NOVEL APPROACHES TO NON-INVASIVE BLOOD GLUCOSE MEASUREMENT

Aim. Development of a novel method for non-invasive blood glucose measurement based on the hemodynamics parameters, and implementation of non-invasive glucometer.

Material and methods. Totally, 170 persons studied, of the age 20-75 y.o.: with arterial hypertension (n=70), diabetes type 2 (n=70), healthy (n=30). Blood pressure (BP) was measured on both arms of patient, fasting and after a meal. The mean values of systolic BP, diastolic BP, pulse BP were calculated, and BP coefficient as their relation. At the same time chemistry was done for glucose levels.

Results. The case was being resolved by the method of mathematical modelling using Statistica software. Correlational and functional multifactorial tests were done, in all groups. The highest correlational coefficients in all dimensions represent the relations of glucose level with BP response (0,75-0,85), which was selected for regression equations for BP and glucose relation. Optimal regression equations were used for the device measuring glycemia non-invasively.

Conclusion. A novel method for non-invasive glycemia diagnostics is developed, based on the modelling of correlation of systemic hemodynamics and blood glucose concentration. The relations obtained, are used for invention of automatic non-invasive glucometer by the pulse wave parameters. Novelty has been proved by RF patents: “Method for non-invasive glucose concentration measurement in blood”; “Equipment for non-invasive assessment of blood glucose concentration”. Non-invasive glucometer can be used in healthcare institutions and for individual use. 

1. Dedov II, Shestakova MV, Andreeva EN, et al. Diabetes mellitus: diagnostics, treatment, prevention. Ed. by I.I. Dedov, M.V. Shestakova. M.: Med inform agency 2011: 124-58. Russian (Дедов И.И., Шестакова М.В., Андреева Е. Н. и др. Сахарный диабет: диагностика, лечение, профилактика. Под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой. М.: Мед информ агентство, 2011; 124-58).

2. Dedov II, Shestakova MV, Vikulova OK. State register of diabetes mellitus in Russian Federation: status in 2014 and development prospects. Diabetes mellitus 2015; 18(3): 5-23. Russian (Дедов И. И., Шестакова М.В., Викулова О.К. Государственный регистр сахарного диабета в Российской Федерации: статус 2014 г. и перспективы развития. Сахарный диабет 2015; 18(3): 5-23).

3. Rotar OP, Libis RA, Isaeva EN, et al. Prevalence of metabolic syndrome in different cities of RF. Russian Journal of Cardiology 2012; 2 (94): 55-62. Russian (Ротарь О.П., Либис Р.А., Исаева Е.Н. и др. Распространенность метаболического синдрома в разных городах РФ. Российский кардиологический журнал 2012; 2 (94): 55-62).

4. Oganov RG, Kontsevaya AV, Kalinina AM. The Economic burden of cardiovascular diseases in the Russian Federation. Cardiovascular Therapy and Prevention 2011; 10 (4): 4-9. Russian (Оганов Р.Г., Концевая А.В., Калинина А.М. Экономический ущерб от сердечно-сосудистых заболеваний в Российской Федерации. Кардиоваскулярная терапия и профилактика 2011; 10 (4):4-9).

5. Shalnova SA, Deev AD. Russian mortality trends in the early XXI century: official statistics data. Cardiovascular Therapy and Prevention 2011; 10(6): 5-10. Russian (Шальнова С.А., Деев А.Д. Тенденции смертности в России в начале XXI века (по данным официальной статистики). Кардиоваскулярная терапия и профилактика 2011; 10(6): 5-10).

6. Garber AJ, Abrahamson MJ, Barzilay JI, et al. AACE Comprehensive Diabetes Management Algorithm 2013. J Endocr Pract 2013; 19(2):327-36. Russian (Гарбер A.Ю., Абрагамсон М.Ю., Барцилай Ю.И. и др. AACE алгоритм всеобъемлющей. Диабет управления 2013. J Endocr Pract. 2013; 19(2): 327-36).

7. Tara А, Maran А, Pacini G. Non-invasive glucose monitoring: Assessment of technologies and devices according to quantitative criteria. Diabetes Research and Clinical Practice 2007; 77: 16-40.

8. Tchaikovsky IA, Akhmanov M. Noninvasive blood glucose meter: review problems. Diabetes. Lifestyle 2013; 2: 48-50. Russian (Чайковский И.А., Ахманов М. Неинвазивный глюкометр: обзор проблем. Диабет. Образ жизни 2013; 2: 48-50).

9. Elbaev AD, Kurdanov HA, Elbaeva AD. Diagnostic aspects of interaction of the hemodynamic parameters and blood glucose level. Clinical Physiology of the blood circulation 2006; 3: 18-21. Russian (Эльбаев А.Д., Курданов Х.А., Эльбаева А.Д. Диагностические аспекты взаимосвязи параметров гемодинамики и уровня глюкозы в крови. Клиническая физиология кровообращения 2006; 3: 18-21).

10. Elbaev AD, Elbaeva AD. Noninvasive diagnostic method on the base of interaction of hemodynamic parameters and blood glucose level. KBSU News 2015; 5(3): 56-62. Russian (Эльбаев А.Д., Эльбаева А.Д. Неинвазивный способ диагностики гликемии на основе взаимосвязи параметров гемодинамики и уровня глюкозы в крови. Известия КБГУ 2015; 5(3): 56-62).

11. Elbaev AD, Kurdanov HA, Elbaeva AD. Patent RU 2368303 “Noninvasive method for determining the concentration of blood glucose”. Publ. 27.09.2009. Bul. № 27. Russian (Эльбаев А.Д., Курданов Х.А., Эльбаева А.Д. Патент RU 2368303. Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови. Опублик. 27.09.2009 Бюл. № 27).

12. Elbaev AD, Elbaeva RI, Kurdanov HA, Perkovskij RA. Patent RU 2317008 “Device for noninvasive determination of the concentration of blood glucose”. Publ. 20.02.2008. Bul. № 5. Russian (Эльбаев А.Д., Эльбаева Р.И., Курданов Х.А., Перковский Р.А. Патент RU 2317008. Устройство для неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови. Опублик. 20.02.2008 . Бюл. № 5).