روش تازه اندازه گیری قند خون

درحال حاضر یکی از روش‌های موثقی که برای اندازه‌گیری قند استفاده می‌شود، دستگاه تست قند خون است. در این شیوه، با استفاده از سوزن‌های لنست، مقدار کمی خون، از نوک انگشت دست گرفته شده و روی نوار یک بار مصرفی قرار می‌گیرد. اندازه‌گیری قند خون توسط دستگاه تست قند خون با ٢ روش انجام می‌شود: فتومتری (که یک ماده رنگی را اندازه‌گیری می‌کند) یا الکتروشیمیایی (که جریان الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کند).   
به‌تازگی محققان درحال بررسی یک راه جدید برای استفاده از تکنولوژی لیزر در اندازه گیری قند خون هستند که به گفته آنها این تکنولوژی روشی به مراتب ایمن‌تر و غیرتهاجمی‌تر از راه‌های معمول امروزی است.  درحالی‌که هنوز مسیر زیادی برای ساخت یک دستگاه لیزر قابل حمل و مناسب برای استفاده در منزل وجود دارد، محققان بر این باورند  که در آینده‌ای نزدیک می‌توان به راحتی نیاز بیماران دیابتی برای گرفتن خون و تست قند را با این روش جایگزین تأمین کرد.  
گروهی از مهندسین برق  دانشگاه پرینستون که نتایج تحقیق خود را  در مجله پزشکی اپتیک اکسپرس منتشر کرده اند، توضیح دادند که چگونه توانستند از دستگاه نمونه اولیه برای اندازه‌گیری
 قند خون، با هدایت لیزر در کف دست فرد استفاده کنند. کلر جی ماچل، استادمهندسی برق در پرینستون و نویسنده ارشد این پژوهش می‌گوید: با این روش ما به بهبود زندگی بسیاری از افراد مبتلا به دیابت که زندگی‌شان بر کنترل قند خون وابسته است، امیدواریم.   
پرتو لیزر به پوست نفوذ
 و توسط گلوکز جذب می‌شود
این دستگاه با ارسال یک پرتو لیزر از طریق سلول‌های پوست، بدون ایجاد آسیب عمل می‌کند که این پرتو توسط مولکول‌های قند جذب می‌شود. هدف از این فرآیند صرفا قند خون نیست، بلکه مقدار قند در مایع میان بافتی پوست است که ارتباط قوی با قند خون دارد. مقدار جذب پرتو لیزر شاخص میزان گلوکز در خون می‌شود.   
این روش جدید از لیزر، به جای نمونه خون برای خواندن سطح قندخون استفاده می‌کند. لیزر روی کف دست بیمار هدایت و از سلول‌های پوست عبور می‌کند و بخشی از آن توسط مولکول‌های قند جذب می‌شود، این کار امکان  محاسبه میزان قند خون را به محققان می‌دهد.   
 این تیم از دقت خوانش میزان قند خون توسط این وسیله  شگفت‌زده شد. دستگاه‌های تست قند کنونی که بیماران در خانه مورد استفاده قرار می‌دهند، برای نشان دادن میزان قند خون به نمونه‌ای از سطح خون واقعی بیمار نیاز دارند. صابر لیاکت دانشجوی کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق و یکی از اعضای این تیم می‌گوید: حتی نسخه اولیه این سیستم لیزر توانست پاسخگوی این نیاز باشد درحالی‌که دقت آخرین نسخه آن ٨٤ درصد محاسبه شد.   چالش پیش رو، بهبود فناوری فوق و حفظ مقیاس و دقت اندازه گیری میزان قند خون توسط پرتو لیزر است.   هنگامی که این تیم شروع به کار روی این ایده کرد، دستگاه تحت شرایط محیط کنترل شده آزمایشگاه قرار داشت ​​و نیاز به پرداختن به جزییات سیستم بود تا دستگاه را سرد نگه دارد.   پروفسور جی ماچل می‌گوید آنها توانستند مشکل خنک‌کننده را برطرف کنند و سیستم درحال حاضر در دمای اتاق کار می‌کند، اما آنها هنوز درحال تلاش و  بررسی چگونگی رسیدن به این تکنولوژی در مقیاس کوچکتر هستند. هدف این تیم توسعه این تکنولوژی در قالب یک دستگاه قابل حمل است که  بتواند در درمانگاه‌ها قرار داده شده و تحت آزمون‌های بیشتر قرار گیرد و نهایتا بتواند به مجموعه‌ای بهتر و بزرگتر از داده‌ها  برای بررسی دست پیدا کنند.  
استفاده از لیزر کوانتومی
برای تولید نور مادون قرمز
این سیستم از نور لیزر مادون قرمز که تنها نور فراتر از طیف  قابل مشاهده توسط چشم انسان است استفاده می‌کند. دستگاه‌های پزشکی درحال حاضر از امواج نزدیک به مادون قرمز استفاده می‌کند؛ امواجی که طول موج کمی طولانی‌تر از مادون قرمز دارند. امواج نزدیک به مادون قرمز توسط آب مسدود نمی‌شود و در نتیجه می‌تواند در بدن استفاده  شود. با این وجود  پرتو نزدیک به مادون قرمز با مواد شیمیایی پوست ارتباط برقرار نمی‌کند، به همین دلیل باید به سمت طول موج‌های کمی طولانی‌تر در منطقه نیمه‌ مادون قرمز حرکت کرد. در این طول موج، نور لیزر توسط قند خون جذب شده و  از دیگر مواد شیمیایی پوست متاثر نمی‌شود.  
با این حال، نور لیزر نیمه مادون قرمز با لیزر استاندارد سخت‌تر قابل مهار است، و به همین دلیل به قدرت و ثباتی فراتر در پرتو برای نفوذ به پوست و پراکنده کردن مایعات بدن نیاز دارد. با این حال همان‌طور که در بسیاری از پروژه‌ها اتفاق می‌افتد  درحالی‌که محققان برای دستیابی به موفقیت به‌طور خستگی‌ناپذیر تلاش می‌کردند، به یک پیشرفت غیرمنتظره دست یافتند؛ این اتفاق درست زمانی رخ داد که این تیم  از دستگاه جدیدی به نام «لیزر آبشاری کوانتومی» استفاده کرد. لیزر آبشاری کوانتومی این تیم اجازه داد که فرکانس مورد نیاز در مناطق نیمه مادون قرمز را انتخاب کنند و نیز به دلیل پیشرفت‌های اخیر در فنآوری، این فرآیند قدرت روز افزون و ثبات مورد نیاز برای نفوذ  به پوست را فراهم می‌کرد.  
مطالعه دقیق‌تر و جزیی‌تر نشان می‌دهد قرائت‌های متوسط ​​پاسخگوی دقیق نیازهای بالینی است. در مقاله منتشر شده از این مطالعه، توضیح داده شده که این گروه چگونه قند خون سه داوطلب سالم را قبل و بعد خوردن ٢٠ آب نبات اندازه‌گیری کردند. محققان همچنین افزایش قند خون آنها را به روش تست با دستگاه‌های رایج کنونی و استفاده از سوزن و خراش   روی پوست هم اندازه‌گیری کردند. این تیم تحقیقاتی آزمایش را تکرار کرد و اندازه گیری چندین بار در طول چند هفته صورت گرفت.   نتایج نشان داد درحالی‌که خوانش میانگین ​​دستگاه لیزر خطاهای به مراتب بزرگتری نسبت به دستگاه ه‌های استاندارد کنونی تست قند خون داشت،  با این وجود این روش هم پاسخگوی نیازهای بالینی دقیق بود و نتایج از محدوده طبیعی خارج نشده بود.  
این تیم از کشف بلقوه‌ای که از این روش به دست می‌آید شگفت زده بود به‌طوری که پروفسور جی ماچل توضیح می‌دهد، «لیزر آبشاری کوانتومی را می‌توان برای انتشار  نور در محدوده طول موج بسیار گسترده‌ای طراحی کرد؛ قابلیت استفاده آن تنها برای تشخیص قند خون نیست، بلکه می‌توان آن را برای دیگر سنجش‌های پزشکی و نظارت بر برنامه‌های کاربردی مورد استفاده قرار داد. گفتنی است در حوزه تشخیص میزان قند خون به تازگی، مطالعه‌ای به چگونگی کشف یک حسگر گلوکز در مغز پرداخته است که می‌تواند به درمان‌های جدید دیابت منجر شود.