– Most már kiborg vagyok! - Az ausztrál Liam Zibidi, egy fiatal programozó, blokklánc/Fullstack mérnök és író büszkén jelenti ki magát, ahogy bemutatkozik a lapjain. . Augusztus elején fejezte be barkácsprojektjét, hogy megalkosson egy hordható eszközt, amelyet szégyentelenül „mesterséges hasnyálmirigynek” nevezett el. Inkább egy önszabályozó inzulinpumpáról beszélünk, és kiborgunk nem a könnyebb utat választotta alkotásának bizonyos vonatkozásaiban. Az eszköz koncepciójáról és az általa használt nyílt forráskódú technológiákról a cikk későbbi részében olvashat bővebben.
Az illusztrációk az eszközdiagram kivételével innen származnak
Cukorbetegség a babáknak
Liam 1-es típusú cukorbetegségben szenved.
Ha igaz, akkor a „cukorbetegség” szó megnövekedett diurézissel - vizeletürítéssel járó betegségek csoportját jelenti, de a diabetes mellitusban (DM) szenvedők aránya nagyobb, és a rövid név titokban gyökeret vert a DM-ben. A középkorban a legtöbb cukorbeteg cukor jelenlétét észlelte a vizeletében. Elég hosszú idő telt el az inzulin hormon felfedezéséig (amely egyben a történelem első teljesen szekvenált fehérjévé is vált) és szerepe a cukorbetegség patogenezisében.
Az inzulin a legfontosabb hormon, amely számos anyag anyagcseréjét szabályozza, de fő hatása a szénhidrátok anyagcseréjére vonatkozik, beleértve a „fő” cukrot - a glükózt. A glükóz anyagcseréjében a sejtekben az inzulin durván szólva egy jelzőmolekula. A sejtek felszínén speciális inzulinreceptor molekulák találhatók. Rajtuk „ülve” az inzulin jelet ad a biokémiai reakciók kaszkádjának elindításához: a sejt elkezdi aktívan szállítani a glükózt befelé a membránon keresztül, és belsőleg feldolgozni.
Az inzulin előállításának folyamata az árvíz ellen küzdő önkéntesek munkájához hasonlítható. Az inzulin szintje a glükóz mennyiségétől függ: minél több van belőle, annál jobban megemelkedik válaszként az általános inzulinszint. Ismétlem: a szövetekben a szint a fontos, és nem a molekulák száma, ami egyenesen arányos a glükózzal, mert maga az inzulin nem kötődik a glükózhoz, és nem fordítódik az anyagcseréjére, ahogy az önkéntesek sem isszák meg a glükózt. bejövő víz, hanem bizonyos magasságú gátakat építsenek. És fenn kell tartani ezt a bizonyos inzulinszintet a sejtek felszínén, valamint az elárasztott területeken az ideiglenes gátak magasságát.
Nyilvánvaló, hogy ha nincs elegendő inzulin, akkor a glükóz metabolizmusa megszakad, nem jut át a sejtekbe, felhalmozódik a biológiai folyadékokban. Ez a cukorbetegség patogenezise. Korábban zavaros terminológia volt az „inzulinfüggő/független diabétesz”, de helyesebb a következőképpen osztályozni: az 1-es típusú cukorbetegség fizikai inzulinhiány (ennek oka leggyakrabban a hasnyálmirigy-sejtek pusztulása); A 2-es típusú cukorbetegség a szervezet saját inzulinszintjére adott válaszának csökkenése (az okok mindegyike nem teljesen ismert és változatos). 1. típus - kevés az önkéntes és nincs idejük gátépítésre; 2. típus – normál magasságú gátak, de vagy tele vannak lyukakkal, vagy átépítettek.
Kézi beállítási probléma
Mindkét típus, amint világossá válik, a sejteken kívüli glükózszint növekedéséhez vezet - a vérben, a vizeletben, ami negatív hatással van az egész szervezetre. Számolással kell élnünk и fecskendőben és tányérban, ill. De nem mindig lehet manuálisan szabályozni, hogy a test mit csinált. Az embernek aludnia kell, és alvás közben az inzulinszint tovább csökken; előfordulhat, hogy az ember a mindennapi körülmények miatt nem eszik időben – és akkor a mesterségesen fenntartott inzulinszint hatására csökken a cukorszintje. Lényegében az élet a glükózszint határainak alagútjában találja magát, amelyen túl kóma van.
