Empowerment del paziente attraverso il supporto decisionale personalizzato predittivo (PEPPER) (PEPPER)

1. Descrizione dei componenti del sistema PEPPER: Algoritmo di supporto alle decisioni L'algoritmo di supporto alle decisioni si basa sul ragionamento basato sui casi (CBR). CBR è una tecnica di intelligenza artificiale che cerca di risolvere problemi incontrati di recente applicando le soluzioni apprese dai problemi risolti incontrati in passato. Una combinazione di parametri costituisce il problema del caso presentato all'algoritmo CBR. Utilizzando queste informazioni, l'algoritmo troverà uno scenario di caso simile dal pool di casi riscontrati in precedenza e raccomanderà una soluzione migliore (dose di insulina) per ottenere il miglior risultato possibile (glicemia post-prandiale). Ogni nuovo caso include informazioni sul problema (ad es. glicemia capillare, informazioni sui pasti, ecc.), soluzione (dose di insulina raccomandata) ed esito (glicemia post-prandiale).

PEPPER offre una doppia architettura sia per la terapia con iniezioni multiple giornaliere (MDI) che per l'infusione continua di insulina sottocutanea (CSII). In entrambi i casi, l'utente indossa periodicamente un monitor continuo del glucosio (CGM) e un monitor dell'attività.

Versione CSII del ricevitore: il ricevitore è un dispositivo touch-screen portatile, che comunica direttamente con il microinfusore per insulina o con lo smartphone con l'applicazione PEPPER in esecuzione e i partecipanti possono somministrare un bolo di insulina con il loro microinfusore abituale. La sua funzione principale in PEPPER è quella di consentire all'utente di gestire con precisione la terapia insulinica accettando o rifiutando le raccomandazioni sulla dose di insulina in bolo, calcolate dall'algoritmo di supporto decisionale basato su CBR, tramite un'interfaccia grafica. Inoltre, misura e registra automaticamente i livelli di glucosio (tramite un lettore di strisce di glucosio nel sangue (BG) integrato) e consente la registrazione dell'assunzione di cibo e di altri parametri.

Versione MDI: questo telefono è uno smartphone disponibile in commercio con l'applicazione di raccomandazione dell'insulina in esecuzione localmente su un sistema operativo standard come il sistema operativo iPhone (iOS) o Android. Ha le stesse funzionalità della versione CSII, tranne per il fatto che non ha un lettore di glicemia capillare (CBG) integrato ma importa invece i dati in modalità wireless da monitor CBG esterni.

Server Web sicuro Revisione: il telefono riporta in modalità wireless la cronologia dei casi dell'utente al portale sicuro, un sito Web che consente al medico di aggiungere nuovi pazienti e rivedere i casi per decidere quali devono essere conservati. Un caso comprende più parametri come l'assunzione di carboidrati, la lettura della glicemia, la composizione del pasto, l'attività fisica e il ciclo ormonale.

La cartella clinica personale sul portale protetto consente a pazienti e medici di visualizzare e aggiornare componenti selezionati della cronologia dettagliata.

Sistema di somministrazione dell'insulina MDI: fornirà penne per insulina con 0,5 UI di insulina. CSII: utilizzerà il microinfusore per insulina Cellnovo o il microinfusore abituale.

Sistema di monitoraggio continuo del glucosio Il sensore del glucosio che verrà utilizzato durante gli studi clinici è il sensore Dexcom (marchio CE, prodotto da Dexcom). Questa corrente è proporzionale alla concentrazione di glucosio nel liquido interstiziale ed è calibrata rispetto alla glicemia per un minimo di 12 ore. I dati Dexcom CGM vengono trasmessi automaticamente a un server web sicuro e al portale web sicuro PEPPER. I partecipanti saranno in grado di vedere i propri dati CGM in ogni momento e questo verrà utilizzato continuamente durante gli studi.

Funzioni di sicurezza Saranno incorporati allarmi di glicemia bassa e alta per avvisare l'utente quando viene rilevata ipo e iperglicemia per consentire all'utente di agire di conseguenza per riportare i livelli di glucosio nell'intervallo target.

Algoritmo di previsione del glucosio per la previsione dell'ipoglicemia L'algoritmo di previsione dell'ipoglicemia consentirà al sistema di attivare automaticamente la funzione di sospensione del glucosio basso nei partecipanti al microinfusore (sospensione dell'erogazione di insulina finché i livelli di glucosio non rientrano nell'intervallo target) e/o di attivare un avviso di carboidrati adattivo, che consiglia uno spuntino a base di carboidrati personalizzato.

Vincoli di sicurezza dell'insulina Saranno incorporate soglie di dose massima di insulina personalizzate per prevenire il sovradosaggio di insulina.

Rilevamento dei guasti I microinfusori per insulina e i CGM sono tecnologie consolidate, ma i guasti in questi dispositivi (ad es. occlusione della pompa, perdita di sensibilità del sensore). Un sistema di rilevamento dei guasti identificherà tali guasti e avviserà l'utente di raccomandare un'azione corrispondente per tornare allo stato normale.

I partecipanti avranno l'opportunità di chiamare un medico per il supporto medico e un ingegnere per il supporto tecnico 24 ore al giorno.

2.2 Reclutamento Questo è uno studio multicentrico e il reclutamento per lo studio clinico sarà effettuato nelle cliniche del diabete presso l'Institut d'Investigació Biomédica de Girona (IdIBGi) (Spagna) e l'Imperial College London (ICL) (Regno Unito) da database di ricerca registrati e dai partecipanti interessati che ci contattano.

2.3 Studi clinici: 2.3.1 Fase 1 Obiettivo: Dimostrare la sicurezza e la prova tecnica del concetto del sistema di sicurezza PEPPER (senza l'algoritmo CBR) nell'ambiente del partecipante.

Gli esiti primari e gli esiti secondari sono definiti nelle misure di esito. Tempistica: ogni partecipante parteciperà allo studio per 8 settimane: periodo di rodaggio (periodo di 2 settimane) e periodo di intervento (periodo di 6 settimane). Si prevede che saranno necessari 6 mesi per completare questa fase.

Popolazione: 15 adulti con T1DM (7 su MDI e 8 in CSII)

Visita 1: Screening Consenso informato firmato e datato Dati demografici (data di nascita, sesso, razza ed etnia) Anamnesi medica e chirurgica e allergie ai farmaci Dettagli della storia del diabete Anamnesi mestruale e contraccezione (femmine) Farmaci e integratori Anamnesi sociale incluso consumo di alcol, fumo e abitudine alla droga Segni vitali ECG Campione di sangue venoso e urina casuale Test di gravidanza delle urine nelle partecipanti di sesso femminile in età fertile Revisione dell'educazione di base sul diabete, trattamento insulinico aggiustato se necessario Questionari da completare Ai partecipanti verrà fornito il CGM in tempo reale (RT) ( Dexcom) Il partecipante verrà istruito su come eseguire la corretta calibrazione CGM. I test di controllo della qualità verranno eseguiti sui dispositivi dello studio come raccomandato nelle linee guida del produttore Ai partecipanti verrà mostrato come inserire il sensore da soli, interpretare i dati CGM in tempo reale e impostare gli allarmi di soglia di ipo e iperglicemia. La soglia di allarme sarà fissata a 4mmol/l e 11mmol/l e i partecipanti saranno incoraggiati a mantenerla a quei livelli e a non ridurre la soglia di ipoglicemia al di sotto di 3,3mmol/l) I partecipanti dovranno completare un periodo di rodaggio di 2 settimane utilizzando RT-CGM (Dexcom) e un calcolatore di bolo standard per familiarizzare con RT-CGM. Ai partecipanti a MDI verrà fornito il misuratore di CBG dello studio Ai partecipanti a CSII verrà fornita la pompa dello studio Cellnovo o useranno la loro pompa abituale. Verrà fornito un monitor di attività fisica standardizzato e ai partecipanti verrà mostrato come utilizzarlo.

Ai partecipanti verranno fornite guide per l'utente dettagliate (Cellnovo, Dexcom CGM, telefono PEPPER) e un foglio di istruzioni con le informazioni di contatto 24 ore su 24 del team di ricerca per affrontare eventuali problemi o domande.

Visita 2: Revisione del CGM e inizio dello studio Partecipare 2 settimane dopo la visita 1 Revisione dei dati CGM Trattamento insulinico aggiustato se necessario. Accendere il ricevitore PEPPER (algoritmo CBR disabilitato).

Visita 3: visita di 2 settimane Partecipare 2 settimane dopo la visita 2 presso l'unità di ricerca clinica Revisione dei dati CGM Trattamento insulinico aggiustato se necessario Rivedere eventuali problemi tecnici.

Visita 4: Visita finale (6 settimane dopo la visita 2) Revisione dei dati CGM Spegnere il sistema PEPPER e restituire il dispositivo I partecipanti devono tornare al trattamento abituale I questionari devono essere completati.

2.3.2 Fase 2: Valutazione clinica di sicurezza, fattibilità e usabilità del sistema PEPPER.

Obiettivo: dimostrare la sicurezza e la prova tecnica del concetto dell'intero sistema PEPPER (integrato con l'algoritmo CBR).

Gli esiti primari e gli esiti secondari sono definiti nelle misure di esito. I tempi e la popolazione sono gli stessi della fase 1. Visita 1: Screening Come per la fase 1 Visita 2: revisione CGM e inizio studio Accendere il ricevitore PEPPER (algoritmo CBR e sistema di sicurezza PEPPER abilitati) Il resto dei passaggi come in fase 1 visita 2 Visita 3: visita di 2 settimane Come nella fase 1 visita 3 Visita 4: visita di 6 settimane (6 settimane dopo la visita 2) Come nella fase 1 visita 4 Visita 5: visita finale Fase 5 dello studio di usabilità 2.3 .3 Studio di usabilità L'usabilità del sistema sarà valutata durante le fasi della sperimentazione clinica e la riqualificazione del sistema sarà effettuata di conseguenza.

Obiettivi: valutare l'usabilità dei telefoni PEPPER per un periodo di tempo prolungato.

Fase 1: Osservazione della formazione I partecipanti saranno addestrati all'uso dei dispositivi. Il portatile verrà filmato durante la formazione per vedere quale aspetto viene descritto.

Fase 2: Intervista contestuale L'obiettivo è quello di raccogliere dati in una fase iniziale del processo di ingegneria dell'usabilità. Saranno utilizzati per comprendere l'uso previsto di tutte le parti del sistema e le caratteristiche relative alla sicurezza, all'interno di un contesto quotidiano. Il colloquio sarà semi-strutturato con scelta delle domande.

Fase 3: studio del diario I dati saranno raccolti tramite lo smartphone in una varietà di formati. Lo studio fa seguito all'intervista contestuale e si conclude con un colloquio di uscita. I partecipanti verranno inoltre telefonati a intervalli settimanali per vedere come stanno trovando il consiglio del bolo e per verificare che non ci siano problemi.

Raccolta dati. Ai partecipanti verrà chiesto di inserire annotazioni nel diario ogni volta che utilizzano PEPPER bolus advisor. I dati verranno raccolti utilizzando un'app per smartphone. Potrebbe richiedere una varietà di formati tra cui foto, memo vocali, testo. Inoltre, dopo ogni telefonata settimanale verranno effettuate annotazioni scritte.

Fase 4: Colloquio di uscita dal diario Lo scopo è approfondire alcune voci del diario per scoprire informazioni supplementari. Ai partecipanti verrà chiesto di rivedere ciascuna delle annotazioni del diario, fornendo ulteriori spiegazioni. Questa sarà seguita da un'intervista non strutturata.

Il diario verrà filmato durante la conversazione per vedere quale voce viene descritta.

Fase 5: Gruppo contestuale Tutti i membri dello studio di fattibilità saranno invitati a un incontro sociale in un luogo informale. Lo scopo della sessione sarà quello di convalidare i risultati delle fasi precedenti. Il ricercatore si sforzerà di essere uno spettatore discreto nella discussione e non offrire opinioni personali ma ascoltare questioni e temi comuni.

Raccolta dati. I dati verranno raccolti su un blocco note o laptop in modo visibile. I dati verranno raccolti utilizzando un registratore audio nei passaggi 1-4. 2.4 Statistiche La dimensione del campione è paragonabile ad altri studi pilota di tecnologia sulla sicurezza, è un numero realistico per il reclutamento e fornisce solidi dati sulla sicurezza. Lo studio non ha la potenza per mostrare un cambiamento negli esiti primari o secondari rispetto alle cure abituali, ma è una valutazione di una nuova tecnologia.

2.5 Riservatezza dei dati raccolti durante le interviste Per garantire la sicurezza, i dati ottenuti durante lo svolgimento delle interviste saranno crittografati e archiviati in modo sicuro, con accesso limitato ai soli ricercatori. I dati saranno resi anonimi in modo tale che solo i ricercatori saranno in grado di collegare i dati al partecipante coinvolto utilizzando codici reversibili. Questo viene fatto esclusivamente a scopo di confronto e valutazione attraverso le interviste separate. Eventuali pubblicazioni risultanti che utilizzano i dati non identificheranno i partecipanti e qualsiasi citazione rimarrà anonima se i partecipanti acconsentono.

2.6 Archiviazione elettronica dei dati su server Web sicuro La sicurezza e la privacy dei dati saranno una priorità durante la gestione dei dati medici come quelli conservati nel sistema PEPPER. Durante gli studi clinici (fasi 1-2) i dati clinici anonimi verranno inseriti e archiviati su un server web sicuro. I dati anonimi raccolti dal telefono PEPPER (come glucosio, informazioni sui pasti, attività fisica, alcol, esercizio) e dal sistema CGM Dexcom verranno trasmessi automaticamente al server web sicuro. A tal fine si osserveranno le procedure regolamentari comunitarie (direttive 95/46/CE e 2002/58/CE). I dati medici saranno archiviati e protetti da accessi non autorizzati; la trasmissione dei dati sarà protetta; solo gli utenti autorizzati avranno accesso ai servizi e ai dati archiviati. L'autenticazione sarà richiesta per l'utilizzo dell'applicazione e la sincronizzazione dei dati. PEPPER opererà secondo le linee guida di interoperabilità standard (ad es. HL7), in modo che le informazioni possano essere scambiate senza soluzione di continuità tra i vari componenti. Gli utenti autorizzati includeranno i membri del gruppo di studio dei collaboratori di PEPPER. I collaboratori potranno visualizzare solo i dati anonimi del telefono PEPPER.

I dati generati dallo studio saranno analizzati dal team di ricerca collaborativo PEPPER nei rispettivi siti. L'analisi sarà su dati resi anonimi che saranno aggregati durante riunioni congiunte su entrambi i siti clinici.

I dati mancanti, non utilizzati e falsi saranno valutati su base individuale e potrebbero essere ignorati, ritirati o la visita potrebbe essere rimossa dall'analisi con un'adeguata giustificazione giudicata dal ricercatore principale.

2.7 Procedure di segnalazione degli eventi avversi (EA) Verranno segnalati tutti gli eventi avversi. A seconda della natura dell'evento, verranno seguite le procedure di segnalazione riportate di seguito. Eventuali domande relative alla segnalazione di eventi avversi saranno indirizzate in prima istanza al capo investigatore.

Eventi avversi non gravi: tutti questi eventi verranno registrati. Eventi avversi gravi (SAE): un modulo SAE verrà compilato e inviato via fax all'investigatore capo entro 24 ore. Tuttavia, i ricoveri per il trattamento elettivo di una condizione preesistente non devono essere segnalati come SAE.

Le segnalazioni di SAE correlati e imprevisti verranno presentate entro 15 giorni dal momento in cui il capo investigatore viene a conoscenza dell'evento. Il capo investigatore informerà inoltre lo sponsor di tutti gli SAE, laddove, a giudizio del capo investigatore, l'evento sia:

• 'correlati', cioè risultanti dall'amministrazione di una qualsiasi delle procedure di ricerca; e
• "imprevisto", vale a dire un evento che non è elencato nel protocollo come un evento previsto Gli investigatori locali segnaleranno eventuali SAE come richiesto dal loro Comitato etico di ricerca locale, Sponsor e/o Ufficio di ricerca e sviluppo.