作者 孙晓伟 泰锐菲克(天津)医疗科技有限公司(天津 300384)
摘要：胰岛素泵针对胰岛β细胞危害进行根底剂量及三餐剂量调理，传统胰岛素泵需求每天守时进行丈量，丈量值与实践值存在误差，针对上述状况参加动态血糖剖析仪，依据实时监测值对血糖值进行预判并针对丈量值动态调理根底量。能够进步糖尿病医治的针对性。
序文
胰岛素泵选用体外固定装置，只将给药头埋入皮下，由皮下给药。可接连给药，选用根底率与餐前量组合的输注方法模仿正常胰腺的排泄，使胰岛素开释和吸收挨近正常生理要求，为糖尿病患者进行胰岛素强化医治供给了更为安全有用的手法，但其也存在输注量与血糖丈量值的推迟误差等问题，往往输注作用不如预期，所以参加动态血糖剖析仪实时监测血糖值并对血糖进行猜测，判别输注量，实时调整胰岛素泵作业状况。
1 胰岛素泵结构及作业原理
胰岛素泵由微电脑、螺旋泵和管路三部分组成，其各部分组成如下：①微电脑：芯片，两套独立体系，每小时自检125000次，可存储90天的信息;②螺旋泵：独立的螺旋马达、传动螺杆、推进器;③管路：储液器、输液管、快速分离器、针头。
胰岛素泵作业原理：依据患者的24小时血糖改变特色及对胰岛素的敏感性，核算24小时胰岛素需求量及其散布，将根底率(可按每小时胰岛素需求量做分段设定)及餐前大剂量设置于微电脑。在微电脑操控下，依照事前设置好的剂量，螺旋泵主动推进储液器中的胰岛素进入输液管，经过埋植在患者腹部或肢端皮下的输注针头输入皮下。其间根底率的设置可低至每小时0.1U，微电脑依照设置的每小时胰岛素剂量均匀每3～5min泵入一次;每餐前大剂量可预先设置守时主动注入，也可预先设定后，餐前手动按键注入，或在进餐前依据估计进餐量核算胰岛素需求量暂时参加;依据血糖的改变，可随时追加剂量或调整根底率。
2 胰岛素泵硬件组成
胰岛素泵硬件电路主要由主控单元、快速充电电路、电机驱动电路三部分组成。因为胰岛素泵由锂离子电池供电，故要求体系满意低功耗要求，主控芯片挑选Nordic半导体供给的超低功耗nRF52832多协议体系级芯片(SoC)来完成，该芯片满意低功耗、高牢靠性要求，该芯片一般运用在需求电池供电的便携式仪器仪表中。图1为该主控芯片外围电路。
nRF52832参加了许多新的功用。比方Cortex-M4F的内核，它有更强壮的运算才能以及浮点运算的技能。现在许多穿戴设备或工业化设备需求内置非常杂乱的算法，所以需求MCU有更快的运转速度。这颗Cortex-M4F的内核运转期64MHz，SoC有512kB的Flash和64kB的RAM，根本能够满意胰岛素泵体系要求。
快速充电电路能够衔接USB接口，对胰岛素泵进行快速充电处理。详细电路如图2所示。电池快充计划选用安森美公司的NCP1855，NCP1855是彻底可编程的单节锂离子开关电池充电器，针对选用USB输入电源及沟通适配器电源进行了优化。此组件整合了同步PWM操控器、功率MOSFET及完好的充电周期监测功用，包含以软件监测的安全功用。可选的电池FET能够置于体系与电池之间，从而将体系阻隔及为体系供电。NCP1855在充电周期监测结温及电池温度，且可藉I2C设定来修正电压和电流。充电器活动及状况透过专用引脚陈述给体系。输入引脚供给过压维护。
因为胰岛素泵需求用螺旋马达、传导螺杆和推进器，故需求装备马达驱动电路，这儿用到的马达为MAXON公司RE8系列的直流马达。驱动电路如图3所示。
电机驱动电路选用德州仪器公司的DRV10983，此芯片具有如下长处：
①超静音作业：180度纯正弦无传感器作业与高档发动算法相结合，发生噪声比同类竞赛产品低75% ，可完成超静音作业，发动时没有烦人的噪声;
