Czy światło zastąpi igłę?

Być może wkrótce nie trzeba będzie nakłuwać palca, by zbadać poziom glukozy we krwi. Zamiast tego wystarczy poświecić diodą na rękę, a wyniki odczytać na smartfonie. Taką nadzieję daje system iSULIN, nad którym pracują studenci Wojskowej Akademii Technicznej.

To rozwiązanie z pewnością może ucieszyć chorych na cukrzycę, którzy muszą regularnie mierzyć poziom glukozy we krwi. Zalecana częstość pomiarów zależy od typu cukrzycy i sposobu jej leczenia.

W badaniu tradycyjnymi glukometrami stosuje się techniki chemiczne, a do tego konieczne jest pobranie krwi. Studenci WAT wyszli z założenia, że być może poziom glukozy we krwi uda się badać innymi metodami, np. za pomocą technik optycznych. Opracowani w ten sposób jeden z pierwszych na świecie systemów do bezinwazyjnego pomiaru glukozy. - Wystarczy, aby użytkownik przyłożył palec do naszego unikalnego sensora zamontowanego np. w pasku naszego zegarka, a na ekranie aplikacji w jego smartfonie pojawi się wynik pomiaru - powiedział jeden z członków studenckiego zespołu, Ernest Szczepaniak.

Jego zdaniem opracowane rozwiązanie znosi najbardziej uciążliwe aspekty cukrzycy, bo - jak uzasadnił - jedną z najbardziej nieprzyjemnych cech tej choroby jest m.in. konieczność ustawicznego kłucia się w palec. Czynność ta nie tyle wiąże się z zadawaniem pacjentowi bólu, co wzbudza nadmierne zainteresowanie osób trzecich, czego diabetycy zazwyczaj chcieliby uniknąć.

- Wyobraźmy sobie, że grupa znajomych siedzi przy wspólnym stole, rozmawiają, żartują, kiedy nagle nadchodzi moment, w którym jedna z osób musi sobie zmierzyć poziomu glukozy we krwi, co wiąże się z koniecznością pobrania próbki krwi z palca. Wszyscy obecni od razu zwracają na to uwagę, co nadmiernie i w sposób wręcz nienaturalny zwiększa zbiorowy współczynnik empatii. To może być dla diabetyka bardzo krępujące - stwierdził rozmówca. Tymczasem dzięki systemowi iSULIN sytuacja mogłaby wyglądać inaczej - diabetyk może po prostu, nie zwracając tym niczyjej uwagi, przyłożyć palec do swojego zegarka i za chwilę sprawdzić coś na swojej komórce. A to - zdaniem studentów z WAT - wystarczy, aby skontrolować poziom glukozy we krwi.

- Naświetlamy diodami określoną część naskórka. Fala elektromagnetyczna - którą jest światło - przechodzi przez tkanki, a my badamy jej sygnał odbity. Na podstawie tej analizy jesteśmy w stanie estymować niektóre parametry życiowe ludzkiego organizmu - nie tylko tętno, ciśnienie, ale i poziom glukozy we krwi - wyjaśnił Szczepaniak. Dodał również, że metodologia pomiaru oparta jest o prawo Lamberta-Beera, które zakłada, że zarówno ilość energii pochłoniętej, jak i rozproszonej przez dany rodzaj cząsteczki zależy bezpośrednio od jej stężenia w danym otoczeniu. - Tak więc właściwości światła, które przeszło przez tkankę, są zależne od poziomu cukru we krwi - tłumaczył. Zapewnił, że jego zespół precyzyjnie dobrał długość fali do właściwości cząsteczek glukozy, które krążą w ludzkim organizmie, dzięki czemu system iSULIN jest w stanie z odpowiednią precyzją określić jej poziom.

Urządzenie pomiarowe jest niewielkie - ma rozmiary zegarka na rękę, który za pośrednictwem modułu Bluetooth połączony jest ze smartfonem. W smartfonie natomiast użytkownik powinien zainstalować zaprojektowaną przez studentów aplikację. Aplikacja ta ma pomagać choremu dbać o jego zbilansowaną dietę i umożliwi kontakt z personelem medycznym. Studenci przygotowali już działający prototyp urządzenia, ale zanim system będzie mógł trafić na rynek, potrzebnych jest wiele testów prowadzących do jego finalnej certyfikacji. Jednak na razie - jak uprzedzają - w sprzedaży jeszcze nie ma gotowych urządzeń tego typu.

Użytkownik, który nabędzie system, będzie musiał przez jakiś czas wykonywać pomiary tradycyjnymi metodami i wprowadzać je do urządzenia, aby je odpowiednio skalibrować. Aplikacja na tej podstawie nauczy się dopasowywać wyniki do danych konkretnej osoby.

Zespół z WAT projekt iSULIN prezentował w tym roku podczas finałów polskiej edycji konkursu Imagine Cup. Rozwiązanie zdobyło drugie miejsce w kategorii World Citizenship. W skład zespołu, oprócz Ernesta Szczepaniaka, wchodzą: Damian Frąszczak, Dawid Bugajewski i Krzysztof Jakubowski; opiekunem grupy jest mjr dr inż. Mariusz Chmielewski z Instytutu Systemów Informatycznych WAT.

PAP - Nauka w Polsce