چگونه یک سنسور CGM در سطح مولکولی کار می کند

Glucose Monitors مداوم (CGM) با دادن یک جریان از داده های گلوکز به جای عکس های جداگانه، مراقبت از دیابت را تغییر داده اند، این دستگاه های کوچک گلوکز را در مایع بین المللی اندازه گیری می کنند و آن را به روندی تبدیل می کنند که به هدایت انسولین کمک می کند تا مصرف، انتخاب های غذایی و برنامه ریزی فعالیت را هدایت کند.

در قلب هر CGM یک سنسور الکتروشیمیایی است. سنسور از گلوکز اکسیداز استفاده می کند، آنزیمی که به طور خاص با مولکول های گلوکز واکنش نشان می دهد، هنگامی که گلوکز از مایع بین المللی به سنسور و #8217 پخش می شود؛ آنزیم به طور منظم اکسیداسیون آن را تجزیه می کند، هیدروژن تولید می کند، هیدروژن پراکسید هیدروژن به طور مستقیم کاهش می یابد، تولید یک رابطه الکتریکی فعلی در خواندن سیگنال های مایع به طور مستقیم به این روش غلظت سیگنال مایع است.

رشته سنسور بسیار نازک و انعطاف پذیر است، به طور معمول فقط در زیر پوست با استفاده از یک متخصص قرار می گیرد.این در فضای بین مرزی قرار دارد، جایی که سطح گلوکز در حدود پنج تا پانزده دقیقه پشت گلوکز خون قرار می گیرد، این تاخیر یک نقص از تکنولوژی نیست؛ آن نشان دهنده تاخیر فیزیولوژیکی به عنوان حرکت گلوکز از خازن به تولید کنندگان محفظه بین المللی است.

از سیگنال خام تا خواندن گلوکز

جریان الکتریکی از سنسور به فرستنده منتقل می شود، که جزء پوشیده شده بر روی پوست بر روی سنسور است. فرستنده تقویت می کند، دیجیتال می شود و سیگنال را قبل از ارسال آن به طور بی سیم به یک دستگاه صفحه نمایش فیلتر می کند. پردازش سیگنال صدای الکتریکی و مصنوعات را حذف می کند که می تواند از حرکت، تغییرات دما یا فشار بر سنسور رخ دهد.

در مدل های CGM قدیمی تر، این تبدیل نیاز به قرائت منظم گلوکز خون برای حفظ الگوریتم کالیبره شده است. کاربران وارد یک مقدار گلوکز خون از یک متر، و سیستمگلیسمی پارامترهای داخلی خود را تنظیم کرد تا مطابقت داشته باشد.خواندن مدل های اندازه گیری شده توسط کارخانه جدید، مانند غلظت گلوکز Dxcom G6 و ابوت FreeStyle Libre 3، دیگر نیازی به کالیبراسیون منظم در طول این سنسور های خاص نیست که هنوز هم می توانند از آن استفاده کنند و سرعت در طول یک سیستم اندازه گیری های سرعت پردازش گلوکز را کاهش دهند.

فرکانس انتقال و مصرف برق به دقت مدیریت می شود تا عمر باتری را حفظ کند. اکثر CGM ها هر پنج دقیقه داده ها را انتقال می دهند و 288 خواندن در روز را فراهم می کنند. برخی مدل ها اجازه می دهند تا انتقال مکرر بیشتری در طول جلسات نظارت فعال داشته باشند. فرستنده خود یا در چندین سنسور قابل استفاده مجدد و یا به صورت یکپارچه در یک سنسور قابل مصرف، بسته به سازنده، قابل استفاده مجدد است.

کالیبراسیون: چرا برخی از CGM ها به آن نیاز دارند و برخی دیگر از Don’t

کالیبراسیون فرآیند نقشه برداری سنسور و #8217 است؛ سیگنال الکتریکی خام به غلظت گلوکز شناخته شده است.در یک محیط آزمایشگاهی، سنسورها در معرض راه حل هایی با سطح گلوکز شناخته شده قرار دارند و مقادیر فعلی حاصل از آن ثبت می شوند. این نقاط داده یک رابطه خطی یا ⁇ ایجاد می کنند که می تواند برای پیش بینی گلوکز از جریان در استفاده در دنیای واقعی، با این حال، تنوع بیولوژیکی، در عمق، و در ترکیب داخلی در این سایت تاثیر می گذارد.

