糖尿病由于缺乏有效的根治手段,只能以长期性、预防性治疗为主,因此,改善糖尿病患者的治疗体验,一直都是市场的共识。从血糖检测的发展历程来看,经历了从POCT(即时检测)、CGM(持续监测)到无创检测的过程。
无创血糖检测的优势
现阶段,无创血糖检测已经逐渐成为主流。相比POCT和CGM,无创血糖检测无需对皮肤进行刺破来采血,避免了创口痛苦,尤其是对需要频繁进行血糖检测的人群,简直是一大福音。
另外,无创血糖检测可以避免血液感染的风险,成本更低,可以实现随时随地、实时检测血糖,同时生成血糖变化的动态趋势。因此,无创血糖检测无论是从使用体验,还是诊治效果上都更具优势。
从行业内的产品技术来看,无创血糖检测的技术发展方向大致可以分为光谱学法、代谢守恒法、生物传感器法和测定血液替代物与微渗透法等。
光谱学法
光谱学法具体又可以分为近红外光谱法、微波法和拉曼光谱法。其中,近红外光谱法因为成本低廉、操作简单等优势,已经成为当前无创血糖检测热度最高的一个方向。但是,近红外光谱法距离市场化还有许多难题要解决。比如,近红外光谱法还存在严重干扰人体生理组织,个体差异还会导致检测结果差异,生理背景时变性强等问题。因此,近红外光谱法目前还停留在实验室阶段。
不过,从大的层面来讲,光谱学法运用的光学检测手段,具有无痛、便捷、检测迅速、精确度高的优点,已经成为无创血糖检测最有前景的方向。
目前市面上已经存在的近红外无创血糖检测产品有默克科技生产的Diasensor 1000、三星生产的Glucontrol GC 300和日本电气(NEC)生产的健糖宝。健糖宝是通过设备上的传感器与皮肤进行接触,就可以得到血糖值。Diasensor 1000和Glucontrol GC 300则是通过近红外手指扫描来检测血糖值。
代谢守恒法
代谢守恒法是根据人体生理数据来计算血糖值的。具体操作原理是,先要建立人体表面对流换热的数学模型,然后计算出人体局部的代谢率,再根据热清除算法,算出人体局部的血流速度,就可以建立整体的数学模型,计算出血糖含量。
该方法操作比较繁琐,对检测人员的专业要求较高,不太适合发范围推广。
生物传感器法
生物传感技术目前在医疗方面比较成熟的应用主要是心率测量领域,像PPG(光电容积图)和ECG(心电图)等。生物传感器法在无创血糖检测领域的应用,可以分为旋光法、皮下传感器法和生物阻抗法。
由于葡萄糖浓度的多少,会直接影响液体中的旋光性质,根据透射光偏转角发生变化的趋势,就可以得到葡萄糖的含量。目前,该方向的产品研发还比较少。
雅培瞬感血糖仪Freestyle libre就是皮下传感器法的典型代表。该血糖仪使用一条纤维,在皮下5㎜的地方植入一个传感器,就可以在两周内持续监测血糖指标。不过,有不少使用过该款产品的用户表示,皮下传感器法并不是真正意义上的无创,测量的精准度也比较低,而且价格还比较高,后期还需要持续购买更换探头,使用成本也较高。
专注于血糖管理的科技公司---Hagartech生产的血糖仪GWave采用的就是频射阻抗法。由于葡萄糖的非离子可溶性,当电磁波辐射经过含有葡萄糖的液体时,会有部分频率被吸收。通过提取被吸收的电磁波频率的特征值,再通过定量分析,就可以得到血液中葡萄糖的含量。
测定血液替代物与微渗透法
研究人员还另辟蹊径,寻找血液的替代物来测量葡萄糖浓度,比如眼泪、唾液、尿液和汗液等。不过,这种方式的测量精度不高,检测结果容易受多种因素的影响。在环境、药物、情绪和代谢时间等因素的影响下,以血液替代物测量的葡萄糖浓度的准确度都不高。
早在2014年,谷歌就宣布了一款隐形眼镜平台的概念产品,可以通过眼泪检测葡萄糖浓度。这款隐形眼镜设计包含了一个微型电化学转换器、信号接收天线和无线控制芯片,还嵌入了水凝胶骨架。不过,到了发布概念产品的第二年,这个项目就默默的消失了。
谷歌概念产品智能隐形眼镜
微渗透法是利用反离子渗透法来测量皮肤组织液中的葡萄糖浓度,这种技术会对皮肤造成轻微的破坏,并不能算是无创检测,严格来说应该算是一种微创检测技术。曾经有一款腕表式无创血糖仪产品,因反相离子电渗刺激皮肤,给佩戴者造成不适,上市后不久就被淘汰。
据高端专业技术与服务提供商英富曼集团(Informa)的一份调查报告显示,全球血糖检测的市场规模在2025年将超过190亿美元,更精确、更小巧、更便捷的设备将成为驱动市场增长的主要动力。
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