درک سیستم های حلقه بسته در مراقبت از دیابت

سیستم های حلقه بسته، که اغلب به نام سیستم های پانکراس مصنوعی نامیده می شوند، یک پیشرفت عمده در مدیریت دیابت را نشان می دهند.این تنظیمات یکپارچه یک مانیتور گلوکز مداوم (CGM)، یک پمپ انسولین و یک الگوریتم کنترل برای تنظیم خودکار تحویل انسولین بر اساس خواندن گلوکز در زمان واقعی است. هدف اصلی این است که سطح قند خون را در محدوده هدف تا حد ممکن نگه دارید، کاهش بار تصمیمات دستی و کاهش خطرات پایین گلوکز و قند خون بالا.

پمپ های انسولین اولیه و CGM نیاز به ورودی کاربر قابل توجه - شمارش کربوهیدرات ها، برآورد فعالیت و برنامه ریزی خودکار سیستم های حلقه بسته مدرن بسته مدرن، تنظیمات انسولین را خودکار می کنند، در حالی که سیستم های حلقه کاملا بسته (هنوز در حال توسعه) هدف رسیدگی به تمام تحویل انسولین، از جمله بولوسهای غذایی است. تکامل این سیستم ها نه تنها توسط مهندسی بلکه توسط یک جامعه قدرتمند نیرو هدایت شده است: خواستار بهبود ابزارهای زندگی روزمره.

اجزای یک سیستم حلقه بسته

  • فعال Glucose Monitor (CGM): سنسوری که در هر چند دقیقه تحت اندازه گیری گلوکز بین پوست قرار می گیرد و داده ها را به صورت بی سیم به گیرنده، گوشی هوشمند یا پمپ انتقال می دهد.
  • Insulin Pump: یک دستگاه که انسولین را از طریق یک کانولا که تحت پوست قرار می گیرد، با نرخ های باز برنامه ریزی شده و قابلیت های بوضوح برای وعده های غذایی و اصلاحات.
  • ] الگوریتم کنترل: نرم افزار که داده های CGM را دریافت می کند و تنظیمات تحویل انسولین را در زمان واقعی محاسبه می کند. Algorithms می تواند بر روی یک دستگاه دستی اختصاصی، یک برنامه تلفن هوشمند یا به طور مستقیم در سخت افزار پمپ اجرا شود.
  • رابط کاربری: صفحه نمایش یا برنامه ای که کاربر از طریق آن سطح گلوکز فعلی را نظارت می کند، اقدامات خودکار را نادیده می گیرد، اهداف موقت را تعیین می کند و هشدار هایی برای خواندن بالا یا پایین دریافت می کند.

هر جزء باید به طور یکپارچه با دیگران کار کند. بینش بیمار برای شناسایی نقاط درد یکپارچه ضروری است - مانند خستگی زنگ هشدار از اعلان های بیش از حد، مسائل دقت سنسور در طول تغییرات سریع گلوکز و اتصال تلفن های هوشمند محدود که دسترسی به داده ها را بدون این بازخورد واقعی محدود می کند، تولید کنندگان تنها به تنظیمات بالینی کنترل شده که به ندرت منعکس کننده پیچیدگی زندگی روزمره است، تکیه می کنند.

ظهور جوامع بیمار در تکنولوژی بهداشت

جوامع بیمار برای چندین دهه از طریق گروه های پشتیبانی محلی و خبرنامه های چاپی وجود داشته اند، اما اینترنت و رسانه های اجتماعی دسترسی و نفوذ خود را تقویت کرده اند.برای دیابت، جوامعی مانند جامعه آنلاین دیابت (#DOC)، TuDiabetes و انجمن ها در Reddit (به عنوان مثال، r / دیابت) و فیس بوک ارائه سیستم عامل برای به اشتراک گذاری تجارب، دستگاه های عیب یابی، و پشتیبانی از فضاهای فعال برای جمع آوری این شبکه های کوچک است.

این جوامع دریافت کنندگان منفعل فناوری نیستند – آنها هماهنگ کننده فعال هستند. # ما انتظار نداریم حرکت، که در کنفرانس دیابتMine در سال 2013 آغاز شده است، این تغییر را نشان می دهد. با تصویب تنظیم مقررات آهسته و چرخه های تجاری که پشت بیماران بالقوه فن آوری، و مراقبان ساخت سیستم های توسعه یافته خود را نه تنها از الگوریتم های واقعی تولید شده است.

