تکنولوژی پانکوراس مصنوعی برای مدیریت دیابت در شرایط اضطراری

برای افرادی که با دیابت نوع 1 زندگی می کنند و به طور فزاینده ای برای افرادی که دارای دیابت نوع 2 هستند - نگه داشتن گلوکز خون در محدوده امن یک عمل متعادل کننده دائمی و بالا است. معرفی فن آوری پانکراس مصنوعی، همچنین به عنوان سیستم های تحویل انسولین خودکار (AID) شناخته می شود، این بار را از مدیریت دستی، واکنش پذیر به کنترل مداوم، کنترل خودکار در این سیستم های روزمره زندگی، کاهش می دهد و حتی می تواند عوارض شدید را کاهش دهد، اما حتی زمانی که می تواند عوارض غیر قابل انعطاف پذیر باشد، اما در طول زمان آن را کاهش دهد.

یک پانکوم مصنوعی چیست؟

یک پانکراس مصنوعی یک سیستم حلقه بسته است که یک مانیتور گلوکز مداوم (CGM)، یک پمپ انسولین و یک الگوریتم کنترل برای تنظیم خودکار گلوکز خون را ادغام می کند. سیستم تقلید از عملکرد مداوم گلوکز برای یک پانکراس سالم است.[۱۰] FLT ۱، که به افزایش گلوکز با ترشح انسولین و کاهش گلوکز با گلوکینگک پاسخ می دهد در حالی که اکثر سیستم های تحقیق ثابت انسولین برای جلوگیری از تزریق سیم پیچ و خموشی است.

این مفهوم برای اولین بار در دهه 1970 مشخص شد، اما پیاده سازی های عملی تنها در سال 2010 به دلیل بهبود در دقت CGM و قدرت محاسباتی الگوریتم، قابل اجرا بود. اداره غذا و داروی ایالات متحده (FDA) در حال حاضر چندین سیستم بسته هیبریدی را برای افرادی که دارای دیابت نوع 1 ساله و مسن تر هستند، تایید کرده است، این سیستم ها گاهی اوقات به عنوان "بیسوسی خودکار" شناخته می شوند، زیرا آنها هنوز هم نیاز به تنظیم وعده های غذایی و تنظیم مصرف کننده دارند.

اجزای اصلی سیستم

  • فعال Glucose Monitor (CGM): سنسور کوچکی که تحت اندازه گیری گلوکز بین 1 تا 5 دقیقه قرار می گیرد، CGM های مدرن مانند Dexcom G / G7 و ابوت FreeStyle Libre 3 در 8 - 10٪ از گلوکز خون اهدا شده و نیازی به نظارت مستقیم به ارسال برخی از دستگاه های هشدار دهنده های هشدار دهنده خودکار دارند.
  • داخل سولپویلین: یک دستگاه پوشیدنی که انسولین را سریع از طریق یک کوچک کوچک کوچک کانولا، پمپ هایی مانند Tandem t:slim X2 یا Omnipod 5 را می توان کنترل کرد توسط الگوریتم و در برخی از مدل ها، دستورات مستقیم از CGM دریافت می کند دقت پمپ در هنگام تحویل اضطراری حتی اگر دوز کوچک باشد.
  • ] الگوریتم کنترل: مغز نرم افزار سیستم را دریافت می کند، داده های CGM را دریافت می کند و مدل های پیش بینی را برای تصمیم گیری در مورد اینکه انسولین پایه برای تحویل چه مقدار انسولین برای تحویل، هنگامی که تحویل ایمنی و در سیستم های پیشرفته، هنگامی که برای تحویل بولوس های اصلاح به طور خودکار استفاده می شود، نسبت به گیرنده (PID) کنترل پیش بینی می کند (به ویژه در برابر سرعت) و یا به سرعت در روش تجارت.
  • اجزای دوگانه-Hormone را انتخاب کنید: برخی از سیستم های تجربی یک پمپ گلوکاگون اضافه می کنند. Glucagon گلوکز خون را به سرعت افزایش می دهد، و اجازه می دهد سیستم برای مقابله با مصرف بیش از حد انسولین یا هیپوگلیسمی غیرمنتظره است، در حالی که هنوز در ایالات متحده تجاری نشده است، نمونه اولیه دو هورمون دوگانه در آزمایش های بالینی، به ویژه در حالت های اضطراری، پیشگیری از هیپوگلیسمی برتر از هیپوگلیسمی را نشان داده اند.

