وتسود التكنولوجيا الطبية منذ فترة طويلة بسبب نظم الملكية المقفلة وراء براءات الاختراع، وطرق الشركات، والتسجيلات الحمراء التنظيمية، ولكن الثورة الهادئة تجري بقيادة المرضى والمهندسين الذين يرفضون الانتظار للحصول على إذن لإنقاذ الأرواح، ويواجه نظام البكريات المفتوح في مقدمة هذه الحركة، مما يدل على أن الأجهزة المفتوحة المصدر يمكنها أن تقدم أدوات طبية متطورة ومستمرة للحياة.

ما هي "أف بي إس"؟

وقد بدأ مشروع " البكرياس " ، الذي يقوم على أساس مجتمعي، مشروع مفتوح المصدر، ويبني نظاماً مصطنعاً للمصابين بمرض السكري من النوع الأول، وقد بدأ في العمل على إنتاج الفطائر المصطنعة، وهو مشروع يُعرف أيضاً باسم نظام مغلق، ويُستخدم نظام " غلوبوس " لرصد غلوكوز " ، و " إنسولين " ، بدلاً من اشتراط أن يفحص المرضى باستمرار مستويات غلوكيز " ، ويُس " ، ويُتُكِتُكِسِمُكِسِمُكِسِسِسِسِسِسِمِسِسِمِيَرِيَتُكِيَتِيَتِيَتِيَتِيَتِيَتِيَتِيَتَتَتِيَتِيَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَت

العناصر الأساسية للمعاهد

وتتألف أجهزة الحفر النموذجية المفتوحة من ثلاث أجهزة رئيسية:

  • Continuous Glucose Monitor (CGM)] - A sensor wor on the body that measures interstitial glucose levels every five minutes and transmits data wirely. Common choices include Dexcom, Medtronic Guardian, and Abbott Libre sensors.
  • Insulin Pump] - A pump that delivers rapid-acting insulin via a subcutaneous cannula. OpenAPS supports several commercial pumps that have been reverse-engineered or have open communication protocols, such as older Medtronic models and the Omnipod.
  • Small Computer - A credit-card-sized single-board computer (e.g., Raspberry Pi, Intel Edison, or an Android phone running the AndroidAPS variant) that runs the closed-loop algorithm, collects CGM data, and sends commands to the pump.

وتقترن الأجهزة بـ خوارزميات مأخوذة من مصادر متعددة ] التي تنبئ بمستويات الغلوكوس في المستقبل وتكيف عملية تسليم الأنسولين تبعا لذلك، ويستخدم النظام عادة نهجا نموذجيا للتنبؤ أو نهجا مشتركا بين القطاعات، يصقله على مر السنين مجتمع عالمي من المطورين والمستوصفين والمرضى.

كيف يعمل لوب

دورة مغلقة نموذجية تدوم كل خمس دقائق، وجهاز التصوير المغناطيسي يرسل قراءة غلوكوز إلى الحاسوب الصغير، وينظر الخوارزمية في الاتجاهات الحديثة للغلوكوز، والإسولين على متن الطائرة، وقطعة البوليهيدرات (إذا تم إدخالها يدوياً) وتركيب الظروف الشخصية مثل حساسية الأنسولين ومعدلات الجاز، ثم يحسب نمط التكييف الأمثل سواء كان ذلك زيادة أو تخفيض معدل تسرب الفولوز.

ميلاد حركة

وقد أسس نظام تبادل المعلومات المفتوح في عام 2013 من قبل دانا لويس وسكوت ليبراند، حيث يعيشان مع مرض السكري من النوع 1، حيث تم تهدئته بسبب القيود المفروضة على الأجهزة التجارية - عدم القدرة على التشغيل المتبادل، والتحديثات البطيئة، وعقلية " الصندوق الأسود " ، وخترقا مضخاتهما الخاصة وأجهزة التصوير المقطعي، وبنىا نموذجاً عملياً، وقد نشر هذا القانون على أساس " جيت هوب " ، وفي غضون أشهر " .

الفلسفة خلف البرمجيات المفتوحة في الطب

أجهزة مفتوحة المصدر تعني أن جميع ملفات التصميم - البرمجيات، ومخططات مجلس الدوائر، ورمز البرمجيات الثابتة، وفاتورة المواد - التي يتم تقاسمها علناً بموجب تراخيص تسمح لأي شخص بدراسة وتعديلها وإعادة توزيعها، وفي الطب، فإن هذه الفلسفة تنطوي على آثار عميقة.

