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Machbarkeitsstudie von PID im Vergleich zu MPC und HMS

20. Juli 2016 aktualisiert von: Sansum Diabetes Research Institute

Machbarkeitsstudie zur Verwendung eines PID-Reglers (Proportional-Integral-Differential) im Vergleich zu einem MPC-Regler (Model Predictive Control) Algorithmus und Zustandsüberwachungssystem (HMS)

Das Ziel dieser vorgeschlagenen Studie ist es, die Machbarkeit der Verwendung eines PID-Reglers (Proportional-Integral-Derivative) gegenüber einem MPC-Regleralgorithmus (Model Predictive Control) in einem künstlichen Pankreassystem zu untersuchen, wobei alle anderen Komponenten und das Studiendesign gleich sind.

Die Studie besteht aus einer Bewertung beider Arten von Steueralgorithmen als Teil des Geräts für die künstliche Bauchspeicheldrüse (AP) während zweier 27,5-stündiger geschlossener Regelkreise in einer klinischen Umgebung (Sansum Diabetes Research Institute, Santa Barbara, CA), getrennt um mindestens 5 Tage und höchstens 2 Wochen. Der 27,5-Stunden-Zeitraum umfasst: 2 angekündigte Mahlzeiten (Abendessen und Frühstück mit 65 g bzw. 50 g CHO), denen eine Dosis schnell wirkenden Insulins vorausgeht, die einem 100-prozentigen Bolus entspricht, basierend auf dem Verhältnis von Insulin zu Kohlenhydraten (I:C) jedes Probanden, und 1 unangekündigte Mahlzeit (Mittagessen mit 65 g Kohlenhydraten, gleicher Mahlzeiteninhalt wie Abendessen); komplette Nacht von 00:00 bis 07:00 Uhr. Das Ziel besteht darin, zu zeigen, dass das AP-Gerät in der Lage ist, den Blutzucker des Probanden jederzeit in einem sicheren Bereich zu halten.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

10

Phase

  • Frühphase 1

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

    • California
      • Santa Barbara, California, Vereinigte Staaten, 93105
        • Sansum Diabetes Research Institute

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

21 Jahre bis 65 Jahre (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Klinische Diagnose von Typ-1-Diabetes für mindestens ein Jahr und Verwendung einer Insulinpumpe für mindestens 6 Monate mit handelsüblichem schnell wirkendem Insulin
  • Die Diagnose von Typ-1-Diabetes basiert auf dem Urteil des Prüfarztes; C-Peptid-Spiegel und Antikörperbestimmungen sind nicht erforderlich.
  • Alter 21 bis 65 Jahre
  • Für Frauen, von denen derzeit nicht bekannt ist, dass sie schwanger sind oder stillen
  • HbA1c zwischen 5 und 10 %, gemessen mit DCA2000 oder einem gleichwertigen Gerät
  • Bereit, die Kalibrierung der Studien-CGMs nur mit einem Fingerstich durchzuführen und bereit, die Anweisungen zum Tragen von Insulinpumpe und CGM zu befolgen.
  • Bereit, das Studien-CGM zu verwenden und die Insulinpumpe während des geschlossenen Regelkreises zu untersuchen.
  • Kann und willigt ein, die folgenden Medikamente ab 24 Stunden vor dem Tragen des Sensors bis zum Abschluss des Close-Loop-Studienbesuchs zu vermeiden: Paracetamol, Prednison und Pseudoephedrin.
  • Ein Verständnis und die Bereitschaft, das Protokoll zu befolgen und die Einverständniserklärung zu unterzeichnen.

Ausschlusskriterien:

  • Zeigen Sie Hypoglykämie-Unwissenheit.
  • Hinweise auf Herzrhythmusstörungen.
  • Schwangerschaft (bestimmt durch einen positiven Blut-Schwangerschaftstest, der bei gebärfähigen Frauen während des Screening-Besuchs und Urintests zum Zeitpunkt der Aufnahme zum stationären Besuch durchgeführt wurde) oder stillende Mutter.
  • Frauen, die sexuell aktiv sind und schwanger werden können, die keine Verhütungsmittel anwenden.
  • Diabetische Ketoazidose in den letzten 6 Monaten vor der Einschreibung, die einen Besuch in der Notaufnahme oder einen Krankenhausaufenthalt erfordert
  • Schwere Hypoglykämie, die in den 12 Monaten vor der Einschreibung zu Krampfanfällen oder Bewusstlosigkeit führte
  • Aktuelle Behandlung einer Anfallserkrankung; Probanden mit einer Vorgeschichte von Anfällen können in die Studie aufgenommen werden, wenn sie eine schriftliche Genehmigung ihres Neurologen erhalten
  • Aktive Infektion
  • Ein bekannter medizinischer Zustand, der nach Einschätzung des Prüfarztes die Durchführung des Protokolls beeinträchtigen könnte, wie z. B. kognitives Defizit.
  • Geistige Unfähigkeit, mangelnde Bereitschaft oder Sprachbarrieren, die ein angemessenes Verständnis oder eine angemessene Zusammenarbeit verhindern, einschließlich Personen, die nicht lesen oder schreiben können.
  • Koronare Herzkrankheit oder Herzinsuffizienz.
  • Patienten mit koronarer Herzkrankheit in der Vorgeschichte können in die Studie aufgenommen werden, wenn sie eine schriftliche Genehmigung ihres Kardiologen erhalten
  • Vorhandensein einer bekannten Nebennierenerkrankung
  • Aktive Gastroparese
  • Wenn Sie blutdrucksenkende, Schilddrüsen-, Antidepressiva- oder Lipidsenker-Medikamente einnehmen, mangelnde Stabilität der Medikamente in den letzten 2 Monaten vor der Aufnahme in die Studie
  • Unkontrollierte Schilddrüsenerkrankung; Angemessen behandelte Schilddrüsenerkrankungen und Zöliakie schließen Studienteilnehmer nicht von der Einschreibung aus
  • Missbrauch von Alkohol
  • Aktuelle Einnahme eines Betablocker-Medikaments
  • Laborergebnisse:

    1. Hämatokrit < 30 % oder > 55 %
    2. A1C > 10 %
    3. Abnormale Leber- oder Nierenfunktion (Transaminase > 2-fache Obergrenze des Normalwerts, Kreatinin > 1,5 mg/dL)
    4. Labore, die beim Screening-Besuch oder innerhalb eines Monats vor dem Screening (für andere Zwecke) entnommen wurden, reichen für die Registrierungszwecke in Bezug auf den Hämatokrit aus
  • Das Subjekt hat Hauterkrankungen, die nach Einschätzung des Prüfarztes das Tragen der Studiengeräte (Infusionsset und Sensor) im Bauch ausschließen würden. Beispiele umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Psoriasis, Verbrennungen, Narbenbildung, Ekzeme, Tätowierungen und erhebliche Hypertrophie an Stellen, an denen das Gerät abgenutzt ist; jede bekannte Allergie gegen medizinische Klebstoffe.
  • Derzeit in Langzeitbehandlung mit Prednison. Wenn der Proband eine Kurzzeitbehandlung mit Prednison erhalten hat, verschieben Sie die Aufnahme, bis die zugrunde liegende Erkrankung und die Prednison-Behandlung abgeklungen sind.
  • Allergie gegen Studienmedikamente, Lebensmittel oder anderes Studienmaterial.
  • Klinisch signifikantes Screening-EKG, körperliche Untersuchung, Labortest oder Anomalie der Vitalfunktionen.
  • Exposition gegenüber einem Prüfpräparat innerhalb von 30 Tagen.
  • Vorgeschichte von Malignität innerhalb der 5 Jahre vor dem Screening (außer Basalzellkarzinom).
  • Derzeitiges Rauchen oder aufgehörtes Rauchen (einschließlich Zigaretten, Zigarren, Pfeifen) in den letzten 6 Monaten.
  • Derzeitige Teilnahme an einer anderen Untersuchungsstudie.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Zuteilung: Zufällig
  • Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
  • Maskierung: Keine (Offenes Etikett)

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Aktiver Komparator: PID-Algorithmus mit HMS

Der Steueralgorithmus ist im Kern ein Proportional-Integral-Derivative (PID)-Regler, der eine auf der internen Modellsteuerung (IMC) basierende Abstimmungsregel enthält, die ein explizites Modell der menschlichen T1DM-Glukose-Insulin-Dynamik verwendet. Parameter des Modells werden basierend auf a priori leicht verfügbaren Subjektparametern personalisiert. Dieser Regler teilt die Steueraktion in drei Komponenten auf – den proportionalen Abstand zwischen der aktuellen Messung und dem Zielsollwert, den kumulierten integralen Fehler, ausgedrückt durch die Fläche zwischen der aktuellen Zustandskurve und dem Zielsollwert über die Zeit, und die Ableitungsänderungsrate der aktuellen Messung.

Der Algorithmus des Gesundheitsüberwachungssystems verwendet dieselben Glukoseüberwachungsdaten (CGM) wie der PID-Steueralgorithmus, verwendet jedoch einen separaten Algorithmus für Trendanalysen und Vorhersagen zukünftiger Glukosewerte. Die Verwendung eines redundanten und unabhängigen Algorithmus ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal des gesamten AP-Geräts.

Experimental: MPC-Algorithmus mit HMS

Die erste Steuerungsstrategie ist eine Variante des Model Predictive Control (MPC)-Algorithmus. MPC verwendet ein explizites Modell des zu steuernden Prozesses, wenn die Eingabe optimiert wird. Insbesondere verwenden MPC-Regler zur Glykämiekontrolle ein Modell der T1DM-Insulin-Glukose-Dynamik eines Menschen, um die Entwicklung der Blutglukosewerte über einen sogenannten Vorhersagehorizont von Reglerschritten vorherzusagen und eine vorhergesagte Insulinzufuhrkurve zu optimieren, um a festgelegtes Kostenziel, das unsichere glykämische Werte und auch den Insulinverbrauch bestraft.

Der Algorithmus des Gesundheitsüberwachungssystems verwendet die gleichen CGM-Daten wie der MPC-Kontrollalgorithmus, verwendet jedoch einen separaten Algorithmus für Trendanalysen und Vorhersagen zukünftiger Glukosewerte. Die Verwendung eines redundanten und unabhängigen Algorithmus ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal des gesamten AP-Geräts.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Zeit, die im sicheren Blutzuckerbereich verbracht wird
Zeitfenster: 24 Stunden geschlossener Kreislauf
Der Prozentsatz der Zeit, die im sicheren Blutzuckerbereich von [80-140] mg/dl verbracht wird, ist der primäre Endpunkt. Mehr Zeit, die innerhalb des gewünschten Bereichs verbracht wird, wird als erfolgreich angesehen. Erwartete Spiegel sind [70-180] mg/dl in den 5 Stunden nach den Mahlzeiten.
24 Stunden geschlossener Kreislauf

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Glukosespiegelextreme und Notwendigkeit einer Intervention von außen
Zeitfenster: 24 Stunden geschlossener Kreislauf
Der sekundäre Endpunkt misst Glukose-Extreme und die Notwendigkeit einer Intervention von außen, um Hypoglykämie oder Hyperglykämie zu verhindern. Interventionen wären Insulininjektionen oder orale Kohlenhydrate, die dem Patienten vom Arzt verabreicht werden. Das Fehlen eines ärztlichen Eingriffs wird als erfolgreiches Ergebnis gewertet.
24 Stunden geschlossener Kreislauf

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn

1. Juli 2014

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

1. August 2015

Studienabschluss (Tatsächlich)

1. August 2015

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

12. November 2013

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

12. November 2013

Zuerst gepostet (Schätzen)

19. November 2013

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Schätzen)

22. Juli 2016

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

20. Juli 2016

Zuletzt verifiziert

1. Juli 2016

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

Klinische Studien zur Diabetes mellitus Typ 1

Klinische Studien zur PID-Regelalgorithmus

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