کلید های تاثیر جامعه بیمار

  • اشتراک گذاری دانش: کاربران راهنمایی در قرار دادن سنسور برای کاهش تراکم پایین در طول خواب، استراتژی چرخش سایت پمپ برای جلوگیری از لیپوodystrophy، تنظیم الگوریتم برای سطوح مختلف فعالیت و رسیدگی به موارد لبه مانند بیماری، قاعدگی یا تمرین با ارتفاع بالا کمک می کند.
  • Aggregation: نظرسنجی های آنلاین، موضوعات انجمن، و نظرسنجی های سازمان یافته صدای گروه های بزرگ بیمار را ضبط می کنند. توسعه دهندگان می بینند که کدام ویژگی ها بیشتر مورد نظر هستند - کنترل تلفن هوشمند، ضد آب، کانکساس کوچکتر، زمان های طولانی تر - و که باعث ناامیدی، مانند هشدارهای کاذب که باعث اختلال در زمان های درمانی می شود.
  • ] آزمون و تحقیقات تجربه کاربر: بسیاری از تولید کنندگان از بیماران از جوامع آنلاین دعوت به شرکت در آزمایش نمونه اولیه اولیه نمونه اولیه.این بازده و بازخورد دقیق فراتر از داده های کارآزمایی بالینی معمولی است که اغلب واقعیت های آشفته سفر، استرس و الگوهای خوردن متغیر را که استفاده واقعی را تعریف می کنند، حذف می کند.
  • [Advocacy and Policy influence: جوامع بیمار برای پوشش بیمه، قیمت گذاری منصفانه و فرایندهای تصویب ساده، آنها همچنین گواهی به بدن های نظارتی مانند FDA، تاکید بر تاثیر واقعی زندگی واقعی از قابلیت اطمینان سیستم، منطق هشدار و ویژگی های ایمنی آنها داستان های شخصی حمل وزن است که به تنهایی نمی تواند انتقال دهد.

Shaping سیستم حلقه بسته: نمونه های واقعی

تاثیر جوامع بیمار در طراحی حلقه بسته نظری نیست – به طور مستقیم ویژگی ها و عملکرد سیستم های پیشرو امروز را شکل داده است.این مثال ها نشان می دهد که چگونه تجربه زندگی می کند به بهبود محصول قابل اندازه گیری ترجمه می شود.

OpenAPS و DIY مصنوعی Pancreas

پروژه OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) که در سال ۲۰۱۳ راه اندازی شد، ثابت کرد که یک حلقه بسته امن و موثر می تواند با استفاده از پمپ Medtronic، یک سیستم Dexcom CGM ساخته شود و یک کامپیوتر کوچک مانند Raspberry Pi یا Intel Edison، جامعه دستورالعمل های دقیق ساخت، تجزیه و تحلیل ایمنی و نتایج را به طور مستقیم هزاران ساعت استفاده از دستگاه های تحویل خودکار آن را نشان داد و اطلاعات بالینی آن را به طور مستقیم به طور خودکار و سیستم های اجتماعی باز کرد.

ادغام حلقه Tidepool

Tidepool، یک سازمان غیر انتفاعی، یک پلت فرم برای جمع آوری داده های دیابت از چندین دستگاه ایجاد کرد. پروژه حلقه Tidepool با هدف ایجاد الگوریتم حلقه DIY - توسعه یافته توسط اعضای جامعه بیمار - در دسترس به عنوان یک محصول تجاری تنظیم شده است، این ابتکار عمل به طور مستقیم تخصص سازندگان بیمار و درک عمیق آنها از الگوهای استفاده در دنیای واقعی را تایید می کند.

سیستم های تجاری با استفاده از ویژگی های بیمار-Driven

هنگامی که Medtronic 670G کوچک را راه اندازی کرد – اولین سیستم حلقه بسته هیبریدی – که از جوامع بیمار به سرعت نقاط درد را شناسایی کرد: چندین کالیبراسیون روزانه که روال روزانه را مختل کردند، فرکانس زنگ هشدار که منجر به خستگی زنگ دار شد و نیاز به خروج از حالت خودکار در طول غذا یا ورزش، که هدف اتوماسیون را شکست داد.

