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血糖监测迎来无创时代
撰文丨小黄
我国成人糖尿病患病率高达12.4%，糖尿病已成为严峻公共卫生问题[1]。治疗糖尿病的关键在于控制血糖，防止急性代谢紊乱，延缓并发症，提高生活质量，故血糖监测至关重要。
目前临床上的血糖监测方法包括利用血糖仪进行的毛细血管血糖监测[包括患者自我血糖监测（SMBG）及在医院内进行的床边快速血糖检测]、持续葡萄糖监测（CGM）、糖化血红蛋白（HbA1c）和糖化白蛋白（GA）的检测等。而在日常的血糖管理中，患者最常用的是通过指尖血实时测量血糖，因需刺入皮肤且每天多次测量，同时可能伴随手指刺痛或血液感染等问题，再加上试纸价格昂贵、只能一次性使用，患者依从性差。因此，无创血糖检测技术是患者们翘首以盼的福音，也是临床上研究的热点[2]。
近日，上海交通大学医学院附属瑞金医院王卫庆教授团队与陈昌研究员团队合作在Nature Metabolism发表了一项无创血糖检测技术的最新研究：多重微空间偏移拉曼散射（mμSORS）光谱技术。患者只需将手掌轻轻贴在检测设备上，就能准确测量血糖水平，告别有创血糖检测带来的疼痛和感染潜在风险，也不需要像现在的连续动态血糖仪一样长期佩戴。
图1：论文题图
mμSORS是一项什么技术？
mμSORS技术是对传统空间偏移拉曼光谱（SORS）的革新。它借助特殊设计的光学探针，在样本表面实现从0μm到200μm不同侧向偏移的拉曼光子信号采集，能够精准区分不同深度来源的光子，偏移越大，检测深度就越深。而人体真皮层（含丰富毛细血管和间质液）的葡萄糖分子拉曼峰信号，与静脉血浆葡萄糖（VPG）浓度高度相关。所以通过785nm激光源发射的激光经光学探针聚焦于手掌鱼际样本，就可以收集到拉曼信号，与VPG浓度浓度数据比较。
图2：微空间偏移拉曼光谱（mμSORS）技术原理图
相较于传统SORS毫米级分辨率限制，mμSORS技术实现了微米级深度分辨（50-100μm），并通过空间偏移设计，减少皮肤表皮层强荧光背景对深层信号的干扰，实现了无创测量血糖的目标。同时，采用测量手掌鱼际样本，此处皮肤光滑柔软，利于光学探头稳定接触，确保信号采集准确，减少干扰；且该区域真皮层结构与血糖紧密相关，能提供有效信号，便于受试者操作和数据采集，可提高实验可行性与数据可靠性。
mμSORS的准确度有多高？
研究人员通过基础人体实验（BESH）选取35名受试者（20名2型糖尿病患者与15名非糖尿病者），分别在参与人员右手鱼际采集mμSORS光谱，并同步测量口服葡萄糖耐量试验（OGTT）过程中的VPG浓度，进行数据比对。研究结果表明，皮肤深层的mμSORS信号与VPG水平高度相关。
之后研究人员通过扩展BESH实验进一步验证该无创血糖检测技术的准确性和通用性。在这一阶段，选取230名受试者（200名2型糖尿病患者和30名非糖尿病者）进行3小时（糖尿病患者）或4小时（非糖尿病患者）的OGTT，分别在不同时间点采集VPG和mμSORS光谱数据，并进行血糖预测模型的建模与分析工作。
图3：研究人员通过十折交叉验证（将230名受试者的VPG-光谱对数据集随机且均匀地划分为十个大小大致相等的子集，进行十次迭代）对mμSORS血糖预测模型进行评估
分析结果表明：
mμSORS无创血糖检测值与静脉血血糖值之间的平均绝对相对误差（MARD）为14.6%；
mμSORS无创血糖检测值落在共识误差网格临床可接受区CEG（A+B）的占比高达99.4%。
研究结果表明对于2型糖尿病患者，mμSORS系统能够准确捕捉OGTT期间的血糖变化趋势，mμSORS技术在临床应用中具有较高的准确性。
小结
mμSORS技术优势显著，不仅能够实现皮肤深度拉曼信号的检测，还能精确测量血糖，且无需个性化校准，适用于不同性别、年龄和体重人群。mμSORS技术通过信号的深度特异性和光学系统高信噪比确保无创性，在采样时用户行动不受限，这为糖尿病患者带来新的福音！有望成为未来糖尿病监测领域的主流技术，为改善糖尿病患者的生活质量、推动糖尿病治疗的发展做出贡献。
参考文献：
[1]Zhang, Yifei, et al. "Subcutaneous depth-selective spectral imaging with mμSORS enables noninvasive glucose monitoring."Nature Metabolism, 2025.
[2]Hina A, Saadeh W. Noninvasive Blood Glucose Monitoring Systems Using Near-Infrared Technology-A Review.Sensors (Basel). 2022;22(13):4855. Published 2022 Jun 27. doi:10.3390/s22134855
责任编辑丨小林
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