ويؤثر هذا النوع من الداء السكري على أكثر من 462 مليون شخص في جميع أنحاء العالم، ومن المتوقع أن يرتفع عدد المصابين بالمرض في ارتفاع معدلات السمنة وعمر السكان، ويستلزم معالجة هذه الحالة المزمنة اهتماماً لا يطاق لتوفير الغذاء والتمرينات والأدوية، بما في ذلك العلاج بالإقناع، ويقصد من ذلك أن تقدم الحقن يدوياً أو المضخات التقليدية ذات التغذية المرتدة المحدودة.

ما هي أنظمة توصيل الذكاء الإنسولين؟

ويكمن نظام توصيل الأنسولين الذكي في تبسيطه في الجمع بين ثلاث تكنولوجيات: رصد مستمر للغلوكوز، ومضخة إنسولين، وخوارزمية للمراقبة، ويتخذ نظام الرصد المتعدد الأطراف لمستويات الغلوكوز كل بضع دقائق، ويرسل هذه البيانات دون كلل إلى الجرعة، ويفسر الخلايا الفوقية اتجاه البغلوكوز، ويتوقع أن تكون الأشعة المميتة قريبة الأجل.

وكثيرا ما يقارن هذا المفهوم بمقياس الحرارة: فقد حددت درجة حرارة الهدف (مجموعة غلوكوز الدم)، ويكيف النظام تلقائياً التدفئة (التوصيل غير المباشر) للحفاظ عليه، غير أن إدارة السكري أكثر تعقيداً بكثير لأن مستويات البلوكو تتأثر بالوجبات، والتمارين، والإجهاد، والمرض، ودورات الهرمونات، وقد وضعت نظماً مبكرة من حيث الحجم الحادي، ولكن الدلائل الديمية.

العناصر الرئيسية لنظام التسليم الذكي

فهم كيفية عمل هذه النظم يتطلب نظرة أوثق على كل عنصر:

  • ] Continuous Glucose Monitor (CGM):] A small sensor inserted under the skin (usually on the abdomen or arm) measures glucose in the interstitial liquid. Modern CGMs, such as the Dexcom G7 and Abbot FreeStyickle Libre 3, wear times.
  • Insulin Pump:] A wearable tool that delivers rapid-acting insulin through a cannula placed under the skin. Pumps can be programmed to deliver a continuous basal rate and user-activated boluses for meals. Advance Tand pumps include color touchscreens, waterproof designs, and connectivity with CG80m
  • ]Control Algorithm:] The “brain” of the system, this software takes in CGM data and uses mathematical models to predict glucose changes. It then calculates the opt insulin dose -either increasing, declining, or suspending delivery. The most common algorithm adaptal-integral

وتنشئ هذه المكونات معاً نظاماً يمكن أن يعمل في مختلف الوسائط. Hybrid closed-loop]نظم تتطلب من المستخدم أن يعلن يدوياً عن الوجبات والتمرينات ولكن التعديلات البازغة الآلية. ]Felcipated closed-loop أن تُستخدم نظماً لمعالجة جميع التعديلات دون إدخال أيِّيات.

التكنولوجيات الناشئة في مجال تسليم الذكاء

إن سرعة الابتكار في هذا المجال آخذة في التسارع، فبينما كانت النظم السابقة ذات حجم كبير، أو غير دقيقة، أو تقتصر على البيئات السريرية، فإن أجهزة اليوم أصغر وأذكى وأكثر سهولة، وهناك العديد من التكنولوجيات الرئيسية التي تقود هذا التحول.

رصد الغلوك المتكرر: أصغر، وأكثر قوة

وقد شهدت تكنولوجيا التصوير الكيميائي الشامل تحسناً هائلاً في الدقة والملاءمة والربط، حيث تستخدم أجهزة الاستشعار الحديثة أجهزة الكشف الكهروكيميائية المتقدمة التي تستخدم الأنزيمات الكهروكيميائية وترتديها لمدة تصل إلى أسبوعين، وبعض النظم، مثل نظام إيفرزينس إي 3، مجهزة بالكامل، وتستغرق 180 يوماً، وتلغي الحاجة إلى تغييرات حساسية متكررة، وقد بلغت قيم التراكم النسبي المطلقة أقل من 8 في المائة.

