Tuyến tụy nhân tạo 2.0: Những gì hệ thống cung cấp insulin tự động chưa làm được — và cách khắc phục

Diabetes Technology & Therapeutics đã công bố một bài đánh giá của một nhóm kỹ sư và bác sĩ lâm sàng quốc tế về những khoảng trống ngăn cản hệ thống cung cấp insulin tự động (AID) trở thành một "vòng lặp hoàn toàn khép kín" thực sự. Các tác giả thành thật tuyên bố rằng các thiết bị hiện tại làm giảm HbA1c, cải thiện chất lượng cuộc sống và quản lý lượng đường an toàn hơn - nhưng chúng hoạt động tốt nhất vào ban đêm và vào ban ngày, chúng yêu cầu người dùng khai báo bữa ăn và hoạt động thể chất để tránh tăng và hạ đường huyết. Ngoài ra, nhiều hệ thống vẫn chưa được thiết kế cho phụ nữ mang thai và người cao tuổi. Bài đánh giá cho thấy kết quả của các thuật toán mới có khả năng tự động nhận dạng thức ăn và bài tập, cùng với dữ liệu ban đầu về việc sử dụng AID trong các nhóm "phức tạp". Kết luận chính: vòng tiến hóa tiếp theo là trí tuệ nhân tạo và kiểm soát thích ứng, bao gồm cả cấu hình đa hormone (insulin ± glucagon).

Bối cảnh của nghiên cứu

Hệ thống cung cấp insulin tự động (AID) là sự kết hợp giữa máy theo dõi đường huyết liên tục (CGM), bơm insulin và thuật toán điều khiển giúp điều chỉnh việc cung cấp insulin theo thời gian thực. Trong những năm gần đây, các mạch "lai" đã làm giảm đáng kể HbA1c, tăng thời gian đạt mục tiêu (TNR) và giảm tình trạng hạ đường huyết ban đêm ở những người mắc bệnh tiểu đường tuýp 1. Tuy nhiên, "chế độ lái tự động hoàn toàn" vẫn chưa khả thi: vào ban ngày, khi đường huyết liên tục bị ảnh hưởng bởi thức ăn, căng thẳng và vận động, hầu hết các hệ thống vẫn yêu cầu nhập carbohydrate thủ công và cảnh báo hoạt động - nếu không, thuật toán sẽ không thể bù đắp cho sự tăng đột biến đường huyết nhanh chóng.

Thực hành lâm sàng đã chỉ ra những thiếu sót khác. Các thuật toán hoạt động tốt nhất trong khi ngủ, khi quá trình trao đổi chất ổn định hơn, nhưng các đỉnh sau bữa ăn, vận động và sự chậm trễ của liều bolus vẫn là điểm yếu. Một số hệ thống chưa được thiết kế cho phụ nữ mang thai (mục tiêu đường huyết khác nhau, chi phí sai sót cao) và người cao tuổi (đa bệnh, nguy cơ hạ đường huyết cao), trong đó cần có các chế độ an toàn và giao diện được điều chỉnh để giảm tải nhận thức.

Về mặt kỹ thuật, ranh giới tiếp theo là giảm thiểu “yếu tố con người”. Để đạt được mục tiêu này, các thuật toán đang được phát triển để tự động nhận dạng lượng thức ăn tiêu thụ và hoạt động thể chất dựa trên các mô hình CGM và cảm biến đeo được; các mạch đa hormone (insulin ± glucagon) đang được thử nghiệm như một “bảo hiểm” chống lại hạ đường huyết; các mô hình thích ứng/AI đang được triển khai để điều chỉnh theo nhịp điệu cá nhân của người dùng và bối cảnh trong ngày. Song song đó, ngành y tế cần các tiêu chuẩn về khả năng tương tác và an ninh mạng để các hệ thống được cập nhật “qua mạng” và dữ liệu được trao đổi an toàn giữa các thiết bị và phòng khám.

