Señales adicionales para ejercicio, estrés y sueño y predicción de niveles de glucosa para sistemas AP

El enfoque del trabajo propuesto es determinar las variables más informativas para las comidas, el ejercicio, el estrés agudo y el sueño (MESS), identificar sensores seleccionados que reporten estas variables y desarrollar los algoritmos para detectar la ocurrencia de MESS, discriminarlos y determinar sus características. Se necesita investigación para identificar qué dispositivos portátiles informan las variables más informativas y predictivas de MESS con la precisión y exactitud deseadas, determinar la mejor ubicación para usarlos para recopilar datos confiables e informativos, y extraer conocimientos precisos de los datos informados por sensores portátiles. Los datos y su interpretación deben ser informativos para varios tipos de actividades físicas, etapas del sueño y tipos e intensidades de estrés agudo, y la ocurrencia simultánea de factores MESS.

En el primer año de la investigación, los investigadores utilizarán varios dispositivos para recopilar datos y evaluar su contenido de información y su contribución a la mejora de la predicción de la glucosa sérica, las mejores ubicaciones para recopilar información precisa y confiable y su aceptación por parte de los usuarios. En el segundo año del proyecto, seleccionaremos un solo dispositivo portátil, realizaremos experimentos clínicos y de vida libre adicionales en el hogar para evaluar las contribuciones de la información del dispositivo portátil seleccionado para mejorar la precisión de la predicción de glucosa y el rendimiento de el AP multivariable.

Los objetivos de la investigación propuesta son determinar las variables más informativas y las ubicaciones de los sensores para capturar información confiable y precisa que complemente las mediciones de concentración de glucosa (MCG) y desarrollar algoritmos para determinar la presencia de ejercicio, estrés o sueño en un momento dado para estimar concentraciones de glucosa y toma de decisiones de control por un sistema de páncreas artificial multivariable. La investigación propuesta se llevará a cabo mediante la consecución de los siguientes objetivos específicos:

Para perturbar sistemáticamente los factores MESS dentro de experimentos estandarizados en el laboratorio y en el hogar para analizar sus efectos e interacciones en las concentraciones de glucosa; para identificar los enfoques de medición más informativos y confiables (es decir, tipos de sensores portátiles y ubicaciones en el cuerpo) para discriminar factores MESS; desarrollar relaciones cuantitativas que identifiquen el tipo y las características de actividades MESS específicas, desarrollar algoritmos para detectar la presencia de actividades MESS específicas, identificarlas y predecir concentraciones de glucosa con modelos recursivos en tiempo real (para una futura integración con sistemas de control de AP adaptativos) ; y evaluar el rendimiento de los modelos multivariables con datos de dispositivos portátiles y CGM en control de circuito cerrado con AP durante experimentos clínicos exploratorios.

El estudio se llevará a cabo durante un período de 3 a 4 semanas para un total de 6 visitas de estudio. Los sujetos serán monitoreados continuamente usando CGM (DEXCOM [US G5 PLATINUM]); 3 actividad de los siguientes monitores de actividad; (Empatica E4, BiostampRC™, Equivital™ Life Monitor) y Actigraph durante toda la noche. Además, los sujetos utilizarán un monitor de sueño (Zmachine® Insight & Insight+ Model DT-200 y Zephyr Bioharness) durante el período de 3 semanas. Los sujetos vendrán a una visita de estudio 3 veces durante la primera semana durante la cual los investigadores medirán la capacidad de oxígeno y la fuerza muscular de los sujetos durante una prueba de esfuerzo de ejercicio pico (VO2 pico) y una prueba de fuerza muscular máxima (1-RM) , respectivamente. Los resultados de esta prueba establecerán una línea de base a partir de la cual podemos calcular la intensidad de las series de ejercicios aeróbicos y de resistencia submáximos. Las próximas 3 visitas del estudio ocurrirán durante las siguientes 3 a 4 semanas. Durante este tiempo los sujetos realizarán actividades que producen estrés fisiológico y psicológico solos, combinados o próximos entre sí. Las mujeres se realizarán una prueba de embarazo en orina antes de cada día de recopilación de datos. Además, los sujetos realizarán una serie de actividades físicas en casa que serán programadas con el asistente de investigación. El asistente de investigación llamará a los sujetos periódicamente y les pedirá que realicen actividades estresantes, como desafíos mentales.