可穿戴式解决方案助力实现更有效、更经济的连续主动的血糖健康监测

20年前，2型糖尿病在中国几乎闻所未闻。20年后，我们走在了“世界前列”——世界上2型糖尿病患病率最高的国家。根据现有数据统计显示，我国2型糖尿病患者人数已达到了1.14亿，而且发病年龄年轻化的趋势越来越明显，从2008年以来，40岁以下人群2型糖尿病的发病率已经从3.2%增加到了5.9%，年轻糖尿病患者的人数在近十多年里增加了1倍之多。

对糖尿病患者而言，测试血糖就跟吃饭一样，是每天必不可少的动作。目前最常规的方法是指尖釆血法检测血糖，即通过在不同时间点刺破患者的手指以测量血糖水平。由于很多糖友受不了频繁针扎的痛苦，所以很多人做不到一日七次测血糖。此外，这种方法测得的瞬间血糖容易受运动、饮食、药物、情绪波动等诸多因素的影响，所以这种测量结果存在一定的片面性。除监测方式自身存在的不足之外，患者的感受（如疼痛、不便等）也是影响血糖监测的主要原因之一。因此，动态血糖监测仪（Continuous Glucose Monitor，CGM）等监测设备应运而生，并很快受到广大糖尿病患者的欢迎。中国是世界上糖尿病患者最多的国家，为了应对这个不断增长的市场，ADI公司与中国领先的CGM设备提供商合作为糖尿病患者带来福音，其中包括与美奇合作开发下一代集成式动态血糖监测可穿戴设备。

告别指尖釆血，CGM为患者提供更精确的监测数据

CGM是指通过葡萄糖感应器监测皮下组织间液的葡萄糖浓度，间接反映血糖水平的监测技术，帮助患者全面了解其24小时动态血糖波动的设备。它允许用户实时观察饮食、运动和胰岛素剂量对患者葡萄糖水平的影响，并降低低血糖发作的频率和严重性，发现不易被传统监测方法所探测的隐匿性高血糖和低血糖。

除此之外，CGM的成本优势也非常明显，不仅可以节约大量针头和试纸使用费用，而且在患者一生中，通过动态血糖仪获取的持续数据还可帮助他们成功地监测症状，避免严重的医疗程序或医院就诊带来的高昂费用。使用CGM患者能够管理自己的健康，改变饮食习惯、按时服药，同时提高整体生活质量。

CGM的尺寸、重量以及功耗（SWaP）是整个动态血糖仪行业面临的挑战。毕竟，CGM是戴在糖尿病患者身上的便携式生命体征监测（VSM）设备，通常连接在手臂或腹部。但由于它需要持续不断地有电力来收集数据，所以很难让它们足够大，既能发挥作用，又不影响佩戴者。作为数字医疗解决方案的领导者，特别是在可穿戴技术和慢性病管理领域，这一SWaP挑战正是ADI的专业领域解决方案的优势所在。据公开资料介绍，美奇的动态血糖监测设备中就采用了ADI的传感器与下一代移动阻抗测试技术。

ADI可满足医疗领域的阻抗测量解决方案

在官方公布的信息中，美奇选择了ADI公司小尺寸、低电压的AD5950用于下一代移动阻抗测试技术。该器件型号并不在ADI官网的信息中，但我们不妨从ADI的相关解决方案中一窥其阻抗测量解决方案的技术特点技术趋势。

整合发射器+可更换传感器的美奇动态血糖监测贴片

对于所有应用，阻抗测量的基本原理都是相同的，但单次测量的功能仍然存在很大差别。例如对于电化学阻抗分析，其中电化学电池或传感器的阻抗是在所有不同频率中测量。通过不同频率下阻抗的变化，测量传感器磨损，并自动调整信号链。采用这种测量时，传感器精度会随着时间（几天至几周）而下降，这可能严重影响到各种测量值的整体精度。CGM就会出现这种问题。ADI的阻抗测量的解决方案ADuCM355就可以统一实施所有测量，这种高度集成的芯片包含一个节能模拟前端（AFE）和一个微控制器，后者承担管理和安全功能，例如循环冗余校验（CRC）。下图显示了ADuCM355的关键组件。

具有化学传感器接口的精密模拟微控制器ADuCM355的框图

在医疗技术领域，人们都在寻求体积小、节能和低成本的解决方案，以便将它们植入可穿戴设备和可用设备中。ADI公司的ADuCM355是一款片内系统，可以极低的功耗控制电化学和生物传感器。该器件是一款基于Arm Cortex-M3处理器的超低功耗混合信号微控制器，具有电流、电压和阻抗测量功能。

大多数用于测量的传感器都可以通过ADuCM355输入直接操作。例如，用于恒电势器测量，如血糖测量。与此相对，实现更准确的测量（例如电导率和pH值）需要用到扩展信号链，所以也需要采用外部芯片，例如 LTC6078。它增加了输入阻抗，以适应传感器的高输出阻抗，从而获得准确的读数。借助较大的信号链，ADuCM355可以读取电压和电流值。在所示的电路中，可以检测到范围小于100 Ω至10 MΩ的阻抗，较大的测量范围可以覆盖医疗领域所需的整个阻抗图谱。

AD594x的高级功能框图

ADI官网中用于连续血糖监测的高精度、低功耗模拟前端解决方案是AD594x，该系列芯片专为医疗和工业类应用量身定制。该模拟前端完全可配置，可进行修改以支持各种不同的用途，包括皮肤电活动（EDA）或皮肤电反应（GSR）、身体阻抗分析、水分测量和生化测量等。随着可穿戴设备和电池供电系统成为发展趋势，主要挑战是在尽可能小的外形尺寸内满足所需的性能水平，并且功耗极低。AD594x旨在支持当今的可穿戴市场，并满足所有关键要求，包括高精度、小尺寸和低功耗。

结论

随着医学从被动治疗转向主动预防，这种医疗趋势的转变依赖于高质量并持续获得的患者数据的设备，例如血糖是因为运动而太低，还是因为不良饮食习惯而太高，并能基于这些检测数据，更准确、有效和全面的判断。借助CGM提供的准确的临床级血糖水平数据，患者能够得到恰当的胰岛素治疗，这有助于避免进一步的糖尿病并发症，如血管损伤、心脏病、中风、肾病、糖尿病昏迷等。