סוכרת היא מחלה נפוצה יותר ויותר, הפוגעת כיום ביותר מ-500 מיליון מבוגרים ברחבי העולם. מכיוון שעדיין אין תרופה לסוכרת מסוג 1 או סוג 2, חולים חייבים לעקוב באופן קבוע אחר ה-BGL שלהם כדי לשמור עליהם בשליטה. למרות שמכשירי מדידת BGL המסתמכים על דקירות אצבע כואבות היו תקן הזהב במשך עשרות שנים, הטכנולוגיה המודרנית פותחת לאט לאט דלתות לחלופות טובות יותר.
חוקרים רבים הציעו שיטות לא פולשניות לניטור BGLs באמצעות מכשירים לבישים זמינים נרחבים, כגון שעונים חכמים. לדוגמה, על ידי הצבת נוריות ו-photodetectors הקיימים בשעונים חכמים מסוימים על העור, ניתן למדוד אותות דופק אוקסיהמוגלובין והמוגלובין כדי לחשב אינדקס מטבולי, שממנו ניתן לאמוד BGLs. עם זאת, לאור הגודל הקטן והכוח המוגבל של שעונים חכמים וציוד לביש דומים, איכות הנתונים של האותות הנמדדים נוטה להיות נמוכה למדי. יתר על כן, מכיוון שמכשירים אלו לובשים על גפיים, תנועות יומיומיות מציגות שגיאות מדידה. בעיות אלו מגבילות את הדיוק ואת הישימות הקלינית של ציוד לביש כזה לטיפול בסוכרת.
צוות מ-Hamatsu Photonics KK, יפן, חקר באופן פעיל את הנושא הזה, וחיפש פתרונות יעילים. במחקר שנערך לאחרונה על ידי מהנדס המחקר והפיתוח Tomoya Nakazawa, שפורסם ב- Journal of Biomedical Optics(JBO), הם ערכו ניתוח תיאורטי מעמיק של מקורות הטעויות בשיטה המבוססת על אינדקס מטבולי. בהתבסס על ניתוח זה, הם יישמו אינדקס איכות אות חדש כדי לסנן נתונים באיכות נמוכה כשלב עיבוד מקדים ובכך לשפר את הדיוק של BGLs משוער.
"מאחר ששעונים חכמים מאומצים באופן נרחב באזורים שונים וקבוצות גיל שונות, ועם העלייה העולמית במקרי סוכרת, שיטה לשיפור איכות האות שקל ליישם וליישום ללא קשר להבדלים אישיים ואינדיווידואליים היא חיונית לחלוטין כדי לענות על הביקוש הגובר בעולם לא-פולשני מכשירים לניטור גלוקוז", מעיר Nakazawa ומסביר את המוטיבציה מאחורי המחקר.
ראשית, החוקרים הראו מתמטית כי אי התאמה בין שני סוגי עיכובי הפאזות באות הדופק האוקסיהמוגלובין וההמוגלובין המחושבים בשיטות שונות מספקת מדד טוב להשפעת הרעש. לאחר מכן הם שקלו שני מקורות עיקריים לשגיאות פאזה, כלומר, רמת רעשי רקע ושגיאות האומדן שהוכנסו באמצעות דגימה במרווחים נפרדים. לאחר רשמי של מקורות הטעויות הללו, הם חישבו את ההשפעה על המדד המטבולי המשוער.
גישת הסינון המוצעת כוללת יישום ספים לאומדן השלב ושגיאות האינדקס המטבולי. נתחי נתונים החורגים מהסף שנקבע נמחקים, והערכים החסרים מוערכים באמצעות אמצעים אחרים המבוססים על שאר הנתונים.
כדי לבדוק אסטרטגיה זו, החוקרים ערכו ניסוי ארוך טווח שבו החיישנים בשעון חכם מסחרי שימשו לניטור ה-BGL של אדם בריא במהלך "אתגרים דרך הפה". בכל אחת מ-30 הבדיקות שנערכו במשך ארבעה חודשים, הנבדק היה בצום שעתיים לפני שצורך מזונות עתירי גלוקוז. ה-BGL שלהם נמדדו באמצעות השעון החכם וחיישן מסחרי רציף לניטור גלוקוז, האחרון שבהם שימש ללכידת ערכי הייחוס.
יש לציין כי עיבוד מוקדם של הנתונים בשיטת הסינון המוצעת הוביל לעלייה ניכרת ברמת הדיוק. שימוש בטכניקת רשת השגיאות של Parkes כדי לסווג שגיאות מדידה, אחוז גבוה יותר משמעותית של נקודות נתונים הגיעו לאזור A בעת הפעלת הסינון. הכוונה היא לערכים מדויקים מבחינה קלינית שיובילו להחלטות טיפול נכונות. "אימוץ תהליך ההקרנה שיפר את דיוק הערכת BGL באב-טיפוס מבוסס השעון החכם שלנו", מעיר Nakazawa, "הטכניקה שלנו יכולה להקל על השילוב של ניטור BGL לביש ורציף במכשירים כגון שעונים חכמים וטבעות חכמות, המוגבלים בדרך כלל במונחים של גודל ואיכות האות," הוא מוסיף ומדגיש את ההשפעה של עבודת המחקר.
צוות המחקר ציין גם כמה מהמגבלות הנוכחיות של שעונים חכמים שמובילים לביצועים נחותים בהשוואה לטכניקות מבוססות מצלמות סמארטפונים. למרות שהשיטה המוצעת בהחלט יכולה לעזור לשפר את הביצועים של הראשונה, שיפורי חומרה במעגלי הפוטו-גלאי והמגבר יכולים לעשות דרך ארוכה כדי להפוך את האלקטרוניקה הלבישה לאופציה אטרקטיבית ומקובלת יותר מבחינה קלינית לניטור BGLs.
מחקר נוסף בתחום זה יסייע לספק לחולים בסוכרת כלים רבי עוצמה כדי שיוכלו לנהל את מצבם טוב יותר, ולהוביל לאיכות חיים גבוהה יותר.
