소개: Painless 포도당 감시를 위한 필요

OCT는 530만 명 이상의 성인에 영향을 미치며, 숫자는 계속 상승합니다. 대부분의 경우, 일일 포도당 모니터링은 인슐린 복용량, 음식 섭취 및 신체 활동 관리에 필수적입니다. 전통적인 손가락-prick 테스트는 믿을 수 있고 고통스러운, 불편하고, 빈번한 원인은 물론, 당뇨병에 대한 권장 시험을 통해 환자의 40%까지 증가한 연구 보고서를 제공합니다. 비침범성 포도당 센서에 대한 검색은 원래의 연구에 대한 OCT의 비침범성 검사를 통해 OCT의 가장 중요한 요소가 될 것입니다. (CF)

광학적인 Coherence Tomography를 이해하십시오

광학적인 코헤이언은 1–10 마이크로미터까지 축 해상도를 가진 조직 미세 구조의 단면 이미지를 생성하기 위하여 낮은 응집 간섭을 이용합니다. 광대역 광원 — 일반적으로 초경량 다이오드 또는 swept 근원 레이저는 1300 nm의 가까이에 - 2개의 팔으로 분할됩니다: 참고 광속을 가진 표본 recombines에서 빛 반환은, 결과적인 간섭은 깊이를, 인지하는 OCT를, 극심한 광학적인 감각에 있는 광학적인 코헤이언, 극심한 감각에 있는 광학적인 감각을, 그리고 가장 극심한 감각에 있는 광학적인 감각을, 반영합니다.

파장의 선택은 중요합니다. 1300 nm의 주변 적외선 빛은 좋은 균형을 제공합니다. 수분 흡수는 피부에 2 ~ 3mm를 관통하기가 충분하지만, 흩어져있는 계수는 매우 적대 한 변화를 일으킬 수 있습니다. 더 짧은 파장 (예 : 800 nm)은 더 심하게 관통하고 melanin에 더 민감하며 더 긴 파장 (예 : 1550 nm)은 더 강한 수분 흡수로 고통받습니다. OCT의 능력은 일반적으로 광학적 인 양을보다 유리하게하는 데 도움이됩니다.

OCT는 포도당을 탐지하는 방법 : 센서 뒤에 물리학

콜라겐은 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있습니다. 콜라겐은 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있으며, 콜라겐은 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있습니다. 콜라겐은 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있으며, 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있습니다. 콜라겐은 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있으며, 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있습니다. 콜라겐은 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있습니다. 콜라겐은 콜라겐의 콜라겐을 함유하고 있습니다.

핵심 광학적인 모수

  • Scattering 계수 (μs): 조직 유형과 수화에 따라 포도당에 있는 10 mg/dL 증가 당 대략 0.5-2%에 의하여 감소합니다. 감소는 퇴색성 색인 일치에서 따르고 조직 성분과 상호 작용성 액체 사이 공용영역에 가장 뜻깊습니다.
  • Anisotropy Factor (g): 미에 흩어져 이론은 포도당 농도 상승으로 angular scattering에 있는 경미한 앞으로shift를, 검출한 신호를 바꾸는 것을 예상합니다.
  • 흡수 계수 (μa): 1300 nm, 물 및 지질 투여 흡수에, 그러나 포도당 자체는 negligibly 공헌합니다. OCT 신호 변화는 그러므로 흡수 중심이 아닙니다.

대부분의 OCT 포도당 센서는 ]의 메트릭을 추출합니다.] 또는 OCT 강도 프로파일의 경사로는 논리적 규모로 계산됩니다. 사면은 강한 표면 반사 (일반적으로 피부 표면 아래 50-100 μm을 시작)을 피하는 깊이 창에 계산되며 약 500 μm로 확장됩니다. 초기 구현은 간단한 선형 회귀를 사용했지만 최근 작업은 비선형 모델을 사용하거나, 또는 혈장 요소의 병합성 요소에 대한 병합성 요소에 대한 병합성 요소에 대한 계산을 사용합니다.

일반적인 취득 프로토콜은 작은 지역에 여러 B-scans를 수집하고 (예를들면 2 mm × 1 mm) 및 얼룩 잡음을 줄이기 위해 평균을 계산합니다. 신호 대역 비율은 관심 지역의 여러 A-scans를 평균적으로 측정하여 더 개선됩니다. 현대식 swept-source 레이저가 50-200 kHz에서 청소하여 전체 측정은 1 초 미만으로 완료 될 수 있으며, 즉시 포도당을 가능하게합니다.

다른 비침습적 글루로스 Sensing Technologies와 비교

OCT의 장점을 평가하려면 지난 2 년 동안 탐구 된 다른 비침범성 접근법과 비교하는 것이 유용합니다.

  • Near-Infrared (NIR) Spectroscopy:] 900-1700 nm의 파장을 사용하여 흡수 측정. NIR 분광기는 물, 피부 염색 및 온도에 의해 비특하고 크게 영향을받습니다. 임상 시험의 정확도는 일관성이 있으며, 절대 상대적 차이 (MARD)는 종종 20 %를 초과합니다. OCT, 대조적으로 피부는 표면과 땀의 변형을 격리하는 깊이의 해상도를 활용합니다.
  • Raman Spectroscopy: 분자 지문 정보를 제공하지만 긴 취득 시간 (초에서 분) 작은 Raman 단면 때문에 약한 신호 대 노이즈 비율에서 고통. OCT는 밀리 초 시간대에서 작동, 실시간 모니터링 가능.
  • 광학적인 화상 진찰:]는 초음파 파를 생성하기 위하여 맥박이 뛴 빛을 이용합니다; 그것은 광학적인 흡수와 조직 신축성에 있는 포도당 유도한 변화를 지도할 수 있습니다. 그러나, 광전성 감지기는 청각적인 연결 젤을 요구하고 동의에 과민합니다. OCT는 접촉 연결을 위한 필요를 삭제하고 건조한 착용할 수 있는 헝겊 조각으로 통합될 수 있습니다.
  • ]Bioimpedance Spectroscopy: 조직의 전기적 성질을 측정; 정확도는 땀, 운동 및 개별 아나tomy에서 방해 때문에 (MARD > 25% 많은 연구) 가난한. OCT는 전기 신호보다 광학에 의존하기 때문에 이러한 artifacts에 더 적은 susceptible, 측정 볼륨은 작고 잘 정의됩니다.
  • Fluorescence-Based Sensor:] exogenous 염료 또는 임플란트를 주입하여 포도당을 묶는 마이크로베즈를 요구합니다. 이것은 진정한 비침범성 보다는 오히려 최소 침략적인, 그리고 fluorophores는 시간 동안 몹니다. OCT는 단지 내인성 대조를 이용하고 그러므로 소모품이 없습니다.

이 중 OCT는 급속한 취득, 미크론 가늠자 깊이 해결책의 그것의 조합을 위해 서 있고, 표피 및 피하 지방에서 dermal 층을 분리하는 능력. 이 원자 특성은 당뇨병 관리에 요구되는 정확도를 달성하기를 위해 중요합니다, 그것으로 감지기가 stratum corneum와 같은 과민한 조직에서 신호를 주사하는 것을 허용하기 때문에, 혈액 포도당으로 빨리 평등하지 않는 superficial 모세관과 같은.

최근 예언자: 벤치에서 착용할 수 있는 Prototype에

지난 5 년 동안, 중요한 진전은 실험실 설정에서 휴대용, 착용 가능한 장치로 OCT 포도당 감지를 번역하기 위해 만들어졌습니다. 몇몇 연구 그룹은 배설 또는 손가락 끝에 둘 수 있는 손 헬드 OCT 조사를 설명했습니다. 이 조사는 소형 스캐닝 광학 및 배터리 운영 제어 단위에 의해 구동되는 조밀한 광원을 통합했습니다. 임베디드 체계에 달리는 순간 처리 알고리즘은 깊이 녹은 신호 사면을 추출하고 포도당 초안에서 포도당을 생성합니다.

Machine Learning은 정확도를 향상시킵니다.

