"Είμαι cyborg τώρα!" - Ο Αυστραλός Liam Zibidi, ένας νεαρός προγραμματιστής, μηχανικός blockchain/Fullstack και συγγραφέας, δηλώνει περήφανα, όπως παρουσιάζεται στις σελίδες του . Στις αρχές Αυγούστου, ολοκλήρωσε το έργο του για να δημιουργήσει μια φορητή συσκευή, την οποία ονόμασε χωρίς ντροπή «τεχνητό πάγκρεας». Μάλλον, μιλάμε για μια αυτορυθμιζόμενη αντλία ινσουλίνης και το cyborg μας δεν πήρε τον εύκολο δρόμο σε ορισμένες πτυχές της δημιουργίας του. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την ιδέα της συσκευής και τις τεχνολογίες ανοιχτού κώδικα στις οποίες βασίστηκε αργότερα στο άρθρο.
Οι εικόνες με εξαίρεση το διάγραμμα της συσκευής λαμβάνονται από
Διαβήτης για ανδρείκελα
Ο Λίαμ έχει διαβήτη τύπου 1.
Αν είναι σωστό, τότε η λέξη «διαβήτης» σημαίνει μια ομάδα ασθενειών με αυξημένη διούρηση - παραγωγή ούρων, αλλά το ποσοστό των ασθενών με σακχαρώδη διαβήτη (ΣΔ) είναι μεγαλύτερο και το σύντομο όνομα έχει κρυφά ριζώσει για ΣΔ. Πίσω στον Μεσαίωνα, οι περισσότεροι ασθενείς με διαβήτη παρατήρησαν την παρουσία ζάχαρης στα ούρα τους. Πέρασε πολύς καιρός μέχρι την ανακάλυψη της ορμόνης ινσουλίνης (η οποία επρόκειτο επίσης να γίνει η πρώτη πλήρως αλληλουχημένη πρωτεΐνη στην ιστορία) και ο ρόλος της στην παθογένεση του διαβήτη.
Η ινσουλίνη είναι η πιο σημαντική ορμόνη που ρυθμίζει το μεταβολισμό πολλών ουσιών, αλλά η κύρια επίδρασή της είναι στον μεταβολισμό των υδατανθράκων, συμπεριλαμβανομένου του «κύριου» σακχάρου - της γλυκόζης. Για το μεταβολισμό της γλυκόζης στα κύτταρα, η ινσουλίνη είναι, χονδρικά μιλώντας, ένα σηματοδοτικό μόριο. Στην επιφάνεια των κυττάρων υπάρχουν ειδικά μόρια υποδοχέων ινσουλίνης. «Καθισμένη» πάνω τους, η ινσουλίνη δίνει ένα σήμα για να ξεκινήσει ένας καταρράκτης βιοχημικών αντιδράσεων: το κύτταρο αρχίζει να μεταφέρει ενεργά τη γλυκόζη προς τα μέσα μέσω της μεμβράνης του και να την επεξεργάζεται εσωτερικά.
Η διαδικασία παραγωγής ινσουλίνης μπορεί να παρομοιαστεί με τη δουλειά ανθρώπων εθελοντών που ήρθαν για να πολεμήσουν μια πλημμύρα. Το επίπεδο της ινσουλίνης εξαρτάται από την ποσότητα της γλυκόζης: όσο περισσότερη υπάρχει, τόσο περισσότερο αυξάνεται το συνολικό επίπεδο ινσουλίνης ως απόκριση. Επαναλαμβάνω: σημαντικό είναι το επίπεδο στους ιστούς και όχι ο αριθμός των μορίων που είναι ευθέως ανάλογο με τη γλυκόζη, επειδή η ίδια η ινσουλίνη δεν συνδέεται με τη γλυκόζη και δεν δαπανάται για τον μεταβολισμό της, όπως οι εθελοντές δεν πίνουν τη γλυκόζη. εισερχόμενο νερό, αλλά κατασκευάστε φράγματα συγκεκριμένου ύψους. Και είναι απαραίτητο να διατηρηθεί αυτό το συγκεκριμένο επίπεδο ινσουλίνης στην επιφάνεια των κυττάρων, καθώς και το ύψος των προσωρινών φραγμάτων σε πλημμυρισμένες περιοχές.
Είναι σαφές ότι εάν δεν υπάρχει αρκετή ινσουλίνη, τότε ο μεταβολισμός της γλυκόζης διαταράσσεται· δεν περνά στα κύτταρα, συσσωρεύοντας σε βιολογικά υγρά. Αυτή είναι η παθογένεια του διαβήτη. Προηγουμένως, υπήρχε μπερδεμένη ορολογία «ινσουλινοεξαρτώμενος/ανεξάρτητος διαβήτης», αλλά είναι πιο σωστό να ταξινομηθεί ως εξής: ο διαβήτης τύπου 1 είναι μια φυσική έλλειψη ινσουλίνης (ο λόγος για αυτό είναι συνήθως ο θάνατος των παγκρεατικών κυττάρων). Ο διαβήτης τύπου 2 είναι μια μείωση της ανταπόκρισης του οργανισμού στο επίπεδο της δικής του ινσουλίνης (όλοι οι λόγοι δεν είναι πλήρως κατανοητοί και ποικίλλουν). 1ος τύπος - υπάρχουν λίγοι εθελοντές και δεν έχουν χρόνο να χτίσουν φράγματα. Τύπος 2 - φράγματα κανονικού ύψους, αλλά είτε γεμάτα τρύπες είτε χτισμένα κατά μήκος.
Πρόβλημα χειροκίνητης ρύθμισης
Και οι δύο τύποι, όπως γίνεται σαφές, οδηγούν σε αυξημένα επίπεδα γλυκόζης έξω από τα κύτταρα - στο αίμα, στα ούρα, που έχει αρνητική επίδραση σε ολόκληρο το σώμα. Πρέπει να ζούμε μετρώντας и σε σύριγγα και πιάτο, αντίστοιχα. Αλλά δεν μπορείτε πάντα να ρυθμίσετε χειροκίνητα τι έκανε το ίδιο το σώμα. Ένα άτομο πρέπει να κοιμάται και ενώ κοιμάται, τα επίπεδα ινσουλίνης συνεχίζουν να πέφτουν. ένα άτομο μπορεί, λόγω των καθημερινών συνθηκών, να μην τρώει στην ώρα του - και τότε το επίπεδο σακχάρου του θα πέσει υπό την επίδραση ενός τεχνητά διατηρούμενου επιπέδου ινσουλίνης. Ουσιαστικά, η ζωή βρίσκεται σε ένα τούνελ ορίων των επιπέδων γλυκόζης, πέρα από το οποίο υπάρχει κώμα.
Μέρος της λύσης σε αυτό το πρόβλημα ήταν οι σύγχρονες συσκευές που αντικατέστησαν τις σύριγγες - αντλίες ινσουλίνης. Αυτή είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί μια υποδερμική βελόνα που εισάγεται συνεχώς για αυτόματη δόση ινσουλίνης. Αλλά η βολική παράδοση από μόνη της δεν εγγυάται τη σωστή θεραπεία υποκατάστασης ινσουλίνης χωρίς δεδομένα για το τρέχον επίπεδο γλυκόζης. Αυτός είναι ένας ακόμη πονοκέφαλος για τους γιατρούς και τους βιοτεχνολόγους: γρήγορες εξετάσεις και σωστή πρόβλεψη της δυναμικής των επιπέδων ινσουλίνης και γλυκόζης. Τεχνικά, αυτό άρχισε να εφαρμόζεται με τη μορφή συνεχούς παρακολούθησης γλυκόζης - συστημάτων CGM. Πρόκειται για μια ποικιλία συσκευών που διαβάζουν συνεχώς δεδομένα από έναν αισθητήρα που εισάγεται συνεχώς κάτω από το δέρμα. Αυτή η μέθοδος είναι λιγότερο τραυματική και πιο ελκυστική για τους χρήστες από την κλασική. , αλλά το τελευταίο είναι πιο ακριβές και συνιστάται για χρήση εάν το επίπεδο σακχάρου εξακολουθεί να είναι πολύ «πεσμένο» ή με κάποιο τρόπο αλλάζει γρήγορα με την πάροδο του χρόνου.
Ο ενδιάμεσος κρίκος σε αυτό το σύστημα είναι ένα άτομο - συνήθως ο ίδιος ο ασθενής. Προσαρμόζει την παροχή ινσουλίνης ανάλογα με τις ενδείξεις του γλυκόμετρου και την αναμενόμενη τάση - είτε έχει φάει γλυκά είτε ετοιμάζεται να παραλείψει το μεσημεριανό γεύμα. Αλλά στο πλαίσιο των ηλεκτρονικών ακριβείας, ένα άτομο γίνεται ένας αδύναμος κρίκος - τι γίνεται αν κατά τη διάρκεια του ύπνου υποφέρει από σοβαρή υπογλυκαιμία και χάσει τις αισθήσεις του; Ή μήπως θα συμπεριφερθεί με κάποιον άλλο ακατάλληλο τρόπο, θα ξεχάσει / θα χάσει / θα ρυθμίσει σωστά τη συσκευή, ειδικά αν είναι ακόμα παιδί; Σε τέτοιες περιπτώσεις, πολλοί άνθρωποι έχουν σκεφτεί να δημιουργήσουν συστήματα ανάδρασης - έτσι ώστε η συσκευή εισαγωγής ινσουλίνης να προσανατολίζεται προς την έξοδο από τους αισθητήρες γλυκόζης.
Ανατροφοδότηση και ανοιχτού κώδικα
Ωστόσο, δημιουργείται αμέσως ένα πρόβλημα - υπάρχουν πολλές αντλίες και γλυκομετρητές στην αγορά. Επιπλέον, όλες αυτές είναι εκτελεστικές συσκευές και χρειάζονται έναν κοινό επεξεργαστή και λογισμικό που τις ελέγχει.
Άρθρα έχουν ήδη δημοσιευτεί στο Habré [, ] σχετικά με το θέμα του συνδυασμού δύο συσκευών σε ένα σύστημα. Εκτός από την προσθήκη μιας τρίτης περίπτωσης, θα σας πω λίγα λόγια για παγκόσμια έργα που συνδυάζουν τις προσπάθειες των ενθουσιωδών που θέλουν να συναρμολογήσουν παρόμοια συστήματα μόνοι τους.
Το έργο OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) ιδρύθηκε από τη Dana Lewis από το Σιάτλ. Στα τέλη του 2014, η επίσης διαβητική τύπου 1, αποφάσισε να κάνει ένα παρόμοιο πείραμα. Αφού προσπάθησε και στη συνέχεια περιέγραψε τη συσκευή της λεπτομερώς, τελικά ανακάλυψε , το οποίο περιγράφει λεπτομερώς πώς να συνδυάσετε το δικό σας μετρητή και αντλία CGM, σε διάφορες παραλλαγές από διαφορετικούς κατασκευαστές, με τις απαραίτητες ενδιάμεσες συσκευές, επιλογές λογισμικού στο Github, με πολλή τεκμηρίωση από μια αυξανόμενη κοινότητα χρηστών. Η πιο σημαντική πτυχή που τονίζει το OpenAPS είναι «θα σας βοηθήσουμε με λεπτομερείς οδηγίες, αλλά πρέπει να κάνετε τα πάντα μόνοι σας». Γεγονός είναι ότι τέτοιες δραστηριότητες απέχουν ένα βήμα από σοβαρές κυρώσεις από τον FDA (την Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων, της οποίας η δικαιοδοσία περιλαμβάνει όλα τα φάρμακα και τα ιατρικά προϊόντα). Και αν δεν μπορεί να σας απαγορεύσει να σπάσετε πιστοποιημένες συσκευές και να τις συνδυάσετε σε αυτοσχέδια συστήματα για να τις χρησιμοποιήσετε για τον εαυτό σας, τότε κάθε προσπάθεια να σας βοηθήσει να τις φτιάξετε ή να τις πουλήσετε θα τιμωρηθεί αυστηρά. Η δεύτερη, αλλά όχι λιγότερο σημαντική ιδέα του OpenAPS είναι η ασφάλεια ενός σπιτικού συστήματος. Τεκμηρίωση στη φόρμα και σαφείς, λεπτομερείς αλγόριθμοι στοχεύουν ειδικά στο να βοηθήσουν τον ασθενή και να μην βλάψουν τον εαυτό του.
Παράθυρο λογαριασμού Nightscout
Άλλο ένα έργο , επιτρέπει στους χρήστες να ανεβάζουν δεδομένα από τις συσκευές CGM τους στο χώρο αποθήκευσης cloud σε πραγματικό χρόνο μέσω smartphone, έξυπνου ρολογιού και άλλων συσκευών, καθώς και να προβάλλουν και να επεξεργάζονται τα δεδομένα που λαμβάνονται. Το έργο έχει ως στόχο να κάνει την πιο ενημερωτική και βολική χρήση των δεδομένων και περιέχει επίσης λεπτομερείς οδηγούς, για παράδειγμα, γλυκόμετρο με smartphone με ένα ή άλλο λειτουργικό σύστημα και το απαραίτητο λογισμικό και ενδιάμεσους πομπούς.
Η οπτικοποίηση δεδομένων είναι σημαντική για τον προσδιορισμό των ημερήσιων διακυμάνσεων της γλυκόζης στον τρόπο ζωής σας και την πιθανή διόρθωση της συμπεριφοράς και της πρόσληψης τροφής, για τη μετάδοση δεδομένων σε βολική γραφική μορφή σε smartphone ή έξυπνο ρολόι, για την πρόβλεψη των τάσεων στα επίπεδα γλυκόζης στο εγγύς μέλλον και Επιπλέον, αυτά τα δεδομένα μπορούν να διαβαστούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία από το λογισμικό OpenAPS. Αυτό ακριβώς χρησιμοποιεί ο Liam στο έργο του. Στα άρθρα του KDPV - τα προσωπικά του δεδομένα από την υπηρεσία cloud, όπου το μωβ «δίκρανο» στα δεξιά είναι τα προβλεπόμενα επίπεδα γλυκόζης που προβλέπονται από το OpenAPS.
