Smartwatch e Glicemia: Come Funzionano i Nuovi Sensori per il Monitoraggio Non Invasivo

La tecnologia sta aprendo nuove frontiere nel monitoraggio della salute, con particolare attenzione al diabete. Gli attuali smartwatch offrono già una serie di funzionalità per il monitoraggio della salute come la misurazione di temperatura, qualità del sonno, ciclo mestruale, frequenza cardiaca, fino all’elettrocardiogramma e al livello di ossigeno nel sangue.

Un'innovazione significativa è rappresentata dallo sviluppo di tecnologie per il monitoraggio non invasivo della glicemia, che potrebbe trasformare la vita di milioni di persone affette da diabete. Un’impresa tenuta per anni segreta che potrebbe stravolgere la vita di milioni di persone: Apple avrebbe sviluppato una tecnologia per monitorare la concentrazione di glucosio nel sangue con lo smartwatch.

Il Monitoraggio Continuo del Glucosio (CGM)

Un metodo alternativo del monitoraggio della glicemia è rappresentato dai sensori CGM o Continuous Glucose Monitoring, monitoraggio continuo della glicemia. Tale metodo, in pratica, si basa su un glucometro indossabile ma dotato di un sensore, un sottilissimo ago filamento, che viene posizionato sottopelle e in punti specifici (retro del braccio, schiena, addome, coscia) e che attraverso l’analisi del liquido interstiziale monitora 24h su 24h e 7 giorni su 7 i livelli di glicemia inviando alert in caso di iperglicemie o ipoglicemie.

La comodità è notevole, anche se il sistema dei glucometri CGM resta comunque invasivo e i risultati restituiti scontano un ritardo di alcuni minuti rispetto al reale valore della glicemia, per cui richiedono calibrazioni personalizzate.

Come Funziona il Monitoraggio Continuo del Glucosio (CGM)

Esiste però il monitoraggio continuo del glucosio (CGM). Esso permette di misurare i valori della glicemia a intervalli di alcuni minuti tramite un minuscolo sensore inserito sotto la pelle dell’addome o del braccio. I risultati sono inviati in modalità wireless a uno smartphone o altro dispositivo digitale.

FreeStyle Libre - ad esempio - è un sistema CGM per il monitoraggio della glicemia che non richiede la puntura del polpastrello. Ad esempio, sugarBEAT CGM, che misura la glicemia attraverso un cerotto posto sulla pelle, oppure AerBetic, che la misura attraverso i cambiamenti chimici nei gas della respirazione.

Riconoscendo l’importanza di migliorare al massimo la qualità della vita di un paziente diabetico, i produttori di dispositivi hanno recentemente iniziato ad avventurarsi in un’altra area: la creazione di sistemi a circuito chiuso. Questi possono monitorare i livelli di glucosio nel sangue di un paziente in tempo reale e modificare di conseguenza l’erogazione dei farmaci.

I Vantaggi dei CGM nell’Erogazione dell’Insulina

La gestione tradizionale del diabete per le persone con malattie gravi comporta l’uso di pompe per insulina. Esse forniscono un tasso costante di questo ormone per regolare i livelli di glucosio nel sangue.

Queste pompe, che hanno le dimensioni di un mazzo di carte, sono indossate al di fuori del corpo (attorno alla vita, attaccate a una cintura o su un bracciale) ed erogano insulina tramite un tubo sottile che viene posizionato sotto la pelle (in uno strato di tessuto adiposo).

La pompa funziona tramite un meccanismo computerizzato che somministra continuamente piccole dosi di insulina ad azione rapida, seguite da una dose variabile (bolo) quando viene ingerito un pasto abbondante.

La maggior parte dei microinfusori di insulina è dotata di processori per aiutare a stabilire il dosaggio di insulina in base al livello di glucosio nel sangue e all’assunzione di cibo a ogni pasto.

