血液中的葡萄糖称为血糖（Glu）。葡萄糖是人体的重要组成成分以及能量的重要来源。由于血糖的来源和去路大致相同，正常人血糖的产生和利用处于动态平衡状态。

血糖的来源包括：①食物消化、吸收；②肝内储存的糖元分解；③脂肪和蛋白质的转化。

血糖的去路包括：①氧化转变为能量；②转化为糖原储存于肝脏、肾脏和肌肉中；③转变为脂肪和蛋白质等其他营养成分加以储存。胰岛是体内调节血糖的血糖浓度的主要器官，肝脏储存肝糖元。血糖浓度还受神经、内分泌激素的调节。

糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。IDF全球糖尿病地图（第9版）显示，全球糖尿病患病人数不断上升，全球平均增长率51%，目前有4.63亿糖尿病患者，按照增长趋势到2045年预计全球将有7亿糖尿病患者。其中非洲患病人数增长最快，达143%，东南亚地区的患病人数增长为74%。糖尿病患者人数，中国排名第一，总人数约为1.164亿人，第二为印度，约有7700万糖尿病患者，第三为美国，有3100万糖尿病患者。另外，中国同时也是老年糖尿病人数最多的国家，目前中国65岁以上的糖尿病患者已经达到3550万，预计到2030年将会增加到5430万，到2045年更是可能会增长到7810万。长期高血糖导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。

糖尿病成因主要包含遗传因素与环境因素：

1.遗传因素：1型或2型糖尿病均存在明显的遗传异质性。糖尿病存在家族发病倾向，1/4～1/2患者有糖尿病家族史。临床上至少有60种以上的遗传综合征可伴有糖尿病。1型糖尿病有多个DNA位点参与发病，其中以HLA抗原基因中DQ位点多态性关系最为密切。在2型糖尿病已发现多种明确的基因突变，如胰岛素基因、胰岛素受体基因、葡萄糖激酶基因、线粒体基因等；

2.环境因素：进食过多，体力活动减少导致的肥胖是2型糖尿病最主要的环境因素，使具有2型糖尿病遗传易感性的个体容易发病。1型糖尿病患者存在免疫系统异常，在某些病毒如柯萨奇病毒，风疹病毒，腮腺病毒等感染后导致自身免疫反应，破坏胰岛素β细胞。

由于毛细血管中的血糖含量并不等于静脉血中的血糖含量，家用血糖仪实际上是通过了自我矫正的方式来降低误差。

动态血糖监测（CGM），是通过植入皮下葡萄糖探测器探测收集组织间液的葡萄糖浓度。仅3天就可以记录超过800个血糖值构成血糖图谱，并找出指血和HbA1c难以发现的高血糖和低血糖，发现血糖变化规律。

然而，仍有两点因素制约其市场空间：一是植入物会引起机体的过敏反应，即使植入物的生物相容性甚好，其表面也会在较短时间内形成一层蛋白质覆盖层，引起测量结果的不稳定性，患者需要定期更换植入物,造成一定经济负担；二是在肢体活动过程中，植入物可能脱离原来的位置，引起测量结果的不准确。

无创血糖监测技术发展概况

由于无创血糖检测无法通过与血液直接产生化学反应来测量血糖的，均是通过间接的方式，计算出血糖含量。不同类型技术路线对比见下表：

实现无创血糖检测主要存在以下难点：

1.血糖在可见光波段是没有颜色的，不容易分辨; 

2.糖在体内的分布并不集中于血管当中，并且每个组织中的葡萄糖含量都不同，此外，血糖浓度还会随着身体的状态进行变化；

3.葡萄糖在血液中的浓度非常低，血糖含量能降低到正常值的一半；

4.血糖和体内的许多其他化合物的化学结构类似，某些化合物在血液中还会与血糖结合，比如白蛋白，干扰检测值。

技术路线一：近红外光谱技术

技术难点：

1.传感器接收回来的、与血糖相关的光谱信号强度较弱；

2.组织中有很多其他干扰因素，会产生与葡萄糖类似的近红外光谱，需增加很多变量参数进行校准；

3.在人体中毛细血管、组织间隙中、静脉中葡萄糖浓度分布不均匀。

技术路线二：拉曼光谱

技术原理：通过可见光及近红外光照射组织，获取与入射光频率不同的散射光谱，进行分析以得到分子振动、转动方面信息。目前MIT有团队在实验中显示了该光谱与血糖拥有良好的相关系。

技术路线三：经皮透析技术

技术原理：通过给皮肤施加微弱的电流，将葡萄糖从皮肤下提取出来，进行检测。血糖仪的背面通过一层凝胶垫与人体皮肤接触。凝胶中有两个电极，使用时电路接通，产生一股微电流通过人体的皮肤。皮肤中的带电离子在电流作用下分别向正负两个电极运动，而组织液中的葡萄糖分子会被带电离子“裹夹”着一起运动，进入凝胶。手表式血糖仪通过测量葡萄糖分子与凝胶中一种酶（葡萄糖氧化酶）的反应程度，就可以计算出当前的血糖水平，测量结果在“手表”屏幕上显示出来。技术难题：

1. 把血糖提取出来的电流强度足以对皮肤造成损伤；

2. 设备检测准确度并不高；

3. 从皮下抽取血糖难度很高，因为人体本身是抑制如葡萄糖这样对人体代谢起重大作用的能量物质从皮肤渗透出去的，因此，抽取葡萄糖本身，机体就会产生相关的连锁反应，从而让测到的葡萄糖含量不再准确。

技术路线四：代谢热整合法

博邦芳舟，目前唯一通过NMPA审核上市的无创血糖监测仪，原理为通过测试与人体代谢相关的生理参数和人体的基本生理信息来计算血糖，可测试的参数包括环境温度、环境湿度、人体体表温度、人体体表湿度、血流速、血氧饱和度。以代谢热整合法为基本原理，运用多传感器集成技术，实现血糖的无创、快速测量（小于1分钟）。经临床试验验证，其检测结果与静脉血检测结果相比，一致性达到94.5%（即落在Parkes共识误差表A和B区的比例）；与指尖血检测结果对比，一致性可达94.4%。

技术路线五：近红外光谱技术+代谢热整合法

技术路线六：近红外光谱技术+经皮透析技术

技术路线七：其他光谱技术

1. 太赫兹光谱（TerahertzSpectroscopy）

其波长略微高于中红外，这个波长的光对含量较高的物质具有较好的光谱特异性。

2. 散射光光谱

利用光在组织中的散射特性测量血糖

案例：色列Orsense尝试通过将指尖血液循环暂时阻塞的方式，观察期散射光谱的方式测量血糖，但是其主要研发负责人在2014年似乎已经转变了研发方向。

技术路线八：其他代谢物

呼出气体、声音：通过呼气中的丙酮含量所带的来测量血糖，该技术和尿液测血糖存在同样的问题，就是无法检测出低血糖。

无创血糖监测医疗器械发展至今虽然仍存在一定的技术瓶颈以及应用场景局限性，但鉴于其显著的便捷性和经济性，未来增长空间值得期待。