Změny EEG během hypoglykémie indukované inzulínem u diabetu 1. typu

Téměř normalizace glykemické kontroly se stala zavedeným léčebným cílem u diabetu s cílem snížit pozdní komplikace, jako je nefropatie, neuropatie, retinopatie a kardiovaskulární onemocnění (1,2). Frekvence hypoglykémie vyvolané inzulínem se však během intenzifikované inzulínové terapie několikanásobně zvyšuje (2,3). Hypoglykémie je tedy nejčastější akutní komplikací při léčbě diabetu inzulinem. Během hypoglykémie je narušena kognitivní funkce a může progredovat do bezvědomí a záchvatů. To může vést k vysoce rizikovým situacím, např. při řízení nebo obsluze stroje. Odhady úmrtí u pacientů s diabetem 1. typu připisovaných hypoglykémii se pohybují mezi 2 % a 6 % [4,5]. Riziko hypoglykémie navíc omezuje každodenní aktivity diabetiků a snižuje kvalitu jejich života. Není proto divu, že hypoglykémie je nejobávanější akutní komplikací inzulínové terapie u diabetických pacientů. Tento strach z hypoglykémie odrazuje diabetiky od snahy o udržení přísné kontroly glykémie, což následně vede k vyššímu výskytu pozdních komplikací a následně zvýšené úmrtnosti (1,6,7). V prvních letech diabetu 1. typu je většina pacientů schopen vycítit charakteristické příznaky hypoglykémie, které pak lze zmírnit konzumací vhodného jídla. Příznaky hypoglykémie lze zhruba klasifikovat jako autonomní (varovné) příznaky způsobené uvolňováním katecholaminů a neuroglykopenické příznaky způsobené nedostatkem glukózy v mozku. U mnoha pacientů jsou symptomy často v noci kompromitovány (noční asymptomatická hypoglykémie) v důsledku poruchy glukózové kontraregulační odpovědi adrenalinem a glukagonem. Chronická forma neuvědomování si hypoglykémie je velmi častá. Čtvrtina všech pacientů s diabetem léčených inzulínem má určitý stupeň sníženého povědomí o symptomech, ale tento podíl se zvyšuje na téměř 50 % u pacientů, kteří mají diabetes déle než 20 let (8). Přísná kontrola diabetu intenzivní inzulinovou terapií je spojena se zvýšeným rizikem syndromu neuvědomování si hypoglykémie se ztrátou autonomních varovných příznaků (2,6,9). Zdá se, že se jedná o sníženou hormonální kontraregulaci glukózy v důsledku opakujících se hypoglykemických epizod [6,9].

Z těchto důvodů byla provedena řada studií s cílem vyvinout automatické detekční systémy, které mohou varovat diabetické pacienty před snížením hladiny glukózy v krvi na úroveň, při které se rozvine těžká neuroglykopenie, typicky asi 2,0-2,5 mmol/l. . Většina studií hodnotila potenciál kontinuálního monitorování glukózy (CMG) ke snížení frekvence hypoglykémie. Ačkoli menší studie uvádějí nižší riziko hypoglykémie při použití CMG ve srovnání s konvenčním měřením glukózy (10,11), větší multicentrické studie tyto nálezy nedokázaly reprodukovat (11-14). To lze vysvětlit nízkou přesností v nízkém rozsahu hodnot glukózy a zpožděním v době detekce během rychlých změn pomocí CMG (11,13,14). Ve skutečnosti CMG rozpozná pouze méně než 50 % hypoglykemických příhod (15). I při nepatrném zlepšení ve srovnání s konvenčním měřením glukózy je tedy CMG daleko od cíle zcela se vyhnout těžkým hypoglykemickým epizodám.

EEG signál odráží funkční stav a metabolismus mozku. Mozek je téměř úplně závislý na nepřetržitém přísunu glukózy, a když je nižší než metabolické požadavky mozku, jeho funkce se zhoršuje. Neuroglykopenická hypoglykémie u diabetiků léčených inzulínem je totiž spojena s charakteristickými změnami na EEG s poklesem alfa aktivity, zvýšením delta aktivity a zejména zvýšením theta aktivity (16-19). Tyto změny jsou jasně patrné při ~2,0 mmol/l (16,17), ale mohou být přítomny již při vyšších hladinách glukózy (~3,0 mmol/l), zejména u pacientů s diabetem 1. typu s hypoglykemickým nevědomím (19,20). Bylo prokázáno, že nejcharakterističtější změny, zvýšení aktivity theta, se objevují 19 minut před těžkým kognitivním poškozením (20). To naznačuje „okno“ mezi změnami EEG vyvolanými hypoglykémií a těžkou neuroglykepenií, což je důležitý předpoklad pro vývoj automatického detekčního systému schopného varovat pacienta.

Řada studií charakterizovala změny v EEG, které jsou důsledkem hypoglykémie (16–20), ale žádná nenavrhla způsob zpracování a testování v reálném čase. Se zařízením, které dokáže v reálném čase monitorovat a zpracovávat EEG signály a automaticky detekovat a varovat pacienta před hypoglykémií vyvolanými změnami EEG, by se pacient mohl vyhnout závažným neuroglypenickým symptomům, např. požitím sacharidů. Konstrukce systému alarmu hypoglykémie založeného na EEG musí splňovat následující kritéria. Za prvé, zařízení by mělo být schopno rozlišit změny EEG vyvolané hypoglykémií od normálních změn EEG, šumu a artefaktů s vysokou citlivostí a specificitou pomocí matematického algoritmu, který klasifikuje EEG v reálném čase. Za druhé, tyto změny EEG by měly být pozorovány u většiny pacientů s diabetem léčených inzulínem během hypoglykémie. Za třetí, mezi změnami EEG vyvolanými hypoglykémií a těžkými kognitivními poruchami by mělo existovat „okno“. Zařízení by navíc mělo být plně kompatibilní s běžnými každodenními aktivitami. Elektrody by tedy měly být tenké a implantované subkutánně a monitorovací a procesní jednotka by měla být malá, měla by mít dostatečnou baterii a měla by být schopná komunikace s PDA nebo mobilním telefonem.