"¡Soy un cyborg ahora!" - afirma con orgullo el australiano Liam Zibidi, un joven programador, ingeniero y escritor de blockchain / Fullstack, mientras se presenta en las páginas de su
blog . A principios de agosto, completó su proyecto de bricolaje para crear un dispositivo portátil, al que denominó "páncreas artificial" sin falsa modestia. Se trata más de una bomba de insulina autorregulada, y nuestro cyborg en algunos aspectos de su creación no buscó formas fáciles. Lea más sobre el concepto del dispositivo y las tecnologías de código abierto en las que se basaba, más adelante en el artículo.
ilustraciones a excepción del diagrama del dispositivo tomado del blog de LiamDiabetes para tontos
Liam tiene diabetes tipo 1.
Si es correcto, entonces la palabra "diabetes" significa un grupo de enfermedades con aumento de la diuresis: producción de orina, pero la proporción de pacientes con diabetes mellitus (DM) es mayor, y el nombre corto se ha arraigado detrás de escena para la diabetes. En la Edad Media, la mayoría de los pacientes con diabetes notaron la presencia de azúcar en la orina. Pasó mucho tiempo antes del descubrimiento de la hormona insulina (que también se convertiría en la primera proteína completamente secuenciada en la historia) y su papel en la patogénesis de la diabetes.
La insulina es la hormona más importante que regula el metabolismo de muchas sustancias, pero tiene el efecto principal sobre el metabolismo de los carbohidratos, incluido el azúcar "principal" - glucosa. Para el metabolismo de la glucosa en las células, la insulina es, en términos generales, una molécula de señalización. En la superficie de las células hay moléculas especiales de receptores de insulina. "Sentada" sobre ellos, la insulina da una señal para iniciar una cascada de reacciones bioquímicas: la célula comienza a transportar activamente la glucosa hacia adentro a través de su membrana y la procesa dentro.
El proceso de producción de insulina puede compararse con el trabajo de personas voluntarias que vinieron a lidiar con la inundación. El nivel de insulina depende de la cantidad de glucosa: cuanto más es, más aumenta el nivel total de insulina en respuesta. Repito: lo importante es el nivel en los tejidos, y no el número de moléculas que es directamente proporcional a la glucosa, porque la insulina en sí misma no se une a la glucosa y no se usa para su metabolismo, al igual que los voluntarios no beben agua que llega, sino que construyen presas de cierta altura. Y es necesario mantener este nivel específico de insulina en la superficie de las células, así como la altura de las represas temporales en las áreas inundadas.
Está claro que si la insulina comienza a omitirse, entonces el metabolismo de la glucosa se interrumpe, no pasa a las células y se acumula en los fluidos biológicos. Esta es la patogénesis de la diabetes. Solía haber una terminología confusa "diabetes dependiente / independiente de insulina", pero es más correcto clasificarla de la siguiente manera: la diabetes tipo 1 es una falta física de insulina (la razón de esto es la muerte celular pancreática); La diabetes tipo 2 es una disminución en la respuesta del cuerpo al nivel de su propia insulina (todas las causas no se comprenden y varían por completo). 1er tipo: había pocos voluntarios y no tenían tiempo para construir represas; Tipo 2: presas de altura normal, pero llenas de agujeros o bien construidas.
El problema del ajuste manual
Ambos tipos, a medida que se vuelve claro, conducen a un mayor nivel de glucosa fuera de las células: en la sangre, la orina, lo que tiene un efecto negativo en todo el cuerpo. Tenemos que vivir contando
unidades internacionales y
pan en una jeringa y plato, respectivamente. Pero no siempre puedes ajustar manualmente lo que hizo el cuerpo. Una persona debe dormir, y en un sueño, los niveles de insulina continúan bajando; una persona puede, debido a circunstancias domésticas, no comer a tiempo, y luego el azúcar ya caerá bajo la influencia de los niveles de insulina mantenidos artificialmente. De hecho, la vida está en el túnel de los límites de glucosa, por encima y por debajo de lo cual hay un coma.
Parte de la solución a este problema fueron los dispositivos modernos que reemplazaron las jeringas, las bombas de insulina. Este es un dispositivo que utiliza una aguja hipodérmica insertada continuamente para dispensar insulina automáticamente. Pero la porción conveniente por sí sola no garantiza el reemplazo correcto de la terapia con insulina sin datos sobre el nivel de glucosa actual. Este es otro dolor de cabeza para los médicos y biotecnólogos: pruebas rápidas y la predicción correcta de la dinámica de los niveles de insulina y glucosa. Técnicamente, esto se ha implementado como monitoreo continuo de glucosa: sistemas CGM. Estos son varios dispositivos que leen continuamente datos de un sensor constantemente insertado debajo de la piel. Este método es menos traumático y más atractivo para los usuarios que la clásica
huella dactilar , pero este último es más preciso y se recomienda su uso si el nivel de azúcar todavía está muy "caído" o de alguna manera cambia rápidamente con el tiempo.
El vínculo intermedio en este sistema es la persona, generalmente el paciente mismo. Ajusta la administración de insulina según las lecturas del glucómetro y la tendencia esperada, ya sea que haya comido dulces o se esté preparando para saltear el almuerzo. Pero después de todo, en el contexto de la electrónica precisa, una persona se convierte en un eslabón débil: ¿qué pasa si durante el sueño tolerará la hipoglucemia severa y perderá el conocimiento? ¿O se comportará de manera inapropiada, olvidará / saltará / configurará el dispositivo incorrectamente, especialmente si todavía es un niño? En tales casos, muchas personas pensaron en crear sistemas con retroalimentación, de modo que el dispositivo de entrada de insulina se centre en la salida de los sensores de glucosa.
Comentarios y código abierto
Sin embargo, surge un problema de inmediato: hay muchas bombas y medidores en el mercado. Además, todos estos dispositivos son ejecutivos y necesitan un procesador y un software comunes que los controlen.
Los artículos [
1 ,
2 ] sobre el tema de combinar dos dispositivos en un sistema ya se han publicado en Habré. Además de agregar un tercer caso, hablaré un poco sobre proyectos globales que combinan los esfuerzos de los entusiastas que desean construir dichos sistemas por su cuenta.
El proyecto OpenAPS (Open Artificial Pancreas System, un páncreas artificial gratuito) fue fundado por Dana Lewis de Seattle. A finales de 2014, ella, también diabética tipo 1, decidió un experimento similar. Después de probar y luego describir su dispositivo en detalle, finalmente abrió
el sitio web del proyecto , que describe en detalle cómo combinar su medidor y bomba CGM, en diversas variaciones de diferentes fabricantes, con los dispositivos intermedios necesarios, las opciones de software en Github, con gran La cantidad de documentación de una creciente comunidad de usuarios. El aspecto más importante en el que se enfoca OpenAPS es "lo ayudaremos con instrucciones detalladas, pero debe hacer todo usted mismo". El hecho es que dicha actividad está a un paso de serias sanciones de la FDA (American Food and Drug Administration, cuya jurisdicción incluye todos los medicamentos y dispositivos médicos). Y si ella no puede prohibirle que rompa los dispositivos certificados e los integre en sistemas caseros para aplicarlos en usted mismo, cualquier intento de ayudarlo a fabricarlo o venderlo será estrictamente castigado. La segunda, pero no menos importante, idea de OpenAPS es la seguridad de un sistema casero. La documentación en forma de un
par de cientos de artículos y algoritmos claros y detallados están destinados precisamente a ayudar al paciente a ayudar, en lugar de perjudicarse a sí mismos.
Ventana de cuenta NightscoutOtro proyecto,
Nightscout , permite a los usuarios cargar datos desde sus dispositivos CGM al almacenamiento en la nube en tiempo real a través de un teléfono inteligente, reloj inteligente y otros dispositivos, así como ver y procesar los datos recibidos. El proyecto está dirigido al uso más informativo y conveniente de los datos, y también contiene guías detalladas, por ejemplo,
configuraciones listas de glucómetros con teléfonos inteligentes con un sistema operativo particular y el software necesario y transmisores intermedios.
La visualización de datos es importante para determinar las fluctuaciones diarias de glucosa en su estilo de vida y la posible corrección del comportamiento y las comidas, para transmitir datos en una forma gráfica conveniente a un teléfono inteligente o reloj inteligente, para predecir las tendencias de glucosa en el futuro cercano y, además, estos datos pueden leerse y procesado por el software OpenAPS. Esto es exactamente lo que Liam usa en su proyecto. En los artículos de KDPV, sus datos personales del servicio en la nube, donde el "enchufe" púrpura a la derecha, estos son los niveles de glucosa pronosticados por OpenAPS.
Proyecto Liam
Puedes leer sobre el proyecto en detalle en la entrada correspondiente de su blog, solo intentaré volver a contarlo de manera más esquemática y clara.
Hard incluye los siguientes dispositivos: bomba de insulina Medtronic, que originalmente tenía Liam; CGM (medidor) FreeStyle Libre con sensor NFC; para ello: un transmisor MiaoMiao, que transmite datos desde un sensor NFC de piel a un teléfono inteligente a través de Bluetooth; Microordenador Intel Edison, como procesador para controlar todo el sistema utilizando Open APS; Explorer HAT: un transmisor de radio para conectar este último con un teléfono inteligente y una bomba.
El circulo esta cerrado.
La parte completa del hardware le costó a Liam 515 euros, con la excepción de la bomba que tenía anteriormente. Ordenó todas las cosas en Amazon, incluido Edison descontinuado. Además, los sensores subcutáneos para CGM Libre son consumibles caros: 70 euros cada uno, que es suficiente para 14 días.
Software: en primer lugar, la distribución de Linux Jubilinux para Edison y luego la instalación de OpenAPS en él, con lo que sufrió el autor del dispositivo. Luego, al configurar la transferencia de datos desde CGM a un teléfono inteligente y a la nube, para lo cual tuvo que licenciar una compilación personal de la aplicación xDrip (150 euros) y configurar Nightscout, tuvo que casarse a través de OpenAPS a través de complementos especiales. También hubo problemas con el funcionamiento de todo el dispositivo, pero la comunidad Nightscout ayudó con éxito a Liam a encontrar errores.
Por supuesto, puede parecer que el autor ha exagerado el proyecto. El Intel Edison, que se suspendió hace mucho tiempo, fue elegido por Liam como "más eficiente energéticamente que el Raspberry Pi". El sistema operativo Apple también agregó dificultades con una licencia de software y costos comparables a los de un teléfono inteligente Android. Sin embargo, su experiencia es útil y se destinará a la tesorería de muchos de estos proyectos de dispositivos caseros, que están diseñados con relativamente poco dinero para mejorar significativamente la calidad de vida de muchas personas. Personas cada vez más acostumbradas a confiar en su fuerza y habilidades.
Liam argumenta que la diabetes tipo 1 no lo hizo libre, y el dispositivo que creó fue una forma de recuperar la comodidad psicológica de controlar su propio cuerpo. Y además de volver a su estilo de vida normal, la creación de un sistema de retroalimentación de una bomba de insulina se convirtió en una experiencia poderosa para él en la autoexpresión. "Es mejor mantener su metabolismo bajo control del código JS que ir al hospital", escribe.