糖尿病由于缺乏有效的根治手段,只能以長期性、預防性治療為主,因此,改善糖尿病患者的治療體驗,一直都是市場的共識。從血糖檢測的發展歷程來看,經歷了從POCT(即時檢測)、CGM(持續監測)到無創檢測的過程。
無創血糖檢測的優勢
現階段,無創血糖檢測已經逐漸成為主流。相比POCT和CGM,無創血糖檢測無需對皮膚進行刺破來采血,避免了創口痛苦,尤其是對需要頻繁進行血糖檢測的人群,簡直是一大福音。
另外,無創血糖檢測可以避免血液感染的風險,成本更低,可以實現隨時隨地、實時檢測血糖,同時生成血糖變化的動態趨勢。因此,無創血糖檢測無論是從使用體驗,還是診治效果上都更具優勢。
從行業內的產品技術來看,無創血糖檢測的技術發展方向大致可以分為光譜學法、代謝守恒法、生物傳感器法和測定血液替代物與微滲透法等。
光譜學法
光譜學法具體又可以分為近紅外光譜法、微波法和拉曼光譜法。其中,近紅外光譜法因為成本低廉、操作簡單等優勢,已經成為當前無創血糖檢測熱度最高的一個方向。但是,近紅外光譜法距離市場化還有許多難題要解決。比如,近紅外光譜法還存在嚴重干擾人體生理組織,個體差異還會導致檢測結果差異,生理背景時變性強等問題。因此,近紅外光譜法目前還停留在實驗室階段。
不過,從大的層面來講,光譜學法運用的光學檢測手段,具有無痛、便捷、檢測迅速、精確度高的優點,已經成為無創血糖檢測最有前景的方向。
目前市面上已經存在的近紅外無創血糖檢測產品有默克科技生產的Diasensor 1000、三星生產的Glucontrol GC 300和日本電氣(NEC)生產的健糖寶。健糖寶是通過設備上的傳感器與皮膚進行接觸,就可以得到血糖值。Diasensor 1000和Glucontrol GC 300則是通過近紅外手指掃描來檢測血糖值。
代謝守恒法
代謝守恒法是根據人體生理數據來計算血糖值的。具體操作原理是,先要建立人體表面對流換熱的數學模型,然后計算出人體局部的代謝率,再根據熱清除算法,算出人體局部的血流速度,就可以建立整體的數學模型,計算出血糖含量。
該方法操作比較繁瑣,對檢測人員的專業要求較高,不太適合發范圍推廣。
生物傳感器法
生物傳感技術目前在醫療方面比較成熟的應用主要是心率測量領域,像PPG(光電容積圖)和ECG(心電圖)等。生物傳感器法在無創血糖檢測領域的應用,可以分為旋光法、皮下傳感器法和生物阻抗法。
由于葡萄糖濃度的多少,會直接影響液體中的旋光性質,根據透射光偏轉角發生變化的趨勢,就可以得到葡萄糖的含量。目前,該方向的產品研發還比較少。
雅培瞬感血糖儀Freestyle libre就是皮下傳感器法的典型代表。該血糖儀使用一條纖維,在皮下5㎜的地方植入一個傳感器,就可以在兩周內持續監測血糖指標。不過,有不少使用過該款產品的用戶表示,皮下傳感器法并不是真正意義上的無創,測量的精準度也比較低,而且價格還比較高,后期還需要持續購買更換探頭,使用成本也較高。
專注于血糖管理的科技公司---Hagartech生產的血糖儀GWave采用的就是頻射阻抗法。由于葡萄糖的非離子可溶性,當電磁波輻射經過含有葡萄糖的液體時,會有部分頻率被吸收。通過提取被吸收的電磁波頻率的特征值,再通過定量分析,就可以得到血液中葡萄糖的含量。
測定血液替代物與微滲透法
研究人員還另辟蹊徑,尋找血液的替代物來測量葡萄糖濃度,比如眼淚、唾液、尿液和汗液等。不過,這種方式的測量精度不高,檢測結果容易受多種因素的影響。在環境、藥物、情緒和代謝時間等因素的影響下,以血液替代物測量的葡萄糖濃度的準確度都不高。
早在2014年,谷歌就宣布了一款隱形眼鏡平臺的概念產品,可以通過眼淚檢測葡萄糖濃度。這款隱形眼鏡設計包含了一個微型電化學轉換器、信號接收天線和無線控制芯片,還嵌入了水凝膠骨架。不過,到了發布概念產品的第二年,這個項目就默默的消失了。
谷歌概念產品智能隱形眼鏡
微滲透法是利用反離子滲透法來測量皮膚組織液中的葡萄糖濃度,這種技術會對皮膚造成輕微的破壞,并不能算是無創檢測,嚴格來說應該算是一種微創檢測技術。曾經有一款腕表式無創血糖儀產品,因反相離子電滲刺激皮膚,給佩戴者造成不適,上市后不久就被淘汰。
據高端專業技術與服務提供商英富曼集團(Informa)的一份調查報告顯示,全球血糖檢測的市場規模在2025年將超過190億美元,更精確、更小巧、更便捷的設備將成為驅動市場增長的主要動力。
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