ՊրովաԴիՎիտա բժշկական գիտահետազոտական ինստիտուտ

Ինսուլինի դիմադրությունը նյութափոխանակության խանգարում է, որը բնութագրվում է ինսուլինին արձագանքելու մարմնի ունակության նվազմամբ՝ գլյուկոզայի նյութափոխանակության համար կարևոր հորմոն:

Ինսուլինի դիմադրության աճող տարածվածությունը մտահոգություններ է առաջացրել հանրային առողջության վրա դրա հետևանքների վերաբերյալ, հատկապես 2-րդ տիպի շաքարախտի, սիրտ-անոթային հիվանդությունների և այլ մետաբոլիկ համախտանիշների հետ նրա ուժեղ կապի պատճառով (Kahn et al., 2006): Ինսուլինի դիմադրության գնահատման ավանդական մեթոդները, ինչպիսիք են հոմեոստազի մոդելի գնահատումը (HOMA-IR), հաճախ հիմնվում են ծոմ պահելու արյան գլյուկոզի և ինսուլինի մակարդակների վրա, որոնք կարող են ամբողջությամբ չներկայացնել գլյուկոզայի նյութափոխանակության դինամիկ բնույթը ողջ օրվա ընթացքում: Վերջին տարիներին հետազոտությունները դիմել են այլընտրանքային բիոմարկերների և ինսուլինի դիմադրության գնահատման ոչ ինվազիվ մեթոդների, ներառյալ ֆոտոպլետիզմոգրաֆիայի (PPG) ազդանշանների վերլուծությունը:

PPG-ն պարզ և ծախսարդյունավետ օպտիկական տեխնիկա է, որը չափում է արյան ծավալի փոփոխությունները հյուսվածքի միկրոանոթային շերտում: Այն լայնորեն օգտագործվել է կլինիկական պարամետրերում և կրելու տեխնոլոգիայում՝ սրտի հաճախության, արյան թթվածնով հագեցվածության և այլ ֆիզիոլոգիական պարամետրերի մոնիտորինգի համար (García et al., 2018): PPG-ի ամենահետաքրքիր ասպեկտներից մեկը արյան ծայրամասային գլյուկոզայի մակարդակն արտացոլելու նրա ներուժն է և, ըստ ընդլայնման, ինսուլինի դիմադրության վերաբերյալ պատկերացումներ առաջարկելու: Վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ PPG ազդանշանային արտեֆակտները՝ PPG ալիքի ձևի չնախատեսված խանգարումները, կարող են ծառայել որպես գլյուկոզայի տատանումների պոտենցիալ ցուցիչ՝ դրանով իսկ ապահովելով ինսուլինի զգայունության վստահելի ցուցիչ (Alonso et al., 2020):

Հասկանալով PPG ազդանշանի արտեֆակտները

PPG ազդանշանները կազմված են երկու բաղադրիչից՝ զարկերակային և ոչ զարկերակային բաղադրիչներից: Զարկերակային բաղադրիչը արտացոլում է զարկերակային արյան ծավալի փոփոխությունները սրտի ցիկլի ընթացքում, մինչդեռ ոչ զարկերակային բաղադրիչը հաշվի է առնում շրջակա հյուսվածքների կողմից լույսի կլանումը (Zhang et al., 2021): Կլինիկական պրակտիկայում PPG ազդանշանները կարող են ենթարկվել տարբեր արտեֆակտների, ներառյալ շարժման աղմուկը, շրջակա լույսի միջամտությունը և մաշկի ջերմաստիճանի կամ արյան հոսքի փոփոխությունները: Այս արտեֆակտները կարող են բարդացնել PPG ազդանշանների ճշգրիտ մեկնաբանությունը և կարող են թաքցնել ինսուլինի դիմադրության հետ կապված հիմքում ընկած ֆիզիոլոգիական ազդանշանները:

