把人工胰腺带回家，一天24小时!
是的.png)
亚当·布朗(Adam Brown)和凯利·克洛斯(Kelly Close)著
想在收件箱里看到更多这样的文章吗?
推特摘要:佩戴UVA的DiAs #人工胰腺进行了3个月的研究，夜间和24小时闭路测试;外卖，惊喜，下一步
“控制”是一个与糖尿病相关的词，带有很多包袱。这意味着完美的血糖是可能的。这意味着病人可以处理所有的影响血糖的因素．在更深层次上，“控制”引出了一个有趣的问题:现实世界中的计算机算法是否能比人类更好地“控制”血糖和胰岛素输送?.jpg)
在过去的几个月里，凯利和亚当有机会探索这个问题，作为弗吉尼亚大学DiAs人工胰腺系统试验的一部分在家里(也称为“闭环”或“自动胰岛素输送”)。该研究平台由运行控制算法的Android智能手机、罗氏胰岛素泵和Dexcom G4 Platinum组成CGM使用特殊的蓝牙盒子。虽然我们已经被UVA和斯坦福团队的闭路监测，但在家闭环时（手机将CGM和胰岛素数据实时到服务器），我们通常是我们自己的系统 - 我们睡觉我们自己的床，吃我们正常的饮食，去上班，运动，开车，并且必须解决问题。因为它仍然是研究，我们的两个重要其他人都在系统上培训并配备了Glucagon - 以防万一。很惊讶，这类系统在几年前在紧密控制的医院环境中测试，现在在现实世界中出现了！人工胰腺在很短的时间内走得太远。
.JPG)
这篇文章分享了我们在过去的几个月里，每晚24小时在家佩戴DiAs系统的积极和充满学习的经验。我们决定将夜间和白天的封闭式穿戴分开，因为体验是非常不同的。晚上穿的衣服非常棒，白天穿的衣服总体上也很不错，但在很多方面对我们来说都是一个学习的经验。下面，我们还将讨论一些最大的惊喜，我们最大的担忧，该领域的其他组织正在做什么，以及我们心中的一些关键问题。请分享你的问题或想法在推特上！
DiAs是如何工作的?
带有控制算法的Android智能手机每5分钟就会无线接收Dexcom的CGM值。
手机上运行的算法计算要输送多少胰岛素(基于当前和预测的血糖，以及机上的胰岛素)。如果预测血糖过高，则给予额外胰岛素。如果预测血糖过低，胰岛素就会降低或暂停。葡萄糖目标随着一天中的不同时间而变化(晚上更激进，白天更保守)。
一个无线的命令被发送到泵，给计算量的胰岛素。
这每五分钟重复一次，而闭环在白天或夜间运行。在白天，我们仍然进入系统（碳水化合物数量），这使得这是一个“混合闭环”（“治疗到范围”）系统。
晚上:亲爱的迪亚斯，你比我更擅长这个
底线是:我们今天将采用迪亚斯研究系统的隔夜版本!几乎每天早上以120毫克/分升的剂量醒来是很强大的。
夜间，DiAs控制算法的目标是在早上7点前逐渐将血糖降至120mg /dl。当它起作用时，从糖尿病和生活质量的角度来看都是不可思议的。在早上120分醒来，感觉就像在每天的血糖马拉松中领先了一英里:没有低醒和吃整个冰箱，没有在胰岛素抵抗和需要大量胰岛素的状态下高醒。在夜间的大部分时间保持清醒——没有明显的低血糖或高血糖——也能改善我们第二天的睡眠质量和精力。最后，我们都发现胰岛素需求在不同的夜晚会有很大的变化(例如，非常活跃的日子和久坐的日子)——DiAs可以很好地应对这些变化，因为它每五分钟对葡萄糖做出反应。
.jpg)
我们俩都会把这个隔夜系统当前的因为它比我们现在用自己的胰岛素泵(“开环”)管理糖尿病要安全得多。该系统尤其能避免夜间低血糖，这是我们作为病人最害怕的时刻。在他自己的泵治疗中，亚当平均有4.4%的时间是在晚上，值低于70;在研究的两个闭环阶段，他只花了2.6%和0.6%的时间。凯利在晚上的数据也有了明显的改善——她不仅在每晚的几个小时内稳定在刚刚超过100毫克/分升的完美数字，她还真的很喜欢所有的“软着陆”。凯利在夜间DiAs中几乎没有低血糖，而在开环治疗中，她的血糖数字很不稳定。
我们都有点紧张，因为我们第一次在晚上点击“闭环”，但远程监控和我们身边的伙伴让我们感到安全。很快，通宵闭环运行就成为了第二天性，不久之后，当我们不能通宵闭环运行(例如，旅行，CGM传感器死亡)的时候，真的感觉到了可怕．令人惊讶的是，我们在一夜之间就建立起了信任!我们都非常支持“夜间专用”系统首先上市。
我们确实发现了一些DiAs有时会在一夜之间挣扎或受挫的地方:
警报。由于这是一项带有远程监控的研究，警报很响，频繁，令人讨厌——当然，目的是为了证明安全性，而不是为了优化商业产品的产品配置。我们期待未来的系统能在夜间在后台运行，目标是即使出了问题也不会醒来。例如，如果CGM传感器退出，闭环无法继续，系统可以默认返回到预先编程的基础速率而不报警。希望警报器也能更个性化，让病人可以设定自己的喜好。
临睡前吃高脂肪食物。这个系统通常不会增加足够的胰岛素让亚当降到正常范围内，出于安全考虑，这是可以理解的。也许未来版本的DiAs将允许患者设定自己的目标，或告诉系统在特定时间稍微加大力度。
白天:人类+迪亚斯=谁负责?
