Kontinuierliche Messsysteme
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Kontinuierliche Messsysteme Winterthur, 09. Juni 2011 Beat Schwegler Endokrinologie und Diabetologie Relatives Risiko der Progression von Komplikationen bei DMT1 in Abhängigkeit von HbA1c „Das Diabetes – Dilemma“ Spätschäden vermeiden Unterzuckerung vermeiden Closed loop system – artifizielles Pankreas Ausblick… Wunsch der meisten Menschen mit (Typ 1) Diabetes mellitus • Möglichkeiten zur Ueberprüfung der Diabetestherapie Blutzuckermessung – Punktuelle Betrachtung – Grundlage zur Therapieentscheidung • HbA1c – – – – • Wichtigster Parameter zur Einschätzung der Diabeteskontrolle Gibt Aufschluss über durchschnittliche Blutzuckereinstellung Vermeintlich guter HbA1c durch Hypoglykämien möglich Kurzfristige Blutzuckerspitzen spiegeln sich nicht im HbA1c wieder Kontinuierliches Glukosemonitoring HbA1c – guter Marker ? Warum kontinuierliches Glukosemonitoring ? • Häufigkeit und Dauer von Hypoglykämien diagnostizieren • Hypoglykämien reduzieren • Postprandiale Hyperglykämien reduzieren • Verbesserung des HbA1c • Zusätzliche glykämische Parameter – z.B AUC, Variabilität – Ergänzung zum HbA1c Erwartungen an kontinuierliches Glukosemonitoring ? • Glukosemessung spezifisch, präzise und koninuierlich über längere Zeiträume • Zuverlässig und stabil • Rasch verfügbare Messergebnisse • Trendinformationen • Einfache Kalibrierung • Sensoren durch Patienten selbst zu insertieren • Kleines und leichtes System Grundlegendes bei der Glukosemessung Chemische bzw physikalische Grösse, die sich mit der Glukosekonzentration ändert: 1. Die Größe sollte möglichst spezifisch für Glukose sein (andere Komponenten sollten wenig stören). • 2. Die Größe sollte sich deutlich ändern schon bei kleiner Änderung der Glukosekonzentration ΔG soll maximal sein! Größe o.k. grenzwertig ΔG unzureichend 0 5 10 15 Glukosekonz. 20 (mmol/l) 3. Die Größe sollte möglichst linear sein. o.k. Größe • • • • • • • • • Menge/Konzentration von Produkten nach einer chemischen Reaktion (H2O2; Glukonolakton) Absorption Streuung Raman-Streuung Polarisation Fluoreszenz Viskosität Elektrolyte (Leitfähigkeit bzw. elekt. Widerstand Ec-Aggregation Herzfrequenz (nur bei Hypo- und schwerer Hyperglykämie ungünstig 0 5 10 15 Glukosekonz. 20 (mmol/l) Erwartungen an kontinuierliches Glukosemonitoring ? • Glukosemessung spezifisch, präzise und koninuierlich über längere Zeiträume • Zuverlässig und stabil • Rasch verfügbare Messergebnisse • Trendinformationen • Einfache Kalibrierung • Nicht invasives Glukosemonitoring ? • Kleines und leichtes System GlucoWatch Mögliche physikalische Verfahren für das Glukosemonitoring Messung von Glukose durch Wechselwirkung (Absorption) mit zugeführter Energie: Was lässt sich messen? Am Untersuchungsobjekt (Blut, Gewebe, interstitielle Flüssigkeit) Energieaufnahme des Stoffes, z.B.: - Absorption von eingestrahltem Licht (Absorptionsspektroskopie) Energieabgabe des Stoffes nach seiner Anregung, z.B. als: - Licht (Fluoreszenzspektroskopie) - Molekülschwingungen (Infrarot- und Ramanspektroskopie) - Schallwellen (photoakustische Spektroskopie) Thomas A, Heinemann L: Unblutiges Glukosemonitoring: Diabetes, Stoffwechsel und Herz 4/2006, 3-15 Veränderung des Stoffes durch Glukose, z.B.: - elektrischer Widerstand/Leitfähigkeit (Impedanzspektroskopie) Bezüglich der Energiequelle (Licht, elektromagnetisches Feld.....) Veränderung der Eigenschaften der eingestrahlten Energie nach Wechselwirkung mit dem Stoff: - Streuung von Licht (Rückstreuspektroskopie) - Drehung des Polarisationswinkels von linear polarisiertem Licht Pendra® • • • • 2003/2004 Hoffnung auf kontinuierliches messendes Blutzuckergerät -> Armbanduhr Physikalische Messung – Impedanz Spektroskopie – Einstrahlung eines kleinen elektromagnetischen Feldes auf die Haut – Glukose lässt sich nicht direkt messen Erste Untersuchungen ermutigend Weitere Studien: – Nur bei wenigen Diabetikern zuverlässige Messungen – problematisch: Abweichungen nicht eindeutig erklärbar • Schweizer Firma Pendragon – Pendra® einziges Produkt – grosse Abhängigkeit von Investoren – -> Konkurs – -> Weiterentwickung durch solianis monitoring ag (2005 gegründet) Generelle Unterscheidung Physikalisches Prinzip Messgröße/Charakteristik Photoakustik: Abgabe der absorbierten Energie durch akustische Schwingungen Das photoakustische Signal (Messung mit mikroskopischen Mikrophonen) ist proportional der durch die Glukose aufgenommenen Strahlungsleistung. Probleme: - auch andere Faktoren tragen zum Signal bei - die Messung ist deshalb wenig glukosespezifisch Impedanz: Veränderung des frequenzabhängigen elektrischen Widerstandes in einer Substanz Die Änderung des Glukosekonzentration in Blut/ interstitieller Flüssigkeit führt zu einer Änderung der Elektrolytkonzentration und damit zu einer veränderten elektrischen Leitfähigkeit (bzw. des elektrischen Widerstandes) Probleme: - kleine Signalveränderung bei Glukoseänderung - auch andere Stoffe beeinflussen die Elektrolyhomöostase, dadurch nicht nur für Glukose spezifisch Thomas A, Heinemann L: Unblutiges Glukosemonitoring: Diabetes, Stoffwechsel und Herz 4/2006, 3-15 Pendra® • • • • 2003/2004 Hoffnung auf kontinuierliches messendes Blutzuckergerät -> Armbanduhr Physikalische Messung – Impedanz Spektroskopie – Einstrahlung eines kleinen elektromagnetischen Feldes auf die Haut – Glukose lässt sich nicht direkt messen Erste Untersuchungen ermutigend Weitere Studien: – Nur bei wenigen Diabetikern zuverlässige Messungen – problematisch: Abweichungen nicht eindeutig erklärbar • Schweizer Firma Pendragon – Pendra® einziges Produkt – grosse Abhängigkeit von Investoren – -> Konkurs – -> Weiterentwickung durch solianis monitoring ag (2005 gegründet) Der „Solianis“-Ansatz • • Nicht nur Blutzucker messen Nicht invasive Messung zusätzlicher Parameter zur Elimination von Störfaktoren: – – – – – Haut- und Umgebungstemperatur Aenderung in der lokalen Hautdurchblutung Einfluss von Schweiss auf der Haut Einfluss der Hauthydrierung Anpressdruck des Sensors durch Fixierung Der „Solianis“-Ansatz Solianis: aktuelle Hardware-Konfiguration Closed loop system – artifizielles Pankreas Ausblick… Wunsch der meisten Menschen mit (Typ 1) Diabetes mellitus Therapiepyramide seit 2007 SuP „klassische“ CSII SuT „klassische“ ICT SuT: Sensorunterstützte (Intensivierte konventionelle) Therapie SuP: Sensorunterstützte Pumpentherapie Kontinuierliches Glukosemonitoring minimal invasive Verfahren • Nadelsensoren – Einsetzen einer Enzymelektrode ins Unterhautfettgewebe -> Bestimmung der Glukosekonzentration • Glukosekonzentration im Interstitium – Nur bei stabilen Werten mit den kapillär gemessenen Werten vergleichbar – Bis zur 30 Minuten Latenz bei raschen BZ Veränderungen • In CH: Systeme von Firma Medtronic – verschiedene Systeme – Kont. Glukosemonitoring vs. Sensor unterstützte Pumpentherapie Generelle Unterscheidung minimal invasive Verfahren SuP CGM „offenes CGM“ CGMS® Paradigm®REAL-Time „verblindetes CGM“ Diabetesspezialist nur zeitweise Anwendung Diabetespatient ohne CSII zeitweise Anwendung kontinuierliche Anwendung (SuT) Diabetespatient mit CSII zeitweise Anwendung kontinuierl. Anwendung Generelle Unterscheidung minimal invasive Verfahren SuP CGM „offenes CGM“ CGMS® Paradigm®REAL-Time „verblindetes CGM“ Diabetesspezialist nur zeitweise Anwendung iProTM2 Diabetespatient ohne CSII zeitweise Anwendung kontinuierliche Anwendung (SuT) GuardianREAL-Time Diabetespatient mit CSII zeitweise Anwendung kontinuierl. Anwendung Kontinuierliches Glukosemonitoring iProTM2 CareLinkTM Kontinuierliches Glukosemonitoring iProTM2 • • • Nachfolger des CGMS System GoldTM Liefert retrospektive Daten über einen Zeitraum bis zu 6 Tagen Verblindete Glukosemessung -> diagnostisches Hilfsmittel – Daten können nicht von Patienten beeinflusst werden – Arzt wird orientiert • • Unverfälschtes Bild über eine bestehende therapeutische Option Anwendung bei Bedarf Kontinuierliches Glukosemonitoring GuardianREAL-Time Kontinuierliches Glukosemonitoring GuardianREAL-Time • Glukosesensor unter der Haut und Monitor (z.B am Gürtel) • Real-time Glukose Trends • Therapeutischer Nutzen – Patient unmittelbar orientiert – Beeinflussung der Therapie • Für Patienten- und Arztgebrauch • Zeitweise oder kontinuierliche Anwendung (SuT) Generelle Unterscheidung minimal invasive Verfahren SuP CGM „offenes CGM“ CGMS® „verblindetes CGM“ Diabetesspezialist nur zeitweise Anwendung iProTM2 Diabetespatient ohne CSII zeitweise Anwendung kontinuierliche Anwendung (SuT) GuardianREAL-Time Sensor unterstützte Pumpentherapie Diabetespatient mit CSII zeitweise Anwendung kontinuierl. Anwendung Paradigm®REAL-Time Paradigm®VeoTM Paradigm REAL-Time / Paradigm Veo Insulinpumpe und integrierter Sensor MiniLinkTM Transmitter Sensor Infusions Set Paradigm Veo Paradigm REAL-Time / Paradigm Veo Insulinpumpe und integrierter Sensor • • Sensor misst Gewebeglukose Glukosewerte werden auf Display der Pumpe angezeigt • Kapilläre BZ-Messung zu Kalibration • Zurückliegende Werte werden angezeigt • Trendanzeige mittels Pfeilen • Alarme für Hyper- und Hypoglykämien – Unterbrechung der Basisabgabe (Paradigm Veo) • Es wird nicht automatisch Insulin abgegeben Paradigm Veo Glukosewert erreicht eingestellte Grenze für Hypo-Abschaltung Alarm „UNTERBRECHEN NIEDRIG“ Sirenenton +Unterbrechung Insulinabgabe 00:00 KEINE Reaktion auf Alarm (innerhalb von 2 Minuten) Basalrate weiterhin gestoppt + Anzeige im Display: “Ich habe Diabetes. Bitte rufen Sie den Rettungsdienst” Bestätigen des Alarms (ESC, ACT) und BZ-Messung 00:02 Bei Auswahl Unterbrechen: Basalrate für 2 Stunden gestoppt Basalrate für 2 Stunden gestoppt Basalrate startet wieder Ist Glukose nach 4 Stunden weiterhin unter Grenzwert: erneuter Stopp der Basalrate für 2 Std Auswahl: - Unterbrechung Basalrate fortführen - Basal-Abgabe wieder starten 02:00 06:00 Basalrate startet wieder Ist Glukose nach 4 Stunden weiterhin unter Grenzwert: erneuter Stopp der Basalrate für 2 Std. Anwender kann Unterbrechung der Basalabgabe jederzeit abbrechen. Paradigm Veo Zugang: Beispiel für die Hypoglykämieabschaltung Insulinabgabe 2h 4 h normale Basalrate Unterbrechung Wiederaufnahme Insulinzufuhr Insulinzufuhr Choudhary P et al.: ATTD 2010 2h normale Basalrate + Bolusabgabe • Kontinuierliches Glukosemonitoring Zusammenfassung Selbstständiges Anpassen der Diabetestherapie möglich • Individuelle Insulintherapie • Mehr Sicherheit im Alltag – Reaktion auf Alarme – Kinder nachts • Verbesserung des HbA1c – Verbesserung der glykämischen Variabilität • Kosten –Nutzen ? – Kalibrieren ! • • Trends sichtbar – aktueller BZ Wert u.U. nicht verwertbar Real time Monitoring ist Instrument zur Verhaltensänderung. Jedoch nur erfolgreich, wenn Verhalten geändert wird. Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Beat Schwegler Endokrinologie und Diabetologie
