mμSORS无创血糖仪登《自然代谢》 无需校准，通用精准！

      无创血糖检测关乎到全球数亿糖尿病患者的生活质量，能够彻底改变糖尿病的管理方式，是一个极具前景的话题，麻省理工学院（MIT）早在上个世纪90年代就开始研究，在这数十年里，国内外的无数团队和企业都投身其中，其中也包括苹果、三星、华为这样的龙头企业。但人体之间存在显著生理差异，且人体活动环境干扰因素众多，虽各家耗资无数，尝试了各种技术路线，然而无创血糖检测的准确性始终是一个无法突破的瓶颈，通用性也是一个难以逾越的障碍。因此，开发一种满足医学级需求的无创血糖检测方案，无疑充满重重挑战。

      2025年春节后开工第一天晚上6点，上海近观科技有限责任公司与上海交通大学医学院附属瑞金医院内分泌科王卫庆教授团队合作，在顶级期刊《自然代谢》（Nature Metabolism）上发表的题为“Subcutaneous depth-selective spectral imaging with mμSORS enables non-invasive glucose monitoring”的研究论文正式在Nature出版社官网上线。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s42255-025-01217-w

      瑞金医院官方微信公众号第一时间发布相关报道：“和扎手指说拜拜！瑞金医院重磅发布，无创血糖检测来了”，瞬间引发广泛关注，被多家媒体平台转发报道，相关话题一天内冲上同城搜索榜首、百度和微博热搜前十。

     审稿期间,期刊主编Christoph Schmit博士和负责审稿的拉曼光谱专家Andreas Birkenfeld教授、以及糖尿病医学专家Ioan Notinghe教授和Eric Renard教授等多位审稿人分别对此工作给予了“读者受众广、光学系统设计新颖、首次实现了直接人体无创检测的重要跨越、临床数据量大且结果令人信服”等等高度评价。

    同日，Nature Metabolism的News&Views栏目发表德国糖尿病研究中心Andreas L. Birkenfeld教授和慕尼黑工业大学Vasilis Ntziachristos教授合写的题为：“A future without needles: non-invasive glucose measurements in patients with diabetes”的专家点评论文。其认为无创血糖的实现难度大的原因是人体皮肤是一个复杂的屏障，通常皮肤各层被激发的信号混合在一起，使得采用传统透皮光学手段进行血糖水平检测的准确性遭遇瓶颈。中国的医工合作研究提出的深度选择性mμSORS技术，可以选择性探测皮肤血管区域的拉曼光谱，进而大大提高人体无创血糖水平检测的准确性。大量的临床数据足以证实其原理的可行性，在实现无针的无创血糖检测的艰难过程中，迈出了令人信服的一大步。（本文后附点评全文翻译）

专家点评论文链接：https://www.nature.com/articles/s42255-025-01221-0

      上海近观科技有限责任公司（简称“近观科技”）专注于基于光谱技术的无创血糖仪产品的研发。目前所报道的基于深度可选的多重微空间偏移拉曼光谱成像技术（mμSORS）是国际领先的无创血糖检测方案。论文中所展示的技术原理已经由近观科技研制出产品样机。在使用过程中，只需将任意一只手的手部大鱼际部位贴合在我们的无创血糖仪上几分钟，即可精准测量血糖，全程无痛无创！

     该产品样机凭借其卓越的通用性和便捷性，实现了多人通用、即来即测的目标，无需任何个人数据的输入或繁琐的指尖采血校准，仅需将手掌贴合在机器上几分钟，即可快速、准确地完成血糖检测。更令人欣喜的是，它适合所有年龄段、肤色和体型的人群，满足人员流动较大的医院、社区和养老机构等场所的应用需求，有望让糖尿病管理变得简单、轻松、安全！

      在过去的一年多时间里，产品样机已受到国内外政要、众多学术和产业生态内龙头企业有关领导和专家们的调研和体验。截至目前，已经完成数几百位人员的血糖检测体验和反馈，也受到央视新闻联播、朝闻天下、上海电视、第一财经、东方财经等媒体的报导，引发了大众对血糖健康的了解和关注，受到了各界人士的共同期待。

      该产品的研发期融合了临床医学、工程器械及数据算法等多学科领域的前沿技术。

     瑞金内分泌专家王卫庆教授（研究论文最后通讯作者）表示：“mμSORS无创血糖检测技术的成功研发，是医工交叉合作的经典案例，也是无创血糖检测领域的重大突破。我们相信，这项技术将极大地提高糖尿病患者的依从性和生活质量，为糖尿病管理带来革命性的变化。”

