Diabetes Mellitus

Diabetes ist eine der weitverbreitetsten Krankheiten der modernen Wohlstandsgesellschaft. Nach Schätzungen der International Diabetes Federation (IDF) sind derzeit weltweit ca. 170 Mio. Menschen von dieser Krankheit betroffen. Dabei ist der Körper nicht oder nur eingeschränkt in der Lage, den Glukosegehalt des Blutes (Blutzuckerspiegel) zu regeln. Daher müssen Diabetespatienten mehrere Male täglich ihren Blutzuckerspiegel messen, um geeignete Diäten einzuhalten, oder – in schwereren Fällen – Insulin zur Regulierung zu spritzen.

Die Blutzuckermessung erfolgt dabei üblicherweise durch Entnahme kleinster Mengen Blutes, wozu allerdings die Haut perforiert werden muss. Aufgrund der häufigen Messungen bedeutet dies eine erhebliche Belastung der betroffenen Hautpartien.

Glukosemonitor

Ziel des Teilprojektes Glukosemonitor ist es daher, ein kompaktes, nicht-invasives Messsystem zu entwickeln, welches die Akzeptanz einer häufigen Messung sowie die Lebensqualität der Patienten deutlich erhöhen kann.

Zur eigentlichen Messung der Glukosekonzentration soll ein berührungsloses, optisches Messverfahren entwickelt werden, das eindeutig mit dem Blutzuckerspiegel korrelliert ist.

Dieser in den Personal Health Monitor integrierte, intelligente Sensor soll eine Langzeitanalyse des Blutzuckerspiegels und damit neue Therapieformen ermöglichen und durch häufigere und regelmäßigere als bisher angewandte Messungen die Langzeitfolgeschäden der Diabestes minimieren.

Messprinzip

Als nicht-invasive und berührungslose Messprinzipien bieten sich diverse optische Verfahren an. Einen sehr günstigen Messort stellt dabei aufgrund ihrer hervorragenden optischen Eigenschaften die Vorderkammer des Auges dar. Die darin enthaltene Flüssigkeit, das Aqueous Humor, besteht im Wesentlichen aus Blutserum und spiegelt daher – mit einer gewissen Latenzzeit behaftet – weitgehend den Glukosegehalt des Blutes wieder.
Unter Berücksichtigung der Laser-Schutz-Richtlinien kann zur rein optischen Messung ein Lichtstrahl auf die Linse des Auges gerichtet werden, welcher an dieser wieder nach außen reflektiert wird und somit zweimal das Kammerwasser durchläuft. Dieses reflektierte Licht wird dann analysiert und somit auf den Glukosegehalt des Kammerwassers respektive den Blutzuckerspiegel geschlossen.

Für dieses Messprinzip bieten sich zwei optische Eigenschaften des Glukosemoleküls an:

Absorption
Unterschiedliche Wellenlängen des einfallenden Lichtes werden abhängig von der Glukosekonzentration unterschiedlich stark absorbiert. Durch eine Spektralanalyse des an der Linse des Auges reflektierten Lichtes kann so auf die Glukosekonzentration geschlossen werden.
Optische Aktivität
Die Polarisationseigenschaften des einfallenden Lichtes werden abhängig von der Glukosekonzentration verändert (Rotation der Polarisationsebene) und können mit Hilfe eines hochgenauen Polarimeters gemessen werden. Auch hierbei wird der an der Linse reflektierte Strahl analysiert und auf den Glukosegehalt des Kammerwassers geschlossen.

Beide Effekte werden im Rahmen des Teilprojektes untersucht.