Сахарный диабет – одно из самых распространенных заболеваний, оно занимает третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. По оценке ВОЗ число людей, страдающих диабетом, с 1980 года увеличилось почти в четыре раза – в 2016 это около 422 миллионов взрослых во всем мире. В большинстве случаев контроль концентрации глюкозы в крови у больных позволяет избежать осложнений, инвалидизации и смерти, поэтому создание точных неинвазивных технологий, не требующих регулярного прокалывания пальца для забора крови, – важная задача.
– Точность современных неинвазивных глюкометров оставляет желать лучшего, это связано с наличием защитного кожного и мышечного покрова человека. Преодоление этого покрова является своего рода камнем преткновения на пути создания эффективного неинвазивного устройства оценки уровня глюкозы в крови. Как правило, именно кожный покров и параметры внутренней среды вносят значительные ошибки в измеряемые данные, – говорит руководитель проекта, научный сотрудник лаборатории «Методы, системы и технологии безопасности» СФТИ ТГУ Ксения Завьялова. – Предлагаемая нами новая концепция обеспечит превосходство над существующими в мире аналогами по точности определения. Она основана на исследовании так называемого ближнепольного эффекта в широкой полосе частот.
Радиоизлучение делится на ближнюю и дальнюю от источника зоны. Ближнюю зону почти всегда стараются уменьшить, чтобы повысить эффективность антенн. При этом в средах с большим поглощением (земля, вода) волна затухает очень быстро. Попадая на тело человека, радиоволна очень быстро поглощается в первых же миллиметрах кожи и не проходит внутрь человека.
Радиофизики ТГУ установили, что поле в ближней зоне не ослабляется, а значит, оно может хорошо проникать внутрь человека. Для этого необходимо расширить границу ближней зоны, например, путем создания специального датчика. Далее, варьируя частоту излучения, можно контролировать проникновение электромагнитных волн в тело человека и проводить его диагностику, например, «подводить» ближнюю зону к кровеносным сосудам, чтобы анализировать концентрацию глюкозы.
– В результате мы создадим технологию неинвазивной глюкометрии и действующий лабораторный макет электромагнитного датчика. Для этого будет разработан метод управления глубиной ближней зоны, – поясняет Ксения Завьялова. – Полученные результаты найдут применение при разработке новых бесконтактных, эффективных и коммерчески доступных приборов медицинской диагностики на основе радиоволн. В перспективе технология может стать основой для дальнейшего более глубинного исследования тканей и процессов изменения в них.
Исследование ведется на базе радиофизического факультета ТГУ и Сибирского физико-технического института. Проект поддержан грантом РНФ.
