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cesare-armandola
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Tesi di laurea triennale in Ingegneria Biomedica, presso l'Università degli Studi di Pavia. L'attività consiste nella realizzazione di applicazioni in ambiente Access e Matlab per la raccolta di dati glicemici, supporto alle decisione mediche nell'ambito delle terapie insuliniche per pazienti diabetici adottate nella Azienda Ospedaliera Niguarda Ca' Granda di Milano (Access) ed infine la validazione dei protocolli di terapia insulinica adottati nella struttura (Simulink e Matlab).
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MODELLI E STRUMENTI SOFTWARE PER LA MODELLI E STRUMENTI SOFTWARE PER LA
VALUTAZIONEVALUTAZIONE
DEI PROTOCOLLI DI TERAPIA INSULINICA DEI PROTOCOLLI DI TERAPIA INSULINICA
INTENSIVAINTENSIVA
IN PAZIENTI OSPEDALIZZATIIN PAZIENTI OSPEDALIZZATIRelatore
Chiar.mo Prof. Riccardo
Bellazzi
Tesi di
Armandola Cesare
Svolgimento dell’attività di tirocinio presso
l’Azienda Ospedaliera Niguarda Ca’ Granda di
Milano
La collaborazione con l’A.O. nasce dall’esigenza dei medici di
automatizzare e validare i protocolli usati per la terapia
insulinica intensiva in pazienti diabetici ospedalizzati
Tirocinio:
Obiettivi:
Algoritmi di terapia insulinica intensiva utilizzati al Niguarda Ca’ Granda
Implementazione software
Per l’editing in Access è
richiesta la conoscenza del
linguaggio di programmazione
Visual Basic.
Per lo storing dei dati e per fornire un adeguato S.S.D. si è deciso
di realizzare tre piccole applicazioni in Access (una per ogni
algoritmo). La scelta di questo DB deriva dalla sua immediatezza e
semplicità di utilizzo, requisiti necessari per consentire una rapida
automazione dei reparti.
Immagazzinamento dei dati:DB relazionale
S.S.D.
Interfaccia finale Access – SM
Al momento sono
disponibili le registrazioni
di 30 ricoveri
Interfaccia finale Access – C
Al momento
sono
disponibili
le
registrazion
i di 40
ricoveri
Interfaccia finale Access – TP
Simulazione del paziente diabetico
Modello della dinamica glucosio-insulina
per paziente ospedalizzato
Modello a compartimenti che descrive il funzionamento
dell’organismo (dal punto di vista della dinamica glucosio-insulina)
nei soggetti affetti da diabete di tipo I. Ogni compartimento, dal
punto di vista matematico, basa il suo funzionamento su sistemi di
equazioni differenziali.
Vediamo ad esempio il
sottosistema glucosio.
Sistema di equazioni
differenziali del
sottosistema glucosio
Modello completo
Modello in Simulink
Interfaccia finale di simulazione
Scelta algoritmo
input
Dati raccolti
G iniz (mg/dl) G max (mg/dl) G min (mg/dl) Steady-state (mg/dl) t steady-state (h) AUC (set-point a 110)250 250.00 158.20 158.20 13 6.6047*10^3300 300.00 165.40 165.40 18 7.0647*10^3350 350.00 172.20 172.20 27 7.4369*10^3400 400.00 161.20 161.20 34 6.5612*10^3450 450.00 203.40 203.40 36 1.1113*10^4500 500.00 253.30 253.30 21 1.5031*10^4
G iniziale variabileBW = 75 Kg - insulinemia iniziale = 102 pmol/l
G iniz (mg/dl) G max (mg/dl) G min (mg/dl) Steady-state (mg/dl) t steady-state (h) AUC (set-point a 110)250 250.00 54.00 150.60 19 1.5602*10^3300 300.00 46.70 140.70 22 2.6704*10^3350 350.00 58.80 133.50 21 2.4417*10^3400 400.00 51.60 140.80 23 2.9032*10^3450 450.00 62.00 135.30 24 2.7737*10^3500 500.00 56.30 131.10 24 2.4699*10^3
G iniziale variabileBW = 75 Kg - insulinemia iniziale = 102 pmol/l - insulinemia nelle 24 ore precedenti = 20 U
G iniz (mg/dl) G max (mg/dl) G min (mg/dl) Steady-state (mg/dl) t steady-state (h) AUC (set-point a 110)250 250.00 122.60 122.60 15 1.5861*10^3300 300.00 146.00 146.00 18 2.4019*10^3350 350.00 138.00 138.00 18 3.1162*10^3400 400.00 145.20 145.20 22 2.8921*10^3450 450.00 152.00 152.00 22 3.2383*10^3500 500.00 158.60 158.60 23 3.8661*10^3
G iniziale variabileBW = 75 Kg - insulinemia iniziale = 102 pmol/l - stato paziente: sintomatico
Valutazioni degli algoritmi parametro variante: G iniziale
Vedi tabelle precedenti
Valutazioni degli algoritmi parametro variante: Vmx
P2u (1/min) G max (mg/dl) G min (mg/dl) Steady-state (mg/dl) t steady-state (h) AUC (set-point a 110)Vmx - 30% 400.00 140.20 140.20 22 2.8406*10^3Vmx + 30% 400.00 143.70 143.70 18 2.6722*10^3
Parametro Vmx variabileG iniz = 400 mg/dl - BW = 75 kg - insulemia iniziale = 102 pmol/l
Prendiamo ad esempio il caso C. Si nota l’effetto prodotto dall’incremento del parametro Vmx : il tempo di raggiungimento dello steady-state diminuisce ed inoltre si nota un cambiamento della risposta nelle prime ore
di trattamento.
Conclusioni