Am Eingang zur Loop Grundlegendes zu DIY Closed Loop Systemen
Am Eingang zur Matrix
Irgendwann schwelte in mir die Idee die Sache mit einer Doit yourself Closed Loop einmal ausprobieren zu wollen. In all den Jahren meiner Diabetes Karriere, war es mir zwar immerhin gelungen, meine Hba1c Werte stetig zu verbessern und sie im unteren 7 er Bereich zu halten. Unter 7% hab ich es trotz aller Anstrengungen nie geschafft. Klar kann man nun darüber Diskutieren, wie wichtig der Hba1c ist und seine tatsächliche Aussagekraft bezüglich der „Güte“ der Diabetes Einstellung. Diese Diskussion wurde schon x mal geführt und soll hier nicht das Thema sein. Ich für meinen Teil habe jedenfalls beschlossen den Hba1c maximal als einen Indikator zu sehen. Die deutlich höhere Aussagekraft hat für mich die sog. „Time in Range“ also die Zeit in der sich meine Werte im Zielbereich aufhalten. Dazu kommt noch die Varianz der Werte. ( Total Deviation). Und genau diese Parameter, sollten sich doch mit Hilfe einer Closed Loop optimieren lassen. So jedenfalls meine Theorie.
Hybride Schleifen
Die meisten DIY Systeme arbeiten nach dem sog. Hybrid Closed Loop Prinzip. Über die Steuerung der Basalrate kontrolliert das System den Blutzucker und versucht ihn innerhalb des Zielbereichs zu halten. Vereinfacht gesagt – ist der Glukosespiegel zu hoch wird die Basalrate erhöht. Sinkt der Glukosespiegel und droht unter den Minimalwert des Zielbereiches zu fallen, wird die Basalabgabe reduziert oder ganz gestoppt. Der Algorithmus versucht die Entwicklung des Glukosespiegels vorauszuberechnen. Alle 5 Minuten wird der aktuelle Wert mit dem darauf folgendem verglichen. Der sich daraus ergebende Trend, wird (über die Dauer der Inulin Wirksamkeit) in die Zukunft projiziert unter Einbeziehung von IOB (Insulin on Board / noch aktivem Insulin) und COB (Carbs on Board / Noch wirksame Kohlenhydrate).Auf Basis dieser Voraussage (Prediction) wird dann die Insulinabgabe angepasst. Mahlzeiten, also eingenommene Kohlenhydrate muss der Nutzer dem System per Eingabe mitteilen. (Im Gegensatz zu einem Closed Loop oder Full Automated Closed Loop bei dem keine Nutzerinteraktion mehr erforderlich ist.)
Die Komponenten
Um auch Einsteigern in die Materie der DIY Closed Loop Systeme den Start zu erleichtern hab ich in der folgenden Grafik die einzelnen Komponenten eine Closed Loop Systems einmal aufgelistet und deren Aufgabe kurz umrissen.
Was habe ich und was brauche ich
Die meisten DIY Systeme arbeiten nach dem sog. Hybrid Closed Loop Prinzip. Über die Steuerung der Basalrate kontrolliert das System den Blutzucker und versucht ihn innerhalb des Zielbereichs zu halten. Vereinfacht gesagt – ist der Glukosespiegel zu hoch wird die Basalrate erhöht. Sinkt der Glukosespiegel und droht unter den Minimalwert des Zielbereiches zu fallen, wird die Basalabgabe reduziert oder ganz gestoppt. Der Algorithmus versucht die Entwicklung des Glukosespiegels vorauszuberechnen. Alle 5 Minuten wird der aktuelle Wert mit dem darauf folgendem verglichen. Der sich daraus ergebende Trend, wird (über die Dauer der Inulin Wirksamkeit) in die Zukunft projiziert unter Einbeziehung von IOB (Insulin on Board / noch aktivem Insulin) und COB (Carbs on Board / Noch wirksame Kohlenhydrate).Auf Basis dieser Voraussage (Prediction) wird dann die Insulinabgabe angepasst. Mahlzeiten, also eingenommene Kohlenhydrate muss der Nutzer dem System per Eingabe mitteilen. (Im Gegensatz zu einem Closed Loop oder Full Automated Closed Loop bei dem keine Nutzerinteraktion mehr erforderlich ist.)
Hardware Smartphone contra Mini Computer
Closed Loop auf dem Mini Pc
Einige Selbstbau Closed Loop Syteme basierten auf kleinen Minicomputern auf denen die Software für die Closed Loop Steuerung läuft. Mini Computer wie der beliebte Rasberry Pi oder das Edison Explorer Board sind flexibel einsetzbar und relativ klein. Die Größe ist ein wichtiges Kriterium denn schließlich will man das Closed Loop System ja transportable halten. Die Größe des gesamten Systems hängt allerdings nicht nur von der Größe des Steuercomputers ab. Der Computer braucht natürlich Strom und je nach System noch weitere Komponenten, die für WLAN, Bluetooth oder die Kommunikation mit der Insulinpumpe und dem CGM benötigt werden. So kommt unter Umständen noch etwas an Hardware und Kabeln hinzu, das schlussendlich alles in einem praktikablen Gehäuse untergebracht werden will. Diese Minicomputer haben erstmal weder Tastatur noch Bildschirm. Die Konfiguration und Programmierung wird in der Regel über einen 2. Rechner per Netzwerkverbindung vorgenommen. Will man das System auch fernab vom heimischen WLAN oder in der freien Wildbahn betreiben, bedarf es noch ein wenig Aufwand um die Internetverbindung über das Handynetz zu realisieren. Der Auffand ein solches System zu bauen, ist nach meiner Einschätzung etwas größer als bei Systemen die auf Smartphones basieren.
Aber sie bieten auch einige Vorteile. So ist es z. B. möglich, Internetverbindung der Loop vorausgesetzt, das System aus der Ferne konfigurieren und zu überwachen. Zur Überwachung wir hier das Open Source CGM Monitoring Tool Nightscout genutzt. Ein Vorteil, den gerade Eltern von Kindern mit Diabetes sehr schätzen. Das System funktioniert autark und unabhängig von einem Smartphone.
Closed Loop mit dem Smartphone
Der entscheidende Vorteil von Systemen auf Smartphone Basis ist, dass alles was in Sachen Konnektivität (WLAN, Mobilfuk, Bluetooth) benötigt wird in der Regel bereits an Bord ist. Und da einige unserer Diabetes Devices ja mittlerweile schon von Haus aus mit dem Smartphone kommunizieren, liegt es recht nahe ein Smartphone als Basis für ein DIY Closed Loop System zu nutzen.
Abhängig von der eingesetzten Insulinpumpe, ist zusätzlich noch eine Miniplatine erforderlich um die Kommunikation mit der Pumpe zu realisieren. (Riley Link). Auf den ersten Blick sind Smartphone Closed Loop Systeme etwas platzsparender. Ein Smartphone trägt heutzutage fast jeder mit sich. Wer also ein System möchte das ihm nicht noch zusätzlichen Hardware Ballast auflädt, wird sich vermutlich eher für ein solches System entscheiden. Gesteuert wir das Closed Loop system über eine spezielle App die alle wichtigen Funktionen bereitstellt und alle relevanten Parameter in einer grafischen Benutzeroberfläche unterbringt. Auch hier ist meist eine Anbindung an Nightscout möglich.
Meine Anforderungen lauteten wie folgt:
Das System sollte so wenig Platz wie möglich beanspruchen. Es muss mit dem Dexcom G5 funktionieren. Der Aufwand dieses System zu bauen muss finanziell und zeitlich im Rahmen bleiben. Im tägliche Leben soll mich das System bei meinem Diabetes Management unterstützen und nicht noch mehr Anforderungen bzgl. des Daten Managements an mich stellen. Idealerweise bietet das System die gleichen oder mehr Funktionen wie meine bisherigen Devices in puncto Datenmanagement und Auswertbarkeit und macht das ein oder andere Device oder Tool obsolet. Die Bedienung muss vor allem schnell von der Hand gehen. Ganz wichtig war mir auch die User Group der Systeme, denn wenn mal was schief läuft oder man Fragen hat ist eine gut Vernetzte User Community Gold Wert.
Vor diesem Hintergrund habe ich mich für eine DIY Closed Loop auf Ios Basis entschieden. In den nächsten Artikeln dieser Serie gehe ich dann auf die nächsten Schritte auf dem Weg zur Closed Loop ein.
Mission gestartet.
See you inside the Loop