ตับอ่อนเทียม: ความคิดและความเชื่อมโยงจากผู้ป่วยโรคเบาหวาน

ตั้งแต่การแฮ็กระบบไปจนถึงการสร้างซอฟต์แวร์เพื่อตรวจระดับน้ำตาลในเลือดสำหรับเด็ก

จอห์น คอสติก เป็นวิศวกรซอฟต์แวร์ในนิวยอร์ก ซึ่งมีลูกชายวัย 4 ขวบเป็นโรคเบาหวานชนิดที่ 1 ในเดือนกุมภาพันธ์ 2013 เขาเปลี่ยนจากการวัดระดับน้ำตาลในเลือดจากเส้นเลือดฝอยวันละหลายสิบครั้ง มาเป็นการใช้เครื่องตรวจวัดระดับน้ำตาลกลูโคสแบบต่อเนื่อง (CGM) ซึ่งให้ผลทุก 5 นาที

อย่างไรก็ตาม ในเวลานั้นยังไม่มีแอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์ที่ให้ผู้ปกครองสามารถตรวจติดตาม CGM จากระยะไกลได้ เพื่อให้ทราบค่าระดับน้ำตาลในเลือดของบุตรหลานได้จากระยะไกล ในขณะที่บุตรหลานอยู่ที่โรงเรียน ที่บ้านเพื่อน หรือแม้แต่ไปนอนในห้องอื่นในตอนกลางคืน

ดังนั้น Costik จึงแฮ็กระบบเพื่อสร้างซอฟต์แวร์ที่ส่งข้อมูล CGM ไปยังอินเทอร์เน็ตเพื่อวัดระดับน้ำตาลกลูโคสแบบเรียลไทม์ของลูกเขา จากนั้นเขาก็ประกาศสิ่งประดิษฐ์ของเขาบน Twitter ซึ่งทำให้ Lane Desborough วิศวกรชาวแคลิฟอร์เนียและ "คุณพ่อที่เป็นโรคเบาหวาน" ได้รับความสนใจจาก Ross Naylor ซึ่งเป็นผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่ 1 เช่นกัน และคนอื่นๆ อีกไม่กี่คน ร่วมกันพัฒนาโค้ดโอเพนซอร์สนี้ โดยตั้งชื่อมันว่า Project Nightscout

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

นับเป็นนวัตกรรมครั้งใหญ่ครั้งแรกที่ผู้ป่วยทำเพื่อผู้ป่วย ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงการจัดการโรคเบาหวานได้อย่างมาก เริ่มจากการพัฒนาซอฟต์แวร์ติดตามอาการจากระยะไกลแบบโอเพนซอร์ส ซึ่งผู้อื่นสามารถใช้สร้างระบบติดตามอาการของตนเองได้ จากนั้นจึงพัฒนาอุปกรณ์จ่ายอินซูลินอัตโนมัติและแอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟน

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

ตับอ่อนเทียม: สมองที่เชื่อมโยงของผู้ป่วยเบาหวาน

โพสต์ Twitter ของ Costik ไม่เพียงแต่ทำให้สามารถเข้าถึงข้อมูล CGM ได้แบบเรียลไทม์เท่านั้น แต่ยังนำไปสู่การเกิดการเคลื่อนไหวในการจัดการโรคเบาหวานด้วยตนเองผ่านดิจิทัลอีกด้วย ซึ่งก็คือ D-Data ExChange ครั้งแรกในเดือนพฤศจิกายน 2013

บุคลากรที่มีคุณสมบัติเหมาะสม (ผู้เชี่ยวชาญ ทางการแพทย์ นักออกแบบซอฟต์แวร์ วิศวกร) จะมารวมตัวกันกับผู้ที่ได้รับผลกระทบจากโรคเบาหวานประเภท 1 เพื่อค้นหาวิธีปรับปรุงการใช้เทคโนโลยีการจัดการโรคเบาหวานและชีวิตของผู้ป่วยโรคเบาหวานประเภท 1

สู่โครงการผู้ป่วยรายแรกที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA

จากนั้น Tidepool ซึ่งเป็นแอปกำหนดปริมาณอินซูลินอัตโนมัติสำหรับ Apple Watch ที่ก่อตั้งโดย Desborough กลายมาเป็นโครงการแรกที่นำโดยผู้ป่วยและได้รับการอนุมัติจาก FDA ในเดือนมกราคม 2023

