关于无创血糖监测的新进展,在这个月内密集袭来。
10月15日,乐普医疗发布公告称,其自主研发的无创血糖仪获NMPA注册批准。该产品通过光学与热学方法的结合,采集与血糖水平相关的生理和环境信号,并利用软件算法,依托大数据分析和人工智能,从信号中预测血糖变化。
在这前几天,精策医疗也官宣了旗下组合血糖仪的上市发售,单人版定价3900元,产品配备形似体温计的代谢热探头,用户可通过测量口腔深部体温动态特征,达到测量血糖的目的。
无创血糖监测并非是新概念,而是一直以来众多血糖领域从业者努力的方向。
目前市场上已经普及的、较为方便的血糖测量方式都离不开扎针,即便是新兴的CGM,也仍需以微创方式刺开皮肤,并且使用费用较为高昂。
与有创、微创类血糖检测技术相比,无创血糖监测技术除了能减轻患者痛苦,还基本没有后续费用,使用者可以一次投入,长期使用。
作为产业界追寻的终极目标,无创监测也一度被视作是血糖检测领域的“圣杯”。
强如苹果、谷歌、三星等科技巨头攻坚多年,亦有美国Echo Therapeutics、Cygnus、MediSensors、以色列Integrity Applications等公司从多路线、多方向突破……几十年过去,诸多努力似乎终究还是“折戟沉沙”。
当无创血糖的故事讲了这么多年,这次我们又可以期待什么?
想象一下,无需频繁扎手指采血,在不穿刺人体皮肤的前提下,通过一台特定的设备,即可实现无创且连续的血糖检测,对于一众糖友而言,这是多么理想的场景。
为了实现这个目标,让血糖监测像测血压一样方便而安全,科学家们想尽各种办法,国内外大量企业及科研院所不断投入资源,开展无创血糖仪的研究工作。
事实上,乐普医疗、精策医疗的产品并不是最早一批获批的,早在五年前,国内其实就有一款无创血糖仪产品率先撞线。
2019年8月26日,博邦芳舟联合清华大学研发的无创血糖仪获得了三类医疗器械证(注册证编号:国械注准20193070602),这也是国内首张“无创血糖仪”医疗器械注册证。
据介绍,该产品运用温度、红外、湿度以及光学等多传感器集成技术,将反映代谢热量的温度、湿度、血液流速及血氧饱和度数据化,再通过代谢产生的热量与血糖浓度、供氧量的函数关系进行计算,最终得到血糖浓度数值。
理论基础源于Cho O.K.等人提出的代谢热整合法,即人处于静息状态时,人体代谢产生的能量主要以热能的形式散发到体外,此时,人体代谢产生的热量与血糖水平和血氧含量有关,血氧含量与血氧饱和度和血流速度有关。
精策医疗的组合血糖仪同样基于这套原理,只不过博邦芳舟产品采集的是指尖温度,而其产品采集的是口腔舌下温度。
而乐普医疗获批的产品未明确公布产品原理和检测方式,其在公告中指出:“人工智能模型能够自动识别信号特征与血糖水平的关联,实现多特征的同步分析,从而提供监测结果。该产品具有无创、无痛、无需耗材的特点。”
目前,3款产品中,除乐普医疗无创血糖仪为新获批产品,另两款产品均已经上市发售,精策医疗组合血糖仪上单人版定价3900元,而博邦芳舟的个人版无创血糖仪单个在电商平台售价2800元左右,家庭版无创血糖仪则在8700元左右。
博邦芳舟无创血糖仪使用步骤及详细构造
来源:电商平台销售页面截图
不过值得注意的是,3款产品均对适用人群有严格限制,“仅供健康人群和非胰岛素治疗的2型糖尿病患者在家庭中使用”,并要求“不用于18岁以下人群,不用于糖尿病的筛查和诊断,估算结果不作为治疗药物决定或调整的依据”。
此外,精策医疗和乐普医疗的获批页面还格外指出,使用该产品可作为现有指尖血糖的一种补充,不能替代其他血糖监测方式,患者仍需定期进行指尖采血测量血糖。
以上信息意味着,在某些关键情况下,这些产品可能无法提供足够准确和可靠的数据来支持医疗决策。
换言之,人们心中所憧憬的无创、便捷的血糖测量愿景尚未完全照进现实,真正能够引领变革的划时代产品还没有诞生。
除了上述几家中国企业选取的代谢热整合法,在全球范围内,无创血糖检测领域诸多玩家从不同路线进行了不懈探索。
最热门的当属光学方法,因其检测便捷、蕴含信息丰富,通常可以检测不止于血糖的生理体征,成为国内外研究的焦点,亦受到消费电子厂商青睐。
