인공 췌장: 당뇨병 환자의 아이디어와 연결

시스템 해킹부터 어린이의 혈당 수치를 모니터링하는 소프트웨어 개발까지

존 코스틱은 뉴욕에 사는 소프트웨어 엔지니어로, 네 살 난 아들이 제1형 당뇨병을 앓고 있습니다. 2013년 2월, 그는 하루에 수십 번씩 모세혈관 혈당을 측정하던 방식에서 5분마다 결과를 알려주는 연속 혈당 측정기(CGM)로 전환했습니다.

그러나 당시에는 자녀가 학교에 있거나, 친구 집에 있거나, 심지어 밤새 다른 방에서 자고 있을 때에도 부모가 원격으로 자녀의 혈당 수치를 알 수 있도록 원격 CGM 모니터링을 허용하는 상업적 응용 프로그램이 없었습니다.

코스틱은 시스템을 해킹하여 연속 혈당 측정(CGM) 데이터를 인터넷으로 전송하여 아이의 실시간 혈당 수치를 확인하는 소프트웨어를 개발했습니다. 그는 트위터에 자신의 발명품을 공개했고, 이를 통해 캘리포니아 엔지니어이자 "당뇨병 아빠"인 레인 데스버러는 제1형 당뇨병을 앓고 있는 로스 네일러를 비롯한 여러 사람의 관심을 끌게 되었고, 이들은 '프로젝트 나이트스카웃'이라는 이름의 오픈 소스 코드 개발에 협력하게 되었습니다.

Nightscout는 상업용 애플리케이션에서 CGM 데이터의 원격 모니터링을 허용하기 훨씬 이전에 개인 웹사이트를 통해 CGM 데이터에 실시간으로 접근할 수 있도록 했습니다(https://www.nightscout.info/).

이는 환자들이 당뇨병 관리에 큰 변화를 가져올 수 있도록, 환자들을 위해, 환자들에 의해 이루어진 최초의 혁신이었습니다. 먼저, 그들은 다른 사람들이 자체 모니터링 시스템을 구축하는 데 사용할 수 있는 오픈 소스 원격 모니터링 소프트웨어를 개발했고, 이어서 자동 인슐린 투여 장치와 스마트폰 앱을 개발했습니다.

인공 췌장: 당뇨병 환자들의 연결된 아이디어

코스틱의 트위터 게시물은 CGM 데이터에 대한 실시간 접근을 제공했을 뿐만 아니라, 2013년 11월 최초의 D-Data ExChange라는 디지털 당뇨병 자가 관리 운동의 탄생으로 이어졌습니다.

자격을 갖춘 개인( 의료 전문가, 소프트웨어 설계자, 엔지니어)이 1형 당뇨병을 앓고 있는 사람들과 함께 당뇨병 관리 기술의 활용과 1형 당뇨병 환자의 삶을 개선할 방법을 찾습니다.

FDA 승인을 받은 최초의 환자 프로젝트

그러다가 데스버러가 만든 Apple Watch용 자동 인슐린 투여 앱인 타이드풀이 2023년 1월 FDA의 승인을 받은 최초의 환자 주도 프로젝트가 되었습니다.

비슷한 시기에 제1형 당뇨병을 앓고 있는 다나 루이스도 코스틱의 트윗을 보았습니다. 그녀와 당시 남자친구이자 남편이었던 스콧 레이브랜드는 루이스가 야간 저혈당 위험에 처하게 하는 연속 혈당 측정(CGM) 알람 소리 조절 기능을 제대로 활용하지 못하는 문제를 해결하려고 애쓰고 있었습니다. 루이스는 코스틱의 오픈소스 코드를 활용하여 DIY 자동 인슐린 투여 시스템을 개발했습니다.

2014년, 다나와 스콧은 인슐린 펌프를 자동으로 작동하도록 프로그래밍할 수 있는 소프트웨어 엔지니어 벤 웨스트를 만났습니다. 3개월 간의 협력 끝에, 그들은 모든 구성 요소(CGM 데이터, 인슐린 펌프)를 성공적으로 연결하여 폐루프 인공 췌장 시스템을 구축했습니다.

그들은 CGM과 인슐린 펌프 데이터를 작고 저렴한 컴퓨터인 라즈베리파이로 전송했습니다. 이 시스템은 환자의 혈당이 특정 낮은 임계값으로 떨어지면 인슐린 펌프가 약 30분 동안 인슐린 공급을 자동으로 일시 중지하도록 하여 저혈당을 줄이는 것을 목표로 합니다.

소스 코드는 OpenAPS(Open Artificial Pancreas System) 프로젝트의 일환으로 공개되었습니다. 이 프로젝트의 목표는 제1형 당뇨병 환자의 안전을 향상시키기 위해 기반이 되는 인공 췌장 시스템 기술을 널리 보급하는 것입니다.

