血糖監(jiān)測管理系統(tǒng)的研究進展

0 引 言

糖尿病是遺傳及慢性疾病，屬于終身疾病。目前的醫(yī)學(xué)技術(shù)還沒有能夠治愈糖尿病的有效方法[1]，只能通過時時管理緩解病情。2013 年，中國衛(wèi)生部門統(tǒng)計的中國糖尿病人均為

1.14 億，五年前的數(shù)字為 9 200 萬。短短四年間，中國多了 2 200 萬糖尿病病人。而 2013 年國際糖尿病聯(lián)盟的糖尿病現(xiàn)狀聲明：糖尿病導(dǎo)致 60 歲以上死亡率的數(shù)目接近總?cè)藬?shù)的一半。據(jù)《醫(yī)護人員實施 < 中國血糖監(jiān)測臨床應(yīng)用指南 > 的現(xiàn)狀及可行性調(diào)查》估計，2030 年全世界該人群將達到 5.52 億。高血糖問題發(fā)展迅速且危害性大，已成為世界性問題。因此，中國國家衛(wèi)計委將 關(guān)注血糖變化 編入《中國公民健康素養(yǎng)基本知識與技能（2015 年版）》，將血糖監(jiān)測工作作為醫(yī)療工作的一個重點。目前，血糖監(jiān)測管理已成為各研究所及公司的研究熱點。

1 血糖測量采集儀的發(fā)展

血糖測量的發(fā)展從最初的嘗尿、尿糖試紙到糖化血紅蛋白、指尖血糖監(jiān)測、糖化白蛋白（GA）[2]，血糖數(shù)值準確性不斷提高，但存在操作水平低下、采血痛覺嚴重等弊端。目前市場上主要使用三種血糖儀，即減痛式采血血糖儀、無創(chuàng)傷性血糖檢測儀、連續(xù)性血糖檢測儀[3]。

1.1 減痛式采血血糖儀

減痛式采血血糖儀采用三棱針頭的微痛采血針在指尖血、前臂、上臂等部位測量血糖。采血針發(fā)射后，針芯將被鎖住， 以確保使用者的安全，避免血液接觸而發(fā)生一系列感染。但非指尖部位血糖變化遲緩[3]，有時無法及時獲取血糖數(shù)據(jù)。這種減痛式采血血糖儀產(chǎn)品已經(jīng)通過美國FDA批準，可在醫(yī)院使用，其成為目前醫(yī)院主要采用的進口血糖儀。市場上較受歡迎的產(chǎn)品有羅氏血糖儀采血筆、三諾安穩(wěn)血糖測試儀等。減痛式一次性可回縮采血針如圖 1 所示。

1.2 無創(chuàng)傷性血糖檢測儀

無創(chuàng)血糖檢測結(jié)合光譜分析技術(shù)、化學(xué)計量學(xué)、光信息處理技術(shù)和統(tǒng)計分析技術(shù)進行研發(fā)[4]。隨著激光及檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，人們探索研究了多種基于光學(xué)技術(shù)的無創(chuàng)血糖檢測方法[5]。利用非電離輻射檢查人體，使用光束照射人體的特定部位如指尖、前臂、舌頭等，然后通過光學(xué)探測器接收反射回來的光信號加以分析，確定血糖濃度 [6]。但一次性感應(yīng)器價格昂貴，每個需 4 美元，且測量數(shù)值受多種因素影響，準確性有待提高。Biocontrol Technology 公司生產(chǎn)的 Diasensor1000 是這類光譜分析血糖儀的代表之一 [7]，具體如圖 2 所示。

1.3 連續(xù)性血糖檢測儀

目前的研究熱點為動態(tài)血糖監(jiān)測（CGM）。CGM是指通過葡萄糖感應(yīng)器監(jiān)測皮下組織間液的葡萄糖濃度而間接反映血糖水平的監(jiān)測技術(shù)，可以提供連續(xù)、全面、可靠的全天血糖信息[8]，及時發(fā)現(xiàn)無感知的血糖變化。美國 MiniMed公司生產(chǎn)的 CGMS在國內(nèi)已投入實踐，但其目前無法實時顯示血糖值[9]，實物如圖 3所示。

2 血糖數(shù)據(jù)采集和管理

血糖數(shù)據(jù)采集和管理從最早的手工紙質(zhì)記錄到現(xiàn)在的無線移動和云記錄，大致經(jīng)歷了四個階段，即手工填寫、有線傳輸、無線傳輸、基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸。

圖 3 美奇動態(tài)血糖檢測系統(tǒng)

2.1 手工填寫

老式血糖儀只具備顯示血糖值的功能，沒有外接口。血糖值只能手寫記錄在紙上或電腦等媒介中，現(xiàn)在多數(shù)小醫(yī)院采用這種方式。但手寫護理記錄的隨意性較大，書寫時難免會涂、刮、重抄、漏項，而且費時，大大降低了工作效率 [10]。

