AID-Systeme bei Diabetes

Bis heute gibt es noch kein Heilmittel für die Stoffwechselkrankheit Diabetes, aber dank intensiver Forschungen und Entwicklung stehen uns heute Diabetestechnik und -technologien zur Verfügung, die die Arbeitsweise einer gesunden Bauchspeicheldrüse immer besser imitieren. Neben Insulinpumpen und FGM- bzw. rtCGM-Systemen gehören zunehmend auch AID-Systeme zur modernen Diabetestherapie.

Die neuen Technologien können das Diabetesmanagement für Betroffene im Alltag erleichtern, stellen sie aber gleichzeitig auch vor einige Herausforderungen. Nicht für jeden sind die neuen Systeme gleich geeignet.

Die Abkürzung AID:

stammt aus dem Englischen und steht für „automated insulin delivery“, was so viel wie „automatisierte Insulindosierung“ bedeutet.

Definition AID-System

Ein AID-System (auch Closed-Loop) soll mit Hilfe verschiedener Komponenten (Insulinpumpe, rtCGM-System, Algorithmus) Personen mit einer fehlenden Bauchspeicheldrüsenfunktion stets mit der gerade benötigten Menge an Insulin für einen optimalen Blutzucker-Spiegel versorgen. Diese Insulinmenge errechnet das System auf Basis von aktuell gemessenen Glukosewerten, dem aktuell wirkendem Insulin und weiteren Faktoren. Grundlage für diese Berechnung ist ein Algorithmus, der den zukünftigen Gewebeglukosewert vorausberechnet und so die Insulinzufuhr permanent anpasst . Da das System weitere Einflüsse wie die Nahrungsaufnahme nicht messen kann, müssen diese Werte noch manuell an das System gemeldet werden. Expertinnen und Experten sprechen deshalb von „Hybrid-Closed-Loop-Systemen“.

Hybrid-AID-System

Ein AID-System mit automatischer basaler Insulinabgabe, bei dem der Bolus zu einer Mahlzeit weiterhin von den Patienten manuell abgegeben wird.

Vollständiges AID-System

Ein AID-System, bei dem sowohl die basale Insulinabgabe und auch die Boli zu den Mahlzeiten automatisch abgegeben werden.*¹

Wichtig: Durch die subkutane Sensorenmessung wird der Glukosanstieg nach einer Mahlzeit verzögert gemessen, diese zeitliche Abweichung muss bei einem Voll-AID-System berücksichtigt werden.

Advance-Hybrid-AID

Ein AID-System, bei dem zusätzlich zur automatisierten Basalinsulinabgabe auch die Möglichkeit eines automatisierten Korrekturbolus besteht.

Beispiel: Das MiniMed™ 780G System ist für die kontinuierliche Abgabe der basalen Insulindosis (mit einer vom Anwender wählbaren Rate) und für die Abgabe von Insulinboli (in einer vom Anwender wählbaren Dosierung) vorgesehen.

Hier korrigiert das System automatisch zu hohe Glukosewerte und hilft, zu niedrige Glukosewerte zu vermeiden, d. h. das System erkennt einen tendenziellen Glukoseanstieg und gibt automatisch mehr Insulin ab und erkennt umgekehrt auch einen tendenziellen Glukoseabfall und reduziert automatisch die Menge an Insulin.

Das System zur automatischen Insulindosierung (kurz AID-System) besteht aus verschiedenen Komponenten, die per Bluetooth miteinander kommunizieren: einer Insulinpumpe, einem rtCGM-System und einem Algorithmus. Der Algorithmus ist dabei entweder auf einem separaten Empfangsgerät, Smartphone oder direkt in die Insulinpumpe integriert.

Über die Insulinpumpe wird dem Körper das Insulin verabreicht. Dabei wird zwischen dem basalen Insulinbedarf und dem mahlzeitenabhängigen Bedarf (Bolus) unterschieden. Während der „basale“ Bedarf kontinuierlich ähnlich der programmierten Basalrate oder der Algorithmus-Steuerung abgegeben wird, wird die Bolusgabe manuell veranlasst.

Das AID-System benötigt die Glukosewerte in „real time“ (Echtzeit). Dafür misst die am Glukosesensor befindliche Sensorelektrode im Unterhautfettgewebe kontinuierlich den Glukosewert und überträgt die Werte mittels Transmitter an ein Empfangsgerät.

