Un páncreas artificial es un sistema para la administración automatizada de insulina a una persona con diabetes insulinodependiente, que incluye el control de la glucosa, una bomba de insulina y un centro de decisiones (como la aplicación AIAPS).
AIAPS es una aplicación, el centro de control del IPG, cuyo propósito es: regular la glucosa en sangre y mantenerla en el rango objetivo. Para lograr los objetivos, el sistema construye una predicción de glucosa en sangre utilizando lógica lineal y redes neuronales.
Al desarrollar una aplicación, el equipo del proyecto pone especial énfasis en la seguridad del uso del sistema.
La función de AIAPS, a la que está dedicado este artículo, es un modelo adaptativo (también llamado dinámico) de absorción de carbohidratos.
Punto de partida
Comencemos con el hecho de que hace nueve meses se introdujo en el AIAPS un modelo de acción de los carbohidratos, dependiendo del tiempo de descomposición de los diferentes tipos de carbohidratos, a saber:
carbohidratos tipo 1 con una duración de 60 minutos y un pico de 25 minutos
Estos incluyen Coca-Cola, piruletas, azúcar etc.
Tipo 2: carbohidratos con una duración de 120 minutos y un pico de 40 minutos.
Por ejemplo, puede ser un dulce o pan blanco.
Tipo 3: carbohidratos con una duración de 180 minutos y un pico de 60 minutos
Este es un alimento complejo, por ejemplo, trigo sarraceno con carne.
Tipo 4 - carbohidratos con una duración de 240 minutos y un pico de 70 minutos
Alimentos grasos y proteicos en grandes cantidades.
Probamos este patrón durante 6 meses, observando constantemente las duraciones, pero pronto nos encontramos con los siguientes desafíos (además de dificultar el registro de carbohidratos).
En primer lugar, por ejemplo, mi almuerzo complejo con trigo sarraceno y carne contiene más de 100 carbohidratos (cualquier cantidad grande para ti), notamos que en este caso sería incorrecto indicar la duración de los carbohidratos durante 180 minutos. Y después de estos 180 minutos, el aumento de glucosa continuará y, obviamente, los carbohidratos son el detonante de este aumento.
En segundo lugar, después de una comida, después de un tiempo, la glucosa en sangre comienza a descender bruscamente (aunque según el modelo todavía hay una cantidad suficiente de carbohidratos a bordo), lo que indica que los carbohidratos ya han sido absorbidos por el cuerpo.
También notamos que la absorción de carbohidratos comienza a diferentes intervalos después de una comida, lo que puede conducir a un período más largo de absorción de carbohidratos en relación con el modelo.
En tercer lugar, calculamos que a pesar de la complejidad de los carbohidratos, desde el momento en que comienzas a tomar carbohidratos, su pico será de unos 25-30 minutos. Este punto no encaja, la complejidad está escrita en la parte superior y esta es solo nuestra suposición.
Además, vimos que algunas comidas contienen no uno, sino varios picos, o pueden tener descomposición ondulatoria en lugar de descomposición lineal.
Todo ello llevó a la idea de revisar el modelo previamente establecido, que sin embargo dio buenos resultados.
Nueva solucion
Decidimos investigar un poco y ver un modelo real de degradación de carbohidratos.
Para ello, hemos implementado un modelo adaptativo de asimilación de carbohidratos o un modelo adaptativo de carbohidratos (MAU).
A continuación, puede ver un ejemplo del primer renderizado de un reflejo de una división adaptativa.
Figura 1: Captura de pantalla del programa que muestra la descomposición de los carbohidratos.
Observe las diferencias entre el modelo estándar (púrpura, leer 1 vez por minuto) y los carbohidratos digeridos (verde, leer 1 vez cada 5 minutos). El modelo es diferente y es un gran ejemplo de cómo funcionan realmente los carbohidratos.
También concluimos que los carbohidratos duran más de lo que imaginamos.
Esto nos ayudará a dibujar un modelo de carbohidratos que esté realmente disponible y a calcular los coeficientes correctamente.
Cómo se hacen los cálculos
La primera etapa es predecir la glucosa en función de las proporciones actuales, insulina y carbohidratos a bordo, la
segunda etapa es obtener valores de glucosa.
A continuación, calculamos la diferencia entre el pronóstico y los valores reales y obtenemos el delta UIA.
Después de recibir el delta UIA, lo agregamos:
- A los carbohidratos
- A su ausencia
- A la actividad.
Una vez que se obtienen los valores y se llega a la conclusión, puede comenzar a ajustar la glucosa de acuerdo con los datos obtenidos.
El ajuste según los datos recibidos se realizará en las siguientes variantes.
- Se ha iniciado la acción de los carbohidratos, se permite el aporte de insulina asignada a la descomposición de los carbohidratos.
- La acción de los carbohidratos no se inició a tiempo, en cuyo caso su acción se puede extender en 1,5 horas.
- La acción comenzó, pero no en el volumen esperado, en cuyo caso la insulina residual se suministrará de acuerdo con la cantidad de carbohidratos que se hunde.
A que se dirige el desarrollo
El modelo adaptativo de carbohidratos es un intento de liberar al usuario de tareas tediosas como:
- cálculo preciso de carbohidratos
- recuento de proteínas
- contando bocadillos
Y también una forma más segura de inyectarse insulina.
Detalles técnicos
La instalación y el uso del páncreas artificial AIAPS ahora es posible en dispositivos con sistema operativo Android (versión anterior a 6.0) y pronto será posible en la plataforma IOS. La virtualización de la descomposición de carbohidratos se está probando y se instala como un programa separado en Windows. El sistema ha sido probado por usuarios en dispositivos Samsung, Xiaomi, pero no vemos obstáculos para trabajar en otros dispositivos.
Pronto recibiremos los primeros resultados del modelo de asimilación adaptativa de carbohidratos y agregaremos nuevas características al AIAPS.
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