DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2006.1.117449

НА ШЛЯХУ ДО СТВОРЕННЯ ПОРТАТИВНОЇ АВТОМАТИЧНОЇ СИСТЕМИ РЕГУЛЮВАННЯ ГЛЮКОЗИ В КРОВІ

I. D. Voytovich, V. M. Korsunsky

Анотація


Аналізуються необхідність і можливості створення портативної автоматичної системи регулювання концентрації глюкози в крові (КГК) людини, яка б ефективно доповнила або в деяких ланках замінила природні процеси регулювання, порушені в результаті захворювання на діабет. Показано, що зараз основна проблема при створенні такої системи полягає в розробці надійного, неінвазійного, неперервно діючого глюкосенсора. Її вирішенню заважають дуже низька середня концентрація глюкози та її незначний вплив на оптичні властивості біотканини, а також фізіологічні зміни рівня кровонаповнення біотканини.. Дано аналітичний огляд розробок у цьому напрямі. Звертається увага на те, що переважна більшість запропонованих неінвазійних і малоінвазійних глюкосенсорів фактично вимірює концентрацію глюкози, усереднену по всьому об’ємові живої тканини, або в тканинній рідині, а задача коректного перерахунку результатів вимірювань у КГК не вирішується. Висловлена думка про те, що сучасний рівень техніки забезпечує усі передумови для створення зручної портативної системи штучного регулювання КГК.


Ключові слова


діабет; концентрація глюкози; глюкосенсори; портативна система штучного регулювання

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Астахов Ю.С., Благосклонная Я.В., Панов А.В. и др., Поздние осложнения сахарного диабета 2-го типа. – СПб. – 1999.

Davidson M.B. Diabetes Mellitus - Diagnosis and Treatment, 3-rd Edition. – New York: Churchill Livingstone, 1991.

US National Institutes of Health. – Web site: http://diabetes.niddk.nih.gov/dm/ pubs/control.

Auxter S. Disease Management Models of Diabetes Take Root // Clinical Chemistry News.– 1996.– November 5 and 16.

Schiwietz J. Має сенс чи ні безперервне вимірювання глюкози? // Diabetesprofi. (Verlag Kirchheim + Co GmbH, 23. Juli 2004).– 2004.– Heft 1.

Robert J.J. Continuous monitoring of blood glucose // Horm. Res.– 2002.– 57 Suppl 1: 81–4.

Cole G.L., Fox M.D., Northrop R.B. IEEE Trans. Biomed. Eng.– 1992.– v.39.– Р. 752-756.

Heise H.M., Marbach M.R., Koschinsky Th., Gries F.A. Noninvasive blood glucose sensors based on near-infrared spectroscopy // Artific. Organs.– 1994.– No.18.– Р. 439-477.

Klonoff D.C. Non-invasive blood glucose monitoring // Diabetes Care.– 1997.– Vol.20.– P. 433–437.

Roger J. McNichols, Gerard L. Cote’. Optical glucose sensing in biological fluids: an overview // Journal of Biomedical Optics.– 2000.– Vol.5(1).– P. 5-16.

Koshinsky T., Heinemann L. Sensors for glucose monitoring: technical and clinical aspects // Diabete Metab. Res. Rev.– 2001.– Vol.17.– P. 113–123.

Waynant R. W., Chenault V. M. Overview of Non-Invasive Fluid Glucose Measurement Using Optical Techniques to Maintain Glucose Control in Diabetes Mellitus.– Food and Drug Administration; Center for Devices and Radiological Health; Office of Science and Technology and Office of Device Evaluation.– 2000.

Волкова Е.В. Поляризационные измерения.– М.: Изд. стандартов, 1974.

Chuvashov V. D. New methods and facilities for polarization refractometry // J. Opt. Technol.– 1997.– Vol. 64, No.3.– P. 179-181.

Cameron B.D., Corde H., Cote G.L. Development of an Optical Polarimeter for in vivo Glucose Monitoring // Part 2 of the SPIE Conference on Optical Diagnostics of Biological Fluids San.Jose, California, January 1999.

