Continuous glucose monitoring and automated insulin infusion

• Autorzy: Hoss U. , Gessler R. , Kalatz B. , Sternberg F. , Salgado M. , Fussgänger R.

Warianty tytułu

PL

Ciągłe monitorowanie stężenia glukozy i zautomatyzowany wlew insuliny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Continuous glucose monitoring is necessary for an automated glucose controlled insulin infusion system in diabetes therapy. We developed a glucose sensor for continuous on-line tissue glucose measurement based on microdialysis and enzymatic amperometric glucose sensing. A microdialysis probe is inserted in the abdominal subcutaneous tissue and perfused with saline at a constant flow rate. The glucose concentration in the dialysate is determined ex-vivo in a portable device, and the glucose value is transmitted telemetrically to a wrist watch. Glucose is measured continuously over a time period of up to three days without recalibration. In order to close the loop with an insulin pump we have to develop algorithms for feed-back control. Despite of new fast acting insulin analogues the pharmacodynamic of insulin is the limiting factor for glucose controlled insulin infusion. External disturbances like carbohydrate intake and physical exercise have to be included in the algorithms. Mathematical models and computer simulations can help to predict glucose levels. With the development of the continuous tissue glucose sensor it is possible to prove the feasibility of tissue glucose controlled subcutaneous insulin infusion in diabetes therapy. The final goal is the artificial endocrine pancreas for use under daily life conditions.

PL

Ciągłe monitorowanie stężenia glukozy jest niezbędne do realizacji automatycznego, kontrolowanego stężeniem glukozy, systemu dozowania insuliny w leczeniu cukrzycy. Autorzy opracowali czujnik glukozy przeznaczony do ciągłego on-line pomiaru tkankowego stężenia glukozy oparty na zjawisku mikro dializy i enzymatycznego amperometrycznego pomiaru stężenia glukozy. Przez sondę mikrodializacyjną wprowadzoną w tkankę podskórną brzucha jest pompowana ze stałą szybkością sól fizjologiczna. Stężenie glukozy w dializacie określa się ex-vivo za pomocą miniaturowego urządzenia, które następnie przesyła zmierzoną wartość telemetrycznie do czytnika zbudowanego w postaci ręcznego zegarka. Stężenie glukozy mierzone jest w sposób ciągły, w okresie do trzech dni, bez konieczności ponownej kalibracji urządzenia. W celu zamknięcia pętli sprzężenia zwrotnego za pomocą pompy insulinowej, konieczne jest opracowanie algorytmu kontrolującego wlew insuliny. Pomijając nowe, szybko działające odpowiedniki insuliny, farmakodynamika insuliny jest czynnikiem ograniczającym realizację kontrolowanego stężeniem glukozy wlewu insuliny. Opracowywany algorytm musi również uwzględniać wpływ zakłóceń zewnętrznych; takich jak spożywane w posiłkach węglowodany czy też wysiłek fizyczny. Modele matematyczne i symulacje komputerowe mogą pomóc w przewidywaniu stężenia glukozy. Posiadając czujnik do ciągłego pomiaru tkankowego stężenia glukozy, możliwe jest przeprowadzenie, kontrolowanego stężeniem glukozy, podskórnego wlewu insuliny w leczeniu cukrzycy. Celem ostatecznym jest sztuczna trzustka stosowana w warunkach życia codziennego.

Słowa kluczowe

EN

diabetes mellitus; glucose sensor continuous; microdialysis; feedback control

PL

stężenie glukozy; monitorowanie stężenia glukozy; czujnik do pomiaru ciągłego

• Wydawca: Nałęcz Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering of the Polish Academy of Sciences ; Elsevier
• Czasopismo: Biocybernetics and Biomedical Engineering
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 19, no. 2
• Strony: 69--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Hoss U.

autor

Gessler R.

autor

Kalatz B.

autor

Sternberg F.

autor

Salgado M.

autor

Fussgänger R.

• Institute of Diabetes-Technology at the University of Ulm, Germany