结论:虽然白天的算法比较保守，但能很好地避免低血糖。用户必须在自动化和手动输入之间找到一个舒适的平衡。
.JPG)
白天，DiAs比较保守，因为有更多的干扰会影响系统(例如，饮食和锻炼)。该系统的目标是在白天保守血糖160mg /dl，并力求避免低血糖(< 70mg /dl)和高血糖(180mg /dl)。如果血糖预测超出70- 180mg /dl的范围，DiAs将给予小剂量的纠正或减少/暂停胰岛素。在DiAs(碳水化合物的数量)上手动输入膳食，同时输入当前测量的葡萄糖值(用于校正)。该系统还允许手动注射胰岛素，并将这些因素考虑在内。
在醒着时刻，凯莉看到吃的食物并不是那么糖尿病友好仍然意味着负数 - 这没有改变！但是，高数往往会转到一个“软着陆”，真正放心，在白天的白天，凯莉在白天有很少的低血糖症。远低于低血糖也转化为更少的意外高位。总体而言，凯利发现DIAS算法在白天比较保守仿生胰腺-当然，添加胰高血糖素是可以的Drs。达米亚诺和拉塞尔的系统比只使用胰岛素的DiAs系统更具攻击性。
连通性涉及的“麻烦因子”在白天中更加明显，但如果这不是一个问题，凯利希望第二天是24/7。即便如此，她非常感谢有机会帮助做研究！
亚当白天的血糖值在DiAs与他正常的开环的日子非常相似，尽管他没有期望有太多的变化——他很少忘记丸，往往吃很少的碳水化合物，并迅速捕捉超出范围的血糖(他戴CGM)。因此，他没有期望迪亚斯在白天有显著改善。
.jpg)
对亚当来说，使用DiAs的几个星期带来了一个重要的认识:他根深蒂固的糖尿病管理习惯在给胰岛素剂量方面比DiAs处理事情的方式更积极。他终于意识到迪亚斯白天的表现最好，当他独自离开也没有尝试:(i)手动纠正高血糖;(ii)忽略大剂量筛选警告信息(例如，“如果你服用2单位胰岛素，预计会降至较低水平”);(iii)吃太多来纠正低血糖(持续不断的低血糖警报使这很容易做到)。事实上，当亚当太过动手的时候，他经常看到葡萄糖在一天中连续上升和下降(从80到180再回到80)。从本质上讲，DiAs通过寻求避免低血糖而(适当地)对他积极的胰岛素剂量做出了反应。警报会导致亚当吃得太多，导致随后的兴奋和重复这个过程。经验教训:
白天闭环系统有更多的学习曲线;
闭环系统必须在自动化和人工干预之间做出权衡，对于各种各样的病人来说，平衡可能是不同的;
与手动调整剂量相比，让系统纠正剂量偏高并避免剂量偏低通常会产生更好的效果。然而，这需要一些耐心和习惯。
在即将到来的研究扩展阶段，Adam计划采取一种更不干涉的方法在白天使用DiAs。他希望这将减轻他管理糖尿病的负担，同时保持他的时间范围大致相同。
研究最大惊喜
连通性。由于DiAs团队使用的是用于研究目的的现成设备(罗氏泵、Android手机、Dexcom CGM带有特殊蓝牙盒的接收器)，让所有设备连接起来可能会很麻烦。这需要大量的故障排除和修复/重启/更换设备。我们需要提醒的是，这并不是一个主要的担忧，因为最终的商业化产品将受益于为与消费电子设备集成而设计的传感器和泵的新浪潮。一些系统还将把算法和CGM接收器集成到泵中。在扩展阶段，Adam看到Dexcom共享接收器有更好的连通性，这消除了对蓝牙盒的需要。
适应能力的需要。DIAS算法使用正常的开环基础速率作为背景指南。换句话说，我们的正常基础速率用作周围的胰岛素给药，给予系统可以给予多少胰岛素。在研究期间的一点，亚当病得好，又需要额外的胰岛素过夜 - 理想情况下，该系统本身就会实现这一和胰岛素的增加。但由于它使用开环基础率作为基线，因此亚当需要手动增加预编程的基础速率，以便为系统“许可”提供更多基础胰岛素。DIA的未来版本希望更适应并能够应对胰岛素敏感性的这种变化。
研究人员如何工作！斯坦福大学的研究小组由博士领导。布鲁斯·白金汉和特朗·里的表演简直不可思议。他们必须在每天晚上的凌晨随叫随到，而且我们俩肯定在一天的任何时候都收到过短信!我们都对研究人员的努力工作、他们的承诺以及推动这一领域向前发展所需要付出的努力获得了极大的赞赏。
迪亚斯的下一步是什么?
