Table of Contents

Glucose Monitors مداوم (CGM) اساساً با تغییر مدیریت از چک های انگشت نگاری جدا شده به یک تصویر مداوم و پویا از سطح گلوکز، مراقبت از دیابت را تغییر داده اند.این تکامل در ادغام پیچیده تکنولوژی سنسور زیر پوستی، پردازش سیگنال پیشرفته و تجزیه و تحلیل داده های شهودی نشان می دهد که چرا آنها برای بهینه سازی کنترل گلیسمی و افزایش تجزیه و تحلیل های حیاتی ضروری شده اند.

رابط سنسور: اندازه گیری گلوکوز در مایع Interstitial

کل فرآیند CGM با یک رشته سنسور کوچک که فقط در زیر سطح پوست قرار می گیرد شروع می شود، بر خلاف متر های سنتی گلوکز خون که خون را تجزیه و تحلیل می کنند، سنسورهای CGM در مایع بین المللی (ISF)، مایع اطراف سلول های نزدیک به سرعت از رگ های خونی به این مایع پخش می شوند، ایجاد غلظت قابل اندازه گیری است که به طور معمول پشت قند واقعی با 5 دقیقه تاخیر می افتد تا اطمینان از طریق سیستم های پردازش داده های دقیق.

اصول الکتروشیمیایی و فناوری انزیم

بیشتر سیستم های موفق CGM به یک واکنش آنزیمی الکتروشیمیایی متکی هستند.این فیلر با گلوکز بنزیداز پوشانده شده است، آنزیمی که اکسیداسیون گلوکز را به طور مساوی کاهش می دهد و پایه ای برای اندازه گیری دقیق را فراهم می کند.

واکنش Glucose Oxidase

هنگامی که گلوکز با لایه اکسید گلوکز مواجه می شود، با اکسیژن برای تولید اسید گلنیک و پراکسید هیدروژن واکنش می دهد، پراکسید هیدروژن سپس به طور الکتروشیمیایی در سطح الکترود اکسید می شود، تولید جریان الکتریکی، که در حال حاضر، اندازه گیری در نانومپ، به طور مستقیم با غلظت گلوکز در مایع بین آن متناسب است.

ثبات سنسور و قابلیت زیست محیطی

یک چالش کلیدی در طراحی CGM حفظ فعالیت آنزیم پایدار در طول دوره سایش در نظر گرفته شده سنسور است که از 7 تا 14 روز برای اکثر مدل های فعلی متغیر است. پاسخ طبیعی بدن بدن می تواند باعث التهاب و پروتئین زایی شود که به عنوان بیوخفیزیک شناخته می شود، در سطح سنسور، این ایجاد به تدریج کیفیت سیگنال را کاهش می دهد اگر به درستی مدیریت نشده باشد، تولید کنندگان پوشش های پیچیده پلیمری را توسعه داده اند و مواد فیلتر ضعیف تر را در حالی که به تجزیه و تجزیه و تجزیه و تجزیه و تجزیه و تجزیه مولکول های پیچیده ای از جمله مولکول های اسید را می کنند.

مکانیک های کاربردی و گسترده Wear

تجربه کاربر با قرار دادن سنسور شروع می شود، اکثر سیستم ها از یک نرم افزار بارگذاری شده بهار برای رانندگی یک رشته کوچک، تقریبا عرض چند موی انسان، به لایه پوست با حداقل آسیب بافت استفاده می کنند.

دقت و استاندارد MARD

سنسورهای فعلی برنامه های سایش گسترده را اولویت بندی می کنند. Dexcom G7 برای 10 روز تایید شده است و FreeStyle Libre 3 برای 14 روز] ، تحقیقات به طور فعال دنبال سنسورهای قابل ایمپلنت است که برای آخرین 90 روز به 180 روز، یک دقت انتقادی برای ارزیابی مقادیر قابل توجه (F4) است.

اطلاعات خرید و Wireless Transfer

هنگامی که سنسور یک سیگنال الکتریکی خام تولید می کند، این سیگنال باید پردازش، دیجیتال سازی و انتقال به یک دستگاه نمایش باشد.این فرآیند شامل دو جزء حیاتی است: فرستنده و گیرنده یا برنامه تلفن هوشمند.

ماژول فرستنده

فرستنده یک ماژول الکترونیکی کامپکت است که به پایه سنسور بر روی پوست متصل می شود.این خانه های الکترونیکی مسئول تبدیل آنالوگ سنسور در حال حاضر به یک سیگنال دیجیتال قابل استفاده است.

