Un innovador láser para medir la glucosa en sangre
El clásico método del pinchazo podría llegar a su fin: En la revista Biomedical Optics Express, el equipo de ingenieros eléctricos, de la Universidad de Princeton, NJ, se describe la forma en que utilizan su dispositivo prototipo para medir el azúcar en la sangre al dirigir el láser en la palma de una persona.
Autor(es): Dr. Rafael Perez Garcia
Enlaces: Ver referencias bibliográficas 25/8/2014
El clásico método del pinchazo podría llegar a su fin: En la revista Biomedical Optics Express, el equipo de ingenieros eléctricos, de la Universidad de Princeton, NJ, se describe la forma en que utilizan su dispositivo prototipo para medir el azúcar en la sangre al dirigir el láser en la palma de una persona.
Autor(es): Dr. Rafael Perez Garcia
Enlaces: Ver referencias bibliográficas 25/8/2014
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Los investigadores están trabajando en una manera de utilizar la tecnología láser para medir la glucosa en sangre de forma no invasiva. Aunque todavía hay mucho camino por recorrer antes de que tengan un dispositivo láser que es portátil y adecuado para uso en el hogar, que creen que un día se va a sustituir la necesidad para los diabéticos para extraer la sangre para comprobar sus niveles de glucosa.
En la revista Biomedical Optics Express, el equipo de ingenieros eléctricos, de la Universidad de Princeton, NJ, se describe la forma en que utilizan su dispositivo prototipo para medir el azúcar en la sangre al dirigir el láser en la palma de una persona.
El autor principal, Claire Gmachl, el profesor Eugene Higgins de Ingeniería Eléctrica en Princeton, dice:
“Con este trabajo esperamos mejorar la vida de muchos enfermos de diabetes que dependen de un control frecuente de la glucosa en la sangre.”
El Rayo láser penetra en la piel y es absorbido por la glucosa
"Para que el sistema funcione, basta con enfocar el láser unos segundos a la palma de la mano. El haz no provoca ningún tipo de incomodidad al paciente, aunque no es tan exacto como el impopular pinchazo. Después de probarlo varias semanas en voluntarios antes y después de comer 20 caramelos de goma, el sistema tiene una precisión del 84%."
"Para que el sistema funcione, basta con enfocar el láser unos segundos a la palma de la mano. El haz no provoca ningún tipo de incomodidad al paciente, aunque no es tan exacto como el impopular pinchazo. Después de probarlo varias semanas en voluntarios antes y después de comer 20 caramelos de goma, el sistema tiene una precisión del 84%."
El dispositivo funciona enviando un haz de láser a través de células de la piel – sin causar daño – a ser absorbidas por las moléculas de azúcar. El objetivo no es azúcar en la sangre como tal, pero el contenido de azúcar de fluido intersticial dérmica, que tiene una fuerte correlación con el azúcar en la sangre.
La cantidad de absorción del haz láser es por lo tanto un indicador de la cantidad de glucosa en la sangre.
El equipo se sorprendió de lo precisas que las lecturas resultaron ser. Se requieren monitores de glucosa actuales que los pacientes utilizan en casa para mostrar las lecturas dentro del 20% del nivel de la sangre real del paciente.
El autor principal Sabbir Liakat, un estudiante graduado en ingeniería eléctrica, dice que incluso su primera versión del sistema láser cumple este requisito, y la última versión es 84% preciso.
El reto ahora es mejorar la tecnología – y no menos importante para reducir la escala.
Cuando empezaron a trabajar en la idea, el dispositivo cubrió un banco mediano laboratorio y necesitaba un elaborado sistema para mantenerlo fresco.
Prof. Gmachl dice que han resuelto el problema de refrigeración – el sistema ahora funciona a temperatura ambiente – pero todavía tienen que encontrar la manera de hacer la tecnología más pequeña.
Su objetivo es desarrollar un dispositivo móvil que pueden tomar para clínicas y sometida a más pruebas y recopilar un conjunto mayor de datos para trabajar.
El dispositivo utiliza un “láser de cascada cuántica ‘para producir la luz del infrarrojo medio.
El sistema utiliza luz láser infrarroja, que está justo más allá de la luz visible para el ojo humano espectro. Dispositivos médicos utilizan actualmente en el infrarrojo cercano, una banda que tiene longitudes de onda ligeramente más largas que el rojo que el ojo humano puede ver. Infrarrojo cercano no está bloqueado por el agua y por lo tanto se puede utilizar en el cuerpo.
Pero infrarrojo cercano no interactuar con los productos químicos en la piel – para eso tienes que mover las longitudes de onda ligeramente más largas en la región del infrarrojo medio. En esta longitud de onda, la luz láser es absorbida por azúcar en la sangre y no se ve muy afectado por otros productos químicos en la piel.
Sin embargo, infrarrojo medio de luz láser es más difícil de aprovechar con láser estándar, y también requiere una mayor potencia y estabilidad para que el haz para penetrar la piel y dispersar fuera de fluido corporal.
Pero como a veces sucede en los proyectos donde la gente trabaja sin descanso para lograr sus metas – no fue un gran avance. Esto se produjo cuando intentaron un nuevo tipo de dispositivo denominado ‘láser de cascada cuántica. ”
El láser de cascada cuántica permite el equipo para seleccionar la frecuencia que necesitan en la región del infrarrojo medio, y también a causa de las recientes mejoras en la tecnología, que ofrece la mayor potencia y estabilidad necesaria para penetrar la piel.
Pequeño estudio muestra las lecturas promedio cumplen precisión clínica requerida
Pequeño estudio muestra las lecturas promedio cumplen precisión clínica requerida
En su documento de estudio que describen la forma en que miden el azúcar en la sangre de tres voluntarios sanos antes y después de cada uno de ellos comieron 20 caramelos. Los investigadores también midieron el consiguiente aumento de azúcar en la sangre con la prueba de punción digital convencional.
El equipo repitió el experimento y tomó mediciones varias veces durante varias semanas. Los resultados mostraron que mientras que las lecturas medias del dispositivo láser tenían errores más grandes que los monitores estándar azúcar en la sangre, que estaban dentro del intervalo requerido para la exactitud clínica.
El equipo está muy entusiasmado por el potencial de su descubrimiento ofrece porque, como explica el profesor Gmachl, “el láser de cascada cuántica puede ser diseñado para emitir luz a través de una muy amplia gama de longitudes de onda, su facilidad de uso no es sólo para la detección de glucosa, pero se podría utilizar concebiblemente para otras aplicaciones de detección médica y monitoreo “.
La Fundación Nacional para la Ciencia, la Fundación Wendy y Eric Schmidt, Luz del día Solutions Inc., y Opto-Knowledge Systems ayudó a financiar el estudio. (Medical Press)
El nuevo diseño se encuentra todavía en etapa experimental y deberá someterse a varias pruebas y a la aprobación de las agencias regulatorias. Una vez cumplidos estos pasos, se espera que esté disponible en tiendas en aproximadamente tres años. En un principio, el modelo disponible tendrá aproximadamente las dimensiones de una caja de zapatos, sin embargo se espera que un par de años después se tenga ya disponible una versión más portátil del equipo.
El nuevo diseño se encuentra todavía en etapa experimental y deberá someterse a varias pruebas y a la aprobación de las agencias regulatorias. Una vez cumplidos estos pasos, se espera que esté disponible en tiendas en aproximadamente tres años. En un principio, el modelo disponible tendrá aproximadamente las dimensiones de una caja de zapatos, sin embargo se espera que un par de años después se tenga ya disponible una versión más portátil del equipo.
Referencias bibliográficas
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