در سیستم های کالیبراسیون کارخانه، تولید کننده پیش تعیین کننده رابطه مورد انتظار و کدگذاری آن را به فرستنده یا دستگاه نمایش می دهد. کاربر به سادگی وارد یک کد چهار رقمی چاپ شده در برنامه ساز سنسور می شود، و سیستم آن را به پارامترهای کالیبراسیون مناسب بارگیری می کند. این پارامترها از تست بالینی گسترده در سراسر جمعیت های مختلف مشتق شده است.این سهولت و کاهش وزن در کارخانه است که دقت دقیق به عنوان کاربر اندازه گیری می شود.

سیستم هایی که به کالیبراسیون کاربر نیاز دارند معمولاً برای چند روز اول دو خوانش انگشت نگاری در روز درخواست می کنند و سپس یک بار در روز بعد الگوریتم کالیبراسیون از این نقاط مرجع برای اصلاح هرگونه حرکت در سیگنال سنسور در طول زمان استفاده می کند. کاربران باید زمانی که سطح گلوکز پایدار است برای جلوگیری از معرفی خطاهای از تعادل فیزیولوژیکی بین خون و مایع بین المللی، کالیبر در طول یک سرعت یا افزایش می تواند به دقت بین برود زیرا مقدار گلوکز و مقدار قند خون نیست.

اجزای سیستم CGM

یک سیستم CGM کامل شامل سه جزء اصلی است که با هم کار می کنند تا اطلاعات گلوکز را جمع آوری، پردازش و نمایش دهند.

سنسور سنسور Sensor

سنسور جزء قابل مصرف است که در زیر پوست قرار می گیرد، حاوی الکترود کار با گلوکز اکسیداز، الکترود مرجع و یک الکترود ضد است. کل مونتاژ در داخل یک پلیمر سازگار زیستی قرار دارد که به حداقل رساندن بدن و #8217؛ پاسخ ایمنی بدن و گلوکز اجازه می دهد آزادانه به لایه آنزیم پخش شود.این سنسور معمولا بیش از چند میلی متر طول دارد و در طول مدت زمان برش بافت کم عمق به مدت چهارده قرار می گیرد.

فرستنده فرستنده فرستنده فرستنده فرستنده

فرستنده جزء قابل استفاده مجدد یا نیمه غیر قابل تنظیم است که بر روی کابل می چرخد، حاوی یک باتری، یک میکروپر، فرستنده رادیویی و آنتن است. فرستنده سنسور را قدرت می دهد، سیگنال فعلی را می خواند، تهویه سیگنال اولیه را انجام می دهد و داده ها را به دستگاه نمایش می فرستد. برخی از فرستنده ها قابل شارژ و برای چندین ماه به یک سال هستند، در حالی که دیگران جایگزین سنسور قابل مصرف می شوند.

Display Device

دستگاه نمایش می تواند یک گیرنده اختصاصی، یک گوشی هوشمند یا یک ساعت هوشمند باشد.این دستگاه یک برنامه نرم افزاری را اجرا می کند که داده ها را دریافت می کند، الگوریتم کالیبراسیون را اعمال می کند و خواندن گلوکز را همراه با اطلاعات روند ارائه می دهد. اکثر برنامه های CGM مدرن یک مقدار گلوکز واقعی را نشان می دهند، یک فلش که نشان دهنده جهت و نرخ تغییر است و نموداری که نشان دهنده چندین ساعت مطالعه است.

دانلود بازی Beyond Point-in-Time readings

ویژگی تعریف شده از تکنولوژی CGM توانایی آن برای ردیابی روند گلوکز در طول زمان است.یک مطالعه به کاربر می گوید که گلوکز آنها در آن لحظه چیست، اما داده های روند نشان می دهد که در آن زمان به کجا می رود و این قابلیت پیش بینی آن چیزی است که مدیریت دیابت فعال را به جای اصلاح واکنشی فعال می کند.

نرخ تغییر و جریان های روند

اکثر سیستم های CGM یک فلش روند را نشان می دهند که نشان دهنده میزان و جهت تغییر گلوکز است. فلش از شیب منحنی گلوکز در طول پانزده تا بیست دقیقه اخیر داده های رزی افقی ثابت به این معنی است که گلوکز به شدت پایدار است.یک یا به سمت پایین نشان می دهد که یک سرعت یا سه تیرگی سریع تغییر می کند.

زمان در محدوده

زمان در محدوده (TIR) درصد زمان صرف یک کاربر در محدوده گلوکز هدف است، به طور معمول به عنوان 70 تا 180 mg / dL تعریف شده است مطالعات بالینی TIR به عنوان یک اندازه گیری معتبر برای مدیریت دیابت تاسیس شده است، و آن را به شدت با HbA1c مرتبط است، بسیاری از برنامه های CGM به طور خودکار TIR بیش از 7، 30، و 90 روزه کاربران همچنین می توانند به عنوان یک فرکانس خاص از اندازه گیری دقیق از حد معمول هدف، و یا اندازه کافی برای تشخیص دهند.IR.

قابلیت تنوع پذیری Glucose Variability

فراتر از گلوکز متوسط و TIR، داده های CGM اجازه می دهد تا محاسبه معیارهای تنوع گلوکز مانند انحراف استاندارد و ضریب تنوع گلوکز بالا با افزایش خطر هیپوگلیسمی همراه بوده و ممکن است به عوارض دیابتی به طور مستقل از سطح گلوکز متوسط کمک کند. توانایی تجسم تنوع در یک نمودار گلوکز روزانه به کاربران کمک می کند تا الگوهایی را که می توانند با تنظیم انسولین، زمان بندی، یا ترکیب فیزیکی، تنظیم کنند، شناسایی کنند.

تشخیص الگو و تحلیل مجدد

داده های ذخیره شده از CGM می تواند به صورت پیش بینی شده برای شناسایی الگوهای تکراری مورد بررسی قرار گیرد.برای مثال، کاربر ممکن است متوجه شود که گلوکز آنها به طور مداوم در صبح زود هنگام افزایش می یابد، پدیده ای که به عنوان پدیده صبحگاهی شناخته می شود، ممکن است ببیند که ورزش بعد از ظهر به طور مداوم باعث کاهش گلوکز دو تا سه ساعت پس از پایان فعالیت می شود.این الگوها تنها زمانی آشکار می شوند که داده ها در طول چند روز یا چندین روز قبل از تنظیم داده های ثابت شده اند.

پروفایل Glucose و گزارش های استاندارد

جامعه دیابت فرمت های گزارش استاندارد برای داده های CGM را برای تسهیل ارتباط بین کاربران و ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی تصویب کرده است.Mybulatory Glucose Profile (AGP) یک گزارش تک صفحه ای است که مهمترین معیارهای دو هفته یا بیشتر از داده های CGM را خلاصه می کند. گلیسپی شامل یک منحنی گلوکز متوسط با گروه های 10 و 90thile، TIR، آمار هیپوگلیسمی، تشخیص می دهد و تشخیص می دهد که به سرعت به یک درصد از زمان و یا تعداد زیادی از آن نیاز دارند.

AGP از طریق اجماع سازمان های بین المللی دیابت توسعه یافته و در حال حاضر در اکثر سیستم های گزارش CGM ادغام شده است. استاندارد سازی برای تله پزشکی و نظارت از راه دور حیاتی بوده است، زیرا یک کلینیک می تواند AGP را از هر سیستم CGM بررسی کند و بلافاصله وضعیت گلوکزیک بیمار و بدون یادگیری یک نرم افزار مختلف برای هر دستگاه، به عنوان یک ابزار تحویل یا ارزیابی فن آوری های جدید برای جبران و اثربخشی دارو، به عنوان یک سیستم های جدید خدمات می دهد.

دقت و متریک MARD

دقت در تکنولوژی CGM اغلب با استفاده از تفاوت مطلق نسبی (MARD) گزارش می شود، میانگین تفاوت بین خواندن CGM و مقادیر قند خون مرجع، معمولا با استفاده از تجزیه و تحلیل کننده گلوکز آزمایشگاهی یا یک متر قند خون به خوبی کالیبره شده است. A پایین تر نشان می دهد دقت بالاتر است. مدرن CGM به مقادیر MARD و 8٪ می رسد که دقت سنتی در اندازه گیری بالا است.

دقت تمایل به کاهش در محدوده هیپوگلیسمی دارد، جایی که سیگنال مطلق کوچکتر است و تاخیر فیزیولوژیکی بین خون و مایع بین رحم اثر تناسب بیشتری دارد. دقت سنسور نیز در طول 12 تا 24 ساعت اول پس از وارد شدن، یک دوره شناخته شده به عنوان سنسور گرم در طول گرم، بدن و #8217 کاهش می یابد؛ پاسخ التهابی در طول دوره خواندن سیگنال نمی تواند ثابت شود و سیستم های غربالگری.

کاربران باید درک کنند که خواندن CGM تخمین زده می شود، نه اندازه گیری دقیق.این روند تقریبا همیشه ارزشمندتر از تعداد مطلق است. تفاوت 10 mg / dL به ندرت برای تصمیم گیری معنی دار است، اما روند نزولی با 30 میلی گرم / کاهش پیش بینی شده در 15 دقیقه بعدی نیاز به توجه صرف نظر از ارزش مطلق فعلی.

مزایای بالینی و نتایج

چندین کارآزمایی بالینی در مقیاس بزرگ و مطالعات دنیای واقعی نشان داده است مزایای استفاده از CGM در سراسر جمعیت دیابت. برای افرادی که دارای دیابت نوع 1 هستند، استفاده از CGM با کاهش در HbA1c از 0.5 تا 1.0 درصد امتیاز، کاهش زمان در هیپوگلیسمی و بهبود کیفیت زندگی نشان داد که بزرگسالان مبتلا به دیابت نوع 1GM با استفاده از روش تحویل به طور قابل توجهی بهتر از آن است.

برای افرادی که دیابت نوع 2 دارند، به ویژه افرادی که از انسولین استفاده می کنند، CGM مزایای مشابهی در کاهش HbA1c و هیپوگلیسمی نشان داده است، مزایای آن فراتر از معیارهای بالینی است: کاربران گزارش می دهند که ترس از هیپوگلیسمی را کاهش داده اند، اعتماد بیشتر به انسولین در تصمیم گیری های مربوط به انسولین، و بهبود خواب، زیرا دستگاه می تواند آنها را به گشت و گذار در طول شب بدون نیاز به مراقبت از کودکان در حالی که از طریق مراقبت از طریق آنها از طریق سطح گلوکز دیگر مفید است، و یا اجازه می دهد، به آنها در سطح دیگر در سطح قند کودک کمک کند.

ادغام داده های CGM با پمپ های انسولین باعث توسعه سیستم های حلقه بسته هیبریدی شده است که گاهی اوقات سیستم های پانکراس مصنوعی نامیده می شود.این سیستم ها از خواندن CGM برای تنظیم انسولین به طور خودکار استفاده می کنند، کاهش بار تصمیم گیری کاربر و #8217؛ ترکیب CGM و پمپ انسولین با یک الگوریتم کنترل نشان داده شده است که TIR را با 10 نقطه از 15 به اندازه سنسور افزوده بهبود می دهد، در حالی که همچنین کاهش قرار گرفتن در معرض آن است.

محدودیت ها و ملاحظات عملی

علی رغم مزایای زیاد آنها، هزینه های CGM بدون محدودیت نیست.این هزینه همچنان مانع بسیاری از کاربران بالقوه است و پوشش بیمه به طور گسترده ای بین برنامه ها و مناطق جغرافیایی متفاوت است.هزینه های خارج از جیب می تواند از چند صد تا چند هزار دلار در سال بسته به دستگاه و کاربر و #8217 متغیر باشد؛ وضعیت بیمه.

واکنش های پوستی به چسب مورد استفاده در سنسورهای CGM نسبتا رایج است. چسب باید به اندازه کافی قوی باشد تا سنسور را برای هفت تا چهارده روز از طریق دوش، ورزش و حرکت روزانه نگه دارد، اما این دوام می تواند باعث تحریک، قرمزی، خارش یا تاول شدن در افراد حساس شود. کاربران می توانند اسپری های پوستی یا پچ را امتحان کنند تا ارتباط بین چسب و چسب را کاهش دهند، اگرچه این روش های پوستی برای اضافه کردن واکنش های اضافی به تزریق سنسور وجود ندارد.

دقت سنسور را می توان با فشرده سازی مصنوعات به خطر انداخت، که وقتی کاربر در طول خواب بر روی سنسور قرار می گیرد، فشار جریان خون را به ناحیه اطراف سنسور محدود می کند، باعث کاهش کاذب در خواندن گلوکز می شود، برخی از سیستم های CGM شامل الگوریتم هایی هستند که باعث می شوند تا فشرده سازی های فشرده سازی را تشخیص دهند و خواندن یا پرچم را برای کاربرانی که فشرده سازی های مکرر را تجربه می کنند، حتی می توانند سنسور را به استفاده از یک مکان تخصصی دیگر منتقل کنند که حتی فشار های تخصصی تر را توزیع می کنند.

تاخیر بین گلوکز مایع بین رحم و گلوکز خون، در حالی که به طور فیزیولوژیکی طبیعی است، می تواند در طول تغییرات سریع گلوکز، ورزش، مصرف غذا و مدیریت انسولین همه می تواند نرخ های تغییر را تولید کند که از توانایی ردیابی سنسور فراتر می رود، کاربرانی که به شدت ورزش می کنند یا دارای گاستروفیلوز هستند ممکن است متوجه شوند که خواندن CGM آنها به طور مداوم از فاز با علائم آنها خارج شده و به یادگیری شرایط محدود شدن داده ها کمک می کند، اما این روند اطلاعات را حفظ می کند.

