Un team di ricercatori dell’Istituto di analisi dei sistemi ed informatica ‘A. Ruberti’ del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iasi) e dell’Università Campus Bio-Medico di Roma ha sviluppato una strategia innovativa per la gestione della glicemia nei pazienti con diabete di tipo 1. Basato sul concetto di “controllo ottimo impulsivo”, il nuovo approccio mira a migliorare l’efficacia delle iniezioni multiple giornaliere di insulina (MDI) e a semplificare la gestione quotidiana di questa malattia cronica.
Lo studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica IEEE Transactions on Control Systems Technology.
Innovazione nel controllo glicemico per il diabete di tipo 1
Il diabete di tipo 1 è una patologia cronica che richiede un controllo costante della glicemia a causa della mancanza di produzione naturale di insulina. La terapia insulinica, somministrata tramite iniezioni o dispositivi automatici, deve essere adattata alle esigenze specifiche di ogni paziente, considerando variabili come alimentazione, attività fisica e orari dei pasti.
La tecnica di controllo ottimo impulsivo sviluppata dai ricercatori utilizza algoritmi avanzati per ottimizzare la dose di insulina in base a misurazioni glicemiche effettuate sporadicamente, stimando al contempo il livello di insulina nel sangue e considerando le abitudini alimentari del paziente.
Questo sistema rappresenta un’evoluzione importante rispetto ai metodi tradizionali di controllo, offrendo una gestione più precisa e personalizzata.
Un modello matematico continuo per una traiettoria ottimale
Il cuore del metodo è un modello matematico continuo e non lineare, che simula il comportamento della glicemia tenendo conto di numerosi fattori variabili. In una prima fase, il sistema calcola offline una traiettoria glicemica ideale in condizioni ottimali.
Successivamente, questa traiettoria viene seguita in tempo reale grazie a un algoritmo di stima online che si aggiorna periodicamente basandosi sulle misurazioni glicemiche del paziente.
Secondo Alessandro Borri, ricercatore del Cnr-Iasi:
“Grazie a un impegno computazionale ridotto, il sistema si adatta facilmente a condizioni imprevedibili, come variazioni nei pasti o nell’attività fisica. Questo lo rende estremamente pratico per l’uso quotidiano.”
Validazione preclinica e prospettive future
La metodologia è stata validata in silico, ossia tramite simulazioni numeriche, su una popolazione virtuale di 1.000 pazienti generati secondo un modello approvato dalla Food and Drug Administration (FDA).
Questo tipo di simulazione, utilizzata come alternativa ai test preclinici sugli animali, ha dimostrato l’efficacia del controllo ottimo impulsivo nel migliorare la gestione della glicemia e nell’ottimizzare l’uso della terapia insulinica.
“La validazione ha confermato il potenziale di questo approccio per semplificare la vita quotidiana dei pazienti e migliorare il loro benessere generale”, ha concluso Borri.
Il controllo ottimo impulsivo rappresenta un passo avanti nella gestione del diabete di tipo 1, con l’obiettivo di integrare questa tecnologia nei futuri sistemi di pancreas artificiale. L’adozione di queste soluzioni innovative potrebbe rivoluzionare la qualità della vita di milioni di persone, migliorando al contempo l’efficienza della terapia e la sicurezza del paziente.
Per approfondire, lo studio completo è disponibile sulla rivista IEEE Transactions on Control Systems Technology.