迄今为止，DiAs已经在全球300多名1型糖尿病患者中进行了测试。该系统将很快完成最后一轮试点研究，并计划在2015年晚些时候和2016年开始两项大规模试验:
Nightlight项目是一个通宵闭环的关键前试验。这项研究将在弗吉尼亚大学进行，在JDRF的额外支持下，将扩大到西奈山(纽约市)和梅奥诊所(罗切斯特，MN)。
国际糖尿病闭环(iDCL)试验将是一项全天候闭环控制的大规模、长期研究。值得注意的是，iDCL试验是与FDA和产业界合作设计的，是闭环技术的“关键试验”，这意味着它可以用于支持监管审批。这项研究将在弗吉尼亚大学、圣塔芭芭拉加州大学、斯坦福大学、芭芭拉戴维斯中心(科罗拉多州)、梅奥诊所(罗切斯特，MN)、西奈山(纽约市)、阿姆斯特丹学术医学中心以及蒙彼利埃大学(法国)和帕多瓦大学(意大利)进行。
除了这些研究，DiAs的创建者已经成立了一家公司，TypeZero Technologies(夏洛茨维尔，弗吉尼亚州)，并授权DiAs软件和算法开发商业可用的闭环系统。TypeZero将寻求两种商业化途径:(i)与他人合作在胰岛素泵中嵌入人工胰腺软件;(ii)一个独立的、基于智能手机的系统，可以与现有设备进行无线通信。这个想法是一个系统，可以适应每个人的喜好(例如，“我只想过夜”)，并发出可用性信号(当没有CGM可用时的“泵模式”)。该团队的最终目标是将人工胰腺建立为一个可适应的可穿戴网络，围绕数字治疗生态系统中的每个人，而不是一个单一功能的设备。
最后的想法
参加这次试验对我们俩来说都是一次极好的学习经历。令人惊讶的是，闭环系统现在在非常真实的世界，家庭试验，并在被推出为真正的产品的尖端!我们的研究经验提醒我们，这些设备在改善血糖和减轻糖尿病治疗负担方面有多大潜力。早期的版本会有挑战，但我们毫无疑问，这些系统会到来，它们将真正帮助许多1型糖尿病患者，随着时间的推移，它们会变得更好。
JDRF慷慨地将我们的学习时间延长了6个月，这样我们将获得更多使用和使用这个系统的经验!
我们衷心的谢谢去斯坦福，UVA，JDRF，FDA，以及所有工作日和夜晚关闭循环！亚当和凯利都感到非常感谢，已经有机会成为这项研究的一部分。
还有谁在封闭回路，他们移动的速度有多快?
