سیستم های تحویل انسولین خودکار (AID) که اغلب سیستم های پانکراس مصنوعی نامیده می شوند، مراقبت از دیابت را با پیوند دادن مانیتورهای گلوکز مداوم (CGMs) با پمپ های انسولین از طریق الگوریتم های هوشمند تغییر داده اند، این سیستم ها بار دستی نظارت مداوم و انجام آن را کاهش می دهند و به افراد مبتلا به دیابت نوع 1 کمک می کنند سطح گلوکز را در محدوده امن تر و تنگ تر حفظ کنند.

سیستم های تحویل انسولین خودکار چگونه کار می کنند

یک سیستم AID یک پلت فرم حلقه بسته است که تحویل انسولین را بر اساس داده های گلوکز زمان واقعی خودکار می کند. اجزاء اصلی - CGM، پمپ انسولین و الگوریتم کنترل - به طور بی سیم ارتباط برقرار می کند. CGM هر پنج دقیقه یکبار، انتقال داده ها به الگوریتم، که محاسبه می کند و دستور تنظیم میزان انسولین پایه، تحویل گلوکز یا هنگام تحویل گلوکز، زمانی که اصلاح گلوکز را افزایش می دهد.

پیچیدگی الگوریتم تعیین سطح اتوماسیون سیستم را تعیین می کند. الگوریتم های مدرن شامل کنترل متناسب با انگیزه (PID) ، کنترل پیش بینی مدل (MPC) یا منطق فازی و برخی از یادگیری ماشین برای شخصی سازی پاسخ ها در طول زمان است. نتیجه سیستمی است که می تواند به روند گلوکز واکنش نشان دهد و سریعتر از مدیریت دستی واکنش نشان دهد.

اجزای کلیدی در جزئیات

  • نظارت بر گلوکز مداوم (CGM): یک سنسور کوچک حاوی قند زیر پوستی در مایع درون گرایانه است. جاری CGMs از Dexcom، ابوت و Medtronic دقت پیشنهاد (MARD <؛ 10٪)، 10 -14 روز سایش، و هیچ کالیبراسیون انگشت برای بسیاری از مدل ها.
  • پمپ Insulin تحویل سریع انسولین از طریق یک کانولا. پمپ از Tandem، Medtronic، Insulet (Omnipod)، و دیگران با CGM ادغام می شوند، برخی از لوله ها بی لوله هستند، برخی دیگر از لوله استفاده می کنند.
  • ] الگوریتم کنترل: در پمپ، تلفن هوشمند یا یک کنترل کننده اختصاصی حرکت می کند، داده های CGM و دستورات مسائل را پردازش می کند. الگوریتم باید توسط تنظیم کنندگان (FDA، CE مشخص شده) برای ایمنی پاک شود.

نقش ضروری مانیتورهای مداوم Glucose

CGMs چشم هر سیستم AID بدون خواندن گلوکز قابل اعتماد و مداوم است، یک الگوریتم نمی تواند تصمیم های ایمن یا موثر را بگیرد. مدرن CGMs به طور چشمگیری بهبود یافته است، زمان و سهولت استفاده، ایجاد درمان حلقه بسته برای زندگی روزمره.

چگونه CGMs داده های real-Time را ارائه می دهد

سنسور CGM از آنزیم اکسید گلوکز برای تولید جریان الکتریکی متناسب با غلظت گلوکز در مایع interstitial استفاده می کند.این فعلی به یک مقدار گلوکز تبدیل می شود.سیستم های بدون کالیبراسیون (به عنوان مثال Dexcom G7، ابوت Freesle Libre 3) سنسور را تنظیم می کند، حذف انگشتان کیستیک برای اکثر کاربران بلوتوث از طریق داده های انتقال داده های سریع و یا تغییرات سریع پمپ.

گلوکز بینسالی در پشت گلوکز خون تا 5 تا 15 دقیقه است. Algorithms با پیش بینی سطح گلوکز آینده، این تاخیر را برای این تاخیر در نظر می گیرد.برخی سیستم ها از سنسورهای چندگانه (به عنوان مثال، رویکردهای دو سنسور در تحقیقات) برای بهبود قرمزی و دقت استفاده می کنند، اگرچه بیشتر سیستم های تجاری AID به یک CGM تکیه می کنند.