تبدیل به دیجیتال و فیلتر کردن

جریان خام تولید شده توسط سنسور به طور فوق العاده کوچک و به طور ذاتی پر سر و صدا است. الکترونیک فرستنده شامل یک مبدل آنالوگ به دیجیتال دقیق (ADC) برای دیجیتالی کردن سیگنال است. فیلترینگ اولیه صدای با فرکانس بالا معرفی شده توسط اشیاء متحرک یا تداخل الکترومغناطیسی ضروری است زیرا خطاهای معرفی شده در این مرحله نمی تواند توسط الگوریتم های نرم افزار اصلاح شود.

استانداردهای ارتباطات بی سیم

بلوتوث کم انرژی (BLE) پروتکل بی سیم غالب برای انتقال داده های CGM است. BLE ارائه می دهد تعادل عالی از مصرف انرژی کم، پهنای باند داده کافی، و محدوده کافی برای دستگاه های مصرف کننده است. فرستنده خواندن گلوکز را در فواصل منظم، به طور معمول هر 1 تا 5 دقیقه، برخی سیستم ها همچنین ارتباطات نزدیک فیلد (NFC) را ادغام می کنند تا انتقال داده های فوری را در هنگام اسکن کاربر با گزینه های واقعی، که نیاز به یک دسترسی مداوم دارند و دسترسی به اطلاعات مداوم دارند، انتقال می دهد.

امنیت و قابلیت اطمینان

یکپارچگی داده ها و امنیت در دستگاه های پزشکی حیاتی هستند.تولید کنندگان CGM استانداردهای رمزگذاری قوی مانند استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES) را پیاده سازی می کنند تا انتقال داده ها بین سنسور، فرستنده و دستگاه نمایش را ایمن کنند.این مانع از تجزیه و تحلیل یا تزریق داده های مخرب می شود، اطمینان حاصل می کند که کاربر به طور مداوم اطلاعات دقیق و بدون اندازه گلوکز را می بیند.

الگوریتم ها: انتقال جریان به درون بینی بالینی

سیگنال خام و دیجیتالی شده بسیار از یک خواندن گلوکز تمیز و قابل اجرا است. Algorithms هسته فکری هر سیستم CGM است که مسئول فیلتر کردن سر و صدا، نقشه برداری کالیبراسیون و تجزیه و تحلیل پیش بینی است که داده ها را به صورت بالینی مفید می کند.

پردازش سیگنال و کاهش نویز

حتی پس از فیلتر سخت افزار اولیه، جریان داده شامل اثراتی بر سنسور در هنگام خواب، حرکت در طول ورزش یا التهاب موقت محلی می تواند باعث افت سیگنال یا افزایش های گذرا شود.

فیلتر کردن Kalman

فیلترهای Kalman یک تکنیک پردازش سیگنال پیچیده است که به طور گسترده در سیستم های CGM استفاده می شود.آنها با ترکیب اندازه گیری سنسور پر سر و صدا با یک مدل ریاضی از چگونگی تغییر گلوکز در طول زمان کار می کنند. فیلتر به طور جدی سطح گلوکز واقعی را با وزن اعتماد به نفس خواندن در برابر اعتماد به مدل پیش بینی، هنگامی که سیگنال سنسور پایدار و قابل اعتماد است، سیستم اندازه گیری دقیق تر، هنگامی که سیگنال دقیق تر به وضوح به آن متکی است.

کالیبراسیون Mapping

کالیبراسیون فرایند تبدیل سیگنال الکتریکی خام است که در حال حاضر اندازه گیری شده است، به غلظت گلوکز بیان شده در mg / dL یا mmol / L. سنسورهای کالیبر کارخانه این پیش از نقشه برداری ریاضی را بر اساس مشخصات فشرده هر دسته تولید شده همراه با داده های سطح جمعیت، تنظیم مداوم الگوریتم های کالیبراسیون زمان در دستگاه به طور مداوم برای حرکت سنسور ظریف که در طول دوره سایش رخ می دهد، اطمینان از دقت به روز به طور قابل توجهی از داده است.

مدل های پیش بینی و Trend Arrows

یکی از قوی ترین ویژگی های CGM مدرن توانایی آنها برای پیش بینی میزان گلوکز است که اجازه می دهد به جای مدیریت واکنشی فعال باشد.

نرخ تغییر و شتاب

الگوریتم ها میزان تغییر یا مشتق اولیه را محاسبه می کنند و شتاب یا مشتق دوم، از مقادیر گلوکز، اگر گلوکز در هر دقیقه 2 mg / dL افزایش یابد و سرعت آن را افزایش دهد، سیستم می تواند عبور آستانه بالا را پیش بینی کند، به طور معمول 15 تا 30 دقیقه قبل از آن رخ می دهد.این زمان اجازه می دهد تا کاربران به انجام اقدامات اصلاحی مانند انسولین یا مصرف کربوهیدرات های گشت و گذار به طور کامل جلوگیری کنند.

دانلود بازی The Arrows and Clinical Significance

فلش های روند یک تجسم مستقیم از این محاسبات الگوریتمی هستند.یک فلش تک که به طور مستقیم اشاره می کند نشان دهنده افزایش سریع است، به طور کلی بیش از 2 mg / dL در هر دقیقه، در حالی که یک فلش تک نشان دهنده افزایش کندتر بین 1 تا 2 میلی گرم / dL در هر دقیقه است.این فلش ها به کاربران اجازه می دهد تا تصمیمات سریع و آگاهانه بگیرند. A دیدن یک فلش عمودی باید یک روند پایین را تفسیر کند، در حالی که خواندن یک هدایت مستقیم و خواندن یک کاربر ممکن است بلافاصله با سرعت و خواندن یک هدایت های بالینی را انجام دهد.

هشدار های پیش بینی شده و ایمنی

مدل های پیشرفته یادگیری ماشین آموزش دیده در هزاران سال از داده ها می توانند الگوهای ظریف را قبل از یک رویداد هیپوگلیسمی شناسایی کنند، این الگوریتم ها هشدار هایی برای پیش بینی هیپوگلیسمی را ارائه می دهند، و کاربران را با یک شبکه ایمنی حیاتی فراهم می کند. JDRF در تحقیقات مالی که نشان می دهد که چگونه این الگوریتم های پیش بینی به طور قابل توجهی کاهش بروز حوادث هیپوگلیسمی شدید، ارائه صلح بیشتر و ایمنی ذهن است.

Data Analytics و Actionable User Insights

هدف نهایی یک CGM این است که کاربران را با هوش عملی که از داده های گلوکز آنها حاصل می شود، توانمند کند و به مراتب فراتر از ارائه اعداد زمان واقعی بر روی صفحه نمایش است.

پروفایل Ambulatory Glucose Profile (AGP)

AGP یک گزارش استاندارد است که داده ها را از چند روز جمع آوری می کند.این خلاصه بصری را در طول یک جدول زمانی 24 ساعته ارائه می دهد، نشان می دهد سطح گلوکز متوسط، محدوده کوگلیسمی بین وعده 50٪ از ارزش ها را تشکیل می دهد و 10th و 90 درصد دوزی ممکن است به پزشکان و کاربران اجازه دهد تا به سرعت الگوهای تکراری مانند هیپرگلیسمی شناخته شده در اوایل، به عنوان قابل پیش بینی یا زمان بندی غذا، شناسایی کنند.

زمان در محدوده به عنوان یک استاندارد طلا

زمان در محدوده زمانی (TIR)، تعریف شده به عنوان درصد از زمان که گلوکز کاربر در محدوده هدف قرار می گیرد، به طور معمول 70 تا 180 mg / dL، به عنوان یک متریک جهانی پذیرفته شده برای کنترل گلیسمیک در هر دو عمل بالینی و پژوهش ظاهر شده است.

اعتبارسنجی نتایج گلییک

یک بیانیه اجماع بین المللی که توسط انجمن دیابت آمریکا و انجمن اروپایی برای مطالعه دیابت حمایت شده است، به طور رسمی TIR را به عنوان نقطه پایانی معتبر برای آزمایشات بالینی و مراقبت های روزمره تأیید کرد.این استاندارد یک تغییر قابل توجه از تکیه بر اندازه گیری های A1C معنی دار است. مطالعات یک ارتباط روشن بین TIR بالا و کاهش خطر عوارض طولانی مدت مانند رتینوپاتی دیابتی و غفلت، به عنوان یک نتیجه جامد ایجاد کرده اند.

کاربرد عملی برای کاربران

CGM به طور خودکار TIR، Time بالای Range (TAR) و زمان زیر محدوده (TBR) را برای هر دوره انتخاب شده محاسبه می کند. کاربران می توانند TIR خود را در برنامه تلفن هوشمند خود مشاهده کنند و آن را در طول هفته ها و ماه ها پیگیری کنند و شاهد افزایش TIR از 50٪ به 70٪ پس از تنظیم زمان تقویت یا قبل از مصرف وعده های غذایی قوی مثبت و نشان دهنده تاثیر واقعی تغییرات رفتار هستند.

شخصیت شخصی سازی الگوی شناسایی

سیستم عامل های مدرن CGM یادگیری ماشین را برای ارائه بینش شخصی به طور مستقیم به کاربران، برنامه ممکن است به کاربر اطلاع دهد که گلوکز آنها تمایل به افزایش پس از صبحانه در روزهای آنها خوردن وعده های غذایی با کربوهیدرات بالا و یا که خطر آنها از کم زمان شب افزایش می یابد زمانی که آنها در اواخر شب ورزش می کنند، این فناوری را از یک ابزار جمع آوری داده های منفعل به یک سیستم فعال، مربیگری سیستم شخصی سازی این سنتز داده های خام، هدایت می کند و هدایت کننده کلیدی در مراحل کلیدی در حال انجام کار در مراحل کلیدی در حال انجام می باشد.

آینده ی تکنولوژی CGM

نوآوری در تکنولوژی CGM شتاب می یابد، با پیشرفت هایی که برای ساخت این سیستم ها حتی قوی تر، قابل دسترس تر و یکپارچه تر به اکوسیستم های نظارت بر سلامت گسترده تر آماده شده اند.

سنسور های قابل ایمپلنت و نوری

سنسورهای CGM کاملاً ایمپلنت شده مانند سیستم Eversense به طور کامل تحت پوست توسط یک ارائه دهنده خدمات بهداشتی قرار می گیرند و می توانند تا 180 روز دوام بیاورند، این سنسورها از فناوری فلورنس استفاده می کنند، جایی که یک پلیمر حساس به گلوکز سیگنال فلورسنت خود را در پاسخ به غلظت گلوکز تغییر می دهد.

سیستم های Pancreas و بسته شده –Loop

ادغام با پمپ های انسولین سیستم های حلقه بسته هیبریدی را ایجاد کرده است که اغلب به عنوان سیستم های پانکراس مصنوعی شناخته می شود.این سیستم ها یک پمپ انسولین را ترکیب می کنند و یک الگوریتم کنترل پیچیده است. الگوریتم به طور خودکار تحویل انسولین پایه را هر چند دقیقه بر اساس مطالعه های CGM و پیش بینی روند گلوکز تنظیم می کند.این سیستم ها به طور قابل توجهی TIR را بهبود می بخشد و هیپوگلیسمی را در مقایسه با سنسور استاندارد درمان ضدگلو، که به طور کامل نیاز دارد، و همچنین سیستم های ورودی بسته است، و همچنین سیستم های ورودی را فراهم می کند.

CGM از مدیریت دیابت فراتر از دیابت استفاده می کند

بازار مصرف کننده در حال رشد برای استفاده از CGM در جمعیت های غیر دیابتی برای بهینه سازی عملکرد ورزشی، مدیریت وزن و بهبود سلامت متابولیک عمومی وجود دارد، در حالی که تایید قانونی برای استفاده غیر دیابتی هنوز در حال تکامل است، شواهد اولیه نشان می دهد که درک پاسخ های گلیسمی شخصی به غذاهای مختلف، رژیم های ورزشی و سطح استرس می تواند منجر به بهبود سطح انرژی و انعطاف پذیری متابولیک شود.

گسترش دسترسی و Interoperability

تلاش ها برای کاهش هزینه و پیچیدگی سیستم های CGM، گسترش دسترسی به جمعیت های فقیر در سطح جهانی است. استانداردهای Interoperability، مانند نامگذاری iCGM FDA، اطمینان حاصل می کند که دستگاه ها می توانند به طور یکپارچه با انواع پمپ های انسولین، برنامه های تلفن هوشمند و سیستم عامل های بهداشت دیجیتال کار کنند.این قابلیت همکاری کلیدی برای فعال کردن انتخاب کاربر، پرورش نوآوری در فناوری چشم انداز یکپارچه و ساخت یک اکوسیستم داده است.

Glucose Monitors مداوم بسیار بیشتر از دستگاه های اندازه گیری ساده است.آنها یک همگرایی عمیق از شیمی سنسور پیشرفته، الکترونیک مینیاتوری، پردازش سیگنال پیچیده و طراحی نرم افزار کاربر محور هستند. با ترجمه فیزیک خام یک واکنش آنزیمی به زمان واقعی، پیش بینی و بینش عمیق تر سلامت یکپارچه، CGMs تعریف کرده اند که چه چیزی در مدیریت دیابت ممکن است، زیرا تکنولوژی همچنان به طور فعال، و به طور گسترده تر شدن داده ها، و چگونگی تبدیل شدن داده های بیشتر، و یکپارچه سازی بیشتر.