Detección de niveles de glucosa utilizando un resonador inspirado en metamateriales de ondas milimétricas

Las frecuencias de ondas milimétricas son prometedoras para la detección sensible de niveles de glucosa en la sangre, donde el efecto de temperatura es insignificante. Todas estas características brindan la viabilidad de un monitoreo continuo, portátil y preciso de los niveles de glucosa. Este artículo presenta un resonador inspirado en metamateriales que comprende cinco anillos divididos para detectar niveles de glucosa a 24.9 GHz. La caja de plexiglás que contiene sangre se modela en la superficie del sensor y la estructura se simula para los niveles de glucosa en sangre de 50 mg/dl a 120 mg/dl. La novedad del sensor se demuestra por la capacidad de sentir los niveles normales de glucosa a frecuencias de ondas milimétricas. Las características dieléctricas de la sangre se modelan utilizando los parámetros de Debye. El diseño propuesto puede detectar pequeños cambios en las propiedades dieléctricas de la sangre causados por variaciones en los niveles de glucosa. La variación en el coeficiente de transmisión para cada nivel de glucosa probado en este estudio se determina por el factor de calidad y la frecuencia de resonancia. El sensor presentado puede detectar el cambio en el factor de calidad de la respuesta de transmisión de hasta 2.71/mg/dl. El rendimiento del sensor también se ha probado para detectar el síndrome hiperosmolar diabético. El sensor mostró un desplazamiento lineal en la frecuencia de resonancia con el cambio en los niveles de glucosa, y se obtuvo un R2 de 0.9976 aplicando análisis de regresión. Así, el sensor puede ser utilizado para monitorear la glucosa en un rango normal así como en niveles extremos.