Étude approfondie de la précision de délivrance des pompes à insuline

In Vitro and in Silico approach of continuous subcutaneous insulin infusion system reliability

• Auteur / Autrice : Sylvain Girardot
• Direction : Jean-Pierre Riveline
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie biomédicale
• Date : Soutenance le 22/01/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche des Cordeliers (Paris ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Patricia Serradas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sophie Chopard-Lallier, Guillaume Charpentier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Breton, Pierre-Yves Benhamou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évaluation

Médecine -- Appareils et matériel

Insulinothérapie

Pompes à insuline

Mots clés libres

Pompe à insuline

Insulinothérapie

Banc d'essai

Comparatif

Modélisation

Précision

Insulin pump

Test bench

Comparative study

Résumé

La pompe à insuline est un traitement majeur du diabète de type 1 (DT1). Sa précision de délivrance est essentielle pour garantir le contrôle de la glycémie. A ce jour, peu d'études indépendantes ont évalué son efficacité, en particulier pour les débits basaux les plus faibles. Notre étude décrit le développement d'une nouvelle méthodologie capable d'évaluer la précision des pompes au plus proche de la réalité du patient. Elle se base notamment sur le développement d'une nouvelle technique de mesure ainsi que sur plusieurs protocoles spécifiques. Quatre modèles de pompes ont été testés à quatre débits basaux fixes (2UI/h, 1UI/h, 0.5UI/h, 0.1UI/h) ainsi que sous contraintes de variations de température, de mouvements et de différentes pressions hydrostatiques. Des indicateurs mathématiques et des représentations graphiques nouvellement imaginés ont permis d'évaluer les performances des pompes aussi proche que possible d'une réalité clinique. La précision de délivrance s'avère interdépendante du modèle testé ainsi que du débit basal. La pression hydrostatique et les mouvements n'ont montré aucune influence dans la précision de délivrance. Les variations de température montrent, elles, une altération importante de la performance. Les gammes d'erreurs observées les plus élevées pourraient s'avérer problématiques pour des patients ayant une sensibilité élevée à l'insuline. Le lien entre les erreurs de délivrance et la variabilité glycémique reste à renforcer et l'évaluation de la précision des pompes sous contraintes doit être généralisée.

Continuous subcutaneous insulin infusion (CSII) is a widely-adopted treatment for type 1 diabetes (T1D). CSII accuracy is essential for glycemic control and such metric has not been given sufficient study, especially at the range of the lowest basal-rates. Our study presents the development of a novel Òin vitroÓ methodology to assess CSII accuracy at the closest of patients daily-life. We developed a new measurement method, in-lab tools and specific protocols to assess CSII under model daily life constraint. Pumps model were tested at four set basal rates (2UI/h, 1UI/h, 0.5UI/h, 0.1UI/h) as well as under temperature variations, motions and hydrostatic pressure, using our novel methodology. Newly designed mathematical indicators and graphical representations allowed to render performance as relevantly as possible for clinical interpretation. The continuous approach of our measurement method also allowed a fine insulin peak-wise analysis. We found CSII accuracy as model and basal rates dependent. Hydrostatic pressure and motions were found not to influence CSII accuracy while temperature variations unexpectedly caused important CSII deliverance alteration. The highest noticed error range could be hazardous for CSII users with high insulin sensitivity. The link between deliverance errors and glycemic variability remain to be strengthened and CSII accuracy assessment under model daily life constraints have to be generalized. Clinically oriented CSII assessment protocols and new measurement methods could be recognized and used massively by industry or notified bodies. This would highly participate to improve CSII usersÕ comfort and safety.