MODELL ALAPÚ ÉRCUKOR SZABÁLYOZÁS PROTOKOLL KRTKUS ÁLLAPOTÚ BETEEK KEZELÉSÉRE Beyó Balázs*, Homlok József*, llyés Aila**, Szabó-Némedi Noémi**, eoffrey M Shaw***, J eoffrey Chase*** *ráyíásechika és formaika Taszék Budapesi Műszaki és azdaságudomáyi Egyeem **Közpoi Aeszeziológiai és ezív Beegelláó Oszály, Pády Kálmá Megyei Kórház ***Deparme of Mechaical Egieerig, Uiversiy of Caerbury, Chrischurch, New Zealad
Taralom Probléma Szoros vércukor szabályozás Kihívások és köveelméyek Módszerek Modell alapú megközelíés Komparme modell a meabolikus redszer leírására -silico szimuláció STAR prookoll Eredméyek és folyaás STAR prookoll érékelése Beegkezelési eredméyek Kuaás folyaása
Probléma Szoros vércukor szabályozás A vércukorszi ormoglikémiás aromáyba arása izuli adagolással és a áplálás szabályozásával ércukor mérés zuli és ápayag Szoros vércukor szabályozással a moraliás 25-40%-al csökkeheő
Probléma Probléma: a szoros vércukor szabályozás megvalósíása ehéz Összee fiziológiai redszer Egymásól léyegese külöböző, gyorsa válozó állapoú beegek Hipoglikémia hiperglikémia Kórosasa alacsoy, ill magas vércukorszi Normoglikémiás aromáy: 4,4 6 8 mmol/l Külöböző mérékbe és időávo, de midkeő egaív kövekezméyekkel jár
A hipoglikémia kövekezméyei: célszervkárosodások Szív érieség 1 Ér-öréések 1 Csökke percérfoga, eljesíméy, myocardium korakiliás Sroke, myocardium ifarcus, aku szívbeegség, kamrai arrhyhmia KR-öréések 2 Rohamok, görcsök, kóma Halál 1,2 1 Desouza C, e al Diabees Care 2010;336:1389-1394 2 Boyle e al Souh Med J 2007;1002:183-194
Ae Sah,e al, Diabees Care olume 37, February 2014 A hipoglikémia és a verikuláris arrihmia kapcsolaa
Köveelméyek Kliikai érékelés szempojai Opimális szabályozás Alkalmazhaóság Orvosok elvárásai a szabályozással kapcsolaba: Szigorú koroll A vércukorszi sabil aromáyba arása Legfoosabb a bizoság Hypoglycaemia rövidebb idő ala okoz éleveszélyes állapoo, mi a hyperglycaemia Magas ápayagbeviel Alacsoy ápayagbeviel hosszabb iezív ápolási idő eredméyez Elvárások: Egyszerű működési logika Orvosilag elfogadhaó kezelési ajálások, javaslaok yújása Kliikai feléelek közö lehesse alkalmazi, köveelméyekhez adapáli Felhaszálóbará fukcioaliás és megjeleés Mérés szám csökkeése Ápolás egyszerűsíésével idő és péz uduk megakaríai
Modell alapú megközelíés A fiziológiai redszer működéséek leírása
Modell alapú megközelíés A fiziológiai redszer leíró maemaikai modell kidolgozása e L ex K L c b u x u PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1 max 2 2
Modell alapú megközelíés e L ex K L c b u x u PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1 max 2 2 A modell alapjá szimuláció, ideifikáció sb felhaszálásával ervezzük meg és implemeáljuk a erápiás módszer e L ex K L c b u x u PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1 max 2 2
CN modell - részleek Modell jellemzők: zuli érzékeység S: beeg állapo jellemzése Kliikailag validál modell Az izuli érzékeység reziszecia korrelál az ú clamp eszel r = 099 Kvaiaív mérőszám ezív oszály: S- órákéi meghaározása Modell: vércukor házarás leírása e L ex K L c b u x u PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1 max 2 2
Módszerek: modell felhaszálása Fiziológiai folyama komparme modell -silico szimulációs köryeze Beeg állapo-öréeéek meghaározása Külöböző kezelési aleraívák Beegek veszélyezeése élkül lehe eszeli új prookoll válozao STAR prookoll: az állapoválozás valószíűségi modellje alapjá Több 10000 óráyi beegada zuli szeziiviás S válozás leíró valószíűség sűrűség függvéy lucose Blood lucose p S suli sesiiviy P EP 1 u ex e 1 k k CNS suli Brai suli losses Plasma liver, kideys suli Effecive isuli Pacreas MAX k u ex B Liver Oher cells
iruális beegek 1 CNS EP P S p MAX k k B u k ex e u ex 1
-silico szimuláció 1 CNS EP P S p MAX k k B u k ex e u ex 1
STAR érékelése i-silico szimulációval 60 Jobb = Poosabb szabályozás Jobb eljesíméy 50 STAR STAR 2-hourly Több idő öleek a beegek a célaromáyba: 40 A kívá célaromáyba 44-80mmol/L ölö idő 860% -ról 910%-ra ő Frequecy of B % 30 20 Megövekede bizoság Hipoglikémia valószíűsége közveleül kezel: Eyhe hipoglikémiába ölö idő B < 40mmol/L csökke legalább 67%-al 10 SPRNT Cliical Daa A javulás legfoosabb erülee a SPRNT ömaga világelső vol Súlyos hipoglikémia B < 22mmol/L csökke 14%-ról 6%-ra 2%-ra STAR 2-óra eseé 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 B [mmol/l]
Kliikai eredméyek 60 Ígérees kezdei eredméyek 50 STAR Pilo Trial 10 paies 1,458 hours STAR irual Trial 371 paies 40,101 hours 10 beeg Chrischurch-i kórház KATO: 932% -ba a célaromáyba 40 Kevesebb mi 1% B < 40mmol/L Frequecy of B % 30 Egyele esebe sics súlyos hipoglikémia 20 10 SPRNT Cliical Daa 371 paies 39,841 hours 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 B [mmol/l]
STAR prookoll STAR: Sochasic Targeed Corol Előyök: Beegeké állíhaó célaromáy Kockázaok közvele kezelése Számíógépes alkalmazás ablere Egyszerű, felhaszálóbará kezelői felüle
A ővér beállíja a javasol érékeke a pumpáko Beeg kezelése Mér beeg paraméerek Nurse-i-he-loop ípusú redszer ezív erápiába álaláosa haszál eszközökkel és álaláos célú számíásechikai eszközzel megvalósíhaó Döésámogaó redszer e L ex K L c b u x u PN CNS EP P P d S p 1 1 1, mi 1 max 2 2 Közveleül em mérheő beegparaméerek meghaározása a döésámogaáshoz zuli szeziiviás S STAR: isszacsaol szabályozás
Time Modell alkalmazása 5 h, 25 h, 50 h media, 75 h, 95 h perceile bouds for S variaio based o curre value suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h 5 h ow +1-3hr 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h Szochaszikus modell az S becslésére Sochasic model shows he bouds 5 h 95 h perceile for isuli sesiiviy variaio over ex 1-3 hours from he iiially ideified level Paie respose forecas ca be recalculaed for For a give feed+isuli differe reames ieveio a oupu B disribuio ca be forecas usig he model B [mg/dl] 65 44 suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h S haárérékek + ismer izuli beviel ow +1-3hr Jósol C érékek: A beeg várhaó reakciója! 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h + Redszer modell = eraive process arges his 5 B forecas h o he rage we wa: = opimal reame foud! Sochasic m bouds 5 h for isuli s over ex 1- iiially ide For a give ieveio disribuio usig he m
Time Modell alkalmazása 5 h, 25 h, 50 h media, 75 h, 95 h perceile bouds for S variaio based o curre value suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h 5 h ow +1-3hr 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h Szochaszikus modell az S becslésére Sochasic model shows he bouds 5 h 95 h perceile for isuli sesiiviy variaio over ex 1-3 hours from he iiially ideified level A jósol beeg válasz ki udjuk számoli For a külöböző give feed+isuli kezelési opciókhoz ieveio a oupu B disribuio ca be forecas usig he model B [mg/dl] 65 44 suli sesiiviy Blood glucose ow 95 h 75 h 50 h 25 h S haárérékek + ismer izuli beviel ow +1-3hr Jósol C érékek: A beeg várhaó reakciója! Sochasic m bouds 5 h for isuli s over ex 1- iiially ide Lépésekéi közelíéssel beállíjuk a 5C h szie a célaromáyba : 5 h 25 h 50 h 75 h 95 h + Redszer modell = = megaláluk az opimális kezelés! For a give ieveio disribuio usig he m
