有一條謠言,每年都季節性地出現:新一代xx手錶將搭載無創血糖感測器,不用刺破手指就能隨時檢視血糖值,這是一項“登月級”的技術突破!
然而,實際情況是,關於無創血糖監測的研究至少已經持續了49年,燒掉了數十億元,但目前還沒有預期的面世時間,甚至沒人清楚究竟該往什麼方向努力。
今年2月21日,美國食品藥品管理局(FDA)發出警告,任何聲稱可測血糖而無需刺穿皮膚的智慧手錶或智慧戒指,讀數均不準確,有可能導致錯誤用藥並致死,不建議購買和使用,無論製造商和品牌。
最後一句“無論製造商和品牌”不是白寫的,因為無數大牌廠商都加入了(或者加入過)開發這項“登月”技術的追逐戰,包括生產可穿戴裝置的公司華為、蘋果和三星,醫療健康公司強生、雅培、羅氏及諾和諾德,還有科技公司谷歌、微軟和飛利浦等等。

沒有人喜歡針頭,更不用說每天刺破手指好幾次測血糖了 | medenvios
測眼淚的谷歌隱形眼鏡,已經被放棄了
谷歌在2014年1月公佈,正在測試一種能監測血糖的智慧隱形眼鏡。
隱形眼鏡的形式聽起來很妙,可以長時間無感佩戴,方便隨時檢視血糖讀數,還有可能在血糖水平過高或過低的時候,亮起微型燈警示。
這個專案的負責人介紹眼鏡原型時,把它託在食指指尖上。可以看到,它很像普通的隱形眼鏡,只不過兩層柔軟材料之間有一些亮片,那是微型的晶片、葡萄糖感測器和天線。眼鏡在接觸眼球的一側有個小孔,淚液中的葡萄糖可以從這裡滲入感測器,每秒進行一次測量。之後,無線電把資料傳送到外部裝置,並獲取執行所需的能量。

谷歌監測血糖智慧隱形眼鏡原型 | 谷歌
谷歌開始了這款眼鏡的臨床研究,並在同年7月宣佈,與諾華公司的眼科部門愛康合作,繼續進行開發。諾華公司幾年前也嘗試過自己開發這類眼鏡,但失敗了,希望谷歌工程師的加入能帶來突破。
公佈原型機的時候,谷歌表示,產品至少要五年後才能購買。然而,訊息公佈四年多後,這個專案在2018年11月宣佈停止了。原因是:
“我們對葡萄糖感測鏡片的臨床工作表明,我們對淚液葡萄糖和血糖濃度之間相關性的測量缺乏足夠的一致性,無法支援醫療裝置的要求。在某種程度上,這與在複雜的眼部環境中獲得可靠的淚液葡萄糖讀數有關。”
淚液中的葡萄糖水平確實會隨著血糖波動,但兩者並不嚴格一致,精確程度不足以允許淚液葡萄糖監測替代傳統血糖檢測。誤差主要來自三個方面,一是淚液成分複雜,在數十種分子中準確測量微量的葡萄糖很困難。
二是淚液的產生和蒸發速度會影響葡萄糖濃度,而這兩個速度在每個人、每個時刻都不一樣,比如,看場催淚電影,也許淚液裡葡萄糖水平就降低了,出電影院吹吹風,沒準又升高了。
三是,淚液分泌速度慢,導致其中葡萄糖濃度的變化也比血液慢十幾分鍾,而且每個人滯後的時間不一樣長。其餘的原因可能還包括,血液汙染及糖尿病本身對淚液分泌的影響等等。
如果一個裝置不能穩定地為每個人提供準確讀數,那麼,對於性命攸關的血糖監測來說,它就不適合進入市場。
不過,谷歌這個專案停止後,仍然有很多研究者不死心,繼續投入到用隱形眼鏡測血糖的努力中。

另一個研究團隊在隱形眼鏡血糖監測上的嘗試 |
Soft, smart contact lenses with integrations of wireless circuits, glucose sensors, and displays
測血糖的蘋果手錶,13年後仍在開發中
蘋果公司探索無創血糖監測的秘密專案,開始於史蒂夫·喬布斯 (Steve Jobs) 時期。
2010年,蘋果公司收購了一家名為RareLight的初創公司,這家公司正在開發無創血糖監測技術。之後,開發繼續在蘋果公司的探索性設計小組進行,工作進展高度保密。
2017年,蘋果公司開始與感測器製造商Rockley Photonics Holdings合作,並在2021年成為這家公司的最大客戶。據報道,這四年間蘋果公司為其研發感測器和晶片投入了7000萬美元。但最終,蘋果公司結束了合作關係,Rockley也於2023年申請破產。之後,蘋果公司把血糖監測相關晶片的製造需求,轉移到了臺積電。
秘密開發的十幾年間,我們能看得到的進展,主要是蘋果公司獲得的幾項相關專利,包括一項2021年關於“光電容積元件”的專利。

