一种光谱在线血糖分析仪及胰岛素泵控制方法技术

一种光谱在线血糖分析仪及胰岛素泵控制方法涉及糖尿病患者用的胰岛素泵治疗仪。主要是为解决现有的胰岛素泵只能反映采血当时的血糖情况，无法连续测量血糖水平的问题而发明专利技术的。利用光谱在线分析技术，在体外在线分析测量人体中的血糖浓度，根据在线分析仪连续不间断的检测分析数据，结合远程医疗支持等人工智能系统，调整胰岛素输注剂量，优化治疗方案。通过无线数据网络，将上述数据传输至中心模块，由中心模块控制程序控制器PLC，再由PLC调控胰岛素泵的运行。胰岛素泵、胰岛素贮存瓶和程序控制器PLC整合在便携盒体内，盒体内设二个或多个胰岛素贮存瓶，优点是可随时根据治疗需要进行胰岛素种类的在线切换，达到最佳的治疗效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种光谱在线血糖分析仪及胰岛素泵控制方法
[0001]
：本专利技术涉及一种糖尿病患者使用的胰岛素泵治疗仪。
[0002]
技术介绍
：糖尿病是一种对人群危害及其严重的慢性病，是世界卫生组织确定的四大主要非传染性疾病之一，发病率正逐年升高，而且增长速度加快。2011年国际糖尿病联盟发布的治疗报告，全世界有3.36亿成年人被诊断出患有糖尿病，而2.8亿成年人正处在糖尿病前期，中国、印度的糖尿病患者占据了全球三分之一。根据2019年发布的公共信息，我国目前糖尿病患者已达1.14亿人，前期人数近5亿人，高居全球之首。
[0003]糖尿病的急、慢性并发症，尤其慢性并发症几乎可以累及人体所有器官，自残、致死率高，极大地影响患者的生活质量和预期寿命，并给家庭和社会带来沉重的负担。
[0004]为了改善糖尿病患者的临床结局，目前强调早期、长期、综合和个体化治疗的原则。治疗的目标是使患者的血糖达到或接近正常水平，消除糖毒性和糖尿病症状，纠正代谢紊乱，控制并存的高血压、高凝状态，防止并延缓并发症的发生，维持良好的健康和劳动能力，延长寿命，降低病死率。
[0005]血糖是依靠两部分胰岛素分泌调控的，一是持续的基础状态的胰岛素分泌，其作用为抑制肝葡萄糖的输出，保持与基础血糖间的平衡，以维持血糖在一定狭窄的范围内波动。二是餐时胰岛素分泌，进餐后碳水化合物经胃肠道吸收入血，胰岛素分泌增加，促进葡萄糖的利用、贮存，并抑制肝糖输出，以应对餐后血糖的升高。所以对需要胰岛素来治疗的患者，不但要补充餐后胰岛素的不足，同时需要补充基础状态时的胰岛素不足。
[0006]在基础状态下，生理性胰岛素分泌呈脉冲式，大约每小时0.5-1个单位，通常基础胰岛素分泌在午夜至凌晨3点钟减少，而后增加以适应黎明现象。在餐时高血糖刺激下，胰岛素分泌能够达到每小时5个单位，正常人每日分泌胰岛素量约为18-32单位，内源性胰岛素的代谢途径与外源性胰岛素不同。内源性胰岛素首先经门静脉系统进入肝脏，有50%-60%在肝脏进行代谢而被消除，即为“首过效应”，而外源性胰岛素注射后直接进入血循环而发挥生物效应。
[0007]根据药物的动力学特点，临床使用的胰岛素制剂分为超短效胰岛素、短效胰岛素、中效胰岛素和长效胰岛素几种类型。
