تحول مدیریت دیابت در طول قرن گذشته یکی از برجسته ترین داستان ها در پزشکی مدرن است.از روزهای ناامید قبل از انسولین تا عصر امروز تحویل انسولین خودکار، هر پیشرفت ما را به دنیایی نزدیک تر کرده است که افراد مبتلا به دیابت می توانند با بار کمتر و سلامت بهتر زندگی کنند. سیستم های حلقه ای طبیعی [F1] که اغلب سیستم های نظارت مستمر با سرعت واقعی را ارائه می دهند، و نشان دهنده ی این هورمون های درمان مداوم گلوکز هستند.

بنیادهای اولیه مدیریت دیابت

قبل از کشف انسولین در سال 1921، تشخیص دیابت نوع 1 به طور موثر یک حکم اعدام بود.مدیریت بر محدودیت شدید کالری - به اصطلاح "رژیم غذایی گرسنگی" پیشگام فردریک آلن - که می تواند زندگی را با چند ماه یا سالها گسترش دهد، اما بیماران ترک شده و ضعیف است.

در طول اواسط قرن بیستم، مدیریت دیابت عمدتا یک هنر دستی و ضعیف بود. بیماران انسولین را بر اساس آزمایشات گلوکز ادرار تزریق کردند که فقط اندازه گیری های تاخیر و تقریبی را ارائه داد. ظهور خود نظارت بر گلوکز خون (SMBG) در اواخر 1970s - اول با مترهای پر جنب و جوش نیاز به نمونه های بزرگ خون و زمان انتظار طولانی - یک دوره ی تاریخی بود که هنوز به طور کامل با این کار بیمار اندازه گیری می شد و به طور کامل داده ها داده می شد.

عصر نظارت فشرده و درمان

آزمایش کنترل و پیچیدگی های دیابت (DCCT) که در سال 1993 منتشر شد، شواهد قطعی را ارائه داد که کنترل گلیسمیک شدید – حفظ گلوکز خون به طور طبیعی تا حد ممکن – به طور گسترده خطر عوارض طولانی مدت مانند رتینوپاتی، آنزیمی و نوروپاتی روزانه را کاهش داد.این باعث فشار به سمت مدیریت تنگ تر شد، اما همچنین به معنای نظارت مکرر (اغلب 4 - حساسیت به طور دقیق تر) برای مصرف بیشتر از طریق مصرف روزانه، و مصرف چند روز پیچیده تر از طریق مصرف آن بود.

همزمان، توسعه آنالوگهای انسولین (lispro، aspart، glargine) در دهه 1990، داروهای پیش بینی شده تری را ارائه داد، کنترل دقیق تری را حتی با این پیشرفت ها، چالش اساسی باقی ماند: حلقه بازخورد بین سنسور و محرک با نیاز به تصمیم گیری انسان شکسته شد.

نظارت مداوم گلوکز: یک Paradigm Shift

معرفی دستگاه های نظارت مستمر گلوکز (CGM) در اواخر دهه 1990 و اوایل 2000 اولین خروج واقعی از اندازه گیری گلوکز نقطه در زمان مشخص شد، سیستم های اولیه مانند Medtronic MiniMed CGMS نیاز به تجزیه و تحلیل گذشته - دفع داده ها از سنسور پس از چند روز - بنابراین آنها در زمان واقعی نبودند.

CGM در سال 2006 با Dexcom G1 وارد شد و ابوت Freestyle Navigator به زودی پس از آن، این دستگاه ها یک سنسور کوچک و سیم مانند را درست در زیر پوست قرار دادند، گلوکز را در مایع بین المللی اندازه گیری می کردند - هر چند دقیقه و خواندن بی سیم تاثیر روان شناختی بود: کاربران می توانستند روند را ببینند - که نشان دهنده جهت و میزان تغییر است - و هشدار را تنظیم می کردند - اما در هنگام واکنش به طور بی سیم، میزان زیادی از کاربر، و یا نمی دادند.

با ترکیب این، سنسورهای اولیه CGM از مسائل دقت رنج می بردند و نیاز به کالیبراسیون مکرر با کیستیک های انگشتی داشتند، در طول یک دهه گذشته جهش های عمده در تکنولوژی سنسور (به عنوان مثال، Dexcom G5، G6، G7؛ ابوت FreeStyle Libre) دستگاه های بسیار دقیق با زمان های دیگر (تا 14 روز) و نیازی به انتقال انگشت خودکار و پیش بینی لازم برای انتقال آن ها، فراهم شده است.

انقلاب پمپ انسولین

پمپ های انسولین، تحویل یک فریب ثابت انسولین سریع از طریق یک کاتتر که تحت پوست قرار گرفته بود، از اواخر دهه 1970، تقریباً از زمان مدل های اولیه بزرگ و مستعد شکست های مکانیکی بود، اما آنها یک مزیت قانع کننده ارائه دادند: توانایی برنامه ریزی نرخ های بازال متغیر که می تواند انتشار آهسته انسولین را از یک پانکراس سالم تقلید کند.

انقلاب واقعی در پمپ درمانی با ادغام داده های CGM و توانایی به طور موقت تعلیق انسولین در زمانی که گلوکز بیش از حد پایین سقوط کرد، ترکیب داده های IGFtricm Veo (2009) ویژگی کم گلوکز معلق (LGS) را معرفی کرد، به طور خودکار متوقف کردن انسولین تا دو ساعت اگر سنسور تشخیص سطح گلوکز پایین بود، این اولین شکل اولیه حلقه بسته بود - هنگامی که شدت ورودی بالا را کاهش داد و مدت زمان ورودی آن کاهش یافت.

پمپ های مدرن، مانند Tandem t:slim X2 و Omnipod ® DASH، ارائه ماشین حساب های پیچیده، نظارت از راه دور از طریق برنامه های تلفن هوشمند، و مهمتر از همه، همکاری با سیستم های CGM و الگوریتم حلقه بسته فن آوری پمپ باید به نقطه قابلیت اطمینان و سازگاری نرم افزار قبل از یک حلقه بسته واقعی می تواند آن ساخته شده است.

طلوع سیستم های حلقه بسته

یک سیستم حلقه بسته برای مدیریت دیابت یک CGM، یک پمپ انسولین و یک الگوریتم کنترل است که به طور خودکار تحویل انسولین را بر اساس داده های گلوکز در زمان واقعی و پیش بینی شده تنظیم می کند، هدف این است که سطح گلوکز را در محدوده هدف (معمولا 70 تا 180 میلی گرم / dL) با حداقل مداخله مصرف کننده تنظیم کند، این سیستم ها اغلب به عنوان "هی" توصیف می شوند، زیرا آنها هنوز نیاز به ارسال وعده های غذایی و تنظیم مجدد دارند، اما سیستم های پایه و تنظیم می کنند.

سیستم های نسل اول: اثبات مفهوم

Medtronic MiniMed 670G، تایید شده توسط FDA در سال 2016، اولین سیستم حلقه بسته هیبریدی در دسترس تجاری بود.این یک الگوریتم متناسب با محرک (PID) برای تنظیم نرخ پایه پمپ هر پنج دقیقه بر اساس مطالعه بالینی اولیه نشان داد که سیستم بهبود زمان برد و کاهش به طور دستی نیاز به دستگاه گوارش، و یا هشدار مکرر پمپ، گزارش شده است.

در همان زمان، جامعه تحقیقاتی شواهدی از "انجام-it-yourself" (DIY) سیستم های حلقه بسته مانند OpenAPS و حلقه، توسعه یافته توسط نوآوران جامعه اولیه، اگرچه تایید FDA، ارائه داده های حیاتی در مورد ایمنی، اثربخشی و تجربه کاربری که توسعه تجاری آگاهانه است.

مدرن Advanced Hybrid Lock Loops

سیستم های امروز بسیار تصفیه شده تر هستند. مراقبت از دیابت Tandem:slim X2 با تکنولوژی Control-IQ (تایید شده 2019) از یک الگوریتم پیشرفته استفاده می کند که نه تنها نرخ های پایه را تنظیم می کند، بلکه می تواند بوهای اصلاح خودکار را در هنگام پیش بینی گلوکز از آستانه، ارائه دهد.این شامل یک حالت ورزش، حالت خواب، حالت و ادغام با Dex GGM C6.

در سال 2022، Omnipod 5 اولین سیستم حلقه بسته بدون لوله شد، ادغام پمپ پچ Omnipod با Dexcom G6. الگوریتم آن به طور مستقیم بر روی خود پد (یا از طریق یک برنامه تلفن هوشمند کنترل کننده) اجرا می شود، سیستم نیازهای انسولین کاربر را در طول زمان یاد می گیرد و پارامترهای را به طور خودکار تنظیم می کند.

سیستم FX CamAPS (که در اروپا و اخیرا در ایالات متحده تایید شده است) از الگوریتم تطبیقی استفاده می کند که حساسیت به انسولین فرد را در زمان واقعی مدل می کند و نیازی به ورود به کربوهیدرات برای تنظیمات پایه ندارد – فقط برای بوضر غذایی. مطالعات نشان داده اند که آن را حفظ می کند زمان بالا (70٪) حتی در کودکان جوان، یک گروه به شدت دشوار برای مدیریت.

تاثیر واقعی بر بیماران

تغییر از طریق دستی به تحویل انسولین خودکار به طور عمیقی تجربه زندگی دیابت را تغییر داده است. مطالعات متعدد و گزارش های کاربر به طور مداوم نشان می دهد که سیستم های حلقه بسته هیبریدی چندین معیار کلیدی را بهبود می بخشد:

  • افزایش زمان در محدوده : کاربران به طور معمول 70 تا 80 درصد از روز را در پنجره گلوکز هدف 70-180 mg / dL، در مقایسه با 50 تا 60٪ با پمپ استاندارد یا MDI درمانی.
  • هیپوگلیسمی قرمز شده: الگوریتم ها به ویژه در جلوگیری از کم شدن قریب الوقوع موثر هستند، کاهش حوادث هیپوگلیسمی شدید به میزان نیمی یا بیشتر.
  • HbA1c [FLT 1]: به معنی کاهش 0.5 - ⁇ رایج است، ترجمه به کاهش بالینی معنی دار در خطر عوارض.
  • کیفیت بهبود زندگی : بسیاری از کاربران اضطراب کمتری در مورد سطح گلوکز، خواب بهتر (سیستم تنظیم شده در شب)، و احساس آزادی بیشتر برای درگیر شدن در فعالیت های خود به خودی خود مانند ورزش و یا خوردن بیرون گزارش.
  • کاهش در بار روزانه : با سیستم مدیریت نرخ های پایه و اصلاحات خودکار، کاربران تصمیم های روزانه بسیار کمتری می گیرند.بار ذهنی دیابت - گاهی اوقات به نام "سوختن دیابت" - می توانند به طور قابل توجهی روشن شوند.

با این وجود، این تکنولوژی یک پاناس نیست، برخی از کاربران هنوز هم احساس ناامیدی با زنگ هشدار، قابلیت اطمینان سنسور، نیاز به پر کردن غذا و حضور فیزیکی پمپ و سنسور دارند. دسترسی به دلیل هزینه و پوشش بیمه در بسیاری از مناطق نابرابر است.

چالش ها و محدودیت ها

در حالی که سیستم های حلقه بسته نشان دهنده یک دستاورد تاریخی است، چندین چالش باقی مانده است. دقت و دقت تنها عامل حیاتی است.حتی دستگاه های CGM مدرن دارای یک تفاوت نسبی مطلق (MARD) از حدود 8 تا 10٪، که عدم اطمینان را معرفی می کند، الگوریتم ها باید برای به حداقل رساندن خطر ابتلا به انسولین و هیپوگلیسمی، که می تواند منجر به برخی از مصرف کنندگان شبه در برخی از کاربران.

پیچیدگی آلگوریتم همچنان به بهبود می یابد، اما هیچ سیستم هنوز پیچیدگی پانکراس انسان را که سیگنال های فراوانی را فراتر از گلوکز ادغام می کند - سیستم های عصبی، غیر طبیعی، زیست محیطی که هر دو انسولین و گلوکاگون را ارائه می دهند در کارآزمایی های پیشرفته (به عنوان مثال، گلیسمی، بیو) و حتی ممکن است به طور خودکار کنترل کند.

Cost و دسترسی موانع عمده ای هستند.هزینه های جلو پمپ ها، سنسورها و معایب می تواند هزاران دلار در سال باشد و پوشش بیمه به طور گسترده ای متفاوت است، حتی در کشورهای توسعه یافته، هزینه های خارج از جیب می تواند جایگزین در جهان در حال توسعه، که در آن اکثر افراد مبتلا به دیابت زندگی می کنند، این سیستم های نظارتی به طور عمده ای بسته شده اند، و برخی از بیماران "باز کردن منابع" کمک می کنند.

آینده افق

نسل بعدی سیستم های حلقه بسته احتمالاً به تحویل انسولین کاملاً خودکار نیاز دارد که هیچ اعلان غذایی را نمی دهد.به اصطلاح "حلقه بسته" یا "تنها پانکراس بیونیک بیونیک" که بدون نشان دادن آزمایش های بالینی، کار اولیه با انسولین های فوق العاده سریع (به عنوان مثال، Fiasp، Lyumfjev) و الگوریتم های پیشرفته است که مدل جذب غذا بدون اینکه وعده های بالینی را نشان دهد.

فراتر از انسولین، سیستم های چند هورمون تصفیه می شوند. iLetbionic پانکراس توسط بتا Bionics از یک کارتریج دو نفره حاوی انسولین و گلوکاگون استفاده می کند، هر دو به طور خودکار تنظیم می شوند.در یک کارآزمایی اصلی منتشر شده در سال 2022، I Let یک میانگین زمان در محدوده تقریبا 65٪ در بزرگسالان، کمی کمتر از حلقه های بسته، اما با دخالت کاربر کمتر مشخص شده است.

ادغام هوش مصنوعی و یادگیری ماشین سیستم ها را قادر می سازد تا درمان را به روش های بی سابقه شخصی سازی کنند. الگوریتم هایی که از الگوهای روزانه کاربر، عادات ورزشی و حتی سطح استرس (از طریق ضربان قلب یا رفتار پوست) یاد می گیرند، می توانند قبل از اینکه سطح گلوکز از محدوده خارج شود، تحویل انسولین را تنظیم کنند.

سنسورهای قابل کاشت و تحویل انسولین در آپوپلانی نیز مورد بررسی قرار می گیرند.یک CGM قابل ایمپلنت که یک سال یا بیشتر طول می کشد، بار تغییرات سنسور را هر 10 تا 14 روز از بین می برد. انسولین Intraperitoneal (از طریق یک پمپ ایمپلنت) بهتر تقلید از جذب انسولین فیزیولوژیکی به گردش پورتال، به طور بالقوه عملکرد سریع تر و کنترل فیزیولوژیکی بیشتری.

در نهایت، تلاش برای گسترش دسترسی جهانی بسیار مهم است.سازمان های غیر انتفاعی و مشارکت های عمومی و خصوصی در تلاش هستند تا تکنولوژی های ارزان قیمت CGM و پمپ را برای جمعیت های فقیر فراهم کنند. [FLT: 1]Diabetes انگلستان شبکه فن آوری و JDRF [F3] برنامه های مداوم برای ارزیابی هزینه و حمایت از بازپرداخت مقرون به صرفه دارند.

نتیجه گیری

تکامل از رژیم های غذایی گرسنگی به سیستم های حلقه بسته ترکیبی گواهی به نبوغ انسانی و جستجوی بی وقفه از نتایج بهتر است.تکنولوژی حلقه بسته از آزمایشگاه های تحقیقاتی به دست صدها هزار نفر در سراسر جهان حرکت کرده است، ارائه بهبود ملموس در کنترل گلوکز، ایمنی و کیفیت چالش های زندگی - خطر، هزینه، هزینه، بار کاربر - اما مسیر روشن است: حلقه نزدیک شدن به بهبود دقیق تر، زیرا ما ممکن است به بهبود هر کدام از آن، و کیفیت زندگی، به عنوان سنسورهای مطمئن تر، به عنوان یک از بهبود، و دقیق تر، به طور دقیق تر، به عنوان یک از بهبود، به عنوان یک از بهبود، به بهبود، به عنوان یک از بهبود، و کیفیت از بهبود، و دقیق تر، به بهبود، به نظر می رسد، و کیفیت از بهبود دقیق تر، به طور دقیق تر، به طور دقیق تر، به عنوان یک سیستم های زندگی، به عنوان نمونه، و کیفیت از بهبود، به طور دقیق تر، و کیفیت از درمان، به طور دقیق تر، به طور دقیق تر، به عنوان نمونه، به عنوان نمونه، به طور دقیق تر، به عنوان نمونه، به عنوان نمونه، به عنوان یک سیستم های زندگی، به نظر می کند.