MEDICION DE LA CONCENTRACION DE GLUCOSA EN SANGRE PULSANTE.

Procedimiento de medición continua de la concentración de glucosa en sangre circulante pulsante,

que comprende los pasos siguientes:

- determinación de un valor para la concentración de glucosa para un primer ciclo de medida y

- repetición de la determinación de este valor en ciclos de medida consecutivos, en donde se capta varias veces dentro de cada ciclo de medida el poder de transmisión y/o de dispersión de la sangre para al menos dos longitudes de onda NIR irradiadas, se calcula un valor indicador dependiente de la concentración de glucosa en sangre y se obtiene la concentración de glucosa en sangre por comparación del valor indicador con una tabla de calibración previamente determinada,

- determinación de la temperatura de la sangre durante la captación del poder de transmisión y/o de dispersión,

- medición continua de la duración de pulsación del flujo sanguíneo pulsante, en donde se ajusta la duración de cada ciclo de medida, manteniendo el paso, como un múltiplo entero de la duración de pulsación,

en donde la primera de las al menos dos longitudes de onda NIR se selecciona en el dominio de longitudes de onda de 1560-1630 nm y la segunda de las al menos dos longitudes de onda NIR se selecciona en el dominio de longitudes de onda de 790-815 nm, y

se calcula la relación de los poderes de transmisión y/o de dispersión de las al menos dos longitudes de onda, sirviendo esta relación con respecto a la temperatura de la sangre como valor indicador para leer en la tabla de calibración la concentración de glucosa en sangre

Medición de la concentración de glucosa en sangre pulsante.

La invención concierne a un procedimiento de medición de azúcar en sangre sin contacto por medio de espectrometría NIR ("near infrared" = infrarrojo cercano) en sangre pulsante circulante, la cual se extrae primero especialmente de un organismo vivo y se alimenta de nuevo después a un lugar de tratamiento, por ejemplo a diálisis. La invención concierne también a un dispositivo que, como componente adicional o integrante de un aparato de diálisis, es adecuado para monitorizar el contenido de azúcar en sangre. La invención es aplicable, además, en la vigilancia in vivo no invasiva del nivel de azúcar en sangre.

La determinación del nivel de azúcar en sangre sin contacto directo con la sangre, especialmente sin una extracción de sangre separada para este fin, es objeto de intensa investigación y desarrollo médicos desde hace más de dos décadas. El objetivo principal es aquí la habilitación de un aparato de medida compacto y portátil para diabéticos que pueda proporcionar rápidamente valores de azúcar fiables, idealmente como máximo mediante contacto con la piel y sin lesión de dicha piel. A pesar de los considerables esfuerzos de numerosos investigadores, en los cuales ha tenido su origen un gran número de interesantes enfoques de solución, ningún aparato de medida satisfactorio de esta clase ha alcanzado hasta la fecha la madurez requerida para ponerlo en el mercado.

El documento US 5,553,613 revela un dispositivo y un procedimiento para la medición continua de la concentración de glucosa en sangre circulante pulsante, con los pasos de procedimiento siguientes:

- determinación de un valor para la concentración de glucosa durante un ciclo de medida, en donde

- determinación de la temperatura de la sangre durante la captación del poder de transmisión o de dispersión;

- medición continua de la duración de pulsación del flujo sanguíneo pulsante, en donde se ajusta la duración del ciclo de medida, manteniendo el paso, como un múltiplo entero de la duración de pulsación.

El estado de la técnica, que puede ser reseñado en este punto solamente en forma extractada, se ocupa tanto de la medición in vivo como de la medición in vitro, siendo muy frecuente que se pase directamente de resultados experimentales in vitro al caso in vivo. No obstante, este paso no es en principio sostenible, ya que no tiene en cuenta las considerables complicaciones de las interacciones de todos los componentes de la sangre y del tejido sólido con la luz o solo las tiene en cuenta de forma incompleta.

Así, por ejemplo, la propuesta ocasionalmente hecha del análisis de la luz NIR retrodispersada por el cuerpo vivo es en realidad ya, tomada por sí sola, una clase de problema propia en la que está por de pronto en tela de juicio la fuerza expresiva de la luz dispersa. Dado que los fotones dispersos toman un camino no lineal influenciado por dispersión múltiple para volver a la superficie del cuerpo, hay que decidir en el detector qué proporción de luz ha atravesado en definitiva un vaso sanguíneo y, por tanto, puede llevar información sobre el nivel de azúcar en sangre. Esta sola localización de la fuente es técnicamente complicada y se ha descrito, por ejemplo, en el documento DE 103 11 408 B3.