[0008]目前模拟体内胰岛素基础分泌，利用便携式胰岛素泵，持续向皮下注输微量胰岛素，使肝糖产生与外围组织的利用相适应，并于进餐时显著增加胰岛素释放量，模拟进餐相关的胰岛素分泌，并避免皮下大量胰岛素存积。上述方法与一日多次胰岛素注射，对血糖控制的效果是一致的。胰岛素泵治疗比较方便（无需餐前注射，也无需使用注射笔）使患者的生活有更大的自由度。这是目前市售比较热门，较为先进，疗效较好的治疗方法。但这种方法也存在着缺陷和不足：1，患者购买胰岛素泵后，需进行为期一周的连续皮下取血，并分析血糖含量（人工），然后根据血糖分析测量结果制定胰岛素输注数量的控制模型。其缺陷是该模型只能反映取血期间的血糖变化情况，不能代表今后时段的血糖变化情况，具有局限性和盲目性，且连续取血增加了患者的感染几率和痛楚。2，为校正血糖变化数据，该法提供
了便携式血糖计，但只能由患者间断用试纸条取血，插入血糖计进行检测，也只能反映采血当时的血糖情况，无法连续测量血糖水平，不能完全模拟生理性的胰岛素分泌，不能有效避免外周高胰岛素血症、糖尿病性酮症酸中毒和低血糖。3，对使用者要求较高，价格高昂。
[0009]
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可使患者在无痛、无创、无感染风险的情况下，精准及时分析体内血糖浓度，随时切换基础胰岛素和即时胰岛素，实现最佳疗效的智能化胰岛素泵治疗仪。
[0010]上述目的是这样实现的：利用光谱在线分析技术，在体外在线分析测量人体中的血糖浓度，根据在线分析仪连续不间断的检测分析数据，结合远程医疗支持等人工智能系统，调整胰岛素输注剂量，优化治疗方案。通过无线数据网络，将上述数据传输至中心模块，由中心模块控制程序控制器PLC，再由PLC调控胰岛素泵的运行。胰岛素泵、胰岛素贮存瓶和程序控制器PLC整合在便携盒体内，盒体内设二个或多个胰岛素贮存瓶，可随时根据治疗需要进行胰岛素种类的在线切换。
[0011]它包括光谱在线血糖分析仪，光谱在线血糖分析仪由弧光灯、含有中心模块的显示器及手链组成，弧光灯配备一个微型锂电池作为电源供电；佩戴时弧光灯位于手掌侧，显示器位于手背侧。中心模块集成在一个7.5毫米
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7.5毫米的芯片上，利用微加工技术制成中等规模集成电路，中心模块内置一个独立的锂电池电源，中心模块内还有光电检测器（即光电倍增管）处理电路、前置电路、显示屏、蓝牙通讯装置；显示屏用作数据显示屏和电话（无线）显示屏。
[0012]还包括胰岛素泵盒体，胰岛素泵盒体内装有若干个不同种类的胰岛素瓶，每个胰岛素瓶的输液管上都安装有一个胰岛素瓶控制阀，这些输液管都与胰岛素泵进口相连，胰岛素泵出口连接的输液管上安装有胰岛素控制调节阀，所述的胰岛素瓶控制阀和胰岛素泵及胰岛素控制调节阀都通过导线与程序控制器PLC连接，程序控制器PLC由安装在胰岛素泵盒体内的锂电池电源提供电力，胰岛素泵盒体上还设有蓝牙接口。胰岛素泵盒体佩戴在腰部。
[0013]胰岛素泵控制方法为：位于手掌侧的弧光灯照射手臂中的静脉血管，静脉血管中的血糖吸收特定波长的光，形成血糖的特征吸收光谱，所述特征吸收光谱被手背上中心模块里的光电检测器（即光电倍增管）接收，并转换成电信号。上述电信号经中心模块里的前置电路（内含标准血糖浓度数据库等数据系统）和处理电路（内含微处理器，具备小型计算机功能）的对比、计算、处理，得出人体静脉中血糖的即时浓度数据。所述血糖浓度数据通过蓝牙通讯技术传送给胰岛素泵盒体的程序控制器PLC，程序控制器PLC控制胰岛素瓶的阀门开关和胰岛素泵流量控制调节阀的开度，即控制胰岛素的品种和泵入人体的数量。
