持续血糖监测发展中的趋势和解决方案

随着糖尿病的日益普及和对健康管理的进一步认识，血糖监测技术正在迅速发展。在这些进步中，连续血糖监测仪（CGM）已成为糖尿病管理的重要工具。与传统手指刺测试相比，CGM提供实时、连续的血糖趋势跟踪，提供更全面的数据，帮助患者和医疗专业人士做出及时决策。本文探讨CGM的发展趋势以及onsemi提供的解决方案。 

持续血糖监测仪（CGMs）用于糖尿病患者的连续血糖监测，目前是流行的医疗保健应用产品。为了提高监测效率和用户体验，现代CGMs正朝着小型化、智能化、无创化以及与移动设备集成化发展。然而，数据准确性、佩戴舒适度和数据隐私等挑战依然存在。因此，开发更先进的传感技术和集成解决方案对于推进个性化健康管理和智能医疗至关重要。

CGM设备正在变得越来越紧凑。与需要皮下针头且体积庞大的传统CGM设备相比，新的可穿戴设备提供了更小、更轻、更舒适的设计。最新产品专注于小型化和高舒适度材料，例如可以贴在手臂或腹部的紧凑型一体化传感器设计，佩戴时间从7-10天延长到14天或更长。

传统的CGMs需要穿透皮肤以测量组织液中的葡萄糖，而新兴技术则旨在通过非侵入性方法进行无针监测，例如光学传感（近红外、拉曼光谱）、汗液、泪液或组织液传感，以及微流体技术和纳米传感器集成。虽然尚未完全商业化，但一些原型正在进行临床试验。

此外，现代CGM设备通常支持蓝牙连接，可以与智能手机应用程序同步，实现实时数据展示和记录。数据可以上传到云端，供患者、医生和家属远程监测和分析。此外，CGM可以集成AI算法来预测血糖趋势、发出警报并提供饮食或胰岛素剂量建议。

CGM也是人工胰腺系统的核心感测组件，可以与胰岛素泵集成进行自动管理。多个结合CGM和胰岛素泵的自动胰岛素输送系统已经上市，能够根据葡萄糖水平实时调整胰岛素释放，从而显著降低低血糖和高血糖的风险。

随着数据迁移至云端，患者隐私和网络安全要求正在增加。产品必须符合医疗设备法规（例如，FDA、CE）并支持医疗数据标准，如FHIR和HIPAA。

最初为1型和2型糖尿病患者设计的CGM现在正扩展到预防医学和普通人群的健康监测，包括运动员的训练和营养管理、代谢综合征的预防以及糖尿病的早期检测。

CGMs 正在从传统医疗用途转变为智能健康管理的必备工具。未来的 CGMs 将朝着更智能、非侵入性、连接性和集成性方向发展，在精准医疗和个性化健康中发挥关键作用。

onsemi的CEM102是一款先进的小型模拟前端（AFE），能够在非常低的电流下实现最高精度的电化学传感。凭借其小巧的外形和业内领先的低功耗，它使工程师能够开发多功能且紧凑的解决方案，适用于工业、环境和医疗保健应用，如空气和气体检测、食品加工、农业监测及像CGMs这样的医疗可穿戴设备。

从生命和环境科学到工业材料和食品加工，测量化学成分的能力提供了更深入的见解，增强了安全性、效率和意识。在实验室、采矿作业和材料制造中，电化学传感器（例如，恒电位仪或腐蚀传感器）作为关键工具，为生产系统提供反馈并管理危险物质，确保流程效率和人员安全。

由于其超小型尺寸和极低的功耗，CEM102非常适合用于电池供电的电化学传感器应用。工业安全设备，如便携式气体检测器，可以在远程或移动环境中提醒工人潜在的危险。

CEM102旨在与支持Bluetooth® 5.2的RSL15微控制器配合工作，该微控制器提供业内最低功耗的蓝牙低能耗（BLE）技术。作为完整的电子解决方案，它使生物传感器和环境传感器能够在超低系统功耗和宽电源电压范围的操作下准确测量化学电流。这两个组件的无缝集成，与其紧凑的尺寸和行业领先的功效相结合，在设备小型化和确保持久功能方面发挥了关键作用——这对于电池供电的解决方案至关重要。

该综合解决方案是onsemi模拟和混合信号产品组合的一部分，旨在简化开发并推动下一代电流传感器技术的创新。它为设计师提供了最佳的灵活性，以创造高性能、节能和互联的应用。此外，该解决方案与其他选择相比，具有更高的精确度、降噪和较低的功耗。它还简化了材料清单（BoM）、容易校准，并降低了制造复杂性。

CEM102电化学传感器AFE专门为连续葡萄糖监测（CGM）和其他需要超低电流感应的安培测量应用而开发。其紧凑的尺寸和低功耗使终端应用能进一步小型化并延长电池寿命。系统在1.3 V到3.6 V的广泛电源电压范围内运行，支持1.5 V氧化银或3 V纽扣电池。在禁用模式下，功耗仅为50 nA；在传感器偏置模式下，耗电为2 µA；在18位ADC持续转换的主动测量模式下，则为3.5 µA。这意味着领先市场的电池寿命——3 mAh电池可维持14天，较大电池则可持续数年。

CEM102 是一个完整的两通道电化学测量解决方案（系统级），与 onsemi 的 RSL15（安全的 Bluetooth® 5.2 无线 MCU）配对，提供额外的系统级优势，如优化的功耗和电源电压操作。它支持 1 到 4 个电极，具有极低的系统电流消耗，并容纳两个电池电压选项（1.3–1.65 V 或 2.375–3.6 V）。它包括高分辨率 ADC、用于连续偏置设置的多个 DAC、出厂微调系统，以及在检测到异常传感器时唤醒主处理器。其紧凑的 1.884 x 1.848 mm 封装使其非常适合 CGM 系统、物联网传感器设备和可穿戴设备。

onsemi还提供CEM102-EVB评估板，用于评估CEM102的性能和功能，并开发、演示和调试该设备的软件应用程序。除了CEM102外，它还包括RSL15和样本代码，用于设置和执行CEM102的测量，加速系统和固件开发。CEM102-EVB支持灵活的自诊断、校准和生产测试（使用客户PCB），电极极化电压的自测量和校准电路偏差，以及带有内部/外部反馈电路的TIA放大器。它测量准确性、线性和动态范围，在存储和工作模式下低功耗运行，并允许对每种模式的功耗进行测量。

onsemi的RSL15是一款超低功耗、安全的Bluetooth 5.2无线MCU，基于Arm® Cortex®-M33处理器，专为工业和医疗应用中的智能设备设计。RSL15具有内置电源管理，支持宽电压范围、灵活的GPIO和时钟方案，并提供丰富的外设，为高性能和超低功耗应用提供最大设计灵活性。它配备有80 KB的RAM，并提供284 KB或512 KB的闪存选项。

RSL15还包括一个全面且用户友好的软件开发工具包 (SDK)，其中包含驱动程序、库、示例代码、开发工具和移动应用程序 (RSL Central for iOS® 和 Android™，以及 RSL FOTA for iOS 和 Android)。开发环境支持onsemi IDE、Keil µVision®和IAR Embedded Workbench®。

onsemi另外提供了RSL15-EVB评估和开发板，该板与RSL15 SDK配合使用，用于评估RSL15的性能和功能，以及开发、演示和调试该设备的软件应用程序。

RSL15-EVB 包含 RSL15 无线 MCU，配备 512 kB 闪存。它具有板载 SEGGER® J-Link® 技术，便于代码下载和调试，并且 JTAG 调试端口可以通过 10 针连接器访问。该板支持电池和 USB 电源之间的自动切换。所有 RSL15 接口和 GPIO 都可以通过标准 0.1 英寸连接器访问。它有两个按钮开关：一个用于通过 NRESET 引脚重置设备，另一个连接到 GPIO。提供测试点和 GND 钩以方便探测。该板使用与标准 3.0V CR2032 电池兼容的 CR2032 电池座。电源测量设置非常简单。它集成了带有匹配和过滤网络的 PCB 天线，并提供了可用于 RF 导通连接的 UFL 接头。当通过 USB 供电时，5V 电压通过板载电压调节器调节至 3.0V。外部电源可以通过电路板上的连接器连接。

连续血糖监测仪正迅速向更智能、干扰更少、集成度更高的解决方案发展，成为糖尿病和慢性病管理中不可或缺的工具。从侵入式到非侵入式方法，从独立监测到AI和云分析的创新正不断提高准确性、实时性能和用户生活质量。此处讨论的onsemi解决方案提供了先进的传感技术、更高的数据安全标准以及与其他健康设备的互通性，将CGM从医疗用途推进到个性化预防医学，并实现全面、主动的健康管理。