血糖監測是健康管理的關鍵，尤其對于全球超過5億的糖尿病患者而言。糖尿病患者通常需要一天多次檢測自己的血糖水平。然而，傳統的指尖采血會引起疼痛和感染風險，從而降低患者的治療依從性，并影響其生活質量。
近年來，微創連續血糖監測技術逐漸興起，利用植入傳感器來測量間質液中的葡萄糖水平。但是這些傳感器需要持續貼在患者身上，造成一定的活動不便。因此，亟需一種能夠真正實現無創血糖監測的實際解決方案。
迄今，在包括離子電泳、透皮阻抗光譜、光聲光譜和紅外光譜在內的各種無創血糖監測方法中，拉曼光譜方案憑借其通過光譜信息以高特異性直接鑒定葡萄糖分子，以及深入人體皮膚的可選擇波長而備受期待。最近開發的拋物面鏡反射拉曼光譜、共聚焦拉曼光譜和空間偏移拉曼光譜（SORS）在無創血糖檢測應用中顯示出了令人鼓舞的結果。
然而，這些拉曼光譜方法需要特定的訓練來為每個用戶建立適當的數學模型，在實際應用中需要引入額外的程序。此外，皮膚表面廣泛而強烈的熒光背景信號也為拉曼光譜測量的魯棒性和準確性提出了挑戰。因此，利用拉曼光譜法減少深層葡萄糖信號采集時皮膚表面的信號干擾，是將其應用于臨床無創血糖監測的必要條件。
近幾十年來，無創血糖檢測技術逐漸成為研究熱點，但一直面臨著準確性和通用性的巨大挑戰，被譽為生物傳感領域的“珠穆朗瑪峰”。
據麥姆斯咨詢介紹，近期，上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院國家內分泌代謝病臨床研究中心王衛慶教授團隊與瑞金醫院醫學芯片研究所及上海近觀科技的陳昌研究員團隊開創性的提出了一種被稱為“多重微空間偏移拉曼散射光譜（mμSORS）”的無創血糖檢測技術，使糖尿病患者可以避免指尖采血或抽血測血糖等傳統侵入性方法。糖尿病患者只需將手掌輕輕貼在檢測設備上，就能準確測量血糖水平，告別有創血糖檢測帶來的疼痛和感染潛在風險。
上述研究成果已經以“Subcutaneous depth-selective spectral imaging with mμSORS enables noninvasive glucose monitoring”為題發表于《自然·代謝》（Nature?Metabolism）期刊。
研究團隊首先通過光學相干斷層掃描（OCT）技術確定人體大魚際表皮厚度的分布范圍，針對性的研發出mμSORS無創血糖檢測技術。這種基于多重拉曼光譜成像的新技術，不僅可以實現具有高空間分辨率的皮下不同深度的同步探測，并能有效降低表皮的背景信號干擾，極大提高血糖檢測的信噪比。
（a）muSORS系統原理圖，（b）人體大魚際表皮厚度muSORS檢測示意圖。
第一階段，研究團隊通過系統性探索研究，確定無創血糖檢測的最佳探測深度來自富含攜帶血糖信息的組織液和毛細血管的真皮-表皮交界處（DEJ）或其下方，并證實mμSORS能以完全無創的方式有效采集到人體血糖相關的拉曼光譜信號，且在解析算法中發現提取出的主要因子的光譜與葡萄糖的拉曼光譜具有高度的一致性。
35名受試者在人類初步基礎實驗研究（BESH）中mμSORS光譜與血糖水平的相關性
基于獨立測試數據集的血糖預測
為了進一步驗證該無創血糖檢測技術的準確性和通用性，第二階段，研究團隊通過針對200例糖尿病和30位正常健康人群的臨床研究，共收集30多萬套由金標準靜脈血血糖值所標定的mμSORS光譜數據集，并進行血糖預測模型建模及分析，證實mμSORS無創血糖檢測值與靜脈血血糖值之間絕對誤差的平均值MARD為14.6%，無創血糖檢測值落在共識誤差網格臨床可接受區CEG（A+B）的占比高達99.4%。
更令人振奮的是，這項技術無需個體校準，即來即檢，適用于不同年齡、膚色和肥胖的人群，為未來大規模應用奠定了很好的通用性基礎。
展望未來，盡管該研究已經取得了初步的重要成果，但仍有一些挑戰需要克服。例如，該系統的預測精度仍有限，需要更多的數據來提高模型的準確性。此外，該系統還需要進一步改進以降低激光功率需求，并減少噪聲干擾。在未來的研究中，研究團隊將克服這些挑戰，期待mμSORS系統能夠被廣泛應用于臨床實踐，為糖尿病患者提供更加方便且精確的無創血糖監測服務。
https://doi.org/10.1038/s42255-025-01217-w
延伸閱讀：
《蘋果在無創血糖監測領域的發明專利與產業布局分析》
《基于拉曼光譜的血糖監測專利態勢分析-2024版》
《雅培輔理善瞬感持續血糖監測傳感器產品分析》
《糖尿病管理技術及市場-2025版》
