以组织液为替代媒介的无创血糖检测研究进展_刘振尧

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非侵入性血糖监测系统的研究进展

非侵入性血糖监测系统的研究进展随着现代生活节奏的加快，人们的生活习惯也越来越不规律，饮食偏好也逐渐趋向于高糖高脂食品。

这导致了全球糖尿病患病率的不断攀升，严重影响了患者的生活质量和生命安全。

因此，如何及时准确地监测患者的血糖水平成为了一个亟待解决的问题。

目前，无创的非侵入性血糖监测系统研究已经走出实验室，正在向着实际应用迈进。

在这篇文章中，我们将探讨当前非侵入性血糖监测系统的研究进展。

1. 原理介绍非侵入性血糖监测系统是一种通过传感器技术获取人体的代谢数据，利用算法进行数据分析，推断人体血糖的浓度状况的技术系统。

该技术系统通过监测人体外部层面的生理信号、分析生理数据来推测患者的血糖水平。

原理上，非侵入性血糖监测系统主要使用光学、电化学、荧光、红外线等技术，在不侵入人体皮肤的情况下，采集人体体表营养物质的代谢信息，并将采集到的数据交由特定的软件进行分析和处理，以预测在患者体内的血糖浓度。

2. 现有的非侵入性血糖检测技术2.1 光学血糖检测法光学血糖检测法是一种最早提出的采用不侵入性手段测定糖尿病血糖的检测技术。

该技术的基本操作通过把一定波长的光线照射到人皮肤表层，然后测量透过皮肤所反射的光的强度，再用特定的分析算法计算出血糖值，整个检测过程大约需要10秒钟。

2.2 电化学法电化学法也是一种常见的血糖浓度测量技术。

它从非侵入性的角度入手，利用微电极和荧光技术来生成不同外部电势下的电流反应，并将这些反应应用到血糖检测中。

2.3 荧光光谱法荧光光谱法主要是利用激发红色荧光来检测血糖浓度的一种非侵入性血糖检测技术。

荧光光谱法的基础是激发自体组织中含有荧光染料的生理化学反应，会产生荧光加强现象，而这个荧光信号的强度正与血糖浓度的特定值成正比。

2.4 红外光谱法红外光谱法根据被检测物分子在特定波长下所吸收或出射的红外辐射的强度，通过检测人体表面的红外辐射谱线来测定血糖浓度。

由于血糖在特定的红外线波长区间有特定的吸收峰，故而该技术非常精确地测定了血糖含量。

光学无创血糖检测中的主要问题及研究进展

中国科学 G 辑: 物理学力学天文学 2007年第37卷增刊: 124~131收稿日期: 2007-05-20; 接受日期: 2007-08-29“十一五”国家科技支撑计划(批准号: 2006BAI03A03)和中国博士后科学基金(批准号: 20070410197)资助项目*联系人, E-mail: kexin@《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS 光学无创血糖检测中的主要问题及研究进展刘蓉徐可欣* 陈文亮马真(天津大学精密仪器与光电子工程学院, 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072) 摘要分析了目前困扰人体血糖无创测量的瓶颈问题, 针对信号特异性差、生理背景干扰严重的现实, 提出了利用光强对葡萄糖浓度变化不敏感的基准点和光强灵敏度最大的测量点进行同时测量的浮动基准点检测方法, 并论证了基准点存在的条件和通过基准点的信息消除生理背景噪声的可能性, 最后通过初步的实验验证了基于浮动基准点的方法能有效消除背景噪声对糖信息的影响.关键词血糖浓度近红外光谱基准点无创漫反射1 无创血糖检测的意义随着生活水平的提高, 糖尿病的发病率日益上升. 根据世界卫生组织的统计: 截止2003年, 全球糖尿病患者已接近2亿, 中国已达到4000万. 然而, 由于生命科学的复杂性和医疗水平的限制, 目前还没有彻底根治糖尿病的医学手段. 世界卫生组织推荐的治疗糖尿病的主要手段是对患者进行血糖的自我监测, 及时地调整口服降糖药物和胰岛素的用量, 从而预防或减轻并发症的发生. 现有的血糖测量方法都需要进行采血, 而采血容易引起生理疼痛并伴有感染的危险, 且频繁测量还意味着要频繁针刺取血, 因此在很大程度上限制了血糖测定的频率和药物剂量的精确调节, 难以实现及时的或医学上较为理想的治疗.无创血糖检测技术是指不损伤人体组织而获得血糖浓度的方法, 它具有无疼痛、无感染、无耗材等特点. 研究一种无创伤血糖检测的方法有非常重要的现实意义: (ⅰ) 减轻采血的痛苦, 提高测量次数, 从而更精确控制血糖; (ⅱ) 取代目前使用耗材的有创检测技术后, 不仅可以降低成本, 而且能减少对环境的污染; (ⅲ) 它是多学科交叉发展的结果, 将带动光谱技术、化学计量分析技术、信息处理技术、检测控制技术的发展, 其研究成果可推广应用于体内其他微量化学成分的无创伤检测, 有助于加强人们的日常健康管理, 提高生活质量.在本文中, 首先分析了目前困扰人体无创血糖测量的瓶颈问题, 针对血糖信号拾取的特增刊刘蓉等: 光学无创血糖检测中的主要问题及研究进展125异性差、生理背景噪声无法消除等现状, 提出了基于浮动基准点的检测原理, 并给出了基准点存在的条件和通过基准点的信息消除血糖检测中具有时间变化特性的背景噪声的可能性, 最后通过模拟数据和实验数据验证了基于浮动基准点的检测技术能有效地消除背景噪声对葡萄糖信号的影响.2研究概述及存在的问题目前, 无创血糖检测作为一个国际前沿性热点课题, 世界上许多机构正在此领域展开激烈的竞争. 按测量原理来分, 无创血糖测量的方法主要包括偏光法、Raman光谱法、光散射系数法、近红外光谱法、多参数综合计算法及基于人体组织间液的方法等.偏光法主要根据葡萄糖具有稳定的偏光特性, 通过测量透射光(或反射光)的偏转角来预测人体血糖浓度. 当一束平面偏振光通过含有葡萄糖的溶液时, 偏振光的平面将发生旋转, 旋转的角度与葡萄糖的浓度呈比例[1]. 主要测量部位为眼前房水, 缺点是信号弱, 干扰多. 此外, 人眼测量实现难度大, 患者不易接受. 