展望未来 — 新型智能化胰岛素泵与人工胰

1. 展望未来—新型智能化胰岛素泵与人工胰 解放军总医院第304临床部内分泌科 马学毅

2. 胰岛素泵是先进的胰岛素给药装置，它改变了用注射器注射胰岛素的给药方法，也减少了用多种胰岛素制剂的必要性。胰岛素泵是先进的胰岛素给药装置，它改变了用注射器注射胰岛素的给药方法，也减少了用多种胰岛素制剂的必要性。 • 它的成功应用可以使糖尿病人血糖控制最佳，生活最自由，饮食最多样化与灵活多变，

3. 截止2004年10月1日，所有在我国上市的胰岛素泵都不是全自动“人工胰”，真正全自动的“人工胰腺”还至少需要截止2004年10月1日，所有在我国上市的胰岛素泵都不是全自动“人工胰”，真正全自动的“人工胰腺”还至少需要 （1）高度智能化的胰岛素泵 （2）全自动动态血糖测定仪。

4. 新型的全自动动态血糖测定仪： • 血糖测定对于胰岛素泵治疗者的重要性好比雷达与正在天空中飞行的飞机一样，没有雷达的指引飞机无法达到目的地。没有血糖的监测，胰岛素泵治疗不可能自动达到目标血糖。

5. 但目前所有快速血糖测定仪均是靠患者针刺手指挤出血滴后滴在试纸上，将试纸插入仪器内测试孔在仪器上完成检测的。但目前所有快速血糖测定仪均是靠患者针刺手指挤出血滴后滴在试纸上，将试纸插入仪器内测试孔在仪器上完成检测的。 • 从胰岛素治疗的效果看，血糖监测次数越多，胰岛素剂量的调整就越精确，血糖控制的也越好； • 但从患者角度看因为疼痛与不便，血糖测定的越少越好，尤其在夜晚睡觉时，没有一个人会喜欢起床去测血糖

6. 新型的全自动动态血糖测定仪就是适应了糖尿病人的需求而研制的高科技产品：新型的全自动动态血糖测定仪就是适应了糖尿病人的需求而研制的高科技产品： 分类： • 侵入式： • 非侵入式

7. 化学法工作原理 ： • 葡萄糖氧化酶法 • 优点：是成熟的测定血糖的方法 • 缺点：有限的测定时间（酶活性随反应时间延长而减弱） 受人体内环境影响（免 疫细胞）

8. 物理法工作原理： • 光学（偏振光、红外线） • 流体力学（黏度） • 优点：不受人体内免疫细胞的影 响，可制成非侵入人体式仪器，重复性好，易为患者接受 • 缺点：可能受体外因素影响

9. 目前全世界至少有40余家公司在从事新型动态血糖仪的研制与开发目前全世界至少有40余家公司在从事新型动态血糖仪的研制与开发

10. 目前已经或即将在中国上市的有二种： • Minimed动态血糖测定仪（由美国美敦力公司制造） • PENDRAGEN 手表式动态血糖测定仪（由瑞士Pendragon医疗有限公司制造）两种。

11. （一）、Minimed动态血糖测定仪： • 这是一种侵入人体式动态血糖测定仪，其针头式的葡萄糖感受器必须刺入皮下并埋置固定后才能完成血糖的测定。

12. 1、工作原理： • 采用葡萄糖氧化酶化学法， • 将针型的葡萄糖感受器插入皮下组织，由感受器前端的测试头自动检测 • 测试头由半透膜、葡萄糖氧化酶与微电极组成。通过测试头前端的葡萄糖氧化酶与人体液中的葡萄糖发生化学反应生成的电信号进行检测。

13. 动态血糖仪内的记录器每10秒从测试头接受一次电信号，将5分钟的值平均后转换成血糖值存贮在动态血糖仪内，每天可贮存288个血糖测定值动态血糖仪内的记录器每10秒从测试头接受一次电信号，将5分钟的值平均后转换成血糖值存贮在动态血糖仪内，每天可贮存288个血糖测定值 • 需要测定外周血糖校正

