无创血糖仪发展史：其实Google隐形眼镜只是小儿科

创客

昨日U糖高调开会，宣称自己第一次发布了无创血糖仪，当然国内外好多公司都曾经在这一领域宣传过自己是首发。目前移动医疗智能硬件盛行，尤其是无创血糖仪，Google也推出了相关的产品。但其实从无创血糖仪的发展史来看，它只是小儿科。那么下面我们就从这一细分领域开始吧。



无创血糖仪对传统血糖仪的冲击

目前中国的血糖仪市场大约为25亿-40亿元人民币之间。市场份额的格局为：外资两大巨头强生和罗氏公司占据着市场份额头两名的明显优势，合计份额超过60%。而仅在中国境内销售的，就有超过30家不同的品牌，其中三诺、怡成等都是国内厂商中的大牌，鱼跃医疗也想凭借高性价比和渠道优势开始发力。目前该行业的盈利模式是：血糖仪几乎成本定价，以试纸赚钱。

以三诺生物为例，该公司2013年报显示，报告期内实现主营业务收入4.48亿元，其中血糖测试仪收入为9710.13万元，血糖检测试纸收入3.5亿元。平均销售毛利率65%左右，而这主要来源于试纸。

根据以上的血糖仪行业情报分析，大家发现了什么问题没有？对，如果无创血糖仪真的马上就来临，那么将摧毁一大块现有的血糖仪市场，因为他们都是有创检测，靠的是试纸赚钱，而无创检查是不需要用试纸的，釜底抽薪式的替代啊!可是为什么这些厂商并没有如热锅上的蚂蚁一样坐立不安，而是几乎没有什么反应呢？因为无创测血糖在技术上的确很困难，下面就为大家介绍一下它的发展历史。

早在半个世纪前，科学家就开始对这一问题进行了持续研究，传统的血糖无损检测方法。

寻找血液替代物

常见的方法有测血液代替物（唾液、汗、尿液）中的葡萄糖浓度，但有部分研究表明：所测得的葡萄糖浓度与血糖浓度无明显相关性。而另一种方法是通过皮肤轻度腐蚀，去除表皮障碍，加负压连续抽取的方法，测组织间隙液的糖浓度，进而通过算法反向推定血糖浓度。不过这仍是一种轻微有损的检测方法，利用与体外测量相结合的微渗透技术，所测葡萄糖浓度与血糖浓度相关性确实比较好，但检测过程中操作技术要求高，测量复杂，不适用于普通临床使用。

使用生物传感器

20世纪60年代，酶电极作为电化学传感器，首次被提出来应用于此，而这是血糖无损检测的最早报道，后来又出现了光学传感器，经过几十年的研究，生物传感器已成为一个相对成熟和研究比较充分的领域，而且符合临床的迫切需要。

生物传感器一般分为电化学传感器和光学传感器。电化学传感器分为两类：体外传感器 （皮肤表面的传感器） 和可植入皮下的传感器，其工作原理为：测量与被分析物质浓度成比例变化的物理量。不过电化学传感器只能在有限的范围内使用，还没能真正应用于临床。

至于光学传感器的工作原理分为光吸收、光反射和光散射3种。但传感器测量值一般小于静脉血血糖值，且光源的高能量辐射可能导致分子水平的细胞受损。所以光学传感器的方法也没有用于临床。

利用光谱测量

这是一种公认的进行液体中溶质定量测定的方法。通过口服一定量的13C标记葡萄糖，在外加磁场下测其声共振或磁共振谱，可给出一些预测。但仪器设备复杂，占用的计算机容量巨大，近年一些研究小组利用Fourier变换Raman光谱进行了血糖无损检测。

国际上研究最多的是用Fourier变换近红外光谱的（FT-NIR）疗法。德国的Heise 和美国的Arnold等都做了大量工作，进行了深入研究。测量方法分为透射谱和反色谱。德国的Heise等首次用ATR（衰减全反射）技术测量了人体血浆和血液中的葡萄糖、蛋白质、胆固醇、尿素、尿酸和甘油三酯等组分的浓度。

由于近红外计算容易受到溶液中其他成分变化的影响，Herise经过研究后认为：对血糖检测选择性最好的是中红外光谱。Fourier变换中红外（FT-IR）光谱）在中红外区能够获得更好的效果和信息，而且葡萄糖在中红外区有特征性吸收峰，可以适用于体外检测。但该方法由于机器过大，使用成本过高，临床无法推广。

能量代谢守恒法

该方法是今天介绍的主角。

根据能量代谢守恒法的有关理论, 应用温度传感器、湿度传感器、辐射传感器和血氧模块采集手指表面的生理信号, 可以采用DSP（数字信号处理器）设计并制作便携式无创血糖检测仪。

在接下来的研究中, 首先采用MEMS技术将多种传感器集成化, 提高传感器的检测灵敏度和信噪比; 其次进一步减小检测电路板的体积和重量, 提高可靠性, 降低功耗。最后继续改进无创血糖检测算法的数学模型, 将更多与血糖浓度有关的变量纳入检测的范围, 如手指表面粗糙度和角质层厚度等等。

从上述的方法可以看出，Google的隐形眼镜使用的是寻找血液替代物的方法测量血糖，但事实上这个方法在整个无创血糖发展史中处于一个很初级的阶段。在下面的几篇文章里，笔者会注意介绍这些方法衍生出来的产品，并探讨怎样才能让无创血糖仪真正进入我们的生活。