Por este motivo, algunas fuentes se dedican en primer lugar a la cuestión de la magnitud de medida física que deberá aprovecharse para la medición de la glucosa. En cambio, las precisiones metrotécnicas que requeriría realmente una medición in vivo se consideran con modestia como técnicamente solubles.

Así, por ejemplo, el documento US 5,009,230 propone medir la variación de la polarización de luz IR linealmente polarizadas al transiluminar tejido vascularizado, concretamente midiendo la rotación del plano de polarización por moléculas de glucosa. La intensidad luminosa mensurable detrás de un filtro de polarización se aprovecha para determinar la concentración. En este caso, se considera como importante para la sensibilidad que se cambie periódicamente entre direcciones de polarización perpendiculares entre ellas.

Se conoce por el documento US 5,222,496 el que se han de poner en relación entre ellas las intensidades de luces NIR transmitidas o reflejadas para varias longitudes de onda a fin de medir la concentración de glucosa. En particular, se utiliza luz en torno a 1600 nm de longitud de onda, la cual es absorbida especialmente bien por la glucosa a consecuencia de las vibraciones moleculares. Por el contrario, el agua presenta un mínimo de absorción local para esta gama de longitudes de onda. Para compensar las señales de otros componentes de la sangre, pero también la influencia del tejido circundante o de, por ejemplo, la pigmentación de la piel durante la medición in vivo, el documento US 5 222 496 propone el empleo adicional de al menos otra longitud de onda en las proximidades de la primera, la cual, a su vez, no deberá ser absorbida por la glucosa. Se adjudica una importancia especial a la pequeña diferencia de las longitudes de onda - menos de 300 nm, preferiblemente 60 nm - para asegurar un comportamiento de dispersión homogéneo.

No obstante, ambas fuentes no se ocupan en absoluto de, por ejemplo, el movimiento de la sangre en el organismo vivo. El conocimiento de la temperatura de la sangre, necesario sin duda alguna para el análisis espectrométrico, es tan solo brevemente insinuado por el documento US 5,009,230, pero no es tratado de ninguna manera.

Presumiblemente, se culpa a la complejidad evidentemente inmensa de la tarea de medida de que se propongan también una y otra vez métodos indirectos de determinación del azúcar en sangre. Como ejemplo, cabe remitirse aquí a la medición fotoacústica en la que se irradia el tejido vivo con diferentes longitudes de onda para captar la expansión térmica durante la absorción de la radiación en forma de ondas ultrasónicas detectables en la superficie de la piel; véase, por ejemplo, el documento US 6,484,044 B1. En este caso, se seleccionan también las longitudes de onda según los máximos de absorción conocidos de la glucosa y tienen lugar igualmente mediciones diferenciales con miras al aislamiento de las señales.

Sin embargo, con esto no se aborda en ningún caso el problema de principio de la complejidad ni mucho menos se le resuelve. Al igual que ocurre ya con la retrodispersión de fotones, es también aquí incierto el contenido de información de las señales acústicas, la localización exacta de su fuente es también poco clara y su materialización está seguramente influenciada por numerosos parámetros sumamente individuales y, hasta donde sea posible, incluso variables. El método fotoacústico consiste en último término en un procedimiento empírico en muy alto grado, que, evidentemente, tiene muy poco que ver con el descubrimiento de una calibración estándar para la amplia aplicabilidad.

Por último, cabe citar todavía como estado de la técnica el procedimiento Gluco Watch®, que hasta ahora es el único presente en el mercado con autorización de la FDA. El Gluco Watch® no necesita de hecho ninguna muestra de sangre para el análisis, pero se fija sobre la piel del portador de modo que pueda absorber fluido a través de la piel. Se reportan con mucha frecuencia irritaciones de la piel en usuarios y, además, se desaconseja por el propio fabricante el empleo del Gluco Watch® como único medio para dictaminar sobre la dosificación correcta de la insulina.

En opinión de la solicitante, un procedimiento de medición no invasiva de glucosa en sangre no podrá prescindir en general de una interpretación empírica de los datos. No obstante, en el sentido de la capacidad de utilización lo más universal posible de un sistema de esta clase, esta interpretación deberá quedar limitada a zonas parciales bien controlables del procedimiento.

Para crear un sistema no invasivo se deben resolver los problemas siguientes:

1. Medición de azúcar en sangre pulsante circulante (in...