برای مثال، کنترل Tandem، از الگوریتمی استفاده می کند که به طور خودکار نرخ های پایه را تنظیم می کند و بوهای اصلاحی را با کمترین تعامل کاربر ارائه می دهد – پاسخ مستقیم به درخواست های جامعه برای مداخله دستی کمتر، سیستم همچنین شامل یک حالت خواب است که اهداف گلوکز را در طول شب تشدید می کند، ویژگی های به شدت گسسته ای که توسط والدین کودکان با دیابت نوع 1 درخواست می شود.

طراحی Dexcom G6 و User-Driven

Dexcom G6 CGM به طور مستقیم از ورودی جامعه بیمار بهره مند شد. کاربران به طور مداوم درخواست حذف کالیبراسیون انگشت استیک، زمان سایش سنسور طولانی تر و دوره های کوتاه مدت گرم تر. Dexcom پاسخ داد با مهندسی یک سنسور کالیبر کارخانه که 10 روز بدون نیاز به انگشت و 2 ساعت گرم به جای 2 ساعت گذشته این تغییرات - به دست آمده توسط انجمن های استاندارد و محبوب در G6 تنظیم شده است.

مزایای مشارکت جامعه بیمار برای نوآوری های بهداشتی

مشارکت جوامع بیمار در طول چرخه عمر توسعه مزایای ملموسی برای تولید کنندگان دستگاه، تنظیم کنندگان و مهمتر از همه، خود بیماران گسترش می یابد فراتر از بهبود محصول فردی برای تغییر نحوه کل صنعت به نوآوری نزدیک می شود.

سرعت تولید Iteration

آزمایشات بالینی سنتی آهسته و گران هستند، اغلب سالها برای تکمیل جوامع بیمار ارائه می دهد یک جریان ثابت از داده های دنیای واقعی است که مکمل های رسمی توسعه دهندگان می توانند اشکالات، مسائل قابلیت استفاده را شناسایی کنند و پیشرفت های مکرر بسیار سریعتر از طریق کانال های سنتی بهبود می یابد، به عنوان مثال، جامعه مراقبت از دیابت اغلب گزارش های سقوط برنامه و درخواست های کاربردی در رسانه های اجتماعی، رفع سریع تر و الگوریتم های مکرر که بدون انتظار برای کاهش سرعت بازخورد در آینده است.

بهبود قابلیت های ما و وفاداری

دستگاه هایی که بدون ورودی بیمار طراحی شده اند اغلب شکست می خورند زیرا آنها بسیار پیچیده، ناراحت کننده یا مزاحم برای استفاده روزانه هستند.هنگامی که بیماران به شکل رابط، منطق زنگ هشدار و عامل فیزیکی کمک می کنند، دستگاه حاصل شده به احتمال زیاد به طور مداوم استفاده می شود. محبوبیت Dexcom G6 CGM تا حدودی به دلیل بازخورد کاربر است که حذف کالیبراسیون انگشت و کاهش فعالیت های گرم - هر دو به طور مشابه افزایش می یابد.

افزایش ایمنی از طریق داده های واقعی جهانی

جوامع بیمار اغلب به عنوان سیستم های هشدار دهنده اولیه برای مسائل ایمنی که آزمایش رسمی ممکن است از دست بدهد، گزارش های اختلال سنسور در طول خواب، انحصار پمپ پس از ورزش شدید، یا خطاهای الگوریتم در طول تغییرات سریع گلوکز باعث تغییرات طراحی و مواد چسب قوی تر شده است. نظارت جمعی از هزاران کاربر یک شبکه ایمنی را فراهم می کند که مکمل نظارت رسمی پس از بازار است.

دموکراتیزه کردن نوآوری

جوامع بیمار سطح میدان بازی برای شرکت های کوچکتر با منابع محدود. استارتاپ بدون بودجه های گسترده R&D می تواند به تخصص جامعه برای ساخت و ساز، منجر به محصولات متنوع تر و تخصصی تر است.موفقیت حرکت حلقه DIY الهام بخش شرکت هایی مانند Tidepool و Big فوتو زیست پزشکی برای طراحی با ورودی بیمار در هر مرحله، از مفهوم اولیه از طریق آزمایش نهایی این دموکرات ها تضمین می کند که نوآوری محدود به خود بیماران از طریق بیماران بزرگ خلاقیت نمی تواند ظهور کند.

چالش ها و ملاحظات در همکاری با بیمار

در حالی که مزایای آن قابل توجه است، شریک شدن با جوامع بیمار نیز چالش هایی را ارائه می دهد که باید با دقت مدیریت شوند و این مسائل به توسعه دهندگان کمک می کند تا مدل های تعامل موثرتر و اخلاقی تری را ایجاد کنند.