Չնայած այս արտեֆակտների կողմից առաջադրված մարտահրավերներին, հետազոտողները գնալով ավելի են կիրառում ազդանշանի մշակման առաջադեմ տեխնիկա՝ դրանց ազդեցությունը մեղմելու և PPG ալիքի ձևից արժեքավոր տեղեկատվություն հանելու համար: Օրինակ, ֆիլտրման ալգորիթմները, ինչպիսիք են ալիքների փոխակերպումները և հարմարվողական զտումը, խոստումնալից են ցույց տվել ազդանշանի որակի բարելավման հարցում, ինչը թույլ է տալիս ավելի ճշգրիտ վերլուծություն կատարել հարվածից հարված տատանումների և հեմոդինամիկ արձագանքների (Redmond et al., 2018):

Կապ PPG ազդանշանի բնութագրերի և ինսուլինի դիմադրության միջև

PPG արտեֆակտների և ինսուլինի դիմադրության միջև փոխհարաբերությունը ի հայտ է գալիս այն հասկացությունից, որ արյան հոսքի և գլյուկոզայի նյութափոխանակության խանգարումները կարող են ազդել PPG ալիքի ձևի վրա: Ինսուլինի դիմադրությունը հաճախ կապված է էնդոթելիային դիսֆունկցիայի և սիմպաթիկ նյարդային համակարգի ակտիվության բարձրացման հետ, որոնք երկուսն էլ կարող են ազդել սիրտ-անոթային արձագանքների և, հետևաբար, PPG-ի բնութագրերի վրա (Böhm et al., 2017):

Կենդանիների և մարդկանց վրա կատարված ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ PPG ալիքի ձևի դինամիկ փոփոխությունները, հատկապես անոթային ռեակտիվության մասին վկայող փոփոխությունները, փոխկապակցված են հետճաշից հետո գլյուկոզայի արձագանքների հետ: Օրինակ, մեկ ուսումնասիրություն պարզել է, որ ածխաջրերի ընդունումից հետո PPG ազդանշանների աճող ամպլիտուդը և փոփոխված ձևը վկայում են գլյուկոզայի աննորմալ նյութափոխանակության մասին՝ ենթադրելով սերտ կապ PPG-ից ստացված հատկանիշների և ինսուլինի զգայունության միջև (Müller et al., 2021): Այսպիսով, PPG ազդանշանային արտեֆակտների օգտագործումը կարող է կարևոր պատկերացումներ տալ գլիկեմիկ հսկողության վերաբերյալ՝ հանգեցնելով ինսուլինի դիմադրության անուղղակի գնահատմանը:

Ծրագրեր և ապագա ուղղություններ

PPG-ից ստացված ինսուլինի դիմադրության գնահատումների հնարավոր կիրառությունները ներառում են տարբեր ոլորտներ, ներառյալ կլինիկական ախտորոշումը, շաքարախտի կառավարման մոնիտորինգը և նույնիսկ ապրելակերպի միջամտությունները: Օրինակ, PPG սենսորներով հագեցված կրելի սարքերը կարող են հեշտացնել գլյուկոզայի նյութափոխանակության շարունակական գնահատումը, օգտատերերին տրամադրելով իրական ժամանակի հետադարձ կապ ինսուլինի նկատմամբ զգայունության մակարդակների վերաբերյալ: Քանի որ ավելի շատ անհատներ ընդունում են տնային մոնիտորինգի տեխնոլոգիաները, PPG-ն կարող է առաջանալ որպես հիմնաքար կանխարգելիչ առողջապահական մոտեցումների համար (Cannarsa et al., 2021):

Վերջին առաջընթացի լույսի ներքո մի քանի հետազոտական նախաձեռնություններ են իրականացվում՝ հետագայում հաստատելու PPG ցուցանիշների և ինսուլինի դիմադրության միջև կապը: Լայնածավալ երկայնական ուսումնասիրությունները կարևոր են ամուր հարաբերակցություններ հաստատելու համար, որոնք կարող են ընդհանրացվել տարբեր պոպուլյացիաների միջև: Բացի այդ, հետազոտվում են մեքենայական ուսուցման ալգորիթմները՝ ուժեղացնելու PPG ազդանշանի վերլուծությունը՝ հնարավորություն տալով արդյունահանել ինսուլինի դիմադրության հետ կապված ավելի բարդ առանձնահատկություններ (Karim et al., 2022):

