Tổng quan những thách thức của kỹ thuật theo dõi bệnh tiểu đường bằng phương pháp không xâm lấn

Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)

Tổng quan những thách thức của kỹ thuật theo dõi
bệnh tiểu đường bằng phương pháp khơng xâm lấn
Hồng Đình Đại
Viện Điện tử - Viễn thơng
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Hà Nội, Việt Nam


Chử Đức Hoàng
Viện Điện tử - Viễn thông
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Hà Nội, Việt Nam


Đỗ Xuân Hiếu
Viện Điện tử - Viễn thông
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Hà Nội, Việt Nam


Lê Thị Như
Viện Điện tử - Viễn thông
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Hà Nội, Việt Nam

Trần Minh Tú
Viện Điện tử - Viễn thơng
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Hà Nội, Việt Nam

Tóm tắt: Tỉ lệ bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường mỗi năm
trên thế giới ngày càng tăng nhanh với hơn 6% dân số thế
giới. Bệnh nhân tiểu đường được các chuyên gia yêu cầu
theo dõi nồng độ glucose trong máu thường xun và liên
tục để kiểm sốt tình trạng bệnh của họ. Tuy nhiên, các
phương pháp đo glucose hiện thời là không thuận tiện. Sự
nghiên cứu và phát triển kỹ thuật không xâm lấn là thực
sự cần thiết. Bài báo này đề cập đến tổng quan các vấn đề
xoay quanh bệnh tiểu đường, phương pháp đo lường xâm
lấn hiện tại và chi tiết về các phương án cho tương lai.
Phương pháp khơng xâm lấn cũng cịn nhiều điều cần làm
sáng tỏ. Trong khi những tiến bộ đã được tìm thấy và
bước đầu thực hiện, độ tin cậy và hiệu chuẩn của cơng cụ
khơng xâm lấn có thể vẫn chưa được cải thiện, và ngày
càng có nhiều hơn nữa nghiên cứu được tiến hành trong
điều kiện sinh lý khác nhau của sự trao đổi chất, tuần
hoàn chất lỏng trong cơ thể, và các thành phần máu cần
thiết. Đó thực sự là các thách thức lớn đối với cơng cuộc
tìm ra cái mới.

kiểm sốt và chữa trị, bệnh tiểu đường có thể gây ra nhiều biến
chứng nguy hiểm. [3] Các biến chứng cấp tính bao gồm tiểu
đường nhiễm xe-ton axit (diabetic ketoacidosis) - và đường quá
cao – nonketotic thẩm thấu quá cao (nonketotic hyperosmolar
coma). [4] Các biến chứng mãn tính thường gặp như bệnh tim
mạch, đột quỵ, suy thận, loét chân, mù mắt…
Bệnh tiểu đường là bệnh do tuyến tụy không sản xuất đủ
insulin hoặc các tế bào của cơ thể không đáp ứng với insulin

được sản xuất. [5] Bệnh tiểu đường được phân ra gồm ba loại
chính:
 Tiểu đường Tuýp 1
 Tiểu đường Tuýp 2
 Tiểu đường thai kỳ
Tiểu đường Tuýp 1 do bị thiếu insulin, có nghĩa cơ thể
khơng sản xuất đủ lượng insulin cần thiết hoặc không sản xuất
insulin. Trước đây, nó được biết đến với tên gọi “tiểu đường
phụ thuộc insulin” (insulin-dependent diabetes mellitus –
IDDM). Phần lớn các trường hợp được chẩn đoán là trẻ em và
người trẻ trưởng thành, nên cịn có cách gọi khác là “ Tiểu
đường vị thành niên”. [3] Đến nay, vẫn chưa có nghiên cứu nào
chỉ ra được nguyên nhân tại sao.
Tiểu đường Tuýp 2 xảy ra do hiện tượng kháng insulin,
một trạng thái mà các tế bào trong cơ thể không khớp với
insulin đúng cách. [3] Điều này cũng có thể xảy ra khi hiện
tượng thiếu insulin trở nên trầm trọng hơn. [6] Dạng này được
gọi là “tiểu đường không phụ thuộc insulin” (non- insulindependent diabetes mellitus – NIDDM) hoặc “tiểu đường
khởi phát ở người lớn”. Nguyên nhân chính gây ra thường là ở

Từ khóa: Khơng xâm lấn, theo dõi tiểu đường, bệnh tiểu
đường, đo nồng độ glucose…
1. GIỚI THIỆU
Bệnh đái tháo đường (diabetes mellitus), hay cịn có tên
khác là bệnh tiểu đường, được biết đến là nhóm bệnh rối loạn
chuyển hóa, trong đó có mức đường trong máu cao trong một
khoảng thời gian dài. [1][2] Các triệu chứng thường thấy của
hiện tượng lượng đường trong máu cao bao gồm đi tiểu thường
xuyên, khát nước nhiều và nhanh đói. Nếu khơng có biện pháp

