國際糖尿病聯(lián)合會第9版《全球糖尿病地圖（IDF Diabetes Atlas）》顯示，目前全球范圍內(nèi)約有4.63億人患糖尿病。盡管糖尿病無法治愈，但針對藥物治療依從性、生活方式、營養(yǎng)、體育鍛煉、減壓等因素進(jìn)行干預(yù)，就可為病情帶來明顯改善。更重要的是，患者應(yīng)加強(qiáng)自我管理。

糖尿病是時間密集型管理的疾病，患者每天必須做出有關(guān)血糖監(jiān)測、營養(yǎng)、胰島素和藥物攝入等各項決定。以患者為中心的數(shù)字化管理是極其適合糖尿病的解決方案，全球科技工作者也在不斷嘗試和迭代相應(yīng)技術(shù)。

2019年，雅培與諾和諾德曾宣布進(jìn)行一項非獨(dú)家合作，將諾和諾德聯(lián)網(wǎng)型胰島素注射筆的胰島素數(shù)據(jù)集成到雅培數(shù)字健康管理工具上。諾和諾德商業(yè)創(chuàng)新副總裁Anders Dyhr Toft表示，缺少可靠的信息令許多糖尿病患者及其醫(yī)生十分受挫，此次合作將使醫(yī)療健康專業(yè)人員更好地了解患者的糖尿病管理，并幫助患者對治療更有信心。

該項目是一個典型的糖尿病數(shù)字化醫(yī)療方案的構(gòu)架，雖然至今尚未真正開始實(shí)施，但我們有理由相信，在數(shù)字化工具的幫助下，人們能夠評估基于個體數(shù)據(jù)的干預(yù)措施對生活方式的改變，以及對血糖控制、其他醫(yī)療參數(shù)和用藥依從性的影響。

數(shù)字醫(yī)療應(yīng)具備“3D”要素，即：設(shè)備Device、設(shè)備的數(shù)據(jù)Data、和數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的醫(yī)療決策Decision。三個要素中，設(shè)備Device排在第一，足見其重要性。這同樣適用于糖尿病數(shù)字化管理，足夠適用的智能設(shè)備才能解決Anders Dyhr Toft口中“缺少可靠信息”的問題。

縱觀目前主流的糖尿病數(shù)字化管理模式，根據(jù)適用患者、使用方式的不同，主要包括兩大類：一是基于連續(xù)血糖監(jiān)測（CGM）、自動胰島素輸注（AID）和控制算法的人工胰腺系統(tǒng)；二是基于智能指尖血糖儀、胰島素筆注射劑量計數(shù)器和智能決策的自我管理系統(tǒng)。本文將梳理出兩類模式中設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用情況，以期為行業(yè)帶來參考。

智能設(shè)備與人工胰腺

力爭回歸正常生活，既是糖尿病患者自身的強(qiáng)烈愿望，也是科技工作者研發(fā)攻關(guān)的終極目標(biāo)。模仿人體胰腺工作機(jī)制的“人工胰腺”就是這一目標(biāo)的落地產(chǎn)品。

作為連續(xù)生理指標(biāo)數(shù)據(jù)采集和連續(xù)藥物輸送的智能設(shè)備，CGM和AID能夠動態(tài)調(diào)整血糖水平，最大程度接近胰腺的生理機(jī)能，因此，二者的發(fā)展程度也代表了人工胰腺的進(jìn)步程度。

人工胰腺的工作流程，動脈網(wǎng)制圖

CGM和AID對人工胰腺的價值

根據(jù)美國糖尿病協(xié)會（ADA）、美國臨床內(nèi)分泌醫(yī)師協(xié)會（AACE）及美國內(nèi)分泌學(xué)會（ACE）的共識，CGM和胰島素泵主要適用于1型糖尿病患者、需要胰島素強(qiáng)化治療的2型糖尿病患者。

CGM能夠幫助上述患者了解自身飲食、運(yùn)動、藥物治療等行為帶來的血糖變化情況和趨勢，從而幫助患者準(zhǔn)確計算和調(diào)整胰島素注射劑量，并綜合管控飲食和運(yùn)動。不過，早期“CGM+胰島素泵”需要人工調(diào)整胰島素劑量，因此被稱為開環(huán)人工胰腺系統(tǒng)。隨著胰島素智能輸注技術(shù)的發(fā)展，“CGM+控制算法+智能胰島素泵”的閉環(huán)系統(tǒng)得以問世。

2019年12月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了Beta Bionics公司的iLet仿生胰腺系統(tǒng)。iLet通過Dexcom G6或Senseonics的Eversense連續(xù)血糖監(jiān)測儀來持續(xù)采集患者血糖數(shù)據(jù)，通過人工智能算法，調(diào)節(jié)1型糖尿病患者的胰島素和胰高血糖素輸注劑量，減少高血糖和低血糖的發(fā)生，使血糖保持在正常范圍內(nèi)。

類似的產(chǎn)品還有Insulet的Omnipod Horizon自動胰島素輸送系統(tǒng)，是將Dexcom G6連續(xù)監(jiān)測血糖儀與自己的Omnipod胰島素泵進(jìn)行連接，在控制器中置入算法來實(shí)時調(diào)整胰島素泵的劑量。

美敦力人工胰腺M(fèi)INIMED 670G的產(chǎn)品構(gòu)成，來源：美敦力官網(wǎng)

美敦力、Tandem、Insulet、Beta Bionics等公司通過數(shù)十年不懈的研究和市場迭代，實(shí)現(xiàn)了胰島素輸注劑量可以根據(jù)血糖數(shù)據(jù)實(shí)時自動控制和調(diào)整，被認(rèn)為是現(xiàn)階段糖尿病管理和治療的最佳解決方案。

人工胰腺的技術(shù)和市場難點(diǎn)

盡管人工胰腺系統(tǒng)獲得了快速發(fā)展，但仍然存在來自技術(shù)和市場方面的挑戰(zhàn)。

以2019年12月獲FDA批準(zhǔn)的Tandem Control-IQ為例，其代表了全球最新人工胰腺技術(shù)，但它距離真正意義上的模擬胰島素分泌功能依然很遙遠(yuǎn)；將人體實(shí)時攝入的碳水化合物及運(yùn)動消耗熱量也納入自動監(jiān)測范圍，結(jié)合CGM數(shù)據(jù)、并通過算法作用于AID，仍是技術(shù)研發(fā)需要攻克的難題。

此外，CGM系統(tǒng)也存在技術(shù)難點(diǎn)。CGM包含傳感器、發(fā)射器、接收器三大部分，其中，傳感器是核心部件，直接決定CGM測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。當(dāng)前，CGM技術(shù)存在傳感器外膜設(shè)計、校準(zhǔn)算法、和傳感器酶固定技術(shù)的難點(diǎn)。例如，校準(zhǔn)算法的難點(diǎn)在于CGM所測量的皮下間質(zhì)液葡萄糖濃度與血糖濃度之間存在不恒定的差值，校準(zhǔn)算法需要解決不同生理狀態(tài)、傳感器表面的鈍化及異體物包裹、測試環(huán)境等導(dǎo)致的測量差值。

CGM的終極理想技術(shù)是無創(chuàng)連續(xù)監(jiān)測，無創(chuàng)檢測技術(shù)尚未找到體外測試指標(biāo)與血糖濃度強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)原理，雖然一直是全球研發(fā)熱點(diǎn)，但精準(zhǔn)性和可靠性還有待考驗(yàn)。

