ediab - Bezprzewodowa platforma ezdrowie wspomagająca terapię osób chorych na cukrzycę Krzysztof Brzostowski, Jarosław Drapała, Jerzy Świątek

Transkrypt

1 ediab - Bezprzewodowa platforma ezdrowie wspomagająca terapię osób chorych na cukrzycę Krzysztof Brzostowski, Jarosław Drapała, Jerzy Świątek II Konferencja i3: internet infrastruktury innowacje enauka kluczem do rozwoju Wrocław, 2 grudnia

2 Plan prezentacji Geneza pracy Podstawowe funkcjonalności aplikacji ediab Scenariusz użycia aplikacji ediab Urządzenia pomiarowe Rola internetu przyszłości w aplikacji ediab ediab i metody systemowe 2

3 Aplikacja ediab Problem zarządzanie danymi pomiarowymi osób chorych na cukrzycę typu 2 oraz automatyzacja ich przetwarzania. Celem prac jest opracowanie zgodnego ze standardami medycznymi systemu do wspomagania podejmowania decyzji, bazującego na bezprzewodowych czujnikach pomiarowych. Podstawowe funkcjonalności aplikacji ediab: Ocena stanu zdrowia pacjenta Monitorowanie poziomu glikemii zorientowane na: wykrywanie sytuacji niebezpiecznych, wspomaganie systematyczności, ocenę postawionych celów terapii Wysyłanie komunikatów o: sytuacjach niebezpiecznych, nieprawidłowościach w prowadzeniu terapii oraz stopniu osiągnięcia celów leczenia. Katedra i Zakład Medycyny Rodzinnej Akademii Medycznej we Wrocławiu Zalecenia kliniczne dotyczące postępowania u chorych na cukrzycę 2010, Journal of the Polish Diabetes Association,

4 Scenariusz użycia aplikacji ediab 1) START START Diagnostyka cukrzycy: Diagnostyka cukrzycy: - Oznaczenie stężenia glukozy glikemii) - Test tolerancji OGTT - Określenie typu cukrzycy: - cukrzyca typu 1 - cukrzyca typu 2 - cukrzyca ciążowa - inne typy cukrzycy Inne procedury medyczne - Oznaczenie stężenia glukozy glikemii) - Test tolerancji OGTT - Określenie typu cukrzycy: - cukrzyca typu 1 - cukrzyca typu 2 - cukrzyca ciążowa - inne typy cukrzycy Nie Czy rozpoznano cukrzycę typu 2? Inne procedury medyczne Nie Czy rozpoznano cukrzycę typu 2? Tak Monitorowanie glikemii Dobowy profil glikemii: - Pomiar stężenia glukozy: - rano na czczo, - przed i 120 min po każdym głównym posiłku - przed snem - o północy - między 2.00 a 4.00 Częstotliwość pomiarów: - pomiar stężenia glukozy: 1-2/dzień - profil skrócony: 1/tydzień - profil pełny: 1/miesiąc Kontrola glukometru w laboratorium: 2/rok: - ocena błędu oznaczeń - ocena poprawności użytkowania Wymagania dotyczące glukometru: - dopuszczalny błąd pomiaru stężenia glukozy w osoczu krwi: 10 % - system korekcji stężenia hematokrytu Oznaczenie odsetka białek glikowanych HbA1c): Częstotliwość pomiarów: - pacjent stabilny: 2/rok - pacjent niestabilny: 4/rok Miejsce: - laboratorium - w trybie point-of-care testing POCT Cholesterol, triglycerydy: 1/rok Badanie ogólne moczu z osadem: 1/rok Kreatynina w surowicy krwi: 1/rok Badanie dna oka EKG wysiłkowe: raz/ 2 lata Etapy leczenia: Etap 1. Monoterapia - Zmniejszenie kaloryczności posiłków węglowodany o niskim indeksie glikemicznym) - Redukcja masy ciała - Zwiększenie aktywności fizycznej Etap 2. Terapia doustna skojarzona Etap 3. Insulinoterapia prosta Etap 4. Insulinoterapia złożona Metody: - Dieta - Aktywność fizyczna - Leki doustne - Inne Konsultacje specjalistyczne: - Ocena wyrównania metabolicznego - Ocena stopnia zaawansowania późnych powikłań - Modyfikacja stylu życia - Ustalenie celów terapeutycznych Etap. 2. Insulinoterapia prosta Typy insuliny: - Insulina o przedłużonym działaniu - Insulina krótkodziałająca Postępowanie: - Stopniowe zwiększanie dawki co 2-3 dni, aż do wyrównania - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 40 j., wówczas stosuje się dwa wstrzyknięcia - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 80 j., wówczas stosuje się intensywną insulinoterapię algorytm wielokrotnych wstrzyknięć) - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 100 wówczas należy określić przyczyny insulinoodporności W przypadku osób mających zmienny rozkład dnia należy stosować: - wstrzyknięcia podskórne lub - osobistą pompę insulinową Tak Tak Cele: - glikemia na czczo i przed posiłkami: mg/dl - glikemia 2h po posiłku < 160 mg/dl - HbA1c < 6.5% Nie 4

