Klinische Bewertung eines neuartigen fortschrittlichen Bolusrechners für Typ-1-Diabetes 5 (ABC4D5)

Der neuartige Entscheidungsunterstützungsalgorithmus basiert auf Case-Based Reasoning (CBR). CBR ist eine Technik der künstlichen Intelligenz, die versucht, neu aufgetretene Probleme zu lösen, indem sie die Lösungen anwendet, die aus gelösten Problemen gelernt wurden, die in der Vergangenheit aufgetreten sind (10).

Der CBR-Algorithmus erfordert die folgende Eingabe für jede Insulindosisempfehlung:

• Uhrzeit
• Kapillarer Blutzucker
• Kohlenhydrataufnahme pro Mahlzeit (g)
• Art der Mahlzeit CHO (schnelle, mittlere oder langsame Resorption)
• Übung vor oder nach der Mahlzeit, wenn innerhalb von 4 Stunden nach der Mahlzeit (Intensität: moderat oder intensiv) Diese Parameter bilden das Fallproblem, das dem CBR-Algorithmus präsentiert wird. Anhand dieser Informationen findet der Algorithmus ein ähnliches Fallbeispiel aus dem Pool der zuvor aufgetretenen Fälle und empfiehlt eine verbesserte Lösung (Insulindosis), um das bestmögliche Ergebnis (postprandialer Blutzucker) zu erzielen.

Die Insulinempfehlungsanwendung läuft lokal auf einem Standardbetriebssystem wie iOs5.x oder Android innerhalb eines handelsüblichen Smartphones. Es enthält den CBR-basierten Entscheidungsunterstützungsalgorithmus sowie Informationen über frühere erfolgreiche Fälle. Das Öffnen der Entscheidungsunterstützungsanwendung auf dem Smartphone führt zum Hauptmenü, das einen Link zum Untermenü zum Anfordern einer neuen Empfehlung bereitstellt. Jede berechnete Empfehlung muss manuell akzeptiert oder abgelehnt werden, und bei letzterer Option muss der Benutzer die angepasste Insulinmenge eingeben, die abgegeben wurde. Darüber hinaus ermöglicht das Hauptmenü dem Benutzer, protokollierte Daten wie kürzliche Glukosewerte, Mahlzeiten/Übungsereignisse und frühere Empfehlungen zur Insulindosis anzuzeigen.

Die Glukosesensoren, die während der klinischen Validierungsstudien verwendet werden, sind der Enlite-Sensor (CE-gekennzeichnet, hergestellt von Medtronic) oder der Dexcom-Sensor (CE-gekennzeichnet, hergestellt von Dexcom). Sie sind subkutane Sensoren, die direkt unter der Haut sitzen und mit einer Enzymelektrode interstitielle Flüssigkeit entnehmen. An den Sensor wird eine kleine Spannung angelegt, und ein Strom wird an die Sensorinstrumente zurückgeführt. Dieser Strom ist proportional zur Glukosekonzentration in der interstitiellen Flüssigkeit und wird mindestens 12 Stunden gegen Blutzucker kalibriert. In Phase 2 und 3 wird das CGM verblindet und entweder nachträglich mit dem iPro2-System (CE-gekennzeichnet, hergestellt von Medtronic) oder in Echtzeit mit dem Dexcom CGM-System kalibriert (das CGM wird jedoch gegenüber dem Probanden verblindet). Das iPro2 besteht aus einem Rekorder, der an den Enlite-Sensor angeschlossen wird und nach Ablauf von 6 Tagen werden die Daten auf die Medtronic Carelink iPro-Software heruntergeladen. Die Dexcom CGM-Daten werden in die DiaSend/Dexcom Studio-Software heruntergeladen. In Phase 4 wird Dexcom Echtzeit-CGM (d. h. die Probanden können ihre CGM-Daten jederzeit sehen) während der gesamten Studie kontinuierlich verwendet. In Phase 5 wird die neueste im Handel erhältliche Version des Dexcom RT-CGM (Dexcom G6) gemäß der Bedienungsanleitung des Herstellers verwendet und die Daten werden automatisch in Dexcom Clarity gespeichert. Alle Daten werden anonymisiert. Die nicht CE-gekennzeichnete Komponente der Intervention (das ABC4D-Gerät, ein neuartiger Bolusrechner für Typ-1-Diabetes) bleibt unverändert, und alle Anpassungen des Algorithmus werden wie gewohnt mit neuen Versionsnummern dokumentiert. Es wird die neueste im Handel erhältliche Version des Dexcom RT-CGM (Dexcom G6) verwendet, die das CE-Zeichen erhalten hat. In Phase 5 werden zwei zusätzliche Komponenten zum automatischen Sammeln zusätzlicher Informationen verwendet:

1. Insulinpenkappen ermöglichen die automatische Protokollierung der vom Insulinpen abgegebenen Insulindosen. Der Teilnehmer erhält die Stiftkappe, die mit seinem Insulinpen kompatibel ist.

   InPen (Companion Medical). Der InPen ist ein CE-gekennzeichnetes Gerät. GoCap (Gemeiner Menschenverstand). Das GoCap ist als nicht-medizinisches Gerät eingestuft und benötigt daher in Europa keine CE-Kennzeichnung.

2. FitBit Charge 2 HR (Fitbit) zum Sammeln von Daten zur körperlichen Aktivität. Der Fitbit Charge 2 HR wird als nicht medizinisches Gerät eingestuft.

Eine Übersicht über die Komponenten des ABC4D-Systems für Phase 5 wurde im Abschnitt Phase 5 des Protokolls und im entsprechenden PIS aufgenommen.

Um die Sicherheit und Wirksamkeit des CBR-Algorithmus zu demonstrieren, wurde eine In-silico-Studie mit dem UVa-Padova T1DM-Simulator (11) durchgeführt, die gute Ergebnisse zeigte. Der Simulator wurde aus menschlichen Daten entwickelt und berücksichtigt Sensorfehler, Sensorplatzierung, Art der Insulinverabreichung und Glukoseaufnahme während der Mahlzeit.