9 مارس 2024 - دیابت یک بیماری بسیار شایع است که متاسفانه هنوز درمانی برای آن کشف نشده است. افراد مبتلا به دیابت باید سطح قند خون خود (BGL) را به طور مرتب اندازه گیری کرده و برای کنترل آن داروهای خوراکی پایین آورنده ی قند خون یا انسولین مصرف کنند. تقریباً در همه موارد، اندازه‌گیری BGL شامل کشیدن خون از نوک انگشت از طریق لنست است. از آنجایی که این روش دردناک است، جایگزین­های کمتر تهاجمی که از الکترونیک مدرن استفاده می کنند، به طور فعال در سراسر جهان مورد بررسی قرار گرفته اند.

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 میانی(mid-infrared light)، عملکرد معقولی از خود نشان داده اند. با این حال، منابع، آشکارسازها و اجزای نوری مورد نیاز این دستگاه ها پرهزینه هستند و ادغام آنها در دستگاه های قابل حمل دشوار است. در مقابل، منابع، آشکارسازها و اجزای نوری برای سنجش نور مادون قرمز نزدیک (NIR)، می تواند به راحتی با استفاده از قطعات ارزان قیمت تولید 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 شرکت ژاپنی سنسورهای نوریHamamatsu Photonics ، اخیراً یک روش جدید برای تخمین قند خون از طریق اندازه‌گیری‌های NIR توسعه داده‌اند. تحقیق آنها، که می تواند پایش غیرتهاجمی قند خون را متحول کند، در مجله Biomedical Optics منتشر شد.

سهم اصلی این مطالعه مربوط به یک شاخص جدید سطح قند خون است که توسط تیم تحقیقاتی از فرمول های پایه NIR به دست آمده است. رویکرد آنها با بررسی سیگنال های اکسی هموگلوبین (HbO2) و دئوکسی هموگلوبین (Hb) از اندازه گیری های NIR آغاز می شود. از طریق تجزیه و تحلیل مقادیر انبوه داده ها در اندازه‌گیری‌های NIR، محققان دریافتند که تاخیر فاز (ناهمزمانی) بین اجزای فرکانس پایین و نوسانی سیگنال‌های HbO2 وHb ، ارتباط نزدیکی با میزان مصرف اکسیژن در طول هر چرخه ی قلبی دارد، که به عنوان معیاری برای متابولیسم عمل می کند.

تومویا ناکازاوا، گفت: این شاخص متابولیک مبتنی بر تاخیر فاز، که توسط سایر محققان گزارش نشده است، یک کشف علمی مهم محسوب می شود.

سپس محققان از طریق یک سری آزمایش تلاش کردند که رابطه بین این شاخص متابولیک جدید وسطح قند خون را اثبات کنند. ابتدا، آنها از حسگر NIR روی یک ساعت هوشمند تجاری با قرار دادن آن روی انگشت یک فرد سالم در حالت استراحت استفاده کردند. سپس برای ایجاد تغییراتی در قند خون این فرد، به او نوشیدنی های مختلف قندی و بدون قند دادند. آزمایش‌های مشابهی با استفاده از یک گوشی هوشمند سفارشی با LED با روشنایی بالا انجام شد. نتایج بسیار امیدوارکننده بود، زیرا تغییرات در این شاخص متابولیک با تغییرات سطح گلوکز خون اندازه‌گیری شده توسط یک مانیتور تجاری مداوم قند خون(CGM) مطابقت داشت. این تایید می کند که تاخیر فاز بین HbO2 و Hb در واقع ارتباط نزدیکی با سطح قند خون 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: «این روش پیشنهادی در اصل می‌تواند در دستگاه‌های هوشمند موجود با عملکرد پالس اکسیمتری پیاده‌سازی شود و در مقایسه با سایر روش های غیرتهاجمی پایش گلوکز خون ارزان تر و ساده تر است و در مصرف انرژی باتری صرفه جویی می کند. بنابراین، رویکرد ما می‌تواند ابزاری قدرتمند برای دستگاه‌های قابل حمل و قابل دسترس برای عموم برای نظارت برسطح قند خون در آینده باشد».

او افزود: ما امیدواریم این تلاش‌ها به ابداع راه‌های عملی و غیرتهاجمی برای افراد مبتلا به دیابت کمک کند تا سطح قند خون خود را تحت کنترل نگه دارند و در نتیجه تأثیر دیابت را بر بدن خود به حداقل برسانند.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20240309/New-technique-tracks-blood-sugar-with-light.aspx