告別指尖采血！MIT研發(fā)無(wú)創(chuàng)血糖儀，已進(jìn)入臨床試驗(yàn)

（來(lái)源：MIT News）

對(duì)于全球超過(guò) 5 億糖尿病患者來(lái)說(shuō)，每天用針扎破皮膚測(cè)血糖，仍然是監(jiān)測(cè)病情的主流方式。幾十年來(lái)，市場(chǎng)上不斷有人宣稱(chēng)無(wú)創(chuàng)測(cè)血糖時(shí)代就要來(lái)了，但真正可行的技術(shù)始終沒(méi)有出現(xiàn)。

近日，麻省理工學(xué)院（MIT）研發(fā)了一種無(wú)創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)新方法，有望讓糖尿病患者擺脫每天多次指尖采血的痛苦。

研究團(tuán)隊(duì)利用拉曼光譜技術(shù)（Raman spectroscopy）——一種通過(guò)近紅外光或可見(jiàn)光照射組織、從散射光中解析其化學(xué)成分的技術(shù)——開(kāi)發(fā)出了一款鞋盒大小、無(wú)需任何針頭的血糖測(cè)量設(shè)備

在對(duì)一名健康志愿者的測(cè)試中，該裝置給出的血糖讀數(shù)與目前商業(yè)化的連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀（CGM）相當(dāng)，而后者需要在皮下植入傳感線。雖然研究中展示的設(shè)備暫時(shí)仍過(guò)于龐大，不適合作為可穿戴傳感器使用，但團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研發(fā)出可穿戴版本，目前正在進(jìn)行小規(guī)模臨床測(cè)試。

“長(zhǎng)期以來(lái)，指尖采血一直是測(cè)量血糖的標(biāo)準(zhǔn)方法，但沒(méi)有人愿意每天、甚至每天多次扎手指。許多糖尿病患者因此檢測(cè)不足，可能引發(fā)嚴(yán)重并發(fā)癥?！?論文資深作者、MIT 研究科學(xué)家 Jeon Woong Kang 表示，“如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的無(wú)創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)，幾乎所有糖尿病患者都會(huì)從中受益。”

論文第一作者為 MIT 博士后 Arianna Bresci。其他作者包括 MIT 激光生物醫(yī)學(xué)研究中心（LBRC）主任、MIT 生物工程及機(jī)械工程教授 Peter So，以及韓國(guó)生物科技公司 Apollon Inc. 的 Youngkyu Kim 和 Miyeon Jue。論文發(fā)表于 Analytical Chemistry。

無(wú)創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)的突破

目前，大多數(shù)糖尿病患者通過(guò)采血并使用血糖儀監(jiān)測(cè)血糖；也有部分人使用可穿戴式連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀，但這類(lèi)傳感器需插入皮下，不僅可能引起皮膚刺激，還需每 10 到 15 天更換一次。

為了開(kāi)發(fā)讓患者更舒適的可穿戴血糖監(jiān)測(cè)技術(shù)，MIT 激光生物醫(yī)學(xué)研究中心多年來(lái)一直探索基于拉曼光譜的無(wú)創(chuàng)傳感器。

2010 年，該中心研究人員曾展示，借由比較皮膚細(xì)胞間液的拉曼信號(hào)與血糖參考值，可以間接估算血糖濃度，但這種方法難以轉(zhuǎn)化為實(shí)用設(shè)備。

最近，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性突破：他們找到了直接從皮膚檢測(cè)葡萄糖拉曼信號(hào)的方法。通常情況下，葡萄糖信號(hào)在組織中所有分子的復(fù)雜信號(hào)中極其微弱，難以辨識(shí)。但 MIT 研究人員通過(guò)以特殊角度照射近紅外光并從不同角度采集散射光，過(guò)濾掉了大量干擾信號(hào)，使葡萄糖信號(hào)脫穎而出。

最初實(shí)驗(yàn)設(shè)備約為臺(tái)式打印機(jī)大小。研究人員隨后持續(xù)縮小設(shè)備尺寸。

在最新研究中，他們通過(guò)分析拉曼光譜中的三個(gè)特定波段（對(duì)應(yīng)葡萄糖特征與背景信號(hào)），成功進(jìn)一步減小設(shè)備體積。

典型拉曼光譜包含約1,000 個(gè)波段，但團(tuán)隊(duì)證明：只需測(cè)量其中3 個(gè)關(guān)鍵波段，就能準(zhǔn)確推算血糖濃度。這使得設(shè)備的硬件顯著簡(jiǎn)化，由此實(shí)現(xiàn)了如今鞋盒大小的成本更低的小型化儀器。

“通過(guò)不再采集整個(gè)光譜（其中大部分信息是冗余的），我們將分析范圍縮小到大約一千個(gè)波段中的三個(gè)。” Bresci 解釋說(shuō)，“這讓我們可以替換傳統(tǒng)拉曼設(shè)備中體積大又昂貴的組件，在節(jié)省空間、時(shí)間和成本的同時(shí)保持準(zhǔn)確性?！?/p>

朝可穿戴傳感器邁進(jìn)

在 MIT 臨床轉(zhuǎn)化研究中心（CCTR）的一項(xiàng)臨床研究中，研究團(tuán)隊(duì)使用新設(shè)備在四小時(shí)內(nèi)持續(xù)測(cè)量一名健康志愿者的血糖。當(dāng)受試者將手臂放在裝置上時(shí)，近紅外光通過(guò)小型玻璃窗口照射皮膚并完成測(cè)量。

每次測(cè)量?jī)H需 30 余秒，并每 5 分鐘記錄一次。

研究期間，受試者兩次飲用 75 克葡萄糖飲料，使研究人員得以觀察血糖的劇烈變化。結(jié)果顯示，該拉曼設(shè)備的測(cè)量精度與受試者佩戴的兩款商業(yè)化侵入式連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀相近。

在完成上述研究后，研究人員開(kāi)發(fā)了更小的新原型，體積接近一部手機(jī)，目前正在 MIT CCTR 對(duì)健康人群及前期糖尿病患者進(jìn)行可穿戴測(cè)試。

明年，他們將與當(dāng)?shù)蒯t(yī)院合作開(kāi)展更大規(guī)模的臨床研究，納入糖尿病患者。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在研發(fā)手表大小的版本，并積極探索在不同膚色人群中的測(cè)量精度優(yōu)化方法。

https://news.mit.edu/2025/noninvasive-imaging-could-replace-finger-pricks-diabetes-1203