"Мен азыр киборгмун!" - Австралиялык Лиам Зибиди, жаш программист, blockchain/Fullstack инженери жана жазуучусу, өзүнүн баракчаларында өзүн көрсөтүп жатып, сыймыктануу менен жарыялайт. . Август айынын башында ал тагынуучу аппаратты түзүү боюнча өзүнүн DIY долбоорун аяктап, аны уялбастан “жасалма уйку бези” деп атаган. Тескерисинче, биз өзүн-өзү жөнгө салуучу инсулин насосу жөнүндө сөз болуп жатат, жана биздин киборг өзүнүн жаратуусунун кээ бир аспектилеринде оңой жолду тандаган жок. Аппараттын концепциясы жана ал таянган ачык булак технологиялары тууралуу кененирээк макаладан окуңуз.
аппараттын диаграммасын кошпогондо иллюстрациялар алынган
Муляждар үчүн диабет
Лиам 1-типтеги кант диабети менен ооруйт.
Эгерде ал туура болсо, анда "кант диабети" деген сөз диурездин көбөйүшү менен оорулардын тобун билдирет - заара чыгаруу, бирок кант диабети (КМ) менен ооругандардын үлүшү көбүрөөк жана кыскача аталышы DM үчүн жашыруун тамыр алган. Орто кылымдарда кант диабети менен ооругандардын көбү заарада кант бар экенин белгилешкен. Инсулин гормонунун ачылышына чейин бир топ убакыт өттү (бул дагы тарыхта биринчи толугу менен секвенирленген протеин болмокчу) жана анын диабеттин патогенезиндеги ролу.
Инсулин - көптөгөн заттардын метаболизмин жөнгө салуучу эң маанилүү гормон, бирок анын негизги таасири углеводдордун, анын ичинде "негизги" канттын - глюкозанын метаболизмине кирет. Клеткалардагы глюкозанын метаболизми үчүн инсулин, болжол менен айтканда, сигнал берүүчү молекула. Клеткалардын бетинде атайын инсулин кабылдагыч молекулалары бар. Алардын үстүндө "отурган" инсулин биохимиялык реакциялардын каскадын баштоо үчүн сигнал берет: клетка глюкозаны мембранасы аркылуу жигердүү түрдө ташып, аны ички иштете баштайт.
Инсулинди өндүрүү процессин суу ташкыны менен күрөшүүгө келген ыктыярчылардын эмгегине салыштырууга болот. Инсулиндин деңгээли глюкозанын көлөмүнө жараша болот: канчалык көп болсо, жооп катары инсулиндин жалпы деңгээли ошончолук жогорулайт. Кайталап айтам: глюкозага түз пропорционалдуу молекулалардын саны эмес, кыртыштардагы деңгээл маанилүү, анткени инсулин өзү глюкоза менен байланышпайт жана анын метаболизмине сарпталбайт, ыктыярдуулар ичпей тургандай эле. кирүүчү суу, бирок белгилүү бир бийиктикте дамбаларды куруу. Ал эми клеткалардын бетинде инсулиндин бул белгилүү деңгээлин, ошондой эле суу каптаган аймактардагы убактылуу дамбалардын бийиктигин сактоо зарыл.
Инсулин жетишсиз болсо, глюкозанын метаболизми бузулуп, биологиялык суюктуктарда топтолуп, клеткаларга өтпөй турганы түшүнүктүү. Бул диабет патогенези болуп саналат. Буга чейин "инсулинге көз каранды/көз карандысыз диабет" деген түшүнүксүз терминология бар болчу, бирок аны төмөнкүдөй классификациялоо туурараак болот: 1-типтеги диабет - инсулиндин физикалык жетишсиздиги (анын себеби көбүнчө уйку безинин клеткаларынын өлүмү); 2-тип кант диабети - бул организмдин өзүнүн инсулин деңгээлине жооп кайтаруусунун төмөндөшү (бардык себептери толук түшүнүктүү эмес жана ар түрдүү). 1-тип - волонтерлор аз жана алар дамба курууга үлгүрбөйт; 2-тип - нормалдуу бийиктиктеги, бирок тешиктерге толгон же туурасынан курулган дамбалар.
Кол менен жөндөө маселеси
Эки түрү тең, белгилүү болгондой, глюкозанын клеткалардын сыртында көбөйүшүнө алып келет - канда, заарада, бул бүт денеге терс таасирин тийгизет. Эсептеп жашашыбыз керек и шприцке жана тарелкага. Бирок сиз дайыма эле дененин өзү эмне кылып жатканын кол менен жөнгө сала албайсыз. Адам укташы керек, уктап жатканда инсулиндин деңгээли төмөндөй берет; адам күнүмдүк жагдайлардан улам, өз убагында тамактанбашы мүмкүн - андан кийин анын канттын деңгээли инсулиндин жасалма түрдө сакталган деңгээлинин таасири астында төмөндөйт. Чындыгында, жашоо глюкоза деңгээлинин чегинин туннелинде болот, андан ары кома пайда болот.
Бул маселени чечүүнүн бир бөлүгү шприцтерди алмаштырган заманбап аппараттар - инсулин насостору болду. Бул инсулинди автоматтык түрдө дозалоо үчүн тынымсыз киргизилген тери ийнесин колдонгон аппарат. Бирок бир гана ыңгайлуу жеткирүү глюкозанын учурдагы деңгээли жөнүндө маалыматсыз туура инсулин алмаштыруучу терапияны кепилдик бере албайт. Бул дарыгерлер менен биотехнологдордун дагы бир баш оорусу: тез тесттер жана инсулин менен глюкозанын деңгээлинин динамикасын туура болжолдоо. Техникалык жактан алганда, бул үзгүлтүксүз глюкоза мониторинг түрүндө ишке ашырыла баштады - CGM системалары. Булар теринин астына тынымсыз киргизилген сенсордон маалыматтарды тынымсыз окуган ар түрдүү түзүлүштөр. Бул ыкма классикалык ыкмага караганда азыраак травма жана колдонуучулар үчүн жагымдуураак. , бирок канттын деңгээли дагы эле өтө "төмөндөп" же кандайдыр бир жол менен убакыттын өтүшү менен тез өзгөрүп кетсе, акыркысы так жана колдонууга сунушталат.
Бул системанын ортоңку звеносу адам – көбүнчө пациенттин өзү. Ал глюкометрдин көрсөткүчтөрүнө жана күтүлгөн тенденцияга жараша инсулин менен камсыз кылууну жөнгө салат - ал таттуу жегенби же түшкү тамакты өткөрүп жиберүүгө даярданып жатабы. Бирок так электрониканын фонунда адам алсыз звеного айланат - эгер уктап жатканда ал катуу гипогликемиядан жабыркап, эсин жоготуп алсачы? Же ал өзүн башка туура эмес алып жүрөбү, унутуп/сагынып/ туура эмес орнотуп коёбу, өзгөчө ал дагы эле бала болсо? Мындай учурларда, көптөгөн адамдар инсулин киргизүү аппараты глюкоза сенсорлорунун чыгышына багытталган деп, пикир системаларын түзүү жөнүндө ойлонушту.
Пикир жана ачык булак
Бирок, дароо көйгөй пайда болот - рынокто көптөгөн насостор жана глюкометрлер бар. Кошумчалай кетсек, бул бардык аткаруучу түзмөктөр жана аларды башкаруучу жалпы процессор жана программалык камсыздоо керек.
Макалалар буга чейин Habré [, ] эки түзүлүштү бир системага бириктирүү темасында. Үчүнчү учурду кошуудан тышкары, мен сизге окшош системаларды өз алдынча чогултууну каалаган энтузиасттардын аракеттерин бириктирген глобалдык долбоорлор жөнүндө бир аз айтып берем.
OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) долбоору Сиэтлден келген Дана Льюис тарабынан негизделген. 2014-жылдын аягында, ал дагы 1-типтеги кант диабети менен ооругандыктан, ушундай эле эксперимент жасоону чечкен. Аракет кылып, анан анын аппаратын майда-чүйдөсүнө чейин сүрөттөп бергенден кийин, ал акыры ачты , анда өзүңүздүн CGM эсептегичиңизди жана насосуңузду ар кандай өндүрүүчүлөрдүн ар кандай вариацияларында, керектүү ортоңку шаймандар, Githubдагы программалык камсыздоо параметрлери, өсүп келе жаткан колдонуучулар коомчулугунун көптөгөн документтери менен кантип айкалыштыруу керектиги кеңири сүрөттөлөт. OpenAPS баса белгилеген эң маанилүү аспект - бул "биз сизге деталдуу көрсөтмөлөр менен жардам беребиз, бирок баарын өзүңүз жасашыңыз керек." Чындыгында, мындай иш-аракеттер FDAнын олуттуу санкцияларынан бир кадам алыс турат (америкалык тамак-аш жана дары-дармек башкармалыгы, анын юрисдикциясына бардык дары-дармектер жана медициналык буюмдар кирет). Жана эгер ал сизге сертификатталган түзмөктөрдү бузуп, аларды өзүңүздө колдонуу үчүн үй системаларына айкалыштырууга тыюу сала албаса, анда сизге аны жасоого же сатууга жардам берүү аракети катуу жазаланат. Экинчи, бирок андан кем эмес маанилүү OpenAPS идеясы - бул үйдө жасалган системанын коопсуздугу. Формадагы документация жана так, деталдуу алгоритмдер бейтапка жардам берүүгө жана өзүнө зыян келтирбөөгө багытталган.
Nightscout эсебинин терезеси
Дагы бир долбоор , колдонуучуларга смартфон, акылдуу саат жана башка түзмөктөр аркылуу реалдуу убакыт режиминде CGM түзмөктөрүнөн маалыматтарды булут сактагычына жүктөөгө, ошондой эле алынган маалыматтарды көрүү жана иштетүүгө мүмкүндүк берет. Долбоор маалыматтарды эң маалыматтык жана ыңгайлуу пайдаланууга багытталган, ошондой эле деталдуу колдонмолорду камтыйт, мисалы, тигил же бул ОС менен смартфондор жана керектүү программалык камсыздоо жана аралык өткөргүчтөрү бар глюкометрлер.
Берилиштерди визуалдаштыруу жашооңуздагы глюкозанын күнүмдүк өзгөрүшүн аныктоо жана жүрүм-турумуңузду жана тамак-ашыңыздын мүмкүн болгон коррекциясын аныктоо, маалыматтарды ыңгайлуу графикалык түрдө смартфонго же акылдуу саатка өткөрүп берүү, жакынкы келечекте глюкоза деңгээлинин тенденцияларын болжолдоо үчүн маанилүү. кошумча, бул маалыматтарды окуу жана OpenAPS программалык камсыздоо менен иштетүүгө болот. Дал ушуну Лиам өзүнүн долбоорунда колдонот. KDPV макалаларында - анын булут кызматындагы жеке маалыматтары, мында оң жактагы кызгылт көк "айры" OpenAPS тарабынан болжолдонгон глюкозанын болжолдонгон деңгээли.
Лиамдын долбоору
Долбоор жөнүндө анын блогундагы тиешелүү жазуудан кеңири окуй аласыз, мен аны схемалык түрдө жана так айтып берүүгө аракет кылам.
Hard төмөнкү түзмөктөрдү камтыйт: Liam башында болгон Medtronic инсулин насосу; NFC сенсору менен CGM (глюкометр) FreeStyle Libre; ага MiaoMiao өткөргүч туташтырылган, ал теринин NFC сенсорунан маалыматтарды смартфонго Bluetooth аркылуу өткөрөт; Open APS аркылуу бүт системаны башкаруу үчүн процессор катары Intel Edison микрокомпьютери; Explorer HAT – бул акыркыны смартфон жана насос менен туташтыруу үчүн радио өткөргүч.
Тегерек бүттү.
Лиамга мурда болгон насосту кошпогондо, бүт жабдык 515 еврого турду. Ал өзүнүн бардык буюмдарын Амазонкадан, анын ичинде токтотулган Эдисонго заказ берген. Ошондой эле, CGM Libre үчүн тери астындагы сенсорлор кымбат чыгымдалуучу - бир даанасы 70 евро, ал 14 күнгө созулат.
Программалык камсыздоо: биринчиден, Edison үчүн Jubilinux Linux дистрибьютору, андан кийин ага OpenAPS орнотуу, анын айтымында, аппараттын автору андан жапа чеккен. Андан кийин CGMден смартфонго жана булутка маалыматтарды өткөрүп берүүнү орнотуу болду, бул үчүн ал xDrip тиркемесинин жеке түзүлүшүн лицензиялашы керек болчу (150 евро) жана Nightscoutти орнотуу - атайын плагиндер аркылуу OpenAPS менен "үйлөнүү" керек болчу. . Бүтүндөй аппараттын иштешинде да көйгөйлөр болгон, бирок Nightscout коомчулугу Лиамга мүчүлүштүктөрдү табууга ийгиликтүү жардам берген.
Албетте, автор долбоорду ашыкча татаалдаштыргандай сезилиши мүмкүн. Көптөн бери токтотулган Intel Эдисонду Лиам "Raspberry Piге караганда энергияны үнөмдүү" деп тандап алган. Apple OS ошондой эле программалык камсыздоонун лицензиясы менен кыйынчылыктарды жана Android смартфонуна окшош чыгымдарды кошту. Бирок, анын тажрыйбасы пайдалуу жана салыштырмалуу аз акча үчүн көптөгөн адамдардын жашоосунун сапатын олуттуу жакшыртуу үчүн иштелип чыккан үй түзүлүштөрүнүн көптөгөн окшош долбоорлорун кошот. Өз күчтөрүнө жана жөндөмдөрүнө таянууга барган сайын көнүп калган адамдар.
Лиамдын ырасташынча, 1-типтеги кант диабети аны боштондукка алып келди жана ал жараткан аппарат өз денесин башкаруунун психологиялык комфортуна кайтаруунун бир жолу. Кадимки жашоо образын калыбына келтирүүдөн тышкары, жабык цикл инсулин насостук системасын түзүү ал үчүн өзүн-өзү көрсөтүүнүн күчтүү тажрыйбасы болгон. "Ооруканага түшкөндөн көрө, метаболизмиңизди JS коду менен көзөмөлдөгөн жакшы" деп жазат ал.
Source: www.habr.com