ウェアラブル人工膵システムの上昇

10年間、タイプ1糖尿病で生活している人々は、非寛容な毎日の養生法に直面しました。手動で血糖値をチェックする指を蹴り、炭水化物、活動、ストレスに基づいてインスリンの用量を計算し、それに応じてインスリンを注入または注入する。このサイクルは、毎日複数の回を繰り返し、誤った部屋を注入し、重度の認知と感情的な料金を正確に処理します。ウェアラブルな人工膵臓デバイスの出現は、これらの制御は、主に、ソフトウェアの制御、および自動制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、制御、および制御、および制御、および制御、制御、および制御、および制御、制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、制御、および制御、制御、制御、および制御、制御、制御、および制御、および制御、制御、制御、制御、制御、および制御、および制御、および制御、制御、制御、および制御、および制御、および制御、および制御、および制御、制御、制御、制御、

ウェアラブルな人工膵臓とは何ですか?

ウェアラブルな人工膵臓は、リアルタイムグルコース読み取りに基づいてインシュリンデリバリーを自動化する統合医療システムです。 これは、CGMの3つの重要なコンポーネントで構成されています。これは、相互のグルコースを1〜5分ごとに測定するCGM、インシュリンポンプを、迅速な行動インシュリンサブカットをリアルタイムに配信し、CGMデータを処理し、ポンプを指示する制御アルゴリズムで構成されています。 ほとんどの現在の商用システムは、閉鎖ループとして分類され、次に示すように、自動消化器や、そのシステムが、そのターゲットを正確には、そのターゲットを正確に把握するだけでなく、そのターゲットを正確には、そのターゲットを正確には、その方向に、その方向に、その方向に、その方向に、その方向に、その方向を、または、その方向に、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、

コアコンポーネントとその進化

連続グルコースモニター

現代のCGMは、皮膚の下に小さな酵素センサーをインサート、一般的に腹部、上部の腕、または時々太も使用します。センサーは、間接流体のグルコースを測定し、インシュリンポンプまたはスマートフォンディスプレイにワイヤレスで読書を送信します。 測定値が平均絶対相対差(MARD)値が9%未満で、頻繁な校正なしで自動意思決定に十分である。 多くの現代センサーは、工場で調整されたストライプを除去する必要があり、 危険性のあるモデルを調べるには、 測定値が欠かせません。 測定値が、 測定値が、 測定値が制限される前に、 測定値が検出されると 測定値が、 測定値が 測定値が 測定値が 測定値が 測定値が 測定値が 測定値 測定値が 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値 測定値

インシュリン ポンプ

インシュリンポンプは、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届けます。 彼らは2つの主要なフォーム要因になります。 薄管を介して接続するチューブポンプは、注入セットに、チューブレスパッチポンプは、皮膚に直接付着し、インシュリン貯水池と配送メカニズムを1つのユニットに収容します。 ポンプは、通常の2日を調節し、自動ボルゼを届けるためにアルゴリズムから連続コマンドを受け取ります。 充電池は、各回に3日間、十分な機能が調整され、各回を防止します。

制御アルゴリズム

アルゴリズムは、システムの脳として機能します。 これは、CGMデータを解釈し、リアルタイムで最適なインシュリンデリバリーレートを計算するためのインシュリン作用の薬理モデルを適用します。 ほとんどの商用システムは、比例した統合由来(PID)コントローラー、モデル予測制御(MPC)アプローチ、または両方のハイブリッドを使用します。 PIDコントローラは、現在のグルコースレベル、変化率、過去のエラーの蓄積に比例して応答します。 マウスポジティブなアルゴリズムと、および詳細な説明を組み合わせて、従来のアルゴリズムを最適化し、従来のアルゴリズムを最適化し、および、従来のアルゴリズムを最適化します。

日常生活におけるシステム機能の仕組み

ハイブリッドクローズドループシステムを使用して典型的な一日は、従来の管理よりもはるかに少ない決定を含みます。 CGMは、ポンプにグルコース値を5分ごとにストリームし、時々より頻繁に。 アルゴリズムは、継続的に、目標範囲内のグルコースを維持するために、バスリン率を調整し、通常70〜180mg / dLを割り当てます。 グルコースがターゲットのしきい値の上に上昇すると、ユーザーはその機能を有効にしている場合は、システムが自動補正ボラスを配信することができます。 ユーザーが、ターゲットを割るかどうかを示唆する傾向や、または、その動作を観察する頻度を低下させる方法が、または、または、または、または、または、その動作を抑制するかどうかを示唆します。

