Aplicaciones y soluciones para monitores continuos de glucosa

Ante el contexto de una población diabética global en continuo crecimiento, la gestión de la glucosa se ha convertido en clave para mejorar la calidad de vida de los pacientes y prevenir complicaciones. Si bien las mediciones tradicionales de glucosa en sangre mediante punciones digitales son efectivas, su naturaleza intermitente e invasiva a menudo no cumple con las demandas de un manejo preciso de la glucosa. Los sistemas de Monitoreo Continuo de Glucosa (CGM, por sus siglas en inglés), como tecnologías avanzadas de monitoreo no invasivo o mínimamente invasivo, permiten el seguimiento en tiempo real de las fluctuaciones de la glucosa. Proporcionan a los pacientes y a los profesionales de la salud datos completos sobre las tendencias de glucosa, optimizando así la terapia con insulina y reduciendo los riesgos de hipoglucemia e hiperglucemia. Este artículo explora los desafíos que plantea la diabetes en la sociedad moderna, las ventajas tecnológicas y escenarios de aplicación de los sistemas CGM, y las soluciones relacionadas ofrecidas por onsemi.

La diabetes se ha convertido en un problema de salud global

La diabetes es una enfermedad común entre las poblaciones modernas y se ha convertido en una preocupación de salud global. Provoca numerosas complicaciones, como enfermedades cardiovasculares, nefropatía y retinopatía, lo que representa una carga significativa para la salud pública. La diabetes se puede clasificar en tres tipos principales: Diabetes Tipo 1 (T1D), Diabetes Tipo 2 (T2D) y Diabetes Mellitus Gestacional (DMG). Entre estas, la T2D es la más prevalente y está asociada con hábitos alimenticios poco saludables, falta de ejercicio, obesidad y factores genéticos. La T1D, por otro lado, es un trastorno autoinmune que afecta principalmente a personas jóvenes. La DMG se caracteriza por intolerancia a la glucosa diagnosticada por primera vez durante el embarazo, típicamente en el segundo trimestre (semanas 24–28). Aunque algunas mujeres pueden volver a niveles normales de glucosa después del parto, la DMG puede aumentar los riesgos para la salud tanto de la madre como del niño y elevar la probabilidad de desarrollar T2D en el futuro.

La T1D es una condición autoinmunitaria en la que el sistema inmunológico ataca las células β del páncreas, lo que resulta en una pérdida completa de la producción de insulina. Los pacientes requieren terapia de insulina de por vida para mantener niveles de glucosa en sangre estables. La T1D a menudo se manifiesta en niños o adolescentes (aunque también puede afectar a adultos), con síntomas que aparecen rápidamente, incluyendo micción frecuente, sed, pérdida de peso y fatiga. Dado que no puede ser controlada solo con dieta o ejercicio, las inyecciones de insulina son esenciales. Sin embargo, la T2D surge de factores como la obesidad, una mala alimentación, un estilo de vida sedentario, antecedentes familiares y el estrés elevado, lo que hace posible controlarla mediante cambios en el estilo de vida o medicamentos.

El manejo de la diabetes tipo 1 (T1D) implica terapia con insulina (inyecciones subcutáneas o bombas de insulina), monitoreo continuo de glucosa (CGM) o pruebas de glucosa en sangre, manejo dietético (conteo de carbohidratos) y ejercicio regular (con ajustes a la dosis de insulina).

La diabetes es un problema de salud global en aumento. Aunque la diabetes tipo 1 (T1D) representa una proporción menor de los casos, su impacto en los pacientes es profundo. Los avances en la terapia con insulina, el monitoreo de glucosa y la tecnología han mejorado gradualmente la calidad de vida de los pacientes con T1D, y los futuros avances podrían ofrecer tratamientos aún más avanzados o medidas preventivas.

Dado que la T1D afecta predominantemente a niños y adolescentes, los jóvenes pacientes deben soportar los desafíos, las dificultades y el impacto emocional de la enfermedad. El miedo a lo desconocido puede causar una ansiedad significativa tanto en los pacientes como en sus familias.

Los monitores continuos de glucosa proporcionan lecturas de glucosa en tiempo real

Aunque la causa exacta de la diabetes tipo 1 (T1D) sigue siendo desconocida, es una condición en la que el cuerpo no puede producir insulina, una hormona vital para la supervivencia. Durante la digestión, los carbohidratos se descomponen en moléculas de azúcar, pero sin insulina, estas moléculas no pueden ser absorbidas. La insulina transporta el azúcar (glucosa) desde el torrente sanguíneo hacia las células para obtener energía. Un exceso de glucosa en la sangre, generalmente superior a 200 mg/dL, conduce a la hiperglucemia. Si no se controla, la hiperglucemia puede causar complicaciones que amenazan la vida, como insuficiencia renal, daño en los nervios, pérdida de la visión o enfermedades cardíacas.

Por el contrario, factores como la actividad física pueden disminuir los niveles de glucosa en sangre. Los niveles anormalmente bajos de glucosa (generalmente por debajo de 70 mg/dL) se denominan hipoglucemia, lo cual puede llevar a arritmias, paro cardíaco, insuficiencia de órganos, coma o incluso la muerte.

Imagina a un niño de ocho años con T1D - quizás comiendo y jugando con energía - asistiendo a la escuela sin que su familia sea consciente de su condición. El niño y el personal escolar, sin saber cómo manejar esta enfermedad crónica, enfrentarían una ansiedad inmensa.

Los sistemas de monitoreo continuo de glucosa (CGM, por sus siglas en inglés) son dispositivos portátiles basados en sensores que proporcionan lecturas continuas de glucosa y permiten el monitoreo remoto. Estos dispositivos permiten a los padres rastrear los niveles de glucosa de sus hijos en tiempo real, brindándoles tranquilidad independientemente del entorno del niño, ya sea de día o de noche. Además, los niños recuperan la libertad de su infancia sin la necesidad de realizarse pinchazos frecuentes en los dedos utilizando los antiguos medidores de glucosa en sangre (BGMs, por sus siglas en inglés). En promedio, una persona mide sus niveles de glucosa de 3 a 8 veces al día (dependiendo del consumo de carbohidratos), lo que suma 2,352 pinchazos anuales - un número abrumador para pequeños dedos.

En 2021, 537 millones de personas de entre 20 y 79 años en todo el mundo fueron diagnosticadas con T1D. Para 2030, se proyecta que este número aumente a 643 millones. Esto subraya la necesidad crítica de que los fabricantes médicos tengan acceso a las soluciones más avanzadas y confiables.

Soluciones avanzadas de monitoreo continuo de glucosa

Para mejorar la vida de los niños con diabetes, onsemi proporciona a los fabricantes de dispositivos médicos soluciones completas de sistemas microelectrónicos para dispositivos de monitoreo continuo de glucosa (CGM), permitiendo que los niños con diabetes vivan vidas más felices, largas y satisfactorias, libres del temor a lo desconocido.

La plataforma Treo de onsemi admite dispositivos analógicos y de señales mixtas de próxima generación, incluidas soluciones CGM de última generación. La plataforma Treo cuenta con una arquitectura modular que acelera el desarrollo de soluciones inteligentes de gestión de energía, interfaces de sensores y comunicación.

El sensor electroquímico AFE de onsemi - el CEM102 - es un front-end analógico (AFE) diseñado específicamente para el monitoreo continuo de glucosa (CGM) de ultra bajo consumo de energía y aplicaciones similares que requieren mediciones amperométricas de corrientes extremadamente bajas. Su formato compacto y bajo consumo de energía permiten una mayor miniaturización de las aplicaciones finales y una vida útil prolongada de la batería. El CEM102 está diseñado para trabajar con el RSL15 de onsemi (un MCU inalámbrico Bluetooth® 5.2 seguro), ofreciendo beneficios adicionales a nivel del sistema, como un consumo de energía y un voltaje de operación optimizados. Esto incluye operación en un amplio rango de voltaje de suministro de 1,3 a 3,6 V, típicamente utilizando una única batería de óxido de plata de 1,5 V o una pila tipo botón de 3 V.

