1型糖尿病におけるインスリン誘発性低血糖中の脳波変化

血糖コントロールのほぼ正常化は、腎症、神経障害、網膜症、心血管疾患などの後期合併症を減らすために、糖尿病の治療目標として確立されています (1,2)。 しかし、インスリンによる低血糖の頻度は、強化されたインスリン治療中に数倍増加します (2,3)。 したがって、低血糖は、インスリンによる糖尿病の治療における最も一般的な急性合併症です。 低血糖になると認知機能が乱れ、意識不明やけいれんに至ることもあります。 これは、リスクの高い状況につながる可能性があります。車の運転中や機械の操作中。 低血糖に起因する 1 型糖尿病患者の推定死亡率は、2% から 6% の間で変動します (4,5)。 さらに、低血糖のリスクにより、糖尿病患者の日常活動が制限され、生活の質が低下します。 したがって、低血糖が糖尿病患者のインスリン療法で最も懸念される急性合併症であることは驚くべきことではありません。 低血糖に対するこの恐怖は、糖尿病患者が厳格な血糖コントロールを維持しようとする意欲を失わせ、その結果、晩期合併症の発生率が高くなり、結果として死亡率が上昇します (1,6,7) 1 型糖尿病の最初の数年間、ほとんどの患者は低血糖の特徴的な症状を感じることができ、適切な食品を摂取することで軽減することができます。 低血糖症の症状は、カテコールアミンの放出による自律神経（警告）症状と、脳内のブドウ糖の欠乏による神経糖減少症状に大別できます。 多くの患者では、アドレナリンとグルカゴンによるグルコース対抗調節反応の障害により、夜間に症状が悪化することがよくあります (夜間の無症候性低血糖)。 慢性的な低血糖の無意識は非常に一般的です。 インスリン治療を受けたすべての糖尿病患者の 4 分の 1 は、ある程度自覚症状が軽減されていますが、20 年以上糖尿病を患っている患者では、この割合がほぼ 50% に増加します (8)。 集中的なインスリン療法による糖尿病の厳格な管理は、自律神経警告症状の喪失を伴う低血糖無意識症候群のリスク増加と関連しています (2,6,9)。 これは、再発性の低血糖エピソードによるホルモンのグルコースカウンターレギュレーションの減少に関係しているようです (6,9)。

これらの理由から、自動検出システムの開発を目的として、多くの研究が実施されてきました。このシステムは、血糖値が重度の神経糖減少症を発症するレベル、通常約 2.0 ～ 2.5 mmol/l に低下する前に糖尿病患者に警告することができます。 . ほとんどの研究では、継続的なグルコースモニタリング (CMG) が低血糖の頻度を減少させる可能性が評価されています。 小規模な研究では、従来のグルコース測定と比較して CMG を使用した低血​​糖のリスクが低いことが報告されていますが (10,11)、大規模な多施設研究ではこれらの所見を再現できませんでした (11-14)。 これは、グルコース値の低い範囲での精度の低さと、CMG を使用した急速な変化中の検出時間の遅延によって説明できます (11,13,14)。 実際、CMG は低血糖イベントの 50% 未満しか認識しません (15)。 したがって、従来のグルコース測定と比較してわずかな改善であっても、CMG は重度の低血糖エピソードを完全に回避するという目標にはほど遠い.

脳波信号は、脳の機能状態と代謝を反映しています。 脳はブドウ糖の継続的な供給にほぼ完全に依存しており、これが脳の代謝要件よりも低い場合、その機能は低下します. 実際、インスリン治療を受けた糖尿病患者における神経グリコペニア性低血糖症は、アルファ活動の減少、デルタ活動の増加、特にシータ活動の増加を伴う EEG の特徴的な変化と関連しています (16-19)。 これらの変化は～2.0mmol/lではっきりと見られますが(16,17)、より高いグルコースレベル(～3.0mmol/l)ですでに存在している可能性があり、特に低血糖を自覚していない1型糖尿病患者では顕著です(19,20)。 最も特徴的な変化であるシータ活動の増加は、重度の認知障害の 19 分前に現れることが示されています (20)。 これは、低血糖誘発性の EEG 変化と重度の神経血糖低下症との間の「ウィンドウ」を示唆しており、これは患者に警告できる自動検出システムを開発する上で重要な前提条件です。

多くの研究が低血糖に起因する EEG の変化を特徴付けていますが (16-20)、リアルタイムで処理およびテストする方法を提案したものはありません。 EEG 信号のリアルタイム監視と処理を実行し、低血糖による EEG 変化を自動的に検出して患者に警告できるデバイスを使用すると、患者は重度の神経グリペニア症状を回避できます。炭水化物の摂取による。 EEG ベースの低血糖警報システムの構築は、次の基準を満たす必要があります。 まず、デバイスは、脳波をリアルタイムで分類する数学的アルゴリズムを使用して、低血糖による脳波の変化を脳波の通常の変化、ノイズ、およびアーチファクトと高い感度と特異性で区別できる必要があります。 第二に、これらの EEG の変化は、低血糖時にインスリン治療を受けた糖尿病患者の大部分で観察されるはずです。 第三に、低血糖による脳波の変化と重度の認知障害の間に「ウィンドウ」があるはずです。 さらに、デバイスは通常の日常活動と完全に互換性がある必要があります。 したがって、電極は薄く、皮下に埋め込む必要があり、監視および処理ユニットは小さく、十分なバッテリー電力を備え、PDA または携帯電話と通信できる必要があります。