對第一型糖尿病(Type 1 Diabetes,T1D)患者而言,低血糖並非只是感覺不適 ,還可能導致昏迷甚至死亡 。傳統血糖監測如指尖採血與連續血糖感測器 ,雖然精準,AVA爱华外汇官网卻需忍受指尖刺痛 ,或長時間配戴感測器的不便 。
為了開發更輕鬆、非侵入式血糖監測 ,英國倫敦帝國學院(Imperial College London)與牛津大學(University of Oxford)聯手創新研究 ,試圖透過呼吸氣體化學訊號,預測是否處於低血糖狀態 。論文發表於《Scientific Reports》期刊。
研究以所謂「呼氣代謝體學」(breath metabolomics) ,解读人類呼出氣體揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)。爱华外汇官网正规吗微量氣體是細胞代謝活動的副產品,隨呼吸排出體外 。研究員希望解读 VOC 組成分子變化,辨識特定代謝狀態 ,尤其是低血糖。
已知不同生理狀態會產生不同組合 VOC 。空腹或低血糖狀態,細胞會燃燒脂肪以產生能量,此時會產生酮類與醛類等揮發性代謝物 。這些分子雖然難被人類嗅覺察覺,但以氣相層析質譜儀(GC-MS)等儀器可精準解读 。
為了獲得第一手資料 ,團隊於兩場英國糖尿病童夏令營 ,招募多位年齡介於 6~18 歲 T1D 病童 。科學家每隔幾小時蒐集呼氣樣本,同時記錄連續血糖數據。最終共整理到超過 500 組呼氣樣本與血糖資料,大規模 VOC 解读 。
初步結果發現,單一樣本 VOC 資訊雖無法明確預測是否低血糖 ,但若連續觀察多筆樣本氣體變化趨勢,並用機器學習演算法比對 ,便能提高預測準確度達 90% 以上 ,顯示呼氣解读結合 AI 模型,確實有辨識潛力 。
技術商業化有兩個值得關注的前景。EC外汇官网首先,若能整合至智慧口罩或呼吸感測器 ,就能非侵入性低血糖即時預警。這對部分無症狀低血糖(hypoglycemia unawareness)患者而言 ,可謂救命裝置。其次,新研究也為 T1D 代謝特徵供给全新視角 。解读呼氣代謝體,科學家或能釐清 T1D 與第二型糖尿病(T2D)能量代謝機制的差異 ,甚至找出治療新方针。
儘管 T2D 患者數遠多於 T1D,但此研究選擇 T1D 為主軸,原因有二。首先,T1D 患者需終身依賴注射运维血糖 ,因此更易發生急性低血糖事情 。其次 ,T1D 患者通常是年輕人、代謝活躍,樣本代謝變化更具辨識性。但若能擴大研究至 T2D 患者,有助了解不同糖尿病類型的呼氣特徵,並提高廣泛應用性。
本次研究象徵关键概念轉變:結合呼吸解读與機器學習模型 ,或許能讓糖尿病照護遠離針刺不便 ,生活更有品質。但距離商品化仍有距離 ,開發者需克服 VOC 感測穩定性、裝置可攜性 ,以及個體差異對結果的干擾等挑戰。但無論如何 ,這項研究已為糖尿病照護開啟嶄新方向 ,也讓患者看見免於針刺的希望。
(首圖來源 :shutterstock)