Dodatkowe sygnały dotyczące ćwiczeń, stresu i snu oraz przewidywanie poziomu glukozy dla systemów AP

Celem proponowanej pracy jest określenie najbardziej pouczających zmiennych dotyczących posiłków, ćwiczeń, ostrego stresu i snu (MESS), zidentyfikowanie wybranych czujników, które zgłaszają te zmienne, oraz opracowanie algorytmów do wykrywania występowania MESS, ich rozróżniania i określić ich cechy. Potrzebne są badania, aby określić, które urządzenia do noszenia podają najbardziej pouczające i predykcyjne zmienne MESS z pożądaną precyzją i dokładnością, określić najlepsze miejsce do ich noszenia w celu gromadzenia wiarygodnych i informacyjnych danych oraz wyodrębnić dokładną wiedzę z danych zgłaszanych przez czujniki do noszenia. Dane i ich interpretacja powinny być pouczające dla różnych rodzajów aktywności fizycznej, faz snu, rodzajów i intensywności stresu ostrego oraz współwystępowania czynników MESS.

W pierwszym roku badań badacze wykorzystają kilka urządzeń do zbierania danych i oceny ich zawartości informacyjnej oraz wkładu w poprawę przewidywania stężenia glukozy w surowicy, najlepszych lokalizacji do zbierania dokładnych i wiarygodnych informacji oraz ich akceptacji przez użytkowników. W drugim roku projektu wybierzemy jedno urządzenie do noszenia, przeprowadzimy dodatkowe eksperymenty kliniczne i na wolności w domu, aby ocenić wkład informacji z wybranego urządzenia do noszenia na poprawę dokładności przewidywania stężenia glukozy i wydajności wielowymiarowy AP.

Celem proponowanych badań jest określenie najbardziej pouczających zmiennych i lokalizacji czujników w celu uzyskania wiarygodnych i dokładnych informacji, które uzupełniają pomiary stężenia glukozy (CGM) oraz opracowanie algorytmów określających obecność wysiłku fizycznego, stresu lub snu w dowolnym momencie w celu oszacowania stężenia glukozy i podejmowanie decyzji kontrolnych przez wielowymiarowy system sztucznej trzustki. Proponowane badania będą prowadzone przy realizacji następujących celów szczegółowych:

Systematyczne zakłócanie czynników MESS w ramach standardowych eksperymentów w laboratorium iw domu w celu analizy ich wpływu i interakcji na stężenia glukozy; zidentyfikowanie najbardziej informacyjnych i wiarygodnych podejść pomiarowych (tj. rodzaje czujników do noszenia i umiejscowienie na ciele) do rozróżniania czynników MESS; opracowanie relacji ilościowych identyfikujących rodzaj i cechy określonych aktywności MESS, opracowanie algorytmów wykrywających obecność określonych aktywności MESS, ich identyfikację oraz przewidywanie stężeń glukozy za pomocą modeli rekurencyjnych w czasie rzeczywistym (w celu przyszłej integracji z adaptacyjnymi systemami kontroli AP) ; oraz do oceny wydajności modeli wielowymiarowych z danymi z urządzeń do noszenia i CGM w kontroli w pętli zamkniętej z AP podczas eksploracyjnych eksperymentów klinicznych.

Badanie będzie trwało 3-4 tygodnie, łącznie 6 wizyt studyjnych. Osoby badane będą stale monitorowane za pomocą CGM (DEXCOM [US G5 PLATINUM]); 3 aktywność następujących monitorów aktywności; (Empatica E4, BiostampRC™, Equivital™ Life Monitor) i Actigraph przez całą noc. Ponadto badani będą korzystać z monitora snu (Zmachine® Insight & Insight+ Model DT-200 i Zephyr Bioharness) przez okres 3 tygodni. Badani będą zgłaszać się na wizytę studyjną 3 razy w ciągu pierwszego tygodnia, podczas której badacze będą mierzyć pojemność tlenową badanych i siłę mięśniową podczas szczytowego testu wysiłkowego (szczyt V02) oraz testu maksymalnej siły mięśniowej (1-RM) odpowiednio. Wyniki tego testu ustalą punkt odniesienia, z którego możemy obliczyć intensywność submaksymalnych napadów ćwiczeń aerobowych i oporowych. Kolejne 3 wizyty studyjne odbędą się w ciągu kolejnych 3-4 tygodni. W tym czasie badani będą wykonywać czynności, które wywołują stres fizjologiczny i psychologiczny samodzielnie, w połączeniu lub blisko siebie. Kobiety będą miały test ciążowy z moczu przed każdym dniem zbierania danych. Ponadto badani wykonają szereg ćwiczeń fizycznych w domu, które zostaną zaplanowane z asystentem badawczym. Asystent badawczy będzie okresowo dzwonił do badanych i każe im wykonywać stresujące czynności, takie jak wyzwania umysłowe.