Empezamos la undécima sesión de #cursomcg dedicada al páncreas artificial. En primer lugar agradecer a @webDM1 y @gb_cintia su invitación a estar hoy aquí con todos vosotros y formar parte de este magnífico proyecto.
Trataré de ser simple en mis mensajes, adjuntando enlaces a referencias para aquellos que queráis profundizar más tarde en los conceptos transmitidos. #cursomcg
Entendemos como “páncreas artificial” a un “sistema de control en lazo cerrado de la concentración de glucosa en plasma”. Así pues, hablar de páncreas artificial es hablar inevitablemente de “ingeniería de control”. #cursomcg
La historia del páncreas artificial se remonta a los años 70, lanzándose el primer sistema comercial (el Biostator) en 1977 para uso hospitalario, con medición intravenosa de glucosa en plasma e infusión intravenosa de insulina y dextrosa. #cursomcg
Los avances tecnológicos en las bombas de insulina de infusión subcutánea y, más tarde, los monitores continuos de glucosa han permitido el desarrollo de sistemas de páncreas artificial portables con medición y actuación subcutánea, tal y como los conocemos hoy día. #cursomcg
En el año 2006 se demostró la viabilidad de tales sistemas, y tras una década, con el impulso de la JDRF, NIH y la Unión Europea, hay una veintena de sistemas con evaluación clínica y un primer sistema comercial en EE.UU #cursomcg
http://tecnodiabetes.ai2.upv.es/index.php/sistemas-de-pancreas-artificial-en-el-mundo/
El páncreas artificial presenta un gran diferencial respecto a otras tecnologías bomba-sensor actuales al incorporar un algoritmo de decisión automática (el “controlador” o “algoritmo de control”) que “cierra el lazo”, confiriéndole su identidad. Es la pieza clave. #cursomcg
Pero para controlar automáticamente la glucosa hace falta: (1) poder medirla con exactitud y fiabilidad (el “sensor”); (2) poder actuar sobre ella con suficiente rapidez (el “actuador”); (3) saber cómo actuar de forma eficiente y robusta (el “controlador”). #cursomcg
La exactitud analítica de los #mcg (el “sensor”) se mide en términos del MARD. Hay que tener en cuenta, que el valor del MARD dependerá del tipo de medida de referencia usada en el estudio clínico, así como del número de puntos evaluados. http://bit.ly/2GJxrAG #cursomcg
El factor más destacado que contribuye al error de los #mcg es el debido a la medición indirecta en el fluido intersticial, afectada por la compleja dinámica de transporte plasma-intersticio (el “retardo”). http://bit.ly/2GLESaK http://bit.ly/2FuvYig #cursomcg
Un estudio con trazadores y muestreo de fluido intersticial mediante microdiálisis cuantifica el retardo fisiológico en DM1, en condiciones de equilibrio de glucemia, en 11 min. Ejercicio e insulinemia pueden afectar a dicho retraso. http://bit.ly/2oAHmB2 #cursomcg
Un estudio con trazadores y muestreo de fluido intersticial mediante microdiálisis cuantifica el retardo fisiológico en DM1, en condiciones de equilibrio de glucemia, en 11 min. Ejercicio e insulinemia pueden afectar a dicho retraso. http://bit.ly/2oAHmB2 #cursomcg
¿Qué impacto tiene dicho retraso en un páncreas artificial? En simulación, ningún sensor con retraso entre 5-30 min detectaría una hipo en el momento de ocurrencia con una glucemia bajando a 4,5 mg/dl/min, con errores entre 20 y 55 mg/dl. http://bit.ly/2EYmNcP #cursomcg
Retrasos en la medición implican retrasos en la acción, especialmente en respuesta a las comidas. Sin embargo, los retrasos de la infusión subcutánea dominan a los del sensor, empañando el beneficio de sensores con menor retraso, comparado con intraperitoneal. #cursomcg
Importante también el bias producido por errores de calibración. En el estudio del enlace, el páncreas artificial evaluado no fue robusto a sobreestimaciones del 33% en postprandial, con más del 50% de pacientes requiriendo rescate de la hipo. http://bit.ly/2GNftx5 #cursomcg
Por último, la fiabilidad. El MARD es una media. Igualmente importante es la distribución del MARD individual de cada sensor. Es necesaria exactitud y precisión. #cursomcg
Además, el reporte de una media filtrará grandes errores de forma temporal en un sensor, con gran impacto en un páncreas artificial. http://bit.ly/2CMfQWe #cursomcg
Sólo en los estudios hospitalarios podemos evaluar el impacto de inexactitudes en el #mcg en las prestaciones de un páncreas artificial, ya que fuera del hospital no podemos tener medidas frecuentes de glucosa en plasma con instrumentos “gold-standard” (YSI). #cursomcg
Pasamos ahora al “actuador”: la bomba de insulina. El gran limitante de las prestaciones alcanzables por un páncreas artificial unihormonal es la infusión subcutánea de insulina: (1) la acción es unidireccional; (2) hay un gran retardo en la acción via subcutánea. #cursomcg
Cualquier sistema debe incorporar mecanismos de limitación de la insulina a bordo (IOB). Se ha reportado variabilidad intra e inter-individual de un 30% en la absorción subcutánea de insulina, dificultando la estimación correcta del IOB. http://bit.ly/2CKZCwS #cursomcg
La lipohipertrofia puede incrementar de 3 a 5 veces el coeficiente de variación de la insulina en plasma tras una injección, comparado con tejido adiposo normal. http://bit.ly/2sXV32x #cursomcg
La ruta subcutánea presenta un retardo de unos 90 min, desde la infusión hasta el pico máximo de acción. Ello impone muchas limitaciones a la compensación, por ejemplo, de ingestas con un efecto sobre la glucosa mucho más rápido. Simplemente llegamos tarde. #cursomcg
Es por ello que la 1a generación de sistemas de páncreas artificial son híbridos, requiriendo bolos prandiales: son acciones de “prealimentación” a partir de una medida de la perturbación misma y no su efecto. La mejor medida posible: el anunciamiento del paciente. #cursomcg
Futuras generaciones tienen como objetivo eliminar, o al menos reducir la carga de dicho anunciamiento (anunciar sólo el instante de ingesta, o definir carbohidratos de forma cualitativa). Las insulinas ultra-rápidas tienen mucho que decir en esto. #cursomcg
Y por último, el “controlador”. Queda patente la dificultad del problema de control. Seguridad, eficiencia, robustez, tolerancia a fallos y capacidad de adaptación, son requerimientos esenciales de cualquier controlador en un páncreas artificial. #cursomcg
Son principalmente tres los algoritmos de control evaluados clínicamente: control PID (reactivo), control MPC (predictivo) y control borroso (basado en conocimiento experto). Sin embargo, hacen falta muchas más piezas para cubrir las exigencias anteriores. #cursomcg
La detección automática de fallos en la infusión de insulina mediante #mcg y estrategias de adaptación periódica de basal y ratios insulina-carbohidratos son algunas de esas piezas con evaluaciones clínicas recientes. http://bit.ly/2FAUa2D http://bit.ly/2CLw9mf #cursomcg
¿Funciona el páncreas artificial? Un meta-análisis de estudios ambulatorios demuestra un incremento del tiempo en rango de 12,59% comparado con SAP/CSII y la mitad de hipos. Sin diferencias entre algoritmos de control. Mejor nocturno que 24h. http://bit.ly/2qwqBL7 #cursomcg
El control diurno todavía es mejorable. Ingestas y ejercicio son un gran desafío y puede ser necesario el incremento de complejidad con sistemas bihormonales y sistemas extendidos con monitores de actividad física. Más aún en futuros sistemas totalmente automáticos. #cursomcg
Será necesario demostrar un beneficio que justifique el incremento de complejidad. A mayor número de componentes, mayor probabilidad de fallo. #cursomcg
Como toda tecnología, incluido el #mcg, veremos evolucionar sucesivas generaciones de páncreas artificial reduciendo la intervención del paciente y mejorando en eficiencia. De momento, que la 1a generación la puedan disfrutar pronto todos aquellos que la necesitan. #cursomcg
Con esto termino lo que han sido sólo pinceladas de un área apasionante como el páncreas artificial. Os he dejado mucho que estudiar para los que quieran conocer más. Iré respondiendo a vuestros comentarios y dudas en los próximos días. Gracias por vuestra atención. #cursomcg
INTERACCIONES MÁS INTERESANTES TRAS EL CURSO
María Antequera
Para comenzar en los años 70… equiparándolo a la velocidad con la que avanzan las tecnologías a nuestro alrededor, en este campo no ha sido así, ¿no? #cursomcg
VillaCiencia
Y una doble infusión insulina/glucagón (+ similar al funcionamiento del islote) sería factible en sistemas actuales?
Ya hay un análogo de glucagón estable en solución durante un mes (el dasiglucagón) y el iLet de BetaBionics es un sistema bihormonal muy próximo a la comercialización, luego la respuesta es sí. #cursomcg
