史記 之血糖儀 下篇

引言:無創化、小型化是未來血糖儀的發展方向。雖然無創血糖儀已經歷經了無數次的改進,但目前血糖儀家族仍然被“五貴”佔據了主流市場。

血液替代物這一無創血糖的檢測方法,未來首先是要著力於提高血糖儀的精度,使其達到 FDA 所要求的13. 2% 以內的平均相對誤差( MARD),其次是提高患者的使用體驗滿意度,主要包括使用時間的延長、校準次數的減少、使用舒適度的提高以及價格的降低等方面,再而是尋找其他可以實時準確反映血糖濃度的血液替代物。

對於目前較為成熟的通過組織液測算血糖濃度方法,研究重點是如何避免免疫反應導至皮下針管式反應器的堵塞,以及延長反應器的使用時間。

光譜測量法:

光譜法測量血糖具有無創、測量方便的優點,該方法的測量對象為血液,能夠有效避免測量數據滯後的問題。儘管該原理很早就被應用於血糖濃度測定的研究,但由於目前仍未找到血糖特異性的吸收譜,因此,將血糖的吸收信號和其他組織和血液成分的吸收值區分開來存在很大的困難。另一方面,由於吸收信號比較弱,容易受到體表溫度和體液成分,例如表皮汗液的影響,進一步影響了測量的精確性。但光譜法操作快速簡單,無痛無創,不需要任何化學試劑參與,更為關鍵的是可以實時反映血管中葡萄糖的含量,因此具有非常誘人的開發、應用前景。

常見的幾種光譜測量血糖的方法有:Ramam 光譜法,光聲光譜法,中紅外光譜法,近紅外光譜法。

目前光譜測量法血糖儀研發最大的瓶頸是精度較差的問題,這主要是由於還沒有找到一種對測量血糖值最為有效的檢測光譜長度,當前使用的光譜頻率大多同時也會非特異性地被血液中的其他成分所吸收,對測量信號造成干擾,如果這一瓶頸能得到有效突破,光譜測量法血糖儀將得到跨越式發展。

史記 之血糖儀 下篇

以色列 CNOGA 公司的 Tensor Tip CoG 無創血糖儀,主要是通過二極管發出的光,照射指尖並被部分吸收後,檢測剩餘的光信號,然後經過處理器計算光信號與血糖之間的相關性,推算出血糖的濃度。但該血糖儀在使用前需要至少一週的校準時間,進行超過 100 次的侵入性血糖數據和超過 50 次的非侵入性光信號數據採集,才能開始非侵入性血糖監測。以這款產品目前的精確度來看,它不能單獨使用作為診斷和治療糖尿病的獨立指標,仍然需要和侵入性血糖監測儀聯合使用,因此具有很大的侷限性和不足。

史記 之血糖儀 下篇

C8 MediSensors 公司開發出一種利用拉曼光譜法的無創血糖測量儀HG1-c。這一方法是用一根腰帶緊貼皮膚束在腰間,工作時設備發射一束單色光照射皮膚,接收檢測返回的頻譜,根據光的吸收從而計算出血糖值。血糖儀獲取的測量結果會通過藍牙方式發送至患者的智能手機並儲存,當血糖值過高或者過低的時候,血糖儀可自動發出警報,提示可能存在的風險。C8公司2009年的一篇論文中提到其血糖儀的準確性的克拉克錯誤網格分析(CEG)結果為92%的臨床準確和良性誤差。

史記 之血糖儀 下篇

利茲大學與NetScientific投資的公司Glucosense Diagnostics,這款無創血糖儀使用了新型激光傳感器,傳感器是利茲大學Jose教授潛心研究多年的研究成果。當用戶將手指放在儀器正中央的離子納米石英玻璃時,會有紅外線低功率激光衝擊手指皮膚,發出熒光再反饋到機器,通過不同的光反饋讀取用戶手指中的血糖含量,整個測量過程僅需30秒。這款血糖檢測技術入圍英國2012年Medipex NHS獎。

能量代謝守恆法:

根據能量代謝守恆法的有關理論,應用溫度傳感器、溼度傳感器、輻射傳感器等,採用數字信號處理器設計製作無創血糖檢測儀。

其原理是,理論上代謝產生的熱量是血糖水平和氧容量的函數,而氧容量是動脈血氧飽和度以及血液流速的函數,脈搏跳動率以及血容量則可作為參數對結果進行修正。因此利用代謝產生的熱量、血流速度、血氧飽和度和脈率理論上就可以推算出人體血糖的水平。

能量代謝守恆法未來需要攻克的技術包括2個方面,其一,提高參數測量的精確度和穩定性,以減少血糖測量中的干擾因素,重點需要研發靈敏度和準確度更高的感應器;其二,探尋抗干擾能力更強、精準度更高的血糖值推算方法和模型,以提高檢測結果的精度。

史記 之血糖儀 下篇

2014 年以色列Integrity Application 公司發佈了一款基於能量代謝守恆原理的無創血糖儀 Gluco Track(糖無忌)。該產品主要由主體和耳夾兩部分組成,主體包括顯示屏、操作面板以及信號輸入及接收處理器,耳夾則由傳感器和校正電路組成。血糖信息由耳夾獲取並傳至主體部分進行處理後轉化成血糖值方便使用者讀取記錄。Gluco Track 綜合應用了超聲技術檢測耳垂毛細血管中的血流速度、電化學技術測量組織的電導率變化以及檢測組織的熱量傳輸來進行血糖的檢測。根據該公司發佈的數據,該產品的克拉克誤差網格分析結果為 96% ,而平均相對誤差(MARD)為25%。但據應用反饋顯示,當血糖值較高時計算結果不夠理想,因此該產品的市場反應並不熱烈。

數據的演繹:

據國際糖尿病聯盟(IDF)報道,全球糖尿病地圖已經更新到2017年的第8版。截至2017年全球約4.25億成人患糖尿病。預計到2045年,糖尿病患者可能達到6.29億。

史記 之血糖儀 下篇

全球20-79歲女性的糖尿病患病率約為8.4%,男性患病率約為9.1%,男性糖尿病患者比女性多1710萬。但無論是男性還是女性,均在65-79歲的糖尿病患病率最高。

史記 之血糖儀 下篇

中國糖尿病患者約為1.21億,2017年20-79歲糖尿病患者數量最多的前三位國家分別為中國、印度和美國,糖尿病患者(20-79歲)數量分別為1.144億、7290萬和3020萬。而2017年全球兒童和青少年1型糖尿病(<20歲)患者數量約為110萬,其中美國、印度和巴西患者數量位居前三,中國排在第四位。

『史記』後傳:

血糖值是糖尿病患者調整飲食和用藥的最重要指標,對於重症糖尿病患者而言,更是注射胰島素用量的指導標準,故而,血糖值的精確度和及時性都非常關鍵,但遺憾的是,目前尚未出現精確度和及時性都滿足標準的無創血糖產品。

究其原因,一方面是傳感器的靈敏度、信噪比達不到要求,且信號易受其他因素干擾;另一方面,人體生理背景複雜多變,個體之間存在種種差異,測量部位的不同都會影響無創血糖的測量結果。

基於這些侷限,現有的產品大多隻能作為血糖數值異常的預警設備。儘管無創血糖的前景誘人、市場廣闊,但距離它真正可以造福於廣大糖友的那一天,仍然有漫長的一段道路......

〔免責聲明:1.本文僅代表作者個人觀點,與本公眾號立場無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本公眾號不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,並請自行核實相關內容。2.文中所有圖片均來源於網絡,與文章本身無關。〕


分享到:


相關文章: