AIAPS نموذج امتصاص الكربوهيدرات التكيفي للبنكرياس الاصطناعي

الأصدقاء ، يعمل فريق مشروع AIAPS على تطوير نظام بنكرياس صناعي أو بنكرياس اصطناعي.



البنكرياس الاصطناعي هو نظام للتوصيل الآلي للإنسولين إلى شخص مصاب بمرض السكري المعتمد على الأنسولين ، بما في ذلك مراقبة الجلوكوز ومضخة الأنسولين ومركز اتخاذ القرار (مثل تطبيق AIAPS).



AIAPS هو تطبيق - مركز التحكم في IPG ، والغرض منه هو تنظيم نسبة السكر في الدم وإبقائه في النطاق المستهدف. لتحقيق الأهداف ، يبني النظام تنبؤًا بسكر الدم باستخدام المنطق الخطي والشبكات العصبية.



عند تطوير أحد التطبيقات ، يركز فريق المشروع بشكل خاص على سلامة استخدام النظام.



وظيفة AIAPS ، التي خصصت لها هذه المقالة ، هي نموذج تكيفي (يسمى أيضًا ديناميكيًا) لامتصاص الكربوهيدرات.

نقطة البداية

لنبدأ بحقيقة أنه قبل تسعة أشهر تم إدخال نموذج لعمل الكربوهيدرات في AIAPS ، والذي يعتمد على وقت تحلل أنواع مختلفة من الكربوهيدرات ، وهي:



النوع 1 - الكربوهيدرات لمدة 60 دقيقة وذروة 25 دقيقة

وتشمل كوكاكولا ، مصاصات ، سكر إلخ

النوع 2 - الكربوهيدرات بمدة 120 دقيقة وذروة 40 دقيقة

فمثلا يمكن أن تكون حلوى أو خبز أبيض.

النوع 3 - الكربوهيدرات بمدة 180 دقيقة وذروة 60 دقيقة

وهذا غذاء معقد مثل الحنطة السوداء باللحم.

النوع الرابع - الكربوهيدرات بمدة 240 دقيقة وذروة 70 دقيقة ..

الأطعمة الدهنية والبروتينية بكميات كبيرة.



اختبرنا هذا النمط لمدة 6 أشهر ، مع ملاحظة المدد باستمرار ، ولكن سرعان ما واجهنا التحديات التالية (بالإضافة إلى زيادة صعوبة تسجيل الكربوهيدرات).



أولاً ، على سبيل المثال ، يحتوي غدائي المعقد مع الحنطة السوداء واللحوم على أكثر من 100 كربوهيدرات (أي كمية كبيرة بالنسبة لك) ، لاحظنا أنه في هذه الحالة سيكون من الخطأ تحديد مدة الكربوهيدرات لمدة 180 دقيقة. وبعد 180 دقيقة ، ستستمر الزيادة في الجلوكوز ، ومن الواضح أن الكربوهيدرات هي سبب هذه الزيادة.



ثانيًا ، بعد الوجبة ، بعد فترة من الوقت ، يبدأ مستوى الجلوكوز في الدم في الانخفاض بشكل حاد (على الرغم من أنه وفقًا للنموذج ، لا تزال هناك كمية كافية من الكربوهيدرات على متن الطائرة) ، مما يشير إلى أن الجسم قد امتص الكربوهيدرات بالفعل



لاحظنا أيضًا أن امتصاص الكربوهيدرات يبدأ على فترات مختلفة بعد الوجبة ، مما قد يؤدي إلى فترة أطول من امتصاص الكربوهيدرات مقارنة بالنموذج.



ثالثًا ، حسبنا أنه على الرغم من تعقيد الكربوهيدرات ، فمنذ اللحظة التي تبدأ فيها بتناول الكربوهيدرات ، ستكون ذروتها حوالي 25-30 دقيقة. هذه النقطة غير مناسبة ، التعقيد مكتوب في الأعلى ، وهذا مجرد افتراضنا.



