Design and implementation of a bihormonal insulin-metformin blood glucose control system for patients with type I diabetes

Abstract

[ES] El objetivo de este proyecto es el diseño e implementación de un sistema de control en bucle cerrado que combine los efectos de la metformina con el tratamiento habitual de terapia con insulina en pacientes con diabetes tipo 1, proporcionando un mayor control de la glucosa en aquellos pacientes que incorporen la metformina en su terapia. Para ello, en primer lugar, se revisará la literatura y se desarrollará una propuesta de modelos farmacocinéticos y farmacodinámicos (PK-PD) de la metformina, que se integrarán en un simulador de pacientes con diabetes tipo 1 muy utilizado y basado en el denominado modelo de Hovorka. Empleando dicho simulador ampliado con los nuevos modelos, se diseñará el sistema de control adecuado que determine: el momento óptimo para la administración de metformina en relación con las comidas y los horarios diarios del paciente, la identificación de la dosis óptima de metformina, y el desarrollo de una estrategia para ajustar las nuevas dosis de insulina en respuesta a la administración de metformina. A través de simulaciones se evaluará la adecuada optimización del tratamiento combinado de metformina e insulina mediante tecnologías de control avanzadas.

[EN] The objective of this project is the design and implementation of a closed-loop control system that combines the effects of metformin with the usual treatment of insulin therapy in patients with type 1 diabetes, providing better glucose control in those patients who incorporate metformin in their therapy. To this end, we will first review the literature and develop a proposal for pharmacokinetic and pharmacodynamic (PK PD) models of metformin, which will be integrated into a widely used type 1 diabetes patient simulator based on the so-called Hovorka model. Using such a simulator extended with the new models, the appropriate control system will be designed to determine: the optimal timing of metformin administration in relation to the patient's meals and daily schedules, the identification of the optimal metformin dose, and the development of a strategy to adjust new insulin doses in response to metformin administration. Through simulations, the appropriate optimization of metformin and insulin combination therapy will be evaluated using advanced monitoring technologies.