منظمة بناء الشفافية

وعندما يكون الجهاز الطبي من مصادر مغلقة، لا يستطيع المستوصفون والمرضى التحقق بشكل مستقل من كيفية عمله، وهل تعطي الخوارزمية الأولوية لمنع ارتفاعات المرض على حساب التسبب في انخفاضات؟ وهل توجد وسائل للفشل مخفية؟ وتكشف الأجهزة المفتوحة المصدر كل خط من الرموز وكل عنصر من عناصر استعراض الأقران، ويمكن للمجتمع العالمي أن يراجع السلامة، ويتعرف على الحشرات، ويقترح تحسينات أسرع بكثير من أي شركة واحدة، وهذه الشفافية تعزز الثقة العميقة: فالمستعملون يفهمون تماما ما يفعله جهازهم ويمكنه.

التعجيل بالابتكارات من خلال التعاون

فالأجهزة الطبية الأساسية عادة ما تستغرق سنوات وملايين الدولارات لتسويقها، وتتجاوز مشاريع المصدر المفتوح معظم هذه البيروقراطية، ويمكن لباحث في جامعة أن يتخذ تصميما قائما من مصادر مفتوحة، وأن يعدلها من أجل بيان جديد، ونظاما مغلقا للسكري من النوع 2، أو إنتاج الغلوكاغون آليا، والناشرين دون الحاجة إلى الحصول على إذن من الصانعين.

تمكين المرضى وشخصيتهم

ولا يوجد مرضان متطابقان، إذ يجب أن تُحسب الخوارزميات المغلقة لحساسية مختلفة من الأنسولين، ومستويات النشاط، ودورات الهرمونات، والعادات الغذائية، فالنظم التجارية توفر نطاقا محدودا من التكيف، وكثيرا ما تكون مغلقة بموافقة تنظيمية، وعلى النقيض من ذلك، تتيح للمستعملين أن يرتدون بارامترات الخوارزمية، وتضيف خصائص العرف مثل إعلانات الوجبية أو أساليب الترضية، وتُعدِّم مع نتائج أخرى.

أهم جوانب الأجهزة الطبية المفتوحة

وتمتد الفوائد إلى ما يتجاوز فرادى المستخدمين إلى نظام الرعاية الصحية عموما:

  • Accessibility and Cost Reduction:] Open-source designs eliminate licensing fees and allow local manufacturing from off-the-shelf components. An OpenAPS can be built for a few hundred dollars-a fraction of the cost of a commercial closed-loop system, which can exceed thousands annually. This is especially crucial in low-resource settings where commercial options are unavailable.
  • Collaborative Development:] A global community of engineers, clinicians, data scientists, and patients continuously improves both equipment and software. Bugs are reported and fixed quickly, and new features emerge from real-world needs rather than corporate profit motives.
  • (أ) يمكن استخدام الأجهزة المفتوحة من مختلف الجهات المصنعة العمل معاً، ويمكن لمستعملي النظام المفتوح العضوية أن يربط بين أجهزة التصوير المقطعي والمضخات من علامات تجارية متعددة، ويتزايد الاختيار ويمنع قفل البائعين، وهذا التشغيل المتبادل أساسي لمفهوم نظام الوحدات والمملوك للمرضى.
  • Educational Value:] Open-source medical equipment is a powerful teaching tool. Medical students, biomedical engineers, and hobbyists learn about human physiology, control theory, and system design by studying and building these devices. The code and schematics are freely available for classes use.
  • Resilience and Sustainability:] When a company discontinues a product or goes bankrupt, users of proprietary devices are left stranded. Open-source systems can be maintained, updated, and manufactured independently by the community, ensuring long-term availability. This is particularly important for chronic conditions requiring lifelong devices use.

التحديات التي تواجه التغلب على التحديات

ورغم وعدها، تواجه الأجهزة الطبية المفتوحة المصدر عقبات كبيرة يجب التصدي لها من أجل توسيع نطاق التبني والاندماج في الرعاية الصحية الرسمية.

عدم اليقين التنظيمي

وتحتاج معظم البلدان إلى أجهزة طبية توافق عليها وكالات مثل هيئة تنمية المرأة أو تحصل على علامات على السلع الأساسية، وتبني مشاريع المصادر المفتوحة من قبل المتطوعين، وتخرج عادة من هذه العمليات التنظيمية، وتنشئ منطقة رمادية، ويعمل المستعملون أساساً كمصنعين لهم، وتتعلق بمقدمي الرعاية الصحية الذين قد يخشون المسؤولية، وفي عام 2019، أصدرت الهيئة توجيهات بشأن برامجيات دعم القرارات الطبية :]، التي تقدم الموافقة الرسمية.

مراقبة الجودة والتصميم الآمن

عندما يستطيع أي شخص تعديل التصميم، ضمان الجودة المتسقة هو تحدٍ، يمكن للمستعمل أن يحل محل عنصر أو يجمع البرمجيات الجاهزة بطريقة غير صحيحة، ويدخل سلوكاً خطيراً، ويخفف المجتمع المحلي من هذا الوضع من خلال توثيق صارم، واختبار آلي، وفلسفة حازمة للسلامة، ويشمل النظام مبيدات فشل متعددة، ولا يمكنه أن يوصل أكثر من جرعة مأمونة قصوى، ويعود إلى حدّ أمن المضخة، ويُستبقَ على الفور.

