無創(chuàng)及微創(chuàng)血糖儀研究進展

楊青 天津市化學工業(yè)學校保健站 （天津 300131）

內(nèi)容提要： 糖尿病是臨床最為常見的慢性疾病。糖尿病患者血糖水平得不到有效控制，長期維持在高位，將會引發(fā)心腦血管疾病、周圍神經(jīng)病變、中風等一系列嚴重的并發(fā)癥。因此利用血糖儀檢測患者的血糖水平，根據(jù)檢測結(jié)果及時采取有效的治療措施，對于維持患者的血糖水平，預防并發(fā)癥的發(fā)生具有重要意義。近些年很多專家學者積極關(guān)注無創(chuàng)以及微創(chuàng)血糖儀的研究，取得了一些新進展。本文將這些進展進行綜述，以期為臨床血糖監(jiān)測中血糖儀的選取提供依據(jù)。

調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示，目前中國糖尿病患者數(shù)量已經(jīng)超過1.2億，占成年人人口總數(shù)的11%，這說明糖尿病已經(jīng)成為影響人們身體健康的公共衛(wèi)生問題[1]。目前中國糖尿病患者中血糖水平得到有效控制的不足30%，僅有不到10%的患者能夠自己有效控制血糖。因此利用血糖儀，提高患者對血糖的控制水平，對于維持患者的血糖水平，預防并發(fā)癥的發(fā)生具有重要意義[2,3]。本文對近些年關(guān)于無創(chuàng)及微創(chuàng)血糖儀研究進展進行綜述如下。

1.通過體液檢測血糖水平

人體體液中含有葡萄糖成分，這為利用體液檢測血糖水平奠定了基礎(chǔ)[4]。其主要是采用微創(chuàng)或者無創(chuàng)的方式從人體汗液、淚液、尿液以及組織間液中檢測葡萄糖含量，然后通過與血糖之間的相關(guān)關(guān)系來有效反映人體內(nèi)的血糖含量[5]。相對來說，利用組織間液進行血糖監(jiān)測準確度更高，因此也得到更多的關(guān)注[6]。

目前市場上已經(jīng)有通過對組織間液中的葡萄糖含量進行檢測來反映人體血糖水平的血糖儀，比如德康醫(yī)療和美敦力公司的血糖儀便是該類產(chǎn)品[7,8]。這兩款血糖儀主要是采用葡萄糖氧化酶法原理實現(xiàn)血糖水平的檢測。具體方法為在傳感器中固化葡萄糖氧化酶，然后抽取少許組織間液通過傳感器，組織間液中的葡萄糖會在葡萄糖氧化酶的作用下發(fā)生反應，在反應過程中會生成氧化氫，然后對生成的氧化氫給予基底電流進行解離，通過測量解離過程中生成的電荷數(shù)便可以獲得葡萄糖的濃度，進而反應血糖的水平[9]。這兩款血糖儀均可以實現(xiàn)對患者血糖的持續(xù)監(jiān)測，還可以在患者血糖水平過高或者過低時發(fā)生報警，有效防止危險情況的發(fā)生。這兩款產(chǎn)品的相對誤差約為10%。雅培公司的DiabetesCare血糖儀也是該類產(chǎn)品，該儀器主要是通過能夠測量組織間液葡萄糖濃度的傳感器來實現(xiàn)對血糖水平的檢測[10]。這幾款產(chǎn)品在使用前均需要對探頭傳感器精度進行校準，否則會影響血糖檢測精度。同時這類產(chǎn)品價格昂貴，在很大程度上限制了其廣泛應用。Mendosa公司的產(chǎn)品Gluco Watch是一款手表式血糖儀，其主要是通過背面凝膠墊中的電極與人體產(chǎn)生電流通路，通過分析電流作用下遷移至體表的葡萄糖濃度來實現(xiàn)對血糖水平的檢測。該產(chǎn)品無創(chuàng)無痛，但是在測量中容易受到環(huán)境溫度、出汗以及靜電干擾的影響。

2.利用光譜法檢測血糖水平

光譜法血糖監(jiān)測也是無創(chuàng)血糖檢測的一種主要方法，其原理為人體在受到紅外線照射時，血糖會吸收部分紅外線信號，因此可以根據(jù)被吸收的紅外線能量來反推血糖水平[11]。該方法最大的難點在于難以有效區(qū)分紅外線吸收能量中的血糖吸收部分以及其他組織吸收部分，并且在檢測過程中容易受到患者體表溫度以及體液成分的影響[12]。但是由于該方法無創(chuàng)無痛、簡單方便，且不需要任何化學試劑，因此受到廣泛的關(guān)注。

以色列CNOGA公司的Tensor TipCoG無創(chuàng)血糖儀便是該類產(chǎn)品，其采用二極管發(fā)光，通過檢測被吸收之后的光信號來計算患者的血糖濃度。該血糖儀在使用前至少需要1周時間進行校準，至少需要50次以上的非侵入性光信號數(shù)據(jù)采集和100次以上的侵入性血糖數(shù)據(jù)采集，才可以用于血糖檢測，這在一定程度上限制了其實用性。美國C8 MediSensors公司正在研發(fā)利用拉曼光譜法的無創(chuàng)血糖檢測儀，其也是通過測量吸收的光譜能量來計算血糖濃度，公司報告該款血糖儀的克拉克誤差網(wǎng)格分析結(jié)果為92%。

3.基于能量代謝守恒法檢測血糖水平

能量代謝守恒法檢測血糖水平的理論依據(jù)為機體代謝產(chǎn)生的能量為氧容量和血糖濃度的函數(shù)，氧容量又是血液流速以及動脈血氧飽和度的函數(shù)，因此可以通過采用輻射傳感器、溫度傳感器、超聲儀等檢測相關(guān)參數(shù)，來計算出血糖濃度[13]。該方法的優(yōu)點在于操作簡單方便，無創(chuàng)傷，其不足在于采集參數(shù)過多，因此受到的干擾因素也相對較多，很容易影響血糖監(jiān)測精度[14]。

以色列Integrity Application公司研制的GlucoTrack無創(chuàng)血糖儀便是該類產(chǎn)品，其主要包括主體和耳夾兩部分組成。耳夾在獲取血糖信息之后將其傳輸至主體部分進行處理，并顯示血糖檢測結(jié)果。該血糖儀綜合耳垂毛細血管中的血流速度、組織中的電導率變化以及組織中的熱量傳輸來進行血糖水平的檢測。該款產(chǎn)品的相對誤差為25%，相對來說精度不夠理想。特別是對于血糖值較高的患者，檢測誤差更大。

4.結(jié)束語

血糖監(jiān)測對于糖尿病患者及時了解自身的血糖水平，進而采取有效的治療措施具有重要的意義。而血糖儀是血糖監(jiān)測的主要儀器，在患者血糖控制中發(fā)揮了重要作用?；谏鲜龇治?，很多專家針對無創(chuàng)或者微創(chuàng)血糖儀開展了大量的研究工作，并形成了一系列產(chǎn)品。但是相對來說，其在實用性以及精度方面還存在一定的不足。