ช่วงเวลาเดียวกันนั้น ดานา ลูอิส ผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่ 1 ก็เห็นทวีตของคอสติกเช่นกัน เธอและสก็อตต์ ไลแบรนด์ แฟนหนุ่ม ซึ่งในขณะนั้นเป็นสามีของเธอ กำลังพยายามแก้ปัญหาที่ลูอิสไม่สามารถปรับระดับเสียงปลุก CGM ของเธอได้ ซึ่งทำให้เธอเสี่ยงต่อภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำในเวลากลางคืน ลูอิสใช้โค้ดโอเพนซอร์สของคอสติกเพื่อสร้างระบบจ่ายอินซูลินอัตโนมัติแบบ DIY

ในปี 2014 ดาน่าและสก็อตต์ได้พบกับเบน เวสต์ วิศวกรซอฟต์แวร์ผู้สามารถเขียนโปรแกรมปั๊มอินซูลินให้ทำงานอัตโนมัติได้ หลังจากทำงานร่วมกันเป็นเวลา 3 เดือน พวกเขาก็เชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมด (ข้อมูล CGM, ปั๊มอินซูลิน) สำเร็จ และสร้างระบบตับอ่อนเทียมแบบวงปิดได้สำเร็จ

พวกเขาส่งข้อมูล CGM และปั๊มอินซูลินไปยัง Raspberry Pi ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กราคาไม่แพง ในระบบที่ทำให้ปั๊มอินซูลินหยุดการจ่ายอินซูลินโดยอัตโนมัติประมาณ 30 นาที เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดของผู้ป่วยลดลงถึงเกณฑ์ต่ำที่กำหนด โดยมีเป้าหมายเพื่อลดภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ

ซอร์สโค้ดนี้เผยแพร่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Open Artificial Pancreas System (OpenAPS) เป้าหมายของโครงการนี้คือการทำให้เทคโนโลยีระบบตับอ่อนเทียมพื้นฐานนี้แพร่หลายมากขึ้น เพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่ 1

เมื่อเวลาผ่านไป อัลกอริทึมขั้นสูงจะช่วยให้หยุดใช้ยาอินซูลินโดยอัตโนมัติเมื่อระดับน้ำตาลในเลือดที่ตรวจติดตามอยู่ที่แนวโน้ม CGM ต่ำ หรือฉีดอินซูลินจำนวนไมโครโบลัสโดยอัตโนมัติ ซึ่งคล้ายกับวิธีการทำงานของระบบส่งอินซูลินอัตโนมัติเชิงพาณิชย์บางระบบในปัจจุบัน

OpenAPS คือความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถปรับแต่ง ผสานรวม และปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็ว โดยไม่ต้องผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดเป็นเวลาหลายปีและไม่ต้องขออนุมัติจาก FDA ในปี 2015 วิศวกรซอฟต์แวร์ Nate Rackyleft (ผู้ป่วยโรคเบาหวานชนิดที่ 1) และ นักวิทยาศาสตร์ คอมพิวเตอร์ Pete Schwamb (บุตรชายของ Riley ที่เป็นโรคเบาหวาน) ได้ใช้โค้ดของ OpenAPS เพื่อสร้างระบบจ่ายอินซูลินอัตโนมัติอีกระบบหนึ่ง ซึ่งทำให้แอปพลิเคชัน iPhone กลายเป็นอินเทอร์เฟซสำหรับปั๊มอินซูลินอัตโนมัติที่ชื่อว่า Loop

Rackyleft ใช้โค้ด Python เพื่อควบคุมปริมาณอินซูลินให้ทำงานโดยอัตโนมัติ Schwamb ได้สร้างสะพานบลูทูธ (Bluetooth Bridge) สำหรับอุปกรณ์วิทยุ CareLink ที่ผลิตโดย Medtronic Diabetes เขาตั้งชื่ออุปกรณ์ใหม่นี้ว่า RileyLink ตามชื่อลูกสาวของเขา RileyLink ส่งสัญญาณคลื่นวิทยุไปยังและจากปั๊ม (เดิมทีเป็น Medtronic MiniMed) และแปลงเป็นบลูทูธพลังงานต่ำเพื่อสื่อสารกับแอปพลิเคชัน iPhone ที่ใช้อัลกอริทึมการส่งอินซูลินโดยอัตโนมัติ