因此, 该方法目前尚无突破性的进展.Raman光谱法通过检测散射光的光学频移变化, 再与样品的化学结构相关联. 一方面, Raman光谱对葡萄糖分子结构具有很好的特征性, 谱线锐利, 不存在光谱重叠现象; 另一方面, 水的Raman光谱十分微弱, 这是利用Raman散射光谱测量血糖的优势. 但是, 影响Raman 谱线的因素很多, 如光源稳定性、样品的自吸收等. 最佳测量部位为眼前房, 但受到眼睛的安全辐射剂量限制, 信号非常微弱. 因此, Raman光谱方法在体内成份检测领域的研究还处于起步阶段, 离体组织研究结果发表较多[2].光散射系数法的理论依据是人体组织的约化散射系数的变化与血糖浓度的变化之间存在相关性. 目前, 使用OCT(optical coherence tomography)的方法测量组织的散射系数变化已成为1种新的无创测量方法. 在深度250~400 μm的范围内, 光散射信号与糖浓度有很好的相关性, 0.56 mmol/L的葡萄糖浓度变化会导致OCT信号的斜率变化1.9%[3]. 但由于光散射系数的变化所依赖的组织间折射率不匹配现象与葡萄糖浓度并没有直接的特异性关系, 因此, 人体其他生理成分的变化所导致的散射系数变化会给测量结果带来干扰. 目前, 该方法应用于人体临床实验尚有一定的困难.多参数综合计算方法是日本日立公司最新提出的一种无创血糖检测技术. 该公司于2004年发表相关技术报告和研究论文, 提出了应用温度、血流等参数综合计算血糖值的无创检测方法[4], 并研制了相应的样机. 该方法具有一定的新颖性, 但就目前的报告来看, 尚无法确定其测量原理的可行性, 具体价值及应用前景也还需等待进一步的消息发布.基于人体组织间液的方法是基于组织间液与血液中葡萄糖浓度之间存在相关性, 通过测量组织间液中的葡萄糖浓度来推算血糖浓度. 由于该方法在提取组织液时仍然会造成轻微的皮肤组织创伤, 严格意义上应该属于微创测量. 目前, 部分仪器已通过美国FDA的许可, 但在使用条件上有不少的限制[5]. 代表性产品包括美国Cygnus公司开发的手表式血糖测量仪“Glucowatch”, 美国SpectRx公司的SpectRx 系统和MiniMed公司的“血糖连续监测系统”. 由于这些装置仍存在感染的可能, 同时测试费用也较高(仍需使用消耗品), 因此, 目前微创测量还不大可能完全代替有创血糖测试, 只是传统方法的一个有益补充.近红外光谱法主要基于葡萄糖分子在近红外区域具有的特征吸收, 并利用现代化学计量学的手段建立血糖浓度与近红外光谱之间的回归模型, 从而实现对血糖浓度的无创检126中国科学G辑物理学力学天文学第37卷测. 相对于中红外光, 在近红外区域, 体液和软组织相对透明, 光的穿透力强, 是理想的无创检测光谱段. 随着激光光源的使用以及化学计量学的快速进步, 目前近红外光谱法被认为是最有前途也是研究最广泛的血糖无创检测技术.在20世纪70 年代, Kaiser就开始了应用光学方法进行人体内化学成份测量的尝试. 1987年, Dähne首次提出了应用近红外分光法进行人体血糖浓度的无创伤测量, 并申请了美国专利, 标志着近红外光谱分析技术正式进入人体血糖浓度无创检测领域. 此后, 各国的公司、大学和研究所在无创血糖检测方面展开了激烈的科研竞争.1992年, 美国Futrex公司在Oak-Ridge会议上首次展出了基于近红外透射光的无创血糖检测样机Dream Beam. 美国Biocontrol Technology公司于1995年推出了基于扩散漫反射光的无创血糖仪Diasensor 1000, 并获得欧洲的CE许可[6]. 美国Iowa大学和Ohio大学的无创血糖研究组得到NIDDK(National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases)和NIH(National Institutes of Health)的连续资助, 旨在研发一种基于近红外光谱的连续血糖检测系统[7]. 2000年, 由日本经济产业省的新能源产业技术综合开发机构牵头, 成立了多家单位参加的无创血糖检测项目组, 利用1200~1800 nm的扩散漫反射光测量血糖浓度[8]. 而我国无创血糖测量的研究起步较晚, 以大学科研为主. 近10年以来, 天津大学、北京大学、清华大学、西安交通大学、中国科学院合肥智能机械研究所、中国医科大学、第三军医大学等研究机构在国家及省部级各项基金的资助下, 进行了光学无创血糖检测技术的基础研究, 在一定程度上推动了人体成分无创检测技术的发展.总的来说, 尽管多年以来在无创血糖检测领域的竞争十分激烈, 但迄今为止, 没有任何机构推出的无创血糖测量仪或方法能够真正满足5 mg/dL的临床精度要求[9]. 目前的研究结果表明, 影响检测精度的主要难点、也是实现临床意义上无创伤血糖检测的瓶颈问题主要包括以下几个方面:(ⅰ) 信号微弱问题. 导致光谱信号微弱的原因包括两个方面[10]: 一方面, 生物组织中含有大量的水分, 而水对光的吸收非常强, 导致光的衰减严重; 另一方面, 葡萄糖在组织液和血液中的含量低且变化范围小, 此外, 葡萄糖的吸收系数也远远小于水的吸收系数. 因此, 血糖浓度变化导致的有效信号非常微弱, 精确和可靠地检测这些信息需要仪器具有非常高的信噪比.(ⅱ) 测量条件变化问题. 人体不同部位的组织结构差异很大, 且这种差异因人而异, 如果在测量时不能保证测头精确定位在同一位置, 必将对光的传播路径带来影响; 同时, 在漫反射测量时, 通常采用接触测量的方式来减少表面反射光的影响, 但皮肤组织会因受到测头的挤压而产生形变, 组织内部结构及分布发生改变, 最终影响到漫反射光的分布特性. 此外, 测量部位的温度、湿度、光的入射面积、角度等测量条件的变化也都将直接影响光的传播, 并且其导致的光强变化远大于因糖浓度变化引起的光强变化. 因此, 如果没有稳定的测量条件或者行之有效的消除测量噪声的方法, 精确地提取血糖浓度的信息几乎是不可能的.(ⅲ) 人体生理背景变化问题. 人体组织是一个复杂并且动态变化的内环境, 除了葡萄糖分子以外, 体内的其他生理成分, 如水、蛋白、脂肪等的吸收与葡萄糖分子的吸收严重重叠, 并且其浓度改变对光强的影响程度甚至大于糖浓度变化的影响. 例如, 水在近红外和中红外都存在强吸收, 组织中水含量的轻微波动, 都会对葡萄糖的分析造成较大的误差: 水含量变化0.2%对漫反射光强的影响与1 mmol/L的糖浓度变化相当[11]. 此外, 当温度升高时, O—H的频带将向低波长漂移变得更加尖锐. 如在1200~1800 nm波长范围内, 温度变化1℃将对葡萄糖的增刊刘蓉等: 光学无创血糖检测中的主要问题及研究进展127 浓度预测产生500 mg/dL 的误差[12]. 但是, 由于这些生理因素受到人体自身新陈代谢的调节, 很难通过直接测量的方式单独获得某一因素的变化规律, 因此, 人体生理背景的变化严重阻碍了对糖信息的提取.总的来说, 针对有用信号微弱, 干扰严重等问题, 可以通过对硬件系统的改进以及双光路设计等措施来消除光源和检测器噪声、基线漂移等的影响; 对于环境温度、湿度等引起的噪声, 可以通过人为控制来尽量保持恒定的环境; 而对于接触压力、位置差异等来自人机接口的误差, 可以通过采用包含压力分析子系统和图像定位系统的光学测量条件重现系统[13], 保证实验对象在每次测量时都处于相同的测量位置和压力; 而对于来自人体内部的生理背景变化, 由于其变化本身具有不可预测性, 且与葡萄糖浓度都具有时变特性, 因此很容易与糖的信号产生偶然相关, 是目前血糖无创检测中最大的障碍.在近红外光谱分析的离体实验中, 通常选择与被测物质性质相近且稳定的标准物作为参考背景, 以背景的光谱作为基准来消除各种测量噪声的干扰. 此外, 随机进样可以避免测量条件与被测样品之间的偶然相关, 而合理的实验设计也能有效避免成分之间的偶然相关. 然而, 这些方法目前尚无法直接应用到活体测量中, 原因是很难找到光学特性和变化规律与人体相似的标准物, 同时血糖浓度受到人体新陈代谢的调节, 也很难实现非常科学的实验设计和随机采样. 如果选用反射率与人体皮肤漫反射率量级相近的标准反射板作为背景, 能在一定程度上消除系统漂移的影响, 但不能体现人体组织的生理条件的时变性, 因此对来自人体的生理背景变化束手无策.3 建立人体血糖测量内部基准的研究由于人体组织属于强散射的混浊介质, 通常采用扩散漫反射的方式进行测量, 如图1. 入射光在人体组织内部进行传输时不断被吸收和散射, 其光能量逐渐减弱, 出射光强I 可以表示为0eff exp(),I I l μ=− (1)式中I 0为入射光强, μeff 为有效衰减系数, l 为光在组织中的传输程长.图1 近红外光谱法无创血糖测量原理示意图当葡萄糖浓度变化时, 它从吸收和散射两个方面改变组织的光学特性: 一方面, 随着糖浓度的增加, 糖自身的本征吸收增加, 同时, 糖的增加会置换介质中一些其他的生理成分, 导致其他分子对光的吸收减少, 从而影响组织的吸收特性; 另一方面, 糖浓度的增加会改变组织液的折射率, 导致组织液中散射介质与背景介质折射率的不匹配, 从而影响组织的散射特性.128 中国科学 G 辑物理学力学天文学第37卷因此, 糖浓度变化时, 漫反射光能量的变化实际是由糖浓度变化引起的吸收效应和散射效应综合影响光传播行为的结果. 在不同的空间位置上, 吸收效应和散射效应对光强的影响可能相互加强也可能相互抵消. 如果在某一径向检测距离处, 葡萄糖浓度变化导致的散射效应和吸收效应对光强的影响完全相互抵消, 那么该位置的光强就不随糖浓度变化而变化(即灵敏度为零). 同样, 如果散射效应和吸收效应相互加强且取得最大值, 那么在该位置进行测量可以实现漫反射光对糖浓度变化的最大灵敏度.基于此, 本文提出了基于浮动基准的测量方法: 在径向检测距离上, 选择组织中漫反射光强对葡萄糖的灵敏度最大位置r m (测量点)和灵敏度为零的位置r r (基准点)同时进行光谱测量. 浮动基准法测量方式如图2, 入射光通过光纤入射到被测物表面, 在测量灵敏度最大位置r m 和灵敏度为零的基准位置r r 同时测量携带了内部光学信息的扩散漫反射光. 基准点r r 的光谱信号包含了全部的生理变化信息, 但与血糖浓度的变化无关. 测量点r m 的光信号包含了最大的血糖浓度变化信息和所有的生理变化信息, 是血糖测量的最佳位置. 如果利用基准点和测量点的信息进行差分测量, 将有可能降低生理背景噪声对测量的影响, 提高血糖测量的精度和特异性.浮动基准检测技术的关键因素和首要前提是存在漫反射光对葡萄糖浓度变化不敏感的基准位置. 为了考察基准点的存在条件, 首先分析扩散方程在无限介质中对于葡萄糖浓度变化的情况. 扩散方程在无限介质中的定态解仅有辐射光通量Φ, 其表达式为eff 11()exp(),4πr D r Φρμ=− (2) 其中r 为光源与检测器之间的距离, D 为扩散系数. 当葡萄糖浓度c g 发生变化时, 组织的光学参数随之发生改变, 进而引起()Φρ的变化. 根据基准点的存在条件, 即光通量对葡萄糖浓度的灵敏度等于零, 可得基准点的位置为 a s r eff a s a s a ()2,2r δμδμμμμδμδμμ′+=×′⎛⎞+′+⎜⎟⎝⎠(3) 式中a δμ和s δμ′分别为葡萄糖浓度变化导致的吸收系数a μ和约化散射系数s μ′的变化量. 从(3)式可以看出, r r 被表示成两部分之积, 第一部分包含糖浓度变化的信息, 第二部分由被测样品本身的光学参数决定.对于近红外人体血糖浓度检测而言, 可以将扩散漫反射光I 包含两部分信息: 与血糖浓度相关的信息s ,I 与人体生理背景等各种噪声相关的信息为n I . 即g s g n (,,)(,)(,),I r c n I r c I r n =+ (4) 式中n 表示噪声. 