CN112057042A - 定量测量胰岛素敏感性的方法、系统及存储介质 - Google Patents

定量测量胰岛素敏感性的方法、系统及存储介质 Download PDF

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CN112057042A CN202010852718.9A CN202010852718A CN112057042A CN 112057042 A CN112057042 A CN 112057042A CN 202010852718 A CN202010852718 A CN 202010852718A CN 112057042 A CN112057042 A CN 112057042A
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Abstract

本发明涉及一种定量测量胰岛素敏感性的方法、系统及存储介质，其包括：恒定输注预先设定剂量的胰岛素，并输注葡萄糖溶液；检测血糖浓度，并以此计算调整葡萄糖溶液输注速度；将血糖浓度维持在预先设定的目标值范围内，保持此稳态一段时间；通过维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度。本发明将人体葡萄糖容量分为代谢量和葡萄糖空间的不足量或溢出量，并以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定，实现了对胰岛素敏感性定量的、直观的，数字化的评估。

Description

定量测量胰岛素敏感性的方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及一种胰岛素敏感性检测领域，特别是关于一种定量测量胰岛素敏感性的方法、系统及存储介质。
背景技术
胰岛素是人体内唯一的降糖激素，同时具有促进糖原、脂肪、蛋白质合成的作用。正常生理条件下，胰岛素分子特异性的蛋白表达可与靶细胞的特异性的受体结合，从而激活葡萄糖转运通道，将血液中的葡萄糖转运至细胞内部，完成肌体细胞对葡萄糖的摄取和利用。同时通过促进糖原合成，抑制糖异生，达到调节血糖的目的。
然而在病理条件下，由于胰岛素合成缺陷、自身抗体的作用或靶细胞受体表达缺失会造成胰岛素的生物活性丧失，无法将葡萄糖转运至细胞内完成葡萄糖的代谢过程。这一病理现象称之为胰岛素敏感性降低或“胰岛素抵抗”。胰岛素敏感性降低会造成葡萄糖持续堆积在外周血液中，造成血糖升高；同时由于高血糖的刺激，肌体持续分泌胰岛素，导致高胰岛素血症。胰岛素抵抗的进一步发展会导致全身性的糖类、脂类、蛋白质代谢的紊乱，导致心血管、外周神经、肾脏病变等风险因素升高。
评价胰岛素抵抗程度或将胰岛素抵抗给予量化，对于后期的糖尿病临床诊疗、基础医学研究、药物研发领域有着重要的意义。然而，胰岛素抵抗是一种生理现象，无法通过常规生化手段进行精确测量。如何用直观的数字化手段对胰岛素敏感性进行评估成为目前亟需解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种定量测量胰岛素敏感性的方法、系统及存储介质，其能实现定量的、直观的，采用数字化对胰岛素敏感性进行评估。
为实现上述目的，本发明采取的第一种实施方式为：一种定量测量胰岛素敏感性的系统，其包括：输注模块、输注速度计算模块、稳态维持模块和敏感性判定模块；所述输注模块用于恒定输注预先设定剂量的胰岛素，并输注葡萄糖溶液；所述输注速度计算模块检测血糖浓度，并以此计算调整葡萄糖溶液输注速度；所述稳态维持模块将血糖浓度维持在预先设定的目标值范围内，保持此稳态一段时间；所述敏感性判定模块通过维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度。
进一步，所述输注速度计算模块中，采用每隔5分钟检测一次血糖浓度；调整输注速度时，以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。
进一步，所述输注速度计算模块中，以血糖浓度计算葡萄糖溶液的输注速度的公式为：
Figure BDA0002645286880000021