5 Scenariusz użycia aplikacji ediab 2) START Monitorowanie glikemii Diagnostyka cukrzycy: Dobowy profil glikemii: - Pomiar stężenia glukozy: - rano na czczo, - przed i 120 min po każdym głównym posiłku - przed snem - o północy - między 2.00 a 4.00 Częstotliwość pomiarów: - pomiar stężenia glukozy: 1-2/dzień - profil skrócony: 1/tydzień - profil pełny: 1/miesiąc Kontrola glukometru w laboratorium: 2/rok: - ocena błędu oznaczeń - ocena poprawności użytkowania Wymagania dotyczące glukometru: - dopuszczalny błąd pomiaru stężenia glukozy w osoczu krwi: 10 % - system korekcji stężenia hematokrytu Inne procedury medyczne - Oznaczenie stężenia glukozy glikemii) - Test tolerancji OGTT - Określenie typu cukrzycy: - cukrzyca typu 1 - cukrzyca typu 2 - cukrzyca ciążowa - inne typy cukrzycy Nie Czy rozpoznano cukrzycę typu 2? Tak Monitorowanie glikemii Dobowy profil glikemii: - Pomiar stężenia glukozy: - rano na czczo, - przed i 120 min po każdym głównym posiłku - przed snem - o północy - między 2.00 a 4.00 Częstotliwość pomiarów: - pomiar stężenia glukozy: 1-2/dzień - profil skrócony: 1/tydzień - profil pełny: 1/miesiąc Kontrola glukometru w laboratorium: 2/rok: - ocena błędu oznaczeń - ocena poprawności użytkowania Wymagania dotyczące glukometru: - dopuszczalny błąd pomiaru stężenia glukozy w osoczu krwi: 10 % - system korekcji stężenia hematokrytu Oznaczenie odsetka białek glikowanych HbA1c): Częstotliwość pomiarów: - pacjent stabilny: 2/rok - pacjent niestabilny: 4/rok Miejsce: - laboratorium - w trybie point-of-care testing POCT Cholesterol, triglycerydy: 1/rok Badanie ogólne moczu z osadem: 1/rok Kreatynina w surowicy krwi: 1/rok Badanie dna oka EKG wysiłkowe: raz/ 2 lata Etapy leczenia: Etap 1. Monoterapia - Zmniejszenie kaloryczności posiłków węglowodany o niskim indeksie glikemicznym) - Redukcja masy ciała - Zwiększenie aktywności fizycznej Etap 2. Terapia doustna skojarzona Etap 3. Insulinoterapia prosta Etap 4. Insulinoterapia złożona Metody: - Dieta - Aktywność fizyczna - Leki doustne - Inne Konsultacje specjalistyczne: - Ocena wyrównania metabolicznego - Ocena stopnia zaawansowania późnych powikłań - Modyfikacja stylu życia - Ustalenie celów terapeutycznych Etap. 2. Insulinoterapia prosta Typy insuliny: - Insulina o przedłużonym działaniu - Insulina krótkodziałająca Postępowanie: - Stopniowe zwiększanie dawki co 2-3 dni, aż do wyrównania - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 40 j., wówczas stosuje się dwa wstrzyknięcia - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 80 j., wówczas stosuje się intensywną insulinoterapię algorytm wielokrotnych wstrzyknięć) - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 100 wówczas należy określić przyczyny insulinoodporności W przypadku osób mających zmienny rozkład dnia należy stosować: - wstrzyknięcia podskórne lub - osobistą pompę insulinową Tak Cele: - glikemia na czczo i przed posiłkami: mg/dl - glikemia 2h po posiłku < 160 mg/dl - HbA1c < 6.5% Nie 5

6 Scenariusz użycia aplikacji ediab 3) START Diagnostyka cukrzycy: - Oznaczenie stężenia glukozy glikemii) - Test tolerancji OGTT - Określenie typu cukrzycy: - cukrzyca typu 1 - cukrzyca typu 2 - cukrzyca ciążowa - inne typy cukrzycy Inne procedury medyczne Nie Czy rozpoznano cukrzycę typu 2? Tak Monitorowanie glikemii Dobowy profil glikemii: - Pomiar stężenia glukozy: - rano na czczo, - przed i 120 min po każdym głównym posiłku - przed snem - o północy - między 2.00 a 4.00 Częstotliwość pomiarów: - pomiar stężenia glukozy: 1-2/dzień - profil skrócony: 1/tydzień - profil pełny: 1/miesiąc Kontrola glukometru w laboratorium: 2/rok: - ocena błędu oznaczeń - ocena poprawności użytkowania Wymagania dotyczące glukometru: - dopuszczalny błąd pomiaru stężenia glukozy w osoczu krwi: 10 % - system korekcji stężenia hematokrytu Oznaczenie odsetka białek glikowanych HbA1c): Częstotliwość pomiarów: - pacjent stabilny: 2/rok - pacjent niestabilny: 4/rok Miejsce: - laboratorium - w trybie point-of-care testing POCT Cholesterol, triglycerydy: 1/rok Badanie ogólne moczu z osadem: 1/rok Kreatynina w surowicy krwi: 1/rok Badanie dna oka EKG wysiłkowe: raz/ 2 lata Etapy leczenia: Etap 1. Monoterapia - Zmniejszenie kaloryczności posiłków węglowodany o niskim indeksie glikemicznym) - Redukcja masy ciała - Zwiększenie aktywności fizycznej Etap 2. Terapia doustna skojarzona Etap 3. Insulinoterapia prosta Etap 4. Insulinoterapia złożona Metody: - Dieta - Aktywność fizyczna - Leki doustne - Inne Konsultacje specjalistyczne: - Ocena wyrównania metabolicznego - Ocena stopnia zaawansowania późnych powikłań - Modyfikacja stylu życia - Ustalenie celów terapeutycznych Etap. 2. Insulinoterapia prosta Typy insuliny: - Insulina o przedłużonym działaniu - Insulina krótkodziałająca Postępowanie: - Stopniowe zwiększanie dawki co 2-3 dni, aż do wyrównania - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 40 j., wówczas stosuje się dwa wstrzyknięcia - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 80 j., wówczas stosuje się intensywną insulinoterapię algorytm wielokrotnych wstrzyknięć) - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 100 wówczas należy określić przyczyny insulinoodporności W przypadku osób mających zmienny rozkład dnia należy stosować: - wstrzyknięcia podskórne lub - osobistą pompę insulinową Tak Cele: - glikemia na czczo i przed posiłkami: mg/dl - glikemia 2h po posiłku < 160 mg/dl - HbA1c < 6.5% Nie 6

