[发明专利]一种基于糖化终末产物荧光光谱的糖尿病无创检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对人体皮肤进行光学检测装置，特别是一种基于糖化终末产物荧光光谱的糖尿病无创检测装置，帮助医务人员检测受试者是否患有糖尿病，并评估受试者患糖尿病及其并发症的风险。

背景技术

涉及199个国家共270万人口（≥25岁）的大型糖尿病研究显示，全球糖尿病人口已由1980年的1.53亿增至2008年的3.47亿，其中，男性年龄标化患病比率由1980年的8.3％增至2008年的9.8％，女性则由7.5％增至9.2％。此外，2007年6月至2008年5月，在中国人群（年龄≥20岁）中开展的糖尿病流行病学调查表明，糖尿病和糖尿病前期的年龄标化患病率分别为9.7%（男、女性分别为10.6%和8.8%）和15.5%（男、女性分别为16.1%和14.9%）。

糖尿病患者体内长期高血糖会对其身体造成较大损伤，并常伴有肾病变、视网膜病变、神经病变、下肢血管病变、糖尿病足等多种并发症，对患者的生命和生活质量威胁极大，给患者个人以及家庭带来了沉重的经济负担。有很大比例的糖尿病患者被确诊时已发生了一种（甚至更多）糖尿病并发症。2010年全世界11.6%的医疗卫生费用花费在防治糖尿病上，世界卫生组织估计2005年至2015年中国由于糖尿病及相关心血管疾病导致的经济损失达5577亿美元。糖尿病已成为中国的重要公共卫生问题。

目前，糖尿病的临床诊断主要依据静脉血浆血糖。中国采用WHO（1999年）糖代谢状态分类标准和诊断标准。糖代谢状态可分为四类，分别为正常血糖、空腹血糖受损、糖耐量减低和糖尿病。糖尿病诊断标准可分为三类：（1）糖尿病症状（高血糖所导致的多饮、多食、多尿、体重下降、皮肤瘙痒、视力模糊等急性代谢紊乱表现），且随机血糖≥11.1mmol/L；（2）空腹血糖（FPG）≥7.0mmol/L；（3）葡萄糖负荷后2h血糖≥11.1mmol/L。其中，空腹状态是指至少8h没有进食热量，随机血糖指不考虑上次用餐时间，一天中任意时间的血糖。FPG或75g葡萄糖OGTT后2hPG值可以单独用于流行病学调查或人群筛查。

常规的糖尿病检测方法中，空腹血糖法（FPG）的敏感性低，变异系数较大，需要空腹8小时以上，且受到患者依从性、血液离心时间、实验室误差以及药物的影响；口服葡萄糖耐量实验（OGTT）则存在影响因素多、重复性差等不足。近年来人们越来越倾向将HbA1c作为筛查糖尿病高危人群和检测糖尿病的一种方法。HbA1c较OGTT试验简便易行，结果稳定，变异性小，且不受进食时间及短期生活方式改变的影响，患者依从性好。此外，上述糖尿病检测方法均需要采集血样，给受试者带来疼痛的同时也增加了被感染的风险。我国人口众多，在全人群中通过血糖检测来筛查糖尿病前期患者并系统性地发现其他高危人群不具有可行性。许多糖尿病患者是在感觉身体明显不适时才去进行血样测试，在一定程度上拖延了糖尿病确诊时间，对治疗非常不利。我国60.7%的糖尿病患者未被诊断而无法及早进行有效的治疗。随着人民生活水平的提高、健康意识的增强，糖尿病的检测与预防已成为社会关注的重要课题，迫切需要一种无创、快捷的糖尿病检测，糖尿病及其并发症的风险评估方法，这对糖尿病的防控具有重要意义。

糖尿病患者体内含有过量的糖化终末产物。在未患糖尿病受试者组织中糖化终末产物缓慢增加，但是在糖尿病患者体内，由于循环中持续高糖水平加速了糖化终末产物的产生，使其大量蓄积。产生的过量糖化终末产物不仅可以与蛋白质交联，影响蛋白质性能，也可以通过与特异受体结合，发生反应来改变细胞功能，从而导致机体的病理变化。因而，糖化终末产物与糖尿病肾病、视网膜病变、神经病变、动脉粥样硬化等糖尿病并发症的发生发展密切相关。

自上世纪八十年代以来，各国科学家和技术人员以多种方案对人体血清或皮肤中的糖化终末产物进行了检测，如放射受体分析法、放射免疫法、酶联免疫吸附法、高效液相色谱法等，但这些方法的操作过程繁琐，而且都需要离体实验，阻碍了糖化终末产物指标在糖尿病检测及并发症预测中的应用及推广。糖化终末产物在紫外线照射下具有受激发射荧光的特性，因此可以通过测量糖化终末产物荧光光谱，来反映其在机体中的浓度和分布。与传统方法相比，基于荧光光谱法的糖化终末产物检测不需要采样化验，也无需试剂，具备实时、无创、安全等优点。

基于皮肤糖化终末产物荧光，实现糖尿病、糖尿病前期或糖尿病并发症的检测，受试者无需空腹、采血，并实时获得测量结果。