Um pâncreas artificial é um sistema para a entrega automática de insulina a uma pessoa com diabetes insulino-dependente, incluindo monitoramento de glicose, uma bomba de insulina e um centro de decisão (como o aplicativo AIAPS).
O AIAPS é um aplicativo - o centro de controle do IPG, cujo objetivo é regular a glicemia e mantê-la dentro da faixa desejada. Para atingir os objetivos, o sistema constrói uma previsão de glicose no sangue usando lógica linear e redes neurais.
Ao desenvolver um aplicativo, a equipe do projeto coloca ênfase especial na segurança de uso do sistema.
A função do AIAPS, à qual este artigo é dedicado, é um modelo adaptativo (também chamado de dinâmico) de absorção de carboidratos.
Ponto de partida
Comecemos com o fato de que há nove meses foi introduzido no AIAPS um modelo de ação dos carboidratos, dependendo do tempo de decomposição dos diferentes tipos de carboidratos, a saber:
tipo 1 - carboidratos com duração de 60 minutos e pico de 25 minutos
Incluem Coca-Cola, pirulitos, açúcar etc.
Tipo 2 - carboidratos com duração de 120 minutos e pico de 40 minutos.
Por exemplo, pode ser doce ou pão branco.
Tipo 3 - carboidratos com duração de 180 minutos e pico de 60 minutos.
É um alimento complexo, por exemplo, trigo sarraceno com carne.
Tipo 4 - carboidratos com duração de 240 minutos e pico de 70 minutos
Alimentos gordurosos e proteicos em grande quantidade.
Testamos esse modelo por 6 meses, observando constantemente a duração, mas logo nos deparamos com os seguintes desafios (além do fato de que a introdução da duração torna mais difícil registrar os carboidratos).
Em primeiro lugar, por exemplo, meu almoço complexo com trigo sarraceno e carne contém mais de 100 carboidratos (qualquer quantidade grande para você), notamos que neste caso seria incorreto indicar a duração dos carboidratos por 180 minutos. E após esses 180 minutos, o aumento da glicose continuará e, obviamente - os carboidratos são o gatilho desse aumento.
Em segundo lugar, após uma refeição, depois de um tempo, a glicose no sangue começa a cair drasticamente (embora de acordo com o modelo ainda haja uma quantidade suficiente de carboidratos a bordo), o que indica que os carboidratos já foram absorvidos pelo corpo
Também observamos que a absorção de carboidratos começa em intervalos diferentes após uma refeição, o que pode levar a um período mais longo de absorção de carboidratos em relação ao modelo.
Em terceiro lugar, calculamos que, apesar da complexidade dos carboidratos, a partir do momento que você começa a ingerir carboidratos, seu pico será de cerca de 25-30 minutos. Este ponto não se encaixa, a complexidade está escrita no topo e esta é apenas nossa suposição.
Além disso, vimos que algumas refeições contêm não um, mas vários picos, ou podem ter decomposição em onda em vez de decomposição linear.
Tudo isto conduziu à ideia de finalizar o modelo anteriormente traçado, mas que deu bons resultados.
Nova solução
Decidimos fazer algumas pesquisas e ver um modelo real de degradação de carboidratos.
Para isso, implementamos um modelo adaptativo de assimilação de carboidratos ou um modelo adaptativo de carboidratos (MAU).
Abaixo você pode ver um exemplo da primeira renderização de um reflexo de uma divisão adaptativa.
Figura 1: Captura de tela do programa mostrando a repartição dos carboidratos
Observe as diferenças entre o modelo padrão (roxo, ler 1 vez por minuto) e carboidratos digeridos (verde, ler 1 vez a cada 5 minutos). O modelo é diferente e é um ótimo exemplo de como os carboidratos realmente funcionam.
Também concluímos que os carboidratos duram mais do que imaginávamos.
Isso nos ajudará a desenhar o modelo de carboidratos que está realmente disponível e calcular os coeficientes corretamente.
Como os cálculos são feitos
A primeira etapa é prever a glicose com base nas relações atuais, insulina e carboidratos a bordo, a
segunda etapa é obter os valores de glicose.
Em seguida, calculamos a diferença entre os valores previstos e reais e obtemos o delta UIA.
Depois de receber o delta UIA, nós o adicionamos:
- Para carboidratos
- Para a ausência deles
- Para a atividade.
Após o recebimento dos valores e a conclusão, pode-se iniciar o ajuste da glicose de acordo com os dados obtidos.
O ajuste de acordo com os dados recebidos será realizado nas seguintes variantes.
- Iniciada a ação dos carboidratos, é permitido o fornecimento de insulina destinada à decomposição dos carboidratos.
- O efeito dos carboidratos não começou a tempo, caso em que seu efeito pode ser estendido por 1,5 horas.
- A ação foi iniciada, mas não no volume esperado, caso em que a insulina residual será fornecida de acordo com o afundamento de carboidratos de fato.
Qual é o objetivo do desenvolvimento
O modelo de carboidrato adaptativo é uma tentativa de libertar o usuário de tarefas tediosas, como:
- cálculo preciso de carboidratos
- contagem de proteína
- contando lanches
E também uma maneira mais segura de injetar insulina.
Detalhes técnicos
A instalação e uso do AIAPS de pâncreas artificial agora é possível em dispositivos com sistema operacional Android (versão acima de 6.0) e em breve será possível na plataforma IOS. A virtualização da decomposição de carboidratos está sendo testada e instalada como um programa separado no Windows. O sistema foi testado por usuários em dispositivos Samsung e Xiaomi, mas não vemos obstáculos para funcionar em outros dispositivos.
Em breve receberemos os primeiros resultados do modelo adaptativo de assimilação de carboidratos e adicionaremos novos recursos ao AIAPS.
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