«Tani tani ashtu sikur kibernetika!» - deklaron me krenari australiani Liam Zabidi, një programues i ri, inxhinier blockchain/Fullstack dhe shkrimtar, siç e paraqet veten në faqet e tij . Në fillim të gushtit, ai përfundoi projektin e tij DIY për krijimin e një pajisjeje të veshur, që ai pa modestinë e tij e quajti «pankreas artificial». Bëhet fjalë më shumë për një pompë insuline vetë-regulluese, dhe ky kibernetik në disa aspekte të krijimit të tij nuk kërkonte rrugë të lehta. Më shumë për konceptin e pajisjes dhe teknologjitë open source mbi të cilat ai mbështetet - në vazhdim të artikullit.
ilustrimet përveç skemës së pajisjes janë marrë nga
Diabeti i sheqerit për dummies
Liam ka diabet tip 1.
Nëse e themi saktë - fjala «diabet» do të thotë një grup sëmundjesh me diurez të rritur - përzgjedhje të urinës, por përqindja e pacientëve me diabet të sheqerit (DS) është më e madhe, dhe emri i shkurtër është pranuar pa zyrtarizim për DS. Edhe në mesjetë, tek shumica e pacientëve me DS është vërejtur prania e sheqerit në urinën e tyre. Kaloi një kohë e madhe deri në zbulimin e hormonit insulin (i cili gjithashtu do të bëhej proteina e parë plotësisht e sekuestruar në histori) dhe rolit të tij në patogjenezën e DS.
Insulina është hormoni më i rëndësishëm që rregullon metabolizmin e shumë substancave, por ndikimi kryesor e ka në shkëmbimin e karbohidrateve, përfshirë «sheqerin kryesor» - glukozën. Për metabolizmin e glukozës në qeliza, insulina është, në mënyrë të thjeshtë, molekula sinjaluese. Në sipërfaqen e qelizave ekzistojnë molekula specifike receptorësh të insulinës. Duke «u ulur» mbi to, insulina jep një signal për të nisur një kaskadë reaksionesh biokimike: qeliza fillon të transportojë glukozën aktivisht brenda përmes membranës së saj dhe ta përpunojë atë brenda.
Procesi i prodhimit të insulinës mund të krahasohet me punën e njerëzve vullnetarë që vijnë për të luftuar një përmbytje. Niveli i insulinës varet nga sasia e glukozës: sa më shumë të jetë, aq më shumë rritet niveli i përgjithshëm i insulinës në përgjigje. E përsëris: është e rëndësishme niveli në indet, dhe jo sasia e molekulave, që është direkt proporcional me glukozën, pasi insulina vetë nuk lidhet me glukozën dhe nuk shpenzohet për metabolizmin e saj, ashtu si vullnetarët nuk e pijnë ujin e mbërritur, por ndërtojnë diga të lartësisë së caktuar. Dhe është e nevojshme të mbahen këtë nivel të caktuar të insulinës në sipërfaqet e qelizave, ashtu si dhe lartësia e digave përkohësisht në pjesët e përmbytura.
ĂshtĂ« e qartĂ« se nĂ«se ndihma nga insulina fillon tĂ« mungojĂ«, atĂ«herĂ« metabolizmi i glukozĂ«s prishet, ajo nuk kalon nĂ« qeliza, duke u akumuluar nĂ« lĂ«ngjet biologjike. Kjo Ă«shtĂ« patogjeneza e Diabetit. MĂ« parĂ« kishte njĂ« terminologji konfuzionuese 'diabeti insulinĂ«-varĂ«s' dhe 'diabeti jo-varĂ«s', por Ă«shtĂ« mĂ« e saktĂ« ta klasifikojmĂ« kĂ«shtu: Diabeti i tipit 1 â Ă«shtĂ« mungesĂ« fizike e insulinĂ«s (shkaku kryesor Ă«shtĂ«, zakonisht, vdekja e qelizave tĂ« pankreasit); Diabeti i tipit 2 â Ă«shtĂ« reduktimi i reagimit tĂ« trupit ndaj nivelit tĂ« insulinĂ«s sĂ« vet (shkaku nuk Ă«shtĂ« pĂ«rcaktuar plotĂ«sisht dhe Ă«shtĂ« i ndryshĂ«m). Tipi 1 â vullnetarĂ«t janĂ« pak dhe ata nuk arrijnĂ« tĂ« ndĂ«rtojnĂ« diga; Tipi 2 â digat janĂ« nĂ« lartĂ«si normale, por janĂ« ose tĂ« gjakosura, ose tĂ« ndĂ«rtuara nĂ« drejtim tĂ« gabuar.