Այնուամենայնիվ, մնում են մեթոդաբանական մտահոգություններ օգտագործման վերաբերյալ PPG ինսուլինի դիմադրության գնահատման համար. Մարդու ֆիզիոլոգիայի բարդությունը պահանջում է բազմակողմ մոտեցում՝ հաշվի առնելով այնպիսի շփոթեցնող փոփոխականներ, ինչպիսիք են տարիքը, սեռը, մարմնի զանգվածի ինդեքսը (BMI) և նյութափոխանակության առողջությունը: Բացի այդ, PPG ազդանշանի ձեռքբերման և մշակման ստանդարտացված արձանագրությունները կարևոր են վերարտադրելիության և կլինիկական կիրառելիության բարելավման համար (Alonso et al., 2020):

Եզրակացություն

Թեև ինսուլինային դիմադրության գնահատման ավանդական մեթոդներն իրենց տեղն ունեն կլինիկական պրակտիկայում, ի հայտ եկավ PPG տեխնոլոգիաy նոր ուղիներ է բացում նյութափոխանակության առողջության ոչ ինվազիվ գնահատման համար: Մանրակրկիտ վերլուծելով PPG ազդանշանային արտեֆակտները՝ հետազոտողները կարող են արժեքավոր պատկերացումներ հավաքել անհատների ֆիզիոլոգիական վիճակի վերաբերյալ՝ պոտենցիալ փոխակերպելով մեր մոտեցումը: շաքարախտի կանխարգելումn և կառավարում. Ընթացիկ ուսումնասիրությունները և տեխնոլոգիական առաջընթացը կարևոր նշանակություն կունենան այս մոտեցման կատարելագործման համար՝ ի վերջո հանգեցնելով ինսուլինի դիմադրության ռիսկի ենթարկվածների առողջության բարելավմանը:

Հղումներ

– Alonso, J., et al. (2020): «PPG-ի օգտագործումը ինսուլինի դիմադրության վաղ հայտնաբերման համար. վերանայում»: *Journal of Diabetes Science and Technology*, 14 (5), 846-857:
– Böhm, B., et al. (2017). «Անոթային ֆունկցիա և ինսուլինի դիմադրություն». *Nature Reviews Endocrinology*, 13(2), 120-130:
– Cannarsa, G., et al. (2021). «Հագելի տեխնոլոգիայի դերը շաքարախտի կառավարման գործում՝ հնարավորություններ և մարտահրավերներ»: *Շաքարախտի թերապիա*, 12 (4), 847-861:
– García, C., et al. (2018). «Ֆոտոպլեթիզմոգրաֆիայի կիրառությունները սրտանոթային հետազոտություններում»: *Կենսաբժշկական ազդանշանների մշակում և վերահսկում*, 41, 195-204:
– Քարիմ, Մ.Ռ. և այլն: (2022). «PPG ազդանշանի վերլուծության մեքենայական ուսուցման տեխնիկա. ակնարկ»: *Առողջապահության տեխնոլոգիայի նամակներ*, 9(2), 45-52:
– Kahn, SE, et al. (2006): «Գիրություն, ինսուլինի դիմադրողականություն և շաքարախտ. դրանք նույն մետաղադրամի երկու կողմնե՞րն են»: *Բնություն*, 444, 980-983։
– Müller, I., et al. (2021). «PPG ազդանշանի ամպլիտուդի արձագանքը հետճաշից հետո հիպերգլիկեմիայի նկատմամբ ինսուլինակայուն անհատների մոտ»: *Ֆիզիոլոգիական հաշվետվություններ*, 9(12), e14999:
– Redmond, SJ, et al. (2018). «PPG ազդանշանի մշակման հարմարվողական զտում. վիճակագրական մոտեցում»: *IEEE Transactions on Biomedical Engineering*, 65(8), 1845-1852:
– Zhang, Y., et al. (2021). «Հասկանալով PPG ազդանշանների բնութագրերը և դրա կիրառությունները»: * Ընթացիկ սրտաբանության ակնարկներ *, 17 (1), 34-45: