閉鎖ループインシュリン配達システムの仕事

閉鎖ループインシュリンデリバリーシステムは、数十年で糖尿病技術の最も重要な進歩の1つです。多くの場合、人工膵臓と呼ばれるこれらのシステムは、連続したグルコースモニタリング、インシュリンポンプ、スマート制御アルゴリズム、最小限のユーザー入力でインシュリンデリバリーを自動化する3つのコア技術を統合します。このシステムは、皮膚の下にインサートされた小さなセンサーからリアルタイムグルコースレベルを読み、グルコースが頭をしている場所を予測するアルゴリズムを介してデータをプロセスし、ポンプの量を正確に指示します。

従来のオープンループポンプは、このアプローチが以前のアプローチとどのように異なるかを理解するために、閉じたループシステムが利用可能になった前に、インシュリンポンプがどのように機能するかを検討してください。従来のオープンループポンプは、一日中、インシュリンを事前にプログラムしたバサルレートで配信しましたが、ユーザーは手動で自分の血糖をチェックし、炭水化物をカウントし、補正用量を計算し、各食事、スナック、運動期間のために何をするかをポンプに伝えなければなりません。これは、糖尿病患者に大きな認知負荷をかけ、すべてのループを閉じるたびに、より多くの決定を変化させます。

現代のシステムは、MedtronicのMiniMed 780G、TandemのControl-IQ、Omnipod 5、オートメイトのバサルインシュリンデリバリーなど、ハイブリッドクローズドループ(HCL)システムに分類され、自動補正ボラスを配信することができますが、推定炭水化物カウントを入力することで、ユーザーが食事をアナウンスできるようにする必要があります。 完全にクローズドループシステム、任意のユーザー入力なしで食事-時間のインシュリンを自動化し、開発中のままですが、初期の試用結果は、iPSAと同様に、このシステムが装備されていることを確認できる限りではありません。

クローズドループシステムの主なコンポーネント

商用またはオープンソースのどちらでも、クローズドループシステムが同じ4つのビルディングブロックに依存しています。 彼らが一緒に働く方法を理解することは、これらのシステムが非常に効果的で、その制限がまだ嘘である理由を明確にするのに役立ちます。

連続グルコースモニター(CGM)

CGMは、システムの目です。皮膚の下にインサートされた小さなセンサーは、断層流体のグルコースレベルを1〜5分ごとに測定します。 Dexcom G7、Abbott FreeStyle Libre 3、Medtronic Simpleraなどの近代的なセンサーは、7〜4日間にわたって高精度、最小限の校正要件を提供し、摩耗時間を過渡します。センサーは、ポンプとスマートフォンアプリの両方にグルコース読書をワイヤレスで送信し、精度を向上させるリアルタイムデータを提供します。これは、最も重要な決定のために最も重要です。

インシュリン ポンプ

ポンプは、システムハンドです。 それは、皮膚の下に置いた小さなカンヌラを介して、迅速な作用のインシュリンを配信します。, 典型的には、2〜3日間に交換. 閉鎖ループシステムで使用されるポンプは、CGMと制御アルゴリズムと互換性がありなければなりません, 彼らは、食事のために、自動配信と手動オーバーライドをサポートする必要があります, 補正, または一時的なターゲット. タンデムtのようなチューブポンプ:slim X2とメドトロニック 780Gは、最も一般的な, しかし、チューブは、 - オムニバスは、 - デバイスは、ポンプベースのオプションを拡張しました - デバイスは、 - 無料のオプション - .

制御アルゴリズム

アルゴリズムは、システムの脳です。CGMデータをインライン化し、予測モデルを使用して、インシュリンの配信を増加、減少、または中断するときに決定します。2つの主要なタイプのアルゴリズムは、商用システムで使用されます。プロポーショナル‐インテグラティブ‐デヴァイブティブ(PID)アルゴリズムは、現在のグルコースレベル、変更率、および上記の蓄積された領域に応答し、またはターゲットを上回る。モデル予測制御(MPC)アルゴリズムは、将来の計画に基づいて、および変数を最適化するために、個々の目的の目的を達成するために、さまざまな種類のグルコースモデルを使用します。

ユーザーインターフェイス

ユーザインターフェイスは、システムの声です。 一般的にスマートフォンアプリやポンプ画面に表示され、リアルタイムのグルコース番号、トレンド矢印、高低グルコース、センサーエラー、またはポンプのオクルージョンのアラートが表示されます。 ユーザーは、システムと相互作用して、食事をアナウンスしたり、運動や睡眠のための一時的なターゲットを設定したり、履歴データをレビューしたりすることができます。 ユーザーのインターフェイスの品質は、長期間の満足のために非常に重要であり、混乱メニュー、過剰なアラームや低速なデザイン率に役立ちます。

複数のドメイン間での生活の質を改善

糖尿病の種類1型で生活する人にとって、集中的なインシュリン療法を必要とする2型糖尿病の方がますます増えています。定数の決定の日々の負担は枯れてしまいます。閉ループシステムはこの負担を直接対処し、改善は血糖値を超えても伸びます。臨床研究とユーザーレポートは、日常生活のいくつかの重要な分野に継続的に利益をもたらすことを示しています。

糖尿病管理の認知負荷を減らす

従来の集中インシュリン療法は、ユーザーが常に監視、計算、そして調整することを必要とします。血糖値をチェックし、炭水化物をカウントし、補正線量を計算し、前-ボルスに決定し、運動、病気、またはストレスのために調整することは、すべて持続的な注意を必要とします。クローズドループシステムは、この認知負荷の大きな部分を排除します。アルゴリズムは、基礎速度調整と低-グルコース補正を自動的に処理し、したがって、ユーザーは、通常のFab-Fab-Fab-Fab-Fab-Fab-Fab-Fab-Fab-Fab-Fab-f-f-f-f-f-f-f-f-f-fab-f-f-f-f-f-f-f-f-----f-f-----------------------------------------------------------------------------------

糖尿病の小児の両親は同様の救済を経験します。 鼻血症の恐怖は、タイプ1糖尿病の子供を世話する最もストレスの多い側面の一つです。 自動夜間グルコース管理は、非夜間チェックの少ない中症-夜間チェックと重度の低症に対する不安の少ないことを意味します。 JDRFによる大きな調査では、両親の84%が閉鎖したループシステムを使用して開始した後、小児のストレスレベルが低下し、多くの人が夜間に眠る能力を向上したと報告しました。

より低い努力の優秀なブドウ糖制御を達成して下さい

クローズドループシステムは、複数の毎日の注射やセンサー - 推奨ポンプ療法と比較して、一貫して血糖結果を改善します。最も重要なメトリックは、範囲(TIR)の時間であり、時間のグルコースの割合は70〜180mg / DLの間でとどまります。 ランドマークDCLP3試験では、Medtronic 780Gシステムを使用して参加者は、標準ポンプ療法で59%と比較して、平均TIRを達成しました。 タンデムコントロールIQユーザーからの実際のデータがHb1.0%を6ヶ月以上に測定した結果、Hb.

低血糖の減少は、同様に印象的です。グルコースが落下すると、インシュリン配達の自動化されたサスペンションは、彼らが起こる前に多くの重度の低損失を防ぐことができます。研究報告は、子宮頸部下血症のイベントの50〜75%削減を報告し、グルコースが高すぎると、高血糖の拡張エピソードを減らすときに、いくつかのシステムが自動補正ボラスを配信することができます。これらの改善は、糖尿病、神経疾患、および神経疾患などの合併症の長期リスクを直接下回る。

より多くの自発的な毎日の生活を有効活用

糖尿病管理は、多くの場合、人が硬いスケジュールに強制します。食事は、インシュリンピークの周りに一定の時間に食べなければなりません。運動は、事前に計画時間でなければなりません。そして、タイムゾーンを横断する旅行には、慎重にバランス調整が必要です。閉鎖ループシステムは、これらの制約を緩めています。アルゴリズムは、実際のグルコース読書に基づいてインシュリンを調整するので、ユーザーは、既に進行中のボラスから低血糖をトリガーすることなく食事をスキップすることができます。ただし、これらの制限を解除したり、特定の車を消費したり、特定の車を消費したり、特定のサイクルを削減したりするなどの理由があります。

ケンブリッジ大学の定性的研究は、ユーザーが「自由を生きる」とシステムについて説明したことがわかりました。特に、その人は、その仲間とあまり異なる感じ、食物や活動が予測不可能である社会的状況に自信が増していると報告しました。成人にとって、計画されていないディナーアウト、最後のジムセッション、または可変的な食事時間を持つ休暇を意味するかどうかにかかわらず、それは糖尿病管理を行なう一定の警戒を認めます。

ユーザと介護者のための睡眠の質の向上

ノクター性低血症は、インシュリン療法の最も恐れのある合併症の1つです。 心配は無関係ではありません:重度の夜間低用量は、すみやかに処理されていない場合は、発作、昏睡、または死亡につながる可能性があります。 閉鎖ループシステムは、夜間に安定したグルコースレベルを維持することによって、睡眠を大幅に改善します。 アルゴリズムは、グルコースレベルが低下したときに、バスリンを積極的に減らし、さらに、転移が自動的に低下した場合は、AUTL-1 - に関連した糖尿病の夜間に45 - [F] - 糖尿病および [F] - 糖尿病の夜間に関連した糖尿病の減少させることができる。 [A]

低値を防ぐことを超えて、これらのシステムは、成長ホルモンとコルチゾールによって引き起こされるブドウ糖の自然な早期成長の上昇 - 徐々に弱点前に、ベースラインインシュリンの配信を増加させることによって、夜明け現象を処理します。 ユーザーは、ターゲット範囲内でより頻繁に目を覚ます、多くの場合、即時の是正措置を必要とし、一日により良いスタートでそれらを残す朝のスパイクを排除します。

感情的な井戸に現実的な世界の影響‐

HbA1c や範囲内の時間などの臨床メトリックは、物語の一部だけを伝えます。 標準化された品質 - 命の質問の内服、糖尿病の規模(DDS)やWHO-5 Well-Being Index を含む、クローズドループ採用後の重要な改善を示す。 12 ヶ月の観察研究では、DDS は 6 点スケールで平均 0.7 ポイントを低下させ、適度な苦痛から穏やかな苦痛に多くのユーザーを移動して、感情を低下させる。 ほとんどは、感情的な負担を劇的に引き起こします。

オンラインコミュニティや臨床インタビューからユーザーの声は、常に回復した制御と不安を軽減するテーマを強調しています。 1つのユーザーは、「自分の糖尿病のためにコピロを持っているような」とシステムについて説明しました。」と別の指摘が述べた間、「私はもはや低から私の睡眠の死に心配しません。」そのような深い心理的救済は、任意のラボ値を超えて遠くに拡張するコアメリットです。すべてのユーザーが完璧な経験を持っていることを認めることは重要です。アルゴリズムを信頼するために学習し、特にアラームを対処し、特に問題や、テストを中止することは、最初の頻度で問題を引き起こし、または数週間を報告することができます。

クローズドループシステムの選択: 実用的な検討

複数の商用システムが利用可能になったら、右を選択すると、個々の好み、ライフスタイル、および臨床的ニーズに依存します。 米国で3つの最も広く使用されているハイブリッドクローズドループシステムは、タンデムコントロールIQ、メドトロニックミニメッド780G、およびオムニポッド5です。 それぞれ異なる強みがあります。 コントロール - IQは、その堅牢なアルゴリズムと頻繁なソフトウェア更新のために知られています。 MiniMed 780Gは、より厳しい制御を必要とする人のための100 mg / DLの非常に低いグルコースターゲットを提供しています。 そして、Omodableは、Omodは5つの制限を十分に使用している人だけが、Androidと多くの制限を制限するだけでなく、多くのユーザーにとっては、多くの制限が、OmpAは、多くの技術要件を満たすことができます。

システムを選択する前に、ユーザーは、技術で快適さのレベルを考慮する必要があります。チューブ付きversusチューブレスポンプ、保険のカバレッジ、各システムに対する臨床医の精通を着用する意欲。すべての内分泌学者は、すべてのシステムの経験を持っているだけでなく、成功したスタートは、良好なトレーニングとサポートに依存しています。ユーザーは、システムを切り替えることが学習曲線を伴って、数週間にわたってインシュリン設定に調整を必要とすることを認識する必要があります。

残っている課題

明確な利点にもかかわらず、クローズドループシステムは障壁なしでいません。 最も重要な課題は、コスト、トレーニング、デバイスの制限、心理的な調整が含まれます。

費用と保険の補償

クローズドループシステムの全コストは、ポンプ、CGMセンサー、トランスミッタ、および供給を含む - 米国内のポケットから1年間$5,000を超えることができます。 保険の補償は広く変化します。 多くの民間計画とメディケアカバーハイブリッドクローズドループシステムが、控除可能なとコペイは実質的です。 他の国の公共健康システムは、依然として費用対効果が評価され、世界の多くの地域でアクセスが制限されています。 この財務障壁は、アクセスを制限し、特に無数の人口のために、ほとんどの恩恵を受けることができます。 ほとんどの国は、ほとんどの国で、ほとんどの国で、ほとんどの利益が、ほとんどの恩恵を受けることができます。

トレーニングと技術文献

クローズドループシステムの使用は、ポンプメカニック、CGMインサート、およびアルゴリズム設定の初期のトレーニングを必要とします。ユーザーは、食事の退屈、運動のための一時的なターゲットを設定し、システムアラートに応答する方法を理解しなければなりません。 古い大人と限られた技術的なスキルを持つ人は、学習曲線の急な状況を見つけるかもしれません。 臨床医のトレーニングも不可欠です。 ヘルスケアプロバイダーは、高度なクローズドループ機能を備えた非有性であり、患者に適切なサポートを提供できません。

