ตับอ่อนเทียม: ความคิดและการเชื่อมโยงจากผู้ป่วยเบาหวาน

ตั้งแต่การแฮ็กระบบไปจนถึงการสร้างซอฟต์แวร์เพื่อตรวจระดับน้ำตาลในเลือดของเด็กๆ

John Costik เป็นวิศวกรซอฟต์แวร์ในนิวยอร์กซึ่งมีลูกชายวัย 4 ขวบเป็นโรคเบาหวานประเภท 1 ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556 เขาเปลี่ยนจากการวัดระดับน้ำตาลในเลือดเส้นเลือดฝอยหลายสิบครั้งต่อวันมาเป็นสวมเครื่องตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือดแบบต่อเนื่อง (CGM) ที่ให้ผลทุกๆ 5 นาที

อย่างไรก็ตาม ในเวลานั้นยังไม่มีแอปพลิเคชั่นเชิงพาณิชย์ที่ให้สามารถตรวจสอบ CGM จากระยะไกลได้ เพื่อให้ผู้ปกครองทราบค่าน้ำตาลในเลือดของลูกได้จากระยะไกล ในขณะที่เด็กอยู่ที่โรงเรียน ที่บ้านเพื่อน หรือแม้แต่ไปนอนในห้องอื่นในตอนกลางคืน

Costik จึงแฮ็กระบบเพื่อสร้างซอฟต์แวร์ที่ส่งข้อมูล CGM ไปยังอินเทอร์เน็ตเพื่อรับค่าระดับกลูโคสแบบเรียลไทม์ของลูกเขา จากนั้นเขาได้ประกาศเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์ของเขาทาง Twitter นั่นคือเวลาที่ Lane Desborough ซึ่งเป็นวิศวกรชาวแคลิฟอร์เนียและ "คุณพ่อโรคเบาหวาน" อีกคน ได้ติดต่อกับ Ross Naylor ซึ่งเป็นผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่ 1 เช่นกัน และคนอื่นๆ อีกไม่กี่คนที่ร่วมมือกันพัฒนาโอเพนซอร์สและเรียกมันว่า Project Nightscout

Nightscout อนุญาตให้เข้าถึงข้อมูล CGM แบบเรียลไทม์ (https://www.nightscout.info/) ผ่านทางเว็บไซต์ส่วนตัว นานก่อนที่แอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์จะอนุญาตให้ตรวจสอบข้อมูล CGM จากระยะไกล

ถือเป็นนวัตกรรมครั้งสำคัญครั้งแรกของผู้ป่วยเพื่อผู้ป่วย ที่ทำให้พวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงการจัดการโรคเบาหวานได้อย่างมาก ขั้นแรกพวกเขาพัฒนาซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สสำหรับการตรวจสอบระยะไกลซึ่งคนอื่นๆ สามารถใช้เพื่อสร้างระบบการตรวจสอบของตนเอง จากนั้นจึงสร้างอุปกรณ์ส่งอินซูลินอัตโนมัติและแอปสมาร์ทโฟน

Tụy nhân tạo: Sản phẩm trí tuệ kết nối từ những người bệnh đái tháo đường ảnh 1

ตับอ่อนเทียม: สมองที่เชื่อมโยงของผู้ป่วยโรคเบาหวาน

โพสต์ Twitter ของ Costik ไม่เพียงแค่ทำให้สามารถเข้าถึงข้อมูล CGM ได้แบบเรียลไทม์เท่านั้น แต่ยังนำไปสู่การเกิดการเคลื่อนไหวการจัดการเบาหวานด้วยตนเองผ่านดิจิทัลอีกด้วย ซึ่งถือเป็น D-Data ExChange ครั้งแรกในเดือนพฤศจิกายน 2556

บุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสม (ผู้เชี่ยวชาญ ทางการแพทย์ นักออกแบบซอฟต์แวร์ วิศวกร) จะมารวมตัวกันกับผู้ที่ได้รับผลกระทบจากโรคเบาหวานชนิดที่ 1 เพื่อหาแนวทางในการปรับปรุงการใช้เทคโนโลยีการจัดการโรคเบาหวานและชีวิตของผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 1

