“ตอนนี้ฉันเป็นไซบอร์กแล้ว!” - Liam Zibidi ชาวออสเตรเลีย โปรแกรมเมอร์หนุ่ม วิศวกรและนักเขียนบล็อกเชน/Fullstack ประกาศอย่างภาคภูมิใจในขณะที่เขานำเสนอตัวเองบนหน้าเพจของเขา . ในช่วงต้นเดือนสิงหาคม เขาได้เสร็จสิ้นโปรเจ็กต์ DIY เพื่อสร้างอุปกรณ์สวมใส่ได้ ซึ่งเขาขนานนามอย่างหน้าไม่อายว่า “ตับอ่อนเทียม” แต่เรากำลังพูดถึงเครื่องปั๊มอินซูลินที่ควบคุมตนเองได้ และไซบอร์กของเราก็ไม่ได้ใช้วิธีง่ายๆ ในการสร้างสรรค์บางแง่มุมของเขา อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับแนวคิดของอุปกรณ์และเทคโนโลยีโอเพ่นซอร์สที่อุปกรณ์นั้นใช้ในภายหลังในบทความ
ภาพประกอบยกเว้นแผนภาพอุปกรณ์นำมาจาก
เบาหวานสำหรับหุ่น
เลียมเป็นโรคเบาหวานประเภท 1
หากถูกต้องคำว่า "เบาหวาน" หมายถึงกลุ่มของโรคที่มีการขับปัสสาวะเพิ่มขึ้น - ปัสสาวะออก แต่สัดส่วนของผู้ป่วยโรคเบาหวาน (DM) นั้นมีมากกว่าและชื่อสั้น ๆ ก็หยั่งรากลึกถึง DM ย้อนกลับไปในยุคกลาง ผู้ป่วยโรคเบาหวานส่วนใหญ่สังเกตว่ามีน้ำตาลอยู่ในปัสสาวะ เป็นเวลานานพอสมควรก่อนที่จะมีการค้นพบฮอร์โมนอินซูลิน (ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นโปรตีนลำดับแรกในประวัติศาสตร์ที่สมบูรณ์) และบทบาทของฮอร์โมนในการเกิดโรคของโรคเบาหวาน
อินซูลินเป็นฮอร์โมนที่สำคัญที่สุดที่ควบคุมการเผาผลาญของสารหลายชนิด แต่ผลกระทบหลักคือต่อการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตรวมถึงน้ำตาลกลูโคส "หลัก" สำหรับการเผาผลาญกลูโคสในเซลล์ อินซูลินถือเป็นโมเลกุลส่งสัญญาณ มีโมเลกุลตัวรับอินซูลินพิเศษอยู่บนพื้นผิวของเซลล์ อินซูลิน“ นั่ง” อยู่บนพวกมันส่งสัญญาณให้ปล่อยปฏิกิริยาทางชีวเคมีจำนวนหนึ่ง: เซลล์เริ่มขนส่งกลูโคสเข้าด้านในอย่างแข็งขันผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และประมวลผลภายใน
กระบวนการผลิตอินซูลินเปรียบได้กับงานของมนุษย์อาสาสมัครที่มาต่อสู้กับน้ำท่วม ระดับอินซูลินขึ้นอยู่กับปริมาณกลูโคส ยิ่งมีมากขึ้น ระดับอินซูลินโดยรวมก็จะสูงขึ้นตามการตอบสนอง ฉันขอย้ำอีกครั้ง: ระดับในเนื้อเยื่อเป็นสิ่งสำคัญ ไม่ใช่จำนวนโมเลกุลซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกลูโคส เนื่องจากตัวอินซูลินเองไม่ได้จับกับกลูโคสและไม่ได้ใช้ไปกับการเผาผลาญของมัน เช่นเดียวกับที่อาสาสมัครไม่ดื่ม น้ำเข้าแต่สร้างเขื่อนสูงระดับหนึ่ง และจำเป็นต้องรักษาระดับอินซูลินบนผิวเซลล์ในระดับนี้ตลอดจนความสูงของเขื่อนชั่วคราวในพื้นที่น้ำท่วม
เป็นที่ชัดเจนว่าหากมีอินซูลินไม่เพียงพอการเผาผลาญของกลูโคสจะหยุดชะงักและไม่ผ่านเข้าไปในเซลล์โดยสะสมอยู่ในของเหลวทางชีวภาพ นี่คือสาเหตุของโรคเบาหวาน ก่อนหน้านี้มีคำศัพท์ที่สับสนว่า "เบาหวานที่พึ่งอินซูลิน/ไม่พึ่งอินซูลิน" แต่การจำแนกประเภทที่ถูกต้องกว่าดังนี้ เบาหวานประเภท 1 เกิดจากการขาดอินซูลินทางกายภาพ (สาเหตุส่วนใหญ่มักเกิดจากการตายของเซลล์ตับอ่อน); โรคเบาหวานประเภท 2 คือการตอบสนองของร่างกายต่อระดับอินซูลินที่ลดลง (สาเหตุทั้งหมดยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์และมีความหลากหลาย) แบบที่ 1 มีอาสาสมัครน้อยและไม่มีเวลาสร้างเขื่อน ประเภทที่ 2 - เขื่อนที่มีความสูงปกติ แต่มีหลุมเต็มหรือสร้างขวาง
