Glukózový senzor

Glukózový senzorPodskupina D 12 GLUKÓZOVÝ SENZOR. Senzor pre kontinuálne monitorovanie hladiny glukózy z intersticiálnej tekutiny. In:  je zariadenie na kontinuálne meranie koncentrácie glukózy v krvi (glykémie), alebo v intersticiálnej tekutine, ktorá dostatočne presne zodpovedá koncentrácii glukózy v krvi. Údaje prenášajú cez transmiter do vonkajšej jednotky, ktorou môže byť čítačka, aplikácia v mobilnom telefóne, alebo aj poloautomatická inzulínová pumpa, ktorá podľa nameraných hodnôt koriguje dávkovanie inzulínu, podávaného pacientovi.

 Účel zariadenia 
Oproti jednotlivým vyšetreniam počas dňa kontinuálne monitorovanie glykémie pomocou senzora je prínosom hlavne pre pacientov s diabetes mellitus (cukrovkou) 1. typu. U týchto pacientov glykémia počas dňa viac kolíše a tieto výkyvy nemusia byť zachytené jednotlivými meraniami. Nevyrovnaný (t.j. nekompenzovaný) diabetes pacientov ohrozuje jednak akútnymi komplikáciami - hypoglykémiami (znížením koncentrácie glukózy krvi, ktoré môže byť až život ohrozujúce), jednak chronickými komplikáciami, vyplývajúcimi zo zlej kompenzácie diabetu a dlhodobo zvýšenej koncentrácie glukózy v krvi (hyperglykémie). Opakované hypoglykémie časom môžu viesť k vzniku syndrómu nerozpoznania hypoglykémie, ktorého následkom môže byť aj dlhodobé poškodenie centrálneho nervového systému. (viac v článku Diabetes mellitus). Monitorovanie umožňuje udržať glykémiu v požadovanom rozmedzí po väčšinu dňa, čo preukázateľne znižuje výskyt komplikácii, zlepšuje kvalitu života a jeho dĺžku. Tým, ako sa zlepšuje dostupnosť senzorov, rozširuje sa ich používanie aj na vybraných pacientov s diabetes mellitus 2. typu.

 Druhy senzorov podľa spôsobu merania 
Praktické rozdelenie senzorov je na invazívne, ktoré potrebujú priamy kontakt s telesnou tekutinou, a na neinvazívne, ktoré takýto kontakt nevyžadujú. Pre pacientov s diabetes mellitus sa spravidla využíva invazívne meranie.

Invazívne glukózové senzory v praxi väčšinou merajú koncentráciu glukózy v intersticiálnej tekutine, ktorá je v prijateľnej zhode s koncentráciou glukózy v krvi, zriedkavejšie priamo v krvi. Umožňujú meranie bez zásahu pacienta a priebežne poskytujú aktuálne hodnoty každých niekoľko minút (CGM senzory), alebo po priložení čítačky (FGM - flash senzory).

Najpoužívanejšie meranie koncentrácie glukózy je elektrochemické, pri ktorom sa glukóza vo vzorke pôsobením enzýmu glukozooxidázy oxiduje na peroxid vodíka, ktorého elektrochemickým rozkladom vzniká merateľný elektrický prúd. Prúd môže byť generovaný aj inými elektrochemickými reakciami, napríkad glukózy s NAD (nikotinamid-adenín-dinukleotid). 

K implantácii pod kožu pacienta sú vhodné senzory nových generácii, ktoré fungujú bez potreby reagencii, ktoré by boli v priamom styku s telesnými tekutinami. Pracujú s organickými vodivými soľami a na meranie bez priameho kontaktu s telesnými tekutinami využívajú techniku mikrodialýzy. Iné zariadenia pracujú na princípe spektroskopie v oblasti blízkeho infračerveného pásma (NIRS) a impedančnej spektroskopie a iných optických metódach. Tieto trpia skreslením z absorpcie inými materiálmi, vysokou úrovňou šumového pozadia atď., napriek tomu sa už niektoré dostali do komerčného užívania, ale bez certifikácie ako lekárskeho prístroja. Ďalším princípom je meranie fluorescencie špeciálneho proteínu v hydrogéli, ktorého súčasťou je receptor glukózy aj fluorofor. Jedno z testovaných zariadení napríklad pracuje na princípe spektrofluorometrického merania koncentrácie glukózy, reverzibilne naviazanej na indikátorový hydrogél.

Neinvazívne glukózové senzory merajú hladinu glukózy v slinách, slzách, pote, prípadne získaných pri kontakte s pokožkou alebo sliznicami. Niektoré používajú na získanie vzorky potu iontoforézu. Vo všeobecnosti sú menej presné, ich merania sa viac oneskorujú za meniacimi sa koncentráciami glukózy v krvi a niektoré spôsobujú podráždenie v mieste odberu. Viac sa  očakáva od optických neinvazívnych senzorov na princípe infračervenej absorpčnej spektroskopie, Ramanovej spektrometrie a iných, tiež je vyvíjaný senzor, založený na princípe mikrovlnového rezonátora, u ktorého sa predpokladajú minimálne rozmery, vysoká presnosť a nízka cena. Neinvazívne senzory ešte nie sú vhodné na kontinuálne monitorovanie glykémie, je však možné očakávať ich integráciu do nositeľnej elektroniky, pri ktorej by bolo možné tento nedostatok najmenej čiastočne odstrániť (stav r. 2025).

 Použitie 
Bežne používané senzory sú elektrochemické. Sú určené na  jednorazové použitie, pričom ich životnosť býva 1 - 2 týždne. Zavádzajú sa hrotom do podkožia pomocou jednorazového aplikátora. Niektoré typy majú integrovaný aj vysielač, na iné sa vysielač jednoduchým spôsobom pripája. Staršie typy pravidelne vyžadovali kalibráciu, spojenú s vyšetrením glykémie z kapilárnej krvi, odobratej z prsta glukometrom, niektoré novšie už kalibráciu nepotrebujú, aj keď pacienti bývajú inštruovaní, aby si v prípade pochybností o správnosti zobrazovanej hodnoty glykémiu z kapilárnej krvi kvôli kontrole vyšetrili. Ako zobrazovacia jednotka slúži priložená čítačka (prijímač), alebo aplikácia v mobilnom telefóne. Okrem zobrazenia aktuálnej hodnoty glykémie je zobrazovaný aj trend (vzostup, pokles), história hodnôt a odporúčania ohľadne aplikácie inzulínu, jedla, odporúčanej fyzickej námahy, ako aj výstrahy a odporúčaný postup pri nevhodnej (príliš vysokej) alebo nebezpečnej (príliš nízkej) hodnote glykémie, na ktoré je pacient upozornený alarmom. Niektoré typy senzorov sú pripojiteľné priamo na inzulínovú pumpu, ktorú dokážu ovládať v poloautomatickom režime, kedy sa od pacienta požaduje, aby vkladal informácie o príjme potravy a neobvyklej fyzickej námahe, alebo v plne autonómnom režime, ktorým sa však nie vždy dosahujú optimálne hodnoty glykémie.

Neinvazívne senzory sa diagnosticky využívajú zriedkavejšie (stav 2025), pretože u aktívnych pacientov neposkytujú kontinuálne monitorovanie glukózy a sú menej presné. Používajú sa napríklad na  monitorovanie koncentrácie glykémie u detí, obzvlášť predčasne narodených, u ktorých sa často vyskytuje zdraviu nebezpečné kolísanie koncentrácie glukózy v krvi.

Trvalo implantované senzory (implantácia bez operácie, tiež s použitím aplikátora) sú ďalšou vyvíjanou alternatívou, ktorej rozšírenie bude závisieť na skúsenostiach z každodennej praxe.

 Význam 
Glukózové senzory umožnili dosiahnuť kompenzáciu (vyrovnané glykémie v optimálnom rozmedzí, alebo blízko neho bez opakovaných nebezpečne nízkych hodnôt - hypoglykémii) u prakticky všetkých dobre spolupracujúcich pacientov s cukrovkou 1. typu, vrátane tých so syndrómom neuvedomenia si hypoglykémie, u ktorých to bolo bez použitia glukózového senzora veľmi ťažké až nemožné. Zlepšenie bolo potvrdené vo všetkých sledovaných parametroch - hladine glykovaného hemoglobínu, vo výskyte akútnych aj chronických komplikácii, v čase zotrvania glykémii u pacienta v požadovaných medziach aj v poklese počtu hospitalizácii. Na základe dobrých výsledkov sa v súčasnosi rozširujú odporúčania pre používanie glukózových senzorov ako diagnostického nástroja aj u pacientov s cukrovkou 2. typu. Spoľahlivé senzory sú predpokladom skorého rutinného používania plne automatického podávania inzulínu s použitím zariadení s uzatvorenou regulačnou slučkou - umelého pankreasu.

 Referencie 

 Zdroje 
 Tammy Shifftett: Continuous Glucose Monitoring: Everything You Need to Know. Thediabetescouncil.com Dostupné online: https://www.thediabetescouncil.com/continuous-glucose-monitoring-everything-you-need-to-know/
 Eun-Hyung Yoo, Soo-Youn Lee: Glucose Biosensors: An Overview of Use in Clinical Practice. Sensors 2010, 10, str. 4558-4576; doi:10.3390/s100504558. Dostupné online: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3292132/

Kategória:Medicínske prístroje
Kategória:Diabetes mellitus