Mengapa sangat sulit untuk mengukur glukosa secara terus menerus?

Setiap orang memulai hari dengan rutinitas, dan seperti kebanyakan orang modern, saya mulai dengan memeriksa telepon saya. Tetapi jika kebanyakan orang memeriksa cuaca, kemacetan lalu lintas atau Twitter dan Facebook, saya menggunakan ponsel saya untuk melihat beberapa sentimeter di dalam perut putri saya. Ada sensor elektrokimia kecil yang secara konstan memonitor cairan interselular, mengukur konsentrasi glukosa, sehingga kita dapat mengontrol jumlah insulin yang diterimanya melalui pompa insulin.

Diabetes tipe 1 adalah penyakit yang tidak menyenangkan, biasanya menyerang korban pada usia dini, dan mengubah setiap hari menjadi serangkaian prosedur medis - menghitung jumlah insulin yang tepat untuk digunakan dengan setiap bagian makanan, bekerja dengan kadar glukosa tinggi dan rendah yang tak terelakkan, dan suntikan konstan untuk memeriksa darah. Pemantauan glukosa secara terus menerus (LMWH) telah menjadi manna bagi jutaan keluarga penderita diabetes, karena ini memberi kita kesempatan untuk memungkinkan anak-anak kita menjadi anak-anak, membiarkan mereka pergi semalam dan memungkinkan mereka untuk makan sepotong pizza lagi tanpa mengubahnya menjadi proyek sains. Selain itu, kontrol glukosa yang baik berarti mengurangi kemungkinan timbulnya efek berbahaya diabetes di masa dewasa - kebutaan, penyakit jantung, amputasi. Selain itu, cukup keren bahwa saya memiliki telemetri untuk anak saya - kami menyebutnya "anak maya kami".

Tetapi dengan semua kelebihan NMG, ia juga memiliki kelemahan. Ini sangat mahal dalam hal bahan habis pakai dan elektronik, itu memerlukan prosedur invasif untuk memasang sensor, dan bahkan di era elektronik kecil ternyata relatif besar. Tampaknya kita harus melangkah lebih jauh dengan semua teknologi kita - tetapi, ternyata, NMG cukup sulit untuk diterapkan, dan ada alasan kuat untuk ini, yang membuat pengembangan teknologi macet di tempat.

Sensor

NMH terdiri dari tiga komponen utama: sensor itu sendiri, yang mengubah konsentrasi glukosa dalam tubuh menjadi sinyal listrik; pemancar yang memproses sinyal dan mengkodekannya untuk transmisi nirkabel; dan penerima, yang bisa berupa perangkat mandiri, atau dibangun langsung ke pompa insulin, dan menunjukkan pembacaan glukosa dan grafik selama 24 jam terakhir.

Kunci dari semuanya adalah sensor. Sifat kimianya sederhana: kawat emas ultra murni dilapisi dengan glukosa oksidase , enzim yang berasal dari bakteri Penicillium notatum. Enzim ini mengoksidasi β-D-glukosa menjadi glukono-1,5-lakton, yang secara spontan menghidrolisis menjadi asam glukonat. Dalam hal ini, hidrogen peroksida terbentuk. Peroksida dioksidasi pada kawat emas, dan arus yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi glukosa dalam cairan interstitial. Arus dibaca oleh sistem dan digunakan untuk menghitung perkiraan konsentrasi glukosa dalam darah berdasarkan kurva kalibrasi.

Tetapi, meskipun kimia sederhana, kesulitan biologi dan produksi manusia mempersulit tugas penggunaan praktis sensor NMH. Pertama, sensor perlu dimasukkan ke dalam cairan interstitial, dan dibiarkan di sana selama beberapa hari (meskipun banyak yang meregang periode ini untuk menghemat sensor). Sebuah benda asing di dalam tubuh, kawat yang dilapisi protein yang diperoleh dari bakteri, memprovokasi sistem kekebalan tubuh, yang dipertajam untuk memerangi intrusi semacam itu. Tanpa perlindungan, glukosa oksidase, yang melaluinya sensor bekerja, akan dihancurkan oleh sistem kekebalan tubuh dalam beberapa jam. Oleh karena itu, sensor membutuhkan lapisan khusus yang memungkinkan glukosa untuk lewat, tetapi untuk beberapa waktu mencegah sistem kekebalan dari menyerang enzim.

Kesulitan kedua adalah pemrosesan komponen kecil dan perakitannya menjadi antarmuka untuk pemancar yang mendigitalkan sinyal dari sensor dan mengirimkannya secara nirkabel ke penerima. Antarmuka harus menyediakan tempat untuk menghubungkan pemancar dan pegangan yang andal pada kulit, memungkinkan Anda untuk tinggal di sana selama berminggu-minggu tanpa memprovokasi dermatitis kontak atau efek samping lainnya. Selain itu, sensor entah bagaimana harus dikombinasikan dengan perangkat inputnya, dengan jarum hipodermik yang tebal, yang melaluinya kawat sensor tipis dapat lewat tanpa tikungan. Perakitan akhir, tentu saja, harus disterilkan, sehingga harus tahan terhadap radiasi - metode yang paling umum untuk mensterilkan peralatan medis.

Pemancar

Koleksi pemancar mati saya, termasuk yang saya buka. Namun, pemancar yang digunakan putri saya sekarang, mereka menarik $ 5.000, yang asuransi tidak membayar.

Mengingat semua ini, membayar $ 75 untuk setiap pemancar NMG tampaknya tidak masuk akal. Pertanyaan tentang biaya yang saya miliki sehubungan dengan pemancar. Pabrikan yang berbeda membuat skema yang berbeda, dan bahkan dari satu pabrikan, teknologi baru menggantikan yang lama. Tentu saja, rangkaiannya sulit didapat, tetapi dalam basis data FCC ID , serta dalam artikel pengguna yang frustrasi, dapat dilihat bahwa nyali utama pemancar hampir sama seperti yang Anda harapkan dari teknologi nirkabel - pemrosesan sinyal sensor, mikrokontroler, manajemen daya dan subsistem nirkabel. Kami saat ini menggunakan pemancar ISM 2,4 GHz; Setelah kami menggunakan pemancar Bluetooth, tetapi mereka bekerja empat kali lebih sedikit dalam waktu.


$ 600 untuk itu ? Benarkah?

Mempelajari ulasan dengan peralatan pembongkaran, sulit untuk mengatakan jumlah wajar $ 600 yang saya bayarkan untuk setiap pemancar. Kita semua tahu betapa kecilnya biaya untuk membuat perangkat seperti itu - mungkin tidak lebih dari $ 5 masing-masing, dan itu akan murah hati. Dan, ya, saya tahu bahwa saya tidak membayar komponen dan tenaga kerja pekerja, tetapi untuk miliaran yang dihabiskan untuk penelitian, pengembangan, dan uji klinis yang diperlukan untuk membawa perangkat ke pasar. Tetapi saya berpikir bahwa pasti ada cara yang lebih baik.

Masalah utama adalah bahwa pemancar disegel. Apalagi sangat ketat, karena itu tidak bisa dibuka tanpa putus. Dan karena itu tidak dapat dibuka ketika baterai habis, Anda harus mengubahnya sepenuhnya. Ini, tentu saja, tidak menghentikan para peretas yang tak kenal takut untuk mencoba mengganti baterai. Saya belum mencobanya, tetapi telah memasukkannya di daftar tugas untuk masa depan. Setelah membuka sensor baterai, cukup mudah untuk mengganti baterai, namun, menutupnya lagi, mengembalikan ketahanan air, cukup sulit.

Dalam sekejap mata

Hubungi Prototipe Lensa untuk NMH dari Verily

Haruskah terus seperti ini? Apakah benar-benar perlu repot dengan pemancar dimensi yang relatif besar? Menurut saya itu bisa lebih kecil dan lebih murah jika menggunakan teknologi RFID. Pemancar eksternal dapat menginterogasi sensor dan mendapatkan sepotong data yang diperlukan untuk menyandikan tegangan pada sensor. Tampaknya, mereka akan melakukan ini di Verily, produsen perangkat medis milik Google, yang mengembangkan lensa kontak untuk GPS. Gagasan itu tampaknya masuk akal, ketika glukosa masuk ke air mata, dan mengarah ke salah satu gejala awal diabetes tipe 1 - penglihatan kabur karena kristal gula memasuki kornea. Lensa kontak pasti tidak memiliki sumber daya, jadi daya harus dipasok dari luar.

Sayangnya, Verily baru saja mengumumkan bahwa mereka sedang menyelesaikan proyek lensa kontak untuk NMH, karena hambatan biologis untuk mengumpulkan pembacaan yang berguna secara diagnostik dan stabil terlalu besar. Seperti yang telah kita lihat, NMG bukanlah hal yang mudah, tetapi saya tidak dapat mempercayai sesuatu yang Verily menolak proyek hanya karena alasan teknis. Sinis batiniah saya mengatakan bahwa prospek untuk melewati semua lingkaran koordinasi yang tak berujung ternyata terlalu tak tertahankan - dan itu menghina air mata (maaf untuk permainan kata-kata), mengingat sifat terobosan teknologi. Namun, sangat sulit untuk bertarung dengan pemain yang sudah ada yang telah menerima semua izin, dan bahkan dengan kantong dalam.

Namun, saya berharap orang lain menerima tantangan untuk mengembangkan versi NMG yang lebih baik. Dan sekarang dia sudah tidak buruk, dan saya, tentu saja, akan melakukan yang terbaik agar anak saya tetap menjadi cyborg. Sangat disayangkan bahwa perusahaan yang terkait dengan NMG mengetahui hal ini, dan tidak merasa perlu untuk sedikit bermurah hati ketika menetapkan harga di pasar mereka.