На запястье: Измерение уровня глюкозы в крови с помощью "умных" часов скоро станет нормой: Новое научное исследование
Мир шаг за шагом продвигается к революционной системе непрерывного мониторинга уровня сахара в крови без инвазивных методов, и "умные" часы играют ключевую роль в этой трансформации. Исследование, проведенное совместно группой специалистов из Массачусетского университета (UMass Amherst) и Калифорнийского технологического института (Caltech), показало многообещающие результаты использования оптических технологий, основанных на считывании фотонного излучения, в биосенсорах умных часов для определения уровня глюкозы.
Ключом к этому прорыву стало сочетание принципов фотоакустической спектрометрии с микрооптическими волоконными датчиками. До сих пор методы мониторинга уровня глюкозы в смарт-часах основывались в основном на электрохимических датчиках, точность и чувствительность которых были ограничены. Новая разработка предлагает альтернативный способ - использование оптического принципа измерения концентрации глюкозы в интерстициальной жидкости (промежуточной лимфатической жидкости, расположенной между клетками), доступной под кожей и тесно связанной с концентрацией глюкозы в крови.
Ученые из университета Массачусетса в Амхерсте создали микрооптические волоконные датчики, которые обладают высокой чувствительностью к поглощению и рассеянию света в тканях. Эти датчики встроены в модули умных часов, которые направляют луч света на участок кожи с промежуточной жидкостью. Фотонный спектрометр анализирует возвращаемый сигнал, измеряя степень поглощения и рассеяния в зависимости от концентрации глюкозы. Анализируя спектры, микрочипы, разработанные в Калифорнийском технологическом институте, точно определяют содержание глюкозы в тканях, тем самым точно оценивая уровень сахара в крови.
Эксперименты на людях, в ходе которых датчики были встроены в коммерческие умные часы, показали впечатляющую корреляцию результатов с результатами традиционных глюкометров. Средний относительный процент отклонения составил менее 5%, что свидетельствует о высоком уровне точности метода. Достигнутая точность достигается за счет ряда важных улучшений.
Во-первых, использование нанотехнологий позволило уменьшить размеры датчиков, повысив их чувствительность и позволив устанавливать их в ограниченном пространстве смарт-часов без существенного ухудшения качества. Во-вторых, алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) улучшили анализ спектральных данных за счет обучения на основе большого набора данных и устранения помех от внешних факторов. В-третьих, непрерывное измерение, в отличие от единичных измерений с помощью глюкометра, создает более полную картину колебаний уровня глюкозы в течение дня, что важно для более эффективного лечения диабета.
Эти результаты открывают широкие возможности для преобразования системы здравоохранения, позволяя пациентам с сахарным диабетом более независимо контролировать свое состояние, получать своевременные предупреждения о скачках уровня глюкозы и оптимизировать режим инсулинотерапии. В будущем такие технологии могут быть интегрированы в различные носимые устройства, превратив умные часы и фитнес-браслеты в ценные инструменты для профилактики и лечения сахарного диабета, а также для мониторинга здоровья людей, склонных к его развитию.