"Olen nyt kyborgi!" - Australialainen Liam Zibidi, nuori ohjelmoija, blockchain/Fullstack-insinööri ja kirjailija, julistaa ylpeänä esitellessään itsensä julkaisunsa sivuilla. . Elokuun alussa hän sai päätökseen DIY-projektinsa luodakseen puettavan laitteen, jota hän häpeämättä kutsui "keinotekoiseksi haimaksi". Pikemminkin puhumme itsesäätelevästä insuliinipumpusta, ja kyborgimme ei valinnut helpointa tietä joissakin luomistyössään. Lue lisää laitteen konseptista ja avoimen lähdekoodin teknologioista, joihin se tukeutui myöhemmin artikkelissa.
kuvat laitekaaviota lukuun ottamatta ovat peräisin
Diabetes nukkeille
Liam sairastaa tyypin 1 diabetesta.
Jos se pitää paikkansa, niin sana "diabetes" tarkoittaa ryhmää sairauksia, joilla on lisääntynyt diureesi - virtsan eritys, mutta diabetes mellitus (DM) -potilaiden osuus on suurempi, ja lyhyt nimi on salaa juurtunut DM: stä. Keskiajalla useimmat diabetespotilaat havaitsivat sokerin esiintymisen virtsassaan. Pitkä aika kului ennen kuin hormoni-insuliini (josta tuli myös historian ensimmäinen täysin sekvensoitu proteiini) löydettiin ja sen rooli diabeteksen patogeneesissä.
Insuliini on tärkein hormoni, joka säätelee monien aineiden aineenvaihduntaa, mutta sen pääasiallinen vaikutus on hiilihydraattien aineenvaihduntaan, mukaan lukien "pääsokeri" - glukoosi. Glukoosin aineenvaihdunnassa soluissa insuliini on karkeasti sanottuna signaalimolekyyli. Solujen pinnalla on erityisiä insuliinireseptorimolekyylejä. Niiden päällä "istuva" insuliini antaa signaalin käynnistää biokemiallisten reaktioiden sarja: solu alkaa aktiivisesti kuljettaa glukoosia sisäänpäin kalvonsa läpi ja käsitellä sitä sisäisesti.
Insuliinin tuotantoprosessia voidaan verrata vapaaehtoisten ihmisten työhön, jotka tulivat taistelemaan tulvaa vastaan. Insuliinitaso riippuu glukoosin määrästä: mitä enemmän sitä on, sitä enemmän insuliinin kokonaistaso nousee vasteena. Toistan: kudosten taso on tärkeä, eikä molekyylien lukumäärä, joka on suoraan verrannollinen glukoosiin, koska insuliini itse ei sitoudu glukoosiin eikä kuluta sen aineenvaihduntaan, aivan kuten vapaaehtoiset eivät juo glukoosia. sisään tulevaa vettä, mutta rakentaa tietyn korkeuden patoja. Ja on välttämätöntä säilyttää tämä tietty insuliinitaso solujen pinnalla, samoin kuin tilapäisten patojen korkeus tulva-alueilla.
On selvää, että jos insuliinia ei ole tarpeeksi, glukoosin aineenvaihdunta häiriintyy; se ei kulje soluihin, kerääntyen biologisiin nesteisiin. Tämä on diabeteksen patogeneesi. Aikaisemmin oli hämmentävää terminologiaa "insuliiniriippuvainen/riippumaton diabetes", mutta on oikeampaa luokitella se seuraavasti: tyypin 1 diabetes on fyysinen insuliinin puute (syy tähän on useimmiten haimasolujen kuolema); Tyypin 2 diabetes on elimistön vasteen heikkeneminen oman insuliinin määrään (kaikki syitä ei täysin ymmärretä ja ne ovat erilaisia). 1. tyyppi - vapaaehtoisia on vähän eikä heillä ole aikaa rakentaa patoja; Tyyppi 2 - normaalikorkuiset padot, mutta joko täynnä reikiä tai poikki rakennettu.
Manuaalinen säätö ongelma
Molemmat tyypit, kuten käy selväksi, johtavat lisääntyneisiin glukoositasoihin solujen ulkopuolella - veressä, virtsassa, millä on negatiivinen vaikutus koko kehoon. Meidän on elettävä laskemalla и ruiskussa ja levyssä, vastaavasti. Mutta et voi aina säätää manuaalisesti, mitä keho itse teki. Ihmisen täytyy nukkua, ja nukkuessaan insuliinitasot laskevat edelleen; ihminen voi arjen olosuhteista johtuen jättää syömättä ajoissa - ja silloin hänen sokeritasonsa laskee keinotekoisesti ylläpidetyn insuliinitason vaikutuksesta. Pohjimmiltaan elämä on glukoositason rajojen tunnelissa, jonka ulkopuolella on kooma.