مزایای بالینی CGM-Integrated AID

  • ] زمان بهبود یافته در محدوده (TIR): مطالعات به طور مداوم نشان می دهد که سیستم های AID TIR (70-180 mg / dL) را به میزان 10 تا 15 درصد نسبت به درمان پمپ سنسور - به عنوان مثال، آزمایش اصلی برای سیستم کنترل Tandem-IQ یک معنی TIR در مقابل 91٪ استاندارد با پمپ درمانی 5٪ گزارش داد.
  • هیپوگلیسمی قرمز شده: تعلیق خودکار یا کاهش انسولین پایه زمانی که گلوکز کم است یا کاهش شدید حوادث هیپوگلیسمی شدید است، بسیاری از سیستم ها می توانند پیش بینی کنند که 20 تا 30 دقیقه پیش و مداخله.
  • HbA1c: Meta-analyses گزارش کاهش HbA1c 0.3٪ در بزرگسالان و کودکان با استفاده از سیستم های AID، با بهبود بیشتر در کسانی که دارای HbA1c بالا هستند.
  • کیفیت زندگی: کاربران گزارش اضطراب کمتر مربوط به دیابت، تصمیمات روزانه کمتر و خواب بهتر - به ویژه والدین کودکان مبتلا به دیابت نوع 1.

انواع سیستم های تحویل انسولین خودکار

همه سیستم های AID یکسان نیستند، بلکه از اتوماسیون جزئی (هیبرد حلقه بسته) گرفته تا به طور کامل خودکار (حلقه بسته) هستند، با برخی از سیستم ها همچنین شامل گلوکاگون یا هورمون های دیگر می شوند.

سیستم های بسته بندی شده-Loop

سیستم های بسته به حلقه خودکار تنظیم کننده انسولین را خودکار می کنند، اما نیاز به کاربر برای اعلام غذا و ارائه بوکبول های دستی دارند، نمونه ها شامل Tandem Control-IQ، Medtronic 780G و Omnipod 5 این سیستم ها در حال حاضر به طور گسترده در دسترس هستند و قوی ترین شواهد را دارند. کاربران هنوز باید کربوهیدرات ها را شمارش کنند و بولوسس را تایید کنند، اما الگوریتم همه چیز دیگر از جمله اصلاح برای هیپرکلابوز را کنترل می کند.

سیستم های کاملاً بسته شده –Loop Systems

سیستم های کاملا بسته هدف از حذف همه ورودی کاربر، از جمله اعلان های غذایی، آنها به آنالوگ سریع انسولین و سریع تر دارواکوکینتیک برای مدیریت گشت و گذار غذا به طور خودکار متکی هستند، در حالی که چندین سیستم تحقیقاتی (به عنوان مثال، من از بتا Bionics، CamAPS FX) رویکرد اتوماسیون کامل، هنوز برخی از وعده های غذایی برای کنترل بهینه (به عنوان مثال، به چالش کشیدن) به سادگی استفاده از یک نمونه واقعی از یک ساعت بسته است.

سیستم های دوگانه و چند نفره

برخی از سیستم های AID به گلوکاگون برای مقابله با هیپوگلیسمی و کمک به مدیریت غذا اضافه می کنند.سیستم I Let به عنوان یک پمپ هیدروژل دو برابر توسعه یافته است که هر دو انسولین و گلوکاگون را ارائه می دهد مطالعات اولیه نشان می دهد که سیستم های هورمون دوگانه می توانند حتی کنترل گلوکز را سخت تر کنند و هیپوگلیسمی را کاهش دهند، اگرچه گلوکاگون و موانع باقی مانده نیز در حال بررسی نیاز به آنتی بادی هستند (واکیه ای که به طور بالقوه نیاز به کاهش قندی بزرگ دارد) و کاهش می دهد.

شواهد بالینی و نتایج واقعی جهانی

چندین کارآزمایی کنترل شده تصادفی و مطالعات بزرگ در دنیای واقعی از اثربخشی و ایمنی سیستم های AID پشتیبانی می کنند. A 2021 متاآنالیز 41 کارآزمایی منتشر شده در دیابت وamp؛ غدد داخله دریافت که سیستم های AID با یک تفاوت وزن 12.6 درصد افزایش یافته و کاهش مطالعات Hb1c توسط 0.37 مراقبت های شدید در مقایسه با حوادث نادر.

