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《Science》子刊:隔空测血糖!首创、高度灵敏、可穿

作者:admin     发布时间:2020-06-18 03:08 点击数:

糖尿病是一种慢性病,影响了全球超过8.5%的人口。定期监测血糖水平(BGL)对于控制糖尿病十分必要的。现有检测葡萄糖水平(GLs)的方法有侵入式血糖仪以及微创技术,但他们面临着不适合提供连续的血糖监测(CGM)、经济负担重、引起不适疼痛等问题。因此,开发经济实用性无创CGM设备将改变全世界糖尿病患者的生活。无创葡萄糖监测包括反向离子电渗、生物阻抗光谱、红外和眼光谱和超声,但这些技术遭受若干困难。

1. 多感测系统的设计

贝鲁特美国大学Rouwaida Kan, Joseph Costantine和Assaad A. Eid团队在《Science Advances》上发表Noninvasive, wearable, and tunable electromagnetic multisensing system for continuous glucose monitoring, mimicking vasculature anatomy,文章首次介绍了非侵入性可穿戴方法,该方法依赖于可与身体曲率对齐并适应微小运动的柔性传感器,同时通过有效调整电磁(EM)波以直接监测血液中的血糖(GL)(图1)。该系统由两个EM传感器组成:一个多频段缝隙天线和一个多频段滤波器(图1A)。为了保持对葡萄糖变化的高敏感性,传感器设计在较高超高频(UHF,500 MHz-3 GHz之间)和较低微波频带中运行。该频率范围可通过皮肤、肌肉和脂肪组织层(图1B),并到达静脉和动脉,同时保持良好的灵敏度。系统还模仿了脉管系统的解剖结构(图1A)。此外,多个时隙会导致多频带响应,这使系统能够在很宽的频率范围内监视GL。作者采用人体匹配的方法使天线与人体匹配,通过该方法可以减少空气-皮肤边界处的反射,并向人体传输更多能量,从而更可靠地分析血糖变化。滤波器的调谐功能增加了设计的另一个自由度,从而进一步定制传感系统以更好地适应特定的个人特征。

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