2.2 有線傳輸

通過數(shù)據(jù)線將電腦或有儲存功能的儀器與血糖儀相連，血糖數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)絻x器，高速數(shù)據(jù)傳輸常用數(shù)字數(shù)據(jù)電路（DDN）。DDN 傳輸質(zhì)量高，誤碼率低，時延較小。但只有全網(wǎng)時鐘系統(tǒng)保持同步，才能保證 DDN 電路的傳輸質(zhì)量[11]。

2.3 無線傳輸

無線傳輸克服了有線傳輸?shù)碾娎|連接、無法移動等缺陷， 由采集端和接收端兩部分組成，通過無線方式進行通信和數(shù)據(jù)傳輸[9]，如圖 4所示。無線傳輸簡化了數(shù)據(jù)傳輸方式，并可進行遠程傳輸，打破了傳輸?shù)赜虻南拗啤?005年，F(xiàn)arme等牛津大學(xué)教授指出利用無線網(wǎng)絡(luò)的遠程醫(yī)療干預(yù)管理患者的病情有效可行，并倡導(dǎo)后續(xù)研究重點放在如何加強信息的傳輸和處理方面[12]。

2.4 基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式連在一起，形成人與物、物與物相連，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。它在無線傳輸?shù)幕A(chǔ)上，將血糖數(shù)據(jù)記錄在手機、電腦、智能腕表、云端等媒介上。這些媒介的數(shù)據(jù)被24小時動態(tài)監(jiān)測， 在病人、醫(yī)護人員、醫(yī)院之間實時交互，便于醫(yī)療人員提出具有時效性的治療方案，再由后臺將結(jié)果反饋給患者，省時省力，時效性強，且便于患者日常使用。目前，許多專家正著力于研究物聯(lián)網(wǎng)方向的血糖監(jiān)測管理系統(tǒng)。2007 年，卜茉等研發(fā)了基于MotorolaA3888c 手機的血糖濃度監(jiān)測系統(tǒng)；2009 年，浙大的方路平等提出了基于PDA 移動終端的血糖信息管理系統(tǒng) [12] ；2012 年，李本富發(fā)表《基于智能手機的血糖監(jiān)測系統(tǒng)》[13] ；2016 年，有學(xué)者發(fā)表文章《基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)糖尿病管理模式效果分析》[14]。在 2012 年發(fā)表的文章中，物聯(lián)網(wǎng)智能手機血糖監(jiān)測系統(tǒng)工作模式如圖5 所示，該模式采用血糖傳感器， 使患者與醫(yī)護人員通過手機共享患者血糖數(shù)據(jù)，由醫(yī)護人員隨時提出治療方案，達到監(jiān)測和治療的效果。而在 2016 年發(fā)表的一篇文章中，以社區(qū) 120 例糖尿病患者為實驗對象，觀察利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對 2 型糖尿病患者進行社區(qū)健康管理的效果。將實驗患者分為采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的糖尿病管理和采用常規(guī)糖尿病管理兩組，根據(jù)兩組的糖尿病相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)管理糖尿病效果顯著。

移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分融合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能移動終端技術(shù)和云計算技術(shù)，是當前的研究熱點，尤其在血糖監(jiān)測管理方面。筆者團隊正在研究基于微信的血糖監(jiān)測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)由通用血糖儀、無線血糖數(shù)據(jù)采集模塊、智能移動終端（手機）、血糖監(jiān)測微信公眾號、數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)、信息交互可視化技術(shù)、疾病知識庫 / 管控中心幾部分組成，如圖6 所示。

系統(tǒng)使用操作簡單的手機微信軟件來提高患者在家檢測血糖的積極性，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓醫(yī)護人員及時獲知患者的血糖數(shù)據(jù)。醫(yī)護人員一旦發(fā)現(xiàn)血糖數(shù)據(jù)異常，系統(tǒng)便會通過電話或短信的方式通知患者，調(diào)整身體，嚴重者應(yīng)及時就醫(yī)。

3 結(jié) 語

《全國護理事業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016- 2020）》提出借助大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，大力推進護理信息化建設(shè)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)與移動 設(shè)備結(jié)合發(fā)展，已成為國家醫(yī)療衛(wèi)生建設(shè)的一個大方向。在物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的當下，血糖監(jiān)測管理產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)充分利 用其優(yōu)勢來實現(xiàn)病人、檢測設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)的有機融合。操作簡單， 方便，便攜的移動血糖監(jiān)測設(shè)備是醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展趨勢，同時 對血糖數(shù)據(jù)的傳輸、存儲、分析和管理應(yīng)用也應(yīng)采用移動互聯(lián) 網(wǎng)和云服務(wù)技術(shù)，將血糖數(shù)據(jù)進行連續(xù)、系統(tǒng)地存儲并進行科 學(xué)的分析和有效的反饋管理。