الهندسةالهندسة الطبية

جهاز قياس مستوى الجلوكوز بالدم – BGM

اقرأ في هذا المقال
  • أهمية جهاز قياس مستوى الجلوكوز بالدم
  • مبدأ عمل أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم
  • بعض المشاكل في أجهزة قياس مستوى الجلوكوز بالدم

أهمية جهاز قياس مستوى الجلوكوز بالدم:

تقيس هذه الأجهزة تركيز الجلوكوز في الدم باستخدام شريط كاشف وقطرة من الدم الشعري أي من الشعيرات الدموية الرفيعة من رأس الإصبع، (يمكن لبعض الوحدات أيضًا استخدام الدم الوريدي أو الدم الشرياني)، يستخدم المتخصصون الصحيون والأفراد المصابون بداء السكري أجهزة التحليل التي تعمل بالبطارية لإدارة ومراقبة مرض السكري واختبار مستويات الجلوكوز المرتفعة أو المنخفضة في الدم (على سبيل المثال، أثناء الجراحة).

يقدر أنّ 422 مليون شخص في جميع أنحاء العالم، منهم 30.3 مليون في الولايات المتحدة، مصابون بداء السكري، وهو مرض يفرز فيه البنكرياس كمية غير كافية من الأنسولين ولم يعد الجسم يستجيب بشكل صحيح للأنسولين، عندما يكون تركيز الجلوكوز في الدم مرتفعًا، فإنّ الأنسولين يخفض مستويات الجلوكوز بشكل أساسي عن طريق تحفيز امتصاصه من قِبل الأنسجة من خلال تحويل شكل الجلوكوز خارج الخلية (C6H12O6) إلى الشكل داخل الخلايا (الجلوكوز – 6 الفوسفات).

عندما يكون إنتاج الأنسولين ناقصًا أو غائبًا أو تتوقف الخلايا عن الاستجابة بشكل مناسب للأنسولين، فإنّ تركيزات الجلوكوز خارج الخلية في الدم ترتفع دون رادع إلى مستويات أعلى من المعدل الطبيعي، هذه الحالة تسمى ارتفاع السكر في الدم، من المحتمل أن يكون ارتفاع السكر في الدم مميتًا ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى تلف شديد في القلب والكلى والعينين والأوعية الدموية والأعصاب.

تُستخدم أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم المحمولة في المنزل، وتسمح للأشخاص المصابين بداء السكري باكتشاف وعلاج التقلبات اليومية في مستويات الجلوكوز في الدم، يتراوح تركيز جلوكوز الصيام الطبيعي بين (70 و100 مجم / ديسيلتر) في الدم أو المصل أو البلازما، بالنسبة للأفراد المصابين بمقدمات السكري (pre diabetes)، فإنّ هذا النطاق هو (100 – 125 مجم / ديسيلتر)، يمكن لأي شخص مصاب بداء السكري تعديل جرعة الأنسولين وتناول الطعام وممارسة التمارين استجابة لقراءات المحلل لتحقيق أهداف العلاج المستهدفة.

تُسهل المراقبة المتكررة لنسبة الجلوكوز في الدم الحفاظ على مستوى السكر في الدم (تركيز طبيعي للجلوكوز في الدم)، العلاج المصمم لتقليل حدوث وشدة مضاعفات الأوعية الدموية الدقيقة والعصبية المرتبطة بمرض السكري في المستشفى، غالبًا ما تُستخدم أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم المحمولة بدلاً من أجهزة اختبار الجلوكوز القياسية، مثل أجهزة تحليل الجلوكوز في المختبر أو أجهزة تحليل الكيمياء، للحصول بسرعة على تركيزات الجلوكوز في الدم من المرضى في قسم الطوارئ أو غرفة العمليات أو وحدة العناية المركزة أو الحرجة أو في أماكن أخرى، تتطلب أجهزة التحليل هذه حجمًا صغيرًا من الدم وهو أمر مفيد بشكل خاص لتقليل فقد الدم للمرضى من الأطفال وكبار السن، بالإضافة إلى الفاحصين المتكررين.

مبدأ عمل أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم:

تستخدم أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم، المتاحة حاليًا طرقًا ضوئية أو كهروكيميائية لقياس مستويات الجلوكوز، في الأنظمة البصرية يتم تعريض عينة الدم لغشاء نصف نافذ يغطي الشريط الكاشف، وهي مغلفة بإنزيم على سبيل المثال، الجلوكوزأوكسيديز (glucose oxidase)، الجلوكوزديهيدروجينيز (glucose dehydrogenase)، هيكسوكيناز (hexokinase)، يتسبب التفاعل في حدوث تغير كبير في اللون في المؤشر أو الصبغة، شدة هذا التغيير تتناسب طرديا مع كمية الجلوكوز في عينة الدم.

تستخدم معظم أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم المحمولة مع الكشف البصري قياس الضوء الانعكاسي لقياس كمية الضوء التي ينتجها الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) المنعكس من شريط اختبار والذي تفاعل مع قطرة دم، بمجرد إدخال الشريط الكاشف، يضرب الضوء من (LED) سطحه وينعكس على الثنائي الضوئي، الذي يقيس شدة الضوء ويحول طاقته إلى إشارات كهربائية يتم تضخيم هذه الإشارات، ورقمنتها، وتحليلها بواسطة معالج دقيق، وتحويلها بواسطة برمجة الوحدة إلى تركيز الجلوكوز المقابل للعرض على القراءات، معبراً عنه بملجم / ديسيلتر أو مليمول / لتر من الدم.

تستخدم بعض الوحدات القياس الضوئي للامتصاصية، وهي طريقة قراءة بصرية تستخدم طولين موجيين لقياس تركيز الجلوكوز بدلاً من طريقة الطول الموجي الفردي المستخدمة في القياس الضوئي للانعكاس، في محلل واحد، على سبيل المثال، يتم تحلل الدم بواسطة أحد الكواشف العديدة الموجودة في شريط الاختبار، ثم تتفاعل عينة الدم المتحللة مع إنزيم نازعة هيدروجين الجلوكوز (glucose dehydrogenase) لتكوين (NADH) الشكل المختزل من نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (nicotinamide adenine dinucleotide).

كمية (NADH) المتكونة تتناسب طردياً مع تركيز الجلوكوز، يتفاعل إنزيم آخر مع (NADH) لتشكيل مركب ملون، يتم قياسه ضوئيًا بواسطة طولين موجيين، تستخدم (BGM) الكهروكيميائية مستشعر قطب كهربائي لقياس التيار الناتج عند الجلوكوزأوكسيديز (glucose oxidase)، يحول الجلوكوز ديهيدروجينيز (glucose dehydrogenase) أو هيكسوكيناز (hexokinase) الجلوكوز (glucose) إلى حمض الجلوكونيك (gluconic acid)، عند وضع الدم على شريط الاختبار، التيار الناتج يتناسب طردياً مع كمية الجلوكوز في العينة.

تتضمن العديد من أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم (BGMs)، أنظمة إدارة البيانات، تقوم هذه الأنظمة تلقائيًا بتسجيل المعلومات مثل التاريخ والوقت ومستوى الجلوكوز، تسمح بعض الأنظمة للمستخدمين الفرديين بإدخال معلومات حول جرعة الأنسولين والتمارين الرياضية وكمية السعرات الحرارية لتنزيلها على جهاز الكمبيوتر لمزيد من التحليل، يمكن لأنظمة إدارة البيانات المؤسسية أيضًا تسجيل قيم التحكم، وتعريف المستخدم، ومعلومات المريض جنبًا إلى جنب مع نتائج الاختبار، تسمح الأنظمة الأحدث بتنزيل المعلومات إلى نظام معلومات المستشفى (HIS) أو نظام معلومات المختبر (LIS)، مع دمج نتائج الاختبار في السجل الطبي للمريض.

معظم أجهزة قياس مستوى الجلوكوز في الدم (BGMs) تلقائية ولا تتطلب تدخل المستخدم للعمل، باستخدام أجهزة التحليل هذه، يتم إدخال الشريط في نظام مقارنة المنتجات الصحية (HPCS) إما قبل أو بعد إضافة الدم إلى شريط الأختبار، يبدأ التوقيت تلقائيًا عندما تستشعر الوحدة وجود دم على الشريط، ولا يلزم المسح، يستخدم بعض المحللين شرائط فحص لتقييم المكونات البصرية للوحدة بشكل دوري، تحتوي معظم أجهزة التحليل على حلول للتحكم في الجلوكوز، ولها نطاق محدد من قيم الجلوكوز والتي تتطلب الشركات المصنعة تشغيلها بشكل دوري للتحقق من تشغيل شرائط الاختبار والمحلل معًا.

من المهم معايرة جهاز القياس مع كل حزمة جديدة من شرائط الاختبار من أجل ضمان نتائج دقيقة، يتم إجراء المعايرة عن طريق وضع شريط بلاستيكي في العداد قبل استخدام شرائط الاختبار الجديدة، هذه الخطوة مطلوبة، لكن بعض أجهزة القياس الجديدة لم تعد تتطلب هذا الترميز، العديد من الشركات لديها محللات تسمح بقدرات اختبار موقع بديل، تستخدم هذه الأجهزة عينات دم صغيرة جدًا، مما يسمح بسحب العينة من الذراع أو من مواقع أخرى أقل حساسية من أطراف الأصابع، ومع ذلك، قد تختلف قيم الجلوكوز في الدم التي تم الحصول عليها من هذه المواقع عن تلك التي تم الحصول عليها باستخدام الشعيرات الدموية في الإصبع.

