"Saya seorang cyborg sekarang!" - Liam Zibidi Australia, seorang pengaturcara muda, jurutera blokchain/Fullstack dan penulis, dengan bangga mengisytiharkan, sambil dia memaparkan dirinya di halaman . Pada awal Ogos, dia menyelesaikan projek DIYnya untuk mencipta peranti boleh pakai, yang tanpa segan silu digelarnya sebagai "pankreas buatan." Sebaliknya, kita bercakap tentang pam insulin kawal selia sendiri, dan cyborg kita tidak mengambil jalan mudah dalam beberapa aspek ciptaannya. Baca lebih lanjut mengenai konsep peranti dan teknologi sumber terbuka yang bergantung padanya kemudian dalam artikel.
ilustrasi dengan pengecualian rajah peranti diambil daripada
Diabetes untuk dummies
Liam menghidap diabetes jenis 1.
Sekiranya betul, maka perkataan "diabetes" bermaksud sekumpulan penyakit dengan peningkatan diuresis - pengeluaran air kencing, tetapi perkadaran pesakit diabetes mellitus (DM) lebih besar, dan nama pendek telah diam-diam mengambil akar untuk DM. Pada Zaman Pertengahan, kebanyakan pesakit diabetes mencatatkan kehadiran gula dalam air kencing mereka. Agak lama berlalu sebelum penemuan hormon insulin (yang juga menjadi protein urutan pertama dalam sejarah) dan peranannya dalam patogenesis diabetes.
Insulin adalah hormon terpenting yang mengawal metabolisme banyak bahan, tetapi kesan utamanya adalah pada metabolisme karbohidrat, termasuk gula "utama" - glukosa. Untuk metabolisme glukosa dalam sel, insulin adalah, secara kasarnya, molekul isyarat. Terdapat molekul reseptor insulin khas pada permukaan sel. "Duduk" di atasnya, insulin memberikan isyarat untuk melancarkan lata tindak balas biokimia: sel mula aktif mengangkut glukosa ke dalam melalui membrannya dan memprosesnya secara dalaman.
Proses penghasilan insulin boleh diibaratkan seperti kerja sukarelawan manusia yang datang memerangi banjir. Tahap insulin bergantung pada jumlah glukosa: lebih banyak, lebih banyak tahap insulin keseluruhan meningkat sebagai tindak balas. Saya ulangi: tahap dalam tisu yang penting, dan bukan bilangan molekul, yang berkadar terus dengan glukosa, kerana insulin itu sendiri tidak mengikat glukosa dan tidak dibelanjakan untuk metabolismenya, sama seperti sukarelawan tidak meminumnya. air masuk, tetapi membina empangan pada ketinggian tertentu. Dan adalah perlu untuk mengekalkan tahap insulin tertentu ini pada permukaan sel, serta ketinggian empangan sementara di kawasan banjir.
Adalah jelas bahawa jika insulin tidak mencukupi, metabolisme glukosa terganggu, ia tidak masuk ke dalam sel, terkumpul dalam cecair biologi. Ini adalah patogenesis diabetes. Sebelum ini, terdapat terminologi yang mengelirukan "diabetes yang bergantung kepada insulin / bebas," tetapi lebih tepat untuk mengklasifikasikannya seperti berikut: diabetes jenis 1 adalah kekurangan fizikal insulin (sebabnya selalunya kematian sel pankreas); Diabetes jenis 2 adalah penurunan tindak balas badan terhadap tahap insulinnya sendiri (semua sebab tidak difahami sepenuhnya dan pelbagai). Jenis pertama - terdapat beberapa sukarelawan dan mereka tidak mempunyai masa untuk membina empangan; Jenis 1 - empangan dengan ketinggian biasa, tetapi sama ada penuh dengan lubang atau dibina melintang.
Masalah pelarasan manual
Kedua-dua jenis, kerana ia menjadi jelas, membawa kepada peningkatan tahap glukosa di luar sel - dalam darah, air kencing, yang mempunyai kesan negatif pada seluruh badan. Kita perlu hidup dengan mengira ΠΈ dalam picagari dan pinggan, masing-masing. Tetapi anda tidak boleh sentiasa mengawal secara manual apa yang dilakukan oleh badan itu sendiri. Seseorang mesti tidur, dan semasa tidur, tahap insulin terus jatuh; seseorang mungkin, disebabkan keadaan seharian, tidak makan tepat pada masanya - dan kemudian paras gulanya akan turun di bawah pengaruh tahap insulin yang dikekalkan secara buatan. Pada dasarnya, kehidupan mendapati dirinya dalam terowong had paras glukosa, di luarnya terdapat koma.
Sebahagian daripada penyelesaian kepada masalah ini ialah peranti moden yang menggantikan picagari - pam insulin. Ini adalah peranti yang menggunakan jarum hipodermik yang dimasukkan secara berterusan untuk mendos insulin secara automatik. Tetapi penghantaran yang mudah sahaja tidak menjamin terapi penggantian insulin yang betul tanpa data tentang tahap glukosa semasa. Ini adalah satu lagi sakit kepala untuk doktor dan ahli bioteknologi: ujian pantas dan ramalan yang betul tentang dinamik tahap insulin dan glukosa. Secara teknikal, ini mula dilaksanakan dalam bentuk pemantauan glukosa berterusan - sistem CGM. Ini ialah pelbagai peranti yang membaca data secara berterusan daripada penderia yang sentiasa dimasukkan di bawah kulit. Kaedah ini kurang traumatik dan lebih menarik kepada pengguna berbanding kaedah klasik. , tetapi yang terakhir adalah lebih tepat dan disyorkan untuk digunakan jika paras gula masih sangat "turun" atau entah bagaimana berubah dengan cepat dari semasa ke semasa.
Pautan perantaraan dalam sistem ini adalah seseorang - biasanya pesakit itu sendiri. Ia melaraskan bekalan insulin bergantung pada bacaan glukometer dan arah aliran yang dijangka - sama ada dia telah makan gula-gula atau sedang bersiap untuk melangkau makan tengah hari. Tetapi dengan latar belakang elektronik ketepatan, seseorang menjadi pautan yang lemah - bagaimana jika semasa tidur dia mengalami hipoglikemia yang teruk dan tidak sedarkan diri? Atau adakah dia akan berkelakuan dengan cara lain yang tidak sesuai, lupa/rindu/sediakan peranti dengan salah, terutamanya jika dia masih kanak-kanak? Dalam kes sedemikian, ramai orang telah berfikir tentang mencipta sistem maklum balas - supaya peranti input insulin berorientasikan kepada output daripada sensor glukosa.
Maklum balas dan sumber terbuka
Walau bagaimanapun, masalah segera timbul - terdapat banyak pam dan glucometer di pasaran. Selain itu, ini semua adalah peranti eksekutif, dan mereka memerlukan pemproses dan perisian biasa yang mengawalnya.
Artikel telah pun diterbitkan di HabrΓ© [, ] mengenai topik menggabungkan dua peranti ke dalam satu sistem. Selain menambah kes ketiga, saya akan memberitahu anda sedikit tentang projek global yang menggabungkan usaha peminat yang ingin memasang sistem yang serupa sendiri.
Projek OpenAPS (Sistem Pankreas Buatan Terbuka) diasaskan oleh Dana Lewis dari Seattle. Pada penghujung tahun 2014, dia, juga penghidap diabetes jenis 1, memutuskan untuk melakukan eksperimen yang sama. Selepas mencuba dan kemudian menerangkan perantinya secara terperinci, dia akhirnya dapati , yang menerangkan secara terperinci cara menggabungkan meter dan pam CGM anda sendiri, dalam pelbagai variasi daripada pengeluar yang berbeza, dengan peranti perantaraan yang diperlukan, pilihan perisian pada Github, dengan banyak dokumentasi daripada komuniti pengguna yang semakin meningkat. Aspek paling penting yang OpenAPS tekankan ialah "kami akan membantu anda dengan arahan terperinci, tetapi anda mesti melakukan semuanya sendiri." Hakikatnya ialah aktiviti sedemikian adalah selangkah lagi daripada sekatan serius daripada FDA (Pentadbiran Makanan dan Ubat Amerika, yang bidang kuasanya merangkumi semua ubat dan produk perubatan). Dan jika dia tidak boleh melarang anda daripada memecahkan peranti yang diperakui dan menggabungkannya ke dalam sistem buatan sendiri untuk menggunakannya pada diri anda sendiri, maka sebarang percubaan untuk membantu anda membuat atau menjualnya akan dihukum berat. Idea kedua, tetapi tidak kurang pentingnya OpenAPS ialah keselamatan sistem buatan sendiri. Dokumentasi dalam borang dan algoritma yang jelas dan terperinci bertujuan khusus untuk membantu pesakit dan tidak membahayakan dirinya sendiri.
Tetingkap akaun Nightscout
Projek lain , membolehkan pengguna memuat naik data daripada peranti CGM mereka ke storan awan dalam masa nyata melalui telefon pintar, jam tangan pintar dan peranti lain, serta melihat dan memproses data yang diterima. Projek ini bertujuan untuk membuat penggunaan data yang paling bermaklumat dan mudah, dan juga mengandungi panduan terperinci, contohnya, glucometer dengan telefon pintar dengan satu atau OS lain dan perisian yang diperlukan serta pemancar perantaraan.
Visualisasi data adalah penting untuk menentukan turun naik harian dalam glukosa dalam gaya hidup anda dan kemungkinan pembetulan tingkah laku dan pengambilan makanan, untuk menghantar data dalam bentuk grafik yang mudah ke telefon pintar atau jam tangan pintar, untuk meramalkan arah aliran dalam tahap glukosa dalam masa terdekat, dan dalam Selain itu, data ini boleh dibaca dan diproses oleh perisian OpenAPS. Inilah yang Liam gunakan dalam projeknya. Mengenai artikel KDPV - data peribadinya daripada perkhidmatan awan, dengan "garpu" ungu di sebelah kanan ialah paras glukosa yang diramalkan yang diramalkan oleh OpenAPS.
Projek Liam
Anda boleh membaca tentang projek itu secara terperinci dalam entri yang sepadan di blognya, saya hanya akan cuba menceritakannya semula dengan lebih skema dan jelas.
The Hard termasuk peranti berikut: pam insulin Medtronic yang pada asalnya Liam ada; CGM (glucometer) FreeStyle Libre dengan sensor NFC; yang disambungkan kepadanya ialah pemancar MiaoMiao, yang menghantar data daripada sensor NFC kulit ke telefon pintar melalui Bluetooth; Mikrokomputer Intel Edison sebagai pemproses untuk mengawal keseluruhan sistem menggunakan Open APS; Explorer HAT ialah pemancar radio untuk menyambungkan yang terakhir dengan telefon pintar dan pam.
Bulatan sudah lengkap.
Keseluruhan perkakasan berharga Liam β¬515, tidak termasuk pam yang dimilikinya sebelum ini. Dia memesan semua barangnya dari Amazon, termasuk Edison yang dihentikan. Juga, penderia subkutaneus untuk CGM Libre adalah bahan habis pakai yang mahal - 70 euro sekeping, yang bertahan selama 14 hari.
Perisian: pertama, pengedaran Linux Jubilinux untuk Edison dan kemudian memasang OpenAPS padanya, yang dideritai oleh pengarang peranti itu, menurutnya. Seterusnya ialah menyediakan pemindahan data dari CGM ke telefon pintar dan ke awan, yang mana dia perlu melesenkan binaan peribadi aplikasi xDrip (150 euro) dan menyediakan Nightscout - ia mesti "berkahwin" dengan OpenAPS melalui pemalam khas . Terdapat juga masalah dengan pengendalian keseluruhan peranti, tetapi komuniti Nightscout berjaya membantu Liam mencari pepijat.
Sudah tentu, ia mungkin kelihatan bahawa pengarang telah terlalu merumitkan projek itu. Intel Edison yang telah lama dihentikan telah dipilih oleh Liam sebagai "lebih cekap tenaga daripada Raspberry Pi." Apple OS juga menambah kesukaran dengan lesen perisian dan kos yang setanding dengan telefon pintar Android. Walau bagaimanapun, pengalamannya berguna dan akan menambah kepada banyak projek serupa peranti buatan sendiri, yang direka untuk meningkatkan kualiti hidup ramai orang dengan ketara dengan wang yang agak sedikit. Orang yang semakin terbiasa bergantung pada kekuatan dan kemahiran sendiri.
Liam berhujah bahawa diabetes jenis 1 telah menyebabkan dia tidak bebas, dan peranti yang dia cipta adalah cara untuk mendapatkan semula keselesaan psikologi kawalan ke atas tubuhnya sendiri. Dan di samping mendapatkan semula gaya hidup normalnya, mencipta sistem pam insulin gelung tertutup merupakan pengalaman ekspresi diri yang kuat untuknya. "Adalah lebih baik untuk memastikan metabolisme anda terkawal dengan kod JS daripada berakhir di hospital," tulisnya.
Sumber: www.habr.com