چرا شرایط اضطراری نیاز به کنترل خودکار دارند

در مواقع اضطراری - چه یک رویداد هیپوگلیسمی شدید، کتواس دیابتی (DKA)، یک بیماری ناگهانی با استفراغ، یک فاجعه طبیعی یا جراحی تحت بیهوشی - پویایی گلوکز بدن می تواند به طور غیر قابل پیش بینی تغییر کند هورمون های استرس مانند کورتیزول و افزایش مقاومت به انسولین، باعث هیپرگلیسمی، در حالی که مصرف مواد غذایی کاهش می یابد، یا تعاملات مصرف خالی معده را به تاخیر می اندازد، و یا باعث افزایش خطر ابتلا به این موارد مدیریت گلوکز می شود.

هیپوگلیسمی شدید و هیپوگلیسمی

بی اطلاعی از هیپوگلیسمی، شرایطی که در آن فرد دیگر علائم هشدار دهنده اولیه قند خون پایین را احساس نمی کند، تقریبا 20 تا 30 درصد از افراد مبتلا به دیابت نوع 1 طولانی مدت را تحت تاثیر قرار می دهد.یک پانکراس مصنوعی می تواند یک روند سریع در گلوکز ثانیه قبل از اینکه علائم را خطرناک کند، تشخیص دهد.

Ketoacidosis (DKA) و Hyperگلیسمی

بیماری، شکست پمپ یا تزریق از دست رفته اغلب DKA را پیش بینی می کند، یک وضعیت تهدید کننده زندگی با گلوکز بالا همراه با کتون ها.یک پانکراس مصنوعی می تواند به جلوگیری از آبشار با تنظیم مداوم انسولین به سمت بالا به عنوان گلوکز کمک کند، کاهش زمان مصرف شده در hyperLT2، برخی از الگوریتم ها همچنین شبیه سازی کتون را برای افزایش فوریت تحویل انسولین ادغام می کنند.

استفاده در طول جراحی و آنسthesia

کنترل گلیسمیک جراحی مدتهاست که یک چالش بوده است، با هر دو هیپو- و هیپرگلیسمی مرتبط با افزایش عوارض - عفونتwound، بستری طولانی مدت بیمارستان و حتی مرگ و میر با استفاده از یک پانکراس مصنوعی در طول عمل جراحی اجازه می دهد تحویل انسولین پایدار بدون نیاز به بررسی هورمون های داخل عمل جراحی (به ویژه در مورد پروتکل های هورمون های بالینی بسته شده در مراکز پزشکی دانشگاهی) تغییر کند.

بلایای طبیعی و مراقبت های غیر قانونی

هنگامی که سرنگ ها، آتش سوزی ها یا دیگر موارد اضطراری دسترسی به داروخانه ها، برق و آب تمیز را قطع می کنند، افراد وابسته به انسولین با خطر فوری مواجه می شوند.یک پانکراس مصنوعی ممکن است بافر فراهم کند: کنترل خودکار آن باعث کاهش بار شناختی در فردی می شود که تحت فشار قرار گرفته، کم آب و احتمالا آسیب دیده است، برخی از الگوریتم ها می توانند با دوزهای از دست رفته یا سنسور حرکت کنند که مدت زمان طولانی تر از پمپ های اضطراری باز است (در حال حاضر دستورالعمل های پشتیبان گیری امن در سیستم های پشتیبان گیری از جمله سیستم های بسته شدن راه های درمانی)

سیستم های تجاری فعلی و توانایی های اضطراری آنها

چندین سیستم پانکراس مصنوعی تایید FDA را دریافت کرده و در ایالات متحده در دسترس هستند که هر کدام دارای نقاط قوت منحصر به فرد مربوط به مدیریت اضطراری هستند:

