Diabetesta koskeva kasvava haaste resurssirajoitetuissa ympäristöissä

Diabetes mellitus on tullut yksi kiireellisimmistä ei-tartuntakykyisiä sairauksia maailmanlaajuisesti, ja esiintyvyys kasvaa jatkuvasti. Mukaan World Health Organization[], noin 422 miljoonaa ihmistä elää diabetes, ja suurin osa asuu alhaisen ja keskitulotason maissa. Näillä alueilla rasitusta pahentaa hauraita terveydenhuoltojärjestelmiä, niukka diagnostinen työkaluja, ja kohtuuttoman kustannukset jatkuva hoito. Perinteinen diabetes hoito edellyttää säännöllistä veren glukoosin seurantaa, jatkuvaa pääsyä lääkitys, usein kliinisiä käyntejä, ja elämäntapojen muutoksia.

Matalatuloisissa yhteisöissä olevat potilaat kohtaavat tuskallisia kompromisseja: he käyttävät suuren osan tuloistaan testiliuskoihin ja insuliiniin, matkustavat pitkiä matkoja ylikansoitettuihin klinikkoihin tai yksinkertaisesti jatkavat seurantaa kokonaan. Tämä todellisuus johtaa huonoon glykeemiseen hallintaan, korkeampiin komplikaatioihin, kuten neuropatiaan, retinopatiaan ja munuaisten vajaatoimintaan, ja ehkäistään ennenaikaisia kuolemia. Skaalautuvan ja kohtuuhintaisen ratkaisun tarve ei ole koskaan ollut kiireellisempi. Kustannustehokas Internet of Things (IoT) -järjestelmät tarjoavat pakottavan tien hoitokuilun kuromiseksi umpeen mahdollistamalla jatkuvan tiedonkeruun, etäseurannan ja päätöksenteon tuen osuuden tavanomaisten laitteiden kustannuksista PLOS Digital Health -tutkimuksessa, jonka mukaan IoT-pohjainen seuranta voisi vähentää diabeteksen vuosikustannuksia pienituloisissa olosuhteissa jopa 40 prosentilla verrattuna.

Miksi Internet of Things Haluaa lupaa matalan diabeteksen hoito

Internet of Things viittaa verkostoihin fyysisiä laitteita. Sensoreja, puettavat, ja älylaitteet. jotka keräävät ja vaihtavat tietoja internetissä. Terveydenhoidossa, IoT mahdollistaa reaaliaikaisen potilasseurannan ilman potilaan fyysisesti läsnä klinikalla. Diabeteshallinta, tämä tarkoittaa jatkuvaa glukoosin seuranta, automaattiset insuliinin toimitusjärjestelmät, ja älykkäät muistutukset lääkitys tai liikunta voidaan käyttää etänä. Mikä tärkeämpää, IoT voidaan rakentaa edullisia, pois päältä-komponentit, jotka tekevät siitä käytettävissä jopa olosuhteissa, joissa on rajallinen budjetti.

IoT vähentää tarvetta käydä usein henkilökohtaisesti, vähentää kuljetuskustannuksia ja klinikan ruuhkia. Pilvialustoihin välitettävät tiedot voidaan analysoida terveydenhuollon tarjoajien toimesta trendien tunnistamiseksi ja puuttua asiaan varhaisessa vaiheessa. Esimerkiksi potilaan glukoosilukemat voivat laukaista hälytyksen, jos ne menevät vaarallisen korkealle tai matalalle, mahdollistavat oikea-aikaisen neuvonnan tekstiviestin tai puhelinsoiton kautta. Tällaiset järjestelmät siirtävät diabeteksen hoitoa reagoinnista ennakoivaan . Tämä on erityisen arvokasta, jos erikoislääkäreitä on vähän. Lisäksi IoT-ratkaisut voidaan räätälöidä paikallisiin olosuhteisiin, kuten toimimalla vaihtelevalla sähköllä tai matkaviestiverkolla, joka on kriittinen kestävyystekijä pienituloisilla alueilla.

Edullisen IoT-diabetesjärjestelmän keskeiset komponentit

Kustannustehokkaan IoT-ratkaisun rakentaminen edellyttää huolellista valintaa komponenteista, jotka tasapainottavat hintaa, kestävyyttä ja toiminnallisuutta. Seuraavat elementit muodostavat tällaisen järjestelmän perustan.