ปัญหาการปรับด้วยตนเอง
ตามที่ชัดเจนทั้งสองประเภทนำไปสู่ระดับกลูโคสนอกเซลล์ที่เพิ่มขึ้น - ในเลือด, ปัสสาวะซึ่งส่งผลเสียต่อทั้งร่างกาย เราต้องมีชีวิตอยู่ด้วยการนับ и ในหลอดฉีดยาและจานตามลำดับ แต่คุณไม่สามารถควบคุมสิ่งที่ร่างกายกำลังทำด้วยตนเองได้เสมอไป บุคคลหนึ่งต้องนอนหลับ และในขณะที่นอนหลับ ระดับอินซูลินยังคงลดลงต่อไป บุคคลอาจรับประทานอาหารไม่ตรงเวลาเนื่องจากสถานการณ์ในชีวิตประจำวัน - จากนั้นระดับน้ำตาลของเขาจะลดลงภายใต้อิทธิพลของระดับอินซูลินที่ได้รับการควบคุมโดยเทียม โดยพื้นฐานแล้ว ชีวิตพบว่าตัวเองอยู่ในอุโมงค์แห่งขีดจำกัดระดับกลูโคส ซึ่งเกินกว่านั้นจะมีอาการโคม่า
ส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหานี้คืออุปกรณ์สมัยใหม่ที่มาแทนที่เข็มฉีดยา - ปั๊มอินซูลิน นี่คืออุปกรณ์ที่ใช้เข็มฉีดยาใต้ผิวหนังที่สอดอย่างต่อเนื่องเพื่อฉีดอินซูลินโดยอัตโนมัติ แต่การส่งมอบที่สะดวกเพียงอย่างเดียวไม่ได้รับประกันว่าการบำบัดทดแทนอินซูลินที่ถูกต้องหากไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับระดับกลูโคสในปัจจุบัน นี่เป็นอีกเรื่องที่น่าปวดหัวสำหรับแพทย์และนักเทคโนโลยีชีวภาพ: การทดสอบอย่างรวดเร็วและการทำนายการเปลี่ยนแปลงของระดับอินซูลินและกลูโคสที่ถูกต้อง ในทางเทคนิค สิ่งนี้เริ่มนำมาใช้ในรูปแบบของการตรวจสอบกลูโคสอย่างต่อเนื่อง - ระบบ CGM อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์หลากหลายประเภทที่อ่านข้อมูลจากเซ็นเซอร์ที่สอดอยู่ใต้ผิวหนังอย่างต่อเนื่อง วิธีนี้มีบาดแผลน้อยกว่าและดึงดูดผู้ใช้มากกว่าวิธีคลาสสิก แต่อย่างหลังมีความแม่นยำมากกว่าและแนะนำให้ใช้หากระดับน้ำตาลยังคง "ลดลง" มากหรือเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป
การเชื่อมโยงระดับกลางในระบบนี้คือบุคคล - โดยปกติจะเป็นตัวผู้ป่วยเอง โดยจะปรับปริมาณอินซูลินโดยขึ้นอยู่กับค่าน้ำตาลในเลือดและแนวโน้มที่คาดหวัง ไม่ว่าเขาจะกินขนมหวานหรือกำลังเตรียมงดรับประทานอาหารกลางวันก็ตาม แต่เมื่อเทียบกับฉากหลังของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ บุคคลจะกลายเป็นจุดอ่อน - จะเกิดอะไรขึ้นถ้าในระหว่างการนอนหลับเขาทนทุกข์ทรมานจากภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำอย่างรุนแรงและหมดสติ? หรือเขาจะประพฤติตนไม่เหมาะสม ลืม/พลาด/ตั้งค่าอุปกรณ์ไม่ถูกต้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเขายังเป็นเด็ก? ในกรณีเช่นนี้ หลายคนมีความคิดเกี่ยวกับการสร้างระบบป้อนกลับ เพื่อให้อุปกรณ์อินพุตอินซูลินหันไปทางเอาต์พุตจากเซ็นเซอร์กลูโคส
