বাড়িতে তৈরি বেতার স্বায়ত্তশাসিত ইনসুলিন পাম্প নিয়ন্ত্রণ

"আমি এখন সাইবোর্গ!" - অস্ট্রেলিয়ান লিয়াম জিবিডি, একজন তরুণ প্রোগ্রামার, ব্লকচেইন/ফুলস্ট্যাক প্রকৌশলী এবং লেখক, গর্বিতভাবে ঘোষণা করেন, তিনি তার পৃষ্ঠাগুলিতে নিজেকে উপস্থাপন করেন ব্লগ পোস্ট. আগস্টের শুরুতে, তিনি একটি পরিধানযোগ্য ডিভাইস তৈরি করার জন্য তার DIY প্রকল্পটি সম্পূর্ণ করেছিলেন, যাকে তিনি নির্লজ্জভাবে একটি "কৃত্রিম অগ্ন্যাশয়" বলে অভিহিত করেছিলেন। বরং, আমরা একটি স্ব-নিয়ন্ত্রক ইনসুলিন পাম্প সম্পর্কে কথা বলছি, এবং আমাদের সাইবর্গ তার সৃষ্টির কিছু দিক থেকে সহজ উপায় নেয়নি। ডিভাইসটির ধারণা এবং এটির উপর নির্ভরশীল ওপেন সোর্স প্রযুক্তি সম্পর্কে পরে নিবন্ধে আরও পড়ুন।

ডিভাইস ডায়াগ্রামের ব্যতিক্রম সহ চিত্রগুলি থেকে নেওয়া হয়েছে লিয়ামের ব্লগ

ডামিদের জন্য ডায়াবেটিস

লিয়ামের টাইপ 1 ডায়াবেটিস আছে।
যদি এটি সঠিক হয়, তবে "ডায়াবেটিস" শব্দের অর্থ বর্ধিত মূত্রবর্ধক সহ রোগের একটি গ্রুপ - প্রস্রাব আউটপুট, তবে ডায়াবেটিস মেলিটাস (ডিএম) রোগীদের অনুপাত বড় এবং সংক্ষিপ্ত নামটি গোপনে ডিএম-এর জন্য রুট নিয়েছে। মধ্যযুগে, ডায়াবেটিসে আক্রান্ত বেশিরভাগ রোগীই তাদের প্রস্রাবে চিনির উপস্থিতি লক্ষ্য করেছিলেন। হরমোন ইনসুলিন (যা ইতিহাসের প্রথম সম্পূর্ণ সিকোয়েন্সড প্রোটিন হয়ে ওঠে) এবং ডায়াবেটিসের প্যাথোজেনেসিসে এর ভূমিকা আবিষ্কারের আগে বেশ দীর্ঘ সময় কেটে গেছে।
ইনসুলিন হ'ল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হরমোন যা অনেক পদার্থের বিপাক নিয়ন্ত্রণ করে, তবে এর প্রধান প্রভাব "প্রধান" চিনি - গ্লুকোজ সহ কার্বোহাইড্রেটের বিপাকের উপর। কোষে গ্লুকোজ বিপাকের জন্য, ইনসুলিন মোটামুটিভাবে বলতে গেলে, একটি সংকেত অণু। কোষের পৃষ্ঠে বিশেষ ইনসুলিন রিসেপ্টর অণু রয়েছে। তাদের উপর "বসা" ইনসুলিন জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির একটি ক্যাসকেড চালু করার জন্য একটি সংকেত দেয়: কোষটি তার ঝিল্লির মাধ্যমে সক্রিয়ভাবে গ্লুকোজকে ভিতরের দিকে পরিবহন করতে শুরু করে এবং এটি অভ্যন্তরীণভাবে প্রক্রিয়া করে।
ইনসুলিন তৈরির প্রক্রিয়াকে বন্যার সাথে লড়াই করতে আসা মানব স্বেচ্ছাসেবকদের কাজের সাথে তুলনা করা যেতে পারে। ইনসুলিনের মাত্রা গ্লুকোজের পরিমাণের উপর নির্ভর করে: যত বেশি আছে, প্রতিক্রিয়া হিসাবে সামগ্রিক ইনসুলিনের স্তর তত বেশি বৃদ্ধি পায়। আমি আবার বলছি: এটি টিস্যুতে স্তর গুরুত্বপূর্ণ, এবং অণুর সংখ্যা নয়, যা সরাসরি গ্লুকোজের সমানুপাতিক, কারণ ইনসুলিন নিজেই গ্লুকোজের সাথে আবদ্ধ হয় না এবং এর বিপাকের জন্য ব্যয় হয় না, ঠিক যেমন স্বেচ্ছাসেবকরা পান করেন না। ইনকামিং জল, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট উচ্চতা বাঁধ নির্মাণ. এবং কোষের পৃষ্ঠে এই নির্দিষ্ট স্তরের ইনসুলিন বজায় রাখা প্রয়োজন, সেইসাথে প্লাবিত এলাকায় অস্থায়ী বাঁধের উচ্চতা।
এটি স্পষ্ট যে যদি পর্যাপ্ত ইনসুলিন না থাকে তবে গ্লুকোজের বিপাক ব্যাহত হয়; এটি জৈবিক তরলগুলিতে জমা হয়ে কোষে প্রবেশ করে না। এটি ডায়াবেটিসের প্যাথোজেনেসিস। পূর্বে, "ইনসুলিন-নির্ভর/স্বাধীন ডায়াবেটিস" বিভ্রান্তিকর পরিভাষা ছিল, তবে এটিকে নিম্নরূপ শ্রেণীবদ্ধ করা আরও সঠিক: টাইপ 1 ডায়াবেটিস হল ইনসুলিনের শারীরিক অভাব (এর কারণ প্রায়শই অগ্ন্যাশয় কোষের মৃত্যু); টাইপ 2 ডায়াবেটিস হ'ল শরীরের নিজস্ব ইনসুলিনের স্তরের প্রতিক্রিয়া হ্রাস করা (সমস্ত কারণগুলি সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় না এবং বিভিন্ন)। 1 ম ধরন - কিছু স্বেচ্ছাসেবক আছে এবং তাদের বাঁধ নির্মাণের সময় নেই; টাইপ 2 - স্বাভাবিক উচ্চতার বাঁধ, কিন্তু হয় গর্ত পূর্ণ বা জুড়ে নির্মিত।

ম্যানুয়াল সামঞ্জস্য সমস্যা

উভয় প্রকার, যেমন এটি স্পষ্ট হয়ে যায়, কোষের বাইরে গ্লুকোজের মাত্রা বৃদ্ধি করে - রক্তে, প্রস্রাবে, যা পুরো শরীরের উপর নেতিবাচক প্রভাব ফেলে। গুনে গুনে বাঁচতে হবে আন্তর্জাতিক и শস্য ইউনিট যথাক্রমে একটি সিরিঞ্জ এবং প্লেটে। কিন্তু আপনি সর্বদা ম্যানুয়ালি নিয়ন্ত্রিত করতে পারবেন না শরীর নিজেই কি করছে। একজন ব্যক্তিকে অবশ্যই ঘুমাতে হবে, এবং ঘুমানোর সময় ইনসুলিনের মাত্রা ক্রমাগত হ্রাস পেতে থাকে; একজন ব্যক্তি, দৈনন্দিন পরিস্থিতির কারণে, সময়মতো না খেতে পারেন - এবং তারপরে তার চিনির মাত্রা কৃত্রিমভাবে রক্ষিত ইনসুলিনের স্তরের প্রভাবে নেমে যাবে। সংক্ষেপে, জীবন নিজেকে গ্লুকোজ স্তরের সীমার একটি টানেলের মধ্যে খুঁজে পায়, যার বাইরে কোমা রয়েছে।
এই সমস্যার সমাধানের অংশ ছিল আধুনিক ডিভাইস যা সিরিঞ্জ প্রতিস্থাপন করেছে - ইনসুলিন পাম্প। এটি এমন একটি যন্ত্র যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে ইনসুলিন ডোজ করার জন্য একটি ক্রমাগত ঢোকানো হাইপোডার্মিক সুই ব্যবহার করে। কিন্তু শুধুমাত্র সুবিধাজনক ডেলিভারি বর্তমান গ্লুকোজ স্তরের তথ্য ছাড়া সঠিক ইনসুলিন প্রতিস্থাপন থেরাপির নিশ্চয়তা দেয় না। এটি ডাক্তার এবং জৈবপ্রযুক্তিবিদদের জন্য আরেকটি মাথাব্যথা: দ্রুত পরীক্ষা এবং ইনসুলিন এবং গ্লুকোজ মাত্রার গতিশীলতার সঠিক পূর্বাভাস। প্রযুক্তিগতভাবে, এটি ক্রমাগত গ্লুকোজ পর্যবেক্ষণ - সিজিএম সিস্টেমের আকারে প্রয়োগ করা শুরু হয়েছিল। এগুলি বিভিন্ন ধরণের ডিভাইস যা ক্রমাগত ত্বকের নীচে ঢোকানো সেন্সর থেকে ডেটা পড়তে পারে। এই পদ্ধতিটি ক্লাসিকের চেয়ে কম আঘাতমূলক এবং ব্যবহারকারীদের কাছে আরও আকর্ষণীয়। ফিঙ্গারপ্রিক, কিন্তু পরবর্তীটি আরও সঠিক এবং ব্যবহারের জন্য সুপারিশ করা হয় যদি চিনির মাত্রা এখনও খুব "ড্রপ" হয় বা সময়ের সাথে সাথে দ্রুত পরিবর্তন হয়।
এই সিস্টেমের মধ্যবর্তী লিঙ্কটি একজন ব্যক্তি - সাধারণত রোগী নিজেই। এটি গ্লুকোমিটার রিডিং এবং প্রত্যাশিত প্রবণতার উপর নির্ভর করে ইনসুলিন সরবরাহ সামঞ্জস্য করে - সে মিষ্টি খেয়েছে বা দুপুরের খাবার এড়িয়ে যাওয়ার প্রস্তুতি নিচ্ছে। কিন্তু নির্ভুল ইলেকট্রনিক্সের পটভূমিতে, একজন ব্যক্তি একটি দুর্বল লিঙ্ক হয়ে যায় - যদি ঘুমের সময় সে গুরুতর হাইপোগ্লাইসেমিয়া ভোগ করে এবং চেতনা হারায়? অথবা সে কি অন্য কোনো অনুপযুক্ত উপায়ে আচরণ করবে, ভুলভাবে ডিভাইসটি ভুল/মিস/সেট আপ করবে, বিশেষ করে যদি সে এখনও শিশু হয়? এই ধরনের ক্ষেত্রে, অনেকে ফিডব্যাক সিস্টেম তৈরি করার কথা ভেবেছেন - যাতে ইনসুলিন ইনপুট ডিভাইসটি গ্লুকোজ সেন্সর থেকে আউটপুটের দিকে পরিচালিত হয়।

