Modelado y simulación de tecnologías para el tratamiento de la diabetes

Abstract

En las últimas dos décadas hubo un gran crecimiento en la investigación y el desarrollo de sistemas de Páncreas Artificial (PA). Estos sistemas, compuestos por un lazo de control realimentado, una bomba de insulina y un sensor continuo de glucosa, permiten la regulación automática de glucosa para personas con Diabetes Mellitus Tipo I (DMT1). Aún así, las limitaciones que presenta este desafío, como los son la gran variabilidad inter- e intrapaciente, la incertidumbre y retardos del sistema, dificultan la concepción de un control de lazo cerrado puro. Además de estas limitaciones, el riesgo de exponer a la persona a hiper- e hipoglucemias es un gran impedimento a la hora de desarrollar las estrategias de control glucémico. En esta tesis se plantean objetivos que cubren distintos aspectos del desarrollo de terapias para el control de la glucosa en la DMT1. En primer lugar, se desarrolló una plataforma de simulación que cuenta con un amplio espectro de configuraciones. Luego, a partir de la estimación de la insulina activa en el cuerpo (IOB), se proponen dos algoritmos para el tratamiento a lazo abierto: uno para periódos posprandiales y otro para la actividad física. A su vez, a partir de la limitación de IOB, se proponen técnicas de lazo cerrado. Por un lado, se propone un algoritmo que permite la transición en confi guraciones híbridas, entre el bolo posprandial de lazo abierto y el controlador de lazo cerrado. Por otro lado, a partir de una participación interdisciplinaria, se presenta el desarrollo y ensayo clínico de un algoritmo de control de lazo cerrado sin bolo para la compensación de comidas. Por último, se presenta el algoritmo GSAFE para lazos cerrados de control puro donde se propone adaptar la salida de un controlador principal con el fin de imponer una limitación en la pendiente de caída de glucosa con el objetivo de prevenir futuras hipoglucemias debido a la sobreactuación.