داده های دنیای واقعی از کاربران سیستم کنترل Tandem (بیش از 100،000 کاربر) بهبود پایدار در TIR و HbA1c بیش از 12 ماه، با رضایت بالا کاربر، به طور مشابه، داده های واقعی Omnipod 5 از راه اندازی ایالات متحده نشان داد که TIR از 70٪ بدون هیچ افزایش در هیپوa این نتایج برجسته الگوریتم های قوی از جمعیت مدرن، از جمله کودکان، و نوجوانان، و بزرگسالان.

چالش ها و ملاحظات

علی رغم مزایای آن، سیستم های AID بدون محدودیت نیستند. درک این چالش ها برای انتظارات واقعی و پذیرش موفقیت آمیز ضروری است.

محدودیت های فنی

  • دقت: اگر چه CGM های مدرن بسیار دقیق هستند، خطا هنوز هم می تواند رخ دهد - به ویژه در طول تغییرات سریع گلوکز، فشرده سازی سنسور (حساسیت ناشی از فشار)، یا در لبه های محدوده گلوکز، طراحی الگوریتم باید این موارد را در نظر بگیرد.
  • [Connectivity and Signal Loss: بلوتوث خروجی، انحصار پمپ، یا خرابی فرستنده می تواند حالت های ایمنی را مختل کند که به نرخ های پایه پیش برنامه ریزی شده باز می گردند، اما کاربران باید برای هشدار نظارت کنند.
  • اشکالات نرم افزاری یا ژیروسکوپ می تواند منجر به تحویل انسولین نامناسب شود.
  • داروهای مخدر در اصل: انسولین های سریع واکنش سریع (aspart، مارمولک، Fiasp) هنوز یک دم 2 ساعته دارند، محدود کردن اینکه چگونه سریع الگوریتم می تواند خطا را تصحیح کند.

مشارکت کاربر و آموزش

سیستم های AID کاهش می یابد، اما کاربران خودمدیریتی را از بین نمی برند، باید هشدارهای سیستم، مراقبت از سایت تزریق، چگونگی رسیدگی به غذا و ورزش را درک کنند و زمانی که الگوریتم را نادیده بگیرند، آموزش جامع، به طور ایده آل از یک مربی دیابت گواهی شده (CDE)، مطالعات نشان می دهد که نتایج بهتر است زمانی که کاربران آموزش ساختاری را دریافت می کنند و دسترسی مداوم به حمایت دارند.

عوامل روانشناختی نیز مهم هستند. برخی از کاربران “ اضطراب ذهنی” را تجربه می کنند – اعتماد به تصمیمات خودکار و اغلب بیش از حد سیستم. دیگران ممکن است بیش از حد مطمئن و نادیده گرفته شده چک های روتین بیمار و مشاوره کمک به تعیین انتظارات مناسب.

هزینه و دسترسی

سیستم های AID گران هستند. پمپ، سنسورهای CGM، فرستنده ها و آلاینده ها می توانند هزاران دلار در سال هزینه کنند. پوشش بیمه به طور گسترده ای متفاوت است، و بسیاری از بیماران با کاهش بالا یا انکار بالا مواجه هستند. [۳] در ایالات متحده، Medicare و بسیاری از بیمه گران خصوصی پوشش سیستم های AID برای نوع ۱، اما پوشش دیابت نوع ۲ یا استفاده از برچسب محدود است [F] حتی هدف محدود به سازمان های دسترسی محدود است.

نوآوری های آینده در تکنولوژی AID

خط لوله برای سیستم های AID قوی است، با تحقیقات با تمرکز بر الگوریتم های هوشمند، رویکردهای چند هورمون و ادغام با دیگر ابزارهای سلامت دیجیتال.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین

الگوریتم های نسل بعدی از یادگیری ماشین برای شخصی سازی تحویل انسولین بر اساس الگوهای فردی استفاده می کنند – مانند پدیده صبحگاهی، پاسخ های ورزشی یا چرخه های قاعدگی.این الگوریتم های سازگار می توانند از داده های تاریخی هر کاربر یاد بگیرند و پارامترهای را بدون ورودی دستی تنظیم کنند. برخی از آنها در آزمایشات بالینی هستند و نتایج اولیه بهبود بیشتری در TIR و کاهش بار کاربر نشان می دهد.

