鼻子呼氣就能檢測血糖水平，準確率達 90%

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糖尿病是一種非常常見的疾病，依據世界衛生組織的數據，全世界有 4.22 億人患有糖尿病。相似刺破手指進行每天丈量的方法，繁重而痛苦。

雖然近年來已經有一些用于丈量血糖的非侵入式的可穿戴設備上市，但一來它們通常價格昂貴，二來它們依賴于直接采樣。

今天向大家介紹一種新型的非侵入性和低成本的解決方案;;電子鼻，它能夠依據人的呼吸丈量血糖水平。這項研討發表在 6 月 7 日的 IEEE Sensors Journal 上。

文章介紹，電子鼻能夠實時檢測和剖析空氣中的化學物質，這種設備能夠廣泛用于威士忌檢測、農作物檢測、肺癌檢測等。而采用相似的技術丈量人的呼吸中的葡萄糖水平，則是一個令人興奮的研討方向。雖然葡萄糖不會在呼氣中呼出，但呼出氣中丙酮和其他酮的濃度與人體代謝情況有關。

Nos.e 在 CEBIT 2019 對不同的威士忌樣品進行了剖析和鑒定

這個項目的研討團隊由來自喬治梅森大學電氣與計算機工程系的教授李啟良領隊，南京醫科大學呼吸系教授周向東博士也參與其中。他們發明的電子鼻能夠辨認呼出氣體的氣味，其中含有必定水平的丙酮和其他酮，而氣味是血液中葡萄糖水平的目標。這種設備未來能夠用于無創、無痛、低成本和頻繁的糖尿病檢測。

設備包含 12 個不同的化學傳感器陣列和一個微處理器，當電子鼻嗅到呼出的氣味時，化學傳感器會向微處理器發送電呼應，微處理器將信號處理成數字信息。然后，基于數據庫剖析數字信息，輸出血糖水平的數據。

左:金屬氧化物氣體傳感器陣列，右:試驗中運用的系統設計圖

研討人員收集了 41 名研討參與者的呼吸樣本，通過一系列機器學習算法練習電子鼻，直到他們找到能夠檢測葡萄糖水平的模型組合。一個人的呼吸準確度為 90.4% ，血糖濃度的平均誤差為 0.69 毫摩爾/升。

李啟良指出，雖然電子鼻系統不直接通過血液丈量血糖水平，但它有幾個長處:它能夠無創、無痛、低成本地丈量血糖水平，它能夠密切監測糖尿病患者的血糖水平，特別是關于高血糖患者和常常需求胰島素藥物治療的 1 型患者而言。

研討團隊還有意為化學傳感器陣列設計一種新芯片，以創建更精確的電子鼻。此外，樣本庫也有望增加，通過招募更多具有不同體重指數 、生活方法和飲食習慣的患者進行測試，建立一個全面的呼氣和葡萄糖水平數據庫，這關于檢測的精確性會有所幫助。