无创及微创血糖仪研究进展

2019-01-19杨青天津市化学工业学校保健站天津300131

中国医疗器械信息 2019年12期

杨青天津市化学工业学校保健站（天津 300131）

内容提要：糖尿病是临床最为常见的慢性疾病。糖尿病患者血糖水平得不到有效控制，长期维持在高位，将会引发心脑血管疾病、周围神经病变、中风等一系列严重的并发症。因此利用血糖仪检测患者的血糖水平，根据检测结果及时采取有效的治疗措施，对于维持患者的血糖水平，预防并发症的发生具有重要意义。近些年很多专家学者积极关注无创以及微创血糖仪的研究，取得了一些新进展。本文将这些进展进行综述，以期为临床血糖监测中血糖仪的选取提供依据。

调查统计结果显示，目前中国糖尿病患者数量已经超过1.2亿，占成年人人口总数的11%，这说明糖尿病已经成为影响人们身体健康的公共卫生问题[1]。目前中国糖尿病患者中血糖水平得到有效控制的不足30%，仅有不到10%的患者能够自己有效控制血糖。因此利用血糖仪，提高患者对血糖的控制水平，对于维持患者的血糖水平，预防并发症的发生具有重要意义[2,3]。本文对近些年关于无创及微创血糖仪研究进展进行综述如下。

1.通过体液检测血糖水平

人体体液中含有葡萄糖成分，这为利用体液检测血糖水平奠定了基础[4]。其主要是采用微创或者无创的方式从人体汗液、泪液、尿液以及组织间液中检测葡萄糖含量，然后通过与血糖之间的相关关系来有效反映人体内的血糖含量[5]。相对来说，利用组织间液进行血糖监测准确度更高，因此也得到更多的关注[6]。

目前市场上已经有通过对组织间液中的葡萄糖含量进行检测来反映人体血糖水平的血糖仪，比如德康医疗和美敦力公司的血糖仪便是该类产品[7,8]。这两款血糖仪主要是采用葡萄糖氧化酶法原理实现血糖水平的检测。具体方法为在传感器中固化葡萄糖氧化酶，然后抽取少许组织间液通过传感器，组织间液中的葡萄糖会在葡萄糖氧化酶的作用下发生反应，在反应过程中会生成氧化氢，然后对生成的氧化氢给予基底电流进行解离，通过测量解离过程中生成的电荷数便可以获得葡萄糖的浓度，进而反应血糖的水平[9]。这两款血糖仪均可以实现对患者血糖的持续监测，还可以在患者血糖水平过高或者过低时发生报警，有效防止危险情况的发生。这两款产品的相对误差约为10%。雅培公司的DiabetesCare血糖仪也是该类产品，该仪器主要是通过能够测量组织间液葡萄糖浓度的传感器来实现对血糖水平的检测[10]。这几款产品在使用前均需要对探头传感器精度进行校准，否则会影响血糖检测精度。同时这类产品价格昂贵，在很大程度上限制了其广泛应用。Mendosa公司的产品Gluco Watch是一款手表式血糖仪，其主要是通过背面凝胶垫中的电极与人体产生电流通路，通过分析电流作用下迁移至体表的葡萄糖浓度来实现对血糖水平的检测。该产品无创无痛，但是在测量中容易受到环境温度、出汗以及静电干扰的影响。

2.利用光谱法检测血糖水平

光谱法血糖监测也是无创血糖检测的一种主要方法，其原理为人体在受到红外线照射时，血糖会吸收部分红外线信号，因此可以根据被吸收的红外线能量来反推血糖水平[11]。该方法最大的难点在于难以有效区分红外线吸收能量中的血糖吸收部分以及其他组织吸收部分，并且在检测过程中容易受到患者体表温度以及体液成分的影响[12]。但是由于该方法无创无痛、简单方便，且不需要任何化学试剂，因此受到广泛的关注。

以色列CNOGA公司的Tensor TipCoG无创血糖仪便是该类产品，其采用二极管发光，通过检测被吸收之后的光信号来计算患者的血糖浓度。该血糖仪在使用前至少需要1周时间进行校准，至少需要50次以上的非侵入性光信号数据采集和100次以上的侵入性血糖数据采集，才可以用于血糖检测，这在一定程度上限制了其实用性。美国C8 MediSensors公司正在研发利用拉曼光谱法的无创血糖检测仪，其也是通过测量吸收的光谱能量来计算血糖浓度，公司报告该款血糖仪的克拉克误差网格分析结果为92%。

3.基于能量代谢守恒法检测血糖水平

能量代谢守恒法检测血糖水平的理论依据为机体代谢产生的能量为氧容量和血糖浓度的函数，氧容量又是血液流速以及动脉血氧饱和度的函数，因此可以通过采用辐射传感器、温度传感器、超声仪等检测相关参数，来计算出血糖浓度[13]。该方法的优点在于操作简单方便，无创伤，其不足在于采集参数过多，因此受到的干扰因素也相对较多，很容易影响血糖监测精度[14]。

以色列Integrity Application公司研制的GlucoTrack无创血糖仪便是该类产品，其主要包括主体和耳夹两部分组成。耳夹在获取血糖信息之后将其传输至主体部分进行处理，并显示血糖检测结果。该血糖仪综合耳垂毛细血管中的血流速度、组织中的电导率变化以及组织中的热量传输来进行血糖水平的检测。该款产品的相对误差为25%，相对来说精度不够理想。特别是对于血糖值较高的患者，检测误差更大。