"Ako ay isang cyborg ngayon!" - Ang Australian na si Liam Zibidi, isang batang programmer, blockchain/Fullstack engineer at manunulat, ay buong pagmamalaki na nagpahayag, habang ipinakita niya ang kanyang sarili sa mga pahina ng kanyang . Noong unang bahagi ng Agosto, natapos niya ang kanyang proyekto sa DIY upang lumikha ng isang naisusuot na aparato, na hindi niya nahihiya na tinawag na isang "artipisyal na pancreas." Sa halip, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang self-regulating insulin pump, at ang ating cyborg ay hindi gumawa ng madaling paraan sa ilang aspeto ng kanyang paglikha. Magbasa nang higit pa tungkol sa konsepto ng device at ang mga open source na teknolohiyang pinagkakatiwalaan nito mamaya sa artikulo.
kinukuha ang mga ilustrasyon maliban sa diagram ng device
Diabetes para sa mga dummies
Si Liam ay may type 1 diabetes.
Kung ito ay tama, kung gayon ang salitang "diabetes" ay nangangahulugang isang pangkat ng mga sakit na may pagtaas ng diuresis - output ng ihi, ngunit ang proporsyon ng mga pasyente na may diabetes mellitus (DM) ay mas malaki, at ang maikling pangalan ay lihim na nag-ugat para sa DM. Bumalik sa Middle Ages, karamihan sa mga pasyente na may diabetes ay napansin ang pagkakaroon ng asukal sa kanilang ihi. Medyo mahabang panahon ang lumipas bago natuklasan ang hormone insulin (na naging unang ganap na sequenced na protina sa kasaysayan) at ang papel nito sa pathogenesis ng diabetes.
Ang insulin ay ang pinakamahalagang hormone na kumokontrol sa metabolismo ng maraming mga sangkap, ngunit ang pangunahing epekto nito ay sa metabolismo ng mga karbohidrat, kabilang ang "pangunahing" asukal - glucose. Para sa metabolismo ng glucose sa mga selula, ang insulin ay, halos nagsasalita, isang molekula ng pagbibigay ng senyas. Mayroong mga espesyal na molekula ng insulin receptor sa ibabaw ng mga selula. "Nakaupo" sa kanila, ang insulin ay nagbibigay ng senyales upang maglunsad ng isang kaskad ng mga biochemical na reaksyon: ang cell ay nagsisimulang aktibong maghatid ng glucose papasok sa pamamagitan ng lamad nito at iproseso ito sa loob.
Ang proseso ng paggawa ng insulin ay maihahalintulad sa gawain ng mga boluntaryong tao na dumating upang labanan ang baha. Ang antas ng insulin ay nakasalalay sa dami ng glucose: kung mas marami, mas tumataas ang kabuuang antas ng insulin bilang tugon. Uulitin ko: ito ay ang antas sa mga tisyu na mahalaga, at hindi ang bilang ng mga molekula, na direktang proporsyonal sa glucose, dahil ang insulin mismo ay hindi nagbubuklod sa glucose at hindi ginugol sa metabolismo nito, tulad ng mga boluntaryo na hindi umiinom ng papasok. tubig, ngunit gumawa ng mga dam sa isang tiyak na taas. At ito ay kinakailangan upang mapanatili ang tiyak na antas ng insulin sa ibabaw ng mga selula, pati na rin ang taas ng mga pansamantalang dam sa mga lugar na binaha.
Malinaw na kung walang sapat na insulin, kung gayon ang metabolismo ng glucose ay nagambala; hindi ito pumasa sa mga selula, na naipon sa mga biological na likido. Ito ang pathogenesis ng diabetes. Dati, may nakalilitong terminology na "insulin-dependent/independent diabetes," ngunit mas tama na uriin ito bilang mga sumusunod: type 1 diabetes ay isang pisikal na kakulangan ng insulin (ang dahilan nito ay kadalasang ang pagkamatay ng mga pancreatic cells); Ang type 2 diabetes ay isang pagbaba sa tugon ng katawan sa antas ng sarili nitong insulin (lahat ng mga dahilan ay hindi lubos na nauunawaan at iba-iba). 1st type - kakaunti ang mga boluntaryo at wala silang oras na magtayo ng mga dam; Uri 2 - mga dam na may normal na taas, ngunit puno ng mga butas o nakapalibot.
Problema sa manu-manong pagsasaayos
Ang parehong mga uri, habang nagiging malinaw, ay humantong sa pagtaas ng mga antas ng glucose sa labas ng mga selula - sa dugo, ihi, na may negatibong epekto sa buong katawan. Kailangan nating mabuhay sa pamamagitan ng pagbibilang ΠΈ sa isang hiringgilya at plato, ayon sa pagkakabanggit. Ngunit hindi mo palaging manu-manong makontrol kung ano ang ginagawa ng katawan mismo. Ang isang tao ay dapat matulog, at habang natutulog, ang mga antas ng insulin ay patuloy na bumababa; ang isang tao ay maaaring, dahil sa pang-araw-araw na mga pangyayari, ay hindi kumain sa oras - at pagkatapos ay ang kanyang antas ng asukal ay bababa sa ilalim ng impluwensya ng isang artipisyal na pinapanatili na antas ng insulin. Sa esensya, ang buhay ay nahahanap ang sarili sa isang lagusan ng mga limitasyon ng antas ng glucose, na lampas na kung saan mayroong pagkawala ng malay.
