2022年6月29日，全球**的專業(yè)電子機(jī)構(gòu)媒體AspenCore和深圳市新一代信息通信產(chǎn)業(yè)集群聯(lián)合主辦“2022國際AIoT生態(tài)發(fā)展大會(huì)”。在同期舉辦的“智慧可穿戴分論壇”上，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的研究員聶澤東先生，分享了主題是“新型傳感器在無創(chuàng)血糖監(jiān)測中的創(chuàng)新應(yīng)用”的演講，介紹了無創(chuàng)血糖監(jiān)測應(yīng)用的*新進(jìn)展。
　　血糖儀的使用場景和市場需求
　　糖尿病患者是一個(gè)非常大的人群。數(shù)據(jù)顯示，2021年全球有5.37億的成年糖尿病患者(20-79歲)，預(yù)計(jì)2045年將達(dá)到7.8億，增長率為46%。中國2021年的成年糖尿病患者有1.4億，到2045年預(yù)計(jì)將達(dá)到1.7億。值得注意的是，全球還有一半左右的成人糖尿病患者(2.4 億人)未被確診，在中國這個(gè)比例達(dá)到51.7%。
　　糖尿病導(dǎo)致的死亡率，在20-29歲年齡區(qū)間很低，30-59歲略有增長但基本平穩(wěn)，60歲死亡率開始上升，在70-79歲這個(gè)區(qū)間死亡率特別高，女性比男性大很多。全球老齡化越來越快，老年人群的健康開始引起關(guān)注。糖尿病屬于很難治愈的疾病，很多死亡都是因?yàn)椴l(fā)癥導(dǎo)致的，患者為了控制好并發(fā)癥必須做好糖尿病的管理，必須要了解自身的健康指標(biāo)。
　　連續(xù)血糖監(jiān)測是糖尿病管理中的關(guān)鍵，其結(jié)果有助于評估糖尿病患者糖代謝紊亂的程度，制定合理的降糖方案，反映降糖治療的效果并知道治療方案的調(diào)整。
　　針對糖尿病的血糖監(jiān)測儀已經(jīng)發(fā)展了很多代。目前的第三代連續(xù)血糖監(jiān)測，是通過將葡萄糖傳感器注入到患者的手臂或腹部等部位，獲取血糖濃度信息，并將其傳輸?shù)揭苿?dòng)接收端。
　　而第四代血糖儀，毫無疑問會(huì)是無創(chuàng)連續(xù)血糖監(jiān)測產(chǎn)品。它能避免有創(chuàng)的痛苦和感染風(fēng)險(xiǎn)，而且是連續(xù)監(jiān)測。
　　新型無創(chuàng)血糖傳感的研究進(jìn)展
　　中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員聶澤東現(xiàn)場為大家分享了新型無創(chuàng)血糖傳感技術(shù)，以及可穿戴場景下血糖監(jiān)測的研究現(xiàn)狀，可以依據(jù)哪些人體特征的來檢測血糖?
　　(1)呼吸氣體—丙酮
　　人體呼吸中的丙酮濃度與許多疾病有關(guān)，例如哮喘、肺癌和糖尿病。很多研究者做過相關(guān)的研究，丙酮里面的葡萄糖分子和體內(nèi)的葡萄糖分子有一定的相關(guān)性。聶澤東分享了一篇科研進(jìn)展內(nèi)容，人體的呼氣體進(jìn)入包含11種丙酮傳感器的盒子，實(shí)現(xiàn)對糖尿病的篩查。
　　(2)代謝熱
　　基于代謝熱原理的無創(chuàng)血糖儀，通過溫度傳感器、紅外傳感器、光學(xué)測量等裝置獲取人體代謝產(chǎn)生的熱量、血液流速等的數(shù)據(jù)，然后計(jì)算出血糖濃度的數(shù)值。代謝熱的核心觀點(diǎn)是認(rèn)為人體的熱是平衡的，也就是說產(chǎn)生的熱和散發(fā)的熱是平衡的，如果知道散發(fā)的熱和其中產(chǎn)生熱的因素，那就可以把葡萄糖的血糖算出來。目前市面上已經(jīng)有相關(guān)的產(chǎn)品銷售。
　　(3)唾液、眼里、尿液
　　基于唾液的方式是一種無創(chuàng)血糖監(jiān)測。有研究者的論文中，將血糖傳感器集成在牙套上檢測血糖的濃度，這里面實(shí)際上檢測的是葡萄糖氧化酶。另一種方法是通過化學(xué)試劑條檢測，通過手機(jī)拍照實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。
　　另外，還有在鼻梁上放置一個(gè)傳感器，通過吸取眼淚檢測，這個(gè)方法的問題在于眼淚是刺激出來的。此外，還有研究是在紙尿褲加上傳感器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，人體喝水之后的數(shù)值會(huì)有變化，這是該方法的*大問題。
　　(4)心電信號(hào)
　　中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所微創(chuàng)中心聶澤東研究員團(tuán)隊(duì)，針對采用心電信號(hào)進(jìn)行無創(chuàng)血糖監(jiān)測的研究做了很多工作。
　　人體生理信號(hào)例如心電變化與血糖水平存在相關(guān)性。考慮到心電信號(hào)可通過可穿戴設(shè)備獲取，具有無創(chuàng)、便捷、舒適等優(yōu)勢，研究團(tuán)隊(duì)提出了基于心電的無創(chuàng)血糖水平分段監(jiān)測方法，通過采用片段心電心跳波形，設(shè)計(jì)一種基于DBSCAN-CNN算法進(jìn)行血糖水平監(jiān)測(圖2)。相關(guān)結(jié)果表明，其低血糖、高血糖監(jiān)測的準(zhǔn)確度分別為87.94%和86.39%，平均準(zhǔn)確率為81.69%。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)采用Grad-CAM方法可視化了心電特征與血糖變化的相關(guān)性，揭示了與血糖水平變化關(guān)聯(lián)的心電信號(hào)MARK點(diǎn)。
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