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OCT 하드웨어의 최소화

OCT 시스템은 전체 광학 벤치를 채우고 있습니다. 오늘날 광합성 회로 (PIC)는 OCT 칩을 손가락의 크기로 가능하게합니다. swept-source Laser, interferometer 및 광검출기를 단일 실리콘 ‐ 광전지 칩에 통합함으로써 연구원은 작은 패치로 착용 할 수있는 ‐ ‐concept 장치를 만들었습니다. 예를 들어, 캘리포니아 대학의 팀, 산타 바바라 [[FLT : 0] [[[FLT :]] [[[FLT :]]]] [[FLT :]]]] [[FLT]]]]] [[FLT]]]]]] []]]]]]]] [[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[

Adaptive Calibration 및 센서 융합

연구의 또 다른 활동 분야는 견고함을 개량하기 위하여 보조 감지기를 가진 OCT를 결합하고 있습니다. 에 간행된 2024 학문은 의학 광학 Express에 온도 감지기, 접촉 압력 감지기 및 OCT 조사를 가진 수화 감지기 통합했습니다. 이 추가 측정을 기계 학습 모형으로 먹이기 위하여, 체계는 다른 피부 상태의 맞은편에 캘리브레이션 편류 및 개량한 정확도를 감소시켰습니다. 이 다 형태 접근은 환경 요인을 바꾸기 위하여, 환경 요인을 널리 이용되는 환경 요인을 위해 근본적으로 사용될지도 모릅니다.

임상 검증 및 정확도 미터

임상적으로 유용하기 위하여, 비 침략적인 포도당 감지기는 기존하는 CGMs에 비교할 수 있는 정확도를 달성해야 합니다. 혈액 포도당 감시 체계를 위한 ISO 15197:2013 기준은 100 mg/dL의 포도당 농도를 위한 참고의 ±15 mg/dL 안에 떨어졌고, 더 높은 가치를 위해 ±15% 안에 ±15% 안에 떨어집니다. OCT 근거한 감지기는 아직 대규모 예심에 있는 이 기준, 그러나 최근 결과는 encouraging 입니다.

A 2023 연구에 출판 Biophotonics] 40 형 당뇨병과 OCT 측정을 수집하여 구강 포도당 공차 시험과 인슐린 유도 hypoglycemia 동안 수집했습니다. 센서는 12.8%의 MARD를 달성했으며 Clarke Error Grid 분석은 지역 A (임대 정확하게) 및 B (지대적으로 정확한)에서 96%의 읽음을 배치했습니다. 이 연구는 30 일간의 읽음을 수 있는 반면, RNC는 RNC를 사용하여 가장 빠른 속도로 얻은 데이터를 분석할 수 있습니다.

다른 연구는 다른 피부톤, 몸 위치 및 나이의 맞은편에 재현성을 개량하기에 집중했습니다. OCT 신호가 피부 간격과 melanin 내용에 의해 영향을 미치기 때문에, 구경측정 모형은 개인화되어야 합니다 또는 인구 trained. 2개 또는 더 많은 파장에서 자료를 결합하는 다 스펙트럼 OCT를 사용하여 최근 일 - 구조상 가변성에서 포도당 유도한 흩어지기 변화에 있는 약속을 보여줍니다. 예를 들면, 1300 nm와 800 nm 둘 다를 사용하여 melanin 흡수는 어두운 피부의 정확도를 개량하기 위하여, 비틀림을 감소시키기 위하여 저질 흡수를 허용하.

아직도 Overcome에 도전

약속에도 불구하고 OCT 포도당 감각 얼굴이 여러 기술 장애물을 직면하기 전에 손가락 ‐ 트릭 또는 기존 CGMs를 교체 할 수 있습니다.

모션 Artifacts

OCT 이미징은 조직 표면의 빔의 정확한 정렬을 필요로하므로 약간의 움직임 (핸드 트럼 또는 호흡과 같은)은 깊이 프로파일을 손상시킬 수 있습니다. 착용 가능한 프로토 타입은 가속도 및 적응 광 추적으로이 주소를 지정하지만 구급차 조건에서 실제 테스트는 제한됩니다. 조사중인 솔루션에는 빠른 실시간 이미지 안정화 알고리즘이 포함되어있어 이동에 상관없이 안정적인 기능을 추출하는 과도한 모션 및 신호 처리 기술로 프레임을 거부합니다.

개인의 취약성

연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 참여한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 대한 연구에 따르면, 연구원은 연구원의 연구원의 연구원을 대상으로 한 연구에 대한 연구에 대한 연구를 수행 할 수 있습니다.

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규제 통로

미국 식품 의약품 관리 (FDA)는 아직 OCT를 사용하는 비 침습성 포도당 센서를 승인하지 않았습니다. 이 기관은 엄격한 임상 증거를 사용하여 안전성과 효율성을 입증해야합니다. 기술의 소설을 제시하면, de novo 분류 또는 510 (k) 광범위한 라벨링 제한이 필요할 수 있습니다. 규제 과정은 몇 년 더 걸릴 것으로 예상됩니다. 또한 유럽 의학기구 및 기타 규제 기관은 더 복잡한 기술에 대한 추가적인 시간을 보장 할 수 있습니다. 더 복잡한 기술에 대한 추가적인 시간을 추가하려면 상업적 기술에 대한 추가적인 시간을 추가해야합니다.

미래 전망: 인조 Pancreas와 통합

OCT 연구자들은 인공적인 pancreas로 일반적으로 알려진 폐쇄형 루프 인슐린 배달 시스템에 비 침습적 포도당 센서를 통합하는 것입니다. 현재 하이브리드 폐쇄형 루프 시스템은 Medtronic MiniMed 780G 및 Tandem t : Control‐IQ와 함께 X2, 센서 교체가 필요한 최소 침습 CGMs에 의존합니다. 비 침습식 OCT 센서는 지속적으로 소비재를 줄이고 환자 부담을 줄일 수 있습니다.

OCT는 잠재적으로 포도당 농도를 넘어 추가 생리 정보를 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 동일한 깊이에 용해 된 이미지는 피부 혈액 흐름, 조직 수화 및 모세관 밀도에 변화를 나타냅니다. 당뇨병 신경병 또는 주변 동맥 질환의 조기 징후를 감지하기 위해 사용될 수있는 미터. 미래 착용 가능한 OCT 장치는 당뇨병 환자를위한 멀티 테라 미터 건강 대시보드를 제공 할 수 있으며 기술의 임상 유틸리티를 크게 확장합니다.

소비자 측에서는, 몇몇 중요한 기술 회사는 smartwatches로 통합된 OCT 감지기를 설명하는 특허를 신청했습니다. 보고는 Apple]가 10년 이상 비침범성 포도당 감시자를 탐구하고, 그것의 최근 특허는 OCT를 특히 통합한다는 것을 건의합니다. 제품이 발표되지 않은 동안, 광수 칩 miniaturization의 융합, 건전지 기술 및 기계 학습은 손목 ‐wornCT를 위한 다른 시작점에, 그리고 다른 시장은 또한 20 년의 초래된 소비자를 위한 계획될 수 있었습니다.

마지막으로, 인슐린 펌프와 지속적인 피임약 주입 시스템과 통합하면 무선 프로토콜 (블루투스, NFC) 및 클라우드 기반 데이터 분석이 필요할 수 있습니다. OCT 센서는 1 형 당뇨병을 가진 사람들의 삶의 질을 극적으로 개선하는 정기적인 피임약을 필요로 할 수 있습니다.

의약

광학적인 코헤어스톰리티는 임상 이미징 및 포토닉스의 개발의 수십 년을 활용하여 비침범성 포도당 감지를 위한 선도적인 후보로 출범했습니다. 최근 전 세계 하드웨어, 실시간 데이터 처리에 대한 진보와 기계 학습 교정은 실제 사용의 brink에 기술이 가져 왔습니다. 모션 아트팩, 개별 가변성 및 규제 정리의 어려움이 발생하면서, 이 장비는 당뇨병 환자가 당뇨병을 막을 수 있는 미래가 될 수 있는 반면, 이 연구는 세계적 수준의 신경을 갖는 데 도움이 될 수 있는 수준이 아닙니다.