ISBN: 978-604-67-0635-9

140
140


Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)

những người có trọng lượng cơ thể quá mức, thừa cân và
không thường xuyên vận động. [3]
Tiểu đường thai kỳ là tiểu đường “ có điều kiện”, đó là sự
rối loạn đường huyết trong máu khi mang thai. Nguyên nhân
gây ra do khi mang thai có sự thay đổi hoạt động nội tiết: tăng
tiết các hormon cần cho thai kỳ nhưng lại làm giảm tác dụng
của insulin.
Tiểu đường đã và đang là một trong những thách thức lớn
đối với ngành y tế trên thế giới. Nồng độ glucose trong máu
thay đổi theo bất kì hướng nào, tăng hoặc giảm đều có thể dẫn
đến tử vong. Một người bình thường có nồng độ glucose trong
máu đạt từ 70mg/dL đến 110mg/dL hoặc 3.9 đến 6.0 mM/L.
Nhưng ngay sau khi nạp đường vào cơ thể, mức độ này có thể
lên đến 140 mg/dL. Để kiểm tra và kiểm soát nồng độ glucose,
các chuyên gia yêu cầu bệnh nhân phải thường xuyên tiến hành
các biện pháp đo lường. Tuy nhiên, hiện nay, biện pháp phổ
biến vẫn là lấy mẫu máu và đo bằng các phản ứng hóa học.
Phương pháp này gây đau đớn, khó chịu và tốn kém cho bệnh
nhân. Vì vậy, yêu cầu tìm ra một thiết bị đo nồng độ đường
huyết khơng xâm lấn, theo dõi liên tục, chính xác là vơ cùng
cần thiết.

Để phịng ngừa và điều trị bệnh tiểu đường cần có một chế
độ ăn uống hợp lý và luyện tập thể dục thường xuyên, không
sử dụng thuốc lá và duy trì cơ thể ở trạng thái cân nặng bình
thường. Kiểm sốt huyết áp và chăm sóc chân phù hợp cũng là
việc hết sức quan trọng đối với người mắc bệnh tiểu đường.
Bệnh tiểu đường Tuýp 1 phải được kiểm soát bằng cách tiêm
insulin. [3] Tiểu đường Tuýp 2 có thể điều trị bằng thuốc. [7]
Insulin và một số loại thuốc lại có thể gây ra lượng đường
trong máu thấp. [8] Phẫu thuật giảm cân ở những người béo
phì đơi khi cũng là một biện pháp tốt đối với người bị bệnh tiểu
đường Tuýp 2. [9] Riêng đối với trường hợp tiểu đường thai kì
thì người bệnh thường sẽ tự khỏi sau khi sinh. [10]

xuyên thì NIDDM thường được tìm thấy ở bệnh nhân lớn hơn
40 tuổi, có thể tiêm insulin hoặc kiểm soát với thuốc uống,
giảm cân, chế độ ăn hợp lý và kế hoạch thể dục thường xuyên.
Cả hai loại tiểu đường tuýp 1 và tuýp 2 đều là mãn tính, khơng
có bất kì phương pháp nào chữa khỏi hồn tồn. Tiểu đường
thai kì có ảnh hưởng đến phụ nữ mang thai nhưng có thể kiểm
sốt lượng đường trong máu. Nó chỉ diễn ra trong thời gian
ngắn và tự trở lại bình thường sau khi sinh.
Theo số liệu thống kê, gần 18 triệu người trên thế giới phải
chịu chung số với bệnh tiểu đường, chỉ riêng nước Mỹ đã có
đến 5% tổng dân số bị bệnh. Bệnh tiểu đường là nguyên nhân
cao thứ 7 dẫn đến tử vong. Dự đốn đến năm 2020, các chi phí
liên quan đến điều trị đái tháo đường được dự đoán có thể lên
đến 192 tỷ đơ la Mỹ (Freer, tháng 3 năm 2011). [11] Đến giờ
vẫn chưa có biện pháp nào chữa khỏi hồn hồn bệnh tiêu
đường. Vì vậy, việc đo nồng độ glucose trong máu ở bệnh
nhân tiểu đường thường xun và kiểm sốt insulin là chìa

khóa cho việc kiểm sốt tình hình.
2.2. Phương pháp đo nồng độ glucose xâm lấn hiện tại
Hầu hết các bệnh nhân tiểu đường chỉ biết đến phương
pháp xâm lấn. Bệnh nhân được yêu cầu theo dõi mức đường
huyết hai đến ba lần một ngày. Họ kiểm tra lượng đường trong
máu bằng cách sử dụng kim nhọn – trích vào ngón tay để lấy
mẫu máu vào que thử, lấy que thử ra và gắn vào máy. Sau một
thời gian ngắn, máy này sẽ đọc và cho ra số liệu. Mặc dù cho
kết quả khá chính xác và ổn định thì phương pháp xâm lấn hiện
tại thực sự có nhiều bất lợi: gây đau đớn, chi phí cao, nguy cơ
gây ra bệnh truyền nhiễm và không thể theo dõi mức đường
huyết liên tục.
Dưới đây là mơ hình cơ bản của phương pháp xâm lấn:

2. TỔNG QUAN VỀ BỆNH TIỂU ĐƯỜNG
2.1 Bệnh Đái tháo đường (Tiểu đường)
Đái tháo đường là thuật ngữ dùng để chỉ trạng thái cơ thể
không phù hợp với số lượng hoặc chất lượng hormon insulin
được sản xuất cần thiết để duy trì mức đường huyết lưu thơng
bình thường.
Chỉ số đường huyết an toàn:
 Trước bữa ăn: 90 – 130 mg/dL (5.0 – 7.2 mM/L)
 1 -2 giờ sau bữa ăn: dưới 180 mg/dL (10mM/L)
 Trước khi đi ngủ: 110 – 150 mg/dL (6.0 – 8.3
mM/L)
Nếu một người có mức đường huyết nằm ngồi các khoảng
trên thì cần phải được xét nghiệm và chẩn đoán kịp thời. Theo
số liệu thống kê, các nhà nghiên cứu nhận thấy có ba loại bệnh
tiểu đường chính: bệnh tiểu đường tuýp 1, tiểu đường tuýp 2 và
tiểu đường thai kỳ. Tiểu đường Tuýp 1 là Tiểu đường phụ

thuộc Insulin (IDDM), chiếm 5 – 10% các trường hợp mắc
bệnh tiểu đường. Tiểu đường Tuýp 2 hay còn gọi là Tiểu
đường không phụ thuộc insulin (NIDDM) chiếm 90 – 95%
tổng số ca mắc bệnh. Trong khi IDDM thường xảy ra ở trẻ em
và trẻ vị thành niên, đòi hỏi phải có đủ số insulin để duy trì sự
sống kết hợp chế độ ăn uống lành mạnh và tập thể dục thường

Hình 1. Phương pháp đo nồng độ glucose xâm lấn
Để giải quyết những vấn đề trên, việc tìm ra phương pháp
theo dõi glucose không xâm lấn là cần thiết. Các phương pháp
không xâm lấn kỳ vọng là phương pháp khơng đau, tiện lợi và
chính xác.

141
141


Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)

2.3 Phương pháp đo glucose không xâm lấn
Đo glucose không xâm lấn dùng để chỉ phương pháp đo
nồng độ glucose trong máu (yêu cầu đối với bệnh nhân tiểu
đường nhằm ngăn ngừa các biến chứng cấp và mãn tính) mà
khơng cần lấy mẫu máu, khơng gây tổn thương trên người bệnh
và không đau. [12] Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng có ba
phương pháp đo glucose khơng xâm lấn:
 Kĩ thuật quang
 Sử dụng nước bọt
 Phân tích glucose trong nước mắt

3. PHƯƠNG PHÁP ĐO GLUCOSE KHƠNG XÂM LẤN
Trong bài báo này, chúng ta sẽ xem xét tất cả các phương
pháp đo glucose không xấm lấn như bất kì phương pháp nào
mà khơng cần trích da. Các kĩ thuật/công nghệ khác nhau sẽ
được liệt kê. Các nguyên tắc về công nghệ, cùng với những lợi
thế và hạn chế của nó cũng sẽ được thảo luận.

Hình 2. Sơ đồ khối hệ thống đo glucose không xâm lấn
Về cơ bản, mơ hình của thiết bị đo glucose khơng xâm lấn
có cấu trúc như trên. Cảm biến được dùng thường là một số
loại cảm biến quang học. Với mỗi phương thức khác nhau sau
đây, sẽ dựa trên cùng nguyên lý cơ bản trên nhưng với sóng
ánh sáng khác nhau.

3.1. Đo đường huyết sử dụng nước bọt
Các nghiên cứu cho thấy có mối quan hệ giữa nồng độ
glucose trong máu và trong nước bọt.
Về cơ bản, việc sử dụng nước bọt cũng tương tự như
phương pháp truyền thống là sử dụng máu, điều khác biệt duy
nhất đó là nước bọt, khơng phải máu. Bệnh nhân tiểu đường
đặt que thử vào miệng khoảng vài giây để lấy một lượng nhỏ
nước bọt làm mẫu phân tích và sau đó đặt que thử vào máy đọc
và cho ra kết quả.

