Hari ini, algoritma di mana-mana dapat mengenali keperluan seseorang dan menyesuaikan pengalaman sewajarnya. Senarai muzik khusus senarai muzik. Peruncit menawarkan cadangan produk tertentu. Platform media sosial sentiasa mengira kandungan terbaik seterusnya untuk dipaparkan, dalam masa nyata.
Kandungan Terkait
- Alat Kawalan Darah Diilhamkan oleh Nyamuk
Jurutera bioperubatan Universiti Boston, Edward Damiano dan rakan-rakannya, termasuk ahli sains penyelidikan kanan, Firas El-Khatib, telah menggunakan logik yang sama untuk menangani cabaran perubatan: bagaimana untuk mengawal tahap insulin dan glukagon secara automatik dalam pesakit diabetes Jenis 1 secara tepat masa.
Pasukan ini sedang membangun dan menguji, dengan sebuah kumpulan di Massachusetts General Hospital, sebuah alat yang dipanggil pankreas bionik. Walaupun nama itu dapat menonjolkan penglihatan Iron Man dan super-bots, produk sebenarnya adalah penyesuaian alat-alat umum yang banyak digunakan oleh pesakit diabetes Jenis 1.
Pada masa ini, pesakit memakai pam insulin luaran, selalunya di perut mereka. Bekas pam mudah alih membekalkan insulin kepada pengguna melalui catheter atau tiub plastik yang dimasukkan di bawah kulit perut mereka, tetapi ia mesti diperiksa dengan kerap untuk memastikan ia berbuat demikian pada kadar yang betul. Bersama-sama, pam, kateter dan jarum keluli atau Teflon yang berada di bawah kulit membentuk apa yang disebut "set infusi". Pesakit juga bergantung kepada sensor glukosa berterusan. Sensor kecil dimasukkan di bawah kulit bersama dengan pemancarnya, sama seperti pam, dan diadakan dengan pelekat seperti Band-Aid. Ia memantau kadar glukosa dan menghantar maklumat ini ke peranti luaran menggunakan isyarat elektrik. Pada masa ini, pesakit juga mesti menjejaki maklumat secara manual yang disediakan sensor.
Pankreas bionik menggunakan algoritma kawalan untuk menyambung dua keping ini. Ia berfungsi sebagai jambatan antara sensor glukosa berterusan dan pam, mengambil keperluan berterusan untuk memeriksa sama ada mereka.
Bagaimana ia berfungsi: sensor menangkap gula darah individu dan menghantar data tersebut ke telefon pintar. Algoritma kawalan, yang berjalan pada telefon pintar, menggunakan data yang baru saja diterima untuk menentukan insulin dan keperluan glukagon pesakit. Telefon pintar menggunakan isyarat Bluetooth untuk menghantar maklumat ini kepada dua pam pesakit memakai, satu untuk insulin dan satu untuk glukagon, yang kemudian mentadbir jumlah yang diperlukan masing-masing.
Menggunakan isyarat Bluetooth, telefon pintar berkomunikasi dengan dua pam, satu untuk insulin dan satu untuk glukagon. (Pasukan Bionik Pancreas) Algoritma
Tulang belakang peranti adalah algoritma kawalan Damiano dan pasukannya telah merancang. Ia bermula dengan mengenali beberapa parameter utama mengenai pesakit-umur mereka, berat badan mereka dan, yang paling penting, komposisi gula darah mereka dan bagaimana ia berubah. Apabila ia mempunyai maklumat ini, algoritma membuat cadangan yang tepat, setiap lima minit, 24 jam sehari, untuk sejumlah 288 keputusan harian yang penting, tentang berapa banyak insulin atau glucagon pam mereka harus dibebaskan ke dalam aliran darah pesakit.
"Kami sangat teruja untuk mengembangkan pendekatan yang boleh mengurangkan beban diabetes, " kata Steven Russell, penyiasat utama mengenai pasukan klinikal.
Pesakit kencing manis memerlukan suntikan insulin apabila gula darah mereka terlalu tinggi dan glukagon ketika terlalu rendah, untuk mengelakkan keadaan seperti hiperglikemia dan hipoglikemia. Sindrom "mati di tempat tidur" adalah perubahan yang jarang berlaku tetapi secara tiba-tiba, turun naik dalam gula darah yang boleh berlaku semasa seorang remaja lelaki dengan Jenis 1 Diabetes sedang tidur. Pada masa ini, pesakit diabetes perlu konsisten dan memantau secara manual gula darah mereka untuk memastikan ia tidak melonjak atau menurun ke tahap berbahaya. Menurut Saleh Adi, pengasas dan pengarah Klinik Madison untuk Diabetes Pediatrik di University of California, San Francisco, purata pesakit memeriksa gula darahnya antara 4 hingga 10 kali sehari.
Kehidupan harian dengan Pion Bionik
Seperti yang dinyatakan hari ini, seseorang pengguna mesti menentukur pankreas bionik dua kali sehari dengan menangkap jari telunjuk dan menyediakan setitik darah untuk menyampaikan tahap glukosa sebelum sarapan pagi dan makan malam. Nilai-nilai ini digunakan sebagai titik rujukan. Seorang pemakai juga boleh mengumumkan makanan, mengingatkan peranti perubahan yang akan datang dalam gula darah. Sepanjang hari, sistem ini bertujuan untuk mendapatkan pesakit sedekat mungkin untuk tahap glukosa sasarannya. Pengguna mesti menggantikan bekalan glucagon dan insulin setiap hari dengan mengisi semula takungan di dalam pam mereka, walaupun pasukan berharap ini akan menjadi kurang kerap kerana kemajuan saintifik dibuat di lapangan. Matlamat akhir adalah untuk mengembangkan pankreas bionik yang mampu menjalankan sepenuhnya secara autonomi.
"Semasa anda terus berubah pada skala masa harian, perkara ini akan terus menyesuaikan diri dengan anda pada skala masa yang relevan, " kata Damiano.
Sistem ini adalah salah satu yang pertama dapat mentadbir kedua-dua insulin dan glukagon. Versi terdahulu oleh pasukan bersama-sama dengan peranti lain oleh Universiti Cambridge, UC Santa Barbara dan University of Virginia hanya dapat memberikan insulin kerana glukagon tidak stabil dalam penyelesaian.
Sebab peribadi
Anak lelaki Damiano, 15 tahun, David, mempunyai diabetes jenis 1. Diagnosisnya, sebagai bayi, adalah apa yang mendorong Damiano untuk mencipta peranti ini.
"Apabila anak saya berusia kira-kira satu tahun, saya terasa mungkin ada cara saya dapat memainkan peranan dalam meningkatkan pemeliharaannya, " kata Damiano, yang telah menjalankan model matematik aliran darah di dalam badan.
Kerjanya dengan El-Khatib pada pankreas bionik bermula pada tahun 2001, ketika teknologi yang diperlukannya masih dalam pembangunan. Pam insulin sudah wujud, tetapi sensor glukosa berterusan yang dapat mengesan paras gula darah di bawah kulit baru muncul. Damiano memberi tumpuan kepada sekeping yang dia tahu dia boleh berubah. "Makmal saya menggunakan sistem pintar, " katanya.
Walaupun pasukannya telah bekerja pada aspek peranti ini, terdapat kemajuan serentak dalam sensor dan elemen lain yang diperlukan untuk membuat kerja ciptaan ini. Syarikat-syarikat termasuk Dexcom dan Medtronic mempunyai sensor halus yang berterusan menjejaki gula darah. Yash Sabharwal dan pasukannya di Xeris Pharmaceuticals telah membangunkan cara untuk menstabilkan glukagon dalam larutan.
"Pankreas buatan dengan insulin hanya seperti cuba memandu kereta di mana anda mempunyai pemecut dan tidak ada brek, " kata Sabharwal, ketua pegawai operasi di Xeris Pharmaceuticals. "Kami telah membangunkan formula glukagon yang boleh stabil selama dua tahun, berbanding dengan penyelesaian semasa yang perlu dicampur dalam masa nyata."