ข้อเสนอแนะและโอเพ่นซอร์ส
อย่างไรก็ตามปัญหาเกิดขึ้นทันที - มีปั๊มและกลูโคมิเตอร์จำนวนมากในตลาด นอกจากนี้ อุปกรณ์เหล่านี้ล้วนเป็นอุปกรณ์สำหรับผู้บริหาร และจำเป็นต้องมีโปรเซสเซอร์และซอฟต์แวร์ทั่วไปที่ควบคุมอุปกรณ์เหล่านี้
บทความได้รับการเผยแพร่แล้วในHabré [, ] ในหัวข้อการรวมอุปกรณ์สองเครื่องให้เป็นระบบเดียว นอกเหนือจากการเพิ่มกรณีที่สามแล้ว ฉันจะบอกคุณเล็กน้อยเกี่ยวกับโครงการระดับโลกที่รวมความพยายามของผู้ที่ชื่นชอบที่ต้องการประกอบระบบที่คล้ายกันด้วยตนเอง
โครงการ OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) ก่อตั้งโดย Dana Lewis จากซีแอตเทิล เมื่อปลายปี 2014 เธอซึ่งเป็นโรคเบาหวานประเภท 1 เช่นกัน ได้ตัดสินใจทำการทดลองที่คล้ายกันนี้ หลังจากลองอธิบายอุปกรณ์ของเธออย่างละเอียดแล้ว ในที่สุดเธอก็ค้นพบ ซึ่งอธิบายรายละเอียดวิธีการรวมมิเตอร์และปั๊ม CGM ของคุณเองในรูปแบบต่างๆ จากผู้ผลิตหลายราย เข้ากับอุปกรณ์ระดับกลางที่จำเป็น ตัวเลือกซอฟต์แวร์บน Github พร้อมด้วยเอกสารจำนวนมากจากชุมชนผู้ใช้ที่กำลังเติบโต สิ่งสำคัญที่สุดที่ OpenAPS เน้นย้ำคือ “เราจะช่วยคุณพร้อมคำแนะนำโดยละเอียด แต่คุณต้องทำทุกอย่างด้วยตัวเอง” ความจริงก็คือกิจกรรมดังกล่าวยังห่างไกลจากการคว่ำบาตรอย่างร้ายแรงจาก FDA (สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา ซึ่งเขตอำนาจศาลครอบคลุมยาและผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ทั้งหมด) และหากเธอไม่สามารถห้ามไม่ให้คุณทำลายอุปกรณ์ที่ผ่านการรับรองและรวมเข้ากับระบบโฮมเมดเพื่อใช้กับตัวคุณเอง ความพยายามที่จะช่วยคุณผลิตหรือขายมันจะถูกลงโทษอย่างรุนแรง แนวคิดที่สอง แต่ไม่มีที่สำคัญน้อยกว่าของ OpenAPS คือความปลอดภัยของระบบโฮมเมด เอกสารประกอบในแบบฟอร์ม และอัลกอริธึมที่มีรายละเอียดชัดเจนมีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยเหลือผู้ป่วยโดยเฉพาะและไม่ทำร้ายตัวเอง
หน้าต่างบัญชี Nightscout
อีกหนึ่งโครงการ ช่วยให้ผู้ใช้สามารถอัปโหลดข้อมูลจากอุปกรณ์ CGM ไปยังที่เก็บข้อมูลบนคลาวด์แบบเรียลไทม์ผ่านสมาร์ทโฟน สมาร์ทวอทช์ และอุปกรณ์อื่นๆ ตลอดจนดูและประมวลผลข้อมูลที่ได้รับ โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้มีการใช้ข้อมูลอย่างให้ข้อมูลและสะดวกที่สุด และยังมีคำแนะนำโดยละเอียด เช่น เครื่องวัดระดับน้ำตาลพร้อมสมาร์ทโฟนที่มีระบบปฏิบัติการหนึ่งหรือหลายระบบปฏิบัติการและซอฟต์แวร์ที่จำเป็นและเครื่องส่งสัญญาณระดับกลาง
