Kiểm tra đường huyết bằng tia laser
Các nhà nghiên cứu đến từ Trường đại học Princeton (Mỹ) vừa phát triển một phương pháp sử dụng tia laser để đo đường huyết và đang nỗ lực thu nhỏ hệ thống laser này bằng kích cỡ cầm tay.
Kỹ thuật mới cho phép người bệnh tiểu đường có thể kiểm tra tình trạng bệnh tật của mình mà không cần phải tự chích máu xét nghiệm.
Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Eugene Higgins cho biết: "Chúng tôi đang nỗ lực đưa các giải pháp cơ khí vào công cụ hữu ích để con người sử dụng hàng ngày. Với công trình nghiên cứu này, chúng tôi hy vọng sẽ cải thiện được cuộc sống của nhiều bệnh nhân bị tiểu đường, những người phải phụ thuộc vào việc giám sát thường xuyên lượng glucose trong máu".
Trong bài viết đăng trên tạp chí Biomedical Optics Express số ra ngày 23.6 vừa qua, nhóm nghiên cứu mô tả cách thức đo đường huyết thông qua việc điều khiển tia laser đặc biệt quét qua bàn tay của một người. Tia laser đi xuyên qua tế bào da mà không gây tổn thương gì và được các phân tử đường trong cơ thể hấp thu một phần. Nhóm nghiên cứu dựa vào mức độ hấp thu này để đo lượng đường trong máu.
Nhóm nghiên cứu ngạc nhiên vui mừng trước kết quả đo chính xác của phương pháp này. Việc đo đường huyết bắt buộc phải phản ánh lượng đường trong máu thực tế của bệnh nhân chính xác tới 80%. Phiên bản tia laser hiện tại do nhóm nghiên cứu phát triển cho kết quả chính xác tới 84%.
Nhóm khẳng định sẽ tiếp tục cố gắng cải thiện hiệu quả của phương pháp này; đồng thời, nỗ lực thu nhỏ kích cỡ của máy đo đường huyết bằng tia laser. Phiên bản thử nghiệm có kích thước bằng một chiếc ghế làm việc trung bình và cần một hệ thống làm mát tinh vi để hoạt động.
Nhóm đã giải quyết được vấn đề làm mát nên hiện giờ máy có thể làm việc ở nhiệt độ phòng bình thường.
"Mùa hè năm nay, chúng tôi cải tiến hệ thống sao cho đặt gọn trên một bệ di động để đưa tới nhiều nơi như phòng khám để thực hiện thêm nhiều thử nghiệm đo đường huyết. Chúng tôi đang tìm kiếm một bộ dữ liệu lớn hơn về việc đo đường huyết để dựa vào đó nghiên cứu tiếp".
Chìa khoá thành công của hệ thống là tần số của tia laser hồng ngoại. Những gì mắt chúng ta nhìn thấy được dưới dạng màu sắc là do tần số của ánh sáng tạo ra. Màu đỏ là tần số thấp nhất của ánh sáng mà con người có thể nhìn thấy bằng mắt thường và tần số hồng ngoại nằm dưới ngưỡng đó.
Các thiết bị y khoa hiện nay thường sử dụng tia hồng ngoại gần, tức tia có tần số vừa vượt qua ngưỡng mắt thường có thể nhìn thấy một chút. Tần số này không bị nước chặn lại. Vì vậy, nó có thể sử dụng bên trong cơ thể vốn chứa phần lớn là nước. Tuy nhiên, tần số này tương tác với nhiều loại axit và hoá chất ở da nên không thực tế khi sử dụng để tầm soát đường máu.
Tia hồng ngoại sóng trung bình không bị ảnh hưởng nhiều bởi những hoá chất này. Vì vậy, nó có thể ứng dụng tốt trong lĩnh vực bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, tia hồng ngoại sóng trung bình khó phối hợp với tia laser tiêu chuẩn. Nó đòi hỏi năng lượng và sự ổn định khá cao để xuyên qua da và quét qua chất lỏng trong cơ thể. (Mục tiêu không phải là máu mà là chất lưu ở biểu bì, thứ vốn liên quan chặt chẽ với đường huyết).
Kết quả nghiên cứu đột phá nói trên bắt nguồn từ việc sử dụng một loại thiết bị mới đặc biệt hiệu quả trong việc tạo ra tần số hồng ngoại sóng trung bình: tia laser lượng tử xếp tầng (quantum cascade laser).
Ở nhiều loại tia laser, tần số của sóng phụ thuộc vào vật liệu chế tạo laser. Chẳng hạn như, tia laser hỗn hợp khí neon và heli cho ra một dải tần ánh sáng nhất định. Tuy nhiên, ở tia laser lượng tử xếp tầng, tia sáng có thể cố định ở một trong số nhiều tần số khác nhau. Khả năng định rõ tần số này cho phép nhóm nghiên cứu nói trên tạo ra một tia laser trong vùng hồng ngoại sóng trung bình. Những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực laser lượng tử xếp tầng cũng giúp tăng khả năng và tính ổn định cần thiết để tia này xuyên được qua da.
Nhóm nghiên cứu đã dùng tia laser nói trên để đo đường huyết cho 3 người khoẻ mạnh trước và sau khi ăn 20 suất đậu hũ, thực phẩm có khả năng làm tăng đường huyết. Nhóm cũng kiểm tra đối chứng bằng cách chích máu ở ngón tay xét nghiệm. Việc đo đường huyết được tiến hành liên tục trong vài tuần.
Tuy kết quả đo đường huyết bằng tia laser có sai số trung bình lớn hơn phương pháp kiểm soát đường huyết tiêu chuẩn nhưng vẫn nằm trong mức đòi hỏi chính xác cho phép của y khoa.
Tố Uyên (Theo Science Daily)