人工胰腺2.0：自动胰岛素输送系统尚无法实现的功能及其改进方法

《糖尿病技术与治疗学》发表了一篇由国际工程师和临床医生组成的综述，探讨了阻碍自动胰岛素输送系统 (AID) 真正实现“完全闭环”的缺陷。作者坦诚指出，目前的设备可以降低糖化血红蛋白 (HbA1c)、改善生活质量并更安全地管理血糖，但它们在夜间效果最佳，而白天则需要用户申报膳食和体力活动，以避免高血糖或低血糖。此外，许多系统尚未针对孕妇和老年人设计。该综述展示了自动识别食物和运动的新算法的成果，以及在“复杂”群体中使用 AID 的早期数据。关键结论：下一轮发展是人工智能和自适应控制，包括多激素配置（胰岛素±胰高血糖素）。

研究背景

自动胰岛素输送系统 (AID) 是由连续血糖监测仪 (CGM)、胰岛素泵和实时调节胰岛素输送的控制算法组合而成。近年来，“混合”回路显著降低了 1 型糖尿病患者的糖化血红蛋白 (HbA1c)、延长了血糖持续范围 (Time in Range) 并减少了夜间低血糖。但“全自动”系统尚未实现：在白天，血糖会不断受到食物、压力和运动的影响，大多数系统仍然需要手动输入碳水化合物并发出活动警告——否则算法无法补偿血糖的快速飙升。

临床实践还显示出其他差距。算法在睡眠期间效果最佳，此时代谢更稳定，但餐后峰值、运动和餐后推注延迟仍然是其致命弱点。一些系统尚未针对孕妇（血糖目标不同，错误成本高）和老年人（多重疾病，低血糖风险增加）进行设计，而这些人群需要调整安全模式和界面以减轻认知负荷。

从技术角度来看，下一个前沿是减少“人为因素”。为此，目前正在开发基于连续血糖监测 (CGM) 模式和可穿戴传感器的自动识别食物摄入量和体力活动的算法；多激素回路（胰岛素±胰高血糖素）正在接受测试，作为预防低血糖的“保险”；自适应/人工智能模型正在实施，以适应用户的个人节律和当日情况。与此同时，该行业需要互操作性和网络安全标准，以便系统能够“无线”更新，并在设备和诊所之间安全地交换数据。

最后，重要的不仅是血糖控制，还有生活的便利：更少的焦虑和手动操作，稳定的睡眠，以及不同数字技能水平和收入水平的人群都能轻松使用该技术。因此，“人工胰腺2.0”不仅仅是一个“更快”的算法，而是一个昼夜运行、同样可靠、只需极少干预、覆盖广泛患者群体的生态系统。

为什么这很重要？

自动化回路是近几十年来糖尿病学领域的重大突破之一，其贡献已正式体现在现代糖尿病管理标准中。但“完全自主”仍遥不可及：用户仍然需要“手动”输入碳水化合物，而积极的生活方式会导致算法出现延迟。该综述系统化了自动化回路的移动方向，使辅助诊断系统 (AID) 更易于获取且更加智能——尤其适用于孕妇、65 岁以上老人、运动人群，以及无法每隔几小时计算碳水化合物摄入量的患者。

AID目前能做什么——以及哪些方面进展停滞

如今的混合型“胰腺”在维持血流范围之内时间 (TIR) 和减少血流范围之外时间 (TBR) 方面表现出色，尤其是在睡眠期间。但在白天的“挑战”——食物、压力、训练——中，弱点就显现出来了：

• 进食/运动提醒必不可少。如果没有这些提醒，神经回路就没有时间“捕捉”餐后血糖激增或预防活动后低血糖。
• 有限的“民用”适用性。许多系统并不适用于孕妇和老年人，因为他们的目标和风险有所不同。
• 白天血糖不稳定。这些设备在夜间效果最佳；白天血糖水平波动较大。
• “人为因素”——碳水化合物计数和手动步骤繁琐，难以坚持——临床评论和实践强调了这一点。

这篇综述的作者们提出了什么建议

研究人员指出了近年来取得令人鼓舞成果的领域以及需要努力的领域：

• 自动食物和活动识别。无需用户输入，算法即可评估食物摄入/运动的实际情况和规模，并据此调整胰岛素剂量。
• 多激素回路。添加胰高血糖素作为对抗低血糖的“安全踏板”是一个独立的研发分支。
• 新的目标群体。针对老年人和孕妇进行试验，并调整目标和保护措施。
• 人工智能和自适应控制：从日常数据中“学习”的个性化模型消除了一些手动工作并简化了对技术的访问。

在哪里寻找开发商和监管机构

要让AID真正实现全民“全循环”，除了算法，还要解决“系统性”问题：

• 互操作性和可更新性。数据交换标准和安全的远程软件更新。
• “现实生活”效益指标。除糖化血红蛋白 (HbA1c) 外，还包括总胰岛素抵抗 (TIR)/总血糖控制 (TBR)、警觉负荷、夜间睡眠、用户认知负荷。
• 访问和公平：简化界面并降低系统成本，以便那些目前不使用 AID 的人也可以访问 AID。
• 网络安全与隐私。尤其是在设备日益智能化和联网化的背景下。

这对糖尿病患者意味着什么——现在

即使并非“完全自主”，现代辅助驾驶设备 (AID) 也已在血糖和安全性方面展现出优势——这已得到随机和观察性研究的证实。如果您现在使用轮廓仪，主要的“生活窍门”是高参与度（及时告知食物/负载、传感器充电/连接、正确设定目标）。而对于那些正在考虑使用辅助驾驶设备的人来说，这篇评论给出了一个清晰的方向：在未来几代中，设备将需要更少的手动操作，并且能够更好地应对白天，而不仅仅是夜间。

界限在哪里？下一步是什么？

这是一篇综述——它不会取代临床试验，但它设定了议程：智能化轮廓和扩展适应症。目前，一些可根据食物和负荷独立给药的系统的家庭试验正在进行中；多激素解决方案也在同步开发中。下一步是针对老年人、孕妇和作息时间“难以预测”的人群开展多中心研究，并开展可及性和实施方面的工作。

简短的备忘单：什么会阻止“完整循环”以及如何使其更接近

它会干扰：

• 需要手动输入碳水化合物和活动声明；
• 白天稳定性降低（食物、运动、压力）；
• 某些系统缺乏针对孕妇和老年人的模式。

近似：

• 自动检测食物/负载和自适应算法；
• 多激素回路（胰岛素±胰高血糖素）；
• 统一的数据标准、安全性、可访问性。

结论

该评论明确阐述了人工胰腺“2.0版”的目标：最大限度地减少用户角色，使电路昼夜均能同样可靠地工作，并向目前被遗弃的人群开放使用，包括孕妇和老年人。实现这一目标的途径在于人工智能算法、自适应控制和多激素方案——目前已有初步成果证明这一点。现在，临床试验和工程师们需要将这些想法转化为“人人共享、每日适用”的可靠设备。

研究来源：Jacobs PG等。《自动化胰岛素输送系统的研究差距、挑战和机遇》。《糖尿病技术与治疗学》 27(S3):S60-S71。https ://doi.org/10.1089/dia.2025.0129