Was bringt ein „Exercise“-Algorithmus?

Bei einer Sitzung über AID-Algorithmen stellte Marc Breton neue Daten zu dem RocketAP-Algorithmus vor. Dieser Algorithmus ist vergleichbar mit dem Control-IQ-AID-Algorithmus bei den Tandem-Systemen, denn auch er ist ein sogenannter „Modell-Prädiktive Controller“ (MPC). Vor allem aber enthält er ein neues Bolus-Priming-System-Modul, welches auch unangekündigte Mahlzeiten rasch erkennt und einen prandialen Insulinbolus abgibt, um eine ausgeprägte postprandiale Hyperglykämie zu vermeiden. Dafür verwendet der Algorithmus die CGM-Daten der letzten 30 Minuten Daten und einen logistischen „Regressions-Klassifikator“, der mit früheren Datensätzen trainiert wurde, um die Wahrscheinlichkeit einzuschätzen, ob ein Anstieg in den Glucosewerten durch eine Mahlzeit bedingt ist oder nicht. Die tatsächlich infundierte Insulindosis hängt davon ab, wie sicher sich der Algorithmus ist, wirklich einen glucosebedingten Anstieg erkannt zu haben. Bereits präsentierte Daten zur Wirksamkeit dieses Algorithmus zeigten während eines sechsstündigen Zeitraums nach einem unangekündigten Abendessen (n=18) einen Vorteil von 30% bei der Zeit im Zielbereich („Time in Range“; TiR) gegenüber dem bei der Kontrolle eingesetzten Control-IQ-Algorithmus.

Neben Mahlzeiten sind weitere Klippen für AID-Systeme Phasen mit körperlicher Aktivität. Die neue Version des RocketAP-Algorithmus hat deshalb eine mehrstufige MPC, die es ermöglicht, den Glucoseverlauf in den folgenden zwei Stunden zu antizipieren. Konkret bewertet der Algorithmus die Wahrscheinlichkeit mehrerer möglicher Glucoseverläufe, um zu einem „Konsens“ zu der optimalen Insulindosierung zu kommen. Durch Nutzung dieser Option sollen „Störungen“ im Glucoseverlauf durch Essen oder Sport besser vorhersagbar sein. In einer randomisierten klinischen Studie wurde diese Fähigkeit des Algorithmus validiert, auf unangekündigte körperliche Aktivitäten adäquat mit Anpassung der Insulinzufuhr zu reagieren. Zum Vergleich diente die Version des RocketAP-Algorithmus ohne den mehrstufigen MPC-Algorithmus.

An der Studie nahmen Menschen mit Typ-1-Diabetes im Alter von 18 bis 65 Jahren teil, die seit mindestens sechs Monaten eine Insulinpumpe verwenden und eine Diabetesdauer von mindestens einem Jahr hatten. Die Teilnehmer wurden zufällig mit der früheren RocketAP-Version oder der neuen Version 36 Stunden lang in einer stationären Einrichtung observiert. Anschließend nutzten sie für 36 Stunden den jeweils anderen Algorithmus. Die Mahlzeiten waren in beiden Phasen identisch. Die körperliche Bewegung wurde absichtlich so variiert, dass der Algorithmus Phasen mit „vorhersehbaren“ und „unvorhersehbaren“ Bewegungsabläufen erkennen musste.

Dies hat so gut funktioniert, dass sich bei automatischer Berücksichtigung der Bewegung ein Index für niedrige Blutglucosewerte in dieser Zeit deutlich verbesserte (1,74 mit der früheren Version des Algorithmus im Vergleich zu 0,86 mit der neuen Version). Am Abend nach der Bewegungsphase war der Unterschied noch größer: 2,18 gegenüber 0,88. Die TiR der Studienteilnehmer während des körperlichen Trainings war insgesamt betrachtet bei beiden Algorithmus-Varianten gut, mit der neuen Version sogar noch etwas besser: 85% vs. 87%.

Aktuell läuft eine größere Studie mit diesem neuen Algorithmus, bei der der Fokus auf der Fähigkeit liegt, unangekündigte Mahlzeiten zu erkennen. Die Daten der ersten 18 Teilnehmer, die die Studie abschlossen, zeigen eine Verbesserung im TiR um 2,4 Stunden pro Tag, getrieben insbesondere durch die Fähigkeit des Algorithmus, ein nicht angekündigtes Frühstück vorherzusagen. Die TiR stieg von 53% mit der früheren Algorithmusvariante auf 63% mit der aktuellen Version.

Fazit: Durch die fortwährenden Verbesserungen beim Algorithmus steigt die Wahrscheinlichkeit deutlich an, bald kommerzielle AID-Systeme zur Verfügung zu haben, die praktisch alle Einflussfaktoren auf den Glucoseverlauf mit hinreichender Sicherheit handhaben können. Solche Ansätze sind schon von den OPEN-AID-Systemen bekannt, schaffen aber nun vielleicht den Sprung über die regulatorischen Hürden in handelsübliche AID-Systeme.

DiaTec weekly – November 19, 21