"Ek is nou 'n kuborg!" - Die Australiese Liam Zibidi, 'n jong programmeerder, blockchain/Fullstack-ingenieur en skrywer, verklaar trots, terwyl hy homself op die bladsye van sy . Vroeg in Augustus het hy sy DIY-projek voltooi om 'n draagbare toestel te skep, wat hy onbeskaamd 'n "kunsmatige pankreas" genoem het. Ons praat eerder van 'n selfregulerende insulienpomp, en ons kuborg het in sommige aspekte van sy skepping nie die maklike uitweg geneem nie. Lees later in die artikel meer oor die konsep van die toestel en die oopbrontegnologieë waarop dit staatgemaak het.
illustrasies met die uitsondering van die toesteldiagram is geneem uit
Diabetes vir dummies
Liam het tipe 1-diabetes.
As dit korrek is, beteken die woord "diabetes" 'n groep siektes met verhoogde diurese - urine-uitskeiding, maar die persentasie pasiënte met diabetes mellitus (DM) is groter, en die kort naam het in die geheim wortel geskiet vir DM. In die Middeleeue het die meeste pasiënte met diabetes die teenwoordigheid van suiker in hul urine opgemerk. Nogal 'n lang tyd het verloop voor die ontdekking van die hormoon insulien (wat ook die eerste volledig opeenvolgende proteïen in die geskiedenis sou word) en die rol daarvan in die patogenese van diabetes.
Insulien is die belangrikste hormoon wat die metabolisme van baie stowwe reguleer, maar die belangrikste effek daarvan is op die metabolisme van koolhidrate, insluitend die "hoof" suiker - glukose. Vir die metabolisme van glukose in selle is insulien, rofweg gesproke, 'n seinmolekule. Daar is spesiale insulienreseptormolekules op die oppervlak van selle. "Sit" op hulle, insulien gee 'n sein om 'n kaskade van biochemiese reaksies te begin: die sel begin om glukose aktief inwaarts deur sy membraan te vervoer en dit intern te verwerk.
Die proses om insulien te vervaardig kan vergelyk word met die werk van menslike vrywilligers wat 'n vloed kom beveg het. Die vlak van insulien hang af van die hoeveelheid glukose: hoe meer daar is, hoe meer styg die algehele insulienvlak in reaksie. Ek herhaal: dit is die vlak in weefsel wat belangrik is, en nie die aantal molekules nie, wat direk eweredig is aan glukose, want insulien self bind nie aan glukose nie en word nie aan sy metabolisme bestee nie, net soos vrywilligers nie inkomende drink nie water, maar bou damme van 'n sekere hoogte. En dit is nodig om hierdie sekere vlak van insulien op die oppervlak van die selle te handhaaf, sowel as die hoogte van tydelike damme in oorstroomde gebiede.
Dit is duidelik dat as daar nie genoeg insulien is nie, die metabolisme van glukose ontwrig word; dit gaan nie in die selle in nie en versamel in biologiese vloeistowwe. Dit is die patogenese van diabetes. Voorheen was daar verwarrende terminologie "insulienafhanklike/onafhanklike diabetes", maar dit is meer korrek om dit soos volg te klassifiseer: tipe 1-diabetes is 'n fisiese gebrek aan insulien (die rede hiervoor is meestal die dood van pankreas-selle); Tipe 2-diabetes is 'n afname in die liggaam se reaksie op die vlak van sy eie insulien (al die redes word nie ten volle verstaan nie en is uiteenlopend). 1ste tipe - daar is min vrywilligers en hulle het nie tyd om damme te bou nie; Tipe 2 - damme van normale hoogte, maar óf vol gate óf dwars gebou.
Handmatige verstelling probleem
Beide tipes, soos dit duidelik word, lei tot verhoogde vlakke van glukose buite die selle - in die bloed, urine, wat 'n negatiewe uitwerking op die hele liggaam het. Ons moet lewe deur te tel и in 'n spuit en bord, onderskeidelik. Maar jy kan nie altyd met die hand reguleer wat die liggaam self gedoen het nie. 'n Persoon moet slaap, en terwyl hy slaap, bly insulienvlakke daal; 'n persoon mag weens alledaagse omstandighede nie betyds eet nie - en dan sal sy suikervlak daal onder die invloed van 'n kunsmatig gehandhaafde vlak van insulien. In wese bevind die lewe hom in 'n tonnel van glukosevlakgrense, waarbuite 'n koma is.