7 Scenariusz użycia aplikacji ediab 4) START Diagnostyka cukrzycy: Metody: - Oznaczenie stężenia glukozy glikemii) - Test tolerancji OGTT - Określenie typu cukrzycy: - cukrzyca typu 1 - cukrzyca typu 2 - cukrzyca ciążowa - inne typy cukrzycy - Dieta - Aktywność fizyczna - Leki doustne - Inne Inne procedury medyczne Nie Czy rozpoznano cukrzycę typu 2? Tak Monitorowanie glikemii Konsultacje specjalistyczne: - Ocena wyrównania metabolicznego - Ocena stopnia zaawansowania późnych powikłań - Modyfikacja stylu życia - Ustalenie celów terapeutycznych Dobowy profil glikemii: - Pomiar stężenia glukozy: - rano na czczo, - przed i 120 min po każdym głównym posiłku - przed snem - o północy - między 2.00 a 4.00 Częstotliwość pomiarów: - pomiar stężenia glukozy: 1-2/dzień - profil skrócony: 1/tydzień - profil pełny: 1/miesiąc Kontrola glukometru w laboratorium: 2/rok: - ocena błędu oznaczeń - ocena poprawności użytkowania Wymagania dotyczące glukometru: - dopuszczalny błąd pomiaru stężenia glukozy w osoczu krwi: 10 % - system korekcji stężenia hematokrytu Oznaczenie odsetka białek glikowanych HbA1c): Częstotliwość pomiarów: - pacjent stabilny: 2/rok - pacjent niestabilny: 4/rok Miejsce: - laboratorium - w trybie point-of-care testing POCT Cholesterol, triglycerydy: 1/rok Badanie ogólne moczu z osadem: 1/rok Kreatynina w surowicy krwi: 1/rok Badanie dna oka EKG wysiłkowe: raz/ 2 lata Etapy leczenia: Etap 1. Monoterapia - Zmniejszenie kaloryczności posiłków węglowodany o niskim indeksie glikemicznym) - Redukcja masy ciała - Zwiększenie aktywności fizycznej Etap 2. Terapia doustna skojarzona Etap 3. Insulinoterapia prosta Etap 4. Insulinoterapia złożona Metody: - Dieta - Aktywność fizyczna - Leki doustne - Inne Konsultacje specjalistyczne: - Ocena wyrównania metabolicznego - Ocena stopnia zaawansowania późnych powikłań - Modyfikacja stylu życia - Ustalenie celów terapeutycznych Etap. 2. Insulinoterapia prosta Typy insuliny: - Insulina o przedłużonym działaniu - Insulina krótkodziałająca Postępowanie: - Stopniowe zwiększanie dawki co 2-3 dni, aż do wyrównania - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 40 j., wówczas stosuje się dwa wstrzyknięcia - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 80 j., wówczas stosuje się intensywną insulinoterapię algorytm wielokrotnych wstrzyknięć) - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 100 wówczas należy określić przyczyny insulinoodporności W przypadku osób mających zmienny rozkład dnia należy stosować: - wstrzyknięcia podskórne lub - osobistą pompę insulinową Tak Cele: - glikemia na czczo i przed posiłkami: mg/dl - glikemia 2h po posiłku < 160 mg/dl - HbA1c < 6.5% Nie 7

8 Scenariusz użycia aplikacji ediab 5) START Diagnostyka cukrzycy: - Oznaczenie stężenia glukozy glikemii) - Test tolerancji OGTT - Określenie typu cukrzycy: - cukrzyca typu 1 - cukrzyca typu 2 - cukrzyca ciążowa - inne typy cukrzycy Inne procedury medyczne Nie Czy rozpoznano cukrzycę typu 2? Tak Monitorowanie glikemii Dobowy profil glikemii: - Pomiar stężenia glukozy: - rano na czczo, - przed i 120 min po każdym głównym posiłku - przed snem - o północy - między 2.00 a 4.00 Częstotliwość pomiarów: - pomiar stężenia glukozy: 1-2/dzień - profil skrócony: 1/tydzień - profil pełny: 1/miesiąc Kontrola glukometru w laboratorium: 2/rok: - ocena błędu oznaczeń - ocena poprawności użytkowania Wymagania dotyczące glukometru: - dopuszczalny błąd pomiaru stężenia glukozy w osoczu krwi: 10 % - system korekcji stężenia hematokrytu Oznaczenie odsetka białek glikowanych HbA1c): Częstotliwość pomiarów: - pacjent stabilny: 2/rok - pacjent niestabilny: 4/rok Miejsce: - laboratorium - w trybie point-of-care testing POCT Cholesterol, triglycerydy: 1/rok Badanie ogólne moczu z osadem: 1/rok Kreatynina w surowicy krwi: 1/rok Badanie dna oka EKG wysiłkowe: raz/ 2 lata Etapy leczenia: Etap 1. Monoterapia - Zmniejszenie kaloryczności posiłków węglowodany o niskim indeksie glikemicznym) - Redukcja masy ciała - Zwiększenie aktywności fizycznej Etap 2. Terapia doustna skojarzona Etap 3. Insulinoterapia prosta Etap 4. Insulinoterapia złożona Metody: - Dieta - Aktywność fizyczna - Leki doustne - Inne Konsultacje specjalistyczne: - Ocena wyrównania metabolicznego - Ocena stopnia zaawansowania późnych powikłań - Modyfikacja stylu życia - Ustalenie celów terapeutycznych Etap. 2. Insulinoterapia prosta Typy insuliny: - Insulina o przedłużonym działaniu - Insulina krótkodziałająca Postępowanie: - Stopniowe zwiększanie dawki co 2-3 dni, aż do wyrównania - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 40 j., wówczas stosuje się dwa wstrzyknięcia - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 80 j., wówczas stosuje się intensywną insulinoterapię algorytm wielokrotnych wstrzyknięć) - Gdy zapotrzebowanie na insulinę > 100 wówczas należy określić przyczyny insulinoodporności W przypadku osób mających zmienny rozkład dnia należy stosować: - wstrzyknięcia podskórne lub - osobistą pompę insulinową Tak Cele: - glikemia na czczo i przed posiłkami: mg/dl - glikemia 2h po posiłku < 160 mg/dl - HbA1c < 6.5% Nie 8

