血糖監(jiān)測是控制糖尿病發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。然而，傳統(tǒng)采血測血糖方式方式——指尖刺血，不僅為糖尿病患者帶來了無盡的痛苦，也嚴(yán)重影響著血糖相關(guān)疾病的診療效率。許多非侵入式血糖測量方法因不夠準(zhǔn)確而失敗：淚液、唾液或汗液等體液中的血糖值與血液中的血糖值相關(guān)性不足。皮膚液體（間質(zhì)液，ISF）的情況則有所不同,在血液供應(yīng)良好的部位對ISF進(jìn)行的測量與血液中的實(shí)際血糖值非常吻合。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來，許多科技公司基于皮膚液體推出了新型無創(chuàng)的血糖監(jiān)測設(shè)備。

據(jù)國外媒體報(bào)道，DiaMinTech公司開發(fā)的一款無創(chuàng)血糖監(jiān)測設(shè)備可僅通過手指按壓測得人體血糖，這種革命性的解決方案使得他們在MEDICA舉行的2023年第15屆醫(yī)療保健創(chuàng)新世界杯中獲得第一名。據(jù)悉，目前設(shè)備在歐洲，美國等地區(qū)已取得分銷商每年多達(dá)10萬臺的設(shè)備訂單需求。

DiaMonTech（德國）成立于2015年，此前在法蘭克福歌德大學(xué)（Goethe University Frankfurt）進(jìn)行了多年的研究。基于公司多年的研究和技術(shù)積累并得益于nanoplus等公司提供的核心器件，該公司開發(fā)了一款非侵入式血糖儀D-Base，并于2019年獲得CE醫(yī)療器械認(rèn)證。

這款設(shè)備基于紅外光譜技術(shù)（光熱偏轉(zhuǎn)原理），其使用的量子級聯(lián)激光器（由德國nanoplus提供，在一個(gè)芯片內(nèi)可集成8個(gè)QCL，此設(shè)備使用兩個(gè)芯片共集成16個(gè)QCL）將波長在 8 至 11μm 之間的紅外脈沖輻射到深層皮膚。這些波長的脈沖穿過傳感器元件到達(dá)手指皮膚，激發(fā)皮膚內(nèi)的葡萄糖分子進(jìn)行短暫振蕩，在快速弛豫的同時(shí)，少量熱量釋放到環(huán)境中，導(dǎo)致皮膚表面溫度略有升高。在傳感器元件（內(nèi)部反射元件 - IRE，internal reflection element ）中，熱梯度會(huì)產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)。紅色激光二極管的測試光束在穿過 IRE 時(shí)，會(huì)被熱透鏡偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)由位置敏感光電二極管測量，設(shè)備根據(jù)偏轉(zhuǎn)值計(jì)算葡萄糖濃度。

目前，DiaMonTech正在進(jìn)行其手持式產(chǎn)品D-Pocket的臨床研究，未來愿景是做成腕戴式的產(chǎn)品D-Band。據(jù)其技術(shù)負(fù)責(zé)人講,他們正與合作伙伴三星一起開發(fā)一種可以內(nèi)置到智能手表中的小型傳感器。

DiaMonTech針對其核心技術(shù)提交的專利申請中公開了一種用于檢測材料中分析物（如人體皮膚中的葡萄糖）的裝置及方法。（WO2021239263A1/CN116113820A）

裝置是一個(gè)具有彎曲接觸面的測量體，該接觸面與被測材料熱或壓力接觸以傳遞吸收激發(fā)輻射產(chǎn)生的熱波或壓力波。激發(fā)輻射源向材料照射特定波長（如5-13μm）的光使其吸收。

檢測光源發(fā)出光束，該光束穿過測量體并在彎曲接觸面發(fā)生反射。當(dāng)熱波或壓力波傳入測量體時(shí)，會(huì)引起折射率變化，導(dǎo)致反射的檢測光束路徑發(fā)生偏轉(zhuǎn)。探測器通過測量該偏轉(zhuǎn)程度（如偏轉(zhuǎn)角度）來分析材料內(nèi)分析物的含量。

測量體的接觸面在光束反射區(qū)域沿至少一個(gè)主方向具有特定曲率（曲率半徑約5-30mm），可設(shè)計(jì)為凹面或凸面；檢測光路經(jīng)過優(yōu)化，例如光束以較大角度（≥5°）撞擊測量體出射面以增強(qiáng)折射效應(yīng)，并可能集成了聚焦或準(zhǔn)直柱面透鏡來優(yōu)化光束形狀和探測器靈敏度。

裝置可選配小型化接觸突起（面積可小于0.05cm²，如錐形或脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)）以提高激發(fā)光在材料中的局域性，以及壓力傳感器和夾持機(jī)構(gòu)來確保穩(wěn)定的接觸壓力。激發(fā)光路也可能被設(shè)計(jì)為穿透測量體，通過特定的入射角控制（如在84°-89°范圍撞擊入射面）提升照射效率。

相關(guān)方法操作與上述裝置原理一致，均基于激發(fā)-熱/壓力波傳遞-檢測光束偏轉(zhuǎn)測量的流程實(shí)現(xiàn)分析物檢測。

除了這種光熱偏轉(zhuǎn)技術(shù)外，還有一些其他的無創(chuàng)血糖檢測手段在研究進(jìn)展當(dāng)中，例如腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）和多重微空間偏移拉曼散射（mμSORS）光譜技術(shù)。

腔衰蕩光譜技術(shù)（CRDS）：當(dāng)人體血糖不足時(shí)，身體會(huì)啟動(dòng)備用能量方案——分解脂肪。脂肪分解后產(chǎn)生三類酮體物質(zhì)，即：丙酮、β-羥丁酸、乙酰乙酸。其中丙酮具有揮發(fā)性，能通過呼吸排出。設(shè)備可以測得呼出丙酮的量，進(jìn)而推測血糖狀態(tài)。CRDS技術(shù)是測量光在衰蕩腔中的衰蕩時(shí)間，該時(shí)間僅與衰蕩腔反射鏡的反射率和衰蕩腔內(nèi)介質(zhì)的吸收有關(guān)。這個(gè)技術(shù)(CRDS)原理通俗來講，就是通過測量出密閉空間中丙酮?dú)怏w分子反射光線的衰變速率，從而確定血糖濃度。

多重微空間偏移拉曼散射（mμSORS）光譜技術(shù)：今年 2 月，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院王衛(wèi)慶、陳昌教授團(tuán)隊(duì)，也研發(fā)出一種全新的無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)。這種無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)全名為：多重微空間偏移拉曼散射（mμSORS）光譜技術(shù)。mμSORS 技術(shù)的核心在于利用光學(xué)相干斷層掃描（OCT）確定皮膚表皮厚度分布，并通過拉曼散射光譜獲取皮下組織液和毛細(xì)血管中的血糖信息。其需將手掌輕輕貼在檢測設(shè)備上，設(shè)備通過捕獲不同皮膚深度的拉曼信號，就能準(zhǔn)確測量血糖水平。

三種方法的詳細(xì)對比可以參考上圖。

需要著重指出的是在以上三種方法的臨床應(yīng)用進(jìn)展中，可以看到僅光熱偏轉(zhuǎn)技術(shù)進(jìn)入到了商用階段，DiaMonTech基于此原理開發(fā)的非侵入式血糖儀D-Base，已于2019年獲得CE醫(yī)療器械認(rèn)證，其余技術(shù)路線均還處在臨床驗(yàn)證階段。

德國nanoplus成立于1998年，創(chuàng)始人均來自維爾茨堡大學(xué)應(yīng)用物理系，并專注于新型半導(dǎo)體激光器的研究和生產(chǎn)。nanoplus是氣體傳感領(lǐng)域半導(dǎo)體激光器國際知名的制造商和供應(yīng)商。nanoplus設(shè)計(jì)并生產(chǎn)從760nm到14000nm之間任意中心波長的分布式反饋（Distributed Feedback）DFB激光器（也包括ICL、QCL）激光器。近年來，nanoplus在不斷推動(dòng)半導(dǎo)體激光器在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，也一直致力于用先進(jìn)半導(dǎo)體器件推動(dòng)醫(yī)療技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

唯銳科技是德國nanoplus在中國的獨(dú)家代理商。糖尿病問題是一項(xiàng)全球性挑戰(zhàn)，世界上有超過5.3億人患有這種疾病。唯銳科技一直以來也注重先進(jìn)半導(dǎo)體器件在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，無創(chuàng)血糖監(jiān)測技術(shù)的推進(jìn)有望使血糖檢測告別指尖采血的方式，減輕人們的痛苦，提高血糖疾病診療效率，乃至撬動(dòng)一場醫(yī)療體系效率的革命！