Cuối cùng, điều quan trọng không chỉ là kiểm soát lượng đường trong máu, mà còn là sự tiện lợi trong cuộc sống: giảm bớt lo lắng và các thao tác thủ công, giấc ngủ ổn định, khả năng tiếp cận công nghệ cho những người có trình độ kỹ năng số và thu nhập khác nhau. Do đó, "tuyến tụy nhân tạo 2.0" không chỉ là một thuật toán "nhanh hơn", mà là một hệ sinh thái hoạt động đáng tin cậy như nhau cả ngày lẫn đêm, chỉ cần can thiệp tối thiểu và bao phủ nhiều nhóm bệnh nhân.

Tại sao điều này lại quan trọng?

Mạch tự động là một trong những đột phá lớn trong lĩnh vực tiểu đường trong những thập kỷ gần đây, và đóng góp của chúng được chính thức phản ánh trong các tiêu chuẩn quản lý bệnh tiểu đường hiện đại. Tuy nhiên, "tự chủ hoàn toàn" vẫn chưa thể đạt được: người dùng vẫn nhập carbohydrate "thủ công", và với lối sống năng động, các thuật toán thường bị chậm trễ. Bài đánh giá này hệ thống hóa những điểm cần thay đổi để các thiết bị hỗ trợ điều trị AIDS trở nên dễ tiếp cận và thông minh hơn - và dành cho những người đang mang thai, trên 65 tuổi, chơi thể thao, hoặc đơn giản là không thể đếm carbohydrate sau mỗi vài giờ.

Những gì AID có thể làm ngay bây giờ - và tiến độ đang bị đình trệ ở đâu

Các "tuyến tụy" lai ghép ngày nay rất hiệu quả trong việc duy trì Thời gian trong Phạm vi (TIR) và giảm Thời gian dưới Phạm vi (TBR), đặc biệt là trong khi ngủ. Tuy nhiên, trong những "thử thách" ban ngày - thức ăn, căng thẳng, luyện tập - điểm yếu sẽ xuất hiện:

• Cần phải có thông báo về thức ăn/bài tập. Nếu không có thông báo, mạch sẽ không có thời gian để "bắt" được sự tăng đột biến sau bữa ăn hoặc ngăn ngừa hạ đường huyết sau khi hoạt động.
• Tính phù hợp "dân sự" hạn chế. Một số hệ thống không dành cho phụ nữ mang thai và người cao tuổi, vì mục tiêu và rủi ro khác nhau.
• Không ổn định vào ban ngày. Các thiết bị này có hiệu quả nhất vào ban đêm; lượng đường huyết thay đổi nhiều hơn vào ban ngày.
• "Yếu tố con người" - Việc đếm carbohydrate và các bước thủ công rất tẻ nhạt, khiến việc tuân thủ trở nên khó khăn - điều này được nhấn mạnh trong các đánh giá lâm sàng và thực hành.

Những gì tác giả của bài đánh giá đề xuất

Các nhà nghiên cứu chỉ ra những lĩnh vực đã đạt được kết quả khả quan trong những năm gần đây - và những lĩnh vực cần nỗ lực:

• Tự động nhận dạng thức ăn và hoạt động. Thuật toán có thể đánh giá thực tế và quy mô lượng thức ăn/bài tập tiêu thụ, từ đó điều chỉnh liều lượng insulin phù hợp mà không cần người dùng nhập liệu.
• Mạch đa hormone. Việc bổ sung glucagon như một "bàn đạp an toàn" chống lại tình trạng hạ đường huyết là một nhánh phát triển riêng biệt.
• Nhóm mục tiêu mới. Thử nghiệm ở người cao tuổi và trong thời kỳ mang thai với mục tiêu và rào cản bảo vệ được điều chỉnh.
• AI và kiểm soát thích ứng: Các mô hình cá nhân hóa có khả năng “học” từ dữ liệu hàng ngày giúp loại bỏ một số công việc thủ công và đơn giản hóa việc tiếp cận công nghệ.

