糖尿病已成为威胁人类健康的疾病之一,我国已诊断糖尿病人数约为总人口的2?%,两千六 百万人。当前,血糖测试仍普遍采用有创或微创的测试仪,尽管这种测试仪只需2~10μL末 稍血,但因有痛感患者仍尽量回避这种有创测试。因此,无创血糖测试仪就成为糖尿病人的期盼。?
1.工作原理
美国已有多家公司致力于研发无创血糖测试仪,根据其工作原理,可分为下列四类:?
(1)利用皮下间质液中的糖分子,测试血糖值。皮下间质液是一种无色透明液体,血液中的营养成分,包括葡萄糖,经由皮下间质液到达细胞。皮下间质液可以有少量渗出皮肤,这样,就能无创得到皮下间质液样品,测得血糖值。?
(2)通过人体对近红外线、中红外线或远红外线的频谱分析,提取血糖值。当用红外线照射人体时,与血糖无关的人体组织,如皮肤、骨骼、肌肉、水等,将吸收大部分红外线,余留少量代表血糖特征的反射或吸收红外线,称为血糖特征频谱信号,可用来提取血糖值。这种方法的问题是:血糖特征频谱信号往往很弱,难以测量;此信号与体温及体液成分有关,必须进行校正。?
(3)测试人体的射频阻抗,提取血糖值。当波长较红外线更长的电磁波对人体辐射时,像血糖这种非离子可溶性物质,将吸收一定的电磁波,提取其吸收特征值,理论上可以得到血糖值。但是,体液中还有其他非离子可溶物质,它们也吸收电磁波。因此,如何将血糖的吸收特征值分离及提取,是这种方法的关键。?
(4)根据糖尿病人血液中糖化蛋白比例较高这一特征,通过对眼球测试,得到血糖值。
2.产品介绍?
下面,我们介绍一些具体产品。但除Cygnus公司外,其他公司的产品都未被批准进入市场,而美国食品药物管理署(FDA)也只是批准Cygnus公司有限销售。?
(1)Biocontrol Technology公司的Diasensor 1000,利用近红外光对皮肤的反射,从反射光强度变化,读出血糖值。美国FDA尚未批准,但欧洲已批准上市。?
(2)Cygnus公司的GlucoWatch Biographer,利用反向离子电泳技术,通过对渗出体液的分 析,读出血糖值。此仪器可每10min读出一个数据,并可连续记录13h,即78个血糖值。FD A已批准可处方对成人及儿童销售,欧洲已批准进入市场。但FDA所批准的处方销售是指该产 〖BF〗品不能在市场上销售,也不允许医生销售,在得到医生处方后,还要到生产厂接受培 训,并承诺自负风险,方能购买、使用。
(3)Medtronic公司的Continuous Glucose Monitoring System,应用一个植入式血糖传感 器植入于皮下。通常,此传感器置于腹壁皮下。机器每5min记录一个数据,可以存储 3天内的数据,亦即864个数据。但数据只能上传至医生的计算机里,供医生或患者查阅 。另一个问题是该装置必须用常规有创式血糖仪对其结果进行校正,而且每天要校正3~5次 。
(4)Samsung Fine Chemicals公司的Glucontrol GC 300,为近红外式便携式机,以电池为 能源。测试时,患者只需将手指放在红外传感器上数分钟,即可得到结果。?
(5)CME Telemetrix公司的GlucoNIR,亦为近红外式便携机,液晶显示,电池能源,带通信 口,能将测试数据下载至主机。?
(6)NIMOS的NIMOS(noninvasive monitoring system),为皮下间质液型血糖仪,测试样品通过一个微型吸盘,从皮肤上吸取。吸盘内装有血糖传感器,并有电缆,与主机连接。?
(7)Inverness Medical Technology 的LifeGuide System,亦为一种皮下间质液型血糖仪,测试样品采集不用通常的手指法,而是通过手臂采集。将装置放在手臂上,等候4~5min,以便采集到足够的体液,1μL。厂方称,其测量误差与常规有创法相比,不大于10%。?
(8)LifeTrac Systems的SugarTrac,为无创红外频谱分析型,此装置插在耳道上,并向鼓膜发射不同波长的红外光,然后,将不同波长的反射信号进行分析、计算,从而求出血糖值。设计者认为鼓膜微循环系统具有更多的血糖特征,故此,希望从鼓膜采集到的信号,能更精确地反映血糖值。不过,目前仍在进行临床试验。?
(9)Megnetic Diagnotics 的Multi-analyte Meter,设计者试图用一种类似磁共振成像原理的装置,对手指、手臂或其他部位采集到的体液,用射频及磁场对体液中的分子进 行分析。但目前仅处于试验室研究阶段,公司未宣布何时能进展到临床试验阶段。
(10)OptiScan Biomedical公司另辟蹊径,设想利用糖分子在外界温度改变时的特征,来测试血糖。他们采用一个小型快速降温装置放在皮肤上,试图测出血糖值。目前也处于试 验阶段,未见有新进展。
(11)Pindi Products的Noninvasive Glucose Meter,该公司未宣布他们的血糖测试是基于何种技术,但声称他们发明了一种特殊的膜状电极,是无创的,先贴在手指上,再将电极插头插入测试仪,5s后,即可得到血糖值。公司称,已有两种样机,一种是便携式,可供患者自测,一种是台式,可供医院使用。未见有临床试验报道。?
3.结论
(1)无创血糖测试技术有广阔的市场前景。糖尿病患者希望获得一种无痛苦、精度可接受的血糖仪,能方便的进行自我检测,以便调节饮食及用药。调查表明,大多数患者对使用常规有创血糖仪,每天进行2~5次血糖测试感到厌烦、畏惧,常利用经验进行代替,如,感到口舌干燥时,即表明血糖偏高。从患者角度看,如有价格适当且测量值可信的仪器代替,自然选择无创血糖仪。?
(2)从实施技术看,似乎目前尚未达到完全成熟阶段。尽管有多家公司参与研制,但能被批准上市的,还未出现。究其原因,还是技术问题。由于血糖的特征,利用上述几种方法提取,都没有明显差异,导致测量值的可靠性较低。被FDA批准的唯一一个产品,Cygnus 的GlucoWatch Biographer,要附加限制条件出售,这说明此产品还存在问题,还需改进。相信随着 技术的进步,更好的产品会不断涌现,为糖尿病患者造福。
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