以LED/PD光學系統驗證無創血糖量測可行性之研究：體外實驗與潛在市場切入點初探

無創連續血糖監測 (NICGM) 代表了傳統侵入式血糖量測的一種具潛力的替代方案，解決了全球日益增長的糖尿病人口之關鍵需求。本研究探討了利用反射式架構進行近紅外光 (NIR) 光學感測於葡萄糖定量的可行性。研究中開發了一個客製化實驗平台，結合了 3D 列印的光學外殼以及由台亞半導體 (TASC Semiconductor) 提供的專業 LED/PD 模組。為了探討文獻中近紅外葡萄糖吸收光譜的不一致性，本研究進行了獨立的光譜驗證。儘管標準 1 公分比色皿因水分強烈吸收導致訊號飽和，但透過客製設計的超薄容器，成功識別出在 1450 nm 與 1600 nm 處由葡萄糖引起的顯著訊號調變。後續實驗採用牛奶基底仿體（Phantoms）來模擬人體組織的散射特性，並進一步於人體全血樣本中進行驗證。結果顯示系統在受控環境中具備高靈敏度：全血血糖量測展現了強烈的線性相關性，其 R^2值最高可達 0.9714。然而，研究亦指出了一些關鍵的環境限制，特別是顯著的溫度敏感性，每 0.01 度C的溫度漂移約會產生 200–400 單位的訊號偏差。此外，本研究整合了 120 份使用者問卷調查，突顯了市場對於負擔得起且無痛監測方案的強烈需求。這些發現證實了 1450 nm 近紅外感測邏輯的潛力，同時為未來的硬體優化提供了清晰的藍圖，特別是在溫度補償機制以及增強複雜生物基質中的訊噪比 (SNR) 方面。