②无代码可装备性：无需杂乱微操控器编码或专业电机常识，可经过简略的寄存器设置调理各种电机，完成最佳功能和最牢靠的发动;
③全面的维护套件：高档片上维护包含抗电压浪涌 (AVS) 过压、过流、过温、击穿、欠压确定以及高档五级转子确定维护等，不只简化了规划杂乱性，并且还可进步体系的牢靠性;
④全面集成型解决计划：集成功率FET、无传感器操控逻辑和可选100mA、3.3V或5V步降转换器的单芯片解决计划可缩小板级空间，下降体系本钱并缩短开发时刻。
3 动态血糖监测体系结构及作业原理
动态血糖监测体系由感应探头、血糖记录器、助针器、信息提取器和软件组成。
① 感应探头：葡萄糖感应探头是细微、无菌、柔软的探头，分为半透膜、葡萄糖氧化酶、PT电极三层，刺进皮肤，可接连3天测验细胞间液内的葡萄糖;
② 血糖记录器：血糖记录器是一个重120g，相似传呼机巨细的电子设备，能经过电缆不断地主动获取来自探头的信号，这些信号在下载时转化为动态改变的血糖值;
(1)每10s从探头获取1次信号，将每5min信号的均匀值进行存储;
(2)每天存储288个血糖数值，最多可存储14天数据;
(3)存储由患者输入的指血血糖值，范围在2.2～22mmol/L;
(4)存储由患者输入的事情符号;
(5)每天用4次以上的指血值加以校对。
③主动注针器：用于将感应探头刺进皮下，运用简洁，入针快速，根本无不适;
④信息提取器：用于血糖记录器与电脑之间的信息通讯，用它的红外接口可将记录仪的数据下载到电脑进行剖析;
⑤ 软件：经过数据处理提交测验者的血糖陈述，包含每日血糖图、多日血糖图、动摇趋势剖析，以及每日血糖数据小结，包含均匀值、均匀绝对值、相关系数、饼图、血糖曲线下面积。
动态血糖监测体系作业原理：人体组织液内的葡萄糖渗透过动态血糖监测体系感应探头的半透膜，与感应探头的葡萄糖氧化酶反响，发生葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢分化生成与葡萄糖相应的电子2e-F，电子2e-F电信号经过Pt电极传输到血糖记录器，与此同时，每天给患者输入4个以上的血糖值，输入患者大事符号，如进餐、打针胰岛素等，动态血糖监测体系所测血糖值与指血血糖值进行校对，并存储在血糖记录器上。信号提取器经过红外通讯口或RS232通用串口将监测数据从血糖记录仪上下载到电脑，经过数据处理软件提交测验者的血糖陈述。
4 双C疗法
双C疗法，即继续皮下胰岛素输注(CSII)和动态血糖监测体系(CGMS)联合医治糖尿病的疗法。现在，双C疗法现已逐渐成为糖尿病医治范畴的临床惯例疗法之一。动态血糖监测获取的是糖尿病患者的接连血糖值，准确反映患者的全天血糖动摇状况。依据动态血糖值来调理胰岛素泵的输注，是真实人工胰岛的根底，将协助患者真实完成精密降糖。
双C计划分三个过程。首要，在运用CSII前进行接连24~72小时的监测，找到血糖动摇的特色，拟定个体化的根底量和餐前量，即依据CGMS图辅导CSII初始剂量;其次，依据CGMS图辅导CSII剂量的进一步调整，如CGMS反映患者黎明时血糖高，则可添加3：00～7：00这一时段的根底率;最终，依据CGMS图评价CSII医治作用。这样能更方便地将24小时血糖操控在挨近正常水平。
5 定论
依据动态血糖监测体系实时收集的血糖值进行预判，调整胰岛素泵的根底量与餐前量能够对糖尿病患者到达准确医治，不会呈现夜间低血糖与清晨高血糖的现象，具有广泛的运用远景。
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本文来源于《电子产品世界》2017年第2期第33页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
