Diabetes A vida em um pâncreas artificial caseiro

Como muitos de vocês sabem, realizamos o evento de troca de dados D-Dia 201 de 2015 DiabetesMine em 19 de novembro. Um grande destaque desta reunião de tecnólogos de diabetes foi uma conversa incrível de Chris Hannemann, uma UC Berkeley ex-alunos e engenheiro mecânico que em agosto se tornou a 5 ^th pessoa no planeta para viver usando o que é conhecido como OpenAPS, um pâncreas artificial artificial totalmente funcional.

Quinze pessoas e contadores agora estão usando esse sistema de circuito fechado de código aberto, que é composto por uma mistura de produtos em paralelepípedos: uma bomba de insulina Medtronic, receptor Dexcom CGM, dispositivo de framboesa para correr Linux OS, uma memória USB CareLink para permitir a comunicação com a bomba e uma bateria. Whoa …

Aqui está a história interna do próprio Chris sobre como ele se envolveu com essa revolução no cuidado do diabetes:

Uma postagem de convidado em OpenAPS por Chris Hannemann

Por mais de cem dias ou mais, usei um sistema híbrido de ciclo único híbrido único - mais conhecido como pâncreas artificial. Eu não estou em um ensaio clínico, nem tenho acesso avançado a algum produto futuro, mas sim sou membro de uma comunidade DIY (do-it-yourself) que descobriu como fazê-lo usando dispositivos médicos padrão . Volte e vejo como cheguei aqui.

Fui diagnosticado com diabetes tipo 1 aos 8 anos de idade. Dois anos depois, meu pai foi diagnosticado com o tipo 2. Um ano depois, minha irmã foi diagnosticada com o tipo 1. Não tivemos história familiar de diabetes e sem amigos ou parentes com a doença no momento, por isso foi um pouco de choque para dizer o mínimo. Tudo considerado, nós tomamos o passo, e desde então agradeci aos meus pais pela abordagem que eles levaram à gestão: guiando sem controlar, monitorando sem passar. Isso não quer dizer que meus primeiros anos foram sem incidentes, é claro. Eu tive um punhado de eventos hipoglicêmicos assustadores, e meus valores de A1c estavam em todo o lugar durante a puberdade. Ainda assim, eu era um filho feliz, e o fato de eu ter que lidar com diabetes era mais um incômodo do que um obstáculo.

O ensino médio e a faculdade seguiram o exemplo na maior parte, mas as coisas mudaram parcialmente através da escola de pós-graduação. Um incidente hipoglicêmico particularmente violento e perturbador durante a noite me fez reavaliar meu tratamento, e assim, com a idade de 23 a 15 anos após o diagnóstico, voltei para o bombeamento de insulina pela primeira vez. Meu controle melhorou muito, e senti como se estivesse de volta aos trilhos.

Simultaneamente, entrei no modo de coleta de dados e comecei a fazer ajustes e compartilhar planilhas com o meu endocrinologista semanalmente.Logo encontrei-me em um mar de dados que achava que deveria ser acessível e combinado facilmente, mas em vez disso, me encontraram com interfaces de software pesadas e não conseguiria extrair dados externos para a mistura. Aproveitei a minha frustração, juntei-me a um amigo do Google e submeti uma proposta à competição das Grandes ideias da U. C. Berkeley. A proposta parece simples e até arcaica agora, mas naquela época era um sonho, uma maneira de automatizar a coleta de dados e integrar diferentes fontes de dados para obter uma imagem mais completa da minha doença. Nosso trabalho foi premiado com um dos prêmios, e fui em busca de alguns parceiros.

Infelizmente, a comunidade de diabetes de DIY que existe hoje - o CGM de 15.000 de força no grupo do Facebook da Nuvem, os inúmeros repositórios que povoam o GitHub - ainda estava fora de alguns anos. Naquela época, eram apenas algumas pessoas com macros do Visual Basic executadas em planilhas do Excel enterradas profundamente em fóruns on-line, e logo entrei em uma parede em termos de partes interessadas com habilidades relevantes. Eu consegui meu primeiro emprego fora da escola de graduação e o projeto ficou na maior parte latente. Meu entusiasmo pela redução de dados diminuiu, e recordei uma norma familiar: bombeamento, palitos periódicos, sem avaliação de dados reais que não A1c e valores médios de medição.

Ao longo dos anos, assisti meu avanço da A1c e, em janeiro passado, chegou ao ponto em que eu sabia que algo precisava mudar. Eu não tive nenhum incidente de hipoglicemia grave desde a mudança para a bomba, mas minha perspectiva de longo prazo não foi positiva. O meu endocrinologista encorajou-me a estudar um sistema contínuo de monitorização da glicose (CGM), mas eu era resistente. Anos anteriores, eu tentava um dos primeiros CGMs da Medtronic, mas uma combinação de design fraco, terrível precisão e inserção dolorosa rapidamente superou qualquer motivação que eu tive e tornou o sistema inútil em meus olhos. Eu realmente não queria ter que transportar um receptor separado, mas, no final, finalmente mordi a bala e consegui a unidade autônoma da Dexcom.

It. Estava. Impressionante.

Muitas vezes, pode parecer que a comunidade DIY tem uma mentalidade "nós contra eles", onde os fabricantes de dispositivos são de alguma forma o inimigo. Na realidade, amamos os fabricantes de dispositivos. A bomba de insulina e o CGM que uso são peças incríveis. O Dexcom G4, em particular, estava absolutamente mudando a vida. Para todos os meus problemas sobre ter que fazer calibrações, não ter os dados de preenchimento do transmissor quando estou fora do alcance e não ter acesso a dados brutos, este pequeno fio carregado de enzimas, sentado sob minha pele, é, de longe, o melhor pedaço de tecnologia que eu possuo.

Agora, no entanto, tive um novo problema: muitos dados e nenhuma maneira clara de usá-lo.

Na minha busca pelo que fazer com os meus dados, eu me deparei com o Tidepool e, ansioso para ver o quão semelhante seu pipeline de produtos era para o que eu estava procurando, deu uma doação muito modesta e uma nota de encorajamento. Pouco tempo depois, o CEO da Tidepool, Howard Look, me enviou um agradecimento pessoal e, referindo minha proposta de Berkeley de sete anos de idade, perguntei se eu gostaria de testar beta alguns de seus produtos.Eu, claro, disse que sim, e logo olhei para a minha bomba e os dados CGM lindamente exibidos em uníssono na primeira interface polida para dados de diabetes, eu lembro de ter visto.

Isso me levou pelo buraco do coelho. Eu encontrei tantas pessoas fazendo tantas coisas diferentes, e eu queria experimentá-las todas. Eu queria ver minha glicose ao vivo no meu relógio, na barra de menu do meu laptop, no meu telefone - não porque queria ou precisava de tudo isso, mas porque pela primeira vez eu tinha opções e queria explorar o que funcionou melhor para mim . Eu configurei uma implantação Nightscout, liberando meus dados CGM para uso em uma variedade de outras ferramentas. Comecei a brincar com simuladores metabólicos como o GlucoDyn de Perceptus. Eu ainda estava animado para ver aplicativos que não me corresponderam necessariamente no seu alvo demográfico (OneDrop, por exemplo), mas teve a visão de fazer um produto que permitiu que pessoas com diabetes fizessem mais com seus dados.

Eventualmente, isso me levou a DIYPS. org e, posteriormente, OpenAPS. org. Isso também me levou a alguns dos muitos contribuintes que permitiriam o meu sucesso com o OpenAPS: o Ben West, o arquiteto de Decodificação CareLink e o conjunto de ferramentas OpenAPS, que passaram anos descobrindo como conversar com esses dispositivos; Dana Lewis e Scott Leibrand, que foram os primeiros a combinar as ferramentas em um sistema operacional e desde então fizeram grandes esforços para crescer e apoiar a comunidade; e Nate Racklyeft, que construiu um sistema excepcional para ampliar as ferramentas e investiu muitas horas de paciente ensinando-me a contribuir.