光学检测方法通常将一束光聚焦在人体上,利用传输光的强度、相位、偏振角、频率以及靶区组织散射系数等信息均与血糖浓度密切相关,通过分析这些信息的变化获得血糖的浓度信息。
根据光波波长和作用机理不同,光学检测方法又可以细分为近红外光谱法、中红外光谱法、光学相干断层成像法、拉曼光谱法、荧光法、偏振光旋光法等。
其中,备受关注的苹果就采用的拉曼光谱法。资料显示,拉曼光谱法测血糖浓度是基于拉曼散射现象,根据激光作用物体时形成的拉曼散射和瑞利散射之间的频率差,来确定物质的分子结构。
光谱测量法采用分析散射光线推测葡萄糖浓度
该方案的优势在于,水的拉曼散射很弱,因此该方案适用于生物样品的水溶液检测;此外拉曼散射光谱峰清晰尖锐,易于分析。但方案也有明显短板:葡萄糖的拉曼散射信号微弱,易受到干扰,且整个系统设备昂贵,体积庞大。
苹果的无创血糖产品也有上述困扰。据国外媒体爆料,目前苹果无创血糖产品体积和iPhone一般大,业内专家认为其进入量产阶段至少还需3-7年时间。
另外不少厂家和产品则困于测量精度及使用便利度。
远在2001年,FDA就曾批准一款腕表式血糖监测仪,即加州Cygnus公司开发的GlucoWatch,该产品通过测量葡萄糖分子与凝胶中葡萄糖氧化酶的反应程度来计算血糖水平。
具体来说,GlucoWatch的背面通过一层凝胶垫与人体皮肤接触,凝胶中有两个电极,使用时电路接通,产生一股微电流通过人体的皮肤,组织液中的葡萄糖分子被带入凝胶,并与凝胶中的葡萄糖氧化酶反应,Gluco Watch根据反应程度计算出血糖浓度并显示在屏幕上。
Cygnus公司开发的GlucoWatch,图源:网络
GlucoWatch外观如一只电子表,体积比普通电子表略大,但该产品使用时需要预热2-3小时,且有用户表示,当电流从皮肤上流过时感觉有些疼痛,时而还会出现一些故障。最终,该产品因市场反应不佳停止生产、销售。
还有曾引发业界极大关注的谷歌,其于2014年宣布推出一款可通过泪液检测血糖的智能接触式透镜,这款隐形眼镜平台概念产品包含了无线控制芯片、微缩电化学转换器以及天线,并嵌入了水凝胶骨架,用于对周围的眼泪进行葡萄糖无创检测。
据当时的报道,这款隐形眼镜内置上万个微型晶体管和比发丝还细的天线,可通过分析佩戴者泪液中的葡萄糖含量来监测其血糖水平,并以无线形式发送到智能手机等移动设备上,从而免去取血化验的痛苦。
谷歌隐形眼镜,图源:网络
不过,有研究显示,血糖含量与眼泪中葡萄糖的含量相关性很弱,同时眼泪的生成、蒸发的不稳定性,都会影响测量的准确度,隐形眼镜还会受到眨眼的干扰。
于是,仅仅经历过消息官宣时的高光时刻,而后谷歌的这一隐形眼镜平台也不了了之。
整体来看,近年来无创葡萄糖监测设备纷纷问世,包括采用近红外、红外、拉曼等光谱技术,经皮透析技术,基于代谢热及多参数算法技术,以夹手指、夹耳垂等检测方式获取葡萄糖结果。
然而,只有少数仪器获得上市许可,并逐步用于主动健康监测和家庭自我血糖监测。无创葡萄糖监测系统的准确度及与血糖数值变化的延迟性是临床应用面临的最大挑战。
回顾血糖仪的发展历程,从上世纪50年代问世到如今,其经历从庞大、专业设备到便携、家庭化产品的演变,近20年来,美敦力、德康、雅培等公司在CGM上的创新研发又将行业推向连续监测的微创阶段。
尽管产业界对于无创血糖监测的探索从未止步,但遗憾的是,目前尚未出现精确度和及时性都满足标准的无创血糖产品。
究其原因,一方面是传感器的灵敏度、信噪比达不到要求,且信号易受其他因素干扰;另一方面,人体生理背景复杂多变,个体之间存在种种差异,测量部位的不同都会影响无创血糖的测量结果。
基于这些局限,现有的产品大多只能作为血糖数值异常的预警设备。尽管无创血糖的前景诱人、市场广阔,但距离它真正可以造福于广大糖友的那一天,仍然有漫长的一段道路。
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来源 | MedPlus医械+
编辑 | LM
审校 | 舒琪