بعض المشاكل في أجهزة قياس مستوى الجلوكوز بالدم:

أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) إرشادات جديدة لاستخدام (BGMs) في إعدادات المرضى الداخليين والرعاية الحرجة، يمكن للمرضى المقيمين في المستشفى أن يظهروا درجات شديدة من الهيماتوكريت (hematocrit) ودرجة الحموضة والتروية التي يمكن أن تسبب مشاكل في أداء (BGM) بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتداخل علاجات الأكسجين أو الأدوية الوريدية مع نتائج الاختبارات، وبالتالي، فقد أوضحت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية أنّه يجب على الشركات المصنعة أن تحدد بوضوح ما إذا كان قد تم تقييم العدادات للاستخدام مع المرضى ذوي الحالات الحرجة.

يمكن أن تنتج شرائط الاختبار القديمة أو المخزنة بشكل غير صحيح (على سبيل المثال، ترك علبة من الشرائط مفتوحة) قراءات غير دقيقة للجلوكوز، عند استخدام الطرق البصرية للحصول على قياسات جلوكوز الدم، يجب فحص لون شريط الاختبار بحثًا عن دليل على التعرض للرطوبة والضوء والحرارة، وكل ذلك يقلل من استقرار شريط الاختبار وموثوقيته، بالإضافة إلى ذلك، قد يتم تنشيط إنذارات شريط الاختبار في بعض (BGMs) في ضوء الشمس المباشر لأنها حساسة للغاية للضوء شديد الشدة، ومع ذلك، في كثير من الحالات لا يمكن الكشف بصريًا عن تلف الشريط.

يمكن أن تتداخل المواد المختلفة مثل فيتامين (C) و(L-dopa) والبيليروبين (bilirubin) والكوليسترول المرتفع أو الدهون الثلاثية، مع إنزيمات شريط الاختبار، يمكن أيضًا أن تؤثر نسبة الهيماتوكريت (hematocrit) المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا النسبة المئوية لخلايا الدم الحمراء في الحجم الكلي للدم على النتائج، كما يمكن أن يؤثر استخدام حجم عينة دم غير كافٍ لذلك، يجب تدريب المرضى والأطباء على الاستخدام الصحيح لـ (BGMs)، ويجب أن يكونوا على دراية بالأخطاء المحتملة وأسبابها، ويجب تحذيرهم من اتخاذ قرارات العلاج بناءً على قراءة واحدة للجلوكوز.

يجب أن يدرك المستخدمون أنّ المشكلات الخطيرة المحتملة يمكن أن تنجم عن استخدام شرائط اختبار جلوكوز معينة وبعض التركيبات البيولوجية والعقاقير التي تحتوي على سكريات غير الجلوكوز، لا تستطيع (BGMs) التي تستخدم إنزيم الجلوكوز ديهيدروجينيز بيرولوكينولين كينون (GDH-PQQ) في شرائط الاختبار الخاصة بهم التفريق بين الجلوكوز والسكريات الأخرى، في إخطار الصحة العامة، ذكرت إدارة الغذاء والدواء أنها تلقت بين عامي (1997 و2009)، 13 تقريرًا عن وفاة مريض مرتبطة بالإفراط في تناول الأنسولين بعد نتائج الجلوكوز المرتفعة الزائفة باستخدام شرائط اختبار (GDH-PQQ).

في هذه التقارير، كان هناك تداخل موثق من العديد من السكريات غير الجلوكوز بما في ذلك الجالاكتوز والمالتوز والزيلوز، قد تؤدي عينات الدم التي تحتوي على هذه السكريات غير الجلوكوز إلى نتائج مرتفعة بشكل خاطئ للجلوكوز، مما قد يؤدي إلى اتخاذ إجراءات سريرية، يمكن أن تسبب هذه المشكلة جرعات غير مناسبة وإعطاء الأنسولين، مما قد يؤدي إلى نقص السكر في الدم أو الغيبوبة أو الوفاة، قد تخفي هذه المشكلة أيضًا حالات فعلية
لنقص السكر في الدم إذا كان المريض وممارس الرعاية الصحية يعتمدان فقط على نتائج شريط اختبار الجلوكوز (GDH-PQQ)، قد تظهر السكريات غير الجلوكوز التي يمكن أن تتداخل مع شرائط اختبار (GDH-PQQ) في تركيبات بيولوجية ودوائية، أو قد تنتج عن استقلاب منتج آخر.

المصدر
Continuous Glucose MonitoringContinuous Glucose Monitoring (CGM) or Blood Glucose Monitoring (BGM): Interactions and ImplicationsBlood Glucose Meters and StripsBlood glucose monitoring

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى