自动计算胰岛素剂量的方法与流程

2021-01-08 11:01:08|

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本发明涉及一种智能算法，具体而言，涉及一种自动计算胰岛素剂量的方法。

背景技术：

自上世纪20年代班庭发明外源胰岛素以来，人类开始以注射外源胰岛素与服用促泌降糖药为治疗1型、2型糖尿病的主要或首选方案。近100年来，全球的2型糖尿病患病率居高不下，逐年攀升。最近20年的人体临床试验表明，生活方式的干预可能是逆转甚至治愈2型糖尿病更为重要的关键。

越来越多的专家与学者认为，应该把治疗2型糖尿病的重点从针对高血糖这一2型糖尿病的症状与结果转向针对高胰岛素血症以及胰岛素抵抗这些2型糖尿病的主要病因上来。其中，包括采纳低碳水饮食、地中海饮食、间歇性断食等在内的优化2型糖尿病患者膳食结构与节律的广谱或个性化饮食方案成为了逆转或改善病程的有效生活干预方式。在美国糖尿病协会于2018年12月发布的《2019糖尿病诊疗标准》，以及20余位专家于2019年1月在《实用临床医药杂志》发布的《生酮饮食干预2型糖尿病中国专家共识》中，都直接认可并推荐包括低碳水饮食/生酮饮食与地中海饮食在内的一些生活干预方式作为某些2型糖尿病患者降血糖以及减少药物/制剂依赖的首选。然而，这些非医疗生活干预方式与许多2型糖尿病人已有的医疗干预，如注射外源胰岛素、服用促泌降糖药等，产生了冲突，具体表现为以下两点：

首先，许多饮食干预，如低碳水饮食(生酮饮食、阿特金斯饮食皆为低碳水饮食的分支)、地中海饮食、16/8间歇性断食等饮食干预大大降低了2型糖尿病患者膳食中净碳水化合物的总量，即使得膳食来源中唯一能直接使血糖上升的部分大大减少。同时，2型糖尿病患者在改变饮食方式前原有的医疗干预，如注射胰岛素、服用降糖药并未改变。这使得原有的医疗干预在降血糖的同时，现有的膳食结构中升高血糖的部分又急剧减少甚至基本减除，极易导致患者出现低血糖。

因此，2型糖尿病患者如采纳使膳食中升糖来源占比及总量减少的生活干预并验之有效，同时使用降血糖医疗干预，需要根据饮食干预的效果来科学地、逐次地减除医疗干预。而这种逐次减除医疗干预的办法目前非常匮乏或难以操作。

在此情况下的2型糖尿病患者还可以到医院或社区全科医生处进行问诊以调整医疗干预。但是，由于血糖的波动较大、频次较高，患者能够做到每日获得有效诊疗以及医嘱的执行难度也很大。

大部分外源胰岛素的说明书中，有简单介绍如何根据血糖变化进行调节。其方法主要是基于餐前血糖来预估餐后血糖，从而调节胰岛素使用。《成人2型糖尿病基础胰岛素临床应用中国专家指导建议》中对胰岛素的调节主要基于早空腹血糖。然而，这有四个局限。第一，尽管算法较为简单，但仍旧有一定的阅读理解门槛、学习时间与实践难度，特别是考虑到2型糖尿病患者多为年龄较长者；第二，现有的胰岛素的调整方案基于单次血糖驱动调整，即根据单次的血糖决定用药/胰岛素增减，并未考虑到单次血糖测量的误差、并未排除其它因素(如天气、情绪等)的干扰；第三，现有的胰岛素调整方案并未考虑到如低碳水饮食、间歇性断食这样的大量减少膳食中升糖来源的膳食结构与节律，而是假定与预设每餐都有一定的碳水化合物，因而其敏感性较差，并不能根据患者餐后血糖情况对之后的医疗干预做出调整；第四，现有的指南中，胰岛素调整的频次太低，只有每周1到3次，时常无法灵敏地、及时地优化最佳剂量以及避免低血糖。

若为了解决低血糖风险而直接除去所有的医疗干预，则也有可能会出现问题。

首先，病人依从性降低。若让病人配合饮食干预而立即去除所有医疗干预以避免低血糖的情况发生，则有可能在一定时期内发生血糖高升的现象，尽管这个现象很可能是暂时的，但是这会大大影响病人接受饮食干预的信心从而降低其依从性，最终导致生活干预的全局失控或失败。

