为什么连续测量葡萄糖如此困难?



每个人都从例行的一天开始,就像大多数现代人一样,我从检查手机开始。 但是,如果大多数人检查天气,交通堵塞或Twitter和Facebook,我会用手机看着女儿腹部内几厘米的距离。 有一个微型电化学传感器,可以持续监控细胞间液,测量葡萄糖浓度,以便我们可以控制它通过胰岛素泵接收的胰岛素量。

1型糖尿病是一种令人不快的疾病,通常在年纪轻轻就袭击受害者,并且每天都要转变为一系列医疗程序-计算每种食物中使用的胰岛素的正确量,不可避免的高和低葡萄糖水平以及不断注射以检查血液。 持续监测葡萄糖(LMWH)已成为数百万糖尿病家庭的心血来潮,因为它使我们有机会让我们的孩子成为孩子,让他们过夜,并允许他们吃另一片比萨饼而无需将其变成一项科学项目。 此外,良好的血糖控制意味着减少在成年期发生糖尿病的危险影响的可能性-失明,心脏病,截肢。 此外,我为孩子进行遥测非常酷-我们称她为“我们的网络孩子”。

但是,尽管NMG具有所有优点,但它也有缺点。 就耗材和电子设备而言,这是极其昂贵的,它需要侵入性的步骤来安装传感器,甚至在微型电子设备的时代,它也变得相对较大。 似乎我们应该在所有技术上走得更远-但是事实证明,NMG很难实施,并且有令人信服的原因,这使得技术开发陷入了困境。



感应器


NMH由三个主要部分组成:传感器本身,它将体内的葡萄糖浓度转换为电信号; 处理信号并对其进行编码以进行无线传输的发射机; 接收器(可以是独立设备,也可以直接内置在胰岛素泵中),并显示过去24小时内的葡萄糖读数和图表。

一切的关键是传感器。 它的化学原理很简单:超纯金线涂有葡萄糖氧化酶 ,一种来自细菌青霉菌的酶。 该酶将β-D-葡萄糖氧化为葡萄糖酸1,5-内酯,后者自发水解为葡萄糖酸。 在这种情况下,形成过氧化氢。 过氧化物在金线上被氧化,产生的电流与组织液中葡萄糖的浓度成比例。 该电流由系统读取,并用于根据校准曲线计算血液中的估计葡萄糖浓度。

但是,尽管化学很简单,但是人类生物学和生产的困难使NMH传感器的实际使用任务变得复杂。 首先,需要将传感器插入组织液中,并在其中放置几天(尽管很多时间会延长以节省传感器)。 人体中的异物(覆盖有从细菌获得的蛋白质的金属丝)会激发免疫系统,免疫系统会变尖锐以抵抗此类入侵。 如果没有保护措施,传感器将通过其运作的葡萄糖氧化酶在数小时内被免疫系统破坏。 因此,传感器需要特殊的专有涂层,以使葡萄糖能够通过,但在一段时间内会阻止免疫系统攻击酶。

第二个困难是处理微小的部件,并将其组装为发送器的接口,该接口将来自传感器的信号数字化并将其无线传输到接收器。 该界面应既提供连接变送器的位置,又提供牢固的皮肤抓握力,使您可以在皮肤上呆数周而不会引起接触性皮炎或其他副作用。 同样,传感器必须以某种方式与输入设备相结合,并使用厚皮下注射针,一根细的传感器导线可以穿过而不会弯曲。 当然,最终组件必须经过消毒,因此它必须能够承受辐射-这是对医疗设备进行消毒的最常见方法。

发射器



我收集的失效变送器,包括我打开的变送器。 但是,我女儿现在正在使用的发射器,他们要掏出5,000美元,保险不付这笔钱。

考虑到所有这些,为每台NMG发射机支付75美元似乎并不合理。 有关与发射器相关的成本的问题。 不同的制造商会制定不同的方案,甚至从一个制造商那里,新技术也将替代旧技术。 当然,电路很难获得,但是在FCC ID数据库以及沮丧的用户文章中,可以看出发射机的主要优点与您对任何无线技术所期望的大致相同-传感器信号处理,微控制器,电源管理和无线子系统。 我们目前正在使用2.4 GHz ISM发射机; 曾经使用过蓝牙发射器,但它们的工作时间却缩短了四倍。


600美元吗? 真的吗

用拆解设备研究评论,很难说我为每个发射器支付了600美元的合理费用。 我们都知道制造这样一种设备的成本很少-每个设备可能不超过5美元,这将是慷慨的。 而且,是的,我知道我不是在为工人的部件和人工付费,而是为将设备推向市场所需的数十亿美元的研究,开发和临床试验费用。 但是我不禁想到必须有更好的方法。

主要问题是变送器是密封的。 而且,它非常紧,因此不能将其打开而不会断裂。 而且由于电池耗尽时无法打开,因此必须完全更换。 当然,这并没有阻止无所畏惧的黑客尝试更换电池。 我还没有尝试过,但已将其列入将来的待办事项清单。 打开电池传感器后,很容易更换电池,但是,再次关闭电池以恢复防水性能非常困难。

眨眼间



Verily的NMH隐形眼镜原型

它应该继续这样吗? 真的有必要麻烦一个尺寸较大的发射机吗? 在我看来,如果使用RFID技术,它可能会更小,更便宜。 外部发送器可以询问传感器并获得编码传感器上电压所需的数据。 显然,他们将在Google拥有的医疗设备制造商Verily进行此操作,该公司开发了GPS隐形眼镜。 当葡萄糖流泪并导致1型糖尿病的早期症状之一时,这个主意似乎是正确的-由于糖晶体进入角膜而导致视力模糊。 隐形眼镜肯定没有电源,因此必须从外部供电。

不幸的是,Verily刚刚宣布它正在完成NMH的隐形眼镜项目,因为收集诊断有用和稳定读数的生物学障碍太大了。 如我们所见,NMG并非易事,但我无法相信Verily仅出于技术原因拒绝了该项目。 我内心的愤世嫉俗者说,经历了无休止的协调循环的前景实在是太难以忍受了-鉴于这项技术的突破性性质,这实在是让人流泪(对双关语很抱歉)。 但是,与已经获得所有许可甚至是财大气粗的现有玩家打架是非常困难的。

不过,我希望其他人接受开发NMG改进版本的挑战。 现在她已经不错了,我当然会尽我所能,让我的孩子保持机器人。 不幸的是,与NMG相关的公司知道这一点,并且不觉得在市场上定价时需要慷慨大方。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN433870/


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