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血液中的葡萄糖稱為血糖（Glu）。葡萄糖是人體的重要組成成分以及能量的重要來源。由于血糖的來源和去路大致相同，正常人血糖的產(chǎn)生和利用處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。

血糖的來源包括：①食物消化、吸收；②肝內(nèi)儲(chǔ)存的糖元分解；③脂肪和蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

血糖的去路包括：①氧化轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?；②轉(zhuǎn)化為糖原儲(chǔ)存于肝臟、腎臟和肌肉中；③轉(zhuǎn)變?yōu)橹竞偷鞍踪|(zhì)等其他營(yíng)養(yǎng)成分加以儲(chǔ)存。胰島是體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖的血糖濃度的主要器官，肝臟儲(chǔ)存肝糖元。血糖濃度還受神經(jīng)、內(nèi)分泌激素的調(diào)節(jié)。

糖尿病是一組以高血糖為特征的代謝性疾病。高血糖則是由于胰島素分泌缺陷或其生物作用受損，或兩者兼有引起。IDF全球糖尿病地圖（第9版）顯示，全球糖尿病患病人數(shù)不斷上升，全球平均增長(zhǎng)率51%，目前有4.63億糖尿病患者，按照增長(zhǎng)趨勢(shì)到2045年預(yù)計(jì)全球?qū)⒂?億糖尿病患者。其中非洲患病人數(shù)增長(zhǎng)最快，達(dá)143%，東南亞地區(qū)的患病人數(shù)增長(zhǎng)為74%。糖尿病患者人數(shù)，中國(guó)排名第一，總?cè)藬?shù)約為1.164億人，第二為印度，約有7700萬糖尿病患者，第三為美國(guó)，有3100萬糖尿病患者。另外，中國(guó)同時(shí)也是老年糖尿病人數(shù)最多的國(guó)家，目前中國(guó)65歲以上的糖尿病患者已經(jīng)達(dá)到3550萬，預(yù)計(jì)到2030年將會(huì)增加到5430萬，到2045年更是可能會(huì)增長(zhǎng)到7810萬。長(zhǎng)期高血糖導(dǎo)致各種組織，特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害、功能障礙。

糖尿病成因主要包含遺傳因素與環(huán)境因素：

1.遺傳因素：1型或2型糖尿病均存在明顯的遺傳異質(zhì)性。糖尿病存在家族發(fā)病傾向，1/4～1/2患者有糖尿病家族史。臨床上至少有60種以上的遺傳綜合征可伴有糖尿病。1型糖尿病有多個(gè)DNA位點(diǎn)參與發(fā)病，其中以HLA抗原基因中DQ位點(diǎn)多態(tài)性關(guān)系最為密切。在2型糖尿病已發(fā)現(xiàn)多種明確的基因突變，如胰島素基因、胰島素受體基因、葡萄糖激酶基因、線粒體基因等；

2.環(huán)境因素：進(jìn)食過多，體力活動(dòng)減少導(dǎo)致的肥胖是2型糖尿病最主要的環(huán)境因素，使具有2型糖尿病遺傳易感性的個(gè)體容易發(fā)病。1型糖尿病患者存在免疫系統(tǒng)異常，在某些病毒如柯薩奇病毒，風(fēng)疹病毒，腮腺病毒等感染后導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)，破壞胰島素β細(xì)胞。

由于毛細(xì)血管中的血糖含量并不等于靜脈血中的血糖含量，家用血糖儀實(shí)際上是通過了自我矯正的方式來降低誤差。

動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)（CGM），是通過植入皮下葡萄糖探測(cè)器探測(cè)收集組織間液的葡萄糖濃度。僅3天就可以記錄超過800個(gè)血糖值構(gòu)成血糖圖譜，并找出指血和HbA1c難以發(fā)現(xiàn)的高血糖和低血糖，發(fā)現(xiàn)血糖變化規(guī)律。

然而，仍有兩點(diǎn)因素制約其市場(chǎng)空間：一是植入物會(huì)引起機(jī)體的過敏反應(yīng)，即使植入物的生物相容性甚好，其表面也會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)形成一層蛋白質(zhì)覆蓋層，引起測(cè)量結(jié)果的不穩(wěn)定性，患者需要定期更換植入物,造成一定經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；二是在肢體活動(dòng)過程中，植入物可能脫離原來的位置，引起測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。

無創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展概況

由于無創(chuàng)血糖檢測(cè)無法通過與血液直接產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)來測(cè)量血糖的，均是通過間接的方式，計(jì)算出血糖含量。不同類型技術(shù)路線對(duì)比見下表：

實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)血糖檢測(cè)主要存在以下難點(diǎn)：

1.血糖在可見光波段是沒有顏色的，不容易分辨; 

2.糖在體內(nèi)的分布并不集中于血管當(dāng)中，并且每個(gè)組織中的葡萄糖含量都不同，此外，血糖濃度還會(huì)隨著身體的狀態(tài)進(jìn)行變化；

3.葡萄糖在血液中的濃度非常低，血糖含量能降低到正常值的一半；

4.血糖和體內(nèi)的許多其他化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)類似，某些化合物在血液中還會(huì)與血糖結(jié)合，比如白蛋白，干擾檢測(cè)值。

技術(shù)路線一：近紅外光譜技術(shù)

技術(shù)難點(diǎn)：

1.傳感器接收回來的、與血糖相關(guān)的光譜信號(hào)強(qiáng)度較弱；

2.組織中有很多其他干擾因素，會(huì)產(chǎn)生與葡萄糖類似的近紅外光譜，需增加很多變量參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)；

3.在人體中毛細(xì)血管、組織間隙中、靜脈中葡萄糖濃度分布不均勻。

技術(shù)路線二：拉曼光譜

技術(shù)原理：通過可見光及近紅外光照射組織，獲取與入射光頻率不同的散射光譜，進(jìn)行分析以得到分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)方面信息。目前MIT有團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中顯示了該光譜與血糖擁有良好的相關(guān)系。

技術(shù)路線三：經(jīng)皮透析技術(shù)

技術(shù)原理：通過給皮膚施加微弱的電流，將葡萄糖從皮膚下提取出來，進(jìn)行檢測(cè)。血糖儀的背面通過一層凝膠墊與人體皮膚接觸。凝膠中有兩個(gè)電極，使用時(shí)電路接通，產(chǎn)生一股微電流通過人體的皮膚。皮膚中的帶電離子在電流作用下分別向正負(fù)兩個(gè)電極運(yùn)動(dòng)，而組織液中的葡萄糖分子會(huì)被帶電離子“裹夾”著一起運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入凝膠。手表式血糖儀通過測(cè)量葡萄糖分子與凝膠中一種酶（葡萄糖氧化酶）的反應(yīng)程度，就可以計(jì)算出當(dāng)前的血糖水平，測(cè)量結(jié)果在“手表”屏幕上顯示出來。技術(shù)難題：

1. 把血糖提取出來的電流強(qiáng)度足以對(duì)皮膚造成損傷；

2. 設(shè)備檢測(cè)準(zhǔn)確度并不高；

3. 從皮下抽取血糖難度很高，因?yàn)槿梭w本身是抑制如葡萄糖這樣對(duì)人體代謝起重大作用的能量物質(zhì)從皮膚滲透出去的，因此，抽取葡萄糖本身，機(jī)體就會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的連鎖反應(yīng)，從而讓測(cè)到的葡萄糖含量不再準(zhǔn)確。

技術(shù)路線四：代謝熱整合法

博邦芳舟，目前唯一通過NMPA審核上市的無創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)儀，原理為通過測(cè)試與人體代謝相關(guān)的生理參數(shù)和人體的基本生理信息來計(jì)算血糖，可測(cè)試的參數(shù)包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、人體體表溫度、人體體表濕度、血流速、血氧飽和度。以代謝熱整合法為基本原理，運(yùn)用多傳感器集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)血糖的無創(chuàng)、快速測(cè)量（小于1分鐘）。經(jīng)臨床試驗(yàn)驗(yàn)證，其檢測(cè)結(jié)果與靜脈血檢測(cè)結(jié)果相比，一致性達(dá)到94.5%（即落在Parkes共識(shí)誤差表A和B區(qū)的比例）；與指尖血檢測(cè)結(jié)果對(duì)比，一致性可達(dá)94.4%。

技術(shù)路線五：近紅外光譜技術(shù)+代謝熱整合法

技術(shù)路線六：近紅外光譜技術(shù)+經(jīng)皮透析技術(shù)

技術(shù)路線七：其他光譜技術(shù)

1. 太赫茲光譜（TerahertzSpectroscopy）

其波長(zhǎng)略微高于中紅外，這個(gè)波長(zhǎng)的光對(duì)含量較高的物質(zhì)具有較好的光譜特異性。

2. 散射光光譜

利用光在組織中的散射特性測(cè)量血糖

案例：色列Orsense嘗試通過將指尖血液循環(huán)暫時(shí)阻塞的方式，觀察期散射光譜的方式測(cè)量血糖，但是其主要研發(fā)負(fù)責(zé)人在2014年似乎已經(jīng)轉(zhuǎn)變了研發(fā)方向。

技術(shù)路線八：其他代謝物

呼出氣體、聲音：通過呼氣中的丙酮含量所帶的來測(cè)量血糖，該技術(shù)和尿液測(cè)血糖存在同樣的問題，就是無法檢測(cè)出低血糖。

無創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)醫(yī)療器械發(fā)展至今雖然仍存在一定的技術(shù)瓶頸以及應(yīng)用場(chǎng)景局限性，但鑒于其顯著的便捷性和經(jīng)濟(jì)性，未來增長(zhǎng)空間值得期待。