      近观科技CEO、医疗器械专家梅仲涛博士表示：“无创血糖仪作为III类医疗器械，获得国家药监局的批准也是一个漫长且严格的过程，这进一步增加了开发的难度。但我们为了确保设备安全有效，在2022-2024年间，近观科技的技术团队与瑞金医院的临床团队密切合作，通过三项临床研究，共计收集265位受试者30多万套由金标准静脉血血糖值所标定的-mμSORS光谱数据，进行算法解析和建模。虽然这一过程耗时且成本高昂，我们一直秉持着对患者负责的态度在做研发。”

      近观科技算法专家周琳博士（研究论文共同通讯作者之一）表示：“我们对临床研究所获得数据的算法分析，完全基于独立受试者来进行， mμSORS无创血糖检测仪的检测值与静脉血血糖值的绝对误差平均值（MARD）仅为14.6%，99.4%的检测值落在临床可接受区（CEG A+B），该结果无需个体数据进行校准或者建模，这是该无创血糖检测技术通用性和准确性的数据佐证，也是该无创血糖仪产品能走向实际应用的最好证明。”

      总体来讲，与现有的无创血糖检测技术或产品相比，我们研制的无创血糖仪具有多人通用、无需个人数据校准、准确性达到国际标准的三大优势。

      近观科技董事长、首席科学家陈昌研究员（研究论文共同通讯作者之一）表示：“近几十年来，国内外从事无创血糖检测的学术团队和大小企业前赴后继，相关研究也一直是技术界的热点，是大家争相攀登的生物传感领域的“珠穆朗玛峰”，各种技术路线层出不穷。理想的无创血糖要做到快速准确、无需校准、使用方便、价格便宜等等。然而人体是复杂，有个体差异，一个人不同时间的生理变化差异，还有组织的分子水平的复杂度等等因素，导致无创血糖的实现很难。透皮检测是其中最直接的路劲，但要克服两个关键科学问题：1、能穿透到合适的皮下深度的精准性，2、能有直接识别葡萄糖分子的特异性。我们在解决这些科学问题上积累了10年的技术研究，同时也幸得瑞金医院内分泌科王教授的临床研究的3年的全力支持，我们才能真正地完成系统的科学原理验证，打通了迈向无创血糖检测的路径。原理问题解决了，接下来就是小型化和降本等问题了，需要时间和资源，我们在继续努力”。

      芯片技术能够提供高精准、大规模化以及低成本的制造，是将大型医疗器械或科学仪器推向消费电子市场的有力途径。近观科技作为一家运用集成电路芯片技术和生物技术相结合的跨界高科技企业，正在进一步筹集资金研发基于硅光芯片技术的便携式、甚至可穿戴的无创血糖仪，未来将为患者提供更经济和微型的无创血糖管理方案。这种技术路线的科学原理是近观科技的另一项题为：“Scalable Miniature On-chip Fourier Transform Spectrometer For Raman Spectroscopy”的突破性进展，初步成果已在arxiv.org公开。

https://arxiv.org/abs/2411.01196

      了解更多信息，欢迎关注近观公众号，或邮件联系我们（public@photonicview.com）。

告别针头：糖尿病患者的无创血糖检测时代来临

Andreas L. Birkenfeld & Vasilis Ntziachristos

      人体皮肤是一道精妙而复杂的屏障，其结构层次分明，成分各异。然而，这种复杂性却给基于传统光学的无创检测带来了极大挑战。光学技术在穿透皮肤时，由于皮肤各层被激发的信号混合在一起难以分离，使其难以实现准确的无创血糖检测。该研究提出的深度选择性mμSORS技术通过精准探测皮肤血管区域的拉曼光谱，巧妙地克服了传统光学手段在穿透复杂皮肤层时所面临的挑战，从而显著提升了无创血糖检测的准确性。

      自1999年以来，连续血糖监测（CGM）技术彻底革新了糖尿病的管理方式，从最初笨重的专业设备发展为指尖采血、再到如今采用微针技术的微创实时监测设备，极大地提升了患者的使用体验。然而，这些微针设备测量的是组织间液中的葡萄糖，而非血液中的葡萄糖。这一测量方式存在以下局限性：首先是当血糖水平波动时，葡萄糖从毛细血管扩散到组织间液需要一定的时间，导致监测结果出现延迟；然后是由于水分变化引起的组织间液体积波动，会对葡萄糖浓度的定量准确性构成挑战。因此，尽管CGM技术取得了显著进展，但血糖检测技术仍有很大的改进需求。