بالإضافة إلى ذلك ، رأينا أن بعض الوجبات لا تحتوي على قمة واحدة بل عدة قمم ، أو قد تحتوي على تحلل موجي بدلاً من التحلل الخطي.



كل هذا أدى إلى فكرة مراجعة النموذج الذي تم وضعه مسبقًا ، والذي أعطى مع ذلك نتائج جيدة.

حل جديد

قررنا إجراء بعض الأبحاث ورؤية نموذج حقيقي لتدهور الكربوهيدرات.

للقيام بذلك ، قمنا بتنفيذ نموذج استيعاب الكربوهيدرات التكيفي أو نموذج الكربوهيدرات التكيفي (MAU).



يمكنك أن ترى أدناه مثالاً على العرض الأول لانعكاس تقسيم تكيفي.





الشكل 1: لقطة شاشة للبرنامج توضح انهيار الكربوهيدرات



لاحظ الاختلافات بين النموذج القياسي (أرجواني ، اقرأ مرة واحدة في الدقيقة) والكربوهيدرات المهضومة (أخضر ، اقرأ مرة واحدة كل 5 دقائق). النموذج مختلف وهو مثال رائع لكيفية عمل الكربوهيدرات بالفعل.



خلصنا أيضًا إلى أن الكربوهيدرات تدوم لفترة أطول مما كنا نتخيله.



سيساعدنا هذا في رسم مثل هذا النموذج من الكربوهيدرات المتاح بالفعل وحساب المعاملات بشكل صحيح.

كيف تتم الحسابات

تتمثل المرحلة الأولى في التنبؤ بالجلوكوز بناءً على النسب الحالية والأنسولين والكربوهيدرات الموجودة على متن الطائرة ،

أما المرحلة الثانية فهي الحصول على قيم الجلوكوز.



بعد ذلك ، نحسب الفرق بين القيم المتوقعة والحقيقية ونحصل على دلتا UIA.



بعد استلام دلتا UIA نضيفها:

1. للكربوهيدرات
2. لغيابهم
3. للنشاط.

بعد الحصول على القيم والاستنتاج ، يمكنك البدء في ضبط الجلوكوز وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها.



سيتم إجراء التعديل وفقًا للبيانات المستلمة في المتغيرات التالية.

1. بدأ عمل الكربوهيدرات ، يُسمح بإمداد الأنسولين المخصص لتحلل الكربوهيدرات.
2. لم يبدأ تأثير الكربوهيدرات في الوقت المحدد ، وفي هذه الحالة يمكن أن يمتد تأثيرها بمقدار 1.5 ساعة.
3. بدأ الإجراء ، ولكن ليس بالحجم المتوقع ، وفي هذه الحالة سيتم توفير الأنسولين المتبقي وفقًا لكمية الكربوهيدرات الغارقة في الواقع.

ما هو هدف التنمية

نموذج الكربوهيدرات التكيفي هو محاولة لإراحة المستخدم من المهام الشاقة مثل:

1. حساب دقيق للكربوهيدرات
2. عدد البروتينات
3. عد الوجبات الخفيفة

وأيضًا طريقة لحقن الأنسولين بأمان أكبر.

تفاصيل تقنية

أصبح تركيب واستخدام البنكرياس الاصطناعي AIAPS ممكنًا الآن على الأجهزة التي تعمل بنظام التشغيل Android (إصدارات أعلى من 6.0) وسيكون ممكنًا قريبًا على نظام IOS الأساسي. يتم اختبار المحاكاة الافتراضية لتحلل الكربوهيدرات ويتم تثبيتها كبرنامج منفصل على Windows. تم اختبار النظام من قبل المستخدمين على أجهزة Samsung و Xiaomi ، لكننا لا نرى أي عوائق للعمل على الأجهزة الأخرى.



سنتلقى قريبًا النتائج الأولى من نموذج استيعاب الكربوهيدرات التكيفي ونضيف ميزات جديدة إلى AIAPS.



اشترك في Telegram chat و instagram وشارك في تطوير التطبيق:



t.me/aiaps

instagram.com/diabet_type_1