  • [FLT:] MiniMedtronic MiniMed 780G 780G ارائه می دهد تکنولوژی SmartGuard با ویژگی بوکبک خودکار اصلاح شده است، در مواقع اضطراری می تواند به طور خودکار به 2.0 واحد اصلاح هر 5 دقیقه هنگامی که گلوکز بیش از 120 میلی گرم / dL است، سیستم تحویل را به زیر 70 mg / dL متوقف می کند و می تواند قبل از اینکه یک سنسور مهم را خاموش کند، ممکن است به طور خودکار تنظیم شود، اگر آن را پردازش کند، در آستانه شماره 4، اگر آن را محاسبه کند، نمی شود، اگر آن را محاسبه کند، ممکن است انگشت آن را به سرعت آن را به حالت تعلیق در معرض خطر قرار دهد، اگر آن را تنظیم کند، استفاده از حد انگشت بند 4، استفاده از حد 4، استفاده از حد 4، استفاده از حد 4، استفاده از حد 4، استفاده از آن را به حالت تعلیق در دسترس نباشد.
  • کنترل مراقبت از دیابت (IQ: این الگوریتم، یکپارچه با پمپ t:slim X2 و Dexcom G6 CGM، استفاده از پیش بینی کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم کم خطر است و به طور خودکار تشخیص داده شده است.3.
  • Insulet Omnipod 5: اولین سیستم حلقه بسته لوله ای بدون حلقه، الگوریتم آن نرخ های پایه را هر 5 دقیقه تنظیم می کند و می تواند گلوکز بالا را تصحیح کند، این واقعیت که پمپ به صورت پد شکل است و ضد آب آن را در تنظیمات اضطراری که بیماران ممکن است در شرایط مرطوب یا نیاز به حرکت سریع نبود و همچنین کاهش خطر یا تخلیه فیزیکی.

در حالی که این سیستم ها یک پیشرفت عمده هستند، هیچ یک از آنها در حال حاضر شامل گلوکاگون نیستند و عملکرد آنها بستگی به دقت سنسور دارد، در طول استرس فیزیکی شدید، مانند عفونت سپتیک، خطای سنسور ممکن است به دلیل کمبود آب یا تغییرات سریع مایع افزایش یابد.به کاربران توصیه می شود که خواندن سنسور را با یک متر قند خون تأیید کنند، زمانی که علائم به نظر می رسد اختلاف نظر می رسد پرسنل اورژانس پزشکی باید آموزش ببینند که بیمار مبتلا به یک رژیم درمانی معمولی است.

عدم توانایی و دسترسی به عنوان یک موانع در شرایط اضطراری

پوشش بیمه، هزینه های خارج از جیب و تدارکات توزیع موانع قابل توجهی باقی می ماند [هزینه یک راه اندازی کامل مصنوعی -pump، CGM و جایگزینی - می تواند بیش از 5000 تا 8000 دلار در سال بدون بیمه است: برای افراد بدون محدودیت و یا کسانی که در بحران هستند، دسترسی به این فن آوری عملا وجود ندارد. گروه های حمایت از بیمار مانند JDRF و انجمن دیابت آمریکا (ADA) در طول زیرساخت های پوشش اضطراری و سیستم های محدود به ندرت وابسته به سیستم های دسترسی به مواد مخدر و بسته است.

مسیر های آینده: به سوی استقلال واقعی در بحران

سیستم های دوگانه و چند نفره

اضافه کردن گلوکاگون و به طور بالقوه، pramtide (برای کم کردن تخلیه معده و کاهش پس از جوش) پانکراس مصنوعی را به یک تنظیم کننده متابولیک کامل تر تبدیل می کند. - Bionics بتا که اجازه می دهد Bionic Pancreas، که ترخیص FDA برای حالت انسولین را دریافت کرد، به دنبال یک نسخه هورمون دو هورمون کنترل شده تصادفی است، که در مقایسه با یک سیستم تزریق غیر قابل تشخیص است.

الگوریتم های پیش بینی شده AI-Enhanced پیش بینی شده Algorithms

مدل های یادگیری ماشین می توانند داده های تاریخی را تجزیه و تحلیل کنند – الگوهای رفتاری، سطوح فعالیت، روزهای بیمار – برای جلوگیری از سفرهای گلیکمیانه – به عنوان مثال، الگوریتم آموزش دیده در بیماران مبتلا به اوتیسم گذشته می تواند الگوهای مقاومت به انسولین را در طول عمل بعدی پیش بینی کند و به طور خودکار تنظیم ساعت تنظیمات قبل از عمل، محققان همچنین در حال توسعه الگوریتم های آگاهی از حرکت هستند که استرس از ضربان قلب را تشخیص می دهند و تنظیم آن در هنگام تحویل شدید می تواند از شدت استرس در زمان واقعی جلوگیری کند.

نظارت از راه دور و ادغام Telemedicine

در یک اورژانس، یک تیم مراقبت کننده یا خدمات پزشکی اضطراری (EMS) می تواند به داده های گلوکز بیمار در زمان واقعی از طریق ادغام تلفن های هوشمند دسترسی داشته باشد. [در حال حاضر Dexcom اجازه می دهد تا برنامه های پیگیری کننده را بهبود بخشد.سیستم های پانکراس مصنوعی آینده ممکن است هر دو گلوکز و پمپ را به یک مرکز فرماندهی مرکزی در بیمارستان یا آمبولانس منتقل کنند. [F0] FDA استانداردهای همکاری را تشویق کرده است. [برای مثال دسترسی به این روند دسترسی بیمار برای مشاهده اطلاعات بدون درز، این روند دسترسی به طور قطع دسترسی به بیماران برای مشاهده دسترسی به طور قطع دسترسی به یک مرکز دستور کار، برای بیماران برای انتقال داده های بدون درز از طریق دسترسی به یک مرکز دستور کار، برای مشاهده دسترسی به یک مرکز فرماندهی 911 در یک مرکز فرماندهی مرکزی در یک بیمارستان یا ارسال فوری، برای انتقال داده های اضطراری، برای انتقال داده های بدون درز، برای انتقال داده های اضطراری، برای بیماران، برای مشاهده دسترسی به یک بیمارستان یا ارسال بدون درز، برای بیماران بدون درز، برای انتقال داده های بدون درز، برای بیماران، برای بیماران، برای بیماران، برای بیماران، برای انتقال داده های بدون درز از طریق انتقال داده های بدون درز، برای بیماران بدون درز، برای انتقال داده های بدون درز، برای انتقال بدون درز، برای مشاهده دسترسی

بستن حلقه برای دیابت نوع 2

بیش از 30 میلیون آمریکایی دارای دیابت نوع 2 هستند و بسیاری از آنها نیاز به درمان شدید انسولین در طول بستری شدن، جراحی یا استرس دارند. چندین مطالعه در حال آزمایش تحویل انسولین خودکار در بیماران نوع 2 هستند؛ نتایج اولیه نشان می دهد مزایای مشابهی در کاهش هیپوگلیسمی و بهبود سیستم های مداخله زمان در حال حاضر ساده تر است.اگر سیستم های آسان به استفاده از نوع 2، تاثیر بالقوه در پزشکی اورژانس که به طور گسترده ای برای برخی از داروهای ضد افسردگی نیاز دارند، به طور خاص ساده تر است.

نتیجه گیری

فن آوری پانکراس مصنوعی از یک مفهوم تحقیق به یک ابزار عملی و نجات دهنده تکامل یافته است که به طور معنی دار بار مدیریت دیابت را کاهش می دهد - چه به دلیل بیماری حاد، جراحی و یا اختلال زیست محیطی - نظارت خودکار و مداوم ارائه شده توسط این سیستم ها می تواند تفاوت بین یک رویداد قابل کنترل و بحران تهدید کننده زندگی باشد.در حالی که چالش های اطراف هزینه، دقت و دسترسی آماده، روند مراقبت های طبیعی بیشتر، بستگی به سیستم های اضطراری دارد: