دیابت یک بیماری بسیار شایع است که متاسفانه هنوز درمان نشده است. افراد مبتلا به دیابت باید سطح گلوکز خون خود (BGLs) را به طور مرتب کنترل کنند و برای کنترل آنها انسولین تجویز کنند. تقریباً در همه موارد، اندازه‌گیری BGL شامل کشیدن خون از نوک انگشت از طریق نیش انگشت است. از آنجایی که این روش دردناک است، جایگزین های کمتر تهاجمی که از الکترونیک مدرن استفاده می کنند به طور فعال در سراسر جهان مورد تحقیق قرار می گیرند.

تاکنون چندین روش برای اندازه گیری BGL پیشنهاد شده است. استفاده از نور مادون قرمز یک مثال برجسته است و دستگاه های مبتنی بر نور مادون قرمز متوسط ​​عملکرد معقولی از خود نشان داده اند. با این حال، منابع، آشکارسازها و اجزای نوری مورد نیاز پرهزینه هستند و ادغام آنها در دستگاه های قابل حمل دشوار است. در مقابل، نور مادون قرمز نزدیک (NIR)، می تواند به راحتی با استفاده از قطعات ارزان قیمت تولید و شناسایی شود. بسیاری از گوشی های هوشمند و ساعت های هوشمند در حال حاضر از حسگرهای NIR برای اندازه گیری ضربان قلب و سطح اکسیژن خون استفاده می کنند. متأسفانه گلوکز پیک جذب منحصر به فردی در ناحیه NIR ندارد و بنابراین تشخیص آن از سایر مواد شیمیایی موجود در خون مانند لیپیدها و پروتئین ها دشوار است.

برای مقابله با این محدودیت، یک تیم تحقیقاتی به رهبری تومویا ناکازاوا از Hamamatsu Photonics (ژاپن) اخیراً یک روش جدید برای تخمین BGLها از اندازه‌گیری‌های NIR توسعه داده‌اند. کار آنها، که می‌تواند پایش غیرتهاجمی قند خون را متحول کند، در مجله منتشر شد مجله اپتیک زیست پزشکی.

سهم اصلی این مطالعه یک شاخص جدید سطح گلوکز خون است که تیم تحقیقاتی از فرمول های پایه NIR به دست آمده است. رویکرد آنها با استخراج اکسی هموگلوبین (HbO₂) و سیگنال های دئوکسی هموگلوبین (Hb) از اندازه گیری های NIR. از طریق تجزیه و تحلیل مقادیر انبوه داده در اندازه‌گیری‌های NIR، محققان دریافتند که تاخیر فاز (ناهمزمانی) بین اجزای فرکانس پایین و نوسان HbO₂ سیگنال‌های Hb و Hb ارتباط نزدیکی با میزان مصرف اکسیژن در طول هر چرخه قلبی دارند، بنابراین به عنوان یک سنج برای متابولیسم عمل می‌کنند.

این شاخص متابولیک مبتنی بر تاخیر فاز، که توسط سایر محققان گزارش نشده است، یک کشف علمی مهم است.

تومویا ناکازاوا، Hamamatsu Photonics

سپس تیم به دنبال اثبات رابطه بین این شاخص متابولیک جدید و BGL از طریق یک سری آزمایش بود. ابتدا، آنها از حسگر NIR روی یک ساعت هوشمند تجاری با قرار دادن آن روی انگشت یک سوژه سالم در حالت استراحت استفاده کردند. سپس آزمودنی برای ایجاد تغییراتی در گلوکز خون، نوشیدنی های مختلف قندی و بدون قند مصرف کرد. آزمایش‌های مشابهی با استفاده از نگهدارنده گوشی هوشمند سفارشی با LED با روشنایی بالا انجام شد. نتایج بسیار امیدوارکننده بود، زیرا تغییرات در شاخص متابولیک با تغییرات سطح گلوکز خون اندازه‌گیری شده توسط یک مانیتور تجاری مداوم گلوکز مطابقت داشت. این تایید می کند که تاخیر فاز بین HbO₂ و Hb در واقع ارتباط نزدیکی با BGL دارد.

آزمایش‌های بالینی روی افراد دیابتی در انتظار تایید کاربرد شاخص متابولیک در یک زمینه واقعی است. با این حال، محققان امید زیادی به روش نوآورانه خود دارند، همانطور که آقای ناکازاوا می‌گوید: «روش پیشنهادی در اصل می‌تواند در دستگاه‌های هوشمند موجود با عملکرد پالس اکسیمتری پیاده‌سازی شود و در مقایسه با سایر غیرتهاجمی‌ها ارزان، صرفه‌جویی در باتری و ساده است. تکنیک‌های پایش گلوکز خون. بنابراین، رویکرد ما می‌تواند ابزاری قدرتمند برای دستگاه‌های قابل حمل و قابل دسترس نظارت بر BGL در آینده باشد.»

امیدواریم این تلاش‌ها به راه‌های عملی و غیرتهاجمی برای افراد مبتلا به دیابت کمک کند تا BGL خود را تحت کنترل نگه دارند و در نتیجه تأثیر بیماری خود را به حداقل برسانند!