Novel methods for the efficacy and safety in the artificial pancreas intended for domiciliary use

Abstract

Type 1 diabetes (T1D) is an autoimmune disease that targets the insulin producing β-cells in the pancreas that results in chronically elevated blood glucose (BG) levels and requires lifelong insulin-replacement therapy. T1D results in many acute and chronic complications that reduce life quality, increase economic burden, and increase the risk of mortality. A new methodology for the detection of disturbances, which involves the estimation of a disturbance state, D of an augmented minimal model determined using an Unscented Kalman Filter has been developed. The postprandial hyperglycemia reduction algorithm (PHRA) and the exercise-induced hypoglycemia reduction algorithm (EHRA) developed in this thesis include detection algorithms that trigger automatic disturbance rejection actions to safely and effectively mitigate postprandial hyerglycemia and hypoglycemia induced by aerobic exercise, respectively. The systems developed in this thesis are intended to be improved, extensively evaluated in silico, and then validated in future clinical trials

La a diabetis tipus 1 (T1D) és una malaltia autoimmunitària que afecta a les cèl·lules β del pàncrees que són responsables de l'excreció de la insulina i que resulta en nivells crònicament elevats de glucosa en sang (BG). La T1D resulta en moltes complicacions agudes i cròniques que redueixen la qualitat de la vida, augmenten la càrrega econòmica i augmenten el risc de mortalitat. Es desenvolupa una nova metodologia per la detecció de pertorbacions que implica l'estimació d'un estat de pertorbació, D, d'un model mínim augmentat calculat amb un filtre de Unscented Kalman. L'algoritme de la reducció d'hiperglucèmia postprandial (PHRA) i l'algoritme de la reducció d'hipoglucèmia postexercici (EHRA) inclouen un algoritme de detecció que provoca accions automàtiques de rebuig de pertorbacions per mitigar de manera segura i efectiva la hiperglucèmia postprandial i la hipoglucèmia postexercici, respectivament. Els sistemes desenvolupats estan destinats a ser millorats, extensivament avaluats in silico i després validats en futurs assajos clínics