وفيما عدا المعدات، فإن بيانات إدارة العلاقة بين الجنسين تدمج الآن في برامج الصحة الرقمية، ويمكن للمستعملين أن يتبادلوا قراءات الغلوكوز في الوقت الحقيقي مع مقدمي الرعاية أو الأطباء السريريين عن طريق تطبيقات قائمة على الغيوم.

وفيما يتعلق بمرض السكري من النوع 2، تبين أن استخدام الأشعة السينية في الحد من الهاب الكبدي بنسبة 0.3 في المائة إلى 1.0% في الاختبارات السريرية، مع وجود أكبر الفوائد التي يُلاحظ في المرضى الذين يفحصون عصي الأصابع في حالات متكررة، وقدرة على رؤية تغيرات في السلوك الحافز في الوقت الحقيقي، مثل اختيار وجبات أقل من الكربوهيدرات أو ممارسة هذه الوجبات بعد القراءة العالية.

نظم بانكرياس الفنية: إغلاق لووب

كما أن البنكرياس الاصطناعي الذي يسمى نظاماً منفذاً منعزلاً - هو أكثر ما يكون تقدماً في تسليم الأنسولين الذكية، ومصطلح " البكرياسات الفلكية " مضلل إلى حد ما لأن هذه النظم لا تحل محل وظيفة الغدد الصماء في البنكرياس كلية؛ فهي لا تصلح إلا في تسليم الأنسولين، ولكنها تمثل أقرب تقريب متاح خارج العلاج البيولوجي.

وقد حصلت عدة نظم تجارية على موافقة تنظيمية، إذ أن نظام ميترونيك مينيد 780 زاي، مثلا، يوفر طريقة مختلطة مغلقة تضبط الأنسولين البصلي كل خمس دقائق استنادا إلى قراءات الأشعة السينية، كما أن لديها سمة منخفضة الغليون توقف الولادة عند توقع انخفاض معدلات الإصابة بمرض الغليون عند حدوث انخفاض في معدلات الإصابة بمرض التخصيب: زيادة في الحد الأدنى من الكيل بمضخ(10).

ويعمل الباحثون الآن على نظم ] المسموعة الصدرية الاصطناعية التي توفر الإنسولين والغلوكاغون على حد سواء، وGlucagon هو الهرمون الذي يزيد من غلوكوز الدم، ويوفر شبكة أمان ضد الناقصات الشديدة، ولا تزال نظم البهرمونات تجريبية ولكنها أظهرت وعودا في الدراسات الصغيرة، وتحتاج إلى حد أقصى من عدم الرسوب.

وثمة حدود أخرى تتمثل في دمج أقلام الإنسولين ) الذكية مع بيانات CGM. والأقسام الذكية، مثل نوفوبين 6 وInPen، وتسجيل فترات الحقن والجرعات، ويمكنها حساب الأحذية الموصى بها استناداً إلى قراءات الاختراق والعلاج بالدموعية الدموية.

تعليم الآلات والأغوريسيات الاصطناعية

فالألغوريثم هي المحرك الخفي لنظم التسليم الذكية، وهي آخذة في التطور، وقد استخدمت الخوارزميات المبكرة قواعد بسيطة )مثلاً " إذا كان الغلوكوزي ١٨٠، أو تسليم الوحدات X " () وتدمج الخوارزميات الحديثة نماذج للتعلم الآلات مدربة على آلاف أيام عمل المرضى، وتتعلم أنماطاً فردية - كيف يستجيب غلوكوز المستخدم للتأثير، أو الفجر الفارغتري.

وتقوم بعض أفرقة البحث بتطوير عوامل " التعلم الحثيث " التي تُفضي إلى وضع سياسات للتدبير على الوجه الأمثل في الوقت الحقيقي، وتقوم هذه العناصر بتحفيز ملايين السيناريوهات الممكنة وتعلم الاستراتيجيات المثلى من خلال التجارب والخطأ، وفي حين لم تنشر بعد في المضخات التجارية، فقد تجاوزت أداء المتحكمين التقليديين في تجارب السيليكو، وبالإضافة إلى ذلك، فإن منابر التحليلات القائمة على الغيوم مثل غوكو وتيدول بيانات تجميعية عبر السكان من أجل تحسين أفضل الممارسات.