El CEM102 es una solución de medición electroquímica completamente de 2 canales (CEM102 + RSL15) que admite 1, 2, 3 o 4 electrodos, con un consumo de corriente del sistema ultra bajo, un ADC de alta resolución integrado, varios DACs para configuraciones de polarización y un sistema calibrado de fábrica, además de soporte para la detección de condiciones anómalas del sensor y activación del procesador host. Su tamaño compacto lo hace ideal para aplicaciones como monitores continuos de glucosa (CGMs), dispositivos sensores de IoT y dispositivos wearables.

Para acelerar el desarrollo de productos, onsemi también ofrece la placa de evaluación CEM102 - CEM102-EVB. Esta placa funciona como un kit de desarrollo de software para evaluar el rendimiento y la funcionalidad del CEM102, así como para desarrollar, demostrar y depurar aplicaciones de software para el dispositivo. Además del CEM102, incluye el RSL15 y código de ejemplo para configurar y realizar mediciones, facilitando un inicio rápido en el desarrollo de sistemas y firmware.

El CEM102-EVB es una solución completa de medición electroquímica de 2 canales, que permite diagnósticos automáticos flexibles, calibración y pruebas de producción (con PCBs del cliente). Soporta la auto-medición del voltaje de polarización de los electrodos y desviaciones del circuito de calibración, cuenta con un amplificador TIA con circuitos de realimentación internos y externos, ajusta la precisión de medición, linealidad y rango dinámico, e incluye modos de almacenamiento y funcionamiento de bajo consumo con mediciones de consumo energético para cada uno.

MCU inalámbrico diseñado para dispositivos inteligentes conectados en aplicaciones industriales y médicas

El RSL15 de onsemi es un MCU inalámbrico BLE 5.2 de ultra bajo consumo y alta seguridad, basado en el procesador Arm® Cortex®-M33, diseñado para dispositivos inteligentes conectados en aplicaciones industriales y médicas. El RSL15 cuenta con gestión de energía integrada, un amplio rango de tensión de alimentación, esquemas flexibles de GPIO y temporización, y un conjunto extenso de periféricos, ofreciendo la máxima flexibilidad de diseño para aplicaciones de alto rendimiento y ultra bajo consumo. El RSL15 incluye 80 kB de RAM y ofrece opciones de memoria flash de 284 kB o 512 kB.

El RSL15 viene con un kit de desarrollo de software (SDK) integral y fácil de usar, que incluye controladores, bibliotecas, código de muestra, herramientas de desarrollo y aplicaciones móviles (RSL Central para iOS® y Android™, y RSL FOTA para iOS y Android). Los entornos de desarrollo compatibles incluyen onsemi IDE, Keil μVision® y IAR Embedded Workbench®.

El RSL15 es adecuado para aplicaciones como la automatización y detección industrial, sensores médicos conectados, dispositivos wearables, rastreo de activos, etiquetas electrónicas y control de acceso, etiquetas electrónicas, registradores de datos, electrodomésticos inteligentes y interruptores que aprovechan la energía.

El RSL15 también ofrece una placa de evaluación/desarrollo (EVB) - el RSL15-EVB - diseñada para ser utilizada con el SDK del RSL15, con el fin de evaluar el rendimiento y la funcionalidad del dispositivo, así como para desarrollar, demostrar y depurar aplicaciones de software.

Conclusión

El avance de los sistemas de Monitoreo Continuo de Glucosa (CGM, por sus siglas en inglés) ha revolucionado el manejo de la diabetes, permitiendo a los pacientes monitorear los niveles de glucosa en tiempo real, optimizar la terapia con insulina y reducir los riesgos de complicaciones agudas y crónicas. Con las continuas mejoras en la tecnología de sensores, inteligencia artificial y comunicación inalámbrica, los CGM están volviéndose más precisos, convenientes y capaces de integrar datos de manera fluida, allanando el camino hacia soluciones de atención médica personalizadas más inteligentes. A medida que la tecnología avanza y la adopción del mercado crece, los CGM están destinados a convertirse en la herramienta estándar para el manejo de la diabetes. Las soluciones de onsemi desempeñarán un papel fundamental en acelerar el desarrollo de productos CGM, fomentando un futuro más saludable y seguro para los pacientes diabéticos en todo el mundo.