Nơi tìm kiếm các nhà phát triển và cơ quan quản lý

Để đưa AID vào “vòng lặp hoàn chỉnh” cho mọi người, ngoài các thuật toán, chúng ta cũng sẽ phải giải quyết các vấn đề “có hệ thống”:

• Khả năng tương tác và cập nhật. Tiêu chuẩn trao đổi dữ liệu và cập nhật phần mềm từ xa an toàn.
• Các chỉ số lợi ích "thực tế". Ngoài HbA1c - TIR/TBR, gánh nặng cảnh giác, giấc ngủ ban đêm, tải trọng nhận thức của người dùng.
• Tiếp cận và công bằng: Đơn giản hóa giao diện và làm cho hệ thống rẻ hơn để những người hiện không sử dụng AID cũng có thể tiếp cận được.
• An ninh mạng và quyền riêng tư. Đặc biệt là trong bối cảnh các thiết bị ngày càng thông minh và kết nối mạng.

Điều này có ý nghĩa gì đối với những người mắc bệnh tiểu đường - hiện nay

Ngay cả khi không "hoàn toàn tự động", các thiết bị AID hiện đại vẫn mang lại lợi ích về lượng đường và độ an toàn — điều này đã được xác nhận bởi các nghiên cứu ngẫu nhiên và quan sát. Nếu bạn sử dụng đồng hồ đo đường kính ngày nay, "mẹo sống" chính là sự tương tác cao (thông báo kịp thời về thức ăn/lượng thức ăn, sạc/kết nối cảm biến, đặt mục tiêu chính xác). Và đối với những người mới cân nhắc về AID, bài đánh giá này đưa ra một hướng đi rõ ràng: trong các thế hệ tiếp theo, các thiết bị sẽ yêu cầu ít thao tác thủ công hơn và hoạt động tốt hơn vào ban ngày, chứ không chỉ vào ban đêm.

Ranh giới ở đâu và bước tiếp theo là gì?

Đây là một bài tổng quan - nó không thay thế các thử nghiệm lâm sàng, nhưng nó đặt ra chương trình nghị sự: trí tuệ hóa các đường viền và mở rộng các chỉ định. Các thử nghiệm tại nhà về các hệ thống tự động điều chỉnh liều lượng theo thức ăn và tải lượng đã được tiến hành; các giải pháp đa hormone đang được phát triển song song. Bước tiếp theo là các nghiên cứu đa trung tâm ở người cao tuổi, phụ nữ mang thai, những người có lịch trình "không thể đoán trước", cũng như làm việc về khả năng tiếp cận và triển khai.

Một bản tóm tắt ngắn gọn: điều gì ngăn cản một "vòng lặp đầy đủ" và điều gì sẽ đưa nó lại gần hơn

Nó can thiệp vào:

• nhu cầu nhập thủ công carbohydrate và khai báo hoạt động;
• giảm sự ổn định trong ngày (thức ăn, thể thao, căng thẳng);
• thiếu chế độ dành cho phụ nữ mang thai và người cao tuổi ở một số hệ thống.

Xấp xỉ:

• tự động phát hiện thức ăn/tải trọng và thuật toán thích ứng;
• mạch đa hormone (insulin ± glucagon);
• tiêu chuẩn dữ liệu thống nhất, bảo mật, khả năng truy cập.

Phần kết luận

Bài đánh giá đã nêu rõ mục tiêu của "phiên bản 2.0" cho tuyến tụy nhân tạo: giảm thiểu vai trò của người dùng đến mức tối thiểu, đảm bảo các mạch hoạt động ổn định cả ngày lẫn đêm, và mở cửa cho những người hiện đang bị bỏ lại phía sau – bao gồm phụ nữ mang thai và người cao tuổi. Con đường dẫn đến điều này nằm ở các thuật toán AI, kiểm soát thích ứng và các phác đồ đa hormone – và đã có những kết quả ban đầu cho thấy điều này là có thật. Giờ đây, các thử nghiệm lâm sàng và kỹ sư cần phải biến những ý tưởng này thành những thiết bị đáng tin cậy "cho mọi người và mỗi ngày".

Nguồn nghiên cứu: Jacobs PG và cộng sự. Những khoảng trống nghiên cứu, thách thức và cơ hội trong hệ thống cung cấp insulin tự động. Công nghệ và liệu pháp điều trị bệnh tiểu đường 27 (S3): S60-S71. https://doi.org/10.1089/dia.2025.0129