אתר סוכרת
מוקדש לילדים הסוכרתיים ובני משפחותיהם.
גם אם אינך ילד, תמצא כאן מידע רב שיכול לעזור לך.
 מה חדש   טיפים   שאלות נפוצות
על סוכרת 
 ספרונים   סוכרת בוידאו    מדריך סוכרת   מוצרי סוכרת 
 קישורים   מילון   תזונה   דפי שניידר   מאמרים   פורום סוכרת   סוכרת אחרת 

הלבלב המלאכותי - כך זה עשוי להראות

מאיר פרומקין 12-02-2000

 

משאבת האינסולין הנוכחית היא מכשיר מכני המסוגל להזליף אינסולין אל שיפולי הבטן במינון קבוע ובתוספות מדודות של אינסולין בסמוך למועד האכילה. אין במשאבה כל תחכום שיתמוך למשל בהחלטה על קביעת מינון האינסולין, שהרי המשאבה אינה כוללת כל אלמנט של בקרה ומדידה חיצוניים. ומה כאן כה יוצא דופן אני תמה, שכן עלינו להמשיך ולסמוך על חושינו, על מדידות הסוכר שאנו עדיין אנוסים לבצע בנפרד, וכמובן יש לשקוד ולהעריך את מרכיב הפחמימות שבמזון המונח לפנינו כמו גם במידת הפעילות הגופנית שאנו עומדים לבצע.

ומה יש לנו בתמורה ? מכשיר מכני המתקתק בינו לבין עצמו ומזליף אינסולין בפקודת מנוע קטנטן המונע חשמלית ע"י סוללה. מהמשאבה מוליכה צינורית המסתיימת במחט וזאת מחוברת תדיר לרקמת הבטן הרכה, מחוזקת באספלנית וכרוכה בהחלפה מידי מספר ימים. אני כל עוד איני גורר את מערכות גופי כשהם קשורים ומהודקים אלי בשקיות וקופסאות, כל עוד אני יכול לרקוד, לרוץ ולהתקלח בחופשיות - כך גם אני פוחת במידת הספק שאני מטיל בעצם קיומי החופשי והטבעי. אבל האפונדה (פאוצ') הכרוכה על מותניי בה מונחת משאבה שחיי מוטלים בה כנגד בוכנה הדוחקת אינסולין, והמחט השקועה בעורי כאשר סביבה מתפשט כתם צהבהב סגלגל שיחד עם כתמים ישנים יותר נותנים לי תחושה של זברה ולא של אדם שפוי, נו , זה באמת צריך להיות כדאי.

אם הייתה המשאבה מתוחכמת יותר ומושתתת על חוג בקרה סגור, לאמור שקודקוד המשאבה היה מקבל מידע על ריכוז הסוכר בדם באמצעות סנסור, ואז הייתה המשאבה יודעת להחליט בפקודת אלגוריתם של בקרה כמה אינסולין יש להוסיף - אולי היה טעם בעקידה הזאת אל המשאבה והמחט. כך אני יכול לשקוע בהגיגים על החזיון הפרטי שלי על המשאבה ואיך עשויים הדברים להראות בעתיד, כאשר תהיה המשאבה מחוברת למערכת בקרה. נניח שימצא סנסור מסוים שיישתל באופן כלשהו בגופנו ויחוש את רמת הסוכר בדם, והוא ישגר נתון זה בדיוק במועד אל המשאבה שעתה תצטרך לנו לקבלת החלטה על מינון האינסולין, אלא תקבל פקודות ממכשיר קטן וחכם שנכנהו "בקר הסוכר" . הבקר שכרגע יודע את רמת הסוכר המצויה בדם וכמו כן גם את הערך הרצוי (ערך המטרה) של הסוכר בדם, יפעיל אלגוריתם מתמטי שידע לתרגם את הפער בין הערך הרצוי לערך הנמדד לנפח האינסולין הדרוש כדי להוריד את רמת הסוכר ולהתקרב אל ערך המטרה. את האינסולין תידחוק בוכנה שתבצע תזוזה ליניארית (קווית) שהגורם לה יהיה מנוע חשמלי עצמאי וקטן שיוזן במצבר אמין. והתהליך הזה הוא מנתי, לאמור מתנהל בשלבים. דוחקים קצת אינסולין, הסנסור שוב בודק את רמת הסוכר ומקבל החלטה שהמרחק מהערך הרצוי עדיין גדול, שוב מתקבלת החלטה על כמות אינסולין רצוייה המתורגמת לתזוזת נוספת של הבוכנה וחוזר חלילה. אז כל האיזון מתומצת אם כן בהבזקים קצרים של פעולת מנוע, סטארט וסטופ, ממש כמו שעושה הלבלב עם האינסולין.