集团/公司 |
产品 |
商用设备的预期时间 |
Medtronic. |
-最小的670克(混合闭环)
|
-预计2017年4月在美国推出 - 以下670g |
串联 |
预测性低血糖悬浮或基础闭环系统 |
可能在2017年底推出 |
MGH BU / |
仿生胰腺（24小时，混合闭环，胰岛素+胰胰高血糖素，带内置算法的双腔泵，DEXCOM CGM） |
~ 2018年推出 |
uva. |
DiAs(仅24小时或过夜，混合闭环，仅胰岛素，可嵌入泵或驻留在智能手机的算法)。目前的系统包括Dexcom传感器和Roche/Tandem胰岛素泵。 |
DiAs已获得TypeZero Technologies的许可。 大规模临床试验计划于2015年和2016年进行。 |
Bigfoot Biomedical. |
目标是在2016年进行一项关键试验;看到我们的采访与杰弗里·布鲁尔，布莱恩·马斯利和莱恩·德斯伯勒合作 |
|
一些与 |
Dexcom CGM预测低血糖暂停或低血糖-高血糖最小化 |
未知的 |
绝缘子 |
计划参与人工胰腺，并正在开发CGM和算法前沿的战略。 |
未知的 |
剑桥 |
通宵和24小时，混合闭环使用雅培Navigator CGM，算法在便携式计算机，和雅培弗洛伦斯泵 |
未知的 |
罗氏 |
正在内部研究一种新的CGM，未来有可能应用于人工胰腺装置 |
未知的 |
人工胰腺的关键问题
患者的期望太高了吗？如果我们对第一代人工胰腺系统期望过高，例如，“我不需要做。任何东西达到6.5%的糖化血红蛋白而没有低血糖”——我们可能会失望。和任何新产品一样，人工胰腺的早期版本也会有故障和缺陷。毫无疑问，随着算法的进步，情况将显著改善，设备将变得更精确和更小，胰岛素将变得更快，输液器将得到改进，我们都将获得更多的胰岛素自动输送经验。但要想推出真正突破性的产品，需要耐心和坚持。如果没有第一个背包大小的胰岛素泵，我们就不会有今天的小型胰岛素泵;如果没有Dexcom STS、Medtronic Gold和GlucoWatch，就不会有今天的CGM;如果没有第一批砖头大小的手机，我们就不会带着智能手机到处走。这项试验重新调整了我们的预期——这些系统对许多患者来说绝对是一个了不起的进步，但它们不会马上取代所有的东西。让我们都记住，设备需要先走，然后跑，如果第一个系统从安全角度来看更保守也没关系。
Overnight-only还是24小时?在这个主题的领域有一些辩论，因为有些人认为只有一个夜晚的系统带来了额外的挑战 - 例如，如果有人在白天戴上夜晚的系统是什么？夜班工作的人呢？这项挑战不会在白天出现，并且在这项研究表明时，24小时的系统可以工作！然而，日间闭环带来更高的患者期望（我们可以看到系统正在做些什么！）和其他独特的挑战，如膳食和锻炼。一夜之间系统的想法首先有点吸引力，特别是在夜间建立早期经验，并在夜间获得轻松的贯穿循环系统，总是在现实世界中击败患者。在大多数情况下，该领域的每个人都在开发24小时系统，虽然我们想象一些患者宁愿在夜间佩戴它们。
Insulin-only或胰岛素+胰高糖素?最终，我们认为问题部分在于患者的偏好。有些患者可能想要双重激素疗法提供的额外的血糖控制，并愿意接受稍微大一点的风险或更激进的算法。我们相信仿生胰腺对那些低血糖意识不清的患者特别有帮助，这是相当大比例的患者。如果仿生胰腺使它与胰岛素和胰高血糖素市场到2018年,一些患者想要试一试——我们相信一系列选项为糖尿病患者是一件好事,因为所有的系统和产品优缺点。最终,成本方面的考虑可能采用的最大因素。仿生胰腺当然需要考虑多种成本因素——胰高血糖素，双腔泵，定制输液器，潜在的更高的训练，等等。在这一点上，很难知道相对成本/收益的确切比较。
什么是自动化和人工手册输入之间的正确平衡？圣杯是一种完全自动化的反应性的人工胰腺，不需要膳食或锻炼输入。但胰岛素理想地需要更快地实现现实。目前，日间系统需要处理使用自动化进行平衡，如上所述，存在相关的患者学习曲线。人工胰腺系统应该要求患者做多少？我们如何确保患者不要忘记如何管理他们的糖尿病（“除技能”）作为系统在自动化能力中增长？
学术团体将如何将他们的设备商业化?对于像仿生胰腺和剑桥这样的组织来说，这仍然是一个悬而未决的问题——谁将制造和供应这些设备、确保FDA的批准、制造、支持培训和客户服务等?如上所述，TypeZero技术授权DiAs将闭环系统商业化。4月中旬,美敦力还批准了梦想公司的人工胰腺算法它是由一个学术团体(DREAM)开发的，后来这个团体成立了这家初创公司。当然，美敦力有一个优势，因为它有泵和CGM内部;其他胰岛素泵公司不仅需要算法，还需要找到CGM的供应商，比如Dexcom。
有多少病人愿意佩戴某种类型的人工胰腺系统?目前，许多人估计大约30%的美国1型泵磨损，约10%-15%的CGM磨损。导致这种情况的原因有很多，包括:成本;麻烦的因素;没有好处;不想放弃目前的治疗方法;在身体上佩戴装置;报警疲劳;等。人工胰腺能够解决这些挑战，从而扩大市场吗?
医疗保健提供商会接受闭环系统吗?如今，医疗保健提供者在开泵和CGM处方时是在赔钱。我们需要确保闭环系统使供应商的生活更容易，而不是更复杂。
会有一个繁荣的商业环境和补偿吗?开发和测试闭环系统非常昂贵，公司只有在有一个支持合理业务的商业环境时才会开发它们。报销是其中的一个主要部分，我们很难知道保险公司是否会为闭环系统买单——我们可能不会知道，除非有这些设备的长期数据，特别是A1c或严重低血糖的变化。我们乐观地认为，补偿将会出现，特别是如果系统能够同时降低A1c和降低低血糖。
