Ingredients for adequate evaluation of blood glucose algorithms as applied to the critically ill

The article by Eslami and colleagues provides an overview of the indicators used to measure the quality of blood glucose control in patients admitted to the intensive care unit. Each indicator can be related to one or more of the following categories: blood glucose zones, blood glucose levels, time intervals, and features of the insulin titration algorithm. Some important issues (for instance those concerning the clarity of definitions used for glycaemic thresholds) are raised. This systematic review calls for a practical guide to advise the clinician how different blood glucose signals should (ideally) be evaluated and which steps should to be undertaken

Blood Glucose Control in Critically Ill Patients: Design of Assessment Procedures and a Control System (Regelen van glycemie bij kritiek zieke patiënten: ontwerp van evaluatieprocedures en een regelsysteem)

Kritiek zieke patiënten, typisch gelegen op een afdeling Intensieve Geneeskunde, vertonen een verhoogde glucoseconcentratie in het bloed (hyperglycemie) en insulineresistentie. De gunstige effecten(mortaliteits- en morbiditeitsreductie) van een strikte regeling van de bloedglucose (tussen 80 en 110 mg/dl) werden reeds aangetoond. De huidige behandeling bestaat zo uit een manuele en nauwgezettetoediening van insuline en zou bijgevolg kunnen vervangen worden door een half- of volautomatisch bloedglucoseregelsysteem. Een dergelijk controlesysteem heeft het potentieel om de frequentie van hypoglycemies (te laag glucosegehalte in het bloed) en de werkdruk van het medisch team te verlagen. In deze thesis worden drie objectieven naar voren geschoven. Het eerste objectief is de ontwikkeling van een procedure die toelaat de betrouwbaarheid van glucosesensoren te evalueren ten opzichte van een gouden standaard bloedglucosesensor. De kwaliteit van de bloedglucoseregeling is immers nauw verbonden met de betrouwbaarheid (nauwkeurigheid) van de glucosemetingen. In de beoordeling van glucosesensoren kan men echter misleid worden door dehuidige evaluatiemethoden die bovendien regelmatig een gebrek vertonen aan voldoende statistisch bewijs. In deze thesis wordt de GLYCENSIT-procedure ontworpen die de performantie van een test-glucosesensor ten opzichte van een referentie-glucosesensor evalueert. De ontwikkelde methode kan afgesteld worden volgens de voorkeur van de clinicus betreffende significantie/tolerantie-niveau ende drempelwaarde voor hypo- en hyperglycemie. Het potentieel van deze nieuwe procedure is voorgesteld met behulp van analyses van hypothetische en reële, klinische glycemie-datasets. Het tweede objectief van deze thesis is het ontwerp van een procedure voor de evaluatie vaninsulinetitratie-algoritmen (die gebruikt worden op afdelingen Intensieve Geneeskunde om de bloedglucose te regelen). De Glycemische Penalty Index (GPI) wordt zo voorgesteld als maat om het totale glycemieregelgedrag bij kritiek zieke patiënten samen te vatten in één getal. De evaluatiemethoden die momenteel in gebruik zijn, vertonen immers zwakheden die kunnen leiden tot een verkeerde beoordeling van het regelalgoritme. De glucose-bemonsteringsfrequentie en de tijdsduur dat het algoritme effectief wordt toegepast zijn bovendien twee parameters die gelijkaardig moeten zijn onder patiëntengroepen opdat verschillende algoritmen adequaat vergeleken kunnen worden. Het derde objectief van deze thesis is het ontwerp van een voorspellend regelsysteem dat hetpotentieel heeft om (half-)automatisch de bloedglucose bij kritiek zieke patiënten te normaliseren. Dit glucoseregelsysteem bestaat uit een patiëntenmodel en een regelaar. Zowel "black-box"' - als "grey-box" - modelleringstechnieken worden toegepast met het oog op het nauwkeurig beschrijven van het glucoregulatorisch systeem van kritiek zieke patiënten. Enkel de "grey-box" - modelleringsmethode, die gefundeerd is op fysische inzichten en die zich uit in het ontworpen "intensive care unit" - minimale model (ICU-MM), wordt gevalideerd voor klinisch gebruik in een voorspellend regelsysteem. Het frequent herschatten van het ICU-MM (door gebruik te maken van een adaptieve modelleringsprocedure) laat toe om rekening te houden met de variabiliteit binnen de patiënt en tussenpatiënten onderling. Het verloop van het glucosesignaal kan aldus voldoende nauwkeurig voorspeld worden met deze methode. Ten slotte wordt een regelaar ontwikkeld op basis van Modelgebaseerde Predictieve Controle (MPC) technieken zodat het toe te dienen insulinedebiet kan geoptimaliseerd worden op basis van het ontworpen ICU-MM. Een simulatiestudie toont aan dat de resultaten van de MPC voldoen aan de eisen inzake regelgedrag (het volgen van een referentieglycemie en het onderdrukken van ongekende stoorfactoren) en klinische realiseerbaarheid.1. Introduction PART I: CLINICAL SETTING 2. Intensive Care: Patients and Data PART II: ASSESSMENT PROCEDURES 3. General Assessment of Glucose Sensors 4. General Assessment of Glycemia Control Systems PART III: GLYCEMIA CONTROL SYSTEM 5. Black-Box Modelling of Glycemia 6. Grey-Box Modelling of Glycemia 7. Control of Glycemia 8. Conclusions and Future Research04/08nrpages: 266status: publishe

Using the Wrong Model Can Lead to Unsupported Conclusions about Glucose Meters Reply

status: publishe

An Analysis of Reliability and Accuracy of Muscle Thickness Ultrasonography in Critically Ill Children and Adults

Background: Muscle wasting starts already within the first week in critically patients and is strongly related to poor outcome. Nevertheless, the early detection of muscle wasting is difficult. Therefore, we investigated the reliability and accuracy of ultrasonography to evaluate skeletal muscle wasting in critically ill children and adults. Methods: This prospective observational study enrolled 30 sedated critically ill children and 14 critically ill adults. Two independent investigators made 210 ultrasonographical assessments of muscle thigh thickness. Inter- and intraobserver reliability and cutoff levels were calculated as a function of muscle thickness and the expected reduction in muscle size (predefined at 20% and 30%). Results: Mean ± SD muscle thickness was 1.67 ± 0.55 cm in the pediatric and 2.10 ± 0.85 cm in the adult population. The median absolute interobserver variability was 0.07 cm (interquartile range [IQR], 0.04-0.20 cm) in the pediatric population and 0.05 cm (IQR, 0.03-0.09 cm) in the adult population. However, the absolute intraobserver accuracy had a 95% confidence interval of 0.43 cm in children and 0.22 cm in adults. Only a 30% decrease (0.50 cm) in muscle thickness can be detected in critically ill children. Conclusion: Although the interobserver variability is acceptable in the pediatric population, the intraobserver variability is too large with respect to the expected reduction in muscle thickness. In adults, ultrasonography may be a reliable tool for early detection of muscle mass wasting.status: publishe

Glycemic control in the pediatric intensive care unit of Leuven : two years of experience

Stress hyperglycemia and hypoglycemia are associated with increased mortality and morbidity in critically ill patients. Three randomized controlled trials, in the surgical, medical, and pediatric intensive care unit (PICU) of the Leuven University in Belgium, demonstrated the beneficial response of tightly controlling blood glucose levels within age-adjusted narrow limits by applying intensive insulin therapy. Follow-up studies could not confirm the results obtained in the Leuven studies but revealed the complexity associated with tight glycemic control (TGC). This article gives an overview of the methodological aspects typical of the Leuven TGC concept, with the focus on the PICU. Differences between the adult and the PICU are described. This overview article might help other ICUs by addressing potential differences in clinical practice when implementing TGC.status: publishe

Assessment of blood glucose control in the pediatric intensive care unit : Extension of the glycemic penalty index towards children and infants

BACKGROUND: The glycemic penalty index (GPI) is a measure to assess blood glucose (BG) control in critically ill adult patients but needs to be adapted for children and infants. METHOD: The squared differences between a clinical expertise penalty function and the corresponding polynomial function are minimized for optimization purposes. The average of all penalties (individually assigned to all BG readings) represents the patient-specific GPI. RESULTS: Penalization in the hypoglycemic range is more severe than in the hyperglycemic range as the developing brains of infants and children may be more vulnerable to hypoglycemia. Similarly, hypoglycemia is also more heavily penalized in infants than in children. CONCLUSIONS: Extending the adult GPI toward the age-specific GPI is an important methodological step. Long-term clinical studies are needed to determine the clinically acceptable GPI cut-off level.status: publishe