BẢNG 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO GLUCOSE
KHÔNG XÂM LẤN
Kĩ thuật
Định nghĩa
Phổ hồng ngoại gần
Hấp thụ hoặc phát xạ ánh

sáng có bước sóng từ 0.7 –
Near Infrared Spectroscopy
2.5 um, phổ được so sánh để
(NIR)
tìm ra glucose.
Phổ Raman
Ánh sáng laser được sử dụng
để cảm ứng ánh sáng phát ra
Raman Spectroscopy
từ vùng chuyển đổi gần
ngưỡng kích thích
Quang phổ ảnh âm
Chất lỏng có thể gây kích
thích sóng laser. Điều này
Photoacoustics Spectroscopy
được sử dụng để tạo ra một
âm thanh phản hồi và một
một quang phổ sinh ra sẽ
được hiệu chỉnh.
Thay đổi tán xạ
Sự tán xạ của laser có thể
được sử dụng để chỉ ra sự
Scatter Changes
thay đổi trong thành phần các
chất trong các lần thử nghiệm.
Thay đổi sự phân cực
Sự có mặt của glucose trong
chất lỏng là nguyên nhân dẫn
Polarization Changes
đến sự phân cực nhiều hơn

của sóng truyền qua.
Phổ nửa hồng ngoại
Hấp thụ hoặc phát xạ ánh
sáng trong khoảng 2.5 – 10
Mid – Infrared Spectroscopy
um được kiểm tra và sử dụng
(MIR)
để định lượng glucose trong
chất lỏng.

3.2. Sử dụng nước mắt để theo dõi nồng độ glucose
Bệnh nhân tiểu đường cũng có khả năng sử dụng nước mắt
để đo nồng độ glucose. Mức đường huyết trong nước mắt thấp
hơn từ 30 đến 50 lần trong máu. Người bệnh khơng phải cố
khóc để lấy mẫu, các cảm biến có thể nhẹ nhàng đặt trên bề
mặt của mắt để thu hút chất lỏng.
Phương pháp này có hạn chế là nó sẽ cho thơng số sai lệch
khi bệnh nhân cố kích thích chảy nước mắt.
3.3. Kĩ thuật quang
Phương pháp đo lường nồng độ glucose không xâm lấn sử
dụng kĩ thuật quang học là kĩ thuật tập trung một chùm sóng
lên cơ thể. Chùm sáng này sẽ bị suy giảm sau khi truyền qua
lớp mô. Một kết quả sẽ nhận được từ ánh sáng khuếch tán đi ra
khỏi mô. Sự hấp thụ ánh sáng của da sẽ phụ thuộc vào thành
phần cấu tạo của da (nước, hemoglobin, melanin, chất béo và
glucose). Việc truyền tải ánh sáng ở mỗi bước sóng là hàm phụ
thuộc độ dày, màu sắc và cấu trúc da, xương, máu và các thành
phần khác mà ánh sáng đi qua.
Sự tập trung glucose có thể được xác định rõ bằng cách
phân tích sự thay đổi tín hiệu quang trong mỗi bước sóng, sự

phân cực hoặc cường độ của ánh sáng. Thể tích mẫu được đo
bằng các phương pháp này phụ thuộc vào vị trí đo. Sự tương
quan với mức đường huyết dựa trên cơ sở phần trăm mẫu chất
lỏng ở kẽ, nội bào hoặc mao mạch.
Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống đo glucose khơng xâm lấn
được mơ tả trong hình dưới đây:

Phổ hồng ngoại gần có quang phổ nằm trong vùng bước
sóng từ 730 – 2500 nm. Nó cho phép đo glucose trong máu
trong các mô bởi sự biến động của cường độ ánh sáng, dựa trên

142
142


HộiHội
Thảo
Quốc
vàCông
CôngNghệ
Nghệ
Thông
(ECIT
2015)
Thảo
QuốcGia
Gia2015
2015về
vềĐiện
Điện Tử,

Tử,Truyền
Truyền Thông
Thông và
Thông
Tin Tin
(ECIT
2015)
3.4. Một số phương pháp mới