تکنولوژی های نوظهور و آینده CGM

آینده نظارت مستمر گلوکز در حال حرکت به سمت زمان های طولانی تر سنسور، دقت بیشتر و کاهش بار کاربر است. چندین تولید کننده در حال توسعه سنسورهایی هستند که می توانند برای چهارده تا بیست و یک روز بدون کالیبراسیون استفاده شوند. گسترش عمر سنسور نیاز به بهبود در ثبات آنزیم، بی تحرکی و جبران سیگنال دارد.

نظارت بر گلوکز غیر تهاجمی همچنان یک منطقه فعال از تحقیقات است، اگرچه هیچ سی جی غیر تهاجمی تجاری در دسترس نیست، اما ترجمه این تکنیک ها به دقت قابل مقایسه با سنسورهای مختلف پوست، دماهای محیطی و سطح عرق ثابت کرده است که طیفوسکوپی مادون قرمز در تنظیمات آزمایشگاهی وعده داده است، اما ترجمه این تکنیک ها به یک دستگاه پوشیدنی که در سراسر انواع مختلف پوست، دما، و سطوح ایمنی ثابت شده است که کارشناسان فعلی به خوبی بهبود یافته اند.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در سیستم عامل تجزیه و تحلیل داده های CGM ادغام شده اند، این سیستم ها می توانند الگوهای ظریف در داده های گلوکز را شناسایی کنند که ممکن است از تشخیص انسان فرار کنند، مانند شاخص های اولیه هیپوگلیسمی قریب الوقوع یا پیش بینی های شخصی شده از گشت و گذار گلوکز پس از زایمان، برخی از سیستم عامل ها هشدارهای پیش بینی شده ای را ارائه می دهند که به کاربران هیپوگلیسمی احتمالا سی تا شصت دقیقه قبل از وقوع آن، هشدار می دهد، زمان انجام دادن قابلیت های پیشگیرانه و پیش بینی دقیق تر شدن این الگوریتم ها را بهبود می دهد.

ادغام با دیگر سنسورهای بهداشتی پوشیدنی مرز دیگری است. ترکیب داده های CGM با ضربان قلب، فعالیت، خواب و معیارهای استرس یک تصویر کامل تر از چگونگی عوامل شیوه زندگی بر گلوکز است. برخی از کاربران در حال حاضر به صورت دستی داده های CGM خود را با ورود به ورزش و مواد غذایی تجزیه می کنند، اما ادغام خودکار تلاش لازم را کاهش می دهد و به طور بالقوه همبستگی را نشان می دهد که از داده های جمع آوری شده است، از منابع مستقیم پشتیبانی می کنند.

نتیجه گیری

مانیتورهای گلوکز مستمر مهم ترین پیشرفت در تکنولوژی دیابت از زمان توسعه آنالوگهای انسولین هستند، با ارائه داده های واقعی و تاریخی در مورد روند گلوکز، این دستگاه ها کاربران را قادر می سازد تا وضعیت خود را با دقت بیشتر، اعتماد به نفس و ایمنی دقیق تر مدیریت کنند. - 2 سیستم های انتقال دقیق انسولین و دقیق برای پردازش سیستم های انسولین.

تغییر از نظارت مبتنی بر انگشت نشان دهنده یک تغییر اساسی در چگونگی مدیریت دیابت است. کاربران دیگر برای یک عدد صحیح در زمان های خاص روز هدف قرار نمی گیرند؛ در عوض، آنها یک فرایند فیزیولوژیکی پویا را مدیریت می کنند که به طور مداوم به غذا، فعالیت، هورمون ها و استرس پاسخ می دهد. فناوری CGM این فرایند را قابل مشاهده، قابل یادگیری و قابل کنترل می کند، به عنوان فن آوری سنسور ادامه می دهد، و به طور جدی افزایش می دهد که به هر کسی که به طور مداوم به هر کسی که به طور مداوم به بهبود می پردازد و به طور مداوم به هر کسی که به طور مداوم به طور مداوم به مواد غذایی، نیاز دارد، نیاز دارد، و به هر کسی که به هر کسی که به بهبود می دهد، به بهبود می دهد، تحقیقات فنی، و یا هر کسی که به طور مداوم به هر کسی که به طور مداوم به طور مداوم به طور مداوم به هر کسی که به طور مداوم به طور مداوم به هر کسی نیاز به مواد غذایی، فعالیت، فعالیت، فعالیت، درمان بالینی، درمان های درمانی، هورمون های درمانی، درمان های فنی، هورمون های درمانی، و یا هر کسی نیاز دارد، درمان بالینی، هورمون های درمانی، و یا هر کسی نیاز دارد، نیاز دارد، و یا هر کسی نیاز دارد، و