デバイスの制限と警報疲労

システムが完璧ではありません。 センサーは、アセテートアミノフェンまたはビタミンC、センサーで眠るのが圧縮低音、または摩耗期間の校正漂流から生じることがあります。 アルゴリズムは、病気中、グルコースの吸収を遅らせる高脂肪の食事の後、または激しい運動中に特定の状況で過剰または誤差がある可能性があります。 高または低グルコース、センサーのエラー、またはポンプの発疹は、アラームを検知したり、アラームをしたり、多くの警報を防止したり、多くの警報を防止したり、多くの警報を防止したりすることができます。

心理的調節と信頼

一部のユーザーは、自動システムに制御を再整形することに苦労しています。特に、数年間手動で糖尿病を管理している場合は特に。 「非充電」の感情は、不安を初期に引き起こすことができ、一部のユーザーは、アルゴリズムが行われるすべての決定をダブルチェックするだけでいます。 さらに、スマートフォン画面上のグルコース番号とトレンド矢印の定常的な可視性は、ユーザーがグルコースレベルで視差をパラドックス的に増加させ、潜在的な糖尿病の苦痛を悪化させる可能性があります。 クリニックは、これらの心理的なアプローチを適切にサポートし、これらの側面を徐々に改善する必要があります。

自動インシュリン配送の未来

クローズドループ技術は急速に進化しています。いくつかの有望な方向は、現在の制限を克服し、より多くの人々に利益を拡大するために追求されています。

デュアルホーンシステム

ループにグルコゴンを追加すると、インシュリンのみのシステムが低下すると、グルコースをすばやく上昇させる可能性が高まります。インシュリンとグルコゴンの両方を配信するデュアルホルモンシステム、インシュリンとプラムリンチド、胃の空を遅くする、低糖血症を予防し、より積極的なインシュリン投与を可能にすることができる。iLet biluconic pancreasは、FDA-80%を限定して、将来の検査を継続して、より迅速に行うことができることを示しました。

センサーとポンプの移植性

現在のウェアラブルデバイスには、粘着反応、センサー寿命制限、サイトの感染の危険性が制限されています。エバーセンスなどのインプラントブルなCGMセンサーは、90〜180日続くインプラントブルポンプで、インシュリンを直接、蠕動キャビティに送ることで、デバイスのメンテナンスの負担を軽減できます。クローズドループアルゴリズムとこれらを組み合わせることは、パイロット研究の有効領域であり、サブカタンスシステムと比較して、フィールビリティと改善精度を実証しています。

人工知能と個人化

運動ルーチン、月経周期の影響、ストレス応答などの個々のパターンを学習する高度なアルゴリズムは、治療をさらにパーソナライズします。AI-駆動システムは、事前にグルコースのエクスカーション時間を予測し、それらを防止するためにインスリンを事前に-emptively調整する可能性があります。一部のシステムは、すでに強化学習を使用して、ユーザーの入力を必要としない一晩の設定を最適化し、より大きなオートメーションに対するこの傾向は加速することが期待されます。

糖尿病とブロードウェイの人口を2種類に拡大

クローズドループシステムは、主に1型糖尿病のために承認されていますが、特に集中的なインシュリン療法を必要とする人々で2型糖尿病の調査は、視力低下症を減らし、血糖値の変動を改善するための有望な結果を示しています。2型糖尿病の人口へのアクセスを拡大すると、特に注射だけで制御を維持するために苦労する先進的な病気を持つ人々は、数万人の人々に影響を与える可能性があります。研究は、集中的に高血症患者に病気をするために、閉鎖ループ技術を使用するのに適応するのも控えています。

スタートまでの実践的なステップ

クローズドループ療法を探索に興味がある糖尿病の誰もが、最初のステップは、彼らの内分泌学者や糖尿病ケアチームとの会話を持つことです。すべてのクリニックは、すべてのシステムを提供するので、利用可能なオプションと保険に関する質問に関する情報を準備するのに役立ちます。多くのデバイスメーカーは、教育ウェビナー、試用期間、またはランナーデバイスを提供し、潜在的なユーザーは、コミットする前にシステムを体験することができます。オンラインコミュニティ、TuDiabetesやr/diabetes subditdit、実際のユーザーからのアドバイスを提供することができる、実際のユーザーからのアドバイスを提供しています。

クローズドループシステムを開始することも満足する必要があります注目する価値があります。最初の数週間は頻繁に頻繁なアラーム、インスリン設定への調整、アルゴリズムを信頼するための学習期間を含みます。この初期段階を通したユーザーは、通常、高い満足度を報告し、手動管理に戻ることを考慮しません。適格でアクセスを持っている人のために、証拠は明確です:自動インスリン配達は、単なる利便性ではありません。それは、物理的な健康と生活の質の両方を向上させるライフイノベーションです。