ตับอ่อนเทียม 2.0: สิ่งที่ระบบส่งอินซูลินอัตโนมัติยังทำไม่ได้ — และจะแก้ไขอย่างไร

Diabetes Technology & Therapeuticsได้ตีพิมพ์บทวิจารณ์โดยกลุ่มวิศวกรและแพทย์นานาชาติเกี่ยวกับช่องว่างที่ป้องกันไม่ให้ระบบนำส่งอินซูลินอัตโนมัติ (AID) กลายเป็น "วงจรปิดอย่างสมบูรณ์" อย่างแท้จริง ผู้เขียนระบุอย่างตรงไปตรงมาว่าอุปกรณ์ในปัจจุบันช่วยลดระดับน้ำตาลสะสม (HbA1c) ปรับปรุงคุณภาพชีวิต และควบคุมระดับน้ำตาลได้อย่างปลอดภัยยิ่งขึ้น แต่อุปกรณ์เหล่านี้จะทำงานได้ดีที่สุดในเวลากลางคืน และในระหว่างวัน ผู้ใช้จะต้องแจ้งมื้ออาหารและกิจกรรมทางกายเพื่อหลีกเลี่ยงภาวะน้ำตาลในเลือดสูงและภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ นอกจากนี้ ระบบจำนวนมากยังไม่ได้รับการออกแบบมาสำหรับสตรีมีครรภ์และผู้สูงอายุ บทวิจารณ์นี้แสดงให้เห็นผลลัพธ์ของอัลกอริทึมใหม่ๆ ที่จดจำอาหารและการออกกำลังกายโดยอัตโนมัติ และข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการใช้ AID ในกลุ่ม "ที่ซับซ้อน" ข้อสรุปสำคัญ: วิวัฒนาการรอบต่อไปคือปัญญาประดิษฐ์และการควบคุมแบบปรับตัว รวมถึงการกำหนดค่าฮอร์โมนหลายชนิด (อินซูลิน ± กลูคากอน)

ความเป็นมาของการศึกษา

ระบบนำส่งอินซูลินอัตโนมัติ (AIDs) เป็นการผสมผสานระหว่างเครื่องตรวจวัดระดับน้ำตาลกลูโคสต่อเนื่อง (CGM) ปั๊มอินซูลิน และอัลกอริทึมควบคุมที่ปรับการส่งอินซูลินแบบเรียลไทม์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วงจรแบบ “ไฮบริด” ช่วยลดระดับน้ำตาลสะสม (HbA1c) เพิ่มระยะเวลาในการวัด (Time in Range) และลดภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำในเวลากลางคืนในผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่ 1 ได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังไม่มีระบบ “อัตโนมัติเต็มรูปแบบ” ในขณะนี้ เนื่องจากในระหว่างวัน เมื่อระดับน้ำตาลกลูโคสได้รับผลกระทบจากอาหาร ความเครียด และการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง ระบบส่วนใหญ่ยังคงต้องป้อนคาร์โบไฮเดรตด้วยตนเองและแจ้งเตือนกิจกรรม มิฉะนั้น อัลกอริทึมจะไม่สามารถชดเชยระดับน้ำตาลที่พุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วได้

การปฏิบัติทางคลินิกแสดงให้เห็นถึงช่องว่างอื่นๆ อัลกอริทึมทำงานได้ดีที่สุดในช่วงนอนหลับ ซึ่งเป็นช่วงที่ระบบเผาผลาญมีเสถียรภาพมากขึ้น แต่จุดสูงสุดหลังอาหาร การออกกำลังกาย และการหน่วงเวลาของโบลัสยังคงเป็นจุดอ่อน ระบบบางอย่างยังไม่ได้รับการออกแบบมาสำหรับหญิงตั้งครรภ์ (เป้าหมายระดับน้ำตาลในเลือดที่แตกต่างกัน ต้นทุนความผิดพลาดสูง) และผู้สูงอายุ (ภาวะโรคแทรกซ้อน ความเสี่ยงต่อภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำที่เพิ่มขึ้น) ซึ่งจำเป็นต้องมีโหมดความปลอดภัยและอินเทอร์เฟซที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อลดภาระทางปัญญา