Bahagi ng solusyon sa problemang ito ay ang mga modernong kagamitan na pinalitan ang mga syringe - mga bomba ng insulin. Ito ay isang aparato na gumagamit ng patuloy na ipinapasok na hypodermic na karayom ββupang awtomatikong mag-dose ng insulin. Ngunit ang maginhawang paghahatid lamang ay hindi ginagarantiyahan ang tamang insulin replacement therapy na walang data sa kasalukuyang antas ng glucose. Ito ay isa pang sakit ng ulo para sa mga doktor at biotechnologist: mga mabilis na pagsusuri at tamang hula sa dinamika ng mga antas ng insulin at glucose. Sa teknikal, nagsimula itong ipatupad sa anyo ng patuloy na pagsubaybay sa glucose - mga sistema ng CGM. Ito ay iba't ibang device na patuloy na nagbabasa ng data mula sa isang sensor na patuloy na ipinapasok sa ilalim ng balat. Ang pamamaraang ito ay hindi gaanong traumatiko at mas kaakit-akit sa mga user kaysa sa classic. , ngunit ang huli ay mas tumpak at inirerekomenda para sa paggamit kung ang antas ng asukal ay "bumababa" pa rin o kahit papaano ay mabilis na nagbabago sa paglipas ng panahon.
Ang intermediate link sa sistemang ito ay isang tao - kadalasan ang pasyente mismo. Inaayos nito ang supply ng insulin depende sa mga pagbabasa ng glucometer at ang inaasahang trend - kung kumain siya ng matamis o naghahanda na laktawan ang tanghalian. Ngunit laban sa backdrop ng precision electronics, ang isang tao ay nagiging mahinang link - paano kung sa panahon ng pagtulog siya ay nagdurusa ng matinding hypoglycemia at nawalan ng malay? O mag-aasal ba siya sa ibang hindi naaangkop na paraan, malilimutan/makaligtaan/mag-set up ng device nang hindi tama, lalo na kung bata pa siya? Sa ganitong mga kaso, maraming tao ang nag-iisip tungkol sa paglikha ng mga sistema ng feedback - upang ang insulin input device ay nakatuon sa output mula sa mga sensor ng glucose.
Feedback at open source
Gayunpaman, agad na lumitaw ang isang problema - maraming mga bomba at glucometer sa merkado. Bilang karagdagan, ang mga ito ay lahat ng mga executive na aparato, at kailangan nila ng isang karaniwang processor at software na kumokontrol sa kanila.
Ang mga artikulo ay nai-publish na sa HabrΓ© [, ] sa paksa ng pagsasama-sama ng dalawang device sa isang system. Bilang karagdagan sa pagdaragdag ng isang pangatlong kaso, sasabihin ko sa iyo ng kaunti ang tungkol sa mga pandaigdigang proyekto na pinagsasama ang mga pagsisikap ng mga mahilig na gustong mag-ipon ng mga katulad na sistema sa kanilang sarili.
Ang proyekto ng OpenAPS (Open Artificial Pancreas System) ay itinatag ni Dana Lewis mula sa Seattle. Sa pagtatapos ng 2014, siya, na isa ring type 1 diabetic, ay nagpasya na magsagawa ng katulad na eksperimento. Pagkatapos subukan at pagkatapos ay ilarawan nang detalyado ang kanyang device, nadiskubre niya kalaunan , na naglalarawan nang detalyado kung paano pagsamahin ang iyong sariling CGM meter at pump, sa iba't ibang mga variation mula sa iba't ibang mga tagagawa, kasama ang mga kinakailangang intermediate na device, mga opsyon sa software sa Github, na may maraming dokumentasyon mula sa lumalaking komunidad ng mga user. Ang pinakamahalagang aspeto na binibigyang-diin ng OpenAPS ay "tutulungan ka namin sa mga detalyadong tagubilin, ngunit dapat mong gawin ang lahat ng iyong sarili." Ang katotohanan ay ang mga naturang aktibidad ay isang hakbang ang layo mula sa mga seryosong parusa mula sa FDA (ang American Food and Drug Administration, na ang hurisdiksyon ay kinabibilangan ng lahat ng mga gamot at produktong medikal). At kung hindi ka niya mapipigilan na sirain ang mga sertipikadong device at pagsamahin ang mga ito sa mga homemade system upang magamit ang mga ito sa iyong sarili, kung gayon ang anumang pagtatangka na tulungan kang gawin o ibenta ito ay mapaparusahan. Ang pangalawa, ngunit hindi gaanong mahalagang ideya ng OpenAPS ay ang seguridad ng isang homemade system. Dokumentasyon sa form at malinaw, detalyadong mga algorithm ay partikular na naglalayong tulungan ang pasyente at hindi saktan ang kanyang sarili.
Nightscout account window
Isa pang proyekto , ay nagbibigay-daan sa mga user na mag-upload ng data mula sa kanilang mga CGM device patungo sa cloud storage sa real time sa pamamagitan ng smartphone, smart watch at iba pang device, pati na rin tingnan at iproseso ang natanggap na data. Ang proyekto ay naglalayong gawin ang pinaka-kaalaman at maginhawang paggamit ng data, at naglalaman din ng mga detalyadong gabay, halimbawa, mga glucometer na may mga smartphone na may isa o ibang OS at ang kinakailangang software at mga intermediate na transmiter.
Mahalaga ang visualization ng data para sa pagtukoy ng pang-araw-araw na pagbabagu-bago ng glucose sa iyong pamumuhay at posibleng pagwawasto ng pag-uugali at paggamit ng pagkain, para sa pagpapadala ng data sa isang maginhawang graphical na anyo sa isang smartphone o smart watch, para sa paghula ng mga uso sa antas ng glucose sa malapit na hinaharap, at sa Bilang karagdagan, ang data na ito ay maaaring basahin at iproseso ng OpenAPS software. Ito mismo ang ginagamit ni Liam sa kanyang proyekto. Sa mga artikulo ng KDPV - ang kanyang personal na data mula sa cloud service, kung saan ang purple na "tinidor" sa kanan ay ang hinulaang antas ng glucose na hinulaang ng OpenAPS.
Proyekto ni Liam
Maaari mong basahin ang tungkol sa proyekto nang detalyado sa kaukulang entry sa kanyang blog, susubukan ko lang itong muling ikwento nang mas eskematiko at malinaw.
Kasama sa Hard ang mga sumusunod na device: ang Medtronic insulin pump na orihinal na mayroon si Liam; CGM (glucometer) FreeStyle Libre na may sensor ng NFC; nakakonekta dito ay ang MiaoMiao transmitter, na nagpapadala ng data mula sa skin NFC sensor sa smartphone sa pamamagitan ng Bluetooth; Intel Edison microcomputer bilang isang processor upang kontrolin ang buong system gamit ang Open APS; Ang Explorer HAT ay isang radio transmitter para sa pagkonekta sa huli gamit ang isang smartphone at isang pump.
Ang bilog ay sarado.
Ang buong hardware ay nagkakahalaga kay Liam ng β¬515, hindi kasama ang pump na mayroon siya dati. Inutusan niya ang lahat ng kanyang mga bagay mula sa Amazon, kabilang ang hindi na ipinagpatuloy na Edison. Gayundin, ang mga subcutaneous sensor para sa CGM Libre ay isang mamahaling consumable - 70 euro bawat piraso, na tumatagal ng 14 na araw.
Software: una, ang pamamahagi ng Jubilinux Linux para sa Edison at pagkatapos ay ang pag-install ng OpenAPS dito, na pinagdudusahan ng may-akda ng device, ayon sa kanya. Susunod ay ang pag-set up ng paglilipat ng data mula sa CGM patungo sa isang smartphone at sa cloud, kung saan kailangan niyang lisensyahan ang isang personal na build ng xDrip application (150 euros) at i-set up ang Nightscout - kailangan itong "ikakasal" sa OpenAPS sa pamamagitan ng mga espesyal na plugin . Nagkaroon din ng mga problema sa pagpapatakbo ng buong device, ngunit matagumpay na tinulungan ng komunidad ng Nightscout si Liam na makahanap ng mga bug.
Syempre, maaaring mukhang sobrang kumplikado ng may-akda ang proyekto. Ang matagal nang ipinagpatuloy na Intel Edison ay pinili ni Liam bilang "mas mahusay na enerhiya kaysa sa Raspberry Pi." Nagdagdag din ang Apple OS ng mga paghihirap sa isang lisensya ng software at mga gastos na maihahambing sa isang Android smartphone. Gayunpaman, ang kanyang karanasan ay kapaki-pakinabang at magdaragdag ng hanggang sa maraming katulad na mga proyekto ng mga kagamitang gawa sa bahay, na idinisenyo upang makabuluhang mapabuti ang kalidad ng buhay ng maraming tao para sa medyo maliit na pera. Mga taong lalong nakasanayan na umasa sa kanilang sariling lakas at kakayahan.
Ipinapangatuwiran ni Liam na ang type 1 na diyabetis ay ginawa siyang hindi malaya, at ang device na ginawa niya ay isang paraan upang mabawi ang sikolohikal na kaginhawaan ng kontrol sa kanyang sariling katawan. At bilang karagdagan sa pagbabalik ng kanyang normal na pamumuhay, ang paglikha ng isang closed-loop na insulin pump system ay isang malakas na karanasan ng pagpapahayag ng sarili para sa kanya. "Mas mainam na panatilihing kontrolado ang iyong metabolismo gamit ang JS code kaysa mapunta sa ospital," isinulat niya.
Pinagmulan: www.habr.com