Estimación experimental de glucose en sangre a partir de registros de fotopletismografía no invasive en dedo
Resumen
La concentración de glucosa en sangre contiene información sobre la salud y calidad de vida de una persona. La presencia de altas concentraciones de glucosa en el torrente sanguíneo indica un mal funcionamiento del sistema humano. Actualmente, existe un método de prueba aceptable para estimar el nivel de glucosa; consiste en sacar una muestra de sangre del dedo con un pinchazo utilizando un alfiler o lanceta. Sin embargo, esta muestra presenta algunas desventajas o problemas asociados, tales como infecciones, estrés emocional y problemas de coagulación, típicos en pacientes que viven con diabetes. Por lo tanto, en este estudio se analiza la fotopletismografía reflectiva (PPG, por sus siglas en inglés), técnica no invasiva basada en una fuente de luz y un fotodetector capaz de medir la cantidad de luz que refleja el cuerpo humano a través de la piel. Particularmente, se construyen dos fotodetectores capaces de medir los niveles de glucosa en sangre basados en los diodos emisores de luz infrarroja LTE-302 y COM-09349, en combinación con el fotodetector FDS-100. Además, se realiza el diseño de la circuitería necesaria para la adquisición y acondicionamiento de las señales muestreadas. El sistema de sensado es validado a través de un conjunto de mediciones realizadas a tres voluntarios, dos hombres y una mujer, de diferentes edades. Las mediciones de cada sensor se comparan con un glucómetro comercial, el One Touch Select Plus Flex, obteniendo error aproximado de 14 % para el primer sensor y 7.9 % para el segundo sensor; sin embargo, la desviación de las mediciones se encuentra dentro de especificación de la norma NORM ISO 15197:2013. Concluyendo que, la técnica de PPG reflexiva podría ser utilizada como un método no invasivo para estimar el nivel de glucosa en sangre en el cuerpo humano.
Descargas
Citas
Basto-Abreu, A., López-Olmedo, N., Rojas-Martínez, R., Aguilar-Salinas, C. A., De la Cruz-Góngora, V., Rivera-Dommarco, J., ... & Barrientos-Gutiérrez, T. (2021). Prevalencia de diabetes y control glucémico en México: resultados nacionales 2018 y 2020. Salud Pública de México, 63(6), 725-733.
Basto-Abreu, A., Barrientos-Gutiérrez, T., Rojas-Martínez, R., Aguilar-Salinas, C. A., López-Olmedo, N., Cruz-Góngora, V. D. L., ... & Villalpando, S. (2022). Prevalencia de diabetes y descontrol glucémico en México: resultados de la Ensanut 2016. salud pública de méxico, 62, 50-59.
Chincoya, G. S., Oliva, G. M., & Oria, J. I. C. (2021, November). Dispositivo de Monitoreo de Glucosa en Sangre No Invasivo mediante Infrarrojo Cercano. In Memorias del Congreso Nacional de Ingeniería Biomédica (Vol. 8, No. 1, pp. 173-177).
Covarrubias-Macías, E. (2022). Estudio de fotopletismografía reflectiva para la estimación de glucosa basado en infrarrojo cercano. Revista Aristas, 9(17), 302-307.
Inés de Mir Messa, Olaia Sardón Prado, Helena Larramona, Antonio Salcedo Posadas, and José Ramón Villa Asensi, "Body plethysmography (I): Standardisation and quality criteria," Anales de pediatria, vol. 83, no. 2, pp. 136.e1-7, 2015.
Breitenbeck, N., & Brown, A. (2017). Accuracy assessment of a blood glucose monitoring system for self-testing with three test strip lots following ISO 15197: 2013/EN ISO 15197: 2015. Journal of Diabetes Science and Technology, 11(4), 854-855.
Briseño-Castellanos, M., Hernández-Gonzalez, M. A., Ramos-Moreno, J. M., Cisneros-Carrasco, J. M., & Jiménez-Ruvalcaba, J. (2021). Determinación niveles de glucosa por medio de espectroscopía como método no invasivo. Revista Médica del Instituto Mexicano del Seguro Social, 59(6).
Bruen, D., Delaney, C., Florea, L., & Diamond, D. (2017). Glucose sensing for diabetes monitoring: recent developments. Sensors, 17(8), 1866. Adaobi, O. O., Iwueze, I. S., Biu, E. O., & Arimie, C. O. (2021). On the analysis of blood glucose levels of diabetic patients. Fortune Journal of Health Sciences, 4(1), 257-283.
Kim, J. H., Garo, M. L., Guerra, A., Paparo, M. T., & Russo, A. (2021). Accuracy of Two CE-Marked Blood Glucose Monitoring System Based on EN ISO 15197: 2015. Diabetology, 2(4), 232-239.
Liu, M., & Zhang, C. (2021, October). Design of Control System of Indoor Energy-saving Lamps Based on Microcontroller. In 2021 3rd International Conference on Artificial Intelligence and Advanced Manufacture (pp. 270-275).
Pleus, S., Baumstark, A., Jendrike, N., Mende, J., Link, M., Zschornack, E., ... & Freckmann, G. (2020). System accuracy evaluation of 18 CE-marked current-generation blood glucose monitoring systems based on EN ISO 15197: 2015. BMJ Open Diabetes Research and Care, 8(1), e001067.
Schwarz, Y., Konvalina, N., & Tirosh, A. (2021). A Pilot Trial to Evaluate the Accuracy of a Novel Non-Invasive Glucose Meter. Sensors, 21(20), 6704.
Shelley, K., Shelley, S., & Lake, C. (2001). Pulse oximeter waveform: photoelectric plethysmography. Clinical monitoring, 2.
Siegmund, T., Heinemann, L., Kolassa, R., & Thomas, A. (2017). Discrepancies between blood glucose and interstitial glucose—technological artifacts or physiology: implications for selection of the appropriate therapeutic target. Journal of diabetes science and technology, 11(4), 766-772.
Sun, H., Saeedi, P., Karuranga, S., Pinkepank, M., Ogurtsova, K., Duncan, B. B., ... & Magliano, D. J. (2022). IDF Diabetes Atlas: Global, regional, and country-level diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2045. Diabetes research and clinical practice, 183, 109119.
Tang, L., Chang, S. J., Chen, C. J., & Liu, J. T. (2020). Non-invasive blood glucose monitoring technology: a review. Sensors, 20(23), 6925.
Vázquez-López, Carlos E., Gamboa-Loaiza, Diana, Covarrubias-Macías, E. (2022). Estimacion del nivel de glucosa mediante fotopletismografía aplicando el infrarojo cercano. Robótica y Computación, una Nueva Perspectiva, 27-32.