Zirk K., Potzschke H., Barnicol W.K.R. A Minitiaturisable High Sensitive Polarimeter as Detector of an Implantable Glucose Probe // Biomedizinische Technik.– 2001.– Bd. 46, No.6, No.10.

Masayuki Yokota, Yuji Sato, Ichirou Yamagucki, Takeshi Kenmochi and Toshihiko Yoshino. A compact polarimetric glucose sensor using a high-performance fibre-optic Faradey rotator.– Institute of Physics Publishing // Meas. Sci. Technol.– 2004.– Vol. 15.– P. 143-147.

Патенты США №№ 4169676, 4350163, 4427889, 4586513, 4655225, 4498774, 5398681, 5448992, 6188477, 6438397; патенты РФ №№ 2088896, 2112937; международная патентная заявка (РСТ) WO 89/11825 и др.

Omar S. Khalil. Spectroscopic and clinical Aspects of Noninvasive Glucose Measurements // Clinical Chemistry.– 1999.– Vol.45(2).– P. 165-177.

Jagemann K.-U., Fischbacher C., Danzer K. et al. Application of Near-Infrared Spectroscopy for Non-Invasive Determination of Blood/Tissue Glucose Using Neural Networks // Zeitschrift fur Physikalische Chemie.– 1995.– Bd.191.– S. 179-190.

Marbach R., Koschinsky Th., Gries F.A., Heise H.M. Non-invasive Blood Glucose Assay by Near-Infrared Diffue Reflectance Spectroscopy of the Human Inner Lip // Appl. Spect.– 1993.– Vol. 47(7).– P. 875-881.

Heise H.M., Marbach R., Janatsch G., Kruse-Jarres J.D.. Determination of Glucose in Whole Blood Attenuated Total Reflection Infrared Spectroscopy // Anal. Chem.– 1989.– Vol. 61.– P. 2009-2015.

Kajiwara K., Uemura T., Kishikawa H. et al. Non-invasive Measurement of Blood Glucose Concentrations by Analyzing Fourier Transform Infrared Absorbance Spectra Through Oral Mucosa // Med. & Biol. Eng. Comput.– 1993.– Vol.31.– P. 17-22.

Vonach R, Buschmann J, Falkowski R. et al. Application of mid-infrared transmission spectrometry to the direct determination of glucose in whole blood // Applied Spectroscopy.– 1998.– Vol.52.– P. 820–822.

Патенты США №№ 4169676, 4655255, 4975581, 5028787, 5077476, 5086229, 5009230, 5115133, 5178142, 5179951, 5209231, 5267152, 5313941, 5361758, 5424545, 5433197, 5636633, 5655530, 5703364, 5710630, 5743262, 5750994, 5782755, 5830112, 5974337, 6016435, 6026314, 6031233, 6061582, 6064898, 6097975; патентные заявки США №№ 20020151773, 20020123677, 20030023152, 20030023152, 20040162470, 20040181132, 20040225206; международная заявка WO 99/43255; европейский патент № 0 160 768 А1; швейцарский патент Patent № 612271, патент ФРГ 19629342 А1, патенты Украины № 71398 А, 71810 А и др.

Войтович І.Д., Корсунський В.М., Мержвинський А.А., Русанов А.Г. Неінвазійний гемоглобінометр і його застосування для вимірювання кровонаповнення живої тканини та дослідження стану мікроциркуляторного русла крові // Доклад на конференции “Дослідження у галузі сенсорних систем та технологій” 2-3 февраля 2005 г. – Национальная академия наук Украины, Тезисы докладов.– К.: НАН України.– 2005, с.57.

Rosenthal R.D., Lynn N.P. Investigation of Non-Invasive Measurement of Blood Glucose (Presentation to Int. Diabet Fed. Congress).– Washington, 1991.

Rosenthal R.D. Method, apparatus for near-infrared quantitative analysis.– US Patent 5,703,364.– 1997.

Zirk K., Barnikol W. Device for combined and simultaneous use of several measuring methods for analyzing components of a liquid mixture of several substances.– Pat. WO 02/01202 A1 of 3 Jan. 2002.

Аpистаpхов В. М., Балаховский И. С. Влияние глюкозы на инфpакpасный спектp воды (к вопpосу о бескpовном опpеделении глюкозы в кpови методом фотометpии тканей // Клиническая лабораторная диагностика.– 1998.– №4.– C.18-22.

Miki, Keizaburo; Amano, Toshio; Hoshina, Sadayori. Spectrophotometric blood glucose determination apparatus and determination method thereof.– United States Patent Application №20020123677.– 2002.

Olеsberg J.T. Noninvasive Blood Glucose Monitoring in the 2.0 – 2.5 μm Wavelength Range. (Departament of Chemistry and the Optical Science and Technology Center).– The University of Iowa, 2004.

Bruulsema J.T., Essenpreis M., Heinemann L. та ін. Detection of Changes in Blood Glucose Concentration in-vivo with Spatially Resolved Diffuse Reflectance // OSA Conf. On Biomedical Optical Spectroscopy and Diagnostics.– 1996.

Carl D. Malchoff, Kamal Shoukri, Julian I. Landau and Janusz M. Buchert. A Novel Noninvasive Blood Glucose Monitor // Diabetes Care.– 2002.– Vol.25.– P. 2268-2275.

DeBlase F.J., Compton S. Infrared emission spectroscopy: a theoretical and experimental review // Applied Spectroscopy.– 1991.– Vol.45.– P. 611–618.

Чернух А.М., Александров П.Н., Алексеев О.В. Микроциркуляция.– М.: Медицина, 1984. - 432 с.

Entwicklung einer nicht-invasiven Diagnosemethode zur Diabetes-Früherkennung mittels Nah-Infrarot-Spektrometrie // Gemeinsames Projekt des Dortmunder Institut für Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie (ISAS), der Dermatologische Universitätsklinik der RUB im St. Josef-Hospital und der FH Iserlohn.– E-Mail: heise@isas-dortmund.de.

Pitzer K.R., Desai S., Dunn T. et al. Detection of hypoglycemia with the GlucoWatch biographer // Diabetes Care.– 2001.– May 24(5).– P. 881–885.

Лопухин Ю.М., Моренкова С.А., Парфенов А.С. и др. Неинвазивная экспресс-диагностика диабета. – Web site: http://www.mednet.com/putevod/ invmetod/s45.htm.

Браслет для диабетика. // Наука и Жизнь.– 2001.– Т.11.

Терехина Н. А., Ненашева О. Ю. Хемилюминесцентный анализ биологических жидкостей больных сахарным диабетом // Клинич. лаб. диагн. – 2004.- №11.- С.38.

Хpамов В. А., Папичева В. В. Пpостой способ опpеделения глюкозы в кожных экскpетах человека // Клинич. лаб. диагн. – 2000.- №7.- С.14.

J. Jaremko, O. Rorstad. Advances Toward the Implantable Artificial Pancreas for Treatment of Diabetes // Diabetes Care.– 1998.– Vol.21, No.3.– Р. 444-450.

Christison G.B., MacKenzie H.A. Laser Photoacoustic Determination of Physiological Glucose Concentration in Human Whole Blood // Med. & Biol. Eng. Comput.– 1993.– Vol.31.– Р. 284-290.

Quan K.M., Christison G.B., MacKenzie H.A., Hodgson P. Glucose Determination by a Pulsed Photoacoustic Technique: An Experimental Study Using a Gelatin- Based Tissue Phantom // Phys. Med. & Biol.– 1993.– Vol. 38.– Р. 1911-1922.

Duncan A., Hannigan J., Freeborn S.S. et al. A Portable Non-Invasive Blood Glucose Monitor // 8th Int. Conf. Solid State Sensors and Actuators and Eurosensors IX.– Stockholm, Sweden.– 1995.– Р. 455-458.

Эмануэль Ю.В., Карягина И.Ю. Лабораторные технологии диагностики и мониторинга сахарного диабета // Клинич. лаб. диагн. – 2002.- №5.- С.25-32.




Copyright (c) 2006 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)