كما تؤدي الاستخبارات الأثرية دوراً في التنبؤ بقلة النسيج، إذ يمكن للنماذج، بتحليل اتجاهات التشويش على أساس نوع الجنس، وتقلبات القلب، ومستويات النشاط، التنبؤ بحدثات الغدد الصماء المنخفضة قبل 60 دقيقة، وهذه الإنذارات المبكرة تسمح للنظام بتخفيض الانسولين البازائي مؤقتاً أو تنبيه المستخدم إلى استهلاك الكربوهيدرات السريعة المفعول.

أجهزة طائشة وطولية

ومن العوائق الرئيسية التي تحول دون زيادة اعتماد الإيسولين الذكي عبء ارتداء الأجهزة الخارجية، حيث تهدف أجهزة الاستشعار والمضخات التي تستخدم في إطار نظام إدارة التضخيم على الكتف إلى الحد من هذا العبء، حيث أن جهاز إيفرز هو أول جهاز معتمد تجاريا لأجهزة الاستشعار بالبلوكوز، الذي يوضع تحت جلد الذراع الأعلى من قبل مقدم الرعاية الصحية، ويستمر حتى 180 يوما وينقل البيانات إلى جهاز ذكى عن طريق إجراء دراسات غير قابلة للتشذيب.

كما تم تطوير مضخات إنسولين قابلة للزراعة، مثل مضخة ميدترونيك مين - ميد - ٦٧١١ )تتم مواصلتها ولكنها تستخدم في بعض البحوث( وهذه المضخات توضع بصورة جراحية في البطن وتسلم الأنسولين مباشرة إلى التجويف المحيطي، مما يؤدي إلى سرعة استيعابها وإلى زيادة في السمات الفيزيائية الفوقية عن التوليد دون الجلدية.

وثمة تطور مثير آخر هو glucose-responsive insulin] - وأحياناً ما يسمى " insulin " ، وهذا ليس جهازاً بل تركيبة جزائية لا تطلق إلا عندما تكون مستويات الجلوكوز مرتفعة، ويقوم الباحثون بتطوير مواد نانوبية قائمة على تعددية الأطراف أو تحول الجزيئات غير المتجانسة التي تظل غير نشطة.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

ورغم التقدم الملحوظ، لا تزال هناك عقبات كبيرة قبل أن يصبح تسليم الأنسولين الذكي خيارا روتينيا لجميع مرضى الـ T2D.

التكلفة والوصول

فنظم الإنسولين الذكية باهظة التكلفة، إذ يمكن أن يكلف نظام هجين مختلط مغلق ٠٠٠ ٥ دولار - ٠٠٠ ١٠ دولار مقدما، بالإضافة إلى التكاليف الجارية للمستشعرين، ومجموعات القذف، والإنسولين، وفي حين أن العديد من شركات التأمين الخاصة تغطي هذه الأجهزة، فإن الميديكاير والميدكيديتش كانت أبطأ تاريخيا في اعتماد التغطية للتنجيد ٢ دال. وفي كثير من البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل، فإن تكاليف الوصول غير المنصفة.

وحتى في البلدان ذات الدخل المرتفع، كثيرا ما تتطلب التكلفة الاختيار، وقد يكون المرضى قادرين على تحمل تكاليف إدارة المركبات ولكن ليس مضخة، أو مضخة ولكن ليس آخر تحديثات في الخوارزمية، وقد بدأ المصنعون يقدمون نماذج للاشتراكات التي تنتشر فيها التكاليف، ولكن القدرة على تحمل التكاليف على نطاق واسع لا تزال هدفا بعيد المنال.

المستعملون

وتتطلب نظم الذكاء منحنى للتعلم، إذ يجد بعض المرضى أن التدفق المستمر من الإنذارات والتنبيهات ساحقة، بينما يكافح آخرون مع إدخال أجهزة الاستشعار أو وضع مواقع الضخ أو معالجة المشاكل المتعلقة بالربط بين المواصلات، كما أن القلق من الأوبئة يمكن أن يزداد بشكل مفارق عندما يرى المستخدمون وجود انذارات منخفضة متكررة، علاوة على أن الخوارزميات لا تعمل إلا كما هو مقصود إذا كان المستخدمون يسجلون بدقة ويمارسون برامج متعددة.

وقد يواجه كبار السن الذين يمثلون جزءا كبيرا من سكان T2D تحديات إضافية: قضايا التفكك في إدخال أجهزة الاستشعار، ومشاكل الرؤية في قراءة الشاشات الصغيرة، أو الانخفاض المعرفي الذي يؤثر على صنع القرار، ويقوم المصانع بتصميم وصلات بينية أبسط وعرض أكبر، كما أن بعض النظم تقدم الآن أوامر صوتية أو رصدا عن بعد من جانب أفراد الأسرة.

أمن البيانات وإمكانية التشغيل المتبادل

ومع ارتباط الأجهزة الطبية، تصبح هذه الأجهزة أهدافاً للهجمات الإلكترونية، إذ أن مضخات الإنسولين والمركبات العنقودية تنقل البيانات دون سلك، ويمكن أن يعطل فاعل مهين نظرياً الاتصالات أو يغيّر تعليمات الجرعات، وقد أصدرت إدارة الأغذية والمخدرات في الولايات المتحدة مبادئ توجيهية لأمن الفضاء الإلكتروني للأجهزة الطبية، كما أن الجهات المصنعة الرئيسية قد نفذت بروتوكولات التشفير والتوثيق.

ومن المسائل الأخرى التي تتعلق بالقابلية للتشغيل المتبادل، حيث يستخدم العديد من أجهزة إدارة المواد الكيميائية ومنصات الضخ بروتوكولات الاتصالات الخاصة بالملكية، مما يجعل من الصعب اختلاط العناصر من مختلف العلامات ومطابقتها، وتهدف مبادرات مثل مشروع " تيدبول لووب " إلى إنشاء نظام مفتوح المصدر وقابل للتشغيل يتيح للمستعملين اختيار أفضل طريقة لتصوير المواد الكيميائية وضخ احتياجاتهم.

جيم - التكامل السريري وألعاب الأدلة

وقد ركزت معظم الدراسات المغلقة على مرض السكر من النوع 1، أما بالنسبة للنوع 2، فإن قاعدة الأدلة آخذة في النمو ولكنها لا تزال محدودة، وقد تبين من تحليل متطور لـ 17 محاكمة أن نظم الغلق تحسنت من الوقت في المدى الضيق بنسبة 12 في المائة في مرضى الـ T2D مقارنة بالعلاج القياسي، ولكن معظم الدراسات كانت صغيرة وقصيرة الأجل، وقد تختلف المقاييس المثلى لـ T2D لأن هؤلاء المرضى كثيرا ما يعانون من اضطرابات في الجهاز.

ويجب أيضا أن تتكيف نظم الرعاية الصحية، إذ أن تدريب المعلمين وعلماء الغدد الصماء ومقدمي الرعاية الأولية لدعم توصيل الأنسولين الذكي سيكون أمرا أساسيا، ويمكن أن تيسر التطبيب عن بعد التدريب عن بعد وتشويه المشاكل، ولكن ليس لدى جميع العيادات النطاق الترددي، ومن شأن دمج السجلات الصحية الإلكترونية في تحميل بيانات عن التشويش الجنسي على نحو تلقائي، والاتجاهات المثيرة للمشاكل في العلم أن يبسط الرعاية.

التأثير على المرضى والرعاية الصحية

وعندما يعمل الانسولين الذكي جيداً، فإن تأثيره يتحول، ويعاني المرضى من تقلبات في الغدد الصماء، ويقل خوفهم من النادر، ويزيد من الحرية في الحياة اليومية، كما أن التحسينات في الوقت المناسب التي تتراوح بين ساعتين وثلاث ساعات يومياً تترجم إلى تخفيضات ذات مغزى سريري في HbA1c. For every 1% increase in TIR, the risk of diabetes complications-rephinopathy

وفيما عدا القياسات السريرية، تحسن نوعية الحياة، إذ يبلغ المرضى عن أقل معاناة من السكري، وعن نوم أفضل (حيث يمكن للنظام أن يعالج ارتفاعات وتدنيات بين عشية وضحاها)، وعن زيادة الثقة في إدارة حالتهم، ويستفيد مقدمو الرعاية وأفراد الأسرة أيضا من انخفاض القلق، لا سيما عندما يمكنهم رصد الغلوكوس عن بعد عن طريق أجهزة الهاتف الذكية.

