"أنا سايبورغ الآن!" - يذكر بفخر الأسترالي ليام زيبيدي ، وهو مبرمج شاب ومهندس وكاتب بلوكشين / فولستاك ، وهو يعرض نفسه على صفحات
مدونته . في أوائل شهر أغسطس ، أنهى مشروعه DIY لإنشاء جهاز يمكن ارتداؤها ، والذي أطلق عليه اسم "البنكرياس الاصطناعي" دون حياء زائف. يتعلق الأمر بمضخة الأنسولين ذاتية التنظيم ، ولم يبحث سيبورج في بعض جوانب إنشائه عن طرق سهلة. اقرأ المزيد عن مفهوم الجهاز وتقنيات المصادر المفتوحة التي يعتمد عليها - لاحقًا في المقالة.
الرسوم التوضيحية باستثناء مخطط الجهاز مأخوذة من مدونة لياممرض السكري لالدمى
ليام لديه مرض السكري من النوع 1.
إذا كان هذا صحيحًا ، فكلمة "داء السكري" تعني مجموعة من الأمراض ذات زيادة في إدرار البول - مخرجات البول ، لكن نسبة المرضى الذين يعانون من داء السكري أكبر ، والاسم المختصر قد ترسخ وراء الكواليس لمرض السكري. بالعودة إلى العصور الوسطى ، لاحظ غالبية مرضى السكري وجود السكر في بولهم. مر الكثير من الوقت قبل اكتشاف هرمون الأنسولين (والذي كان أيضًا ليصبح أول بروتين متسلسل بالكامل في التاريخ) ودوره في التسبب في مرض السكري.
الأنسولين هو أهم هرمون ينظم عملية التمثيل الغذائي للعديد من المواد ، لكن له تأثيرًا رئيسيًا على عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات ، بما في ذلك السكر الرئيسي "الجلوكوز". بالنسبة لاستقلاب الجلوكوز في الخلايا ، فإن الأنسولين هو جزيء الإشارة. توجد على سطح الخلايا جزيئات مستقبلات الأنسولين الخاصة. يعطي الأنسولين إشارة "يجلس" عليها لبدء سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية: تبدأ الخلية في نقل الجلوكوز بفاعلية إلى الداخل من خلال غشاءها ومعالجته من الداخل.
يمكن تشبيه عملية إنتاج الأنسولين بعمل المتطوعين الذين جاءوا للتعامل مع الفيضان. يعتمد مستوى الأنسولين على كمية الجلوكوز: فكلما زاد ذلك ، زاد المستوى الكلي للأنسولين استجابة لذلك. أكرر: إنه المستوى في الأنسجة هو المهم ، وليس عدد الجزيئات التي تتناسب بشكل مباشر مع الجلوكوز ، لأن الأنسولين نفسه لا يرتبط بالجلوكوز ولا يستخدم في عملية التمثيل الغذائي ، تمامًا مثل المتطوعين لا يشربون المياه التي تصلهم ، ولكنهم يبنون سدودًا بطول معين. ومن الضروري الحفاظ على هذا المستوى المحدد من الأنسولين على سطح الخلايا ، وكذلك ارتفاع السدود المؤقتة في المناطق التي غمرتها المياه.
من الواضح أنه إذا بدأ فقدان الأنسولين ، فسيتوقف أيض الجلوكوز ، ولا ينتقل إلى الخلايا ، ويتراكم في السوائل البيولوجية. هذا هو التسبب في مرض السكري. اعتاد أن يكون هناك مصطلح مربك "السكري المستقل المعتمد على الأنسولين" ، لكن من الأصح تصنيفه على النحو التالي: السكري من النوع 1 هو نقص مادي في الأنسولين (السبب في الغالب هو موت خلايا البنكرياس) ؛ السكري من النوع 2 هو انخفاض في استجابة الجسم لمستوى الأنسولين الخاص به (جميع الأسباب ليست مفهومة بالكامل ومتنوعة). النوع الأول - كان هناك عدد قليل من المتطوعين ولم يكن لديهم وقت لبناء السدود ؛ النوع 2 - السدود من الارتفاع الطبيعي ، ولكن إما مليئة بالثقوب ، أو مبنية عبر.
مشكلة التعديل اليدوي
كلا النوعين ، كما يتضح ، يؤدي إلى زيادة مستوى الجلوكوز خارج الخلايا - في الدم والبول ، والذي له تأثير سلبي على الجسم كله. يجب أن نعيش ونعد
الوحدات الدولية والخبز في محقنة ولوح ، على التوالي. لكن لا يمكنك دائمًا ضبط ما قام به الجسم يدويًا. يجب أن ينام الشخص ، وفي المنام تستمر مستويات الأنسولين في الانخفاض. لا يجوز لأي شخص ، بسبب الظروف المنزلية ، تناول الطعام في الوقت المحدد - وبعد ذلك سوف يقع السكر بالفعل تحت تأثير مستويات الأنسولين المحفوظة صناعياً. في الواقع ، الحياة في نفق حدود الجلوكوز ، أعلى وأسفل وهو غيبوبة.
جزء من حل هذه المشكلة هو الأجهزة الحديثة التي حلت محل الحقن - مضخات الأنسولين. هذا الجهاز يستخدم إبرة تحت الجلد يتم إدخالها باستمرار لتوزيع الأنسولين تلقائيًا. لكن الحصة المريحة وحدها لا تضمن الاستبدال الصحيح للعلاج بالأنسولين بدون بيانات عن مستوى الجلوكوز الحالي. هذا صداع آخر للأطباء وخبراء التكنولوجيا الحيوية: الاختبارات السريعة والتنبؤ الصحيح لديناميكيات مستويات الأنسولين والجلوكوز. من الناحية الفنية ، لقد تم تنفيذ هذا الأمر باعتباره مراقبة مستمرة للجلوكوز - أنظمة CGM. هذه هي الأجهزة المختلفة التي تقرأ البيانات باستمرار من جهاز استشعار يتم إدخاله باستمرار تحت الجلد. هذه الطريقة أقل صدمة وأكثر جاذبية للمستخدمين من
بصمة الإصبع الكلاسيكية ، ولكن هذه الأخيرة أكثر دقة ويوصى باستخدامها إذا كان مستوى السكر "لا يزال منخفضًا جدًا" أو يتغير بسرعة إلى حد ما بمرور الوقت.
الرابط الوسيط في هذا النظام هو الشخص - عادة المريض نفسه. إنه يعدّل عملية تسليم الأنسولين اعتمادًا على قراءات glucometer والاتجاه المتوقع - سواء أكان يتناول الحلوى أو يستعد لتخطي الغداء. ولكن بعد كل شيء ، على خلفية الإلكترونيات الدقيقة ، يصبح الشخص رابطًا ضعيفًا - ماذا لو كان أثناء النوم سيتحمل نقص السكر في الدم الشديد ويفقد وعيه؟ أم أنه سيتصرف بطريقة غير مناسبة ، هل نسيت / تخطي / إعداد الجهاز بشكل غير صحيح ، خاصة إذا كان لا يزال طفلاً؟ في مثل هذه الحالات ، فكر كثير من الناس في إنشاء أنظمة تحتوي على تعليقات - بحيث يركز جهاز إدخال الأنسولين على مخرجات أجهزة استشعار الجلوكوز.
ردود الفعل والمصدر المفتوح
ومع ذلك ، تنشأ مشكلة على الفور - هناك الكثير من المضخات والعدادات في السوق. بالإضافة إلى ذلك ، هذه جميعها أجهزة تنفيذية ، وهي بحاجة إلى معالج مشترك وبرنامج يتحكم فيها.
المقالات [
1 ،
2 ] حول موضوع دمج جهازين في نظام واحد تم نشرها بالفعل على حبري. بالإضافة إلى إضافة حالة ثالثة ، سأتحدث قليلاً عن المشاريع العالمية التي تجمع بين جهود المتحمسين الذين يرغبون في بناء مثل هذه الأنظمة بأنفسهم.
تم إنشاء مشروع OpenAPS (نظام البنكرياس الاصطناعي المفتوح ، وهو بنكرياس صناعي مجاني) من قبل دانا لويس من سياتل. في نهاية عام 2014 ، قررت ، وهي أيضًا مصابة بداء السكري من النوع الأول ، تجربة مماثلة. بعد تجربة جهازها ثم وصفه بالتفصيل ، فتحت
موقع الويب الخاص بالمشروع بالتفصيل ، والذي يصف بالتفصيل كيفية الجمع بين عداد ومضخة CGM ، في أشكال مختلفة من مختلف الصانعين ، مع الأجهزة الوسيطة اللازمة وخيارات البرامج على Github ، مع كمية الوثائق من مجتمع مستخدم متزايد. الجانب الأكثر أهمية الذي يركز عليه OpenAPS هو "سنساعدك في الحصول على تعليمات مفصلة ، ولكن يجب أن تفعل كل شيء بنفسك." والحقيقة هي أن هذا النشاط هو خطوة بعيدة عن العقوبات الجسيمة التي تفرضها إدارة الأغذية والعقاقير (الإدارة الأمريكية للغذاء والدواء ، والتي تشمل ولايتها القضائية جميع الأدوية والأجهزة الطبية). وإذا لم تتمكن من منعك من كسر الأجهزة المعتمدة ودمجها في أنظمة محلية الصنع لتطبيقها على نفسك ، فسيتم معاقبة أي محاولة لمساعدتك في صنعها أو بيعها. الفكرة الثانية ، ولكن ليس أقل أهمية من OpenAPS هي أمان نظام محلي الصنع. وتهدف الوثائق في شكل
بضع مئات من المقالات وخوارزميات واضحة ومفصلة على وجه التحديد إلى مساعدة المريض ، بدلا من إيذاء أنفسهم.