臨床研究は、ユーザーは、標準療法と比較して10〜15パーセントポイントの範囲(TIR)で時間を増やすことを一貫して示しています。多くの場合、低血糖値減少が最小限に増加する70〜80% TIRに達します。 夜間の期間は、アルゴリズムが任意のユーザ入力なしでグルコースを管理しているため、最も劇的な改善を見ています。 レポートは、従来の治療と比較して、範囲内でグルコースレベルをしっかりとwaking。 数を超えて、精神的負荷は変形性が低下します。 夜間の運転は、夜間の運転が重要な問題が残っていると、多くの人が、重要な作業を運ぶようにします。

臨床証拠および現実世界の影響

ランダム化した制御試験と大規模な観察研究の堅牢な体は、AIDシステムの有効性をサポートしています。 []のランドマーク2019試験]新しいイングランドジャーナルは、Medtronic MiniMed 670GがTIRを改良したことを示しています。 その結果、Nocturnal 低血糖値減少症を削減する。 対照IQシステムの試験は、Tandem Diabetes CareとOmnis 54%のDが、TIRを増加させると、TIRは、TALT1を増加させる。 LTAFは、ABIGが増加している。

米国T1D Exchangeや欧州のDPVレジストリなどの大規制から観測データが、臨床試験の外で定期的な臨床練習で有利なメリットが得られることを確認します。 AIDシステムのユーザーは、センサー認証ポンプ療法または複数の毎日の注射を使用するよりも、高レベルのTIRおよび低HbA1cを達成しています。 この技術は、幅広い年齢、病気の持続期間、およびベースラインの血糖制御レベルにわたって動作するように見えます。

小児科および青年外来

小児および思春期に特別注意が与えられています。これは、思春期、可変的な身体活動、および自己ケアルーチンへの矛盾する付着によるホルモンの変動による血糖制御にしばしば苦労しています。この年齢グループでは、Omnipod 5やControl-IQなどのシステムを使用して研究は、低血症および高血症の両方のTIRおよび減少に相当する改善を示しています。自動の鼻調節は、特に、低酸素症の適応症に対する適応症の予防措置が認められていると、Amiglyt [F] およびAfrefrefrefrefref] は、多くの親病予防措置が認められています。

血糖制御を超えての利点

ウェアラブルな人工膵システムの利点は、実験室のメトリックを超えて遠くに拡張します。 ユーザーは一貫して糖尿病管理の精神的負荷の劇的な減少を報告しています。 一定の運動、夜間の低血糖に関する悩み、および複数のデバイスを運ぶことの負担が著しく減少する。 以前に技術は認知帯域幅を解放し、人々は仕事、学校、家族、レクリエーションにもっと十分に集中することができます。 睡眠の質は、システムが自動的に成長し、それらが重度の低下や免疫力が低下することなく、それらが多発症するにつれて、またはそれらが困難に陥りやすくなります。

感情的な利点は、同様に重要です。 1型糖尿病レポート付き小児の両親は不安を減らし、システムが積極的に自分の子供を一晩保護することを知っているより良い睡眠を削減します。 大人は、糖尿病の以前の経験を定義する定数の警戒の感覚を記述しています。 テクノロジーは、すべての負担を排除しません。ユーザーは、まだ供給を管理する必要があり、システムアラートに応答し、食事で炭水化物をカウントします。 しかし、それは負荷をかなり軽減します。 Diabet] UKbet] UKbets for single use for ライフスタイル[F] - 実際のライフスタイル[F] - ライフスタイル] - ライフスタイルを実に表示します。

これらのデバイスは、クラウドベースのプラットフォームを通じて臨床医と共有することができる豊富なデータストリームも生成します。 ヘルスケアプロバイダは、遠隔で設定を調整するためのTIRレポート、インスリン使用パターン、およびシステムアラートをレビューすることができます。 地理をトランスセンドするケアの相談モデルを有効にします。 このテレメディシン機能は、特にCOVID-19 pandemic中に価値が高まり、継続的な管理のための重要な機能を維持します。 多くのクリニックは、遠隔のオンボーディングとトラブルシューティングを提供し、遠く離れた糖尿病センターから離れた場所から離れた糖尿病患者へのアクセスを拡大します。

チャレンジの残業

約束にもかかわらず、AIDシステムは、すべてのユーザー人口の広範な採用と完璧なパフォーマンスを制限するいくつかの障害に直面しています。

センサーの正確さおよびアルゴリズムの限界

センサーの正確さは急速なブドウ糖の変更の期間の間に、激しい練習か大きい郵便肉のスパイクを劣化できます。高度にしている間、ボディの実際の新陳代謝の変化の後ろに、または遅れを、hypo-またはhyperglycemiaの短い期間に導くことができます。間隔、信号の干渉によって使用されるか、または低い電池間のコミュニケーション中断はより安全な、より低いバックアップ モードにシステムを、そして不規則な問題の解決に原因を付けられたり、またはユーザーを点検できるか、または装置を点検する必要とします。

