给定目标水平的门限时间段可以独立地并且单独地选择(相对于另外的门限时间段)。

图10还包括对应每个达到目标时间的检查点的不同操作。图10表示简单例子，其中每个达到目标时间的检查点涉及两种不同操作。对于第一达到目标时间检查点302，其与目标血糖水平50mg/dl关联，第一操作(在图10A中随机标为：“操作1A”)在患者的血糖浓度达到50mg/dl的预测的时间段(t_P)小于所述门限时间段20分钟时启动或执行，第二操作(图10中随机标为“操作1B”)在t_P≥20时启动或执行。类似的方案应用于第二达到目标时间检查点304：操作2A在达到120mg/dl的预测的时间段小于对应的门限时间段20分钟时启动或执行，以及操作2B在达到120mg/dl的预测的时间段等于或大于20分钟时启动或执行。对于第三达到目标时间检查点306，操作3A在达到200mg/dl的预测的时间段小于对应的门限时间段25分钟时启动或执行，以及操作3B在达到200mg/dl的预测的时间段等于或大于25分钟时启动或执行。

与达到目标时间的检查点有关的控制、启动和执行的操作可以根据任何期望的方法进行指定和分配。应当理解，给定的操作(例如，产生告警信号(alert)、保持当前操作状态、改变胰岛素基本速率等)可以分配给不止一个达到目标时间检查点。因此，尽管图10使用6个不同的标记来标识所述操作，但不是必须六个唯一且不同的操作与这些标记对应。由一个达到目标时间检查点触发或启动的操作可包括(但不限于)下述的一种或多种：改变对患者的治疗(例如，改变胰岛素输注速率、向胰岛素输注泵发送命令信号、向患者给予葡萄糖、产生用于控制所述泵的操作的一个或多个胰岛素泵命令、暂停胰岛素递送一定时间等等)；通过葡萄糖控制系统维持应用于患者的当前治疗；暂停葡萄糖控制系统的功能；葡萄糖控制系统产生告警信号；发出摄入碳水化合物的警报(alarm)以防止即将发生的低血糖事件；从葡萄糖控制系统发出消息；提供警报、警告等等；以及在葡萄糖控制系统中呈现消息。应当理解，这种可能操作的列表不是穷尽的，并且实施方式可以给各种不同的达到目标时间检查点分配附加的、不同的或可选的操作从而适应患者的需求或喜好。

图11是示出目标血糖浓度水平、与每个目标血糖浓度水平关联的多个门限时间段、以及与门限时间段关联的一些操作的另一图表400。图表400标识出两个目标血糖水平：55mg/dl和215mg/dl。特别地，这些目标水平中的每一者包括与其关联的多个不同的门限时间段(与之对照的是，图10的图表300中的每个目标水平具有与其关联的唯一的门限时间段)。更为具体而言，目标水平55mg/dl具有分配给它的三个不同门限时间段(12分钟、18分钟和25分钟)，目标水平215mg/dl具有分配给它的两个不同门限时间段(15分钟和20分钟)。因此，对于目标水平55mg/dl，存在三个不同的达到目标时间检查点，对于目标水平215mg/dl，存在两个不同的达到目标时间检查点。对于该特定的例子，第一达到目标时间检查点402对应目标水平55mg/dl的12分钟的门限时间段，第二达到目标时间检查点404对应目标水平55mg/dl的18分钟的门限时间段，以及第三达到目标时间检查点406对应目标水平55mg/dl的25分钟的门限时间段。此外，第四达到目标时间检查点408对应目标水平215mg/dl的15分钟的门限时间段，第五达到目标时间检查点410对应目标水平215mg/dl的20分钟的门限时间段。此处参考图表400描述的特定数值实质上仅是示例性的，如果需要，它们可以根据患者的不同变化。此处提供这些数值是为了举例说明，而非意欲以任何方式限定或以其他方式限制此处所描述的和所请求保护的主题的范围或应用。

图11还示出了与图表400所列出的每个达到目标时间检查点对应的不同操作。对于第一达到目标时间检查点402，其与目标血糖水平55mg/dl关联，操作A在患者的血糖浓度达到55mg/dl的预测的时间段(t_P)小于所列出的门限时间段12分钟时启动或执行。关于第二达到目标时间检查点404，其也与目标水平55mg/dl关联，操作B在12≤t_P<20时启动或执行，以及操作C在18≤t_P<25时启动或执行。对于第三达到目标时间检查点，其也与目标水平55mg/dl关联，操作D在t_P≥25时启动或执行。因此，目标水平55mg/dl的达到目标时间检查点规定了可用于触发执行不同系统操作的四个时间范围：小于12分钟、在12分钟和18分钟之间、在18和25分钟之间、以及大于25分钟。

类似的方案应用于与目标水平215mg/dl对应的达到目标时间检查点。就此而言，操作E在达到215mg/dl的预测的时间段小于对应的门限时间段15分钟时启动或执行。对于第五达到目标时间检查点410，其也与目标水平215mg/dl关联，操作F在15≤t_P<20时启动或执行，以及操作G在t_P≥20时启动或执行。因此，目标水平215mg/dl的达到目标时间检查点规定了可用于触发执行不同系统操作的三个时间范围：小于15分钟、15分钟和20分钟之间、以及大于20分钟。

下面的描述假定：葡萄糖控制系统已配置成具有至少一个达到目标时间检查点和根据需要保持或执行的相关操作。就此而言，图12是图示系统控制方法500的示例性实施方式的流程图，可以执行系统控制方法500以影响葡萄糖控制系统的操作，例如，上述描述的那种系统。所述方法至少部分地基于从葡萄糖控制系统的血糖传感器接收的信号观测、获得或计算患者的当前血糖浓度(任务502)。处理当前血糖测量值以预测患者的血糖浓度达到所述预定的目标血糖浓度水平中的至少一个的时间段t_P(任务504)。为了方便描述，本例假定：方法500一次考虑一个目标水平。然而，在实际中，方法500可以适当设计以便于并发或同时考虑多个不同的目标水平(如果可应用的话)并且预测多个不同的时间段。在实际中，t_P是至少部分地基于观测到的当前血糖浓度。而且，t_P可以被其他信息影响，例如，历史传感器葡萄糖数据，历史胰岛素泵数据，葡萄糖控制系统的使用数据等等。例如，但不限于，t_P可以使用上述的技术和方法中的任意一种进行计算。

本例假定：任务504实际上达到给定目标水平的预测时间段。方法500的实施方式可检查预测的时间段以确保它表示有效或实际的数值(询问任务506)。就此而言，方法500可设计成它仅考虑小于预定的阈值或门限(例如，60分钟、90分钟、3小时等)的预测的时间段。如果预测的时间段，t_P，无效(询问任务506的“否”分支)，那么方法500可退出或返回至任务502，视情况而定。

如果t_P有效(询问任务506的“是”分支)，那么方法500可继续：将t_P与分配给目标血糖浓度水平的至少一个门限时间段进行比较(任务508)。换而言之，对照该患者的配置的达到目标时间检查点中的至少一者检查t_P。如果所考虑的目标水平仅有一个与其关联的门限时间段(参见图10和相关的描述)，那么任务508仅执行一次比较。然而，如果所考虑的目标水平具有一个以上与其关联的门限时间段(参见图11和相关描述)，那么在任务508可能必须执行一次以上比较。

方法510通过基于对t_P执行的比较结果控制治疗所述患者的葡萄糖控制系统的至少一个操作、动作或特征(任务510)。作为对于给定目标水平仅指定一个门限时间段的一个例子，任务510可以在t_P小于指定的门限时间段时启动葡萄糖控制系统的第一操作，并且在t_P等于或大于所述门限时间段时启动葡萄糖控制系统的第二操作，其中，所述第二操作不同于所述第一操作。当然，如果向所考虑的目标水平分配多个不同的门限时间段，那么方法500可考虑超过两种的不同操作。在一些实施方式中，方法500通过访问预定的达到目标时间检查点配置数据确定控制、保持或启动哪个操作。