نافذة حساب Nightscoutيسمح مشروع آخر ،
Nightscout ، للمستخدمين بتحميل البيانات من أجهزة CGM الخاصة بهم إلى سحابة التخزين في الوقت الحقيقي عبر الهاتف الذكي والساعة الذكية والأجهزة الأخرى ، وكذلك عرض ومعالجة البيانات المستلمة. يهدف المشروع إلى الاستخدام الأكثر إفادة ومناسبًا للبيانات ، كما يحتوي على أدلة مفصلة ، على سبيل المثال ،
تكوينات أجهزة glucometers
الجاهزة مع الهواتف الذكية المزودة بنظام تشغيل معين والبرامج الضرورية وأجهزة الإرسال الوسيطة.
تعد رؤية البيانات مهمة لتحديد التقلبات اليومية في مستوى الجلوكوز في نمط حياتك والتصحيح المحتمل للسلوك والوجبات ، ونقل البيانات في شكل رسوم بيانية مريحة إلى الهاتف الذكي أو الساعة الذكية ، للتنبؤ باتجاهات الجلوكوز في المستقبل القريب ، وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن قراءة هذه البيانات ومعالجتها بواسطة برنامج OpenAPS. هذا هو بالضبط ما يستخدمه ليام في مشروعه. بالنسبة لمقالات KDPV - بياناته الشخصية من الخدمة السحابية ، حيث "المكونات" الأرجواني على اليمين - هذه هي مستويات الجلوكوز المتوقعة التي تنبأ بها OpenAPS.
مشروع ليام
يمكنك أن تقرأ عن المشروع بالتفصيل في الإدخال المقابل لمدونته ، سأحاول إعادة كتابته بطريقة أكثر وضوحًا ووضوحًا.
يحتوي Hard على الأجهزة التالية: مضخة الأنسولين Medtronic ، التي كانت Liam تمتلكها في البداية ؛ CGM (متر) FreeStyle Libre مع مستشعر NFC ؛ إليه - جهاز إرسال MiaoMiao ، ينقل البيانات من جهاز استشعار NFC للجلد إلى هاتف ذكي عبر Bluetooth ؛ Intel Edison microcomputer ، كمعالج للتحكم في النظام بأكمله باستخدام Open APS ؛ Explorer HAT - جهاز إرسال لاسلكي لتوصيل الأخير بهاتف ذكي ومضخة.
الدائرة مغلقة.
كلف الجزء الأجهزة بأكمله ليام 515 يورو ، باستثناء المضخة التي كان لديه سابقا. لقد أمر كل الأشياء على Amazon ، بما في ذلك إديسون. أيضا ، أجهزة الاستشعار تحت الجلد ل CGM Libre هي باهظة الثمن للاستهلاك - 70 يورو لكل قطعة ، وهو ما يكفي لمدة 14 يوما.
البرنامج: أولاً ، توزيع Linux Jubilinux لـ Edison ثم تثبيت OpenAPS عليه ، والذي عانى منه مؤلف الجهاز. بعد ذلك - إعداد نقل البيانات من CGM إلى هاتف ذكي وإلى السحابة ، والتي كان عليها ترخيص بناء شخصي لتطبيق xDrip (150 يورو) وإعداد Nightscout - كان عليه أن يتزوج عبر OpenAPS من خلال إضافات خاصة. كانت هناك أيضًا مشكلات في تشغيل الجهاز بأكمله ، ولكن مجتمع Nightscout ساعد بنجاح Liam في العثور على الأخطاء.
بالطبع ، قد يبدو أن المؤلف قد تجاوز المشروع. تم اختيار Intel Edison الذي توقف لفترة طويلة من قبل Liam ليكون "أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من Raspberry Pi." أضاف نظام التشغيل Apple أيضًا صعوبات في ترخيص البرنامج وتكاليف مماثلة لهاتف Android الذكي. ومع ذلك ، فإن تجربته مفيدة وستذهب إلى خزانة العديد من هذه المشاريع من الأجهزة المنزلية ، والتي صممت مقابل القليل من المال نسبيا لتحسين نوعية حياة الكثير من الناس بشكل كبير. الأشخاص الذين اعتادوا بشكل متزايد على الاعتماد على قوتهم ومهاراتهم.
يجادل ليام بأن مرض السكري من النوع الأول جعله غير حر ، وأن الجهاز الذي ابتكره كان وسيلة لاستعادة الراحة النفسية للسيطرة على جسده. بالإضافة إلى العودة إلى نمط حياته الطبيعي ، أصبح إنشاء نظام التغذية المرتدة لمضخة الأنسولين تجربة قوية بالنسبة له في التعبير عن الذات. يقول: "من الأفضل أن تبقي عملية الأيض لديك تحت سيطرة JS code بدلاً من الذهاب إلى المستشفى".