无创血糖监测产业技术现状
一直以来,糖尿病患者的诊断以及治疗体验的改善是产业各界共同追寻的目标。从血糖检测领域来看,目前的检测方法已经历了即时检测(POCT)、持续监测(CGM)再到无创监测三个技术发展阶段。
无创血糖监测可避免POCT以及CGM刺破创口的痛苦,并且降低检测成本,更可避免血液感染疾病等安全问题,在检测效果上能实现实时监测,获得血糖的动态变化趋势。从市面上的产品来看,目前无创血糖监测原理大体可分为测定血液替代物与微渗透法、生物传感器法、光谱学法以及代谢守恒方法等。
测定血液替代物与微渗透法
测定血液替代物则运用唾液、汗液、泪液以及尿液等体液代替血液来测量其中的葡萄糖浓度。而在人体的代谢时间、情绪、环境以及药物等多方面影响下,往往测出来的血液替代物葡萄糖结果精度不高。
2014年,谷歌当时要宣布推出一款可通过泪液检测血糖的智能接触式透镜。这款隐形眼镜平台概念产品包含了无线控制芯片、缩微电化学转换器以及天线,并嵌入了水凝胶骨架,用于对周围的眼泪进行葡萄糖无创检测,不过在第二年这款产品便“销声匿迹”。在此次之前,微软也从事过相关项目。
另一种微渗透法利用反离子渗透法测量皮肤中的组织液葡萄糖浓度,并且这种技术会对皮肤造成一定的损伤,严格意义上来说是一种微创血糖监测技术。
2002年3月,Cygnus医疗的Gluco Watch获得FDA批准上市。该产品为全球首个腕表式无损伤血糖仪,不过这款设备的预热时间长达2-3小时,并且仍需要传统的血糖检测来进行矫正;更为重要的是,有报道称该产品的反相离子电渗会刺激皮肤,给患者带来不适感,上市不久后就被淘汰。
生物传感器法 生物传感技术,目前主要在心电图(ECG)和光电容积图(PPG)等心率测量领域较为成熟。在血糖监测领域,生物传感器法主要分为生物阻抗法、旋光法以及皮下传感器法。此次的GWave无创血糖监测产品依据射频阻抗法的原理,根据葡萄糖非离子可溶性物质原理,对葡萄糖释放电磁波辐射,并提取被吸收的频率的电磁波的特征值,可通过定量分析来确定血液中葡萄糖浓度。旋光法则根据葡萄糖稳定的旋光特性,通过测量透射光的偏转角,可以得出人体的血糖浓度。目前,该领域涉足较少。
皮下传感器法的代表产品则为雅培的Freestyle libre辅助善瞬感扫描式葡萄糖监测系统,2016年期间在国内获批上市。不过,该传感器需要通过一条纤维在皮下植入5毫米,14天内持续监测血糖指标,有不少患者表示该款产品并未实现真正意义上的无创,精准度较低,并且价格偏高(市场价500元左右),后期仍需持续购买更换探头。
光谱学法与代谢守恒法
光学检测以其方便、无痛以及原理上高速、高精度等特点,成为最具有应用前景的检测手段。光谱学法包括微波法、拉曼光谱法以及近红外光谱法。近红外无创血糖监测凭借操作简单、成本低廉等各方优势成为目前无创血糖监测最热门的领域,但该方法还存在人体生理组织干扰严重、生理背景时变性强、个体差异等问题,因此该检测方法还停留在实验室研究阶段。
目前,国内外关于近红外无创血糖检测的产品包括NEC的“健糖宝”,该产品使用时只要将传感器贴在手掌上即可得到血糖值、(默克)Biocontrol Technology的Diasensor 1000、以及已进入欧洲市场的三星Glucontrol GC 300,该产品与大多数三星监测产品一样,运用手指近红外扫描即可进行血糖监测。
而对于代谢守恒方法来说,该方法则以人体生理数据为基础来计算出血糖浓度。在使用这种方法时,首先建立人体表面对流换热的数学模型,计算出人体局部代谢率,然后根据热清除算法计算出人体局部血流速度,最后建立整体数学模型计算出血糖浓度。
来源:众成医械
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