[发明专利]基于云端大数据的胰岛素泵个体化配置优化系统

说明书

本发明公开了一种基于云端大数据的胰岛素泵个体化配置优化系统及方法，包括胰岛素泵、实时动态血糖监测系统、智能手机及安装在智能手机中的血糖监测应用软件、云端大数据服务器。本发明所构建的系统可以通过在云端储存的用户个人的血糖测量历史数据有效地计算每个用户的个体最优胰岛素注射量和注射速率，辅助医生和患者制定更有效的糖尿病治疗方案。

技术领域

本发明涉及智能医疗器械技术领域，具体涉及一种基于云端大数据的胰岛素泵个体化配置优化系统和方法。

背景技术

糖尿病是由于患者自身胰岛素缺失(一型糖尿病)或对胰岛素产生抗性或者胰岛素分泌速率降低(二型糖尿病)而造成的血液中糖分过高从而造成各种健康问题的疾病。所有的一型糖尿病患者和大部分中晚期二型糖尿病患者都需要从体外注射胰岛素来控制血糖。连续皮下胰岛素注射装置(CSII)，又称皮下胰岛素注射泵，是采用人工智能控制的胰岛素输入装置，通过持续皮下输注胰岛素的方式，模拟胰岛素的生理性分泌模式从而控制高血糖的一种胰岛素治疗设备。生理状态下胰岛素分泌按与进餐的关系可大致分为两部分：一是不依赖于进餐的持续微量分泌，即基础胰岛素分泌；二是由进餐后高血糖刺激引起的大量胰岛素分泌。为模拟生理性胰岛素分泌，胰岛素泵通过人工智能控制，以可调节的脉冲式皮下输注方式进行基础率胰岛素注射，同时在进餐时，由患者自身根据食物种类和总量来设定餐前大剂量胰岛素及输注模式以控制餐后血糖。临床研究证实，与多次胰岛素注射相比，胰岛素泵可以更有效地控制糖化血红蛋白的水平，同时还改善了患者的生活质量。

胰岛素注射泵具有如下特点：

(1)更有利于精确、平稳地控制血糖，减少血糖波动、明显减少低血糖发生的风险、减少胰岛素吸收的变异。

(2)提高患者生活质量。胰岛素泵的使用可提高患者对治疗的依从性，减少多次皮下注射胰岛素给糖尿病患者带来的痛苦和不便；增加糖尿病患者进食、运动的自由度；提高患者自我血糖管理能力；减轻糖尿病患者心理负担。

不同于使用长效胰岛素注射针和速效胰岛素注射针的每次定量注射，CSII 胰岛素注射泵的剂量和输注速率可以随时由患者进行调整。在生理状态下，人体内的血糖与胰岛素水平处于不断变化的动态平衡过程中，且会受多种因素的影响，如何确定胰岛素注射泵的剂量一直是糖尿病治疗的研究重点之一。2009版中国胰岛素泵治疗指南推荐的输注方案可以概括为：首先应根据患者糖尿病分型、血糖水平以及体重情况确定初始剂量并分配到基础输注量和餐前大剂量中，再根据病人实际情况确定补充大剂量和校正大剂量以综合控制患者血糖。

在胰岛素注射泵具体实施过程中，基础输注量，餐前、补充及校正大剂量、以及基础输注率所采取的时间段多根据规范或经验来设定。其中，基础输注量是指维持机体基础血糖代谢所需的胰岛素量，可以通过调节基础输注率及相应的时间段来调节基础输注量对于患者的作用。基础输注率是指胰岛素泵提供基础胰岛素的速度，一般以胰岛素用量单位(U)/h表示，其设定模式较多，可根据血糖控制的需要设置为一个或多个时间段，临床大多分为3～6个时间段。相对 T2DM患者，一般T1DM患者需要采用更多分段。在T2DM患者中，血糖波动值较大的所谓脆性DM患者的分段方法往往与普通患者有差异。餐前、补充及校正大剂量输注量是由患者在餐前餐后根据当前的碳水化合物摄入量和自身的生理参数，例如胰岛素-碳水化合物代谢比例和胰岛素敏感度等因素自行设定。

由于患者之间存在着巨大的个体差异并且随着每个人的病程发展不同，患者生理参数会持续发生改变，因此临床上往往难以确定并及时调整最适合患者的胰岛素输注量，从而实现精准、个体化的血糖调控。目前在糖尿病治疗领域一般认为，当医生具有丰富而专业的临床应用经验时，由实时动态血糖监测系统(CGMS) 配合CSII构成的体外开环系统可以帮助医生通过CGMS动态血糖图谱指导为患者胰岛素泵剂量的细致调节，达到完美血糖控制。