Еще один вариант оптического неинвазивного измерения уровня глюкозы – это математический анализ характеристик пульсовой волны – «пульсовая глюкометрия». Носимый оптический датчик, размещенный на коже над лучевой артерией или на фаланге пальца, может фиксировать колебания стенок кровеносных сосудов, вызываемых сокращениями сердца. Скорость и ряд других характеристик пульсовой волны действительно зависят от состояния не только самих сосудов, но и от химического состава крови. Ученые выяснили, что столь серьезное отклонение от нормы, как гипергликемия, действительно влияет на параметры пульсовой волны. А значит, зафиксировав их, можно математически вычислить предположительный уровень глюкозы в крови. Идея отличная. Вот только зависимость, как говорится в статистике, очень слабая. То есть точность математического вычисления крайне низкая. В большинстве случаев такой носимый прибор просто ошибается. Виновата в этом не математика, а количество факторов, влияющих на параметры пульсовой волны. На их фоне глюкоза просто теряется, а диагностическая точность стремится к нулю.
Тем не менее исследования продолжаются. Инженеры во многих странах продолжают совершенствовать математическую обработку и строение гибких оптических датчиков для спектроскопии или оценки пульсовой волны. Впрочем, особого оптимизма это не внушает. Если проанализировать научные статьи, то одна из наиболее серьезных команд ученых в Японии уже почти 15 лет работает над этой проблемой, но значимого прогресса нет, дальше экспериментов дело не идет.
Термографические методы основаны на измерении колебаний температуры в результате метаболических процессов с участием молекулы глюкозы. Электрические методы подразумевают оценку диэлектрических характеристик глюкозы с применением электромагнитного излучения или ультразвука. Обе группы методов сложны технически и имеют низкую точность измерений.
Ведутся эксперименты и в сфере нанотехнологий. Для гликемического контроля пытаются применять методы на основе таких явлений, как, например, поверхностный плазмонный резонанс. Впрочем, эти разработки существуют пока только в теории. Они находятся на очень ранней стадии и потребуют десятилетий научной работы.
Общая ситуация с неинвазивными методами такова.
Подавляющее большинство пациентов хотели бы контролировать уровень глюкозы крови без многократных ежедневных проколов кожи. Идеальный вариант – это носимое цифровое устройство для мониторинга. Множество ученых по всему миру трудятся над решением этой задачи. Они проявляют удивительную изобретательность в подборе методов физики и химии, создают перспективные носимые гаджеты, однако барьеры технической сложности и диагностической ценности остаются непреодолимыми. Ни один из неинвазивных методов не может сравниться по точности измерений с самым простым глюкометром из ближайшей аптеки. А значит, пациентам пользоваться такими технологиями пока что бессмысленно. Ошибочные измерения приведут к неправильному лечению и питанию, тем самым усугубят болезнь. Что же… Остается ждать! Пытливый человеческий разум решал и не такие задачи. Неинвазивный гликемический контроль посредством носимых устройств остается пока лишь экспериментом в лабораторных исследованиях. По мере развития технологий они пройдут через клинические испытания, получат сертификации в разных странах в качестве медицинских изделий и станут надежным инструментом контроля диабета. Ну а пока пациентам остается ждать прогресса медицинской науки и биоинженерии, сохраняя тем временем свое здоровье при помощи обычного глюкометра.
Научный факт – телемедицина и mHealth берут под контроль сахарный диабет, что доказывается стабилизацией у пациентов уровня гликированного гемоглобина.
Однако есть еще одна особая технология для лечения диабета – инсулиновая помпа.
Это компактное электронное устройство для непрерывного введения инсулина в подкожную клетчатку. Применяется оно у пациентов, страдающих, увы, достаточно серьезными формами сахарного диабета. Безусловно, использовать можно только помпы, имеющие сертификацию в качестве медицинского изделия. Помпа как бы имитирует работу поджелудочной железы и заменяет регулярные частые инъекции для введения инсулина.
Помимо необходимой электроники помпа содержит резервуар для лекарства и поршень. В подкожно-жировую клетчатку живота посредством специального устройства вводится тончайшая пластиковая игла-канюля. По гибкой трубочке через канюлю и подается инсулин из резервуара помпы. Важная функция устройства – возможность постоянного автоматического измерения уровня глюкозы. Соответствующие данные могут отображаться на небольшом дисплее, расположенном прямо на помпе, или передаваться в некую информационную систему (например, в больнице).
Для современных моделей помп обязательно создаются мобильные приложения. Помимо всех функций, описанных выше (дневник, справочник, оповещение и т. д.), приложение позволяет управлять работой помпы, менять режимы введения и контролировать расход инсулина. Помпы интенсивно оснащают средствами прогнозирования: «искусственный интеллект» анализирует динамику уровня глюкозы в крови, вычисляет тренды и в соответствии с прогнозом меняет режим введения инсулина. Все соответствующие оповещения пациент видит в мобильном приложении. Естественно, что всегда есть возможность откорректировать режим или на время остановить введение инсулина.
Довольно типична такая технология – алгоритм прогнозирования уровня глюкозы в крови через 30 минут после проведения очередного измерения. При «предсказании» понижения уровня сахара помпа автоматически приостанавливает введение инсулина. Возобновление терапии стартует снова, когда содержание глюкозы в крови начинает нарастать. По данным некоторых исследователей, при использовании помп с «искусственным интеллектом» длительность гипогликемических состояний снижается на 30 %. Это хороший клинический показатель, делающий жизнь пациентов более стабильной и безопасной.
Данные, получаемые от помпы, накапливаются мобильным приложением и связанной с ним информационной системой (обычно это система для телемониторинга при какой-нибудь больнице). Соответственно лечащий врач может анализировать показатели пациента, вовремя предпринимать нужные действия, корректировать схему лечения и т. д.
Преимущества и недостатки помп, показания и противопоказания к их применению – вопрос для профессионального обсуждения с эндокринологом. В контексте изучения цифровых технологий мы лишь хотим обратить внимание на наличие таких устройств. При выборе конкретной модели помпы надо учитывать ее технологичность, прежде всего наличие и функционал мобильного приложения. Это сделает использование помпы более эффективным, комфортным и безопасным.
Сахарный диабет – это комплекс метаболических болезней, чреватых инвалидизирующими и смертельно опасными осложнениями. Контроль болезни обеспечивается постоянным лечением и мониторингом 3 показателей: уровня глюкозы в крови, количества потребленных хлебных единиц и доз принимаемых по назначению врача медикаментов (прежде всего, инсулина). Цифровые технологии позволяют эффективно и безопасно реализовать такой мониторинг, предпочтение при этом следует отдавать мобильным приложениям с беспроводной передачей данных, функциями дневника, оповещения, информирования и прогнозирования.
