Analisi in silico di un pancreas artificiale sicuro per l’esercizio con controllo predittivo modello multistadio e sistema di sicurezza dell’insulina
Il mantenimento dell’equilibrio glicemico può essere difficile per le persone che soffrono di diabete di tipo 1 (T1D) in quanto molti fattori (ad es. Lunghezza, tipo, durata, insulina a attiva, stress e allenamento) influiranno sui cambiamenti metabolici innescati dall’attività fisica potenzialmente portando entrambi ad ipoglicemia e iperglicemia. Pertanto, e nonostante i noti benefici per la salute, molte persone con T1D non si esercitano tanto quanto i loro coetanei sani. Mentre i progressi della tecnologia hanno migliorato il controllo del glucosio durante e immediatamente dopo l’esercizio, rimane uno dei limiti chiave dei sistemi di pancreas artificiale (AP), in gran parte perché interrompere l’insulina all’inizio dell’esercizio potrebbe non essere sufficiente per prevenire l’ipoglicemia imminente, indotta dall’esercizio.
Un algoritmo AP ibrido con riconoscimento del comportamento dell’esercizio specifico del soggetto e azione preventiva è progettato per prevenire eventi ipoglicemici durante e dopo l’esercizio a intensità moderata. L’approccio improntato dagli sviluppatori dell’Università della Virginia, Center for Diabetes Technology, USA. si basa su una serie di innovazioni chiave, vale a dire un calcolatore del bolo “prematrimoniale” informato sull’attività, il riconoscimento personalizzato del modello di esercizio e una strategia di controllo predittivo del modello a più stadi (MS-MPC) che può passare tra le modalità reattiva e anticipatoria. Questo progetto di AP è stato valutato su 100 soggetti in silico dal più moderno simulatore metabolico UVA / Padova accettato dalla FDA, emulando un ambiente di sperimentazione clinica ambulatoriale. I risultati con un controller di base, un normale MPC (rMPC), sono inclusi anche a scopo di confronto.
Gli esperimenti in silico rivelano che la strategia MS-MPC proposta riduce notevolmente il numero di eventi ipoglicemici correlati all’esercizio (8 vs 68).
Una modalità anticipata per la somministrazione di insulina di un controller AP monormonale riduce l’insorgenza di ipoglicemia durante l’esercizio fisico di intensità moderata.
Pubblicato in Journal of Diabetes Science and Technology del 3 novembre 2019.