双向交叉闭环研究 MPC 与 FMPD
2023年4月21日 更新者:Jessica Castle、Oregon Health and Science University
一项随机、双向、交叉研究,以评估支持 MPC 练习的闭环系统与支持 FMPD 练习的闭环系统的功效
人工胰腺 (AP) 是一种自动输送胰岛素的控制系统。
我们的小组已经实施了一种衰落记忆比例微分控制器 (FMPD),用于 AP 控制系统,该系统已在临床研究中进行了评估。
然而,胰岛素的长效(90 分钟达到峰值作用)使得使用经典比例导数系统控制胰岛素具有挑战性。
本协议中描述的研究旨在测试一种新的模型预测控制 (MPC) AP 的有效性,该模型根据估计的活动水平调节胰岛素输送。
这种类型的 AP 的潜在好处是它不会将锻炼作为离散事件来处理,而是根据每 5 分钟周期计算的估计活动水平自动调整胰岛素输送。
这种类型的算法可能会显着改善我们 FMPD AP 的葡萄糖控制,FMPD AP 旨在仅在活动水平超过阈值并持续 45 分钟的特定持续时间时检测运动。
研究概览
详细说明
参与者将接受两个大约 76 小时的研究。 在每次干预访问期间,参与者将佩戴 Omnipod 来输送胰岛素和 Dexcom G6 CGM 来测量葡萄糖。 CGM 系统将每 5 分钟提供一次检测到的葡萄糖数据。 感应到的葡萄糖数据将每五分钟通过蓝牙低功耗 (BTLE) 从 Dexcom G6 发射器无线传输到三星主控制器。 智能手机将通过 BTLE 通过 Omnipod PDM 与 Omnipod 进行无线通信。 在其中一项研究中,将使用 MPC AP 控制葡萄糖。 在另一项研究中,将使用 FMPD AP 控制血糖。 AP 系统将通过参与者佩戴的 Polar M600 手表接收活动数据。
参与者将在早上 7 点左右到达诊所进行住院治疗。 参与者将在诊所吃早餐、午餐和晚餐。 参与者将使用有氧运动视频进行日常生活活动和锻炼。 参与者将在晚上 7 点出院,回家完成剩余的研究访问,并在家中进行一次锻炼视频会议。 参与者将在第 4 天返回 OHSU 以移除所有设备。 例外情况是前 8 名使用 MPC AP 的参与者。 这些参与者白天将留在研究诊所,每晚(晚上 7 点至早上 7 点)回家睡觉。
研究类型
介入性
注册 (实际的)
25
阶段
- 不适用
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。
学习地点
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-
Oregon
-
Portland、Oregon、美国、97239
- Oregon Health and Science University
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-
参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
21年 至 50年 (成人)
接受健康志愿者
不
描述
纳入标准:
- 诊断为 1 型糖尿病至少 1 年。
- 21 至 50 岁的男性或女性参与者。
- 身体上愿意并能够进行有氧运动(由研究者在审查参与者的活动水平后确定)
- 当前使用胰岛素泵至少 3 个月且胰岛素泵设置稳定 >2 周。
- 与其他年满 18 岁或以上的人同住,参与者在家锻炼时会在场,并且可以参加有关使用该系统的培训。
- 住在 OHSU 主校区 40 英里范围内。
- 筛选时 HbA1c ≤ 10%。
- 每日总胰岛素需求量低于 139 单位/天。
- 目前正在使用电话或其他设备,以便校外的研究人员可以联系
- 愿意遵守所有研究程序,包括参加所有门诊就诊。
- 愿意签署知情同意书和 HIPAA 文件。
排除标准:
- 怀孕或打算怀孕或哺乳,或未使用适当避孕方法的育龄女性。 可接受的避孕措施包括避孕药/避孕贴/阴道环、Depo-Provera、Norplant、宫内节育器、双屏障法(女性使用隔膜和杀精子剂,男性使用避孕套)或禁欲。
- 任何心血管疾病,定义为筛选时有临床意义的 EKG 异常或任何病史:中风、心力衰竭、心肌梗塞、心绞痛或冠状动脉旁路移植术或血管成形术。 2 度或 3 度心脏传导阻滞的诊断或研究者判断为排除性的任何非生理性心律失常。
- 肾功能不全(GFR < 60 ml/min,使用 OHSU 实验室报告的 MDRD 方程)。
- 肝功能衰竭、肝硬化或任何其他由研究者确定的损害肝功能的肝病。
- 男性血细胞比容低于 36%,女性低于 32%。
- 尽管接受治疗但收缩压≥ 160 mmHg 或舒张压≥ 100 mmHg 或患有治疗难治性高血压(例如 需要四种或更多药物)。
- 根据研究者的判断,筛选访视前过去 12 个月内有严重低血糖史或未意识到低血糖症。 参与者将完成一份低血糖意识问卷。 参与者将被排除在四个或更多 R 响应之外。
- 入院时诊断或研究者判断,筛选访视前 6 个月内有糖尿病酮症酸中毒史。
- 肾上腺功能不全。
- 任何活动性感染。
- 已知或怀疑滥用酒精、麻醉剂或非法药物。
- 癫痫症。
- 活动性足溃疡。
- 以缺血性静息痛或严重跛行为特征的严重外周动脉疾病。
- 筛选前 30 天内进行过大手术。
- 在筛选前 30 天内使用研究药物。
- 长期使用任何免疫抑制药物(如环孢菌素、硫唑嘌呤、西罗莫司或他克莫司)。
- 出血性疾病、华法林治疗或血小板计数低于 50,000。
- 对门冬胰岛素或赖脯胰岛素过敏。
- 目前口服或肠胃外皮质类固醇。
- 任何危及生命的疾病,包括恶性肿瘤和筛查前 5 年内的恶性肿瘤病史(基底和鳞状细胞皮肤癌除外)。
- β受体阻滞剂或非二氢吡啶类钙通道阻滞剂。
- 目前正在使用除胰岛素以外的任何旨在降低血糖的药物(例如 使用利拉鲁肽)。
- 对身体活动准备问卷中任何问题的肯定回答,但有一个例外:如果他/她服用一种不影响心率的降压药并且药物控制了血压(血压力小于 140/90 mmHg)。
- 身体活动引起的任何胸部不适,包括疼痛或压力,或其他类型的不适。
- 研究者认为可能危及参与者的安全或对方案的遵守的任何具有临床意义的疾病或病症。
学习计划
本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:治疗
- 分配:随机化
- 介入模型:交叉作业
- 屏蔽:无(打开标签)
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的:FMPD AP系统
参与者将使用 FMPD AP 系统自动输送胰岛素,进行 76 小时的研究访问。
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衰减记忆比例微分 (FMPD) 胰岛素输注算法根据比例误差(定义为当前 CGM 水平与目标 CGM 水平之间的差异)和导数误差(定义为 CGM 的变化率)确定胰岛素输送速率。
FMPD 算法利用导数和比例葡萄糖误差来确定胰岛素的递送速率。
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实验性的:MPC AP系统
参与者将使用 MPC AP 系统自动输送胰岛素,进行 76 小时的研究访问。
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模型预测控制 (MPC) 胰岛素输注算法在控制器内包含一个模型,除了 CGM 和膳食输入之外,该模型还将有氧代谢消耗作为输入。
该算法使用在患者身体上收集的心率和加速度计数据来计算代谢消耗。
然后代谢消耗作用于胰岛素动力学模型,由此更多的能量消耗和更长时间的运动可以导致胰岛素对 CGM 的更显着影响。
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实验性的:Dexcom G6 训练臂
参与者将使用 MPC AP 系统内的 Dexcom G6 CGM 系统在 7 天内生成传感器葡萄糖数据。
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Dexcom G6 CGM 通过传感器发射器测量间质葡萄糖。
在此干预期间,将此葡萄糖值报告给 MPC 算法。
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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检测到的葡萄糖 <70 mg/dl 的时间百分比
大体时间:12 小时住院时间(第 3 天或第 1 天 MPC 与第 1 天 FMPD)
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在 12 小时住院期间(第 3 天或第 1 天 MPC 与第 1 天 FMPD)使用 Dexcom 传感器评估 Dexcom G6 报告传感器葡萄糖值低于 70 mg/dl 的时间百分比。
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12 小时住院时间(第 3 天或第 1 天 MPC 与第 1 天 FMPD)
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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检测到的葡萄糖在 70-180 mg/dl 之间的时间百分比
大体时间:在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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使用跨双臂的 Dexcom 传感器评估 Dexcom G6 报告传感器葡萄糖值在 70-180 mg/dl 之间的时间百分比。
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在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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检测到的葡萄糖在 70 - 180 mg/dl 之间的时间百分比
大体时间:12 小时住院时间(第 3 天或第 1 天 MPC 与第 1 天 FMPD)
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在 12 小时住院期间(第 3 天或第 1 天 MPC 与第 1 天 FMPD)使用 Dexcom 传感器评估 Dexcom G6 报告传感器葡萄糖值在 70-180 mg/dl 之间的时间百分比。
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12 小时住院时间(第 3 天或第 1 天 MPC 与第 1 天 FMPD)
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运动后检测到的葡萄糖在 70 - 180 mg/dl 之间的时间百分比
大体时间:从门诊锻炼开始到下一餐开始,大约 1 小时
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从诊所锻炼开始到下一顿饭开始,使用 Dexcom 传感器评估 Dexcom G6 报告传感器葡萄糖值在 70-180 mg/dl 之间的时间百分比。
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从门诊锻炼开始到下一餐开始,大约 1 小时
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运动后感测到的葡萄糖 <70 mg/dl 的时间百分比
大体时间:从门诊锻炼开始到下一餐开始,大约 1 小时
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从诊所锻炼开始到下一顿饭开始,使用 Dexcom 传感器评估 Dexcom G6 报告传感器葡萄糖值低于 70 mg/dl 的时间百分比。
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从门诊锻炼开始到下一餐开始,大约 1 小时
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碳水化合物治疗次数
大体时间:在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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评估双臂碳水化合物治疗的平均数量(定义为 15 或 20 克碳水化合物)。
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在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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平均感测血糖
大体时间:在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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评估 Dexcom G6 报告的双臂传感器葡萄糖值的平均感测葡萄糖。
Dexcom G6 CGM 每 5 分钟更新一次,新的 CGM 值持续 10 天。
Dexcom G6 读数在 40-400 mg/dL 之间,并在 55 mg/dl 时发出紧急低警报,当 CGM 高于或低于用户设置的警报阈值时,会发出低警报和高警报。
Dexcom G6 CGM 传感器葡萄糖值的生理相关阈值低于 55 mg/dl、低于 70 mg/dl、高于 180 mg/dl 和高于 250 mg/dl。
Dexcom G6 的目标范围是 70-180 mg/dl。
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在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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葡萄糖变异系数
大体时间:在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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从 Dexcom G6 报告的双臂传感器葡萄糖值中评估葡萄糖的变异系数。
Dexcom G6 CGM 每 5 分钟更新一次,新的 CGM 值持续 10 天。
Dexcom G6 读数在 40-400 mg/dL 之间,并在 55 mg/dl 时发出紧急低警报,当 CGM 高于或低于用户设置的警报阈值时,会发出低警报和高警报。
Dexcom G6 CGM 传感器葡萄糖值的生理相关阈值低于 55 mg/dl、低于 70 mg/dl、高于 180 mg/dl 和高于 250 mg/dl。
Dexcom G6 目标范围为 70-180 mg/dl。目标变异系数为 33% 或更低。
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在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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感测到的葡萄糖 <54 mg/dl 的时间百分比
大体时间:在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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使用跨双臂的 Dexcom 传感器评估 Dexcom G6 报告传感器葡萄糖值低于 54 mg/dl 的时间百分比
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在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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检测到葡萄糖 >180 mg/dl 的时间百分比
大体时间:在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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使用跨双臂的 Dexcom 传感器评估 Dexcom G6 报告传感器葡萄糖值大于 180 mg/dl 的时间百分比
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在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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每天输送的平均胰岛素量(单位/天)
大体时间:在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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通过 AP 系统研究评估 Omnipod 每天输送的平均胰岛素量,以单位/kg 为单位。
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在每 76 小时的干预研究中(总共 2 次)
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
调查人员
- 首席研究员:Peter Jacobs, PhD、Oregon Health and Science University
- 首席研究员:Jessica Castle, MD、Oregon Health and Science University
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2021年2月23日
初级完成 (实际的)
2022年3月10日
研究完成 (实际的)
2022年3月10日
研究注册日期
首次提交
2021年1月27日
首先提交符合 QC 标准的
2021年2月24日
首次发布 (实际的)
2021年2月25日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2023年5月17日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2023年4月21日
最后验证
2023年4月1日
更多信息
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