9 Pomiary Stężenie glukozy Glukometr GlucoTel - bluetooth 9

10 Pomiary Stężenie glukozy Glukometr PressureTel - bluetooth 10

11 Pomiary Stężenie insuliny Hiperinsulinowa klamra glikemiczna hyperinsulinemic clamp technique): pomiar w wysoko wyspecjalizowanych ośrodkach udział doświadczonego personelu nie jest stosowana rutynowo metoda dokładna ale mało praktyczna) Pomiar stężenia insuliny na czczo pomiaru dokonuje się na podstawie badań morfologii krwi 11

12 ediab i Internet Przyszłości Mała liczba dokonywanych pomiarów Brak potrzeby dostępu zawsze i wszędzie do danych pomiarowych i baz danych Brak potrzeby zarządzania dostępem do urządzeń pomiarowych Brak potrzeby stosowania sieci sensorycznej 12

13 ediab i metody systemowe i decyzyjne w informatyce Continuous Glucose Monitor CGM) Model matematyczny 13 Cobelli C. et. al., Diabetes: Models, Signals and Control, IEEE Reviews in Biomedical Engineering, Vol. 2, 2009 [ ] [ ] 0 0), 0) ) ) ) ) ) gdzie, ) ) ) ), ) ) ) = = = + = + = = X Q Q V Q t t G t D k k t X I t I p t X p t X t D Q p Q t t X p t Q b I b G b δ ilość glukozy, przy czym to wartość bazowa stężenie insuliny, przy czym to wartość bazowa dawka glukozy dawka insuliny stała dystrybucji glukozy parametry fizjologiczne Q b Q I b I G D I D V stężenie glukozy G ,,,, k k p p p delta Dirac a δ

14 ediab i metody systemowe i decyzyjne w informatyce CGM Insulina Cobelli C. et. al., Diabetes: Models, Signals and Control, IEEE Reviews in Biomedical Engineering, Vol. 2,

15 ediab i metody systemowe i decyzyjne w informatyce Uwzględnienie posiłków i aktywności fizycznej Dalla Man C. et. al., Simulation Software of Meal Glucose Insulin Model, Journal of Diabetes Science and Technology, Vol. 1, No. 3, 2007 Dalla Man C. et. al., Physical Activity into the Meal Glucose Insulin Model, Journal of Diab. Science and Technology, Vol. 3, No. 1,

16 ediab i metody systemowe i decyzyjne w informatyce Dalla Man C. et. al., Simulation Software of Meal Glucose Insulin Model, Journal of Diabetes Science and Technology, Vol. 1, No. 3, 2007 Dalla Man C. et. al., Physical Activity into the Meal Glucose Insulin Model, Journal of Diab. Science and Technology, Vol. 3, No. 1,

17 ediab i metody systemowe i decyzyjne w informatyce Dalla Man C. et. al., Simulation Software of Meal Glucose Insulin Model, Journal of Diabetes Science and Technology, Vol. 1, No. 3, 2007 Dalla Man C. et. al., Physical Activity into the Meal Glucose Insulin Model, Journal of Diab. Science and Technology, Vol. 3, No. 1,

18 ediab i metody systemowe i decyzyjne w informatyce Grandinetti L., Pisacane O., Web based prediction for diabetes treatment, Future Generation Computer Systems, Vol. 27, 2011, s

19 ediab i metody systemowe i decyzyjne w informatyce Grandinetti L., Pisacane O., Web based prediction for diabetes treatment, Future Generation Computer Systems, Vol. 27, 2011, s

20 Rozwiązania Tele-Healthcare Manager Alcatel-Lucent 20

21 Rozwiązania Tele-Healthcare Manager Alcatel-Lucent 21

22 ediab - Bezprzewodowa platforma ezdrowie wspomagająca terapię osób chorych na cukrzycę Krzysztof Brzostowski, Jarosław Drapała, Jerzy Świątek II Konferencja i3: internet infrastruktury innowacje enauka kluczem do rozwoju Wrocław, 2 grudnia