20年前,，2型糖尿病在中國幾乎聞所未聞,。20年后，我們走在了“世界前列”——世界上2型糖尿病患病率最高的國家,。根據現(xiàn)有數(shù)據統(tǒng)計顯示,，我國2型糖尿病患者人數(shù)已達到了1.14億，而且發(fā)病年齡年輕化的趨勢越來越明顯,，從2008年以來,，40歲以下人群2型糖尿病的發(fā)病率已經從3.2%增加到了5.9%,，年輕糖尿病患者的人數(shù)在近十多年里增加了1倍之多。
對糖尿病患者而言,，測試血糖就跟吃飯一樣,，是每天必不可少的動作。目前最常規(guī)的方法是指尖釆血法檢測血糖,，即通過在不同時間點刺破患者的手指以測量血糖水平,。由于很多糖友受不了頻繁針扎的痛苦，所以很多人做不到一日七次測血糖,。此外,，這種方法測得的瞬間血糖容易受運動、飲食,、藥物,、情緒波動等諸多因素的影響，所以這種測量結果存在一定的片面性,。除監(jiān)測方式自身存在的不足之外,，患者的感受（如疼痛、不便等）也是影響血糖監(jiān)測的主要原因之一,。因此,，動態(tài)血糖監(jiān)測儀（ConTInuousGlucoseMonitor，CGM）等監(jiān)測設備應運而生,，并很快受到廣大糖尿病患者的歡迎,。中國是世界上糖尿病患者最多的國家，為了應對這個不斷增長的市場,，ADI公司與中國領先的CGM設備提供商合作為糖尿病患者帶來福音,，其中包括與美奇合作開發(fā)下一代集成式動態(tài)血糖監(jiān)測可穿戴設備。
告別指尖釆血,，CGM為患者提供更精確的監(jiān)測數(shù)據
CGM是指通過葡萄糖感應器監(jiān)測皮下組織間液的葡萄糖濃度,，間接反映血糖水平的監(jiān)測技術，幫助患者全面了解其24小時動態(tài)血糖波動的設備,。它允許用戶實時觀察飲食,、運動和胰島素劑量對患者葡萄糖水平的影響，并降低低血糖發(fā)作的頻率和嚴重性,，發(fā)現(xiàn)不易被傳統(tǒng)監(jiān)測方法所探測的隱匿性高血糖和低血糖,。
除此之外，CGM的成本優(yōu)勢也非常明顯,，不僅可以節(jié)約大量針頭和試紙使用費用,，而且在患者一生中，通過動態(tài)血糖儀獲取的持續(xù)數(shù)據還可幫助他們成功地監(jiān)測癥狀,，避免嚴重的醫(yī)療程序或醫(yī)院就診帶來的高昂費用,。使用CGM患者能夠管理自己的健康,，改變飲食習慣、按時服藥,，同時提高整體生活質量,。
CGM的尺寸、重量以及功耗（SWaP）是整個動態(tài)血糖儀行業(yè)面臨的挑戰(zhàn),。畢竟,，CGM是戴在糖尿病患者身上的便攜式生命體征監(jiān)測（VSM）設備，通常連接在手臂或腹部,。但由于它需要持續(xù)不斷地有電力來收集數(shù)據,，所以很難讓它們足夠大，既能發(fā)揮作用,，又不影響佩戴者,。作為數(shù)字醫(yī)療解決方案的領導者，特別是在可穿戴技術和慢性病管理領域,，這一SWaP挑戰(zhàn)正是ADI的專業(yè)領域解決方案的優(yōu)勢所在,。據公開資料介紹，美奇的動態(tài)血糖監(jiān)測設備中就采用了ADI的傳感器與下一代移動阻抗測試技術,。
ADI可滿足醫(yī)療領域的阻抗測量解決方案
在官方公布的信息中,，美奇選擇了ADI公司小尺寸、低電壓的AD5950用于下一代移動阻抗測試技術,。該器件型號并不在ADI官網的信息中,，但我們不妨從ADI的相關解決方案中一窺其阻抗測量解決方案的技術特點技術趨勢。
整合發(fā)射器+可更換傳感器的美奇動態(tài)血糖監(jiān)測貼片
對于所有應用,，阻抗測量的基本原理都是相同的,，但單次測量的功能仍然存在很大差別。例如對于電化學阻抗分析,，其中電化學電池或傳感器的阻抗是在所有不同頻率中測量,。通過不同頻率下阻抗的變化，測量傳感器磨損,，并自動調整信號鏈,。采用這種測量時，傳感器精度會隨著時間（幾天至幾周）而下降,，這可能嚴重影響到各種測量值的整體精度,。CGM就會出現(xiàn)這種問題,。ADI的阻抗測量的解決方案ADuCM355就可以統(tǒng)一實施所有測量,，這種高度集成的芯片包含一個節(jié)能模擬前端（AFE）和一個微控制器，后者承擔管理和安全功能,，例如循環(huán)冗余校驗（CRC）,。下圖顯示了ADuCM355的關鍵組件,。
具有化學傳感器接口的精密模擬微控制器ADuCM355的框圖
在醫(yī)療技術領域，人們都在尋求體積小,、節(jié)能和低成本的解決方案,，以便將它們植入可穿戴設備和可用設備中。ADI公司的ADuCM355是一款片內系統(tǒng),，可以極低的功耗控制電化學和生物傳感器,。該器件是一款基于ArmCortex-M3處理器的超低功耗混合信號微控制器，具有電流,、電壓和阻抗測量功能,。
大多數(shù)用于測量的傳感器都可以通過ADuCM355輸入直接操作。例如,，用于恒電勢器測量,，如血糖測量。與此相對,，實現(xiàn)更準確的測量（例如電導率和pH值）需要用到擴展信號鏈,，所以也需要采用外部芯片，例如LTC6078,。它增加了輸入阻抗,，以適應傳感器的高輸出阻抗，從而獲得準確的讀數(shù),。借助較大的信號鏈,，ADuCM355可以讀取電壓和電流值。在所示的電路中,，可以檢測到范圍小于100Ω至10MΩ的阻抗,，較大的測量范圍可以覆蓋醫(yī)療領域所需的整個阻抗圖譜。
AD594x的高級功能框圖
ADI官網中用于連續(xù)血糖監(jiān)測的高精度,、低功耗模擬前端解決方案是AD594x,，該系列芯片專為醫(yī)療和工業(yè)類應用量身定制。該模擬前端完全可配置,，可進行修改以支持各種不同的用途,，包括皮膚電活動（EDA）或皮膚電反應（GSR）、身體阻抗分析,、水分測量和生化測量等,。隨著可穿戴設備和電池供電系統(tǒng)成為發(fā)展趨勢，主要挑戰(zhàn)是在盡可能小的外形尺寸內滿足所需的性能水平,，并且功耗極低,。AD594x旨在支持當今的可穿戴市場，并滿足所有關鍵要求，包括高精度,、小尺寸和低功耗,。
結論
隨著醫(yī)學從被動治療轉向主動預防，這種醫(yī)療趨勢的轉變依賴于高質量并持續(xù)獲得的患者數(shù)據的設備,，例如血糖是因為運動而太低,，還是因為不良飲食習慣而太高，并能基于這些檢測數(shù)據,，更準確,、有效和全面的判斷。借助CGM提供的準確的臨床級血糖水平數(shù)據,，患者能夠得到恰當?shù)囊葝u素治療,，這有助于避免進一步的糖尿病并發(fā)癥，如血管損傷,、心臟病,、中風、腎病,、糖尿病昏迷等,。