העיקרון פשוט להבנה אבל פחות מזה לביצוע, וחוק החיים הקשים אומר שמה שקל לדבר קשה לעשות, ובפרט בכל מה שקורה אצלי. אי לכך זאת צריכה להיות מערכת בקרה שאינה פשוטה כלל ועיקר. מדובר על שינוע של כמויות מזעריות של אינסולין, לאמור שהמערכת חייבת להיות מדויקת ורגישה ביותר לשינויים וליחידות המדידה. היות ויחידת אינסולין אחת יכולה להשפיע על רמות הסוכר בדם בשיעור של כ- 10 עד 20 "יחידות סוכר" במג"\דצ"ל, ברור לחלוטין שהמערכת חייבת להיות רגישה לשינויים של שברים של "יחידת סוכר" בודדת, שהרי אין להעלות על הדעת שברמת סוכר של 70 מ"ג\דצ"ל תוכל המשאבה לפעול ביחידת מינון מינימאלית של 20 יחידות סוכר, ז"א שמרמת סוכר 70 המשאבה תוריד אותי לרמת סוכר של 50 מ"ג\דצ"ל. להערכתי צריכה הבקרה להיות רגישה לשינויים בשיעור של 0.2 יחידות אינסולין, וזהו נפח בקרה קטן ממדים של נוזל האינסולין לכן יהיה צורך בהכרח במערכת מדויקת וגם אמינה.

אבל שום מערכת מדידה אינה מגיעה לערך הרצוי (ערך המטרה) בפעם אחת ויחידה, ובפרט כשמדובר בשינוע של נוזל שהוא "לחיץ" במידה כלשהי ויש לו מידה מסוימת של דחיסות. כתוצאה מאופן הפעולה של מערכת בקרה החושבת ב- "פולסים", לאמור בתנודתיות של המחשבה ולא בחשיבה רציפה, מה שקורה בפועל הוא שמערכת המטרה "מתנדנדת" מעל הערך הרצוי ומתחתיו, פעם מעלה ופעם מטה, בסטיות הולכות ופוחתות מהערך הרצוי (מה שמכונה "אמפליטודה" או בעברית "משרעת") עד שהתוצאה מתכנסת אל הערך הרצוי, או כמעט אליו בתחום של טווח (טולרנס) מוגדר. זהו למעשה תאור קלאסי של כל מערכת בקרה ודרך ההתייצבות של המערכת לאורך זמן על הערך הרצוי. אבל זה היה מספיק לו רצינו לקבוע גודל פיסיקאלי כמו ספיקה, לחץ, טמפרטורה וכו' שהם משתנים פיזיקאלים ולא כימיים. היות ומדובר על ריכוז (של סוכר בדם), צריכה מערכת הבקרה "לשחק" בשני תוספים" אחד שמעלה את הריכוז ומשנהו שמוריד את הריכוז. כך למשל מערכת המבקרת "חומציות" של נוזל משחררת לנוזל באופן מבוקר עוד חומצה כאשר החומציות יורדת, או עוד בסיס כאשר ריכוז החומציות עולה מעל "ערך החומציות הרצוי". זהו מכניזם קלאסי לבקרת ריכוז בנוזל, ולכן מתבקשת בדיון על ריכוז הסוכר שותפות עם גורם נוסף, עם מי שיודע דווקא להעלות את ריכוז הסוכר בדם.

וכאן מתעוררת בעיה של ממש היות והאינסולין יודע רק להוריד את רמת הסוכר. ולכן אם מערכת הבקרה גרמה לערך הנמוך יותר מהערך הרצוי, לכאורה אין כל דרך לשוב ולהעלות את רמת הסוכר אלא אם כן נחזיק במקביל משאבה נוספת תחת פיקודו של "בקר" חכם נוסף, ומשאבה זו תכלול אמפולה המלאה כמובן בגלוקוגן שהוא הסוכר הפשוט כמו זה המצוי ומופרש מהכבד בשעת הצורך. עתה יכולה המערכת להגיב גם על ערכי סוכר נמוכים ובאופן תיאורטי יש לנו מערכת בקרה מושלמת.

אם כן יש לנו עתה את האלמנטים הבאים במערכת הבקרה שלנו. מערכת המדידה המושתת על סנסור סוכר, שני בקרים חכמים ושני מערכות בקרה נפרדות - אחת לאינסולין והשניה לגלוקוגן. כל אלה ביחד יכולים להוות את הלבלב המלאכותי, מבלי שיהיה צורך ברקמת בשר או בדם או בתורם אנושי כדי ליצור איבר מלאכותי שכזה.

סכימה של הלוגיקה של "לבלב מלאכותי" מושלם

התוספת לבקרת הגלוקוגן מכפילה למעשה את המערכת - הגודל הפיזי של המערכת תופח, מספר הרכיבים מוכפל, האמינות הכוללת מופחתת, האחזקה והבלאי מורכבים יותר, יש שני מערכות אכסון ושינוע נוזלים ושני מחטים שאני מניח שכדי לעשות את החיים קשים אסור לנעוץ אותם כשהם סמוכים זה לזה. וכל אלה מובילים בסופו של דבר לייקור הלבלב המלאכותי. נכון גם להוסיף שהלבלב הטבעי שלנו אינו יודע מאום על הגלוקוגן שמצוי ומופרש ע"י הכבד, וכל מה שהלבלב יודע באופן מושלם הוא לחוש את ריכוז הסוכר בדם ולהפריש את האינסולין בכמות הדרושה כדי לשמור את ריכוז הסוכר בדם בתחום רצוי, בין 70 ל- 125 מ"ג\דצ"ל. אם כך, האם הלבלב המלאכותי שלנו עולה ביכולתו על זה הטבעי ?

לא, בהחלט לא. למעשה יש לנו מערכת המשמשת הן כתחליף ללבלב וגם ליכולתו של הכבד להפריש גלוקוגן. אבל הכבד שלנו מתפקד באופן תקין, והוא עשוי להצטרף לחגיגה ולהפריש גם הוא גלוקוגן ונקבל חגיגה מסוכנת של רמת סוכר גבוהה שבעקבותיה המשאבה תפריש עוד אינסולין ואנו עשויים לשקוע במעגל מסוכן של מלחמה בין מערכת הבקרה לבין הכבד. ולכן ניתן אולי לבטל את הצורך במערכת הגלוקוגן ופשוט לוותר עליה כי יש בה סיכון של התערבות בפעילותו התקינה של הכבד. אי לכך יש לתכנן את מערכת הבקרה כך שלא נאפשר לערך הרצוי של הסוכר לרדת מתחת לסף מסוים, ערך שיכלול מקדם בטחון ..נניח 125 מ"ג\דצ"ל. כך נקבל מערכת בקרה שאינה מושלמת במובן הקלאסי, אבל היא תהיה יעילה ומתאימה יותר לצרכים שלנו, פשוטה יותר לאחזקה וגם זולה יותר.

וכמה מילים על אמינות. אמינות היא יכולתו של מוצר לתפקד באורח תקין בהתאם למפרט מספר רב ככל שניתן של פעמים וכפי שנקבע בתקן. האמינות של מוצר המורכב ממספר מכלולים היא שקלול של אמינות המכלולים, ולעולם האמינות הכוללת קטנה יותר מהאמינות של כל רכיב בנפרד. בעולם המכני (ולא רק בו כמובן) אין הצלחה ללא כישלונות, וכשלון של וסת בקבוקי צלילה או משאבת אינסולין הוא פטאלי ובלתי הפיך לצוללן או לסוכרתי. לכן לא כל אחד עשוי להירדם במנוחה בידיעה שעל חייו מופקד קפיץ שעשוי לקרוס או מנוע זעיר השולט על מינון האינסולין בשעה שהוא ישן. בניסויים שנערכו במשאבות הרגילות בתחילת השימוש בהם, אירעו בארה"ב מספר מקרי מות בשעות הלילה עקב תקלות במנגנון המשאבה. לכן למרות שניתן יהיה להוכיח ישימות מכנית וכוללת של הלבלב המלאכותי, צריך יהיה להבטיח אמינות מוחלטת של המערכת. יש דרכים להשיג זאת, בין בכפל מערכות, אזעקות או התראות שיגרמו לסוכרתי לחוש או להתעורר בעת סכנה, ובעיקר ביצוע ניסויים לאורך תקופה ארוכה כדי לתקן ליקויים ולשפר ביצועים. והמשמעות היא שצריך עוד זמן רב וסבלנות למערכת שתחליף את הלבלב.





הודעה על סיום פעילות האתר 3.2.2013 

קישורים לא ממומנים

האם ויטמין פשוט המחולק בחינם יכול למנוע סוכרת, קרא עוד ...

האם הסיבוכים חומקים לנו מתחת לרדאר?

"אנשים מתוקים לחיים ארוכים" אם בריאותך חשובה לך כדאי שספר זה ישכון בביתך



מתוקים - סוכרת
בשבילכם מ-1999
| טיפים | חברים | תזונה | פורום סוכרת | מדריך | ספרונים | חיפוש | מאמרים | וידאו |
| המדור של פרומקין | כאן ד"ר קנטר | שניידר - דפי מידע | קישורים | כלים | מה חדש? | מוצרים |

| תנאי שימוש | אודות |  |