Quando CGM e pompe per insulina sono combinati, il risultato è un controllo della glicemia con il massimo dell’efficacia. Un trasmettitore è collegato al sensore in modo da inviare le letture del glucosio nel sangue a un dispositivo di monitoraggio o allo smartphone (a seconda del modello CGM). La maggior parte dei sistemi CGM fornisce letture della glicemia insieme a dati aggiuntivi, come allarmi, per la notifica di livelli alti e bassi secondo valori preimpostati e altro ancora.

Il Monitoraggio del Glucosio Non Invasivo (NIGM)

In futuro, però, potrebbe essere reso disponibile un glucometro che si basa sulla tecnologie NIGM o non invasive blood glucose monitoring - ossia sulla misurazione non invasiva del glucosio - che, ricorrendo a sensori molto potenti, potrebbe essere in grado di misurare il valore della concentrazione del glucosio non più da una goccia di sangue o dal liquido interstiziale (ISF) ma anche attraverso la pelle con l’ausilio di una luce laser o attraverso la saliva, il respiro o il sudore.

Le recenti tecnologie per il diabete hanno reso significativamente più facile per le persone monitorare i propri livelli di glucosio nel sangue. Così il diabete è diventato l’obiettivo anche di molte aziende tecnologiche, tra cui Apple e Google, che stanno cercando di costruire il cosiddetto monitoraggio del glucosio non invasivo (NIGM - non invasive glucose monitoring).

L’obiettivo è costruire un dispositivo in grado di rilevare i livelli di glucosio senza richiederne il posizionamento di sensori sotto la pelle. In particolare, Apple prosegue con lo sviluppo di un sensore di radiazioni terahertz per consentire il monitoraggio della glicemia diretta con lo smartwatch e che sebbene annunciato per quest’anno, non è poi stato incluso nel nuovo Apple Watch 8. Alphabet (Google) sta invece lavorando al monitoraggio non invasivo tramite la società di smartwatch Fitbit (acquisita nel 2019) che, a sua volta, si stava dedicando al monitoraggio indolore del glucosio.

Oltre a Fitbit, Alphabet sta collaborando anche con altre società per aiutarle a costruire il primo dispositivo di questo tipo. In precedenza, il gigante della tecnologia ha esplorato la possibilità di monitorare la glicemia utilizzando una lente a contatto che avrebbe analizzato il livello di glucosio nelle lacrime. Tuttavia, quel progetto è stato chiuso nel 2018 a causa di insufficiente coerenza tra le concentrazioni di glucosio lacrimale e di glucosio nel sangue.

Come Funziona la Tecnologia Apple per il Monitoraggio della Glicemia

Questo sarebbe possibile grazie a una tecnologia per chip nota come silicon photonics e grazie a un processo di misurazione, chiamato spettroscopia, di assorbimento ottico. Il sistema sfrutta laser che emettono luce con una specifica lunghezza d’onda e questa luce viene assorbita dal glucosio sotto la pelle e riflessa verso un sensore.

Insomma, i risultati lasciano ben sperare, cosa per nulla scontata dato che anche giganti come Google avevano fallito in imprese simili. A tutte queste persone, Apple ha cercato di dare una risposta pratica. Siamo nel pieno della corsa ai dispositivi indossabili per il “monitoraggio del glucosio non invasivo”.

NIGM: le opportunità di business per le healthtech company

Il monitoraggio del glucosio non invasivo (NIGM) potrebbe rappresentare un punto di svolta per il futuro dei diabetici. Il problema è ottenere dispositivi non invasivi che - allo stesso tempo - misurino con precisione la glicemia.

Una bella sfida. Una vera e propria corsa al chi arriva prima che vede interessate molte healthtech company, alla conquista di una posizione dominante in un mercato ancora completamente aperto.

Oltre ai citati colossi della tecnologia, molte altre aziende health stiano ricercando e sviluppando dispositivi non invasivi per il monitoraggio della glicemia. Tra queste, ad esempio, Afon sta progettando uno smartwatch che monitora costantemente la glicemia, avvisando automaticamente l’utente se il livello supera i valori minimi e massimi preimpostati.