สู่โครงการผู้ป่วยรายแรกที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA

จากนั้น Tidepool ซึ่งเป็นแอปกำหนดปริมาณอินซูลินอัตโนมัติสำหรับ Apple Watch ที่ก่อตั้งโดย Desborough ได้กลายเป็นโครงการแรกที่นำโดยผู้ป่วยและได้รับการอนุมัติจาก FDA ในเดือนมกราคม 2023

ในช่วงเวลาเดียวกันนั้น Dana Lewis ซึ่งเป็นโรคเบาหวานประเภท 1 ก็เห็นทวีตของ Costik เช่นกัน เธอและแฟนหนุ่มซึ่งในขณะนั้นเป็นสามีของเธอ สก็อตต์ ไลแบรนด์ พยายามแก้ไขปัญหาที่ลูอิสไม่สามารถปรับระดับเสียงนาฬิกาปลุก CGM ของเธอได้ ซึ่งทำให้เธอเสี่ยงต่อภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำในเวลากลางคืน Lewis ใช้โค้ดโอเพ่นซอร์สของ Costik เพื่อสร้างระบบจ่ายอินซูลินอัตโนมัติแบบ DIY

ในปี 2014 ดาน่าและสก็อตต์ได้พบกับเบ็น เวสต์ ซึ่งเป็นวิศวกรซอฟต์แวร์ผู้มีความสามารถในการตั้งโปรแกรมปั๊มอินซูลินให้ทำงานอัตโนมัติ หลังจากทำงานร่วมกันเป็นเวลา 3 เดือน พวกเขาก็สามารถเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมด (ข้อมูล CGM ปั๊มอินซูลิน) ได้สำเร็จ และสร้างระบบตับอ่อนเทียมแบบวงปิด

พวกเขาส่งข้อมูล CGM และปั๊มอินซูลินไปยัง Raspberry Pi ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กราคาไม่แพง ในระบบที่ทำให้ปั๊มอินซูลินหยุดการส่งอินซูลินโดยอัตโนมัติประมาณ 30 นาที เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดของผู้ป่วยลดลงถึงเกณฑ์ต่ำบางเกณฑ์ โดยมีเป้าหมายเพื่อลดภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ

ซอร์สโค้ดได้รับการเผยแพร่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Open Artificial Pancreas System (OpenAPS) เป้าหมายของโครงการนี้คือการทำให้เทคโนโลยีระบบตับอ่อนเทียมขั้นพื้นฐานมีใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 1

เมื่อเวลาผ่านไป อัลกอริธึมขั้นสูงจะช่วยให้หยุดการฉีดอินซูลินโดยอัตโนมัติเมื่อระดับน้ำตาลในเลือดตรวจพบว่าอยู่ในแนวโน้ม CGM ต่ำ หรือฉีดอินซูลินในปริมาณไมโครโบลัสโดยอัตโนมัติ ซึ่งคล้ายกับระบบส่งอินซูลินอัตโนมัติเชิงพาณิชย์บางระบบที่ทำงานอยู่ในปัจจุบัน

OpenAPS คือความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ทำให้สามารถปรับแต่ง บูรณาการ และปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็ว และไม่ต้องใช้เวลาทดสอบอันเข้มงวดและได้รับการอนุมัติจาก FDA เป็นเวลาหลายปี ในปี 2015 วิศวกรซอฟต์แวร์ Nate Rackyleft (ผู้เป็นเบาหวานประเภท 1) และ นักวิทยาศาสตร์ คอมพิวเตอร์ Pete Schwamb (ซึ่งมีลูกชายเป็นโรคเบาหวาน ชื่อ Riley) ได้ใช้โค้ด OpenAPS เพื่อสร้างระบบจ่ายอินซูลินอัตโนมัติอีกระบบหนึ่ง และเปิดใช้งานแอป iPhone ให้กลายเป็นอินเทอร์เฟซสำหรับปั๊มอินซูลินอัตโนมัติที่เรียกว่า Loop

Rackyleft ใช้โค้ด Python เพื่อให้ความต้องการอินซูลินของเขาเป็นระบบอัตโนมัติ Schwamb สร้างสะพานบลูทูธกับอุปกรณ์ไร้สาย CareLink ที่ผลิตโดย Medtronic Diabetes เขาตั้งชื่ออุปกรณ์ใหม่ว่า RileyLink ตามชื่อลูกสาวของเขา RileyLink ส่งสัญญาณการสื่อสารความถี่วิทยุไปและมาจากปั๊ม (เดิมคือ MiniMed ของ Medtronic) และแปลงสัญญาณให้เป็นบลูทูธพลังงานต่ำเพื่อสื่อสารกับแอป iPhone ที่มีอัลกอริธึมการส่งอินซูลินอัตโนมัติ

ระบบ Loop เปิดตัวต่อชุมชนโอเพ่นซอร์สในเดือนตุลาคม 2016 และทำงานร่วมกับปั๊มอินซูลินได้ทุกชนิด Loop สามารถคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของระดับกลูโคสและจ่ายอินซูลินโดยอัตโนมัติโดยอิงจากผล CGM และข้อมูลของผู้ใช้เกี่ยวกับปริมาณคาร์โบไฮเดรตที่รับประทาน

ด้วยเหตุนี้ ผู้ป่วยเบาหวานจึงสามารถสร้างแอปของตัวเองเพื่อจ่ายอินซูลินโดยอัตโนมัติโดยใช้เทคโนโลยีปั๊มที่ตนเองชื่นชอบได้ นอกจากนี้ Loop ยังช่วยให้ปรับแต่งการตั้งค่าอินซูลินภายในอัลกอริทึมได้ละเอียดมากขึ้น รวมไปถึงเป้าหมายกลูโคสส่วนบุคคลและเกณฑ์น้ำตาลในเลือดที่หยุดการฉีดอินซูลินโดยอัตโนมัติ

การใช้ Nightscout และ Loop ร่วมกันทำให้สามารถติดตามไม่เพียงแค่ข้อมูล CGM เท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อมูลปั๊มอินซูลินได้ด้วย จึงสามารถดูปริมาณอินซูลินและการตอบสนองต่อปริมาณเหล่านั้นได้แบบเรียลไทม์ และผู้ป่วยเบาหวานและผู้ดูแลสามารถมองเห็นและเข้าใจข้อมูลได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังทำให้แพทย์สามารถเข้าถึงข้อมูลผู้ป่วยโรคเบาหวานได้อย่างง่ายดายแบบเรียลไทม์

ในเดือนพฤศจิกายน 2559 กลุ่ม Facebook ชื่อ “Looped” ได้เปิดตัวขึ้นเพื่อเชื่อมต่อผู้คนที่สนใจใช้ Loop ซึ่งรวมไปถึงผู้ป่วยโรคเบาหวาน ผู้ปกครองของเด็กที่เป็นโรคเบาหวาน เช่นเดียวกับแพทย์ ผู้ให้ความรู้ ด้านโรคเบาหวาน และผู้สนใจอื่นๆ ที่ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของระบบ DIY

ปัจจุบันกลุ่มนี้มีสมาชิกมากกว่า 32,100 ราย ในเดือนกันยายน 2561 ได้มีการจัดตั้งกลุ่มออนไลน์ชื่อ Loop and Learn ขึ้น ซึ่งทำหน้าที่เป็นการสนับสนุนชุมชนสำหรับผู้ใช้ระบบส่งอินซูลินอัตโนมัติแบบ DIY

การเคลื่อนไหวครั้งนี้ยังได้วางรากฐานสำหรับอุปกรณ์ที่สามารถทำงานร่วมกันได้ โดยให้แต่ละคนสามารถเลือก CGM หรือปั๊มที่ดีที่สุดสำหรับอาการของตัวเองได้ และให้ทั้งสองอุปกรณ์สื่อสารถึงกันได้ แม้ว่าบริษัทที่ผลิตอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่ได้สร้างการบูรณาการนี้ขึ้นมาก็ตาม เนื่องจาก FDA ไม่ได้อนุญาตให้ Dexcom G6 เป็นระบบ CGM ที่สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์แบบตัวแรกจนกว่าจะถึงเดือนมีนาคม 2018

เรื่องราวข้างต้นเน้นถึงพลังที่กลุ่มคนเล็กๆ ที่ป่วยเป็นโรคเรื้อรังสามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อกันและแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกของพวกเขา การทำให้โค้ดเป็นโอเพนซอร์สทำให้เข้าถึงชุมชนเบาหวานในวงกว้างได้มากขึ้น ทำให้ผู้คนสามารถใช้ระบบส่งอินซูลินอัตโนมัติได้นานก่อนที่อุปกรณ์เชิงพาณิชย์จะมีจำหน่าย

แหล่งที่มา