ในทางเทคนิคแล้ว ขอบเขตต่อไปคือการลด “ปัจจัยด้านมนุษย์” ด้วยเหตุนี้ จึงมีการพัฒนาอัลกอริทึมสำหรับการรับรู้การบริโภคอาหารและกิจกรรมทางกายโดยอัตโนมัติโดยอาศัยรูปแบบ CGM และเซ็นเซอร์แบบสวมใส่ วงจรหลายฮอร์โมน (อินซูลิน ± กลูคากอน) กำลังได้รับการทดสอบเพื่อเป็น “หลักประกัน” ต่อภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ แบบจำลองเชิงปรับตัว/ปัญญาประดิษฐ์ (AI) กำลังถูกนำมาใช้งาน ซึ่งปรับให้เข้ากับจังหวะของผู้ใช้แต่ละคนและบริบทในแต่ละวัน ในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมนี้ต้องการมาตรฐานด้านการทำงานร่วมกันและความปลอดภัยทางไซเบอร์ เพื่อให้ระบบได้รับการอัปเดต “ผ่านระบบไร้สาย” และมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างปลอดภัยระหว่างอุปกรณ์และคลินิก

ท้ายที่สุด ไม่เพียงแต่การควบคุมระดับน้ำตาลเท่านั้นที่สำคัญ แต่ยังรวมถึงความสะดวกสบายในชีวิตด้วย เช่น ความวิตกกังวลและการกระทำด้วยตนเองที่ลดลง การนอนหลับที่คงที่ และการเข้าถึงเทคโนโลยีสำหรับผู้ที่มีทักษะดิจิทัลและรายได้ที่แตกต่างกัน ดังนั้น “ตับอ่อนเทียม 2.0” จึงไม่ใช่แค่อัลกอริทึมที่ “เร็วขึ้น” เท่านั้น แต่เป็นระบบนิเวศที่ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเท่าเทียมกันทั้งกลางวันและกลางคืน ไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงมากนัก และครอบคลุมผู้ป่วยได้หลากหลายกลุ่ม

เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญ?

วงจรอัตโนมัติเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าครั้งสำคัญทางโรคเบาหวานในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา และบทบาทของพวกเขาได้รับการสะท้อนอย่างเป็นทางการในมาตรฐานการจัดการโรคเบาหวานสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม “ความเป็นอิสระอย่างเต็มที่” ยังคงเป็นสิ่งที่ไม่สามารถบรรลุได้ ผู้ใช้ยังคงป้อนคาร์โบไฮเดรต “ด้วยตนเอง” และด้วยวิถีชีวิตที่กระตือรือร้น อัลกอริทึมจึงมักล่าช้า การตรวจสอบนี้จัดระบบตำแหน่งที่ควรย้ายไปที่ใด เพื่อให้ AID เข้าถึงได้ง่ายขึ้นและชาญฉลาดขึ้น และสำหรับผู้ที่ตั้งครรภ์ อายุมากกว่า 65 ปี เล่นกีฬา หรือไม่สามารถนับคาร์โบไฮเดรตได้ทุกๆ สองสามชั่วโมง

สิ่งที่ AID สามารถทำได้ตอนนี้ และความคืบหน้ากำลังหยุดชะงักอยู่ที่ไหน

"ตับอ่อน" แบบลูกผสมในปัจจุบันมีประสิทธิภาพในการรักษาระดับเวลาในภาวะ TIR (Time in Range) และลดระดับเวลาในภาวะ TBR (Time Below Range) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงนอนหลับ แต่ในช่วง "ความท้าทาย" ในเวลากลางวัน เช่น อาหาร ความเครียด และการฝึกซ้อม จุดอ่อนก็ปรากฏขึ้น:

• จำเป็นต้องมีประกาศเรื่องอาหาร/การออกกำลังกาย หากไม่มีประกาศเหล่านี้ วงจรจะไม่มีเวลา "จับ" ภาวะหลังอาหารพุ่งสูง หรือป้องกันภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำหลังออกกำลังกาย
• ความเหมาะสมสำหรับ "พลเรือน" มีจำกัด ระบบจำนวนหนึ่งไม่ได้ออกแบบมาสำหรับสตรีมีครรภ์และผู้สูงอายุ ซึ่งมีเป้าหมายและความเสี่ยงที่แตกต่างกัน
• ความไม่เสถียรในเวลากลางวัน อุปกรณ์จะมีประสิทธิภาพสูงสุดในเวลากลางคืน ระดับกลูโคสจะเปลี่ยนแปลงมากขึ้นในระหว่างวัน
• "ปัจจัยด้านมนุษย์" - การนับคาร์โบไฮเดรตและขั้นตอนด้วยตนเองเป็นเรื่องน่าเบื่อ ทำให้ปฏิบัติตามได้ยาก - เรื่องนี้ได้รับการเน้นย้ำโดยการตรวจสอบทางคลินิกและการปฏิบัติ

สิ่งที่ผู้เขียนบทวิจารณ์แนะนำ

นักวิจัยชี้ให้เห็นถึงพื้นที่ซึ่งผลลัพธ์ที่น่าพอใจเกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และที่ต้องใช้ความพยายาม:

• ระบบจดจำอาหารและกิจกรรมอัตโนมัติ อัลกอริทึมที่สามารถประเมินข้อเท็จจริงและขนาดของการบริโภคอาหาร/การออกกำลังกาย และกำหนดปริมาณอินซูลินให้เหมาะสมได้โดยไม่ต้องมีอินพุตจากผู้ใช้
• วงจรหลายฮอร์โมน การเพิ่มกลูคากอนเป็น "ตัวกระตุ้นความปลอดภัย" เพื่อควบคุมระดับฮอร์โมนต่ำเป็นการพัฒนาอีกแขนงหนึ่ง
• กลุ่มเป้าหมายใหม่ การทดลองในผู้สูงอายุและระหว่างตั้งครรภ์พร้อมการปรับเป้าหมายและอุปสรรคในการป้องกัน
• AI และการควบคุมแบบปรับตัว: โมเดลส่วนบุคคลที่ "เรียนรู้" จากข้อมูลในชีวิตประจำวันช่วยลดภาระงานด้วยตนเองและทำให้การเข้าถึงเทคโนโลยีง่ายขึ้น

จะหาผู้พัฒนาและหน่วยงานกำกับดูแลได้ที่ไหน

เพื่อนำ AID ไปสู่ "วงจรเต็มรูปแบบ" สำหรับทุกคน นอกเหนือจากอัลกอริทึมแล้ว เรายังต้องแก้ไขปัญหา "เชิงระบบ" ด้วย:

• การทำงานร่วมกันและการอัปเดตได้ มาตรฐานการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการอัปเดตซอฟต์แวร์ระยะไกลที่ปลอดภัย
• ตัวชี้วัดผลประโยชน์ "ในชีวิตจริง" นอกจาก HbA1c แล้ว ยังมี TIR/TBR, ภาระการแจ้งเตือน, การนอนหลับตอนกลางคืน และภาระทางปัญญาของผู้ใช้
• การเข้าถึงและความเป็นธรรม: ลดความซับซ้อนของอินเทอร์เฟซและทำให้ระบบมีราคาถูกลงเพื่อให้ผู้ที่ไม่ได้ใช้ในปัจจุบันสามารถเข้าถึง AID ได้
• ความปลอดภัยทางไซเบอร์และความเป็นส่วนตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของอุปกรณ์อัจฉริยะและเครือข่ายที่เพิ่มมากขึ้น

