Непрерывный монитор глюкозы ( НМГ ) — это устройство, используемое для постоянного контроля уровня глюкозы в крови вместо периодического контроля уровня глюкозы путем взятия капли крови из пальца. Это известно как непрерывный мониторинг глюкозы . НМГ используются людьми, которые лечат диабет инсулином , например, людьми с диабетом 1 типа , диабетом 2 типа или другими типами диабета, такими как гестационный диабет .
Непрерывный монитор уровня глюкозы состоит из трех частей:
В настоящее время одобренные CGM используют ферментативную технологию, которая реагирует с молекулами глюкозы в интерстициальной жидкости организма , чтобы генерировать электрический ток, пропорциональный концентрации глюкозы. Затем данные о концентрации глюкозы передаются с передатчика, прикрепленного к датчику, на приемник и дисплей, который показывает данные пользователю. [1]
Некоторые устройства непрерывного мониторинга глюкозы необходимо периодически калибровать с помощью традиционных измерений уровня глюкозы в крови [2], но другие не требуют калибровки пользователем. [3]
Непрерывный мониторинг уровня глюкозы набирает популярность по ряду причин.
Непрерывный мониторинг уровня глюкозы имеет некоторые важные ограничения:
Оригинальный монитор Freestyle Libre, представленный Abbott Diabetes Care в 2015 году, описывался как выполняющий «мгновенный мониторинг глюкозы» с одноразовым 14-дневным датчиком-зондом под кожей (как и другие датчики CGM), но откалиброванный на заводе без необходимости калибровки по тесту на глюкозу из пальца. Датчик непрерывно измеряет уровень глюкозы в интерстициальной жидкости (как показатель уровня сахара в крови); до восьми часов этих показаний, усредненных за каждый 15-минутный период, хранятся в сенсорном блоке, в отличие от большинства других систем CGM, которые используют беспроводную связь (обычно Bluetooth ) с внешним устройством для каждого показания. Данные, хранящиеся в датчике, передаются по запросу на «считыватель», удерживаемый в пределах одного-двух сантиметров от сенсорного блока, с использованием технологии связи ближнего поля (NFC). [10] [11] Поскольку можно хранить только восемь часов данных, загрузки не должны быть разделены более чем восемью часами.
Различия в страховом покрытии в США, благоприятствующие "мгновенному мониторингу глюкозы" по сравнению с "непрерывным мониторингом глюкозы", были преимуществом для раннего внедрения менее дорогой системы Abbott. В Великобритании мониторы и датчики мгновенного мониторинга глюкозы доступны многим пациентам бесплатно в Национальной службе здравоохранения (NHS). [11]
Более поздняя версия Freestyle Libre 2 устройства Эбботта использует другие, несовместимые датчики. Его можно запрограммировать на передачу предупреждения о низком уровне сахара в крови ( гипогликемии ) или высоком уровне сахара через Bluetooth на соседнее устройство, и с 2023 года он передает показания глюкозы через Bluetooth каждые 60 секунд, фактически создавая CGM, а не флэш-монитор глюкозы. Следующий Freestyle Libre 3 меньше и передает свои показания через Bluetooth, [12] как и другие измерители; он не описывается как флэш-мониторинг.
Первая система непрерывного мониторинга глюкозы была одобрена FDA в 1999 году. Дальнейшие разработки увеличили продолжительность ношения датчиков, возможности получения и считывания данных, а также настройки оповещения пользователей о высоких и низких уровнях глюкозы.
Первая версия Medtronic MiniMed снимала показания уровня глюкозы каждые десять секунд, а средние показания сообщались каждые пять минут. Датчики можно было носить до 72 часов. [13]
Вторая система, разработанная Dexcom , была одобрена в 2006 году. Датчик был одобрен для использования в течение 72 часов, а приемник должен был находиться на расстоянии не более пяти футов для передачи данных.
В 2008 году была одобрена третья модель, Abbott Laboratories ' Freestyle Navigator. Датчики можно было носить до пяти дней. [13]
В 2012 году Dexcom выпустила новое устройство, которое позволяло носить датчик в течение семи дней и имело дальность передачи 20 футов. Позже Dexcom представила приложение, позволяющее передавать данные с датчика на iPhone . Эта система была одобрена для использования в педиатрии в 2015 году. [13]
В сентябре 2017 года FDA одобрило первую систему непрерывного мониторинга глюкозы, не требующую калибровки с помощью измерения уровня глюкозы в крови из пальца, FreeStyle Libre. Libre считается системой «мгновенного мониторинга» (FGM) и, следовательно, не является настоящей («в реальном времени») системой непрерывного мониторинга глюкозы [ сомнительно – обсудить ] . [14] Это устройство можно было носить до десяти дней, но для начала показаний требовалось 12 часов. [15] За ним последовало обновленное устройство, которое можно было носить до 14 дней, и для запуска нового датчика требовался всего один час. [16] [17] [18] FreeStyle Libre 2 был одобрен в Европе в октябре 2018 года и позволял настраивать оповещения, когда уровень глюкозы выходит за пределы диапазона.
