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无创血糖 | 基于红外光谱光热偏转原理的无创血糖检测~德国DiaMonTech
36 丨19小时前
许多非侵入式血糖测量方法因不够准确而失败:泪液、唾液或汗液等体液中的血糖值与血液中的血糖值相关性不足。皮肤液体(间质液,ISF)的情况则有所不同,在血液供应良好的部位对ISF进行的测量与血液中的实际血糖值非常吻合。
DiaMonTech(德国)成立于2015年,此前在法兰克福歌德大学(Goethe University Frankfurt)进行了多年的研究。基于这些研究,该公司开发了一款非侵入式血糖仪D-Base,并于2019年获得CE医疗器械认证。
这款设备基于红外光谱技术(光热偏转原理),量子级联激光器将波长在 8 至 11μm 之间的红外脉冲辐射到深层皮肤。
这些波长的脉冲穿过传感器元件,激发葡萄糖分子进行短暂振荡,在快速弛豫的同时,少量热量释放到环境中,导致皮肤表面温度略有升高。
在传感器元件(内部反射元件 - IRE,internal reflection element )中,热梯度会产生热透镜效应。红色激光二极管的测试光束在穿过 IRE 时,会被热透镜偏转。
偏转由位置敏感光电二极管测量,设备根据偏转值计算葡萄糖浓度。
目前,DiaMonTech正在进行其手持式产品D-Pocket的临床研究,未来愿景是做成腕戴式的产品D-Band。
DiaMonTech提交的专利申请WO2021239263A1/CN116113820A公开了一种用于检测材料中分析物(如人体皮肤中的葡萄糖)的装置及方法。
装置是一个具有弯曲接触面的测量体,该接触面与被测材料热或压力接触以传递吸收激发辐射产生的热波或压力波。激发辐射源向材料照射特定波长(如5-13μm)的光使其吸收。
检测光源发出光束,该光束穿过测量体并在弯曲接触面发生反射。当热波或压力波传入测量体时,会引起折射率变化,导致反射的检测光束路径发生偏转。探测器通过测量该偏转程度(如偏转角度)来分析材料内分析物的含量。
测量体的接触面在光束反射区域沿至少一个主方向具有特定曲率(曲率半径约5-30mm),可设计为凹面或凸面;检测光路经过优化,例如光束以较大角度(≥5°)撞击测量体出射面以增强折射效应,并可能集成了聚焦或准直柱面透镜来优化光束形状和探测器灵敏度。
装置可选配小型化接触突起(面积可小于0.05cm²,如锥形或脊状结构)以提高激发光在材料中的局域性,以及压力传感器和夹持机构来确保稳定的接触压力。
激发光路也可能被设计为穿透测量体,通过特定的入射角控制(如在84°-89°范围撞击入射面)提升照射效率。
相关方法操作与上述装置原理一致,均基于激发-热/压力波传递-检测光束偏转测量的流程实现分析物检测。
杜塞尔多夫