如果采取差分测量的方式, 当糖浓度改变g c Δ时, 光强变化为g s g n (,,)(,)(,),I r c n I r c I r n ΔΔΔ=ΔΔ+ΔΔ (5) 其中s g (, )I r c ΔΔ为有效的血糖浓度信息. 由于噪声n (,)I r n ΔΔ是时变性信号,因此无法直接由图2 浮动基准法测量方式示意图增刊刘蓉等: 光学无创血糖检测中的主要问题及研究进展 129总的光强变化g (,,)I r c n ΔΔΔ提取血糖信息. 根据浮动基准法原理, 基准点的漫反射光强对血糖浓度变化不敏感, 即: s r g (,)0I r c ΔΔ=, 则基准位置处的光强变化全部为噪声引起. 基准点和测量点的漫反射光强变化分别为r g n r m g s m g n m (,,)(,),(,,)(,)(,).I r c n I r n I r c n I r c I r n ΔΔΔ=ΔΔΔΔΔ=ΔΔ+ΔΔ (6)如果近似认为基准点的噪声变化和测量点的噪声变化之间存在线性关系, 则有效的血糖信号可以表示为s m g m g r g (,)(,,)(,,),I r c I r c n I r c n ηΔΔ=ΔΔΔ−⋅ΔΔΔ (7) 式中η是比例系数, 可以通过在血糖浓度保持相对恒定时的重复测量得到. m g (,,)I r c n ΔΔΔ和r g (,,)I r c n ΔΔΔ可以同时直接测量得到.显然, 基于基准位置处的漫反射光信号进行差分处理后, 所得到的血糖浓度变化的光谱信息具有更高的特异性, 不受人体生理噪声时变性的影响.4 实验研究由于被测成份葡萄糖分布在人体组织的真皮层中, 假设表皮和皮下组织层的光学参数保持不变, 只考虑糖浓度变化对真皮层的光学参数的影响. 下面通过多层蒙特卡罗模型[14]模拟计算漫反射光随真皮层葡萄糖浓度变化的灵敏度在空间上的分布规律. 所选择的波长为葡萄糖在一阶倍频区域的吸收峰1600 nm, 该波长下三层皮肤组织的光学参数来自于文献[15], 表皮、真皮的厚度分别为0.3和 1.5 mm, 皮下组织近似为无限厚. 点光源入射, 入射光子数为2×107, 对光源附近6 mm 以内的出射光子进行分类统计. 当真皮层中葡萄糖浓度变化时, 不同径向检测距离处漫反射光强的变化结果如图3.图3 皮肤组织漫反射光强对葡萄糖浓度变化灵敏度的径向分布规律从图3中可以看出, 葡萄糖浓度变化范围从250 mg/dL 增加到1000 mg/dL 时, 在径向检测距离2 mm 处, 漫反射光强变化不随血糖浓度变化而变化. 进一步的模拟还可以发现, 基准130中国科学G辑物理学力学天文学第37卷点的位置随波长变化很小, 完全适用于近红外光谱血糖检测所采用的多波长测量方式.为了验证浮动基准测量方法对背景噪声的处理效果, 利用该方法对组织模拟液进行了初步的实验研究. 以10%的Intralipid溶液作为母液, 在其中加入无水葡萄糖配置成浓度分别为0, 4000和8000 mg/dL的溶液. 光源为1550 nm激光二极管(1750A-C06, AGERE Company, USA), 功率20 mW, 入射光经过模拟液后由InGaAs 光电二极管(G5851-21, Hamamatsu Photonics K.K, Japan)检测. 测量过程中, 入射光纤固定不动, 检测光纤在驱动电路的控制下沿径向以0.2 mm的步距从0 mm移动到6 mm. 实验过程中, 随机取样测量, 实验内容在两天重复进行.首先通过实验确定该系统的基准点位置存在于径向检测距离2.7 mm处. 为了有效模拟人体各种背景噪声的测量环境, 选用不同葡萄糖浓度样品进行两两配对处理, 得到不同糖浓度差异与不同样品背景状态之间的组合. 直接计算和经过浮动基准点处理的漫反射光强变化如图4. 图4中曲线标识由3部分组成, 第一部分为样品中葡萄糖的浓度, 第二部分为背景样品中的葡萄糖浓度, 第三部分为测量时间标识(1为第一天, 2为第二天).直接以各径向检测位置处的差分漫反射光信号作为葡萄糖浓度信息, 计算得到不同背景噪声下的葡萄糖浓度分辨曲线如图4(a). 从图4中可以看出, 该方法对同样背景样品下的不同葡萄糖浓度差异能够很好分辨, 但对于不同背景样品下的糖浓度差异则无法分辨. 这就意味着, 如果多次测量间背景样品发生了变化, 则测量结果无法真实地反映糖浓度的变化信息. 这种情况也是在体(in vivo)血糖浓度无创测量中无法回避的现实问题.在同样的条件下, 以基准点2.7 mm处的漫反射光强作为内部基准, 基于(7)式提取各径向检测距离处的葡萄糖浓度信息(假设比例系数η为1), 得到不同背景噪声下的葡萄糖浓度分辨曲线如图4(b). 从图4中可以看出, 基于浮动基准点的数据处理后, 有效地降低了测量环境变化及背景样品的浓度变化的影响. 所得到的葡萄糖信息的各曲线能够清楚地分辨出糖浓度的差异, 而与测量时间以及所选用的背景样品特性无关. 因此, 可以预见, 该技术进一步扩展应用于人体血糖无创检测, 将能有效地解决人体生理特性易变的关键难题.图4 不同背景下葡萄糖信号沿径向检测距离的分布(a) 浮动基准处理前; (b) 浮动基准处理后5结论本文回顾了光学无创血糖浓度检测的主要方法及存在的问题, 并针对目前生理背景噪声无法消除的事实, 提出了基于光强对葡萄糖浓度变化不敏感和光强灵敏度最大的两个检测距离作为基准点和测量点进行同时测量的浮动基准检测方法. 并给出了基准点的存在条件和消增刊刘蓉等: 光学无创血糖检测中的主要问题及研究进展131除具有时间变化特性的生理噪声的可能性, 最后通过模拟数据和实验验证了基于基准点的测量方法能有效消除测量中的噪声. 因此, 基于浮动基准的检测技术将是解决人体生理背景变化干扰问题的最佳方案之一, 该技术的完善将为提高血糖检测精度提供新方法, 从实质上推动无创检测技术的临床应用.参考文献1 Coté G L, Cameron B D. 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基于唾液为标本的血糖浓度无创监测的研究的开题报告

基于唾液为标本的血糖浓度无创监测的研究的开题
报告
论文题目：基于唾液为标本的血糖浓度无创监测的研究
研究背景与意义：
目前，糖尿病已成为全球最为常见的慢性代谢性疾病之一。

由于糖
尿病引起的各种并发症，不仅严重影响着患者的生命质量，而且也给医
疗卫生服务带来了巨大的压力。

血糖监测是糖尿病患者日常自我管理的
重要环节，目前常规的血糖测量需要采取穿刺采血的方式，这不仅痛苦，而且有交叉感染和误差的风险，因此急需一种无创的、可靠的血糖监测
方法。

唾液在临床应用中优点显著，其采集便捷、无痛苦、无交叉感染风险、易于保存，而且与血液浓度存在一定的相关性。

因此，将唾液作为
血糖浓度的监测标本具有可行性。

研究内容：
本文旨在探讨唾液作为血糖浓度监测的可行性及其监测方法的研究。

研究包括以下内容：
1. 针对唾液与血糖监测的相关性，对不同群体的唾液和血液样本进
行检测，分析唾液血糖与血液血糖的相关性和差异。

2. 探讨影响唾液血糖浓度的因素，如口腔环境、饮食、生理周期等。

3. 建立基于唾液的血糖监测方法，对不同唾液采集方法、检测指标
和仪器进行评估，为无创评估血糖状态提供依据。

4. 对唾液测量与实际应用中的问题进行分析和解决。

预期研究成果：
本文将建立基于唾液的血糖浓度无创监测方法，并评估其可靠性和
有效性。

同时，还将调查唾液血糖浓度的相关因素和实际应用中的问题，为糖尿病患者无创血糖监测提供参考和支持。

无创血糖测量技术研究及应用

无创血糖测量技术研究及应用随着现代医学技术的不断进步，无创血糖测量技术成为了新的研究热点。

传统的血糖测量需要穿刺取血，这样做既痛苦又不便，而且患者需要频繁采血，对身体也有一定的损伤。

无创血糖测量技术的出现，解决了这一问题。

本文将从技术的基本原理、应用现状和未来发展趋势等方面来阐述无创血糖测量技术。

一、技术的基本原理无创血糖测量技术，简单来说就是通过不需要穿刺取血的方法，准确测量出患者血糖的浓度，以达到轻便、痛苦少和侵入性小等优点。

目前已经有很多种无创血糖测量技术，如红外光谱、光学散射法、声学反射法、热红外成像法等。

其中，最常用的就是光学散射法。

光学散射法的基本原理是通过光的散射来测量人体内血糖的含量。

它利用了人体血糖的吸收光谱特性，将特定波长的光照射到人体部位，血糖分子会吸收部分光线，这部分吸收的光线与未被吸收的光线之间的差异就是血糖的浓度。

这样的无创测量方法，可以使用脉搏波或者小肠等微小的物理活动来控制血糖的变化，以达到准确测量血糖的效果。

二、应用现状目前无创血糖测量技术还处于研究阶段，虽然已经有一些商业化的产品上市，但是与传统穿刺式血糖仪相比，无创血糖测量仪器的准确性和实用性还有很大的提升空间。

但是就目前的应用情况来看，该技术已经广泛应用于糖尿病患者和长期近视者等人群。

1、糖尿病患者糖尿病是目前全球范围内较为普遍的疾病之一，患病人群较大。

对于患有糖尿病的患者而言，血糖的浓度需要进行密切的监测和调整，而无创血糖测量技术的出现，无疑极大的方便了患者的用药和监测。

因此，该技术在糖尿病患者中得到了广泛的应用。

2、长期近视者除糖尿病患者外，长期视力下降的人群也需要密切关注血糖的变化。

随着年龄的增长，人体内分泌系统和代谢系统也会随之下降，这也可能会导致血糖持续升高。

因此，长期近视者对于血糖的测量也有一定的需求，而无创血糖测量技术便给这些人群带来了便利。

三、未来发展趋势虽然无创血糖测量技术目前还处于研究阶段，但是未来的发展可期。

非侵入性血糖检测技术的研究进展

非侵入性血糖检测技术的研究进展糖尿病患者需要经常测量血糖水平以控制饮食和用药，但传统的获得血糖数据的方法，比如取血样、穿刺等等，都会对患者身体造成不必要的伤害。

非侵入性血糖检测技术的出现，使得糖尿病患者更加方便地获得自己的血糖数据，也带来了很多新的研究前景。

本文将从不同角度介绍非侵入性血糖检测技术的研究进展。

一、光学检测技术光学检测技术是一种利用光的特定波长通过皮肤表面获得血糖数据的方法。

这种方法可以将血糖检测与疼痛和感染的风险割离开来，避免患者在每次测量时承受不必要的痛苦和伤害。

现如今，越来越多的研究表明光学检测技术是针对非侵入性血糖检测最有效的方式之一。

在光学检测技术中，最广泛使用的是近红外光谱技术。

通过照射皮肤表面定点处，并在光谱仪上检测此处反射的光线，可以测量出血液中的葡萄糖浓度。

虽然近红外光谱技术的准确性已经很高了，但是研究人员追求的是更精准、更便捷的血糖测量方法，而这只能通过更为先进的技术和算法实现。

有些研究者采用皮肤内植入传感器的方式，这种方法能够获得更加准确的血糖数据，但也带来了更大的安全风险和复杂度。

总的来说，光学检测技术仍需进一步的研究和改进。

二、生物传感器技术生物传感器技术将光学检测与另一种具有高灵敏度的技术——电化学检测技术相结合，以获得更加准确的非侵入性血糖检测数据。

生物传感器技术从分子层面开始研究，通过利用生物材料的特性帮助提高非侵入性血糖检测的准确性和灵敏度。

以葡萄糖氧化酶为代表的生物传感器，通过将电子传递到外部电极，根据电子读数得出血糖水平。

与光学检测技术相比，生物传感器技术所需的仪器较少，而且不需要耗材。

生物传感器技术目前的研究主要集中在提高传感器本身的稳定性和使用寿命以及算法的进一步改进上。

三、基于机器学习的血糖检测技术机器学习是近年来受到广泛关注的一种算法领域，其利用数据挖掘技术，从海量数据中训练出模型以完成特定任务。

有些研究人员将机器学习引入到非侵入性血糖检测的领域中，利用模式识别技术对数据进行分析和学习，能够在处理由光学检测和生物传感器检测生成的数据时，提高准确性和稳定性。

