Лазеры в медицине 24.08.2022, by Press Комментарии к записи В МИЭТ завершились клинические исследования первого в мире неинвазивного глюкометра отключены 329.
В России завершили исследования уникального неинвазивного глюкометра
NIGM – значит неинвазивный глюкозный мониторинг, а Ann – это Аня – сестра Владимира, ради которой он так старался сделать открытие. Приведен пример построения неинвазивного ИК-глюкометра на базе микроконтроллера Arduino Uno. СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (НИКТИ БТС) Сергея Дудникова, внедрение в практику быстродействующего и надежного неинвазивного глюкометра актуально и крайне востребовано. Попыток создания неинвазивного глюкометра было так много, что невозможно пересказать все.
«Росэлектроника» и госпиталь Вишневского разработали первый отечественный неинвазивный глюкометр
Прибор позволит отслеживать в режиме реального времени изменения концентрации глюкозы в крови пациента без прокола кожи. Принцип действия системы построен на локальной импедансной спектроскопии кожи запястья in situ. Концепция изделия разработана специалистами госпиталя им. Вишневского, произведен прибор КБ «Луч» входит в «Росэлектронику».
Мотив продолжить дал предстоящий кейс-чемпионат Высшей школы экономики по предпринимательству, который поддерживал Сбер. Это был неплохой шанс отработать навыки презентации и получить обратную связь от экспертов.
К тому же чемпионат давал повод расширить команду: заниматься вдвоем технологией, экономикой и презентацией проекта было достаточно сложно. В сентябре я решил привлечь к проекту знакомую, которую знал как хорошего экономиста. Команда начала расширяться: к нам присоединились экономист Лиза Егорова и дизайнер Алекса Горбачева. Тогда же у меня случилось озарение по поводу технической проблемы. Что такое глюкометр Это прибор для измерения уровня глюкозы.
Больные сахарным диабетом используют его для контроля уровня сахара в крови. Абсолютное большинство глюкометров инвазивные: для измерения нужен прямой контакт устройства с кровью например, через прокол пальца. В последнее десятилетие появились неинвазивные глюкометры, которые измеряют уровень сахара через кожу. Подобные устройства пока что стоят дорого и в России не производятся. Изначально мы разрабатывали концепцию глюкометра в виде наручных часов и долго не понимали, почему так мало кто делает, а если и делает, то устройство чаще всего не работает.
Оказалось, дело в строении руки: в ней много разных типов тканей, которые не дают световой волне пройти сквозь сосуд с кровью и вернуться обратно в прибор. Только в декабре, за 4 месяца до акселератора, меня осенило, что идеальное место для крепления глюкометра — мочка уха. Так устройство трансформировалось из наручных часов в клипсу, а мы наконец смогли запустить прототип. Этот момент прорыва был для нас, наверное, одним из самых мотивирующих. Вскоре команда разрослась до пяти человек: последним участником стала дизайнер Варя Гаврилина.
Такого состава оказалось достаточно. Команда проекта «С командой увиделись впервые уже на презентации» За все время работы над проектом мы столкнулись со множеством проблем. Одна из них — отношение. Мы начинали разработку в 10-м классе, и, конечно, нас поддерживали родители — в меру своих сил и возможностей. А вот в школе смотрели на нас как на странных людей, которые занимаются непонятными вещами.
Основной вклад в поглощение определяется водой, протеином, липидами, различными формами гемоглобина, меланином в коже, и глюкозой. Концентрацию глюкозы может быть определена с помощью анализа изменения оптического сигнала по длине волны, поляризации или интенсивности света. Метод инфракрасной спектроскопии является универсальным физико-химическим методом, который применяется в исследовании структурных особенностей различных органических и неорганических соединений.
Метод основан на явлении поглощения группами атомов испытуемого объекта электромагнитных излучений в инфракрасном диапазоне. Поглощение связано с возбуждением молекулярных колебаний квантами инфракрасного света.
По словам разработчиков, до конца года он будет зарегистрирован в качестве медицинского изделия на родине, после чего начнется его массовое производство. Также планируется выпустить изобретение на азиатские рынки в 2022 году, а еще через год — и на американский рынок. Ранее Ruposters писал , что ученые научились выращивать искусственные мышечные волокна, которые прочнее кевлара.
Современные неинвазивные глюкометры: новинки на рынке и их характеристики
В составе есть анализирующее устройство сенсор и считывающее ридер. Полученные показания выводятся на экран или смартфона. Глюкометр Freestyle Libre Flash Датчик устанавливается на предплечье, а через 2 недели его нужно сменить. Эта процедура характеризуется пациентами, как мало болезненная.
Для замера ридер подносится к сенсорному устройству, а результат высвечивается на табло. Цена составляет в среднем 17 500 рублей. Dexcom G6 По аналогичному принципу действия работает Dexcom G6 — на тело прикрепляется сенсорный тонкий измеритель, работающий около 10 дней смена происходит самостоятельно.
При помощи передатчика устройство передает показания через приложение к телефону или компьютеру. У прибора есть возможность совмещения с помпой для введения инсулина, он сигнализирует при падении сахара в крови. Dexcom G6 Стартовый набор сенсоров на месяц и самого глюкометра обойдется в 90 тысяч рублей, а расходные материалы отдельно стоят 15500 рублей.
Пластырь Шугабит На плечо диабетика наклеивается тонкий пластырь, который, по мнению производителя, работает до 2 лет. Реальных отзывов о нем пока мало. Для первого измерения необходима калибровка при помощи стандартного глюкометра.
В дальнейшем показания выводятся на часы, которые входят в комплект, или на смартфон. В свободной продаже отсутствует, поэтому данных о цене нет. SugarSenz Представляет собой анализатор, прикрепляющийся при помощи клеевой основы к коже живота.
Он периодически делает микропрокол, не вызывающий боли, и исследует тканевую жидкость. Глюкометр SugarSenz Сенсор рассчитан на 1 неделю работы и стоит около 1300 рублей, а прибор — около 10 000 рублей. Он измеряет прохождение ультразвуковых волн и электромагнитных, фиксирует температуру тела.
Все эти данные поступают на анализатор, который преобразует их в уровень сахара в крови. У этого глюкометра есть функция запоминания и воспроизведения показателей в динамике, а также увеличения цифр для слабовидящих или звуковая индикация. Стоимость составляет около 130 тысяч рублей.
Оптический аппарат К бесконтактным неинвазивным приборам, которые считывают отраженные лучи, относятся C8 MediSensors, лазерный глюкометр Gluco Beam. C8 MediSensors Оптический прибор основан на анализе пропускающей способности для света, которая зависит от уровня молекул глюкозы в крови.
Воздействие на персонаж осуществлялось только благодаря изменениям в сознании. В проекте были задействованы врачи, инженеры и дизайнеры. Кроме того, инфракрасная спектроскопия — единственный безоперационный способ определить состояние головного мозга в ходе наблюдения за динамикой уровня кислорода в сосудах. Стоимость аппарата в сотни раз ниже, чем установки для МРТ, а спектр решаемых задач сопоставим. Инфракрасная спектроскопия для диагностики рака В медицине инфракрасная спектроскопия используется как инструмент изучения биохимии тканей. ИК-спектроскопия, в частности, чувствительна к структуре и концентрации макромолекул белков, ДНК и гораздо менее применима для обнаружения небольших молекул, которые находятся в клетках в низкой концентрации.