其次，可能会导致应激性高血糖。极端情况下，特别在病人胰岛素抵抗很强、使用医疗干预年限较长的情况下，有可能导致应激性高血糖的发生，严重时会导致高渗性脱水、氮质血症、精神症状、昏迷等危险状况。

最后，突然一次性减除所有医疗干预可能造成血糖波动影响内分泌进而导致情绪波动最终加剧血糖波动。

需要指出的是，本算法发明针对的是开始执行广义低碳水饮食的2型糖尿病人。在本发明中，前述广义低碳水饮食所指代的饮食包括但不限于低碳水饮食、地中海饮食、生酮饮食、南海滩饮食、区域饮食、低升糖指数饮食与阿特金斯饮食。其量化定义为，每日净碳水化合物摄入量，即总碳水化合物摄入量减去膳食纤维的摄入量不超过120g或碳水化合物摄能占比不超过26％。满足此碳水化合物每日摄入量的饮食，不论其名称，皆符合本发明所针对的广义低碳水饮食。

综上所述，当生活干预与医疗干预产生以上冲突时，需要科学、逐次、梯度地找到一个避免高血糖和杜绝低血糖的个体化动态平衡点。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供便利智能的、无需繁琐自我计算的自动计算胰岛素剂量的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，该方法包括以下步骤：

设定早空腹血糖第一目标阈值(fbgt1)、早空腹血糖第二目标阈值(fbgt2)和血糖警戒值(hbg)，其中所述早空腹血糖第一目标阈值(fbgt1)为空腹血糖受损与血糖正常的临界值，其中所述早空腹血糖第二目标阈值(fbgt2)为血糖控制良好与低血糖风险提高的临界值，所述血糖警戒值(hbg)为低血糖风险进一步提高的临界值；

设定第一触发区间(fbgr1)为低于所述早空腹血糖第一目标阈值(fbgt1)同时高于等于早空腹血糖第二目标阈值(fbgt2)，并设定第二触发区间(fbgr2)为低于所述早空腹血糖第二目标阈值(fbgt2)同时高于等于所述血糖警戒值(hbg)；

测量个体的早空腹血糖(fbg)并记录；

如果连续两次测得的早空腹血糖(fbg)都处于第一触发区间(fbgr1)，则执行第一调整方案；

如果连续两次测得的早空腹血糖(fbg)都处于第二触发区间(fbgr2)，则执行第二调整方案；

如果连续两次测得的早空腹血糖(fbg)处于不同的触发区间，则执行第一调整方案。

优选地，所述第一调整方案为减少个体的目标胰岛素总剂量的14％-16％，更优选地为15％。

优选地，所述第二调整方案为减少个体的目标胰岛素总剂量的19％-21％，更优选地为20％。

优选地，早空腹血糖第一阈值(fbgt1)的范围为5.88～6.12mmol/l，更优选地为6mmol/l。

优选地，早空腹血糖第二阈值(fbgt2)的范围为5.19～5.41mmol/l，更优选地为5.3mmol/l。

优选地，血糖警戒值(hbg)的范围为4.31-4.49mmol/l，更优选地为4.4mmol/l。

优选地，任一时间测量血糖第一次低于血糖警戒值(hbg)时，减少个体的目标胰岛素总剂量的30％；更优选地，第二次低于血糖警戒值(hbg)时，减少个体的目标胰岛素总剂量的50％；又更优选地，第三次低于血糖警戒值(hbg)时，减少个体的目标胰岛素总剂量的100％。

优选地，还在临睡前测量血糖，若血糖低于血糖警戒值(hbg)时，在睡前食用少量升糖食物。

优选地，如果减少个体的目标胰岛素总剂量涉及多次注射，将减少量按比例分配至每一次注射。

根据本发明的另一个方面，提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，该方法包括以下步骤：

设定餐后两小时血糖第一目标阈值(pobgt1)、餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)和血糖警戒值(hbg)，所述餐后两小时血糖第一目标阈值(pobgt1)为糖耐力受损与正常的临界值，所述餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)为稳定控制与接近低血糖预警的临界值；

设定餐后血糖第一触发区间(pobgr1)为低于所述餐后两小时血糖第一目标阈值(pobgt1)同时高于等于所述餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)，并设定餐后血糖第二触发区间(pobgr2)为低于所述餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)同时高于等于所述血糖警戒值(hbg)；

