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11月14日是“世界糖尿病日”，今年的主題圍繞“家庭和糖尿病”，我們?yōu)樘怯褌兘榻B美國糖尿病患者管理的“黑科技”。

過去20年間，連續(xù)血糖監(jiān)測(CGM)系統(tǒng)和胰島素泵的問世，徹底改變了數(shù)百萬糖尿病患者的家庭護理，減少了針刺檢測和人工注射胰島素的痛苦。

雖然這些高科技產(chǎn)品給患者帶來了不少便利，但仍然很麻煩。糖尿病患者必須輸入攝入的碳水化合物的量;CGM會監(jiān)測血糖水平的變化;然后，控制胰島素劑量，以平衡膳食中的碳水化合物。盡管這取決于患者的胰島素敏感性，但通常每攝入15克碳水化合物，就需要1單位胰島素。

這個過程中，備注餐食是一個重大的負(fù)擔(dān)，因為每吃一頓飯和零食都必須這樣做，而且這可能會導(dǎo)致胰島素使用劑量不準(zhǔn)確。

為此，美國史蒂文斯理工學(xué)院的人工智能(AI)研究人員開發(fā)了一套新系統(tǒng)，可以檢測出一個人何時進(jìn)食，并以前所未有的準(zhǔn)確度和速度，計算出他們攝入了多少碳水化合物。

史蒂文斯理工學(xué)院可穿戴技術(shù)專家和計算機科學(xué)家Samantha Kleinberg說：“這項食物檢測技術(shù)讓我們更加接近‘人工胰腺’，它可以快速檢測血糖的變化，并及時通過胰島素泵進(jìn)行糾正，而患者無需做任何事。”

事實上，以往的食物檢測系統(tǒng)也關(guān)注于預(yù)測血糖水平的變化，但Kleinberg團隊采取了不同的方法。

他們的飲食檢測系統(tǒng)并沒有直接預(yù)測血糖變化，而是將連續(xù)血糖監(jiān)測(CGM)和身體活動數(shù)據(jù)的差異，與從一系列不同飲食預(yù)估的差異作比較。他們模擬了患者可能吃的所有不同種類的食物，并使用這些模擬結(jié)果來解釋來自傳感器的數(shù)據(jù)。

研究表明，這套系統(tǒng)對患者飲食的估計非常準(zhǔn)確：碳水化合物攝入量可以精確到1.2克以內(nèi)，而在此前的系統(tǒng)中，最好的結(jié)果平均錯誤率也超過17克。

同時，該系統(tǒng)的評估非常迅速，有時甚至在患者還在進(jìn)食時就能監(jiān)測到。這樣一來，可以讓胰島素在接近實際需要時被注射。平均而言，該系統(tǒng)可以在25分鐘內(nèi)檢測到一頓飯，這比之前最好的結(jié)果(48分鐘)要快近一半。

該系統(tǒng)還可以監(jiān)測不同胰島素劑量的影響，當(dāng)患者弄錯劑量時及時通知，或幫助調(diào)整劑量水平。“糖尿病患者的主要問題在于飲食中胰島素分泌缺乏，如果能檢測出一頓飯的分量，就能提供相應(yīng)的胰島素需求量建議。”

這項技術(shù)為那些在糖尿病治療過程中佩戴連續(xù)血糖監(jiān)測儀的患者提供了一個重大突破，他們可以在更接近實際需要的時間注射胰島素，降低血糖水平的危險波動。

通過整合運動數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)還可以解釋由運動引起的血糖水平波動，進(jìn)一步提高其準(zhǔn)確性。未來通過納入來自月經(jīng)跟蹤應(yīng)用程序、睡眠跟蹤工具或生理壓力標(biāo)記的數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)還可以進(jìn)一步細(xì)化升級。

不過，目前的重點是使用更大的數(shù)據(jù)集來開發(fā)更精確的模擬。當(dāng)前公布的結(jié)果是基于每個參與者三天的數(shù)據(jù)。Kleinberg的團隊現(xiàn)在正致力于開發(fā)一種算法，這種算法可以隨著時間的推移而改進(jìn)，當(dāng)他們了解用戶的飲食習(xí)慣和生理反應(yīng)時，算法的增長速度會更快，準(zhǔn)確度也會更高。

據(jù)估算，到2050年可能有6.29億人被診斷為糖尿病，連續(xù)血糖監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)計在未來幾年將被越來越廣泛地使用。Kleinberg博士相信，未來她們的這個系統(tǒng)將能有效優(yōu)化糖尿病患者的家庭護理。