Изменения в ИК-спектрах биологических материалов свидетельствуют о патологиях, связанных с нарушением биохимического состава образца. Например, раковые изменения часто связаны с присутствием нескольких ядер в клетке. Соответственно, инфракрасная спектроскопия показывает диагностические изменения, связанные с усилением поглощения нуклеиновых кислот. Сбор и интерпретация данных возможны либо классическим методом изучение интенсивности характеристических полос поглощения по спектрам , либо путем построения пространственных карт интенсивности частот. В последнем случае используется инфракрасный микроскоп, позволяющий снимать спектры последовательно из заданных точек образца, а затем отображать результат в виде трехмерного графика. Преимуществом такого метода исследования является универсальность прибора: для изучения широкого спектра нарушений в различных тканях не требуется серьезной перестройки конфигурации или использования специальных детекторов и реагентов. Почти за 12 лет работы команда Крыжановского из десяти человек разработала шесть медицинских устройств, которые используются более чем в 30 странах, а из 2 тыс. Средства от продажи технологий позволили компании заниматься наукой и новыми разработками без сторонних инвестиций на начальных этапах.
Сам ученый утверждает: научившись управлять эмоциями, человек в стрессовой ситуации способен перейти в расслабленное состояние, не позволив стрессу нарушить работу организма. Осознанное переключение фаз активности мозга позволяет высыпаться гораздо быстрее. Физика в эндокринологии Методов лечения диабета сегодня не существует, врачи лишь дают рекомендации по питанию и назначают препараты для снижения уровня глюкозы крови. Второй тип диабета не требует уколов инсулина, тогда как контроль над заболеванием первого типа осуществляется подкожным впрыскиванием инсулина. Дозировка препарата определяется, исходя из показателей сахара крови. Измерить уровень глюкозы до недавнего времени можно было только инвазивным методом: проколоть кожу, нанести кровь на тест-полоску, получить показания глюкометра. Диабет первого типа требует контроля уровня сахара несколько раз в сутки. Инвазивный метод определения уровня сахара создает физический дискомфорт: болевые ощущения и огрубение подушечки пальцев.
Высока вероятность инфицирования. Детям, страдающим диабетом, психологически сложно смириться с необходимостью постоянно испытывать боль от уколов. Разработка неинвазивного глюкометра ведется десятилетиями, но впечатляющих успехов так и не было достигнуто. А в СМИ и вовсе появляются публикации, что неинвазивные устройства — всего лишь миф и «развод» на деньги. В России поиском методики занято около десяти коллективов ученых. Для решения этой амбициозной научной задачи Крыжановский в 2014 году создал стартап «Брейн Бит».
Устройство этой фирмы, которое напоминает по виду обычный пульсоксиметр, уже получило разрешение на использование во многих странах по всему миру. Оно использует камеру для измерения уровня сахара путем наблюдения за изменением цвета пальца пользователя.
Звучит несколько странно, если не сказать - смешно, но это действительно работает. Недавно этот прибор, получивший название TensorTip иногда его называют еще CoG , был протестирован в рамках двух клинических исследований, которые проводились в Германии. И, как отмечено в отчете об исследованиях, показали "удивительный уровень точности", соответствующий точности игольчатых сенсоров, то есть инвазивных устройств. Единственное, что требуется для обеспечения такой точности, это проведение интенсивной калибровки устройства в течение примерно одной недели. После этого TensorTip может производить любое количество измерений каждый день без необходимости замены каких-либо одноразовых модулей. Устройство может использоваться в течение более двух лет и благодаря этому в итоге обходится пациенту существенно дешевле, чем любой другой прибор, применяемый сегодня для контроля уровня сахара.
Оптические или романовские неинвазиные глюкометры — показывают содержание сахара без физического забора крови, на основании показателей давления и тонуса мышц. Некоторые модели применяют тепловые, электромагнитные волны, другие проводят спектральный анализ тканей. Фотометрия — инвазивный вариант. Такие модели требуют регулярной замены полосок, ланцетов, игл, чем нравятся не всем пациентам.
Хотя модели хорошие, функциональные, но постепенно их вытесняют более передовые варианты. Отсутствие тест-полосок — это практично, результаты будут точными Важно! Неинвазивный глюкометр — лучший в своей категории прибор. Пока он не очень распространен, но в будущем займет большую часть рынка. Как выбрать глюкометр без прокалывания пальца Выбрать глюкометр Glucowise или другой марки — вопрос финансовых возможностей, личных предпочтений, требуемых параметров. При покупке нужно смотреть на следующие аспекты: Фирма-производитель — ставку лучше делать на проверенные бренды, которые давно существуют на рынке, выпускают продукцию высокого уровня. Цена расходных материалов — она важна не меньше, чем стоимость самого прибора, поскольку в процессе эксплуатации обслуживание оборудования проводят регулярно. В случае с неинвазивными приборами важна ремонтопригодность — можно ли будет восстановить устройство в случае его поломки. Простота в применении — чипы без кода максимально автоматизированы, с ручным вводом разбираться придется долго. Наличие широкого набора дополнительных функций не всегда обязательно, а иногда это вообще лишняя опция.
Также передовые неинвазиные глюкометры, которые много умеют, стоят в разы дороже обычных. Как пользоваться глюкометром без прокалывания кожи Точность показаний неинвазивного глюкометра во многом зависит от того, насколько правильно используют прибор. Правила применения такие: Вода искажает результаты, поэтому на влажных пальцах измерения не проводят. Перед тестом кожу нужно высушить. Палец не важен, но обычно проверку проводят на указательном. Важно точно следовать инструкции, и приложить прибор плотно к коже. Контакта с кровью нет, поэтому разница между венозной и капиллярной кровью тоже отсутствует. Время суток — ранние утренние часы.
ТОП лучших глюкометров по точности измерения за 2024-2025
Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработали неинвазивный оптический метод определения содержания глюкозы в крови. Российские ученые завершили клинические исследования первого в мире неинвазивного глюкометра, непрерывно измеряющего уровень глюкозы в крови. Нужно в любом случае измерять сахар глюкометром, чтобы понимать, что сенсор не врет. Холдинг Росэлектроника Госкорпорации Ростех и ФГБУ 3 ЦВКГ им. А.А. Вишневского разработали первую отечественную систему неинвазивного мониторинга глюкозы на.
Методы измерения глюкозы в крови без прокола, могут ли фитнес-браслеты измерять сахар
В первом квартале 2018 года «Брейн Бит» подал документы на сертификацию неинвазивного глюкометра в Росздравнадзор. Неинвазивный глюкометр планируется вывести на российский рынок в 2025–2027 году. Суть работы неинвазивных глюкометров – в измерении уровня глюкозы методами, не требующими прямого контакта с кровью. Приведен пример построения неинвазивного ИК-глюкометра на базе микроконтроллера Arduino Uno. Неинвазивные глюкометры считаются достойной заменой обычным измерительным устройствам с тест полосками.
В России завершили исследования уникального неинвазивного глюкометра
Сейчас аппарат проходит финальную регистрацию в Росздравнадзоре. По словам разработчиков, до конца года он будет зарегистрирован в качестве медицинского изделия на родине, после чего начнется его массовое производство. Также планируется выпустить изобретение на азиатские рынки в 2022 году, а еще через год — и на американский рынок.
Прибор основан на спектроскопии диффузного отражения и содержит миниатюрный инфракрасный лазер.
Измеритель можно закрепить на внутренней стороне запястья с помощью браслета. Данной точности достаточно для обеспечения непрерывного мониторинга гликемии, регистрации резкого падения уровня глюкозы для принятия своевременных мер», — заявил ведущий разработчик проекта Кирилл Пожар.
Поэтому ведется активный поиск возможностей создания неинвазивных глюкометров, которые избавили бы больных диабетом от травмирования и могли бы использоваться для более частого контроля за концентрацией глюкозы. Сложность определение концентрации глюкозы в крови КГК in vivo связана с тем, что концентрация глюкозы в тканях в десятки раз меньше её концентрации в крови и при этом исключается возможность использования химических реакций. На основе анализа научных публикаций и патентов рассмотрены основные направления и результаты исследований, направленных на создание неинвазивных глюкометров. Большее число исследований посвящено оптическим свойствам глюкозы и биологических объектов в ближнем ИК диапазоне, где ткани тела имеют достаточную прозрачность, а глюкоза — несколько полос поглощения. Существенной проблемой при использовании абсорбционной ИК-спектроскопии для определения КГК является поглощение в воде, что усугубляется тем, что молекулярная концентрация воды в мягких тканях в 1000 раз больше чем у глюкозы.
Прирост численности больных сахарным диабетом, состоящих на учете в медицинских учреждениях рисунок 2 , с 2000 г. ЧАСТЬ 2 Сахарный диабет и самоконтроль Сахарный диабет — заболевание хроническое, и ключевое место в его терапии в большинстве случаев отводится даже не лекарственным препаратам, а самоконтролю. Самоконтроль больного сахарным диабетом — понятие обширное, включающее дисциплину ввода инсулина при типе 1, питания и фиксирования количества хлебных единиц, режима дня и физической активности, приема лекарств и другие шаги, позволяющие больному избежать ухудшения здоровья. Однако центральным элементом самоконтроля выступает регулярное измерение уровня гликемии, позволяющее минимизировать риск наступления осложнени В зависимости от типа заболевания и уровня компенсированности, самоконтроль гликемии показан от 2 до 12 раз и более в сутки, в среднем от 4 до 8 раз. В случае нестандартных ситуаций или резкого изменения самочувствия может быть показан более частый контроль показателей. Индустрия систем самоконтроля больных сахарным диабетом — одна из самых наукоемких. В настоящее время существуют, как минимум, полтора десятка новых технологий для приборов измерения уровня концентрации глюкозы в крови, но не имеющие сертификации в России из-за погрешностей в точности изменения. В абсолютном большинстве случаев кровь наносится на тест-полоски, которые затем вставляются в прибор. Простой метод, экономичный по бюджету, достаточно точный по результату и доставляющий дискомфорт пользователям. Метод с рядом ограничений в точности измерения и достаточно дорогой.
В настоящее время приборы этой группы находятся в стадии клинических испытаний. Приборы есть, сертификации и серийного производства нет. В подавляющем случае в России используются инвазивные глюкометры — как в льготном обеспечении пациентов с сахарным диабетом, так и за счет личных средств. Соотношение «точность — удобство — стоимость» у этой группы пока лучше, чем у других типов. Только инвазивные глюкометры имеют точность, соответствующую российским и международным стандартам. Кроме этого, традиционные системы наиболее экономически выгодны и позволяют охватить наибольший пул больных сахарным диабетом в условиях ограниченного бюджета. И вопрос не только в экономии — эти приборы наиболее просты и понятны большинству пациентов, что снижает риск возникновения экстренных медицинских ситуаций. Тем не менее, мечта практически любого диабетика — измерение гликемии без ежедневных проколов пальцев или без установки временного датчика с иглой — неинвазивные, а в идеале и минимально контактные глюкометры. И дело даже не столько в неудобстве процедуре забора крови, а в том, что сниженный метаболизм больных диабетом не обеспечивает быстрой регенерации, и микроранки доставляют дискомфорт и являются источником риска, в т. Минимум десятилетие ведутся научно-исследовательские работы и клинические испытания альтернативных систем самоконтроля — как малоинвазивных, так и неинвазивных, но на сегодня ни одна из разработок не зарегистрирована в России и не допущена к продаже из-за недостаточной точности, хотя остается вероятность регистрации отечественной системы в ближайшие год-два.
