घर का बना वायरलेस स्वायत्त इंसुलिन पंप नियंत्रण

"मैं अब एक साइबोर्ग हूँ!" - ऑस्ट्रेलियाई लियाम ज़िबिदी, एक युवा प्रोग्रामर, ब्लॉकचेन/फुलस्टैक इंजीनियर और लेखक, गर्व से घोषणा करते हैं, क्योंकि वह खुद को अपने पृष्ठों पर प्रस्तुत करते हैं ब्लॉग. अगस्त की शुरुआत में, उन्होंने एक पहनने योग्य उपकरण बनाने के लिए अपना DIY प्रोजेक्ट पूरा किया, जिसे उन्होंने बेशर्मी से "कृत्रिम अग्न्याशय" करार दिया। बल्कि, हम एक स्व-विनियमन इंसुलिन पंप के बारे में बात कर रहे हैं, और हमारे साइबोर्ग ने अपनी रचना के कुछ पहलुओं में आसान रास्ता नहीं अपनाया। डिवाइस की अवधारणा और उस पर निर्भर ओपन सोर्स प्रौद्योगिकियों के बारे में लेख में बाद में और पढ़ें।

डिवाइस आरेख के अपवाद के साथ चित्र यहां से लिए गए हैं लियाम का ब्लॉग

नौसिखियों के लिए मधुमेह

लियाम को टाइप 1 मधुमेह है।
यदि यह सही है, तो "मधुमेह" शब्द का अर्थ बढ़ी हुई ड्यूरिसिस - मूत्र उत्पादन के साथ बीमारियों का एक समूह है, लेकिन मधुमेह मेलिटस (डीएम) वाले रोगियों का अनुपात बड़ा है, और संक्षिप्त नाम ने गुप्त रूप से डीएम के लिए जड़ें जमा ली हैं। मध्य युग में, मधुमेह के अधिकांश रोगियों ने अपने मूत्र में शर्करा की उपस्थिति देखी। हार्मोन इंसुलिन (जो इतिहास में पहला पूर्ण अनुक्रमित प्रोटीन भी बना) और मधुमेह के रोगजनन में इसकी भूमिका की खोज से पहले काफी लंबा समय बीत गया।
इंसुलिन सबसे महत्वपूर्ण हार्मोन है जो कई पदार्थों के चयापचय को नियंत्रित करता है, लेकिन इसका मुख्य प्रभाव कार्बोहाइड्रेट के चयापचय पर होता है, जिसमें "मुख्य" शर्करा - ग्लूकोज भी शामिल है। कोशिकाओं में ग्लूकोज के चयापचय के लिए, मोटे तौर पर कहें तो इंसुलिन एक संकेतन अणु है। कोशिकाओं की सतह पर विशेष इंसुलिन रिसेप्टर अणु होते हैं। उन पर "बैठकर", इंसुलिन जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक झरना शुरू करने का संकेत देता है: कोशिका अपनी झिल्ली के माध्यम से ग्लूकोज को सक्रिय रूप से अंदर ले जाना और इसे आंतरिक रूप से संसाधित करना शुरू कर देती है।
इंसुलिन उत्पादन की प्रक्रिया की तुलना बाढ़ से लड़ने आए मानव स्वयंसेवकों के काम से की जा सकती है। इंसुलिन का स्तर ग्लूकोज की मात्रा पर निर्भर करता है: जितना अधिक होगा, प्रतिक्रिया में समग्र इंसुलिन स्तर उतना ही अधिक बढ़ जाएगा। मैं दोहराता हूं: यह ऊतकों में स्तर है जो महत्वपूर्ण है, न कि अणुओं की संख्या, जो ग्लूकोज के सीधे आनुपातिक है, क्योंकि इंसुलिन स्वयं ग्लूकोज से बंधता नहीं है और इसके चयापचय पर खर्च नहीं होता है, जैसे स्वयंसेवक नहीं पीते हैं आने वाला पानी, लेकिन एक निश्चित ऊंचाई के बांध बनाएं। और कोशिकाओं की सतह पर इंसुलिन के इस निश्चित स्तर को बनाए रखना आवश्यक है, साथ ही बाढ़ वाले क्षेत्रों में अस्थायी बांधों की ऊंचाई भी बनाए रखना आवश्यक है।
यह स्पष्ट है कि यदि पर्याप्त इंसुलिन नहीं है, तो ग्लूकोज का चयापचय बाधित हो जाता है; यह कोशिकाओं में नहीं जा पाता, जैविक तरल पदार्थों में जमा हो जाता है। यह मधुमेह का रोगजनन है। पहले, भ्रमित करने वाली शब्दावली थी "इंसुलिन-आश्रित/स्वतंत्र मधुमेह", लेकिन इसे इस प्रकार वर्गीकृत करना अधिक सही है: टाइप 1 मधुमेह इंसुलिन की शारीरिक कमी है (इसका कारण अक्सर अग्नाशयी कोशिकाओं की मृत्यु है); टाइप 2 मधुमेह अपने स्वयं के इंसुलिन के स्तर पर शरीर की प्रतिक्रिया में कमी है (सभी कारण पूरी तरह से समझ में नहीं आए हैं और विविध हैं)। पहला प्रकार - कुछ स्वयंसेवक हैं और उनके पास बांध बनाने का समय नहीं है; टाइप 1 - सामान्य ऊंचाई के बांध, लेकिन या तो छिद्रों से भरे हुए या आर-पार बने हुए।

