Los progresos tecnológicos en el diseño y creación del páncreas artificial continúan evolucionando a buen ritmo. Mientras los avances médicos cada vez se acercan más a la cura de la diabetes, la tecnología pretende facilitar la vida de las personas con diabetes. En ese segundo aspecto, en el de la tecnología aplicada a la salud, es donde está enmarcado el proyecto de páncreas artificial en el que desde 2004 trabajan un grupo de ingenieros de control de la Instituto de Automática e Informática Industria de la (UPV) y del Instituto de Informática y Aplicaciones de la Universitat de Girona (UdG).
El objetivo del páncreas artificial, según el investigador del Instituto ai2 Jorge Bondia, es dotar a las bombas de insulina que utilizan sobretodo los pacientes con diabetes tipo 1, de la inteligencia necesaria para que ellas decidan por si mismas la cantidad de insulina justa y necesaria para un paciente.
Con ello se pretende evitar uno de los grandes problemas que tienen a fecha de hoy los pacientes con diabetes, que es el de decidir la cantidad de insulina necesaria en base a la ingesta o en definir el perfil de insulina basal en 24 horas. Una decisión de autocontrol que estresa al paciente o al responsable de un paciente como por ejemplo un padre con hijo diabético.
La tecnología del páncreas artificial en la que se está trabajando desde hace 9 años permite cierta relajación en ese control gracias a la introducción en los medidores continuos de glucosa de un algoritmo de calibración. Es decir, un nuevo método para la monitorización continua de glucosa en pacientes con diabetes mellitus tipo 1 que permite aumentar la exactitud en la estimación de glucosa en sangre y ayuda a regular de manera controlada y automática la liberación de insulina. Esa decisión se toma en tiempo real, cada vez que hay una medida de glucemia que es cada cinco minutos.
Los resultados del sistema, patentado por la UPV y la UdG, han sido publicados recientemente en la revista ‘Biomedical and Health Informatics‘.
Actualmente, según ha explicado Jorge Bondia, el paciente es sometido a una terapia intensiva de insulina, bien mediante inyecciones diarias múltiples o con la infusión continua mediante bombas de insulina. Sin embargo, la terapia intensiva de insulina tiene como contrapartida el incremento de episodios de hipoglucemia, que puede tener consecuencias graves como por ejemplo el coma diabético. Así, la monitorización de la glucemia constituye un elemento fundamental en el tratamiento y control de los pacientes diabéticos.
Este tipo de seguimiento se basa en la medición de la concentración de glucosa en el fluido intersticial, es decir, en un compartimento diferente al que tradicionalmente se usa como referencia, que es el plasma.
Los algoritmos actuales se basan en técnicas de regresión lineal, en los que la información de la dinámica entre los distintos compartimentos biológicos es ignorada, lo que puede provocar errores de estimación elevados. «Es precisamente la magnitud del error la que provocó que la monitorización continua de glucosa se considere hoy como una herramienta complementaria y no sustitutiva a la medición capilar», ha añadido Jorge Bondia.
El consorcio de investigadores que trabaja en el páncreas artificial prepara estos días toda la documentación necesaria para presentar en la agencia española del medicamento. Hoy este proyecto es un prototipo puesto en marcha en un ordenador después de haber cumplido las fases técnicas y en proceso de validación.
Al desarrollo tecnológico se suma el apoyo médico recibido sin el que el método matemático hubiera sido inviable. En ese aspecto destaca la colaboración del Hospital Clínico de Valencia con el Dr. Javier Ampudia, del Clínico de Barcelona con el Dr Conget y la Dra. Giménez, así como las validaciones clínicas del Hospital Josep Trueta de Girona. En el proyecto también ha colaborado el Dr. Paolo Rosseti del Hospital de Gandia. Los estudios clínicos han sido desarrollados en un total de 42 personas, ocho sanas y 34 pacientes diabéticos tipo 1. Estos estudios concluyeron a finales del año pasado.
La industria farmacéutica ha mostrado su interés por las evoluciones de este trabajo de investigación ante las posibles aplicaciones futuras, sobretodo los fabricantes monitores continuos de glucosa, pero a fecha de hoy no hay negociación cerrada con ninguna de ellas.
Hay varias cosas que no me quedan claras:
– hablan del cálculo y dosificación de la insulina,pero y de la glucosa?¿qué sucede cuando existe una hipo?
– gran parte de la tarea «humana» es prevenir. Previenes el ejercicio, intenso o no. Previenes las comidas más o menos grasientas.Previenes las emociones, estrés…¿todo eso podrá realizarlo el software?
– actualmente seguimos sin un medidor continuo fiable 100% (recordar que manejan glucemias con hasta 10 minutos de retardo respecto a sangre).
– muchas veces la «finura» en el ajuste el muy grande. Hablamos que 2 galletas normales equivalen a estar 50 mg/dl por encima o por debajo…¿es capaz de afinar tanto un sistema predictivo de lógica difusa?
– gestionar una basal (o 4-5 tramos basales en bombas insulina) no se parece en nada a ajustar los bolus para cada comida…
Estimado Dani,
trato de aclarar tus dudas:
– hablan del cálculo y dosificación de la insulina,pero y de la glucosa?¿qué sucede cuando existe una hipo?
Actualmente existen dos enfoques para reducir las hipoglucemias. Hay sistemas que sólo infunden insulina e incorporan mecanismos para limitar la insulina a bordo (aquella de todavía no se ha absorbido y actuado) y reducir la probabilidad de provocar hipoglucemias por un exceso de insulina. Otros sistemas, además de insulina, también infunden glucagón (tienen dos bombas) lo que permite subir la glucemia reduciendo la aparición de hipoglucemias. Con ambos enfoques se ha demostrado una reducción de la incidencia de hipoglucemias nocturnas comparado con la terapia por bomba. En el caso de que el sistema no pueda evitar la aparición de hipoglucemia, en última instancia se debe recurrir a la ingesta de carbohidratos de rescate.
– gran parte de la tarea “humana” es prevenir. Previenes el ejercicio, intenso o no. Previenes las comidas más o menos grasientas.Previenes las emociones, estrés…¿todo eso podrá realizarlo el software?
Todos estos sistemas reaccionan a desviaciones de la medición de glucosa respecto a un valor (o rango) objetivo, independientemente de qué cause esa desviación (puede ser el ejercicio, o la comida, etc.). Se han realizado estudios de control nocturno que incorporaban ejercicio, comidas de diferente naturaleza, ingesta de alcohol, y actualmente se están realizando ya estudios donde los pacientes pueden hacer actividad normal durante varios días fuera del hospital. Recomiendo la lectura (en inglés) del artículo
http://www.huffingtonpost.com/riva-greenberg/diabetes-clinical-trial_b_3110140.html?goback=%2Egde_2555483_member_236100548
donde una de las pacientes participantes en uno de estos estudios en Estados Unidos cuenta su experiencia, que se puede resumir en un sentimiento de liberación en la toma de decisiones y preocupación por el impacto de las mismas. Este es el objetivo que se persigue, aunque en mi opinión esto no debe ser en detrimento de la educación del paciente en su enfermedad, que no debe ser ni mucho menos sustituida por la tecnología.
– actualmente seguimos sin un medidor continuo fiable 100% (recordar que manejan glucemias con hasta 10 minutos de retardo respecto a sangre).
Es cierto que los monitores continuos deben mejorar, aunque se están haciendo grandes avances en las últimas generaciones. También es cierto que los monitores no miden directamente la glucosa en sangre, sino que el elemento sensor (la aguja) está recogiendo la glucosa debajo de la piel. Sin embargo, la lectura que ofrece el monitor es una estimación de la glucosa en sangre (no la glucosa medida), que realiza a partir de determinados algoritmos de calibración. Estos algoritmos tienen en cuenta de una forma u otra el retraso existente entre ambas medidas. En los estudios realizados con el páncreas artificial generalmente se usan dos monitores de forma simultánea para tratar de hacer frente a problemas eventuales de falta de precisión. Parece que la tendencia actual en algunos fabricantes es la redundancia en la medida, fusionando mediciones provenientes de varios sensores simultáneos. La investigación en este área es muy activa y veremos generaciones más y más exactas de monitores.
– muchas veces la “finura” en el ajuste el muy grande. Hablamos que 2 galletas normales equivalen a estar 50 mg/dl por encima o por debajo…¿es capaz de afinar tanto un sistema predictivo de lógica difusa?
La lógica difusa es una técnica muy particular que se basa en tomar decisiones a partir de reglas, en este caso establecidas por un grupo de médicos. Este es por ejemplo del enfoque del grupo del Dr. Moshe Phillip en Israel. Existen muchas más técnicas que se están empleando por otros grupos de forma más mayoritaria como en llamado control PID o control MPC (queda fuera de esta discusión explicar el funcionamiento básico de estos algoritmos, aunque si es de vuestro interés lo haré encantado). Cualquiera de estos algoritmos cuando detecten (o predigan) que estás fuera de los objetivos establecidos (que puede ser un valor concreto de glucemia, una evolución de tu glucemia por ejemplo tras una comida, o un rango de glucemia) entonces actuarán para llevarte al objetivo. El limitante en los sistemas que infunden sólo insulina es que en caso de tener que aumentar la glucemia como mucho podrán parar la bomba, por ello la necesidad de tener que evitar la sobreinsulinización.
– gestionar una basal (o 4-5 tramos basales en bombas insulina) no se parece en nada a ajustar los bolus para cada comida…
Es cierto. La separación entre basal y bolus es meramente conceptual, pero en las bombas de insulina al final todo se traduce en un flujo de insulina (donde se suma la basal y el bolo programado en la bomba). Desde el punto de vista de un páncreas artificial está separación no existe. Hay sistemas donde no es preciso anunciar que vas a comer y simplemente cuando noten una desviación debido a la comida aumentarán de forma automática la infusión de insulina. Si estás durmiendo entonces se mantendrá la infusión que permite que estés en tu valor objetivo, a no ser que te desvíes de él. Hay sistemas que requieren el anunciamiento de las comidas para infundir un bolo en dicho instante, que puede ser una dosis fija o un porcentaje del bolo que te daría tu «bolus wizard», dejando el resto de las tareas de control al controlador. Se ha demostrado que con este último tipo de sistemas se consiguen picos de glucemia postprandial más bajos.
Espero haber sido de ayuda.
Un saludo
Jorge
esto son buenas notícias, falta ver la eficiencia y fiabilidad a largo plazo, pero es esperanzador
Muchas gracias por aclarar mis dudas, Jorge.
Muy honrado que hayas dedicado un poco de tu tiempo a responderme.
Y agradecer, una vez más, a canaldiabetes su labor y sus interesantes reportajes.
Donde puedo comprar el pancreas o hacerm el tratamiento y q beneficios tendria m podeias ayudar
El páncreas artificial no está a la venta. Se trata de un proyecto de investigación que esperamos en breve tenga aplicaciones médicas al alcance del paciente con diabetes. Te seguiremos informando.
Pero este pancreas, se notará como las bombas de insulina? Porque si tiene que ser incomodo, no lo veo claro.