三体与糖尿病（下）：论血糖预测

“茫茫太空，熠熠银河，斗转星移，各行其道。日有东升西落，月有盈昃圆缺，大地寒来暑往、闰馀岁成，万物春生夏长、秋收冬藏。

一切都是那么井然有序。这就是恒纪元的美好时光。”

我一手指天、一手指地，侃侃而谈。

嬴政手扶剑柄，凝望着远方，没有回答，只是长长叹了一口气。

“从托勒密、哥白尼，到开普勒、牛顿，人类终于掌握了森严的天体运动规律，能够清晰描绘出地球的运行轨迹。

但进入乱纪元后，平衡被破坏，地球就像一粒在阳光下飞舞的尘埃，受到太多难以计算、不能预测的力量的干扰，我们无法判断它下一刻会出现在哪个位置。”

“可我的问题是，能否预测血糖的波动？”嬴政提高了嗓门。

“这就是我的回答。”

嬴政沉吟良久，“你的意思是，健康人的血糖波动就像现在的地球运动，轨迹确定而平稳；而对于糖尿病患者，血糖调节失衡，血糖波动变得全无规律可循？”

“并不能完全这样类比。”我摆了摆手，“虽然糖尿病患者的血糖波动受到各种干扰力量的影响而失去平衡，但正如在任何一个时间断面的初始运动矢量已知时，可以预测三体系统以后的运动状态，血糖预测模型也是可以建立的。”

“说下去。”嬴政似乎有些不悦，他瞄了一眼那口青铜大鼎，鼎下火烧正旺，鼎内“咕嘟咕嘟”吐着气泡，“我真不知道，是应该请你坐下，还是要扔你进去。”

“请听我慢慢解释，接下来的内容会很枯燥。”我盘膝而坐，继续说道：“关于血糖预测，主要有两种研究类型。一是基于生理模型的预测，二是基于纯粹数据的预测。”

“所谓基于生理，就是把可能影响血糖的所有生理因素当作自变量输入模型，通过预设计算，输出因变量血糖值。

比如食物的类型和数量、运动的强度和时间、以及降糖药物的种类和剂量，这些因素会直接引起血糖波动，都是重要的模型输入值。

但这只是可控因素，人体血糖调节十分复杂，还有很多不可控因素，例如情绪波动、失眠、便秘、感染、疼痛等等。实际上，对血糖产生影响的因素远远不止这些，而且各个因素的影响程度也属未知。

这样的模型，理论上虽能模拟真实血糖代谢过程，但由于参数太多、难以赋值，其实并不具备可操作性。

而另一种所谓基于数据模型，顾名思义，就是完全通过历史血糖数据和当前数值建立数学模型，只关心血糖数值本身的变化特点，完全不使用任何先验知识。

由于这是个纯粹数据模型，虽然不用考虑各种血糖影响因素的作用，但它对数据本身的要求很高：数据的量要尽可能多、所测数值要足够精准。

随着动态血糖监测技术的成熟，可以连续数天、每天采集数百个血糖值，多和准的要求已不难实现。

现在，越来越多的算法正在被应用于血糖波动预测，例如时间序列分析、自回归预测、灰度预测、支持向量机等等。

以经典Kalman滤波法为例，根据血糖物理变化规律建立起血糖值一阶和二阶变化率的状态方程，应用滤波估算其一阶和二阶变化率，再根据线性递推即可进行预测。”

“够了！”嬴政皱了皱眉头，“我只想知道你的结论，不想听这么多废话。”

“接下来的内容就不难理解了，通过增加一个时变权重，把这些独立算法联系在一起，组成一个新的模型，这样就能大大提高预测的精度，而且具有很强的鲁棒性。”

“鲁棒？鲁国的棒子？我只知道鲁缟。”

“鲁棒是个音译词，您可以简单理解为使用范围很广。如果在以上纯数据模型中，再加入饮食、运动等重要事件因素的影响，就可以实现血糖预测技术在实际生活中的应用。

“你太罗嗦了，只要能预测血糖，我才不管你用什么工具，哪怕是用龟甲和蓍草。”嬴政指了指墙角，“这我有的是。”

“预测，用的是科学，而不是这些枯草朽骨。”我顺手拾起一片龟甲，漆黑的甲背上有数不清的斑驳裂纹，好似蕴含无数星辰的深邃苍穹。

“好，我给你一个展示科学的机会。预测我下一刻的血糖值，你需要多长时间？”嬴政问。

“当然越长越好，至少三天吧，这期间请您佩戴好这台动态血糖监测仪。”

接着，我调出设置界面，让时间加速流逝，显示实时血糖的屏幕里，出现了一条上下波动的曲线，好似一匹飞舞于风中的绸带。

三天一晃而过。

“我认为你的工具毫无用处。”嬴政说，“它不仅需要收集太多的历史数据以供学习，而且无法应对突发干扰因素。比如，我现在对你愚蠢的预测感到生气，这又会让我的血糖改变多少？”

“您说的没错，观测行为本身会改变被观测的对象。不要说血糖，整个世界都是一种概率的存在，是不可知的。您听说过薛定谔的猫吗？”我问。

“来人！”嬴政突然变得气急败坏、满脸大汗，“把他仍进大鼎！还有你，”他指着士兵甲，指尖还在不住的颤抖，“你居然放这个蠢货进来，煮完了他，你自己也跳到鼎里去！”

“先别生气，我建议您还是先吃些点心吧。除了手抖、心慌、出汗、饥饿感等常见症状，低血糖还有不少非典型表现，比如像您现在这样的突发情绪改变。请看这里。”我把电脑屏幕转向嬴政。

“有多种独立算法提示您的血糖正处于持续走低趋势，并触发了低血糖预警。我的血糖预测模型判断您即将发作低血糖，也许，您的愤怒使发作时间提前了。

这也正是血糖预测技术的意义所在，它或许不能精确计算具体的血糖数值，但在生活大致规律的前提下，可以预判血糖的波动趋势。

当模型发出低血糖预警时，可以提前进行补救措施，如立刻进食、停止运动；反之，高血糖预警则提醒我们应该减少进食、或加大药物剂量。从而尽可能缩小血糖波动幅度，避免严重低血糖或高血糖的发生，进而延缓和避免糖尿病并发症的出现。”

不知道是刚吃过食物、还是终于消了气的缘故，嬴政安静了下来，他看着我，眼神里全是惋惜。

“你解释了血糖预测的原理和应用，还煞费苦心地设计了一次低血糖发作。血糖预测模型也许有一定价值，但你的所作所为却没多大意义。

你觉得，像我这样，既了解三体、又对血糖预测感兴趣、还能耐得住性子听完你枯燥说教的，能有几个人？”

“啪”，龟甲失手落地，我感到一阵晕眩，竟无言以对。