[發(fā)明專利]一種基于可穿戴監(jiān)測(cè)方法的閉環(huán)人工胰腺系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010424624.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN111632228B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶澤東;李景振;劉宇航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): A61M5/172
• 分類號(hào): A61M5/172;A61M5/168;A61B5/145
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 耿慧敏

本發(fā)明公開了一種基于可穿戴監(jiān)測(cè)方法的閉環(huán)人工胰腺系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：可穿戴血糖監(jiān)測(cè)子模塊，用于利用可穿戴設(shè)備通過無創(chuàng)方式獲取血糖傳感信號(hào)；飲食運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)子模塊，用于獲得能夠引起待測(cè)者血糖濃度變化的飲食監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；計(jì)算控制子模塊，用于根據(jù)血糖傳感信號(hào)、飲食監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用經(jīng)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型，獲得胰島素輸注相關(guān)信息；胰島素輸注子模塊，用于自動(dòng)實(shí)施胰島素輸注；效果評(píng)估子模塊，用于對(duì)胰島素輸注效果進(jìn)行評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果反饋至計(jì)算控制子模塊以供其確定是否更新所述胰島素輸注相關(guān)信息。本發(fā)明能提供一種便捷、舒適、低成本、高適用性、高可靠性的閉環(huán)人工胰腺系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療健康技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于可穿戴監(jiān)測(cè)方法的閉環(huán)人工胰腺系統(tǒng)。

背景技術(shù)

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，高血糖的發(fā)生是由于胰島素分泌缺陷或其生物作用受損，或兩者兼有引起。目前糖尿病尚無切實(shí)可行的根治方法，糖尿病患者，尤其是I型糖尿病患者，需通過測(cè)量血糖濃度來及時(shí)調(diào)整胰島素的劑量，進(jìn)而控制血糖水平，預(yù)防或減輕糖尿病并發(fā)癥。

目前控制血糖水平的方法包括：1)利用微創(chuàng)血糖儀獲取患者的血糖濃度，根據(jù)血糖濃度來調(diào)整胰島素的劑量，該方法需要頻繁扎指采血，會(huì)給患者造成較大疼痛，而且有感染的危險(xiǎn)，且該方法無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地胰島素劑量調(diào)整；2)利用植入式連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)(CGM)傳感器實(shí)現(xiàn)患者血糖濃度的自動(dòng)獲取，同時(shí)佩戴胰島素輸注泵，胰島素輸注泵根據(jù)血糖濃度自動(dòng)調(diào)整胰島素的輸注劑量，形成一個(gè)人工胰腺系統(tǒng)。然而植入式CGM傳感器可能會(huì)造成一些患者出現(xiàn)過敏、感染等現(xiàn)象，且傳感器壽命較短，需定期更換。此外，目前的人工胰腺系統(tǒng)一般只考慮日常生活條件，當(dāng)患者處于飲食、運(yùn)動(dòng)等情況時(shí)，人工胰腺系統(tǒng)的胰島素劑量自動(dòng)調(diào)整功能表現(xiàn)的不盡如人意。

人工胰腺系統(tǒng)主要由持續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀、計(jì)算控制系統(tǒng)和胰島素輸注泵組成。持續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀用于實(shí)時(shí)獲取血糖濃度數(shù)據(jù)，計(jì)算控制系統(tǒng)基于接收的血糖濃度數(shù)據(jù)，計(jì)算并實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)胰島素輸注速率，進(jìn)而保證替代胰腺內(nèi)分泌功能的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)有技術(shù)中，人工胰腺系統(tǒng)存在的缺陷有：人工胰腺系統(tǒng)通過植入式CGM傳感器實(shí)現(xiàn)血糖濃度數(shù)據(jù)的獲取，植入式CGM傳感器會(huì)造成患者出現(xiàn)過敏、感染等現(xiàn)象，且傳感器壽命較短，需定期更換，使用成本大；目前人工胰腺系統(tǒng)未考慮飲食、運(yùn)動(dòng)對(duì)血糖濃度變化影響，導(dǎo)致人工胰腺系統(tǒng)在上述情況下的胰島素自動(dòng)輸注功能表現(xiàn)較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于可穿戴監(jiān)測(cè)方法的閉環(huán)人工胰腺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)血糖濃度的實(shí)時(shí)、無創(chuàng)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)血糖濃度的變化精確自動(dòng)地調(diào)整胰島素的輸注劑量。

本發(fā)明提供一種基于可穿戴監(jiān)測(cè)方法的閉環(huán)人工胰腺系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

可穿戴血糖監(jiān)測(cè)子模塊：用于利用可穿戴設(shè)備通過無創(chuàng)方式獲取反映待測(cè)者血糖濃度的血糖傳感信號(hào)；

飲食運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)子模塊：用于監(jiān)測(cè)待測(cè)者的飲食行為和運(yùn)動(dòng)行為，獲得能夠引起待測(cè)者血糖濃度變化的飲食監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

計(jì)算控制子模塊：用于根據(jù)所述血糖傳感信號(hào)、所述飲食監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和所述運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用經(jīng)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型，獲得待測(cè)者的胰島素輸注相關(guān)信息；

胰島素輸注子模塊：用于根據(jù)所述胰島素輸注相關(guān)信息，對(duì)待測(cè)者自動(dòng)實(shí)施胰島素輸注；

效果評(píng)估子模塊：用于對(duì)胰島素輸注效果進(jìn)行評(píng)估，并將評(píng)估結(jié)果反饋至所述計(jì)算控制子模塊以供其確定是否更新所述胰島素輸注相關(guān)信息。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述可穿戴血糖監(jiān)測(cè)子模塊包含低頻傳感器、第一中頻傳感器、第二中頻傳感器和高頻傳感器，所述低頻傳感器包含兩個(gè)接收電極和兩個(gè)激勵(lì)電極，所述第一中頻傳感器和所述第二中頻傳感器各包括一個(gè)接收電極和一個(gè)激勵(lì)電極，各電極以適于消除干擾的方式分布設(shè)置。