連續血糖檢測技術研究進展

江幸幸

（田東縣人民醫院，廣西 百色，531500）

近幾年來，連續血糖檢測技術在相關疾病的輔助治療中起到較好的效果，尤其是對糖尿病患者來說，其可有效控制血糖以及疾病的進一步進展。隨著連續血糖監測技術的發展，血糖儀以及生化分析儀設備也在不斷升級，對疾病緩解有更大意義。另外，電化學檢測技術以及光學檢測技術也得到長足的進展。以下對連續血糖檢測技術研究進展進行相關概述。

1 連續血糖檢測設備概述

1.1 血糖儀血糖儀是血糖檢測的基礎設備，其優勢是測試速度快、體積小。設備便于在家庭中應用，畢竟糖尿病本身屬于長期疾病，病程較長，在生活中護理時間也相對長。血糖儀可用于隨時對患者血糖改變進行檢測，進而了解患者的病情變化，并將產生的血糖異常及時處理，避免出現不良事故。目前，血糖儀應用普遍，品牌眾多。國外血糖儀品牌比較多見的是羅氏、強生和拜耳等，國內品牌多是三諾等，患者需根據實際情況選擇，盡量避免混用血糖儀配套的試紙[1-2]。目前的血糖儀一般是有化學比色法以及電極法反應機制。

1.2 生化分析儀生化分析儀是目前對患者血糖測量比較精準的設備，一般在醫院會用到生化分析儀對患者進行血糖連續監測，也是醫院確診糖尿病的依據。市面比較常見生化分析儀品牌也有國內外的，國內主要是邁瑞、迪瑞以及科華等，國外生化分析儀品牌有貝克曼、東芝以及羅氏等。生化分析儀對患者血糖檢測的基本原理是用吸收光譜法。測量的方法有葡萄糖氧化酶終點法、己糖激酶終點法，以上兩種測量方法有一個相同點就是利用樣品在試劑中與特定物質反應，進而獲得血液葡萄糖濃度[3-4]。

2 連續血糖檢測技術研究進展

2.1 光學技術光學法對患者血糖進行測量是目前很多專家研究的一個熱門話題，其可在最大動態內對患者實施血糖的準確測量。光學檢測技術為微創以及無創連續血糖檢測技術發展提供更大的空間。光學測量具有高選擇性以及高靈敏度的優勢，且長期穩定[5]。之前有光學血流動力學無創檢測血糖技術，并在2018 年發明新型血糖測量儀器，其主要部分是校準器以及主體[6]。其基本原理是以彩色圖像傳感器為基準的血糖檢測，4 個單色光源照射手指，穿過手指后光線被彩色圖像的傳感器大量吸收，彩色圖像傳感器對連續光譜具有較強的敏感性強。在面對不同顏色的光線時，其吸收效率也會存在一定的差異。而新型血糖連續監測設備以及技術的處理器通過算法處理可以獲得患者的血糖濃度。

光譜技術:連續血糖監測技術中的光譜技術就是通過對物質與不同波長光波間的互動關系，來測量其血糖濃度。物質在與各種波長的光線反應可能會吸收或反射，也或是在吸收后會發出不同波長的變化。每個物質光譜特性是存在差異的，通過研究血糖在測量中的特定物質在在不同波長下的反應特性，就可以得到其在某一波段光波下特異性光譜特征。通過已經發射的特定波長光波，之后用傳感器將反射回光波吸收，之后對特異性光譜進行有效對比，并獲得血糖含量。光譜技術屬于無創血糖檢測比較常見技術之一，一般來說，葡萄糖在近紅外（600nm-2500nm）和中紅外（2500nm-16000nm）照射下的光譜特征相對最為顯著。因光波無法將患者組織穿透，因此血糖檢測結果不是測量穿透組織的光波光譜獲得，通常是對反射回來的光波測量獲得[7-9]。近紅外線技術:近紅外線光譜技術測定患者的血糖也會存在自身的缺陷，對小批量樣品的分析用近紅外就得不償失。近紅外連續監測血糖技術在發展中也存在自身的困境，主要體現于：①傳感器接收回來與血糖光譜信號弱；在組織中會存在很多其他的干擾因素，會形成與葡萄糖類似的近紅外光譜，會干擾血糖監測的進度。②為了保證血糖監測精準度提升，一般需要專門人員實施復雜數學運算，進而將產生的不同變量實施有效控制。變量主要包括溫光源射入角度、溫度以及光射入的具體位置，還有光在組織內穿透的深度、血液中的其他化學結構以及血糖類似的化合物、人體電化學平衡狀態等；③近紅外血糖檢測結果無法與現有標準對比。人體的組織間隙以及毛細血管、靜脈中葡萄糖均會在近紅外線血糖監測中產生特異性吸收光譜。多是因為人體的組織間隙中含有的葡萄糖濃度相對較高，近紅外光譜技術的信號強，其對患者血糖濃度檢測多在組織間隙中測量獲得。目前人們比較常見的家用血糖檢測儀主要是測量毛細血管血糖濃度。

