«Ես հիմա կիբորգ եմ»։ - Ավստրալացի Լիամ Զիբիդին, երիտասարդ ծրագրավորող, բլոկչեյն/Fullstack-ի ինժեներ և գրող, հպարտորեն հայտարարում է, որ ներկայանում է իր էջերում. . Օգոստոսի սկզբին նա ավարտեց իր DIY նախագիծը՝ ստեղծելու կրելի սարք, որը նա անամոթաբար անվանեց «արհեստական ենթաստամոքսային գեղձ»: Ավելի շուտ, մենք խոսում ենք ինքնակարգավորվող ինսուլինի պոմպի մասին, և մեր կիբորգը իր ստեղծման որոշ առումներով հեշտ ճանապարհով չի գնացել: Սարքի հայեցակարգի և բաց կոդով տեխնոլոգիաների մասին, որոնց վրա հիմնվել է ավելի ուշ, կարդացեք հոդվածում:
նկարազարդումները, բացառությամբ սարքի գծապատկերի, վերցված են
Շաքարային դիաբետ խաբեբաների համար
Լիամն ունի 1-ին տիպի շաքարախտ.
Եթե դա ճիշտ է, ապա «շաքարախտ» բառը նշանակում է դիուրեզի ավելացում ունեցող հիվանդությունների խումբ՝ մեզի արտանետում, սակայն շաքարային դիաբետով (ՇՄ) հիվանդների մասնաբաժինը ավելի մեծ է, իսկ կարճ անվանումը գաղտնի արմատավորվել է ԴՄ-ի համար: Դեռ միջնադարում շաքարային դիաբետով հիվանդների մեծ մասը նշում էր մեզի մեջ շաքարի առկայությունը: Բավականին երկար ժամանակ է անցել ինսուլին հորմոնի հայտնաբերումից (որը նաև պետք է դառնար պատմության մեջ առաջին ամբողջությամբ հաջորդականացված սպիտակուցը) և դրա դերը շաքարախտի պաթոգենեզում:
Ինսուլինը ամենակարևոր հորմոնն է, որը կարգավորում է բազմաթիվ նյութերի նյութափոխանակությունը, սակայն դրա հիմնական ազդեցությունը ածխաջրերի, այդ թվում՝ «հիմնական» շաքարի՝ գլյուկոզայի, նյութափոխանակության վրա է: Բջիջներում գլյուկոզայի նյութափոխանակության համար ինսուլինը, կոպիտ ասած, ազդանշանային մոլեկուլ է: Բջիջների մակերեսին կան հատուկ ինսուլինի ընկալիչների մոլեկուլներ։ Նրանց վրա «նստած» ինսուլինը ազդանշան է տալիս կենսաքիմիական ռեակցիաների կասկադ սկսելու համար. բջիջը սկսում է ակտիվորեն գլյուկոզան տեղափոխել ներս իր թաղանթով և ներքուստ մշակել այն:
Ինսուլինի արտադրության գործընթացը կարելի է նմանեցնել մարդկային կամավորների աշխատանքին, ովքեր եկել էին ջրհեղեղի դեմ պայքարելու։ Ինսուլինի մակարդակը կախված է գլյուկոզայի քանակից. որքան շատ է այն, այնքան ավելի է բարձրանում ինսուլինի ընդհանուր մակարդակը ի պատասխան: Կրկնում եմ՝ կարևոր է հյուսվածքների մակարդակը, և ոչ թե մոլեկուլների քանակը, որն ուղիղ համեմատական է գլյուկոզային, քանի որ ինսուլինը ինքնին չի կապվում գլյուկոզայի հետ և չի ծախսվում դրա նյութափոխանակության վրա, ինչպես կամավորները չեն խմում: մուտքային ջուր, բայց կառուցել որոշակի բարձրության ամբարտակներ։ Եվ անհրաժեշտ է պահպանել բջիջների մակերեսի վրա ինսուլինի այս որոշակի մակարդակը, ինչպես նաև հեղեղված տարածքներում ժամանակավոր ամբարտակների բարձրությունը։