コストとアクセスの分散

これらのシステムの先行および継続的なコストは、広範な採用への大きな障壁を維持します。 フル AID システムでは、当初は数千ドルの費用を削減することができます。センサー、インシュリンカートリッジ、および米国では300ドルから800ドルの範囲の注入セット。 プライベート保険とメディケアによるカバレッジは、著しく拡張されていますが、引き込み性およびコペイは、依然として実質的であり、未使用の個人は、さまざまなアウトオブポケットコストを削減することができます。 グローバルアクセスは、高騰および低速規制当局の規制当局が、低負荷を低減する可能性があります。 [F] と、低負荷の規制当局は、および低負荷の制限を低減します。 [F]

ユーザ体験とトレーニング

複数の毎日の注射や従来のポンプ療法からハイブリッドクローズドループシステムへの移行には、急な学習曲線が必要です。ユーザーは、炭水化物比、センサーラグ、アルゴリズム行動、およびシステムアラートに適切に対応する方法を理解しなければなりません。一部の個人は、最小限に限られるように設計された連続安全アラームを見つけます。過熱および侵入、警報疲労につながる。人的要因の研究は、より良いユーザーインターフェイス、直観的なオンボーディングプロセス、および自動トラブルシューティングのために必要なニーズを強調し、これらのセキュリティ対策を効果的に維持すること、およびセキュリティ対策を効果的に改善します。

自動インシュリン配送の未来

パイプラインのイノベーションは、残りの手動ステップをなくし、システム堅牢性を改善することを目指しています。完全に自律的な人工膵臓のビジョンを現実に近いものにします。

デュアルホーンシステム

いくつかの研究グループと企業は、インシュリンとグルカゴンの両方を配信するテストポンプです。 グルカゴンは急速に血糖を上げ、インシュリンのみシステムが直接対処できない低血糖に対する保護を提供します。 初期の臨床試験では、デュアルホルモンシステムは、さらに範囲の下の時間を減らすことが示されています。複雑さ、コスト、そしてすぐに劣化しない安定したグルカゴン製剤が必要です。 ベータバイオニクスのiLetシステムは、現在、両方の試験を生産できる限りの試験に使用しているが、試験は、両方の試験を生産できる限りではありません。

AIと機械学習

研究者は、過去の行動パターン、リストワーンウェアラブルによる活動レベル、さらには心拍数の変動データから食事を予測するために機械学習モデルを統合しています。これらの予測アルゴリズムは、システムを完全にクローズドループにすることを目的としており、手動の炭水化物のカウントを完全に排除します。早期の実現可能性調査では、そのようなシステムは、食事時間に任意のユーザー入力なしで範囲で時間を達成することができることを示唆しています。重要なステップを前進させる。 FDA ベースのAIフレームワークは、依然として変化する FDA は、対話フィールドを組み入れる可能性があります。

相互運用性とDIYエコシステム

ドイット・イワーセルフ(DIY)の人工膵地域は、OpenAPSやLoopなどのオープンソースプロジェクトによって展開され、相互運用可能なコンポーネントは、効果的なAIDシステムを作成するために、意欲的な個人によって組み立てることができることを実証しました。 これらの規制されていないシステムは、観察研究における商用機器と同等の臨床結果を達成しており、それらはモジュラー性のための実証済みのコンポーネントとして機能します。 規制当局は、認定されたインターオペラコンポーネントのコストを作成するために今、ユーザーがさまざまなセンサーを組み合わせ、さまざまなセンサーや、さまざまなセンサーを組み合わせ、さまざまなセンサーを組み合わせ、そして、さまざまなセンサーを組み合わせて、さまざまなセンサーを組み合わせて、さまざまなセンサーを組み合わせて、より効果的にすることができます。

ハードウェアとフォームファクターの進歩

ハードウェアは、収縮し、改善し続けています。次世代のCGMは、使用14〜21日間をターゲットとするいくつかのプロトタイプで、より長い摩耗期間を探求しています。インシュリンポンプは、より小さく、より控えめ、より耐久性があります。イントラリトーンインシュリンデリバリーを含む、完全なインプラントシステムを作成する努力は、研究設定で進んでいます。これらの進歩は、性能と裁量を改善しながら、デバイス管理の負担を軽減することを目指しています。より小さなハードウェアの収斂、スマートディスインシュリン液の輸送、および将来の検査システムが、将来の検査システムに役立ちます。

コンテンツ

ウェアラブルな人工膵デバイスは、タイプ1糖尿病の管理において本物の画期的なものとなります。インシュリンの配信をリアルタイムのグルコースデータに反映することで、グリセム的な結果を改善し、糖尿病との生活の心理的負担を軽減し、ユーザーと家族の両方の人生の質を高めます。センサーの精度、コスト、ユーザートレーニング、およびequitableアクセスパーシスストの周りの課題は、イノベーションのペースが急速に加速されます。アルゴリズムは、よりインテリジェントなものになると、より明確に変化するユーザーやセキュリティ対策を常に向上します。