La società gallese potrebbe essere tra le prime al mondo a rilasciare un prodotto del genere: tale smartwatch - che potrebbe essere commercializzato già dal prossimo anno - potrà essere indossato al polso come un comune orologio, senza infilare nulla sotto la pelle: “Abbiamo valutato il dispositivo Afon in condizioni sia iper che ipoglicemiche - durante gli studi clinici - e siamo sorpresi ed entusiasti dalle possibilità offerte da questa tecnologia”, ha affermato al proposito il professor de Vries, ricercatore della Facoltà di Medicina dell’Università di Amsterdam.

Monitoraggio della Glicemia con i Dispositivi Indossabili

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, attualmente in Europa ci sono circa 60 milioni di persone che convivono con il diabete. In Italia, i dati Istat ci dicono che i diabetici sono tre milioni e 200 mila, ovvero il 5,3% dell’intera popolazione.

Il diabete è una malattia che deve essere tenuta sotto stretto controllo e, quindi, è necessario misurare con precisione sia le medie della glicemia dei pazienti in un determinato periodo di tempo, sia i picchi delle iperglicemie (eccesso di glucosio nel sangue) sia le ipoglicemie (abbassamento della concentrazione di zucchero nel sangue) che possono avere conseguenze anche molto gravi.

Per il monitoraggio della glicemia, i medici richiedono spesso l’esame del sangue per conoscere il valore dell’emoglobina glicosilata o glicata A1c (HbA1c). L’informazione fornita è preziosa, in quanto distingue le anomalie momentanee nei picchi di glucosio nel sangue da modelli reali a lungo termine.

Questo semplice esame del sangue rappresenta una sorta di standard per la diagnosi del diabete, tuttavia l’affiancamento della tecnologia data dai dispositivi indossabili, che offrono un monitoraggio continuo del livello di glucosio nel sangue e possono misurare, con un sensore non invasivo, dati settimanali, giornalieri o anche orari, potrebbe dare un rilevante aiuto.

Ciò perché un paziente può avere più picchi di zucchero (iperglicemie) o improvvisi cali di zucchero (ipoglicemie) durante la giornata. Allo stesso modo, i livelli di glucosio nel sangue di un diabetico possono cambiare dopo l’assunzione di una certa dose di farmaci, o durante il sonno. Sono tutti dati estremamente importanti di cui i medici dovrebbero poter disporre.

La gestione medica ideale del diabete si basa sulla ricerca dell’equilibrio farmacologico per mantenere la glicemia del paziente quanto più possibile stabile e entro valori considerati accettabili. Un efficace e costante controllo del glucosio è di cruciale importanza per il diabetico nel prevenire complicazioni a lungo termine soprattutto a carico del sistema cardiovascolare.

Fda: Attenzione ai Dispositivi che Monitorano la Glicemia

Ora una nuova tegola si abbatte sui produttori di smartwatch e indossabili. La Fda, acronimo di Food and Drug Administration, è un'agenzia federale degli Stati Uniti che fa parte del Dipartimento della Salute. Di recente ha diramato un avviso rivolto al personale sanitario e ai consumatori in cui informa di non aver autorizzato i dispositivi quali smartwatch e anelli smart che vengono venduti con la presunta capacità di rilevare i livelli di glucosio senza utilizzare metodi invasivi, come la perforazione della pelle.

Inoltre, ne ha sconsigliato l'acquisto e l'utilizzo. Tali prodotti sono stati presentati ufficialmente (e non) in questi ultimi due anni, dal Ces di Las Vegas fino all'Ifa di Berlino. Non sono comunque ancora prodotti maturi (o concreti) tali per cui avrebbero già raggiunto il mercato finale. O perlomeno con i marchi più popolari.

I Dispositivi Non Autorizzati in Commercio e i Rischi

Tuttavia, qualche prodotto è già acquistabile nei grandi e-commerce, anche in Italia, rintracciabile facilmente sui negozi online, da Amazon ad Aliexpress. Allo stato attuale sono pochi i dispositivi che offrono la possibilità di monitorare la glicemia: sono stati realizzati da marchi meno noti (per usare un eufemismo) e dal costo molto economico.