truyền và phản xạ. [15] Khi so sánh với MIR, ánh sáng tập
trung vào cơ thể được hấp thụ một phần và tán xạ một phần do
sự tương tác của nó với các thành phần hóa học trong mơ.
Nồng độ glucose được ước tính bằng cường độ chùm sáng
truyền qua mơ và phản xạ từ chính mơ đó.
Ưu điểm: Độ chính xác cao, tín hiệu đo có năng lượng cao
hơn phổ MIR. [14]
Nhược điểm: cần tác dụng một áp lực quét, sự khác biệt sinh
lý không liên quan đến đường huyết, các phần tương đối nhỏ
của glucose trong máu tương quan yếu, độ ổn định kém. [15]
Phổ nửa hồng ngoại (MIR) dựa trên sóng ánh sáng có phổ
bước sóng từ 2500 – 10000 nm. [14] Sự hấp thụ ánh sáng nửa
hồng ngoại khác nhau có thể được biểu diễn bởi một mơ hình
kĩ thuật phân tích định lượng quang phổ. Hiện nay, thuật tốn
bình phương tối thiểu thường được sử dụng để hiệu chuẩn đa
biến cho các thành phần. [15] Để các bước sóng cao hơn, vật
tạo sóng nửa hồng ngoại làm giảm hiện tượng tán xạ và tăng sự
hấp thụ. [14]
Ưu điểm: Sóng nửa hồng ngoại đem so sánh với phổ sóng
hồng ngoại thì tín hiệu thu được phản ánh mức glucose có độ
sắc nhọn hơn, tín hiệu NIR có phổ rộng và yếu hơn.

Nhược điểm: Mức độ thâm nhập sâu yếu
Thay đổi sự phân cực dựa trên hiện tượng xảy ra khi sóng
phân cực ngang trong một dung dịch có chứa chất hoạt quang
(như các phân tử chiral). Glucose là một phân tử chiral, đặc
tinh quay ánh sáng của nó có thể được biết đến trong thời gian
dài. Thật vậy, các cuộc điều tra về sự thay đổi phân cực gây ra
bởi glucose đã cho thấy kĩ thuật không xâm lấn đầu tiên cho
việc đo glucose ở người. [14]
Ưu điểm: Kĩ thuật này có thể cho phép dùng với ánh sáng
nhìn thấy, phù hợp với mơi trường tự nhiên. [14]
Nhược điểm: Nhạy cảm với các tán xạ của các mơ, vì có
hiện tượng phản phân cực tán xạ. [14]
Phổ Raman dựa trên việc sử dụng sóng laser để tạo lên sự
rung lắc và quay đảo của các phân tử và hậu quả sự phát hành
của ánh sáng tán xạ ảnh hưởng bởi sự rung của các phân tử.
[14] Hiệu ứng này phụ thuộc vào nồng độ các phân tử glucose.
Kĩ thuật này có thể đo lường với cả những tín hiệu yếu, thậm
chí trong các dịch trong cơ thể con người. Bởi sự phát xạ ánh
sáng tán xạ bị ảnh hưởng bởi sự rung động của các phần tử, do
đó có thể dùng để ước tính nồng độ glucose trong cơ thể người.
Phổ glucose có thể dùng để phân biệt với các hợp chất khác
trong cùng một dải này.
Ưu điểm: Phổ Raman cho tín hiệu sắc nét và khơng bị chồng
chéo lên nhau như NIR. Bước sóng laser cố định thường được
sử dụng với chi phí thấp.
Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng của sự khơng ổn định của
bước sóng và cường độ sóng laser, thời gian thu lại quang phổ
lâu.
Phổ âm ảnh sử dụng chùm tia quang học để nhanh chóng
làm nóng mẫu và tạo ra một làn sóng áp suất âm và có thể thu

được bằng glucose.
Nhược điểm: chịu ảnh hưởng của các thành phần hóa học,
sinh học cũng như các tác động vật lí như nhiệt độ, áp suất.
[16]

3.4.1Một số phương pháp mới được cơng bố
Trước tình hình phát triển nhanh của khoa học – công nghệ
và để đáp ứng yêu cầu cấp bách về thiết bị đo tiểu đường
khơng xâm lấn, các nhóm nghiên cứu hiện nay đã cho ra đời
những sản phẩm mới, không đi theo lối mịn của các kỹ thuật
nói trên.
Thử tiểu đường bằng hình xăm tạm, người ta sẽ in các
điện cực lên giấy dung làm hình xăm tạm, các điện cực này
được kết nối với cảm biến, sau mỗi bữa ăn các điện cực sẽ sinh
điện trong 10 phút, dòng điện sẽ thu hút glucose đến sát với
mặt da, giúp cảm biến đo được lượng đường huyết.
Thiết bị vòng xoắn đặt trong ruột: bác sĩ sẽ đưa thiết bị
vòng xoắn vào ruột bệnh nhân như mổ nội soi. Khi được đưa
vào và định vị, nó sẽ làm một vật cản luồng thức ăn đi vào
thành ruột, làm thay đổi đường đi của thức ăn và cách thức làm
việc của hệ thống tiêu hóa. Thiết bị này tỏ ra hiệu quả trong
việc giảm glucose trong máu và giảm nhanh số đo vòng bụng.
3.4.2 Phương án đề xuất: Máy đo đường huyết không
xâm lấn tối thiểu và dự án Zinmed
Một nhóm nghiên cứu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
đã và đang triển khai một dự án lớn dành cho cộng đồng bệnh
nhân tiểu đường – Zinmed - giải pháp giúp hỗ trợ quản lý và
điều trị bệnh tiểu đường.

