糖尿病是一種常見的血糖代謝疾病，正成為人類的主要死亡原因之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織截至2014年數(shù)據(jù)，全世界約有4.22億人患糖尿病，每年有150萬人死于糖尿病。并且，近幾十年，糖尿病的病例數(shù)和患病率都呈穩(wěn)步上升的趨勢。

對糖尿病患者來說，膳食必須要均衡，特別是對碳水化合物進(jìn)行嚴(yán)格控制，以確保糖的攝入不超標(biāo)。通常，糖尿病患者利用兩種類型的胰島素注射一一長效胰島素和短效胰島素，以實現(xiàn)控制血糖水平。

長效胰島素的使用，在24小時內(nèi)的進(jìn)行血糖水平控制;而短效胰島素，需要一日三餐之前循環(huán)以下步驟：首先采指尖血，然后通過血糖儀檢測血糖數(shù)據(jù)，再評估碳水化合物的含量，來計算餐前需要注射胰島素的具體劑量，最后注射適量胰島素。

雖然對于糖尿病人這是一種常規(guī)的檢測方案，但這種麻煩的過程，可能會造成糖尿病人因繁忙忘記檢測或難以堅持，進(jìn)而對他們的健康造成威脅。近日，麻省理工學(xué)院的科學(xué)家提出了一種新方法，該方法以更便捷、容易被接受的方式，讓糖尿病人保持正常的血糖指標(biāo)。

麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系助理教授、布萊根婦女醫(yī)院胃腸病學(xué)家喬瓦尼·特拉弗索表示，“如果我們能夠通過實施新的解決方案來克服這些障礙，那么患者將更容易接受這種治療。”

為達(dá)到上述效果，特拉弗索與其團(tuán)隊為糖尿病患者準(zhǔn)備了兩種方案。

第一種方案是將現(xiàn)有的所有檢測血糖和注射胰島素的程序，集成到一臺新的設(shè)備，也就是說在新設(shè)備中，患者可一次性完成這項程序。

第二種方案是通過在注射胰島素的針頭上集成柔性電子設(shè)備，也就是說檢測血糖和注射胰島素用同一針頭“合二為一”，在新型傳感器檢測血糖后，再用該針頭注射胰島素注射。通過這兩種辦法，使患者檢測步驟減少，更利于堅持治療方案。

相關(guān)論文以《用于碳水化合物跟蹤、血糖監(jiān)測和胰島素輸送的自動化一體化系統(tǒng)》為題發(fā)表，喬瓦尼·特拉弗索為該論文的通訊作者。

通過手機(jī)拍攝食物的應(yīng)用程序估計食物zzjvIEDkGT7ZRJU70fj7lw==碳水化合物含量

采指尖血測血糖和計算胰島素劑量再注射，對糖尿病人來說，每天3餐前要重復(fù)這個過程，確實繁瑣。

為此，麻省理工學(xué)院團(tuán)隊開發(fā)了相關(guān)的手機(jī)應(yīng)用程序，通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)將計算環(huán)節(jié)“化繁為簡”。也就是說，糖尿病患者在計算碳水化合物的環(huán)節(jié)，可通過手機(jī)拍攝食物圖片，相關(guān)手機(jī)程序會以美國農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)庫中的營養(yǎng)信息為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而自動識別并計算出對應(yīng)的食物量以及碳水化合物含量。

一體式設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計和表征

其血糖檢測和胰島素劑量計算的過程是：糖尿病患者在新型設(shè)備進(jìn)行血糖測量后，再通過藍(lán)牙將檢測到的血糖信息輸送到智能手機(jī)應(yīng)用程序，然后應(yīng)用程序根據(jù)會血糖指標(biāo)結(jié)果與拍照識別出的碳水化合物含量結(jié)合，進(jìn)而計算出適量的胰島素注射劑量。

“我們的設(shè)備通過自動化刺破皮膚、采集血液、計算血糖水平、計算和注射胰島素的程序，使患者不需要單獨(dú)的采血裝置、血糖儀和胰島素注射器?！痹搱F(tuán)隊表示。

目前，這種新型設(shè)備的部分組件已經(jīng)得到FDA許可，但該設(shè)備還沒有進(jìn)入臨床試驗階段。目前，根據(jù)該設(shè)備對豬的測試結(jié)果，可以認(rèn)定該系統(tǒng)能正確地監(jiān)測葡萄糖水平，并且對胰島素劑量準(zhǔn)確評估。

“多合一”胰島素針通過傳感器在豬體內(nèi)測試

第二個方案是在注射胰島素的針頭集成新型葡萄糖傳感器，針頭刺入人體皮膚后，通過該傳感器可對皮膚表面下方的間質(zhì)液中的葡萄糖水平進(jìn)行檢測。

隨后，相關(guān)的血糖指標(biāo)會匯總到智能手機(jī)應(yīng)用程序，進(jìn)而應(yīng)用程序會根據(jù)相關(guān)信息計算胰島素劑量并通過插入的針頭完成胰島素注射。

“我們的想法是，如果可以將葡萄糖傳感器直接集成到胰島素輸送針的表面，我們只需為患者使用一根針，這樣可以最大限度地減少疼痛，并使整個過程更易于管理?！痹搱F(tuán)隊表示。

這項設(shè)備在對豬的相關(guān)測試表明，該系統(tǒng)適用于測量葡萄糖水平，更進(jìn)一步地，注射胰島素后豬的血糖指標(biāo)明顯下降。

據(jù)該團(tuán)隊預(yù)計，需要進(jìn)一步優(yōu)化和安全性驗證等，才能將這種新型的葡萄糖傳感器在人體進(jìn)行測試。據(jù)悉，該團(tuán)隊已為這兩種新方案申請專利。（綜合整理報道） （編輯/克珂）