[0014]还可进行远程医疗支持：医生通过身份认证后，由中心模块通信接口远程访问像分析测量数据，并发出指令，对患者使用的胰岛素品种和泵入人体的胰岛素数量进行优化调整，将患者的治疗置于医生的长期、连续监控中，及时有效地进行人工干预、优化调整，使患者得到满意的治疗体验和最佳的治疗效果。
[0015]本专利技术中即时的血糖分析数据和医生指令通过蓝牙通讯技术，传送至程序控制器PLC，对胰岛素品种和泵入人体的数量进行调节控制。
[0016]程序控制器PLC的控制原理为：当静脉血糖浓度上升时，PLC控制胰岛素泵调节阀
增加开度，胰岛素泵入人体的数量增加，反之，当血糖浓度下降时，PLC控制胰岛素泵调节阀减小开度，泵入人体的胰岛素数量减少。在血糖浓度和泵入人体的胰岛素数量之间存在一个设定好的比值关系，而医生指令可调整上述比值关系和胰岛素的品种，实现最佳的疗效。
[0017]胰岛素泵采用屏蔽电磁泵，材质选用聚四氟乙烯工程塑料，泵出口压力为0.005MPa（G）—0.015MPa（G），流量为0.3—8单位胰岛素量/小时。
[0018]胰岛素瓶由透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光谱在线血糖分析仪及胰岛素泵控制方法，其特征是：包括光谱在线血糖分析仪，光谱在线血糖分析仪由弧光灯、含有中心模块的显示器及手链组成，弧光灯配备一个微型锂电池作为电源供电；佩戴时弧光灯位于手掌侧，显示器位于手背侧；中心模块集成在一个芯片上，利用微加工技术制成中等规模集成电路，中心模块内置一个独立的锂电池电源，中心模块内还有光电检测器处理电路、前置电路、显示屏、蓝牙通讯装置；显示屏用作数据显示屏和电话显示屏；还包括胰岛素泵盒体，胰岛素泵盒体内装有若干个不同种类的胰岛素瓶，每个胰岛素瓶的输液管上都安装有一个胰岛素瓶控制阀，这些输液管都与胰岛素泵进口相连，胰岛素泵出口连接的输液管上安装有胰岛素控制调节阀，所述的胰岛素瓶控制阀和胰岛素泵及胰岛素控制调节阀都通过导线与程序控制器PLC连接，程序控制器PLC由安装在胰岛素泵盒体内的锂电池电源提供电力，胰岛素泵盒体上还设有蓝牙接口。2.按照权利要求1所述的光谱在线血糖分析仪及胰岛素泵控制方法，其特征是：胰岛素泵控制方法为：位于手掌侧的弧光灯照射手臂中的静脉血管，静脉血管中的血糖吸收特定波长的光，形成血糖的特征吸收光谱，所述特征吸收光谱被手背上中心模块里的光电检测器接收，并转换成电信号；上述电信号经中心模块里的前置电路和处理电路的对比、计算、处理，得出人体静脉中血糖的即时浓度数据；所述血糖浓度数据通过蓝牙通讯技术传送给胰岛素泵盒体的程序控制器PLC，程序控制器PLC控制胰岛素瓶的阀门开关和胰岛素泵流量控制调节阀的开度，即控制胰岛素的品种和泵入人体的数量。3.按照权利要求2所述的光谱在线血糖分析仪及胰岛素泵控制方法，其特征是：还可进行远程医疗支持：医生通过身份认证后，由中心模块通信接口远程访问像分析测量数据，并发出指令，对患者...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小秦，李兴阳，
申请(专利权)人：樊军歌，
类型：发明
国别省市：