Una parte esencial del sistema de páncreas artificial, como ya se ha comentado en artículos anteriores, es el monitor continuo de glucosa. Este dispositivo se basa en un “sensor” que mide la glucosa intersticial y un “algoritmo de calibración” que estima la glucosa en plasma a partir de dicha medida. Un aspecto fundamental para su correcto funcionamiento es el proceso de calibración. Pero, ¿en qué consiste calibrar un sensor? ¿Por qué es la calibración necesaria?
Todo sensor se compone de un elemento transductor, que traduce una magnitud física determinada en una señal eléctrica, y toda la electrónica necesaria para que dicha señal sea útil. Así pues, un sensor nos permite realizar mediciones de una magnitud física. Por ejemplo, un termómetro mide la temperatura. Pero para ello es necesario relacionar la señal eléctrica generada con los valores de temperatura que originaron dicha señal. Es decir, es necesario “calibrar” el sensor.
Calibrar un sensor consiste en construir la llamada curva de calibración, que asocia valores de la señal electrica generada con la magnitud física medida.
Una curva de calibración puede entenderse como una tabla de valores donde se relaciona la magnitud física que se está midiendo (temperatura, concentración, humedad,…) con la respuesta que produce el sensor para cada valor (generalmente expresado en unidades de voltaje o corriente). Por ejemplo, para un determinado sensor de temperatura, sabemos que a 1 ºC de temperatura produce un voltaje de 1 mV; a 2 ºC produce 2 mV, y así sucesivamente. Es la condición ideal de linealidad, dando origen a una “recta” de calibración. A partir de ella, podemos saber de antemano que una medición de 40 mV corresponderá a 40 ºC; en caso contrario, sabremos que hay algún error en la medición del sensor.
En ocasiones pueden producirse alteraciones en el medio que afecten la respuesta del sensor y modifiquen o mermen su exactitud. En otras palabras, por alguna anomalía o el mismo uso del sensor, es posible que pierda eficacia y las medidas que proporcione no sean correctas. Esto obliga a actualizar las curvas de calibración de manera dinámica y que sea necesario corregir las desviaciones que se hayan podido producir en valores puntuales.
Respecto a las curvas de calibración podríamos destacar dos aspectos fundamentales:
1) Para poder generarlas, es necesario utilizar un instrumento de mayor exactitud que el sensor que estamos calibrando. Por ejemplo, nuestro termómetro nos da 20 mV. Necesitamos saber con exactitud a qué temperatura está sometido (20 ºC) para generar un nuevo punto en nuestra curva de calibración. De ahí se deriva que es fundamental el uso de glucómetros con la mayor exactitud posible para una buena calibración de los monitores continuos de glucosa.
2) La curva de calibración es estática. ¿Qué quiere decir esto? Que para poder calibrar, la señal del sensor debe estar estabilizada en un valor. Si la medida está cambiando, debido a que el sensor se encuentra en un punto de transición entre un valor y otro, la calibración que se lleve a cabo no será correcta. Por esta razón, en el caso de los monitores continuos de glucosa, se recomienda que la calibración se lleve a cabo en periodos de equilibrio. Es decir, que el momento idóneo para calibrar sería cuando el valor de glucosa sea constante durante un periodo de tiempo suficiente para establizar la señal eléctrica del sensor. Esto es viable in vitro, pero el hecho de medir in vivo de forma indirecta en el instersticio dificulta este proceso debido al transporte de glucosa plasma-intersticio.
En definitiva, calibrar un sensor consiste en obtener la curva de calibración, la cual representa la equivalencia entre la magnitud física medida y la respuesta eléctrica del sensor. Este proceso es necesario para poder interpretar la información que proporciona el sensor permitiendo corregir inexactitudes. Sin embargo, es difícil cumplir con las condiciones ideales para la correcta calibración de sensores en el caso de los monitores continuos de glucosa. En sucesivos artículos revisaremos estos aspectos.
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Referencias bibliográficas:
Rossetti, P., Bondia, J., Vehí, J., & Fanelli, C. G. (2010). Estimating Plasma Glucose from Interstitial Glucose: The Issue of Calibration Algorithms in Commercial Continuous Glucose Monitoring Devices. Sensors (Basel, Switzerland), 10(12), 10936–10952.
Ilustración: Daniel Costa, Instituto ai2, Universitat Politècnica de València