Osa ratkaisua tähän ongelmaan olivat nykyaikaiset laitteet, jotka korvasivat ruiskut - insuliinipumput. Tämä on laite, joka annostelee insuliinia automaattisesti jatkuvasti sisään työnnettävällä hypodermisellä neulalla. Mutta kätevä annostelu ei yksinään takaa oikeaa insuliinikorvaushoitoa ilman tietoja nykyisestä glukoositasosta. Tämä on toinen päänsärky lääkäreille ja bioteknikoille: pikatestit ja oikea insuliini- ja glukoositasojen dynamiikan ennustaminen. Teknisesti tätä alettiin toteuttaa jatkuvan glukoosivalvonnan - CGM-järjestelmien muodossa. Nämä ovat erilaisia laitteita, jotka lukevat jatkuvasti tietoja ihon alle asetetusta anturista. Tämä menetelmä on vähemmän traumaattinen ja houkuttelevampi käyttäjille kuin klassinen menetelmä. , mutta jälkimmäinen on tarkempi ja suositellaan käytettäväksi, jos sokeritaso on edelleen erittäin "pudonnut" tai muuttuu jotenkin nopeasti ajan myötä.
Tämän järjestelmän välilinkki on henkilö - yleensä potilas itse. Se säätää insuliinin määrää glukometrin lukemien ja odotettavissa olevan trendin mukaan - onko hän syönyt makeisia vai valmistautuuko jättämään lounaan väliin. Mutta tarkkuuselektroniikan taustalla ihmisestä tulee heikko lenkki - entä jos unen aikana hän kärsii vakavasta hypoglykemiasta ja menettää tajuntansa? Vai käyttäytyykö hän jollain muulla sopimattomalla tavalla, unohtaa/kahtaako/asettaa laitteen väärin, varsinkin jos hän on vielä lapsi? Tällaisissa tapauksissa monet ovat miettineet palautejärjestelmien luomista - niin, että insuliinin syöttölaite on suunnattu glukoosiantureiden ulostuloon.
Palaute ja avoin lähdekoodi
Heti ilmaantuu kuitenkin ongelma - markkinoilla on monia pumppuja ja glukometriä. Lisäksi nämä ovat kaikki executive-laitteita, ja ne tarvitsevat yhteisen prosessorin ja ohjelmiston, joka ohjaa niitä.
Artikkeleita on jo julkaistu Habrén [, ] aiheesta kahden laitteen yhdistäminen yhdeksi järjestelmäksi. Kolmannen tapauksen lisäämisen lisäksi kerron sinulle hieman globaaleista projekteista, joissa yhdistyvät niiden harrastajien ponnistelut, jotka haluavat koota samanlaisia järjestelmiä itse.
OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) -projektin perusti Dana Lewis Seattlesta. Vuoden 2014 lopussa hän, myös tyypin 1 diabeetikko, päätti tehdä samanlaisen kokeen. Kun hän yritti ja kuvaili laitettaan yksityiskohtaisesti, hän lopulta huomasi , jossa kuvataan yksityiskohtaisesti kuinka yhdistää oma CGM-mittari ja pumppu eri valmistajien eri muunnelmissa tarvittaviin välilaitteisiin, ohjelmistovaihtoehtoihin Githubissa sekä paljon dokumentaatiota kasvavalta käyttäjäyhteisöltä. Tärkein näkökohta, jota OpenAPS korostaa, on "me autamme sinua yksityiskohtaisilla ohjeilla, mutta sinun on tehtävä kaikki itse." Tosiasia on, että tällaiset toimet ovat askeleen päässä FDA:n (American Food and Drug Administration, jonka lainkäyttövaltaan kuuluvat kaikki lääkkeet ja lääketuotteet) asettamat vakavat pakotteet. Ja jos hän ei voi kieltää sinua rikkomasta sertifioituja laitteita ja yhdistämästä niitä kotitekoisiin järjestelmiin käyttääksesi niitä itsessäsi, kaikki yritykset auttaa sinua valmistamaan tai myymään niitä rangaistaan ankarasti. Toinen, mutta yhtä tärkeä OpenAPS-idea on kotitekoisen järjestelmän turvallisuus. Dokumentaatio lomakkeessa ja selkeät, yksityiskohtaiset algoritmit on tarkoitettu nimenomaan auttamaan potilasta eikä vahingoittamaan itseään.
Nightscout-tilin ikkuna
Toinen projekti , jonka avulla käyttäjät voivat ladata tietoja CGM-laitteistaan pilvitallennustilaan reaaliajassa älypuhelimen, älykellon ja muiden laitteiden kautta sekä tarkastella ja käsitellä vastaanotettuja tietoja. Hanke tähtää tiedon mahdollisimman informatiiviseen ja kätevimpään käyttöön, ja se sisältää myös yksityiskohtaisia oppaita mm. glukometrit älypuhelimilla, joissa on jokin käyttöjärjestelmä ja tarvittava ohjelmisto ja välilähettimet.
Datan visualisointi on tärkeää määritettäessä päivittäisiä glukoosivaihteluita elämäntapoissasi ja mahdollisessa käyttäytymisen ja ravinnonsaannin korjaamisessa, tiedon siirtämisessä kätevässä graafisessa muodossa älypuhelimeen tai älykelloon, ennakoitaessa glukoositasojen kehitystä lähitulevaisuudessa ja Lisäksi nämä tiedot voidaan lukea ja käsitellä OpenAPS-ohjelmistolla. Juuri tätä Liam käyttää projektissaan. KDPV-artikkeleissa - hänen henkilökohtaiset tietonsa pilvipalvelusta, jossa oikealla oleva violetti "haarukka" on OpenAPS:n ennustama ennustettu glukoositaso.
Liamin projekti
Voit lukea projektista yksityiskohtaisesti hänen bloginsa vastaavasta merkinnästä, yritän vain kertoa sen uudelleen kaavamaisesti ja selkeämmin.
Hard sisältää seuraavat laitteet: Medtronic-insuliinipumppu, joka Liamilla alun perin oli; CGM (glukometri) FreeStyle Libre NFC-anturilla; siihen on liitetty MiaoMiao-lähetin, joka välittää tietoja ihon NFC-anturista älypuhelimeen Bluetoothin kautta; Intel Edison -mikrotietokone prosessorina ohjaamaan koko järjestelmää Open APS:n avulla; Explorer HAT on radiolähetin viimeksi mainitun yhdistämiseen älypuhelimeen ja pumppuun.
Ympyrä on valmis.
Koko laitteisto maksoi Liamille 515 euroa, lukuun ottamatta pumppua, joka hänellä oli aiemmin. Hän tilasi kaikki tavaransa Amazonista, mukaan lukien lopetetun Edisonin. Myös CGM Libren ihonalaiset anturit ovat kallis kulutustarvike - 70 euroa kappaleelta, joka kestää 14 päivää.
Ohjelmisto: ensin Jubilinux Linux -jakelu Edisonille ja sitten OpenAPS:n asentaminen siihen, mistä laitteen tekijä hänen mukaansa kärsi. Seuraavaksi asetettiin tiedonsiirto CGM:stä älypuhelimeen ja pilveen, jota varten hänen piti lisensoida henkilökohtainen xDrip-sovelluksen koontiversio (150 euroa) ja Nightscoutin perustaminen - se piti "naimisiin" OpenAPS:n kanssa erityisten lisäosien kautta. . Myös koko laitteen toiminnassa oli ongelmia, mutta Nightscout-yhteisö auttoi Liamia löytämään vikoja.
Tietenkin saattaa vaikuttaa siltä, että kirjoittaja on monimutkaistanut projektia liikaa. Liam valitsi pitkään lopetetun Intel Edisonin "energiatehokkaammaksi kuin Raspberry Pi". Apple OS lisäsi myös ohjelmistolisenssiin liittyviä ongelmia ja Android-älypuhelimeen verrattavia kustannuksia. Hänen kokemuksensa on kuitenkin hyödyllinen ja lisää monia samanlaisia kotitekoisten laitteiden projekteja, jotka on suunniteltu parantamaan merkittävästi monien ihmisten elämänlaatua suhteellisen pienellä rahalla. Ihmisiä, jotka ovat yhä enemmän tottuneet luottamaan omiin vahvuuksiinsa ja taitoihinsa.
Liam väittää, että tyypin 1 diabetes on tehnyt hänestä vapaan, ja hänen luoma laite on tapa saada takaisin psykologinen mukavuus hallita omaa kehoaan. Ja sen lisäksi, että palasi takaisin normaaliin elämäntapaan, suljetun kierron insuliinipumppujärjestelmän luominen oli hänelle voimakas itseilmaisukokemus. "On parempi pitää aineenvaihduntasi hallinnassa JS-koodilla kuin päätyä sairaalaan", hän kirjoittaa.
Lähde: will.com