كيف تم إغلاق ملف لووب إنسولين تحسين نوعية الحياة للسكري

How closed Loop Insulin Delive Systems Work

وتمثل نظم توصيل الأنسولين المغلقة أحد أهم التطورات في تكنولوجيا السكري في العقود، وكثيرا ما تسمى بانكرياس اصطناعي، وتدمج هذه النظم ثلاثة تكنولوجيات أساسية - رصد الغلوكوز المستمر، ومضخة إنسولين، وخوارزمية التحكم الذكية - في تسليم الأنسولينات الآلية بأقل قدر من مدخلات المستعملين، ويقرأ النظام مستويات غلوكوزي في الوقت الحقيقي من جهاز الاستشعار الصغير الذي يُدرج في إطاره.

وفهما لاختلاف النهج السابقة، النظر في كيفية عمل مضخات الأنسولين قبل أن تصبح نظم الحلقات مغلقة متاحة، وضخات الضخ المفتوحة التقليدية التي تسلم الأنسولين بأسعار الصبغة المبرمجة مسبقا طوال اليوم، ولكن كان على المستخدم أن يفحص يدوياً غلوب الدم، وإحصاء الكربوهيدرات، وحساب جرعات التصحيح، ومعرفة ما ينبغي القيام به بالنسبة لكل ميدالية أو تكبيل أو باستمرار

وتمتد النظم الحديثة إلى فئتين عامتين، حيث أن نظم التأليف المختلط المغلق، مثل نظام ميترونيك المصغر 780 جي، ونظام مراقبة التانديم - ذكاء، ونظام أومنيبود 5، وأجهزة إمسيل الخرسانة الآلية، ويمكن أن تقدم محركات التصحيح التلقائي، ولكن لا تزال تحتاج إلى المستعمل أن يعلن عن وجبات الطعام عن طريق إدخال نظام تقديري للثديونات الآلية.

العناصر الأساسية لنظام لووب مغلق

ويعتمد كل نظام من نظم حلقات العمل المغلقة، سواء كان تجاريا أو منفتحا، على نفس لبنات البناء الأربعة، ويساعد فهم كيفية العمل معا على توضيح لماذا تكون هذه النظم فعالة جدا، وحيث لا تزال قيودها قائمة.

مرصد غلوكو المستمر

ويستخدم جهاز الاستشعار المتطور في إطار قياس الجلد في السائل بين النسيج كل دقيقة وخمس دقائق، ويستخدم أجهزة الاستشعار الحديثة مثل جهاز Dexcom G7, Abbott FreeStyle Libre 3, وM Medtronic Simplera أكثر دقة، وقليلاً من متطلبات المعايرة، وطول فترات تتراوح بين سبعة وأربعة عشر يوماً.

Insulin Pump

والمضخة هي أيدي النظام، وهي تقوم بإنتاج إنسولين سريع المفعول من خلال فصيلة صغيرة توضع تحت الجلد، ويستعاض عنها عادة كل يومين أو ثلاثة، ويجب أن تكون المضخات المستخدمة في نظم الحلقات المغلقة متوافقة مع نظام التصوير المقطعي وخوارزمية التحكم، وأن تدعم كلا من تسليم الأورام الآلية والتجاوز اليدوي في تناول الوجبات أو التصويب أو الأهداف المؤقتة.

Control Algorithm

ويستخدم الخوارزمية دماغ النظام، ويستخدم البيانات الجديدة المتعلقة بالنظم العالمية لنظم إدارة المواد الكيميائية، ويستخدم نماذج التنبؤية لتحديد متى يمكن زيادة أو نقصان أو تعليق عملية التسليم في الأنسولين، ويستخدم نوعان رئيسيان من الخوارزميات في النظم التجارية، ويستجيب كل من المتغيرات النسبية في المقاييس للتنبؤات المتعددة الجوانب للمستوى الحالي من حيث المقاييس، ومعدل التغير في النموذج، ونسبة التراكم في المنطقة.