ระบบ Loop เปิดตัวสู่ชุมชนโอเพนซอร์สในเดือนตุลาคม 2559 และทำงานร่วมกับปั๊มอินซูลินได้ทุกรุ่น Loop สามารถคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของระดับกลูโคสและจ่ายอินซูลินโดยอัตโนมัติโดยอิงจากผล CGM และข้อมูลของผู้ใช้เกี่ยวกับปริมาณคาร์โบไฮเดรตที่บริโภค

ด้วยเหตุนี้ ผู้ป่วยโรคเบาหวานจึงสามารถสร้างแอปของตนเองเพื่อควบคุมการส่งอินซูลินโดยอัตโนมัติ โดยใช้เทคโนโลยีปั๊มที่ตนเองชื่นชอบ นอกจากนี้ Loop ยังช่วยให้ปรับแต่งการตั้งค่าอินซูลินในอัลกอริทึมได้อย่างละเอียดมากขึ้น ซึ่งรวมถึงเป้าหมายระดับน้ำตาลกลูโคสส่วนบุคคล และเกณฑ์ระดับน้ำตาลในเลือดที่หยุดการให้อินซูลินโดยอัตโนมัติ

การใช้ Nightscout และ Loop ร่วมกันทำให้สามารถติดตามข้อมูล CGM และปั๊มอินซูลินได้ ไม่เพียงเท่านั้น สามารถดูปริมาณอินซูลินและการตอบสนองต่อปริมาณอินซูลินเหล่านั้นได้แบบเรียลไทม์ ผู้ป่วยเบาหวานและผู้ดูแลผู้ป่วยจะสามารถมองเห็นและเข้าใจข้อมูลได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยให้แพทย์เข้าถึงข้อมูลโรคเบาหวานของผู้ป่วยได้แบบเรียลไทม์อีกด้วย

ในเดือนพฤศจิกายน 2559 กลุ่ม Facebook ชื่อ “Looped” ได้เปิดตัวขึ้นเพื่อเชื่อมโยงผู้คนที่สนใจใช้ Loop รวมไปถึงผู้ป่วยโรคเบาหวาน ผู้ปกครองของเด็กที่เป็นโรคเบาหวาน รวมไปถึงแพทย์ ผู้สอน โรคเบาหวาน และผู้ที่สนใจเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของระบบ DIY

ปัจจุบันกลุ่มนี้มีสมาชิกมากกว่า 32,100 คน ในเดือนกันยายน 2561 ได้มีการจัดตั้งกลุ่มออนไลน์อีกกลุ่มหนึ่งชื่อ Loop and Learn เพื่อให้การสนับสนุนชุมชนแก่ผู้ใช้ระบบส่งอินซูลินแบบ DIY

การเคลื่อนไหวนี้ยังวางรากฐานสำหรับอุปกรณ์ที่สามารถทำงานร่วมกันได้ โดยให้แต่ละคนสามารถเลือก CGM หรือปั๊มที่ดีที่สุดสำหรับอาการของตนเองได้ และทำให้ทั้งสองอุปกรณ์สื่อสารกันได้ แม้ว่าบริษัทที่ผลิตอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่ได้สร้างการผสานรวมนี้ขึ้นมาก็ตาม เนื่องจาก FDA ไม่ได้อนุมัติให้ Dexcom G6 เป็นระบบ CGM ที่สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์ตัวแรกจนกระทั่งเดือนมีนาคม 2018

เรื่องราวข้างต้นเน้นย้ำถึงพลังที่กลุ่มผู้ป่วยเรื้อรังกลุ่มเล็กๆ สามารถบรรลุได้ด้วยการรวมตัวกันและแบ่งปันความรู้ การทำให้โค้ดเป็นโอเพนซอร์สทำให้ชุมชนโรคเบาหวานในวงกว้างเข้าถึงได้ง่ายขึ้น ทำให้ผู้คนมีระบบจ่ายอินซูลินอัตโนมัติได้ก่อนที่อุปกรณ์ทางการแพทย์เชิงพาณิชย์จะวางจำหน่าย

แหล่งที่มา