สิ่งนี้มีความหมายต่อผู้ป่วยโรคเบาหวานอย่างไร - ตอนนี้

แม้จะไม่ “ทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบ” แต่ AID สมัยใหม่ก็มีประโยชน์ทั้งในด้านน้ำตาลและความปลอดภัย ซึ่งได้รับการยืนยันจากการศึกษาแบบสุ่มและเชิงสังเกต หากคุณใช้คอนทัวร์ในปัจจุบัน “เคล็ดลับชีวิต” หลักคือการมีส่วนร่วมสูง (การประกาศอาหาร/ปริมาณที่โหลด การชาร์จ/การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ การกำหนดเป้าหมายที่ถูกต้อง) และสำหรับผู้ที่กำลังพิจารณาใช้ AID บทวิจารณ์นี้ให้แนวทางที่ชัดเจนว่า ในยุคต่อๆ ไป อุปกรณ์ต่างๆ จะต้องอาศัยการควบคุมด้วยมือน้อยลง และรับมือกับเวลากลางวันได้ดีขึ้น ไม่ใช่แค่กลางคืน

ขอบเขตอยู่ตรงไหนและต่อไปจะเป็นอย่างไร?

นี่คือการทบทวน ซึ่งไม่ได้แทนที่การทดลองทางคลินิก แต่เป็นการกำหนดวาระการประชุม: การพัฒนาความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับโครงร่างและการขยายขอบเขตข้อบ่งใช้ ขณะนี้มีการทดลองระบบที่บ้านที่ให้ปริมาณยาอย่างอิสระตามปริมาณอาหารและปริมาณที่รับประทาน และกำลังพัฒนาโซลูชันที่ใช้ฮอร์โมนหลายชนิดควบคู่กันไป ขั้นตอนต่อไปคือการศึกษาแบบหลายศูนย์ในผู้สูงอายุ สตรีมีครรภ์ ผู้ที่มีตารางเวลา "ไม่แน่นอน" รวมถึงการทำงานเกี่ยวกับการเข้าถึงและการนำไปใช้งาน

แผ่นโกงสั้นๆ: อะไรป้องกันไม่ให้เกิด "วงจรเต็ม" และอะไรจะทำให้วงจรนั้นใกล้เข้ามา

มันขัดขวาง:

• ความจำเป็นในการป้อนรายการคาร์โบไฮเดรตและกิจกรรมด้วยตนเอง
• ความเสถียรในระหว่างวันลดลง (อาหาร, กีฬา, ความเครียด);
• ขาดโหมดสำหรับการตั้งครรภ์และผู้สูงอายุในบางระบบ

โดยประมาณ:

• การตรวจจับอาหาร/โหลดอัตโนมัติและอัลกอริทึมการปรับตัว
• วงจรหลายฮอร์โมน (อินซูลิน ± กลูคากอน)
• มาตรฐานข้อมูลรวม ความปลอดภัย การเข้าถึง

บทสรุป

บทวิจารณ์นี้ได้กำหนดเป้าหมายของ “เวอร์ชัน 2.0” สำหรับตับอ่อนเทียมไว้อย่างชัดเจน นั่นคือการลดบทบาทของผู้ใช้ให้เหลือน้อยที่สุด ทำให้วงจรทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือเท่าเทียมกันทั้งกลางวันและกลางคืน และเปิดกว้างให้ผู้ที่อยู่ข้างหลังเข้าถึงได้ ซึ่งรวมถึงสตรีมีครรภ์และผู้สูงอายุ เส้นทางสู่ความสำเร็จนี้ขึ้นอยู่กับอัลกอริทึม AI การควบคุมแบบปรับตัว และรูปแบบฮอร์โมนหลายชนิด ซึ่งผลลัพธ์เบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นจริงแล้ว ขณะนี้ขึ้นอยู่กับการทดลองทางคลินิกและวิศวกรที่จะเปลี่ยนแนวคิดเหล่านี้ให้เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้ “สำหรับทุกคนและทุกวัน”

ที่มาของงานวิจัย: Jacobs PG และคณะช่องว่างทางการวิจัย ความท้าทาย และโอกาสในระบบนำส่งอินซูลินอัตโนมัติ. Diabetes Technology & Therapeutics 27(S3):S60-S71. https://doi.org/10.1089/dia.2025.0129