Tecnologie e software a confronto

Dopo aver passato in rassegna le principali aziende produttrici vorrei fare un confronto sulle diverse tecnologie software presenti sul mercato. Il motivo è abbastanza semplice: il software rappresenta il mezzo attraverso cui è possibile comprendere questa tecnologia, un semplice grafico è il risultato del lavoro in sincronia di tutte le componenti che ne fanno parte. Senza la presenza di questo software sarebbe assolutamente impossibile parlare o anche solo pensare al funzionamento di questo sistema molto complesso.

Software

Il software è generalmente fruibile sia da smartphone/tablet, che da PC, però preferirei dedicare un confronto al reparto mobile, siccome questa tecnologia è tendenzialmente volta all'utilizzo rapido e in mobilità. Il software in linea generale deve essere estremamente chiaro e fornire un'immediata panoramica dell'andamento glicometabolico così da poter permettere al paziente di effettuare eventuali correzioni, qualora ce ne fosse il bisogno, oppure di monitorare semplicemente il suo livello prima di un allenamento o un esame. Proprio per questo motivo, la prima schermata di ciascuno dei diversi software, presenta sempre un grafico raffigurante l'andamento glicemico. Inoltre, per rendere tutto il più intuitivo possibile, il valore istantaneo della glicemia viene spesso accompagnato con un colore e una freccetta: il colore ci permette di capire se la glicemia è nel corretto range di variabilità oppure no, mentre la freccetta ci dice se il valore glicemico è in salita, in discesa oppure stazionario; per indicare una forte salita o discesa vengono utilizzate più freccette generalmente.

• Bigfoot Biomedical

• Medtronic

• Dexcom

• TypeZero

Fra tutte le applicazioni presenti sul mercato è possibile individuare due app che spiccano in intuitività e completezza: Dexcom per quanto riguarda l'intuitività, siccome l'interfaccia grafica è molto pulita e si riesce a trovare qualunque informazione senza alcuna difficoltà, Bigfoot Biomedical per quanto concerne il numero di dati accessibili che risulta maggiore rispetto a tutti gli altri competitori.

Tra grafici e statistiche

Grafici a confronto

Il primo punto di cui vorrei parlare riguarda il confronto tra l'andamento glicemico di una persona normale e quello di un diabetico tipo 1 supportato dalla tecnologia del pancreas artificiale.

Osservando il grafico di una persona normale possiamo focalizzare l'attenzione su due aspetti principali:

• Il range di variabilità è piuttosto ristretto, si passa da circa 75 mg/dL al risveglio, a circa 125 mg/dL nel periodo postprandiale.
• L'andamento glicemico è caratterizzato da picchi marcati e ben distinguibili.

Osservando il grafico dei pazienti con supporto della tecnologia del pancreas artificiale  (riportato di sotto) invece è possibile notare subito due differenze:

• Il range di variabilità è nettamente più elevato, il minimo si aggira attorno ai 70 mg/dL, mentre il massimo attorno ai 180 mg/dL.
• Non è possibile distinguere nettamente i picchi postprandiali come invece accade nel grafico sopra riportato.

Per quale motivo si osservano queste discrepanze piuttosto nette? 

Il primo punto è sostanzialmente dovuto alla malattia, poiché l'organismo non è più in grado di mantenere adeguato il livello di glucosio in maniera autonoma e pertanto risulta molto più sensibile ai nutrienti ingeriti. 

Il secondo punto invece è dovuto all'algoritmo che sta alla base del pancreas artificiale. Il dispositivo CAD, dopo una fase di rodaggio, è in grado di prevedere quale sarà l'andamento della glicemia tramite la formulazione di opportuni modelli matematici/statistici, sulla base di microvariazioni temporali dei livelli di glucosio. Il motivo per cui non si vedono i picchi è legato al fatto che le microvariazioni sono immediatamente accompagnate dal rilascio di insulina che quindi agisce da smorzatore. L'algoritmo è inoltre studiato appositamente per non far avere mai questi picchi bruschi al paziente, siccome è molto peggio una rapida variazione piuttosto che uno stazionamento ad un valore relativamente alto.

Per maggiori dettagli al riguardo è possibile visitare il seguente link in cui si effettua uno studio molto approfondito e tecnico in merito.

Statistiche di diffusione e vendita

In primo luogo vorrei porre l'attenzione sulla diffusione del diabete nel mondo tramite questo efficace grafico.

In seconda battuta vorrei focalizzarmi sulle statistiche di vendita del pancreas artificiale per poter concludere con un brevissimo commento.

L'america, nonostante non abbia il maggior numero di pazienti diabetici, risulta prima nelle statistiche di vendita di questa tecnologia. Ciò è conseguenza di due fattori: il costo non alla portata di tutti e un maggior investimento in termini pubblicitari da parte del governo USA.

Forme a confronto

Come si presenta il pancreas artificiale rispetto al pancreas naturale? La risposta in un'immagine.

Le forme del pancreas artificiale sono pienamente in linea col progresso tecnologico, è infatti composto da apparecchiature estremamente all'avanguardia con geometrie ricercate e poco regolari. Il pancreas naturale ha invece una forma nettamente più pulita e minimalista, pur mantenendo una struttura complessiva tutt'altro che banale.

Materiali a confronto

Il materiale su cui vorrei focalizzare l'attenzione è legato al modo in cui vengono trasmessi i segnali: nel mondo naturale tutto è affidato a fibre nervose, mentre nella controparte artificiale a radiazioni elettromagnetiche.

Per quel che riguarda il pancreas naturale, la componente principale è il tessuto biologico, mentre il pancreas artificiale è gestito da apparecchiature elettroniche o meccaniche, costruite prevalentemente in materiale polimerico oppure ferromagnetico conduttore per la realizzazione dei circuiti interni.

Infine è necessario ricordare che l'insulina presente all'interno delle pompe a regolazione variabile è sintetizzata artificialmente, contrariamente a quanto accade nel caso di secrezione naturale. 

Per maggiori dettagli sulla storia dell'insulina visitare l'articolo al seguente link. 

Regolazione naturale e regolazione artificiale

Richiami sulle funzionalità pancreatiche

Il pancreas è un organo che ha tra le principali funzionalità quella di secernere due ormoni fondamentali nella regolazione del livello di glucosio nel sangue: l’insulina e il glucagone. L’insulina è un ipoglicemizzante, ovvero diminuisce il valore della glicemia, mentre il glucagone è un iperglicemizzante, cioè ha effetto contrario. Il corpo umano mantiene in costante controllo la secrezione di questi due ormoni in maniera tale da mantenere un livello di glucosio nel sangue all'interno del range di 90-110 mg/dL. Per far sì che ciò avvenga è necessaria la collaborazione di diversi organi in perfetta sincronia. 

Ciclo di regolazione naturale

Attraverso dei recettori si registra il valore della glicemia e lo si trasmette all’unità di elaborazione primaria, il cervello, che stabilisce quale sia il livello di insulina (o glucagone) necessario da produrre affinché il valore glicemico rientri nei parametri ottimali. Il segnale viene mandato al pancreas che produce gli ormoni necessari per attuare la strategia elaborata dal cervello.

Ciclo di regolazione artificiale

Nella realizzazione del pancreas artificiale si è cercato di sostituire ogni singolo passaggio di questo ciclo mediante strumentazione tecnologica (vedi post precedente). I recettori sono infatti stati sostituiti da un glucometro a misurazione continua, il cervello da un dispositivo dotato di algoritmo di controllo e tecnologie avanzate di machine learning, mentre la secrezione di insulina da una pompa ad erogazione variabile.