[发明专利]个体化胰岛素治疗泵及其基础输注率优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胰岛素治疗泵，具体涉及一种个体化胰岛素治疗泵，同时涉及一种适用于胰岛素治疗泵领域的输注量优化方法，尤其是一种能够根据实时监控患者血糖数据并优化胰岛素基础输注量的方法。

背景技术

●胰岛素治疗泵（CSII）概述

胰岛素治疗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方法。

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，此时胰岛素以间隔8～13min脉冲形式分泌；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，早在20世纪60年代即尝试持续胰岛素皮下输注方法。目前，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，模拟体内基础胰岛素分泌；同时在进餐时，根据食物种类和总量设定餐前胰岛素及输注模式以控制餐后血糖。

胰岛素泵的使用在国际上已有20余年历史。DCCT研究结果的公布奠定了强化胰岛素治疗在糖尿病治疗和并发症控制中的重要地位，也为胰岛素泵的临床应用提供了优质的临床证据。该研究证实，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。自DCCT研究结果发布后，美国糖尿病患者的胰岛素泵用量上升显著。2005年，美国胰岛素泵使用者已达到278000人。1型糖尿病（T1DM）占胰岛素泵使用者中的绝大多数。

胰岛素治疗泵具有如下特点：

（1）更有利于血糖控制

包括平稳控制血糖，减少血糖波动、避免过大剂量使用胰岛素导致的体重增加、明显减少低血糖发生的风险、减少胰岛素吸收的变异、加强糖尿病围手术期的血糖控制等。

（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。

●胰岛素治疗泵的剂量

由于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，且受多种因素的影响，所关于如何确定胰岛素治疗泵的剂量一直是研究重点之一。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。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（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。

胰岛素泵具体实施过程中，餐前大剂量、补充大剂量、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，故基础输注量才是用户主要调节的内容。并且，由于大多数患者并不会终身佩戴胰岛素治疗泵，所以临床上通常会在其使用一段时间胰岛素治疗泵以后，主要根据能够取得最佳疗效的基础输注量来确定其使用胰岛素注射时所应当采取的剂量。

由于患者之间存在着巨大的个体差异，使得临床上往往难以确定最适合患者的基础输注量，从而实现个体化的血糖调控。然而目前少有学者或研究者注意到这一点并提出符合临床操作实际的解决方案。例如，中国专利CN101254322A于2008-09-03公开了一种基于模型预测控制的大剂量胰岛素全自动智能输注方法和装置，在动态血糖监测系统(CGMS)支持下，通过强跟踪滤波器在线检测饮食并输注初始大剂量胰岛素，故其主要关注点在于餐前大剂量。然而由于考虑到可能会引起的低血糖风险，自动计算得出的大剂量胰岛素剂量对于用户而言很可能是不安全的。又如，中国专利CN102500013A于2012-06-20公开了一种便携式智能胰岛素治疗泵及其控制模型，其通过动态监控用户的血糖水平，跟踪血糖变化量输注胰岛素治疗糖尿病。这一闭环的输注泵控制模型并未考虑到患者在餐后可能有的剧烈血糖波动，且由于其采用的是历史无关的调控方法，所以其调控结果无法反映患者本身的特性，无法用于指导拆除胰岛素泵之后的用药。