根据美国疾病控制中心的数据，美国每三个成年人中就有一个患有前驱糖尿病，这是一种以血糖水平升高为特征的疾病，可能导致2型糖尿病的发展。好消息是，如果及早发现，可以通过改善饮食和锻炼等生活方式的改变来逆转前驱糖尿病。坏消息是80%的患有糖尿病前期的美国人并不知道自己患有糖尿病，这使他们患糖尿病以及心脏病、肾衰竭和视力丧失等疾病并发症的风险增加。

UW开发的原型系统使用手机的闪光灯为感应条供电

目前的筛查方法通常要到医疗机构进行实验室检测或使用便携式血糖仪进行检测，这意味着获取途径和成本可能是筛查的障碍。但华盛顿大学保罗·G·艾伦计算机科学与工程学院和威斯康星大学医学院的研究人员可能已经找到了增加糖尿病前期检测的最佳点。他们开发了GlucoScreen，这是一种新系统，它利用任何智能手机的电容式触摸感应功能来测量血糖水平，而无需单独的检测设备。他们的方法是使葡萄糖检测成本更低、更容易获得——特别是对于大量人群的一次性筛查。

该团队在最新一期计算机协会交互、移动、可穿戴和无处不在技术(IMWUT)会议记录中发表的一篇新论文中描述了GlucoScreen。

GlucoScreen正在检测血糖

主要作者Anandghan Waghmare博士解释说：在传统筛查中，一个人将一滴血滴到试纸上，血液会与试纸上的酶发生化学反应。血糖仪用于分析该反应并提供血糖读数。我们采用了相同的测试条并添加了廉价的电路，通过模拟点击屏幕将这种反应产生的数据传送到任何智能手机。GlucoScreen然后处理数据并直接在手机上显示结果，提醒人们是否有风险。

GlucoScreen试纸以每秒5次的速率沿曲线对由血液和酶的混合引起的电化学反应进行采样，作为振幅。条带使用称为脉冲宽度调制的技术将此曲线数据传输到手机，以一系列可变速度的触摸编码。“脉冲宽度”是指信号中峰值之间的距离——在这种情况下，指的是抽头之间的长度。每个脉冲宽度代表曲线上的一个值，对于特定值，抽头之间的距离越大，与带材上的电化学反应相关的振幅就越大。

Waghmare说：您可以通过用手指轻敲屏幕来与手机通信。这基本上就是条带正在做的事情，只是不是通过单击来产生单个动作，而是以不同的速度进行多次敲击。这类似于摩尔斯电码通过敲击模式传输信息的方式。

这种技术的优点是它不需要复杂的电子元件，与蓝牙和WiFi等更传统的通信方法相比，它可以最大限度地降低条带的制造成本和运行所需的功率。所有的数据处理和计算都在手机上进行，简化了条带，进一步降低了成本。

合著者、前博士Farshid Salemi Parizi指出：试纸不需要电池或USB连接，相反，我们在设计中加入了光电二极管，这样条带就可以从手机的闪光灯中汲取运行所需的少量电力。

GlucoScreen应用程序会自动启动闪光灯，引导用户完成测试过程的每一步。首先，用户按照指示将试纸的两端分别贴在手机的正面和背面。接下来，他们用采血针刺破手指，就像他们在传统测试中所做的那样，然后将一滴血滴到连接在试纸上的生物传感器上。数据从条带传输到手机后，应用程序应用机器学习来分析数据并计算血糖读数。

该过程的该阶段类似于在商用血糖仪上执行的阶段。除了新颖的触摸技术外，GlucoScreen的与众不同之处在于它的通用性。

合著者Jason Hoffman解释说：因为我们使用的是每部智能手机都配备的内置电容式触摸屏，所以我们的解决方案可以轻松适应广泛使用。此外，我们的方法不需要对电容式触摸数据进行低级访问，因此您无需访问操作系统即可使GlucoScreen工作。我们将其设计为‘即插即用’您不需要对手机进行root。事实上，除了安装应用程序之外，您不需要对手机做任何事情。无论你有什么型号，它都可以现成使用。

霍夫曼和他的同事结合使用体外和临床测试评估了他们的方法。由于新冠病毒大流行，他们不得不将后者推迟到2021年，当时在回印度的路上，Waghmare与Dew Medicare和Trinity医院的Shailesh Pitale博士取得了联系。在了解UW项目后，Pitale博士同意促进一项涉及75名同意患者的临床研究，这些患者已经计划抽血进行实验室血糖测试。Waghmare和团队以该实验室测试为基础，评估了GlucoScreen与传统试纸条和血糖仪的性能。

虽然研究人员强调需要额外的测试，但他们的早期结果表明GlucoScreen的准确性与血糖仪测试相当。重要的是，该系统被证明在正常血糖水平等于或低于99mg/dL与糖尿病前期（定义为血糖水平在100至125mg/dL之间）之间的关键阈值是准确的。鉴于临床测试模型必须使用的训练数据稀缺，研究人员认为GlucoScreen的性能会随着输入的增加而提高。

根据共同作者Matthew Thompson博士的说法，鉴于糖尿病前期和糖尿病在全球范围内的普遍性，这种技术有可能改变临床护理。

威斯康星大学家庭医学系和全球卫生系的家庭医生兼教授汤普森说：在临床实践中看到的障碍之一是许多患者无力自行检测，因为血糖仪及其试纸比较贵。而且，通常最需要进行葡萄糖检测的人面临着最大的障碍。考虑到我现在有很多患者使用智能手机，像GlucoScreen这样的系统可以真正改变我们筛查和监测糖尿病前期甚至糖尿病患者的能力。

GlucoScreen目前是一个研究原型，在广泛使用该系统之前，还需要进行更多以用户为中心的临床研究，并改变试纸的制造和包装方式。根据资深作者Shwetak Patel的说法，华盛顿研究基金会创业捐赠教授计算机科学与工程和电气与计算机工程在华盛顿大学，该项目展示了我们如何才刚刚开始挖掘智能手机作为健康检查工具的潜力。

帕特尔说：既然我们已经证明我们可以构建可以与智能手机而不是专用检测仪一起工作的电化学分析，你可以想象扩展这种方法以扩大对其他条件的筛选。