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拉曼光譜未來將應用于無創血糖檢測

作者:拉曼光譜儀產品 日期:2021-05-12 14:59:40 點擊數:

拉曼光譜未來將應用于無創血糖檢測(圖1)

拉曼光譜未來將應用于無創血糖檢測

近期三星及蘋果公司有報道稱正在研發的可檢測血糖的智能穿戴設備進行報道,據悉,這兩家公司最新款的智能手表可能將借助光學傳感器,采用拉曼光譜法進行人體血糖無損檢測。

   在血糖無創檢測的諸多光學方法之中,拉曼光譜法因其能檢測葡萄糖的特征譜,是未來最有希望實現高精度測量血糖濃度的方法之一。

 拉曼光譜未來將應用于無創血糖檢測(圖2)

使用激發光照射皮膚后收集得到的拉曼光譜(經皮測量)可以反映出皮膚組織中的許多化學物質,例如真皮內的膠原蛋白,真皮下脂肪中的三油酸甘油酯,表皮角質層的膠質蛋白,皮膚血管中的血紅蛋白,以及分布于組織液和血液中的葡萄糖等。在血糖無創檢測的諸多光學方法之中,拉曼光譜法因其能檢測葡萄糖的特征譜,是未來最有希望實現高精度測量血糖濃度的方法之一。

麻省理工學院(MIT)在使用拉曼光譜測量無創血糖已研究了20多年,他們系統研究了皮膚拉曼光譜的成分、經皮血糖探測的定量化分析和矯正算法、動物血糖測量臨床實驗等等。去年三星和MIT研究人員在SCIENCE ADVANCES雜志上發表了最新的無創血糖檢測的研究,通過對豬的活體葡萄糖鉗制實驗,從豬耳的拉曼信號圖中直接觀測到了葡萄糖的拉曼特征峰及其隨血糖濃度的變化,這終結了長久以來關于拉曼光譜測量得到的是否是真實的葡萄糖濃度信號的爭論,也為這項技術的應用帶來一大突破。

  這個技術本身存在一定的技術難度,并且在可穿戴設備上集成低功耗的小型化拉曼光譜儀在工程上的難度也較大,但隨著深度學習技術的飛速發展和大數據的不斷積累,未來基于卷積神經網絡的算法可能會替代當前拉曼葡萄糖濃度直接量化算法或者回歸量化算法,使得智能穿戴設備的高精度無創血糖測量成為可能。

拉曼光譜未來將應用于無創血糖檢測(圖3)



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