وبالنسبة لنظام الرعاية الصحية، يمكن أن يؤدي الولادة الذكية في الأنسولين إلى تحويل إدارة السكري من الرعاية الحادة التفاعلية إلى الصيانة الوقائية الاستباقية، وبدلا من انتظار نتائج مختبرات HbA1c الفصلية، يمكن للمستوصفين الحصول على تقارير عن تدابير العلاج في الوقت الحقيقي وتعديل العلاج عن بعد، وهذه الحلقة المستمرة تتيح اتخاذ إجراءات سابقة، مما يقلل من تطور المضاعفات، وتقوم بعض النظم الصحية بالفعل بتجريب برامج " الرصد عن بعد " التي تُرسل إلى علمٍ.

غير أن الأثر ليس موحداً، إذ لا تزال هناك تفاوتات اجتماعية واقتصادية: فالمرضى الذين لديهم دخل أعلى وأفضل لمحو الأمية الصحية يرجح أن يعتمدوا هذه التكنولوجيات ويستفيدوا منها، وبدون جهود متعمدة لتحسين الوصول، يمكن أن يؤدي التسليم الذكي إلى توسيع نطاق أوجه عدم المساواة الصحية القائمة، ويمكن للبرامج المجتمعية التي توفر الأجهزة والتدريب والدعم المستمر أن تساعد على سد هذه الفجوة.

النظر إلى الرأس: العقد القادم

إن مسار توصيل الأنسولين الذكي يشير إلى نظم أصغر وأذكى وأكثر تكاملا، وقد نرى في غضون عشر سنوات ما يلي:

  • Fully closed-loop combined systems] that also deliver glucagon or other hormones, virtually eliminating severe hypoglycemia.
  • Smart insulin itself ] -molecularly engineered to active only when glucose is high, reducing dependence on pumps.
  • مستشعرات قابلة للطاقة التي لا تقيس فقط الغلوكوز بل أيضاً الكتونات، والكتلة، والكورتيسول، وغيرها من العلامات الأحيائية، وتوفر صورة إضرامية شاملة.
  • Artificially intelligent algorithms] that learn and adapt faster, using data from millions of users to refine individual dosing strategies.
  • Implantable systems] with one-year or longer lifespans, requiring minimal user intervention.

وقد وضعت الهيئة نهجا " دورة حياة المنتجين ذوي الثقوب " يسمح بإدخال تحسينات متكررة على الخوارزميات دون الحاجة إلى موافقة جديدة على كل تواك، وينبغي أن تعجل هذه المرونة التنظيمية بنشر نظم أكثر أمانا وفعالية.

وفي الوقت نفسه، فإن التعاون بين شركات التكنولوجيا العاملة بالأجهزة العاملة بالأجهزة الطبية يتسارع في التطور، وقد اشتركت شركة غوغل فيرلي وديكسكوم في أجهزة استشعار مصغرة للأجهزة الكيميائية، في حين أفيد بأن آبل قد استكشفت رصد الغلوكوز غير الغازي باستخدام أجهزة الاستشعار البصرية، وإذا نجح ذلك، فإن هذه الانجازات يمكن أن تزيل الحاجة إلى أجهزة الاستشعار القائمة على الإبر، مما يجعل إيصال الأنسولين ذكيا.

وفي النهاية، لا يهدف هذا الهدف إلى تحقيق إنسولين بقدر أكبر من الكفاءة، بل إلى إعادة الإحساس بالطبيعية إلى حياة المصابين بمرض السكري من النوع 2، فنظم إيصال الأنسولين الذكية خطوة قوية في هذا الاتجاه، ومع استمرار الاستثمار والبحث والاهتمام بالإنصاف، فإنها يمكن أن تحول مرضا يتطلب يقظة دائمة إلى حالة يمكن إدارتها بثقة هادئة.