Diabeteksen glukoosiseuranta optisten menetelmien avulla : NIR-, MIR- ja Raman-spektroskopioiden soveltaminen

Abstract

Diabetes on joukko kroonisia aineenvaihduntasairauksia, joille yhteistä on insuliinin erityksen, vaikutuksen tai molempien häiriöt. Vuonna 2021 diabetesta sairasti maailman aikuisväestöstä (20–79-vuotiaista) 10,5 %, mikä vastaa noin 537:ää miljoonaa ihmistä. Diabeteksen hoidossa keskeistä on jatkuva glukoosiseurata, jonka avulla voidaan ehkäistä hengenvaaralliset komplikaatiot ja lisäsairaudet. Nykyiset glukoosiseurannan menetelmät ovat invasiivisia aiheuttaen potilaalle kipua päivittäin sekä lisäten tulehdusriskiä. Diabeteksen tautitapausten määrän ennustetaan kasvavan 783 miljoonaan vuoteen 2045 mennessä, minkä vuoksi tarve käyttäjäystävällisemmille hoitomuodoille on ilmeinen.

Tämä tutkielma käsittelee ei-invasiivisia optisia glukoosiseurannan menetelmiä, joista keskitytään lähi- ja keski-infrapunaspektroskopioihin (NIR ja MIR) sekä Raman-spektroskopiaan. Tutkielman tavoitteena on selvittää menetelmien fysiologiset perustat ja tämänhetkinen mittaustarkkuus. Tutkielma suoritettiin kirjallisuuskatsauksena, ja se perustuu ajankohtaisiin akateemisiin julkaisuihin sekä lääketieteellisiin hoitosuosituksiin.

Tehdyn kirjallisuuskatsauksen perusteella havaittiin, että NIR-, MIR- ja Raman-spektroskopioilla on potentiaalia jatkuvaan glukoosiseurantaan osana diabeteksen hoitoa. Menetelmät perustuvat valon ja glukoosimolekyylin kemiallisten sidosten väliseen vuorovaikutukseen, joiden avulla glukoosin optinen havainnointi on mahdollista. Kuitenkin menetelmät ovat vielä kokeellisia ja etenkin mittaustarkkuuteen liittyy ratkaisemattomia haasteita. Mittaustarkkuutta heikentää muun muassa signaalin virhelähteet sekä potilaskohtaiset erot biologisissa tekijöissä, kuten kudosrakenteessa ja ihon ominaisuuksissa. Tutkielmassa tarkasteltiin optisilla menetelmillä saavutettuja mittaustuloksia viimeisen kymmenen vuoden ajalta, joiden perusteella voidaan todeta, että menetelmät eivät toistaiseksi saavuta glukoosiseurantaan tarkoitettujen lääkinnällisten laitteiden mittaustarkkuusvaatimuksia, joita ohjaa ISO 15167 - standardi. Menetelmien mittaustarkkuus ja virhelähteiden eliminointi vaativat siis vielä jatkotutkimusta.