前几篇文章，我们讲过，人工胰腺（Artificial Pancreas Systems，APS），又称为闭环系统（Closed-Loop System，CLS） 或 自动胰岛素输送系统（Automated Insulin Delivery Systems，AID），是目前治疗1型糖尿病最先进的治疗方案。
本文，我们一起来了解其工作原理及组成。
01人体自身胰腺调糖的工作模式
人工胰腺模拟正常人的生理性胰岛素分泌模式进行胰岛素输注，那么，胰腺是怎么调糖的呢？
[写在前面的科普]
如下图所示：胰腺通过分泌两种关键的激素——胰岛素和胰高血糖素，来帮助我们维持血糖稳定。
如图黄色链路：你吃完饭后，食物中的碳水化合物会被分解成葡萄糖进入血液，血糖会升高。
这时，胰腺的β细胞就会释放胰岛素，它就像一个信号，告诉身体的细胞“现在是时候吸收血液中的糖分啦”。
→ 于是，肌肉、大脑和脂肪等组织会开始吸收葡萄糖，肝脏将多余的葡萄糖转化为糖原储存起来——血糖水平就会降下来了。
如图蓝色链路：你长时间没有吃东西，或运动很久了，血糖会下降。
这时，胰腺的α细胞会释放胰高血糖素，它的作用就像是告诉肝脏：“我们需要更多的糖分来供应能量。”
→ 于是，肝脏就会把之前储存的糖原分解成葡萄糖，释放到血液中——血糖会慢慢升高。
02人体胰腺与人工胰腺调糖机制的区别
正常人体胰腺是一个精细的自动调节系统，确保血糖平稳。而1型糖尿病患者由于自身β细胞破坏，需终身依靠外源性胰岛素治疗。
自动控制论包括 ①输入信息、②中央处理器、 ③输出信息，三者形成闭环调节。
推理至人工胰腺为：①血糖感知并发出命令（血糖感知设备）、②调节胰岛素及其他相关激素分泌（中央处理器）、③分泌出胰岛素导致血糖变化（泵输出胰岛素或其他激素调节血糖），再反馈至血糖感知系统，模拟人体反馈系统。
可以这样通俗地理解：
● 输入信息：动态血糖仪(CGM）实时监测血糖水平
● 中央处理器：控制算法根据血糖计算出要打多少胰岛素
● 输出信息：胰岛素泵打胰岛素
客观地讲，受技术限制，目前所有人工胰腺系统还不够完善，与人体生理模式的降糖机制仍有差别。
血糖感知方面：
人体胰腺能直接感知门静脉系统血糖，还会综合饮食、运动、荷尔蒙、情绪等参数，即时实时地感知。
人工胰胰腺依赖CGM测量组织间液中葡萄糖数值，有延迟。
血糖信息中央处理方面：
人体胰腺是一个整体，综合各种复杂因素，会自动灵敏地调节胰岛素分泌的量和频率。
人工胰腺目前属于“半自动化”，餐前大剂量依旧需要依赖经验确定用量并且手动输注，如果能结合计算好碳水量输入，更有利于人工胰腺算法帮助我们控糖。
血糖信息处理输出：
人体胰腺会综合胰岛素、胰高血糖素、肠道激素等多路径调节血糖。
人工胰腺还不能，需要依赖人为输入碳水量、胰岛素输注等信息进行自动调节。
▲图源：赵晓龙教授演讲
目前AID的调节模式与生理作用模式的差别
▲人工胰腺的发展，目前处于第4阶段
【3】人工胰腺的组成及原理
人工胰腺根据是否获批上市，可分为商业化人工胰腺和DIY（开源）人工胰腺，但其三大关键组件都是
●胰岛素泵
●持续葡萄糖监测系统（CGM）
●控制算法
部分系统可能需要搭配额外小组件，如RileyLink使用。
▲AAPS组成
上图为开源人工胰腺中的AAPS (Android APS)的组成，其工作原理如下图所示：
简单来讲，这个系统的核心是控制算法（安卓Android手机里的一个软件，软件名字叫AAPS）。
患者手动在手机AAPS软件里输入碳水化合物量等信息，并设定目标血糖水平，AAPS软件就会自动通过一系列智能算法计算要输注的胰岛素剂量，并控制泵进行输注。
同时，闭环系统持续监测患者的血糖水平和趋势，通过分析实际血糖与目标血糖的偏差，预测血糖变化，智能地增加、减少或停止胰岛素输注，实现对血糖的精确控制。
【4】怎么用上Android APS
如果你想用上AAPS人工胰腺，需要自行准备以下组件：
① CGM（用来监测血糖）：例如，雅培、德康、硅基、微泰、三诺
② 安卓手机（用来装AAPS软件）：例如，谷歌、华为、小米、OPPO、Vivo
③ 胰岛素泵（用来输注胰岛素）：例如，丹纳R/RS、微泰贴泵（科研泵）
*微泰动泰、硅基动感、三诺爱看属于国产CGM，由糖糖圈技术团队接入AAPS。
新上市的微泰2代（AiDEX X）和欧态M8 也将在不久后支持~
AAPS属于开源闭环，如果你懂编译代码，可以在网上自己找开源代码自行搭建。
这对大多数人而言，可能有技术难度。
如果你想率先体验AndroidAPS 的控制疗效 →
可以参加糖糖圈（深圳市爱宝惟生物科技有限公司）和中山大学附属第三医院正在进行《DIY混合闭环人工胰腺系统在中国1型糖尿病患者中的应用研究》项目。
*后，我们可以，但使用期间的胰岛素数据和CGM数据我们可能会脱敏后用于临床研究。
如果你担心AAPS操作复杂，不知道怎么使用→
在糖糖圈购买胰岛素泵后，免费提供医护团队4周精细化调糖服务，教会你独立控糖。
还有糖友社群互相交流取经。