Smart انسولین Pens و Connected Devices

همه از یک پمپ استفاده نمی کنند. قلم های هوشمند انسولین (به عنوان مثال، NovoPen 6، InPen) که دوز ها را ردیابی می کنند و داده های به اشتراک می گذارند با CGMs به عنوان یک پل بین تزریق و AID کامل در حال ظهور هستند، این سیستم ها می توانند ماشین حساب های بی نظیر، یادآوری های از دست رفته و تجزیه و تحلیل داده های به طور کامل را ارائه دهند.

گسترش Indications

در حال حاضر، سیستم های AID برای دیابت نوع 1 تایید شده و در برخی موارد، دیابت نوع 2 که نیاز به درمان انسولین فشرده دارد، تحقیقات برای استفاده در بارداری، سرپایی و کودکان جوان تر (سن 2 تا 6) در بارداری نشان می دهد که وعده حفظ کنترل گلیسمی شدید در حالی که کاهش هیپوگلیسمی، که می تواند نتایج مادر و جنین را بهبود بخشد.

سیستم های منبع باز و DIY

یک جنبش مردمی از کاربران الگوریتم های AID منبع باز (به عنوان مثال OpenAPS، Ring، AndroidAPS) را توسعه داده است که می تواند بر روی دستگاه های سازگار ساخته و اجرا شود، این سیستم ها دارای یک پایگاه کاربر اختصاصی و سفارشی سازی هستند، اما فاقد نظارت نظارتی قانونی هستند و برای کسانی که می خواهند یک راه حل بررسی ایمنی را ارائه دهند توصیه نمی شود.

انتخاب یک سیستم AID: ملاحظات عملی

با چندین گزینه تجاری موجود - کنترل IQ، Medtronic 780G، Omnipod 5 و CamAPS FX (در اروپا موجود است) - انتخاب یک سیستم بستگی به ترجیحات فردی، شیوه زندگی و پوشش بیمه دارد.

  • کنترل IQ: از Dexcom G6 CGM استفاده می کند؛ دارای پمپ لمسی؛ ارائه می دهد هر دو پایه خودکار و اصلاح بولوس توصیه شده برای کسانی که راحت با پمپ با وان و کسانی که می خواهند نتایج ثابت شده است.
  • از سنسور نگهبان 4 استفاده می کند؛ دارای الگوریتمی است که گلوکز 100 یا 120 میلی گرم / dL را هدف قرار می دهد؛ نیاز به کالیبراسیون انگشت برای استفاده از سنسور اولیه دارد (اگر چه سنسور می تواند به صورت اختیاری کالیبره شود).
  • Omnipod 5: پمپ بدون لوله (pod)؛ استفاده از Dexcom G6؛ کنترل شده از طریق یک برنامه تلفن هوشمند محبوب در میان کاربران فعال و کسانی که از وانینگ متنفر هستند، الگوریتم تنظیم باز پایه و ارائه اصلاحات خودکار.
  • CamAPS FX: الگوریتم مبتنی بر Android RS که با پمپ های دانا / دیابتی و Dexcom G6 کار می کند؛ بسیار قابل تنظیم؛ برای کاربرانی که می خواهند یک سیستم انعطاف پذیر و مورد حمایت در کشورهای اروپایی در دسترس باشد.

بحث با یک متخصص غدد و یا تیم مراقبت از دیابت ضروری است. عوامل مانند واکنش پوست به چسب، توانایی دیدن صفحه نمایش برنامه، دکستر دستی برای پر کردن پمپ و سطح راحتی فنی همه بر بهترین انتخاب تاثیر می گذارند.

نتیجه گیری

سیستم های تحویل انسولین خودکار متصل به مانیتورهای گلوکز مداوم نشان دهنده اوج فعلی مدیریت دیابت سرپایی است.آنها بار شناختی و فیزیکی تصمیمات روزانه را کاهش می دهند، نتایج گلیک را بهبود می بخشند و کیفیت زندگی را برای بسیاری از کاربران افزایش می دهند، با این حال، پیاده سازی موفق نیاز به درک تکنولوژی، آموزش کافی، پشتیبانی مداوم و انتظارات معقول دارد.

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [FLT: ۴] و meta- Analytics در مجله دیابت و [۱] [۱] [۱] [F] [F] [F6 [F]