Kontinuierliche Kontinuierliche MesssystemeMesssysteme

Winterthur, 09. Juni 2011Winterthur, 09. Juni 2011

Beat SchweglerEndokrinologie und Diabetologie

Relatives Risiko der Progression von Komplikationen bei DMT1 in

Abhängigkeit von HbA1c

„Das Diabetes – Dilemma“

Spätschädenvermeiden

Unterzuckerungvermeiden

Closed loop system – artifizielles Pankreas

Wunsch der meisten Menschen mit (Typ 1) Diabetes mellitus

Wunsch der meisten Menschen mit (Typ 1) Diabetes mellitus

Ausblick…Ausblick…

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:

• 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

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

3. Die Größe sollte möglichst linear sein.

Grö

ße

Glukosekonz. (mmol/l)0 5 10 15 20

Grö

ße

Glukosekonz. (mmol/l)0 5 10 15 20

ΔG

ΔG soll maximal sein!

unzureichend

grenzwertig

o.k.

o.k.

ungünstig

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)

Bezüglich der Energiequelle (Licht, elektromagnetisches Feld.....)

Veränderung der Eigenschaften der eingestrahlten Energie nach Wechsel-wirkung mit dem Stoff:- Streuung von Licht (Rückstreuspektroskopie) - Drehung des Polarisationswinkels von linear polarisiertem Licht

Veränderung des Stoffes durchGlukose, z.B.:- elektrischer Widerstand/Leitfähigkeit (Impedanzspektroskopie)

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)

Generelle Unterscheidung Physikalisches Prinzip Messgröße/Charakteristik

Photoakustik:Abgabe der absorbierten Energie durch akustische Schwingungen

Das photoakustische Signal (Messung mit mikros-kopischen 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 Widerstandesin 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 Elektrolyho- möostase, 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

Wunsch der meisten Menschen mit (Typ 1) Diabetes mellitus

Wunsch der meisten Menschen mit (Typ 1) Diabetes mellitus

Ausblick…Ausblick…

Therapiepyramide seit 2007

SuT: Sensorunterstützte (Intensivierte konventionelle) TherapieSuP: Sensorunterstützte Pumpentherapie

„klassische“ ICT

„klassische“ CSII

SuP

SuT

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

CGM

Diabetes-spezialist Diabetespatient ohne CSII

„offenes CGM“CGMS®

„verblindetes CGM“

nur zeitweise Anwendung

zeitweise Anwendungkontinuierliche Anwendung (SuT)

Diabetespatient mit CSII

SuP

Paradigm®REAL-Time

zeitweise Anwendung kontinuierl. Anwendung

Generelle Unterscheidung minimal invasive Verfahren

CGM

Diabetes-spezialist Diabetespatient ohne CSII

„offenes CGM“CGMS®

„verblindetes CGM“

nur zeitweise Anwendung

iProTM2

zeitweise Anwendungkontinuierliche Anwendung (SuT)

Diabetespatient mit CSII

SuP

Paradigm®REAL-Time

zeitweise Anwendung kontinuierl. Anwendung

GuardianREAL-TimeGuardianREAL-Time

Kontinuierliches Glukosemonitoring

iProTM2 CareLinkTMCareLinkTM

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

CGM

Diabetes-spezialist Diabetespatient ohne CSII

„offenes CGM“CGMS®

„verblindetes CGM“

nur zeitweise Anwendung

iProTM2

zeitweise Anwendungkontinuierliche Anwendung (SuT)

Diabetespatient mit CSII

SuPSensor unterstützte

Pumpentherapie

zeitweise Anwendung kontinuierl. Anwendung

GuardianREAL-TimeGuardianREAL-Time Paradigm®REAL-TimeParadigm®VeoTM

Paradigm®REAL-TimeParadigm®VeoTM

Paradigm REAL-Time / Paradigm Veo

Insulinpumpe und integrierter Sensor

MiniLinkTM TransmitterMiniLinkTM Transmitter

SensorSensor

Infusions SetInfusions Set

Paradigm VeoParadigm 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

Alarm „UNTERBRECHEN NIEDRIG“

Sirenenton +Unterbrechung Insulinabgabe

Basalrate weiterhin gestoppt + Anzeigeim Display: “Ich habe Diabetes.Bitte rufen Sie den Rettungsdienst”

KEINE Reaktion auf Alarm(innerhalb von 2 Minuten)

Basalrate für 2 Stunden gestoppt

Basalrate startet wieder

Ist Glukose nach 4 Stunden weiterhin unter Grenzwert: erneuter Stopp der Basalrate für 2 Std

Bestätigen des Alarms (ESC, ACT)und BZ-Messung

Auswahl:- Unterbrechung Basalrate fortführen- Basal-Abgabe wieder starten

Bei Auswahl Unterbrechen: Basalrate für 2 Stunden gestoppt

Basalrate startet wieder

Ist Glukose nach 4 Stunden weiterhin unter Grenzwert: erneuter Stopp der Basalrate für 2 Std.

Glukosewert erreicht eingestellte Grenze für Hypo-Abschaltung

00:00

00:02

02:00

06:00

Anwender kann Unterbrechung der Basalabgabe jederzeit abbrechen.

Paradigm Veo Zugang: Beispiel für die Hypoglykämieabschaltung

Insulinabgabe

Unterbrechung Insulinzufuhr

Wiederaufnahme Insulinzufuhr

2h 2h4 h normaleBasalrate normale Basalrate + Bolusabgabe

Choudhary P et al.: ATTD 2010

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 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit !für Ihre Aufmerksamkeit !

Beat SchweglerEndokrinologie und Diabetologie