К настоящему времени было предложено несколько методов измерения сахара в крови; ярким примером является использование инфракрасного излучения, а устройства на основе света средней инфракрасной области показали приемлемую производительность. Однако необходимые источники, детекторы и оптические компоненты являются дорогостоящими и их трудно интегрировать в портативные устройства. Ближний инфракрасный свет (NIR), напротив, можно легко создать и обнаружить с помощью недорогих компонентов. Многие смартфоны и умные часы уже используют датчики NIR для измерения частоты сердечных сокращений и уровня кислорода в крови. К сожалению, глюкоза не имеет уникальных пиков поглощения в области NIR, и поэтому ее трудно отличить от других химических веществ в крови, таких как липиды и белки.
Чтобы устранить это ограничение, исследовательская группа во главе с Томоей Наказавой из Hamamatsu Photonics (Япония) недавно разработала новую методологию оценки BGLS по результатам измерений NIR. Их работа, которая могла бы произвести революцию в неинвазивном мониторинге уровня глюкозы в крови, была опубликована в журнале биомедицинской оптики.
Основным вкладом этого исследования является новый индекс уровня глюкозы в крови, который исследовательская группа вывела из базовых формул NIR. Их подход начинается с извлечения сигналов оксигемоглобина (HbO2) и дезоксигемоглобина (Hb) из измерений NIR. Проанализировав огромное количество данных по измерениям NIR, исследователи поняли, что фазовая задержка (асинхронность) между низкочастотными и колебательными компонентами сигналов HbO2 и Hb тесно связана со степенью потребления кислорода во время каждого сердечного цикла, тем самым служа показателем метаболизма.
Затем команда попыталась доказать взаимосвязь между этим новообретенным метаболическим индексом и BGLs с помощью серии экспериментов. Сначала они использовали датчик NIR на коммерческих смарт-часах, поместив его на палец здорового человека в состоянии покоя. Затем испытуемый употреблял различные сладкие напитки и напитки без сахара, чтобы вызвать изменения уровня глюкозы в крови. Аналогичные эксперименты были проведены с использованием специального держателя для смартфона со светодиодом высокой яркости. Результаты были очень многообещающими, поскольку изменения метаболического индекса точно соответствовали изменениям уровня глюкозы в крови, измеряемым коммерческим монитором непрерывного измерения уровня глюкозы. Это подтверждает, что задержка фазы между HbO2 и Hb действительно тесно коррелирует с BGLs.
В настоящее время проводятся клинические испытания на людях, страдающих сахарным диабетом, чтобы подтвердить применимость метаболического индекса в реальных условиях. Тем не менее, исследователи возлагают большие надежды на свою инновационную методику, как утверждает г-н Наказава: «Предложенный метод в принципе может быть реализован в существующих интеллектуальных устройствах с функцией пульсоксиметрии и является недорогим, экономящим заряд батареи и простым по сравнению с другими неинвазивными методами мониторинга уровня глюкозы в крови. Таким образом, наш подход может стать мощным инструментом для создания портативных и доступных устройств мониторинга сахара в крови в будущем».