المستعمل

والتفاعل بين المستخدمين هو صوت النظام، إذ يظهر عادة على جهاز هاتف ذكي أو على شاشة المضخة، ويظهر أرقاماً غلوكوزية في الوقت الحقيقي، وسهام الاتجاهات، وتنبيهات على وجود غلوكو أو منخفضة، أو أخطاء في الاستشعار، أو الوصلات الضخية، كما يمكن للمستعملين أن يتفاعلوا مع النظام لوجبات الطعام، وأن يضعوا أهدافاً مؤقتة للتمر أو النوم، وأن يستعرضوا البيانات التاريخية الفاسدة.

تحسين نوعية الحياة عبر مناطق متعددة

وبالنسبة للأشخاص الذين يعيشون في الفئة 1 من مرض السكري - وعلى نحو متزايد بالنسبة لبعضهم ممن يعانون من مرض السكر من النوع 2 الذي يتطلب علاجاً مكثفاً - يمكن أن يستنفد العبء اليومي لعملية صنع القرار المستمرة.() وتعالج نظم حلقات العمل المغلقة هذا العبء مباشرة، وتمتد التحسينات إلى ما يتجاوز أعداد السكر في الدم.() وتظهر الدراسات السريرية وتقارير المستعملين باستمرار الفوائد في عدة مجالات رئيسية من الحياة اليومية.

تخفيض القاع المعرفي لإدارة مرض السكري

(ب) إن العلاج المكثف التقليدي يتطلب من المستخدم رصد وحساب وتكيف مستمرين، والتحقق من غلوك الدم، وحساب الكربوهيدرات، وحساب الجرعات الإصلاحية، واتخاذ قرار بشأن فترات ما قبل الولادة، والتعديلات على جميع المهام المتعلقة بالتمارين أو المرض أو الإجهاد، تتطلب اهتماماً متواصلاً.

وقد حصل الآباء الذين يعانون من مرض السكري على نفس الدرجة من الراحة، حيث إن الخوف من نقص في التهاب الغدد الصماء هو أحد أكثر الجوانب إجهادا لرعاية طفل مصاب بمرض السكر من النوع 1، وقد بدأت إدارة الغدد الصماء في الليل الآلية، مما يعني انخفاض عدد حالات الشيكات في منتصف الليل، وقلة القلق إزاء الانخفاض الشديد في عدد الأطفال الذين لا يُلاحظون.

"التحكم في "الغلوكو" بـ "القليل من "الإيفورت

وقد أظهرت نظم الحلقات المغلقة باستمرار نتائج قياسية مقارنة بتعدد الحقن اليومية أو العلاج بالضخ المشبع بالأجهزة الاستشعار، وأهم القياس هو الوقت في المدى (المستوى الثالث) - النسبة المئوية للبقايا التي يبقّى فيها الغلوكوز بين 70 و 180 ملغم/د. وفي تجربة البلدان النامية الثلاثة البارزة، حقق المشاركون الذين يستخدمون نظام مكافحة التضخيمات العقارية 780 ألف متوسطاً قدره 71 في المائة، مقارنة بنسبة 59 في المائة مع مستعملي مضخات قياسية قياسية قياسية.

كما أن انخفاضات الناقصات في النادرات هي أيضاً مثيرة للإعجاب، إذ إن التعليق الآلي لتوصيل الأنسولين عندما ينخفض الجليد يحول دون حدوث الكثير من الانخفاضات الشديدة قبل حدوثها، وتشير الدراسات إلى انخفاض بنسبة 50-75 في المائة في حالات الناقصات النكهة، ويمكن لبعض النظم أن تقدم فوهات التصحيح التلقائية عندما يرتفع الغليون بدرجة عالية جداً، مما يقلل من حالات الاضطرابات الشديدة.

Enabling More Spontaneous Daily Living

وكثيرا ما تدفع إدارة السكر الناس إلى وضع جداول صلبة، ويجب تناول وجبات الطعام في أوقات معينة حول ذروة الانسولين، ويجب التخطيط لساعات قبل ذلك، والسفر عبر المناطق الزمنية يتطلب إجراء تعديلات دقيقة في أسعار الصرف، وتحلل نظم الوجبات المغلقة هذه القيود، ولأن الأشعة المتحركة تكيف في الوقت الحقيقي على أساس قراءات الغلوكوس الفعلية، يمكن للمستعملين أن يتخطىوا غمائيا دون أن يُحدثوا نقصا في النسيا في الأكل.

وقد تبين من دراسة نوعية من جامعة كامبريدج أن المستعملين وصفوا النظام بأنه " التحرر من الحرية " ، وذكر المراهقون بوجه خاص أنهم يشعرون بأنهم أقل اختلافا عن نظرائهم وأكثر ثقة في الحالات الاجتماعية التي لا يمكن فيها التنبؤ بالأغذية والنشاط، وأن قدرة البالغين على أن يكونوا عفويين - أي أن ذلك يعني عشاءا غير مخطط له، أو دورة رياضية في آخر لحظة، أو عطلة في أوقات غذائية مختلفة، تؤدي إلى إحداث انحرافات دائمة.

تحسين نوعية النوم للمستخدمين ومقدمي الرعاية

(أ) نقص النسيج الرئوي هو أحد أكثر التعقيدات خوفاً من العلاج بالإنسولين، ولا يُستخف به: فالوزنات الليلية الشديدة يمكن أن تؤدي إلى ضبطيات أو غيبوبة أو وفاة إذا لم تعالج على وجه السرعة.

وبالإضافة إلى منع انخفاضات النمو، تعالج هذه النظم أيضا ظاهرة الفجر - وهي ارتفاع طبيعي في البهجة المبكرة بسبب هرمون النمو والفولسول - عن طريق زيادة سرعة تسليم الأنسولين الأساسي تدريجيا في الساعات السابقة للاستيقاظ، ويستيقظ المستخدمون في كثير من الأحيان في نطاق الهدف، ويقضي على المسامير الصباحية التي كثيرا ما تتطلب إجراءات تصحيحية فورية، ويتركونها بداية أفضل حتى اليوم.

التأثير الحقيقي على العالم في الحياة العاطفية

وتظهر القياسات السريرية مثل HbA1c والوقت في النطاق جزءاً فقط من القصة، إذ تشير الاستبيانات الموحدة المتعلقة بنوعية الحياة، بما في ذلك الاستبيانات المتعلقة بمرض السكري الموزعة على نطاق ضيق، ومؤشر ويلينغ 5 لمنظمة الصحة العالمية، إلى حدوث تحسينات كبيرة بعد اعتمادها بشكل ملفت للنظر، وفي دراسة رصدية مدتها 12 شهراً، انخفضت درجات الإصابة بمرض الدي دي إس بمتوسط قدره 0.7 نقطة ضعف، مما أدى إلى حدوث استياء شديد.

وشهد المستعمل من المجتمعات المحلية على الإنترنت والمقابلات السريرية تبرز باستمرار مواضيع السيطرة المستعادة وقلة القلق، ووصف أحد المستعملين النظام بأنه "مثل وجود طيار مشترك لسكريي" بينما أشار آخر إلى أنه لا تقلق بشأن الموت في نومي من مستوى منخفض" هذا الإغاثة النفسية العميقة فائدة أساسية تتجاوز كثيراً أي قيمة من نقاط الانذار، ومن المهم أن نعترف بأن ليس لدى كل مستخدم خبرة كاملة في مجال التكيف.

اختيار نظام مغلق للأماكن: اعتبارات عملية

ويحتاج اختيار النظام المناسب إلى الأفضليات الفردية، وأساليب الحياة، والاحتياجات السريرية، أما النظم الثلاثة الأكثر استخداماً للثغرات المغلقة في الولايات المتحدة فهي نظم التحكم في التانديم، ومتوسطة الحجم، ومتوسطة الحجم، ومتوسطة الحجم، و5، وكل منها له نقاط قوة متميزة، وقاعدة التحكم في الآلات، معروفة بخيارها البرمجيات المتدنية والمتكررة 100.

