电化学生物传感器改变当前分诊系统的潜力

POC 电化学传感器可以识别这些不同的生物标记物,提供必要的数据点,帮助分诊护士更好地应对日益紧张的医疗保健系统。

作者:朱杰博士

我们生活在一个技术不断进步的时代,它推动着生物学和医疗保健的发展。任何部门都不应落后。包括混乱繁忙的急诊室。

正如之前所强调的,分诊是一个迅速对病人需求的紧急程度进行分类的过程,以便对医院有限的资源进行最佳的时间和精力分配。分诊护士可通过体格检查和提问进行评估。并在病人等待期间定期进行重新评估。利用我们所掌握的新技术,可以使这一过程更加有效。

电化学传感器是一种分析设备,可测量生化事件(如酶活性)并将其转换为电信号,然后以可读取的格式进行处理。这样,用户就能以灵敏而简单的方式识别生物标记或压力信号等输出。

看看你的手腕。您是否佩戴了带有心率监测器的智能手表?它能跟踪你的活动吗?它会告诉你睡得好吗?

可穿戴生物传感器在消费市场迅速发展,但在医疗保健领域的应用却进展缓慢。当病人在候诊室等候时,可穿戴式生物传感器能对他们的健康状况进行持续、动态的跟踪,并为分诊护士提供重要数据,以便在病人健康状况急剧下降时对其进行重新优先排序。

如何使用?

现实情况是,它们还没有发挥出真正的潜力。

在医院环境中整合电化学生物传感器的工作进展缓慢。通过症状数据录入和自动分类实现最简单的数字化分诊只是最近才在多家医院实施(1)。

一项早期研究利用这项技术测试了护理点(POC)电化学生物传感器设备检测血液生物标志物 CCL17 的潜力,以管理典型霍奇金淋巴瘤(cHL)。我们的设想是,根据 CCL17 血液检测的数据,对在分诊阶段出现这种疾病症状的病人进行分类。里纳尔迪(Rinaldi)等人使用一种带有数字读数的简单夹心抗体检测法,仅凭血液样本就能将 42 名新诊断出的 cHL 患者与健康志愿者区分开来(2)。

不过,研究人员指出,这项研究受到了临床分界 “灰色区域 “精确度降低的限制。未来的技术进步可能会提高这种电化学生物传感器检测的精确度和准确性。不过,这为癌症患者的分诊提供了一个积极的前景,因为癌症患者的鉴别诊断包括初级保健计划中的cHL。

这进一步开辟了使用该技术鉴定其他关键生物标志物的可能性,从而促进更有效的分诊系统。

潜力:

生物传感器已成功融入研究、公共安全和疾病识别领域。生物传感器在医院环境中的应用进展缓慢,但其在预防、康复、病人监控和健康管理方面的潜力是显而易见的。如果我们能跟踪急诊室病人的身体化学成分,就能更好地评估他们的情况,以便进行分诊。

预计在未来几十年内,这一市场的规模将从 250 亿美元增长到 350 亿美元 (3)。

即使是最简单的设备也能测量心率、呼吸频率、活动水平、类型和姿势。这些来自基本胸部电化学生物传感器的数据点可以改善医院的有效空间,并在生物标志物显示健康状况下降时通过编程提醒医务人员。此外,这些设备处理数据的速度意味着它们基本上可以在分诊环境中用作 POC 系统(4)。

脱颖而出

电化学生物传感器改变当前分诊系统的潜力

图 1:用于分诊的潜在生物标志物。结合使用电化学生物传感器、基因组数据和电子病历,分诊护士可以更有效地确定病人的优先次序。特别是那些有病情恶化风险的病人,如心血管疾病或败血症患者。

下一步:

POC 电化学传感器可以识别这些不同的生物标记物,提供必要的数据点,帮助分诊护士更好地应对日益紧张的医疗保健系统。

这种快速、简单、经济高效的工具在医院分诊中的应用潜力巨大。但是,要对这种工具进行研究,还需要有安全、可靠的数据和问责制。不久前,科学界和金融界还被 Theranos 公司雄心勃勃的多功能单滴血检测前景所迷惑(5)。

利用现有技术开发有效的分流系统并非易事。随着我国人口结构的变化,老年人和慢性病患者人数的增加,该系统的必要性也将与日俱增。 我们每天都在使用生物传感器。毫无疑问,有一天我们会在医院里看到更多的生物传感器。

参考文献

  1. New emergency department technology cutting triage time in half. Hospital News. https://hospitalnews.com/new-emergency-department-technology-cutting-triage-time-in-half/

  2. Rinaldi, C., Corrigan, D., Dennany, L., Jarrett, R., Lake, A. and Baker, M., (2021). Development of an Electrochemical CCL17/TARC Biosensor toward Rapid Triage and Monitoring of Classic Hodgkin Lymphoma. ACS Sensors, 6(9), pp.3262-3272.

  3. Haleem, A., Javaid, M., Singh, R., Suman, R. and Rab, S. (2021). Biosensors applications in medical field: A brief review. Sensors International, 2, p.100100.

  4. Miller, K., Baugh, C., Chai, P. and Hasdiana, M. (2021). Deployment of a wearable biosensor system in the emergency department: a technical feasibility study. Proc Annu Hawaii Int Conf Syst Sci, p3567-3572.

  5. Rutshman, A. (2021). How Theranos’ faulty blood tests got to market – and what that shows about gaps in FDA regulation. The Conversation. https://theconversation.com/how-theranos-faulty-blood-tests-got-to-market-and-what-that-shows-about-gaps-in-fda-regulation-168050

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