Icke-invasiv blodsockermätare använder förtränad modell för att minska kalibreringsperioden från veckor till dagar

Den traditionella blodsockermätningen för diabetespatienter innebär ofta smärtsamma fingerstick, vilket har lett till intensiv forskning kring icke-invasiva metoder. En banbrytande utveckling har nyligen presenterats av forskare vid RSP Systems i Danmark, som i samarbete med Institut för Diabetesteknik och Münchens universitet i Tyskland har utvecklat en icke-invasiv blodsockermätare baserad på Raman-spektroskopi. Det revolutionerande med denna teknik är att den förkortar kalibreringsperioden från flera veckor till endast några dagar, vilket kan innebära ett stort steg framåt för diabeteshantering.

Bakgrund och utmaningar med blodsockermätning

Diabetes är en global hälsoutmaning som drabbar över 540 miljoner vuxna världen över, och antalet förväntas stiga till 643 miljoner år 2030 och 783 miljoner år 20456. För personer med diabetes är regelbunden blodsockermätning avgörande för att hantera sjukdomen effektivt. Traditionell blodsockermätning kräver ett fingerstick och blodprov, vilket är smärtsamt och kan leda till ärrbildning och förhårdnader efter upprepad användning1.

Utvecklingen av icke-invasiva blodsockermätare har pågått under lång tid, men har stött på flera utmaningar. Tidigare försök med Raman-spektroskopi har begränsats av problem med signal-brusförhållanden, glukosspecificitet och framför allt långa kalibreringsperioder som ofta sträcker sig över flera veckor1 3. Detta har gjort teknologin opraktisk för storskalig användning trots dess lovande potential.

Behovet av kontinuerlig övervakning

När typ 2-diabetes ökar globalt, främst på grund av stillasittande livsstil och västerländsk kost, har behovet av bekväma och kontinuerliga övervakningslösningar blivit alltmer akut. Många patienter undviker regelbunden testning på grund av obehaget, vilket kan leda till sämre sjukdomskontroll1. En smärtfri, icke-invasiv lösning som ger noggranna resultat skulle därför kunna förbättra följsamheten och sjukdomshanteringen avsevärt.

Raman-spektroskopi för blodsockermätning

Raman-spektroskopi är en optisk mätningsteknik som analyserar hur ljus interagerar med molekyler. När det gäller blodsockermätning riktas ljuset mot huden där det reflekterar och bryts på olika sätt beroende på glukoskoncentrationen i vävnaden3 5.

RSP Systems GlucoBeam Smart-teknologi

Den nya teknologin, kallad GlucoBeam Smart, utvecklad av RSP Systems, använder Raman-spektroskopi för att mäta glukoshalter genom huden utan att tränga igenom den. Systemet analyserar det reflekterade ljuset för att fastställa glukosnivåer och jämför resultaten med traditionella blodprovstest3.

En avgörande innovation är systemets förmåga att använda en förtränad kalibreringsmodell som anpassas individuellt genom endast tio mätningar, vilket minskar kalibreringsperioden från flera veckor till endast två dagar1. Denna utveckling representerar ett betydande genombrott för att göra icke-invasiv blodsockermätning praktiskt användbar för allmänheten.

Studiedesign och resultat

Forskarna genomförde en omfattande studie för att utvärdera prestandan hos den Raman-baserade icke-invasiva blodsockermätaren. Studien involverade 50 personer med typ 2-diabetes under en tvådagarsperiod. Patienterna var avsiktligt varierade med avseende på ålder, BMI, diabetesduration, HbA1c-nivåer och behandlingsformer för att täcka ett brett spektrum vid testning av enhetens prestanda3 5.

Protokoll och testförhållanden

Studieprotokollet omfattade en kalibreringsperiod på 4 timmar under den första dagen, följt av valideringsperioder på 4 timmar under dag 1 och 8 timmar under dag 2. Forskarna jämförde mätningar från den icke-invasiva enheten med kapillära blodglukosmätningar, och standardiserade måltidsutmaningar användes för att inducera glukosfluktuationer5.

Noggrannhet och tillförlitlighet

Resultaten från studien visade lovande nivåer av noggrannhet. Den numeriska och kliniska noggrannheten för den icke-invasiva enheten bedömdes på 1 918 parade mätpunkter, med en genomsnittlig absolut relativ skillnad (MARD) på 12,8% (95% CI 12,4, 13,2)5. Consensusfelsdiagramanalys visade att 100% av de icke-invasiva avläsningarna föll inom zonerna A och B, vilket anses kliniskt acceptabelt5.

Denna prestanda är jämförbar med traditionella blodglukosmätningsmetoder – men utan smärta eller obehag – vilket tyder på att tekniken kan erbjuda ett praktiskt alternativ för personer med diabetes6.

Jämförelse med andra icke-invasiva tekniker

Det finns flera olika tekniker under utveckling för icke-invasiv blodsockermätning. Förutom Raman-spektroskopi undersöks även andra metoder som infrarödspektroskopi och olika maskininlärningsalgoritmer.