14. 每个测试头可用3天。 • 三天后将这些数据通过仪器上的红外线接口输入计算机，便可获取每天的血糖变化图与统计数据， • 血糖测定的数据不能即测即读。

15. 2、血糖存储值：可连续存贮共14天的（4千余个）血糖数据（还可存贮进餐、运动、入睡、工作等情况）。血糖测试范围40—400mg /dl，与外周指血血糖测定数据相关系数为0.92 • 3、电池： 7号电池 x 2 • 4、价格：人民币18万

16. （二）、PENDRAGEN腕表式动态血糖测定仪： • 这是一种非侵入人体式动态血糖测定仪，不需进入人体，仅与人体皮肤接触（戴在手腕上）即可完成血糖测定

17. 1、工作原理： • 采用阻抗式波谱分析法又称电解质波谱分析法，这种电解质水平的波谱分析仪对分子之间的相互反应极其敏感，可以检测到处于不同频谱宽域的各种生物成分微小变化。

18. 生物体内在不同的葡萄糖水平时，葡萄糖分子穿过生物膜（比如红细胞膜）时引起的电解质的变化不同，所引起的细胞膜界面上发射的偏振光也不同，这种偏振光的不同就反映了不同葡萄糖水平下细胞膜不同的传导性通透性。生物体内在不同的葡萄糖水平时，葡萄糖分子穿过生物膜（比如红细胞膜）时引起的电解质的变化不同，所引起的细胞膜界面上发射的偏振光也不同，这种偏振光的不同就反映了不同葡萄糖水平下细胞膜不同的传导性通透性。

19. 研究已发现在组织水平可引起偏振光α—色散，在细胞与蛋白质水平可见到偏振光β—色散，在脂类可呈现偏振光δ—色散，而水可引起偏振光r—色散，这些不同的偏振光色散引起了人皮肤与皮下组织不同电磁性改变，而这些极精细的变化可被具有极微小天线的精密电解质波谱仪所测到，在兆赫频谱范围内，通过检测红细胞膜上δ—色散间接测定葡萄糖水平，并实现了实测实时显示血糖值的效果。研究已发现在组织水平可引起偏振光α—色散，在细胞与蛋白质水平可见到偏振光β—色散，在脂类可呈现偏振光δ—色散，而水可引起偏振光r—色散，这些不同的偏振光色散引起了人皮肤与皮下组织不同电磁性改变，而这些极精细的变化可被具有极微小天线的精密电解质波谱仪所测到，在兆赫频谱范围内，通过检测红细胞膜上δ—色散间接测定葡萄糖水平，并实现了实测实时显示血糖值的效果。

20. 2、血糖测定与贮存： • 仪器自动测血糖1次/分，全天可测定1440次血糖。 • 仪器还具有可调式的血糖超标报警功能 • 可保存至少一个月的血糖测试值（4万个数值）与报警数值， • 有配套的医生软件可直接处理病人的资料

21. PENDRA动态血糖测定值与外周指血血糖测定值相关系数为0.923PENDRA动态血糖测定值与外周指血血糖测定值相关系数为0.923 • 3、读数时间：可以连续实时测定，数据显示在腕表中，并可通过电脑USB 接口直接输入电脑，即插即获得的血糖数据与统计值（血糖超标报警数值）。 • 4、电池：充电电池 • 5、价格：（未定）

22. 临床研究： • 15个T1DM患者年龄27±5.7岁，BMI23.1±2.3kg/m2，HbA1c6.9±0.8% • 葡萄糖钳夹研究共8h血糖保持在3种不同的靶目标：45、100、200mg/dl至少30分钟，每5—10分钟连续抽静脉血糖、钾、钠、红细胞比积，腕表式PENTRAGEN动态血糖仪带在研究对象手腕上连续记录血糖，校正温度、标准，

23. 结果 • 静脉血糖与动态血糖监测值相关良好r=0.932 • Clarke Error Grid 分析所测的血糖值在A区有81%；B区有15%（A+B=96%）；D区4% 结论：这种非侵入式动态血糖测定仪可以可靠地连续监测包括低血糖高血糖在内的血糖变化

24. L. Saupp2002年比较6个T1DM人 • 分别用Minimed CGMS和与OFM（开放的流体微灌注法—采用 24号导管插入皮下脂肪组织—微透析法（ISF））连续测定体液中的葡萄糖共720分钟，比较两种方法测定的血糖值差异 • 并与血浆血糖测定值比较 • Error Grid分析： MinimedCGMS在AB区的血糖值有97%；ISF在AB区的血糖值有99% • 相关系数：MinimedCGMS=0.48＜r＜0.94 ISF=0.81 ＜r ＜0.96

