群策群力:利用開放原始碼和樹莓派打造人工胰臟系統

第一型糖尿病患者,因為胰島素功能的完全不足,導致需要終身注射胰島素。傳統的胰島素注射,是先以針設定固定劑量後,皮下注射,然後胰島素會透過微血管的吸收而進到血管中達到控制血糖的效果。然而,這樣的注射有它的問題在,我們只能做單點的血糖測量,然後看這個血糖值做胰島素注射,如果要知道新的數值和變化,就必須再做一次測量。隨著科技的進步,發展出胰島素幫浦和連續血糖監控儀器,這兩者分別透過埋在皮下的針頭,可以持續釋放胰島素和測量血糖。但是胰島素的劑量調整,仍有賴於個人的手動操作。

在過去幾年間,新的「人工胰臟」產生,透過串連胰島素幫浦和連續血糖監控這兩台機器,由「人工胰臟」內建的電腦,計算當下時間點需要多少的胰島素,由電腦計算胰島素劑量,完全不需手動介入。患者可以減少許多操作的時間,也不用暫停手邊工作去控制血糖。在去年9月,新英格蘭醫學期刊發表了使用在第一型糖尿病患者的初步研究報告。

然而,這樣的人工胰臟,在等待研究報告,開會討論等,還需要等待漫長時間,才能被糖尿病患者使用。

美國,有一群糖尿病患者,對於漫長的行政手續感到厭煩。利用現有的胰島素幫浦和連續血糖監控儀器,搭配Respberry Pi樹莓派迷你電腦,利用開放原始碼專案撰寫程式,成功做出手工版的人工胰臟系統。

手工打造的人工胰臟系統
Medscape:Dana Lewis自製的人工胰臟系統。

透過這個人工胰臟系統,第一型糖尿病患者的夜間血糖波動獲得大幅的改善,減少了患者夜間低血糖和猝死的恐慌,大幅的改善患者的生活品質。然而,目前這個人工胰臟系統還無法處理飲食等狀況下的血糖波動,需要靠手動調整。

這樣的裝置,打破了過往醫療器材的許多規範。他是由病患起始,而非醫生起始的器材,在設計上更加貼切病患需求。同時它使用了雲端儲存的資料,去修正胰島素的劑量。而且也是少見的使用開放原始碼方式來設計醫療器材。也因為這些突破,這個人工胰臟血系統被紐約時報等多家媒體報導。

這樣的一個案例,開創了很多的可能性。在傳統上,醫療器材必須經過多次的實驗,確認療效,還必須通過FDA的認證,才能上市。然而,現今的科技進步很快,包括開放原始碼,大數據,雲端科技,3D列印等,往往過個半年技術又往前推進。傳統的確認醫療器材的行政手續,往往跟不上這樣的技術變化,病患也會因此延誤治療時機。我們也許需要新的方法,來解決這類的問題。

相關人工胰臟系統資訊
開放源碼人工胰臟系統:OPENAPS
非營利血糖數值分享系統:Blip
Twitter督促加速人工胰臟系統上市的標籤:#wearenotwaiting

相關報導
Medscape:Diabetes Patients Design Their Own ‘Artificial Pancreas’
紐約時報報導:A Do-It-Yourself Revolution in Diabetes Care

留言