Matalan lämpötilan glukoosianturit ja puettavat laitteet

Perinteiset testiliuskat ovat edelleen yleisimmin käytetty menetelmä glukoosin mittaus, mutta niiden toistuvat kustannukset voivat olla kohtuuttomia. Jatkuvat glukoosi monitorit (CGM) tarjoavat enemmän data-rikas vaihtoehto, mutta kaupalliset CGM:t tyypillisesti maksaa satoja dollareita kuukaudessa. Alhaisten tulojen asetukset, tutkijat ovat kehittäneet edullisia prototyyppejä käyttäen kertakäyttöinen entsyymi-pohjainen anturit kommunikoida Bluetooth. Samoin puettavat laastarit, jotka mittaavat hikeä tai interstitiaalinesteen ovat hienostuneet tuoda yksikkökustannukset alle dollarin. Vaikka tarkkuus ei ehkä vastaa kalliita lab-luokan anturit, nämä kohtuuhintainen laitteet ovat riittävät trendien tarkkailuun ja hälyttäminen potilaille vaarallisista keinuista.

Avoimen lähdekoodin laitteistoalustat

Avoin lähde mikroohjaimet kuten Arduino[] ja yksilevyiset tietokoneet kuten Vadelma Pi[] ovat työhevosia edullisen IoT-kehityksen. Nämä alustat ovat $5 ja $40, ovat laajalti saatavilla, ja niillä on laaja yhteisön tuki rakentaa mukautettuja rajapintoja. Kehittäjät voivat integroida glukoosi-anturit, langattomat moduulit (Wi-Fi, LoRa, tai Bluetooth), ja pienet näytöt luoda täydellinen seurantalaite. Locative data solmuke, joka tallentaa paikallisesti, kun internet on saatavilla ja synkronoi, kun liitettävyys palaa. Reaalimaailmassa käyttöönotto Indonesiassa, paikallinen käynnistää käyttää Arduino Mega ja voi muuttaa malleja paikallisiin valmistusvalmiuksiin. Esimerkiksi Raspbberry Pi touch screen screen screent screen.

Pilvipohjainen tietojen tallennus ja analysointi

Kun tiedot kerätään, se on säilytettävä, käsiteltävä ja asetettava klinikoille ja potilaille. Pilvipalvelut palveluntarjoajilta kuten Google Firebase, Amazon Web Services Free Tier tai Microsoft Azure for Nonturns tarjoaa kohtuuhintaisia tai jopa ilmaisia aloitustasoja, jotka soveltuvat pilottiprojekteihin. Tiedot voidaan tunnistaa ja salata potilaiden yksityisyyden suojaamiseksi. Kevyiden pilvitoimintojen käyttäminen, sääntöihin perustuvat hälytykset voidaan perustaa ilmoittamaan huoltajille, kun glukoositaso ylittää kynnysarvot. []T-pohjaisessa diabeteksen hallinnassa julkaistu tutkimus[[[]] korostaa, miten pilvianalytiikka voi tuottaa yksilöllisiä oivalluksia ja palveluntarjoajille.

Mobiilisovellusten integrointi

Älypuhelimet, jopa perusmallit, ovat yhä yleisempiä pienituloisissa yhteisöissä. Kumppanimobiilisovellus voi toimia potilaana ja käyttää apuna glukoositrendien katselua, muistutuksia ja terveydenhuollon tarjoajien kanssa kommunikoimista. Sovelluksen pitäisi toimia offline-tilassa, välimuistissa ja synkronointia myöhemmin, epäluotettavan internetin käyttöön. Push-ilmoituksia voidaan käyttää lääkitysmuistutuksiin ja rohkaisuihin. Lisäksi sovellus voidaan suunnitella yksinkertaisilla ikoneilla ja äänikehoilla tukemaan käyttäjiä, joilla on rajallinen lukutaito. Pidettäessä sovelluksen kevyt ja yhteensopiva vanhempien Android- tai KaiOS-laitteiden kanssa ratkaisu saavuttaa laajemman väestön. Esimerkiksi "DiabTrend" -sovellus, joka on kehitetty Bangladeshissa, käyttää vain 12 MB varastointia, tukee useita paikallisia kieliä, ja sisältää äänen, joka lukee glukoosiarvoja Bengalissa.

Todistetut strategiat onnistuneen käyttöönoton edistämiseksi pienituloisissa yhteisöissä

Teknisillä osatekijöillä ei voida taata hyväksymistä, vaan niiden toteuttamisessa on otettava huomioon kohdekäyttäjien sosiaalinen, kulttuurinen ja taloudellinen todellisuus.

Ihmisen varaama suunnittelu vähälukuisille käyttäjille

Monet diabetespotilaat matalan tulotason asetuksissa ovat vähän muodollista koulutusta. Laitteet ja rajapinnat on intuitiivinen, luottaa symboleja, värejä ja ääni ohjeita eikä teksti-raskas valikot. Yhteisluonti yhteisön jäsenten suunnitteluvaiheessa varmistaa ratkaisu sopii päivittäisiä rutiinit. Esimerkiksi, glukoosi metriä voidaan suunnitella suuria painikkeita ja puhutut lukemat paikallisilla kielillä. Pilotti testaus auttaa tunnistamaan sekavia työvirtoja ennen mittakaavassa. Huomattava esimerkki tulee projekti Guatemalassa, jossa potilaat yhdessä suunniteltu mittari, joka käyttää liikenne-valoa värijärjestelmä (vihreä normaali, keltainen, punainen vaara) osoittaa glukoosin tasot. Laite lisäsi noudattamista päivittäin seuranta 38-74 prosenttia kolmen kuukauden aikana.

Yhteisön terveydenhuoltoalan työntekijöiden koulutus ja tukeminen

Yhteisön terveysalan työntekijät (CHW) ovat perusterveydenhuollon selkäranka monilla alipalkatuilla alueilla. He voidaan kouluttaa vain muutaman tunnin ajan auttamaan potilaita laiteasennuksessa, tietojen tulkinnassa ja vianhaussa. CHW:t voivat kuljettaa kannettavia IoT-paketteja, joihin kuuluu sensorilukija, varaparisto ja painettu pikaviittausoppaat. Valvonta voidaan tarjota etäohjaajan avulla, jota CHW:n valvojat käyttävät seuratakseen potilaita ja tunnistaakseen ne, jotka jäävät jälkeen valvonnasta. Tämä malli pidentää asiantuntijan pääsyä ilman korkean tason koulutusta jokaiselle etulinjan työntekijälle. Maaseudulla Intiassa CHW:t varustetaan älypuhelinsovelluksella ja Bluetooth-glukometrillä, mikä lyhentää potilaan keskimääräistä aikaa saada hoitoa 14 päivästä 2 päivään.

Tietosuoja ja tietosuoja talousarviossa

Jopa resurssirajoitettujen hankkeiden tulee noudattaa potilassalaisuutta. Ratkaisujen tulisi käyttää sivuston tietojen loppusalausta sekä kauttakulku- että levossa. Avoin lähde -salauskirjastot voidaan integroida ilman lisenssikustannuksia. Tietojen minimoinnin periaatteita tulisi soveltaa: kerätään vain se, mikä on tarpeen kliinisen päätöksenteon kannalta, ja säilytetään se vain niin kauan kuin on tarpeen. Anonymisoituja tietoaineistoja voidaan käyttää kokonaisanalyysiin paljastamatta yksilöllisyyttä. Selvät suostumusprosessit, jotka toimitetaan suullisesti tai yksinkertaisissa visuaalisissa muodoissa, luodaan luottamusta ja estetään väärinkäyttö. Esimerkiksi avoimen lähdekoodin OpenMRS[[] alusta on mukautettu IoT-tietojen tallentamiseen matalan resource-asetuksissa, jossa on mukana roolipohjainen pääsy ja automaattinen tietojen tunnistaminen.

Julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuudet ja rahoitusmallit

Kestävä kehitys edellyttää rahoitusmallia, joka ei ole täysin riippuvainen lahjoittaja-avustuksista. Sosiaaliset yritykset voivat yhdistää laitemyynnin sekä hallituksen tai vakuutusyhtiön maksamien palvelumaksujen. Bulk-ostosopimukset sensorivalmistajien kanssa voivat alentaa yksikkökohtaisia kustannuksia. Julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuudet terveys-, teknologia- ja kansalaisjärjestöjen välillä voivat tukea alkuvaiheen käyttöönottoa samalla kun rakennetaan paikallista huoltokapasiteettia. Esimerkiksi hallitus saattaa toimittaa laitteita klinikoille, jos yksityinen kumppani tarjoaa pilviinfrastruktuuria alennettuun hintaan. Vapaaehtoiset sairausvakuutusjärjestelmät voivat korvata seurantakustannuksia osana kroonista sairauspakettia. Hyvä esimerkki on kumppanuus Ruandan terveysministeriön ja IoT-käynnistys Bisan välillä, jotta ne voivat ottaa käyttöön 10 000 glukometria 200 terveyskeskuksessa, ja kustannukset jaetaan 60/40 hallituksen ja yrityksen kesken.

Pysyvien haasteiden voittaminen

Lupauksesta huolimatta on ratkaistava useita esteitä, ennen kuin IoT-diabeetikon hoito muuttuu rutiiniksi pienituloisissa olosuhteissa. Nämä haasteet edellyttävät kohdennettua innovointia ja mukautuvaa politiikkaa.

Luottamaton Internet ja offline-toiminta

Internet-näkyvyys maaseudulla ja kaupunkien lähialueilla voi olla spatity tai hidas. Laitteet on suunniteltu toimimaan offline pitkiä aikoja, tallentaa tiedot paikallisesti ja synkronointi, kun yhteydet ovat saatavilla. Technologies kuten LoRaWAN, joka tarjoaa pitkän kantaman, matalatehoinen viestintä, voidaan käyttää tietojen kokoamiseen useilta potilailta yhteen yhdyskäytävään, joka lataa vain satunnaisesti pilvi. Edge tietojenkäsittely tiedot itse laitteessa . Mahdollistaa välittömästi hälytyksiä jopa ilman verkkoyhteyttä. Esimerkiksi hanke Ugandan maaseudulla käytti paikallista SQLite tietokantaa vadelma Pi, joka voisi tallentaa jopa 10 000 glukoosia lukemat; kun laite havaitsi Wi-Fi signaali (esim. vieraileva mobiili-hot-spot), se synkronoitu keskuspalvelimelle. Tämä suunnittelu saavutti 96 prosenttia tietojen täydellisyyttä huolimatta keskimääräinen internet-aika enintään 4 tuntia päivässä.

Laite kestävyys ja paikallinen valmistus

Kovissa ympäristöissä käytettävien laitteiden on kestettävä lämpöä, pölyä, kosteutta ja raakakäsittelyä. Karkeiden koteloiden ja modulaaristen mallien avulla vaurioituneet osat voidaan korvata eikä hävittää koko laitetta. Komponenttien paikallisen valmistuksen perustaminen.Kaikki 3D-tulostetut kotelot tai paikallisesti kootut piirilevyt.Kaikkien levyjen asennukset vähentävät tuontikustannuksia ja luovat työpaikkoja.E-jätteen muuntaminen diabetesmonitoriksi[ osoittaa, miten luova paikallinen hankinta voi alentaa kustannuksia. Nigeriassa sosiaalinen yritys nimeltään "Diabetronics" käyttää hylättyjä älypuhelinparistoja ja -näyttöjä glukoosintuotantolaitteiden rakentamiseen, mikä vähentää kustannuksia 70 prosentilla tuotuihin vastaaviin tuotteisiin verrattuna.

Käyttäjän hyväksyntä ja käytös

Jopa edullisin laite on hyödytön, jos potilaat lopettavat sen käytön. Hyväksyminen riippuu koetusta hyödyllisyyttä, helppokäyttöisyyttä, ja luottamus. Kiinnostuksen lisääminen perheenjäsenten ja vertaistukiryhmien voi lisätä sitoutumista. Gamification.kuten ansaita pisteitä johdonmukaisen seurannan. Toimii hyvin nuoremmat väestöt. Vanhoille aikuisille, johon luotettu perheen hoitaja seurantaprosessin voi tarjota sekä motivaatiota ja käytännön apua. Säännöllinen palaute laitteesta, kuten positiiviset vahvistusviestit, auttaa ylläpitämään sitoutumista. Satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa Malawi totesi, että potilaat, jotka saivat henkilökohtaisen päivittäisen SMS palautetta perustuu heidän glukoosia lukemia oli 28% suurempi noudattamista seuranta 6 kuukautta verrattuna niihin, jotka vain sai yleisiä muistutuksia.

Sääntely

Lääkinnälliset laitteet, jopa edulliset laitteet, tarvitsevat usein viranomaishyväksyntää jokaisessa maassa. Navigointi voi olla hidasta ja kallista. Yhteistyötä paikallisten yliopistojen tai sairaaloiden kanssa, joilla on kokemusta eettisistä komiteoista, voidaan nopeuttaa hyväksyntää. Joissakin maissa on erityisiä luokkia digitaalisille innovatiivisille vähäriskisille laitteille. Ne vaativat vähemmän raskaita asiakirjoja. Laadunhallintaan liittyvät kansainväliset standardit, kuten ISO 13485, voidaan hyväksyä vaiheittain alkaen niistä osista, jotka aiheuttavat suurimman riskin. Maailman terveysjärjestön [] esihyväksyntäohjelma [[[]] digitaalisille terveysteknologioille on myös alkanut kattaa IoT-pohjaisia valvontalaitteita, jotka voivat virtaviivaistaa hyväksyntää useissa pienituloisissa maissa.