中红外光谱法无创伤检测血糖的新进展

中红外光谱法无创伤检测血糖的新进展
中红外光谱法是一种无创伤的检测血糖的方法，该方法已经取得了许多新进展。

中红外光谱法是以红外光谱为基础的方法，能够对生物样本进行分析，从而实现血糖的定量检测。

近年来，学者们在中红外光谱法的基础上，发展了一系列新的技术手段，深入探索了该技术方法的内在机制和应用价值，取得了令人瞩目的成果。

首先，研究人员通过优化中红外光谱仪器和数据分析方法，提高了血糖检测的准确性和精确度。

目前，研究人员已经建立了血糖中红外光谱检测新的定量模型，从而使血糖检测的精度大幅提高。

同时，中红外光谱技术还能够实现对血样的快速分析，从样本采集到结果输出只需要数分钟的时间，大大提高了诊断的效率。

其次，学者们还发掘了中红外光谱技术在其他方面的应用价值。

例如，通过分析口腔黏膜中的中红外光谱信号，可以实现非侵入式的口炎和龋齿诊断。

此外，中红外光谱技术还可以应用于其他生物样本的检测，如尿液、血浆等。

最后，研究人员还结合人工智能技术，实现了中红外光谱技术应用的自动化和智能化。

例如，通过建立一个基于人工神经网络的智能系统，可以对采样时产生的噪声和干扰进行有效快速削弱，提高样本的检测精度。

此外，结合机器学习等技术，还可以快速地甄别血样中的不同成分，为血糖的精确监测奠定基础。

总之，中红外光谱技术是一种新兴的无创伤血糖检测技术，在过去的几年里得到了越来越多的关注和应用。

随着技术的不断升级和应用的广泛场景，相信中红外光谱技术将在无创伤检测领域发挥越来越重要的作用。

非侵入式血糖检测技术研究

非侵入式血糖检测技术研究随着全球糖尿病患者数量的不断增加，如何准确、快速地进行血糖监测成为了目前医学界面临的重要挑战。

传统的血糖检测方法往往依赖于有创性的采血，这种方法不仅需要患者承受疼痛，而且还有可能引起感染等并发症。

而随着生物传感技术的发展，非侵入式血糖检测技术成为了研究的热点之一。

本文将从血糖监测技术的现状、非侵入式血糖检测技术的发展历程、现有的几种非侵入式血糖检测技术以及面临的挑战等方面来深入探讨非侵入式血糖检测技术的研究与应用。

一、血糖监测技术的现状目前，人类血糖监测技术主要依靠体外生化分析技术，包括基于电化学、光学、生物传感器等技术手段的血糖检测方法。

然而，这种方法有着许多劣势，如对仪器设备要求较高，操作复杂、成本昂贵等等。

同时，有创性采血不仅影响着患者的生活质量，而且也容易引起感染、疼痛、创口复杂等并发症。

因此，寻找一种更加便捷、快速、无创的血糖监测技术迫在眉睫。

二、非侵入式血糖检测技术的发展历程非侵入式血糖检测技术远在20世纪60年代就开始出现，最初采用的方法是基于吸收光谱、散射光谱等原理，但是这种技术由于受到其他生理变化的影响，监测数据不稳定。

因此近年来，科学家们开始将非侵入式血糖检测技术与生物传感器相结合，如基于近红外光谱技术、激光干涉技术、电化学传感器技术等。

这些技术由于其监测时的便捷和无创性，备受世界各地学者的关注，也成为了当今世界解决糖尿病检测难题的前沿技术。

三、几种常见的非侵入式血糖检测技术1. 基于近红外光谱技术的血糖检测近红外光谱血糖检测技术是一种常见的血糖监测方法，是利用近红外光谱技术测量组织中的葡萄糖含量，因为葡萄糖分子对红外光的吸收能力与与近红外光的波长呈反向关系，所以通过红外光的穿透测量可以得到组织中葡萄糖的信息。

这种技术可在不破坏血管壁或采血的情况下，实时、便捷、快速地测量到血糖水平。

2. 激光干涉技术激光干涉技术是一种非侵入式血糖检测方法，利用光学原理，将激光的干涉信号与血管内血浆中葡萄糖浓度相联系，实现对血糖水平的监测。

光学无创血糖检测方法研究进展

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·6·2018年第06期文章编号：2095－6835（2018）06－0006－02光学无创血糖检测方法研究进展＊王磊1，2，刘贵栋3，陈春睿2，刘欢2（1.东北农业大学，黑龙江哈尔滨150030；2.哈尔滨职业技术学院，黑龙江哈尔滨150081；3.哈尔滨工业大学电气学院，黑龙江哈尔滨150001）摘要：目前，血糖检测是公认的控制糖尿病发展的最有效的措施之一，但是，血糖无创检测是世界性难题，而如何解决这一问题则成为研究的重点。

从无创检测历史出发，总结了近年来的研究进展，以期为无创血糖检测的研究提供更多参考。

关键词：光谱；糖尿病；无创检测；葡萄糖中图分类号：R446.1文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2018.06.006糖尿病是一种严重威胁人类身体健康的代谢性疾病，其主要特征为高血糖。

胰岛素的分泌缺陷或其生物作用被破坏，或两者兼有，是引起高血糖的主要原因。

血糖检测对患者控制血糖有极其重要的意义，无创血糖检测具有安全、快捷、无痛苦等诸多优势，且极具发展潜力。

在各类无创检测中，研究热点主要集中在检测原理、部位及对数据建模和相应处理算法等方面。

由于血糖的测量方法与部位不一样，数据建模也存在一定的差异，因此，它们之间是互相影响和制约的。

目前，检测主要有光学和非光学两个方向。

由于光作为一种无创检测的理想信息载体有其独特的优势高速、高精密等特点，所以，该检测手段具有较好的应用前景和重要的研究意义。

当前，光学检测方法包括以下几种。

1拉曼光谱法当一定频率的激光照射到物体表面时，一部分能量会被分子吸收并产生散射的现象，这就是拉曼效应。

它适用于水溶性的透明介质样品，通过测量透射前后光的频率就可以得到所测样品的拉曼谱线。

因此，可以利用这个方法对不同浓度的葡萄糖进行定量分析，以获得不同的谱线。

无创血糖检测方法研究

科学技术创新2019.24无创血糖检测方法研究刘立勋姜晨波（吉林大学珠海学院，广东珠海519000）1概述随着现代人民生活水平的不断提高以及生活质量的不断改善，长期的吸烟饮酒、不当的饮食习惯、过度肥胖、高血脂及高血压等应激因素的增多，使我们国家糖尿病患病率增长的非常迅速。

糖尿病以高血糖为特征，是一种慢性疾病。

传统的有创血糖检测虽然可以作为糖尿病患者保障生命健康的基础，但是检测不便及采血所带来的二次疼痛，导致了糖尿病的并发症患病率大为增加，患者对于糖尿病也是讳莫如深，大大增加了糖尿病的治疗难度，从而难以遏制糖尿病发病率的增长，因此开发无创血糖检测技术具有极其重大的意义。

