血糖监测管理系统的研究进展

2017-07-20徐玲玲杨冰磊杨晓丹朱福安

物联网技术 2017年7期

徐玲玲++杨冰磊++杨晓丹++朱福安++王斌++洪佳静++曹世华

摘要：从1840年前发明尿糖和静脉血糖检查法开始，血糖监测产品陆续进入人们的视线。由于高血糖的人数、构成的年龄阶层、现代科技发展及高血糖人群对血糖监测不同时期的不同要求等，血糖监测发展主要经历了三个阶段。文中通过调查不同时期血糖测量仪器、数据记录方式、后期治疗反馈等，来研究血糖监测管理系统的进展，从中取精弃粕，结合现代科技，为该系统的继续发展提供依据。

关键词：血糖监测管理系统；进展；物联网；血糖测量仪

中图分类号：TP393；R473.5 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）07-00-02

0 引言

糖尿病是遗传及慢性疾病，属于终身疾病。目前的医学技术还没有能够治愈糖尿病的有效方法[1]，只能通过时时管理缓解病情。2013年，中国卫生部门统计的中国糖尿病人均为1.14亿，五年前的数字为9 200万。短短四年间，中国多了2 200万糖尿病病人。而2013年国际糖尿病联盟的糖尿病现状声明：糖尿病导致60岁以上死亡率的数目接近总人数的一半。据《医护人员实施<中国血糖监测临床应用指南>的现状及可行性调查》估计，2030年全世界该人群将达到5.52亿。高血糖问题发展迅速且危害性大，已成为世界性问题。因此，中国国家卫计委将“关注血糖变化”编入《中国公民健康素养——基本知识与技能（2015年版）》，将血糖监测工作作为医疗工作的一个重点。目前，血糖监测管理已成为各研究所及公司的研究热点。

1 血糖测量采集仪的发展

血糖测量的发展从最初的尝尿、尿糖试纸到糖化血红蛋白、指尖血糖监测、糖化白蛋白（GA）[2]，血糖数值准确性不断提高，但存在操作水平低下、采血痛觉严重等弊端。目前市场上主要使用三种血糖仪，即减痛式采血血糖仪、无创伤性血糖检测仪、连续性血糖检测仪[3]。

1.1 减痛式采血血糖仪

减痛式采血血糖仪采用三棱针头的微痛采血针在指尖血、前臂、上臂等部位测量血糖。采血针发射后，针芯将被锁住，以确保使用者的安全，避免血液接触而发生一系列感染。但非指尖部位血糖变化迟缓[3]，有时无法及时获取血糖数据。这种减痛式采血血糖仪产品已经通过美国FDA批准，可在医院使用，其成为目前医院主要采用的进口血糖仪。市场上较受欢迎的产品有罗氏血糖仪采血笔、三诺安稳血糖测试仪等。减痛式一次性可回缩采血针如图1所示。

1.2 无创伤性血糖检测仪

无创血糖检测结合光谱分析技术、化学计量学、光信息处理技术和统计分析技术进行研发[4]。随着激光及检测技术的不断发展，人们探索研究了多种基于光学技术的无创血糖检测方法[5]。利用非电离辐射检查人体，使用光束照射人体的特定部位如指尖、前臂、舌头等，然后通过光学探测器接收反射回来的光信号加以分析，确定血糖浓度[6]。但一次性感应器价格昂贵，每个需4美元，且测量数值受多种因素影响，准确性有待提高。Biocontrol Technology公司生产的Diasensor1000是这类光谱分析血糖仪的代表之一[7]，具体如图2所示。

1.3 连续性血糖检测儀

目前的研究热点为动态血糖监测（CGM）。CGM是指通过葡萄糖感应器监测皮下组织间液的葡萄糖浓度而间接反映血糖水平的监测技术，可以提供连续、全面、可靠的全天血糖信息[8]，及时发现无感知的血糖变化。美国MiniMed公司生产的CGMS在国内已投入实践，但其目前无法实时显示血糖值[9]，实物如图3所示。

2 血糖数据采集和管理

血糖数据采集和管理从最早的手工纸质记录到现在的无线移动和云记录，大致经历了四个阶段，即手工填写、有线传输、无线传输、基于物联网的数据传输。

图3 美奇动态血糖检测系统

2.1 手工填写

老式血糖仪只具备显示血糖值的功能，没有外接口。血糖值只能手写记录在纸上或电脑等媒介中，现在多数小医院采用这种方式。但手写护理记录的随意性较大，书写时难免会涂、刮、重抄、漏项，而且费时，大大降低了工作效率[10]。