مسائل المسؤولية

من المسؤول عن اختلال الأجهزة المفتوحة المصدر؟ المطور الأصلي؟ المريض الذي جمعها؟ مساهم في مكتبة؟ معظم التراخيص المفتوحة المصدر تستبعد المسؤولية، ويتحمل المستعملون المخاطرة، وهذا عدم اليقين القانوني يمنع مقدمي الرعاية الصحية والمؤسسات من دعم المرضى الذين يرغبون في استخدام هذه النظم، وقد استكشف بعض المشاريع الشراكات مع المختبرات المعتمدة للتحقق من التصميمات، ولكن الحماية الحقيقية للمسؤولية لا تزال بعيدة المنال.

الصيانة والطول

وتعتمد المشاريع المفتوحة المصدر على المتطوعين الذين قد يحترقون أو يغادرون، وضمان الصيانة الطويلة الأجل، وتحديث الأمن، والتوافق مع المعدات المتطورة، هو كفاح مستمر، وقد أنشأ مجتمع النظام المتكامل لبناء القدرات أساسا لتوفير الإدارة وجمع الأموال، ولكن الاستدامة تتطلب التزاما مستمرا، وتقدم منظمات مثل Tidepool منابر سحابية مفتوحة المصدر للبيانات المتعلقة بالسكري، وتعمل بنشاط على إزالة السوابق التنظيمية.

الاتجاهات المستقبلية

وتكتسب حركة المعدات الطبية المفتوحة المصدر زخماً، مدفوعاً بعدة اتجاهات متقاربة.

التكامل مع النظم الإيكولوجية للصحة الرقمية

ويتزايد ربط نظام خدمات الرعاية الصحية المفتوحة بالسجلات الصحية الإلكترونية، وبرامج التطبيب عن بعد، والأجهزة الصحية المتنقلة، كما أن معايير مثل موارد التشغيل المتكاملة للرعاية الصحية الأساسية تمكن الأطباء السريريين من رصد المرضى الذين يستخدمون أجهزة مفتوحة المصدر والتدخل عند الضرورة، مما يجعل نظم المصادر المفتوحة أكثر جاذبية للنظم الصحية التي تسعى إلى إيجاد حلول فعالة من حيث التكلفة ومركزة للمرضى.

الثورة والتعاون التنظيميان

بدلاً من مكافحة التنظيم، العديد من القادة من المصادر المفتوحة يتعاملون مع الوكالات التنظيمية لإيجاد مرافئ آمنة للابتكار الموجه للمرضى، برنامج "الشركة" للبرمجيات كجهاز طبي، والاعتراف به بالأدلة الحقيقية، خطوات نحو استيعاب الحلول المتكررة، المتطورة للمجتمعات المحلية، وبعض المشاريع قدمت تطهيرات من البرمجيات لـ 510 (ك)

التوسع فيما بعد السكري

ويمكن أن ينتج نموذج المصادر المفتوحة عن ظروف مزمنة أخرى، وقد تبرز المشاريع من أجل توصيل الأنسولين آلياً في النوع 2 من السكري، ونظم الغلق من أجل غلوكوسي - ريسكاغون، وحتى أجهزة فتح المصادر المفتوحة، وآلات الغسل الكلوي، ومضخات الفولط.

استئصال شأفة البرمجيات الصلبة وإدماجها

ويستمر تقلص حجم الحواسيب المنفردة وتكلفتها، ويمكن إدماج أجهزة أجهزة أجهزة النظام المفتوح في المستقبل في جهاز هاتف ذكي أو جهاز رصد ذكي، مما يزيل الحاجة إلى مركز منفصل، كما أن التقدم في دقة نظام إدارة المركبات وموثوقية الضخ سيزيد من تحسين أداء حلقات العمل، وبالإضافة إلى ذلك، يجري استكشاف مقاييس للتعلم الآلي للتنبؤ باتجاهات الغدد الصماء بشكل أدق وشخصي دون الحاجة إلى تعليم يدوي.

خاتمة

فنظام المعلومات المسبقة عن علم هو أكثر من مجرد جزء من التكنولوجيا الطبية - وهو دليل على مفهوم نموذج جديد لابتكار الرعاية الصحية - من خلال برمجة معدات مفتوحة المصدر ونهج يقوم على المجتمع المحلي - أنشأ المرضى والمهندسون نظاماً أكثر أماناً وأكثر قابلية للتعديل وأكثر قابلية للتأثر به أكثر من العديد من البدائل المتاحة، ويواجه المشروع عقبات حقيقية في التنظيم وضمان الجودة والاستدامة، ولكن الزخم لا يمكن إنكاره.