Hình 3. Mơ hình đơn giản thiết bị đo glucose không xâm lấn

Zinmed
Zinmed bao gồm hệ thống website quản lý, ứng dụng di
động, máy đo đường huyết xâm lấn tối thiểu và tin tức chuyên
sâu trong hệ thống website vệ tinh. Bệnh nhân tiến hành đo tiểu
đường bằng phương pháp không xâm lấn tối thiểu, dữ liệu
được hiển thị và lưu trên smartphone; đồng thời hệ thống
website quản lý và các website vệ tinh giúp kết nối với các
bệnh nhân tiểu đường khác và cung cấp cho người dùng cẩm
nang cần thiết để phòng và điều trị bệnh tiểu đường. Hiện tại,
hệ thống website quản lý và website vệ tinh đã hoạt động mạnh
mẽ, nhận được sự quan tâm của nhiều người.
Tuy các thiết bị này cịn đang trong q trình hồn thiện và
thử nghiệm trên quy mô rộng lớn hơn nhưng rõ ràng chúng cho
thấy một sự nỗ lực, phấn đấu không ngừng nghỉ của các nhà
khoa học trên thế giới. Và với trình độ khoa học – kỹ thuật hiện
nay hồn tồn có thể tạo ra được thiết bị với phương pháp tối
ưu và độ chính xác chấp nhận được trong điều kiện Việt Nam.

143
143


Thảo
QuốcGia
Gia2015
2015về
về Điện
Điện Tử,
Truyền Thông
Nghệ

Thông
Tin Tin
(ECIT
2015)
HộiHội
Thảo
Quốc
Tử, Truyền
ThôngvàvàCông
Công
Nghệ
Thông
(ECIT
2015)

phương pháp cũ. Bởi vậy, đo glucose không xâm lấn thực sự là
công nghệ trong tương tai.

4. SO SÁNH VÀ THẢO LUẬN
4.1. So sánh các thế hệ phương pháp đo tiểu đường.
Hình 3 cho thấy sự phát triển của các thế hệ đo tiểu đường.
Các thế hệ trước với nhiều nhược điểm cả về giá thành lẫn sự
bất tiện. Và do vậy, việc ra đời các máy của thế hệ thứ tư
không xâm lấn là một điều tất yếu.

6.2. Những thử thách bước đầu của phương pháp đo
glucose không xâm lấn
Các phần trên chúng tôi đã đi trình bày tổng quan về bệnh
tiểu đường cũng như các phương pháp đo đường huyết từ quá
khứ đến hiện tại và tương lai. Và rõ ràng, trên thế giới đã có

rất nhiều nhóm nghiên cứu đang khám phá một loạt các
phương pháp tiếp cận, cố gắng phát triển một phép đo glucose
không xâm lấn cho kết quả ổn định, đáng tin cậy, thuận tiện
và kinh tế. Bảng 2 sau đây sẽ cho thấy một số sản phẩm mới
nhất, được tham khảo trên internet như: GlucoWatch,
Diasensor…
BẢNG 2. THÔNG TIN VỀ THIẾT BỊ ĐO GLUCOSE
KHƠNG XÂM LẤN
Số
Cơng nghệ
Định nghĩa và
thứ
hiện trạng
tự
1
Phổ hồng ngoại gần
Xuất hiện năm 2010 và
được FDA chấp thuận
năm 2011
2
Phổ Raman
Xuất hiện năm 2011 và
vẫn tiếp tục được nghiên
cứu
3
Phổ hồng ngoại gần – Xuất hiện năm 2008 và
Công nghệ cổng quang
được thương nghiệp hóa
sớm vào cuối năm 2011
4

Cơng nghệ huỳnh quang
Xuất hiện năm 2007 được
FDA chấp thuận năm
2011
5
Cộng hưởng điện từ - Xuất hiện năm 2005 và
sinh học
được sản xuất thí điểm
năm 2011
6
Cảm biến hóa học trong Xuất hiện năm 2010 và
hơi thở
đang trong quá trình phát
triển
7
Phổ huỳnh quang
Xuất hiện năm 2011 và
được Canada chấp nhận
thương mai hóa
Cùng với đó, Bảng 1 đã cho thấy đã có rất nhiều nhóm
nghiên cứu đang làm việc trong chủ đề này, tất cả đều cố gắng
tìm ra một phương pháp đo lường mới, công nghệ đo đường
huyết không xâm lấn. Tuy nhiên, thực tế thì phương pháp
khơng xâm lấn cịn nhiều hạn chế và vẫn chỉ đang trong quá
trình nghiên cứu.
Một trong những lí do chính là cơng nghệ, như việc hấp
thụ quang phổ, cho tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu thấp liên quan đến
mức độ tập trung glucose và phổ đáp ứng. Do nhu cầu lớn của
thị trường cho một sản phẩm đo glucose không xâm lấn thành
công, điều này đã tạo nên cuộc đua cho các nhóm nghiên cứu