Der Algorithmus berechnet aus verschiedenen Werten und den eingegebenen Daten in sehr kurzen Zeitabständen den Insulinbedarf und übermittelt diesen an die Insulinpumpe. Dafür muss der AID-Modus der Insulinpumpe aktiviert sein.

Um alles korrekt zu berechnen, muss das System allerdings auch alles wissen. Dafür stehen ihm natürlich keine Sinnesorgane zur Verfügung. So muss der Mahlzeitenbolus noch immer manuell ausgelöst werden. Das System benötigt dafür die Angabe über die Menge an Kohlenhydraten (ggf. Eiweiß/Fett). Auch geplante und verrichtete körperliche Aktivitäten müssen (wenn möglich) dem System mitgeteilt werden.

Hinweis:

Die aktuell auf dem Markt erhältlichen Systeme bezeichnet man auch als „Hybrid-AID-Systeme“ bzw. „Advanced Hybrid-AID-Systeme“, da die Anwendenden noch einen wichtigen manuellen Beitrag bei der Therapie leisten müssen.

Algorithmen begleiten uns tagtäglich. Beim Algorithmus handelt es sich um eine Art Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Lösung eines bestimmten Problemtyps. Die einzelnen Schritte können einfache Abfragen oder Anweisungen, aber auch komplexe mathematische Berechnungen sein. Zum Beispiel folgen wir beim Überqueren einer Straße oder beim Kochen nach Rezept im besten Fall einem Algorithmus. Typischer wird dieser Begriff aber in der Informatik verwendet.

Die Aufgabe des Algorithmus beim AID-System besteht darin, den Glukosewert der Anwendenden so lange wie möglich im individuell festgelegten Zielbereich zu halten. Dafür verarbeitet er die zur Verfügung stehenden Werte und Informationen und passt die Insulinabgabe entsprechend dem Bedarf kontinuierlich an. Die Auswahl der Zielwerte variiert zwischen den einzelnen AID-Systemen.

Damit der Algortihmus effektiv lernen kann und keine falschen Schlüsse zieht, ist es ganz wichtig, das System konsequent über verschiedene Ereignisse zu informieren. Je nach System sind das z.B.:

• Informationen über körperliche Aktivität
• Informationen für höhere (postprandiale Glukoseanstiege) oder niedrigere Insulinabgaben
• Informationen zu einzelnen Mahlzeiten und ggf. Art der Mahlzeit, z. B. fettreich, eiweißreich
• Notfall-Kohlenhydrate

Berechnungsgrundlagen der Algorithmen:

• der aktuelle Glukosewert,
• der hinterlegte Zielwert,
• der Glukosetrend,
• das aktive Insulin,
• Insulinabgaben der letzten Tage (nicht bei allen Algorithmen),
• zusätzliche Informationen

Hinweis:

Anders als bei der herkömmlichen Insulinpumpentherapie gibt es im AID-Modus keine klassische Basalrate mehr. Die einprogrammierte Basalrate wird nur verwendet, wenn der AID-Modus nicht aktiv ist. Deshalb ist eine Programmierung und Auswahl unterschiedlicher Basalprofile nicht notwendig.

Um den Therapieerfolg messen und bewerten zu können, galt lange Zeit der HbA1C als der Goldstandard schlecht hin. Mit der Einführung und Verbreitung von rtCGM Systemen folgte parallel zum HbA1C ein neuer Parameter, die Time in Range (Zeit im Zielbereich), kurz TIR genannt. Sie zeigt an, wieviel Zeit Anwendende täglich im Zielbereich verbringen und wieviel unter- bzw. oberhalb.

Time in Range:  (Zeit im Zielbereich), kurz TIR genannt: zeigt an, wieviel Zeit Anwendende täglich im Zielbereich verbringen und wieviel unter- bzw. oberhalb des Bereiches.

Zielbereich

Der Zielbereich ist die Zone, in der die Gukosewerte einer Person mit Diabetes liegen sollten. Dabei kann der Zielbereich auch in Abhängigkeit von Situationen (z.B. nüchtern oder nach den Essen) unterschiedlich sein. Seinen individuellen Zielbereich legt man gemeinsam mit seinem Diabetesteam fest.