В июне 2018 года FDA одобрило систему непрерывного мониторинга глюкозы Eversense (производства Senseonics Inc) для использования у людей в возрасте 18 лет и старше, страдающих диабетом. Это первая одобренная FDA система непрерывного мониторинга глюкозы, включающая полностью имплантируемый датчик для определения уровня глюкозы, который можно носить до 90 дней. [19] [20] Eversense XL, 180-дневная версия системы, была одобрена в Европе в октябре 2017 года. [21]
Китай разрабатывает и производит системы непрерывного мониторинга глюкозы. Первая система непрерывного мониторинга глюкозы, одобренная для Европейского союза, произведена компанией Medtrum Technologies. Датчик рассчитан на 14 дней и измеряет уровень глюкозы каждые 2 минуты с помощью приложения для смартфона. [22] Компания Medtrum была основана в 2008 году и базируется в Шанхае, Китай. [ необходима цитата ]
В конце 2017 года Medtrum представил TouchCare A6 CGM (позже A7 или Slim в некоторых странах), который измеряет уровень глюкозы в интерстициальной жидкости до 14 дней. Система TouchCare поставляется с мобильными приложениями, включая приложение для удаленного просмотра. [23] Система TouchCare имеет оповещения о глюкозе и требует калибровки каждые 24 часа. [24]
В конце 2021 года был анонсирован Medtrum Nano — очень тонкое устройство, не требующее калибровки, одобренное для использования до 14 дней и с настраиваемыми оповещениями об уровне глюкозы. [25]
Компания Medtrum производит как помпы непрерывного мониторинга глюкозы, так и инсулиновые помпы , которые управляются с помощью одного приложения для смартфона, позволяющего пользователю контролировать уровень глюкозы и запускать подачу инсулина в замкнутой системе.
Руководящие принципы NICE Великобритании, введенные для NHS в марте 2022 года в Англии и Уэльсе, рекомендуют всем пациентам с диабетом 1 типа предлагать либо экспресс-мониторинг глюкозы, либо CGM. Людям с диабетом 2 типа следует предлагать экспресс-мониторинг глюкозы или CGM, если они используют инсулин два раза в день или чаще, в противном случае им рекомендуется делать проколы пальца восемь раз в день, у них рецидивирующая или тяжелая гипогликемия, у них нарушено восприятие гипогликемии или они не могут контролировать свой собственный уровень сахара в крови, но они или опекун могут использовать сканирующее устройство. Подробности различаются в Шотландии и Северной Ирландии. [26]
CGM является ключевым элементом в разработке системы «замкнутого цикла» для лечения диабета I типа. Система замкнутого цикла контролирует уровень глюкозы в крови с помощью CGM и отправляет данные в инсулиновую помпу для расчетной подачи инсулина без вмешательства пользователя. [13] Ряд инсулиновых помп в настоящее время предлагают «автоматический режим», однако это еще не полностью замкнутая система. Существует несколько реализаций, включая систему искусственной поджелудочной железы [28] и OpenAPS с открытым исходным кодом . [29]
Пространство непрерывного мониторинга уровня глюкозы остается предметом обширных исследований и разработок в области создания менее затратных, более точных и более простых в использовании сенсорных решений, некоторые из которых стремятся быть неинвазивными. [30] Неинвазивный CGM был определен как медицинское устройство, которое может измерять уровень глюкозы в организме без прокалывания кожи, забора крови или причинения какой-либо боли. [30]
По состоянию на август 2023 года, кроме Dexcom и Abbott Diabetes, ни один другой производитель не достиг значительной доли рынка во всем мире. [31] В Европе были получены регулирующие разрешения на неинвазивные сенсорные системы, [32] хотя внедрение на рынке было низким, что не повлияло на доминирование Abbott-Dexcom.
С начала 2000-х годов разрабатываются многочисленные инвазивные решения непрерывного мониторинга глюкозы. [33]
Senseonics вывела на рынок свои 180-дневные сенсорные системы Eversense XL как на американском, так и на европейском рынках. В июне 2023 года компания объявила о том, что считает данные по безопасности и точности своего 365-дневного датчика благоприятными, что говорит о том, что он может быть коммерциализирован в будущем. [34] В июне 2024 года Senseonics объявила о намерении начать продажи 365-дневного датчика в 2025 году. [35]
Решение, разработанное американской фирмой GlySens , направлено на устранение необходимости во внешнем считывателе путем создания датчика, который можно имплантировать под кожу и который напрямую передает значения уровня глюкозы во внешнее приложение. По состоянию на август 2023 года это начинание застопорилось, система нигде не была одобрена, а компания прекратила свое существование. [36]
Другая инвазивная технология непрерывного мониторинга глюкозы, разрабатываемая компанией Profusa Inc., базирующейся в Эмеривилле , Калифорния , основана на исследовательских проектах по зондированию, ранее реализованных компанией в рамках грантов DARPA . [37] Эта технология состоит из гидрогелевого микросенсора, который помещается под кожу подкожно в ходе нехирургической процедуры. В обзоре литературы 2020 года несколько биомедицинских инженеров поддержали утверждения Profusa о том, что нехирургическая процедура введения выгодно отличает ее от системы Eversense компании Senseonics, [38] поскольку последняя требует хирургической процедуры для введения и удаления датчика. Датчик Profusa якобы также не нужно удалять, поскольку он преодолевает реакцию инородного тела . Считыватель помещается на кожу поверх того места, где находится датчик, при этом датчик передает ему световой сигнал . Утверждается, что датчик работает от трех до шести месяцев. Затем эта информация передается на смартфон, где ее можно отслеживать через приложение. [39] По состоянию на август 2023 года этот датчик не получил одобрения регулирующих органов ни в одной юрисдикции, хотя аналогичная система Profusa, измеряющая уровень кислорода под кожей, имеет сертификацию CE в Европе. [40] Profusa подала заявку на выход на биржу через сделку SPAC . [41]
Аналогичный подход разрабатывала другая калифорнийская компания под названием Metronom Health. [42] Эта компания не выпускала пресс-релизов, и в новостях не было информации о каком-либо прогрессе в плане ее исследований и разработок.
Еще один инвазивный подход разрабатывается бельгийской компанией Indigo Diabetes. Indigo заявляет, что разрабатывает CGM, называемую «системой непрерывного мультиметаболитного мониторинга (CMM)». Она предназначена для предоставления людям, живущим с диабетом, доступа к информации об их уровнях глюкозы и других метаболитов в любой момент времени. [43] Она еще не получила одобрения регулирующих органов. Компания завершила клиническое испытание в апреле 2024 года. [44]
Простота использования, которую ожидают многие пользователи непрерывного мониторинга глюкозы от безопасного и точного неинвазивного устройства, привела к значительным инновациям и исследованиям.
Неинвазивные подходы можно разделить на основанные на интерстициальной жидкости, радиочастотные или основанные на дыхании. Датчики анализа интерстициальной жидкости используют устройство для анализа жидкости на коже или под кожей, посылая инфракрасные лазеры для определения уровня глюкозы в жидкости. Радиочастотные устройства проникают через кожу и могут получать информацию об уровне глюкозы непосредственно из крови.
Сообщается, что Apple работает над неинвазивным CGM, который она стремится интегрировать в свои Apple Watch . В марте 2023 года сообщалось, что компания создала доказательство концепции неинвазивного CGM. [45] Еще одна компания, работающая над неинвазивным CGM, — Masimo , которая подала в суд на Apple за нарушение патентных прав в этой области в 2020 году. [46] Masimo также подала новые патенты через свою дочернюю компанию Cercacor (ожидается по состоянию на сентябрь 2023 года), охватывающие совместный непрерывный мониторинг глюкозы и систему доставки с замкнутым циклом помпы. [47]
Samsung объявила, что включит мониторинг глюкозы в свои смарт-часы с целевым годом выпуска 2025. По состоянию на октябрь 2023 года последнее обновление было в декабре 2022 года. Неясно, будут ли часы интегрировать показания внешнего CGM, такого как Dexcom или Abbott, или работать автономно. [48] В 2020 году компания опубликовала литературу о неинвазивном методе, который она разработала совместно с учеными Массачусетского технологического института для осуществления непрерывного мониторинга глюкозы с использованием спектроскопии. [49] Компания подала патенты, связанные с этой технологией. [50]
