«Мен қазір киборгпын!» - Австралиялық Лиам Зибиди, жас бағдарламашы, блокчейн/Фуллстак инженері және жазушысы, өзін өзінің парақшасында мақтанышпен мәлімдейді. . Тамыз айының басында ол «жасанды ұйқы безі» деп ұялмай атаған киетін құрылғы жасау бойынша өзінің DIY жобасын аяқтады. Керісінше, біз өзін-өзі реттейтін инсулин сорғы туралы айтып отырмыз, және біздің киборг өзінің жаратылысының кейбір аспектілерінде оңай жолды таңдаған жоқ. Құрылғының тұжырымдамасы және ол негізделген ашық бастапқы технологиялар туралы толығырақ мақаланы кейінірек оқыңыз.
құрылғы диаграммасынан басқа суреттер алынды
Манекендерге арналған қант диабеті
Лиамда 1 типті қант диабеті бар.
Егер бұл дұрыс болса, онда «қант диабеті» сөзі диурезі жоғарылаған аурулар тобын білдіреді - зәр шығару, бірақ қант диабеті (ҚД) бар науқастардың үлесі көбірек, ал қысқаша атау жасырын түрде DM тамырын алды. Орта ғасырларда қант диабетімен ауыратын науқастардың көпшілігі зәрінде қанттың болуын атап өтті. Инсулин гормонының ашылуына дейін (ол тарихтағы алғашқы толық реттелген ақуыз болуы керек еді) және оның қант диабетінің патогенезіндегі рөліне дейін көп уақыт өтті.
Инсулин көптеген заттардың метаболизмін реттейтін ең маңызды гормон болып табылады, бірақ оның негізгі әсері көмірсулардың, соның ішінде «негізгі» қант - глюкозаның метаболизміне әсер етеді. Жасушалардағы глюкозаның метаболизмі үшін инсулин, шамамен айтқанда, сигналдық молекула болып табылады. Жасушалардың бетінде арнайы инсулин рецепторларының молекулалары бар. Оларға «отырған» инсулин биохимиялық реакциялар каскадын іске қосу туралы сигнал береді: жасуша глюкозаны мембрана арқылы ішке белсенді түрде тасымалдай бастайды және оны іштей өңдей бастайды.
Инсулин өндіру процесін су тасқынымен күресуге келген ерікті адамдардың жұмысымен салыстыруға болады. Инсулин деңгейі глюкозаның мөлшеріне байланысты: неғұрлым көп болса, жауап ретінде жалпы инсулин деңгейі соғұрлым жоғарылайды. Қайталап айтамын: глюкозаға тікелей пропорционалды молекулалардың саны емес, тіндердегі деңгей маңызды, өйткені инсулиннің өзі глюкозамен байланыспайды және оның метаболизміне жұмсалмайды, мысалы, еріктілер ішпейді. кіретін су, бірақ белгілі бір биіктіктегі бөгеттер салу. Және жасушалардың бетіндегі инсулиннің осы белгілі деңгейін, сондай-ақ су басқан аймақтардағы уақытша бөгеттердің биіктігін сақтау қажет.
Егер инсулин жеткіліксіз болса, глюкозаның метаболизмі бұзылатыны анық, ол биологиялық сұйықтықтарда жиналып, жасушаларға өтпейді. Бұл қант диабетінің патогенезі. Бұрын «инсулинге тәуелді/тәуелсіз қант диабеті» деген түсініксіз терминология болған, бірақ оны келесідей жіктеу дұрысырақ: 1 типті қант диабеті - инсулиннің физикалық жетіспеушілігі (оның себебі көбінесе ұйқы безі жасушаларының өлімі); 2 типті қант диабеті - бұл организмнің өз инсулинінің деңгейіне реакциясының төмендеуі (барлық себептер толық түсінілмеген және әртүрлі). 1-ші түрі – еріктілер аз және бөгет салуға үлгермейді; 2 тип - қалыпты биіктіктегі бөгеттер, бірақ саңылауларға толы немесе көлденең салынған.
Қолмен реттеу мәселесі
Екі түрі де, анық болғандай, жасушалардан тыс глюкозаның жоғарылауына әкеледі - қанда, зәрде, бұл бүкіл денеге теріс әсер етеді. Біз санау арқылы өмір сүруіміз керек и тиісінше шприцте және пластинада. Бірақ сіз әрқашан дененің өзі не істеп жатқанын қолмен реттей алмайсыз. Адам ұйықтауы керек, ал ұйықтап жатқанда инсулин деңгейі төмендей береді; адам күнделікті жағдайларға байланысты уақытында тамақтанбауы мүмкін - содан кейін инсулиннің жасанды деңгейінің әсерінен оның қант деңгейі төмендейді. Негізінде, өмір глюкоза деңгейінің шектерінің туннелінде болады, одан тыс кома бар.
Бұл мәселені шешудің бір бөлігі шприцтерді алмастыратын заманауи құрылғылар болды - инсулин сорғылары. Бұл инсулинді автоматты түрде дозалау үшін үздіксіз енгізілетін тері астындағы инені пайдаланатын құрылғы. Бірақ ыңғайлы жеткізудің өзі глюкозаның ағымдағы деңгейі туралы деректерсіз дұрыс инсулинді алмастыру терапиясына кепілдік бермейді. Бұл дәрігерлер мен биотехнологтардың тағы бір бас ауруы: жылдам сынақтар және инсулин мен глюкоза деңгейінің динамикасын дұрыс болжау. Техникалық тұрғыдан бұл глюкозаның үздіксіз мониторингі - CGM жүйелері түрінде жүзеге асырыла бастады. Бұл тері астына үнемі енгізілген сенсордан деректерді үздіксіз оқитын әртүрлі құрылғылар. Бұл әдіс классикалық әдіске қарағанда аз жарақат және пайдаланушылар үшін тартымды. , бірақ қант деңгейі әлі де өте «төмендесе» немесе уақыт өте тез өзгеретін болса, соңғысы дәлірек және пайдалануға ұсынылады.
Бұл жүйедегі аралық буын адам – әдетте науқастың өзі. Ол глюкометр көрсеткіштеріне және күтілетін тенденцияға байланысты инсулинмен қамтамасыз етуді реттейді - ол тәттілерді жеді ме немесе түскі асты өткізіп жіберуге дайындалады. Бірақ дәл электроника фонында адам әлсіз буынға айналады - егер ұйқы кезінде ол ауыр гипогликемияға ұшырап, есін жоғалтса ше? Немесе ол өзін басқа орынсыз ұстай ма, құрылғыны ұмытып/сағынып/қате орната ма, әсіресе ол әлі бала болса? Мұндай жағдайларда көптеген адамдар инсулинді енгізу құрылғысы глюкоза сенсорларынан шығуға бағытталған болатындай кері байланыс жүйелерін құру туралы ойлады.
Кері байланыс және ашық дереккөз
Дегенмен, бірден мәселе туындайды - нарықта көптеген сорғылар мен глюкометрлер бар. Сонымен қатар, бұл барлық атқарушы құрылғылар және оларды басқаратын жалпы процессор мен бағдарламалық қамтамасыз ету қажет.
Мақалалар қазірдің өзінде Habre [, ] екі құрылғыны бір жүйеге біріктіру тақырыбы бойынша. Үшінші жағдайды қосудан басқа, мен сізге ұқсас жүйелерді өз бетімен жинағысы келетін энтузиастардың күш-жігерін біріктіретін жаһандық жобалар туралы аздап айтып беремін.
OpenAPS (Ашық жасанды ұйқы безі жүйесі) жобасының негізін Сиэтлден келген Дана Льюис қойған. 2014 жылдың аяғында ол да 1 типті қант диабетімен ауыратындықтан, осындай тәжірибе жасауға шешім қабылдады. Құрылғыны егжей-тегжейлі сипаттап, тырысып көргеннен кейін ол ақырында тапты , ол өзіңіздің жеке CGM есептегішіңізді және сорғыңызды әртүрлі өндірушілердің әртүрлі нұсқаларында, қажетті аралық құрылғылармен, Github-тағы бағдарламалық жасақтама опцияларымен, өсіп келе жатқан пайдаланушылар қауымдастығының көптеген құжаттамаларымен қалай біріктіру керектігін егжей-тегжейлі сипаттайды. OpenAPS баса назар аударатын ең маңызды аспект «біз сізге егжей-тегжейлі нұсқаулармен көмектесеміз, бірақ сіз бәрін өзіңіз жасауыңыз керек». Өйткені, мұндай әрекеттер FDA-ның (құзырына барлық дәрі-дәрмектер мен медициналық өнімдерді қамтитын Американың азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы) елеулі санкцияларынан бір қадам алыс. Ал егер ол сізге сертификатталған құрылғыларды бұзуға және оларды өзіңізде пайдалану үшін оларды үйде жасалған жүйелерге біріктіруге тыйым сала алмаса, оны жасауға немесе сатуға көмектесетін кез келген әрекет қатаң жазаланады. OpenAPS-тің екінші, бірақ кем емес маңызды идеясы - үйде жасалған жүйенің қауіпсіздігі. Пішіндегі құжаттама және нақты, егжей-тегжейлі алгоритмдер науқасқа көмектесуге және өзіне зиян келтірмеуге бағытталған.
Nightscout тіркелгісінің терезесі
Тағы бір жоба , пайдаланушыларға смартфон, смарт сағат және басқа құрылғылар арқылы нақты уақыт режимінде CGM құрылғыларынан деректерді бұлттық қоймаға жүктеп салуға, сондай-ақ алынған деректерді көруге және өңдеуге мүмкіндік береді. Жоба деректерді барынша ақпаратты және ыңғайлы пайдалануға бағытталған, сонымен қатар егжей-тегжейлі нұсқаулықтарды қамтиды, мысалы, бір немесе басқа ОЖ бар смартфондары бар глюкометрлер және қажетті бағдарламалық қамтамасыз ету және аралық таратқыштар.
Деректерді визуализациялау сіздің өмір салтыңыздағы глюкозаның күнделікті ауытқуын анықтау және мінез-құлық пен тамақтануды ықтимал түзету, деректерді ыңғайлы графикалық түрде смартфонға немесе смарт сағатқа жіберу, жақын болашақтағы глюкоза деңгейінің тенденцияларын болжау үшін және Сонымен қатар, бұл деректерді OpenAPS бағдарламалық құралы арқылы оқуға және өңдеуге болады. Бұл Лиам өз жобасында дәл осылай пайдаланады. KDPV мақалаларында - оның бұлттық қызметтегі жеке деректері, мұнда оң жақтағы күлгін «шанышқы» OpenAPS болжаған глюкозаның болжамды деңгейлері болып табылады.
Лиамның жобасы
Сіз жоба туралы оның блогындағы тиісті жазбадан егжей-тегжейлі оқи аласыз, мен оны схемалық және түсінікті түрде қайталауға тырысамын.
Hard келесі құрылғыларды қамтиды: Лиамның бастапқыда болған Medtronic инсулин сорғысы; NFC сенсоры бар CGM (глюкометр) FreeStyle Libre; оған MiaoMiao таратқышы қосылған, ол теріні NFC сенсорынан смартфонға Bluetooth арқылы деректерді жібереді; Open APS көмегімен бүкіл жүйені басқаруға арналған процессор ретінде Intel Edison микрокомпьютері; Explorer HAT - соңғысын смартфонмен және сорғымен қосуға арналған радиотаратқыш.
Шеңбер аяқталды.
Бүкіл жабдықтың құны Лиамға бұрын болған сорғыны есептемегенде € 515 болды. Ол өзінің барлық заттарын Amazon-дан, соның ішінде тоқтатылған Эдисонға тапсырыс берді. Сондай-ақ, CGM Libre үшін тері астындағы сенсорлар қымбат шығын материалы болып табылады - бір дана үшін 70 еуро, ол 14 күнге созылады.
Бағдарламалық жасақтама: біріншіден, Edison үшін Jubilinux Linux дистрибутиві, содан кейін оған OpenAPS орнату, оның айтуынша, құрылғының авторы зардап шеккен. Одан әрі CGM-ден смартфонға және бұлтқа деректерді беруді орнату болды, ол үшін xDrip қосымшасының жеке құрастыруын лицензиялау керек болды (150 еуро) және Nightscout-ты орнату - арнайы плагиндер арқылы OpenAPS-пен «үйлену» керек болды. . Бүкіл құрылғының жұмысында да проблемалар болды, бірақ Nightscout қауымдастығы Лиамға қателерді табуға көмектесті.
Әрине, автор жобаны тым күрделендіріп жіберген сияқты көрінуі мүмкін. Ұзақ уақыт бойы тоқтатылған Intel Edison-ды Лиам «Raspberry Pi-ге қарағанда энергияны тиімдірек» деп таңдады. Сондай-ақ Apple операциялық жүйесі бағдарламалық жасақтама лицензиясы мен Android смартфонымен салыстырылатын шығындарға қатысты қиындықтарды қосты. Дегенмен, оның тәжірибесі пайдалы және салыстырмалы түрде аз ақша үшін көптеген адамдардың өмір сүру сапасын айтарлықтай жақсартуға арналған үйде жасалған құрылғылардың көптеген ұқсас жобаларын қосады. Өз күштері мен дағдыларына көбірек сенуге дағдыланған адамдар.
Лиам 1 типті қант диабеті оны босатты деп санайды және ол жасаған құрылғы өз денесін басқарудың психологиялық жайлылығын қалпына келтірудің бір жолы. Қалыпты өмір салтын қалпына келтірумен қатар, жабық циклді инсулин сорғы жүйесін жасау ол үшін өзін-өзі көрсетудің күшті тәжірибесі болды. «Ауруханаға түскенше, JS коды арқылы метаболизміңізді бақылауда ұстаған дұрыс», - деп жазады ол.
Ақпарат көзі: www.habr.com