臨床應用更新:血糖風險指數(GRI)的發展與實踐
主持人:Klonoff 醫師在開發與評估我們今天討論的許多技術上扮演了關鍵角色。他來自加州聖馬刁(San Mateo)的 Sutter Health Center。David,接下來請您為我們主講血糖風險指數(Glycemic Risk Index, GRI)在臨床使用上的最新進展。
感謝大會邀請我在這個場次發言。血糖風險指數(GRI) 為患者低血糖的嚴重程度提供了一個臨床視角。今天我將探討四個主要問題:第一,什麼是血糖風險指數?第二,它對追蹤個別患者的臨床醫師有何益處?第三,對於在介入治療前後追蹤患者的跨領域研究人員,GRI 有何好處?最後,GRI 能否用於支援人工智慧(AI)?
什麼是血糖風險指數(GRI)?
首先,什麼是血糖風險指數?這是一個複合指標(composite metric),也是一個非常實用的指標,用於表達 14 天連續血糖監測(CGM)圖譜中的血糖品質。這個指標是基於全球 330 位具備 CGM 判讀經驗的臨床醫師的意見所建立的。它對於忙碌的基層醫療醫師特別有用,因為它能將單一圖譜的血糖品質量化表達出來。
這份報告我們發表於三年前(2022 年發表於《Journal of Diabetes Science and Technology》)。我們邀請了超過 90 位來自臨床與技術領域的世界級糖尿病專家參與。我們的基本信念是:一個項目的品質具有多個維度,你可以透過單獨列出各項表現來捕捉它,也可以使用一個「複合分數」來總結其特徵。 我今天在這裡聽到其他演講提到動態血糖圖譜(AGP)報告中蘊含了大量的資訊,這確實沒錯,但將這些資訊萃取並總結成一個單一數字同樣具有極大的價值,這正是我們創造 GRI 的初衷。
我們使用了 225 份來自不同類型胰島素使用者的圖譜,並交由來自全球六大洲的 330 位資深臨床醫師進行審查。每份圖譜由 22 位醫師評分,我們採用了區塊設計(block design),確保每位醫師看到的圖譜組合都是獨一無二的。圖譜的評分範圍從 0 到 100,100 代表最佳圖譜,0 代表最差圖譜。藉此,我們對於「什麼是好圖譜、什麼是壞圖譜」有了明確的概念。
這些圖譜的來源涵蓋了四種胰島素治療類型:第一型糖尿病(T1D)使用每日多次注射(MDI)、T1D 使用開環系統(Open Loop)、T1D 使用閉環系統(Closed Loop / AID),以及第二型糖尿病(T2D)使用 MDI。當時還沒有 T2D 使用閉環系統的案例。
GRI 的數學模型與計算公式
我們收集了臨床醫師對血糖品質的評分意見,並將其數學化,轉化為一個對七項 AGP 指標進行加權的公式。我們使用了迴歸分析(regression analysis)。我們知道某份圖譜評價很高,另一份評價不佳,於是我們去檢視構成這些受歡迎與不受歡迎圖譜的 AGP 分數。迴歸分析讓我們能夠釐清各項數字的貢獻比例。
換個角度看,你可能會問:「嚴重的低血糖比嚴重的高血糖糟糕多少?」我可能會說「糟糕兩倍」,台下可能有人覺得是「三倍」,到底誰是對的?透過詢問這 330 位專家,我們得出了整個糖尿病社群對此的共識評估。
基於線性迴歸,我們建立了一個模型。因此,GRI 血糖品質公式實際上是臨床醫師評估的數學模型。你可以透過網站或 App 輸入數據,也可以自己計算。公式考量了以下範圍:低於 54 mg/dL 稱為「極低(Very Low)」、54 到 69 之間稱為「低(Low)」、181 到 250 之間稱為「高(High)」,大於 250 則是「極高(Very High)」。具體公式為:GRI = (3.0 × VLow) + (2.4 × Low) + (1.6 × VHigh) + (0.8 × High)。
