体外诊断技术·POCT

  • 由

可穿戴性能指标

POCT的工作流程满足3A框架。下图为3A框架的可视化呈现。采集层是该框架的输入层，医学上目的直接决定采集资料的选择。分析层负责数据的清洗、加工、挖掘、建模，在这一环节中，计算设备、软件、开发环境自然是重要因素。应用层则是数据转化成果的输出层，多为健康评估、诊断辅助等。
可穿戴POCT属于采集层的范畴。采集层是ETL管道的起始处，涉及生物信号转化为数字信号的关键步骤。因此，有如下性能指标需要关注：
1. 无感/无创：感官或痛觉的刺激会提升患者的应激水平，从而影响信号质量。感/创程度是可穿戴设备设计要考虑的首要因素。
2. 精度：数据质量
3. 灵敏度：数据价值
4. 通量：这涉及到采集层与分析层的联动。高通量、多模态的数据采集会增加分析层的计算资源，但也有利于应用层出更精确的结果。由于穿戴设备大小限制，采集层不宜负载较重的预处理任务，做到基础的质控即可。
5. 传输效率（同步性）：ETL管道的流速决定了检测效率。

连续性血糖监测技术

What is CGM?

由于人体血液葡萄糖水平会随着饮食、运动、药物、情绪及应激等情
况随时发生变化，因此糖尿病患者尤其是治疗初期或治疗效果不佳时，需要多点、定时、频繁地监测血糖水平。
CGM（continuous glucose monitoring，持续葡萄糖监测）技术相较于传统的手指末梢血糖监测，可以提供更加全面和丰富的血糖信息。

分类

微创植入式

  • 回顾式：批处理
  • 实时式：流处理
  • 瞬感扫描式（FGM）：工厂校准原理，无需采集指血进行校正
  • 导管型：须皮下植入手术

无创微透式

  • 基本原理：皮肤电极接触
  • 问题：皮肤不良反应（电场控制）；准确度不够
  • 进展：超薄类皮生物传感器与纸电池供电ETC集成


Chen Y, Lu S, Zhang S, et al. Skin-like biosensor system via electrochemical channels for noninvasive blood glucose monitoring. Sci Adv, 2017, 3(12): e1701629. DOI: 10.1126/sciadv.1701629.

无创光学式

  • HG1-c：美国 C8 MediSensors 公司研发。外形似一种无创、紧贴皮肤的腰带，工作时光源发出的光被皮肤散射，对葡萄糖的拉曼特征进行高度特异性的检测，传感器部件计算出血糖浓度后会将信息通过蓝牙发送到使用者手机上，该仪器可以储存8个月的数据，以达到对患者的血糖浓度进行持续监测的目的。

  • CoG：以色列CNOGA公司研发。通过红外光谱无创检测手指尖毛细血管和组织间液葡萄糖的系统，检测窗内 4 个发光二极管对指尖发出约600 ~ 1 000纳米离散波长的红外光波，当光波通过组织和血液毛细血管时，光被部分吸收，从而改变光信号。然后横过的光投射到设备的彩色图像传感器上，相机实时拍摄穿过指尖组织的光线。彩色图像存储在数字存储器中，通过在数字处理器单元中执行的专用算法进行分析计算出葡萄糖含量。

主要参考

[1] ZHU Yun-chi, ZHAO Zuo-han, TONG Cheng-da, XIA Xiao-jun. A Review of Multimodal Education Evaluation Research under the 3A Framework[J]. Journal of Bio-education: To be published
[2] 唐峻岭, 董璐, 王煜非. 持续与无创葡萄糖监测技术的发展与应用 [J] . 中华检验医学杂志,2019,42( 11 ): 914-918. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2019.11.004
[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会.即时检测 质量和能力的要求:GB/T 29790-2013[S],2013.