近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所微創(chuàng)中心聶澤東副研究員團隊設計了基于高場約束的表面等離子體傳感器于實現(xiàn)無創(chuàng)血糖的監(jiān)測，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(JCR一區(qū)，中科院一區(qū))上，聶澤東為上述論文的通訊作者，Abhishek Kandwal助理研究員為第一作者，深圳先進院為第一作者單位和唯一通訊單位。

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，可方便集成在穿戴式設備上，實現(xiàn)連續(xù)的無創(chuàng)血糖監(jiān)測。傳統(tǒng)的射頻血糖的測量方法主要是基于簡單的貼片天線或采用有泄露波輻射的傳感器，這種測量方法不僅會導致大量的輻射損耗，同時，傳感器傳播的能量場沒有受到足夠的限制，無法產(chǎn)生一個不受周圍電磁干擾的高能束流，導致測量結(jié)果容易受到環(huán)境電磁干擾而產(chǎn)生不確定性。針對上述的缺陷，研究團隊提出了一種基于表面等離子體激元端射傳感器設計方法(圖1)，該傳感器面積約為52mm×24mm，在傳感器CPW端口處，添加了一對三角形接地層來抑制旁瓣，這些旁瓣已被證明對血糖的傳感中起反作用。在體實驗測量結(jié)果顯示，該血糖傳感器可以實現(xiàn)150 MHz/mgmL-1的高靈敏度(圖2)。

在科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、深圳市基礎研究學科布局等項目的支持下，聶澤東研究團隊開展了多模態(tài)無創(chuàng)血糖監(jiān)測與管理的課題研究，采用可穿戴人工智能研究方法，通過設計新型的無創(chuàng)血糖傳感器和采集人體生理信號，借助于深度學習和智能算法，在糖尿病水平波動監(jiān)測、高低血糖預警、糖尿病篩查和并發(fā)癥評估等臨床應用展開研究。

圖1 基于高場約束的表面等離子體血糖傳感器原理圖

圖2 (a)高場約束的表面等離子體血糖傳感器實驗測量場景;(b)實驗測量結(jié)果