Com toda a honestidade, realmente não é tão complexo, e isso faz parte da beleza. O hacker do Diabetes, Chris Hannemann, em seu sistema caseiro fechado

O engraçado é, como eu, nenhum desses indivíduos começou a tentar construir um pâncreas artificial. Ben estava tentando auditar seus dispositivos para restaurar fidelidade e confiabilidade às peças de tecnologia que ele dependia diariamente para a sobrevivência. Dana e Scott estavam simplesmente tentando fazer seus alarmes CGM mais alto para que ela não dormisse através deles durante a noite. Nate estava criando um aplicativo para calibrar automaticamente os horários basais da bomba com base em dados históricos. Eu estava explorando diferentes métodos de visualização e análise de dados para o meu recém-descoberto tesouro de dados. Há muitos outros, é claro, cada um com seu próprio caminho que eventualmente os trouxe para o OpenAPS.

Com sua ajuda, em 19 de agosto de 2015, tornei-me o quinto indivíduo a "fechar o loop" com o conjunto de ferramentas OpenAPS; A partir de 4 de dezembro de 2015, existem pelo menos 17 sistemas similares.

OpenAPS significa Sistema de Pâncreas Artificiais Abertos. Para ser claro, o OpenAPS não é em si um pâncreas artificial. Em vez disso, é um conjunto de ferramentas de código aberto para se comunicar com dispositivos de diabetes. Isso permite e capacita os usuários a adquirir dados mais completos em tempo real de sua bomba de insulina e CGM, além de criar seu próprio pâncreas artificial. Na verdade, não modificamos a bomba ou o CGM de qualquer maneira, mas usamos os protocolos de comunicação que já estão incorporados nos dispositivos.É como se os dispositivos falassem um idioma diferente e acabamos de descobrir como traduzi-lo.

O OpenAPS não é um empreendimento comercial e há pouco benefício material para os contribuintes fora do uso do próprio sistema. O código principal está disponível para qualquer pessoa baixar, usar, inspecionar e propor mudanças a serem revisadas pela comunidade. Há documentação substancial publicada e mantida pela comunidade para que outros possam se envolver no projeto. Na verdade, uma das primeiras coisas que os novos usuários são encorajados a fazer é editar a documentação. Isso serve para várias finalidades: mantém a documentação atualizada (depois de tudo, novos usuários são aqueles que a documentação está tentando auxiliar), ele recebe novos usuários acostumados a contribuir e usar o git e o GitHub e permite que eles paguem Avança ajudando o próximo conjunto de usuários também. Afinal, nada disso seria possível se os primeiros contribuidores simplesmente construírem seus sistemas e depois deixados.

Um sistema em circuito fechado baseado em OpenAPS é realmente muito simples. A cada cinco minutos, um pequeno computador (na maioria dos casos, um Pi de framboesa) adquire as últimas horas de leituras CGM e histórico de bombas, bolhas basais, suspensões, insumos carb e assim por diante. Ele usa esses dados juntamente com suas configurações - sensibilidade à insulina, índice de carboidratos, duração da ação da insulina, etc. - para prever o que sua glicose ocorrerá nas próximas horas. Se ele prevê que você estará fora do alcance, ele define uma taxa basal temporária de 30 minutos na bomba para ajudar a corrigir sua glicose, tanto para cima como para baixo. É isso aí. Com toda a honestidade, realmente não é tão complexo, e isso faz parte da beleza. É essencialmente o que as pessoas com diabetes estão fazendo de qualquer maneira. Do ponto de vista algorítmico, a maioria dos ganhos não requer nada mais do que a matemática que você já faz. O principal benefício vem do sistema sempre prestando atenção e sua capacidade de fazer os cálculos de forma rápida e precisa.

Claro, há uma série de coisas em segundo plano, principalmente para garantir a fidelidade dos dados e a segurança do usuário. A segurança vem em muitas formas, e há algumas precauções extras envolvidas devido à natureza DIY do sistema. Algumas das etapas que tomamos incluem: capacitar os usuários para criar e testar seu sistema em etapas incrementais (primeiro modelo apenas, em seguida, loop aberto com previsões e, finalmente, implementar o controle automatizado); implementando limites redundantes sempre que possível (como definir taxas basais máximas no código e na própria bomba); nunca confiando na conectividade; inadimplente na operação normal da bomba em caso de problema; e manter o código ea documentação pública. Este último é importante, pois nos permite estar vigilantes como comunidade - mais olhos no código, mais rápido você pode encontrar problemas.

Meu sistema não é perfeito e existem várias limitações. Como todos os sistemas de pâncreas artificiais apenas de insulina, ele só pode elevar os níveis de glicose reduzindo a administração atual de insulina e, portanto, está sujeito à velocidade da ação da insulina.As previsões que ele faz estão sujeitas à qualidade dos insumos que recebe, e todos sabemos que os inconvenientes irreparáveis ​​da vida - estresse, doença, que o refrigerante pensaram que era dieta - podem ser significativos. Também é razoavelmente volumoso e tem alcance limitado, mas ainda assim, achei que os benefícios superam muito esses inconvenientes.

Então, o quão bem a minha implementação do OpenAPS funciona? Eu estava no CGM por quase seis meses antes de fechar o loop, então eu tenho um conjunto de dados de linha de base decente para comparação:

Pre-OpenAPS (Bomba + CGM, loop aberto)
Dias = 179
Tempo em Alvo (80 - 180 mg / dL) = 70%
Glicemia média = 144 mg / dL

OpenAPS (loop fechado)
Dias = 107
Tempo no alvo (80 - 180 mg / dL ) = 83%
Glicemia média = 129 mg / dL

A diminuição da glicemia média é modesta, mas ainda é equivalente a uma redução de 0,5% em A1c. A maior mudança para mim, no entanto, é o aumento do tempo na faixa alvo. Essa queda de 70% para 83% é de três horas adicionais todos os dias onde eu estava fora do alcance que estou agora no alcance. Dito de outra forma, quase reduzi a metade o tempo que eu gasto fora do alcance. Sem surpresa, o sistema tem o maior impacto durante a noite, quando há menos insumos (a menos que você seja um comedor de sono) e normalmente você não estará acordado para fazer ajustes. Normalmente, eu acordei entre 100 e 120 mg / dL, o que significa acordar pronto para o mundo em vez de pronto para um bolus de correção ou um copo de suco de laranja.

Ele ainda requer entrada e atenção, mas porque automatiza uma boa parte das minhas decisões, isso me permite focar em questões que não são de natureza algorítmica. Por exemplo, uma vez que meus altos são agora significativamente mais baixos e menos frequentes do que antes, geralmente posso atribuir os valores atípicos a uma questão real - um conjunto de infusão dobrado, por exemplo - em vez de simplesmente uma baixa contagem de carboidratos ou um bolus de laxos. Como resultado, não consigo cansar o tratamento e posso identificar e resolver problemas de forma mais eficaz.

Utilizei propositadamente a frase "an" ou "minha" implementação do OpenAPS em vez da "implementação do OpenAPS" porque não há uma única encarnação canônica desse sistema. Enquanto um indivíduo poderia construir algo parecido com uma versão padrão e obter muito benefício, o poder real do projeto é como ele possibilita e encoraja a diversidade. Isto explica as especificidades dos algoritmos, sim, mas também a forma como os dados são visualizados em tempo real. Com menos de 20 usuários, visualizações e notificações foram feitas para pelo menos uma dúzia de plataformas diferentes: telas de tela eletrônica de desktop, móvel, wearable e auxiliar, você o nomeia!

Nem todas essas plataformas continuarão a desenvolver; haverá coalescência em torno das que as pessoas preferem, e o desenvolvimento mudará nessas direções. Mas é uma ótima maneira de fazer o desenvolvimento: tente construir algo que você deseja e, se outros gostarem, outros irão ajudá-lo a crescer. Ele democratiza o processo e, como ninguém está impedido de desenvolver sua própria alternativa, a inovação é desenfreada.Contraste isso com uma abordagem monolítica e de silo, onde a única maneira de ver o que um dispositivo está fazendo é usar o aplicativo desenvolvido pelo fabricante do dispositivo.

Eu gosto de brincar que teremos visualizações OpenAPS em execução no Game Boys e Tamagotchis em breve (ninguém está trabalhando ativamente nisso, no meu melhor conhecimento), mas isso realmente fica em um ponto nuanced. Imagine se você teve uma criança que passou um bom tempo brincando com um brinquedo particular e que, de alguma forma, você poderia adicionar um pouco de informações simples e inteligentes. Provavelmente não faz sentido que uma empresa de dispositivos médicos gaste os recursos para que isso aconteça, mas para sua instância específica, para a doença que você e sua família possuem, isso pode fazer toda a diferença.