2人体无创血糖检测发展现状2.1光声光谱法光声效应和热弹性机制是光声光谱法测血糖的两个主要原理。

如果采用一定频率的激光脉冲光源照射人体的组织，放置在组织表面的声波检测器就能检测到跃迁至低能态的光声信号。

那么，利用接收到的样品吸收系数和光声信号幅度间的大小关系，就可检测出人体组织内的血糖浓度。

光声光谱法拥有其它光学方法所不具有的优点：不受被测样本形状和形态的限制，并且具有非常高的灵敏度。

但也就是因为其灵敏度太高，检测仪器的精度达不到医学临床要求。

2.2拉曼光谱法如果某一种物质被激光照射，那么它的光子和分子间就会发生一定的作用，能量也会发生相应的改变，分子也会跃迁到虚态，不过又会即刻回到基态，相应的，这个过程会释放出一定的光子。

其过程所产生的频率比入射光高和低的部分被称为拉曼散射光[1]。

这些与入射光频率发生位移的拉曼谱线的数目、位移大小及长度与分子振动能级或转动能级有所关联。

利用这个原理即可对血糖浓度进行无创血糖检测。

采用拉曼光谱法测量血糖浓度尽管有灵敏度高及测量时间短等优点，但由于拉曼光谱上不同振动峰的重叠、拉曼散射强度容易受光学参数等的影响及拉曼检测信号强度小等原因使得拉曼光谱法的发展非常缓慢，故目前利用拉曼光谱法测量血糖暂时还处在起步阶段。

无创血糖检测技术的研究进展

无创血糖检测技术的研究进展随着生活水平的提高，人们越来越注重健康问题，尤其是血糖的监测。

血糖水平是体内能量代谢的重要指标，在人体正常代谢过程中，血糖浓度的变化与身体健康息息相关。

目前常见的监测方法是经皮肤进行采血，但是这种方式的不便和疼痛对患者的生活带来了一定的困扰。

为此，科学家们一直在研发无创血糖检测技术，以便更加方便快捷地监测血糖水平。

一、研究方法1.1 基于近红外光谱法的检测技术“近红外光谱法”是利用近红外光谱仪器对分子的吸收和散射光谱进行分析，进而得出样品分子、元素和离子结构的一种分析技术。

目前，科学家们利用近红外光谱法研究无创血糖检测技术取得了一定的进展。

研究结果表明，血糖水平与近红外光谱的吸收谱有着密切的关系。

科学家们通过研究不同血糖水平的人的近红外光谱图，发现了一些血糖水平的相关波长。

通过进一步分析，科学家们成功地开发了基于近红外光谱法的无创血糖检测方法。

1.2 基于光学传感器的检测技术无创血糖检测的另一项研究技术是光学传感器。

光学传感器是一种新型的生物传感器，它通过光学信号将生物分子反应转化为可视或可测电信号，并利用计算机对该信号进行分析、处理和识别。

科学家们通过研究光学传感器所涉及的各种生物反应，确定了测定无创血糖的方法。

他们利用特殊的传感器从人体皮肤表面采集数据，并通过电脑算法解析数据，得出被测者的血糖水平，从而达到无创检测血糖的目的。

1.3 基于生物合成材料的检测技术生物合成材料是指利用生物学转化合成的材料，与人体生理机能具有极高的相容性和生物适应性。

在无创血糖检测领域，生物合成材料可以与人体皮肤紧密贴合，达到舒适和精确监测的目的。

科学家们利用生物合成材料制成的无创血糖检测传感器，可以直接放置于皮肤上，通过反应监测该位置的血糖水平。

这种方法不仅方便快捷，而且可以避免很多疼痛和创伤。

二、研究进展目前，无创血糖检测技术已经取得了长足的进展，同时也面临着一些挑战和限制。

2.1 技术的稳定性和准确性无创血糖检测技术在成像速度、信噪比、灵敏度和空间分辨率等方面还需要不断提高。

血糖无创测量研究取得进展

龙源期刊网
血糖无创测量研究取得进展
作者：卫文
来源：《家庭医学》2019年第01期
天津大学徐可欣教授团队在采用光学技术实现无创伤、快速、连续监测人体的血糖水平，研制无创血糖测量仪器方面取得新进展。

相关研究成果发表在近期《生物医学光学快报》上。

目前，糖尿病病人采用针刺取血的方法测量血糖值，疼痛且易感染。

据介绍，人体在摄入食物后，血糖水平一般会在1小时左右达到峰值，2～3小时后回归正常水平。

在此期间，血
糖变化会引起皮肤对光的吸收、散射变化，这些光学信号可以间接地反映人体的血糖水平。

该测量方法的可行性已被国内外学者广泛验证。

从20世纪80年代起，世界各国的研究机构就已纷纷投入相关仪器的研究中，但现阶段均没有成功的测试仪器问世。

在针对降低人机接口与皮肤随机变化扰动、消除个体差异方面，徐可欣团队创造性地提出采用多位置环状接收光谱信号以及差分数据处理的新技术，用于抑制体温波动、皮肤出汗、人机接口变化等干扰因素影响，大大提高了无创血糖测量的准确性：团队还在世界上首次提出了基于浮动基准点、散射基准点等特殊测量位置进行光谱测量的新技术，用于抑制皮膚状态变化或个体差异对测量的影响。

这些新测量技术处于国际领先水平，并分别在2017年和2018年获两项美国专利授权（同时取得中国专利授权）。

目前，团队研制的无创血糖监测仪器，成功实现了进食后2～3小时可以连续监测血糖变化的曲线，检测误差水平约为0.5～1毫摩尔/升，并有望通过可穿戴式设备实现无创伤、快速、连续监测人体的血糖水平。

无创血糖检测技术研究进展

无创血糖检测技术研究进展作者：周露露来源：《今日健康》2015年第06期【摘要】血糖检测是糖尿病诊断和病情控制的重要手段，目前，无创血糖检测是血糖检测的主要发展方向。

本文将对无创血糖检测技术进行综述，总结无创血糖检测的发展现状，并探讨限制无创血糖检测技术发展的技术难点及其未来研究方向。

【关键词】糖尿病无创血糖浓度文献综述糖尿病是一种以高血糖为特征并伴随多种并发症的全身性代谢异常疾病，根据病因可分为1型糖尿病、2型糖尿病和妊娠糖尿病等。

由于不良的饮食习惯、肥胖人群增加、环境污染等因素，糖尿病已成为一种世界范围流行并呈上升趋势的疾病，在我国亦是如此。

目前，糖尿病的诊断主要依赖于血糖浓度，同时，现行糖尿病疗法也需要监测患者的血糖以及时调整药量[1-3]。

因此，血糖检测技术，尤其是无创血糖检测技术的研究具有重要意义。

本文将对无创血糖检测技术进行综述。

1 无创血糖检测的意义生化血糖检测法和微创血糖检测法是目前主要的血糖检测法。

虽然此两种检测方法业已发展成熟，但检测时需要抽血，属于有创式血糖检测方法；其不但给患者带来痛苦，同时还会产生创口，带来感染的危险，限制了测定血糖的频率，难以实现实时监控[2-3]。

因此，采用新的无创血糖测量技术代替有创式血糖测量技术是近年来的研究热点。

2 无创血糖检测的研究现状目前，无创血糖检测方法主要分为以下几类：（1）基于检测样本的替换的无创血糖检测方法。

该方法以易于获得、含有葡萄糖的其它液体样本代替血样，检测该液体样本中葡萄糖的含量，并根据其与血糖含量之间的关联计算出血糖含量。

目前，该类检测方法主要有：①基于组织液的无创血糖检测方法。

美国Cygnus公司利用反向离子电泳技术测定皮肤渗透液中葡萄糖的含量，对血糖进行连续监测；但该方法只能对采血的测量进行矫正，不能完全取代有血糖检测，并且，由于采用电流刺激的方式提取组织液葡萄糖，该方法容易使皮肤产生红斑甚至是极化[4]。

②基于唾液的无创血糖检测方法。

组织液透皮抽取式微创血糖检测仪的研究

Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｂａｓｅｄｏｎｍｉｃｒｏ — ｌｕｆｉｄｉｃｃｈｉｐｆｏｒＩＳＦｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｍｉｃｒｏ — ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｇｌｕｃｏｓｅｃｏｎ－ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒ，ａｍｉｎｉｍａｌｌｙｉｎｖａｓｉｖｅｂｌｏｏｄｇｌｕｃｏｓｅｍｏｎｉｔｏｉｎｒｇｄｅｔｅｃｔｏｒｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｖａｉｏｒｕｓｆｕｎｃｔｉｏｎｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒａｎｄｔｈｅｉｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ；ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒｗｅｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．
Ｓｔｕｄｙｏｎｍｉｎｉｍａｌｌｙｉｎｖａｓｉｖｅｂｌｏｏｄｇｌｕｃｏｓｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄｅｔｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎ
ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌｌｕｆｉｄｔｒａｎｓｄｅｒｍａｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ

无创血糖监测技术研究

无创血糖监测技术研究随着人们日益关注健康问题，血糖监测成为了越来越多人关注的话题。

如果你或你身边的人患有糖尿病，相信你一定也有在穿针引线般使用血糖仪对血糖数值进行测量的经历。

但是，每一次需要进行血糖监测时，令人头疼的是，人们需要进行扎针抽血的过程。

尤其对于儿童、老年人等需要频繁监测血糖的人群来说，这一过程对其身心健康都是一种折磨。

因此，无创血糖监测技术的研究成为了近年来医疗界和技术界的热点。

一、为什么需要无创血糖监测技术众所周知，糖尿病在全球范围内影响着数以百万计的人们。

糖尿病患者的日常生活要求他们保持良好的生活习惯和饮食规划。

因为长期不规律的饮食和生活会导致身体逐渐出现代谢失调的问题，引发高血糖等并发症。

因此，对于糖尿病患者来说，长期的血糖监测是非常重要的。

然而，由于传统的血糖监测需要扎针抽血，对于一些患有抗体、免疫力较弱的人来说，无疑会增加感染的风险。

同时，扎针抽血的过程也会让很多人感到疼痛和不适，特别是面对需要频繁监测血糖的情况，这个过程将会很辛苦。

因此，研究一种无创血糖监测技术变得越来越重要，这种技术可以让糖尿病患者不再被扎针所困扰。

二、无创血糖监测技术的现状现代医学科技的发展，使得无创血糖监测技术得以快速发展。

目前市场上已经面世的无创血糖监测设备主要有三种：基于近红外光谱技术、电化学传感器和光学成像技术。

它们各自拥有着不同的优点和适配对象。

近红外光谱技术利用血液中吸收和反射红外光谱的特性来检测血液中的主要成分，从而测量血糖水平。

与传统的血糖监测相比，近红外光谱技术仅仅需要一些已知血糖水平的示范样本训练模型后，就能够快速准确地检测出血液中的血糖水平。

而且由于 near -infrared 紫外光是一种无害的光谱信号，所以这种技术对人体没有伤害，并且是一种非常方便的测试方式。

电化学传感器是一种用于电化学分析的电极。

这种传感器通过借助反应氧化还原电荷的流向或流动在电极表面的荷电粒子来进行血糖监测。

人体无创血糖测量及研究现状与最新方法

中国科技论文在线人体无创血糖测量的研究现状与最新方法代毅，周山宏，陈康电子科技大学生命科学与技术学院，成都(610054)Email：***************摘要：无创血糖检测仪的研制对糖尿病患者自我监控血糖值有着非常重要的意义，本文详述了当前各种无创血糖检测的技术与原理，分析了每种检测技术的优点和不足之处并且提供了最新的研究成果。

此外，文章还提出了磁共振无创血糖测量的方法，并对这种方法的原理和可行性进行了分析。

关键词：糖尿病；无创检测；血糖；磁共振中图分类号：Th7891引言糖尿病(diabetes)是由遗传因素、免疫功能紊乱、微生物感染及其毒素、自由基毒素、精神因素等等各种致病因子作用于机体导致胰岛素分泌缺陷或胰岛素抵抗(Insulin Resistance，IR：胰岛素是人体胰腺β细胞分泌的降血糖激素。

胰岛素抵抗是指体内周围组织对胰岛素的敏感性降低，外周组织如肌肉、脂肪对胰岛素促进葡萄糖摄取的作用发生了抵抗。

) 而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征。

在临床上引起的表现是以高血糖为特征的代谢性疾病。

糖尿病是目前较为普遍的一种内分泌疾病，据世界卫生组织估计，到2025 年全世界将有 3 亿糖尿病患者。

在我国随着人民生活水平的不断提高，糖尿病的发病率也呈现出上升趋势，据国家疾病控制中心数据显示，我国的糖尿病患者已经超过三千万。

在临床表现中，糖尿病患者无任何症状，如果未进行血糖测量很难分辨并确诊为糖尿病患者，等到出现症状时一般已经出现了各种糖尿病慢性并发症，因此血糖的测量对预防和治疗糖尿病具有十分积极的意义。

本文的主要内容是阐述了目前主要的无创血糖测量方法并对每种方法加以分析，在文章的最后提出了用磁共振方法测量血糖的可行性说明。

2无创血糖测量技术的发展与现状目前市场上常见的自我检测血糖仪产品可分为三大类创血糖检测仪：包括微创血糖检测仪、无创血糖检测仪和连续式血糖检测仪。