Vakavan hypoglykemian ehkäisy Hypo-Safe-hypoglykemiahälytyslaitteella

Glykeemisen kontrollin lähes normalisoinnista on tullut vakiintunut diabeteksen hoitotavoite, jotta voidaan vähentää myöhäisten komplikaatioiden, kuten nefropatian, neuropatian, retinopatian ja sydän- ja verisuonitautien, riskiä (1). Insuliinin aiheuttaman hypoglykemian esiintymistiheys kuitenkin moninkertaistuu tehostetussa insuliinihoidossa (2;3) ja hypoglykemia on insuliinihoidetun diabeteksen yleisin akuutti komplikaatio. Hypoglykemian pelko estää diabeetikoita yrittämästä ylläpitää tiukkaa sokeritasapainoa, mikä puolestaan ​​johtaa diabetekseen liittyvän sairastuvuuden ja kuolleisuuden lisääntymiseen (4;5). Hypoglykemian oireet voidaan luokitella autonomisiin (varoitus) oireisiin, jotka johtuvat katekoliamiinien vapautumisesta, ja neuroglykopeenisista oireista, jotka johtuvat aivojen glukoosin puutteesta. Hypoglykemian oireet voivat heikentyä yöaikaan (yöllinen oireeton hypoglykemia) johtuen adrenaliinin ja glukagonin heikentyneestä glukoosin vastasäätelyvasteesta. Noin 25 % tyypin 1 diabetespotilaista kärsii eriasteisesta tietämättömyydestä, joka lisääntyy diabeteksen pitkän keston ja tiukan glukoositasapainon myötä (4;6;7).

Useissa tutkimuksissa on arvioitu jatkuvan glukoosin seurantajärjestelmän (CGMS) mahdollista käyttöä hypoglykemiahälyttiminä, mutta toistaiseksi ei ole osoitettu vaikean hypoglykemian esiintymistiheyden vähenemistä (8;9). Vaikka tekniikkaa parannetaan jatkuvasti, siihen liittyy edelleen useita ongelmia (10). Tekniikka on melko epätarkka, erityisesti alemmalla glukoosimittausalueella, ja vain noin 33 % hypoglykeemisistä tapahtumista havaittiin suuremmassa kliinisessä tutkimuksessa (11). Lukeman tarkkuus heikkenee, kun verensokerissa tapahtuu nopeita muutoksia (12). Verensokerin muutoksesta interstitiaaliosaston muutokseen on merkittävä ja vaihteleva viive, joka vaihtelee välillä 4 - 10 minuuttia (13), ja katetrit ovat melko kalliita ja ne on vaihdettava 72 tunnin välein.

EEG-signaali heijastaa aivojen toiminnallista tilaa ja aineenvaihduntaa. Aivot ovat lähes täysin riippuvaisia ​​jatkuvasta glukoosin saannista, ja kun glukoositaso on alhaisempi kuin aivojen aineenvaihduntatarpeet, niiden toiminta heikkenee. Neuroglykopeeninen hypoglykemia insuliinihoitoa saavilla diabeetikoilla liittyy tyypillisiin EEG-muutoksiin, joihin liittyy alfa-aktiivisuuden väheneminen ja delta- ja theta-aktiivisuuden lisääntyminen (14-17). Nämä muutokset näkyvät selvästi verensokerissa ~2,0 mmol/l (14;15) ennen vakavan kognitiivisen toimintahäiriön kehittymistä (18). Olemme äskettäin osoittaneet, että hypoglykemiaan liittyvät EEG-muutokset voidaan tallentaa ihonalaisesti sijoitetuista elektrodeista käyttämällä automatisoitua matemaattista algoritmia, joka perustuu epälineaariseen spektrianalyysiin, ja että ennalta määritellyn kynnyksen ylittävät EEG-muutokset voidaan osoittaa yli 10 minuuttia ennen vakavien vaivojen kehittymistä. hypoglykemia suurimmalla osalla potilaista (19). Löysimme erittäin vähän vääriä hälytyksiä, eikä elektrodien istuttamiseen liittyviä haittavaikutuksia. Olemme sittemmin suorittaneet useita tutkimuksia reaaliaikaisten hälytysten kanssa tyypin 1 diabetespotilailla, jotka ovat altistuneet insuliinin aiheuttamalle hypoglykemialle. Näissä tutkimuksissa potilaita neuvottiin nauttimaan hiilihydraatteja, kun hän kuuli hälytysäänen. Kolmessa neljästä tapauksesta potilaat pystyivät tekemään niin, kun taas neljäs potilas ei syönyt spontaanisti ateriaa, vaikka hän oli täysin tajuissaan eikä hänellä ollut kliinistä vaikutusta hypoglykemiaan. Nämä havainnot lupaavat, että EEG-muutosten yhteydessä annettu hälytys voi auttaa potilaita välttämään vakavan hypoglykemian hiilihydraattien nauttimisen vuoksi.

Kliinisen soveltuvuuden vuoksi laitteen tulee pystyä erottamaan hypoglykemian aiheuttamat EEG-muutokset melusta, artefakteista ja EEG:n fysiologisista vaihteluista, mukaan lukien unen aikana havaitut matalataajuiset aallot, korkealla herkkyydellä ja spesifisyydellä käyttämällä matemaattista algoritmia, joka luokittelee EEG:n todellisuudessa. -aika. Hypoglykemian aiheuttamien EEG-muutosten ja vakavan kognitiivisen vajaatoiminnan välillä tulisi olla "aikaikkuna". Laitteen tulee olla täysin yhteensopiva normaalin päivittäisen toiminnan kanssa. Näin ollen laitteen tulee olla pieni, täysin bioyhteensopiva ja implantoitava, ja valvonta- ja prosessointiyksikön tulee olla pieni ja siinä on oltava riittävä akkuteho.

Tämä on ensimmäinen suuremman mittakaavan tutkimus, jossa testataan hypoglykemiahälytyksen kliinistä soveltuvuutta EEG-signaalien reaaliaikaiseen analyysiin.