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“近红外光谱技术”助力研究“无损伤血糖仪”的进展

2008.6.16

家用电子血糖仪的发明及在西方国家的普及使用被誉为20世纪医疗器械行业里程碑式的成就。然而，传统电子血糖仪存在显而易见的两大弊端，即病人每次测量血糖值必须消耗两张价格不菲的血糖试纸(目前美国市场上每100张血糖试纸零售价为60～75美元，我国每100张血糖试纸价格为400～500元人民币)，如若糖尿病患者每天最少使用两张血糖试纸(即分别测定空腹血糖和餐后2小时血糖值)，每年仅花在购买血糖专用试纸上的费用就是一笔不小的经济支出;此外，每次取血样还必须刺破手指。这两点使得家用电子血糖仪开发上市后多年仍有大量病人采用更原始的尿糖试纸。

近年来，以美国为首的一些西方国家的医疗器械企业一直在努力开发对糖尿病患者更为方便易用的新一代电子血糖仪，即无损伤血糖仪。其特点是，病人不用刺破手指取血样即可获得正确的血糖值。

采用新技术分析体表液体

如今医院测量病人血糖均需抽血，在家里自己用血糖仪测血糖至少也要取一滴血样，为何无损伤血糖仪不用取血样即可测定血糖?所谓无损伤血糖仪，其工作原理是：采取离子电渗析法、近红外光谱法等技术通过分析体表液体来获取血糖值。迄今为止，这两种技术均已成功地用于无损伤血糖仪的开发，第一种技术生产的血糖仪已获美国政府批准上市，至于采用第二种技术的无损伤血糖仪预期在不久后上市。

不少人担心的问题是，不取血样测定的血糖值是否正确无误。据美国研制第二代血糖仪的专家Michael Tierney博士解释，已上市的无损伤血糖仪虽然不用采集血样，但实际上该仪器同样能够读取病人的血糖情况，只不过仪器采用肉眼观察不到的取血样方式，如离子电渗析-生物化学测定等新技术。患者只要按一下按钮启动顺序，仪表即产生0.3毫安离子电渗电流，时间为3分钟。由于离子电渗析作用，病人血液中的葡萄糖缓缓从皮肤中渗出并被血糖仪的两只铂电极收集到，再与仪表内设置的葡萄糖氧化酶水凝胶进行反应。然后，通过数字技术将化学值转化为可见数字显示出来，使病人一目了然地看到自己的即时血糖值。这样就能非常方便地获知血糖情况并进一步采取服药措施。

无损伤血糖仪新品迭出

被业内人士称之为第二代血糖仪的无损伤血糖仪的研制工作已经取得重要突破：全球第一只这类产品经美国FDA批准已在2002年3月上市，其商品名为GlucoWatch。该产品由位于美国加利福尼亚州Redwood市的Cygnus医疗仪表公司开发上市。GlucoWatch外表如一只电子表，可佩戴在手腕上，其体积比普通电子表略大一些，由纽扣电池驱动，可用于测定病人的即时血糖情况。

继Cygnus公司开发上市全球第一只腕表式无损伤血糖仪GlucoWatch之后，加拿大安大略省的CME Telemetrix医用仪表公司研制的利用离子电渗析技术原理生产的腕表式无损伤血糖仪Futrex将于今年在加拿大和美国同步上市。

此外，利用离子电渗析技术原理，美国Medtronic公司开发出MiniMed。据该生产商介绍，MiniMed能连续测定病人血糖读数，故比5年前上市的第一只无损伤血糖仪更胜一筹。更令人感兴趣的是，新开发的MiniMed可在夜间佩戴在病人上臂上。由于它附有智能提醒装置，一旦它测得病人因服药过量等情况出现夜间低血糖症状(这会直接危及病人生命安全)时，立即会以声光信号提醒病人及其家属注意，以便患者及时采取急救措施。

另一种颇有前途的无损伤血糖仪为近红外光谱测定血糖技术产品，其原理是：将具有一定波长的近红外光照射在病人皮肤表面，再根据返回光束的细微变化来读取病人的即时血糖值。美国Elan电子仪表公司开发的无损伤血糖仪“梦之光”(Dream Beam)有望在今年年底或明年年初上市。该无损伤血糖仪采用近红外光谱测定技术。此外，据美国科学家介绍，利用激光/喇曼光谱法等也能测定病人的血糖且过程更为快捷，但该技术惟一的缺点是容易受病人体表汗液、尘埃或化妆品(如护肤霜、防晒霜等)的干扰而产生偏差。

通过皮肤液体测定血糖值的光谱技术

近红外光谱法采用0.7~2.5微米近红外光谱根据光束变化获取血糖值。

喇曼光谱法利用激光光束诱发皮肤液体散射来测定血糖的技术。

光声光谱法利用激光光束诱发体表液体散射，再测定返回激光的光束变化来读取血糖值。

散射变化利用散射光来测定体表液体的血糖值。

极性变化人体体表液体里的葡萄糖会产生极性变化，利用散射光即可测得葡萄糖含量值。

中红外光谱法检查2.5～25微米光谱区域即可测得体表液体中葡萄糖含量情况。

在上述光谱法血糖测定技术里，以近红外光谱法测定血糖的精度最高，且误差较小。

血糖仪近红外光谱

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