Eredméyek STAR Chch STAR yula *4,4-8mmol/L Workload # C mérések száma: 1531 1304 Mérés/ap: 1526 130 Corol performace C media [R] mmol/l: 701 [607 858] 650 [58 77] % C célaromáyba* 6574 760 % C > 10 mmol/l 1150 725 Safey % C < 40 mmol/l 058 120 % C < 22 mmol/l 00 004 # beeg < 22 mmol/l 0 Cliical ierveios 1 érkezéskor hypo Media isuli U/hr: 2 25 Media glucose g/hr: 41 72
ércukor sziek eloszlása CDF a ké kórházba
ércukorszi [mmol/l] ércukor érékek összehasolíása időszakoké ércukorszi válozása
Összefoglalás Bizoyíoa sikeres prookoll szoros vércukor szabályozásra Beegmodell alapú aácsadó redszer, mely rugalmasa állíhaó a beeg állapoához Bizoságos kockázaok udaos kezelése Kezelési idő ráfordíás kedvező, egyszerűe kezelheő számíógépes alkalmazás Alkalmazhaó külöböző beegpopulációko, elérő körülméyek közö Új-Zélad Deparme of esive Care, Chrischurch Hospial + 4 ovábbi kórház Magyarország Pádi Kálmá Kórház, KATO folyamaos haszála 2013 óa, öbb mi 70 beeg Semmelweis Egyeem, Traszplaációs Kliika, sz Sebészei Kliika Miskolci Egyeemi Kórház Újszülö ezív Pécs Belgium Liege: kliikai validáció: 12 beeg bevoásával
Folyaás Beegcsopor specifikus modell kidolgozása PLoS ONE 82: e57119 Táplálási prookollok fiomíása STAR hypohermiás beegek kezelése sorá STAR alkalmazása újszülöek kezelése sorá STAR májáüleés alai alkalmazása
A kuaásba rész vevő mukaársak és kuaási parerek: Homlok József*, llyés Aila**, Havas Aila**, Szabó Némedi Noémi**, Liam Fisk***, eoffrey M Shaw***, Prof eoff Chase*** *ráyíásechika és formaika Taszék Budapesi Műszaki és azdaságudomáyi Egyeem **Közpoi Aeszeziológiai és ezív Beegelláó Oszály, Pády Kálmá Megyei Kórház ***Deparme of Mechaical Egieerig, Uiversiy of Caerbury, Chrischurch, New Zealad Kuaási projekek: FP7-PEOPLE-2012-RSES: etime Egieerig Techology-based ovaio i Medicie, Projec umber 318943 Marie Curie Acios eraioal Research Saff Exchage Scheme RSES OTKA K80266: Új módszerek kidolgozása az orvosi diagoszika haékoyságáak övelésére TÁMOP-421/B-09/1/KMR-2010-0002: Miőségorieál, összehagol okaási és K+F+ sraégia, valami működési modell kidolgozása a Műegyeeme KT-P1-T9: Modell alapú méröki módszerek kidolgozása orvosi és műszaki alkalmazásokhoz; BEK-P7-T5: Új módszerek kidolgozása éleai folyamaok vizsgálaához
Köszööm a figyelme! Kapcsola: bbeyo@iibmehu
STAR prookoll STAR: Sochasic Targeed Corol Előyök: Beegeké állíhaó célaromáy Kockázaok közvele kezelése Számíógépes alkalmazás ablere Egyszerű, felhaszálóbará kezelői felüle
STARTN A PATENT ON STAR Paie Daa is eered io STAR, creaig a ew curre paie
PATENT OEREW Paie Name ad Hospial D Las Blood lucose Measureme Curre suli Treame Curre Nuriio Treame
CALCULATN A TREATMENT Aoher Blood lucose measureme is o be ake a he prescribed ime Havig ake his Blood lucose measureme press Calculae Treame
ENTERN A BLOOD LUCOSE MEASUREMENT Eer Blood lucose measureme ake Time displayed is curre ime, his ca be edied B eered as 1 0 0 - Key pad auomaically isers decimal place
CALCULATED TREATMENT RECOMMENDATON Hisorical B plo is i RED Recommeded suli ad Nuriio reames for he ex hour The BLUE bads show he 90% cofidece ierval for he paies fuure Blood lucose
UPDATED NFORMATON The Paie Overview Scree has bee updaed Las Blood lucose Measureme Curre suli Treame Curre Nuriio Treame
STANDARD PROCEDURE The procedure is he same each ime a Blood lucose Measureme is ake
MULTPLE TREATMENT OPTONS f he paies Blood lucose is lower ha 80 mmol/l loger reame opios may be offered The BLUE bads show he 90% cofidece ierval for fuure Blood lucose for each reame opio The bes reame opio is seleced, based o he users discreio ad percepio of paie sabiliy
HYPOLYCAEMC EENT he eve of a low Blood lucose eve, a warig scree will appear
HYPOLYCAEMC EENT suli is o be ured off, ad addiioal uriio recommeded
RESULTS ery good glycemic corol of a difficul paie