Problemi i rregullimit manual
TĂ« dyja llojet, siç Ă«shtĂ« e qartĂ«, çojnĂ« nĂ« njĂ« nivel tĂ« rritur tĂ« glukozĂ«s jashtĂ« qelizave â nĂ« gjak, urinĂ«, qĂ« ka ndikim negativ nĂ« tĂ« gjithĂ« organizmin. Duhet tĂ« jetosh, duke llogaritur dhe nĂ« shiringĂ« dhe nĂ« pjatĂ« pĂ«rkatĂ«sisht. Por nuk mund tĂ« rregullohet gjithmonĂ« manualisht ajo qĂ« e bĂ«nte vetĂ« organizmi. Njeri duhet tĂ« flejĂ«, dhe gjatĂ« gjumit niveli i insulinĂ«s vazhdon tĂ« bie; njeriu mund tĂ« mos hajĂ« nĂ« kohĂ« pĂ«r shkak tĂ« rrethanave tĂ« zakonshme â dhe atĂ«herĂ« niveli i tij i sheqerit do tĂ« bjerĂ« pĂ«r shkak tĂ« nivelit tĂ« mbajtur artificialisht tĂ« insulinĂ«s. NĂ« thelb, jeta pĂ«rfundon nĂ« njĂ« tunel tĂ« kufijve tĂ« niveleve tĂ« glukozĂ«s, nga lart dhe poshtĂ« tĂ« cilave ndodhet koma.
PjesĂ«risht, zgjidhja pĂ«r kĂ«tĂ« problem janĂ« pajisjet moderne qĂ« zĂ«vendĂ«sojnĂ« shiringat â pompat e insulinĂ«s. Kjo Ă«shtĂ« njĂ« pajisje qĂ« pĂ«rdor njĂ« gjilpĂ«rĂ« nĂ«nlĂ«kurore tĂ« vendosur nĂ« mĂ«nyrĂ« tĂ« vazhdueshme pĂ«r injektimin automatik tĂ« dozave tĂ« insulinĂ«s. Por vetĂ«m kĂ«to injeksione tĂ« rehatshme nuk garantojnĂ« njĂ« terapi tĂ« saktĂ« tĂ« zĂ«vendĂ«simit tĂ« insulinĂ«s pa tĂ« dhĂ«na mbi nivelin aktual tĂ« glukozĂ«s. Kjo Ă«shtĂ« njĂ« tjetĂ«r dhimbje koke pĂ«r mjekĂ«t dhe bioteknologĂ«t: testet e shpejta dhe parashikimi i saktĂ« i dinamikĂ«s sĂ« niveleve tĂ« insulinĂ«s dhe glukozĂ«s. Kjo Ă«shtĂ« teknologjikisht e realizuar nĂ« formĂ«n e sistemeve tĂ« monitorimit tĂ« vazhdueshĂ«m tĂ« glukozĂ«s â CGM. KĂ«to janĂ« pajisje tĂ« ndryshme qĂ« lexojnĂ« vazhdimisht tĂ« dhĂ«na nga njĂ« sensor tĂ« vendosur nĂ«n lĂ«kurĂ«. Ky metodĂ« Ă«shtĂ« mĂ« pak traumatike dhe mĂ« tĂ«rheqĂ«se pĂ«r pĂ«rdoruesit, sesa klasiku , por e fundit Ă«shtĂ« mĂ« e saktĂ« dhe rekomandohet pĂ«r tu pĂ«rdorur nĂ«se niveli i sheqerit Ă«shtĂ« ulur shumĂ« ose ndryshon shpejt me kalimin e kohĂ«s.
NjĂ« pjesĂ« mesatare nĂ« kĂ«tĂ« sistem Ă«shtĂ« njeriu â zakonisht vetĂ« pacienti. Ai rregullon injektimin e insulinĂ«s nĂ« pĂ«rputhje me leximet e glukometrave dhe trendin e pritur â nĂ«se ka ngrĂ«nĂ« diçka tĂ« Ă«mbĂ«l ose po pĂ«rgatitet tĂ« kalojĂ« drekĂ«n. MegjithatĂ«, pĂ«rballĂ« elektronikĂ«s sĂ« saktĂ«, njeriu bĂ«het pika e dobĂ«t â çfarĂ« nĂ«se gjatĂ« gjumit ai lejon njĂ« hipoglikemi tĂ« rĂ«ndĂ« dhe humb vetĂ«dijen? Ose nĂ«se sillet ndryshe, haron/pĂ«rjashton/nuk e konfiguron si duhet pajisjen, sidomos nĂ«se Ă«shtĂ« ende fĂ«mijĂ«? PĂ«r kĂ«to raste, shumĂ« njerĂ«z kanĂ« filluar tĂ« mendojnĂ« pĂ«r krijimin e sistemeve me reagim tĂ« kundĂ«rt â qĂ« pajisja e injeksionit tĂ« insulinĂ«s tĂ« orientohet nga tĂ« dhĂ«nat e sensorĂ«ve tĂ« glukozĂ«s.
Reagimi i kundërt dhe open source
MegjithatĂ«, menjĂ«herĂ« lind problemi â ka shumĂ« pompa dhe glukometra nĂ« treg. PĂ«r mĂ« tepĂ«r, kĂ«to janĂ« pajisje ekzekutuese, dhe ato kanĂ« nevojĂ« pĂ«r njĂ« procesor tĂ« ortak dhe njĂ« softuer qĂ« i menaxhon ato.
Në Habra, janë publikuar artikuj [, ] për temën e bashkimit të dy pajisjeve në një sistem. Përveç shtimit të një rasti të tretë, do të flas pak për projektet globale që bashkojnë përpjekjet e entuziastëve që dëshirojnë të krijojnë sisteme të tilla vetë.
Projekti OpenAPS (Open Artificial Pancreas System, pankreasi artificial i lirĂ«), Ă«shtĂ« themeluar nga Dana Lewis nga Seattle. NĂ« fund tĂ« vitit 2014, ajo, gjithashtu diabetike e tipit 1, vendosi tĂ« provojnĂ« njĂ« eksperiment tĂ« tillĂ«. Pas Provimit dhe pĂ«rshkrimit tĂ« detajuar tĂ« pajisjes sĂ« saj, ajo pĂ«rfundimisht hapi , ku pĂ«rshkruhet nĂ« detaje se si tĂ« lidhni vetĂ« glukometrin tuaj CGM dhe pompatĂ«, nĂ« variacione tĂ« ndryshme nga prodhues tĂ« ndryshĂ«m, me pajisje ndĂ«rmjetĂ«se tĂ« nevojshme, opsione softuqi nĂ« Github, me dokumentacion tĂ« madh nga njĂ« komunitet nĂ« rritje pĂ«rdoruesish. Aspekti mĂ« i rĂ«ndĂ«sishĂ«m, nĂ« tĂ« cilin fokusohet OpenAPS, Ă«shtĂ« âne do t'ju ndihmojmĂ« me udhĂ«zime tĂ« detajuara, por ju duhet ta bĂ«ni vetĂ«â. Kjo Ă«shtĂ« pĂ«r shkak se njĂ« veprimtari e tillĂ« Ă«shtĂ« njĂ« hap nga sanksionet serioze nga FDA (Administrata e Ushqimit dhe Ilaçeve nĂ« SHBA, e cila pĂ«rfshin tĂ« gjitha medikamentet dhe produktet mjekĂ«sore). Dhe nĂ«se ajo nuk mund tĂ« ndalojĂ« qĂ« ju tĂ« prishni pajisjet e certifikuara dhe t'i lidhni ato nĂ« sisteme tĂ« bĂ«rĂ« nĂ« shtĂ«pi pĂ«r t'i pĂ«rdorur nĂ« vetvete, çdo pĂ«rpjekje pĂ«r t'ju ndihmuar ta bĂ«ni kĂ«tĂ« ose pĂ«r ta shitur do tĂ« ndĂ«shkohet rreptĂ«sisht. Ideja e dytĂ«, por po aq e rĂ«ndĂ«sishme pĂ«r OpenAPS, Ă«shtĂ« siguria e sistemit tĂ« bĂ«rĂ« nĂ« shtĂ«pi. Dokumentacioni nĂ« formĂ« dhe algoritme tĂ« qarta e tĂ« detajuara janĂ« tĂ« orientuar drejt mbĂ«shtetjes sĂ« pacientit, jo dĂ«m tĂ« vetes.
dritarja e llogarisë Nightscout
Një projekt tjetër, , lejon përdoruesit të ngarkojnë të dhënat nga pajisjet e tyre CGM në një ruajtje cloud në kohë reale përmes smartphone, orë inteligente dhe pajisje të tjera, si dhe të shikojnë dhe procesojnë të dhënat e marra. Projekti ka për qëllim përdorimin sa më informues dhe të përshtatshëm të të dhënave, dhe gjithashtu përmban guida të detajuara, për shembull, të glukometrave me smartphone me ndonjë OS dhe softin e nevojshëm dhe transmetuesit ndërmjetës.
