"Aku saiki dadi cyborg!" - Liam Zibidi Australia, programmer enom, insinyur blockchain/Fullstack lan panulis, kanthi bangga nyatakake, nalika dheweke nampilake awake dhewe ing kaca-kaca dheweke. . Ing awal Agustus, dheweke ngrampungake proyek DIY kanggo nggawe piranti sing bisa dipakai, sing tanpa isin diarani "pankreas buatan." Nanging, kita ngomong babagan pompa insulin sing ngatur dhewe, lan cyborg kita ora njupuk cara sing gampang ing sawetara aspek saka ciptaane. Waca liyane babagan konsep piranti lan teknologi open source sing diandelake ing artikel kasebut.
ilustrasi kajaba diagram piranti dijupuk saka
Diabetes kanggo dummies
Liam duwe diabetes jinis 1.
Yen bener, mula tembung "diabetes" tegese klompok penyakit kanthi diuresis tambah - output urin, nanging proporsi pasien diabetes mellitus (DM) luwih gedhe, lan jeneng cekak kasebut kanthi diam-diam njupuk oyod kanggo DM. Mbalik ing Abad Pertengahan, umume pasien diabetes nyathet ananΓ© gula ing urin. Cukup suwe sadurunge panemuan hormon insulin (sing uga dadi protein urutan pertama ing sejarah) lan perane ing patogenesis diabetes.
Insulin minangka hormon paling penting sing ngatur metabolisme akeh zat, nanging efek utamane yaiku metabolisme karbohidrat, kalebu gula "utama" - glukosa. Kanggo metabolisme glukosa ing sel, insulin, kira-kira, minangka molekul sinyal. Ana molekul reseptor insulin khusus ing permukaan sel. "Lungguh" ing dheweke, insulin menehi sinyal kanggo ngluncurake reaksi biokimia: sel wiwit aktif ngeterake glukosa menyang njero membran lan ngolah ing njero.
Proses ngasilake insulin bisa diumpamakake karo karya sukarelawan manungsa sing teka kanggo nglawan banjir. Tingkat insulin gumantung saka jumlah glukosa: luwih akeh, luwih akeh tingkat insulin sakabèhé mundhak minangka respon. Aku mbaleni: tingkat ing jaringan sing penting, lan dudu jumlah molekul, sing cocog langsung karo glukosa, amarga insulin dhewe ora ngiket glukosa lan ora digunakake kanggo metabolisme, kaya sukarelawan ora ngombe. banyu sing mlebu, nanging mbangun bendungan kanthi dhuwur tartamtu. Lan perlu kanggo njaga tingkat insulin tartamtu ing permukaan sel, uga dhuwure bendungan sementara ing wilayah sing kebanjiran.
Cetha yen ora cukup insulin, mula metabolisme glukosa diganggu, ora mlebu ing sel, akumulasi ing cairan biologis. Iki minangka patogenesis diabetes. Sadurunge, ana terminologi sing mbingungake "diabetes sing gumantung karo insulin," nanging luwih bener kanggo nggolongake kaya ing ngisor iki: diabetes jinis 1 yaiku kekurangan insulin fisik (alesane asring mati sel pankreas); Diabetes jinis 2 yaiku nyuda respon awak marang tingkat insulin dhewe (kabeh alasane ora dimangerteni kanthi lengkap lan beda-beda). Tipe 1 - ana sawetara sukarelawan lan ora duwe wektu kanggo mbangun bendungan; Tipe 2 - bendungan kanthi dhuwur normal, nanging kebak bolongan utawa dibangun.
Masalah pangaturan manual
Kaloro jinis kasebut, kaya sing wis jelas, nyebabake tingkat glukosa ing njaba sel - ing getih, urin, sing duweni efek negatif ing kabeh awak. Kita kudu urip kanthi ngitung ΠΈ ing syringe lan piring, mungguh. Nanging sampeyan ora bisa kanthi manual ngatur apa sing ditindakake dening awak dhewe. Wong kudu turu, lan nalika turu, tingkat insulin terus mudhun; wong bisa, amarga kahanan saben dina, ora mangan ing wektu - lan banjur tingkat gula bakal mudhun ing pangaribawa saka tingkat artificially maintained saka insulin. Intine, urip nemokake dhewe ing trowongan watesan tingkat glukosa, sing ngluwihi koma.
BagΓ©yan saka solusi kanggo masalah iki yaiku piranti modern sing ngganti jarum suntik - pompa insulin. Iki minangka piranti sing nggunakake jarum hipodermik sing terus dilebokake kanggo dosis insulin kanthi otomatis. Nanging pangiriman sing trep mung ora njamin terapi penggantian insulin sing bener tanpa data babagan tingkat glukosa saiki. Iki minangka sirah liyane kanggo dokter lan bioteknologi: tes cepet lan prediksi sing bener babagan dinamika tingkat insulin lan glukosa. Secara teknis, iki wiwit dileksanakake ing bentuk pemantauan glukosa terus-terusan - sistem CGM. Iki minangka macem-macem piranti sing terus maca data saka sensor sing terus dilebokake ing kulit. Cara iki kurang traumatis lan luwih menarik kanggo pangguna tinimbang sing klasik. , nanging sing terakhir luwih akurat lan dianjurake kanggo nggunakake yen tingkat gula isih banget "mudhun" utawa piye wae owah-owahan kanthi cepet saka wektu.
Link penengah ing sistem iki yaiku wong - biasane pasien dhewe. Nyetel pasokan insulin gumantung saka maca glukometer lan tren sing dikarepake - apa dheweke wis mangan permen utawa wis siyap nedha awan. Nanging ing latar mburi elektronik presisi, wong dadi link sing ringkih - kepiye yen nalika turu ngalami hipoglikemia abot lan kelangan eling? Utawa dheweke bakal tumindak kanthi cara sing ora cocog, lali / kantun / nyiyapake piranti kanthi ora bener, utamane yen dheweke isih bocah? Ing kasus kaya mengkono, akeh wong sing mikir babagan nggawe sistem umpan balik - supaya piranti input insulin diarahake menyang output saka sensor glukosa.
Umpan balik lan open source
Nanging, ana masalah langsung - ana akeh pompa lan glukometer ing pasar. Kajaba iku, iki kabeh piranti eksekutif, lan mbutuhake prosesor umum lan piranti lunak sing ngontrol.
Artikel wis diterbitake ing HabrΓ© [, ] babagan topik nggabungake rong piranti dadi siji sistem. Saliyane nambahake kasus katelu, aku bakal ngandhani sampeyan babagan proyek global sing nggabungake upaya para penggemar sing pengin ngumpulake sistem sing padha.
Proyek OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) diadegake dening Dana Lewis saka Seattle. Ing pungkasan taun 2014, dheweke, uga diabetes jinis 1, mutusake kanggo nindakake eksperimen sing padha. Sawise nyoba banjur njlentrehake piranti kasebut kanthi rinci, dheweke pungkasane nemokake , sing njlèntrèhaké kanthi rinci babagan cara nggabungake meter lan pompa CGM dhewe, ing macem-macem variasi saka manufaktur sing beda-beda, kanthi piranti penengah sing dibutuhake, opsi piranti lunak ing Github, kanthi akeh dokumentasi saka komunitas pangguna sing akeh. Aspek paling penting sing ditekanake OpenAPS yaiku "kita bakal nulungi instruksi sing rinci, nanging sampeyan kudu nindakake kabeh dhewe." Kasunyatane, kegiatan kasebut minangka langkah adoh saka sanksi serius saka FDA (American Food and Drug Administration, sing yurisdiksi nyakup kabeh obat-obatan lan produk medis). Lan yen dheweke ora bisa nglarang sampeyan ngrusak piranti sing wis disertifikasi lan nggabungake menyang sistem krasan supaya bisa digunakake dhewe, mula upaya apa wae kanggo mbantu sampeyan nggawe utawa ngedol bakal diukum banget. Ide kapindho, nanging ora kurang penting saka OpenAPS yaiku keamanan sistem krasan. Dokumentasi ing formulir lan cetha, algoritma rinci ngarahke khusus ing ngewangi sabar lan ora cilaka piyambak.
Jendhela akun Nightscout
Proyek liyane , ngidini pangguna ngunggah data saka piranti CGM menyang panyimpenan maya ing wektu nyata liwat smartphone, jam tangan pinter lan piranti liyane, uga ndeleng lan ngolah data sing ditampa. Proyek kasebut ngarahake nggunakake data sing paling informatif lan trep, lan uga ngemot pandhuan sing rinci, contone, glukometer karo smartphone karo siji utawa OS liyane lan piranti lunak sing dibutuhake lan pemancar penengah.
Visualisasi data penting kanggo nemtokake fluktuasi glukosa saben dina ing gaya urip lan kemungkinan koreksi prilaku lan asupan panganan, kanggo ngirim data ing wangun grafis sing trep menyang smartphone utawa jam tangan pinter, kanggo prΓ©dhiksi tren tingkat glukosa ing mangsa ngarep, lan ing Kajaba iku, data iki bisa diwaca lan diproses dening piranti lunak OpenAPS. Iki persis sing digunakake Liam ing proyeke. Ing artikel KDPV - data pribadhi saka layanan awan, ing ngendi "garpu" ungu ing sisih tengen minangka prediksi tingkat glukosa sing diprediksi dening OpenAPS.
Proyek Liam
Sampeyan bisa maca babagan proyek kasebut kanthi rinci ing entri sing cocog ing blog, aku mung bakal nyoba nyritakake maneh kanthi skematis lan jelas.
Hard kalebu piranti ing ngisor iki: pompa insulin Medtronic sing asline Liam; CGM (glucometer) FreeStyle Libre kanthi sensor NFC; disambungake menyang pemancar MiaoMiao, sing ngirim data saka sensor NFC kulit menyang smartphone liwat Bluetooth; Mikrokomputer Intel Edison minangka prosesor kanggo ngontrol kabeh sistem nggunakake Open APS; Explorer HAT minangka pemancar radio kanggo nyambungake sing terakhir karo smartphone lan pompa.
Lingkaran wis rampung.
Kabeh hardware regane Liam β¬ 515, ora kalebu pompa sing sadurunge. Dheweke dhawuh kabeh barang saka Amazon, kalebu Edison sing mandheg. Uga, sensor subkutan kanggo CGM Libre minangka konsumsi sing larang - 70 euro saben potongan, sing tahan suwene 14 dina.
Piranti lunak: sepisanan, distribusi Linux Jubilinux kanggo Edison lan banjur nginstal OpenAPS ing, sing penulis piranti kasebut, miturut dheweke, nandhang. Sabanjure yaiku nyiyapake transfer data saka CGM menyang smartphone lan menyang awan, sing kudu menehi lisensi mbangun pribadi aplikasi xDrip (150 euro) lan nyetel Nightscout - kudu "nikah" karo OpenAPS liwat plugin khusus. . Ana uga masalah karo operasi kabeh piranti, nanging komunitas Nightscout sukses mbantu Liam nemokake kewan omo.
Mesthine, bisa uga penulis wis ngrampungake proyek kasebut. Intel Edison sing wis suwe ora diterusake dipilih dening Liam minangka "luwih efisien energi tinimbang Raspberry Pi." Apple OS uga nambah kesulitan karo lisensi piranti lunak lan biaya sing bisa dibandhingake karo smartphone Android. Nanging, pengalaman kasebut migunani lan bakal nambah akeh proyek sing padha karo piranti sing digawe ing omah, sing dirancang kanggo ningkatake kualitas urip akeh wong kanthi dhuwit sing sithik. Wong-wong sing saya biasa ngendelake kekuwatan lan katrampilane dhewe.
Liam negesake manawa diabetes jinis 1 wis nggawe dheweke ora bebas, lan piranti sing digawe minangka cara kanggo ngupayakake kontrol psikologis ing awak dhewe. Lan saliyane kanggo mbalekake gaya urip normal, nggawe sistem pompa insulin loop tertutup minangka pengalaman ekspresi diri sing kuat kanggo dheweke. "Luwih apik kanggo njaga metabolisme sampeyan kanthi kode JS tinimbang mungkasi ing rumah sakit," dheweke nulis.
Source: www.habr.com