Tulevat suuntaviivat ja tutkimuksen painopisteet

IoT-diabeetikkojen ala on edelleen nastenttinen, mutta useat uudet suuntaukset viittaavat tehokkaampiin ratkaisuihin.

Tekoäly ja ennustava analytiikka

Suuriin tietokantoihin koulutetut koneoppimismallit voivat ennustaa hypoglykemiakohtauksia tai ehdottaa insuliiniannoksen muuttamista. Kun niitä käytetään halpojen reunalaitteiden (kuten älypuhelimien tai mikroohjainlevyjen kanssa tekoälykiihdyttimien avulla), nämä mallit voivat tarjota päätöksentekotukea ilman jatkuvaa pilviyhteyttä. Tutkimusta tarvitaan sen varmistamiseksi, että algoritmeja koulutetaan erilaisiin väestöryhmiin, myös pienituloisiin taustoihin, jotta vältetään ennakkoluuloja. Etelä-Afrikassa hiljattain käytetty konseptin todiste käytti päätöspuumallia, joka toimii 15 dollarin ESP32 mikrokontrollerin avulla ennustamaan yöllistä hypoglykemiaa, jossa on 82 prosentin herkkyys, käyttäen vain kahta edellistä glukoosin määrää ja potilaan iltaisin annos.

Integrointi telelääketieteen keskuksiin

IoT-data syöttää suoraan telelääketieteen kojelautaan, jolloin lääkäri voi tarkastella viikko glukoosin trendejä minuutteina. Tämä yhdistelmä voi vähentää tarvetta matkustaa ja mahdollistaa tiheämmän erikoisvalvonnan. Ohjelmat, kuten ]ISGlobal telemedicine abitation for diabetes[, osoittavat, miten yksinkertaiset älypuhelinpohjaiset järjestelmät voivat parantaa tuloksia resurssirajoitteisten alueiden. Laajassa käytössä 50 terveysaseman välillä Tansaniassa, integrointi IoT glukoosi monitoreilla avoimen lähdekoodin telelääketieteen alustan "eVital" avulla klinikoiden hallita 1 200 diabetespotilaan etänä, keskimäärin HbA1c lasku 1,8 prosentilla yli 12 kuukautta.

Yhteisön ja Drivenin innovaatiotoiminta

Avoimien ohjelmistojen avulla voidaan luoda paikallinen työvoima, joka pitää laitteet käynnissä. Avoin laitteistomalli mahdollistaa kaikkien jäljentämisen ja muokkaamisen ilman immateriaalioikeuksia. Joukkojen hankinta ideoita uusille ominaisuuksille. Esimerkiksi lääkitysannostelija, joka käyttää aurinkokäyttöistä ajastinta, voi johtaa innovaatioihin, jotka eivät toimi ilman tehohäviötä. Yhteisölähtöisessä aloitteessa Nepalin maaseudulla kyläläiset muunsivat avoimen lähdekoodin glukoosimonitoria sisältämään lämpöanturin, joka varoittaa potilaita, kun insuliini on altistunut liialliselle lämmölle, joka on yhteinen tehohäviön syy.

Päätelmä

Diabeteshallinta pienituloisissa olosuhteissa on monimutkainen haaste, mutta kustannustehokkaat IoT-ratkaisut ovat todistamassa, että teknologia voi demokratisoida laadukkaan hoidon saatavuutta. Yhdistämällä kohtuuhintaisia sensoreita, avoimen lähdekoodin laitteita, pilvianalyysia ja mobiililiittymiä nämä järjestelmät vähentävät taloudellisia ja logistisia esteitä, jotka ovat pitkään jääneet jälkeen alipalkatuista väestöstä. Menestyminen riippuu kuitenkin muustakin kuin laitteistosta; se edellyttää ihmiskeskeistä suunnittelua, vankoja yhteisökumppanuuksia ja sopeutumisstrategioita, joilla voidaan voittaa yhteydet, kestävyys ja käyttäytyminen.

Investoimalla paikallisesti asianmukaisiin IoT-järjestelmiin nyt parannetaan miljoonien diabetesta sairastavien ihmisten terveystuloksia ja myös kehitetään terveydenhuoltojärjestelmien kestävyyttä tulevia kroonisia sairauksia vastaan. Tutkijoiden, teknologien, hallitusten ja yhteisöjen on tehtävä yhteistyötä näiden innovaatioiden saattamiseksi mittakaavaan. Tie eteenpäin on selkeä: edullinen, tehokas IoT-ratkaisut voivat muuttaa diabeteksen hoitoa maailmassa kaikkein resurssirajoitteisimmat asetukset.