وقبل اختيار نظام ما، ينبغي للمستعملين أن ينظروا في مستوى راحتهم في التكنولوجيا، واستعدادهم لارتداء مضخة لا تُستخدم فيها الأنابيب، وتغطيتهم التأمينية، ومعرفة طبيبهم بكل نظام، وليس لدى جميع علماء الغدد الصماء خبرة في جميع النظم، وكثيرا ما تتوقف بداية ناجحة على التدريب والدعم الجيدين، وينبغي أيضا أن يدرك المستعملون أن نظم التحويل تنطوي على منحنى للتعلم وقد تتطلب تعديلات على أطر الانسولين على مدى عدة أسابيع.

التحديات التي تبقى

وعلى الرغم من المزايا الواضحة، فإن نظم حلقات العمل المغلقة لا توجد بها حواجز، ومن أهم التحديات التكاليف، والتدريب، وقيود الأجهزة، والتكيف النفسي.

التغطية بالتكاليف والتأمين

أما التكلفة الكاملة لنظام منافذ مغلقة - بما في ذلك المضخة، ومجسات الحركة، ومرسلات الإمدادات - التي تتجاوز ٠٠٠ ٥ دولار إلى ٠٠٠ ١٠ دولار سنويا خارج جيب الولايات المتحدة، فتتفاوت التغطية التأمينية على نطاق واسع، إذ أن العديد من الخطط الخاصة ونظم الميديكاير المغلقة، ولكن يمكن أن تكون قابلة للخصم والمواقف الشرطية كبيرة، ولا تزال نظم الصحة العامة في بلدان أخرى تقي ِّم فعالية التكلفة، ولا يزال الوصول محدودا في كثير من أجزاء أخرى.

التدريب ومحو الأمية التقنية

فالاستخدام الفعال لنظام حلقات مغلقة يتطلب التدريب الأولي في مجال ميكانيكيي المضخات، وإدخال الأشعة السينية، ووضع الخوارزمية، ويجب على المستخدمين فهم كيفية الازدهار في الوجبات، ووضع أهداف مؤقتة للتمرين، والاستجابة لتنبيهات النظام، وقد يجد كبار السن والمهارات التقنية المحدودة درجة حرارة من التلقيم، كما أن التدريب السريري أساسي - لا يزال يقدم معلومات غير ملائمة عن المرضى الذين يقدمون خدمات الرعاية الصحية.

الحد من الأجهزة وأجهزة الإنذار

لا يوجد نظام مثالي، ويمكن أن تصبح أجهزة الاستشعار غير دقيقة بسبب التدخل من مادة الاكسيتامينوفين أو الفيتامين جيم، أو الضغط على المصابين بالضعف من النوم على جهاز الاستشعار، أو الانجراف عند فترة الارتداء، وقد يبالغ المصابون بالخطر أو يبقون دون المستوى المناسب في حالات معينة، مثل حالات المرض، أو بعد حدوث أخطاء إنذار عالية الخطورة تؤدي إلى تأخير ممارسة الازدهار في الغدد الصماء، أو أثناء الأشعة.

التكيف والثقة في المجال النفسي

ويكافح بعض المستعملين من أجل التخلي عن السيطرة على نظام آلي، خاصة إذا كانوا قد أدلوا بمرض السكري يدوياً لسنوات عديدة، وقد يسبب الشعور بعدم المسؤولية قلقاً في البداية، ويجد بعض المستعملين أنفسهم مضاعفين في كل قرار يتخذه الخوارزميون، بالإضافة إلى أن استمرار ظهور أعداد الغليكوس وسهام الاتجاهات على شاشات السمع الذكية يمكن أن يزيد من سوء السلوك مع الغلوية.

مستقبل تسليم الإنسولين الآلي

وتتطور تكنولوجيا المعلومات المغلقة بسرعة، ويجري العمل على اتباع عدة اتجاهات واعدة للتغلب على القيود الحالية وتوسيع نطاق الفوائد التي تعود على المزيد من الناس.

نظام دوال هورمون

وتعالج إضافة الغلوكاغون إلى الحلقة عدم قدرة نظم الإنسولين فقط على زيادة الغلوكوز بسرعة عندما ينخفض، كما أن نظم الهرمون المزدوج التي توفر كلا من الأنسولين والغلوكاجون أو الانسولين والبراميل، والتي تبطئ في التفرغ الغازي - يمكن أن تمنع النادر من النسيج وقد تسمح بخفض عدد الارتجات التي تُصمم في المستقبل، مما يؤدي إلى زيادة صرامة التحكم في الهرمونات.

أجهزة الاستشعار والمضخات غير المرئية

فالأجهزة التي يمكن استخدامها حالياً لها حدود: ردود الفعل المتماسكة، وحياة الاستشعار المحدودة، وخطر الإصابة بالمواقع، ومستشعرات الأشعة السينية المضغوطة مثل الإيفرسنس، التي تمتد من 90 إلى 180 يوماً، والمضخات التي تزرع الأنسولين مباشرة إلى التجويف المحيطي يمكن أن تقلل من عبء صيانة الأجهزة، وتُجمع هذه الأجهزة مع نظم مغلقة ذات دقة تجريبية، وتُظهر إمكانية إجراء دراسات فرعية محسنة.

الاستخبارات والشخصية

ويمكن أن تؤدي النظم المتقدمة التي تتعلم أنماطاً فردية مثل التمرينات، أو آثار دورة التضخيم، أو الإجهاد في الاستجابات إلى زيادة الطابع الشخصي للعلاج، وقد تتوقّع النظم القائمة على أساس التكفير في الزرق قبل ساعات التكتل الجليدي وتكيف الانسولين بشكل استباقي لمنعها، وتستعمل بعض النظم بالفعل تعلم التعزيزات لتحقيق أقصى قدر من الارتقاء بالأماكن بين عشية ودون اشتراط مدخلات من المستعملين، ومن المتوقع أن يتسارع هذا الاتجاه نحو زيادة التشغيل الآلي.

التوسع في الفئة 2 من مرض السكري والسكان الأوساخ

وتُعتمد حالياً نظم حلقات مغلقة أساساً للنوع 1 من مرض السكري، ولكن الدراسات التي تجرى في الفئة 2 من مرض السكري - خاصة في الأشخاص الذين يحتاجون إلى علاج مكثف - عرض واعد لخفض الناقصات وتحسين التقلبات الجليدية، كما أن توسيع نطاق الوصول إلى الفئة 2 من السكان المصابين بمرض السكري يمكن أن يؤثر على ملايين آخرين، ولا سيما أولئك الذين يعانون من أمراض متقدمة يكافحون للحفاظ على السيطرة على المستشفيات وحدها.

الخطوات العملية للبدء

وبالنسبة لأي شخص لديه مرض السكري مهتم باستكشاف العلاج المغلق، تتمثل الخطوة الأولى في إجراء محادثة مع طبيب الغدد الصماء أو فريق الرعاية بمرض السكري، وليس جميع العيادات تقدم جميع النظم، وبالتالي تساعد على إعداد المعلومات عن الخيارات المتاحة والأسئلة المتعلقة بالتغطية التأمينية، إذ يقدم العديد من مصانع الأجهزة تدريبا على الشبكة، أو فترات تجريبية، أو أجهزة قرضية بحيث يتمكن المستعملون المحتملون من تجربة النظام قبل تقديم المشورة إلى المجتمعات المحلية القائمة على الإنترنت.

وتجدر الإشارة أيضاً إلى أن بدء نظام حلقات مغلقة يتطلب الصبر، وكثيراً ما تنطوي الأسابيع القليلة الأولى على كثرة الإنذار، وتعديلات لأماكن الانسولين، وفترة تعلم للثقة بالخرافيزمية، إذ أن المستخدمين الذين يواصلون هذه المرحلة الأولية يبلغون عن رضاهم الشديد ولا ينظرون في العودة إلى الإدارة اليدوية، أما بالنسبة لمن يحق لهم الحصول على هذه المعلومات، فإن الأدلة واضحة: إن التسليم الآلي لم يكن مجرد ابتكاراً ملائماً.