連續(xù)血糖檢測技術(shù)研究進(jìn)展

江幸幸

（田東縣人民醫(yī)院，廣西 百色，531500）

近幾年來，連續(xù)血糖檢測技術(shù)在相關(guān)疾病的輔助治療中起到較好的效果，尤其是對糖尿病患者來說，其可有效控制血糖以及疾病的進(jìn)一步進(jìn)展。隨著連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，血糖儀以及生化分析儀設(shè)備也在不斷升級，對疾病緩解有更大意義。另外，電化學(xué)檢測技術(shù)以及光學(xué)檢測技術(shù)也得到長足的進(jìn)展。以下對連續(xù)血糖檢測技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行相關(guān)概述。

1 連續(xù)血糖檢測設(shè)備概述

1.1 血糖儀血糖儀是血糖檢測的基礎(chǔ)設(shè)備，其優(yōu)勢是測試速度快、體積小。設(shè)備便于在家庭中應(yīng)用，畢竟糖尿病本身屬于長期疾病，病程較長，在生活中護(hù)理時(shí)間也相對長。血糖儀可用于隨時(shí)對患者血糖改變進(jìn)行檢測，進(jìn)而了解患者的病情變化，并將產(chǎn)生的血糖異常及時(shí)處理，避免出現(xiàn)不良事故。目前，血糖儀應(yīng)用普遍，品牌眾多。國外血糖儀品牌比較多見的是羅氏、強(qiáng)生和拜耳等，國內(nèi)品牌多是三諾等，患者需根據(jù)實(shí)際情況選擇，盡量避免混用血糖儀配套的試紙[1-2]。目前的血糖儀一般是有化學(xué)比色法以及電極法反應(yīng)機(jī)制。

1.2 生化分析儀生化分析儀是目前對患者血糖測量比較精準(zhǔn)的設(shè)備，一般在醫(yī)院會用到生化分析儀對患者進(jìn)行血糖連續(xù)監(jiān)測，也是醫(yī)院確診糖尿病的依據(jù)。市面比較常見生化分析儀品牌也有國內(nèi)外的，國內(nèi)主要是邁瑞、迪瑞以及科華等，國外生化分析儀品牌有貝克曼、東芝以及羅氏等。生化分析儀對患者血糖檢測的基本原理是用吸收光譜法。測量的方法有葡萄糖氧化酶終點(diǎn)法、己糖激酶終點(diǎn)法，以上兩種測量方法有一個(gè)相同點(diǎn)就是利用樣品在試劑中與特定物質(zhì)反應(yīng)，進(jìn)而獲得血液葡萄糖濃度[3-4]。

2 連續(xù)血糖檢測技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 光學(xué)技術(shù)光學(xué)法對患者血糖進(jìn)行測量是目前很多專家研究的一個(gè)熱門話題，其可在最大動態(tài)內(nèi)對患者實(shí)施血糖的準(zhǔn)確測量。光學(xué)檢測技術(shù)為微創(chuàng)以及無創(chuàng)連續(xù)血糖檢測技術(shù)發(fā)展提供更大的空間。光學(xué)測量具有高選擇性以及高靈敏度的優(yōu)勢，且長期穩(wěn)定[5]。之前有光學(xué)血流動力學(xué)無創(chuàng)檢測血糖技術(shù)，并在2018 年發(fā)明新型血糖測量儀器，其主要部分是校準(zhǔn)器以及主體[6]。其基本原理是以彩色圖像傳感器為基準(zhǔn)的血糖檢測，4 個(gè)單色光源照射手指，穿過手指后光線被彩色圖像的傳感器大量吸收，彩色圖像傳感器對連續(xù)光譜具有較強(qiáng)的敏感性強(qiáng)。在面對不同顏色的光線時(shí)，其吸收效率也會存在一定的差異。而新型血糖連續(xù)監(jiān)測設(shè)備以及技術(shù)的處理器通過算法處理可以獲得患者的血糖濃度。

