人工膵臓：糖尿病患者の発案とつながり

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システムのハッキングから子供の血糖値を監視するソフトウェアの作成まで

ジョン・コスティックさんはニューヨーク在住のソフトウェアエンジニアで、4歳の息子は1型糖尿病を患っています。 2013 年 2 月、彼は 1 日に何十回も毛細血管血糖値を測定する方法から、5 分ごとに結果が出る持続血糖測定器 (CGM) の装着方法に切り替えました。

しかし、当時は、子どもが学校にいるとき、友達の家にいるとき、あるいは夜間に別の部屋で寝ているときでも、親が子どもの血糖値を遠隔で知ることができるような、遠隔 CGM モニタリングを可能にする商用アプリケーションはありませんでした。

そこでコスティック氏はシステムをハッキングし、CGM データをインターネットに送信して子供の血糖値をリアルタイムで測定するソフトウェアを作成した。その後、彼はTwitterでこの発明を発表した。そのとき、カリフォルニアのエンジニアでもう一人の「糖尿病の父親」であるレーン・デスボローは、同じく1型糖尿病のロス・ネイラーと他の数人と連絡を取り、オープンソース開発に協力し、それをプロジェクト・ナイトスカウトと名付けた。

Nightscout は、商用アプリケーションが CGM データのリモート監視を可能にするずっと前から、個人の Web サイト経由で CGM データにリアルタイムでアクセス (https://www.nightscout.info/) できるようにしていました。

これは、患者による患者のための最初の大きな革新であり、糖尿病管理に大きな変化をもたらすことを可能にしました。まず、他の人が独自のモニタリングシステムを構築するために使用できるリモートモニタリング用のオープンソフトウェアを開発し、次に自動インスリン投与装置とスマートフォンアプリを作成しました。

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人工膵臓：糖尿病患者の創意工夫による成果

コスティック氏の Twitter 投稿は、CGM データへのリアルタイムアクセスをもたらしただけでなく、デジタル糖尿病自己管理運動の誕生にもつながり、2013 年 11 月に最初の D-Data ExChange が開催されました。

資格のある個人（医療専門家、ソフトウェアデザイナー、エンジニア）が 1 型糖尿病に罹患している人々と協力して、糖尿病管理テクノロジーの利用と 1 型糖尿病に罹患している人々の生活を改善する方法を見つけます。

FDA承認を受けた最初の患者プロジェクトへ

その後、デスボロー氏が創設したApple Watch向けの自動インスリン投与アプリ「Tidepool」が、2023年1月にFDAに承認された初の患者主導プロジェクトとなった。

同じ頃、1型糖尿病を患うダナ・ルイスさんもコスティックさんのツイートを見た。彼女と当時の夫であるボーイフレンドのスコット・レイブランドは、ルイスがCGMアラームの音量を調節できず、夜間低血糖の危険にさらされている問題を解決しようとしていた。ルイス氏は、Costik のオープンソースコードを使用して、DIY 自動インスリン投与システムを作成しました。

2014年、ダナとスコットは、インスリンポンプを自動的に動作するようにプログラムする能力を持つソフトウェアエンジニア、ベン・ウェストと出会いました。 3 か月の共同作業を経て、彼らはすべてのコンポーネント (CGM データ、インスリンポンプ) を接続し、閉ループ人工膵臓システムを完成させました。

彼らは、低血糖を軽減することを目的として、患者の血糖値が一定の低い閾値まで下がると、インスリンポンプが約30分間インスリンの投与を自動的に一時停止するシステムにおいて、CGMとインスリンポンプのデータを小型で手頃な価格のコンピュータであるRaspberry Piに送信しました。

ソースコードは、Open Artificial Pancreas System (OpenAPS) プロジェクトの一部としてリリースされています。このプロジェクトの目標は、人工膵臓システムの基礎技術を広く普及させ、1型糖尿病患者の安全性を向上させることです。

将来的には、高度なアルゴリズムにより、CGM で監視された血糖値が低い傾向にある場合にインスリンの投与を自動的に中止したり、現在市販されている自動インスリン投与システムの一部と同様に、一連の微量インスリン投与を自動で行ったりすることが可能になります。

OpenAPS は、迅速なカスタマイズ、統合、調整を可能にする技術革新であり、何年もの厳格なテストや FDA の承認を必要としません。 2015年、ソフトウェアエンジニアのネイト・ラッキーレフト氏（1型糖尿病）とコンピューター科学者のピート・シュワンブ氏（息子のライリー君が糖尿病）は、OpenAPSコードを使用して別の自動インスリン投与システムを作成し、iPhoneアプリをLoopと呼ばれる自動インスリンポンプのインターフェースにできるようにしました。

Rackyleft は Python コードを使用してインスリンのニーズを自動化しました。 Schwamb 氏は、Medtronic Diabetes 社製の CareLink ワイヤレスデバイスとの Bluetooth ブリッジを作成しました。彼は新しい装置を娘にちなんで「RileyLink」と名付けた。 RileyLink は、ポンプ (元々は Medtronic の MiniMed) との間で無線周波数通信を送信し、それを低エネルギー Bluetooth に変換して、自動インスリン投与アルゴリズムを備えた iPhone アプリと通信します。

Loop システムは 2016 年 10 月にオープンソースコミュニティにリリースされ、あらゆるインスリンポンプで動作します。 Loop は、CGM の結果とユーザーの炭水化物摂取量に関する情報に基づいて、血糖値の変化を予測し、インスリンの投与を自動化できます。

その結果、糖尿病患者は好みのポンプ技術を使用してインスリン投与を自動化する独自のアプリを作成できるようになりました。 Loop では、インスリン注入を自動的に停止する個別の血糖値目標や血糖値閾値など、アルゴリズム内でインスリン設定をさらに微調整することもできます。

Nightscout と Loop を併用すると、CGM データだけでなくインスリンポンプデータも追跡できるため、インスリン投与量とその投与量に対する反応をリアルタイムで確認でき、糖尿病患者とその介護者はデータをより簡単に視覚化して理解できるようになります。これにより、臨床医は患者の糖尿病データにリアルタイムで簡単にアクセスできるようになります。

2016年11月、糖尿病患者や糖尿病の子どもの親など、Loopの使用に関心のある人々を結びつけるためにFacebookグループ「Looped」が立ち上げられました。また、臨床医、糖尿病教育者、DIY システムの仕組みについて詳しく知りたいその他の人々も対象となります。

現在、このグループには 32,100 人を超えるメンバーがいます。 2018 年 9 月には、DIY 自動インスリン投与システムのユーザー向けのコミュニティベースのサポートとして機能する別のオンライングループ「Loop and Learn」が結成されました。

この動きは相互運用可能なデバイスの基礎も築き、たとえデバイスを製造する企業がこの統合を実現していなくても、個人が自分の状態に最適な CGM またはポンプを選択し、両方のデバイスが相互に通信できるようにしました。FDA は 2018 年 3 月まで Dexcom G6 を完全に相互運用可能な最初の CGM システムとして認可していませんでした。

上記のストーリーは、慢性疾患を抱える少人数のグループが互いにつながり、洞察を共有することで達成できる力を強調しています。コードをオープンソースにすることで、糖尿病コミュニティー全体がコードにアクセスしやすくなり、市販の装置が利用可能になるずっと前から自動化されたインスリン投与システムを利用できるようになります。

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