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Losoya-Leal A y cols. State of the art and new perspectives in non-invasive glucose sensors

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REVISTA MEXICANA DE INGENIERÍA BIOMÉDICA
SOMIB

ARTÍCULO DE REVISIÓN

Vol. XXXIII, Núm. 1 Junio 2012 pp 41 - 52

State of the art and new perspectives in non-invasive glucose sensors
Losoya-Leal A,* Camacho-León S,* Dieck-Assad G,* Martínez-Chapa SO*
* Department ofElectrical and Computer Engineering, ITESM, Campus Monterrey. Correspondence: Losoya-Leal A Av. Eugenio Garza Sada 2501, Monterrey, N.L. 64849, México. Tel. 83582000, ext. 5414 E-mail: adrianlosoya@gmail.com Artículo recibido: 12/diciembre/2011 Artículo aceptado: 14/mayo/2012

ABSTRACT Self-monitoring of blood glucose levels provides diabetic patients with a prompt method of measuring theirblood glucose concentration, as opposed to conventional laboratory measurements. Frequent testing aids patients in the prevention and detection of hyper or hypoglycemia events. Only invasive and minimally invasive glucose sensors are currently commercially available. However, during the last couple of decades, work towards the development of a non-invasive glucose monitor has increased significantlyamong research groups with motivating results. Many techniques have been studied and implemented, each with their particular advantages and challenges. This paper presents a qualitative review of different technologies of non-invasive glucose sensors: spectroscopy-based methods, transdermal extraction-based methods, fluorescence, electromagnetic variations and polarimetry. This study identifiesstrengths and opportunities of currently available glucose monitoring techniques, as well as main characteristics and performance variables for an ideal non-invasive monitor. The most promising approaches towards the development of a truly non-invasive and clinically accurate glucose sensor are discussed. Key words: Diabetes mellitus, non-invasive glucose monitoring, spectroscopy, transdermal glucoseextraction, fluorescence, polarimetry, electromagnetic variations. RESUMEN El automonitoreo de los niveles de glucosa en la sangre proporciona a los pacientes diabéticos un método rápido para medir sus niveles de glucosa en comparación con los métodos convencionales de laboratorio. Las mediciones frecuentes permiten a los pacientes prevenir y detectar episodios de híper o hipoglucemia.Actualmente, sólo se encuentran disponibles comercialmente sensores invasivos o mínimamente invasivos. Sin embargo, a lo largo de las últimas décadas ha aumentado significativamente el trabajo de los grupos de investigación hacia el desarrollo de un sensor de glucosa no invasivo, obteniendo resultados motivadores. Una gran cantidad de técnicas han sido estudiadas e implementadas, cada una con ventajas yretos particulares. Este trabajo presenta una revisión cualitativa de los diferentes métodos no invasivos de sensado de glucosa: métodos basados en espectroscopia, métodos basados en la extracción transdérmica, fluorescencia, variaciones electromagnéticas y polarimetría. Mediante este estudio se identifican las principales ventajas y retos de cada técnica, así como las principales características yvariables de desempeño para un sensor no invasivo ideal. Se discuten

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Revista Mexicana de Ingeniería Biomédica • volumen XXXIII • número 1 • Junio 2012

las técnicas más prometedoras hacia el desarrollo de un sensor con precisión clínica y verdaderamenteno invasivo. Palabras clave: Diabetes mellitus, monitoreo no invasivo de glucosa, espectroscopia, extracción transdérmica de glucosa, fluorescencia, polarimetría, variaciones electromagnéticas.

INTRODUCTION Self-monitoring of blood glucose levels provides diabetes patients with a continuous, robust and reliable procedure to determine blood glucose concentration, as opposed to conventional...