मैन्युअल समायोजन समस्या

जैसा कि स्पष्ट हो गया है, दोनों प्रकार से कोशिकाओं के बाहर - रक्त, मूत्र में ग्लूकोज का स्तर बढ़ जाता है, जिसका पूरे शरीर पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। हमें गिनकर जीना है अंतरराष्ट्रीय и अनाज इकाइयाँ क्रमशः एक सिरिंज और प्लेट में। लेकिन आप हमेशा यह नियंत्रित नहीं कर सकते कि शरीर स्वयं क्या कर रहा है। व्यक्ति को सोना चाहिए और सोते समय इंसुलिन का स्तर गिरता रहता है; एक व्यक्ति, रोजमर्रा की परिस्थितियों के कारण, समय पर नहीं खा सकता है - और फिर इंसुलिन के कृत्रिम रूप से बनाए रखे गए स्तर के प्रभाव में उसका शर्करा स्तर गिर जाएगा। संक्षेप में, जीवन स्वयं को ग्लूकोज स्तर की सीमा की एक सुरंग में पाता है, जिसके आगे कोमा है।
इस समस्या के समाधान का एक हिस्सा आधुनिक उपकरण थे जिन्होंने सीरिंज - इंसुलिन पंप की जगह ले ली। यह एक उपकरण है जो स्वचालित रूप से इंसुलिन की खुराक देने के लिए लगातार डाली जाने वाली हाइपोडर्मिक सुई का उपयोग करता है। लेकिन वर्तमान ग्लूकोज स्तर पर डेटा के बिना केवल सुविधाजनक डिलीवरी ही सही इंसुलिन रिप्लेसमेंट थेरेपी की गारंटी नहीं देती है। यह डॉक्टरों और जैव प्रौद्योगिकीविदों के लिए एक और सिरदर्द है: तेजी से परीक्षण और इंसुलिन और ग्लूकोज के स्तर की गतिशीलता की सही भविष्यवाणी। तकनीकी रूप से, इसे निरंतर ग्लूकोज मॉनिटरिंग - सीजीएम सिस्टम के रूप में लागू किया जाने लगा। ये विभिन्न प्रकार के उपकरण हैं जो त्वचा के नीचे लगातार लगाए गए सेंसर से लगातार डेटा पढ़ते हैं। यह विधि क्लासिक विधि की तुलना में उपयोगकर्ताओं के लिए कम दर्दनाक और अधिक आकर्षक है। उंगली चुभाना, लेकिन उत्तरार्द्ध अधिक सटीक है और उपयोग के लिए अनुशंसित है यदि चीनी का स्तर अभी भी बहुत "गिरा हुआ" है या किसी तरह समय के साथ तेजी से बदलता है।
इस प्रणाली में मध्यवर्ती कड़ी एक व्यक्ति है - आमतौर पर रोगी स्वयं। यह ग्लूकोमीटर रीडिंग और अपेक्षित प्रवृत्ति के आधार पर इंसुलिन आपूर्ति को समायोजित करता है - चाहे उसने मिठाई खाई हो या दोपहर का भोजन छोड़ने की तैयारी कर रहा हो। लेकिन सटीक इलेक्ट्रॉनिक्स की पृष्ठभूमि में, एक व्यक्ति एक कमजोर कड़ी बन जाता है - क्या होगा यदि नींद के दौरान वह गंभीर हाइपोग्लाइसीमिया से पीड़ित हो और चेतना खो दे? या क्या वह किसी अन्य अनुचित तरीके से व्यवहार करेगा, डिवाइस को भूल जाएगा/चूक जाएगा/गलत तरीके से सेट करेगा, खासकर यदि वह अभी भी बच्चा है? ऐसे मामलों में, कई लोगों ने फीडबैक सिस्टम बनाने के बारे में सोचा है - ताकि इंसुलिन इनपुट डिवाइस ग्लूकोज सेंसर से आउटपुट की ओर उन्मुख हो।