      CGM的下一个时代是无创血糖检测。近年来，这一领域已得到广泛探索，尤其是拉曼散射光谱技术，因其超高的分子（如葡萄糖）特异性而被认为是最有潜力的无创血糖检测技术。然而，与能够通过时间门控技术高分辨率解析深度信息的光声技术相比，包括拉曼光谱在内的光学方法通常收集的是被激发区域的平均信号，这导致来自不同深度的微血管、组织液和皮肤组织的信号混合在一起，从而显著限制了光学无创血糖检测方法的准确性。在本研究中，作者通过采用深度选择性拉曼光谱技术，提高了对富含血管的皮肤层信号的探测能力，从而显著提升了基于拉曼光谱的无创血糖检测的准确性。

      空间偏移拉曼光谱（SORS）技术是一种新兴的拉曼散射光谱技术，通过信号探测器与入射光焦点之间产生一定的空间偏移距离，来提高深层信号的探测能力。其原理是：当激光照射到被测物质的表面时，大部分光子会在表面发生散射；其中一部分散射光子会经历多次散射后到达物质的更深层，并最终从距离激发点较远的位置返回到表面而被探测。在本研究中，作者通过5个不同偏移距离的多重微空间偏移拉曼散射技术（mμSORS，即multiple μ-spatially offset Raman spectroscopy），较大偏移距离的光纤环可以实现富含血管皮肤层的拉曼信号的探测，同时有效抑制来自皮肤表面信号的干扰，从而显著提高无创血糖检测的准确性。

      本研究通过一项包含230名有糖尿病和无糖尿病参与者的临床研究，在其5小时的口服葡萄糖耐量试验（OGTT）过程中不同时间点的mμSORS无创血糖检测值与静脉血血浆葡萄糖值进行了同步对照分析，它们之间的平均绝对相对误差为14.6%，且99.4%的无创检测值落在共识误差网格的临床可接受区，这表明该无创检测技术具有强大的血糖检测能力。最佳检测结果来自皮肤富含毛细血管的真皮-表皮交界（DEJ）处。此外，作者还展示了mμSORS技术无需个体数据进行校准或模型训练即可进行血糖检测，具有很好的通用性。测量精度在葡萄糖浓度的生理范围内结果相近，并且准确性与受试者的性别、肤色或测量左右手无关，这为该技术的无创血糖检测原理及其临床应用潜力提供了证据。

      尽管mμSORS无创血糖检测展现出巨大的潜力，但要使其广泛应用于糖尿病患者群体，仍有一些改进空间。首先，该技术在预测低血糖（≤4 mmol/L）时的准确性有所下降，而低血糖是一项关键的临床需求。其次，mμSORS的测量时间较长，每次测量大约需要8分钟，这不仅限制了其在快速血糖波动（尤其是低血糖事件）监测中的应用，还可能受到患者运动和其他生理变化的影响，从而降低检测的可信度。此外，较弱的拉曼散射信号不仅增加了信号采集的难度，还可能对设备的灵敏度和可靠性提出更高要求，这一问题可能需要通过进一步的增强信号强度或提高信噪比创新技术来解决。目前，mμSORS设备的体积类似于台式电脑大小，这限制了其在家庭或外出时使用的便携性。最后，为了在全球范围内推广mμSORS技术，需要在更多不同肤色的人群中进行准确性验证。

      总体而言，mμSORS在无创血糖检测领域迈出了重要的一步，其在皮肤分层特异性检测方面的优势尤为突出。此前，本刊报道的深度门控中红外光声传感器（DIROS）首次展示了利用富含血管的皮肤层进行分层特异性检测血糖的概念，与之相比，mμSORS的分层特异性较弱。这主要受限于两个生物物理现象：一是该技术依赖于光子在组织中的散射，使得分层分辨率显著下降，mμSORS的深度分辨率与DIROS相比至少低一个数量级；其次，光学深度分辨率对个体的皮肤光学特性极为敏感，这些特性可能因人而异，或随水分和其他参数的变化而变化，从而引入额外的变异性。尽管如此，本研究的结果仍有力的展示了mμSORS进行无创血糖检测的能力，并预示了从目前的微创CGM技术向无创检测方法转变的可能性。

      综合来看，通过在糖尿病患者和非糖尿病人群中的概念验证，本研究证实了mμSORS技术将无创血糖检测提升到了一个新的水平。尽管在某些方面（如低血糖范围内的准确性、测量时间和设备尺寸）仍需进一步优化，但所展示的数据表明，本研究是朝着数亿糖尿病患者未来告别针头、踏入非侵入性无创血糖检测新时代迈出的坚实一步。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s42255-025-01217-w

专家点评：https://www.nature.com/articles/s42255-025-01221-0

瑞金官微：和扎手指说拜拜！瑞金医院重磅发布，无创血糖检测来了 (qq.com)

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