시간이 지남에 따라 고급 알고리즘을 통해 CGM에서 모니터링되는 혈당치가 낮아지는 추세일 때 인슐린을 자동으로 중단하거나 일련의 미크로볼러스 인슐린을 자동으로 주입할 수 있게 됩니다. 이는 현재 일부 상업용 자동 인슐린 투여 시스템이 작동하는 방식과 유사합니다.

OpenAPS는 신속한 맞춤 설정, 통합 및 조정을 가능하게 하는 획기적인 기술로, 수년간의 엄격한 테스트와 FDA 승인이 필요하지 않습니다. 2015년, 소프트웨어 엔지니어 네이트 래키레프트(제1형 당뇨병 환자)와 컴퓨터 과학자 피트 슈왑(아들 라일리가 당뇨병 환자)은 OpenAPS 코드를 사용하여 또 다른 자동 인슐린 투여 시스템을 개발했습니다. 이를 통해 iPhone 앱을 Loop라는 자동 인슐린 펌프의 인터페이스로 사용할 수 있게 되었습니다.

Rackyleft는 Python 코드를 사용하여 인슐린 투여를 자동화했습니다. Schwamb는 Medtronic Diabetes에서 만든 CareLink 무선 기기에 블루투스 브리지를 만들었습니다. 그는 딸의 이름을 따서 새 기기의 이름을 RileyLink로 지었습니다. RileyLink는 펌프(원래는 Medtronic MiniMed)와 무선 주파수 통신을 주고받고 이를 저전력 블루투스로 변환하여 인슐린 투여 알고리즘을 자동화하는 iPhone 앱과 통신합니다.

Loop 시스템은 2016년 10월 오픈 소스 커뮤니티에 공개되었으며 모든 인슐린 펌프와 호환됩니다. Loop는 연속 혈당 측정(CGM) 결과와 사용자의 탄수화물 섭취 정보를 기반으로 혈당 수치 변화를 예측하고 인슐린 투여를 자동화할 수 있습니다.

결과적으로 당뇨병 환자는 이제 자신이 선호하는 펌프 기술을 사용하여 인슐린 주입을 자동화하는 앱을 직접 만들 수 있습니다. Loop는 또한 알고리즘의 인슐린 설정을 더욱 세밀하게 조정할 수 있도록 하는데, 여기에는 개인화된 혈당 목표 및 인슐린 주입을 자동으로 중단하는 혈당 역치 설정이 포함됩니다.

Nightscout과 Loop를 함께 사용하면 연속 혈당 측정(CGM) 데이터뿐만 아니라 인슐린 펌프 데이터도 추적할 수 있습니다. 이를 통해 인슐린 투여량과 그 투여량에 대한 반응을 실시간으로 확인할 수 있으며, 당뇨병 환자와 보호자는 데이터를 더욱 쉽게 시각화하고 이해할 수 있습니다. 또한, 임상의가 환자의 당뇨병 데이터를 실시간으로 더 쉽게 확인할 수 있습니다.

2016년 11월, 당뇨병 환자, 당뇨병 자녀의 부모, 임상의, 당뇨병 교육자 , DIY 시스템의 작동 원리를 자세히 알고 싶어 하는 사람 등 Loop 사용에 관심이 있는 사람들을 연결하기 위해 Facebook 그룹 "Looped"가 시작되었습니다.

이 그룹은 현재 32,100명 이상의 회원을 보유하고 있습니다. 2018년 9월에는 DIY 인슐린 투여 시스템 사용자들을 위한 커뮤니티 기반 지원을 제공하기 위해 또 다른 온라인 그룹인 Loop and Learn이 설립되었습니다.

이러한 움직임은 또한 상호 운용 가능한 장치의 토대를 마련하여 개인이 자신의 상태에 가장 적합한 CGM이나 펌프를 선택하고 두 장치가 서로 통신할 수 있게 했습니다. 이는 장치를 만든 회사가 이러한 통합을 구현하지 않았더라도 마찬가지입니다. FDA가 Dexcom G6를 최초의 완벽하게 상호 운용 가능한 CGM 시스템으로 승인한 것은 2018년 3월이었습니다.

위 기사는 만성 질환을 앓고 있는 소수의 사람들이 모여 지식을 공유함으로써 어떤 힘을 발휘할 수 있는지를 보여줍니다. 코드를 오픈 소스로 공개함으로써 더 많은 당뇨병 환자들이 코드를 더 쉽게 사용할 수 있게 되어, 상용 기기가 출시되기 훨씬 전부터 자동 인슐린 투여 시스템을 사용할 수 있게 되었습니다.

원천: https://khoahocdoisong.vn/tuy-nhan-tao-san-pham-tri-tue-ket-noi-tu-nhung-nguoi-benh-dai-thao-duong-post234700.html