फीडबैक और खुला स्रोत

हालाँकि, एक समस्या तुरंत उत्पन्न होती है - बाजार में कई पंप और ग्लूकोमीटर हैं। इसके अलावा, ये सभी कार्यकारी उपकरण हैं, और उन्हें एक सामान्य प्रोसेसर और सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता होती है जो उन्हें नियंत्रित करता है।
हैबे पर लेख पहले ही प्रकाशित हो चुके हैं [1, 2] दो उपकरणों को एक सिस्टम में संयोजित करने के विषय पर। तीसरा मामला जोड़ने के अलावा, मैं आपको वैश्विक परियोजनाओं के बारे में थोड़ा बताऊंगा जो उन उत्साही लोगों के प्रयासों को जोड़ते हैं जो अपने दम पर समान सिस्टम को इकट्ठा करना चाहते हैं।

ओपनएपीएस (ओपन आर्टिफिशियल पैनक्रियाज सिस्टम) परियोजना की स्थापना सिएटल के डाना लुईस ने की थी। 2014 के अंत में, वह भी टाइप 1 मधुमेह से पीड़ित थी, उसने इसी तरह का एक प्रयोग करने का फैसला किया। कोशिश करने और फिर अपने उपकरण का विस्तार से वर्णन करने के बाद, अंततः उसे पता चल गया उत्तर दीजिए, जो विस्तार से वर्णन करता है कि अपने स्वयं के सीजीएम मीटर और पंप को विभिन्न निर्माताओं के विभिन्न रूपों में, आवश्यक मध्यवर्ती उपकरणों, जीथब पर सॉफ़्टवेयर विकल्पों के साथ, उपयोगकर्ताओं के बढ़ते समुदाय के बहुत सारे दस्तावेज़ों के साथ कैसे संयोजित किया जाए। ओपनएपीएस जिस सबसे महत्वपूर्ण पहलू पर जोर देता है वह है "हम विस्तृत निर्देशों के साथ आपकी मदद करेंगे, लेकिन आपको सब कुछ स्वयं करना होगा।" तथ्य यह है कि ऐसी गतिविधियां एफडीए (अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन, जिसके अधिकार क्षेत्र में सभी दवाएं और चिकित्सा उत्पाद शामिल हैं) से गंभीर प्रतिबंधों से एक कदम दूर हैं। और यदि वह आपको प्रमाणित उपकरणों को तोड़ने और उन्हें स्वयं पर उपयोग करने के लिए घरेलू सिस्टम में संयोजित करने से नहीं रोक सकती है, तो इसे बनाने या बेचने में आपकी मदद करने के किसी भी प्रयास को कड़ी सजा दी जाएगी। OpenAPS का दूसरा, लेकिन कोई कम महत्वपूर्ण विचार होममेड सिस्टम की सुरक्षा नहीं है। प्रपत्र में दस्तावेज़ीकरणकुछ सौ लेख और स्पष्ट, विस्तृत एल्गोरिदम का उद्देश्य विशेष रूप से रोगी की मदद करना है न कि खुद को नुकसान पहुंचाना।

नाइटस्काउट खाता विंडो
एक और परियोजना नाइटस्काउट, उपयोगकर्ताओं को स्मार्टफोन, स्मार्ट वॉच और अन्य उपकरणों के माध्यम से वास्तविक समय में अपने सीजीएम उपकरणों से क्लाउड स्टोरेज में डेटा अपलोड करने के साथ-साथ प्राप्त डेटा को देखने और संसाधित करने की अनुमति देता है। इस परियोजना का उद्देश्य डेटा का सबसे अधिक जानकारीपूर्ण और सुविधाजनक उपयोग करना है, और इसमें विस्तृत मार्गदर्शिकाएँ भी शामिल हैं, उदाहरण के लिए, तैयार विन्यास एक या दूसरे ओएस वाले स्मार्टफोन के साथ ग्लूकोमीटर और आवश्यक सॉफ्टवेयर और मध्यवर्ती ट्रांसमीटर।
डेटा विज़ुअलाइज़ेशन आपकी जीवनशैली में ग्लूकोज में दैनिक उतार-चढ़ाव का निर्धारण करने और व्यवहार और भोजन के सेवन में संभावित सुधार के लिए, स्मार्टफोन या स्मार्ट घड़ी में सुविधाजनक ग्राफिकल रूप में डेटा संचारित करने के लिए, निकट भविष्य में ग्लूकोज के स्तर के रुझान की भविष्यवाणी करने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, इस डेटा को OpenAPS सॉफ़्टवेयर द्वारा पढ़ा और संसाधित किया जा सकता है। लियाम अपने प्रोजेक्ट में बिल्कुल यही उपयोग करता है। केडीपीवी लेखों पर - क्लाउड सेवा से उनका व्यक्तिगत डेटा, जहां दाईं ओर बैंगनी "कांटा" ओपनएपीएस द्वारा अनुमानित ग्लूकोज स्तर है।