O OpenAPS não é para todos, e reconhecemos isso. Atualmente, existem vários produtos comerciais de insulina fechada em desenvolvimento, desenvolvidos por empresas antigas e novas no espaço do dispositivo para diabetes. Estes incluem o Medtronic MiniMed 640G (já disponível fora dos Estados Unidos) e 670G, bem como dispositivos da Bigfoot Biomedical e TypeZero Technologies. Mais adiante, o hormônio duplo (insulina e glucagon) iLet da Bionic Pancreas Team da Universidade de Boston promete um nível ainda maior de controle de glicose. A afirmação do OpenAPS não é que seja um dispositivo melhor do que qualquer um desses, mas é algo que podemos fazer agora e um exemplo de por que os pacientes precisam ter acesso aos dados e controles do dispositivo.

Então, se os dispositivos comerciais que serão menores, mais leves e mais robustos estiverão disponíveis no próximo ano ou dois, por que ir a todos esses problemas?

Pessoalmente, estou fazendo isso porque eu quero controlar meu tratamento, e por um tempo agora, parece que os dispositivos começaram a se tornar o próprio tratamento. Os dispositivos - seus menus, seus alertas, seus algoritmos, suas visualizações - afetam profundamente minhas tentativas de gerenciar esta doença, mas não tenho controle sobre seu design e implementação. À medida que a tecnologia se torna cada vez mais complexa, cedemos mais e mais controle às decisões dos outros. A solução não é manter os dispositivos simples, mas mantê-los abertos.

Muitas vezes, essas decisões de design são justificadas sob o cobertor de segurança. A segurança é primordial, mas também não é mutuamente exclusiva com o acesso do paciente. Segurança e segurança, embora certamente relacionados, não são sinônimos. Você pode ter um sistema extremamente seguro que é, em virtude de como foi feito seguro, bastante inseguro. Na verdade, um sistema que permite e encoraja o paciente a auditar seu funcionamento interno é significativamente mais seguro do que aquele que não.

A indústria está mudando e já vimos declarações positivas sobre como a próxima geração de dispositivos tratará nossos dados. Sara Krugman, da Tidepool, afirmou bem em sua série de quatro partes (partes 1, 2, 3, 4) discutindo o design UI / UX do iLet (anteriormente Pancreas Bionic): " A interação com o iLet não é sobre Passando tudo. Trata-se de colaborar no gerenciamento dos níveis de açúcar no sangue. "Esta é uma excelente mentalidade para entrar na construção de uma ferramenta. A chave é levar essa colaboração um passo adiante e fornecer acesso e um conjunto completo de instruções - uma API - para que possamos continuar a nos tratar O acesso alternativo ao acesso ao ecossistema é uma maneira grosseira e, em última instância, inútil para um fabricante manter-se relevante.

O ponto é que, quando os pacientes têm os dados e as ferramentas, podemos fazer coisas incríveis com eles. pense com o OpenAPS que demonstramos o quão engenhosa é a comunidade DIY no desenvolvimento de tratamentos seguros, efetivos e personalizados quando é dado acesso ao conjunto de ferramentas certo. É uma coisa incrível que fizemos, mas, além disso, é um indicador de todas as coisas que podemos fazer.

Como é incrível estar ajudando a criar o futuro do cuidado do diabetes, Chris?! Muito obrigado por compartilhar sua história e perspectiva!

Leitores interessados: você pode encontrar Chris no Twitter: @hannemannemann e no LinkedIn.

Disclama r : Conteúdo criado pela equipe da Diabetes Mine. Para mais detalhes clique aqui.

Disclaimer

Este conteúdo é criado para Diabetes Mine, um blog de saúde do consumidor focado na comunidade de diabetes. O conteúdo não é revisado por médicos e não adere às diretrizes editoriais da Healthline. Para mais informações sobre a parceria da Healthline com Diabetes Mine, clique aqui.