Deel van die oplossing vir hierdie probleem was moderne toestelle wat spuite vervang het - insulienpompe. Dit is 'n toestel wat 'n deurlopend ingevoegde hipodermiese naald gebruik om outomaties insulien te doseer. Maar gerieflike aflewering alleen waarborg nie korrekte insulienvervangingsterapie sonder data oor die huidige glukosevlak nie. Dit is nog 'n kopseer vir dokters en biotegnoloë: vinnige toetse en korrekte voorspelling van die dinamika van insulien- en glukosevlakke. Tegnies het dit begin geïmplementeer word in die vorm van deurlopende glukosemonitering - CGM-stelsels. Dit is 'n verskeidenheid toestelle wat deurlopend data lees van 'n sensor wat voortdurend onder die vel geplaas word. Hierdie metode is minder traumaties en meer aantreklik vir gebruikers as die klassieke een. , maar laasgenoemde is meer akkuraat en aanbeveel vir gebruik as die suikervlak nog baie "gedaal" is of op een of ander manier vinnig verander met verloop van tyd.
Die tussenskakel in hierdie stelsel is 'n persoon - gewoonlik die pasiënt self. Dit pas die insulienvoorraad aan na gelang van die glukometerlesings en die verwagte neiging – of hy nou lekkers geëet het of gereed maak om middagete oor te slaan. Maar teen die agtergrond van presisie-elektronika word 'n persoon 'n swak skakel - wat as hy tydens die slaap aan ernstige hipoglukemie ly en sy bewussyn verloor? Of sal hy op 'n ander onvanpaste manier optree, die toestel vergeet/mis/verkeerd opstel, veral as hy nog 'n kind is? In sulke gevalle het baie mense daaraan gedink om terugvoerstelsels te skep - sodat die insulientoevoertoestel gerig is op die uitset van glukosesensors.
Terugvoer en oopbron
’n Probleem ontstaan egter dadelik – daar is baie pompe en glukometers op die mark. Daarbenewens is dit almal uitvoerende toestelle, en hulle benodig 'n gemeenskaplike verwerker en sagteware wat hulle beheer.
Artikels is reeds gepubliseer op Habré [, ] oor die onderwerp van die kombinasie van twee toestelle in een stelsel. Benewens die toevoeging van 'n derde geval, sal ek jou 'n bietjie vertel van globale projekte wat die pogings van entoesiaste kombineer wat soortgelyke stelsels op hul eie wil saamstel.
Die OpenAPS (Open Artificial Pancreas System)-projek is gestig deur Dana Lewis van Seattle. Aan die einde van 2014 het sy, ook 'n tipe 1-diabeet, besluit om 'n soortgelyke eksperiment te onderneem. Nadat sy probeer het en toe haar toestel in detail beskryf het, het sy uiteindelik ontdek , wat in detail beskryf hoe om jou eie CGM meter en pomp, in verskeie variasies van verskillende vervaardigers, te kombineer met die nodige intermediêre toestelle, sagteware opsies op Github, met baie dokumentasie van 'n groeiende gemeenskap van gebruikers. Die belangrikste aspek wat OpenAPS beklemtoon, is "ons sal jou help met gedetailleerde instruksies, maar jy moet alles self doen." Die feit is dat sulke aktiwiteite een stap weg is van ernstige sanksies van die FDA (die Amerikaanse voedsel- en dwelmadministrasie, wie se jurisdiksie alle medisyne en mediese produkte insluit). En as sy jou nie kan verbied om gesertifiseerde toestelle te breek en dit in tuisgemaakte stelsels te kombineer om dit op jouself te gebruik nie, sal enige poging om jou te help om dit te maak of te verkoop, swaar gestraf word. Die tweede, maar nie minder belangrike idee van OpenAPS nie, is die sekuriteit van 'n tuisgemaakte stelsel. Dokumentasie in die vorm en duidelike, gedetailleerde algoritmes is spesifiek daarop gemik om die pasiënt te help en nie homself te benadeel nie.