式中，Ginf为葡萄糖溶液的输注速度，单位mL/60min，为葡萄糖的代谢量；Ginfi2为10分钟前的葡萄糖输注速度，单位mL/60min；Gd为预设的目标血糖浓度，单位mg/dL；Gi为当前的血糖浓度，单位mg/dL，Kg为受试者体重，单位为Kg；Gi1为前一次的血糖浓度。
进一步，所述敏感性判定模块中，维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度的方法为：若稳态期葡萄糖输注率GIR大于稳态期葡萄糖输注率的正常参考值，则胰岛素敏感性为正常；反之，肌体对胰岛素不敏感或胰岛素效能不佳，存在胰岛素抵抗。
进一步，所述系统还包括输注率计算模块，用于对稳态期葡萄糖输注率的计算。
进一步，所述输注率计算模块中，假设稳态期起止时间为90-120分钟，计为T90-T120，对应的葡萄糖溶液输注速度为Ginf90和Ginf120；已知葡萄糖溶液浓度为20％，则稳态期葡萄糖输注率GIR为：
Figure BDA0002645286880000022
其中，Gmg为90-120分钟内输入的葡萄糖总毫克数；稳态期葡萄糖输注率GIR的单位为mg/Kg/min。
进一步，所述系统还包括判定条件设定模块，用于设定胰岛素敏感程度的判定条件。
进一步，所述判定条件设定模块中，三个判定条件为：
(1)血糖浓度稳态：在稳态期内，血糖浓度应维持在目标血糖浓度Gd±0.5mmol/L以内；
(2)血浆胰岛素浓度稳态：在稳态期内，血浆胰岛素浓度维持在80～120mU/L；
(3)C肽水平：在稳态期内，血浆C肽水平不应高于基础状态下的C肽水平。
本发明采取的第二种实施方式为：一种定量测量胰岛素敏感性的方法，其包括以下步骤：恒定输注预先设定剂量的胰岛素，并输注葡萄糖溶液；检测血糖浓度，并以此计算调整葡萄糖溶液输注速度；将血糖浓度维持在预先设定的目标值范围内，保持此稳态一段时间；通过维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度。
进一步，每隔5分钟检测一次血糖浓度；调整输注速度时，以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。
进一步，以血糖浓度计算葡萄糖溶液的输注速度的公式为：
Figure BDA0002645286880000031
式中，Ginf为葡萄糖溶液的输注速度，单位mL/60min，为葡萄糖的代谢量；Ginfi2为10分钟前的葡萄糖输注速度，单位mL/60min；Gd为预设的目标血糖浓度，单位mg/dL；Gi为当前的血糖浓度，单位mg/dL，Kg为受试者体重，单位为Kg；Gi1为前一次的血糖浓度。
进一步，维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度的方法为：若稳态期葡萄糖输注率GIR大于稳态期葡萄糖输注率的正常参考值，则胰岛素敏感性为正常；反之，肌体对胰岛素不敏感或胰岛素效能不佳，存在胰岛素抵抗。
进一步，还包括稳态期葡萄糖输注率的计算步骤。
进一步，假设稳态期起止时间为90-120分钟，计为T90-T120，对应的葡萄糖溶液输注速度为Ginf90和Ginf120；已知葡萄糖溶液浓度为20％，则稳态期葡萄糖输注率GIR为：
Figure BDA0002645286880000032
其中，Gmg为90-120分钟内输入的葡萄糖总毫克数；稳态期葡萄糖输注率GIR的单位为mg/Kg/min。
进一步，还包括设定胰岛素敏感程度判定条件的步骤。
进一步，根据维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度，需同时满足以下三个判定条件：
(1)血糖浓度稳态：在稳态期内，血糖浓度应维持在目标血糖浓度Gd±0.5mmol/L以内；
(2)血浆胰岛素浓度稳态：在稳态期内，血浆胰岛素浓度维持在80～120mU/L；
(3)C肽水平：在稳态期内，血浆C肽水平不应高于基础状态下的C肽水平。
本发明的第三种实施方式为：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述程序指令被处理器执行时用于实现上述第二种实施方式中所述方法对应的步骤。