مقررات و مسئولیت

هنگامی که بیماران بازخورد خود را به اشتراک می گذارند یا سیستم های خود را ایجاد می کنند، تولیدکنندگان باید مراقب باشند که تغییرات برچسب خورده را تشویق نکنند. تنظیم کننده ها نیاز به کنترل دقیق در مورد اینکه چگونه ورودی کاربر ثبت شده است دارند - به ویژه هنگامی که شامل تغییرات الگوریتمی است که می تواند بر ایمنی شرکت ها تأثیر بگذارد، باید خط بین گوش دادن به بیماران و تشویق به فرآیندهای طراحی معتبر، حرکت کنند.

حریم خصوصی داده ها و امنیت

جوامع بیمار به اشتراک گذاری اطلاعات سلامت شخصی، از جمله ارزش گلوکز، دوز انسولین و تنظیمات دستگاه متکی هستند، هنگامی که این داده ها توسط توسعه دهندگان برای بهبود محصول مورد استفاده قرار می گیرد، ناشناس سازی دقیق و مکانیسم های رضایت ضروری هستند، خطر شناسایی مجدد یا نقض داده ها باید شفاف باشد. شرکت هایی که با جوامع درگیر می شوند باید سیاست های مدیریت داده را مشخص کنند که در حالی که هنوز قادر به جلوگیری از مشارکت ارزشمند هستند و جلوگیری از اعتماد به آن هستند.

نمایندگی و Bias

جوامع بیمار آنلاین تمایل به آسیب به سمت افراد جوان تر، بیشتر تکنولوژی با دسترسی به اینترنت و دستگاه های قابل اعتماد دارند. دیدگاه بیماران سالخورده، افراد کم درآمد، سخنرانان غیر انگلیسی و کسانی که دارای سواد دیجیتال محدود هستند ممکن است کمتر از حد قابل توجهی نشان داده شوند. توسعه دهندگان باید به طور فعال از طریق کانال های مختلف - از جمله در حوادث شخصی، مصاحبه های تلفنی و مشارکت با مراکز بهداشت جامعه - به دنبال همه محصولات جمعیتی هستند، نه تنها برای شرکت کنندگان جمعیت شناختی، بلکه به دنبال ورودی های جمعیتی هستند.

تعادل Enthussm با شواهد

جوامع بیمار می توانند در مورد ویژگی های خاص یا دستگاه ها پرشور باشند، در حالی که شور و شوق آنها نوآوری را هدایت می کند، همچنین می تواند اتاق های اکو را ایجاد کند که در آن ایده های خاصی بدون بررسی انتقادی تقویت می شوند. تیم های طراحی باید بازخورد را از طریق ارزیابی دقیق شواهد و آزمایش بالینی فیلتر کنند.

مدیریت انتظارات جامعه

هنگامی که شرکت ها با جوامع بیمار درگیر می شوند، اغلب انتظارات خود را در مورد چگونگی واکنش سریع بر چرخه های توسعه، تصویب قانونی و محدودیت های تولید افزایش می دهند، به این معنی که هر پیشنهاد را نمی توان بلافاصله اجرا کرد.شرکت ها باید جدول زمانی واقع بینانه را تنظیم کرده و به طور شفاف پیشرفت کنند تا از ناامیدی و عدم موفقیت جلوگیری کنند.

مسیر های آینده: تعمیق مشارکت بیمار-Developer

مسیر توسعه حلقه بسته به سمت ادغام عمیق تر جوامع بیمار است.چندین روند در حال ظهور برای پتانسیل خود برای تغییر زمینه توجه دارند.

هوش مصنوعی و الگوریتم های پیش بینی

مدل های یادگیری ماشین که در مجموعه داده های بزرگ از جوامع بیمار آموزش دیده اند می توانند قابلیت های پیش بینی کننده را بهبود بخشند – پیش بینی ساعات هیپوگلیسمی بر اساس الگوهای فعالیت، تنظیم تغییرات جذب غذا یا تشخیص علائم اولیه شکست سنسور، شفافیت الگوریتم و اعتماد همچنان حیاتی هستند. جوامع در حال حاضر از ویژگی های "AI قابل توضیح" استفاده می کنند که نشان می دهد که چرا یک دوز خاص توصیه شده است، به کاربران اجازه می دهد تا درک کنند که چه زمانی که سیستم های ضروری برای تعریف کردن آن ها را نادیده بگیرند.

