Desarrollo y Simulación de un Algoritmo de Control Automatizado para Insulinoterapia de Urgencias Hiperglucémicas en Diabetes / Development and Simulation of an Automated Control Algorithm for Insulin Therapy of Hyperglycemic Emergencies in Diabetes

RESUMEN

Resumen El presente trabajo describe el desarrollo y simulación de un algoritmo para el control automático de la infusión de insulina en el manejo glucémico de pacientes con cetoacidosis diabética (CAD) y estado hiperosmolar hiperglucémico (EHH). Se programó un algoritmo que calcula la insulina necesaria para lograr un descenso glucémico de 50 mg/dL/h hasta llegar a glucemias de 250 mg/dL, para posteriormente mantenerlas en 220 mg/dL hasta la remisión de la patología. La simulación del software se realizó haciendo uso de registros glucémicos de 10 pacientes con CAD manejados en el Hospital Juárez de México. Los resultados de la simulación mostraron una incidencia 6 veces menor de hipoglucemias, así como un 33.7% menos de insulina necesaria dentro del tratamiento, sin diferencias entre los descensos medios de glucosa por hora de las mediciones reales y simuladas. Este software propone un uso innovador de los llamados páncreas artificiales al aplicarlos en urgencias hiperglucémicas, implementando además el uso de la sensibilidad a la insulina como variable para el funcionamiento de los mismos. Los resultados demuestran que el algoritmo podría ser capaz de lograr un manejo glucémico apegado a las guías de tratamiento, generando un menor gasto de insulina y evitando hipoglucemias durante la terapéutica, con una posible aplicación en dispositivos biomédicos autónomos.

ABSTRACT

Abstract This paper describes the development and simulation of an algorithm for the automatic control of insulin infusion, in the glycemic management of patients with diabetic ketoacidosis (CAD) and hyperglycemic hyperosmolar state (EHH). An algorithm was programmed to calculate the requirement insulin for a glycemic decrease of 50 mg/dL/h until reach 250 mg/dL in blood glucose levels, and thus maintaining it at 220 mg/dL until the pathology remission. The software simulation was performed using glycemic records of 10 patients with CAD managed in the Hospital Juárez de México. The results of the simulation showed a lower incidence of hypoglycemia, as well as a lower insulin requirement within the treatment, without differences in the average glucose decreases per hour between real and simulated measurements. This software proposes an innovative use of the artificial pancreas in hyperglycemic emergencies, and also implementing the use of insulin sensitivity as a variable for their function. The results show that the algorithm could be able to achieve glycemic management attached to the treatment guidelines, generating lower insulin expenditure and avoiding hypoglycemia during therapy, with a possible application in autonomous biomedical devices.