في بشرى لمرضى السكري حول العالم ابتكار العلماء البنكرياس الذكي من خلال تقنية التوأم الرقمي. التي تدعم توصيل الأنسولين بشكل أكثر ذكاءً في تجارِب البنكرياس الاصطناعي.

كيف يعمل البنكرياس الذكي؟

نجح باحثون في الولايات المتحدة في تصميم نظام بنكرياس اصطناعي تفاعلي. يستخدم تقنية التوأم الرقمي للسيطرة على مرض السكري من النوع الأول، حيث أظهر نتائج واعدة في التجارب المبكرة.

صمم علماء من جامعة فيرجينيا تقنية جديدة تسمى “التحكم السلوكي الحيوي التكيفي” “ABC”. التي تعمل على تحسين التحكم في نسبة السكر في الدم بشكل كبير من خلال التكيف بشكل أوثق مع الاحتياجات الفسيولوجية المتغيرة للمستخدم.

وكشف بوريس كوفاتشيف، مدير مركز تكنولوجيا مرض السكري بجامعة فيرجينيا والمؤلف الرئيسي للدراسة، أن التكنولوجيا تعمل على تحسين نظام توصيل الأنسولين الآلي في البنكرياس الاصطناعي كل أسبوعين.

ما التوأم الرقمي؟

كما يتيح للمستخدمين الوصول إلى محاكاة التوأم الرقمي، مما يسمح لهم بتجربة استراتيجيات مختلفة بأمان لإدارة نسبة السكر في الدم قبل تطبيق التغييرات في الحياة الواقعية.

وأشار “كوفاتشيف” إلى أن أنظمة البنكرياس الاصطناعي تتطلب تعديلات من قبل أولئك الذين يستخدمونها للتكيف مع احتياجات الإنسان المتغيرة من الأنسولين.

التوائم الرقمية ، التي استخدمت لأول مرة خلال مهمات أبولو التابعة لوكالة ناسا في ستينيات القرن العشرين. هي نماذج افتراضية تحاكي الأنظمة أو العمليات في العالم الحقيقي، وتعكس ميزاتها وسلوكها وأدائها في بيئة محاكاة.

ولكن على الرغم من أن هذه التقنية موجودة منذ عقود، فهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ربط كل مستخدم بهذه التقنية من خلال نموذج سحابي مخصص.

مما يمنح الأشخاص المصابين بالسكري طريقة آمنة لاختبار وفهم كيفية تأثير التعديلات المختلفة على البنكرياس الاصطناعي قبل إجراء تغييرات حقيقية.

توصلت دراسة سريرية استمرت ستة أشهر .أجراها فريق البحث. إلى أن المشاركين الذين يستخدمون تقنية ABC زادوا من وقت بقائهم في نطاق آمن لسكر الدم من 72 إلى 77 في المائة.  كما خفضوا متوسط ​​سكر الدم (A1c) من 6.8 إلى 6.6 في المائة.

وبحسب “كوفاتشيف”، في حين ساعدت أنظمة توصيل الأنسولين الآلية مثل البنكرياس الاصطناعي المستخدمين على إدارة

<p>مرض السكري من النوع الأول. فإن التكنولوجيا الجديدة تهدف إلى حل تحديين رئيسيين متبقيين.

وكشف العالم أن التحدي الأول هو تحسين السيطرة على نسبة السكر ف

ي الدم أثناء النهار ، عندما تتسبب أنشطة مثل:

• • الأكل.
  • ممارسة الرياضة في ارتفاع وانخفاض متكرر في نسبة السكر في الدم.</strong>

أما الثاني، من ناحية أخرى، فهو التغلب على الهضبة التي يصل إليها معظم المستخدمين بعد التقدم المبكر، والتي عادة ما تستقر عند 70 إلى 75 في المائة من الوقت في النطاق.  وهو الاتجاه الذي يعتقد الباحثون أنه يرجع إلى الصعوبات في التكيف مع كيفية عمل النظام بمرور الوقت.

البنكرياس الاصطناعي

وكشف فريق البحث أن تقنية ABC تعالج هذه التحديات من خلال استراتيجيتين رئيسيتين، بما في ذلك:

• • • استخدام التوائم الرقمية.
    • المحاكاة الحاسوبية التي تحاكي النظام الأيضي لكل مستخدم.

بالإضافة إلى ضبط البنكرياس الاصطناعي استجابة للتغيرات في فسيولوجيا المستخدمين وسلوكهم، يوفر النظام أيضًا أداة محاكاة تفاعلية.

وهذا بدوره يسمح للمستخدمين باختبار الإعدادات المختلفة بأمان، مثل تعديل معدل توصيل الأنسولين طوال الليل، قبل تطبيقها على أجهزتهم الفعلية.

وأوضح كوفاتشيف أن التكيف المشترك بين الإنسان والآلة أمر بالغ الأهمية في حالات مثل مرض السكري من النوع الأول. حيث يتم اتخاذ قرارات العلاج من قبل خوارزمية البنكرياس الاصطناعي والشخص الذي يرتديه.

المصدر: interesting engineering