Il sistema di controllo glucosio-insulina e pancreas artificiale

I pazienti affetti da diabete di tipo 1 vengono trattati con iniezioni di insulina: i tempi e le quantità di insulina somministrate vengono normalmente aggiustate sulla base di alcune misurazioni della glicemia durante la giornata. Il fatto di poter disporre di un numero limitato di misure limita di molto l’efficacia di questa rudimentale azione di feedback in cui la variabile misurata è la glicemia (che si vorrebbe mantenere prossima al valore basale) e la variabile di controllo è l’ingresso di insulina. Pertanto fin dal 1960 sono stati studiati dei sistemi a catena chiusa che usano un monitoraggio a tempo continuo del glucosio. Questo problema viene analizzato utilizzando un modello del sistema di regolazione glucosio-insulina progettando per esso il controllore. Viene dapprima presentato il modello per un soggetto sano, successivamente modificato con l’aggiunta del modello di assorbimento dell’insulina per simulare il comportamento di un soggetto diabetico. Adottando per i parametri del modello dei valori standard presi dalla letteratura sono stati riprodotti gli andamenti della concentrazione plasmatica di glucosio e insulina dopo un pasto. È stato poi progettato un controllore di tipo PID per il sistema e successivamente esaminato il suo comportamento durante le 24 ore. I profili temporali, i parametri del controllore e la quantità di insulina somministrata sono in buon accordo con quanto pubblicato di recente sia in studi di simulazione che su pazienti reali