การแสดงข้อมูลเป็นภาพเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดความผันผวนในแต่ละวันของกลูโคสในไลฟ์สไตล์ของคุณและการแก้ไขพฤติกรรมและการรับประทานอาหารที่เป็นไปได้ สำหรับการส่งข้อมูลในรูปแบบกราฟิกที่สะดวกไปยังสมาร์ทโฟนหรือนาฬิกาอัจฉริยะ เพื่อคาดการณ์แนวโน้มของระดับกลูโคสในอนาคตอันใกล้นี้ และใน นอกจากนี้ ข้อมูลนี้สามารถอ่านและประมวลผลได้ด้วยซอฟต์แวร์ OpenAPS นี่คือสิ่งที่ Liam ใช้ในโครงการของเขา ในบทความของ KDPV - ข้อมูลส่วนบุคคลของเขาจากบริการคลาวด์ โดยที่ "ทางแยก" สีม่วงทางด้านขวาคือระดับน้ำตาลที่คาดการณ์ไว้ซึ่งคาดการณ์โดย OpenAPS
โครงการของเลียม
คุณสามารถอ่านรายละเอียดเกี่ยวกับโครงการนี้ได้ในรายการที่เกี่ยวข้องในบล็อกของเขา ฉันจะพยายามเล่าให้ฟังอีกครั้งในเชิงแผนผังและชัดเจนยิ่งขึ้น
The Hard มีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้: ปั๊มอินซูลิน Medtronic ที่เลียมมี แต่เดิม; CGM (กลูโคมิเตอร์) FreeStyle Libre พร้อมเซ็นเซอร์ NFC; ที่เชื่อมต่อกับมันคือเครื่องส่งสัญญาณ MiaoMiao ซึ่งส่งข้อมูลจากเซ็นเซอร์ NFC ของผิวหนังไปยังสมาร์ทโฟนผ่าน Bluetooth ไมโครคอมพิวเตอร์ Intel Edison เป็นโปรเซสเซอร์ในการควบคุมระบบทั้งหมดโดยใช้ Open APS Explorer HAT เป็นเครื่องส่งสัญญาณวิทยุสำหรับเชื่อมต่อเครื่องหลังกับสมาร์ทโฟนและปั๊ม
วงกลมปิดแล้ว
ราคาฮาร์ดแวร์ทั้งหมด Liam €515 ไม่รวมปั๊มที่เขาเคยมี เขาสั่งสิ่งของทั้งหมดจาก Amazon รวมถึง Edison ที่เลิกผลิตแล้วด้วย นอกจากนี้เซ็นเซอร์ใต้ผิวหนังสำหรับ CGM Libre ยังเป็นวัสดุสิ้นเปลืองราคาแพง - 70 ยูโรต่อชิ้นซึ่งใช้งานได้ 14 วัน
ซอฟต์แวร์: ประการแรก การแจกจ่าย Jubilinux Linux สำหรับ Edison จากนั้นจึงติดตั้ง OpenAPS บนนั้น ซึ่งผู้เขียนอุปกรณ์ตามเขาต้องทนทุกข์ทรมาน ถัดไปคือการตั้งค่าการถ่ายโอนข้อมูลจาก CGM ไปยังสมาร์ทโฟนและบนคลาวด์ ซึ่งเขาต้องอนุญาตสิทธิ์การใช้งานแอปพลิเคชัน xDrip ส่วนตัว (150 ยูโร) และการตั้งค่า Nightscout - จะต้อง "แต่งงาน" กับ OpenAPS ผ่านปลั๊กอินพิเศษ . นอกจากนี้ยังมีปัญหากับการทำงานของอุปกรณ์ทั้งหมด แต่ชุมชน Nightscout ช่วยให้ Liam ค้นหาจุดบกพร่องได้สำเร็จ
แน่นอนว่าผู้เขียนอาจดูซับซ้อนเกินไปสำหรับโครงการนี้ Intel Edison ที่เลิกผลิตไปนานแล้วได้รับเลือกจาก Liam ให้เป็น "ประหยัดพลังงานมากกว่า Raspberry Pi" Apple OS ยังเพิ่มปัญหาเกี่ยวกับลิขสิทธิ์ซอฟต์แวร์และต้นทุนที่เทียบได้กับสมาร์ทโฟน Android อย่างไรก็ตามประสบการณ์ของเขามีประโยชน์และจะเพิ่มโครงการอุปกรณ์ทำที่บ้านที่คล้ายกันหลายโครงการซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้คนจำนวนมากด้วยเงินเพียงเล็กน้อย คนที่คุ้นเคยกับการพึ่งพาจุดแข็งและทักษะของตนเองมากขึ้น
เลียมแย้งว่าโรคเบาหวานประเภท 1 ทำให้เขาไม่เป็นอิสระ และอุปกรณ์ที่เขาสร้างขึ้นคือวิธีฟื้นความสะดวกสบายทางจิตใจในการควบคุมร่างกายของเขาเอง และนอกเหนือจากการฟื้นวิถีชีวิตตามปกติ การสร้างระบบปั๊มอินซูลินแบบปิดยังเป็นประสบการณ์อันทรงพลังในการแสดงออกสำหรับเขา “เป็นการดีกว่าที่จะควบคุมการเผาผลาญของคุณด้วยรหัส JS แทนที่จะไปโรงพยาบาล” เขาเขียน
ที่มา: will.com