2 電化學技術

葡萄糖傳感器血糖檢測方法逐漸增多，現階段比較廣泛的血糖檢測手段是葡萄糖傳感器，其屬于葡萄糖氧化酶電極，被發現于1962 年。近些年來，人們對葡萄糖氧化酶電極技術研究增多，掌握更多電極材料、電極空間等知識，并研究出更多敏感特性高、抗干擾能力更強的新型酶電極葡萄糖檢測設備。通過連續血糖監測技術為血統濃度檢測以及變化率明確提供一定的支持，進而對血糖濃度變化方向實施有效預測，也可以對高血糖以及低血糖疾病實施有效的預防[10]。

以葡萄糖氧化酶為基礎的氧化酶檢測技術需要在電極上固化葡萄糖氧化酶，之后將患者部分組織液抽取或是在組織液中有效反應，進而生成過氧化氫以及葡萄糖酸，之后用基底電流解離過氧化氫，依據測量獲得電荷數目，就可以將患者的血液中葡萄糖濃度計算出來。葡萄糖氧化酶電極工作原理是傳感器電極會進入患者人體皮下組織，之后在半透膜過濾的作用下促使組織液葡萄糖與電極上攜帶的葡萄糖氧化酶反應，進而形成葡萄糖酸和雙氧水，雙氧水會分解生成與葡萄糖相應電子，電信號在特定電極傳輸下進入傳感器記錄原件，之后經過組織液電化學反應獲得血糖數值。連續血糖檢測系統以及技術可以為血糖濃度變換等提供更好的檢測，但是患者如果選擇自我注射可能會存在一定的安全隱患。侵入式連續血糖檢測系統一般是在對患者皮下組織血糖檢測的基礎上對患者血糖濃度明確反映，需將傳感設備的導線置入患者皮下組織，并在皮膚上固定。一般是每一周到兩周換一次，該傳感器的成本相對比較昂貴，會給患者形成巨大的經濟負擔，經濟負擔及精神負擔也會隨之提升。另外，傳感器在置入患者身體或是置換時會導致患者出現疼痛，長時間佩戴可能會增加患者感染的幾率，傳感器本身耐受性不高，可能需要專業人員對其進行頻繁校準或是更換，這可能會影響連續血糖檢測系統在臨床上的大規模普及。

3 糖尿病以及連續血糖監測技術的發展

全球糖尿病患者數量巨大，中國大陸患者現居全球第一。根據國際糖尿病聯盟（IDF）統計，2017 年全球約4.25 億成人患糖尿病，預計到2045 年，糖尿病患者可能達到6.29 億；2017年，中國大陸約有1.144 億糖尿病患者(20-79 歲)，其中有3410萬患者年齡超過65 歲；糖尿病患病率為10.9%，年齡標化患病率為9.7%。2015 年全球連續血糖監測市場空間為4.44 億美元，預計2016-2024 年的年復合增長率為9.8%，到2024 年全球CGM市場空間或達10.25 億。但目前CGM 的滲透率仍然很低，在美國，胰島素泵在I 型病患的滲透率達到28%，CGM 的滲透率卻僅為9%，未來發展空間廣闊。通過假設I/II 型糖尿病人數、CGM滲透率、CGM 產品價格等參數來測算，發現未來全球的CGM 產品市場空間達66-99 億美元，且隨著滲透率的提升，市場空間有望進一步擴大。

小結

近些年來，隨著對連續血糖檢測技術的持續研究，進而出現更多的檢測設備，其主要包括血糖儀以及生化分析儀，其對患者血糖測量有一定的意義，而連續血糖檢測技術中比較基礎的技術分為兩類，有光學技術以及電化學技術。在研究中發現葡萄糖傳感器以及連續血糖監測技術存在不足，例如設備昂貴，會增加患者的精神壓力以及經濟壓力，因此患者需依據自身實際情況選擇科學且安全的血糖檢測技術以及相關設備進行血糖控制，保證與血糖相關的疾病得到較好的控制。希望之后對連續血糖監測技術加強研究，并將之前檢測技術中存在的部分問題改善以及彌補，保證連續血糖檢測技術得到更加快速以及長遠的發展。