Το έργο του Λίαμ
Μπορείτε να διαβάσετε αναλυτικά για το έργο στο αντίστοιχο λήμμα στο blog του, απλώς θα προσπαθήσω να το ξαναπώ πιο σχηματικά και ξεκάθαρα.
Το Hard περιλαμβάνει τις ακόλουθες συσκευές: την αντλία ινσουλίνης Medtronic που είχε αρχικά ο Liam. CGM (γλυκόμετρο) FreeStyle Libre με αισθητήρα NFC. συνδεδεμένος σε αυτό είναι ο πομπός MiaoMiao, ο οποίος μεταδίδει δεδομένα από τον αισθητήρα NFC δέρματος στο smartphone μέσω Bluetooth. Μικροϋπολογιστής Intel Edison ως επεξεργαστής για τον έλεγχο ολόκληρου του συστήματος χρησιμοποιώντας Open APS. Το Explorer HAT είναι ένας ραδιοπομπός για τη σύνδεση του τελευταίου με ένα smartphone και μια αντλία.
Ο κύκλος είναι κλειστός.
Ολόκληρο το υλικό κόστισε στον Liam 515 €, εξαιρουμένης της αντλίας που είχε στο παρελθόν. Παρήγγειλε όλα τα πράγματά του από την Amazon, συμπεριλαμβανομένου του Edison που είχε διακοπεί. Επίσης, οι υποδόριοι αισθητήρες για το CGM Libre είναι ένα ακριβό αναλώσιμο - 70 ευρώ το τεμάχιο, το οποίο διαρκεί για 14 ημέρες.
Λογισμικό: πρώτα, η διανομή Jubilinux Linux για τον Edison και στη συνέχεια η εγκατάσταση του OpenAPS σε αυτό, με το οποίο υπέφερε ο συγγραφέας της συσκευής, σύμφωνα με τον ίδιο. Επόμενο ήταν η ρύθμιση μεταφοράς δεδομένων από το CGM σε ένα smartphone και στο cloud, για το οποίο έπρεπε να αδειοδοτήσει μια προσωπική κατασκευή της εφαρμογής xDrip (150 ευρώ) και να ρυθμίσει το Nightscout - έπρεπε να «παντρευτεί» με το OpenAPS μέσω ειδικών προσθηκών . Υπήρχαν επίσης προβλήματα με τη λειτουργία ολόκληρης της συσκευής, αλλά η κοινότητα Nightscout βοήθησε με επιτυχία τον Liam να βρει σφάλματα.
Φυσικά, μπορεί να φαίνεται ότι ο συγγραφέας έχει περιπλέξει υπερβολικά το έργο. Το Intel Edison που είχε διακοπεί εδώ και καιρό επιλέχθηκε από τον Liam ως «πιο ενεργειακά αποδοτικό από το Raspberry Pi». Το Apple OS πρόσθεσε επίσης δυσκολίες με την άδεια χρήσης λογισμικού και κόστος συγκρίσιμο με ένα smartphone Android. Ωστόσο, η εμπειρία του είναι χρήσιμη και θα προσθέσει πολλά παρόμοια έργα οικιακών συσκευών, που έχουν σχεδιαστεί για να βελτιώσουν σημαντικά την ποιότητα ζωής πολλών ανθρώπων για σχετικά λίγα χρήματα. Άνθρωποι που ολοένα και περισσότερο συνηθίζουν να βασίζονται στις δικές τους δυνάμεις και δεξιότητες.
Ο Liam υποστηρίζει ότι ο διαβήτης τύπου 1 τον έχει κάνει ανελεύθερο και η συσκευή που δημιούργησε είναι ένας τρόπος να ανακτήσει την ψυχολογική άνεση του ελέγχου του σώματός του. Και εκτός από την ανάκτηση του κανονικού τρόπου ζωής του, η δημιουργία ενός συστήματος αντλίας ινσουλίνης κλειστού βρόχου ήταν για εκείνον μια ισχυρή εμπειρία αυτοέκφρασης. «Είναι καλύτερα να διατηρείς τον μεταβολισμό σου υπό έλεγχο με τον κώδικα JS παρά να καταλήξεις στο νοσοκομείο», γράφει.
Πηγή: www.habr.com