Vizualizimi i tĂ« dhĂ«nave Ă«shtĂ« i rĂ«ndĂ«sishĂ«m pĂ«r pĂ«rcaktimin e luhatjeve tĂ« pĂ«rditshme tĂ« glukozĂ«s sipas stilit tuaj tĂ« jetesĂ«s dhe korrigjimin e mundshĂ«m tĂ« sjelljes dhe ushqimit, pĂ«r transmetimin e tĂ« dhĂ«nave nĂ« njĂ« format grafik tĂ« pĂ«rshtatshĂ«m nĂ« telefonin tuaj inteligjent ose orĂ«n inteligjente, pĂ«r parashikimin e trendeve tĂ« nivelit tĂ« glukozĂ«s nĂ« tĂ« ardhmen e afĂ«rt, dhe pĂ«rveç kĂ«saj, kĂ«to tĂ« dhĂ«na mund tĂ« lexohen dhe pĂ«rpunohen nga softi OpenAPS. KĂ«tĂ« pĂ«rdor Liam nĂ« projektin e tij. NĂ« KDPV tĂ« artikujve â janĂ« tĂ« dhĂ«nat e tij personale nga shĂ«rbimi nĂ« re, ku "shigjeta" e purpurt djathtas Ă«shtĂ« niveli i parashikuar i glukozĂ«s, i parashikuar nga OpenAPS.
Projekti i Liamit
Për projektin mund të lexoni në detaje në postimin përkatës të blogut të tij, unë thjesht do të përpiqem ta përmbledh atë më skematike dhe vizualisht.
Harduari pĂ«rfshin pajisjet e mĂ«poshtme: pompĂ«n e insulinĂ«s Medtronic, e cila ishte fillimisht e Liamit; CGM (glicemometri) FreeStyle Libre me sensor NFC; pĂ«r tĂ« â transmetuesi MiaoMiao, i cili transmeton tĂ« dhĂ«nat nga sensori NFC nĂ«n lĂ«kurĂ« nĂ« telefonin inteligjent pĂ«rmes Bluetooth; mikro-kompjuterin Intel Edison, si procesorin pĂ«r menaxhimin e gjithĂ« sistemit pĂ«rmes Open APS; Explorer HAT â transmetuesi radio pĂ«r lidhjen e fundit me telefonin inteligjent dhe me pompĂ«n.
Rrethi u mbyll.
I gjithĂ« harduari i kostoi Liamit 515 euro, pĂ«rveç pompĂ«s, e cila ishte mĂ« parĂ«. Ai i porositi tĂ« gjitha gjĂ«rat nĂ« Amazon, pĂ«rfshirĂ« Edison qĂ« ishte jashtĂ« prodhimit. Po ashtu, sensorĂ«t nĂ«nlĂ«kurorĂ« pĂ«r CGM Libre janĂ« njĂ« konsum i shtrenjtĂ« â 70 euro pĂ«r copĂ«, i cili zgjat 14 ditĂ«.
Softi: sĂ« pari, distribucioni i Linuxit Jubilinux pĂ«r Edison dhe mĂ« pas instalimi i OpenAPS, me tĂ« cilin autori i pajisjes, sipas fjalĂ«ve tĂ« tij, kishte vĂ«shtirĂ«si. MĂ« pas â konfigurimi i transmetimit tĂ« tĂ« dhĂ«nave nga CGM nĂ« telefonin inteligjent dhe nĂ« re, pĂ«r çfarĂ« i duhej tĂ« licenconte njĂ« version personal tĂ« aplikacionit xDrip (150 euro) dhe konfigurimi i Nightscout â ai duhej tĂ« "martohej" me OpenAPS pĂ«rmes plug-in-eve speciale. Gjithashtu, kishte probleme me funksionimin e gjithĂ« pajisjes, por komuniteti i Nightscout ndihmoi me sukses Liamin nĂ« gjetjen e gabimeve.
Natyrisht, mund të duket se autori e ka komplikuar projektin. Intel Edison, që ishte ndaluar prej kohësh, u zgjodh nga Liam si "më energjik se Raspberry Pi". Sistemi operativ i Apple gjithashtu e shtoi vështirësinë me licencën e softuerit dhe shpenzimet, që ishin të krahasueshme me ato të një smartphone me Android. Megjithatë, përvoja e tij është e dobishme dhe do të kontribuojë në shumë projekte të ngjashme të pajisjeve të bëra vetë, të cilat kanë për qëllim të përmirësojnë dukshëm cilësinë e jetës së shumë njerëzve, për një kosto relativisht të vogël. Njerëz, të cilët po bëhen gjithnjë e më të zakonshëm në varësinë nga aftësitë dhe shkathtësitë e tyre.
Liam diskuton se si SD 1-të tip e bëri atë të pambrojtur, dhe pajisja që krijoi ai është një mënyrë për të rikuperuar komoditetin psikologjik të kontrollit mbi trupin e tij. Përveç rikthimit të një stili të jetesës normale, krijimi i një sistemi të pompës së insulinës me kthim informacioni ishte një përvojë e fuqishme e vetë-shprehjes për të. "Më mirë ta mbaj metabolismin tim nën kontroll me kod në JS, sesa të përfundoj në spital" - shkruan ai.
Burimi: habr.com
