连续血糖监测仪的应用和解决方案

在全球糖尿病人口持续增长的背景下，葡萄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有效，但其间歇性和侵入性性质往往难以满足精准葡萄糖管理的需求。连续血糖监测系统 (CGM) 作为先进的非侵入性或微创监测技术，能够实时跟踪血糖波动情况。这些系统为患者和医疗专业人员提供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风险。本文探讨了现代社会糖尿病带来的挑战、CGM 技术的优势及应用场景，以及onsemi提供的相关解决方案。

糖尿病已成为全球健康问题

糖尿病是现代人群中常见的一种疾病，已成为全球健康问题。它会导致许多并发症，如心血管疾病、肾病和视网膜病变，对公共健康造成沉重负担。糖尿病可分为三大类：1型糖尿病（T1D）、2型糖尿病（T2D）和妊娠糖尿病（GDM）。其中，T2D最为常见，与不健康的饮食习惯、缺乏运动、肥胖以及遗传因素有关。另一方面，T1D是一种主要影响年轻人的自身免疫性疾病。GDM的特点是妊娠期间首次诊断出葡萄糖耐受异常，通常发生在妊娠的第二个三个月（第24-28周）。尽管有些女性可能在产后恢复正常的葡萄糖水平，但GDM会增加母婴双方的健康风险，并提高未来患T2D的可能性。

1型糖尿病（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。患者需要终身进行胰岛素治疗以维持稳定的血糖水平。T1D通常出现在儿童或青少年中（尽管成人也可能受到影响），症状出现迅速，包括频繁排尿、口渴、体重下降和疲劳。由于无法通过饮食或锻炼单独控制，胰岛素注射是必不可少的。然而，2型糖尿病（T2D）则源于如肥胖、不良饮食习惯、久坐的生活方式、家族病史和高压力等因素，通过生活方式改变或药物治疗有可能进行管理。

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（碳水化合物计算）以及规律运动（根据胰岛素剂量进行调整）。

糖尿病是一个日益严重的全球健康问题。虽然T1D占病例的比例较小，但其对患者的影响非常深远。在胰岛素治疗、血糖监测和技术方面的进步逐渐改善了T1D患者的生活质量，而未来的突破可能会提供更加先进的治疗或预防措施。

由于T1D主要影响儿童和青少年，年轻患者必须承受该疾病带来的挑战、困难和情感上的压力。对未知的恐惧可能会给患者及其家庭带来显著的焦虑。

连续血糖监测仪提供实时血糖读数

虽然1型糖尿病（T1D）的确切病因尚不清楚，但它是一种身体无法产生胰岛素的疾病——胰岛素是一种对维持生命至关重要的激素。在消化过程中，碳水化合物会被分解成糖分子，但没有胰岛素，这些分子无法被吸收。胰岛素将糖（葡萄糖）从血液中转移到细胞中，为其提供能量。当血液中的葡萄糖过多，通常超过200 mg/dL时，就会导致高血糖。如果不加以管理，高血糖可能引发诸如肾功能衰竭、神经损伤、视力丧失或心脏病等危及生命的并发症。

相反，诸如体育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，可导致心律失常、心脏骤停、器官衰竭、昏迷甚至死亡。

想象一下，一个患有1型糖尿病的八岁男孩——也许正在进食并且玩得很起劲——在学校上课，而家人却不了解他的病情。这名孩子和学校工作人员由于不知道如何管理这种慢性疾病，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取并支持远程监测。这些设备使父母能够实时监测孩子的血糖水平，无论孩子身处何种环境，白天或夜晚，都能带来安心。此外，孩子们无需使用传统的血糖仪（BGMs）频繁进行指尖采血，从而重获童年的自由。平均而言，一个人每天会检测血糖水平 3–8 次（取决于碳水化合物摄入量），这意味着一年需要进行 2,352 次指尖采血——对于小手而言，这是一个庞大的数字。

截至2021年，全球20至79岁的人群中共有5.37亿人被诊断患有T1D。到2030年，这一数字预计将增长至6.43亿。这凸显了医疗制造商获得最先进和可靠解决方案的重要性。

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了全面的连续血糖监测 (CGM) 设备微电子系统解决方案，使糖尿病儿童能够生活得更快乐、更长久、更充实——不再害怕未知的恐惧。

onsemi 的 Treo 平台支持新一代模拟和混合信号设备，包括尖端的 CGM 解决方案。Treo 平台采用模块化架构，加速了智能电源管理、传感器接口和通信解决方案的开发。

onsemi的电化学传感器AFE - CEM102 - 是一款专为超低功耗持续血糖监测（CGM）以及类似需要测试极低电流的安培测量应用而设计的模拟前端（AFE）。其小型化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被设计用于与onsemi的RSL15（一个安全的Bluetooth® 5.2无线MCU）一起工作，提供了额外的系统级优势，例如优化的功耗和工作电压。这包括支持1.3至3.6 V的宽电源电压范围，通常使用单颗1.5 V氧化银电池或3 V纽扣电池运行。

CEM102 是一个完全的2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 和工厂校准的系统，并支持检测异常传感器条件和主处理器唤醒。其小巧的尺寸使其非常适用于 CGM、IoT 传感器设备和可穿戴设备等应用。

为了加快产品开发，onsemi还提供了CEM102评估板——CEM102-EVB。该评估板可用作评估CEM102性能和功能的软件开发工具包，同时也可用于开发、演示和调试该设备的软件应用程序。除了CEM102之外，还包括RSL15和用于设置和执行测量的示例代码，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，支持灵活的自我诊断、校准和生产测试（适用于客户 PCB）。它支持电极极化电压和校准电路偏差的自测量，配备具有内部和外部反馈电路的 TIA 放大器，可设定测量精度、线性度和动态范围，并包含低功耗存储和工作模式，可进行每个模式的功耗测量。

专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连接设备设计。RSL15 具备集成电源管理、宽电源电压范围、灵活的 GPIO 和时钟方案以及一系列丰富的外设，提供了针对高性能和超低功耗应用的最大设计灵活性。RSL15 包含 80 kB 的 RAM，并提供 284 kB 或 512 kB 的闪存选项。

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

RSL15 适用于工业自动化和传感、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、智能家电以及能量采集开关等应用。

RSL15还提供了一款评估/开发板（EVB） - RSL15-EVB - 专为与RSL15 SDK一起使用而设计，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) 系统的进步彻底改变了糖尿病管理，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持续改进，CGM 正变得更加精准、便捷，并能够实现无缝的数据集成，为更智能的个性化医疗解决方案铺平道路。随着技术的进步和市场的普及，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 产品开发方面发挥关键作用，为全球糖尿病患者创造更健康、更安全的未来。