Menguji Peranti
Pada tahun 2004, selepas meninggalkan University of Illinois untuk menjadi profesor di Boston University, Damiano mula menguji algoritma kawalannya dalam babi diabetik. Dia mengukur betapa tepatnya ia boleh menjejaki kadar gula darah mereka dan mengesyorkan dos yang tepat untuk insulin atau glukagon.
Selepas beberapa keputusan yang positif, Damiano bertemu Russell pada tahun 2006, dan bersama-sama mereka memperoleh kelulusan FDA untuk kajian manusia pertama mereka. Mereka telah menjalankan ujian klinikal sejak itu, termasuk beberapa yang menguji peranti itu pada orang dewasa di rumah dan kanak-kanak di kem musim panas.
Salah satu daripada kamper yang menguji pankreas bionik tahun lepas memegang telefon pintar, yang mengendalikan algoritma. (Pasukan Bionik Pancreas) Pasukan telah dapat mengkaji bagaimana peranti berfungsi dan menyesuaikan diri dengan gaya hidup yang aktif dengan membolehkan para peserta percubaan "menjadi diri sendiri" dan mengalami rutinitas, makanan dan latihan yang kerap. Semasa berbuat demikian, mereka mendapati pankreas bionik menjadi lebih berkesan daripada sistem pam yang dikendalikan secara manual.
"Kami telah tidak menjalankan algoritma pada komputer riba dengan babi untuk menjalankannya pada komputer riba dengan manusia untuk menjalankannya pada iPhone, jadi orang boleh membawa bersama mereka, " kata Damiano.
Pelancong menggunakan pankreas bionik semasa salah satu ujian, dengan penyiasat klinikal utama Steven Russell. (DiaTribe) Damiano dan Russell akan mengadakan ujian dengan University of Massachusetts, Massachusetts General Hospital, Stanford University dan University of North Carolina di Chapel Hill hingga 2017. Satu kajian pada tahun 2016 akan melihat kesan menggunakan pankreas bionik pada pesakit sepanjang perjalanan tahun.
"Dalam ujian klinikal kami, terdapat pelbagai jenis gangguan yang berlaku, kerana ia adalah alat mekanikal, " kata Damiano, memetik pengesan yang sedang berjalan, kartrid insulin kosong dan sambungan yang kurang baik di antara bahagian yang berlainan. Penggera untuk memberi amaran kepada pemakainya apabila sesuatu kerosakan berlaku untuk menangani isu-isu ini, tetapi pasukan mencari jalan untuk menghalangnya.
Langkah Seterusnya: Satu Alat Bersepadu yang Sepenuhnya
Damiano berusaha untuk mempunyai peranti bersepadu satu unit tunggal saiz iPhone 5 dengan pam insulin, pam glucagon, sensor dan penerima dalam infusi berkuasa bateri yang siap dalam masa untuk pemergian anaknya untuk kuliah pada tahun 2018.
"Kencing manis jenis 1 meminta sejumlah orang yang unik. Saya tidak dapat memikirkan sebarang penyakit lain di mana kita menyerahkan dadah kepada pesakit dan berkata, 'Anda membuat keputusan untuk mengambil, ' "kata Russell. "Kami mempunyai peluang untuk mengubah paradigma penjagaan diabetes."
"Orang hari ini menguruskan gula darah mereka dalam kegelapan, " kata Damiano.
Membantu mereka yang menghidap diabetes jenis 1 adalah keutamaan pertama Damiano, namun diharapkan, kerja pasukannya akan mendatangkan manfaat kepada pesakit kencing manis Jenis 2 dan kemudian meningkatkan ketepatan titisan insulin yang digunakan dalam pengaturan hospital.
Apabila pankreas bionik berfungsi sepenuhnya, pesakit diabetes Jenis 1 dan ibu bapa kanak-kanak dengan keadaan tidak perlu memikirkan gula darah setiap saat.
"Jika seorang lelaki berumur lima tahun berjalan 100 meter, anda mungkin perlu menyesuaikan insulinnya, " kata Adi. "Jika kita boleh mengambil semua ini, kita dapat memulihkan spontan."
