Nicht Invasive Bestimmung des Blutzuckerspiegels durch ein Impedanz gestütztes Messverfahren

Das Ziel des NIVAB-Projektes ist es, mit einem weltweit neuen medizintechnischen Gerät, neue Möglichkeiten zur Erkennung und Therapie der „Volkskrankheit erhöhte Blutzuckerwerte“ (z.B. für Diabetes Patienten), anzubieten. Zudem soll auch die Belastung von Patienten während notwendiger medizinischer Untersuchungen und Selbstkontrollen für den entsprechenden Bereich der Blutglukosebestimmung auf ein Minimum reduziert werden.

Entwickelt wurde der Prototyp für dieses System in Zusammenarbeit der technischen Universität St.Petersburg und des Unternehmens der TROUT GmbH in Kassel. Gefördert wurde das Projekt über das Internationale Büro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Ansatz


Das Ziel wird durch einen nicht-invasiven (berührungslosen) Ansatz erreicht, der bei heutigen Methoden für die Bestimmung des Blutzuckergehalts noch nicht angewandt wird.
Die verbesserten Mess- und Auswerteergebnisse – Blutzucker als Funktion der Zeit, Kurvensteilheit, Langzeitmessung, etc. – ergeben neue Möglichkeiten der Diagnostik, der Therapie und der Prophylaxe und erleichtern die Erkennung der Krankheit schon im Vorfeld. Weiterhin ergeben sich viel¬fältige mögliche Nutzungen im Rahmen von automatisierten medizinischen Systemen. Zusätzlich werden die Patienten durch die berührungslose Technik erheblich entlastet.

Über ein Messgerät, den GlucoReographen, wird ein hoch-frequenter und ein niederfrequenter Strom auf den Benutzer des Systems übertragen. Über Elektroden werden die sich ergebenden Impedanzen gemessen, aus denen wiederum durch Anwenden eines Künstlichen Neuronales Netzes (KNN) der Glukosewert gerechnet wird. Der Berechnung liegen verschiedene Modelle zugrunde,  physikalisch, mathematisch, physiologisch, die die umfangreiche Datenmengen verarbeiten.

Abbildung 1: Struktur der NIVAB-Anwendung

Derzeit ist es für die Generierung des Glukosewertes noch notwendig, mehrere Arbeitsschritte aus¬zuführen. So sind die aufgenommenen Rohdaten noch vorzuverarbeiten, bevor sie über eine Aus¬wertesoftware in einen Blutzuckerwert umgerechnet werden können.

Ergebnisse

Inzwischen liegt ein Prototyp des GlucoReograph vor, mit Hilfe dessen verschiedene Tests durch­geführt werden konnten. Die Abbildung 2 zeigt den Prototypen des entwickelten nicht invasiven Meß­systems (Vordergrund), sowie exemplarisch das Ergebnis einer Testmessung. Diese Testmessung enthält neben den nicht invasiven Messwerten (blaue Linie) auch über ein herkömmliches invasives Meßsystem aufgenommene Daten (rote Punkte).[1] Ganz links in der Abbildung ist die Messanordnung für den GlucoReographen (mit den Elektroden) zu sehen.

Abbildung 2: GlucoReograph – Gerät und exemplarisches Ergebnis
 

Ausblick

In der nahen Zukunft sind Treffen mit verschiedenen Anbietern der Medizintechnikbranche geplant, um für die Weiterentwicklung des nicht invasiven Blutzuckermeßsystems einen starken Partner zu finden. Für die weitere Entwicklung des GlukoReographen ist vorgesehen, die Sensorik weiter zu verbessern sowie die Auswertung der Daten bzw. die Anzeige der Glukosewerte zu vereinfachen.