GRI 基本上涵蓋了所有五個範圍,因為當你知道這四個超出目標範圍的比例時,你也同時知道了目標範圍內時間(Time in Range, TIR)。最重要的是,透過給予「極低」和「極高」較大的乘數權重,我們強調這些數值對 GRI 有更大的影響力。這等同於將血糖變異度(glycemic variability)的考量納入其中。 在這個評分系統中,分數越低越好,越高越差。如果「極低」或「極高」的比例很大,它們會大幅拉高分數,使其變差,這也與變異度較大的臨床表現一致。
GRI 的百分位數與風險區域
GRI 分數的範圍從 0 到 100,但這不是百分比(percent),而是百分位數(percentile)。最好的圖譜我們定義為 0 百分位,最差的則是 100 百分位。我們將其劃分為五個區域(zones),每個區域佔 20 個百分位,呈現五等分:綠色、黃色、橘色、紅色、棕色。具體來說:Zone A 為 0-20,Zone B 為 21-40,Zone C 為 41-60,Zone D 為 61-80,Zone E 為 81-100。我們的患者分佈涵蓋了這五個區域。
總結來說,GRI 是一個單一數字,它能告訴你這位患者與其他患者相比表現如何。患者常問醫師:「醫生,我控制得好嗎?」這時,知道患者相對於其他人的表現是很有用的。在這裡,數字越低越好,就像血糖、膽固醇和血壓一樣。最低可能是 0,最高是 100。
GRI 對四種超出範圍的 AGP 指標進行了不同權重的計算,以反映其臨床重要性。它會產生兩種不同的暴露指標來提供具備行動指引(actionable)的資訊:低血糖暴露(Hypoglycemia exposure) 與 高血糖暴露(Hyperglycemia exposure)。如果你時間緊迫,覺得檢視所有七項指標太耗時,你可以直接看 GRI 這個單一數字。當它被繪製在圖表上時,你可以清楚看出患者不夠完美的原因,究竟是低血糖太多還是高血糖太多。這代表它是可採取行動的(actionable),因為你能看出問題出在哪裡。
使用 GRI 時,你可以將同一位患者的多份圖譜繪製在同一個網格上,追蹤他們隨時間的變化,看看他們是否朝著好的方向發展。你也可以用它來繪製整個群體的數據,因為這是一個二維圖表(如果是 TIR,就只是一維的)。因此,GRI 有助於在人口健康規模上對大量患者進行分流與風險分層。
如何取得與應用 GRI
GRI 的軟體是免費的。我們在糖尿病科技學會(Diabetes Technology Society, DTS)開發了它並公開上網。沒有授權費,任何人都可以直接下載使用。你可以在 DTS 網站(www.diabetestechnology.org)找到它,或者在 Apple Store 等應用程式商店下載手機 App。請注意,搜尋時一定要打 "GRI calculator",只打 GRI 是找不到的。
人們常問:「分數要多少才算好?」0 是最好的(但很難達到),100 是最差的(代表問題很嚴重)。我認為,每位臨床醫師可以根據自己的標準設定介入治療的切點(cut point)。
通常你可以選擇 50 作為基準:低於 50 代表在前半段較佳的群體,高於 50 則在後半段。這對基層醫療醫師特別有用,如果他們很忙,看到分數低於 50,可能會說:「你做得比平均好,今天我們把看診重點放在其他必須處理的問題上。」反之,如果高於 50,醫師可以進一步查看 AGP 的各項數據尋找模式,或者直接將患者轉診給糖尿病專科醫師。對於內分泌科醫師,標準自然更高,大約 20 會是個好目標;如果你是世界頂尖的內分泌專家,也許會追求前 10 百分位,但那非常有挑戰性。
臨床醫師追蹤個別患者的益處
當你打開 GRI Calculator App 時,會看到四個輸入框。假設我們輸入一個剛好達到最低品質預期的模擬患者數據:極低(VLow)1%、低(Low)4%、極高(VHigh)5%、高(High)25%。計算出來的 GRI 是 41。這告訴你,如果你剛好在可接受邊緣,你的 GRI 大約落在中間(41 分)。
在網格圖上,這個點會落在橘色區域(Zone C,第三五分位),剛好在黃色區域外面。當你觀察這個點的位置時,你會發現它在 X 軸(低血糖)上並沒有偏右太多,反而在 Y 軸(高血糖)上距離 0 比較遠。看到這個圖,如果你想快速做點什麼,你會選擇加強治療來改善高血糖,因為他們的低血糖狀況沒那麼糟。這就是所謂的「具備行動指引(actionable)」,它告訴你治療的重點應該放在哪裡。當然,這個數字不是告訴你所有細節的終極指標,它是一個複合分數,用來快速回答「患者現在狀況如何?需不需要改變治療?」
我們也進行了一項關於臨床醫師如何看待 GRI 臨床實用性的研究(2025 年發表於 JDST),由佛羅里達州立大學護理學院院長 Jing Wang 擔任主要研究者。參與者多為衛教師與部分醫師。調查得出四個主要結論,其中最重要的是:參與者強烈傾向將 GRI 與 AGP 結合使用。我們原以為大家只會想用其中一種,但實際上 50% 的人偏好兩者並用(39% 偏好單用 GRI,11% 偏好單用 AGP)。此外,75% 的人非常願意將 GRI 整合進他們的工作流程中。
整合的意思是,CGM 公司將 GRI 計算功能直接加入其平台,這樣你甚至不需要自己計算,系統會在後台處理並直接顯示 GRI 分數。我預期 CGM 製造商很快就會朝這個方向發展。
該調查也總結了 GRI 的四大優勢:1. 資料簡化(Data simplification);2. 支援臨床決策(Clinical decision support);3. 增進對 CGM 數據的理解(Improves understanding of CGM data);4. 需要更廣泛的推廣(Wider dissemination is needed)。雖然這是一個新指標,但許多頂尖的糖尿病醫師都在使用它,PubMed 上已有超過 250 次引用。
此外,在糖尿病科技學會,我們在 2025 年 12 月發布了一份名為 iCode2 的報告。這是一項互通性(interoperability)研究,說明如何將 CGM 與胰島素傳輸設備(如幫浦或胰島素筆)的數據自動上傳到電子健康紀錄(EHR)。數據上傳後,你需要一個標準化的方式來檢視它。我們組成了一個國際專家小組,制定了「胰島素劑量分佈圖(Insulin dosing profile)」。就像心電圖(EKG)有統一的波形標準,我們認為 CGM 和胰島素數據也應該有統一的視覺呈現。我們將指標橫向排列,並將 GRI 納入其中,下方則顯示總每日劑量(TDD)、基礎與餐前比例等胰島素給藥數據。我相信未來我們會看到更多這種標準化介面。
隨時間追蹤與「餐廳評論」比喻
你可以透過連續測量來追蹤個別患者。假設我們追蹤一位患者五次,目標是讓他進入綠色區域。有趣的是,從 Time 1 到 Time 2,他的目標範圍內時間(TIR)實際上從 46% 下降到了 40%。如果只看 TIR,你會說他變差了。但實際上,他的 GRI 從 90 改善到了 75。這是因為他減少了極端的血糖數值。
試想一下,如果有兩位患者在 70 到 180 之間的 TIR 比例完全相同,但其中一位超出範圍時的數值是 68、69 或 181、182;而另一位超出範圍時卻是 30 或 400,出現了劇烈的波動。邏輯上,第一位患者控制得比第二位好,但如果只看 TIR,你完全得不到這個資訊。因此,雖然 TIR 很重要,但它無法告訴你全貌。
這就像 Yelp 上的餐廳評論。食物品質當然最重要(就像 TIR),但如果有兩家食物一樣好吃的餐廳,一家又髒、又慢、又吵、訂位體驗又差;另一家各方面都做得很好又乾淨,你肯定會說第二家比較好。因為「食物」不是餐廳的全部,同樣地,「TIR」也不是血糖控制的全部。如果你有一個能將其他特徵都考量進去的指標,那會更有價值,這就是 GRI 在做的事。
對研究人員的益處
對於在介入治療前後追蹤患者群體的研究人員來說,GRI 也非常有幫助。GRI 報告發布後,法國的 Pierre-Yves Benhamou 發表了第一篇使用 GRI 追蹤患者的論文(2022 年發表於 JDST)。他觀察了一群控制不佳的開環(Open Loop)系統使用者,並讓他們轉換到閉環(Closed Loop)系統。
在 GRI 圖表上,開環使用者是圓圈,閉環使用者是黑色菱形。結果不僅平均數值改善了,你還可以從圖表上直觀地看到,數據點整體向左移動了(這代表低血糖減少,是好事)。閉環系統使用者的低血糖大幅減少,雖然有些人仍有高血糖(這是下一個挑戰),但他們在低血糖方面表現得好太多了。
此外,GRI 與回顧性治療結果有著極佳的相關性。目前已有超過 30 篇文章比較了 Delta TIR(TIR 的變化量)與 Delta GRI。在幾乎所有案例中,Delta GRI 的幅度都超過了 Delta TIR,因為它對患者狀況的變化更為敏感。唯一的注意事項是,Delta TIR 的單位是百分比(%),而 Delta GRI 是百分位數(percentile),但兩者都是 0 到 100 的量表。對我來說,如果兩個指標都在 0-100 的範圍內,而其中一個指標的改善幅度更大,那就代表該指標更敏感。
最近,瑞典的 Marcus Lind 在 2026 年 3 月的《Frontiers in Clinical Diabetes and Healthcare》發表了一篇基於 GOLD 試驗的報告,比較了自我血糖監測(SMBG)與 CGM 使用者的數據,再次證明 TIR 的表現不如 GRI 敏感。
總結:心血管風險的類比與未來方向
最後,我想談談反映不良預後風險的指標。我們知道 LDL 膽固醇是心臟病的危險因子,這當然是個好指標。但我們也知道,佛萊明罕風險評分(Framingham Risk Score)——一個結合了 LDL、HDL、血壓、年齡、性別、吸菸與糖尿病史的複合指標——是一個更好的風險預測工具。
如果你要評估心血管疾病的不良預後風險,你會只看 LDL,還是會看佛萊明罕風險評分?你當然不會把其他因素都丟掉。這就像在說:「TIR 很好(就像 LDL),我們也知道變異度等其他因素與預後相關,但我們決定不看它們。」我認為這會錯失重要的數據。
正如心血管疾病的複合指標包含了主要風險因子(LDL)和其他已知會促進不良預後的因子;我們為什麼不為糖尿病採用類似的典範?也就是結合主要風險因子(TIR)以及其他已知會增加不良預後的因子,而這些「其他因子」正是 GRI 所涵蓋的。
因此,相當於佛萊明罕風險評分的糖尿病複合指標,就是 GRI。 我提議我們應該將 GRI 視為一個潛在的「多重風險因子(multifactorial risk factor)」,用於使用 CGM 預測不良預後的結果研究中。計算它的成本極低,只需像我剛才展示的那樣做個簡單計算。讓我們透過測量糖尿病介入治療的 GRI,來看看單獨使用 TIR 到底是不是預測不良預後的最佳方法。
此外,GRI 也可以用來評估 AI 對 CGM 圖譜判讀的準確性...
(主持人介入) David,不好意思打斷你,我們需要... 能不能請您過來這邊,我們想留點時間進行問答環節。
