糖尿病一型(糖尿病一型是什么意思)

• 1、什么是 1 型糖尿病？症状、病因、诊断和治疗
• 2、全球首个1型糖尿病专病大模型发布
• 3、基于自适应反步的Ⅰ型糖尿病是什么？如何进行血糖调节？

什么是 1 型糖尿病？症状、病因、诊断和治疗

1 型糖尿病是一种自身免疫性疾病，会导致身体无法分泌足够的胰岛素来维持血糖（糖）处于健康正常的水平。该病最常见于儿童和年轻人，但任何年龄均可发病。

在正常的消化过程中，你的身体会将摄入的大部分食物分解成葡萄糖，这种单糖会储存在体内并转化为能量。胰腺分泌的 胰岛素通过帮助肝脏、肌肉和脂肪细胞吸收糖分来调节血液中的葡萄糖含量。

患有 1 型糖尿病时，人体的免疫系统会攻击并破坏胰腺分泌胰岛素的 β 细胞。缺乏这种激素，血糖就会升高，导致高血糖症。

“我们尚不清楚究竟是什么触发了这种自身免疫过程，”洛杉矶凯撒医疗中心的内分泌学家查尔斯·斯科特·托马斯医学博士说道：“很可能存在一些使患者面临风险的遗传因素，以及一些环境因素。”

1 型糖尿病患者必须每天通过注射或输注补充胰岛素，并全天监测血糖

1 型糖尿病和 2 型糖尿病的后果相同：血糖过高。但它们的致病机制却截然不同。

如上所述，1 型糖尿病是一种自身免疫性疾病，会导致身体无法产生胰岛素或几乎无法产生胰岛素。这种疾病无法预防。

当肝脏、肌肉和脂肪细胞对胰岛素反应不佳，并产生“胰岛素抵抗”时，就会引发 2 型糖尿病。葡萄糖无法像以前那样有效地进入细胞，而是在血液中积聚。

在 2 型糖尿病中，胰腺会通过分泌更多胰岛素来应对血糖水平的升高。然而，最终胰腺将无法分泌足够的胰岛素来应对血糖水平的飙升，例如餐后血糖的正常升高。

2 型糖尿病占所有确诊糖尿病病例的 90% 至 95% 。在很多情况下，通过改变饮食和运动可以预防或延缓 2 型糖尿病的发生。

1型糖尿病是一种自身免疫性疾病，会导致身体无法分泌足够的胰岛素来维持血糖（糖）处于健康正常的水平。该病最常见于儿童和年轻人，但任何年龄均可发病。( 1 )

在正常的消化过程中，你的身体会将摄入的大部分食物分解成葡萄糖，这种单糖会储存在体内并转化为能量。胰腺分泌的 胰岛素通过帮助肝脏、肌肉和脂肪细胞吸收糖分来调节血液中的葡萄糖含量。( 2 )

患有1型糖尿病时，人体的免疫系统会攻击并破坏胰腺分泌胰岛素的β细胞。缺乏这种激素，血糖就会升高，导致高血糖症。

“我们尚不清楚究竟是什么触发了这种自身免疫过程，”洛杉矶凯撒医疗中心的内分泌学家查尔斯·斯科特·托马斯医学博士说道。“很可能存在一些使患者面临风险的遗传因素，以及一些环境因素。”

1 型糖尿病患者必须每天通过注射或输注补充胰岛素，并全天监测血糖。（1）

1型糖尿病和2型糖尿病的后果相同：血糖过高。但它们的致病机制却截然不同。

如上所述，1 型糖尿病是一种自身免疫性疾病，会导致身体无法产生胰岛素或几乎无法产生胰岛素。这种疾病无法预防。( 3 )

当肝脏、肌肉和脂肪细胞对胰岛素反应不佳，并产生“胰岛素抵抗”时，就会引发 2 型糖尿病。葡萄糖无法像以前那样有效地进入细胞，而是在血液中积聚。

在2型糖尿病中，胰腺会通过分泌更多胰岛素来应对血糖水平的升高。然而，最终胰腺将无法分泌足够的胰岛素来应对血糖水平的飙升，例如餐后血糖的正常升高。

2型糖尿病占所有确诊糖尿病病例的90%至95% 。在很多情况下，通过改变饮食和运动可以预防或延缓2型糖尿病的发生。( 4 )