本发明的第四种实施方式为：一种计算机设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述第二种实施方式中所述方法中的任一方法的指令。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明将人体葡萄糖容量分为代谢量和葡萄糖空间的不足量或溢出量，并以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。而且在给予恒定剂量的外源性胰岛素前提下,达到血糖浓度稳态时外源性葡萄糖输注量可作为胰岛素敏感性或胰岛素效能的评价指标。实现了对胰岛素敏感性定量的、直观的，数字化的评估。
附图说明
图1是本发明实施例中胰岛素敏感性检测原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种定量测量胰岛素敏感性的方法，其采用试验方式，实现对胰岛素敏感性进行评估。如图1所示，本发明包括以下步骤：
恒定输注预先设定剂量的胰岛素，并输注葡萄糖溶液；
检测血糖浓度，并以此计算调整葡萄糖溶液输注速度；
将血糖浓度维持在预先设定的目标值范围内，保持此稳态一段时间；此时胰岛素介导的葡萄糖代谢量和外源性输注的葡萄糖量相等；
通过维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度。
在一个优选的实施例中，葡萄糖溶液的浓度为20％，即由20g葡萄糖和100mL生理盐水配制而成。
在一个优选的实施例中，优选每隔5分钟检测一次血糖浓度。调整输注速度时，以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次(即上一个5分钟)计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。
在一个优选的实施例中，预先设定的目标值范围为4.5-5mmol/L(90mg/dL)左右，但不超过5mmol/L。
在一个优选的实施例中，稳态时间可以设定为30-40分钟。由于注射的葡萄糖在30分钟左右即可完全与葡萄糖空间混合,因此稳态时间优选为30分钟。
在一个优选的实施例中，以血糖浓度计算葡萄糖溶液的输注速度的公式为：
Ginf＝Fc×Ginfi2+GS， (1)
式中，Ginf为葡萄糖溶液的输注速度(单位mL/60min)，即为葡萄糖的代谢量；Ginfi2为10分钟前的葡萄糖输注速度，近似为10分钟内葡萄糖的代谢量(单位mL/60min)；GS为葡萄糖空间的溢出量或不足量(单位为mg，但在GS计算中需将其换算为下一个五分钟葡萄糖输注速度的增加量或减少量)；Fc为累积误差系数，用于校正葡萄糖输注速度，避免葡萄糖输注速度可能出现的持续偏低的情况。
上述实施例中，GS的计算方法为：假设当前的血糖浓度高于设定的目标值，说明10分钟前的葡萄糖输注速度Ginfi2大于胰岛素介导的葡萄糖分解代谢速度，此时葡萄糖堆积在血液中，导致血糖浓度升高；反之葡萄糖输注量小于当前的葡萄糖代谢量，血液当中的葡萄糖不断的被转移至靶细胞中，造成血糖浓度下降。则GS的计算公式为：
Figure BDA0002645286880000051
式中，Gd为预设的目标血糖浓度(mg/dL)；Gi为当前的血糖浓度(mg/dL)；Kg为受试者体重(单位为Kg)。
上述实施例中，Fc的计算公式为：
Figure BDA0002645286880000052
式中，Gi1为5分钟前(前一次)的血糖浓度。
将式(2)、(3)带入式(1)中得到完整的葡萄糖输注速度计算公式为：
Figure BDA0002645286880000053
在一个优选的实施例中，维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度的方法为：若稳态期葡萄糖输注率GIR大于稳态期葡萄糖输注率的正常参考值，则胰岛素敏感性为正常；反之，肌体对胰岛素不敏感或胰岛素效能不佳，存在“胰岛素抵抗”。
上述实施例中，还包括稳态期葡萄糖输注率的计算步骤。具体的，该葡萄糖输注率为受试者每公斤体重每分钟所代谢的葡萄糖毫克数。
假设稳态期起止时间为90-120分钟，计为T90-T120。对应的葡萄糖溶液输注速度为Ginf90和Ginf120。已知葡萄糖溶液浓度为20％，通过计算可得到90-120分钟内输入的葡萄糖总毫克数，计为Gmg。则稳态期葡萄糖输注率GIR为：
Figure BDA0002645286880000061
其中，稳态期葡萄糖输注率GIR的单位为mg/Kg/min。
其中，每5分钟的葡萄糖毫克数Gmg1为：
Gmg1＝200(mg/mL)×5min×Ginf(mL/60min)/60＝200×Ginf/12(mg)
由于每个时间间隔均为5分钟,则葡萄糖总毫克数Gmg为：
Gmg＝200×Ginf90/12+200×Ginf95/12+200×Ginf100/12+…+200×Ginf120/12
＝50×(Ginf90+Ginf95+Ginf100+…+Ginf120)÷3。
优选的，稳态期葡萄糖输注率的正常参考值为：6.286mg×Kg-1×min-1；确定方法为：以WHO定义的测定结果的均值下四分位数为切点。
上述实施例中，还包括设定胰岛素敏感程度判定条件的步骤。根据维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度，需同时满足以下三个判定条件，则胰岛素的敏感程度判定结果为准确。
三个判定条件为：
(1)血糖浓度稳态：在稳态期内，血糖浓度应维持在目标血糖浓度Gd±0.5mmol/L以内。若波动过大，则可怀疑有干扰因素存在，判定结果并不可靠。
(2)血浆胰岛素浓度稳态：在稳态期内，血浆胰岛素浓度维持在80～120mU/L。若血浆胰岛素浓度过低则可导致内源性胰岛素分泌，干扰判定结果；若血浆胰岛素浓度过高则可能会增加非胰岛素依赖的葡萄糖摄取，同样会影响判定结果。
(3)C肽水平：在稳态期内，血浆C肽水平不应高于基础状态下的C肽水平。否则提示判定试验期间有自身胰岛素的分泌，判定结果不可靠。
实施例1：
在本实施例中，以无生命的人体或动物体、或离体组织为受试对象。具体测量方法如下：
1、配制20％葡萄糖溶液1000毫升，备用。
2、根据受试者体重、维持时间，按照2mU/Kg/Min的输注率配制胰岛素溶液。
配制方法：
假设受试者体重为：65Kg；试验维持时间150Min
为抵消输液管路吸附胰岛素造成浓度下降，增加20％的胰岛素用量，则所需胰岛素量为：
1.2×(2×65×150)/1000＝23.4IU
将23.4IU的短效胰岛素溶于填充有50mL生理盐水的注射器中,充分混匀。
3、按照2mU/Kg/Min的注射率注射胰岛素溶液10分钟，并保持此注射率至实验结束，使血浆胰岛素浓度达到稳态。此注射率可迅速建立优势外源性血浆胰岛素浓度。在此注射率下，预期可以到达80-120mU/L的优势血浆胰岛素浓度。
4、胰岛素溶液注射10分钟后，每隔5分钟检测血浆血糖浓度，并以此血糖浓度计算葡萄糖溶液的输注速度。
5、根据每5分钟测定的血糖浓度用上述步骤的输注速度计算公式计算得到新葡萄糖溶液输注速度，根据新的葡萄糖溶液输注速度调整输注速度，循环此操作持续至实验结束。同时记录每个血糖测试点的时间、血糖浓度、葡萄糖溶液输注速度等参数。
6、当血糖浓度保持稳态30分钟左右，即可结束实验。此稳态期内的外源性葡萄糖输入量全部被胰岛素所代谢。因此，稳态期内的葡萄糖输注率即可反映胰岛素敏感性或胰岛素的生物效能。
上述各步骤中，由于胰岛素敏感性测定方法需要约2小时左右，而胰岛素效能评价可能需要8-24小时。因此实验者操作手法、患者依从性、胰岛素性质对测定结果均有影响。在本实施例中，建议各实验室建立内部正常参考值，胰岛素敏感性的建议正常参考值为:6.286mg×Kg-1×min-1(以WHO定义的测定结果均值的下四分位数为切点)。
本发明还提供一种定量测量胰岛素敏感性的系统，其采用试验方式，实现对胰岛素敏感性进行评估。本发明包括输注模块、输注速度计算模块、稳态维持模块和敏感性判定模块。其中：
输注模块用于恒定输注预先设定剂量的胰岛素，并输注葡萄糖溶液；
输注速度计算模块检测血糖浓度，并以此计算调整葡萄糖溶液输注速度；
稳态维持模块将血糖浓度维持在预先设定的目标值范围内，保持此稳态一段时间；此时胰岛素介导的葡萄糖代谢量和外源性输注的葡萄糖量相等；
敏感性判定模块通过维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度。
上述实施例中，葡萄糖溶液的浓度为20％，即由20g葡萄糖和100mL生理盐水配制而成。
上述实施例中，在输注速度计算模块中，优选每隔5分钟检测一次血糖浓度。调整输注速度时，以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次(即上一个5分钟)计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。
上述实施例中，在输注速度计算模块中，以血糖浓度计算葡萄糖溶液的输注速度的公式为：
Ginf＝Fc×Ginfi2+GS，
式中，Ginf为葡萄糖溶液的输注速度(单位mL/60min)，即为葡萄糖的代谢量；Ginfi2为10分钟前的葡萄糖输注速度，近似为10分钟内葡萄糖的代谢量(单位mL/60min)；GS为葡萄糖空间的溢出量或不足量(单位为mg,计算中需将其转化为下一个5分钟葡萄糖输注速度的增加或减少量)；Fc为累积误差系数，用于校正葡萄糖输注速度，避免葡萄糖输注速度可能出现的持续偏低的情况。
上述实施例中，GS的计算方法为：假设当前的血糖浓度高于设定的目标值，说明10分钟前的葡萄糖输注速度Ginfi2大于胰岛素介导的葡萄糖分解代谢速度，此时葡萄糖堆积在血液中，导致血糖浓度升高；反之葡萄糖输注量小于当前的葡萄糖代谢量，血液当中的葡萄糖不断的被转移至靶细胞中，造成血糖浓度下降。则GS的计算公式为：
Figure BDA0002645286880000081
式中，Gd为预设的目标血糖浓度(mg/dL)；Gi为当前的血糖浓度(mg/dL)；Kg为受试者体重(单位为Kg)。
上述实施例中，Fc的计算公式为：
Figure BDA0002645286880000082
式中，Gi1为5分钟前(前一次)的血糖浓度。
将Fc式、GS式带入上述输注速度的公式中，得到完整的葡萄糖输注速度计算公式为：
Figure BDA0002645286880000083
在一个优选的实施例中，敏感性判定模块中，维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度的方法为：若稳态期葡萄糖输注率GIR大于稳态期葡萄糖输注率的正常参考值，则胰岛素敏感性为正常；反之，肌体对胰岛素不敏感或胰岛素效能不佳，存在“胰岛素抵抗”。
上述实施例中，还包括输注率计算模块，用于对稳态期葡萄糖输注率的计算。具体的，该葡萄糖输注率为受试者每公斤体重每分钟所代谢的葡萄糖毫克数。
假设稳态期起止时间为90-120分钟，计为T90-T120。对应的葡萄糖溶液输注速度为Ginf90和Ginf120。已知葡萄糖溶液浓度为20％，通过计算可得到90-120分钟内输入的葡萄糖总毫克数，计为Gmg。则稳态期葡萄糖输注率GIR为：
Figure BDA0002645286880000091
其中，稳态期葡萄糖输注率GIR的单位为mg/Kg/min。
其中，每5分钟的葡萄糖毫克数Gmg1为：
Gmg1＝200(mg/mL)×5min×Ginf(mL/60min)/60＝200×Ginf/12(mg)
由于每个时间间隔均为5分钟,则葡萄糖总毫克数Gmg为：
Gmg＝200×Ginf90/12+200×Ginf95/12+200×Ginf100/12+…+200×Ginf120/12
＝50×(Ginf90+Ginf95+Ginf100+…+Ginf120)÷3。
优选的，稳态期葡萄糖输注率的正常参考值为：6.286mg×Kg-1×min-1；确定方法为：以WHO定义的测定结果的均值下四分位数为切点。
上述实施例中，还包括判定条件设定模块，用于设定胰岛素敏感程度的判定条件。根据维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度，需同时满足以下三个判定条件，则胰岛素的敏感程度判定结果为准确。
三个判定条件为：
(1)血糖浓度稳态：在稳态期内，血糖浓度应维持在目标血糖浓度Gd±0.5mmol/L以内。若波动过大，则可怀疑有干扰因素存在，判定结果并不可靠。
(2)血浆胰岛素浓度稳态：在稳态期内，血浆胰岛素浓度维持在80～120mU/L。若血浆胰岛素浓度过低则可导致内源性胰岛素分泌，干扰判定结果；若血浆胰岛素浓度过高则可能会增加非胰岛素依赖的葡萄糖摄取，同样会影响判定结果。
(3)C肽水平：在稳态期内，血浆C肽水平不应高于基础状态下的C肽水平。否则提示判定试验期间有自身胰岛素的分泌，判定结果不可靠。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本发明上述实施例提供的任一数据存储方法的步骤。
在本实施例中，本发明还提供了一种计算机程序，其包括有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时用于实现本发明上述实施例提供的任一数据存储方法的步骤。
上述实施例中，计算机可读存储介质和计算机程序用于实现上述方法实施例中相应的数据存储方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
综上，本发明在使用时，将人体葡萄糖容量分为代谢量和葡萄糖空间的不足量或溢出量。并以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。而且在给予恒定剂量的外源性胰岛素前提下,达到血糖浓度稳态时外源性葡萄糖输注量可作为胰岛素敏感性或胰岛素效能的评价指标。
进一步，在一次性(非恒定)给予外源性胰岛素前提下,始终维持血糖浓度相对恒定时的葡萄糖输注量曲线作为胰岛素生物效能的评价指标。
需要指出，根据实施的需要，可将本发明实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本发明实施例的目的。
上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如，RAM、ROM、闪存等)，当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的处理方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的处理的专用计算机。
本领域普通技术人员可以意识到，结合上述所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。
以上实施方式仅用于说明本发明实施例，而并非对本发明实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明实施例的范畴，本发明实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (18)

1.一种定量测量胰岛素敏感性的系统，其特征在于，包括：输注模块、输注速度计算模块、稳态维持模块和敏感性判定模块；
所述输注模块用于恒定输注预先设定剂量的胰岛素，并输注葡萄糖溶液；
所述输注速度计算模块检测血糖浓度，并以此计算调整葡萄糖溶液输注速度；
所述稳态维持模块将血糖浓度维持在预先设定的目标值范围内，保持此稳态一段时间；
所述敏感性判定模块通过维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度。
2.如权利要求1所述系统，其特征在于：所述输注速度计算模块中，采用每隔5分钟检测一次血糖浓度；调整输注速度时，以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。
3.如权利要求1所述系统，其特征在于：所述输注速度计算模块中，以血糖浓度计算葡萄糖溶液的输注速度的公式为：
Figure FDA0002645286870000011
式中，Ginf为葡萄糖溶液的输注速度，单位mL/60min，为葡萄糖的代谢量；Ginfi2为10分钟前的葡萄糖输注速度，单位mL/60min；Gd为预设的目标血糖浓度，单位mg/dL；Gi为当前的血糖浓度，单位mg/dL，Kg为受试者体重，单位为Kg；Gi1为前一次的血糖浓度。
4.如权利要求1至3任一项所述系统，其特征在于：所述敏感性判定模块中，维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度的方法为：若稳态期葡萄糖输注率GIR大于稳态期葡萄糖输注率的正常参考值，则胰岛素敏感性为正常；反之，肌体对胰岛素不敏感或胰岛素效能不佳，存在胰岛素抵抗。