方法500可以根据需要重复以考虑额外的目标血糖浓度水平。例如，可以针对患者的每个预定目标水平重复执行方法500，这样葡萄糖控制系统可以确定如何最好地改变给予患者的治疗。在一些实施方式中，方法500根据需要重复，这样葡萄糖控制系统可以识别首先达到哪个目标水平(如果有的话)，并且采取与该特定目标水平关联的适当动作。

图13是对于示例性的患者监测场景的预测葡萄糖浓度水平随时间的曲线600。曲线600在当前时间(即横轴的原点)产生。对于该例子，患者具有通过葡萄糖控制系统监测的三个目标水平：50mg/dl、120mg/dl和200mg/dl。如图13所示，曲线600在大约7分钟之后达到目标水平120mg/dl(因此，对于目标水平120mg/dl，t_{P_120}≈7)。曲线600上升到高于120mg/dl，但是，然后在t_P≈26时返回到120mg/dl。在此场景中，葡萄糖控制系统仅考虑最早出现的达到目标水平事件(the>P_120≈7)，而忽略所有其他事件(occurrence)(包括在t_P≈26时的事件)。类似地，对于目标水平200mg/dl，系统仅考虑在t_{P_200}≈14时的事件(而忽略在t_P≈22时的事件)。为了完善该例子，对于目标水平50mg/dl的预测的时间段为大约34分钟(即，t_{P_50}≈34)。

根据具体的实施方式、患者的治疗计划和/或其他因素，葡萄糖控制系统可改变一个或多个操作参数，启动不同的系统操作，改变给予患者的治疗或在当前时刻采取任何适当的措施，以尝试解决在t_{P_120}≈7、t_{P_200}≈14、和/或在t_{P_50}≈34时的预测的漂移(excursions)。作为选择，葡萄糖控制系统可以适当地配置成仅关注目标水平120mg/dl(预测在t_{P_120}≈7时发生)，其预测为适时首先发生。作为另外的作为选择的方法，葡萄糖控制系统可启动或执行优先考虑有利于处理预测为更早发生的情况或问题的一些措施，而较少考虑(或忽略)预测为较晚发生的情况或问题。

达到特定葡萄糖水平的预测时间(或时间段)具有一些优于预测葡萄糖的独特优势和用处。预测葡萄糖使用固定的时间确定将来的特定时间点的葡萄糖的预测值。它在不进行附加计算的情形下未必提供关于葡萄糖在该特定时间点之前或之后的信息。因此，其自身通常不提供系统或用户必须响应达到特定葡萄糖值所需时间的全部情况(full picture)。

反之，预测时间的方法允许系统确定将来达到一个或多个葡萄糖水平的精确时间。该时间可以用于确定是否需要现在采取措施(action)(即，预测时间小于由用户、护理者或医师设置的时间窗)，或是否很快将要采取措施，或是否最近没有迫在眉睫的措施。通常，设置一个或多个时间窗阈值(例如，但不限于，5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟或30分钟)并且将预测时间(或剩下的时间段)与该阈值进行比较。如果预测时间小于时间窗阈值，应采取警报或其他措施，这是因为比设置的时间少。在一些场景下，如果预测的时间大于时间窗阈值，那么在那时不需采取措施。如果预测的时间等于设定的时间窗，那么逻辑可用于确定是否应采取措施。可以设置多个时间窗阈值以提供较大的响应灵活性。例如，大的时间窗阈值可以用于告警信号(alert)，第二较短的时间窗阈值可用于警报(alarm)，而第三更短的时间窗阈值可以用于采取措施，例如，暂停泵，传达消息，改变治疗等等。