25. 结论 • 虽然绝大多数血糖值均在临床可接受区，但CGMS测定值还是与静脉血浆血糖有差异，其中部分是由于标本取材不同（体液、血浆），但部分是由动态血糖仪本身引起的 • 体液是血糖测定较好的来源

26. 研究微透析法探头插入皮下的影响 • 探头插入皮下会引起皮肤创伤，该创伤是否影响血糖测定值？ • 方法：2个非DM人、44个T1DM人，24个部位用CGMS进行49次试验测定血糖共测5天，并与毛细血管血糖值比较

27. 结果： • 32/49试验成功，17次失败， • 由于皮肤暂时的小创伤在头12h内葡萄糖感受器测定血糖值较毛细血管血糖降低20%，12h后数值平稳 • 皮肤小的邹折会增高血糖测定值

28. 结论 • 12h后血糖测定值可保持稳定至少4天 • 用一点外周血糖校正就足以保持血糖连续测定

29. 第二代GlucoWatch准确性研究 • 第二代GlucoWatch需要先预热2-3h • 每10-20分提供读数一次 • 研究对象85人48个T1DM，37 个T2DM人 • CEGA分析：A区：54.5%；B区41.4%；C区：3.9%，2个点在D区；无一点在E区

30. 其中CEGA分析显示： • BG：2.3—4.4mmol/l A+B区有81.8% • BG：4.5—6.7mmol/l时，在A+B区的有95.6% • BG：6.7—13.3mmol/l时，在A+B区的有98.7% • BG：13.4—22.2mmol/l时，在A+B区的有95.3%

31. 结论 • 第二代GlucoWatch所需预热时间缩短 • 可以连续提供6个读数/h共13h • CEGA分析显示与血糖测定值比有很好的准确性

32. 比较不同测定部位对血糖的影响 • R.C.Eastmen等2002年报告： • 66个T1DM • 采用GlucoWatch分别于前臂、上臂、小腿、躯干分别测定血糖与外周血糖进行比较 • 共测定了1313次配对血糖

33. 结果 • 在A+B区有97.3%，在C区的仅有2.7% • 无一个数值在其他区 • 各部位血糖测定值无显著差异 • BG在2.3—4.4mmol/l时A+B区有92.8%；而在C区的有7.2%

34. 结果 • BG在4.5—6.7mmol/l时A+B区有100%；而在C区的有0 % • BG在6.8—13.3mmol/l时A+B区有97.9%，而在C区的有2.1% • BG在13.4—22.2mmol/l时A+B区有94.6%，而在C区的有5.4%

35. 结论 • GlucoWatch无创性动态血糖监测仪有良好的准确性 • 血糖测定值与测定部位无关

36. 新型智能化胰岛素泵—COZMO泵 • DeltecCOZMO胰岛素泵（美国史密斯医疗公司），它是新型的智能化程度更高的胰岛素泵，也即将在中国上市，其特点如下： • 1、其接头可与任何一款胰岛素泵专用输注导管接口连接。 • 2、能直接自动输注追加量。

37. 3、可直接与计算机连接下载泵内全部数据。 • 4、可与专配的小型血糖测试仪融为一体，测定的血糖值立即自动输入泵内，并立即显示在泵的视窗上，7秒内泵会自动显示出你目前的血糖值是否达到目标血糖范围，是否低于或高于目标范围。如果低血糖或高血糖，泵会立即计算出来并推荐你需要补充或减少多少追加量。

38. 5、可以根据使用者的作息时间预设在任何一个时间段内自动输入多少追加量。5、可以根据使用者的作息时间预设在任何一个时间段内自动输入多少追加量。 6、可预设在输入追加量1或2小时后报警提醒泵使用者监测血糖。 7、可预设在未来的3或4天内某一段时间内报警提醒使用者更换输注导管。

39. 8、可以根据使用者的实际需要自由设定每次增减追加量或基础率的最小值（例如可每按一下按钮输出0.05单位胰岛素）。8、可以根据使用者的实际需要自由设定每次增减追加量或基础率的最小值（例如可每按一下按钮输出0.05单位胰岛素）。 9、可预设每一餐前所需输出的餐前追加量，并于预设的某一时间段内自动输出。

