媒体报道|仪器信息网:拉曼光谱无创血糖检测距离适用尚有多远?????
2021-03-05
文章泉源:仪器信息网 导读:在血糖无创检测的诸多光学要领之中,,,,,,拉曼光谱法因其能检测葡萄糖的特征谱,,,,,,是未来最有希望实现高精度丈量血糖浓度的要领之一。。。。。。 克日,,,,,,多家媒体就三星及苹果公司正在研发的可检测血糖的智能衣着装备举行报道,,,,,,据悉,,,,,,这两家公司最新款的智能手表可能将借助光学传感器,,,,,,接纳拉曼光谱法举行人体血糖无损检测。。。。。。消息一出,,,,,,引来多方关注和议论,,,,,,为此我们采访了多年从事光学无损检测相关研究的清华大学物理系团结作育博士后王成铭,,,,,,请其为我们答疑解惑。。。。。。 王成铭博士 王成铭,,,,,,物理学博士,,,,,,现任北京鉴知手艺有限公司光学工程师,,,,,,结业于清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室,,,,,,清华大学物理系团结作育博士后。。。。。。多年从事光学相关层析成像(OCT)临床应用偏向,,,,,,有富厚的临床医学相助履历,,,,,,就光谱要领在血糖检测中的应用做过深入研究。。。。。。 仪器信息网:接纳拉曼光谱法检测血糖是否可行? 王博士:要领原理是可行的,,,,,,使用引发光照射皮肤后网络获得的拉曼光谱(经皮丈量)可以反应出皮肤组织中的许多化学物质,,,,,,例如真皮内的胶原卵白,,,,,,真皮下脂肪中的三油酸甘油酯,,,,,,表皮角质层的胶质卵白,,,,,,皮肤血管中的血红卵白,,,,,,以及漫衍于组织液和血液中的葡萄糖等。。。。。。在血糖无创检测的诸多光学要领之中,,,,,,拉曼光谱法因其能检测葡萄糖的特征谱,,,,,,是未来最有希望实现高精度丈量血糖浓度的要领之一。。。。。。 拉曼经皮丈量无创血糖检测示意图 Pandey, Rishikesh, et al. "Noninvasive monitoring of blood glucose with raman spectroscopy." Accounts of chemical research 50.2 (2017): 264-272. 葡萄糖分子位于皮肤真皮层中的组织液与血液中,,,,,,葡萄糖的浓度可从其爆发的拉曼光谱信号推断。。。。。。 仪器信息网:请先容现在拉曼光谱法检测血糖的最新研究希望? 王博士:麻省理工学院(MIT)在使用拉曼光谱丈量无创血糖已研究了20多年,,,,,,他们系统研究了皮肤拉曼光谱的因素、经皮血糖探测的定量化剖析和矫正算法、动物血糖丈量临床实验等等。。。。。。去年三星和MIT研究职员在SCIENCE ADVANCES杂志上揭晓了最新的无创血糖检测的研究,,,,,,通过对猪的活体葡萄糖钳制实验,,,,,,从猪耳的拉曼信号图中直接视察到了葡萄糖的拉曼特征峰及其随血糖浓度的转变,,,,,,这终结了恒久以来关于拉曼光谱丈量获得的是否是真实的葡萄糖浓度信号的争论,,,,,,也为这项手艺的应用带来一大突破。。。。。。 除MIT外,,,,,,尚有一些公司一经或正在实验将拉曼血糖检测手艺产品化,,,,,,包括C8 Medisensors,,,,,,Diramed, LLC和RSP Systems等。。。。。。 C8 Medisensors公司曾推出的可衣着拉曼无创血糖检测装备 仪器信息网:拉曼光谱法检测血糖在现实应用中尚有哪些问题亟待解决? 王博士:虽然使用葡萄糖的多个拉曼特征峰与皮肤组织中的其他物质信号峰的差别可做定量剖析,,,,,,但这一研究距离现实应用仍有一定的距离,,,,,,主要有以下几个难题: ①葡萄糖浓度低信号弱,,,,,,并且有可能被其他物质的拉曼信号掩饰和滋扰,,,,,,如真皮层的胶原卵白和真皮皮下脂肪的三油酸甘油酯,,,,,,二者合计孝顺了凌驾90%的皮肤拉曼光谱信号。。。。。。 ②经皮丈量还需要解决皮肤的荧光信号滋扰,,,,,,引发光功率的皮肤清静剂量限制以及皮肤表皮层玄色素对引发光和拉曼光的吸收效应等等问题,,,,,,别的,,,,,,差别种族之间肤色的差别,,,,,,加大了这项手艺的应用难度。。。。。。 ③为解决以上两点问题,,,,,,一定需要使用极高迅速度的探测器,,,,,,以及较长的积分时间,,,,,,这给仪器尺寸及使用便当度带来挑战。。。。。。 仪器信息网:据悉,,,,,,现在已经有一些厂家在举行基于拉曼光谱原理的血糖仪器的研发,,,,,,您以为可行性怎样?有什么新的希望? 王博士:最近,,,,,,有报道称三星和苹果将在其智能可衣着装备上集成拉曼无创血糖检测手艺。。。。。。三星近几年和MIT研究组相助,,,,,,从揭晓的果真学术文章看,,,,,,已经进入临床实验阶段。。。。。。曾有报道称苹果公司招募过C8 Medisensors公司的前员工,,,,,,以此推测苹果很有可能在继续生长可衣着拉曼手艺的蹊径,,,,,,但详细希望不得而知。。。。。。 虽然基于拉曼手艺的无创血糖监测仪器在原理上是可行的,,,,,,并且在已往十多年内虽然有许多拉曼血糖检测的学术文章报道,,,,,,检测精度在一直提高,,,,,,但尚未有乐成的获得医疗器械资格的仪器泛起,,,,,,说明相关产品研发的难度确实较大。。。。。。 仪器信息网:您对可检测血糖的智能手表这项手艺的未来生长怎样看待? 王博士:如上一个问题所讲,,,,,,这个手艺自己保存一定的手艺难度,,,,,,并且在可衣着装备上集成低功耗的小型化拉曼光谱仪在工程上的难度也较大,,,,,,但随着深度学习手艺的飞速生长和大数据的一直积累,,,,,,未来基于卷积神经网络的算法可能会替换目今拉曼葡萄糖浓度直接量化算法或者回归量化算法,,,,,,使得智能衣着装备的高精度无创血糖丈量成为可能。。。。。。 附:王成铭博士讲座回首:《光学无创手艺在临床检测中面临的挑战与未来》 在临床医学实践中,,,,,,医疗影像(MRI、超声、CT)和病理切片对疾病的诊断起着至关主要的作用,,,,,,而基于光与生物组织的散射、吸收、相关、偏振效应的光学无创要领,,,,,,很有希望成为相同影像学和病理学之间的主要桥梁。。。。。。本次聚会报告对光学无创要领举行概述,,,,,,着重探讨其在现实临床应用中面临的难题和挑战,,,,,,从生长的角度探讨手艺的未来生长趋势和临床应用远景。。。。。。