（來源：MIT News）

對于全球超過 5 億糖尿病患者來說，每天用針扎破皮膚測血糖，仍然是監(jiān)測病情的主流方式。幾十年來，市場上不斷有人宣稱無創(chuàng)測血糖時代就要來了，但真正可行的技術(shù)始終沒有出現(xiàn)。

近日，麻省理工學(xué)院（MIT）研發(fā)了一種無創(chuàng)血糖監(jiān)測新方法，有望讓糖尿病患者擺脫每天多次指尖采血的痛苦。

研究團(tuán)隊利用拉曼光譜技術(shù)（Raman spectroscopy）——一種通過近紅外光或可見光照射組織、從散射光中解析其化學(xué)成分的技術(shù)——開發(fā)出了一款鞋盒大小、無需任何針頭的血糖測量設(shè)備

在對一名健康志愿者的測試中，該裝置給出的血糖讀數(shù)與目前商業(yè)化的連續(xù)血糖監(jiān)測儀（CGM）相當(dāng)，而后者需要在皮下植入傳感線。雖然研究中展示的設(shè)備暫時仍過于龐大，不適合作為可穿戴傳感器使用，但團(tuán)隊已經(jīng)研發(fā)出可穿戴版本，目前正在進(jìn)行小規(guī)模臨床測試。

“長期以來，指尖采血一直是測量血糖的標(biāo)準(zhǔn)方法，但沒有人愿意每天、甚至每天多次扎手指。許多糖尿病患者因此檢測不足，可能引發(fā)嚴(yán)重并發(fā)癥。” 論文資深作者、MIT 研究科學(xué)家 Jeon Woong Kang 表示，“如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的無創(chuàng)血糖監(jiān)測，幾乎所有糖尿病患者都會從中受益?！?/p>

論文第一作者為 MIT 博士后 Arianna Bresci。其他作者包括 MIT 激光生物醫(yī)學(xué)研究中心（LBRC）主任、MIT 生物工程及機(jī)械工程教授 Peter So，以及韓國生物科技公司 Apollon Inc. 的 Youngkyu Kim 和 Miyeon Jue。論文發(fā)表于 Analytical Chemistry。

無創(chuàng)血糖監(jiān)測的突破

目前，大多數(shù)糖尿病患者通過采血并使用血糖儀監(jiān)測血糖；也有部分人使用可穿戴式連續(xù)血糖監(jiān)測儀，但這類傳感器需插入皮下，不僅可能引起皮膚刺激，還需每 10 到 15 天更換一次。

為了開發(fā)讓患者更舒適的可穿戴血糖監(jiān)測技術(shù)，MIT 激光生物醫(yī)學(xué)研究中心多年來一直探索基于拉曼光譜的無創(chuàng)傳感器。

2010 年，該中心研究人員曾展示，借由比較皮膚細(xì)胞間液的拉曼信號與血糖參考值，可以間接估算血糖濃度，但這種方法難以轉(zhuǎn)化為實(shí)用設(shè)備。

最近，團(tuán)隊實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性突破：他們找到了直接從皮膚檢測葡萄糖拉曼信號的方法。通常情況下，葡萄糖信號在組織中所有分子的復(fù)雜信號中極其微弱，難以辨識。但 MIT 研究人員通過以特殊角度照射近紅外光并從不同角度采集散射光，過濾掉了大量干擾信號，使葡萄糖信號脫穎而出。

最初實(shí)驗設(shè)備約為臺式打印機(jī)大小。研究人員隨后持續(xù)縮小設(shè)備尺寸。

在最新研究中，他們通過分析拉曼光譜中的三個特定波段（對應(yīng)葡萄糖特征與背景信號），成功進(jìn)一步減小設(shè)備體積。

典型拉曼光譜包含約1,000 個波段，但團(tuán)隊證明：只需測量其中3 個關(guān)鍵波段，就能準(zhǔn)確推算血糖濃度。這使得設(shè)備的硬件顯著簡化，由此實(shí)現(xiàn)了如今鞋盒大小的成本更低的小型化儀器。

“通過不再采集整個光譜（其中大部分信息是冗余的），我們將分析范圍縮小到大約一千個波段中的三個。” Bresci 解釋說，“這讓我們可以替換傳統(tǒng)拉曼設(shè)備中體積大又昂貴的組件，在節(jié)省空間、時間和成本的同時保持準(zhǔn)確性?！?/p>

朝可穿戴傳感器邁進(jìn)

在 MIT 臨床轉(zhuǎn)化研究中心（CCTR）的一項臨床研究中，研究團(tuán)隊使用新設(shè)備在四小時內(nèi)持續(xù)測量一名健康志愿者的血糖。當(dāng)受試者將手臂放在裝置上時，近紅外光通過小型玻璃窗口照射皮膚并完成測量。

每次測量僅需 30 余秒，并每 5 分鐘記錄一次。

研究期間，受試者兩次飲用 75 克葡萄糖飲料，使研究人員得以觀察血糖的劇烈變化。結(jié)果顯示，該拉曼設(shè)備的測量精度與受試者佩戴的兩款商業(yè)化侵入式連續(xù)血糖監(jiān)測儀相近。

在完成上述研究后，研究人員開發(fā)了更小的新原型，體積接近一部手機(jī)，目前正在 MIT CCTR 對健康人群及前期糖尿病患者進(jìn)行可穿戴測試。

明年，他們將與當(dāng)?shù)蒯t(yī)院合作開展更大規(guī)模的臨床研究，納入糖尿病患者。同時，團(tuán)隊還在研發(fā)手表大小的版本，并積極探索在不同膚色人群中的測量精度優(yōu)化方法。

https://news.mit.edu/2025/noninvasive-imaging-could-replace-finger-pricks-diabetes-1203