膳食检测技术让“人工胰腺”离现实又近了一步

A.I.史蒂文斯理工学院的研究人员开发了一种系统，可以检测一个人吃东西并计算他们以前所未有的准确度和速度消耗多少碳水化合物。该工作为将连续葡萄糖显示器作为其糖尿病治疗的一部分佩戴连续葡萄糖显示器的人提供了重大进展，使胰岛素能够更接近实际需要的时间，减少血糖水平的危险摇摆。

“这使我们更靠近圣杯 - 一个可以快速检测的”人为胰腺“一步葡萄糖更改，并纠正它们胰岛素泵如果没有用户必须做任何事情，“Samantha Kleinberg说，穿着技术专家和史蒂文的计算机科学家，其工作在9月27日高级在线问题上出现美国医学信息学协会杂志。

在过去的20年里，连续葡萄糖监测或CGM，系统和胰岛素泵彻底改变了 -家庭护理对于数百万患有糖尿病的人，减少了对痛苦的Pinprick测试和手动胰岛素注射的需求。然而，这个过程仍然很麻烦。患有糖尿病的人必须输入要吃的碳水化合物数量;CGM检测葡萄糖水平的变化;然后患者管理胰岛素剂量以抵抗碳水化合物中的碳水化合物，通常为每15克碳水化合物的1单位胰岛素被吃掉，尽管这取决于胰岛素敏感性。

宣布一顿饭是一种非常负担，因为它必须为每顿膳食和零食而完成，并且可以导致胰岛素给药不正确给药。过去的膳食检测系统还集中于预测葡萄糖水平的变化，但Kleinberg和她的团队，包括Min Zhen和Baohua Ni，采取了不同的方法。

它们的膳食检测系统不能直接预测葡萄糖变化，而是将CGMS和身体活动数据中的差异与各种不同膳食的各种差异进行比较。“我们正在模拟一个人可以进食的所有不同类型的餐点，并使用这些模拟来解释来自传感器的数据，”Kleinberg解释说。

该系统关于一个人的膳食的估计非常准确：碳水化合物摄入可以准确地建模到1.2克范围内，而最佳的先前系统中的平均误差率超过17克。

同样重要的是，该系统的估计发生得非常快——有时是在一个人还在吃东西的时候——允许胰岛素在更接近实际需要的时候被注射。平均而言，该系统可以在25分钟内检测到食物，比之前最好的系统需要的48分钟快得多。

通过纳入活动数据，史蒂文斯系统还可以考虑由运动引起的血糖水平的波动，进一步提高其准确性。通过纳入来自月经跟踪应用，睡眠跟踪工具或生理压力标记的数据，还可以进一步提缩未来的版本。

但是，现在，焦点是使用更大的数据集来开发更准确的仿真。已发布的结果基于每个参与者的三天数据。Kleinberg现在正在努力开发出现随着时间的推移，而且更快，更准确地发展的算法，因为他们了解他们的用户的饮食习惯和生理反应。

该系统还可以监测不同胰岛素剂量的影响，当错过剂量或帮助微调剂量水平时，向用户通知用户。“错过胰岛素的饭菜是一个主要问题，”Kleinberg说。“如果我们可以检测到一顿饭的大小，我们可以提供关于响应需要多少胰岛素的建议。”

随着2050年的6.29亿人可能被诊断为糖尿病，预计未来几年将越来越广泛使用连续葡萄糖监测系统。虽然需要更多的测试，Kleinberg希望使她的团队的系统自由地提供，允许糖尿病患者升级开源软件控制其连续葡萄糖监测系统和胰岛素泵。

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