胰岛素泵的设计

　　这篇文章是本人的“电子产品在医疗应用中的使用”[1]系列文章中的一部分。本文的重点在于电子产品在胰岛素泵设计中所扮演的角色。本文介绍了胰岛素泵的用途、整体工作方式，以及设计和实施的要求。

胰岛素泵的用途

　　胰岛素是人体内的激素中心，负责调节碳水化合物和脂肪的代谢。它在体内定期分泌，并帮助将摄入的葡萄糖转化为能量。当人体无法分泌足够的胰岛素时，血糖水平就会升高，从而导致多种健康问题。

　　为了解决这一问题，可以使用某些药物刺激体内的胰岛素分泌。但是，这种方法对于许多糖尿病人并不适用。因此，许多糖尿病人需要定时注射胰岛素。这种方法的缺点是，胰岛素只能每隔一段时间定量注入人体，无法像正常人体分泌那样持续与血液混合。目前，许多医生推荐使用胰岛素泵，这是一种永久性随身携带的设备，可以不断将胰岛素通过皮下导管输入人体。胰岛素泵的功能与胰岛素正常分泌的方式非常接近。

　　图 1 显示了胰岛素泵在人体上的安装方式。

　　根据目前的统计，全球有3.66亿人患有糖尿病，但是只有约0.1%的人采用佩戴胰岛素泵的方式进行治疗。

胰岛素剂量的计量：

　　胰岛素以“单位”计量，100个单位的胰岛素等于1 ml，换句话说，一个单位等于10μl。

　　胰岛素泵一般以两种方式将胰岛素注入人体。也就是所说的单次剂量和基准剂量。

　　· 单次剂量是指用于平衡摄入食物或矫正高血糖水平所泵入的剂量。按此剂量注入人体的胰岛素量会比较多。
　　· 基准剂量是指以可调节的基准比率将胰岛素持续泵入人体，提供两餐之间或夜间所需的胰岛素量。

　　下面图2中显示了在24小时内，单次剂量和基准剂量下胰岛素的单位泵入量曲线图。

　　图中单次剂量的持续时间仅为举例参考。单次剂量和基准计量的持续时间因人而异，应根据医生的建议而定。这意味着胰岛素泵的使用者必须能够相应调整单次剂量，用以修正快速作用的胰岛素用量曲线。使用者可以尝试不同的单次剂量模式，确定何种模式最适用于哪种食物，从而根据需要调整单次剂量模式，以便改善对血糖的控制。

胰岛素泵的整体工作方式：

　　胰岛素泵或任何用于关键医疗用途的电子设备必须符合FDA标准，因此本文将所有标准纳入了考虑范围内[2]。