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讓糖尿病患者免除扎針之苦的非侵入式血糖監測方法

出處 MIT 作者 劉聖哲摘譯 年份 2020/04/07
報告類型 新聞報導 分類 原子科技及民生應用 資料時間 2020年4月
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       對患有糖尿病的人來說,必須每天,且一天中甚至可能還得數次之血糖量測真是件痛苦的事。目前量血糖的方式絕大部分都是令患者忍痛在指尖上扎細針以採出幾滴血液,並滴在感應試紙上,然後將該試紙放入血糖機中方可測得血糖讀數。此外,每種機型之血糖機都各自有對應型號的試紙,所以,即便是同廠商生產之兩台外觀相似但型號不同的機型,試紙若混用,也依然不能測得血糖,結果還要忍受疼痛再重扎一次。如此須忍受疼痛不適及不便,無怪乎超過一半以上的糖尿病患者多無法養成量血糖的習慣。因此,開發能將疼痛不適降至最低的非侵入式量測替代方法成為課題。

       最近,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology, MIT)與韓國三星電子先進技術研究所(Samsung Advanced Institute of Technology, SAIT)的研究人員合作,利用「拉曼光譜法(Raman spectroscopy)」之原理開發出一種創新的、非侵入式之血糖監測技術,並於一月底在美國科學發展協會下的頂尖學術期刊《科學前緣(Science Advances)》上介紹他們的開發成果。

       本來,拉曼光譜法就是一種非侵入式技術,其原理是以近紅外光照射待測物,然後分析待測物中不同種類分子將近紅外光散射或折射所形成的光譜,來鑑定出待測物的化學成分。然而,由於皮膚的自發螢光,以及蛋白質、脂質和膠原蛋白可能產生的明顯「散粒雜訊(shot noise)」,使拉曼光譜儀無法準確地分析自皮膚表皮層以下發出之特定「葡萄糖拉曼光譜峰」,研究人員還必須進一步找出能間接準確計算葡萄糖濃度的方法。MIT先前即曾經開發出像這樣的間接方法,但是該方法需常常校正,而且也易受環境條件或患者運動影響。

       新研究中研究團隊則開發出稱為「離軸拉曼光譜儀」的新技術,無須間接計算,即能直接觀測皮下的葡萄糖拉曼峰。此一新系統是將近紅外光以60度角照到皮膚上,由垂直於皮膚的光纖收集拉曼光譜訊號。研究論文稱,新系統在直接收集葡萄糖拉曼訊號之同時,也會過濾掉皮膚表面多餘的反射訊號,故能得到更強的有意義訊號。在對豬隻的測試中,研究人員於1小時內可獲得準確的(與實際採血比對)葡萄糖讀數。而針對運動假影(movement artifacts)對感測葡萄糖拉曼光譜時所造成之影響,研究團隊也同時提出創新的解決辦法。

       儘管新技術在被糖尿病患者使用前還需不少改進,研究人員希望他們終究能開發出可以連續量測血糖的穿戴式監護儀,以便利患者。

圖說:未來量測血糖有無可能像是量額溫一樣,用掃描的就可以。