Чтобы контролировать свое состояние, пациенты с сахарным диабетом должны измерять уровень глюкозы в крови с помощью инвазивных мер, таких как экспресс-тест на глюкозу или непрерывный мониторинг уровня глюкозы. На данный момент существует два основных метода неинвазивного измерения уровня глюкозы. Первый – это измерение уровня глюкозы в биологических жидкостях, таких как моча или слезы. Именно такого подхода придерживалась компания Google, когда пыталась разработать умные контактные линзы, которые могли бы определять уровень сахара в крови. Однако в 2018 году этот проект был отложен «в долгий ящик». Второй метод включает спектроскопию – определение содержания того или иного вещества посредством направления потока света в организм с помощью оптических датчиков и измерения отраженного света [1,2].
Спектроскопия уже используется в умных часах, например, в фитнес-трекерах и смарт-кольцах. Именно так они измеряют частоту сердечных сокращений, уровень кислорода в крови и множество других показателей. Для неинвазивного мониторинга уровня глюкозы в крови вместо зеленых или красных светодиодов используется инфракрасный или ближний инфракрасный свет. Этот свет направляется на интерстициальную жидкость — межклеточное вещество, которое транспортирует питательные вещества и отходы жизнедеятельности, — или на сосудистую ткань. Теоретически, как и в случае с частотой сердечных сокращений и содержанием кислорода в крови, умные часы будут использовать запатентованный алгоритм для определения уровня глюкозы в крови на основе количества отраженного света [1,2].
Несмотря на то, что новый метод похож на уже существующие, применить эту технологию к уровню глюкозы в крови намного сложнее из-за слабого сигнала и сложности процесса разделения сигнала от глюкозы и других химических веществ с аналогичной структурой. Кроме того, помехой работе таких устройств может послужить даже обычная вода и наличие татуировок на теле. Как и другие новые технологии здравоохранения, неинвазивный мониторинг уровня глюкозы в крови сталкивается с техническими и нормативными препятствиями, которые необходимо устранить. Но даже если крупные технологи и исследователи завтра найдут жизнеспособное решение, эксперты считают, что полученная технология, скорее всего, не заменит стандартные инвазивные тесты.
Российские ученые из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработали альтернативный метод неинвазивного измерения уровня глюкозы в крови. Глюкометр AnnNIGM работает на основе принципа спектрального (оптического анализа). Прибор выполнен в виде клипсы со специальным высокочувствительным датчиком и световодом, подсоединенным к прецизионному источнику инфракрасного света, которая прикрепляется на мочку уха или на кончик языка. Это позволяет анализировать содержание различных химических соединений в крови.
Разработка прибора была поддержана Министерством науки и высшего образования РФ в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».
Список литературы:
- Kim S. et al. Tear Glucose Measurement by Reflectance Spectrum of a Nanoparticle Embedded Contact Lens. Sci Rep. 2020. DOI: 10.1038/s41598-020-65103-z
- Elsherif M. et al. Wearable Smart Contact Lenses for Continual Glucose Monitoring: A Review. Frontiers in medicine. 2022. DOI: 10.3389/fmed.2022.858784
Материал подготовлен в рамках проекта «Медицина в точке бифуркации». Проект поддержан грантом Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий»