প্রতিক্রিয়া এবং ওপেন সোর্স

যাইহোক, অবিলম্বে একটি সমস্যা দেখা দেয় - বাজারে অনেক পাম্প এবং গ্লুকোমিটার রয়েছে। উপরন্তু, এই সব এক্সিকিউটিভ ডিভাইস, এবং তাদের একটি সাধারণ প্রসেসর এবং সফ্টওয়্যার প্রয়োজন যা তাদের নিয়ন্ত্রণ করে।
প্রবন্ধ ইতিমধ্যে Habree উপর প্রকাশিত হয়েছে [1, 2] একটি সিস্টেমে দুটি ডিভাইস একত্রিত করার বিষয়ে। একটি তৃতীয় কেস যোগ করার পাশাপাশি, আমি আপনাকে বিশ্বব্যাপী প্রকল্পগুলি সম্পর্কে কিছু বলব যা উত্সাহীদের প্রচেষ্টাকে একত্রিত করে যারা নিজেরাই অনুরূপ সিস্টেমগুলি একত্রিত করতে চায়।

ওপেনএপিএস (ওপেন আর্টিফিশিয়াল প্যানক্রিয়াস সিস্টেম) প্রকল্পটি সিয়াটেলের ডানা লুইস দ্বারা প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। 2014 এর শেষের দিকে, তিনিও একজন টাইপ 1 ডায়াবেটিক, একই ধরনের পরীক্ষা করার সিদ্ধান্ত নেন। চেষ্টা করার পরে এবং তারপরে তার ডিভাইসটি বিশদভাবে বর্ণনা করার পরে, তিনি অবশেষে আবিষ্কার করলেন প্রকল্প, যা বিশদভাবে বর্ণনা করে কিভাবে আপনার নিজস্ব CGM মিটার এবং পাম্পকে একত্রিত করতে হয়, বিভিন্ন নির্মাতার বিভিন্ন পরিবর্তনে, প্রয়োজনীয় মধ্যবর্তী ডিভাইসের সাথে, Github-এ সফ্টওয়্যার বিকল্প, ব্যবহারকারীদের ক্রমবর্ধমান সম্প্রদায়ের প্রচুর ডকুমেন্টেশন সহ। ওপেনএপিএস যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দিকটির উপর জোর দেয় তা হল "আমরা আপনাকে বিস্তারিত নির্দেশনা দিয়ে সাহায্য করব, তবে আপনাকে অবশ্যই সবকিছু করতে হবে।" আসল বিষয়টি হল যে এই ধরনের কার্যকলাপগুলি FDA (আমেরিকান ফুড অ্যান্ড ড্রাগ অ্যাডমিনিস্ট্রেশন, যার এখতিয়ারে সমস্ত ওষুধ এবং চিকিৎসা পণ্য অন্তর্ভুক্ত) থেকে গুরুতর নিষেধাজ্ঞা থেকে এক ধাপ দূরে। এবং যদি সে আপনাকে প্রত্যয়িত ডিভাইসগুলি ভাঙতে এবং সেগুলিকে নিজের উপর ব্যবহার করার জন্য বাড়িতে তৈরি সিস্টেমে একত্রিত করা থেকে নিষেধ করতে না পারে, তাহলে আপনাকে এটি তৈরি বা বিক্রি করতে সহায়তা করার যে কোনও প্রচেষ্টা কঠোর শাস্তি পাবে৷ দ্বিতীয়, কিন্তু ওপেনএপিএস-এর কম গুরুত্বপূর্ণ ধারণাটি হল একটি বাড়িতে তৈরি সিস্টেমের নিরাপত্তা। ফর্মে ডকুমেন্টেশনশতাধিক নিবন্ধ এবং স্পষ্ট, বিস্তারিত অ্যালগরিদমগুলি বিশেষভাবে রোগীকে সাহায্য করা এবং নিজের ক্ষতি না করার লক্ষ্যে।

নাইটস্কাউট অ্যাকাউন্ট উইন্ডো
আরেকটি প্রকল্প নাইটস্কাউট, ব্যবহারকারীদের তাদের CGM ডিভাইসগুলি থেকে স্মার্টফোন, স্মার্ট ঘড়ি এবং অন্যান্য ডিভাইসের মাধ্যমে রিয়েল টাইমে ক্লাউড স্টোরেজে ডেটা আপলোড করার পাশাপাশি প্রাপ্ত ডেটা দেখতে এবং প্রক্রিয়া করার অনুমতি দেয়। প্রকল্পটি ডেটার সবচেয়ে তথ্যপূর্ণ এবং সুবিধাজনক ব্যবহার করার লক্ষ্যে, এবং এছাড়াও বিস্তারিত গাইড রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, রেডিমেড কনফিগারেশন এক বা অন্য ওএস সহ স্মার্টফোনের সাথে গ্লুকোমিটার এবং প্রয়োজনীয় সফ্টওয়্যার এবং মধ্যবর্তী ট্রান্সমিটার।
আপনার জীবনযাত্রায় গ্লুকোজের দৈনিক ওঠানামা নির্ধারণ এবং আচরণ ও খাদ্য গ্রহণের সম্ভাব্য সংশোধন, স্মার্টফোন বা স্মার্ট ঘড়িতে সুবিধাজনক গ্রাফিকাল আকারে ডেটা প্রেরণের জন্য, অদূর ভবিষ্যতে গ্লুকোজের মাত্রার প্রবণতা পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজেশন গুরুত্বপূর্ণ। উপরন্তু, এই ডেটা OpenAPS সফ্টওয়্যার দ্বারা পড়া এবং প্রক্রিয়া করা যেতে পারে। লিয়াম তার প্রজেক্টে এটিই ব্যবহার করে। KDPV নিবন্ধগুলিতে - ক্লাউড পরিষেবা থেকে তার ব্যক্তিগত ডেটা, যেখানে ডানদিকে বেগুনি "কাঁটা" হল OpenAPS দ্বারা পূর্বাভাসিত গ্লুকোজ মাত্রা।

লিয়ামের প্রকল্প

আপনি তার ব্লগে সংশ্লিষ্ট এন্ট্রিতে প্রকল্পটি সম্পর্কে বিস্তারিতভাবে পড়তে পারেন, আমি কেবল এটিকে আরও পরিকল্পিতভাবে এবং পরিষ্কারভাবে বলার চেষ্টা করব।
হার্ডের মধ্যে নিম্নলিখিত ডিভাইসগুলি রয়েছে: মেডট্রনিক ইনসুলিন পাম্প যা লিয়ামের কাছে ছিল; এনএফসি সেন্সর সহ সিজিএম (গ্লুকোমিটার) ফ্রি স্টাইল লিবার; এর সাথে সংযুক্ত MiaoMiao ট্রান্সমিটার, যা ত্বকের NFC সেন্সর থেকে ব্লুটুথের মাধ্যমে স্মার্টফোনে ডেটা প্রেরণ করে; Intel Edison মাইক্রোকম্পিউটার একটি প্রসেসর হিসাবে ওপেন এপিএস ব্যবহার করে সমগ্র সিস্টেম নিয়ন্ত্রণ করতে; এক্সপ্লোরার এইচএটি হল একটি রেডিও ট্রান্সমিটার যা একটি স্মার্টফোন এবং একটি পাম্পের সাথে সংযুক্ত করার জন্য।
বৃত্তটি সম্পূর্ণ।