通常而言，由于预测时间仅给出达到特定目标葡萄糖水平的预测的时间，所述系统将检查一个或多个特定目标葡萄糖水平以确定葡萄糖的上限读数和下限读数被考虑。例如，可以使用多个低水平，例如，50mg/dl、60mg/dl、以及70mg/dl(尽管可以使用更多或更少的低水平并且可以设置不同的数值)。在本例中，如果预测的时间小于时间阈值窗，可以在70mg/dl触发告警信号(alert)。如果葡萄糖水平继续下降使得预测时间小于60mg/dl的时间窗阈值，那么会响起警报(alarm)。最后，如果葡萄糖水平继续下降使得预测时间小于50mg/dl的时间窗阈值，可停止输注设备，另外响起警报和/或向远程位置传达消息。此外，如果多于一个阈值被越过(例如，由于葡萄糖水平快速下降)，可采取多项措施或者优选更为重要的措施而忽略不严重的选择。而且，对于每个水平而言，时间窗阈值不一定是相同的数值，所以，归因于采取某种措施的需求的重要性，它们可以设置为提供更好的敏感度。例如，停止输注设备可具有短的时间窗阈值，而提供警告可具有较大的时间窗阈值。应当注意，这可以以类似的方式应用于高葡萄糖水平(例如，150mg/dl或高于150mg/dl)。为了严格控制，用户还可以希望在靠近正常葡萄糖水平(80mg/dl到120mg/dl之间)的周围设置检查。

预测时间提供了如下有用工具：其允许系统确定达到特定葡萄糖水平的精确可知的时间，并且随后基于如何对知道了达到这些水平的时间进行响应做出正确决策。尽管预测葡萄糖是个体的葡萄糖水平在特定时间之后的趋势的优良指标，但它不能提供用户经过特定葡萄糖值的特定时间窗阈值的特定时间。

除非另外明确说明，从前述讨论中显而易见的是，应当理解整个说明书讨论使用的术语，例如“处理”、“估算”、“计算”、“确定”、“估计”、“选择”、“识别”、“获取”、“表示”、“接收”、“发送”、“存储”、“分析”、“关联”、“测量”、“检测”、“控制”、“延迟”、“启动”、“设置”、“递送”、“等待”、“开始”、“提供”等可以指可部分地或全部由特定的装置执行的动作、过程等，所述特定的装置例如专用计算机、专用计算设备、类似的专用电子计算设备等，仅举几例。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备或装置能够控制或转换信号，所述信号通常表示为下述设备内的物理的电子数量和/或磁量，所述设备包括：存储器、寄存器或其他信息存储设备；发送设备；专用计算机的显示设备；或类似专用电子计算设备等，仅举几例。在特定示例实施方式中，这样的专用计算机或类似设备可包括使用指令编程以执行一项或多项特定功能的一个或多个处理器。因此，专用计算机可以指具有处理或存储信号形式的数据的能力的系统或设备。而且，除非另外特别说明，本文参考流程图或其他描述的过程或方法还可以全部或部分地由专用计算机来执行或控制。

应当指出，尽管上述系统、方法、设备、过程等的各方面是按特定的顺序和特定的布置进行描述，但所述特定的顺序和布置仅为示例并且所请求保护的主题并不限于所述的顺序和布置。还应当指出，本文所述的系统、设备、方法、过程等可以由一种或多种计算平台执行。此外，适于实现本文描述的方法、过程等的指令可以作为一个或多个机器可读指令存储于存储介质。如果执行，机器可读指令可以使计算平台能够执行一项或多项操作。本文所指的“存储介质”可涉及能够存储可在一种或多种机器(例如，包括至少一个处理器的机器)上操作或执行的信息或指令的媒质。例如，存储介质可包括用于存储机器可读指令或信息的一种或多种存储物品和/或设备。这样的存储物品和/或设备可包括数种非暂时性(non-transitory)介质类型的任一种，包括：例如，磁性存储介质、光学存储介质、半导体存储介质、以上这些的组合等等。作为进一步的示例，一种或多种计算平台可适于执行根据请求保护的主题的一种或多种过程、方法等，例如，本文所述的方法、过程等。然而这些仅是涉及存储介质和计算平台的例子，并且所述请求保护的主题并不限于这些方面。

尽管已经图示了并且描述了目前视为示例特征的内容，本领域技术人员应当理解，在不脱离所请求保护的主题的情形下，可以作出各种其他修改，并且可以等同替换。此外，在不脱离本文描述的核心概念的情形下，可以作出多种修改来使特定情形与所请求保护的主题的教导相适应。因而，本文意在：所请求保护的主题并不限于公开的具体示例，而是所请求保护的主题还可包括落入所附权利要求范围的所有方面以及与之等同的方面。