人工胰腺系统能够改变游戏规则吗?

U.Va开发的新软帮助研究人员监测1型糖尿病患者的血糖水平

artificialpancreas

A prototype of the smartphone-based device that can support the control algorithm.

Courtesy University of Virginia | Courtesy University of Virginia

本文不表达译者的观点或立场,具体信息请参考原文: http://www.cavalierdaily.com/article/2018/11/is-the-artificial-pancreas-a-game-changer

原作者: Caroline Eastham | 11/27/2018

译者:Ruohan Xiao

在本大学开发的用于管理糖尿病的装置可能会让1型糖尿病患者不再需要每天进行多次血液检测或亲自注射胰岛素的那一天到来。大学研究人员与夏洛茨维尔公司TypeZero Technologies合作,改进了一种可以自动监测1型糖尿病患者的血糖水平,并确定他们在特定时刻应该接受多少胰岛素的软件。

根据学校的研究人员所说,这个人造胰腺系统可能是美国超过125万患有1型糖尿病的人的潜在改变者。该软件旨在减轻患者由不断监测血糖水平和摄入胰岛素所带来的压力和情绪负担。

Holland Edmonds是一名夏洛茨维尔本地居民和1型糖尿病患者,他在大学糖尿病技术中心 (CDT)的临床试验中测试了人工胰腺系统。此软件对Edmonds最大的影响是不必一直监测她的血糖水平。

“即使只有几天,我很高兴能看到最终可能在市场上出现的东西,并且发现我可能不必一直担心它了,”埃德蒙兹说。 “如果出现问题,[人工胰腺]会告诉我,我实际上不必自己操心。这非常棒,这让我对最后会出现什么感到兴奋,并且可以让我的生活轻松很多。”

人工胰腺是一种多器械系统,包括连续血糖监测 ,即CGM,以及传感器,胰岛素泵和控制算法。CGM传感器会被植入患者下腹部附近的皮肤下,并不断收集有关其血糖水平的信息。该信息被发送到包含控制算法的外部处理器,该算法进行一系列计算以提供给胰岛素泵的用药指令。基于这些指令,胰岛素泵通过小的柔性管向患者输送胰岛素。

目前,患者仍然使用血糖装置(BGD)来校准CGM。然而,研究人员预测,随着人工胰腺技术的改进,这些设备可以被移除,以尽可能多地排除患者的决定。

Boris Kovatchev,医学院的精神病学和神经行为科学教授,是CDT的创始主任和人工胰腺临床试验的首席研究员。 

据Kovatchev说,控制糖尿病最困难的患者是儿童。因此,人工胰腺对于青少年及其父母来说尤其具有开创性意义,因为它几乎完全消除了对夜间波动的担忧,并让孩子可以过上更正常的生活。 

“对于父母来说,最大的恐惧和最深的担忧是他们的孩子会夜间出现低血糖,并发生一些不好的事情,”Kovatchev说。 “这样的系统会从根本上上消除这种恐惧。这是该系统的第一次突破。“

此突破在于,控制算法软件允许CGM传感器和胰岛素泵之间的通讯。控制算法软件能够读取CGM传感器关于患者血糖水平的信息,并指示胰岛素泵每天给予适量的胰岛素超过200次。该算法可以在计算机,智能手机或胰岛素泵自身起作用。

人造胰腺通常被称为“闭环系统”或“自动胰岛素输送系统”,因为它能够实现CGM传感器和胰岛素泵之间的持续通信。也就是说,这种软件创新可能会创造出一个患者不再需要多次刺破手指进行血糖测试的日子。

CDT的研究副教授Marc Breton是参与人工胰腺临床试验的主要研究人员之一,并且他密切参与系统设计的创建。 Breton将计算机算法技术描述为通过允许两者之前的交流,关闭患者CGM和胰岛素泵之间的环路的缺失部分。

“我们所做的就是让两方互相交谈,”Breton说。 “我们把大脑放在中间,那可以分析已经施用了多少胰岛素,现在应该用多少,并且每五分钟就做一次。”

Meagan Rollins是TypeZero Technologies公司的高级运营经理。该公司专注于开发人工胰腺应用程序,该应用程序存在于商业智能手机上,并与患者的CGM进行对话。

根据Rollins的说法,人工胰腺对于1型患者的意义是巨大的,因为它具有降低低血糖风险的能力,这使得他们能够更舒适地生活,并尽可能接近得糖尿病之前的生活。

“与目前市场上的其他系统相比,它更能使患者远离低血糖,”罗林斯说: “患者感到安全。患者觉得这确实减少了他们必须做出的微不足道的决定。我认为我们的技术是能改变游戏规则的。“

1型患者平均每周至少会经历两次低血糖。症状包括能量减少,认知受损,情绪波动甚至严重时引发死亡。为了避免低血糖,1型患者必须密切监测他们的饮食,活动和胰岛素水平。人工胰腺系统大大减少了1型患者对于进入低血糖状态的担忧。

至于美国糖尿病管理的未来,Edmonds表示人工胰腺系统提供的恒定血糖监测和自动胰岛素输送提供了答案。

“能够不用一天24小时地担心它对我来说绝对是最大的改变,而且它确实帮助了很多其他人一直控制在安全范围内,”Edmonds说。 “这是一件令人惊奇的事情,希望他们完善此软件,并且能够为了所有患有1型糖尿病的人在市场推出。”

截至2018年10月,学校的临床试验中共有425名受试者使用了基于智能手机的自动胰岛素输送系统。目前,人工胰腺尚未获得FDA批准,但它正处于学校和世界其他九个地点的临床试验中的最后阶段,包括斯坦福大学和哈佛大学。

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