সম্পূর্ণ হার্ডওয়্যারের জন্য লিয়াম €515 খরচ হয়েছে, তার পূর্বে যে পাম্পটি ছিল তা বাদ দিয়ে। তিনি তার সমস্ত জিনিস অ্যামাজন থেকে অর্ডার করেছিলেন, বন্ধ হওয়া এডিসন সহ। এছাড়াও, CGM Libre-এর জন্য সাবকুটেনিয়াস সেন্সরগুলি একটি ব্যয়বহুল ব্যবহারযোগ্য - প্রতি পিস 70 ইউরো, যা 14 দিন স্থায়ী হয়।

সফ্টওয়্যার: প্রথমত, এডিসনের জন্য জুবিলিনাক্স লিনাক্স ডিস্ট্রিবিউশন এবং তারপরে এটিতে ওপেনএপিএস ইনস্টল করা, যা ডিভাইসটির লেখক, তার মতে, সহ্য করেছিলেন। পরবর্তীতে CGM থেকে একটি স্মার্টফোনে এবং ক্লাউডে ডেটা স্থানান্তর সেট আপ করা হয়েছিল, যার জন্য তাকে xDrip অ্যাপ্লিকেশনের একটি ব্যক্তিগত বিল্ড লাইসেন্স করতে হয়েছিল (150 ইউরো) এবং Nightscout সেট আপ করতে হয়েছিল - এটি বিশেষ প্লাগইনগুলির মাধ্যমে OpenAPS এর সাথে "বিয়ে" করতে হয়েছিল . পুরো ডিভাইসের অপারেশনের সাথেও সমস্যা ছিল, কিন্তু নাইটস্কাউট সম্প্রদায় সফলভাবে লিয়ামকে বাগ খুঁজে পেতে সাহায্য করেছিল।

অবশ্যই, এটি মনে হতে পারে যে লেখক প্রকল্পটিকে অতিরিক্ত জটিল করেছেন। দীর্ঘদিন বন্ধ থাকা ইন্টেল এডিসনকে লিয়াম "রাস্পবেরি পাইয়ের চেয়ে বেশি শক্তি দক্ষ" হিসাবে বেছে নিয়েছিলেন। অ্যাপল ওএস একটি সফ্টওয়্যার লাইসেন্স এবং একটি অ্যান্ড্রয়েড স্মার্টফোনের সাথে তুলনীয় খরচের সাথে অসুবিধা যোগ করেছে। যাইহোক, তার অভিজ্ঞতা দরকারী এবং বাড়িতে তৈরি ডিভাইসের অনেক অনুরূপ প্রকল্প যোগ করবে, যা তুলনামূলকভাবে অল্প অর্থের জন্য অনেক লোকের জীবনযাত্রার মানকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। যারা ক্রমবর্ধমানভাবে তাদের নিজস্ব শক্তি এবং দক্ষতার উপর নির্ভর করতে অভ্যস্ত।
লিয়াম যুক্তি দেন যে টাইপ 1 ডায়াবেটিস তাকে মুক্ত করে তুলেছে, এবং তার তৈরি করা ডিভাইসটি তার নিজের শরীরের উপর নিয়ন্ত্রণের মনস্তাত্ত্বিক আরাম ফিরে পাওয়ার একটি উপায়। এবং তার স্বাভাবিক জীবনযাত্রা পুনরুদ্ধার করার পাশাপাশি, একটি বন্ধ-লুপ ইনসুলিন পাম্প সিস্টেম তৈরি করা তার জন্য আত্ম-প্রকাশের একটি শক্তিশালী অভিজ্ঞতা ছিল। "হাসপাতালে যাওয়ার চেয়ে জেএস কোডের মাধ্যমে আপনার বিপাক নিয়ন্ত্রণে রাখা ভাল," তিনি লিখেছেন।

উত্স: www.habr.com