光譜技術(shù):連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)中的光譜技術(shù)就是通過對物質(zhì)與不同波長光波間的互動關(guān)系，來測量其血糖濃度。物質(zhì)在與各種波長的光線反應(yīng)可能會吸收或反射，也或是在吸收后會發(fā)出不同波長的變化。每個(gè)物質(zhì)光譜特性是存在差異的，通過研究血糖在測量中的特定物質(zhì)在在不同波長下的反應(yīng)特性，就可以得到其在某一波段光波下特異性光譜特征。通過已經(jīng)發(fā)射的特定波長光波，之后用傳感器將反射回光波吸收，之后對特異性光譜進(jìn)行有效對比，并獲得血糖含量。光譜技術(shù)屬于無創(chuàng)血糖檢測比較常見技術(shù)之一，一般來說，葡萄糖在近紅外（600nm-2500nm）和中紅外（2500nm-16000nm）照射下的光譜特征相對最為顯著。因光波無法將患者組織穿透，因此血糖檢測結(jié)果不是測量穿透組織的光波光譜獲得，通常是對反射回來的光波測量獲得[7-9]。近紅外線技術(shù):近紅外線光譜技術(shù)測定患者的血糖也會存在自身的缺陷，對小批量樣品的分析用近紅外就得不償失。近紅外連續(xù)監(jiān)測血糖技術(shù)在發(fā)展中也存在自身的困境，主要體現(xiàn)于：①傳感器接收回來與血糖光譜信號弱；在組織中會存在很多其他的干擾因素，會形成與葡萄糖類似的近紅外光譜，會干擾血糖監(jiān)測的進(jìn)度。②為了保證血糖監(jiān)測精準(zhǔn)度提升，一般需要專門人員實(shí)施復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算，進(jìn)而將產(chǎn)生的不同變量實(shí)施有效控制。變量主要包括溫光源射入角度、溫度以及光射入的具體位置，還有光在組織內(nèi)穿透的深度、血液中的其他化學(xué)結(jié)構(gòu)以及血糖類似的化合物、人體電化學(xué)平衡狀態(tài)等；③近紅外血糖檢測結(jié)果無法與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對比。人體的組織間隙以及毛細(xì)血管、靜脈中葡萄糖均會在近紅外線血糖監(jiān)測中產(chǎn)生特異性吸收光譜。多是因?yàn)槿梭w的組織間隙中含有的葡萄糖濃度相對較高，近紅外光譜技術(shù)的信號強(qiáng)，其對患者血糖濃度檢測多在組織間隙中測量獲得。目前人們比較常見的家用血糖檢測儀主要是測量毛細(xì)血管血糖濃度。

2 電化學(xué)技術(shù)

葡萄糖傳感器血糖檢測方法逐漸增多，現(xiàn)階段比較廣泛的血糖檢測手段是葡萄糖傳感器，其屬于葡萄糖氧化酶電極，被發(fā)現(xiàn)于1962 年。近些年來，人們對葡萄糖氧化酶電極技術(shù)研究增多，掌握更多電極材料、電極空間等知識，并研究出更多敏感特性高、抗干擾能力更強(qiáng)的新型酶電極葡萄糖檢測設(shè)備。通過連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)為血統(tǒng)濃度檢測以及變化率明確提供一定的支持，進(jìn)而對血糖濃度變化方向?qū)嵤┯行ьA(yù)測，也可以對高血糖以及低血糖疾病實(shí)施有效的預(yù)防[10]。

