Lähi-infrapunaspektroskopiaan perustuvan noninvasiivisen glukoosimonitoroinnin mittaustarkkuus : Kirjallisuuskatsaus

Abstract

Diabetes on globaalisti yleistyvä kehon glukoositasapainon säätelyyn liittyvä sairaus, joka huonossa hoitotasapainossa aiheuttaa runsaasti terveyteen kohdistuvia haittoja. Diabeteksen hoidon tavoitteena on ylläpitää kehon normaalia glukoositasapainoa. Perinteisesti glukoositasapainoa monitoroidaan invasiivisesti, eli ottamalla sormenpäästä verinäytteitä lukuisia kertoja päivässä ja mukauttamalla yksilöllistä hoitoa niistä saatujen mittaustulosten mukaisesti. Menetelmä on kuitenkin kivulias, aiheuttaa infektioriskin sekä kustannuksia runsaasti kuluvan kertakäyttöisen testausvälineistön muodossa, eikä myöskään mahdollista jatkuvaa monitorointia. Vaihtoehdoksi perinteiselle menetelmälle on pyritty kehittämään erilaisiin teknologioihin perustuvia noninvasiivisia mittausmenetelmiä. Yhtenä potentiaalisimmista korvaajista perinteiselle menetelmälle on pidetty lähi-infrapunaspektroskopiaa, joka perustuu glukoosin ja vaarattoman lähi-infrapunasäteilyn vuorovaikutukselle. Tässä kandidaatintyössä selvitettiin kirjallisuuskatsauksen avulla menetelmän tarkkuutta ja tulevaa kehitystä etsimällä vastaus kolmeen tutkimuskysymykseen: 1. Millainen mittaustarkkuus lähi-infrapunaspektroskopiaan perustuvilla glukoosimonitorointimenetelmillä on tällä hetkellä? 2. Millaisilla ratkaisuilla mittaustarkkuutta on pyritty parantamaan? 3. Millaisilla ratkaisuilla mittaustarkkuutta on mahdollista lähitulevaisuudessa parantaa? Kirjallisuuskatsaus kohdistettiin 16 tietokantaan, joista etsittiin vuosien 2016–2021 välisenä aikana julkaistuja, lähi-infrapunaspektroskopialla toteutettuun glukoosimonitorointiin keskittyviä alkuperäistutkimuksia, jotka esittelivät menetelmään perustuvia mittaustuloksia päätelmiensä tueksi. Hakutuloksia käytiin läpi 967 kappaletta, joista osaksi aineistoa valittiin 76 julkaisua. Julkaisut lajiteltiin sen mukaan, mihin tutkimuskysymyksiin ne vastasivat. Kysymyksiin yksi ja kaksi vastasi 14 julkaisua, kysymykseen kolme vastasivat 15 julkaisua. Loput 47 julkaisua eivät vastanneet tutkimuskysymyksiin. Yleisin syy julkaisun karsimiselle aineistosta oli esitettyjen mittaustulosten riittämätön määrä. Vähimmäismäärä oli päätetty kansainvälisen ISO-standardiin perustuen. Tällä hetkellä lähi-infrapunaspektroskopiaan perustuvien noninvasiivisten glukoosimonitorointimenetelmien mittaustarkkuus ei yksittäisiä poikkeuksia lukuun ottamatta yllä kansainvälisten standardien ja suositusten asettamalle tasolle. Mittaustarkkuuteen on pyritty vaikuttamaan lukuisilla toisistaan eroavilla ratkaisuilla mittaussignaalin muodostamistavoissa, hyödynnetyissä lähi-infrapuna-aallonpituuksissa, mittausmallin määritystavoissa ja laskennassa käytettyjen, mittaussignaalista irrotettujen piirteiden lukumäärässä. Lähitulevaisuudessa menetelmän kehittäminen keskittyy todennäköisesti useiden glukoosille herkkien lähi-infrapuna-aallonpituuksien yhtäaikaiseen mittaamiseen sekä järjestelmän häiriöherkkyyden parantamiseen. Myös menetelmän hyödyntäminen matalista glukoosipitoisuuksista hälyttävänä järjestelmänä on mielenkiinnon kohteena. Todennäköisesti järjestelmistä voidaan ennen pitkään kehittää riittävän tarkkoja, jotta ne soveltuvat yksittäisten glukoosipitoisuusarvojen noninvasiiviseen mittaamiseen verrattain stabiileissa kotiolosuhteissa. Jatkuvaan käyttöön ja jatkuvaan monitorointiin soveltuvan, kaikissa olosuhteissa riittävän tarkan järjestelmän saapuminen markkinoille ei ole lähitulevaisuudessa todennäköistä menetelmään liittyvien lukuisien epävarmuuslähteiden vuoksi