美国 1 型糖尿病研究机构 JDRF 首席科学官 Sanjoy Dutta 博士表示， 1 型糖尿病的症状可能发展迅速，尤其是在年轻人中。症状可能包括：

• 极度口渴
• 尿频
• 饥饿感增加
• 疲劳
• 视力模糊
• 不明原因的体重减轻

Dutta 博士说，有时体重下降非常快。“有些情况下，两周内甚至可能减掉10公斤。”

托马斯医生说，1 型糖尿病在幼儿身上很难察觉。“一些异常的迹象可能比较微妙，比如尿布湿得更多或更重、尿床以及口渴加剧。”

糖尿病酮症酸中毒（DKA）

Dutta 表示，1 型糖尿病的另一个症状可能危及生命，尤其是对于年轻人来说，他们不太可能理解自己正在经历什么。糖尿病酮症酸中毒 (DKA) 是指胰岛素水平下降，身体无法将升高的血糖转化为能量；它会转而燃烧脂肪，导致血液中酸性物质（称为酮体）快速积聚。DKA 的症状可能包括：

• 口气有水果味
• 意识混乱或疲劳
• 呼吸困难
• 脱水
• 皮肤和口腔干燥
• 面部潮红
• 排尿增多或口渴
• 头痛
• 肌肉酸痛或僵硬
• 胃痛、恶心或呕吐

患上糖尿病酮症酸中毒 (DKA) 后，务必立即就医，有时可能需要去医院。血液或尿液酮体检测可以确诊 DKA。治疗包括注射胰岛素和补液。

通常，一次糖尿病酮症酸中毒（DKA）发作就会导致 1 型糖尿病的诊断，尤其是在年轻人中。Dutta 表示，任何年龄的 1 型糖尿病患者都可能出现这种情况，但如果一个人在中年或晚年患上这种疾病，病情进展通常更为缓慢，因此他们更有可能已经因为高血糖而接受医生治疗。

1 型糖尿病的确切病因尚不清楚，但专家认为可能是遗传和环境因素共同作用的结果。例如，如果您携带人类白细胞抗原 (HLA) 复合物中某些基因变异，则患 1 型糖尿病的风险会增加。这些基因参与合成在免疫反应中发挥关键作用的蛋白质。

研究表明，柯萨奇病毒可能是 1 型糖尿病的诱因，长期病毒感染可能会增加儿童罹患该病的风险。

1 型糖尿病的其他可能风险因素包括：

• 男性。托马斯表示，男性被诊断患有 1 型糖尿病的风险比女性高出约 1.5 倍。
• 具有与较高风险相关的自身抗体。
• 具有欧洲血统（尽管任何种族或民族的人都可能患上此病）。大多数患有此病的白人都有基因变异 HLA-DR3 或 HLA-DR4。
• 有近亲患有 1 型糖尿病。

事实上，患有 1 型糖尿病的男性所生孩子患此病的几率是 1/17。对于 25 岁之前生育孩子的女性来说，这一风险为 1/25，但如果 25 岁以后生孩子，其风险就会降至 1/100。

然而，80% 的 1 型糖尿病患者没有家族病史。

“ 1 型糖尿病的诊断检测首先包括检测血糖是否异常高，”托马斯说：“下一步是查明高血糖是否是由于胰腺失去了产生足够胰岛素的能力，以及检测 1 型糖尿病中常见的抗体水平是否高于正常值。”

血糖测试

您的医疗保健提供者可能会要求进行以下检查来诊断 1 型糖尿病。

随机血糖检测：用于检查您的血糖是否过高，无需空腹抽血即可进行。如果血糖读数高于 200 毫克/分升 (mg/dL)，且伴有高血糖症状，则表明您患有糖尿病。

糖化血红蛋白 (A1C) 测试：可以显示过去三个月内您的平均血糖水平。测试需要抽取血液样本，无需事先禁食。A1C达到6.5或更高表明患有糖尿病。

空腹血糖测试：可以测量至少八小时内未进食或饮水（仅少量饮水）后的血糖水平。如果血糖读数高于 126 毫克/分升，则提示患有糖尿病。

自身抗体检测

您的医生可能会要求进行糖尿病自身抗体检查，以检测攻击胰岛素或胰腺中与其生成相关的细胞以及某些酶的自身抗体。

其他诊断测试

还可以通过以下方法诊断 1 型糖尿病：

C 肽测试：可以测量胰岛素产生的副产物，并可以显示您的身体产生了多少胰岛素，并结合葡萄糖值。

胰岛素测定测试：可以检测血液中的胰岛素水平，但与 C 肽测试相比不太常用且变化更大。

Dutta 提醒，如果您被诊断患有 1 型糖尿病，请咨询内分泌科医生进行治疗。“我不是说全科医生没有帮助，而是初级保健医生缺乏治疗 1 型糖尿病的专业知识，1 型糖尿病与 2 型糖尿病截然不同。”

根据 2020 年发表的一项研究，患有 1 型糖尿病并活到 43 岁的人的平均预期寿命比同龄未患该病的人短近 8 年。

这略低于 2015 年苏格兰一项研究报告的预期寿命。该研究发现，20 岁患有 1 型糖尿病的男性，其预期寿命比未患该病的男性短约 11 年。研究发现，女性的预期寿命缩短了 13 年。

您对 1 型糖尿病的控制程度会影响您的预期寿命。

在另一项同样发表于 2015 年的研究中，研究人员发现，接受 6.5 年强化治疗的 1 型糖尿病患者并发症风险略有降低，早期死亡的总体风险也较低。

1 型糖尿病是一种终身疾病，需要每天仔细地管理血糖水平。“对许多年轻人来说，不断思考糖尿病可能会让他们感到疲惫和沮丧，”托马斯说道：“虽然他们的历程与非1型糖尿病患者的经历不同，但他们仍然可以过上充实而成功的人生，并且他们可能会发现，自己独特的经历让他们能够挖掘出一种他们从未意识到的内在力量。”

Dutta 也表达了同样乐观的语气。“我们有治愈方法吗？没有。我们在临床上取得了一些进展，但还没有一种能够治愈 1 型糖尿病的获批疗法。” 不过，Dutta 补充道，血糖监测和胰岛素输送技术的不断进步，正在让人们更容易地与疾病共存。

托马斯说：“1 型糖尿病管理的基石仍然是胰岛素治疗。” 结合血糖监测，这是确保每日血糖保持在健康范围内的主要方法。

胰岛素治疗

注射两种主要类型 的胰岛素来帮助您度过一天：

• 基础胰岛素：经注射后，每天 24 小时持续存在于体内，无论您何时进食。中效和长效胰岛素会缓慢释放到血液中，从而持续发挥作用，例如：优泌林（Humulin N）、地特胰岛素（Levemir）、德律风（Tresiba）和甘精胰岛素（Lantus）。
• 餐前胰岛素或餐后胰岛素：是注射胰岛素来补充您通过食物摄入的葡萄糖。您注射的餐前胰岛素剂量取决于您刚刚吃的餐量。速效或常规作用的胰岛素包括门冬胰岛素（Novolog）、赖脯胰岛素（Apidra）和赖脯胰岛素（Humalog）。餐前服用，可在15至30分钟内起效，并持续数小时。

胰岛素治疗通常需要每天注射数次，采用以下方法之一：

• 针头和注射器：胰岛素通过一次性针头和注射器（或预先填充的注射器）从小瓶中抽出，并注射到皮肤下方的脂肪组织中。
• 胰岛素笔：使用含有预填充胰岛素药筒或通过一次性针头从药筒中抽取胰岛素的装置，在笔上拨动剂量，然后通过针头将胰岛素注射到皮下。
• 胰岛素泵：这是一种电脑控制的设备，通过一根细导管输送胰岛素，导管插入腹部皮下，并用胶带固定。“患者向胰岛素泵提供他们计划摄入的碳水化合物量和当前血糖水平的信息，胰岛素泵就会建议需要输送的胰岛素剂量，”托马斯解释说。

