סוכרת היא מחלה נפוצה מאוד, שלמרבה הצער, עדיין אין לה טיפול. אנשים עם סוכרת צריכים לפקח על רמות הגלוקוז בדם (BGL) באופן קבוע ולתת אינסולין כדי לשמור עליהם בשליטה. כמעט בכל המקרים, מדידות BGL כוללות שאיבת דם מקצה האצבע דרך דקירת אצבע. מכיוון שהליך זה כואב, חלופות פחות פולשניות הממנפות את האלקטרוניקה המודרנית נחקרות באופן פעיל ברחבי העולם.
עד כה הוצעו מספר שיטות למדידת BGL; שימוש באור אינפרא אדום הוא דוגמה בולטת, והתקנים מבוססי אור אינפרא אדום הראו ביצועים סבירים. עם זאת, המקורות, הגלאים והרכיבים האופטיים הנדרשים הם יקרים וקשים לשילוב במכשירים ניידים. לעומת זאת, אור קרוב לאינפרא אדום (NIR) ניתן להפקה ולזיהוי בקלות באמצעות רכיבים זולים. סמארטפונים ושעונים חכמים רבים כבר משתמשים בחיישני NIR למדידת דופק ורמות חמצן בדם. למרבה הצער, לגלוקוז אין שיאי ספיגה ייחודיים באזור ה-NIR, ולכן קשה להבחין בינו לבין כימיקלים אחרים בדם, כמו שומנים וחלבונים.
כדי להתמודד עם מגבלה זו, צוות מחקר בראשות Tomoya Nakazawa מ-Hamatsu Photonics (יפן) פיתח לאחרונה מתודולוגיה חדשה להערכת BGLs ממדידות NIR. עבודתם, שיכולה לחולל מהפכה בניטור גלוקוז לא פולשני בדם, פורסמה ב- Journal of Biomedical Optics.
תרומת הליבה של מחקר זה היא מדד חדש של רמת הגלוקוז בדם שצוות המחקר הפיק מנוסחאות NIR בסיסיות. הגישה שלהם מתחילה עם מיצוי של אוקסיהמוגלובין (HbO2) אותות דיאוקסיהמוגלובין (Hb) ממדידות NIR. באמצעות ניתוח של כמויות אדירות של נתונים על מדידות NIR, החוקרים הבינו שהשהיית הפאזה (אסינכרוניות) בין הרכיבים בתדר הנמוך והנדנוד של HbO2 ואותות Hb קשורים קשר הדוק למידת צריכת החמצן במהלך כל מחזור לב, ובכך משמשים כמדד לחילוף החומרים.
אינדקס מטבולי זה מבוסס עיכוב שלב, שלא דווח על ידי חוקרים אחרים, הוא תגלית חשובה מבחינה מדעית."
Tomoya Nakazawa, Hamamatsu Photonics
לאחר מכן, הצוות ביקש להוכיח את הקשר בין האינדקס המטבולי החדש הזה לבין BGLs באמצעות סדרה של ניסויים. ראשית, הם השתמשו בחיישן NIR בשעון חכם מסחרי על ידי הנחתו על אצבעו של נבדק בריא במנוחה. לאחר מכן הנבדק צרך משקאות שונים ממותקים וללא סוכר כדי לגרום לשינויים ברמת הגלוקוז בדם. ניסויים דומים נערכו באמצעות מחזיק סמארטפון מותאם אישית עם LED בהירות גבוהה. התוצאות היו מבטיחות מאוד, שכן השינויים באינדקס המטבולי תאמו באופן הדוק שינויים ברמות הגלוקוז בדם שנמדדו על ידי מוניטור גלוקוז רציף מסחרי. זה מאשר את עיכוב השלב בין HbO2 ו-Hb אכן נמצא בקורלציה הדוקה עם BGLs.
בדיקות קליניות על אנשים חולי סוכרת תלויות ועומדות כדי לאשר את ישימות האינדקס המטבולי בהקשר של העולם האמיתי. ובכל זאת, החוקרים תולים תקוות גדולות בטכניקה החדשנית שלהם, כפי שמציין מר נקאזווה: "השיטה המוצעת ניתנת ליישום עקרונית במכשירים חכמים קיימים עם פונקציית דופק אוקסימטריה, והיא זולה, חוסכת בסוללה ופשוטה בהשוואה למכשירים לא פולשניים אחרים. טכניקות לניטור רמת הסוכר בדם. לפיכך, הגישה שלנו יכולה להיות כלי רב עוצמה לקראת מכשירי ניטור BGL ניידים ונגישים בעתיד."
הבה נקווה שהמאמצים הללו יתרמו לדרכים מעשיות ולא פולשניות עבור אנשים עם סוכרת לשמור על ה-BGL שלהם תחת שליטה, ובכך למזער את ההשפעה של מחלתם!