以葡萄糖氧化酶為基礎(chǔ)的氧化酶檢測技術(shù)需要在電極上固化葡萄糖氧化酶，之后將患者部分組織液抽取或是在組織液中有效反應(yīng)，進(jìn)而生成過氧化氫以及葡萄糖酸，之后用基底電流解離過氧化氫，依據(jù)測量獲得電荷數(shù)目，就可以將患者的血液中葡萄糖濃度計(jì)算出來。葡萄糖氧化酶電極工作原理是傳感器電極會進(jìn)入患者人體皮下組織，之后在半透膜過濾的作用下促使組織液葡萄糖與電極上攜帶的葡萄糖氧化酶反應(yīng)，進(jìn)而形成葡萄糖酸和雙氧水，雙氧水會分解生成與葡萄糖相應(yīng)電子，電信號在特定電極傳輸下進(jìn)入傳感器記錄原件，之后經(jīng)過組織液電化學(xué)反應(yīng)獲得血糖數(shù)值。連續(xù)血糖檢測系統(tǒng)以及技術(shù)可以為血糖濃度變換等提供更好的檢測，但是患者如果選擇自我注射可能會存在一定的安全隱患。侵入式連續(xù)血糖檢測系統(tǒng)一般是在對患者皮下組織血糖檢測的基礎(chǔ)上對患者血糖濃度明確反映，需將傳感設(shè)備的導(dǎo)線置入患者皮下組織，并在皮膚上固定。一般是每一周到兩周換一次，該傳感器的成本相對比較昂貴，會給患者形成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)及精神負(fù)擔(dān)也會隨之提升。另外，傳感器在置入患者身體或是置換時(shí)會導(dǎo)致患者出現(xiàn)疼痛，長時(shí)間佩戴可能會增加患者感染的幾率，傳感器本身耐受性不高，可能需要專業(yè)人員對其進(jìn)行頻繁校準(zhǔn)或是更換，這可能會影響連續(xù)血糖檢測系統(tǒng)在臨床上的大規(guī)模普及。

3 糖尿病以及連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

全球糖尿病患者數(shù)量巨大，中國大陸患者現(xiàn)居全球第一。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟（IDF）統(tǒng)計(jì)，2017 年全球約4.25 億成人患糖尿病，預(yù)計(jì)到2045 年，糖尿病患者可能達(dá)到6.29 億；2017年，中國大陸約有1.144 億糖尿病患者(20-79 歲)，其中有3410萬患者年齡超過65 歲；糖尿病患病率為10.9%，年齡標(biāo)化患病率為9.7%。2015 年全球連續(xù)血糖監(jiān)測市場空間為4.44 億美元，預(yù)計(jì)2016-2024 年的年復(fù)合增長率為9.8%，到2024 年全球CGM市場空間或達(dá)10.25 億。但目前CGM 的滲透率仍然很低，在美國，胰島素泵在I 型病患的滲透率達(dá)到28%，CGM 的滲透率卻僅為9%，未來發(fā)展空間廣闊。通過假設(shè)I/II 型糖尿病人數(shù)、CGM滲透率、CGM 產(chǎn)品價(jià)格等參數(shù)來測算，發(fā)現(xiàn)未來全球的CGM 產(chǎn)品市場空間達(dá)66-99 億美元，且隨著滲透率的提升，市場空間有望進(jìn)一步擴(kuò)大。

小結(jié)

近些年來，隨著對連續(xù)血糖檢測技術(shù)的持續(xù)研究，進(jìn)而出現(xiàn)更多的檢測設(shè)備，其主要包括血糖儀以及生化分析儀，其對患者血糖測量有一定的意義，而連續(xù)血糖檢測技術(shù)中比較基礎(chǔ)的技術(shù)分為兩類，有光學(xué)技術(shù)以及電化學(xué)技術(shù)。在研究中發(fā)現(xiàn)葡萄糖傳感器以及連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)存在不足，例如設(shè)備昂貴，會增加患者的精神壓力以及經(jīng)濟(jì)壓力，因此患者需依據(jù)自身實(shí)際情況選擇科學(xué)且安全的血糖檢測技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行血糖控制，保證與血糖相關(guān)的疾病得到較好的控制。希望之后對連續(xù)血糖監(jiān)測技術(shù)加強(qiáng)研究，并將之前檢測技術(shù)中存在的部分問題改善以及彌補(bǔ)，保證連續(xù)血糖檢測技術(shù)得到更加快速以及長遠(yuǎn)的發(fā)展。