5.如权利要求4所述系统，其特征在于：所述系统还包括输注率计算模块，用于对稳态期葡萄糖输注率的计算。
6.如权利要求5所述系统，其特征在于：所述输注率计算模块中，假设稳态期起止时间为90-120分钟，计为T90-T120，对应的葡萄糖溶液输注速度为Ginf90和Ginf120；已知葡萄糖溶液浓度为20％，则稳态期葡萄糖输注率GIR为：
Figure FDA0002645286870000012
其中，Gmg为90-120分钟内输入的葡萄糖总毫克数；稳态期葡萄糖输注率GIR的单位为mg/Kg/min。
7.如权利要求5所述系统，其特征在于：所述系统还包括判定条件设定模块，用于设定胰岛素敏感程度的判定条件。
8.如权利要求7所述系统，其特征在于：所述判定条件设定模块中，三个判定条件为：
(1)血糖浓度稳态：在稳态期内，血糖浓度应维持在目标血糖浓度Gd±0.5mmol/L以内；
(2)血浆胰岛素浓度稳态：在稳态期内，血浆胰岛素浓度维持在80～120mU/L；
(3)C肽水平：在稳态期内，血浆C肽水平不应高于基础状态下的C肽水平。
9.一种定量测量胰岛素敏感性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
恒定输注预先设定剂量的胰岛素，并输注葡萄糖溶液；
检测血糖浓度，并以此计算调整葡萄糖溶液输注速度；
将血糖浓度维持在预先设定的目标值范围内，保持此稳态一段时间；
通过维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度。
10.如权利要求9所述方法，其特征在于，每隔5分钟检测一次血糖浓度；调整输注速度时，以葡萄糖空间的不足量或溢出量为反馈条件修正前一次计算得到的代谢量，使血糖浓度保持恒定。
11.如权利要求9所述方法，其特征在于，以血糖浓度计算葡萄糖溶液的输注速度的公式为：
Figure FDA0002645286870000021
式中，Ginf为葡萄糖溶液的输注速度，单位mL/60min，为葡萄糖的代谢量；Ginfi2为10分钟前的葡萄糖输注速度，单位mL/60min；Gd为预设的目标血糖浓度，单位mg/dL；Gi为当前的血糖浓度，单位mg/dL，Kg为受试者体重，单位为Kg；Gi1为前一次的血糖浓度。
12.如权利要求9所述方法，其特征在于，维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度的方法为：若稳态期葡萄糖输注率GIR大于稳态期葡萄糖输注率的正常参考值，则胰岛素敏感性为正常；反之，肌体对胰岛素不敏感或胰岛素效能不佳，存在胰岛素抵抗。
13.如权利要求12所述方法，其特征在于，还包括稳态期葡萄糖输注率的计算步骤。
14.如权利要求13所述方法，其特征在于，假设稳态期起止时间为90-120分钟，计为T90-T120，对应的葡萄糖溶液输注速度为Ginf90和Ginf120；已知葡萄糖溶液浓度为20％，则稳态期葡萄糖输注率GIR为：
Figure FDA0002645286870000031
其中，Gmg为90-120分钟内输入的葡萄糖总毫克数；稳态期葡萄糖输注率GIR的单位为mg/Kg/min。
15.如权利要求12所述方法，其特征在于，还包括设定胰岛素敏感程度判定条件的步骤。
16.如权利要求15所述方法，其特征在于，根据维持稳态所需的葡萄糖注射量判定胰岛素的敏感程度，需同时满足以下三个判定条件：
(1)血糖浓度稳态：在稳态期内，血糖浓度应维持在目标血糖浓度Gd±0.5mmol/L以内；
(2)血浆胰岛素浓度稳态：在稳态期内，血浆胰岛素浓度维持在80～120mU/L；
(3)C肽水平：在稳态期内，血浆C肽水平不应高于基础状态下的C肽水平。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述程序指令被处理器执行时用于实现权利要求9至16中任一项所述方法对应的步骤。
18.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求9至16中任一项所述方法中的任一方法的指令。
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