Հասկանալի է, որ եթե ինսուլինը բավարար չէ, ապա գլյուկոզայի նյութափոխանակությունը խաթարվում է, այն չի անցնում բջիջներ՝ կուտակվելով կենսաբանական հեղուկներում։ Սա շաքարախտի պաթոգենեզն է: Նախկինում կար «ինսուլինից կախված/անկախ շաքարախտ» շփոթեցնող տերմինաբանություն, բայց ավելի ճիշտ է այն դասակարգել հետևյալ կերպ. տիպ 1 շաքարախտը ինսուլինի ֆիզիկական պակասն է (դրա ամենից հաճախ ենթաստամոքսային գեղձի բջիջների մահն է); 2-րդ տիպի շաքարախտը մարմնի արձագանքի նվազում է սեփական ինսուլինի մակարդակին (բոլոր պատճառները լիովին պարզված չեն և բազմազան են): 1-ին տեսակ - կամավորները քիչ են և ժամանակ չունեն ամբարտակներ կառուցելու համար. Տիպ 2 - նորմալ բարձրության ամբարտակներ, բայց կամ լի անցքերով կամ կառուցված:
Ձեռքով ճշգրտման խնդիր
Երկու տեսակներն էլ, ինչպես պարզ է դառնում, հանգեցնում են բջիջներից դուրս գլյուկոզայի մակարդակի բարձրացման՝ արյան, մեզի մեջ, ինչը բացասաբար է անդրադառնում ամբողջ օրգանիզմի վրա։ Պետք է հաշվելով ապրենք и համապատասխանաբար ներարկիչի և ափսեի մեջ: Բայց դուք միշտ չէ, որ կարող եք ձեռքով կարգավորել այն, ինչ ինքն էր անում մարմինը: Մարդը պետք է քնի, իսկ քնած ժամանակ ինսուլինի մակարդակը շարունակում է նվազել; Մարդը կարող է, առօրյա հանգամանքներից ելնելով, ժամանակին չուտել, և այդ ժամանակ նրա շաքարի մակարդակը կնվազի ինսուլինի արհեստականորեն պահպանվող մակարդակի ազդեցության տակ: Ըստ էության, կյանքը հայտնվում է գլյուկոզայի մակարդակի սահմանաչափերի թունելում, որից այն կողմ կա կոմա։
Այս խնդրի լուծման մի մասն էին կազմում ներարկիչները փոխարինող ժամանակակից սարքերը՝ ինսուլինային պոմպերը։ Սա սարք է, որն օգտագործում է անընդհատ տեղադրված ենթամաշկային ասեղ՝ ինսուլինի ինքնաբերաբար դոզավորման համար: Սակայն միայն հարմար առաքումը չի երաշխավորում ինսուլինի փոխարինման ճիշտ թերապիա՝ առանց գլյուկոզայի ներկա մակարդակի տվյալների: Սա ևս մեկ գլխացավանք է բժիշկների և կենսատեխնոլոգների համար՝ արագ թեստեր և ինսուլինի և գլյուկոզայի մակարդակի դինամիկայի ճիշտ կանխատեսում։ Տեխնիկապես սա սկսեց իրականացվել գլյուկոզայի շարունակական մոնիտորինգի տեսքով՝ CGM համակարգեր: Սրանք տարբեր սարքեր են, որոնք անընդհատ կարդում են մաշկի տակ մշտապես տեղադրված սենսորից տվյալները: Այս մեթոդը ավելի քիչ տրավմատիկ է և ավելի գրավիչ է օգտագործողների համար, քան դասականը: , սակայն վերջինս ավելի ճշգրիտ է և խորհուրդ է տրվում օգտագործել, եթե շաքարի մակարդակը դեռ շատ «իջել» է կամ ժամանակի ընթացքում ինչ-որ կերպ արագ փոխվում է։
Այս համակարգի միջանկյալ օղակը մարդն է՝ սովորաբար ինքը՝ հիվանդը: Այն կարգավորում է ինսուլինի մատակարարումը կախված գլյուկոմետրի ցուցանիշներից և սպասվող միտումից՝ արդյոք նա քաղցրավենիք է կերել, թե պատրաստվում է բաց թողնել ճաշը: Բայց ճշգրիտ էլեկտրոնիկայի ֆոնի վրա մարդը դառնում է թույլ օղակ. իսկ եթե քնի ժամանակ նա տառապում է ծանր հիպոգլիկեմիայից և կորցնում է գիտակցությունը: Թե՞ նա իրեն այլ անպատշաճ կերպով կպահի, կմոռանա/կարոտի/սխալ կտեղադրի սարքը, հատկապես եթե դեռ երեխա է։ Նման դեպքերում շատերը մտածել են հետադարձ կապի համակարգեր ստեղծելու մասին, որպեսզի ինսուլինի ներածման սարքը կողմնորոշվի դեպի գլյուկոզայի սենսորների ելքը:
Հետադարձ կապ և բաց կոդով
Սակայն անմիջապես խնդիր է առաջանում՝ շուկայում շատ պոմպեր ու գլյուկոմետրեր կան։ Բացի այդ, սրանք բոլորը գործադիր սարքեր են, և նրանց անհրաժեշտ է ընդհանուր պրոցեսոր և ծրագրակազմ, որը կառավարում է դրանք:
Հոդվածներ արդեն հրապարակվել են Habré-ում [, ] երկու սարքերը մեկ համակարգում միավորելու թեմայով: Բացի երրորդ դեպքը ավելացնելուց, ես ձեզ մի փոքր կպատմեմ գլոբալ նախագծերի մասին, որոնք միավորում են էնտուզիաստների ջանքերը, ովքեր ցանկանում են ինքնուրույն հավաքել նմանատիպ համակարգեր:
OpenAPS (Բաց արհեստական ենթաստամոքսային գեղձի համակարգ) նախագիծը հիմնադրվել է Սիեթլից Դանա Լյուիսի կողմից: 2014 թվականի վերջին նա, նույնպես 1-ին տիպի դիաբետով հիվանդ, որոշեց նմանատիպ փորձ անել։ Փորձելուց և հետո իր սարքը մանրամասն նկարագրելուց հետո նա ի վերջո հայտնաբերեց , որը մանրամասն նկարագրում է, թե ինչպես կարելի է համատեղել ձեր սեփական CGM հաշվիչը և պոմպը, տարբեր արտադրողների տարբեր տարբերակներով, անհրաժեշտ միջանկյալ սարքերով, Github-ի ծրագրային տարբերակներով, օգտատերերի աճող համայնքի բազմաթիվ փաստաթղթերով: Ամենակարևոր ասպեկտը, որը շեշտում է OpenAPS-ը, «մենք կօգնենք ձեզ մանրամասն հրահանգներով, բայց դուք պետք է ամեն ինչ ինքներդ անեք»: Փաստն այն է, որ նման գործողությունները մեկ քայլ հեռու են FDA-ի (Սննդամթերքի և դեղերի ամերիկյան վարչություն, որի իրավասությունը ներառում է բոլոր դեղամիջոցներն ու բժշկական ապրանքները) լուրջ պատժամիջոցներից: Եվ եթե նա չի կարող ձեզ արգելել կոտրել հավաստագրված սարքերը և դրանք միավորել ինքնաշեն համակարգերի մեջ՝ դրանք ինքներդ ձեզ վրա օգտագործելու համար, ապա ձեզ օգնելու ցանկացած փորձ այն պատրաստելու կամ վաճառելու համար խստորեն կպատժվի: OpenAPS-ի երկրորդ, բայց ոչ պակաս կարևոր գաղափարը տնական համակարգի անվտանգությունն է: Փաստաթղթեր ձևով և հստակ, մանրամասն ալգորիթմներն ուղղված են հատկապես հիվանդին օգնելուն և ինքն իրեն չվնասելուն:
Nightscout հաշվի պատուհան
Մեկ այլ նախագիծ , թույլ է տալիս օգտվողներին իրական ժամանակում վերբեռնել տվյալները իրենց CGM սարքերից ամպային պահեստում՝ սմարթֆոնի, խելացի ժամացույցի և այլ սարքերի միջոցով, ինչպես նաև դիտել և մշակել ստացված տվյալները։ Նախագիծը նպատակաուղղված է տվյալների առավել տեղեկատվական և հարմարավետ օգտագործմանը, ինչպես նաև պարունակում է մանրամասն ուղեցույցներ, օրինակ. գլյուկոմետրեր այս կամ այն ՕՀ-ով սմարթֆոններով և անհրաժեշտ ծրագրային ապահովմամբ և միջանկյալ հաղորդիչներով:
Տվյալների վիզուալացումը կարևոր է ձեր կենսակերպում գլյուկոզայի ամենօրյա տատանումները որոշելու և վարքագծի և սննդի ընդունման հնարավոր ուղղման, տվյալների հարմար գրաֆիկական ձևով սմարթֆոնին կամ խելացի ժամացույցին փոխանցելու, մոտ ապագայում գլյուկոզայի մակարդակի միտումները կանխատեսելու և մոտ ապագայում: Բացի այդ, այս տվյալները կարող են կարդալ և մշակվել OpenAPS ծրագրաշարի միջոցով: Սա հենց այն է, ինչ Լիամն օգտագործում է իր նախագծում։ KDPV-ի հոդվածներում՝ նրա անձնական տվյալները ամպային ծառայությունից, որտեղ աջ կողմում մանուշակագույն «պատառաքաղը» OpenAPS-ի կողմից կանխատեսված գլյուկոզայի մակարդակն է:
Լիամի նախագիծը
Նախագծի մասին մանրամասն կարող եք կարդալ նրա բլոգի համապատասխան գրառման մեջ, ես պարզապես կփորձեմ վերապատմել այն ավելի սխեմատիկ և պարզ:
The Hard-ը ներառում է հետևյալ սարքերը՝ Medtronic ինսուլինի պոմպը, որն ի սկզբանե ուներ Լիամը; CGM (գլյուկոմետր) FreeStyle Libre NFC սենսորով; դրա հետ կապված է MiaoMiao հաղորդիչը, որը մաշկի NFC սենսորից տվյալները Bluetooth-ի միջոցով փոխանցում է սմարթֆոնին; Intel Edison միկրոհամակարգիչ՝ որպես պրոցեսոր՝ բաց APS-ի միջոցով ամբողջ համակարգը կառավարելու համար; Explorer HAT-ը վերջինիս սմարթֆոնի և պոմպի հետ միացնելու ռադիոհաղորդիչ է։
Շրջանակը փակ է։
Ամբողջ սարքավորումն արժեցել է Լիամի 515 եվրո՝ չհաշված նախկինում ունեցած պոմպը: Նա պատվիրեց իր բոլոր իրերը Amazon-ից, ներառյալ դադարեցված Էդիսոնը: Նաև CGM Libre-ի ենթամաշկային սենսորները թանկարժեք սպառվող նյութ են՝ մեկ հատը 70 եվրո, որը գործում է 14 օր։
Ծրագրային ապահովում. նախ՝ Jubilinux Linux բաշխումը Edison-ի համար, այնուհետև դրա վրա OpenAPS-ի տեղադրումը, ինչից, ըստ նրա, տուժել է սարքի հեղինակը։ Հաջորդը CGM-ից դեպի սմարթֆոն և ամպ տվյալների փոխանցման կարգավորումն էր, որի համար նա պետք է լիցենզավորեր xDrip հավելվածի անհատական կառուցումը (150 եվրո) և կարգավորեր Nightscout-ը. այն պետք է «ամուսնացվեր» OpenAPS-ի հետ հատուկ փլագինների միջոցով: . Խնդիրներ կային նաև ամբողջ սարքի շահագործման հետ կապված, սակայն Nightscout համայնքը հաջողությամբ օգնեց Լիամին գտնել սխալներ:
Իհարկե, կարող է թվալ, թե հեղինակը չափազանց բարդացրել է նախագիծը։ Վաղուց դադարեցված Intel Edison-ն ընտրվել է Լիամի կողմից որպես «ավելի էներգաարդյունավետ, քան Raspberry Pi-ը»: Apple OS-ը նաև դժվարություններ է ավելացրել ծրագրային ապահովման լիցենզիայի և Android սմարթֆոնի հետ համեմատելի ծախսերի հետ: Այնուամենայնիվ, նրա փորձը օգտակար է և կավելացնի տնական սարքերի բազմաթիվ նմանատիպ նախագծեր, որոնք նախատեսված են համեմատաբար քիչ գումարի դիմաց զգալիորեն բարելավելու շատ մարդկանց կյանքի որակը: Մարդիկ, ովքեր գնալով սովոր են ապավինել սեփական ուժերին և հմտություններին:
Լիամը պնդում է, որ 1-ին տիպի շաքարախտն իրեն անազատ է դարձրել, և իր ստեղծած սարքը սեփական մարմնի նկատմամբ վերահսկողության հոգեբանական հարմարավետությունը վերականգնելու միջոց է: Եվ բացի իր բնականոն ապրելակերպը վերականգնելուց, ինսուլինի պոմպի փակ համակարգի ստեղծումը նրա համար ինքնարտահայտման հզոր փորձ էր: «Ավելի լավ է ձեր նյութափոխանակությունը վերահսկողության տակ պահել JS կոդով, քան հայտնվել հիվանդանոցում», - գրում է նա:
Source: www.habr.com