SugarBeat, созданный Nemaura Medical , представляет собой беспроводную неинвазивную систему мониторинга уровня глюкозы в крови с использованием одноразового кожного пластыря . Пластырь подключается к перезаряжаемому передатчику, который определяет уровень сахара в крови и передает данные в мобильное приложение каждые пять минут. Пластырь можно использовать в течение 24 часов. Электронные токи используются для вытягивания интерстициальной жидкости на поверхность для анализа уровня глюкозы. SugarBeat получил одобрение регулирующих органов в Саудовской Аравии [51] и Европе [52] , хотя темпы проникновения на рынок остаются очень низкими. Компания заявила о выручке в размере 503 906 долларов США за финансовый год, заканчивающийся в марте 2022 года [53] , что сопоставимо с более чем 3 миллиардами долларов США у Dexcom. [54] По состоянию на август 2023 года [обновлять]она подала заявку на предварительное одобрение FDA США для sugarBEAT. [55]
Другая неинвазивная система создана американской компанией Movano Health. Она использует небольшое кольцо, надеваемое на руку. В 2021 году компания Movano заявила, что создает самый маленький из когда-либо созданных датчиков с поддержкой радиочастот (РЧ), предназначенный для одновременного мониторинга артериального давления и уровня глюкозы. [56] Movano котируется как MOVE на NASDAQ. К августу 2023 года Movano перешла на создание сенсорных колец для других параметров, таких как частота сердечных сокращений, уровень кислорода в крови, частота дыхания, изменчивость температуры кожи и отслеживание менструальных симптомов. [57]
DiaMonTech AG — частная компания из Берлина , Германия, которая разрабатывает D-Pocket, [58] датчик глюкозы без CGM, который использует технологию инфракрасного лазера для сканирования тканевой жидкости в коже и обнаружения молекул глюкозы. Короткие импульсы инфракрасного света посылаются на кожу, которые поглощаются молекулами глюкозы. Это генерирует тепловые волны, которые обнаруживаются с помощью ее запатентованного метода IRE-PTD. [59] Компания заявляет о высокой селективности своего метода, результаты первого исследования были опубликованы в журнале Journal of Diabetes Science and Technology . В этом исследовании заявлено, что медианная абсолютная относительная разница составляет 11,3%. [60] DiaMonTech объявила, что ее предполагаемый последующий продукт D-Sensor будет включать непрерывные измерения, что делает его CGM, хотя дата выпуска не была указана. [61]
BioXensor, разработанный британской компанией BioRX, использует запатентованную радиочастотную технологию наряду с подходом с несколькими датчиками (также фиксирующими уровень кислорода в крови, ЭКГ , частоту дыхания, частоту сердечных сокращений и температуру тела). [62] Компания утверждает, что это позволяет измерять уровень глюкозы в крови каждую минуту надежно, точно и неинвазивно. BioXensor не получил одобрения регулирующих органов по состоянию на июнь 2023 года [обновлять].
Компания HAGAR из Хайфы , Израиль, завершила исследование своего неинвазивного CGM GWave, сообщив о высокой точности. Этот датчик использует радиочастотные волны для измерения уровня глюкозы в крови. [63] По состоянию на август 2023 года устройство нигде не получило одобрения регулирующих органов. Одним из критических замечаний в отношении радиочастотной технологии как способа измерения глюкозы является то, что исследования, проведенные в 2019 году, показали, что глюкозу можно обнаружить только в дальнем инфракрасном диапазоне (нанометровые длины волн), а не на радиочастотах даже в сантиметровом и миллиметровом диапазоне длин волн, что ставит под сомнение жизнеспособность радиочастот для измерения глюкозы. [64]
Glucomodicum базируется в Хельсинки , Финляндия. Их предпринятое решение использует интерстициальную жидкость для неинвазивного непрерывного измерения уровня глюкозы. Оно не имеет нормативного одобрения. [65]
KnowLabs — это компания из Сиэтла , США, которая создает CGM под названием Bio-RFID-датчик, который работает, посылая радиоволны через кожу для измерения молекулярных сигнатур в крови, которые алгоритмы машинного обучения Know Labs используют для вычисления уровня сахара в крови пользователя. Компания сообщила, что создала прототип, но не получила одобрения регулирующих органов по состоянию на август 2023 года. [66]
Liom (ранее называвшийся Spiden ) — швейцарский стартап, создающий неинвазивные смарт-часы для мониторинга нескольких биомаркеров и уровня лекарств с возможностью непрерывного мониторинга уровня глюкозы в качестве своего первого приложения. [67] [68] По состоянию на октябрь 2023 года он еще не получил одобрения регулирующих органов. В январе 2024 года Liom (тогда называвшийся Spiden ) заявил, что разработал прототип с заявленным значением MARD (среднее абсолютное относительное отклонение) относительно эталонного измерения уровня глюкозы примерно в 9%. [69]
Occuity, стартап из Рединга , Великобритания, применяет другой подход к неинвазивному мониторингу уровня глюкозы, используя глаз. [70] Компания разрабатывает Occuity Indigo, [71] который будет измерять изменение показателя преломления глаза для определения концентрации глюкозы в крови. [72]