Искусственная поджелудочная железа: детище и связь с людьми, больными диабетом

От взлома системы до создания программного обеспечения для контроля уровня сахара в крови у детей

Джон Костик — инженер-программист из Нью-Йорка, у 4-летнего сына диабет 1-го типа. В феврале 2013 года он перешел от измерения уровня сахара в капиллярной крови десятки раз в день к ношению прибора непрерывного измерения глюкозы (НМГ), который выдает результаты каждые 5 минут.

Однако в то время не существовало коммерческого приложения, которое позволяло бы осуществлять удаленный мониторинг уровня глюкозы в крови, чтобы родители могли узнать показатели уровня глюкозы в крови своего ребенка удаленно, пока ребенок находится в школе, в гостях у друзей или даже спит в другой комнате ночью.

Поэтому Костик взломал систему и создал программное обеспечение, которое передавало данные непрерывного мониторинга глюкозы в Интернет, чтобы получать показатели уровня глюкозы у своего ребенка в режиме реального времени. Затем он объявил о своем изобретении в Twitter. Именно тогда Лейн Десборо, инженер из Калифорнии и еще один «папа-диабетик», связался с Россом Нейлором, также больным диабетом 1-го типа, и несколькими другими людьми, которые совместно работали над разработкой с открытым исходным кодом, и назвали ее Project Nightscout.

Nightscout обеспечивал доступ в режиме реального времени (https://www.nightscout.info/) к данным непрерывного мониторинга глюкозы через персональный веб-сайт задолго до того, как коммерческие приложения позволили осуществлять удаленный мониторинг данных непрерывного мониторинга глюкозы.

Это было первое крупное нововведение, созданное пациентами для пациентов, которое позволило им внести существенные изменения в управление диабетом. Сначала они разработали открытое программное обеспечение для удаленного мониторинга, которое другие могли использовать для создания собственных систем мониторинга, а затем создали автоматизированные устройства для подачи инсулина и приложения для смартфонов.

Искусственная поджелудочная железа: детище диабетиков

Публикация Костика в Twitter не только обеспечила доступ к данным непрерывного мониторинга глюкозы в крови в режиме реального времени, но и привела к рождению движения за цифровой самоконтроль диабета — первой биржи D-Data ExChange в ноябре 2013 года.

Квалифицированные специалисты ( медицинские специалисты, разработчики программного обеспечения, инженеры) объединяются с людьми, страдающими диабетом 1 типа, чтобы найти способы улучшить использование технологий управления диабетом и жизнь людей с диабетом 1 типа.

К первому одобренному FDA проекту для пациентов

Затем Tidepool — автоматизированное приложение для дозирования инсулина для Apple Watch, созданное Десборо, — стало первым проектом, реализуемым под руководством пациентов и одобренным FDA в январе 2023 года.

Примерно в то же время Дэна Льюис, страдающая диабетом 1 типа, также увидела твит Костика. Она и ее бойфренд, а затем и муж Скотт Лейбранд пытались решить проблему, связанную с тем, что Льюис не могла отрегулировать громкость своего будильника НМГ, из-за чего у нее возникал риск ночной гипогликемии. Льюис использовал открытый исходный код Костика для создания самостоятельной автоматизированной системы подачи инсулина.

В 2014 году Дана и Скотт познакомились с Беном Уэстом, инженером-программистом, который умел программировать инсулиновую помпу для автоматической работы. После 3 месяцев совместной работы им удалось успешно подключить все компоненты (данные непрерывного мониторинга глюкозы, инсулиновую помпу) и создать замкнутую систему искусственной поджелудочной железы.

Они отправляли данные непрерывного мониторинга уровня глюкозы и инсулиновой помпы на Raspberry Pi — небольшой и доступный компьютер в системе, которая автоматически заставляет инсулиновую помпу приостанавливать подачу инсулина примерно на 30 минут, когда уровень сахара в крови пациента падает до определенного низкого порога, с целью снижения гипогликемии.

