"Ben artık bir cyborg'um!" - Genç bir programcı, blockchain/Fullstack mühendisi ve yazarı olan Avustralyalı Liam Zibidi, kendisini kitabının sayfalarında sunarken gururla ifade ediyor: . Ağustos başında, utanmadan "yapay pankreas" adını verdiği giyilebilir bir cihaz yaratmaya yönelik DIY projesini tamamladı. Daha ziyade, kendi kendini düzenleyen bir insülin pompasından bahsediyoruz ve cyborg'umuz, yaratılışının bazı yönlerinde kolay yolu seçmedi. Cihazın konsepti ve kullandığı açık kaynak teknolojileri hakkında daha fazla bilgiyi makalenin ilerleyen kısımlarında okuyabilirsiniz.
Cihaz şeması haricindeki resimler şuradan alınmıştır:
Aptallar için diyabet
Liam'ın tip 1 diyabeti var.
Eğer doğruysa, "diyabet" kelimesi, artan diürez - idrar atılımı olan bir grup hastalık anlamına gelir, ancak diyabetli (DM) hastaların oranı daha fazladır ve kısa isim gizlice DM'ye kök salmıştır. Orta Çağ'da çoğu diyabet hastası idrarında şeker bulunduğunu fark ediyordu. İnsülin hormonunun (aynı zamanda tarihte tamamen sıralanan ilk protein olacak) ve bunun diyabet patogenezindeki rolünün keşfedilmesinden önce oldukça uzun bir zaman geçti.
İnsülin, birçok maddenin metabolizmasını düzenleyen en önemli hormondur, ancak asıl etkisi, “ana” şeker olan glikoz da dahil olmak üzere karbonhidratların metabolizması üzerindedir. Hücrelerdeki glikoz metabolizması için insülin kabaca bir sinyal molekülüdür. Hücrelerin yüzeyinde özel insülin reseptör molekülleri bulunur. Üzerlerinde "oturan" insülin, bir dizi biyokimyasal reaksiyonu başlatmak için bir sinyal verir: hücre, glikozu aktif olarak zarından içeri doğru taşımaya ve onu dahili olarak işlemeye başlar.
İnsülin üretme süreci, bir sele karşı mücadeleye gelen gönüllü insan çalışmalarının çalışmalarına benzetilebilir. İnsülin seviyesi glikoz miktarına bağlıdır: ne kadar fazla olursa, yanıt olarak genel insülin seviyesi de o kadar artar. Tekrar ediyorum: Önemli olan glikozla doğru orantılı olan molekül sayısı değil, dokulardaki seviyedir, çünkü insülinin kendisi glikoza bağlanmaz ve metabolizması için harcanmaz, tıpkı gönüllülerin şekerli su içmemesi gibi. Gelen su, ancak belli bir yükseklikte barajlar inşa edin. Ve hücrelerin yüzeyindeki bu belirli insülin düzeyinin yanı sıra su basmış bölgelerdeki geçici barajların yüksekliğinde de tutulması gerekir.
Yeterli insülin yoksa glikoz metabolizmasının bozulduğu, biyolojik sıvılarda birikerek hücrelere geçmediği açıktır. Bu diyabetin patogenezidir. Daha önce “insüline bağımlı/bağımsız diyabet” terminolojisi kafa karıştırıcıydı ancak bunu şu şekilde sınıflandırmak daha doğrudur: tip 1 diyabet, fiziksel olarak insülin eksikliğidir (bunun nedeni çoğunlukla pankreas hücrelerinin ölümüdür); Tip 2 diyabet, vücudun kendi insülin düzeyine verdiği tepkinin azalmasıdır (tüm nedenler tam olarak anlaşılamamıştır ve çeşitlidir). 1. tip - az sayıda gönüllü var ve baraj inşa etmeye zamanları yok; Tip 2 - normal yükseklikte ancak deliklerle dolu veya karşılıklı inşa edilmiş barajlar.
Manuel ayar sorunu
Her iki tip de, açıkça görüldüğü gibi, hücrelerin dışında - kanda, idrarda, tüm vücut üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olan glikoz seviyelerinin artmasına neden olur. Sayarak yaşamalıyız и sırasıyla bir şırınga ve plakada. Ancak vücudun kendisinin ne yaptığını her zaman manuel olarak düzenleyemezsiniz. Kişinin uyuması gerekir ve uyurken insülin seviyeleri düşmeye devam eder; Bir kişi, günlük koşullar nedeniyle zamanında yemek yiyemeyebilir ve daha sonra yapay olarak tutulan insülin seviyesinin etkisi altında şeker seviyesi düşecektir. Esas itibariyle hayat kendisini, ötesinde komaya girilen glikoz düzeyi sınırlarının olduğu bir tünelde bulur.
Bu sorunun çözümünün bir kısmı şırıngaların yerini alan insülin pompaları olan modern cihazlardı. Bu, insülini otomatik olarak dozlamak için sürekli olarak yerleştirilen bir hipodermik iğne kullanan bir cihazdır. Ancak tek başına uygun teslimat, mevcut glikoz seviyesine ilişkin veriler olmadan doğru insülin replasman tedavisini garanti etmez. Bu da doktorlar ve biyoteknologlar için başka bir baş ağrısıdır: hızlı testler ve insülin ve glikoz düzeylerinin dinamiklerinin doğru tahmin edilmesi. Teknik olarak bu, sürekli glikoz izleme - CGM sistemleri şeklinde uygulanmaya başlandı. Bunlar sürekli olarak derinin altına yerleştirilen bir sensörden veri okuyan çeşitli cihazlardır. Bu yöntem, kullanıcılar için klasik yönteme göre daha az travmatik ve daha çekicidir. ancak ikincisi daha doğrudur ve şeker seviyesi hala çok "düşüyorsa" veya zaman içinde bir şekilde hızlı bir şekilde değişiyorsa kullanılması önerilir.
Bu sistemdeki ara bağlantı bir kişidir; genellikle hastanın kendisidir. Şeker ölçüm değerlerine ve beklenen eğilime (kişinin tatlı yemiş olmasına veya öğle yemeğini atlamaya hazırlanıyor olmasına) bağlı olarak insülin tedarikini ayarlar. Ancak hassas elektroniklerin arka planında, kişi zayıf bir halka haline gelir - ya uyku sırasında şiddetli hipoglisemiye maruz kalır ve bilincini kaybederse? Yoksa uygunsuz bir şekilde mi davranacak, özellikle de henüz çocuksa cihazı unutacak/özleyecek/yanlış kuracak mı? Bu gibi durumlarda birçok kişi, insülin giriş cihazının glikoz sensörlerinden gelen çıktıya yönlendirilmesini sağlayacak şekilde geri bildirim sistemleri oluşturmayı düşünmüştür.
Geri bildirim ve açık kaynak
Ancak hemen bir sorun ortaya çıkıyor - piyasada çok sayıda pompa ve şeker ölçüm cihazı var. Ayrıca bunların hepsi yönetici cihazlardır ve onları kontrol eden ortak bir işlemciye ve yazılıma ihtiyaç duyarlar.
Habré'de makaleler zaten yayınlandı [, ] iki cihazı tek bir sistemde birleştirme konusu hakkında. Üçüncü bir vakayı eklemenin yanı sıra, benzer sistemleri kendi başına toplamak isteyen meraklıların çabalarını birleştiren küresel projelerden de size biraz bahsedeceğim.
OpenAPS (Açık Yapay Pankreas Sistemi) projesi Seattle'dan Dana Lewis tarafından kuruldu. 2014 yılı sonunda kendisi de tip 1 diyabet hastası olan kendisi de benzer bir deney yapmaya karar verdi. Denedikten ve cihazını ayrıntılı olarak anlattıktan sonra sonunda şunu keşfetti: Kendi CGM ölçüm cihazınızı ve pompanızı, farklı üreticilerin çeşitli varyasyonlarıyla, gerekli ara cihazlarla, Github'daki yazılım seçenekleriyle ve giderek büyüyen bir kullanıcı topluluğundan gelen birçok belgeyle nasıl birleştireceğinizi ayrıntılı olarak açıklıyor. OpenAPS'in vurguladığı en önemli husus, "size ayrıntılı talimatlarla yardımcı olacağız, ancak her şeyi kendiniz yapmalısınız." Gerçek şu ki, bu tür faaliyetler FDA'nın (yetki alanı tüm ilaçları ve tıbbi ürünleri kapsayan Amerikan Gıda ve İlaç İdaresi) ciddi yaptırımlarından bir adım uzaktadır. Ve eğer sertifikalı cihazları kırmanızı ve bunları kendi üzerinizde kullanmak üzere ev yapımı sistemlerde birleştirmenizi yasaklayamazsa, o zaman bunu yapmanıza veya satmanıza yardımcı olmaya yönelik her türlü girişim ciddi şekilde cezalandırılacaktır. OpenAPS'in ikinci fakat daha az önemli olmayan fikri, ev yapımı bir sistemin güvenliğidir. Formdaki belgeler ve net, ayrıntılı algoritmalar özellikle hastaya yardım etmeyi ve kendine zarar vermeyi değil.
Nightscout hesap penceresi
Başka bir proje , kullanıcıların akıllı telefon, akıllı saat ve diğer cihazlar aracılığıyla CGM cihazlarından bulut depolamaya gerçek zamanlı olarak veri yüklemesine ve alınan verileri görüntüleyip işlemesine olanak tanır. Proje, verilerin en bilgilendirici ve uygun şekilde kullanılmasını sağlamayı amaçlamaktadır ve aynı zamanda ayrıntılı kılavuzlar da içermektedir, örneğin: şu veya bu işletim sistemine sahip akıllı telefonlara ve gerekli yazılıma ve ara vericilere sahip şeker ölçüm cihazları.
Veri görselleştirme, yaşam tarzınızdaki glikozdaki günlük dalgalanmaları belirlemek ve davranış ve yiyecek alımındaki olası düzeltmeleri belirlemek, verileri uygun bir grafik biçiminde bir akıllı telefona veya akıllı saate aktarmak, yakın gelecekte glikoz seviyelerindeki eğilimleri tahmin etmek ve Ayrıca bu veriler OpenAPS yazılımı tarafından okunup işlenebilir. Bu tam olarak Liam'ın projesinde kullandığı şey. KDPV makalelerinde - bulut hizmetindeki kişisel verileri; burada sağdaki mor "çatal", OpenAPS tarafından tahmin edilen tahmini glikoz seviyelerini gösterir.
Liam'ın Projesi
Proje hakkında ayrıntılı olarak blogundaki ilgili girişte okuyabilirsiniz, ben sadece daha şematik ve net bir şekilde yeniden anlatmaya çalışacağım.
Hard, aşağıdaki cihazları içerir: Liam'ın orijinal olarak sahip olduğu Medtronic insülin pompası; NFC sensörlü CGM (glükometre) FreeStyle Libre; buna, Bluetooth aracılığıyla cildin NFC sensöründen akıllı telefona veri aktaran MiaoMiao vericisi bağlı; Open APS kullanarak tüm sistemi kontrol etmek için işlemci olarak Intel Edison mikrobilgisayar; Explorer HAT, ikincisini bir akıllı telefona ve bir pompaya bağlamak için kullanılan bir radyo vericisidir.
Çember kapalı.
Daha önce sahip olduğu pompa hariç tüm donanım Liam'a 515 Euro'ya mal oldu. Üretimi durdurulan Edison da dahil olmak üzere her şeyi Amazon'dan sipariş etti. Ayrıca CGM Libre için deri altı sensörler pahalı bir sarf malzemesidir - parça başına 70 avro ve 14 gün dayanır.
Yazılım: Öncelikle Edison için Jubilinux Linux dağıtımı ve ardından ona göre cihazın yazarının sıkıntı çektiği OpenAPS'in kurulması. Daha sonra CGM'den akıllı telefona ve buluta veri aktarımını ayarlamak vardı; bunun için xDrip uygulamasının kişisel yapısını lisanslaması (150 Euro) ve Nightscout'u kurması gerekiyordu; özel eklentiler aracılığıyla OpenAPS ile "evlendirilmesi" gerekiyordu . Tüm cihazın çalışmasında da sorunlar vardı, ancak Nightscout topluluğu Liam'ın hataları bulmasına başarıyla yardımcı oldu.
Elbette yazarın projeyi aşırı karmaşıklaştırdığı görünebilir. Uzun süredir üretilmeyen Intel Edison, Liam tarafından "Raspberry Pi'den daha enerji verimli" olarak seçildi. Apple OS ayrıca yazılım lisansı ve Android akıllı telefonla karşılaştırılabilir maliyetlerle ilgili zorluklar da ekledi. Bununla birlikte, deneyimi faydalıdır ve nispeten az bir parayla birçok insanın yaşam kalitesini önemli ölçüde artırmak için tasarlanan birçok benzer ev yapımı cihaz projesine katkıda bulunacaktır. Kendi güçlü yönlerine ve becerilerine güvenmeye giderek daha fazla alışan insanlar.
Liam, tip 1 diyabetin kendisini özgür kılmadığını ve yarattığı cihazın, kendi bedeni üzerindeki psikolojik kontrol konforunu yeniden kazanmanın bir yolu olduğunu savunuyor. Normal yaşam tarzına kavuşmasının yanı sıra, kapalı devre bir insülin pompası sistemi yaratmak onun için güçlü bir kendini ifade etme deneyimiydi. "Hastaneye düşmektense JS koduyla metabolizmanızı kontrol altında tutmak daha iyidir" diye yazıyor.
Kaynak: habr.com