Tecniche di controllo del livello di glucosio applicate a persone con diabete di tipo 1

Questa tesi inizia con un’analisi del processo biologico che regola la concentrazione di glucosio nel sangue, esaminando il ruolo del pancreas e dell’insulina. Successivamente, viene delineata la patologia del diabete, esplorando le sue diverse forme, le implicazioni per la salute e le opzioni di trattamento, tra cui l’uso del pancreas artificiale e delle sue tre componenti. Dopo questa panoramica, ci si addentra nei modelli matematici che descrivono il sistema glucosio-insulina. In particolare, vengono esaminati il modello tradizionale di Bergman e un nuovo modello differenziale non lineare. Dopo un breve richiamo sul controllo a catena aperta e chiusa, si analizzano le due principali strategie di regolazione per il pancreas artificiale: il Model Predictive Control (MPC) e il Proportional-Integral-Derivative (PID), che sono gli algoritmi più utilizzati per mantenere la concentrazione di glucosio nel sangue entro i livelli desiderati. Si procede, quindi, allo studio dei metodi più conosciuti per la progettazione dei PID, ovvero il metodo Ziegler-Nichols, CHR e Internal Model Control (IMC). Infine, utilizzando il modello differenziale precedentemente presentato, viene illustrata l’implementazione di un controllore PID all’interno dell’ambiente di sviluppo Simulink®, integrato con MATLAB.