인공 췌장: 당뇨병 환자의 아이디어와 연결

시스템 해킹부터 어린이의 혈당 수치를 모니터링하는 소프트웨어 개발까지

존 코스틱은 뉴욕의 소프트웨어 엔지니어로, 4살 아들이 1형 당뇨병을 앓고 있습니다. 2013년 2월, 그는 하루에 수십 번씩 모세혈관 혈당을 측정하던 것에서 5분마다 결과를 알려주는 연속 혈당 측정기(CGM)를 착용하는 것으로 전환했습니다.

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

그래서 코스틱은 시스템을 해킹해서 CGM 데이터를 인터넷으로 전송하는 소프트웨어를 만들어서 아이의 실시간 포도당 수치를 얻었습니다. 그는 트위터에 자신의 발명품을 발표했습니다. 캘리포니아 엔지니어이자 또 다른 "당뇨병 아빠"인 레인 데스버러는 역시 1형 당뇨병 환자인 로스 네일러와 다른 몇몇 사람과 만나 오픈 소스 개발에 협력하여 이를 프로젝트 나이트스카우트라고 명명했습니다.

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

이는 환자들이 당뇨병 관리에 큰 변화를 가져올 수 있도록 한, 환자들에 의한 최초의 주요 혁신이었습니다. 먼저, 그들은 다른 사람들이 자체 모니터링 시스템을 구축하는 데 사용할 수 있는 원격 모니터링을 위한 오픈 소프트웨어를 개발했고, 그다음 자동 인슐린 투여 장치와 스마트폰 앱을 만들었습니다.

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.

거의 같은 시기에 1형 당뇨병을 앓고 있는 다나 루이스도 코스틱의 트윗을 보았습니다. 그녀와 그녀의 남자친구이자 당시 남편인 스콧 레이브랜드는 루이스가 CGM 알람 볼륨을 조절할 수 없어 그녀가 야간 저혈당증에 걸릴 위험이 있다는 문제를 해결하려고 노력했습니다. 루이스는 코스틱의 오픈 소스 코드를 사용하여 DIY 자동 인슐린 투여 시스템을 만들었습니다.

2014년에 다나와 스콧은 인슐린 펌프를 자동으로 작동하도록 프로그래밍할 수 있는 소프트웨어 엔지니어인 벤 웨스트를 만났습니다. 3개월간의 협업 끝에 그들은 모든 구성 요소(CGM 데이터, 인슐린 펌프)를 성공적으로 연결하고 폐쇄 루프 인공 췌장 시스템을 만들어냈습니다.

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 일부로 공개되었습니다. 이 프로젝트의 목표는 1형 당뇨병 환자의 안전을 개선하기 위해 기본적인 인공 췌장 시스템 기술을 널리 제공하는 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 빠른 맞춤화, 통합, 조정을 가능하게 하는 획기적인 기술로, 수년간의 엄격한 테스트와 FDA 승인이 필요하지 않습니다. 2015년, 1형 당뇨병을 앓고 있는 소프트웨어 엔지니어 네이트 래키레프트와 당뇨병을 앓고 있는 아들 라일리를 둔 컴퓨터 과학자 피트 슈왑은 OpenAPS 코드를 사용하여 또 다른 자동 인슐린 공급 시스템을 만들고, iPhone 앱을 Loop라는 자동 인슐린 펌프의 인터페이스로 사용할 수 있게 했습니다.

Rackyleft는 Python 코드를 사용하여 인슐린 요구 사항을 자동화했습니다. 슈밤은 Medtronic Diabetes가 만든 CareLink 무선 장치와 블루투스 브리지를 만들었습니다. 그는 새로운 기기의 이름을 자신의 딸의 이름을 따서 RileyLink라고 지었습니다. RileyLink는 펌프(원래는 Medtronic의 MiniMed)와 무선 주파수 통신을 주고받고, 이를 저에너지 Bluetooth로 변환하여 자동 인슐린 공급 알고리즘이 있는 iPhone 앱과 통신합니다.

Loop 시스템은 2016년 10월에 오픈 소스 커뮤니티에 공개되었으며 모든 인슐린 펌프와 함께 작동합니다. 루프는 CGM 결과와 사용자의 탄수화물 섭취 정보를 바탕으로 포도당 수치 변화를 예측하고 인슐린 투여를 자동화할 수 있습니다.

그 결과, 당뇨병 환자는 이제 자신이 선호하는 펌프 기술을 사용하여 인슐린 투여를 자동화하는 앱을 직접 만들 수 있습니다. Loop를 사용하면 알고리즘 내에서 인슐린 설정을 더욱 세부적으로 조정할 수 있으며, 개인화된 포도당 목표와 인슐린 주입을 자동으로 중단하는 혈당 임계값도 설정할 수 있습니다.

Nightscout와 Loop를 함께 사용하면 CGM 데이터뿐만 아니라 인슐린 펌프 데이터도 추적할 수 있어 인슐린 투여량과 투여량에 대한 반응을 실시간으로 볼 수 있으며, 당뇨병 환자와 간병인은 데이터를 더 쉽게 시각화하고 이해할 수 있습니다. 이를 통해 임상의가 환자의 당뇨병 데이터에 실시간으로 쉽게 접근할 수 있습니다.

2016년 11월, 당뇨병 환자, 당뇨병 자녀를 둔 부모 등 Loop 사용에 관심이 있는 사람들을 연결하기 위해 Facebook 그룹 "Looped"가 시작되었습니다. 또한 임상의, 당뇨병 교육자 및 DIY 시스템의 작동 원리를 자세히 알고 싶어하는 다른 사람들도 참여합니다.

현재 이 그룹에는 32,100명 이상의 회원이 있습니다. 2018년 9월에는 또 다른 온라인 그룹인 Loop and Learn이 결성되었는데, 이 그룹은 DIY 자동 인슐린 투여 시스템 사용자를 위한 커뮤니티 기반 지원을 제공합니다.

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.

위의 기사는 만성 질환을 앓고 있는 소규모 집단이 서로 소통하고 통찰력을 공유함으로써 어떤 힘을 얻을 수 있는지 보여줍니다. 코드를 오픈 소스로 공개하면 당뇨병 환자 커뮤니티 전체가 더 쉽게 접근할 수 있게 되어, 상용 기기가 출시되기 훨씬 전부터 사람들은 자동 인슐린 투여 시스템을 사용할 수 있게 됩니다.

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