基于数字孪生的应激性高血糖患者血糖调整的模型及方法

本发明属于血糖调整，具体是基于数字孪生的应激性高血糖患者血糖调整的模型及方法。

背景技术：

1、应激性高血糖是指患者在严重创伤、脑血管意外、急性心肌梗死、感染性休克等强烈刺激因素作用下，因人体处于应激状态，体内胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素等激素分泌增加，拮抗胰岛素而出现的血糖升高现象。

2、且研究发现应激性高血糖与病死率升高密切相关，有效控制应激性高血糖对于改善icu患者的治疗效果及远期预后具有积极意义。

3、现有技术中主要依靠血糖值的采集数据以及医护人员经验对患者的血糖浓度进行调节，但是该方式受医生主观因素影响较大，对患者的血糖调节精准度有限。

4、综上所述，亟需一种实用、高效、准确的血糖调整方法，以实现对患者血糖的精准调节。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于数字孪生的应激性高血糖患者血糖调整的模型及方法，能够基于数字孪生的算法给出建议使用的胰岛素用量，根据医护人员的临床经验，并根据实时反馈的血糖值，随时更改药物用量，从而实现对患者血糖的精准调节。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：基于数字孪生的应激性高血糖患者血糖调整的模型，包括模型构建模块、静态信息采集模块、动态信息采集模块、血糖采集模块和控制模块；

3、模型构建模块用于采集应激血糖患者的患病数据，患病数据至少包括基础情况、相关生理生化指标、血糖波动情况、胰岛素用量和肠内肠外营养用量，并基于应激血糖患者的患病数据构建数字孪生模型；

4、静态信息采集模块用于对患者的基础患病信息进行采集；

5、动态信息采集模块用于对患者的生命体征进行采集；

6、血糖采集模块用于对患者血糖浓度进行实时采集生成实时血糖数据，并将实时血糖数据输入至数字孪生模型内；

7、数字孪生模型用于根据实时血糖数据输出是否需要使用胰岛素以及第一胰岛素用量；

8、控制模块包括胰岛素供给单元、胰岛素输液泵和控制器，胰岛素供给单元用于提供配比好的短效胰岛素制剂，胰岛素输液泵用于为患者输送配比好的短效胰岛素制剂，控制器用于获取数字孪生模型输出的第一胰岛素用量，并控制胰岛素输液泵根据第一胰岛素用量为患者输送配比好的短效胰岛素制剂；

9、还包括用药信息采集模块，用药信息采集模块用于采集用户的即将用药信息，并输出即将用药信息内药物是否会引起患者血糖变化以及血糖变化量；数字孪生模型还用于获取即将用药信息内药物引起的血糖变化量，并输出第二胰岛素用量，控制器还用于获取数字孪生模型输出的第二胰岛素用量，并控制胰岛素输液泵根据第二胰岛素用量为患者输送配比好的短效胰岛素制剂。

10、进一步，胰岛素输液泵还用于获取单位时间内胰岛素的注入量生成胰岛素输入量，血糖采集模块还用于获取自胰岛素输液泵运行起单位时间内患者血糖浓度的变化量生成血糖浓度变化量，控制器用于根据胰岛素输入量和血糖浓度变化量进行预估并对胰岛素用量进行实时调节。

11、进一步，基础患病信息至少包括医院信息系统、临床信息系统、实验室信息系统和电子病历系统内与患者有关的信息。

12、进一步，控制模块还包括选择单元，选择单元用于获取第一胰岛素用量或第二胰岛素用量，并为医护人员展示第一胰岛素用量或第二胰岛素用量，并接收医护人员的决策信号。

13、进一步，决策信号包括执行、拒绝和自定义；决策信号为执行时，控制器直接控制胰岛素输液泵按照第一胰岛素用量或第二胰岛素用量为患者输送配比好的短效胰岛素制剂；决策信号为拒绝时，控制器不控制胰岛素输液泵为患者输送配比好的短效胰岛素制剂；决策信号为自定义时，控制器根据自定义胰岛素用量控制胰岛素输液泵为患者输送配比好的短效胰岛素制剂。

14、进一步，控制模块还包括报警单元，报警单元用于获取血糖采集模块生成的实时血糖数据，并在实时血糖数据超出正常波动值时发送报警信号。

15、进一步，用药信息采集模块还用于对药物已用量进行实时采集，并自药物开始使用起记录患者实际血糖变化量，并根据药物已用量和实际血糖变化量对血糖变化量进行更新。

16、基于数字孪生的应激性高血糖患者血糖调整的方法，包括如下步骤：

17、步骤一：采集应激血糖患者的患病数据，患病数据至少包括基础情况、相关生理生化指标、血糖波动情况、胰岛素用量和肠内肠外营养用量，并基于应激血糖患者的患病数据构建数字孪生模型；

18、步骤二：对患者的基础患病信息和生命体征进行采集；

19、步骤三：对患者血糖浓度进行实时采集生成实时血糖数据，并将实时血糖数据输入至数字孪生模型内；

20、步骤四：根据实时血糖数据输出是否需要使用胰岛素以及第一胰岛素用量；

21、步骤五：采集用户的即将用药信息，并输出即将用药信息内药物是否会引起患者血糖变化以及血糖变化量；数字孪生模型获取即将用药信息内药物引起的血糖变化量，并输出第二胰岛素用量；

22、步骤六：获取数字孪生模型输出的第一胰岛素用量或第二胰岛素用量，并根据第一胰岛素用量或第二胰岛素用量为患者输送配比好的短效胰岛素制剂。

23、本发明的技术原理如下：

24、首先，通过采集应激血糖患者的患病数据构建数字孪生模型，在对患者的基础患病信息和生命体征进行采集的情况下，当血糖浓度出现较大波动时发出报警信号；一方面，通过血糖采集模块对患者血糖浓度进行实时采集生成实时血糖数据，将实时血糖数据输送至数字孪生模型输出是否需要注入胰岛素以及第一胰岛素用量；另一方面，通过对患者即将使用的药物信息进行采集，若使用的药物会引起患者血糖产生较大波动，则引起的血糖变化量输入数字孪生模型输出第二胰岛素用量；第一胰岛素用量和第二胰岛素用量均会通过选择模块为医护人员展示，医护人员根据经验和患者实际病情，判断是否按照第一胰岛素用量或者第二胰岛素用量为患者注入胰岛素，也可将第一胰岛素用量和第二胰岛素用量作为参考值，输入实际为患者注入胰岛素的需求量。当第一胰岛素用量和第二胰岛素用量同时出现时需要将两者进行叠加以求得最终的胰岛素需求量。

25、后续，控制器会控制胰岛素输液泵按照最终的胰岛素需求量为患者注入胰岛素，在注入胰岛素过程中根据实际注入胰岛素后患者的血糖变化，对胰岛素用量进行实时调整控制。数字孪生模型根据多次对血糖的调节结果会不断进行迭代更新，并逐渐输出更加精确的胰岛素用量，最终实现对患者血糖快速精确的调节。

26、采用本发明的技术方案有以下有益效果：

27、1、与现有技术相比，本发明，通过采集icu中应激性高血糖患者的基础情况、相关生理生化指标、血糖波动情况、胰岛素用量、肠内肠外营养用量等数据构建数字孪生模型，并在在患者血糖出现异常波动时，即将患者的血糖波动情况输入数字孪生模型内，通过数字孪生模型输出的胰岛素用量，并结合医护人员的临床经验，准确的为患者注入胰岛素对其血糖进行调节，使患者的血糖快速恢复正常水平。

28、此外，随着对患者的血糖多次调节数字孪生模型不断迭代更新，后续输出的胰岛素用量逐渐精确和适宜患者，到最终可减少医护人员负担，系统自动化的对患者的胰岛素用量进行调节，减少医护人员判断分析过程，快速精确的使患者的血糖恢复正常值。

29、2、与现有技术相比，本发明，通过对患者即将使用的药物信息进行采集，对于一些会引起患者血糖变化的药物进行获取，并估算出可能引起的血糖变化量，若在现有血糖浓度的基础上加上预估的血糖变化量会使患者血糖超出正常范围，则提前为患者注入适量胰岛素，实现对患者血糖的预先调节，避免患者血糖脱离正常范围。

30、此外，对患者使用药物后实际引起的患者血糖变化量进行获取，对胰岛素用量进行实时更新，实现对患者血糖更高精度的调节。

31、综上所述，本发明能够实用、高效、准确的对血糖进行调整，以实现对患者血糖的精准调节。

32、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。