مدل های بیمار-به عنوان شرکت-Co-Designer

شرکت ها کارشناسان بیمار را به عنوان کارکنان تمام وقت یا مشاوران با نقش های اختصاص یافته در طراحی محصول استخدام می کنند، این حلقه بازخورد غیررسمی را که نوآوری را برای سال ها هدایت کرده است، به طور رسمی به عنوان کارکنان و مشاوران کامل دیابت بنیاد تحقیقات دیابت Juvenile) از کارگاه های طراحی مشترک که مهندسان و بیماران را برای اسپریت های طراحی فشرده گرد هم می آورد، تولید نمونه های اولیه که منعکس کننده نیازهای واقعی کاربر از این مدل است که اطمینان می دهد دیدگاه های یکپارچه شده است.

قابلیت همکاری و استانداردهای باز

جوامع بیمار به طور مداوم از توانایی ترکیب و مطابقت دستگاه ها از تولیدکنندگان مختلف درخواست می کنند، بهترین CGM، پمپ و الگوریتم را بدون قفل شدن در یک اکوسیستم واحد انتخاب می کنند. پروژه Tidepool و طرح OpenAPS برای پروتکل های ارتباطی استاندارد شده که این سیستم های تنظیم کننده مانند FDA را قادر می سازد با iCGM (عامل قابل استفاده از CGM) پاسخ داده اند، و اکوسیستم های متصل به طور کامل را تشویق می کنند که می توانند سیستم های کنترل تلفن های کاربر را به طور کامل تنظیم کنند.

توسعه فراتر از دیابت

مفهوم حلقه بسته در حال حاضر برای سایر شرایط مزمن مورد بررسی قرار می گیرد: تحویل مواد مخدر خودکار برای بیماری پارکینسون، تهویه حلقه بسته برای شکست تنفسی و حتی سیستم های پانکراس مصنوعی برای جوامع دیابت نوع 2 در آن زمینه ها در حال حاضر تشکیل شده است، مسلح با درس های آموخته شده از حمایت از دیابت.

نظارت مستمر و یکپارچه سازی بازخورد

به عنوان پوشیدنی ها و دستگاه های هوشمند خانگی، سیستم های حلقه بسته به طور فزاینده ای داده ها را از منابع مختلف - ردیاب های فعال، مانیتور خواب، سنسور ضربان قلب و حتی داده های زیست محیطی مانند دما و رطوبت ترکیب می کنند. جوامع بیمار نقش کلیدی در شناسایی که جریان های داده اضافی مفید هستند و چگونه آنها را بدون اضافه کردن پیچیدگی یا بار شناختی ادغام کنند.

نتیجه گیری

جوامع بیمار از دریافت کنندگان منفعل فناوری پزشکی به رانندگان فعال نوآوری تکامل یافته اند.در توسعه سیستم حلقه بسته، کمک های آنها قابلیت استفاده، ایمنی و مجموعه ویژگی ها را بهبود بخشیده است در حالی که سرعت بخشیدن به محصول از حرکت DIY # ما انتظار نداریم به برنامه های رسمی طراحی، بیماران نشان داده اند که تجربه زندگی یک نوع تخصص ضروری برای ایجاد موثر، دستگاه های کاربر محور باز، بازخورد و راه حل های بهبود خلاق است که الهام بخش هر یک چرخه فضیلت است.

آینده سیستم های حلقه بسته نه تنها با پیشرفت در علم سنسور و طراحی الگوریتم شکل می گیرد بلکه با همکاری مداوم بین توسعه دهندگان و افرادی که هر روز از این فناوری ها استفاده می کنند، تولید کنندگان و تنظیم کنندگان که این همکاری را در نظر می گیرند، محصولاتی را ایجاد می کنند که به طور واقعی نیازهای بیمار را برآورده می کنند و در انجام این کار، مدیریت بیماری مزمن را برای سال ها تبدیل می کنند. موفق ترین شرکت ها کسانی هستند که مصرف کنندگان را به عنوان بهترین روش نوآوری در آن ها نمی بینند و اغلب ایده های زندگی می کنند.

برای مطالعه بیشتر در مورد تاثیر جوامع بیمار و تکنولوژی حلقه بسته، این منابع را ببینید: