Медицина в эпоху Интернета. Что такое телемедицина и как получить качественную медицинскую помощь, если нет возможности пойти к врачу

Заинтересованный читатель, ознакомившись с этой главой, скажет: «Почему автор пишет про палеолит? Проколы пальцев, кровь, глюкометры… В интернете пишут о носимых гаджетах – линзах, пластырях для диабетиков, а тут какая-то кровь…»

Что же, замечание резонное. Действительно, многие ученые и врачи пытаются улучшить качество жизни больных сахарным диабетом, сделав регулярный гликемический контроль безболезненной, неинвазивной (то есть не требующей проколов или разрезов кожи) процедурой. Это очень перспективное направление развития медицинской техники. Косвенно определить уровень глюкозы в крови можно в других биологических жидкостях, например в поте, слюне и слезах. Подчеркнем – косвенно, то есть путем определения некого химического маркера, уровень которого связан определенной статистической зависимостью с уровнем глюкозы в крови. Пример такого маркера – это кислотность (pH) пота. Для ее постоянного контроля разработаны носимые устройства в виде «умного пластыря». В последние годы такие носимые датчики предложили команды биоинженеров из Китая, Кореи, Великобритании. При анализе пота возникают трудности из-за минимального объема измеряемого образца, постоянных движений кожи, колебаний ее температуры. Да и точность измерений, мягко говоря, недостаточная. Другой пример – это слюна. Предлагается измерять ее pH и другие химические параметры с помощью тест-полоски. Далее «считывать» эту тест-полоску камерой смартфона, а специальное мобильное приложение проведет анализ, математические расчеты и сообщит предположительный уровень глюкозы в крови. Технически идея хороша, но проблема в точности: очень низкая достоверность зависимости между параметрами слюны и крови. Это означает, что большинство выполняемых таким образом измерений содержат разной степени ошибки. Ну, а кто захочет вводить себя в заблуждение диагностическими дефектами? Примерно по такому же принципу (увы, и с той же результативностью) работают специальные насадки на смартфон для анализа выдыхаемого воздуха и определения уровня гликемии. Идея отличная, диагностическая точность – неудовлетворительная.

В целом для неинвазивного определения уровня глюкозы крови ученые пытаются использовать 4 группы физико-химических методов: оптические, термографические, электрические и даже нанотехнологические.

Оптические методы – это обширная группа спектроскопий в разных диапазонах, позволяющих оценивать свойства спектра, параметры отражения, поглощения и рассеивания световых волн. Молекулярная спектроскопия – известный метод, применяющийся во многих сферах науки, от аналитической химии до астрономии. В медицине спектроскопия позволяет выяснять состав биологических жидкостей. Это надежный метод для выяснения атомарного и молекулярного состава любого вещества, если речь идет о лабораторных условиях. Но о широком применении этой технологии пациентами для гликемического контроля говорить не приходится. В настоящее время ученым лишь удалось выяснить некоторые параметры и диапазоны волн для определения уровня глюкозы при размещении датчика для оптической спектроскопии на коже. Получаемые датчиком «сырые» данные требуют очень серьезной математической обработки, чтобы приобрести диагностическую значимость. Основная проблема здесь – обилие «шума», но прежде всего – очень сильные индивидуальные отличия. Фактически датчик надо специально калибровать для каждого отдельного пациента. Эта техническая сложность резко ограничивает развитие метода. Сейчас она непреодолима.

Еще один вариант оптического неинвазивного измерения уровня глюкозы – это математический анализ характеристик пульсовой волны – «пульсовая глюкометрия». Носимый оптический датчик, размещенный на коже над лучевой артерией или на фаланге пальца, может фиксировать колебания стенок кровеносных сосудов, вызываемых сокращениями сердца. Скорость и ряд других характеристик пульсовой волны действительно зависят от состояния не только самих сосудов, но и от химического состава крови. Ученые выяснили, что столь серьезное отклонение от нормы, как гипергликемия, действительно влияет на параметры пульсовой волны. А значит, зафиксировав их, можно математически вычислить предположительный уровень глюкозы в крови. Идея отличная. Вот только зависимость, как говорится в статистике, очень слабая. То есть точность математического вычисления крайне низкая. В большинстве случаев такой носимый прибор просто ошибается. Виновата в этом не математика, а количество факторов, влияющих на параметры пульсовой волны. На их фоне глюкоза просто теряется, а диагностическая точность стремится к нулю.

Тем не менее исследования продолжаются. Инженеры во многих странах продолжают совершенствовать математическую обработку и строение гибких оптических датчиков для спектроскопии или оценки пульсовой волны. Впрочем, особого оптимизма это не внушает. Если проанализировать научные статьи, то одна из наиболее серьезных команд ученых в Японии уже почти 15 лет работает над этой проблемой, но значимого прогресса нет, дальше экспериментов дело не идет.

Термографические методы основаны на измерении колебаний температуры в результате метаболических процессов с участием молекулы глюкозы. Электрические методы подразумевают оценку диэлектрических характеристик глюкозы с применением электромагнитного излучения или ультразвука. Обе группы методов сложны технически и имеют низкую точность измерений.

Ведутся эксперименты и в сфере нанотехнологий. Для гликемического контроля пытаются применять методы на основе таких явлений, как, например, поверхностный плазмонный резонанс. Впрочем, эти разработки существуют пока только в теории. Они находятся на очень ранней стадии и потребуют десятилетий научной работы.

Общая ситуация с неинвазивными методами такова.

Подавляющее большинство пациентов хотели бы контролировать уровень глюкозы крови без многократных ежедневных проколов кожи. Идеальный вариант – это носимое цифровое устройство для мониторинга. Множество ученых по всему миру трудятся над решением этой задачи. Они проявляют удивительную изобретательность в подборе методов физики и химии, создают перспективные носимые гаджеты, однако барьеры технической сложности и диагностической ценности остаются непреодолимыми. Ни один из неинвазивных методов не может сравниться по точности измерений с самым простым глюкометром из ближайшей аптеки. А значит, пациентам пользоваться такими технологиями пока что бессмысленно. Ошибочные измерения приведут к неправильному лечению и питанию, тем самым усугубят болезнь. Что же… Остается ждать! Пытливый человеческий разум решал и не такие задачи. Неинвазивный гликемический контроль посредством носимых устройств остается пока лишь экспериментом в лабораторных исследованиях. По мере развития технологий они пройдут через клинические испытания, получат сертификации в разных странах в качестве медицинских изделий и станут надежным инструментом контроля диабета. Ну а пока пациентам остается ждать прогресса медицинской науки и биоинженерии, сохраняя тем временем свое здоровье при помощи обычного глюкометра.