市場方面，受經(jīng)濟(jì)能力、佩戴舒適性、產(chǎn)品可及性等原因，目前國內(nèi)糖尿病患者在院外的血糖監(jiān)測仍以使用指血血糖儀為主；CGM整體滲透率不足0.5%，遠(yuǎn)低于指血血糖儀25%的滲透率。同時，國產(chǎn)CGM和胰島素泵的發(fā)展已經(jīng)超過10年，但一直面臨國內(nèi)市場無醫(yī)保覆蓋、國際市場有專利風(fēng)險的局面，是進(jìn)一步規(guī)?；奶魬?zhàn)。

智能設(shè)備與自我管理系統(tǒng)

如果說人工胰腺更強(qiáng)調(diào)技術(shù)的專業(yè)性和治療效果，那么，針對2型糖尿病患者的管理模式則更需要良好生活行為習(xí)慣的建立和保持，以及對醫(yī)療方案的依從性。

基于個體數(shù)據(jù)的個性化提醒、智能建議、娛樂游戲化激勵和人機(jī)交互是針對這個群體的根本解決方案，即“智能設(shè)備+智能決策”的數(shù)字化糖尿病管理系統(tǒng)。

智能監(jiān)測提升患者留存與活躍

由于2型糖尿病患者群體龐大，適用于這些患者的管理系統(tǒng)應(yīng)該做到廣覆蓋、低成本，還需要具備高留存和高活躍的特性。

在這種強(qiáng)調(diào)患者自我管理的數(shù)字化管理系統(tǒng)中，血糖監(jiān)測仍然是最基礎(chǔ)的工作。目前，絕大多數(shù)Connecting SMBG血糖儀采用藍(lán)牙連接方式，方便注冊，方便應(yīng)用于其他管理系統(tǒng)，以及方便與人工胰腺系統(tǒng)連接。但是，這種方式與患者留存和活躍沒有直接關(guān)聯(lián)。

為了提升患者留存率和活躍度，糖護(hù)士Dnurse2014年上市的第一代手機(jī)血糖儀實(shí)現(xiàn)了指血血糖儀和音頻通信技術(shù)的跨界結(jié)合，除了自動記錄血糖數(shù)據(jù)到血糖管理APP之外，這款血糖儀還采用了獨(dú)特的無屏幕設(shè)計，患者使用后，關(guān)注糖尿病管理APP的頻率和時長更高，比使用帶有屏幕的連接型指血血糖儀高出4倍。

同樣采用類似音頻或USB通信接口的還有美國的Dario血糖儀，該技術(shù)的物理優(yōu)勢是成本低、功耗低和連接便捷性。

高留存和高活躍是管理效果的重要評價指標(biāo)，很顯然，手機(jī)血糖儀在糖尿病數(shù)字化管理方案中，較好地解決了患者自我管理依從性的問題。這樣的設(shè)計也必須通過更嚴(yán)苛的審批標(biāo)準(zhǔn)，即：血糖儀與APP一同注冊審批。據(jù)了解，糖護(hù)士Dnurse的手機(jī)血糖儀和APP擁有CFDA和CE的注冊許可，以及APP的FDA Class 1注冊，遠(yuǎn)銷亞非拉15個國家和地區(qū)。

此外，糖護(hù)士Dnurse于2020年7月還推出了SPUG血糖尿酸測試儀，具備血糖尿酸一機(jī)雙測功能，便于糖尿病合并痛風(fēng)患者的綜合管理，以及滿足年輕痛風(fēng)患者的需求。SPUG不再是3.5MM耳機(jī)接口，而是與時俱進(jìn)的Type-C通信接口，針對蘋果手機(jī)還配備有專門研發(fā)的轉(zhuǎn)接線。

糖護(hù)士Dnurse旗下的全自動胰島素注射劑量計數(shù)器、手機(jī)血糖儀和糖護(hù)士APP，來源：公開資料

智能計數(shù)提升患者依從性

在人工胰腺系統(tǒng)的工作流程中，智能設(shè)備主要在于患者解決“將要用多少藥”的問題，實(shí)際上，患者“什么時間、用了多少藥”同樣重要。歷史數(shù)據(jù)不僅能幫助患者查看自己的用藥記錄——因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中有患者會忘記什么時候打了胰島素、打了多少胰島素，還能幫助患者家人、醫(yī)生等掌握用藥情況，以便對患者進(jìn)行適時提醒、鼓勵，或者綜合患者的其他生活行為數(shù)據(jù)以調(diào)整管理方案。

當(dāng)然，數(shù)據(jù)記錄也能用智能方式來實(shí)現(xiàn)。Patient Pending公司研發(fā)出了智能胰島素筆帽產(chǎn)品Timesulin，可記錄患者上一次注射胰島素的時間。2017年，Patient Pending被Bigfoot收購，Timesulin則被應(yīng)用與Bigfoot Inject胰島素閉環(huán)系統(tǒng)中。

運(yùn)用了智能胰島素筆帽產(chǎn)品的Bigfoot Inject胰島素閉環(huán)系統(tǒng)，圖片來源：Bigfoot官網(wǎng)

不同于Bigfoot對技術(shù)和產(chǎn)品的生態(tài)鏈整合，糖護(hù)士Dnurse則是智能設(shè)備和智能決策系統(tǒng)全部自主研發(fā)。2016年10月，糖護(hù)士Dnurse在美國發(fā)布了全自動胰島素注射劑量計數(shù)器insulinK，其目的是通過insulinK采集患者注射胰島素的行為數(shù)據(jù)，并傳輸給糖護(hù)士APP，由智能決策系統(tǒng)對患者進(jìn)行提醒、建議、鼓勵和交互，以此提高患者的用藥依從性。

目前，insulinK共推出3個型號，分別適用于諾和諾德耐用型筆4和筆5、禮來的優(yōu)伴筆、以及賽諾菲的來得時預(yù)充筆。過去2年，insulinK服務(wù)了近3萬名起始胰島素患者，有效降低了胰島素患者的用藥脫落率。

無論是手機(jī)血糖儀還是胰島素注射劑量計數(shù)器，都通過產(chǎn)品模式的創(chuàng)新增加了患者數(shù)據(jù)量的采集，為制定更精確的管理方案提供了可能。對患者而言，遵從更精準(zhǔn)的管理方案才能穩(wěn)定控糖，降低并發(fā)癥風(fēng)險；對藥械企業(yè)而言，這些創(chuàng)新能夠提升藥物、耗材在存量患者中的銷量，具有產(chǎn)業(yè)價值。

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糖尿病數(shù)字化管理不同設(shè)備在技術(shù)性和用戶覆蓋面上的差別，動脈網(wǎng)制圖

綜合本文梳理的兩大管理模式來看，人工胰腺及其重要組成設(shè)備CGM、AID等，是側(cè)重技術(shù)專業(yè)性的設(shè)備型模式；手機(jī)血糖儀、胰島素注射劑量計數(shù)器等設(shè)備則是側(cè)重覆蓋率的患者型模式。無論哪種模式，都是通過設(shè)備采集數(shù)據(jù)，再通過人工智能去匹配健康生活解決方案，具備高效、個性化的特征，是進(jìn)行后續(xù)管理的基本前提。

對于全球4.63億糖尿病患者，中國1.16億糖尿病患者，醫(yī)護(hù)提供健康干預(yù)的供給是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，人工干預(yù)存在成本高、效率低的短板。在數(shù)字化管理中，無論是設(shè)備型模式還是患者型模式，都能針對相應(yīng)的患者群體發(fā)揮出極大價值。同時，我們也看到了兩種模式中設(shè)備的技術(shù)壁壘、關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)等驅(qū)動要素，這成為糖尿病數(shù)字化管理持續(xù)迭代的方向。

由于“3D”要素中除了設(shè)備之外，數(shù)據(jù)和智能決策同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，我們也將在后續(xù)文章中梳理相關(guān)的發(fā)展與應(yīng)用情況。