Nightscout rekening venster
Nog 'n projek , stel gebruikers in staat om data vanaf hul CGM-toestelle intyds na wolkberging op te laai deur 'n slimfoon, slimhorlosie en ander toestelle, asook om die ontvangde data te bekyk en te verwerk. Die projek is daarop gemik om die mees insiggewende en gerieflikste gebruik van data te maak, en bevat ook gedetailleerde gidse, bv. glukometers met slimfone met een of ander bedryfstelsel en die nodige sagteware en intermediêre senders.
Datavisualisering is belangrik vir die bepaling van daaglikse fluktuasies in glukose in jou lewenstyl en moontlike regstelling van gedrag en voedselinname, vir die oordrag van data in 'n gerieflike grafiese vorm na 'n slimfoon of slimhorlosie, om tendense in glukosevlakke in die nabye toekoms te voorspel, en in Daarbenewens kan hierdie data deur OpenAPS-sagteware gelees en verwerk word. Dit is presies wat Liam in sy projek gebruik. Op KDPV-artikels - sy persoonlike data van die wolkdiens, waar die pers "vurk" aan die regterkant die voorspelde glukosevlakke is wat deur OpenAPS voorspel is.
Liam se projek
Jy kan in detail oor die projek lees in die ooreenstemmende inskrywing op sy blog, ek sal net probeer om dit meer skematies en duidelik oor te vertel.
Die Hard sluit die volgende toestelle in: die Medtronic-insulienpomp wat Liam oorspronklik gehad het; CGM (glukometer) FreeStyle Libre met NFC-sensor; daaraan gekoppel is die MiaoMiao-sender, wat data vanaf die vel-NFC-sensor na die slimfoon oordra via Bluetooth; Intel Edison mikrorekenaar as 'n verwerker om die hele stelsel te beheer met behulp van Open APS; Explorer HAT is 'n radiosender om laasgenoemde met 'n slimfoon en 'n pomp te verbind.
Die sirkel is voltooi.
Die hele hardeware het Liam €515 gekos, die pomp wat hy voorheen gehad het uitgesluit. Hy het al sy goed by Amazon bestel, insluitende die beëindigde Edison. Ook, onderhuidse sensors vir CGM Libre is 'n duur verbruiksgoedere - 70 euro per stuk, wat vir 14 dae duur.
Sagteware: eerstens die Jubilinux Linux-verspreiding vir Edison en dan die installering van OpenAPS daarop, waarmee die skrywer van die toestel, volgens hom, gebuk gegaan het. Volgende was die opstel van data-oordrag van CGM na 'n slimfoon en na die wolk, waarvoor hy 'n persoonlike bou van die xDrip-toepassing (150 euro) moes lisensieer en Nightscout opstel - dit moes "getroud" wees met OpenAPS deur spesiale inproppe . Daar was ook probleme met die werking van die hele toestel, maar die Nightscout-gemeenskap het Liam suksesvol gehelp om foute te vind.
Natuurlik kan dit lyk asof die skrywer die projek te ingewikkeld gemaak het. Die lank gestaakde Intel Edison is deur Liam gekies as "meer energiedoeltreffend as die Raspberry Pi." Apple OS het ook probleme bygevoeg met 'n sagtewarelisensie en koste vergelykbaar met 'n Android-slimfoon. Sy ervaring is egter nuttig en sal bydra tot baie soortgelyke projekte van tuisgemaakte toestelle, wat ontwerp is om die lewenskwaliteit van baie mense aansienlik te verbeter vir relatief min geld. Mense wat al hoe meer gewoond is daaraan om op hul eie sterkpunte en vaardighede staat te maak.
Liam voer aan dat tipe 1-diabetes hom onvry gemaak het, en die toestel wat hy geskep het, is 'n manier om die sielkundige gemak van beheer oor sy eie liggaam te herwin. En benewens die herwinning van sy normale lewenstyl, was die skep van 'n geslote lus-insulienpompstelsel 'n kragtige ervaring van selfuitdrukking vir hom. "Dit is beter om jou metabolisme onder beheer te hou met JS-kode as om in die hospitaal te beland," skryf hy.
Bron: will.com