để phát triển một thiết bị chính xác hơn và thiết bị quang phổ
chính xác là rất quyết liệt. Hơn nữa, phương pháp huấn luyện
đa biến thường được sử dụng trong phân tích định lượng các
mơ hình dự đốn là dữ liệu phụ thuộc, trong khi đặc trưng của

Hình 4. Sự phát triển qua các thế hệ đo đường huyết
Như đã trình bày ở trên, thế hệ máy đo tiểu đường bằng
phương pháp xâm lấn hiện tại tồn nhiều nhược điểm. Trước
tiên phải kể đến là việc bệnh nhân tiểu đường phải lấy mẫu
máu nhiều lần một ngày để theo dõi. Phương pháp này chỉ cho
ra thông số tĩnh, tại thời điểm lấy máu mà không thể theo dõi
liên tục, các hiện tượng tăng hoặc hạ đường huyết không được
theo dõi tỉ mỉ. Do vậy, việc theo dõi đường huyết theo phương
pháp cũ khơng phản ánh đúng tính chất và thực trạng của bệnh
nhân, hay đánh giá được chính xác tình trạng bệnh của bệnh
nhân. Không chỉ vậy, việc lấy mẫu máu nhiều lần cũng gây
khó chịu cho bệnh nhân, đau đớn và tổn thương mô là không
thể tránh khỏi. Từ đó kéo theo nhiều hệ lụy khác như bất tiện
trong sinh hoạt và làm việc, nguy cơ gây ra các bệnh truyền
nhiễm… Một điều không thể tránh khỏi là sự tiêu tốn về tài
chính lớn, mỗi lần thử máu bệnh nhân phải sử dụng một kim
trích máu hồn tồn mới.
Với thực tế này, lợi thế của phương pháp không xâm lấn là
điều có thể chinh phục những bệnh nhân khó tính nhất.
Phương pháp đo glucose khơng xâm lấn cho phép loại bỏ
những bất lợi trên. Vì sử dụng các kỹ thuật cảm biến quang
hoặc tương tự như vậy, phương pháp này hồn tồn khơng gây
đau đớn cho bệnh nhân, đem lại cảm giác thoải mái khi sử
dụng. Việc đem lại cảm giác thoải mái cho bệnh nhân khi tiến
hành thử nghiệm đã là một thành công lớn của phương pháp

này so với phương pháp cũ vì một trong những nguyên nhân
gây bệnh tiểu đường là căng thẳng thần kinh. Việc sử dụng
phương pháp mới đã giúp bệnh nhân tránh được ngun nhân
này. Từ đó, loại bỏ hồn tồn các rủi ro về tổn thương mô hay
bệnh truyền nhiễm. Không chỉ vậy, ưu điểm vượt trội trong đo
glucose không xâm lấn là việc tiết kiệm chi phí. Bệnh nhân sẽ
khơng phải chi trả cho các khoản que trích máu như đối với

144
144


Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)

đo lường là không dễ dàng để giải quyết. Mặc dù, một phương
pháp cải thiện đã được nghiên cứu cho việc phân tích định
lượng mà có thể tăng cường sự tương quan của các thuộc tính
quang phổ của phân tử glucose với nồng độ glucose trong
máu, cần nỗ lực nhiều hơn trong việc nghiêm ngặt mở rộng kĩ
thuật để kiểm sốt lượng đường trong máu khơng xâm lấn.
Hơn nữa, việc hiệu chỉnh thiết bị quang phổ là cần thiết,
bởi các yếu tố như cường độ ánh sáng có thể ảnh hường đến
kết quả. Như hầu hết các công nghệ không xâm lấn này dựa
trên một số loại cảm biến quang học, thời gian trễ có thể xảy
ra giữa các phép đo glucose, do đó có thể dẫn đến lỗi hiệu
chỉnh.
Ngoài ra, các nhân tố bên ngoài như nhiệt độ cũng ảnh
hưởng đến kết quả dự đoán, đặc biệt với cơng nghệ cảm biến
quang học, vì việc thay đổi một vài độ cũng ảnh hưởng đáng

kể đến mức năng lượng của phổ hấp thụ.
Một điều quan trọng nhất là nguyên nhân đến từ tác dụng
sinh lí của con người. Sự khác biệt về sinh lí sẽ ảnh hưởng đến
độ tin cậy của cơng nghệ, vì chúng chủ yếu là do chuyển hóa
cá nhân, thành phần máu, và lưu thơng chất lỏng trong cơ thể
quyết định. Các quang phổ hấp thụ chủ yếu là phát hiện phân
tử glucose và glucose có thể phát hiện ở khắp mọi nơi trên cơ
thể. Do đó, rất khó có thể sản xuất được một mơ hình bao
qt, có thể thường xun tự hiệu chuẩn sử dụng duy nhất cho
tất cả mọi người.

[6] RSSDI textbook of diabetes mellitus. (Rev. 2nded.).
New Delhi: Jaypee Brothers Medical Publishers. 2012. p. 235.
ISBN 9789350254899.
[7] "The top 10 causes of death Fact sheet N°310".
World Health Organization. Oct 2013.
[8] Rippe, edited by Richard S. Irwin, James M. (2010).
Manual of intensive care medicine (5thed.). Philadelphia:
Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. p. 549.
ISBN 9780781799928.
[9] Picot, J; Jones, J; Colquitt, JL; Gospodarevskaya, E;
Loveman, E; Baxter, L; Clegg, AJ (September 2009). "The
clinical effectiveness and cost-effectiveness of bariatric
(weight loss) surgery for obesity: a systematic review and
Health technology assessment
eonomic evaluation".
(Winchester, England) 13 (41):
1–190, 21 –357, iii–
iv.doi:10.3310/hta13410. PMID 19726018.
[10] Cash, Jill (2014). Family Practice Guidelines (3rded.).

Springer. p. 396.ISBN 9780826168757.
[11] Anas Mazady, Electrical and Computer Engineering
Department,The University of Connecticut, Storrs, CT 062692157
glucose
monitor,
[12]
Noninvasive
/>Glucose
[13] Overview of Non-Invasive Fluid
Measurement Using Optical Techniques to Maintain
Glucose Control in Diabetes Mellitus, R. W. Waynant,
Ph.D.* and V. M. Chenault, Ph.D., MT(ASCP)**, Food and
Drug Administration; Center for Devices and Radiological
Health; Office of Science and Technology* and Office of
Device Evaluation**
[14] Akesh Govada, Ch Renumadhavi, K B Ramesh, “NonInvasive Blood Glucose Measurement”, International
Journal of Advanced Research in Computer and
Communication Engineering, Vol. 3, Issue 1, January 2014
[15] Chi-Fuk So, Kup-Sze Choi, Thomas KS Wong, Joanne
WY Chung, “Recent advances in noninvasive glucose
monitoring,”
[16]
Megha C.Pande, Prof.A. K. Joshi/International
Journal of Engineering Research and Applications (IJERA)
“Non-Invasive Optical Blood Glucose Measurement”.

5. KẾT LUẬN
Hiện nay, trên thế giới, việc theo dõi đường huyết bằng
phương pháp xâm lấn vẫn đang là phương pháp phổ biến hơn
cả. Mặc dù có nhiều bất lợi, nhưng đó vẫn là giải pháp ưu việt

cho tới hiện tại khi mà sự phát triển của thế hệ thứ tư – thế hệ
không xâm lấn vẫn còn nhiều tranh cãi và ý kiến trái chiều. Bài
viết này đã trình bày hầu hết các phương pháp khơng xâm lấn,
đánh giá và so sánh, và nhận thấy rằng thực tế chưa có một
thiết bị khơng xâm lấn nào có thể đáp ứng độ chính xác và
được áp dụng. Đứng trước những thách thức, việc tìm kiếm
một phương pháp tối ưu, chính xác và phổ qt là một thành
cơng lớn, tạo lên một bước ngoặt lớn trong việc chăm sóc sức
khỏe trên tồn thế giới.
6. THAM KHẢO
[1] "Diabetes Blue Circle Symbol". International Diabetes
Federation. 17 March 2006.
[2] "About diabetes". World Health Organization.
Retrieved 4 April 2014.
[3] "Diabetes Fact sheet N°312". WHO. October 2013.
Retrieved25 March 2014.
[4] Kitabchi, AE; Umpierrez, GE; Miles, JM; Fisher, JN
(Jul 2009). "Hyperglycemic crises in adult patients with
diabete."Diabetes Care 32 (7): 1335–43.doi:10.2337/dc099032. PMC 2699725. PMID 19564476.
[5] Shoback, edited by David G. Gardner, Dolores (2011).
"Chapter 17".Greenspan's basic & clinical endocrinology
(9thed.). New York: McGraw-Hill Medical. ISBN 0-07162243-8.

145
145