A probléma megoldásának egy része a fecskendőket helyettesítő modern eszközök – az inzulinpumpák. Ez egy olyan eszköz, amely folyamatosan behelyezett injekciós tűt használ az inzulin automatikus adagolására. A kényelmes adagolás önmagában azonban nem garantálja a helyes inzulinpótló kezelést az aktuális glükózszintre vonatkozó adatok nélkül. Ez újabb fejfájást okoz az orvosoknak és a biotechnológusoknak: a gyorstesztek és az inzulin- és glükózszint dinamikájának helyes előrejelzése. Technikailag ezt folyamatos glükózmonitoring - CGM rendszerek formájában kezdték megvalósítani. Ezek különféle eszközök, amelyek folyamatosan olvasnak adatokat a bőr alá folyamatosan behelyezett érzékelőről. Ez a módszer kevésbé traumatikus és vonzóbb a felhasználók számára, mint a klasszikus. , de ez utóbbi pontosabb és akkor ajánlott a használata, ha a cukorszint még mindig nagyon „leesett”, vagy idővel valahogy gyorsan változik.
Ebben a rendszerben a köztes láncszem egy személy – általában maga a beteg. A glükométer leolvasásától és a várható trendtől függően állítja be az inzulinellátást – evett-e édességet, vagy éppen az ebéd kihagyására készül. De a precíziós elektronika hátterében az ember gyenge láncszemté válik - mi van, ha alvás közben súlyos hipoglikémiát szenved és elveszíti az eszméletét? Vagy más nem megfelelő módon fog viselkedni, elfelejti/kihagyja/helytelenül állítja be a készüléket, főleg ha még gyerek? Ilyen esetekben sokan gondolkodtak azon, hogy visszacsatoló rendszereket hozzanak létre – hogy az inzulinbeviteli eszköz a glükózérzékelők kimenetére irányuljon.
Visszajelzés és nyílt forráskód
Azonban azonnal felmerül egy probléma – sok pumpa és glükométer van a piacon. Ezenkívül ezek mind végrehajtó eszközök, és közös processzorra és szoftverre van szükségük, amely vezérli őket.
Habré-n már megjelentek cikkek [, ] két eszköz egy rendszerbe egyesítése témában. Amellett, hogy hozzáadunk egy harmadik esetet, mesélek egy kicsit azokról a globális projektekről, amelyek egyesítik azon rajongók erőfeszítéseit, akik hasonló rendszereket szeretnének önállóan összeállítani.
Az OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) projektet a seattle-i Dana Lewis alapította. 2014 végén ő, aki szintén 1-es típusú cukorbeteg, úgy döntött, hogy hasonló kísérletet végez. Miután kipróbálta, majd részletesen leírta készülékét, végül felfedezte , amely részletesen leírja, hogyan lehet kombinálni saját CGM mérőt és szivattyút, különböző gyártók különböző variációiban, a szükséges közbenső eszközökkel, szoftver opciókkal a Githubon, a felhasználók egyre növekvő közösségétől származó rengeteg dokumentációval. A legfontosabb szempont, amit az OpenAPS hangsúlyozza, hogy „részletes instrukciókkal segítünk, de mindent magának kell megtennie”. Az a tény, hogy az ilyen tevékenységek egy lépésre vannak az FDA (az Amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatóság, amelynek joghatósága kiterjed minden gyógyszerre és gyógyászati termékre) súlyos szankcióitól. És ha nem tudja megtiltani, hogy feltörje a tanúsított eszközöket, és saját készítésű rendszerré egyesítse, hogy saját maga használhassa őket, akkor minden olyan kísérletet, amely segít Önnek az elkészítésében vagy eladásában, szigorúan büntetni fog. Az OpenAPS második, de nem kevésbé fontos ötlete a házi készítésű rendszer biztonsága. Dokumentáció az űrlapon a világos, részletes algoritmusok pedig kifejezetten a beteg segítésére irányulnak, és nem ártanak neki.
