control en lazo cerrado del nivel de glucosa en pacientes críticos

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INTRODUCCIONLos sistemas de control han sido herramientas, que desde el inicio de su estudio hanofrecido la capacidad de solucionar problemas que van desde controlar la temperatura deun recinto, la manufactura de productos hasta regular el tráfico y la producción de energía.A pesar de que en un principio significaba un riesgo para un médico el asignar una tareatan delicada como la administración de la anestesia, la ventilación del paciente o laregulación de glucemia en la sangre a un dispositivo electrónico, hoy día con la aplicaciónde sistemas en lazo cerrado en la medicina se ha logrado mejorar la forma de cuidar a unpaciente. El uso de los sistemas de control en el ámbito hospitalario es muy amplio,puesto que permite mejorar la ejecución de diversas tareas, como la monitorizaciónconstante de los signos vitales del paciente, la presión sanguínea, infusión demedicamentos, entre otras.No obstante, los adelantos logrados en la resolución de problemas médicos empleandosistemas en lazo cerrado ha sido un proceso lento dominado por los retos que representala complejidad de los procesos biológicos en el organismo.En el caso de pacientes en estado crítico, tales como los que se encuentran internados enuna unidad de cuidados intensivos o aquellos que se les practicará una cirugía de altoriesgo requieren un monitoreo constante de ciertos parámetros fisiológicos como lapresión arterial, niveles de oxígeno, funciones renales y demás.Para lograr mantener dichos parámetros dentro de los rangos recomendados muchasveces es necesario practicar infusiones de medicamentos y ciertos fluidos. Usualmente seutilizan sistemas manuales o programables generalmente en lazo abierto, lo que implicaque no se realiza alguna retroalimentación del estado del paciente y necesitan de laintervención del especialista para su correcto funcionamiento.20
Por consiguiente, se considera idóneo que el especialista cuente con un sistemaautomático que permita cerrar el lazo y en el que solo se especifiquen rangos, niveles dereferencia y escoger el medicamento a suministrar para lograr el estado deseado en elpaciente.Recientemente, la regulación de glucemia en pacientes críticos ha demostrado ser unárea potencial para incrementar las probabilidades de vida de estos pacientes y un áreade estudio que contribuya a mejorar su salud, “desde la creación del ventilador mecánicopocos mecanismos en cuidados intensivos mejoran la supervivencia de pacientescríticos” 1 .Las estrategias de control clásicas (PI, PD, PID) son las formas más comunes de realizarcontrol y se implementan en un sin número de sistemas industriales pero a un menor nivelde complejidad con respecto a otro tipo de esquemas de control. Desde hace unascuantas décadas se han desarrollado algoritmos y funciones matemáticas queimplementados de la manera adecuada facilitan el control de sistemas con ciertascaracterística que no se pueden resolver con el control clásico, entre dichas estrategiasde control se encuentra el control predictivo.El control predictivo es una estrategia que facilita el control de sistemas con altos retardosde tiempo, procesos inestables, multivariables. Con respecto a otras formas de control, serealiza una sintonización relativamente simple, permite contemplar las restricciones delmodelo durante la fase de diseño y su ley de control se puede implementar de unamanera sencilla.En este trabajo se plantea entonces diseñar un sistema de control que permita simular laregulación de glucosa en pacientes críticos para determinar la viabilidad de desarrollar undispositivo para tal fin mediante la implementación de estrategias de control predictivo yde control clásicas, PI y PID.1 PALERM, César. Drug infusion control: An extended direct model reference adaptive controlstrategy. Doctoral Thesis of Rensselaer Polythecnic Institute, New York (2003).
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