血糖监测

管理 1 型糖尿病的一个重要部分是血糖监测。患者通常使用以下方法之一监测自己的血糖：

• 血糖仪：是一种便携式设备，用于分析血液样本。采集血液样本时，用采血针刺破手指，将血滴滴在一次性试纸上。然后将试纸插入血糖仪。请咨询您的医疗保健提供者，找到最适合您的血糖仪，并咨询您的保险计划，了解哪些费用在保险范围内。
• 连续血糖监测仪 (CGM)：是一种全天候佩戴的设备，它可以测量并报告您的血糖水平。一个比针头还细、约半英寸长的微型传感器被插入皮下，用于测量脂肪细胞间液体中的血糖水平。连接到传感器的发射器将数据发送到接收器或智能设备应用程序。Dexcom G6、Freestyle Libre 和 Medtronic Guardian Connect 是最常用的 CGM 之一。

托马斯说：“患者能够实时获取血糖信息，并了解血糖变化趋势。”这有助于他们了解食物、睡眠、运动和压力如何影响血糖，以及如何避免血糖水平出现危险的波动。

“当胰岛素泵和连续血糖监测系统 (CGM) 集成时，CGM 可以向胰岛素泵提供患者当前血糖水平及其变化趋势的信息。这使得胰岛素泵能够调整胰岛素输送，帮助将血糖维持在更健康的范围内，”托马斯说道：“虽然患者仍然需要积极参与自身的糖尿病管理，但这些设备可以提供帮助。”

其他1型糖尿病治疗方法

不太常见的 1 型糖尿病治疗方法包括：

• 人工胰腺：Dutta 表示，这种尖端设备是一种日益常见的治疗方法，它结合了胰岛素泵、连续血糖监测 (CGM) 和剂量算法。“该算法会根据连续血糖监测 (CGM) 读数和过去五分钟的平均值，告诉胰岛素泵‘你注射 X 个单位的胰岛素’，然后它会根据你的血糖水平增加或减少剂量。”
• 喷射注射：不使用针头，而是使用带有胰岛素笔芯的注射器通过气流将胰岛素输送到皮下。
• 吸入式胰岛素：一种速效吸入式胰岛素，每次进餐前用吸入器将粉末吸入口中服用。
• 普兰林肽：这种药物与餐时胰岛素一起服用，减缓食物通过胃的运动，以防止餐后血糖飙升。

医生尚不清楚如何预防 1 型糖尿病，但研究人员已取得进展，并正在继续探索预防方法，或至少减缓其进展。

例如，单克隆抗体药物 teplizumab 于 2022 年 11 月获得美国 FDA 批准。研究发现，对于有亲属患有 1 型糖尿病的人来说，该药物平均可将 1 型糖尿病的发病时间推迟两年

长期高血糖会导致一系列健康问题。其中包括：

• 心脏病
• 中风
• 肾脏疾病
• 低血糖或低血糖症
• 神经损伤
• 伤口愈合缓慢
• 足部问题
• 截肢
• 眼部问题和失明，或糖尿病视网膜病变
• 牙科疾病
• 膀胱问题
• 性功能障碍

任何类型的糖尿病都会增加您患新冠并发症的风险。“我们知道，糖尿病未得到控制且感染新冠肺炎的患者，其新冠肺炎症状会更严重，肺部受累范围可能更广，死亡率也更高，”托马斯说道。在疫情爆发的最初几个月里，美国近 40% 的新冠肺炎死亡病例都发生在糖尿病患者身上

对于 1 型糖尿病患者，没有放之四海而皆准的饮食或运动计划。但健康的生活方式有助于将血糖保持在健康范围内。在开始任何饮食或运动计划之前，请务必咨询医生，以确保你做出的改变是安全且适合自己的。

饮食

注册营养师可以帮助您找到合适的膳食计划。您可以向您的医疗保健提供者寻求推荐。

无论你选择哪种饮食，都可能包括某种形式的碳水化合物计数（监测碳水化合物的摄入量，碳水化合物会分解成葡萄糖）；以及蛋白质、 脂肪和纤维的平衡，以帮助稳定血糖。

您的医疗团队可以根据您正在服用的药物或胰岛素情况，帮助您确定合适的碳水化合物摄入量。但对于大多数糖尿病患者，建议的碳水化合物摄入量一般为每日总热量的 45% 至 65%。

综上所述，根据营养指南，任何健康饮食都可能包含以下食物：蔬菜、水果、全谷物、脱脂或低脂牛奶及奶制品（除非您是素食主义者）、瘦肉、家禽、鱼类、豆类、鸡蛋以及坚果和种子。尽量减少饱和脂肪、胆固醇、盐和添加糖 的摄入，务必避免反式脂肪。

锻炼

身体活动是糖尿病管理的另一个重要方面。在制定锻炼计划之前，请务必咨询您的医疗保健提供者。糖尿病并发症，例如神经损伤或低血糖风险，可能需要您调整运动方式。

考虑到这一点，每周应至少进行 150 分钟至 300 分钟的中等强度运动，或 75 分钟至 150 分钟的高强度有氧运动。如果您在运动过程中可以说话但不能唱歌，则为中等强度；如果您在运动过程中只能说几个单词而不能停下来换气，则为高强度运动。同样，您的医疗保健提供者将帮助您确定合适的运动方案。

全球约 920 万 1 型糖尿病患者，占糖尿病总人群的 5%~10%。

• 20岁以下青少年及儿童患者达740万，占全球 1 型糖尿病患者的 80% 以上。
• 中国至少有 100 万 1 型糖尿病患者，儿童青少年患者数量居全球第四。

文章来源：Sheryl Huggins Salomon，《每日健康》

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全球首个1型糖尿病专病大模型发布

来源：科技日报

科技日报讯 （记者洪敬谱）全球首个1型糖尿病专病大模型日前在安徽医科大学“西递科学论坛”上发布。该成果由安徽医科大学校长、中国科学技术大学讲席教授翁建平担任首席科学家，联合讯飞医疗科技股份有限公司等产学研机构协同攻关。

1型糖尿病是一种自身免疫性疾病，因胰岛β细胞被破坏，导致胰岛素分泌不足。近年来，全球1型糖尿病的发病率呈上升趋势，尤其在儿童和青少年中较为显著。早期诊断和干预能预防或延缓疾病发生，对促进1型糖尿病防治关口前移具有重要意义。

翁建平介绍，大模型以“权威知识中枢”“动态感知网络”“决策支持引擎”三大技术支柱为核心，实现了多项突破。一是集成65个专科场景临床路径、135部诊疗指南和2000万份真实病例数据，构建全球最大的1型糖尿病知识图谱；二是依托人工智能物联网技术，实时监测14维代谢参数，使异常血糖捕捉灵敏度达99.2%，较传统方式提升40%；三是可生成膳食、运动、胰岛素调整等八大维度的个性化方案，推动诊疗迈入“千人千策”精准时代。

“大模型通过多学科交叉融合，将重构1型糖尿病‘筛—诊—治—管’全病程管理闭环，为患者打造贯穿预防、干预、康复的全周期智慧化服务生态。”中国科大—讯飞医疗数字与健康联合实验室副主任郑雪瑛说，借助智能交互和实时监测技术，患者可随时获取饮食指导、用药提醒和应急处理建议，进而实现“像正常人一样工作生活”的治疗目标。

安徽省卫健委党组书记刘同柱说，这一成果是我国代谢性疾病防控领域数智化的重要突破，对进一步提升癌症、心脑血管、呼吸和代谢性疾病等重大疾病防治水平具有重要意义。

基于自适应反步的Ⅰ型糖尿病是什么？如何进行血糖调节？

随着人们生活质量的提高，大多数人开始饮食不规律并且缺少运动，这就导致了很多疾病。

高血压、高血脂、糖尿病是我国最普遍的“国民级”疾病，每个人的身边都能找出不少患者，其中危险程度最高的当属糖尿病。

预测到2030年，糖尿病患者总人数将增加到6.43亿人（每9个成年人中就有1人），到2045年将增加到7.84亿人（每8个成年人中就有1人）。

但是五分之四的糖尿病患者生活在低收入和中等收入国家，2021年，全球在糖尿病方面支出为9660亿美元，同时，这项数据在过去的15年里增长了316%。

糖尿病已经成为一种“无声的杀手”，对群众的健康造成了严重的危害，并给社会带来了沉重的经济负担，糖尿病分为Ⅰ型糖尿病、Ⅱ型糖尿病、特殊类型糖尿病，还有妊娠糖尿病。

Ⅰ型糖尿病（Type1DiabetesMellitus，T1DM）是由免疫介导的胰腺细胞被破环而引起的自身免疫性疾病，这种破环受机体免疫系统的调节。

导致胰岛素的产生和分泌受到限制或完全停止，Ⅰ型糖尿病在青少年群体中比较常见，患者初期症状表现为排尿过多，喝水过多，体重下降等。

然后出现糖尿病酮症酸中毒，这可能被误诊为肺炎、肠胃炎、疟疾、伤寒、阑尾炎或其他疾病。

然而，最让T1DM患者恐惧的事情是自身血糖水平的不稳定，一个健康成年人的血糖浓度在70mg/dL与110mg/dL之间。

血糖浓度大于180mg/dL为高血糖，血糖浓度小于60mg/dL称为低血糖，低血糖可导致医疗紧急情况的出现，比如失去意识和昏迷。

高血糖会引起严重的并发症，如失明、心血管疾病、糖尿病肾病、神病和视网膜病，因此，调节T1DM患者的血糖值到基准值或正常范围内显得至关重要。

胰岛素注射是控制血糖的主要手段，T1DM常用的外源性胰岛素治疗方案主要有两种，一种是每日多次胰岛素注射，另一种是持续皮下胰岛素输注。

每日多次胰岛素注射是指患者在餐前估计碳水化合物的量来进行胰岛素剂量的匹配，持续皮下胰岛素输注可模拟人体生理性胰岛素的分泌模式。

智能控制胰岛素剂量的输入，每日多次胰岛素注射不是理想的糖尿病治疗方法，因为胰岛素注射后没有与人体内血糖产生相关的反馈。

现实中存在许多因素，如饮食、运动或个人情绪直接影响血糖，反而让血糖水平高于正常水平。

相比之下，可编程的胰岛素泵能够利用闭环控制系统来调节血糖，这种设备可以为每个人单独调节胰岛素注射率。

闭环胰岛素泵也被称为人工胰腺（Artificialpancreas，AP），它是由三个部分组成。

连续血糖检测系统，控制算法和胰岛素泵，其工作原理为：CGMS会不断地测量患者的血糖水平，并将数据传输到控制算法中。

控制算法会通过分析这些数据来计算出患者当前的血糖水平来决定胰岛素泵需要输送的胰岛素剂量，胰岛素泵会根据算法的指示自动输送胰岛素。

这些指示可以包括连续输送的胰岛素以及在餐后额外输送的胰岛素，以帮助患者控制血糖水平。

20世纪60年代，Kadish首次使用CGMS对一名糖尿病人进行了血糖检测，并用最简单的开关控制通过静脉给病人人工注射胰岛素和葡萄糖。

完成了首次闭环血糖调节试验，从此以后，随着检测设备越来越精密，控制算法越来越高效和复杂。

AP进入到一个高速发展的时代，商业化产品的开发为病人带来了很多便捷与安全，与此同时，一个新颖的观点是构建一种能够严格调节血糖的低能量可穿戴或植入式的AP。

这种可植入的AP要求控制算法由一个小型化的嵌入式设备来部署，并且，这种植入式AP的预期寿命需要足够长。

因为频繁地更换电池等硬件组件是不可取的，不安全的，而且价格昂贵，此外，植入式AP的寿命与控制算法的复杂度以及血糖调节期间所需的控制器更新频率密切相关。

也就是说，低复杂度的控制算法会导致较低的处理器能源成本，而较少的控制器更新次数会降低通信成本。

人体的血糖系统是一个开放的、肌体调节的动态系统，人体精确的血糖模型以及合适的血糖调节算法是影响AP设备性能的两个关键因素。

人体的葡萄糖-胰岛素动力学模型是一个多参数、多变量、非线性的时滞模型，其复杂的机理特征给血糖调节带来了巨大的困难。

同时，在糖尿病建模方面，由于影响它的因素涉及复杂的代谢、遗传和环境因素之间的相互作用，从而需要数学模型来描述这种关系。

数学模型在理解复杂且多样的生物系统的动态行为和性能方面发挥着重要作用，从上世纪60年代就有学者开始研究血糖模型的数学表达。

经过60年的发展，许多模拟糖尿病患者生理行为的数学模型已经被开发出来，用来预测血糖的变化，从系统动力学的观点来看，胰岛素与葡萄糖相互作用的血糖系统是人体内重要的系统之一。

血液中的葡萄糖浓度主要由肝脏和胰腺调节，体内血糖系统的平衡是由这两个器官的相互作用来维持。

预测人体内血糖变化的数学模型主要有两类：数据驱动模型，知识驱动模型或生理模型，数据驱动模型是根据输入-输出数据建立的，没有考虑任何生理学信息。

通常，这些模型的输出是血糖浓度，输入数据可以是各种信息，如先前测量的血糖值、饮食、运动、胰岛素治疗信息、体温等。

另一方面，关于葡萄糖-胰岛素调节系统背后的生理学先验知识对于开发知识驱动模型非常重要。

这类模型中有些包含最少的方程，只关注基本的生理学方面，而有些则包含更多的方程，涵盖了葡萄糖-胰岛素动态性能背后的详细生理学。

人体内血糖的调节不仅受患者内部的影响，而且还受到外部环境的影响。

人体对药物的反应有延迟，因此算法需要考虑这个延迟时间，而且还需要考虑血糖检测设备和胰岛素输注方式对控制器性能的影响。

人体需要保持稳定的血糖调节，调节算法应避免过度振荡和超调，低血糖可能危及患者生命，应避免严重的夜间低血糖和过度输注胰岛素。

葡糖糖-胰岛素动力学模型的参数在不同患者和同一患者内部都存在差异性，易受到其他生理特征的影响，如胰岛素敏感性、运动、压力、食物摄入等。

血糖调节算法需要集成到小型化的硬件设备中。在实际应用中，需要考虑算法与硬件设备的可行性，而过于复杂的算法可能无法应用于实际。

近年来，许多学者针对上述血糖调节的难点设计了各种各样的调节算法，使得血糖调节领域“百花齐放”，例如经典的比例积分微分算法、模型预测控制算法、滑模控制算法、自适应控制算法等。

正是由于各种算法的出现，才使得AP产品的落地成为了现实，使得T1DM患者在复杂的内外部环境中保持血糖的稳定，降低了患者的安全隐患，减少了病人的经济负担。

PID算法是工业应用中最广泛的算法之一，也是最早应用于AP中的控制算法，主要原因是该控制器结构简单，参数少，易于实现，适应性好，稳健性强，在血糖调节方面很有吸引力。

PID算法运用三个分量尽可能地模拟人体b细胞分泌胰岛素的生理传输功能以实现对血糖水平的自动调节，从而帮助患者维持良好的健康状况。

相比于其他算法，自适应控制算法十分适用于T1DM患者的血糖调节控制，该方法经过研究者长达半个多世纪的探索，其理论框架已经十分完善。

同时，人体的葡萄糖-胰岛素动力学模型中存在很多的不确定，例如：未知参数、建模时忽略的因素、测量误差、外界的扰动、未建模动态等。

上述通过胰岛素注射器一次性注射胰岛素的方法相当于开环控制，其缺点是无法实时反馈T1DM患者体内的血糖值。

导致其只能快速注射适量的胰岛素才能保证患者后续血糖的稳定，然而AP设备是一个闭环的血糖调控设备，我们可以通过CGMS实时获得患者体内的血糖值。

基于此，我们可以等患者血糖值大于一个相对较大的血糖值（这个值不能比高血糖180mg/dL大）时进行胰岛素输注。

若患者血糖值在一个绝对安全的范围内时，我们不进行胰岛素输注，同时，由于CGMS可以得到患者实时血糖值，所以相比于胰岛素注射器快速注射胰岛素。

所设计的算法可以根据患者体内的血糖值实时调整胰岛素注射速率，使得患者不会因为过量的胰岛素剂量导致低血糖事件发生。