Nightscout fiók ablaka
Egy másik projekt , lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy valós időben töltsenek fel adatokat CGM-eszközeikről a felhőtárhelyre okostelefonon, okosórán és más eszközökön keresztül, valamint megtekintsék és feldolgozzák a kapott adatokat. A projekt célja az adatok minél informatívabb és legkényelmesebb felhasználása, emellett részletes útmutatókat is tartalmaz, pl. glükométerek okostelefonokkal egy vagy másik operációs rendszerrel és a szükséges szoftverrel és közbenső adókkal.
Az adatok megjelenítése fontos az életmód napi glükózingadozásának, valamint a viselkedés és a táplálékfelvétel lehetséges korrekciójának meghatározásához, az adatok kényelmes grafikus formában történő továbbításához okostelefonra vagy okosórára, a glükózszint közeljövőbeli trendjeinek előrejelzésére, valamint Ezenkívül ezeket az adatokat az OpenAPS szoftver tudja olvasni és feldolgozni. Liam pontosan ezt használja a projektjében. A KDPV-cikkeken - személyes adatai a felhőszolgáltatásból, ahol a jobb oldalon a lila „villa” az OpenAPS által előre jelzett glükózszint.
Liam projektje
A projektről részletesen a blogjának megfelelő bejegyzésében olvashat, csak megpróbálom sematikusabban és érthetőbben újraírni.
A Hard a következő eszközöket tartalmazza: a Medtronic inzulinpumpa, amely Liamnek eredetileg volt; CGM (glükométer) FreeStyle Libre NFC érzékelővel; kapcsolódik hozzá a MiaoMiao jeladó, amely Bluetooth-on keresztül továbbítja az adatokat a bőr NFC-érzékelőjéről az okostelefonra; Intel Edison mikroszámítógép, mint processzor a teljes rendszer vezérléséhez Open APS használatával; Az Explorer HAT egy rádióadó, amely utóbbit okostelefonnal és pumpával csatlakoztathatja.
A kör teljes.
A teljes hardver Liamnek 515 euróba került, nem számítva a korábban nála lévő szivattyút. Minden holmiját az Amazon-tól rendelte, beleértve a már megszűnt Edisont is. Ezenkívül a CGM Libre szubkután érzékelői drága fogyóeszköz - darabonként 70 euró, amely 14 napig tart.
Szoftver: először az Edison Jubilinux Linux disztribúciója, majd az OpenAPS telepítése rá, amit az eszköz szerzője elmondása szerint megszenvedett. Ezután be kellett állítania az adatátvitelt a CGM-ről egy okostelefonra és a felhőre, amihez licencelnie kellett az xDrip alkalmazás személyes buildjét (150 euró), valamint a Nightscout beállítása – ezt speciális bővítményeken keresztül „házasítani” kellett az OpenAPS-szel. . A teljes eszköz működésével is akadtak problémák, de a Nightscout közösség sikeresen segített Liamnek a hibák megtalálásában.
Természetesen úgy tűnhet, hogy a szerző túlbonyolította a projektet. A régóta nem gyártott Intel Edisont Liam "energiahatékonyabbnak választotta, mint a Raspberry Pi". Az Apple OS nehézségeket is okozott a szoftverlicencekkel és az Android okostelefonokhoz hasonló költségekkel. Tapasztalata azonban hasznos, és sok hasonló házi készítésű készülékkel összeadódik, amelyek célja, hogy viszonylag kevés pénzért jelentősen javítsák sok ember életminőségét. Emberek, akik egyre inkább hozzászoktak ahhoz, hogy saját erejükre és képességeikre hagyatkozzanak.
Liam azzal érvel, hogy az 1-es típusú cukorbetegség szabaddá tette, és az általa megalkotott eszköz egy módja annak, hogy visszaszerezze a saját teste feletti kontroll pszichológiai kényelmét. És amellett, hogy visszanyerte normális életmódját, egy zárt hurkú inzulinpumpa rendszer létrehozása hatalmas önkifejezési élményt jelentett számára. "Jobb az anyagcserét a JS-kóddal kordában tartani, mint a kórházban kötni" - írja.
Forrás: will.com