In einem internationalen Konsensus wurde für Menschen mit Typ-1-Diabetes und Typ-2-Diabetes als Ziel der Diabetesbehandlung eine TIR über 70% empfohlen.*² Das heißt, dass die über den Tag aufgezeichneten Glukosedaten zu über 70 % im Zielbereich von 3,9-10,0 mmol/l (70–180 mg/dl) liegen und idealerweise weniger als 4 % unterhalb der 3,9 mmol/l (70 mg/dl).

Dieses Ziel ist wichtig, um schweren und gefährlichen Stoffwechselentgleisungen vorzubeugen, aber auch das Risiko von Folgeerkrankungen signifikant zu senken. Und damit die Lebensqualität und die Lebenszeit zu erhöhen.

Studien zufolge, kann die TIR durch die Verwendung von AID-Systemen im Vergleich zu einer ICT von durchschnittlich 50 % auf 70 % und besser erhöht werden.*³

Medizinische oder sportliche Gründe für einen AID-Modus-off

Der Algorithmus kann im Rahmen der ihm zur Verfügung stehenden Werte, Eingaben und Erfahrungen das notwendige Insulin berechnen. Verändert sich der Insulinbedarf aber sehr kurzfristig und sehr stark, kann dies das System an seine Grenzen bringen und zu starken Über- oder Unterzuckerungen führen. In folgenden Fällen sollte der AID-Modus beispielsweise unterbrochen werden (Bitte besprechen Sie dies auch mit Ihrem behandelnden Diabetesteam):

• während einer Ketoazidose oder auch deren Vorstufe
• bei akuten Erkrankungen (bspw. mit Fieber)
• bei der Einnahme von kortikoidhaltigen Medikamenten
• bei Sport bzw. Extremsport

Technisch bedingtes Ende des AID-Modus:

• während eines Sensorwechsels (Aufwärm-/Initialisierungsphase)
• bei der Bluetooth-Unterbrechung
• wenn die Insulinpumpe, das CGM-System oder das Empfangsgerät ausfallen

Ketoazidose:

Während einer Ketoazidose bedarf es grundsätzlich einer großen Menge an Korrekturinsulin. Bei dieser absolut bedrohlichen und akuten Stoffwechselentgleisung ist der Algorithmus bzw. das Systeme noch „zu träge“, um die Situation schnell in den Griff zu bekommen, da die abgegebenen Korrekturen zu viel Zeit in Anspruch nehmen würden.

Zusätzlich verarbeitet bzw. lernt der Algorithmus die Menge an Insulin bei einem ähnlich hohen Glukosewert abzugeben, wenn man im AID-Modus verbleiben würde. Dies kann unter anderen Umständen, wenn keine Ketone vorhanden sind, zu einem kritischen Ereignis (einer Hypoglykämie) führen.

Akute Erkrankungen und/oder bei Einnahme von kortikoidhaltigen Medikamenten:

Im Falle einer akuten Erkrankung ist der Insulinbedarf teilweise stark erhöht. Da der Algorithmus nicht erkennt, ob es sich um eine Erkrankung handelt, reagiert er in einer ähnlichen Situation mit hohen Glukosewerten ggf. zu intensiv, was wiederum zu einem kritischen Ereignis (einer Hypoglykämie) führen kann.

Wird der AID-Modus unterbrochen, ob willentlich oder aufgrund einer Störung, greifen alle AID-Systeme auf eine im System hinterlegte Sicherheitsbasalrate zurück.

Fällt eine technische Komponente aus, müssen Anwendende in der Lage sein, dies zu erkennen und ihre Insulintherapie entsprechend der Situation anzupassen.

Unser Tipp:

Erstellen Sie gemeinsam mit Ihrem Diabetesteam einen Notfallplan, der mögliche Szenarien abdeckt und Ihnen eine kurzfristige Umstellung ermöglicht.

