糖尿病是一種非常常見(jiàn)的疾病妇智，根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，全世界有 4.22 億人患有糖尿病辟癌。類似刺破手指進(jìn)行每天測(cè)量的方式，繁重而痛苦荐捻。

盡管近年來(lái)已經(jīng)有一些用于測(cè)量血糖的非侵入式的可穿戴設(shè)備上市黍少，但一來(lái)它們通常價(jià)格昂貴，二來(lái)它們依賴于直接采樣处面。

今天向大家介紹一種新型的非侵入性和低成本的解決方案——電子鼻厂置，它可以根據(jù)人的呼吸測(cè)量血糖水平。這項(xiàng)研究發(fā)表在 6 月 7 日的 IEEE Sensors Journal 上魂角。

文章介紹昵济，電子鼻可以實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析空氣中的化學(xué)物質(zhì)，這種設(shè)備可以廣泛用于威士忌檢測(cè)、農(nóng)作物檢測(cè)访忿、肺癌檢測(cè)等瞧栗。而采用類似的技術(shù)測(cè)量人的呼吸中的葡萄糖水平，則是一個(gè)令人興奮的研究方向海铆。雖然葡萄糖不會(huì)在呼氣中呼出迹恐，但呼出氣中丙酮和其他酮的濃度與人體代謝狀況有關(guān)。

△ Nos.e 在 CEBIT 2019 對(duì)不同的威士忌樣品進(jìn)行了分析和鑒定 | 悉尼科技大學(xué)

這個(gè)項(xiàng)目的研究團(tuán)隊(duì)由來(lái)自喬治梅森大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系的教授李啟良領(lǐng)隊(duì)卧斟，南京醫(yī)科大學(xué)呼吸系教授周向東博士也參與其中殴边。他們創(chuàng)造的電子鼻可以識(shí)別呼出氣體的氣味，其中含有一定水平的丙酮和其他酮珍语，而氣味是血液中葡萄糖水平的指標(biāo)锤岸。這種設(shè)備未來(lái)可以用于無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛板乙、低成本和頻繁的糖尿病檢測(cè)能耻。

設(shè)備包含 12 個(gè)不同的化學(xué)傳感器陣列和一個(gè)微處理器，當(dāng)電子鼻嗅到呼出的氣息時(shí)亡驰，化學(xué)傳感器會(huì)向微處理器發(fā)送電響應(yīng)晓猛，微處理器將信號(hào)處理成數(shù)字信息。然后凡辱，基于數(shù)據(jù)庫(kù)分析數(shù)字信息戒职，輸出血糖水平的數(shù)據(jù)。

△ 左：金屬氧化物（MOX）氣體傳感器陣列透乾，右：實(shí)驗(yàn)中使用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

研究人員收集了 41 名研究參與者的呼吸樣本洪燥，通過(guò)一系列機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練電子鼻，直到他們找到可以檢測(cè)葡萄糖水平的模型組合乳乌。一個(gè)人的呼吸準(zhǔn)確度為 90.4% 捧韵，血糖濃度的平均誤差為 0.69 毫摩爾/升(mmol/L)。

李啟良指出汉操，盡管電子鼻系統(tǒng)不直接通過(guò)血液測(cè)量血糖水平再来，但它有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它可以無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛磷瘤、低成本地測(cè)量血糖水平芒篷，它可以密切監(jiān)測(cè)糖尿病患者的血糖水平，特別是對(duì)于高血糖患者和經(jīng)常需要胰島素藥物治療的 1 型患者而言采缚。

研究團(tuán)隊(duì)還有意為化學(xué)傳感器陣列設(shè)計(jì)一種新芯片针炉，以創(chuàng)建更精確的電子鼻。此外扳抽，樣本庫(kù)也有望增加篡帕，通過(guò)招募更多具有不同體重指數(shù) (BMI)殖侵、生活方式和飲食習(xí)慣的患者進(jìn)行測(cè)試，建立一個(gè)全面的呼氣和葡萄糖水平數(shù)據(jù)庫(kù)镰烧，這對(duì)于檢測(cè)的精確性會(huì)有所幫助拢军。

灣里簡(jiǎn)評(píng)：

用于測(cè)量血糖的連續(xù)非侵入式（CGM）可穿戴設(shè)備一直是業(yè)界關(guān)注的一個(gè)重要方向，無(wú)論是有醫(yī)療背景的小團(tuán)隊(duì)拌滋，還是已經(jīng)在布局?jǐn)?shù)字健康事業(yè)的大公司朴沿，都在積極的參與。

醫(yī)療保健巨頭雅培第一次登上科技盛會(huì) CES 2022 的主題演講舞臺(tái)败砂，向人們兜售其構(gòu)建醫(yī)療健康與數(shù)字技術(shù)融合的偉大理想赌渣。其連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)（CGM）系統(tǒng)——FreeStyle Libre 和 Libre Sense 僅 2021 年第三季度就為雅培貢獻(xiàn)了接近 10 億美元的銷售額。

> 延伸閱讀：用于葡萄糖連續(xù)監(jiān)測(cè)的 10 種可穿戴設(shè)備大盤點(diǎn)

蘋果健康服務(wù)供應(yīng)商 Rockley Photonics 的血糖傳感器目前已在測(cè)試階段昌犹，預(yù)計(jì)會(huì)在 2023 年推出并應(yīng)用在一些廠商的智能手表中坚芜。

華為今年將開展三大全新健康研究，分別是創(chuàng)新血糖斜姥、肺功能健康及高原健康管理鸿竖。而在血糖研究領(lǐng)域，華為在有創(chuàng)铸敏、微創(chuàng)缚忧、無(wú)創(chuàng)技術(shù)上多路徑探索，帶來(lái)更便捷杈笔、舒適的高血糖風(fēng)險(xiǎn)篩查和管理闪水。

相比之下，電子鼻的研究尚屬于早期蒙具，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到商業(yè)化階段球榆。而正是因?yàn)闃I(yè)界對(duì)于「非侵入性葡萄糖傳感器」的濃厚興趣，才會(huì)讓我們對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性的夸大其詞的描述有了生理免疫禁筏。我們與那些糖尿病技術(shù)專家們和行業(yè)分析師們一樣持钉，仍然相信非侵入性設(shè)備的巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

主筆：周全 / 深圳灣

編輯：陳述 / 深圳灣

題圖來(lái)源：Ground Truth