蘋果也許期待這個元件未來在Apple Watch中實現血糖監測功能 | Patently Apple
血糖監測相關的最新訊息,來自2023年2月彭博社的報道:蘋果的無創血糖監測技術研究,出現了重要突破,進入了概念驗證(proof-of-concept)階段。
據稱,這項技術結合了矽光子晶片技術和光譜吸收測量法,將特定波長的光射入皮膚下方的組織間液中,然後透過測定感測器接收的反射光,來推算血糖水平。
是不是聽起來有點耳熟?這就是目前手錶測量脈率、血氧的方式,只不過所使用的光波長不同。但實際測量中,葡萄糖比脈率和血氧難測得多,因為葡萄糖分子很小,訊號非常容易被其他物質干擾,甚至體內的含水量也會明顯影響讀數,而含水量是時時發生變化的。
據報道,蘋果公司的總體目標,是把這項技術引入Apple Watch。公司預計,測量結果將用於提示糖尿病前期,目的是幫助人們避免患上 2 型糖尿病,而不是指導胰島素使用的連續血糖監測。據蘋果公司估計,這項技術距離進入市場還有3~7年。
蘋果公司已經在這個專案上開發了13~14年,花費了數億美元,但目前,還沒有公佈有意義的臨床資料。

Apple Watch現在不能測血糖,預計近幾年都不會加入這個功能 | Dhanush
三星不直接測血糖,透過血流速度估計
今年1月,三星公司也提到,希望在5年內以某種形式實現無創血糖監測,並將這項功能加入到智慧手錶和戒指中。
據Wareable報道,今年6月,三星提交了一項無創血糖監測專利。專利稱,裝置測定幾個不同部位的血流速度,透過計算它們之間的差值來預測血糖水平的變化。比如,血流速度差值明顯降低時,裝置將推測血糖水平升高,從而導致血液黏度增加,併發出警示。
三星公司表示,這項技術本身不直接檢測血糖,但可為糖尿病患者提供警示,建議使用者以刺破手指的方式驗證血糖水平。

三星戒指,目前不能直接檢測血糖 | TechTalkTV
華為不測血糖,透過其他指標推算風險
今年4月,華為WATCH 4系列上市,華為公司稱其為“業界首款支援高血糖風險評估研究的智慧手錶”。這麼描述的意思是,新整合進手錶的是一項研究,可以評估高血糖風險的高低,但不直接測量血糖水平。
根據華為的說明,評估需要使用者連續佩戴手錶7至14天,這期間手錶內建的感測器採集心率、脈搏波、睡眠等資料,然後透過演算法推算高血糖風險,最後給出這樣四類結果:
低風險——未見明顯高血糖風險;
中風險——可能存在高血糖風險;
高風險——表示高血糖風險偏高;
無評估結果——14天評估週期結束,未能採集到足夠的有效體徵資料,建議啟動下一輪的評估。
如果發現高血糖風險偏高,可以諮詢醫生是否需要做進一步檢查。
目前,這項評估研究適用於健康人、2型糖尿病前期和2型糖尿病人群,不適用於未成年人、1型糖尿病、妊娠糖尿病和其他特殊型別糖尿病人群。

適用產品:華為擎雲H7546,HUAWEI WATCH 4,HUAWEI WATCH 4 Pro 太空探索,HUAWEI WATCH 4 Pro | 華為
“登月”還需要時間,至少按年計算
1975年以來,除了以上幾家公司,還有很多科技廠商、醫療裝置公司嘗試過突破無創血糖監測技術。為了不再刺破皮膚,全球的研究人員測試過血液之外的各種樣本,比如淚液、汗液、唾液、尿液、撥出的氣和聲音,也應用過幾乎所有已知的濃度分析技術,包括近紅外和中紅外光譜法、拉曼光譜、偏振光旋光法、光電體積描記和核磁共振。
其中很多研究的初步結果令人興奮:檢測指標緊隨血糖變化。但實際上,血糖發生變化時,幾乎每個生理指標都會隨著改變,包括體溫和呼吸,可沒人用體溫推算血糖,為什麼呢?不夠準確,影響體溫的因素太多了。
遺憾的是,到目前為止,沒有任何一個裝置可以足夠準確地、無創地測量血糖。這一方面是因為葡萄糖分子小,而且容易與其他分子相混淆,很難測定。另一方面是,相對於其他指標,血糖對“準確”的要求更高。心率或血氧飽和度的錯誤讀數一般不會立刻引起危險,但不精確的血糖值可能導致用藥錯誤,在短時間內造成致命的低血糖或高血糖。要求嚴格,是對使用者的保護。
現在,已經上市的最接近無創血糖監測的裝置,屬於微創裝置,裝置微針刺入皮膚後,可連續監測血糖長達半個月,使用者可在手機或手錶上即時檢視血糖值。廠商的另一個思路是,不再追求精確測量,不用無創測量結果診斷疾病或調整藥物,估算的血糖值僅僅起到警示作用,提醒使用者以傳統方法測血糖。

有微針的連續血糖監測裝置 | 雅培
當然,“登月級”專案不會停止,各家公司仍在竭力開發,誰能推動世界上第一款無創血糖監測裝置上市?讓我們拭目以待。
但別再被謠言帶入超出實際的期待,去往血糖月球的最佳路線迷霧重重,距離登陸的時間,至少要按年計算。
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作者:代天醫
編輯:odette
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