传统的血糖测量往往需要穿透皮肤组织,给患者带来不小的痛苦。无创血糖测量技术则避免了这种痛苦,并且给糖尿病患者带来了极大的便利。其主要是通过各种波长的光对体内葡萄糖浓度的特异性响应来间接估计血糖水平。
无创血糖测量的光学方法主要有近红外光谱技术、光热偏转法、旋光法、拉曼光谱法。近红外光谱技术是由于葡萄糖分子在近红外(750~2500 nm)波段有明显的吸收峰,而该波段的光穿透生物液体和组织的能力较强,则可用光电探测器来检测透射光或者反射光的光强,从而来衡量血糖浓度。


反射法 透射法
光热偏转法中采用中红外(2500~10000 nm)波段的光。中红外的光照射到皮肤上会导致葡萄糖分子振荡,因此皮肤会产生少量热量,传递到接触晶体上,产生热透镜效应。热透镜效应则会造成探测光束发生位置的偏移。用位置探测器PSD来测量偏转角,偏转角的值可间接反应葡萄糖的浓度。

旋光法是基于葡萄糖分子的旋光性,当偏振光照射到葡萄糖分子时,入射光的偏振平面发生一定旋转,当偏振分析仪的偏振轴与电场的旋转角度匹配时,光电探测器将检测到最大强度的光,其旋转角度与葡萄糖浓度有关。该方法测量的血糖值是人眼中角膜与虹膜之间的房水葡萄糖浓度。
拉曼光谱法是基于光的散射,当用激光照射人体组织时,葡萄糖等分子会产生特定的拉曼散射光谱,光电二极管可接收这些散射光进行数据分析。葡萄糖拉曼峰值的强度与葡萄糖浓度呈线性关系。

除此之外,还有光学相干断层成像法(OCT)、光声光谱法等光学方法。
非光学方法中的代谢热整合法也有部分参数需要依靠光学方法来进行测量。代谢热整合法是根据人体代谢产生的热量来对血糖值进行计算。与人体代谢有关的参数有温度、湿度、血液流速、脉搏以及血氧饱和度,采用温度传感器、湿度传感器、光学测量装置等装置对这些参数进行测量,其中血氧饱和度需要依赖光学测量装置来测量。

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- OSI dual emitter/matching photodetector series