定义早餐、午餐和晚餐为三种餐种；

测量个体的相同餐种的餐后两小时血糖并记录；

如果连续两次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第一触发区间(pobgr1)，则执行第一调整方案；

如果连续两次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第二触发区间(pobgr2)，则执行第二调整方案；

如果连续两次测得的餐后两小时血糖处于不同的触发区间，则执行第一调整方案。

根据本发明的又一个方面，提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，该方法包括以下步骤：

定义早餐、午餐和晚餐为三种餐种；

测量个体的不同餐种的餐后两小时血糖并记录；

如果连续三次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第一触发区间(pobgr1)，则执行第一调整方案；

如果连续三次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第二触发区间(pobgr2)，则执行第二调整方案；

如果连续三次测得的餐后两小时血糖处于不同的触发区间，则执行第一调整方案。

根据本发明的另一个方面，提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，该方法包括以下步骤：

定义早餐、午餐和晚餐为三种餐种；

测量个体的餐后两小时血糖并记录；

如果连续两次测得的餐后两小时血糖是相同餐种的餐后两小时血糖，并且

如果连续两次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第一触发区间(pobgr1)，则执行第一调整方案，；

如果连续两次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第二触发区间(pobgr2)，则执行第二调整方案；

如果连续两次测得的餐后两小时血糖处于不同的触发区间，则执行第一调整方案；

如果连续两次测得的餐后两小时血糖是不同餐种的餐后两小时血糖，则再测量第三次餐后两小时血糖，并且

如果这三次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第一触发区间(pobgr1)，则执行第一调整方案，；

如果这三次测得的餐后两小时血糖都处于餐后血糖第二触发区间(pobgr2)，则执行第二调整方案；

如果这三次测得的餐后两小时血糖处于不同的触发区间，则执行第一调整方案。

优选地，所述第一调整方案为减少个体的相应餐种的餐时胰岛素剂量的14％-16％，更优选地为15％。

优选地，所述第二调整方案为减少个体的相应餐种的餐时胰岛素剂量的19％-21％，更优选地为20％。

优选地，餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt1)的范围为7.64～7.95mmol/l，更优选地为7.8mmol/l。

优选地，餐后血糖第三阈值(pobgt2)的范围为5.88～6.12mmol/l，更优选地为6mmol/l。

优选地，血糖警戒值(hbg)的范围为4.31-4.49mmol/l，更优选地为4.4mmol/l。

优选地，任一时间测量血糖第一次低于血糖警戒值(hbg)时，减少个体的相应餐种的餐时胰岛素剂量的30％；更优选地，第二次低于血糖警戒值(hbg)时，减少个体的相应餐种的餐时胰岛素剂量的50％；又更优选地，第三次低于血糖警戒值(hbg)时，减少个体的相应餐种的餐时胰岛素剂量的100％。

优选地，临睡前测量血糖低于等于血糖警戒值(hbg)时，在睡前食用少量升糖食物。

应用本发明，可以科学地、阶梯式地自动计算胰岛素和降糖药的调整，从而大大方便了使用者。

附图说明

通过结合附图进行阅读，将会更好地了解以上概述以及以下详细描述。为了便于说明，附图中示出本公开的某些实施例。但是，应当理解，本发明并不局限于所示的准确布置和工具。结合到本说明书中并且构成其部分的附图示出按照本发明的系统和设备的实现，并且连同本描述一起用来说明按照本发明的优点和原理。

其中，

图1示意性显示了根据本发明的一个实施例的算法流程图；

图2示意性显示了根据本发明的另一个实施例的算法流程图；而

图3示意性显示了根据本发明的又一个实施例的算法流程图。

具体实施方式

在详细说明本发明的至少一个实施例之前，要理解，本发明并不局限于它在以下描述中提出或者在附图中示出的构造的细节以及组件的布置的应用。提供附图和书面描述，以指导本领域的技术人员进行和使用对其寻求专利保护的本发明。本发明适用于其他实施例并且能够按照各种方式来实施和执行。本领域的技术人员将会理解，为了清楚起见和便于了解，并非示出一商业实施例的所有特征。本领域的技术人员还将会理解，结合本发明的方面的实际商业实施例的开发将要求许多实现特定判定来取得开发人员的商业实施例的最终目标。虽然这些工作会是复杂和费时的，但是这些工作是获益于本公开的领域的技术人员例行任务。

另外，要理解，本文所采用的用语和术语是为了便于描述，而不应当被视作限制。例如，单数术语、例如“一”、“一个”的使用不是意在限制项的数量。另外，非限制性地诸如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧”之类的关系术语的使用为了清楚起见而具体参照附图用于本描述中，而不是意在限制本发明或者所附权利要求书的范围。此外，应当理解，本发明的特征的任一个可单独地或者与其他特征结合使用。通过阅读附图和详细描述，本领域的技术人员将会清楚地知道本发明的其他系统、方法、特征和优点。预计所有这类其他系统、方法、特征和优点都包含在本描述之内，包含在本发明的范围之内，并且受到所附权利要求书保护。

实施例一：

参考图1，本实施例提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，主要包括以下步骤：

第一步：设定三个早空腹血糖目标阈值，即早空腹血糖第一目标阈值(fbgt1)、早空腹血糖第二目标阈值(fbgt2)和血糖警戒值(hbg)，其中所述fbgt1为葡萄糖不耐与血糖正常的临界值，所述fgtb2为血糖控制良好与低血糖风险提高的临界值，所述hbg为低血糖风险进一步提高的临界值，早空腹血糖第一阈值(fbgt1)的范围为5.88～6.12mmol/l，在本实施例中取值为6.1mmol/l，早空腹血糖第二阈值(fbgt2)的范围为5.19～5.41mmol/l，在本实施例中取值为5.3mmol/l；hbg为低血糖预警临界值4.4mmol/l。

第二步：设定第一触发区间(fbgr1)为低于所述早空腹血糖第一目标阈值(fbgt1)同时高于等于早空腹血糖第二目标阈值(fbgt2)，并设定第二触发区间(fbgr2)为低于所述早空腹血糖第二目标阈值(fbgt2)同时高于等于所述血糖警戒值(hbg)；在本实施例中，第一触发区间(fbgr1)取值为低于所述6.1mmol/l同时高于等于5.3mmol/l，而第二触发区间(fbgr2)取值为低于所述5.3mmol/l同时高于等于4.4mmol/l。

第三步，连续地测量早空腹血糖(fbg)，当fbg连续两次处于第一触发区间(fbgr1)时，即两次都低于所述6.1mmol/l同时高于等于5.3mmol/l时，执行第一调整方案；当fbg连续两次处于第二触发区间(fbgr2)时，即两次都低于所述5.3mmol/l同时高于等于4.4mmol/l时，执行第二调整方案；当fbg连续两次处于不同触发区间时，执行第一调整方案。

其中，第一调整方案指的是减少fbg目标胰岛素，即所有长效胰岛素、早餐前或早餐时或早餐后的中效及预混胰岛素、临睡前的所有胰岛素总剂量15％；而第二调整方案则将减少这些胰岛素总剂量的20％。需要注意，这里目标胰岛素不包括短效及超短效胰岛素。

以第一调整方案为例，例如，第1天的空腹血糖为5.5mmol/l，第2天的空腹血糖为5.7mmol/l，用户早餐时本来要注射20u的诺和锐30(预混)或甘精胰岛素(长效)，则需减少至17u。假设当第1天空腹血糖为4.5mmol/l，第2天的空腹血糖为4.7mmol/l，则需减少胰岛素至16u，第3天的空腹血糖为5.8mmol/l，则在16u的基础上继续减少15％至13.6，四舍五入至14u。

实施例二：

参考图2，本实施例提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，包括以下步骤：

第一步：将餐后两小时血糖设定为三个目标阈值，即餐后两小时血糖第一目标阈值(pobgt1)，餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)和血糖警戒值(hbg)，所述餐后两小时血糖第一目标阈值(pobgt1)为糖耐力受损与正常的临界值，所述餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)为稳定控制与接近低血糖预警的临界值；所述餐后两小时血糖第一目标阈值(pobgt1)的范围为7.64～7.95mmol/l，本实施例中取值为7.8mmol/l；所述餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)的范围为5.88～6.12mmol/l，本实施例中取值为6mmol/l；所述hbg为4.4mmol/l。

第二步：设定餐后血糖第一触发区间(pobgr1)为低于所述餐后两小时血糖第一目标阈值(pobgt1)同时高于等于所述餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)，并设定餐后血糖第二触发区间(pobgr2)为低于所述餐后两小时血糖第二目标阈值(pobgt2)同时高于等于所述血糖警戒值(hbg)；本实施例中，餐后血糖第一触发区间(pobgr1)取值为低于7.8mmol/l同时高于等于6mmol/l，而餐后血糖第二触发区间(pobgr2)取值为低于6mmol/l同时高于等于4.4mmol/l。

第三步：连续测量同一餐的餐后两小时血糖，当测量值连续两次落入餐后血糖第一触发区间(pobgr1)，即两次都低于7.8mmol/l同时高于等于6mmol/l时，则执行第一调整方案；当测量值连续两次处于餐后血糖第二触发区间(pobgr2)时，即两次都低于6mmol/l同时高于等于4.4mmol/l时，执行第二调整方案；当测量值连续两次处于不同触发区间时，又执行第一调整方案。

其中，第一调整方案指的是减少相应餐种的餐时/餐后胰岛素(不论是长效、中效、短效、超短效胰岛素)的剂量15％；而第二调整方案则将减少这些胰岛素剂量的20％。这里的相应餐种，是指测量值涉及的餐种。

以第一调整方案为例，例如，第1天的午餐后2小时血糖为7.5mmol/l，第2天午餐2小时后血糖为7.7mmol/l，若用户本来打算于午餐时注射20u的诺和锐(速效)或诺和锐30(预混)，则需减少3u的注射量，即减至17u的注射量；若第3天午餐2小时后血糖为5mmol/l，则仍减少2.55u的注射量，四舍五入，即注射14u，若第4天午餐后2小时后血糖为5.5mmol/l，则注射量应再减少2.8u，四舍五入，减至11u。

实施例三：

参考图3，本实施例提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，包括以下步骤：

第三步：连续测量不同餐的餐后两小时血糖，当测量值连续三次落入餐后血糖第一触发区间(pobgr1)，即三次都低于7.8mmol/l同时高于等于6mmol/l时，则执行第一调整方案；当测量值连续三次处于餐后血糖第二触发区间(pobgr2)时，即三次都低于6mmol/l同时高于等于4.4mmol/l时，执行第二调整方案；当测量值连续三次处于不同触发区间时，又执行第一调整方案。

其中，第一调整方案指的是减少相应的餐时胰岛素(不论是长效、中效、短效、超短效胰岛素)的15％；而第二调整方案则将减少这些胰岛素总剂量的20％。

以第一调整方案为例，例如，第1天的晚餐2小时血糖为6mmol/l，第2天的午餐2小时血糖为6.7mmol/l，第3天的早餐2小时血糖为6.5mmol/l，用户本来打算早餐时注射20u的诺和锐30(预混)或甘精胰岛素(长效)，则需减少至17u(由于测量值涉及三种餐，若用户本来还打算在午餐和晚餐时也注射，则午餐和晚餐时的注射量也要减少15％)。假设当第1天午餐2小时血糖为5.5mmol/l，第2天的早餐2小时血糖为5.7mmol/l，第3天的早餐2小时血糖为6.8mmol/l，则也从20u的减少至17u。如果第4天的早餐2小时血糖为5.8mmol/l，则在17u的基础上减少2.55u，四舍五入，则减少至14u。

实施例四：

本实施例提供一种自动计算胰岛素剂量的方法，包括以下步骤：

第三步：测量个体的餐后两小时血糖，如果连续测量两次都是同一餐种的餐后两小时血糖，则参考实施例2执行后续步骤；如果连续测量两次是不同餐种的餐后两小时血糖，则测量第三次，并参考实施例3执行后续步骤。

在以上实施例中，都可以附加地再加上其他步骤，例如，任一时间测量血糖低于血糖警戒值(hbg)时，则执行第三调整方案，即减少个体的目标胰岛素总剂量的30％。又例如，如果临睡前测量血糖低于血糖警戒值(hbg)，则通知使用者在睡前食用少量升糖食物。再例如，如果减少个体的目标胰岛素总剂量涉及多次注射，则通知使用者将减少量按比例分配至每一次注射。

应当理解，本发明的实施形式中，也可以不直接执行各调整方案，而是通知使用者来执行各调整方案。

以上详细描述了本发明的优选的具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的设计构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的设计构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内和/或由权利要求书所确定的保护范围内。

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