上篇文章中，我们系统介绍了人工胰腺的历史演进。

点击阅读→《先进糖尿病治疗方案：人工胰腺系统的发展历程》

从1974年第一个闭环系统Biostator，到2024年的美敦力、Omnipod、丹纳、微泰等，50年以来，糖尿病治疗技术发展迅速。

糖友一般把这项先进技术叫“闭环”，但是，该如何正确认识它呢？

○标准称呼是什么？

○哪些构成？核心是什么？

○分哪些类型？

○有哪些局限性？

温馨提示：可不是互联网行业那套经典黑话中的“闭环”哦

糖尿病领域的闭环，通指“人工胰腺”。

英文：Artificial Pancreas Systems，APS

Artificial :人造的  Pancreas：胰腺 Systems：系统

以人工胰腺命名，是因为其原理是模拟正常人的生理性胰岛素分泌模式进行胰岛素输注，从而将血糖控制在目标范围内。

但客观来讲，“人工胰腺”这一术语可能会产生误导。它不仅需要用户输入信息（例如，在进食时输入碳水化合物数量），而且也无法复制胰腺的所有功能。

因此，称基于自动控制原理的胰岛素自动输注技术（Automated Insulin Delivery Systems，AID）更贴切。

当然，这些都是同一技术的不同术语指代。

此外还有闭环的英文“Looping”、根据闭环技术发展阶段的“混合闭环”与“全自动闭环”。

无论哪一种称呼，其功能和原理上是基本上是相通的。

这种技术每隔几分钟就会根据血糖情况，自动调节人体所需胰岛素，以将血糖水平保持在预设目标范围内。

要实现这一目标，需要这三个组件：

●胰岛素泵（continuous subcutaneous insulin infusion，CSII）

●连续血糖监测仪（continuous glucose monitoring system，CGMS）

●控制算法（control algorithm）

在「手动」控糖模式下，人类是控制者：我们自己查看胰岛泵和血糖信息，再进行一系列心理计算，然后决定如何操作。每天都要一遍又一遍地重复这些操作。

在「自动化」控糖模式中，控制算法充当系统中间的控制器：它读取泵和 CGM 的数据，根据您的设置进行计算，预测可能发生的情况，并更改胰岛素剂量，以改变血糖水平的预测结果。

显然，计算机比人类更适合充当“控制器”。因为我们有工作、有学业、要赚钱、要睡觉等。我们无法持续跟踪血糖水平，而闭环可以每5分钟自动监测并对应地干预/调节血糖一次。

如上所述，概括地讲，“控制算法”帮“人的大脑”进行了一系列计算，并控制泵输注胰岛素。

因此，闭环的核心就是「控制算法」，全球人工胰腺项目共有5种，分别是：

①比例微积分控制(PID)
②模型预测控制(MPC)

③模糊逻辑控制(FL)

④广义预测控制(GPC)

⑤启发式算法(heuristic)

闭环系统分两种类型：

①商业闭环：商业制造的，必须经过国家监管机构的认证批准才能投放市场。

例如，Tandem Control-IQ，Medtronic 670/770G.

②DIY闭环：由一群失望于审批进展缓慢的患者及家人工程师共同开发，供全球糖尿病患者免费获取、使用。

例如，OpenAPS、AndroidAPS、Loop、FreeAPS。其安全性与有效性已被全球广泛认可。

▲DIY AdAPS 混合闭环系统对 1 型糖尿病成人患者的安全性和血糖结果

其中，Android APS (AAPS)在国内应用最为广泛。

▲AAPS组件

基于原理和功能，闭环的优势显而易见，频繁的自动干预和调节，能避免低血糖，减少高血糖暴露，使血糖水平更加平稳，因此能有效提高控糖达标率，进而减少并发症的发生。

然而，闭环不是万能的，存在一定的局限性。例如

①传感器精确度

部分动态血糖仪仍然存在一定的误差，对胰岛素剂量调整的精确度有一定影响。

▶虽然MDRD值＜12% 的传感器均可用于AAPS，但如果精确度和稳定性能够进一步提升，对于AAPS的整体干预有很大帮助。

②成本

人工胰腺系统的成本不低，包括设备购买、耗材更换和维护费用。

▶好消息是动态血糖仪的价格呈持续下降趋势，未来会越来越实惠。

③学习曲线

使用人工胰腺需要用户和医护人员进行一定的培训，控糖效果也跟每个人的学习力相关。

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④硬件设备的局限性

现有的闭环处于「单激素混合闭环」阶段，虽说已经比较智能化，但仍需手动注射餐前大剂量。如果有能够自动获取食物碳水含量的硬件设备，可以很好地弥补这一问题。

▲图源：androidaps.readthedocs

我们可以把当前的闭环系统类比为「糖尿病的自动驾驶仪」 。

在飞机上，自动驾驶仪不能完全代替人类飞行员工作，但它可以接收来自各种传感器的信号，计算机根据飞行员的规格对其进行评估，然后进行必要的调整，并提醒飞行员注意任何问题。

飞行员不可能在飞行中全程睡着，但也不需要全程全神贯注地盯着，持续做出做操作决策。

自动驾驶并不意味着就完全不需要人为控制，

好的血糖依旧需要患者主动管理。

闭环的最大意义在于能减少人为控糖的精力和时间。

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参考来源网址：

AAPS基本原理（1）| 闭环是如何收集信息来决策的？