40. 10、可以设置个性化的不同的胰岛素与食物中碳水化合物（CHO）比例，甚至个性化的早餐、午餐、晚餐中的不同的胰岛素与CHO比例（即每吃多少克CHO需要多少胰岛素10、可以设置个性化的不同的胰岛素与食物中碳水化合物（CHO）比例，甚至个性化的早餐、午餐、晚餐中的不同的胰岛素与CHO比例（即每吃多少克CHO需要多少胰岛素

41. 11、可以显示个体化的胰岛素敏感因子（即每1单位追加量可以降低多少血糖）以及个体化的校正高血糖因子。11、可以显示个体化的胰岛素敏感因子（即每1单位追加量可以降低多少血糖）以及个体化的校正高血糖因子。

42. 12、可以显示1单位胰岛素在使用者体内降低血糖的最长时间。这样当泵使用者在进餐或加餐前输入追加量时，泵将根据“体内剩余胰岛素定律”迅速显示出上一次注入体内的追加量还剩余多少，目前的追加量是否需要？或是否合适？是否需要在加餐前输入追加量以及输入多少？12、可以显示1单位胰岛素在使用者体内降低血糖的最长时间。这样当泵使用者在进餐或加餐前输入追加量时，泵将根据“体内剩余胰岛素定律”迅速显示出上一次注入体内的追加量还剩余多少，目前的追加量是否需要？或是否合适？是否需要在加餐前输入追加量以及输入多少？

43. 13、只要输入你的目前血糖，目标血糖，当前要吃的食物中CHO克重，泵会迅速计算出你应输入多少餐前追加量。13、只要输入你的目前血糖，目标血糖，当前要吃的食物中CHO克重，泵会迅速计算出你应输入多少餐前追加量。 • 14、当泵使用者因参加运动或劳动而需要减少胰岛素输入时，泵会按你的要求减少输出量。

44. 15、泵会自动分别保存使用者基础率，餐前追加量，纠正高血糖的追加量，并显示其各占全天胰岛素总量的百分比。当纠正高血糖的补充追加量≥25%总剂量时，泵将建议你增加基础率，如果使用者忘记餐前输入追加量而使基础率占到总剂量的70%时泵会提醒你并建议降低基础率或检查追加量。15、泵会自动分别保存使用者基础率，餐前追加量，纠正高血糖的追加量，并显示其各占全天胰岛素总量的百分比。当纠正高血糖的补充追加量≥25%总剂量时，泵将建议你增加基础率，如果使用者忘记餐前输入追加量而使基础率占到总剂量的70%时泵会提醒你并建议降低基础率或检查追加量。

45. 智能化的胰岛素泵将会使泵治疗者使用更方便、生活更自由，但是它对使用者的知识水平也要求更高，智能化的胰岛素泵将会使泵治疗者使用更方便、生活更自由，但是它对使用者的知识水平也要求更高，

46. 如果泵治疗者完全不懂得追加量需要根据所吃的食物中CHO含量来计算；不懂得怎么计算食物中CHO含量；不懂如何纠正高血糖；不懂得“体内剩余的胰岛素规律”；又不监测血糖，智能化程度再高的胰岛素泵在他们手里也只是一台普通的胰岛素给药器。

47. 而全自动动态血糖测试仪测试血糖的目的也是为泵治疗者更精确地了解自己的血糖波动情况，如果不会根据血糖结果调整胰岛素泵的基础率或追加量，全自动动态血糖测定仪就失去测定的价值。

48. 未来的全自动人工胰：将带给糖尿病人更高的生活质量，更多的自由未来的全自动人工胰：将带给糖尿病人更高的生活质量，更多的自由 • 但它对病人、医生、糖尿病教育者的要求更高 • 全自动人工胰永远不会“全傻瓜”，因为它不可能猜到主人要吃什么？吃多少？

49. 只要采用皮下埋植方法，无论泵采用哪一种胰岛素制剂，都不可能与自体胰岛素一样与血糖波动完全一致，总是需要不断地校正只要采用皮下埋植方法，无论泵采用哪一种胰岛素制剂，都不可能与自体胰岛素一样与血糖波动完全一致，总是需要不断地校正 • 宣传应实事求事