2.2 有线传输

通过数据线将电脑或有储存功能的仪器与血糖仪相连，血糖数据通过数据线传输到仪器，高速数据传输常用数字数据电路（DDN）。DDN传输质量高，误码率低，时延较小。但只有全网时钟系统保持同步，才能保证DDN电路的传输质量[11]。

2.3 无线传输

无线传输克服了有线传输的电缆连接、无法移动等缺陷，由采集端和接收端两部分组成，通过无线方式进行通信和数据传输[9]，如图4所示。无线传输简化了数据传输方式，并可进行远程传输，打破了传输地域的限制。2005年，Farme等牛津大学教授指出利用无线网络的远程医疗干预管理患者的病情有效可行，并倡导后续研究重点放在如何加强信息的传输和处理方面[12]。

2.4 基于物联网的数据传输

物联网技术是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式连在一起，形成人与物、物与物相连，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。它在无线传输的基础上，将血糖数据记录在手机、电脑、智能腕表、云端等媒介上。这些媒介的数据被24小时动态监测，在病人、医护人员、医院之间实时交互，便于医疗人员提出具有时效性的治疗方案，再由后台将结果反馈给患者，省时省力，时效性强，且便于患者日常使用。目前，许多专家正着力于研究物联网方向的血糖监测管理系统。2007年，卜茉等研发了基于MotorolaA3888c手机的血糖浓度监测系统；2009年，浙大的方路平等提出了基于PDA移动终端的血糖信息管理系统[12]；2012年，李本富发表《基于智能手机的血糖监测系统》[13]；2016年，有学者发表文章《基于物联网技术糖尿病管理模式效果分析》[14]。在2012年发表的文章中，物联网智能手机血糖监测系统工作模式如图5所示，该模式采用血糖传感器，使患者与医护人员通过手机共享患者血糖数据，由医护人员随时提出治疗方案，达到监测和治疗的效果。而在2016年发表的一篇文章中，以社区120例糖尿病患者为实验对象，观察利用物联网技术对2型糖尿病患者进行社区健康管理的效果。将实验患者分为采用基于物联网技术的糖尿病管理和采用常规糖尿病管理两组，根据两组的糖尿病相关数据显示，物联网技术管理糖尿病效果显著。

移动互联网技术充分融合了物联网技术、智能移动终端技术和云计算技术，是当前的研究热点，尤其在血糖监测管理方面。笔者团队正在研究基于微信的血糖监测管理系统。该系统由通用血糖仪、无线血糖数据采集模块、智能移动终端（手机）、血糖监测微信公众号、数据挖掘和分析技术、信息交互可视化技术、疾病知识库/管控中心几部分组成，如图6所示。

系统使用操作简单的手机微信软件来提高患者在家检测血糖的积极性，并通过物联网技术让医护人员及时获知患者的血糖数据。医护人员一旦发现血糖数据异常，系统便会通过电话或短信的方式通知患者，调整身体，严重者应及时就医。

3 结语

《全国护理事业发展规划（2016-2020）》提出借助大数据、云计算、物联网等信息技术，大力推进护理信息化建设。现代医学与移动设备结合发展，已成为国家医疗卫生建设的一个大方向。在物联网技术快速发展的当下，血糖监测管理产品的设计应充分利用其优势来实现病人、检测设备和互联网的有机融合。操作简单，方便，便携的移动血糖监测设备是医疗设备的发展趋势，同时对血糖数据的传输、存储、分析和管理应用也应采用移动互联网和云服务技术，将血糖数据进行连续、系统地存储并进行科学的分析和有效的反馈管理。

参考文献

[1]中华医学会糖尿病学分会.中国2型糖尿病防治指南（2010年版）[M].北京：北京大学医学出版社，2010.

[2]匡洪宇.盘点国内外血糖监测指南[J].糖尿病天地：临床，2014，8（10）：452.

[3]谢俊祥.自我监测用血糖测定仪发展动态[J].医学研究杂志，2006，35（1）：69-70.

[4]焦绘春.无创血糖检测方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2004.

[5]廖永国，蔡克家，钟立刚，等.无创血糖检测方法的研究[J].南开大学学报（自然科学版），2005，38（3）：70-72.

[6]董健.无创血糖检测及其实验研究[D].南昌：江西科技师范大学，2014.

[7]李延斌.血糖检测仪的发展、临床应用与选购[J].中国医疗器械信息，2008，14（12）：25-29.

[8]母義明.血糖监测的发展方向[Z].中华医学会全国内分泌学学术会议指南，2014.

[9]程星.无线动态血糖监测系统的设计与实现[D].武汉：华中科技大学，2013.

[10]卿爱萍，李红梅.电子护理记录与手写护理记录临床效果比较[J].实用医院临床杂志，2008，5（1）：87-88.

[11]孔令勇.有线数据通信及其应用[J].重庆高教研究，2008，27（3）：47-49.