Исходный код опубликован в рамках проекта Open Artificial Pancreas System (OpenAPS). Цель проекта — сделать базовую технологию искусственной поджелудочной железы широко доступной для повышения безопасности людей с сахарным диабетом 1 типа.

Со временем усовершенствованные алгоритмы позволят автоматически прекращать введение инсулина, когда уровень сахара в крови, отслеживаемый с помощью непрерывного мониторинга глюкозы, снижается, или автоматически вводить серию микроболюсов инсулина, подобно тому, как сегодня работают некоторые коммерческие автоматизированные системы подачи инсулина.

OpenAPS — это технологический прорыв, который обеспечивает быструю настройку, интеграцию и корректировку, не требуя при этом многолетних тщательных испытаний и одобрения FDA. В 2015 году инженер-программист Нейт Рэкилефт (страдающий диабетом 1 типа) и компьютерный ученый Пит Швамб (чей сын Райли страдает диабетом) использовали код OpenAPS для создания еще одной автоматизированной системы подачи инсулина и превратили приложение для iPhone в интерфейс для автоматизированной инсулиновой помпы под названием Loop.

Ракилефт использовал код Python для автоматизации своих потребностей в инсулине. Компания Schwamb создала Bluetooth-мост с беспроводным устройством CareLink, произведенным компанией Medtronic Diabetes. Он назвал новое устройство RileyLink в честь своей дочери. RileyLink передает радиочастотные сигналы на помпу (первоначально MiniMed от Medtronic) и с нее, а затем преобразует их в низкоэнергетический Bluetooth для связи с приложением iPhone, в котором реализован алгоритм автоматизированной подачи инсулина.

Система Loop была выпущена для сообщества с открытым исходным кодом в октябре 2016 года и работает с любой инсулиновой помпой. Loop может прогнозировать изменения уровня глюкозы и автоматизировать подачу инсулина на основе результатов непрерывного мониторинга глюкозы и информации пользователя о потреблении углеводов.

В результате диабетики теперь могут создать собственное приложение для автоматизации подачи инсулина, используя предпочтительную технологию помпы. Цикл также позволяет более точно настраивать параметры инсулина в рамках алгоритма, включая персонализированные целевые показатели уровня глюкозы и пороговые значения уровня глюкозы в крови, которые автоматически останавливают инфузию инсулина.

Используя Nightscout и Loop вместе, можно отслеживать не только данные непрерывного мониторинга уровня глюкозы, но и данные инсулиновой помпы, что позволяет просматривать дозы инсулина и реакцию на эти дозы в режиме реального времени, а людям с диабетом и лицам, осуществляющим уход за ними, легче визуализировать и понимать данные. Это также облегчает врачам доступ к данным о диабете у пациентов в режиме реального времени.

В ноябре 2016 года была создана группа в Facebook «Looped», призванная объединить людей, заинтересованных в использовании Loop, включая людей, больных диабетом, родителей детей, больных диабетом; а также врачи, преподаватели диабета и другие лица, желающие узнать больше о том, как работают системы DIY.

В настоящее время группа насчитывает более 32 100 участников. В сентябре 2018 года была сформирована еще одна онлайн-группа Loop and Learn, которая оказывает общественную поддержку пользователям самодельных автоматизированных систем подачи инсулина.

Это движение также заложило основу для совместимых устройств, позволяя человеку выбирать наиболее подходящую для его состояния систему непрерывного мониторинга глюкозы или помпу, а также обеспечивать взаимодействие обоих устройств, даже если компании, которые их производят, не обеспечивают такую ​​интеграцию, поскольку FDA не авторизовало Dexcom G6 как первую полностью совместимую систему непрерывного мониторинга глюкозы до марта 2018 года.

Приведенная выше история демонстрирует, какую силу может получить небольшая группа людей с хроническими заболеваниями, общаясь друг с другом и делясь своими идеями. Открытие исходного кода делает его более доступным для более широкого сообщества больных диабетом, благодаря чему люди смогут пользоваться автоматизированными системами подачи инсулина задолго до появления коммерческих устройств.

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