连续血糖监测仪的应用与解决方案

在全球糖尿病患者人数持续增长的背景下，血糖管理已成为改善患者生活质量和预防并发症的关键。虽然传统的指尖采血血糖测量方法有效，但其间歇性和侵入性的特点往往难以满足精确血糖管理的需求。连续血糖监测（CGM）系统作为先进的非侵入性或微创监测技术，能够实现血糖波动的实时跟踪。它们为患者和医疗专业人员提供了全面的血糖趋势数据，从而优化胰岛素治疗，并降低低血糖和高血糖的风险。本文探讨了现代社会糖尿病带来的挑战、CGM系统的技术优势和应用场景，以及安森美 (onsemi) 提供的相关解决方案。

糖尿病已成为一个全球性的健康问题

糖尿病是现代人群中常见的疾病，已成为全球健康关注的焦点。它会引发许多并发症，如心血管疾病、肾病和视网膜病变，给公共健康带来了沉重的负担。糖尿病可以分为三种主要类型：1型糖尿病（T1D）、2型糖尿病（T2D）和妊娠期糖尿病（GDM）。其中，T2D最为普遍，与不健康的饮食习惯、缺乏运动、肥胖和遗传因素有关。而T1D则是一种自身免疫性疾病，主要影响年轻人。妊娠糖尿病（GDM）的特征是在怀孕期间（通常是第24至28周）首次诊断出的葡萄糖耐受异常。尽管部分女性在产后可能恢复正常的血糖水平，但GDM会增加母婴双方的健康风险，并提高未来发展为T2D的可能性。

T1D 是一种自身免疫性疾病，其中免疫系统攻击胰腺 β 细胞，导致胰岛素生产完全丧失。患者需要终生接受胰岛素治疗以维持稳定的血糖水平。T1D 通常在儿童或青少年时期表现出来（尽管成年人也可能受到影响），其症状快速出现，包括频繁排尿、口渴、体重减轻和疲劳。由于无法仅通过饮食或运动来管理，胰岛素注射是必不可少的。然而，T2D 则起因于肥胖、不良饮食、久坐的生活方式、家族遗传史以及高压力等因素，通过生活方式的改变或药物治疗是可以进行管理的。

1 型糖尿病 (T1D) 的管理包括胰岛素治疗（皮下注射或胰岛素泵）、连续血糖监测 (CGM) 或血糖测试、饮食管理（碳水化合物计数）以及规律运动（并根据需要调整胰岛素剂量）。

糖尿病是一个日益严重的全球健康问题。尽管1型糖尿病 (T1D) 在病例中占比较小，但它对患者的影响却是深远的。胰岛素治疗、血糖监测和技术方面的进步已经逐步改善了T1D患者的生活质量，未来的突破可能会提供更先进的治疗或预防措施。

由于1型糖尿病（T1D）主要影响儿童和青少年，年轻患者必须承受这种疾病带来的挑战、困难和情感压力。对未知的恐惧可能会给患者及其家庭带来巨大的焦虑。

连续血糖监测仪提供实时血糖读数

尽管1型糖尿病（T1D）的确切病因尚不清楚，这是一种身体无法产生胰岛素的状况，而胰岛素是一种对生命至关重要的激素。在消化过程中，碳水化合物被分解成糖分子，但如果没有胰岛素，这些分子就无法被吸收。胰岛素将血液中的糖分（葡萄糖）转移到细胞中以供能量使用。如果血液中的葡萄糖过多，通常超过200 mg/dL，就会导致高血糖。如果高血糖得不到控制，可能会引发危及生命的并发症，如肾衰竭、神经损伤、视力丧失或心脏疾病。

相反，诸如身体活动等因素可以降低血糖水平。异常低的血糖水平（通常低于70 mg/dL）被称为低血糖症，它可能导致心律失常、心脏骤停、器官衰竭、昏迷，甚至死亡。

想象一名患有1型糖尿病 (T1D) 的八岁男孩——可能正在吃东西或剧烈玩耍——在学校时他的家人并不知道他的病情。这个孩子和学校工作人员如果不了解如何管理这种慢性疾病，将会面临巨大的焦虑。

CGM 系统是基于传感器的佩戴式设备，可提供连续的血糖读数并支持远程监测。这些设备允许父母实时追踪孩子的血糖水平，无论孩子身处何种环境，无论是白天还是夜晚，都能带来安心。此外，儿童无需使用传统的血糖仪（BGM）频繁地通过手指采血，得以重新拥有童年的自由。平均而言，一个人每天检测血糖的次数为 3-8 次（取决于碳水化合物的摄入量），每年共需进行 2,352 次手指采血——对于稚嫩的小手来说，这种数量无疑令人望而生畏。