GlucoCheck och andra teknologier

Ett annat system som kallas GlucoCheck använder infraröd avbildningsteknik och kunde uppnå en noggrannhet på 79% vid analys av bilder från fingrar och 62% noggrannhet för bilder från örsnibben4. Detta system använder en integrerad datorplatta (Raspberry Pi) och molnintegration, vilket ger den unika förmågan att visa värden i realtid via en mobilapp.

Maskininlärningsmetoder för kalibreringsfri mätning

Andra forskare har använt maskininlärningsmodeller för icke-invasiv glukosberäkning. En studie undersökte algoritmer som Logistisk Regression, KNN, Gaussiansk Naiv Bayes, Linjär Regression, Multi-polynomregression, Neurala Nätverk, XGBoost, Beslutsträd, Random Forest och Support Vector Machine för att förutsäga glukosnivåer från icke-invasiva mätningar7.

En annan studie använde spektroskopi i kombination med avancerade beräkningsmodeller för att möjliggöra kontinuerlig, icke-invasiv glukosmätning utan personspecifik invasiv kalibrering. Denna studie rapporterade en MARD på 14,5% och 96,5% av de parade glukosdatapunkterna i A- plus B-zonerna i Diabetes Technology Society (DTS) feldiagram8.

Betydelse för diabeteshantering

Utvecklingen av ett tillförlitligt icke-invasivt blodsockermätningssystem skulle kunna revolutionera diabetesvården genom att undanröja den största barriären för regelbunden övervakning – smärtan och obehaget från fingerstick.

Förbättrad följsamhet och livskvalitet

Med en smärtfri, bekväm mätmetod skulle personer med diabetes kunna övervaka sina glukosnivåer oftare, vilket skulle kunna leda till bättre sjukdomskontroll och minskad risk för komplikationer. För många patienter skulle detta innebära en avsevärd förbättring av livskvaliteten1 6.

Bredare tillgänglighet

Om tekniken kan miniatyriseras och göras bärbar, som RSP Systems planerar, skulle den kunna ge kontinuerlig övervakning i realtid. Detta skulle vara särskilt värdefullt för personer som kräver frekvent övervakning, såsom insulinberoende diabetiker3 6.

Anders Weber, VD för RSP Systems, beskriver utvecklingen som ”den slutliga milstolpen i vår strategi att skapa och kommersialisera världens första bärbara icke-invasiva blodsockermätare för universell användning”3. Detta pekar på potentialen för denna teknik att nå en bred användarbas.

Framtidsutsikter och fortsatt utveckling

Trots de lovande resultaten från denna studie återstår flera utmaningar innan tekniken kan kommersialiseras och bli allmänt tillgänglig.

Miniatyrisering och kommersialisering

RSP Systems arbetar nu med miniatyrisering av sin teknologi inför kommersialisering3. Att omvandla en laboratorieprototyp till en kompakt, användarvänlig enhet som kan bäras dagligen är en betydande teknisk utmaning, men företaget ser optimistiskt på framtiden.

Ytterligare validering och optimering

Dr. Guido Freckmann, medicinsk direktör och VD för Institute for Diabetes Technology (IfDT) i Ulm och en av medförfattarna till Nature-studien, noterar att ”den publicerade studien hade en robust design och visade lovande noggrannhetsresultat för prototypen. Användningen av en vidareutvecklad enhet med optimerade kalibreringsalgoritmer i patienternas vardagsliv har därmed blivit mer sannolik”3 6.

Ytterligare studier med större patientgrupper, inklusive personer med olika hudtyper och under varierande förhållanden, kommer att behövas för att fullt ut validera tekniken innan den kan få bred klinisk acceptans8.

Slutsats och sammanfattning

Utvecklingen av en Raman-spektroskopi-baserad icke-invasiv blodsockermätare med en förkortad kalibreringsperiod representerar ett betydande framsteg inom diabeteshantering. Genom att använda en förtränad modell som kan anpassas till individuella patienter med bara några få mätningar har forskare vid RSP Systems potentiellt övervunnit en av de största barriärerna för icke-invasiv glukosmätning.

De lovande resultaten från kliniska prövningar tyder på att tekniken kan erbjuda en noggrannhet som är jämförbar med traditionella metoder, samtidigt som den eliminerar smärtan och obehaget från fingerstick. Om den kan miniatyriseras och kommersialiseras framgångsrikt, skulle denna teknologi kunna förbättra livskvaliteten för miljontals människor med diabetes världen över.

Denna innovation representerar också ett bredare skifte mot mer patientvänliga medicinska övervakningssystem som utnyttjar avancerade teknologier för att göra hälsovård bekvämare, effektivare och mer tillgänglig. Med fortsatta framsteg inom detta område kan framtiden för diabeteshantering bli betydligt ljusare för patienter som idag kämpar med daglig smärtsam blodsockermätning.

Citations:

Answer from Perplexity: pplx.ai/share

Related Stories

AudioDome: En ny dimension av ljudillusion

Ny forskning avslöjar varför sjukdomar påverkar män och kvinnor olika

PFAS i öl: Ny studie avslöjar utbredd förekomst av ”evighetskemikalier”