近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)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(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出基于高場(chǎng)約束的表面等離子體傳感器以實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)血糖的監(jiān)測(cè)。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(jìn)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(diǎn)，可方便集成在穿戴式設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的無創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的射頻血糖測(cè)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(cè)量方法會(huì)導(dǎo)致輻射損耗；傳感器傳播的能量場(chǎng)未受到足夠限制，無法產(chǎn)生一個(gè)不受周圍電磁干擾的高能束流，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果易受環(huán)境電磁干擾，從而產(chǎn)生不確定性。針對(duì)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(jì)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(duì)三角形接地層以抑制旁瓣，研究表明，這些旁瓣對(duì)血糖的傳感中起反作用。在體實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果顯示，該血糖傳感器可實(shí)現(xiàn)150 MHz/mgmL^-1的高靈敏度（圖2）。

在科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)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(cè)與管理的研究，采用可穿戴人工智能研究方法，通過設(shè)計(jì)新型的無創(chuàng)血糖傳感器和采集人體生理信號(hào)，借助深度學(xué)習(xí)和智能算法，在糖尿病水平波動(dòng)監(jiān)測(cè)、高低血糖預(yù)警、糖尿病篩查和并發(fā)癥評(píng)估等臨床應(yīng)用中開展研究。

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圖1.基于高場(chǎng)約束的表面等離子體血糖傳感器原理圖

圖2.（a）高場(chǎng)約束的表面等離子體血糖傳感器實(shí)驗(yàn)測(cè)量場(chǎng)景；（b）實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果

來源：中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院