告别指尖采血！激光无创血糖技术如何撬动医疗体系效率革命？

血糖监测是控制糖尿病发展的重要环节。然而，传统采血测血糖方式方式——指尖刺血，不仅为糖尿病患者带来了无尽的痛苦，也严重影响着血糖相关疾病的诊疗效率。许多非侵入式血糖测量方法因不够准确而失败：泪液、唾液或汗液等体液中的血糖值与血液中的血糖值相关性不足。皮肤液体（间质液，ISF）的情况则有所不同,在血液供应良好的部位对ISF进行的测量与血液中的实际血糖值非常吻合。随着技术的不断发展，近年来，许多科技公司基于皮肤液体推出了新型无创的血糖监测设备。

据国外媒体报道，DiaMinTech公司开发的一款无创血糖监测设备可仅通过手指按压测得人体血糖，这种革命性的解决方案使得他们在MEDICA举行的2023年第15届医疗保健创新世界杯中获得第一名。据悉，目前设备在欧洲，美国等地区已取得分销商每年多达10万台的设备订单需求。

DiaMonTech（德国）成立于2015年，此前在法兰克福歌德大学（Goethe University Frankfurt）进行了多年的研究。基于公司多年的研究和技术积累并得益于nanoplus等公司提供的核心器件，该公司开发了一款非侵入式血糖仪D-Base，并于2019年获得CE医疗器械认证。

这款设备基于红外光谱技术（光热偏转原理），其使用的量子级联激光器（由德国nanoplus提供，在一个芯片内可集成8个QCL，此设备使用两个芯片共集成16个QCL）将波长在 8 至 11μm 之间的红外脉冲辐射到深层皮肤。这些波长的脉冲穿过传感器元件到达手指皮肤，激发皮肤内的葡萄糖分子进行短暂振荡，在快速弛豫的同时，少量热量释放到环境中，导致皮肤表面温度略有升高。在传感器元件（内部反射元件 - IRE，internal reflection element ）中，热梯度会产生热透镜效应。红色激光二极管的测试光束在穿过 IRE 时，会被热透镜偏转。偏转由位置敏感光电二极管测量，设备根据偏转值计算葡萄糖浓度。

目前，DiaMonTech正在进行其手持式产品D-Pocket的临床研究，未来愿景是做成腕戴式的产品D-Band。据其技术负责人讲,他们正与合作伙伴三星一起开发一种可以内置到智能手表中的小型传感器。

DiaMonTech针对其核心技术提交的专利申请中公开了一种用于检测材料中分析物（如人体皮肤中的葡萄糖）的装置及方法。（WO2021239263A1/CN116113820A）

装置是一个具有弯曲接触面的测量体，该接触面与被测材料热或压力接触以传递吸收激发辐射产生的热波或压力波。激发辐射源向材料照射特定波长（如5-13μm）的光使其吸收。

检测光源发出光束，该光束穿过测量体并在弯曲接触面发生反射。当热波或压力波传入测量体时，会引起折射率变化，导致反射的检测光束路径发生偏转。探测器通过测量该偏转程度（如偏转角度）来分析材料内分析物的含量。

测量体的接触面在光束反射区域沿至少一个主方向具有特定曲率（曲率半径约5-30mm），可设计为凹面或凸面；检测光路经过优化，例如光束以较大角度（≥5°）撞击测量体出射面以增强折射效应，并可能集成了聚焦或准直柱面透镜来优化光束形状和探测器灵敏度。

装置可选配小型化接触突起（面积可小于0.05cm²，如锥形或脊状结构）以提高激发光在材料中的局域性，以及压力传感器和夹持机构来确保稳定的接触压力。激发光路也可能被设计为穿透测量体，通过特定的入射角控制（如在84°-89°范围撞击入射面）提升照射效率。

相关方法操作与上述装置原理一致，均基于激发-热/压力波传递-检测光束偏转测量的流程实现分析物检测。

除了这种光热偏转技术外，还有一些其他的无创血糖检测手段在研究进展当中，例如腔衰荡光谱技术（CRDS）和多重微空间偏移拉曼散射（mμSORS）光谱技术。

腔衰荡光谱技术（CRDS）：当人体血糖不足时，身体会启动备用能量方案——分解脂肪。脂肪分解后产生三类酮体物质，即：丙酮、β-羟丁酸、乙酰乙酸。其中丙酮具有挥发性，能通过呼吸排出。设备可以测得呼出丙酮的量，进而推测血糖状态。CRDS技术是测量光在衰荡腔中的衰荡时间，该时间仅与衰荡腔反射镜的反射率和衰荡腔内介质的吸收有关。这个技术(CRDS)原理通俗来讲，就是通过测量出密闭空间中丙酮气体分子反射光线的衰变速率，从而确定血糖浓度。

多重微空间偏移拉曼散射（mμSORS）光谱技术：今年 2 月，上海交通大学医学院附属瑞金医院王卫庆、陈昌教授团队，也研发出一种全新的无创血糖检测技术。这种无创血糖检测技术全名为：多重微空间偏移拉曼散射（mμSORS）光谱技术。mμSORS 技术的核心在于利用光学相干断层扫描（OCT）确定皮肤表皮厚度分布，并通过拉曼散射光谱获取皮下组织液和毛细血管中的血糖信息。其需将手掌轻轻贴在检测设备上，设备通过捕获不同皮肤深度的拉曼信号，就能准确测量血糖水平。

三种方法的详细对比可以参考上图。

需要着重指出的是在以上三种方法的临床应用进展中，可以看到仅光热偏转技术进入到了商用阶段，DiaMonTech基于此原理开发的非侵入式血糖仪D-Base，已于2019年获得CE医疗器械认证，其余技术路线均还处在临床验证阶段。

德国nanoplus成立于1998年，创始人均来自维尔茨堡大学应用物理系，并专注于新型半导体激光器的研究和生产。nanoplus是气体传感领域半导体激光器国际知名的制造商和供应商。nanoplus设计并生产从760nm到14000nm之间任意中心波长的分布式反馈（Distributed Feedback）DFB激光器（也包括ICL、QCL）激光器。近年来，nanoplus在不断推动半导体激光器在医疗领域的应用，也一直致力于用先进半导体器件推动医疗技术的创新发展。

唯锐科技是德国nanoplus在中国的独家代理商。糖尿病问题是一项全球性挑战，世界上有超过5.3亿人患有这种疾病。唯锐科技一直以来也注重先进半导体器件在医疗领域的应用，无创血糖监测技术的推进有望使血糖检测告别指尖采血的方式，减轻人们的痛苦，提高血糖疾病诊疗效率，乃至撬动一场医疗体系效率的革命！