20年前，2型糖尿病在中國幾乎聞所未聞。20年后，我們走在了“世界前列”——世界上2型糖尿病患病率最高的國家。根據現有數據統計顯示，我國2型糖尿病患者人數已達到了1.14億，而且發病年齡年輕化的趨勢越來越明顯，從2008年以來，40歲以下人群2型糖尿病的發病率已經從3.2%增加到了5.9%，年輕糖尿病患者的人數在近十多年里增加了1倍之多。
對糖尿病患者而言，測試血糖就跟吃飯一樣，是每天必不可少的動作。目前最常規的方法是指尖釆血法檢測血糖，即通過在不同時間點刺破患者的手指以測量血糖水平。由于很多糖友受不了頻繁針扎的痛苦，所以很多人做不到一日七次測血糖。此外，這種方法測得的瞬間血糖容易受運動、飲食、藥物、情緒波動等諸多因素的影響，所以這種測量結果存在一定的片面性。除監測方式自身存在的不足之外，患者的感受（如疼痛、不便等）也是影響血糖監測的主要原因之一。因此，動態血糖監測儀（ConTInuousGlucoseMonitor，CGM）等監測設備應運而生，并很快受到廣大糖尿病患者的歡迎。中國是世界上糖尿病患者最多的國家，為了應對這個不斷增長的市場，ADI公司與中國領先的CGM設備提供商合作為糖尿病患者帶來福音，其中包括與美奇合作開發下一代集成式動態血糖監測可穿戴設備。
告別指尖釆血，CGM為患者提供更精確的監測數據
CGM是指通過葡萄糖感應器監測皮下組織間液的葡萄糖濃度，間接反映血糖水平的監測技術，幫助患者全面了解其24小時動態血糖波動的設備。它允許用戶實時觀察飲食、運動和胰島素劑量對患者葡萄糖水平的影響，并降低低血糖發作的頻率和嚴重性，發現不易被傳統監測方法所探測的隱匿性高血糖和低血糖。
除此之外，CGM的成本優勢也非常明顯，不僅可以節約大量針頭和試紙使用費用，而且在患者一生中，通過動態血糖儀獲取的持續數據還可幫助他們成功地監測癥狀，避免嚴重的醫療程序或醫院就診帶來的高昂費用。使用CGM患者能夠管理自己的健康，改變飲食習慣、按時服藥，同時提高整體生活質量。
CGM的尺寸、重量以及功耗（SWaP）是整個動態血糖儀行業面臨的挑戰。畢竟，CGM是戴在糖尿病患者身上的便攜式生命體征監測（VSM）設備，通常連接在手臂或腹部。但由于它需要持續不斷地有電力來收集數據，所以很難讓它們足夠大，既能發揮作用，又不影響佩戴者。作為數字醫療解決方案的領導者，特別是在可穿戴技術和慢性病管理領域，這一SWaP挑戰正是ADI的專業領域解決方案的優勢所在。據公開資料介紹，美奇的動態血糖監測設備中就采用了ADI的傳感器與下一代移動阻抗測試技術。
ADI可滿足醫療領域的阻抗測量解決方案
在官方公布的信息中，美奇選擇了ADI公司小尺寸、低電壓的AD5950用于下一代移動阻抗測試技術。該器件型號并不在ADI官網的信息中，但我們不妨從ADI的相關解決方案中一窺其阻抗測量解決方案的技術特點技術趨勢。
整合發射器+可更換傳感器的美奇動態血糖監測貼片
對于所有應用，阻抗測量的基本原理都是相同的，但單次測量的功能仍然存在很大差別。例如對于電化學阻抗分析，其中電化學電池或傳感器的阻抗是在所有不同頻率中測量。通過不同頻率下阻抗的變化，測量傳感器磨損，并自動調整信號鏈。采用這種測量時，傳感器精度會隨著時間（幾天至幾周）而下降，這可能嚴重影響到各種測量值的整體精度。CGM就會出現這種問題。ADI的阻抗測量的解決方案ADuCM355就可以統一實施所有測量，這種高度集成的芯片包含一個節能模擬前端（AFE）和一個微控制器，后者承擔管理和安全功能，例如循環冗余校驗（CRC）。下圖顯示了ADuCM355的關鍵組件。
具有化學傳感器接口的精密模擬微控制器ADuCM355的框圖
在醫療技術領域，人們都在尋求體積小、節能和低成本的解決方案，以便將它們植入可穿戴設備和可用設備中。ADI公司的ADuCM355是一款片內系統，可以極低的功耗控制電化學和生物傳感器。該器件是一款基于ArmCortex-M3處理器的超低功耗混合信號微控制器，具有電流、電壓和阻抗測量功能。
大多數用于測量的傳感器都可以通過ADuCM355輸入直接操作。例如，用于恒電勢器測量，如血糖測量。與此相對，實現更準確的測量（例如電導率和pH值）需要用到擴展信號鏈，所以也需要采用外部芯片，例如LTC6078。它增加了輸入阻抗，以適應傳感器的高輸出阻抗，從而獲得準確的讀數。借助較大的信號鏈，ADuCM355可以讀取電壓和電流值。在所示的電路中，可以檢測到范圍小于100Ω至10MΩ的阻抗，較大的測量范圍可以覆蓋醫療領域所需的整個阻抗圖譜。
AD594x的高級功能框圖
ADI官網中用于連續血糖監測的高精度、低功耗模擬前端解決方案是AD594x，該系列芯片專為醫療和工業類應用量身定制。該模擬前端完全可配置，可進行修改以支持各種不同的用途，包括皮膚電活動（EDA）或皮膚電反應（GSR）、身體阻抗分析、水分測量和生化測量等。隨著可穿戴設備和電池供電系統成為發展趨勢，主要挑戰是在盡可能小的外形尺寸內滿足所需的性能水平，并且功耗極低。AD594x旨在支持當今的可穿戴市場，并滿足所有關鍵要求，包括高精度、小尺寸和低功耗。
結論
隨著醫學從被動治療轉向主動預防，這種醫療趨勢的轉變依賴于高質量并持續獲得的患者數據的設備，例如血糖是因為運動而太低，還是因為不良飲食習慣而太高，并能基于這些檢測數據，更準確、有效和全面的判斷。借助CGM提供的準確的臨床級血糖水平數據，患者能夠得到恰當的胰島素治療，這有助于避免進一步的糖尿病并發癥，如血管損傷、心臟病、中風、腎病、糖尿病昏迷等。