Diabetes-Wissen als „Grundlage“ der Therapie:

• Insulinbedarf und -wirkung, Korrektur-Berechnungen
• Schätzung bzw. Berechnung der Kohlenhydrate und entsprechenden Insulinmenge
• Erkennen und Behandeln einer Hypo-/Hyperglykämie
• Erkennen und Behandeln einer Ketoazidose
• Einflüsse auf den Stoffwechsel, z. B. durch Medikamente, Krankheit und Bewegung

rtCGM-System:

• Unterschied zwischen Blut- und Gewebeglukose
• die richtige Reaktion auf Warnungen und Alarme
• Notwendigkeit von manuellen Ereignissen erkennen
• das Deuten und Ableiten der Informationen aus den Glukoseverläufen
• Prüfung, ob ggf. eine Kalibrierung notwendig ist

Insulinpumpentherapie:

• Programmierung einer Basalrate
• Abgabe eines Mahlzeiten- oder Korrekturbolus
• sachgemäßer Reservoir- und Infusionsset-Wechsel
• stetiger Wechsel der Setzstellen (nach Herstellervorgaben)
• Erkennen von und Handeln in Notfällen (z. B. bei einer verstopften Kanüle, Beachtung von Alarmmeldungen)

AID-System:

Stehen vor dem Einstieg in die AID-Therapie die oben genannten Schulungsinhalte im Fokus, rücken mit Start dieser Therapie individuelle Besonderheiten des Systems in den Schulungsmittelpunkt.

• das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten verstehen
• Eingabe von Informationen zu Mahlzeiten
• Verständnis für die Lernphase des Systems
• Wissen, wann der AID-Modus verlassen werden muss
• Erkennen von und Handeln in besonderen Situationen
• Lernen, dem Algorithmus zu vertrauen und ihn selbständig arbeiten zu lassen (möglichst nicht von außen eingreifen)

Wir haben Ihnen hier die hauptsächlichen Merkmale zusammengefasst, die Sie bei der Entscheidung für oder gegen ein AID-System unterstützen sollen.

• Glukosewerte sind immer und „fast“ überall einsehbar
• es gilt viele Therapie-Daten zu verarbeiten
• Alarme zu verschiedenen Ereignissen weisen z. B. auf Veränderungen der Glukosewerte, notwendige Batteriewechsel oder Verbindungsstörungen hin und fordern zum Handeln auf
• Einflussfaktoren wie Mahlzeiten, Bewegung, Krankheiten müssen erkannt und eingeschätzt werden
• Über- und Unterzuckerungen können verhindert bzw. verringert werden
• eine stabilere Stoffwechsellage führt zu einer höheren Behandlungszufriedenheit
• die Zeit im Zielbereich lässt sich schnell auswerten, damit sind Therapieergebnisse leicht einsehbar
• ein AID-System besteht aus mehreren Systemkomponenten, teilweise von verschiedenen Herstellern, die beherrscht und angewendet werden müssen
• alle Systemkomponenten sollten ständig am Körper getragen und nur in Ausnahmesituationen abgekoppelt werden – beachten Sie die maximale Reichweite
• aufgrund von Unverträglichkeiten, z. B. gegenüber Pflastern können Hautreaktionen auftreten
• ein umfangreiches Wissen zum Diabetes und der Therapie ist notwendig
• optionale Nutzung der Follower-Funktion kann z. B. Eltern oder Diabetesteam schnelle Einsicht in die Daten geben
• passt das System in den persönlichen Alltag (Partnerschaft, soziales Umfeld, Beruf/Schule/Kita, Freizeitaktivitäten u. v. m.)

Wann ist ein AID-System empfehlenswert?

• bei starken Stoffwechselschwankungen und einem hohen Risiko für schwere bis sehr schwere Hypoglykämien
• bei Nichterreichen von Therapiezielen (z. B. HbA1C, TIR) trotz der Nutzung einer Insulinpumpe und eines rtCGM-Systems
• bei Hypoglykämie-Wahrnehmungsstörungen
• für Kinder und Jugendliche
• für Menschen mit stressigen Alltagssituationen durch z. B. lange Pendelstrecken, große berufliche Verantwortung für sich selbst und andere
• zur Vermeidung von Spätfolgen
• zum Aufhalten von Spätfolgen im Anfangsstadium

Wann ist ein AID System nicht empfehlenswert?

• bei falschen Erwartungen an das System, denn: Das System macht nicht alles allein!
• bei fehlender Bereitschaft, die eigene Therapie zu intensivieren
• bei Angst vor neuer Technik, komplexen Vorgängen und einer Flut von Daten
• bei Einnahme von Rauschmitteln oder Medikamenten
• bei psychischen Störungen
• vorübergehend: bei Unverträglichkeiten auf bestimmte Systemkomponenten (z. B. Pflaster)

MiniMed 780G System

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Kaleido Insulinpumpe 

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