基于人體介電譜特性的射頻無創(chuàng)血糖傳感器

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所微創(chuàng)中心副研究員聶澤東團隊設(shè)計出基于高場約束的表面等離子體傳感器以實現(xiàn)無創(chuàng)血糖的監(jiān)測。相關(guān)研究成果以Surface Plasmonic Feature Microwave Sensor with Highly Confined fields for Aqueous-Glucose and Blood-Glucose Measurements為題，發(fā)表在《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》上。深圳先進院助理研究員Abhishek Kandwal為論文第一作者，聶澤東為論文通訊作者。

基于人體介電譜特性的射頻無創(chuàng)血糖傳感器具有體積小、成本低和抗干擾等優(yōu)點，可方便集成在穿戴式設(shè)備上，實現(xiàn)連續(xù)的無創(chuàng)血糖監(jiān)測。傳統(tǒng)的射頻血糖測量方法主要是基于貼片天線或采用有泄露波輻射的傳感器，該測量方法會導(dǎo)致輻射損耗；傳感器傳播的能量場未受到足夠限制，無法產(chǎn)生一個不受周圍電磁干擾的高能束流，導(dǎo)致測量結(jié)果易受環(huán)境電磁干擾，從而產(chǎn)生不確定性。針對上述缺陷，研究人員提出了一種基于表面等離子體激元端射傳感器設(shè)計方法（圖1），該傳感器面積約為52 mm×24 mm，在傳感器CPW端口處，添加了一對三角形接地層以抑制旁瓣，研究表明，這些旁瓣對血糖的傳感中起反作用。在體實驗測量結(jié)果顯示，該血糖傳感器可實現(xiàn)150 MHz/mgmL-1的高靈敏度（圖2）。

圖1 基于高場約束的表面等離子體血糖傳感器原理圖

圖2 （a）高場約束的表面等離子體血糖傳感器實驗測量場景；（b）實驗測量結(jié)果

在科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、深圳市基礎(chǔ)研究學(xué)科布局等的支持下，研究人員開展了關(guān)于多模態(tài)無創(chuàng)血糖監(jiān)測與管理的研究，采用可穿戴人工智能研究方法，通過設(shè)計新型的無創(chuàng)血糖傳感器和采集人體生理信號，借助深度學(xué)習(xí)和智能算法，在糖尿病水平波動監(jiān)測、高低血糖預(yù)警、糖尿病篩查和并發(fā)癥評估等臨床應(yīng)用中開展研究。

責任編輯：lq