लियाम का प्रोजेक्ट

आप उनके ब्लॉग पर संबंधित प्रविष्टि में परियोजना के बारे में विस्तार से पढ़ सकते हैं, मैं इसे और अधिक योजनाबद्ध और स्पष्ट रूप से फिर से बताने का प्रयास करूंगा।
हार्ड में निम्नलिखित उपकरण शामिल हैं: मेडट्रॉनिक इंसुलिन पंप जो मूल रूप से लियाम के पास था; एनएफसी सेंसर के साथ सीजीएम (ग्लूकोमीटर) फ्रीस्टाइल लिबर; इससे जुड़ा हुआ MiaoMiao ट्रांसमीटर है, जो ब्लूटूथ के माध्यम से स्किन एनएफसी सेंसर से स्मार्टफोन तक डेटा पहुंचाता है; ओपन एपीएस का उपयोग करके पूरे सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए एक प्रोसेसर के रूप में इंटेल एडिसन माइक्रो कंप्यूटर; एक्सप्लोरर एचएटी स्मार्टफोन और पंप से कनेक्ट करने के लिए एक रेडियो ट्रांसमीटर है।
सर्कल बंद है।

पूरे हार्डवेयर की कीमत लियाम के पास पहले से मौजूद पंप को छोड़कर, €515 है। उन्होंने अपना सारा सामान अमेज़न से ऑर्डर किया, जिसमें बंद हो चुकी एडिसन भी शामिल थी। इसके अलावा, सीजीएम लिब्रे के लिए चमड़े के नीचे के सेंसर एक महंगी उपभोग्य वस्तु हैं - 70 यूरो प्रति पीस, जो 14 दिनों तक चलता है।

सॉफ़्टवेयर: सबसे पहले, एडिसन के लिए जुबिलिनक्स लिनक्स वितरण और फिर उस पर ओपनएपीएस स्थापित करना, जिससे डिवाइस के लेखक, उनके अनुसार, पीड़ित हुए। इसके बाद सीजीएम से स्मार्टफोन और क्लाउड में डेटा ट्रांसफर सेट करना था, जिसके लिए उसे एक्सड्रिप एप्लिकेशन (150 यूरो) के व्यक्तिगत निर्माण का लाइसेंस देना था और नाइटस्काउट स्थापित करना था - इसे विशेष प्लगइन्स के माध्यम से ओपनएपीएस के साथ "विवाहित" होना था . संपूर्ण डिवाइस के संचालन में भी समस्याएं थीं, लेकिन नाइटस्काउट समुदाय ने लियाम को बग ढूंढने में सफलतापूर्वक मदद की।

निःसंदेह, ऐसा लग सकता है कि लेखक ने परियोजना को अत्यधिक जटिल बना दिया है। लंबे समय से बंद इंटेल एडिसन को लियाम ने "रास्पबेरी पाई की तुलना में अधिक ऊर्जा कुशल" के रूप में चुना था। Apple OS ने सॉफ्टवेयर लाइसेंस और एंड्रॉइड स्मार्टफोन के बराबर लागत के साथ कठिनाइयों को भी जोड़ा। हालाँकि, उनका अनुभव उपयोगी है और घरेलू उपकरणों की कई समान परियोजनाओं में शामिल होगा, जो अपेक्षाकृत कम पैसे के लिए कई लोगों के जीवन की गुणवत्ता में उल्लेखनीय सुधार करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। जो लोग तेजी से अपनी ताकत और कौशल पर भरोसा करने के आदी हो रहे हैं।
लियाम का तर्क है कि टाइप 1 मधुमेह ने उसे आज़ाद कर दिया है, और उसने जो उपकरण बनाया है वह अपने शरीर पर नियंत्रण के मनोवैज्ञानिक आराम को पुनः प्राप्त करने का एक तरीका है। और अपनी सामान्य जीवनशैली को पुनः प्राप्त करने के अलावा, एक बंद-लूप इंसुलिन पंप प्रणाली बनाना उनके लिए आत्म-अभिव्यक्ति का एक शक्तिशाली अनुभव था। वह लिखते हैं, "अस्पताल में जाने से बेहतर है कि आप जेएस कोड से अपने चयापचय को नियंत्रण में रखें।"

स्रोत: www.habr.com