[ S17-穿戴式運用專論 ] 案例 醫資學程二 404570047 林宜澄

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穿戴式血糖測量

組員:

醫資二 林宜澄404570047

醫資二 歐于菁404570097

醫資二 董韋伶404570126

醫資二 曾佩萱404570140

案例分享:

傳統的家用血糖測量器都是利用針頭刺入肌膚取出血液,透過連接專門試紙的機器來測量。這種侵入式的測量,或多或少都會帶來刺痛,這也使得人們不太願意監測自己的血糖,不僅如此,每測量一次血糖就要使用一張試紙,長期下來的耗材費用,將十分可觀,這對於一般家庭來說,是個不小的負擔。

而隨著物聯網的發展及穿戴式裝置的興起,出現了許多新的血糖測量方式,以下將介紹三種嶄新的檢測方法:1. 連續血糖監測儀 (continuous glucose monitoring system, CGMS)  2.Smart Contact Lens  3. Circle Life

一、連續血糖監測儀 (continuous glucose monitoring system, CGMS)[1] [2]

由美敦力(Medtronic)公司研發的連續血糖監測儀(continuous glucose monitoring system, CGMS),可供成人和2歲及以上兒童使用,且能與智慧型手機連線,血糖資料能立即被分享,這對無法總是帶在糖釀病患者身邊的家屬和看護人員來說,擁有很大的幫助。CGM由血糖值記錄器、 資料傳輸線、探頭、資料下載器等元件構成。

藉由使用連續型血糖監測,能讓患者清楚自己血糖變化進而調整控制,而非每次回診前抽一次糖化血色素HbA1c(是用於評估糖尿病患者血糖控制狀況的長期指標)),有效達到緩解糖尿病的心理負擔。

CGM的測量方式是將探頭插入患者皮下後,機器就會開始每5到15分鐘顯示一次數值,透過對皮下組織間液的葡萄糖濃度執行量測,如果血糖低於或高於正常值,機器將發出警報。而病人佩戴CGM的期間,仍須作幾次的自我血糖監測,並將血糖值輸入至血糖紀錄器內;佩戴結束後,再由醫護人員將資料下載至電腦,即可產生這段期間的所有血糖曲線圖。因此,使用連續血糖監測儀後,可以明確的看出血糖最高值及其發生的時間,也可讓患者及醫護人員找出藥物、運動、飲食與血糖值間的關係,這增加了個案的醫囑準確性(如:病人該服用多少胰島素、適合病人的運動計劃為何、病人每天需要的膳食和點心量以及正確的藥物類型和劑量),也使醫師改變糖尿病的治療策略更加方便。

不同於傳統的血糖儀,CGM不論是白天或夜晚都在記錄血液血糖等級,並顯示整週的高點和低點,此系統可以幫助:

1. 記錄夜間血糖過低,這個問題往往未被發現

2. 跟蹤每餐之間的高水平

3. 顯示清晨的血糖高峰值

4. 評估飲食和運動如何影響你

5. 確定治療計劃是否每日都有實施

CGM對於每個糖尿病患者來說並不一定都是實用的。而他們的價格比葡萄糖計更昂貴,保險或醫療補助可能不包括在內,且也可能需要額外的培訓和實踐來正確使用該技術。因此在要使用CGM前,需先和醫生討論CGM是否適合你。然而當病患因:血糖水平的主要高點和低點異常而找不到明確的原因、妊娠糖尿病發生在懷孕期間、需做胰島素幫浦(insulin pump)的治療或患有低血糖、高血糖症,醫生大多會推薦使用CGM來解決、偵測這些問題。此外,CGM在2016年9月成為第一個經過FDA審准通過,美敦力公司根據CGM檢測的數據調節胰島素給藥的系統,搭配微電腦感應以及監測血糖自動啟動幫浦,待這項技術發展的更加成熟時,糖尿病患者就如同擁有了一顆人工胰臟,不再有血糖異常的問題,有望改寫糖尿病患者的生活。

一些研究顯示,使用連續血糖監測儀與採用傳統血糖機作來做血糖監測,並以其結果來調整胰島素劑量相比,第一型糖尿病的病人之平均血糖值會更進步,且不會增加低血糖的風險。但也有部份研究發現,對於採用胰島素幫浦治療或一天多次胰島素注射的個案而言,利用血糖機作自我血糖監測調整胰島素劑量,其改善糖化血色素的效果,並不比使用連續血糖監測系統差。所以要將CGMS運用在臨床的治療 上,目前並沒有一個標準的解讀方式。

二、Smart Contact Lens[3] [4]

Google在2014年發表「Smart Contact Lens」技術,藉由測量眼淚中的葡萄糖含量連續監測血糖,期望在未來五年內能讓智能隱形眼鏡應用在現實生活中,人們可以更容易地控制病情,但是因許多因素,Google已停止此產品的研發。

智能隱形眼鏡透過先進的技術,讓電路和葡萄糖傳感器在微小的空間中協作,並利用無線電頻率(radio frequency)來獲取能量,為設備提供足夠的電力,進行淚液的收集和傳輸葡萄糖讀數,此外,為了不影響遮擋佩戴者的視線,此嵌入式電子設備將電路和葡萄糖傳感器環繞在鏡片外側。鏡片樣板包含了微型無線芯片和夾在兩層軟性隱形眼鏡材料之間的葡萄糖傳感器,智能隱眼有一個小針孔讓淚液滲入傳感器中,起初google的研發團隊,希望透過讓裝置進行秒一次的血糖測量,他們認為更頻繁的檢測能夠增加罕見葡萄糖的被檢測到的次數,進而降低腎衰竭與失明發生的風險,而與藉由手指扎針的檢測方法相比,以「Smart Contact Lens」技術檢測血糖的痛苦和破壞性更小。研發過程中,團隊曾經希望整合微型LED燈,在使用者的血糖指數超出某一臨界值時發出警告,因為患者需要藉助快速測血糖儀來檢查血糖的高低,並以此來調整胰島素注射量,有效的達到控制血糖。

三、Circle Life[5]

Circle Life健康手環是台科大學生葉家渝、林詣翔專門為糖尿病患者設計的手環,手環上有胰島素貼片盒,可以彈出胰島素貼片,讓患者施打胰島素,還有一個無痛偵測血糖的晶片,幫助患者控制血糖。其中,血糖偵測是藉由血糖偵測電極片利用反向離子分析法,只要將手指放在金屬電極片上,就會有微電流通過手指分解鹽分,在分解的過程會產生葡萄糖,就可以將葡萄糖的數值換血糖的數值,過程中不需要流任何一滴血。另一個功能胰島素貼片是運用微針注射技術,將傳統的針頭,變成數個極細的針頭放在貼片上,貼片刺入皮膚時,不會對破壞神經和血管,也不會造成疼痛感。

除此之外,Circle Life健康手環還搭配一些簡單的運動手環功能,例如心跳速率監測、鬧鐘,讓這個手環不只單一功能,最後將所有資訊結合物聯網透過藍芽,連接到手機APP方便病人管理健康,同時也能透過雲端將資訊提供給醫院和家人,建立完整的醫療系統有效控制病情。

但Circle Life中使用的微針技術是來自美國和日本的專利技術,目前台灣還沒有廠商取得相關專利的授權,加上資金問題所以無法將設計量產。開發者也表示,如果未來要繼續發展這項產品,除了專利技術授權的問題,還要進行跨領域的結合,必須結合醫療、工程、設計等領域的配合,才有可能讓Circle Life健康手環量產。

三項產品比較: 

 

CGMS

Smart Contact Lens

Circle Life 

侵入性

搭配胰島素

連續監測

每5到15分鐘

每秒一次

需自行測量

可行性

通過認證

停止研發

無法量產

維持時間

至多7天

未知

可長期配戴

檢測物質

血液

淚液

鹽分

 

上述三項產品的攜帶性都比傳統血糖機方便許多,侵入性也比較少。儘管部分產品基於某些原因無法上市,但也讓我們了解到穿戴式裝置的應用領域更加多元,以往只能分擔手機部分的通訊功能,現在不但能監控身體資訊像是心跳、血糖、睡眠品質、卡路里等,還有娛樂功能;且配戴方式也從原本的手環、眼鏡,到現在的隱形眼鏡等,各種意想不到的穿戴方式。

參考文獻

1. http://www.diabetesincontrol.com/cgms-technology-update/

2. http://www.webmd.com/diabetes/guide/continuous-glucose-monitoring#1

3. https://www.forbes.com/sites/ptc/2014/02/12/google-contacts-will-help-diabetics-monitor-blood-sugar-via-tears/#e9a826b37881

4. http://www.foxnews.com/tech/2014/01/16/google-announces-contact-lens-glucose-monitor.html

5. https://vita.tw/circle-life%E5%81%A5%E5%BA%B7%E6%89%8B%E7%92%B0-%E8%AE%93%E7%B3%96%E5%B0%BF%E7%97%85%E5%8F%8B%E5%85%8D%E6%96%BC%E6%89%8E%E9%87%9D%E4%B9%8B%E8%8B%A6-992a09fb7a5d