Glukoosimonitoroinnin hyödyntäminen diabeteksen hoidossa

Abstract

Diabeetikkojen määrä on ollut jatkuvassa kasvussa maailmalla, ja länsimaissa kasvu on ollut jyrkempää kuin muualla. Tämän taustalla on ihmisten elintavat, lisääntyvä ylipaino, väestön vanheneminen sekä diagnosoinnin parantuminen. Vaikka teknologia kehittyy jatkuvasti, ei diabetekseen ole vielä keksitty parannuskeinoa. Voimme toistaiseksi siis vain edesauttaa diabeetikkojen hoitoa uusilla innovaatioilla. Tärkeimpänä hoitokeinona on jatkossakin insuliini.

Insinöörityön tavoitteena oli tutkia veren glukoosin monitorointia diabeteksen hoidon apuna sekä rakentaa niiden pohjalta keinohaiman prototyyppi, jonka avulla diabeetikon insuliiniannostelu tapahtuisi automaattisesti. Monitorointikeinoja tutkittiin viikon mittaisessa tutkimuksessa, jossa verensokeri mitattiin kolmen tunnin välein samaan aikaan eri mittausmenetelmillä. Toinen osa tutkimusta oli mittaus, joka suoritettiin tunnin aikana, kun verensokeria mitattiin 5 minuutin välein.

Keinohaiman prototyyppi rakennettiin ajamaan OpenAPS-ohjelmistoa. Käymme läpi prototyypille vaadittavat komponentit sekä yleisen toiminnan. Jatkokehitysehdotuksissa käsittelemme, miten keinohaimasta saadaan kannettava versio sekä miten siitä saadaan paras mahdollinen hyöty irti potilaan hoidon parantamiseksi.

Tutkimuksessa nousivat esille sensorien viiveet sekä erot eri sovellusta käytettäessä. Keinohaiman osalta esiin nousivat sen hyödyt, tarvittavat lisäosat sekä komponenttien valikoima.

Keinohaimaa voidaan tutkimuksen perusteella suositella diabeetikon hoidon avuksi, eikä sensorien eroista ollut vaikutusta keinohaiman toiminnalle. Keinohaiman avulla diabeetikon hoitotasapaino pyritään saamaan lähes terveen ihmisen tasolle.

The number of diabetics has been rising continuously in the world, especially in the western countries. There are several underlying reasons for it such as unhealthy diet, increasing obesity, aging population and also improvement in diagnostics. Although technology is evolving all the time there still is no cure for diabetes. It is possible to increase the quality of life of diabetic with new innovations, but administering insulin still remains the principal treatment.

The thesis explores ways to measure blood glucose and to build an artificial pancreas that would administer insulin automatically based on the diabetic’s blood glucose. With it the diabetic would only need to take care of meal boluses. Different measurement methods were studied with a week-long research where the subject's blood glucose was measured every three hours. The second part of the research was similar but the subject's blood glucose was measured every five minutes.

A prototype of an artificial pancreas was built using OpenAPS source code. The thesis introduces the basic components and overall functionality of the prototype. With suggestions for further development, ways to best utilize the artificial pancreas and how to make a portable version of it are discussed. A few observations between measuring the glucose with a sensor and directly from blood arose during the study. Building the prototype revealed its overall benefits, required components and add-ons. Based on the research an artificial pancreas could be recommended for the use of the diabetic with the aim to achieve almost the same glucose levels as those of the non-diabetic.