I motivi per cui ne viene sconsigliato la fruizione sono presto detti. Non essendo stati testati e autorizzati, vi è il rischio che non riportino dati concreti, ma approssimativi. Ciò, in particolar modo in caso di diabete, i dispositivi che vengono venduti con l'opzione di monitorare la glicemia, potrebbero causare effetti collaterali dai risvolti anche gravi.

La tecnologia attuale permette di misurare i livelli di glucosio nel sangue (glicemia) tramite la perforazione della pelle o tramite l'inserimento di un ago che funge da sensore e che comunica continuamente con un apposito dispositivo medico ovvero i Cgm (monitoraggio continuo del glucosio).

Non Utilizzate Prodotti Non Autorizzati

Il monito per i pazienti e operatori sanitari è dunque il medesimo, ovvero utilizzare dispositivi approvati dall'ente statunitense e nel caso del personale sanitario, di incoraggiare ad impiegare solo gli strumenti approvati. Nel caso in cui dovessero esserci ulteriori sviluppi, la Fda lo comunicherà sui propri canali.

Cosa fare dunque chi ha già acquistato o utilizzato tali prodotti? L'importante è non utilizzarli come dispositivi predefiniti, ma utilizzare sempre quelli con cui ci si è interfacciati con il proprio medico di fiducia. I vari dispositivi medici o indossabili che rilevano i parametri, vanno sempre tenuti come valori indicativi e non di attendibilità assoluta.

Quale Futuro per il Monitoraggio della Glicemia?

Le persone affette da diabete potrebbero presto essere in grado di gestire la loro malattia in modo più efficace e ridurre il rischio di complicazioni a lungo termine utilizzando sistemi indossabili di monitoraggio non invasivo del glucosio.

Nonostante i tanti annunci trionfalistici - che si susseguono ormai da anni - i dispositivi e sistemi finora prodotti per il monitoraggio della glicemia - davvero non invasivi e, al contempo, paragonabili in quanto a precisione alle misurazioni di glicemia con metodi tradizionali - non hanno ancora dato i risultati sperati.

Il crescente interesse delle aziende di settore e i risultati della ricerca, però, suggeriscono un cauto ottimismo sia riguardo all’obiettivo finale che ai tempi di attesa.

La domanda che pone è di grande attualità: sono affidabili gli strumenti per il controllo della glicemia acquistabili su Internet che - a differenza dei glucometri tradizionali - non hanno bisogno della goccia di sangue ottenuta con la fastidiosa e dolorosa puntura del dito? Considerando anche che, per l’acquisto, sono richieste cifre accessibili a molte persone, senza ulteriori costi di gestione per l’uso.

Misurazioni Imprecise

La Food and Drug Administration statunitense ha diffuso lo scorso febbraio un comunicato in cui raccomanda a consumatori, pazienti e operatori sanitari di non acquistare o utilizzare smartwatch reclamizzati come in grado di misurare la glicemia senza la goccia di sangue, perché privi di garanzie sulla loro sicurezza ed efficacia.

Questa indicazione nasce dalla preoccupazione che l’utilizzo potrebbe dare luogo a misurazioni perlomeno imprecise, con il rischio di errori nella gestione della terapia per il diabete.

Strumenti Non Invasivi

Certamente la tecnologia sta facendo importanti passi anche per quanto riguarda l’autocontrollo glicemico; pensiamo per esempio alla tecnologia «Flash» (Fgm, Flash glucose monitoring), che restituisce il valore del glucosio presente nel liquido interstiziale tramite un sensore che viene inserito con una piccola «iniezione» nel sottocute del braccio e che va poi sostituito ogni 14 giorni.

Da qualche tempo però gli accessori che monitorano la salute e i parametri vitali, sono al centro di cause e diatribe. Il caso più clamoroso è lo stop alle vendite in Usa di Apple Watch 9 e Watch Ultra 2, per via di un brevetto violato da Apple ai danni di Masimo.

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