截至2021年，全球20至79岁人群中有5.37亿人被诊断为1型糖尿病（T1D）。到2030年，这一数字预计将上升至6.43亿。这突显了医疗制造商获得最先进和可靠解决方案的迫切需求。

先进的连续血糖监测解决方案

为了改善患有糖尿病儿童的生活，onsemi 为医疗设备制造商提供全面的用于连续血糖监测（CGM）设备的微电子系统解决方案，帮助糖尿病儿童过上更快乐、更长久且更充实的生活——远离未知恐惧。

安森美的Treo平台支持下一代模拟和混合信号设备，包括最先进的CGM解决方案。Treo平台具有模块化架构，可加速智能电源管理、传感器接口和通信解决方案的开发。

安森美（onsemi）的电化学传感器AFE——CEM102——是一款专为超低功耗连续血糖监测（CGM）和类似需要检测极低电流的安培测量应用而设计的模拟前端（AFE）。其小巧的外形和低功耗特性使终端应用的进一步小型化和电池寿命的延长成为可能。CEM102专为与安森美的RSL15（支持Bluetooth® 5.2的安全无线微控制器）配合使用而设计，提供了包括优化功耗和工作电压在内的系统级优势。其工作电压范围广泛，支持1.3至3.6 V的供电，通常使用单颗1.5 V氧化银电池或3 V纽扣电池。

CEM102 是一款完整的双通道电化学测量解决方案（CEM102 + RSL15），支持 1、2、3 或 4 个电极，具有超低系统电流消耗、内置高分辨率 ADC、多个用于偏置设置的 DAC 和出厂校准系统，并支持检测异常传感器状况以及唤醒主处理器。其小巧的尺寸使其非常适合用于连续血糖监测（CGM）、物联网传感器设备以及可穿戴设备等应用。

为了加速产品开发，安森美(onsemi)还提供了CEM102评估板——CEM102-EVB。该评估板充当软件开发套件，用于评估CEM102的性能和功能，同时也可用于开发、演示和调试针对该设备的软件应用程序。除了CEM102外，它还包含RSL15以及用于设置和执行测量的示例代码，从而帮助快速启动系统和固件开发。

CEM102-EVB 是一个完整的双通道电化学测量解决方案，支持灵活的自诊断、校准和生产测试（适用于客户的 PCB）。它支持电极极化电压的自测量以及校准电路偏差的检测，具有带内部和外部反馈电路的 TIA 放大器，可设置测量精度、线性度和动态范围，同时包括低功耗存储和工作模式，以及对每种模式下的功耗测量。

为工业和医疗应用中的智能连接设备设计的无线MCU

安森美 (onsemi) 的 RSL15 是一款基于 Arm® Cortex®-M33 处理器的超低功耗、安全的 BLE 5.2 无线 MCU，专为工业和医疗应用中的智能互联设备而设计。RSL15 具有集成的电源管理、宽供电电压范围、灵活的 GPIO 和时钟方案，以及丰富的外设配置，为高性能及超低功耗应用提供了最大的设计灵活性。RSL15 配备了 80 kB 的 RAM，并提供 284 kB 或 512 kB 的闪存存储选项。

RSL15 配备了全面且用户友好的软件开发工具包 (SDK)，包括驱动程序、库、示例代码、开发工具和移动应用程序（适用于 iOS® 和 Android™ 的 RSL Central，以及适用于 iOS 和 Android 的 RSL FOTA）。支持的开发环境包括 onsemi IDE、Keil μVision® 以及 IAR Embedded Workbench®。

RSL15 适用于以下应用：工业自动化和传感、联网医疗传感器、可穿戴设备、资产追踪、电子标签与门禁控制、电子标签、数据记录器、智能家电以及能量收集开关。

RSL15 还提供一款评估/开发板（EVB）——RSL15-EVB，它与 RSL15 SDK 配合使用，用于评估设备的性能和功能，以及开发、演示和调试软件应用程序。

结论

连续血糖监测（CGM）系统的进步革新了糖尿病管理，使患者能够实时监测血糖水平、优化胰岛素疗法，并降低急性和慢性并发症的风险。随着传感技术、人工智能和无线通信的不断改进，CGM 正变得更加准确、便捷，并具有无缝数据集成的能力，为更智能的个性化医疗解决方案铺平了道路。随着技术的进步和市场的广泛应用，CGM 有望成为糖尿病管理的标准工具。onsemi 的解决方案将在加速 CGM 产品开发中发挥关键作用，推动全球糖尿病患者迈向更健康、更安全的未来。