В России подобные приборы не имеют сертификации как глюкометры, а относятся к другим группам медицинской техники — например, к тонометрам или пульсоксиметрам. Разработчики неинвазивных систем, с учетом специфики методик измерения, рекомендуют данные приборы для больных сахарным диабетом 2 типа или имеющих синдром преддиабета, так как для больных диабетом 1 типа точность глюкометра имеет критическое значение из-за привязанности уровня глюкозы к дозе вводимого инсулина. Инвазивные системы самоконтроля 1 Рефлектометр — использует фотометрический метод анализа. Принцип — датчик измеряет отраженный свет от окрашенной тест-полоски и преобразовывает сигнал в количественное выражение концентрации глюкозы. Точность измерения достаточная, но может варьировать в зависимости от условий объем капли крови, четкая последовательность действий, особенности окружающей среды. Это биоэлектрохимический преобразователь, который совместно с портативным анализатором регистрирует электрический сигнал, возникающий при биохимической реакции. Во многих приборах используются тест-полоски с сенсором, включающим фермент, который ускоряет процесс окисления глюкозы, и медиатор, вовлеченный в окислительно-восстановительную реакцию. Данная категория глюкометров относится к самым точным, так как на результат не влияют сторонние раздражители. К приборам с повышенным удобствам среди инвазивных относится Accu-Check Mobile — интегрированная система для измерения уровня глюкозы крови с технологией «без тест-полосок», зарегистрированная в России в 2016 г. В набор входит пятьдесят тестовых полей, которые имеют вид сменной кассеты.
Устройство не требует кодирования. В корпус глюкометра включен сам прибор и ручка-прокалыватель, имеющая барабан на шесть ланцет, а также тестовая кассета для проведения анализов крови на показатели глюкозы рисунок 3. Устройство способно передавать получение данные исследований на компьютер для последующего анализа. Устройство компактно и удобно из-за отсутствия отдельной стопки тест-полосок, но не относится к бюджетному сегменту — около 4 тысяч рублей стартовый набор и 1,5 тысячи за сменную кассету на 50 измерений. Бесконтактный прокол тканей пальца лазерным перфоратором для получения микрокапли капиллярной крови позволяет отказаться от использования традиционных металлических игл, снизить болевые ощущения, возникающие при их применении, обеспечить стерильность, повысить уровень комфорта. В настоящее время можно купить только у российского производителя. Лазер для прокола расположен в верхней части прибора. Устройство размером с небольшую флешку подключается к разъему для наушников смартфонап. Показания глюкометра отображаются и сохраняются в мобильном приложении Gmate SMART, в котором можно отслеживать статистику данных и проводить анализ. Тест-полоска вставляется непосредственно в устройство.
Результаты анализа отображаются на экране телефона и сохраняются в приложении. В России данный глюкометр не сертифицировался. Продается в других странах. Выпущен в 2015 году компанией iHealth для операционных систем iOS и, фактически, является клоном Philosys Gmate Smart. Малоинвазивные системы самоконтроля Основаны на методе непрерывного мониторирования концентрации глюкозы крови Continuous Glucose Monitoring, CGM. Суть метода — закрепление на теле человека датчика с временно внедренной в интерстициальную жидкость сверхтонкой гибкой иглой, через которую осуществляется забор материала на анализ. Определение уровня глюкозы возможно в любой момент, пока игла датчика находится в тканях — как по запросу, так и на регулярной основе. Датчик закрепляется на теле в районе живота ниже талии или на руке для комфортного ношения и достаточного количества межтканевой жидкости для иглы датчика. Датчик не мешает вести привычный образ жизни пациента и не требует снимания на время душа или физической активности. Срок работы одного датчика — от 3 до 14 дней, в зависимости от модели.
Приемник, спаренный с датчиком, должен находиться в непосредственной близости — сигнал действует до 1 метра. Приемник может быть также спарен с инсулиновой помпой. Это означает, что периодически может возникать потребность в измерении уровня гликемии традиционным способом с помощью инвазивного глюкометра для получения оперативных данных. Приборы на основе CGM имеют высокую стоимость и рекомендованы, преимущественно, для больных сахарным диабетом 1 типа. Методика легла в основу разработок систем т. Метод CGM имеет ряд ограничений.